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DE4402562A1 - Meßgerät zur Abtastung und Erfassung einer Körperkontur - Google Patents

Meßgerät zur Abtastung und Erfassung einer Körperkontur

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Publication number
DE4402562A1
DE4402562A1 DE19944402562 DE4402562A DE4402562A1 DE 4402562 A1 DE4402562 A1 DE 4402562A1 DE 19944402562 DE19944402562 DE 19944402562 DE 4402562 A DE4402562 A DE 4402562A DE 4402562 A1 DE4402562 A1 DE 4402562A1
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DE
Germany
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transducer
measuring device
angle
measuring
contour
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19944402562
Other languages
English (en)
Inventor
Nikola Dr Rer Nat Seichert
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Priority to DE19944402562 priority Critical patent/DE4402562A1/de
Publication of DE4402562A1 publication Critical patent/DE4402562A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1077Measuring of profiles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures

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Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Abtastung und Erfassung einer Körperkontur, insbesondere Rückenkontur eines Menschen mit einem Wegmeßaufnehmer und -wandler, der einen vom Meßgerät gegenüber der abgetasteten Kör­ perkontur zurückgelegten Weg mißt und diesen in ein elektrisches Wegsignal umsetzt,
einem Winkelmeßaufnehmer und -wandler, der jeweilige vom Meßgerät während des beim Abtasten zurückgelegten Weges eingenommenen Winkelstellungen gegenüber der Ver­ tikalen mißt und in ein entsprechendes elektrisches Winkelsignal umsetzt,
einem den Wegmeßaufnehmer und -wandler und den Winkel­ meßaufnehmer und -wandler gemeinsam so halternden Rah­ men, Gehäuse od. dgl., daß durch das Meßgerät zu jedem Wegesignal während des bei der Abtastung zurückgelegten Weges ein dazu korreliertes Winkelsignal erzeugbar ist, und
einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung, die die Wegsignale und die Winkelsignale empfängt und daraus eine graphische Darstellung der zu erfassenden Körper­ kontur erzeugt.
Ein solches Meßgerät ist aus der WO 90/09145 bekannt.
Aus dem Allgemeinmediziner, Orthopäden, Sportmediziner, Ärzte für physikalische und rehabilitative Medizin und dergleichen Personen umfassenden Kreis wurde immer wie­ der der Wunsch nach einem leicht zu bedienenden und klare und anschauliche Meßergebnisse liefernden Meßge­ rät zur Aufnahme der Rückenkontur, insbesondere der Kontur der Wirbelsäule, von Patienten geäußert, welches immer noch in Gebrauch befindliche einfache mechanische Instrumente, wie Winkelmesser oder Rückenwaage erset­ zen kann.
Eine objektive Messung und eine graphisch-numerische Auswertung insbesondere der sagittalen Rückenform bei stehenden und sitzenden Patienten mit Rückenschmerzen und/oder Wirbelsäulenverkrümmungen sowie auch bei ge­ sunden Personen ist eine der wesentlichen Grundlagen der Erkennung und Behandlung vorhandener oder drohender Haltungsanomalien. Die Rückenkontur in der sagittalen Ebene kann Krümmungen im Sinne eines Buckels, Kyphose genannt und/oder eines Hohlkreuzes, Lordose genannt, sowie eine Abweichung von der aufrechten Haltung auf­ weisen. Gebräuchlich sind Messungen der Rückenkontur von der maximalen Vorbeugung (Anteflexion/Inklination) bis zur maximalen Zurücklehnung (Retroflexion/Reklination). Auch sind davon abweichende Haltungen bei der Messung der Rückenkontur häufig er­ forderlich, z. B. Messungen am sitzenden oder liegenden Patienten.
Die am meisten üblichen Messungen der Rückenkontur und die dabei auftretenden Probleme werden nachstehend an­ hand der schematischen Zeichnungsfiguren 1 bis 4 kurz erläutert. Zunächst veranschaulichen die Fig. 1A und 1B ein Meßverfahren zur Aufnahme einer Rückenkontur s in der Sagittalebene bei aufrechtstehendem Patienten. Die Vertikale ist durch den Pfeil L gekennzeichnet. Ein Meßaufnehmer 10 fährt abtastend entlang der Kontur s. Aufgenommen wird erstens die vom Meßaufnehmer 10 gefah­ renen Bahn und zweitens der in jedem Punkt der Bahn zur Vertikalen L vom Meßaufnehmer 10 eingenommene Winkel a1. Während in Fig. 1A die Sagittalebene parallel zur Papieroberfläche liegt, steht sie in Fig. 1B senkrecht dazu. Die Rückenkontur s fällt deshalb in Fig. 1B mit der Vertikalen L zusammen. Wünschenswert ist, daß die vom Meßaufnehmer 10 erzeugten Winkel- und Wegmeßinfor­ mationen invariant gegenüber frontalen Abweichungen der Patientenstellung von der Vertikalen L und gegenüber Winkelabweichungen der Lage des Meßaufnehmers 10 wäh­ rend seiner Bahn entlang der Kontur s sind, wie dies durch den Winkelbereich ±β angedeutet ist.
Die Fig. 2A und 2B zeigen schematisch die Aufnahme der Rückenkontur s in der Sagittalebene bei liegender oder gebeugter Stellung eines Patienten. Der Pfeil L gibt wieder die Vertikalrichtung an. Erneut sollen vom Meß­ aufnehmer 10, während dieser entlang der Rückenkontur s fährt, Winkelmeß- und Wegmeßinformationen so erzeugt werden, daß die Rückenkontur s in der liegenden oder gebeugten Stellung des Patienten aufgenommen werden kann. Die eine Querschnittsdarstellung durch den Pati­ entenkörper, d. h. eine zur Sagittalebene senkrecht ste­ hende Ebene zeigende Fig. 2B veranschaulicht, daß bei der Bewegung des Meßaufnehmers 10 längs der Rückenkon­ tur s auftretende Winkeländerungen ±γ gegenüber der Horizontalen H, die durch den Doppelpfeil angegeben sind, keine Änderungen der vom Meßaufnehmer erzeugten Weg- und Winkelmeßdaten erzeugen sollen, d. h. daß auch in dieser liegenden Stellung des Patienten eine Unem­ pfindlichkeit des Meßaufnehmers 10 gegenüber solchen Winkeländerungen ±γ wünschenswert ist.
