Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Заболевания опорно-двигательной системы человека, причины их возникновения, методы диагностики, методы лечения. Предпосылки к разработке дистракционно-массажной 'установки для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека 15
1.1. Причины возникновения заболеваний опорно- двигательной системы человека, методы диагностики... 15
1.2. Методы лечения заболеваний опорно-двигательной системы человека 22
1.3. Выводы по главе 41
Глава 2. Математическая модель биотехнической системы для комбинированной механотерапии заболеваний опорно- двигательного аппарата человека 43
2.1. Моделирование тела человека 43
2.1.1. Динамическая модель тела человека 45
2.1.2. Идентификация параметров модели тела человека 48
2.2. Теоретическое исследование динамической модели системы «дистракционно-массажная установка - тело человека» 57
2.3. Постановка задачи синтеза дистракционно-массажной установки 64
2.4.. Разработка методики проектирования дистракционно- массажной установки с заданными параметрами воздействия 67
2.5. Выводы по главе 78
Глава 3. Разработка биотехнической системы для комбинированной механотерапии заболеваний опорно- двигательной системы человека 80
3.1. Биотехническая системы комбинированной механотерапии 80
3.1.1. Целевая функция биотехнической системы комбинированной механотерапии 80
3.1.2. Принцип адекватности 86
3.1.3. Принцип идентификации 87
3.2. Состав дистракционно-массажной установки для комбинированной механотерапии заболеваний опорно- двигательной системы человека 89
3.3. Конструктивное решение биотехнической системы комбинированной механотерапии заболеваний опорно- двигательной системы человека 90
3.4. Программное обеспечение биотехнической системы комбинированной механотерапии заболеваний опорно- двигательной системы человека 94
3.4.1. Разработка базы данных пациентов при проведении процедур на дистракционно-массажной установке 94
3.4.2. Разработка интерфейса пользователя-врача 98
3.4.3. Дальнейшие возможности развития программы... 99
3.5. Выводы по главе 101
Глава 4. Оценка эффективности комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека 102
4.1. Методы обследования пациентов с заболеваниями опорно-двигательной системы 102
4.2. Оценка влияния комбинированной механотерапии на клинико-гемодинамические показатели при заболеваниях опорно-двигательной системы человека 109
4.3. Выводы по главе 121
Заключение. Основные результаты и выводы 123
Список литературы 125
Приложение
- Методы лечения заболеваний опорно-двигательной системы человека
- Теоретическое исследование динамической модели системы «дистракционно-массажная установка - тело человека»
- Целевая функция биотехнической системы комбинированной механотерапии
- Оценка влияния комбинированной механотерапии на клинико-гемодинамические показатели при заболеваниях опорно-двигательной системы человека
Введение к работе
Актуальность проблемы
По данным экспертов Всемирной организации здравоохранения
(ВОЗ) (2000 г.) даже в развитых странах в настоящее время
распространенность заболеваний позвоночника достигла размеров
эпидемии и является одной из основных причин экономических потерь
на производстве [129,130,133]. Так, в исследовании, проведенном
National Institute of Disorders and Stroke, было установлено, что общие
расходы на диагностику, лечение и компенсацию нетрудоспособности
работающим, а также инвалидность в связи с заболеваниями опорно-
двигательной системы увеличились с 4,6 млрд. долларов в 1977 году до
11,4 млрд. долларов в 1994 году (152, 158). По данным ВОЗ в 2000 году
эти цифры составляют 25-85 млрд. долларов для США и 6 млрд. фунтов
стерлингов для Великобритании, что обуславливает высокую стоимость
лечения пациентов (75, 106, 130). В связи с широкой
распространенностью болей в спине, инвалидизацией лиц трудоспособного возраста и дорогостоящим лечением, ВОЗ выступила с инициативой проведения «Десятилетия изучения заболеваний костей и суставов» (The Bone and Joint Decade 2000-2010 гг.). В число приоритетных направлений, рекомендованных ВОЗ к детальному изучению, отнесены заболевания опорно-двигательной системы (по данным МКБ 10) [20].
