Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей Смирнова, Людмила Михайловна

Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей
<
Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Смирнова, Людмила Михайловна. Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей : диссертация ... доктора технических наук : 05.11.17 / Смирнова Людмила Михайловна; [Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т].- Санкт-Петербург, 2010.- 338 с.: ил. РГБ ОД, 71 11-5/274

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Оценка эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей: состояние; проблемы; задачи 22

1.1. Анализ состояния проблемы в протезно-ортопедической отрасли 22

1.2. Цель и задачи исследования 36

ГЛАВА 2. Информационное обеспечение унифицированной технологии инструментальной оценки эффективности ортезирования и протезирования пациентов с патологией нижних конечностей 41

2.1. Анализ структурно-функциональных свойств биотехнической системы «пациент — протезно-ортопедическое изделие» 41

2.2. Концепция унифицированной инструментальной оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей 51

2.2.1. Классификация пациентов в системе оценки качества ортезирования при патологии стопы и протезирования послеампутации нижних конечностей 51

2.2.2. Показатели функциональной эффективности протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей 57

2.2.3. Критерии оценки результатов протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей 67

2.2.3.1. Система критериев оценки эффективности ортезирования пациентов с патологиями стоп 67

2.2.3.2. Система критериев оценки эффективности протезирования пациентов после ампутации нижних конечностей 83

2.2.4. Проблема выбора эталонных и браковочных значений критериев 99

2.2.5. Поддержка принятия решений при оценке эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей 102

2.2.6. Модель оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей 118

2.3. Особенности оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей на различных этапах изготовления протезно-ортопедического изделия 123

Выводы к главе 2 127

ГЛАВА 3. Методическое обеспечение технологии объективизации оценки результатов протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей 131

3.1. Схема съема биомедицинской информации о состоянии биотехнической системы «пациент - протезно-ортопедическое изделие» 131

3.2. Совершенствование методов получения биомедицинской информации для оценки состояния системы «пациент - протезно-ортопедическое изделие» .139

3.2.1. Биомеханические методы оценки эффективности протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей 139

3.2.2. Усовершенствованный метод компьютерной планто-подографии 151

3.2.3. Усовершенствованный метод рентгеноподографии 162

3.2.4. Усовершенствованный метод анализа взаимодействия стоп с опорой.. 169

3.2.5. Усовершенствованный метод клинометрии и балансографии 176

3.2.6. Совершенствование метода оценки температурной реакции кожных покровов стопы и культи конечности 179

3.2.7. Барография в приемной гильзе протеза 181

Выводы к главе 3 185

ГЛАВА 4. Инструментальное обеспечение технологии оценки результатов протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей и некоторые аспекты ее метрологического обеспечения 187

4.1. Требования к измерительным каналам и структурные схемы измерительно-информационных систем для усовершенствованных методов 187

4.1.1. Измерительно-информационная система для оцифровки и анализа

рентгенограмм стопы

4.1.2. Измерительно-информационная система для подометрии и плантографии 194

4.1.3. Измерительно-информационная система для анализа силового взаимодействия стоп с опорой 201

4.1.4. Измерительно-информационная система для клинометрии и трехплоскостной балансографии

4.2. Унифицированная и специализированные измерительно-информационные системы для оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей 214

4.3. Вопросы метрологического обеспечения унифицированной измерительно-информационной системы 223

ВЫВОДЫ к главе 4 232

ГЛАВА 5. Программно-алгоритмическое обеспечение системы оценки результатов протезирования и ортезирования нижних конечностей 235

5.1. Структура программного обеспечения измерительно-информационных систем для оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей 235

5.2. Основные требования к программному обеспечению измерительно-информационных систем для оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией

нижних конечностей 243

5.3. Алгоритм биомеханического обследования при оценке функциональной эффективности протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей 260

5.4. Основные ошибки на этапах инструментальной оценки эффективности протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей 267

Выводы к главе 5 277

ГЛАВА 6. Апробация технологии оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей 278

Выводы к главе 6 309

Заключение 310

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность работы

Уровень комплексной реабилитации и качество жизни пациентов с деформациями, заболеваниями, ампутационными дефектами нижних конечностей (НК) в значительной степени определяются качеством протезирования и ортезирования, основным показателем которого является функциональная эффективность (ФЭ). Оценка этого показателя на различных этапах протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей (ПОНК) - эффективное средство обеспечения адекватности назначения протезно-ортопедического изделия (ПОИ), правильного выбора его конструкции, индивидуализации ее параметров для пациента, более полной реализации функциональных возможностей, заложенных в конструкцию ПОИ, снижения риска ошибок и негативного влияния ПОИ на состояние опорно-двигательного аппарата (ОДА) и опорно-двигательной функции (ОДФ) пациента.

Недостаток организации контроля в этой области, в отличие от многих других сфер деятельности, не может быть в должной степени компенсирован оценкой ее свойств потребителем и конкуренцией производителей. Причиной этого является как определенное ограничение инвалидов в возможности выбора поставщика реабилитационных услуг, оплачиваемых из средств Федерального бюджета и Фонда социального страхования РФ и распределяемых между предприятиями на конкурсной основе, так и то, что многие из пациентов по субъективным и объективным причинам не имеют должной информации о номенклатуре ПОИ и функциональных требованиях к ним. Кроме того, пациент часто не обладает достаточным опытом для адекватной оценки качества ПОИ. Ситуация усугубляется при нарушении сенсорной функции НК. Поэтому, отдавая должное внимание оценке результатов ПОНК пациентом, надо признать недостаточность ее для защиты качества данного вида деятельности.

В этих условиях особую значимость приобретает объективизация оценки ФЭ ПОНК за счет использования инструментальных средств и информационных технологий (ИТ). В то же время до сих пор не проводилась системная проработка данной проблемы с учетом возможностей современного уровня развития техники и ИТ.

