SU1156116A1 - Модель нижней конечности - Google Patents

Abstract

МОДЕЛЬ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ, содержаща  основание, на котором закреплены имитатор костей таза и последовательно присоединенные к нему имитаторы бедренной кости с головкой и гаейкой, берцовых костей и костей стопы, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  возможности воспроизведени  механизма торсионного развити  сегментов нижней конечное ти, модель снабжена имитаторами мьшц в виде демпфированных т г, одни концы которых присоединены к имитаторам костей в местах анатомического прикреплени  мышц к кост м, а другие концы снабжены грузами и системой блоков установленных на имитаторах костей таза, бедренной и большеберцовой костей соответственно местам начала мышц, модель также снабжена имитаторами св зок р виде пружин, посредством которых соответственно соединены имитаторы бедренной, берцовых костей и костей стопы, при зтом имитатор вертлужной впадины выполнен с возможностью перемещени  в сагиттальной плоскости, имитатор бедвенной .кости выполнен из упругого эластичного материала с расположенным внутри глад;ким жестким стержнем, юштатор багаьшеЗерцовой кости вьтолнен из упругого материала и снабжен на 2/3 длины винтовым стержнем, причем в проксимальной части берцовые кости жесткое соединение, а в дистальной - подвижное . сл О)

Description

И:-((1(1ретеиие относитс  к гжг.перим (мгга.ч1.11ой медици е-, а именно к сред сг)3с1м имитации органов, и предназначено дли воспронзнедени  механизма торсионного разЕШтп  сегментов нижней конечности у человека , HiBecTfia модель нижней конечности содержаща  основание, на котором зак реплен имитатор костей таза и послед в.)тельно пр соединенные к нему имита торы бедренной кости с головкой и шейкой, берцовых костей и костей стопы lj . Недостатком известной модели  вл етс  невозможность воспроизведени  механизма торсионного развити  сегментон нижней конечности человека. Целью изобретени   вл етс  обеспе чение возможности воспроизведени  механизма торсионного развити  сегментов нижней конечности человека. Поставленна  цаль достигаетс  тем что модель нижней конечности, содержаща  основание, на котором закреплен имитатор костей таза и последова тельно присоединенные к нему имитато ры бедренной кости с головкой и шейкой , берцов 1х костей и костей стопы, снабжена имитаторами мышц в виде демпфироваилых т г, одни концы которых присоединены к имитаторам костей в местах анатомического прикреплени  мышц к кост м, а другие концы снабже ны грузами и системой блоковj установленных на имитаторах костей таза, бедренной и большеберцовой костей соответственно местам начала мышц, модель также снабжена имитаторами св зок в виде пружин, посредством которых соответственно соединены Имитаторы бедренной, берцовых костей и костей стопы, при этом имитатор вертлужной впадины выполнен с возмож ностью перемещени  в сагиттальной плоскости, имитатор бедренной кости выполнен из упругого эластичного материала с расположенным внутри гладким жестким стержнем, имитатор больш берцовой кости выполнен из упругого материала и снабжен на 2/3 длины вич товым стержнем, причем в проксимальной части берцовые кости имеют жесткое соединение, а в дистальной - под вижное. На фиг.1 схематически изображена модель нижней конечности, общий вид; на фиг.2 - проксимальный отдел модели нижней конечности, вид сбоку, на 62 фигЛ - дистальные сегменты модели нижней конечности, вид сбоку снутри; на фиг. 4 - схема подвижного прикреплени  имитаторов к сегментам; на фиг-.З и 6 - блоки, установленные на местах начала имитаторов мьш1ц. Модель состоит из имитатора тазовой кости 1, который посредством шарового шарнира 2 установлен на вершине углообразно изогнутой стойки 3. К имитатору тазовой кости 1 на оси прикреплен металлический имитатор вертлужной впадины в виде полусферы 5, который можно перемещать в сагиттальной плоскости за счет винта 6. Имитатор головки бедра 7 установлен в полусфере 5. Имитатор головки бедра 7 выполнен из ригидного материала (органическое стекло марки 10292-74), который жестко посажен на имитатор шейки бедра 8. Имитатор шейки 8 и , диафиз бедренной кости 9 выполнены из упругоэластического материала (резина марки СКУ-6). Угол антеторсии бедренной кости без нагрузки составл ет 30 , что соответствует средней величине антеторсии бедра новорожденного. Внутри диафиза имитатора бедренной кости 9 по всей длине просверлен канал и заполнен смазочным материалом. В этот канал . вставлен стержень с полированной поверхностью 10, который исключает возможность изгиба имитатора бедренной кости 9 при воздействии различных сил на его концы. В то же врем  стержень 10 обеспечивает имитатору возможность скручивани  вокруг предо льной оси под действием торсионных сил. имитатор большеберцовой кости 11 выполнен также из упругоэластичиого материала (резина марки 52-336) Угол торсии имитатора без нагрузки составл ет О , Имитатор большеберцовой кости 11 на две трети снизу армирован стержнем 12 с винтовой нарезкой , который включает скручивание имитатора в этой области. Имитатор малоберцовой кости 13 выполнен из ригидного материала (текстолит марки 5-78). Скручивание имитатора большеберцовой кости 11 вокруг своей продольной оси происходит в области верхней трети, свободной от йинтового стержн  12. Изгиб его в этой зоне (под действием скручивающих сил) на концах исключаетс  ригидными свойствами имитатора малоберцовой кости

3

13, а также за счет жесткого соединени  берцовых костей в проксимальном отделе.

