автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Разработка и обоснование конструкций ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп

На правах рукописи

АВЕТИСОВА Алла Андрониковна

Разработка и обоснование конструкций ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп

Специальность 05.19.06 - «Технология обувных и кожевенно-галантерейных

изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском государственном университете дизайна и

технологии

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Костылева Валентина Владимировна

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Коблякова Елизавета Борисовна кандидат медицинских наук Галстян Гагик Радикович ООО «Аквелла», г. Москва

Защита состоится « /&» _2004 г. в час на заседании

диссертационного совета Д 212.144.01 в Московском государственном университете дизайна и технологии по адресу: 115998, г. Москва, ул. Садовническая, 33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета дизайна и технологии.

Автореферат разослан

«/Л Ж

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Жихарев А.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ампутация, как следствие тяжелых травматических повреждений или заболеваний конечностей в значительной степени нарушает опорно-двигательную функцию человека. До настоящего времени проблема ортопедического снабжения при - ампутационных дефектах стоп не потеряла своей актуальности: Об этом свидетельствуют результаты клинических исследований Московской фабрики ортопедической обуви. Ежегодно на фабрику обращается до 100 инвалидов, как первично протезируемые так и являющиеся клиентами фабрики многие годы. Ампутационные дефекты стоп по уровням усечения распределяются следующим образом: длинные культи - 10 %, средние - 60 % и короткие - 30 %. В зависимости от уровня ампутации ортопедическим снабжением могут служить ортопедические стельки (при длинных культях), ортопедическая обувь различной конструкции (при средних и коротких культях) и протезы (при полной ампутации стопы).

Протезирование больных в настоящее время осуществляется без достаточного эффекта, как в функциональном, так и в косметическом* отношении. К недостаткам современных конструкций ортопедического -снабжения относятся: жесткость изделия, которая часто приводит к излому жестких деталей и деформации изделия, затрудняющему ходьбу; неблагоприятное положение культи в протезно - ортопедическом изделии; недостаточная подгонка межстелечного слоя, ведущая к болезненности при ходьбе, а также неудовлетворительные эстетические свойства конструкции.

Использование новейших видов диагностики и анализ анатомо -биомеханических и физиологических характеристик ампутированных стоп позволят повысить точность и скорость установления индивидуальных . состояний культей, а также качество ортопедического снабжения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение функциональных и эстетических свойств ортопедического снабжения на основе клини

ГОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ { БИБЛИОТЕКА I СПетербург

оэ

биомеханических исследований культей стоп.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие основные задачи:

• изучены особенности дефектов стоп, влияющих на подбор ортопедического снабжения;

• обобщены и систематизированы ампутационные дефекты стоп;

• проведены- патентные исследования и анализ используемого ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• выявлены конструктивно-технологические особенности ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• проведены антропометрические исследования стоп инвалидов;

• исследован характер распределения нагрузки на стопы при стоянии и ходьбе;

• проведены исследования процесса ходьбы лиц с ампутационными дефектами;

• сформулированы основные медицинские требования к ортопедическому снабжению при ампутационных дефектах стоп;

• выявлены особенности проектирования и технологии изготовления ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• ' разработана конструкция ортопедического снабжения (вкладного

башмачка для культей по Шопару) при ампутационных дефектах стоп;

• изготовлен опытный образец вкладного башмачка;

• проведена апробация полученных результатов.

Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования выступают культи стоп инвалидов различного возраста с различными уровнями ампутации. Для оценки анатомического состояния стоп и их динамики использованы биомеханические, клинические и рентгенологические методы исследования, а также методы теоретических и практических основ анатомии и биомеханики, медицины, протезирования и

ортезирования, конструирования и технологии обуви, материаловедения, автоматизированных систем, антропометрии и математической статистики.

Научную новизну работы составляют:

• полученные антропометрические данные стоп с ампутационными дефектами;

• установленный характер распределения давления при взаимодействии стопы с опорной поверхностью при стоянии и ходьбе лиц с ампутационными дефектами стоп;

• полученные характеристики отклонения от нормы в процессе ходьбы лиц с ампутационными дефектами.

• предложенное автоматизированное проектирование вкладных приспособлений (на примере вкладного башмачка для культей стоп по Шопару).

В данной научной работе получены следующие результаты, имеющие практическую значимость:

• научно - обоснованные конструктивно-технологические характеристики ортопедического снабжения для лиц с ампутационными дефектами стоп;

• усовершенствованная конструкция ортопедического снабжения, компенсирующая анатомические дефекты культей стоп (на. примере вкладного башмачка для культей стоп по Шопару);

• повышение функционального и косметического» эффекта ортопедического снабжения для лиц с ампутационными дефектами стоп;

• конструктивно-технологические характеристики ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• сокращение временных затрат на выполнение заказов;

• программно-методический комплекс автоматизированного проектирования вкладных приспособлений при ампутационных дефектах стоп.

Апробация и внедрение результатов работы.

Работа выполнялась в рамках НИР кафедры технологии изделий из кожи МГУДТ по тематике "Развитие научных основ конструирования и технологии производства швейных изделий и изделий из кожи1 с применением информационных систем и новых материалов".

Полученные результаты внедрены на Московской фабрике ортопедической обуви и в учебный процесс на кафедре "Технология изделий из кожи" Московского государственного университета дизайна и технологии.

Основные положения диссертации и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на заседании кафедры технологии изделий из кожи Московского государственного университета дизайна и технологии, 52-ой научной конференции студентов и аспирантов, посвященной 70-летию МГУДТ (г. Москва, 2000 г.), международной конференции "Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности" ВГТУ (г. Витебск, Республика Беларусь, 2000 г.), межвузовской научно - технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности» ИГТА (г. Иваново, 2002), международной научной конференции «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство» ВГТУ (г. Витебск, Республика Беларусь, 2002), международной научной конференции «Роль предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека» МГУДТ (г. Москва 2002 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 8 статей и два учебных пособия под грифом УМО: «Анатомо-физиологические и биомеханические особенности ампутационных культей стоп» и «Ортопедическое снабжение при ампутационных культях стоп» для студентов специальностей 28.11,28.12 и направления 5539.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, включающего 135 наименований и приложений. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, в том числе 72 рисунка и 14 таблиц. Приложение представлено на 69 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, отражены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе представлен обзор отечественной и зарубежной литературы, посвященной вопросам современных способов и методов ампутаций. Результаты протезирования больных с культями конечностей во многом зависят от выбранного способа и техники выполнения ампутации.

Все ампутационные дефекты стоп подразделены на врожденное недоразвитие конечности и культи стоп (рисунок 1). В зависимости от направления ампутации культи стоп подразделяются на поперечные и продольные. В свою очередь поперечные культи делятся в зависимости от уровня (длины) усечения стопы (рисунок 2).

При усечении стопы на любом уровне неизбежно страдает ее функция. При ампутации скелет стопы укорачивается, выпадают ее естественные точки опоры, происходит нарушение правильного сводообразующего устройства стопы, изменяются соотношения его частей, в связи с чем ослабляется прочность и упругость свода. Опорная поверхность стопы уменьшается на величину ампутированного участка, отсюда и уменьшение длины шага.

Рисунок 1. Классификация ампутационных культей стоп

Гаранжо

Шарп

1 Лисфранк 2 Хеи

Жобер

а

Бона Йегер

Лабори >

Шопар

Пирогов

Рисунок 2. Уровни усечения стопы

Наличие биомеханической модели стопы в норме позволяет при изучении культей стоп проанализировать и оценить качественные и количественные изменения каждого уровня ампутации стопы.

Анатомическое строение стопы можно представить в виде пространственной геометрической фигуры с определенными линейными и угловыми соотношениями, а функция стопы - движениями в суставах вокруг 3-х центральных осей под действием сил, приложенных в точках прикрепления мышц и направленных по линии их действия.

Основные движения стопы в голеностопном суставе осуществляются вокруг 3-х центральных осей. Все три оси располагаются в различных плоскостях и пересекаются в центре блока таранной кости.

Первая центральная ось проходит через центр блока таранной кости под углом 20-25° к фронтальной плоскости. Вокруг нее возможны сгибания и разгибания стопы в голеностопном суставе в пределах 60-65°.

Вторая центральная ось проходит через центр блока таранной кости и между II и III плюсневыми костями. Вокруг этой оси происходит супинация и пронация пяточной кости и переднего отдела стопы.

Третья ось движения проходит через центр блока таранной и точку опоры пяточной костей. Указанная ось пересевает плоскость переднего отдела под прямым углом. Вокруг нее осуществляется приведение и отведение переднего отдела стопы.

Биомеханическая модель стопы рассматривается в виде треугольного свода. Передний отдел стопы представляется треугольником, образованным' сходящимися в центре блока таранной кости осями ^ плюсневых костей и линией, соединяющей их точки опоры.

