Глава вторая Остеометрический инструментарий

При измерении костей скелета употребляются циркули и приборы той же конструкции, что и при измерении черепа. К их числу относятся толстотный, скользящий и координатный циркули, штангенциркуль, гониометр и лента. Чертежи и описания этих инструментов были приведены в той части методического руководства, которая посвящена краниометрии (В. П. Алексеев, Г. Ф. Дебец. Краниометрия. Методика антропологических исследований. М., 1964), поэтому на них нет надобности специально останавливаться. Отмечу только, что пользование всем этим инструментарием нетождественно в остеомстрии по сравнению с краниометрической методикой. В первую очередь это касается величины циркулей. Для измерения костей нужны циркули в ряде случаев большей величины. Измерения костей таза, скажем, требуют большого толстотного циркуля, измерения изгиба диафизов длинных костей скелета, например, большого координатного циркуля.

Другое отличие заключается в использовании ленты. Если при измерении черепа для определения дуговых размеров употребляется обычно стальная лента, то при измерении костей она в ряде случаев неудобна и не может быть рекомендована. Это объясняется тем обстоятельством, что стальная лента не деформируется и в то же время при большой величине поверхности, кривизна которой измеряется, может быть к ней плотно прижата. При измерении же костей не приходится иметь дело с большими поверхностями и поэтому требование точности не может быть соблюдено. При определении окружностей длинных костей следует поэтому предпочесть матерчатую или бумажную ленту, но постоянно следить за ее точностью и проверять ее сравнением с металлической.

Однако, помимо общих с краниологическим исследованием инструментов, в остеометрической практике используется инструментарий, пригодный только для измерения костей. К числу приборов, используемых только в остеометрии, относятся измерительный штатив, измерительный штатив Рида, периграф, параллблограф и держатель. Разумеется, ими не исчерпывается набор остеометрического инструментария, но другие имеющиеся приборы сложны по своему устройству, имеют, как правило, специальное назначение, не всегда обеспечивают необходимую точность и по всем этим причинам не получили широкого распространения (описание их можно найти в литературе, указанной в конце главы). Ниже дается описание измерительного штатива, измерительного штатива Рида, периграфа и нараллелографа.

Измерительный штатив (рис. 1). Измерительный штатив состоит из горизонтальной доски, двух вертикальных стенок и подвижной доски. Вертикальные стенки укрепляются под прямым углом друг к другу и к горизонтальной поверхности. Так же как и горизонтальная доска, они должны иметь идеально ровную поверхность. Размеры их могут быть разные. Р. Мартин рекомендует для длины горизонтальной доски 65 см, для ширины – 22 см. Соответственно этому длина обеих вертикальных стенок также 65 и 22 см. Высота их – 8 см. Но при некоторых измерениях (продольные диаметры длинных костей конечностей в особенно высокорослой серии) иногда может потребоваться инструмент несколько большего размера. Это обстоятельство нельзя упускать из виду при его изготовлении.

Рис. 1. Измерительный штатив. Вид сбоку

Горизонтальная доска прибора расчерчивается таким образом, чтобы и в продольном, и в поперечном направлении можно было определять размеры с точностью до 1 мм, т.е. так же, как расчерчена миллиметровая бумага. Наиболее простой способ достичь этого и заключается в аккуратном наклеивании миллиметровой бумаги на горизонтальную поверхность или в укреплении на ней миллиметровки любым другим способом (нужно следить только, чтобы она плотно прилегала к горизонтальной доске). Нулевая отметка должна соответствовать углу между вертикальными стенками прибора. От этой точки и в продольном и в поперечном направлении миллиметровка должна быть пронумерована по сантиметрам с целью облегчить чтение результатов измерения. Для продольного направления лучше сделать это на той стороне горизонтальной доски, которая свободна от вертикальной стенки, для поперечного – рекомендуется нанести разбивку на сантиметры два или три раза (рис. 2).

Рис. 2. Измерительный штатив. Вид сверху

Подвижная доска измерительного штатива изготовляется в виде треугольника или прямоугольника, который приставляется к соответствующей поверхности кости и с помощью которого точно фиксируется нужный размер. Подвижная доска должна также иметь гладкие поверхности и строго выверенную форму. В случае прямоугольной формы все четыре угла, а в случае треугольной – один угол должны соответствовать прямому. В случае, если подвижная доска изготовляется в виде треугольника, следует придерживаться рекомендации Р. Мартина: один из катетов этого треугольника должен быть равен 12 см, другой – 8 см.

Измерительный штатив служит для измерения всех длинных костей конечностей – их длины и в ряде случаев некоторых поперечных диаметров. Кость кладется на горизонтальную доску в соответствии с рекомендациями, которые даются в каждом отдельном случае при описании размеров в последующих главах, прижимается либо к продольной, либо к поперечной вертикальной доске и фиксируется в требуемом положении. Затем с помощью подвижной доски фиксируется искомый размер, и его величина прочитывается на миллиметровой измерительной шкале.

