Розробка внутрішньої форми та коригуючих пристосувань профілактично-медичного взуття при патології стоп

Размещено на http://www.allbest.ru/Ошибка! Закладка не определена.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет технологій та дизайну

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Спеціальність 05.19.06. - технологія взуттєвих та шкіряних виробів

Розробка внутрішньої форми та коригуючих пристосувань профілактично-медичного взуття при патології стоп

Гондарчук Парасковія Матвіївна

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну, Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, заслужений працівник народної освіти України Коновал Віктор Павлович, Київський національний університет технологій та дизайну, завідувач кафедри конструювання та технології виробів із шкіри.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Нестеров Владислав Петрович, президент Української Технологічної Академії;

кандидат технічних наук, доцент, заслужений діяч науки і техніки України Половніков Ігор Іванович, директор ВАТ “Український науково-дослідний інститут шкіряно-взуттєвої промисловості”.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к. т. н., доцент Т.О. Полька

Анотація

колодка коректор стопа медичний взуття

Гондарчук П.М. Розробка внутрішньої форми та корегуючих пристосувань профілактично-медичного взуття при патології стоп. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.06 - технологія взуттєвих та шкіряних виробів. - Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2007.

Дисертація присвячена вирішенню питань розробки профілактично-медичної колодки, корегуючих ортопедичних розвантажувальних коректорів стоп (КОРКС) та взуття на основі антропометричних і біомеханічних досліджень пацієнтів із синдромом діабетичної стопи (СДС), ревматоїдним артритом (РА), облітеруючим атеросклерозом (ОА).

Вперше в Україні проведені дослідження антропометричних, біомеханічних (опорні реакції, подограма, гоніограма, стабілограма) і термографічних досліджень патологічних стоп при СДС, РА, ОА. За результатами біомеханічних досліджень параметрів силових (L) та часових (t) показників опорних реакцій (вертикальної, поздовжньої та поперечної складових), проведено аналіз ходи пацієнтів в КОРКС та без них. Дані досліджень оброблялись з використанням методів математичної статистики.

Розроблено комплексну антропофункціональну математичну модель стоп, яка показала неможливість поєднання сукупності результатів вимірів для побудови єдиної моделі колодки при СДС, РА, ОА. Враховуючи техніку виготовлення, властивості матеріалів та конструкцію для КОРКС, розроблено схему автоматизованого комплексу проектування профілактично-медичної колодки. Розроблено Технічні умови “Копили взуттєві профілактично-медичні” на дослідну партію (ТУ УОПМ 02070890-01-2000). Профілактично-медичне взуття, колодка та КОРКС впроваджено на ТОВ “БВЛ - 3С”, Вінницькому та Київському казенних експериментальних протезно-ортопедичних підприємствах, філії “ОРТЕЗ ПРО” Центру соціальної реабілітації інвалідів м. Києва.

Ключові слова: біомеханічні, антропометричні дослідження, цукровий діабет, ревматоїдний артрит, облітеруючий атеросклероз, корегуючий ортопедичний розвантажуючий коректор стоп, профілактично-медична колодка та взуття.

Аннотация

Гондарчук П.М. Разработка внутренней формы и корректирующих приспособлений профилактически-медицинской обуви для патологических стоп. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.19.06 - технология обувных и кожаных изделий. - Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, 2007.

Диссертация посвящена решению вопросов разработки корректирующих ортопедических разгружающих корректоров стоп (КОРКС), профилактически-медицинской колодки и обуви на основе антропометрических и биомеханических исследований пациентов с синдромом диабетическая стопа (СДС), ревматоидный артрит (РА), облитерирующий атеросклероз (ОА).

Анализ литературных источников, показал нерешенность проблем, связанных с разработкой внутренней формы и корректирующих приспособлений профилактически-медицинской обуви для патологических стоп. Разработана классификация обуви для пациентов с сахарным диабетом.

Впервые в Украине проведен анализ антропометрических (485 пациентов), биомеханических (опорные реакции, подограмма, гониограмма, стабилография) и термографических исследований 420 пациентам с патологией стопы при СДС, РА, ОА. Установлены взаимосвязи между антропометрическими признаками патологических и нормальных стоп для разработки и проектирования КОРКС с внутренней формой, конструкции и технологии изготовления профилактически-медицинской обуви. Данные исследований обрабатывались с помощью методов математической статистики.

Разработана комплексная антропофункциональная математическая модель стопы, которая подтвердила невозможность объединения в одну совокупность результатов измерений для построения единой колодки при СДС, РА, ОА. По типологии их необходимо выделить в отдельные группы и проектировать разные колодки.

Разработана методика изготовления и требования к материалам для КОРКС. Учитывая свойства материалов и конструкцію КОРКС, разработана схема алгоритма компьютерно-програмного комплекса проектирования контуров развертки следа, продольно-осевого и поперечно-вертикального сечений профилактически-медицинской колодки. При проектированиии колодки введена дискретно-цифровая модель плантограмм УСТС для СДС с выводом стопы в правильное биомеханическое положение. Разработанные Технические условия “Колодки обувные профилактически-медицинские” на опытную партию (ТУ УОПМ 02070890-01-2000).

По результатам анализа разработаны модели профилактически-медицинской обуви и требования к материалам верха и низа. На ООО "БВЛ - 3С", филиале “ОРТЕЗ ПРО”, Центра социальной реабилитации инвалидов г. Киева, Винницком и Киевском казенных экспериментальных протезно-ортопедических предприятиях внедрены модели профилактически-медицинской обуви, КОРКС, колодки.

Ключевые слова: биомеханические, антропометрические исследования, сахарный диабет, ревматоидный артрит, облитерирующий атеросклероз, корректирующие ортопедические разгружающие корректоры стоп, профилактически-медицинская колодка и обувь.

Annotation

Gondarchuk P.M. Design of the inside form and correcting devices for orthopedics footwear for patients with pathologic feet. - Manuscript.

Thesis for a technical sciences candidate's degree in speciality 05.19.06 - technology of footwear and leather articles. - The Kiev National University for Technology and Design, Kiev. - 2007.

The Thesis deals with development and design of orthopedic correcting devices (KORX), medical lasts and footwear, using of anthropometric and biomechanical investigations of patients with diabetic foot (DF), rheumatoid arthritis (RA), bolstering atherosclerosis (BA).

Consequently, there has been created a complex anthropofunctional mathematical foot model whose parameter features proved it impossible to combine measures for manufacturing the same last for DF, RA and OA foot. They should be classified individually and provided with different designs of lasts.

The author has developed: - a manufacturing technology and material requirements for the KORX;

- an algorithm scheme for software design of foot print outlines, longitudinal, axial, transversal and vertical sections of a medical last. In the manufacturing of the last the author introduced a digital model of USTS foot imprints for the DF, putting the foot into the correct biomechanical position in the antetalus joint;

- Technical Terms for medical footwear lasts for an experimental lot (TU UOPM 02070890 - 01 - 2000);

- models for medical footwear and requirements for materials of upper and bottom parts. The "BVL - 3S" OOO, the Vinnitsa and Kiev state experimental orthopedic enterprises use a model of medical footwear and last;

- Calculation of economical effectiveness for mass production of medical footwear for the DF;

Key words: biomechanical and anthropometrical researches, diabetes, rheumatoid arthritis, bolstering atherosclerosis, designing and developing of correcting devices.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За даними міжнародного комітету Всесвітньої організації здоров'я цукровий діабет займає третє місце за рівнем ранньої інвалідизації і смертності населення розвинутих країн світу. Цукровий діабет - хронічне захворювання, яке не піддається лікуванню та пов'язане з пошкодженням різних органів і систем (в тому числі дистальних відділів стопи). Кількість хворих діабетом у світі складає майже 146 млн. чоловік. Тільки в інституті ендокринології та обміну речовин АМН України на обліку налічується більше 1 млн. хворих цукровим діабетом, у тому числі більше 5 тисяч дітей і підлітків. У м. Києві близько 100 тис. хворих і кожен третій із них госпіталізується в зв'язку з патологією стоп - синдром діабетичної стопи (СДС). Гангрена стопи при цій патології є причиною 70% всіх ампутацій нижніх кінцівок.

Крім того, значне розповсюдження серед населення мають такі захворювання як ревматоїдний артрит (РА), облітеруючий атеросклероз (ОА).

РА - хронічне системне запальне захворювання з'єднувальної тканини з пошкодженням переважно периферійних суглобів. В Україні ним страждає близько 140 тисяч чоловік (340 хворих на 100 тисяч дорослого населення). При РА пошкодження гомілковостопних суглобів і суглобів стопи спостерігається у 80-100 % хворих. Це захворювання частіше вражає людей після 30 років. Жінки в 5 разів більше хворіють, ніж чоловіки.

ОА - атеросклеротичне пошкодження великих артерій нижніх кінцівок із звуженням їх просвіту. Основними симптомами на початку захворювання є переміжна кульгавість, біль в литкових м'язах при ходьбі, ламкість нігтьових пластинок, в подальшому виникнення трофічних виразок на стопі, які призводять до гангрени. В Україні ОА страждає 35% чоловіків після 65 років, частота розвитку гангрени яких досягає 25%.

На даний період часу в нашій країні практично не виготовляється взуття, яке враховувало б всі зміни стоп при цих захворюваннях. Розв'язати проблему профілактики ускладнень при патології стоп неможливо без розробки спеціального взуття та вкладних пристосувань. Таке взуття запобігає прогресуванню та виникненню ускладнень, прискорює реабілітацію хворих після хірургічних втручань, попереджає рецидиви захворювання стопи.

