Компьютерная оптическая топография позвоночника что это такое

Обновлено: 21.11.2024

Цель. Изучить влияние постуральных колебаний пациента со сколиозом в естественной позе без фиксации на точность определения угла латеральной асимметрии и других топографических параметров.

Материал и методы. В исследование включены шесть пациентов со структурным сколиозом I–III степени, подтвержденным рентгенологически. Пациентов обследовали в естественной позе с мечением по системе TODP (оптический топограф деформаций позвоночника) с помощью серий десяти выстрелов с интервалом 2 с.

Результаты. Для каждого пациента рассчитывали средние значения и стандартные отклонения основных топографических параметров. Установлено, что движения туловища имеют случайный и апериодический характер и индивидуальны для каждого пациента. Дисперсия основных топографических параметров у больных превышала инструментальную погрешность системы TODP и абсолютно зависела от устойчивости позы больного. Однако даже у пациентов с нестабильной позой максимальное стандартное отклонение угла боковой асимметрии основной сколиотической дуги составило 1,8°, что вполне приемлемо для клинической практики.

Заключение. Компьютерная оптическая топография обеспечивает приемлемую точность оценки угла латеральной асимметрии у пациентов со структурным сколиозом, обследованных в естественной позе без фиксации, при условии правильной разметки выполненных анатомических ориентиров.

Ключевые слова

Об авторе

Ссылки

<р>1. Балдова С.Н. Клинико-нейрофизиологическая характеристика идиопатического сколиоза у детей: Автореф. дис.. канд. мед. наук. Н. Новгород, 2009.

<р>2. Пат. 000111 Российская Федерация. Способ компьютерной оптической топографии формы тела человека и устройства для его осуществления Сарнадский В.Н., Садовой М.А., Фомичев Н.Г.; заявл. 26.08.1996; опубл. 27.08.1998, Бюл. № 4.

<р>3. Сарнадский В.Н., Вильбергер С.Я., Шевченко А.В.и др. Исследование точной методической оптической топографии при восстановлении формы поверхности модели туловища человека // Хирургия компьютерная позвоночника. 2006. № 2. С. 62–67.

<р>4. Сарнадский В.Н. Компьютерная оптическая топография. Исследование повторяемости результатов при реализации модели туловища человека // Медицинская техника. 2007. № 4. С. 17–23.

<р>5. Сарнадский В.Н. Метод трехканальной цифровой комплексной фильтрации для обработки фазомодулированных изображений // Автометрия. 1999. № 5. С. 62–84.

<р>6. Сарнадский В.Н., Фомичев Н.Г. Использование функциональной поз для оценки результатов скрининг-диагностики сколиоза методом компьютерной оптической топографии // Диагностика, профилактика и коррекция индивидуальных опорно-двигательных аппаратов у детей и подростков: Тез. докл. Всерос. конф. с междунар. участие. М., 2002. С. 160–165.

<р>7. Сарнадский В.Н., Фомичев Х.Г., Садовой М.А. Мониторинг деформации позвоночника методом компьютерной оптической топографии. Новосибирск, 2001.

<р>8. Шуманн К., Пушель И., Майер-Хеннес А. Насколько объективно измерение деформации позвоночника с помощью топографии поверхности? // Сколиоз. 2009. Том. 4. Доп. 1. С. 16.

<р>9. Вайс Х.-Р. Эффекты консервативного лечения деформаций позвоночника, выявленных по топографии поверхности – критический обзор литературы // Сколиоз. 2009. Том. 4. Доп. 1. С. 17.

Компьютерное оптико-топографическое исследование осанки и формы позвоночника проведено у 3963 детей и подростков севера Тюменской области. Обследуемые разделены на три клинические группы в зависимости от этнической принадлежности и условий среды: дети аборигенов севера, проживающие в привычной среде и условиях жизни; дети урбанизированных аборигенов; дети некоренного нового оседлого населения. В контрольную группу вошли 2200 детей из Новосибирска. Выявлены отличительные особенности осанки и формы позвоночника в этих группах. Туловище северных аборигенных детей имеет меньший продольный размер и больший поперечный размер по сравнению с таковым у неаборигенных детей. Аборигены, живущие в привычной среде, имеют более гармоничную и уравновешенную осанку по сравнению с другими группами. Распространенность сколиоза у детей неаборигенного новосела значительно выше, чем у детей аборигенного населения, проживающих в привычных природных условиях сельской местности.

Ключевые слова

Об авторах

Ссылки

<р>1. Алексеева Т.И. Адаптивные процессы в популяциях. М., 1986.

<р>2. Алексеева Т.И. Антропология - медицина. М., 1989.

<р>3. Ахматов В.Н. и др. Характеристика соматотипа детей малочисленных групп Тюменской области // Науч. вестник ТМА. 1999. № 2. С. 30–34.

<р>4. Бунак В.В. Изучение населения в антропологии // Вопр. антропологии. 1965. Вып. 21. С. 5–7.

<р>6. Жвавый П.Н. Индивидуальная изменчивость соматотипа детей, страдающих заболеваниями групп Тюменской области: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Тюмень, 1997.

<р>7. Клиорин А.И.Учение о конституции и индивидуальной особенности ребенка // Педиатрия. 1985. № 12. С. 60-63.

<р>8. Койносов П.Г. Возрастные морфофункциональные особенности организма жителей Тюменского севера: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. Новосибирск, 1993.

<р>9. Миклошевская Н.Н. и др. Ростовые процессы у детей и подростков. М., 1987.

<р>10. Ригонен В.И., Алексина Л.А., Азаренко В.В. Антропологические исследования в Карелии // Биомедицинские и биосоциальные проблемы интегр. антроп. СПб., 1996. С. 56.

<р>11. Сальников С.С. Диагностика прогрессирования сколиотических деформаций позвоночника у детей и подростков: Пособие для врачей. Н. Новгород, 1998.

<р>12. Сарнадский В.Н., Садовой М.А., Фомичев Н.Г. Способ компьютерной оптической топографии тела человека и устройство для его осуществления. Заявл. 26. 08. 96. Евразийский патент № 000111.

<р>13. Сарнадский В.Н., Фомичев Н.Г. Мониторинг деформации позвоночника методом компьютерной оптической топографии: Пособие для врачей. Новосибирск, 2001.

<р>14. Сарнадский В.Н., Фомичев Н.Г., Зырянова И.О. и др. Половозрастные особенности осанки у детей и подростков // Диагностика, профилактика и коррекция совместного опорно-двигательного аппарата у детей и подростков: Материалы Всероссийской конференции с участием РСМД. М., 2002. С. 166–167.

<р>15. Сарнадский В.Н., Фомичев Н.Г. Использование функциональной поз для оценки результатов скрининг-диагностики сколиоза методом компьютерной оптической топографии // Диагностика, профилактика и коррекция частных опорно-двигательных аппаратов у детей и подростков: Мат-лы Всероссийской конференции с участием РСМД. М., 2002. С. 160-165.

<р>16. Буннель В.П. Деформация позвоночника // Педиатр. клин. Север Ам. 1986. Том. 33. № 6. С. 1475-1484.

<р>17. Ливер Дж. М. Предписывающий скрининг подросткового идиопатического сколиоза: обзор доказательств // Int. Дж. Эпидемиол. 1982. № 2. С. 101-111.

<р>18. Парнелл Р. Соматотипирование физическим антропомом // Ам. Дж. Физ. Антропол. 1954. Том. 12. № 2. Р. 56-79.

<р>19. Шобель В.Х. Климатически связанные изменения уровня сывороточного альбумина человека // Humangenetik. 1975. Том. 30. № 4. Р. 23-24. Циммерман М. Р. Основы медицинской антропологии: анатомия, физиология, биохимия, патология в культурном контексте. Филадельфия, 1980 год.

Из справочных данных: трехмерная навигация с помощью компьютера может помочь при инструментальной обработке позвоночника. Оптическая топографическая съемка (OTI) — это новый метод навигации, обеспечивающий сравнимую точность и значительно более быстрый рабочий процесс регистрации по сравнению с современными навигационными системами. Ранее это было подтверждено при открытой задней грудопоясничной рентгенографии.

Цель: подтвердить полезность и точность OTI в шейном отделе позвоночника.

Дизайн исследования: это проспективное доклиническое исследование трупов и клиническое когортное исследование.

Методы. Были выполнены стандартные срединные открытые задние шейные снимки с сегментарной регистрацией OTI на уровне каждого позвонка. При тестировании на трупе навигационное наведение OTI использовалось для отслеживания направляющей сверла для канюлирования винтовых ходов в латеральной массе на уровне С1, парсе на уровне С2, латеральной массе на уровне С3-6 и ножке на уровне С7. В ходе клинических испытаний дополнительно анализировались трансламинарные винты на уровне С2. Запланированные навигационные траектории сравнивались с позициями винтов на послеоперационной компьютерной томографии и рассчитывались количественные навигационные точности в виде абсолютных поступательных и угловых отклонений.

