[实用新型]一种三维头颅空间回复偏移测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量系统，具体设计一种用于三维头颅空间回复偏移测量系统。

背景技术

颈椎病是国际性多发病，其发病率占成人的60％，随着现代社会的发展，人们工作和生活方式也在发生着变化，这些改变带来的一个结果是，颈椎病发病率的逐年提高，在某些职业甚至高达90％以上，以及发病年龄的逐年减低。颈椎病可导致人体功能的缺失，是导致缺勤发生的主要原因之一。因此，对颈椎病的研究一直是医学研究的重点课题。

多年来颈椎病发病机制的研究多集中在颈椎间盘，认为颈椎病发生是颈椎间盘退变本身及其继发性改变刺激或压迫邻近组织，并引起各种症状和体征。在临床上病人影像学改变与临床表现不同步现象经常发生，这就促使我们去思考椎间盘以外的因素。近年来的研究表明，颈椎病的发生发展与颈椎周围软组织尤其是颈伸肌群关系密切。

头颈部运动的完成需要头颈部肌肉、韧带、关节的协调，而使头颅回复到原位置则依赖肌肉、肌腱上的高尔基体和小关节感受器等协助才能完成。一旦颈部肌肉、韧带、关节出现异常情况，影响颈部肌肉、关节内的感受器，使感受器传入信号失真，影响了中枢对头颅在空间定位整合判断的精确度，产生了较大误差，从而使头颅空间回复偏移度增大。目前，头颅空间回复能力被认为是测试颈本体感受器的一种有效方法。头颅空间回复偏移度是反映颈部本体觉灵敏性的指标。

前期研发三维头颅空间回复偏移度测量仪，但是在使用中存在一些问题，需要改进，如：

由于受试者坐姿不稳或颈部不适造成的头部轻度水平平移，导致对头颅空间回复偏移的测量的误差。

三维头颅空间回复偏移测试仪采用手工测量和计算的产生误差。

使用三维头颅空间回复偏移测试仪中，受试者或者被受试者的计算数据比较庞大，不好统计和积累。

基于前期研发三维头颅空间回复偏移度测量仪的基础上，结合现代电脑技术，运用光的投射成像原理，研发出新一代的头颅空间回复能力测量系统，为临床提供一种更精确、客观、简捷的头颅空间回复能力检测评估系统。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述问题，克服三维头颅空间回复偏移测量系统的问题，提供一种三维头颅空间回复偏移测量系统。

本实用新型的设计原理：

我们将受试者的头抽象为方体，将受试者的颈椎视为此方体的中垂线。并且以受试者头表皮平面为XY平面，重力反方向为Z轴，头表皮中心为原点建立坐标系。这样，受试者头部的旋转就转化为方体绕其自身中垂线上某一点在某个平面中作旋转，并且，所要测定的三个转角α、β、γ，如下图1-3所示。颈椎1与Z轴平行，受试者的正面2为ZX平面、受试者的侧面3为YZ平面。

从此图1-3的模型可以得出，三个要测定的转角分别对应于水平转动，即XY平面旋转角度α；前后转动，即YZ平面旋转角度β；侧向转动，即ZX平面旋转角度γ。

本实用新型的计算原理：

从我们的模型进一步分析得出：三个旋转都可以只需通过XY平面在空间位置的变化就可以反映出来，也即，α反映的是XY平面上任意线条在旋转前后与坐标轴的夹角之差、β反映的是Y轴在旋转前后与坐标轴Z的夹角变化、γ反映的是X轴在旋转前后与坐标轴Z的夹角变化。也就是说，如果我们利用沿Z轴平行光对XY平面(受试者头表面)进行投影如下图4所示(上面为旋转后空间位置，底面为投影面，中间面为投影面的平行面)。

更进一步的，β就可以转换为Y轴上任意线段旋转前后在投影上的长度变化、γ相应的转换为X轴上任意线段旋转前后在投影上的长度变化。所以，我们可以在受试者的XY平面作三个标识点A、B和C，其初始坐标为A(0，0)，B(x_b，0)，C(0，y_c)....(x_b，y_c≠0)，并且对旋转前后进行平行光投影成像，然后根据两幅投影像中标识的位置A′(x′_a，y′_a)，B′(x′_b，y′_b)，C′(x′_c，y′_c)以及尺寸变化求出转角，也即

α＝arctg(|y′_b-y′_a|/|x′_b-x′_a|)，