Патент на изобретение №2204939

(54) СПОСОБ ТОПИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ДЕФОРМАЦИЙ ПОЗВОНОЧНИКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине, точнее к ортопедии при лечении деформаций позвоночника. Способ включает расположение пациента в вертикальной плоскости перед дифракционным экраном, выполненным из прозрачного материала с чередующимися светлыми и темными полосами на расстоянии 2 мм, с возможностью контакта экрана с телом пациента, освещением его когерентным источникам света, видеосъмку, введение полученного изображения в ЭВМ. На полученном изображении проводят линию отвеса от остистого отростка С-7, отмечают максимально выступающую точку грудного кифоза и максимально углубленную точку поясничного лордоза, максимально выступающие точки лопаток и поясничных валиков, точки начала, максимума и конца отклонения от линии отвеса. По результатам, полученным в результате автоматической обработки контурограмм сагиттальной, горизонтальной, фронтальной плоскостей, проводят диагностирование деформации позвоночника (нарушение осанки во фронтальной, сагиттальной плоскостях, сколиотическую деформацию позвоночника, кифозы и гиперлордозы). Способ позволяет проводить раннюю диагностику деформаций позвоночника во фронтальной, горизонтальной, сагиттальной плоскостях, мониторинг, исключить необходимость проведения рентгенологических исследований в процессе лечения деформаций позвоночника. 6 ил.

Изобретение относится к медицине, точнее к ортопедии, и может найти применение при лечении деформации позвоночника.

В настоящее время в связи с ухудшением экологической обстановки, ухудшением условий жизни большой части населения России (ухудшение питания, отсутствие возможности заниматься спортом (гиподинамия), большое количество стрессовых ситуаций и т.д.) происходит постоянное увеличение числа пациентов, страдающих патологий опорно-двигательного аппарата, в первую очередь детей. При этом одно из ведущих мест занимает патология позвоночника. Она включает большое количество заболеваний, имеющих конкретные структуральные изменения позвонков и пограничные состояния, деформация позвоночника при которых не имеет структуральных изменений и может быть расценена как косметический дефект. При поздней диагностике и отсутствии своевременного лечения, с течением времени пограничные состояния переходят в заболевания позвоночника со структуральными изменениями.

У детей основными заболеваниями позвоночника являются:
– нарушения осанки во фронтальной и сагиттальной плоскостях
– сколиотическая болезнь
– ювенильный остеохондроз, остехондропатии, последствия травм, приводящие к формированию кифотических деформаций позвоночника.

Для выявления патологии позвоночника традиционно используют рентгенологическое исследование, причем для выявления деформаций позвоночника во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях выполняют рентгенограммы в прямой и боковой проекциях. Для динамического наблюдения за течением, например, сколиотической болезни, пациента обследуют ежегодно. Если принять во внимание тот факт, что первично диагноз сколиоза обычно выставляют в среднем в 8-9 лет, а прогрессирование заболевания заканчивается в 16-17 лет, то количество необходимых рентгенограмм может быть до 15 единиц, что связано с значительной лучевой нагрузкой на растущий организм.

В последние годы для исследования позвоночника используют муаровую топографию.

Основоположником получения оптического эффекта муаровой топографии является Takasaki H: Moire Topography Applied Optics 9. Автором была создана оптическая система, состоящая из трех элементов: источника света, фотокамеры и решетки, позволяющая при определенном расположении источника света и фотокамеры получить на поверхности тела пациента рисунок из чередующихся белых и черных полос, которое может давать представление о рельефе поверхности тела. Однако медицинского применения эта система в те годы не нашла.

Попытки использовать полученное методом муаровой топографии изображение дорзальной поверхности туловища для диагностики деформации позвоночника проводились B. Drerup (“Topographic zer Diagnose und Dokumentation”, 1977. Исследование поверхности тела пациента проводилось в горизонтальном и вертикальном положениях пациента с проецированием на поверхность туловища чередующихся светлых и черных полос на расстоянии 4-5 мм друг от друга.

Такой способ позволял при наличии деформации позвоночника получать асимметричный рисунок на теле пациента и по выраженности асимметрии делался вывод о степени деформации
Однако в связи с тем, что асимметрия на таком изображении выявляется с точностью до одной полосы, цена которой по глубине рельефа составляет 4-5 мм, данный способ не обеспечивал достаточной диагностики патологии позвоночника, и потому в случае подозрения на деформацию позвоночника пациента направляли на рентгенологическое исследование.

Наиболее близким к предлагаемому является “Способ компьютерной оптической топографии формы тела человека и устройство для его осуществления” (Евразийский патент 000111, 1998 г., А 61 В 5/103).

Этот способ включает проецирование на поверхность тела пациента изображения пространственной системы эквидистантных оптически контрастных прямых линий, видеосъемку этого изображения, аналого-цифровое преобразование сигнала изображения, введение его в систему памяти электронно-вычислительной машины (ЭВМ) и обработку преобразованного сигнала для получения количественных параметров рельефа поверхности. Предварительно изображение указанной системы линий проецируют под указанным заданным углом на плоский экран и осуществляют видеосъемку изображения в отсутствии пациента. По полученным изображениям авторы судят об изменениях формы тела и делают вывод о том, что при выявлении объемной асимметрии можно говорить о наличии деформации позвоночника.

Однако наличие объемной асимметрии туловища является лишь косвенным признаком деформации позвоночника, поскольку такая асимметрия возможна и при ряде неврологических заболеваний, не связанных с деформацией позвоночника. Кроме того, произвольное расположение пациента перед съемкой не обеспечивает повторяемости результатов от исследования к исследованию.

Все это делает способ-прототип недостаточно точным для диагностики деформаций позвоночника.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности в диагностике деформаций позвоночника за счет интерференционного изображения высокого разрешения, позволяющего получить рельефное изображение дорзальной поверхности туловища с четко различимыми анатомическими ориентирами, и стандартизации условий съемки пациента.

Этот результат достигается тем, что при расположении пациента в вертикальной плоскости, освещении его когерентным источником света, видеосъемке и введении полученного изображения в ЭВМ с последующей обработкой видеосигнала, согласно изобретению непосредственно перед пациентом устанавливают дифракционный экран, выполненный из прозрачного материала с чередующимися на нем темными и светлыми полосами с возможностью контакта его с телом пациента. На полученном изо- бражении проводят линию отвеса от остистого отростка С-7, после чего в сагиттальной плоскости отмечают максимально выступающую точку грудного кифоза и точку глубины поясничного лордоза, в горизонтальной плоскости максимально выступающие точки лопаток и поясничных валиков, во фронтальной плоскости – точки начала, максимума и конца отклонения от линии отвеса, по найденным точкам строят контурограммы. При наличии отклонения от линии отвеса во фронтальной контурограмме более чем на 3^o и в случае отсутствия ротации позвоночника в горизонтальной контурограмме диагностируют нарушение осанки во фронтальной плоскости, а при наличии ротации – сколиотическую деформацию позвоночника, при значениях угла грудного кифоза в сагиттальной контурограмме менее 20^o диагностируют лордозирование грудного отдела, а при значениях более 40^o кифозирование его.

Установка экрана, выполненного из прозрачного материала с нанесенным на нем рисунком из чередующихся темных и светлых полос, непосредственно перед пациентом с возможностью контакта пациента с поверхностью экрана, позволяет получить на нем изображение естественной поверхности тела пациента с четко видимыми анатомическими ориентирами в виде выступающих остистых отростков позвонков, контуров лопаток, поясничных валиков, горба, крестца, ягодиц и т. д. , причем расположение пациента при каждом обследовании так, что он имеет контакт с вертикально расположенным экраном в нескольких отделах туловища (ягодичная область, область лопаток или горба, затылочная область головы) дают возможность проведения обследования в одних и тех же стандартных условиях.

Использование линии отвеса, проведенной от остистого отростка С-7, и выставление точек начала, максимума и конца отклонения от линии отвеса позволяет построить дугу латерального отклонения позвоночника, оценить ее в градусах, и тем самым выявить наличие и степень деформации позвоночника во фронтальной плоскости.

Выставление в сагиттальной плоскости выступающей точки грудного кифоза и точки глубины поясничного лордоза позволяет построить контурограмму в сагиттальной плоскости, позволяющую определить угол грудного кифоза и угол поясничного лордоза и благодаря этому выявить наличие патологической деформации позвоночника в сагиттальной плоскости построение.

Использование максимально выступающих точек лопаток и точек вершин поясничных валиков позволяет построить горизонтальные контурограммы, по которым возможно определить углы ротации позвоночника, что позволяет диагностировать патологию в горизонтальной плоскости.

Сущность способа поясняется примерами.

Пример 1. Больная Лидия Ш., 9 лет поступила 22.02.2001 г. в Институт медицинской реабилитации “Возвращение” с диагнозом: диспластический сколиоз 2 степени.

Анамнез: родилась с весом 3200, рост 50 см, оценка по шкале Апгар 7/8 выписана из р/д в срок. До 1 года состояла на учете у невропатолога с диагнозом энцефалопатия, с диспансерного учета снята. В возрасте 9 лет появились жалобы на плохую осанку, при длительном нахождении в положении сидя (в школе) возникает усталость в спине, периодически боли в спине, не справляется с школьными нагрузками. Снижено внимание, работоспособность. При обращении в поликлинику ортопедом был выставлен диагноз – диспластический сколиоз П степени. На рентгенограммах грудопоясничного отдела позвоночника в прямой (лежа) и боковой проекциях выявлено: отклонение оси позвоночника в грудопоясничном отделе влево (угол СОВВ-13^o) с начальными признаками патологической ротации, грудной кифоз в пределах физиологического.

При осмотре: физическое развитие соответствует возрасту, телосложение пропорциональное. Положение головы по средней линии, объем движений полный. Выраженная асимметрия надплечий и лопаток, Отклонение оси позвоночника в грудопоясничном отделе влево с признаками патологической ротации против часовой стрелки. Асимметрия треугольников талии. В позе наклона вперед в грудопоясничном отделе слева выступающий мышечный валик. Перекос таза – выраженный. Длина нижних конечностей П=Л, объем движений по суставам полный. Деформация стоп не выражена.

Перед началом лечения пациенту проведено обследование методом компьютерной муаровой топографии.

Обследование методом компьютерной муаровой топографии проводилось следующим образом: пациент находился в вертикальном положении за установленным позади дорзальной поверхности туловища прозрачным экраном с нанесенными на нем чередующимися светлыми и темными полосами на расстоянии 2 мм. Пациент, находясь за экраном, имел контакт с последним ягодичной, лопаточной и затылочной поверхностями тела. Производилось освещение поверхности тела, находящимся за экраном когерентным источником света. Полученное при освещении поверхности тела изображение на экране через видеокамеру выводилось на монитор компьютера.

Изображение, полученное методом компьютерной муаровой топографии, имеет вид рельефа дорзальной поверхности туловища с распределенным на нем рисунком в виде чередующихся темных и светлых полос, при этом с хорошо видимыми анатомическими ориентирами, в виде выступающего остистого отростка С-7, остистых отростков части грудных, поясничных позвонков, контуров лопаток с частичным контактом последних с экраном, контуров крестца. На изображении хорошо различима максимально выступающая точка грудного кифоза и максимально углубленная точка поясничного лордоза (фиг.1).

На изображении оператором отмечаются следующие точки:
С – точка выступающего остистого отростка С-7
К – максимально выступающая точка грудного кифоза
Л – максимально углубленная точка поясничного лордоза
А, В – точки контакта поверхности лопаток с экраном, одна из них обязательно проходит через геометрический центр поверхности.

