Выводы

Проведенные теоретические исследования подтверждают чувствительность сопротивления к изменению контурной площади контакта, нагрузки на тазобедренный сустав, а также к возникновению дефектов поверхностей, являющихся локальными микро- и макротклонениями.

1) Установлен диапазон возможной критической силы, действующей на сустав, F = 1500...5000 Н .

2) Исследованы параметры влияния на электрическое контактное сопротивление, выявлено, что в комплексе сила, контурная площадь и шероховатость могут приводить к размаху сопротивления более чем в 2 раза, что, в целом, характеризует работу трибосопряжения эндопротеза в собранном состоянии.

3) Среднее значение электрического сопротивления при воздействии силы на эндопротез имеет небольшое значение R_cp ≈(0,01..0,5) Ом, что ввиду наличия помех может оказаться неинформативным параметром для диагностирования состояния поверхностей эндопротеза. При этом большое влияние на среднее сопротивление оказывают параметры контурной площади и шероховатости, при изменении которых по нормальному закону распределения значения сопротивления могут достигать до 10 Ом.

4) Размах значений электрического сопротивления является чувствительным параметром (значение поверхности без дефекта отличается от значения поверхности с дефектами более, чем в 2,5 раза) по отношению к изменениям контурной площади и шероховатости, которые обуславливают работу и характер изнашивания компонентов эндопротеза.

5) Интегральные и дифференциальные функции распределения могут являться дополнительными диагностическими признаками, характеризующими при динамических испытаниях наличие локальных дефектов, но для точного определения необходимо проведение экспериментального исследования с разными парами трения «металл-металл» для статистического обоснования выдвигаемой гипотезы.

6) Изменение поворота угла головки относительно чашки эндопротеза влияет на контурную площадь (не более 20 мм²), и как следствие, на электрическое сопротивление (не более 0,02 Ом), что является несущественным отклонением, позволяющим рассматривать параметры площади при любых углах поворота головки.

По результатам математического и имитационного моделирования принято решение, что дальнейшие исследования должны заключаться в разработке метода и средства диагностирования, регистрирующих изменения контурной площади чашки и головки эндопротеза при динамических испытаниях, реализуя условия, приближенные к реальной работе сустава, а также в поиске информативного диагностического параметра, позволяющего правильно интерпретировать полученные результаты, так как среднее значение неспособно ввиду своего малого значения точно характеризовать состояние поверхностей, а размах, оцененный дисперсией или среднеквадратическим отклонением может учитывать также и помехи от внешних и внутренних факторов, что увеличит вероятность ошибки в оценивании состояния поверхностей трибосопряжения при динамических испытаниях.