Математическое моделирование подбандажного давления на конической конечности при многослойном бинтовании

Эффективность компрессионной терапии с использованием медицинского компрессионного бандажа зависит от давления, создаваемого на границе между бандажом и кожей. Это давление называют интерфейсным, или подбандажным. Эффективность бандажа определяется величиной создаваемого им интерфейсного давления и сохранением этого давления во времени. Величина давления, оказываемого бандажом, зависит от ряда факторов, включая форму и размеры конечности, технику наложения, физические и структурные свойства бандажа, физическую активность пациента и другие обстоятельства. Современное представление о механизме создания давления бандажом основано на законе Лапласа, согласно которому натяжение стенки оболочки зависит как от давления содержимого, так и от её радиуса. Томас математически преобразовал этот принцип в уравнение, связывающее давление с натяжением и радиусом. Кроме того, для оценки давления, создаваемого многослойными бандажами, была предложена модифицированная формула: исходную модель умножали на постоянную, соответствующую числу слоёв бандажа. Исследователи поставили под сомнение такую простую корректировку, выразив сомнения в применимости модели и возможности использовать её для прогнозирования подбандажного давления, создаваемого компрессионными изделиями. Один из вопросов — влияние толщины бандажа на подбандажное давление — недавно изучал Al Khaburi, применив теорию оболочек тонкостенных и толстостенных цилиндров для оценки влияния толщины многокомпонентной повязки (MCB) на подбандажное давление. Модель Al Khaburi и более ранние модели прогнозирования давления основаны на расчётах для конечностей цилиндрической формы, тогда как человеческая конечность обычно имеет большую окружность в области голени и постепенно сужается к лодыжке. Поэтому в настоящем исследовании предполагается, что при наложении бандаж приобретает коническую форму; для разработки модели прогнозирования давления при многослойном бинтовании использована мембранная теория оболочек. Аналитические расчёты и экспериментальные данные показали, что толщина бандажа и геометрия конечности существенно влияют на давление, создаваемое многослойным бандажом. При сравнении разработанной модели с данными, полученными на экспериментальной установке, была подтверждена её применимость для многослойных бандажей с учётом конической геометрии конечности.