PL210264B1 - Sposób pozaustrojowego diagnozowania bólu i anomalii anatomicznych ciała oraz urządzenie do stosowania tego sposobu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pozaustrojowego diagnozowania bólu i anomalii anatomicznych modyfikujących parametry postawy ciała oraz urządzenie do stosowania tego sposobu.

Dotychczas pozaustrojowe diagnozowanie bólu i anomalii anatomicznych przeprowadzano w róż ny sposób, stosują c stelaże posturometryczne (metoda Wolańskiego), goniometry do oceny zakresu ruchów, metody telemetryczne na przykład mory cieniowej, termografii, stereoradiografii, metod tomograficznych, w tym radiologiczna, ultradźwiękowa i jądrowego rezonansu magnetycznego oraz różnego rodzaju podoskopy - do wzrokowej i komputerowej oceny stóp, a także platformy i bieżnie posturometryczne do oceny nacisku stóp na podłoże. Jednak tego rodzaju sposoby pozyskują wycinkowy obraz diagnostyczny, wyłącznie dynamiczny, bądź wyłącznie statyczny, na przykład zdjęcie, nie dając pełnej, obrazowo-dynamicznej informacji o obiekcie i tym samym możliwości ustalenia podłoża choroby.

Znany prosty podoskop wykonany ze szkła lub plexi posiadający ustawione poniżej lustro i układ oświetlenia, umoż liwia jedynie szacunkową, wzrokową ocenę odcisku stóp na przezroczystej płycie. Pewnym postępem w tym zakresie jest podoskop zaopatrzony w kamerę, posiadającą łącze z komputerem i rezydują cym programem do oceny wymiarów obu stóp. Pomimo uzyskiwania bardziej precyzyjnego pomiaru urządzenie to jest bardzo drogie. Jeszcze droższe są systemy oceniające całościowo geometryczne wyznaczniki sylwetki ciała wykorzystując kamery stereoskopowe, termowizyjne, bądź metody tomograficzne.

Zadaniem wynalazku jest stworzenie taniego i uniwersalnego urządzenia do prowadzenia rutynowych pomiarów i dokumentacji wyników w warunkach poradni reumatologicznej, rehabilitacyjnej czy ortopedycznej, bądź prowadzenia zaawansowanej technologicznie metrologii eksperymentalnej, bez konieczności stosowania dodatkowych inwestycji. Przedmiot niniejszego wynalazku zadanie to rozwiązuje.

Sposób pozaustrojowego diagnozowania bólu i anomalii anatomicznych ciała polega w swej istocie na tym, że prowadzi się jednocześnie pomiar połączonych ze sobą wyznaczników planimetryczno-dynamicznych, gdzie za pomocą światła białego, podczerwieni, nadfioletu, impedancji elektrycznej, rozkładu natężenia pola elektrycznego lub magnetycznego w stosunku do rozkładu nacisku i/lub temperatury i/lub przepływu krwi stopy i/lub przyspieszeń ciała tworzy się wyznacznik zespolony pierwszego rzędu każdej stopy odzwierciedlający cechy anatomiczno-czynnościowe obu stóp, natomiast współczynniki pierwszego rzędu lewej i prawej stopy ważone są matematycznie za pomocą współczynników drugiego rzędu, oceniających symetrię w stanie spoczynku w stosunku do populacyjnego kryterium normy i/lub czynnościowo w stosunku do wcześniejszych wyników tego samego pacjenta.

Obraz stopy może być uzyskiwany za pomocą światła białego, podczerwieni, nadfioletu, rozkładu impedancji elektrycznej, pola elektrycznego lub magnetycznego. Obraz ten dzieli się na przodostopie i piętę i przedstawia w uproszczeniu pod postacią wyznaczników geometrycznych w korelacji z wynikami pomiarów czujników nacisku, przepł ywu krwi i temperatury. Wyróż nione w obrazie współ czynniki kształtu pierwszego rzędu, odzwierciedlają geometryczne proporcje cech charakterystycznych anatomicznie obu stóp. Natomiast kolejne współczynniki lewej i prawej strony ważone są matematycznie za pomocą współczynników drugiego rzędu, oceniających symetrię w stanie spoczynku i czynnoś ciowo w stosunku do populacyjnego kryterium normy i/lub w stosunku do wcześ niejszych wyników tego samego pacjenta.

Jednocześnie z obrazowo-statycznym pomiarem stóp rejestruje się dynamicznie obraz tułowia pacjenta, na przykład pleców z równoczesną rejestracją ruchów oddechowych klatki piersiowej, balansu ciała przy pomocy czujnika akcelerometrycznego, przepływu krwi w kończynach górnych oraz pomiaru temperatury kończyn.

