EA027625B1 - Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава - Google Patents
Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава Download PDFInfo
- Publication number
- EA027625B1 EA027625B1 EA201400783A EA201400783A EA027625B1 EA 027625 B1 EA027625 B1 EA 027625B1 EA 201400783 A EA201400783 A EA 201400783A EA 201400783 A EA201400783 A EA 201400783A EA 027625 B1 EA027625 B1 EA 027625B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- polyethylene
- wear
- cup
- area
- concave inner
- Prior art date
Links
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Способ относится к медицине, экспериментальной медицине, биомеханике, эндопротезированию тазобедренного сустава. Технический результат - разработать эффективный и точный способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава с использованием компьютерного обеспечения. Технический результат достигается следующим путем: контрастируют чернилами участок износа полиэтилена, затем маркером всю внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки разделяют двумя взаимно перекрещивающимися под углом 90° линиями на четыре равные сектора, далее образовавшиеся секторы износа дополнительно разделяют на отдельные сегменты по площади не более 164 мм, затем последовательно устанавливают имплантат по отношению к объективу микроскопа так, чтобы в результате получить максимально плоские изображения всех отдельных сегментов участка износа, которые передают в системный блок и с помощью программы выводят на монитор, а далее с помощью функции вычисления площади изображения определяют величины площадей выделенных отдельных сегментов износа, затем определяют величины площадей каждого из четырех секторов износа, затем суммируют величины площадей износа каждого сектора и получают общую величину площади участка износа.
Description
Способ относится к медицине, экспериментальной медицине, биомеханике, к оперативной ортопедии, эндопротезированию тазобедренного сустава.
У больных коксартрозом (КА) в большинстве случаев имеется наружная ротационная контрактура (НРК) тазобедренного сустава (ТБС) разной степени выраженности, сочетающаяся со сгибательноаддукционной контрактурой [Колесник А.И. Новые технологические решения и профилактика осложнений в эндопротезировании тазобедренного сустава: дис. д-ра мед. наук: 14.00.22/А.И. Колесник. - Курск, 2002. - 295 с.; Ахтямов И.Ф. Ошибки и осложнения эндопротезирования тазобедренного сустава: рук. для врачей/И.Ф. Ахтямов, И.И. Кузьмин. - Казань: Центр оперативной печати, 2006. - 328 с.; Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава/под ред. Р.М. Тихилова, В.М. Шаповалова. - СПб., 2008. - 324 с.]. Имеется ряд работ с информацией о НРК при различных формах КА и методиках оперативного устранения ее [Колесник А.И. Новые технологические решения и профилактика осложнений в эндопротезировании тазобедренного сустава: дис. д-ра мед.наук: 14.00.22/А.И. Колесник. - Курск, 2002. - 295 с.]. О необходимости интраоперационного устранения НРК ТБС при эндопротезировании больных коксартрозом пишут многие авторы [Колесник А.И. Новые технологические решения и профилактика осложнений в эндопротезировании тазобедренного сустава: дис. д-ра мед.наук: 14.00.22/А.И. Колесник. Курск, 2002. - 295 с.; Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава/под ред. Р.М. Тихилова, В.М. Шаповалова. - СПб., 2008. - 324 с; Методика транспозиции группы мышц наружных ротаторов бедра при эндопротезировании больных коксартрозом с наружной ротационной контрактурой тазобедренного сустава/И.М. Солодилов, С.Г. Сизых, М.Ф. Латиф, С.П. Севрюкова, Л.С. Афанасьева//Молодежная наука и современность: Материалы 75-й юбилейной итог. Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых с междунар. участием, посвящ. 75-летию КГМУ (Курск, 20-21 апр. 2010 г.). - Курск, 2010. - Ч. 1. - С. 153-154; Методика транспозиции группы мышц наружных ротаторов бедра при эндопротезировании больных коксартрозом с наружной ротационной контрактурой тазобедренного сустава/А.И.Колесник А.И. Бежин, В.Н. Мишустин, И.М. Солодилов, С.Г. Сизых, М.Ф. Латиф, С.П. Севрюкова//Сб. тез. IX съезда травматологов ортопедов (Саратов, 15-17 сент. 2010 г.). - Саратов, 2010 г. Т. 1. - С. 417-418; Анализ результатов анатомо-хирургического моделирования и устранения наружной ротационной контрактуры тазобедренного сустава/И.М. Солодилов, С.Г. Сизых, Е.В. Колобаева, С.А. Кравченко, А.В. Алпеев, С.В. Гонеев, Е.В. Корнева, Д.А. Михайлов//Молодежная наука и современность: Материалы 77-й Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых (Курск, 18-19 апр. 2012 г.). -Курск, 2012. - Ч. 1. - С. 241].
