RU2326583C1

RU2326583C1 - Device for determination of elasticity coefficient of soft biological tissue

Info

Publication number: RU2326583C1
Application number: RU2006130219/13A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Салаутин (RU); Владимир Васильевич Салаутин; Николай Васильевич Катков (RU); Николай Васильевич Катков
Original assignee: ФГОУ ВПО "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова"
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-06-20
Also published as: RU2006130219A

Abstract

FIELD: veterinary medicine.

SUBSTANCE: device contains headed liner clamp, dip rod; bit, plug, balance spring, registering device and fixation mechanism of applied effort. Outside along the head perimeter of liner camp at the similar distance between each other with the help of holders with fixing axis three arched are fixed, containing expanded stand carriage part with ability of moving of every stand concerning the holder. Dip rod represents cylinder, containing outside longitudinal groove and inside axial passage, where flexible rod is place with bit with ability of rod fixation in dip rod with the help of helix. Opposite end of dip rod leans the balance spring inside the plug with built-in stopper, flexible installed in longitudinal groove of dip rod. Outside to the plug first recorder and batten with deepenings are fixed, which are repeated on the equal distance, interacting with fixating mechanism of applied effort, made as lever, located on liner clamp bottom with handle. Outside on the liner clap longitudinal groove is made with ability of clamp fixed jib-stick moving on it, having grip with the first creeper located in similar flatness with the second cap creeper, which is installed parallel to grip and fixed together with the second recorder on the end of dip rod. First and second recorders are led to scaled paper of registering mechanism, containing drive, rollers and cylinder. There are runners on recorders, which contact with plank, containing variable resistance and installed between the bottom and liner clamp baffler.

EFFECT: increase of determination accuracy of the elasticity coefficient of soft biological tissue in different interactive areas of the animal by fixed impressed force.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к ветеринарной медицине, а именно к диагностической технике, применяемой в связи с исследованием механических свойств мягкой биологической ткани животного. Изобретение может быть использовано в ветеринарной диагностике, хирургии при выборе приема сближения краев раны, в экспериментальных исследованиях.The present invention relates to veterinary medicine, namely to a diagnostic technique used in connection with the study of the mechanical properties of soft biological tissue of an animal. The invention can be used in veterinary diagnostics, surgery when choosing the approach of the wound edges, in experimental studies.

Модуль упругости традиционно определяют из отношения величин прилагаемого усилия и деформации ткани (Рощупкин Д.И., Реология // Большая медицинская энциклопедия / Гл. редактор Б.В. Петровский, - М.: Советская энциклопедия, 1984, т.22, с.193).The elastic modulus is traditionally determined from the ratio of the values of the applied effort and tissue deformation (Roshchupkin D.I., Rheology // Big Medical Encyclopedia / Editor-in-Chief B.V. Petrovsky, - M .: Soviet Encyclopedia, 1984, v.22, p. 193).

Известно устройство для определения модуля упругости мягкой биологической ткани, содержащее прижимной стакан с головкой, измерительный шток с наконечником, втулку, тарированную пружину, механизм фиксации прилагаемого усилия и датчик, исполняющий роль регистрирующего устройства (А.с. №311620, МПК: А61В 5/00, Устройство для измерения поперечной твердости мышц, СССР, 1971, Бюл. №25, прототип).A device for determining the modulus of elasticity of soft biological tissue, containing a pressure cup with a head, a measuring rod with a tip, a sleeve, a calibrated spring, a mechanism for fixing the applied force and a sensor acting as a recording device (A.S. No. 3111620, IPC: А61В 5 / 00, Device for measuring lateral muscle hardness, USSR, 1971, Bull. No. 25, prototype).

Недостаток данного устройства заключается в неудобствах при его использовании и низкой точности измерения. К неудобствам при использовании устройства по прототипу относится то, что оно не позволяет осуществлять измерение в динамике величины деформации мягкой биологической ткани при заданной фиксированной величине прилагаемого усилия во время определении влияния на величину модуля упругости мягкой биологической ткани изменения напряженности мышц и давления внутренних органов. В связи с этим возникает необходимость многократного подсоединения устройства к исследуемой области на туловище животного. Кроме того, измерительный шток данного устройства может быть размещен лишь перпендикулярно к поверхности мягкой биологической ткани (определение поперечного модуля упругости) и не обеспечивает возможности определения касательного модуля упругости, связанного с приложением внешнего давления в параллельном направлении к поверхности мягкой биологической ткани, что снижает число регистрируемых показателей при исследовании животного, осуществляемом за один подход и требует применения других, трудно сопоставимых между собой методов исследования, что также снижает удобство в работе и точность измерений. Неудобства связаны с установкой головки данного устройства на неровную поверхность мягкой биологической ткани туловища животного, что снижает и точность измерений.The disadvantage of this device is the inconvenience of its use and low measurement accuracy. The disadvantages when using the prototype device include the fact that it does not allow the dynamic measurement of the strain of soft biological tissue for a given fixed amount of applied force while determining the effect on the elastic modulus of soft biological tissue of changes in muscle tension and pressure of internal organs. In this regard, it becomes necessary to repeatedly connect the device to the studied area on the body of the animal. In addition, the measuring rod of this device can only be placed perpendicular to the surface of soft biological tissue (determination of the transverse elastic modulus) and does not provide the ability to determine the tangential modulus of elasticity associated with the application of external pressure in parallel to the surface of the soft biological tissue, which reduces the number of registered indicators in the study of the animal, carried out in one approach and requires the use of other, difficult to compare methods of using research, which also reduces the convenience and accuracy. The inconvenience is associated with the installation of the head of this device on an uneven surface of the soft biological tissue of the animal’s body, which reduces the accuracy of the measurements.

