УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПОЛУКРУЖНЫХ КАНАЛОВ ЧЕЛОВЕКА Советский патент 1973 года по МПК G09B23/28 A61B5/10 

1

Изобретение относится к устройствам ДЛЯ исследования вестибулярного аппарата человека, а именно к устройствам для моделирования системь нолукружных каналов человека.

Известны устройства для моделирования системы полукружных каналов вестибулярного аппарата человека, содержащие изготоВ ленные нз прозрачного материала три соединенных между собой кольцеобразных канала с отростками, заполненных жидкостью.

Основными недостатками известных устройств являются: неадэкватность процессов в модели процессам, происходящим в реальной системе полукружных каналов в силу несохранения в прототипе критериев динамического подобия; низкая точность получаемых результатов и неудобства, связанные с необходимостью .применения микроскопа для наблюдения за Процессами в миниатюрной модели; отсутствие в прототипе каких-либо аналогов купу.л.

Эти недостатки не позволяют изучать динамику процессов, происходящих в полукружных каналах при их вращении.

Предлагаемое устройство, в котором указанные недостатки устранены, отличается от известных тем, что в его каждом полукружном канале, размеры которого увеличены по сравнению с натуральными в заданное число

рйЗ, имеется выпрямленный участок, внутри которого расположена взвешенная в заполняющей канал жидкости модель купулы, выполненная в виде перекрывающих сечение канала подвижных дисков, укрепленных на упругих нитях.

Для регулирования натяжения нитей их концы могут быть прикреплены к вороткам, установленным на отростках кольцеобразных каналов, расположенных соосно с подвижными дисками.

К модели купулы может быть прикреплен светораспределительный экран, а снаружи кольцеобразного канала расположены источник света и фоторезистор, что позволяет осуществлять регистрацию перемещений модели купулы.

Внутри кольцеобразного канала на его выпрямленном участке может быть укреплена направляющая для дисков, благодаря которой исключается вращение дисков.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Динамика процессов, ПроисхОл;ящих в полукружных каналах при ускоренном вращении системы, определяется шестью физическими параметрами: габаритами системы (обозначим любой ее характерный линейный размер через /), динамической вязкостью i и плотностью 5 жидкости в каналах, упругостью к купулярных сил, величиной стимулирующего углового ускорения р и временем t течения процессов. Причем изменение размеров полукружных каналов не сказывается на динамике процессов в них лишь при соответствующем изменении величин ияти остальных онределяющих параметров системы. Согласно теории динамического подобия, динамика натуральных процессов воспроизводится, если при построении MacmTa6Hovi модели сохраняются величины безразмерных отношений:-Й р- i Величины этих отношений и сохранены в предлагаемой модели. Выбор температуры в 20°С в качестве темцературы проведения экспериментов на модели с увеличенными, например, в 49 раз габаритами и заполненной глицерином, обуславливает увеличение плотности внутриканальной среды в 1,26 раза, а ее вязкости в 2130 раз по сравнению с натуральной системой, заполненной эндолимфой, нри 37°С. При этом, в соответствии с требованиями теории динамического подобия, упругая восстанавливающая сила каждой купулы на модели должна быть в 73500 раз больше натуральной, саму модель надо вращать с вдвое меньшим ускорением, чем то, действие которого на вестибулярный аппарат изучается, а процессы в ней будут растянуты во времени в 1,4 раза. Устройство воспроизводит в стекле форму оболочки натуральной системы с увеличенными в 49 раз размерами и включает три кольцевые канала 1, которые имеют форменные ампулы 2 на одном из своих концов и соединены друг с другом через общий объ- 4 ем-утрикулюс 3. Устройство занолнено глицерином через заправочное отверстие 4, закрывающееся пробкой 5. В ;каждом из каналов / на малом ( - часть окружности кана204ла) выпрямленном его участке установлена модельная купула, взвешенная в окружающем глицерине и состоящая из двух дисков 6, скрепленных светораспределительным экраном 7. Установка купулы не в ампулу 2, а внутрь самого канала 1 не искажает динамику искомых процессов. Для имитации упругих сил, действующих на отклоненную из положения равновесия купулу, каждая купула растяпута на упругих нитях 8. Концы упру- 5 гих нитей 8 прикреплены к вороткам 9, позрегулировать величину упругих воляющим сил посредством наматывания на них нитей. Эти нити прямолинейно продолжены в нриделанные к каждому каналу с двух сторон узкие полые отростки 10, которые имеют общую осевую линию с обоими дисками 6 купулы. Наличие этих заполненных неподвижной жидкостью отростков 10 никак не сказывается на динамике течении жидкости в си- 65 5 60 стеме, и в то же время позволяет взять унругую нить 8 увеличенной начальной длинь для расширения диапазона .изменения упругих сил, действующих на отклоненную кунулу и, кроме того, разместить воротки 9 в них, а не в самих каналах I, где воротки мешали бы течению жидкости. Для установления внутри каналов 1 купул стеклянная оболочка сделана разборной. Система регистрации перемещений каждой кунулы использует источник света 11 и фоторезнстор 12, укрепленные над купулой на внешней стороне канала 1 напротив друг друга. Количество света, падающего от источника света 11 на фоторезистор 12, определяется положением в канале светораспределительного экрана 7, прикрепленного к дискам 6 купулы, выполненного из светонепроницаемого материала и имеющего фигурную щель. Для предотвращения нежелательных поворотов вокруг своей центральной оси, которые могут внести искажения при данной схеме регистрации искомых гфодольных неремещений купул, диски 6 посажены на направляющий рельс 13. Для проведения экспериментов устройство помещают на вращательную установку, способную обеспечить нужный режим вращения. Под действием приложенных угловых ускорепни внутриканальная жидкость вместе с купулами смещается вдоль каналов на величину, определяемую характером ускорения, временем его действия и выбором плоскостей вращения. При действии угловых ускорений. величины которых соответствуют физиологическим, перемещения каждой купулы происходят в пределах выпрямленного участка канала. Смещающийся с каждой купулой светораспределительный экран 7 изменяет количество света, падающего на фоторезистор 12, пропорционально отклонению кунулы. По величине сопротивления фоторезистора 12 и регистрируются искомые процессы перемещений купул системы полукружных каналов. Предмет изобретения 1. Устройство для моделирования системы олукружных каналов человека, содержащее зготовленные из прозрачного материала три оединенных между собой кольцеобразных анала с отростками, заполненных жидостью, отличающееся тем, что, с целью изуения динамики процессов, происходящих в олукружных каналах человека при его враении, в каждом кольцеобразном канале местся выпрямленный участок, внутри котоого расположена взвешенная в заполняющей анал жидкости модель кунулы, выполненая в виде перекрывающих сечение канала одвижных дисков, укрепленных, на упругих итях. 2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, то, с целью регулирования натяжения нитеи, их концы прикреплены к вороткам, установленкым на отростках кольцеобразных каналов, расположенных соосно с подвижными дисками.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с п.елью регистрации перемещения модели купулы, к iicii прикреплен светораспределительиый экран, а снарул и кольцеобразного канала расположены источник света и фоторезистор.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью устранения возможности вращения дисков, внутри кольцеобразного канала на его выпрямленном участке укреплена направляющая для дисков.

| ,лХ..:. cvif-.-/ Д

3 у

I

11 I 1,3

.i:4i

0 3