CC BY
29
ключения сердца / С. С. Брюхоненко, Т. Т. Щербакова, С. А. Пересторонин // Сборник работ по вопросам искусственного кровообращения. — 1964. — С. 245-250.
3. Брюхоненко, С. С. Некоторые особенности временной замены функции сердца и легких аппаратом искусственного кровообращения/ С. С. Брю-
хоненко, Т. Т. Щербакова, М. К. Марцинкевич // Сборник работ по вопросам искусственного кровообращения. — 1964. — С. 251-254.
4. Сироткина, М. Г. С. С. Брюхоненко / М. Г.Си-роткина, В. С. Гутник. — М. : Медицина,1972. — 96 с.; с ил.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК: 611.717
А. А. ВОРОБЬЕВ1, 2, Ф. А. АНДРЮЩЕНКО2, О. А. ЗАСЫПКИНА1, 2, П. С. КРИВОНОЖКИНА1
ОСОБЕННОСТИ АНАТОМИЧЕСКОЙ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ПАССИВНОГО ЭКЗОСКЕЛЕТА ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ «ЭКЗАР»
1 — Волгоградский государственный медицинский университет
2 — Волгоградский научный медицинский центр
A. A. VOROBYEV1, 2, F. A. ANDRYUSHCHENKO2, O. A. ZASYPKINA1 2, P. C. KRIVONOZHKIN1
FEATURES OF ANATOMICAL PARAMETRIZATION OF PASSIVE EXOSKELETON OF UPPER EXTREMITY «EXAR»
1 — Volgograd State Medical University
2 — Volgograd Scientific Medical Center
АКТУАЛЬНОСТЬ.
Экзоскелеты конечностей в последнее время привлекают интерес исследователей и практических врачей. Из военной области, где все разработки являются строго засекреченными, экзоскелеты переместились в область медицины, где используются как активные, так и пассивные их разновидности. При всей своей инновационной составляющей активные экзоскелеты имеют ряд недостатков — высокая стоимость, зависимость от источников питания, большой вес, низкая мобильность.
Наше внимание привлекло создание пассивного экзоскелета верхней конечности по принципам, разработанным группой исследователей под руководством профессора Тарика Рахмана (США) [4]. В более ранних наших исследованиях мы сформировали клинико-анатомические требования к нашей конструкции и определили перечень показаний к ее использованию [1, 2, 3]. В частности, эк-зоскелет верхней конечности должен:
- обладать объемом движений, приближенным к показателям здорового человека;
- фрагменты конструкции должны повторять строение верхней конечности человека;
- иметь легкую и прочную конструкцию, адаптируемую к анатомическим параметрам конечности;
- быть изготовлен из биологически инертных материалов;
- должна быть возможность замены элементов конструкции экзоскелета по мере роста ребенка;
РЕЗЮМЕ.
Исследована возможность и разработана методика анатомической параметризации пассивного экзоскелета верхней конечности «ЭКЗАР», используемого для абилитации и реабилитации больных с верхним парапарезом.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ПАССИВНЫЙ ЭКЗОСКЕЛЕТ, ВЕРХНЯЯ КОНЕЧНОСТЬ, АНАТОМИЧЕСКАЯ ПАРАМЕТРИЗАЦИЯ, ВЕРХНИЙ ПАРАПАРЕЗ.
SUMMARY.
The possibility and the technique of anatomical parameterization passive exoskeleton upper extremity «EXAR» used for the habilitation and rehabilitation of patients with upper paraparesis.
KEY WORDS: PASSIVE EXOSKELETON, UPPER EXTREMITY, ANATOMICAL PARAMETRIZATION, UPPAR PARAPARESIS.
