Устройство для определения деформаций поверхности объекта
Устройство для определения деформаций поверхности объекта позволяет повысить качество автоматизированного получения трехмерной модели поверхности объекта за счет точности, оперативности определения деформаций поверхности объекта и информативности, при этом Установка для определения деформаций поверхности объекта включает горизонтальную опорную пластину, выполненную из оптически прозрачного материала для размещения объекта по ее рабочей поверхности, средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос, источник света, блок регистрации изображения, блок обработки данных, соединенный с блоком регистрации изображения, при этом блок обработки данных представляет собой компьютер с программным обеспечением, блок регистрации изображения расположен под объектом, размещенным на рабочей поверхности горизонтальной опорной пластины, источник света установлен под заданным углом к блоку регистрации изображения, средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос установлено под горизонтальной опорной пластиной, параллельно ей и представляет собой пластину, выполненную из оптически прозрачного материала, с нанесенными на нее горизонтальными полосами, при этом полосы выполнены из оптически непрозрачного материала заданной ширины с заданным интервалом.
Полезная модель относится к медицине, в частности к ортопедии, и предназначено для определения деформаций поверхности объекта, в частности подошвенной поверхности стоп.
Известно Устройство для фотометрического исследования стоп, включающее опорную плоскость, выполненную из прозрачного материала для размещения объекта по ее рабочей поверхности, источник света, блок регистрации изображения (а. с.СССР 
1219051, А61В 5/10, оп.23.03.1986 г.).
Недостатками данного технического решения является то, что оно не позволяет получить топографическую карту поверхности стопы, определить высоту сводов стоп. Данное устройство (блок регистрации изображения) несовместимо с современными ЭВМ регистрации, хранения, обработки полученного изображения и передачи по сетям связи.
Известно Устройство для определения формы стоп, включающее горизонтальную опорную пластину, выполненную из оптически прозрачного материала для размещения объекта по ее рабочей поверхности, средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос, источник света, блок регистрации изображения, блок обработки данных, соединенный с блоком регистрации изображения (Патент РФ 2177249, А61В 5/103 оп.27.12.2001 г., прототип).
Недостатком данного технического решения является то, что оно не позволяет варьировать фокусное расстояние, что усложняет устройство, повышает требования к настройке и обслуживанию и влияет на качество изображения объемной трехмерной модели объекта исследования.
Предлагаемое техническое решение позволяет избежать, указанные выше недостатки, а также позволяет повысить качество автоматизированного получения трехмерной модели поверхности объекта за счет информативности, точности и оперативности определения деформаций поверхности объекта.
Поставленная цель достигается тем, что Установка для определения деформаций поверхности объекта включает горизонтальную опорную пластину, выполненную из оптически прозрачного материала для размещения объекта по ее рабочей поверхности, средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос, источник света, блок регистрации изображения, блок обработки данных, соединенный с блоком регистрации изображения, при этом блок обработки данных представляет собой компьютер с программным обеспечением, блок регистрации изображения расположен под объектом, размещенным на рабочей поверхности горизонтальной опорной пластины, источник света установлен под заданным углом к блоку регистрации изображения, средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос установлено под горизонтальной опорной пластиной, параллельно ей и представляет собой пластину, выполненную из оптически прозрачного материала, с нанесенными на нее горизонтальными полосами, при этом полосы выполнены из оптически непрозрачного материала заданной ширины с заданным интервалом.
На фиг. изображена схема Устройства для определения деформаций поверхности объекта.
Устройство для определения деформаций поверхности объекта содержит горизонтальную опорную пластину 1, источник света 2, средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3, блок регистрации изображения 4, блок обработки данных 5, объект исследования 6, при этом блок регистрации изображения 4 соединен с блоком обработки данных 5.
Горизонтальная опорная пластина 1 представляет собой прозрачный экран с рабочей поверхностью и выполнена из оптически прозрачного материала, при этом рабочая поверхность служит для размещения объекта исследования 6 на ней.
Горизонтальная опорная пластина 1 представляет собой, например, оптически прозрачную в видимом спектральном диапазоне световых волн стеклянную пластину с плоскопараллельными полированными гранями.
Под горизонтальной опорной пластиной 1 параллельно расположено средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3.
Средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3 представляет собой пластину, выполненную из оптически прозрачного материала, с нанесенными на нее горизонтальными полосами, при этом полосы выполнены из оптически непрозрачного материала заданной ширины с заданным интервалом, например, раст-экран.
Средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3 установлено под горизонтальной опорной пластиной 1, параллельно ей.
Источник света 2 размещен под средством формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3 и размещен под заданным углом W к блоку регистрации изображения 4.
Заданный угол W постоянный и его определяют исходя из ширины и интервала горизонтальных полос средства формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3.
Источник света 2 представляет собой, например, импульсный фотоосветитель (ИФО) или постоянный источник направленного света повышенной мощности.
Блок регистрации изображения 4 представляет собой, например, малогабаритную CCD телевизионную камеру с разрешением не менее 300 линий с уровнем собственных шумов не хуже 50 дБ, TV-камеру.
Блок регистрации изображения 4 расположен под объектом исследования 6, размещенным на рабочей поверхности горизонтальной опорной пластины с возможностью изменения фокусного расстояния между объектом исследования и блоком регистрации.
Средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3 и источник света 2, позволяют создавать на поверхности исследуемого объекта систему горизонтальных оптически контрастных полос, а именно, собственно полосы растр-экрана 3 и тени от них, что обеспечивает возникновение муарового эффекта, посредством которого получают топографическую карту, например, подошвенной поверхности стопы исследуемого 6.
Блок обработки данных 5 представляет собой компьютер с программным обеспечением, например, персональный ЭВМ с пакетом программного обеспечения.
Объект исследования 6 представляет собой, например, подошвенную поверхность стопы пациента.
Устройство для определения деформаций поверхности объекта работает следующим образом.
Объект исследования 6 устанавливают на горизонтальную опорную пластину 1 и освещают его источником света 2 под заданным постоянным углом W через средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3. Блоком регистрации изображения 4 осуществляют съемку объекта исследования 6 через средство формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3.
Результатом съемки является изображение объекта исследования 6 в виде изображения горизонтальных полос средства формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3 и горизонтальных теней средства формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3 полученных при его освещении источником света 2.
Полученное изображение объекта исследования 6 передают на блок обработки данных 5 для дальнейшей обработки изображения объекта исследования 6, например, для сохранения в базе данных компьютера с программным обеспечением 5 полученного изображения объекта исследования 6 в виде файла исходного изображения, изображение трехмерной модели стоп объекта исследования 6, подсчета высоты сводов стоп объекта исследования 6, на основании принятых ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) стандартов, определяют степень уплощения подошвенной поверхности стоп объекта исследования 6.
Устройство для определения деформаций поверхности объекта обеспечивает дистанционное и бесконтактное определение рельефа объекта исследования 6, например, подошвенной поверхности стоп.
Устройство для определения деформаций поверхности объекта применяют при осуществлении скрининга детей и подростков на предмет наличия плоскостопия, при определении степени плоскостопия объекта исследования 6 и его вида, для динамического наблюдения и контроля проводимого лечения объекта исследования 6, а также для создания индивидуальных средств ортопедической коррекции (ортопедические стельки, ортезы) объекта исследования 6.
Пример.
Подошвенную поверхность стопы пациента 6 устанавливают на горизонтальную опорную пластину 1 и освещают ее источником света 2 через растр-экран 3, при этом источник света 2 размещают под заданным постоянным углом W к TV-камере 4 и, соответственно, к средству формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос 3, например, к растр-экрану. Затем TV-камерой 4 осуществляют съемку с подошвенной поверхности топы пациента 6 через растр-экран 3.
Результатом съемки является изображение подошвенной поверхности стопы пациента 6 в виде изображения горизонтальных полос растр-экрана 3 и горизонтальных теней растр-экрана 3, полученных при освещении источником света 2 подошвенной поверхности стопы пациента 6.
Полученное изображение подошвенной поверхности стопы пациента 6 передают на блок обработки данных 5 в виде компьютера с программным обеспечением 5 для дальнейшей обработки изображения подошвенной поверхности стопы пациента 6, а именно, сохраняют в базе данных компьютера с программным обеспечением 5 полученное изображения подошвенной поверхности стопы пациента 6 в виде файла исходного изображения трехмерной модели подошвенной поверхности стоп пациента 6, осуществляют подсчет высоты сводов стоп пациента 6, определяют степень уплощения подошвенной поверхности стоп пациента 6.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество автоматизированного получения трехмерной модели поверхности объекта за счет повышения информативности, точности и оперативности определения деформаций поверхности объекта.
Предлагаемое техническое решение является простым и менее затратным в использовании и монтаже, доступность комплектующих снижает затраты на обслуживание и монтаж.
Малые габариты и вес предлагаемого технического решения позволяют сделать его мобильным, это увеличивает возможности его практического применения.
Использование современных ЭВМ и общепринятых стандартов сохранения изображения в цифровом формате позволяет устройству быть совместимым с сетями передачи данных и другими ЭВМ.
Устройство для определения деформаций поверхности объекта, включающее горизонтальную опорную пластину, выполненную из оптически прозрачного материала для размещения объекта по ее рабочей поверхности, средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос, источник света, блок регистрации изображения, блок обработки данных, соединенный с блоком регистрации изображения,
отличающееся тем, что
блок обработки данных представляет собой компьютер с программным обеспечением,
блок регистрации изображения расположен под объектом, размещенным на рабочей поверхности горизонтальной опорной пластины,
источник света установлен под заданным углом к блоку регистрации изображения,
средство для формирования изображения пространственной системы оптически контрастных полос установлено под горизонтальной опорной пластиной, параллельно ей и представляет собой пластину, выполненную из оптически прозрачного материала, с нанесенными на нее горизонтальными полосами, при этом полосы выполнены из оптически непрозрачного материала заданной ширины, с заданным интервалом.
