КОМПЛЕКС ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТОП И ВЫЯВЛЕНИЯ ПАТОЛОГИИ ИХ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ МАССОВЫХ СКРИНИНГОВЫХ ОБСЛЕДОВАНИЯХ

Полезная модель относится к медицине, а именно к ортопедической диагностике и может быть использована для выявления больных поперечным и продольным плоскостопием в школах, военкоматах, больницах и других медицинских и образовательных учреждениях.
Для ортопедической диагностики важное значение имеет информация о рельефе подошвенной части стоп в нагруженном, при стоянии, и ненагруженном состояниях, величине угла разворота продольных осей стопы. Своевременное выявление плоскостопия важна для проведения лечебных и корректирующих процедур на ранних стадиях этого заболевания. Кроме того, диагностика плоскостопия имеет большое значение в спортивной медицине для наблюдения за состоянием стопы спортсменов и прогнозирования риска получения травмы стопы.
Известен комплекс для анализа рентгенограмм, плантографии и подометрии «ДиаСлед-Скан», 2005 (ООО «ДиаСервис», С-Петербург, www.diaserv.ru/diasled_scan.html), в котором обследование заключается в сканировании стоп снизу, сзади и сбоку на модуле «Скан» и обработке полученных данных на компьютере с использованием программного обеспечения комплекса. Комплекс позволяет выявить нарушения опорно-двигательной функции еще до развития деформации, однако комплекс не обеспечивает приемлемой скорости обследований и высокой диагностической точности.
Известна медицинская топографическая система фирмы Метос (Новосибирск, 2006, www.metos.org/ex_stopa.php), обеспечивающая топографическое обследование подошвенной поверхности стопы на
установке представляющей собой горизонтальную, выполненную из оптически прозрачного материала, опорную пластину для размещения стоп, установленное под углом 45° к пластине зеркало, блок регистрации изображения, включающий телевизионную камеру, подключенный к блоку обработки данных. Через пластину посредством зеркала производится проецирование системы полос и регистрация снимка стопы ТВ камерой с восстановлением посредством программного обеспечения формы плантарной поверхности стопы под нагрузкой. По сравнению с плантографией известная топографическая система обеспечивает количественную оценку высоты и объема подсводного пространства стопы, однако она не позволяет проводить анализ широкого набора показателей.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении диагностической точности и экспрессности определения формы стопы за счет построения трехмерной модели стоп в режиме on-line и обработки отпечатков стопы при помощи программы, формирующей объективные и однородные характеристики диагностики.
Сущность полезной модели заключается в том, что в комплексе для диагностики функционального состояния стоп и выявления патологии их деформации при массовых скрининговых обследованиях, содержащем горизонтальную, выполненную из оптически прозрачного материала, опорную пластину для размещения стоп, установленное под углом к пластине зеркало, блок регистрации изображения, включающий телевизионную камеру, подключенный к блоку обработки данных, опорная пластина и зеркало установлены на раме, на противоположных боковых сторонах которой размещен блок освещения в виде двух светильников, опорная пластина выполнена плоскопараллельной и на ней нанесена масштабная сетка, а зеркало установлено под углом 15° к опорной пластине, при этом блок обработки данных снабжен дисплеем и выполнен с возможностью формирования изображений плантарной, медиальной и задней поверхности стоп, определения динамики топографических
антропометрических показателей, формирования электронного архива первичных изображений и банка данных результатов исследования.
Комплекс может быть применен при обследовании детей, подростков, призывников, предусматривающем обязательное фотодокументирование результатов. Инструментальный базис технологии покоится на фотографическом принципе, с использованием цифровых фотоаппаратов, компьютерных технологий и программ.
При ортопедическом анализе состояния стоп важное место отводится положению заднего отдела стопы относительно вертикали. Традиционно этот показатель определяется визуально и подчас не соответствует реальному состоянию.
При визуальном определении угла отклонения оси заднего отдела стопы по середине пятки следует смириться с неизбежностью ошибки. Это обусловлено тем, что конфигурация пятки (пяточная кость + мягкие ткани) в большинстве случаев маскирует истинную середину заднего отдела пяточного бугра (задний отдел пяточной кости занимает только часть объема пятки). Единственно возможное точное определение этого важнейшего показателя осуществляется за счет автоматического программного проецирования середины заднего отдела пяточного бугра с "вида снизу".
