SU933077A1 - Устройство дл регистрации кинематических параметров движени человека - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к jrcTpofteTBaM цл  проведени  биомеханических исследований, и может быть использовано при диагностике заболеваний опорно-двигательного аппарата .

Известно устройство дл  регистрации кинематических параметров движени  человека , содержащее Еша регистрирующих канала, каждый из которых содержит оптическую систему, оптический затвор, фоточувствигельный носитель и общий дл  обоих каналов лентопрот жный механизм, св занный с фоточувствительными носител ми , первый выход и второй вход каждого из которых соединен с оптическим затвором , второй вход которого подключен к первому выходу оптических систем, входы которых соединены между собойCl.

Однако при испо;вззовании известного устройства выполн етс  стереокинесьемка, котора  предполагает длительную подготовку стереокиноапп арата и помещени , где выполн етс  съемка (обеспечени  требуе-

мого освещени  объекта и т.д.). Кроме того, требуетс  длительна  и трудоемка  фотохимическа  обработка кинопленки; прециаюнна  обработка подученных киноматериалов на стереокомпараторе; пост- роение вручную траекторий движени  по координатам.

Окончательный вывод о состо1мйи опорно-двигательного аппарата (ОДА) по кинематическим характеристикам может

10 быть сделан только путем визуального сравнени  траектории движени  с эталоном иге другой, заранее выбранной, траекторией , что в простейшем случае выполн етс  путем наложени  изображений

15 траекторий друг на друга и приводит к искажению результатов измерений.

Известное устройство не позвол ет оперативно оценивать информацию о кинематических параметрах, что особенно

20 важно при получении результатов в процессе целенаправле1шой коррекции кинематических параметров человека (например , при тфотезировании), когда необхо39330 оим посто нный контроль 3 а аостигаемыми результатами коррекции. В этом едучас , разаеление во времени процесса фиксации на кинопленку оинамических параметров и процесса обработки полученных 5 ре льтатов существенно усложн ет анализ состо ни  QOA. Цель изобретени  - сокращение емени и повышение качества регистрации, расширение возможностей анализа дииамичес-to кюс параметров движени  человека. Цель достигаетс  тем, что в устройство дл  регистрации кинематических параметров движени  человека введены в каждый из регистрирующих канале последо- ,s вательио соединенные оптический коммутатор , блок формировани  реперов, телекамера и блоквыделени  реперов и пфледовотельно соединенные датчик дополнительной информации и блок записи дополнительной информации, а также общие дл  обоих регистри{ уюздихканал№б оккоммутациивиаеосигналов ,блокпопсветкй,телевизионныйстереокомпаратор блсжуправлени  развертками,блокфокусирбвки и трансформа- j ЦИК, а также виаеокштрот вый блок, пркчем оптические затворы поакгаочены к оптическим коммутаторам, вторые входы телевиздонных камер попеоечинены к блокам зашей дополнительней инфо мапии, первые выходы телевйзйон 1ых кецмер соединены с входайв блоков выделени  реперов , к первому и Второму входам телевизионного стереокомпаратора подключен второй выход теле1визионкых камер, а к третьему н чегвертс входам - выходы блок ев выделени  реперов, аыхоч телевизионного етереококлгаратора подключен к входу блока управлени  разверткой и блока фокусировки и трансформации, выход блока управлени  разверткой соединен с тгхгтьйм входом телевизионных камер, выход блока фокусировки п тронсфокацик подключен К входам оптических систем, блсж подсвет ки соединен с третьими входами фогочувствит«льныхноеитешй ,шдеоконтрольныйблок5 подключен к выходу блока коммутации Видеосигналов , входы которого ев ;заиы с вторыми выxoдa Лl телевизиоиных Камер, второй выход оптических систем соеринеи е входами датчиков дополнитет ной ПЕфор-50 мации. На чертеже изображена етруктурна  ехема уетройетва дл  региетрации кинематических параметров даижеии  челсеека. Устройство содержит два кинотелеви- зионных региегрирукщих канала, каждый из которых включает в ееб  оптические сисгемы 1, 2, пооключенные через опти774 ческие затворы 3, 4, оптические коммутаторы 5, 6, блоки 7, 8 формировани  реперов к телевизионным камерам 9, 10. Второй вхоа телевизионных камер 9, 10 пооключен к цепи, состо щей из послеаоватетшио включенных цатчиков II, 12 цополнительной информации и блоков 13, 14 затеи аополнительной информации, причем входы датчиков II, 12 аопошштельной информации соединены с выходами оптических систем li 2.Первый выход телевиздонной камеры 9, 10 подсоединен к блокам 15, 16 выделени  реперов, а вторае входы и выход оптических затворов 3, 4 св заны с фоточувствитеш,ными носител  ш 17, 18;ко входам телевизион„ого стереокомпаратора 19 подключен вторе выход телевизионных камер 9, Ю ц выходы блоков 15, 16 выделени  ре„еров . Выход стереокомпаратора 19 через блок 2О управлени  развертками соединен третьим входом телевизионных камер 9, ю, а через блеж 21 фокусировки и трансфокации - с вторым входом оптических систем 1,2. Лентопрот жный механизм 22 св зан с вторым входом фоточувствительных носителей 17, 18, а блок 23 подсветки - с вретьим их входом; видеокштро/ьный блок 24 соединен с выходом блока 25 коммутации видеосигналов, входы которого св заны со вторыми выходами телевизионных камер 9, 10. Устройство работает еле дующим образом . Анатгаз работы уетройства провод т дл  одного кинотелевизионного канала, поскольку второй канал работает аналогично . Изображение контрастных меток, размешеннш: на теле человека (не показано), проедируетс  через оптичеекую систему 1, открытьй оптический затвор 3, оптический коммутатор 5 на фоточувствительный носитель 17, которы й перемещаетс  е помощью лентопрот жного механизма 22. экспозици  киноплен проиеходит аналогично е экспозицией в кинотелевизионных аппаратах. Одновременно через оптичеекий коммугатф 5 и блек 7 формировани  реперов изображение проецируетс  на мишень шдихона с регулируемой пам тью ( ВРП) камеры 9. Назначение оптичеекого коммутатора 5 - разделить в проетранетве световой, поток от объекта на две фоточувствите ьные поверхности - мишень ВРП и фоточуветвительный ноеитель 17. В блоке 7 формировани  реперов проиеходит введение в световой поток епециальньк знаков (реперов), которые в дальнейшем используютс  ап  ссвмещени  растворов камер 9 и Ю. Полученный на выхоце камеры 9 вицеосигнал через блок 25 коммутации виаеосигчалов постуттает на виае окон т рольный блок 24, на экране которого наблюцают траекторию авижени  контрастных меток. В момент окончани  авижени  оптический затвор 3 закрываетс  и лентопрот жный механизм 22 прекращает транспортировку фоточувствйтель-О ного носител  17, однако ВРП камеры 9 продолжает генерировать сигнал, и изображение на экране блока 24 сохран етс  в течение Ю-15 мин {врем  гш1ерации сигнала ВРП). Таким образом, применение в IS качестве вндикона ВРП позвол в т, наблюдать траекторию движени  контрастных меток и после окончани  движени . Одн« временно с записью траектории выполн етс  запись дополнительной информации, например, текущего времени, хронометража динамики перемещени , и работы отоЕельных элементов опорно-двигательног© ап парата (ОДА). Данна  инфо{ лаци  tiocfyпает на датчик II дополнительной инфо| мации и далее - через оптическую систему 1 - на фоточувствительный носитель 17 .в виде оптических символов, а также через блок 13 записи дополнительной информации на мишень камеры 9 в виде электрических сигналов (запись по электрическому входу). С эдует отметить, что нвЕблюоеше траекторий движени  контраст ных меток может быть выполнено без участи  фоточувствительного носител  на экране блока 24, что имеет место в процессе, например, протезировани , когда важен окончательный результат н промежуточные результаты могут не фиксироватьс . При необходимости сравнени  полученных результате протезировани  или Исследовани  с эталоном (или другой выбранной траекторией), обработанна  фотохимическим методом киноплет1ка устанавливаетс  на место фоточувствитепьного носител  17 и после получени  на мишейй ВРП камеры 9 исследуемой траектории изображение с кинопленки с помощью блока 23 пода;ветки проецируетс  через оптический коммутатор 5 и блок 7 формиро вани  реперов на мишень ВРП камеры 9, где накладываетс  на загшсанную траекторию , и на экране видеоконтрольного бло ка 24 наблюдаютс  две наложенные траектории , эталонна  (вьгбранна ) и исслеоуема . Поскольку стереотелевизионна , установка весьма чувствитетьна к рассовмещению телевизионных растров и правого каналов камер 9 и Ю, в

устройство введены указанные ранее блоки формировани  реперов, а также блоки выделени  репере. Введенные в световой потек реперы проецируютс  на мишени ВРП камер 9 и Ю и затем выдел ютс  из виде1х:игнапов с помощью блокг 15 и 16 выделени  реперов. Любое временное рассогласование видеосипшлов реперов характеризует смещение растров относительно друг друга, что может быть определено с помощью стереотелевизионного компаратора 19 и скорректировано блоком 20 управлени  развертками, который управл етс  сигналом рассогласовани  стереокомпаратора 19. При совмещенин растров любое рассогласование видеосигналов несет в себе информацию о пространственном положении контрастных . меток, поэтому обработка видеосигналов с помощью телевизионного стереокомпаратора 19 по ол ет определить пространственное положение объекта. Дамна  информаци  исподьзуёгс  пр  анализе состо ни  ОДА, а также дл  управ;юни  блоком 21 фокусировки и трансфокации, который обеспечивает динамическую фокусировку и посточнныА масштаб, не завис щий от приближени  или удалени  объекта. С помсшью телеш ЖойногЬ стереокомпаратора 19 возможно определение пространствен- кого положени  объекта, информаци  о котором затшсана на фоточувствительный носитель 17 (например, кинопленку). Дл  этого обработанную фотохимическим методом кинопленку с помицью блока 23, коммутатора 5 и блока 7 проецируют на мишень ВРП камеры 9. Видикон с регулируемой пам тью перевод т в режим с низким напр жением сигнальной пластины, при этом эффект запоминани  телевиаисжного сигнала отсутствует. Полученный телевизионный сигнал с камер 9 и lOnt дают на стере еж омпаратф 19, на выходе которого образуетс  информаци  о пространственном положении объекта, котфа  может быть использована дл  дальнейшего анализа. Устройство обеспечивает сокращение времени регистрации траектории движени  контрастных меток, так как необходимость в промежуточной регистрации результатов на кинопленку отпадает, на кинопленку же регистрируютс  только окончательные результаты исследовани , например, протезировани . Кроме того, в результате применени  двух фоточувствительных носи- гелей - кинопленки и видикона с регулируемой пам тью резко упрощаетс  сравнение полученных траекторий с эталонным. При7 .9ЭЗО778

Claims (1)

1. менение телевизионного стереокомпараго вертки блок фокусировки и травсфокацииГ ра позвол ет сократить врем  иа о6ра6от « д таккда випеоконтрольиый блок, причем ку кннометариа ов, а также повысить качественные показатели фокусируемого изо ражени  за счет введени  оинамической фокусировки и трансфокации.. Формула изобретени  Устройство ОЛЯ регастрашш кинематических параметров (шижени  человека, со цержашее ова регистрирукших канала, каж цый из которых содержит оптическую систему , оптический затвор, фоточувствительный носитель и общий ал  обеих каналов лентопрот жный механизм, св занный с фоточувствительными носител ми , первый выхоа и второй вхоц каждого из которых соешшен с оптическим затвором , второй вход которого подключен к первому выходу t оптических систем, входы которых соединены между собой, о тличаюшеес  тем, что, с целью сокрашеии  времени и повышени  качаетва регистрации расширени  возможностей динамических параметров двюкани  человека, в каждый из его регистр рук цих каналов последовательно введены соединенные оптический коммутатор, блсж формировани  реперов, телекаъюрд и блок выделени  реперов и последовательно со единенные датчик дополнительной информа 1ШИ и бл1Ж записи дополнительной инфо{ мации , а также обший дл  обоих регистр руюш к каналов блок коммутации видеосигналов , бл(Ж подсветки, телевизионный стереокомпаратор, блок управлени  раэсптические затворы подключены к оптивеским коммутаторам, входы телевиаи ишьк камер подсоединены к-блокам записи дс1П018гательной информации, первые вьвсоаы те  иэтоаных камер соединены с входами блоков выоелени  реперов, к первому и второму входам телевизионного стереокомпаратора подк/вочен вторс выход телевизионных камер, а к третьему и четвертому входам - выходы блока выделени  реперш, выход телевизишного стересжомпататора подк вочен к входу блеска управлени  разверткой и блока фокусирсшки и трвнсфокации, выход блока управлеш  разверткой соединен с третьим входом те11евизво«}ных камер, выход блока фокусировки и Лрансфокахши подкВочен к входам оптических, систем, блок подсветки соеорнш с третьими входами фоточувстштельных носителгй, видеокштрольный блок подклочен к выходу блока коммутации видеосигна/гов, входы которого св заны с выходами телевиг зисашых камер, второй вькод оптических систем соещкнен с входами дат чиксе дополнительной информации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Пух№ в. д. идр. Методика зеркальной стере офотбкинойиклограмметрии дл  регистрации простра нственных координат те;ш человека в книге Биомеханика , Сб. трудов Рижского НИИТО, , 1975, с. 268.