-
Die Erfindung betrifft ein orthopädisches Hilfsmittel zum Schutz oder zum Stützen eines Körperteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen orthopädischen Hilfsmittels.
-
Derartige Hilfsmittel werden beispielsweise in der Orthopädietechnik oder beim Sport zum Stützen bzw. Schützen von Körperteilen verwendet.
-
Die individuelle Anpassung von orthopädischen Hilfsmitteln an die jeweiligen patienten-spezifischen Anforderungen gewinnt mehr und mehr an Bedeutung, da eine individuelle Anpassung von Hilfsmitteln wie beispielsweise Orthesen oder Prothesen eine verbesserte Funktion der Hilfsmittel bei höherem Tragekomfort ermöglicht.
-
Bei der Herstellung solcher maßangefertigter Produkte können grundsätzlich zwei Strategien unterschieden werden: Zum einen kann das Hilfsmittel direkt an ein maßgefertigtes Modell eines Körperteils eines Patienten angepasst werden, zum anderen kann vorkonfektionierte Ware derart geändert werden, dass sie an den Körperteil des Patienten angepasst ist.
-
In der Orthopädietechnik und auch im Schuhmacherhandwerk wird herkömmlicherweise meist mit einem passgenauen, zweckmodellierten Modell gearbeitet, auf dessen Basis dann das Hilfsmittel erstellt wird. Hierbei werden alle Bestandteile des Hilfsmittels, wie beispielsweise der tragende Rahmen und die Polsterung direkt auf das passgenaue Modell zugeschnitten. Dieses Fertigungsverfahren weist den Nachteil auf, dass ein erfahrener Fachmann für die Anpassung des Hilfsmittels benötigt wird und es auch für einen Fachmann nur bedingt reproduzierbar durchführbar ist. Zudem wird auch für etwaige spätere Änderungen des Hilfsmittels oder bei einem Ersatz verschlissener Teile des Hilfsmittels erhebliche Erfahrung für eine erneute Anpassung aller Bestandteile des Hilfsmittels benötigt, was zu hohen Kosten und großem Zeitaufwand bei der späteren Änderung des Hilfsmittels führt. Zusätzlich wird die Herstellung und Abänderung dadurch erschwert, dass kaum vorgefertigte Bestandteile bei der Herstellung des Hilfsmittels verwendet werden können.
-
Einfachere Hilfsmittel wie beispielsweise Helme oder Schuhe, insbesondere Skischuhe werden zumindest in den niedrigeren Preiskategorien vorkonfektioniert, wobei eine vorkonfektionierte Schale ausgeschäumt wird und beim Ausschäumen ein Modell oder direkt das betreffende Körperteil verwendet wird. Diese ausgeschäumte Polsterung/Dämpfungsschicht kann dann individuell angepasst werden, wobei wiederum große Erfahrung erforderlich ist. Bei Schuhen werden häufig Innenschuhe verwendet, die sich bei Erwärmung an die Kontur des jeweiligen Körperteils individuell anpassen lassen. Hochwertige Skischuhe sind mit ausschäumbaren Innenschuhen versehen, die in einem relativ aufwendigen Prozess an den jeweiligen Fuß angepasst sind. Bei Helmen wird die Polsterungs-/Dämpfungsschicht in der Regel anhand von Modellen größenabhängig vorkonfektioniert und dann durch zusätzlich eingelegte Polster oder durch Verstellen der Schale grob an die Kopfform angepasst – eine exakte Anpassung ist so nicht möglich.
-
Alle diesen Vorgehensweisen ist der Nachteil gemeinsam, dass die Anpassung an das jeweilige Körperteil nur mit sehr viel Erfahrung und einem hohen Maß an Formgebung möglich ist. Zudem ist eine reproduzierbare Anpassung nur schlecht durchführbar, so dass bei einem Wechsel des jeweiligen Hilfsmittels die aufwendige Anpassung erneut erfolgen muss.
-
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein orthopädisches Hilfsmittel zum Schutz oder zum Stützen eines Körperteils und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen orthopädischen Hilfsmittels zu schaffen, bei denen die individuelle Anpassung an das jeweilige Körperteil vereinfacht ist.
-
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das orthopädische Hilfsmittel durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruchs 10 gelöst.
-
Das erfindungsgemäße orthopädische Hilfsmittel zum Schutz oder zum Stützen eines Körperteils hat ein schalen- oder stützenartiges Element, das mit einer Innenauskleidung (Inlay) versehen ist. Die Innenkontur der Innenauskleidung ist an die Außenkontur des Körperteils angepasst, um eine optimale Passform und einen optimalen Schutz zu gewährleisten. Erfindungsgemäß ist das Element als Rahmen ausgebildet, der das betreffende Körperteil zumindest abschnittsweise umgreift und der eine Vielzahl von Einschüben trägt, die, vorzugsweise auswechselbar, über geeignete Halterungen am Rahmen gehalten sind. Diese Einschübe sind individuell an die Außenkontur des zu schützenden Körperteils angepasst und ergänzen sich gemeinsam zur Innenauskleidung.
-
Dabei kann die Fläche der Innenauskleidung etwa derjenigen des Rahmens entsprechen, prinzipiell ist es jedoch auch möglich, dass die Einschübe über den Rahmen hinaus stehen oder dass der Rahmen über die Einschübe hinaussteht. Denkbare Anwendungsgebiete sind beispielsweise für orthopädische Zwecke oder für Sportaktivitäten geeignete Helme, Schuhe, Orthesen oder Prothesen.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines orthopädischen Hilfsmittels zum Schutz oder zum Stützen eines Körperteils wird ein 3D-Modell des entsprechenden Körperteils erstellt. Von dem orthopädischen Hilfsmittel wird ebenfalls ein 3D-Modell erstellt, wobei an dem oben beschriebenen Rahmen eine Vielzahl von Einschüben gehalten ist, die sich gemeinsam zur Innenauskleidung ergänzen.
-
In einem weiteren Schritt erfolgt die Relativpositionierung der 3D-Modelle des Körperteils und des Hilfsmittels in einer Gebrauchsposition. In der Folge werden dann die Einschübe individuell an die Außenkontur des Körperteils angepasst, so dass eine flächige Anlage der Einschübe an das betreffende Körperteil gewährleistet ist.
-
Auf der Basis dieser 3D-Modelle werden dann die konkreten Einschübe gefertigt. Dieses Fertigen kann beispielsweise nach Art eines Rapid-Prototyping oder herkömmlich durch Gießen, Fräsen oder sonstige formgebende Verfahren erfolgen.
-
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass das orthopädische Hilfsmittel aufgrund der individuellen Anpassung der Vielzahl von Einschüben optimal an das jeweilige Körperteil angepasst werden kann, wobei diese Anpassung virtuell über ein CAD-System erfolgt. Da die 3D-Daten der Einschübe jederzeit verfügbar sind, ist es beispielsweise bei einer Beschädigung, Verschmutzung oder Abnutzung der Innenauskleidung ohne weiteres möglich, einzelne Einschübe passgenau zu ersetzten. Auch eine nachträgliche Änderung der Einschübe bei nicht hinreichender Anpassung oder bei einer zwischenzeitlichen Änderung der Außenkontur des Körperteils sind einfach durchführbar.
-
Die beschriebene individuelle Anpassung der Einschübe ist auch ohne übermäßige praktische Erfahrungen auf dem Gebiet der Orthopädietechnik möglich. Eine Nachbearbeitung ist auf ein Minimum reduziert oder gar vollständig überflüssig.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Rahmen derart ausgebildet, dass er nur einen Teilbereich der Einschübe oder der Innenauskleidung überdeckt. In diesem Fall stehen die Einschübe körperteilseitig über den Rahmen hinaus.
-
Die Positionierung der Einschübe am Rahmen ist besonders einfach, wenn die Einschübe mit Passelementen ausgeführt werden, die mit entsprechenden Konturen des Rahmens zur Lagefixierung zusammenwirken.
-
Derartige Konturen können beispielsweise Aufnahmen sein, die den Rahmen, insbesondere dessen Umfangskanten abschnittsweise kraft- oder formschlüssig umgreifen.
-
Alternativ oder zusätzlich können die Passelemente auch in Ausnehmungen des Rahmens kraft- oder formschlüssig eingreifen.
-
Die Anpassung der Einschübe erfolgt vorzugsweise auf der Basis von 3D-Daten, die aus einer virtuellen Überlagerung eines 3D-Modells der im Rahmen befestigten Einschübe mit einem 3D-Modell des Körperteils erhalten werden.
-
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das orthopädische Hilfsmittel mit einer Polsterung versehen, die auf die Einschübe aufgebracht ist. Diese Polsterung ist vorzugsweise mit einer etwa gleichbleibenden Wandstärke ausgeführt – diese Wandstärke der Polsterung wird vorzugsweise bei der oben genannten virtuellen Überlagerung als Offset berücksichtigt. D. h., bei einem derartigen Ausführungsbeispiel erfolgt die eigentliche Anpassung an das Körperteil über die Einschübe – die Polsterung wird im Wesentlichen mit gleichbleibender Wandstärke ausgeführt und dient somit lediglich zur Verbesserung des Tragekomforts.
-
Bei einer Variante der Erfindung sind am Rahmen und/oder an den Einschüben Halteelemente zur Befestigung sonstiger Bauelemente, Verstärkungselemente oder Belüftungsausnehmungen oder sonstige Funktionselemente vorgesehen.
-
Um die Anpassung weiter zu verbessern, können die Einschübe selbst wiederum in unterschiedliche Areale unterteilt werden, die bei der virtuellen Überlagerung individuell berücksichtigt werden.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines orthopädischen Hilfsmittels werden die Einschübe vor dem Überlagern mit einer minimalen Wandstärke ausgebildet. Die Relativpositionierung der 3D-Modelle des Körperteils und des Hilfsmittels erfolgt dann im Hinblick auf eine bestmögliche Passform. Dabei sollte zwischen der Außenkontur des Körperteils und der Innenkontur der Innenauskleidung bzw. der Einschübe ein Spalt verbleiben.
-
In einem folgenden Verfahrensschritt wird dann die Wandstärke der Einschübe, vorzugsweise in Richtung zur Mitte des jeweiligen Körperteils vergrößert, bis die Außenkontur der Einschübe die Kontur des Körperteils schneidet. Mit anderen Worten gesagt, das 3D-Modell der Einschübe ragt dann in das 3D-Modell des Körperteils hinein.
-
Zum individuellen Anpassen wird dann die Schnittmenge zwischen dem 3D-Modell der Einschübe und dem 3D-Modell des Körperteils eliminiert, so dass eine flächige Anlage der Einschübe an die Außenkontur des Körperteils gewährleistet ist.
-
Auf der Basis der so erhaltenen 3D-Daten werden dann die eigentlichen Einschübe gefertigt.
-
Der Rahmen gibt dem orthopädischen Hilfsmittel die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit, während über die Einschübe die einwirkenden Kräfte flächig auf das Körperteil oder von diesem auf das Hilfsmittel übertragen werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Rahmen aus Polyamid oder einem anderen hochfesten Kunststoff gefertigt ist. Die Einschübe können aus einem geeigneten Material, beispielsweise einem geschlossen oder offenporigem Kunststoff gefertigt sein.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1a eine dreidimensionale Darstellung eines orthopädischen Hilfsmittels, das als Helm ausgeführt ist;
-
1b eine Vorderansicht des Helms aus 1a;
-
2 eine Vorderansicht eines Rahmens des Helms aus den 1a, 1b;
-
3 eine dreidimensionale Darstellung von Einschüben, die an dem Rahmen gemäß 2 gehalten sind;
-
4 eine Draufsicht auf die Einschübe gemäß 3;
-
5 eine Prinzipskizze zur Verdeutlichung der Relativpositionierung des Helms gemäß den vorhergehenden Figuren und eines 3D-Modells eines Kopfs;
-
6 die Anordnung gemäß 5 nach der Relativpositionierung in einer dreidimensionalen Darstellung;
-
7 eine Vorderansicht der Anordnung gemäß 6;
-
8 eine Detaildarstellung der Ansicht nach 7;
-
9a eine 7 entsprechende Vorderansicht, bei der die Wandstärke der Einschübe rechnerisch vergrößert ist;
-
9b eine 6 entsprechende Darstellung mit in der Wandstärke vergrößerten Einschüben;
-
9c eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß den 9a, 9b;
-
10 eine Detaildarstellung von 9a;
-
11a eine 10 entsprechende Darstellung des Helms nach erfolgter Anpassung;
-
11b eine 9c entsprechende Darstellung des Helms nach erfolgter Anpassung;
-
12a, 12b dreidimensionale Darstellungen zur Verdeutlichung des Vorsehens eines Offset für eine Polsterung und
-
13a und 13b eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Orthese.
