7Авг

Система динамической стабилизации: Как работает система стабилизации? — журнал За рулем

Содержание

Как работает система стабилизации? — журнал За рулем

Вообще-то у нее множество имен: ESP, ESC, DSC, VSA, ASTC, VDS и прочая-прочая… За каждой из мудреных аббревиатур скрывается по сути одно и то же, а именно электронная система, призванная оставить автомобиль на траектории, предотвратить занос или скольжение даже в критических ситуациях, когда водитель из-за недостатка времени или опыта не может выполнить нужный маневр самостоятельно.

Систему динамической стабилизации мы называем ESP. Ведь “Электроник стабилити программ” — зарегистрированная торговая марка фирмы “Бош”, чьи инженеры запатентовали ее еще в 1959 году. Кстати, именно поэтому собственные разработки подобных технологий автомобильным фирмам приходится называть другими именами. Система включает датчики в колесах, тормозах, рулевом управлении, так называемый G-сенсор, отслеживающий угол поворота автомобиля вокруг вертикальной оси, а также датчики боковых ускорений.

esp

Водитель превысил допустимую скорость, из-за чего ему пришлось резко тормозить в крутом повороте. В обычной ситуации это привело бы к заносу автомобиля и РАЗВОРОТУ НА ВСТРЕЧНОЙ ПОЛОСЕ. Но ESP выровняла траекторию движения, притормозив колеса, идущие по внешнему радиусу поворота

Водитель превысил допустимую скорость, из-за чего ему пришлось резко тормозить в крутом повороте. В обычной ситуации это привело бы к заносу автомобиля и РАЗВОРОТУ НА ВСТРЕЧНОЙ ПОЛОСЕ. Но ESP выровняла траекторию движения, притормозив колеса, идущие по внешнему радиусу поворота

Все это электронное воинство по 25 раз в секунду снимает показания и передает их в блок управления. И если, сопоставляя полученную информацию, “в центре” вдруг понимают, что реальное движение автомобиля никак не соответствует положению рулевого колеса и желанию водителя, меры принимаются незамедлительно. Блок управления отдает команду исполнительным модулям в тормозах и в двигателе, чтобы те замедлили вращение того или иного колеса или колес, а также уменьшили подачу топлива в камеру сгорания. Более того, некоторые системы стабилизации на машинах с АКП умеют даже переключаться на пониженную. От водителя требуется только работа рулем.

Водитель не рассчитал скорость или попал на скользкий участок дороги, и автомобиль под воздействием силы инерции должен был ЗАСКОЛЬЗИТЬ НА ОБОЧИНУ. Но ESP, замедлив вращение колес внутренней части поворота, уменьшила радиус движения, позволив благополучно вписаться в вираж

Водитель не рассчитал скорость или попал на скользкий участок дороги, и автомобиль под воздействием силы инерции должен был ЗАСКОЛЬЗИТЬ НА ОБОЧИНУ. Но ESP, замедлив вращение колес внутренней части поворота, уменьшила радиус движения, позволив благополучно вписаться в вираж

Водитель не рассчитал скорость или попал на скользкий участок дороги, и автомобиль под воздействием силы инерции должен был ЗАСКОЛЬЗИТЬ НА ОБОЧИНУ. Но ESP, замедлив вращение колес внутренней части поворота, уменьшила радиус движения, позволив благополучно вписаться в вираж

Поскольку единственное, что ESP сделать не в состоянии — это выбрать за водителя верную траекторию движения. Конечно, система динамической стабилизации не панацея. Тем не менее она исправляет большинство водительских ошибок, в разы сокращая шансы попасть в аварию. Неудивительно, что согласно статистике больше жизней на дороге, чем ESP, спасли лишь ремни безопасности.

  1. Исполнительный модуль управления тормозной системой
  2. Датчик угловой скорости колеса
  3. Датчик угла поворота рулевого колеса
  4. Датчики угла поворота вокруг вертикальной оси и величины поперечного ускорения
  5. Исполнительный модуль управления дроссельной заслонкой исправляет большинство водительских ошибок, в разы сокращая шансы попасть в аварию. Неудивительно, что согласно статистике больше жизней на дороге, чем ESP, спасли лишь ремни безопасности.

МЫ РЕШИЛИ:

Цена — единственный минус системы динамической стабилизации. Увы, далеко не на всех автомобилях она включена в список стандартного оборудования, а в качестве опции дороговата — от 13 до 25 тысяч. И все же лучше отказаться от “музыки”, металлика и даже обогрева сидений, чем экономить на ESP. Ведь в большинстве сложных ситуаций она реально помогает водителю оперативно скорректировать движение автомобиля и избежать ДТП. Вот почему система динамической стабилизации — не роскошь, а необходимость.

ЛОСИНАЯ ИСТОРИЯ

Массовому распространению ESP мы во многом обязаны Роберту Коллину. В 1998-м во время тест-драйва “Мерседес-Бенца” А-класса этот шведский журналист умудрился перевернуться при выполнении переставки на скорости всего 37 км/ч! В пожарном порядке исправляя конструктивные недочеты “ашки”, немецкие инженеры включили в базовое оснащение модели разработанную фирмой “Бош” систему динамической стабилизации. Кстати, первым серийным автомобилем, на котором появилась ESP, также был “Мерседес-Бенц”. За три года до скандального “лосиного теста” электронный ангел-хранитель дебютировал на S-классе модели W140.

Как работает система стабилизации?

Вообще-то у нее множество имен: ESP, ESC, DSC, VSA, ASTC, VDS и прочая-прочая… За каждой из мудреных аббревиатур скрывается по сути одно и то же, а именно электронная система, призванная оставить автомобиль на траектории, предотвратить занос или скольжение даже в критических ситуациях, когда водитель из-за недостатка времени или опыта не может выполнить нужный маневр самостоятельно.

Как работает система стабилизации?

Система динамической стабилизации | Автомобильный справочник

 

Система динамической стабилизации предназначена для контроля поперечной динамики  автомобиля и  предотвращение  срыва  автомобиля в  занос и боковое скольжение посредством компьютерного управления  моментами силы колес. Иногда эту систему называют «противозаносной» или «системой поддержания курсовой устойчивости».  Она способна компенсировать ошибки водителя, нейтрализуя и исключая занос, когда контроль над автомобилем уже потерян.

 

Содержание

 

Функции системы динамической стабилизации

 

Причиной большого числа ДТП является чело­веческий фактор. Даже при обычных условиях движения водитель и автомобиль могут достиг­нуть своих физических пределов вследствие, к примеру, неожиданного поворота дороги, вне­запно появившегося препятствия или непред­виденного изменения состояния дорожного покрытия. Увеличение скорости также может привести к потере водителем уверенного кон­троля над автомобилем, если силы поперечного ускорения, воздействующие на автомобиль, в такой ситуации достигнут уровня, требующего от водителя слишком больших усилий.

При резком изменении сцепления шин с до­рогой автомобиль внезапно начинает вести себя не так, как ожидает водитель, исходя из своего опыта. В таких экстремальных ситуациях води­тель зачастую уже не способен самостоятельно стабилизировать автомобиль; как правило, в состоянии паники он своими действиями лишь усугубляет потерю устойчивости. В результате образуется значительное расхождение между продольным движением автомобиля и его про­дольной осью (угол дрейфа β). Даже путем поворота рулевого колеса в противоположном направлении обычный водитель сможет само­стоятельно восстановить устойчивость лишь при угле дрейфа не более 8°.

Система динамической стабилизации (ESP) — именно под этим названием компания Bosch вывела на рынок свою систему управ­ления динамикой движения — вносит значи­тельный вклад в преодоление таких ситуаций, помогая водителю сохранить управляемость автомобиля в физических рабочих пределах. Датчики постоянно фиксируют поведение и водителя, и автомобиля. Путем сравнения фактического состояния с заданным, подхо­дящим к той или иной ситуации, в случае значительных расхождений система вмешивается в работу тормозной системы и силового агре­гата для стабилизации автомобиля (рис.

«Боковая динамическая реакция легкового автомобиля с ESP»  ).

 

 

Встроенная функциональность антиблокировочной системы (ABS) предотвращает блокиро­вание колес при нажатии на тормоз, в то время как аналогично интегрируемая система управ­ления тяговым усилием (TCS) предотвращает пробуксовывание колес при трогании с места и разгоне. ESP — это комплексная система, охва­тывающая возможности, выходящие далеко за рамки ABS и комбинации ABS и TCS. Эта си­стема предотвращает отклонение автомобиля от курса с заносом задней оси (избыточная поворачиваемость) или передней оси (недостаточ­ная поворачиваемость), автомобиль слушается руля в рамках физически возможного.

Система ESP базируется на испытанных и зарекомендовавших себя компонентах систем ABS и TCS. Таким образом, можно активно тормозить воздействуя на отдельные колеса с высоким уровнем динамической реакции. На крутящий момент двигателя и, соответственно, тягу и пробуксовывание колес можно повлиять с помощью системы управления двигателем. Эти системы сообщаются между собой, к примеру, по шине CAN.

 

Требования к системе динамической стабилизации

 

Система динамической стабилизации (ESP) помогает повысить безопасность дорож­ного движения. Она улучшает поведение автомобиля на дороге в рамках физически возможного. Реакция автомобиля остается предсказуемой для водителя, и автомобиль становится более управляемым в критиче­ских ситуациях.

В рамках физических возможностей авто­мобиля курсовая устойчивость автомобиля улучшается во всех состояниях — при полном и частичном торможении, движении нака­том, разгоне, обгоне и изменениях нагрузки, а также, к примеру, в случае экстремальных маневров (при панической реакции). Значи­тельно снижается риск заноса.

В ряде ситуаций эффективность торможе­ния достигается путем использования тяговых характеристик при вмешательстве ABS и TCS, и когда активировано управление тяговым крутящим моментом двигателя (автоматиче­ское увеличение оборотов двигателя для по­давления избыточного тормозного момента двигателя). Это приводит к сокращению тор­мозного пути и увеличению тяги, улучшению устойчивости и повышению уровня чувстви­тельности рулевого управления.

Некорректные вмешательства систем мо­гут сказаться на безопасности. Комплексная концепция безопасности обеспечивает своев­ременное обнаружение всех неисправностей, которых не удается избежать, и система ESP полностью или частично отключается в за­висимости от типа неисправности.

Многочисленные исследования показали, что ESP значительно снижает количество ДТП, вызванных зано­сом, и уровень смертности в ДТП. Как след­ствие, оснащение автомобилей системой ESP стало обязательным в США и Канаде с сентя­бря 2011 года. В Евросоюзе (ЕС), все новые легковые автомобили и легкие грузовики должны оснащаться системой ESP с ноября 2011 года (неотъемлемая часть ECE-R 13Н). Для остальных новых автомобилей установ­лен переходный период до конца 2014 года. В других регионах, например, в Японии и Австралии, также будут вводиться такие тре­бования.

 

Принцип действия системы динамической стабилизации

 

Система динамической стабилизации (ESP) использует тормозную систему автомобиля и силовой агрегат для коррекции продольного и поперечного движения автомобиля в критиче­ских ситуациях. Когда подключается система динамической стабилизации, она смещает приоритеты управления тормозной системой. Основная функция колесных тормозов-замед­ление и/или остановка автомобиля — становится вторичной по важности, поскольку происходит вмешательство ESP для сохранения курсовой устойчивости автомобиля. ESP может также ускорять приводные колеса путем вмешатель­ства в работу двигателя, повышая устойчивость.

Оба механизма воздействуют на движе­ние автомобиля. При движении по окруж­ности в устойчивом состоянии существует определенная связь между усилиями на рулевом колесе и результирующим по­перечным ускорением автомобиля и, соответственно, силами на шинах в поперечном направлении (эффект подруливания). Силы, воздействующие на шину в продольном и поперечном направлениях, зависят от про­буксовки шины. Это означает, что на дви­жение автомобиля можно повлиять через скольжение шин. Торможение отдельных колес, например, заднего колеса на вну­треннем радиусе поворота в случае недо­статочной поворачиваемости или переднего колеса на внешнем радиусе поворота в слу­чае избыточной поворачиваемости помогает как можно более точно выдержать заданную траекторию движения автомобиля.

 

Типичный маневр автомобиля

 

Чтобы сравнить, как автомобиль будет вести себя в экстремальной ситуации с ESP и без ESP, рассмотрим следующий пример. Ма­невр движения отражает текущую ситуацию и базируется на программах моделирования, разработанных на основе результатов испы­таний. Результаты были подтверждены по­следующими дорожными испытаниями.

 

Быстрое маневрирование и выруливание

 

На рис. «Курсовая устойчивость во время последовательного прохождения правого/левого поворота» изображена реакция автомобиля без ESP и автомобиля с ESP при прохождении серии S-образных участков с быстрым маневрирова­нием и выруливанием на дороге с высоким ко­эффициентом сцепления шин с дорогой (μ = 1), без притормаживания и на исходной скорости 144 км/ч. На рис. «Кривые динамической реакции при последовательном прохождении поворотов» изображены кривые параме­тров динамической реакции. В начале, при при­ближении к S-образному участку, условия для обоих автомобилей и их реакции идентичны. За­тем водители начинают маневрировать (фаза 1).

 

 

Автомобиль без ESP

 

Как видно из рисунка, после начальной фазы резкое маневрирование у автомобиля без ESP уже угрожает потерей управляемости (рис. а, «Курсовая устойчивость во время прохождения поворотов» фаза 2). В то время как вращение руля быстро создало значительные попереч­ные силы на передних колесах, имеет место определенная задержка создания аналогич­ных сил на задних колесах. Автомобиль реа­гирует вращением по часовой стрелке вокруг своей вертикальной оси. Он лишь реагирует на попытки водителя вырулить (фаза 3), так как уже потерял управляемость. Резко возрастают скорость рыскания и угол бокового увода, и автомобиль срывается в занос (фаза 4).

 

Автомобиль с ESP

 

Автомобиль с ESP стабилизируется после первоначального маневрирования путем активного торможения переднего левого ко­леса для устранения угрозы потери устойчи­вости (рис. b, «Курсовая устойчивость во время прохождения поворотов» фаза 2

): это происходит без вмешательства водителя. Это действие огра­ничивает занос внутрь, уменьшая скорость рыскания и стабилизируя угол разворота при движении по инерции. После изменения направления поворота, свое направление сначала меняет момент, и затем — скорость вращения вокруг вертикальной оси (между фазами 3 и 4). В фазе 4, второе короткое на­жатие на тормоз, на этот раз правого перед­него колеса — полностью восстанавливает устойчивость. Автомобиль продолжает дви­гаться по траектории, заданной водителем.

 

Структура системы динамической стабилизации

 

Цель системы управления динамикой

 

Контроль характеристик управляемости в пределах физически возможного направлен на то, чтобы сохранить три степени свободы автомобиля в плоскости дороги — линей­ную скорость vx, поперечную скорость vy и скорость ψ вращения вокруг вертикальной оси — в контролируемых пределах. Заду­манный водителем маневр преобразуется в динамическую реакцию автомобиля, адапти­руемую к характеристикам дороги в рамках процесса оптимизации, нацеленного на обе­спечение максимальной безопасности.

 

Структура системы и управления

 

Система ESP состоит из автомобиля как управляемой системы, датчиков, определяю­щих вводные переменные, исполнительных органов для коррекции тормозных, движу­щих и поперечных сил, а также иерархически структурированных контроллеров — контрол­лера поперечной динамики (высший уровень) и контроллеров колес (низший уровень) (рис. «ESP — общая система управления» ). Контроллер высшего уровня определяет заданные значения для контроллеров низ­шего уровня в виде моментов или скольже­ния или их изменений. Внутренние систем­ные переменные, не измеряемые напрямую, такие как угол дрейфа β определяются при оценке условий движения.

 

 

Чтобы определить номинальное поведе­ние, анализируются сигналы, соответствущие командам водителя. Оцениваются сигналы от датчика положения рулевого колеса, датчика давления в тормозной системе (желаемое замедление, получаемое из тормозного давления, измеренного в гидравлическом блоке) и положения педали акселератора (желаемый крутящий момент двигателя). При вычислении номинального поведения также учитывается используемый потенциал коэффициента сцепления шин с дорогой и скорость автомобиля. Эти параметры оцени­ваются на основе сигналов, получаемых от датчиков частоты вращения колес, датчика поперечного ускорения, датчика скорости вращения вокруг вертикальной оси и датчика давления в тормозной системе. Затем вычис­ляется момент относительно вертикальной оси, который необходим для приближенного приведения параметров действительного со­стояния к параметрам требуемого состояния.

