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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines am Körper
getragenen Geräts
und insbesondere eines derartigen elektronischen Geräts, das
dazu ausgelegt ist, der Form eines Körperbereichs einer Person zu
entsprechen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand von Zielvorstellungen entwickelt
worden ist, die auf dem Gebiet der Herstellung von Hörgeräten und
insbesondere der Herstellung von Hörhilfen vorliegen, kann sie,
was dem Fachmann deutlich werden wird, für eine weiter verallgemeinerte
Herstellung von am Körper
getragenen Geräten
und insbesondere von elektronischen Geräten verwendet werden, bei welchen
die äußere Form
eines derartigen Geräts
spezifischen Körperbereichen
einer Person entsprechen soll.
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Somit
werden die grundlegenden Betrachtungen, die zu der Erfindung geführt haben,
mit Bezug auf eine Herstellung von Hörgeräten erläutert werden, ohne jedoch die
vorliegende Erfindung auf das Gebiet der Herstellung von Hörgeräten begrenzen
zu wollen.
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Das
Verfahren der Herstellung von Hörgeräten und
insbesondere von Hörhilfen
und somit von Im-Ohr-Hörhilfen
beginnt herkömmlicherweise
damit, dass ein Abdruck des Ohrs und hier insbesondere des Gehörgangs einschließlich von
Teilen des Außenohrs
erstellt wird. Traditionellerweise wird bei dem sogenannten "Detaillierungsverfahren" der Abdruck mit
Bezug auf den herzustellenden Gerätetyp und die Größe sowie
den Typ der elektronischen Komponenten, die in dem Gerät angeordnet
werden sollen, grob beschnitten. In nachfolgenden Schritten wird
der Abdruck durch eine Oberflächenbearbeitung detailliert
und ein lokales oder vollständiges
Einwachsen ermöglicht
die Glättung
der Oberfläche,
wodurch die Form des Abdrucks verstärkt und Ungenauigkeiten im
Abdruck ausgeglichen werden. Der sich ergebende detaillierte Abdruck
wird zur Erstellung eines als eine Form benutzten Negativs verwendet,
wobei eine Schale des Geräts
unter Verwendung von z.B. UV-aushärtbaren Materialien hergestellt wird.
Nach der Herstellung der Schale werden zusätzliche Komponenten wie z.B.
eine Entlüftung
in die Schale eingearbeitet, es werden Löcher für den Empfänger usw. gebohrt und die resultierende
Schale wird z.B. durch Zuschleifen fertig gestellt.
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Abschließend wird
das Gerät
fertig gestellt, indem elektronische Komponenten in die Schale montiert
werden.
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Heutzutage
verwendete digitale Techniken werden in einer derartigen Herstellungstechnik
mehr und mehr eingeschlossen. Bezüglich der Schalenherstellung
sei verwiesen auf
US 5 487 012 sowie
auf z.B. WO 01/05207, WO 02/03756, die US-Anmeldung Nr. 09/670 207
und die US-Anmeldung Nr. 101373 906, WO 02/24128 entsprechend der
US-Anmeldung Nr. 09/668 968, WO 02/25993 entsprechend der US-Anmeldung
Nr. 09/669 042, WO 02/24129 entsprechend der US-Anmeldung Nr. 09/669
167, WO 02125994 entsprechend der US-A-6 484 842, WO 02125995 entsprechend
der US- Anmeldung
Nr. 09/669 169, und auf WO 02/24127 entsprechend der US-A-6 401
859.
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Die
Genauigkeit und Angemessenheit des oben angeführten manuellen Detaillierens
von Abdrücken
ist hauptsächlich
eine Frage der Erfahrung und der individuellen Vorzüge des Fachmanns,
der ein solches Detaillieren für
einen Körperbereich
einer Person durchführt.
Obgleich eine große
Erfahrung ein effizienteres und verlässlicheres Detaillieren erlaubt,
ist das Verfahren immer noch fehleranfällig und weist eine sehr geringe
Reproduzierbarkeit auf. In Testreihen wurden mehreren Schalenherstellern
identische Abdrücke
und Aufträge
für das
herzustellende Gerät
gegeben und sie wurden zur Herstellung der jeweiligen Schale gebeten.
Die Ergebnisse unterschieden sich sowohl in ihrer Größe und Form enorm,
was eine deutliche Anzeige für
die fehlende Reproduzierbarkeit und die persönlichen Meinungsverschiedenheiten
bezüglich
der durch den Abdruck repräsentierten
optischen Form ist. Insgesamt tragen solche Unterschiede in dem
Detaillierungsverfahren auf dem Gebiet von Hörhilfen zu einer mittleren
industriellen Rücklaufrate
in der Größenordnung
von 16 bis 21 % bei.
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WO
02/071794 stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Schale einer
Hörhilfe
dar, wobei das Detaillieren der Schale auf diejenige Weise durchgeführt wird,
mit der ein Modell erstellt wurde, das unter einer Vielzahl von
Modellen als das ähnlichste
ausgewählt wurde.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung von
Nachteilen bei der oben angeführten
Herstellungstechnik. Dies wird durch die Herstellung eines am Körper getragenen Geräts und insbesondere
eines elektronischen Geräts
bewerkstelligt, das an die Form eines Körperbereichs einer Person angepasst
ist und die folgenden Schritte aufweist:
- • Erstellen
einer digitalisierten dreidimensionalen Darstellung dieses Bereichs;
- • Detaillieren
der digitalisierten Darstellung an ausgewählten Bereichen;
- • Herstellen
einer Schale in Abhängigkeit
von dieser detaillierten digitalisierten Darstellung, gekennzeichnet
durch:
- • automatisches
Lokalisieren von mindestens einem charakteristischen Merkmal dieser
Darstellung, das ein charakteristisches Formmerkmal an diesem Bereich
dieser Person repräsentiert;
und
- • Durchführen des
Detaillierens an ausgewählten Bereichen,
die an dem automatisch lokalisierten charakteristischen Merkmal
orientiert sind.
