脊柱动态功能检测系统技术方案

一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于该系统包括后背表面标志点三维扫描系统和脊柱动态功能分析系统；上述三维扫描系统包括能够固定骨盆的座椅、用于脊柱描述的粘贴在后背皮肤上的标志点、能够提供较为黑暗的背景幕布、能够获得标志点三维坐标的三维扫描相机、用于固定三维扫描相机的支架；上述分析系统包括计算机；计算机用于接收开分析三维扫描相机采集的被检测者的数据；被检测者的后背与相机和扫描仪相对设置，相机和扫描仪与被检测者的距离视具体需要而定；该系统能够通过站立侧屈、踏步、坐姿侧屈三套动作来计算出脊柱的对称性评价指标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脊柱保守治疗前的检查系统，具体涉及到脊柱功能检测领域。
技术介绍
脊柱为人体物理支撑系统的中枢，其病变直接影响人体其他器官功能及整体发育。近些年来侧弯等脊柱病变发病率持续升高，脊柱侧弯是社会人群，尤其是青少年最常见的畸形之一。其危害甚大，不但影响被检者形体健美，而且会导致其内脏移位，引起心肺等功能障碍，严重影响患者的健康成长。对脊柱功能的评价，早期大多通过直观观察，凭经验判定。其主观性和经验性过强，导致不能大面积推广。现代X光、CT、MRI等先进成像技术先后出现，尤其是基于放射影像医学的骨骼三维重建技术的产生，使脊柱侧弯能够以三维空间形态直观展示在医生面前，对脊柱形态的评价有很大帮助，使其更加客观和精确。但是X光片和CT技术对人体的放射性伤害以及核磁共振高昂的检查费用使得这些方法并不适用于大面积普查以及手术后的多次复查。后来出现了无损的云纹图技术，但现有云纹图技术只能分析静态下脊柱形态。运动状态是人体的常规状态，此状态下脊柱功能更能体现脊柱的功能状态。但目前尚无能够定量检测运动功能的脊柱形态评价设备。
技术实现思路
现有的对脊柱形态的检测均为静态的检测手段，其主观性和经验性过强、不能大面积推广，而采用影像技术的放射性伤害较大，且检查费用也很高；此外，目前尚不存在脊柱动态功能检测的设备，更加没有定量的功能指标。本专利技术针对上述现有技术中的不足，提出了一种能够定量检测运动状态下的脊柱形态系统。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于该系统包括后背表面标志点三维扫描系统和脊柱动态功能分析系统；上述三维扫描系统包括幕布、能够固定骨盆的座椅、粘贴在后背皮肤上的标志点、三维扫描相机；幕布设置在被检测者的前方，用于提供较为黑暗的背景；能够固定骨盆的座椅用于固定被检者的骨盆，使之在进行检测时不能移动；标志点用于标记并定位脊柱曲线；上述脊柱动态功能分析系统包括计算机，计算机用于接收并分析三维扫描相机采集的被检测者的数据；其中，标志点具体粘贴的位置是后背皮肤上对应于脊柱每个棘突的位置、两腋窝与同侧肩膀上沿连线的中点位置、臀部上方左右两个髂嵴点凹陷中心位置；检测时，被检测者依次进行动作A-C，动作A为站立侧屈：先立定不动，以腰为轴然后分别向左侧、右侧弯曲至不疼痛的最大角度；动作B为坐姿侧屈：先直坐于能够固定骨盆的座椅上，固定住骨盆，然后以腰为轴分别向左侧、右侧弯曲至不疼痛的最大角度；动作C为踏步：在动作A的相同站立位置，做脚尖