У больных коксартрозом клинически и рентгенологически выделяют 3 степени наружной ротационной контрактуры тазобедренного сустава [Колесник А.И. Новые технологические решения и профилактика осложнений в эндопротезировании тазобедренного сустава: дис. д-ра мед.наук: 14.00.22/А.И. Колесник. - Курск, 2002. - 295 с.].
Наличие НРК у больных коксартрозом ухудшает биомеханику тазобедренного сустава,в связи с чем многие авторы рекомендуют интраоперационное устранение НРК ТБС для восстановления мышечного баланса баланса ТБС и улучшения результатов эндопротезирования, более качественного восстановления функции ТБС [Колесник А.И. Новые технологические решения и профилактика осложнений в эндопротезировании тазобедренного сустава: дис. д-ра мед. наук: 14.00.22/А.И. Колесник. - Курск, 2002. - 295 с; Ахтямов И.Ф. Ошибки и осложнения эндопротезирования тазобедренного сустава: рук. для врачей/И.Ф.Ахтямов, И.И.Кузьмин. - Казань: Центр оперативной печати. 2006. - 328 с.; Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава/под ред. Р.М. Тихилова, В.М. Шаповалова. - СПб., 2008. - 324 с].
Сохранение НРК при эндопротезировании больных КА вызывает нарушение распределения сил трения в модуле эндопротеза ТБС, что приводит к неравномерному износу трущихся поверхностей компонентов эндопротеза, следствием чего является раннее изнашивание и нестабильность компонентов эндопротеза, ухудшает ранние и отдаленные результаты эндопротезирования больных КА [патент С1 2139004 КИ 6 А61В 17/56. Изобретения (заявки и патенты). - 1999. - № 28. - С.8; патент №КИ 2423942 С1 А61В 17/56 от 20.07.2011. Бюл. 20 от 20.07.2011 г.; патент № 2423908 20.07.2011]. Износ полиэтилена чашки или вкладыша металлической чашки эндопротеза тазобедренного сустава сопровождается развитием асептической нестабильности компонентов эндопротеза тазобедренного сустава, и чем раньше и быстрее изнашивается полиэтилен, тем быстрее развивается асептическая нестабильность компонентов эндопротеза [Истомин С.Ю. Прогнозирование и диагностика нестабильности после тотального эндопротезирования при деформирующем остеоартрозе тазобедренного сустава: дисс. ... канд.мед.наук. - Челябинск, 2009; Кавалерский Г.М., Мурылев В.Ю., Петров Н.В., Силин Л.Л., Рукин Я.А. Асептическое расшатывание эндопротеза тазобедренного сустава. - М.: Медицина, 2011. - 191 с.; Кузнецов И.В. Диагностика и профилактика развития ранней нестабильности бесцементных эндопротезов тазобедренного сустава: дис. канд. мед. наук. - Тюмень, 2009; Николенко В.К., Буряченко Б.П., Давыдов Д.В., Николенко М.В. Эндопротезирование при ранениях, повреждениях и заболеваниях тазобедренного сустава. - М.: ОАО Изд-во Медицина, 2009. - 356 с.; Руцкий А.В. К проблеме эндопротезирования крупных суставов/А.В. Руцкий, А.П. Маслов, А.В. Руцкий, А.П. Маслов//Медицинские новости. - 2005. - № 12. - С. 7376.;Тихилов Р.М. Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава/Р.М. Тихилов, В.М. Шаповалов. - СПб.: РНИИТО им. Р.Р. Вредена, 2008. - 301 с.].
- 1 027625
Однако в доступной нам литературе мы не нашли работ, посвященных экспериментальному обоснованию интраоперационного устранения НРК ТБС при эндопротезировании больных коксартрозом.
