Способ изготовления модели шарнирного сустава манекена с обеспечением фиксации конечности в заданном положении

Способ изготовления модели шарнирного сустава манекена с обеспечением фиксации конечности в заданном положении

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике и, в частности, к моделированию в судебной медицине. Существом модели суставов человека является протез, разработанный К.М.Сивашом (Реванко Т.А., Гурьев В.Н., Шестреня Н.А., 1987). Но, хотя протез кроме всех прочих достоинств имеет и высокую прочность, для моделирования травмы в судебной медицине он неприменим - во-первых, ввиду невозможности его фиксации на прототипе, во-вторых, протез имеет большую подвижность, чем здоровый сустав человека.

В качестве прототипа выбрано крепление суставов манекена человека по патенту №2151428, который имеет существенный недостаток - крепление не обеспечивает должную подвижность/ограниченность в плечевых, тазобедренных суставах, а также в шейном отделе позвоночника при создании исходной позы в процессе моделировании травмы.

Предложенная ранее схема крепления конечностей и головы манекена по патенту №2151428 представляет собой два замкнутых кольца (одно продето в другое), которые жестко крепятся к конечности и туловищу либо к голове и туловищу. Данный манекен не сохраняет первичную позу (заданную как первичную) до момента начала проведения моделирования травмы.

Задача состоит в возможности жестко зафиксировать конечность, голову манекена в заданном положении путем использования фиксируемых моделей шаровидных суставов верхних и нижних конечностей, а также шейного отдела позвоночника.

Модели шаровидных суставов изготавливают из полимерной массы с возможностью моделирования при разогревании. Диаметр выполняемых шаровидных суставов соответствует диаметрам головок плечевой и бедренной кости. После изготовления модели головки плечевой или бедренной кости по форме и размерам головки моделируют суставную впадину, в которую затем вставляют предварительно смоделированную головку. Поскольку человек имеет различную степень подвижности в шаровидных суставах, ограничение движения в модели сустава достигают при помощи нанесения валика из полимерной массы на поверхность модели головки кости. Границы нанесения валиков на модели головки плечевой/бедренной соответствуют контурам границ гиалинового хряща на суставных поверхностях головок плечевой и бедренной костей человека. После изготовления модель суставной впадины и головки жестко крепят к манекену. К “туловищу” крепят смоделированную суставную впадину соответственно анатомическому расположению у человека, а собственно “головку” - к модели костей конечности.

Для фиксации необходимой первоначальной позы в полученную при моделировании “суставную щель” вводят жидкую полимерную массу-уплотнитель (пенополиуретан, пенополистерол и др.), которая, взаимодействуя с воздухом, расширяется и полностью заполняет полость и затвердевает. В процессе затвердевания для придания некоторой подвижности конечностям осуществляют движения в суставах небольшой амплитуды. После фиксации позы манекен готов к использованию.

По окончании проведения серии экспериментов (как показала практика, такого способа фиксации хватает на 3-4 эксперимента) путем небольшого нагревания - до 60 градусов (горячая вода) модель суставов разъединяют и излишки полимерной массы-уплотнителя удаляют. Затем в нагретую модель суставной впадины вставляют модель головки кости и “суставную щель” вводят жидкую полимерную массу-уплотнитель, и после затвердевания манекен готов для повторного использования.

Преимущество предлагаемой модели шарнирного сустава:

- возможность придания первоначальной позы манекену;

- близость степеней и углов подвижности суставов манекена к таковым у человека;

- возможность моделирования на манекене тонуса мышц человека.

Пример конкретного выполнения.

Для изготовления модели применили протакрил, так как он доступен и температура, необходимая для достижения его пластического состояния, всего около 60 градусов. При моделировании плечевого сустава диаметр модели проксимальной головки плечевой кости составил 35 мм, при моделировании бедренного сустава 56 мм. После изготовления модели головки плечевой или бедренной кости по форме и размерам головки смоделирована суставная впадина, в которую затем вставлена предварительно изготовленная головка с ограничительными валиками. Модели суставов фиксированы к манекену. Полимером создана заранее предполагаемая подвижность в каждом суставе. Манекену придана поза “боксера”. Манекен выставлен на крае крыши гаража. Нанесен удар в область живота манекена. Фиксированы точки соприкосновения манекена с землей в результате падения с высоты 2,5 м. Определены при помощи видеосъемки движения в конечностях и вращение манекена.

Способ изготовления модели шарнирного сустава манекена с обеспечением фиксации конечности в заданном положении, включающий изготовление из полимерной массы модели головки кости и моделирование суставной впадины, выполненной по форме и размерам головки, нанесение на поверхность модели головки кости ограничительного валика из полимерной массы для ограничения движения, крепление модели суставной впадины соответственно анатомическому расположению на туловище манекена и модели головки кости - на модели кости конечности, при этом в полученную при моделировании суставную щель вводят жидкую полимерную массу, в процессе ее затвердевания осуществляют движение небольшой амплитуды в суставах, фиксируют позу манекена.