Datoriserad hållningsdiagnos

Den mänskliga motoriska funktionen är en av de äldsta. Det muskuloskeletala systemet är det exekutiva system som direkt implementerar det. Det ger optimala förutsättningar för kroppens interaktion med den yttre miljön. Därför leder varje avvikelse i parametrarna för det muskuloskeletala systemets funktion som regel till en minskning av motorisk aktivitet, störningar i kroppens normala interaktion med miljön och, som en följd, till störningar i människors hälsotillstånd.

Kunskap om de biomekaniska mönstren i det muskuloskeletala systemets funktion möjliggör framgångsrik hantering av kroppens interaktioner med omgivningen för att utveckla motoriska färdigheter, förebygga sjukdomar, upprätthålla hälsan och skapa normala förutsättningar för mänskligt liv. För att säkerställa processerna för att studera problemen med ryggradens biodynamik, utveckla metodiken för hållningsdiagnostik, använda fysiska metoder för att upprätthålla dess normala funktion och rehabilitering efter skador, kirurgiska ingrepp, kinesiterapi, finns det ett desperat behov av hanteringsverktyg och teknologier inom modern praxis. Datorteknik är ett av de mest effektiva verktygen.

Den snabba utvecklingen av persondatorer och videoutrustning under 1990-talet bidrog till förbättringen av metoderna för att automatisera bedömningen av mänsklig fysisk utveckling. Effektivare diagnostik av hållning och komplex högprecisionsmätutrustning som kan registrera alla nödvändiga parametrar dök upp. Ur denna synvinkel är hårdvarufunktionerna hos videodatoranalysatorer för att mäta den rumsliga organisationen av människokroppen under olika förhållanden av dess gravitationella interaktioner av stort intresse.

För att bedöma skolbarns fysiska utveckling är det lämpligt att använda den teknik för datordiagnostik av hållning som utvecklats av oss med hjälp av ett videodatorkomplex. Avläsning av koordinaterna för punkterna på det studerade objektet utförs från en stillbild av ett videogram som återges på en videomonitor med hjälp av en digital videokamera. Som en modell av det muskuloskeletala systemet används en 14-segments grenad kinematisk kedja, vars länkar motsvarar stora segment av människokroppen enligt geometriska egenskaper, och referenspunkterna motsvarar koordinaterna för huvudlederna.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Biomekaniska krav för digital videografi

Kontrastmarkörer är fästa på människokroppen vid antropometriska punkter.

Ett skalobjekt eller en linjal, indelad i 10 centimeter stora färgade sektioner, placeras i motivets plan.

Den digitala videokameran placeras på ett stativ och är stationär på ett avstånd av 3–5 m från motivet som filmas (zoomfunktionen är standard).

Videokamerans optiska axel är orienterad vinkelrätt mot planet för objektet som filmas. Snapshot-läget (SNAPSHOT) väljs på den digitala videokameran.

Försökspersonens hållning (position). Under mätningarna befinner sig försökspersonen i en naturlig, karakteristisk och vanemässig vertikal hållning (position) eller i den så kallade antropometriska kroppen: klackarna ihop, tårna isär, benen raka, magen indragen, armarna nedåt längs kroppen, händerna hänger fritt, fingrarna raka och pressade mot varandra; huvudet är fixerat så att den övre kanten av öronsprotesens tragus och den nedre kanten av ögonhålan är i samma horisontella plan.

Denna pose bibehålls genom hela videoinspelningen för att säkerställa bildskärpa och konsekvens i det rumsliga förhållandet mellan antropometriska punkter.

Vid alla typer av videofilmning måste personen ta av sig ända ner till underkläderna eller badbyxorna och vara barfota.

De erhållna indikatorerna:

• kroppslängd (höjd) - mätt (beräknad) från höjden av topppunkten ovanför stödytan;
• kroppslängd - skillnaden i höjd mellan de övre sternala och pubiska punkterna;
• Längden på den övre extremiteten representerar höjdskillnaden mellan akromial- och tåpunkten;
• axellängd - skillnaden mellan axelns och radiella punkters höjd;
• underarmslängd - höjdskillnaden mellan radiella och subulära punkter;
• handens längd - skillnaden i höjd mellan subulat- och fingerpunkterna;
• längden på den nedre extremiteten beräknas som hälften av summan av höjderna på de främre iliac-spinous och pubic punkterna;
• lårlängd - längden på nedre extremiteten minus skenbenets höjd;
• smalbenslängd - höjdskillnaden mellan de övre och nedre tibialpunkterna;
• fotlängd - avståndet mellan hälen och ändpunkterna;
• akromialdiameter (axelbredd) - avståndet mellan höger och vänster akromialpunkt;
• trochanterdiameter - avståndet mellan de mest utskjutande punkterna på lårbenets större trochanter;
• bröstkorgens tvärgående diameter - det horisontella avståndet mellan de mest utskjutande punkterna på bröstkorgens laterala ytor i nivå med den mellersta punkten, vilket motsvarar nivån på den övre kanten av de fjärde revbenen;
• bröstkorgens nedre sternala tvärgående diameter - det horisontella avståndet mellan de utskjutande punkterna på bröstkorgens laterala ytor i nivå med den nedre sternala punkten;
• bröstkorgens anteroposterior (sagittal) midsternala diameter - mätt i det horisontella planet längs den sagittala axeln för midsternalpunkten;
• bäckenkammens diameter - det största avståndet mellan två höftkammarpunkter, dvs. avståndet mellan de mest avlägsna punkterna på höftkammarna;
• yttre lårbensdiameter - det horisontella avståndet mellan de mest utskjutande punkterna på överlåren.

Automatiserad bearbetning av digitala bilder utförs med hjälp av programmet "TORSO".

Algoritmen för att arbeta med programmet består av fyra steg:

• Skapa ett nytt konto;
• Bilddigitalisering;
• Statistisk bearbetning av de erhållna resultaten;
• Genererar en rapport.

Mätning och utvärdering av fotens stöd- och fjäderfunktion utförs med hjälp av programmet "Big foot", utvecklat tillsammans med KN Sergienko och DP Valikov. Programmet kan fungera både i operativsystemmiljön MS Windows 95/98/ME och i Windows NT/2000.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]