Патент ссср 824994
Союз Советскнк
Соцмалистнческмк
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕР ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 824994 (61) Дополнительное к авт. свид-ву.— (22) Заявлено 15.06.79 (21) 2794127/28-13 (51) М. К .
А 61 В 5/05 с присоединением заявки №вЂ”
Гооударетлеллмй комитет (23) Приоритет—
СССР (53) УДК 615.475 (088.8) Опубликовано 30.04.81. Бюллетень № 16 оо делам лзааретелкй и отлрмткй
Дата опубликования описания 30.04.81
Ю. К. Вилкс и Х. А. Янсон (72) Авторы изобретения
S .Ф
t
1
Рижский научно-исследовательский инст4хут травм&тологии и ортопедии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕГЕНЕРАТОРА КОСТНОЙ ТКАНИ о
Изобретение относится к медицине, а именно к травмотологии и ортопедии, и предназначено для изучения динамики репаративной регенерации костной ткани.
Известен способ исследования регенера-, та костной ткани, заключающийся в определении его физических характеристик и сравнения их с эталонными. При осуществлении этого способа через костную ткань пропускают ультразвук частотой 1 м Гц. мзмеряют декремент затухания и полученную кривую зависимости сравнивают се значением, соответствующим неповрежденной ткани (1).
Однако на- точность полученных результатов исследований, проводимых известным способом, влияет прохождение ультразвука через мягкие ткани. Кроме того, для принудительного распространения ультразвука через поврежденную кость необходим акустический контакт между источником энергии и костью, что ограничивает примененйе спосдба на начальных этапах .(измерения на-. чинаются с 20-го дня). Полученный результат дает возможность судить об однородности структуры в зоне перелома, но не об ее прочности и состоянии.
Цель изобретения — осуществление ненарушающего контроля за динамикой регенерации с момента оперативного вмешательства или травмы.
Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа исследования одновременно с оперативным вмешательством в зону повреждения вводят четыре электрода, расположенных по одной линии так, чтобы зона повреждения размещалась между двумя средними электродами, в период
1о репаративной регенерации поврежденной кости с заранее выбранным дискретом по времени определяют сопротивление между каждой парой введенных электродов постоянному и переменным токам двух различных частот, по этим сопротивлениям вычисляют
1 активные и емкостное сопротивления зоны повреждения кости между средними электродами и путем сравнения вычисленных величин с эталонными, дают заключение о состоянии костного регенерата в момент
2о измереник, а по динамике активных и емкостного сопротивления судят о динамике регейерации.
Кроме того, в качестве электродов для исследования регенерата костной ткани ис824994
10
Формула изобретения
55 пользуют электроды для электростимуляции процесса регенерации.
На фиг. 1 изображена схема размещения электродов. и эквивалентная схема измерений модуля сопротивления костной ткани; на фиг. 2 — электрическая модель костной ткани; на фиг. 3 (а, б, в) — кривые изменения электрических составляющих костной ткани в процессе регенерации.
Способ осуществляется следующим образом.
Одновременно с оперативным вмешательством в зону перелома вводят четыре радиальных электрода А, Б, В и Г с неизолированными концами (фиг. 1), используемых для электростимуляции процесса регенерации. В период репаративной регенерации поврежденной кости с заранее выбранным дискретом по времени определяют сопротивления между каждой парой введенных электродов постоянному и переменным токам разных частот. По измеренным сопротивлениям вычисляют активные и емкостные сопротивления зоны повреждения кости между средними электродами. Путем сравнения вычисленных величин с эталонными дают заключение о состоянии костного регенерата в момент измерений. О динамике регенерации судят по динамике активных и емкостного сопротивлений.
