Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ultrasound spine image segmentation using multi-scale feature fusion Skip-Inception U-Net (SIU-Net)

Banerjee Sunetra, Lyu Juan, Huang Zixun, Leung Frank H.F, Lee Timothy, Yang De, Su Steven, Zheng Yongping, Ling Sai Ho

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2022

|

Vol. 42, no. 1

341--361

EN

Scoliosis is a 3D spinal deformation where the spine takes a lateral curvature, forming an angle in the coronal plane. Diagnosis of scoliosis requires periodic detection, and frequent exposure to radiative imaging may cause cancer. A safer and more economical alternative imaging, i.e., 3D ultrasound imaging modality, is being explored. However, unlike other radiative modalities, an ultrasound image is noisy, which often suppresses the image’s useful information. Through this research, a novel hybridized CNN architecture, multi-scale feature fusion Skip-Inception U-Net (SIU-Net), is proposed for a fully automatic bony feature detection, which can be further used to assess the severity of scoliosis safely and automatically. The proposed architecture, SIU-Net, incorporates two novel features into the basic U-Net architecture: (a) an improvised Inception block and (b) newly designed decoder-side dense skip pathways. The proposed model is tested on 109 spine ultrasound image datasets. The architecture is evaluated using the popular (i) Jaccard Index (ii) Dice Coefficient and (iii) Euclidean distance, and compared with (a) the basic U-net segmentation model, (b) a more evolved UNet++ model, and (c) a newly developed MultiResUNet model. The results show that SIU-Net gives the clearest segmentation output, especially in the important regions of interest such as thoracic and lumbar bony features. The method also gives the highest average Jaccard score of 0.781 and Dice score of 0.883 and the lowest histogram Euclidean distance of 0.011 than the other three models. SIU-Net looks promising to meet the objectives of a fully automatic scoliosis detection system.

2

Automatic analysis method of 3D images in patients with scoliosis by quantifying asymmetry in transverse contours

Roy Susmita, Grünwald Alexander T.D., Alves-Pinto Ana, Lampe Renée

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2020

|

Vol. 40, no. 4

1486--1498

EN

Scoliosis is characterized by a lateral curvature of spine in the coronal plane of at least 10º, showing three-dimensional deformities of the torso. Recently, a 3D body scanner was proposed as an ionizing radiation-free method, supplementary to clinical examinations and X-rays, for assessing scoliosis and its progression. Here we present an automatic method of analysis of the 3D images of the body torso delivered by the scanner, with the objective of capturing and characterizing deformities in the torso due to scoliosis. The method quantifies asymmetries in each of the torso contours, extracted from 2D cross sections of the 3D torso images, transverse to the vertical axis of the body. Three parameters were calculated: (1) circularity, (2) difference between the areas to left and right of the spinous process (LRAsm), and (3) difference between the ratios width/depth to the left and right of the centroid of the contour (ASR). The method was verified by analyzing twenty-six computed tomography images of patients with different types of scoliosis. In patients with thoracic scoliosis both LRAsm and ASR were larger, that is the asymmetry was stronger, in the thoracic than in the lumbar region, whilst in patients with lumbar scoliosis the inverse was obtained. Furthermore, larger values of LRAsm coincided with the apex position of scoliosis. The circularity factor did not capture scoliosis-related asymmetries. It may, however, be useful in localizing the vertebral level during analysis of 3D scanner data. The method can have the potential to use it for follow-up examinations of scoliosis, in addition to clinical examinations. Further validation of the method requires its application to 3D body scanner data, particularly for more cases of severe scoliosis, which have more irregular transverse contours and thus potential for improvement.

3

Mechanical and histomorphometrical evaluation of false and floating ribs of young adults with idiopathic scoliosis

Głowacki Jakub, Tomanik Magdalena, Pezowicz Celina, Krauss Hanna

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

3--10

EN

The aim of this paper was to assess the histomorphometrical and mechanical properties of ribs in patients with idiopathic scoliosis who underwent corrective surgery of scoliosis combined with thoracoplasty. Methods: The analyzed material encompasses 20 females between the ages of 12 and 18, whose pre-operative Cobb angle was 56.85 degrees, on average. The participants were divided into two age groups, up to the age of 15 and above 15 years old, taking into account the anatomical location of the assessed rib fragments with a division into floating and false ribs. The analysis of mechanical parameters was carried out by means of the quasi-static 3-point bending test, and the histomorphometric evaluation of the examined rib fragments was carried out using high-resolution computed tomography. Results: The existence of explicit relationships between selected radiological parameters describing scoliosis and mechanical and histomorphometric parameters of the ribs has not been confirmed. Statistically significant correlations between age and rib stiffness as well as between Young’s modulus and stiffness depending on the anatomical location of the examined rib fragment were confirmed. Conclusions: Mechanical and histomorphometric properties of bone tissue in patients with scoliosis are not explicitly associated with the radiological parameters characterizing scoliosis.

4

An evaluation of the efficiency of endpoint control on the correction of scoliotic curve with brace : A case study

Karimi Mohammad, Rabczuk Timon, Luthfi Mauludin, Pourabbas Babak, Esrafilian Amir

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2019

|

Vol. 21, no. 2

3--10

EN

The use of braces is one of the conservative treatment approaches recommended for scoliotic subjects. However, the main question posted here is how to improve the efficiency of braces to control the scoliotic curve or to decrease its progression. The aim of this study was to evaluate the efficiency of various boundary conditions (endpoint control) of brace on the correction of scoliotic curves. Method: CT scan images of a scoliotic subject, with double lumbar and thoracic curves, was used to produce 3d model of spine. The correction of spine (decrease in scoliotic curves) was determined following the use of transverse (lateral-to-medial direction) and the combination of transverse and vertical (upward-directed force, traction) forces on spine in Abaqus software. The effects of pelvic fixation (pelvic basket of a brace) on both sides (basket enclosed pelvic in both sides), on one side (basket enclosed the pelvis in only one side), and fixation of lumbar (part of the brace encircled the lumbar area) were evaluated in this study. Results: The results of this study showed that the effect of vertical forces (traction) was more than that of transverse force. Moreover, the combination of vertical and transverse forces on lumbar and thoracic curves correction was more than that of other conditions (only transverse forces). The best correction was achieved with lumbar fixation and with combination of vertical and transverse forces. Conclusions: The use the combination of vertical and transverse forces may be suggested to correct the scoliotic curve. Moreover, the efficiency of lumbar fixation in frontal plane seems to be more than pelvic fixation to correct scoliotic curve. The outputs of this study can be used to design new braces for scoliotic subjects.

5

Automatization of contact pressure measurement between trunk orthosis and patient's body using a matrix tactile sensor

Hudák R., Rajťúková V., Živčák J.

Acta Mechanica et Automatica

|

2015

|

Vol. 9, no. 1

38--43

EN

Trunk orthosis affects trunk by a corrective-pressure mode with an objective to correct deformities (e.g. scoliosis). The effectiveness of this function depends on various factors, i.e. correct orthosis manufacture, correct application to patients and regular pressure corrective effect control. All these factors can be monitored by a system for measurement and evaluation of the contact pressure between the instrument and trunk in a real time and also by a so called “off line” system data recording. Presented article describes the application of made-to-measure sensor system TACTILUS (Sensor Products, USA) in different regimes (ambulance – A, home – H, combined – HA and multi-sensory ambulance – MA regime), testing of chosen static and dynamic matrix tactile sensor (MTS) parameters and results of the testing application between orthosis and patients' trunks.

6

Wyciąg grawitacyjny jako metoda leczenia skolioz - badania pilotażowe

Zielonka J., Zielonka M., Łagan S., Kluszczyński M.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2014

|

z. 8

181--186

PL

W prezentowanej pracy dokonano ocenę wyciągu grawitacyjnego pod kątem jego użyteczności w rehabilitacji skolioz u dzieci i młodzieży oraz wykonano pionierskie badania sił pochodzących od pelot działających na klatkę piersiową pacjenta. Dodatkowym celem pracy była ocena wydłużenia kręgosłupa podczas przebywania pacjenta na wyciągu.

EN

The hereby paper presents the valuation of traction gravitational extract with regard to it`s usability in rehabilitation of scoliosis among children and youth. The paper presents pioneer analysis of pressure pads force on patient`s chest. The additional objective of the paper was the evaluation of the vertebrate prolongation while being on the traction device.

7

Wpływ skoliozy kręgosłupa na sztywność klatki piersiowej

Gzik-Zroska B., Mańka I.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2013

|

z. 7

63--68

PL

W ramach pracy opracowano model klatki piersiowej ze skoliozą oraz przeprowadzono obliczenia numeryczne przy wykorzystaniu oprogramowania Ansys. Przeprowadzone obliczenia umożliwiły ocenę wpływu skoliozy na sztywność klatki piersiowej.

EN

In the work, the model of the chest with scoliosis was developed and numerical calculations were performed using ANSYS software. The calculations enabled to assess the impact of scoliosis on the stiffness of the chest.

8

The mechanical properties of human ribs in young adult

Pezowicz C., Głowacki M.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2012

|

Vol. 14, no. 2

53-60

EN

A good understanding of thoracic biomechanics is important for complete examination and control of chest behaviour under conditions of physiological and pathological work, and under the impact of external forces leading to traumatic loading of the chest. The purpose of the study was to analyse the mechanical properties of human ribs obtained from individuals under the age of 25 with scoliosis deformation and to correlate them with geometric properties of ribs. Thirty three fragments of ribs (9th to 12th) were tested in three-point bending. Rib fragments were collected intraoperatively from female patients treated for scoliosis in the thoracic, thoracolumbar, and lumbar spine. The results were used to determine the maximum failure force, stiffness, and Young's modulus. A significant relationship was found between the age and elastic modulus of the ribs. The analysis was carried out for two age groups, i.e., between the ages of 10 and 15 and between the ages of 16 and 22, and statistically significant differences were obtained for Young's modulus ( p = 0.0001) amounting to, respectively, 2.79 +- 1.34 GPa for the first group and 7.44 š+-2.85 GPa for the second group. The results show a significant impact of age on the mechanical properties of ribs.

9

Wpływ ćwiczeń w środowisku wodnym na zmianę ruchomości klatki piersiowej i kształtu krzywizn kręgosłupa w płaszczyźnie strzałkowej dzieci ze skoliozą I stopnia

Barczyk-Pawelec K., Zawadzka D., Sidorowska M., Szadkowska A., Hawrylak A., Wójtowicz D.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2012

|

Vol. 18, nr 1

9-14

PL

Skolioza jest rozwojowym i postępującym zniekształcenie kręgosłupa o nieznanej, wieloczynnikowej etiologii. Celem badań jest ocena oddziaływania pięciomiesięcznych ćwiczeń pływackich na zmianę kształtu krzywizn kręgosłupa w płaszczyźnie strzałkowej i zwiększenie ruchomości klatki piersiowej u dzieci ze skoliozą 1 stopnia. Grupa badawcza obejmowała 36 dzieci w wieku 8–13 lat (średnia wieku wyniosła 10,5) ze zdiagnozowaną idiopatyczną skoliozą piersiowo-lędźwiową 1 stopnia lewostronną Pomiar ruchomości klatki piersiowej zrealizowano za pomocą taśmy centymetrowej, natomiast ocenę kształtu krzywizn przednio-tylnych kręgosłupa wykonano metodą fotogrametryczną. Wyniki badań. Analiza statystyczna uzyskanych wyników wykazała, że u dzieci uczestniczących w pięciomiesięcznym cyklu ćwiczeń pływackich doszło do istotnego zwiększenia ruchomości klatki piersiowej, obserwowanej przede wszystkim podczas wdechu. Ponadto, zaobserwowano znaczące zmiany w obrębie parametrów krzywizn kręgosłupa. Dotyczyły one zwiększenia długości całego kręgosłupa (DCK) i rzeczywistej długości kifozy piersiowej (RKP) (p < 0,05). Wśród parametrów kątowych istotnemu zwiększeniu uległ kąt nachylenia górnego odcinka piersiowego a zmniejszeniu kąt kifozy piersiowej (KKP). Pięciomiesięczny okres treningu korekcyjnego wpłynął istotnie na wzrost ruchomości klatki piersiowej oraz zmianę niektórych parametrów krzywizn kręgosłupa u dzieci ze skoliozą 1 stopnia. Najwięcej zmian obserwowano w obrębie piersiowego odcinka kręgosłupa.

EN

The scoliosis is a developmental and progressive deformation of spine of unknown and multifactorial etiology. The aim of the examination was to evaluate the influence of the swimming exercises in water performed for five months, on the change of the body position and the increase of the mobility of the chest in children with scoliosis I^(o). Material and method. The examination group included 36 children aged 8–13 years (average age: 10,5) with diagnosed idiopathic left-sided scoliosis I° Th–. The measurement of the chest mobility was done by means of the measuring tape and the evaluation of the shape of the anterio-posterior curves of the spine was performedwith the use of the photogrammetric method. Statistical analysis of the results showed that children participating in a five-month training cycle of swimming increase significantly the mobility of the chest, especially during inspiration. In addition, a significant change within the parameters of curvature of the spine, was observed. The whole spine length (DCK) and the real length of thoracic kyphosis (RKP) (p < 0,05), increased. The angle of inclination of the upper thoracic and the reduction of thoracic kyphosis angle (KKP),were significant, as well. Five-months training period correction significantly influenced the growth of chest motion and change some parameters of curvature of the spine in children with primary scoliosis. Most changes were observedwithin the thoracic spine.

10

Does the gait pathology in scoliotic patients depend on the severity of spine deformity? Preliminary results

Syczewska M., Graff K., Kalinowska M., Szczerbik E., Domaniecki J.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2010

|

Vol. 12, no. 1

25-28

EN

The gait pattern in scoliotic patients differed from the gait pattern of the healthy subjects. The aim of the present paper was to describe the dependence of the gait pathology on the severity of the spinal deformity. Thirty five patients with confirmed scoliosis participated in the study. All patients underwent the clinical examination (X-ray and anthropometric measurements) as well as the objective gait analysis. Based on clinical examination the patients were divided into subgroups according to six different criteria. The gait parameters were compared between these subgroups. Most of the assessed variables do not depend on the clinical variables, describing the severity of the spinal deformity. The two gait parameters which depend on the clinical variables are pelvic obliquity and step length. The results show that the obliquity increases with the Cobb angle. The step length decreases with the increasing Cobb angle and with the sum of angles describing the spinal deformity in sagittal and frontal planes. The evaluation of the gait pattern of scoliotic patients and the establishment of its dependence on the spinal deformity are of importance for the treatment of these subjects.

11

Określenie i porównanie sztywności przestrzennych modeli kręgosłupa człowieka ze skoliozą przed oraz po wykonaniu zabiegu operacyjnego

Mańka I., Tejszerska D.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2009

|

z. 3

143--148

PL

W artykule opisano model numeryczny kręgosłupa człowieka wraz z wprowadzonym implantem CD Horizon Antares, stosowanym podczas leczenia operacyjnego bocznego skrzywienia kręgosłupa z dostępu przedniego. Dodatkowo przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych przeprowadzonych w programie ANSYS. Wyniki te zawierają zarówno dane dotyczące naprężeń powstających w implancie i tkance kostnej, jak również pozwalają na określenie wpływu implantu na sztywność kręgosłupa. Wyznaczone sztywności kręgosłupa fizjologicznego, kręgosłupa ze skoliozą oraz kręgosłupa wraz z wprowadzonym implantem są niezbędne na etapie projektowania nowych typów implantów i takiego dobru ich cech konstrukcyjnych, które pozwolą na zminimalizowanie ryzyka ich uszkodzeń z jednoczesną poprawą procesu leczenia.

EN

In this article described numerical model of human spine with CD Horizon Antares implant, which is used during surgery treatment of scoliosis. Additionally this article presents results of numerical analysis obtained from ANSYS program. This results are stress distribution, displacement and stiffness in anatomical spine, spine with scoliosis and spine with implant. Obtained results are necessary on the new implants designing stage and for selecting such their constructional features which allow to minimizing risk of their failure with therapy improvement.

12

Study and influence of exercise program on respiratory function of adults with kyphosis

Ghanbarzadeh M., Mehdipour A.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2009

|

Vol. 11, nr 1

11-17

EN

Adolescent idiopathic kyphosis causes not only spinal deformities but also rib cage abnormalities that lead to abnormal residual volume and pulmonary capacity revealed in pulmonary function testing (PFT). The objective of this study was to analyze the impact of a physical activity program on respiratory function in surgical patients with kyphosis. From October 2006 to October 2007, a total of 34 patients (age range, 22-42 years) with kyphosis and a thoracic curvature between 45° and 88° were examined prospectively at a sports medicine clinic belonging to National Iranian Oil Company (N.I.O.C.). The patients underwent clinical and radiographic examinations of the vertebral deformity, chest radiography, PFT, evaluation of peak expiratory flow rate, and 6-min walk tests (6MWTs) before and after joining a physical activity program for 4 months. The improvements in FVC, inspiratory capacity, FEV1, expiratory reserve volume, and performance assessed by 6MWT were observed after activity. General condition of patients improved after the exerscise program. This was reflected by both PFT and 6MWT results.

13

Komputerowa ocena postawy ciała młodych piłkarzy nożnych wybrane parametry biomechaniczne

Pietraszewska J., Pietraszewski B., Burdukiewicz A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2009

|

Vol. 15, nr 4

352-355

PL

Wstęp. Postawa ciała uwarunkowana jest napięciem odpowiednich grup mięśni, które decydują o określonym ułożeniu poszczególnych segmentów ciała człowieka. Coraz częściej wśród dzieci i młodzieży pojawiają się różnego rodzaju wady postawy ciała, które mogą być spowodowane czynnikami funkcjonalnymi. Jedną z przyczyn ich powstawania może być asymetria obciążeń, jaka często występuje w treningu specjalistycznym. Materiał i metody. Materiał badawczy stanowią wyniki pomiarów 24 piłkarzy nożnych w wieku 15 lat. Badania obejmowały ocenę postawy ciała, cechy antropometryczne oraz pomiary momentów sił prostowników i zginaczy stawu kolanowego. Pomiar statycznego momentu siły mięśniowej przeprowadzono na specjalnym stanowisku pomiarowym firmy OPIW. Do oceny postawy ciała wykorzystano sprzężony z komputerem posturometr S. Wyniki i wnioski. Kryterium oceny pomiaru kręgosłupa w płaszczyźnie czołowej była wartość kąta Cobba. Na tej podstawie stwierdzono występowanie skoliozy lub śladowej skoliozy lewostronnej u 29,3% badanych piłkarzy. W grupie ogółu badanych stwierdzono nieznaczną dominację prostowników i zgi- naczy prawej kończyny dolnej nad lewą. Ta sama tendencja występuje u osób bez skoliozy. U zawodników z bocznym skrzywieniem kręgosłupa dominują mięśnie prostujące i zginające staw kolanowy kończyny lewej. Ważnym kryterium oceny dozowanych obciążeń treningowych piłkarzy nożnych w obrębie prawej i lewej strony ciała może być badanie postawy ciała i momentów sił obydwu kończyn dolnych. Pozwoli to na ewentualne zniwelowanie nieprawidłowości w stosowanych metodach treningowych, które mogą być przyczyną problemów zdrowotnych sportowców.

