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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung und Erzeugung von Orthesenmodellen, insbesondere
Rumpforthesen und Korsetts, die zur Behandlung von Verkrümmungen
und Verformungen der menschlichen Wirbelsäule sowie von Skoliosen geeignet sind.
Gemäß einem
anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von Orthesenmodellen, insbesondere zum Stützen und
Halten von beschädigten
Körperteilen
des Patienten. Als nächstkommender
Stand der Technik wird die
EP-A-1188421 angesehen,
welches ein System zum Auswählen
von Kunstknochenschablonen offenbart.
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Orthesen,
also medizinische Korsetts oder Bandagen bzw. Korsetts, werden für die Behandlung von
so genannten Skoliosen, d.h. dauerhafter seitlicher Verkrümmungen
der Körperachse,
verwendet. Durch die angestrebte Korrektur mittels solcher Korsetts
sollen operative Eingriffe möglichst
verhindert werden, und eine kosmetische Verbesserung erreicht, sowie
letztendlich das Wohlbefinden des Patienten wiederhergestellt werden.
Zur Erreichung eines Behandlungserfolgs ist es erforderlich, das
entsprechende Korsett praktisch den ganzen Tag über zu tragen, was natürlich für den Träger eine
unbequeme Belastung im täglichen
Leben bedeutet. Der Patient wird daher nur bereit sein, diese Einschränkungen
zu akzeptieren, wenn der Tragekomfort möglichst hoch ist, d.h. die
Passgenauigkeit gut ist.
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Daher
und auch aus Kostengründen
ist eine hohe primäre
Passgenauigkeit erforderlich, d.h. das Korsett bzw. die Orthese
muss ohne aufwendige Nachbearbeitung einen guten Sitz aufweisen
und die angestrebte Korrektur der Wirbelsäule sicherstellen. Bisher wird
dies durch eine weitgehend individuelle Einzelfertigung erreicht.
Dazu werden beispielsweise Gipsabdrücke des Patientenrückens angefertigt
und mit Kommentaren des diagnostizierenden Facharztes und Orthopäden einem
Orthesen-Hersteller geschickt, der dann teils aus vorhandenen Modulen
und teils mit individuell angefertigten Teilen die Orthese herstellt, wobei
die Orthese dann schließlich
auch noch zusätzlich
aufwändig
nachbearbeitet werden muss.
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Für die Gewährleistung
eines nachhaltigen und reproduzierbaren Behandlungserfolgs muss aber
sichergestellt werden, dass ein geeignetes Korsett bzw. ein geeignetes
Modell gefertigt wird. Bei der beschriebenen Einzelfertigung besteht
die große
Gefahr, dass durch subjektive individuelle Einschätzung derselben
Krümmungsmuster
stark variierende Endprodukte hergestellt werden. Da in diesem Fall
die Diagnose durch eine Menge verschiedener Beteiligter (Ärzte, Kliniken)
gestellt wird, ist nicht sichergestellt, dass für jeden Fall das bestmögliche Korsett
ausgewählt
wird, nämlich
vor allem für
Fälle mit
vergleichbarer Krümmung
auch immer das gleiche Korsett. Dies beruht auch darauf, dass die
höhergradige
behandlungsbedürftige
Skoliose in der orthopädischen Praxis
vergleichsweise selten ist, so dass viele Beteiligte in der Diagnostik
keine große
Erfahrung sammeln können.
Daher wäre
ein standardisiertes System der Auswahl erwünscht und nötig. Nur ein solches System
kann es ermöglichen,
einen Behandlungserfolg nachvollziehbar zu machen, wobei die Wirksamkeit
bestimmter Korsettmodelle kontrolliert wird, um den voraussichtlichen
Behandlungserfolg bei bestimmten Krümmungsmustern nachzuweisen und
zu dokumentieren.
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Andererseits
darf kein zu starres System einer Zuordnung des Krümmungsmusters
der Wirbelsäule
des Patienten zu einer geeigneten Orthese verwendet werden, um auf
die individuellen Gegebenheiten verschiedener Patienten Rücksicht
nehmen zu können.
Das System muss daher flexibel sein, und sollte sich auch leicht
an eventuell neu auftretende Problemstellungen anpassen lassen,
beispielsweise an einen neu auftretenden Typ von Krümmung.
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Bei
den im Gesundheitswesen ständig
steigenden Ausgaben soll dabei auch der Herstellungsprozess möglichst
geringe Kosten verursachen. Durch die vorhergehend beschriebene
individuelle Fertigung ist dies kaum zu erreichen. Weiterhin ist
es wünschenswert,
dass die Bereitstellung des Korsetts zeitnah zum Stellen der Diagnose erfolgen
kann, d.h. die Herstellung nicht zu langwierig ist. Auch dies ist bei
der individuellen Fertigung nicht sicher gewährleistet.
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Daher
besteht ein Bedarf an einem Herstellungsverfahren für Orthesen
bzw. Orthesenformen und einer dafür geeigneten Vorrichtung, welche
die genannten Aufgaben zu lösen
im Stande sind. Das bedeutet, die Orthesen müssen sowohl kostengünstig als
auch einfach und möglichst
schnell zu fertigen sein, wobei die gefertigte Orthese die angestrebte Korrektur
durch hohe Passgenauigkeit sicherstellen muss.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Orthesenmodells für einen
Patienten gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird in Anspruch 1 definiert. Das Verfahren
umfasst das Eingeben von Patientendaten, das Bestimmen eines Krümmungstyps
der zu behandelnden Wirbelsäule
des Patienten aus einer vorgegebenen Anzahl von Krümmungstypen,
in Abhängigkeit
von den und auf der Basis der Patientendaten, sowie das Auswählen mindestens
eines Orthesenmodells aus einer vorgegebenen Anzahl von Orthesenmodellen,
in Abhängigkeit
von dem und auf der Basis des bestimmten Krümmungstyps.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es also, auf eine standardisierte Weise aus den Daten eines Patienten,
also beispielsweise Röntgenbildern
der Wirbelsäule,
den statischen Körpermaßen und
den dynamischen Körpermaßen, den
abstrakten standardisierten Krümmungstyp
zu bestimmen. Dies wird beispielsweise auf der Basis der Röntgenaufnahmen
erfolgen, aus denen die Anzahl von Wendepunkten hervorgeht. Gemäß dem ermittelten
Krümmungstyp
kann ein passendes, oder können
möglicherweise
mehrere geeignete Orthesenmodelle ausgewählt werden. Da dies aufgrund
des abstrakten Krümmungstyps
oder auch –musters
erfolgt, werden Fehleinschätzungen
aufgrund von rein individuellen Patientenmerkmalen vermieden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Patientendaten ein oder mehrere Elemente
enthalten aus der Gruppe von Röntgenbildern,
Fotos des Rückens
des Patienten, statischen Körpermaßen, dynamischen
Körpermaßen und
Alter des Patienten. In der Regel werden Kombinationen aus den genannten
Elementen verwendet; dabei werden einzelne Elemente bevorzugt im
Hinblick auf verschiedene Aspekte ausgewertet. Beispielsweise sind
die Röntgenbilder
ein bevorzugtes Element zur Bestimmung der Wirbelsäulenkrümmung. Zur
Auswahl einer geeigneten Orthese sind aber weiterhin die Körpermaße heranzuziehen,
sowohl die rein statischen als auch die dynamischen. "Dynamisch" bedeutet in diesem
Fall die Aufrichtbarkeit einer Deformität, was natürlich für die Orthese ein notwendiger
Parameter ist, der angibt, wie stark überhaupt korrigiert werden
kann bzw. soll. Idealerweise sollte natürlich eine möglichst
gerade Wirbelsäule
erreicht werden. Je nach den dynamischen Körpermaßen oder dem Alter kann es
erforderlich sein, nur bis zu einem bestimmten Grad korrigierend auf
die Wirbelsäule
einzuwirken.
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Es
ist bevorzugt, dass mindestens zwei Orthesenmodelle ausgewählt werden.
Dann wird ein Orthesenmodell aus den mindestens zwei Orthesenmodellen
ausgewählt.
Dies geschieht in Abhängigkeit
von den Patientendaten. Wenn also beispielsweise zwei (oder mehr)
verschiedene Orthesenmodelle für
einen bestimmten Krümmungstyp
geeignet sind und bestimmt wurden, kann anhand der Patientendaten
zwischen den beiden Modellen ausgewählt werden, um das endgültige Orthesenmodell
zu erhalten. Es wäre
beispielsweise denkbar, dass je ein Modell der beiden für eine eher
schlanke, das andere eher für
eine fülligere
Person geeignet ist. Aufgrund der Patientendaten kann eine solche
Auswahl dann getroffen werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Patientendaten vor der Eingabe erfasst werden.
Es ist natürlich
wünschenswert,
dass das Erfassen der Eingabe möglichst
unmittelbar vorausgeht.
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Es
ist bevorzugt, dass das ausgewählte
Orthesenmodell gemäß den Patientendaten
modifiziert wird. Da ein Orthesenmodell in erster Linie gemäß dem (abstrakten)
Krümmungstyp
ausgewählt
wird, müssen
in der Regel Anpassungen für
den Träger vorgenommen
werden, beispielsweise aufgrund der Körpergröße, eventuell auch aufgrund
anderer Faktoren. Beispielsweise könnten bestimmte Stellen am Körper des
Patienten schmerzempfindlich sein, so dass Aussparungen vorgesehen
werden müssen. Die
individuellen Patientendaten müssen für solche Anpassungen
herangezogen werden, um eine möglichst
geeignete Orthese herstellen zu können.
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Es
ist bevorzugt, dass das modifizierte Orthesenmodell zu der vorgegebenen
Anzahl von Orthesenmodellen hinzugefügt wird. Durch die damit erfolgende
Verbreiterung der Datenbasis kann für künftige Bestimmungen aus einer
größeren Auswahl
von Modellen gewählt
werden. Dadurch wird die Bestimmung eines geeigneten Modells immer
weiter verfeinert.
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Es
ist bevorzugt, dass eine Orthesenform gemäß dem ausgewählten oder
modifizierten Orthesenmodell erstellt wird. Die Herstellung soll
ebenfalls möglichst
eng an die Bestimmung eines geeigneten Modells gebunden sein, so
dass Fehler vermieden werden können.
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Es
ist bevorzugt, dass die hergestellte Orthesenform nachbearbeitet
wird. Es wird teils zu der Notwendigkeit kommen, dass trotz einer
möglichst
genauen Anpassung im Vorfeld eine Feinanpassung an den jeweiligen
Träger
der Orthese erforderlich ist. Daher muss eine solche Möglichkeit
vorgesehen sein.
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Es
ist bevorzugt, dass die nachbearbeitete Orthesenform eingelesen
wird. Das Orthesenmodell gemäß der eingelesenen
Orthesenform wird dann zu der vorgegebenen, vorbestimmten oder zumindest vorherbestimmbaren
Anzahl von Orthesenmodellen hinzugefügt. Dadurch können Orthesenmodelle,
die im Vergleich zu bereits vorgegebenen Modellen nachträglich Änderungen
erfahren haben, in den Kreislauf zurückgeführt werden. Ein solches Einlesen kann
beispielsweise mit einem Laserscanner oder Ähnlichem erfolgen.
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Es
ist bevorzugt, dass ein neuer Krümmungstyp
aus den Patientendaten bestimmt wird. Dieser wird zu der vorgegebenen
Anzahl von Krümmungstypen
hinzugefügt.
Wenn erkannt wird, dass die Patientendaten einen neuen Krümmungstyp
beschreiben, also beispielsweise eine neu auftretende Art der Deformierung,
kann dieser neue Typ somit für spätere Bestimmungen
vorgehalten werden. Dadurch wird für nachfolgende Patienten eine
bessere Bestimmung des Krümmungstyps
ermöglicht.
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Der
bestimmte Krümmungstyp
umfasst bevorzugt eine anomale Konvexität, welche eine Abweichung von
einer Ziel- bzw. Soll-Wirbelsäule
darstellt, die durch das fertig gestellte Orthesenmodell korrigiert
werden muss. Das Orthesenmodell umfasst bevorzugt eine Anlageoberfläche, um
an einem Bereich des Körpers
des Patienten anzuliegen, der der anomalen Konvexität entspricht,
wodurch eine rückführende Kraft
auf die anomale Konvexität
ausgeübt wird.
Der äußere Umfang
des menschlichen Körpers, auf
den ein Orthesenmodell angewendet wird, umfasst einen Körperabschnitt,
welcher dem Teil der anomalen Konvexität der Wirbelsäule entspricht.
Um die Anomalie zu korrigieren, umfasst das Orthesenmodell eine
Anlageoberfläche,
um den Körperabschnitt
anliegend in eine Richtung zu zwingen oder zu drücken, um die anomale Konvexität zu verringern.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt.
Es umfasst einen Programmkode, um alle Schritte eines Verfahrens
gemäß dem vorstehend beschriebenen
Verfahren der Erfindung auszuführen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt.
Es umfasst einen Programmkode, um alle Schritte eines Verfahrens
gemäß einem
vorstehend beschriebenen Verfahren der Erfindung auszuführen, wobei
der Programmcode auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt.
Es enthält
einen Programmkode, um alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem
vorstehend beschriebenen Verfahren der Erfindung auszuführen, der
mindestens teilweise durch ein Netzwerk, so wie das Internet, bereitgestellt
wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computer-Datensignal bereitgestellt, das
in einer Trägerwelle
enthalten ist, und Befehle enthält,
um einen Computer zu veranlassen, alle Schritte eines Verfahrens
gemäß einem
vorstehend beschriebenen Verfahren der Erfindung auszuführen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Orthesenmodells in Anspruch 13 definiert. Die Vorrichtung
umfasst eine Dateneingabevorrichtung, die zur Eingabe von Patientendaten
ausgelegt ist, eine Datenbank, die eine Anzahl von Krümmungstypen
und eine Anzahl von Orthesenmodellen enthält, eine Krümmungsbestimmungsvorrichtung,
die dazu ausgelegt ist, einen Krümmungstyp
in Abhängigkeit
von den Patientendaten zu bestimmen, und eine Orthesenmodeliauswahlvorrichtung,
die ausgelegt ist, mindestens ein Orthesenmodell aus der Datenbank
in Abhängigkeit
von dem bestimmten Krümmungstyp auszuwählen. Eine
solche erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
die kostengünstige
Herstellung von Orthesen, die gut an den jeweiligen Träger angepasst
sind, in einer standardisierten Weise.
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Es
ist bevorzugt, dass die Datenbank ein- oder mehrdeutige Zuordnungen
von Krümmungstypen
zu Orthesenmodellen enthält,
und dass die Orthesenmodellauswahlvorrichtung geeignet ist, aufgrund
dieser Zuordnungen mindestens ein Orthesenmodell auszuwählen. Mit
Zuordnungen kann eine sehr flexible Auswahl getroffen werden. In
der Regel werden einem Krümmungstyp
ein oder mehrere Orthesenmodelle zugeordnet sein, es kann bevorzugt aber
auch umgekehrt sein.
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Es
ist bevorzugt, dass die Orthesenmodellauswahlvorrichtung geeignet
ist, mindestens zwei Orthesenmodelle auszuwählen, und dass die Orthesenmodellauswahlvorrichtung
weiter dazu ausgelegt ist, ein Orthesenmodell in Abhängigkeit
von den Patientendaten aus den mindestens zwei Orthesenmodellen
auszuwählen.
Falls mehrere Orthesenmodelle einem Krümmungstyp zugeordnet sind,
muss aufgrund weiterer Patientendaten, die von der Art der Krümmung unabhängig sind,
unter diesen mehreren Modellen ausgewählt werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Erfassen
der Patientendaten umfasst, wobei die Einrichtung ausgelegt ist,
die erfassten Patientendaten in die Dateneingabevorrichtung einzugeben.
Somit können
Erfassung und Dateneingabe kombiniert werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Datenverarbeitungsanlage
umfasst, wobei die Datenverarbeitungsanlage ausgelegt ist, um das
ausgewählte
Orthesenmodell gemäß den Patientendaten zu
modifizieren. Wie bereits beschrieben, kann aufgrund individueller
Daten des Patienten (Körperumfang
etc.) eine Anpassung erforderlich sein.
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Es
ist bevorzugt, dass die Datenverarbeitungsanlage ausgelegt ist,
das modifizierte Orthesenmodell zu der vorgegebenen Anzahl von Orthesenmodellen
in der Datenbank hinzuzufügen.
Dadurch wird die Datenbasis für
künftige
Auswahlen verbreitert.
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Es
ist bevorzugt, dass die Datenverarbeitungsanlage ausgelegt ist,
die ein- oder mehrdeutigen Zuordnungen von Krümmungstypen und Orthesenmodellen
in der Datenbank abzuändern
bzw. neue zu erstellen. Falls erkannt wird, dass bestimmte Zuordnungen
nicht gut geeignet sind, ein möglichst passendes
Orthesenmodell zu bestimmen, kann eine entsprechende Zuordnung so
abgeändert
werden. Auch kann bei neuen Krümmungstypen
und/oder Modellen eine entsprechende Zuordnung hinzugefügt werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Formgebungsvorrichtung
umfasst, wobei die Formgebungsvorrichtung ausgelegt ist, eine Orthesenform gemäß dem ausgewählten oder
modifizierten Orthesenmodell herzustellen. Dadurch wird eine kurzfristige
und direkte Herstellung der Orthese möglich gemacht.
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Es
ist bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Einlesevorrichtung zum
Einlesen einer Orthesenform umfasst, wobei die Einlesevorrichtung
ausgelegt ist, ein Orthesenmodell gemäß der eingelesenen Orthesenform
zu der Anzahl von Orthesenmodellen in der Datenbank hinzuzufügen. Eventuell
nachbearbeitete Orthesenmodelle oder auch bisher nicht gespeicherte
Modelle können
so auf einfache Weise hinzugefügt werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Datenverarbeitungsanlage dazu ausgelegt
ist, einen neuen Krümmungstyp
aus den Patientendaten zu bestimmen, und den neuen Krümmungstyp
zu der vorgegebenen Anzahl von Krümmungstypen in der Datenbank
hinzuzufügen.
So kann ein neu erkannter Krümmungstyp
zur Datenbasis hinzugefügt
werden, und steht für
spätere Patienten
zur Verfügung.
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Die
Datenbank, die eine Anzahl von Krümmungstypen und eine Anzahl
von Orthesenmodellen enthält,
ist bevorzugt ausgelegt, sich auf Krümmungstypen zu beziehen, die
eine anomale Konvexität
umfassen, die eine Abweichung von einer Soll-Wirbelsäule darstellt.
Die Krümmungsbestimmungsvorrichtung
ist ausgelegt, um einen Krümmungstyp,
der eine anomale Konvexität
einschließt, in
Abhängigkeit
von den Patientendaten zu bestimmen, und die Orthesenmodell-Auswahlvorrichtung
ist ausgelegt, ein Orthesenmodell auszuwählen, umfassend eine Anlageoberfläche zum
Anliegen an einem Bereich des Körpers
des Patienten, welcher der der anomalen Konvexität der Wirbelsäule entspricht.
Auf diese Weise entsprechen die anomale Konvexität und das gewählte Orthesenmodell
für eine
Korrektur davon einander.
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Die
bestimmte anomale Konvexität
muss von dem fertig gestellten Orthesenmodell korrigiert werden.
Der äußere Umfang
des menschlichen Körpers,
auf den das Orthesenmodell angewendet wird, umfasst einen Körperabschnitt,
welcher dem Teil der Wirbelsäule
mit anomaler Konvexität
entspricht. Für eine
Kompensation der Anomalie umfasst das Orthesenmodell eine Anlageoberfläche bzw.
-fläche,
um mittels Anliegen den Körperabschnitt
in eine Richtung zu zwingen oder zu drücken, um die anomale Konvexität zu verringern.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Herstellen eines Orthesenmodells für einen Patienten bereitgestellt,
umfassend Eingeben von Patientendaten und Berechnen von mindestens
einem Orthesenmodell für
den Patienten auf der Basis der Patientendaten. Auf der Basis einer
großen
Menge an empirischen Daten, die aus vorherigen Orthesenmodellen
erhalten worden sind, in Verbindung mit jeweiligen Patientendaten,
kann ein Berechnungsverfahren abgeleitet werden, um Orthesenmodelle
direkt aus Patientendaten zu berechnen.
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Bevorzugt
umfasst der Schritt des Berechnens ein Interpolieren zwischen verschiedenen
Orthesenmodellen, deren Patientendaten bekannt und zugänglich sind.
Dadurch kann das gewünschte
Orthesenmodell, insbesondere Orthesenschäfte, durch Interpolieren zwischen
zugänglichem
bzw. verfügbaren
Modell und Patientendaten bestimmt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt des Berechnens ein Bestimmen eines Krümmungstyps
der Knochen des Patienten, der aus einer vorbestimmten Anzahl von
Krümmungstypen
auf der Basis der Daten des Patienten ausgewählt wird, und Auswählen von
mindestens einem Orthesenmodell aus einer vorbestimmten Anzahl von Orthesenmodellen,
auf der Basis des bestimmten Krümmungstyps.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung für die Herstellung eines Orthesenmodells
bereitgestellt, umfassend eine Dateneingabevorrichtung, die für eine Eingabe
der Daten des Patienten ausgelegt ist, eine Datenbank umfassend
eine Anzahl von Orthesenmodellen und eine Vielzahl von entsprechenden
Patientendaten, wobei jedes Orthesenmodell einem Satz von Patientendaten
entspricht, und eine Orthesenmodell-Berechnungsvorrichtung, die ausgelegt
ist, um mindestens ein Orthesenmodell aus der Datenbank in Abhängigkeit
und auf der Basis der eingegebenen Patientendaten zu berechnen.
Bevorzugt enthält
die Datenbank auch eine Anzahl von Krümmungstypen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
ist auch eine Interpolationseinrichtung bereitgestellt, um zwischen
Orthesenmodellen auf der Basis von Patientendaten zu interpolieren,
die den eingegebenen Patientendaten nahe kommen.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Berechnungsvorrichtung zwei Bestimmungskomponenten,
um einen Krümmungstyp der
Knochen oder der Wirbelsäule
des Patienten zu bestimmen, und um ein Orthesenmodell auf der Basis
des Krümmungstyps
zu bestimmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung,
in Verbindung mit der Zeichnung, ersichtlich, in welcher:
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1 eine
schematisierte Rückenansicht
einer Patientin, die ein Beispiel einer Skoliose bei einer Patientin
in Rückenansicht
zeigt, sowie die dabei vorliegende Form der Wirbelsäule;
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2 eine
Rumpforthese ist, die von der Patientin aus 1 getragen
wird;
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3 ein
Stadium, wie es nach der Behandlung mit einer Orthese erwünscht ist,
und die dabei vorliegende Wirbelsäulenform zeigt;
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4 ein
Flußdiagramm
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist;
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5 eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt; und
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6 ein
Kreislaufdiagramm einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der Zeichnung
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Es
sollte bemerkt werden, dass im Folgenden Orthesenform sowohl im
Sinne einer Positivform als auch einer Negativform verstanden werden
kann. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Ausführung davon
beschränkt.
Im Falle einer Negativform ist dann lediglich ein weiterer trivialer
Herstellungsschritt erforderlich, der nicht gesondert beschrieben
werden wird.
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Nicht
zuletzt aufgrund der ständig
steigenden Kosten im Gesundheitswesen besteht Bedarf an einem standardisierten
Verfahren zur Herstellung von Orthesen bzw. Orthesenformen, wie
es von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
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Um
eine konstante Qualität
der Versorgung zu erreichen, ist es wünschenswert, dass die Auswahl
und Herstellung einer passenden Orthese für den jeweiligen Patienten
in einer standardisierten Art und Weise geschieht. Dadurch können Fehler
in der individuellen Beurteilung verschiedener Beteiligter (Ärzte, Kliniken
etc.) vermieden werden, die ansonsten fast zwangsläufig auftreten.
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Durch
ein einfach anzuwendendes und schnell zu Ergebnissen, d.h. zur tragefertigen
Orthese, führendes
Verfahren kann die Versorgung verbessert und die Patientenzufriedenheit
erhöht
werden. Der Patient muss lediglich zur Erfassung der Daten und zum
endgültigen
Anpassen bzw. der Anprobe erscheinen. Für die Datenerfassung müssen lediglich
eine Anzahl von grundlegenden Daten erfasst werden, z.B. Röntgenbilder
der Wirbelsäule, statische
Körpermaße, sowie
auch so genannte dynamische antropometrische Daten, die die Aufrichtbarkeit
der Deformität
der Wirbelsäule
angeben. Weiterhin können
bestimmte Daten wichtig sein, die nicht direkt mit der Wirbelsäule zusammenhängen, beispielsweise
das Alter des Patienten.