Задний отдел - в виде оси пяточной кости, проходящей через ее точку опоры и центр блока таранной кости. Третья центральная ось совпадает с осью пяточной кости, вторая центральная ось - является средней линией треугольника переднего отдела, проходящая между II и III плюсневыми костями. Передаваемая нагрузка воспринимается через биомеханический центр - центр блока таранной кости и передается на точки опоры - бугор пяточной кости и преимущественно головки Г^ плюсневых костей.

Сравнение полученных биомеханических моделей с моделью стопы в норме позволяет дать объективную оценку нарушений анатомических изменений, распределения нагрузок и равновесия сил в культе.

После ампутации по Гаранжо сохраняются естественные точки опоры, поперечный и продольный своды стопы. Потеря пальцев не вызывает нарушения равновесия мышечных сил и веса тела. Угловые и линейные характеристики культи соответствуют таковым биомеханической модели стопы в норме. Функция конечности в целом страдает мало: отсутствует эластичное мягкое отталкивание от опоры, уменьшается длина шага.

При уровне усечения стопы по Шарпу длинному отношение сохранившегося переднего отдела к заднему составляет 2,5 : 1. За счет этого увеличивается нагрузка на передний отдел и уменьшается на задний. Линия

передачи нагрузок в точке опоры из биомеханического центра не совпадает с осью переднего отдела, то есть модель, отражающая анатомическое строение, не совпадает с моделью распределения нагрузок.

При. ампутации по Шарпу короткому высота продольного свода уменьшается на 1/3, это резко снижает рессорные свойства культи, отсюда нарушается эластичность походки, IV фаза переката полностью выпадает, а III - значительно видоизменяется.

При ампутации по Лисфранку отношение длины переднего отдела к заднему также изменяется в сторону уменьшения (1,3 - 1,5 : I). Нагрузка на передний отдел продолжает увеличиваться. Продольный свод разрушается, его передне - внутренняя часть опускается книзу до соприкосновения с плоскостью опоры. Культя полностью теряет свои рессорные свойства. Устойчивость культи заметно снижается, эластичность походки в значительной степени нарушается, длина шага еще больше уменьшается.

При усечении по Бона - Йегеру в отличие от первых трех случаев нагрузка на передний отдел культи становится больше, чем на задний, и длина переднего отдела культи относится к задней как 1 : 1,4.

При вычленении по- Лабори опора культи сосредотачивается на переднем отростке и бугре пяточной кости. Опорная поверхность уменьшается, длина шага при этом значительно укорачивается, устойчивость культи нарушается, амортизационные свойства в культе отсутствуют. По своей функции культя стопы, особенно по Лабори, приближается к костыльной опоре.

После ампутации по Шопару передний отдел стопы отсутствует. Опорной поверхностью культи становится головка таранной и передний отдел пяточной кости, совершенно не приспособленные для этой функции. В результате этого происходит не только проседание биомеханического центра, но и его смещение кпереди от линии передачи веса тела. Биомеханическая модель культи полностью теряет свою прежнюю структуру. Устойчивость

культи нарушается, опора культи по своему характеру становится костыльной.

Ампутация в пределах стопы ведет к значительному снижению локомоторной функции конечности. Под действием статических и кинематических условий нагружения, рубцов, трофических расстройств развиваются пороки и болезни культи стопы. По данным Двинденко В.А частота их определяется в 91 % наблюдений. Из деформаций культей стоп преобладают варусная и эквино-варусная установка. Варусная установка -как явление компенсаторное. Наибольшее число эквинусной установки культи после вычленения по Шопару.

Встречающиеся деформации культи объясняются нарушением равновесия сил, действующих на культю, развитием компенсаторных приспособлений в связи с изменением опорно-двигательной функции культи и наличием определенных болезненных участков на ее опорной поверхности.

Проведенные патентные исследования и анализ используемого ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп позволили многообразие существующего на данный момент ортопедического снабжения при культях систематизировать по назначению в зависимости от уровня ампутации.

Ортопедические изделия, назначаемые при культях стоп нами условно разделены на три основные группы:

1) ортопедическая обувь;

2) обувные ортопедические изделия (туфельки, башмачки, сапожки, вкладные приспособления, стельки);

3) протезы.

Вторая глава посвящена антропометрическим и биомеханическим исследованиям стоп инвалидов в возрасте от 5 до 70 лет, имеющих ампутационные дефекты нижних конечностей на различных уровнях и оперированных в разное время различными способами.

Из всех представленных методов исследования культей стоп нами выбраны в соответствии с поставленными целями методы клинический и тензометрирования.

Клинический метод позволил нам определить сроки и причины ампутации, состояние послеоперационных рубцов и пороки культи, а также вид протезно-ортопедического изделия, сроки носки и жалобы пациента.

Для уточнения диагноза по определению вида деформаций, опороспособности культи, нарушений и отклонений в цикле ходьбы пациентов нами проведены тензометрические исследования. Они позволили выявить характер распределения давления по плантарной поверхности культи.

Для получения полной картины анатомо-физиологического состояния культей мы провели антропометрические исследования здоровых и ампутированных стоп пациентов.

Из 63 обследованных людей 20 женщин и 43 мужчин. Большинство обследованных находятся в возрасте от 61 до 70 лет.

Из 63-х человек 51-н имеют дефект одной стопы, 11-ть - обеих стоп и один кроме дефекта одной стопы имеет ампутацию голени.

По уровням ампутации культи стоп распределились, следующим образом:

- Гаранжо — 7;

- Шарпу

- длинному-8;

- короткому- 10;

- Лис франку- 11;

- Шопару-25;

- Пирогову - 4.

Такие уровни ампутации как Жобер, Лабори, Бона - Йегер в нашей работе не встречались.

На первом месте по частоте встречаемости среди уровней ампутации

оказались культи по Шопару.

Из общего числа культей 70-ти стоп у 11-ти давность ампутации свыше 30 лет.

Причинами ампутаций у пациентов являются различные травмы. У четырех человек по причине огнестрельных ранений и минно-взрывных травм; у 14-ти - в результате транспортной травмы; у 3-х- в результате механической травмы, у 10-ти - в результате производственной травмы, ещё у 5-ти - вследствие ожогов и отморожения. Сахарный диабет явился причиной ампутации в 10-ти случаях, язва на большом пальце - в 1-ом случае, а раковая опухоль - в 2-х. Врождённое недоразвитие части стопы наблюдалось у 3-х пациентов. Гангрена, связанная с сахарным диабетом, явилась причиной ампутации в 8-ми случаях, а гангрена посттравматическая - в 3-х.

При проведении антропометрических исследований измеряли:

на здоровой конечности:

1) длину стопы

2) обхват стопы в плюсне - фаланговом сочленении (в пучках);

3) обхват прямого взъема стопы;

4) обхват косого взъема стопы;

на ампутированной конечности измеряли:

1) длину культи по абрису;

2) обхват культи на границе плантарной и тыльной поверхности;

3) обхват прямого взъема (если культя дистальнее Шопаровского сустава);

4) обхват косого взъема;

Данные заносились в анкету и определялись среднеарифметические значения параметров в каждой группе.

Сравнение среднеарифметических значений антропометрических признаков ампутированных стоп и антропометрических признаков не ампутированных показало некоторые отклонения в объемах.

Так у женщин с уровнем ампутации по Гаранжо среднеарифметические значения обхвата в пучках на ампутированной стопе больше на 5 мм, а косого и прямого взъемов на 2,5 мм. У мужчин при этом же уровне ампутации наблюдалось увеличение объемов в пучках ампутированных стоп на 36 мм и уменьшение обхвата косого взъема на 21,5 мм, прямого - на 12,5 мм.

Сравнение среднеарифметических значений обхвата прямого взъема» ампутированных стоп и неампутированных показало, что увеличение составило: у женщин с уровнем ампутации по Шарпу (длинному) - 13,34 мм, у мужчин с уровнем ампутации по Шарпу (длинному) - 7 мм; косого взъема: у женщин с уровнем ампутации по Шарпу (длинному) - 1,70 мм; у мужчин с уровнем ампутации по Шарпу (длинному) - 13 мм.

Сравнение тех же антропометрических параметров у пациентов с уровнем ампутации по Шарпу (короткому) прямого взъема: у женщин с уровнем ампутации по Шарпу (короткому) - 11,88 мм, у мужчин с уровнем ампутации по Шарпу (короткому) - 0 мм; косого взъема: у женщин с уровнем ампутации по Шарпу (короткому) - 1,31 мм;у мужчин с уровнем ампутации по Шарпу (короткому) - 0 мм.

При ампутации по Лисфранку наблюдается такая картина: величина среднеарифметических значений: обхвата прямого и косого взъемов на ампутированной стопе у женщин уменьшилась на 32,5 мм от величины обхвата прямого взъема здоровой стопы. У мужчин происходит увеличение прямого взъема ампутированной стопы на 2,78 мм и косого - на 1,51 мм.

