[發明專利]三維頭顱空間回復偏移測量系統及操作方法

有效

• 申請號: 200910050587.6
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號: CN101879057A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 房敏;嚴雋陶;吳嘉容;鄭偉;沈國權
• 申請（專利權）人: 上海中醫藥大學附屬岳陽中西醫結合醫院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 陳學雯

技術領域

本發明涉及一種測量系統，具體設計一種用于三維頭顱空間回復偏移測量系統。

背景技術

頸椎病是國際性多發病，其發病率占成人的60％，隨著現代社會的發展，人們工作和生活方式也在發生著變化，這些改變帶來的一個結果是，頸椎病發病率的逐年提高，在某些職業甚至高達90％以上，以及發病年齡的逐年減低。頸椎病可導致人體功能的缺失，是導致缺勤發生的主要原因之一。因此，對頸椎病的研究一直是醫學研究的重點課題。

多年來頸椎病發病機制的研究多集中在頸椎間盤，認為頸椎病發生是頸椎間盤退變本身及其繼發性改變刺激或壓迫鄰近組織，并引起各種癥狀和體征。在臨床上病人影像學改變與臨床表現不同步現象經常發生，這就促使我們去思考椎間盤以外的因素。近年來的研究表明，頸椎病的發生發展與頸椎周圍軟組織尤其是頸伸肌群關系密切。

頭頸部運動的完成需要頭頸部肌肉、韌帶、關節的協調，而使頭顱回復到原位置則依賴肌肉、肌腱上的高爾基體和小關節感受器等協助才能完成。一旦頸部肌肉、韌帶、關節出現異常情況，影響頸部肌肉、關節內的感受器，使感受器傳入信號失真，影響了中樞對頭顱在空間定位整合判斷的精確度，產生了較大誤差，從而使頭顱空間回復偏移度增大。目前，頭顱空間回復能力被認為是測試頸本體感受器的一種有效方法。頭顱空間回復偏移度是反映頸部本體覺靈敏性的指標。

前期研發三維頭顱空間回復偏移度測量儀，但是在使用中存在一些問題，需要改進，如：

由于患者坐姿不穩或頸部不適造成的頭部輕度水平平移，導致對頭顱空間回復偏移的測量的誤差。

三維頭顱空間回復偏移測試儀采用手工測量和計算的產生誤差。

使用三維頭顱空間回復偏移測試儀中，患者或者被受試者的計算數據比較龐大，不好統計和積累。

基于前期研發三維頭顱空間回復偏移度測量儀的基礎上，結合現代電腦技術，運用光的投射成像原理，研發出新一代的頭顱空間回復能力測量系統，為臨床提供一種更精確、客觀、簡捷的頭顱空間回復能力檢測評估系統。

發明內容

本發明就是為了解決上述問題，克服三維頭顱空間回復偏移測量系統的問題，提供一種三維頭顱空間回復偏移測量系統。

本發明的設計原理：

我們將患者的頭抽象為方體，將患者的頸椎視為此方體的中垂線。并且以患者頭表皮平面為XY平面，重力反方向為Z軸，頭表皮中心為原點建立坐標系。這樣，患者頭部的旋轉就轉化為方體繞其自身中垂線上某一點在某個平面中作旋轉，并且，所要測定的三個轉角α、β、γ，如下圖1-3所示。頸椎1與Z軸平行，患者的正面2為ZX平面、患者的側面3為YZ平面。

從此圖1-3的模型可以得出，三個要測定的轉角分別對應于水平轉動，即XY平面旋轉角度α；前后轉動，即YZ平面旋轉角度β；側向轉動，即ZX平面旋轉角度γ。

本發明的計算原理：

從我們的模型進一步分析得出：三個旋轉都可以只需通過XY平面在空間位置的變化就可以反映出來，也即，α反映的是XY平面上任意線條在旋轉前后與坐標軸的夾角之差、β反映的是Y軸在旋轉前后與坐標軸Z的夾角變化、γ反映的是X軸在旋轉前后與坐標軸Z的夾角變化。也就是說，如果我們利用沿Z軸平行光對XY平面(患者頭表面)進行投影如下圖4所示(上面為旋轉后空間位置，底面為投影面，中間面為投影面的平行面)。

更進一步的，β就可以轉換為Y軸上任意線段旋轉前后在投影上的長度變化、γ相應的轉換為X軸上任意線段旋轉前后在投影上的長度變化。所以，我們可以在患者的XY平面作三個標識點A、B和C，其初始坐標為A(0，0)，B(x_b，0)，C(0，y_c)....(x_b，y_c≠0)，并且對旋轉前后進行平行光投影成像，然后根據兩幅投影像中標識的位置A′(x′_a，y′_a)，B′(x′_b，y′_b)，C′(x′_c，y′_c)以及尺寸變化求出轉角，也即

α＝arctg(|y′_b-y′_a|/|x′_b-x′_a|)，