Эпидемиологические наблюдения показывают малое различие в распространенности заболеваний опорно-двигательной системы между полами, их распространенность в течение жизни незначительно выше у женщин, чем у мужчин. Исследования MacFarlane J. (1982) выявили увеличение распространенности заболеваний опорно-двигательной системы у тех, кто выполняет тяжелые нагрузки или проводит длительные периоды в положении стоя или в ходьбе [129, 133, 135].
Известно, что болевой синдром при поражении позвоночника
обусловлен дисфункцией мышечно-связочного аппарата,
остеохондрозом, спондилезом, грыжей межпозвоночного диска. Дегенеративные изменения в диске чаще встречаются в наиболее подвижных отделах позвоночника. Чаще остеохондроз локализуется в нижнешейном и нижнепоясничном отделах позвоночника, т.к. именно они испытывают наибольшие нагрузки и характеризуются большим объемом движений [35, 36,40, 78, 126].
Оценка БС до последнего времени представляла трудности, т.к. авторами исследовались лишь типы боли (локальные, проекционные, радикулярные; боли, возникающие в результате мышечного спазма) (Mankin Н, 1994) [152]. Описательные характеристики непригодны для объективизации болевого синдрома и не дают количественных параметров для контроля над состоянием больного и оценки эффективности терапии при динамическом наблюдении. В ноябре 1993 года была создана рабочая группа ВОЗ (Low Back Pain Initiative, WHO), которая, проведя экспертизу, рекомендовала несколько объективных методик оценки болевого синдрома при БС: 1) «Болевой индекс в настоящее время»; 2) «Характер боли по Мак-Гиллу»; 3) «Индекс хронической нетрудоспособности по Вадделю»; 4) вопросник Освестри; 5) визуальная аналоговая шкала (ВАШ). (WHO, 1999) [157, 158].
В последнее время также широко обсуждается роль нарушения регионарной гемодинамики при шейном и грудном остеохондрозе [32, 79, 81, 93, 111, 122, 136, 140]. При заболеваниях опорно-двигательной системы отмечаются такие нарушения гемодинамики как повышение тонуса сосудов, причиной которого являются: вовлечение в патологический процесс сосудодвигательных волокон и рефлекторный спазм сосудов под влиянием болевых ощущений (Я.Ю.Попелянский) [84, 85]. Еще в конце 60-х начале 70-х годов Яруллиным X. X., Ратнером А. Ю.,
-8-Верещагиным Н. И. проводились работы по реовазографии при остеохондрозе шейного отдела позвоночника. Исследовались каротидная и вертебральная реография. Было доказано, что при шейном остеохондрозе дефицит гемодинамики наиболее выражен в позвоночных артериях. По данным литературы, до 25-30 % всех циркуляторных мозговых расстройств связаны с вертебральными дегенерациями. В 1925 г. Вагге впервые описал синдром позвоночной артерии [5, 126]. Впоследствии многочисленными авторами было доказано, что синдром позвоночной артерии может возникать независимо от травмы, но почти всегда является следствием шейного остеохондроза. Клинические проявления синдрома довольно разнообразны это и постоянные головные боли, и головокружение, тошнота, рвота, звон в ушах. В дальнейшем также проводились работы по исследованию сосудов, но эти работы были немногочисленны, а данные противоречивы. В связи с этим, результаты этих исследований не смогли отразить вклад сосудистых изменений в патологию позвоночника, что не позволило сформулировать научно-практическое значение нарушения гемодинамики при заболеваниях опорно-двигательной системы, несмотря на то, что исследование кровотока под влиянием проводимого лечения является информативным методом в оценке эффективности терапии [59, 60]. В динамике же при лечении дегенеративных заболеваний позвоночника проводились единичные исследования [2, 5, 111].