Близкое решение проблемы отображено в ГОСТ Р ИСО 9326-2005 Имплантаты для хирургии. Эндопротезы тазобедренного сустава частичные и тотальные. Лабораторные оценки изменения формы опорных поверхностей [Национальный стандарт Российской Федерации, имплантаты для хирургии, эндопротезы тазобедренного сустава частичные и тотальные, лабораторные оценки изменения формы опорных поверхностей], а также в Протезы тазобедренных суставов. лабораторная оценка степени износа трущихся поверхностей. Основные рекомендации. Р 42-610-02. Рекомендации разработаны Всероссийским научно-исследовательским и испытательным институтом медицинской техники (ВНИИИМТ). Разработчики А.И. Кабин; Т.И. Носкова, д.м.н.; Н.С. Гаврюшенко, д.т.н.; В.И. Захарова; Л.Н. Образцова; А.А. Курзин, к.т.н. Настоящие рекомендации разработаны на основе международного технического отчета ИСО/ТО 9326-89 Частичные и полные протезы тазобедренных суставов. Рекомендации по лабораторной оценке изменения формы опорных поверхностей, выпущенного техническим комитетом ТК 150 ИСО Имплантаты для хирургии. Утверждены Министерством здравоохранения Российской Федерации 27 февраля 2002 г. Дата введения: 1 марта 2002 г. В п.4. (общие рекомендации по определению износа) Основные рекомендации. Р 42-610-02 предлагается: Полный протез тазобедренного сустава (эндопротез) состоит из ацетабулярного компонента, замещающего вертлужную впадину, и бедренного компонента, замещающего проксимальную часть бедренной кости. Опорные поверхности этих компонентов в области взаимного контакта изменяются в процессе эксплуатации или испытаний. В п.5.1 (приготовление образцов) Основные рекомендации. Р 42-610-02 указано, что После изготовления и контроля характеристик испытательные образцы помещают в испытательную установку, добавляют смазку и начинают циклически подавать нагрузку. Одновременно начинают регистрировать силу трения. Обычно проводят порядка 250000 нагрузочных циклов. Для контроля за процессом износа испытательные образцы можно осмотреть визуально, исследовать с помощью микроскопа, профилометра, путем снятия оттиска или другими методами.
Однако в самих рекомендациях отмечено, что: Лабораторная оценка степени износа протезов на имитаторах является довольно длительным процессом, осложненным следующими факторами:
фактическая степень износа трущихся поверхностей настолько мала, что ее достаточно трудно измерить количественно;
трущиеся поверхности могут изменяться как в результате истинного износа, так и за счет дополнительных факторов (старение, ползучесть, температурные и другие деформации);
непосредственное влияние на определение свойств трущихся поверхностей может также оказывать методика измерения степени износа;
отсутствует нормативная документация на требования к степени износа протезов к объему движения и диапазону изменения эксплуатационных нагрузок, включая ударные, к суммарному объему накопления и канцерогенности частиц износа в организме человека, к ресурсным показателям и т.д.
Наиболее близкое решение проблемы отражено в работе С.А. Ягникова, В.Н. Митина, Н.С. Гаврюшенко Исследование пары трения эндопротезов тазобедренного сустава для собак, представленных на отечественном рынке. Ветеринар. 2001, 4, 20-24]. Авторы определяли шероховатость поверхности головок и вертлужных компонентов эндопротезов определяли на поворотном талисерфе фирмы ТейлорХобсон № 112/818. Алмазная игла прибора сканировала поверхность головок и вертлужных компонентов эндопротезов и записывала информацию на бумагу с увеличением 20.000х и 50.000х (рис. 1а и 16). По диаграмме определяли параметры шероховатости головок и вертлужных компонентов эндопротезов:
1) среднее арифметическое отклонение профиля (Ка);
2) высоту неровностей профиля по десяти точкам (Κζ);
3) базовую длину шероховатости (Ь).
На основании параметров шероховатости поверхностей головок и вертлужных компонентов эндопротезов по табл. 1 определяли класс обработки узла трения эндопротезов.
Однако данный способ, исходя из материалов исследования, не позволяет изучить площадь износа полиэтиленового вкладыша.
Технический результат - эффективный и точный способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава с использованием компьютерного обеспечения.
