Способ численного определения структурных нарушений в отделах позвоночника и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к восстановительной медицине, диагностике, вертебрологии. Определяют структурные изменения в отделах позвоночника путем измерения количественных параметров собственных упругих колебаний мышечно-связочных тканей позвоночника в ответ на силовое импульсно-толчковое ручное воздействие в данном отделе. При этом упругие колебания фиксируют в виде осциллограмм с помощью двух широкополосных линейных акселерометров, которые устанавливаются на исследуемом отделе позвоночника в двух его сечениях. Обработкой осциллограмм определяют фазовую скорость распространения упругой продольной волны Vf = L/τ, где L – расстояние между акселерометрами, а τ – фазовое запаздывание между пиковыми значениями линейных ускорений, замеренных двумя акселерометрами. Также определяют собственную частоту упругих колебаний и степень затухания продольной волны вдоль позвоночника, вычисляемую как соотношение максимальных амплитуд первой и второй волны колебаний. Причем квадрат собственной частоты упругих колебаний принимают за показатель жесткости позвонков в исследуемом отделе позвоночника, степень затухания колебаний – за показатель эластичности тканей, окружающих данный отдел позвоночника. Фазовую скорость распространения упругой продольной волны вдоль позвоночника принимают за показатель жесткости позвоночных дисков данного отдела. Устройство для реализации способа содержит два широкополосных линейных акселерометра, которые подключены к соответствующим входам устройства связи, имеющего функцию аналого-цифрового преобразователя, выход которого через порт соединен с ПЭВМ. Группа изобретений позволяет установить степень нарушения структуры межпозвоночной среды у конкретного пациента. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к восстановительной медицине и направлено на численное определение степени структурных изменений в различных отделах позвоночника и обучение поиску отделов позвоночника с нарушенной структурой суставов, дисков и мягких тканей.

Известен способ определения структурных и функциональных нарушений в тканях человека путем импульсного ручного воздействия на грудной и поясничный отдел позвоночника (патент №2410072). В указанном патенте этот импульс определен хиропрактическим толчком. Автором этого патента высказано предположение о том, что силовой импульс воздействия на участки позвоночника вызывает волны, которые распространяются вдоль позвоночника. Эти волны способствуют снятию зажимов больного органа. В указанном патенте приведены примеры эффективного применения хиропрактических процедур. К настоящему времени проведены сотни тысяч таких процедур в клинике доктора Ю.И. Колягина с явно выраженным положительным результатом.

Положительные результаты применения рассмотренной методики, освоенной опытным специалистом, поставили задачу ее распространения. Для этой цели необходимо было произвести измерение параметров хиропрактического импульса, генерируемого опытным специалистом, а также определить реакцию организма на эти импульсы, запомнить параметры реакции и считать их эталонными при обучении медицинского персонала указанной методике восстановления структурных и функциональных нарушений в тканях человека. Доктор с большим опытом находит структурные изменения в отделах позвоночника пальпацией и путем импульсного ручного воздействия на эти отделы добивается восстановления и структурных и функциональных нарушений в отделах позвоночника.

Изменение структуры в отделах позвоночника также определяют анализируя рентгеновские снимки или снимки МРТ или снимки, полученные акустическими методами.. Эти способы определения структурных изменений в областях позвоночника несут качественную информацию. Только методы ККТ(количественная компьютерная томография) способна получать количественную информацию о степени нарушения структуры. Однако эти методы направлены на исследование в основном костной и хрящевой тканей и оцениваются стадийностью патологичного процесса.

