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

Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Измайлова Заира Татархановна

Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза
<
Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза
>

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

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

Измайлова Заира Татархановна. Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.17 / Измайлова Заира Татархановна; [Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ)].- Санкт-Петербург, 2009.- 140 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1245

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния исследований чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья 18

1.1. Строение и биомеханические свойства бедренной кости 18

1.1.1. Строение и структура бедренной кости 18

1.1.2. Строение мышц бедра 20

1.1.3. Биомеханические свойства бедренной кости 22

1.2. Строение и биомеханические свойства предплечья 22

1.2.1. Строение костей предплечья 22

1.2.2. Строение соединительнотканных структур 24

1.2.3. Строение мышц предплечья 25

1.3. Современного состояния исследования чрескостного остеосин теза бедра и костей предплечья 28

1.3.1. Методы лечения переломов бедренной кости и костей предплечья 28

1.3.2. Проблемы современных биомеханических исследований чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья 36

Глава 2. Моделирование чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья 51

2.1. Построение содержательной модели чрескостного остеосинтеза при переломах костей предплечья 51

2.2. Схематизация при построении содержательных моделей чрескостного остеосинтеза костей предплечья 52

2.3. Моделирования чрескостного остеосинтеза с использованием компьютерных программ 57

2.4. Моделирование чрескостного остеосинтеза при переломах бедренной кости 69

2.5. Экспериментальные исследования аппаратов внешней фиксации при чрескостном остеосинтезе костей предплечья 75

Глава 3. Исследование жесткости чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья 88

3.1. Экспериментальные исследования жесткости чрескостного остеосинтеза костей предплечья 88

3.2. Исследование чрескостного остеосинтеза предплечья при использовании компьютерных программ 95

3.2.1. Исследование чрескостного остеосинтеза предплечья без учета соединительно-тканных структур 95

3.2.2. Исследование чрескостного остеосинтеза предплечья с учетом соединительно-тканных структур при использовании компьютерных программ 101

3.3. Исследование чрескостного остеосинтеза бедренной кости при использовании компьютерных программ 104

3.3.1. Исследование чрескостного остеосинтеза бедренной кости без учета мышечных усилий 104

3.3.2. Исследование чрескостного остеосинтеза бедренной кости с учетом мышечных усилий 118

Глава 4. Система и методика для исследования для исследования со стояния структур бедренной кости и костей предплечья при чрескостном остеосинтезе 124

4.1. Методика для исследования состояния структур костей конечностей пи чрескостном остеосинтезе 124

4.2. Методика для исследования состояния структур костей конечностей пи чрескостном остеосинтезе 130

Основные результаты работы 132

Заключение 133

Список литературы 134

Введение к работе

з

Актуальность темы. Переломы костей верхних и нижних конечностей являются самыми распространенными и составляют примерно 80-90 % от общего количества переломов. Огромное количество работ посвященных методам реабилитации пациентов, после перенесенных переломов, свидетельствуют об актуальности этой проблемы. В клинической практике используют различные методы реабилитации, но наибольшее распространение получил метод чрескостного остеосинтеза. Чрескостный остеосинтез - метод лечения повреждений костей и суставов, для реализации, которого используют связанные с костью внешние по отношению к поверхности кожи конструкции. Несмотря на всю универсальность метода чрескостного остеосинтеза, врачи постоянно работают над поиском новых схем фиксации костных отломков и совершенствование существующих. Большинство исследований чрескостного остеосинтеза направлены на определение жесткости фиксации костных отломков. На данный момент подробно изучены оптимальные позиции и уровни введения чрескостных элементов во избежание травмирования магистральных сосудов и нервов. Но вопрос выбора компоновок чрескостного остеосинтеза, обеспечивающих допустимые деформации регенерата до сих пор остается открытым.

Совершенствованием чрескостного остеосинтеза занимаются не только в институтах травматологии и ортопедии, но и в лабораториях с инженерным уклоном. В последние годы для этих целей активно используется компьютерное моделирование, которое является одним из эффективных методов изучения сложных биомеханических систем. Построение компьютерных моделей и последующий анализ, позволяют оценить допустимые нагрузки при чрескостном остеосинтезе бедренной кости и костей предплечья. Анализ моделей чрескостного остеосинтеза при переломах бедренной кости и костей предплечья, построенных в программе SolidWorks, позволяет оценить влияние модульной трансформации на процесс регенерации кости.

Актуальность работы обусловлена:

отсутствием методов прогнозирования состояния чрескостного остеосинтеза костей предплечья и бедренной кости;

существующими потребностями в системе для исследования чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья, позволяющей про-

4 гнозировать критическое состояние чрескостного остеосинтеза при различных внешних воздействиях.

— возможностями современных компьютерных технологий.

Цель работы: повышение эффективности прогнозирования критического состояния чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья при различных внешних воздействиях.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Разработка компьютерных моделей бедренной кости и костей предплечья, учитывающих реальные параметры и механические свойства при чрескостном остеосинтезе;

  2. Создание метода исследования напряженно-деформированного состояния, возникающего при чрескостном остеосинтезе бедренной кости и костях предплечья и модульной трансформации;

  3. Проведение экспериментальных исследований жесткости чрескостного остеосинтеза при использовании аппаратов внешней фиксации;

  4. Разработка биотехнической системы и методического обеспечения для исследования состояния чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья при различных внешних воздействиях.

Методы исследования. В работе использованы методы теории механики твердого деформированного тела, методы математической статистики, методы моделирования на основе компьютерной программы SolidWorks и метод конечных элементов.

Научная новизна:

  1. Разработаны компьютерные модели чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья для исследования напряженно-деформированного состояния при различных внешних воздействиях, позволяющие оценить его критическое состояние;

  2. Создана методика исследования напряжений и перемещений при чрескостном остеосинтезе бедренной кости и костей предплечья, позволяющая строить для них компьютерные модели;

  3. Разработана биотехническая система и методическое обеспечение для исследования чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья на основе компьютерного моделирования и анализа биологических структур по данным компьютерных томограмм.

Практическую ценность работы составляют:

  1. Компьютерные модели спицевого и комбинированного чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья при различных внешних воздействиях;

  2. Биомеханический метод исследования напряженно-деформированного состояния чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья;

  3. Экспериментальные исследования жесткости чрескостного остеосинтеза, позволяющие оценить адекватность компьютерного моделирования;

  4. Биотехническая система и методическое обеспечение для исследования состояния чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья при различных внешних воздействиях.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Задание геометрических параметров по клиническим данным - компьютерным томограммам отражает индивидуальные анатомические особенности пациента, что учитывается в разработанных моделях.

  2. Использование биомеханического компьютерного метода исследования напряженно-деформированного состояния, возникающего при чрескостном остеосинтезе бедренной кости и костях предплечья и модульной трансформации, позволяет оценить их критическое состояние при различных внешних нагрузках.

  3. Исследование состояния чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья целесообразно при использовании методического обеспечения и биотехнической системы.

Внедрение результатов. Результаты исследований, включающие компьютерные модели и алгоритм исследования напряжений и перемещений при чрескостном остеосинтезе бедренной кости и костей предплечья внедрены в клиническую практику Центра семейной, восстановительной и спортивной медицины «Пятый океан» и РНИИТО им. P.P. Вредена и подтверждены актами о внедрении.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты работы докладывались и обсуждались на 21 всероссийских и международных научных и научно-технических конференциях, в том числе: 59-ая научно - техническая конференция, посвященная Дню радио (СПб-2004); XVIII всероссийская научно-техническая конференция студентов, молодых ученых и специали-

6 стов «Биомедсистемы - 2005» (Рязань, 2005); «Юбилейная 60-я Научно-техническая конференция, посвященная 110-летию изобретения радио» (СПб-2005); VIII всероссийская конференция по биомеханике «Биомеханика-2006» (Н.Новгород-2006); VII международная научно-техническая конференция «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии - ФРЭМЭ-2006» (Владимир-2006); XIX всероссийская научно-техническая конференция студентов, молодых ученых и специалистов «Биомедсистемы - 2006» (Рязань, 2006); Политехнический симпозиум «Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона» (СПб- 2006); IX всероссийская конференция по биомеханике «Биомеханика-2007» (Н.Новгород-2007); Политехнический симпозиум «Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона» (СПб-2007); Всероссийская научно-практическая конференция «Клеточные и нанотехнологии в биологии и медицине» (Курган - 2007); Труды Всероссийских научных чтений «Будущее сильной России - в высоких технологиях» (СПб - 2007); IX всероссийская конференция по биомеханике «Биоме-ханика-2008» (Н.Новгород-2008); VIII международная научно-техническая конференция «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии - ФРЭМЭ-2008» (Владимир, 2008); Восьмой Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике «Обозрение прикладной и промышленной математике» (Москва - 2008); Труды Всероссийских научных чтений «Будущее сильной России - в высоких технологиях» (СПб - 2008); Современные компьютерные технологии в биомеханике и медицине (СПб - 2009); «62-я Научно-техническая конференция» (СПб-2009); Третий Всероссийский форум студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и инновации в технических университетах» (СПб - 2009); Рабочее совещание «БИОМЕХАНИКА-2009 (СПб - 2009); Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям (СПб - 2009); Всероссийская школа- семинар «Математическое моделирование и биомеханика в современном университете» (Ростов - на -Дону - 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, из них 9 статей, из них 3 статьи опубликованы в ведущих рецензируемых научных изданиях и журналах, определенных ВАК, из них 1 статья опубликована в журнале, рекомендованном экспертным советом по электронике, измерительной технике, радиотехнике и связи, 9 работ в трудах и материалах научно-технических конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, за-

7 ключения, списка литературы, включающего 57 наименований. Основная часть работы изложена на 139 страницах машинописного текста. Работа содержит 68 рисунков и 28 таблиц.

Строение и биомеханические свойства предплечья

Предплечье - сегмент верней конечности, расположенный между локтевым и лучезапястным суставами. Скелет предплечья образован двумя костями — локтевой и лучевой, в которых различают тело и два конца: верхний (проксимальный) и нижний (дистальный) (рис. 1.3). Верхний сустав лучевой и локтевой костей образуется путем соединения лучевой кости и малой головки локтевой кости с углублением плечевой кости. Углубление имеет форму треугольника, наружный вытянутый конец локтевой кости входит в его вершину. Нижний сустав лучевой и локтевой костей формирует подвижную ось, отвечающую за вращение в одной плоскости движения и позволяющую предплечью вращаться внутрь и наружу. При вращении предплечья лучевая кость вращается вокруг его соединения снизу у кисти и сверху у плечевой кости, в то время как локтевая кость остается неподвижной.

Когда предплечье поворачивается внутрь, лучевая и локтевая кости перекрещиваются, угол движения составляет 140-150. При вращении наружу он составляет 15-25. Если вместе с предплечьем наружу вращаются плечевая кость и плечо, то угол вращения составит 360. Вращение запястья является вращением костей предплечья и оно поддерживается и ограничивается возможностями плеча и плечевого сустава. Движение запястья зависит от движения лучевой кости и костей запястья. Запястье может двигаться вокруг двух осей. Оно может сгибаться и разгибаться под углом 60-70 и 45 соответственно и вращаться внутрь на угол 140-150. Также запястье может сжиматься внутрь и вытягиваться наружу. Выворачивание запястья внутрь вовлекает в себя движение и последующую блокировку костей и суставов руки и плеча. Если локоть согнут и запястье выкручено на 270, локтевой и плечевой суставы будут заблокированы. Если рука выпрямлена, заблокировать плечо будет невозможно. Во внешнюю сторону запястье вращается на 15-25[5,6]. Предел движения может быть увеличен до 90, если вместе с запястьем будет вращаться и рука. При согнутом локте и выворачивании запястья наружу предел движения увеличивается до 180.

Наиболее важной механической особенностью предплечья с точки зрения его функционального назначения является наличие ротации. Ротация (пронация-супинация) - это движение предплечья по отношению к продольной оси. В нём участвуют две кости, лучевая и локтевая и два механически связанных между собой сустава; верхний лучелоктевой, который анатомически принадлежит к локтевому суставу и нижний лучелоктевой, который анатомически не входит в лучезапястный сустав. Эта ротация предплечья по отношению к продольной оси привносит третью степень свободы в суставной комплекс лучезапястного сустава. Посредством этого кисть как наиболее важное звено верхней конечности может перемещаться в любое положение, чтобы взять нужный предмет.

Межкостная мембрана (МКМ), соединяющая обе кости предплечья, в средней части широкая и прочная, переходящая в надкостницу и соединяющаяся с плотной фасцией, превращает предплечье в замкнутый футляр с оригинальными стенками (рис. 1. 3). Передние волокна МКМ идут косо книзу и кнутри, а задние - кверху и кнаружи. МКМ играет чрезвычайно важную роль в связывании этих костей друг с другом и не даёт лучевой кости сместиться в дистальном направлении (смещению её в проксимальном направлении препятствует мыщелок плечевой кости). МКМ может сама по себе удерживать эти две кости даже после пересечения связок обоих лучелокте-вых суставов.

Максимальная ширина межкостной мембраны в средней части у мужчин -2,0 см, у женщин - 1,8 см; в проксимальной части у мужчин - 1,8 см, у женщин - 1,15 см; в дистальной части - 1,5 - 1,2 см, соответственно. Максимальная толщина мембраны в средней части у мужчин - 1,86 мм, у женщин - 1,03 мм, толщина косой струны МКМ составляет у мужчин - 1,9 мм, у женщин - 1,2 мм [6].

Схематизация при построении содержательных моделей чрескостного остеосинтеза костей предплечья

Геометрические параметры костей построены на основании томографических снимков, выполненных с ориентировочной линейкой (рис. 2.2, 2.3). Программное обеспечение современных томографов позволяет определять размеры исследуемой кости с помощью специальных программных инструментов. В случае отсутствия таких инструментов и ориентировочной линейки, нужно ориентироваться на масштаб, с которым выполнялись снимки. Например, если рассматривать томографические снимки, сделанные с увеличением 1,15, то полученные геометрические параметры делят на 1,15. Приняты следующие обозначения геометрических параметров костей и элементов аппарата внешней фиксации (рис. 2. 4): L - длина предплечья, 1 -расстояние от места закрепления кости до первого кольца, її, Ь, Ь - расстояние между кольцами, d0K - внутренний диаметр опорного кольца, do - диаметр отверстий на кольце, hoK - толщина опорного кольца, dc - диаметр спи Геометрические размеры колец, спиц, стержней и штанг введены в соответствии с: ТУ 92-0482269.211-92 - набор инструментов компрессионно-дистракционных аппаратов для чрескостного остеосинтеза длинных трубчатых костей, - ТУ 64-1-3149-78Е - спицестержневая внешняя фиксация переломов и деформаций костей конечностей № 99/106, - № 93/199-183 - набор универсальных инструментов и элементов аппаратов для чрескостной внешней фиксации. 2. Схематизация материала. Материалы костей, спиц, стержней, колец и соединительно-тканных структур - однородные и изотропные, то есть их механические свойства одинаковые в пределах рассматриваемой области во всех направлениях.

Трубчатые кости представляют собой композитный материал сложной конструкции и состоят из множества разнородных структурных элементов. В трубчатых костях различают компактную костную ткань и губчатую костную ткань. В свою очередь, компактная костная ткань образована плотно прилегающими костными пластинками и состоит из пяти структурных уровней: первый уровень составляют биополимерная макромолекула тропоколлагена, второй структурный уровень состоит из микрофибрилл коллагена, образуемых пятью молекулами тропоколлагена, третий структурный уровень - это волокно, состоящее из большого количества микрофибрилл и связанных с ними микрокристаллов. Между отдельными кристаллами образуются связи в продольном и поперечном направлениях. Эта совокупность органических и неорганических веществ является армирующим компонентом костной ткани. Четвертый структурный уровень образуется из ламелл - тонких изогнутых пластинок, представляющих наименьший самостоятельный конструкционный элемент компактной костной ткани. Коллагеноминеральные композиции, объединенные при помощи вяжущего вещества, служат материалом этих пластинок.

