УДК: 616.8-009.1-085.851.8
Год издания: 2010
Оценка моторных функций сложной локомоции с применением метода видеоанализа движений
Лихачев С.А., Лукашевич В.А.
Рубрики: 76.29.51, 76.29.60
Республиканский научно-практический центр "Мать и дитя"
Тема НИР: «Разработать методики восстановительной терапии атипичных моторных паттернов у больных вертеброгенными заболеваниями нервной системы, основанные на использовании лечебных техник мануальной терапии и вибрационной тренировки»
Сроки выполнения НИР: 2010–2012 гг.
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. С.А. Лихачев
Источник финансирования: госбюджет
Цель работы - создание метода регистрации локомоторных функций человека во фронтальной плоскости с целью объективизации неврологических, ортопедических и других заболеваний.
Вопросы анализа локомоторной функции человека являются одной из наиболее сложных и до сих пор спорных проблем, носящих описательный или моноклинический характер, которые по своей сути далеки от прикладного применения. Во многих руководствах приводятся различные показатели основного вида локомоторной функции - ходьбы с распределением по возрастам и различным нозологиям.
На сегодняшний момент методы регистрации локомоторной активности человека являются одними из основных в биомеханических исследованиях. Их можно разделить на методы регистрации общих, кинематических и динамических параметров, а также используются пододинамометрия, акселерометрия, ЭМГ и некоторые другие.
Известны способы регистрации локомоторной функции изолированных суставов с помощью датчиков угла, прикрепленных к соответствующему сегменту. Недостатком устройств является громоздкость и затруднение в одномоментной регистрации локомоторных функций нескольких смежных суставов за счет значительных ограничений их подвижности. Существуют импрегнационные способы, суть которых состоит в получении отпечатков окрашенных краской стоп при проходе обследуемого по контактной поверхности. При данных способах отмечается трудоемкость в регистрации ширины шага и его длины, занимающей значительное время, да и требуемая для исследования площадь помещения велика. Разработанные электроихниографы - электрические устройства, позволяющие получать данные о длине и ширине шага - довольно сложны в применении и требуют специальной дорожки со струнами из дорогостоящих высокоомных сплавов и обуви со встроенными микроэлектропереключателями. Также эти приборы не позволяют регистрировать одновременно несколько параметров. Наиболее эффективным инструментом для регистрации локомоторных функций человека являются устройства видеоанализа. Основным достоинством этих систем является возможность дистанционной регистрации без установления на тело испытуемого устройств (датчиков, кабелей), ограничивающих его свободное перемещение. В известных способах с применением систем видеоанализа движений регистрация локомоторных функций осуществляется в сагиттальной плоскости и охватывает конкретные звенья локомоторной системы. Недостатком этих методов является высокая вариабельность полученных данных, так как в биомеханических звеньях, значимых для выполнения основных локомоторных функций (голеностопные, коленные, тазобедренные суставы, поясничный и шейный регионы позвоночника) имеется большая физиологическая подвижность в сагиттальной плоскости, нежели во фронтальной. При регистрации в сагиттальной плоскости локомоторных функций с патологическим компонентом число и вариабельность показателей, характеризующих перемещение ее звеньев, прогнозируемо высоко. Поэтому регистрируемые девиации локомоторных звеньев во фронтальной плоскости будут иметь большее диагностическое значение. Известны способы регистрации движений изолированных локомоторных звеньев во фронтальной плоскости, которые, за исключением тазобедренного сустава, по своей сути не являются информативными, а суть регистрации движений во фронтальной плоскости состоит в перемещении проекции ОЦМ с одной ноги на другую при ходьбе. Таким образом, в известных способах отсутствует информация об одновременной регистрации минимального количества объективных и достоверных значений показателей локомоторных функций во фронтальной плоскости в целом без разделения человека на конкретные анатомические локомоторные звенья при выполнении функционально усложненных движений. Задача изобретения - регистрация локомоторных функций человека во фронтальной плоскости с целью объективизации неврологических, ортопедических и других заболеваний.
Сущность метода заключается в том, что с помощью системы компьютерного видеоанализа движений «V&A» (разработка РБ) регистрируют при выполнении функционально усложненного шагового движения «Stер» значения горизонтальных координат анатомических ориентиров во фронтальной плоскости, представляющих собой правый и левый акромиальные отростки лопаток, остистый отросток L1 позвонка, наружные мыщелки обоих бедер, наружные лодыжки голени. Оценку локомоторных функций осуществляют по полученным с использованием значений координат межрегионарным углам: билатерально симметричным верхнеплечевым, билатерально симметричным углам нижних конечностей, несимметричным межколенным углам и несимметричным межголеностопным углам. Для видеозахвата движения с последующей его оценкой в системе видеоанализа выделяют определенные участки тела специальными светодиодными маркерами, которые закрепляют на основных анатомических ориентирах. Видеорегистрация локомоторных функций производится во фронтальной плоскости. Объективизация локомоторных функций осуществляется по значению горизонтальных координат основных анатомических ориентиров и величине межрегионарных симметричных и несимметричных углов.
Описание движения «Step»: Исходное положение - испытуемый располагается на расстоянии 15-25 см от неподвижной платформы высотой 220 мм, при этом стопы расположены на ширине плеч. По сигналу он поднимает левую ногу и ставит ее на платформу. Далее поднимает правую ногу и располагает ее рядом с левой таким образом, чтоб стопы располагались на ширине плеч. Затем опускает левую ногу с платформы, а вслед за нею правую. Стопы обеих ног должны максимально точно расположиться с их положением в исходной позиции. После этого все повторяется с правой ноги. Движение производится троекратно с видеорегистрацией.
Общий цикл шага разделяют на цикл правой ноги и цикл левой ноги, в свою очередь каждый из них разделяют на период двойной опоры (опора осуществляется на обе ноги) и период переноса (опора осуществляется на одну ногу). При цикле левой ноги начальный момент расположения обеих стоп у платформы обозначают как период двойной опоры (ПДО) «Low» (англ. Low - низкий). Далее левая нога поднимается на платформу, а опора осуществляется на правую ногу - период переноса (ПП) «Up» (англ. Up - вверх) левой ноги. После этого левая нога ставится на платформу - ПДО «Sin.» (лат. Sinister - левый). Вслед за ней начинает подниматься правая нога - период переноса (ПП) «Up» правой ноги. При установке ее на платформу начинается ПДО «High» (англ. High - высокий). Затем левая нога сходит с панели - ПП «Down» (англ. Down - вниз) левой ноги - опускается на поверхность пола - ПДО «Dex.» (лат. Dexter - правый). То же движение выполняет правая нога - ПП «Down» правой ноги. Завершается цикл постановкой правой ноги у платформы - ПДО «Low». Такие же периоды обозначают в цикле правой ноги.
Описание основных анатомических ориентиров: акромиальные отростки правой и левой лопаток, остистый отросток LI позвонка, наружные мыщелки обоих бедер, а также наружные лодыжки правой и левой голеней.
Описание углов: билатерально симметричный межрегионарный верхнеплечевой угол соединяет на гомолатеральной стороне: акромиальный отросток, остистый отросток LI позвонка и наружный мыщелок бедра и определяет отклонение верхнеплечевого пояса и туловища. Билатерально симметричный межрегионарный угол нижних конечностей соединяет также на гомолатеральной стороне: остистый отросток LI позвонка, наружный мыщелок бедра и наружную лодыжку голени. Определяет отклонение таза и нижних конечностей. Несимметричный межколенный угол соединяет наружные мыщелки бедра с остистым отростком LI позвонка. Позволяет оценивать динамику расстояния между коленями во времени. Несимметричный межголеностопный угол соединяет наружные лодыжки с остистым отростком LI позвонка. Позволяет оценивать динамику расстояния между стопами во времени (базу шага).
Технический результат заключается в объективизации локомоторных функций человека по изменению значений горизонтальных координат основных анатомических ориентиров и величине межрегионарных симметричных и несимметричных углов.
Область применения: неврология, травматология, ортопедия, реабилитация, функциональная диагностика, спортивная медицина, различные области медицины и смежных наук, где необходима регистрация функции локомоторной системы и степени выраженности компенсаторных локомоторных реакций
Рекомендации по использованию: методика оценки локомоторных функций с применением видеоанализа движений рекомендуется к использованию как на уровне районных лечебных учреждений, не имеющих специального нейрофизиологического оборудования, так и в областных и республиканских центрах
Предложения по сотрудничеству: консультативная помощь при внедрении, инструктаж, обучение методу, совместные исследования