Технический результат достигается следующим путем: для контрастирования участка износа полиэтилена используют чернила, которыми оттеняют всю вогнутую внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, включая и участок износа, затем сухим тампоном протирают всю вогнутую внутреннюю поверхность, при этом чернила на интактной поверхности стираются, и окрашенным остается участок износа, после этого маркером всю вогнутую внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, включая участки износа полиэтилена, разделяют двумя взаимно перекрещивающимися под углом 90°
- 2 027625 линиями на четыре равные сектора, при этом точка пересечения линий находится точно в центре внутренней вогнутой поверхности вкладыша, далее образовавшиеся секторы износа полиэтилена дополнительно разделяют на отдельные сегменты из расчета, что каждый отдельный сегмент занимает по площади не более 164 мм2, после этого имплантаты помещают под объектив стереомикроскопа Ьеюа М125, и далее, с целью определения величины площади участка износа вогнутой внутренней поверхности имплантата, которая максимально приближалась бы к реальной величине площади участка износа вогнутой внутренней поверхности, последовательно устанавливают имплантат по отношению к объективу микроскопа Ьеюа М125 так, чтобы вогнутая внутренняя поверхность каждого из отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки находилась поочередно под углом 90° по отношению к объективу, т.е. для максимального приближения к плоскостному изображению всех отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена сферической поверхности, и в результате поочередно получают максимально плоские изображения вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, а после, при помощи лицензионной графической программы анализа 1таде 8соре 8 полученные изображения передают в системный блок и сохраняют изображения в формате 1РЕО, затем с помощью графической программы анализа 1таде 8соре 8 максимально плоское изображение отдельного сегмента вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки с увеличением 0,8 выводят на монитор, далее производят работу с данным изображением, а именно масштабирование, с выведением линейки для наглядности степени увеличения, затем приступают к исследованию полученных изображений вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов каждого из четырех секторов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, для этого при помощи функции выделения интересующих объектов на изображении обводят цветной линией, для наглядности и четкости, границы отдельных сегментов каждого из четырех секторов участка износа полиэтилена, а после окончания выделения участков износа на всех изображениях с помощью функции вычисления площади изображения нестандартной формы графической программы анализа 1таде 8соре 8 определяют величины площадей выделенных отдельных сегментов износа в каждом из четырех секторов, после этого суммируют величины площадей отдельных сегментов износа, входящих в каждый из четырех секторов, затем суммируют величины площадей износа каждого сектора и получают общую величину площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, при этом данный способ измерения площади нестандартной формы на сферической вогнутой поверхности на макрообъекте методом исследования с использованием стереомикроскопа Ьеюа М125, предназначенного для исследования микрообъектов, позволяет пошагово проводить исследование с возможностью сохранения промежуточных результатов, а в случае необходимости повторить, либо расширить исследование на интересующем этапе.
Изобретение поясняется следующими фигурами: на фиг. 1 представлены оригинальные имплантаты:
А - полиэтиленовый вкладыш металлической чашки;
Б - опескоструенная головка оригинального эндопротеза Компомед НПО Композит, г. Королев, выпуска 1993г;
на фиг. 2 - универсальная испытательная машина АаЙет+Вау АО ЬРУ 10-Т50, заводской №ΝΚ90024282 (свидетельство о поверке №363465/445);
на фиг. 3 - стереомикроскоп Ьеюа М125, оснащенный видеотестсистемой в виде цифровой цветной камеры Ьеюа ΌΡΟ420;
на фиг. 4 - монитор (а) с программой анализа изображений 1таде 8соре 8 (б) с максимально плоским изображением отдельного сегмента вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша (в);
на фиг. 5 - регистрационное удостоверение (А) и сертификат соответствия (Б) стереомикроскопа Ьеюа М125;
на фиг. 6 - участок износа полиэтиленового вкладыша, сохраненный формате 1РЕО;
на фиг. 7 - полиэтиленовый вкладыш после проведенных испытаний с участком износа (а). Визуальная оценка всей вогнутой внутренней поверхности;
на фиг. 8 - полиэтиленовый вкладыш с оттененной всей вогнутую внутренней поверхности (А) и полиэтиленовый вкладыш (Б) с оттененным участком износа (а);
на фиг. 9 - полиэтиленовый вкладыш, вся вогнутая внутренняя поверхность которого разделена при помощи маркера двумя взаимно перекрещивающимися под углом 90° линиями на четыре равные секторы (Д);
на фиг. 10 - полиэтиленовые вкладыши (А, Б) с дополнительным разделением каждого из четырех секторов (а) на отдельные сегменты (е);
на фиг. 11 - полиэтиленовый вкладыш, помещенный под объектив стереомикроскопа Ьеюа М125; на фиг. 12 - некоторые положения вкладышей (А, Б, В, Г) под объективом стереомикроскопа Ьеюа
- 3 027625
М125, при которых вогнутая внутренняя поверхность каждого из отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша находятся под углом 90° по отношению к объективу;
на фиг. 13 - на мониторе (а ) изображение (в) с выведением линейки (ж);
на фиг. 14 - варианты (А, Б, В) обведения цветной линией с автоматическим оттенением графической программой анализа 1таде 8соре 8 отдельных сегментов (з) каждого из четырех секторов участка износа полиэтилена;
на фиг. 15 - варианты (А и Б) определения величины площадей (з) выделенных отдельных сегментов износа в каждом из четырех секторов;
на фиг. 16 - полиэтиленовый вкладыш подгруппы А3 группы А после проведенных испытаний с участком износа (А). Визуальная оценка вогнутой внутренней поверхности и полиэтиленовый вкладыш с оттененным участком износа (Б) с разделением двумя взаимно перекрещивающимися под углом 90° линиями на четыре равные секторы и на отдельные сегменты;
на фиг. 17 - варианты (А и Б) положения вкладышей под объективом стереомикроскопа;
на фиг. 18 - варианты (А и Б) разметки границ и оттенения отдельных сегментов участка износа (п = 9);
на фиг. 19 - сегменты 1 (А) и 2 (Б) с обведенными границами и оттенением;
на фиг. 20 - сегменты 3 (А) и 4 (Б) с обведенными границами и оттенением; на фиг. 21 - сегменты 5(А) и 6 (Б) с обведенными границами и оттенением; на фиг. 22 - сегменты 7 (А), 8 (Б) и 9 (В) с обведенными границами и оттенением.
