УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ СТОПЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОРТОПЕДИЧЕСКИХ БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СТЕЛЕК (ПОЛУСТЕЛЕК) С ПОЛНЫМ КОНТАКТОМ СО СТОПОЙ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯМОДЕЛИ СТОПЫ ДЛЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯИНДИВИДУАЛЬНЫХОРТОПЕДИЧЕСКИХ
БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СТЕЛЕК (ПОЛУСТЕЛЕК) С ПОЛНЫМ КОНТАКТОМ СО СТОПОЙ.
Полезная модель относится к медицине, а именно к ортопедии. Наиболее успешно настоящая модель может быть использована при изготовлении индивидуальных ортопедических стелек (полустелек).
Индивидуальные ортопедические стельки изготовляются по позитивным моделям стоп пациента. В общем виде процесс изготовления индивидуальной модели стопы включает снятие мерки и диагностику состояния подощвенной поверхности стопы пациента, являющиеся предварительными операциями, и собственно процесса изготовления, состоящего  получения негатива подощвенной поверхности стопы, его корректировки, примерка готового негатива и получения по нему позитива. В частности известен процесс изготовления индивидуальных ортопедических стелек(полустелек) 1, в котором для получения негативных и позитивных моделей применяют гипс. Согласно этому способу пациента ставят на гипсовый раствор, на котором он стоит до полного его застывания. Полученные гипсовые негативные модели корректируют срезанием со слепка избыточной гипсовой массы или наращиванием ее с учетом предварительной диагностики стоп пациента, сущат и осуществляют примерку негативов. По откорректированным и подогнанным негативным моделям стоп изготовляют гипсовые позитивные модели. После доведения поверхностей полученных
М.Кл.: А 61 F5/14
позитивных моделей до необходимого качества по ним изготовляют стельки .
Способ не требует сложного аппаратурного оснащения для своей реализации. Однако процесс изготовления гипсовых негативных моделей и их корректировка длительны по времени и утомительны для пациента. Изготовление негативных моделей из гипса, являющиеся промежуточной технологической операцией, увеличивает материалоемкость способа и удорожает его . Использование жидкого гипсового раствора увеличивает трудоемкость и снижает культуру производства.
Однако рассмотренный способ имеет главный недостаток, который заключается в том что он позволяет получить позитивную модель только ненагруженной стопы , без учета опорных реакций и биомеханики стопы и тела пациента.
Более соверщенным является способ, в котором негативную модель подощвенной области стопы получают формованием из сыпучего материала при вакуумном упрочнении. В частности, в соответствии с 2 изготовление модели стопы включает формование из сыпучего материала негатива подощвенной области поверхности стопы при вакуумном упрочнении, его коррекцию и последующее получение позитива. Это рещение является прототипом заявляемого изобретения .
В устройстве, реализующем данный способ , сыпучий формовочный материал размещен внутри вакуумной опоки, которая связана через рессивер с вакуумным насосом. Пациент помещает стопу на эластичную поверхность вакуумной опоки и нагружает ее силой собственного веса . При этом сыпучий материал приобретает форму подощвенной области стопы. После этого осуществляют вакуумирование внутреннего объема вакуумной опоки, вследствие чего происходит отвердение формовочного материала.
Таким образом получают негативную модель подошвенной области стопы. Затем пациент снимает ногу с опоки, на поверхности негатива производятся необходимые по состоянию деформации коррекции свода стопы и проводят примерку путем повторной установки стопы на корректированную модель и нагружения ее . Состояние стопы при этом контролируется по известным в ортопедии критериям и по индивидуальным ощущениям пациента. По откорректированной негативной модели получают позитивную модель подошвенной области стопы, которую и используют для изготовления индивидуальных ортопедических стелек(полустелек).
Благодаря получению негативной модели путем формования сыпучего формовочного материала при вакуумном упрочнении данный способ не имеет недостатков , присущих способу с использованием гипсового раствора . Однако в данном способе степень необходимой коррекции негативной модели определялась по визуальной оценке изменения состояния стопы и тела пациента, а также по ощущениям пациента, что не позволяло точно оценить изменившиеся в результате коррекции биомеханические характеристики стопы и тела пациента.
В настоящее время, существует способ оценки биомеханики стопы и тела пациента при помощи биомеханической компьютерной системы для оценки величин приложенного давления, т.е. распределения нагрузок по поверхности стелек, содержащих датчики нагрузок ( далее везде по тексту просто компьютерная биомеханическая система ),который является самым емким и информативным на сегодняшний день 3. Согласно этому сообщению, применение такой системы для оценки биомеханических параметров пациентов очень полезно при многих ортопедических нарущениях и заболеваниях.
.
стелек, устройство преобразования для ввода сигналов в персональный компьютер типа IBM PC и программное обеспечение. 4 Технические характеристики датчиков позволяют осуществлять измерение нагрузки в диапазоне от 1 до 100 Н/см. Программное обеспечение предназначено для решения следующих задач:
-для оценки распределения силовых нагрузок на передний и задний отделы стоп в положении стоя;
-оценка качества основных функций стопы.
Во время проведения обследования на экране монитора компьютера высвечивается графическая иллюстрация изменения давления в различных отделах, стопы, а также графики изменения во времени основных функций стопы. После обработки данных на экране высвечивается выходная форма, содержащая название методики, данные об обследуемом, а также таблицы показателей, в которые включены измеренные значения показателей и норма.
Данный комплекс используется как для дифференциальной диагностики различных форм статической недостаточности стоп, так и для подбора ортопедической обуви и ортопедических вкладных изделий.
В основу создания настоящей полезной модели была положена задача разработать устройство для изготовления индивидуальной модели стопы, применение которого позволяло бы учесть и изменить биомеханические характеристики стопы и биомеханические характеристики статической позы пациента, находить оптимальное соответствие между приемлемой комфортабельностью и необходимой лечебной коррекцией как формы стопы , так и статической позы еще на этапе получения негативного оттиска стопы, до изготовления самих стелек{полустелек).
Поставленная задача рещается тем, что предложено устройство для изготовления индивидуальной модели стопы, выполняющее формование из сыпучего материала негатива поверхности стопы на вакуумных
опоках при вакуумном упрочнении, его коррекцию и получение стельки, в котором новым является то , что в устройство включена компьютерная биомеханическая система анализа распределения давлений на поверхности с датчиками , выполненная в виде стелек соответствующих размеров и коррекции негатива производятся с учетом ее показаний .
Биомеханические характеристики, к примеру, распределение давлений под стопой пациента , расположение проекции общего центра масс исследуется до начала формирования негатива, с целью диагностики, и , по необходимости, неоднократно во время формирования негатива, после каждой из проведенных коррекций негатива, с целью получить оптимальную лечебные коррекции формы стопы пациента и ,к примеру, изменить положение проекции общего центра масс в необходимом направлении, что требуется для лечебных воздействий на статическую позу пациента.
Для этого, при получении негативного оттиска стоп на вакуумных опоках, выполненных в виде вакуумных оболочек, туда вкладывается гибкая поверхность с датчиками , выполненная в виде стельки соответствующего размера. Пациент становится на нее и исследуется при помощи компьютерной вычислительной обработки , к примеру, путем оценки распределения давлений под стопой и расчета проекции общего центра масс на горизонтальную плоскость и других биомеханических параметров. При необходимости производятся новые лечебные коррекции и исследование повторяется, до получения оптимальных результатов.
Благодаря такому техническому рещению получаемая негативная модель стопы точно учитывает биомеханику пациента и имеет оптимальные лечебные коррекции.
Сущность настоящего изобретения более подробно разъясняется нижеследующими примерами, подтверждающими возможность его осуществления, со ссылками на прилагаемые чертежу, на которых:
Фиг. 1 схематично изображает общий вид вакуумной опоки (в виде эластичной оболочки) с формовочным материалам для получения негативной модели, также изображена гибкая поверхность с датчиками компьютерной биомеханической системы, выполненная в виде стельки; аксонометрия.
Фиг.2 схематично изображает общую схему устройства.
Техническое функционирование устройства для изготовления индивидуальной модели стопы включает формование из сыпучего формовочного материала негатива поверхности стопы при вакуумном упрочнении, его коррекцию  с учетом показаний компьютерной биомеханической системы и получение негатива. Функционирование заявляемого устройства подробно рассматривается на примере изготовления индивидуальной модели подощвенной области стопы.
Негатив стопы получают с помощью вакуумных опок 13, которые могут быть выполнены в виде сплощных эластичных вакуумных оболочек без жестких боковых стенок (фиг. 1 и 2), заполненных сыпучим формовочным материалом И. Вакуумная опока 13 выполнена из тонкого эластичного материала, например, резины. Размер опоки превыщает по длине и щирине размеры стопы, а по толщине, превыщает высоту ее подсводной области. Сыпучий формовочный материал И должен обладать низким коэффициентом трения между частицами и, в то же время, эти частицы не должны иметь острых кромок, которые могли бы разрущить целостность вакуумной опоки 13. У оболочки
вакуумной опоки 13 имеется горловина , внутри которой размещается полая пробка 5 с фильтром 1 и воздухоотводящей трубкой 4. На трубку 4 надевается шланг с краном 9, соединяющий внутреннюю полость вакуумной опоки 13 с ресивером 8 и вакуумным насосом 7. Операции получения негативной модели стопы и ее корректирования осуществляют на прочной горизонтальной поверхности 6, способной выдержать вес пациента, на которой размещаются вакуумные опоки 13. Таким образом вакуумная опока 13 может свободно перемещаться по поверхности 6, а находящийся в ней сыпучий формовочный материал И может подвергаться силовому воздействию с любой стороны.
Для получения негативной модели пациент помещает стопу на вакуумную опоку 13, внутренняя полость которой сообщена с атмосферой, и нагружает ее силой собственного веса. Под действием веса пациента стопа погружается в сыпучий формовочный материал 11, деформируя эластичную поверхность вакуумной опоки 13. При этом сыпучий материал 11 приобретает форму подошвенной области стопы . После этого при помощи вакуумного насоса из вакуумной опоки 13 откачивают воздух и в ней образуется вакуум. Под действием перепада давлений происходит отвердевание формовочного материала 11. Материал 11 в вакуумной опоке 13 сохраняет полученную форму подошвенной области стопы , образуя ее негативную модель .
Перед корректировкой негативной моделис учетом
биомеханическогостатуса пациента определяется тактика
ортопедического воздействия. Для этого на негативную модель накладывается стелька 2 подходящего размера, с датчиками, с кабелем 3 к компьютерной биомеханической системе 10. Пациент становится на эти стельки 2, лежащие на негативной модели . Измеряется и оценивается изменившееся распределение нагрузок по рельефной поверхности негативного оттиска стопы пациента . С учетом этих
результатов исследования и клинических показаний вырабатывается тактика лечебных коррекций.
Для осуществления корректировки негативной модели формовочный материал 11 переводят из твердого состояния в пластилинообразное путем снижения степени вакуума внутри вакуумной опоки 13. При этом перепад давлений устанавливают в пределах 0,25 - 0,35 кг/см . Зоны модели , либо углубляют пестиком или надавливая пальцами, либо приподнимают выдавливанием с противоположной стороны, со стороны эластичного дна , на каком-либо упоре или продавливая пальцами, исходя из того , что именно требуется для лечебных коррекций. Размеры пестиков и упоров выбираются топографией стопы с учетом показаний биомеханической компьютерной системы.
После этого осуществляют упрочнение негативной модели в вакуумной опоке предельным вакуумом и производят примерку на пациенте, вкладывая стельки с датчиками 2, в откорректированный негативный оттиск . Результаты ортопедического воздействия оценивают по известным в ортопедии критериям, по индивидуальным ощущениям пациента и по новым показаниям компьютерной биомеханической системы. При необходимости, коррекция может быть уточнена операциями, рассмотренными выше и произведена новая примерка. Таким образом обеспечивается возможность внесения корректировок, учитывающих все индивидуальные особенности стопы пациента, с высокой степенью точности и формализации биомеханических результатов коррекции .
После окончания корректировки негативной модели по ней получают позитивную модель любым известным методом. Полученную позитивную модель можно применять для изготовления ортопедических стелек (полустелек) с использованием любой щтатной технологии.
f)
Заявляемое устройство обладает высокой технологичностью и производительностью.Позволяет исключить из производства
невосстанавливаемые промежуточные материалы, например гипс и т.п., повышает культуру производства. Ортопедические изделия, получаемые с использованием позитивных моделей , изготавливаемых при помощи заявляемого устройства, обладают высокой эффективностью лечебного и профилактического воздействия.
источники ИНФОРМАЦИИ.
1.Справочник по протезированию . Под редакцией В.И.Филатова. Л., Медицина, 1978 г.,с.219-220.
2.Авторское свидетельство № 1466742, М.Кл.,: А61 F5/14 . Опубл. 23.03.89 . Бюл.N 11
3.Черкес-Заде, Каменев Хирургия стопы, Москва, Медицина, 1995, стр. 22-23.
4.Дробышевский В.В. и др. Программно-аппаратный комплекс для биомеханического обследования стопы. В книге: Биомеханика на защите жизни и здоровья человека. Первая Всероссийская конференция - ярмарка. Тезисы докладов. Нижний Новгород, 1992, с. 85 .