Имитаторы бедренной 9 и берцовых 11 и 13 костей в коленном суставе соединены за счет имитаторов крестообразных 14 и боковых 15 св зок. Имтаторы св зок выполнены из цилиндрических пружин диаметром 3-5 мм. Жесткое соединие берцовых костей осуществл етс  винтом 16.

Имитаторы берцовых костей 11 и 13 подвижно соединены между собой пружиной 17, а также соединены с кост ми стопы 18. Пружина 17 имитирует нижнюю межберцовую, дельтовидную, таранно-п точную и таранно-малоберцовые св зки.

Имитаторы костей стопы 18 выполнены из ригидного материала (древесина ) . Передний отдел имитаторов костей стопы - из того же материала одним блоком. Движени  сохранены в голеностопном 19, подтаранном 20 и Шопаровом 21 суставах. Роль св зок суставов выполн ют пружины.

Имитаторами основных мьшц, участвующих в механизме торсионного развити  бедра и голени,  вл ютс  демпфированные в середине т ги за счет тарированных пружин 22 (раст жение которых при нагрузке 200 г составл ет 1 мм). Роль привод щих мьшц 23, отвод пшх мьпцц 24 бедра, по снкчноподвздошной мьшцы 25, наружных ротаторов 26 бедра, а также сгибателей 27 голени, разгибателей 28 голени, сгибателей , стопы 29, малоберцовых мышц 30, мышц задней большеберцовой 31 и передней большеберцовой 32 выполн ют демпфированные т ги, подвижно прикрепленные к соответствующим местам анатомического прикреплени  сухожилий мьшц на имитаторах сегментов нижней конечности. Подвижность прикреплени  т г обеспечена за счет колец 33, установленных на винтах 34 ввернутых в имитаторы костей нижней конечности. Проксимальные концы т гимитаторов мышц перекинуты через блоки 35 одинаковой величины, но различной конструкции. Блоки установлены соответственно местам начала мышц на имитаторе тазовой коСти 1, а также на имитаторах мыщелков бедренной кости 36, большеберцовой кости 37. Перекинутые конгач т г снабжены грузами 38 различной величины.

561164

Модель используетс  следующим о.бразом.

Дл  воспроизведени  и излучени  механизма уменьшени  угла антеторсии 5 бедренной кости создают равновесие между имитаторами привод щих 23 и отвод щих 24 мышц бедра. Поперечную ось мыш,елков имитатора бедренной кос -О

ти 9 устанавливают под углом о

О относительно фронтальной плоскости. Продольную ось имитатора шейки бедра 8 устанавливают под углом относительно фронтальной плоскости (такое расположение концов бедренной кости

в пространстве относительно фронтальной плоскости соответствует положению бедренной кости новорожденного) . Дл  этого приводитс  в действие имитатор мышцы наружного ротатора.26

20 бедра (грушевидна  мьш1ца) путем увеличени  груза на конце т ги. Наклон плоскости входа в вертлужную впадину устанавливают под углом 35-40 , а наклон таза - под углом 55-60° поворотом

имитатора тазовой кости 1 в шаровом шарнире 2. Фронтальную инклинацию имитатора вертлужной впадины 5 устанавливают также за счет шарового шарнира 2 в пределах 40-45 . Создают

0 равновесие между сгибател ми 27 и разгибател ми 28 голени. Нагружают т ги, имитирующие по снично-подвздош ную 25, переднюю порцию отвод  мьш1ць 24 бедра и большую привод  5 ШУЮ мышцу 23 бедра. Величина груза при этом подбираетс  эмпирически.

Под воздействием приложенных сил происходит внутренн   ротаци  бедренной кости на 20-22, поэтому

9поперечна  ось мыщелков имитатора бедренной кости 9 устанавливаетс  под углом 6-8 , открытым кнутри относительно фронтальной плоскости. Уменьшение имеющегос  угла антетор5 сии в 30 производ т увеличением угла фронтальной инклинации имитатора вертлужной  падины 5 от 45 до 70-80 завинчиванием винта 6, При этом имитатор вертлужной впадины 5 откло0н етс  спереди кнаружи, т.е. ближе к сагиттальной плоскости за счет поворота на оси 4. Передним краем имитатора вертлужной впадины 5 созда етс  давление на имитатор головки

