ОРХОТЕНЗОМЕТР

Модель относится к медицине, в частности к диагностическим приборам, Может быть использована в андрологии для оценки упругих свойств ткани яичка в комплексной оценке репродуктивной системы мужчин.
Модуль упругости вычисляется с помощью устройств, позволяющих определить продольную деформацию при сжатии или растяжении. Эти устройства называются тензометрами.
Диагностический измеритель, разработанный Оганесяном О.В. (1998) предназначен для определения упругих свойств ткани суставного хряща и позволяет регистрировать деформацию от 0 до 0,5 мм при нагрузке от 0 до 25 Н. Недостатком устройства является то, что с его помощью определить неинвазивно упругость ткани яичка невозможно. Из-за того, что во-первых, при указанных значениях нагрузки возникают деструктивные изменения ткани яичка, во-вторых указанные параметры деформации не позволяют характеризовать упругих свойств яичка, значительно более мягкой ткани, чем хрящевая, особенно с учетом того, что измерение должно производиться через слой оболочек семенника.
Устройство для определения релаксационных свойств кожи и подобных ей материалов, разработанное Бурмистровым А.Г. (2001) также не позволяет определить упругие свойства ткани яичка через слой его оболочек.
Устройства, для определения упругих свойств мышечной ткани (Воробьев А.М., 2002, Геллер И.И., 1978, Смирнов Г.В., 2000, Лютов К.В., 2002) не применяются для ткани яичка вследствие того, что с их помощью вычисляется продольная деформация растяжения, а не сжатия. Тот же самый недостаток у универсального прибора для механических и термомеханических испытаний полимерных волокон и пленок модели УМИВ-3.
Измеритель продольной деформации ИДН-0,5/50 основан на работе тензодатчиков. Может быть использован лишь при низком тонусе кожно-мышечной оболочки мошонки, поскольку измерение связано с помещением объекта между щупами стационарного устройства. Кроме того, прибор не применяется для объектов с толщиной более 15 мм, а поперечный размер яичка менее 15 мм отмечается, как правило, при выраженной атрофии.
Применение рычажного тензометра Гуггенбергера, тензометра ЗОКИО и других связано с непосредственным повреждением исследуемого образца. В связи с этим они не могут быть использованы в медицине.
Методика определения модуля упругости механическими тензометрами заключается в следующем. Регистрируется значение абсолютной продольной деформации, затем вычисляется относительная продольная деформация и, зная величину напряжения между рабочими частями (браншами) или в зажимном механизме, вычисляется модуль упругости. Графическое изображение зависимости напряжения от относительной продольной деформации называют диаграммой напряжения.
В комплексной оценке репродуктивной функции мужчин определение упругих свойств ткани яичек является неотъемлемым, однако производится ориентировочно при бимануальной пальпации (Тиктинский О.Л, 1999).
Целью изобретения является создание устройства - орхотензометра, позволяющего объективно, при малых затратах времени и ресурсов определить модуль упругости ткани яичка.
2
Устройство состоит из двух металлических плоских бранш (1) с ручками, соединенными с помощью двух петель (фиг.1). К концу каждой бранши стержнем (3) прикреплена упорная площадка (2) с площадью опоры 35-40 ммпод углом 60-80° с таким расчетом, чтобы при расстоянии между площадками в 21-24 мм плоскости в которых они находятся были параллельны (21-24 мм - средний поперечный размер яичка). На одной из бранш фиксирована дугообразная шкала (4). Шкала градуирована соответственно расстоянию между упорными площадками устройства с ценой деления, соответствующей 0,5 мм между площадками. Пружина (5), с жесткостью 0,01-0,015 Кг/мм и длиной 28-34 мм, ось которой удалена на 40-55 мм от условной прямой, соединяющей центры упорных площадок одним концом прикреплена к одной бранше, другим, пройдя через отверстие второй бранши, фиксируется к натягивателю пружины (6). Один конец натягивателя пружины (7) подвижно прикреплен к наружной поверхности бранши, а другой располагается в вырезах шкалы натяжения (8). Шкала натяжения фиксирована к наружной поверхности бранши, имеет вырезки соответствующие по размерам толщине натягивателя через каждые 2 мм.
Работа устройства
Яичко помещается между упорными площадками таким образом, что площадки налагаются на центр внутренней и наружной поверхности его. При этом
натягиватель пружины находится на бранше устройства без натяжения и регистрируется значение на дугообразной шкале в месте пересечения ее с внутренней поверхностью бранши. Далее регистрируется значение в различных положениях натягивателя на шкале натяжения.
Вычисление модуля упругости осуществляется для условного столбика ткани, помещенного между упорными площадками устройства как показано на фиг.2, где 1-яичко, 2-столбик ткани, 3-упорная площадка.
Технические характеристики позволяют производить измерения яичек поперечный размер которых от 9,8 мм до 32.2 мм.
Модуль упругости равен:
Е=Nl/FΔl;
Или для данного случая:
Е=(σ-Х)/ε;
N - сила сжатия;
l - длина столбика ткани;
Δl - абсолютная продольная деформация;
F - площадь поперечного сечения столбика ткани.
σ=N/F; Х - значение напряжения при положении натягивателя на бранше без натяжения.
Площадь сечения столбика ткани яичка - это площадь упорных площадок. Длина столбика и абсолютная продольная деформация определяется по дугообразной шкале. Сила, возникающая между упорными площадками устройства, зависит от положения натягивателя пружины в вырезке шкалы натягивателя - чем больше натяжение пружины, тем больше сила, а также от расстояния между упорными площадками. Эта сила вычислена экспериментально, данные внесены в таблицу (см. ниже). Для вычисления параметров одна бранша устройства фиксировалась к неподвижной плотформе, а вторая - к рабочей части динамометра. Регистрация значения силы, возникающей между браншами орхотензометра осуществлялась при различном натяжении пружины устройства, а также расстоянии между упорными площадками.
Пример: Больной Л. Оперирован по поводу косой паховой грыжи справа в 1997 г. Произведена герниопластика по Postempsky. Обследован в 2005 году.
При осмотре - рецидива нет.На ощупь яички одинаковой консистенции. Размеры яичек правого 43*20*28, левого 45*23*30
Диаграмма напряжения (зависимость напряжения от относительной продольной деформации) для обоих яичек выглядит следующим образом (фиг.3):
2
Модуль упругости правого яичка 0,0273 Н/мм;
2
Модуль упругости левого яичка 0,1064 Н/мм.
Таким образом, модуль упругости правого яичка меньше левого, что может свидетельствовать об атрофических изменениях в ткани яичка после перенесенной операции с перемещением семенного канатика под кожу.
Предлагаемое устройство позволяет объективно и просто определять модуль упругости ткани яичка.
Библиография
пат."Измеритель диагностический", №RU 2150884 C1, от 20.05.98. Оганесян О.В.
пат."Устройство для определения тонуса мышц", №RU 2210313 C1, от 15.07.02. Воробьев А.М.
Геллер И.И. Диагностическое значение измерения упругости мышц в отдаленном посттравматическом периоде у лиц, перенесших легкую черепно-мозговую травму.
Актуальные вопросы травматологии и ортопедии. - М.: 1978. вып.17, с.78-81
пат."Способ оценки тонуса мышц ног", №RU 2170541 C1, от 10.05.00. Смирнов Г.В.
Тиктиский О.Л. Руководство по андрологии.- Ленинград.: Медицина, 1999. - 630 с.
ТаблицаЗависимость продольной деформации ткани яичка от силы натяжения пружины
шкалы натяжения
расстояние между упорными площадками орхотензометра
8,4
9,8
11,2
12,6
14
15,4
16,8
18,2
19,6
21
22,4
23,8
25,2
26,6
28
29,4
30,8
32,2
33,6
35
0
0,2
0,21
0,23
0,26
0,27
0,29
0,30
0,31
0,32
0,34
0,37
0,38
0,39
0,4
0,41
0,43
0,45
0,46
0,485
0,5
2
0,25
0,265
0,28
0,295
0,31
0,328
0,346
0,364
0,382
0,4
0,416
0,432
0,448
0,464
0,48
0,492
0,504
0,516
0,528
0,54
4
0,306
0,322
0,338
0,354
0,37
0,382
0,394
0,406
0,418
0,43
0,446
0,469
0,478
0,494
0,51
0,524
0,538
0,552
0,566
0,58
6
0,334
0,348
0,362
0,376
0,39
0,408
0,426
0,444
0,462
0,48
0,494
0,508
0,522
0,536
0,55
0,562
0,574
0,586
0,598
0,61
8
0,366
0,382
0,398
0,414
0,43
0,446
0,462
0,478
0,494
0,51
0,526
0,542
0,558
0,574
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
10
0,428
0,446
0,464
0,482
0,5
0,516
0,532
0,548
0,564
0,58
0,59
0,60
0,61
0,62
0,63
0,642
0,654
0,666
0,678
0,69
12
0,464
0,478
0,492
0,506
0,52
0,538
0,556
0,574
0,592
0,61
0,624
0,638
0,652
0,666
0,68
0,688
0,696
0,704
0,712
0,72
14
0,518
0,536
0,554
0,572
0,59
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,652
0,664
0,676
0,688
0,7
0,712
0,724
0,736
0,748
0,76
16
0,556
0,572
0,588
0,604
0,62
0,632
0,644
0,656
0,668
0,68
0,69
0,7
0,71
0,72
0,73
0,744
0,758
0,772
0,786
0,8
18
0,604
0,618
0,632
0,646
0,66
0,672
0,684
0,696
0,708
0,72
0,732
0,744
0,756
0,768
0,78
0,794
0,808
0,822
0,836
0,85
20
0,654
0,668
0,682
0,696
0,71
0,724
0,738
0,759
0,766
0,78
0,788
0,796
0,804
0,812
0,82
0,832
0,844
0,856
0,868
0,88
22
0,702
0,714
0,726
0,738
0,75
0,76
0,77
0,78
0,79
0,8
0,812
0,824
0,836
0,848
0,86
0,87
0,88
0,89
0,9
0,91
24
0,732
0,744
0,756
0,768
0,8
0,81
0,82
0,83
0,84
0,85
0,862
0,874
0,886
0,898
0,91
0,918
0,926
0,934
0,942
0,95
26
0,776
0,792
0,808
0,824
0,84
0,854
0,868
0,882
0,896
0,91
0,92
0,93
0,94
0,95
0,96
0,97
0,98
0,99
1,0
1,01
28
0,826
0,842
0,858
0,874
0,89
0,9
0,91
0,92
0,93
0,94
0,952
0,964
0,976
0,988
1,0
1,004
1,008
1,012
1,016
1,02
30
0,872
0,884
0,896
0,908
0,92
0,934
0,948
0,962
0,976
0,99
1,002
1,014
1,026
1,038
1,05
1,056
1,062
1,068
1,074
1,08
32
0,917
0,934
0,951
0,968
0,985
1,002
1,019
1,036
1,053
1,07
1,078
1,086
1,094
1,102
1,11
1,118
1,126
1,134
1,142
1,15
34
0,962
0,974
0,986
0,998
1,01
1,028
1,046
1,064
1,082
1,1
1,114
1,128
1,142
1,156
1,17
1,178
1,186
1,194
1,202
1,21
36
1,008
1,016
1,024
1,032
1,04
1,058
1,076
1,094
1,112
1,13
1,144
1,158
1,172
1,186
1,2
1,21
1,22
1,23
1,24
1,25