Комп'ютерна діагностика постави

Рухова функція людини є однією з найдавніших. Опорно-рухова система – це виконавча система, яка безпосередньо її реалізує. Вона забезпечує оптимальні умови для взаємодії організму із зовнішнім середовищем. Тому будь-яке відхилення в параметрах функціонування опорно-рухової системи, як правило, призводить до зниження рухової активності, порушення нормальних умов взаємодії організму з навколишнім середовищем і, як наслідок, до порушень у стані здоров'я людини.

Знання біомеханічних закономірностей функціонування опорно-рухового апарату дозволяє успішно керувати взаємодією організму з навколишнім середовищем для розвитку рухових навичок, профілактики захворювань, підтримки здоров'я та створення нормальних умов для життєдіяльності людини. Для забезпечення процесів вивчення проблем біодинаміки хребта, розробки методології діагностики постави, використання фізичних методів для підтримки його нормального функціонування та реабілітації після травм, хірургічних втручань, кінезотерапії, сучасна практика гостро потребує управлінських інструментів та технологій. Комп'ютерні технології є одними з найефективніших інструментів.

Стрімкий розвиток персональних комп'ютерів та відеотехніки у 1990-х роках сприяв удосконаленню засобів автоматизації оцінки фізичного розвитку людини. З'явилися ефективніші засоби діагностики постави та складне високоточне вимірювальне обладнання, здатне фіксувати всі необхідні параметри. З цієї точки зору, великий інтерес становлять апаратні можливості відеокомп'ютерних аналізаторів просторової організації тіла людини за різних умов його гравітаційних взаємодій.

Для оцінки фізичного розвитку школярів доцільно використовувати розроблену нами технологію комп'ютерної діагностики постави з використанням відеокомп'ютерного комплексу. Зчитування координат точок досліджуваного об'єкта здійснюється з нерухомого кадру відеограми, відтвореної на відеомоніторі, за допомогою цифрової відеокамери. Як модель опорно-рухового апарату використовується 14-сегментний розгалужений кінематичний ланцюг, ланки якого відповідають великим сегментам тіла людини за геометричними характеристиками, а опорні точки відповідають координатам основних суглобів.

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

Біомеханічні вимоги до цифрової відеозйомки

Контрастні маркери прикріплені до тіла людини в місцях розташування антропометричних точок.

Масштабний предмет або лінійка, розділена на кольорові ділянки по 10 сантиметрів, розміщується в площині об'єкта.

Цифрова відеокамера розміщується на штативі та нерухомо перебуває на відстані 3-5 м від об'єкта зйомки (функція масштабування є стандартною).

Оптична вісь об'єктива відеокамери орієнтована перпендикулярно до площини об'єкта зйомки. На цифровій відеокамері вибирається режим моментального знімка (SNAPSHOT).

Постава (положення) досліджуваного. Під час вимірювань досліджуваний знаходиться в природній, характерній та звичній вертикальній позі (положенні) або в так званому антропометричному тілі: п'яти разом, пальці ніг нарізно, ноги прямі, живіт підтягнутий, руки опущені вздовж тіла, кисті рук вільно звисають, пальці рук прямі та притиснуті один до одного; голова зафіксована таким чином, що верхній край козелка вушної раковини та нижній край очниці знаходяться в одній горизонтальній площині.

Ця поза зберігається протягом усього відеозапису, щоб забезпечити чіткість зображення та узгодженість просторового співвідношення антропометричних точок.

Для всіх видів відеозйомки об'єкт зйомки повинен роздягнутися до спідньої білизни або плавок і бути босоніж.

Отримані показники:

• довжина (висота) тіла - вимірюється (розраховується) від висоти точки верхівки над площею опори;
• довжина тіла - різниця висоти між верхньою грудинною та лобковою точками;
• довжина верхньої кінцівки відображає різницю у висоті між акроміальною та пальцевою точками;
• довжина плеча - різниця між висотами плечової та радіальної точок;
• довжина передпліччя - різниця висоти між променевою та шилоподібною точками;
• довжина кисті - різниця у висоті між шилоподібним та пальцевим кінчиками;
• довжина нижньої кінцівки розраховується як половина суми висот передньої клубово-остистої та лобкової точок;
• довжина стегна - довжина нижньої кінцівки мінус висота великогомілкової кістки;
• довжина гомілки - різниця висоти між верхньою та нижньою великогомілковими точками;
• довжина стопи - відстань між п'ятою та кінцевими точками;
• акроміальний діаметр (ширина плечей) - відстань між правою та лівою акроміальними точками;
• вертельний діаметр – відстань між найбільш виступаючими точками великих вертелів стегнових кісток;
• серединно-грудинний поперечний діаметр грудної клітки - горизонтальна відстань між найбільш виступаючими точками бічних поверхонь грудної клітки на рівні середньо-грудинної точки, що відповідає рівню верхнього краю четвертого ребра;
• нижній стернальний поперечний діаметр грудної клітки - горизонтальна відстань між виступаючими точками бічних поверхонь грудної клітки на рівні нижньої стернальної точки;
• передньозадній (сагітальний) серединно-грудинний діаметр грудної клітки - вимірюється в горизонтальній площині вздовж сагітальної осі серединно-грудинної точки;
• діаметр гребеня таза – найбільша відстань між двома точками гребеня клубових кісток, тобто відстань між найвіддаленішими точками гребенів клубових кісток;
• зовнішній діаметр стегнової кістки – горизонтальна відстань між найбільш виступаючими точками верхніх частин стегон.

Автоматизована обробка цифрових зображень здійснюється за допомогою програми «TORSO».

Алгоритм роботи з програмою складається з чотирьох етапів:

• Створіть новий обліковий запис;
• Оцифрування зображень;
• Статистична обробка отриманих результатів;
• Генерування звіту.

Вимірювання та оцінка опорно-пружинної функції стопи проводиться за допомогою програми "Big foot", розробленої спільно з К.Н. Сергієнко та Д.П. Валіковим. Програма може працювати як в операційному середовищі MS Windows 95/98/ME, так і в Windows NT/2000.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]