nghiên cứu giải pháp tầm soát cột sống cộng đồng bằng phương pháp quang học

Có nhiều phương pháp đánh giá sự biến dạng cột sống: X - quang là phương pháp khá phổ biến và được xem là tiêu chuẩn “vàng”, nhưng dễ gây tác dụng phụ do bức xạ ion hóa nên không thể sử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĂN CHUNG

NGHIÊN CỨU

GIẢI PHÁP TẦM SOÁT CỘT SỐNG CỘNG ĐỒNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HỌC

Ngành: VẬT LÝ KỸ THUẬT

Mã số: 8520401

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2024

Công trình được hoàn thành tại: Trường đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Huỳnh Quang Linh Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Thế Thường

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Trường Thanh Hải

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 28 tháng 01 năm 2024

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

2 TS Phạm Thị Hải Miền Thư ký Hội đồng 3 TS Nguyễn Thế Thường Ủy viên - Phản biện 1 4 TS Nguyễn Trường Thanh Hải Ủy viên - Phản biện 2 5 PGS.TS Huỳnh Quang Linh Ủy viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Đề tài thực hiện trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học loại C trường Đại học Bách khoa ĐHQG HCM với mã số C2022-20-02 Trước tiên xin cảm ơn trường Đại học Bách khoa ĐHQG đã hỗ trợ mọi mặt cho nghiên cứu này Tiếp theo xin cảm ơn Công Ty CP Giải Pháp Phục Hồi Chức Năng REHASO đã tạo điều kiện cho nhóm nghiên cứu thu thập dữ liệu và đo lường thử nghiệm trên thiết bị DIERS FORMETRIC Cám ơn các bạn sinh viên trong nhóm nghiên cứu đã đồng hành trong việc tiến hành thực nghiệm và thu thập dữ liệu

Học viên xin chân thành cảm ơn đến thầy PGS.TS Huỳnh Quang Linh – Trưởng bộ môn Vật lý Kỹ thuật Y sinh, khoa Khoa học Ứng dụng, đã định hướng đề tài, tận tâm hướng dẫn, góp ý, đánh giá về mặt chuyên môn và động viên tinh thần trong suốt thời gian vừa qua Nhờ vậy mà học viên đã giải quyết được các vấn đề gặp phải trong thời gian hoàn thiện luận văn của mình

Tiếp theo, học viên xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô đã giảng dạy trong suốt thời gian em tham gia học tập tại trường, các thầy cô đã cung cấp một nền tảng không chỉ về mặt chuyên môn mà còn là những kỹ năng để em hoàn thiện đề tài luận văn này Xin cảm ơn trường Đại học Bách khoa ĐHQG – TPHCM nói chung và khoa Khoa học ứng dụng nói riêng đã tạo một môi trường học tập tốt cho học viên có thể học tập và nghiên cứu

Học viên đã cố gắng hoàn thành nhưng không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong quý thầy cô góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn

Sau cùng học viên xin gửi lời chúc sức khỏe, hạnh phúc, thành công, những lời chúc tốt đẹp nhất đến tất cả thầy cô giáo, anh chị, bạn bè và gia đình

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2023 Học viên thực hiện

Lê Văn Chung

Kết quả thu thập từ nhóm 1 (128 người) và nhóm 2 (39 tình nguyện viên từ 19-29 tuổi) cho thấy nhiều phát hiện mới về tình trạng cột sống của thanh thiếu niên Việt Nam Có mối tương quan đáng kể giữa các thông số như chiều dài cột sống, góc xoay đốt sống, độ lệch trên mặt phẳng trán góc gù, góc ưỡn, góc gù ; dựa trên những kết quả này, có thể đưa ra nhận định ban đầu về thể trạng của thanh thiếu niên Việt Nam, xác định tính khả thi ứng dụng Đồng thời, nghiên cứu cần được mở rộng để đề xuất giải pháp và hệ thống đánh giá sử dụng phương pháp quang học hình dạng một cách thực tế và hiệu quả hơn trong việc tầm soát cột sống

Recently, the DIERS FORMETRIC device, utilizing optical formetric analysis, has emerged as a potential application in assessing spinal conditions The objective of this research is to investigate spinal diagnostic methods, analyze the correlation between parameters determined by optical formetric analysis, and foot pressure measurement through pilot experiments on the DIERS 4D system

Results collected from Group 1 (128 individuals) and Group 2 (39 volunteers aged 29) reveal novel findings about the spinal health of Vietnamese adolescents Significant correlations were found among parameters such as Trunk Length VP-DM, Vertebral Rotation, Apical Deviation VP-DM, Kyphotic Angle, Lordotic Angle, Lordotic Apex LA, Flèche Lombaire, etc Based on these results, preliminary assessments can be made regarding the condition of Vietnamese adolescents, determining the feasibility of application Simultaneously, further research is needed to propose practical and effective solutions and evaluation systems using optical shape analysis for more efficient spinal screening

19-LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Lê Văn Chung, học viên lớp thạc sĩ khóa 2020, công trình nghiên cứu này là của riêng tôi và những nội dung được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực

Những số liệu, bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được thu thập từ các nguồn tài liệu khác nhau được ghi chú trong mục tài liệu tham khảo, được sử dụng đúng quy định, không vi phạm quy chế và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào

Tôi xin cam đoan những vấn đề trên, nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Học viên

Lê Văn Chung

1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI 1

1.3 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 CƠ SỞ GIẢI PHẪU VỀ CỘT SỐNG 4

2.3.2 Các dấu hiệu lâm sàng 12

2.3.3 Nguyên nhân gây ra vẹo cột sống 13

2.3.4 Phân loại vẹo cột sống 14

2.3.5 Hậu quả biến dạng vẹo cột sống 18

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN ĐỊNH LƯỢNG VẸO CỘT SỐNG 19 2.4.1 Phương pháp chụp ảnh X – quang 19

2.4.2 Đo độ xoay cột sống bằng Scoliometer 21

2.4.3 Phương pháp sử dụng chuột quét cột sống IDIAG M360 23

2.4.4 Phép đo bề mặt lưng đánh giá biến dạng cột sống 25

2.5 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 34

CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 40

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 50

4.1 KHẢO SÁT THÔNG SỐ CỘT SỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HỌC HÌNH DẠNG 50

4.2 KHẢO SÁT TƯƠNG QUAN THÔNG SỐ ÁP LỰC BÀN CHÂN VÀ THÔNG SỐ CỘT SỐNG 62

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Cột sống nhìn từ phía trước, bên phải và phía sau [7] 4