Основной решаемой в исследовании проблемой является научное обоснование методологии и разработка технологии объективизации оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей (деформациями стоп, асимметрией длины конечностей и ампутационными дефектами) на основе комплексного совершенствования информационного, методического, технического (инструментального) и программно-алгоритмического обеспечения данного вида контроля для увеличения объема извлекаемой биомедицинской информации (БМИ) о состоянии пациента, повышения достоверности результатов ее анализа, обеспечения адекватности принятия решения в условиях многокритериальной оценки функционального состояния поливариантной биотехнической системы (БТС) «пациент - ПОИ».

Объект исследования - биотехническая измерительно-информационная система оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей.

Предмет исследования - информационное, методическое, инструментальное и программно-алгоритмическое обеспечение биотехнической информационно-измерительной системы оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей.

Цель работы: научное обоснование методологии и разработка технологии инструментальной оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования, унифицированной для широкого спектра патологий нижних конечностей для повышения уровня реабилитации и качества жизни населения разных категорий, в том числе как условно «здоровых» лиц с незначительными деформациями стоп, так и инвалидов после ампутации конечностей.

Задачи исследования. Анализ данной предметной области позволил определить комплекс задач, решение которых необходимо для достижения цели работы:

обоснование основных принципов и концепции объективизации оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей и унификации данного вида контроля для широкого спектра патологий без утраты индивидуального подхода к пациенту;

разработка модели унифицированной оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей;

разработка системы показателей и критериев оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей с учетом современных требований к протезно-ортопедическим изделиям и возможностей измерительной техники;

разработка новых и совершенствование существующих биомеханических способов регистрации и методов обработки биомедицинской информации о структурно-функциональном состоянии биотехнической системы «пациент - протезно-ортопедическое изделие» для повышения достоверности оценки результатов протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей;

разработка принципов построения и проектирование измерительно-информационных систем оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологий нижних конечностей, в т.ч. их структуры, основных требований к измерительным каналам и программному обеспечению;

разработка технических средств и технологических решений, направленных на повышение достоверности результатов контроля адекватности назначения протезно-ортопедического изделия и оценки его функциональной эффективности;

апробация новых и усовершенствованных способов регистрации и методов обработки биомедицинской информации о состоянии системы «пациент - протезно-ортопедическое изделие», унифицированной системы показателей и критериев оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования;

разработка информационных и обучающих материалов для подготовки специалистов отрасли теоретическим основам и практическим навыкам применения измерительно-информационных систем для оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей.

Методы исследования

В работе использовался системный подход к разработке технологии ФЭ ПОНК и к анализу БТС «пациент - ПОИ», методы поэтапного моделирования БТС, метод анализа иерархий, матричное моделирование.

Для оценки состояния БТС «пациент - ПОИ» применялись: зональная динамо-плантография (анализ распределения нагрузки по зонам стопы); балансография в плоскости опоры (анализ баланса нагрузки в опорном контуре); циклография переката и шага (анализ временных характеристик переката через стопу и шага); циклоди-намография ходьбы (анализ изменения нагрузки на стопы в цикле шага); баропланто-графия (анализ распределения давления по плантарной поверхности стоп); барогра-

фия в приемной гильзе протеза (анализ распределения давления по поверхности культи); термография (для анализа температурной реакции кожных покровов); видеоанализ движения (анализ основных кинематических параметров локомоций); гониогра-фия в цикле шага (анализ функции углов в суставах и шарнирах); клинометрия (анализ асимметрии осанки); трехплоскостная балансография (анализ расположения звеньев БТС относительно оси нагрузки); ихнография (анализ положения стоп в опоре); рентгеноподография (анализ рентгенограмм стопы); подометрия (анализ геометрических параметров стопы); плантография (анализ опорного отпечатка стопы).

Использовались рабочие базы данных обследований ФГУ «СПб НЦЭР им. Альбрехта Росздрава» и некоторых предприятий отрасли: более 2000 пациентов. Научной новизной обладают следующие результаты исследования.

1. Методология унифицированной оценки функциональной эффективности про
тезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей в соответствии с
обоснованными принципами, концепцией и моделью оценки, основой которой явля
ется: во-первых - использование унифицированной системы показателей эффектив
ности, учитывающей комплекс требований к протезно-ортопедическому обеспечению
для основных симптомо-комплексов этих патологий и для основных режимов экс
плуатации протезов; во-вторых - использование системы критериев оценки этих по
казателей, поддерживаемых совокупностью биомеханических способов и методов; в-
третьих - принятие в качестве базовых значений критериев такие значения, которые
теоретически обоснованы как наилучшие; в-четвертых - организация режимов под
держки принятия решения врача на основе метода анализа иерархий как при построе
нии плана обследования, так и при трактовке его результатов в условиях многокрите
риальной оценки.

2. Теоретическое обоснование принципов построения и использования измери
тельно-информационных систем для оценки функциональной эффективности проте
зирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей с учетом за
дач, решаемых на предприятиях протезно-ортопедической отрасли.

3. Структурно-функциональная модель системы «пациент - протезно-
ортопедическое изделие - среда», позволяющая определить особенности оценки
функциональной эффективности протезирования и ортезирования при патологии
нижних конечностей и схему съема необходимой для этого биомедицинской инфор
мации.

  1. Система инструментальных критериев оценки функциональной эффективности ортезирования пациентов, с учетом широкого спектра типов деформаций стоп и асимметрии длины конечностей, и протезирования пациентов после ампутаций нижних конечностей, с учетом планируемого режима использования протеза.

  2. Модели поддержки принятия решения, основанные на матричном моделировании и на методе анализа иерархий процесса: выбора рациональной совокупности критериев оценки для пациента на этапе планирования биомеханического обследования; определения уровня эффективности тестируемых вариантов ортезирования или протезирования пациента.

Достоверность научных положений и выводов

Достоверность научно обоснованной методологии и разработанной в соответствии с ней технологии оценки подтверждается результатами клинических испытаний, широкой и длительной апробацией методов исследования, технических средств и системы унифицированной оценки функциональной эффективности протезирования

и ортезирования нижних конечностей в медицинской практике, согласованностью получаемых данных с результатами экспертных оценок.

Практическую ценность работы для протезно-ортопедической отрасли и населения представляют:

- технология инструментальной оценки эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей, использованием которой достигается повышение качества протезно-ортопедического обеспечения;

новый способ подометрии и плантографии на основе 3-х координатного оптического планшетного сканирования стоп с полуавтоматическим расчетом подографи-ческих и плантографических индексов и критериев;

усовершенствованный метод обработки рентгенограмм стопы с полуавтоматическим расчетом рентгеноподографических индексов и критериев по рентгенограммам, оцифрованным оптическим планшетным сканированием;

усовершенствованный метод анализа динамики давления под стопами с полуавтоматическим расчетом параметров взаимодействия стоп с опорой по массиву сигналов с внутриобувных матричных измерителей давления;

новый способ 3-х плоскостной балансографии с совместной регистрацией и визуализацией изображений фигуры пациента и вектора реакции статической опоры в 3-х плоскостях в общих осях координат пространства и времени;

матричные модели, используемые при формировании плана обследования и оценке результатов протезирования и ортезирования, первая из которых определяет соответствие между симптомо-комплексами, медико-биомеханическими требованиями к ортезам стоп, показателями функциональной эффективности ортезирования и критериями их оценки, а вторая - между двигательными режимами использования протеза, тестовыми локомоциями, показателями функциональной эффективности протезирования и критериями их оценки;

рекомендации по мерам снижения риска методических ошибок и повышения достоверности оценки эффективности протезирования и ортезирования;

измерительно-информационные системы для оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей, при создании которых использовались разработанные в рамках диссертации технические и технологические решения.

Научные положения, выносимые на защиту:

  1. Унификация оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования для широкого спектра патологий нижних конечностей достигается: во-первых - использованием системы показателей эффективности, учитывающей различие в требованиях к протезно-ортопедическому обеспечению для широкого спектра симптомо-комплексов и для основных двигательных режимов эксплуатации протезов; во-вторых - использованием системы критериев оценки этих показателей, поддерживаемых совокупностью биомеханических способов и методов, в т.ч. разработанных и усовершенствованных в рамках диссертации; в-третьих - принятием в качестве базовых значения критериев, теоретически обоснованные как наилучшие; в-четвертых -организацией режимов поддержки принятия решения на основе матричного моделирования и метода анализа иерархий в условиях многокритериальной оценки на этапе построения плана обследования и на этапе трактовки его результатов.

  2. При унифицированной оценке результатов протезирования и ортезирования индивидуальный подход к пациенту достигается: во-первых - за счет его идентификации в системе симптомо-комплексов (при ортезировании) или в системе двигатель-

ных режимов использования протеза с учетом мотивации пациента и его реабилитационного потенциала (при протезировании); во-вторых - за счет изменения значимости альтернатив иерархической модели принятия решения непосредственно при обследовании пациента для адаптации ее к клинической ситуации.

  1. Использование моделей принятия решения, основанных на матричном моделировании и методе анализа иерархий и устанавливающих отношения между идентификационными классами пациентов, показателями эффективности, критериями их оценки и тестируемыми вариантами протезирования или ортезирования пациента, позволяет в условиях многокритериального выбора определить рациональную совокупность критериев оценки при планировании биомеханического обследования и повысить достоверность оценки эффективности тестируемых вариантов для пациента.

  2. Эффективным вариантом построения унифицированной измерительно-информационной системы для обеспечения компромисса между высокой функциональностью и доступным метрологическим обеспечением ее является агрегирование готовых сертифицированных биомеханических комплексов разных изготовителей посредством общей информационной системы, обеспечивающей поддержку принятия решения на этапах оценки. Состав агрегируемых комплексов определяется задачами, решаемыми протезно-ортопедическим предприятием.

  3. Использование трех-координатной подо-плантографии, рентгеноподографии, анализа динамики взаимодействия стоп с опорой внутриобувными матричными измерителями давления в форме стелек, трех-плоскостной балансографии позволяет повысить достоверность контроля адекватности назначения протезно-ортопедических изделий при патологии нижних конечностей и оценки их эффективности.

Совокупность научно обоснованных технических и технологических решений, разработанных в рамках диссертационного исследования и получивших широкое внедрение, обеспечивает значительный вклад в повышение уровня реабилитации инвалидов, социальной защиты и качества жизни широких слоев населения, медико-биологической безопасности России.

Реализация результатов работы

Полученные в диссертационной работе результаты теоретических и прикладных исследований использовались при выполнении НИР в ФГУ «СПб НЦЭР им. Альбрехта Росздрава»: НИР № гос. per. 01.2.00 3 10666 «Разработка методики комплексной оценки состояния стопы на основе результатов плантографических, подометрических и рентгенографических исследований» (2003); НИР № гос. per. 0120.0 508347 «Разработка нормативов оценки состояния стопы для комплексного анализа подометрических, плантографических и рентгенографических данных детей дошкольного возраста» (2005); НИР № гос. per 01.2.006 07768 «Разработка методологии и методического пособия по вопросам реализации объективного контроля функциональной эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей» (2006-2007); НИР № гос. per. 0120.0 407947 «Разработка методики настройки схемы построения протеза на основе клинико-биомеханического анализа после ампутации бедра на проксимальном уровне и вычленения в тазобедренном суставе (2004-2005); НИР по гранту Американского Фонда Гражданских исследований и развития (CRDF) № RB1-2382-ST-02, утв. Комиссией по вопросам междунар. техн. помощи при Правительстве РФ (протокол № 34 от 20.12.2002, удостоверение №1815). Результаты диссертационной работы использовались при выполнении НИР в СПбГЭТУ «ЛЭТИ»: «Разработка технологии объективизации оценки результатов протезирования НК и ортезирования при патологии стопы» (2008-2009); НИР № гос. per. 01.2009.06.240 «Разработка теоретических

основ построения биотехнических систем оценки и управления состоянием человека и окружающей среды» (2009-2010); в рамках Междунар. проекта европейской комиссии по культуре и образованию - TEMPUS JEP 27097-2006 "Developing capability in Orthotic and Prosthetic Education for the Russian Federation" (2008-2010).

Разработанные в рамках исследования алгоритмы диагностики ОДФ и медико-технические требования к программно-аппаратным комплексам (ПАК) для оценки ФЭ ПОНК были внедрены в 1991 г. при совместной работе с НПО «Энергия», ГМП «ВИТ» и ЛНИИП по созданию макетного образца ПАК для анализа силового взаимодействия стоп с опорой «След» - прототип ПАК «ДиаСлед». Требования к программному обеспечению (ПО) комплекса для регистрации, отображения и обработки информации о динамике распределения давления между стопой и опорной поверхностью, в т.ч. блок-схема и дизайн интерфейса пользователя, были использованы в серии ПО «ДиаСлед» (ООО «ДиаСервис», г. СПб) для серийно изготавливаемых ПАК «ДиаСлед» («ДиаСлед-М») - рег.уд. №ФСР 2009/06416 от 18.12.2009 (ООО «ВИТ» и ООО «ДиаСервис», г. СПб). Требования к измерительным каналам (ИК) и к ПО комплекса для подоплантографии и анализа рентгенограмм стопы использованы при разработке серийно изготавливаемых ПАК «Скан», «Скан мобильный» и «Скан мобильный +» - рег.уд. №ФСР 2010/07441 от 22.04.2010 (ООО «ДиаСервис», ООО «ВИТ»). Рабочие места с ПАК «ДиаСлед», «Скан», «ДиаСлед-Скан» созданы более, чем на 100 предприятиях, в т.ч. более 30 ПАК - по заказам Министерства труда и социального развития РФ в рамках выполнения Федеральной комплексной программы «Социальная поддержка инвалидов», утв. постановлением Правительства РФ от 16.01.95 г. № 59 и Федеральной целевой программы «Социальная поддержка инвалидов на 2000 - 2005 годы», утв. постановлением Правительства РФ от 14.01.00. Эти ПАК и информационно-методические материалы по инструментальной диагностике ОДА и оценке ФЭ ПОНК использовались также в ГНЦ РФ «Институт Медико-Биологических Проблем РАН», ФГУ «Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии» им. В.А. Алмазова, ФГУ «СПб НЦЭР им. Альбрехта Росздрава» и др. научных и медицинских центрах.

Результаты диссертационной работы внедрены и используются в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина) в практике научных исследований и в учебном процессе при реализации магистерской образовательной программы «Биотехнические системы и технологии реабилитации и протезирования» по направлению «Биомедицинская инженерия», использовались при выполнении междунар. гранта TEMPUS "Developing capability in Orthotic and Prosthetic Education for the Russian Federation» JEP №27097-2006.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались более, чем на 40 научных конференциях в России и за рубежом: в С.-Петербурге на Междунар. конф. «International conference instrumentation in Ecology and Human safety (IEHS). Proceeding» (1996), Междунар. конгр. «Совр. методы лечения и протезирования при заболеваниях и повреждениях опорно-двигательной системы» (1996), Междунар. конгр. "Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, биомеханика реабилитация инвалидов» (1997); Рос. нац. конгр. "Человек и его здоровье» (1998-2005, 2008-2009); 2-м Междунар. конгр. «Спорт и здоровье» (2005); в Аланье (Турция) на IV-м Междунар. форуме «Стратегия здоровья: информ. технологии и интеллектуальное обеспечение медици-

ны - 97» (1997); в Амстердаме (Голландия) на 1Х-м Междунар. конгр. «World Congress of The International Society For Prosthetics and Orthotics» (1998) и др.

Комплексы, при разработке которых использовались результаты данного исследования, демонстрировались на выставках науч.-техн. достижений в России и за рубежом: Междунар. выставка «Человек и его здоровье. Травматология, ортопедия, протезирование, реабилитация инвалидов» (г. СПб, 1996, 1997; ПАК «ДиаСлед»); Первый Междунар. форум-выставка «Бывшим военнослужащим, сотрудникам правоохранительных органов - социальную поддержку» (г. М.: ВВЦ, 2000; ПАК «ДиаСлед»); Семинар-выставка в РКК «Энергия» с участием президента России, посвящ. Междунар. дню инвалида (г. Королев, 2000; ПАК «ДиаСлед»); Междунар. специали-зир. выставка «REHACare-2001» (Германия, г. Дюссельдорф: стенд Минсоцзащиты РФ, 2001; ПАК «ДиаСлед», «ДиаСлед-Скан»); ежегод. выставки в рамках Рос. нац. конгр. «Человек и его здоровье. Ортопедия - травматология - протезирование - реабилитация» (г. СПб., 2002-2007; ПАК серии «ДиаСлед» и «Скан»); Выставка-конкурс «Лучшая диагностическая и оздоровительная технология восстановительной медицины - 2005» в рамках Отрасл. программы «Охрана и укрепление здоровья здоровых на 2003-2010 г.» (г. М., 2005; ПАК «ДиаСлед», «Скан», «ДиаСлед-Скан»; 11-я выставка «Госзаказ для Лен.области и для МВД, МЧС и Армии - 2008» (г. СПб., 2008; ПАК «ДиаСлед», «Скан», «Скан мобильный», «ДиаСлед-Скан») и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано свыше 100 научных работ, в т.ч.: 21 статья в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определенных ВАК Минобрнауки РФ; более 25 статей в других профильных журналах; более 40 работ в материалах рос. и междунар. науч.-техн. конф.; 7 изобретений и патентов; 2 научно-методические работы; 3 официально зарегистрированные программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 205 наименований, приложения. Основное содержание диссертации изложено на 245 листах, содержит 110 рисунков и 18 таблиц.

Анализ состояния проблемы в протезно-ортопедической отрасли

Для определения состояния проблемы оценки результатов протезирования и ортези-рования в отрасли особый интерес представляет анализ нормативной базы, регламентирующей данный вид контроля.

В этом аспекте необходимо различать два вида продукции: первый - изготовленные промышленным способом технические средства реабилитации - их полуфабрикаты и узлы; второй - услуги по протезированию и ортезированию, результатом выполнения которых является конкретное состояние БТС «пациент - ПОИ», в составе которой и оценивается изготовленное техническое средство реабилитации, рассматриваемое при этом вне отрыва от пациента - с учетом индивидуальных особенностей его опорно-двигательной системы (ОДС), сопутствующих заболеваний и пр.

Следует сделать краткий исторический экскурс, чтобы убедиться в том, что проблема оценки результатов протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей решалась и решается менее успешно, чем оценка качества промышленно изготавливаемых полуфабрикатов и узлов ПОИ, и что настало время, потребности и возможности которого делают первую из этих проблем весьма актуальной.

Еще в 1976 году в Ленинградском НИИ протезирования были разработаны методические указания, предназначенные для работников предприятий, фабрик и НИИ протезной промышленности Министерства социального обеспечения РСФСР, занимавшихся определением медико-технического уровня и качества проектируемой и разрабатываемой продукции (Макаров В. М., 1975 [ 73]). В этих указаниях представлена классификация ПОИ и номенклатура показателей их медико-технического уровня, включая показатели назначения, надежности и долговечности, технологичности, эргономики, эстетики, стандартизации и унификации, патентно-правовые, экономические. Обсуждены особенности применения экспериментального, расчетного и экспертного методов определения показателей качества. Даны рекомендации по выбору аналогов изделия: при аттестации ПОИ по высшей категории качества - образцы, в которых достигнут средний и перспективный мировой и высший народнохозяйственный уровень по международным стандартам; по первой категории - образцы, в которых достигнут уровень изделий, удовлетворяющих потребностям народного хозяйства РФ, стандартов, ТУ и пользующихся спросом у потребителей; при оценке проектируемых изделий - экономически оптимальный или перспективный образец. При этом сравниваемые изделия выбираются аналогичными по назначению, классу и условиям эксплуатации. Рассмотрены этапы процедуры оценки медико-технического уровня и качества ПОИ экспертным методом: формирование экспертной комиссии с учетом показателей качества экспертов, функциональный анализ изделия, выбор и оценка показателей их качества, определение коэффициентов весомости показателей, оценка уровня качества изделия, проверка степени согласованности мнений экспертов. Таким образом, в данных методических указаниях освещаются общие вопросы экспертной оценки качества ПОИ, которые должны использоваться при разработке отраслевых методик оценки медико-технического уровня и качества конкретных изделий. В 1978 г. номенклатура и методы определения количественных значений показателей качества ПОИ, полуфабрикатов к ним, ортопедической обуви были утверждены, а в 1979 г. введены в действие республиканским стандартом РСТ РСФСР 589-78 (исполнители - Ежов М. Д., Казаченко К. И., Демин О. Н.) [ 222]. На основе и в развитие этого стандарта головная и базовые организации по стандартизации должны были разрабатывать руководящие технические материалы по номенклатуре единичных показателей качества и величинам их коэффициентов весомости (значимости), а также по количественным значениям базовых показателей на закрепленные виды изделий. Использование этого стандарта предусматривалось при планировании и прогнозировании уровня качества ПОИ; выборе оптимального варианта при разработке новых изделий; разработке нормативно-технической документации; контроле и аттестации качества; моральном и материальном стимулировании работников за повышение качества; изучении изменения уровня качества во времени; отчетности и информации о качестве продукции. В следующем году на республиканском уровне были обоснованы основные положения для комплексной системы управления качеством продукции на предприятиях протезной промышленности (стандарт РСТ РСФСР 620-79, разработчики - Голиков А. С, Ежов М. Д., Гутник С. Я.) [ 223]. Одновременно с этим был разработан стандарт РСТ РСФСР 621-79, в котором представлена система показателей качества для ортопедической профилактической обуви [ 224].

В 1980 г. Украинским НИИ ортезирования, протезирования, экспертизы и восстановления трудоспособности инвалидов были разработаны методические рекомендации (Яременко Д. А., Ситенко А. Н., Бажина Е. Н., 1980), в которых представлена методика оценки качества значительного числа типов ПОИ и результаты ее применения при оценке продукции, выпускаемой предприятиями Укрпротезпрома [ 161]. В основу оценки положена методика применения экспертных методов для оценки качества продукции, утвер жденная Госстандартом СССР еще в 1973 г., а также методика оценки медико-технического уровня и качества ПОИ, созданная Ленинградским НИИ протезирования (Макаров В. М., 1975) [ 73]. В качестве основных показателей оценки выбраны показатели назначения, надежности, эргономические, художественно-эстетические, технологичности.

В этом же году в Центральном НИИ протезирования и протезостроения разработан руководящий технический материал, определяющий номенклатуру показателей качества искусственных стоп (Ежов М. Д., Куликовских Т. Е., Пластинин М. В., 1980) [ 37]. В работе представлено 7 групп показателей: показатели назначения, общетехнические, надежности, эргономические, эстетические, технологичности, патентно-правовые. Рекомендована применяемость этих показателей для различных типов искусственных стоп, даны их базовые значения и коэффициенты весомости.

В 1984 г. Яременко Д. А. разработал методические рекомендации по исследованию, диагностике и ортопедическому снабжению при статических деформациях стоп [ 162].

После этого периода следует перерыв в области изменения нормативной базы по оценке качества ПОИ нижних конечностей. Но в 1995 г. Ростехрегулирование (Госстандарт России) и Минтруд (Минсоцзащиты РФ) для обеспечения эффективности работ по стандартизации и сертификации технических средств реабилитации совместным приказом № 178/234 от 10.10.1995 создали технический комитет по стандартизации - ТК 381 «Технические средства для инвалидов», в состав которого вошел подкомитет по ПОИ [ 91]. В марте 1996 г. на собрании участников этого подкомитета с представителями ведущих институтов отрасли и организаций производителей ПОИ был намечен план работ по выпуску стандартов в отрасли. Вслед за этим вышла серия ГОСТов, относящихся к постановке требований к ПОИ нижних конечностей и порядку их испытаний.

В 1998 г. введен в действие ГОСТ Р 51191-98, разработанный Ракетно-космической корпорацией «Энергия» совместно с Центральным НИИ протезирования и протезостроения [ 219]. В нем указаны общие технические требования (к надежности, стойкости к внешним воздействиям, эргономике, конструктивные, к сырью и материалам, безопасности) к узлам протезов голени и бедра для взрослых при любом уровне ампутации и при врожденном недоразвитии нижних конечностей по типу культи. В этом же году ГОСТом Р ИСО 10328-98 (синхронизирован с международным стандартом ISO 10328-96) утверждены требования к испытанию конструкций протезов НК, в т. ч., к схемам и основным методам испытаний, методам дополнительных испытаний, выбору образцов для испытаний и оформлению сопроводительных документов к ним, параметрам нагружения при основных и дополнительных испытаниях, к отчету об испытаниях [ 213].