Лечение заболеваний опорно-двигательной системы представляет большую проблему. В настоящее время подавляющее большинство лиц, страдающих этими заболеваниями, подлежит консервативному лечению, целенаправленный комплекс которого позволяет добиться благоприятных результатов. Консервативная терапия является основной и включает применение медикаментозных средств, ортопедических и физиотерапевтических методов лечения, мануальную терапию,
различные режимы лечебной физкультуры, а также применение нестероидных противовоспалительных препаратов (Г.А.Иваничев, 1994; Chapman S., Defranca С, 1999) [39,40, 41,143].
Большое внимание уделяется исследованию метода тракции позвоночника при болях в спине [16, 33, 34, 44, 50, 54, 63, 78, 134, 136, 146], однако, в докладе ВОЗ указывается, что с позиции доказательной медицины к 2000 году не получено убедительных данных об эффективности данного метода. Кроме того, тракционная терапия имеет ряд противопоказаний, ограничивающих ее применение у больных с гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца, сосудистыми поражениями головного мозга (А.Б.Ситель, 1998) [105].
Сравнительный анализ существующих технических средств для лечения пациентов с заболеваниями опорно-двигательной системы показывает отсутствие единого подхода к методике выбора параметров воздействия, отсутствие обоснованных алгоритмов и методик управления. На некоторых установках насильственно преодолеваются мышечно-связочные контрактуры, чем нарушается принцип биоадекватности. Компьютерные программы, которые контролируют дозировку усилия, оказываются на деле недостаточно эффективными и адекватными, и, по сути, не техническое изделие подстраивается под человека, а человек вынужден преодолевать, терпеть, подстраиваться под техническое изделие. Кроме того, оборудование для тракционной терапии в основном производится за рубежом и малодоступно. Поэтому разработка отечественных механотерапевтических установок является весьма актуальной проблемой. [1, 160- 174].
В,, связи с этим разрабатываются новые методы механического воздействия на позвоночник, в частности комбинированная механотерапия, сочетающая в себе тракцию и механический массаж мышц спины.
В МГТУ им.Н.Э.Баумана с 1995 года впервые проводились исследования по применению комбинированной механотерапии (КМХТ) у больных с заболеваниями опорно-двигательной системы. В своей докторской диссертации профессор Кён-Чул Лю [47] привел результаты экспериментальных исследований биомеханических свойств позвоночника, клинический опыт применения КМХТ при остеохондрозе (эффективность лечения больных с БС составила 73%), подчеркнул необходимость развития идеи биомеханического подхода к выбору научно-обоснованных методов механотерапевтического лечения заболеваний опорно-двигательной системы. Однако в работе лишь кратко рассмотрены особенности биомеханики позвоночного столба в условиях вытяжения; нет четкой характеристики болевого синдрома, при анализе которого приводятся лишь описательные параметры без унификации количественных показателей в процессе лечения; не оценивается динамика клинико-гемодинамических параметров пациентов в процессе лечения, что снижает ценность полученных автором данных.
При лечении пациентов с болями в спине было установлено, что механотерапевтическое воздействие с заданной частотой воздействия на установке КМХТ иногда вызывает головокружение, неприятные ощущения у пациентов.
Для повышения эффективности лечения пациентов с БС с помощью КМХТ необходимо научно обосновать выбираемые параметры механического воздействия на позвоночник в зависимости от возраста, пола, антропометрических характеристик каждого пациента. При анализе отечественной и зарубежной литературы не встретилось упоминания о возможности применения механической модели тела человека для оценки воздействия КМХТ на его организм. С помощью ди намическои модели тела человека с использованием методов математического
моделирования можно определить реакции позвоночника на различные воздействия при лечении пациентов с БС с помощью КМХТ.
Таким образом, разработка динамической модели тела человека с целью разработки методики выбора параметров биоадекватного механотерапевтического воздействия на позвоночник, создание биотехнической системы комбинированной механотерапии и определение эффективности механотерапевтического воздействия является актуальной задачей.