-
Die Erfindung sei zunächst anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem das orthopädische Hilfsmittel als Helm 1 ausgeführt ist. Gemäß den 1a, 1b hat ein derartiger Helm 1 einen vergleichsweise steif ausgeführten Rahmen 2, der innen, d. h., zum Kopf des Trägers hin mit einer Innenauskleidung 4 ausgeführt ist. Diese Innenauskleidung 4 ist rahmenseitig entsprechend der Kontur der Innenumfangsfläche des Rahmens 2 und kopfseitig entsprechend der Kontur des Kopfes der Patientin/des Patienten ausgebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich die Innenauskleidung 4 aus insgesamt acht Einzelsegmenten, im Folgenden Einschübe 6a bis 6h genannt zusammen. Diese Einschübe 6 sind individuell an den zugehörigen Bereich des Körperteils angepasst und über geeignete Halterungen am Rahmen 2 gehalten.
-
Wie in 1a mit den Bezugszeichen 7a, 7b angedeutet, ist jeder der Einschübe 6 – im vorliegenden Fall der Einschub 6g in eine Vielzahl von Arealen unterteilt, von denen lediglich die Areale 7a, 7b mit Bezugszeichen versehen sind. Jeder Einschub 6 kann dann per se über die Areale 7a, 7b individuell angepasst sein – beim dargestellten Ausführungsbeispiel stellen diese Areale 7a, 7b jedoch lediglich eine „virtuelle” Unterteilung des jeweiligen Einschubs dar – im Prinzip ist jeder der Einschübe 6a bis 6h einstückig ausgebildet.
-
Gemäß den 1a, 1b sind am Rahmen 2 seitlich etwa trapezförmige, sich zur Stirn hin verjüngende Ausnehmungen 8 vorgesehen, in die seitlich vorstehende Passelemente 10 der Einschübe 6 eintauchen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einschübe 6b und 10b einerseits und entsprechend 6g und 6f andererseits jeweils mit Passelementen 10a, 10b ausgebildet, die gemeinsam einen trapezförmigen Vorsprung bilden, der kraft- oder formschlüssig in die zugeordnete Ausnehmung 8 eintaucht.
-
Die Kontur der Einschübe 6a bis 6h ist entsprechend einer Helmpolsterung ausgeführt, wobei die Schädeldecke nicht abgedeckt ist und auch Freischnitte für die Ohren und dergleichen vorgesehen sind.
-
Zur Verbesserung des Tragekomforts können am Rahmen 2 und/oder an den Einschüben 6 Belüftungsausnehmungen 12 vorgesehen werden. Bei dem in 1a, 1b ausgeführten Ausführungsbeispiel sind des Weiteren die Einschübe, beispielsweise der Einschub 6c mit Haltelippen 14, 16 ausgebildet, die die benachbarten Umfangskanten des Rahmens 2 kraft- und formschlüssig umgreifen oder zumindest auf diesen abgestützt sind, so dass eine exakte Positionierung der Einschübe 6a bis 6h mit Bezug zum Rahmen 2 gewährleistet ist.
-
2 zeigt den Rahmen 2 gemäß den 1a, 1b in Einzeldarstellung. Dabei ist der Rahmen 2 von der Stirnseite 2 her dargestellt. Im Bereich des Hinterkopfs hat der Rahmen 2 einen Nackenausschnitt 18, der von den jeweiligen Einschüben 6a, 6h (siehe 1a) überdeckt ist. Man erkennt die beiden Ausnehmungen 8, in die die Passelemente 10 der Einschübe 6 eingreifen. Gut sichtbar in 2 sind auch Belüftungsöffnungen 13 des Rahmens 2, die mit denjenigen der Einschübe 6 fluchten, so dass eine gute Belüftung des Kopfes gewährleistet ist. Dargestellt in 2 sind auch Halterungen 20, die mit entsprechenden Halterungselementen 22 (3) der Einschübe 6 zusammenwirken, um diese am Rahmen 2 zu fixieren.
-
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die obere Umfangskante des Rahmens 2 zu einem Passrand 24 zurückgestuft, der von der Haltelippe 14 (siehe 3) der Einschübe 6a bis 6h überdeckt wird. Dies sei anhand 3 erläutert. Diese zeigt die Einschübe 6a bis 6h in einer Explosionsdarstellung. Wie erläutert, ist jeder Einschub 6 oder zumindest einige der Einschübe 6 mit einem Halterungselement 22 versehen, das mit der Halterung 20 des Rahmens 2 zusammenwirkt. Die Verbindung kann dabei beispielsweise durch Druckknopfverbindungen, Rastelemente oder sonstiges erfolgen.
