Патент на изобретение №2308888

(54) СТАБИЛОГРАФ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области медицины, к медицинским приборам для оценки функции равновесия человека, и может использоваться для определения функции равновесия в физиологии, оториноларингологии, неврологии, нейрохирургии. Данное устройство содержит датчик, установленный на теле обследуемого, регистратор сигнала датчика. При этом устройство дополнительно содержит экран с мишенью, установленный над обследуемым. Датчиком является источник лазерного излучения, а регистратором – видеокамера, электрически соединенная с преобразователем видеосигнала, который соединен с компьютером. Применение данного устройства расширяет арсенал технических средств для оценки функции равновесия. 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, к медицинским приборам для оценки функции равновесия человека, и может использоваться для определения функции равновесия в физиологии, оториноларингологии, неврологии, нейрохирургии.

Известно устройство для стабилографии – стабилограф (пат. RU №2020869), в которое входит платформа, состоящая из двух частей, неподвижной, установленной на полу и связанной с ней через датчики подвижной верхней, на которую становится исследуемый. Электрический сигнал от датчиков преобразуется в цифровой код и анализируется компьютером. Однако известный способ стабилографии обладает существенными недостатками

– недостаточная точность измерений, которая обусловлена: а) некорректностью определения функции равновесия – последняя определяется путем установки исследуемого на подвижную относительно земли платформу; б) точность исследования ограничена длиной вектора, проведенного от центра тяжести исследуемого до платформы, то есть длиной не более 1 м, что требует применения высокоточных датчиков;

– сложность устройства платформы с регистрирующими датчиками и, как следствие, высокая цена.

Исследования, проводимые при помощи пьезоакселерометрических датчиков – способ определения устойчивости вертикальной позы человека (пат. RU №2016546), позволяют выявить изменения положения тела человека в пространстве с достаточной точностью, измеряя ускорение движения, однако мало применимы при исследовании статики человеческого тела.

Существует также способ регистрации положения головы человека в пространстве, основанный на воздействии силы тяжести на металлические шарики, перекатывающиеся по криволинейному градуированному дну датчика, укрепленного на голове обследуемого (авторское свидетельство SU 1814876). Однако данный способ сопряжен со значительными трудностями установки точного исходного положения датчика, недостаточной его точностью.

Кроме того, существует устройство для химической регистрации интегральной двигательной активности человека (пат. SU №1680074), основанное на изменении концентрации ионов в воде, омывающей кристалл поваренной соли, установленный в герметичном датчике.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для преобразования движения головы человека в электрический сигнал (пат. SU №1607775), в котором положение головы и тела обследуемого в пространстве определяется при помощи регистрации положения электромагнитного датчика, укрепленного на обследуемом. Данное устройство обладает достаточно высокой степенью точности и универсальности, так как датчик может быть фиксирован на различных частях тела, что позволяет значительно расширить исследование функции равновесия. Однако данное устройство имеет значительный недостаток, связанный со сложностью устройства данного оборудования, что затрудняет его эксплуатацию, а также с опасностью воздействия электромагнитного излучения на исследуемого.

Нами впервые предлагается устройство стабилограф, включающее источник лазерного излучения с устройством крепления на обследуемом, плоский темный экран с мишенью, фиксированный в горизонтальной плоскости над центром области установки больного, видеокамеру, регистрирующую движения светового пятна по экрану, преобразователь видеосигнала в цифровой, компьютер с программой анализа получаемых изображений.

Устройство изображено на чертеже, где

1 – источник лазерного излучения,

2 – устройство крепления на обследуемом,

3 – обследуемый,

4 – темный экран с мишенью,

5 – видеокамера,

6 – преобразователь видеосигнала,

7 – компьютер с программой анализа получаемых кадров,

8 – область постановки обследуемого.

Измерение отклонения обследуемого от вертикальной оси производится следующим образом: лазерное излучение, испускаемое лазером 1, который закреплен на обследуемом 3 при помощи специального устройства крепления 2, попадает на темный экран с мишенью 4, который закреплен над областью постановки обследуемого 8 таким образом, что при установке обследуемого 3 в эту область луч лазера попадает в центр мишени на темном экране 4. Видеокамера 5 фиксирует световой сигнал с экрана. Получаемые изображения преобразуются в цифровой вид при помощи преобразователя видеосигнала 6, им же переводятся в черно-белое изображение и записываются компьютером 7. Программа анализа получаемых кадров, работающая на компьютере 7, производит покадровый анализ изображения. Для этого применяются алгоритмы поиска наиболее светлого пятна на черно-белом изображении: медианная фильтрация изображения, позволяющая сгладить мелкие детали изображения, а затем пороговая бинаризация картины с последующим вычислением положения остающихся на картине наиболее выделяющихся точек. Покадровый анализ полученной видеозаписи дает, таким образом, возможность судить о движениях в пространстве математической точки, являющейся проекцией луча лазера (а следовательно, и обследуемого) на плоскость темного экрана с мишенью. Движения регистрируются относительно центра мишени.

Как видно из описанного выше, разрешающая способность устройства зависит в основном от расстояния между лазером и темным экраном с мишенью, устройство не содержит движущейся платформы, что обеспечивает возможность исследования функции равновесия в естественных условиях, не содержит дорогостоящих высокоточных датчиков, просто в исполнении и безвредно для исследуемого.

Формула изобретения

Стабилограф, содержащий датчик, установленный на теле обследуемого, регистратор сигнала датчика, отличающийся тем, что он дополнительно содержит экран с мишенью, установленный над обследуемым, датчиком является источник лазерного излучения, а регистратором – видеокамера, электрически соединенная с преобразователем видеосигнала, который соединен с компьютером.

РИСУНКИ