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Verfahren und Vorrichtung zum Betrachten und PrUfen orthopädischer
Zustände Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Durchführung
dieses Verfahrens zum Betrachten und Prüfen orthopädischer Zustände und Bewegungsvorgänge,
insbesondere der Fußsohlenfläche.
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Der Zustand bzw. die Krankheitsbilder bei Knick-, Senk-, Platt-, Spreizfüßen
u. dgl. wird bekanntlich mittels Röntgengeräten festgestellt. Nachteilig bei diesen
Geräten Iß die Verwendung von Röntgenstrahlen, die bei unsachgemäßen Einsatz die
Gesundheit des Patienten sehr g>efährdr'n k#nr,rn.
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Es kommt hinzu, daß während der Betrachtung keine Aufn,#hr',rr auf
Pausen gemacht werden können, so daß die Aufnahme zumeist nicht unter gleichen Verhältnissen
wie die Betrachtung erfolgt. Außerdem lassen sich Bewegungsabläufe von längerer
Dauer nicht betrachten oder filmen, weil der Patient einer längeren Durchleuchtung
nicht ausgesetzt werden kann, bei der der Nutzen in sehr schlechtem Verhältnis zur
möglichen Schädigung von Muskelgewebe oder der Gefäße stehen würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden,
mittels dem orthopädische Ruhe- und Bewegungszustände ohne jede Gefährdung sowohl
des Patienten als auch des Untersuchenden unabhängig von der Untersuchungsdauer
betrachtet, fotografiert oder gefilmt werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgem;'.iß vorgeschlagen, die
zu prüfende Flächenpartie, beispielsweise eine orjer beide Fußsohlen>' unmittelbar
oder Uber eine straff gespannte dünne Zwischenlage #statisch oder. labil auf eine
transparente Objektplatte aufzudrUcken, in die an zumindest einer ihrer geraden
Schnittkanten Lichtstrahlen eingeleitet. werd#n d#rart' daß die auf der Objektplattc
aufliegenden Stellen des ijrilfll."s bzw. der Zwischenlage Je nach der Intensität
des Druckes mehr oder weniger stark erhellt werden.
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Damit wird zunächst erreicht, daß man beispielsweise die Fußsohlen
auf der Objektplatte ruhender oder auf diese aufspringender oder auf ihr gehender
FUße kontrastreich betrachten kann. Da hierbei das Objekt durch die Strahlen normaler
Gläh-oder Leuchtstofflampen beleuchtet wird, ist das Verfahren o'#llig gefahrlos.
Die Lichtstrahlen werden innerhalb der Objektplatte von deren an Luft grenzenden
Planflächen durch Totalreflexion am Austritt aus der Objektplatte gehindert, indem
der Einfallswinkel der Lichtstrahlen größer als der Grenzwinkel gewählt wird, beispielsweise
bei einer an Luft grenzenden gläsernen Objektplatte größer als ungefähr 420. Wird
nun eine der Planflächen von einem festen Objekt berUhrt, so gilt an den Berührungsstellen
ein erheblich größerer Grenzwinkel und ein Teil der Lichtstrahlen tritt demzufolge
aus der Objektplatte heraus. Hierdurch werden die Berührungsstellen erhellt, ro
bei ihre Helligkeit in einem bestimmten Verhältnis zur Intensität der Berührung
steht, indem die Anzahl der nach außen hin abgelenkten Lichtstrahlen um so größer
ist, je stärker der Anpreßdruck pro Flächeneinheit ist. Es können somit beispielsweise
an Fußsohlen die Abweichungen in Größe und Lage der Druckstellen mit denen eines
normalen Fußes verglichen werden.
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Das Bild ist ähnlich wie beim Lichtschnitt-Verfahren sehr kontrastreich,
so daß es auch vom Patienten selbst Uber Spiegel betrachtet werden kann. Die scharfen
Konturen des Bildes sind auch dann vorhanden, wenn das. Objekt die Objektplatte
nicht
direkt sondern Uber eine dUnne Zwisenenlage berührt, deren helle Unterseite in einem
minimalen Luftabstand - l bis 2 mm z. B. - von der Objektplatte straff gespannt
ist. Das ermöglicht es, beispielsweise den orthopädischen Zustand auch einer dunkel
bestrumpften Fußsohle zu beurteilen, weil deren Druckstellen die helle Unterseite
der Zwischenlage nur dort an die Objektplatte pressen, wo die Druckstellen liegen.
Die Methode ist also nicht nur ungefährlich, sondern auch sehr bequem fUr den Patienten.
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Während der Betrachtung kann der Abdruck fotografiet, gefilmt oder
auch für Lehrzwecke mittels einer Fernsehkamera direkt übertragen oder gespeichert
werden. Es ist also möglich, orthopädische Bewegungsabläufe wiederholt zu betrachten.
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Besonderen AuSschluß geben hierbei Zeitlupenaufnahmen.
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Auch ist die Belichtung von Kontaktpausen bei diesem Beleuchtungsverfahren
möglich.
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Das Verfahren ermöglicht es auch, aus dem Helligkeitsgrad der Druckstellen
deren jeweiligen Aufsetz- oder Aufschlagsdruck subjektiv oder mittels Meßgeräten
zu ermitteln. Als Meßgerät eignet sich ein Beleuchtungsmesser, der auf der Unterseite
der Objektplatte parallel zu dieser bewegbar ist.
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Durchgerührt wird das Verfahren mittels einer Vorrichtung, deren einfachste
Ausführung aus einem kastenartigen Gehäuse besteht, in dessen einer Gehäusewand
eine transparente Objektplatte angeordnet ist, neben der eine oder mehrere elektrische
Lichtquellen so angeordnet sind, daß deren Lichtstrahlen durch eine oder mehrere
Schnittkanten der Objektplatte in diese eindringen, während die Bestrahlung der
äußeren Planseite der Objektplatte mittels Blenden weitestgehend verhindert wird,
Außerdem ist in einer der Gehäusewände eine Sichtöffnung vorgesehen, durch die hindurch
der Abdruck direkt oder Uber einen oder auch mehrere Spiegel betrachtet werden kann.
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Vorzugsweise werden zwei gegeneinander um 900 verkantete Spiegel so
angeordnet, daß auch der Patient selbst den Abdruck beobachten kann, wobei sich
die Sichtöffnung an der gleichen Gehäuseseite wie die Objektplatte befindet.
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Die Spiegel sind zur Vermeidung der Parallaxe OberRlacllen-Spiegel.
Es kann aber auch ein halbdurchlässlger Suie el he>.fencung finden, um während
der 3etrachtung durch diese.
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Spiegel hindurch fotografieren oder filmen zu können. Zu diesem Zweck
ist das Gehäuse mit einem Aufnahmeorgan für eine Foto-, Film- oder Fernsehkamera
ausgerüstet.
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Als Lichtquelle dient zweckmäßig eine Soffittenlampe. Werden mehrere
Lampen vorgesehen, so sind diese vorzugsweise unabhänig voneinander ein- und ausschaltbar
und/oder regelbar, so daß die Objektplatte unterschiedlich beleuchtet werden kann.
Zwecks optimaler Lichtausbeute sind von außen unbeleuchtete Schnittkanten der Objektplatte
verspiegelt.
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Ferner sind vielfache Sonderausstattungen für das Gerät möglich. So
kann ein mono- oder binokulares Fernglas, vorzugsweise ein Galileiglas, in das Blickfeld
bzw. den Betrachtungsstrahlengang einschiebbar oder einschwenkbar engeordnet- werden.
Das ist besonders fUr Messungen von großem Vorteil, weil das Fernglas mit einer
Meßstrichplatte ausgerUstet werden kann, während sonst zum Messen die Objektplatte
mit einem entsprechenden Raster versehen sein mUßte.
