Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка автоматизированного лечебно диагностического комплекса наружного остеосинтеза и методики его использования

Сведения об участнике
ФИО
Исаева Илона Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о жизни и медицина
Раздел области наук
Медицинская физика и медицинская техника
Тема
Разработка автоматизированного лечебно диагностического комплекса наружного остеосинтеза и методики его использования
Резюме
Предлагаемый автономный автоматизированный лечебно диагностический компрессионно – дистракционный аппарат сочетает в едином изделии выполнение функции фиксации костных отломков, контроля процесса остеорепарации, автоматический режим дистракции и электростимуляцию, чем отличается от известных и практически не имеет аналогов в России и за рубежом.
Ключевые слова
Аппарат Илизарова, остеосинтез, электростимуляция, зондирующий ток, методика, блок измерения, блок управления.
Цели и задачи
Расширение функциональных возможностей аппарата наружного остеосинтеза за счет совмещения в нем функций фиксации костных отломков, постоянного контроля состояния костного регенерата и окружающих тканей методом электроимпедансометрии, обеспечение оптимальной величины дистракции остеорепарации различными видами токов в зависимости от фаз регенерации костной ткани, что обеспечивает значительное сокращении сроков лечения переломов.
Введение

Переломы костей опорно-двигательного аппарата являются основным видом заболеваний в травматологии и ортопедии. Одним из наиболее эффективных методов консервативного лечения переломов костей является использование аппаратов наружного чрескостного остеосинтеза.Эффективным методом борьбы с возможными осложнениями являются постоянный контроль регенерации костной ткани в зоне перелома  и поддержание оптимальной величины ежесуточной дистракции, невозможные при использующихся рентгенологических методах исследования. Имеющиеся разработки контроля состояния костного регенерата основаны на регистрации различных косвенных признаков без учета состояния окружающих тканей и прежде всего кровеносной системы. 

Методы и материалы

При разработке устройства применены методы наружного чрескостного остеосинтеза,  импендасометрии, методы проектирования микропроцессорных устройств, программного управления.

Для изготовления устройства использованы современные конструкционные материалы и элементная база. Для системы управления применен микроконтроллер AVR, высокоэффективные драйверы шаговых двигателей. В конструкции устройства использовано высокоточные гибридные  биполярные шаговые двигатели, стальные пружинные муфты, латунные резьбовые втулки. Детали, контактирующие с биологическим объектом, выполнены из медицинской нержавеющей стали. В качестве источника питания применен литий-полимерный аккумулятор.

Описание и обсуждение результатов

Разрабатываемый в проекте аппарат создается на основе используемого в травматологии аппарат Илизарова путем оснащения его резьбовыми дистракторами с реверсивными электроприводами линейных перемещений; спицами, выполненными в виде изолированных от колец аппарата электродов, используемых как для измерения импеданса, так и для электростимуляции; блоком измерений электрического импеданса; блоком управления приводами резьбовых дистракторов; генератором стимулирующего тока и микропроцессорным блоком управления, обеспечивающим согласованную работу аппарата в режимах измерения импеданса, дистракции отломков костей и электростимуляции.

Разрабатываемый в проекте аппарат создается на основе используемого в травматологии аппарат Илизарова. В отличие от указанного устройства, разрабатываемый:

- оснащен резьбовыми дистракторами с реверсивными электроприводами линейных перемещений и блоком управления приводами резьбовых дистракторов для ...

  • имеет  спицы, выполненные в виде изолированных от колец аппарата электродов, используемые как для измерения импеданса, так и для электростимуляции;
  • оборудован блоком   измерений электрического импеданса для …
  • генератором стимулирующего тока и микропроцессорным блоком управления, обеспечивающим согласованную работу аппарата в режимах измерения импеданса, дистракции отломков костей и электростимуляции.

После установки на объект аппарата наружного остеосинтеза, на первом этапе лечения на персональном компьютере задается периодичность измерений электрического импеданса. По команде с ПК микропроцессорный блок управления формирует управляющие сигналы на блок коммутации и блок измерения импеданса, в результате на объект через спицы-электроды подается зондирующий ток от генератора зондирующего тока. После прохождения через объект, зондирующий ток попадает на измерительный блок, результаты измерения поступают в компьютер, где систематизируются и анализируются. По результатам измерений врачом оценивается скорость остеосинтеза в объекте. В ПК формируется суточный график автоматической дистракции с заданной периодичностью и величиной, определяется периодичность и мощность стимулирующего воздействия. На следующем этапе лечения составленный график с ПК реализуется через МБУ с помощью блока управления приводами и электроприводами резьбовых дистракторов. Также, параллельно осуществляется электростимуляция с заданными режимами стимулирующего тока и измерение электрического импеданса по заданной программе, с помощью команд формируемых в ПК через МБУ, который задает управляющие сигналы на генератор стимулирующего воздействия, блок коммутации, генератор зондирующего тока, измерительный блок.

Данные работы аппарата регистрируются в ПК для оценки врачом эффективности его работы и внесения, при необходимости, корректировок в алгоритм работы аппарата.

Используемые источники
• Ткаченко С.С. Электростимуляция остеорепарация / С.С. Ткаченко, В.В. Руцкий. – Москва: «Медицина», 1989. – 208 с.
• Николаев Д.В. Биоимпедансный анализ состава тела человека /Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев – Москва: «Наука», 2009. – 392 с.
• Хрупкин В.И. Лечение переломов дистального отдела костей глени. Возможности метода Илизарова / В.И. Хрупкин, А.А. Артемьев, В.Ф. Зубрицкий, А.Н. Ивашкин. – Петрозаводск: «ИнтелТек», 2005. – 107 с.
Information about the project
Surname Name
Isaeva Ilona
Project title
The development of computer-aided medical diagnostic system of external fixation and methods of its use
Summary of the project
Offered autonomous automated lechebno diagnostic compression – a distrakcionnyy vehicle combines implementation of function of fixing of bone otlomkov in single good, control of process of osteoreparacii, automatic mode of distrakcii and electrostimulation, what differs from known and practically does not have analogues in Russia and abroad.
Keywords
Vehicle of Ilizarova, osteosintez, electrostimulation, sounding current, method, measuring block, CU