Computergestuurde houdingsdiagnose

De menselijke motoriek is een van de oudste. Het bewegingsapparaat is het uitvoerende systeem dat deze direct uitvoert. Het biedt optimale omstandigheden voor de interactie van het lichaam met de externe omgeving. Elke afwijking in de parameters van de werking van het bewegingsapparaat leidt daarom in de regel tot een afname van de motorische activiteit, verstoring van de normale interactie van het lichaam met de omgeving en, als gevolg daarvan, tot stoornissen in de gezondheidstoestand van de mens.

Kennis van de biomechanische patronen van het bewegingsapparaat maakt het mogelijk om de interacties van het lichaam met de omgeving succesvol te beheren om motorische vaardigheden te ontwikkelen, ziekten te voorkomen, de gezondheid te behouden en normale levensomstandigheden te creëren. Om de processen van het bestuderen van de biodynamische problemen van de wervelkolom, het ontwikkelen van de methodologie voor houdingsdiagnostiek en het gebruik van fysieke methoden om de normale werking te behouden en revalidatie na blessures, chirurgische ingrepen en kinesitherapie te waarborgen, heeft de moderne praktijk dringend behoefte aan managementtools en -technologieën. Computertechnologie is een van de meest effectieve hulpmiddelen.

De snelle ontwikkeling van personal computers en videoapparatuur in de jaren negentig droeg bij aan de verbetering van de middelen om de beoordeling van de menselijke fysieke ontwikkeling te automatiseren. Er ontstonden effectievere houdingsdiagnostiek en complexe, uiterst nauwkeurige meetapparatuur die alle noodzakelijke parameters kon registreren. Vanuit dit oogpunt zijn de hardwaremogelijkheden van videocomputeranalysatoren voor de ruimtelijke organisatie van het menselijk lichaam onder verschillende omstandigheden van gravitationele interacties van groot belang.

Om de fysieke ontwikkeling van schoolkinderen te beoordelen, is het raadzaam om gebruik te maken van de door ons ontwikkelde technologie voor computerdiagnostiek van houdingsstoornissen met behulp van een videocomputer. Het aflezen van de coördinaten van de punten van het te bestuderen object gebeurt aan de hand van een stilstaand beeld van een videogram, weergegeven op een videomonitor met een digitale videocamera. Als model van het bewegingsapparaat wordt een vertakte kinematische keten met 14 segmenten gebruikt, waarvan de schakels overeenkomen met grote segmenten van het menselijk lichaam op basis van geometrische kenmerken, en de referentiepunten overeenkomen met de coördinaten van de belangrijkste gewrichten.

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

Biomechanische vereisten voor digitale videografie

Op het menselijk lichaam worden contrasterende markeringen aangebracht op de plaatsen van antropometrische punten.

Een meetobject of liniaal, verdeeld in gekleurde vlakken van 10 centimeter, wordt in het vlak van de proefpersoon gelegd.

De digitale videocamera wordt op een statief geplaatst en stilgezet op een afstand van 3-5 m van het te filmen onderwerp (de zoomfunctie is standaard).

De optische as van de videocameralens staat loodrecht op het vlak van het te filmen object. De momentopnamemodus (SNAPSHOT) wordt op de digitale videocamera geselecteerd.

De houding (positie) van de proefpersoon. Tijdens de metingen bevindt de proefpersoon zich in een natuurlijke, karakteristieke en gebruikelijke verticale houding (positie) of in de zogenaamde antropometrische lichaamshouding: hielen tegen elkaar, tenen uit elkaar, benen gestrekt, buik ingetrokken, armen langs het lichaam, handen vrij hangend, vingers gestrekt en tegen elkaar gedrukt; het hoofd is zo gefixeerd dat de bovenrand van de tragus van de oorschelp en de onderrand van de oogkas zich in hetzelfde horizontale vlak bevinden.

Deze houding wordt gedurende de hele video-opname aangehouden om de helderheid van het beeld en de consistentie van de ruimtelijke relatie van antropometrische punten te garanderen.

Bij alle soorten video-opnamen moet de fotograaf zich uitkleden tot zijn ondergoed of zwembroek en op blote voeten lopen.

De verkregen indicatoren:

• lichaamslengte (hoogte) - gemeten (berekend) vanaf de hoogte van het toppunt boven het steungebied;
• lichaamslengte - het hoogteverschil tussen het bovenste borstbeen- en schaambeenpunt;
• de lengte van de bovenste ledemaat vertegenwoordigt het hoogteverschil tussen het acromiale punt en het teenpunt;
• schouderlengte - het verschil tussen de hoogte van de schouder en de radiale punten;
• onderarmlengte - het hoogteverschil tussen het radiale en subulate punt;
• lengte van de hand - het hoogteverschil tussen de subulate en de vingerpunten;
• de lengte van de onderste ledemaat wordt berekend als de helft van de som van de hoogten van de voorste iliacale-spinale punten en de schaamstreekpunten;
• dijbeenlengte - lengte van het onderbeen minus de hoogte van het scheenbeen;
• scheenbeenlengte - het hoogteverschil tussen het bovenste en onderste scheenbeenpunt;
• voetlengte - de afstand tussen de hiel en de eindpunten;
• acromiale diameter (schouderbreedte) - de afstand tussen het rechter- en linker acromiale punt;
• trochanterdiameter - de afstand tussen de meest uitstekende punten van de grote trochanters van de dijbenen;
• midsternale dwarsdiameter van de borstkas - de horizontale afstand tussen de meest uitstekende punten van de laterale oppervlakken van de borstkas ter hoogte van het midsternale punt, die overeenkomt met het niveau van de bovenrand van de vierde ribben;
• onderste sternale dwarsdiameter van de borstkas - de horizontale afstand tussen de uitstekende punten van de laterale oppervlakken van de borstkas ter hoogte van het onderste sternale punt;
• anteroposterieure (sagittale) midsternale diameter van de borstkas - gemeten in het horizontale vlak langs de sagittale as van het midsternale punt;
• diameter van de bekkenkam - de grootste afstand tussen twee punten van de bekkenkam, d.w.z. de afstand tussen de verst verwijderde punten van de bekkenkammen;
• buitenste diameter van het dijbeen - de horizontale afstand tussen de meest uitstekende punten van de bovenbenen.

De geautomatiseerde verwerking van digitale beelden vindt plaats met behulp van het programma "TORSO".

Het algoritme voor het werken met het programma bestaat uit vier fasen:

• Maak een nieuw account aan;
• Beelddigitalisering;
• Statistische verwerking van de verkregen resultaten;
• Een rapport genereren.

De meting en evaluatie van de steun-veerfunctie van de voet wordt uitgevoerd met behulp van het programma "Big foot", ontwikkeld in samenwerking met KN Sergienko en DP Valikov. Het programma werkt zowel onder MS Windows 95/98/ME als onder Windows NT/2000.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]