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Das Fernglas mit Strichplatte ist besonders- dann von Vorteil, wenn
in Weiterentwicklung der Erfindung die Objektseite der Objektplatte entsprechend
der einer Muster-Fußsohle oder Fußauflage fläche im Schuh oder eine#r Schuheinlage
plastisch geformt und auswechselbar angeordnet-ist. Es-brauchen dann die einzelnen
Objektplatten' nicht mit einem Meßraster versehen zu
werden. Die
plastische Verformung der Objekt'seite bei Objektplatten kann entfallen, wenn dafUr
lose transparente Muster mit unterer Planfläche direkt - also ohne Zwischenlage
-auf die Objektplatte aufgesetzt werden, so daß die Lichtstrah-, len in das transparente
Muster eindringen können und nun die auf dem Muster aufliegenden Stellen der, Fußsohlen
erhellen.
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Bei diesem Verfahren ist es zweckmäßig, die plane Unterseite des Musters
vor dem Aufsetzen auf die Objektplatte mit einer geeigneten Flüssigkeit zu bestreichen,
damit keine Luftblasen das Bild verdunkeln können.
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Wird auf die Abdeckung der Objektplatte durch eine dünne Zwischenlage
verzichtet, so wird zweckmäßig eine Manschette vorgesehen, die das Objekt dicht
umschließt und die ObJelit;7latte vor Außenlicht schützt. Dadurch wird ein Verblassen
der Kontraste in hellen Räumen vermieden, die sonst unter Umständen - z. B. bei
Sonneneinstrahlung - verdunkelt werden müßten.
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Es sei noch erwähnt, daß die Vorrichtung auch zum Prüfen der Ebenheit
und auch der Rauhheit von Flächen sehr gut geeignet ist und in vielen Fällen der
Verwendung von Tuschierplatten vorzuziehen ist. Der Vorteil besteht darin, daß die
Lage der Unebenheiten sehr genau und ohne Einfärben festgestellt werden und auch
auf einfache Weise im Bilde festgehalten werden kann.
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FUr Präzisionsgeräte bedarf es dann allerdings einer geschliffenen
Objektfläche.
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Große Objektplatten können auch aus zwei oder mehr Platten zusammengesetzt
sein. Dadurch wird die Vorrichtung weniger schwer, weil bei gleichgroßer Objektfläche
eine große Platte natürlich erheblich dicker sein muß als mehrere kleinere Platten.
So können z. B. rtlr Fußuntersuchungen zwei Objektplatten vorgesehen werden,nämiich
eine für den einen und die andere für den anderen Fuß, während die Spiegel nicht
geteilt sind.
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In der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen lotrechten Querschnitt einer mit einer
waagerechten Objektplatte und zwei Spiegeln ausgerüsteten Vorrichtung, Fig. 2 einen
Schnitt durch die Vorrichtung nach der Linie II - II in Fig. 1, jedoch ohne Zwischenlage,
und Fig. 3 das ungefähre Bild eines Fu#abdruckes, in dem die Druckflächen abweichend
vom tatsächlichen Bild schraffiert sind.
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Die dargestellte, nur als Ausführungsbeispiel anzusehende Vorrichtung
besteht im wesentlichen aus einem stabilen Gehäuse 1, an dessen Oberseite 2 sich
eine transparente Objektplatte 3 und eine Sohauöffnung 4 befinden, aus zwei Spiegeln
5 und 6 sowie einer Lichtquelle 7.
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Die Lichtquelle 7 ist eine Soffittenlampe und liegt etwas unterhalb
der Objektplatte 3 parallel zu einer ihrer Schnittkanten 8, und zwar in solcher
Höhe, daß einerseits die seitlich in die -Objektplatte 3 eingeleiteten Lichtstrahlen
an deren an Luft grenzenden Planflächen 9 und 10 durch Totalreflxion in die Platte
3 zurückgelenkt werden, andererseits aber diese Lichtstrahlen eine auf der Objektfläche
9 ohne Luftzwischenraum aufsitzende Fläche 11 hell beleuchten. Diese Fläche 11 kann
unmittelbar dem zu untersuchenden Körper angehören oaer auch die Unterseite einer
in geringem Luftabstand 12 über der Objektplatte 3 straff gespannten Zwischenlage
13 sein. In letzterem Fall ist die in Fig. 1 strich-punktiert angedeutete anschmiegsame
Man3chåtte l4 UberflUnsig, die die Objektfläche <) vor auffallendem Außenlicht
bewahrt, wenn - wie' ~Fig. 2- zeigt; -keine
Zwischenlage 13 vorgesehen
ist, welche die Objektfläche 9 restlos vor diesem Störlicht schützt.