Концепция унифицированной инструментальной оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей

Основным показателем качества ПОНК является функциональная эффективность, под которой следует понимать совокупность показателей назначения этой продукции (услуг по протезированию и ортезированию), характеризующих степень достижения того эффекта, для обеспечения которого она была создана.

Следует уточнить различие в понятиях «функциональная эффективность» и «функциональный эффект». Уровень функциональной эффективности ПОНК зависит от качества выполнения множества этапов протезирования и ортезирования (рис. 2.1). Однако высокий уровень этого показателя - необходимое, но не достаточное условие для достижения положительного функционального эффекта от протезирования или ортезирования пациента. Для этого требуется также высокий уровень других факторов, в т. ч. двигательной активности пациента, которая, в свою очередь, базируется на его реабилитационном потенциале. Большое влияние на формирование положительного эффекта от ПОНК оказывает и позитивная установка инвалида на изменение своего статуса. Если речь идет о сравнении разных протезов или ортезов для одной и той же конечности одного и того же пациента, то оценку ФЭ ПОНК можно свести к понятию оценки ФЭ ПОИ.

Функциональная эффективность БТС «пациент - ПОИ» определяется через результат взаимодействия входящих в нее подсистем: пациента S, технического средства реабилитации Т, среды передвижения С. Для инструментальной оценки ФЭ ПОНК необходимо иметь адекватное представление о структурно-функциональных свойствах БТС «пациент - ПОИ», для чего требуется разработка ее модели на основе анализа локомоций пациента при использовании ПОИ.

Биомеханический анализ движения человека основан на методах, относящихся к «механическому» («механистическому»), анатомо-функциональному и физиологическому направлениям [ 40, 106]. Рассмотрим эти методы на предмет их пригодности для моделирования БТС «пациент- ПОИ - среда» при оценке ФЭ ПОНК [ 134].

Реабилитационный потенциал и двигательная Активность пациента [А] Рисунок 2.1 - Факторы, обеспечивающие функциональную эффективность и функциональный эффект протезирования и ортезирования при патологии нижних конечностей: 1 - промышленное производство узлов ПОИ; 2 - протезирование и ортезирование пациента, 3 - эксплуатация ПОИ. Множество факторов X системы «пациент - ПОИ», влияющих на ФЭ ПОНК, представим как объединение непересекающихся подмножеств (рис. 2.2): X=X(S)KJX{T)VX(Q, где Х(р) - факторы, относящиеся к пациенту, Х(Т) - техническим средствам реабилитации, ДО - окружающей среде.

Обобщенная модель системы «пациент - протезно-ортопедическое изделие - окружающая среда»: БС — биологическая система, БТС - биотехническая система, СРП - система регуляции позы, ОДА - опорно-двигательный аппарат, ОИ - ортопедическое изделие, ТС - техническая система, ПОИ - протезно-ортопедическое изделие, О - обувь, СДО - средства дополнительной опоры; X(S) - факторы, относящиеся к пациенту, - к техническим средствам реабилитации, X(Q - к окружающей среде; воздействия структурного характера, (Е) - энергетического, - (/) - информационного; сплошные линии - взаимодействие физического характера, пунктирные - информационного; Z - характеристики локомоций.

В структуре БТС «пациент - ПОИ» объединены подсистемы, имеющие принципиально различные свойства и законы функционирования. Состояние каждой из этих подсистем характеризуется множеством подмножеств признаков.

Наиболее сложная из них - биологическая система (БС) «пациент». Ее состояние зависит от факторов, относящихся к пораженной конечности - X[ppat)} контралатеральной конечности - , а также подмножества других факторов ОДС пациента, влияющих наОДФ Д ): Д5)=Д5ро)иД5і)иД ). В процессе функционирования БТС на ее состояние оказывают воздействие факторы различной физической природы и характера действия: структурного - Д/у, энергетического - Y(E)} информационного - ДО: Y=Y(R)vY(E)uY(I). Это создает особые трудности при моделировании движения на протезе или с орте-зом НК. Ввиду сложности БС «пациент», ее свойства рассмотрены на рисунке 2.3 более подробно.

Чтобы оценить возможности «механического», анатомо-функционального и физиологического направления для моделирования движения БТС «пациент - ПОИ», в системе «пациент» важно выделить структурные, анатомо-функциональные и физиологические признаки, относящиеся к организму в целом или отдельным его подсистемам и элементам: пораженной и сохранной конечности, комплексу «позвоночник - таз», центральной" нервной системе и вестибулярному аппарату, в частности (рис. 2.3, табл. 2.1).

Моделирование движения БТС «пациент - ПОИ» на основе методов «механического» направления заключается в описании его в математическом виде, определяющем зависимости между характеристиками структуры (ХС) этой БТС, с одной стороны, и биомеханическими параметрами локомоций {ХЪ={ХЬ,}), с другой стороны, по которым рассчитываются критерии оценки {Ке={Кет}) функциональной эффективности ПОИ (Е) по соответствующим показателям {PJ. Подобные модели нашли широкое и успешное применение при разработке конструкций ортезов и протезов нижних конечностей [ 27, 82]. Но в таких моделях сложно учесть анатомо-функциональные свойства БС, определяющие параметры локомоций. Одним из таких свойств является миграция центров масс в кинематической цепи вследствие работы мышц при движении, что затрудняет его анализ.

Частично эта проблема решается методами анализа движения, относящимися к ана-томо-функциональному направлению. Такие методы позволяют учесть анатомо-функциональные характеристики БС (рис. 2.3, табл. 2.1), в т.ч. состояние мышц и суставов, от которых зависят векторы моментов Q(t), формирующих локомоцию

Совершенствование методов получения биомедицинской информации для оценки состояния системы «пациент - протезно-ортопедическое изделие»

В отличие от стопы, кожные покровы культи не предназначены для восприятия весовой нагрузки тела человека. Поэтому опора на протезированную конечность часто сопровождается дискомфортом, болевыми ощущениями и травматизацией культи. Связанное с этим снижение опорной функции протезированной конечности сопровождается опо-ропредпочтением сохранной конечности в статике и сокращением продолжительности переката через искусственную стопу при ходьбе. Это снижает симметрию локомоций и их эстетичность, приводит к перегрузке сохранной стопы.