При пользовании измерительным штативом первыми требованиями к нему являются точность пригонки отдельных составляющих его частей, точность миллиметровой шкалы, прочность и легкость всего прибора. Раньше он изготовлялся обычно из дерева или легкого металла. В настоящее время эти материалы могут быть с успехом заменены оргстеклом, которое дает тот же эффект в смысле прочности, но обеспечивает чрезвычайно большую легкость прибора. Что же касается технических трудностей его изготовления в оргстекле, то они даже меньше, чем при изготовлении его из дерева, не говоря уже о металле.

Измерительный штатив Рида (рис. 3). Этот штатив в принципе мало отличается от предыдущего и создан на его основе, но он снабжен рядом дополнительных приспособлений, позволяющих фиксировать взаимно пересекающиеся прямые и плоскости, и поэтому пригоден для измерения угловых соотношений. Р. Мартин рекомендует конструировать его шире, чем предыдущий штатив, так, чтобы его ширина была не менее 25 см. Одна из вертикальных стенок прибора – продольная – не должна доводиться до конца по длине прибора и обычно делается короче на 5 см с тем, чтобы обеспечить подвижность специального приспособления, укрепляемого на этом конце.

Оно состоит из металлической тонкой, но прочной прямой перекладины, которая закруглена на концах и укреплена с боков на подъемных стойках. Перекладина идет точно поперек доски, стойки могут менять свое положение от перпендикулярного по отношению к плоскости горизонтальной доски до продольного, параллельного ей. В этой позиции они лежат вдоль боковых стенок горизонтальной доски и выступают за ее задний край. На перекладине неподвижно укреплено металлическое кольцо эллипсоидной формы. Когда стойки стоят вертикально, перекладина находится под горизонтальной доской, а плоскость укрепленного на ней кольца параллельна плоскости горизонтальной доски. В том случае, когда стойки и перекладина откинуты назад, плоскость кольца перпендикулярна плоскости горизонтальной доски и параллельна поперечной вертикальной стенке (рис. 4).

Поперечная стенка также несет на себе аналогичную перекладину, но уже неподвижно укрепленную на стойках. Обе перекладины находятся на одинаковой высоте над горизонтальной доской. На неподвижной перекладине, находящейся над поперечной стенкой прибора, к на эллипсоидном кольце, укреплены подвижные клеммы, между которыми натягиваются нитки. Одна нитка натягивается между двумя клеммами на кольце – другая между клемм.ами на неподвижной перекладине и определенной точкой на подвижной перекладине, на которой сама нить закрепляется неподвижно. Перекладина при этом поднята над горизонтальной доской. Нитки должны быть туго натянуты, для чего используются маленькие гири. Если измеряется, скажем, угол шейки и головки бедренной кости с телом бедренной кости, то одна длинная нитка, идущая от подвижной перекладины к неподвижной, натягивается вдоль тела кости по его продольной оси, вторая короткая, соединяющая клеммы на кольце,– по оси шейки. Это достигается при помощи подвижных клемм. В последнем случае клеммы на кольце позволяют менять положение нитки на 360°. Угол между ними, соответствующий искомому углу, определяется транспортиром (рис. 4).

Периграф. Синоним – периграф Ветцеля. Этот прибор служит для определения высоты какой-либо точки над определенной плоскостью. При изучении костей он применяется, в частности, для измерения глубины или высоты тела длинных костей и настолько удобен для этой цели, что может заменить большой координатный циркуль.

Прибор состоит из основания, на котором укреплены две стойки (при известной технической смекалке они могут быть заменены одной). Одна из этих стоек градуирована и представляет собой миллиметровую шкалу. Между стоек укреплена подвижная муфта, на которой в свою очередь укреплена изогнутая игла. Игла может быть изогнута в виде полукруга или дважды под прямым углом. Неподвижное положение муфты внизу соответствует нулевому делению шкалы. Подъем муфты означает подъем кончика иглы ровно на столько миллиметров, на сколько поднята муфта. Таким образом, с помощью кончика иглы можно фиксировать положение определенных точек или плоскостей по вертикали, а с помощью измерительной шкалы – определить расстояние между ними.

Рис. 4. Измерительный штатив Рида. Вид сверху.

Измеряется угол шейки бедренной кости

Рис. 5. Параллелограф и держатель.

Измеряется угол скрученности большой берцовой кости

В качестве примера пользования этим инструментом рассмотрим определение с его помощью изгиба передней поверхности TCJ бедренной кости. Кость кладется на горизонтальную доску измертельного штатива передней поверхностью вверх таким образом, чтобы точки начала и конца изгиба передней поверхности, т.е. наиболее глубокие ее точки, находились на одном уровне. Это достигается при помощи подвижной доски измерительного штатива, которая подкладывается под верхний эпифиз бедренной кости. Его в разных случаях нужно поднять на неодинаковую высоту, и для этого очень удобна подвижная доска штатива в виде треугольника. Поэтому при отсутствии, скажем, координатного циркуля и наличии, наоборот, периграфа, изготовляя измерительный штатив, нужно делать к нему подвижную доску в виде треугольника, чтобы облегчить пользование периграфом. Положение наиболее глубою точек на одном уровне определяется периграфом, расстояние между ними – на измерительной шкале штатива. После этого при помощи того же периграфа определяется уровень наиболее выступают точки на передней поверхности бедренной кости и высота ее над плоскостью наиболее глубоких точек. Таким образом, налицо все параметры, необходимые для вычисления указателя выпуклою передней поверхности бедренной кости. Аналогичным образом nоступают и в других сходных случаях.

Параллелограф (рис. 5). Параллелограф, как и периграф, состоит из основания и двух плотно укрепленных на нем стоек. На одной из этих стоек в направлении, перпендикулярном к пей, yкреплены две иглы. Обе они имеют одинаковую длину. Нижняя крепится твердо, верхняя подвижна. На конце нижней иглы находится муфта, в которую перпендикулярно игле и параллельно стоит, может быть вставлен карандаш, центр которого должен находиться точно под концом верхней иглы. Это достигается тем, что обе иглы плотно прижимаются ко второй стойке. Все это сложное устройство необходимо для того, чтобы иметь возможность фиксировать на бумаге положение любой точки в пространстве, т.е., иными словами, нанести на бумагу ее проекцию. Процедура заключается в следующем. Для примера остановимся на определении угла скрученности плечевой кости.

На эпифизах кости так, как это будет рекомендовано при описании размера, укрепляются две стальные иглы. Кстати сказать набор последних представляет собой насущную необходимость при пользовании параллелографом. После этого кость закрепляется в держателе. Последний не нуждается в специальной характеристике: можно воспользоваться любым держателем фабричного изготовления для лабораторных целей, можно, наконец, изготовить его своими средствами, из двух взаимно пересекающихся планок, одна из которых укрепляется на штативе, а на конус другой крепится обойма с винтом (в нее вставляется в требуемом положении кость. Обойму лучше закреплять так, чтобы она могла поворачиваться на 90°.

Итак, кость закрепляется в держателе в вертикальном положении. Вертикальное положение кости, что означает вертикальное положение продольной ее оси, может быть определено как визуально, так и при помощи отвеса. Под держатель закладывается на ровную поверхность, на которой он стоит, чистый лист бумаги. При помощи параллелографа на этом листе фиксируется положение концов обеих игл, укрепленных на эпифизах кости. Затем они соединяются прямыми, и угол, образованный этими прямыми, измеряется транспортиром.

Здесь имеет смысл сказать несколько слов и о тех параметрах, которые не будут больше упоминаться в дальнейшем изложении, так как техника их определения одинакова на всех костях. Речь идет об определении веса и объема отдельных костей скелета. В первую очередь, конечно, при этом имеются в виду крупные кости скелета, такие, например, как длинные кости конечностей. Для определения веса всех костей пользуются обычными малогабаритными весами, обеспечивающими точность взвешивания до граммов. Нужно, однако, отметить, что, вообще говоря, точное определение веса кости, несмотря на кажущуюся простоту, сопряжено с огромными трудностями. Все зависит от плотности кости и от того, в какой мере сохранились в ее составе органическое вещество и вода. Это в свою очередь определяется многими факторами, в том числе и тем, как долго кость находилась в земле и сколько лет она пролежала в хранилище. Поэтому сравнивать данные по весу отдельных костей нужно с большой осторожностью и пользоваться ими критически, нс забывая об указанных обстоятельствах.

Что же касается определения объема, то для этой цели пользуются баками с отметками объема на стенках. При погружении кости в такой бак, которое должно производиться очень осторожно, поднявшийся уровень воды в баке и его разница с прежним уровнем ответит на вопрос о точной величине объема исследуемой кости. Перед погружением в воду она должна быть протерта восьмипроцентным раствором желатина или покрыта тонким слоем вазелина. Особое внимание должно быть уделено тому, чтобы желатин или вазелин закрывали все мелкие и мельчайшие отверстия на поверхности компакты. Другими словами, нужно следить за тем, чтобы объем вытесненной костью воды точно соответствовал истинному объему кости, и всячески стремиться к этому, соблюдая аккуратность и неторопливость в работе, – только при соблюдении этого условия величины объема костей, подверженных при своем измерении многим случайным влияниям, получаются достаточно точными.