Способ оценки функционального состояния плечевого сустава Российский патент 2025 года по МПК A61B5/103 G16H30/40 G06T3/00 

Изобретение относится к медицине, а именно находится на стыке двух специальностей травматологии, ортопедии и восстановительной медицины.

Известен «СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА "СУПЕР М" (см. Патент РФ №2265395С1, А61В 5/103, опубл. 10.12.2005), включающий фотографирование осанки пациента, отличающийся тем, что вначале выставляют точки по костным ориентирам: верхушки остистых отростков С7 и D12, верхне- и нижнемедиальных углов лопаток, акромион, гребень подвздошной кости в месте пересечения с задней подмышечной линией, середина межягодичной складки, середины подъягодичных складок, венечных отростков локтевых костей и середины пяточных костей, затем фотографируют осанку пациента, заносят изображение первой топограммы в базу данных, затем проводят повторное фотографирование через 30 с после статической нагрузки мышц спины и верхних и нижних конечностей и сохраняют в базе данных, затем обрабатывают полученные изображения путем контурирования и вычисляют соотношение расстояний между точками ориентирами, а оценку функционального состояния опорно-двигательной системы проводят по сравнению первичного и вторичного результатов, и при удержании выпрямленного туловища свыше 30 с по сравнению с первой топограммой. Состояние опорно-двигательной системы оценивают как состояние компенсации при удержании туловища более 30 с, при удержании выпрямленного туловища менее 30 с - состояние субкомпенсации, а в случае невозможности выпрямления туловища - состояние декомпенсации. Использование изобретения позволяет оценить результаты лечения и подобрать наиболее оптимальный способ для коррекции имеющихся нарушений.

К недостаткам способа относится отсутствие диагностики, определяющей функциональность опорно-двигательного аппарата, в виду статичного положения пациента при оценке состояния осанки. Вследствие чего данный способ обладает низкой точностью при постановке диагноза.

Из уровня техники известен «СПОСОБ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В САГИТТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ФОТОМЕТРИИ» (см. Патент А61В 5/103, опубл. 27.03.2006), отличающийся тем, что выставляют точки-ориентиры: верхушка остистого отростка С7, верхушка остистого отростка D7, верхушка остистого отростка D12, верхушка остистого отростка L4, верхушка остистого отростка S1, затем фотографируют спину пациента цифровой камерой и выводят изображение на экран монитора компьютера, обрабатывают полученное изображение путем контурирования и построения трехмерного изображения в сагиттальной плоскости, вычисляют соотношения и углы между точками-ориентирами: расстояние от D7 до вертикали, расстояние от L4 до вертикали, угол между линией C7-D7 и горизонтальной плоскостью, угол между линией D7-D12 и горизонтальной плоскостью, угол между линией D12-L4 и L4-S1, угол между линией C7-D12 и вертикалью, угол между линией D12-S1, угол между линией C7-S1 и вертикалью, и по полученным данным оценивают состояние опорно-двигательной системы.

Недостатком предложенного способа является низкая точность оценки состояния опорно-двигательного аппарата в виду только оценки состояния позвоночного столба, без учета состояния конечностей и возможности выполнения работы, характеризующей состояние опорно-двигательного аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому способу диагностики по своей сущности является «СПОСОБ ОЦЕНКИ ДЕФОРМАЦИИ ПОЗВОНОЧНИКА», (см. Патент РФ №2445919, А61В 5/103, опубл. 27.03.2012), включающий компьютерную регистрацию ряда костных ориентиров и создание трехмерной модели позвоночника без лучевой нагрузки, при том, что исследование проводят с помощью компьютерного комплекса «3D-Сканер» последовательно в 3 функциональных положениях: стоя, затем сидя и лежа на животе, при помощи электронно-оптического щупа определяют пространственное положение позвоночника, пояса верхних и нижних конечностей по следующему ряду костных ориентиров: верхняя теменная точка, вершины остистых отростков С2, середины шейного отдела позвоночника С7, Th1-L5 позвонков, акромиальные отростки лопаток, верхняя передняя и задняя подвздошные ости, строят трехмерные модели позвоночника в указанных положениях, формируют заключение о функциональных и/или структурных деформациях позвоночника, сопоставляя координаты ранее указанного ряда костных ориентиров и сравнивая модели положения пояса верхних, нижних конечностей и позвоночника в различных функциональных положениях.

Метод применим только для статичного положения позвоночника, без учета состояния опорно-двигательного аппарата в динамике. При этом, оценивая только состояние позвоночника, невозможно оценить состояние всего опорно-двигательного аппарата, поскольку не прослеживается учет состояния конечностей пациента, развитие мышц, задействованных при функционировании опорно-двигательного аппарата. Помимо этого, при осуществлении данного способа значительно увеличивается время на диагностику, а в некоторых случаях невозможно ее проведение, поскольку требуется специализированное оборудование и его настройка. Основной технической проблемой прототипа является невозможность провести более подробную диагностику только плечевого сустава, так как данный способ предназначен для диагностики общего состояния опорнодвигательного аппарата.

Задачей создания предлагаемого технического решения и его техническим результатом является возможность выявления ограничения подвижности плечевого сустава и нарушения его функций на ранних стадиях развития заболевания.

Указанный технический результат достигается тем, что способ оценки функционального состояния плечевого сустава включает получение видеопотока движения пациента, установленного фронтально к видеокамере, размещенной на расстоянии 1,5 м от пациента и на высоте 1,5 м от пола, и подключенной к компьютеру с установленной программой «Артро-Про», выполняющего тест дуги Дауборна дважды- без прижатия лопаток к стене и с прижатием, при этом программа осуществляет маркировку точек плечевого, локтевого, тазобедренного сустава пациента, соединяет их линиями, проводит вертикаль через кончик носа вниз до пола, осуществляет измерение для каждого плеча отдельно угла между линией, соединяющей точки в локтевом и плечевом суставе и линией, соединяющей точки в плечевом и тазобедренном суставе, а также для каждого плеча отдельно осуществляет измерение угла между линией, соединяющей точки плечевых суставов и вертикалью, проведенной через кончик носа по мере подъема плеча, изменение показателей этих углов фиксирует в виде графиков, при этом программная обработка видеопотока ведется программой «Артро-Про» в двумерной плоскости, с формированием заключения о функциональных нарушениях на основании сопоставления показателей углов в виде графиков с базой данных нормальных значений.

При использовании способа применяются следующие технические средства: компьютер с установленной программой Артро - Про (свидетельство о регистрации №2023667718) и видеокамерой.

Следующие иллюстрации служат для пояснения указанного способа:

Фиг. 1 Схема расположения измеряемых углов

Фиг.2 - график изменения угла отведения правого и левого плеча Фиг. 3 - график изменения угла подъема правого и левого плечевого сустава Программа Артро - Про содержит модуль исходных данных, включающий в себя научные и практические знания о функционировании плечевого сустава, а также формирует базу данных изображений эталонного выполнения диагностических упражнений и функциональной диагностики отклонений опорно-двигательного аппарата с атласом эталонных значений степеней свободы суставов.

Способ диагностики нестабильности плечевого сустава основан на проведении теста дуги Дауборна с фиксацией программой Артро - Про, распознающей движения человека.

Программа маркирует точки плечевого, локтевого, тазобедренного суставов, соединяет их линиями, затем проводит вертикаль через кончик носа вниз до пола.

Далее программа измеряет для каждого плеча отдельно угол между линией, соединяющей точки в локтевом и плечевом суставе, и линией, соединяющей точки в плечевом и тазобедренном суставе. Далее программа измеряет для каждого плеча отдельно угол между линией, соединяющие точки плечевых суставов и вертикалью, проведенной через кончик носа. С изменением условий, т.е. по мере подъема плеча, изменение показателей этих углов фиксируется в виде графиков.

Для применения программы Артро - Про необходимо ввести несколько параметров:

Ось пояса верхних конечностей - линия, соединяющая центры плечевых суставов ВД (см. фиг 1);

Ось плеча - линии, соединяющие точки локтевых и плечевых суставов АВ и DE (см. фиг 1);

Ось нижних конечностей - линия, соединяющая точки тазобедренных суставов CF (см. фиг 1);

Вертикаль - линия, соединяющая кончик носа до пола (см. фиг 1);

Угол отведения плеча - угол, образованный между осью плеча и линией, соединяющей точки в плечевом и тазобедренном суставах;

Угол подъема плечевого сустава - угол, образованный между вертикалью и осью пояса верхних конечностей для каждого плеча отдельно.

Одним из избранных признаков для формирования заключения о возникновении нестабильности является нарушение первой фазы биомеханики движения плечевого сустава, а именно, подъем плечевого сустава вверх во время первой фазы - до 60 градусов отведения плеча, проявляющийся резким увеличением показателя от исходного значения. Всегда развивается движение лопатки и подъем плечевого сустава, что отсутствует в норме.

С помощью данного способа изучается проявление нестабильности плечевого сустава.

Клинически нестабильность плечевого сустава проявляется нарушением биомеханики работы плечевого сустава.

Нормальная биомеханика отведения в плечевом суставе осуществляется в три фазы по Капанджи (0-60, 60-120, 120-180 градусов).

Нормальна биомеханика отведения:

фаза - движение от 0 до 60 градусов - осуществляется только в плечелопаточном суставе, уровень плечевых суставов не меняется.

фаза 60-120 градусов - движения в плече-лопаточном суставе завершаются и начинает двигаться вверх лопатка.

фаза - движения в плече-лопаточном суставе отсутствуют, и выполняется движение за счет пояса верхних конечностей и подъема лопатки.

Диагностика проводится следующим образом:

При использовании программы «Артро-Про» проводится видеозапись на видеокамеру пациента, выполняющего тест дуги Дауборна. Видеокамера размещена на расстоянии 1,5 метров от пациента и на высоте 1,5 метров от пола. Пациент располагается фронтально по отношению к видеокамере. Тест выполняется дважды.

При первом исполнении теста пациент не касается лопатками стены.

Исходное положение- руки опущены вниз, первый палец кисти смотрит в стороны. Техника проведения теста дуги Дауборна -из исходного положения О градусов дугообразно отводят руку до максимального положения (в норме до 180 градусов).

При втором исполнении теста-в исходном положении пациент прижат спиной к стене, руки опущены вниз, первый палец кисти смотрит вперед. Из исходного положения 0 градусов дугообразно отводят руку до максимального положения, т.е. пациент выполняет отведение плеча во фронтальной плоскости. Кисти аналогично идут по стене, обеспечивая равномерность съема данных без искажения, что ограничивает подвижность лопатки, таким образом, создаются условия, позволяющие точнее оценить работу именно плечевого сустава. Без прижатия к стене лопатки возможна компенсация нарушений и стандартные углы могут быть нормальными. Ограничение работы лопатки принципиально важно. Введение нового параметра, именно, угла подъема плечевого сустава, существенно, повышает чувствительность диагностики нарушения функции плечевого сустава.