Воробьев Александр Александрович — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой оперативной хирургии и топографической анатомии, заведующий отделом экспериментальной и клинической хирургии; тел. 89093806613; e-mail: cos@volgmed.ru Андрющенко Федор Андреевич — к. м. н., старший научный сотрудник лаборатории моделирования патологии; тел. 89616600825 Засыпкина Ольга Александровна — к. м. н., старший преподаватель кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии, м. н. с.; тел. 89033174476; e-mail: zasypkina_oa@inbox.ru Кривоножкина Полина Станиславовна — к. м. н., ассистент кафедры детских болезней педиатрического факультета с курсом детской неврологии; тел. 89023826648; e-mail: polina. krivonozhkina@mail.ru
- быть доступен по цене для массового потребителя;
- быть мобильным и независимым от источников питания.
В перечне патологий, служащих показанием к применению пассивного экзоскелета верхней конечности экзоскелета, нами определено свыше 20 нозологических форм, однако считаем более удобным пользоваться понятием симптомокомплекс верхнего вялого пара (моно) пареза. Последний характеризуется снижением силы мышц верхних конечностей; ограничением скорости, объёма (амплитуды) движений в проксимальных и дистальных отделах верхних конечностей с преобладающим ухудшением в проксимальных отделах; сниженный мышечный тонус в проксимальных и дистальных отделах верхних конечностей либо наличие смешанного тонуса, с преобладанием гипофункции; снижение или отсутствие сухожильных рефлексов с рук (сгибательно-локтевой, разгибательно-локте-вой, карпорадиальный).
Целью данного исследования является параметризация пассивного экзоскелета «ЭКЗАР» (аббревиатура — экзосклет абилитирующий и реабилитирующий) на основе анатомических соответствий, для определения индивидуальных оптимальных технических параметров аппарата, позволяющего восполнить утраченные функции при верхнем парапарезе.
В связи с отсутствием в специальной литературе термина анатомические соответствия мы приводим его оригинальное пояснение.
Анатомические соответствия — это соответствия между различными анатомическими характеристиками строения человеческого тела и параметрами механического устройства, обуславливающие оптимальную работу образующейся при этом биомеханической системы.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
Для достижения цели созданы две версии экзоскелета «ЭКЗАР» — стационарная, имеющая привязку к стулу, и мобильная, прикрепленная к жакету, размещенному на теле ребенка. Основной объем исследования был проведен на мобильной версии экзоскелета, преимущества которой в том, что во время исследования ребенок мог свободно перемещаться, активно пользоваться аппаратом и восполнять утраченные функции. Экзоскелет «ЭКЗАР» ориентирован на людей с симптомокомплексом верхнего вялого пара (моно) пареза конечностей и представляет собой подвижную систему поддерживающих соединений, которая устанавливается на активные суставы и мышцы ребенка. Движения конечности осуществляются с небольшим усилием,
увеличивающим утраченную силу мышц и объема движений за счет системы рычагов и простейших упругих элементов. Конструкция позволяет осуществлять движения с ограниченной амплитудой в трех измерениях.
При конструировании аппарата учитывалась возможность максимально полного воспроизведения движений в его шарнирах в соответствии с нормальными движениями верхней конечности, но полного замещения объема движений достигнуть не удалось (таблица 1).
Технические характеристика экзоскелета «ЭК-ЗАР»:
вес вместе с жакетом — 1100 граммов;
возможность движения в трех плоскостях — сагиттальной, фронтальной и горизонтальной (промежуточные и оптимальная плоскости).
Таблица 1 — Амплитуда движений человека и аппарата (в градусах)
Вид движения конечности Норма плечевой сустав Плечевой шарнир Дефицит
Сгибание 180 155 25
Разгибание -60 +20 80
Отведение 180 155 25
Приведение 0 20 20
Норма локтевой сустав Локтевой шарнир Дефицит
Сгибание 40 45 5
Разгибание 0 0 0
Как видно из таблицы, несмотря не некоторый дефицит, представленная в аппарате «ЭКЗАР» амплитуда движений позволяет ребенку достаточно полно восполнять утраченные функции.
