Tietokoneistettu asennon diagnosointi

Ihmisen motorinen toiminta on yksi vanhimmista. Tuki- ja liikuntaelimistö on toiminnanohjausjärjestelmä, joka toteuttaa sitä suoraan. Se tarjoaa optimaaliset olosuhteet kehon vuorovaikutukselle ulkoisen ympäristön kanssa. Siksi kaikki tuki- ja liikuntaelimistön toimintaparametrien poikkeamat johtavat pääsääntöisesti motorisen aktiivisuuden vähenemiseen, kehon ja ympäristön normaalin vuorovaikutuksen häiriintymiseen ja sen seurauksena ihmisen terveydentilan häiriöihin.

Tuki- ja liikuntaelimistön biomekaanisten toimintamallien tuntemus mahdollistaa kehon ja ympäristön vuorovaikutuksen onnistuneen hallinnan motoristen taitojen kehittämiseksi, sairauksien ehkäisemiseksi, terveyden ylläpitämiseksi ja normaalien elämänolosuhteiden luomiseksi. Selkärangan biodynamiikan ongelmien tutkimisen, ryhtidiagnostiikan menetelmien kehittämisen, fyysisten menetelmien käytön normaalin toiminnan ylläpitämiseksi ja kuntoutuksen varmistamiseksi vammojen, kirurgisten toimenpiteiden ja kinesiterapian jälkeen, nykyaikainen käytäntö tarvitsee kipeästi hallintatyökaluja ja -teknologioita. Tietotekniikka on yksi tehokkaimmista työkaluista.

Henkilökohtaisten tietokoneiden ja videolaitteiden nopea kehitys 1990-luvulla edisti ihmisen fyysisen kehityksen arvioinnin automatisointikeinojen paranemista. Tuli esiin tehokkaampia ryhdin diagnostiikkaa ja monimutkaisia, erittäin tarkkoja mittauslaitteita, jotka pystyvät tallentamaan kaikki tarvittavat parametrit. Tästä näkökulmasta ihmiskehon spatiaalisen organisaation videotietokoneanalysaattoreiden laitteisto-ominaisuudet sen gravitaatiovuorovaikutusten eri olosuhteissa ovat erittäin kiinnostavia.

Koululaisten fyysisen kehityksen arvioimiseksi on suositeltavaa käyttää kehittämäämme tietokonepohjaista ryhtidiagnostiikkatekniikkaa videotietokonekompleksin avulla. Tutkittavan kohteen pisteiden koordinaatit luetaan digitaalisen videokameran avulla videomonitorilla toistetun videogrammin still-ruudusta. Tuki- ja liikuntaelimistön mallina käytetään 14-segmenttistä haarautunutta kinemaattista ketjua, jonka lenkit vastaavat geometristen ominaisuuksien mukaan ihmiskehon suuria segmenttejä ja vertailupisteet vastaavat pääsevelten koordinaatteja.

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

Digitaalisen videokuvauksen biomekaaniset vaatimukset

Ihmiskehoon on kiinnitetty antropometristen pisteiden kohdalle kontrastivärisiä merkkejä.

Mittakaava tai viivain, joka on jaettu 10 senttimetrin värillisiin osiin, asetetaan kohteen tasoon.

Digitaalinen videokamera asetetaan jalustalle ja seisoo paikallaan 3–5 metrin etäisyydellä kuvattavasta kohteesta (zoomaustoiminto on vakiona).

Videokameran linssin optinen akseli on kohtisuorassa kuvattavan kohteen tasoon nähden. Digitaalisessa videokamerassa valitaan tilannekuvaustila (SNAPSHOT).

Mittauskohteen asento (ryhti). Mittaustilanteissa koehenkilö on luonnollisessa, tyypillisessä ja tavanomaisessa pystyasennossa (asennossa) eli niin sanotussa antropometrisessä vartalossa: kantapäät yhdessä, varpaat erillään, jalat suorana, vatsa sisäänvedettynä, kädet alhaalla vartaloa pitkin, kädet roikkuvat vapaasti, sormet suorina ja toisiaan vasten painettuina; pää on kiinnitetty siten, että korvalehden traguksen yläreuna ja silmäkuopan alareuna ovat samassa vaakatasossa.

Tätä asentoa säilytetään koko videotallennuksen ajan kuvan selkeyden ja antropometristen pisteiden spatiaalisen suhteen johdonmukaisuuden varmistamiseksi.

Kaikissa videokuvaustyypeissä kohteen on riisuttava itsensä alusvaatteisiin tai uimahousuihin ja oltava paljain jaloin.

Saadut indikaattorit:

• vartalon pituus (korkeus) - mitattuna (laskettuna) kärkipisteen korkeudesta tukialueen yläpuolella;
• vartalon pituus - rintalastan ja häpyluun välinen korkeusero;
• Yläraajan pituus edustaa akromiaali- ja varvaspisteiden välistä korkeuseroa;
• olkapään pituus - olkapään ja säteittäisten pisteiden korkeuksien välinen ero;
• kyynärvarren pituus - säteittäisten ja subulate-pisteiden välinen korkeusero;
• käden pituus - sormenpäiden ja luunpäiden välinen korkeusero;
• alaraajan pituus lasketaan puolena etummaisten lonkkanivelten ja häpyluun pisteiden korkeuksien summasta;
• reiden pituus - alaraajan pituus miinus sääriluun korkeus;
• sääriluun pituus - sääriluun ylä- ja alaosan pisteiden välinen korkeusero;
• jalan pituus - kantapään ja päätypisteiden välinen etäisyys;
• akromiaalinen halkaisija (olkapään leveys) - etäisyys oikean ja vasemman akromiaalisen pisteen välillä;
• trochanterinen halkaisija - reisiluun suurempien trochanterien ulkonevimpien pisteiden välinen etäisyys;
• rintakehän keskimmäinen poikittainen halkaisija - rintakehän sivupintojen ulkonevimpien pisteiden välinen vaakasuora etäisyys keskimmäisen pisteen tasolla, joka vastaa neljännen kylkiluun yläreunan tasoa;
• rintakehän alempi rintalastan poikittainen halkaisija - rintakehän sivupintojen ulkonevien pisteiden välinen vaakasuora etäisyys alemman rintalastan pisteen tasolla;
• rintakehän anteroposteriorinen (sagittaalinen) keskirintakehän halkaisija - mitattuna vaakatasossa keskirintapisteen sagittaaliakselia pitkin;
• lantionharjan halkaisija - kahden suoliluunharjanteen pisteen välinen suurin etäisyys eli suoliluunharjojen kaukaisimpien pisteiden välinen etäisyys;
• reisiluun ulkohalkaisija - reisien ulkonevimpien kohtien välinen vaakasuora etäisyys.

Digitaalisten kuvien automaattinen käsittely suoritetaan TORSO-ohjelmalla.

Ohjelman kanssa työskentelyn algoritmi koostuu neljästä vaiheesta:

• Luo uusi tili;
• Kuvien digitointi;
• Saatujen tulosten tilastollinen käsittely;
• Raportin luominen.

Jalan tukijousituksen toiminnan mittaus ja arviointi suoritetaan KN Sergienkon ja D. P. Valikovin kanssa yhteistyössä kehitetyllä "Big foot" -ohjelmalla. Ohjelma toimii sekä MS Windows 95/98/ME- että Windows NT/2000 -käyttöjärjestelmissä.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]