Лазерний пристрій для визначення точних розмірів та форми довгих кісток

Лазерний пристрій для визначення точних розмірів та форми довгих кісток, що містить стіл, 3 льного об'єкту 50-100мм, похибка вимірювання ±0,1%, розділення - 0,05%. Отримана таким чином уточнена (порівняно з обраним прототипом) цифрова інформація заноситься до бази даних ЕОМ. Після проведення розрахунків за допомогою ЕОМ отримуються більш точні, порівняно з обраним прототипом, параметри напруженодеформованого стану матеріалів біотехнічних систем, що дозволяє виробити подальші висновки щодо їх міцності, деформативності тощо. Це дозволить сформулювати практичні рекомендації, щодо використання тієї чи іншої моделі або типу фіксуючої системи, її придатності для лікування того чи іншого виду та типу перелому. Для реалізації поставленої задачі запропоновано пристрій, який складається зі столу 1, на якому жорстко закріплено раму 2 (Фіг.). Через верхню траверзу рами 2 крізь центруючи втулку проходить верхній шток 3 із загостренням на нижньому кінці. Вертикальна вісь штока 3 проходить через його загострення та співпадає із аналогічним загостренням нижнього центруючого штока 4. Положення штока 3 по висоті регулюється спеціальним гвинтом 5. Об'єкт який досліджується (кістка) дистальною частиною встановлюється на нижній центруючий шток 4 та впирається на спеціальні загострені пелюстки 11. Шток 4 та пелюстки 11 жорстко з'єднані з поворотним диском 6, що має нанесені по периметру поділки від 0° до 360°, ціна поділки 1°. Поворотній диск 6 можна повертати відносно нерухомого диска 7, на якому міститься риска відносно якої реєструється величина кута повороту рухомого диска 6 із закріпленим на ньому вимірювальним зразком. На лівій стійці рами 2 закріплена лінійка 8 із позначками від 0 до 500мм (ціна поділки 1мм). Довжина лінійки 8 відповідає найбільшій можливій довжині вимірювального об'єкта (наприклад, стегнової кістки дорослої людини). У вертикальному напрямі у лінійці 8 може пересуватися лазерний датчик 9 із затискачем 10, який фіксує положення датчика 9 по висоті лінійки 8. Для встановлення нульового початкового значення на вертикальній лінійці 8 використовуються затискачі 13 і 14 за допомогою яких датчик 9 обмежується в пересуванні вверх-вниз з таким розрахунком, щоб лазерний промінь датчика 9 «впирався» у верхнє або нижнє заокруглення проксимального чи дистального кінця кістки, яка встановлена вздовж вертикальної осі обертання між центрами 3 і 4. Ніжки 12 столу 1 дозволяють встановлювати його поверхню у горизонтальне положення, що контролюється за допомогою рівнів, які укладаються для цього на верхню поверхню столу 1 у двох взаємо-перпендикулярних напрямах. Вимірювання здійснюється наступним чином: До встановлення вимірювального об'єкту за допомогою датчика 9 визначається відстань до 42702 4 загострення верхнього 3 або нижнього 4 центрів (відстань до нульової вісі). Далі - між загостреннями верхнього та нижнього центрів 3 та 4 встановлюється вимірювальний об'єкт (наприклад, кістка), який фіксується за допомогою загострених пелюстків 11 на поворотному диску 6. Верхній фіксуючий штифт 3 з певним зусиллям занурюється у верхній (проксимальний) кінець кістки, після чого за допомогою гвинта 5 відбувається фіксація штифта 3 по висоті. Затискач 10 разом із датчиком 9 виводиться у нижнє нульове положення при якому починається вимірювання, здійснюється фіксація нижнього затискача 14. Поворотний диск 6 встановлюється на нульове положення (риска на нерухомому диску 7). Вибирається в залежності від необхідної точності вимірювання крок - як по периметру кола поворотного диска 6 (через 1°, 2°, 5°, 10° тощо), так і по висоті вздовж вертикальної лінійки 8 (відстань між суміжними перерізами вимірювального об'єкта), його значення може складати 1, 2, 5, 10мм. Показання на шкалі лазерного датчика 9 записуються послідовно для кожного переріза вимірювального об'єкта при значенні різних кутів повороту диска 6 разом з кісткою при обертанні на певне число градусів навкруги поздовжньої осі між центрами 3 та 4. Після здійснення вимірювань в будь-якому попередньому перерізі відбувається підйом датчика 9 вздовж вертикальної лінійки 8 на величину обраного заздалегідь кроку та повторюються усі виміри для нового переріза шляхом послідовного повороту вимірювального об'єкта разом з диском 6. Процедура повторюється для всіх перерізів вимірювального об'єкту до тих пір, поки датчик 9 не доторкнеться верхнього фіксуючого упору 13 на вертикальній лінійці 8. Отримані цифрові дані вимірювань заводяться у вигляді таблиць у базу даних ЕОМ для проведення подальших розрахунків. Запропонований пристрій для визначення точних розмірів і форми кістки (або будь-якого об'єкту, який не має форми тіла обертання) відрізняється від відомого: - можливістю більш точно, з більшою швидкістю здійснювати вимірювання (до 0,1% біжучого радіусу по периметру вимірюваного перерізу), що дозволить отримувати значно вищу точність розрахункових параметрів напружено-деформованого стану матеріалу кісткової тканини як для цілих непошкоджених кісток, так і для таких, що зламані та їх відламки скріплені між собою за допомогою тієї чи іншої системи остеосинтезу. Моделювання параметрів напруженодеформованого стану за допомогою ЕОМ дозволить обирати найбільш оптимальний тип фіксуючої системи для здійснення остеосинтезу та лікування пошкоджених кісток. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 42702 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601