專利名稱:一種新型的紋影儀的制作方法
一種新型的紋影儀(注“紋影儀”系“云紋攝影儀”的一種簡稱)，特別是醫(yī)學(xué)上用作早期確診青少年脊柱側(cè)彎和新生兒 關(guān)節(jié)脫位等能夠影響人體表面形狀變化的體內(nèi)骨骼、組織變形的紋影儀。
本實用新型涉及一種新型紋影儀，特別是醫(yī)學(xué)上不用X射線而用可見光進(jìn)行整形外科診斷的紋影儀，屬于醫(yī)用光學(xué)儀器，在光學(xué)儀器中屬于莫阿(Moire)技術(shù)儀器。
紋影儀設(shè)計的理論根據(jù)是云紋形貌術(shù)(Moire Topography)理論或云紋方法(Moire Method)理論，它是用普通點光源投影照射一個光柵，該光柵被用于面外云紋法測量，測量不在一個平面內(nèi)的物體表面形狀等高線，被觀測的人或物體位在光柵的一個通光面后，根據(jù)肉眼在適當(dāng)位置觀察到的等高云紋的形狀即可判斷被觀測物表面的幾何對稱性或形狀誤差，用普通照相方法在適當(dāng)位置拍攝記錄等高云紋圖，根據(jù)所拍相片即可定量計算被測物的形位誤差。
根據(jù)文獻(xiàn)檢索，國外文獻(xiàn)報導(dǎo)過一種與本實用新型同類型的儀器。(文獻(xiàn)stig Willner and Eva Willner“The Role of Moire Photography in Evaluating Minar Scoliotic Curves”Interna tional Orthopaedies(SICOT)NO.6 1982)文獻(xiàn)的標(biāo)題是“云紋攝影方法在估計輕度脊柱側(cè)彎中的作用?！蔽闹杏嘘P(guān)的內(nèi)容見原文第56頁中用鋼筆框出的段落。內(nèi)容如下「云紋裝置(圖2)由以下三部分組成
1.光柵用有機(jī)玻璃制成，柵線是印上去的豎直線，柵線的寬度和間隔相等，均為1mm。
2.光源是一個投影儀。
3.照相機(jī)系普通反光式照相機(jī)。
當(dāng)這三個部件相互間按已知距離安置時，就可確定光柵與等高線之間的距離」。
在這篇文獻(xiàn)所述的研究過程中，選擇了以下距離投影儀和照相機(jī)彼此相距70cm，它們與光柵相距170cm。因此，兩條相鄰等高線到柵屏的距離之差為0.5cm。(譯者注這幾個數(shù)據(jù)中的“170cm”有錯，經(jīng)過我們核算，應(yīng)為“175cm”，幾個數(shù)據(jù)才能吻合)。但以上結(jié)果僅限于距光柵最近的8cm范圍內(nèi)適用。
由于光柵的柵線是印上去的，因而其對比度受到一定的限制，同時，該儀器中的光柵不能繞垂直于其柵線的一條軸線自由轉(zhuǎn)動，被觀測者也不能在光柵的一個通光面下自由移動，因而其應(yīng)用范圍僅限于診斷脊柱側(cè)彎。
國內(nèi)有人研制過一種與本實用新型原理相同的儀器。〔文獻(xiàn)航空工業(yè)部第602研究所“ysyw602A影象云紋儀技術(shù)說明”(1983.7)，見附件〕該儀器由光柵裝置、照相設(shè)備、白光點光源裝置組成。但該儀器的光柵是用普通玻璃干版從模版上拷貝制成的。玻璃干版光柵具有容易破碎、難加工、不易做成與人體等大、流動性使用搬運不便等缺點。而且該儀器的對比度低，使用時一定要在被觀測人的被診斷部位涂以白色油彩并且使光柵按一定頻率沿垂直于柵線的一條軸線往復(fù)振動，才能使云紋達(dá)到必要的對比度，這給使用者帶來不便，并使該儀器僅限于測顏面部位的形狀。
本實用新型的任務(wù)是設(shè)計并制造一種紋影儀，該紋影儀，在光柵的制造方法、光柵的位置調(diào)整、照相和照明設(shè)備方面對已有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。其目的是設(shè)計并制造一種重量輕、易加工、不易破碎、成本低廉、黑白對比度近似等于1的可以直接用肉眼觀察云紋圖并可以直接照相記錄的光柵，同時，該紋影儀的光柵能夠自由升降，還能繞垂直于其柵線的一條軸線自由轉(zhuǎn)動，還許可被觀測者(被觀測物是人時)躺在病員車上，在光柵的一個通光面下，移動病員車來調(diào)整位置以獲得最佳云紋圖。
本儀器的結(jié)構(gòu)如圖1所示它由光柵裝置(1)、投影儀(2)、照相設(shè)備(3)三部分組成。光柵(11)用有機(jī)玻璃板制成，其厚度為5～6mm，柵線的截面形狀是矩形，其寬度為0.1mm～2.0mm，相鄰兩柵線的距離與柵線寬度相同，柵線的深度是0.5mm～1.0mm，柵線槽由機(jī)械加工制成，槽內(nèi)灌入黑色涂料，其黑度近似為絕對黑體，從而使光柵的黑白對比度近似為1。然后用酒精棉擦拭表面、用氧化鈰粉或牙膏加適量清水拋光表面，最后用清水沖洗之，拋光和沖洗都不應(yīng)使涂料脫落。用此法可以做成面積達(dá)2m×1m的光柵。空間頻率最高達(dá)10線對／mm。上述結(jié)構(gòu)的光柵導(dǎo)致整個紋影儀的結(jié)構(gòu)和操作簡化，不需要在被觀測者表面涂油彩，也不必采取任何機(jī)械的振動措施來提高云紋的對比度，就可以用肉眼觀察到清晰的云紋圖案，也可以用普通GB21°照相底片記錄被觀測物體表面等高云紋圖案。此外，在制造光柵(11)時，選正中一條槽先涂成比較醒目的顏色(例如白色或其它能夠與黑色明顯區(qū)分開來的顏色)，然后再將所有的槽(包括正中這條槽)全部涂成黑色。這樣，從光柵刻槽表面看，與普通光柵完全類似，但從未刻槽表面看，正中確有一條醒目的直線O－O，即為診斷時光柵對人體進(jìn)行對位的基準(zhǔn)線O－O。
見圖1，儀器安裝時，應(yīng)保證135幻燈機(jī)(21)發(fā)出的光束會聚點與照相機(jī)鏡頭(32)的中心點位于同一鉛垂面內(nèi)(這兩點的水平高度可以不同)，兩點之間沿水平方向的距離d＝70cm。光柵(11)的表面應(yīng)與此平面平行，柵線應(yīng)垂直于地面，并應(yīng)以未刻槽表面與此平面相對。此平面與光柵(11)刻有柵槽的表面之距離l＝175cm。如果光柵空間周期P＝2mm，則按公式ΔW＝lP／d計算，在上述條件下，肉眼在照相機(jī)鏡頭位置觀察的人或物體表面相鄰兩條等高線到光柵刻槽表面的距離之差ΔW＝5mm。
以上數(shù)據(jù)僅適用于作脊柱側(cè)彎檢查。對于其他用途，可以很方便地加以調(diào)整。例如作面部形位測量或診斷新生兒 關(guān)節(jié)脫位時，可換P＝1mm的光柵，如果d和l不變，則ΔW＝2.5mm。
作脊柱側(cè)彎檢查時，被檢查者以兩個肩胛骨和兩個臀部之間的凹線對準(zhǔn)光柵正中的基準(zhǔn)線(O－O)。然后調(diào)節(jié)光柵支架(13)和照相機(jī)三腳架(33)的高度，使被檢查者整個軀干背面(包括臀部)全部被光柵表面復(fù)蓋，并使照相機(jī)鏡頭對準(zhǔn)光柵正中央，即可拍攝云紋照片。如果不需要拍照，則可用肉眼通過相機(jī)鏡頭或在鏡頭上方直接觀察云紋圖案。如果觀察到的云紋圖案左右兩側(cè)對稱，如圖3所示，則被檢查者脊柱正常。如果不對稱，如圖2所示，則可根據(jù)不對稱的類型和程度判斷脊柱側(cè)彎的類型和程度。
光柵支架(13)可以用兩個三角架改裝而成，也可以是專門設(shè)計制造的支架。但均應(yīng)保證支架中與金屬框架(12)相連接的水平桿(14)距地面的高度最低可達(dá)900mm。此高度可在400mm范圍內(nèi)任意升降，并能固定在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)任一高度上(例如可在支架上配置搖動手柄，通過傘齒輪和螺紋傳動，并附加鎖定裝置)。還應(yīng)保證水平桿(14)可以繞軸線自由轉(zhuǎn)動，并能固定在任一位置(例如可使水平桿(14)與支架上的一個滑動軸套相連，并附加鎖定裝置)。此外，還應(yīng)保證兩個支架(13)在地面的支撐點之間最小間距＞650mm。因為普通病員車寬度約為600mm，高度約為850mm，人體(包括新生兒和成年人)軀干部分厚度一般約在50mm～300mm之間，所以按上述數(shù)據(jù)設(shè)計制造的光柵支架(13)既可以保證病員車能夠在兩個支狹之間自由進(jìn)退，同時可以保證光柵刻槽表面能與臥在病員車上的被檢查者體表輕輕接觸。
用于檢查不能站立者或新生兒時，應(yīng)先轉(zhuǎn)動水平桿(14)，帶動光柵繞垂直于其柵線的一條軸線轉(zhuǎn)動一定角度(例如90°)，使光柵刻槽面向下，并固定之。然后將病員車推入兩個支架(13)之間，再調(diào)節(jié)支架高度，使光柵刻槽面與被檢查部位的最凸點輕輕接觸，并固定之，最后調(diào)節(jié)幻燈機(jī)和照相機(jī)的位置和高度，使之滿足上述的條件，即可用肉眼觀察云紋或拍照。
投影儀(2)的結(jié)構(gòu)是采用135幻燈機(jī)(21)組裝在三腳支架(22)，135幻燈機(jī)的結(jié)構(gòu)是將24伏150瓦溴鎢燈(211)(燈絲截面積2×1mm2)置于拋物面反射鏡(212)焦點上，溴鎢燈(211)發(fā)出的光經(jīng)反射后形成平行光束，再經(jīng)一個組合透鏡(213)會聚成一個點光源，在觀察和拍攝云紋圖時作光源使用，使照明面積與診斷面積匹配，而且在進(jìn)一步分析病情時可以作為幻燈機(jī)使用，只要將拍攝好的135底片置于幻燈機(jī)中，投影到白色屏幕或墻壁上即可觀察到清晰的放大圖案。
本儀器的照相設(shè)備(3)是采用普通135照相機(jī)機(jī)身(31)配裝以焦距距f′＝90mm的照相機(jī)鏡頭(32)裝在三腳架(33)上構(gòu)成。這樣組組成的照相設(shè)備可以使需要拍攝的云紋圖案占據(jù)135底片幅面的85％以上，這就提高了底片幅面的利用率，(原來所拍圖案只能占據(jù)135底片幅面的1／3)此鏡頭亦可用來放大所拍攝的診斷底片，作為放大機(jī)鏡頭用。
操作決竅攝影調(diào)焦不在光柵面上，使光柵的基柵紋不能清晰成象，而莫阿條紋依然清晰可見，這一點也是本儀器的特征之一。
使用本儀器對一千多名青少年的實際觀測中取得了十分良好的結(jié)果。這些結(jié)果和用X射線法取得的診斷基本一致，圖2(表示脊柱有側(cè)彎)，圖3(表示正常)是實拍的云紋圖。
權(quán)利要求
1.一種紋影儀由光柵裝置(1)，投影儀(2)，照相設(shè)備(3)組成，其特征在于(a)有一個有機(jī)玻璃光柵(11)，其柵線截面形狀是矩形，柵線寬度為0.1mm～2.0mm，柵線的深度是0.5mm～1.0mm，灌入柵線槽中的是一種黑色涂料。(b)由溴鎢燈(211)、拋物面反射鏡(212)、組合透鏡(213)組成的135幻燈機(jī)(21)，(c)照相設(shè)備(3)是用135照相機(jī)機(jī)身(31)，和焦距為f′=90mm的鏡頭(32)，(d)有二個可調(diào)節(jié)的支架(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的紋影儀，其特征在于光柵中含有診斷時對人體進(jìn)行對位的基準(zhǔn)線0－0。
專利摘要
一種新型的紋影儀，屬于醫(yī)用光學(xué)儀器；在光學(xué)儀器中屬于莫阿技術(shù)儀器。它由光柵裝置、照象設(shè)備、投影儀三個部分組成。該儀器的主要技術(shù)特征在于它配備了一個柵線截面形狀是矩形的光柵。該儀器用于在可見光下作整形外科診斷，被觀測者不需在診斷表面涂油彩?？芍苯佑^看云紋圖或拍照。
文檔編號A61B1/04GK85203469SQ85203469
公開日1986年11月19日 申請日期1985年8月21日
發(fā)明者嚴(yán)柏生, 哈流柱, 趙達(dá)尊, 房倫光, 張邦添, 馬承宣 申請人:北京工業(yè)學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan