Стереофоторентгенограмметрический способ комплексного определения пространственных характеристик тела человека

011526350 Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл,"-А 61 В 5/1 Об ОЗВ 35(04 22) Заявлено 07.12.73 (21) 197475 исоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(088,8) летень3 а опубликования описания 30.09.7 2) Авторы изобретения Пухов и В. И, Делов ентральныйи протезостроенияполитехническии институтский институт протезирова вски оват(54) СТЕРЕОФОТОРЕНТГЕНОГРАММЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯПРОСТРАНСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛА ЧЕЛОВ Изобретение относится к области медицины, преимущественно к антропометрии.Известен способ определения размеров и формы поверхности тела человека, включающий стереофотограмметрическую съемку поверхности тела человека, стереорентгеновскую съемку и измерение полученных стереопар на стереообрабатывающем приборе.Однако этот способ не позволяет точно определять местоположение внутренних точек тела или инородных тел относительно внешних точек поверхности тела.С целью, точного определения местоположения внутренних точек тела или инородных тел относительно внешних точек поверхности тела по предлагаемому способу стереофотограмметрические съемки производят синхронно на фоне тест-объекта, а местоположение внутренних точек или инородных тел определяют, используя изображения тест-объекта, путем решения системы уравнений, связывающих координаты внутренних, внешних точек, точек инородных тел и тест-объекта.На фиг. 1 изображена схема, поясняющая предлагаемый стереофоторентгенограмметрический способ комплексного определения пространственных характеристик тела человека, вид в плане; на фиг. 2 - то же, в сагиттальной плоскости.Способ осуществляют следующим образом. Обследуемого пациента размещают лицомк стереорентгенограмметрической съемочнойустановке, состоящей из двух рентгеновскихтрубок с фокусами в точках Р, и й. Трубки5 жестко закреплены одна относительно другойна одинаковой высоте, и расстояние (базис)О, между фокусными точками их излучателей,также как и их главные расстояния =Я 10 ь=Л 20, горизонтальные углы а и р между10 направлениями главных лучей и направлением базиса, и положение главных точек О, и Оав координатных системах каждого из рентгеновских снимков К, и К 2 заранее известныиз калибровки установки и остаются постоян 15 ными величинами в процессе работы, Передобследуемым устанавливают также базиснуюстереофотограмметрическую камеру на штативе с передними узловыми точками 5, и Яаобъективов камер и известным расстоянием20 (базисом) 6, между ними. С целью получениясопоставимых во времени пространственныхкоординат точек как внутри тела человека,так и на его поверхности, стереорентгенограмметрическую и стереофотограм метрическую25 съемки проводят одновременно, синхронизируя работу обеих установок,Поскольку главные лучи Я, О, и Р, О. рентгеновских трубок взаимно конвергентны и поотдельности перпендикулярны плоскостям фоЗО топленок рентгеновских снимков К, и К 2, 526350вставлснны:( в всртнка,н)О орнснгир(шанпыс и расположснныс )н)д углом одна к друг)й кассеты, а углы эмиссии рентгеновских лучей локализовянь 1, то кяя(д 251 из 1 рбок просцируст поток лучей только на одну противолсжа щ 5 10 ей нормально плснк , нс Ок 13 ьп)яя зз)- мстного воздействия на другую.Полученные стсрсорентгсновские и стсрсофотограммстрические пары снимков измеряют на стереообрабатывающсм приборе, но раз дсльно кяждьн спихОк, и Опрсдсл 5 пот координаты пзобря)кснпЙ то 1 ск в коордипятпьх системах снимков, заданных координатными метками прикладных рамок. Прп эго) Иа рентгеновских и фотографических снимках, 15 кроме изображений точек тела человека, измеряют координагы точек Сь Сг, Сз, С 4 и т, д., принадлежащих тест-обьекту. Затем по измеренным значсни 5)м координат пзоб агкспии точек и известным элементам внутреннего и 20 взаимного ориентирования снимков определяют пространственные координаты точек тест-объекта, точек внутри тела чсловска и точек на его поверхности пока в разных пространственно-координатных системах .У)Х)21 25 и 5,УгХгЪ.Для трансформирования всех полученных координат точек в одну систему координат с началом в точке )(1, в точке 5, или в любой другой точке (например, в точке Н - точке 30 7-го шейного позвонка), принадлежащей телу пациента, используют полученные пространствепыс координаты точек тсст-об ьскта в системах Р)У)Х)21 и 5,УгХгЛг, По этим да)шым составляют систему линейных уравнений прс образования пространственных координат и, решая ее, определяют неизвестные элементы угловых и линейных преобразований, После чего производят трансформирование всех координат точек тела человека в общую коор динатную систему, например, в 5,ХгУгг. Имея точную комплексную информацию, можно легко решать метрические задачи по определению расстояний и пх направлсшш между внутренними точками и точками внешней по верхностп тела человека, пользуясь аппаратом аналитической геометрии.Для трансформирования координат всех точек тела человека в сдиную координатную систему, например, в 5, УгХгЛг необходимо 50 найти взаимные угловые и линейные преобразования координатных систем )У)Х)У) и 5)ХгУгЛг. Для этого используют координаты точек тест-объекта, представляющего собой нсрастя)киму)О нить (фиг. 2) с закрепленными на ней материальными точкамп С), С Сз С, когорыми могут служ)ггь свинцовые шарики. Верхний конец нити закреплен, а груз 6 на нижнем конце нити, погруженный в сосуд с глицерином или водой, ориентирует нить в отвесном положении и демпфирует ее колебания. Пространственные координаты точек Сз, С 4, С С, в системе Р)У)Х)2) определяют в соответствии с формулами (1, 2). Поскольку эти точки в рассмотренном примере применительно к изучению сколиоз а позвоночника непосредственно не отображаются на стсРсофотоснимках, то их Лг-кооРДИаты можно определить по Лг-координатам точки С, и точки С если расстояния 1, г, з и 74 между точками на тест-объекте известны заранее. Так(2)И Т,ДХг и У, - координаты всех точек тест-объекта одинаковы, так как вертикальность оси Лг гарантируется наличием на стереокамере цилиндрических уровней соответствующей чувствительности, Производят трансформирование координат точек из системы 5)ЛгУгХг в систему Р)7)У)Х), либо в другую пространственную систему, связанную с самим обьектом исследования, например, в систему НЛУХ, где Н - точка седьмого шейного позвонка.Формула изобретенияСтереофоторентгенограмметрический способ комплексного определения пространственных характеристик тела человека, включающий стереофотограмметрическую съемку поверхности тела человека, стереорентгеновскую сьемку, измерение полученных стереопар на стерсообрабатывающем приборе, о т л и ч а ющ и й ся тем, что, с целью точного определения местоположения внутренних точек тела илп инородных тел относительно внешних точек поверхности тела, указанные съемки проводят синхронно на фоне тест-объекта, а местоположение внутренних точек или инородных тел определяют, используя изображения тест- объекта, путем решения систем уравнений, связывающих координаты внутренних, внешних точек, точек инородных тел и тест-объекта.