Der Zweck der in den Fig. 1A, 1B, 2A und 2B schematisch dargestellten Messungen ist die Aufnahme von Verände­ rungen der Wirbelsäule in der Sagittalebene, insbeson­ dere zur Erkennung von Lordose und Kyphose zur Becken­ stellung, d. h. Kippung bzw. Aufrichtung sowie zur Er­ kennung von Abweichungen von der aufrechten Haltung, d. h. Inklination. Dagegen stellt Fig. 3 ein Verfahren zur Erkennung von Abweichungen der Kontur der Wirbel­ säule in der Frontalebene dar, wobei die Kontur in die­ ser Ebene in Fig. 3 mit 1 bezeichnet ist. Skoliotische Veränderungen der Kontur 1 der Wirbelsäule werden durch einen Meßaufnehmer 11, der in zwei unterschiedlichen Positionen 11, 11′ dargestellt ist, wieder durch ent­ sprechende Weg- und Winkelmeßdaten erhalten, wobei der Meßbereich beim Abtasten der skoliotisch gekrümmten Wirbelsäule mit ± angegeben ist. Dabei sollten die er­ zeugten Meßwerte invariant gegenüber einer Verdrehung des Meßaufnehmers 11 um eine zur Frontallebene senk­ rechte Achse sein.
Fig. 4 schließlich, die schematisch eine Querschnitts­ darstellung durch einen Patientenkörper im Bereich der Wirbelsäule darstellt, faßt die anhand der Fig. 1A, 1B, 2A und 2B einerseits dargestellte Messung der sagitta­ len Kontur s sowie andererseits die Messung der fronta­ len Abweichung 1 gemäß Fig. 3 zusammen. Die Vertikale L bzw. die Horizontale H steht senkrecht zur Papierebene und ist in Fig. 4 als Punkt zu erkennen. Fig. 4 ver­ deutlicht, daß das Meßgerät bevorzugt zu Konturmessun­ gen in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen ein­ gerichtet sein sollte, die durch die Achsen 1 und s ge­ kennzeichnet sind und sich gegenüber allen anderen Ebe­ nen invariant verhalten muß.
Um die oben anhand der Fig. 1 bis 2 beschriebenen Meß­ verfahren ausführen zu können, weist das aus der WO 90/09145 bekannte Meßgerät eine Laufrolle, Walze oder ein Laufrad mit einem Getriebe zur Übertragung einer der Bewegung des Fahrwerks entsprechenden Drehbewegung auf, die ihrerseits mit einem Weg-Meßwertaufnehmer in Verbindung stehen. Die Übertragung der Bewegung des Fahrwerks zum Wegmeßwertaufnehmer kann zu unerwünschten Ungenauigkeiten führen. Außerdem ist bei einer zur Mes­ sung von frontalen Krümmungen geeigneten Ausführung des bekannten Meßgeräts die dazu vorgesehene Rädermechanik kompliziert, unhandlich und kann bei der Bewegung auf der Haut des Patienten zu unerwünschten und eventuell schmerzhaften Druckreizen führen. Der starke Anpreß­ druck beeinflußt die Messung auch insofern, als er die Haltung des Patienten verändern kann. Ein über eine Lotpendeleinrichtung verstellbares Winkelmeßgerät oder ein Neigungsmesser weist eine winkelcodierte Scheibe mit optoelektronischer Abtastung auf, die zusammen mit der Lotpendeleinrichtung je nach Lage oder Stellung des Patienten umgestellt und kalibriert werden muß. Diese beim bekannten Gerät notwendige Justierung und Kali­ brierung erweist sich besonders dort als nachteilig, wo schnell aufeinanderfolgende Meßreihen jeweils am ste­ henden und am liegenden bzw. gebeugten Patienten durch­ geführt werden müssen. Die untersuchende Person, z. B. der Arzt, muß die Umstellung der Lage der Winkelmeßvor­ richtung am Meßaufnehmer selbst und die Kalibrierung an der damit verbundenen Verarbeitungsvorrichtung vorneh­ men. Diese Verrichtungen erfordern Zeit und stellen au­ ßerdem die Quelle für mögliche Fehler dar.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Abtastung und Erfassung einer Körper­ kontur, insbesondere Rückenkontur eines Menschen so zu ermöglichen, daß eine Erfassung, Auswertung und graphische Darstellung der Rückenkontur in mindestens zwei unterschiedlichen Patientenstellungen, ins­ besondere stehend und liegend oder gebeugt, ohne Ju­ stierung und Kalibrierung durchgeführt werden können. Dabei soll insbesondere die Handhabbarkeit des Meßge­ räts gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden.
In bevorzugter Ausgestaltung soll das erfindungsgemäße Meßgerät ohne Umstellung und Kalibrierung auch zur Auf­ nahme der frontalen Rückenkontur fähig sein.
Der Hauptteil der Aufgabe wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, daß der Winkelmeßaufnehmer und -wandler 17 ein bezüglich einer ersten Gehäuseachse gehäusefest aufgehängtes Lotpendel 34 aufweist, welches bezüglich einer zweiten, dazu senkrechten Gehäuseachse frei drehbar angeordnet und am Aufhängepunkt des Lotpendels drehfest mit dem Winkelmeßaufnehmer und -wandler so verbunden ist, daß letzter Winkeländerungen des Meßgerätes gegenüber der Vertikalen in zwei verschiedenen, im wesentlichen aufeinander senkrecht stehenden Meßstellungen des Meßgerätes (stehend/liegend) in einem mindestens 270°, bevorzugt aber mehr als 340° umfassenden Winkelmeßbereich ohne Justierung und Kali­ brierung erfaßt.
Somit ist es ein wesentlicher Vorteil, daß das erfin­ dungsgemäße Meßgerät in zwei im wesentlichen aufeinan­ der senkrecht stehenden Meßlagen, d. h. z. B. bei stehen­ dem und liegendem oder gebeugtem Patienten eingesetzt werden kann, ohne daß irgendwelche Einstellungen oder Kalibrierungen nötig sind.
Bevorzugt weist der Wegmeßaufnehmer und -wandler ein einziges, beim Abtasten bewegtes Element zur Erfassung einer Bahnkurve in einer gedachten Ebene auf. Das be­ wegte Element des Wegmeßaufnehmers und -wandlers be­ steht im einfachsten Fall aus einer Radscheibe, die um eine gehäusefest gelagerte Achse drehbar ist und die um eine bestimmte Tiefe gegenüber einer parallel zum Rüc­ ken führbaren Lauffläche herausragt.
Die Drehung der Radscheibe kann auf irgendeine bekannte Weise, bevorzugt durch eine von Schlitzen in der Rad­ scheibe intermittierend unterbrochene Lichtschranke photoelektrisch in elektrische Impulse umgesetzt wer­ den.
Bei einer vielseitigeren Ausführungsform ist das be­ wegte Element des Wegmeßaufnehmers und -wandlers eine im Gehäuse in allen Richtungen frei drehbar gelagerte Rollkugel. Diese nach Art eines "Trackballs" in einer Computermaus gelagerte Rollkugel kann mit einer zweck­ mäßig ausgestalteten Abtastung ihrer Drehposition, bei­ spielsweise durch eine magnetische oder optoelektroni­ sche Abtastung, eine dreidimensional gekrümmte Rücken­ kontur abtasten, d. h., daß das so bevorzugt ausgestal­ tete Meßgerät zur Meßaufnahme aller anhand der Fig. 1 bis 4 exemplifizierten Konturen in einem einzigen Ab­ tastgang fähig ist und demnach Krümmungen in der Sagit­ tal- und Frontalebene gleichzeitig erfassen kann. Der im Umgang mit einer Computermaus Erfahrene weiß, daß das von der Computermaus abgegebene Signal nach seiner Verarbeitung im Computer invariant gegenüber einer Ver­ drehung des Mausgehäuses bei ansonsten stillstehender Rollkugel ist. Somit erfüllt eine solche Rollkugel in idealer Weise die zuvor anhand der Fig. 3 und 4 be­ schriebenen Invarianzforderungen.
Als Winkelgeber wird bevorzugt ein Drehpotentiometer vorgeschlagen, mit dessen frei drehbarer Achse das Lot­ pendel an seinem Aufhängepunkt im wesentlichen starr verbunden ist und das mindestens um den dem Winkel des Winkelmeßbereichs entsprechende Winkelausschlag des Lotpendels in der durch die beiden aufeinander senk­ recht stehenden Meßstellungen des Meßgeräts gebildeten Ebene verdrehbar ist. Solche als Winkelgeber einsetz­ bare Drehpotentiometer sind verhältnismäßig billig, klein und robust und benötigen im Prinzip keine Kali­ brierung ihrer Anfangsstellung.
In der bevorzugten Ausführungsform weist das genannte Drehpotentiometer eine lineare Widerstandsbahn auf, durch die der Winkelmeßaufnehmer und -wandler eine zur Winkeländerung des Lotpendels direkt proportionale Spannungsänderung erzeugen kann.
Bevorzugt ist das den Wegmeßaufnehmer und -wandler und den Winkelmeßaufnehmer und -wandler halternde Gehäuse klein und handlich, etwa handtellergroß ausgebildet, so daß es zur Abtastung der Körperkontur von Hand in ähn­ licher Weise wie eine Computermaus geführt werden kann.
Um eine korrekte Parallelführung des Geräts gegenüber der die zu erfassende Kontur bedeckenden Hautoberfläche zu erleichtern, weist das handgeführte Meßgerät bevor­ zugt eine Führungsvorrichtung auf, die in vorteilhafter Weiterbildung mit einer Abtastvorrichtung gekoppelt sein kann, die ein die Parallelführung gegenüber der Hautoberfläche oder eine Abweichung davon angebendes elektrisches Signal erzeugt.
Bevorzugt kann die Abtastvorrichtung einen an seinem einen Ende an einem Gleitschuh befestigten Stift auf­ weisen, welcher mit seinem anderen Ende mit einer im Gehäuse befestigten Lageerfassungsvorrichtung verbunden ist, die zur Erzeugung des die Parallelführung des Meß­ geräts gegenüber der Hautoberfläche oder eine Abwei­ chung von dieser Parallelführung angebenden elektri­ schen Signals eingerichtet ist. Dabei fluchtet die Gleitfläche das Gleitschuhs im wesentlichen mit der pe­ ripheren Fläche der Rollkugel bzw. der Radscheibe.
Bevorzugt registriert die Abtastvorrichtung zusätzlich zur Parallelführung auch noch den korrekten Anpreßdruck der Rückenmaus auf der Haut. Dies kann bevorzugt so er­ reicht werden, daß sowohl die Radscheibe bzw. die Roll­ kugel als auch der Gleitschuh mit einem einfachen Druckaufnehmer gekoppelt sind, wie z. B. einem Dehnungs­ meßstreifen. Die Differenz der beiden Drucksignale ist eine Abweichung von der Parallelführung proportional. Ein Summensignal ist proportional dem Anpreßdruck.
Das Verlassen bestimmter Toleranzbereiche für Diffe­ renz- und Summensignal kann bevorzugt durch ein akku­ stisches und/oder optisches Warnsignal angezeigt wer­ den.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Meßgeräts werden durch die nachstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der zugehörigen Zeich­ nungsfiguren verdeutlicht. In den Zeichnungsfiguren zeigen:
Die Fig. 1 bis 4 die bereits erläuterten grundle­ genden Meßverfahren zur Aufnahme der Rückenkontur und deren Probleme;
Fig. 5 schematisch ein Blockschaltbild einer er­ sten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßge­ räts;
Fig. 6 schematisch das als Winkelmeßaufnehmer und -wandler bevorzugte Drehpotentiometer in Verbin­ dung mit einem mit dessen Drehachse verbundenen Lotpendel;
Fig. 7 einen Wegmeßaufnehmer und -wandler in Form einer Radscheibe in Verbindung mit einer Licht­ schrankeneinheit;
Fig. 8 schematisch eine weitere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Meßgeräts;
die Fig. 9 bis 11 beispielhafte Meßergebnisse, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät aufge­ nommen wurden;
die Fig. 12a bis 12c zusammengenommen ein Flußdia­ gramm eines Programmoduls "Hauptprogramm", das ein beispielhaftes Betriebssystem für eine benutzer­ geführte Messung und Auswertung mit Hilfe des er­ findungsgemäßen Meßgeräts ermöglicht; und
Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Programmoduls "Meßprogramm" zur Steuerung und Kontrolle des ei­ gentlichen Meßvorgangs.
Gemäß Fig. 5, die eine erste Ausführungsart eines er­ findungsgemäßen Meßgeräts zeigt, sind innerhalb eines Gehäuses 12 eines Meßaufnehmers 10 (nachfolgend "Rückenmaus" genannt) ein mit einem Laufrad oder einer Rollkugel 15 verbundener Wegmeßaufnehmer und -wandler 18 und ein als Drehpotentiometer mit Lotpendel ausge­ führter Winkelmeßaufnehmer und -wandler 17 unterge­ bracht. Die Rückenmaus 10 weist ferner zwei Funktions­ tasten 16, 16′ und eine eine Parallelführung gegenüber einer Hautoberfläche 18 erleichternde Führungsvorrich­ tung in Form eines Gleitschuhs 13 sowie einen Kabelan­ schluß 14 auf. Die Rückenmaus 10 ist über ein dünnes, flexibles und mehrere Meter langes Kabel 19 über einen Analog/Digitalwandler 23 mit einer elektronischen Ver­ arbeitungseinrichtung 20 (PC) verbunden. Die elektroni­ sche Verarbeitungseinrichtung 20 weist einen Mikropro­ zessor 21 herkömmlicher Bauart auf. Mit dem Mikropro­ zessor 21 sind über eine E/A-Schnittstelle 27 ein Moni­ tor 26, eine Tastatur 24 und ein Drucker 28 verbunden. Ferner kann mit dem Mikroprozessor 21 über einen Digi­ tal/Analogwandler 25 eine analoge Anzeige- und/oder Aufzeichnungsvorrichtung 22 verbunden sein. Die im Mi­ kroprozessor 21 implementierte elektronische Verarbei­ tungseinrichtung enthält Meßdatenauswertungs- und Be­ nutzerführungsdaten und Programme, die weiter unten an­ hand der in den Fig. 12a, 12b, 12c und 13 darge­ stellten Flußdiagramme beschrieben werden.
Die elektronische Verarbeitungseinrichtung ist bevor­ zugt ein handelsüblicher, zweckmäßig programmierter PC.
Aufnahme der sagittalen Rückenkontur
Für die Aufnahmen der sagittalen Rückenkontur, wie sie anhand der Fig. 1a, 1b und 2a, 2b veranschaulicht wur­ den, wird mit der Rückenmaus 10, nachdem der Patient die gewünschte Haltung eingenommen hat, der Rücken von oberhalb der Dornfortsätze bis hinunter zum Kreuzbein abgefahren. Anfangs- und Endpunkt der Messung können dabei willkürlich gewählt werden. Bei entsprechender Fragestellung ist es genauso gut möglich, kürzere oder längere Abschnitte der Wirbelsäule, insbesondere ein­ schl. der Halswirbelsäule, zu vermessen.
Bei diesem Abtastvorgang führt der Arzt die Rückenmaus 10 frei in der Hand, möglichst parallel zur Hautober­ fläche, wobei eine Radscheibe 15 auf der Haut abrollt. Der Gleitschuh 13 erleichtert die Parallelführung der Rückenmaus 10 entlang der Hautoberfläche. Die Rad­ scheibe 15 ragt um eine kleine Distanz (Tiefe) d gegen­ über der Gleitfläche des Gleitschuhs 13 heraus, so daß die Gleitfläche des Gleitschuhs 13 auch sicherstellt, daß der Anpreßdruck der Radscheibe 15 auf der Hautober­ fläche 18 nicht zu hoch ist. Die Distanz (d) kann be­ vorzugt eingestellt werden, oder das Laufrad insgesamt durch ein solches mit anderem Durchmesser ausgewechselt werden.
Bei athletisch gebauten Menschen kann beiderseits der Rückenkontur ein Muskelwulst vorhanden sein. Anderer­ seits können bei besonders schlanken Menschen die Dorn­ fortsätze der Rückenkontur stark ausgeprägt sein. Damit trotzdem Vermessungen der Rückenkontur mit Hilfe der Rückenmaus sowohl bei besonders athletischen als auch besonders schlanken Menschen genau ausführbar sind, ist der Gleitschuh bzw. dessen Gleitfläche bevorzugt aus­ wechselbar. Bei athletischen Menschen kann die Gleit­ fläche in Führungsrichtung der Rückenmaus konvex ausgebildet sein, während sie bei besonders schlanken Menschen konkav geformt sein kann und dadurch die Führung erleichtert. Normalerweise ist die Gleitfläche des Gleitschuhs jedoch eben.
Zur Sicherstellung der korrekten Parallelführung als auch des korrekten Anpreßdrucks ist sowohl die Rad­ scheibe als auch der Gleitschuh mit einem einfachen Druckaufnehmer gekoppelt. Die Differenz der beiden Drucksignale ist eine Abweichung von der Parallelfüh­ rung proportional; das Summensignal ist proportional dem Anpreßdruck. Das Verlassen bestimmter Toleranzbe­ reiche für Differenz- und Summensignal kann bevorzugt durch akkustische und/oder optische Warnsignale ange­ zeigt werden.
Die Fig. 6a und 6b zeigen jeweils in Drauf- und Seiten­ ansicht schematisch ein als Winkelmeßaufnehmer und -wandler 17 in der Rückenmaus 10 eingesetztes Drehpoten­ tiometer 30, wobei mit dessen Drehachse 32 ein Lotpen­ del 34 verbunden ist, das in der in Fig. 6a gezeigten Ebene ausgelenkt werden kann. Der Verdrehbereich des Drehpotentiometers kann 360° und mehr betragen. Der Winkelmeßbereich des Winkelmeßaufnehmers und -wandlers beträgt mindestens 270°, bevorzugt aber mehr als 340°. Das in den Fig. 6a und 6b gezeigte Drehpotentiometer 30 weist eine lineare Widerstandsbahn auf, die über den genannten Winkelmeßbereich ausgeführt sind. Dabei kann diese Widerstandsbahn ein elektrisches Spannungssignal liefern, dessen Spannungsänderung direkt proportional zur Winkeländerung des Lotpendels ist. Ein mit der Widerstandsbahn fest verbundenes Potentiometer 30 ist seinerseits fest mit dem Gehäuse 12 der Computermaus 10 verbunden. Die Achse 32 des Drehpotentiometers 30 ist frei mit der Verstellung des Lotpendels 34 verdrehbar. Das Lotpendel 34 besteht aus einer mit der Potentiometerachse 32 fest verbundenen Pendelstange 35 und einer mit der Pendelstange 35 fest verbundenen schweren Masse 36, die entsprechend der Physik des Lotpendels während jeder Messung senkrecht nach unten hängt und somit die Vertikalrichtung angibt.
Die Dämpfung der Potentiometerachse stellt einen Kompromiß zwischen hoher Winkelauflösung einerseits und Nachschwingen des Pendels bei Lageänderungen andererseits dar. Bei schwach gedämpfter Achse erhält man gute Winkelauflösung und geringe Hysterese; das ausgeprägte Nachschwingen des Lotpendels nach Winkeländerung verhindert jedoch zuverlässige Meßwerte.
Eine stark gedämpfte Achse unterdrückt zwar Überschwin­ ger, bewirkt jedoch andererseits eine reduzierte Win­ kelauflösung bzw. verstärkt die Hysterese.
In der Praxis hat sich eine Dämpfung der Potentiometer­ achse entsprechend einer Winkelauflösung von ± 1° be­ währt; diese Auflösung genügt den medizinischen Ansprü­ chen, und das gedämpfte Überschwingverhalten erlaubt eine zuverlässige Messung.
Es ist unmittelbar einleuchtend, daß die gewählte An­ ordnung des Winkelmeßaufnehmers und -wandlers im we­ sentlichen invariant ist gegenüber Verdrehungen der Rückenmaus, die keine Winkelverstellungen der Potentio­ meterachse 32 bewirken.
Die Winkelmeßaufnehmer und -wandlerschaltung erzeugt eine Analogspannung zwischen 0 und 3 V entsprechend dem vom Drehpotentiometer 30 angenommenen Widerstand. Die Analogspannung wird als analoger Meßwert über die Verbindungsleitung 19 und den Analog/Digitalwandler 23 zum Mikroprozessor 21 geleitet. Dieser erzeugt aus den digitalisierten Spannungswerten entsprechende Winkelwerte im Bogenmaß und in Winkelgraden. Die erforderlichen Umrechnungsfaktoren bestimmt das Programm automatisch anhand von systemspezifischen Einstellwerten, die mit einem Kalibrierunterprogramm sehr einfach (beliebig oft, aber mindestens einmal bei Installation des Systems) erstellt werden.
Fig. 7 zeigt schematisch eine als Wegmeßaufnehmer und -wandler 17 dienende Radscheibe 40, die in der Nähe ih­ rer peripheren Oberfläche 45, die bei der Messung auf der Hautoberfläche abrollt, gleich beabstandete, ra­ diale und lichtdurchlässige Schlitze 44 aufweist, die einen von einer Lichtschrankeneinheit 46 erzeugten Lichtstrahl bei der Drehung der Radscheibe 40 intermit­ tierend unterbrechen. Je geringer der Winkelabstand der Schlitze 44 der Radscheibe 40, desto höher ist die Weg­ auflösung des Wegmeßaufnehmers und -wandlers. Die Lichtschrankeneinheit 46 enthält in bekannter Weise eine einen Lichtstrahl erzeugende Leuchtdiode sowie eine Photodiode oder einen Phototransistor, die die bei der Drehung des Rads 40 durch die Schlitze 44 intermit­ tierend erzeugten Lichtimpulse empfängt und daraus ein die Weginformation angebendes elektrisches Signal er­ zeugt.
Der Gleitschuh 13 kann im einfachsten Fall fest am Ge­ häuse 12 der Rückenmaus 10 befestigt sein. Alternativ kann er auswechselbar befestigt sein.
Auch kann er federnd am Gehäuse 12 der Rückenmaus 10 so gelagert sein, daß eine mit dem Gleitschuh 13 über ein Verbindungsglied verbundene Parallelführungs- Abtastvorrichtung (nicht gezeigt) ein elektrisches Signal erzeugen kann, das eine korrekte Parallelführung der Rückenmaus 10 oder eine Abweichung davon angibt und das zum Beispiel zur Erzeugung eines akustischen oder optischen Warnsignals bei inkorrekter Parallelführung dienen kann.
Bei einer verbesserten Ausführungsart können die Rad­ scheibe und der Gleitschuh mit den erwähnten Druckauf­ nehmern gekoppelt sein, um ein akkustische und/oder op­ tisches Warnsignal anzuzeigen, daß das Verlassen be­ stimmter Toleranzbereiche signalisiert.
Das mit dieser einfachen Ausführung der Rückenmaus 10 arbeitende Meßgerät ist zur Aufnahme der sagittalen Rückenkontur bei stehendem und liegendem oder gebeugtem Patienten bestens geeignet. Die Rückenmaus 10 ist dabei invariant gegenüber den in Fig. 1b veranschaulichten Verdrehungen ±β, weil das an der Achse 32 des Potentio­ meters 30 befestigte Lotpendel 34 nur in der vorgegebe­ nen, in Fig. 6a zu erkennenden Ebene ausgelenkt werden kann. Ferner kann die Rückenmaus 10 zur Aufnahme der sagittalen Rückenkontur in liegender oder gebeugter Stellung des Patienten (Fig. 2a und 2b) ohne Justierung und Kalibrierung um etwa 90° gedreht verwendet werden, weil das Drehpotentiometer 30 den zuvor erwähnten großen Winkelmeßbereich von mindestens 270° ermöglicht. Eine Kalibrierung ist dabei wenigstens einmal bei Installation des Systems nötig. Zu Beginn der Messung wird eine erste Meßtaste 16 der Rückenmaus 10 gedrückt. Von diesem Zeitpunkt an wird mit dem ersten, von der die Radscheibe 40 abtastenden Lichtschranke 46 gelieferten elektrischen Impuls der von der Rückenmaus 10 beim Abtasten der Rückenkontur zurückgelegte Weg durch Zählen der durch die Lichtschranke erzeugten Impulse erfaßt und in Wegeinheiten umgerechnet. Dabei kann eine Auflösung von ± 3 mm oder darunter erreicht werden, die einer Impulsperiode von der Lichtschrankeneinheit 46 entspricht.
Das im Mikroprozessor 21 enthaltene Meßmodul berechnet daraus die abgefahrene Rückenlänge in mm. Bei dieser Berechnung ist zu beachten, daß die Haut in Abhängig­ keit vom Anpreßdruck der Rückenmaus 10 während des Meß­ vorgangs unterschiedlich gedehnt wird. Dies stellt eine Fehlergröße dar, die direkt in die berechnete Rücken­ länge eingeht. Während der Messung empfiehlt sich ein mittlerer Anpreßdruck. Bei abweichendem Anpreßdruck kann im Extremfall eine Längenänderung von ± 3 cm resul­ tieren. Um den Anpreßdruck während der Messung gleich­ förmig zu halten, ragt die Peripherie der Radscheibe 15 der Rückenmaus 10 nur um den geringen Betrag d aus dem Gleitschuh 13 heraus. Die optische oder akustische Warnanzeige kann, wie bereits erwähnt, einen zu hohen Anpreßdruck und/oder eine Schieflage signalisieren.
Das von der Taste 16 dem Mikroprozessor 21 über das Kabel 19 gelieferte Signal wird bevorzugt so geformt, daß die Messung mit dem ersten Tastendruck der Taste 16 beginnt und nach Loslassen der Taste 16 endet. Das Meßprogramm, wie es weiter unten anhand der Fig. 13 erläutert wird, enthält eine Logik zur Steuerung des Meßvorgangs bei gedrückter Taste 16.
Eine in Fig. 5 gezeigte Markertaste 16′ an der Rücken­ maus 10 kann betätigt werden, um an beliebigen Stellen der abgetasteten Rückenkontur eine Markierung zu set­ zen. Die beim Tastendruck dieser Markertaste 16′ einge­ nommene Position der Rückenmaus 10 wird am Monitor 26 und am Drucker 28 graphisch gekennzeichnet. Zweck die­ ser weiteren Taste ist das Herstellen einer Beziehung zur realen Anatomie, beispielsweise zu ausgezeichneten Wirbelkörpern oder zu besonderen Merkmalen auf bestimm­ ter Höhe. Die Spannungssignale dieser Markertaste 16′ werden auch über die Leitung 19 zum Mikroprozessor 21 geführt.
In Fig. 8 ist eine weitere Variante des erfindungsgemä­ ßen Meßgeräts dargestellt.
Die in Fig. 8 gezeigte Variante des erfindungsgemäßen Meßgeräts stellt eine ortsfeste Anordnung dar, bei der ein als Laufkatze ausgebildeter Meßwertaufnehmer 1 be­ vorzugt von Hand längs eines in senkrechter Position oder horizontaler Position befestigten Stativs 2 ge­ führt wird, welches als Führungsschiene für den Meßwer­ taufnehmer 1 dient. Das Stativ ist in vertikaler Stel­ lung mit 2 und in horizontaler Stellung (gestrichelt) mit 2′ bezeichnet. Ein Pfeil h gibt eine Schwenkbewe­ gung eines oberen Abschnitts des Stativs 2 um eine zur Papierebene senkrechte Achse an. Die Vertikalrichtung ist durch den Pfeil L und die Horizontalrichtung durch den Pfeil H angegeben. Anhand der Fig. 8 wird zunächst die Aufnahme der sagittalen Rückenkontur s eines Pati­ enten P in stehender Stellung beschrieben.
Ein Drehpotentiometer 3 des Meßwertaufnehmers 1, das in Kombination mit einem in Fig. 8 nicht gezeigten Winkel­ meßaufnehmer und -wandler ähnlich gestaltet ist, wie er anhand der Fig. 6a und 6b beschrieben wurde, ist mit seinem Schleifer mit einem Arm 7 verbunden, der an sei­ nem vom Meßwertaufnehmer 1 abgewendeten Ende ein leicht am Rücken abrollbares Rad 8 trägt. Bei der Bewegung des Meßwertaufnehmers 1 längs des Stativs 2 wird die zurückgelegte Strecke mittels eines radial geschlitzten Meßrades 6 aufgenommen, das mit einer Lichtschranke versehen ist, die bei der Drehung des Rades 6 elektrische Impulse abgibt, genauso wie dies anhand der Fig. 7 beschrieben wurde. Zur Bewegung des Meßwertaufnehmers 1 längs des Stativs faßt die untersuchende Person den Meßwertaufnehmer 1 am Handgriff 5 und bewegt diesen aufwärts oder abwärts, wobei das Rad 8 am Schwenkarm 7 auf der Rückenkontur s abrollt und eine Auslenkung des Schwenkarms 7 um einen Winkel verursacht, der am Potentiometer eine entsprechende Spannungsänderung ergibt. Zusammen mit dem anhand der Drehung des geschlitzten Meßrades 6 erfaßten zurückgelegten Weg läßt sich unter Berücksichtigung der Länge des Arms 7 somit die sagittale Kontur s des Rückens des Patienten P er­ fassen. Zur Erfassung der sagittalen Kontur beispiels­ weise in liegender Stellung wird das Stativ 2 am Schwenklager 4 in die gestrichelt gezeichnete horizon­ tale Position 2′ gebracht (Pfeil h), wobei der sonstige Meßvorgang genauso ohne irgendeine Umstellung oder Ka­ librierung des Meßwertaufnehmers 1 abläuft.
Gute Meßresultate erhält man, wenn jede Messung dreimal durchgeführt wird und die elektronische Auswertung einen Mittelwert der drei Meßaufnahmen der Rückenkontur bildet.
Kombinierte Aufnahme der sagittalen und frontalen Rückenkontur
Wie bereits erwähnt, läßt sich eine kombinierte Auf­ nahme der sagittalen und frontalen Rückenkontur oder auch wahlweise die Aufnahme einer der beiden Konturen dadurch erzielen, daß die oben beschriebene und in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Rückenmaus 10, statt mit einer Radscheibe mit einer Rollkugel 15 nach Art einer Computermaus versehen ist, die auch die Aufnahme der Kurve 1 in der Frontalebene gestattet (siehe die Fig. 3 und 4). Dabei bleibt das oben Gesagte bezüglich der Winkelaufnahme mittels des mit dem Lotpendel versehenen Drehpotentiometers unverändert. Lediglich der Meßwand­ lerteil der Rollkugel unterscheidet sich vom Wandler­ teil der Radscheibe und kann eine aus dem Stand der Technik der Computermaus bekannte Ausführung haben. Ferner muß die durch den Mikroprozessor 21 implemen­ tierte Software zur Auswertung der zweidimensionalen Rollkugeldaten angepaßt sein. Da diese Techniken aus dem Gebiet der Computermaus weitgehend bekannt sind, wird hier auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet.
Software im Mikroprozessor - das Meß- und Steuerungs­ programm bei Verwendung der Rückenmaus gemäß den Fig. 5 bis 7 A) Hauptprogramm
Das in den Fig. 12a bis 12c gezeigte Flußdiagramm gibt den logischen Ablauf des Hauptprogramms wieder. Dieses ermöglicht als menügeführte Schnittstelle zwischen Be­ nutzer und Rückenmaus die gesamte Programmführung mit Eingabe der Patientendaten, Darstellung und Speicherung der Ergebnisse sowie Ausgaben an Bildschirm und Druc­ ker. Der vom Drucker erstellte Ausdruck wird weiter un­ ten anhand der Fig. 9, 10 und 11 näher erläutert.
Die Verbindungspunkte zwischen Fig. 12a und 12b sind mit K1-K4 und zwischen Fig. 12b und Fig. 12c mit K5-K7 bezeichnet. Im einzelnen sind folgende Programmteile im Hauptprogramm enthalten:
Hauptmenü 102
Dieses wird nach einem Initiationsbefehl 101 gestartet und gestattet die Auswahl von mindestens vier Unterpro­ grammen und den Übergang zum Ende des Programms (Programmkästchen 126).
Die Unterprogramme sind im einzelnen:
  • 1. ein Kalibrierprogramm 103, 104, welches die er­ forderlichen Umrechnungsfaktoren automatisch anhand von systemspezifischen Kalibrierwerten bestimmt. Das aus den Programmteilen 103 und 104 bestehende Kalibrier-Unterprogramm ist sehr einfach und kann beliebig oft gestartet werden. Es sollte zumindest einmal bei Neuinstallation der Rückenmaus gestartet werden.
  • 2. Das aus den Programmblöcken 105, 106 und 107 be­ stehende Meßprogramm, das die eigentliche Messung anhand der von der Rückenmaus gelieferten Daten ausführt. Der Programmblock 106 dient zur Eingabe der Patientendaten.
  • Der Programmblock 107, der das eigentliche Meßmo­ dul darstellt, wird nachstehend anhand der Fig. 13 näher beschrieben.
  • Der dem Meßmodul 107 folgende Programmblock 108 berechnet die Rückenlänge, die Inklination, die Kyphose und Lordose und die Winkel relativ zur Vertikalen an neunzehn äquidistanten Wirbelsäulen­ segmenten.
  • Im Programmblock 109 wird auf Normlänge gedehnt. Im Programmblock 110 erfolgt eine Bildschirmaus­ gabe der Rückenkurve und der Winkelwerte.
  • 3. Der mit 112 bezeichnete Menüblock, der auf der Festplatte gespeicherte Daten von früheren Messungen einliest;
    der Programmblock 113 fragt nach dem Dateinamen;
    der Programmblock 114 erzeugt eine Sichtanzeige der Patientendaten auf dem Monitor;
    der Programmblock 118 erzeugt eine Sichtdar­ stellung der Rückenkurve auf dem Monitor;
    das mit Ziffer 119 bezeichnete Untermenü ermög­ licht die Übergabe der am Monitor angezeigten Da­ ten an einen Drucker und die Initiierung des Druc­ kers;
    im Block 121 wird der Drucker initiiert, wonach das mit 122 bezeichnete Druckunterprogramm gestar­ tet wird.