Культи стоп по Шопару имеют отклонения (увеличение) от здоровых у женщин по обхвату косого взъема на 20 мм, у мужчин - на 1,22 мм.

Культи стоп по Пирогову имеют отклонения (уменьшение)от здоровых у женщин по обхвату косого взъема на 65 мм, у мужчин - на 40 мм.

Увеличение объемных размеров на ампутированной стопе вызваны послеоперационными отеками и припухлостями и замечены у пациентов с небольшой давностью ампутации.

Уменьшение объемных размеров на больной стопе обусловлено постепенной атрофией мышц ампутированной конечности вследствие снижения на нее нагрузки.

Кроме антропометрических исследований нами проведены биомеханические исследования с использованием модуля «ДиаСлед» аппаратно - программного комплекса "ДиаСлед - Скан.

Для проведения диагностики использовался комплект стандартной обуви. Она имеет гибкую подошву, каблук высотой не более 1 см, высокий задник и мягкий войлочный верх.

Выявлено, что после ампутации стопы на различных уровнях нарушается двигательный стереотип: изменяются длина шага, соотношение фаз опоры и переноса, затрудняется перекат. Утрачивается способность эластичного переката и заднего толчка уже после ампутации пальцев.

Анализ топологии давления под стопами с различными уровнями ампутации, позволил сделать следующие выводы:

• Распределение нагрузки на стопы в статическом и динамическом режимах происходит неравномерно: здоровая конечность нагружается больше, чем ампутированная. При этом чем выше уровень ампутации, тем более выражена асимметрия между топологиями давления под стопами.

• Распределение давления под культями также неравномерно: максимум нагрузки при стоянии и в процессе ходьбы приходится на передний отдел культи, минимум - на пятку.

• Максимум нагрузки здоровых конечностей приходится на пятку в статике и на область головок 1-3-й плюсневой кости в динамике.

При рассмотрении траектории центра давления у пациентов с

ампутационными дефектами стоп выявлено:

• ТЦД стоп с частичной ампутацией пальцев и ампутацией по Горанжо замечены незначительные отклонения от нормы. В

статическом режиме ТЦД ампутированной стопы расположены примерно на одном уровне со здоровой. Общая для обеих стоп траектория центра давления сдвинута в сторону нормальной конечности.

• ТЦД стоп с уровнями ампутаций по Шарпу (короткому и длинному) в статике расположены несколько ниже от горизонтальной оси изображения измерительных стелек. Общая же ТЦД смещена от продольной оси в сторону здоровой.

• Траектории центра давления под стопами пациента по Лисфранку, Шопару, Пирогову и при врожденном недоразвитии нижней конечности в положении стоя наблюдается ярко выраженное смещение всех ТЦД к заднему отделу, а при ходьбе симметрия «крыльев» бабочки в процессе ходьбы сильно нарушается из - за утраты переднего отдела (при ампутации по Пирогову она имеет только одно «крыло»).

В результате рассмотрения графиков интегральной нагрузки стоп пациентов с различными уровнями ампутаций нами сделаны следующие выводы:

• У пациентов с уровнем ампутации по Горанжо, Шарпу (длинному) и при ампутации пальцев в процессе ходьбы наблюдается мало выраженная асимметрия ГИН для обеих стоп.

• При анализе графиков интегральной нагрузки стоп пациентки с уровнями ампутации по Шарпу (короткому), Лисфранку, Шопару, по Пирогову и с врожденным недоразвитием нижней конечности видна ярко выраженная асимметрия ГИН для здоровых и ампутированных стоп в процессе ходьбы. Меньшая нагрузка в динамическом режиме приходится на ампутированную стопу. Время опоры ампутированной стопы немного меньше, чем здоровой, а время переноса наоборот.

При анализе подограмм пациентов с ампутационными дефектами стоп на различных уровнях выявлено, что с увеличением уровня ампутации (от пальцев до Пирогова) из подограммы исключаются линии, характеризующие фазы ходьбы. При частичной ампутации пальцев и ампутации по Горанжо на подограмме линии в некоторых местах преломляется из-за нарушения эластичного мягкого отталкивания от опоры. При культях по Шарпу (длинному и короткому) выпадает опора на носочную часть и видоизменяется перекат, при культях по Лисфранку и при врожденном недоразвитии нижней конечности присутствуют только две фазы (нет переката и опоры на носок), при культях по Шопару и по Пирогову замечено, что присутствует опора только на пяточную часть.

Третья глава посвящена разработке усовершенствованной конструкции вкладного башмачка на культю стопы по Шопару.

На основании клинико рентгенологических, антропометрических и биомеханических исследований установлены основные медицинские требования к протезно-ортопедическим изделиям, которые сводятся к следующему:

1. Компенсация дефекта;

2. Рациональное перераспределение нагрузки на отделы культи (при этом основная нагрузка должна приходиться на область сводов и пятку);

3. Уменьшение эквинусной установки;

4. Разгрузка болезненных участков;

5. Нормализация функции переката за счет увеличения времени опоры на передний отдел протезно - ортопедической конструкции;

6. Надежная фиксация культи в функционально благоприятном положении в процессе ходьбы.

Перечисленные требования можно выполнить при соответствующем

построении ортопедической обуви. Рациональное перераспределение нагрузки по плантарной поверхности культи достигается включением в опору подсводного и заднего отделов. Осуществляется это за счет углубления в стельке для пятки; соответствующей выкладки внутреннего и наружного продольных сводов, продленной вперед и назад к переднему отделу пятки. Передний» отдел культи благодаря продленной вперед выкладке свода приподнимается и тем самым обеспечивается близкое к норме положение относительно плоскости опоры.

Компенсация дефекта усеченной части стопы осуществляется искусственным носком. Для этого обычно используют микропористую резину, ПХВ-Э или пробку. Разгрузка болезненных участков культи осуществляется углублением в стельке.

Нормализация функции переката обеспечивается уменьшением удельных нагрузок на конец культи, повышением эластичных свойств обуви, изменением расположения искусственного переката.

Фиксацию обуви на культе стопы осуществляют с помощью жесткого задника, который не только укрепляет пяточно-геленочную часть, но и удерживает задний отдел культи в заданном положении.

Вместе с тем протезирование больных в настоящее время осуществляется без достаточного эффекта, как в функциональном, так и в косметическом отношении.

Конструкция вкладных башмачков, наиболее часто используемых в настоящее время, включает передний жесткий клапан из шорно-седельного полувала; носок из эластичной микропористой резины. Между носком и клапаном имеется пробковая прокладка в форме клина, которая создает перекат на уровне пучков

Мы предлагаем усовершенствовать конструкцию вкладного башмачка за счет включения помимо переднего жесткого клапана жесткого полукорсета. При этом шнуровка перемещается вперед (рисунок 3). Эти изменения позволяют зафиксировать культю во вкладном башмачке,

предотвращая ее проскальзывание. Шнуровка, перенесенная вперед, увеличивает степень регулировки затяжки культи в башмачке. Подобное свойство очень важно так, как культя меняет свои объемные размеры как в течение дня (нормальное физиологическое увеличение объема стопы к вечеру), так и при носке (уменьшение послеоперационных отеков, снижение мышечной массы в следствии сокращения нагрузки на ампутированную конечность).

1 - передний жесткий клапан; 2- пробковая клиновидная прокладка; 3 -металлическая пластинка; 4 - жесткий лолукарсет; 5 - шнуровка

Рисунок 3 - Схематическое построение усовершенствованного вкладного

башмачка

Даны рекомендации по выбору материалов для изготовления вкладного башмачка на культи стоп по Шопару. Изготовлен опытный образец вкладного башмачка. Сформулированы особенности конструкторской проработки вкладного башмачка и технологического процесса ее изготовления.

Разработанная конструкция вкладного башмачка на культю по Шопару прошла апробацию на Московской фабрике ортопедической обуви.

Анализ полученных результатов показал, что использование вкладного башмачка значительно снижает отклонения биомеханических характеристик пациента от нормы и улучшает цикл ходьбы.

Внедрение методов автоматизированного проектирования в современную обувную промышленность выводит процессы изготовления

обуви на новый уровень. Использование систем автоматизированного проектирования (САПР) позволяет повысить качество работ при значительном снижении временных затрат и уменьшении их себестоимости. Все это становится особенно актуальным в случае производства ортопедической обуви, так как от своевременного снабжения конкретных больных необходимой им качественной ортопедической обувью и вкладными приспособлениями во многом зависит их физическая и психологическая реабилитация.

В настоящее время обеспечение индивидуального подхода к каждому больному является весьма трудоемким, дорогостоящим и занимает большое количество времени.

