Методы непосредственного измерения углов на теле (гониометрия). Еще в 1894 г. Крылов предложил для изучения позы школьников за партами и искривлений позвоночника у детей прибор — школьно-гигиенический гониометр, состоящий из двух брусочков и транспортира с отвесом. Брусочки прикладывались не к определенным точкам, а ко всем плоскостям спины, что снижало точность измерений.
Моллизоном был предложен так называемый приставной гониометр с отвесом в виде стрелки, который насаживается на малый скользящий циркуль (В. В. Бунак, 1941). Этот прибор был применен для измерений углов на черепе.
Позднее В. В. Бунак использовал гониометр Моллизона для измерения углов наклона таза. Для этого гониометр насаживался на линейку большого толстотного циркуля. Угол наклона таза определялся при измерении передне-заднего диаметра таза в вертикальном положении.
Для измерений амплитуд движений в суставах конечностей были предложены различные угломеры (например, угломер на шарнире, угломер с выдвижными браншами, дисковый угломер и др.). Предложенный В. А. Гамбурцевым (1935, 1956) циркуль-гониометр выгодно отличается от своих предшественников тем, что здесь гониометр (сконструированный по принципу гониометра Моллизона) составляет единое целое с длинным скользящим циркулем, соединяясь с ним при помощи шарнирного соединения. Это дает возможность измерять углы наклона непосредственно на туловище (в частности, на позвоночнике) и конечностях в различных положениях и в различных плоскостях, измерять самые разнообразные изгибы (кривизны) позвоночника, углов наклона таза, амплитуды движений крупных и мелких суставов конечностей, суставов позвоночника и т. д. В последние годы циркуль-гониометр был усовершенствован, в 1961 г. был пущен в серийное производство.
При помощи гониометрического метода легко осуществляется комплексное измерение кривизн и движений позвоночника, углов наклона таза, что достигается с большими трудностями при других методах исследования. Необходимо отметить простоту, точность и универсальность гониометрического метода. Это делает возможным его применение при массовых исследованиях; с его помощью измеряют углы непосредственно на теле. При использовании же других методов исследования (например, методов, дающих линейные единицы, методов графического воспроизведения форм тела, рентгено-кимографического и фотографического методов) в конечном итоге дело также нередко сводится к нахождению углов, характеризующих, например, изгибы позвоночника. Однако в этом случае метод исследования является очень трудоемким и требует часто сложных вычислений. Вычисления же отдельных гониометрических показателей очень просты и доступны широкому кругу врачей и средних медицинских работников.
Штангенциркуль гониометра Гамбурцева состоит из штанги с прикрепленной перпендикулярно к ее концу ножкой: другая ножка прикреплена к скользящей по штанге рамке. На штанге нанесены миллиметровые деления, на рамке имеется риска, служащая для отсчетов. Со стороны, противоположной ножкам штангенциркуля, при помощи шарнирного соединения прикрепляется гониометр, который может быть поставлен в различных плоскостях (в сагиттальной и фронтальной) по отношению к штанге. Гониометр (рис. 2) состоит из основания, круглого корпуса со шкалой и стрелки-отвеса, свободно вращающейся на оси. Нулевое деление шкалы помещается сверху. Вправо и влево от нулевого деления нанесены деления от 1 до 180°. Всего по шкале гониометра нанесено 360 делений (180° вправо и 180° влево). Точность измерений 0,5°. Благодаря своей более тяжелой нижней части стрелка гониометра всегда устанавливается в вертикальном положении и показывает по шкале угол наклона измеряемого объекта к вертикали (или горизонтали) в градусах.
Рис. 2. Скользящий циркуль-гониометр Гамбурцева.
Для измерений в сагиттальной плоскости (сагиттальных кривизн позвоночника — кифозов и лордозов, амплитуд сгибания и разгибания позвоночника и др.) гониометр устанавливают на шарнире в одной плоскости с ножками циркуля. Для измерения концы ножек приставляют к определенным опознавательным анатомическим точкам на теле и по стрелке гониометра определяют угол наклона линии, проходящей через эти точки, к вертикали.
Для измерений во фронтальной плоскости (сколиозов, амплитуд фронтальных движений позвоночника и др.) гониометр устанавливают на шарнире в плоскости, перпендикулярной основным ножкам циркуля. Измеряют угол наклона линии, соединяющей данные анатомические точки, к вертикали во фронтальной плоскости.
Измерение в горизонтальной плоскости (поворот туловища вправо и влево) может быть произведено при помощи специального приспособления (нити с грузом, прикрепленной к стрелке гониометра). К концам ножек штангенциркуля при помощи винтов могут быть прикреплены дугообразно изогнутые ножки (дужки), при помощи которых можно производить измерения углов наклона таза, ребер и т. д.
Гониометр может быть применен также для измерений амплитуд движений крупных и мелких суставов конечностей, деформаций конечностей и др.
Кроме угловых размеров, при помощи штангенциркуля могут производиться также измерения отдельных длиннотных и широтных диаметров, сегментов тела, а также тех или других расстояний.
Гониометр может быть скомбинирован также с большим толстотным циркулем (рис. 3). К линейке толстотного циркуля (до 60 см) у винта прикрепляется шарнирное соединение, на вал которого насаживается гониометр. Дугообразно изогнутые ножки можно снимать и заменять прямыми. В таком виде этот прибор может действовать как комбинированный циркуль-гониометр (толстотный и скользящий).
Рис. 3. Большой толстотный циркуль-гониометр.
Толстотный циркуль-гониометр служит для одновременного измерения диаметров тела и углов их наклона, (например, для измерения диаметров таза и углов его наклона). Он может быть применен и для измерения углов наклона ребер и их дыхательных экскурсий. Прямыми ножками могут быть измерены кривизны позвоночника и его подвижность.
Кроме вышеуказанных, были сконструированы для измерения углов на теле также и другие типы гониометров. Так, прибор Малиновской для измерения угла наклона таза состоит из тазомера с одной прямой и другой изогнутой ножкой. У основания прямой ножки укреплен гониометр. Измерение угла наклона таза может быть произведено в лежачем положении обследуемого. Для этого пуговку прямой ножки ставят на остистый отросток у поясничного позвонка, а пуговку изогнутой ножки приставляют к лобковой точке.
Для измерений контрактур и амплитуд движений в суставах конечностей часто применяют угломеры на шарнире, с выдвижными браншами, дисковый и др. Угломер на шарнире состоит из двух линеек длиной до 70 см, соединенных шарниром. На небольшом расстоянии от вершины укреплена градуированная дуга. Этот прибор не дает достаточно точных данных. Ошибка может достигать 5°. Угломер с выдвижными браншами отличается от предыдущего тем, что имеет выдвижные бранши, позволяющие производить более точные измерения углов. При измерении амплитуд движений угломерами центр прибора устанавливают на сустав, а бранши располагают вдоль сегментов, угол между которыми надо определить. Вычисляется угол между двумя браншами по градуированной дуге. Данные измерений, произведенных этими угломерами, значительно менее точны, чем полученные с помощью гониометров. Кроме того, обычные угломеры не дают возможности производить все необходимые измерения, особенно движений в мелких суставах.
Недавно С. Н. Формозовым и Б. В. Сермеевым был сконструирован маятниковый дистанционный электрогониометр, позволяющий измерять амплитуды движений в суставах конечностей и позвоночника на расстоянии при движениях тела. Этот прибор был применен Р. А. Беловым (1967) при изучении активной и пассивной подвижности в суставах у девочек школьного возраста в г. Горьком.