Технической задачей изобретения является повышение удобств в работе и точности определения модуля упругости мягкой биологической ткани в различных участках туловища животного в динамике при фиксированном прилагаемом усилии, направленном как перпендикулярно, так и параллельно к поверхности мягкой биологической ткани в ходе определения поперечного и касательного модулей упругости за один подход к животному.An object of the invention is to improve the operating comfort and accuracy of determining the elastic modulus of soft biological tissue in different parts of the animal’s body in dynamics with a fixed applied force directed both perpendicularly and parallel to the surface of the soft biological tissue in determining the transverse and tangential elastic moduli in one approach to the animal.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для определения модуля упругости мягкой биологической ткани, содержащем прижимной стакан с головкой, измерительный шток, наконечник, втулку, упирающуюся в тарированную пружину, в котором согласно изобретению снаружи по периметру головки прижимного стакана на одинаковом расстоянии между собой при помощи держателей с фиксируемой осью прикреплены три дугообразные, содержащие расширенную опорную часть стойки, причем стойка может перемещаться относительно держателя в плоскости, параллельной продольной оси измерительного штока, измерительный шток представляет собой цилиндр, содержащий снаружи продольную канавку, а внутри осевой канал, в котором подвижно размещен стержень с наконечником. Стержень может быть закреплен в измерительном штоке при помощи винта, противоположный конец измерительного штока упирается в тарированную пружину, расположенную внутри втулки с встроенным ограничителем, подвижно установленным в продольной канавке измерительного штока, снаружи к втулке прикреплены первый самописец и рейка с углублениями, повторяющимися на одинаковом расстоянии, которые взаимодействуют с механизмом фиксации прилагаемого усилия, выполненным в виде рычага, размещенного на содержащем рукоятку дне прижимного стакана. Втулка и укрепленная на ней рейка подвижно размещены в осевом отверстии дна прижимного стакана. Кроме того, снаружи на прижимном стакане выполнен продольный желоб с возможностью перемещения по нему зафиксированной зажимом штанги, имеющей захват с первым зацепом, расположенным в одной плоскости со вторым зацепом насадки, установленной параллельно захвату и укрепленной вместе со вторым самописцем на конце измерительного штока. Первый самописец и второй самописец подведены к миллиметровой бумаге регистрирующего устройства, содержащего привод, валики и барабан для запаса миллиметровой бумаги, обеспечивающие перемещение миллиметровой бумаги. На самописцах расположены первый бегунок и второй бегунок, соприкасающиеся с планкой, содержащей переменное сопротивление и установленной между дном и перегородкой прижимного стакана.The solution of this problem is achieved by the fact that in the device for determining the elastic modulus of a soft biological tissue containing a pressure cup with a head, a measuring rod, a tip, a sleeve abutting against a calibrated spring, in which according to the invention the outside along the perimeter of the head of the pressure cup at the same distance from each other with the help of holders with a fixed axis, three arcuate ones are attached, containing an expanded support part of the rack, and the rack can move relative to the holder in a plane and parallel to the longitudinal axis of the measuring rod, the measuring rod is a cylinder comprising a longitudinal groove on the outside and inside axial channel in which is movably arranged rod tip. The rod can be fixed in the measuring rod with a screw, the opposite end of the measuring rod rests against a calibrated spring located inside the sleeve with an integrated stopper, movably mounted in the longitudinal groove of the measuring rod, the first recorder and a rail with recesses repeated at the same distance are attached to the sleeve from the outside , which interact with the mechanism for fixing the applied force, made in the form of a lever placed on the bottom of the pressure cup containing the handle. The sleeve and the rail mounted on it are movably placed in the axial hole of the bottom of the pressure cup. In addition, a longitudinal trough is made on the outside of the clamping cup on the outside with the possibility of moving a rod fixed by the clamp, having a grip with a first hook located in the same plane as the second hook of the nozzle mounted parallel to the gripper and fixed together with the second recorder at the end of the measuring rod. The first recorder and the second recorder are connected to graph paper of a recording device containing a drive, rollers and a drum for stock of graph paper, providing movement of graph paper. On the recorders, there is a first runner and a second runner in contact with a bar containing variable resistance and installed between the bottom and the partition of the pressure cup.

Отличие устройства для определения модуля упругости мягкой биологической ткани от прототипа заключается в том, что снаружи по периметру головки прижимного стакана на одинаковом расстоянии между собой при помощи держателей с фиксируемой осью прикреплены три дугообразные, содержащие расширенную опорную часть стойки, причем стойка может перемещаться относительно держателя в плоскости, параллельной продольной оси измерительного штока, измерительный шток представляет собой цилиндр, содержащий снаружи продольную канавку, а внутри осевой канал, в котором подвижно размещен стержень с наконечником. Стержень может быть закреплен в измерительном штоке при помощи винта, противоположный конец измерительного штока упирается в тарированную пружину, расположенную внутри втулки с встроенным ограничителем, подвижно установленным в продольной канавке измерительного штока, снаружи к втулке прикреплены первый самописец и рейка с углублениями, повторяющимися на одинаковом расстоянии, которые взаимодействуют с механизмом фиксации прилагаемого усилия, выполненным в виде рычага, размещенного на содержащем рукоятку дне прижимного стакана. Втулка и укрепленная на ней рейка подвижно размещены в осевом отверстии дна прижимного стакана. Кроме того, снаружи на прижимном стакане выполнен продольный желоб с возможностью перемещения по нему зафиксированной зажимом штанги, имеющей захват с первым зацепом, расположенным в одной плоскости со вторым зацепом насадки, установленной параллельно захвату и укрепленной вместе со вторым самописцем на конце измерительного штока. Первый самописец и второй самописец подведены к миллиметровой бумаге регистрирующего устройства, содержащего привод, валики и барабан для запаса миллиметровой бумаги, обеспечивающие перемещение миллиметровой бумаги. На самописцах расположены первый бегунок и второй бегунок, соприкасающиеся с планкой, содержащей переменное сопротивление и установленной между дном и перегородкой прижимного стакана.The difference between the device for determining the elastic modulus of soft biological tissue from the prototype lies in the fact that on the outside around the perimeter of the head of the pressure cup at the same distance from each other with the help of holders with a fixed axis are attached three arched ones containing an extended support part of the rack, and the rack can move relative to the holder in a plane parallel to the longitudinal axis of the measuring rod, the measuring rod is a cylinder containing an external longitudinal groove, and inside an axial a channel in which is movably arranged rod tip. The rod can be fixed in the measuring rod with a screw, the opposite end of the measuring rod rests against a calibrated spring located inside the sleeve with an integrated stopper, movably mounted in the longitudinal groove of the measuring rod, the first recorder and a rail with recesses repeated at the same distance are attached to the sleeve from the outside , which interact with the mechanism for fixing the applied force, made in the form of a lever placed on the bottom of the pressure cup containing the handle. The sleeve and the rail mounted on it are movably placed in the axial hole of the bottom of the pressure cup. In addition, a longitudinal trough is made on the outside of the clamping cup on the outside with the possibility of moving a rod fixed by the clamp, having a grip with a first hook located in the same plane as the second hook of the nozzle mounted parallel to the gripper and fixed together with the second recorder at the end of the measuring rod. The first recorder and the second recorder are connected to graph paper of a recording device containing a drive, rollers and a drum for stock of graph paper, providing movement of graph paper. On the recorders, there is a first runner and a second runner in contact with a bar containing variable resistance and installed between the bottom and the partition of the pressure cup.

На фигуре 1 изображено устройство для измерения модуля упругости, вид сбоку. На фигуре 2 представлено устройство для определения модуля упругости мягкой биологической ткани по фигуре 1, сечение А-А. На фигуре 3 изображено устройство, подготовленное для определения касательного модуля упругости с приложением усилия параллельно поверхности мягкой биологической ткани при сближении краев раны.The figure 1 shows a device for measuring the modulus of elasticity, side view. The figure 2 presents a device for determining the modulus of elasticity of a soft biological tissue according to figure 1, section aa. The figure 3 shows a device prepared for determining the tangential modulus of elasticity with the application of force parallel to the surface of the soft biological tissue when approaching the edges of the wound.

