УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОЗВОНОЧНИКА ЧЕЛОВЕКА, ОСНОВАННОЕ НА ТЕНЕВОМ МУАРОВОМ МЕТОДЕ
AUTOMATED SPINAL DIAGNOSTIC APPARATUS BASED ON SHADOW MOIRE METHOD

Изобретение относится к группе контрольно-измерительных приборов, а именно является устройством для определения степени сколиоза позвоночника человека.
Известен метод определения степени сколиоза с использованием рентгенографии с оценкой динамики угла по Коббу, расчерчиваемого по снимку в прямой проекции [Абальмасова Е. А. Ортопедия, травматология и протезирование" // 1964. - №5]. Метод получил широкое использование в медицине благодаря своей простоте и высокой распространенности. Главными недостатками данного метода являются его вредность, малый диапазон яркости (плотности) получаемого изображения, различные противопоказания и существенные денежные затраты при эксплуатации ренгенаппарата.
Известно устройство для проведения магнитно-резонансной томографии (RU 2269929 С2, A61B 5/055 (2006.01), опубл. 20.02.2006). Лучевое изображение получают с помощью магнитно-резонансной томографии, при этом измеряют высоту межпозвонкового диска по правому и левому краям фиброзного кольца. Определяют середины этих расстояний и через полученные точки проводят линии, образующие угол сколиотической деформации. Использование данного изобретения позволит повысить точность определения угла сколиотической деформации. Преимуществами является возможность пространственного обследования позвоночника, возможность реконструкции трехмерного изображения и выявления дегенеративных изменений в межпозвоночных дисках. Главными недостатками являются его низкая скорость, вредность, различные противопоказания, большая стоимость и низкая распространенность.
Известен способ цифровой диагностики деформации позвоночника с использованием обработки цифровых изображений пациента (RU 2392855 С1, A61B 5/103 (2006.01), опубл. 27.06.10, A61B 5/103). Метод основан на компьютерной обработке цифровых изображений пациента, полученных цифровой камерой (фотоаппаратом) в трех 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. 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 трехмерного 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. Недостатком данного метода является неприспособленность проведения обследования пациентов в условиях незатемненной комнаты.
Известно устройство для определения искривления костно-мышечного аппарата, состоящее из прозрачных линеек, крестовин, транспортиров, дополнительных линеек, муфты, У-образных держателей, установленных в прорезях основных линеек, установлены также транспортиры и во фронтальной плоскости (RU 2023420 С1, МПК5 А61 В 5/103, опубл. 30.11.1994). Устройство предназначено для последовательного визуально контролируемого измерения искривлений костно-мышечного аппарата детей и взрослых. Главным недостатком известного устройства является его низкая точность.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является проведение обследования пациентов в любых условиях, в том числе для применения в мобильных передвижных лабораториях.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение точности и скорости определения степени сколиоза позвоночника, а также мобильности проведения обследования путем использования теневого муарового метода.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для определения степени сколиоза позвоночника человека с использованием теневого муарового метода содержит оболочку, выполненную с возможностью открытия-закрытия и расположения в ней пациента, при этом внутри указанной оболочки установлен растр и оптическая система, включающая фотокамеру и проектор, которые расположены на площадке, выполненной с возможностью осуществления подъема-опускания и поворота посредством шаговых электродвигателей, для обеспечения управления устройство снабжено компьютером, связанным с контроллером.
Предлагаемое устройство позволяет определить при помощи компьютера степень сколиоза позвоночника человека с большей точностью и скоростью и в любых условиях за счет отсутствия доступа света, затемнение, обеспечивает добавление оболочки, и оптической системы, состоящей из фотокамеры и проектора, расположенной в оболочке, при помощи которой осуществляется теневой муаровый метод.
Общий вид устройства показан на фиг.1., на фиг.2 показаны компоненты системы, на фиг.3 показан процесс настройки устройства (юстировки).
Устройство содержит цилиндрическую оболочку 1, состоящую из боковой стенки 2, верхнего днища 3, нижнего днища 4, верхнего кольца жесткости 5, нижнего кольца жесткости 6, двери 7 с креплением к боковой стенке, которые соединены между собой болтовым или заклепочным соединением. Оболочка 1 выполнена с учетом безопасного расположения в ней пациента. В оболочке 1 расположен растр 8 и механизм подъема-опускания площадки, в который входит труба 9, с прикрепленной к ней подвижной площадкой 10. На площадке 10 расположена оптическая система, содержащая фотокамеру 11 и проектор 12. Подъем-опускание площадки 10 осуществляется посредством шагового электродвигателя 13. Поворот проектора 12 для осуществления настройки устройства производится при помощи шагового электродвигателя 14. Обеспечение электричеством фотокамеры 11, проектора 12, электродвигателя для поворота проектора 14, электродвигателя для подъема-опускания площадки 13, осуществляется посредством силового кабеля 15, проложенного внутри оболочки 1. Управление шаговыми электродвигателями 13, 14, проектором 12 и фотокамерой 11 осуществляется посредством контроллера 16, получающего сигналы через модемную линию связи 17 от компьютера 18.
Обследование пациента при помощи устройства проводится следующим образом. Пациент входит внутрь оболочки 1 и занимает положение у растра 8, касаясь его в четырех точках. Производится юстировка системы. Юстировка заключается в том, что оптическая ось 19 фотокамеры 11 и оптическая ось 20 проектора 12 сводятся в одну точку. Далее осуществляется проецирование проектором 12 сфокусированного пучка света. Подъем-опускание площадки 10 осуществляется посредством шагового электродвигателя 13. Поворот проектора 12 для осуществления настройки устройства производится при помощи шагового электродвигателя 14.
Затем ведется прием при помощи фотокамеры 11 объектного растра. Фотокамера 11 осуществляет прием объектного растра и передает его в цифровом формате на компьютер 18. В компьютере 18, по заданной формуле, формируется картина муаровых полос, образованных при наложении светлых и темных линий «объектного» и «мнимого» растров, вычисляются центры полос, расстояния от них до поверхности спины пациента и вычисление углов искривления (угол Коббу).
В итоге, после проведения обследования компьютер определяет степень сколиоза позвоночника.