Испытания аппарата были проведены в соответствии с биоэтическими нормами на девочке И. Ш., 4-х лет, страдающей дистальной формой артрогриппоза, с ограничением скорости и амплитуды движений в проксимальных и дистальных отделах верхних конечностей с преобладающим ухудшением в проксимальных отделах, затруднением поднятия и отведения руки на уровень плечевого пояса и выше и резким ограничением сгибания рук в локтевых суставах. Контрактуры в плечевом и локтевом суставах отсутствуют.
РЕЗУЛЬТАТЫ.
Основной предпосылкой к выполнению анатомической параметризации было то, что первоначальные попытки подгонки аппарата эмпирическим путем
были неудачны, так как устойчивой работы конструкции на протяжении долгого времени достигнуть не удавалось. В основном неполадки касались отсутствия возможностей восполнения утраченных функций, недостаточностью использования технических возможностей аппарата и поломками отдельных элементов конструкции, связанными с неравномерным распределением усилий.
Нами разработана этапная методика анатомической параметризации аппарата.
1-й этап. Определение точек анатомической привязки на пациенте (Т).
2-й этап. Определение линейных анатомических размеров, необходимых для дальнейшего расчета конструкции (а).
3-й этап. Определение анатомически зависимых параметров аппарата, обуславливающие способность аппарата восполнять утраченные функции верхней конечности (Р).
4-й этап. Определение оптимальных взаимоотношений конструкции, необходимых для его нормальной работы по замещению утраченных функций.
Для реализации 1-го этапа исследования нами выделено 7 точек анатомической привязки, приведенные в таблице 2.
Для реализации 2-го этапа нами предложено проводить определение линейных анатомических размеров, необходимых для дальнейшего расчета конструкции (а 1-8) (таблица 3).
Таблица 2 — Точки анатомической привязки экзоскелета «ЭКЗАР» на пациенте
Наименование точки Анатомический ориентир
Т 1 Остистый отросток выступающего позвонка (С YII) -processus spinosus vertebra prominens (С YII)
Т 2 Угол акромиона — angulus akromii
Т 3 Большой бугорок плечевой кости — tuberculum majus os humerus
Т 4 Латеральный надмыщелок — epicondylus lateralis
Т 5 Локтевой отросток — olecranon
Т 6 Шиловидный отросток лучевой кости — processus stiloideus radii
Т 7 Медиальный надмыщелок — epicondylus medialis
Таблица 3 — Анатомические параметры для расчета экзоскелета «ЭКЗАР»
Название анатомического параметра Методика определения анатомического параметра
а 1 Расстояние между Т 1 — Т 2 (см)
а 2 Расстояние между Т 3 — Т 4 (см)
а 3 Расстояние между Т 5 — Т 6 (см)
а 4 Расстояние между Т 2 — Т 3 (см)
а 5 Высота перпендикуляра, построенного от середины линии, между Т 4 — Т 7 до Т 5 при сгибании в локтевом суставе под углом 90°
а 6 Длина окружности предплечья при ее определении через точки Т 4 — Т 7
а 7 Горизонтальная плоскость, проведенная через Т 1
а 8 Сагиттальная плоскость через срединно-ключичную линию
Для реализации 3-го этапа нами был предложено выделение 6 анатомически зависимых параметров (р 1-6) аппарата «ЭКЗАР», обуславливающих способность аппарата восполнять утраченные функции верхней конечности и позволяющих осуществить адаптацию данного аппарата к конкретному человеку (таблица 4).
Для реализации 4-го этапа исследования нами были определены оптимальные взаимоотношения выделенных размеров верхней конечности и конструкции экзоскелета «ЭКЗАР», необходимых для его эффективной работы по замещению утраченных функций, являющиеся «НОУ ХАУ» и пользующиеся правом защиты интеллектуальной собственности.
