Počítačová diagnostika držania tela

Ľudská motorická funkcia je jednou z najstarších. Muskuloskeletálny systém je výkonný systém, ktorý ju priamo realizuje. Zabezpečuje optimálne podmienky pre interakciu tela s vonkajším prostredím. Preto akákoľvek odchýlka v parametroch fungovania muskuloskeletálneho systému spravidla vedie k zníženiu motorickej aktivity, narušeniu normálnych podmienok interakcie tela s prostredím a v dôsledku toho k poruchám ľudského zdravia.

Znalosť biomechanických zákonitostí fungovania pohybového aparátu umožňuje úspešné riadenie interakcií tela s prostredím s cieľom rozvíjať motorické zručnosti, predchádzať chorobám, udržiavať zdravie a vytvárať normálne podmienky pre ľudský život. Na zabezpečenie procesov štúdia problémov biodynamiky chrbtice, vývoja metodiky diagnostiky držania tela, využívania fyzikálnych metód na udržanie jej normálneho fungovania a rehabilitácie po úrazoch, chirurgických zákrokoch, kinezioterapii, moderná prax zúfalo potrebuje nástroje a technológie riadenia. Počítačová technológia je jedným z najúčinnejších nástrojov.

Rýchly rozvoj osobných počítačov a videotechniky v 90. rokoch 20. storočia prispel k zlepšeniu prostriedkov automatizácie hodnotenia ľudského fyzického vývoja. Objavila sa efektívnejšia diagnostika držania tela a komplexné vysoko presné meracie zariadenia schopné zaznamenávať všetky potrebné parametre. Z tohto hľadiska sú veľmi zaujímavé hardvérové možnosti video počítačových analyzátorov priestorovej organizácie ľudského tela za rôznych podmienok jeho gravitačných interakcií.

Na posúdenie fyzického vývoja školákov je vhodné použiť technológiu počítačovej diagnostiky držania tela, ktorú sme vyvinuli pomocou videopočítačového komplexu. Čítanie súradníc bodov skúmaného objektu sa vykonáva zo statického záberu videogramu reprodukovaného na videomonitore pomocou digitálnej videokamery. Ako model pohybového aparátu sa používa 14-segmentový rozvetvený kinematický reťazec, ktorého články zodpovedajú veľkým segmentom ľudského tela podľa geometrických charakteristík a referenčné body zodpovedajú súradniciam hlavných kĺbov.

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

Biomechanické požiadavky na digitálnu videografiu

Na ľudské telo sú v miestach antropometrických bodov pripevnené kontrastné značky.

V rovine objektu sa umiestni mierkový objekt alebo pravítko, rozdelené na 10-centimetrové farebné časti.

Digitálna videokamera je umiestnená na statíve a je nehybná vo vzdialenosti 3 – 5 m od snímaného objektu (funkcia zoomu je štandardná).

Optická os objektívu videokamery je orientovaná kolmo na rovinu snímaného objektu. Na digitálnej videokamere sa vyberie režim momentky (SNAPSHOT).

Držanie tela (poloha) subjektu. Počas meraní je subjekt v prirodzenej, charakteristickej a obvyklej vertikálnej polohe (pozícii) alebo v tzv. antropometrickom tele: päty pri sebe, prsty od seba, nohy rovné, brucho vtiahnuté, ruky dole pozdĺž tela, ruky voľne visiace, prsty rovné a pritlačené k sebe; hlava je upevnená tak, aby horný okraj tragusu ušnice a spodný okraj očnej jamky boli v rovnakej horizontálnej rovine.

Táto póza sa zachováva počas celého videozáznamu, aby sa zabezpečila jasnosť obrazu a konzistentnosť priestorového vzťahu antropometrických bodov.

Pri všetkých typoch videonatáčania sa musí subjekt vyzliecť do spodnej bielizne alebo plaviek a byť bosý.

Získané ukazovatele:

• dĺžka (výška) tela - meraná (vypočítaná) z výšky vrcholového bodu nad opornou plochou;
• dĺžka tela - rozdiel výšky medzi hornými sternálnymi a pubickými bodmi;
• dĺžka hornej končatiny predstavuje výškový rozdiel medzi akromiálnym a špičkovým bodom;
• dĺžka ramena - rozdiel medzi výškou ramena a radiálnych bodov;
• dĺžka predlaktia - rozdiel výšky medzi radiálnymi a subulárnymi bodmi;
• dĺžka ruky - rozdiel vo výške medzi subulátom a hrotmi prstov;
• dĺžka dolnej končatiny sa vypočíta ako polovica súčtu výšok predných iliakálno-tŕňových a pubických bodov;
• dĺžka stehna - dĺžka dolnej končatiny mínus výška holennej kosti;
• dĺžka holene - rozdiel výšky medzi horným a dolným tibiálnym bodom;
• dĺžka chodidla - vzdialenosť medzi pätou a koncovými bodmi;
• akromiálny priemer (šírka ramena) - vzdialenosť medzi pravým a ľavým akromiálnym bodom;
• trochanterický priemer - vzdialenosť medzi najvyčnievajúcimi bodmi väčších trochanterov stehenných kostí;
• stredný priečny priemer hrudníka - horizontálna vzdialenosť medzi najvyčnievajúcimi bodmi bočných plôch hrudníka na úrovni stredného bodu, ktorá zodpovedá úrovni horného okraja štvrtého rebra;
• dolný sternálny priečny priemer hrudníka - horizontálna vzdialenosť medzi vyčnievajúcimi bodmi bočných plôch hrudníka na úrovni dolného sternálneho bodu;
• predozadný (sagitálny) stredný priemer hrudníka - meraný v horizontálnej rovine pozdĺž sagitálnej osi stredného bodu;
• priemer panvového hrebeňa - najväčšia vzdialenosť medzi dvoma bodmi bedrového hrebeňa, t. j. vzdialenosť medzi najvzdialenejšími bodmi bedrových hrebeňov;
• vonkajší priemer stehennej kosti - horizontálna vzdialenosť medzi najvyčnievajúcimi bodmi hornej časti stehien.

Automatizované spracovanie digitálnych obrázkov sa vykonáva pomocou programu „TORSO“.

Algoritmus pre prácu s programom pozostáva zo štyroch fáz:

• Vytvorte si nový účet;
• Digitalizácia obrazu;
• Štatistické spracovanie získaných výsledkov;
• Generovanie správy.

Meranie a hodnotenie oporno-pružiacej funkcie chodidla sa vykonáva pomocou programu „Big foot“, vyvinutého spoločne s K. N. Sergienkom a D. P. Valikovom. Program môže pracovať v operačnom prostredí MS Windows 95/98/ME aj vo Windows NT/2000.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]