DE10211880A1

DE10211880A1 - Verfahren zur Lokalisierung von belastenden Stellen eines einen Körperteil umschliessenden Gegenstands, vornehmlich eines Skistiefels, und Gerät zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10211880A1
Application number: DE2002111880
Authority: DE
Inventors: Karl Hellmuth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-03-19
Also published as: DE10211880B4

Abstract

Bei einem Verfahren und Gerät zur Lokalisierung von belastenden Stellen eines einen Körperteil (10, 11) umschließenden Gegenstands, insbesondere eines Schuhs, vornehmlich Skistiefels (15), die an dem belasteten Körperteil Schmerzen, Druckstellen, Blasen, Wunden und dgl. hervorrufen können, werden an schmerzempfindlichen Positionen des Körperteils (10, 11) eine oder mehrere Sonden (20) angeordnet, die Signale aussenden oder empfangen. Die Signale werden durch einen die äußere Oberfläche des Gegenstands (15) abfahrenden Taster (24) empfangen bzw. ausgesendet, und durch Auswertung der Intensität der vom Taster (24) bzw. von der (den) Sonde(n) (20) empfangenen Signale wird jeweils die Stelle des Gegenstands (15) ermittelt, unter der sich die Sonde(n) (20) und damit die schmerzempfindliche(n) Körperpartie(n) befindet (befinden).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Es ist allgemein bekannt, dass stabile Stiefel, insbesondere die heute unter Verwendung harter Kunstoffschalen hergestellten Skistiefel, beim Benutzer häufig schmerzhafte Druckstellen, Blasen und - bei weiterer Benutzung - sogar offene Wunden hervorrufen können.

Entsprechendes gilt im orthopädischen Bereich für Spezialschuhe, Schienen, Manschetten etc.

Da sich die genannten Beschwerden mit zunehmender Benutzungsdauer des betreffenden Gegenstands, z. B. Skistiefels, meistens ins Unerträgliche steigern, sollte der Benutzer, sobald er festgestellt hat, welche Körperstellen (z. B. Knöchelgelenke, Zehenballen, unterer Schienbeinbereich etc.) schmerzhafter Belastung ausgesetzt sind, den Gegenstand, z. B. Skistiefel, an den belastenden Stellen desselben nacharbeiten lassen. Ein die Beschwerden behebendes, zumindest linderndes Nacharbeiten kann z. B. durch Abkleben, Polstern, Ausbeulen, Ausfräsen u. s. w. des betreffenden Gegenstandes erfolgen. Gute Sport- bzw. Orthopädie-Fachgeschäfte sind in der Regel hierauf eingerichtet.

Die Schwierigkeit besteht darin, von außerhalb des Gegenstandes, z. B. Schuhs, die belastenden Stellen zu lokalisieren, um dadurch die nachzuarbeitenden Positionen am Gegenstand zu ermitteln.

Nach einer heute weitgehend üblichen Methode, die sehr zeitaufwendig und relativ ungenau ist, erfolgt die Ortung der belastenden Stellen durch Abklopfen des den Körperteil (z. B. den Fuß) umschließenden Gegenstands (z. B. Skistiefels) mit einem Werkzeug (Hammer, Schraubendreher u. s. w.), wobei zur Eingrenzung der gesuchten Stellen ausschließlich das (subjektive) Schmerzempfinden des Benutzers (z. B. Skifahrers, Patienten) herangezogen wird.

Die beschriebene Prozedur dauert meistens erheblich länger als eine Stunde, da sie in der Regel mehrmals wiederholt werden muss, bis sich ein Erfolg einstellt. Bei Skistiefeln erweist sich diese Art der Ortung belastender Stellen als besonders problematisch, was durch den Aufbau dieser Schuhe bedingt ist, bei denen in der Regel bis zu vier funktionelle Teile (Innenschuh, Innenschale, Schale, Schaft) übereinander angeordnet sind. Eine hinreichend exakte Positionserkennung der belastenden Stellen ist unter diesen Umständen oftmals reine Glücksache.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geeignetes Verfahren und ein Gerät hierfür zu schaffen, womit sich unter vergleichsweise geringem Zeitaufwand eine exakte Lokalisierung der belastenden Stellen realisieren lässt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren bzw. Gerät der eingangs bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des verfahrensmäßigen Teils der Erfindung enthalten die Patentansprüche 2 bis 4. Zweckmäßige Ausgestaltungen des gegenständlichen Teils der Erfindung sind den Patentansprüchen 6 bis 17 zu entnehmen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich die belastenden, anschließend nachzuarbeitenden Stellen des Gegenstands, z. B. eines Skistiefels, sehr rasch und exakt orten, da die Intensität der von der betreffenden Sonde ausgehenden bzw. empfangenen Signale dann ein Maximum erreichen, wenn sich der Taster genau "oberhalb" der betreffenden schmerzempfindlichen Körperpartie (auf der die Sonde aufgebracht ist) befindet.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht, die im Folgenden detailliert beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung - eine Ausführungsform eines Geräts zur Lokalisierung belastender Stellen eines Skistiefels,
Fig. 2 u. 3 in Blockschaltbild-Darstellung - jeweils eine Variante des Geräts nach Fig. 1, und
Fig. 4 in Diagramm-Darstellung - die Abhängigkeit der Intensität der von Sonden auf schmerzempfindlichen Körperpartien ausgesendeten Signale von der räumlichen Entfernung eines beweglichen Tasters.
In Fig. 1 bezeichnet 10 den unteren Unterschenkelbereich eines (linken) menschlichen Beines, an den sich ein Fuß 11 anschließt. Die genannten Körperpartien 10, 11 sind jeweils in Rückansicht dargestellt. Der innere Knöchel des Fußgelenks ist mit 12, und der äußere Knöchel ist mit 13 beziffert.
Fuß 11 und Unterschenkelbereich 10 sind von einer Socke 14 bedeckt und stecken in einem insgesamt mit 15 bezeichneten Skistiefel, der im Vertikalschnitt (teilweise) dargestellt ist. Der Skistiefel 15, bei dem es sich um einen sogenannten Schalen- Skistiefel handelt, besteht in üblicher Weise aus mehreren übereinander liegenden Schichten. Hierbei bezeichnet 16 einen sog. Innenschuh, bestehend aus weichem (z. B. geschäumtem) Kunststoffmaterial, 17 eine erste Schale, 18 eine zweite Schale und 19 einen Schaft. Die beiden Schalen 17, 18 und der Schaft 19 sind jeweils aus einem vglw. harten Kunststoffmaterial gefertigt.