В целях получения требуемого момента ры­скания необходимо, чтобы изменения в вели­чинах тормозного момента и относительного скольжения колес определялись посредством контроллера ESP. Эти величины затем уста­навливаются контроллерами низшего уровня — контроллерами относительного скольжения и тягового усилия с помощью исполнительного механизма гидравлической тормозной системы и привода управления работой двигателя.

 

Оценка состояния движения

 

Для определения стабилизирующих вмеша­тельств важно не только знать сигналы от датчиков угловых скоростей колес vwhl, давле­ние на впуске рAdm, скорость вращения вокруг вертикальной оси поперечное ускорение ψ, угол поворота рулевого колеса δ и крутящий момент двигателя, но и ряд других внутренних системных переменных, которые могут быть из­мерены косвенно. К ним, к примеру, относятся силы, действующие на шины в продольном, поперечном и нормальном направлениях (Fx, Fy и Fn), линейная скорость vx, значения отно­сительного скольжения шин λi, угол бокового увода колес а на одной оси, угол дрейфа β поперечная скорость автомобиля vy и коэффи­циент сцепления μ. Они определяются по сигна­лам датчиков на базе вычислительных моделей.

Линейная скорость автомобиля vx имеет ключевую важность для всех контроллеров бокового увода колес и поэтому должна вычис­ляться с очень большой точностью. Это делается на основе автомобильной модели с использо­ванием измеренных угловых скоростей колес. Здесь необходимо учитывать влияние много­численных факторов. Скорость автомобиля vx уже в нормальных ситуациях вследствие тормо­жения или пробуксовки отличается от линейных скоростей вращательного движения колес vwhl. У полноприводных автомобилей, в частности, необходимо учитывать особенности привода колес. На поворотах колеса, движущиеся по внутреннему радиусу, проходят по траектории, отличной от траектории колес на внешнем ра­диусе, следовательно, их скорости разные.

Управляемость автомобиля меняется при обычной эксплуатации в ответ на изменения нагрузки, сопротивления движению (например, уклон дороги или изменение типа покрытия, ве­тер) или износ (например, тормозных колодок).

При всех этих граничных условиях ли­нейная скорость автомобиля должна оцени­ваться с отклонением в несколько процентов для обеспечения стабилизирующего вмеша­тельства в необходимой степени.

 

Контроллер поперечной динамики

 

Задачей контроллера поперечной динамики является вычисление фактического поведе­ния автомобиля на основании, например, сиг­нала скорости вращения вокруг вертикаль­ной оси и угла дрейфа, и сделать поведение автомобиля в экстремальной по динамике ситуации как можно более близким к по­ведению в обычной ситуации (номинальное поведение).

Связь, существующая при движении по окружности в устойчивом состоянии между скоростью вращения вокруг вертикальной оси и углом поворота рулевого колеса δ, линейной скоростью автомобиля vx и характеристиче­скими переменными, используется для опреде­ления номинального поведения. Применяя одно­колейную модель, получаем:

ψ = (v/ l) δ (1/ 1+(vx/vch)2)

в качестве базы для расчета номинального движения автомобиля. В этой формуле l озна­чает расстояние между передней и задней осями. Геометрические и физические параме­тры модели автомобиля обобщены в «характе­ристической скорости автомобиля» vch.

В этом случае переменная ψ ограничива­ется соответственно текущим коэффициентам скольжения и конкретными свойствами дина­мики автомобиля и ситуации движения (ини­циируемые водителем торможение или раз­гон) и такими условиями, как наличие уклона или различие в коэффициентах скольжения (μ-разделение). Таким образом, команда во­дителя известна как номинальная скорость вращения вокруг вертикальной оси ψNom.

Контроллер поперечной динамики сравни­вает измеренную скорость вращения вокруг вертикальной оси с номинальной и в случае значительных отклонений вычисляет момент вращения вокруг вертикальной оси, необхо­димый для совпадения переменной величины фактического состояния с номинальным зна­чением. На более высоком уровне контролиру­ется угол дрейфа β и по мере роста значений все в большей степени учитывается в расчете стабилизирующего момента вращения вокруг вертикальной оси ΔMZ. Эта выходная перемен­ная контроллера применяется посредством входных переменных тормозного момента и проскальзывания отдельных колес, корректи­руемых контроллерами нижнего уровня.

Стабилизирующие вмешательства вы­полняются на всех колесах, торможение ко­торых генерирует момент вращения вокруг вертикальной оси в требуемом направлении вращения, и на которых еще не достигнут предел передаваемых сил. У автомобиля с избыточной поворачиваемостью физический предел сначала превышается на задней оси. Поэтому стабилизирующие вмешательства выполняются на переднем мосту. У автомо­биля с недостаточной поворачиваемостью ситуация обратная.

Номинальные значения относительного скольжения λ’Nom, запрашиваемые контрол­лером поперечной динамики, на отдельных колесах устанавливаются с помощью кон­троллеров колес, т.е. контроллеров низшего уровня (см. рис. «ESP — общая система управления» ). Различают следующие три случая.

 

Управление колесами при движении накатом

 

Чтобы создавать как можно более точные вели­чины момента вращения вокруг вертикальной оси, необходимые для стабилизации автомо­биля, силы на колесах должны изменяться при определенных условиях путем контроля про­скальзывания колес. Номинальная величина проскальзывания, запрашиваемая контрол­лером поперечной динамики на том или ином колесе в случае отсутствия торможения регули­руется контроллером проскальзывания путем активного нагнетания давления. Для этого нужно как можно более точно знать величину текущего проскальзывания колеса. Оно вычисляется на основе сигнала измеренной скорости колеса и линейной скорости автомобиля vx. Номиналь­ный тормозной момент на колесе образуется из отклонения фактической величины проскальзы­вания от номинальной с использованием PID- регулирования (пропорционально-интегрально­дифференциального регулирования).

Колесо может подвергаться торможению не только в случае активного нагнетания давле­ния контроллером поперечной динамики. По­сле переключения на пониженную передачу и резком отпускании педали газа инерция движущихся деталей двигателя в определен­ной степени тормозит приводные колеса. При увеличении этой силы и соответствующего реактивного момента сверх определенного уровня шины теряют способность передавать результирующие нагрузки на дорогу и у них появляется тенденция к блокированию (на­пример, из-за внезапного наезда на скользкий участок дороги). Тормозное проскальзывание приводных колес можно ограничить в случае движения накатом посредством регулировки тормозного момента двигателя. Водителем это воспринимается как «плавный разгон».

 

Управление колесами при торможении

 

При торможении на отдельных колесах вы­полняются различные операции, в зависимо­сти от ситуации:

  • Вмешательство водителя через нажатие пе­дали тормоза и вращение рулевого колеса;
  • Эффект контроллера ABS, предотвращаю­щего блокировку отдельных колес;
  • Вмешательства контроллера поперечной динамики, обеспечивающие устойчивость автомобиля за счет подтормаживания от­дельных колес, при необходимости.

 

Эти три требования должны координироваться таким образом, чтобы инициируемые водите­лем торможение и маневрирование реализовы­вались как можно полнее. Если управление ко­лесами выполняется главным образом с целью максимального замедления автомобиля, то его можно выполнять на основании ускорения ко­лес, надежно определеяемого по минимальной информации датчиков (управление неустой­чивостью). Для регулировки продольных и поперечных сил на шине для стабилизации автомобиля необходимо применять принцип управления проскальзывания, так как он также позволяет управлять колесами в неста­бильном диапазоне характеристики коэффи­циента сцепления / проскальзывания. Однако на основании имеющихся сигналов датчиков должна определяться абсолютная величина проскальзывания колеса до нескольких про­центов, в зависимости от скорости автомобиля.

 

Контроллер ABS

 

Задача контроллера ABS — обеспечить устойчивость и управляемость автомобиля в любых дорожных условиях и использование сцепления между шинами и дорогой в как можно большей степени. Будучи контролле­ром нижнего уровня по отношению к контрол­леру поперечной динамики, он выполняет эти функции путем модулирования тормозного давления на колесе таким образом, чтобы обеспечивалась максимально возможная про­дольная сила при сохранении достаточной поперечной устойчивости. Однако в ESP изме­ряется больше переменных, чем в ABS, имею­щей только датчики угловых скоростей колес. Таким образом, информация о движении колеса, такая как скорость вращения вокруг вертикальной оси или поперечное ускорение, получается путем прямого измерения с боль­шей точностью, чем при модельной оценке на основании нескольких измеренных значений.

В определенных ситуациях можно повы­сить эффективность системы путем адаптации управления ABS посредством использования переменных из контроллера поперечной ди­намики. Когда автомобиль тормозит на неров­ной дороге (μ -разделение), на левых и правых колесах возникают очень разные тормозные силы. В результате возникает момент вращения вокруг вертикальной оси, на который водитель должен реагировать выруливанием, чтобы стабилизировать автомобиль. Скорость нарас­тания этого момента и быстрота последующей реакции водителя зависят от момента инерции автомобиля вокруг вертикальной оси. ABS вы­зывает задержку увеличения момента вращения вокруг вертикальной оси, сдерживая рост дав­ления в колесном цилиндре переднего колеса с более высоким коэффициентом сцепления с дорожным покрытием. Эта функция ABS может также использовать информацию контроллера высшего уровня — контроллера поперечной ди­намики (по реакции водителя и поведению авто­мобиля) и, соответственно, даже еще лучше реа­гировать на фактическое движение автомобиля.

Если при торможении в повороте автомобиль при определенных условиях начинает пово­рачиваться, то тенденции к избыточной пово­рачиваемости можно противодействовать путем электронного распределения тормозных сил че­рез уменьшение давления на отдельных колесах. Если этого недостаточно, то помогает контроллер поперечной динамики путем активного нагнета­ния давления на переднем колесе, движущемся по внешнему радиусу поворота (уменьшение поперечной силы). При недостаточной же пово­рачиваемости тормозной момент увеличивается на заднем колесе, движущемся по внутреннему радиусу поворота (при условии, что колесо не контролируется системой ABS) и слегка умень­шается на переднем внешнем колесе.

Если у автомобиля появляется тенденция к избыточной поворачиваемости при смене по­лосы с полным или частичным торможением, то уменьшается давление на заднем внешнем колесе (увеличение поперечной силы), и уве­личивается давление на переднем внешнем ко­лесе (уменьшение поперечной силы). При недо­статочной поворачиваемости при торможении в повороте увеличивается тормозной момент в заднем колесе, движущемся по внутреннему ра­диусу поворота (при условии, что колесо еще не попало в диапазон вмешательства ABS) и слегка уменьшается на переднем внешнем колесе.

 

Управление колесами при активном движении

 

Как только приводные колеса начинают проскальзывать при активном движении, активируется контроллер низшего уровня — контроллер тягового усилия (TCS). На изме­ренную скорость колеса и соответствующее проскальзывания можно повлиять путем из­менения баланса крутящего момента на каж­дом приводном колесе. Контроллер TCS огра­ничивает крутящий момент на каждом колесе до величины, которая может быть передана на дорогу. Таким образом, команда водителя реа­лизуется после разгона настолько, насколько зто физически возможно, и одновременно обеспечивается фундаментальная курсовая устойчивость, так как слишком сильно умень­шаются боковые силы на колесе.

У автомобиля с активной осью в качестве регулирующих переменных используются средняя скорость колеса приводной оси.

 

vMWhl = 1/2 (vlWhl + vRWhl)

 

и разность скоростей    vDif = vlWhl — vRWhl     между левым vlWhl и правым vRWhl колесами.

Структура контроллера TCS изображена на рис. «Структура контроллера TCS». Опорные переменные контроллера поперечной динамики включаются в расчет номинального значения средней скорости колеса и разности скоростей колес, а также номинальных значений относительного скольжения и скоростей колес при движении накатом. При расчете номинальных значений vDifNom (номинальной разности скоростей при­водных колес на одной оси) и vWhlNom (номи­нальной средней скорости колес), вводные переменные для изменения номинального от­носительного скольжения ΔλNom и допустимая разность величин относительного скольжения ΔλDlfTolNom приводной оси или осей корректируют базовые значения, вычисленные блоком TCS. Кроме того, тенденция к недостаточной или избыточной поворачиваемости, выяв­ляемая контроллером поперечной динамики, через приращение номинального крутящего момента двигателя ΔМRedNom напрямую вли­яет на определение максимально допустимого приводного момента.

 

 

Динамическая реакция силового агрегата зависит от сильно изменяющихся режимов работы. Поэтому необходимо определить те­кущий режим работы (выбранная передача, включение сцепления), чтобы можно было адаптировать параметры контроллера к ди­намической реакции регулируемой системы и к не линейным характеристикам.

Поскольку на среднюю угловую скорость ко­леса влияют переменные инерционные силы, возникающие в приводе в целом (в двигателе, трансмиссии, на ведущих колесах, на кардан­ном валу), то для описания её относительно медленной скорости динамической реакции ис­пользуется относительно большая постоянная времени. Среднюю угловую скорость колеса контролирует нелинейный PID-контроллер, при этом, в частности, приращение l-компонента (в зависимости от режима работы) может варьи­роваться в широком спектре. В стационарном случае l-компонент является мерой крутящего момента, который может быть передан на ко­лесо в точке контакта с поверхностью дороги. Выходной переменной этого контроллера явля­ется номинальный суммарный момент МMWhlNom.

И наоборот, постоянная времени для разности скоростей колес относительно мала и отражает тот факт, что собственные инерционные силы колес являются практически единственным определяющим фактором для динамической реакции. Кроме того, в отличие от средней ско­рости колес, двигатель влияет на неё лишь кос­венно. Разность скоростей колес vDif контролируется нелинейным Pl-контроллером. Поскольку притормаживания приводного колеса вначале становятся заметными только через баланс кру­тящих моментов этого колеса, то они изменяют распределение межколесного дифференциала, имитируя его блокировку. Параметры этого кон­троллера блокировки межколесного дифферен­циала лишь в минимальной степени зависят от включенной передачи и влияний двигателя. Если дифференциальная скорость на приводной оси отличается от номинальной vDlfNom больше, чем это допустимо («мертвая зона»), то запускается вычисление номинального дифференциального момента MDlfNom. «Мертвая зона» расширяется, если тормозных вмешательств TCS необходимо избегать, например, при прохождении поворотов на пределах возможностей.

 

Номинальные дифференциальные крутящие моменты

 

Номинальный суммарный и номинальный дифференциальный крутящие моменты явля­ются основой для распределения позициони­рующих сил между исполнительными меха­низмами. Номинальный дифференциальный момент MDlfNom задается разностью между крутящими моментами на левом и правом ведущих колесах путем активации соответ­ствующего клапана в гидравлическом блоке (ассиметричное вмешательство тормозов). Но­минальный суммарный момент МMWhlNom регу­лируется как вмешательствами двигателя, так и симметричным вмешательством тормозов.

У бензинового двигателя регулировки, пред­принимаемые через дроссельный клапан, относительно медленно дают эффект (задержка и переходная реакция двигателя). Для быстрого вмешательства через двигатель используются задержка момента зажигания и еще одна опция — селективное подавление импульсов впрыска. В дизельных двигателях электронный блок управления (EDC) умень­шает крутящий момент двигателя путем из­менения количества впрыскиваемого топлива. Для краткосрочной помощи в уменьшении крутящего момента двигателя можно приме­нять симметричное тормозное воздействие.

Во внедорожных условиях особую роль играет тяговое усилие. Обычно у внедорожни­ков управление тяговым усилием автоматически адаптируется путем идентификации ситуации для достижения наилучших уровней эффектив­ности и надежности. Другие автопроизводители дают водителю возможность выбрать различ­ные регулировки, от деактивации ограничения крутящего момента двигателя до адаптации к особым состояниям дороги (лед, снег, трава, песок, снежная каша, каменистый грунт).

 

Дополнительные функции поперечной динамики

 

Описанные выше базовые функции ESP могут также включать в себя дополнительные функ­ции поперечной динамики для особых катего­рий автомобилей, таких как полноприводные универсалы или внедорожники (SUV) и легкие фургоны, а также для особых требований к ста­билизации автомобилей.

 

Расширенное управление недостаточной поворачиваемостью

 

Даже в нормальных условиях движения автомо­биль может оказаться неспособным адекватно реагировать на вращение рулевого колеса (с образованием недостаточной поворачиваемости), если, к примеру, на повороте дорожное покрытие внезапно окажется мокрым или грязным. ESP может увеличить скорость вра­щения автомобиля вокруг вертикальной оси, создав дополнительный момент вращения. Это позволяет автомобилю пройти поворот с фи­зически возможной максимальной скоростью. Ожидаемая частота вмешательств и требования к комфорту у разных типов автомобилей раз­ные и поэтому имеются соответственно разные ступени расширения для выполнения таких тормозных вмешательств, которые влияют на поведение автомобиля при недостаточной по­ворачиваемости.

Если водитель захочет пройти поворот по меньшему радиусу, чем это физически воз­можно, то останется лишь уменьшение скорости автомобиля. Эту информацию можно считывать во время поворота в устойчивом состоянии по зависимости между радиусом поворота r, линейной скоростью автомобиля vx и скоростью вращения вокруг вертикаль­ной оси ψ:

 

r = vx / ψ

Чтобы автомобиль оставался на заданной траектории, он — без применения момента вра­щения вокруг вертикальной оси — тормозится настолько, насколько это необходимо путем торможения всех колес (расширенное управле­ние недостаточной поворачиваемостью, EUC).

 

Предотвращение опрокидывания

 

Легкие грузовики и другие автомобили с вы­соким центром тяжести, такие как внедорож­ники (SUV), могут перевернуться при возник­новении больших поперечных сил, например, из-за резкого руления при маневрах уклоне­ния от препятствия на сухой дороге (очень динамичные ситуации вождения) или при медленном увеличении поперечного ускоре­ния автомобиля до критического при съезде с автострады с уменьшающимся радиусом по­ворота на слишком высокой скорости (почти стационарные ситуации вождения).

Существуют особые функции (функции по­давления опрокидывания, RMF), выявляющие эти критические ситуации с помощью обычных датчиков ESP и стабилизирующих автомобиль путем вмешательства в работу тормозной си­стемы и двигателя. Для обеспечения своевре­менного вмешательства, в дополнение к манев­рирующим действиям водителя и измеренной реакции автомобиля (скорость вращения вокруг вертикальной оси и боковое ускорение), для оценки поведения автомобиля в ближайшем будущем используется прогнозирующая модель. В частности, при выявлении надви­гающейся опасности опрокидывания притор­маживаются два колеса на внешнем радиусе поворота. Это действие уменьшает поперечные силы на колесах и, соответственно, критиче­ское поперечное ускорение. Управление коле­сами должно выполняться с таким высоким уровнем чувствительности, чтобы, несмотря на сильно колеблющиеся вертикальные силы FN, управляемость не ухудшалась из-за тенденции к блокированию отдельных колес, особенно при очень динамичных маневрах уклонения. Уменьшение скоростей колес при приторма­живании отдельных колес также помогает во­дителю удержать автомобиль на своей полосе. В почти стационарных ситуациях движения точно выверенное уменьшение крутящего мо­мента двигателя также не позволяет водителю спровоцировать критическую ситуацию.

Момент стабилизирующего вмешатель­ства и его интенсивность должны быть как можно точнее адаптированы к текущему поведению автомобиля. Это поведение может значительно изменяться с нагрузкой, к при­меру, в случае с легкими фургонами и внедо­рожниками с багажниками на крыше. Такие автомобили используют дополнительные оценочные алгоритмы, вычисляющие массу автомобиля и изменение центра тяжести, вызванное распределением нагрузки, если это требуется для адаптации функций ESP (управление с адаптацией к нагрузке, LAC).

 

Подавление раскачивания прицепа

 

В зависимости от скорости движения автомо­били с прицепом подвержены раскачиванию вокруг вертикальной оси. Если автомобиль с прицепом или автопоезд движется со скоро­стью меньшей «критической» (обычно 90 км/ч и 130 км/ч), эти раскачивающие движения адекватно и быстро гасятся. Но если скорость оказывается выше, то небольшие повороты руля, боковой ветер или наезд на выбоину могут внезапно вызвать такие раскачивающие движения, которые быстро набирают интен­сивность и в конечном счете могут привести к ДТП из-за складывания автопоезда.

Периодическая избыточная поворачи­ваемость вызывает стандартные стабилизи­рующие вмешательства ESP, но они обычно приходят поздно и сами по себе не способны стабилизировать автопоезд. Функция пода­вления раскачивания прицепа (TSM) своевре­менно выявляет раскачивающие движения на основе сигналов стандартных датчиков ESP; это делается посредством анализа скорости вращения тягача вокруг вертикальной оси на основе моделей, с учетом маневрирующих движений водителя. Когда эти раскачи­вающие движения достигают критического уровня, автопоезд автоматически тормозится для уменьшения скорости до такой степени, чтобы даже малейшее последующее возбуж­дение не вызвало немедленных критических колебаний. Чтобы как можно эффективнее погасить колебания в критической ситуации, в дополнение к симметричному торможению через все оси тягача выполняются приторма­живания отдельных колес, быстро устраняю­щие раскачивание автопоезда. Ограничение крутящего момента двигателя предотвращает опасное ускорение автомобиля (инициируе­мое водителем) во время стабилизации.

 

Активация других исполнительных органов ESP

 

Наряду с использованием гидравлических колесных тормозов, предусмотрены и другие исполнительные механизмы, посредством которых можно влиять на динамику дви­жения автомобиля. Когда активное рулевое управление и системы шасси соединяются с ESP, образуя комплексную систему- систему управления динамикой автомобиля (Vehicle Dynamics Management, VDM), они в ком­плексе могут даже лучше поддержать води­теля, что еще больше повышает безопасность движения и динамику вождения.

В то время как сочетание системы стабилиза­ции рулевого управления с тормозной системой появилось в последние несколько лет, си­стемы для активации блокировки дифферен­циала в трансмиссии уже давно представлены на рынке. Большое количество таких систем означает, что соединение с ESP возможно во многих случаях. Дополнительный исполнитель­ный механизм может быть активирован либо непосредственно из расширенной функции ESP (принцип взаимодействия), либо через отдель­ный ЭБУ, обменивающийся информацией с ЭБУ ESP (параллельный принцип).

В полноприводных автомобилях созда­ваемый двигателем момент распределяется между обеими осями через межосевой дифференциал (рис. «Концепция полноприводного автомобиля с ESP» ). Когда двигатель сначала приводит в действие одну ось, а другая ось соединена с двигателем через межосевой дифференциал, такая система называется за­висимой. Если этот межосевой дифференциал представляет собой разомкнутый дифферен­циал (без блокировки), то приводной момент ограничивается при увеличении пробуксовки одной оси. В самом неблагоприятном случае при пробуксовке колеса не происходит движе­ния вперед. В сочетании с ESP симметричные вмешательства торможением контроллера TCS на все колеса могут ограничить межосевую разность скоростей колес и тем самым до­биться продольного блокирующего эффекта.

 

 

Управление тяговым усилием системы ESP может также сопоставляться с особыми принципами работы других типов межосевых дифференциалов, таких как Torsen и вязкие муфты. В принципе, все управляемые испол­нительные механизмы привода должны иметь определенный блокирующий момент и дина­мическую реакцию при размыкании и смыка­нии, чтобы адаптировать к себе подруливаю­щие свойства автомобиля.

Если привод автомобиля может быть вруч­ную переключен в различные режимы, то ESP может автоматически подстроиться под вы­бранный водителем режим. Поскольку ESP базируется на индивидуальном управлении колесами, то взаимодействие с механиче­скими блокировками дифференциала для езды по бездорожью возможно лишь при возможности автоматического размыка­ния блокировки дифференциала во время вмешательств контроллера поперечной динамики. В противном случае систему не­обходимо переключить на аварийный режим ABS, когда включена блокировка, потому что вмешательства системы динамической ста­билизации на одном колесе затронут и другие колеса, если оси жестко соединены.

 

Блокира­торы межосевого дифференциала

 

Наряду с простыми соединениями между двумя осями, имеются управляемые блокира­торы межосевого дифференциала, в которых электрический или гидравлический исполни­тельный орган активирует муфту, тем самым адаптируя момент блокировки (рис. «Концепция полноприводного автомобиля с ESP» ). Таким образом, на основании информации ESP (ско­рости колес, скорость автомобиля, скорость вращения вокруг вертикальной оси, боковое ускорение и крутящий момент двигателя), и с учетом переменных, специфичных для ис­полнительного органа (таких как механическая нагрузка) можно оптимально адаптировать со­отношение двух осей к текущей ситуации дви­жения (динамический крутящий момент при межосевом распределении, DCT-C).

Пример на рис. «Влияние распределения момента привода на поведение автомобиля» показывает, как пере­менное распределение приводного момента влияет на поведение автомобиля. Если в случае риска избыточной поворачиваемости при прохождении поворота можно временно перебросить часть крутящего момента на переднюю ось, это необходимо делать лишь намного позже во избежание потери устой­чивости, для уменьшения крутящего момента двигателя или даже стабилизации автомо­биля вмешательством тормозной системы (показано максимально возможное перерас­пределение крутящего момента привода).

Если автомобиль имеет тенденцию к недо­статочной поворачиваемости, то её можно уменьшить путем смещения крутящего мо­мента на заднюю ось. В обоих случаях дости­гается улучшение реакции автомобиля и по­вышение устойчивости. Пределы, в которых фактически возможно смещение крутящего момента привода, зависят от конфигурации конкретного привода.

Управляемый межколесный дифференциал на одной оси может быть активирован систе­мой ESP по аналогичным линиям к гибкому соединению двух осей. В плане принципа ра­боты система динамического распределения крутящего момента на колеса (Dynamic Wheel Torque Distribution, DWT) отличается лишь от блокировки межколесного дифференциала, выполняемой системой TCS через гидрав­лические колесные тормоза.

Однако такой дополнительный исполнительный орган в обычных ситуациях также активно распреде­ляет момент привода между колесами одной оси. Это делается с минимальными потерями и с гораздо большей чувствительностью и комфортом, чем может быть достигнуто че­рез управление тяговым усилием в сочетании с регулированием тормозного момента и уменьшением крутящего момента двигателя, учитывая износ гидравлического блока ESP.

 

Компоненты программы

 

Гидравлический блок, непосредственно под­ключенный к нему ЭБУ (добавочный ЭБУ) и датчики скорости работают в сложных усло­виях моторного отсека и колесных арок. Дат­чик вращения вокруг вертикальной оси и дат­чик бокового ускорения либо встраиваются в ЭБУ, либо, как датчик угла поворота, уста­навливаются в салоне. На рис. «Компоненты ESP» показаны примерные места установки компонентов в автомобиле с электрическими и механиче­скими соединениями.

 

 

Электронный блок управления

 

ЭБУ в виде печатной платы включает в себя, как и компьютер с двухъядерным процессо­ром, все приводы и полупроводниковые реле для активации клапанов и насосов, а также интерфейсные контуры для обработки сиг­налов датчиков и соответствующие комму­тирующие входы для дополнительных сигна­лов (например, выключатель стоп-сигнала). Имеются также интерфейсы (CAN, FlexRay) для сообщения с другими системами, такими как системы управления двигателем и транс­миссией.

 

Гидравлический блок

 

Гидравлический блок (также называемый ги­дравлическим модулятором), как в системах ABS или ABS/TCS, образует гидравлическое соединение между главным тормозным ци­линдром и рабочими цилиндрами колесных тормозов. Он преобразует управляющие ко­манды ЭБУ и через электромагнитные кла­паны регулирует давление в колесных тор­мозах. Гидравлический контур выполняется в виде каналов в алюминиевом блоке. Этот блок также используется для размещения необходимых элементов гидравлической функции (электромагнитных клапанов, плун­жерных насосов и камер-аккумуляторов).

В системе ESP должно быть 12 клапанов не­зависимо от конфигурации тормозных контуров (рис. «Схема гидравлического блока ESP (х-образная конфигурация тормозных контуров» ). Кроме того, обычно встраивается датчик давления, измеряющий инициируемое водителем замедление через тормозное давление в главном тормозном цилиндре. Это повышает эффектив­ность стабилизации автомобиля при частично активных маневрах. Давление модулируется при регулировании со стороны ABS (пассивное регу­лирование) с помощью гидравлики ESP точно так же, как было описано для системы ABS.

 

 

Но поскольку системы ESP также должны активно нагнетать давление (активное регули­рование) или повышать тормозное давление, создаваемое водителем (частично активное регулирование), используемый в ABS воз­вратный насос заменяется самовсасывающим насосом для каждого контура. Рабочие цилиндры тормозных механизмов колес и глав­ный тормозной цилиндр соединяются через коммутационный клапан, открываемый при нулевом электрическом токе, и переключаю­щий клапан высокого давления.

Дополнительный невозвратный клапан с определенным давлением закрытия предот­вращает высасывание лишней тормозной жидкости из цилиндров колес. Насосы при­водятся в действие электродвигателем посто­янного тока в зависимости от потребностей. Двигатель вращает расположенный на его валу эксцентриковый подшипник.

На рис. «Модуляция давления в гидравлическом блоке ESP» показаны три примера моду­ляции давления. Чтобы нагнеталось дав­ление независимо от водителя (рис. с), коммутационные клапаны закрываются, а переключающие клапаны высокого давле­ния — открываются. Теперь самовсасывающий насос подает тормозную жидкость на соответствующее колесо или колёса, нагне­тая давление. Впускные клапаны других ко­лес остаются закрытыми.

Чтобы уменьшить давление, выпускные клапаны открываются, а переключающие клапаны высокого дав­ления возвращаются в исходное положение (рис. b). Тормозная жидкость вытекает из рабочих тормозных цилиндров колес в резер­вуары низкого давления, опорожняемые насо­сами. Управление двигателем насоса, в зависимости от потребностей, уменьшает шум при нагнетании и регулировании давления.

Для частично активного управления (рис. а) переключающий клапан высокого давления должен быть способен открывать всасывающий канал насоса при высоком дифференциальном давлении (> 0,1 МПа). Первая ступень клапана открывается за счет магнитной силы катушки, находящейся под напряжением, а вторая ступень — за счет разности гидравлических площадей. Если контроллер ESP обнаружит нестабильное со­стояние автомобиля, то коммутирующие кла­паны (открытые при нулевом электрическом токе) закрываются, а переключающий клапан высокого давления (закрытый при нулевом электрическом токе) открывается.

Затем два насоса генерируют дополнительное давление для стабилизации автомобиля. По заверше­нии вмешательства системы открывается вы­пускной клапан, и тормозная жидкость из ра­бочего тормозного цилиндра регулируемого колеса выходит в аккумулятор. Как только водитель отпустит педаль тормоза, тормоз­ная жидкость откачивается из аккумулятора обратно в бачок.

 

 

Система контроля

 

Комплексная система контроля безопасности является фундаментальной для обеспечения надежного функционирования ESP. Система контроля безопасности охватывает работу системы ESP вместе с ее компонентами и всеми другими функциональными взаимо­связями. В основе системы контроля безо­пасности лежат такие методы, как FMEA, FTA и исследования с моделированием неисправ­ностей. Применяются методы по исключению ошибок, которые бы имели последствия, относящиеся к безопасности. Крупномасштабные программы контроля гарантируют надежное и точное определение всех ошибок датчиков, которые не могут быть полностью исключены. Эти программы основаны на хорошо разработанных надежных программ­ных обеспечениях систем ABS и TCS, контро­лирующих все компоненты, подключенные к ЭБУ вместе с их электрическими подсоеди­нениями. Со временем надежное программ­ное обеспечение улучшалось более полным использованием возможностей, предостав­лявшихся дополнительными датчиками и их последующим приспособлением к специаль­ным компонентам и функциям ESP.

Работа датчиков контролируется в несколько этапов. Во время первой стадии датчики непре­рывно контролируются во время управления автомобилем на обрыв проводов и вероят­ность прохождения сигнала (внедиапазонная проверка, определение помех, физическое правдоподобие). В течение второго этапа наи­более важные датчики проверяются отдельно. Датчик скорости вращения вокруг вертикаль­ной оси испытывается путем преднамеренной расстройки чувствительного элемента и затем оценивается на прохождение сигнала. Даже датчик ускорения имеет внутренний фоно­вый контроль. При активации сигнал датчика давления должен показывать предопределен­ную характеристику; происходит внутренняя компенсация смещения и усиления. Датчик угла поворота рулевого колеса имеет свои собственные контрольные функции, которые непосредственно сопровождают какое-либо ошибочное сообщение, поступающее к ЭБУ. Дополнительно контролирует цифровой сиг­нал, постоянно передаваемый к ECU. Во время третьего этапа применяется аналитическая избыточность для контроля работы датчиков во время стационарного режима эксплуатации автомобиля. В данном случае используется мо­дель автомобиля с целью проверить тот факт, что не имеется нарушений для определенных связей между сигналами датчиков и движе­нием автомобиля. Эти модели также часто при­меняются для вычислений и компенсирования смещений датчиков, поскольку они остаются в пределах технических условий.

В случае возникновения ошибки система выключается или частично, или полностью, что зависит от типа ошибки. Реагирование системы на ошибки также зависит от того, действительно ли осуществлялось управ­ление.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Система динамической стабилизации и контроля тяги (DSTC) — символы и сообщения | Система стабилизации и контроля тяги | Поддержка водителя | V60 2014

Система динамической стабилизации и контроля тяги (DSTC – Dynamic Stability & Traction Control) помогает водителю избежать заносов и улучшает проходимость автомобиля.

Таблица

Символ

Сообщение

Значение

DSTC Временно ВЫКЛ

Действие системы временно ограничено вследствие высокой температуры тормозных дисков – Функция восстанавливается автоматически после нормализации температуры тормозов.

DSTC Требует обслуж

Система неисправна.

  • Остановите автомобиль в безопасном месте, заглушите и вновь запустите двигатель.
  • Если сообщение сохраняется, обратитесь в мастерскую – рекомендуется официальная станция техобслуживания Volvo.

и

«Сообщение»

В комбинированном приборе есть текстовое сообщение – Прочитайте!

Постоянный свет в течение 2-х секунд.

Проверка системы при пуске двигателя.

Мигающий свет.

Система в действии.

Режим Sport активирован.

Системой курсовой устойчивости и силы тяги (DSTC). | Система стабилизации и контроля тяги | Поддержка водителя | V60 2014

Система динамической стабилизации и контроля тяги, DSTC (Dynamic Stability & Traction Control), помогает водителю избежать заносов и улучшает тягу автомобиля.

При торможении срабатывание система может восприниматься в виде пульсирующего звука. При подаче газа ускорение автомобиля может быть ниже ожидаемого.

Эта система обладает следующими функциями:

  • Функция антиюза
  • Противобуксовочная функция
  • Функция тягового усилия
  • Контроль остановки двигателя – EDC
  • Corner Traction Control — СТС
  • Стабилизатор прицепа автомобиля* – TSA

Функция антиюза

Для повышения устойчивости автомобиля функция контролирует отдельно тяговое и тормозное усилие колес.

Противобуксовочная функция

Во время ускорения функция не допускает проскальзывание ведущих колес на дорожном покрытии.

Функция тягового усилия

Функция, действуя на низких скоростях, передает усилие с ведущего колеса, которое пробуксовывает, на ведущее колесо, которое не делает этого.

Контроль остановки двигателя (EDC)

EDC (Engine Drag Control) препятствует внезапной блокировке колес, например, после понижения передачи или торможения двигателем при движении на низкой передаче по скользкому дорожному покрытию.

Внезапная блокировка колес во время движения может в том числе затруднить управление автомобилем.

Corner Traction Control (СТС)*

CTC компенсирует недоуправление и допускает повышение ускорения на поворотах без пробуксовки внутренних колес, например, при выезде на дорогу по кривой, чтобы автомобиль мог быстрее встроиться в существующий дорожный темп.

Стабилизатор прицепа автомобиля

Стабилизатор прицепа автомобиля предназначен для стабилизации автомобиля с прицепом в ситуациях, когда экипаж подвергается автоколебаниям. Дополнительную информацию см. Езда с прицепом.

Примечание

Функция отключается, когда водитель выбирает режим Sport.

Система динамической стабилизации VDC Subaru Legacy и Outback

Особенности управления автомобилем, оборудованным системой динамической
стабилизации VDC (при соответствующей комплектации)

  Наличие системы VDC не
избавляет от необходимости управлять автомобилем предельно внимательно.
Излишняя самоуверенность легко может привести к серьезной аварии.

Даже если автомобиль оснащен системой VDC, при движении по заснеженной
дороге или в условиях гололедицы необходимо использование зимних шин и
цепей противоскольжения; также необходимо снизить скорость автомобиля.

Активация системы VDC указывает на того, что дорожное покрытие скользкое.
Поскольку система VDC не способна обеспечить абсолютную устойчивость автомобиля,
ее срабатывание должно явиться сигналом к необходимости снижения скорости
движения.

После замены компонентов подвески, рулевого управления или снятия приводных
валов следует в обязательном порядке произвести проверку системы VDC на
фирменной станции техобслуживания Subaru.

С целью обеспечения надлежащей работы системы VDC необходимо соблюдать следующие
правила:

а) На всех четырех колесах должны устанавливаться шины одного типоразмера с
примерно одинаковой степенью износа протектора;
b) Все шины должны быть накачаны с требуемым давлением (см. ярлык, закрепленный
на стойке автомобиля).

При движении по скользкому покрытию, а также при резком маневрировании с целью
объезда препятствия автомобиль может войти в боковой занос, либо его задок начнет
уходить на внешнюю сторону. При выявлении подобной тенденции система VDC активируется
и начинает управлять процессом совместно с ABS и антиробуксовочной системой
(TCS), обеспечивая подавление резких изменений в пространственном положении
и движении автомобиля и, тем самым, повышая его курсовую устойчивость.

Функция системы ABS

ABS обеспечивает электронно-гидравлическое управление функционированием тормозной
системы, предотвращая преждевременную блокировку колес с целью сохранения курсовой
устойчивости и контроля над управлением при торможении на скользком дорожном
покрытии. Даже в маловероятном случае отказа системы ABS сохраняется возможность
остановки автомобиля обычной тормозной системой.
Функция антиробуксовочной системы (TCS)

Система TCS ограничивает проворачивание ведущих колес на скользких поверхностях,
сохраняя тем самым надлежащее сцепление протекторов с дорожным полотном и обеспечивая
возможность надежного контроля над управлением. Активация TCS сопровождается
срабатыванием контрольной лампы VDC.

Функция системы динамической стабилизации (VDC)

Система VDC способствует сохранению курсовой устойчивости путем подавления бокового
заноса при резком выворачивании рулевого колеса, а также при совершении маневров
на скользком дорожном покрытии. При срабатывании системы контрольная лампа VDC
активируется и начинает мигать.

При срабатывании системы VDC могут ощущаться вибрации, передаваемые в педаль
ножного тормоза и рулевое колесо автомобиля, что является признаком исправного
функционирования системы и не должно вызывать беспокойства.

Начало движения сразу же после запуска двигателя может сопровождаться кратковременным
характерным звуком из двигательного отсека, что указывает на проведение автоматической
проверки системы VDC и также не должно вызывать беспокойства.

При пользовании тормозами сразу же после начала движения может ощущаться легкое
подрагивание педали, что также указывает на проведения автоматической проверки
системы VDC.

При срабатывании системы VDC возникает несколько непривычное ощущение при вращении
рулевого колеса.

Оснащение автомобиля системой VDC не освобождает владельца от необходимости
соблюдения обычных мер предосторожности: не забывайте устанавливать зимние шины
при эксплуатации автомобиля в холодное время года.

  Цепи противоскольжения
устанавливаются на передние колеса. Однако при использовании цепей эффективность
системы VDC снижается, что следует учитывать при движении в подобных условиях.
Снижайте скорость при приближении к повороту.

Во избежание нарушения исправности функционирования VDC смену колес следует производить
при выключенном двигателе.

Контроль функционирования системы VDC

Схема расположения световых индикаторов
системы VDC показана на иллюстрации.

Описание принципов функционирования контрольной лампы VDC и световых индикаторов
активации и отключения VDC приведено в Разделе Комбинация приборов.

 

Volvo и его DSTC. Для чего нужна и как работает «Система динамической стабилизации и контроля тяги»?

Система DSTC (Dynamic Stability & Traction Control), что в переводе на русский звучит как система динамической стабилизации и контроля тяги — это целый комплекс активной безопасности, который по сути является помощником автовладельца в экстремальных ситуациях, например во время заноса, различных пробуксовок и проскальзывания колес.

 

DSTC — это управляющий модуль, который наделен большими количеством полномочий, среди которых контроль тяги двигателя, а также тормозного усилия колесах. В совокупности это позволяет умной электронике стабилизировать курс автомобиля и не позволить ему уйти в занос или увязнуть на дороге с рыхлой почвой.

Аналогов у системы динамической стабилизации есть немало, почти у каждого автопроизводителя есть своя DSTC с другим названием. Например, у Тойоты — это VSC, у BMW — DSC, у Subaru — VDC, также есть старый добрый ESP. На русском эту систему часто называют системой курсовой устойчивости, а также системой курсовой или динамической стабилизации. DSTC — это разработка Volvo поэтому если вы слышите эту аббревиатуру, то можете быть уверены, речь идет об автомобилях этой компании.

Все вышеупомянутые системы базируются на старой доброй ESP, системе стабилизации движения или, проще говоря, антизаносе, которую почти 30 лет назад изобрела компания Bosch. По сути, ESP стала расширенной и доработанной системой ABS, а также другой системы под названием ASR — это алгоритм регулирования тягового усилия. В процессе эволюции всех этих систем, создавались умные, более совершенные комплексы, которые работали не только с тормозной системой, но и с двигателем, рулевым управлением, педалью тормоза и не только.

DSTC от Volvo учитывает тягу двигателя, скорость вращения колес, а также инерцию и положение руля, благодаря чему обеспечивает курсовую стабилизацию автомобиля. Чувствительность этой системе обеспечивают датчики рулевой колонки, датчики ABS, а также гироскоп, который сопоставляет положение автомобиля с углом поворота руля.

Читайте также: Так вы «убиваете» катализатор своего авто, даже не подозревая об этом!

Простыми словами, система производит сложные подсчеты всех факторов, высчитывая наиболее подходящий алгоритм для движения автомобиля в тяжелых условиях, позволяя избежать заносов и пробуксовок. В конечном итоге даже неопытный водитель не вылетит с дороги во время прохождения опасного виража и не увязнет на грунтовой или заснеженной дороге. Справиться в таких условиях порой непросто даже опытным автомобилистам, чуть переборщив с газом или тормозами можно попасть в серьезное ДТП. Задача DSTC не допустить этого всеми возможными способами.

Основные возможности DSTC

  • Антибукс. Система контролирует вращение колес, исключая возможность их проскальзывания и пробуксовки при разгоне и резком нажатии на газ.
  • «Антиюз». DSTC контролирует изменения тяги, а также тормозное усилие на каждом колесе, тем самым, обеспечивая устойчивость авто.
  • Контроль остановки двигателя. Во время торможения двигателем или при переходе на более низкую передачу ведущие колеса могут заблокироваться, задача электроники не допустить этого.
  • Контроль и распределение тягового усилия. Во время медленной езды, по бездорожью или заснеженной скользкой дороге, система понимает какое колесо буксует и снимает с него тягу, передавая ее на другое колесо.
  • Трекшн-контроль. Контроль пробуксовки обеспечивает оптимальный режим сцепления покрышек с дорогой, система сама определяет усилие необходимое для эффектного движения по нестабильному покрытию.

Система динамической устойчивости и управления тяговым усилием на автомобилях Volvo по умолчанию активна, то есть для ее деактивации необходимы действия со стороны водителя. На сколько мне известно, деактивировать эту систему невозможно, однако она частично отключается в режиме Sport. В этом режиме блок управления разрешает контролируемый занос, но только до безопасного уровня. Если задок автомобиля начинает нести или, допустим, водитель отпустил педаль «газа», система снова активизируется и приступает к стабилизации. Также есть информация о том, что DSTC может отключаться на какое-то время, в случае перегрева тормозных дисков, когда температура снижается система снова активируется.

Рекомендую: Есть ли смысл заливать 100-й бензин и чем это грозит мотору?

Как это работает — система динамической стабилизации и контроля тяги Volvo

Система стабилизации работает в три этапа:

Все начинается с датчиков. Они фиксируют скорость вращения колес и как только замечают первые признаки проскальзывания блок управления активирует трекшн-контроль. При этом «мозги» начинают принудительно давить двигатель чтобы снизить тягу, тем самым замедлив вращение колес и вернув им сцепление с дорогой.

Далее специальный модуль оценивает положение руля, при помощи оптического датчика и боковое движение авто. Если электроника поймет, что движение автомобиля не соответствует положению руля, проще говоря, что машина валит боком, внутреннее ведущее колесо начнет притормаживаться.

Система анализирует действия водителя и если он продолжает давить на тормоза, при этом машину все равно «несет», в работу включается ABS, которая не дает колесам заблокироваться и пойти юзом. Эффективность работы антиблокировочной системы ведет к тому, что колеса замедляются, не уходя в занос и не блокируясь.

Тандем двух систем, объединенных в одну, настолько эффективно работает, что водителю по большому счету не нужно тормозить или сбрасывать газ во время заноса, умная электроника сама все сделает. Она отрегулирует тягу и обороты мотора, активирует тормоз таким образом, чтобы машина эффективно и безопасно вышла из заноса, не входя в него. Другими словами, электроника пытается нивелировать пробуксовку колес и любое движение «боком», таким образом, чтобы авто следовало четко по той траектории, которую задал рулем водитель. Если же DSTC поймет, что и этого мало и авто двигается «не так или не туда», в боевую готовность приводится полный спектр функций: активируется ABS, снижаются обороты мотора, и притормаживается одно колесо. Причем первостепенной задачей системы является восстановление сцепления колес с дорогой в кратчайшие сроки.

В чем отличие STC и DSTC?

DSTC устанавливается почти на все модели Volvo, однако на некоторых из них установлена упрощенная версия под названием — STC. Если коротко, то STC – это обыкновенная антипробуксовочная система, и все, что она может — это не допускать пробуксовку колес. В то время как DSTC — это тандем двух или даже трех систем с многочисленными датчиками и расширенными полномочиями, позволяющими управлять оборотами мотора, и скоростью вращения колес. Система динамической стабилизации и контроля тяги умеет и может гораздо больше, она способна анализировать, как и куда двигается авто, определять есть занос или нет, корректировать курс автомобиля и давить «мотор», если в его мощности и оборотах нет необходимости. Вольные или невольные попытки уйти в занос DSTC пресекает «на корню» и в течении 20 миллисекунд исправляет любой «косяк» водителя или изъяны дороги.

Спасибо за внимание, надеюсь доступно объяснил!? Если ролик понравился пожалуйста оцените его лайком. Если автотематика вам по душе, обязательно подпишитесь на канал, впереди вас ждет большое количество информативных интересных видосов. На этом у меня все, берегите себя и до новых встреч на этом же канале. Пока.

Рекомендую! Видеоверсия статьи!

🚙 Как работает электронная система динамической стабилизации автомобиля ESP 2021✅

Систему динамической стабилизации ESP (Electronic Stability Program) разработала компания Bosch. Сегодня она присутствует в большинстве современных автомобилей, в том числе и во многих бюджетных моделях.

Аналогом ESP от других производителей являются системы VSC (Vehicle Stability Control), VSA (Vehicle Stability Assist), ESC (Electronic Stability Control) и др. Суть при этом неизменна – данная электроника позволяет справиться с автомобилем в опасных ситуациях. Как работает электронная система динамической стабилизации автомобиля ESP?

Какие задачи решает система ESP

Основное предназначение данной программы – контроль поперечной динамики транспортного средства и помощь водителю в критической ситуации. Система предотвращает срыв автомобиля в боковое скольжение или занос, сохраняет траекторию движения и курсовую устойчивость, стабилизирует положение кузова при выполнении манёвров. Поэтому ESP называют “системой поддержания курсовой устойчивости” и “противозаносной системой”.

Программа ESP предотвращает потерю контроля над машиной на грязной, мокрой или скользкой дороге, в условиях неожиданного крутого поворота или из-за внезапного препятствия на пути. Система на начальной стадии распознаёт угрозу заноса и стабилизирует транспортное средство.

Как работает система ESP

Электронная система динамической стабилизации автомобиля работает совместно с ABS, блоком управления двигателем и антипробуксовочной системой. Комплексная работа перечисленных устройств позволяет обеспечить широкий набор контраварийных мероприятий. Сам модуль ESP включает электронный контроллер обработки сигналов, поступающих от многочисленных датчиков.

См. также нашу статью Как работает система ABS в автомобиле.

Программа 20-30 раз в секунду сравнивает фактическую траекторию движения с углом поворота рулевого колеса. В случае угрозы устойчивости транспортного средства система мгновенно уменьшает крутящий момент мотора. Если для возврата устойчивости такой меры оказывается недостаточно, программа дополнительно притормаживает определённые колёса, чтобы создать противодействие, которое заставит машину слушаться руля.

В моделях авто с автоматической коробкой передач программа ESP способна также переключать передачи, корректируя работу трансмиссии сообразно возникшей ситуации. Ещё одной полезной функцией ESP является Hill Hold Control – предотвращение отката автомобиля назад при старте на подъёме.

В 2013 году компания Bosch предоставила возможность скачивать настройки ESP со своего сайта в интернете. Пользователям предложили параметры для четырёх режимов: безопасного, дрифта, спортивного и пользовательского с самостоятельной настройкой поведения системы. По умолчанию система ESP включена на всех автомобилях, где она присутствует. Тем не менее, многие автопроизводители дают возможность хотя бы частично отключить “стабилизационный ошейник”.

При определённых обстоятельствах программа может мешать опытным водителям, которые привыкли ездить на пределе возможностей автомобиля. Для большинства же водителей ESP реально необходима, поскольку является важным компонентом комплекса активной безопасности транспортного средства. Программа исправляет многие ошибки водителя и помогает в сложных ситуациях. Даже на крутых виражах водителю достаточно просто поворачивать руль, а система сама обеспечит безопасное прохождение поворота.

Динамическая стабилизация — Boulder Neurosurgical & Spine Associates

Устройства динамической стабилизации (DSD) — одно из новейших дополнений к арсеналу современного хирурга-позвоночника. DSD включают в себя спейсеры для заднего межостистого отростка и устройства с динамическими стержнями на основе ножки. Устройства используются для лечения остеохондроза поясничного отдела позвоночника с симптомами.

Эти устройства предлагают менее инвазивный подход и обычно оставляют межпозвоночный диск нетронутым, таким образом сохраняя естественную анатомию и движение спинного сегмента, ограничивая при этом чрезмерное движение.Теоретически устройства динамической стабилизации могут предотвратить начальное прогрессирование остеохондроза при использовании отдельно или в сочетании с традиционными процедурами декомпрессии и слияния. В ближайшем будущем DSD могут заполнить пробел между консервативным лечением и более агрессивными необратимыми операциями.

Некоторые авторы считают, что клинические результаты для систем динамической стабилизации сопоставимы со слиянием. В свете высокой частоты повторных операций на поясничном отделе позвоночника DSD представляют собой привлекательный вариант для рассмотрения некоторыми пациентами.

хирургов BNA участвовали в многочисленных контролируемых FDA клинических испытаниях, в которых оценивалась безопасность и эффективность устройств динамической стабилизации, включая систему Wallis®, систему стабилизации позвоночника DIAM и систему замены фасеток ACADIA®, которая предназначена для восстановления и восстановления. имитировать фасеточные суставы в поясничном отделе позвоночника.

Эти устройства в настоящее время одобрены для клинического использования в США:

  • Система Dynesys ® (Zimmer Inc., Миннеаполис, Миннесота)
  • Coflex ™ (Paradigm Spine, LLC, Нью-Йорк, Нью-Йорк)
  • DIAM (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси)
  • X-STOP (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси)
  • Система динамической стабилизации NFix ™ II (N Spine, Inc., Сан-Диего, Калифорния)
  • BioFlex ® (BioSpine Co., Ltd, Сондонгу, Сеул, Корея)
  • DSS TM Система динамической мягкой стабилизации (Paradigm Spine, LLC, New York, NY)
  • Спинальная система
  • Isobar ™ (Scient’x USA, Inc.Мейтленд, Флорида)

Прокладка X-STOP®

Рисунок. Прокладка X-STOP®

X-STOP® Spacer — это устройство для отвлечения межостистых отростков поясничного отдела позвоночника, используемое для лечения стеноза нижнего отдела позвоночника. X-STOP помогает сохранить функциональный позвоночник, снимает компрессию нервных корешков (импинджмент) и, следовательно, помогает уменьшить симптомы. X-STOP показан пациентам с легкими или умеренными симптомами стеноза поясничного отдела позвоночника и особенно пациентам, у которых наблюдается облегчение симптомов во время сгибания позвоночника.

Процедура X-STOP может быть выполнена под местной анестезией менее чем за час с минимальной кровопотерей. Он особенно подходит для пациентов, которые не переносят общий наркоз.

Существует минимальный риск системных или местных осложнений и небольшой риск неврологического повреждения. Будущие варианты лечения не подвергаются риску.

Устройства для фиксации остистого отростка (SPFD) поддерживают минимально инвазивные хирургические методы, обеспечивая дополнительную фиксацию, способствуя стабилизации позвоночника и способствуя сращению.Их можно использовать как альтернативу или в сочетании с фиксацией транспедикулярного винта-стержня. При использовании в качестве дополнения к односторонней фиксации транспедикулярных винтов SPFD потенциально минимизируют риск нервного повреждения и других осложнений, обеспечивая при этом достаточную сегментарную стабилизацию.

Вот некоторые из устройств, получивших разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США:

  • Aileron ™ (Life Spine, Хантли, Иллинойс)
  • Система синтеза Aspen MIS (Biomet, Брумфилд, Колорадо)
  • Ось ® (X-Spine, Майамисбург, Огайо)
  • BacFuse ® (RTI Surgical, Алачуа, Флорида)
  • BridgePoint ™ (Alphatec Spine, Карлсбад, Калифорния)
  • Coflex-F ® (Paradigm Spine, Нью-Йорк, Нью-Йорк)
  • PrimaLOK SP ™ (ОстеоМед, Аддисон, Техас)
  • CD Horizon Spire ™ (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси)
  • SP-Fix ™ ® (Globus Medical, Одюбон, Пенсильвания)
  • Zip MIS Fusion Systems (Аврора Спайн, Карлсбад, Калифорния)

Использование динамической стабилизации в лечении заболеваний поясницы (поясницы)

Традиционно спондилодез предлагается пациентам, страдающим остеохондрозом поясничного отдела позвоночника (поясничного отдела позвоночника), стенозом позвоночного канала или спондилолистезом.Ранние процедуры слияния, выполненные без инструментов (например, стержней), оказались более склонными к неудачному слиянию (псевдосплавление), чем инструментальная слияние. По мере разработки и использования металлических имплантатов частота отказов снизилась. Однако, несмотря на это улучшение, слияние, как известно, значительно изменяет биомеханику позвоночника, что вызывает беспокойство по поводу преждевременной дегенерации диска на уровнях, соседних с сращением, особенно у молодых пациентов.

Когда отображается динамическая стабилизация?
Потенциально есть несколько показаний для динамической стабилизации.

1. При использовании сращивания цель состоит в том, чтобы обеспечить адекватную фиксацию позвоночника, чтобы слияние произошло, но не с чрезмерной жесткостью, которую передают металлические стержни. Есть некоторые свидетельства того, что межтеловые трансплантаты срастаются с большей скоростью при сжатии, что лучше при динамической стабилизации, чем при традиционном жестком инструментальном сращивании.

2. Для воссоздания заднего натяжения. «Задняя полоса натяжения» — это часть анатомии позвоночника, расположенная в задней части позвоночника (задняя часть).Элементами, которые составляют заднюю полосу натяжения, являются остистые отростки и пластинка (костная пластинка, которая является частью каждого тела позвонка) вместе со связками, которые их соединяют. Часто эти задние элементы удаляются во время процедуры декомпрессии позвоночника, что потенциально может дестабилизировать позвоночник. Динамическая стабилизация восстанавливает задний натяжной бандаж (заднюю опору) без необходимости спондилодеза.

3. Создайте переходную зону, чтобы соединить слитый сегмент с неслитым сегментом, распределяя силы по нескольким уровням позвоночника.Аналогия здесь сродни пластиковому или резиновому воротнику электрического шнура, который распределяет силы между очень гибким кабелем и жесткой вилкой.

Существуют ли разные типы устройств динамической стабилизации?
За последние десятилетия было внедрено много устройств динамической стабилизации. К ним относятся:

  • Система динамической стабилизации Dynesys® (новейшая)
  • Связка Бронсара
  • Система динамической стабилизации связки графа
  • Система мягкой стабилизации с опорой на опору (FASS)
  • Лигаментопластика по Лидсу-Кейо
  • Система DSS (динамическая мягкая стабилизация)
  • Петельная система

Большинство этих устройств в основном использовались по всей Европе с ограниченным использованием в Соединенных Штатах.Система Dynesys® является единственной системой задней динамической стабилизации, получившей разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), и ее разрешение предоставляется только для использования в качестве дополнения к слиянию.

Почему использование этих технологий ограничено?
Многие хирурги не спешили использовать эти технологии из-за их сложности, предполагаемого риска неудачи и отсутствия долгосрочного наблюдения. Долговечность конструкции динамической стабилизации у активного взрослого человека с постоянным движением является важным фактором.Многие из ранее упомянутых устройств были заброшены из-за сбоя со временем.

Улучшение конструкции имплантата: PEEK
Технологические достижения привели к заметному улучшению конструкции имплантата. Биомеханические испытания показывают, что многие из новых устройств хорошо переносятся в долгосрочной перспективе.

PEEK (полиэфир-эфир-кетон), полимер со свойствами, подобными костным, является одним из таких улучшений. Этот материал успешно используется в качестве полужесткой альтернативы нелегким трансплантатам (кейджам) из нержавеющей стали или титана.Гибкие стержни из ПЭЭК позволяют хирургам добавлять динамический компонент к жесткой конструкции поясничного транспедикулярного винта. Поскольку в нем нет движущихся частей, а сам стержень изгибается, механический отказ вызывает меньше опасений. Биомеханические испытания показали, что устройства положительно реагируют на интенсивный износ с минимальным риском поломки.

Хотя замена диска в настоящее время является «горячей темой», она не лечит многие распространенные проблемы поясничного отдела (поясницы), такие как стеноз позвоночного канала, спондилез или спондилолистез.Достижения в области заднего инструментария с использованием динамической стабилизации расширят возможности лечения многих пациентов, страдающих от болей в пояснице и ногах.

Краткая история задней динамической стабилизации

Межостистые спейсеры были разработаны для лечения местных деформаций, таких как дегенеративный спондилолистез. Для лечения пациентов с хронической нестабильностью были разработаны системы фиксации задней ножки и системы динамической стабилизации на основе стержней в качестве альтернативы операциям слияния.Динамическая стабилизация — это будущее хирургии позвоночника, и в ближайшем будущем мы сможем увидеть разработку новых устройств и хирургических методов для стабилизации позвоночника. Важно следить за развитием этих технологий и приобретать опыт их использования. В этой статье мы рассматриваем литературу и обсуждаем динамические системы, как прошлые, так и настоящие, используемые на рынке для лечения дегенерации поясницы.

1. Введение

Дегенерация поясничного отдела позвоночника была впервые описана Киркалди-Уиллисом и Фарфаном в 1982 году с использованием концепции трех стадий: (1) височная дисфункция, (2) нестабильная стадия и (3) стабилизация [1].Пациенты со стадией 1 могут реагировать на консервативное лечение, но пациентам со стадией 2 и 3 требуется операция для стабилизации, декомпрессии и исправления деформаций. Хотя дегенерация диска является одной из причин хронической боли в пояснице, основной причиной боли в спине является нестабильность поясничного отдела позвоночника [2]. Однако поясничная нестабильность четко не определена. Киркалди-Уиллис и Фарфан определили нестабильность как клинический статус пациентов с проблемами спины, которые при малейшей провокации переходят от умеренно симптоматических к тяжелым приступам [1].Согласно Панджаби [3] нестабильность возникает из-за неспособности поддерживать контроль в поясничной нейтральной зоне, где движение позвоночника происходит с минимальным внутренним сопротивлением и в нормальных физиологических пределах. В этом исследовании нестабильность определяется как источник боли и аномальных движений. Стокса и др. [4] и Weiler et al. [5] также связывали аномальные движения с хронической болью в спине. Однако, как определение нестабильности, ненормальное движение не вызывает боли в спине во всех случаях, например, когда аномальное движение наблюдается радиологически в дегенерированных дисках, связанных со спондилолистезом, и боль не является постоянной [6].Поэтому определение нестабильности было обновлено, чтобы включить аномальные движения на суставной поверхности и измененную передачу нагрузки [2]. Спондилодез поясничного отдела позвоночника — распространенное хирургическое лечение, используемое при дегенерации диска, которое связано с хронической болью в пояснице и другими заболеваниями позвоночника, такими как грыжа диска, спондилолистез, фасеточная артропатия и стеноз позвоночного канала [7]. Спондилодез был впервые описан Олби для лечения болезни Потта [8] и Хиббсом, который выполнил спондилодез для лечения деформации позвоночника [9].За последние 50 лет спондилодез стал золотым стандартом лечения нескольких дегенеративных заболеваний позвоночника. Несмотря на множество преимуществ операции слияния, с этой техникой связано несколько осложнений, включая дегенерацию соседнего сегмента и псевдоартроз [10, 11]. Биомеханические исследования показали, что операции слияния вызывают повышенную двигательную нагрузку, которая увеличивает нагрузку на соседние позвоночные сегменты, а долгосрочные клинические исследования показали рентгенологические дегенерации соседних позвоночных сегментов [12–14].Частота дегенерации соседнего сегмента после операций по сращиванию находится в диапазоне от 5,2% до 100% [15]. Среди операций поясничного спондилодеза операции, выполняемые между грудопоясничным переходом и пояснично-крестцовым переходом (так называемые «плавающие спондилодезы»), по-видимому, связаны с наибольшим риском [14]. В результате часто требуются дополнительные операции для лечения дегенерации соседних сегментов после операций поясничного спондилодеза [16].

Как упоминалось выше, операции по сохранению движения были разработаны для лечения дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника с целью предотвращения дегенерации соседних сегментов [17, 18].Сенгупта описал гипотезу, лежащую в основе динамической стабилизации, контроля ненормальных движений, чтобы большая передача физиологической нагрузки могла облегчить боль и предотвратить дегенерацию соседних сегментов. Можно предположить, что как только будет достигнуто нормальное движение и передача нагрузки, поврежденный диск может восстановиться, если только дегенерация не будет слишком серьезной [19]. Системы защиты заднего прохода были разработаны для разгрузки задних фасеток и фиброзного кольца и для управления движением в определенных плоскостях.Стабилизируя движение позвонков, боль может быть сведена к минимуму, а контролируемое движение может также уменьшить вторичные эффекты сращения [20].

Устройства системы задней динамической стабилизации можно разделить на три типа: (1) задние межостистые спейсеры, (2) устройства динамической стабилизации на основе фиксации задней ножки и (3) устройства для полной замены фасетки [21]. Kaner et al. недавно классифицировали эти динамические системы [22], и наиболее важные различия были замечены в группах, где динамические стержни и винты использовались вместе.Эта группа была принята в их классификации как независимая группа. В этой статье мы подведем итоги и обсудим устройства, в которых динамические стержни и винты используются вместе.

2. Устройства динамической стабилизации на основе фиксации задней ножки
2.1. Динамические стержни
2.1.1. Graf Ligament

В 1992 году Graf описал использование системы лигаментопластики Graf для лечения боли в пояснице без спондилодеза [23]. Согласно его теории, аномальные вращательные движения были основным источником механической боли в пояснице.Позже он усовершенствовал систему лигаментопластики Graf, вставив титановые фиксаторы транспедикулярных винтов в позвонок, как выше, так и ниже симптоматического уровня, и использовал плетеную полипропиленовую натяжную ленту для связывания титановых транспедикулярных винтов (рис.


Утверждалось, что из-за компрессии заднего фиброзного кольца система Графа позволяет зажить кольцевидным разрывам. Первоначальные результаты операций по лигаментопластике Графа показали лишь незначительное улучшение функциональных возможностей и потребовали высоких показателей повторной операции.Grevitt et al. сообщили об исследовании 50 пациентов, перенесших лигаментопластику по Графу по поводу трудноизлечимого симптоматического остеохондроза и хронической боли в пояснице [24]. Индекс инвалидности Освестри (ODI) улучшился после операции с 59% до 31%, но послеоперационные радикулопатии были зарегистрированы у 12 из 50 пациентов. Поэтому перед установкой устройства рекомендуется профилактическая декомпрессия фораминальных каналов. Markwalder и Wenger сообщили о долгосрочных результатах у 41 пациента, перенесшего лигаментопластику по графу.Шестьдесят шесть процентов пациентов не сообщали об отсутствии боли, 25,7% пациентов сообщили о значительно меньшей боли и 7,7% пациентов сообщили о несколько меньшей боли. Авторы пришли к выводу, что у более молодых пациентов с болезненным механическим заболеванием позвоночника, рефракционным к консервативному лечению, лигаментопластика Графа является приемлемой альтернативой операции слияния и обеспечивает долгосрочное облегчение симптомов [25].

С другой стороны, Hadlow et al. сообщили о ретроспективном сравнении случай-контроль между лигаментопластикой Graf и заднебоковым спондилодезом у 83 пациентов, страдающих от боли в пояснице [26].Через 2 года после операции в группах с лигаментопластикой по графу была отмечена достоверно высокая частота повторных операций (72%). Таким образом, для лечения боли в пояснице авторы пришли к выводу, что лигаментопластика Графа не продемонстрировала преимущества перед заднебоковым спондилодезом.

Лигаментопластика Graf также приводит к значительному увеличению стеноза латерального канала, особенно когда у пациентов наблюдались уже существующие дегенеративные изменения фасеточных суставов или складки желтой связки из-за выраженного лордоза инструментального сегмента.Ранние клинические неудачи были связаны с этим хирургическим осложнением [24]. Связки графа переносят нагрузку с передней поверхности диска на заднее кольцо, тем самым увеличивая давление диска в этой области. Это может объяснить позднюю недостаточность связки Графа, которая ускоряет дегенерацию диска из-за перегрузки задней части диска [19].

Недавние рандомизированные исследования показали лучшие клинические исходы у пациентов, перенесших имплантацию связок Graf по сравнению с сращениями.Если у пациента наблюдается спондилолистез или нестабильность сгибания, то лигаментопластика Графа — хороший выбор. Однако, если пациент жалуется на сколиоз или боковой листез, то лигаментопластика Графа не является хорошим выбором и может привести к более высокой вероятности повторной операции.

2.1.2. Система динамической нейтрализации (Dynesys)

Система динамической нейтрализации (Dynesys) была разработана Stoll et al. 2002 [27]. Эта система состоит из транспедикулярных винтов из титанового сплава (протасул 100), полиэфирных (сулен-ПЭТ) шнуров и поликарбонатно-уретановых прокладок (сулен-PCU) (рис. 2).Корд из ПЭТ противостоит растягивающим силам и обеспечивает сопротивление сгибанию позвоночника, аналогично концепции, используемой при лигаментопластике Graf. Однако спейсеры Dynesys PCU сопротивляются сжатию во время разгибания и тем самым предотвращают сужение фораминала, поддерживая высоту фораминала и уменьшая нагрузку на заднее кольцо [28, 29] (Рисунок 3).


Результаты клинических исследований системы Dynesys двояки. Cheng et al. сообщили, что не было значительной разницы между использованием Dynesys и традиционным жестким слиянием для лечения болезни соседних сегментов [10].Однако в нескольких исследованиях было высказано предположение, что использование Dynesys в качестве устройства без слияния дает лучшие клинические результаты по сравнению с традиционными жесткими слияниями [27, 30, 31]. Grob et al. сообщили о ретроспективном исследовании 50 пациентов, получавших Dynesys по поводу остеохондроза или нестабильности, связанной со стенозом. У 31 из этих пациентов был период наблюдения не менее 2 лет [32]. Боль в спине уменьшилась у 67% пациентов, 30% пациентов сообщили, что их состояние не изменилось, и 3% пациентов сообщили об ухудшении симптомов.Боль в ногах уменьшилась у 64% пациентов, 21% пациентов сообщили, что их состояние не изменилось, и 14% пациентов сообщили об усилении боли после лечения. Однако функциональные возможности улучшились только у 40% пациентов, а в течение 2-летнего периода наблюдения 6 из 31 пациента (19%) перенесли дополнительную операцию.

Bothmann et al. оценили клинические, рентгенографические и компьютерные томографии (КТ) в 54 последовательных случаях, перенесших операцию без слияния с использованием Dynesys [33].Оценка послеоперационной боли улучшилась в 29 случаях (79%) и была оптимальной, когда динамическое слияние использовалось в сочетании с декомпрессией нервного корешка. Результаты не были лучше, чем при использовании традиционной системы жесткого спондилодеза, а осложнения потребовали повторной операции в 27,5% случаев.

Cienciala et al. изучали динамическую стабилизацию с помощью Dynesys у 102 пациентов с остеохондрозом [34]. Улучшение состояния здоровья пациентов было статистически значимым на протяжении всех 3-х летних послеоперационных периодов.Dynesys привел к послеоперационному исчезновению выбухания диска и восстановлению как задней продольной связки, так и пространства в поясничном позвоночном канале; повторные МРТ-исследования подтвердили исчезновение выпуклости у этих 26 пациентов. В течение трехлетнего периода наблюдения у пациентов улучшились субъективные ощущения, морфологические данные, боль и функциональный статус.

Лечение Dynesys показано пациентам с дегенеративными заболеваниями в пояснично-двигательном сегменте, нестабильностью и в сочетании с функциональным или структурным стенозом позвоночного канала.Противопоказаниями для этой системы являются переломы позвоночника, инфекции, литический / истмический спондилолистез, дегенеративный спондилолистез> I ° -II °, фасетэктомия и стабилизация грудного и шейного отделов позвоночника.

2.1.3. Система стержней Accuflex

Система стержней Accuflex (Globus Medical Inc.) включает в себя динамический стержень и транспедикулярные винты 6,5 мм из титана. У стержня есть двойные спиральные прорези, которые выполняют движения сгибания-разгибания, обеспечивая заднюю полосу натяжения, которая может разгрузить диск (Рисунок 4).Эта система получила разрешение FDA для одноуровневой динамической сварки. В исследовании, проведенном Reyes-Sánchez et al., 20 последовательных пациентов подверглись операции динамической стабилизации с помощью стержневой системы Accuflex для лечения стеноза поясничного отдела позвоночника и дисфункционального движения сегмента [35]; были полностью описаны клинические, рентгенологические и магнитно-резонансные данные (МРТ). В течение 2-летнего периода наблюдения 22,22% пациентов потребовалось удаление устройства из-за усталости, в то время как у 83% пациентов не наблюдалось прогрессирования дегенерации диска после имплантации системы Accuflex.У трех пациентов (16%) также была выявлена ​​регидратация диска при последующей МРТ. Даже при относительно высоком уровне удаления устройства (22,22%) использование стержневой системы Accuflex обеспечило улучшенные клинические преимущества и остановило дегенеративный процесс у 83% пациентов.


2.1.4. Isobar TTL

Система Isobar TTL (Scient’x USA) — одна из первых описанных полужестких удилищ. Этот имплантат получил разрешение FDA для использования в качестве дополнения к спондилодезу в 1999 году. Эта система состоит из стержня из титанового сплава с демпфером, сделанным из уложенных друг на друга уплотнительных колец из титанового сплава.Система Isobar TTL допускает небольшое как осевое, так и угловое перемещение через этот демпфер (рис. 5). Perrin и Cristini сообщили о ретроспективном исследовании 22 пациентов, которым была выполнена динамическая стабилизация с использованием системы Isobar TTL для лечения поясничного спондилолистеза [36]. Соскользнувшие уровни обрабатывали клеткой из полиэфирэфиркетона (PEEK) с последующей двухуровневой задней фиксацией с использованием системы Isobar TTL. В течение 8,27-летнего периода наблюдения 68,2% пациентов сообщили о легкой боли в ногах, 72% пациентов сообщили об отсутствии или умеренной боли в спине, и 91% пациентов не пожаловались.Соседний уровень также был защищен системой Isobar TTL.


2.1.5. Штанга CD-Horizon Legacy PEEK

Штанга CD-Horizon Legacy PEEK (Medtronic Sofamor Danek, Мемфис, Теннесси) состоит из полиэфирэфиркетона и является более гибкой, чем титановые стержни (Рисунок 6). Эта система получила разрешение FDA в 2005 году. В настоящее время стержень из PEEK одобрен FDA для лечения адъюнкта фиксации для одноуровневого межтелового спондилодеза. Abode-Iyamah et al. сообщили о трупном исследовании, в котором измеряли разницу внутридискового давления между стержнем из PEEK и титановым стержнем [37].Разница давлений у титановых стержней была больше, чем у стержней из ПЭЭК. Однако не было определено, можно ли использовать динамические стержни, такие как DYNESYS и Accuflex или PEEK, с динамическими винтами вместо использования жестких титановых стержней, поскольку стержни из PEEK более гибкие по сравнению с титановыми стержнями (рис. 7). В результате авторы пришли к выводу, что стержни из ПЭЭК уменьшают поражение прилегающих дисков, поддерживая более низкое внутридисковое давление.


2.1.6. Пружинный стержень Bioflex Система транспедикулярных винтов

Система Bioflex (Bio-Spine Inc.) представляет собой систему на основе педикулярного винта, которая состоит из нитинола в форме стержня с одной или двумя петлями для обеспечения стабильности при сгибании, разгибании и боковом сгибании (рис. 8). Нитинол — это сплав титана и никеля, также называемый «металлом памяти» из-за его способности возвращаться к своей первоначальной форме после деформации. В исследовании, проведенном Kim et al., 103 пациента, получавших систему Bioflex, наблюдались до и после операции на предмет изменений диапазона движений (ROM). Пациенты были разделены на две группы: динамическая стабилизация с задним поясничным межтеловым спондилодезом или без него (PLIF) (группа 1) и жесткая фиксация (только система PLIF + Bioflex) (группа 2).Изменения в ROM в зацикленных сегментах, которые обрабатывались PLIF, были значительно уменьшены, но изменения в ROM в зацикленных сегментах без PLIF не были значительными. Авторы пришли к выводу, что система динамической стабилизации Nitinol Bioflex обеспечивает стабилизацию при одновременном разрешении физиологических движений, что, в свою очередь, снижает дегенерацию соседних сегментов [38].


В исследовании, проведенном Zhang et al., 12 пациентов лечились с помощью системы Bioflex для изучения функционального движения через один или несколько лет после установки системы Bioflex.Шесть пациентов лечили конструкцией L3-4-5, а еще шесть пациентов лечили конструкцией L4-5-S1. Срок наблюдения варьировал от 12 до 33 месяцев; Рентгенограммы при нейтральном боковом сгибании, разгибании и задне-переднем сгибании стоя были получены через 3, 6, 9, 12 и более 12 месяцев после операции. Были определены ROM для всего поясничного лордоза и сегментов от L2 до S1. Авторы пришли к выводу, что система Bioflex в некоторой степени способна сохранять функциональное движение на инструментальных уровнях.Однако, хотя тотальный поясничный лордоз сохранился, ROM имплантированных сегментов был ниже, чем их дооперационные значения [18].

2.1.7. Система мягкой стабилизации с опорой на опору (FASS)

Система FASS (мягкая стабилизация с опорой на опору) была разработана Сенгуптой и Малхолландом [39] для устранения наиболее распространенных недостатков системы Graf (рис. 9). (1) Усиленный лордоз, который вызывает сужение латеральной впадины, что приводит к защемлению корня, особенно при ранее существовавшей фасеточной артропатии.(2) Повышенная нагрузка на заднее кольцо, которая обычно наблюдается у пациентов с болезненными дегенерированными дисками. Наличие точки опоры может предотвратить обе эти проблемы. Точка опоры располагается между транспедикулярными винтами перед связкой и действует путем отвлечения заднего фиброзного кольца. Эластичная связка размещается на головках транспедикулярных винтов кзади от точки опоры и поддерживает лордоз. Точка опоры преобразует сжимающий эффект эластичной связки в переднюю дистракционную силу, которая разгружает диск.


2.2. Динамический винт
2.2.1. Космическая задняя динамическая система

Задняя динамическая система Cosmic (Ulrich medical) представляет собой систему динамической стабилизации на основе транспедикулярных винтов (рис. 10). Показания к применению: стеноз позвоночного канала, дегенеративный спондилолистез. Основной характеристикой этой системы является шарнирная головка транспедикулярного винта, которая допускает сегментарное движение, тем самым снижая напряжение на границе раздела кость-винт. Резьба винтов покрыта фосфатом кальция, что способствует развитию врастания и способствует долговременной фиксации.


Шарнирный винт стабилизирует позвоночник в почти жесткой системе [40, 41]. Результаты аналогичны слиянию после двух лет наблюдения [42–44]. Kaner et al. обнаружили, что лечение шарнирными винтами эффективно при лечении дегенеративного спондилолистеза, стеноза позвоночного канала [43, 45] и рецидивирующих грыж диска [46]. Аналогичные результаты были получены после многоуровневого исследования динамических винтов [47] (рис. 11).

Von Strempel et al. сообщили о двухлетнем контрольном исследовании пациентов, которым была проведена хирургическая операция с использованием космической системы для облегчения дегенеративного заболевания поясницы [48].Результаты этого исследования показали, что система Cosmic является альтернативой традиционной хирургии слияния для лечения дегенеративного заболевания поясницы, но все же необходимы долгосрочные последующие исследования для полной оценки этой системы на заболеваниях смежного уровня.

Stoffel et al. опубликовали результаты исследования 103 пациентов, которые последовательно лечили с помощью системы Cosmic болезненную дегенеративную сегментарную нестабильность — стеноз позвоночного канала в период с апреля 2006 г. по декабрь 2007 г. [49]. Это исследование показало, что динамическая стабилизация с помощью Cosmic позволила добиться значительного уменьшения боли, связанной с этим инвалидности, психического / физического здоровья и подвижности, соответственно, и большого количества довольных пациентов.

2.2.2. Система Saphinas

Система Saphinas (компания Medikon) — это еще один метод лечения, который локализуется между головкой и корпусом винта (Рисунок 12). Эта процедура обеспечивает движения сгибания-разгибания и вращательное движение на 1 ° за разработанным винтом. Биомеханические исследования показали, что эта система демонстрирует достаточную стабилизацию над дегенеративно-двигательными сегментами [40]. Клинические исследования также показали, что система Saphinas создала стабильную жесткую систему [44] (Рисунок 13).


2.3. Динамические стержни с динамическими винтами

Основная функция динамических стержней — обеспечивать достаточное заднее натяжение над задним столбом позвоночника. В биомеханических исследованиях динамические стержни действовали как жесткая система, и их жесткость была слишком близка к жесткости жесткой системы [50]. Динамические стержни более гибкие, чем известные в настоящее время стержни. Биомеханические исследования показывают, что более гибкие стержни с динамическими винтами могут более эффективно стабилизировать позвоночник [50].

Подвижная штанга — первая штанга, которую мы использовали с динамическими винтами (рис. 14) [51]. Однако гибкие удилища были изъяты с рынка после того, как была разработана более гибкая удочка BalanC, которая использовалась с динамическими винтами. Наши предварительные результаты очень многообещающие, и по завершении исследования наши результаты будут опубликованы (Рисунок 15).


2.4. Системы представляют фасетные функции
2.4.1. Stabilimax NZ

Stabilimax NZ (Applied Spine Technologies, Нью-Хейвен, Коннектикут) — это система задней стабилизации на основе транспедикулярных винтов, которая была разработана в качестве альтернативы лечению спондилодезом для лечения боли в пояснице (рис. 16).Панджаби сообщил о важности и роли «нейтральной зоны» (НЗ) в развитии нестабильности позвоночника [3]. NZ — это область межпозвоночных движений вокруг нейтральной позы, где пассивный позвоночник оказывает небольшое сопротивление. Считается, что NZ увеличивается во время дегенерации и травмы диска, что приводит к большей нестабильности и боли. Система Stabilimax NZ была разработана для уменьшения воздействия NZ на механическую боль в спине. Система Stabilimax NZ состоит из стержня с двумя концентрическими пружинами, которые удерживают сегмент позвоночника в нейтральном положении во время движения позвоночника.


Эта система получила одобрение FDA / IDE для начала рандомизированных контролируемых клинических испытаний по сравнению инструментального слияния со Stabilimax для лечения стеноза позвоночника со спондилолистезом I степени или без него. Данные этих исследований еще не опубликованы.

2.4.2. Система динамической стабилизации (DSS)

Система DSS была разработана Sengupta et al. [52] как усовершенствование системы FASS. Биомеханические исследования показывают, что система FASS создает слишком большую нагрузку во время сгибания, что приводит к раннему отказу устройства.Система DSS имеет две конструкции, которые были протестированы в лаборатории. DSS-I состоит из титановой пружины, изготовленной из пружинной титановой проволоки диаметром 3 мм (рис. 17). Система DSS-II состоит из эллиптической винтовой пружины, изготовленной из пружинных титановых стержней диаметром 4 мм.


В 2006 году Sengupta et al. сообщили о результатах исследования с 16 пациентами, в котором участники лечились с помощью DSS от одноуровневой механической боли в спине, связанной с дегенерацией диска, с двухлетним периодом наблюдения [53].Средний балл ODI снизился с 65% до 27%, а балл по ВАШ снизился с 7,3 до 3,7. Сообщений об отказе приборов или ослаблении винта не поступало.

2,5. Аппараты для тотальной замены фасеток
2.5.1. Система тотальной задней артропластики

Система тотальной задней артропластики (TOPS) использует протез задней артропластики на основе транспедикулярных винтов, который был разработан для обеспечения динамической, многоосевой и трехколонной стабилизации при сохранении нормального движения (рис. 18).


Wilke et al. опубликовали результаты исследования in vitro с использованием TOPS на шести человеческих трупах [54]. Трупы были нагружены чистыми моментами ± 7,5 Нм при сгибании / разгибании, боковом изгибе и осевом вращении. Были исследованы следующие состояния: 1) нетронутые; (2) после двусторонней ламинэктомии, в том числе фасетэктомии нижних фасеточных суставов, верхнего позвонка L4; и (3) после имплантации устройства. ROM, нейтральная зона и внутридисковое давление определялись в третьем цикле лечения.На втором этапе ROM во время осевых вращений определялся как функция различных положений сгибания / разгибания. Авторы пришли к выводу, что имплант TOPS почти идеально восстанавливает ROM при боковом изгибе и осевом вращении по сравнению с интактным образцом.

McAfee et al. сообщили о результатах исследования, в котором 29 пациентов лечились с помощью TOPS по поводу стеноза позвоночника и / или спондилолистеза на уровне L4-5 из-за фасеточной артропатии [55]. В среднем операция длилась 3,1 часа, и клинический статус пациентов значительно улучшился после лечения с помощью устройства TOPS.Через год после операции средний балл ODI снизился на 41%, а 100-мм балл по ВАШ уменьшился на 76 мм. Рентгенологический анализ показал, что движение в пояснице сохранялось, высота диска сохранялась, а признаков ослабления винта не было; Во время исследования не было зарегистрировано никаких сбоев в работе устройства, миграций и нежелательных явлений, связанных с устройством.

2.5.2. Система тотальной фасеточной артропластики

Система тотальной фасеточной артропластики (TFAS) — это устройство для задней стабилизации без спондилодеза, предназначенное для стабилизации позвоночника после ламинэктомии для лечения стеноза позвоночника средней и тяжелой степени (рис. 19).TFAS предназначен для замены дегенерированных фасеточных суставов протезными металлическими суставами, которые используются при артропластике коленного и тазобедренного суставов.


Phillips et al. сообщили об исследовании in vitro с использованием TFAS на девяти образцах трупного позвоночника человека [56]. Девять человеческих поясничных позвонков (от L1 до крестца) были протестированы сгибанием-разгибанием (от +8 до -6 Нм), позднее сгибанием (± 6 Нм) и осевым вращением (± 5 Нм). Сгибание-разгибание было протестировано при 400 Н после предварительной нагрузки. Образцы были протестированы неповрежденными после полной ламинэктомии L3 с фасетэктомией L3-L4, после фиксации транспедикулярных винтов L3-L4 и после имплантации L3-L4 TFAS.ROM оценивался по всем тестируемым направлениям. Для оценки качества движения рассчитывались нейтральная зона и жесткость во время сгибания-разгибания. Авторы пришли к выводу, что после широкого диапазона декомпрессий на нервные элементы TFAS преодолел потребность в слиянии, стабилизируя хирургически измененный позвоночник аналогично неповрежденным позвонкам, восстанавливая физиологическую кинематику (диапазон и характер движений) на операционном столе. уровень. Кроме того, TFAS привел к более естественной кинематике на соседних уровнях по сравнению со слиянием.

2.6. Задние межостистые распорки
2.6.1. Имплантат Wallis

Senegas et al. описали межостистый спейсер в 1988 г. [57]. Это устройство было изготовлено из титана и закреплено дакроновой лентой между остистыми отростками. После успешной установки первого имплантата у трехсот пациентов авторы модернизировали систему, известную как «имплант Уоллиса», в которой в качестве спейсера используется материал PEEK (полиэфирэфиркетон) вместо титана (рис. 20). Межостистый имплантат, расположенный в межостистом пространстве, блокирует расширение сегмента и за счет отвлечения остистых отростков обеспечивает позу относительного сгибания, известную как поза, облегчающая боль при нейрогенной хромоте за счет увеличения ширины отверстия.Кроме того, дакроновая лента действует как фактор ограничения сгибания в сегменте имплантата. Из-за этих особенностей это устройство можно описать как гибрид устройства для межостистой дистракции и межостистой связки. Авторы рекомендуют использовать систему Уоллиса при следующих показаниях: (1) дискэктомия массивной грыжи межпозвоночного диска, приводящая к значительной потере дискового материала, (2) вторая дискэктомия при рецидиве грыжи межпозвоночного диска, (3) дискэктомия при грыже межпозвоночного диска переходный диск с сакрализацией L5, (4) дегенеративное заболевание диска на уровне, прилегающем к предыдущему слиянию, и (5) изолированное поражение Modic 1, приводящее к хронической боли в пояснице.

2.6.2. X-Stop

Это титановое устройство для межостистой дистракции (рис. 21) (X-Stop, St. Francis Medical Technologies, Inc., Аламеда, Калифорния) было представлено как минимально инвазивная хирургическая процедура для лечения симптоматического дегенеративного стеноза поясничного отдела позвоночника. Это устройство может быть внедрено минимально инвазивным методом под местной анестезией и может быть полезно для лечения дегенеративного стеноза поясничного отдела позвоночника у пожилых пациентов, которые не могут пройти общий наркоз из-за сопутствующих заболеваний.В литературе есть много противоречивых исследований о клинических результатах применения устройства X-Stop. Хотя Verhoof et al. сообщили, что устройство для межостистой дистракции X-Stop показало чрезвычайно высокую частоту неудач, определяемую как повторное хирургическое вмешательство, после краткосрочного наблюдения у пациентов со стенозом позвоночника, вызванным дегенеративным спондилолистезом [58]. Zucherman et al. сообщили, что X-Stop предлагает безопасное и эффективное лечение стеноза поясничного отдела позвоночника [59].

3. Заключение

Традиционные операции слияния выполняются в течение нескольких лет, поскольку они являются основным методом лечения дегенеративных заболеваний позвоночника.Хотя есть несколько преимуществ использования этой хирургической техники, заболевания соседних сегментов возникают из-за переноса напряжения со стабилизированного сегмента движения на соседний уровень. Для решения этой проблемы была разработана динамическая стабилизация позвоночника, имитирующая естественные движения позвоночника. Передача нагрузки от дегенерированного диска или фасетки на конструкцию динамической стабилизации при сохранении сегментарного движения является важной особенностью, необходимой для разработки новых устройств динамической стабилизации.

Краткосрочные результаты исследований с использованием этих устройств являются многообещающими, и наиболее распространенная проблема возникает из-за отказов при расшатывании из-за нехватки активной термоядерной массы, чтобы выдержать физиологические нагрузки.Следовательно, устройства динамической стабилизации не подходят для лечения пациентов с остеопорозом.

Превосходит ли система динамической стабилизации Dynesys задний поясничный спондилодез в лечении дегенеративных заболеваний поясничного отдела?

ВВЕДЕНИЕ

В последние 30 лет хирургия поясничного спондилодеза была основным методом лечения дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника. Операция слияния связана с некоторыми неблагоприятными осложнениями, такими как псевдоартроз и дегенерация соседнего сегмента (ДМПП).Таким образом, возникла концепция сохранения движения в лечебном сегменте, а затем были разработаны и применены в клинической практике различные методы без слияния. Динамическая стабилизация на основе ножки (PDS) — это метод без слияния, который был введен для преодоления недостатков процедуры слияния. Система динамической стабилизации может контролировать ненормальное движение нестабильных и болезненных сегментов и способствовать здоровой передаче нагрузки, тем самым предотвращая дегенерацию соседнего сегмента.

В 1994 году Stoll и др. [1] впервые представили Dynesys (Zimmer, Inc.), систему динамической стабилизации на основе ножек. Многие исследования in vitro, и биомеханические исследования показали, что эта система может ограничивать гибкость за счет полиэтилен-терефталатного корда и поликарбонатно-уретанового спейсера [2,3]. Впоследствии в некоторых ранних клинических исследованиях сообщалось, что система была эффективным выбором для лечения дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника, а показания системы включали грыжу поясничного диска, стеноз позвоночного канала, дегенеративный поясничный спондилолистез и дегенеративный поясничный сколиоз [1,4, 5].Теоретически такая стабилизация задних элементов может снизить нагрузку на фасеточные суставы и задний межпозвоночный диск и частично сохранить движение лечебного сегмента. Однако теоретические преимущества ПДС без спондилодеза по сравнению с поясничным спондилодезом (например, профилактика РАС) не были четко продемонстрированы или установлены. Длина спейсера определяет степень рассеивания или сжатия каждого сегмента поясничного движения.

В настоящее время система Dynesys является наиболее широко используемой системой динамической стабилизации во всем мире.Хотя первые результаты обнадеживают, долгосрочные эффекты остаются противоречивыми. Кроме того, многие недавно опубликованные исследования сообщают о противоречивых результатах, которые указывают на то, что Dynesys не может обеспечить явное преимущество для результатов [6-9]. Цель этой редакционной статьи — сравнить клинические и радиологические результаты пациентов, получавших лечение системой Dynesys, и пациентов, получавших задний поясничный спондилодез, в соответствии с существующей литературой, а также выяснить, превосходит ли применение системы Dynesys традиционный поясничный спондилодез.

Краткосрочные результаты

Некоторые клинические исследования показали, что пациенты с дегенеративными заболеваниями поясничного отдела позвоночника, получавшие лечение с помощью системы Dynesys, имеют лучшие показатели индекса инвалидности Освестри (ODI) и визуально-аналоговой шкалы (ВАШ) и выздоравливают быстрее, чем пациенты, которым была проведена операция поясничного спондилодеза. . В метаанализе Ли , и др., , [10] сравнили клинические и радиологические результаты пациентов, получавших лечение системой Dynesys и задним поясничным межтеловым спондилодезом (PLIF).Всего в семь исследований было включено 506 пациентов, из которых 250 — Dynesys, а 256 — PLIF. Группа Dynesys показала конкурентное преимущество по средней продолжительности операции, объему кровотечения и продолжительности пребывания в больнице. После 2 лет наблюдения показатели ODI и VAS улучшились как в группе Dynesys, так и в группе PLIF. Существенной разницы между показателями ODI и VAS не было. Средний диапазон движений (ROM) соседнего сегмента увеличился в обеих группах, но разница не была статистически значимой.Авторы пришли к выводу, что слияние все еще возможно при поздней дегенерации и тяжелой нестабильности. Однако пациенты со спондилолистезом I степени или без него, особенно те, которым требуется более быстрое выздоровление, вероятно, будут основными показаниями для Dynesys.

Основная цель системы динамической стабилизации — уменьшение ASD. Предыдущие исследования дали противоречивые результаты относительно защитного действия на РАС [8,9]. Этот метаанализ показал, что у группы Dynesys нет конкурентного преимущества.Причины этих противоречивых результатов неясны. Возможно, из-за короткого периода наблюдения (2 года) долгосрочное наблюдение может показать его преимущества. Метаанализ показал, что ROM лечебного сегмента в группе Dynesys и группе PLIF снизился на 42,0% и 88,0% соответственно [10]. В группе Dynesys частичное сегментарное движение сохранялось, а клинические и функциональные результаты были сопоставимы с таковыми в группе PLIF. Еще одно преимущество системы Dynesys заключается в том, что она менее инвазивна, чем PLIF, и позволяет пациентам быстрее выздороветь.

Среднесрочные результаты

Wu и др. [11] сравнили среднесрочные клинические результаты и результаты визуализации системы Dynesys и PLIF при лечении множественных сегментарных дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника. Они оценили 57 пациентов, получавших стабильность Dynesys ( n = 26) или PLIF ( n = 31), со средним периодом наблюдения 50,3 мес, в диапазоне от 46,0 до 65,0 мес. Показатель VAS и ODI двух групп значительно улучшились через 3 месяца и при последнем наблюдении, но между двумя группами не было существенной разницы.ROM снизился с 6,20 ° до 2,76 ° в группе Dynesys и с 6,56 ° до 0,00 ° в группе PLIF при окончательном наблюдении. ROM проксимального соседнего сегмента в группе PLIF был значительно больше, чем в группе Dynesys. По сравнению с PLIF стабилизация Dynesys поддерживала подвижность стабилизированных сегментов и мало влияла на соседние сегменты, что помогало предотвратить дегенерацию соседних сегментов. Авторы рассматривали систему Dynesys как возможную хирургическую процедуру для лечения многоуровневых дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника в среднесрочный период наблюдения.

В ретроспективном исследовании Bredin и др. [12] сравнили 25 случаев пояснично-заднебокового спондилодеза с 32 случаями динамической стабилизации Dynesys по поводу рецидивирующей грыжи поясничного диска или стеноза поясничного позвоночного канала и наблюдали как минимум 5,5 лет. Результаты показали, что VAS и ODI были значительно ниже в группе Dynesys, чем в группе слияния, физический балл SF-12 был значительно выше в группе Dynesys, чем в группе слияния, а ROM в обработанном сегменте был значительно выше в группе Dynesys, чем в группе слияния. группа слияния (4.1 ± 2,0 ° против 0,7 ± 0,5 °). Визуализация ASD в группе слияния была значительно выше, чем у группы Dynesys (36,0% против 12,1%). Zhang и др. [13] ретроспективно сравнили клинические результаты и результаты визуализации 96 случаев дегенеративных заболеваний поясничного отдела позвоночника, леченных Dynesys и PLIF, включая 46 случаев в группе Dynesys и 50 случаев в группе PLIF со средним сроком наблюдения более 50 мес. При последнем наблюдении показатели ODI и VAS были значительно улучшены в обеих группах.ROM стабилизированных сегментов в группе Dynesys уменьшилась в среднем с 7,1 ° до 4,9 ° ( P <0,05), в то время как ROM стабилизированного сегмента группы PLIF уменьшилась в среднем с 7,3 ° до 0 °. При последнем наблюдении ROM проксимальных соседних сегментов в обеих группах значительно увеличился, но ROM группы PLIF был выше, чем у группы Dynesys. Заболеваемость РАС в группе PLIF была значительно выше, чем в группе Dynesys. Это исследование показало, что система Dynesys в определенной степени сохраняла ROM обработанного сегмента, ограничивала гипермобильность проксимального соседнего сегмента и предотвращала возникновение ДМПП.

Долгосрочные результаты

В настоящее время мало литературы о отдаленных результатах применения динамических стабилизаторов. Согласно нашему обзору литературы, на данный момент опубликовано только четыре долгосрочных исследования системы Dynesys [14-17]. Сравнительное исследование динамической стабилизации и хирургии слияния с долгосрочным наблюдением до сих пор отсутствует.

Hoppe и соавт. [14] сообщили о 39 последовательных пациентах с симптоматическим дегенеративным поясничным спондилолистезом, которым проводилась двусторонняя декомпрессия и система динамической стабилизации Dynesys на уровне L 4/5 со средним сроком наблюдения 7.2 года, от 5,0 до 11,2 года. При последнем наблюдении у 86% пациентов наблюдалось уменьшение боли в спине, а у 89% — уменьшение боли в ногах. Восемьдесят три процента пациентов сообщили об общем субъективном улучшении. В восьми случаях (21%) потребовалось дальнейшее хирургическое лечение из-за симптоматического заболевания соседнего сегмента. В 9 случаях визуализируется прогрессирование спондилолистеза. Патология смежного сегмента, хотя и не значимая клинически, была диагностирована у 17,9% в сегментах L 5 / S 1 и 28,2% в сегментах L 3/4.

Zhang et al [15] сообщили о 38 пациентах со стенозом поясничного отдела позвоночника, которые лечились с помощью системы Dynesys, со средним периодом наблюдения 6,6 года (72–96 мес.). При последнем наблюдении значительно улучшилась функция поясничного отдела позвоночника и боли в пояснице. Частота радиологических и симптоматических РАС составила 16% (6/38) и 3% (1/38) соответственно.

Veresciagina et al [16] наблюдали за 36 пациентами с дегенеративным спондилолистезом и стенозом в течение не менее 10 лет, получавших декомпрессию и динамическую стабилизацию Dynesys.Несмотря на хорошие клинические результаты, 17 случаев и 8 случаев прогрессирующего дегенеративного остеохондроза / спондилолистеза были обнаружены в соседних сегментах, что указывает на то, что система Dynesys не предотвратила заболевание соседних сегментов.

St-Pierre et al [17] наблюдали за 52 пациентами с дегенеративным заболеванием поясничного отдела позвоночника, которым выполнялась динамическая стабилизация Dynesys в течение как минимум 5 лет. Исследование показало, что система Dynesys была связана с высокой частотой возникновения РАС (15/52, 29%).

Осложнения

Система Dynesys разработана для замены жесткой фиксации и спондилодеза при лечении дегенеративных заболеваний поясницы.Хотя многие исследования показали хорошие клинические результаты, в настоящее время отсутствуют подробные отчеты об осложнениях, связанных с этой системой, особенно по сравнению с хирургией слияния. Один из главных аргументов против систем PDS, в том числе Dynesys, — ослабление винта. Устойчивость к усталостному разрушению — самая большая проблема для PDS, потому что она требует непрерывного движения в течение всего срока службы [10]. Долговечность и механическая прочность имплантатов PDS были выше, чем у имплантатов слияния.

Мета-анализ [10] 506 пациентов (средний возраст 50,3 года) обнаружил ослабление винта в 6 случаях в группе Dynesys (2,54%) и 5 ​​случаях в группе PLIF (2,10%) в течение 2 лет наблюдения. . Симптоматическое ослабление винта наблюдалось у 1 (0,42%) пациента из группы Dynesys и у 3 (1,26%) пациентов из группы PLIF, после чего была проведена повторная хирургическая операция. Pham и др. [18] систематически изучили литературу обо всех осложнениях, о которых сообщалось после использования динамически стабилизированной системы Dynesys.В общей сложности 1166 пациентов приняли участие в 21 исследовании со средним сроком наблюдения 33,7 месяца и диапазоном 12,0–81,6 месяца. В этих исследованиях частота ослабления транспедикулярных винтов составила 11,7%, частота переломов — 1,6%, частота ДМПП — 7,0%, повторная операция была выполнена 11,3% пациентов. У пациентов с РАС 40,6% подверглись повторным операциям. По сравнению с опубликованной литературой по поясничному спондилодезу, частота осложнений системы динамической стабилизации Dynesys выглядит примерно одинаково.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Система на основе транспедикулярного винта действует как натяжная лента, уменьшая нагрузку на диск и, таким образом, улучшая функцию диска.На сегодняшний день система Dynesys по-прежнему является наиболее широко применяемой системой транспедикулярных винтов, имплантируемых в задний проход без фиксации. Основная биомеханическая цель системы на основе транспедикулярного винта — уменьшить нестабильность позвоночника, сохраняя при этом как можно больше движений для достижения равномерной передачи нагрузки. Многочисленные клинические исследования показали, что система Dynesys может поддерживать частичное сегментарное движение и предотвращать дегенерацию соседних сегментов.

Согласно опубликованным клиническим отчетам, краткосрочные эффекты системы задней динамической стабилизации аналогичны эффектам традиционной хирургии поясничного спондилодеза.Лечебные результаты в основном связаны с поясничной декомпрессией и временной стабилизацией. Три сравнительных исследования динамической стабилизации и слияния Dynesys со среднесрочным периодом наблюдения обнадеживают [11-13]. РАС возникали чаще в группе слияния, чем в группе Dynesys. Стабилизация Dynesys действительно может поддерживать подвижность стабилизированных сегментов, что мало влияет на соседние сегменты и помогает предотвратить ДМПП. Однако сравнительные клинические исследования с долгосрочным наблюдением пока отсутствуют.Результаты четырех исследований с одной группой лечения и небольшой выборки серий случаев с долгосрочным последующим наблюдением не обнадеживали [14-17]. Эти исследования показали, что, хотя Dynesys сохраняет хороший клинический эффект, он по-прежнему ассоциируется с высокой частотой РАС при долгосрочном наблюдении.

Теоретически система задней динамической стабилизации превосходит жесткую внутреннюю фиксацию и спондилодез поясничного отдела, которая может частично сохранить движение фиксированных сегментов и предотвратить дегенерацию соседних сегментов.Но мы должны понимать, что стабилизация жесткой внутренней фиксации поясницы носит временный характер и что ее функция завершается после того, как происходит костный спондилодез. Система динамической стабилизации должна обеспечивать стабилизацию на протяжении всего срока службы фиксированных сегментов. При возникновении псевдоартроза после операции поясничного спондилодеза ожидается отказ инструментария (поломка винта или стержня). Чтобы поддерживать долгосрочное действие системы динамической стабилизации, необходимы как долговременное соотношение согласования границы раздела костей между транспедикулярным винтом и позвоночной костью, так и долговечность и механическая прочность имплантата PDS, чего трудно достичь при момент.Теоретически мы еще не выяснили, какое движение должна контролировать система динамической стабилизации и какую нагрузку она должна разделять. Ожидается, что с развитием материаловедения и биомеханики эти проблемы будут решены.

Ожидается, что в рандомизированных контролируемых испытаниях с большой выборкой и долгосрочным последующим наблюдением будет вынесено заключение о его безопасности и эффективности. В настоящих обстоятельствах нельзя сделать вывод о том, что система задней динамической стабилизации превосходит хирургию слияния.В настоящее время, поскольку остается еще много нерешенных вопросов, не следует переоценивать применение этих систем динамической стабилизации поясницы в лечении дегенеративных заболеваний поясницы.

Динамическая стабилизация при стенозе поясничного отдела позвоночника с помощью системы динамической стабилизации позвоночника Stabilimax NZ® — Просмотр полного текста

Хирургическая специализированная больница
Phoenix, Arizona, United States, 85015
Cedars Sinai Medical Center Hospital
Лос-Анджелес, Калифорния, США,

Tri-City Medical Center
Оушенсайд, Калифорния, США, 92056
Адвентистская больница Литтлтона
Литтлтон, Колорадо, США, 80122
Больница общего профиля Новой Британии
New Britain, Connecticut, United States, 06052
Morton Plant Mease
Клируотер, Флорида, США, 33756
Медицинский центр Ларго
Ларго, Флорида, США, 33770
Университетская общественная больница в Кэрролвуде
Тампа, Флорида, США, 33614
Медицинский центр Университета Раша
Чикаго, Иллинойс, США, 60612
Upstate Medical Center
Сиракузы, Нью-Йорк, США, 13210
Специальная больница Северной Каролины
Дарем, Северная Каролина, США, 27704
Больница Blanchard Valley
Финдли, Огайо, США, 45840
Медицинский центр Священного сердца
Юджин, Орегон, США, 97401
Больница Лихай Вэлли
Аллентаун, Пенсильвания, США, 18105
Региональный медицинский центр Wellmont Bristol
Бристоль, Теннесси, США, 37620
Медицинский центр Университета Вандербильта
Нашвилл, Теннесси, США, 37232
Центр диагностики и хирургии пресвитерианского плано
Плано, Техас, США, 75093
Больница Университета Юты
Солт-Лейк-Сити, Юта, США, 84132
DePaul Medical Center
Норфолк, Вирджиния, США, 23505

Устройство динамической стабилизации — обзор

История

Ноулз подала первый патент в 1952 году, утвержденный в 1954 году, на устройство для межостистых процессов (ISP). 36 Единственной публикацией об этом устройстве было письмо к редактору Whiteside в 2003 году, в котором говорилось, что устройство больше не использовалось после частого вращения или ослабления (рис. 20.11). 37

Система Wallis, 1986, разработанная Abbott Spine (Парк, Иллинойс), была следующим поколением интернет-провайдеров: с момента создания она претерпела множество улучшений. 38,39 Миннс сообщил о мягком предварительно сформованном имплантате в 1996 году, но устройство не прошло биомеханические испытания на трупе. 40

1990-е годы были периодом для разработки нескольких новых интернет-провайдеров, начиная с Coflex от Paradigm (ранее Interspinous U) в 1994 году. 41 Medtronic’s XTOP был одобрен FDA в 2005 году и выпущен на рынок в 2008 году. 42 Несмотря на то, что Medtronic по-прежнему доступен за пределами США (OUS), Medtronic прекратил продажи XSTOP в США в 2015 году.

DIAM от Medtronic имеет маркировку Conformite Europene (CE) в Европе с 2006 года и был одобрен для исследование освобождения исследуемых устройств (IDE) в Соединенных Штатах в том же году.Однако в 2016 году FDA отклонило утверждение DIAM в США. 42,43

Хотя первыми разработанными поставщиками услуг Интернета были Wallis, Coflex, DIAM и XSTOP, только Coflex остается доступным в Соединенных Штатах. Текущий ландшафт включает другие устройства, такие как Aspen (ZimmerBiomet, Варшава, Индиана) (рис. 20.12), Interbridge (ZimmerBiomet), Stabilink (Southern Spine, Macon, GA) и Bridgepoint (Alphatec Spine, Карлсбад, Калифорния). 42

Многие из этих устройств для межостистых процессов использовались в несваренных технологиях.Техники без слияния не являются предметом внимания этой главы.

Техника

Эти устройства устанавливаются по средней линии после обнажения пластинки. Некоторые позволяют или требуют удаления надостной связки, в то время как другие оставляют связку нетронутой в качестве подкладки. Устройство проходит испытания и устанавливается в соответствии с инструкциями производителя. Для большинства устройств требуется двустороннее облучение, но некоторые допускают только одностороннее облучение. Чтобы создать среду для слияния, необходимо разместить соответствующий биологический препарат внутри или вокруг устройства в межостистом пространстве.

Поскольку конструкции, доступные на рынке, очень разнообразны, читатель обращается к конкретному устройству, чтобы его соответствующим образом обучили опытные пользователи и производитель.

Об этих устройствах известно недостаточно, чтобы обсуждать их ограничения; однако будущее этих устройств, используемых в качестве устройств фиксации и слияния, неизвестно в качестве дополнительной фиксации после межтеловой фиксации. Хотя это многообещающе, нам необходимы дополнительные качественные исследования, чтобы доказать безопасность и эффективность этих устройств.

ОБНОВЛЕНО: 45 устройств динамической стабилизации на основе транспедикулярных винтов / стержней, которые необходимо знать!

По этому поводу мы обновили наш раздел о динамических и полужестких системах. Мы добавили в наш список 45 имплантатов динамической стабилизации . Многих из них больше нет на рынке. Некоторые из них все еще используются, хотя это сегмент рынка, который сокращается в течение нескольких лет. 15 лет назад системы на ножке с динамическими и поворотными стержнями были широко используемой альтернативой, управляемой системой Dynesis, запущенной в 1994 году.Мы обновили следующий список последней доступной информацией, включая брошюры, хирургические методы или видео-анимацию. В ДИНАМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ включены 45 устройств:

  1. Система стержней ACCUFLEX
  2. Динамическая пластина ALADYN
  3. Система динамических стержней Alpos
  4. Система смежных уровней
  5. BDyn
  6. Система Bioflex
  7. CD Стержень HORIZON BalanC ™
  8. CD HORIZON PEEK RODS
  9. CD HORIZON®
  10. CD HORIZON®
  11. Задняя динамическая система COSMIC ™
  12. Dinamika
  13. Система стабилизации DSS
  14. Dyflex-III
  15. Dynabolt
  16. DynaFix
  17. Динамическая межпедикулярная система FLEXIROD®
  18. Система динамических пластин
  19. Dynamic Rod System
  20. Dynarod Flexible Rod
  21. Elaspine
  22. Expedium и Viper Peek Rod
  23. FLEX +2 system
  24. Graf Ligament
  25. Hera Dynamic Rod
  26. HPS Hybrid Performance System
  27. ISOBAR TTL Dynamic Compression Rod
  28. K-ROD Задняя динамическая стабилизация
  29. Система MPM динамического остеосинтеза
  30. NFlex Система стабилизации
  31. nuMIS
  32. PERFX-2
  33. SALUS Dynamic PEEK Rod
  34. Sanat Гибкая система позвоночника
  35. SmartLoc Dynamic
  36. Socore Dynamic
  37. Spatial S3
  38. SpineShape System IV
  39. S-ROD Гибкая стабилизация задней части
  40. Система динамической стабилизации позвоночника
  41. TDX Задняя динамическая стабилизация
  42. Система стабилизации TRANSITION
  43. Полужесткая стержневая система фиксации позвоночника Tulip PEEK
  44. Система VEOS PE
  45. Waveflex

Что это за системы и для чего они используются?

Эта категория устройств динамической стабилизации ориентирована на концепцию поддержания или восстановления межпозвонкового движения контролируемым образом.Принцип динамической стабилизации состоит как в увеличении жесткости межпозвоночного сегмента, так и в ограничении амплитуды подвижности, чтобы остановить неумолимое течение остеохондроза и, возможно, в некоторых случаях способствовать заживлению наименее тяжелых поражений.

Устройства системы задней динамической стабилизации лучше всего можно описать как внутреннюю скобу, позволяющую контролировать движение пораженного сегмента позвоночника. Большинство этих устройств, как правило, происходит от конструкций транспедикулярного винта и стержня (используемых в хирургии спондилодеза) 1980-х и 1990-х годов.

Динамические устройства на основе ножки были впервые разработаны для стабилизации аномального сегмента и разгрузки дегенерированных дисков и фасеточных суставов при сохранении того же уровня нормального движения. Снимая нагрузку на дегенерированный диск и фасетки, динамические устройства на ножке могут уменьшить боль, связанную с этими анатомическими структурами.

Кроме того, эти устройства можно использовать для предотвращения заболевания соседних сегментов , либо заменяя всю конструкцию динамическими стержнями, либо «дополняя» жесткий инструментальный сегмент динамическими устройствами на основе ножки, избегая резкого перехода от жесткого построить на более мобильный соседний сегмент.

Также утверждалось, что использование динамических устройств на основе ножки может способствовать лучшему слиянию из-за микродвижений по концевым пластинам и может защитить от разрушения имплантата из-за лучшего распределения нагрузки через имплант.

Также эти устройства могут использоваться для стабилизации задней ятрогенной дестабилизирующей хирургии, такие как широкая ламинэктомия и фасетэктомия.

.