Устройство для определения модуля упругости мягкой биологической ткани, содержит прижимной стакан 1 с головкой 2, измерительный шток 3, наконечник 4, втулку 5, упирающуюся в тарированную пружину 6. Снаружи по периметру головки прижимного стакана 1 на одинаковом расстоянии между собой при помощи держателей 7 с фиксируемой осью 8 прикреплены три дугообразные, содержащие расширенную опорную часть 9 стойки 10. Стойка 10 может перемещаться относительно держателя 7 в плоскости, параллельной продольной оси измерительного штока 3. Измерительный шток 3 представляет собой цилиндр, содержащий снаружи продольную канавку 11, а внутри осевой канал 12, в котором подвижно размещен стержень 13 с наконечником 4. Стержень 13 может быть закреплен в измерительном штоке 3 при помощи винта 14, противоположный конец измерительного штока 3 упирается в тарированную пружину 6, расположенную внутри втулки 5 с встроенным ограничителем 15, подвижно установленным в продольной канавке 11 измерительного штока 3, снаружи к втулке 5 прикреплены первый самописец 16 и рейка 17 с углублениями 18, повторяющимися на одинаковом расстоянии, которые взаимодействуют с механизмом фиксации прилагаемого усилия, выполненным в виде рычага 19, размещенного на содержащем рукоятку 20 дне 21 прижимного стакана 1. Втулка 5 и укрепленная на ней рейка 17 подвижно размещены в осевом отверстии дна 21 прижимного стакана 1. Кроме того, снаружи на прижимном стакане 1 выполнен продольный желоб 22 с возможностью перемещения по нему зафиксированной зажимом 23 штанги 24, имеющей захват 25 с первым зацепом 26, расположенным в одной плоскости со вторым зацепом 27 насадки 28, установленной параллельно захвату и укрепленной вместе со вторым самописцем 29 на конце измерительного штока. Первый самописец 16 и второй самописец 29 подведены к миллиметровой бумаге 30 регистрирующего устройства, содержащего привод 31, валики 32 и барабан 33 для запаса миллиметровой бумаги 30, обеспечивающие перемещение миллиметровой бумаги 30. На самописцах 16 и 29 расположены первый бегунок 34 и второй бегунок 35, соприкасающиеся с планкой 36, содержащей переменное сопротивление и установленной между дном 21 и перегородкой 37 прижимного стакана 1. Первый и второй бегунки 34 и 35 и планка 36 с переменным сопротивлением служат дублирующим регистрирующим устройством, которое передает выходной электрический сигнал, направляющийся к любому внешнему преобразователю электрических сигналов (на фигуре не показано), отражающему результаты измерений. Бегунок 34, установленный на первом самописце 16, контактируя с переменным сопротивлением планки 36, формирует выходной электрический сигнал, обусловленный линейным перемещением втулки 5. Бегунок 35, установленный на втором самописце 29, контактируя с переменным сопротивлением планки 36, формирует выходной электрический сигнал, обусловленный линейным перемещением измерительного штока 3.A device for determining the elastic modulus of soft biological tissue, contains a pressure cup 1 with a head 2, a measuring rod 3, a tip 4, a sleeve 5, abutting against a calibrated spring 6. Outside around the perimeter of the head of the pressure cup 1 at the same distance with each other using holders 7 s three arcuate ones are attached with a fixed axis 8, containing an extended support part 9 of the rack 10. The column 10 can move relative to the holder 7 in a plane parallel to the longitudinal axis of the measuring rod 3. The measuring rod 3 p It is a cylinder containing an external longitudinal groove 11, and inside an axial channel 12, in which the rod 13 with the tip 4 is movably placed. The rod 13 can be fixed in the measuring rod 3 with a screw 14, the opposite end of the measuring rod 3 abuts against a calibrated spring 6 located inside the sleeve 5 with the built-in stopper 15, movably mounted in the longitudinal groove 11 of the measuring rod 3, the first recorder 16 and the rail 17 with recesses 18, repeating at the same size, are attached to the sleeve 5 outside thawing, which interact with the mechanism of fixing the applied force, made in the form of a lever 19, placed on the bottom 21 of the pressure cup 1 containing the handle 20. The sleeve 5 and the rail 17 mounted on it are movably placed in the axial hole of the bottom 21 of the pressure cup 1. In addition, outside a longitudinal groove 22 is made on the pressure cup 1 with the possibility of moving along it with a clamp 23 of the rod 24, having a grip 25 with the first hook 26, located in the same plane with the second hook 27 of the nozzle 28 mounted parallel to the gripper and the hardened together with the second recorder 29 at the end of the measuring rod. The first recorder 16 and the second recorder 29 are fed to graph paper 30 of a recording device containing a drive 31, rollers 32 and a drum 33 for stock of graph paper 30, providing movement of graph paper 30. On the recorders 16 and 29 are the first slider 34 and the second slider 35, in contact with the strip 36 containing variable resistance and installed between the bottom 21 and the partition wall 37 of the pressure cup 1. The first and second sliders 34 and 35 and the bar 36 with variable resistance serve as a backup recording device Twomey, which transmits an electric output signal, bound to any external electrical signal converter (not shown in the figure), reflecting the measurement results. The runner 34 mounted on the first recorder 16, in contact with the variable resistance of the strip 36, generates an output electrical signal due to the linear movement of the sleeve 5. The runner 35, mounted on the second recorder 29, in contact with the variable resistance of the strip 36, generates an output electrical signal due to the linear moving the measuring rod 3.

Устройство работает следующим образом. При тарировании пружины 6 перемещают рычаг 19 (Фиг.1), расцепляя его с углублением 18 рейки 17. Удерживая измерительный шток 3, перемещают втулку 5 в осевом отверстии дна 21 прижимного стакана 1 до упора ограничителя 15 в конечную часть продольной канавки 11 измерительного штока 3. В данном положении тарируемая пружина 6 минимально напряжена. Удерживая за рукоятку 20, устройство прижимают тремя стойками 10 к ровной не деформируемой поверхности, размещая перпендикулярно к ней продольную ось измерительного штока 3. Винтом 14 освобождают стержень 13 и перемещают его до упора наконечника 4 в ровную не деформируемую поверхность. Винтом 14 фиксируют стержень 13 в осевом канале 12 измерительного штока 3. Включают привод 31, который, вращая валики 32, перемещает миллиметровую бумагу 30 с заданной скоростью. Последовательно нагружают разновесами втулку 5, вызывая деформацию тарируемой пружины 6. Первый самописец 16, закрепленный на втулке 5, отмечает на миллиметровой бумаге 30 линию соответственно изменению положения втулки 5 в связи с деформацией (сжатием) тарируемой пружины 6. Второй самописец 29 отмечает на миллиметровой бумаге 30 положение измерительного штока 3, который остается неподвижным. По завершении тарирования пружины 6 выключают привод 31. Расстояние между точками на линиях, отмеченных первым самописцем 16 и вторым самописцем 29, соответствует величине деформации тарируемой пружины в связи с прилагаемым усилием.The device operates as follows. When calibrating the spring 6, move the lever 19 (Figure 1), disengaging it with the recess 18 of the rack 17. Holding the measuring rod 3, move the sleeve 5 in the axial hole of the bottom 21 of the pressure cup 1 until the stopper 15 stops in the end of the longitudinal groove 11 of the measuring rod 3 .In this position, the calibrated spring 6 is minimally stressed. Holding the handle 20, the device is pressed by three uprights 10 to a flat, non-deformable surface, placing the longitudinal axis of the measuring rod 3 perpendicular to it. Using the screw 14, the rod 13 is released and it is moved to the tip 4 in an even, non-deformable surface. The screw 13 fixes the rod 13 in the axial channel 12 of the measuring rod 3. Turn on the actuator 31, which, rotating the rollers 32, moves the graph paper 30 at a given speed. The sleeve 5 is successively loaded with weights, causing deformation of the calibrated spring 6. The first recorder 16, mounted on the sleeve 5, marks on the graph paper 30 a line corresponding to the change in position of the sleeve 5 due to the deformation (compression) of the calibrated spring 6. The second recorder 29 marks on graph paper 30 position of the measuring rod 3, which remains stationary. After calibration of the springs 6, the actuator 31 is turned off. The distance between the points on the lines marked by the first recorder 16 and the second recorder 29 corresponds to the strain value of the calibrated spring due to the applied force.

Для измерения поперечного модуля упругости мягкой биологической ткани перемещают рычаг 19 (Фиг.1), расцепляя его с углублением 18 рейки 17. Удерживая измерительный шток 3, перемещают втулку 5 в осевом отверстии дна 21 прижимного стакана 1 до упора ограничителя 15 в конечную часть продольной канавки 11 измерительного штока 3. В данном положении тарируемая пружина 6 минимально напряжена. Удерживая за рукоятку 20, устройство прижимают тремя стойками 10 к поверхности мягкой биологической ткани 39 (поверхности кожи животного), размещая перпендикулярно к ней продольную ось измерительного штока 3. Винтом 14 освобождают стержень 13 и перемещают его до упора наконечника 4 в поверхность мягкой биологической ткани 39. Винтом 14 фиксируют стержень 13 в осевом канале 12 измерительного штока 3. Включают привод 31, который, вращая валики 32, перемещает миллиметровую бумагу 30 с заданной скоростью. В период отсутствия сокращения стенки преджелудков (у жвачных животных) пальцами рук давят на втулку 5, вызывая деформацию тарированной пружины 6. Первый самописец 16 отмечает на миллиметровой бумаге 30 перемещение втулки 5. Тарированная пружина 6 давит на измерительный шток 3, вызывая его перемещение вместе со стержнем 13 и наконечником 4. Наконечник 4 вызывает деформацию мягкой биологической ткани 39. Второй самописец 29 отмечает на миллиметровой бумаге 30 перемещение измерительного штока 3 относительно прижимного стакана 1, регистрируя степень деформации мягкой биологической ткани 39. Прилагаемое усилие определяют по расстоянию между точками, на миллиметровой бумаге 30, соответствующему в конкретный момент исследования положению втулки 5 и измерительного штока 3. Давление рассчитывают как частное от деления величины силы, прилагаемой к втулке 5, на величину площади наконечника 4, соприкасающегося с мягкой биологической тканью 39. Величину модуля упругости мягкой биологической ткани определяют как частное от деления величины давления, прилагаемого на мягкую биологическую ткань 39, к величине деформации этой ткани.To measure the transverse elastic modulus of soft biological tissue, the lever 19 is moved (Fig. 1), disengaging it with the recess 18 of the rack 17. Holding the measuring rod 3, move the sleeve 5 in the axial hole of the bottom 21 of the pressure cup 1 until the stopper 15 stops in the end of the longitudinal groove 11 of the measuring rod 3. In this position, the tared spring 6 is minimally stressed. Holding the handle 20, the device is pressed by three uprights 10 to the surface of the soft biological tissue 39 (animal skin surface), placing the longitudinal axis of the measuring rod 3 perpendicularly to it. The rod 13 is released with a screw 14 and it is moved until the tip 4 stops against the surface of the soft biological tissue 39 The screw 13 fixes the rod 13 in the axial channel 12 of the measuring rod 3. Turn on the actuator 31, which, rotating the rollers 32, moves the graph paper 30 at a given speed. In the absence of contraction of the wall of the pancreas (in ruminants), press fingers on the sleeve 5 with the fingers, causing the calibrated spring to deform 6. The first recorder 16 marks the movement of the sleeve 5 on graph paper 30. The calibrated spring 6 presses the measuring rod 3, causing it to move together with the rod 13 and the tip 4. The tip 4 causes deformation of the soft biological tissue 39. The second recorder 29 marks on the graph paper 30 the movement of the measuring rod 3 relative to the pressure cup 1, recording the degree deformations of soft biological tissue 39. The applied force is determined by the distance between the points, on graph paper 30, corresponding to the position of the sleeve 5 and the measuring rod 3 at a particular moment of the study. The pressure is calculated as the quotient of the force applied to the sleeve 5 by the area of the tip 4 in contact with soft biological tissue 39. The elastic modulus of a soft biological tissue is defined as the quotient of dividing the pressure applied to the soft biological tissue 3 9, to the strain value of this fabric.