Пятый структурный уровень представлен остеоном - конструкционным элементом, который образуется вокруг кровеносных сосудов, включающихся в объем кости при ее образовании. Остеон формируется из концентрически расположенных костных ламелл [4]. Губчатая костная ткань состоит из перекладин, образованных межклеточным веществом и расположенных дугообразно, соответственно направлениям, по которым кость испытывает давление силы тяжести и растяжение прикрепляющимися к ней мышцами. Так как кости состоят из большого числа разнонаправленных структур, при построении содержательных моделей вводим допущение об однородности и изотропности. Костный регенерат также считаем однородным и изотропным, так как он однороден по степени кальцификации и его геометрические параметры аналогичны геометрическим параметрам кости в окрестности перелома. Модуль упругости регенерата можно определить, используя результаты экспериментальных исследований устанавливающих зависимость между степенью кальцификации регенерата (выражается в процентном объеме, v,%) и значением его модуля упругости (рис. 2.4). Степень кальцификации регенерата определяют методом рентгеноденситометрии [4].

Исследование чрескостного остеосинтеза предплечья при использовании компьютерных программ

Для исследования напряженно-деформированного состояния чрескостного остеосинтеза костей предплечья в программе SolidWorks Simulation и сравнения с экспериментом, рассмотрены модели спицевого чрескостного остеосинтеза для девяти типов переломов костей предплечья: перелом проксимальной, средней и дистальнои трети лучевой кости; перелом проксимальной, средней и дистальнои трети локтевой кости, перелом проксимальной, средней и дистальнои трети обеих костей.

Содержательная модель для построения компьютерных моделей спицевого чрескостного остеосинтеза предплечья построена при следующих допущениях: 1) материалы костей, спиц, колец - однородные и изотропные; 2) среда сплошная; 3) начальные напряжения в биологических структурах и во всех элементах конструкции аппарата, кроме спиц, не учитываются; 4) начальное натяжение спиц Рс; 5) предплечья жестко закреплено по проксимальной поверхности, между костными отломками и спицами задано сопряжение «нет проникновения», так как оно позволяет им перемещаться под действием нагрузки как вместе, так и отдельно друг от друга; 6) к дистальному концу предплечья приложены сосредоточенные СИЛЫ Pi и Р2 .

Введены следующие обозначения для модулей упругости ЕІ и коэффициента Пуассона Vj каждой /-ой структуры: костей предплечья Ек и vK, межкостной мембраны Емкм и vMKM, кольцевидной связки Екс и vKC, передней связки Епс и vnc, фибрознохрящевого комплекса Ефк и v,j,K, опорных колец Еок и v0K, спиц Ес и vc, стержней Ест и vCT, регенерата Ер и vp.

В таблицах ЗЛО- 3.18 представлены вычисления жесткости для моделей спицевого чрескостного остеосинтеза костей предплечья при вышеописанных переломах и нагрузки, при которой происходит смещение костных отломков на 1 мм. Вычисления перемещений и напряжений проводились при следующих механических параметрах: Еок=2#10и Па, v0K =0, 28; Ек=Ы010Па, vK =0, 4; Ес =2-10п Па, vMKM =0, 28.

Рассмотрим спицевые компоновки аппаратов для чрескостного остеосинтеза при различных переломах костей предплечья.

Переломы лучевой кости. При переломе дистальной трети лучевой кости на втором уровне вводят две спицы в соответствии с часами 11,4.-10; 11,6-12(11,6-12), на пятом и седьмом уровнях по одной спице в соответствии с часами (V,3-9) / 130 - (VII,4-10) и еще две спицы на восьмом уровне (VIII, 1-7); VIII,6-12(VIII,6-12), все спицы фиксируются на опорных кольцах диаметром 130 мм. Компьютерная модель чрескостного остеосинтеза при переломе дистальной трети лучевой кости представлена на рис. 3.10,а.

На рис. 3.10, б представлена компьютерная модель чрескостного остеосинтеза при переломе средней трети лучевой кости. При переломе средней трети лучевой кости на первом уровне вводят спицы в соответствии с часами 1,4.-10; 1,5-11(1,5-11), на третьем и пятом уровне по одной спице в соответствии с часами (111,5-11) / 130 - (V,3-9) и еще две спицы на восьмом уровне (VIII, 1-7); VIII, 6-12(VIII, 6-12), все спицы фиксируются на опорных кольцах диаметром 130 мм.

На рис. 3.10,в представлена компьютерная модель при переломе проксимальная трети лучевой кости. При переломе проксимальной трети лучевой кости на первом уровне вводят спицы в соответствии с часами (1,5-11(1,5-11) 1,10-4), на втором и четвертом уровнях вводят по одной спице в соответствии с часами П(3-9)/130 IV(5-11)/130 и еще две спицы на седьмом уровне VII,6-12 (VII,6-12) (VII(7-13), все спицы фиксируются на опорных кольцах диаметром 130 мм.

В таблице ЗЛО представлены вычисления критических нагрузок, при которой происходит смещение костных отломков на 1 мм, для чрескостного остеосинтеза костей предплечья при переломах дистальной, средней и проксимальной трети лучевой кости. Вычисления перемещений и напряжений проводились при следующих механических параметрах: Еок=2-10п Па, v0K =0, 28; Ек=1«10,0Па, vK =0, 4; Ес =2«10иПа, vc =0, 28.

Переломы локтевой кости. При переломе дистальной трети локтевой кости на первом уровне вводят две спицы в соответствии с часами 1,2-8; 1,5-11(1,5-11), которые фиксируют на кольце диаметром 130 мм, на втором, третьем и четвертом уровнях по одной спице в соответствии с часами 11(10-4) -111(6-12) - IV(3-9) и еще две спицы на седьмом уровне VII,4-10 (Vll,6-12)

Методика для исследования состояния структур костей конечностей пи чрескостном остеосинтезе

Классификация компьютерных моделей в базе данных производится по следующим критериям: по кости; по типу перелома; по геометрическим размерам структур исследуемой области; по типу аппарата чрескостного остео-синтеза. Биотехническая система для исследования состояния структур бедренной кости и костей предплечья содержит 57 содержательных моделей, параметрических по механическим свойствам. Эти содержательные модели реализованы в 57 компьютерных моделях, которые разделены на два класса. Информационное обеспечение системы разбито на четыре класса: 1. Первый класс - модели чрескостного остеосинтеза костей предплечья; второй класс - модели чрескостного остеосинтеза бедренной кости. Первый класс разделен на два подкласса: а) модели чрескостного остеосинтеза костей предплечья спицевыми аппаратами внешней фиксации, б) модели чрескостного остеосинтеза костей предплечья спицестержневыми аппаратами внешней фиксации. Первый и второй подклассы разбиты на группы: 1) переломы проксимальной трети лучевой кости , 2) переломы средней трети лучевой кости, 3) переломы дистальной трети лучевой кости; 4) переломы проксимальной трети локтевой кости, 5) переломы средней трети локтевой кости; 6) переломы дистальной трети локтевой кости, 7) переломы проксимальной трети обеих костей, 8) переломы средней трети обеих костей, 9) переломы дистальной обеих костей. 2. Второй класс разбит на два подкласса: а) модели чрескостного остеосин теза бедренной кости спицевыми аппаратами внешней фиксации, б) модели чрескостного остеосинтеза бедренной кости спицестержневыми аппаратами внешней фиксации. Второй подкласс второго класса состоит из двух групп: 1) при первом этапе модульной трансформации, 2) при втором этапе модуль ной трансформации. Система для исследования состояния чрескостного остеосинтеза бедренной кости и костей предплечья позволила учесть индивидуальные особенности геометрических параметров костей при травме конкретного пациента, определить технологию оперативного вмешательства, необходимого для восстановления травмированной конечности и тем самым осуществить предоперационное прогнозирование критического состояния чрескостного остеосинтеза. Результаты диссертационной работы, включающие компьютерные модели и метод исследования напряжений и перемещений при чрескостном остео-синтезе бедренной кости и костей предплечья, внедрены в клиническую практику «Российского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии имени Р.Р.Вредена» и «Центра семейной, восстановительной и спортивной медицины «Пятый океан». Полученные результаты целесообразно использовать для дальнейшего внедрения в клиниках ортопедотравмато-логического профиля для оценки состояния чрескостного остеосинтеза и выбора компоновки аппарата для чрескостного остеосинтеза.

Похожие диссертации на Методы и биотехническая система оценки состояния чрескостного остеосинтеза