  • Ein sich an das Bildschirmausgabeprogramm 110 an­ schließendes Untermenü 111 gestattet die Auswahl unter
    i. Rücksprung zum Hauptmenü (Block 123)
    ii. Wiederholung der Messung (Block 124)
    iii. eine Speicherung von aufgenommenen Meßdaten:
    Rohdaten und Ergebnisse (Blöcke 125 und 126); und
    iv. den Start eines Druckprogramms zur Ausgabe der gemessenen Daten am Drucker (Blöcke 127 und 128).
  • 4. Ein Menüblock 115, der den Druck vieler Dateien ermöglicht; dieser Menüblock 115 enthält die Eingabe der auszudruckenden Dateinamen 116 und das Druckprogramm 117.
Meßmodul-Programmblock 107 (Fig. 13)
Zunächst wird abgefragt, ob die Meßtaste 16 gedrückt ist oder nicht (131).
Wenn die Meßtaste 16 gedrückt ist, wird der vom Ana­ log/Digitalwandler 23 erzeugte Digitalwert des Winkels gelesen (132).
Dann wird abgefragt, ob die Markertaste 16′ gedrückt ist (134).
Wenn die Markertaste gedrückt ist, wird abgefragt, ob ein Wegimpuls von der Lichtschranke vorliegt (Programmblock 133).
Wenn ein solcher Impuls vorliegt, wird der Zustand der Markertaste gespeichert (137). Anschließend wird in ei­ nem Programmblock 136 der Winkel gespeichert.
Wenn dagegen bei der Abfrage 134 entschieden wird, daß die Markertaste 16′ nicht gedrückt ist, wird ebenfalls abgefragt, ob ein Wegimpuls von der Lichtschranke vor­ liegt (135).
Ist dies der Fall, wird ohne Speicherung des Zustands der Markertaste 16′ unmittelbar der Programmblock 136 angesprungen, der den Winkel speichert.
Nachdem der Winkel gespeichert ist, wird abgefragt, ob eine maximale Anzahl von Meßwerten vorhanden ist (138). Wenn dies nicht der Fall ist, wird erneut die Meßtaste 16 abgefragt (139) und, wenn die Meßtaste gedrückt ist, zum Programmblock 132 übergegangen.
Wenn die Meßtaste nicht gedrückt ist oder die maximale Anzahl der Meßwerte in der Entscheidung 138 als gültig erkannt wurde, erfolgt in einem Programmblock 140 die Datenübergabe an das Hauptprogramm, wonach das Meßpro­ gramm wieder zum Hauptprogramm zurückkehrt.
Ausdruck der Meßwerte und der sagittalen Kontur
Nun werden anhand der Fig. 9 bis 11 die am Drucker und am Bildschirm erzeugbaren graphischen und tabellari­ schen Darstellungen erläutert. Die Fig. 9 bis 11 stel­ len einige mit einem Prototyp des erfindungsgemäßen Meßgeräts aufgenommenen sagittalen Rückenkonturen dar. Es handelte sich jeweils um die gleiche Person in un­ terschiedlicher Haltung. In Fig. 9 war die Haltung ste­ hend und retroflektiert; in Fig. 10 war die Haltung stehend und anteflektiert; in Fig. 11 war die Haltung sitzend und aufrecht. Die Ausdrucke enthalten prinzipi­ ell:
  • 1. eine Skizze 200 der sagittalen Rückenform;
  • 2. eine Tabelle 210 mit Angaben von Haltung, Rücken­ länge, Inklination, Kyphose, Lordose und deren Maximalwerte, die ebenfalls in Skizze 200 angegeben sind; und
  • 3. tabellarisch eine Liste 220 von 19 Winkelwerten, welche die Neigung von 19 Segmenten der Wirbel­ säule angeben. Der letzte dieser Winkel entspricht dem Sakralwinkel und damit der Stellung des Beckens.
Die zugehörigen Segmente sind auf der Wirbelsäulenkon­ tur in der Skizze 200 mit offenen Quadraten gekenn­ zeichnet. Zusätzlich können in der Skizze 200 maximal 20 zusätzliche Markierungspunkte mittels der Markerta­ ste gesetzt werden, die besonders hervorzuhebenden ana­ tomischen Merkmalen entsprechen können. Beispielsweise sind in der Skizze 200 der Fig. 9 zwei ausgewählte Mar­ kierungspunkte gesetzt, die jeweils Anfang und Ende der LWS (Lendenwirbelsäule) kennzeichnen;
in Fig. 10, die die Meßwerte bei einer stehend-ante­ flektierten Haltung des Patienten wiedergibt, sind ebenfalls zwei Markierungspunkte gesetzt, von denen der eine den Punkt maximaler Kyphosierung angibt;
drei markierte Meßwerte finden sich in der Skizze 200 der Fig. 11, die den Ausdruck der Meßwerte des Patien­ ten bei sitzender, aufrechter Haltung angibt.
Ein zusätzliches Unterprogramm "Mitmaus" bildet aus be­ liebig vielen Einzelmessungen eine Mittelwertdatei, welche die Daten "mittleren Rückenkontur" einer Gruppe enthält. Zu diesem Zweck werden zunächst alle Messungen auf eine Standardlänge normiert, danach Punkt für Punkt gemittelt und letztlich wieder auf die "mittlere Rüc­ kenlänge" gestaucht. Damit ist erstmalig die korrekte graphische Darstellung "der mittleren Rückenform" einer Gruppe möglich, was von großem Wert für wissenschaftli­ che Fragestellungen ist. Durch die Möglichkeit der Nor­ mierung der Rückenlänge mit anschließender Mittelwert­ bildung werden individuelle Haltungsvarianten "weggemittelt" und gruppenspezifische Charakteristika betont. So kann man deutlich "weiblichen Rücken" mit tiefer und hochgezogener LWS-Lordosierung und relativem Flachrücken im BWS-Bereich erkennen. Junge Menschen zeigen eine deutlich flachere und kürzere Lordosierung bei ausgeprägtem BWS-Rundrücken.
Die obenstehende Beschreibung des Meßprogramms und der vom Drucker gelieferten Meßwerte erfolgte unter Zugrun­ delegung der Ausführungsform der Rückenmaus 10 mit Rad­ scheibe, und es wurden keine Messungen in der Frontal­ ebene vorgenommen. Dem Fachmann ist unmittelbar ein­ sichtig, daß unter Verwendung einer Rückenmaus 10 mit Rollkugel und einem entsprechend angepaßten Meßprogramm auch ohne weiteres Messungen durchführbar und Anzeigen sowie Ausdrucke der Rückenkontur in der Frontalebene erzeugbar sind.