Для учета влияния на величину модуля упругости мягкой биологической ткани изменения напряжения мышц данной области, не снимая устройства, перемещают рычаг 19 до сцепления с углублением 18 рейки 17, размещенной на втулке 5, фиксируя этим тарированную пружину 6 в сжатом состоянии. Усилие от тарированной пружины 6 передается через измерительный шток 3, стержень 13 и наконечник 4 на мягкую биологическую ткань 39. При нарастании напряжения мышц данной области увеличивается их давление на наконечник 4, стержень 13 и измерительный шток 3. Второй самописец 29 отмечает на миллиметровой бумаге 30 изменения положения измерительного штока 3, соответствующего величине деформации мягкой биологической ткани 39. Усилие определяют по степени сжатия тарированной пружины 6, вызывающего перемещение первого самописца 16 относительно второго самописца 29.To take into account the influence on the elastic modulus of soft biological tissue, changes in muscle tension in this area, without removing the device, move the lever 19 until it engages with the recess 18 of the rack 17 located on the sleeve 5, thereby fixing the calibrated spring 6 in a compressed state. The force from the calibrated spring 6 is transmitted through the measuring rod 3, the rod 13 and the tip 4 to the soft biological tissue 39. With increasing muscle tension in this area, their pressure on the tip 4, the rod 13 and the measuring rod 3 increases. The second recorder 29 notes on graph paper 30 changes in the position of the measuring rod 3, corresponding to the deformation of the soft biological tissue 39. The force is determined by the compression ratio of the calibrated spring 6, causing the first recorder 16 to move relative to the second about the recorder 29.

Кроме того, при одном подходе к животному во время определения поперечного модуля упругости можно провести руминографию. Для исследования моторики рубца (руминография преджелудков у жвачных животных) не снимая расположенное в области левой голодной ямки брюшной стенки жвачного животного устройство, перемещают рычаг 19, расцепляя его с углублением 18 рейки 17. Тарированная пружина 6 расправляется до минимального напряжения. Втулка 5 перемещается относительно измерительного штока 3 до упора ограничителя 15 в конечную часть продольной канавки 11 измерительного штока 3. Мягкая биологическая ткань 39 брюшной стенки расправляется. Миллиметровая бумага 30 перемещается с заданной скоростью. При помощи рукоятки 20 устройство удерживают на поверхности брюшной стенки 5-10 минут. При сокращении стенки преджелудков колебания передаются через мягкую биологическую ткань 39 толщи брюшной стенки на наконечник 4, стержень 13, измерительный шток 3. Второй самописец 29, соединенный с измерительным штоком 3, отмечает на миллиметровой бумаге 30 руминограмму. Первый самописец 16 остается неподвижным.In addition, with one approach to the animal, when determining the transverse elastic modulus, it is possible to carry out ruminography. To study the motility of the scar (ruminography of the pre-stomachs in ruminants) without removing the device located in the region of the left hungry fossa of the abdominal wall of the ruminant animal, move the lever 19, disengaging it with the recess 18 of the rack 17. The calibrated spring 6 is expanded to a minimum voltage. The sleeve 5 is moved relative to the measuring rod 3 to the stop of the stopper 15 in the end part of the longitudinal groove 11 of the measuring rod 3. The soft biological tissue 39 of the abdominal wall is straightened. The millimeter paper 30 moves at a predetermined speed. Using the handle 20, the device is held on the surface of the abdominal wall for 5-10 minutes. When the pre-stomach wall contracts, the vibrations are transmitted through the soft biological tissue 39 of the abdominal wall thickness to the tip 4, rod 13, measuring rod 3. The second recorder 29, connected to the measuring rod 3, notes a graph on graph paper 30. The first recorder 16 remains motionless.

Для определения касательного модуля упругости мягкой биологической ткани, например, при сближении краев раны перемещают рычаг 19 (Фиг.3), расцепляя его с углублением 18 рейки 17. Удерживая измерительный шток 3, перемещают втулку 5 в осевом отверстии дна 21 прижимного стакана 1 до упора ограничителя 15 в конечную часть канавки 11 измерительного штока 3. В данном положении тарируемая пружина 6 минимально напряжена. Удерживая за рукоятку 20, устройство подносят к исследуемой области туловища животного, располагая продольную ось измерительного штока 3 параллельно к поверхности мягкой биологической ткани 39. Зажимом 23 освобождают штангу 24 с захватом 25, которую перемещают в продольном желобе 22 до закрепления первого зацепа 26 на стежке шва 38. Второй зацеп 27 насадки 28 закрепляют на стежке шва 38, наложенном на противоположную стенку раны мягкой биологической ткани 39. Зажимом 23 фиксируют штангу 24 в продольном желобе 22 прижимного стакана 1. Включают привод 31, который, вращая валики 32, перемещает миллиметровую бумагу 30 с заданной скоростью. Пальцами рук давят на втулку 5, вызывая деформацию тарированной пружины 6. Первый самописец 16 отмечает на миллиметровой бумаге 30 перемещение втулки 5. Тарированная пружина 6 давит на измерительный шток 3, вызывая его перемещение вместе насадкой 28 и вторым зацепом 27 по направлению к захвату 25 с первым зацепом 26, сближая края раны мягкой биологической ткани 39. Второй самописец 29 отмечает на миллиметровой бумаге 30 перемещение измерительного штока 3 относительно прижимного стакана 1, регистрируя степень деформации мягкой биологической ткани 39 при сближении краев раны. Прилагаемое усилие определяют по расстоянию между точками на миллиметровой бумаге 30, которые соответствуют в конкретный момент исследования положению втулки 5 и измерительного штока 3. Величина деформации мягкой биологической ткани 39 определяется по степени смещения измерительного штока 3. Давление рассчитывают как частное от деления величины силы, прилагаемой к втулке 5, на величину площади опоры стежка шва 38 о мягкую биологическую ткань 39. Величину модуля упругости мягкой биологической ткани определяют как частное от деления величины давления, прилагаемого параллельно к поверхности мягкой биологической ткани 38, на величину деформации этой ткани.To determine the tangent modulus of elasticity of soft biological tissue, for example, when the edges of the wound approach each other, the lever 19 is moved (Fig. 3), disengaging it with the recess 18 of the rail 17. Holding the measuring rod 3, move the sleeve 5 in the axial hole of the bottom 21 of the pressure cup 1 until it stops limiter 15 to the end of the groove 11 of the measuring rod 3. In this position, the tared spring 6 is minimally stressed. Holding the handle 20, the device is brought to the studied area of the animal’s body, placing the longitudinal axis of the measuring rod 3 parallel to the surface of the soft biological tissue 39. With a clamp 23, the rod 24 is released with a gripper 25, which is moved in the longitudinal groove 22 until the first hook 26 is fixed to the seam stitch 38. The second hook 27 of the nozzle 28 is fixed to the stitch of the seam 38, superimposed on the opposite wall of the wound of the soft biological tissue 39. Clamp 23 fix the rod 24 in the longitudinal groove 22 of the pressure cup 1. Turn on the actuator 31, which, rotating the rollers 32, moves the graph paper 30 at a predetermined speed. Fingers press on the sleeve 5, causing the tared spring to deform 6. The first recorder 16 marks the movement of the sleeve 5 on graph paper 30. The tared spring 6 presses on the measuring rod 3, causing it to move together with the nozzle 28 and the second hook 27 towards the gripper 25 s the first hook 26, bringing together the edges of the wound of the soft biological tissue 39. The second recorder 29 notes on graph paper 30 the movement of the measuring rod 3 relative to the pressure cup 1, recording the degree of deformation of the soft biological tissue 39 p and the approximation of the wound edges. The applied force is determined by the distance between the points on the graph paper 30, which correspond at the particular moment of the study to the position of the sleeve 5 and the measuring rod 3. The deformation of the soft biological tissue 39 is determined by the degree of displacement of the measuring rod 3. The pressure is calculated as the quotient of the force applied to the sleeve 5, by the size of the area of the support of the stitch of the seam 38 on the soft biological tissue 39. The value of the elastic modulus of the soft biological tissue is determined as the quotient from dividing the value pressure applied in parallel to the surface of soft biological tissue 38 by the amount of deformation of this tissue.

Для учета влияния на величину модуля упругости мягкой биологической ткани 39 стенок раны изменения напряжения мышц данной области, не снимая устройства после определения касательного модуля упругости, перемещают рычаг 19 до сцепления с углублением 18 рейки 17, размещенной на втулке 5, фиксируя этим тарированную пружину 6 в сжатом положении. При нарастании напряжения мышц данной области увеличивается их давление на мягкую биологическую ткань 39 раны, которое передается на первый зацеп 26 захвата 25 штанги 24, закрепленной в продольном желобе 22 прижимного стакана 1 и второй зацеп 27 насадки 28 и измерительного штока 3. Второй самописец 29 отмечает на миллиметровой бумаге 30 изменения положения измерительного штока 3. Модуль упругости мягкой биологической ткани определяют на основе учета положения измерительного штока 3 (показания второго самописца 29 относительно исходного состояния) и взаимного расположения первого самописца 16 относительно второго самописца 29. Прилагаемое усилие определяют по расстоянию между точками на миллиметровой бумаге 30, соответствующему в конкретный момент исследования взаимному положению втулки 5 и измерительного штока 3.To take into account the effect on the elastic modulus of soft biological tissue of 39 wound walls of changes in muscle tension in a given area, without removing the device after determining the tangential modulus of elasticity, move lever 19 until it engages with recess 18 of rack 17 located on sleeve 5, thereby fixing a calibrated spring 6 to squeezed position. With increasing muscle tension in this area, their pressure on the soft biological tissue 39 of the wound increases, which is transmitted to the first hook 26 of the gripper 25 of the rod 24, mounted in the longitudinal groove 22 of the pressure cup 1 and the second hook 27 of the nozzle 28 and the measuring rod 3. The second recorder 29 notes on graph paper 30 changes in the position of the measuring rod 3. The elastic modulus of the soft biological tissue is determined based on the position of the measuring rod 3 (readings of the second recorder 29 relative to the initial state) and the relative position of the first recorder 16 relative to the second recorder 29. The applied force is determined by the distance between the points on the graph paper 30, corresponding at a particular moment of the study, the relative position of the sleeve 5 and the measuring rod 3.

Предлагаемое устройство для определения модуля упругости мягкой биологической ткани позволяет регистрировать изменение в динамике величины деформации мягкой биологической ткани при фиксированном прилагаемом усилии с размещением измерительного штока либо перпендикулярно, либо параллельно к поверхности мягкой биологической ткани, что повышает удобства в работе и точность измерений. На разных участках туловища при одном подходе к животному устройство обеспечивает возможность определения поперечного и касательного модуля упругости мягкой биологической ткани. Кроме определения модулей упругости, устройство позволяет дополнительно проводить запись руминограммы, а в эксперименте - определение модуля упругости мягкой биологической ткани на изолированном препарате.The proposed device for determining the elastic modulus of soft biological tissue allows you to register changes in the dynamics of the magnitude of deformation of soft biological tissue with a fixed applied force with the placement of the measuring rod either perpendicular or parallel to the surface of the soft biological tissue, which increases the convenience and accuracy of measurements. In different parts of the body with one approach to the animal, the device provides the ability to determine the transverse and tangential elastic modulus of soft biological tissue. In addition to determining the elastic moduli, the device allows for additional recording of the ruminogram, and in the experiment, the determination of the elastic modulus of soft biological tissue on an isolated preparation.

Claims

A device for determining the modulus of elasticity of soft biological tissue, comprising a pressure cup with a head, a measuring rod, a tip, a sleeve, a calibrated spring, a recording device and a mechanism for fixing the applied force, characterized in that the outside along the perimeter of the head of the pressure cup at the same distance with each other holders with a fixed axis attached three arcuate containing an extended support part of the rack with the ability to move each rack relative to the holder, measure The rod is a cylinder that contains a longitudinal groove on the outside and an axial channel inside which a rod with a tip is movably placed with the possibility of fixing the rod in the measuring rod with a screw, the opposite end of the measuring rod abuts against a calibrated spring located inside the sleeve with an integrated limiter, movably mounted in the longitudinal groove of the measuring rod, the first recorder and a rail with recesses repeated at the same distance are attached to the sleeve from the outside which interact with the mechanism of fixation of the applied force, made in the form of a lever placed on the bottom of the pressure cup containing the handle, in addition, a longitudinal trough is made outside the pressure cup with the possibility of movement along it with a fixed rod clamp having a grip with the first hook located in one the plane with the second hook of the nozzle mounted parallel to the grip and strengthened together with the second recorder at the end of the measuring rod, the first and second recorders are summed to millimeters th paper recording apparatus comprising drive rollers and the drum, ensuring movement of graph paper, the recorders are arranged on the sliders in contact with the strip comprising a variable resistance and installed between the bottom wall and the pressing glass.