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Die
hohe primäre
Passgenauigkeit, die bei den nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Orthesen
erreicht werden kann, sorgt für
geringen Aufwand bei der Nachanpassung am Patienten, was bei dem
Patienten zu höherer
Akzeptanz und größerer Zufriedenheit
führt.
Durch die zeitnahe Anfertigung der Orthese wird weiterhin vermieden,
dass bei dem Patienten zwischenzeitlich Veränderungen oder sogar weitere
Verschlechterungen eintreten, so dass die Orthese nachgelagert zusätzlich angepasst
werden muss.
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Durch
die erfindungsgemäße Zuordnung
der Patientendaten zu dem nötigen
Modell wird eine sichere Versorgung mit konstanter Qualität gewährleistet.
Durch die Erfindung kann die Anschaffung teurer Geräte weitgehend
vermieden bzw. auf zentrale Stellen beschränkt werden.
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Ein
Orthesenmodell oder eine -form ist eine Vorrichtung zum Kompensieren
von Wirbelsäulenabweichungen
des menschlichen Körpers.
Daher umfasst eine Orthese eine Geometrie, um bestimmte fehlerhafte
Stellungen des Körpers
zu kompensieren. Die Geometrie der Orthese stimmt nicht mit der
entsprechenden normalen Körperform überein (so
wie eine Prothese), da eine Korrektur nicht direkt erzielt werden
kann. Die Orthese umfasst daher vorbestimmte Anlage- bzw. Auflageflächen, und
belässt vorbestimmte
nicht anliegende Erstreckungs-(Ausweich)Räume, in welche der Körper des
Patienten übergehen
bzw. migrieren kann, wenn er einem Druck durch die Anlageflächen ausgesetzt
wird. Durch das Ausüben
von Druck auf den äußeren Körperumfang
wird die darunter liegende Wirbelsäule beeinflusst und bevorzugt
neu positioniert. Daher erfordert das Orthesenmodell eine Form bzw.
Gestalt, die im Wesentlichen die fehlerhaften Körperteile widerspiegelt, um
sie zu korrigieren oder zumindest zu kompensieren.
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Die
genaue Ausgestaltung der Orthesenform muss auf der Basis einer Vielzahl
von Parametern ausgewählt
werden, so wie Alter des Patienten, Steifigkeit der Wirbelsäule, Form
der Konvexität
und Deformation etc.
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Ein
anderer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Fähigkeit
zur Selbstadaption. Die Kreisläufe,
die verwendet werden, führen
zur immer besseren Anpassung bzw. entsprechend Zuordnung von Patientendaten/Krümmungstyp/passender
Orthese. Es besteht die Möglichkeit,
jedes für
einen Patienten individuell angepasste Korsett der Datenbank wieder
zuzuführen, was
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Zuordnung immer weiter verfeinert, je mehr Patientendaten/Korsetts
gespeichert sind. Wenn bei der Zuordnung der erhaltenen Patientendaten
zu einem Korsett festgestellt wird, dass die Eignung der vorhandenen
Grundmodelle zu ungenügend
ist, kann es erforderlich sein, ein gänzlich neues Grundmodell zu entwerfen.
Dann muss aus den Patientendaten ein solches grundlegendes Modell
für den
somit als neu erkannten Krümmungstyp
abstrahiert werden. Dieser neu erkannte Krümmungstyp und darauf abgestimmte
Orthesenmodelle werden dann der Datenbank hinzugefügt und stehen
für nachfolgende
Patienten direkt zur Verfügung.
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Die
Speicherung von individuellen Patientendaten und den zugeordneten
angepassten Korsetts (auf Basis der vorhandenen Grundmodelle) bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
dient in erster Linie der Verbesserung der Zuordnung von neu erfassten Patientendaten
zu vorhandenen Grundmodellen und den erforderlichen Feinanpassungen.
Dafür ist
es weiterhin nützlich,
den Behandlungsverlauf gegebenenfalls ebenfalls zu den Daten hinzuzufügen. Dadurch
kann statistisch ermittelt werden, wie wirksam der Einsatz bestimmter
Grundmodelle ist, und wie gut die Zuordnung Patient/Grundmodell
ist.
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Das
selbst adaptierende Verfahren der vorliegenden Erfindung kann mit
steigender Anzahl behandelter Patienten bzw. entsprechend hergestellter Orthesen
eine immer bessere und zuverlässigere Versorgung
bereitstellen. Da einerseits Informationen in den Kreislauf zurückfließen und
nicht verloren gehen, die Bewertung aber immer von zentraler Stelle
aus mit gleich bleibender Qualität
erfolgt, ist Flexibilität
ebenso wie Reproduzierbarkeit gewährleistet. Dadurch werden Fehler,
die durch die zwangsläufig individuell
gefärbten
Bewertungen vieler verschiedener Beteiligter, also z.B. einer Vielzahl
verschiedener Ärzte,
die zwangsläufig
statistisch schwankende Beurteilungen abgeben werden, weitgehend
vermieden. Allerdings wird durch die Rückkopplung auch das individuelle
Urteil, durch gegebenenfalls erforderliche Nachanpassung eines Korsetts
an den Patienten ermöglicht.
