RU2255376C1

RU2255376C1 - Method for making a model of joint for mannequin with possible holding of appendage in set position

Info

Publication number: RU2255376C1
Application number: RU2004102992/14A
Authority: RU
Inventors: В.А. Жуков (RU); В.А. Жуков; А.И. Авдеев (RU); А.И. Авдеев; Е.Н. Жеков (RU); Е.Н. Жеков; С.В. Леонов (RU); С.В. Леонов
Original assignee: Дальневосточный государственный медицинский университет
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-06-27

Abstract

FIELD: forensic medicine.

SUBSTANCE: polymer mass is used to make a model of bone head, joint recess is modeled, matching shape and size of head. Limiting shaft made of polymer mass is applied to surface of model of bone head for limiting movement. Model of joint recess is held appropriately for anatomic position on body of mannequin and model of bone head - on calluses of appendage bone. Into joint slit received during modeling liquid polymer mass is injected. During its hardening low amplitude movement is performed in joints, position of mannequin is held.

EFFECT: rigid holding of appendage in set position.

Description

Изобретение относится к медицинской технике и, в частности, к моделированию в судебной медицине. Существом модели суставов человека является протез, разработанный К.М.Сивашом (Реванко Т.А., Гурьев В.Н., Шестреня Н.А., 1987). Но, хотя протез кроме всех прочих достоинств имеет и высокую прочность, для моделирования травмы в судебной медицине он неприменим - во-первых, ввиду невозможности его фиксации на прототипе, во-вторых, протез имеет большую подвижность, чем здоровый сустав человека.The invention relates to medical equipment and, in particular, to modeling in forensic medicine. The essence of the model of human joints is a prosthesis developed by K.M.Sivash (Revanko T.A., Guryev V.N., Shestrenya N.A., 1987). But, although the prosthesis also has high strength, in addition to all other advantages, it is not applicable for modeling injury in forensic medicine - firstly, due to the impossibility of fixing it on the prototype, and secondly, the prosthesis has greater mobility than a healthy human joint.

В качестве прототипа выбрано крепление суставов манекена человека по патенту №2151428, который имеет существенный недостаток - крепление не обеспечивает должную подвижность/ограниченность в плечевых, тазобедренных суставах, а также в шейном отделе позвоночника при создании исходной позы в процессе моделировании травмы.As a prototype, the fastening of the joints of the mannequin of a man according to patent No. 2151428 was chosen, which has a significant drawback - the fastening does not provide proper mobility / limitation in the shoulder and hip joints, as well as in the cervical spine when creating the initial posture in the process of modeling injuries.

Предложенная ранее схема крепления конечностей и головы манекена по патенту №2151428 представляет собой два замкнутых кольца (одно продето в другое), которые жестко крепятся к конечности и туловищу либо к голове и туловищу. Данный манекен не сохраняет первичную позу (заданную как первичную) до момента начала проведения моделирования травмы.The previously proposed scheme for fastening the limbs and the head of the mannequin according to patent No. 2151428 is two closed rings (one threaded into the other), which are rigidly attached to the limb and trunk or to the head and trunk. This mannequin does not preserve the primary posture (defined as primary) until the moment the injury simulation begins.

Задача состоит в возможности жестко зафиксировать конечность, голову манекена в заданном положении путем использования фиксируемых моделей шаровидных суставов верхних и нижних конечностей, а также шейного отдела позвоночника.The challenge is the ability to rigidly fix the limb, the mannequin head in a given position by using fixed models of spherical joints of the upper and lower extremities, as well as the cervical spine.

Модели шаровидных суставов изготавливают из полимерной массы с возможностью моделирования при разогревании. Диаметр выполняемых шаровидных суставов соответствует диаметрам головок плечевой и бедренной кости. После изготовления модели головки плечевой или бедренной кости по форме и размерам головки моделируют суставную впадину, в которую затем вставляют предварительно смоделированную головку. Поскольку человек имеет различную степень подвижности в шаровидных суставах, ограничение движения в модели сустава достигают при помощи нанесения валика из полимерной массы на поверхность модели головки кости. Границы нанесения валиков на модели головки плечевой/бедренной соответствуют контурам границ гиалинового хряща на суставных поверхностях головок плечевой и бедренной костей человека. После изготовления модель суставной впадины и головки жестко крепят к манекену. К “туловищу” крепят смоделированную суставную впадину соответственно анатомическому расположению у человека, а собственно “головку” - к модели костей конечности.Models of spherical joints are made of a polymer mass with the possibility of modeling when heated. The diameter of the performed spherical joints corresponds to the diameters of the heads of the humerus and femur. After making a model of the head of the humerus or femur, the articular cavity is simulated by the shape and size of the head, into which the pre-modeled head is then inserted. Since a person has a different degree of mobility in spherical joints, restriction of movement in the joint model is achieved by applying a roller of polymer mass on the surface of the bone head model. The boundaries of the application of rollers on the model of the head of the humerus / femur correspond to the contours of the boundaries of the hyaline cartilage on the articular surfaces of the heads of the humerus and femur. After manufacturing, the model of the articular cavity and head are rigidly attached to the dummy. The simulated articular cavity is attached to the “trunk” according to the anatomical location in humans, and the “head” itself is attached to the model of limb bones.

