Як правило, об’єкти біологічного походження, що експериментально досліджуються (кістки з модельованими переломами, засоби фіксації переломів та ін.), мають достатньо складну форму, а переміщення окремих точок відбуваються в різних напрямах. Визначення переміщень сукупності точок цих об’єктів за допомогою звичайних технічних засобів (механічні індикатори переміщень, штангенциркулі, мікрометри тощо), а також оптичними методами (інструментальні мікроскопи, катетометри) в ряді випадків є практично неможливим. Застосування сучасної цифрової фото- та відеотехніки в біомеханічних дослідженнях – найбільш придатний та універсальний спосіб вирішення багатьох технічних задач реєстрації переміщень і деформацій анатомічних об’єктів під дією навантажень.

Суть способу. Вимірювання включає: 1) закріплення на робочому столі випробувальної машини пошкодженої кістки з системою фіксації перелому та реперними елементами, попередньо розміщеними на відламках; 2) фотографування ненавантаженого об’єкту та об’єкту, що підданий навантаженням, без зміни положення закріпленої частини об’єкту та фотографуючого пристрою; 3) обробку фотознімків за допомогою цифрових способів.

Метод вимірювання переміщень відламків кістки в експерименті за допомогою цифрової фотозйомки відрізняється від відомих тим, що при цьому способі можливо визначити переміщення будь-якої вибраної точки перелому за результатами вимірювань переміщень 3-х реперних елементів, один з яких розміщений на закріпленій (нерухомій) частини кістки, інші два – на рухомій частині кістки, до якої прикладається навантаження.

Виміри здійснюються таким чином: на предметному столі випробувальної машини закріплюють досліджуваний зразок з попередньо встановленими на ньому реперними елементами (рис. 1).

На одному рівні з реперними елементами розміщують калібровану плитку. Об’єкт фотографують і надалі це зображення використовують як контрольний недеформований зразок. Досліджуваний зразок фотографують в деформованому стані під дією навантаження.

Вимірювання переміщень в пікселях проводять за допомогою програмного забезпечення для обробки цифрових зображень. Вимірювальну рамку наводять на середину реперних елементів, і отримують переміщення в пікселях.

Розрахунок переміщень проводять таким чином: 1) визначають масштабний коефіцієнт (на екрані дисплея вимірюють висоту плитки на фотознімку в пікселях; визначають кількість міліметрів в одному пікселі, тобто масштабний коефіцієнт); 2) при різних навантаженнях вимірюють взаємні зміщення реперних точок у пікселях і переводять значення в міліметри; 3) за результатами вимірювання переміщень окремих точок об’єкту розраховують величини їх взаємних переміщень.

Щоб знайти переміщення будь-якої точки перелому під дією навантаження, розглядатимемо обидві частини кістки як абсолютно тверді (їх деформації нехтовно малі у порівнянні з величиною взаємного зміщення в переломі).

Оскільки в довільній точці D  репер не встановлений, то її координати після зміщення в системі, пов’язаній з точкою 1, знайдемо аналітично, розглядаючи цю точку як третю вершину жорсткого трикутника 2*4*D*  за відомими координатами двох інших вершин 2* і 4*.

Послідовність дій така.

1) Позначаємо в переламі точку, переміщення якої нас цікавить

2) Способом, описаним вище, знаходимо координати точок 1, 2, 4 і D: X1, Y1; X2, Y2; X4, Y4; XD, YD .

3) Знаходимо довжини сторін 2-D і 4-D трикутника 2-4-D за відомими довжинами їх проекцій на осі X і Y:

4) Навантажуємо зразок силою Р. При цьому вільна частина кістки зміщується відносно зафіксованої.

5) Заходимо координати точок 2* і 4*: X2*, Y2*; X4*, Y4*.

6) Знаходимо координати точки D* як третьої вершини трикутника
2*-4*-D* з умови, що довжини сторін трикутника при навантажуванні не змінюються:

Координати точок підставляємо з урахуванням їх знака, розглядаючи систему координат X і Y з початком в точці 1 як праву.

Ми отримали систему квадратних рівнянь відносно координат точки D*. Розв’язком даної системи буде дві групи коренів (XD*, YD*)₁ і (XD*, YD*)₂. Приймаємо ті значення, які не суперечать реальному положенню точки D* відносно точок 2* і 4*.

Висновки. Попередня оцінка точності вимірювання запропонованим способом показала, що похибка вимірювання переміщень не перевищує 0.02 мм/піксель, що достатньо для проведення вимірювань анатомічних об’єктів при біомеханічних дослідженнях систем остеосинтезу кінцівок людини.