Способ определения пространственных кинематических параметров суставов в эксперименте

 

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 трансверсальной плоскостям, что обеспечивает точность измерения пространственных угловых и линейных характеристик суставов . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1284515 А1 (59 4 А 61 В 5/10

° . "... Г у,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3694749/28-14 (22) 13. 01. 84 (46) 23.01.87. Бюл. Р 3 (71) Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им, Н.Н. Приорова (72) О.В. Оганесян,. Н.В. Терехова и Н.И. Пьянов (53) 615.475(088.8) (56) Филатов В.И. Клиническая биомеханика;Л.: Медицина, 1980, с. 28. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

СУСТАВОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ (57) 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 трансверсальной плоскостям, что обеспечивает точность измерения пространственных угловых и линейных характеристик суставов. 1 ил.

1284 5 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 постоянный 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 40 сустава.

Анатомический препарат сустава человека, освобожденный 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 мьшщ-сгибателей фикКоординаты точки (М,Y, 2 ) через которую проходит ось мгновенного перемещения сустава, для i-ro интервала определяют, решая систему линей50 ных уравнений: (3) Изобретение относится к медицине, а именно к методам определения кинематических параметров в суставе в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, 5

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 тарированной шкалой 3, фиксированнук к пло15 скости 4 посредством стоек 5 с установленной в ее плоскости подвижной

1 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

15 2 сируют винтом гибкую тягу 22, перекидынаемую через блок 23, На этом же суставном конце с помощью винтов закрепляют постоянный магнит 14, 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 пп отвесу 19 ° По шкалам 3,7 и 10 регистрируют начальное положение центра головки винта 11, Перемещение сегмента на заданный угол сгибания осуществляется посредством гибкой тяги 22, при этом магнит

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

15 или 20 . Регистрацию линейных и угловых параметров проводят в начальном положении подвижного сегмента, а затем в конце каждого интервала сгибяния. Линейные координаты (",у;,Z;) 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 и;, угол ротации ц, .угол приведения — отведения 9, отсчитывают соответственно по шкалам 13, 17 и 18. (1-A«)X,+A, y +A,„Z.=,, (1)

Аг, Хо +(1-Azz )qо+АгЗ Ео Ег (2) где A, cos 9; cos у;

А,г =-sing, соя& sing

sin 9;cos q ;, 1284515

=х; -х ; у у

7, — Х 1 з

Е, Еэ где Х;

Y, Z

Ч;=Ч;-Ц;, )

V; Vi

8 =8;-е;, 15 жения сустава к оси Х, оси У и оси

Z в i-том интервале сгибания определяют по формулам:

l I

Y Z;-Y,"Z; (3, = + arccos - - — — ——

Х1 !

Х, Z;-Х;7,;

M = > arccos — — — — — — 1 Ri

R; = (7 Zl-Yi Z; )+(Х, Z -Х; Z; )+(Х., У; -Х; Y )

Преимуществом спос6ба определения пространственных кинематических параметров суставов в эксперименте является точность измерения пространственных угловых и линейных характеристик с учетом физиологического наклона 35 мгновенной оси движения сустава и одновременного пространственного ее перемещения в сагиттальной, фронтальной, трансверсальной плоскостях.

Формула иэ обретения

Способ определения пространственных кинематических параметров суставов в эксперименте путем укрепления 45 на конечности датчика углового переA, = -cosЙ, s1пт cosЧ,+

+sinК sing ., 1

Л = -sing . cosp., Aö = з1пВ sing, sin((;

-cos 9, cosg, ;

А = sing ;sin4 ;ñoñcji; +

+ cosQ sing, А, = -ssinny ;

Aqg = -cos4p; sin(1i

А = сОзч . соя(,; где ц ;, g ; 6 определяют из соотношений: в которых(;, Д;,,О;, - значения углов в конце (i-1)-го интервала сгибания, ц;,у;,В, — значения углов в конце i-ro интервала сгибания °

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

Х;,, Y;,, Z;, — значения координат головки винта 11 в конце (i-1)-го интервала сгибания X,, Y., 7.; — координаты головки винта 11 в конце

i-го интервала сгибания.

Углы наклона мгновенной оси двиХ Y;-H;Y

И = +arccos

Zi Я.

1 мещения с размещением оси вращения шарнира датчика против мнимой оси вращения сустава, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью выявления кинематической патологии суставов, фикси° руют 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 изменя- ют положение подвижного сегмента сустава в основной плоскости перемещения, вычисляют координаты мгновенной оси движения сустава и ее углы.наклона к сагиттальной, фронтальной и трансверсальной плоскостям.

1284515

Составитель M. Пластинин

Техред N.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Шандор

Подписное

Заказ 7591/3 Тираж 594

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Чосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигрлфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная„ 4