бедра 7 спереди назад, и угол антеторсии имитатора бедренной кости 9 уменьшаетс  с 30 до 10-12;, так как возникают скручивающие силы на его концах, как н при нагрузке на живую кость человека. Это соответствует величине антеторсии бедра взрослого человека. Изменение же инклинации им татора вертлужной впадины от 5 до 80 соответствует повороту костей таза человека при ходьбе во врем  заднего толчка и переносЕТой фазы шага . В этих фазах шага происходит максимальное напр жение по сничноподвздошной мышцы 25 и мьаиц наружных ротаторов 26 бедра. Вследствие этог осуществл етс  внутреннее скручива-ние бедренной кости, т. е. процесс торсионного развити  этого сегмента конечности человека в период роста. Таким образом, механизм внутреннего скручивани  бедренной кости имитируетс  на модели как бы при ходьбе, Это достигаетс  изменением угла инклинации подвижного имитатора вертлужной впадины 5 на неподвижном ими таторе тазовой кости 1, а также соз данием напр жени  определенных имитаторов мышц. Дл  воспроизведени  наружного скручивани  костей голени (которое происходит к 4-5 годам жизни ребенк от нулевого положени  до -1-18-25 кнаружи от фронтальной плоскости) параллельно устанавливают и стабили зируют мьнцелки бедренной 9 и больше берцовой 11 костей во фронтальной плоскости. Это достигаетс  тем, что увеличивают грузы на концах внутрен ней и наружной частей т ги 27, Внут ренн   часть т ги 27 соответствует полусухожильной и полуперепончатой мышцам, а наружна  - имитирует двуглавую №,Ш1цу бедра. Увеличирают нат жение и разгибател  28 голени (четы рехглава  ышца), а также сгибател  стопы 29 (икроножна  мышца). Имитатор костей стопы 18 устанавливают под углом 100-tlU , относительно имитаторов берцовых костей 11 и 13, привод  в действие имитатор передне большеберцовой мышцы 32, Затем одинаковьтыи по величине грузами нагружают т ги, имитирующие заднюю большеберцовую мышцу 31 и длинную faлoбepцoвyю мьапцу 30. При этом про исходит скручивание имитаторов кост голени 11 и 13 кнаружи, так как плечо силы задней большеберцовой мьппцы 31 в два с половиной раза бол ше, чем плечо силы длинной малоберц вой a ffiIцы 30, Это соответствует ана томическому строению голени. При скручивании костей голени внутренн   лодыжка за счет подвижного соединени  17 смещаетс  кпереди относительно наружной в голеностопном суставе 19. Поэтому внутренн   лодыжка оказывает давление на блок и шейку таранной кости снутри кнаружи, а наружна  лодыжка давит на блок таранной кости несколько сзади снаружи внутрь. В результате этого таранна  кость поворачиваетс  кнаружи на 810 в подтаранном 20 и Шопаровом 21 суставах. Возможность искривлени  имитатора большеберцовой кости 11 в верхней трети при воспроизведении торсии исключаетс  жестким соединением ригидного имитатора ыалоберцовой кости 13. Скручивание имитатора большеберцовой кости 11 происходит в верхней трети, где нет винтового стержн 12 . Это соответствует механизму торсии костей голени в норме, завис щей от особенностей прикреплени  мышц к этой области. Смещение наружной . лодыжки нат гивает сухожилие малоберцевой мышцы, а в модели его имитатор 30. Б результате этого передний отдел стопы отклон етс  кнаружи и кубовидна  кость оказывает давление на передний отдел п точной кости. Последн  , в свою очередь, также передним отделом поворачиваетс  кнаружи , а задний ее отдел уходит кнутри на 10-12 5 образу  нормальньм разворот стопы от осевой линии. Модель обеспечивает возможность нагл дного воспроизведени  с большой точностью механизма торсионного развити  сегментов нижней конечности человека в период роста. Модель позвол ет демонстрировать функции отдельны- лШ1ц, а также и нескольких групп одновременно при изучени  торсионного механизма . Все это позвол ет не только достоверно демонстрировать механизм торсионного развити  нижней конечности , но и изучать возможность формировани  некоторых врожденных заболеваний при дисплази х костей или выпадении функции отдельных групп мышц, а также патогенез различных деформаций сегментов при ортопедических заболевани х . Кроме того , модель может служить нагл дным учебным пособием по детской ортопедии и функциональной анатомии .

Фие 2

Claims (1)

1. МОДЕЛЬ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ, содержащая основание, на котором закреплены имитатор костей таза и последовательно присоединенные к нему имитаторы бедренной кости с головкой и шейкой, берцовых костей и костей стопы, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности воспроизведения механизма торсионного развития сегментов нижней конечное ти, модель снабжена имитаторами мышц в виде демпфированных тяг, одни концы которых присоединены к имитаторам костей в местах анатомического прикрепления мышц к костям, а другие концы снабжены грузами и системой блоков установленных на имитаторах костей таза, бедренной и большеберцовой костей соответственно местам начала мышц, модель также снабжена имитаторами связок в виде пружин, посредством которых соответственно соединены имитаторы бедренной, берцовых костей и костей стопы, при этом имитатор вертлужной впадины выполнен с возможностью перемещения в сагиттальной плоскости, имитатор бедренной .кости выполнен из упругого эластичного материала с расположенным внутри гладким жестким стержнем, имитатор большеберцовой кости выполнен из упругого материала и снабжен на 2/3 длины винтовым стержнем, причем в проксимальной части берцовые кости имеют жесткое соединение, а в дистальной - подвижное.

   SU.,,,1156116 >

   I

   115611 6