В связи с вышесказанным целью работы явилась разработка биотехнической системы для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека.
Задачи исследования:
Исследование биологического объекта с целью определения биомеханических характеристик опорно-двигательной системы. Разработка динамической модели тела человека и идентификация ее параметров в условиях дистракционно-массажного воздействия.
Исследование динамической модели тела с целью расчета адекватной нагрузки на тело человека при механотерапевтическом воздействии.
3. Расч етно-теоретическое определение основных конструктивных
параметров и разработка схемотехнических решений биотехнической
системы для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-
двигательной системы человека с использованием разработанной
динамической модели.
4. Создание и апробация макета дистракционно-массажной
установки для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-
двигательной системы человека с использованием разработанной
динамической модели.
-12-5. Оценка эффективности применения дистракционно-массажной установки для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека на основе исследования гемодинамических параметров и опросников, рекомендованных Всемирной организацией здравоохранения.
Научная новизна работы
1. Разработана динамическая модель тела человека с распределено-
сосредоточенными параметрами с целью научного обоснования выбора
биоадекватного механического воздействия на позвоночник при
комбинированной механотерапии. Идентифицированы параметры этой
модели в условиях дистракционно-массажного воздействия.
Установлены закономерности влияния частоты и амплитуды движения массажных элементов и нагрузки при дистракции на усилия и перемещения, возникающие в отделах позвоночника.
Установлены закономерности, связывающие индивидуальные параметры пациента: пол, возраст, вес, рост и характер технического процесса: массаж, дистракция с показателями эффективности лечебного процесса: болевой синдром, состояние регионарной гемодинамики.
4. Разработана целевая функция БТС комбинированной
механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека,
учитывающая возможность комбинации методов дистракции и
механического массажа, а также возможность оценки эффективности
проводимых процедур.
5. Разработан метод оценки эффективности комбинированной
механотерапии, основанный на комплексной оценке регионарной
гемодинамики и результатах использования унифицированных
международных опросников.
-13-6. В результате апробации макета дистракционно-массажной установки доказана эффективность разработанного метода комбинированной механотерапии для лечения пациентов с болями в спине.
Практическая значимость
Разработана методика выбора нагрузки при дистракции и частоты механического массажа мышц- спины, адаптированных к индивидуальным параметрам пациента.
Получены статистически обработанные результаты комплексной оценки регионарной гемодинамики при помощи компьютерной тетраполярной реовазографии «АРМ-РЕО» у пациентов с болями в спине. Определена эффективность комбинированной механотерапии на основании унифицированных международных опросников и результатов исследования регионарной гемодинамики.
Результаты исследований доведены до вида, допускающего непосредственное использование в лечебной практике.
Основные положения, выносимые на защиту
Биотехническая система для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека.
Динамическая модель тела человека с распределено-сосредоточенными параметрами, и результаты ее идентификации в условиях дистракционно-массажного воздействия.
Закономерности, связывающие индивидуальные параметры пациента (пол, возраст, вес, рост) и характер технического процесса (массаж, дистракция) с показателями эффективности лечебного процесса (болевой синдром, состояние регионарной гемодинамики).
4/ Методика и результаты определения адекватной нагрузки при дистракции и частоты механического массажа мышц спины, адаптированных к индивидуальным параметрам пациента.
-14-5. Методика и результаты оценки эффективности применения дистракционно-массажного воздействия при лечении заболеваний опорно-двигательной системы человека на основании унифицированных международных опросников и результатов комплексной оценки регионарной гемодинамики при помощи компьютерной тетраполярной реовазографии «АРМ-РЕО».
Апробация работы
Апробация работы проведена во Всероссийском научно-исследовательском институте медицинской техники.