Аналіз інформаційних джерел показує, що в них недостатньо висвітлені питання розробки спеціального взуття для профілактики ускладнень при такій патології. Роботи, які проводились в м. Москві (ВІСТІ) та в м. Києві (НВО “Дніпро”) в кінці ХХ століття не включали антропометричні дослідження стоп при цукровому діабеті, ревматоїдному артриті, облітеруючому атеросклерозі та не враховували необхідність використання у взутті вкладних пристосувань.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано у відповідності із тематичним планом науково-дослідної роботи Київського національного університету технологій та дизайну “Перспективні інформаційні технології виробництва товарів широкого вжитку“ на 1998-2003 рр. та у рамках держбюджетних науково-дослідних робіт Інституту травматології та ортопедії АМН України “Розробка системи профілактики ампутацій, рівня їх виконання комплексної хірургічної підготовки до протезування та ортезування ортопедичних хворих з глибокими трофічними розладами, значними ступенями потворень та незворотніми пошкодженнями нижніх кінцівок” (1999-2001 рр.), “Розробити методи збереження опоростійкості у хворих із хронічною ішемією нижньої кінцівки” (2003-2005 рр.).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка колодки, коригуючих ортопедичних розвантажувальних коректорів стоп (КОРКС) та профілактично-медичного взуття на основі комплексних антропометричних, біомеханічних та інших досліджень стоп у пацієнтів із СДС, РА та ОА. Для досягнення даної мети в дисертації поставлено і вирішено такі завдання:

уточнення поняття профілактично-медичного взуття;

розроблення класифікації профілактично-медичного взуття для хворих з СДС;

проведення та визначення особливостей стану стоп при СДС, РА, ОА на основі антропометричних, біомеханічних, термографічних, стабілографічних та неврологічних досліджень;

розроблення антропофункціональної математичної моделі деформованих стоп;

розроблення алгоритму та методу проектування внутрішньої форми і вкладних пристосувань для пацієнтів з цими патологіями;

розроблення методів виготовлення КОРКС та вимог до конструкції профілактично-медичного взуття;

розроблення уніфікованої колодки з урахуванням КОРКС, конструкції профілактично-медичного взуття та апробація їх на протезно-ортопедичних підприємствах України.

Об'єктом дослідження є процес вивчення та вирішення соціальної проблеми забезпечення взуттям людей з патологією стоп.

Предметом дослідження є розробка внутрішньої форми, корегуючих пристосувань та профілактично-медичного взуття при патології стоп.

Методи дослідження. В роботі використано біомеханічні методи дослідження: аналіз ходи за даними трьох складових опорних реакцій, подограми, гоніограми, стабілографії, термографії, а також неврологічні та антропометричні дослідження. Результати оброблялися за допомогою вибіркового методу математичної статистики. При анкетному опитуванні пацієнтів, які випробовували взуття, застосовувався метод експертної оцінки.

Наукова новизна одержаних результатів:

уперше в взуттєвій галузі визначено поняття профілактично-медичного взуття;

уперше розроблено класифікацію профілактично-медичного взуття для хворих на ЦД;

установлено закономірності взаємозв'язків розмірних ознак стоп при СДС, РА, ОА;

розроблено антропофункціональну математичну модель стоп при СДС, РА, ОА;

розроблено методику комбінованого проектування колодки в сукупності з вкладним пристосуванням для хворих з СДС.

Практичне значення отриманих результатів:

запропоновано класифікацію профілактично-медичного взуття в залежності від захворювання та стану стопи;

визначено розміри та форми колодок для СДС, РА, ОА з урахуванням розміщення КОРКС;

розроблено конструкції профілактично-медичного взуття;

розроблено нормативно-технічну документацію на пробну партію “Копили взуттєві профілактично-медичні” ТУ УОПМ 02070890-01-2000.

Особистий внесок здобувача. В дисертації використано ідеї та розробки, які особисто належать здобувачеві. За безпосередньою участю автора в статтях зі співавторами виконано постановку завдань, проведення досліджень та проаналізовані отримані результати. Здобувачем розроблено нормативно-технічну документацію на профілактично-медичні колодки.

Апробація результатів роботи. Результати досліджень антропометричних і біомеханічних методів доповідались та отримали позитивну оцінку на щорічних науково-технічних конференціях молодих вчених та студентів Київського національного університету технологій та дизайну (м. Київ, 1998-2003 рр.), на наукових конференціях по ортопедії, травматології та протезуванню Українського науково-дослідного інституту травматології та ортопедії (м. Київ, 1995-2000 рр.), на міжнародній конференції “Хірургічне лікування гнійних ускладнень цукрового діабету” (м. Київ, 2001 р.). Впроваджено уніфіковану колодку з урахуванням КОРКС та проведено апробацію конструкції профілактично-медичного взуття на ТОВ “БВЛ - 3С”, філії “ОРТЕЗ ПРО” Центру соціальної реабілітації інвалідів м. Києва, Вінницькому та Київському казенних експериментальних протезно-ортопедичних підприємствах, що підтверджено актами впровадження.

Структура і об'єм роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 4-х розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Робота надрукована на 148 сторінках тексту, має 37 рисунків і 26 таблиць. Список використаної літератури включає 182 найменування. Додатки представлені на 45 сторінках.

2. Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету, основні задачі та методи досліджень, наукова новизна роботи та її практична цінність.

В першому розділі виконано аналіз літературних джерел, пов'язаних з розробкою внутрішньої форми та корегуючих пристосувань профілактично-медичного взуття для пацієнтів з патологією стоп. У розвиток розробки методів масових вимірів і антропометричного аналізу стопи зробили значний внесок такі автори: Зибін Ю.П., Фукін В.Д., Коновал В.П., Ліокумович Х.Х., Ченцова В.І., Фарнієва О.В., Крамаренко Г.Н., Кочеткова Т.С., Чубів Б.П., Вредін Р.Р., Яралов-Яраланц В.А., Недригайлов О.В., Годунов С.Ф., Либа В.П. та інші. Аналіз науково-технічної інформації з досліджуваної проблеми в Україні і в світі показав, що недостатньо висвітленими є питання клінічних, біомеханічних і антропометричних досліджень стоп з різними видами патологій. Взуття для даного контингенту пацієнтів відсутнє. В результаті аналізу, а також медико-антропометричних досліджень, запропоновано і внесено Зміни № 1 до ДСТУ 2756-93 та розроблено класифікацію взуття для пацієнтів хворих на цукровий діабет (рис. 1).

Размещено на http://www.allbest.ru/Ошибка! Закладка не определена.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Класифікація взуття для пацієнтів хворих на цукровий діабет

Отже, профілактично-медичне взуття - це взуття, конструкція якого забезпечує профілактику ускладнень і лікування патологічних відхилень стопи, а ортопедичне - взуття, рекомендоване для осіб, що мають виражені деформації стоп або укорочення нижніх кінцівок.

У другому розділі наведено результати вперше проведеного в Україні комплексного клінічного, антропометричного, біомеханічного та інших досліджень патологічних стоп при СДС, РА, ОА. На базі медичних закладів (клінік Інституту травматології та ортопедії АМН України, відділень Київської міської клінічної лікарні № 1 Дарницького районного медичного об'єднання та Центральної міської клінічної лікарні) проведено клінічні дослідження стоп 217 пацієнтів, антропометричні - 485 пацієнтів, біомеханічні (опорні реакції, подограма, гоніограма, стабілограма) - 422 пацієнтів.

При клінічно-неврологічних дослідженнях пацієнтів з СДС, РА, ОА було визначено показники порогу вібраційної, дискримінаційної, тактильної, больової, температурної чутливості, проба “білої плями”, щиколотко-плечовий індекс стоп. Важливі результати було отримано для показника тактильної чутливості.

Встановлено, що відсутність чутливості в усіх відділах стопи найбільшою була при СДС та у ОА, що свідчить про пошкодження нервової системи цих пацієнтів. Для порівняння антропометричних даних всі розрахунки було проведено за єдиною методикою. Статистичний аналіз вимірів головних ознак здійснювався у пацієнтів з СДС, РА, ОА за допомогою програм “Statistic for Windows“ версія 5,0 фірми виробника “STAT SOFT” та Microsoft Excel - 97. Для з'ясування антропометричних особливостей проведено зіставлення основних розмірних ознак стоп СДС, РА, ОА. В табл. 1 показано статистичні характеристики середніх значень розмірних параметрів патологічних стоп при СДС, РА та ОА.

Таблиця 1. Статистичні характеристики середніх значень основних параметрів вибірки при СДС, РА, ОА

Групи пацієнтів	Найменування розмірних ознак, характеристики	Довжина стопи, Д1, мм	Ширина стопи по зовнішньому пучку, Ш1, мм	Ширина п'ятки, Ш4, мм	Обхват по зовнішньому пучку, О2,, мм	Висота найвищої точки першого пальця, В1,, мм
СДС	Середнє значення, (М±m(M), мм	240,71	94,06	64,47	238,06	25,29
	Середнє квадратичне відхилення у, мм	2,62	2,63	2,74	3,75	0,75
РА	Середнє значення, (М±m(M), мм	244,88	88,87	60,76	221,47	30,35
	Середнє квадратичне відхилення у, мм	0,89	0,96	1,03	1,15	0,85
ОА	Середнє значення, (М±m(M), мм	252,06	95,88	66,29	240,59	33,00
	Середнє квадратичне відхилення у, мм	0,76	0,78	1,19	2,32	0,61

За результатами досліджень стоп при СДС, РА, ОА визначені коефіцієнти пропорційного співвідношення довжинних розмірних ознак стоп в порівнянні з ГОСТ 3927 - 88 (див. табл. 2).

Таблиця 2. Порівняння коефіцієнтів пропорційного співвідношення довжинних розмірних ознак стоп з довжиною за ГОСТ 3927 - 88 при СДС, РА, ОА.

Найменування коефіцієнтів пропорційного співвідношення	Групи патологічних стоп (за даними обмірювань)	Значення за ГОСТ 3927 - 88
	СДС	РА	ОА
Довжина до кінця мізинця, k1 Довжина до внутрішнього пучка, k2 Довжина до зовнішнього пучка, k3 Довжина до найбільш широкої частини п'ятки, k4	0,87 0,68 0,61 0,16	0,83 0,68 0,61 0,16	0,84 0,71 0,61 0,16	0,82 0,73 0,62 0,18

Порівняльний аналіз показав, що коефіцієнт, який визначає положення п'ятого пальця при СДС, перевищує рекомендації ГОСТ 3927 - 88 на 0.01-0.05, а до внутрішнього пучка у пацієнтів з СДС та РА на 0.05 менше. Отримані антропометричні показники при обмірах деформованих стоп дали підставу для побудови та проектування сліду колодки. Проведені розрахунки взаємозалежності розмірних ознак стоп: довжини (Д_ст), ширини (Ш_п), обхвату (О_п), висоти (В_п) при СДС, РА, ОА.

Аналіз коефіцієнтів регресії по трьох досліджуваних групах показав високий ступінь зв'язку довжинних та висотних розмірів стоп. В групі пацієнтів з РА відмічені зменшені значення коефіцієнтів кореляції.

У результаті аналізу отриманих залежностей встановлено:

майже всі середні значення вимірів стоп відрізняються за основними розмірними ознаками;

розходження обхватів в пучках, ширині по внутрішньому пучку, висоті великого пальця - статистично реальні згідно даних спостережень, а розходження між розмірами по довжині стоп при СДС, РА, ОА значні в зв'язку з наявністю таких пацієнтів;

розподіл всіх розмірних ознак трьох груп схожі, тому що відмінності в характеристиках розподілу (V, ) - несуттєві;

існування тісної кореляційної залежності між деякими розмірними ознаками при СДС, РА, ОА і реальні відмінності між коефіцієнтами кореляції.

Біомеханічні дослідження проводились згідно методик, розроблених Інститутом травматології та ортопедії АМН України. Аналіз ходи за даними опорних реакцій (ОР), подограми, гоніограми проводили для визначення силових, часових величин, характеристик кутових переміщень при опорі та перекаті стопи. Опорні реакції визначались для нормальних стоп, СДС, РА, ОА з реєстрацією в трьох взаємно-перпендикулярних площинах: вертикальної складової (Z), повздовжньої (Y), що спрямована в горизонтальній площині по вісі руху та поперечної (Х), яка направлена в горизонтально-поперечному напрямку.

Третій розділ присвячено розробці антропофункціональної математичної моделі патологічних стоп для пацієнтів з СДС, РА, ОА. Розвиток теми математичної моделі розпочато в роботах Фукіна В.А. У роботах Коновала В.П. при розробці моделі використовувались не тільки антропометричні, а морфологічні і біомеханічні дані. В нашій роботі використані тільки антропометричні та морфологічні характеристики стоп. Структура математичної моделі стоп складається з 4 рівнів (рис. 2): перший поєднує всю сукупність особливостей стоп; другий і третій статистичні антропоморфологічні ознаки (антропометричні А_і, морфологічні М_і, підрівні). На четвертому рівні характеристики виражено у формі математичних залежностей, які отримані в результаті обчислень та вимірів. В А_і розглянуто середні розміри вибіркових сукупностей характерних за чотирма параметрами (довжиною, шириною, обхватом, висотою). Крім середніх значень визначались: середньоквадратичне відхилення - д_дв, д_о, д_ш, д_в; коефіцієнти кореляційної залежності і рівняння прямих регресії.

Размещено на http://www.allbest.ru/Ошибка! Закладка не определена.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Структура математичної моделі патологічних стоп при СДС, РА, ОА.

Для аналізу взаємозв'язку вказаних параметрів застосовували показник мінливості, який визначається коефіцієнтом коваріації:



де х_i, у_i - значення параметрів, , - середні значення; n - об'єм вибірки.

Для його визначення можна використати формулу:

КО = r_х/у · у_х · у_у

тоді:

КО_д/д = r _д/д · у_д · у_д

КО_д/о = r _д/о · у_о · у_д

КО_д/ш = r _ш/о · у_ш · у_д

КО_д/в = r _д/о · у_в · у_д

Подібним чином складено 16 рівнянь, за якими розраховувались 16 коефіцієнтів коваріації для чотирьох основних характерних параметрів стоп. Залежності між параметрами записано в симетричній матриці четвертого порядку з коефіцієнтів коваріації:

На основі статистичних характеристик цієї сукупності та розрахунків |Ако|, складено матрицю коефіцієнтів сукупних чотирьох основних розмірів стоп по групах: Д_ст - довжина стопи, О_п - обхват у пучках, Ш_п - ширина в пучках, В_п - висота в пучках і обчислено визначник матриці для груп патологічних стоп при СДС, РА, ОА. Так для СДС:



Цей детермінант для СДС - =0,360; при РА - |Ако| =0,413; при ОА - |Ако| = 0,748. Детермінант є узагальненим визначенням взаємозалежності чотирьох основних розмірів (Д_ст, О_п, Ш_п, В_п), характерним для даної сукупності стоп.

Морфологічні характеристики (Мi) визначаються взаємозв'язком основних розмірів стопи, що записуються рівнянням лінійної регресії:

y - = R_у/х · (х - )

Для конкретних параметрів стопи:

О -_о/д · ()

де О і - відповідно поточне і середнє значення обхвату в пучках; Д і - відповідно поточне і середнє значення для довжини стопи, R(о/д) - коефіцієнт регресії параметрів О і Д, що розраховано за формулою:

R_о/д = r _о/д ·

де r _о/д - коефіцієнт кореляції, - середнє квадратичне відхилення для О_п, відповідно _д. - середнє квадратичне відхилення для Д_ст

Визначивши значення коефіцієнтів регресії і вільних членів, маємо рівняння прямих регресій по кожній групі патологічних стоп, так по групі СДС;

О_п = 0,116 · Д_ст +210,06

Ш_п = 0,231 · Д_ст + 38,47

Ш_п = 0,249 · О_п + 34,85

В_п = 0,643 · О_п - 127,85

Потім ці рівняння записувались у вигляді матриць та визначався детермінант |A_R| для кожної групи (табл. 3).

Таблиця 3. Порівняльна характеристика значень детермінантів основних ознак при СДС, РА, ОА

Найменування ознак	СДС	РА	ОА
АR	0,259	-0,135	0,032
Адовжина	62,614	-36,283	8,073
Аобхват	61,022	-33,825	7,848
Аширина	24,462	-11,024	3,045
Ависота	6,427	-6,278	1,046

Таким чином, значення детермінантів при СДС, РА, ОА для однакових розмірних ознак патологічних стоп, теж різні між собою. Це підтверджує необхідність проектування окремих колодок для кожної групи пацієнтів.

В четвертому розділі на підставі аналізу біомеханічних характеристик ходьби пацієнтів, що мають патологію стоп, розроблено медико-технічні вимоги до КОРКС, які є основою для проектування технологічного процесу. Медичні вимоги враховують індивідуальні клініко-анатомічні особливості і біомеханічні порушення стоп пацієнтів з не фіксованими або частково фіксованими деформаціями при СДС, РА та ОА. Технічні вимоги до КОРКС визначають конструктивні, технологічні і ергономічні характеристики. При конструюванні КОРКС за основу було обрано результати досліджень плантограм патологічних стоп з врахуванням ГОСТ 3927 - 88 та розрахунки Д_сл, Ш_сл, за формулами 1, 2:

Довжина сліду:

Д_сл = Д_ст + УP - (S+t_n) (1)

де Д_ст - середнє значення довжини стопи, мм; УP - сума середнього збільшення довжини при ходьбі (8мм) і графічного припуску необхідного для побудови носкової частини сліду колодки (мінімальне значення 20мм.); S - зміщення при опорі п'ятки близько 3мм; t_n - товщина матеріалу в п'ятковій частині взуття на грані низу устілки (4-6мм).

Ширина сліду:

Ш_сл = Ш_0,68 + ДШ₁ + ДШ₂ (2)

де Ш_ст - ширина сліду стопи в 0,68 довжини; ДШ₁ - припуск на розпластування приблизно 6мм; ДШ₂ - припуск на утворення межі сліду стопи приблизно 3 мм.

При побудові колодки введено дискретно-цифрову модель плантограм УСТС для патологічної стопи з СДС у статичному положенні. Розроблено еталон уніфікованої колодки з урахуванням КОРКС при СДС (фас. 8121-УПМ1) з контрольними шаблонами та технічною документацією. Враховуючи властивості матеріалів та конструкції КОРКС, розроблено схему алгоритму комп'ютерно-програмного комплексу проектування колодки.

Розроблені вимоги до матеріалів для КОРКС, які б враховували анатомічні та функціональні зміни стопи. Термопластичні матеріали забезпечують формостійкість в процесі експлуатації, викладку склепіння з підтримкою стопи в правильному біомеханічному положенні та розвантажують хворобливі ділянки.

Також розроблено комплекс вимог до конструкції профілактично-медичного взуття при СДС. Оптимальною конструкцією, що рекомендується для повсякденного носіння, є черевики з настроченими берцями.

Таке взуття охоплює всю тильну поверхню стопи, верхній кант розташовується вище щиколоток; використовується текстильна застібка, що сприяє утриманню та регулюванню взуття на стопі і забезпечує стійке, стабільне положення при ходьбі; відсутні внутрішні шви; каблук з стандартною висотою 20-25 мм. При конструюванні взуття для діабетиків визначальним фактором являється комфортність, що часто розходиться з поняттями моди і стилю.

Проведено аналіз ходи пацієнтів у взутті без та в КОРКС і порівняно з нормою за результатами біомеханічних досліджень силових та часових показників опорних реакцій: вертикальної складової (табл. 4).

Таблиця 4. Порівняльна характеристика силових та часових показників вертикальної складової (Z) опорних реакцій при РА, СДС, ОА без та в КОРКС.

Характеристики вертикальної складової	норма (у % до ваги тіла )	РА	СДС	ОА
		без КОРКС	в КОРКС	без КОРКС	в КОРКС	без КОРКС	в КОРКС
Максимум переднього поштовху, L1	108,1±1,21	101,4±1,01	106,8±1,12	99,65±1,36	107,3±1,21	100,3±1,21	106,3±1,02
Міжпоштовховий період, L2	81,02±1,27	90,3 ±1,28	83,6± 0,91	89,4 ± 1,06	84,4± 1,14	86 ± 1,14	83,9±1,21
Максимум заднього поштовху, L3	112,7±1,37	99,8± 1,08	106,6±1,23	102,47 ±1,23	109± 1,07	101,9±1,17	108,9 ±1,3
Загальний час, t, с	0,89 ±0,02	1,20 ± 0,03	0,99± 0,03	1,18± 0,01	0,99± 0,02	1,23 ± 0,04	1,09± 0,01

Виготовлені моделі профілактично-медичного взуття були тестовані пацієнтами з СДС на тензометричній доріжці за трьома складовими ОР.

Силові показники переднього, заднього поштовхів (L_1, L₃ ) та міжпоштовховий період (L₂) вертикальної складової у групі пацієнтів з СДС при ходьбі в КОРКС, збільшені у порівнянні з показниками при ходьбі без устілок та наближені до параметрів контрольної групи. Графік вертикальної складової (Z) при ходьбі в КОРКС має наближений вигляд типової двогорбої кривої, характерний для норми, що свідчить про стрімку опору п'яткового відділу стопи та динамічність заднього поштовху. Час опори у взутті з КОРКС та силові показники переднього (L₁) та заднього (L₃) поштовхів наближені до норми. Такі показники патологічних стоп свідчать про зміни акту ходьби із збільшенням навантаження на стопу при опорі.

Термографічні дослідження проводились на плантарній поверхні стоп при СДС, РА, ОА носкового, геленкового та п'яткового відділів. В залежності від виду матеріалу і конструкції КОРКС на термограмі були зафіксовані показники температурного поля, які характеризували симетричність рисунку. На плантарній поверхні стоп при СДС інтенсивність гіпертермії більше виражена по медіальній стороні після ходьби в КОРКС, ніж без них. Термографічні дослідження дали змогу простежити динаміку відновлення функції стопи та контролювати відповідність призначених КОРКС для профілактично-медичного взуття.

Результати наукових досліджень являються основою при визначенні та розробці конструкції КОРКС, колодок і спеціального взуття для різних патологій стоп.

Висновки

На основі аналізу літературних джерел, досвіду роботи протезно-ортопедичних підприємств, систематизації матеріалів і експериментальних оцінок комфортності взуття пов'язаних із патологічним станом стоп при цукровому діабеті, ревматоїдному артриті, облітеріруючому атеросклерозі, визначено поняття та призначення профілактично-медичного взуття. Запропонована класифікація взуття для пацієнтів на цукровий діабет.

Визначено особливості патології стоп. Результати антропометричних досліджень підтвердили припущення про те, що розмірні ознаки не всіх патологічних стоп підпорядковані нормальному розподілу. Установлені закономірності взаємозв'язків стоп при СДС, РА та ОА.

За результатами біомеханічних досліджень (опорних реакцій, гоніограми, стабілограми) визначено залежність значень силових, часових величин, характеристик кутових переміщень, опори і перекату стопи, зусилля рівноваги, амплітуди та частоти коливань у сагітальній (Х) і фронтальній (У) площинах патологічних стоп.

Вперше розроблено антропофункціональна математична модель патологічних стоп при СДС, РА, ОА. Проведено перевірку залежності ознак (Д_ст, Ш_п, О_п, В_п) для кожної групи пацієнтів. Розмірні ознаки за групами СДС, РА, ОА мають значні відмінності між собою. По типології їх виділено в окремі групи для проектування різних колодок.

Розроблено конструкції КОРКС та підібрані полімерні матеріали з каучукоподібними властивостями: еластичні листові пінопласти (PEDILIN з температурою термоформування від 110 до 130єС), напівжорсткі листові пінополіуретан, пінополіетилен, піносевилен, ізолон. Визначено параметри нормативів технологічного процесу виробництва КОРКС.

Розроблено конструкцію та автоматизовану програму проектування профілактично-медичної колодки з врахуванням конструкції КОРКС для СДС (фас. 8121-УПМ1). Біомеханічні та термографічні дослідження дали змогу простежити динаміку відновлення функції стопи при СДС при використанні КОРКС і профілактично-медичного взуття.

Результати роботи впроваджено на ТОВ ”БВЛ - 3С“, філії ”ОРТЕЗ ПРО“ Центру соціальної реабілітації інвалідів м. Києва, Вінницькому та Київському казенних експериментальних протезно-ортопедичних підприємствах, які підтверджено актами впровадження та заключеннями щодо експертної оцінки, пригінки на дослідне носіння. Розроблено Технічні умови на колодки взуттєві профілактично-медичні (ТУ УОПМ 02070890-01-2000), внесені зміни в Державний Стандарт України: Розділ ”01. Загальні положення. Термінологія. Стандартизація. Документація.” 01.040.61; 61.060 Зміна № 1 ДСТУ 2157-93 Взуття. Терміни та визначення. Чинна від 2002-09-01. Очікуваний економічний ефект від впровадження профілактично-медичного взуття для жінок із патологією стоп при СДС, складатиме 840 грн. на 100 пар.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Гондарчук П.М. Біомеханічні аспекти профілактики ускладнень хворих з патологічними ступнями // Зб. прац. III міжнарод. науково-практич. конф. “Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини”, СИЕТ-98 - К.: ДАЛПУ, 1998- С. 48-50.

2. Гондарчук П.М. Визначення ступенів синдрому “Діабетична ступня” для конструювання взуття хворим на цукровий діабет // Зб. прац. IV міжнарод. науково-практич. конф. “Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини”, СИЕТ-98 - К.: ДАЛПУ, 1998.- С. 89-92.

3. Гондарчук П.М., Коновал В.П. Антропометричні і клінічні дослідження та профілактика ускладнень хворих на цукровий діабет // Проблеми легкої та текстильної промисловості України. Міжвузівський журнал. - 1999. - № 2. - С. 243-244.

4. Гондарчук П.М. Класифікація взуття для хворих на цукровий діабет // Легка промисловість. - 1999. - № 3. - С. 42.

5. Гондарчук П.М., Коновал В.П., Зубко Л.І. Аналіз антропометричних досліджень паталогічних ступнів за методами математичної статистики // Легка промисловість. - 2000. -№ 2. - С. 53.

6. Гондарчук П.М., Зубко Л.І. Біомеханічні методи досліджень патологічних ступнів// Легка промисловість. - 2000. - № 3. - С. 57.

7. Гондарчук П.М. Розробка антропофункціональної математичної моделі патологічних ступнів // Вісник ДАЛПУ. - 2000. - № 1. - С. 42-46.

8. Гондарчук П.М., Коновал В.П. Вплив корегуючих устілок на біомеханіку ходи людей з деформацією ступнів // Вісник ДАЛПУ. - 2000. - № 3. - С. 137-139.

9. Гондарчук П.М., Коновал В.П., Олійникова В.В. Метод виготовлення індивідуальних ортопедичних устілок // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2005. - № 6. - С. 218-221.

10. А.с. Украина, К., № 316 от 27.03.1993 г. Устройство для снятия оттисков стоп // Гондарчук П.М., Михневич О.Е., Зазирный И.М. (Украина).

11. А.с. Украина, К., № 319 от 01.04.1994 г. Способ изготовления стелек - вкладышей для разгрузки стопы // Гондарчук П.М. (Украина).

12. Пат. 32967 А Україна, UA, 6 А61В 17/58, Апарат Міхневича О.Е. для фіксації стопи в анатомічно правильному положенні. Міхневич О.Е., Міхневич В.О., Гондарчук П.М., Савка І.С. № 98084633; Заявк. 28.08.1998; Опубл. 15.02.01, Бюл.№1 - 3 с.

13. Пат. 33538 А Україна, UA, 6 А61F 13/06, Профілактично - медичне взуття для хворих з патологією ступнів. Гондарчук П.М., Коновал В.П. № 99031258; Заявл. 05.03.1999; Опубл. 15.02.01. Бюл. № 1 - 6 с.

14. Гондарчук П.М., Зміни до Державного Стандарту України: Розділ “01. Загальні положення. Термінологія. Стандартизація. Документація.” 01.040.61; 61.060 Зміна № 1 ДСТУ 2157-93 Взуття. Терміни та визначення. Чинна від 2002-09-01.

Размещено на Allbest.ru

...