Способ осуществляется следующим образом.
Испытанию были подвергнуты оригинальные имплантаты - полиэтиленовые вкладыши металлических чашек и полиэтиленовые чашки оригинального эндопротеза Компомед НПО Композит, г. Королев, выпуска 1993 г. (фиг. 1А, Б). Исследование износа полиэтилена проводилось в испытательной лаборатории изделий ортопедо-травматологического назначения ФГУ ЦИТО им. Н.Н.Приорова Минздравсоцразвития России. Испытательное оборудование и средства измерений: 1 - универсальная испытательная машина ^аЙет+Вау АО ЬРУ 10-Т50, заводской № ΝΚ90024282 (свидетельство о поверке № 363465/445) (фиг. 2.). Точность измерений до 0,5%; 2 - цанговые патроны, универсальное приспособления, обеспечивающее фиксацию и поворот в 2 плоскостях на определенные углы чашки эндопротеза; 3 программный комплекс ΌίοηΡτο, обеспечивающий управление установкой ^аЙет+Вау АО ЬРУ 10-50Т и фиксацию результатов испытания; 4 - программное обеспечение, созданное в ΌίοηΡτο. Вид изделия: узел трения состоял из: 1 - головки оригинального эндопротеза Компомед, опескоструенной металлической диаметром 28 мм; 2 - полиэтиленовые вкладыши металлических чашек и полиэтиленовые чашки оригинального эндопротеза Компомед (фиг. 1).
Для исследования характера участков износа полиэтилена и фиксации их для возможности представления в виде фотографий использован стереомикроскоп Ьеюа М125 (фиг. 3), оснащенный видеотестсистемой в виде цифровой цветной камеры Ьеюа ΌΡΟ420, которая имеет высокое разрешение и обеспечивает получение цветного изображения. Для передачи на монитор (а) и обработки фото в системном блоке установлена лицензионная графическая программа анализа изображений 1таде 8соре 8 (б), рекомендованная разработчиками фирмы Ьеюа и предназначенная для ввода в компьютер цветных и полутоновых растровых изображений (в), формируемых в оптическом или электронном микроскопе, их сохранения и анализа (фиг. 4). В графическую программу анализа изображений 1таде 8соре 8 заложена функция выделения интересующих объектов на изображении, измерение их площадей, нанесение текста на изображение, а также функция вычисления площади изображения нестандартной формы. Стереомикроскоп Ьеюа М125 имеет регистрационное удостоверение и сертификат соответствия (фиг. 5А, Б). Стереомикроскоп Ьеюа М125 имеет объектив с увеличением от 0,8 до 10,0 и предназначен для микроскопии объектов с возможностью масштабирования от 0,8 до 10,0. Полученные изображения в сохраняются формате 1ΡΕ0 (фиг. 6).
После проведения экспресс-моделирования износа полиэтилена в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава в динамических условиях берем полиэтиленовый вкладыш металлической чашки или полиэтиленовую чашку (в зависимости от того, какой оригинальный имплантат был включен в эксперимент - полиэтиленовый вкладыш металлической чашки или полиэтиленовая чашка) и проводим визуальную оценку всей вогнутой внутренней поверхности (фиг. 7). Следующим этапом проведения дальнейшего намеченного исследования выполняем контрастирование участка износа. Для контрастирования участка износа полиэтилена используем чернила, которыми оттеняем всю вогнутую внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, включая и участок износа (фиг. 8А). Затем сухим тампоном протираем всю вогнутую внутреннюю поверхность, при этом чернила на интактной поверхности стираются, и окрашенным остается (фиг. 8Б) участок износа (г). После этого маркером всю вогнутую внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, включая участки износа полиэтилена, разделяем двумя взаимно перекрещивающимися под углом 90° линиями (фиг. 9) на четыре равные секторы (д), при этом точка пересечения линий находится точно в центре внутренней вогнутой поверхности
- 4 027625 вкладыша. Далее образовавшиеся секторы износа полиэтилена дополнительно разделяем (фиг. 10) на отдельные сегменты (е) из расчета, что каждый отдельный сегмент занимает по площади не более 164 мм2. После этого имплантаты (вкладыши) помещаем под объектив стереомикроскопа Бекса М125 (фиг. 11). Далее важно отметить, что с целью определения величины площади участка износа вогнутой внутренней поверхности имплантата, которая максимально приближалась бы к реальной величине площади участка износа вогнутой внутренней поверхности, последовательно устанавливают имплантат по отношению к объективу микроскопа Ье1еа М125 так, чтобы вогнутая внутренняя поверхность каждого из отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки находилась поочередно под углом 90° по отношению к объективу (фиг. 12А, Б, В, Г). Так, если мы при выделении сегментов участка износа полиэтилена в каждом из четырех секторов получили, например, 9 секторов, то мы выполняем и 9 различных установок имплантата под объектив микроскопа Бекса М125 под углом 90°. Эти действия необходимы для максимального приближения к плоскостному изображению всех отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена сферической поверхности. В результате поочередно получаем максимально плоские изображения вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки. Затем при помощи лицензионной графической программы анализа 1таде 8соре 8 полученные изображения передаем в системный блок и сохраняем изображения в формате ΙΡΕΘ (фиг. 6). Затем с помощью графической программы анализа 1таде 8соре 8 максимально плоское изображение отдельного сегмента вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки выводят на монитор с увеличением 0,8 (фиг. 4). Далее производим работу с данным изображением, а именно масштабирование изображения, с выведением линейки (ж) для наглядности степени увеличения (фиг. 13). Затем приступаем к исследованию полученных изображений вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов каждого из четырех секторов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки. Для этого при помощи функции выделения интересующих объектов на изображении обводим цветной линией, для наглядности и четкости, границы отдельных сегментов каждого из четырех секторов участка износа полиэтилена, при этом графическая программа анализа 1таде 8соре 8 автоматически оттеняет каждый обведенный сегмент (фиг. 14А, Б, В). После окончания выделения участков износа на всех изображениях с помощью функции вычисления площади изображения нестандартной формы графической программы анализа 1таде 8соре 8 определяем величины площадей (з) выделенных отдельных сегментов износа в каждом из четырех секторов (фиг. 15). Далее суммируем величины площадей отдельных сегментов износа, входящих в каждый из четырех секторов. Затем суммируем величины площадей износа каждого сектора и получаем общую величину площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки. Надо отметить, что данный способ измерения площади нестандартной формы на сферической вогнутой поверхности на макрообъекте методом исследования с использованием стереомикроскопа Бекса М125, предназначенного для исследования микрообъектов, позволяет пошагово проводить исследование с возможностью сохранения промежуточных результатов, а в случае необходимости повторить, либо расширить исследование на интересующем этапе.
Экспериментальный пример.
Перед проведением исследования износа полиэтилена методом экспресс-моделирования в динамических условиях все полиэтиленовые вкладыши, включенные в эксперимент (п = 64) были разделены на 4 группы (А, Б, В, Б) и 16 подгрупп (табл. 1).
Таблица 1. Распределение полиэтиленовых вкладышей по группам и подгруппам
| Подгруппы вкладышей (п = 64) | Кол-во | Всего | ||||
| А | А1 | А2 | АЗ | А4 | 16 | 64 |
| Б | Б1 | Б2 | БЗ | Б4 | 16 | |
| В | В1 | В2 | ВЗ | В4 | 16 | |
| Г | Г1 | Г2 | ГЗ | Г4 | 16 | |
| Всего | 16 | 16 | 16 | 16 | 64 | |
| Итого | 64 | 64 |
В клинический пример включен один из полиэтиленовых вкладышей после проведенного динамического испытания подгруппы А3 группы А (фиг. 16А). Согласно дизайну исследования проведена визуальная оценка внутренней вогнутой поверхности вкладыша и участка износа (фиг. 16А). Затем выполнено контрастирование внутренней вогнутой поверхности вкладыша и участка износа (фиг. 16Б). После
- 5 027625 этого внутренняя вогнутая поверхность вкладыша вместе с участком износа строго разделены на четыре равные сектора. Затем образовавшиеся секторы износа полиэтилена дополнительно разделяем на отдельные сегменты из расчета, что каждый отдельный сегмент занимает по площади не более 164 мм2 (фиг. 16Б). Площадь отдельного сегмента не более 164 мм2 может обрабатываться графической программой анализа 1таде 8соре 8. Вкладыш помещаем под объектив стереомикроскопа Ьеюа М125 (фиг. 17А). С целью определения величины площади участка износа вогнутой внутренней поверхности имплантата, которая максимально приближалась бы к реальной величине площади участка износа вогнутой внутренней поверхности, последовательно устанавливаем имплантат по отношению к объективу микроскопа Ьеюа М125 так, чтобы вогнутая внутренняя поверхность каждого из отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки находилась поочередно под углом 90° по отношению к объективу (фиг. 17Б), т.е. для максимального приближения к плоскостному изображению всех отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена сферической поверхности. Таким образом, мы в результате поочередно получили максимально плоские изображения вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки. После этого при помощи лицензионной графической программы анализа 1таде 8соре 8 полученные изображения передаем в системный блок и сохраняем изображения в формате ХРЕО. Затем опять же с помощью графической программы анализа 1таде 8соре 8 максимально плоское изображение отдельного сегмента вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки с увеличением 0,8 выводим на монитор. Далее производят работу с данным изображением. При помощи функции выделения интересующих объектов на изображении обводим цветной линией, для наглядности и четкости, границы отдельных сегментов каждого из четырех секторов участка износа полиэтилена (фиг. 18А), а после окончания выделения участков износа на всех изображениях с помощью функции вычисления площади изображения нестандартной формы графической программы анализа 1таде 8соре 8 определяем величины площадей выделенных отдельных сегментов износа в каждом из четырех секторов (фиг. 19А, Б; 20А, Б; 21А, Б; 22А, Б). Затем суммируем величины площадей отдельных сегментов износа, входящих в каждый из четырех секторов (фиг. 18Б). В итоге суммируем величины площадей износа каждого сектора и получаем общую величину площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки. Общая площадь участка износа составила 722 мм2.
Claims (1)
- Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава, отличающийся тем, что для контрастирования участка износа полиэтилена используют чернила, которыми оттеняют всю вогнутую внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, включая и участок износа, затем сухим тампоном протирают всю вогнутую внутреннюю поверхность, при этом чернила на интактной поверхности стираются, и окрашенным остается участок износа, после этого маркером всю вогнутую внутреннюю поверхность полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, включая участки износа полиэтилена, разделяют двумя взаимно перекрещивающимися под углом 90° линиями на четыре равные сектора, при этом точка пересечения линий находится точно в центре внутренней вогнутой поверхности вкладыша, далее образовавшиеся секторы износа полиэтилена дополнительно разделяют на отдельные сегменты из расчета, что каждый отдельный сегмент занимает по площади не более 164 мм2, после этого исследуемый имплантат помещают под объектив стереомикроскопа и далее с целью определения величины площади участка износа вогнутой внутренней поверхности имплантата, которая максимально приближалась бы к реальной величине площади участка износа вогнутой внутренней поверхности, последовательно устанавливают имплантат по отношению к объективу стереомикроскопа так, чтобы вогнутая внутренняя поверхность каждого из отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки находилась поочередно под углом 90° по отношению к объективу, т.е. для максимального приближения к плоскостному изображению всех отдельно выделенных сегментов износа полиэтилена сферической поверхности, и в результате поочередно получают максимально плоские изображения вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, а после при помощи графической программы анализа полученные изображения передают в системный блок и сохраняют изображения в формате 1РЕО. затем с помощью графической программы анализа максимально плоское изображение отдельного сегмента вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки с увеличением 0,8 выводят на монитор, затем приступают к исследованию полученных изображений вогнутой внутренней поверхности всех отдельных сегментов каждого из четырех секторов полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки, для этого при помощи функции выделения ин- 6 027625 тересующих объектов на изображении обводят цветной линией, для наглядности и четкости, границы отдельных сегментов каждого из четырех секторов участка износа полиэтилена, а после окончания выделения участков износа на всех изображениях с помощью функции вычисления площади изображения нестандартной формы графической программы анализа определяют величины площадей выделенных отдельных сегментов износа в каждом из четырех секторов, после этого суммируют величины площадей отдельных сегментов износа, входящих в каждый из четырех секторов, затем суммируют величины площадей износа каждого сектора и получают общую величину площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201400783A EA027625B1 (ru) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201400783A EA027625B1 (ru) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201400783A1 EA201400783A1 (ru) | 2016-01-29 |
| EA027625B1 true EA027625B1 (ru) | 2017-08-31 |
Family
ID=55174386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201400783A EA027625B1 (ru) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA027625B1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2418956B1 (de) * | 1974-04-19 | 1975-04-24 | Michael Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Ungethuem | Gelenksimulator zum Testen von Gelenkprothesen, insbesondere von Totalendoprothesen für das Hüftgelenk, und Fixationsvorrichtung zum Einbetten der Gelenkpfanne in den Pfannenadapter des Gelenksimulators |
| RU2158896C1 (ru) * | 1999-06-21 | 2000-11-10 | Тульский государственный университет | Способ определения фактической площади контакта поверхностей взаимодействующих тел |