Материалы диссертации доложены и обсуждены на юбилейной конференции кафедры факультетской терапии им.акад.А.И.Нестерова Российского государственного медицинского университета (Москва, 1999); на III съезде ревматологов России (Рязань, 2001); на 1 Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии (Москва, 2001); на 3-й Международной научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Турция, Анталия, 2001); на научно-технической конференции по программе «Технология живых систем» (Москва, 2002), на 4-й Международной научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Турция, Анталия, 2002); на 5-й Международной научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Египет, Шарм-Эль-Шейх, 2003), 1-ом Всероссийском конгрессе «Реабилитационная помощь населению в Российской Федерации» (Москва, 2003), объединенном научном семинаре факультета «Биомедицинская техника» МГТУ им.Н.Э.Баумана (Москва, 2003).
Публикации.
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 9 статьях, 13 тезисах докладов на научных конференциях.
Методы лечения заболеваний опорно-двигательной системы человека
Проблемой определения и количественного описания биомеханических характеристик позвоночника занимались многие исследователи [3, 7, 10, 21, 25, 28, 29, 30, 38, 87, 107, 147, 154, 159]. Анализ литературных данных показал, что комплекс исследуемых характеристик позвоночника или его элементов, вид экспериментального нагружения и его параметры определяются типом биотехнической системы и условиями функционирования человека в ней. В литературе отсутствуют данные о параметрах прочности и упругости позвоночника при растяжении, которое является основным видом нагрузки на позвоночник при мануальной терапии и механотерапии.
Простая экстраполяция данных, полученных при других видах нагружения (например, при сжатии), неправомерна, т.к. известно, что прочностные характеристики биотканей при растяжении и сжатии существенно различны. Например, для костной ткани скелета человека предел прочности на растяжение равен 170 мПа, а на сжатие 280 мПа.
В соответствии с анатомическими параметрами позвоночника с уменьшением площади поперечного сечения от поясничного к шейному отделу наименьшая прочность на растяжение обнаружена у шейного отдела (Кен Чул Лю) [47], причем величина предельной нагрузки лишь незначительно превышает средний вес тела взрослого мужчины (0,7 кН). Исходя из полученного результата, может быть установлена максимальная растягивающая сила (0,5 кН) и естественным образом определен способ создания нагрузки собственным весом тела с жестко закрепленной головой и плечевым поясом, помещаемого на наклонную плоскость с регулируемым углом наклона (от 0 до 60 грд).
Используя данные исследований напряженно-деформированного состояния опорно-двигательной системы человека (Лощилов В.И., Щукин СИ., Кён Чул Лю), исследований, проведенных ранее в институте машиноведения им. А.А.Благонравова РАН, в институте медицины труда, а также исследований проведенных на виброустановке в институте машиноведения были идентифицированы параметры модели.
Для того чтобы осуществить идентификационный эксперимент, необходимо выполнить следующие действия:1) построить объект (модель) идентификации;2) определить входные сигналы и подать их на вход объекта;3) рассчитать реакцию (выходные сигналы);4) оценить параметры модели по имеющимся входным и выходным сигналам.
При вибрационном испытании тело человека находилось в наклонном горизонтальном положении, как на дистракционно-массажной установке и подвергалось действию гармонической вибрации. Измеряя на каждой частоте изменение амплитуды и сдвиг фазы выходного сигнала по отношению ко входному, то есть, снимая частотные характеристики, можно получить достаточно полную информацию о динамике объекта.
Напряженно-деформируемое состояние каждого сечения модели описывается вектором состояния Zj:где Uj - продольное перемещение, Wj — поперечное перемещение, фі угол поворота, a Mj - изгибающий момент, Qj — поперечная сила, Nj осевая сила.
Используя метод матриц перехода, связь между начальными значениями параметров состояния и их значениями в некотором сечении можно представить с помощью цепочки матриц уравнением [8, 41]:где А{ - переходные матрицы.
Теоретическое исследование динамической модели системы «дистракционно-массажная установка - тело человека»
Разработка методики проектирования дистракционно-массажной установки с заданными параметрами воздействия
Вводим проектные параметры дистракционно-массажной установки:Уі - угол наклона несущей рамы,у2 - частота движения массажных элементов,Уз - амплитуда движения несущей рамы.
Обозначим также характеристики качества дистракционно-массажной установки (в нашем случае - медицинские требования), зависящие от его проектных параметров:- усилия, возникающие в отделах позвоночника человека при механотерапевтическом воздействии;) - перемещения, возникающие в отделах позвоночника человека при механотерапевтическом воздействии.
Для обеспечения работоспособности дистракционно-массажнои установки характеристики ее качества должны удовлетворять определенным требованиям, устанавливаемым медико-техническими условиями. Также ряд требований, обусловленных ограниченными возможностями физической реализации механотерапевтического воздействия, может относиться к самим проектным параметрам. В последнем случае соответствующие функции F; можно записать в виде:- интервал допустимых значений параметра у;.
Совокупность всех требований, выполнение которых необходимо и достаточно для нормального проведения механотерапевтических процедур на дистракционно-массажнои установке, называется системой условий работоспособности.
Условия работоспособности, практически всегда, выражаются неравенствами относительно параметров дистракционно-массажнои установки, так как точное равенство никогда не может быть выполнено вследствие технологического разброса проектных параметров. Эти неравенства могут быть как односторонними, так и двухсторонними. В общем случае условия работоспособности можно привести к нормальной форме, при которой функция работоспособности, отражающая условия работоспособности, является неотрицательной. Например, условие принадлежности параметра у\ интервалу [у,- тіп ,УІ max] в нормальной форме записывается следующим образом:-69-Таким образом, в общем случае систему условий работоспособности можно представить в виде:где Fi)2 - показатели работоспособности (функции работоспособности).
Неравенства (2.18) определяют область Q в трехмерном пространстве проектных параметров, которую мы будем называть областью работоспособности. Уравнения гиперповерхностей, ограничивающих область работоспособности, очевидно, имеют вид:
Изложенное выше позволяет интерпретировать процесс проектирования дистракционно-массажной установки как процедуру определения вектора Y, конец которого находится внутри области работоспособности Q. При наличии технологического разброса проектных параметров вместо точки, соответствующей концу вектора Y, получим некоторую область Q , часть которой, вообще говоря, не принадлежит Q. Эта часть определяет невозможность реализации механотерапевтического воздействия, при которых происходит недопустимо большие отклонения проектных параметров.
Непосредственное использование при проектировании многомерной области Q работоспособности затруднительно. Значительно удобнее оперировать с ее двумерными сечениями.
Процедура определения указанных сечений включает следующие основные этапы:1) численный расчет с целью получения зависимостей показателей работоспособности дистракционно-массажной установки от ее конструктивных параметров;70 2) анализ полученных зависимостей, определение степени влияния на показатели работоспособности различных конструктивных параметров дистракционно-массажнои установки, выделение множества проектных параметров;3) анализ зависимостей показателей работоспособности от проектных параметров с учетом ограничений, наложенных на указанные показатели, построение сечений соответствующих областей работоспособности.
Применение областей работоспособности позволяет существенно упростить процедуру поиска рациональных проектных решений при наличии нескольких критериев качества и дополнительных ограничений. В этом случае определяются области работоспособности по каждому изпоказателей в отдельности, а затем отыскиваются пересечения полученных областей.
Таким образом, наличие сечений областей работоспособности для механотерапевтического воздействия дает возможность учитывать все специфические особенности условий эксплуатации дистракционно-массажнои установки и позволяет разработчику в короткий срок найти допустимые проектные решения, которые служат основой для получения рациональных проектных решений.
