INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA

1. Definicja biomechaniki (inżynierii biomedycznej).

Biomechanika - dyscyplina naukowa zajmująca się organizmami żywymi traktowanymi jako narzędzia o określonych funkcjach mechanicznych. Jest nauką o ruchu oraz związanych z nim obciążeniach i ich skutkach, a także mechanizm ten wywołujących, ze szczególnym `uwzględnieniem człowieka oraz zwierząt.

Termin „biomechanika” pochodzi od dwóch słów: od „mēchanē” co z języka

greckiego oznacza narzędzie, oraz przedrostka „bio” pochodzącego z greckiego słowa „bíos” oznaczającego życie. Można zatem powiedzieć iż Biomechanika jest interdyscyplinarną dziedziną nauki o ruchu i mechanizmach ruch ten wywołujących ze szczególnym uwzględnieniem człowieka oraz zwierząt.(ze strony stricte o biomechanice)

2. Definicja, cele i zadania rehabilitacji.
Rehabilitacja
, w medycynie przywracanie sprawności fizycznej, psychicznej i społecznej (także zawodowej), utraconej wskutek schorzeń i urazów, przez stosowanie działań usprawniających i terapeutycznych.

Rehabilitacja polega na:

Podstawowym zadaniem rehabilitacji jest usprawnienie jednostki upośledzonej pod względem fizycznym, umysłowym, psychicznym czy społecznym oraz zapewnienie jej odpowiednio do jej wieku i możliwości wykształcenia ogólnego lub zawodowego. Proces ten jest podejmowany na rzecz i przy współudziale osób, u których na skutek choroby lub urazu nastąpiło ograniczenie, niektórych czynności ustroju lub powstało trwałe kalectwo.

W związku z tym wyodrębnione zostały cztery rodzaje rehabilitacji:

Niepełnosprawność nie jest rozumiana tylko jako skutek choroby czy urazu. Jest ona przede wszystkim rezultatem barier, na jakie napotyka w społeczeństwie osoba z niepełnosprawnością.

3. Definicja niepełnosprawności i jej rodzaje.

Definicja :

Rodzaje:

4. Mięśnie: podział, czynności, mechanizm skurczu mięśni, potencjał czynnościowy i spoczynkowy mięśnia, jednostka motoryczna mięśnia.

Podział mięśni ze względu na budowę tkanki:

Typy mięśni szkieletowych:

Podział mięśni - ,2 typy komórek mięśniowych:

Mechanizm skurczu mięśnia:

Potencjał czynnościowy i spoczynkowy mięśnia:

spoczynkowy: występuje w stanie spoczynku, stała wartość różnicy potencjałów pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki i potencjał wnętrza jest ujemny w stosunku do otoczenia (tyle znalazłam u siebie)

czynnościowy: potencjał czynnościowy powstaje w komórce pobudliwej, gdy potencjał jej błony przekroczy pewną graniczną wartość nazywaną progiem pobudzenia

Jednostka motoryczna mięśnia:

Jednostka Motoryczna

Jednostką motoryczną nazywamy pojedynczy neuron ruchowy i zaopatrywane przez niego włókna mięśniowe. Jest to najmniejsza część mięśnia, która może się kurczyć niezależnie od pozostałych części. Liczba włókien mięśniowych w jednostce motorycznej jest rózna w róznych mięśniach. Od liczby włókien przypadających na jeden neuron zależy precyzja ruchu.

5. Układ kostny: budowa i funkcje kości, prawo Wolfa, remodeling kości, zjawisko piezoelektryczne kości.

Budowa kość: zbudowana z dwóch rodzajów tkanki kostnej:

• tkanki kostnej zbitej,

• tkanki kostnej gąbczastej,

komórki kostne: osteocyty- dojrzałe osteoblasty, osteoblasty (komórki kościotwórcze), osteoklasty (komórki kościożerne)

Prawo Wolffa -to teoria stworzona przez niemieckiego chirurga i anatoma Juliusa Wolffa w XIX wieku, która głosi, że kości u zdrowego człowieka lub zwierzęcia mają zdolność przystosowywania się do obciążeń. Jeśli kość będzie poddawana obciążeniu, po pewnym czasie stanie się silniejsza.Twierdzenie to jest prawdziwe również w odwrotną stronę. Jeśli jest zwolniona od obciążeń, staje się coraz słabsza.

remodeling kości - kości pod wpływem obiążeń mają zdolność do remodelingu. Układ beleczek kości w tkance gąbczastej może ulegać zmianie. Ogólnie - dostosowywanie się struktury kości do panujących warunków pracy

piezoelektryczność - kolagen zawarty w kościach jest “kryształem” w zjawisku piezoelektrycznym. Piezoelektryczność jest procesem, w którym za pomocą kryształów zachodzi zmiana energii mechanicznej na elektryczną, bądź też odwrotnie.
Zjawisko piezoelektryczne w kościach polega na wzbudzaniu niewielkich ładunków ujemnych podczas zwiększania nacisku mechanicznego i ładunków dodatnich podczas zmniejszania nacisku.

6. Biomateriały: definicja, podział i zastosowanie ? metale i ich stopy, bioceramika, polimery.

Biomateriał - każda inna substancja niż lek, albo kombinacja substancji syntetycznych lub naturalnych, która może być użyta w dowolnym czasie, a której zadaniem jest uzupełnienie lub zastąpienie tkanek narządu lub jego części w celu spełnienia ich funkcji, mająca kontakt z żywą tkanką.

Wymagania stawiane biomateriałom:

Klasyfikacja według rodzaju kontaktu z organizmem:

Klasyfikacja według czasu trwania kontaktu:

Podział ze względu na zastosowanie:

BIOCERAMIKA - grupa materiałów nieorganicznych nie będących metalami ani polimerami

Zalety bioceramiki:

Wady:

7. Definicja implantów.

Implanty:

- wszystkie przyrządy medyczne wykonane z jednego lub więcej biomateriałów, które mogą być umieszczone wewnątrz organizmu, jak również częściowo lub całkowicie pod powierzchnią nabłonka, i które mogą pozostać przez dłuższy okres w organizmie.

- ciało obce wszczepiane do organizmu w celu odtworzenia naturalnej funkcji lub estetyki uszkodzonego organu. Najczęściej stosowane są implanty zastępujące tkanki twarde.

Proces implantacji można podzielić na:

8. Biomechanika kręgosłupa: funkcje, budowa, triada podparcia, przeciążenie, skolioza.

Funkcje :

· Stanowi osłonę struktur rdzenia kręgowego

· Stanowi narząd ruchu

· Jest narządem osiowym (podporowym)

*Największa ruchomość w odcinku szyjnym

* Piersiowy – sztywniejszy bo klatka

* Lędźwiowy – tłocznia brzuszna ogranicza

*Krzyżowy - kręgi zrośnietę ze sobą

Budowa:

· Odcinek szyjny – 7 kręgów

· Odcinek piersiowy – 12 kręgów

· Odcinek lędźwiowy – 5 kręgów

· Kość krzyżowa

· Kość guziczna

Triada podparcia:

· Trzon – przednia

· Dwa wyrostki stawowe – tylna

Triadę podparcia zwana także triada stawowa , składa się ona z trzech połączeń będących jednocześnie punktami podparcia, które stanowią dwa symetryczne stawy międzywyrostkowe i krążek międzykręgowy, triadę stawową wzmacniają więzadła i mięśnie, które zapewniają właściwą ruchomość kręgosłupa i jego funkcje. Główne obciążenia przenosi krążek międzykręgowy, a zwłaszcza pierścień włóknisty, rozciągany przez jądro miażdżyste podczas przenoszenia nacisków osiowych.

Przeciążenie:

Uszkodzenia kręgosłupa powstaja w wyniku przeciążenia doraźnego lub zmęczeniowego.

1) Mechanizm przeciążenia zmęczeniowego – jest charakterystyczny dla odcinak szyjnego, w którym działają długotrwałe cykliczne obciążenia naruszające pierwotną stabilność kręgosłupa, prowadzące do uszkodzenia nawet gdy nie przekroczyły one doraźnej wytrzymałości struktur kostnych.

2) Mechanizm przeciążenia traumatyczne (doraźne) – ma podłoże urazowe, związane z przekroczeniem wartości granicznej wytrzymalości struktur kostnych kregosłupa np. wypadki lokomocyjne, upadki z wysokości.

Przez przeciązenie rozumie się taki stan, w którym pod wpływem dzialania sił na kręgosłup, w procesie przenoszenia obciążeń, zostaje przekroczona wytrzymałość fizyczna tkanek, zdolności adaptacyjne oraz wydolność czynnościowa mięśni, więzadeł, stawów oraz kości i z tego powodu dochodzi do zachwiania rónowagi statyczno - dynamicznej

Skoliza:

Skolioza była kiedyś nazywana bocznym skrzywieniem kręgosłupa. Z tamtego okresu pozostała aktualna jedynie definicja skoliozy, którą określamy jako zniekształcenie przekraczające 10° w płaszczyźnie czołowej, mierzone metodą Cobba, na zdjęciu rentgenowskim. Deformacja trójpłaszczyznowa, dotycząca:

· Płaszczyzny czołowej (dominująca prawostronnie strony piersiowej)

· Płaszczyzny strzałkowej

Płaszczyzny horyzontalnej

9. Implanty kręgosłupowe: stabilizacja transpedikularna, płytki, czopy (cage), koszyki międzytrzonowe ? stosowane biomateriały.

Kręgosłup, ze względu na funkcje jakie pełni w organizmie, jest niezbędnym narządem do prawidłowego funkcjonowania człowieka. Pomimo iż jest dobrze chroniony przez tkankę mięśniową jak i tłuszczową, często dochodzi do uszkodzenia (zarówno poprzez czynniki naturalne jak i losowe zdarzenia). Przywrócenie sprawności narządu stanowi często o życiu i śmieci człowieka. Istnieje wiele technik operacyjnych, które w większym lub mniejszym stopniu mogą się do tego przyczynić, jednak w ostatnich latach pojawiła się nowa grupa narzędzi chirurgicznych usprawniających proces leczenia i dająca nadzieję na powrót do zdrowia dla pacjentów. Są nimi implanty do leczenia schorzeń kręgosłupa.

Implanty kręgosłupa dostępu operacyjnego przedniego

Koszyki

Koszyki to inaczej protezy trzonów kręgosłupa. Stosuje się je w momencie gdy konieczne jest usunięcie trzonu (np. z powodu nowotworu) i zastąpienie sztucznym elementem. W ten sposób pełnią one także funkcje wspierania przedniej kolumny kręgosłupa. Mają postać cylindrycznej, perforowanej siatki. Swoją nazwę zawdzięczają temu iż wypełnione są przeszczepami kostnymi, bądź też innymi materiałami (np. cementami kostnymi), których głównym zadaniem jest zapełnienie ubytku.

Wyróżnia się dwa podstawowe typy koszyków:

Sztuczny dysk

Ze względu na ilość usuwanego materiału kostnego, możemy wyróżnić dwa typy implantacji:

Na rynku istnieje wiele typów sztucznych dysków, najpowszechniejszym rozwiązaniem jest obecnie zastosowanie dwóch podstawowych elementów do jego budowy: dwóch metalicznych krążków o zębatych zakończeniach oraz elastycznego rdzenia z polietylenu.

Implanty kręgosłupa dostępu operacyjnego tylnego

Czopy międzytrzonowe

Obecnie bardzo często spotykanym schorzeniem są bóle krzyża. W przypadku niektórych pacjentów wymagane jest leczenie operacyjne polegające na stabilizacji części lędźwiowej kręgosłupa.

Spondylodeza międzytrzonowa polega głównie na odtwarzaniu i utrzymaniu wysokości przestrzeni międzykręgowej, a także na zwiększeniu pojemności kanału kręgowego i kanałów korzeniowych. Bardzo dużą rolę w leczeniu odgrywają więc czopy międzytrzonowe.

Wyróżniamy następujące typy czopów: czopy cylindryczne (Ich zasadniczą zaletą przy stabilizacji międzytrzonowej jest mocne zagnieżdżenie w kości trzonów ze względu na gwintowaną powierzchnię.), prostopadłościenne i rotacyjne (prostokątne).

Śruby jako implanty kręgosłupa

Śruby transpedikularne (przeznasadkowe)

Śruba transpedikularna składa się z następujących części:

10. Endoprotezy stawowe: definicja alloplastyki, podział i budowa endoprotez stawu

biodrowego i kolanowego ? stosowane biomateriały.

Alloplastyka - operacja wszczepienia elementu z np. metalu, ceramiki, mająca na celu usprawnienie działania chorego narządu.

Podział i budowa endoprotez stawu biodrowego: (nie mam budowy)

1) Ze względu na zasięg implantacji w stawie:

· Endoprotezy częściowe (połowiczne)

· Endoprotezy całkowite

2) Ze względu na konstrukcje:

· Endoprotezy jednolite

· Endoprotezy dzielone

Przy czym w każdej z tych grup można wyróżnić:

· Endoprotezy kołnierzowe

· Endoprotezy bezkołnierzowe

3) Ze względu na sposób umocowania:

· Endoprotezy cementowe

· Endoprotezy bezcementowe

· Na wcisk (Press fit)

· Hybrydowe

Podział i budowa endoprotez stawu kolanowego: (nie mam budowy)

· Zawiasowe

· Kłykciowe – odtwarzamy geometrię kości udowej i kości piszczelowej

· Mieszane

11. Stabilizatory kości długich: proces gojenia się złamania kości, płytki kostne, gwoździe śródszpikowe, rodzaje stabilizatorów zewnętrznych, stabilizacja podatna i niepodatna.

Proces gojenia się złamania kości: (3 okresy i kilka faz)

1) Okres zapalny

· Faza utworzenia się skrzepu

· Przejściowa faza zapalna

2) Okres naprawy

· Faza powstawania ziarniny - nowopowstała tkanka łączna zawierająca bogatą sieć naczyń włosowatych

· Faza chondrogenezy – tworzenia komórek tkanki chrzęstnej

· Faza osteogenezy – tworzenie się kostnicy i jej mineralizacji

3) Okres przebudowy

· Faza przebudowy powstałej de novo grubo włóknistej tkanki kostnej w dojrzałą kość blaszkowatą

Płytki :

Wyróżniamy 3 główne grupy typów płytek:

· Kompresyjne - Używane są dla złamań stabilnych w obecności naprężeń. Mogą być wykorzystywane w połączeniu z wkrętami otulającymi (lag screws) oraz mogą powodować dynamiczne naprężenia, jeśli tylko zostaną użyte w odpowiednim miejscu

· Rekonstrukcyjne - Najczęściej używane są w przypadku zespalania złamań miednicy (pelvic fracture) i pięty (calcaneal fracture). Płytki tego typu cechują się sporymi możliwościami w zakresie dostosowania do potrzeb zabiegu – mogą one zostać zgięte, wyprofilowane lub skrócone.

· Neutralizujące - Płytki neutralizujące mają na celu zabezpieczanie powierzchni złamania przed normalnym zginaniem, rotacją i obciążeniami osiowymi, często są używane w połączeniu z wkrętami otulającymi (lag screws).

Gwoździe śródszpikowe:

Jest rodzajem stabilizacji wewnętrznej. Polega na umieszczeniu elementu stabilizującego w kanale szpikowym kości. Mocowane za pomocą śrub korowych. Ewolucja w kierunku zwiększenia wytrzymałości - różne kształty przekrojów poprzecznych

Rodzaje stabilizatorów zewnętrznych ze względu na:

1) Geometrię konstrukcji:

· Klamrowe

· Ramowe

· Przestrzenne

2) Rodzaje zastosowanych wszczepów:

· Druty Kirschnera – cienkie o średnicy 1,5-2mm

· Wkręty Schanza, gwoździe Steimanna – 4-7 mm

3) Sposób przenoszenia obciążen:

· NIEPODATNE - sztywne, w których siły działające na leczoną kość przenoszone są wyłącznie przez konstrukcje stabilizatora

· PODATNE - w których siły działające na leczona kośc przenoszone są jednocześnie przez konstrukcje stabilizatora jak i miejsca zespolenia odłamków kostnych. Uzyskuje się przez odpowiedni dobór parametrów mechanicznych wszczepów i konstrukcji

12. Elementy wspomagające układ krwionośny: sztuczne serce, rodzaje i budowa zastawek serca.

Zastawki dzielimy na:

Zastawki przedsionkowo-komorowe utworzone są przez płatki zbudowane z tkanki włóknistej otoczonej wsierdziem przytwierdzonych z jednej strony do pierścieni włóknistych. Płatki u swojej podstawy są ze sobą połączone. Zastawka trójdzielna posiada płatek przedni, tylny i przyśrodkowy, dwudzielna - tylko przedni i tylny. Wyróżnia się dwie powierzchnie, jedną zwróconą w stronę przedsionków, drugą w stronę komór. Do wolnego brzegu zastawek przyczepiają się rozłożyście struny ścięgniste biegnące od mięśni brodawkowatych ściany komór, których zadaniem jest napięcie zastawki i umocowanie jej podczas skurczu komór. Mięśnie brodawkowate wysyłają struny ścięgniste do dwóch sąsiadujących płatków zastawki.

Zastawki półksiężycowate zbudowane są z trzech płatków. Ograniczają ujścia z obu komór serca. Są one kieszonkowato uwypuklone w kierunku komór.

Sztuczne zastawki serca - mechaniczne:

  1. kulowe - składa się z pierścienia pokrytego sztucznym włóknem i kulki zamkniętej w klatce utworzonej z metalowych uchwytów umiejscowionych wokół pierścienia. Pod wpływem zmian ciśnienia kula unosi się bądź domyka otwartą podstawę kosza. Obecnie bardzo rzadko stosowane.

  2. dyskowe - mogą być wykonane z jednego dysku lub dwóch półdysków. Charakteryzują się mniejszym oporem i profilem w porównaniu z kulowymi. Zastawki jednopłatkowe składają się z pierścienia oraz płaskiego dysku, który w czasie otwarcia zastawki przechyla się umożliwiając przepływ krwi, oraz metalowej rozpórki ograniczającej dysk.

  3. dwupłatkowa - Składa się z dwóch półokrągłych płatków przyczepionych do pierścienia za pomocą dwóch zawiasów. Płatki, w fazie otwarcia, mają za zadanie zminimalizować zaburzenia przepływu krwi. Najczęściej stosowana.

Biologiczne: homografty stentowe lub bezstentowe


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Automatyka i robotyka Zad 2, Inżynieria biomedyczna UTP, Automatyka
warunki-i-zasady-przygotowania-prac-dyplomowych, inzynieria biomedyczna eti pg
Formularz do referatu, Inżynieria biomedyczna UTP, PiEAiB
Automatyka i robotyka Zad 3, Inżynieria biomedyczna UTP, Automatyka
biosensory test, Studia- Politechnika Wrocławska Inżynieria Biomedyczna, Semestr IV
fizyka koło teoria, INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA UTP, I ROK, FIZYKA, LABOLATORIUM
Sprawozdanie Ćw 5a, inzynieria biomedyczna eti pg, sensory
test z odpowiedziami, Pytania testowe proponowane przez trzeci rok Inżynierii Biomedycznej 2000/2001
Alkacymetria, Inżynieria biomedyczna, Chemia laboratorium, Wejsciowki na technologie chemiczna
Iloczyn rozpuszczalności, Inżynieria biomedyczna, Chemia laboratorium
Automatyka i robotyka Zad 1, Inżynieria biomedyczna UTP, Automatyka
Protokol Cwiczenie 5, Inżynieria biomedyczna UTP, Elektrotechnika, laboratorium
sprawozdanie ćw 3, Inżynieria biomedyczna UTP, Chemia
VI. Skrocony opis bibliograficzny, inzynieria biomedyczna eti pg
metrologia- koło, Inżynieria biomedyczna UTP, metrologia
Pytania na kolokwium- wykład, Inżynieria biomedyczna UTP, Automatyka
Protokol Cwiczenie 2, Inżynieria biomedyczna UTP, Elektrotechnika, laboratorium
opracowane pytania na koło, Inżynieria biomedyczna UTP, socjologia
Wypełnione, Plakat sem 8 01 2007 06 13 MI, KATEDRA: Inżynierii Biomedycznej

więcej podobnych podstron