На эквивалентной схеме (фиг. 1) изображены контактные сопротивления Zq, Z3, Z и Zq каждого электрода и тканевые сопротивления Z, Z4 и Za. Определяя модуль сопротивления между точками А-Г, Б-В, А-Б и В-Г, можно математически освободиться от контактных сопротивлений и получить сопротивление тканей в зоне перелома в чистом. виде, а именно
/Е,+2 Модуль сопротивления определяется по крайней мере при двух различных частотах переменного тока, кроме того, определяется сопротивление при постоянном напряжении. Далее, в соответствии с электрической моделью костной ткани (фиг. 2), содержащей два последовательно включенных сопротивления Ri и К, причем к R параллельно подсоединен конденсатор С, с учетом комплексного сопротивления схемы, описываемого уравнением Z = — —,— + Rg 1/R + jС0С где m — частота колебаний, Рассчитывают отдельные элементы модели в процессе регенерации. На фиг. 3 а приведена кривая изменения сопротивления К в режиме неосложненного ° заживления (сопротивление постоянному току, характеризующее структурную целост15 25, 0 45 ность продольных каналов с проводящей жидкостью — кровью) . Непосредственно после травмы структура кости нарушена и избыток жидкости значительно снижает значение сопротивления. Появление сгустка крови и дальнейшее образование фиброзной костной мозоли далее вызывает увеличение сопротивления. В процессе нормальной регенерации с образованием Гаверсовых каналов в структуре мозоли сопротивление постепенно снижается до нормального (уровень нормального сопротивления К на фиг. 3 а задан пунктиром). На фиг. 3 б приведено изменение емкости С в процессе регенерации, которая характеризует общую площадь взаимонесвязанных проводяших поверхностей вблизи зоны перелома. Значение емкости С для здоровой кости почти на два порядка ниже (пунктирная прямая), чем в начальный момент после перелома. Из-за наличия сгустка крови суммарная емкость возрастает пропорционально диаметру сгустка (до увеличения на два порядка) . В процессе регенерации объем сгустка уменьшается и емкость в зоне перелома постепенно снижается. С емкостью С связано и изменение сопротивления R i (фиг. 3 в), характеризующее проводимость слоя, соединяющего обкладки последующих конденсаторов (расстояние между стенками поперечных каналов и между мембранами клеток). Это значение также резко увеличено в начальный период консолидации и постепенно спадает до сопротивления, характерного для здоровой кости. Полученные кривые 3 а, б, в, снятые в процессе регенерации, могут быть при корреляционном анализе рассмотрены как биофизическое отражение изменения реоло-r гических свойств костного регенерата. Разброс параметров усредненных кривых составляет всего +- 5 — 6 /О против 12— 15О/о, полученных при ультразвуковом исследовании. Предлагаемый способ опробован на 20 кроликах. Таким образом, способ исследования регенерата костной ткани обеспечивает осуществление ненарушающего контроля за динамикой регенерации с момента оперативного вмешательства или травмы. Способ исследования регенерата костной ткани, заключающийся в определении его физических характеристик и сравнения их с эталонными, отличающийся тем, что, с целью осуществления ненарушаюшего контроля за динамикой регенерации с момента оперативного вмешательства или травмы, одновременно с оперативным вмешательством в зону повреждения вводят четыре элект824994 Риг. 1 Рд $00 zs so yy i fp uJ аа аа Риг, 2 га аа 75 t(AvJ 0 га га и тагтаи! 0Ъе 3 Составитель Л. Соловьев Редактор К. Лембак Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко Заказ 2381/36 Тираж 687 Подвисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делаМ изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рода, расположенных по одной линии так, чтобы зона повреждения размещалась между двумя средними электродами, в период репаративной регенерации поврежденной кости с заранее выбранным дискретом по времени определяют сопротивление между каждой парой введенных электродов постоянному и переменным токам двух разных частот, по этим сопротивлениям вычисляют активные и емкостное сопротивления зоны повреждения кости между средними электродами и путем сравнения вычисленных величин с эталонными дают заключение о состоянии костного регенерата в момент измерений, а по динамике активного и емкостного сопротивлений судят о динамике регенерации. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электродом для исследования регенерата костной ткани используют электроды для электростимуляции процесса регенерации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Pazolt Н., Hinkenfuss К., et al. Ultraschalldiagnostik zur Uberwachung des Heilungsverldufes чоп Unterschenkelfrakturen. Beitz. Orthop u Traum, 23, 1976, 10, 545.