С, Д – максимально выступающие точки поясничных валиков (геометрический центр максимально выступающей поверхности)
S1, S2, S3, S4 – точки начала, максимума и конца отклонения от линии отвеса остистых отростков (см. фиг.1-А).

От точки С проводится вертикально расположенная линия отвеса. На изображении отмечаются точки: S1 – точка начала отклонения от линии отвеса, точка S2 – точка максимального отклонения от линии отвеса, точка S3 – точка конца отклонения от линии отвеса. По заданным точкам с учетом точек, отмеченных автоматически по рисунку из чередующихся темных и светлых полос, автоматически выстраивается контурограмма фронтального отклонения позвоночника. По контурограмме высчитываются показатели отклонения во фронтальной плоскости в мм (в данном случае фронтальное отклонение в грудном отделе 7 мм, в поясничном 22 мм) и в градусах – в грудопоясничном отделе имеется левосторонняя дуга величиной 11 градусов (см. фиг.1Б-фронт.). Показатели в мм и в градусах представлены на листе отчета в графе – деформация позвоночника, во фронтальной плоскости (в норме, при отсутствии отклонения фронтальной плоскости линия отвеса проходит через остистые отростки грудных поясничных позвонков и через середину крестца).

На изображении отмечаются точки К (максимально выступающая точка грудного кифоза) и Л (максимально углубленная точка поясничного лордоза). С учетом указанных оператором точек автоматически строится контурограмма – огибающая по линии остистых отростков в сагиттальной плоскости, по которой определяются угол грудного кифоза и поясничного лордоза (см. фиг.1Б). Показатели угла грудного кифоза и поясничного лордоза представлены в листе отчета в графе – кифоз, лордоз. В данном случае показатели угла кифоза 25^o, поясничного лордоза 57^o.

На изображении отмечаются точки А, В – точки контакта поверхности лопаток с экраном (точнее, геометрический центр поверхности соприкосновения), через одну из них проводится горизонтальная линия, по этой линии с учетом имеющегося рисунка из чередующихся темных и светлых полос автоматически строится горизонтальная контурограмма (см. фиг.1В) В норме имеется симметрия правой и левой половин контурограммы. Угол ротации позвоночника в горизонтальной плоскости в данном случае 3^o вправо в грудном отделе позвоночника (в норме контурогамма левой и правой половины симметрична, при наличии патологической ротации (поворот позвоночника по или против часовой стрелки) имеется асимметрия реберно-позвоночного угла, увеличивающегося в сторону поворота).

На изображении отмечаются точки С, Д – максимально выступающие точки поясничных валиков, по которым автоматически с учетом рисунка из чередующихся светлых и темных полос строится горизонтальная конрурограмма. В данном случае угол ротации позвоночника в поясничном отделе влево составляет 12^o (см. фиг. 1В), высота поясничных валиков слева 11 мм, справа 4 мм (см. фиг.1Г). В норме левая и правая половины контурограммы симметричны, при наличии патологической ротации, выражающейся в асимметрии поясничных валиков вследствие поворота позвоночника по или против часовой стрелке с увеличением объема валика в сторону поворота.

Пациенту выставлен диагноз: Диспластический левосторонний грудопоясничный сколиоз 2 степени (по Чаклину).

Назначено консервативное лечение, которое включало, массаж 15, ФТЛ (электрофорез с эуфиллином 10), коррекция осанки метомом ФБУ 15, ЛФК.

После проведения консервативного лечения в течение 1 месяца, пациент повторно осмотрен 23.03.2001 г. и была выполнена повторная компьютерная муаровая топография.

При осмотре в динамике выявлено: значительное уменьшение отклонения позвоночника во фронтальной плоскости, в позе наклона вперед мышечный валик слева не выражен. Перекос таза не выражен.

Результат лечения расценен как положительный.

