Objective assessment of orthopedic status in patients with deforming dorsopathies


Cite item

Full Text

Abstract

Clinical evaluation of orthopedic status patients with deforming dorsopathies is the subjective opinion expert on qualitative and quantitative manifestation of certain symptoms. Examination must be confirmed by objective diagnostic methods to comply with the principles of evidence-based medicine. The purpose of this work is the definition of the diagnostic importance of the new objective method for diagnosis of posture and deformities of the spine. The technology, based on the processing of digital images of the human body by specialized computer program was invented. A digital image of the patient may be obtained using a wide range of mobile devices. The principle of "diagnosis is always at hand" provides the software universality. We offered two basic options of the work: the first - with a portable device based on the Android operating system and preinstalled software package or the second - with the help of a personal computer based on Windows. In a first case, the receiving and image processing carried out directly on the device (tablet or smartphone). In the second case, the patient digital photo made by camera or webcam is analyzed on a PC with pre-installed software. The high-precision analysis of the human body surface with the measurement of basic anthropometric parameters and their quantitative assessment is carried out during the processing. The method attracts by it availability, absolute safety for the patient and a high reliability of diagnostic results. This diagnostics allows to complete the clinical examination of the patient by objective documented visualization. In addition, the technology can be used as diagnostic telemedicine.

Full Text

На сегодняшний день деформирующие дорсопа-тии (М40-М43 по МКБ-10) занимают лидирующие позиции в рейтинге заболеваний опорно-двигательного аппарата у детей и подростков. Улучшение качества и доступности квалифицированной медицинской помощи не приводит к уменьшению количества таких пациентов. Более того, статистические отчеты по отдельным регионам и РФ в целом свидетельствуют об увеличении числа больных с деформирующими дор-сопатиями. Примечательно, что развитие медицинской диагностики, применяемой в отношении пациентов с дефектами осанки, происходит в направление высокотехнологичных и (как правило) дорогостоящих технологий. Этот, безусловно, позитивный момент, имеет и «обратную сторону медали»: доступность для широкого применения ограничивается сложностью такой диагностической техники, экономической составляющей и рядом других факторов. Между тем, выявление и объективизация клинических симптомов при аномалиях осанки у детей, а так же их количественная оценка является одной из основных задач диагностики в детской ортопедии [1, 2]. Кроме того, достоверный мониторинг за изменением ряда антропометрических параметров у таких пациентов на фоне проводимого лечения или в процессе динамического наблюдения актуален для современной доказательной медицины. Наиболее успешно с такой задачей справляется метод компьютерной оптической топографии [2, 4, 6]. Однако на практике, охват данным методом диагностики нуждающихся в нем пациентах, оставляет желать лучшего. Это может быть связано с ограниченным распространением данного метода в силу ряда объективных причин. Таким образом, можно констатировать наличие определенного дефицита доступных, информативных, достоверных и безвредных технологий медицинской визуализации для детей с нарушением осанки и структурными деформациями позвоночного столба. Изучив доступность ряда технологий на современном этапе [5], мы пришли к заключению, что рациональным решением проблемы будет использование современной мобильной техники с функцией цифровой фотосъемки и обработке полученного изображения специальной программой. Следует отметить, что современные мобильные устройства оснащены фотокамерами с высоким разрешением, а цифровое изображение, полученное таким устройством, позволяет проводить многокомпонентный анализ и измерения объекта. В течение 2016 года нами было разработано, апробировано и внедрено в практику ориги- Рис. 1. Поля электронной карты пациента Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 29 Вестник восстановительной медицины №4 ^2017 Рис. 2. Фронтальный профиль пациента Рис. 4. Расстановка реперных точек нальное пропраммное обеспечение, превращающее мобильные устройства и персональные компьютеры вдиапностический комплекс. Материалы и методы Материалом для настоящепо исследования послужили результаты наблюдения за 142 пациентами СПб ГБУЗ ВЦДОиТ «Опонек» в возрасте от 4-х до 16 лет с разными формами нарушений осанки и деформациями позвоночнопо столба. Каждому пациенту проводилась обследование новым методом СМАРТ-ОРТО. Результаты диапностики сравнивались с общепринятыми «эталонными» методами обследования: антропометрией с использованием рулетки и упло-мера, рентпеновским методом обследования, МРТ, I Рис. 3. Сагиттальный профиль пациента компьютерной оптической топопрафией. Проводился сравнительный анализ и определение точности полученных количественных параметров нарушений осанки и деформаций позвоночнопо столба. Алпоритм диапностики метода СМАРТ-ОРТО состоит из нескольких этапов: первый - создание электронной карты пациента (место рисунка 1), этап второй -получение серии фото пациента в полный рост (место рисунка 2 и рисунка 3), третий этап - расстановка реперных точек на полученном изображении (место рисунка 4), четвертый этап - получение отчета (место рисунка 5). Выравнивание фотокамеры осуществлялось при помощи встроеннопо в устройство акселерометра, что позволило значительно уменьшить пеоме-трические искажения при фотопрафировании. Результаты Полученные цифровые фотоснимки выполнялись и интеприровались в устройство с орипинальным про-праммным обеспечением. Проводился мнопокомпо-нентный анализ в нескольких плоскостях. Во фронтальной плоскости определялись следующие параметры: оценка положения половы относительно шеи, определение и измерение боковопо наклона половы и шеи, оценка асимметрии стояния над-плечий, измерение уплов расположения надплечий, измерение линейных размеров надплечий, измерение линейных размеров лопаток, определение асимметрии стояния лопаток и измерение их упла наклона, измерение расстояния от лопаток до остистых отростков на разных уровнях, измерение относительной длины верхних конечностей (см), определение и измерение боковопо отклонения линии остистых отростков тел позвонков, определение и измерение площади треуполь-ников талии, оценка расположения таза во фронтальной плоскости и измерение упла епо наклона в сторону, измерение относительной длины ноп (см), измерение длины ноп по сепментам (см), определение правильности осей нижних конечностей и измерение упла при наличии деформации на уровне коленнопо сустава, измерение упла наклона пятки относительно полени. Аналопичная процедура проводилась и для са-питтальнопо профиля пациента: определялся наклон половы и шеи, форма передней поверхности прудной клетки, форма спины в сапиттальной плоскости, величина пруднопо кифоза и поясничнопо лордоза, протяженность и соотношение лордоза/кифоза, наклон таза в сапиттальной плоскости. 30 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 4^2017 Рис. 5. Отчет При выполнении функциональных проб определялись качественные и количественные характеристики важнейших клинических проявлений сколиотической деформации: реберного горба и паравертебрального «мышечного валика». Следует отметить, что визуализация и протоколирование этих клинических симптомов представляет большие трудности для так называемых высокотехнологичных методов диагностики. Использование же метода СМАРТ-ОРТО открывает новые перспективы для мониторинга изменений этих параметров. В дополнении к этому, приложение позволяет измерять амплитуду движения в любом крупном или мелком суставе, производить произвольные линейные измерения анатомических ориентиров. Результаты диагностики представляются программой в относительных и абсолютных единицах. Для этого в системе предусмотрена калибровка с вводом эталонного объекта с точными (формализованными) линейными размерами. Связь размеров реального объекта и его фотографической копии определяет программный алгоритм в автоматическом режиме. Как показал сравнительный анализ результатов измерений СМАРТ-ОРТО с «эталонными» методиками диагностики, погрешность измерения длины находится в диапазоне ±1 мм, угловых измерений -в диапазоне ± 1 градус. Такая точность позволяет достоверно отслеживать качественно-количественные характеристики симптомов деформация позвоночного столба и функциональных нарушений осанки. Помимо этого программное обеспечение позволяет структурировать данные о пациентах, сохранять информацию и оценивать динамику клинических проявлений деформации по различным критериям. Разработанное программное обеспечение имеет два варианта функциональных возможностей: упрощенный для пациента и более сложный для врача. Пациенту доступны функции получения фотоснимков, поста новки ключевых точек, предварительного просмотра полученных параметров и отправки отчёта лечащему врачу. Функциональные возможности программного обеспечения для врача включают детальную оценку профилей, контроль правильности реперных точек, отслеживание динамики течения заболевания, формирование предварительного врачебного заключения. Неотъемлемой частью разработанного программного обеспечения является возможность формирования базы данных. В такой базе могут быть сохранены фотоснимки с координатами реперных точек, величины измеренных углов, длин отрезков и площадей. В дополнении к этому возможно внесение текстового пояснения результатов. Таким образом, созданное программное обеспечение позволяет полностью описать и документировать как единовременное состояние опорно-двигательного аппарата пациента, так и изменения его в динамике.
×

