RU2271147C2 - Method for recording biomechanical properties of the vertebral column - Google Patents
Method for recording biomechanical properties of the vertebral column Download PDFInfo
- Publication number
- RU2271147C2 RU2271147C2 RU2004114960/14A RU2004114960A RU2271147C2 RU 2271147 C2 RU2271147 C2 RU 2271147C2 RU 2004114960/14 A RU2004114960/14 A RU 2004114960/14A RU 2004114960 A RU2004114960 A RU 2004114960A RU 2271147 C2 RU2271147 C2 RU 2271147C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spine
- mechanical
- properties
- recording
- biomechanical properties
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к вертебрологии, и может найти применение в диагностике заболеваний позвоночника.The invention relates to medicine, namely to vertebrology, and may find application in the diagnosis of diseases of the spine.
Известен способ исследования костной ткани на основе ультразвуковой эхоостеометрии, заключающийся в том, что механические свойства костной ткани исследуются путем измерения скорости распространения в ней ультразвука на различных участках кости, для чего прием сигналов осуществляется несколькими датчиками, расположенными на определенном расстоянии друг от друга (а.с. СССР №1159556, А 61 В 8/00, 1983).A known method for the study of bone tissue based on ultrasonic echoostometry is that the mechanical properties of bone tissue are examined by measuring the speed of propagation of ultrasound in it in different parts of the bone, for which signals are received by several sensors located at a certain distance from each other (a. S. USSR No. 1159556, A 61
Способ ультразвуковой эхоостеометрии обладает рядом недостатков, в том числе:The ultrasonic echoostometry method has a number of disadvantages, including:
- диагностическая информация в значительной степени зависит от импеданса параоссальных тканей;- diagnostic information is largely dependent on the impedance of paraossal tissues;
- ультразвуковые колебания для костной ткани являются подпороговыми и быстро затухают, что не позволяет исследовать многозвенные кинематические структуры;- ultrasonic vibrations for bone tissue are subthreshold and decay quickly, which does not allow the study of multilink kinematic structures;
- не вызывают появления рефлекторного ответа на механический раздражитель.- do not cause the appearance of a reflex response to a mechanical stimulus.
Известен способ определения биомеханических свойств позвоночника путем проведения рентгенологических функциональных проб, заключающийся в том, что проводится изучение структур позвоночного столба путем выполнения рентгенографии в различных функциональных положениях [1].There is a method of determining the biomechanical properties of the spine by conducting x-ray functional tests, which consists in the study of the structures of the spinal column by performing x-ray in various functional positions [1].
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- невозможность проведения количественного анализа биомеханических свойств позвоночника в различных сегментах при стандартной выбранной нагрузке;- the inability to conduct a quantitative analysis of the biomechanical properties of the spine in various segments at a standard selected load;
- локальность обследования, связанная с определенной анатомической зоной позвоночника;- locality of the examination associated with a specific anatomical zone of the spine;
- высокая лучевая нагрузка, связанная с необходимостью выполнения серии снимков;- high radiation load associated with the need to perform a series of images;
- дороговизна исследования, затрудняющая ее использование при наблюдении больных в динамике, в том числе и с профилактическими обследованиями в амбулаторной практике.- the high cost of the study, which complicates its use when observing patients in dynamics, including with preventive examinations in outpatient practice.
Известен способ посмертного определения прочностных свойств губчатой кости позвонков путем формирования из тела позвонка фрагментов губчатой кости с последующим определением максимального усилия, необходимого для сжатия образцов в горизонтальном или вертикальном направлении, с определением величины деформации от сжатия. После этого определялся модуль упругости образцов костной ткани [2].There is a method of posthumously determining the strength properties of the cancellous bone of the vertebrae by forming fragments of the spongy bone from the vertebral body, followed by determining the maximum force required to compress the samples in the horizontal or vertical direction, with determining the amount of compression deformation. After that, the elastic modulus of bone tissue samples was determined [2].
Недостатками способа является то, что его невозможно использовать применительно к живому человеку, так как образец необходимо извлечь из костной ткани тел позвонков, и после исследования образец разрушается.The disadvantages of the method is that it cannot be used in relation to a living person, since the sample must be removed from the bone tissue of the vertebral bodies, and after the study, the sample is destroyed.
Наиболее близким к предлагаемому является «способ определения амортизационных свойств опорного аппарата человека», заключающийся в том, что амортизационные свойства опорно-двигательного аппарата определяют посредством механического воздействия с последующей регистрацией отраженных изменений со стороны костной ткани с установкой датчиков над костными ориентирами, минимально прикрытыми мягкими тканями и максимально удаленными от сухожилий, ориентация датчиков осуществляется по кратчайшему расстоянию от дистальной до проксимальной точки распространения вибраций тела на исследуемом сегменте с определением амортизационных свойств по степени гашения сотрясательных колебаний тела исследуемого между двумя сейсмодатчиками, причем колебания возбуждают посредством приподнимания на носки с последующим резким опускании на пятки.Closest to the proposed is the "method of determining the depreciation properties of the human support apparatus", which consists in the fact that the depreciation properties of the musculoskeletal system are determined by mechanical action, followed by registration of reflected changes from the bone tissue with the installation of sensors over bone landmarks minimally covered with soft tissues and as far as possible from the tendons, the sensors are oriented along the shortest distance from the distal to the proximal the point of propagation of body vibrations on the studied segment with the determination of the amortization properties by the degree of damping of the vibrations of the body under study between the two seismic sensors, and the vibrations are excited by lifting on socks and then abruptly lowering them on the heels.
Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:
- при его реализации невозможно обеспечить точность и повторяемость условий воздействия;- during its implementation, it is impossible to ensure the accuracy and repeatability of exposure conditions;
- ударное воздействие, осуществляемое на опорно-двигательный аппарат предлагаемым способом, является слабым и быстро затухает;- shock impact on the musculoskeletal system of the proposed method is weak and quickly fades;
- ударное воздействие передается на позвоночник через пояс нижних конечностей и кости таза, что создает большое количество помех и артефактов, так как известно, что пяточный жир, капсульно-связочные аппараты суставов нижней конечности, крестцово-подвздошные суставы обладают выраженными демпфирующими свойствами;- the impact is transmitted to the spine through the belt of the lower extremities and the pelvic bone, which creates a large number of interference and artifacts, since it is known that heel fat, capsule-ligamentous apparatus of the joints of the lower limb, sacroiliac joints have pronounced damping properties;
- акустические характеристики правой и левой нижней конечности отличаются в силу различных анатомических параметров, поэтому механический импульс доходит до позвоночника не симметрично, что снижает информативность метода;- the acoustic characteristics of the right and left lower limbs differ due to various anatomical parameters, so the mechanical impulse does not reach the spine symmetrically, which reduces the information content of the method;
- не анализируются растяжение позвоночника и рефлекторный компонент ответной реакции организм на оказываемое воздействие, в то время как это важные диагностические параметры.- spinal stretching and the reflex component of the body's response to the impact are not analyzed, while these are important diagnostic parameters.
Таким образом, применение данного метода мало информативно по отношению к позвоночнику, так как ударное воздействие не дозированное, очень слабое и подается на позвоночник не симметрично с правой и левой нижней конечности.Thus, the use of this method is not very informative with respect to the spine, since the impact is not dosed, it is very weak and is not symmetrical from the right and left lower extremities to the spine.
Аналогом предлагаемого устройства является ультразвуковой, частотно-сканирующий эхоостеометр, основанный на регистрации скорости распространения механических колебаний в костной ткани. Эхоостеометр содержит: аналогово-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу усилителя, управляющее вычислительное устройство, группа входов которого соединена с группой информационных выходов АЦП, информация с которого поступает на постоянное запоминающее устройство. Эхоостеометр является высокочувствительным, так как в него введены усилитель, АЦП и постоянное запоминающее устройство, что позволяет проводить количественную оценку состояния костной ткани (а.с. СССР №2076635, А 61 В 8/08, 1984).An analogue of the proposed device is an ultrasonic, frequency-scanning echoosteometer based on recording the propagation velocity of mechanical vibrations in bone tissue. The echoosteometer contains: an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the amplifier output, a control computing device, the group of inputs of which is connected to the group of information outputs of the ADC, the information from which is supplied to the permanent storage device. The echoosteometer is highly sensitive, since an amplifier, ADC and read-only memory are inserted into it, which allows a quantitative assessment of the state of bone tissue (AS USSR No. 2076635, A 61
Недостатком устройства является то, что его затруднительно использовать в исследовании биомеханических свойств позвоночника, так как излучатели трудно адаптировать с неровными контурами апофизов позвонков. Применение устройства ограничено локальностью проводимого исследования, отличается большой энергоемкостью, требует присутствия врача. Кроме того, устройство отличается дороговизной.The disadvantage of this device is that it is difficult to use in the study of biomechanical properties of the spine, since emitters are difficult to adapt with uneven contours of the apophyses of the vertebrae. The use of the device is limited by the locality of the study, is very energy intensive, requires the presence of a doctor. In addition, the device is expensive.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для исследования воздействия вибрационных нагрузок на биологические объекты. Устройство включает: вибровозбудитель на основании, сейсмодатчики, согласующие и измерительные усилители, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), который имеет линии связи с ЭВМ. Устройство позволяет передавать вибрационные воздействия на организм человека в положении сидя, в последующем производится измерение механического импеданса тела при помощи сейсмодатчиков, расположенных в месте контакта тела с опорой, на голове и верхней конечности испытуемого [4].Closest to the proposed device is a device for studying the effects of vibration loads on biological objects. The device includes: a vibration exciter on the base, seismic sensors, matching and measuring amplifiers, an analog-to-digital converter (ADC), which has communication lines with a computer. The device allows you to transmit vibrational effects on the human body in a sitting position, subsequently measuring the mechanical impedance of the body using seismic sensors located at the point of contact of the body with the support, on the head and upper limb of the subject [4].