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Zwecks optimaler Lichtausbeute ist die Kammer 15 für die Soffittenlampe
7 verblendet und mit einem Spiegel 16 versehen, so daß das Licht nur durch die Schnittkante
8, die - wie angedeutet - etwas schräg angeschliffen sein kann, in die Objektplatte
3 eindringen kann. Einen weiteren Schutz vor Nebenlicht bietet ein zusammenklappbarer
Aufsatz 17, der die Schauöffnung 4 vor direkter Bestrahlung schützt.
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Die Spiegel 5 und 6 stehen zueinander in einem rechten Winkel und
sind zwecks Vermeidung der Parallaxe Oberflächenspiegel.
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Der zweite Spiegel 6 ist mittels eines Drehknopfes 18 um eine Achse
19 aus dem Betrachtungsstrahlengang ausschwenkbar, um das Bild auch von der Seite
her betrachten oder mittels einer Kamera 20 festhalten oder übertragen zu können.
Auf die Schwenkbarkeit des Spiegels 6 kann auch verzichtet werden, wenn dieser hälbdurchlässig
verspiegelt ist und diese die gleichzeitige Beobachtung und Aufnahme ermöglichende
Verspiegelung für beide Zwecke ausreichend kontraststarke Bilder ergibt. Mit 21
ist ein Halteorgan für diverse Kameras 20 bezeichnet.
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In Fig. 1 ist strichpunktiert noch die Umrißlinie angedeutet, die
sich ergibt, wenn zwecks hellerer Beleuchtung - z. B. für Lichtpausen - eine zweite
Soffittenlampe 24 vorhanden sein muß.
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Fig. 3 soll das Bild einer auf die Objektfläche 9 aufgesetzten Fußsohle
wiedergeben, wobei die hellen Flächen 22 die Druckstellen zeigen. Die Unterschiede
in der die Druck#tärke relativierenden Helligkeit -sind natürlich bei dieser Wiedergabe
nicht erkennbar, wie auch die Dunkelfelder nur durch Schraffur angedeutet sind.
Das Meßgitter 23 kann in die Objektfläche 9 eingeätzt sein oder auch das Bild einer
einem Fernglas oder dergleichen zugeordneten Striohplatte sein.
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Ist gemäß Fig. 1 über der Objektfläche 9 in geringem Luft abstand
12 von beispielsweise 2 mm eine Zwischenlage 13 mit einer hellen, der Objektfläche
9 zugekehrten Unterseite.- straff gespannt, so ist gewährleistet, daß unabhängig
vom Reflexionsvermögen der zu untersuchenden Fläche stets einem bestimmten spezifischen
Druck die gleiche Helligkeit entspricht. Hierzu ist eine Feinlederpiane vorzüglich
geeignet. Von Vorteil bei dieser Bauweise ist außerdem, daß keine Manschette 14
benötigt wird und daß die Objektplatte 3 nicht verschmutzen kann. Das Wesentliche
bleibt jedoch- - wie bereits beschrieben - daß infolge der stets gleichmäßig hellgetönten
Unterseite der Zwischenlage 13 aus der Helligkeit der Druckstellen 22 sehrgenaue
Schlüsse auf die Größe des spezifischen Druckes gezogen werden können.
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Die beschriebene Vorrichtung ist besonders gut rr die Untersuchungen
geeignet, die durch die sich immer mehr häufenden Zivilisationsschäder der Füße
notwendig sind. Zu diesen Schäden gehören vor allem Knick-, Senk-, Platt- und Spreizfüße.
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Patentansprüche