Целью, которая решается предложенным изобретением, является получение объективной численной информации о структурных изменениях в связочно-мышечной материи и костно-хрящевой ткани в отделах позвоночника. Указанная цель достигается измерением параметров упругих колебаний в отделах позвоночника, которые возникают в результате воздействия на позвоночник толчком, который производит опытный специалист. Измерение параметров упругих колебаний осуществляется обработкой осциллограмм ускорений, замеренных линейными широкополосными миниатюрными акселерометрами, жестко установленными на измеряемом участке позвоночника. Осциллограммы регистрируются компьютеризированной измерительной системой и могут быть обработаны известными программами, например программой БПФ (быстрое преобразование Фурье) или подобными, выделяющими собственные частоты упругих колебаний, амплитуды колебаний и скорости распространения упругой волны вдоль позвоночника. Эти параметры фиксируются акселерометрами. Измерение амплитуд колебаний позволяет определить степень их затухания, которая в основном определяется эластичностью мягких тканей, которые окружают измеряемый отдел позвоночника. Собственная частота упругих колебаний материалов определяется согласно известной формулы: , где С - жесткость материалов в единицах или ⋅ m - масса костной ткани в отделах позвоночника. Для измерения скорости распространения упругой волны вдоль позвоночника предусмотрено два датчика, установленных вдоль позвоночника. Измерение фазового запаздывания(времени между максимальными амплитудами первого колебания) позволяет установить скорость продольной упругой волны. Эта скорость в основном определяется состоянием хрящевой ткани. Определение трех указанных параметров позволяет разделить информацию о различных степенях структурных изменений в позвоночнике и околопозвоночной среде... Динамика структурных изменений позвоночника каждого пациента будет определяться изменением собственной частоты упругих колебаний, вызванных импульсным воздействием на позвоночник: Динамика структурных изменений мягких тканей будет определяться степенью затухания колебаний, вычисляемая соотношением максимальных амплитуд второй и первой волны. Динамика структурных изменений хрящевой ткани определит скорость распространения упругой волны. Эту скорость определяют измеряя фазовое запаздывание между пиковыми значениями линейных ускорений, замеренных двумя акселерометрами расположенными так, что они охватывают измеряемый отдел позвоночника:

L - расстояние между акселерометрами, τ - фазовое запаздывание.

На рисунках 2,3, представлены осциллограммы колебаний зафиксированные у пациента 30 лет с начальной степенью изменения структуры, этой степени может быть присвоено число 1. На рисунках 4,5 представлены осциллограммы упругих колебаний, зафиксированные у пациента 70 лет, который не ощущает структурных изменений, но которые фиксирует опытный специалист пальпацией. Степень структурных изменений этому пациенту присвоена третья.. В зрелом возрасте межпозвонковая структура, включающая связки, диски, мышцы, теряет эластичность. Жесткость структуры повышается и это отражается на описанных выше осциллограммах. Обработка этих осциллограмм дала следующие численные данные:

- для первой степени структурных изменений собственная частота упругих колебаний структуры позвонков составила 2,5 Гц, такая же частота и для третьей степени, что указывает на неизменность структуры позвонков..

- фазовая скорость упругих колебаний для первой степени составила , для третьей степени Уменьшение скорости распространения упругой продольной волны вдоль позвоночника в 4 раза указывает на снижение жесткости дисков, через которые упругая волна распространяется вдоль позвоночника.

-для первой степени структурных изменений степень затухания колебаний составила 1,5, для третьей степени структурных изменений этот параметр составил 1,8. Повышение степени затухания у пациента с третьей степенью в сравнении с этим параметром для первой степени в 1,2 раза свидетельствует о потере эластичности мягких тканей, окружающих позвоночник.

Тем самым показано, что уже на ранней стадии, пока не началось изменение структуры костной ткани, можно определить участки с измененной структурой около позвонковой среды.

Дополнительно, информация о силовом импульсе воздействия на позвоночник опытным доктором, зафиксированная указанными датчиками, может восприниматься как эталон лечебных ручных воздействий, что позволяет применять это устройство и для обучения персонала эффективным силовым воздействиям на отделы позвоночника, сравнивая осциллограммы продольных волн, зафиксированных после воздействия опытным врачом зафиксированных после воздействия обучаемым персоналом.

Для объяснения способа и устройства приведены рисунки 1, 2, 3, 4, 5.

На рисунке 1 приведена блок -схема устройства, которое реализует предложенный способ. На рисунке обозначены:

1 - два акселерометра, 2-устройство связи, имеющее функцию аналого-цифрового преобразователя и содержащее порт связи с ПЕВМ.