Недостатками ближайшего аналога устройства является то, что описываемый исследователями механический импеданс и комплексные частотные функции характеризуют лишь распределение вибрационного воздействия в организме и не имеют физиологической интерпретации, поскольку вибрационное воздействие не является адекватной нагрузкой для опорно-двигательной системы, с которой человек встречается только в техногенно созданных условиях. Анализируемая авторами зависимость амплитуды и фазы колебаний различных частей тела от частоты осуществляемого вибрационного воздействия варьирует в широких пределах, поэтому не может быть истолкована как источник диагностической информации. При помощи описанного устройства невозможно осуществить растяжение позвоночника и зафиксировать рефлекторный компонент ответной реакции организма.The disadvantages of the closest analogue of the device is that the mechanical impedance and complex frequency functions described by the researchers characterize only the distribution of vibrational effects in the body and do not have a physiological interpretation, since vibrational effects are not an adequate load for the musculoskeletal system with which a person is found only in technologically created conditions. The dependence of the amplitude and phase of oscillations of various parts of the body on the frequency of the vibrational effect, analyzed by the authors, varies widely, therefore, it cannot be interpreted as a source of diagnostic information. Using the described device, it is impossible to stretch the spine and fix the reflex component of the body's response.
Таким образом, ни один из рассмотренных способов и устройств для формирования тестовых проб на позвоночник человека не реализует требуемых адекватных воздействий, ни в одном из них не обеспечивается синхронизация воздействия и запись ответов, что не позволяет выполнить постоянство условий тестирования и полное извлечение информации. Дополнительной проблемой является восстановление стандартных условий для приведения устройства в рабочее состояние перед очередной тестовой пробой.Thus, none of the considered methods and devices for the formation of test samples on the human spine implements the required adequate effects, none of them provides synchronization of effects and recording of responses, which does not allow the constancy of testing conditions and the complete extraction of information. An additional problem is the restoration of standard conditions for bringing the device into working condition before the next test breakdown.
Целью изобретения является создание способа для повышения точности диагностики биомеханических свойств позвоночника.The aim of the invention is to provide a method for improving the accuracy of diagnosis of biomechanical properties of the spine.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе регистрации биомеханических свойств опорного аппарата человека, заключающемся в том, что осуществляются механические воздействия с последующей регистрацией отраженных изменений со стороны костной ткани, при помощи сейсмодатчиков, расположенных на остистых отростках позвонков и костях черепа, согласно способу возбуждение механических колебаний в позвоночнике производится путем мгновенного устранения опоры при помощи сбрасывающего механизма, предназначенного для неподвижно сидящего на нем обследуемого, причем в качестве тестового воздействия используют как собственную массу обследуемого, взводимую на определенную высоту, так и массу обследуемого, доведенную до стандартно выбранных величин при помощи навешиваемых на пациента дополнительных грузов, после чего сравнивают механические отклики, расположенные в тестируемых точках между собой и с эталонными, посредством чего судят о биомеханических свойствах позвоночника.This goal is achieved by the fact that in the known method of recording the biomechanical properties of the supporting apparatus of a person, which consists in the fact that mechanical effects are carried out with subsequent registration of reflected changes from the bone tissue, using seismic sensors located on the spinous processes of the vertebrae and bones of the skull, according to the method of excitation mechanical vibrations in the spine is performed by instantly removing support using a dropping mechanism designed for motionless about the patient sitting on it, and as the test effect, they use both the patient’s own mass, cocked to a certain height, and the patient’s mass, brought to the standard selected values using additional loads hung on the patient, and then the mechanical responses located at the test points are compared between themselves and with the reference, whereby they judge the biomechanical properties of the spine.