Проектирование дистракционно-массажнои установки для механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека по заданным (лежащим в заданных пределах) медицинским требованиям проводится в форме процесса последовательных приближений, структура которого, в общих чертах, выглядит следующим образом.1. Исходные данные, задаваемые медико-техническими условиями.1.1. Назначение дистракционно-массажнои установки.1.2. Характер механотерапевтического воздействия (вытяжение позвоночника, массаж мышц спины).
Целевая функция биотехнической системы комбинированной механотерапии
Антропометрические и клинико-гемодинамические параметры пациента заносятся врачом в ЭВМ, где по разработанным алгоритмам в системе накопления и обработки антропометрических и клинико-гемодинамических данных пациента определяются параметры воздействия механотерапии. Результаты в виде графиков и рассчитанных областей работоспособности представляются в системе отображения информации или распечатываются на бланке, откуда считываются врачом. Врач принимает решение о проведении дальнейших диагностических исследований или проводит лечебные мероприятия спомощью дистракционно-массажной установки. Наличие обратной связи в БТС через врача свидетельствует о соблюдении принципа идентификации при синтезе БТС КМХТ. Состав дистракционно-массажной установки для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательнойсистемы человека Исходя их анализа схемы БТС КМХТ, разработана структурная схема дистракционно-массажной установки для комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательной системы человека (рис.3.2.). Для реализации метода комбинированной механотерапии необходимо обеспечить одновременно массаж мышц спины с учетом физиологических изгибов и дистракцию позвоночника. Основание с несущим каркасом должны обеспечить устойчивость установки при ее функционировании. Массажные элементы и их покрытие должны обеспечивать безболезненный массаж мышц спины и учитывать физиологические изгибы позвоночника. Двигатель, задающий угол наклона рамы с массажными элементами, должен плавно привести раму в положение, соответствующее рассчитанному углу наклона, при котором для данного пациента будет обеспечена рассчитанная адекватная нагрузка при дистракции. Двигатель с регулятором частоты должны обеспечить движение рамы с массажными элементами с частотой, рассчитанной с помощью динамической модели тела человека и адекватной для данного пациента. Конструктивное решение биотехнической системы комбинированной механотерапии заболеваний опорно-двигательнойсистемы человека
Изложенная выше концепция построения БТС была положена в основу разработки принципов проектирования данной системы, удовлетворяющей условию биоадекватности и медико-техническим требованиям в части геометрических, временных и силовых параметров БТС. Данная аппаратура предназначена, в первую очередь для расслабления и вытяжения суставов шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника. Макет дистракционно-массажной установки дляФиксация пациента производится к кронштейну специальной конструкции по показаниям: либо за нижние конечности в области голеней и голеностопных суставов (при болях в спине в грудно-поясничном и нижних отделах позвоночника), либо за головной конец туловища (при болях в спине в шейном или грудном отделах позвоночника). При фиксации за голени используются специальные голенища, которые охватывают нижнюю треть голени- с голеностопным суставом и шнуруется. Для фиксации головы используется петля Глиссона, захватывающая подбородок и околоушные зоны. После фиксации пациента приводится в действие механизм с электродвигателем, обеспечивающим необходимый угол наклона главной рамы дистракционно-массажнои установки, в плоскости параллельной оси позвоночника. После достижения угла наклона 5 приводится в движение механизм, обеспечивающий возвратно-поступательное движение скользящей рамы с заданной частотой, несущей на себе массажные элементы. При достижении заданного для данного пациента угла наклона рамы, выключается механизм изменения угла наклона главной рамы и продолжается возвратно-поступательные движения массажных элементов. На таймере дистракционно-массажнои установки выставляется необходимое количество минут проведения сеанса, распределенные в интервале от 5 до 20 минут. По истечении времени экспозиции и остановки скользящей рамы, пациент находится в течение 3-5 минут в наклонном положении. Затем основная рама дистракционно-массажнои установки возвращается в горизонтальное положение при помощи механизма угла наклона.
Оценка влияния комбинированной механотерапии на клинико-гемодинамические показатели при заболеваниях опорно-двигательной системы человека
Оценка влияния КМХТ на клинико-гемодинамические показателипри заболеваниях опорно-двигательной системы Для оценки боли анализировались унифицированные международные опросники (приложение 1). Полученные результаты представлены в табл. 6. Таблица 6 Результаты оценки боли с помощью унифицированных международныхопросников При ответе на вопросник Мак-Гилла 88% больных с шейно-грудным остеохондрозом отмечали такие характеристики боли, как грызущая, мучительная, утомительная, пугающая. При анализе интенсивности боли 52% больных указали умеренную боль, 44,5% - на слабую боль, 1,8% - на сильную боль. При поясничном остеохондрозе указали на мучительный, ужасный, внушающий беспокойство характер боли 58% пациентов. При заполнении опросника Вадделя 87,9% пациентов с шейно-грудным остеохондрозом отметили пункты: «обычно я могу сидеть не -Поболее получаса», «обычно я могу ехать в автомобиле/автобусе не более получаса», «обычно я могу стоять не более получаса». Пациенты с поясничным остеохондрозом указали в 73,7% на то, что «мне часто требуется помощь при одевании носков, обуви», «обычно я могу сидеть не более получаса», «я могу непрерывно ходить не более получаса». Таким образом, среди обследованных пациентов преобладали жалобы на «умеренную боль, вызывающую ощущение дискомфорта», а среди нарушений двигательной активности - невозможность сидеть/ нарушение сна, ограничение подъема тяжести, нарушение сна, сокращение общественной активности. Показатели реовазографии у больных с шейно-грудным остеохондрозом в бассейне позвоночной артерии приведены в табл. 7. Таблица 7 Показатели реовазографии у больных с шейно-грудным остеохондрозомв бассейне позвоночной артерии Анализ полученных результатов показал, что у 88% больных с шейно-грудным остеохондрозом выявлено нарушение венозного оттока, у 84% - нарушение полушарного кровотока, у 82% - снижение пульсового кровенаполнения, у 35% - нарушение мозгового сосудистого сопротивления, у 78% - снижение тонуса мелких сосудов.
При анализе гемодинамических нарушений в бассейне позвоночной артерии отмечено сочетание нарушений пульсового кровенаполнения, венозного оттока и полушарного кровотока у 90% больных с шейно-грудным остеохондрозом. Показатели, отражающие посткапиллярный отток (ДСИ) (табл. 7), значительно отличаются от нормативных величин и достоверно (р 0,5) свидетельствуют о венозном застое. В то же время, отмечается резкое возрастание данного показателя при функциональной пробе с нагрузкой, что подтверждает факт нарушения венозного тонуса у обследованных больных. Сходные изменения получены и при анализе показателей, отражающих состояние прекапиллярного русла (ДКИ). Эти параметры достоверно (р 0,5) отличались от нормальных величин в покое и резко увеличивались при проведении функциональной постуральной пробы, что свидетельствует о выраженном нарушении тонуса прекапилляров при шейно-грудном остеохондрозе. При обследовании регионарной гемодинамики в бассейне сонных артерий при шейно-грудном остеохондрозе (табл. 8) выраженного нарушения тонуса мелких артерий не зарегистрировано. У 60% больных показатели оказались в пределах нормы, у 40% - выявлено незначительное нарушение венозного оттока, у 38% - умеренное нарушение полушарного кровотока. Полученные результаты свидетельствуют о незначительном повышении тонуса вен и венул, о несколько увеличенном полушарном кровотоке, который припостуральной пробе приближался к нормативным показателям. Таким образом, компьютерная тетраполярная реовазография является объективным методом диагностики нарушений регионарного кровотока в бассейне позвоночной артерии при шейно-грудном остеохондрозе. Изменения регионарной гемодинамики в бассейне сонных артерий по сравнению с нарушениями гемодинамики в бассейне позвоночной артерии при шейно-грудном остеохондрозе выражены значительно слабее.