Поэтому все вышесказанное, привело нас к выводу о необходимости разработки программного комплекса, позволяющего проектировать ортопедическую форму, на основе ортопедической колодки и оцифрованных данных культи, что позволяет значительно уменьшить затраты времени и упростить процесс проектирования. Структура комплекса представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Структура программного комплекса

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обобщены и систематизированы сведения об ампутационных . дефектах стоп: Культи стоп подразделяются на продольные и

поперечные: Поперечные культи стоп по уровням усечения классифицируются следующим образом: по Гаранжо, Шарпу, Лисфранку, Бона - Йегеру, Лабори, Шопару и Пирогову.

2. Выявлены на основе анализа биомеханических моделей культей стоп и модели: стопы в норме следующие отклонения: после ампутации по Гаранжо функция конечности в целом страдает мало (нет эластичного мягкого отталкивания от опоры, уменьшается длина шага), при ампутации по Шарпу высота продольного свода уменьшается, это резко снижает рессорные свойства культи, отсюда нарушается эластичность походки, IV фаза переката полностью выпадает, а III - значительно видоизменяется: При ампутации по Лисфранку культя полностью теряет свои амортизационные свойства, при усечении по Бона - Йегеру величина нагрузки переднего отдела стопы больше, чем заднего, в отличие от первых трех случаев, при вычленении по Лабори опора культи сосредотачивается на переднем отростке и бугре пяточной кости, после ампутации по Шопару передний отдел стопы отсутствует, из-за чего устойчивость культи нарушается, опора культи по своему характеру становится костыльной.

3. Показано, что из деформаций культей стоп преобладают варусная и эквино-варусная установка. Варусная установка как явление компенсаторное. Наибольшее число эквинусной установки культи после вычленения по Шопару. Встречающиеся деформации культи объясняются нарушением равновесия сил, действующих на культю, развитием компенсаторных приспособлений в связи с изменением

опорно-двигательной функции культи и наличием определенных болезненных участков на ее опорной поверхности.

4. Проведены патентные исследования и анализ используемого ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп. Все многообразие существующего на данный момент ортопедического снабжения при культях систематизировано по назначению в зависимости от уровня ампутации.

5. Получены антропометрические данные стоп инвалидов. Проведены сравнения среднеарифметических величин размерных признаков стоп мужчин и женщин с различными уровнями ампутации. Показано, что значительных отклонений в основных параметрах стоп после ампутации не наблюдается.

6. Проведены исследования культей стоп 63 человек в возрасте от 5 до 70 лет, оперированных в разное время различными способами или имеющие врожденные недоразвития нижних конечностей, которые позволили заключить, что самое наибольшее число пациентов находятся в возрасте от 61 до 70-лет и что на первом месте по частоте встречаемости среди уровней ампутации оказались культи по Шопару;

7. Выявлено, что после ампутации стопы на различных уровнях нарушается двигательный стереотип: траектория центра давления (ТЦД) тела смещается на здоровую стопу, время опоры на здоровую стопу значительно превышает время опоры на ампутированную, распределение нагрузки на здоровую конечность больше чем на ампутированную, на культе вся нагрузка практически локализована на переднем отделе.

8. Сформулированы основные медицинские требования к ортопедическому снабжению при культях стоп. Показаны принципы построения ортопедических изделий при ампутационных дефектах стоп, которые сводятся к следующему:

9. Разработана усовершенствованная конструкция вкладного башмачка на культи стоп по Шопару. Даны рекомендации по выбору материалов для изготовления вкладного башмачка на культи стоп по Шопару. Изготовлен опытный образец вкладного башмачка. Сформулированы особенности конструкторской проработки вкладного башмачка и технологического процесса ее изготовления.

10. Проведены тензометрические исследования пациента в положении стоя и при ходьбе с использованием вкладного башмачка разработанной конструкции. Сравнение результатов этих исследований с результатами аналогичных исследований этого же пациента без вкладного башмачка показало . значительное улучшение биомеханических характеристик, что доказывает медицинскую эффективность разработанной конструкции.

11. Рекомендовано на стадии проектирования специальных деталей вкладного башмачка использовать разработанный программно -методический - комплекс автоматизированного проектирования вкладных приспособлений, значительно сокращающего временные затраты на данные операции.

12. Работа имеет социальный эффект, выражающийся в своевременном обеспечении инвалидов функционально пригодных вкладных приспособлений, а также интеллектуализации труда конструктора.

13. Экономический эффект от предлагаемых в работе решений может быть получен за счет сокращения временных затрат на изготовление изделий и снижения процента возврата их на доработку.

Опубликованные работы по теме диссертации;

1. Аветисова А.А., Бурмистрова Е.А., Костылева В.В., Максимова И.А Формализация медицинских назначений при статических деформациях. /Тезисы докладов 52 научной конференции студентов и

аспирантов, посвященной 70-летию университета. - М.: МГУДТ, 2000, стр. 87-89.

2. Аветисова А.Л., Бурмистрова Е.А., Костылева В.В., Максимова И.А. Классификация заболеваний стоп с динамической недостаточностью для обоснованного подбора ортопедического снабжения. /Сборник докладов международной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности»: Республика Беларусь, Витебск: ВГТУ, 2000, стр. 238-240.

3. Аветисова А.А, Костылева В.В., Максимова И.А.. Формализация медицинских назначений при * динамической недостаточности стоп. /Юбилейный международный сборник научных трудов "Исторические аспекты и достижения ученых-обувщиков", Шахты, 2001, стр. 138-141.

4. Аветисова А.А., Костылева В.В., Максимова И.А. Классификация заболеваний стоп с динамической недостаточностью. /Юбилейный международный сборник научных трудов "Исторические аспекты и достижения ученых-обувщиков", Шахты, 2001, стр. 141-143.

5. Аветисова А.А., Костылева В.В. Об автоматизированном проектировании ортопедического снабжения./ Тезисы докладов межвузовской научно - технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности», г. Иваново, ИГТА, 2002, стр. 406.

6. Аветисова А.А., Костылева В.В. О программном комплексе автоматизированного проектирования ортопедического снабжения при ампутационных культях стоп./ Сборник докладов международной научной конференции «Роль предметов личного потребления в

формировании среды жизнедеятельности человека», М., МГУДТ, 2002, стр. 123-125.

7. Аветисова А.А., Костылева В.В. Автоматизированное проектирование ортопедического снабжения при ампутационных культях стоп./ Сборник статей международной научной конференции «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство», Республика Беларусь, Витебск: ВГТУ, 2002, стр. 192-194.

8. Аветисова А.А., Костылева В.В. Статистический анализ результатов исследований культей стоп./ Материалы международной научно-практической конференции "Новое в дизайне, моделировании, конструировании и технологии изделий из кожи" Южно - российского Государственного Университета Экономики и Сервиса, г. Шахты, 2003, стр. 73-74.

9. Аветисова А.А., Костылева В.В. Клинико-физиологические и биомеханические особенности ампутационных культей стоп»./ Учебное пособие под грифом УМО для студентов по специальности 28.11,28.12 и направлению 55.39, М, МГУДТ, 2002,92с.

10.Аветисова А.А., Костылева В.В. "Ортопедическое снабжение при ампутационных дефектах стоп"./ Учебное пособие под грифом УМО для студентов по специальности 28.11, 28.12 и направлению 55.39, М., МГУДТ, 2003, 80с.

04"1*631

Оглавление

Введение

Глава I. Анатомо-физиологическая и биомеханическая характеристика культей стоп и особенности их протезирования

1.1. Классификация культей стоп

1.1.1. Способы и методы ампутаций

1.1.2. Поперечные культи стопы

1.1.3. Продольные культи стопы 19 1.2. Биомеханика стопы

1.2.1. Биомеханическая модель стопы в норме

1.2.2. Поступательное движение человека

1.3. Биомеханическая характеристика культей стоп

1.3.1. Нарушение биомеханической модели стопы при ампутациях по Гаранжо

1.3.2. Нарушение биомеханической модели стопы при ампутациях на уровне плюсневых костей

1.3.3. Нарушение биомеханической модели стопы при ампутациях на уровне сустава Лисфранка

1.3.4. Нарушение биомеханической модели стопы при ампутациях на уровне сустава Бона

1.3.5. Нарушение биомеханической модели стопы при ампутациях на уровне сустава Шопара

1.4. Болезни и деформации культей стоп после ампутации 50 1.4.1. Классификация болезней и пороков культей стоп после ампутации

1.4.1. Частота развития деформаций культей стоп в зависимости от уровня усечения и причины их развития

1.5. Ортопедическое снабжение при ампутационных дефектах стоп

1.5.1. Протезирование культей стоп после ампутации по

Гаранжо

1.5.2. Протезирование культей стоп после усечения на протяжении плюсневых костей (Шарп)