В норме в построении движения участвует система регуляции позы, включающая зрительные, вестибулярные, тактильные и проприоцептивные группы анализаторов [ 29]. Если на состояние двух первых групп ампутация не влияет, то две последние группы значительно страдают из-за нее. Проприоцептивные анализаторы конечности передают информацию о ее положении в пространстве, тактильные - о качестве опорной поверхности. Эта информация используется для согласованной работы мышц при движении. Сенсорную функцию стопы невозможно воссоздать в протезе. Ее утрата может лишь частично компенсироваться за счет сенсорных свойств культи, для чего в приемную гильзу устанавливают опорный элемент, что придает инвалиду «чувство опоры» на протезе. Из-за недостаточности этой компенсации ходьба на протезах менее координирована.

Вследствие ампутации конечности утрачивается также балансировочная; функция стопы, от которой зависит возможность удержания проекции. ОЦМ тела пациента в зоне опорного контура для минимизации момента силы тяжести, направленного на опрокидывание пациента. Состояние этой функции влияет на способность поддерживать равновесие в статике и при ходьбе. В норме эта функция проявляется за счет работы внутреннего и наружного лучей стопы в противофазе при смещении нагрузки в медиолатеральном направлении. Даже в высоко функциональной искусственной стопе балансировочная функция не может быть реализована в той же степени, что и в здоровой стопе. Частичное восполнение этой функции достигается за счет рациональной конструкции стопы и голеностопного шарнира (ГСШ) - модуля. Однако этого не всегда достаточно, чтобы обеспечить устойчивую ходьбу на протезе.

Н. А. Бернштейн теоретически обосновал и практически подтвердил принцип сенсорных коррекций при управлении движением, согласно которому формирование локомоторного акта происходит по принципу рефлекторно-кольцевой регуляции движения с обратной связью, формируемой на основе афферентных сигналов от рабочего органа движения, воспринимаемых сенсорным центром и используемых для формирования эфферентных сигналов, управляющих движением [13]. Снижение балансировочной функции конечности приводит к нарушению прямой и обратной связи между пациентом и опорой. Ходьба в таких условиях менее координирована и неустойчива. Для поддержания равновесия пациент вынужден использовать компенсаторные движения, что требует от него дополнительных энергозатрат.

В норме нижняя конечность обладает амортизационной функцией, участвующей в снижении ударных нагрузок на суставы и позвоночник, в частности, за счет упругого распластывания стопы под нагрузкой, амортизационного подгибания в КС. При недостаточной компенсации нарушения этой функции культя может испытывать периодические ударные перегрузки. Как правило, искусственная стопа имеет недостаточную амортизацию [171, 190]. Для компенсации этого недостатка в протезе используются демпфирующие элементы и устройства на уровне соединительной стойки, КШ, ТБШ, приемной гильзы [ 146]. Применением ротационных устройств обеспечивается дополнительная функциональность протеза.

С состоянием амортизационной функции непосредственно связана толчковая функция конечности, заключающаяся в ее способности формировать импульс силы для перемещения тела вперед. В протезе для этого используют специальные конструкции и материалы для рекуперации энергии в процессе переката через стопу. Однако даже при использовании высоко функциональных узлов формирование заднего толчка будет затруднено при функциональной недостаточности культи или нерациональной настройке протеза [ 102]. Например, установка искусственной стопы в позицию чрезмерного тыльного сгибания (носком вверх), снижает силу заднего толчка, а слишком жесткий или .опущенный вниз носок, также как и жесткий буфер ГСШ, затрудняет перекат через стопу и приводит к дополнительным энергозатратам.

Утрата функции ГСС и КС и недостаток компенсации их модулями ГСШ и КШ сопровождается нарушением перенососпособности протезированной конечности. В этом случае, чтобы не зацепиться носком искусственной стопы за опору, пациент вынужден приподниматься на носке сохранной стопы или отклоняться на ней в латеральную сторону. Это сопряжено с локальной перегрузкой сохранной стопы и риском ее деформации. Дополнительная перегрузка связана с компенсаторным увеличением продолжительности опоры на нее из-за снижения опороспособности протезированной конечности [ 25].

На качество ходьбы влияет баланс в ОДА. После ампутации, ОЦМ тела пациента смещается вверх и в сторону сохранной конечности на величину, которая зависит от объема усеченной конечности (УК) (рис. 2.5) [ 158]. После вычленения в ТБС, например, может наблюдаться смещение ОЦМ около 18 мм вверх и 95 мм в сторону сохранной конечности. При надетом протезе ОЦМ не принимает нормального положения: иначе протез был бы слишком тяжелым в фазе переноса его над опорой. Это вызывает асимметрию распределения масс в БТС «инвалид-протез», усугубляет снижение устойчивости пациента в статике и при ходьбе и увеличивает амплитуду компенсаторных движений корпусом для удержания проекции ОЦМ в пределах динамического опорного контура для сохранения равновесия.

Унифицированная и специализированные измерительно-информационные системы для оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования нижних конечностей

Все это ограничивает возможности метода при контроле адекватности назначения ПОИ и оценке их эффективности. Поэтому метод нуждается в совершенствовании в плане повышения точности и снижения продолжительности расчета рентгенографических индексов, возможности создания архивных копий рентгенограмм.

Из-за неблагоприятного воздействия ионизирующего излучения на организм человека, особенно детей, рентгеноподография используется ограниченно на этапе определения показаний к назначению ОИ и еще реже на этапе примерки и выдачи изделия, например после проведенного оперативного лечения или при ампутационном дефекте стопы, когда требуется точная информация о положении костей стопы в ОИ под нагрузкой. Поэтому, хотя рентгеноподография не должна вовсе исключаться при оценке ФЭ ПОНК, ее следует заменять на безвредные методы - подометрию и плантографию там, где это возможно [2, 4,7,28,32,48,78, 151 и др.].