不离地的踏步动作；其中，上述动作A-C依次完成3次；动作A-C是被检测者在其后背与三维扫描相机的距离为3-4米之间的成像清晰位置完成的。此外，脊柱动态功能分析系统中的计算机能够通过动作A计算站立侧屈时脊柱的左右运动对称性评价指标，具体计算步骤如下：步骤I，进行动作A时，当第七颈椎处的棘突对应的标志点侧弯角分别为左侧弯曲1度和右侧弯曲1度时，计算该第七颈椎处的棘突到尾椎末端的棘突之间的每个棘突对应的标志点在上述两个角度时的侧弯角之差；步骤II，与上述步骤I类似，当第七颈椎处的棘突对应的标志点的侧弯角分别为左侧弯曲2度和右侧弯曲2度时，计算该第七颈椎处的棘突到尾椎末端的棘突之间的每个棘突对应的标志点在上述两个角度时的侧弯角之差；步骤III，以此类推进行计算，直至被测试者分别向左侧、右侧弯曲至不疼痛的最大角度为止，即得到一系列侧弯角的差值；步骤IV，将上述步骤III中侧弯角的差值求和，作为站立侧屈时脊柱的左右运动对称性评价指标。同时，分析系统中的计算机能够通过动作B计算坐姿侧屈时脊柱的左右运动对称性评价指标，具体计算步骤如下：步骤I，进行动作B时，当第七颈椎处的棘突对应的标志点侧弯角分别为左侧弯曲1度和右侧弯曲1度时，计算该第七颈椎处的棘突到尾椎末端的棘突之间的每个棘突对应的标志点在上述两个角度时的侧弯角之差；步骤II，与上述步骤I类似，当第七颈椎处的棘突对应的标志点的侧弯角分别为左侧弯曲2度和右侧弯曲2度时，计算该第七颈椎处的棘突到尾椎末端的棘突之间的每个棘突对应的标志点在上述两个角度时的侧弯角之差；步骤III，以此类推进行计算，直至被测试者分别向左侧、右侧弯曲至不疼痛的最大角度为止，即得到一系列侧弯角的差值；步骤IV，将上述步骤III中侧弯角的差值求和，作为坐姿侧屈时脊柱的左右运动对称性评价指标。同时，分析系统中的计算机能够通过动作C计算踏步时脊柱的左右运动对称性评价指标，具体计算方法为：设被测试者立正时各棘突标志点的位置为其在进行动作C时的运动中点，分别计算被测试者在进行动作C时，身体向左摆和向右摆时从尾椎末端的棘突至第七颈椎处的棘突对应的各个标志点偏离运动中点的差值，将5-10秒内的上述差值求和，作为踏步时脊柱运动对称性指标。本专利技术的有益效果：1、为珍稀特种人群的职业准入、履职健康状态评估与跟踪、职业退出等提供无损检测方法。飞行员或航天员、特种作战人员等珍稀人群的培养和选拔成本高昂。必须保证这些人的身体健康。哪些人适合这些职业、在特殊环境下，其生理参数如何变化、其职业生涯中生理参数的变化规律、何种生理参数条件下这些人不再适合此类特种行业均是需要仔细研究的科研课题。长期多频次的体检是保证上述研究的重要保证，为了检查这些人群的脊柱形态变化，现有技术条件下，需要做核医学成像检查。核医学成像存在损伤，因此需要发展新型的非侵入型的检测设备。本专利技术提供了一种新型的动态脊柱形态无损检测手段，可更加安全可靠的收集该类人群的特征数据。2、为建立人群脊柱生理参数大数据样本提供数字化设备，为大数据知识挖掘提供数据基础。大数据研究是当前技术和科研领域中一个研究热点。当前对于脊柱形态参数，尤其是动态参数尚未建立规模较大的数据库。我国人群的脊柱形态如何，生长规律是什么，脊柱病变与哪些因素有关？这些问题在没有大数据支撑下是空谈。大数据即要求大面积测试获得基础数据。当前核医学成像技术存在设备庞大、成本高、有损检查等问题，并不适合常年和大面积体检获得上述数据。因此，项目的进行可以提供一种新型的适合常年检测和大面积推广的廉价、安全检测设备。本专利技术的实施，为我国人群的脊柱状态摸底，尤其是对青少年脊柱状态的监测具有极为重要的意义。该设备还是动态监测青少年成长状态的重要手段，可以为卫生部门制定相关政策提供决策基础。为我国人群健康数据库及其后续的数据挖掘，寻找脊柱病变与当前生活习惯之间的关联关系提供优质的检测手段。为我国人民的身体健康和相关研究提供新型优质安全的辅助设备。3、为在体脊柱生物力学研究提供新型设备基础目前对于在体脊柱变化的三维重建及量化测量，国内外的报道很少，多数只停留在尸体部分脊柱阶段的力学研究，把脊柱作为刚体或孤立的系统来测量，而忽略软组织对它的影响，但脊柱力学系统是由脊柱及外周软组织共同构成的内外平衡体系，一旦离体研究，就很难客观的评价和再现脊柱在活体的运动功能，而利用非侵入性的人体背部表面地形图和脊柱三维重建进行在体脊柱功能测定是一个突破口。本专利技术的实施为首都在脊柱生物力学的研究领域占有一席之地提供技术保障。4、脊柱运动动态测量研究提供设备保障当前的脊柱形态检查均为静态检查，但脊柱的运动功能，如左右侧屈，对于评价脊柱的功能状态更有意义。但在该领域尚无相关设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于该系统包括后背表面标志点三维扫描系统和脊柱动态功能分析系统。上述三维扫描系统包括幕布、能够固定骨盆的座椅、粘贴在后背皮肤上的标志点、三维扫描相机；幕布设置在被检测者的前方，用于提供较为黑暗的背景；能够固定骨盆的座椅用于固定被检者的骨盆，使之在进行坐姿检测时不能移动；标志点用于标记并定位脊柱曲线及辅助限定人体后背区域；上述脊柱动态功能分析系统包括计算机，计算机用于接收并分析三维扫描相机采集的被检测者的数据。

【技术特征摘要】
1.一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于该系统包括后背表面标志点三维扫描系统和脊柱动态功能分析系统。上述三维扫描系统包括幕布、能够固定骨盆的座椅、粘贴在后背皮肤上的标志点、三维扫描相机；幕布设置在被检测者的前方，用于提供较为黑暗的背景；能够固定骨盆的座椅用于固定被检者的骨盆，使之在进行坐姿检测时不能移动；标志点用于标记并定位脊柱曲线及辅助限定人体后背区域；上述脊柱动态功能分析系统包括计算机，计算机用于接收并分析三维扫描相机采集的被检测者的数据。2.如权利要求1所述的一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于：标志点具体粘贴的位置是后背皮肤上对应于脊柱每个棘突的位置、两腋窝与同侧肩膀上沿连线的中点位置、臀部上方左右两个髂嵴点凹陷中心位置。3.如权利要求1所述的一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于：检测时，被检测者依次进行动作A-C，其中：动作A为站立侧屈：先立定不动，以腰为轴然后分别向左侧、右侧弯曲至不疼痛的最大角度；动作B为坐姿侧屈：先直坐于能够固定骨盆的座椅上，固定住骨盆，然后以腰为轴分别向左侧、右侧弯曲至不疼痛的最大角度；动作C为踏步：在动作A的相同站立位置，做脚尖不离地的踏步动作。4.如权利要求3所述的一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于：动作A-C依次完成3次。5.如权利要求3所述的一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于：动作A-C是被检测者在其后背与三维扫描相机的距离为3-4米之间的成像清晰位置完成的。6.如权利要求3所述的一种脊柱动态功能检测系统，其特征在于：脊柱动态功能分析系统中的计算机能够通过动作A计算站立侧屈时脊柱的左右运动对称性评价指标，具体计算步骤如下：步骤I，进行动作A时，当第七颈椎处的棘突对应的标志点侧弯角分别为左侧弯曲1度和右侧弯曲1度时，计算该第七颈椎处的棘突到尾椎末端的棘突之间的每个棘突对应的标志点在上述两个角度时的侧弯角之差...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，赵平，刘晓民，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军总医院，
类型：发明
国别省市：北京;11