| RO123041B1 (ro) * | 2007-11-28 | 2010-07-30 | Universitatea "Dunărea De Jos" Din Galaţi | Stand pentru testarea cupelor cotiloide |
-
2014
- 2014-07-15 EA EA201400783A patent/EA027625B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2418956B1 (de) * | 1974-04-19 | 1975-04-24 | Michael Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Ungethuem | Gelenksimulator zum Testen von Gelenkprothesen, insbesondere von Totalendoprothesen für das Hüftgelenk, und Fixationsvorrichtung zum Einbetten der Gelenkpfanne in den Pfannenadapter des Gelenksimulators |
| RU2158896C1 (ru) * | 1999-06-21 | 2000-11-10 | Тульский государственный университет | Способ определения фактической площади контакта поверхностей взаимодействующих тел |
| RO123041B1 (ro) * | 2007-11-28 | 2010-07-30 | Universitatea "Dunărea De Jos" Din Galaţi | Stand pentru testarea cupelor cotiloide |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЯГНИКОВ С.А. и др. Исследование пары трения эндопротезов тазобедренного сустава для собак, представленных на отечественном рынке. 11.04.2001 [он-лайн], [найдено 26.01.2015] Найдено в Интеренет: <URL:http://www.biocontrol.ru/specialistam/xirurgiya/issledovanie-pary-treniya-endoprotezov-tazobedrennogo-sustava-dlya-sobak-predstavlennyx-na-otechestvennom-rynke.html> * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201400783A1 (ru) | 2016-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gray et al. | Experimental validation of a finite element model of a human cadaveric tibia | |
| Fuller et al. | High resolution peripheral quantitative computed tomography for the assessment of morphological and mechanical bone parameters | |
| Scheerlinck et al. | Development and validation of an automated and marker-free CT-based spatial analysis method (CTSA) for assessment of femoral hip implant migration In vitro accuracy and precision comparable to that of radiostereometric analysis (RSA) | |
| Sharma et al. | Radiological method for measuring patellofemoral tracking and tibiofemoral kinematics before and after total knee replacement | |
| Stentz-Olesen et al. | Validation of static and dynamic radiostereometric analysis of the knee joint using bone models from CT data | |
| Rousseau et al. | Assessment of the axial rotation of the pelvis with the EOS® imaging system: intra-and inter-observer reproducibility and accuracy study | |
| Amirouche et al. | Primary cup stability in THA with augmentation of acetabular defect. A comparison of healthy and osteoporotic bone | |
| Patel et al. | Evaluation and prediction of human lumbar vertebrae endplate mechanical properties using indentation and computed tomography | |
| Boyer et al. | The linear penetration rate is not relevant for evaluating wear of dual mobility cups: an explant study | |
| DK2873393T3 (en) | Method for determining the dimension of a limb shaft for a limb stump and method for making a limb stump prosthesis | |
| Ferreira et al. | Effectiveness of CT for the detection of glenoid bone graft resorption following reverse shoulder arthroplasty | |
| Seehaus et al. | Experimental analysis of Model-Based Roentgen Stereophotogrammetric Analysis (MBRSA) on four typical prosthesis components | |
| Pawaskar et al. | Hemiarthroplasty of hip joint: An experimental validation using porcine acetabulum | |
| Takao et al. | Comparison of rotational acetabular osteotomy performed with navigation by surgeons with different levels of experience of osteotomies | |
| Hacker et al. | The influence of the test setup on knee joint kinematics–a meta-analysis of tibial rotation | |
| Yun et al. | Reliability of a PowerPoint method for wear measurement after total hip arthroplasty: a retrieval study using 3-dimensional laser scanning | |
| Göpfert et al. | 3D video-based deformation measurement of the pelvis bone under dynamic cyclic loading | |
| Goldvasser et al. | A new technique for measuring wear in total hip arthroplasty using computed tomography | |
| Bonaretti et al. | Novel anthropomorphic hip phantom corrects systemic interscanner differences in proximal femoral vBMD | |
| EA027625B1 (ru) | Способ определения площади участка износа вогнутой внутренней поверхности полиэтиленового вкладыша металлической чашки или полиэтиленовой чашки в экспериментальном модуле эндопротеза тазобедренного сустава | |
| Rankin et al. | Digital image correlation for strain analysis of whole bones and implants | |
| Cristofolini | Anatomical reference frames for long bones: biomechanical applications | |
| Robbin et al. | Anatomic and kinematic analysis of the human forearm using high-speed computed tomography | |
| Polster et al. | Three-dimensional volume-rendering computed tomography for measuring humeral version | |
| Bagheri et al. | Thermographic Stress Analysis of Whole Bones and Implants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |