DE102020113708B4

DE102020113708B4 - METHOD AND SYSTEM FOR CATEGORIZING AND EVALUATING A FOOT SHAPE

Info

Publication number: DE102020113708B4
Application number: DE102020113708.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Hartmann
Original assignee: Scs Shoe Commerce GmbH
Current assignee: Scs Shoe Commerce GmbH
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: DE102020113708A1

Abstract

Verfahren zum Kategorisieren und Bewerten einer Fußform, wobei mindestens zwei Parameter eines Fußes durch Messungen ermittelt werden und wobei ein Messbereich für jeden Parameter in eine diskrete Anzahl von Teilmessbereichen eingeteilt wird, wobei ein Messergebnis für jeden Parameter in einem der Teilmessbereiche liegt und der jeweilige Teilmessbereich jedem Messergebnis als Kategorie zugeordnet wird, wobei ein Algorithmus zu jeder Kombination der Kategorien der Messergebnisse der Parameter eine Bewertung der Fußform hinsichtlich einer Fußbettung ausgibt, wobei die Bewertung eine Fallunterscheidung in folgende Fälle beinhaltet:
a) der Fuß benötigt keine Fußbettung;
b) für den Fuß wird eine Fußbettung empfohlen;
c) für den Fuß wird eine orthopädische Begutachtung empfohlen.

Method for categorizing and evaluating a foot shape, wherein at least two parameters of a foot are determined by measurements and wherein a measurement range for each parameter is divided into a discrete number of sub-measurement ranges, wherein a measurement result for each parameter lies in one of the sub-measurement ranges and the respective sub-measurement range is assigned to each measurement result as a category, wherein an algorithm outputs an evaluation of the foot shape with regard to foot bedding for each combination of the categories of the measurement results of the parameters, wherein the evaluation includes a case differentiation in the following cases:
a) the foot does not require any footbed;
b) an insole is recommended for the foot;
c) An orthopaedic assessment is recommended for the foot.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kategorisieren und Bewerten einer Fußform, wobei mindestens zwei Parameter eines Fußes durch eine Messung ermittelt werden, sowie ein System zum automatisierten Vermessen, Kategorisieren und Bewerten einer Fußform eines Fußes, wobei das System eine Messvorrichtung aufweist.The invention relates to a method for categorizing and evaluating a foot shape, wherein at least two parameters of a foot are determined by a measurement, as well as a system for the automated measuring, categorizing and evaluating a foot shape of a foot, wherein the system has a measuring device.

Füße weisen individuelle Fußparameter wie etwa Fußlänge, Fußbreite, Fußweite, Fußhöhe, Fersenbreite, Ballenbreite, Lage der Ballenlinie sowie Fuß(fehl)stellungen, z.B. Senk-, Spreiz-, Hohl-, Platt- oder Normalstellung, auf.Feet have individual foot parameters such as foot length, foot width, foot width, foot height, heel width, ball width, position of the ball line as well as foot (mal)positions, e.g. fallen, splayed, hollow, flat or normal position.

An Fußparameter und Fußfehlstellungen angepasste Schuhe sind bekannt, wobei eine Einlegesohle für den Fall einer Fußfehlstellung erforderlich ist. Vorrichtungen zum Bestimmen der Parameter durch ausgebildetes Personal sind ebenfalls bekannt. Die so hergestellten Schuhe und Einlegesohlen sind Maßanfertigungen. Bei Schuhen aus industrieller Serienfertigung finden einige Fußparameter und insbesondere Fußfehlstellungen keine Berücksichtigung. Individuelle Einlegesohlen sind auch für Schuhe aus Serienfertigung nach dem Vermessen der Füße individuell herstellbar.Shoes adapted to foot parameters and foot deformities are known, whereby an insole is required in the event of a foot deformity. Devices for determining the parameters by trained personnel are also known. The shoes and insoles produced in this way are made to measure. In industrially mass-produced shoes, some foot parameters and in particular foot deformities are not taken into account. Individual insoles can also be produced individually for mass-produced shoes after the feet have been measured.

Die Druckschrift DE 10 2004 029 162 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Fertigungszeichnung für Einlagen und Fußbettungen, bei dem ein Fußtyp aus einer vorgegebenen Liste ausgewählt wird. Dazu wird ein Zehentyp aus einer begrenzten Anzahl verschiedener Zehentypen ausgewählt und es wird ein Rückfuß-Typ aus einer ebenfalls begrenzten Menge von Rückfuß-Typen ausgewählt, wobei die entsprechende Kombination zur Auswahl von Standardformelementen für die Fertigungszeichnung verwendet wird. Anhand einer Messung der Länge und der Breite des Fu-ßes werden die Standardformelemente skaliert und zu der Fertigungszeichnung zusammengesetzt.The publication EN 10 2004 029 162 A1 relates to a method for producing a production drawing for insoles and footbeds, in which a foot type is selected from a given list. For this purpose, a toe type is selected from a limited number of different toe types and a rear foot type is selected from a likewise limited number of rear foot types, the corresponding combination being used to select standard form elements for the production drawing. Based on a measurement of the length and width of the foot, the standard form elements are scaled and assembled into the production drawing.

Die Druckschrift GB 2 370 487 A offenbart Verfahren zur Auswahl von für eine Person geeigneten Orthesen-Elementen aus einem Satz mit einer Vielzahl von vorgefertigten von Orthesen-Elementen unter Verwendung einer Wissensdatenbank und einer Vermessung, wobei als Vorrichtung zur Erfassung der physikalischen Eigenschaften ein Fuß-Scansystem verwendet wird.The publication GB 2 370 487 A discloses methods for selecting orthotic elements suitable for a person from a set comprising a plurality of prefabricated orthotic elements using a knowledge database and a measurement, wherein a foot scanning system is used as the device for detecting the physical properties.

Die Druckschrift EP 0 801 905 A2 beschreibt eine Methode zur Anpassung von Kleidungsstücken, wobei das Messen von Körperparametern, wie Beinlänge und Bundweite, und deren Kategorisierung anhand von Kleidergrößen erfolgt.The publication EP 0 801 905 A2 describes a method for fitting garments by measuring body parameters such as leg length and waist size and categorizing them based on clothing sizes.

Das europäische Patent EP 2 629 641 B1 betrifft ein Verfahren zur weitgehend automatisierten Auswahl von Schuhwerk mit einem optimal ausgewählten oder individualisierten Fußbett. Mit Hilfe eines multisensoriellen Fußscanners wird ein numerisches Modell der Raumform des Fußes erfasst Ein Fußsohlen-Druckbild des Fußes wird erstellt und mit dem numerischen Modell der Raumform des Fußes registriert. Aus der Verschneidung der Raumflächen der Innenraumform des Schuhwerks und des Oberflächenmodells der Einlage werden die Raumkoordinaten für die Randzone und die Unterseite der Einlage unter Berücksichtigung der Raumform des Fußes ermittelt.The European patent EP 2 629 641 B1 concerns a method for the largely automated selection of footwear with an optimally selected or individualized footbed. A numerical model of the spatial shape of the foot is recorded using a multi-sensory foot scanner. A sole print image of the foot is created and registered with the numerical model of the spatial shape of the foot. From the intersection of the spatial areas of the interior shape of the footwear and the surface model of the insole, the spatial coordinates for the edge zone and the underside of the insole are determined, taking into account the spatial shape of the foot.

Davon ausgehend besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und ein System zum Kategorisieren und Bewerten einer Fußform bereitzustellen, um eine automatisierte und einfache Bewertung hinsichtlich einer Fußbettung zu ermöglichen.Based on this, it is an object of the invention to provide a method and a system for categorizing and evaluating a foot shape in order to enable an automated and simple evaluation with regard to foot bedding.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und mit einem System gemäß Anspruch 8, wobei Ausführungsformen jeweils in den Unteransprüchen angegeben sind.The object is achieved with a method according to claim 1 and with a system according to claim 8, wherein embodiments are specified in the subclaims.

Das offenbarte Verfahren zum Kategorisieren und Bewerten einer Fußform sieht vor, dass mindestens zwei Parameter eines Fußes durch Messungen ermittelt werden und dass ein Messergebnis für jeden Parameter einer Kategorie aus einer diskreten Anzahl von Kategorien zugeordnet wird. Dadurch wird das Verarbeiten der Messergebnisse wesentlich vereinfacht. Je Parameter sind mindestens zwei Kategorien vorgesehen, vorzugsweise drei bis fünf Kategorien. Ein Algorithmus gibt zu jeder Kombination der Kategorien der Parameter eine Bewertung der Fußform hinsichtlich einer Fußbettung aus. Die möglichen Kombinationen der Kategorien der Parameter können dabei vorteilhaft mit der jeweils zugehörigen Bewertung in dem Algorithmus hinterlegt sein. Der Algorithmus kann auch auf eine hinterlegte Entscheidungsmatrix zugreifen, aus der die Zuordnung der Bewertung zu der jeweiligen Kombination der Kategorien der Parameter gehört.The disclosed method for categorizing and evaluating a foot shape provides that at least two parameters of a foot are determined by measurements and that a measurement result for each parameter is assigned to a category from a discrete number of categories. This makes processing the measurement results much easier. At least two categories are provided for each parameter, preferably three to five categories. An algorithm outputs an evaluation of the foot shape with regard to foot support for each combination of the categories of the parameters. The possible combinations of the categories of the parameters can advantageously be stored in the algorithm with the respective associated evaluation. The algorithm can also access a stored decision matrix from which the assignment of the evaluation to the respective combination of the categories of the parameters belongs.

Unter einer diskreten Anzahl von Kategorien ist eine bestimmbare Anzahl zu verstehen. Um eine Zuordnung des Messergebnisses für jeden Parameter zu ermöglichen, muss die Anzahl der Kategorien zwei pro Parameter betragen. Daraus ergibt sich, dass auch die Anzahl der möglichen Bewertungen bestimmbar ist, die maximal der möglichen Anzahl an Kombination der Kategorien der Parameter entspricht. Die Fußbettung soll im Sinne der Erfindung keinem medizinischen Zweck dienen. Es handelt sich ausdrücklich nicht um eine orthopädische Korrektureinlage, die auf die Diagnose einer Fußfehlstellung hin individuell angefertigt wird. Die Fußbettung dient der Entlastung und gleichmäßigen Druckverteilung, sowie der Auftrittsdämpfung, um den Tragekomfort zu erhöhen und gegebenenfalls einer zukünftigen Entwicklung von Fußfehlstellungen vorzubeugen.A discrete number of categories is to be understood as a definable number. In order to enable the measurement result to be assigned to each parameter, the number of categories must be two per parameter. This means that the number of possible evaluations can also be determined, which corresponds at most to the possible number of combinations of the categories of the parameters. The footbed is not intended to serve any medical purpose in the sense of the invention. It is expressly not an orthopedic corrective insole that is individually made to diagnose a foot misalignment. The footbed serves to relieve pressure and distribute it evenly, as well as to cushion the impact in order to increase comfort and, if necessary, prevent future development of foot deformities.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bewertung eine Fallunterscheidung in folgende Fälle beinhaltet:

a) der Fuß benötigt keine Fußbettung;
b) für den Fuß wird eine Fußbettung empfohlen;
c) für den Fuß wird eine orthopädische Begutachtung empfohlen.

According to the invention, the evaluation includes a distinction between the following cases:

a) the foot does not require any footbed;
b) an insole is recommended for the foot;
c) An orthopaedic assessment is recommended for the foot.

Der Fall a) bedeutet, dass auf Grund der Fußform weder eine Fußbettung, noch eine weitere Behandlung notwendig ist. Der Fall c) bedeutet, dass eine Fußbettung bei der Fußform nicht sinnvoll ist und dass stattdessen im Rahmen der orthopädischen Begutachtung gegebenenfalls eine Korrektureinlage empfohlen werden kann.Case a) means that neither an insole nor any other treatment is necessary due to the shape of the foot. Case c) means that an insole is not advisable due to the shape of the foot and that instead a corrective insole may be recommended as part of the orthopedic assessment.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bewertung in dem Fall b) eine Auswahl einer Fußbettungsform beinhaltet. Unter einer Fußbettungsform ist eine Fußbettung mit einer bestimmten Formgebung zu verstehen. Das Auswählen der passenden Fußbettungsform erfolgt nur in dem Fall b). Wenn die Kombination der Kategorien der Parameter hingegen zu der Bewertung führt, dass Fall a) oder Fall c) vorliegen, erfolgt keine Auswahl der Fußbettungsform. So kann vorteilhaft nach der Art eines Ampelsystems ausgegeben werden, ob eine Fußbettung sinnvoll ist und, falls das der Fall ist, mit welcher Fußbettungsform. Die Anzahl von Fußbettungsformen, aus denen ausgewählt wird, ist begrenzt. Die diskrete Anzahl liegt beispielsweise zwischen zwei und zehn, insbesondere zwischen drei und fünf.According to one embodiment, the evaluation in case b) includes a selection of a footbed shape. A footbed shape is understood to mean a footbed with a specific shape. The selection of the appropriate footbed shape only takes place in case b). However, if the combination of the categories of the parameters leads to the evaluation that case a) or case c) applies, the footbed shape is not selected. In this way, it can be advantageously output using a traffic light system whether a footbed makes sense and, if so, with which footbed shape. The number of footbed shapes from which a selection is made is limited. The discrete number is, for example, between two and ten, in particular between three and five.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass für die Messungen der Parameter des Fußes automatisiert ein dreidimensionaler Laserscan und eine plantare Fußmessung durchgeführt werden. Durch die Messungen werden beispielsweise die folgenden Parameter des Fußes ermittelt: Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe. Die Anzahl von Kategorien je Parameter kann zwei bis fünf betragen.According to a further embodiment of the method, a three-dimensional laser scan and a plantar foot measurement are carried out automatically to measure the parameters of the foot. The measurements determine, for example, the following parameters of the foot: heel-base angle, tread area and longitudinal arch. The number of categories per parameter can be two to five.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels einer Bedienerschnittstelle Anamnesedaten abgefragt werden. Diese Daten können dahingehend Einfluss auf die Bewertung haben, dass bei der Fallunterscheidung Fall c) ausgegeben wird, beispielsweise wenn der Nutzer angibt, bereits eine orthopädische Fußeinlage zu tragen oder Schmerzen an den Füßen zu verspüren.According to a further embodiment of the method, anamnesis data is queried using a user interface. This data can influence the assessment in such a way that case c) is output when differentiating between cases, for example if the user states that they are already wearing an orthopedic foot insole or are experiencing pain in their feet.

Das offenbarte System zum automatisierten Vermessen, Kategorisieren und Bewerten einer Fußform eines Fußes weist eine Messvorrichtung auf, wobei die Messvorrichtung dazu eingerichtet ist, automatisiert mindestens zwei Parameter des Fußes durch eine Messung zu ermitteln. Das System weist einen Computer mit einem Datenspeicher auf, sowie ein auf dem Datenspeicher gespeichertes Computerprogrammprodukt mit einem Algorithmus, wobei das Computerprogrammprodukt auf dem Computer ausgeführt wird. Der Algorithmus ist dazu eingerichtet, ein Messergebnis der Messvorrichtung für jeden Parameter einer Kategorie aus einer diskreten Anzahl von Kategorien zuzuordnen, wobei der Algorithmus zu jeder Kombination der Kategorien der Parameter eine Bewertung der Fußform hinsichtlich einer Fußbettung ausgibt. Das Computerprogrammprodukt ist erfindungsgemäß dazu eingerichtet, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.The disclosed system for automatically measuring, categorizing and evaluating a foot shape of a foot has a measuring device, wherein the measuring device is designed to automatically determine at least two parameters of the foot by means of a measurement. The system has a computer with a data storage device and a computer program product with an algorithm stored on the data storage device, wherein the computer program product is executed on the computer. The algorithm is designed to assign a measurement result of the measuring device for each parameter to a category from a discrete number of categories, wherein the algorithm outputs an evaluation of the foot shape with regard to foot support for each combination of the categories of the parameters. According to the invention, the computer program product is designed to carry out the method described above.

Gemäß einer Ausführungsform des Systems weist die Messvorrichtung einen Laserscanner zur dreidimensionalen Erfassung des Fußes auf.According to one embodiment of the system, the measuring device has a laser scanner for three-dimensional detection of the foot.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das System eine Bedienerschnittstelle auf, wobei die Bedienerschnittstelle dazu eingerichtet ist, dass ein Nutzer Anamnesedaten eingibt, dass ein Nutzer die Messvorrichtung betätigt und/oder dass die Bewertung an den Nutzer ausgegeben wird.According to a further embodiment, the system comprises a user interface, wherein the user interface is configured to allow a user to enter anamnesis data, a user to operate the measuring device and/or the evaluation to be output to the user.

Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens und des Systems anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigt

1 ein Ablaufschema gemäß eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens;
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Systems;
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Messungen des Parameters Fersenbodenwinkel;
4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Messungen des Parameters Längsgewölbe und
5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Messungen des Parameters Auftrittsfläche.

Further features and advantages of the method and the system are described in more detail below using an embodiment with reference to the accompanying drawings.

1 a flow chart according to an embodiment of the method;
2 a schematic representation of an embodiment of the system;
3 a schematic representation to explain the measurements of the heel-ground angle parameter;
4 a schematic representation to explain the measurements of the longitudinal arch parameter and
5 a schematic representation to explain the measurements of the tread area parameter.

In der 1 ist ein Ablaufschema zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Kategorisieren und Bewerten einer Fußform dargestellt. In einem ersten Schritt 101 werden mindestens zwei Parameter eines Fußes durch Messungen ermittelt. In dem Ausführungsbeispiel werden für die Messungen der Parameter des Fußes automatisiert ein dreidimensionaler Laserscan und eine plantare Fußmessung durchgeführt. Bei der plantaren Messung des Fußes wird optisch die Auftrittsfläche des Fußes ermittelt, so dass vorteilhaft keine Druckmessung erforderlich ist. Durch die Messungen werden gemäß Ausführungsbeispiel die Parameter Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe des Fußes ermittelt. In Schritt 102 wird das Messergebnis für jeden Parameter einer Kategorie aus einer diskreten Anzahl von Kategorien zugeordnet. Das Messen und Kategorisieren der Messwerte wird nachfolgend zunächst mit Bezug auf die 3 bis 5 erläutert.In the 1 A flow chart is shown to explain an embodiment of the method for categorizing and evaluating a foot shape. In a first step 101, at least two parameters of a foot are determined by measurements. In the embodiment, a three-dimensional laser scan and a plantar foot measurement are carried out automatically for the measurements of the parameters of the foot. In the plantar By measuring the foot, the contact surface of the foot is determined optically, so that no pressure measurement is required. According to the embodiment, the measurements determine the parameters heel angle, contact surface and longitudinal arch of the foot. In step 102, the measurement result for each parameter is assigned to a category from a discrete number of categories. The measurement and categorization of the measured values is then initially carried out with reference to the 3 to 5 explained.

Die Messung des Fersenbodenwinkels wird mit Bezug auf die 3 erläutert, in der schematisch ein linker Fuß F in dorsaler Ansicht auf die Ferse dargestellt ist. Aus dem dreidimensionalen Laserscan wird jeweils ein Punkt am Pternion P und am Ansatz S der Achillessehne ermittelt. Der Fersenbodenwinkel wird definiert als ein Winkel D zwischen einer Verbindungslinie d von dem Punkt am Pternion P zum Ansatzpunkt S der Achillessehne und einer Raumvertikalen r. Negative Werte des Winkels D beschreiben einen sich nach links öffnenden Winkel. Bezüglich des linken Fußes F weist die Linie d nach außen, der Fuß F neigt also zur Supination. Positive Werte des Winkels D beschreiben einen sich nach rechts öffnenden Winkel. Die Linie d weist dann, wie in der Darstellung, nach innen. Der Fuß F neigt zur Pronation. Bei einem rechten Fuß (nicht dargestellt) sind die Werte des Winkels D entsprechend umgekehrt definiert. Negative Werte beschreiben dann einen sich nach rechts öffnenden Winkel eines zur Supination neigenden, rechten Fußes. Der Messbereich für den Parameter Fersenbodenwinkel wird in eine diskrete Anzahl von Teilmessbereichen eingeteilt, beispielsweise in drei Teilmessbereiche, einen Teilmessbereich der Kategorie „Supination“ für Werte, die kleiner als ein festzulegender unterer Grenzwert sind, einen Teilmessbereich der Kategorie „normal“ für Werte, die innerhalb eines Intervalls zwischen dem unteren Grenzwert und einem festzulegenden oberen Grenzwert liegen und einen Teilmessbereich der Kategorie „Pronation“ für Werte größer als der obere Grenzwert. Der Teilmessbereich der Kategorie „normal“ umfasst dabei Werte in einem Bereich um null Grad, der sowohl negative, als auch positive Werte umfasst. Der Teilmessbereich, in dem das jeweilige Messergebnis liegt, wird dem Messergebnis als Kategorie zugeordnet. Der Messbereich für den Parameter Fersenbodenwinkel kann auch fünf Teilmessbereiche aufweisen, wobei ein als sehr stark ausgeprägte Pronation kategorisierter Teilmessbereich des Fersenbodenwinkels über einem kritischen oberen Wert liegt und ein als sehr stark ausgeprägte Supination kategorisierter Teilmessbereich des Fersenbodenwinkels unter einem kritischen unteren Wert liegt.The heel-floor angle is measured with reference to the 3 explained, in which a left foot F is shown schematically in a dorsal view of the heel. From the three-dimensional laser scan, a point is determined on the pternion P and at the attachment S of the Achilles tendon. The heel floor angle is defined as an angle D between a connecting line d from the point on the pternion P to the attachment point S of the Achilles tendon and a spatial vertical r. Negative values of the angle D describe an angle that opens to the left. With regard to the left foot F, the line d points outwards, so the foot F tends to supine. Positive values of the angle D describe an angle that opens to the right. The line d then points inwards, as in the illustration. The foot F tends to pronate. For a right foot (not shown), the values of the angle D are defined accordingly in reverse. Negative values then describe an angle that opens to the right of a right foot that tends to supine. The measuring range for the heel base angle parameter is divided into a discrete number of sub-measurement ranges, for example into three sub-measurement ranges, a sub-measurement range in the “supination” category for values that are smaller than a specified lower limit, a sub-measurement range in the “normal” category for values that are within an interval between the lower limit and a specified upper limit, and a sub-measurement range in the “pronation” category for values greater than the upper limit. The sub-measurement range in the “normal” category includes values in a range around zero degrees, which includes both negative and positive values. The sub-measurement range in which the respective measurement result lies is assigned to the measurement result as a category. The measuring range for the heel base angle parameter can also have five sub-measurement ranges, with a sub-measurement range of the heel base angle categorized as very pronounced pronation being above a critical upper value and a sub-measurement range of the heel base angle categorized as very pronounced supination being below a critical lower value.

Die Messung der Höhe des Längsgewölbes des Fußes wird mit Bezug auf die 4 erläutert, in der schematisch der linke Fuß F in medialer Ansicht auf die Fußinnenseite dargestellt ist. Der Parameter Längsgewölbe wird ebenfalls aus dem dreidimensionalen Fußscan ermittelt. Es wird der höchste Punkt E des Längsgewölbes bestimmt und ein Abstand h zum Boden g gemessen. Zur Umwandlung der gemessenen Höhe h in Kategorien wird die Höhe zu der Fußlänge ins Verhältnis gesetzt. Der Messbereich für den Parameter Längsgewölbe wird in eine diskrete Anzahl von Teilmessbereichen eingeteilt, beispielsweise in drei Teilmessbereiche, einen Teilmessbereich der Kategorie „flach“ für Werte unter einem festgelegten unteren Grenzwert, einen Teilmessbereich der Kategorie „normal“ für Werte innerhalb eines festgelegten Intervalls zwischen dem unteren Grenzwert und einem oberen festzulegenden Grenzwert und einen Teilmessbereich der Kategorie „hoch“ für Werte größer als der festgelegte oberer Grenzwert. Zur Bestimmung der oberen und unteren Grenzwerte kann beispielsweise eine Stichprobe männlicher und weiblicher Probanden erhoben werden. Die jeweilige Höhe des Längsgewölbes wird durch den 3D Scanner ermittelt und auf die Fußlänge der Probanden relativiert bzw. normalisiert. Nach Prüfung der Stichprobe auf Normalverteilung werden im Anschluss beispielsweise ein Mittelwert und eine Standardabweichung berechnet, die dann zur Festlegung der oberen und unteren Grenzwerte herangezogen werden. Zum Beispiel kann der obere Grenzwert festgelegt werden, indem die mit einem Faktor multiplizierte Standardabweichung zu dem Mittelwert hinzugerechnet wird. Dementsprechend kann der untere Grenzwert festgelegt werden, indem die mit einem weiteren Faktor multiplizierte Standardabweichung von dem Mittelwert abgezogen wird. Die Faktoren für den oberen und unteren Grenzwert können unterschiedlich gewählt werden und weisen beispielsweise Werte zwischen 0,1 und zehn auf.The measurement of the height of the longitudinal arch of the foot is made with reference to the 4 explained, in which the left foot F is shown schematically in a medial view of the inside of the foot. The longitudinal arch parameter is also determined from the three-dimensional foot scan. The highest point E of the longitudinal arch is determined and a distance h to the ground g is measured. To convert the measured height h into categories, the height is related to the foot length. The measuring range for the longitudinal arch parameter is divided into a discrete number of sub-measuring ranges, for example into three sub-measuring ranges, a sub-measuring range in the “flat” category for values below a specified lower limit, a sub-measuring range in the “normal” category for values within a specified interval between the lower limit and an upper limit to be specified, and a sub-measuring range in the “high” category for values greater than the specified upper limit. To determine the upper and lower limit values, for example, a sample of male and female test subjects can be taken. The respective height of the longitudinal arch is determined by the 3D scanner and relativized or normalized to the foot length of the test subjects. After checking the sample for normal distribution, a mean and a standard deviation are calculated, for example, which are then used to determine the upper and lower limits. For example, the upper limit can be determined by adding the standard deviation multiplied by a factor to the mean. Accordingly, the lower limit can be determined by subtracting the standard deviation multiplied by another factor from the mean. The factors for the upper and lower limits can be chosen differently and have values between 0.1 and ten, for example.

Die Messung der Auftrittsfläche wird mit Bezug auf die 5 erläutert, in der schematisch der linke Fuß F in einer Ansicht auf die Fußsohle dargestellt ist. Der Parameter Auftrittsfläche wird aus der plantaren Fußmessung ermittelt. Die Länge des Fußes F ohne Zehen wird in drei Teile geteilt, woraus sich drei Fußregionen A, B, C ergeben, der Vorfuß A, der Mittelfuß B und der Rückfuß C. Zur Bestimmung der Auftrittsfläche, auch als Arch Index oder Fußtyp bezeichnet, wird die Fläche der Mittelfußregion B durch die gesamte Auftrittsfläche (A+B+C) dividiert: B / (A+B+C). Die Flächen der jeweiligen Fußregionen A, B, C werden aus Graustufenwerten der plantaren Fußmessung bestimmt. Innerhalb der Fußregionen A, B, C werden beispielsweise diejenigen Bildpunkte ausgezählt, die einen Graustufenwert über einem bestimmten Grenzwert aufweisen.The measurement of the tread area is carried out with reference to the 5 explained, in which the left foot F is shown schematically in a view of the sole of the foot. The tread area parameter is determined from the plantar foot measurement. The length of the foot F without toes is divided into three parts, resulting in three foot regions A, B, C, the forefoot A, the midfoot B and the hindfoot C. To determine the tread area, also known as the arch index or foot type, the area of the midfoot region B is divided by the total tread area (A+B+C): B / (A+B+C). The areas of the respective foot regions A, B, C are determined from the grayscale values of the plantar foot measurement. Within the foot regions A, B, C, for example, those pixels are counted that have a grayscale value above a certain limit.

Der Messbereich für den Parameter Auftrittsfläche wird in eine diskrete Anzahl von Teilmessbereichen eingeteilt, beispielsweise in drei Teilmessbereiche, einen Teilmessbereich der Kategorie „Hohlfuß“ für Werte, die kleiner als ein festzulegender unterer Grenzwert sind, einen Teilmessbereich der Kategorie „normal“ für Werte, die innerhalb eines Intervalls zwischen dem unteren Grenzwert und einem festzulegenden oberen Grenzwert liegen und einen Teilmessbereich der Kategorie „Senkfuß“ für Werte größer als der obere Grenzwert. Der Teilmessbereich, in dem das Messergebnis liegt, wird dem Messergebnis als Kategorie zugeordnet. Der Parameter Auftrittsfläche kann einen vierten Teilmesswertbereich aufweisen, bei dem der Messwert für die Auftrittsfläche über einem kritischen Wert für einen sehr stark ausgeprägten Senkfuß liegt.The measuring range for the tread area parameter is divided into a discrete number of sub-measuring areas ranges, for example into three sub-measurement ranges, a sub-measurement range in the “flat foot” category for values that are smaller than a specified lower limit, a sub-measurement range in the “normal” category for values that are within an interval between the lower limit and a specified upper limit, and a sub-measurement range in the “flat foot” category for values greater than the upper limit. The sub-measurement range in which the measurement result lies is assigned to the measurement result as a category. The tread area parameter can have a fourth sub-measurement range in which the measurement value for the tread area is above a critical value for a very pronounced flat foot.

Somit ergeben sich nach dem Ausführungsbeispiel für den Parameter Fersenbodenwinkel die Kategorien normal, Pronation und Supination, für den Parameter Längsgewölbe die Kategorien normal, flach und hoch, sowie für den Parameter Auftrittsfläche die Kategorien normal, Senkfuß und Hohlfuß. Der Fachmann erkennt, dass alternativ nur zwei Kategorien oder mehr als drei Kategorien je Parameter verwendet werden können. Auch ist es möglich, eine unterschiedliche Anzahl von Kategorien je Parameter zu nutzen. Auch weitere Parameter können in die Betrachtung einbezogen werden. Der Fachmann erkennt, dass weitere triviale Fußparameter im Rahmen des offenbarten Verfahrens gemessen werden, wie beispielsweise die Fußlänge oder die Fußbreite, worauf nicht näher eingegangen wird.Thus, according to the exemplary embodiment, the categories normal, pronation and supination result for the heel angle parameter, the categories normal, flat and high for the longitudinal arch parameter, and the categories normal, flat foot and hollow foot for the tread area parameter. The person skilled in the art will recognize that alternatively only two categories or more than three categories can be used per parameter. It is also possible to use a different number of categories per parameter. Other parameters can also be included in the consideration. The person skilled in the art will recognize that other trivial foot parameters are measured within the framework of the disclosed method, such as foot length or foot width, which will not be discussed in more detail.

Das weitere Verfahren wird nachfolgend wieder anhand des Ablaufschemas gemäß 1 beschrieben. Ein Algorithmus gibt in Schritt 103 zu jeder möglichen Kombination der Kategorien der Parameter eine Bewertung aus. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit je drei Kategorien je Parameter beträgt die Anzahl möglicher Kombinationen 27. Erfindungsgemäß wird in Schritt 103 eine Fallunterscheidung vorgenommen, bei der folgende Fälle auftreten können:

a) der Fuß benötigt weder eine Fußbettung, noch eine weitere Behandlung;
b) für den Fuß wird eine Fußbettung empfohlen und die Fußbettungsform wird ausgewählt;
c) für den Fuß wird eine orthopädische Begutachtung empfohlen.

The further procedure is described below again using the flow chart according to 1 described. In step 103, an algorithm outputs an evaluation for each possible combination of the categories of the parameters. In the described embodiment with three categories per parameter, the number of possible combinations is 27. According to the invention, a case distinction is made in step 103 in which the following cases can occur:

a) the foot does not require an insole or any other treatment;
b) an insole is recommended for the foot and the insole shape is selected;
c) An orthopaedic assessment is recommended for the foot.

In den Fällen a) und c) endet das Verfahren in Schritt 104 mit der Ausgabe des entsprechenden Ergebnisses, dass entweder keine Fußbettung notwendig ist oder dass eine orthopädische Begutachtung empfohlen wird. Eine Fußbettungsform wird nicht ausgewählt. Fall a) liegt beispielsweise bei folgenden Kombinationen der Kategorien der Messwerte der Parameter Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe in der angegebenen Reihenfolge vor: normal-normal-normal; normal-normal-hoch; normal-Hohlfuß-normal; normal-normal-flach; Supination-normal-normal; Supination-normal-flach; Pronation-normal-flach; Pronation-normal-normal; normal- Senkfuß-normal. Fall c) liegt beispielsweise bei folgenden Kombinationen der Kategorien der Messwerte der Parameter Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe in der angegebenen Reihenfolge vor: Supination-Senkfuß-flach; Supination-Senkfuß-hoch; Pronation-Senkfuß-hoch; normal-Hohlfuß-flach. Zusätzlich können einzelne Ausschlusskriterien durch den Algorithmus abgebildet werden, die unabhängig von der Kombination der Kategorien der Messwerte stets zu dem Fall c) führen, beispielsweise wenn der Messwert für die Auftrittsfläche über einem kritischen Wert für einen sehr stark ausgeprägten Senkfuß liegt, und/oder wenn der Fersenbodenwinkel über einem kritischen Wert für eine sehr stark ausgeprägte Pronation oder Supination liegt.In cases a) and c), the method ends in step 104 with the output of the corresponding result that either no footbed is necessary or that an orthopedic assessment is recommended. A footbed type is not selected. Case a) applies, for example, to the following combinations of the categories of the measured values of the parameters heel base angle, tread surface and longitudinal arch in the specified order: normal-normal-normal; normal-normal-high; normal-pes cavus-normal; normal-normal-flat; supination-normal-normal; supination-normal-flat; pronation-normal-flat; pronation-normal-normal; normal-flat arches-normal. Case c) applies, for example, to the following combinations of the categories of the measured values of the parameters heel base angle, tread surface and longitudinal arch in the specified order: supination-flat arches-flat; supination-flat arches-high; pronation-flat arches-high; normal-flat arches-flat. In addition, individual exclusion criteria can be mapped by the algorithm, which always lead to case c) regardless of the combination of the categories of the measured values, for example if the measured value for the tread area is above a critical value for a very pronounced flat foot, and/or if the heel-bottom angle is above a critical value for a very pronounced pronation or supination.

In dem die Fall b) wird in Schritt 105 eine Fußbettungsform aus einer diskreten Anzahl von Fußbettungsformen ausgewählt und ausgegeben, beispielsweise aus einer von drei Fußbettungsformen, eine erste Fußbettungsform mit niedrigem Ausprägungsgrad, eine zweite Fußbettungsform mit mittlerem Ausprägungsgrad, eine dritte Fußbettungsform mit hohem Ausprägungsgrad. Der Fachmann erkennt, dass eine andere Anzahl von Fußbettungsformen im Rahmen des offenbarten Verfahrens verwendbar ist.In case b), in step 105, a footbed shape is selected from a discrete number of footbed shapes and output, for example from one of three footbed shapes, a first footbed shape with a low degree of expression, a second footbed shape with a medium degree of expression, a third footbed shape with a high degree of expression. The person skilled in the art will recognize that a different number of footbed shapes can be used within the scope of the disclosed method.

Im Fall b) wird eine Empfehlung für eine Fußbettungsform mit niedrigem Ausprägungsgrad bei folgenden Kombinationen der Parameterwerte der Parameter Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe in der angegebenen Reihenfolge ausgegeben: Pronation-Senkfuß-flach; Pronation-Hohlfuß-flach; Pronation-Hohlfuß-normal; normal-Senkfuß-flach; normal-Senkfuß-hoch. Eine Empfehlung für eine Fußbettungsform mit mittlerem Ausprägungsgrad wird bei folgenden Kombinationen der Parameterwerte der Parameter Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe in der angegebenen Reihenfolge ausgegeben: Supination-Senkfuß-normal; Pronation-normal-hoch; Pronation-Senkfuß-normal; Pronation-Hohlfuß-hoch; Supination-Hohlfuß-flach. Eine Empfehlung für eine Fußbettungsform mit hohem Ausprägungsgrad wird bei folgenden Kombinationen der Parameterwerte der Parameter Fersenbodenwinkel, Auftrittsfläche und Längsgewölbe in der angegebenen Reihenfolge ausgegeben: Supination-normal-hoch; Supination-Hohlfuß-hoch; Supination-Hohlfuß-normal; normal-Hohlfuß-hoch.In case b), a recommendation for a footbed shape with a low degree of severity is issued for the following combinations of the parameter values of the heel base angle, tread surface and longitudinal arch in the order given: pronation-flat arches; pronation-flat arches; pronation-normal arches; normal-flat arches; normal-flat arches; high arches. A recommendation for a footbed shape with a medium degree of severity is issued for the following combinations of the parameter values of the heel base angle, tread surface and longitudinal arch in the order given: supination-flat arches; normal pronation-high; normal pronation-flat arches; high pronation-flat arches; flat arches. A recommendation for a footbed shape with a high degree of development is given for the following combinations of the parameter values of the heel base angle, tread area and longitudinal arch in the order given: supination-normal-high; supination-pes cavus-high; supination-pes cavus-normal; normal-pes cavus-high.

Ein entsprechender Algorithmus könnte dabei eine entsprechende Logik beinhalten. Ein Beispiel kann auszugsweise wie folgt lauten:

wenn (Fersenbodenwinkel ist normal und Auftrittsfläche ist Hohlfuß und Längsgewölbe ist normal), dann wird keine Fußbettung empfohlen;
wenn (Fersenbodenwinkel ist normal und Auftrittsfläche ist Senkfuß und Längsgewölbe ist flach), dann ist die Empfehlung des Ausprägungsgrads der Fußbettungsform „niedrig“;
wenn (Fersenbodenwinkel ist Pronation und Auftrittsfläche ist Senkfuß und Längsgewölbe ist normal), dann ist die Empfehlung des Ausprägungsgrads der Fußbettungsform „mittel“;
wenn (Fersenbodenwinkel ist normal und Auftrittsfläche ist Hohlfuß und Längsgewölbe ist hoch), dann ist die Empfehlung des Ausprägungsgrads der Fußbettungsform „hoch“;
wenn (Fersenbodenwinkel ist Pronation und Auftrittsfläche ist Senkfuß und Längsgewölbe ist hoch), dann wird eine orthopädische Begutachtung empfohlen; etc.

A corresponding algorithm could contain corresponding logic. An example could be as follows:

if (heel-to-base angle is normal and tread is hollow foot and longitudinal arch is normal), then no footbed is recommended;
if (heel-to-base angle is normal and tread is flat foot and longitudinal arch is flat), then the recommendation of the degree of expression of the footbed shape is “low”;
if (heel-base angle is pronation and tread is flat foot and longitudinal arch is normal), then the recommendation of the degree of expression of the footbed shape is “medium”;
if (heel-to-base angle is normal and tread is hollow foot and longitudinal arch is high), then the recommendation of the degree of expression of the footbed shape is “high”;
if (heel-to-ground angle is pronation and tread is flat foot and longitudinal arch is high), then an orthopedic assessment is recommended; etc.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des offenbarten Systems 1 zum automatisierten Vermessen, Kategorisieren und Bewerten einer Fußform eines Fußes. Das System 1 weist eine Messvorrichtung 4, 5 auf, wobei die Messvorrichtung 4, 5 dazu eingerichtet ist, automatisiert mindestens zwei Parameter des Fußes durch eine Messung zu ermitteln. Das System 1 weist weiterhin einen Computer 3 mit einem Datenspeicher auf. Ein auf dem Datenspeicher gespeichertes Computerprogrammprodukt mit einem Algorithmus wird auf dem Computer ausgeführt, wobei der Algorithmus dazu eingerichtet ist, ein Messergebnis für jeden Parameter einer Kategorie aus einer diskreten Anzahl von Kategorien zuzuordnen, wobei der Algorithmus zu jeder Kombination der Kategorien der Parameter eine Bewertung der Fußform hinsichtlich einer Fußbettung ausgibt und wobei die Bewertung eine ausgewählte Fußbettungsformbeinhalten kann. Das Computerprogrammprodukt ist erfindungsgemäß dazu eingerichtet, das Verfahren gemäß 1 auszuführen. Die Messvorrichtung 4, 5 weist einen Laserscanner 4 zur dreidimensionalen Erfassung des Fu-ßes und eine Vorrichtung 5 zur plantaren Fußmessung auf. Des Weiteren kann das System 1 eine Bedienerschnittstelle 2 aufweisen, die dazu eingerichtet ist, dass ein Nutzer Anamnesedaten eingeben und die Messvorrichtung betätigen kann. Die Bewertung kann über die Bedienerschnittstelle 2 an den Nutzer ausgegeben werden. Kabelgebundene oder kabellose Verbindungen 6 dienen dazu, die Messwerte zu dem Computer 3 zu übertragen und die Messvorrichtung 4, 5 bzw. die Bedienerschnittstelle 2 zu steuern.The 2 shows a schematic representation of an embodiment of the disclosed system 1 for the automated measurement, categorization and evaluation of a foot shape of a foot. The system 1 has a measuring device 4, 5, wherein the measuring device 4, 5 is designed to automatically determine at least two parameters of the foot by means of a measurement. The system 1 also has a computer 3 with a data storage device. A computer program product with an algorithm stored on the data storage device is executed on the computer, wherein the algorithm is designed to assign a measurement result for each parameter to a category from a discrete number of categories, wherein the algorithm outputs an evaluation of the foot shape with regard to a footbed for each combination of the categories of the parameters and wherein the evaluation can include a selected footbed shape. The computer program product is designed according to the invention to carry out the method according to 1 The measuring device 4, 5 has a laser scanner 4 for three-dimensional detection of the foot and a device 5 for plantar foot measurement. Furthermore, the system 1 can have a user interface 2 which is set up so that a user can enter anamnesis data and operate the measuring device. The evaluation can be output to the user via the user interface 2. Wired or wireless connections 6 are used to transmit the measured values to the computer 3 and to control the measuring device 4, 5 or the user interface 2.

Claims

Method for categorizing and evaluating a foot shape, wherein at least two parameters of a foot are determined by measurements and wherein a measurement range for each parameter is divided into a discrete number of sub-measurement ranges, wherein a measurement result for each parameter lies in one of the sub-measurement ranges and the respective sub-measurement range is assigned to each measurement result as a category, wherein an algorithm outputs an evaluation of the foot shape with regard to foot support for each combination of the categories of the measurement results of the parameters, wherein the evaluation includes a case differentiation in the following cases: a) the foot does not require foot support; b) foot support is recommended for the foot; c) an orthopedic assessment is recommended for the foot.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the evaluation in case b) includes a selection of a footbed shape.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that the footbed shape is selected from a discrete number of footbed shapes.

Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a three-dimensional laser scan and a plantar foot measurement are carried out automatically to measure the parameters of the foot.

Method according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the measurement determines the following parameters of the foot: - heel-base angle, - tread area and - longitudinal arch.

Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the number of categories per parameter is two to five.

Method according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that anamnesis data are queried by means of a user interface.

System (1) for automatically measuring, categorizing and evaluating a foot shape of a foot, wherein the system comprises a measuring device (4, 5), wherein the measuring device is designed to automatically determine at least two parameters of the foot by means of a measurement, wherein the system comprises a computer (3) with a data storage device and a stored computer program product is executed on the computer with an algorithm, wherein the algorithm is set up to assign a measurement result for each parameter to a category, wherein a measurement range for each parameter is divided into a discrete number of sub-measurement ranges and each measurement result lies in one of the sub-measurement ranges, wherein the respective sub-measurement range is the category assigned to the measurement result, wherein the algorithm outputs an evaluation of the foot shape with regard to footbeds for each combination of the categories of the measurement results of the parameters, wherein the computer program product is set up to carry out the method according to one of the Claims 1 until 7 to execute.

System according to Claim 8 , characterized in that the measuring device has a laser scanner (4) for three-dimensional detection of the foot.

System according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the system has a user interface (2), wherein the user interface is configured to allow a user to enter anamnesis data, a user to operate the measuring device and/or the evaluation to be output to the user.