DE69622380T2

DE69622380T2 - Vorrichtung zur erfassung und abbildung von durch die fusssohle ausgeübten drücken im stillstand und in bewegung

Info

Publication number: DE69622380T2
Application number: DE69622380T
Authority: DE
Inventors: Piero Galasso
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: WO1997023769A1; CA2212065A1; US5945610A; DE69622380D1; ITRM950274U1; ATE220791T1; ITRM950274V0; EP0811150B1; ES2180818T3; IT235746Y1; EP0811150A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung und Abbildung von durch die Fusssohle ausgeübten Drücken im Stillstand und in Bewegung. Insbesondere ist diese Vorrichtung dazu bestimmt, in jedem Moment die eingenommenen Haltungen in aufrechter Position oder während sportlicher Bewegungen zu beobachten, wenn mit einem oder mit beiden Füssen aufgetreten wird.
Die Französischen Patente Nr. 2,273,257 und 2,330,996 beschreiben ein Fussbrett, enthaltend eine Reihe von Fusssohlenfühlern unterhalb einer Lage aus flexiblem und elektrisch leitfähigen Material, die mit letzterer im Kontakt sind Jeder Fühler hat ein erstes Ende, das unter einer gleichbleibenden, eingestellten Gleichstromspannung gehalten ist und ein zweites Ende, das den Strom erfasst, welcher durch die leitfähige Tage geht und infolge der Veränderung des elektrischen Widerstandes, abhängig von dem Zustand der Verformung derselben, als Aufnehmer des Druckes der Fusssohle wirkt. Das Ansprechen der Fühler wird über eine Pyramide von analogen Multiplexem an eine einzige Ablesevorrichtung übertragen.
Die Verwaltung dieser Multiplexer erfolgt durch einen Satz von Decoder-Mählern, die durch einen Steuerprozessor verwaltet werden.
Die Nachteile der obigen Ausführungen betreffen nicht das Funktionsprinzip, sondern eher die Begrenzungen der Abmessungen des Fussbrettes zum Messen der Drücke der Fusssohle. Diese Begrenzungen sind auf die Grösse der gedruckten Schaltungen zurückzuführen, die für die Reihe von Fühlern notwendig sind, wobei die genannten gedruckten Schaltungen nicht geeignet sind, einer deutlichen Verkleinerung unterzogen zu werden.
Ein einzelnes Fussbrett mit den Abmessungen eines Quadrates von 32 cm Seitenlänge - Abmessungen, die augenblicklich möglich sind - stellt daher eine beachtliche Begrenzung dar, wenn die Tests zum Messen des Druckes der Fusssohle durchgeführt werden, insbesondere während der Messungen der Haltungsgraphik und der dynamischen Analysen. Tatsächlich ist es einem erlaubt, dynamische Messungen durchzuführen, die in Bezug auf den physiologischen Hinblick ohne Zweifel von begrenztem Nutzen sind, da sie in der Tat einen Patienten darstellen, der sich auf demselben quadratischen Fussbrett bewegt, ohne fortlaufende Vorwärtsschritte auszuführen.
Statische Messungen an einem einzelnen quadratischen Fussbrett sind ebenfalls wenig zufriedenstellend, weil sich das Fussbrett als unbequem für Patienten in krankhaften Zuständen erweist, da eine Versteifung der Muskeln auftreten kann, welche die Ergebnisse der Tests verfälschen würden.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung, so wie sie durch die nachstehenden Ansprüche gekennzeichnet ist, löst das Problem, indem sie eine Vorrichtung zur Erfassung und Abbildung von durch die Fusssohle ausgeübten Drücken im Stillstand und in Bewegung vorsieht, welche in einem Fussbrett eine Reihe von Fusssohlenfühlern verwendet, die unterhalb einer Lage aus flexiblem und elektrisch leitfähigen Material angeordnet sind und sich mit dieser im Kontakt befinden, wobei jeder Fühler ein erstes Ende hat, das unter einer gleichbleibenden, eingestellten Gleichstromspannung gehalten wird, sowie ein zweites Ende, welches den Strom erfasst, der durch die leitfähige Lage geht und infolge der Veränderung des elektrischen Widerstandes, der von dem Zustand der Verformung derselben abhängt, als Aufnehmer des Druckes der Fusssohle wirkt, und welche vom allgemeinen Gesichtspunkt her dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine verlängerte, modulare Plattform enthält, bestehend aus einer Vielzahl der genannten Fussbretter, die kaskadenartig angeordnet und in einseitiger Richtung miteinander verbunden sind; wobei jedes Fussbrett seine eigene Reihe von Fusssohlenfühlern enthält, die mit der gleichen Spannung arbeiten, und wobei die Reihen der Fusssohlenfühler aller Fussbretter mit der gleichen Spannung arbeiten; ein Steuerprozessor ist mit Hilfe einer Schnittstellenkarte an die genannte verlängerte modulare Plattform angeschlossen; wobei die genannte Schnittstellenkarte wie folgt enthält: ein digital-analogisches Umwandlungsmodul, mit seinem Eingang an den Steuerprozessor angeschlossen und mit seinem Ausgang an ein jedes Fussbrett; ein Taktgeber- und Befähigungsmodul, mit seinem Eingang, mit seinem Eingang an den Steuerprozessor angeschlossen und mit seinem Ausgang an ein jedes Fussbrett; ein Konzentrier- und Umschaltmodul, welches eine Anzahl von Eingängen hat, die der Zahl der Fussbretter entsprechen, und einen Ausgang, der an ein analog-digitales Umwandlungsmodul angeschlossen ist, letzteres wiederum mit seinem Ausgang an den Steuerprozessor angeschlossen; wobei der genannte Steuerprozessor mit einer geeigneten Saftware zum Verarbeiten der von den genannten Fühlern empfangenen Daten ausgestattet ist, um die statischen, haltungsmässigen und dynamischen Messungen der Drücke der Fusssohle sichtbar zu machen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen Ausführungsform hervor, die rein als ein nicht begrenzendes Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, von denen
