ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1 Травмы верхних конечностей 8
1.2 Физиотерапия при травмах 19
1.3 Фиксирующие повязки при травмах 28
2 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК 31
3 АНАЛИЗ ДАННЫХ ПО УЛЬТРАЗВУКОВОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ НА
ОРГАНИЗМ ЧЛОВЕКА 39
3.1 Параметры акустических колебаний 41
3.2 Методы воздействия ультразвуком на организм 46
4 РЕЗУЛЬТАТ АНАЛИЗА ДАННЫХ 49
5 ФОРМУЛИРОВКА ТРЕБОВАНИЙ К РАЗРАБОТКЕ 50
6 СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА 53
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ 56
7.1 Микроконтроллер 56
7.2 Стабилизатор напряжения и фильтры 61
7.3 Ультразвуковой преобразователи и кварцевой резонатор 63
7.4 Драйвер 65
8 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОДА 67
9 РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ 69
9.1 Проектирование 69
9.2 Создание печатной платы. Травление 71
9.3 Монтаж компонентов платы 73
10 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОРТЕЗА 74
11 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗРАБОТКИ 76
12 РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
ПРИЛОЖЕНИЕ
В медицинской практике часто применяется физиотерапевтические процедуры для лечения, профилактики и реабилитации. В основе таких процедур лежит искусственное создание природных факторов на организм человека. Одним из таких факторов является воздействие ультразвуком (УЗ).
Применение УЗ довольно широко распространилось и за пределы медицины, но в рамках диссертационной работы будет рассматриваться воздействие УЗ в процессе полного восстановления функциональности после перелома руки.
Как известно перелом влечёт за собой массу дискомфорта, боли, контроля, лечения, физических упражнений, процедур реабилитации и физиотерапии. Весь восстановительный период занимает большой срок в зависимости от вида и места травмы. В большинстве случаев руку фиксируют классическим методом - гипсовая повязка. Несмотря на все плюсы данного метода, также имеются недостатки. Структура гипса твёрдая и монолитная, что мешает проводить большинство лечебных процедур, из - за чего гипс снимают затем перевязывают вновь. Подобная проблема испытывается и во время контроля сращивания костей путём рентген диагностики. Весь этот весьма проблемный и дискомфортный процесс восстановления испытывает как пациент, так и обслуживающий медицинский персонал, в руках которых не один человек с подобными травмами.
Актуальность диссертационной работы, исходя из вышеописанной проблемы, заключается в несовершенстве медицинских методов и инструментов в оказании помощи в период восстановлении функции руки после перелома. Помимо лечения, которая предоставляется только по расписанию или графику, пациент в это время может испытывать крайние неудобства связанные с болями Несмотря на положительный и достоверный результат полного выздоровления, процесс крайне проблематичен и затруднён.
Цель диссертационной работы: заключается в изучение проблемы, исходя из анализа теоретических данных по тематике и на этой основе приобретение навыков по системам ультразвукового воздействия на организм и созданию функционирующего прототипа.
Задачи диссертационной работы:
1) Провести анализ теоретического материала по процессам восстановления функции руки после травм;
2) Изучить процесс воздействия на организм ультразвуковых волн;
3) Создать ортез селективным лазерным спеканием на 3D принтере;
4) Создать аппаратную часть для управления ультразвуковым датчиком;
5) Разработка программы для реализации алгоритма физиотерапевтического метода воздействия.
В результате магистерской диссертационной работы по итогам разработки индивидуального ортеза изготовленного селективным лазерным спеканием со встроенной системой ультразвуковой системой физиотерапии были выполнен ряд поставленных задач.
1) Проведён анализ теоретического материала по процессам полного восстановления функции верхней конечности после травм. Общими влиятельными факторами в восстановлении является физиотерапевтические процедуры и дискомфорт работы с гипсовыми повязками как для проведения процедур, так и для рентген диагностики;
2) По результатам анализа данных по ультразвуковому воздействию на организм, на основе литературных источников и данным клинических исследований, были выявлены параметры акустических колебаний, их свойства и процессы возникающие в организме человека и животных. В итоге, ультразвуковые колебания малой интенсивности вызывают эффект микромассажа, что способствует ускоренной работы клеток и тем самым уменьшая время на восстановление;
3) Разработан ортез путём сканирования руки устройством Artec EVA + Spider в результате полученную модель руки редактировали, затем принтером sPro 60 HD напечатали изделие;
4) Создана аппаратная часть управления ультразвуковым датчиком, с помощью проектирования и разработки САПР Altium Designer 17 с самого начального этапа процесса, начиная с структурной схемы, заканчивая монтажными работами;
5) Разработана программа для реализации алгоритма физиотерапевтического метода воздействия по данным полученных в анализе литературы и клинической практике.