Далее программа переводит цифровые значения в график - гониометрограмму (см. фиг. 2 и 3). По оси ординат указаны соответственно угол отведения (фиг. 2) и угол подъема плечевого сустава (фиг. 3.) По оси ординат указано время выполнения теста при скорости записи 20 кадров/ сек. Программа построила точки, измерила углы, ABC, EDF, BGH, DGH, построила графики- гониометрограммы, по которым врач производит сопоставление динамики изменения двух разных углов для левого правого плеча АВС и BGH и EDF и DGH и делает выводы о нарушении биомеханики работы плечевого сустава. Например, возможен случай, когда графики углов отведения правого и левого плеча совпадают, а в это время график угла подъема правого плечевого сустава резко отличается от графика угла подъема левого плечевого сустава, что говорит о нарушении функции одного из плечевых суставов. Особенно информативно сопоставлении графиков в диапазоне отведения 0-60 градусов.

Если для врача необходимо изучение и анализ графиков, то программа производит действия автоматически: сравнивает значения углов при первом и втором упражнении, сравнила с базой данных, сделала вывод о наличии нестабильности одного из плечевых суставов.

Подтверждение нестабильности проводилось путем клинического осмотра пациента, включающего проведения теста «выдвижного ящика» - это ручной метод диагностики, а также специальными методами исследования, например, МРТ.

Пример:

Мужчина, 23 года, в детстве - травма левого плечевого сустава, сопровождающаяся вывихом левого плеча. Вывих далее не повторялся. На осмотре отмечал слабую болезненность и хрусты во время нагрузок в левом плече. Выведенные программой графики приведены на фиг. 2 и фиг.3. Форма графика угла подъема левого плечевого сустава резко отличается от графика угла подъема правого плечевого сустава, в диапазоне угла отведения правого и левого плеча 0-60 градусов. График угла подъема левого плечевого сустава имеет резко острую форму. Программа Артро-Про выявила нарушение биомеханики первой фазы движения в левом плечевом суставе. Далее после проведенного клинического обследования установлен диагноз: «Застарелое повреждение Банкарта. Хроническая передняя нестабильность плечевого сустава».

Способ позволяет за короткое время выполнять оценку функционального состояния плечевого сустава, объективизировать параметры движений в плечевом суставе, наглядно иллюстрировать функциональное состояние плечевого сустава.

Изобретение относится к медицине, а именно находится на стыке двух специальностей травматологии, ортопедии и восстановительной медицины. Способ оценки функционального состояния плечевого сустава включает компьютерную регистрацию ряда костных ориентиров, программную обработку полученных данных, формирование заключения о функциональных нарушениях, при этом для регистрации ряда костных ориентиров применяется общеизвестный тест дуги Дауборна с фиксацией видеопотоком, производимый дважды - без прижатия лопаток пациента к стене и с прижатием, обработка видеопотока ведется программой «Артро-Про» в двумерной плоскости, формирование заключения о функциональных нарушениях ведется на основе сопоставления показателей углов в виде графиков. Изобретение обеспечивает возможность выявления ограничения подвижности плечевого сустава и нарушения его функций на ранних стадиях развития заболевания. 3 ил.

Способ оценки функционального состояния плечевого сустава, включающий получение видеопотока движения пациента, установленного фронтально к видеокамере, размещенной на расстоянии 1,5 м от пациента и на высоте 1,5 м от пола и подключенной к компьютеру с установленной программой «Артро-Про», выполняющего тест дуги Дауборна дважды - без прижатия лопаток к стене и с прижатием, при этом программа осуществляет маркировку точек плечевого, локтевого, тазобедренного суставов пациента, соединяет их линиями, проводит вертикаль через кончик носа вниз до пола, осуществляет измерение для каждого плеча отдельно угла между линией, соединяющей точки в локтевом и плечевом суставах, и линией, соединяющей точки в плечевом и тазобедренном суставах, а также для каждого плеча отдельно осуществляет измерение угла между линией, соединяющей точки плечевых суставов, и вертикалью, проведенной через кончик носа по мере подъема плеча, изменение показателей этих углов фиксирует в виде графиков, при этом программная обработка видеопотока ведется программой «Артро-Про» в двумерной плоскости, с формированием заключения о функциональных нарушениях на основании сопоставления показателей углов в виде графиков с базой данных нормальных значений.