DE29810514U1

DE29810514U1 - Vorrichtung zur orthopädischen Fußvermessung

Info

Publication number: DE29810514U1
Application number: DE29810514U
Authority: DE
Original assignee: SCHELCHEN GmbH
Current assignee: SCHELCHEN GmbH
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2008-06-05

Description

Scheichen GmbH 04. Juni 1998

15711 Zeesen

PED48.G3

Vorrichtung zur orthopädischen Fußvermessung

10 Seiten Beschreibung

4 Seiten mit 10 Ansprüchen

1 Seite Zusammenfassung

3 Seiten Zeichnungen

PED48.G3 - 2 -

Be s ehreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum orthopädischen Vermessen eines Fußes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um eine Schuheinlage herzustellen, muß die Auflagefläche der Fußsohle ermittelt werden, um Rückschlüsse auf die mögliche Druckverteilung innerhalb des Fußgewölbes ziehen zu können.

Es ist bekannt, Fußabdrücke von Patienten zum Zwecke der Anfertigung einer Schuheinlage mittels eines Scanners herzustellen, wobei der zu vermessende Fuß unter Belastung durch das Körpergewicht auf einer ebenen Fläche abgestellt wird.

Zur Unterstützung der Aussagefähigkeit des durch den Scanner erstellten Bildes, in welchem die lokale Position der belasteten Flächen, die Größe bzw. Form der flächigen Auflage der Fußsohle sowie die Helligkeits- bzw. Kontrastverteilung zwischen einzelnen Auflageflächen festgehalten ist, wird parallel eine Ermittlung des Druckes zwischen Fußsohle und Auflagefläche an ausgewählten Stellen des Fußes vorgenommen.

Die vorstehend genannte Art der Fußvermessung weist den Nachteil auf, daß der Zusammenhang zwischen der bildlichen Darstellung und den tatsächlich vorliegenden Druckverhältnissen im Fußgewölbe nur qualitativ ermittelbar und somit eine optimal angepaßte Schuheinlage nur nach mehreren Nachanpassungen herstellbar ist.

PED48.G3 - 3 -

Das Herstellen einer optimal angepaßten Schuheinlage mit den bekannten Mitteln ist wegen des Fehlens des genauen quantitaven Zusammenhangs zwischen der Bilddarstellung und den tatsächlichen Druckverhältnissen mit relativ großem Zeitaufwand und mit den daraus resultierenden Unbequemlichkeiten für den Patienten verbunden.

Ausgehend von den Mangeln des Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit welcher auf einfachere Weise aus einer durch Scannen erzeugten bildlichen Darstellung der lokale Position der belasteten Flächen, der Größe bzw. Form der flächigen Auflage der Fußsohle sowie die Helligkeits- bzw. Kontrastverteilung zwischen einzelnen Auflageflächen eine an die Druckverteilung im Fußgewölbe eines durch das menschliche Gewicht belasteten Fußes die optimal angepaßte Schuheinlage zur Prophylaxe oder Therapie von Fußbeschwerden erforderlichen Genauigkeit ermittelt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des An-Spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß zwischen der lokalen Position und der Größe bzw. Form der flächigen Auflage der Fußsohle eines sich auf einer ebenen Fläche abstützender Fußes sowie der Helligkeits- bzw. Kontrastverteilung auf dieser bildlichen Darstellung eine direkte Proportionalität zur Druckverteilung im Fußgewölbe besteht.

Erfindungsgemäß wird die quantitative Beziehung zwischen der bildlichen Darstellung der lokalen Position sowie der Umrißlinien der Auflageflächen und den tatsächlich vorhan-

PED48.G3 - 4 -

denen Druckverhältnissen im Fußgewölbe durch Vergleich eines aktuellen, durch einen Scanner erzeugten Bildes mit einer Vielzahl von aus einem externen Speicher abrufbaren Referenzbildern ermittelt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur orthopädischen Fußvermessung ist erfindungsgemäß eine elektronische Einrichtung vorgesehen, in welcher das von einem Scanner aufgezeichnete Bild mit einer Vielzahl von Referenzbildern im Hinblick auf die Übereinstimmung der lokalen Position und der Größe der Auflageflächen sowie der Kontrast- bzw. Helligkeitsverteilung zwischen den Auflageflächen verglichen wird.