На повторной компьютерной муаровой топографии произошло изменение показателей, характеризующих степень отклонения позвоночника во фронтальной и горизонтальной плоскостях. Отклонение позвоночника во фронтальной плоскости уменьшилось с 11 до 3^o, ротация позвоночника с 12 до 0^o. Поясничные валики симметричны – оба по 4 мм. Угол грудного кифоза практически не изменился (был 25^o, стал 27^o). Клинические данные совпадают с данными, полученными на компьютерной топографии (фиг.2).

Пациенту назначен курс лечебной физкультуры, направленный на укрепление мышц спины, брюшного пресса, который он должен выполнять ежедневно в домашних условиях. Рекомендовано пройти повторное обследование – выполнить компьютерную муаровую топографию через 3 месяца.

Пример 2.

Мария Ш. , 6 лет. Обратилась в Институт медицинской реабилитации “Возвращение” 03.10.2000 г. с жалобами на деформацию позвоночника, головные боли, сниженную работоспособность, низкую физическую выносливость.

Анамнез: Родилась от 1 беременности, протекавшей с патологией – на 6 неделе мать перенесла тяжелую фолликулярную ангину, получала антибиотики, токсикоз второй половины беременности. Роды на 37 неделе беременности, вес при рождении 2900 г, по Апгар 5/6 баллов. С рождения наблюдалась невропатологом с диагнозом энцефалопатия. Деформация, позвоночника было отмечена в возрасте 1 месяца. Получала лечение – массаж, ФТЛ, позже ЛФК. Проводилось рентгенологическое исследование позвоночника в прямой и боковой проекциях. На рентгенограммах данных за врожденную патологию позвоночника не получено, грудной кифоз усилен до 50^o, имеется врожденная патология ключиц.

При осмотре: физическое развитие соответствует возрасту, телосложение диспропорциональное – приподняты надплечья, впечатление резкого укорочения шейного отдела, надплечья ротированы внутрь, произвольно ребенок развернуть надплечья не может, асимметрия надплечий незначительная, выраженный грудной кифоз с признаками ригидности деформации, отклонение позвоночника во фронтальной плоскости влево с признаками патологической ротации в грудопоясничном отделе против часовой стрелки. Перекос таза не выражен, длина нижних конечностей Д=Л. Объем движений по суставам полный, деформаций стоп не выявлено.

Проведено обследование методом компьютерной муаровой топографии, на котором получены следующие данные: Деформация во фронтальной плоскости вправо в грудном отделе справа 5^o, без признаков патологической ротации, в грудопоясничном отделе влево 7^o с признаками патологической ротации против часовой стрелки (влево) 4^o.

Асимметрия поясничных валиков (справа 6 мм, слева 4 мм). Угол грудного кифоза усилен до 50^o (фиг. 3).

Пациенту назначено лечение – курс массажа 15, курс ЛФК, курс ФТЛ (электрофорез с эуфиллином 10, магнитотерапия, ношение реклинатора) и рекомендовано пройти повторное обследование на компьютерной муаровой топографии через 3 месяца.

Пример 3. Пациент Артем Р. 9 лет поступил в Институт медицинской реабилитации “Возвращение” 15.03.2001. с жалобами на плохую осанку, периодически беспокоят боли в грудном отделе позвоночника.

Анамнез: родился здоровым, доношенным с весом 3200, на диспансерном учете у дерматолога с диагнозом нейродермит, часто болеет ОРЗ. Три месяца назад получил травму, упал с горки. После падения отмечались боли в грудном отделе позвоночника, боли на вдохе, которые прошли самостоятельно через несколько дней, при обращении в травмпункт проведено рентгенологическое обследование, на котором выявлен компрессионный перелом тела Th-6, грудной кифоз усилен до 40^o, имеется отклонение позвоночника во фронтальной плоскости в грудном отделе до 12^o, без признаков патологической ротации.

При осмотре: физическое развитие соответствует возрасту, телосложение пропорциональное. Положение головы по средней линий. Выраженная асимметрия надплечий, лопаток. Отклонение оси позвоночника во фронтальной плоскости в грудном отделе влево, без признаков патологической ротации. Грудной кифоз усилен. Перекос таза не выражен. Нижние конечности Д=Л. Объем движений по суставам полный, деформаций стоп не выявлено.

Выполнена компьютерная муаровая топография, на которой определяется отклонение позвоночника во фронтальной плоскости в грудном отделе до 17^o, без признаков патологической ротации, грудной кифоз усилен до 40^o (фиг.4).

Пациенту выставлен диагноз: Застарелый компрессионный перелом Th-6,
Нарушение осанки во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Назначено лечение: массаж 15, коррекция осанки методом ФБУ, ФТЛ – элекрофорез с эуфиллином 10, магнитотерапия 10, ношение реклинирующей системы, ЛФК.

Через три месяца (19.06.01 г.) проведен повторный клинический осмотр и повторное компьютерное муаровое обследование.

При клиническом осмотре у пациента значительно уменьшилось латеральное отклонение, уменьшилась выраженность грудного кифоза. Показатели клинического осмотра полностью совпали с данными компьютерной муаровой топографии (на повторном компьютерном муаровом обследовании – уменьшение деформации позвоночника во фронтальной плоскости с 17 до 6^o, уменьшение грудного кифоза с 39 до 23^o) (фиг.5).

Пациенту рекомендовано выполнять дома упражнения ЛФК, бассейн, ношение реклинатора и пройти повторное обследование методом компьютерной муаровой топографии через 3 месяца.

При повторном поступлении в институт медицинской реабилитации 30.10.2001 проведено обследование методом компьютерной муаровой топографии, на котором отмечено: увеличение деформации в грудопоясничном отделе с 6 до 11^o, признаков патологической ротации не выявлено, грудной кифоз – увеличение с 23 до 26^o, (фиг. 6). Назначено лечение: массаж, коррекция осанки методом ФБУ, ФТЛ (электрофорез с эуфиллином 10), после чего рекомендовано обследование методом компьютерной муаровой топографии.

К настоящему времени предлагаемым методом проведена диагностика с последующим лечением 245 человек с различной патологией позвоночника:
нарушение осанки во фронтальной плоскости 98 человек;
сколиотическая деформация 1, 2, 3 степени 102 человека;
последствия травм позвоночника 8 человек;
остеохондропатии, остеохондрозы 37 человек.

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет ряд существенных преимуществ, главным из которых является то, что способ обеспечивает раннюю диагностику деформаций позвоночника и мониторирование в процессе лечения, исключает необходимость проведения рентгенологических исследований, что выгодно отличает предлагаемый способ от известных.

Способ разработан и прошел апробацию в АНО Институт медицинской реабилитации “Возвращение” у 245 больных с положительным результатом.

Формула изобретения

Способ топической диагностики деформаций позвоночника, включающий расположение пациента в вертикальной плоскости, освещение его когерентным источником света, видеосъемку, введение полученного изображения в ЭВМ и обработку видеосигнала, отличающийся тем, что непосредственно перед пациентом устанавливают дифракционный экран, выполненный из прозрачного материала с чередующимися на нем светлыми и темными полосами на расстоянии 2 мм с контактом его с телом пациента, на полученном изображении проводят линию отвеса от остистого отростка С-7, после чего отмечают на нем максимально выступающую точку грудного кифоза и точку глубины поясничного лордоза, максимально выступающие точки лопаток и поясничных валиков, точки начала, максимума и конца отклонения от линии отвеса, по найденным точкам строят фронтальные, сагиттальные и горизонтальные контурограммы, и при наличии отклонения от линии отвеса во фронтальной контурограмме более чем на 3^o и в случае отсутствия ротации позвоночника в горизонтальной контурограмме диагностируют нарушение осанки во фронтальной плоскости, а при наличии ротации в горизонтальной контурограмме – сколиотическую деформацию позвоночника, при значениях угла грудного кифоза в сагиттальной плоскости менее 20^o диагностируют лордозирование грудного отдела, а при значении более 40^o – кифозирование его.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 22.11.2003

Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006