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Durch
die automatische Bestimmung des mindestens einen charakteristischen
Merkmals der digitalisierten Darstellung werden Informationen über ein
derartiges charakteristisches Merkmal als eine Basis für die Herstellung
einer Schale bereitgestellt. Da eine solche Bestimmung automatisch
durchgeführt
wird, verbessert sich die Reproduzierbarkeit. Die Ermittlung derartiger
charakteristischer Merkmale an der Darstellung unterliegt nicht
länger
weder der Erfahrung des Durchführenden
noch seinen persönlichen
Präferenzen.
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Das
bestimmte charakteristische Merkmal ist eine genaue Basis für die Entscheidung,
wie und wo die digitalisierte Darstellung detailliert werden soll, sodass
wiederum die Reproduzierbarkeit der detaillierten digitalisierten
Darstellung und somit der sich daraus ergebenden Schale signifikant
verbessert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Detaillieren mindestens einen der folgenden Vorgänge: Beschneiden,
Oberflächenbehandlung,
Versetzen, Fixieren, Relaxieren und Verstärken min destens eines Teils
der digitalisierten Darstellung, wobei diese Vorgänge digital
durchgeführt
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Schritt der automatischen Bestimmung des mindestens
einen charakteristischen Merkmals die Durchführung einer derartigen Bestimmung,
indem die digitalisierte Darstellung unter der Beschränkung auf
vorbestimmte geometrische Regeln automatisch untersucht wird. Somit
werden z.B. Regeln mit Bezug auf die Krümmung, die Oberflächen von
Querschnitten, Abschnitten usw. der digitalisierten Darstellung
hinsichtlich vorbestimmter Kriterien untersucht, um bei der digitalisierten
Darstellung die Stelle des jeweiligen charakteristischen Merkmals
zu ermitteln.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Bestimmungsschritt den Vergleich der digitalisierten
Darstellung mit einer digitalen Darstellung einer Norm des Körperbereichs.
Somit werden beide Ansätze
und namentlich derjenige des Durchführens einer Bestimmung mit
einer automatischen Untersuchung unter der Beschränkung auf vorbestimmte
geometrische Regeln sowie derjenige des Durchführens eines Vergleichs miteinander
kombiniert. Beispielsweise wird durch die Durchführung eines derartigen Vergleichs
auf einfache Weise festgelegt, ob eine vorliegende digitalisierte
Darstellung genau genug ausfällt
oder nicht. Wenn z.B. durch ein solches Vergleichen festgestellt
wird, dass ein Unterschied einen vorbestimmten Pegel überschreitet,
ist es zumindest sehr wahrscheinlich, dass die digitalisierte Darstellung
den Körperbereich
einer Person nicht mit einer ausreichend hohen Genauigkeit repräsentiert.
Weiterhin können,
wenn die aktuell bearbeitete digitalisierte Darstellung nahe genug
an der Norm liegt, charakteristische Merkmale der Norm als die jeweiligen
charakteristischen Merkmale der aktuell bearbeiteten digitalisierten
Darstellung ausgenutzt und somit zumindest als eine erste Annäherung an solche
charakteristische Merkmale verwendet werden, die bei der digitalisierten
Darstellung automatisch bestimmt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Schritt des Erstellens der digitalisierten Darstellung
durch die Abtastung eines Abdrucks des Körperbereichs durchgeführt. In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird der Schritt des Erstellens der digitalisieren Darstellung durch
eine direkte dreidimensionale Abtastung des Körperbereichs durchgeführt.
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Als
eine weitere Ausführungsform
eines Erstellens der digitalisierten Darstellung umfasst dieser Schritt
die Bereitstellung dieser Darstellung des Körperbereichs als eine Darstellung,
die bereits für
die Herstellung eines am Körper
getragenen Geräts
verwendet worden ist und welche z.B. dahingehend verbessert werden
soll, dass sie Bedürfnisse
der Person berücksichtigen
soll, die sich seit der Herstellung des am Körper getragenen Geräts verändert haben.
Derartige Bedürfnisse
können
z.B. auf dem Wachstum, der Alterung usw. der jeweiligen Person beruhen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Schritt des Erstellens der digitalisierten Darstellung
mittels der Abtastung eines Abdrucks des Körperbereichs durchgeführt, wobei das
Detaillieren ein mechanisches Detaillieren des Abdrucks in Abhängigkeit
von der detaillierten digitalisierten Darstellung umfasst und wodurch
die Schale aus dem mechanisch detaillierten Abdruck hergestellt
wird. In diesem Fall stellt die detaillierte digitalisierte Darstellung
Informationen über
die Art und Weise bereit, wie der Abdruck mechanisch detailliert werden
soll.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird das mechanische Detaillieren des Abdrucks durch eine digital
gesteuerte Behandlung oder Bearbeitung durchgeführt.
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Wenn
z.B. aufgrund eines für
die Herstellung der Schale ausgewählten Materials eine Formherstellung
der Schale bevorzugt wird, wird in einer weiteren Ausführungsform
die Form in Abhängigkeit
von der detaillierten digitalisierten Darstellung hergestellt. Trotz
des Umstands, dass die Herstellung einer solchen Form immer noch
manuell auf der Grundlage von Informationen aus der detaillierten
digitalisierten Darstellung durchgeführt wird, wird in einem bevorzugten
Modus eine derartige Formherstellung durch ein digital gesteuertes
Verfahren durchgeführt,
das in Abhängigkeit:
von der detaillierten digitalisierten Darstellung digital gesteuert
wird.
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Nichtsdestotrotz
wird in einer bevorzugtesten Ausführungsform die Herstellung
der Schale direkt durch ein digital gesteuertes Verfahren durchgeführt, wobei
die Steuerung eines derartigen Verfahrens die Steuerung durch die
detaillierte digitalisierte Darstellung umfasst.
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Wie
oben erläutert
wurde weist das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform das Detaillieren
der digitalisierten Darstellung in Abhängigkeit von dem mindestens
einen bestimmten charakteristischen Merkmal auf. Davon abweichend
umfasst in einer bevorzugtesten Ausführungsform das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung der Schritt der automatischen Bereitstellung mindestens
den Schritt des Detaillierens und mindestens den Schritt einer Vorschlagerstellung
für die
Durchführung
des Detaillierens. Indem das Detaillieren automatisch ausgeführt und/oder
automatisch ein Vorschlag zur Art und Weise der Durchführung des
Detaillierens der digitalisierten Darstellung erstellt wird, wird
die Reproduzierbarkeit wiederum signifikant verbessert und ein derartiger
Detaillierungsvorgang wird von der Erfahrung bzw. dem persönlichen
Vorlieben eines Anwenders signifikant weniger abhängig.
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In
einer bevorzugtesten weiteren Ausführungsform wird der Schritt
einer automatischen Durchführung
von mindestens entweder einem Detaillieren oder einem Vorschlag
für ein
derartiges Detaillieren auf der Basis eines Expertensystems und mindestens
eines vorbestimmten zu erreichenden Ziels durchgeführt. Da
ein und die gleiche digitalisierte Darstellung zum Aufbau unterschiedlicher
Geräte verwendet
werden kann, ist es mindestens für
einige Detaillierungsschritte wichtig zu spezifizieren, welches
Gerät hergestellt
werden soll. Bei einer digitalisierten Darstellung des Außenohrs
und Gehörgangs kann
z.B. eine derartige digitalisierte Darstellung zur Herstellung eines
Außerhalb-des-Ohrs-Geräts (OTE-Gerät), eines
Im-Ohr-Geräts
(ITE-Gerät)
oder eines vollständig
in dem Gehörgang
angeordneten Geräts
(CIC-Gerät)
verwendet werden, wobei es augenscheinlich ist, dass diese Geräte ein unterschiedliches
Detaillieren bei der digitalisierten Darstellung erfordern.
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In
einer bevorzugten weiteren Ausführungsform
basiert ein derartiges Expertensystem auf vorbestimmten geometrischen
Regeln und/oder auf aufgezeichnetem Wissen.
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Im
Kontext mit bestehendem oder aufgezeichnetem Expertenwissen besteht
eine bevorzugte generische Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Überprüfung der Genauigkeit
der erstellten digitalisierten Darstellung und/oder der automatischen
Bestimmung mindestens eines charakteristischen Merkmals, indem die digitalisierte
Darstellung und/oder das mindestens eine bestimmte charakteristische
Merkmal jeweils mit einer digitalisierten Normdarstellung und/oder
einem charakteristischen Normmerkmal verglichen werden.
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In
einer weiteren bevorzugtesten Ausführungsform umfasst eine automatische
Bereitstellung von mindestens einem Detaillieren und mindestens einem
Vorschlag einen Vergleich der digitalisierten Darstellung mit mehr
als einer digitalisierten Darstellung, die sich als genau erwiesen
hat, um diejenige sich als genau erweisende digitalisierte Darstellung zu
ermitteln, die am besten mit der aktuell bearbeiteten digitalisierten
Darstellung übereinstimmt.
Der Schritt des Detaillierens und/oder des Vorschlags wird in Abhängigkeit
von der detaillierten digitalisierten Darstellung der am besten übereinstimmenden digitalisierten
Darstellung generiert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird das Expertensystem in Abhängigkeit
von der aktuell bearbeiteten detaillierten digitalisierten Darstellung
kontinuierlich aktualisiert, wenn sich diese nach der Herstellung
der Schale als genau erwiesen hat. Somit wird eine derartige genehmigte
detaillierte digitalisierte Darstellung zwecks Ermittlung der besten Übereinstimmung
zu den weiteren genehmigten Darstellungen hinzugefügt, um die
Vergleichsbasis für
eine derartige Ermittlung zu aktualisieren.
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Wenn
das herzustellende Gerät
ein Hörgerät ist und
der Körperbereich
einer Person den Gehörgang
umfasst, ist das charakteristische Merkmal vorzugsweise eines der
folgenden:
- – Ende des Gehörgangs
- – Eingang
des Gehörgangs
- – Mittelachse
des Gehörgangs
- – erste
Gehörgangsbiegung
- – zweite
Gehörgangsbiegung
- – linker
Gehörgang
- – rechter
Gehörgang
- – horizontale
Linie.
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Wenn
der Körperbereich
einer Person denjenigen Bereich des Außenohrs aufweist, der benachbart
zu dem Gehörgang
liegt, ist das charakteristische Merkmal vorzugsweise eines der
folgenden
- – Tragus
- – Antitragus
- – Incisura
intertragica
- – Concha
- – Crus
- – Helix
- – linkes
Ohr
- – rechtes
Ohr
- - horizontale Linie
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In
einer bevorzugtesten Ausführungsform
ist das hergestellte Gerät
ein Hörgerät und noch
bevorzugter ein Im-Ohr-Hörgerät. Nichtsdestotrotz
kann ein derartiges Gerät
jedoch auch ein Außerhalb-des-Ohrs-Hörgerät sein.
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
sind die Geräte
Hörhilfen.
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In
noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung
werden die Daten der detaillierten digitalisierten Darstellung in
dem Gerät
bei seiner Herstellung abge speichert.
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Nun
werden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung unter Bezug auf die nachstehenden Figuren beschrieben
werden, wobei in den Figuren in:
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1 in
einer perspektivischen Darstellung und als ein Beispiel eines Körperbereichs
einer Person eine digitalisierte Darstellung des Außenohrs und
Gehörgangbereichs
zur Definierung charakteristischer Merkmale dargestellt ist;
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2 in
einem Flussdiagramm bzw. einer diagrammartigen Funktionsblock/Signalfluss-Darstellung
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt ist, das zur Durchführung des Herstellungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung betrieben wird;
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3a eine
visualisierte und beispielhafte digitalisierte Darstellung des Außenohrs
und eines Teils des Gehörgangs
gezeigt ist;
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3b eine
von der visualisierten digitalisierten Darstellung von 3a abweichende
visualisierte digitalisierte Darstellung nach der Applikation einer
Hüllenoberfläche dargestellt
ist;
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4 eine
visualisierte digitalisierte Darstellung mit automatisch bestimmten
charakteristischen Merkmalen gezeigt ist;
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5 in
einer Darstellung wie in 4 zusätzliche charakteristische Merkmale
dargestellt sind, die gemäß der vorliegenden
Erfindung automatisch bestimmt werden;
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6 weiterhin
analog zu den Darstellungen der 4 und 5 die
Stelle eines noch weiteren charakteristischen Merkmals automatisch
bestimmt wird;
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7 die
von einer in den 4 bis 6 gezeigten
digitalisierten Darstellung abweichende Visualisierung einer automatisch
oder anwenderinteraktiv detaillierten zielspezifischen digitalen
Darstellung mit dem Ziel der Herstellung eines CIC-Geräts zeigt,
und
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8 schematisch
und mittels eines Signalfluss/Funktionsblock-Flussdiagramms eine
bevorzugte Ausführungsform
der Anwendung eines wissensbasierten Expertensystems zum automatisch generierten
Detaillieren und/oder zur Erstellung von Vorschlägen darstellt, auf welche Art
und Weise eine digitalisierte Darstellung des relevanten Körperbereichs
einer Person zu detaillieren ist.
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In 1 ist
in einer perspektivischen schematischen Ansicht eine digitalisierte
Darstellung 1 von dem Außenohr und Gehörgang einer
Person als das bevorzugteste Beispiel eines Körperbereichs einer Person dargestellt,
in dem ein herzustellendes Gerät
angewendet werden soll. Die charakteristischen Merkmale einer solchen
Darstellung umfassen z.B.:
- A:
- Gehörgang
- B:
- zweite Biegung
- C:
- erste Biegung
- D:
- Ende des Gehörgangs
- E:
- Eingang des Gehörgangs
- F:
- Mittelachse des Gehörgangs repräsentierende
Mittellinie
- G:
- Tragus
- H:
- Antitragus
- I:
- Incisura intertragica
- J:
- Concha
- K:
- Crus
- L:
- Helix
- M:
- horizontale Linie,
wenn sich der Abdruck 10 in dem Ohr einer Person befindet
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In 2 wird
mittels eines vereinfachten Flussdiagramms bzw. einer Signalfluss/Funktionsblock-Darstellung
eine bevorzugte Ausführungsform des
Verfahrens und Systems für
die Herstellung gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt.
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Es
wird eine digitalisierte dreidimensionale Darstellung 1 des
Körperbereichs
einer Person erstellt. Diese z.B. in einer Speichereinheit 1U abgespeicherte
Darstellung 1 wird in einer Ausführungsform mittels eines Durchführens einer
dreidimensionalen Abtastung 3 durch eine Abtastungseinheit 3U eines
Bereichs 5 erstellt, der z.B. den Außenohr- und Gehörgangbereich 5 umfasst.
Alternativ dazu wird ein Abdruck 7 des in Frage kommenden
Bereichs der Person erstellt, der anschließend durch eine Abtastungseinheit 9U abgetastet
wird (9), wodurch sich die dreidimensionale Darstellung 1 ergibt.
Als weitere Alternative kann die dreidimensionale Darstellung 1 durch
eine zuvor digitalisierte dreidimensionale Darstellung dieses Bereichs
erfolgen, wobei diese frühere
Darstellung verändert
werden sollte, z.B. durch ein Update. Mit Bezug auf die Gehörgangdarstellung kann
dies durch das steigende Alter des jeweiligen Individuums erforderlich
werden.
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Auf
einem Computerbildschirm 13 wie z.B. demjenigen aus 2 visualisiert
(V), ist die digitalisierte Darstellung 1 des Außenohrs
und ein Teil des Gehörgangs
als ein Beispiel in 3a dargestellt, die sich aus
der Applikation einer Hüllenoberfläche per Computer
in einer Darstellung gemäß 3b ergibt. Die
digitalisierte Darstellung 1 bildet die Basis für die automatische
Bestimmung von mindestens einem charakteristischen Merkmal dafür. Derartige
charakteristische Merkmale werden durch die Anwendung vorbestimmter
geometrischer Regeln 15 auf die digitalisierte Darstellung 1 ermittelt,
wobei die Daten der digitalisierten Darstellung 1 unter
der Beschränkung auf
solche Regeln untersucht werden. Beispielsweise und mit Bezug auf
die digitalisierte und visualisierte Darstellung 1V gemäß den 3a und 3b und
wie in 3b dargestellt wird eine in
der gleichen Ebene liegende äußerste Höhenlinie
N in der digitalisierten Darstellung 1 z.B. als diejenige
Höhenlinie
erfasst, entlang derer sich die Außenfläche der digitalisierten Darstellung 1 nach
innen zu biegen beginnt, wobei dies ein Beispiel für eine äußerst vereinfachte
Regel zur Ermittlung der Höhenlinie
N darstellt. Mit Bezug auf das oben erwähnte Beispiel eines relevanten
Körperbereichs
einer Person und namentlich einer digitalisieren Darstellung 1 des
Außenohrs
und Gehörgangs
besteht ein weiteres wichtiges charakteristisches Merkmal in der
Mittellinie bzw. Mittelachse des Gehörgangs und eines Teils des
Außenohrs.
Diese Linie wird z.B. durch die Berechnung des Mittelpunkts PCN gebildet, d.h. durch den Schwerpunkt der
Ebene WN, der durch die Höhenlinie
N in der gleichen Ebene definiert ist. Parallele abstandsgetreue
Lagen zu WN werden anhand der digitalisierten
Darstellung 1 berechnet und die jeweiligen Mittelpunkte
PCX definieren gleichzeitig die Mittellinie
F bis hin zum Erreichen des Endes D der Darstellung des Gehörgangs.
In der visualisierten digitalisierten Darstellung 1V in 4 ist
dies schematisch durch die Mittellinie F dargestellt, welche die
Mittelpunkte PCm, PCn der
Lagen n, m usw. miteinander verbindet.
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Während in
einem ersten Durchlauf zur Erstellung einer ersten Annäherung der
Mittellinie F die Lagen, an denen die Mittelpunkte Pcx berechnet
werden, parallel zu der Ebene der Oberfläche WN ausgebildet
sind, werden in einem zweiten Durchlauf die Lagen hinsichtlich ihrer
Winkel so eingestellt, dass sie in Ebenen senkrecht zu der ersten
ermittelten Annäherung
der Mittellinie F liegen. Dies führt
zu leicht verschobenen Mittelpunkten, die somit eine zweite Annäherung der
Mittellinie F ausbilden. Durch einen derartigen Ansatz und die Verwendung
von Iterationsschleifen werden ein hohes Maß an Genauigkeit für den Verlauf
der Mittellinie F in der digitalisierten Darstellung 1 bewerkstelligt.
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Als
ein weiteres charakteristisches Merkmal können oder werden z.B. die ersten
und zweiten Biegungen des Gehörgangs
bei dem erwähnten
Beispiel automatisch bestimmt (werden). Dafür wird eine Analyse der Krümmung der
Mittellinie F wie z.B. derjenigen in 4 durchgeführt, und
zwar in Kombination mit einer Analyse der Außenfläche der digitalisierten Darstellung 1 und
hier insbesondere ihrer Krümmung und
wiederum insbesondere in Richtung der Mittellinie. Eine vereinfachte
Regel zur Bestimmung der ersten und zweiten Gehörgangsbiegungen besteht in der
Veränderung
des Vorzeichens der Krümmung der
Mittellinie F mit den jeweils ausgerichteten Krümmunungsradien r+ und
r–,
wie dies schematisch in 5 dargestellt ist.
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Als
ein weiteres relevantes Merkmal der Öffnungsebene, bei der sich
der Gehörgang
von dem Außenohr
zu entfernen beginnt wird bzw. kann durch die Analyse der Abfolge
von Lagen, die senkrecht zu und entlang der Mittellinie F liegen,
und gemäß der Regel,
dass die Oberfläche
derartiger Lagen in der Richtung von dem Gehörgang zu dem Außenohr hin dort
signifikant zunimmt, berechnet werden, wo die Öffnungsebene E angeordnet werden
soll. Wie in 6 dargestellt resultiert eine
Analyse, die einer derartigen Regel folgt, zu der Eruierung des
Eingangs der Gehörgangsebene
E.
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Obgleich
bislang eine automatische Bestimmung der charakteristischen Merkmale
durch eine Untersuchung der digitalisierten Darstellung 1 gemäß vorbestimmter
geometrischer Regeln 15 beschrieben wurde, besteht eine
weitere Möglichkeit zur
Ermittlung derartiger charakteristischer Merkmale in einem Vergleichen
der digitalisierten Darstellung 1 mit der in 2 gezeigten
digitalisierten Darstellung 17 des gleichen Körperbereichs
einer Person, welche genehmigt und als eine Norm einer digitalisierten Darstellung
des Körperbereichs
einer Person erstellt worden ist. Durch das Vergleichen der aktuellen
digitalisierten Darstellung 1 mit der geschaffenen Normdarstellung 17 wird
zumindest eine erste Annäherung einer
Lokalisierung der charakteristischen Merkmale wie oben erwähnt an der
zu untersuchenden digitalisierten Darstellung 1 bewerkstelligt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
werden beide Möglichkeiten
und namentlich die Bestimmung der charakteristischen Merkmale auf
der Basis der Regeln 15 sowie auf der Basis eines Vergleichs
mit einer Norm 17 durchgeführt. Somit kann insbesondere
letzterer Vergleich zu einer Schlussfolgerung führen, ob die auf der Basis
der Regeln 15 bestimmten charakteristischen Merkmale eine
hohe Wahrscheinlichkeit hinsichtlich ihrer Korrektheit aufweisen
oder nicht, wobei sich z.B. eine ungenaue Erstellung der digitalisierten Darstellung 1 aufgrund
z.B. einer ungenauen Abtastung 3, 9 oder eines
ungenauen Abdrucks 7 offenbaren kann.
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Aus
dem Schritt 20 gemäß 2 einer
automatischen Bestimmung der charakteristischen Merkmale, oder mindestens
eines Merkmals an der digitalisierten Darstellung 1 ergibt
sich eine solche digitalisierte Darstellung 1, welche die
erfassten oder bestimmten charakteristischen Merkmale aufweist. Dies
wird in
-
2 schematisch
als das Resultat des Bestimmungsschritts 20 dargestellt,
das eine digitalisierte Darstellung 1' einschließlich bestimmter charakteristischer
Merkmale ist. Diese "mit
Merkmalen versehene" digitalisierte
Darstellung 1' wird
z.B. wie in 2 dargestellt auf dem Bildschirm 13 visualisiert,
was z.B. zu den visualisierten Darstellungen gemäß den 3b bis 6 führt. Weitere
charakteristische Merkmale wie die Position des Endes des Gehörgangs,
Tragus, Antitragus, Incisura intertragica, Concha, Crus, Helix und
die horizontale Linie werden analog zu den oben veranschaulichten
Merkmalen auf der Basis der Anwendung geometrischer Regeln und/oder
auf der Basis eines Vergleichs mit einer digitalisierten Normdarstellung
bestimmt, wobei derartige geometrische Regeln z.B. auf der Analyse
der Oberflächenkrümmung, der
Mittellinie usw. basieren.
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Wie
oben erwähnt
unterschiedet sich die digitalisierte Darstellung 1' nicht von der
digitalisierten Darstellung 1, jedoch schließt sie die
lokalisierten charakteristischen Merkmale, d.h. die zusätzlichen automatisch
ermittelten Informationen ein.
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Mit
dieser digitalisierten Darstellung 1' als ein Eingang wird am bevorzugtesten
ein Detaillierungsschritt 22 durchgeführt. Mittels eines derartigen
Detaillierens wird die digitalisierte Darstellung 1 wesentlich
verändert.
Eine derartige Veränderung
wird auf der Basis zusätzlicher
Informationen durchgeführt, die
von den bestimmten charakteristischen Merkmalen bereitgestellt werden.
Einige der Detaillierungsvorgänge
fallen bezüglich
der vorbestimmten Ziele 24 unspezifisch aus. Als ein Beispiel
besteht ein üblicherweise
durchgeführter
Detaillierungsvorgang in der Durchführung einer Beschneidung an
der digitalisierten Darstellung 1' entlang der Höhenlinie N gemäß den 3b bis 4.
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Indem
ein oder mehrere Ziele 24 vorbestimmt werden wird z.B.
festgelegt, welcher Gerätetyp
hergestellt werden soll.
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Das
Detaillieren der digitalisierten Darstellung 1' kann somit
vorzugsweise mindestens ein digitales Beschneiden, eine Oberflächenbehandlung
der digitalisierten Darstellung 1', ein lokales Versetzen von Teilen
dieser Darstellung, ein Korrigieren von Teilen dieser Darstellung,
die z.B. durch den oben erläuterten
Vergleich mit der Norm 17 als nicht genau erfasst worden
sind, oder ein Relaxieren der digitalisierten Darstellung umfassen.
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Der
Detaillierungsschritt 22 wird vorzugsweise automatisch
und/oder in Abhängigkeit
von Detaillierungsvorschlägen
durchgeführt,
die dem Anwender automatisch bereitgestellt werden.
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Derartige
Vorschläge
bezüglich
der Art und Weise der Veränderung
der Darstellung 1' – denen automatisch
entsprochen wird, wenn ein automatisches Detaillieren durchgeführt wird – werden
automatisch auf der Basis eines Expertensystems 26, 28 generiert.
Das Expertensystem weist vorzugsweise auf der einen Seite geometrische
Algorithmen und Regeln 26 auf, die angesichts eines vorgegebenen Ziels
auf die digitalisierte Darstellung 1' angewendet werden, und auf der
anderen Seite etabliertes Wissen 28. Auf der Basis solcher
Vorschläge,
die vorzugsweise wie in 2 dargestellt an dem Bildschirm 13 visualisiert
werden, wird der Detaillierungsvorgang nichtsdestotrotz vorzugsweise
von dem Anwender (OP) gesteuert. Der Anwender kann auswählen, ob
er dem automatisch bereitgestellten Vorschlag vollständig folgen
möchte
oder ob er als Experte mehr oder weniger von diesem Vorschlag abweichen
möchte.
Wenn beispielsweise das in dem spezifischen Beispiel für die Herstellung
eines für
das Ohr anwendbaren Geräts
und spezifisch eines Hörgeräts erörterte geschaffene
Ziel 24 in der Herstellung eines vollständig im Gehörgang angeordneten Hörgeräts (CIC-Gerät) besteht,
basiert eine zielbezogene Regel 26 z.B. auf dem Umstand,
dass ein derartiges CIC-Gerät
tief in dem Gehörgang
angeordnet werden muss, das gemäß den im
Kontext mit 1 angegebenen Definitionen deutlich
hinter die erste Biegung C und nahezu bis zu der zweiten Biegung
B reicht.
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Daher
könnte
ein automatisch erstellter Vorschlag oder ein automatisch durchgeführter Vorgang in
einer Beschneidung der digitalisierten Darstellung 1' unmittelbar
jenseits der ersten Biegung und unmittelbar jenseits der zweiten
Biegung bestehen. Zusätzlich
gibt das charakteristische Merkmal "Öffnungsebene" wie das Merkmal
E aus 6 eine weitere Basis für das äußerste Beschneiden der digitalisierten
Darstellung 1' z.B.
als eine Funktion eines weiteren Ziels 24 und namentlich
eines Ziels, z.B. welche Art eines Frontplattenmoduls an dem herzustellenden
Gerät bereitgestellt
werden soll.
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Durch
Aktionen des Anwenders OP werden Module, die in dem herzustellenden
Gerät eingeschlossen
werden sollen, an oder innerhalb der digitalisierten Darstellung 1' digital lokalisiert
und dort wird eine automatische Überprüfung durchgeführt, wo
solche Module am besten innerhalb der digitalen Darstellung 1' angeordnet
werden sollen; und zwar unter Berücksichtigung weiterer Ziele
wie z.B. der vorbestimmten Dicke eines Schalenmoduls für das Gerät. Es wird
ein automatisches Bewegen der Module in und entlang der digitalisierten
Darstellung 1' durchgeführt, um
automatisch Detaillierungsvorgänge
und/oder einen oder mehrere Vorschläge für die geometrische Anordnung
derartiger Module zum Zuschneiden des Schalenmoduls zu erstellen,
damit keine Kollision von Modulen auftritt.
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Vorzugsweise
werden zusätzliche
Ziele berücksichtigt,
z.B. die geringste Sichtbarkeit des CIC-Geräts von außerhalb der Person unter Berücksichtigung
unterschiedlicher Blickwinkel.
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Die
Detaillierungsvorgänge
werden an der digitalisierten Darstellung 1' durchgeführt, wobei der Anwender vorzugsweise
mit einem solchen Detaillierungsvorgang auf eine derartige Weise
interagieren kann, indem er ein solches Detaillieren möglicherweise
so durchführt,
dass er wie oben erläutert
mehr oder weniger von den automatischen Vorschlägen abweicht.
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Somit
erfolgt gemäß dem obigen
Beispiel der CIC-Geräteherstellung
als ein Ziel 24 eine Beschneidung der digitalisierten Darstellung
gemäß z.B. der bevorzugten
Anordnung der Frontplatte benachbart zu der Öffnungsebene E des Gehörgangs und
eine Beschneidung benachbart zu der zweiten Biegung B gemäß 1.
Weiterhin und vorzugsweise wird eine digitale "Bearbeitung" eines Innenraums der digitalisierten
Darstellung 1' automatisch
durchgeführt
oder vorgeschlagen, um Module entsprechend der Erfordernisse des
Zielgeräts
auf optimale Weise anzuwenden.
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Das
auf Expertenwissen basierende Expertensystem 28 wird in
einer bevorzugtesten Ausführungsform
so aufgebaut und betrieben, wie dies mit Hilfe der 8 erläutert ist.
In dem Expertensystem 28 werden mehrere digitalisierte
Darstellungen bereitgestellt, die bei vorgängigen Durchläufen nach dem
Detaillieren zu einer zufrieden stellenden Herstellung von Schalen
und Geräten
geführt
haben, die von dem beteiligten Individuum und dem Experten genehmigt
worden sind und die sich auf solche Geräte beziehen, die für den gleichen
Körperbereich
wie den derzeit beteiligten anwendbar sind.
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Diese
zuvor genehmigten digitalisierten Darstellungen 1da , 1db usw. werden in einem Vergleichsschritt 30 mit
der aktuell bearbeiteten digitalisierten Darstellung 1 oder 1' verglichen
und durch einen derartigen Vergleich wird ermittelt, welche der
genehmigten digitalisierten Darstellungen 1d am besten
mit der aktuell bearbeiteten digitalisierten Darstellung 1 oder 1' übereinstimmt.
Ist infolge dieses Vergleichs 30 die am besten übereinstimmende
genehmigte digitalisierte Darstellung ermittelt worden, wird diese am
besten übereinstimmende
Darstellung durch eine Ausgabe des Vergleichsschritts 30 angesprochen und
die Detaillierungsdaten des Detaillierens der jeweiligen genehmigten
digitalisierten Darstellung werden von dem Expertensystem 28 als
Vorschläge
ausgegeben, wie die aktuell bearbeitete digitalisierte Darstellung 1' der 2 bei
dem Detaillieren 22 detailliert werden sollte oder könnte. Bei
einer automatischen Durchführung
des Detaillierens steuert ein solcher Vorschlag den Detaillierungsvorgang
direkt. Dabei werden wie in 8 dargestellt
die Zielinformationen von dem Ziel 24 zusätzlich in
das Expertensystem 28 eingegeben, wobei das Detaillieren
vollkommen unterschiedlich ausfallen kann, je nachdem ob z.B. ein
CIC-Gerät
oder ein Außerhalb-des-Ohrs-Hörgerät (OTE-Gerät) hergestellt werden
soll, das von der gleichen digitalisierten Darstellung des Außenohrs
und Gehörgangs
abweicht.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 werden, wenn das Detaillieren
bei dem Schritt 22 durchgeführt und wenn wie weiter unten
erläutert
in Abhängigkeit
von der resultierenden detaillierten digitalisierten Darstellung 1d eine
Schale und ein Gerät
hergestellt worden sind, die das jeweilige Individuum und den Experten
zufrieden stellen, die jeweilige digitalisierte Darstellung 1 oder 1' mit den Detaillierungsinformationen
gemäß 1d und
vorzugsweise die Informationen des Ziels 24 in das Expertensystem 28 eingegeben,
um dessen Datenbasis zu aktualisieren und zu verbessern.
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Vorzugsweise
werden beide Ansätze,
namentlich der oben erwähnte
Ansatz des auf Regeln basierenden Detaillierens sowie der Ansatz
des Detaillierens auf der Basis einer "besten Übereinstimmung", miteinander kombiniert,
wobei die auf dem Ansatz der "besten Übereinstimmung" basierenden Detaillierungsvorschläge vorzugsweise
als eine erste Annäherung
für das
Detaillieren benutzt werden und wobei diese Annäherung anschließend unter
Berücksichtigung
der Regeln 26 verbessert wird.