Измерение параметров размеров и формы ортезируемой стопы в опоре Во и параметров формы ее опорного отпечатка Со - подометрия и плсштография.

Несмотря на подкупающую, на первый взгляд, простоту подометрии и плантографии, в традиционном варианте исполнения они обладают существенными недостатками, ограничивающими их использование в практике ортопедии. Подометрия в этом варианте заключается в измерении стопы сантиметровой лентой, транспортиром и стопомером, отличается высокой трудоемкостью, низкой точностью и недостаточной доказательностью. Для использования этого метода при оценке эффективности ОИ необходимо совершенствование его уменьшением указанных недостатков. Аналогичный вывод следует сделать и относительно плантографии — давно известного метода, имеющего длительную историю развития, начинающуюся с изучения следов мокрых стоп на полу. Затем были разработаны различные способы получения и сохранения отпечатков стопы: с помощью фотобумаги, засвечиваемой в процессе стояния на ней пациента и обрабатываемой в закрепителе для получения отпечатков; посредством специальных подушек, пропитанных типографской краской и др. [ 147]. Сложность получения плантограмм такими способами и необходимость графических построений на них по линейке и транспортиру для количественной оценки, ограничивает применение метода в практических целях. К настоящему времени (уже после появления первых образцов ПАК «Скан» для планто-подографии и анализа рентгенограмм стопы, при создании которого были использованы результаты, пред 143 ставленные в рамках данного исследования) появились системы для плантографии и по-дометрии, основанные на регистрации изображений стоп фотоспособом [ 239]. Однако при таком способе происходит искажение регистрируемых изображений, связанное с фотосъемкой. Кроме того, в этом случае невозможно получить медиальное изображение стопы в положении пациента стоя с опорой на обе конечности (в ортогональной стойке).

Измерение параметров межзонального распределения нагрузки на ортезируе-мую стопу - Do, протезированную - Dn и контралатеральную - DK - дииамопланто-графия (греч. dynamis сила + лат. planta подошва, + греч. grapho писать, изображать) по плантарной поверхности стопы (или по подошве обуви)

При оценке результатов ПОНК межзональное распределение нагрузки на стопу должно регистрироваться при естественных для пациента локомоциях и только в той обуви, для которой предназначено ПОИ. Это ограничивает применение тренажеров или специальной обуви для обследований с данной целью.

Для анализа межзонального распределения нагрузки измерением ее под подошвой обуви наиболее простой метод был разработан еще в 1987 г. Он заключался в использовании резиновой дорожки с рельефом в виде множества конусообразных выступов. На до-рожку укладывали бумагу, и на ней при ходьбе отпечатывались следы, по которым, с учетом диаметров оттисков, пропорциональных силе давления на конусы, судили о распределении нагрузки под стопой [ 117]. Этот интересный для своего времени способ не позволяет получить первичные данные в удобной для обработки.форме. С развитием техники он был вытеснен использованием матричных измерителей давления в форме напольной дорожки или платформы - коврика. Однако изготовление и обслуживание такой дорожки требует больших финансовых затрат из-за большого количества входящих в нее датчиков давления и высокой их стоимости. При использовании же платформы нарушается стереотип ходьбы в виде торможения перед опорой на платформу и акцентирования переднего толчка (пяткой) из-за необходимости установки стопы в заданную зону. Для сохранения привычного стереотипа ходьбы пациент должен тренироваться, но это может его утомить и привести к дрейфу значений исследуемых параметров движения. Кроме того, на платформе можно регистрировать только один шаг за один проход пациента. Это либо снижает точность обследования, либо требует проведение серии проходов, что увеличивает продолжительность обследования.

Оценить распределение нагрузки по плантарной поверхности можно матричными измерителями давления в форме стелек. Изготовление и обслуживание их дешевле, чем дорожки. Но при обследовании пациентов на протезах, размещение таких модулей в обуви под искусственной стопой сопряжено с определенными трудностями, так как снятие и надевание обуви на стопу протеза требует, как правило, больших усилий. Поэтому, в случае снижения стоимости матричных измерителей в форме дорожки, именно их следует использовать для динамоплантографии под искусственной стопой. Пока же альтернативой может быть совершенствование динамоплантографии матричными измерителями давления в форме стелек, данные измерений с которых могут использоваться как для прямого анализа распределения нагрузки на плантарную поверхность, что особенно важно при оценке качества ортезирования стопы, так и для косвенного анализа распределения нагрузки по подошве обуви, что более целесообразно для оценки качества протезирования НК.

Измерение параметров положения центра нагрузки в опорном контуре ортези-руемой стопы - Ео, протезированной - Еп и контралатеральной - Ек» а также в общем опорном контуре при ортезировании - Еок и протезировании - Ецк в статике и миграции его при ходьбе - балансография в опорном контуре стоп.

Для оценки баланса нагрузки на стопы в статике могут использоваться различные ИИС. Это могут быть: А) динамометрическая тензоплатформа [118, 237, 238]; Б) комплект пружинных весов [ 11, 89]; В) матричные измерители давления в форме платформы или дорожки; Г) матричные измерители давления в форме стелек, вкладываемых в обувь. Более точно измерить нагрузку в статике можно с помощью динамометрической тензоп-латформы или комплекта точных пружинных весов, так как коэффициент передачи нагрузки от стопы к этим измерителям выше, чем к матричным модулям (вариант «В» и «Г»), которые обычно имеют «слепые» зоны между датчиками, не воспринимающие нагрузку. Более того, если используются измерители в форме стелек (вариант «Г»), то при различной жесткости стоп, например искусственной и сохранной, коэффициент передачи нагрузки под левой и правой стопой может отличаться, что приведет к дополнительной погрешности измерения. Если сравнивать между собой динамометрическую тензоплат-форму и комплект, пружинных весов (вариант «А» и «Б»), то для тензоплатформы характерно большее быстродействие и точность, чем для весов. Поэтому для оценки баланса в общем опорном контуре целесообразно использовать тезоплатформы, но более дешевыми и доступными, хотя и менее точными и удобными, являются пружинные весы.

Похожие диссертации на Методология и унифицированная технология оценки функциональной эффективности протезирования и ортезирования пациентов с патологией нижних конечностей