Модель тазобедренного сустава

. К 9 В 23/32 присоединением заявк(23) Приоритет суддРстденкый кдмк СССРпублнковано 07.02,82 1 вктлл Дата опубликования описания делам изобретен и аткрытнк) МОДЕЛЬ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА ния.Цель изобретения - обеспечение возможности воспроизведения и определения давления на суставные поверх. ности при деформации проксимального конца бедра и вертлужной впадины.Пост а вл ен н ая ц ел ь до сти гает ся тем, что в модели тазобедренного сустава, содержащей основание с установленным на нем имитатором бедрен ной кости, соединенный с ним с помощью шарнира имитатор шейки бедра, имитатор головки бедра, установленный во впадине имитатора тазовой кости, связанный с ним и с основанием цилиндр, тяги и тензодатчики, между шарниром и имигатором головки бедра установлен резьбовой цилиндр с тензодатчи каьи, при соединенными к т ензоусилителю, имитатор бедренной кости и шарнир соединены с имитатором т азовой кости с помощью си стемы тя г, при чем тя ги и ми т атора тазовой Изобретение относится к экспериментальной медицине и средствам ими. тации органов и предназначено для регистрации давления на суставные поверхности в условиях моделирования5 различных движений и деформации прокси мал ьно го конц а бедра и вертлужной впадины.Известна модель тазобедренного сустава, которая содержит основание10 с установленным на нем имитатором бедренной кости, соединенный с ним с помощью шарнира имитатор шейки бедра, имитатор головки бедра, установленный во впадине имитатора тазовой кости, связанный с ним и с основанием цилиндр, тяги и тензодатчики 1 .Однако известная модель не позволяет воспооизводить и определять давления на суставные поверхности при деформациях проксимального конца бедра и вертикальной впадины, что чи вает област ь ее испол ьзов3 90395 кости через систему блоков снабжены грузами .Кроме того, имитатор тазовой кости связан с основанием с помощью регулируемых штанг.5При этом имитаторы шейки бедра, головки бедра и впадина имитатора тазовой кости выполнены из высоколеги ро ванной ст. али .На чертеже изображена модель та о зобедренного сустава, общий вид.Модель состоит из основания 1, имитатора 2 бедренной кости к которому с помощью болтов 3 Фиксируется кронштейн 4, Кронштейн 4 содержит шаровой шарнир 5, который с помощью хомута 6 может замыкать различные пространственные расположения шейки и головки бедра. Шарнир имеет резьбу, в которую ввинчивается имитатор шейки бедра в виде резьбового цилиндра 7 с тензодатчиками и системой проводов 8 и 9, идущих соответственно к тензоусилителю 10 и компенсаторному тензодатчику 11. Цилиндр 7 с противоположной шарниру стороны ввинчивается в имитатор 12 головки бедра, которая устанавливается в суставной впадине 13. Суставная впадина 13 прикреплена к имитатору 14 тазовой кости с помощью регулируемых штанг 15. Изменением длины штанг 15 меняется пространст венное расположение суставной впадины 13. В суставную впадину с противоположной цилиндру 7 стороны35 ввинчивается такой не цилиндр 16, к которому могут быть фиксированы тензодатчики. К имитатору 2 бедренной кости прикреплены втулки 17 и 18, а к имитатору 14 тазовой кости - втулЩ ки 19 и 20, через которые проходят системы тяг 21 и 22, имитирующие напряжени е соот вет ст венно прямой мышцы бедра и пояснично-подвздошной мышцы. Для ур авно вещи вани я бедренной кости45 во Фронтальной плоскости (имитация напряжения отводящих и приводящих мышц бедра) к петле 23 имитатора бедренной кости и петле 24 кронштейна 4 фиксируются тяги 25 и 26, которые с противоположнои стороны укрепленыЪФ 5 О на имитаторе тазовой кости. Тяги 21 и 22 через систему блоков 27 снабжены грузами заданной величины. Блоки вращаются на штанге 28, которая укреплена с помощью кронштейна 29 к основанию 30, Кроме того., резьбовой цилиндр 16 прикреплен к основанию 1 через кронштейн 31, а имитаторы шей 3 4ки бедра, головки бедр а, и впадин аимитатора тазовой кости выполненыиз высоколегированной стали,Иодел ь испол ьзуют следующи м образом,Для изучения величины и направле-,ния равнодействующей силы перед исследованием цилиндр 7 с тензодатчикамии и мит атором 12 головки бедр а из влекают из модели, Путем приложения кцентру голоки бедра стандартного усилия (груза) определяется калибровочный сигнал для вертикальной (У), сагиттальной (Х) и фронтальной (2) составляющих, т, е. устанавливается зависимость между силой, приложенной кголовке бедра и электрическим сигналом. После этого на модели исследуется определенное положение головкибедра