1.5.3. Протезирование культей стоп после ампутации на уровне сустава Лисфранка

1.5.4. Протезирование культей среднего отдела стопы

1.5.5. Протезирование культей после ампутации стопы по Пирогову

1.5.6. Протезирование продольных культей 74 Выводы по I главе

Глава И. Экспериментальные исследования культей стоп после ампутации

2.1. Методы исследования культей стоп после ампутации

2.1.1. Клинический метод

2.1.2. Рентгенологический метод

2.1.3. Методы анализа походки

2.2. Антропометрические исследования культей стоп

2.2.1. Характеристика исследуемого коллектива

2.2.2. Методика снятия мерок

2.2.3. Обработка результатов исследований

2.3. Биомеханические исследования инвалидов с ампутационными дефектами стоп

2.3.1. Анализ топологии давления под стопами

2.3.2. Анализ траектории центра давления под стопами

2.3.3. Анализ графиков интегральной нагрузки

ГИН) на стопы при ходьбе

2.3.4. Анализ подограмм обследованных пациентов 135 Выводы по II главе

Глава III. Расчет и проектирование конструкций ортопедического снабжения

3.1. Основные принципы конструирования ортопедического снабжения

3.2. Технология изготовления вкладных башмачков

3.3. Разработка методики автоматизированного проектирования ортопедического снабжения

3.3.1. Совершенствование конструкций ортопедического снабжения

3.3.2. Изготовление опытного образца

3.3.2.1. Выбор материалов

3.3.2.2. Проектирование конструкции вкладного башмачка

3.3.3. Выбор программных и технических средств для реализации задачи

3.3.4. Выбор способа представления и описания трехмерных объектов

3.4. Программная реализация процесса автоматизированного проектирования ортопедического снабжения

3.4.1. Построение колодки и культи на основе оцифрованных данных

3.4.2. Описание вкладных приспособлений

3.4.3. Описание интерфейса программы

3.4.4. Реализация процедур программного комплекса 178 3.5. Апробация результатов

Выводы по III главе

Ампутация, как следствие тяжелых травматических повреждений или заболеваний конечностей в значительной степени нарушает опорно-двигательную функцию человека.

Ампутация конечности была известна еще в древности. Гораздо позже как метод операции стало применяться вычленение.

Первый случай частичной ампутации стопы был произведен лондонским хирургом Шарпом в 1763 году. В дальнейшем методически ампутация на протяжении плюсневых костей производилась Турнером -младшим. Более широко эта ампутация стала применяться в начале XIX столетия. Начало вычленения пальцев большинство авторов связывает с именем Гаранжо [12].

Первое вполне достоверное частичное вычленение стопы между таранной и пяточной костью с одной стороны, кубовидной и ладьевидной - с другой, было произведено в 1780 году де Вивье. Однако историческим творцом вычленения стопы в поперечном суставе предплюсны считается Шопар, именем которого и названа эта операция. Она была произведена впервые в 1787 году.

Хорошо функционирующая культя, годная для протезирования, стала предметом забот лишь хирургов конца 19 века. До этого в их задачу входило только отнятие пораженной части конечности и при этом они руководствовались правилом, чем ниже уровень ампутации, тем лучше. Это и понятно, так как в досептический период процент летальных исходов при операциях вообще и, в частности, при ампутациях был высок. Введение асептики резко снизило летальность от ампутаций. В результате этого количество пациентов, благополучно перенесших ампутацию, возросло и на первый план вышли требования по созданию функциональной культи для дальнейшего протезирования. С этого момента и начинает развиваться протезирование. Вначале протезы изготавливались кустарно, они были примитивны и служили только для опоры. Количество лиц, нуждающихся в протезировании, особенно возросло в период ведения военных действий. Состояние протезной помощи того времени не соответствовало возможностям массового обеспечения инвалидов протезами. Для разрешения этой проблемы необходимо было не только изготовление полуфабрикатов, но и стандартизация протезов и их частей. Промышленность стала специализироваться на выпуске определенных типов протезов. В этом отношении на помощь протезной технике пришли хирурги. Были разработаны так называемые «ампутационные схемы», авторы которых для обеспечения протезирования рекомендовали производить усечения каждого сегмента конечности на строго определенных уровнях, иногда в ущерб функциональным качествам культи.

Изучение ближайших результатов операций и накопление опыта в протезировании инвалидов * создали возможность совершенствования конструкций ортопедического снабжения с учетом последующих осложнений после ампутаций.

Данные биомеханических исследований показывают, что после ампутации стопы на любом уровне в той или иной степени нарушается двигательный стереотип: изменяются длина шага, соотношение фаз опоры и переноса, затрудняется перекат. Даже после ампутации пальцев утрачивается способность эластичного переката и заднего толчка. Эти нарушения проявляются еще в большей мере при дефектах среднего отдела стопы, когда опорными точками становятся метафизы и диафизы плюсневых костей, клиновидные кости. Затрудняют ходьбу болезненные рубцы, особенно расположенные на опорной поверхности и склонные к изъязвлению.

Задача реабилитации больных после ампутации стопы на различных уровнях существует уже многие годы. Специалистами разработаны протезно — ортопедические изделия различных видов и конструкций: от вкладных стелек до протезов.

Однако, проблема ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп до настоящего времени не потеряла своей актуальности. Об этом свидетельствуют результаты клинических исследований Московской фабрики ортопедической обуви. Ежегодно на фабрику обращается до 100 инвалидов, как первично протезируемые так и являющиеся клиентами фабрики многие годы. Ампутационные дефекты стоп по уровням усечения распределяются следующим образом: длинные культи - 10 %, средние - 60 % и короткие - 30 %. В зависимости от уровня ампутации средством ортопедической коррекции могут служить и ортопедические стельки (при длинных культях), и ортопедическая обувь различной конструкции и вкладные изделия (при средних и коротких культях), и протезы (при полной ампутации стопы). Опыт многих фабрик ортопедической обуви показывает, что большинство больных (83%) пользуются ортопедической обувью и лишь 17% - вкладными приспособлениями (вкладными туфельками, вкладными башмачками) [12].

Протезирование больных тем не менее осуществляется без достаточного эффекта, как в функциональном, так и в косметическом отношении. К недостаткам современных конструкций ортопедического снабжения относятся: жесткость изделия, которая часто приводит к излому жестких деталей и деформации изделия, затрудняющему ходьбу; неблагоприятное положение культи в протезно - ортопедическом изделии; недостаточная подгонка межстелечного слоя, приводящая к болезненности при ходьбе, а также пониженные эстетические свойства конструкций.

Неудовлетворенность значительного числа больных ортопедической обувью, неравномерный ее износ и деформация указывают на то, что ортопедическое снабжение больных осуществляется без достаточного учета анатомо-функциональных особенностей культи. Это усугубляется еще и тем, что для изготовления ортопедических изделий нет специальных колодок — используются обычные колодки, предназначенные для изготовления обуви на нормальные и плоские стопы, или гипсовые слепки. На колодки или слепки наколачивается множество набивок, с помощью которых выравнивают площадь опоры, разгружают болезненные участки, изменяют размеры отдельных параметров колодки. При этом эквинусная установка практически не устраняется, так как набивки для углубления пяточной части и разгрузки переднего отдела культи взаимно не компенсируют друг друга. Таким образом, подгонка колодки — трудоемкий процесс, и удобство обуви зависит от квалификации мастера - колодочника.

Индивидуальный подход к каждому больному является весьма трудоемким и дорогостоящим: необходимо снять слепок со стопы, что требует достаточно много времени, затем этот слепок дорабатывают с использованием полимерных материалов, кожи, резинового носка и др. После этого на доработанный слепок затягивают временную заготовку и отправляют на примерку. После примерки изделие передают снова специалисту по колодкам, который должен исправить все ошибки, обнаруженные при примерке. Исправленное, собранное изделие вместе со слепком (колодкой) передают закройщику для раскроя наружных деталей верха, текстильной и кожаной подкладки. Весь процесс занимает от 2 до 5 месяцев.

Все вышесказанное свидетельствует о необходимости совершенствования проектирования ортопедических вкладных приспособлений. Использование новейших видов диагностики и результатов анатомо - биомеханических и физиологических характеристик ампутированных стоп позволит повысить точность определения патологии, скорость установления индивидуальных характеристик культей и обеспечит оптимальность выбора вида ортопедического снабжения.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является повышение функциональных и эстетических свойств ортопедического снабжения на основе клинико-физиологических и анатомо-биомеханических исследований культей стоп.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие основные задачи:

• изучены особенности дефектов стоп, влияющих на подбор ортопедического снабжения;

• обобщены и систематизированы ампутационные дефекты стоп;

• проведены патентные исследования и анализ используемого ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• выявлены конструктивно-технологические особенности ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• проведены антропометрические исследования стоп инвалидов;

• исследован характер распределения нагрузки при стоянии и ходьбе;

• проведены исследования процесса ходьбы лиц с ампутационными дефектами;

• сформулированы основные медицинские требования к ортопедическому снабжению при ампутационных дефектах стоп;

• выявлены особенности проектирования и технологии изготовления ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• разработана конструкция ортопедического снабжения (вкладного башмачка для культей по Шопару) при ампутационных дефектах стоп;

• изготовлен опытной образец вкладного башмачка;

• проведена апробация полученных результатов.

Методы исследований. Поставленные в работе задачи решались с использованием теоретических и практических основ анатомии и биомеханики, медицины, протезирования и ортезирования, конструирования и технологии обуви, материаловедения, автоматизированных систем, а также методов антропометрии и математической статистики.

В качестве объектов исследования выступают культи стоп инвалидов различного возраста и разного уровня ампутации. Для оценки анатомического состояния стоп и их динамики использованы биомеханические, клинические и рентгенологические методы исследования.

Научная новизна работы заключается в:

• получении антропометрических данных стоп с ампутационными дефектами;

• определении характера распределения давления при взаимодействии стопы с опорной поверхностью при стоянии и ходьбе лиц с ампутационными дефектами стоп;

• выявлении отклонений в процессе ходьбы лиц с ампутационными дефектами.

• автоматизированном проектировании вкладных приспособлений (на примере вкладного башмачка для культей стоп по Шопару).

Практическую значимость работы представляют:

• научно - обоснованные конструктивно-технологические характеристики ортопедического снабжения для лиц с ампутационными дефектами стоп;

• усовершенствованная конструкция ортопедического снабжения, компенсирующая анатомические дефекты культей стоп (на примере вкладного башмачка для культей стоп по Шопару);

• конструктивно-технологические характеристики ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп;

• сокращение временных затрат на выполнение заказов;

• программно-методический комплекс автоматизированного проектирования вкладных приспособлений при ампутационных дефектах стоп.

Апробация работы. Полученные результаты внедрены на Московской фабрике ортопедической обуви и в учебный процесс на кафедре "Технология изделий из кожи" Московского государственного университета дизайна и технологии.

Публикации. Основные положения диссертации и результаты работы докладывались и получили положительную оценку на заседании кафедры технологии изделий из кожи Московского государственного университета дизайна и технологии, 52-ой научной конференции студентов и аспирантов, посвященной 70-летию МГУДТ (г. Москва, 2000 г.), международной конференции "Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности" ВГТУ (г. Витебск, Республика Беларусь, 2000 г.), межвузовской научно - технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые развитию текстильной и легкой промышленности» ИГТА (г. Иваново, 2002), международной научной конференции «Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство» ВГТУ (г. Витебск, Республика Беларусь, 2002), международной научной конференции «Роль предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека» МГУДТ (г. Москва 2002 г.).

По теме диссертационной работы опубликованы 8 статей, учебные пособия под грифом УМО: «Анатомо-физиологические и биомеханические особенности ампутационных культей стоп» и «Ортопедическое снабжение при ампутационных культях стоп» для студентов специальностей 28.11 и 28.12.

Структура и объем диссертации. По своей структуре диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, выводов, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 205 страниц текста, включая 72 рисунка и 14 таблиц. Список использованной литературы содержит 135 источников. Приложение представлено на 67 страницах.

1. Показано, что рассечение мягких тканей во время ампутации может быть выполнено гильотинным, круговым (циркулярным) или лоскутным способами. Обобщены и систематизированы ампутационные дефекты стоп. Культи стоп подразделяются на продольные и поперечные. Поперечные культи стоп по уровням усечения классифицируются следующим образом: по Гаранжо, Шарпу, Лисфранку, Бона — Йегеру, Лабори, Шопару и Пирогову.2. Выявлены на основе анализа биомеханических моделей культей стоп и модели стопы в норме следующие отклонения: после ампутации по Гаранжо функция конечности в целом страдает мало (нет эластичного мягкого отталкивания от опоры, уменьшается длина шага), при ампутации по Шарпу высота продольного свода уменьшается, это резко снижает рессорные свойства культи, отсюда нарушается эластичность походки, IV фаза переката полностью выпадает, а Ш - значительно видоизменяется. При ампутации по Лисфранку культя полностью теряет свои амортизационные свойства, при усечении по Бона - Йегеру величина нагрузки переднего отдела стопы больше, чем заднего, в отличие от первых трех случаев, при вычленении по Лабори опора культи сосредотачивается на переднем отростке и бугре пяточной кости, после ампутации по Шопару передний отдел стопы отсутствует, из за чего устойчивость культи нарушается, опора культи по своему характеру становится костыльной.3. Показано, что из деформаций культей стоп преобладают варусная и эквино-варусная установка. Варусная установка как явление компенсаторное. Наибольшее число эквинусной установки культи после вычленения по Шопару. Встречающиеся деформации культи объясняются нарушением равновесия сил, действующих на культю.развитием компенсаторных приспособлений в связи с изменением опорно-двигательной функции культи и наличием определенных болезненных участков на ее опорной поверхности.4. Проведены патентные исследования и анализ используемого ортопедического снабжения при ампутационных дефектах стоп. Все многообразие существующего на данный момент ортопедического снабжения при культях систематизировано по назначению в зависимости от уровня ампутации.5. Получены антропометрические данные стоп инвалидов. Проведены сравнения среднеарифметических величин размерных признаков стоп мужчин и женщин с различными уровнями ампутации.Показано, что значительных отклонений в основных параметрах стоп после ампутации не наблюдается.6. Проведены исследования культей стоп 63 человек в возрасте от 5 до 70 лет, оперированных в разное время различными способами или имеющие врожденные недоразвития нижних конечностей, которые позволили заключить, что самое наибольшее число пациентов находятся в возрасте от 61 до 70 лет и что на первом месте по частоте встречаемости среди уровней ампутации оказались культи по Шопару;

7. Выявлено, что после ампутации стопы на различных уровнях нарушается двигательный стереотип: траектория центра давления (ТЦЦ) тела смещается на здоровую стопу, время опоры на здоровую стопу значительно превышает время опоры на ампутированную, распределение нагрузки на здоровую конечность больше чем на ампутированную, на культе вся нагрузка практически локализована на переднем отделе.8. Сформулированы основные медицинские требования к ортопедическому снабжению при культях стоп. Показаны принципы построения ортопедических изделий при ампутационных дефектах с т о п . " " - Ч : U - у :

9. Разработана усовершенствованная конструкция вкладного башмачка на культи стоп по Шопару. Даны рекомендации по выбору материалов для изготовления вкладного башмачка на культи стоп по Шопару. 5. Изготовлен опытный образец вкладного башмачка. Сформулированы особенности конструкторской проработки вкладного башмачка и технологического процесса ее изготовления.10. Проведены тензометрические исследования пациента в положении стоя и при ходьбе с использованием вкладного башмачка разработанной конструкции. Сравнение результатов этих исследований с результатами аналогичных исследований этого же пациента без вкладного башмачка показало значительное улучшение биомеханических характеристик, что доказывает медицинскую эффективность разработанной конструкции.11. Рекомендовано на стадии проектирования специальных деталей вкладного башмачка использовать разработанный программно -

методический комплекс автоматизированного проектирования вкладных приспособлений, значительно сокращаюш;его временные затраты на данные операции.12. Работа имеет социальный эффект, выражающийся в своевременном обеспечении инвалидов функционально пригодных вкладных приспособлений, а также интеллектуализации труда работающих.13. Экономический эффект от предлагаемых в работе решений может быть получен за счет сокращения временных затрат на изготовление изделий и снижения процента возврата их на доработку.

1. Аксенов В.В., Барболин В.В., Рожков Н.Ф. Информационнкая система для измерения и анализа параметров походки. // Медицинская биомеханика. -Рига, 1986. Том 3

2. Александрова И.А., Павлова Т.Ф. и Волков Н.Ф. Диспансеризация и лечение инвалидов с болезнями и пороками культей нижней конечности, методическое письмо, «Прапор», Харьков, 1966.

3. Ампутация и протезирование// Методическая рекомендация// Л.П. Соков, М.Ф. Романов// Университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы, М., 1983 с. 5-13.

4. Баскакова Н.В., Витензон А.С. Влияние темпа и длины шага на основные параметры ходьбы человека. //Мед. биомеханика. - Рига, 1986. Том 3

5. Беленький В.Е., Савельев Л.А., Ермолаев А.С. Установка для автоматизированной обработки биомеханической информации. // Ортопедия и травматология. - М., 1985, №7

6. Белый К.П., Батуров З.К., Соболев И.П., Юрьев П.В., Дрейер А.Л. Биомеханические показатели стояния и ходьбы у больных после эндопротезирования тазобедренного сустава. Вопросы биомеханики реабилитации. - Рига, 1983.

7. Белая Н.К. Протезирование культи после отморожения. В кн. трудов московского НИИ протезирования. М., 1948, сб. №2, стр. 138-142.

8. Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность, М., Наука, 1990.

9. Вилка И.К., Грасе А.А,, Лапса Ю.Ю. Эффективность лечения больных с остеохондрозом позвоночника по данным структуры двойного шага. // Вопросы биомеханики реабилитации. - Рига, 1983

10. Вилка И.К. Биомеханический принцип управления периодом реабилитации в травматологии и ортопедии. Дисс. на соиск. уч. ст. к.м.н. -Рига, 1978

11. Витензон А.С. Динамические фазы цикла ходьбы. В кн.: Биомеханика. Труды Рижского НИИ травматологии и ортопедии, 1975, вып. XIII, с. 251-256.

12. Витензон А.С. Физическое моделирование элементов патологической ходьбы, "Протезирование и протезостроение", 1980, сб. трудов, вып. 55, М., ЦНИИГШ, с. 28-38.

13. Витензон А.С. Закономерности нормальной и патологической ходьбы человека, М., "Зеркало - М", 1998.

14. Годунов Ф. Способы и техника ампутаций, «Медицина», Ленинградское отделение, 1967, с. 28-34

15. Гольденштейн И.З. Автоматизированная система обработки информации эксперимента. //Мед. биомеханика. - Рига, 1986. Том 3

16. Гольденштейн И.З., Екабсон А.И., Жагаре Р.К. Способ отображения биомеханической информации и устройство для его осуществления. / Тезисы докладов III всесоюзной конференции по проблемам биомеханики, -Рига, 1983. Том 3

17. Грасе А.А., Вилка И.К. Способ оценки объема движений в суставах. // Тезисы докладов III всесоюзной конференции по проблемам биомеханики. - Рига ,1983, Том 2

18. Грицкевич Д.И. Методы хирургической и консервативной подготовки ампутированных к протезированию, 5-ая научная сессия ЦНИИПП, М., 1956, стр. 32-33.

19. Двинденко В.А. Функциональные особенности культей стоп и предпосылки к их рациональному протезированию, дис. на соиск. уч. ст. K.M.H., Минск, 1968.

20. Девишвили В.М. Методы изучения движения человека. — М., 1979

21. Детлов И.Э., Грасе А.А., Корк О.Ю., Наудиня И.Я., Турауска А.В. Биомеханические характеристики ходьбы у больных коксартрозом, леченных постоянным магнитным полем. // Мед. биомеханика. - Рига, 1986. Том 3

22. Дешин А.А. Мышечные механизмы голеностопного, пяточно- надпяточного и средне - плюсневых суставов стопы. Сб. Трудов посвященный 40-летней деятельности профессора В.Н. Тонкова, Л., ВМА, 1937, стр. 415-426.

23. Добрев Р.П., Малова В.К., Владимиров Б.М., Тошев Ю.Е. Метод исследования патологии локомоции человека. / Вопросы биомеханики реабилитации. - Рига, 1983

24. Догоназде М.А. Порочные культи нижней конечности, их лечение и отдаленные результаты, автореферат дисс. на соис. уч. ст. к.м.н., Тбилиси, 1956.

25. Исследования по биодинамике локомоций, / под редакцией проф. Н.А. Бернштейна. - Москва-Ленинград, 1935

26. Казакевич И.Е. Дефекты культей бедра и голени, методы их предупреждения и исправления, Медгиз, М., 1951.

27. Кишкарев А.В. Медицинская реабилитация инвалидов с культями нижних конечностей, «Протезирование и протезостроение», ЦНИИПП, вып. 58, 1981

28. Ковал ев А. Л. Разработка рациональной конструкции низа детской обуви на основе изучения биомеханики ходьбы детей. Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н.-М., 1984

29. Конструирование и технология ортопедической обуви, учебное пособие для средних учебных заведений, Горелова И.К., Аржанникова Е.Е., Иванов Р.А. и др. Санкт-Петербургский НИИ протезирования им. проф. Г.А. Альбрехта, Санкт-Петербург, 1996

30. Копылов Ф.А., Певзнер М.С. "Медицинские основы протезирования". Государственное издательство медицинской литературы, Ленинград, 1962.

31. Королькова Е.Н. и Сапожников М.П. Протезирование культей стоп вкладными башмачками, сборник инструкций по протезированию и протезостроению, 1959, № 10, ЦНИИПП, МСО РСФСР, М., стр. 53-62

32. Костылева В.В. Исследование и разработка способа представления геометрической информации о поверхности обувной колодки с целью ее автоматизированного проектирования. Дисс. На соискание ученой степени к.т.н., 1981.

33. Костюхова Ю.С. Разработка методики автоматизированного проектирования вкладных ортопедических приспособлений обуви. Дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. - М., 1999

34. Котельников Г.П., Краснов В.Ф., Цейтлин Д.М. Особенности походки у больных с сагиттальной посттравматической нестабильностью коленного сустава. // Мед. биомеханика. - Рига, 1986. Том 3

35. Котов А.П, Основы протезирования (краткое руководство), Госмедиздат УССР, Киев - Харьков, 1946

36. Кочеткова Т.С, Ключникова В. М. Антропометрические и биомеханические основы конструирования изделий из кожи: Учебник для ВУЗов - М.: Легпромбытздат, 1991

37. Кравцова Г.В., Хоменко Б.Ф. Особенности ходьбы по данным подографии у больных с последствиями переломов бедренной кости и костей голени. -Рига, 1975.

38. Краснов А.Ф., Котельников Г.П., Мирошниченко В.Ф., Иванова К.А. Травматология и ортопедия для семейного врача. - Самара: Самарский дом печати, 2000

39. Кряжев В.Д., Ратов И.П., Павлов Л.В., Гаргашин М.Н. Управление движениями спортсмена в беге с целью реабилитации травмированного опорно-двигательного аппарата. // Тезисы докладов III всесоюзной конференции по проблемам биомеханики. - Рига, 1983. Том 2

40. Кужекин А.П. «Конструкции протезно - ортопедичесикх изделий», М., 1984.

41. Лапутин А.Н., Лайуни Р.Б.Ш. Биокинематические особенности коленного сустава человека при спортивных локомоциях. // Мед. биомеханика. -Рига. 1986. Том 3

42. Левченко В.Н. некоторые данные по исследованию биомеханики стопы, "Протезирование и протезостроение", вып. 14, М., ЦНИИПП, 1964.

43. Ленский В.М., Мякотина Л.И. Некоторые биомеханические показатели эффективности операции заднего артродеза голеностопного сустава. // Ортопедия и травматология. — М., 1966, №1

44. Лепехина Л.П., Крамаренко Г.Н. Особенности ходьбы больных с поперечным плоскостопием по данным подографии. // Ортопедия и травматология. - М , 1968, №9

45. Лурье Я.И. Продольные культи стопы. Вестник хирургии им. Грекова, 1945, том 65, кн. 2, Медгиз, Л., стр. 58-61.

46. Менделевич И.А. Биомеханические закономерности строения и функции стопы, «Биомеханика», 1975, сб. Трудов, №13, Рига, РНИИТО, стр. 414-417.

47. Мякотина Л.И., Лавруков A.M. Биомеханические аспекты лечения голеностопного сустава методом артродеза. // Тезисы докл. 1П всееоюзн. конф. по пробл. биомеханики. - Рига, 1983. Том 2

48. Николаев Л.П. Руководство по биомеханике в применении к ортопедии, травматологии и протезированию. - Киев, 1947

49. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики, С-П, «БХВ-Петербург, 2003 г. 50. Новик Б.А. Биомеханические особенности ходьбы детей при последствиях переломов костей стоп. Тезисы докладов II всесоюзной конференции по проблемам биомеханики. - Рига, 1979. Том 4

51. НОВИК Б.А. Переломы костей стопы у детей. Дисс. на соиск. уч. ст. к.м.н. - Л., 1981 •>

52. Ортопедическое снабжение после ампутаций переднего и среднего отделов стопы и подготовка к нему средствами лечебной физкультуры и физиотерапии, методические указания. Л., 1987, стр. 3-4.

53. Пирогов Н.И. Собрание сочинений в 8-ми томах, М., "Медгиз", 1957-1962.

54. Попов Б.П. Протезирование после ампутации нижних конечностей. Многотомное руководство по ортопедии и травматологии, том 1, "Медицина", М., 1967

55. Приоров Н.Н. Костная пластика, ампутация и протезирование, Свердловск, 1947.

56. Прокопишин Ю.А. Лечение переломов таранной кости и их последствия. Дисс. на соиск. уч. ст. к.м.н. - Киев, 1972

57. Протезирование после ампутации всех пальцев стопы, "The Journal of Bone and Joint Surgery",Vol.42-B, February, 1960,90-96.

58. Розенштейн B.C., Пиастонуло К.И., Лаврентьева C.A. Особенности статики и ходьбы больного после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. // Вопросы биомеханики реабилитации. - Рига, 1983

59. Розенштейн B.C., Ярош И.Г., Василькова Е.Т. Биомеханическая оценка исходов проксимальной остеотомии большеберцовой кости при гонартрозе. // Мед. биомеханика - Рига, 1986. Том 3

60. Рухман Л.Е. Ампутационные дефекты конечностей у детей. Вестник хирургии им. Грекова, 1952, т. 72, №3, Медгиз, М.-Л., стр. 57.

61. Рухман Л.Е., Хапман В.Л., Раевская Т.П. Ортопедическая обувь при отсутствии переднего и среднего отдела стопы, «Протезирование и протезостроение», ЦНИИПП, вып. 10, 1962.

62. Рухман Л.Е., Хапман В.Л., Раевская Т.П. Вкладные протезно — ортопедические изделия при дефектах переднего и среднего отделов стопы. Сборник инструкций по протезированию и протезостроению, № 12, МСО РСФСР ЦНИИПП, М., 1963.

63. Санин В.Г. и Никоненко Н.Г. Классификация болезней и пороков ампутационных культей, Протезирование и протезостроение, ЦНИИПП, №27, 1971, стр. 117-119.

64. Санин В.Г. Уровни и способы ампутаций конечностей с точки зрения протезирования, методические рекомендации, ЦНИИИГШ, М., 1973, стр. 10-12.

65. Санин В.Г., Юсупов В.К., Лушин Ю.Н., Сидоров Ю.М. Усовершенствованный вкладной башмачок на короткую культю стопы, «Протезирование и протезостроение», вып. 56, ЦНИИПП, 1981.

66. Сапожников М.П., Королькова Е.Н. Ортопедическая обувь при ампутации стопы по Пирогову. «Стопа и вопросы построения рациональной обуви», 3 пленум, ЦИТО, М., 1968.

67. Саранцев А.В., Гербер СР., Лисица И.Б. Анализ взаимодействия подошвы обуви с опорой по временным характеристикам, // Протезирование и протезостроение. / Сб. трудов ЦНИИПП. - М., 1983. Вып. 66

68. Ситенко А.Н. Функциональные взаимосвязи параметров движений нижних конечностей при ходьбе. // Тезисы докл. III всесоюз. конф. по пробл. биомех. - Рига, 1983. Том 2

69. Скворцов Д.В. Клинический анализ движений. Анализ движений. - Иваново, 1996

70. Скворцов Д.В. Клинический анализ движений. Стабилометрия. - М., 2000

71. Славуцкий Я.Л. Физиологические аспекты биоэлектрического управления протезами. - М., 1982

72. Смирнова Л.М., Кудрявцев В.А., Козлов Д.И. Оценка взаимодействия стопы с опорой при распластанности переднего отдела и вальгусной деформации 1пальца. // Травматология и ортопедия России. - СПб., 1994, №1

73. Современные принципы выполнения ампутаций и реконструктивных операций на культях конечностях с учетом протезирования. Методическая рекомендация, ЦНИПП, М., 1988 3-14.

74. Справочник обувщика. Проектирование обуви, материалы. Под редакцией А.Н. Калиты, Легпромбытиздат, М., 1988.

75. Старцева Т.Е., Менделевич И.А., Костина Л.Н. Особенности протезирования больных с ампутационными дефектами переднего и среднего отделов стоп. «Ортопедия, травматология и протезирование», № 12, «Медицина», М. - Харьков, 1975

76. Старцева Т.Е., Сысоева Л.И. Клинико — физиологические особенности и ортопедическое снабжение при коротких культях стоп. «Протезирование и протезостроение», вып. 55, ЦНИРШП, 1980.

77. Старцева Т.Е. Основные принципы построения ортопедической обуви для культей стоп. «Протезирование и протезостроение», вып. 40, ЦНИИПП, 1977

78. Старцева Т.Е. Результаты хирургического лечения и протезирования больных с культями стоп. «Протезирование и протезостроение», вып. 70, ЦНИИПП, М., 1984

79. Судзуки Р. Движение стопы при ходьбе у взрослых. Биомеханика. Проблемы и исследования, Рига, "Знатне", 1988.

80. Тихоненков Е.С., Яковлева Т.А. Анализ походки у детей с прекоксартрозами и коксартрозами. // Медицинская биомеханика. - Рига, 1986, Том 3

81. Филатов В.И. Клиническая биомеханика, «Медицина», Л., 1980.

82. Фишкин И.В., Скворцов Д.В. Объективизация оценки исходов лечения больных с переломами пяточной кости с помощью биомеханических методов исследования. / Тезисы докладов научной конференции молодых ученых ИГМИ им. А.С. Бубнова.- Иваново, 1987

83. Фриндланд М.О. Ортопедия 5-е издание, Медгиз, М., 1954.

84. Фукин В.А, Теоретические основы проектирования внутренней формы обуви // Учебное пособие. - М.: МГУДТ, 2000

85. Фукин, Костылева Проектирование обувной колодки ПО. Хельмут Э.А. Протезирование после ампутации переднего отдела стопы вкладными стельками из поропластов. «Стопа и вопросы построения рациональной обуви». 3 пленум, ЦИТО, М., 1968

86. Хохол М.И. Влияние некоторых физических факторов на формирование ампутационной культи нижней конечности, дисс. на соиск. уч. ст. K.M.H., Киев, 1965.

87. Хохол М.И. Биомеханические особенности компенсации нарушенных функций после ампутации голени. // Медицинская биомеханика. - Рига, 1986, Том 3

88. Ченцова К.И. Стопа и рациональная обувь - М.: Легкая индустрия, 1967

89. Чирсков М.Я. Задачи и методы экспериментального исследования механических параметров протезов. Автореф. дисс. к.т.н. - Москва, 1954

90. Штернберг И.Я. Особенности частичных ампутаций стопы с точки зрения функций и протезирования. Вопросы травматологии и ортопедии, №1, Иркутский Гос. НИИ ортопедии и восстановительной хирургии. Иркутское областное гос. издательство, 1951, стр. 98-103.

91. Шувалов К.К., Мицкевич В.А. Некоторые параметры ходьбы с костылями у больных после переломов костей нижних конечностей. // Мед. биомеханика. - Рига, 1986. Том 3

92. Шуляк И.П., Клочков И.Б. Взаиморасположение осей суставов нижних конечностей у детей в проекции на горизонтальную плоскость. // Протезирование и протезостроение. / Сборник трудов ЦНИИПП. - М., 1975. Вып. 3

93. Эйдерман Л.Б. Модель распределения давления под стопой. // Функциональная и биомеханическая диагностика в травматологии и ортопедии. / Сб. науч. трудов. - Горький: НИИТО, 1989

94. Юсупов В.К., Санин В.Г., Саранцев А.В., Лушин Ю.Н., Клинико - биомеханическая оценка протезирования больных с короткой культей стопы экспериментальным вкладным башмачком. «Протезирование и протезостроение», вып. 61, ЦНИИПП, М., 1982.

95. Янсон Х.А. Биомеханика нижней конечности человека. - Рига: Зинатне, 1975

96. Яременко Д.А., Васильковская О.П. Биомеханические методы исследования в оценке трудоспособности лиц с последствиями переломов нижних конечностей. // Тезисы докл. III всесоюзн. конф. по пробл. биомеханики. - Рига, 1983. Том 2

97. Chao E.Y. - Gait Analysis: А Survey. Basic, and Appl. Res. Selec. Proc. 5th. Meet. Eur. Soc. Biomech. Berlin. Sept. 8-10, 1986, Ed. 1987

98. Ernest L. Bontrager. Instrumented Gait Analysis Systems, Rehabilitation research and development service. Gait analysis in the science of rehabilitation, 1998.

99. Hick J.H. The mechanics of the foot, I, The Joints J. Anat., 1953, 87, p. 345- 357.

100. Joseph J. Some aspects of the functional anatomy of the foot, Ann. Phys. Med., London, 1963, 7,1, p. 26-30.

101. Malanga G. and DeLisa Joel A. Clinical Observation, Rehabilitation research and development service. Gait analysis in the science of rehabilitation, 1998

102. Weintraub M.A., Bilander Т., Simon S.R. - QUAWDS: A Composite Diagnostic system for Gait Analysis. Comput. Math, and Programs. Biomed, 1990,v.32,n.l

103. Whittle M.W. - Gait analysis: An introduction. Butterworth Heinemann, 1991

104. Авторское свидетельство US 1026766 МКИ Al. Устройство для подографии, 1983

105. Авторское свидетельство US №429805. Устройство для подографии, 1975

106. Авторское свидетельство US №.479473. Устройство для регистрации перемещений тела человека при ходьбе, 1975

107. Авторское свидетельство US №302102. Устройство для подографии, 1971