Для реализации способа было разработано устройство, состоящее из основания, выполненное с возможностью размещения на нем обследуемого в сидячем положении, с размещенными на нем сейсмодатчиками, соединенными с измерительной аппаратурой, согласно изобретению на основании расположены подвижная и неподвижная створки, связанные между собой шарниром, между створками расположен ограничитель подвижности и магниты, соединенные с гибкими тягами и синхронизатором записи данных измерительной аппаратуры.To implement the method, a device was developed, consisting of a base, made with the possibility of placing the examinee on it in a seated position, with seismic sensors placed on it, connected to measuring equipment, according to the invention, movable and fixed flaps connected by a hinge between the flaps are located on the base there is a limiter of mobility and magnets connected to flexible rods and a synchronizer for recording data of measuring equipment.
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство в разобранном виде. На Фиг.2 представлено устройство в собранном виде. На Фиг.3 - устройство в активном состоянии. На Фиг.4 - устройство после устранения опоры сбрасывающего механизма. Фиг.5, 6, 7 - сбрасывающий механизм. Фиг.8 - расположение пациента на устройстве перед обследованием. Фиг.9 - механический отклик с сейсмоприемника, расположенного на подвижной створке устройства: А - момент устранения опоры, В - фаза свободного падения, С - восстановление реакции опоры, D - фаза квазистатического воздействия. Фиг. 10 - схема устройства.Figure 1 presents the proposed device in an unassembled form. Figure 2 presents the device in assembled form. Figure 3 - the device is in the active state. Figure 4 - the device after removing the support of the resetting mechanism. 5, 6, 7 - resetting mechanism. Fig - the location of the patient on the device before the examination. Figure 9 - mechanical response from a seismic receiver located on the movable shutter of the device: A is the moment of removal of the support, B is the free fall phase, C is the restoration of the support reaction, D is the phase of the quasistatic effect. FIG. 10 is a diagram of a device.
Устройство содержит подвижную створку 1, металлический диск (ограничитель подвижности створок) 2, стержень 3 (шарнир), неподвижную створку 4, основание 5 (Фиг. 1), постоянные магниты 6, синхронизатор 7, гибкие тяги 8 (Фиг. 6). Сейсмодатчики, расположенные на коже в проекции теменных костей черепа 9, сейсмодатчики, расположенные на коже в проекции остистых отростков позвонков 10, сейсмодатчик, расположенный на подвижной створке устройства - 11, усилитель 12, аналогово-цифровой преобразователь 13, электронно-вычислительная машина 14.The device comprises a
Реализация способа осуществляется следующим образом: пациенту объясняют смысл исследования, после чего его усаживают на подвижную створку устройства 1, находящегося в активированном состоянии, показанном на фиг.8. Неподвижно сидящего пациента «сбрасывают» с определенной безопасной высоты, например 1-2 см, в результате чего, с момента исчезновения реакции опоры, при сохраненном контакте тела с поверхностью, до его восстановления возникает многокомпонентное механическое воздействие на позвоночник. Характер осуществляемого воздействия изображен на фиг.9. После устранения опоры таз с нижней половиной туловища и нижними конечностями, под действием силы тяжести, устремляется вниз, в то время как на голову по-прежнему действует сила инерции покоя, в результате чего позвоночный столб удлиняется подобно пружине - фаза растяжения. Во вторую фазу происходит восстановление силы реакции опоры подвижной створки устройства. В момент контакта подвижной створки устройства, на которой размещен обследуемый, с поверхностью осуществляется дозированное квазистатическое восходящее, механическое воздействие. Энергия воздействия передается по структурам позвоночного столба. Третья фаза связана с тем, что голова и верхняя часть туловища, продолжающая движение под действием силы тяжести, после восстановления веса тела, вызывают сжатие позвоночника во всех отделах, в результате чего его длина становится меньше, чем в состоянии покоя. При этом контакт пациента с поверхностью подвижной створки сохраняется в течение всего времени воздействия, поэтому осуществляемое при помощи предлагаемого способа воздействие во вторую фазу является не ударным, а квазистатическим. В момент восстановления опоры механическое воздействие передается непосредственно на подвижную створку устройства, которое в свою очередь передает его на ветви седалищных костей таза, контактирующих с ней. Воздействие передается на обе седалищные кости единовременно с одинаковой силой, что трудно осуществить каким-либо другим способом. Механические отклики, принимаемые сейсмодатчиками, расположенными на остистых отростках позвонков и костях черепа, фиксируют процессы передачи осуществляемого воздействия по структурам позвоночного столба. Впоследствии осуществляется усиление и анализ сигналов, полученных с датчиков, с последующей обработкой полученных сигналов при помощи аналого-цифрового преобразователя, подключенного к ЭВМ. О биомеханических свойствах позвоночника судят на основании данных, полученных в процессе расшифровки механических откликов по времени появления и их амплитудной характеристике (Фиг. 11-14). Подобные сложные движения позвоночника возникают в процессе ходьбы, поэтому предлагаемый способ наиболее близок к физиологическим нагрузкам. Масса тела человека является «адекватной» нагрузкой для позвоночника, и именно поэтому используется в качестве источника тестового воздействия (Фиг.10). После пробы с собственной массой вес тела доводится до определенной стандартной величины, например 80 кг, в случае, если обследуется взрослое население. При помощи размещения на обследуемом дополнительных грузов в определенных точках туловища, что позволяет проанализировать биомеханические свойства позвоночника в условиях дополнительной нагрузки и, при необходимости, стандартизировать воздействие. При этом масса дополнительных грузов равна Σm=80кг-mоб (mоб - масса обследуемого). После этого производится сравнивание полученных параметров между собой и с эталонными. За эталонный показатель принимаются данные, полученные при обследовании здоровых лиц соответствующего пола, возраста и конституции.The implementation of the method is as follows: the patient is explained the meaning of the study, after which he is seated on the movable leaf of the
Приводим пример механических откликов, полученных при обследовании взрослого пациента, не имеющего в анамнезе повреждений и заболеваний позвоночника. Началом записи параметров с сейсмодатчиков является сигнал, поступивший с синхронизатора. На Фиг.11 представлен механический отклик с сейсмодатчика, расположенного на теменных костях черепа обследуемого. Механический оклик содержит 3 фазы: фаза А - фаза растяжения, которая характеризует эластоупругие свойства связочного аппарата и составляет 0,07±0,005 с; фаза В - регистрирует механический импульс прошедший по позвоночнику, характеризует механические свойства костных структур, длительность 0,15±0,005 с, амплитуда (Dmax) 25±2 мВ. Фаза С - рефлекторный компонент ответной реакции, время появления 0,08 с, длительность 0,02 с, амплитуда 10±2 мВ.We give an example of mechanical responses obtained during examination of an adult patient who does not have a history of injuries and diseases of the spine. The start of recording parameters from seismic sensors is the signal received from the synchronizer. Figure 11 presents the mechanical response from the seismic sensor located on the parietal bones of the skull of the subject. The mechanical response contains 3 phases: phase A - the extension phase, which characterizes the elastoelastic properties of the ligamentous apparatus and is 0.07 ± 0.005 s; phase B - registers a mechanical impulse transmitted along the spine, characterizes the mechanical properties of bone structures, duration 0.15 ± 0.005 s, amplitude (Dmax) 25 ± 2 mV. Phase C is the reflex component of the response, the time of occurrence is 0.08 s, the duration is 0.02 s, the amplitude is 10 ± 2 mV.
На Фиг.12-14 представлены механические отклики с сейсмодатчиков, расположенных на коже в проекции остистых отростках 4 поясничного, 12 грудного и 6 шейного позвонка соответственно. Отклики анализировались по времени появления, максимальной и средней амплитуде.12-14 show the mechanical responses from seismic sensors located on the skin in the projection of the spinous processes of the 4 lumbar, 12 thoracic and 6 cervical vertebrae, respectively. The responses were analyzed by appearance time, maximum and average amplitude.