Для фиксации необходимой первоначальной позы в полученную при моделировании “суставную щель” вводят жидкую полимерную массу-уплотнитель (пенополиуретан, пенополистерол и др.), которая, взаимодействуя с воздухом, расширяется и полностью заполняет полость и затвердевает. В процессе затвердевания для придания некоторой подвижности конечностям осуществляют движения в суставах небольшой амплитуды. После фиксации позы манекен готов к использованию.To fix the necessary initial position, a liquid polymer mass-sealant (polyurethane foam, expanded polystyrene, etc.) is introduced into the “joint gap” obtained during modeling, which, when interacting with air, expands and completely fills the cavity and hardens. In the process of hardening, to give some mobility to the limbs, movements in the joints of small amplitude are carried out. After fixing the pose, the mannequin is ready for use.

По окончании проведения серии экспериментов (как показала практика, такого способа фиксации хватает на 3-4 эксперимента) путем небольшого нагревания - до 60 градусов (горячая вода) модель суставов разъединяют и излишки полимерной массы-уплотнителя удаляют. Затем в нагретую модель суставной впадины вставляют модель головки кости и “суставную щель” вводят жидкую полимерную массу-уплотнитель, и после затвердевания манекен готов для повторного использования.At the end of a series of experiments (as practice has shown, this method of fixation is enough for 3-4 experiments) by slight heating - up to 60 degrees (hot water), the joint model is disconnected and excess polymer mass sealant is removed. Then, the bone head model is inserted into the heated model of the articular cavity and the “joint gap” is injected with a liquid polymer mass-sealant, and after hardening the mannequin is ready for reuse.

Преимущество предлагаемой модели шарнирного сустава:The advantage of the proposed model of the articulated joint:

- возможность придания первоначальной позы манекену;- the ability to give an initial pose to the mannequin;

- близость степеней и углов подвижности суставов манекена к таковым у человека;- the proximity of the degrees and angles of mobility of the joints of the dummy to those in humans;

- возможность моделирования на манекене тонуса мышц человека.- the possibility of modeling on a mannequin muscle tone of a person.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Для изготовления модели применили протакрил, так как он доступен и температура, необходимая для достижения его пластического состояния, всего около 60 градусов. При моделировании плечевого сустава диаметр модели проксимальной головки плечевой кости составил 35 мм, при моделировании бедренного сустава 56 мм. После изготовления модели головки плечевой или бедренной кости по форме и размерам головки смоделирована суставная впадина, в которую затем вставлена предварительно изготовленная головка с ограничительными валиками. Модели суставов фиксированы к манекену. Полимером создана заранее предполагаемая подвижность в каждом суставе. Манекену придана поза “боксера”. Манекен выставлен на крае крыши гаража. Нанесен удар в область живота манекена. Фиксированы точки соприкосновения манекена с землей в результате падения с высоты 2,5 м. Определены при помощи видеосъемки движения в конечностях и вращение манекена.Protacryl was used to make the model, since it is available and the temperature necessary to achieve its plastic state is only about 60 degrees. When modeling the shoulder joint, the diameter of the model of the proximal head of the humerus was 35 mm, while modeling the femur joint was 56 mm. After making a model of the head of the humerus or femur, the articular cavity is modeled in the shape and size of the head, into which the prefabricated head with restrictive rollers is then inserted. Joint models are fixed to the mannequin. The polymer created in advance of the alleged mobility in each joint. The mannequin is given the pose of a “boxer." The mannequin is on the edge of the roof of the garage. A blow to the abdomen of the dummy. The points of contact of the dummy with the ground as a result of a fall from a height of 2.5 m are fixed. The rotation of the dummy is determined by video recording of movement in the limbs.

Claims

A method of manufacturing a dummy joint model of a mannequin to ensure that the limb is fixed in a predetermined position, including the production of a bone head model from the polymer mass and modeling of the articular cavity made according to the shape and size of the head, applying a restrictive roller from the polymer mass to the surface of the bone head model to limit movement, fastening models of the articular cavity according to the anatomical location on the torso of the dummy and the model of the head of the bone - on the model of the limb bone, while in the floor ennuyu for modeling the joint gap introduced liquid polymer mass during its solidification is carried small amplitude motion in joints, fixed dummy posture.