Computerbaseret diagnose af kropsholdning

Den menneskelige motoriske funktion er en af de ældste. Muskuloskeletalsystemet er det eksekutive system, der direkte implementerer det. Det giver optimale betingelser for kroppens interaktion med det ydre miljø. Derfor fører enhver afvigelse i parametrene for muskuloskeletalsystemets funktion som regel til et fald i motorisk aktivitet, forstyrrelse af kroppens normale interaktion med miljøet og som følge heraf til forstyrrelser i menneskers sundhedstilstand.

Kendskab til de biomekaniske mønstre i bevægeapparatets funktion muliggør vellykket håndtering af kroppens interaktioner med omgivelserne for at udvikle motoriske færdigheder, forebygge sygdomme, opretholde sundhed og skabe normale betingelser for menneskers liv. For at sikre processerne med at studere problemerne vedrørende rygsøjlens biodynamik, udvikle metoder til holdningsdiagnostik, bruge fysiske metoder til at opretholde dens normale funktion og rehabilitering efter skader, kirurgiske indgreb og kinesiterapi, er moderne praksis i høj grad nødt til håndteringsværktøjer og teknologier. Computerteknologi er et af de mest effektive værktøjer.

Den hurtige udvikling af personlige computere og videoudstyr i 1990'erne bidrog til forbedringen af midlerne til at automatisere vurderingen af menneskelig fysisk udvikling. Mere effektiv diagnostik af kropsholdning og komplekst højpræcisions måleudstyr, der er i stand til at registrere alle de nødvendige parametre, dukkede op. Fra dette synspunkt er hardwarefunktionerne i videocomputeranalysatorer til at undersøge den rumlige organisering af menneskekroppen under forskellige forhold for dens tyngdekraftsinteraktioner af stor interesse.

For at vurdere skolebørns fysiske udvikling anbefales det at anvende den teknologi til computerdiagnostik af kropsholdning, som vi har udviklet ved hjælp af et videocomputerkompleks. Aflæsning af koordinaterne for punkterne på det undersøgte objekt udføres fra et stillbillede af et videogram, der gengives på en videoskærm ved hjælp af et digitalt videokamera. Som model af bevægeapparatet anvendes en 14-segmenteret forgrenet kinematisk kæde, hvis led svarer til store segmenter af menneskekroppen i henhold til geometriske karakteristika, og referencepunkterne svarer til koordinaterne for hovedleddene.

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

Biomekaniske krav til digital videografi

Kontrastmarkører er fastgjort til menneskekroppen på de antropometriske punkter.

En skalaobjekt eller lineal, opdelt i farvede sektioner på 10 centimeter, placeres i motivets plan.

Det digitale videokamera er placeret på et stativ og står stationært i en afstand af 3-5 m fra det motiv, der filmes (zoomfunktionen er standard).

Videokameraets objektivs optiske akse er orienteret vinkelret på planet for det objekt, der filmes. Snapshot-tilstanden (SNAPSHOT) vælges på det digitale videokamera.

Personens kropsholdning (position). Under målingerne er personen i en naturlig, karakteristisk og sædvanlig lodret kropsholdning (position) eller i den såkaldte antropometriske krop: hælene samlet, tæerne fra hinanden, benene strakte, maven indad, armene ned langs kroppen, hænderne hænger frit, fingrene strakte og pressede mod hinanden; hovedet er fikseret således, at den øvre kant af øreørets tragus og den nedre kant af øjenhulen er i samme vandrette plan.

Denne positur opretholdes gennem hele videooptagelsen for at sikre billedklarhed og ensartethed i det rumlige forhold mellem antropometriske punkter.

Ved alle typer videooptagelser skal personen klæde sig af til undertøj eller badebukser og være barfodet.

De opnåede indikatorer:

• kropslængde (højde) - målt (beregnet) fra højden af toppunktet over støtteområdet;
• kropslængde - forskellen i højden mellem de øvre bryst- og skambenspunkter;
• Længden af den øvre lem repræsenterer højdeforskellen mellem akromial- og tåpunktet;
• skulderlængde - forskellen mellem skulderens højde og radiale punkter;
• underarmslængde - forskellen i højde mellem de radiale og subulære punkter;
• håndens længde - forskellen i højden mellem subulat- og fingerspidserne;
• Længden af underekstremiteten beregnes som halvdelen af summen af højderne af de forreste iliac-spinous og pubic points;
• lårlængde - længden af underbenet minus højden af skinnebenet;
• skinnebenslængde - forskellen i højden mellem de øvre og nedre skinnebenspunkter;
• fodlængde - afstanden mellem hælen og endepunkterne;
• akromial diameter (skulderbredde) - afstanden mellem højre og venstre akromialpunkt;
• trochanterisk diameter - afstanden mellem de mest fremspringende punkter på lårbenets større trochantere;
• brystkassens tværgående diameter - den vandrette afstand mellem de mest fremspringende punkter på brystkassens laterale overflader på niveau med midterste punktet, hvilket svarer til niveauet af den øvre kant af de fjerde ribben;
• den nedre tværgående diameter af brystkassen - den vandrette afstand mellem de fremspringende punkter på brystkassens laterale overflader på niveau med det nedre brystbenspunkt;
• anteroposterior (sagittal) midtersternale diameter af brystkassen - målt i det vandrette plan langs den sagittale akse af midtersternale punktet;
• bækkenkammens diameter - den største afstand mellem to iliackammepunkter, dvs. afstanden mellem de fjerneste punkter på iliackammene;
• ydre lårbensdiameter - den vandrette afstand mellem de mest fremspringende punkter på overlårene.

Automatiseret behandling af digitale billeder udføres ved hjælp af programmet "TORSO".

Algoritmen til at arbejde med programmet består af fire faser:

• Opret en ny konto;
• Billeddigitalisering;
• Statistisk bearbejdning af de opnåede resultater;
• Generering af en rapport.

Måling og evaluering af fodens støttefjederfunktion udføres ved hjælp af programmet "Big foot", udviklet i samarbejde med KN Sergienko og DP Valikov. Programmet kan fungere både i operativsystemmiljøet MS Windows 95/98/ME og i Windows NT/2000.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]