Urządzenie do realizacji powyższego sposobu, stanowiące również przedmiot wynalazku, polega w swej istocie na tym, że zawiera dwa sektory, z których jeden sektor służy do wykonywania pomiarów w płaszczyźnie poziomej i składa się z przezroczystej tafli zaopatrzonej od spodu w czujniki nacisku, zwłaszcza przedni lewy, przedni prawy, lewy tylny, lewy prawy oraz ma obrazową matrycę lub skaner, ponadto czujniki temperatury, czujniki mikrokrążenia, natomiast drugi sektor do pomiarów w płaszczyźnie pionowej składa się z kamery do zdjęć tułowia, czujników ruchomości klatki piersiowej, czujników temperatury i czujników mikrokrążenia.

PL 210 264 B1

Współczynniki konturu przodostopii i pięt na przezroczystej płycie urządzenia w stosunku do wskazań czujników nacisku zlokalizowanych pod taflą, rejestrowane są jednocześnie z współczynnikami symetrii konturu rzeźby mięśniowej grzbietu w stosunku do ruchomości oddechowej górnych i dolnych segmentów klatki piersiowej.

Liczbowe współczynniki konturów stóp w płaszczyźnie poziomej, określane jako obrazowe wyznaczniki symetrii przodostopii i pięt (Fig. 2) są przyporządkowane wartościom zarejestrowanych przez czujniki dynamiczne (Fig. 1), zwłaszcza czujniki nacisku na podłoże, czujniki przyspieszeń, czujniki temperatury, czujniki mikrokrążenia.

Sposób rejestracji nacisku może być wykonany w oparciu o pomiar piezorezystywny, pneumatyczny, pojemnościowy lub mechanoelektryczny. Statyczne wyznaczniki asymetrii konturu lewego i prawego przodostopia oraz lewej i prawej pię ty konfrontowane s ą z dynamicznymi wskazaniami odpowiadających tym obszarom czterech czujników nacisku, czujnikami przepływu krwi, czujnikami temperatury.

Dodatkowo na głowie i/lub wybranych częściach ciała, na przykład barkach i miednicy, umieszczone są czujniki akcelerometryczne, które rejestrują przyspieszenia głowy i reszty ciała w czterech ćwiartkach płaszczyzny poziomej, oceniając główne kierunki ruchów nadążnych w balansie ciała wokół środka ciężkości w postawie stojącej. Obszar każdego z czterech sektorów rejestracji przyspieszenia nakłada się na obszary rejestracji nacisku, wyznaczniki geometrii obszarów stóp, obszar działania czujników przepływu krwi i czujników temperatury.

Liczbowe współczynniki symetrii konturu rzeźby mięśniowej grzbietu zostają przyporządkowane wartościom rejestrowanym przez czujniki ruchu klatki piersiowej w kwadrantach górnym lewym i prawym, dolnym lewym i prawym oraz w obrębie kończyn wskazaniom czujników temperatury i czujników przepływu krwi.

Urządzenie według wynalazku jest przedstawione w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny schemat urządzenia, a fig. 2 - przedstawia obraz stóp widziany od dołu, wraz z czujnikami.

Zgodnie z wynalazkiem urządzenie do oceny liczbowych wyznaczników asymetrii postawy składa się z sektora A pomiaru w płaszczyźnie poziomej oraz sektora B pomiaru w płaszczyźnie pionowej.

Sektor pomiaru płaszczyzny poziomej A składa się z przezroczystej płyty 2, na przykład szkła lub pleksi, na której stoi pacjent 1, odciskając na płaszczyźnie ślady stóp 8, na której rejestruje się wyznaczniki geometryczne na przykład pole powierzchni dla lewego przodostopia 29, pola prawego przodostopia 30, pola dla lewej pięty 31 i pola prawej pięty 32. Jak pokazano na Fig. 1 płyta 2 jest podparta na 4 nóżkach, w których znajdują się czujniki nacisku lewy-przedni czujnik 3, prawy-przedni czujnik 4, lewy-tylny czujnika 5 i prawy-tylny czujnik 6. Pod płytą 2 znajduje się matryca obrazowa lub skaner 7. Na palcach stóp pacjenta założone są czujniki temperatury odpowiednio dla lewego przodostopia czujnik 11, prawego przodostopia 12, lewej pięty 26, prawej pięty 27. Poszczególnym obszarom stopy przyporządkowane są także czujniki przepływu krwi dla lewego przodostopia czujnik 15, prawego przodostopia czujnik 14, lewej pięty czujnik 25, prawej pięty czujnik 28. Z układem tym współpracuje dwukierunkowy czujnik przyspieszeń 17, mierzący przyspieszenia w płaszczyźnie poziomej.

Sektor pomiaru w płaszczyźnie pionowej składa się z kamery telewizyjnej 18, wykonującej zdjęcie rzeźby mięśniowej grzbietu oraz dwóch taśm opinających klatkę piersiową pod pachami, z których lewa górna połączona jest liniowym czujnikiem ruchu 19, prawa górna z liniowym czujnikiem ruchu 20, lewa dolna z liniowym czujnikiem ruchu 21, prawa dolna z liniowym czujnikiem ruchu 22. Liniowe czujniki ruchu 19, 20, 21. 22 mierzą symetrię ruchów oddechowych klatki piersiowej, której zdjęcie wykonuje kamera 19. Na palcach rąk pacjenta założone są czujniki temperatury na lewej ręce czujnik 9, na prawej ręce czujnik 10 oraz czujniki przepływu krwi na lewej ręce 13, na prawej ręce 14. Czujniki te umożliwiają pomiar symetrii przepływu krwi oraz temperatury rąk.

Opisany sposób i urządzenie według wynalazku przykładowo może być stosowany w sposób następujący: pacjent rozebrany do pasa staje bosymi stopami na przezroczystej płycie 2. Po ustabilizowaniu pozycji wykonywane jest zdjęcie w płaszczyźnie poziomej stóp skanerem 7 i w płaszczyźnie poprzecznej grzbietu kamerą 18, które w postaci elektronicznej wprowadzone zostają do komputera. Jak uwidoczniono na fig. 2, obraz stóp oceniany w obrębie przodostopia lewego 29, przodostopia prawego 30, pięty lewej 31, pięty prawej 32, jest weryfikowany wskazaniem czujników nacisku 3, 4, 5, 6, czujnikami przyspieszenia 17, czujnikami temperatury 11, 12, 26, 27 i czujnikami przepływu krwi 15, 16, 25, 28 w płaszczyźnie poziomej. Wskazania czujników przetwarzane są przez wielokanałowy przetwornik analogowo-cyfrowy 23 i przekazywane do systemu mikrokomputerowego 24.

PL 210 264 B1

Zdjęcie grzbietu analizowane jest pod kątem wskaźników asymetrii, które weryfikowane są wskazaniami czujników ruchu klatki piersiowej 19, 20, 21, 22 oraz czujników temperatury 9, 10 i przepływu krwi 13, 14. Wyniki pomiarów z poszczególnych czujników przekazywane są do wielokanałowego przetwornika analogowo-cyfrowego 23, który w znany sposób przesyła sygnał cyfrowy do komputera 24, gdzie w specjalnie opracowanym programie wykonywane są wszelkie obliczenia diagnostyczne, których zestawienie daje możliwość postawienia ostatecznej diagnozy.

Przykładem skutecznej diagnostyki różnicowej mogą być odmienne wskazania czujników dla chorób zlokalizowanych lewostronnie, lecz na różnych poziomach:

T a b l i c a 1. Lewostronna przepuklina krążka międzykręgowego (+) - wzrost parametru, (-) - spadek parametru, (=) - parametr bez zmian

lewe przodostopie

lewa pięta

prawe przodostopie

prawa pięta

lewa część klatki piersio- wej

prawa część klatki piersio- wej

lewa ręka

prawa ręka

głowa - lewy przód

głowa - prawy przód

głowa - lewy tył

głowa - prawy tył

cz. nacisku

(+)

(+)

(-)

(-)

cz. temperatury

(-)

(-)

(+)

(+)

(-)

(+)

cz. mikrokrążenia

(-)

(-)

(+)

(+)

(-)

(+)

cz. ruchu oddechowego

(-)

(+)

cz. przyspiesze- nia

(-)

(+)

(-)

(+)

obraz

(+)

(+)

(-)

(-)

(-)

(+)

Lewostronna przepuklina krążka międzykręgowego z lewostronną rwą kulszową. W przypadku krążka międzykręgowego asymetria pomiarów (tablica 1) dotyczy zarówno asymetrii nacisku, obrazu stóp i pleców, mikrokrążenia i temperatury stóp, jak i symetrii toru oddechowego, temperatury rąk oraz mikroruchów wokół punktu równowagi, rejestrowanych przez czujniki przyspieszenia.

T a b l i c a 2. Zwichnięcie lewego stawu skokowego (+) - wzrost parametru, (-) - spadek parametru, (=) parametr bez zmian

lewe przodostopie

lewa pięta

prawe przodostopie

prawa pięta

lewa część klatki piersiowej

prawa część klatki piersiowej

lewa ręka

prawa ręka

głowa - lewy przód

głowa - prawy przód

głowa - lewy tył

głowa - prawy tył

cz. nacisku

(+)

(+)

(-)

(-)

cz. temperatury

(-)

(-)

(+)

(+)

(=)

(=)

cz. mikrokrążenia

(-)

(-)

(+)

(+)

(=)

(=)

cz. ruchu oddechowego

(=)

(=)

cz. przyspiesze- nia

(-)

(+)

(-)

(+)

obraz

(+)

(+)

(-)

(-)

(=)

(=)

PL 210 264 B1

W przypadku zwichnięcia lewego stawu skokowego (tablica 2), powodującego powstawanie bólu przy obciążeniu i ruchach widoczna jest duża różnica w stosunku do tablicy 1: asymetria nacisku, temperatury, mikrokrążenia i przyspieszenia dotyczy wyłącznie stóp, natomiast występuje symetria toru oddechu, obrazu pleców i mikrokrążenia i temperatury w palcach rąk.

T a b l i c a 3. Zwichnięcie lewego barku (+) - wzrost parametru, (-) - spadek parametru, (=) - parametr bez zmian

lewe przodostopie

lewa pięta

prawe przodostopie

prawa pięta

lewa część klatki piersio- wej

prawa część klatki piersio- wej

lewa ręka

prawa ręka

głowa - lewy przód

głowa - prawy przód

głowa - lewy tył

głowa - prawy tył

cz. nacisku

(=)

(=)

(=)

(=)

cz. temperatury

(=)

(=)

(=)

(=)

(-)

(+)

cz. mikrokrążenia

(=)

(=)

(=)

(=)

(-)

(+)

cz. ruchu oddechowego

(-)

(+)

cz. przyspiesze- nia

(-)

(+)

(-)

(+)

obraz

(=)

(=)

(=)

(=)

(-)

(+)

tył

Zwichnięcie lewego stawu barkowego powoduje bóle przy ruchach, również oddechowych, stąd różnice eksponują się w drugim biegunie: widoczna jest asymetria przyspieszeń wokół punktu równowagi - ze spadkiem w lewo, zmniejszenie temperatury lewej ręki, zmniejszenie amplitudy ruchów klatki piersiowej po stronie lewej. Obciążenie stóp, ich obraz, nacisk, mikrokrążenie i temperatura palców przodostopii i pięt pozostają bez zmian.

Tak podane wyniki mogą stanowić obiektywne źródło informacji dla specjalistycznego nadzoru nad pacjentem, sprawozdawczości pomiędzy szpitalem, a instytucją wykupującą usługi medyczne, bądź też źródło danych dla sprawnie funkcjonujących systemów doradczych bazujących na sieciach neuronowych.

Claims (3)

1. Sposób pozaustrojowego diagnozowania bólu i anomalii anatomicznych ciała na bazie osobnych obserwacji wyznaczników planimetrycznych i dynamicznych pomiarów ciała, znamienny tym, że prowadzi się jednocześnie pomiar połączonych ze sobą wyznaczników planimetryczno-dynamicznych, gdzie za pomocą światła białego, podczerwieni, nadfioletu, impedancji elektrycznej, rozkładu natężenia pola elektrycznego lub magnetycznego w stosunku do rozkładu nacisku i/lub temperatury i/lub przepływu krwi stopy i/lub przyspieszeń ciała tworzy się wyznacznik zespolony pierwszego rzędu każdej stopy odzwierciadlający cechy anatomiczno-czynnościowe obu stóp, natomiast współczynniki pierwszego rzędu lewej i prawej stopy są ważone matematycznie za pomocą współczynników drugiego rzędu, oceniających symetrię w stanie spoczynku w stosunku do populacyjnego kryterium normy i/lub czynnościowo w stosunku do wcześniejszych wyników tego samego pacjenta.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w tym czasie planimetryczno-dynamicznego pomiaru stóp rejestruje się zmiany obrazów pieców w trakcie akcji oddechowej z równoczesną dynamiczną rejestracją topografii ruchów oddechowych klatki piersiowej i przyspieszeń ciała oraz temperaturą i przepływem krwi w kończynach.

3. Urządzenie do pozaustrojowego diagnozowania bólu i anomalii anatomicznych ciała, do stosowania sposobu według zastrz. 1 i 2, znamienne tym, że posiada dwa sektory (A i B), z których sektor (A) jest przeznaczony do wykonywania pomiarów w płaszczyźnie poziomej i składa się z przezroczystej tafli zaopatrzonej od spodu w czujniki nacisku, zwłaszcza w przedni lewy (3), przedni prawy (4),

PL 210 264 B1 tylny lewy (5), prawy tylny (6) oraz ma obrazową matrycę lub skaner (7), ponadto czujniki temperatury (11, 12, 26, 27), czujniki mikrokrążenia (14, 15, 25, 28), natomiast sektor (B) do pomiarów w płaszczyźnie pionowej składa się z kamery (18) do zdjęć tułowia, czujników ruchomości klatki piersiowej (19, 20, 21,22), czujników temperatury (9, 10) i czujników mikrokrążenia (13, 14).