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Das
auf Regeln und Wissen 26, 28 basierende Expertensystem
wird vorzugsweise kontinuierlich aktualisiert und durch die Daten
von detaillierten digitalisieren Darstellungen verbessert, welche
zu Geräten
führten,
die die Bedürfnisse
des Individuums auf optimale Weise erfüllen. Augenscheinlich werden Geräte und insbesondere
die Geräteschalen,
die sich für
das Individuum als nicht zufrieden stellend erweisen und die aufgrund
eines schlechten Detaillierens von der jeweiligen Person z.B. zurückgegeben
werden, entfernt bzw. ihre entsprechenden digitalisierten detaillierten
Darstellungen werden nicht in die Expertensysteme 26, 28 eingegeben.
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Gemäß 2 resultiert
der Detaillierungsschritt 22 in einer detaillierten digitalisierten
Darstellung 1d. Dabei wird eine Bereitstellung von Modulen für das herzustellende
Gerät,
namentlich die Schale und möglicherweise
eine Frontplatte, elektronische Module usw. berücksichtigt. In 7 ist
ein Beispiel einer visualisierten detaillierten digitalisierten
Darstellung 1dV in Kombination mit den zielspezifisch hinzugefügten Modulen
wie z.B. einer Frontplatte 30, einer Schale 31 und
einem elektronischen Modul 32 gezeigt.
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Wie
weiter in 2 dargestellt wird in einer bevorzugtesten
Ausführungsform
die detaillierte digitalisierte Darstellung 1d direkt auf
ein digital gesteuertes Verfahren zur Durchführung des Schalenherstellungsschritts 36 angewendet.
Nichtsdestotrotz kann die detaillierte digitalisierte Darstellung 1d aber auch
in einem Überarbeitungsschritt 38 für die digitale
Steuerung der Bearbeitung des Abdrucks verwendet werden, falls die
Abtastung 9 eines Abdrucks 7 durchgeführt wurde,
um die digitalisierte Darstellung 1 und somit einen Abdruck 7 wiederzugewinnen,
der bereits benutzt wurde. Nach dem mechanischen Detaillieren eines
Abdrucks in dem Schritt 38 wird in einem Formausbildungsschritt 40 eine
Form ausgebildet und aus ihr in dem Schalenausbildungsschritt 36 wiederum
die Schale. In noch einer weiteren Ausführungsform wird die detaillierte
digitalisierte Darstellung 1d zur Steuerung der digital
gesteuerten Verarbeitung einer Form 40 verwendet, wem z.B.
ein Material zur Herstellung der Schale in dem Schritt 36 verwendet
werden soll, das besser für
eine Formungstechnik als für
eine digital gesteuerte Formgebungstechnik geeignet ist.
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Noch
eine weitere Möglichkeit
besteht darin, in dem Schritt 38 den Abdruck oder sogar
in dem Schritt 40 die Form manuell zu überarbeiten, und zwar in Abhängigkeit
von Informationen, die aus der detaillierten digitalisierten Darstellung 1d z.B.
mittels ihrer Visualisierung an dem Bildschirm 13 gewonnen werden.
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Nach
dem Durchführen
der Schalenherstellung gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Gerät unter einem weiteren Aspekt
in einem Montageschritt 38 zusammen mit dem im Schritt 36 bereits
hergestellten Schalenmodul montiert.
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Insbesondere
der Schritt 20 der Bestimmung der charakteristischen Merkmale
auf der Basis vorbestimmter Regeln 15 und/oder der Norm 17,
und der Schritt 22 des automatischen und vorzugsweise interaktiven
Detaillierens 22 in Abhängigkeit
von vorbestimmten Zielen 24 und auf der Basis einer Regel und/oder
auf dem wissensbasierten Expertensystem 26, 28 werden
innerhalb eines Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt,
das mindestens eine Speichereinheit für einen ein dreidimensionales
Bild repräsentierenden
Datensatz sowie eine Verarbeitungseinheit umfasst, deren Eingang
betriebsfähig
mit einem Ausgang der Speichereinheit verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit
generiert automatisch einen veränderten
Datensatz, was wie oben erläutert
von dem automatischen Detaillierungsvorgang ausgeführt wurde.
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Die
detaillierte digitalisierte Darstellung 1d wird weiterhin
vorzugsweise in einer entsprechenden (nicht dargestellten) Speichereinheit
zum Zeitpunkt der Gerätefertigung
abgespeichert. Dies eröffnet
die Möglichkeit,
dass die Individuen sämtliche
Informationen hinsichtlich der Herstellung und insbesondere der
Herstellung der Geräteschale
bei sich tragen. Diese Informationen können auf einfache Weise und unabhängig von
dem Standort der Individuen abgerufen werden und sie können z.B. über das
Internet zu einer Einrichtung übertragen
werden, die Schalen herstellt, damit eine Bestellung einer Ersatzschale auf
einfache Weise ermöglicht
wird.
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Sogar
in dem Fall, wenn ein Individuum mit dem momentan getragenen Gerät nicht
vollständig zufrieden
ist, kann er zusätzlich
zu den oben erwähnten
Informationen seine jeweiligen Wünsche
an die Einrichtungen für
die Schalenherstellung übertragen, wo
gemäß der Option 11 von 2 die
aktuell vorherrschende digitalisierte Darstellung zusätzlichen Überprüfungen und
einem möglichen
erneuten Detaillieren gemäß der vorliegenden
Erfindung unterzogen werden kann.