На фиг 12 представлен механический отклик с сейсмодатчика, расположенного на коже в проекции остистого отростка 4 поясничного позвонка. Время появления 0,01±0,005 с, максимальная амплитуда 460±5 мВ, средняя амплитуда 200 мВ. На Фиг. 13-12 грудной позвонок: время появления 0,03=1=0,005 с, максимальная амплитуда 170±5 мВ, средняя амплитуда 50 мВ. На Фиг.14 представлен механический отклик с сейсмодатчика расположенного на коже в проекции остистого отростка 6 шейного позвонка. Время появления 0,06±0,005 с, максимальная амплитуда 45±5 мВ, средняя амплитуда 15 мВ.On Fig presents the mechanical response from the seismic sensor located on the skin in the projection of the
Описанное сложное механическое воздействие может быть точно дозировано только в случае, когда удается воспроизвести с заданной точностью закон изменения реакции опоры. В конкретном случае реакцию опоры необходимо устранить мгновенно (скачкообразно) и затем мгновенно восстановить ее через время задержки. Рассмотренные прототипы способа и устройства не имеют в своем составе средств реализации указанных требований к воздействию. В качестве такого средства манипуляции опорой необходимо устройство, практически мгновенно устраняющее реакцию опоры. Наиболее эффективно в качестве переключающих устройств работают механические системы с «катастрофами» типа сборки [5]. В качестве примера можно привести изгибающийся стержень, нагружаемый вдоль оси. Если в определенный момент хотя бы незначительно изогнуть стержень, то он мгновенно теряет устойчивость. Не менее важно точное восстановление начальных условий эксперимента и точная синхронизация записи ответных сигналов с моментом переключения реакции опоры, для обеспечения повторяемости условий осуществляемого воздействия.The described complex mechanical action can be accurately dosed only in the case when it is possible to reproduce with a given accuracy the law of the reaction of support. In a specific case, the reaction of the support must be eliminated instantly (stepwise) and then instantly restored after a delay time. The prototypes of the method and device considered do not include the means of implementing the specified exposure requirements. As such a means of manipulating the support, a device is needed that almost instantly eliminates the reaction of the support. The most effective as switching devices are mechanical systems with “disasters” of assembly type [5]. An example is a bending rod, loaded along the axis. If at a certain moment the rod is at least slightly bent, then it instantly loses stability. Equally important is the accurate restoration of the initial conditions of the experiment and the exact synchronization of the recording of response signals with the moment of switching the reaction of the support, to ensure the repeatability of the conditions of the impact.
Устройство работает следующим образом: на массивном основании, цилиндрической формы 5, с которой неподвижно соединен жесткий металлический лист 4, являющийся неподвижной створкой, с которым в свою очередь по типу книжки, при помощи шарнира, состыкован второй металлический лист 1, обладающий регулируемой подвижностью во фронтальной плоскости. Между створками 1 и 4 размещен ограничитель подвижности створок 2, неподвижно соединенный с нижней створкой 4. На фиг.2 изображено устройство в собранном виде. Устройство переводится в активное состояние путем взведения подвижной створки 1 на определенную высоту, которая удерживается при помощи сбрасывающего механизма, представляющего собой два магнитных стержня 6, которые подвижно соединены со створками устройства 1 и 4. На фиг.3 изображено устройство в активном виде. На фиг.4 представлен вид устройства после сбрасывания подвижной створки 1. На фиг.5, 6, 7 изображен сбрасывающий механизм. 1 - подвижная створка, 4 - неподвижная створка, 6 - два магнитных стержня, 7 - синхронизатор, 8 - гибкие тяги. Активация устройства производится при помощи перемещения тяг 8, которые вскоре нарушают равновесие состыкованных магнитов 6, в результате чего подвижная створка 1 теряет опору и обрушивается на металлический диск 2, фиг. 4, 7. Положение створок 1 и 4 и сбрасывающего механизма перед активацией изображено на фиг.6. Конечная фаза - фиг. 7. Тяга за нити 8 осуществляется, например, при помощи сердечника, дополнительно установленного электромагнита. После осуществления воздействия подвижная створка 1 вновь взводится на высоту, превосходящую длину магнитов 6, что показано на фиг.5, при этом концы магнитов 6 самопроизвольно и точно состыковываются, и створка 1 осторожно опускается, после чего устройство вновь готово для осуществления воздействия (Фиг.6). Для синхронизации работы устройства и измерительной аппаратуры на определенном расстоянии от магнитных стержней 6 сбрасывающего механизма расположен синхронизатор 7, например геркон, замыкание контактов которого происходит даже при незначительном изменении положения магнитов 6 от вертикали, что служит импульсом для начала записи параметров сейсмодатчиков, расположенных в тестируемых точках на пациенте и запускает регистрацию сигнала на ЭВМ. Характер осуществляемого воздействия контролируется при помощи датчика, который расположен на подвижной створке устройства, механический отклик которого приведен на фиг.9.The device operates as follows: on a massive base, cylindrical in
Таким образом, способ повышает точность диагностики биомеханических свойств позвоночника с возможностью воздействия на позвоночник обследуемого комплексного механического воздействия, которое включает растяжение, квазистатическое воздействие и сжатие. Подобное воздействие невозможно реализовать при помощи ранее существующих способов. Способ позволяет проанализировать как механические свойства костных структур позвоночника, так и эластоупругие свойства связочного аппарата. Предложенный способ позволяет регистрировать информативные параметры биомеханических свойств позвоночника, что позволяет до рентгенологического и инструментального обследования, зафиксировать как морфологические, так и функциональные аномалии, после чего, при необходимости, уже прицельно проводить дальнейшие диагностические мероприятия. Способ является неинвазивным, безвреден для больного и медицинского персонала, прост в осуществлении, доступен и не лимитирован количеством необходимых повторных исследований, что может быть использовано как в стационарных условиях, так и при скрининговых, диспансерных и профилактических обследованиях.Thus, the method improves the accuracy of the diagnosis of biomechanical properties of the spine with the possibility of impact on the spine of the examined complex mechanical effects, which includes tension, quasistatic effects and compression. Such an impact cannot be realized using previously existing methods. The method allows to analyze both the mechanical properties of the bone structures of the spine and the elastoelastic properties of the ligamentous apparatus. The proposed method allows you to register informative parameters of the biomechanical properties of the spine, which allows you to record both morphological and functional abnormalities, before x-ray and instrumental examination, and then, if necessary, already carry out targeted diagnostic measures. The method is non-invasive, harmless to the patient and medical personnel, easy to implement, available and not limited by the number of necessary repeated studies, which can be used both in stationary conditions and in screening, dispensary and preventive examinations.
Устройство осуществляет мгновенное устранение реакции опоры, с формированием прямоугольного импульса ускорения. Обеспечивает достаточное по силе, дозированное многокомпонентное механическое воздействие. Сбрасывающий механизм позволяет восстанавливать стандартные начальные условия воздействия, что обеспечивает повторяемость. Полнота извлечения диагностической информации обеспечивается при помощи синхронизации начала воздействия с записью параметров при помощи измерительной аппаратуры.The device instantly eliminates the reaction of the support, with the formation of a rectangular acceleration pulse. Provides a sufficient strength, dosed multicomponent mechanical impact. The resetting mechanism allows you to restore the standard initial conditions of exposure, which ensures repeatability. The completeness of the extraction of diagnostic information is ensured by synchronizing the onset of exposure with the recording of parameters using measuring equipment.
Источники информацииInformation sources
1. Содофьева В.И. Рентгено-функциональная диагностика заболеваний опорно-двигательного аппарата у детей. // © Издательство «Медицина», Москва, 1986 г., стр.37-43.1. Sodofiev V.I. X-ray functional diagnosis of diseases of the musculoskeletal system in children. // © Publishing house "Medicine", Moscow, 1986, pp. 37-43.
2. Лавруков A.M., Томилов А.Б. Остеосинтез аппаратом внешней фиксации у больных с повреждениями и заболеваниями позвоночника. // Екатеринбург 2002. © A.M.Лавруков, А.Б.Томилов, стр.27-31.2. Lavrukov A.M., Tomilov A.B. Osteosynthesis by external fixation apparatus in patients with spinal injuries and diseases. // Ekaterinburg 2002. © A.M. Lavrukov, A.B. Tomilov, pp. 27-31.
3. Vasin R.A., Bakusov L.M., Nasirov R.V., Malkanov V.V. Method of functional biomechanical tests//Russian journal of biomechanics, №1-2:1998, p.58-63.3. Vasin R.A., Bakusov L.M., Nasirov R.V., Malkanov V.V. Method of functional biomechanical tests // Russian journal of biomechanics, No. 1-2: 1998, p. 58-63.