EN

Introduction. Body posture is determined by muscular tone of the particular muscles that decide about the specific position of the human body segments. This feature is influenced by a tension of muscle groups, which determine the position of separate human body segments. Varius types of spinal abnormalities are caused by functional factors. Material and method. 24 soccer players in the age of 15 were examined. The study included body posture, anthropometric features, the force moments of knee joint flexors and extensors. The static measurements of the muscles’ force moment were evaluated on the special measurement post, made by OPIW Company. The body posture was assessed by means of computer aided posturometer S. Results and conclusions. The value of Cobb angle was the evaluation criterion for the spine measurement in the frontal plane. On that basis the scoliosis or the weak symptoms of left side scoliosis in 29,3% examined players were registered. A slight domination of the right lower limb extensors and flexors over left limb was observed in the research group. The same tendency is observed in the group without scoliosis. The opposite strength arrangement i.e. the domination of flexors and extensors bending left limb knee joint, was found in players with scoliosis. The examination of body posture and force moments of two limbs can be an important evaluation criterion of dosed training loads in soccer players within the area of both left and right body sections. It will help avoiding incorrectness in the applied methods, which may cause athletes’ health problems.

14

Budowa modeli przestrzennych kręgosłupa człowieka z uwzględnieniem skoliozy przy użyciu programu BIO3DMODEL

Mańka I., Tejszerska D.

Modelowanie Inżynierskie

|

2008

|

T. 5, nr 36

229-234

PL

W artykule opisano sposób tworzenia modelu kręgosłupa człowieka zdrowego oraz modelu kręgosłupa ze skoliozą, sformuowanego na podstawie wcześniej opracowanej geometrii kręgów i żeber. Podstawą do opracowania geometrii było napisanie autorskiego programu komputerowego Bio3DModel, który, bazując na wczytanych zdjęciach z tomografii komputerowej umożliwia zaznaczenie poszczególnych struktur kostnych, a następnie import tych danych do programu typu MES. Dodatkowo wskazano wady i zalety przedstawionej metody, a także niektóre problemy związane z modelowaniem numerycznym w biomechanice i możliwości zmniejszenia czasu obliczeń.

EN

In this article described universal method for modeling of chosen part of human spine with thorax on the basis of pictures obtained from tomography and pictures of particular body cross-section. This article include also description of model of human spine with scoliosis. In this article described also advantages and disadvantages of this method of modeling in biomechanics, on the basis of human spine model. This article was presented also a few problems with modeling and method for solving it and possibility of reduction of computation time.

15

Modelowanie kręgosłupa człowieka z implantem

Mańka I.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2007

|

z. 1

135--138

PL

Artykuł ten przedstawia kolejny etap prac poświęconych modelowaniu kręgosłupa człowieka z implantem przeznaczonym do korekcji skoliozy. Opisano w nim zagadnienia związane z opracowaniem modelu implantu CD HORIZON ANT ARES i jego dyskretyzacją. Omówiono również sposoby zespolenia poszczególnych części implantu oraz metody wprowadzenia struktury implantu do utworzonego wcześniej modelu odcinka piersiowo - lędźwiowego kręgosłupa. Przedstawiono przykład analizy numerycznej potwierdzającej spójność opracowanego modelu.

EN

This paper present next stage of modeling of human spine with implant. This article was presented also a few problems with modeling and method for solving it and possibility of reduction of computation time. Described also preliminary results of conducted calculations with external loads for model testing.

16

System do warstwowego pomiaru pola temperaturowego mięśni - laserosolgraf

Rylski A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2006

|

z. 29 [233]

235-241

PL

W artykule opisano projekt systemu pomiarowego do wyznaczania pola termicznego danego przekroju wielowarstwowej tkanki z mięśniami grzbietowymi w celu określenia różnic właściwości fizycznych jego symetrycznych par mięśni w diagnostyce skolioz.

