62 ELEKTRO 8-9/2013 inovace, technologie, projekty Bezkontaktní měření objemu těla Moderní optoelektronické metody jsou v současnosti nezbytnou součástí mnoha au-tomatických bezkontaktních testerů a prů-myslových robotů. Na vývojovém pracovišti, které se podílí na vývoji speciálních optoe-lektronických metod zejména pro průmys-lová zařízení firem situovaných ve Vědecko-technologickém parku Ostrava, byla realizo-vána myšlenka využít dosavadní zkušenosti s optoelektronickými metodami v průmys-lu ke konstrukci unikátního přístroje na mě-ření povrchu lidského těla. Povrch lidského těla se měří bezkontaktním a neinvazivním způsobem pomocí nově vyvinutého skeneru s pracovním označením BS04 (obr. 1). Pří-stroj byl vyvinut firmou Kimix pro výzkumný úkol společnosti Deona Medi, s. r. o. Společ-nost Deona Medi se kromě výroby kompre-sivních zdravotních pomůcek rovněž podílí, ve spolupráci s lékařskými pracovišti, na vý-voji nových měřicích metod.Metoda měření je založena na měření obvodů jednotlivých částí (řezů) měřeného objektu. Bezkontaktní metoda vylučuje zá-sahy člověka a umožňuje výpočet objemu jednotlivých částí lidského těla. Měření opa-kované vždy ve stejných výškách měřeného objektu (osoby) dovoluje porovnat hodnoty zjištěné s odstupem např. týdnů a vizualizo-vat trend vývoje objemu.Při vlastním měření je měřená osoba na speciální podložce uvnitř přístroje, kte-rý za použití přesných a synchronizova-ných mechanismů, laserů a kamer vytvoří během jednotek sekund prostorovou mapu povrchu lidského těla (obr. 2). Z vytvořené mapy je možné ihned vyčíst obvody a plo-chy vybraných řezů a porovnat je v přehled-né grafické podobě s dříve pořízenými údaji. Přístroj tak terapeutovi pomáhá zjistit dél-kové i objemové změny, které jsou ovliv-ňovány léčebnými metodami nebo nemocí a jsou dosavadním způsobem měření nebo pozorováním velmi obtížně zjistitelné. Vý-znamnou vlastností přístroje je autokalib-rační mechanismus, který prostřednictvím vloženého kalibračního normálu zkontroluje přesnost vlastního měření, popř. po servis-ním zásahu do přístroje umožní jeho auto-matickou korekci.Vzhledem ke schopnostem skeneru mě-řit objem jedince jako soubor jednotlivých částí těla, jeví se toto jako základ měře-ní indexu BVI (Body Volume Index, index objemu těla), lépe vypovídajícího než in-dex BMI (Body Mass Index). Index BMI je založen na měření celkové hmotnosti bez ohledu na umístění ve hmotě a má počátek již v roce 1830, kdy byly měřitelné pouze délkové a váhové míry. Index BVI zahrnuje vztah mezi celkovou hmotností a jejím roz-ložením v rámci jednotlivých částí těla. Ne-dávné studie ukázaly některá omezení využi-telnosti BMI jako indikátoru individuálního zdravotního rizika.Nejistoty měření skeneru byly vyhodno-ceny ve spolupráci s Katedrou kybernetiky a biomedicínského inženýrství VŠB – Tech-nické univerzity Ostrava. Měření proběhlo na referenčním objektu tvaru válce. Rozmě-ry válce byly změřeny certifikovaným eta-lonem délky č. 1791/04 a byl zjištěn obvod válce ve výškách 10 až 500 mm s krokem 10 mm. Skenerem BS04 byl 50krát mě-řen obvod referenčního objektu ve výškách 10 až 500 mm s krokem 10 mm. Pro kaž-dou výšku bylo uskutečněno dvacet opako-vání měření obvodu referenčního válce. Cel-kem tedy bylo vyhodnocováno 50 × 20 údajů z měření. Byla provedena explorační analý-za a byly vyhodnoceny nejistoty měření pro každou měřenou výšku. Následně byla vy-brána výška 50 mm jako výsledek s nejhor-ší nejistotou a tento výsledek je dále podrob-něji prezentován. Pro výšku válce 50 mm byl vypočítán nejlepší odhad obvodu 707,75 mm. Byla vyhodnocena standardní nejistota typu A uA(x) ≈ 0,099 mm. V případě standardní nejistoty typu B byl uvažován pouze model uvažující známé hranice zdroje v závislosti na deklarované rozliši-telnosti měření v rozsa-hu ± 1 mm; jde o proto-typ, tudíž potřebná do-kumentace, certifikáty či další materiály, které reflektují zdroje nejistot pro kalkulaci standardní nejistoty typu B, neby-ly k dispozici. Byla vy-hodnocena standardní nejistota typu B uB(x) ≈ 0,577 mm a kombi-novaná nejistota uC(x) ≈ 0,586 mm. Výsledek obvodu válce ve výšce 50 mm s rozšířenou ne-jistotou při konfidenční úrovni p = 0,950 a rov-noměrném rozdělení je (707,75 ± 0,96) mm. Výsledek obvodu vál-ce s rozšířenou nejistotou při konfidenční úrovni p = 0,997 a rovnoměrném rozdělení je (707,75 ± 1,01) mm.Na základě vyhodnocení nejistot měření skenerem BS04 lze konstatovat, že je vhod-ný k měření lidského těla, zejména za úče-lem sledování změn obvodů v konstantních výškách a srovnání objemů jednotlivých čás-tí v časové křivce. Z pohledu klinického po-užití v antropometrii lze konstatovat, že tato metoda měření je v současné době jedno-značně nejpřesnější a je možné ji doporučit do klinické praxe.S Ing. Milan Kičmer, Kimix,Ing. Vladimír Stančík, MUDr Peter Polievka, MBA, DEONA MEDI, s. r. o., doc. Ing. Petr Bilík, Ph.D., Ing. Petr Vojčiňák, VŠB-TU Ostrava, FEI Obr. 1. Celkový pohled na skener Obr. 2. Pohled shora 2× bodové světlo, svítí do dlaní pacienta 4× kamera, snímá pozici pacienta, vytvoří předběžný snímek 4× konzole, na ně jsou navěšeny kamery, lasery, svítidla; pro dosažení potřebné přesnosti měření jsou kladeny velké požadavky na zpracování 4× laser, provádí vlastní přesné měření LED žárovky na podlaze jsou nutné ke kalibraci přístroje