Каждый из акселерометров 1 подключен к соответствующему входу устройства связи, устройство связи через порт соединено с ПЭВМ. Данное устройство позволяет аналоговые сигналы с выхода акселерометра передать в ПЭВМ, и распечатать эти сигналы в виде осциллограмм. Осциллограммы могут быть обработаны в ручном режиме. В результате обработки осциллограмм могут быть определены:

фазовая скорость распространения упругой волны, которую принимают за показатель жесткости позвоночных дисков исследуемого отдела, степень затухания колебаний как соотношение максимальных амплитуд первой и второй волны упругих колебаний, которая характеризует степень эластичности тканей, окружающих исследуемый отдел позвоночника и квадрат собственной частоты упругих колебаний, который принимают за показатель жесткости позвонков в исследуемом отделе позвоночника. Тем самым показано, что применение данного способа позволяет получить численные объективные данные о изменениях в исследуемых отделах позвоночника.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической литературы, характеризующей предложенный способ, обнаружено не было. Способ имеет практическое применение.

1. Способ определения структурных изменений в отделах позвоночника, характеризующийся тем, что

для этого определяют количественные параметры собственных упругих колебаний тканей в отделе позвоночника в ответ на силовое импульсно-толчковое ручное воздействие в данном отделе,

при этом упругие колебания фиксируют в виде осциллограмм с помощью двух широкополосных линейных акселерометров, которые устанавливаются на исследуемом отделе позвоночника в двух его сечениях,

обработкой осциллограмм определяют:

фазовую скорость распространения упругой продольной волны Vf = L/τ,

где L – расстояние между акселерометрами, а τ – фазовое запаздывание между пиковыми значениями линейных ускорений, замеренных двумя акселерометрами;

собственную частоту упругих колебаний,

степень затухания продольной волны вдоль позвоночника, вычисляемую как соотношение максимальных амплитуд первой и второй волны колебаний;

причем квадрат собственной частоты упругих колебаний принимают за показатель жесткости позвонков в исследуемом отделе позвоночника, степень затухания колебаний принимают за показатель эластичности тканей, окружающих данный отдел позвоночника, а фазовую скорость распространения упругой продольной волны вдоль позвоночника принимают за показатель жесткости позвоночных дисков данного отдела.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, характеризующееся тем, что содержит два широкополосных линейных акселерометра, которые подключены к соответствующим входам устройства связи, имеющего функцию аналого-цифрового преобразователя, выход которого через порт соединен с ПЭВМ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к восстановительной медицине и хиропрактике, и предназначено для определения движения в отделах позвоночника. Способ заключается в измерении изменения расстояний между ориентирами, нанесенными на остистые отростки, при различных видах движений в позвоночнике, отличается тем, что измерение изменений движения ориентиров проводят с помощью компьютерной фотометрии с повышенной разрешающей способностью, причем для повышения разрешающей способности фотометрии применяют цифровой USB-микроскоп с основанием, выполненным таким образом, что, независимо от наклонов пациента, фокусное расстояние до ориентиров остается неизменным, а также с микрометрической шкалой, которая позволяет проводить сравнение положения ориентиров с делениями шкалы, при этом основание микроскопа устанавливается на исследуемый отдел позвоночника, микроскоп удерживается рукой специалиста, микроскоп включается в режим непрерывной видеозаписи движения ориентиров, обусловленной движением пациента в позвоночнике.

Изобретение относится к области медицины, а именно к эндокринной хирургии, и может быть использовано для определения индивидуальных сроков восстановительного периода после оперативных вмешательств на щитовидной и околощитовидных железах.

Изобретение относится к медицине. Шаблон для определения подходящего для пациента размера имплантата бедренной кости эндопротеза коленного сустава содержит основное тело, щуповый элемент, две сопрягаемые детали для прилегания и базовой привязки соответственно к центральному и к боковому передним мыщелкам дистального конца бедренной кости пациента и по меньшей мере одну масштабную линейку и связанную с ней стрелку для указания положения щупового элемента в направлении измерения по отношению по меньшей мере к одной из сопрягаемых деталей для указания подходящего размера имплантата.

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике в травматологии и ортопедии, и может быть использовано для оценки боли и эффективности обезболивания после оперативного вмешательства на коленном суставе.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может найти применение при остеосинтезе переломов трубчатых костей. Обеспечивают доступ к костномозговому каналу поврежденной кости, через который в кость вводится штифт из биодеградируемого материала.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может найти применение при остеосинтезе переломов трубчатых костей. Обеспечивают доступ к костномозговому каналу поврежденной кости, через который в кость вводится штифт из биодеградируемого материала.

