Способ определения пространственных кинематических параметров суставов в эксперименте Советский патент 1987 года по МПК A61B5/10 

Изобретение относится к медицине, а именно к методам определения кинематических параметров в суставе в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Целью изобретения является выявление кинематической патологии суставов ,

Способ осуществляется посредством разработанного устройства.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство имеет прямоугольную раму 1 с направляющими 2 и тарироЮ

сируют винтом гибкую тягу 22, перекидываемую через блок 23. На этом же суставном конце с помощью винтов закрепляют постоянный магнит 1А, на который устанавливают опору 15 с угловыми шкалами 17 и 18 и отвесом 19.

Перед измерением угловую шкалу компаса 13 устанавливают в нулевое положение, а угловые шкалы 17 и 18 - строго по отвесу 19. По шкалам 3,7 и 10 регистрируют начальное положение центра головки винта 11.

Перемещение сегмента на заданный угол сгибания осуществляется посредванной шкалой 3, фиксированную к пло- - ством гибкой тяги 22, при этом магнит

скости 4 посредством стоек 5 с уста новленной в ее плоскости подвижной планкой 6 со шкалой 7 и роликами 8, причем в сквозном пазу планки 6 установлена подвижно каретка 9, снабженная подпружиненной тарированной шкалой 10, свободный конец которой заканчивается винтом со сферической головкой 11 и установлен перпендикулярно плоскости 4, при этом одна из сторон прямоугольной рамы 1 жестко связана с кронштейном 12, поддерживающим измерительное устройство в виде компаса 13, ориентированного плоскостью параллельно плоскости 4, в состав измерительного устройства 13 входит постоянньй магнит 14, опора 15, связанная через шаровой шарнир 16 с угловыми шкалами 17 и 18, ориентированными под прямым углом друг к другу, и отвесом 19, фиксированным в верхней части опоры 15, что дает возможность регистрировать численные значения кинематических параметров сустава.

Анатомический препарат сустава человека, освобожденньм от мягких тканей с сохранением капсулы и связок, устанавливают на плоскость 4 так, чтобы основная плоскость движения подвижного сегмента была параллельна этой плоскости, а наиболее выступающая точка костного выступа вблизи суставной щели неподвижного суставного конца совпадала бы с осью магнитной стрелки компаса 13, после чего сегмент фиксируют к плоскости 4 гвоздями Гоффмана 20, проведенными через пластину 21. На подвижном суставном конце с помощью винта 11 закрепляют свободный конец тарированной шкалы 10, а в месте анатомического крепления мьштц-сгибателей фик

сируют винтом гибкую тягу 22, перекидываемую через блок 23. На этом же суставном конце с помощью винтов закрепляют постоянный магнит 1А, на который устанавливают опору 15 с угловыми шкалами 17 и 18 и отвесом 19.

Перед измерением угловую шкалу компаса 13 устанавливают в нулевое положение, а угловые шкалы 17 и 18 - строго по отвесу 19. По шкалам 3,7 и 10 регистрируют начальное положение центра головки винта 11.

Перемещение сегмента на заданный угол сгибания осуществляется посред- ством гибкой тяги 22, при этом магнит

0

5

0

5

0

5

0

14с установленной на нем опорой 15, двигаясь относительно неподвижного суставного конца, приводит в движение магнитную стрелку компаса 13, отклоняя ее на заданньй угол сгибания,

при этом угловые шкалы 17 и 18 отклонятся от вертикальной оси отвеса 19, шкала 10 сместится относительно шкал 3 и 7 и одновременно изменится ее длина под действием пружины, вмонтированной в каретку 9.

Перемещение сегмента проводят дискретно, разбивая полный угол сгибания сустава на несколько интервалов (i интервалов), например по 10 или

15или 20 . Регистрацию линейных

и угловых параметров проводят в начальном положении подвижного сегмента, а затем в конце каждого интервала сгибания. Линейные координаты ) одной из точек подвижного сегмента (головки винта 11) регистрируют соответственно по шкалам 10,7 и 3 (фиг.1). Угловые координаты сегмента, к которым относятся угол сгибания tp; , угол ротации gi , .угол приведения - отведения 0; , отсчитывают соответственно по шкалам 13, 17 и 18.