Таблица 4 — Анатомически зависимые параметры экзоскелета «ЭКЗАР»
Параметр Описание
Р 1 Расстояние между осевой линией крепления к несущему корсету и внутренней осью поворота крыла
Р 2 Расстояние между внутренней и внешней осями поворота крыла
Р 3 Расстояние между осями поворота верхней (нижней) плечевой планки
Р 4 Расстояние между осью поворота планки предплечья и осью зацепа для установки упругих элементов предплечья, расположенного на другом конце планки предплечья
Р 5 Длина опорной лангеты
Р 6 Расстояние между осью поворота планки предплечья и плоскостью, проходящей через нижнюю часть крепления оси поворота локтевого шарнира
Подобранные по нашей методике параметры экзоскелета «ЭКЗАР» позволили осуществлять его эффективную эксплуатацию в течение четырех месяцев, обусловили положительную динамику течения болезни и получили одобрение расширенного заседания общества детских неврологов Волгоградской области (председатель — проф. Н. В. Малюжинская).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Благодаря анатомической параметризации экзоскелета верхней конечности была достигнута оптимальная, с нашей точки зрения, возможность для полноценной работы аппарата и реабилитации пациента.
Первичный результат стал возможен за счет аппаратного:
- увеличения силы мышц конечности;
- увеличения амплитуды движений конечности;
- ограничения гиперэкстензии позвоночника при нахождении ребенка в жакете.
Отсроченный (спустя 3 месяца) результат стал возможен за счет увеличения собственной силы мышц и устранения последствий мышечной и суставной контрактур (результаты в следующем исследовании).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Воробьев, А. А. Клинико-анатомические требования к активным и пассивным экзоскелетам верхней конечности / А. А. Воробьев, А. В. Петру-хин, О. А. Засыпкина, П. В. Кривоножкина // Волгоградский научно-медицинский журнал. — 2014. — №
I. — С. 56-61.
2. Воробьев, А. А. Основные клинико-анатоми-ческие критерии для разработки экзоскелета верхней конечности / А. А. Воробьев, А. В. Петрухин, О. А. Засыпкина, П. В. Кривоножкина //Журнал анатомии и гистопатологии. — 2014. — № 1. — С. 20-26.
3. Воробьев, А. А. Клинико-анатомическое обоснование требований к разработке экзоскелетов верхней конечности / А. А. Воробьев, А. В. Петру-хин, О. А. Засыпкина, П. В. Кривоножкина // Оренбургский медицинский вестник. — 2014. — № 3, Том
II. — С. 14-18.
4. Rahman, T. Passive exoskeletons for assisting limb movement / Т. Rahman, W. Sample, S. Jayakumar, М. М. King, J. Y. Wee, R. Seliktar, М. Alexander, М. Scavina, А. Clark // J. Rehabil Res Dev. — 2006. — Aug-Sep. — № 43 (5). — Р. 583-90.
УДК 611.621
Ю. А. ИГЛОВ1- 2, В. И. КИМ1, А. М. ХАЗИМОВ3
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ АНАТОМИИ МОЧЕПУЗЫРНОГО ТРЕУГОЛЬНИКА
1 — Оренбургский государственный медицинский университет
2 — Оренбургский областной клинический психоневрологический госпиталь ветеранов войн
3 — Оренбургский областной клинический онкологический диспансер
Y. A. IGLOV1- 2, V. I. KIM1, A. M. KHAZIMOV3
INDIVIDUAL PECULIARITIES OF TOPOGRAPHIC ANATOMY OF THE VESICAL TRIANGLE
1 — Orenburg state medical University
2 — Orenburg regional clinical psychoneurological hospital for war veterans
3 — Orenburg regional clinical oncology dispensary
РЕЗЮМЕ. зырей 27 трупов мужчин 29-78 лет. Представлены
Методами макромикроскопии и морфометри- данные по топографии и индивидуальным различи-ческих измерений изучена поверхность мочевых пу- ям мочепузырного треугольника.