EN

The system of muscle field temperature sections measurement used in scolisis diagnostics for determination of physical properties and dijferences in symmetric muscle pairs is presented.

17

Vertebral body stapling for the treatment of patients with scoliosis

Głowacki M., Harasymczuk J., Głowacka R.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 26

117-120

EN

The work presents the possibilities of memory staplers' application in the treatment of idiopathic scoliosis of frontal access. During the operation, good initial scoliosis correction was achieved, which resulted from the change of stapler's shape being the outcome of a stapler reaching the temperature of a human body.

18

Modelowanie kinematyki kręgosłupa zdeformowanego na skutek skoliozy z wykorzystaniem metod optoelektronicznych

Maciejasz P.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 30

163-168

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano metodę umożliwiającą analizę kinematyki kręgosłupa z wykorzystaniem optoelektronicznego sytemu rejestracji ruchu. Metoda ta wykorzystuje krzywe Beziere w celu wyznaczenia kształtu kręgosłupa. Metodę zweryfikowano w czasie badań 14 nastoletnich osób dotkniętych skoliozą. Badania zostały przeprowadzone za pomocą systemu Vicon 250. Rezultaty uzyskane w czasie tych badań znalazły odzwierciedlenie w innych badaniach patomechaniki skoliozy, a zaproponowana w tej pracy metoda wydaje się być obiecującym narzędziem dla fizjoterapeutów.

EN

In this paper a method of evaluating the kinematics of a spine by use of a motion capture system has been presented. The method makes use of the Bezier curves to evaluate kinematics of the spine. The model was verified by taking static and gait trials of 14 juveniles with idiopathic scoliosis. Data were collected using theVicon 250 Motion Capture System. The results proves that the method introduced in this paper shows good ability for scoliosis imaging during dynamic trials.

19

Modelowanie skrzywień bocznych kręgosłupa

Mańka I., Tejszerska D.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 23

287-292

PL

W artykule przedstawiono wyniki uzyskane podczas przeprowadzonych symulacji numerycznych dynamiki kręgosłupa człowieka wykonanych w programie "Kręg". Modelowano najczęściej wymieniane w literaturze przyczyny powstawania skrzywień bocznych kręgosłupa oraz analizowano ich wpływ na wielkość i charakter skolioz.

EN

This paper presents results of numerical simulations of human spine dynamics, performed with the use of program "Kręg". The factors, listed in published works as main causes of lateral spine distortion, were modelled, and their influence on the magnitude and shape of distortion was analysed.

20

Próba weryfikacji przyczyn powstawania bocznego skrzywienia kręgosłupa na podstawie jego modelu

Mańka I., Tejszerska D.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 20

276-281

PL

W artykule opisano wyniki prac nad badaniem przyczyn powstawania skoliozy. Przedstawiono sposób zamodelowania geometrii i obciążeń części piersiowej kręgosłupa wraz z głową i miednicą przy pomocy modelu fizycznego, matematycznego, a następnie powstałego na jego podstawie modelu numerycznego, napisanego w środowisku Matlab. Wszystkie elementy modelu określono jako bryły sztywne połączone ze sobą przegubowo, analizowane w płaskim układzie współrzędnych. Uwzględniono również tkanki miękkie tj.: krążki międzykręgowe, mięśnie oraz więzadła, które zostały zastąpione elementami sprężysto - tłumiącymi. Wyniki przeprowadzanych symulacji program przedstawia w sposób graficzny i rejestruje parametry w pliku, a w przypadku symulacji chodu człowieka przedstawia animację przemieszczeń wszystkich ciał modelowanego układu.

EN

The paper presents and attempt at verification of some hypotheses, concerning causes of formation curvature of spine. Method of modeling of geometry and load of thorax spine, together with head and pelvis is described. Mathematical, physical and numerical model in Matlab environment is created. Twelve rigid bodies, connected by joints, performing planar motion, and intervertebral discs, muscles and ligaments, treated as viscoelastic elements are considered. Results of modelling are presented in graphic and numerical form.