Применение стереофотограмметрического метода при лечении

МОСКОВСКИЙ ГОС. УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ,
КАФЕДРА ФОТОГРАММЕТРИИ
НИИ ОБЩЕЙ ПАТОЛОГИИ И ПАТОФИЗИОЛОГИИ РАМН
76 ИНТЕРНАТ ДЕТЕЙ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО
АППАРАТА
СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ БИОМЕТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ
Руководитель и исполнители: проф. А.П. Михайлов,
доцент Т.Н. Скрыпицына и вед. н.с. М.И. Кожевникова
ЦЕЛЬ – разработка способов количественной оценки динамики параметров
тела человека с нарушениями его формы по данным стереофотосъемок в
процессе лечения.
Профессор А.П.Михайлов проводит отработку съемки детей с
заболеванием опорно-двигательного аппарата. 76 интернат, Москва
НАПРАВЛЕНИЯ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
А. В области технологии методов фотограмметрии:
1. Разработка технологии метода – оценка точности, определение стабильных
анатомических ориентиров, отработка оптической маски и ее применение
для автоматизации построения ЦМР тела;
2. Выбор параметров отображения и оценки воспроизводимости результатов –
определение статичности позы тела, разработка количественной оценки
асимметрии рельефа поверхности биообъекта по данным съемки;
3. Разработка приемов получения круговых сечений торса и определения
смещений право- левосторонних центров тяжести от вертикали.
Б. В области медицины:
1. Изучение динамики рельефов тел детей – больных и юных спортсменов;
2. Разработка способов оценки рельефа лица человека в приложении к задачам
челюстно-лицевой хирургии.
ОСОБЕННОСТИ СТЕРЕОФОТОСЪЕМКИ ПАЦИЕНТОВ
1. Для повышения контрастности кожного покрова
тела на него проецируется оптическая «маска» (так
наз. «структурированный свет»)
2. Для минимизации вклада движения грудной клетки
пациента при дыхании предварительно его
инструктируют о глубине «вдоха-выдоха». По этой же
причине фотосъемка проводится «одномоментно».
3. В силу нестатичности позы больного фотосъемка
проводится 3 раза с последующим выбором наиболее
воспроизведенной стереопары из 3-х
4 . Для определения нестатичности тела, а так же для
объективного мониторинга изменения поверхности тела,
используются «специфические координат самого тела» устойчивые анатомические ориентиры.
СПОСОБЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ
1.Колорирование с заданным шагом по высоте цифровой
модели рельефа с регулярной точечной сеткой;
2.Построение матрицы разности цифровых моделей;
3.Построение профилей;
4.Трехмерная визуализация (динамическая визуализация).
5. Построение круговых сечений
МОНИТОРИНГ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОГО ЛЕЧЕНИЯ
ТА ЖЕ ПАЦИЕНТКА ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ
2(сверху) и 5 сечения торса и их параметры:
П – позвонок; О – остистый отросток; Г – грудина; В – вертикаль; Sl – площадь
левой части торса; Sr – площадь правой части торса; Цм л – центр масс левой
области; Цм п – центр масс правой области; ОЦМ – общий центр масс.
СООТНОШЕНИЕ ЛЕВОЙ И ПРАВОЙ ПЛОЩАДЕЙ СЕЧЕНИЙ
ГРУДНОЙ КЛЕТКИ
№
сечений
1
2
3
4
5
6
7
Sлев
239,19
234,43
217,38
199,63
192,50
197,31
205,73
Sправ
277,12
275,56
272,55
261,19
241,21
224,61
222,52
S кв см
600,00
500,00
400,00
Sправ
300,00
Sлев
200,00
100,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
РАБОТЫ ПО ОЦЕНКЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ АСИММЕТРИИ
ЛИЦА ЧЕЛОВЕКА
Метод, позволяет объективно оценить естественную асимметрию лица здорового
человека, дает представление о масштабе изменений, происходящих за какой-либо
промежуток времени.
Оценка степени подвижности лица
Пример статичного лица
Пример нестатичного лица
В среднем у здорового человека 33% лица остается без изменений, 39% - изменения
высотой 1- 3 мм, 25% - изменения от 3 до 10 мм и 2,7% - изменения более 10мм.
А личная асимметрия в плане не превышает 1см.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
Сводные
Площадь
значения
по лица
без
всем
изменений
участникам
%
Изменения
высотой
1- 3 мм
%
Изменения
высотой
До 5 мм
%
Изменения
высотой
До 10мм
%
Изменения
высотой
Более
10мм
%
В среднем
33
39
14
11
2,7
максимальное
45
56
31
28
2,8
минимальное
17
16
6,4
0,8
В среднем у здорового человека 33% лица остается без изменений, 39% - изменения
высотой 1- 3 мм, 25% - изменения от 3 до 10 мм и 2,7% - изменения более 10мм.
А личная асимметрия в плане не превышает 1см.
АНАЛИЗ ФОРМЫ ЛИЦ ЛЮДЕЙ С УЧЕТОМ РАСОВОЙ
ИНДИВИДУАЛЬНОСТИ
Ф.И.О
Класовский С..
20 лет
Байронов Д..
22 года
Ака Ульфред
20 лет
Мурадали
Абдулхамид
20 лет
Фото
ЦМЛ
3D-карта
ПOЛУЧЕНИЕ ПРАВОЙ И ЛЕВОЙ СИММЕТРИЧНЫХ МАСОК ИЗ
ОДНОГО ЛИЦА
Правая половина
маски лица
Левая половина
маски лица
Разрезание на две
половины
Цифровая
телевизионная
камера VEC-545USB
Достраивание до
целых
симметричных
масок лиц
Оценка лево-правосторонней асимметрии производилась при вычитании левой
маски из правой маски
Разность по
координате Z
Более 18 мм
16-18 мм
14-16 мм
12-14 мм
10-12 мм
8-10 мм
6-8 мм
4-6 мм
2-4 мм
-2 – 2 мм
2-4 мм
4-6 мм
6-8 мм
Менее -8 мм
Цвет
1 маска
2 маска
3 маска
Среднее
2%
0,5%
4%
3%
5%
7%
6%
3%
47%
15%
5%
1%
1%
0,5%
1,5%
0,5%
3,5%
2%
4%
5%
5%
2,5%
49%
17%
7%
1%
1,5%
0%
1,5%
0,5%
4,5%
2%
4%
5%
5%
3,5%
48%
15%
8%
1%
2%
0%
1,7%
0,5%
4%
2,3%
4,3%
5,7%
5,3%
3%
48%
15,7%
6,7%
1%
1,5%
0,2%
Предел
изменений
0,5%
0%
1%
1%
1%
2%
1%
1%
2%
2%
3%
1%
0,5%
0,2%
Наибольшую площадь занимают расхождения 2-4 мм (светлозеленый). Наиболее
несимметричными являются надбровные дуги и боковые части носа, расхождения
в этим областях достигает 8 мм и более.
УСПЕХИ ВНЕДРЕНИЯ этих методов В МЕДИЦИНСКУЮ ПРАКТИКУ:
1. получение патента на Способ оценки асимметрии формы тела человека по
его рельефам (№2013158394\14 (090938);
2. Официальное внедрение фотограмметрического метода в практику работы
детского Центра реабилитации Мин-ва социальной защиты.
1.
2.
3.
ТРУДНОСТИ продвижения в медицинскую практику:
Отсутствие подготовки врачей к пониманию возможностей нового для
них направления по визуальному отслеживанию с помощью
фотограмметрического метода как развития заболевания опорнодвигательного аппарата, так и успеха (или неудачи) его коррекции.
Необходимы подготовительные курсы.
Необходимость максимальной автоматизации процессов съемки и
обработки результатов.
Необходимость подготовки специалистов (при кафедрах
фотограмметрии) для работы в Центрах построения цифровых
моделей тел пациентов для последующей их биометрии.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Москва 2015