в суставной впадине, например,при и ми т ации удержания конечности вгоризонтальном положении (разгибание 180, отведение 90 О по отношениюк биспинальной линии, нулевая ротация), Используя шарнир кронштейнапро кси мал ьному концу бедра придается определенный шеечно-диафизарныйугол и угол антеторсии либо ретроторции, К тягам пояснично-подвздошноймышцы и прямой мышцы бедра подвешивают груз заданной величины. Во время нагружения суставных поверхностейсигнал с тензодатчиков регистрируютстрелочным миллиамперметром, Такимобразом, регистрируются три составляющие (Х, У, 2) опорной реакции,которая по законам шарового тела проходит через его центр. Направлениеи величина опорной реакции (а следовательно, и равнодействующей силы).рассчитываются по способу построениясилового многоугольника для пространственной системы сходящихся силпо Формуле:2 Хя,+Х; МИ 1= ро,Й,1= /( +3+Х 91 ИсЛ где В - равнодействующая двух сил,кг;Я - равнодействующая трех сил(общая) кг,углы Ь и О- отклонение равнодей ст вующей, град.На основании расчета углов отклонения равнодействующей силы в сагиттальной (угол с) и фронтальной(угол ) плоскостях определяется точкаее приложения к поверхности головки53 6го конца бедра и вертлужной впадиныи др. Эти данные важны для выработки профилактических и лечебных мероприятий при многих заболеваниях тазобедренного сустава (врожденныйвывих бедра, коксартроз, остеохондропатия, юношеский эпифизеолиз, асеп"тический некроз, последствия травми др.) формула изобретения1. Модель тазобедренного сустава,содержащая основание с установленным на нем имитатором бедренной кости, соединенный с ним с помощью шарнира имитатор шейки бедра, имитаторголовки бедра, установленный во впадинее и ю т атор а тазовой кости, с вязанный с ним и с основанием цилиндр,тяги и тензодатчики, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности воспроизведенияи определения давления на суставныеповерхности при деформациях проксимального конца бедра и вертлужнойвпадины, между шарниром и имитаторомголовки бедра установлен резьбовойцилиндр с тензодатчиками, присоединенными к тензоусилителю, имитаторбедренной кости и шарнир соединеныс имитатором тазовой кости с помощью систею тяг, причем тяги имитатора тазовой кости через систему блоков снабжены грузами.2. Модель по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что иьютатор тазовойкости связан с основанием с помощьюрегулируемых штанг.3 Модель по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что имитаторышейки бедра, головки бедра и впадинаимитатора тазовой кости выполнены извысоколегированной стали.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Беленький В.Е. Некоторые вопрссы биомеханики тазобедренного сустаКандид. диссертация. М., 1962. 5 90 39бедра. Для этого полусфера разделяется сагиттальной и фронтальной плоскостяьи, проведенными через центрголовки бедра и делится на градусы,П р и м е р. При установке тарировочного груза величиной 5 кг кцентру головки бедр а полу чены следующие показатели силы тока в цепи длятрех составляющих: по оси 2 30 мА(1 мА - О, 1 кг). В дальнейшем приуравновешивании конечности в горизонтальном положении при среднефизиологических показателях проксимального 15конца бедра - шеечнодиафизарном угле 127, антеторсии 12 - установлео оно, что сила тока в цепи по оси 2,,соответствует 5 мА, Х 13, 3 мА,У 28,3 мА, Переводя эти показателив кг, получаем: по оси 2 0,85,Х 1,06, У 2,83 кг, Далее по формулерассчитываем 2 = О, 72 кг; Х=21,12 кг, У =- 8,0 кг,.2 + Х + У =2 2.9,84 кг;, йо = 2,95 кг; Р = 3,14 кг( вели чи на равнодействующей силы),Юи с(, = О, 34, угол а= 19 , вами=0,95 О угол= 71 . По показателяму глов и находи м точку приложенияравнодействующей силы к поверхностиголовки бедра, которая будет находиться на пересечении линий, отклоняющихся в сагиттальной плоскостина 190 и во фронтальной на 71Как показали испытания предлагае- Э 5мого устройства для регистрации давления на головку бедра и вертлужнуювпадину, механические и функциональные его возможности полностью отвечают требованиям, необходимым для определения величины максимального давления на суставные поверхности сочленяющихся в тазобедренном суставекостей, а также направления равнодействующей силы в условиях нормы 45и при различных патологических состояниях в тазобедренном суставе, например, при контрактурах, суб- и релюксациях, деформациях проксимально. 4/5 илиал ППП "Патент", г д, ул, Проектная,Уж горо 1/34Тираж 4ВНИИПИ Государствепо делам изобре 3035, Москва, Ж,Подписнокомитета СССРи от крытийкая наб., д