Hình 2.2: Cấu tạo chung của đốt sống [7] 6

Hình 2.10: Phân loại vẹo cột sống theo King-Moe [28] 16

Hình 2.11 Phân loại theo lenke [29] 17

Hình 2.12: Chia độ xoay đốt sống theo Nash – Moe [31] 18

Hình 2.13: Đo góc Cobb [42] 20

Hình 2.14: Thước Scoliometer [7] 21

Hình 2.15 Chuột IDIAG M360 [47] 24

Hình 2.16: Kết quả mô phỏng cột sống bằng idiag M360 [49] 24

Hình 2.17: Kỹ thuật Shadow Moiré [51] 26

Hình 2.18: Nguyên lí phép đạc tam giác [44] 27

Hình 2.19: Nguyên tắc thiết lập phép đo [44] 27

Hình 2.20: Nguyên tắc đo có chứa máy chiếu [44] 28

Hình 2.21: Kết quả mô phỏng cột sống [55] 29

Hình 2.22: Chọn chế độ khởi động [55] 30

Hình 2.23: Màn hình với Diers pedoscan [55] 31

Hình 2.24: Diers formetric [55] 31

Hình 2.25: Kết quả các thông số được biểu diễn trên thiết bị Diers [55] 33

Hình 2.26: Thiết bị đo áp lực bàn chân [59] 33

Hình 2.27: Hình ảnh kết quả áp lực chân 34

Hình 3.1: Các điểm mốc và khoảng cách phương ngang 46

Hình 3.2: Các góc gù và góc ưỡn 46

Hình 4.1: Tương quan giữa chiều dài cột sống (Trunk Length VP-DM) và đỉnh góc ưỡn (Lordotic Apex LA) 58 Hình 4.2: Tương quan giữa khoảng cách theo phương ngang của góc ưỡn và góc gù vùng ngực lớn nhất 58 Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện mối tương quan giữa góc ưỡn T12-DM và độ nghiêng xương chậu so với mặt phẳng frontal 59 Hình 4.4: Tương quan giữa góc gù vùng ngực lớn nhất và góc ưỡn vùng thắt lưng lớn nhất 60 Hình 4.5: Tương quan giữa góc xoay đốt sống và độ lệch trên mặt phẳng trán 60Hình 4.6: Tương quan giữa góc vẹo cột sống và bề mặt chân trái 70

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Mức độ VCS theo phương pháp Cobb [43] 20

Bảng 2.2: Mức độ VCS theo phương pháp Cobb [46] 22

Bảng 2.3: Một số chương trình nghiên cừu tầm soát cột sống 35

Bảng 3.1: Thông tin chung nhóm 1 41

Bảng 3.2: Thông tin chung nhóm 2 42

Bảng 3.3: Nhóm biến số mô tả 42

Bảng 3.4: Nhóm biến số định lượng 42

Bảng 3.5: Các thông số cột sống trên DIERS FORMETRIC 4D 43

Bảng 3.6: Các giá trị thông số cột sống quan trọng theo Harzmann (2001) 46

Bảng 3.7: Bảng các thông số đo được bằng thiết bị Pedoscan 47

Bảng 3.7: Ý nghĩa hệ số tương quan Pearson 49

Bảng 4.1: Kết quả tính toán các thông số cột sống 50

Bảng 4.2: Kết quả tính toán các thông số cột sống 51

Bảng 4.3: Mối tương quan giữa các thông số trong DIERS FORMETRIC 4D 56

Bảng 4.4: Kết quả tính toán các thông số Pedoscan 62

Bảng 4.5: Mối tương quan các thông số áp suất bàn chân và góc gù 64

Bảng 4.6: Mối tương quan các thông số áp lực bàn chân và góc ưỡn 65

Bảng 4.7: Mối tương quan giữa góc vẹo cột sống và các thông số áp lực bàn chân 66

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

scoliosis

Vẹo cột sống vô căn tuổi thành niên

LC Predicted lumbar Cobb angle Góc Cobb dự đoán vùng thắt lưng

LI Apical lumbar scoliometer

value

Giá trị scoliometer vùng thắt lưng cao nhất

TI Apical thoracic scoliometer

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cột sống (columna vertebralis) đóng vai trò là cột trụ đảm bảo sự phát triển cân bằng của toàn cơ thể trong tư thế tĩnh cũng như vận động Đối với học sinh sinh viên, yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến cột sống là tư thế ngồi Tư thế ngồi sai lâu dần sẽ ảnh hưởng đến cột sống, từ đó bắt đầu phát sinh những vấn đề như bị gù, mất cân bằng cột sống, lệch xương chậu Theo y văn, vẹo cột sống ở tuổi vị thành niên là một bệnh thường gặp với tỷ lệ 0.47% - 5.2%, trong đó tỷ lệ nữ trên nam dao động từ 1.5:1 đến 3:1 và tăng đáng kể khi độ tuổi tăng lên [1]

Có nhiều phương pháp đánh giá sự biến dạng cột sống: X - quang là phương pháp khá phổ biến và được xem là tiêu chuẩn “vàng”, nhưng dễ gây tác dụng phụ do bức xạ ion hóa nên không thể sử dụng thường xuyên và liên tục [2]; phương pháp đo bằng thước Scoliometer đánh giá độ xoay của thân đốt sống là phương pháp phổ biến dùng để tầm soát chứng vẹo cột sống của thanh thiếu niên, nhưng độ chính xác không cao; phương pháp ảnh Moiré là một phương pháp sử dụng vân giao thoa được sử dụng ở Nhật Bản [3], và phương pháp quét ảnh lập thể (Rasterstereography) [4], [5] được phát triển bởi Drerup và Hierholzer [6] vào những năm 1980 cho phép tái tạo hình ảnh ba chiều của cột sống từ việc quét địa hình bề mặt phần lưng, không sử dụng tia bức xạ, do đó giúp theo dõi cột sống của các bệnh nhân lâm sàng thường xuyên và liên tục mà không có tác dụng phụ Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh về độ tin cậy và tính hiệu quả của hệ thống DIERS 4D sử dụng phương pháp Rasterstereography trong việc phân tích và đánh giá hình thái cột sống

1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI

“Biến dạng cột sống (dị tật cột sống) là tình trạng cột sống bị uốn cong về bên trái hoặc bên phải (vẹo cột sống) hoặc bị cong quá mức về phía trước hay phía sau, do đó không còn giữ được các đoạn cong sinh lý như bình thường (cong cột sống)” - Bộ Y Tế

Vẹo cột sống vô căn ở tuổi thành niên (AIS) là một dạng dị tật không gây ra tử vong cũng như đau đớn, tuy nhiên sẽ phát triển một cách âm thầm dẫn đến nhiều tình trạng bệnh lý về sau rất nguy hiểm như tim mạch, hô hấp; đau lưng ảnh hưởng tới tâm lí, các vấn đề thẩm mỹ và giảm chất lượng cuộc sống Do đó, việc tầm soát AIS từ sớm là điều rất quan trọng

Các phương pháp tầm soát thường được sử dụng như là đo góc Cobb trên ảnh X quang, hoặc dùng thước đo góc Scoliometer được thực hiện một cách thủ công bởi các chuyên gia làm tốn kém thời gian và có những sai sót không mong muốn Cho nên việc sử dụng phương pháp an toàn không can thiệp như phương pháp Moiré hoặc thiết bị DIERS 4D để tầm soát theo dõi, hay phát triển các chương trình sử dụng phương pháp đo góc Cobb tự động là điều hết sức cần thiết

Với sự hỗ trợ của công ty CP Giải pháp Phục hồi chức năng (REHASO JSC) – là đơn vị đã đưa công nghệ tầm soát cột sống bằng phương pháp quang học về Việt nam – nhóm nghiên cứu thuộc bộ môn Vật lý kỹ thuật y sinh, trường Đại học Bách khoa – Đại học quốc gia TP.HCM đã tiến hành tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng hệ thống quang học DIERS FORMETRIC 4D và đo áp lực bàn chân (Baropodometer) để phân tích, đánh giá phát hiện sự bất thường của cột sống ở lứa tuổi học sinh, sinh viên Đây là một vấn đề còn rất mới, chưa được nghiên cứu ở Việt Nam Đề tài có tính ứng dụng thực tiễn cao, có tiềm năng phát triển thành phương pháp tầm soát đại trà phòng ngừa và phát hiện sớm sự biến dạng của cột sống, đặc biệt đối với lứa tuổi vị thành niên, để từ đó thay đổi thói quen sinh hoạt cho phù hợp cải thiện tình trạng cong vẹo cột sống và góp phần điều chỉnh tích cực cho việc tăng trưởng thể lực của thế hệ trẻ

1.3 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

Mục tiêu đề tài là nghiên cứu xây dựng giải pháp tầm soát cột sống cộng đồng bằng phương pháp quang học dựa vào các đánh giá qua các kết quả đo lường cột sống của các tình nguyện viên độ tuổi từ 19 - 29 bằng thiết bị DIERS 4D

Với mục tiêu đó, đề tài đã đặt ra các nhiệm vụ sau:

- Tìm hiểu về giải phẫu cột sống và các chứng bệnh liên quan Tìm hiểu tổng quan các thiết bị, công cụ đo lường cột sống hiện nay, đặc biệt thiết bị quang học hình dạng DIER 4D và đo áp lực bàn chân

- Thiết kế thực hiện đo lường cho nhóm tình nguyện viên (là sinh viên) Thống kê, đánh giá các kết quả liên quan đến cột sống và áp lực bàn chân cho nhóm đối tượng nghiên cứu

- So sánh với các kết quả đã thực hiện trước, phân tích các kết quả thực hiện mới, đánh giá tính khả thi ứng dụng phương pháp quang học DIERS 4D và đề xuất giải pháp phù hợp

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 CƠ SỞ GIẢI PHẪU VỀ CỘT SỐNG 2.1.1 Cột sống ở người

Cột sống (columna vertebralis) là trụ cột chịu trọng lực toàn thân, nằm chính giữa thành sau thân, chạy dài từ mặt dưới xương chẩm đến hết xương cụt Cột sống bao bọc và bảo vệ tủy sống ở giữa.

Hình 2.1: Cột sống nhìn từ phía trước, bên phải và phía sau [7]

Cột sống bao gồm các đốt sống, đĩa đệm, hệ thống tủy sống – dây thần kinh và hệ thống gân – dây chằng cơ bắp Cấu trúc các đoạn cong của cột sống để thích nghi với tư

thế đứng thẳng của cơ thể người Đồng thời cũng đáp ứng được các vận động của cơ thể như cúi, ngửa, nghiêng bên và xoay thân mình

Cột sống có từ 33 - 35 đốt sống xếp chồng lên nhau, 24 đốt trên rời nhau tạo thành 07 đốt sống cổ (C1 – C7, Cervical); 12 đốt sống lưng (T1 – T12, Thoracic), 05 đốt sống thắt lưng (L1 – L5, Lumbar), 05 đốt sống dưới dính lại tạo thành xương cùng (S1 – S5, Sacrum) và 04 hoặc 06 đốt cụt rất nhỏ, cằn cỗi cùng dính lại thành một khối có ký hiệu từ (Co1 - Co6, Coccyx) và được dính vào đỉnh xương cùng [8] (Hình 2.1)

Một đốt sống nói chung gồm 04 thành phần sau [9] (Hình 2.2):

Thân đốt sống (Corpus vertebrae): hình trụ, có hai mặt trên và dưới, hơi lõm ở giữa và

một vành xương đặc ở xung quanh

Cung đốt sống (Arcus vertebrae): cùng với thân đốt sống tạo thành lỗ đốt sống (foramen

vertebralis) Cung đốt sống gồm 02 mảnh và 02 cuống cung đốt sống Hai bờ trên và dưới của mỗi cuống có khuyết sống trên và dưới Khi 02 đốt sống khớp nhau thì các khuyết đó tạo thành lỗ gian đốt sống để cho dây thần kinh gai sống chui ra

Các mỏm đốt sống: có 02 mỏm ngang từ cung đốt sống chạy ngang ra 02 bên Có 01

mỏm gai hay gai sống ở sau dính vào cung đốt sống Có 04 mỏm khớp, 02 mỏm khớp trên và 02 mỏm khớp dưới, nằm ở điểm nối giữa cuống, mỏm ngang và mảnh (các mỏm khớp sẽ khớp với các mỏm khớp trên và dưới nó)

Đĩa đệm: Các thân đốt sống được nối với nhau bởi các đĩa đệm nằm giữa các thân đốt

sống Đĩa đệm gồm nhân nhầy ở giữa và các vòng sợi bao quanh Vai trò của đĩa đệm là phân bố lực, giảm lực đè ép lên cột sống, ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của cột sống Đĩa đệm sẽ hấp thụ nước để phồng lên hoặc thải nước ra để xẹp xuống để chịu lực

Hình 2.2: Cấu tạo chung của đốt sống [7]

Hệ thống dây chằng: đặc tính cơ học của dây chằng có ý nghĩa rất quan trọng trong sự

phát triển và điều trị vẹo cột sống Về mặt cơ học dây chằng thể hiện tính đàn hồi, sự giãn, sự biến dạng phụ thuộc vào lực tác động và thời gian tác động Lực kéo căng và liên tục tạo ra sự căng giãn dây chằng cột sống và chùng lỏng (relaxation) Sự căng giãn của dây chằng giải thích sự tăng nặng của vẹo cột sống sau tuổi trưởng thành dưới tác động thường xuyên của trọng lực [10]

2.1.2 Đặc điểm riêng của từng đoạn đốt sống Đoạn sống cổ:

Thân đốt sống: đường kính ngang dài hơn đường kính trước sau

Cuống đốt sống: không dính vào mặt sau mà dính vào phần sau của mặt bên thân đốt sống

Mãnh: rộng bề ngang hơn bề cao

Mỏm ngang: dính vào thân và cuống bởi 2 rễ, do đó giới hạn lên 1 lỗ gọi là lỗ mỏm ngang cho động mạch đốt sống chui qua Mỏm gai: đỉnh mỏm gai tách đôi

Lỗ đốt sống: được giới hạn phía trước bởi thân đốt sống, ở hai bên và phía sau bởi cung đốt sống Khi các đốt sống ghép lại thành cột sống thì các lỗ đốt sống tạo thành ống sống (Canalis vertebralis)

Đoạn sống ngực:

Thân đốt sống ngực dày hơn thân các đốt sống cổ, đường kính ngang gần bằng đường kính trước sau Ở mặt bên thân đốt có 04 diện khớp, 02 ở trên và 02 ở dưới để tiếp khớp với chỏm của xương sườn (mỗi chỏm sườn tiếp khớp với diện trên và dưới) (hình 2.3)

Hình 2.3: Đốt sống ngực [7]

Đoạn thắt lưng

Thân đốt sống rất to và rộng chiều ngang Mỏm gai hình chữ nhật, chạy ngang ra sau Mỏm ngang dài và hẹp được coi như xương sườn thoái hoá Đốt sống thắt lưng L1: mỏm

ngang ngắn nhất Đốt sống thắt lưng L5: chiều cao của thân đốt sống ở phía trước dày hơn (Hình 2.4)

chính là bảo vệ trục, giữ tư thế thẳng và hoạt động của cột sống Cột sống thắt lưng (Lumbar Spine) là phần chính giữ tư thế đứng thẳng, đồng thời cũng giữ nhiệm vụ chống đỡ Xương cùng (Sacrum Spine) và khoảng 3 đốt sống cụt có tác dụng nâng đỡ trọng lượng cơ thể giúp cân bằng cột sống [7]

2.2 PHÂN LOẠI BIẾN DẠNG CỘT SỐNG

Trong giải phẫu học, người ta chia ra làm 3 mặt phẳng chính tương ứng với ba vị trí không gian của cơ thể: mặt phẳng đứng dọc (sagittal plane), mặt phẳng trán (frontal plane) và mặt phẳng ngang (transversal hay horizontal plane) (Hình 2.5)

Hình 2.5: Các mặt phẳng trong giải phẫu [11]

2.2.1 Cong vẹo cột sống

Hình dáng bình thường của cột sống bao gồm một đường cong ở hai đầu vai và một đường cong ở lưng dưới, tạo thành hình chữ “S” Cong vẹo cột sống xảy ra khi cột sống bị thay đổi độ cong bất thường hoặc thay đổi từ hình chữ “S” sang hình chữ “C” (Hình 2.6)

Các mặt phẳng cơ thể

Bình thường khi cho người bệnh đứng khép hai chân, gối duỗi thẳng, cúi xuống để hai tay tự do hướng xuống mặt đất thì điểm cao nhất của cung sườn hai bên nằm trên mặt phẳng ngang Trong trường hợp vẹo cột sống thì hai điểm này lệch nhau, một bên cao một bên thấp

2.2.2 Uỡn cột sống

Xương chậu nghiêng về trước quá nhiều, hình thành tư thế võng lưng ngựa (Hình 2.7) Khi người bị tật ưỡn cột sống nằm thẳng trên sàn, lưng của người đó sẽ không hoàn toàn tiếp xúc với mặt đất Thường xuyên cảm thấy đau lưng Gặp khó khăn trong việc di chuyển

Vẹo cột sống (Scoliosis) là thuật ngữ để chỉ tình trạng cong của cột sống sang phía bên của trục cơ thể và vẹo của các thân đốt sống theo trục của mặt phẳng ngang,

khác với tình trạng gù (Kyphosis) hoặc ưỡn (Lordosis) là biến dạng của cột sống theo trục trước sau [15]

Vẹo cột sống vô căn thanh thiếu niên – AIS (Adolescent Idiopathic Scoliosis) là tình trạng cột sống bị biến dạng làm thay đổi đường cong sinh lý Bệnh thường gặp ở tuổi thanh thiếu niên 10 - 18 tuổi Góc vẹo thường phát triển nhanh trong giai đoạn trưởng thành của trẻ Bệnh hay gặp ở trẻ nữ hơn trẻ nam, nguyên nhân của bệnh chưa được rõ nên gọi là vô căn [16]

