Способ определения механических свойств биологических мягких тканей Советский патент 1991 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к медицине и биологии, конкретно, к способам оценки состояния биологических мягких тканей по их механическим характеристикам, и может быть использовано в трансплантологии для контроля состояния донорских органов и тканей, для объективного определения степени отечности ткани, в спортивной медицине для оценки степени тренированности спортсменов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа.

Пример 1. Определение степени восстановления мышцы после физической нагрузки.

Доброволец А., 33 лет, рост 175, вес 74 кг, подвергался велоэргометрической пробе мощностью 150 Вт в течение 8,5 мин.

После пробы производилось измере ние механических свойств бедренной мышцы испытуемого по предлагаемому способу0

К наконечнику диаметром 5 мм прикладывали груз весом 400 г и регистрировали перемещение и скорость наконечника во времени в течение 100 с. На кривой зависимости осадки от времени отмечается в начале быстрая, практически мгновенная осадка ,2 мм, а затем постепенное увеличение осадки до значения ,7 мм. Затем производилась мгновенная раз- грузка наконечника, при этом релак садия происходила с большей скоростью, чем ползучесть при нагружении.

о

Јъ

ьо

со

Затем по формулам рассчитывались величины Ё (модулу мгновенной упругости), -Ео« (модуль длительной упругости), «А и (показатели прямой и обратной ползучести ткани). После этого через 15 мин, 1 ч, 2 -ч и 3 ч производили повторную оценку механических свойств мышцы. Результаты измерений отражены в табл. 1.

Таблица1

ц.

Показатель, измеряемый по из вестному способу.

Из табл. 1 видно, что восстановление мышцы после физической нагрузки Фактически закончилось к 1 ч отдыха. В дальнейшем механические характеристики мышцы практически не изменялись с Кроме того, видно, что модуль длительной упругости, который измеря- ется в известном способе, является малочувствительным показателем восстановления мышцы.

Пример 2. Определение механических свойств донорской почки.

Опыт проводился на беспородной собаке весом 8,5 кг. Под нембуталовым наркозом производилась перевязка почечной вены левой почки на 10 мин, после чего обе почки иссекались и по- мещалйсь в охлажденный до раствор Кребса.

Затем проводилась оценка механических свойств каждой почки аналогично предыдущему примеру (однако время измерения равно 120 с) с предварителным сжатием каждой почки корпусом с усилием 500 г и величиной тестового воздействия 200 г. Результаты исследования отражены в табл. 2. 1Таблица2

Почка ТЕ Е ft, JЈ

Показатель, измеряемый по известному способу.

5

0

5 д

Из табл„ 2 видно,в результате перевязки левой почечной вены произошел отек тканей левой почки, причем в отличие от примера 1 при отеке происходило изменение обратной ползучести в существенно большей степени, чем прямой, что является признаком отека ткани Такая разница не фиксируется по известному способу, где измеряется только Ео.

П р и м е р 3. Измерение механических свойств ягодичной мышцы человек а о

Испытуемый Б„, возраст 32 года, рост 186 см, вес 85 кг„ В положении испытуемого лежа на животе устанавливали нагрузку на ягодичную мышцу испытуемого. Регистрировали перемещение и скорость перемещения во времени„ После sforo нагрузку снимали с ягодичной мышцы испытуемого. После 5-минутного отдыха повторяли всю описанную процедуру при времени измерения 100 чс, затем вновь повторяли процедуры при времени измерения 120 и 150 с„ Результаты измерений отражены в табл. 3„

Таблица 3

Показатели

Значения показателей при времени измерения, с

(80 Т 100 I 120 |

150

Из табл. 3 можно видеть, что при времени измерения меньше 100 с ошибка модуля мгновенной упругости составляет 3%, ошибка измерения модуля длительности упругости составляет 14%, ошибка измерения показателя прямой ползучести равна 21%, а ошибка измерения показателя обратной ползучести составляет 20%. Это происходит потот му, что процесс ползучести ко времени измерения, меньшему 100 с, еще не завершился. Из табл. 3 также можно видеть, что показатели, полученные при временах измерения 100 и 120 с, отличаются друг от друга на 2-3%, что находится в пределах ошибки измерений. Из табл. 3 также видно, что дальнейшее увеличение времени измерений не приводит к повышению точ5

Тово

1

является лености результата, оптимальным.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить такие механические характеристики мягких тка- «ей, которые являются более информативными для оценки их функционального состояния.

Кроме того, способ позволяет изме рять их с большей точностью; так, ошибка определения длительного модуля упругости, измеряемого в известном способе, составляет 32%, а по предлагаемому способу 8%.

-.

Ф

6

з о б р

ормула изобретения

Способ определения механических свойств биологических мягких тканей. путем измерения деформации в динамическом режиме, отличающий- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, измерения деформации начинают в мо- JQ мент приложения и снятия механического усилия, проводят в течение 100- 200 с, а затем рассчитывают скорости деформации и релаксации, модули мгновенной и длительной упругости, показатели прямой и обратной ползучести.

Изобретение относится к медицине и биологии, а именно к способам оценки состояния биологических мягких тканей по их механическим характеристикам. Цель - расширение Функциональных возможностей способа. Для этого устанавливают нагрузку на исследуемую ткань. Регистрируют перемещение и скорость перемещения по времени. После этого нагрузку снимают. После 5-минутного отдыха повторяют всю процедуру при времени измерения 120-150 с, а затем рассчитывают скорости деформации и релаксации, модули мгновенной и длительной упругости, ,показатели прямой и обратной ползу- чести. Предлагаемый способ позволяет получить такие механические характеристики мягких тканей, которые являются более информативными для оценки их функционального состояния, а также позволяет измерять их с большей точностью, ошибка составляет 8%, 3 табло с 5S (Л