Способ определения механических свойств кожного покрова Советский патент 1990 года по МПК A61B5/103 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам определения механических свойств биологических тканей, и может быть использовано в пластической и ожоговой хирургии для контроля состояния пересаженной кожи, в геронтологии, косметологии и физиотерапии для контроля состояния кожи человека при различных воздействиях на организм.

Целью изобретения является повышение точности способа.

На фиг. 1 изображено приспособление в исходном состоянии; на фиг. 2 - то же е рабочем состоянии; на фиг. 3 - график заЕзи- симости расстояния между стержнями от времени.

Способ осуществляется следующим образом.

Выбирают участок кожи, механические свойства которого подлежат определению На этом участке образуют кожную складку и

определяют толщину кожного покрова при сжимающем давлении 10-20 г/см, Затем к поверхности кожи прикрепляют торцовой частью два стержня диаметром 2-5 мм на расстоянии 15-50 мм один от другого. Прикрепление стержней осуществляют либо с помощью присосок, либо путем приклеивания поверхности кожи биологическим клеем. Затем в направлении, параллельном поверхности кожи, к стержням прикладывают раздвигающее усилие величиной 50- 200 г и регистрируют расстояние между стержнями во времени li(t) и скорость расхождения стержней Vi(t). Затем со стержней снимают раздвигающее усилие и регистрируют уменьшение расстояния между стержнями и скорость этого уменьшения.

Для осуществления способа предлагается приспособление, содержащее два стержня 1 и 2, установленные с помощью осей в подпятниках 3 с возможностью повоел

00

о

Os XI

о

рота. Приспособление содержит также пружину 4, к которой прикреплены две нити 5 и 6. Нить 5 прикреплена к переключателю 7, а нить 6 к стержню 1.

В исходном состоянии переключатель 7 установлен так, что нить 6 провисает, а нить 5 натянута и принимает на себя усилие пружины 4 (фиг. 1).После прикрепления торцов стержней 1 и 2 к коже поворачивают переключатель 7, нить 5 провисает, пружина 4 натягивает нить 6, которая передает усилие к рычагу 1 (фиг. 2). Под действием усилия тестируемый участок кожи растягивается, стержень 1 поворачивается, вместе с ним передвигается прикрепленный к нему экран 8, перекрывающий окно фотодиода 9, работающего в аналоговом режиме, сигнал с которого, пропорциональный перемещению стержня 1, записывается на регистраторе (не показан).

Механические свойства кожи: модуль мгновенной упругости Е, модуль длительной упругости Еоо, показатели прямой и обратной ползучести yi и yz, определяют по .формулам;

Е 3,25 F 4яа(1з - а)

)

1

3,25 F I л , II ч . 4яа(и-а) I d Г

- 11 уг{а - г;-чт где d - диаметр зоны приложения уси- лия;

О- толщина кожного покрова;

г-время измерения ;

1з - точка излома исследуемой зависимости li(t);

In - ее асимптота (фиг. 3).

Пример. Доброволец С,, 36 лет, рост 179 см, вес 86 кг. Исследуют механические свойства кожи запястья. К коже прикрепляют с помощью клея стержни диаметром

мм на расстоянии 20 мм один от другого. ежду стержнями ступенчато создают усиие, равное 200 г. Регистрируют расстояние ежду стержнями li(t) и скорость расхожде- ния стержней Vi(t).

На кривой li(t) определяют величину ,9 мм, при которой происходит начальный излом кривой,и конечную асимптоту 14 5,6 мм (фиг, 3). Затем снимают нагрузку со стержней и регистрируют зависимость от времени сближения и скорости сближения стержней. Затем по формулам рассчитывают мгновенный модуль упругости Е 2,3; длительный модуль упругости .4 и по- казатели прямой и обратной ползучести yi 8,3 и у2 14,2.

С помощью предлагаемого способа значительно повышается точность измерения механических свойств кожного покрова; ошибка по предлагаемому способу составляет 9-16%, а по известному способу - 23- 48%.

Формула изобретения Способ определения механических свойств кожного покрова путем приложения к коже механического воздействия, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности способа, скачкообразно прикладывают к коже растягивающее усилие в направлении, параллельном ее поверхности, регистрируют расстояние между зонами растяжения и скорость растяжения, снимают растягивающее усилие, регистрируют расстояние между зонами приложения усилия и скорость сжатия, модуль мгновенной упругости Е определяют по формуле

Р ;:

3 25F,n.()

4 ла(1з- а) где F - создаваемое усилие;

о- толщина кожного покрова;

1з - точка излома исследуемой зависимости;

а - расстояние между стержнями, до приложения усилия;

d - диаметр зоны приложения усилия, и по уровню модуля мгновенной упругости определяют механические свойства кожного покрова.

Изобретение относится к медицине и касается способа определения механических свойств кожного покрова. Целью изобретения является повышение точности способа. Цель достигается тем, что в способе определения механических свойств кожного покрова путем приложения к коже механического воздействия к поверхности кожи скачкообразно прикладывают растягивающее усилие F, регистрируют увеличение расстояния между зонами приложения усилия (F) и скорость их расхождения (V 1+), затем снимают растягивающее усилие и регистрируют уменьшение расстояния (L 2T) и скорость уменьшения расстояния между зонами, к которым прикладывалось усилие (V 2T), а механические свойства в виде модуля мгновенной упругости E, модуля длительной упругости E @ и показателей прямой и обратной ползучести γ 1 и γ 2 определяют по формулам.

Фиг.1

1

L X

Фиг. 2

0ue.J