Dazu können
manuell nachbearbeitete Orthesen in die Datenbank aufgenommen werden,
durch Einlesen beispielsweise mit einem Laserscanner.
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Die
im Folgenden als Patientendaten bezeichneten Daten können verschiedene
Daten sein, z.B. Röntgenbilder
der Wirbelsäule,
und Fotos, aus denen die Krümmung
des Rückens
abzulesen ist. Außerdem
können
auch Daten, die nicht direkt mit der Wirbelsäule in Zusammenhang stehen,
einfließen.
Dazu zählen
beispielsweise spezielle Eigenarten wie empfindliche Stellen, an
denen durch die Orthese kein Druck ausgeübt werden darf, oder das Alter
des Patienten und weitere Daten, die zum Bestimmen eines geeigneten
Korsettmodells von Interesse sind.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird durch Auswertung der Patientendaten
in einem ersten Schritt der (abstrakte) Krümmungstyp aus einer Vielzahl
von Grundtypen ermittelt. Aus diesem Grundtyp bzw. einem zugeordneten
Grundmodell einer Orthese, wird dann die individuell angepasste
Orthese abgeleitet, indem das Grundmodell entsprechend der Patientendaten
skaliert bzw. modifiziert wird. Während der Krümmungstyp,
d.h. beispielsweise die Anzahl der Wendepunkte und die Krümmungsrichtungen
einer Wirbelsäule,
eine abstrakte Größe darstellt,
die beispielsweise von den Körpermaßen des Patienten
und dessen Alter prinzipiell unabhängig sind, müssen die
individuellen krümmungsunabhängigen Daten
für das
patientenspezifische Korsett berücksichtigt
werden.
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Individuelle
Daten sind z.B. die Körpermaße (statisch)
und auch die dynamischen antropometrischen Daten, d.h. die Aufrichtbarkeit
der Wirbelsäule bzw.
deren Deformität,
sowie etwa das Alter des Patienten. Während der aus den Patientendaten
abgeleitete abstrakte Krümmungstyp
zur Auswahl eines oder mehrerer zugeordneter Orthesengrundmodelle verwendet
wird, fließen
die individuellen Patientendaten in die Auswahl und Anpassung des
am besten geeigneten Grundmodells bis hin zur fertigen Orthese ein.
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Eventuell
werden also beispielsweise drei verschiedene Orthesenmodelle einem
Krümmungstyp
nach ausgewählt,
Aus diesen dreien wird dann unter Berücksichtigung der Patientendaten
das am ehesten geeignete Modell ausgewählt, und dieses wird dann wiederum
modifiziert, um dem Träger angepasst
zu sein. Es können
auch Daten mit einfließen,
die nicht direkt mit der Wirbelsäule
in Zusammenhang stehen. Beispielsweise könnte der Patient Körperstellen
besitzen, auf die kein Druck ausgeübt werden darf, da dies für ihn schmerzhaft
wäre. Daraufhin
kann nun aus mehreren für
den Krümmungstyp
geeigneten Orthesenmodellen eine gewählt werden, bei der an dieser
Stelle kein Druck ausgeübt
werden muss, oder es kann bei der Modifizierung hier eine entsprechende
Aussparung vorgesehen werden. Die beschriebene Vorgehensweise gewährleistet
gleichzeitig gute Reproduzierbarkeit und möglichst individuelle Anpassung
an verschiedene Patienten.
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In 1 ist
eine mögliche
Form einer Skoliose dargestellt, wobei dabei die entsprechende Wirbelsäulenform
auf der rechten Seite gezeigt ist. Die hier gezeigte Krümmung hat
zu einem Schulterschiefstand geführt,
Die linke Schulter liegt im Vergleich zur rechten deutlich niedriger.
Der Körper
ist nicht symmetrisch, wie aus der gestrichelt angedeuteten idealen
Mittellage ersichtlich ist. Wie aus der rechten Seite der Figur
hervorgeht, ist die Wirbelsäule
deutlich verkrümmt.
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2 zeigt
eine Rumpforthese 2, die der Patientin aus 1 angepasst
wurde. Dabei kann man bereits erkennen, dass durch die Einwirkung
des Korsetts der Körper
im Vergleich zu gestrichelten Mittellage deutlich symmetrischer
geworden ist als in 1.
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3 zeigt
schließlich
einen Zustand der Patientin von 1, wie er
nach einer Behandlung mit einer Orthese aussehen könnte. Der
Körper
ist deutlich symmetrischer geworden, die Schultern liegen auf annähernd gleicher
Höhe, und
die seitliche Wirbelsäulenkrümmung wurde
verringert.
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In 4 ist
ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. In
Schritt 102 werden Patientendaten erfasst, beispielsweise
werden Röntgenbilder
gemacht. In 104 werden diese Daten eingegeben. Bei 106 wird
aus den Patientendaten der Krümmungstyp
bestimmt, hauptsächlich
etwa aus einem Röntgenbild.