-
In dem in 3 oben liegenden Bereich der Einschübe 6a bis 6h ist jeweils eine Haltelippe 14 ausgebildet, die einen Schlitz 26 nach außen hin überdeckt. Die Schlitzgeometrie entspricht der Geometrie des Passrands 24 des Rahmens 2, so dass dieser in den Schlitz 26 eingesetzt werden kann und dadurch zwischen Haltelippe 14 und der benachbarten Außenfläche des jeweiligen Einschubs 6a bis 6b (lediglich Einschub 6b mit Bezugszeichen 14, 26 versehen) geklemmt ist. Im Abstand zu den Haltelippen 14 ist an jedem Einschub 6 des Weiteren noch eine als Stützkante wirkende, unten liegende Haltlippe 16 ausgebildet. Dem entsprechend taucht der Rahmen zumindest abschnittsweise in eine Aufnahme 28 ein, die einerseits durch den Schlitz 26 und die Haltelippe 14 und andererseits durch die Haltelippe 16 begrenzt ist. In etwa mittig aus dieser Aufnahme 28 ragen dabei die Passelemente 10a, 10b hervor.
-
Bei den Einschüben 6b, 6g ist jeweils ein Passelement 10a vorgesehen. Das ergänzende Passelement 10b ist dann in den benachbarten Einschüben 6c bzw. 6f ausgebildet. Diese beiden Passelemente 10a, 10b greifen jeweils in die zugehörige Ausnehmung 8 ein.
-
Diese Konstruktion ermöglicht es, die Einschübe 6a bis 6h auf sehr einfache Weise auswechselbar am Rahmen 2 zu halten, wobei diese kraft- und/oder formschlüssige Verbindung auch hohen Belastungen standhält, jedoch ein einfaches Auswechseln einzelner Einschübe 6a bis 6h zur Verbesserung der Anpassung oder zum Austausch bei Beschädigungen ermöglicht.
-
4 zeigt eine Ansicht von oben auf die achte Einschübe 6a bis 6h gemäß 3. Auch in dieser Darstellung sichtbar sind die Belüftungsöffnungen 12, die Haltelippe 14 (siehe Einschub 6a) sowie die Passelemente 10a, 10b (siehe Einschübe 6b, 6c).
-
Der Rahmen 2 wird vorzugsweise vorkonfektioniert gefertigt, wobei dieser in unterschiedlichen Größen, beispielsweise XL, L, M, S, XS bereitgestellt wird. Die Einschübe 6a, 6b werden dann entsprechend der Kontur des jeweiligen Körperteils, im vorliegenden Fall des Kopfs angepasst. Dazu wird gemäß 5 zunächst ein 3D-Modell des Helms 1 erstellt. Dabei ist der Rahmen 2 entsprechend des vorher ermittelten Kopfumfangs ausgewählt. Zugeordnet ist dann die passende Innenauskleidung mit den Einschüben 6a bis 6h, wobei deren Wandstärke der Innenauskleidung 4/Einschübe 6 bewusst minimal ausgelegt ist, so dass im Prinzip der Helm 1 bei der im Folgenden beschriebenen virtuellen Anpassung zunächst „zu groß” ist.
-
Zu dieser virtuellen Anpassung wird auch ein 3D-Modell 30 des Kopfs erstellt. Die 3D-Modelle können Flächen- oder Volumenmodelle sein. Das Kopfmodell 30 kann beispielsweise durch einen 3D-Scanner aufgenommen werden. Das 3D-Modell des Helms 1 in der entsprechenden Größe liegt im CAD-System vor.
-
In einem folgenden Anpassungsschritt werden die 3D-Modelle des Kopfes 30 und des Helms 1 virtuell übereinander gelegt, wobei eine Kollisionsprüfung zwischen den Einschüben 6 und dem Kopfmodell 30 erfolgt – diese Kollisionen können zu Beginn dieses Anpassungsvorgangs minimal oder nicht vorhanden sein, so dass ein Abstand zwischen der Innenfläche der Einschübe 6a bis 6b und dem Kopfmodell 30 vorliegt. Diese Relativposition ist in den 6 und 7 dargestellt. 8 zeigt ein Detail der Vorderansicht gemäß 7, aus der man den sich ergebenden Spalt 32 zwischen den Einschüben 6 und dem Kopfmodell 30 erkennt. Wie gesagt, ergibt sich dieser Spalt 32 lediglich aufgrund der Tatsache, dass die Einschübe zur Anpassung bewusst mit minimaler Wandstärke ausgelegt sind. Nach dieser Relativpositionierung des mit minimaler Wandstärke ausgelegten Helms 1 mit Bezug zum Kopfmodell 30 wird die Wandstärke des Helmmodells vergrößert, wobei diese Vergrößerung beispielsweise von einer angenommenen Kopfmitte aus erfolgt. Diese Vergrößerung von der „Kopfmitte” aus ist in den 9a, 9b mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet. Gestrichelt eingezeichnet in 9a ist der ursprüngliche Konturverlauf bei minimaler Wandstärke.
-
Der Betrag dieser zusätzlichen Wandstärke 34 wird solange erhöht, bis das Helmmodell sozusagen in das Kopfmodell 30 hineinragt, mit anderen Worten gesagt, das Modell des Helms 1 schneidet das Kopfmodell 30. Diese zusätzliche Wandstärke 34 ist auch in den und eingezeichnet, die eine 3D-Ansicht (9b) bzw. eine Draufsicht (9c) auf die Anordnung gemäß 9a zeigen. 10 zeigt dabei wiederum ein Detail der Ansicht gemäß 9a, in der dieses „Hineinragen” des Modells des Helms 1, genauer gesagt das Hineinragen der Einschübe 6a bis 6h in das Kopfmodell 30 angedeutet ist. Man erkennt deutlich die gegenüber der entsprechenden Darstellung gemäß 8 vergrößerte Wandstärke der Einschübe, im konkreten Fall des Einschubs 6f.
-
In einem folgenden Verfahrensschritt wird dann die Schnittmenge zwischen den Einschüben 6a bis 6h und dem Kopfmodell 30 rechnerisch eliminiert, so dass die innenliegende Fläche der Einschübe 6a bis 6h flächig an den betreffenden Bereichen des Kopfmodells 30 anliegt. Dies ist in der Detaildarstellung gemäß 11a verdeutlicht, die den Darstellungen gemäß den 8 und 10 entspricht. Nach dieser Beseitigung der Schnittmengen zwischen Einschüben 6a bis 6h und Kopfmodell 30 ist die Weite des Spalts 32 etwa gleich Null. Dies erkennt man auch aus der Draufsicht gemäß 11b, gemäß der der Helm 1 mit den Einschüben 6a bis 6h spaltfrei (Weite des Spaltes 34 = 0) am Kopfmodell 30 anliegt.
-
Die so ermittelten 3D-Daten der Einschübe 6a bis 6h werden dann zur Fertigung der tatsächlichen Einschübe verwendet. Diese Fertigung kann beispielsweise nach dem Rapid-Prototyping-Verfahren, durch Schäumen, durch Gießen oder durch materialabtragende Bearbeitung erfolgen – diese Bearbeitung erfolgt jedoch stets numerisch gesteuert nach den CAD-Daten, so dass eine Handbearbeitung oder Nachbearbeitung praktisch nicht erforderlich ist.
-
Für den Fall, dass der Helm 1 zur Verbesserung des Tragekomforts mit einer Polsterung versehen werden soll, wird das Kopfmodell 30 vor der oben beschriebenen Relativpositionierung des Helms 1 mit einem Offset 36 belegt, dessen Wandstärke derjenigen der Polsterung entspricht. Mit anderen Worten gesagt, das Kopfmodell 30 wird um ein der Polsterung entsprechendes Maß vergrößert. Im Anschluss daran erfolgt die Relativpositionierung und Anpassung der Einschübe 6a bis 6h, so dass nach Beseitigung der Schnittmenge (siehe 11a bis 11b) zwischen Kopfmodell 30 und Modell des Helms 1 ein der Wandstärke des Offsets 36 entsprechender Spalt zwischen den Einschüben 6 und dem Kopfmodell 30 verbleibt. Die Kontur der Einschübe 6 entspricht jedoch exakt derjenigen des Kopfmodells 30.
-
Diese Einschübe 6 werden dann gemäß den aus der Relativpositionierung und Anpassung ermittelten 3D-Daten gefertigt und können dann mit der Polsterung versehen werden, deren Dicke derjenigen des Offsets 36 entspricht und entlang des gesamten Helms im Wesentlichen gleich ist. Diese Polsterung dient somit lediglich zur Verbesserung des Tragekomforts, die Anpassung an die Kopfkontur erfolgt alleine über die Einschübe 6a bis 6h. Auf diese Weise ist es möglich, die Polsterung mit minimalem Aufwand auszuwechseln, wobei die eigentliche Passform unverändert bleibt. Solange die neue Polsterung mit der gleichen Wandstärke (Offset 36) wie die ursprüngliche Polsterung ausgewählt ist.
-
Wie erläutert, ist die Erfindung keinesfalls auf die Herstellung von Helmen oder dergleichen begrenzt. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise lässt sich ohne weiteres auch auf andere orthopädische Hilfsmittel, wie beispielsweise Orthesen oder Prothesen übertragen. 13a zeigt beispielsweise die Einzelbauelemente einer in 13b dargestellten Orthese 38. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Orthese 38 zur Abstützung eines Beines eines Patienten und hat eine Fußmanschette 40, die über eine Karbonstützfeder 42 mit einer Unterschenkelmanschette 44 verbunden ist. Diese ist über ein Orthesengelenk 46 mit einer Oberschenkelmanschette 48 gelenkig verbunden. Die Manschetten 40, 44, 48 sind aus einem vergleichsweise festen Material gefertigt, das geeignet ist, die beim Gehen auftretenden Kräfte zu übertragen. Diese Manschetten 40, 44, 48 bilden den Rahmen 2 der Orthese 38. Dieser Rahmen 2 ist dann mit einer Innenauskleidung versehen, der durch die in 13a dargestellten Einschübe ausgebildet ist. Bei der in 13 dargestellten Lösung sind jeder der Manschetten 40, 44, 48 zwei Einschübe 6a, 6b (Oberschenkelmanschette 48) 6c, 6d (Unterschenkelmanschette 44) und 6e, 6f (Fußmanschette 40) zugeordnet. Diese Einschübe 6a bis 6f werden entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel über geeignete Halterungen an den zugehörigen Manschetten 40, 44, 48 festgelegt und lagepositioniert. Die Anpassung der Einschübe 6a bis 6f an das Bein des Patienten/der Patientin erfolgt in der gleichen Weise wie vorbeschrieben. D. h., die Einschübe 6a bis 6f werden zunächst im Rechner mit einer minimalen Wandstärke ausgelegt. Das im Rechner abgelegte Orthesenmodell wird dann mit der minimalen Wandstärke der Einschübe 6a bis 6f in eine geeignete Relativposition zu einem 3D-Beinmodell gebracht und dann rechnerisch die Wandstärke der Einschübe 6a bis 6f solange erhöht, bis diese in das Beinmodell „hineinragen”. Anschließend wird die Schnittmenge beseitigt, so dass die Einschübe 6a bis 6f in optimaler Weise an die Beinkontur angepasst sind.
-
Auf Basis der so ermittelten 3D-Daten der Einschübe 6a bis 6f erfolgt dann die tatsächliche Fertigung der Einschübe.
-
Offenbart sind ein orthopädisches Hilfsmittel, beispielsweise ein Helm, ein Schuh, eine Orthese oder eine Prothese, bei der eine Innenauskleidung von einem Rahmen getragen wird. Die Innenauskleidung besteht aus einer Vielzahl von Einschüben/Inlays, deren Kontur durch virtuelle Überlagerung eines Modells des zugehörigen Körperteils und des Hilfsmittels bestimmt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Helm
- 2
- Rahmen
- 4
- Innenauskleidung
- 6
- Einschub
- 8
- Ausnehmung
- 10
- Passelement
- 12
- Belüftungsöffnung
- 13
- Belüftungsöffnung
- 14
- Haltelippe
- 16
- Haltelippe
- 18
- Nackenausschnitt
- 20
- Halterungen
- 22
- Halterungselemente
- 24
- Passrand
- 26
- Schlitz
- 28
- Aufnahme
- 30
- Kopfmodell
- 32
- Spalt
- 34
- zusätzliche Wandstärke
- 36
- Offset
- 38
- Orthese
- 40
- Fußmanschette
- 42
- Stützfeder
- 44
- Unterschenkelmanschette
- 46
- Orthesengelenk
- 48
- Oberschenkelmanschette
