Введение к работе
з
Актуальность исследования.
Согласно приказу Президента Российской Федерации от 21 мая 2006 года, и Распоряжению Президиума РАМН №14-09/40 от 27 июля 2006 года, научные исследования, посвященные развитию и внедрению новых информационных технологий в различных отраслях знаний, в том числе и в медицине в настоящее время занимают приоритетное положение в развитии науки и техники.
Биомеханическое распределение нагрузок в коленном суставе - один из актуальнейших вопросов ортопедии, решение которого позволило бы по-новому рассматривать проблемы хирургической коррекции осевых деформаций нижних конечностей, осуществлять индивидуализированный подход к эндопротезированию коленного сустава (КС), подбору ортопедической обуви, стелек. В литературе имеются данные по биомеханике коленных суставов, построены трехмерные модели суставов, но эти данные основаны на усредненных параметрах, нет четкой физико-математической модели нагружения КС, что не позволяет осуществлять индивидуального подхода к диагностике и выбору метода лечения патологий КС, связанных с нарушением распределения нагрузок в нем.
В то же время отсутствуют работы по моделированию нагрузочных процессов, которые давали бы возможность оценивать ожидаемые деформации элементов коленного суставов и вырабатывать оптимальные лечебные технологии. С этой целью необходимо решить следующие задачи и цели:
выработать эффективные биомеханические характеристики коленного сустава;
разработать методики оценки этих характеристик;
создать технические средства для получения значений этих оценок.
Основные положения, выносимые на защиту:
Модель механических характеристик коленного сустава.
Программно-технический комплекс для биомеханических оценок коленного сустава.
Алгоритмическое и программное обеспечение программно-технического комплекса для биомеханических оценок коленного сустава.
4 Научная новизна
Впервые определены биомеханические оценки, позволяющие оценивать состояние сустава и определять характер оперативной технологии.
Впервые синтезированы модели биомеханических оценок коленного сустава, позволяющие определять технологию биомедицинских измерений.
3. Впервые синтезирован программно-технический комплекс для биомеханиче
ских оценок коленного сустава, позволяющий определить параметры состояния ко
ленного сустава для выработки оперативной технологии.
Научная значимость
Определены биомеханические оценки коленного сустава и синтезированы модели, позволяющие разрабатывать программно-технические комплексы для их оценивания.
Синтезированы структуры программно-технического комплекса, позволяющие сформировать набор инструментальных модулей технического комплекса, удовлетворяющих по техническим характеристикам.
Выполнен метрологический анализ программно-технического комплекса, позволяющий оценить интервальные и предельные оценки технических характеристик программно-технического комплекса.
Сформирован измерительный алгоритм, позволяющий определять измерительную технологию для оценки биомеханических оценок коленного сустава.
Практическая значимость
Разработана технология измерения биомеханических характеристик.
Разработан пакет программ программно-технического комплекса оценивания биомеханических характеристик.
Реализован программно-технический комплекс и определены его технические характеристики.
Апробация и реализация результатов исследования.
Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской конференции с международным участием «Новые информационные технологии в медицине», Волгоград 2008, международная конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине, Волгоград 2009. Работа отмечена фондом содействия развитию малых форм предприятий в рамках программы У.М.Н.И.К и грандом МИК Инновариум.
Работа выполнена на кафедре вычислительной техники Волгоградского государственного технического университета, в лаборатории моделирования патологии, на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета, в Волгоградском научном центре РАМН и Администрации Волгоградской области, при участии специалистов отдела лучевой диагностики Волгоградского областного кардиологического центра.
Материалы диссертации внедрены в учебный процесс на кафедрах оперативной хирургии и топографической анатомии, анатомии человека ВолГМУ. Практические рекомендации используются в работе ортопедического отделения на базе Госпиталя инвалидов войн.
Публикации.
По результатам выполненных исследований опубликовано 13 научных статьи, из которых, согласно положению ВАК РФ, одна опубликована в журнале, входящем в список ВАК Минобрнауки России.
Соответствие диссертации Паспорту научной специальности. Данная тема соответствует п. 6 Паспорта специальностей научных работников «Исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных и управляющих систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений» по шифру 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям) и п.1 Паспорта специальностей научных работников «Исследование, разработка и создание медицинской техники, изделий, инструментов, методов и способов диагностики и лечения человека, которые рассматриваются как средства восстановления нарушенной поливариантной системы, представление которой возможно математической, физико- и биотехнической, механической моделью, а также энергетической, физико- химической, химической, электрохимической моделью и т.д.» по шифру 05.11.17 - Приборы, системы и изделия медицинского назначения.
Личный вклад автора.
В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежит:
[2],[5],[6],[7],[8],[10],[12],[13] - синтез и анализ методики индивидуального распределения нагрузки на коленный сустав;
[1],[3],[4],[9],[11]- синтез и анализ алгоритмов работы программно-технического комплекса (ПТК) для биомеханической оценки нагрузки на коленный сустав; Структура и объем диссертации:
Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста, содержит 13 таблиц, иллюстрирована 55 рисунками. Список использованной литературы содержит 66 отечественных и 36 зарубежных источников