Координаты точки (X,Yo,Z(,), через которую проходит ось мгновенного перемещения сустава, для i-ro интервала определяют, решая систему линейных уравнений:

(1-А„ )Х„+А„4 +А„г Е,, + (1-А2г)о+А

5

Aj Xg

АЗ, Хд +A3,Cf,

+ (1-А,з)

(1)

(2) (3)

и

Д л,2

COS 9- cosvi , -sin(| . cos(9; - sin0 ;cos(f;,

312845

А,. -cosQj sinf ;cosq ,+

+sin9. sintp ., A -sinO ; coscp, A22 sin9-sin( ; -COS0;

A2 sin0 ;sin(« ;coc4 ; +

+ cosSJsinqil; АЗ, -sinc ,, -cosV; sinQj. ; A,, cos(jcos(| -;fO

cp ; , (f l ,9- определяют из- соотний:

-Cfi-, j

0: 9;-9;., ;

в которыхд);, ,, 6 ;., значения углов в конце (i-1)-ro интервала сгибания, qi; , , 8; - значения углов в конце i-ro интервала сгибания.

Коэффициенты Е,, Е, Е в уравнениях (1), (2).и (3) определяют по формулам:

где

R. |(Y Z; -YC 7. )4(Xj z; -X ; Z, ) +(x: Y; -x; Y; Г

Преимуществом спосо ба определения пространственных кинематических параметров суставов в эксперименте является точность измерения пространственных угловых и линейных характеристик с учетом физиологического наклона мгновенной оси движения сустава и одновременного пространственного ее перемещения в сагиттальной, фронтальной, трансверсальной плоскостях.

Формула изобретения

Способ определения пространственных кинематических параметров суставов в эксперименте ттутем укрепления 45 на конечности датчика углового переЕ, X, - X;

Е, У; - У; Е Z - Zгде XJ А„ Х,, +А,,У„, -н А,, Z,,, Y; А,,Х;., + Aj.Y,-., + A,,Z;., ; Z; A,,Xi.., ,,, 4-A,,Z..,

X;., , Y;., , Z;., - значения координат головки винта 11 в конце (i-l)-r интервала сгибания; Х. , Y; , Z; - координаты головки винта 11 в конце i-ro интервала сгибания.

5

0

Углы наклона мгновенной оси движения сустава к оси X, оси У и оси Z в i-TOM интервале сгибания определяют по

,-,Y Z;-Y;Zi

СО, ± arccos -J-- --i-L ;

I

I I

iл , Д 1 л i if t

CO y; i arccos ---------,

II

у у тт , Y.

U,: ±arccos i

Zl

мещения с размещением оси вращения шарнира датчика против мнимой оси вращения сустава, отличающий- с я тем, что, с целью выявления кинематической патологии суставов, фиксируют один из сегментов, размещают над мыщелком неподвижного сегмента измерительное устройство в виде компаса, а на подвижном укрепляют постоянный магнит и опору с угловыми шкалами и отвесом, дискретно изменяют положение подвижного сегмента сустава в основной плоскости перемещения, вычисляют координаты мгновенной оси движения сустава и ее углы.наклона к сагиттальной, фронтальной и трансверсальной плоскостям.

Изобретение относится к методам определения кинематических параметров в суставе в трех взаимно перпендикулярных плоскостях С целью выявления кинематической патологии фиксируют один из сегментов анатомического препарата сустава человека с со хранением капсулы и связок, размещают над ним и на подвижном сегменте измерительные устройства, выполненные в виде компаса, постоянного магнита и опоры с угловыми шкалами и отвесом, дискретно изменяют положение подвижного сегмента сустава в основной плоскости перемещения. Вычисляют координаты мгновенной оси .движения Сустава и ее углы наклона к сагиттальной, фронтальной и трансвер- сальной плоскостям, что обеспечивает точность измерения пространственных угловых и линейных характеристик суставов. 1 ил. (Л N9 00 4i СЛ

Редактор А. Шандор

Составитель М. Пластинин

Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 7591/3Тираж 594Подписное

ВНИШта Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, l IocKBa, , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигряфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4