автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Совершенствование конструкции обуви для детей с укорочением конечности

На правах рукописи

МРУЗ Ирина Ивановна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОБУВИ ДЛЯ ДЕТЕЙ С УКОРОЧЕНИЕМ КОНЕЧНОСТИ

Специальность 05.19.06 «Технология обувных и кожевенно-галантерейных изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 2004

Работа выполнена в Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса (ЮРГУЭС)

Научный руководитель — кандидат технических наук,

доцент Тренина Наталья Васильевна

Официальные оппоненты — доктор технических наук.

профессор Александров Сергей Петрович

Защита состоится « 17 » марта 2004г. в 10 час. на заседании диссертационного совета Д 212.144.01 Московского государственного университета дизайна и технологии по адресу 115998, Москва, ул Садовническая, 33

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

Автореферат разослан « М> учу ¿¿Щ-^ги _ 2004 г.

Ученый секретарь

кандидат технических наук, доцент Довнич Игорь Иванович

Ведущее предприятие

ЗАО ПО «Волгоград-обувь» г Волгоград

диссертационного совета Д 2 к т н , профессор

Уихарев П 1>1Н..,ЛЛЦИ<. < '. РаНЛЯ

вИ£Д1П1ТеКА СП«

о» *

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Охрана здоровья детей и подростков - главная задача ближайшего и отдаленного будущего Пассивное отношение к формированию детского организма, надежда на естественные процессы роста и развития ни в коей мере не оправдываются.

Стойкие деформации и укорочение сегментов нижних конечностей являются патологией, доставляющей большие физические и моральные страдания, изменяющей строение и нормальное функционирование всего опорно-двигательного аппарата Асимметрии и укорочения нижних конечностей способствуют развитию вторичных изменений в виде дегенеративно-дистрофических коксартрозов, перекосов таза, сколиоза, остеохондроза могут приводить к снижению качества жизни ребенка и ранней инвалидности

В области лечения указанной патологии накоплен большой экспериментальный и теоретический материал, но несмотря на это проблема функционального укорочения конечности до настоящего времени остается довольно трудной и до конца не решенной Не определена роль обуви в восстановлении двигательного стереотипа с учетом функциональных возможностей и психофизиологических особенностей ребенка, нет единого подхода к использованию конструктивных параметров обуви в зависимости от характера и степени выраженности деформации.

Совершенствование конструкции обуви для детей с укорочением конечности является важнейшей составной частью процесса реабилитации, поиск рациональных конструктивных параметров обуви позволит повысить уровень индивидуальной защиты ребенка, сократить время восстановления двигательного стереотипа, предотвратить появление вторичных компенсаторных деформаций, тем самым повысить эффективность процессов лечения и профилактики при данном виде деформации

Создание базы данных для научного обоснования рациональной конструкции обуви для детей с укорочением конечности позволит не только компенсировать разницу в длине ног, но добиться максимального соответствия системы «стопа - обувь -корригирующий элемент» антропометрическим параметрам стопы и значительно влиять на биомеханические характеристики двигательного стереотипа с учетом возраста ребенка

Все это свидетельствует об актуальности и социальной значимости данной проблемы, необходимости проведения исследований по совершенствованию конструкции обуви для детей с укорочением конечности, обеспечивающей комфортные условия функционирования стопы.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является разработка рациональной конструкции обуви для детей с укорочением конечности до 25 мм за счет установления научно обоснованных параметров системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» на основе комплексного изучения биомеханических показателей статики и динамики, исследования и оптимизации конструктивных параметров по антропометрическим признакам Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи -проведение выборочных антропометрических исследований стоп детского населения Ростовской области.

-проведение социологических и маркетинговых исследований, анализ конструктивно-композиционного построения моделей обуви для детей и выделение рациональных конструктивных решений

-анализ конструктивных особенностей и требований, предъявляемых к ортопедическому обеспечению детей при укорочении конечности

-разработка комплекса требований к конструктивным особенностям обуви для детей при укорочении конечности,

разработка методики математическою расчета параметров системы «стопа обувь - корригирующий элемент»,

-разработка рациональной конструкции обуви для детей с укорочением конечности до 25 мм,

-изготовление обуви для детей с укорочением конечности и проведение биомеханических исследований по разработанной методике

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ. Работа базируется на целостном системном подходе к проблемам конструирования эргономичной об\ви с использованием биомеханических, социологических и антропометрических исследований Объектом исследования является процесс взаимодействия стопы с системой низа обуви, содержащей корригирующий элемент компенсирующий разновысокость нижних конечностей Весь комплекс исследований проведен на примере ног детей, имеющих укорочение конечности до 25 мм. Изучены биомеханические параметры статики и динамики девочек 7-8 лет, имеющих укорочение конечности от 10 до 25 мм

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе используются методологические основы антропометрии, биомеханики, системный и логический анализ методы статистической обработки результатов корреляционного и регрессионного анализа, методы математического моделирования

Обработку результатов эксперимента проводили с использованием программ-но-аппаратно-методического комплекса «ДиаСлед-О»

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в том, что в ней

-впервые проведен системный анализ возможностей совершенствования процесса проектирования обуви для детей с укорочением конечности

-установлены научно-обоснованные конструктивные параметры обуви в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент», отвечающие физиологическим функциям организма ребенка при передвижении,

-впервые проведены выборочные антропометрические исследования стоп детского населения Ростовской области, установлены закономерности между основными размерными признаками стопы, использованные при разработке конструкций обуви,

-определено состояние стоп школьников от 7 до 14 лет и установлено наличие наиболее распространенных морфофункциональных нарушений в данных половозрастных группах.

-на фактическом материале исследованы конструктивно-композиционные решения обуви для детей и выявлены наиболее часто встречающиеся варианты конструкций,

-по результатам социологических исследований дана сравнительная оценка влияния различных факторов на подбор обуви, установлен предпочтительный ассортимент по типу обуви, способу закрепления на стопе, составлен перечень свойств обуви для девочек младшей школьной группы и установлена их значимость

-разработан научный подход к созданию оптимальной системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» на основе антропометрических и биомеханических исследований,

-исследован процесс функционирования системы «стопа обувь - корригирующий элемент» в статике и получена математическая модель изменения положения стопы в обуви при добавлении корригирующего элемента, позволяющая оценить степень эргономичности данной системы,

-разработаны научно-обоснованные конструкции обуви для девочек младшей школьной группы с учетом укорочения конечности до 25 мм, проанализированы изменения биомеханических показателей в статике и динамике в зависимости от конструкции обуви,

В работе предпринята попытка, на основе анализа научно-технических разработок и исследований обуви для детей, создать рациональные конструктивные решения моделей обуви для детей с укорочением конечности, обеспечивающие максимальное лечебное воздействие на опорно-двигательный аппарат и устранение факторов, способствующих развитию вторичных деформаций

Поставленные задачи решались аналитически, математическими и экспериментальными методами с широким применением современной диагностической аппаратуры, с использованием промышленных и персональных ЭВМ на базе Ростовского протезно-ортопедического объединения

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы состоит в том, что в ней -разработана методика расчета параметров системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» для детей с укорочением конечности, что позволяет повысить качество проектирования об>ви данного назначения,

-разработаны конструкции обуви для детей с укорочением конечности, позволяющие достичь максимальное динамическое и антропометрическое соответствие стопе ребенка при данном виде деформации,

-разработана методика расчета изменения распределения усилий, действующих на стопу от величины корригирующего элемента, и программа для выполнения теоретических исследований,

-разработана методика исследования биомеханических характеристик обуви, позволяющая оперативно оценивать динамическое соответствие и прогнозировать поведение обуви в реальных условиях эксплуатации, что сокращает сроки апробации и внедрения новых моделей

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Разработанные в диссертационной работе рекомендации по совершенствованию конструкции обуви для

детей с укорочением конечности на основе антропометрических и биомеханических исследований стопы ребенка, методов эргономических исследований и оптимизации конструктивных параметров, а также конструкции моделей обуви с учетом величины укорочения конечности прошли производственную и медицинскую проверку и одобрены ЗАО ПО «Волгоград-обувь» (г Волгоград), Ростовским протезно-ортопедическим предприятием (г. Ростов-на-Дону). Результаты работы используются в учебном процессе ЮРГУЭС при проведении практических и лабораторных работ по дисциплинам «Конструирование изделий из кожи», «Основы прикладной антропологии и биомеханики», а также в курсовом, дипломном проектировании и научно-исследовательских работах

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на международной научно-практической конференции «Моделирование. Теория, методы и средства» в г. Новочеркасске (апрель 2001г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ЮРГУЭС (1999-2003г.г.), техническом совете ЗАО ПО «Волгоград-обувь» (май 2001г.), совете инженерно-технических работников Ростовского протезно-ортопедического объединения (июнь 2001г.), на заседаниях кафедры «Моделирование, конструирование и дизайн» ЮРГУЭС в 1999-2003 г г.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано одиннадцать печатных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по главам и по работе в целом, библиографии, вклю-чаюшей 143 наименования, 17 приложений Работа изложена на 189 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 21 таблицу Приложения (32 страницы) включают 9 таблиц, 12 рисунков, 4 номограммы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе обоснована тема исследования, рассмотрены вопросы физического развития детей и подростков, изучена проблема укорочения конечности

Выполнен систематизированный обзор и анализ работ, посвященных состоянию физического развития детей и подростков. Тенденции ухудшения здоровья детей, наметившиеся в последнее время; доказывают необходимость разработки мер по охране и укреплению здоровья детей и подростков

Проведены специальные углубленные морфофизиологические исследования состояния стоп детей и подростков Ростовской области, которые полностью соответ-стоуют цели и основным направлениям в решении проблем улучшения и сохранения

ровья юношей призывного возраста В период с 1997 по 2000 годы количество юношей, освобожденных врачебной комиссией от службы в армии, составило 34% от обшего числа прошедших медицинскую комиссию, из них по состоянию нарушений опорно-двигательного аппарата и деформаций стоп - 4,21% Врожденные деформации при этом составляют 0,04%, посттравматические - 0,04% Из них до осмотра врачебной комиссией состояли на учете у ортопеда 1,19%

На основе анализа литературных источников определены анатомо-физиологические особенности детей в период их роста и формирования, выявлены неблагоприятные тенденции в этом направлении, определен комплекс социально-экономических причин ухудшения здоровья Выделены основные этапы роста и развития детского организма, построены кривые зависимости основных этапов роста от возраста, представленные на рисунке 1

1(э0 МО 120 100 $0 60 40 20

0 1 2 3 4 5 6 ? 8 9 10 11 12 13 V 15 16

Возраст, лет

1,2- линии, соответственно, нижнего, верхнего пределов темпа роста девочек, 3, 4 линии, соответственно, нижнего, верхнего пределов темпа роста мальчиков

Рисунок 1 - График зависимости основных этапов роста от возраста

Выделены периоды основных «скачков» скорости роста, первый из которых приходиться на 6 - 7 лет, начинается бурное увеличение длины тела на 6 - 8 и даже 10 см в год Наиболее важным событием данного возраста является пубертатный период, а поскольку его начало и продолжительность широко варьируют, выделяется ранний, средний и поздний периоды подросткового возраста Сначала идет замедление темпов роста в длину в 8 - 10 лет, а затем его ускорение в 11 - 15 лет, это второй «скачок» скорости роста - у девочек в 10 11,5 лет и у мальчиков в 13 - 15,5 лет Этот период ускоренного роста продолжается у одних 1,5 - 2 года у других 3-5 лет

Наиболее актуален вопрос о физиологической асимметрии нижних конечностей в периоды «скачков» скорости роста Поэтому возникает необходимость в осуществлении мероприятий, направленных на предупреждение развития физиологических асимметрий и возникновения вторичных компенсаторных деформаций

Процессы компенсации малого укорочения у девочек выражены хуже и завершаются медленнее медленне при этом наилучшие результаты корректировкидостигаются в возрасте 7-8 лет Этот факт указывает на необходимость проведения исследований по созданию рациональной системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» в данной половозрастной группе

В результате анализа анатомо-физиологических изменений детского организма на основных этапах роста, развития и фазах пубертатного периода, а также, определив наиболее оптимальный возраст для компенсации укорочения нижних конечностей, для проведения дальнейших исследований выделена половозрастная группа детей (девочки 7-8 пет)

Сформулированы проблемы укорочения нижней конечности, этиология, патогенез и классификация видов укорочения, значение фактора разновысокости нижних конечностей в патомеханезе скотиоза

Анализ сочетаний различных морфологических факторов, влияющих на клинические проявления укорочения конечности, позволит выделить несколько вариантов или форм укорочения, на основе которых составлена схема классификации видов укорочения нижних конечностей, представленная на рисунке 2

Укорочение нижней конечности

1 1

Истинное или анатомическое (И) Относительное (функциональное) (О) Кажущееся (К)

Суммарное укорочение (С)

Рисунок 2 - Схема классификации видов укорочения нижних конечностей

/

Рассмотрена роль фактора разновысокости нижних конечностей в патомехане-зе сколиоза, в частности в статодинамике начинающегося дисбаланса Укорочение нижней конечности является статодинамическим фактором, длительное существование которого в период роста способствует развитию структурального прогресси-руюшего скотиоза

Схема взаимодействия основных факторов, способствующих развитию прогрессирующей формы структурального сколиоза, представлена на рисунке 3

Ада лтацио нно-ко мпенсаторные изменения

Рисунок 3 - Схема взаимодействия факторов, способствующих развитию прогрессирующей формы структурального сколиоза

Проведенный анализ результатов исследований асимметрии длин нижних конечностей, позволил выявить противоречия этой проблемы, однако очевидно, что большая часть фронтальных нарушений осанки начинается у практически здоровых детей1 с затянувшегося отставания в росте толчковой и опорной (укороченной) конечности Если своевременно и грамотно помочь ребенку, никаких существенных отклонений опорно-двигательного аппарата может и не быть

Компенсацией или гиперкомпенсацией выявляемого статического фактора (межстелечный слой при ходьбе, коррекция поясничной кривизны при сидении подкладкой под соответствующий тубер, повышенная функциональная нагрузка укороченной конечности) можно активно влиять на рост конечности и, следовательно, на течение фронтальных нарушений осанок и некоторых форм сколиоза Однако в процессе компенсации статического фактора укорочения не определена роль активного влияния обуви на рост конечности

Рассмотрены вопросы назначения, конструктивных особенностей, основных требований рационального ортопедического снабжения при укорочении конечности Установлено, что вопросы рационального ортопедического снабжения при данной патологии у детей исследованы недостаточно, они имеют особое значение в связи с несовершенством механизма взаимодействия корригирующего элемента и стандартной обуви Поэтому возникает необходимость в проведении исследований, направленных на совершенствование конструкции обуви для детей и создание рациональ-

ной системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» для компенсации укорочения конечности и предупреждения возникновения вторичных компенсаторных деформаций

Для проведения комплексных биомеханических исследований проведен сравнительный анализ технических характеристик различных полноформатных комплексов анализа движении.

Разработана методика проведения комплексного исследования анализа движений в системе ортопедотравмотологической помощи и реабилитации, представленная в виде структурной схемы на рисунке 4

Рисунок 4 - Структурная схема практического применения анализа движений

/

Во второй главе приведены результаты исследования и разработки социологических и антропометрических предпосылок для формирования ассортимента обуви для детей при укорочении конечности

По результатам социологических исследований дана сравнительная оценка влияния различных факторов на подбор обуви, установлен предпочтительный ассортимент по типу обуви, способу закрепления на стопе составлен перечень и установлена значимость свойств обуви для девочек младшей школьной группы Получена информация об уровне удовлетворенности населения ассортиментом выпускаемой обуви, уточнен социальный портрет покупателя и сформирован комплекс требований, предъявляемых к обуви для детей

Диаграммы распределения значимости основных критериев, которыми руководствуются родители при выборе обуви для девочек 7-8 лет, и причин неудовлетворенности данной обувью представлены на рисунках 5 - 6, и показаны в виде схемы

I » цвет обуви, 2 - используемая фурнитура, 3 - материал деталей верха, 4 - качество изготовления, 5 • способ закрепления на стопе, 6 - конструкция

Рисунок 5 - Диаграмма причин неудовлетворенности населения обувью для детей

8% 12%

I - застежка «велькро», 2 - резинка, 3 - застежка-молния, 4 - шнуровка, 5 - ремень, 6 - без застежки

Рисунок 6 - Диаграмма распределения спроса по способу закрепления обуви на стопе

Рисунок 7 - Схема предпочтений родителей при выборе обуви для девочек 7-8 лет

На фактическом материале (более 200 моделей) проведен анализ ассортимента обуви для детей по видам и конструктивно-композиционному решению, показавший наиболее распространенные типы об>ви в данной половозрастной группе, которые характеризуются достаточно большим разнообразием форм и размеров наружных деталей верха Однако при этом существуют определенные, наиболее часто встречающиеся варианты конструктивных решений деталей и изделий в целом.

Для эффективного использования ортопедических изделий важным аспектом является объективная информация о распределении ведущих размерных признаков

стоп детей данной возрастной группы Одна из задач данной работы - проследить динамику возрастных изменений стоп детей Ростовской области с целью уточнения распределения типоразмеров по половозрастным группам и определить морфофунк-циональное состояние стоп детей, а также выявить основные виды патологических Отклонений для данной группы населения

Для установления закономерностей между размерными признаками стоп обследовано 800 детей в возрасте 7-14 лет, по 100 человек в каждой половозрастной группе, из них девочки - 400 человек, мальчики - 400 человек Снято и обработано 1600 плантограмм, произведено 17600 замеров

Плантограммы школьников 7-8 лет были обработаны с целью определения состояния стоп Классификация форм стоп младшей школьной группы представлена в таблице 1

Таблица! - Классификация стоп школьников 7-8 лет

Наименование деформации

Распространенность, %

мальчики 7 - 8 лет

девочки 7-8 лет (

Степень сводчатости стопы в центре

свола

-попая

6.4

14.4

-средняя 46,9 ( 39,8

-уплощенная 4 Г,9 44,6

-плоская 4.8 1 1.2

Степень сводчатости стопы в дистальном !

отделе •повышенная - ! и

и

-средняя плошенная

46.7 53,3

г

33 8 65,0

| Положение первого пальца | -прямое

, -отклоненное

91,9 8,1

81,9 18,2

На основании проведенного анализа форм стоп школьников возрастной группы от 7 до 8 лет видно, что 4 8% мальчиков имеют продольное плоскостопие, 53,3% имеют уплощенную степень сводчатости в дистальном отделе и у 8,1% - отклоненное и у положение первого пальца

Среди девочек 1,2% имеют продольное плоскостопие, 65% - уплощенную степень сводчатости в дистальном отделе и у 18,2% - отклоненное положение первого пальца В большинстве случаев у детей младшей школьной группы встречаются начальные степени деформаций.

Наряду с антропометрическими исследованиями стоп проведены измерения длины нижних конечностей по основным опознавательным точкам методом сопоставления, результаты которых представлены в таблице 2

Т а 6 лица 2 - Классификация укорочения конечности____

Наименование Вечичина дефор- , Распространенность, чел__|

деформации чации, мм мальчики 7 - 8 лет; девочки 7 -8.пет

0-5 ~ " , ' 7 Г" 29

Укорочение левой | 5-10

конечности I 10-15

| 15-20

! 0-5

Укорочение правой 1 5-10

конечности | 10-15

1 • 15-20

В возрастной группе детей до 10 лет малое укорочение нижней конечности выявлено V 7,6%. от 11 до 14 лет - V 6% Величина укорочения составила от 4 до 10 мм, у 1,1% - более 10 мм, левостороннее укорочение оказалось у 80%, правостороннее - у 20% обследованных

По результатам данных измерений проводилось целенаправленное комплексное обследование группы детей и подростков, имеющих патологические или морфологические отклонения в строении и функции стопы и нарушения опорно-двигательного аппарата, с использованием программно-аппаратно-методического комплекса «ДиаСлед-О» на базе Ростовского протезно-ортопедического предприятия Для участия в эксперименте было отобрано шесть девочек в возрасте 7 8 лет, имеющих укорочение конечности до 25 мм

В таблице 3 и на рисунке 8 приведены средние значения размерных признаков стоп школьников, обследованных в работе

Таблица.! - Средние значения размерных признаков стоп школьников

Ростовской области

Пол л Девочки Возраст 7-8 Д. мм ' Оотд, мм 204,9-211,3 1 186-188,8

9-10 217,8-227,7 | 191,3-203.5

11-12 237.6-239,3 1 209,7-219,4

13-14 241-246 229,1-239.2

Мальчики 7-8 203.5-211.5 192-197,5

9-10 218-228,7 203-209

11-12 237.9-248,7 215-224,7

13-14 256.4-261.5 234,5-244,4

Средние значения размерных признаков стоп исследуемых групп варьируют в широких пределах Так, длина стопы (Д, мм) у девочек увеличивается на 42 мм, обхват стопы (О(нхд> мм) на 53 мм У мальчиков в этом возрастном периоде соответствующие размерные признаки стопы увеличиваются с большей интенсивностью, чем у девочек Так. длина стопы возрастает на 56 мм, обхват - на 52 мм Наблюдается также значительное расхождение средних значений исследуемых размерных признаков между половозрастными группами Средние значения размерных признаков стоп

Для установления закономерностей между размерными признаками построены математические модели, которые позволили установить не только наличие и степень связи между изучаемыми признаками, но и получить оценку существенности полученных результатов Для определения коэффициентов корреляции и регрессии нами были составлены и рассчитаны корреляционные решетки основных размерных признаков (Д, Шо68Д Оо68Д), и построены графики взаимосвязи переменных для каждой половозрастной группы.

Определены закономерности в распределении стоп по размерам и в соотношениях между отдельными размерными признаками, построены кривые нормального распределения размерных признаков стоп девочек младшей школьной группы Выявлено, что распределение стоп школьников Ростовской области по размерным признакам выражено законом нормального распределения, что позволило установить их взаимосвязь для разработки научных основ конструирования обуви для данной категории потребителей.

Результаты антропометрических и социологических исследований анализ конструктивно-композиционного решения моделей использованы при проектировании обуви для детей с укорочением конечности. Учитывая направления моды и психоэмоциональное состояние ребенка, разработан перспективный ассортимент обуви для девочек младшей школьной группы, имеющих данную патологию конечностей:

Третья глава посвящена разработке специальных требований к обуви при укорочении конечности на основе математического моделирования, анализу теоретических предпосылок изменения биомеханических характеристик и особенностей ходьбы детей при укорочении конечности Проведены аналитические исследования

распределения давления на стопу при укорочении конечности с использованием корригирующего элемента в системе «стопа - обувь»

В результате детальною изучения взаимодействия злементов системы «стандартная обувь - корригирующий элемент», широко применяемой в настоящее время при укорочении конечности для детей в протезно-ортопедических учреждениях, сформулирован комплекс требований к рациональному ортопедическому обеспечению при данном виде патологии; представленный на рисунке 9.

Рисунок 9 Влияние определяющих факторов при выборе системы «стопа -обувь - корригирующий элемент»

Параметры обуви и корригирующего элемента должны создавать един>ю комплексную систему максимально приближенную к антропометрическим параметрам стопы ребенка Только в этом случае, возможно их комплексное использование.

Составлены у равнения математической зависимости распределения усилий, действующих на стопу при подъеме пятки на высоту ^ позволяющие оценить характер распределения давления на стопу при подъеме пятки на величину корригирующего элемента

Разработаны математическая модель распределения усилий на стопу при подъеме пятки по предлагаемой расчетной схеме и программа для выполнения теоретических исследований

Предложенная схема изменения положения стопы в стандартной обуви при добавлении корригирующего элемента, представлена на рисунке 10

На основе аналитических исследований составлена математическая модель изменения положения стопы в стандартной обуви при добавлении в нее корригирующего элемента.

1,2 - габарит стопы, 1 - контур об> ви, 4 - корригирующий элечент

РИСУНОК 10 - Положение стопы в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент»

Уравнение (I) представляет собой аналитическую модель силового взаимодействия стопы с деталями верха обуви и корригирующим элементом, которая позволяет оценить величину и характер изменения положения стопы в обуви от параУ1етров корригирующего элемента

Рассчитана величина деформации стопы ребенка при использовании в стандартной обуви корригирующего элемента при укорочении конечности на 25 мм

С учетом антропометрических, социологических исследований и анализа конструктивно-композиционных решений моделей, требований предъявляемых к обуви с укорочением конечности, наиболее чувствительных участков стопы и рациональных мест расположения вертикальных и горизонтальных членений, а также, рассчитав величину и характер изменения положения стопы в стандартной обуви от параметров корригирующего элемента, разработаны конструкции обуви для девочек 7-8 лет имеющих функциональное укорочение конечности Для выполнения исследований были изготовлены экспериментальные образцы повседневной обуви клеевого метода крепления с учетом укорочения конечности на 10, 15, 20 и 25 мм

На ЗАО ПО «Волгоград-обувь» в соответствии с типовой технологией и ТУ8820-016-031613118-97 «Обувь ортопедическая Технические условия», индивидуально для каждого участника эксперимента была изготовлена одна пара обуви клеевого метода крепления с высотой каблука 20 мм

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям влияния конструкции обуви и корригирующего вкладного элемента на изменение биомеханических параметров ходьбы детей, имеющих укорочение конечности

Постановкой задач исследования предусматривалось изучение влияния фактора укорочения конечности на изменение биомеханических характеристик статики и динамики.

По разработанной нами методике оценки эффективности ортопедического обеспечения, представленной в виде структурной схемы на рисунке 12, проведен комплекс клинико-биомеханических исследований вертикальной позы в основной стойке и ходьбы по горизонтальной плоскости Комплекс исследований проведен на базе Ростовскою протезно-ортопедического предприятия (РПОП) с использованием программно - аппаратно - методической системы «ДиаСлед-О», позволяющей осуществить стабилометрическое исследование основной стойки со спектральным анализом стабилограммы, а также оценить временные, кинематические и динамические характеристики походки Дана оценка степени влияния системы «стопа - обувь -корригирующий элемент» на двигательные функции ребенка при укорочении конечности. Характеристика участников эксперимента представлена в таблице 4

Т а б л и ца4 - Характеристика участников эксперимента

п/п ' Возраст, < ! лет 1 Размер обуви Укорочение ! конечности Величина | \корочения, мм ;

1 ! 7 : 195 1 левая 10 |

2 1 7 210 ! левая' 25 |

3 1 8 ! 215 1 ....... ; левая , правая 25 !

4 \ 8 ; 205 15

5 1 7 , 210 | левая 20 ■

6 1 3 1 225 1 левая Ю |

Эксперимент включал в себя следующие этапы

-биомеханическое исследование в стандартной обуви без компенсации укорочения,

-биомеханическое исследование в стандартной обуви с компенсацией укорочения,

-биомеханическое исследование с ортопедическим изделием в экспериментальном образце;

-анализ влияния факторов на стереотип локомоций ребенка

Оценка степени влияния конструктивных особенностей обуви в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент» в статике и динамике на биомеханические характеристики ходьбы детей осуществлялась методом динамометрии Оценка функционального состояния стоп включала в себя определение структуры графиков интегральной нагрузки на стопы, распределение нагрузки по опорной поверхности стопы, определение плавности и длины траектории центра давления под каждой стопой и совместно для обеих стоп, последовательность включения стопы в опору, асимметрию биомеханических характеристик для левой и правой конечностей

Рисунок 11 - Структурная схема комплекса экспериментальных исследований

Проведенное исследование показало, что предлагаемая система позволила компенсировать асиммегрию нижних конечностей, снизить перегрузки передней части стопы на стороне укорочения, снизить асимметрию положения центра давления для обеих стоп Полученные результаты позволили оптимизировать программу реабилитационных мероприятий

Среди возможных факторов оптимизации выбраны наиболее значимые конструктивные параметры для оценки комфортности обуви конструкция обуви, виды соединения наружных деталей верха и способы закрепления обуви на стопе Изучение и анализ изменения биомеханических характеристик позволили определить рациональные конструктивные параметры обувного ортопедического обеспечения в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент»

Приведены результаты экспериментальной носки, а также результаты производственной проверки основных положений диссертационной работы

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что конструктивные особенности обуви, максимально соответствующие антропометрическим параметрам стопы ребенка при данном виде деформации, способны значительно влиять на биомеханические характеристики, как в статике, так и в динамике

Проанализировав полученные результаты изменений биомеханических показателей участников эксперимента с укорочением левой конечности на 10 - 25 мм в разработанных моделях обуви, можно сделать вывод, что даже при минимальном укорочении конечности изготовление такой обуви для данного вида деформации необходимо. Получены данные: топология давления, расположение траектории центра давления (ТЦД) и графики интегральной нагрузки (ГИН) в норме, за исключением незначительных отклонений в ГИН при укорочении конечности на 25 мм.

Несмотря на то, что биомеханические показатели системы «стопа - обувь -корригирующий элемент» при укорочении конечности на 10 мм остаются неизменными, доказательством данного заключения служит ощущение ребенка при передвижении. Стопы ребенка надежно зафиксированы в обуви, при передвижении он не чувствует дискомфорта, значительно сокращается время адаптации к компенсирующему элементу в обуви.

Используя установленные значения конструктивных прибавок, разработаны конструкции и изготовлены образцы обуви для девочек 7-8 лет, оценка которых показала высокий уровень эргономического соответствия антропометрическим характеристикам стопы ребенка при укорочении конечности. Это позволило рекомендовать конструкции для данного вида деформации

Результаты экспертных исследований показали, что изменения конструктивных параметров медицинской обуви, зависящие от параметров корригирующего элемента, являются рациональными в конструкциях обуви для детей с укорочением конечности от 10 до 25 мм.

Разработанные модели обуви прошли производственную проверку и одобрены на ЗАО ПО «Влгоград-обувь» (г Волгоград), результаты опытной носки признаны специалистами Ростовского протезно-ортопедического предприятия положительными, а предлагаемые конструкции обуви рекомендованы для использования при компенсации разницы в длине конечностей у детей с укорочением конечности до 25 мм.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Установлена взаимосвязь асимметрии и укорочения нижних конечностей с анатомо-физиологическими изменениями детского организма на основных этапах роста, развития и фазах пубертатного периода. Научно обоснован выбор половозрастной группы детей (девочки 7-8 лет) для проведения дальнейших исследований.

2 Определено значение фактора разновысокости нижних конечностей в пато-механезе сколиоза, в частности, статодинамике начинающегося дисбаланса. Доказано существование связи разновысокости нижних конечностей у детей с фронтальными нарушениями осанки и некоторыми формами сколиоза, компенсацией или гиперкомпенсацией выявляемого укорочения можно активно влиять на рост конечности и, следовательно, на течение фронтальных нарушений осанок и некоторых форм сколиоза.

3 Проведен детальный анализ конструктивных особенностей и требований, предъявляемых к ортопедическим изделиям при укорочении конечности. Установлено, что существующие способы компенсации и изготавливаемая ортопедическая обувь не могут в полной мере удовлетворить потребности населения.

4 Проведены социологические и маркетинговые исследования, установлены основные критерии выбора обуви для детей, получено их распределение по степени потребительской значимости, что позволило определить состав исходной информации для проектирования ассортимента медицинской обуви

5 Проведены выборочные антропометрические исследования стоп детского населения Ростовской области, установлены закономерности между основными размерными признаками Определено состояние стоп школьников от 7 до 8 лет, установлено наличие видов и степени выраженности деформаций в данной половозрастной группе, на основе которых создана база данных для проектирования медицинской обуви Наряду с антропометрическими исследованиями стоп проведены измерения длины нижних конечностей, позволяющие определить степень распространения данной патологии

6 Установлены научно-обоснованные параметры конструкции обуви в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент, отвечающие антропометрическим характеристикам стоп детей данной половозрастной группы и физиологическим функциям организма ребенка при передвижении.

7 Разработан научный подход к созданию рациональной системы «стопа -обувь - корригирующий элемент» на основе антропометрических и биомеханических исследований, позволяющий оперативно оценить динамическое соответствие и прогнозировать поведение обуви в реальных условиях эксплуатации.

8 Уточнена существующая математическая модель перераспределения нагрузки, действующей на стопу при подъеме пяточной части, и разработана программа для выполнения теоретических исследований

9 Исследован процесс функционирования системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» в статике и разработана методика математического расчета параметров системы «стопа - обувь - корригирующий элемент», получена математическая модель изменения положения стопы в стандартной обуви от параметров корригирующего элемента, позволяющая оценить степень эргономичности данной системы

10 Методами конструктивного проектирования с использованием системы ACAD разработаны научно-обоснованные конструкции обуви для девочек младшей школьной группы с учетом укорочения конечности до 25 мм, определены зоны медико-технического контроля обуви при данной деформации.

11 Проведен комплекс биомеханических исследований и дана оценка степени воздействия системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» на восстановление двигательной функции ребенка, проанализированы изменения биомеханических показателей в статике и динамике в зависимости от конструктивных особенностей обуви

12 Разработаны требования и предложена методика оценки эффективности ортопедического обеспечения, номенклатура показателей для оценки качества малосложной ортопедической обуви для детей с укорочением конечности

13 Доказана необходимость применения специальной малосложной ортопедической обуви для детей даже при малых величинах укорочения конечности

14 Результаты работы имеют социальный эффект, выражающийся в своевременном обеспечении детей малосложной ортопедической обувью с высокими эсте-

тическими и лечебно-профилактическими свойствами, что способствует сохранению морфофункционального состояния стоп детей и предупреждает появление вторичных компенсаторных изменений всего опорно-двигательного аппарата.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1 Мруз И.И , Тренина Н.В. Корригирующие приспособления при деформациях стоп. Современные проблемы техники, технологии и экономики сервиса: Сборник трудов молодых ученых и аспирантов / Шахты; ДГАС, 1999. - Вып.31. - с.40.

2 Мруз И.И. Тренина Н.В. К вопросу о плоскостопии стоп. Современные проблемы техники, технологии и экономики сервиса: Сборник трудов молодых ученых и аспирантов / Шахты: ДГАС, 1999. - Вып.З I .- с.45.

3 Мруз ИИ., Тренина Н.В. Анализ патологического состояния стоп детей. Совершенствование техники и технологии изделий сервиса: межвузовский сборник научных трудов / Шахты: ДГАС, 1999. - Вып.32. - с. 13-14

4 Мруз И.И., Тренина Н.В. Анализ стоп школьников Ростовской области. Новые технологии управления движением технических объектов- Тезисы докладов третьей международной научно-технической конференции.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. -с.86-89.

5 Мруз ИИ.. Тренина Н.В. Морфологические особенности развития стоп школьников. Актуарные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности: Тезисы докладов международной научно-технической конференции: - М.:МГУДТ, 2000. - с.295-296.

6 Мруз И.И., Тренина Н.В., Овсянникова Е.В Аначиз распределения массы тела по опорной поверхности стопы в норме и патологии. Материалы международной научно-технической конференции: - Витебск: ВГТУ, 2000. - с. 196-198

7 Мруз И.И., Тренина Н.В. Антропометрические исследования стоп детского населения. Великий русский обувщик и время: международный сборник научных трудов.-Шахты: МГУДТ, ЮРГУЭС, 2000. - с. 74.

8 Мруз И. И., Тренина Н В. Клинический анализ движений. Исторические аспекты и достижения ученых-обувщиков, юбилейный международный сборник научных тру-дов-Шахты:" ЮРГУЭС, 2001. - с. 35.

9 Мруз ИИ., Тренина Н.В., Каплиева О А К вопросу о состоянии стоп школьников Ростовской области. Тезисы докладов второй всеукраинской научной конференции молодых ученых и студентов- Киев: КНУТД, 2003. - с. 87.

10 Мруз И.И., Тренина Н.В.Основные этапы роста и развития детского организма. Информационные технологии в науке и образовании: Сб. науч. Трудов. В 3-х ч.. Часть 3. Проблемы учебно-воспитательной работы в высшей школе / Под ред. П.Д. Кравченко. - Шахты: ЮРГУЭС, 2003.- 66 с.

11 Мруз И.И., Тренина Н.В. Анализ состояния здоровья юношей призывного возраста. Информационные технологии в науке и образовании: Сб. науч. Трудов: В 3-х ч.: Часть 3. Проблемы учебно-воспитательной работы в высшей школе / Под ред. П Д. Кравченко. - Шахты: ЮРГУЭС, 2003 - 66 с.

Ротапринт .МГУЛ1. Заказ " 28. Тлрягс - 7С экз.

V-2673

1 ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ. ПРОБЛЕМА УКОРОЧЕНИЯКОНЕЧНОСТИ

1.1 Анализ состояния здоровья детей и подростков.

1.2 Основные этапы роста и развития детского организма.

1.3 Укорочение конечности. Этиология, патогенез и классификация видов укорочения.

1.4 Анализ методов определения величины укорочения.

1.5 Клинический анализ движений.

1.6 Анализ конструктивных особенностей и требований, предъявляемых к ортопедическим изделиям при укорочении конечности у детей.

Выводы.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СОЦИОЛОГИЧЕСКИХ И АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АССОРТИМЕНТА ОБУВИ ДЛЯ ДЕТЕЙ ПРИ УКОРОЧЕНИИ КОНЕЧНОСТИ

2.1 Социологические исследования ассортимента обуви для детей.

2.2 Конструктивно-композиционный анализ обуви для детей.

2.3 Анализ методов и приборов массового обмера стоп.

2.4 Методика антропометрического исследования стоп детей.

2.5 Определение основных параметров вариационных рядов размерных признаков стоп детей.

2.6 Сравнение теоретического и эмпирического распределения стоп детей по основным размерным признакам.

2.7 Построение математических моделей некоторых корреляционных связей размерных признаков стоп.

Выводы.

3 РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ОБУВИ ПРИ УКОРОЧЕНИИ КОНЕЧНОСТИ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Анализ особенностей изменения статики и динамики при укорочении конечности.

3.2 Аналитические исследования распределения давления на стопу при укорочении конечности.

3.3 Математическая модель распределения давления на стопу при подъеме пятки и программа для выполнения теоретических исследований.

3.4 Математическая модель изменения положения стопы в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент».

3.5 Разработка комплекса требований и конструкций экспериментальных образцов обуви при укорочении конечности.

Выводы

4 БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ «СТОПА -ОБУВЬ - КОРРИГИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ» И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ОБУВИ ДЛЯ ДЕТЕЙ С УКОРОЧЕНИЕМ ИЗ КОНЕЧНОСТИ

4.1 Методика биомеханических исследований.

4.2 Изменение статико-динамических показателей при укорочении конечности.

4.3 Расположение траектории центра давления в статике и динамике. 122 Структура графиков интегральной нагрузки.

4.4 Последовательность включения стопы в опору.

4.5 Статико-динамические исследования биомеханических параметров в стандартной обуви с компенсацией укорочения.

4.6 Биомеханические исследования системы «стопа — обувь — корригирующий элемент» в экспериментальных образцах.

4.7 Апробация разработанных конструкций обуви.

Выводы.

Здоровый ребенок - главная проблема ближайшего и отдаленного будущего нашей страны. Неблагоприятные ситуации в состоянии здоровья детей и подростков наносят большой социальный и экономический ущерб. Разработка эффективных мер, направленных на охрану и укрепление здоровья детей и подростков, базируется на данных о состоянии здоровья этой категории населения. Весь опыт и достижения мировой науки свидетельствуют о том, что пассивное отношение к охране и формированию детского здоровья, надежда на естественные процессы роста и развития ни в коей мере не оправдываются.

Ухудшение здоровья детей России, носившее долгое время характер тенденции, в последние годы превратилось в фактор, негативно влияющий на жизнеспособность популяции, перспективы экономического развития страны, ее обороноспособность, экономическую и политическую независимость. На серьезность создавшегося положения вещей указывает разработка и проведение в жизнь Президентской программы «Дети России», в рамках которой финансируются мероприятия, направленные на укрепление здоровья детей и подростков.

Загрязнения генофонда популяции, неблагоприятные экологические факторы, распространение вредных привычек и ухудшение качества жизни приводят к увеличению числа детей с различными врожденными и приобретенными деформациями и асимметриями скелета.

Для решения проблем улучшения здоровья подрастающего поколения существует ряд мероприятий, как социального, педагогического, медицинского так и технологического характера. Последнее направление позволяет влиять на процесс развития ребенка с помощью технических устройств, приспособлений и средств ежедневной эксплуатации, оказывающих корригирующее положительное воздействие.

Поэтому настоящая диссертационная работа, в которой поставлена сложная и чрезвычайно важная задача сохранения здоровья ребенка, рассматривает проблему создания рациональной конструкции обуви для детей с укорочением конечности.

Для решения поставленных задач в данной работе выбран комплексный подход, охватывающий ряд дисциплин: антропологию, биомеханику, конструирование изделий из кожи, ортопедию.

Стойкие деформации и укорочение сегментов нижних конечностей являются патологией, доставляющей большие физические и моральные страдания. Выраженное укорочение нижней конечности приводит к развитию вторичных компенсаторных деформаций, сколиозу, эквинусной установке стопы, перекосу таза и дегенеративно-дистрофическим процессам в позвоночнике, смежных суставах /2/.

В области лечения указанной патологии накоплен большой экспериментальный и теоретический материал, но, несмотря на это, проблема функционального укорочения конечности до настоящего времени остается довольно трудной и до конца нерешенной.

В литературе нет единого подхода и специальных исследований по изучению состояния системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» и ее влияния на процессы лечения и профилактики вторичных компенсаторных деформаций. Не определена роль обуви в восстановлении нормального двигательного стереотипа с учетом функциональных возможностей и психофизиологических особенностей ребенка, нет единого подхода к использованию рациональной конструкции обуви в зависимости от характера и степени выраженности деформации.

Не сформулировано значение фактора укорочения конечности у детей при нарушениях осанки и некоторых формах сколиоза. Ранняя диагностика, протезно-ортопедические средства и оптимальные конструкции обуви, лечебная физкультура могут свести к минимуму высокий процент (более 70%) сколиозов III и IY степени, имеющийся сегодня /2/.

Создание базы данных для научного обоснования рациональной конструкции обуви для детей с укорочением конечности позволит не только компенсировать разницу в длине ног, но добиться максимального соответствия системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» антропометрическим признакам стопы и значительно влиять на биомеханические характеристики двигательного стереотипа с учетом возраста ребенка. Это особенно важно в обуви для детей, поскольку стопа ребенка окончательно не сформирована и легко подвергается изменениям под воздействием дополнительных нагрузок.

Все это свидетельствует об актуальности и социальной значимости данной проблемы и необходимости совершенствования конструкции обуви для детей с укорочением конечности, обеспечивающей комфортность условий функционирования стопы.

Целью данной работы является разработка рациональной конструкции обуви для детей с укорочением конечности до 25 мм и установление научно-обоснованных параметров системы «стопа - обувь - корригирующий элемент» на основе комплексного изучения биомеханических показателей статики и динамики, исследования и оптимизации конструктивных параметров по антропометрическим признакам.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

-проведены комплексные антропометрические исследования стоп детей, установлены закономерности между основными размерными признаками стопы;

-проведены социологические и маркетинговые исследования, выявлены основные композиционно-конструктивные особенности обуви для детей, установлены основные критерии выбора обуви для детей, получено их распределение по степени потребительской значимости;

-разработан рекомендуемый ассортимент обуви для детей с укорочением конечности до 25 мм, составлен перечень свойств обуви для данного вида патологии и установлена их значимость,

-получена математическая модель деформации стопы в обуви от параметров корригирующего элемента, позволяющая оценить степень эргономичности данной системы.

Объект исследования. Работа базируется на целостном системном подходе к проблемам конструирования эргономичной обуви с использованием биомеханических, социологических, антропометрических исследований. Объектом исследования является процесс взаимодействия стопы с системой низа обуви, содержащей корригирующий элемент, компенсирующий разновысокость нижних конечностей. Весь комплекс исследований проведен на примере ног детей, имеющих укорочение нижней конечности до 25 мм. Изучены биомеханические параметры статики и динамики девочек 7-8 лет, имеющих укорочение конечности от 10 до 25 мм.

Методы исследования. В работе используются методологические основы антропометрии, биомеханики, системный и логический анализы, методы статистической обработки результатов, корреляционного и регрессионного анализа.

В работе использованы программные продукты операционной среды Windows 97 такие как: Word 2000, Paint, Microsoft Excel 2000, Internet Explorer. Конструкции экспериментальных образцов обуви разработаны в системе ACAD.

Экспериментальные исследования проводили с использованием программно-аппаратно-методического комплекса «ДиаСлед-О».

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

-установлены научно-обоснованные параметры конструкции обуви в системе «стопа - обувь - корригирующий элемент», отвечающие физиологическим функциям организма ребенка при передвижении;

-впервые проведены выборочные антропометрические исследования стоп детского населения Ростовской области;

-установлены закономерности между основными размерными признаками стопы, использованные при разработке конструкции обуви;

-определено состояние стоп школьников от 7 до 8 лет и установлено наличие наиболее распространенных морфофункциональных нарушений в данной половозрастной группе;

-впервые проведены социологические и маркетинговые исследования, позволившие конструировать ортопедическую обувь при укорочении конечности не только по данным антропометрии, но и с учетом мнения пациентов о предпочтительном ассортименте, модельных и эстетических качествах обуви;

-по результатам социологического исследования дана сравнительная оценка влияния различных факторов на подбор обуви; разработан рекомендуемый ассортимент обуви; составлен перечень свойств и установлена их значимость, которой должна обладать обувь для девочек младшей школьной группы;

-разработан научный подход к созданию оптимальной системы «стопа -обувь - корригирующий элемент» на основе антропометрических и биомеханических исследований, позволяющий оперативно оценить динамическое соответствие и прогнозировать поведение обуви в реальных условиях эксплуатации;

-рассмотрена существующая математическая модель перераспределения нагрузки, действующей на стопу при подъеме пяточной части, и разработана программа для выполнения теоретических исследований;

-исследован процесс функционирования системы «стопа — обувь -корригирующий элемент» в статике и получена математическая модель деформации стопы в обуви от параметров корригирующего элемента, позволяющая оценить степень эргономичности данной системы;

-разработаны научно-обоснованные конструкции обуви для девочек младшей школьной группы с учетом укорочения конечности до 25 мм; проанализированы изменения биомеханических показателей в статике и динамике в зависимости от конструкции обуви;

-определена степень влияния конструкции обуви на восстановление правильного двигательного стереотипа ребенка при функциональном укорочении конечности до 25 мм.

В работе предпринята попытка, на основе анализа научно-технических разработок и исследований обуви для детей, создать рациональные конструктивные решения моделей обуви для девочек младшей школьной группы, имеющих укорочение конечности до 25 мм, обеспечивающие максимальное лечебное воздействие на опорно-двигательный аппарат и устранение факторов, способствующих развитию вторичных деформаций.

Профилактика вторичных деформаций таза и пояснично-крестцового отдела позвоночника у этих детей позволит избежать многих проблем, когда они достигнут репродуктивного возраста.

Поставленные задачи решались аналитически, численными и экспериментальными методами с широким применением современной диагностической аппаратуры, с использованием промышленных и персональных ЭВМ.

Практическая значимость результатов настоящей диссертации состоит в разработке научно-обоснованной конструкций обуви для детей с укорочением конечности до 25 мм. Важнейшие результаты и рекомендации исследований внедрены на ЗАО ПО «Волгоград- обувь», на Ростовском протезно-ортопедическом объединении, использованы в учебном процессе ЮРГУЭС. Документы, подтверждающие внедрение и практическое использование выводов и рекомендаций, приведены в Приложениях Р, С и Т диссертационной работы.

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались и получили положительную оценку на: Международной научно-технической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов» в Южно-Российском государственном техническом университете (ЮРГТУ, г. Новочеркасск, ноябрь, 2000г.); ежегодных научно-технических конференциях и заседаниях кафедры «Моделирование, конструирование и дизайн» (ЮРГУЭС, 1998 - 2003 гг.); расширенном заседании кафедры МКиД (октябрь 2001г.); техническим советом специалистов ЗАО ПО «Волгоград-обувь» (апрель 2001 г.)

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, отражены в восьми опубликованных работах.

Структура и объем работы. Работа изложена на 189 страницах машинописного текста, содержит введение, 4 главы, выводы по главам и по работе в целом, библиографический список из 144 наименований, 31 рисунок, 21 таблица, 17 приложений.

Результаты работы имеют социальный эффект, выражающийся в своевременном обеспечении детей малосложной ортопедической обувью с высокими эстетическими и лечебно-профилактическими свойствами, что способствует сохранению морфофункционального состояния стоп детей и предупреждает появление вторичных компенсаторных изменений всего опорно-двигательного аппарата.

16 Разработан системный подход к решению технических задач проектирования малосложной ортопедической обуви для детей, позволяющий стандартизировать требования к изготовлению данной обуви и применять ее в группах детей с пограничными состояниями или начальными степенями укорочения конечности.

1. Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. -М.: Медицина, 1979, с.295.

2. Ишал В.А. Физиология асимметрии, фронтальные нарушения осанки, сколиоз и сколиотическая болезнь. Philadelphia. USA. 04/07/00.

3. Чабовская А.П. Анатомия, физиология и гигиена детей дошкольного возраста. М.: Просвещение, 1975.

4. Шмальгаузен И.И. Основа сравнительной анатомии. М.: Гос. Изд-во биол. и мед. Лит., 1935. с. 177.

5. Казьмин А.И., Кон И.И., Беленький В.Е. Сколиоз. М.: Медицина. 1981, 272 е., ил.

6. Ульрих Э.В. Аномалии позвоночника у детей. С.-П.: Сотис, 1995. с. 111.

7. Кобринский Б.А. Концепция континуума переходных состояний от нормы к патологии и значение компьютерного мониторинга здоровья детей // Рос. Вестник перинатологии и педиатрии, 1993, №2, с.3-7.

8. Аболенская А.В., Маткивский Р.А., Разживина Г.Н., Усанова Е.П. Адаптированность детского организма как эталон «величины» его здоровья. -Педиатрия, 1996, №3, с. 107-108.

9. Крамаренко Г.Н. Статические деформации стоп. Автореферат. Дисс. докт. медиц. наук. - М., 1970.-34.

10. Ананьев Б.Г. Человек как предмет познания. Л., 1969, с.22.

11. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975, с.349.

12. Властовский В.Т. Вопросы антропологии. Вып. 3, -М., 1960, с. 3-11.

13. Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. М.: 1971, с. 143.

14. К здоровой России. Политика укрепления здоровья и профилактики заболеваний: приоритет основные неинфекционные заболевания. — М.: НИИ профилактической медицины, 1994, с. 35-36.

15. Сальникова Г.П. Физическое развитие школьников. — М.: Просвещение, 1968, с. 156

16. Дубровина и др. Психология.: Учебник. М.: Академия, 1999, с.464

17. Ишал В.А. Ортоспондилография и так называемый физиологический сколиоз // Ортопед. Травматол. 1983, №5, с. 16-20.

18. Ишал В.А. К вопросу о возможностях консервативного лечения сколиоза // Ортопедия, травматология и протезирование, №3 1990.

19. Ишал В. А. Признак Кона и некоторые другие рентгенологические симптомы прогнозирования эволюции сколиоза // Ортопедия, травматология и протезирование. 1988. №2. с. 64-66

20. Юмашев Г.С. Травматология и ортопедия. 2 изд., перераб. и доп. М.: Медицина, 1983, 586 е., ил.

21. Маркс В. О. Обследование ортопедического больного. Минск, 1976.

22. Богданов Ф.Р. Руководство по ортопедии и травматологии. Т 2. М., 1968.

23. Маркс В.О. Ортопедическая диагностика. М., «Наука и техника», 1978, с. 512.

24. Миронов С.П. и др. Клинический анализ движений организационные, общие и методические аспекты //«Кремлевская медицина. Клинический вестник» № 4,1999.

25. Скворцов Д.В. Клинический анализ движений: Анализ походки. М.: НМФ «МБН», 1996, с. 344.

26. Ходосов Ю.А. Технологическая инструкция снятия мерок для изготовления ортопедической обуви. JL: ЛИИП, 1978, с. 4.

27. Трубников В.Ф. Заболевания и повреждения опорно-двигательного аппарата. К.: Здоровье, 1984, с. 328.

28. Краснов А.Ф., Иванова К.А. Детская ортопедия. Учебное пособие. Куйбышев, 1983. с. 134.

29. Волков М.В., Дедова В.Д. Детская ортопедия. Учебник для педиатров факультетов медицинских институтов. М.: Медицина, 1980. с. 312

30. Зациорский В.М., Аруин А.С. Эргономическая биомеханика ходьбы и бега. -М., 1983.

31. Бранд А.Ф. Русский антрополог, ж-л, 1927, т. 15, вып 3-4, с.7-27.

32. Бунак В.В. Анализ распределения типов стоп школьного населения РСФСР для установления ассортимента обуви.- Сб. трудов/ВНИИКП, М.,1940, №12, с. 120-159.

33. Гинзбург В.В. Элементы антропологии для медиков. JI., Медгиз, 1963.

34. Яременко Д.А. Методика исследования, диагностика и ортопедическое снабжение при статических деформациях стоп. Харьков, 1984.

35. Кригхофф Р. Ортопедия. Специальная патология и техническое обеспечение ортопедическими вспомогательными средствами. М.: Медицина, 1984. с. 230.

36. Симон P.P., Кенигскнехт С.Дж. Неотложная ортопедия. Конечности. М.: Медицина, 1998. с. 624.

37. Зацепин Т.С. Ортопедия детского и подросткового возраста. М.: Медгиз, 1956. с. 328.

38. Руководство по протезированию и ортезированию. Под ред. Засл. Деятеля науки России проф. А.Н. Кейера и засл. Врача РФ, проф. А.В. Рожкова. С.-Питербург.-1999. ОдОс., ил.

39. Кригхофф Р. Ортопедия. Специальная патология и техническое обеспечение ортопедическими вспомогательными средствами. М.: Медицина, 1984. с. 230.

40. Методические указания по применению новых травматических и ортопедических аппаратов и инструментов. М.: 1962. с. 190.

41. Вкладные ортопедические приспособления для стандартной обуви /Г.И. Батенкова, Н.К. Горелова, Т.Е. Старцева, Б.А. Подвальный // Сборник трудов ЦНИИПП. М.: 1980, вып.55.

42. Медведев Л.Ф. и др. Медицинские показания к назначению ортопедической обуви и вкладных приспособлений как меры профилактики инвалидности. Методические рекомендации НИИ экспертизы трудоспособности и организации труда инвалидов. Минск, 1988, с 3-2.

43. Руководство по протезированию/ Под ред. Прф. Н.И. Кондрашина. М.: 1976.

44. ТУ 8820-016-03161318-97. Обувь ортопедическая. Технические условия. Санкт-Петербург: СПбНИИП, 1997. 37 с.

45. Николаев Л.П. Руководство по биомеханике в применении к ортопедии, травматологии и протезированию. Киев, 1950, ч.2.

46. Суслова О.Я., Крисюк А.П., Антипова А.А., Микиашвили М.В. Адаптационно-компенсаторные изменения при врожденных нарушениях развития опорно-двигательной системы // Ортопедия, травматология, протезирование. М.: Харьков, 1991, №7, с. 55-62.

47. Батенкова Г.И., Старцева Т.Е. и др. Перечень деформаций стоп, при которых может быть изготовлена ортопедическая обувь на протезно-ортопедических предприятиях. Методические рекомендации. Л.: 1983. с.1-11.

48. Белинький В.Е., КуропаткинГ.В. Диалог травматолога и ортопеда с биомехаником. -М.: 1996.

49. Инструкция по назначению и изготовлению ортопедической обуви при укорочении нижней конечности свыше 4 см, к.т.н. О.Е.Шатилов ЛНИИП, 1976, с.7.

50. Профилактика и лечение ортопедических заболеваний у детей. Казань, 1987. Сборник научных трудов, монографии.

51. Пашаев B.C. Исследование и разработка метода получения обобщенных антропометрических данных с использованием бесконтактных способов обмера и ЭВМ. М.: МГАЛП, 1982.-33 с.

52. Фукин В.А. и др. Проектирование обувных колодок. М.: Легпромбытиздат, 1987.-88с.:ил.

53. Зыбин Ю.П., Фукин В.А., Ключникова В.М., Кочеткова Т.С., Конструирование изделий из кожи. М., Легкая и пищевая промышленность, 1982. с. 262.

54. Кочеткова Т. С., Ключникова В.М. Антропологические и биомеханические основы конструирования изделий из кожи. М.: Легпромбытиздат, 1991. с. 192.

55. Технологическая инструкция. Снятие мерки для изготовления ортопедической обуви.- Ленинград: ЛИИП, 1978.-10 с.

56. Фукин В.А. Проектирование внутренней формы обуви. М.: Легпромбытиздат. 1985.-168 е., ил.

57. Стопа и вопросы построения рациональной обуви: Материалы 5 пленума межведомственной комиссии по стопе и рациональной обуви. М.: ЦИТО. 1980.-е-114.

58. Якимова Г.П., Замарашкин Н.В. Антропометрические исследования стопы школьников г. Ленинграда. М., ЦНИИТЭИлегпром, № 728, ЛП-Д 83 Деп.

59. Кедрин Е.А., Луковенко Г.В., Кране В.М. совершенствование размерного ассортимента обуви для детей.- КОП, 1980, №8, с. 13-16.

60. Цалюк О.В. установление конструктивных рациональных параметров колодки и обуви для детей. Автореф. дис. к.т.н., К., КТИЛП, 1984.- 24 с.

61. Дунаевская Г.Н., Коблякова Е.Б., Ивлева Г.С. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии. М.: Легкая индустрия, 1973.-232с.

62. Зыбин Ю.П. Метод выделения типичных стоп и установление их размеров // Кожевенно-обувная промышленность. М.,1935, №11, с.676-681.

63. Игнатьев М.В. Анализ антропометрических данных, применяемых при построении стандартов. В кн.: Теория и методы антропометрической стандартизации. - М., 1951. - с. 14-21.

64. Игнатьев М.В. Вопросы построения антропологических стандартов В кн.: Теория и методы антропологической стандартизации. М.: 1956, - с.94-149.

65. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятности и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969.-511с.

66. Крамер Г. Математические методы статистики. М.: Мир, 1975. - 648с.

67. Карасев А.И. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Статистика, 1970.-279с.

68. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение в текстильной и швейной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1970.-309с.

69. Рокитцкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Высшая школа, 1967.-322с.

70. Лукомский Я.И. Теория корреляции и ее применение к анализу производства. М.: Госстатиздат, 1961.-388с.

71. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента при проведении исследований в легкой промышленности. М.: Легкая индустрия, 1974.-254с.

72. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.-196 с.

73. Рушинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента: Справочное пособие. М.: Наука, 1971.-192 с.

74. Венецкий И.Т. Теория вероятности и математическая статистика. М., 1975.

75. Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрики: Учебник. М.: ЮНИТИ, 1998. 368с.

76. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. 4 — е изд., переработан. И доп. М.: Финансы и статистика, 2001.

77. Четыркин Е.М. Статистические методы прогнозирования. М.: Статистика, 1997.

78. Шелобаев С.И. Математические методы и модели: экономика, финансы, бизнес. М.: ЮНИТИ, 2000. 367с.

79. Экономико-математические методы и прикладные модели:/ Под редакцией В.В. Федосеева. М.: ЮНИТИ, 1999. 504с.

80. Дрепер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1996.

81. Статистическое моделирование и прогнозирование/ Под редакцией А.Г.Гранберга. М.: Финансы и статистика, 1990.

82. Экономико-математические методы и пркладные модели/ В.А. Половников и другие. М.: Финстатинформ, 1997.

83. Ферстер Э., Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. -М.: Финансы и статистика, 1993. — 302 с.

84. Таха X. Введение в исследование операций: В 3-х кн. М.: Мир, 2001. 708 с.

85. Калинина В.Н., Панкин В.Ф. Математическая статистика. М.: Высшая школа. -1994. -336с.

86. Бережная Е.В., Бережной В.И. Математические методы моделирования экономических систем. М.: Финансы и статистика, 2001. 367 с.

87. Эконометрика/ Под редакцией И.И. Елисеевой — М.: Финансы и статистика, 2001. 344 с.

88. Езикил М., Фокс К. Методы анализа корреляции и регрессий. М.: Статистика, 1996. 393 с.

89. Лиокумович В.Х. Конструирование обуви по индивидуальным заказам. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.- 112 с.

90. Александров С.П., Куприянов А.П. Зависимость давления и площади опоры стопы от массы носчика. Кожевенно-обувная промышленность, №2, 1998.-34 с.

91. Александров С.П., Куприянов А.П. Аспекты эргономичной обуви // Кожевенно-обувная промышленность, №2, 1999-27 с.

92. Александров С.П., Паршина О.В. Концепция проектирования низа обуви обеспечивающего опорную комфортность стопы // Кожевенно-обувная промышленность, №1-2, 1995-44 с.

93. Александров С.П., Паршина О.В Проектирование низа обуви, обеспечивающего оптимальные условия функционирования внутреннего свода стопы // Кожевенно-обувная промышленность, №5-6, 1995-40 с.

94. Лыба В.П., Бегняк В.И., Ляпота И.Н., Фукин В.А. Зависимость давления стопы на след обуви от высоты приподнятости пяточной части // Известия вузов, ТЛП, 1986, №2, с. 60-64.

95. Ченцова К.И. Стопа и рациональная обувь. М.: Легкая индустрия, 1974.-216с.

96. Куприянов А.П. Автореф. дисс. к.т.н., Исследование и разработка метода расчета стелечного узла для профилактики продольного плоскостопия. М.: МГАЛП, 1999.-28 с.

97. Бесядовская Г.Л. Протезирование и протезостроение. Вып. 26. М., 1971, с. 97-99.

98. Фукин В.А. Лыба В.П. биометрический банк данных проектирования внутренней формы детской обуви, сообщение l.-Изв. Вузов. Технол. Легкой промышленности, 1989, №6, с. 73-76.

99. Волков М.В., Стопа и обувь важнейшая государственная научная проблема, Сб. 4, ЦИТО, 1972.

100. Игнатьев М.В. Биометрия в народнохозяйственном применении. М.: Советская антропометрия, 1957.-217 с.

101. Практикум по конструированию изделий из кожи / Ключникова В. М., Кочеткова Т. С., Калита А. Н. М.: Легпромбытиздат, 1985.- 336с.

102. Питкин М.Р., Менделевии И.А. Повышение комфортности обуви средствами ортопедической техники при статической недостаточности стоп. Кожевенно-обувная промышленность, №5, 1989.-47 с.

103. Костылева В.В., Костюхова Ю.С., Живулин И.В., Горячева О.З. О выборе средств ортопедической помощи при статических деформациях // Кожевенно-обувная промышленность, №5, 1999.-41 с.

104. Костюхова Ю.С., Костылева В.В., Ключникова В.М. Характеристика опорно-кинематической функции стопы. Учебное пособие для студентов специальностей 28.11 и 28.12. М.: МГАЛП, 1999.-54 с.

105. Костылева В.В., Костюхова Ю.С. Систематизация ортопедических нарушений опорно-двигательного аппарата. Оборудование и технологии сферы быта и услуг. Межвузовский сборник научных трудов. Шахты: ДГАС,1998.- 112с.

106. Куслик М.И.Профилактика плоскостопия и нормальная детская обувь // Ортопедия и травматология, 1960, №3.

107. Справочник по протезированию / Под ред. В.И Филатова. JL: 1978.

108. Костюхова Ю.С., Костылева В.В., Ключникова В.М. Характеристика анатомо-биомеханического состояния стопы. Учебное пособие для студентов специальностей 28.11 и 28.12. М.: МГАЛП, 1999.-48 с.

109. Костюхова Ю.С., Костылева В.В., Ключникова В.М. Анализ конструкций корригирующих приспособлений обуви. Учебное пособие для студентов специальностей 28.11 и 28.12. М.: МГАЛП, 1999.-38 с.

110. Фарнеева О. В. Основы рационального конструирования колодок и обуви. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-248с., ил

111. Мруз И.И., Тренина Н.В. Корригирующие приспособления при деформациях стоп. Современные проблемы техники, технологии и экономики сервиса: Сборник трудов молодых ученых и аспирантов/ ДГАС. Шахты,1999.-Вып.31 .-с.37-40.

112. Мруз И.И., Тренина Н.В. К вопросу о плоскостопии стоп. Современные проблемы техники, технологии и экономики сервиса: Сборник трудов молодых ученых и аспирантов/ ДГАС. Шахты, 1999.-Вып.31.-с.37-40.

113. Мруз И.И., Тренина Н.В. Анализ патологического состояния стоп детей. Совершенствование техники и технологии изделий сервиса: межвузовский сборник научных трудов/ДГАС. Шахты, 1999.-Вып.32.-с.13-14

114. Мруз И.И., Тренина Н.В. Анализ стоп школьников Ростовской области. Новые технологии управления движением технических объектов: Тез. Докл. Третьей международной научно-технической конференции.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000.-С.86-89.

115. Мруз И.И., Тренина Н.В. Морфологические особенности развития стоп школьников. Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности: Тез. Докл. Международной научно-технической конференции. М.:МГУДТ, 2000.-С.295-296.

116. Мруз И.И., Тренина Н.В., Овсянникова Е.В. Анализ распределения массы тела по опорной поверхности стопы в норме и патологии. Материалы международной научно-технической конференции: Витебск, ВГТУ 2000.-с. 196-198

117. Мруз И.И., Тренина Н.В. Антропометрические исследования стоп детского населения. Великий русский обувщик и время: международный сборник научных трудов. Шахты: МГУДТ, ЮРГУЭС 2000. - с. 74.

118. Мруз И.И., Тренина Н.В. Клинический анализ движений. Исторические аспекты и достижения ученых-обувщиков: юбилейный международный сборник научных трудов.- Шахты: ЮРГУЭС 2001. с. 35.

119. Патент 4747410 США. МКИА 61 F5/14 Амортизирующий противопронационный вкладыш, 1988.

120. Патент 5036851 США. МКИА А 61 F5/14 Антипронационное ортопедическое устройство с поперечным валиком, 1991.

121. Патент SU 1367968. МКИ А 61 F5/14 Ортопедический каблук, 1988.

122. Патент SU664652 МКИ А 61 F5/14 Ортопедическая стелька 1997. щ, 123 Патент RU2095038 МКИ А 61 F5/14 Ортопедический вкладыш в обувь,1997.

123. Патент 4001507 ФРГ. МКИ А 61 F5/14 Ортопедическая стелька, 1990.

124. Патент 3506809 ФРГ. МКИ А 61 F5/14 Ортопедическая стелька, 1986.

125. Патент 5058585 США. МКИ А 61 F5/14 Ортопедический вкладыш для обуви,1991.

126. Патент SU1826884 МКИ А 61 F5/14 Ортопедическое приспособление, 1993.

127. Патент SU1281157 МКИ А 43 В 17/00, А 61 F 5/14 Самоустанавливающаяся ортопедическая стелька, 1986.

128. Патент 4597195 США. МКИ А 43 В 13/18 Вкладная стелька, 1986.

129. Патент 4541184 США МКИ А 43 В 13/38, 13/40 Стелька, 1985.ф! 131 Патент 9111156 РСТ. МКИ А 61 А 5/14 Ортопедическое приспособлениедля обуви, 1991.

130. Патент RU2014043 МКИ А 61 F 5/14, А 43 В 17/00 Ортопедическая стелька, 1994.

131. Smola E.-«Z. Orthop.», 1972, 110,381-388.

132. Cavanagh P.R., Simoneau G.G., Ulbrecht I.S. // I.Biomech.-1993.-Vol.26, Suppl I.-P. 23 40.

133. Vlachos D. Carlioz H. «Rev. chir. orthop.»

134. Cavanagh P.R., Simoneau G.G., Ulbreht I.S. // Biomech. 1993.-Vol.26, Suppl I. -P. 23-40.

135. Lemaire E.D., Fisher F.R.// Arch. Phys. Med. Rehabil. 1994. - Vol. 75, №10.-P. 1094-1099.

136. Noyes F.R., Schipplein O.D., Andriacchi T.P.et al. // Am. I. Sports. Med. -1992. Vol. 20, № 6. - P. 707-716.

137. Pardo R.D., Deathe A.B., Winter D.A. И Am. I.Phys. Med. Rehabil. 1993. -Vol. 72, №5.-p. 301-305.

138. Apley A.G. Solomon L. Apley's System of Orthopaedics and Fractures (7lh Edition). Butterworth-Heinemann,Oxford, 1995.

139. Benson M.K.D. Children (Chap.9). In: Orthopaedics in Primaru Care. Carr A.I., Harnden A. (Eds). Butterworth-Heinemann,Oxford, 1997.

140. Benson M.K.D., Fixen I.A., Macnicol M.F. Children's Orthopaedics and Fractures. Churchill Livingstone, Edinburgh, 1994.

141. О порядке обеспечения инвалидов протезно-ортопедическими изделиями и средствами реабилитации: Федеральный закон «О социальной защите инвалидов в Российской Федерации» от 24.11.95г. №181-ФЗ II Нормат. и законодат. акты.- М., 1999.- Т.З.