Оптическая топография позвоночника и стоп


pat.jpg

МЕТОД ЦИФРОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЗВОНОЧНИКА


Изобретение относится к медицине, точнее к ортопедии при лечении деформаций позвоночника. Метод основан на компьютерной обработке цифровых изображений пациента, полученных цифровой камерой (фотоаппаратом) в трёх проекциях (прямой задней, левой боковой и прямой передней). Предварительно, на спине пациента вдоль позвоночника ставится семь точечных меток. Метки ставятся приблизительно на равном расстоянии друг от друга. Место установки меток определяется на ощупь, по остистым отросткам. На передней части тела пациента также ставится несколько меток, которые в дальнейшем при цифровой обработке должны помочь определить геометрическую централь туловища. Полученные цифровые изображения вводятся в память ЭВМ. Распознавание меток происходит с помощью оператора. Координаты полученные при распознавании используются для математической пространственной обработки. Результатом обработки является получение трёхмерного схематичного изображения позвоночника, с указанием величин отклонений от нормы в размерах и углах. На основании этих величин вычисляются степени сколиоза, лордоза и кифоза. Метод позволяет проводить раннюю диагностику деформаций позвоночника во фронтальной, горизонтальной, сагиттальной плоскостях, мониторинг, исключить необходимость проведения рентгенологических исследований в процессе лечения деформаций позвоночника.

Метод позволяет выявлять деформацию позвоночника начиная от нарушения осанки, которое ещё не является заболеванием, до сколиоза - сложной деформации позвоночника, характеризующейся, в первую очередь искривлением его во фронтальной плоскости (собственно сколиоз), с последующей торсией и искривлением в сагиттальной плоскости (увеличением физиологических изгибов - грудного кифоза, шейного и поясничного лордоза).

Прогрессирование болезни приводит к вторичной деформации грудной клетки и таза, нарушению функции легких, сердца и тазовых органов. Юноши со сколиозом проходят экспертизу для определения годности их к службе в армии.


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к медицине, точнее к ортопедии, и может найти применение при лечении деформации позвоночника.

В настоящее время происходит постоянное увеличение числа пациентов, страдающих патологий опорно-двигательного аппарата, в первую очередь детей. При этом одно из ведущих мест занимает патология позвоночника. Причиной для начала заболевания может быть простое нарушение осанки. Из словаря С. И. Ожегова: "Осанка - внешность, манера держать себя (преимущественно о положении корпуса, складе фигуры)". Проще говоря - это поза стоящего человека. Сами по себе дефекты или нарушения осанки могут быть вызваны общей слабостью и вялостью организма (например, это сутулость у изнеженного подростка, не знающего, что такое утренняя гимнастика). Он не болен, просто следует заняться его физическим воспитанием и накачать мышцы, поддерживающие спину. В период активного развития организма небольшие нарушения развиваются в серьёзные дефекты.

Еще одна, довольно распространённая причина кривизны тела - разная длина ног. Часто бывает так, что в период бурного созревания, лет в 12-14, одна нога (чаще правая) как бы чуть-чуть отстает в росте. Это ведет к перекосу таза и, как следствие, к дугообразному искривлению позвоночника. Подобная деформация может довольно стойко закрепиться: вопреки ожиданиям, "отстающая" нога никак не желает догонять "лидирующую".

Причину появления деформации должен выявит врач-ортопед, но сигналом и данными для этого служит диагностика деформации позвоночника.

Для выявления патологии позвоночника традиционно используют рентгенологическое исследование, причем для выявления деформаций позвоночника во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях выполняют рентгенограммы в прямой и боковой проекциях. Для динамического наблюдения за течением, например, сколиотической болезни, пациента обследуют ежегодно. Если принять во внимание тот факт, что первично диагноз сколиоза обычно выставляют в среднем в 8-9 лет, а прогрессирование заболевания заканчивается в 16-17 лет, то количество необходимых рентгенограмм может быть до 15 единиц, что связано со значительной лучевой нагрузкой на растущий организм.

Существует метод, не использующий рентгеновского излучения – муаровая топография.

Основоположником получения оптического эффекта муаровой топографии является Takasaki H: Moire Topography Applied Optics 9. Автором была создана оптическая система, состоящая из трех элементов: источника света, фотокамеры и решетки, позволяющая при определенном расположении источника света и фотокамеры получить на поверхности тела пациента рисунок из чередующихся белых и черных полос, которое может давать представление о рельефе поверхности тела. Однако медицинского применения эта система в те годы не нашла.

Многократные модификации метода привели к созданию "Способа компьютерной оптической топографии формы тела человека и устройства для его осуществления" (Евразийский патент 000111, 1998 г., А 61 В 5/103). Этот метод является наиболее близким к предлагаемому и включает проецирование на поверхность тела пациента изображения пространственной системы эквидистантных оптически контрастных прямых линий, видеосъемку этого изображения, аналого-цифровое преобразование сигнала изображения, введение его в систему памяти электронно-вычислительной машины (ЭВМ) и обработку преобразованного сигнала для получения количественных параметров рельефа поверхности. Предварительно изображение указанной системы линий проецируют под указанным заданным углом на плоский экран и осуществляют видеосъемку изображения в отсутствии пациента. По полученным изображениям авторы судят об изменениях формы тела и делают вывод о том, что при выявлении объемной асимметрии можно говорить о наличии деформации позвоночника.

Недостатком метода является то, что наличие объемной асимметрии туловища является лишь косвенным признаком деформации позвоночника. Рельеф поверхности тела создаётся равно как скелетом, так и мягкими тканями. Известно, что человеческое тело всегда ассиметрично. И это нормально. На этом основании делать выводы о строении скелета не всегда правильно.

Схожесть методов заключается в отказе от применения рентгеновского излучения и цифровой математической обработке полученных данных.

Предлагаемый метод имеет ряд преимуществ:

  1. Предлагаемый метод имеет очень большую точность. При использовании стандартного разрешения цифровой фотокамеры 2448х3264 точность измерения отклонений достигает ±0,4 мм. А при измерении углов ±0,2 градуса. Но такая точность имеет место при правильной расстановке меток.

  2. Предлагаемый метод требует минимальный набор оборудования, цифровая фотокамера на штативе и персональный компьютер. Затраты на это оборудование на порядок меньше чем затраты на оборудование, используемое при других методах. Это позволяет широко применять метод не только в медицинских учреждениях, но и в детских садах, специализированных санаториях и других бюджетных организациях.

  3. Предлагаемый метод в отличие от других чувствителен к деформации не только в коронарной и сагиттальной проекции, но и в аксиальной. Это помогает судить о ротации позвоночника вокруг своей оси на всём его протяжении.


Проведение съёмки.

Пациент должен стоять на фоне белой стены. Справа от пациента на стене должны быть две метки V1 и V2, которые расположены строго вертикально друг над другом на расстоянии соответственно 1000 мм. и 1500 мм. от пола. Эти метки необходимы, для того чтобы компьютерная программа откалибровала масштаб при расчетах, и настроилась на реальную вертикаль. Цифровая фотокамера находится на расстоянии 5-8 метров. При более близком расположении фотокамеры появятся погрешности в измерениях, возникающие от эффекта «вращающейся бочки». Расстояние от пола до оси фотообъектива должно быть приблизительно равно расстоянию от пола до позвонков С7-С8, так как этот отдел является серединой исследуемой области позвоночника. На спине пациента вдоль позвоночника ставится семь точечных меток. В особо сложных случаях при сильных деформациях позвоночника для получения более полных данных количество меток можно увеличить. Метки ставятся приблизительно на равном расстоянии друг от друга. Место установки меток определяется на ощупь, по остистым отросткам. Метки должны иметь вид вертикального штриха длиной 5 мм. чёрной гелиевой авторучкой, это поможет отличить их от родинок. На передней части тела пациента также ставится несколько меток, которые в дальнейшем при цифровой обработке должны помочь определить геометрическую централь туловища.

 Отмечаются семь меток пересечения линий с задней поверхностью тела пациента и семь меток пересечения линий с передней поверхностью тела. Теперь отмечаются метки на снимке передней прямой проекции . Отмечаются метки V1 и V2 после чего программа переносит уровни семи меток с задней прямой проекции в виде горизонтальных линий. Ориентируясь на геометрическую централь туловища, метки ставятся на пересечениях горизонтальных линий с централью. Координаты всех отмеченных меток заносятся в память ЭВМ и служат данными для всех расчетов. Далее программа проводит обработку данных. Полученные результаты выводятся в графическом виде с указанием всех величин отклонений и углов.

До сих пор в ортопедии принято множество методик измерения угла искривления позвоночника, и, соответственно, множество различных классификаций с разными величинами углов в градусах. В нашей стране наиболее распространена классификация, предложенная В.Д. Чаклиным.

То критериям этой классификации программа оценивает все углы и выдаёт степени сколиоза и кифоза по всем деформированным участкам позвоночника.

Как известно, никакая компьютерная программа не вправе ставить диагноз пациенту, но она может быть незаменимым инструментом для сложных и точных расчетов для врача-ортопеда.

optika2.jpg


Метод основан на компьютерной обработке цифровых изображений отпечатка стоп пациента или проекции точек, соответствующих гребням остистых отростков позвонков, в трёх проекциях (прямой задней, левой боковой и прямой передней). Результатом обработки является получение плоскостного, при обследовании стоп, и трёхмерного при обследовании позвоночника, схематичного изображения, с указанием величин отклонений от нормы в размерах и углах. На основании этих величин вычисляются степени снижения высоты продольного и поперечного сводов стоп, сколиоза, лордоза и кифоза. Метод позволяет проводить раннюю диагностику и мониторинг развития деформаций стоп и позвоночника, исключить необходимость проведения рентгенологических исследований в процессе лечения.



Полезно знать

Клиника ПлюсОрто (+ОРТО) работает по принципу дневного стационара, для одновременного лечения более 15 пациентов. Имеются современное профессиональное оборудование, кабинеты для лечения и реабилитации

Записаться на прием

Заявка на обратный звонок

Перезвоним Вам в течении 15 минут!

Заявка успешно отправлена. Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!

Запись на прием

Заявка успешно отправлена. Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!