Zunächst gilt es, diejenigen - schmerzempfindlichen - Bein- bzw. Fußpartien zu ermitteln, an denen durch belastende Stellen des die betreffenden Körperpartien umschließenden Skistiefels Druckstellen, Blasen etc. entstehen können. Hierzu sollte der Benutzer seine gewohnten Strümpfe/Sportsocken (s. Bezugszeichen 14) anziehen, um identische Fußposition im Skistiefel 15 entsprechend dem Gebrauch im (späteren) Sportbetrieb zu erhalten. Anschließend ist der Skistiefel 15 - ebenfalls wie im (späteren) Sportbetrieb - zu schließen. Der Benutzer wird nun, etwa indem er mit dem angezogenen (und fest geschlossenen) Skistiefel 15 einige Schritte auf und ab geht, alsbald merken, welche Stellen an den vom Skistiefel 15 umschlossenen Körperpartien 10, 11 schmerzempfindlich sind und für Druckstellen infrage kommen.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel soll der innere Fußknöchel 12 eine solche (typische) schmerzempfindliche Körperpartie darstellen, die - bedingt durch ihre vorspringende Auswölbung einerseits und durch die harten Kunststoffschalen 17, 18 des Skistiefels 15 andererseits - für eine Druckstelle prädestiniert ist.
Wie Fig. 1 erkennen lässt, ist deshalb auf dem Knöchel 12 eine Sonde 20 angeordnet und in geeigneter Weise befestigt, z. B. durch ein Klebeband (nicht gezeigt). Bei der Sonde 20 handelt es sich um eine in flexibles Material (z. B. einen geeigneten Kunststoff) eingebettete flache Spule (nicht dargestellt) mit einer Dicke von nur (ca.) 0,5 mm und einem Durchmesser von (ca.) 10 mm. Die Sonde 20 (bzw. deren Spule) ist über eine elektrische Leitung 21 an einen Wechselstromgeber (Oszillator) 22 angeschlossen. Die elektrische Leitung 21 kann hierbei, wie gezeigt, durch ein Klebeband 23 (z. B. ein handelsübliches Heftpflaster) am Unterschenkel 10 fixiert sein.
Von außerhalb des Skistiefels 15 wird nun die Position der Sonde 20 durch einen insgesamt mit 24 bezifferten Taster ermittelt, an dessen dem Skistiefel 15 zugewandten Ende eine Spule 25 angeordnet ist. Der Taster 24 bzw. dessen Spule 25 ist über eine elektrische Leitung 26 mit einem Signalauswertegerät verbunden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht eine Besonderheit darin, dass Wechselstromgeber (Oszillator) 22 und Signalauswertegerät identisch sind. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, zur Auswertung der vom Taster 24 empfangenen Informationen und zur Umwandlung derselben in akustisch oder optisch erkennbare Signale oder Anzeigen ein separates Signalauswertegerät vorzusehen.
Das aus den Elelementen 20 bis 26 bestehende Gerät arbeitet nun - nach einer ersten möglichen Alternative - wie folgt.
Der Oszillator 22 versorgt - über die Leitung 21 - die Sonde 20 (bzw. deren Spule) mit Wechselstrom. Die Spule der Sonde 20 erzeugt daraufhin ein entsprechendes elektrisches Wechselfeld, welches sich von außerhalb des Skistiefels 15 durch den Taster 24 bzw. durch dessen Spule 25 empfangen lässt. Hierzu wird der Taster 24 flächig (Koordinatenrichtung x/y) auf der Oberfläche des Schafts 19 hin und her bewegt. Das von der Sonde 20 ausgesendete Wechselfeld induziert in der Spule 25 des Tasters 24 einen elektrischen Wechselstrom, dessen Intensität - wie Fig. 4 andeutet - dann ein Maximum erreicht, wenn die räumliche Entfernung zwischen Tasterspule 25 und Sonde 20 am kürzesten ist. Dies wird immer dann der Fall sein, wenn sich die Tasterspitze mit der Spule 25 genau "oberhalb" der Sonde 20 bzw. deren Spule befindet. Der in den Taster 24 induzierte Wechselstrom wird über die Leitung 26 an das Signalauswertegerät 22 übermittelt und dort in für den Menschen optisch oder akustisch wahrnehmbare Signale umgewandelt, s. Bezugszeichen 27.
Nach einer zweiten möglichen Alternative wird die Tasterspule 25 vom Oszillator 22 über die Leitung 26 mit Wechselstrom beschickt. Die Tasterspule 25 erzeugt daraufhin ein Wechselfeld, welches in der Spule der Sonde 20 einen Strom induziert, dessen Stärke mit zunehmender Nähe des Tasters 24 zur Sonde 20 bis zu einem Maximum 28 (s. Fig. 4) ansteigt. Entfernt sich der Taster 24 bzw. die Tasterspule 25 von der Sonde 20, so nimmt die in die Sondenspule induzierte Stromstärke entsprechend ab (vgl. Kurve 29 in Fig. 4). Der von der Sonde 20 über die Leitung 21 an das Signalauswertegerät 22 (das wiederum mit dem Wechselstromgeber (Oszillator) identisch sein kann) übermittelte Wechselstrom wird in entsprechende optische oder akustische Signale bzw. in eine Anzeige umgewandelt.
Die im Vorstehenden beschriebene (zweite) Alternative (der Taster 24, 25 fungiert hier als Geber und die Sonde(n) 20 als Empfänger) hat gegenüber der ersten Alternative den Vorteil, dass sich die Tasterspule 25 freier und somit optimaler - auch bezüglich eines vergleichsweise geringen Energiebedarfs - gestalten lässt.
Fungieren dagegen mehrere Sonden (20) gleichzeitig als Geber, und der Taster 24, 25 bildet den Empfänger (erste Alternative), so wird hierdurch der Energiebedarf entsprechend vervielfacht. Dies spricht für eine in der Praxis zu bevorzugende Anwendung der zweiten Alternative.
Sofern an mehreren schmerzempfindlichen Fuß- oder Unterschenkelpartien Sonden angeordnet sind, können diese - wenn sie als Geber fungieren sollen ("Alternative 1") - durch einen einzigen gemeinsamen Oszillator 22 mit Wechselstrom versorgt werden. Es ist aber auch möglich, jede Sonde durch einen speziellen zugeordneten separaten Oszillator mit Wechselstrom zu beschicken.
Die beiden vorgenannten Ausführungsformen der "Alternative 1" sind durch Fig. 2 illustriert. Der bzw. die Oszillator(en) (Oszillator 1 bis Oszillator x) sind der Einfachheit halber mit dem bereits in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen 22 beziffert.
Entsprechend ist (sind) die Sonde(n) (s₁ bis s_x), wie in Fig. 1, mit 20 bezeichnet. Zur Spannungsversorgung des bzw. der Oszillatoren 22 dient ein Stromkreis 30.
Der in die Tasterspule 25 induzierte Wechselstrom wird durch die Leitung 26 einem Verstärker 31 zugeleitet, der wiederum an die Spannungsversorgung 30 angeschlossen ist. Im Verstärker 31 wird der vom Taster 24 gelieferte Strom verstärkt und in der Intensität desselben entsprechende Signale umgewandelt, die durch einen Lautsprecher 32 akustisch wahrnehmbar gemacht werden.
Alternativ zu dem Lautsprecher 32 können ein piezoelektrischer Tongeber 33 oder eine Leuchtdiode 34 oder eine Glühlampe 35 oder eine analoge oder digitale Anzeige 36 Verwendung finden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ("Alternative 2") dienen eine oder mehrere Sonden 20 (s₁ bis s_x) als Empfänger. Als Geber fungiert der Taster 24 mit der Tasterspule 25, die über die Leitung 26 an den Oszillator 22 angeschlossen ist. Die Tasterspule 25 erzeugt ein Wechselfeld, durch das in die Sonde(n) 20 Ströme induziert werden, deren Intensität mit der jeweiligen räumlichen Entfernung des Tasters 24 variieren (s. Fig. 4). Die Ströme werden durch die Leitung(en) 21 dem Verstärker 31 zugeleitet, wo sie verstärkt und in akustisch oder optisch wahrnehmbare Signale - wie oben beschrieben - umgewandelt werden.