Сущность полезной модели поясняется структурно-функциональной схемой комплекса на фиг.1; блок-схемой алгоритма блока обработки данных - фиг.2 и примером бланка обследования на предлагаемом комплексе - фиг.3.
Комплекс для диагностики функционального состояния стоп включает установленные на раме (на фигуре не показана) опорную пластину для размещения стоп 1 (фиг.1) и установленное под углом 15° к пластине зеркало 2. На противоположных боковых сторонах рамы размещен блок освещения в виде двух светильников, опорная пластина 1 выполнена плоскопараллельной и на ней нанесена масштабная сетка. Использование оптически контрастной сетки позволяет упростить процесс обработки
данных при восстановлении пространственной модели подошвенной поверхности стоп. Блок регистрации изображения включает телевизионную камеру 3, например цифровую видеокамеру с встроенным монитором, которая подключена к блоку обработки данных 4, в качестве которого может быть использован ноутбук, на дисплее которого отражаются результаты обследования.
Комплекс осуществляет графико-математический анализ состояния сводов стопы, распределения зон преимущественного давления стоп пациентов на опорную пластину и проведение функциональных проб с целью выявления патологических изменений и оценки функционального состояния стоп пациентов. Данные анализа выводятся на экран дисплея и принтер для принятия решения о выдаче рекомендаций и действий лечебно-профилактического характера.
Блок обработки данных снабжен программным ортопедическим обеспечением для многофункционального и многолетнего мониторинга состояния стоп. На основании технологии "MouseMark" с корреляционными коэффициентами программа комплекса позволяет получать графико-математические показатели стопы: длина, ширина стоп, форма и коэффициент распластанности переднего отдела, коэффициент продольного уплощения, угол Шопарова сустава, угол отклонения первого пальца, высоту продольного свода (до таранной, ладьевидной костей, до нижней поверхности мягких тканей), индекс таранной и ладьевидной кости, таранно-опорный угол, угол позиционной установки заднего отдела стопы и голени и т.д. Для врачебно-призывных комиссий военкоматов показатели интерпретируются в соответствии с рентгенологическими нормативами.
Работа комплекса осуществляется следующим образом:
Для проведения обследования пациент ставит босые ноги на опорную пластину, опираясь на всю подошвенную поверхность стоп. Вес тела пациента должен быть распределен равномерно на обе стопы. Светильники блока освещения формируют подсветку опорной пластины. В процессе
обследования видеокамерой регистрируется видеосигнал и преобразованное в цифровом виде изображение подошвенной поверхности на фоне масштабной сетки поступает в блок обработки данных в виде файла исходного изображения. Блок-схема обработки видеосигнала приведена на фиг.2. Видеосигнал, как источник графической информации, через драйвер и фильтр объемного изображения подвергается цифровой коррекции, выделению рельефа и стереофотометрии. На следующем этапе обработки осуществляется систематизация информации, включающая первичное архивирование и оформление бланка посещения. Далее, с использованием векторной графики проводится фильтрация изображения и построение реперных точек и линий. На последнем этапе обработки информации проводится расчет показателей обследования и расчет показателей антропологии пациента, параллельно производится архивирование информации, глубокое (включающее результаты многолетних исследований) и рабочее (текущее документирование). Результаты обработки информации исследования конкретного пациента приведены на фиг.3.
Комплекс для диагностики функционального состояния стоп и выявления патологии их деформации при массовых скрининговых обследованиях позволяет получить:
- фотоизображения плантарной, медиальной и задней поверхности стоп;
- графико-математическую обработку реперных точек и получить комплекс плантографических и подографических показателей;
- аналоговую интерпретацию индексов в диагнозообразующую форму;
- определить индивидуальный комплекс корригирующих и лечебных действий;
- получить фотоматрицу плантарной поверхности стоп в натуральную величину с графической разметкой и индивидуальными угловыми и линейными показателями;
- изготовить по полученным показателям индивидуальные ортопедические стельки и обувь и «грамотно» подобрать повседневную обувь;
- определить динамику топографических антропометрических показателей;
- автоматически формировать электронный архив первичных фотоизображений;
- автоматически формировать банк результатов исследования в полном объеме.