Результаты. При тестировании на трупах (среднее ± стандартное отклонение) аксиальные и сагиттальные поступательные навигационные ошибки составили (1,66 ± 1,18 мм) и (2,08 ± 2,21 мм), тогда как аксиальные и сагиттальные угловые ошибки были (4,11 ± 3,79 градуса) и (6,96°). ±5,40 градусов) соответственно. При клинической проверке (среднее значение ± стандартное отклонение) аксиальные и сагиттальные поступательные ошибки составили (1,92 ± 1,37 мм) и (1,27 ± 0,97 мм), тогда как аксиальные и сагиттальные угловые ошибки были (3,68 ± 2,59 градуса) и ( 3,47±2,93 градуса) соответственно. Эти результаты сравнимы с результатами, полученными с помощью OTI при открытых грудопоясничных доступах, а также с использованием современных спинальных нейронавигационных систем в аналогичных приложениях. Рентгенологических фасеточных, канальных или фораминальных нарушений, нервно-сосудистых осложнений не было.

Выводы: OTI — это новый метод навигации, позволяющий эффективно выполнять начальную и повторную регистрацию. Точность даже в более подвижном шейном отделе позвоночника сравнима с современными системами спинальной нейронавигации.

Цитируется по 1 статье

Кальфас И.Х. Калфас ИХ. Передний сург. 2021 2 марта; 8:640554. doi: 10.3389/fsurg.2021.640554. eCollection 2021. Front Surg. 2021. PMID: 33738298 Бесплатная статья PMC. Обзор.

Formetric DIERS был разработан в тесном сотрудничестве с ведущими университетами и в рамках исследовательских проектов с Европейским союзом.
Первоначальной клинической целью была разработка безрадиационной системы анализа позвоночника, чтобы уменьшить высокое рентгеновское облучение пациентов со сколиозом во время наблюдения.

Формиметр DIERS позволяет проводить безрадиационное и безмаркерное сканирование топографии поверхности, включая трехмерную реконструкцию позвоночника. Могут быть показаны различные клинические параметры объективного и количественного анализа статики и осанки тела, сколиоза и всех форм деформации позвоночника.

Основываясь на формометрическом анализе формы спины, обычно нет необходимости в отражающих маркерах. Система автоматически определяет анатомические ориентиры (VP, SP, DL, DR), а также центральную линию позвоночника и вращение позвоночника.

Компактная система:
требуемая площадь составляет приблизительно 3,0 x 1,5 м (9 x 4 фута)

Автоматическое определение анатомических ориентиров
заменяет ручное позиционирование отражающих маркеров

Корреляционная модель Тернера-Смита и Дрерупа

Как это работает:
Технология формометрических измерений основана на физическом принципе триангуляции. Соответственно, система состоит из светового проектора, который проецирует линейную сетку на спину пациента, которая записывается камерой. Компьютерное программное обеспечение анализирует кривизну линии и создает на ее основе - с помощью метода фотограмметрии - трехмерную модель поверхности, сравнимую с гипсовым слепком.

В отличие от любой другой системы, DIERS formetric также обеспечивает трехмерную реконструкцию позвоночника без использования отражающих маркерных точек. Благодаря автоматическому обнаружению анатомических ориентиров и научно обоснованной корреляционной модели, описывающей взаимосвязь между кривизной поверхности и ориентацией позвонка, можно реконструировать изгиб позвоночника и положение таза.

В отличие от рентгена, DIERS formetric предоставляет исчерпывающую информацию о статике и осанке всего тела всего за один процесс измерения, например. искривление позвоночника (боковое и фронтальное), ротация позвонков и положение таза. Даже мышечный дисбаланс может быть обнаружен на основе изображения кривизны задней поверхности.

▪ Сагиттальный дисбаланс (ВП-ДМ)
▪ Перекос таза (DL-DR)
▪ Перекрут таза (DL-DR)
▪ Наклон таза
▪ Кифотический угол < br />▪ Лордотический угол
▪ Сколиотический угол
▪ Ротация позвонка
▪ Верхушечная девиация (ВПДМ)

▪ Сколиоз и неправильное положение сколиоза
▪ Несоответствие длины ног
▪ Наклон таза
▪ Вращение/кручение таза
▪ Болевые симптомы, связанные с осанкой
▪ Изменения осанки < br />▪ Гиперлордоз/-кифоз
▪ Краниомандибулярные дисфункции

▪ Дефицит мышц (тест Маттиаса, тест Фламинго)
▪ Неврологические симптомы (например, тест Ромберга)
▪ Лечение корсетами
▪ Артроз
▪ Остеопороз
▪ Болезнь Шейермана
▪ Анкилозирующий спондилоартрит

В 2014 году я был в Висконсине и проходил обучение по методу Шрот для лечения сколиоза. Пока мы проходили курс, мой инструктор продемонстрировал другой способ визуализации сколиоза. Он автоматически измерял осанку и выдавал трехмерное изображение позвоночника.

[video_player type=”youtube” стиль=”1″ размеры=”560×315″ ширина=”560″ высота=”315″ выравнивание=”центр” margin_top=”0″ margin_bottom=”20″ ipad_color=” черный”]aHR0cHM6Ly95b3V0dS5iZS9aanVVYlY3X1o2Yw==[/video_player]

В то время я еще не приступил к программе Align Therapy, но знал, что хочу лечить сколиоз с помощью лучших доступных методов и оборудования. Это означало, что мне нужно было придумать, как получить машину Diers Formetric Surface Topography прямо у себя дома!

Год спустя, после продажи почки на черном рынке, моя цель была реализована, когда из Германии была доставлена огромная коробка с моим собственным Diers Formetric!

С тех пор мы использовали это на сотнях пациентов со сколиозом и нарушениями осанки, и это был отличный инструмент для визуализации, обучения и мониторинга этих состояний. Я не могу представить себе лечение сколиоза и проблем с позвоночником без этого замечательного инструмента.

Топография поверхности имеет много преимуществ по сравнению с традиционной рентгенографией, но также имеет некоторые ограничения.

Во-первых, как это работает? Поверхностная топография выполняется путем сияния световых линий на спине, а затем фотографирования. Затем это изображение анализируется с помощью сложных математических алгоритмов, которых я не понимаю, и создается трехмерное представление позвоночника.

Раньше измерения между линиями и расчеты производились вручную. Это занимало очень много времени, а также имело более высокий уровень ошибок. С Diers Formetric все это происходит автоматически. После того, как снимок сделан, компьютер делает все расчеты и измерения, как правило, без посторонней помощи.

Мы могли бы более подробно рассказать о «волшебстве», которое творит машина, но вы можете перейти на веб-сайт Diers, чтобы узнать больше.

Далее рассмотрим некоторые преимущества и недостатки топографии поверхности.

Преимущества

Нет рентгеновского излучения

Все рентгеновские аппараты используют излучение для создания изображения позвоночника. Эти частицы рентгеновского излучения проходят через тело и поглощаются больше костями, чем мягкими тканями. Это оставляет изображение того, где находятся кости и другие структуры. (Это очень упрощенное представление о рентгене)

На этих изображениях объект подвергается воздействию радиации. Теперь не все рентгеновские аппараты одинаковы. В небольших клиниках и больницах есть много рентгеновских аппаратов с высокой дозой радиации, но есть также рентгеновские аппараты с низкой и сверхнизкой дозой облучения, которые имеют гораздо более низкое облучение.

Детям со сколиозом в подростковом возрасте делают рентген в среднем более 12 раз. Исследование показало, что такое повышенное воздействие увеличивает риск развития рака в 4 раза.

Теперь я не говорю, что их нельзя визуализировать с помощью рентгеновских лучей, но это поднимает вопрос о том, есть ли лучший способ контролировать эти кривые. Я не против рентгена! На самом деле, я обычно не лечу кого-то, пока не сделаю рентген, потому что хочу убедиться, что с позвоночником не происходит ничего странного.

Я надеюсь, что в будущем мы сможем использовать топографию поверхности, чтобы отслеживать прогресс между повторными визитами к специалистам по позвоночнику. Если мы не видим изменений топографии, то, возможно, мы немного подождем до следующего рентгена и ограничим экспозицию.

Автоматические измерения

Одна из лучших особенностей Diers Formetric заключается в том, что он автоматически находит ориентиры на задней панели. После того, как он найдет эти ориентиры, он автоматически выполнит расчеты и измерения и представит их в виде легко читаемого и понятного графика.

Поскольку это автоматическое измерение является более точным, чем старый способ расчета и измерения вручную. Полученные нами цифры являются точными и клинически полезными и помогают нам сравнивать с предыдущими сканами.

Одной из важнейших измеряемых областей является таз. Информация о положении таза может затем помочь нам определить вероятность того, что одна нога длиннее другой или что она не выровнена. Эти измерения выполняются за считанные секунды без ошибок пользователя.