Claims

1. Verfahren zur Lokalisierung von belastenden Stellen eines einen Körperteil (10, 11) umschließenden Gegenstands, insbesondere eines Schuhs, vornehmlich Skistiefels (15), die an dem belasteten Körperteil Schmerzen, Druckstellen, Blasen, Wunden und dgl. hervorrufen können, dadurch gekennzeichnet, dass an schmerzempfindlichen Positionen des Körperteils (10, 11) eine oder mehrere Sonden (20) angeordnet werden, die Signale aussenden oder empfangen, welche durch einen die äußere Oberfläche des Gegenstands (15) abfahrenden Taster (24) empfangen bzw. ausgesendet werden, und dass durch Auswertung der Intensität der vom Taster (24) bzw. von der (den) Sonde(n) (20) empfangenen Signale jeweils die Stelle des Gegenstands (15) ermittelt wird, unter der sich die Sonde(n) (20), und damit die schmerzempfindliche(n) Körperpartie(n), befindet (befinden).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Wechselstromgeber (22) in der (den) Sonde(n) (20) ein elektrisches Wechselfeld erzeugt wird, das in den Taster (24) einen elektrischen Strom induziert, der an ein Auswertegerät (22, 31) übertragen wird, welches den Strom in ein akustisch oder optisch erkennbares Signal oder eine Anzeige umwandelt (Fig. 1 und 2).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (24) mit einem Wechselstrom zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes beschickt wird, durch das in der (den) Sonde(n) (20) ein elektrischer Strom induziert wird, und dass der Strom an ein Auswertegerät (22, 31) übertragen wird, welches den Strom in ein akustisch oder optisch erkennbares Signal oder eine Anzeige umwandelt (Fig. 1 und 3).

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde(n) (20) mittels Klebeband (23) auf der (den) schmerzempfindlichen Körperpartie(n) befestigt wird (werden).

5. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sonde (20) (jeweils) eine flache, flexibel eingebettete Spule und zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes ein mit der Spule elektrisch verbundener Oszillator (22) dient und dass der Taster (24) an seiner die Oberfläche des Gegenstands (15) abtastenden Spitze ebenfalls eine Spule (25) aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (24) mit dem Oszillator (22) elektrisch verbunden ist (26) und dass der Oszillator (22) zugleich zur Wechselstromversorgung der Sonde (20) bzw. des Tasters (24) und als Auswertegerät für die vom Taster bzw. von der (den) Sonde(n) empfangenen Signale dient.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in der (jeweiligen) Sonde (20) flexibel eingebettete Spule eine Dicke von (ca.) 0,5 mm und einen Durchmesser von (ca.) 10 mm aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Sonden (20) als Geber zur Wechselstromversorgung an einen einzigen (gemeinsamen) Oszillator (22) angeschlossen sind (Fig. 2).

9. Gerät nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wechselstromversorgung mehrerer Sonden (20) als Geber mehrere Oszillatoren dienen (Fig. 2).

10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (24) (bzw. die Tasterspule 25) an eine Empfängereinheit (31) zur Auswertung der von ihm empfangenen Ströme und zur Umwandlung in Signale angeschlossen ist (Fig. 2).

11. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Sonden (20) zur Auswertung der von ihnen empfangenen Ströme und zur Umwandlung in Signale an eine einzige (gemeinsame) Empfängereinheit (31) angeschlossen sind (Fig. 3).

12. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Sonden (20) zur Auswertung der von ihnen empfangenen Ströme und zur Umwandlung in Signale an mehrere Empfängereinheiten (31) angeschlossen sind (Fig. 3).

13. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an eine (oder mehrere) Empfänger/Verstärkereinheit(en) (31) (jeweils) ein Lautsprecher (32) zur akustischen Wahrnehmbarmachung der Signale angeschlossen ist (Fig. 2 und 3).

14. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an eine (oder mehrere) Empfänger/Verstärkereinheit(en) (31) (jeweils) ein piezoelektrischer Tongeber (33) zur akustischen Wahrnehmbarmachung der Signale angeschlossen ist (Fig. 2 und 3).

15. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an eine (oder mehrere) Empfänger/Verstärkereinheit(en) (31) (jeweils) eine Leuchtdiode (34) zur optischen Wahrnehmbarmachung der Signale angeschlossen ist (Fig. 2 und 3).

16. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an eine (oder mehrere) Empfänger/Verstärkereinheit(en) (31) (jeweils) eine Glühlampe zur optischen Wahrnehmbarmachung der Signale angeschlossen ist (Fig. 2 und 3).

17. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an eine (oder mehrere) Empfänger/Verstärkereinheit(en) (31) (jeweils) eine analoge oder digitale Anzeige (36) zur Wahrnehmbarmachung der Signale angeschlossen ist (Fig. 2 und 3).