Falls der Krümmungstyp
als neu erkannt wird, kann in Schritt 108 der neue Krümmungstyp
bestimmt und in der Datenbank gespeichert werden. Ein Orthesenmodell
wird aus Krümmungstyp
und/oder Patientendaten ausgewählt, 110, und
aus der Datenbank wird das gewählte
Modell geladen. In Schritt 112 wird dieses Modell entsprechend den
individuellen Patientendaten modifiziert. Hier kann es auch gegebenenfalls
in der Datenbank gespeichert werden, wenn der Umfang Modifikation dies
rechtfertigt beispielsweise. Nun wird die Orthesenform gemäß dem modifizierten
Modell hergestellt, 114. Die manuelle Nachbearbeitung kann
in Schritt 116 geschehen. Die bearbeitete Orthesenform
wird dann eingelesen, 118, damit das entsprechende Modell
in der Datenbank gespeichert werden kann. Für den betreffenden Patienten
ist damit die Herstellung abgeschlossen.
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Die
herzustellende Orthesenform beruht auf Orthesenmodellen, welche
eine gewünschte
bzw. Soll-Verformung der Wirbelsäule
des Patienten bewirken. Es ist denkbar, dass eine erste Orthese
eingesetzt wird, die die ursprüngliche
Verkrümmung
korrigieren soll, während
nach einer gewissen Tragezeit eine weitere Orthese angefertigt wird,
die die bereits vorläufig
korrigierte Wirbelsäule
weiter korrigiert. Das vorliegende Verfahren ist anwendbar auf beide
Verfahrensstufen. Ein Orthesenmodell unterscheidet sich grundsätzlich von
Prothesenmodellen, welche darauf abzielen, fehlende Körperteile
in konformer Weise zu ersetzen, während Orthesenmodelle eine Anpassung
Schritt für
Schritt an einen Sollkörper oder
eine -Wirbelsäule
bereitzustellen, die nicht einfach durch schlichte Reproduktion
der korrekten Geometrie erzielt werden kann.
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5 zeigt
eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Vorrichtung umfasst eine Datenerfassungseinrichtung 4 zum
Erfassen von Daten eines Patienten. Die Daten werden in eine Dateneingabevorrichtung 6 eingegeben.
Eine Krümmungsbestimmungsvorrichtung 8 ist
dazu ausgelegt, aus den Patientendaten den abstrakten Krümmungstyp zu
ermitteln. Der Krümmungstyp
wird an eine Orthesenmodellauswahlvorrichtung 10 übermittelt,
die unter Zugriff auf eine Datenbank 12 ein zu dem Krümmungstyp
passendes oder mehrere passende Orthesenmodelle auswählt, und
gegebenenfalls nachfolgend aus den mehreren gemäß den Patientendaten eines
auswählt.
In einer Datenverarbeitungsanlage 14 kann das gewählte Modell
den Patientendaten angepasst werden, also beispielsweise auf die
Körpergröße skaliert
werden. Die Datenverarbeitungsanlage 14 kann weitere Aufgaben
erfüllen,
wie das Abspeichern modifizierter Modelle als neue Orthesenmodelle,
oder einen neu erkannten Krümmungstyp bestimmen
und ebenso in der Datenbank ablegen. Ebenso können Zuordnungen in der Datenbank
zwischen Krümmungstyp
und Orthesenmodellen bei Bedarf angepasst/abgeändert bzw. neu erstellt werden. Endgültige Orthesenformen
gemäß den gewählten Modellen
werden dann durch eine Formgebungsvorrichtung 16, beispielsweise
eine CNC-Fräse,
hergestellt. Falls solche Formen nachbearbeitet werden müssen, können sie
mit einer Einlesevorrichtung 18, beispielsweise einem Laserscanner,
wiederum in der Datenbank gespeichert werden, so dass sie zukünftig zur
Verfügung
stehen.
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6 zeigt
ein Diagramm eines Kreislaufs, wie er gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung ablaufen soll. Patientendaten werden eingegeben, woraufhin
der Krümmungstyp
bestimmt wird. Ein passendes Orthesenmodell wird dann ausgewählt. Dieses
Modell wird dann gemäß den Patientendaten
an den individuellen Träger
angepasst, d.h. modifiziert. Dann kann die Orthese bzw. die Orthesenform
hergestellt werden. An dieser Stelle könnte die angepasste Orthese
in der Datenbank abgelegt werden, in der die Krümmungstypen und Orthesen gespeichert
sind. Eventuell ist eine manuelle Nachbearbeitung erforderlich,
bei der Anprobe beispielsweise. In diesem Fall muss die bearbeitete
Orthesenform erst eingelesen werden, bevor sie ebenfalls, in Zuordnung
zu dem entsprechenden Krümmungstyp, in
der Datenbank gespeichert werden kann. In einem solchen Kreislaufsystem
werden neue Orthesenformen für
künftige
Patienten zur Verfügung
gestellt. Das System ist also selbst adaptierend, d.h. für künftige Patienten
kann aus einer breiteren Datenbasis ausgewählt werden, und es stehen mehr
Orthesenmodelle für
eine feinere Auswahl bereit. Nicht gezeigt ist in diesem Diagramm
die Aufnahme eines neuen Krümmungstyps,
wenn ein solcher erkannt wird. Ein solcher kann aber ganz analog
in die Datenbank einfließen
und somit für
künftige
Auswahlen bereitstehen.