RU2337619C1

RU2337619C1 - Device for measurement of rachiocampsises

Info

Publication number: RU2337619C1
Application number: RU2007110935/14A
Authority: RU
Inventors: Алексей Георгиевич Егоров (RU); Алексей Георгиевич Егоров
Original assignee: Алексей Георгиевич Егоров
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-11-10

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: device for measurement of the rachiocampsises, differing in containing a laser ultrasonic head with shaper of the flat beam, fixed on an agent for free movement of an ultrasonic head with the shaper and measurements of inclination angles of a beam plane to the horizontal and vertical at perpendicularity of the beam plane to the backbone frontal plane, thus the flat beam shaper is executed in the form of a cylindrical lens established in the front of the ultrasonic head; thereat the longitudinal axis of the lens and a beam axis, coming out from the ultrasonic head, are mutually perpendicular.

EFFECT: increase of measurements accuracy.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для определения состояния опорно-двигательного аппарата, и может быть использовано в ортопедии, травматологии, при массовых профилактических обследованиях.The invention relates to medical equipment, and in particular to devices for determining the condition of the musculoskeletal system, and can be used in orthopedics, traumatology, and mass preventive examinations.

Известно устройство для определения кривизны позвоночника (Авторское свид. СССР №1801356, кл. А61В 5/103, 1980), содержащее направляющую пластину, ролик и корпус, в котором установлены переменные резисторы, электрически связанные с блоком измерения кривизны позвоночника, а механически соединены с отвесами, установленными на взаимно перпендикулярных осях, что позволяет измерять отклонение корпуса в сагиттальной и фронтальной плоскостях, при этом вращение ролика синхронизировано с блоками измерения кривизны позвоночника. При работе устройства направляющей пластиной-роликом, закрепленным на корпусе, проводят по контуру позвоночника, при этом угловые отклонения позвоночника определяются посредством отвесов с резисторами, а линейные координаты этих отклонений определяются вращением ролика. Далее, по полученным данным получают графическое изображение позвоночника и необходимые диагностические параметры. Недостатком устройства является невысокая достоверность получаемых данных. Этот недостаток обусловлен тем, что при огибании контура позвоночника возможно проскальзывание ролика из-за недостаточного прижима, или растягивание кожи пациента из-за сильного прижима, что приведет к изменению реальных линейных координат угловых отклонений. Кроме того, при механическом воздействии устройства в процессе измерения возможно изменение осанки пациента.A device for determining the curvature of the spine (Author's certificate. USSR No. 1801356, class A61B 5/103, 1980), containing a guide plate, a roller and a housing in which variable resistors are installed, are electrically connected to the unit for measuring the curvature of the spine, and are mechanically connected to plumb bob mounted on mutually perpendicular axes, which allows you to measure the deviation of the body in the sagittal and frontal planes, while the rotation of the roller is synchronized with the units of measurement of curvature of the spine. When the device is operated, a guide plate-roller mounted on the body is drawn along the contour of the spine, while the angular deviations of the spine are determined by plumb lines with resistors, and the linear coordinates of these deviations are determined by the rotation of the roller. Further, according to the data obtained, a graphical image of the spine and the necessary diagnostic parameters are obtained. The disadvantage of this device is the low reliability of the data. This drawback is due to the fact that when bending around the contour of the spine, the roller may slip due to insufficient pressure, or stretch the skin of the patient due to strong pressure, which will lead to a change in the real linear coordinates of the angular deviations. In addition, with the mechanical impact of the device during the measurement process, a change in patient posture is possible.

Известен прибор для определения деформаций позвоночника (Авторское свид. №162285, кл. А61В 5/107, 1964), содержащий основание со стойками, на которых закреплен сетчатый прозрачный экран с большим количеством отверстий и указатель, выполненный в виде стержня с линейной шкалой. Для определения деформаций позвоночника вначале размечают линию остистых отростков и других характерных точек на теле пациента. Далее, вставляют указатель в соответствующие отверстия экрана, находящиеся напротив исследуемых точек, и находят их координаты во фронтальной плоскости с помощью сетки на экране, а в сагиттальной плоскости с помощью линейной шкалы указателя. Недостатком устройства является невысокая точность определения координат точек. Этот недостаток обусловлен конечным количеством отверстий на экране, механическим воздействием и значительным временем определения координат точек, за которое положение тела может измениться.A known device for determining spinal deformities (Author certificate. No. 162285, class A61B 5/107, 1964), comprising a base with uprights on which a mesh transparent screen with a large number of holes is fixed and a pointer made in the form of a rod with a linear scale. To determine the deformations of the spine, first mark the line of the spinous processes and other characteristic points on the patient's body. Next, insert the pointer into the corresponding screen openings located opposite the points under investigation, and find their coordinates in the frontal plane using the grid on the screen, and in the sagittal plane using the linear pointer scale. The disadvantage of this device is the low accuracy of determining the coordinates of the points. This disadvantage is due to the finite number of holes on the screen, mechanical stress and a significant time for determining the coordinates of the points, during which the position of the body can change.

Известен аппарат (сколиограф) для определения боковых искривлений позвоночника (Авторское свид. №137642, кл. А61В 5/107, 1961), снабженный рычажной системой типа пантограф, в нижней части которого закреплен щуп с наконечником, а в верхней части электроотметчик и кассета с бумагой. Для удержания этой системы на теле пациента используются наплечные опоры и тесьма, охватывающая голову. При работе устройства наконечником щупа проводят по заранее отмеченным на теле пациента анатомическим точкам-ориентирам, при этом электроотметчик повторяет все движения щупа в уменьшенном масштабе посредством рычажной системы и фиксирует точки посредством проколов бумаги электроотметчиком при надавливании щупа. Далее по полученным точкам определяют боковые искривления позвоночника. Недостатком устройства является невысокая точность получаемых данных. Этот недостаток обусловлен неустойчивым способом крепления аппарата (на плечах пациента), возможным изменением осанки при надавливании щупа. Кроме того, тело находится в неудобном и неестественном состоянии - с грузом на плечах.A known apparatus (scoliograph) for determining lateral curvature of the spine (Author's certificate. No. 137642, class A61B 5/107, 1961) is equipped with a pantograph-type lever system, in the lower part of which a probe with a tip is fixed, and in the upper part an electric marker and cassette with paper. To hold this system on the patient’s body, shoulder support and a braid covering the head are used. When the device is used, the probe tip is carried out according to the anatomical reference points previously marked on the patient’s body, while the electric marker repeats all the probe movements on a reduced scale by means of a lever system and fixes the points by piercing the paper with an electric marker when the probe is pressed. Further, the lateral curvature of the spine is determined by the obtained points. The disadvantage of this device is the low accuracy of the data. This disadvantage is due to an unstable method of fixing the device (on the patient’s shoulders), a possible change in posture when pressing the probe. In addition, the body is in an uncomfortable and unnatural state - with a load on its shoulders.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению, принятым за прототип, является устройство для измерения искривлений позвоночника (Авторское свид. №1326244, кл. А61В 5/107, 1987), содержащее транспортир с линейной шкалой, на которой установлены подвижные контактные бранши и указатель с возможностью продольного перемещения и поворота вокруг центра транспортира. Для измерения параметров в сагиттальной плоскости бранши устанавливают на соответствующие остистые отростки и на равном расстоянии от центра транспортира. Затем перемещают указатель до соприкосновения с кожей, определяя степень искривления позвоночника. Для измерения деформации во фронтальной плоскости на соответствующий позвонок устанавливают центр транспортира, затем указатель переводят на вершину сколиотической деформации и по угловой шкале транспортира определяют угол отклонения позвоночника. Таким образом, проводят измерения в шейном, грудном и поясничном отделах. Недостатком устройства является невысокая точность измерений. Этот недостаток обусловлен механическим контактом устройства с телом, приводящим к рефлекторному изменению осанки во время измерений, а также неопределенностью положения измерительных шкал относительно вертикали и горизонтали.The closest device of the same purpose to the claimed invention, adopted as a prototype, is a device for measuring curvature of the spine (Author's certificate. No. 13266244, class A61B 5/107, 1987), containing a protractor with a linear scale on which movable contact jaws and pointer with the possibility of longitudinal movement and rotation around the center of the protractor. To measure parameters in the sagittal plane, branches are mounted on the corresponding spinous processes and at an equal distance from the center of the protractor. Then move the pointer to contact with the skin, determining the degree of curvature of the spine. To measure the deformation in the frontal plane, the center of the protractor is installed on the corresponding vertebra, then the pointer is moved to the top of the scoliotic deformation, and the angle of deflection of the spine is determined on the angular scale of the protractor. Thus, measurements are made in the cervical, thoracic and lumbar regions. The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurements. This disadvantage is due to the mechanical contact of the device with the body, leading to a reflex change in posture during measurements, as well as the uncertainty of the position of the measuring scales relative to the vertical and horizontal.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является распознавание ранних деформаций позвоночника у детей, при которых не возникает структурных изменений, оценка состояния позвоночника при заболевании и получение точных результатов измерений.The task to which the proposed device is directed is to recognize early deformations of the spine in children in which there are no structural changes, assess the condition of the spine in case of a disease, and obtain accurate measurement results.

Технический результат - увеличение точности измерений.The technical result is an increase in measurement accuracy.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения искривлений позвоночника содержит лазерный излучатель с формирователем плоского луча, закрепленный на средстве для произвольного перемещения излучателя с формирователем и измерения углов наклона плоскости луча к горизонтали и вертикали при перпендикулярности плоскости луча к фронтальной плоскости позвоночника. При этом формирователь плоского луча выполнен в виде цилиндрической линзы, установленной перед излучателем, продольная ось которой и ось выходящего из излучателя луча взаимно перпендикулярны. Указанное средство состоит из прямоугольной рамы с градуированными вертикальными и горизонтальными боковыми сторонами и прямоугольной пластины, на которой закреплены лазерный излучатель с формирователем, при этом плоскость луча перпендикулярна плоскости пластины и параллельна продольной оси пластины, а плоскость рамы находится во фронтальной плоскости позвоночника. Указанное средство может также состоять из прозрачного экрана и прямоугольной пластины, на которой закреплены излучатель с формирователем и угломер, при этом плоскость луча перпендикулярна плоскости пластины, параллельна продольной оси пластины, а плоскость экрана находится во фронтальной плоскости позвоночника. Угломер выполнен в виде круговой градусной шкалы, в центре которой находится ось со стрелочным указателем вертикали. При работе устройства вначале на тело наносятся анатомические точки-ориентиры. Пациент становится спиной к раме или экрану, чтобы фронтальная плоскость позвоночника совпадала с плоскостью рамы или экрана. Далее проводится измерение углов отклонения позвоночника от горизонтали в плечевом, в грудном и поясничном отделах, а также от вертикали путем произвольного перемещения излучателя с формирователем и ориентацией луча по точкам-ориентирам с последующим измерением углов наклона плоскости луча к горизонтали и вертикали, которые будут равными углам отклонения позвоночника при перпендикулярности плоскости луча к фронтальной плоскости позвоночника. Точность получаемых результатов зависит от неизменности осанки, меняющейся рефлекторно при механическом воздействии и при долгом стоянии. Таким образом, устройство позволяет повысить точность измерений за счет исключения механического воздействия и сокращения времени измерений путем непосредственного определения углов отклонения и возможности произвольного перемещения излучателя с формирователем при ориентации луча, а также за счет того, что измерения углов отклонения позвоночника проводятся относительно вертикали и горизонтали.The specified technical result is achieved in that the device for measuring the curvature of the spine contains a laser emitter with a shaper of a flat beam mounted on a tool for arbitrary movement of the emitter with a shaper and measuring the angles of inclination of the beam plane to the horizontal and vertical when the plane of the beam is perpendicular to the frontal plane of the spine. In this case, the flat beam shaper is made in the form of a cylindrical lens mounted in front of the emitter, the longitudinal axis of which and the axis of the beam emerging from the emitter are mutually perpendicular. The specified tool consists of a rectangular frame with graduated vertical and horizontal lateral sides and a rectangular plate on which a laser emitter is mounted with a shaper, while the beam plane is perpendicular to the plane of the plate and parallel to the longitudinal axis of the plate, and the plane of the frame is in the frontal plane of the spine. The specified tool may also consist of a transparent screen and a rectangular plate on which a radiator with a driver and an angle meter are fixed, while the plane of the beam is perpendicular to the plane of the plate, parallel to the longitudinal axis of the plate, and the plane of the screen is in the frontal plane of the spine. The goniometer is made in the form of a circular degree scale, in the center of which there is an axis with a vertical arrow pointer. When the device is operating, anatomical landmarks are first applied to the body. The patient becomes his back to the frame or screen, so that the frontal plane of the spine coincides with the plane of the frame or screen. Next, we measure the angles of deviation of the spine from the horizontal in the shoulder, thoracic and lumbar, as well as from the vertical by arbitrarily moving the emitter with the shaper and orienting the beam along reference points, followed by measuring the angles of inclination of the plane of the beam to the horizontal and vertical, which will be equal to the angles deviations of the spine with perpendicularity of the beam plane to the frontal plane of the spine. The accuracy of the results obtained depends on the immutability of the posture, which changes reflexively under mechanical action and with long standing. Thus, the device allows to increase the accuracy of measurements by eliminating the mechanical impact and reducing the measurement time by directly determining the deviation angles and the possibility of arbitrary movement of the emitter with the shaper when the beam is oriented, and also due to the fact that the measurement of the angles of deviation of the spine relative to the vertical and horizontal.

На фиг.1 изображен общий вид устройства с измерением углов по боковым сторонам рамы. На фиг.2 изображен общий вид устройства с измерением углов по угломеру. На фиг.3 изображен лазерный излучатель с формирователем плоского луча.Figure 1 shows a General view of the device with the measurement of angles on the sides of the frame. Figure 2 shows a General view of the device with the measurement of angles along the protractor. Figure 3 shows a laser emitter with a shaper of a flat beam.

Устройство для измерения искривлений позвоночника (фиг.1; фиг.2) содержит лазерный излучатель 1 (фиг.3), например полупроводниковый лазерный излучатель с формирователем плоского луча 2, выполненного в виде цилиндрической линзы, например из стеклянного цилиндра диаметром 5 мм, установленной перед излучателем 1, при этом продольная ось линзы и ось выходящего луча 3 взаимно перпендикулярны. Излучатель 1 с формирователем 2 закреплены на средстве для произвольного перемещения излучателя 1 с формирователем 2 и измерения углов наклона плоскости луча 4 к горизонтали и вертикали при перпендикулярности плоскости луча 4 и фронтальной плоскости позвоночника. Указанное средство состоит из прямоугольной рамы 5 с градуированными вертикальными и горизонтальными боковыми сторонами, выполненной, например, из металлических уголков с закрепленными на них метровыми линейками и контролем вертикальности при помощи отвеса (не показано); прямоугольной пластины 6, выполненной, например, из пластика толщиной 10 мм, на которой закреплен излучатель 1 с формирователем 2, при этом плоскость луча 4 перпендикулярна плоскости пластины 6 и параллельна продольной оси пластины 6, а плоскость рамы 5 находится во фронтальной плоскости позвоночника пациента. Вместо рамы может быть использован прозрачный экран 7, выполненный, например, из прозрачного пластика или стекла, в этом случае на прямоугольную пластину 6 дополнительно крепится угломер 8, выполненный в виде круговой градусной шкалы, в центре которой находится ось со стрелочным указателем вертикали 9, например, из заостренной пластины с грузом.A device for measuring spinal curvature (Fig. 1; Fig. 2) contains a laser emitter 1 (Fig. 3), for example, a semiconductor laser emitter with a flat beam shaper 2 made in the form of a cylindrical lens, for example, from a glass cylinder with a diameter of 5 mm installed in front of emitter 1, while the longitudinal axis of the lens and the axis of the output beam 3 are mutually perpendicular. The emitter 1 with the shaper 2 is mounted on the means for arbitrary movement of the emitter 1 with the shaper 2 and measuring the angles of inclination of the plane of the beam 4 to the horizontal and vertical with the perpendicularity of the plane of the beam 4 and the frontal plane of the spine. The specified tool consists of a rectangular frame 5 with graduated vertical and horizontal sides, made, for example, of metal corners with meter strips fixed to them and vertical control using a plumb line (not shown); a rectangular plate 6, made, for example, of plastic 10 mm thick, on which a radiator 1 with a shaper 2 is fixed, while the plane of the beam 4 is perpendicular to the plane of the plate 6 and parallel to the longitudinal axis of the plate 6, and the plane of the frame 5 is in the frontal plane of the patient's spine. Instead of the frame, a transparent screen 7 can be used, made of, for example, transparent plastic or glass, in which case an angle meter 8 is additionally attached to the rectangular plate 6, made in the form of a circular degree scale, in the center of which there is an axis with a vertical arrow 9, for example , from a pointed plate with a load.

Устройство работает следующим образом. Вначале на тело пациента наносятся анатомические точки-ориентиры, по которым обычно определяются углы отклонения позвоночника во фронтальной плоскости. Далее, перемещая прямоугольную пластину 6 с закрепленным на ней излучателем 1 с формирователем 2, ориентируют плоский луч 4 по точкам-ориентирам. Прижав пластину 6 к боковым сторонам рамы 5, снимают показания с градуированных шкал и с помощью простых тригонометрических функций определяют угол наклона пластины к вертикали и горизонтали, который будет равен искомому углу отклонения позвоночника. Если вместо рамы 5 используется прозрачный экран 7, угловые отклонения измеряются закрепленным на пластине 6 угломером 8 с помощью указателя вертикали 9. Благодаря длинной шкале рамы 5 можно выявить самые незначительные отклонения позвоночника, что очень важно при обследовании здоровых детей, а при использовании экрана 7 и угломера 8 непосредственно определяются углы отклонения позвоночника, как конечные диагностические показатели, что удобно при постоянном наблюдении за течением заболевания.The device operates as follows. First, anatomical landmarks are applied to the patient’s body, according to which the angles of deflection of the spine in the frontal plane are usually determined. Next, moving the rectangular plate 6 with the emitter 1 attached to it with the shaper 2, orient the flat beam 4 along the reference points. Pressing the plate 6 to the sides of the frame 5, take readings from graduated scales and using simple trigonometric functions determine the angle of inclination of the plate to the vertical and horizontal, which will be equal to the desired angle of deviation of the spine. If instead of frame 5 a transparent screen 7 is used, the angular deviations are measured by the protractor 8 mounted on the plate 6 using the vertical pointer 9. Due to the long scale of the frame 5, the most insignificant deviations of the spine can be detected, which is very important when examining healthy children, and when using the screen 7 and the goniometer 8 directly determines the angles of deviation of the spine, as the final diagnostic indicators, which is convenient with constant monitoring of the course of the disease.

Claims

1. A device for measuring curvature of the spine, characterized in that it contains a laser emitter with a shaper of a flat beam mounted on a tool for arbitrary movement of the emitter with a shaper and measuring the angles of inclination of the beam plane to the horizontal and vertical when the plane of the beam is perpendicular to the frontal plane of the spine, the shaper of the flat beam is made in the form of a cylindrical lens mounted in front of the emitter, and the longitudinal axis of the lens and the axis of the beam emerging from the emitter but mutually perpendicular.

2. The device according to claim 1, characterized in that said means comprises a rectangular frame with graded vertical and horizontal sides and a rectangular plate on which a radiator with a former is fixed, while the beam plane is perpendicular to the plane of the plate and parallel to the longitudinal axis of the plate, and the plane the frame is located in the frontal plane of the spine.

3. The device according to claim 1, characterized in that the said tool comprises a transparent screen and a rectangular plate on which a radiator with a driver and an angle meter are fixed, while the beam plane is perpendicular to the plane of the plate and parallel to the longitudinal axis of the plate, and the plane of the screen is in the frontal plane the spine.

4. The device according to claim 3, characterized in that the protractor is made in the form of a circular degree scale, in the center of which there is an axis with a vertical arrow.