CC BY
141
Раздел III
РАЗРАБОТКА ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ И ИНСТРУМЕНТАРИЯ. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
УДК 611.986:681.3
ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПЛАНТОГРАФИИ
К.В. ГАВРИКОВ, В.Б. МАНДРИКОВ, С.В. КЛАУЧЕК, А.А. ВОРОБЬЕВ,
А.И. ПЕРЕПЕЛКИН, А.Л. ШКЛЯР*
Создан метод планшетного сканирования для исследования анато-мо-функционального состояния стопы. Программно-аппаратный комплекс, применяющийся в исследовании, включает плантограф и программу, позволяющую рассчитывать разнообразные антропометрические показатели стопы, а также анализировать и выдавать диагностическое заключение.
Развитие новых системных принципов организации информационной структуры мониторинга здоровья человека и его популяций диктует необходимость существенного изменения многих ранее традиционно сложившихся форм коммуникационных взаимодействий в сферах здравоохранения [1]. Одной из задач современного мониторинга по программе «Паспорт здоровья человека» является разработка компьютерных систем автоматизированного сбора и обработки информации, необходимых для принятия научно обоснованных управленческих решении. К настоящему времени создан ряд систем многофакторной диагностики различных сторон жизни и деятельности организма человека [2]. Но многие программно-компьютерные комплексы, предназначенные для получения данных о физическом статусе человека, обладают высокой стоимостью, требуют медицинской квалификации обслуживающего персонала, ощутимых затрат времени на проведение каждого обследования. Но исключением из этого правила являются способы получения информация о морфологическом и функциональном состоянии стопы человека [3]. Как известно, диагностика стоп традиционно основывается на нескольких различных методах: визуальном, подометрическом, рентгенологическом и др. Каждый из них обладает рядом существенных недостатков. Визуальный анализ не дает количественной оценки состояния стопы. Метод «чернильных отпечатков» обладает ограниченной информативностью. Метод антропометрических измерений не дает достаточной точности результатов и анализа функционального компонента состояния стопы. Плоскостная рентгенография сопряжена с воздействием ионизирующего излучения. При этом производится оценка лишь анатомического компонента. Биомеханические исследования не дают полной информации об анатомическом строении стопы [4].
В последние годы все чаще стали применять автоматизированные методы тензодинамометрической диагностики, сопряженной с усложнением конструкции программно-аппаратного комплекса. Но для расчета угловых значений нарушений стопы этот метод не пригоден [5]. Интересен метод компьютерной оптической топографии, основанный на проекции полос и пространственного детектирования фазы посредством зеркала, расположенного под стопой под углом 45°. Он обеспечивает получение большого объема информации о морфологическом строении стопы. Однако отрицательным моментом его применения является необходимость создания светового экрана при проведении обследования стоп и достаточно высокие требований к его организации. Поэтому он не может быть использован в полевых условиях. Все это предопределило необходимость разработки, создания и внедрения в практику принципиально новой технологии планшетного, компьютерного сканирования стопы.
Цель исследования - получение новых данных о структурном и функциональном состоянии стоп у студентов различных спортивных специализаций Волгоградской государственной
академии физической культуры (ВГАФК), а также выявление студентов с выраженными признаками плоскостопия.
Материалы и методы. На базе трех волгоградских вузов создана технология определения состояния отделов стопы путем получения ее снимков на специально укрепленном планшетном сканере (патент на изобретение № 2253363). Были обследованы 298 студентов обоего пола первого курса ВГАФК различных спортивных специализаций. Результаты сканирования стоп студентов были подвергнуты компьютерной обработке по спецпро-граммам. Проводилось определение индивидуальных и групповых особенностей строения стопы в зависимости от пола. Проведен анализ морфологического состояния стоп у студентов разных спортивных специализаций. В этом случае изучены характеристики переднего отдела стопы (углов отклонения 1 и V пальцев), а также состояние продольного свода стопы по коэффициенту К (рис. 1). Оценка результатов плантографических обследований проводилась по шкалам групп здоровья стопы, созданной коллективом разработчиков планшетной плантографии.
Рис. 1 Расчет угловых, длиннотных и широтных показателей подошвенной поверхности стопы.
Результаты. Исследование состояния здоровья стопы по технологии планшетного сканирования проводилось поэтапно.
1.этап. Перед началом обследования из медицинской карты заполняются данные об обследуемом человеке. Для ускорения проведения обследования при массовой диагностике бланки для каждого обследуемого могут быть подготовлены заранее и перед началом работы вызваны из памяти компьютера.
2 этап. Испытуемый встает на сканер подошвенной поверхностью стоп. При этом масса тела должна быть равномерно распределена на обе ноги. Для снятия отпечатков левой и правой ноги, они поочередно ставятся на рабочую поверхность сканера. В случае, если предполагается проведения полного цикла обследования с определением рессорной функции стопы, то испытуемый, не меняя положения ног, поочередно берет в руки гантели разной массы, при этом производится сканирование стопы для каждой массы. После этого испытуемый ставит другую ногу на рабочую поверхность сканера, и цикл обследования повторяется.
3 этап. По специально созданной компьютерной программе проводится первичная обработка полученных снимков с четкими и контрастными элементами. При необходимости это позволяет опытному медицинскому работнику сделать заключение о со-
*Волгоградский ГМУ, 400131, Волгоград, пл. Павших Борцов, 1. E-mail: vlgmed@advent.avtig.ru
стоянии стопы обследуемого, даже не проводя дальнейшую компьютерную обработку снимков (рис. 2).
Рис. 2. Окно первичной подограммы.
4 этап. Программная обработка первичного снимка с расчетом по общепринятому алгоритму координатных точек, длиннот-ных, широтных расстояний и угловых характеристик, граничных значений переднего, среднего и заднего отдела стоп (рис. 3).
Рис. 3. Окно подограммы, после ее компьютерной расшифровки (примечание: слева расположена схема алгоритма расшифровки анатомического строения стопы; справа - результаты графо-аналитического ее анализа).
5 этап. Программный анализ результатов полученных при расшифровке параметров подограмм обеих конечностей.
6 этап. Создание индивидуального или группового отчета по итогам проведенных плантографических обследований
7 этап. Формирование программным путем и выдача обследованному человеку медико-диагностического заключения о состоянии здоровья его стоп, а также рекомендаций по физической культуре, лечебной физической культуре и массажу с целью укрепления (в ряде случаев - реабилитации) здоровья стоп.
8 этап. Организация компьютерных баз данных для дальнейшего мониторингового наблюдения за состоянием здоровья стоп, определения эффективности ранее предложенных рекомендация и при необходимости их коррекции.
9 этап. Определение индивидуальных и групповых особенностей строения стопы в зависимости от пола.
10 этап Определение индивидуальных и групповых особенностей строения стопы в зависимости от вида спорта.
11 этап. Выявление нуждающихся в ортопедической помощи
Определение индивидуальных и групповых особенности строения стопы в зависимости от пола показало, что средняя длина стопы у мужчин больше, чем у женщин на 22 мм. Это обусловлено большими размерами всех отделов стопы: переднего, среднего и особенно - заднего отдела.
В сравнении с женщинами у мужчин площади соприкосновения стопы с опорой также имеют различия (р>0,05): суммарная площадь соприкосновения стопы у мужчин больше на 3 см2. В среднем отделе стопы площадь соприкосновения с опорой у мужчин также больше (р>0,001), тогда как в переднем отделе -она оказалась меньшей, чем у женщин. Хотелось подчеркнуть, что речь идет не о суммарной площади поверхности переднего отдела стопы, а о площади соприкосновения с опорой.
Стопы мужчин и женщин, занимающихся спортом, имеют явные антропометрические различия. Это подчеркивает необходимость учета полученных нами данных при построении диагностических оценочных таблиц плантографического анализа.
Более 80% студентов имеют стопы с признаками той или иной степени плоскостопия. Эти данные представлены на рис., где использованы следующие условные обозначения: а - без признаков плоскостопия; Ь - начальные признаки; с - сформировавшееся плоскостопие; d - выраженное плоскостопие (по общепринятой терминологии соответствует 3-й степени деформации).
80-----------------------------------------------
60-----------------------------------------------
40-----------------------------------------------
20-----------------------------------------------
а Ь с d
Рис.4 Встречаемость плоскостопия разной степени среди спортсменов
Плоскостопие группы «с» выявлено у 7,4% обследованных студентов, а «d» - у 2,3%. Около 50% студентов со стопами «d» имеют специализацию по тяжелой атлетике Наиболее информативным показателем для выявления этой закономерности является медиальный угол переднего отдела стопы, проходящий между двумя линиями, проведенными вдоль первой плюсневой костью и 1 пальцем. Чем он больше, тем больше выражены нарушения ее нормальной конфигурации. Самые большие они у легко- и тяжелоатлетов, а наименьшие - у пловцов. Показатель продольного плоскостопия (коэффициент К) у мужчин-тяжелоатлетов также максимален, а у пловцов - минимален
Выводы. Новая технология планшетного сканирования может быть использована в практике спортивных исследований, её эффективность подтверждена при массовом обследовании студентов. Метод планшетного сканирования стопы может применяться для определения уровня информативности широко используемых в практике показателей плоскостопия Предложенный метод плантографии способствует созданию информационной базы для мониторингового обследования студентов на протяжении лет их обучения в вузе. База оптимально вписывается в программы паспорта здоровья человека, взаимодействует с другими информационными системами и технологиями.
Литература
1.Хадарцев А.А.,Григорьев Ю.И./В сб.: 2 Нац. конгр. по профилакт. мед-не «Впервые в медицине».- СПб, 1995.- С. 172.
2.Grigoriev A.I., Baevsky RM. Problem of health. Evaluation and conception of norm in space medicine.- M.: Slovo, 2006.- 190 p.
3.ГригорьевА.Основы телемедицины.-M.:Slovo, 2001.-112с.
4.Сонькин В.Д. и др. Возрастная физиология.- М.: Академ-пресс, 2004.- 455 с.
5.Кашуба В.А. Биомеханика осанки.- Киев: Олимпийская литература, 2003.
УДК 611.7:616-073+572.087
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАКРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ БИОХИМИЧЕСКИХ И ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСТЕОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
В. Г. МЕРЕНКОВ*
При проведении биохимических и генетических исследований остеологического материала, подвергшихся длительной минерализации или воздействию агрессивной химической среды, встаёт необходимость выделения менее поврежденных образцов кости, сохраняющих белки и нуклеиновые кислоты индивида.
Нами был подготовлен метод выделения неповреждённого костного материала с использованием макроскопического люминесцентного анализа [5]. Метод основан на способности кол-
* Смоленская ГМА
