Моделирование калиброванного твердомеханического удара в исследованиях в области восстановительной нейрохирургии

Внедрение: 2013 г.

Области применения тензометрических систем чрезвычайно разнообразны. Нередко это разнообразие даже выходит за границы воображения инженеров-разработчиков самих тензометрических систем, как в этом примере применения тензоизмерительного модуля LTR212. Мы постарались максимально отбросить подробности монографии по нейрохирургии [1], которые могут шокировать неподготовленных читателей. Но перед началом изложения – короткое замечание по технической стороне вопроса: данную задачу можно отнести к классу задач динамической тензометрии. В конце этой статьи мы поместили краткий комментарий об оборудовании ООО "Л Кард" для решения подобного класса задач. 

Сегодня проблема восстановительного лечения травматического повреждения мозжечка актуальна, имеет практическое и фундаментальное значение. Устойчивый дефицит функции мозжечка после различных видов черепно-мозговой травмы (ЧМТ) обусловлен первичным и вторичным его поражением. Наиболее перспективными методами восстановительного лечения травмы мозжечка следует считать трансплантацию в зону дефекта аутогенных стволовых клеток и прогениторов, матриксов, "нагруженных" незрелыми клетками и факторами роста. Важным условием получения качественных данных об эффективности восстановительных вмешательств является использование адекватной модели травмы мозжечка. По мнению авторов, наиболее оптимальной для изучения эффективности трансплантации тканей различного происхождения является модель калиброванного твердомеханического удара по коре мозжечка.

Учитывая указанные особенности основных моделей ЧМТ, исходя из поставленных задач исследования, авторы использовали описанную в монографии модель калиброванного твердомеханического удара по коре мозжечка. Устройство для нанесения травмы (рисунок 1) состояло из пружинного ударника и металлической пластины с регистрирующими тензоэлементами, к которой перпендикулярно жестко фиксировали стержень с регулируемой длиной диаметром 3 мм. Свободный конец стержня (рисунок 2) вводили в трепанационное отверстие подопытного животного. Удар бойка силой 81,79 Н передавался через стержень, при этом пластина тензоэлемента деформировалась, что с помощью АЦП LTR212 регистрировали в виде тензографической кривой (рисунок 3) с использованием программного пакета «РоwerGraph Ргofessionаl». Величину силы удара формировали путем калиброванного сжатия пружины ударника. С этой целью в конструкции ударника предусмотрена фиксация свободного конца пружины при различной степени ее сжатия.

Рисунок 1. Устройство для нанесения травмы и тензометрической цифровой регистрации силы удара. Используется модуль LTR212 в составе крейта LTR-U-1 (выпускаемый сегодня аналог LTR-CEU-1-4).  

Рисунок 2. Рабочая часть устройства для нанесения травмы: ударник и пластина с тензоэлементами.

Рисунок 3. Пример тензограммы – цифровой обработки деформаций тензоэлемента во время нанесения травмы мозжечка. Ось абсцисс – время наблюдения (мс), ось ординат – электрический потенциал, что соответствует степени деформации пластины (мВ). Тензографический коррелят величины деформации составляет 0,255625 мВ.

... После проведения трансплантации для восстановления функций травмированного мозжечка и проведения восстановительных мероприятий состояние статокоординаторной сферы экспериментальных животных оценивали с помощью теста "ходьбы по бруску" по шкале, которая позволяет с высокой точностью установить уровень функции двигательной и координаторной сферы...
 

Авторы монографии [1]: 

В.И. Цимбалюк – академик НАМН Украины, д‑р мед. наук, профессор, руководитель отдела восстановительной и функциональной нейрохирургии ГУ "Институт нейрохирургии имени акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины", заведующий кафедрой нейрохирургии Национального медицинского университета имени А.А. Богомольца.
В.В. Медведев – канд. мед. наук, доцент кафедры нейрохирургии Национального медицинского университета имени А.А. Богомольца.
Ю.Ю. Сенчик – канд. мед. наук, врач-нейрохирург Киевской городской клинической больницы скорой медицинской помощи.

Источник:
Ce.re.bellum, або мозочок: монографія / В.Цимбалюк, В.Медведєв, Ю.Сенчик. – Вінниця: Нова Книга, 2013. – 272 с.: 137 іл.

Комментарий от ООО "Л Кард": Данную задачу, в силу импульсного (ударного) характера измеряемой деформации, скорее можно отнести к задаче динамической тензометрии, в которой важна широкая полоса частот измеряемого сигнала, позволяющая измерять переменную составляющую сигнала с нормируемой точностью. Варианты оборудования ООО "Л Кард" для решения как статических задач тензометрии, так и динамических, рассмотрены в этой статье раздела FAQ на нашем сайте. 

Разработчик: В.И. Цимбалюк, В.В. Медведев, Ю.Ю. Сенчик