СПОСОБ ФОТОГРАММЕТРИИ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ДВИЖЕНИЙ НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ
METHOD OF PHOTOGRAMMETRY FOR RECORDING MOVEMENTS OF THE LOWER JAW

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии, и может быть использовано для диагностики заболеваний височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС).
Известен фотограмметрический способ для регистрации движений нижней челюсти (D.A. Furtado et al., A specialized motion capture system for real-time analysis of mandibular movements using infrared cameras. BioMedical Engineering OnLine 22.02.2013), заключающийся в фиксации на наиболее выступающей части подбородка измерительного маркера, улавливании перемещения измерительного маркера объективом веб-камер, образующих систему слежения во время движения нижней челюсти, регистрации перемещений в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.
Данный способ взят за прототип.
Цель настоящего изобретения, способа фотограмметрии для регистрации движений нижней челюсти, заключена в том, что на основе созданного экспериментального прибора бесконтактной оптической системы слежения проводилась регистрация динамических движений нижней челюсти, для последующей диагностики заболеваний височно-нижнечелюстного сустава.
Фотограмметрическая система состоящая из 2х веб-камер расположенных под углом 45 градусов и зафиксированных в корпус прибора (Фиг. 1), который подсоединен к компьютеру. Система получает на входе пары изображений (стереопары) с левой и правой объективов веб-камер. Пациенту на наиболее выступающую часть подбородка фиксируется измерительный маркер контрастного цвета (Фиг. 2), прибор устанавливают на уровне подбородка таким образом, чтобы в окне программы произошел захват маркера. Система подключена к компьютеру. Объективы веб-камер оптической системы слежения установлены на маркере до точной фокусировки их изображения, затем они улавливают перемещения измерительного маркера во время 5-ти кратного движения нижней челюсти при максимальном открывании и закрывании рта. Периодичность обусловлена выявлением погрешности, это минимальное количество движений, которые позволяет определить наиболее достоверную величину. Запись перемещения измерительного маркера проводится со скоростью 20 кадров в секунду. Компьютерная обработка перемещения осуществляется при помощи специально разработанной программы (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015610500 от 13.012015 г). Программа распознает координаты центров проекций измерительного маркера в двухмерных системах координат каждого снимка, далее осуществляется подбор трехмерных координат маркера с учетом выполнения условия минимизации отклонения координат проекций центра маркера, распознанных на изображениях от вычисленных по результатам решения системы уравнений. Полученные данные по каждой координатной оси преобразуются в графический документ, на котором во временном отрезке (секундах) отображается диапазон перемещения нижней челюсти (мм) в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. По оси «X» регистрируются трансверзальные движения нижней челюсти, «У» - вертикальные; по оси «Z» - сагиттальные движения нижней челюсти.
Способ осуществляется следующим образом.
На наиболее выступающую часть подбородка (точка gnation) пациента фиксируется измерительный маркер, напротив лица, на уровне подбородка располагают бесконтактный прибор оптической системы слежения, расстояние (приблизительно 20 см) регулируется компьютерной программой, которая отображает измерительный маркер в окне (Фиг. 3). Прибор подключается к компьютеру. Объективы веб-камер оптической системы слежения улавливают перемещения измерительного маркера во время 5ти кратного перемещения нижней челюсти при максимальном открывании и закрывании рта.
Запись перемещения измерительного маркера проводится со скоростью 20 кадров в секунду.
Компьютерная обработка перемещения осуществляется при помощи специально разработанной программы (Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015610500 от 13.01.2015 г). Программа распознает координаты центров проекций измерительного маркера в двухмерных системах координат каждого снимка. Полученная информация преобразуется в график, на временном отрезке измеряемый в секундах, фиксируется диапазон перемещения нижней челюсти (мм) и регистрируется в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: по оси «X» регистрируются трансверзальные движения нижней челюсти, «У» - вертикальные, по оси «Z» - сагиттальные движения.
Преимуществами способа являются:
- бесконтактный способ регистрации движений нижней челюсти при диагностике, динамическом наблюдении при патологии височно-нижнечелюстного сустава.
- регистрация движений проводиться в трех взаимоперпендикулярных плоскостях - 3D моделирование.
В сравнении с прототипом также можно выделить ряд положительных моментов:
- может использоваться как альтернативный вид диагностики
- портативность прибора и его мобильность
- доступность применения прибора
Предложенный способ фотограмметрии для регистрации движений нижней челюсти был использован при диагностике 127 пациентов с патологией ВНЧС.
Способ демонстрируется на клинических примерах:
Обследованные были разделены на 3 группы:
I - гипермобильность (Вывих сустава)
II - здоровые;
III - гипомобильность.
После прохождения исследования и обработки данных мы получили графики: (Фиг. 4), на которых четко прослеживается амплитуда открывания рта (Y), отклонение нижней челюсти от срединно-сагитальной линии - график X - трансверзальных движений.
Пациент Б. с патологией ВНЧС обследован по нашему способу. На Фиг. 2а пациент в момент обследования, прибор оптической системы слежения расположен на уровне подбородка приблизительно 20 см от измерительного маркера до камер - рот закрыт. На Фиг. 2б пациент в момент обследования - рот максимально открыт.