4. Дмитриев А.Е., Ляпин В.А., Потемкин Б.А., Романов В.И. Экспериментальные методы исследования воздействия ударных и вибрационных нагрузок на биологические объекты. Москва. // Тезисы докладов международной конференции «Достижения биомеханики в медицине» Рига, 12-15 сентября 1986 г. Медицинская биомеханика в 4-х томах. Том III, стр.117-123.4. Dmitriev A.E., Lyapin V.A., Potemkin B.A., Romanov V.I. Experimental methods for studying the impact of shock and vibration loads on biological objects. Moscow. // Abstracts of the international conference “Achievements of Biomechanics in Medicine” Riga, September 12-15, 1986 Medical Biomechanics in 4 volumes. Volume III, pp. 117-123.
5. Арнольд В.И. Теория катастроф. М.: Изд. Московский университет. 1983. 80 с.5. Arnold V.I. Catastrophe theory. M .: Publishing. University of Moscow. 1983. 80 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004114960/14A RU2271147C2 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Method for recording biomechanical properties of the vertebral column |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004114960/14A RU2271147C2 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Method for recording biomechanical properties of the vertebral column |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004114960A RU2004114960A (en) | 2005-11-10 |
RU2271147C2 true RU2271147C2 (en) | 2006-03-10 |
Family
ID=35864795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004114960/14A RU2271147C2 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Method for recording biomechanical properties of the vertebral column |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2271147C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2681197C2 (en) * | 2017-06-22 | 2019-03-04 | Юрий Иванович Колягин | Method for numerical determination of structural violations in spinal sections and device for its implementation |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654006C1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-05-15 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Device of acoustic diagnostics with frequency scanning of bone tissue |
-
2004
- 2004-05-17 RU RU2004114960/14A patent/RU2271147C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Тезисы докладов Международной конференции "Достижения биомеханики в медицине". Рига, 12-15.09.1986, с.119-123. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2681197C2 (en) * | 2017-06-22 | 2019-03-04 | Юрий Иванович Колягин | Method for numerical determination of structural violations in spinal sections and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004114960A (en) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gennisson et al. | Human muscle hardness assessment during incremental isometric contraction using transient elastography | |
US5006984A (en) | Bone/tissue analyzer and method | |
US6561991B2 (en) | Non-invasive method and system of quantifying human postural stability | |
US6234975B1 (en) | Non-invasive method of physiologic vibration quantification | |
Lee et al. | Load-displacement-time characteristics of the spine under posteroanterior mobilisation | |
JP5722766B2 (en) | Biological skeletal system observation method | |
Keller et al. | Neuromechanical characterization of in vivo lumbar spinal manipulation. Part I. Vertebral motion | |
Christensen et al. | Assessment of tibial stiffness by vibration testing in situ—I. Identification of mode shapes in different supporting conditions | |
Maaswinkel et al. | Methods for assessment of trunk stabilization, a systematic review | |
Bediz et al. | Vibration measurements predict the mechanical properties of human tibia | |
Glaser et al. | A non-invasive acoustic and vibration analysis technique for evaluation of hip joint conditions | |
Nokes et al. | Vibration analysis of human tibia: the effect of soft tissue on the output from skin-mounted accelerometers | |
Mattei et al. | Vibration testing procedures for bone stiffness assessment in fractures treated with external fixation | |
Cheng et al. | Comparison of two ways of altering carpal tunnel pressure with ultrasound surface wave elastography | |
Keller et al. | In vivo transient vibration assessment of the normal human thoracolumbar spine | |
Choi et al. | Knee Acoustic Emission Characteristics of the Healthy and the Patients with Osteoarthritis Using Piezoelectric Sensor. | |
RU2271147C2 (en) | Method for recording biomechanical properties of the vertebral column | |
Vlaanderen et al. | Low back pain, the stiffness of the sacroiliac joint: a new method using ultrasound | |
Kawchuk et al. | The feasibility of vibration as a tool to assess spinal integrity | |
Doemland et al. | Assessment of fracture healing by spectral analysis | |
JPH11169352A (en) | Bone strength measuring method and equipment | |
Safaei et al. | Vibration stimulation as a non-invasive approach to monitor the severity of meniscus tears | |
RU2302199C1 (en) | Method for investigating biomechanical joint properties | |
Shridharani et al. | Sensitive injury detection in the cervical spine using acoustic emission and continuous wavelet transform | |
RU2681197C2 (en) | Method for numerical determination of structural violations in spinal sections and device for its implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060518 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071020 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080518 |