Computergestützte Haltungsdiagnose

Die menschliche Motorik ist eine der ältesten. Der Bewegungsapparat ist das ausführende System, das sie direkt umsetzt. Es bietet optimale Bedingungen für die Interaktion des Körpers mit der äußeren Umgebung. Daher führt jede Abweichung der Funktionsparameter des Bewegungsapparates in der Regel zu einer Abnahme der motorischen Aktivität, einer Störung der normalen Interaktionsbedingungen des Körpers mit der Umwelt und in der Folge zu Gesundheitsstörungen.

Das Wissen über die biomechanischen Funktionsmuster des Bewegungsapparates ermöglicht ein erfolgreiches Management der Interaktionen des Körpers mit der Umwelt, um motorische Fähigkeiten zu entwickeln, Krankheiten vorzubeugen, die Gesundheit zu erhalten und normale Lebensbedingungen zu schaffen. Um die Prozesse der Erforschung der Biodynamik der Wirbelsäule, die Entwicklung der Methodik der Haltungsdiagnostik, den Einsatz physikalischer Methoden zur Erhaltung ihrer normalen Funktion und die Rehabilitation nach Verletzungen, chirurgischen Eingriffen und Bewegungstherapie sicherzustellen, benötigt die moderne Praxis dringend Managementinstrumente und -technologien. Computertechnologie ist eines der effektivsten Werkzeuge.

Die rasante Entwicklung von Personalcomputern und Videogeräten in den 1990er Jahren trug zur Verbesserung der Möglichkeiten zur Automatisierung der Beurteilung der menschlichen körperlichen Entwicklung bei. Es entstanden effektivere Haltungsdiagnostiken und komplexe hochpräzise Messgeräte, die alle notwendigen Parameter erfassen konnten. Aus dieser Sicht sind die Hardware-Fähigkeiten von Video-Computeranalysatoren zur Analyse der räumlichen Organisation des menschlichen Körpers unter verschiedenen Bedingungen seiner Gravitationswechselwirkungen von großem Interesse.

Zur Beurteilung der körperlichen Entwicklung von Schulkindern empfiehlt sich der Einsatz der von uns entwickelten Technologie der computergestützten Haltungsdiagnostik mittels Videorechenkomplex. Die Koordinaten der Punkte des untersuchten Objekts werden aus einem Standbild eines Videogramms abgelesen, das mit einer digitalen Videokamera auf einem Videomonitor wiedergegeben wird. Als Modell des Bewegungsapparates dient eine 14-segmentige verzweigte kinematische Kette, deren Glieder nach geometrischen Merkmalen großen Segmenten des menschlichen Körpers entsprechen und deren Referenzpunkte den Koordinaten der Hauptgelenke entsprechen.

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

Biomechanische Anforderungen für die digitale Videografie

An den Stellen anthropometrischer Punkte werden kontrastierende Markierungen am menschlichen Körper angebracht.

Ein maßstabsgetreues Objekt oder Lineal, das in farbige Abschnitte von 10 Zentimetern unterteilt ist, wird in die Ebene des Motivs gelegt.

Die digitale Videokamera wird auf einem Stativ platziert und in einem Abstand von 3-5 m zum zu filmenden Motiv stationär gehalten (Zoomfunktion ist Standard).

Die optische Achse des Videokameraobjektivs ist senkrecht zur Ebene des zu filmenden Objekts ausgerichtet. An der digitalen Videokamera wird der Schnappschussmodus (SNAPSHOT) ausgewählt.

Die Haltung (Position) des Probanden. Während der Messungen befindet sich der Proband in einer natürlichen, charakteristischen und gewohnten vertikalen Haltung (Position) oder im sogenannten anthropometrischen Körper: Fersen zusammen, Zehen auseinander, Beine gestreckt, Bauch eingezogen, Arme am Körper entlang nach unten, Hände frei hängend, Finger gestreckt und aneinander gedrückt; Der Kopf ist so fixiert, dass sich die Oberkante des Tragus der Ohrmuschel und die Unterkante der Augenhöhle in derselben horizontalen Ebene befinden.

Diese Pose wird während der gesamten Videoaufzeichnung beibehalten, um die Bildschärfe und Konsistenz der räumlichen Beziehung der anthropometrischen Punkte sicherzustellen.

Bei allen Arten von Videoaufnahmen muss sich die Person bis auf die Unterwäsche oder Badehose ausziehen und barfuß sein.

Die erhaltenen Indikatoren:

• Körperlänge (Körpergröße) – gemessen (berechnet) von der Höhe des Scheitelpunkts über der Auflagefläche;
• Körperlänge – der Höhenunterschied zwischen den oberen Brustbein- und Schambeinpunkten;
• die Länge der oberen Extremität stellt den Höhenunterschied zwischen den Schultereck- und Zehenpunkten dar;
• Schulterlänge – der Unterschied zwischen der Höhe der Schulter und den radialen Punkten;
• Unterarmlänge – der Höhenunterschied zwischen den radialen und subulatförmigen Punkten;
• Länge der Hand – der Höhenunterschied zwischen den pfriemlichen und Fingerspitzen;
• die Länge der unteren Extremität wird als die Hälfte der Summe der Höhen der vorderen Becken-Dornbein- und Schambeinpunkte berechnet;
• Oberschenkellänge – Länge der unteren Extremität abzüglich der Höhe des Schienbeins;
• Schienbeinlänge – der Höhenunterschied zwischen dem oberen und unteren Schienbeinpunkt;
• Fußlänge - der Abstand zwischen Ferse und Endpunkt;
• Acromialdurchmesser (Schulterbreite) – der Abstand zwischen dem rechten und linken Acromialpunkt;
• Trochanterdurchmesser – der Abstand zwischen den am weitesten hervorstehenden Punkten der großen Trochanter des Oberschenkelknochens;
• mittlerer Brustquerdurchmesser - der horizontale Abstand zwischen den am weitesten hervorstehenden Punkten der Seitenflächen der Brust auf Höhe des mittleren Brustpunkts, der der Höhe der Oberkante der vierten Rippe entspricht;
• unterer sternaler Querdurchmesser der Brust - der horizontale Abstand zwischen den hervorstehenden Punkten der Seitenflächen der Brust auf Höhe des unteren sternalen Punkts;
• anteroposteriorer (sagittaler) mittlerer Brustdurchmesser – gemessen in der horizontalen Ebene entlang der sagittalen Achse des mittleren Brustpunkts;
• Beckenkammdurchmesser – der größte Abstand zwischen zwei Beckenkammpunkten, also die Distanz zwischen den am weitesten voneinander entfernten Punkten der Beckenkämme;
• äußerer Femurdurchmesser – der horizontale Abstand zwischen den hervortretendsten Punkten der oberen Oberschenkel.

Die automatisierte Verarbeitung digitaler Bilder erfolgt mit dem Programm „TORSO“.

Der Algorithmus für die Arbeit mit dem Programm besteht aus vier Phasen:

• Erstellen Sie ein neues Konto;
• Bilddigitalisierung;
• Statistische Verarbeitung der erhaltenen Ergebnisse;
• Einen Bericht erstellen.

Die Messung und Auswertung der Stütz- und Federfunktion des Fußes erfolgt mit dem gemeinsam mit KN Sergienko und DP Valikov entwickelten Programm „Big Foot“. Das Programm läuft sowohl unter MS Windows 95/98/ME als auch unter Windows NT/2000.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]