Ta có 2 dạng vẹo cột sống: vẹo cột sống cấu trúc và vẹo cột sống không cấu trúc Vẹo cột sống cấu trúc là tình trạng vẹo cột sống kèm sự biến dạng của đốt sống như: đốt sống xoay, cấu trúc đốt sống có hình nêm Vẹo cột sống không cấu trúc là vẹo cột sống mà các đốt sống không có sự biến dạng

2.3.2 Các dấu hiệu lâm sàng

Các dấu hiệu lâm sàng có thể quan sát thấy và ghi nhận được thông thường là [17]: • Một bên mỏm vai nhô cao hơn mỏm vai bên đối diện

• Xương bả vai 2 bên không cân đối với nhau • Khi đứng thân người nghiêng sang một bên • Cột sống cong vẹo sang một hoặc hai bên • Ụ gồ ở lưng (rõ nhất khi trẻ đứng cúi lưng) • Đối diện với bên ụ gồ thường là vùng lõm • Cột sống có thể ưỡn ra trước hoặc gù ra sau • Khung chậu bị nghiêng lệch và bị xoay • Khớp háng một bên cao hơn bên đối diện • Ngấn mông một bên cao hơn bên đối diện • Khớp gối không cân đối khi nằm gập gối • Một chân có thể ngắn hơn chân bên đối diện

• Có thể kèm theo các dị tật khác

• Có thể bị liệt một số cơ chi, thân mình • Khi trưởng thành có thể bị đau lưng

2.3.3 Nguyên nhân gây ra vẹo cột sống

Vẹo cột sống tự phát: VCS tự phát ở trẻ nhỏ dưới 4 tuổi bao gồm: VCS tự khỏi ở

trẻ nhỏ, 90 – 95% tự khỏi, không cần điều trị Các đường cong VCS tự phát ở trẻ nhỏ hay gặp ở ngực, chiều lồi của đường cong ở bên trái, trẻ trai thường gặp hơn trẻ gái Vẹo cột sống tự phát tuổi thiếu nhi: tuổi từ 4 - 9 tuổi, chiếm từ 10 đến (20%) các loại VCS tự phát ở trẻ em Vẹo cột sống tự phát ở tuổi vị hành niên là loại VCS ở lứa tuổi từ 10 tuổi đến khi xương trưởng thành Đây là loại VCS phổ biến nhất, chiếm tỷ lệ (85%) số bệnh nhi vẹo cột sống cần điều trị, thường gặp ở trẻ gái và đường cong phổ biến nhất ở ngực phải [18], [19]

Vẹo cột sống do biến dạng cột sống bẩm sinh: Vẹo cột sống do biến dạng cột sống bẩm sinh có thể do sự phát triển bất thường của xương, biến dạng bất thường thân đốt sống, có thể do sự phát triển bất thường của tủy sống như loạn sản tủy và cũng có thể do các nguyên nhân phối hợp như sự bất thường của xương phối hợp với liệt [20]

Vẹo cột sống do nguyên nhân thần kinh cơ: do các bệnh lý về thần kinh: Bại

liệt, bại não, bệnh rỗng tủy sống và cũng có thể do các bệnh lý về cơ như teo cơ tiến triển [21]

Vẹo cột sống do rối loạn của mô giữa: Vẹo cột sống do rối loạn của mô giữa có thể do bệnh Marfan hoặc co rút đa khớp bẩm sinh [22]

Vẹo cột sống do chấn thương: thường do gãy cột sống, phẫu thuật cột sống hoặc các nguyên nhân ngoài cột sống: như bỏng hoặc tạo hình ngực [23]

Vẹo cột sống do hiện tượng kích thích: thường do các bệnh lý về u tủy sống hoặc kích thích rễ thần kinh [24]

Vẹo cột sống do các nguyên nhân khác: thường do rối loạn chuyển hóa, rối loạn dinh dưỡng hoặc rối loạn nội tiết [25]

2.3.4 Phân loại vẹo cột sống

Về bệnh sinh:

Cong vẹo cột sống cấu trúc: các đốt sống bị biến dạng ở đường cong của cột sống

Có biến dạng nghiêng bên, hình nêm, xoay ở cột sống Trong hầu hết các trường hợp cong vẹo cấu trúc xuất hiện trước tuổi xương ngừng lớn Bao gồm các loại: vẹo cột sống tự phát; vẹo cột sống do biến dạng cột sống bẩm sinh; vẹo cột sống do nguyên nhân thần kinh cơ; vẹo cột sống do chấn thương [26]

Cong vẹo cột sống không cấu trúc: (hay còn gọi là vẹo chức năng) là hiện tượng các

đốt sống không có biến dạng về giải phẫu, là cong vẹo cơ năng, khi giải quyết được nguyên nhân thì cột sống hết cong vẹo Trong trường hợp này, cột sống cong nhưng không vẹo và không bao giờ tiến triển trở thành cong vẹo cấu trúc Cong vẹo không cấu trúc gặp trong một số nguyên nhân sau: vẹo tư thế; vẹo bù trừ; vẹo do thoát vị đĩa đệm [26]

Để phân biệt cong vẹo cột sống không cấu trúc và cong vẹo cột sống cấu trúc thực hiện thử nghiệm cúi về trước của Adam như Hình 2.9 cho bệnh nhân đứng cúi về trước nếu cong vẹo cột sống mất đi là cong vẹo cột sống không cấu trúc, nếu cong vẹo cột sống không mất đi là cong vẹo cột sống cấu trúc [27]

Hình 2.9: Cong vẹo cột sống không cấu trúc (trái) và cong vẹo cột sống cấu trúc (phải) khi thực hiện thử nghiệm gập người của Adam [27]

Phân loại theo King-moe và phân loại theo Lenke [28], [29]:

Phân loại cột sống theo King-Moe được phát triển vào năm 1983, xem xét các dị tật ở vùng ngực và thắt lưng Phân loại này cung cấp thông tin về đường cong cột sống giúp bác sĩ dễ dàng hơn trong việc xây dựng phác đồ điều trị Vẹo cột sống được chia thành năm loại gồm [28] (Hình 2.10):

Loại 1: Biến dạng hình chữ ‘S’, trong đó cả hai đường cong đều có cấu trúc, với

đường cong ở thắt lưng lớn hơn đường cong ở ngực

Loại 2: Biến dạng hình chữ ‘S’, trong đó cả hai đường cong đều có cấu trúc, với

đường cong ở ngực lớn hơn hoặc bằng đường cong ở thắt lưng

Loại 3: Đường cong chính ở lồng ngực trong đó chỉ có đường cong lồng ngực là có

cấu trúc

Loại 4: Đường cong lồng ngực hình chữ ‘C’ Loại 5: Đường cong lồng ngực đôi

Hình 2.10: Phân loại vẹo cột sống theo King-Moe [28]

Tuy phân loại theo King-Moe được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay nhưng nó không bao gồm đầy đủ các loại đường cong Năm 2001, Lenke đưa ra cách phân loại đầy đủ hơn dựa vào phân loại King-Moe Để xác định đường cong theo Lenke, người ta phải xác định loại đường cong, công cụ điều chỉnh thắt lưng và đường cong trong mặt phẳng bên cũng được phân loại Nó được xem là một công cụ tốt và đáng tin cậy hơn để hỗ trợ các bác sĩ phẫu thuật trong việc lựa chọn phương pháp điều trị tốt nhất cho từng

dạng đường cong [29]

Đối với phân loại theo Lenke, ta có thể chia vẹo cột sống một cách rõ ràng hơn cũng như chi tiết hơn Phân loại Lenke được chia theo Hình 2.11 sau:

Hình 2.11 Phân loại theo lenke [29]

Theo Lenke, vẹo cột sống sẽ phân loại gồm 6 loại đường cong, 3 loại đường cong thắt lưng và 3 loại độ cong của cột sống ngực trong mặt phẳng bên Ví dụ bệnh nhân vẹo cột sống loại 2A - có nghĩa là: vẹo cột sống ngực kép, đoạn thắt lưng không vẹo và góc còng lưng từ T5 đến T12 bé hơn 10° [30]

Ngoài phân loại vẹo cột sống, ta cũng cần phân loại sự xoay của đốt sống trong loại vẹo cột sống cấu trúc Để đánh giá mức độ xoay đốt sống, ta sử dụng chủ yếu phương pháp Nash-Moe (Hình 2.12) Phương pháp này kẻ một đường thẳng chia thân đốt sống

thành 2 phần như nhau, mỗi phần lại chia thành 3 phần như nhau, từ đó ta chia độ xoay đốt sống thành 5 mức độ [31]:

Độ 0: Hai cuống sống đối xứng qua đường chia giữa

Độ 1: Cuống lồi chuyển đến 1/3 phía trước của nửa bên, cuống lõm bắt đầu mất đi Độ 2: Cuống lồi di chuyển đến 1/3 kế tiếp, cuống lõm trở nên khó thấy

Độ 3: Cuống lồi chuyển đến đường chia giữa, không còn thấy cuống lõm Độ 4: Cuống lồi vượt quá đường chia giữa

Hình 2.12: Chia độ xoay đốt sống theo Nash – Moe [31]

2.3.5 Hậu quả biến dạng vẹo cột sống

Theo nghiên cứu của M T Hresko [32], vẹo cột sống có tác động đến sự phát triển bình thường của cột sống Chứng vẹo cột sống dẫn đến giảm thể tích lồng ngực, gây khó khăn trong quá trình hô hấp Chứng vẹo cột sống thần kinh - cơ (neuromuscular scoliosis) liên quan đến tình trạng hệ thần kinh trung ương, như đã quan sát được với chức năng cơ không đối xứng trong trường hợp bại não hoặc ở thần kinh cơ ngoại biên

Ngoài ra, nghiên cứu của S Jandrić (2012) [33] cũng chỉ ra một số hệ quả như đau lưng, tình trạng vẹo cột sống, và ảnh hưởng đến hệ hô hấp và hệ tim mạch.

Phân bố áp lực trên bàn chân và tác động lên khớp xương chậu cũng đóng vai trò quan trọng Sự phân bố không đều của áp lực trên bàn chân thường làm cơ thể mất cân bằng, có thể dẫn đến lệch sang một bên Áp lực không đều giữa hai bàn chân có thể gây

đau ở gối hoặc hông do các nhóm cơ liên quan phải chịu lực không đều [34]

Khớp xương chậu (sacroiliac joint – SIJ) kết nối xương chậu với cột sống và có vai trò quan trọng Mối liên kết chặt chẽ giữa cột sống và xương chậu, cùng với chi dưới, là nguyên nhân của nhiều vấn đề cơ xương ở chi dưới Các vấn đề này bắt đầu từ vùng thắt lưng và xương chậu, gây ra đau, lệch chân và rối loạn cơ xương ở các nhóm cơ xương

Thông thường có hai dạng chụp X-quang phổ biến được sử dụng để đánh giá bệnh nhân vẹo cột sống là X-quang tư thể đứng thẳng trước - sau và tư thế nghiêng, kết hợp sử dụng cassette toàn bộ cột sống (14x36 inch) hoặc dùng phim X-quang số (cho phép nối chính xác các hình ảnh với nhau) bao gồm cột sống cổ, vai, toàn bộ cột sống ngực-thắt lưng và khung xương chậu [40]

Đo độ vẹo cột sống theo phương pháp COBB

Theo tài liệu [41],[42], các bước sau được tiến hành (Hình 2.13):

Bước 1: Xác định vùng cong vẹo cột sống

Bước 2: Xác định đốt sống trên và dưới nghiêng nhiều về phía đỉnh của đoạn cong nhất

Bước 3: Kẻ đường thẳng qua bờ trên của đốt sống trên (UEVEL) và bờ dưới của đốt sống dưới (LEVEL)

Bước 4: Kẻ hai đường vuông góc với hai đường thẳng trên Đo góc tạo bởi hai đường vuông góc, đó chính là góc Cobb như trên hình góc a và b là góc Cobb

Hình 2.13: Đo góc Cobb [42]

Các đường tiếp tuyến được rút ra từ tấm cuối trên của đốt sống trên và tấm cuối dưới của đốt sống dưới [42] Góc Cobb được định nghĩa là góc giữa các đường tiếp tuyến (góc a) hoặc góc giữa hai đường thẳng được vẽ vuông góc (đường liền mạch) với tiếp tuyến (góc b)

Mức độ vẹo cột sống được đánh giá theo 3 cấp độ: nhẹ, nặng và rất năng theo Bảng 2.1

Bảng 2.1: Mức độ VCS theo phương pháp Cobb [43]

Mức độ VCS Giá trị góc Cobb Nhẹ 10° < Góc Cobb ≤ 25° Nặng 25° < Góc Cobb ≤ 45° Rất nặng Góc Cobb > 45°

2.4.2 Đo độ xoay cột sống bằng Scoliometer

Scoliometer là một loại thước đo góc dùng trong việc chẩn đoán sớm vẹo cột sống Cấu tạo gồm một vòng cung có chia độ, bên trong có giọt nước cho biết góc quay của trục Phạm vi đo từ 0° - 30° như trong Hình 2.14, mục đích nhằm để đo sự lệch góc so với đường thẳng song song với mặt đất trong mặt phẳng trước sau (Frontal plane)

Hình 2.14: Thước Scoliometer [7]

Scoliometer được sử dụng để chẩn đoán sớm nguy cơ vẹo cột sống ở trẻ em Đối với vẹo cột sống thì ta thường chia làm 2 loại: vẹo cấu trúc và vẹo không cấu trúc, trong đó vẹo cấu trúc thường đi kèm với việc xoay các đốt sống dẫn tới dấu hiệu nổi bật nhất là sự nghiêng thân mình về một bên, khi sử dụng nghiệm pháp Adam sẽ thấy một bên vai nhô cao hơn vì vậy khi dùng scoliometer ta sẽ đo được độ xoay của thân mình

Để đo bằng scoliometer, đầu tiên bệnh nhân cần phải thực hiện tư thế theo nghiệm pháp Adam, đó là tư thế đứng, gối thẳng, cúi khom lưng, 2 tay chụm lại, đầu cúi mắt nhìn xuống đất Khi đó ta kéo thước scoliometer dọc theo cột sống và quan sát giá trị lớn nhất của thước Nếu giá trị của scoliometer > 6° nghĩa là xuất hiện sự xoay thân mình thì cần lưu ý, khi giá trị của thước > 10° thì xuất hiện dấu hiệu vẹo cột sống và ta cần chụp ảnh X - quang để xác định góc Cobb [45]

Chỉ số đo độ cong vẹo cột sống trên thước cho biết:

 Mức độ bất đối xứng của cột sống (do sự xoay của các đốt sống gây nên)

 Độ nghiêng bề mặt lưng

 Sự thay đổi chuyển động quay của thân đốt sống

 Sàng lọc bệnh nhân bị cong vẹo cột sống trong thử nghiệm gập người của Adam vì thiết bị đo độ vẹo cột sống có thể phát hiện chính xác hơn sự bất thường so với thử nghiệm Adam

 Tầm soát chứng vẹo cột sống

 Dự đoán góc Cobb theo các nghiên cứu của nhiều tác giả thông qua các công thức biểu diễn trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Mức độ VCS theo phương pháp Cobb [46]

Korovessis et al TITC = 1.62 TI + 6.300.414

Sapkas et al TITC = 20.461 + 0.13 TI20.685LI, HLC = 70.46 − 0.639 H + 5.707 LI0.215Coelho et al ATRC = − 6.3 + 2.7 ATR0.7Hsuan-Hsiao MaTI, LITC = 2.6 TI − 1.4 LI0.931 et al.TI, LILC = − 1.5 TI + 2.0 LI0.874

TC = predicted thoracic Cobb angle (góc Cobb lưng trên) LC = predicted lumbar Cobb angle (góc Cobb lưng dưới)

TI = apical thoracic scoliometer value (giá trị scoliometer lưng trên) LI = apical lumbar scoliometer value (giá trị scoliometer lưng dưới) H = chiều cao

C = góc Cobb

ATR = axial trunk rotation (dộ xoay trục xương sống)

Với Bảng 2.2 trên, ta có các quy ước và các giá trị sau [46]:

-TI: giá trị scoliometer lớn nhất vùng ngực (nhìn từ sau: xoay mình về phải – vai phải nhô cao hơn mang giá trị “+” và xoay mình về trái – vai trái nhô cao hơn mang giá trị “-”)

-LI: giá trị scoliometer lớn nhất vùng thắt lưng (nhìn từ sau: xoay mình về phải – vai phải nhô cao hơn mang giá trị “+” và xoay mình về trái – vai trái nhô cao hơn mang giá trị “-”)

-TC: góc Cobb dự đoán vùng ngực (nhìn từ sau: đỉnh đường cong nằm ở phía trái sẽ mang giá tri “+” và đỉnh đường cong nằm ở phía phải sẽ mang giá trị “-”)

-LC: góc Cobb dự đoán vùng thắt lưng (nhìn từ sau: đỉnh đường cong nằm ở phía trái sẽ mang giá tri “+” và đỉnh đường cong nằm ở phía phải sẽ mang giá trị “-”)

2.4.3 Phương pháp sử dụng chuột quét cột sống IDIAG M360

IDIAG M360 (hay còn gọi là chuột quét cột sống “Spinal Mouse” và Mouse”) (Idiag, Volketswil, Switzerland) là một thiết bị đo lường có sự hỗ trợ của máy tính để xác định độ cong của cột sống bằng cách lăn chuột dọc theo cột sống Kết quả cuối cùng là xác định vị trí chính xác của tất cả các đốt sống [47]

“Medi-Spinal Mouse (IDIAG M360) (Hình 2.15) là một thiết bị cơ điện nhỏ gọn tích hợp với máy tính dùng để đo biên độ vận động của cột sống trong mặt phẳng đứng dọc (sagittal spinal range of motion (ROM)) Thiết bị Idiag M360 có hai bánh xe được bố trí trên một giá đỡ di động [48] Chuột IDIAG có chức năng chính đó là tái tạo lại cột sống trong mặt phẳng bên (Sagittal plane) nhằm đánh giá tư thế và biên độ cử động của cột sống khi chuyển tư thế Ngoài ra chuột IDIAG còn có chức năng tái tạo cột sống trong mặt phẳng trước sau (Frontal plane)

Hình 2.15 Chuột IDIAG M360 [47]

Thiết bị sẽ được lăn trên đường giữa của cột sống (midline of spine) được thể hiện trong Hình 2.21 bắt đầu từ gai đốt sống cổ C7 và kết thúc ở gai đốt sống cụt thứ 3 (S3) Định vị Idiag M360 trên cột sống sao cho dấu màu cam trên thiết bị trùng với vị trí đánh dấu C7 trên lưng Sau đó, tín hiệu này được truyền tới một máy tính cá nhân thông qua sóng bluetooth [47] và nó hiển thị bằng đồ thị hai chiều của cột sống (Hình 2.16) Dữ liệu được lấy mẫu mỗi 1.3 mm với tần số được ghi là 150 Hz Thông tin này sau đó được sử dụng để tính toán vị trí tương đối của các thân đốt sống như thắt lưng, lồng ngực, xương cùng trong mặt phẳng đứng dọc (sagittal plane) và mặt phẳng đứng ngang (frontal plane) Ba tư thế khác nhau được khảo sát: tư thế đứng thẳng, tư thế gập người về phía trước, tư thế ưỡn về phía sau

Hình 2.16: Kết quả mô phỏng cột sống bằng idiag M360 [49]

Mặt phẳng đứng dọc (sagittal): (a) tư thế gập hoàn toàn, (b) tư thế thẳng đứng, (c) tư thế ưỡn về sau hoàn toàn

Xác định được độ nghiêng chậu, chiều dài cột sống, góc gù, góc ưỡn

2.4.4 Phép đo bề mặt lưng đánh giá biến dạng cột sống

Phương pháp phép đo bề mặt cơ thể (surface topography) là một kỹ thuật đo đạc kích thước và vị trí của các đối tượng dựa trên thay đổi bề mặt [49] ST liên quan đến việc chụp hình và phân tích các đường cong đẳng trị trên lưng của người tham gia Nó đã được sử dụng thành công để đánh giá các biến dạng của mặt phẳng lưng ở trẻ em mắc chứng cong vẹo cột sống, trong đó khai thác mối quan hệ giữa góc uốn cột sống và biến dạng bề mặt Những ưu điểm của ST bao gồm tính phi xâm lấn và an toàn trong kiểm tra, đánh giá tốc độ và chính xác của tư thế cơ thể trong ba chiều không gian, lưu trữ dữ liệu máy tính Có 2 phương pháp đo bề mặt lưng được phát triển thành ứng dụng: phương pháp vân giao thoa Moiré và phương pháp đạc tam giác

Phương pháp Moiré

Trong phương pháp này, hiện tượng giao thoa Moiré đã được sử dụng như một phương pháp chẩn đoán phân tích địa hình bề mặt cơ thể người Vân Moiré là tập hợp các vân giao thoa (cực đại và cực tiểu) do sự chồng chất của hai nguồn sáng kết hợp thể hiện sự phân biệt quang lộ tỷ lệ với độ cao khác nhau nơi chùm sáng chiếu tới [50] Có nhiều kỹ thuật để tạo vân Moiré như Shadow Moiré, Projection Moiré Trong đó, Shadow Moiré là kỹ thuật Moiré đầu tiên được sử dụng để đánh giá địa hình bề mặt cơ thể con người (Hình 2.17) Shadow Moiré sử dụng sự giao thoa giữa một cái lưới và bóng của nó được chiếu trên bề mặt Hình ảnh các vân giao thoa được thu bằng máy ảnh và đưa vào máy tính xử lý

Hình 2.17: Kỹ thuật Shadow Moiré [51]

Nguyên tắc chung của việc thu thập thông tin liên quan đến hình dạng của bề mặt với việc sử dụng kỹ thuật Moiré dựa trên phân tích hình ảnh của lưới tuyến tính (raster) bị dịch chuyển bằng phương tiện quang học lên bề mặt được kiểm tra [51] Một bệnh nhân bị vẹo cột sống có sự khác biệt đặc trưng giữa các vân của hai nửa cơ thể

Phương pháp đạc tam giác (triangulation)

Trong quét ảnh lập thể, việc lấy dữ liệu bề mặt lưng dựa vào phép đạc tam giác (Hình 2.18) Đây là một loại khảo sát bắt nguồn từ vị trí của hai điểm đã biết trước và dựa vào tính chất của một tam giác để suy ra vị trí của điểm thứ ba so với hai điểm ban đầu Ví dụ như trong Hình 2.19 tọa độ của điểm P sẽ được xác định nếu biết được vị trí của Q1, Q2 và giá trị các góc α1 và α2 Thông thường, các góc α1 và α2 được xác định bằng hình ảnh hoặc bằng kỹ thuật video Hai máy ảnh được sử dụng với các ống kính được đặt tại các điểm Q1 và Q2, thu được thông tin của P từ hai tấm phim tại điểm P1 và điểm P2 (Hình 2.18)

Hình 2.18: Nguyên lí phép đạc tam giác [44]

Hình 2.19: Nguyên tắc thiết lập phép đo [44]

Để áp dụng trong lĩnh vực y tế, việc thay thế máy ảnh bằng máy chiếu đã được thực hiện Ưu điểm của phương pháp này là chỉ cần ghi lại một bức hình để thực hiện các tính toán cần thiết (xem Hình 2.20) Bức hình thứ hai cung cấp thông tin giúp xác định tam giác được tạo ra bởi nguồn sáng từ máy chiếu Máy chiếu chiếu sáng lên bề mặt lưng bằng các mẫu sọc sáng, song song và cách xa đủ để thu nhận thông tin từ bề mặt lưng Hình ảnh của các dải sáng thu được trên bề mặt lưng sau đó được chia thành các điểm ảnh trên ma trận của bức hình đã được ghi lại Sự biến dạng của dải sáng chiếu được quan sát trong bức hình ghi lại, kết hợp với dữ liệu hiệu chuẩn từ máy chiếu, giúp tái tạo được 3D của bề mặt lưng Hiện nay, việc sử dụng máy chiếu kết hợp với máy ảnh là một đặc điểm phổ biến của các hệ thống thực tế Quá trình hiệu chuẩn của hệ thống này được xem là điều kiện tiên quyết để đảm bảo độ chính xác Việc hiệu chuẩn thường