Способ диагностики пронации пяточной кости Российский патент 2024 года по МПК A61B5/107 G16H30/00 G16H50/00 G06N3/464 

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедической диагностике пронации пяточных костей стоп. Здоровый человек в норме имеет угол пронации пяточной кости не более 5°. Среди населения преобладает статическое мобильное плоскостопие с выраженным продольным сводом и гиперпронацией пяточных костей. Мобильное плоскостопие и гиперпронация пяточной кости сопровождаются болями в нижних конечностях и в спине из-за дисфункции мышц. В итоге ухудшается качество жизни пациентов, а в последующем развивается остеохондроз и остеоартроз суставов конечностей, что ведет к инвалидизации.

Важное значение для ортопедической диагностики имеет положение пяточной кости относительно оси большеберцовой кости с точным определением угла пронации пяточных костей стоп. Своевременная диагностика угла пронации пяточной кости важна для проведения лечебно-профилактических мероприятий по предотвращению развития сколиотической деформации у детей с перекосом костей таза и дегенеративно-дистрофических заболеваний опорно-двигательного аппарата у взрослых.

Известен способ диагностики состояния отделов стопы с помощью планшетного сканера, связанного с компьютером, который обрабатывает полученные изображения (Гавриков К.В., Плешаков И.А., Калужский С.И., Перепелкин А.И., Андреев Н.В. Способ диагностики состояния отделов стопы. Патент РФ №2253363 от 21.04.2004). Данный способ определяет на подошвенном отпечатке показатели переднего, среднего и заднего отделов стопы. Недостатком способа и устройства является необходимость использования специально модифицированного сканера, работающего непосредственно в блоке с компьютером, а также неточность оценки пяточного угла по скану подошвенной поверхности стопы.

Известен способ определения степени плоско-вальгусной деформации стоп, включающий выполнение клинического осмотра с проведением клинических тестов, измерение угла пронации пятки и угла ротации голени, плантографию, рентгенографию стопы с оценкой состояния сухожильно-связочного, мышечного и костного комплексов (Загородний Н.В. Способ определения степени плоско-вальгусной деформации стоп. Патент RU 2576087 С1, 26.02.2015). Недостатком данного способа является длительный период диагностики и наличие лучевой нагрузки, поэтому метод используется для определения показаний и объема оперативного лечения пациентам с плоско-вальгусной деформацией стоп.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, является комплекс для анализа рентгенограмм, плантографии и подометрии «ДиаСлед-Скан», 2005 (ООО «ДиаСервис», Санкт-Петербург, www.diaserv.ru/diasled_scan.html), в котором обследование заключается в сканировании стоп снизу, сзади и сбоку на модуле «Скан» и обработке полученных данных на компьютере с использованием программного обеспечения комплекса. Комплекс позволяет выявить нарушения опорно-двигательной функции еще до развития деформации, однако не является мобильным, что не дает возможность использовать его при массовых медицинских осмотрах.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в доступности и повышении диагностической точности определения угла пронации пяточной кости при помощи компьютерной программы. Сущность изобретения заключается в том, что фотографию дорсальной поверхности нижних конечностей может сделать врач на амбулаторном приеме и при массовых обследованиях населения с последующей обработкой фотоизображения компьютерной программой с определением угла пронации пяточной кости, что повышает диагностическую точность и уменьшает временные затраты приема пациента.

При ортопедическом анализе состояния стоп важное место отводится положению заднего отдела стопы относительно вертикали. Традиционно этот показатель определяется визуально и подчас не соответствует реальному состоянию. При визуальном определении угла отклонения оси заднего отдела стопы по середине пятки следует смириться с неизбежностью ошибки, а измерение угла пронации гониометром является недостаточно точным и требует большего времени на прием пациента. Единственно возможное точное определение этого важнейшего показателя с наименьшими трудовыми и временными затратами осуществляется компьютерной программой по фотоизображению заднего отдела стопы и голени.

Заявленный технический результат достигается в способе диагностики угла пронации пяточной кости, включающем проведение клинического осмотра нижних конечностей, и при наличии гиперпронации пяточных костей стоп делается фотография дорсальной поверхности нижних конечностей в положении стоя на горизонтальной поверхности. Фотоизображение обрабатывается с помощью Keypoint RCNN модели машинного обучения путем выделения ключевых точек и линий дорсальной поверхности голеностопного сустава и стопы с последующим анализом и расчетом угла пронации пяточных костей. Для нахождения угла пронации пяточной кости FEG (Рис. 1) необходимо знать координаты точек. Их находим, используя Keypoint RCNN модель машинного обучения, входящую в библиотеку PyTorch. Данная модель натренирована на поиск 17 ключевых точек и линий дорсальной поверхности нижних конечностей. Обучение модели производится с помощью инструментов, предоставляемых пакетами PyTorch и Scikitleam на предварительно размеченном наборе данных.

Изобретение поясняется фигурами.

На Рис. 1 изображен процесс выделения ключевых точек и линий на фотоизображении дорсальной поверхности голеностопного сустава и стопы.

На Рис. 2 изображено фотоизображение дорсальной поверхности нижних конечностей с выделением ключевых линий и расчетом угла пронации пяточных костей.

Клинический пример.

Пациентка Е., 9 лет. Родители обратились с жалобами ребенка на боли в стопах и мышцах голеней при длительных физических нагрузках, стирание внутренней части обуви, неустойчивую походку. При визуальном осмотре выявлена гиперпронация пяточных костей с уплощением продольного свода стоп. По данным плантограммы, проведенной ручным способом, определяется уплощение продольного свода стоп (подсводный индекс 63) без возможности вычисления угла гиперпронации пяточной кости. Угол пронации пяточной кости при измерении гониометром составил справа 10 градусов и слева 10 градусов, что соответствовало 1-2 степени мобильной плоско-вальгусной деформации стоп. На проведенные измерения затрачено 15 минут. При этом измерения, проведенные вручную, не являются точными. Сделана фотография дорсальной поверхности нижних конечностей пациентки в положении стоя на горизонтальной поверхности с последующей загрузкой в компьютер и обработкой фотоизображения с помощью модели машинного обучения. При этом в течение 10-15 секунд получены результаты: угол пронации пяточной кости слева 11,8 градусов и справа 10,6 градусов (Рис. 2), что соответствует 2 степени плоско-вальгусной деформации стоп.

Таким образом, предлагаемый способ диагностики пронации пяточных костей является более точным методом, не оказывает лучевой нагрузки на организм, имеет наименьшие временные затраты, что позволяет использовать изобретение не только в условиях амбулаторно-поликлинической службы, но и при массовых обследованиях.

Документы, цитированные в отчете о поиске

1. Патент RU 2253363 С1 21.04.2004 Гавриков К.В. Способ диагностики состояния отделов стопы.

2. Патент RU 2576087 С1 26.02.2015 Загородний Н.В. Способ определения степени плоско-вальгусной деформации стоп.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам ортопедической диагностики пронации пяточных костей стоп. Способ диагностики пронации пяточных костей у детей, в котором проводят клинический осмотр нижних конечностей. Далее делают фотографию дорсальной поверхности нижних конечностей в положении стоя на горизонтальной поверхности. Затем фотоизображение обрабатывают с помощью входящей в библиотеку PyTorch Keypoint RCNN модели машинного обучения путем выделения ключевых точек и линий дорсальной поверхности голеностопного сустава и стопы. Далее находят координаты точек, используя Keypoint RCNN модель, а обучение данной модели произведено с помощью машинного обучения. Данная модель натренирована на поиск 17 ключевых точек дорсальной поверхности нижних конечностей, а обучение произведено с помощью PyTorch и Scikitleam. Затем анализируют и рассчитывают углы пронации пяточных костей. Техническим результатом является доступность и повышение диагностической точности определения угла пронации пяточной кости при помощи компьютерной программы. 2 ил.

Способ диагностики пронации пяточных костей у детей, в котором проводят клинический осмотр нижних конечностей, далее делают фотографию дорсальной поверхности нижних конечностей в положении стоя на горизонтальной поверхности, затем фотоизображение обрабатывают с помощью входящей в библиотеку PyTorch Keypoint RCNN модели машинного обучения путем выделения ключевых точек и линий дорсальной поверхности голеностопного сустава и стопы, далее находят координаты точек, используя Keypoint RCNN модель, а обучение данной модели произведено с помощью машинного обучения, при этом данная модель натренирована на поиск 17 ключевых точек дорсальной поверхности нижних конечностей, а обучение произведено с помощью PyTorch и Scikitleam, затем анализируют и рассчитывают углы пронации пяточных костей.