Изобретение относится к медицине, в частности к биомеханике, касается способа оценки эргономических свойств элементов боевой индивидуальной экипировки военнослужащих (БИЭВ), предусматривающего измерение амплитуд максимально возможных активных движений с помощью биомеханических сенсоров «Траст-М», которые фиксируют на определенных сегментах верхних и нижних конечностей и позвоночника, соответствующих проекциям анатомических областей.
Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмодиагностике. Для диагностики состояния роговицы при использовании ортокератологической контактной линзы проводят конфокальную микроскопию, по результатам которой оценивают гистоморфологические изменения состояния роговицы.
Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и реабилитологии, и может быть использовано при реабилитации пациентов с нарушением двигательной функции. Для этого проводят тестирование пациентов для выявления реакции на музыкальные фрагменты различной тональности и ритмичности.

Изобретение относится к способу и аппарату для управления устройством отображения и интеллектуальной подушке, предназначенной для определения физиологических характеристик пользователя.

Группа изобретений относится к медицине, оценке риска падения пользователя при сердечно-сосудистых, двигательных, неврологических нарушениях. При осуществлении способа анализируют измерения ускорения пользователя для определения, выполнил ли пользователь переход из положения сидя в положение стоя. Только если стандартное отклонение, вариантность или диапазон множества измерений ускорения, возникающего в период времени до начала перехода из положения сидя в положение стоя, меньше, чем пороговое значение, оценивают ускорение из-за гравитации как среднюю величину из множества измерений ускорения, возникающего в период времени. Идентифицируют пиковое вертикальное ускорение пользователя во время перехода из положения сидя в положение стоя исходя из измерений ускорения пользователя. При этом идентифицированное пиковое вертикальное ускорение масштабируется с использованием оценки гравитации, полученной исходя из измерений ускорения пользователя в период времени. Оценивают риск падения для пользователя исходя из масштабированного пикового вертикального ускорения. Для осуществления способа используют носитель информации, содержащий компьютерную программу, которая при исполнении на компьютере или процессоре побуждает компьютер или процессор определить риск падения для пользователя, систему, содержащую стабилометрическую платформу для измерения сил, варианты устройства, содержащие блок обработки, акселерометр, который измеряет ускорение, действующее на устройство в трех измерениях, с возможностью ношения устройства пользователем. Группа изобретений обеспечивает точность оценки риска падения и комфорт пользователя. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к восстановительной медицине, диагностике, вертебрологии. Определяют структурные изменения в отделах позвоночника путем измерения количественных параметров собственных упругих колебаний мышечно-связочных тканей позвоночника в ответ на силовое импульсно-толчковое ручное воздействие в данном отделе. При этом упругие колебания фиксируют в виде осциллограмм с помощью двух широкополосных линейных акселерометров, которые устанавливаются на исследуемом отделе позвоночника в двух его сечениях. Обработкой осциллограмм определяют фазовую скорость распространения упругой продольной волны Vf Lτ, где L – расстояние между акселерометрами, а τ – фазовое запаздывание между пиковыми значениями линейных ускорений, замеренных двумя акселерометрами. Также определяют собственную частоту упругих колебаний и степень затухания продольной волны вдоль позвоночника, вычисляемую как соотношение максимальных амплитуд первой и второй волны колебаний. Причем квадрат собственной частоты упругих колебаний принимают за показатель жесткости позвонков в исследуемом отделе позвоночника, степень затухания колебаний – за показатель эластичности тканей, окружающих данный отдел позвоночника. Фазовую скорость распространения упругой продольной волны вдоль позвоночника принимают за показатель жесткости позвоночных дисков данного отдела. Устройство для реализации способа содержит два широкополосных линейных акселерометра, которые подключены к соответствующим входам устройства связи, имеющего функцию аналого-цифрового преобразователя, выход которого через порт соединен с ПЭВМ. Группа изобретений позволяет установить степень нарушения структуры межпозвоночной среды у конкретного пациента. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх