Diagnosi computerizzata della postura

La funzione motoria umana è una delle più antiche. Il sistema muscolo-scheletrico è il sistema esecutivo che la implementa direttamente. Fornisce condizioni ottimali per l'interazione del corpo con l'ambiente esterno. Pertanto, qualsiasi deviazione nei parametri di funzionamento del sistema muscolo-scheletrico, di norma, porta a una diminuzione dell'attività motoria, all'interruzione delle normali condizioni di interazione del corpo con l'ambiente e, di conseguenza, a disturbi dello stato di salute umana.

La conoscenza dei modelli biomeccanici del funzionamento del sistema muscoloscheletrico consente una gestione efficace delle interazioni del corpo con l'ambiente per sviluppare le capacità motorie, prevenire le malattie, mantenere la salute e creare condizioni normali per la vita umana. Per garantire i processi di studio dei problemi biodinamici della colonna vertebrale, sviluppare la metodologia di diagnosi posturale, utilizzare metodi fisici per mantenerne la normale funzionalità e la riabilitazione dopo infortuni, interventi chirurgici e chinesiterapia, la pratica moderna necessita urgentemente di strumenti e tecnologie di gestione. La tecnologia informatica è uno degli strumenti più efficaci.

Il rapido sviluppo dei personal computer e delle apparecchiature video negli anni '90 ha contribuito al miglioramento dei mezzi per automatizzare la valutazione dello sviluppo fisico umano. Sono comparsi sistemi diagnostici posturali più efficaci e strumenti di misurazione complessi e ad alta precisione in grado di registrare tutti i parametri necessari. Da questo punto di vista, le capacità hardware degli analizzatori video-computer per l'organizzazione spaziale del corpo umano in diverse condizioni di interazione gravitazionale sono di grande interesse.

Per valutare lo sviluppo fisico degli studenti in età scolare, è consigliabile utilizzare la tecnologia di diagnostica computerizzata della postura da noi sviluppata, utilizzando un complesso video computerizzato. La lettura delle coordinate dei punti dell'oggetto in esame viene effettuata a partire da un fotogramma riprodotto su un monitor tramite una videocamera digitale. Come modello del sistema muscolo-scheletrico, viene utilizzata una catena cinematica ramificata a 14 segmenti, i cui collegamenti corrispondono a grandi segmenti del corpo umano secondo le caratteristiche geometriche, e i punti di riferimento corrispondono alle coordinate delle articolazioni principali.

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Requisiti biomeccanici per la videografia digitale

Sul corpo umano, in corrispondenza dei punti antropometrici, vengono applicati dei marcatori contrastanti.

Un oggetto in scala o un righello, suddiviso in sezioni colorate di 10 centimetri, viene posizionato sul piano del soggetto.

La videocamera digitale viene posizionata su un treppiede e mantenuta ferma a una distanza di 3-5 m dal soggetto da riprendere (la funzione zoom è standard).

L'asse ottico dell'obiettivo della videocamera è orientato perpendicolarmente al piano dell'oggetto da riprendere. La modalità istantanea (SNAPSHOT) viene selezionata sulla videocamera digitale.

La postura (posizione) del soggetto. Durante le misurazioni, il soggetto si trova in una postura verticale naturale, caratteristica e abituale, ovvero nel cosiddetto corpo antropometrico: talloni uniti, dita dei piedi divaricate, gambe dritte, addome retratto, braccia lungo il corpo, mani pendenti, dita dritte e premute l'una contro l'altra; la testa è fissata in modo che il bordo superiore del trago del padiglione auricolare e il bordo inferiore della cavità oculare si trovino sullo stesso piano orizzontale.

Questa posa viene mantenuta per tutta la registrazione video per garantire la nitidezza dell'immagine e la coerenza della relazione spaziale dei punti antropometrici.

Per tutti i tipi di riprese video, il soggetto deve spogliarsi fino a restare in biancheria intima o in costume da bagno ed essere a piedi nudi.

Gli indicatori ottenuti:

• lunghezza del corpo (altezza) - misurata (calcolata) dall'altezza del punto apicale sopra l'area di supporto;
• lunghezza del corpo - la differenza di altezza tra il punto sternale superiore e quello pubico;
• la lunghezza dell'arto superiore rappresenta la differenza di altezza tra la punta acromiale e quella delle dita;
• lunghezza della spalla: la differenza tra l'altezza della spalla e dei punti radiali;
• lunghezza dell'avambraccio: differenza di altezza tra il punto radiale e quello subulato;
• lunghezza della mano - differenza di altezza tra la punta del dito e quella del pollice;
• la lunghezza dell'arto inferiore si calcola come metà della somma delle altezze dei punti iliaco-spinoso anteriore e pubico;
• lunghezza della coscia - lunghezza dell'arto inferiore meno l'altezza della tibia;
• lunghezza della tibia: la differenza di altezza tra il punto tibiale superiore e quello inferiore;
• lunghezza del piede: distanza tra il tallone e le estremità;
• diametro acromiale (larghezza della spalla): distanza tra i punti acromiali destro e sinistro;
• diametro trocanterico: distanza tra i punti più sporgenti dei grandi trocanteri dei femori;
• diametro trasverso mediosternale del torace: distanza orizzontale tra i punti più sporgenti delle superfici laterali del torace a livello del punto mediosternale, che corrisponde al livello del bordo superiore della quarta costola;
• diametro trasverso sternale inferiore del torace: distanza orizzontale tra i punti sporgenti delle superfici laterali del torace a livello del punto sternale inferiore;
• diametro mediosternale anteroposteriore (sagittale) del torace - misurato sul piano orizzontale lungo l'asse sagittale del punto mediosternale;
• diametro della cresta pelvica - la distanza massima tra due punti della cresta iliaca, cioè la distanza tra i punti più distanti delle creste iliache;
• diametro femorale esterno: distanza orizzontale tra i punti più sporgenti della parte superiore delle cosce.

L'elaborazione automatizzata delle immagini digitali viene effettuata tramite il programma "TORSO".

L'algoritmo per lavorare con il programma è costituito da quattro fasi:

• Crea un nuovo account;
• Digitalizzazione delle immagini;
• Elaborazione statistica dei risultati ottenuti;
• Generazione di un report.

La misurazione e la valutazione della funzione di supporto-molla del piede vengono eseguite utilizzando il programma "Big Foot", sviluppato in collaborazione con KN Sergienko e DP Valikov. Il programma è compatibile sia con l'ambiente operativo MS Windows 95/98/ME che con Windows NT/2000.

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