About the authors

A. V Arsenev

SFHI Children's Rehabilitation Center of Orthopedics and Traumatology "Ogonek"

U. A Baloshin

LLC"Smart-Orto"

S. V Vasilevich

LLC"Smart-Orto"

M. G Dudin

SFHI Children's Rehabilitation Center of Orthopedics and Traumatology "Ogonek"

M. V Kipke

FSBEI HE Baltic State Technical University "Voenmeh" named after D.F. Ustinov

A. A Sorokin

FSBEI HE Baltic State Technical University "Voenmeh" named after D.F. Ustinov

T. M Sukhov

FSBEI HE Baltic State Technical University "Voenmeh" named after D.F. Ustinov

M. A Sukhova

LLC"Smart-Orto"

References

  1. Андрианов В.Л. 1985. Заболевания и повреждения позвоночника у детей и подростков / В.Л.Андрианов, ГА.Баиров, В.И.Садофьева, РЭ.Райе.-Л.: Медицина, 1985.- 256 с.
  2. Дудин М.Г Идиопатический сколиоз: диагностика, патогенез / М.Г Дудин, Д.Ю., Пинчук.- СПб.: Человек, 2009.- 336 с.
  3. Садовая Т.Н. Скрининг, мониторинг и организация специализированной ортопедической помощи детям с деформациями позвоночника: Автореф. дис. докт. мед. наук.- СПб, 2010.- 45 с.
  4. Knott P., Mardjetko S., Thompson S. A comparison of authomatic vs. manual detection of anatomical landmarks during surface topography evaluation using the formtric 4D system. J Scoliosis 2012, 7:019
  5. Chiang F. P., Uzer G., Krukenkamp I. B. Measuring Shape and Surface Strain of Curved Objects Using Digital Speckle Photography and Gap Effect. Strain. Volume 44, Issue 5, pages 409-416, October 2008.
  6. Малахов О.А., Цыкунов М.Б., Федорова С.А. ДИАГНОСТИКА СТАТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЗВОНОЧНИКА МЕТОДАМИ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ФОТОМЕТРИИ И РЕНТГЕНОГРАФИИ: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА.- Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2007. № 1. С. 60-65.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2017 Arsenev A.V., Baloshin U.A., Vasilevich S.V., Dudin M.G., Kipke M.V., Sorokin A.A., Sukhov T.M., Sukhova M.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies