Устройство для моделирования образования грыжи межпозвонкового диска

Полезная модель относится к экспериментальной медицине, а именно к устройствам для биомеханических исследований опорно-двигательной системы. Устройство для моделирования образования (рецидива) грыжи межпозвонкового диска при разгибании согнутого вперед позвоночника содержит станину с нижней опорной площадкой, в центральной части которой находится отверстие, а также находящийся над станиной и подвижно закрепленный на ней элемент, через круглые отверстия в боковых нижних частях которого проходят болты, которые проходят также через овальные отверстия в боковых верхних частях станины; подвижный элемент содержит закрепленную на оси рукоятку, которая стопорится пластинами, пропускаемыми через отверстия подвижного элемента и хомуты, находящиеся на нижней части рукоятки; подвижный элемент содержит верхнюю опорную площадку, в центральной, части которой находится отверстие, причем по углам верхней и нижней опорных площадок расположены закрепленные нижними крюками за ребра станины, а верхними - за ребра подвижного элемента четыре пружины, при этом верхняя и нижняя опорные площадки размещены и соединены таким образом, что при их нахождении в параллельных плоскостях оси отверстий, расположенных в центральных частях площадок, совпадают. Устройство позволяет моделировать приводящую к образованию (рецидиву) грыжи межпозвонкового диска комбинированную нагрузку, возникающую при выпрямлении позвоночника из согнутого вперед положения.

Полезная модель относится к экспериментальной медицине, а именно к устройствам для биомеханических исследований опорно-двигательной системы.

В источниках, определяющих уровень техники, не найдено аналогичных устройств, моделирующих ту же комбинированную нагрузку, что и предлагаемая полезная модель, и то же следствие данной комбинированной нагрузки в виде образования грыжи межпозвонкового диска и ее рецидива. Поэтому мы приводим ниже описание устройств, моделирующих повреждения межпозвонкового диска от осевой нагрузки, а также ее комбинации с другим видом нагрузки.

Известно «Устройство для моделирования компрессии поясничного отдела позвоночника» авторов Черепанова А.В., Симоновича А.Е. (патент 2221536). Устройство содержит рамку, устанавливаемую на плечи лежащего пациента через надплечные упоры и имеющую приемную гильзу с внутренней резьбой, подвижный элемент в виде штока с нажимным винтом и систему ремней.

Технический результат заключается в обеспечении продолжительности осевых компрессионных нагрузок на поясничный отдел позвоночника для выявления динамических протрузий дисков.

Данное устройство не предназначено для моделирования сочетания осевой нагрузки на межпозвонковый диск с нагрузкой на него, возникающей при разгибании позвоночника из согнутого вперед положения.

Известен патент США 5,779,733 на изобретение «Lumbar spine compression device» авторов Willen Jan A.G., Gaulitz Ame, Danielsson Barbro, Nicklasson Thomas. Устройство моделирует осевую нагрузку на позвоночник посредством натяжения гибких лент, расположенных по бокам туловища пациента и крепящихся через ремни к специальному поясу, одетому на верхнюю (грудную) часть туловища, а в нижней части к двум моторам, укрепленным в специальном упоре для ног. Моторы натягивают ленты с обеих сторон. Степень нагрузки фиксируется двумя манометрами. Устройство предназначено для создания длительной осевой нагрузки на позвоночник для выявления динамических протрузий дисков.

Данное устройство также не моделирует ситуацию, которая имеет f место при сочетании осевой нагрузки на межпозвонковый диск с нагрузкой, возникающей при выпрямлении позвоночника из согнутого вперед положения.

Известно «Устройство для моделирования изолированного повреждения шейных межпозвонковых дисков» (патент РФ 2141252).

Устройство содержит два опорных стержня, жестко фиксированных к перекладине и к ударной платформе, подвижный стенд, крепящийся к перекладине, две чашки для фиксации блока шейного отдела позвоночника с помощью сплава Вуда, ротационный патрон, обеспечивающий ротацию позвонков и на время эксперимента крепящийся с чашками к подвижному стенду. Нижняя чашка соединена с малой платформой, на которой имеется вращающийся диск с отверстиями. Перекладина подвижной части копра соединяется с вертикальными стержнями путем ползунов, обеспечивающих при снятии замка подвижность стенду. Технический результат заключается в обеспечении изолированного повреждения межпозвонковых дисков, в частности, разрыва фиброзного кольца, путем сочетания воздействий осевой нагрузки и ротации в среднефизиологическом положении сгибания, разгибания.