Трехмерные измерения

Большое преимущество топографии заключается в том, что мы можем измерять все 3 плоскости и создавать трехмерные измерения и изображения. Это позволяет измерять вращение, что имеет решающее значение для оценки сколиоза.

3D-измерения также позволяют нам увидеть все плоскости, сделав только одно изображение. При рентгене вам нужны изображения спереди или сзади, а затем сбоку, чтобы увидеть 2 плоскости. Чтобы получить полное трехмерное изображение, вам необходимо иметь дополнительное изображение или специальное программное обеспечение для интерпретации различных изображений. Поэтому 3D-визуализация с использованием рентгеновских лучей, как правило, недоступна.

Визуализация с динамической коррекцией

Одна из самых крутых вещей, связанных с топографией, — это изображение спины во время коррекции сколиоза или осанки. Поскольку нам не нужно беспокоиться об излучении, поскольку мы просто используем свет, мы можем делать это столько, сколько захотим.

Неисправленная осанка

Исправленная осанка

Для моих пациентов это бесценно. С помощью этих изображений, когда они пытаются выполнять свои корректирующие упражнения, мы можем знать, правильно ли они их выполняют. Если мы видим что-то не так, это легко увидеть и исправить.

Теперь есть некоторые ограничения для топографии поверхности.

Ограничения

На самом деле он не «видит» позвоночник

Поскольку мы видим только поверхность кожи с проецируемым на нее светом, на самом деле мы не видим позвоночник. Это позволяет делать большие замеры, как упоминалось выше, но не позволяет нам увидеть настоящий корешок.

Вот почему мы не можем измерить угол Кобба при сколиозе. Чтобы измерить этот угол, вам нужно видеть, где находится каждый позвонок, а не просто графическое изображение.

Не видя позвоночника, мы также не можем судить о конкретной деформации позвоночника, такой как врожденные пороки развития позвоночника или переломы. Вот почему мы обычно делаем рентген для консультации перед лечением.

Не совсем согласен с рентгеновскими измерениями

Из-за вышеуказанного ограничения, заключающегося в том, что он не видит позвоночник, при оценке угла сколиоза с помощью DIERS Formetric возникает небольшая частота ошибок. В исследованиях эта ошибка может достигать 7 градусов, при этом больше всего недооцениваются поясничные изгибы.

Однако постуральные измерения кифоза и лордоза очень сравнимы с рентгеновскими снимками и очень полезны.

Может показаться, что несогласие с рентгеновским снимком является огромным ограничением для топографии поверхности, но это не так. Целью такого измерения является получение дополнительной информации о спине в 3D. Вместе с тем, одной из основных целей сканирования с топографией является выявление изменений в позвоночнике. Это означает, что мы хотим сравнить одно сканирование с другим сканированием в будущем, а не с рентгеном.

Точность сравнения этих сканов друг с другом очень высока, даже если совпадение с рентгеновским снимком низкое. Это делает его очень хорошим инструментом для определения прогресса.

Это может быть неудобно

Чтобы получить беспрепятственный обзор спины, у сканируемого объекта не должно быть ничего на спине. Обычно это означает рубашку, а линия брюк должна быть ниже линии пояса.

Мы решаем эту проблему, предлагая сотруднику того же пола сделать снимок, а пациент должен быть в халате или рубашке до тех пор, пока машина не будет готова. Затем делается быстрый расслабленный снимок. Человек всегда должен смотреть в сторону от камеры, чтобы сохранить конфиденциальность.

Кому это может быть полезно?

Есть много состояний и диагнозов, при которых я использую этот тип визуализации. Ниже приведены распространенные проблемы и диагнозы, которые мы сканируем.

Компания Align Therapy стремится предоставить ЛУЧШЕЕ и наиболее эффективное лечение деформаций позвоночника и болей в спине. Мы инвестировали в самые передовые инструменты и методы, чтобы помочь нашим пациентам достичь своих целей.

Читайте также:

Компьютерная оптическая топография позвоночника что это такое

Ключевые слова

Об авторе

Ссылки

Ключевые слова

Об авторах

Ссылки

Похожие статьи

Цитируется по 1 статье

Топография поверхности имеет много преимуществ по сравнению с традиционной рентгенографией, но также имеет некоторые ограничения.

Преимущества

Нет рентгеновского излучения

Автоматические измерения

Трехмерные измерения

Визуализация с динамической коррекцией

Ограничения

На самом деле он не «видит» позвоночник

Не совсем согласен с рентгеновскими измерениями

Это может быть неудобно

Кому это может быть полезно?