Dem Fachmann ist ferner deutlich, daß das erfindungsge­ mäße Meßgerät nicht nur zur Erfassung einer Rückenkon­ tur, sondern zur Erfassung jeglicher Kontur in einer oder zwei bestimmten Ebenen einsetzbar ist, wenn nur die die erfaßten Meßwerte auswertende elektronische Verarbeitungseinrichtung entsprechend eingerichtet ist.

Claims (19)

1. Meßgerät zur Abtastung und Erfassung einer Körper­ kontur, insbesondere der Rückenkontur eines Men­ schen mit
  • - einem Wegmeßaufnehmer und -wandler, der einen vom Meßgerät gegenüber der abgetasteten Körperkontur zurückgelegten Weg mißt und die­ sen in ein elektrisches Wegsignal umsetzt,
  • - einem Winkelmeßaufnehmer und -wandler, der jeweilige, vom Meßgerät während des beim Abtasten zurückgelegten Weges eingenommene Winkelstellungen gegenüber der Vertikalen mißt und in ein entsprechendes elektrisches Winkelsignal umsetzt,
  • - einem den Wegmeßaufnehmer und -wandler und den Winkelmeßaufnehmer und -wandler gemeinsam so halternden Rahmen, Gehäuse od. dgl., daß durch das Meßgerät zu jedem Wegesignal während des bei der Abtastung zurückgelegten Weges ein dazu korreliertes Winkelsignal erzeugbar ist,
und
  • - einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung, die die Wegsignale und die Winkelsignale empfängt und daraus eine graphische Darstellung der zu erfassenden Körperkontur erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelmeßaufnehmer und -wandler (17) ein bezüglich einer ersten Gehäu­ seachse gehäusefest aufgehängtes Lotpendel (34) aufweist, welches bezüglich einer zweiten, dazu senkrechten Gehäuseachse frei drehbar angeordnet und am Aufhängepunkt des Lotpendels drehfest mit dem Winkelmeßaufnehmer und -wandler so verbunden ist, daß letzterer Winkeländerungen des Meßgerätes gegenüber der Vertikalen in verschiedenen, im we­ sentlichen aufeinander senkrecht stehenden Meßstel­ lungen des Meßgerätes (stehend/liegend) in einem mindestens 270°, bevorzugt aber mehr als 340° um­ fassenden Winkelmeßbereich ohne Justierung und Ka­ librierung erfaßt.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegmeßaufnehmer und -wandler (18) ein ein­ ziges, beim Abtasten bewegtes Element (15) zur Er­ fassung einer Bahnkurve in einer gedachten Ebene aufweist.
3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegte Element (15) des Wegmeß­ aufnehmers und -wandlers eine um eine gehäusefest gelagerte Achse drehbare Radscheibe ist, die um eine bestimmte Tiefe gegenüber einer parallel zum Rücken führbaren Lauffläche herausragt.
4. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegte Element des Wegmeßaufneh­ mers und -wandlers eine im Gehäuse in allen Rich­ tungen frei drehbar gelagerte Rollkugel ist, die um eine bestimmte Tiefe gegenüber einer parallel zum Rücken führbaren Lauffläche herausragt.
5. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lotpen­ del (34) an seinem Aufhängepunkt im wesentlichen starr mit der im wesentlichen frei drehbaren Achse (32) eines mindestens um den Winkel des Winkelmeß­ bereichs drehbaren Drehpotentiometers (30) so ver­ bunden ist, daß sich das Drehpotentiometer (30) entsprechend dem Winkelausschlag des Lotpendels (34) in der durch die beiden aufeinander senkrecht stehenden Meßstellungen des Meßgeräts gebildeten Ebene verdreht.
6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehpotentiometer (30) eine lineare Wider­ standsbahn aufweist, durch die der Winkelmeßaufneh­ mer und -wandler eine zur Winkeländerung des Lot­ pendels direkt proportionale Spannungsänderung er­ zeugen kann.
7. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ scheibe bzw. die Rollkugel auswechselbar im Rahmen bzw. Gehäuse gelagert ist.
8. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ scheibe bzw. die Rollkugel hinsichtlich ihrer Tiefe gegenüber der Lauffläche einstellbar ist.
9. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nach Art und Größe einer handgeführten "Computermaus" ausge­ staltet ist und zur Abtastung der Körperkontur von Hand wie eine Computermaus geführt wird.
10. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Führungsvorrichtung (13) aufweist, die eine korrekte Parallelführung des Geräts gegenüber der die zu erfassende Kontur bildenden Hautoberfläche ermöglicht.
11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung eine Abtastvorrichtung (13) aufweist, die ein die Parallelführung oder eine Abweichung davon angebendes elektrisches Si­ gnal erzeugt.
12. Meßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung einen an seinem einen Ende an einem Gleitschuh (13) befestigten Stift aufweist, welcher mit seinem anderen Ende mit einer im Gehäuse (12) befestigten Lageerfassungsvorrich­ tung verbunden ist, die zur Erzeugung des die Par­ allelführung des Meßgeräts gegenüber der Hautober­ fläche oder eine Abweichung von dieser Parallelfüh­ rung angebenden elektrischen Signals eingerichtet ist.
13. Meßgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung zur Kontrolle von Parallelführung und Anpreßdruck mit einem Druckaufnehmer gekoppelt ist, der mit einer elektrischen Schaltung verbunden ist zur Erzeugung eines akkustischen/optischen Signals bei Schiefstellung bzw. falschem Anpreßdruck des Meßgeräts.
14. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Wegmeßaufnehmer und -wandler (18), dem Winkelmeß­ aufnehmer und -wandler (17) und der Führungsvor­ richtung erzeugten Signale über einen Ana­ log/Digitalwandler (23) zur elektronischen Verar­ beitungseinrichtung geleitet werden, um diese Si­ gnale einer digitalen Verarbeitung zur Erzeugung einer graphisch-numerischen Dokumentation der Rückenkontur zu unterwerfen.
15. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro­ nische Verarbeitungseinrichtung eine Mikroprozes­ soreinheit (µP) enthält.
16. Meßgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroprozessoreinheit (21) Schnittstellen (25, 27) zu analogen und digitalen Ein/Ausgabevorrichtungen (22, 24, 26) aufweist.
17. Meßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dies Führungs­ vorrichtung zur Kontrolle von Parallelführung und Anpreßdruck jeweils einen am Wegmeßaufnehmer und am Gleitschuh befestigten Druckaufnehmer aufweist und daß der Druckaufnehmer mit einer elektrischen Dif­ ferenzverstärkerschaltung verbunden ist zur Erzeu­ gung eines akkustischen/optischen Warnsignals bei Schiefstellung bzw. falschen Anpreßdruck des Meßge­ räts.
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