Данное устройство также не предназначено для моделирования образования грыжи, ее рецидива.

В работе А.В.Волкова «Экспериментальные модели дегенеративных заболеваний межпозвонковых дисков»

(_) приведен обзор экспериментальных моделей дегенеративно-дистрофических заболеваний межпозвонковых дисков, объединенных автором в четыре основных группы. Рассмотренные автором способы моделируют различные процессы, приводящие к дегенеративно-дистрофическим заболеваниям межпозвонковых дисков, однако в обзоре отсутствуют способы моделирования, отражающие комбинированную нагрузку, имеющую место при выпрямлении согнутого вперед позвоночника.

Раскрытие полезной модели

Предлагаемое устройство для моделирования образования грыжи межпозвонкового диска и ее рецидива, содержит станину 1 с нижней опорной площадкой 2, в центральной части которой находится отверстие 3 (фиг.1).

Над станиной 1 находится элемент 4 (фиг.1, 2), в нижних боковых частях которого имеются круглые отверстия 5 (фиг.2, отверстие закрыто головкой проходящего через него болта 7), а в верхних частях станины - овальные отверстия 6 (фиг.1). Через отверстия 5 и 6 станина 1 и элемент 4 соединены болтами 7 (фиг.1, 2, 4), создающими две оси и возможность совершения элементом 4 вращательного движения вокруг этих осей и вертикального перемещения вдоль длинных диаметров овальных отверстий 6.

Подвижный элемент 4 содержит верхнюю опорную площадку 8, которая, подобно нижней опорной площадке 2, в центральной своей части имеет отверстие 9 (фиг.3).

Станина 1 и подвижный элемент 4 расположены относительно друг друга и соединены таким образом, что при нахождении верхней и нижней опорных площадок в параллельных плоскостях оси отверстий 3 и 9 совпадают.

Подвижный элемент 4 снабжен рукояткой 10 (фиг.1, 2, 3). Рукоятка 10 подвижно закреплена на оси 11 (фиг.1, 3). С помощью хомутов 12 (фиг.1, 3), одетых на нижнюю часть 13 (фиг.3) рукоятки 10, и пластин 14 (фиг.1, 4) рукоятка может неподвижно закрепляться (стопориться) на подвижном элементе 4.

Устройство снабжено четырьмя пружинами 15 (фиг.1, 4), которые своими крюками закрепляются вверху за ребра подвижного элемента 4 рядом с углами верхней опорной площадки 8, а внизу - за ребра станины 1 рядом с углами нижней опорной площадки 2.

Устройство выполнено из листовой нержавеющей стали.

Перечень фигур иллюстративного материала

Фиг.1. Общий вид устройства в нерабочем состоянии с лежащими рядом пластинами 14 для неподвижного закрепления рукоятки 10 на подвижном элементе 4, съемными пружинами 15, прокладкой 17, шурупами 16, образцом позвоночного двигательного сегмента (ПДС) 18.

Фиг.2. Устройство с вертикально поднятой станиной 1 и откинутой рукояткой 10. Между закрепленной на нижней пластине прокладкой 17 и верхней пластиной 8 находится образец ПДС 18.

Фиг.3. Устройство с горизонтально лежащей станиной и откинутой рукояткой 10. Видна верхняя пластина с головкой шурупа, проходящего через отверстие 9 в центральной ее части, с помощью которого к пластине прикреплен образец ПДС.

Фиг.4. Устройство в рабочем состоянии с пружинами 15, создающими компрессию ПДС 18. Образец ПДС 18 закреплен между пластинами шурупами. Нижний шуруп пропущен через прокладку.

Фиг.5. Отклонением рукоятки вверх сгибают ПДС, моделируя нагрузку, возникающую при сгибании позвоночника вперед.

Фиг.6. При возвращении рукоятки в исходное положение и выпрямлении ПДС желеобразное внутреннее содержимое межпозвонкового диска перемещается из межтелового пространства наружу (в позвоночный канал) с образованием грыжи 19.

Для того, чтобы поместить в устройство ПДС 18 и смоделировать в последнем рецидив грыжи межпозвонкового диска, устройство без пружин устанавливают таким образом, чтобы станина располагалась вертикально, а рукоятка 10 была отклонена (отведена) как показано на фиг.2. Между опорными площадками 2 и 8 помещают горизонтально подготовленный образец ПДС 18 таким образом, чтобы передняя стенка позвоночного канала была обращена вверх. Образец ПДС закрепляют между опорными площадками. Отведенная рукоятка 10 открывает доступ к верхней части верхней опорной площадки 8. Вкручивают шуруп 16 через отверстие 9 в верхней опорной площадке 8 в один из позвонков ПДС 18. Через отверстие 3 в нижней опорной площадке 2 вкручивают другой шуруп во второй позвонок ПДС 18.

Для компенсации различий в высоте сменных образцов ПДС используются прокладки 17 из фанеры различной толщины. В этом случае шуруп пропускают через отверстие 3 в нижней опорной площадке 2, через отверстие в прокладке и вкручивают в нижнюю часть ПДС.

После закрепления образца ПДС устройство устанавливают на станину в исходное положение, показанное на фиг.1 и фиг.4, и закрепляют пружины 15 вверху за ребра подвижного элемента 4 рядом с углами верхней опорной площадки 8, а внизу - за ребра станины 1 рядом с углами нижней опорной площадки 2. Через хомуты 12 и отверстия в подвижном элементе 4 пропускают пластины 14 (фиг.4), закрепляя неподвижно рукоятку 10 в подвижном элементе 4.

Перфорируют заднюю продольную связку ПДС на уровне межпозвонкового диска. Это делают для того, чтобы увидеть направление движения массы диска при разгибании ПДС из согнутого вперед положения. Перфорируют также фиброзное кольцо до пульпозного ядра, что воспроизводит состояние межпозвонкового диска человека, возникающее в естественных условиях при дегенерации межпозвонковых дисков. Перфорация вышеуказанных структур имитирует также ситуацию в ПДС у пациента, прооперированного по поводу грыжи межпозвонкового диска задним доступом.

Отведением вверх рукоятки 10 моделируют сгибание позвонков ПДС, аналогичное тому, которое имеет место при сгибании человека вперед. Затем надавливают на рукоятку 10 и перемещают ее в исходное горизонтальное положение. При этом моделируется разгибание ПДС аналогичное тому, которое имеет место при выпрямлении человека после сгибания вперед. При этом овальные отверстия 7 в верхних частях станины 1 позволяют избежать дополнительной нагрузки на ПДС во время возвращении рукоятки из поднятого положения в исходное.

Наблюдается выдавливание желеобразного внутреннего содержимого межпозвонкового диска, моделирующее его перемещение из межтелового пространства в позвоночный канал и образование грыжи.

Авторы подчеркивают различие между сгибанием и наклоном позвоночника. При сгибании позвонки меняют свое взаимное расположение, что деформирует естественные физиологические изгибы позвоночника и создает предпосылки к образованию грыж межпозвонковых дисков. При наклоне позвонки не меняют взаимного расположения, естественные физиологические изгибы позвоночника сохраняются и предпосылок к образованию грыж межпозвонковых дисков не возникает.

При экстензии (разгибании) позвоночника из положения флексии (сгибания) пульпозное ядро межпозвонкового диска устремляется сквозь фиброзное кольцо к задней продольной связке с тенденцией образования протрузии или грыжи диска. Особо очевиден этот процесс у прооперированного по поводу грыжи межпозвонкового диска больного.

В месте выхода удаленной грыжи остается перфорационное отверстие. В него при экстензии позвоночника из состояния флексии внедряется и образует рецидивирующую грыжу оставленная в пространстве между телами позвонков масса диска. В результате возникает повторная грыжа межпозвонкового диска, что составляет до 60% случаев в структуре синдрома неудачно прооперированной спины (fail back surgery syndrome).

Устройство для моделирования рецидива грыжи межпозвонкового диска при разгибании согнутого вперед позвоночника, характеризующееся тем, что содержит станину с нижней опорной площадкой, в центральной части которой находится отверстие, а также находящийся над станиной и подвижно закрепленный на ней элемент, через круглые отверстия в боковых нижних частях которого проходят болты, которые проходят также через овальные отверстия в боковых верхних частях станины; подвижный элемент содержит закрепленную на оси рукоятку, которая стопорится пластинами, проходящими через отверстия подвижного элемента и хомуты, находящиеся на нижней части рукоятки; подвижный элемент содержит верхнюю опорную площадку, в центральной части которой находится отверстие, причем рядом с углами верхней и нижней опорных площадок расположены закрепленные за ребра станины и подвижного элемента четыре пружины, а верхняя и нижняя опорные площадки размещены и соединены таким образом, что при их нахождении в параллельных плоскостях оси отверстий, расположенных в центральных частях площадок, совпадают.