Die Referenzbilder werden aus einem ersten Speichermittel, welches bevorzugt als ROM ausgebildet ist, bereitsgestellt. Zur seriellen Bildausgabe aus dem ersten Speichermittel ist ein Multiplexer vorgesehen.

In einem zweiten, bevorzugt als speicherplatzadressierbare Datenbank ausgebildeten, Speichermittel sind jedem Referenzbild die Daten der Druckverteilung im Quer- und Längsgewölbe des Fußes sowie die jeweils dazugehörige dreidimensionale Form einer aus einem Einlagen-Grundkörper und einer Pelotte gebildeten Schuheinlage als Datensatz abrufbar zugeordnet. Somit kann bei Vorliegen des aktuellen Scannerbildes die dazugehörige Form der Schuheinlage sofort festgelegt werden.

Der Einlagen-Grundkörper der Schuheinlage dient zur Anpassung an unterschiedliche Ausbildungsformen des Längsgewölbes des menschlichen Fußes. Durch verschiedenartig geformten Pelotten ist die Schuheinlage zur Unterstützung der un-

PED48.G3 - 5 -

terschiedlichen Ausbildungsformen des menschlichen Fußquergewölbes optimal anpaßbar.

Die Entlastung des Fußquergewölbes durch die Pelotte erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine Druckverteilung.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zum orthopädischen Vermessen eines menschlichen Fußes zwecks optimaler Anpassung einer Schuheinlage zur Prophylaxe oder Therapie von Fußbeschwerden einen Flachbett-Scanner zur Aufnahme des Bildes der Fußsohle eines durch das menschliche Gewicht belasteten Fußes auf, in welchem die lokale Position der belasteten Flächen sowie die Größe bzw. Form der flächigen Auflage der Fußsohle dargestellt sind.

Das durch den Flachbett-Scanner aufgezeichnete Bild enthält gleichzeitig eine von der anatomisch bedingten Druckverteilung im Fußgewölbe abhängige Kontrast- bzw. Helligkeitsverteilung, welche die dreidimensionale Form der Pelotte der Schuheinlage maßgeblich bestimmt.

Durch überlagerte maßstabsgerechte Einblendung eines ausgewählten Grundkörpers in räumlich unterschiedlicher Zuordnung einer ebenfalls ausgewählten Pelotte, lassen sich Fußabbildung und deren Druckstellen zur Deckung bringen, um auf diese Weise eine Auswahl- und Zusainmenfügungsanweisung der Elemente für eine individuell angepaßte orthopädische Einlage zu erhalten.

Entsprechend einer Variante der Erfindung weist die Vorrichtung eine Datenbank auf, welche als Auswahlmatrix-Speicher ausgebildet ist.

PED48.G3 - 6 -

Entsprechend einer günstigen Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung zur Fußvermessung einen Flachbett-Farbscanner auf.

Die Verwendung eines Flachbett-Scanners zur Vermessung eines menschlichen Fußes weist den wesentlichen Vorteil auf, daß die patientenspezifischen Meßwerte als elektronische Daten vorliegen und somit auf einfache Weise datentechnisch weiterverarbeitet werden können.

Dadurch ergibt eine bequeme Verwaltung der Patientendaten, so daß beispielsweise in kurzer Zeit Datenvergleiche von aktuellen Meßdaten mit Referenzdaten von den verschiedensten Schuheinlagen-Modellen aus einer Datenbank durchführbar sind, um aus einem Schuheinlagen-System mit verschiedenen Einlagengrundkörpern und unterschiedlichsten Pelotten die Einzelelemente für eine optimale Schuheinlage auswählen zu können.

Andererseits kann durch Vergleich von zu verschiedenen, in größeren Abständen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ermittelten Daten der Fußvermessung der Heilungsprozeß des Patienten mühelos rechnergestützt überwacht werden.

Bezüglich des zugrundeliegenden Systems von Elementen zur Erzeugung von individuellen Fußeinlagen wird auf die entsprchende gleichzeitig eingereichte Gebrauchsmusteranmeldung derselben Anmelderin verwiesen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

PED48.G3 - 7 -

Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Blockschaltbildes,

Figuren 2 und 3 verschiedene Bilder mit der lokalen Position, der Form und/oder Größe von Auflageflächen sowie der Kontrast- bzw. Helligkeitsverteilung zwischen verschiedenen Auflageflächen der Sohle eines durch das menschliche Gewicht belasteten Fußes sowie

Figuren 4, 5 und 6 ein Einlagen-Grundkörper und Pelotten für eine entsprechend der Bilder gemäß Figur 2 und 3 herzustellenden Schuheinlage in Draufsicht.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum orthopädischen Fußvermessen weist einen Flachbett-Farbscanner 2 auf, mit dem eine Bildaufzeichnung der Auflagefläche (vergleiche die Positionen 20 und 30 in den Figuren 2 und 3) der Sohle eines belasteten menschlichen Fußes 3 vorgenommen wird.

Die Bilddaten 2.1 der aktuellen Messung werden in einem Pufferspeicher 4 zwischengespeichert und als Bildsignal 4.1 auf den Eingang eines Vergleicher-Einheit 5 geschaltet.

Die für den Vergleich mit den Bilddaten 2.1 bzw. 4.1 des aktuellen Bildes erforderlichen Bilddaten 6.1 werden durch einen Bildvariantenspeicher 6 bereitgestellt und - durch einen Multiplexer 7 gesteuert - auswählbar auf den Eingang der Vergleicher-Einheit 5 geschaltet. Auf diese Weise erfolgt die Auswahl und räumliche Zuordnung der in das Bild der Fußdarstellung einzublendenen bzw. mit dieser zu überlagernden Elemente.

Das Ausgangssignal 5.1 der Vergleicher-Einheit 5 bildet ein Eingangssignal des UND-Gliedes 8, welches die als Auswahl-

PED48.G3 - 8 -

matrix-Speicher 6 ausgebildete Datenbank nur dann aktiviert, wenn mit den Referenzbild-Daten 6.1 auch das entsprechende Adressensignal 6.2 bereitgestellt wird.

Das Ausgangssignal 8.1 des UND-Gliedes 8 aktiviert die als Auswahlmatrix ausgebildete Datenbank 9, so daß der Datensatz 9.1 des über das Adressensignal 6.2 angewählten Speicherplatzes der Datenbank ausgelesen wird und auf einem Display 10 zur Anzeige gebracht werden kann.

Die Anzeige auf dem Display 10 enthält eine bildliche Darstellung der optimal angepaßten Schuheinlage sowie die Bezeichnung des Einlagengrundkörpers und die der mit diesem zu kombinierenden Pelotte(n) und deren räumlicher Zuordnung, welche als Einzelteile eines Bausatzes (vergleiche die Figuren 4, 5, 6) verfügbar sind.

Die Aktivierung des Flachbett-Farbscanner 2, der Speicher 4 und 6, der Vergleicher-Einheit 5 und des Multiplexers 7 erfolgt über ein, mit einer programmierbaren Steuerung ausgerüstetes, Bedienteil 11. Die entsprechenden Steuerleitungen sind mit 11.1 bis 11.5 bezeichnet.

In den Figuren 2 und 3 sind die von einem Flachbett-Farbscanner (vergleiche die Position 2 in Figur 1) aufgezeichneten Bilder mit einer Darstellung der lokale Position der belasteten Flächen, der Größe bzw. Form der flächigen Auflage 20, 30 der Fußsohle sowie die Helligkeits- bzw. Kontrastverteilung zwischen einzelnen Äuflageflächen gezeigt.

Die Bilddarstellung zeigt qualitativ die Druckverhältnisse im Fußgewölbe eines durch das menschliche Gewicht belasteten Fußes an, welches durch eine optimal angepaßte Schu-

PED48.G3 - 9 -

heinlage zur Prophylaxe oder Therapie von Fußbeschwerden entlastet werden soll.

Figur 2 zeigt das Bild der flächigen Auflage eines sogenannten kontrakten Spreizfußes 20, in Figur 3 ist die flächige Auflage eines weichen Spreizfußes dargestellt.

Während die Auflagebereiche der Ferse 20.1 bzw. 30.1 und die Auflagebereiche des Fußlängsgewölbes 20.7 bzw. 30.5 im wesentlichen gleichartig ausgebildet sind, zeigen sich deutliche Unterschiede bei dem in Abschnitte 20.2, 20.3, 20.4 gegliederten Auflagebereich des Fußquergewölbes bei dem kontrakten Spreizfuß und dem Auflagebereich 30.2 des Fußquergewölbes bei einem weichen Spreizfuß.

Ebenso sind Kontrast- und/oder Helligkeitsunterschiede in den Übergangsbereichen 20.8 bzw. 30.6 zwischen den fersenseitigen und im Bereich des Fußquergewölbes vorhandenen Auflageflächen und Unterschiede in der Position der Auflageflächen 20.5, 20.6 bzw. 30.3, 30.4 im jeweiligen Zehenbereich erkennbar.

Mit der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung lassen sich die Darstellungen gemäß den Figuren 2 und 3 einerseits und gemäß der Figuren 4 bis 6 andererseits auswählbar überlagern, so daß die geeigneten Kombinationen von Grundkörpern und Pelotten auswahl- und überlagerbar sind. Durch räumliche Überlagerung des Fußprofils mit Grundkörpern unterschiedlicher Größen in übereinstimmendem Maßstab ist ein geeigneter Grundkörper auswähl- und mit unterschiedlichen Pelotten kombinierbar. Die Pelotten lassen sich in der Überlagerung verschieben, so daß sie mit den Druckbereichen der Fußabildungen zur Deckung bringbar sind. Auf diese Wei-

PED48.G3 -10-

se lassen sich (gegebenenfalls auch automatisiert) Pelotten und Grundkörper-Kombinationen finden, welche in geeigneter räumlicher Zuordnung zusammengefügt die individualisiert gefertigte Einlage bilden. Zur Orientierung wird eine entsprechende Darstellung auf dem Display 10 dargestellt oder auf einem entsprechenden Drucker ausgedruckt.

Bereits die Auswertung dieser beiden Beispiele zeigt die enorme Vielzahl von anatomischen Möglichkeiten der Fußausbildung, welche durch einen elektronischen Vergleich der Bilder von Auflagebereichen der Fußsohle ermittelte, optimal angepaßte Fußeinlage prophylaktisch oder therapeutisch behandelbar sind.

Die in den Figuren 4, 5 und 6 in Ansicht von oben gezeigten Einzelteile 40, 50, 60 bilden Elemente eines vielteiligen Bausatzes, aus welchem entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs der Daten des aktuellen Scanner-Bildes mit den aus dem Bildvarianten-Speicher (vergleiche die Position 6 in Figur 1) abgerufenen Daten von Referenzbildern der zur Herstellung einer optimal angepaßten Schuheinlage erforderliehe Einlagen-Grundkörper 40 zur Stabilisierung des Fußlängsgewölbes und die dazugehörigen Spreizfuß-Pelotten 50, 60 zum Entlasten des Fußquergewölbes entnommen und entsprechend der durch den Vergleich ermittelten anatomischen Verhältnisse kombiniert werden können.

Die Kombination des Einlagen-Grundkörpers 40 mit der Pelotte 50 führt zu einer Schuheinlage für den Spreizfuß, dessen Fußsohlenauflagefläche in Figur 2 dargestellt ist. Eine Kombination des Einlagen-Grundkörper 40 mit der Pelotte 60 ist für eine Schuheinlage für einen weichen Spreizfuß, des-

PED48.G3 -Ilsen Fußsohlenauflagefläche in Figur 3 dargestellt ist, vorgesehen.

Die Ausformungen des Einlagen-Grundkörpers 40 bzw. an den Pelotten 50 und 60 sind mit 40.1, 40.2, 50.1, 60.1 bezeichnet.

Der Einlagen-Grundkörper 40 und die Pelotten 50, 60 sind aus einem verwringungselastischen Werkstoff gefertigt.

Besonders günstig für die weitere Verarbeitung bei der Herstellung einer Schuheinlage sind aus einem thermoplastischein Kunststoff gefertigte Einlagen-Grundkörper und Pelotten, wobei die Befestigung einer Pelotten an dem Einlagengrundkörper durch Kleben erfolgt.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie-Ie. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims

PED48.G3 - 12 - Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von anatomisch individuell angepaßten orhopädisch geformten Schuheinlagen, mit einer Bildabtast-Einheit (2) zur Ermittlung eines die lokale Position, die Form und/oder Größe der Auflageflächen (20.1 bis 20.6, 30.1 bis 30.4) und/oder die Kontrast- bzw. Helligkeitsverteilung zwischen verschiedenen Auflageflächen (20.1 bis 20.6, 30.1 bis 30.4) der Sohle eines durch das menschliche Gewicht belasteten Fußes (3) entsprechenden Bildes (20, 30),

gekennzeichnet: durch,

eine Anzahl von Einlagen-Grundkörpern zur Anpassung an unterschiedliche Formen des Fußlängsgewölbes,

verschiedene unterschiedlich geformte Pelotten zur Anpassung an unterschiedliche Formen des Fußquergewölbes,
und/oder

verschiedene unterschiedlich geformte Stützen für das
innere Längs- und das vordere Quergewölbe,

die eine derartige gegenseitige Formanpassung aufweisen,
daß sie jeweils in unterschiedlicher Kombination und relativer
gegenseitiger Positionierung zu anatomisch individuell
angepaßten Schuheinlagen verbindbar sind,

erste Speichermittel (6) für die Bereitstellung von Daten zur Erzeugung von überlagerten Referenzbildarstellungen von ausgewählten der

- Anzahl von Einlagen-Grundkörpern zur Anpassung an unterschiedliche
Formen des Fußlängsgewölbes,

PED48.G3 - 13 -

der verschiedenen unterschiedlich geformte Pelotten
zur Anpassung an unterschiedliche Formen des Fußquergewölbes,
und/oder

der verschiedenen unterschiedlich geformten Stützen
für das innere Längs- und das vordere Quergewölbe,

jeweils einschließlich von jeweils einem Referenzbild zugeordneten, diese individualisierenden und deren räumliche
Positionierung wiedergebenden Datensätzen für den Vergleich und

- ein zweites Speichermittel (9), zum Festhalten der ausgewählten Datensätze und den räumlichen Zuordnungsdaten aus welchem ein Datensatz auslesbar ist, der die ausgewählte Kombination und räumliche Zuordnung der ausgewählten Grundkörper, Pelotten und Quergewölbe bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Speichermittel (9) zusätzlich jeweils ein einem Referenzbild zugeordnetes, dreimensionales Modell einer Schuheinlage auslesbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildabtast-Einheit als elektronischer Flachbettscanner (2) ausgebildet ist, auf dessen Aufnahmeebene der zu vermessende Fuß (3) gewichtsbelastet gestellt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Vorsehen eines Farbscanners.

PED48.G3 - 14 -

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitstellung der Referenzbilder (20, 30) von Auflageflächen (20.1 bis 20.6, 30.1 bis 30.4) einer Fußsohle ein durch einen Multiplexer (7) gesteuerter Bildvarianten-Speicher (6) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildvarianten-Speicher als ROM (6) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Speichermittel eine Datenbank bildet, welche als speicherplatzadressierbare Auswahlmatrix (9) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswahlmatrix (9) jeder Bildadresse des Bildvarianten-Speichers (6) ein Speicherplatz mit einem Datensatz (10) für die dreidimensionale Form einer Schuheinlage zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalausgang des multiplexergesteuerten Bildvariantenspeichers (6) und der Signalausgang der Bildabtasteinheit (2) auf den Eingang einer Vergleicher-Einheit (5) geschaltet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch durch ein Bedienteil (11) mit einer

PED48.G3 - 15 -

Programmsteuerung zum Koordinieren der Funktion des Flachbettscanners (2), des Speichermittels (6) und der Vergleicher-Einheit (5) .