Abb. 1 eine schematische axonometrische Ansicht der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zur Erfassung und Abbildung von durch die Fusssohle ausgeübten Drücken zeigt;
Abb. 2 zeigt die Vorrichtung nach der Erfindung in Form eines Blockdiagramms;
Abb. 3 zeigt eine Schnittstellenkarte nach der Erfindung in Form eines Blockdiagramms.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist in Abb. 1 eine Vorrichtung zur Fassung und Abbildung von durch die Fusssohle ausgeübten Drücken im Stillstand und in Bewegung mit 1 bezeichnet.
Insbesondere enthält diese Vorrichtung eine verlängerte modulare Plattform 1, welche aus einer Vielzahl von Fussbrettern 1a, 1b, 1c besteht, die kaskadenartig angeordnet und in einseitiger Richtung miteinander verbunden sind, wie in Abb. 1 gezeigt ist. Mit 2 ist ein Steuerprozessor bezeichnet, dar mit Hilfe einer Schnittstellenkarte 3 an die verlängerte Plattform 1 angeschlossen ist (Abb. 2). Jedes Fussbrett enthält eine Reihe von Fusssohlenfühlern von bekanntem Typ (und daher nicht gezeigt), die alle mit der gleichen Spannung arbeiten. Diese Fühler sind unterhalb einer Lage aus flexiblem und elektrisch leitfähigem Material angeordnet und befinden sich mit dieser im Kontakt. Jeder Fühler hat ein erstes Ende, das unter einer gleichbleibenden, eingestellten Gleichstromspannung gehalten ist, und ein zweites Ende, welches den Strom erfasst, der durch die leitfähige Lage geht und infolge der Veränderung des elektrischen Widerstandes, der von dem Zustand der Verformung derselben abhängt als Aufnehmer des Druckes der Fusssohle wirkt.
Die Fühler sind an die elektronische Komponente eines jeden Fussbrettes angeschlossen, welche seitlich an jedes Fussbrett angearbeitet ist und in Abb. 1 mit 12a, 12b, 12c bezeichnet wird.
Die Fussbretter der gezeigten modularen Plattform 1 sind drei in der Zahl, können aber auch von einer grösseren Zahl sein, obwohl dies für die meisten an den Patienten vorzunehmenden Tests nicht erforderlich ist.
Abb. 3 zeigt die Schnittstellenkarte 3, welche ein digital-analoges Umwandlungsmodul 5 enthält, das mit seinem Eingang an den Steuerprozessor 2 angeschlossen ist, während sein Ausgang jeweils an die Fussbretter 1a, 1b, 1c angeschlossen ist.
Die Karte 3 enthält ausserdem ein Taktgeber- und Befähigungsmodul 6, angeschlossen mit seinem Eingang an den Steuerprozessor 2 und mit seinem Ausgang jeweils an ein jedes Fussbrett 1a, 1b, 1c, Die Karte 3 ist vervollständigt durch ein Konzentrier- und Umschaltmodul 8, welches mit seinem Eingang jeweils an jedes Fussbrett angeschlossen ist, während der einzige Ausgang an das analog-digitale Umwandlungsmodul 9 angeschlossen ist. Das Taktgeber- und Umschaltmodul 8 enthält drei Verstärker 7a, 7b, 7c, die jeweils dazu dienen, die erfasste Spannung eines jeweiligen Fussbrettes zu empfangen, sowie einen elektronischen Schalter, der mit seinem Eingang an die drei Ausgänge der Verstärker 7a, 7b, 7c angeschlossen ist und, wie schon erwähnt, mit dem einzigen Ausgang an das analog-digitale Modul 9.
Dieser Schalter 10 führt kontinuierlich durch Abtasten das Ablesen der Spannung von den Fussbrettern 1a, 1b, 1c aus.
Vorteilhafterweise, wie auch in Abb. 3 gezeigt, ist eine externe Gleichstromspeisung 4 an jedes Fussbrett 1a, 1b, 1c angeschlossen, und zwar aber die Schnittstellenkarte 3 und ihr den Fall, dass man nicht wünscht, die interne Leistungsspeisung des Steuerprozessors 2 zu belasten.
Der Stauerprozessor 2 ist mit einer geeigneten Software zum Verarbeiten der von den Fühlern empfangenen Daten versehen, um die statischen, haltungsmässigen und dynamischen Messungen der Drücke von Fusssohlen von aufeinanderfolgenden Schriften anzuzeigen.
Praktisch stellt sich der Patient auf die Plattform 1, und zwar mit beiden Füssen, um den orthostatischen Abdruck zu erfassen, und wird dann zum Gehen aufgefordert, um den dynamischen Abdruck zu erfassen. Der durch den Fuss auf jeden Fühler eines jeden Fussbrettes ausgeübte Druck führt zu einer Reihe von Ergebnissen, welche es einem erlaubt, den Unterschied des Druckes von einem jeden Kontaktpunkt des Fusses, sei es im Stillstand wie auch während dem normalen Gehen in Realzeit zu bestimmen.
Die so ausgelegte Erfindung kann zahlreichen Änderungen und Varianten unterliegen, welche alle in den Zweckbereich derselben erfinderischen Idee fallen. Ausserdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht werden.
Praktisch sind natürlich Änderungen und/oder Verbesserungen möglich, für die vorgesehen ist, dass sie alle in den Zweckbereich der nachstehenden Ansprüche fallen.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung und Abbildung von Drücken der Fusssohle im Stillstand und während der Bewegung unter Verwendung eines Fussbrettes mit einer Reihe von Fusssohlenfühlern, die unterhalb einer Lage aus flexiblem und elektrisch leitfähigen Material angeordnet sind und sich mit dieser im Kontakt befinden, wobei jeder Fühler ein erstes Ende hat, das unter einer gleichbleibenden eingestellten Gleichstromspannung gehalten wird, sowie ein zweites Ende, welches den Strom erfasst, der durch die leitfähige Lage geht und infolge der Veränderung des elektrischen Widerstandes, der von dem Zustand der Verformung derselben abhängt, und somit als Aufnehmer des Druckes der Fusssohle wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass sie wie folgt enthält:

- eine verlängerte, modulare Plattform (1), bestehend aus einer Vielzahl der genannten Fussbretter (1a, 1b, 1c), die kaskadenartig angeordnet und in einseitiger Richtung miteinander verbunden sind; wobei jedes Fussbrett seine eigene Reihe von Fusssohlenfühlern enthält, die mit der gleichen Spannung arbeiten, und wobei die Reihen der Fusssohlenfühler aller Fussbretter (1a, 1b, 1c) mit der gleichen Spannung arbeiten;

- einen Steuerprozessor (2), der mit Hilfe einer Schnittstellenkarte (3) an die genannte verlängerte, modulare Plattform (1) angeschlossen ist;

wobei die genannte Schnittstellenkarte (3) enthält:

ein digital-analogisches Umwandlungsmodul (5), angeschlossen mit seinem Eingang an den Steuerprozessor (2) und mit seinem Ausgang an ein jedes Fussbrett (1a, 1b, 1c), ein Taktgeber- und Befähigungsmodul (6), angeschlossen mit seinem Eingang an den Steuerprozessor (2) und mit seinem Ausgang an ein jedes Fussbrett (1a, 1b, 1c), ein Konzentrier- und Umschaltmodul (8) mit einer Anzahl von Eingängen, weiche der Zahl der Fussbretter (1a, 1b, 1c) entsprechen, und mit einem Ausgang, der au ein analog-digitales Umwandlungsmodul (9) angeschlossen ist, welches mit seinem Ausgang an den Steuerprozessor (2) angeschlossen ist; wobei der genannte Steuerprozessor (2) mit einer geeigneten Software zum Verarbeiten der von den genannten Fehlern empfangenen Daten versehen ist, um die statischen, haltungsmässigen und dynamischen Messungen der Drücke der Fusssohle anzuzeigen.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem eine externe Gleichstromspeisung (4) enthält, die über die genannte Schnittstellenkarte (3) an die genannten Fussbretter (1a, 1b, 1c) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das genannte Konzentrier-/Umschaltmodul (8) aus Verstärkern (7a, 7b, 7c) besteht, und zwar in einer Zahl entsprechend der Zahl der Fussbretter (1a, 1b, 1c), welche mit ihrem Eingang an die genannten Fussbretter angeschlossen sind, um den Spannungswert zu erfassen, sowie aus einem elektronischen Schalter (10) zum kontinuierlichen Erfassen durch Abtaten der von den Verstärkern (7a, 7b, 7c) kommenden Spannung.