ES2238611T3 - Dispositivo para el analisis de la reaccion de apoyo de las extremidades inferiores para el diagnostico del estado de la columna vertebral de un ser humano. - Google Patents
Dispositivo para el analisis de la reaccion de apoyo de las extremidades inferiores para el diagnostico del estado de la columna vertebral de un ser humano.Info
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Abstract
Dispositivo para el análisis de la reacción de apoyo de las extremidades inferiores para el diagnóstico del estado de la columna vertebral de un hombre, con una plataforma de apoyo derecha (1) y una plataforma de apoyo izquierda (2), que se pueden ajustar en cada caso al menos en la altura y están montadas de forma giratoria alrededor de dos ejes horizontales y presentan una superficie de base (6), caracterizado porque las superficies de base (6) son transparentes, porque debajo de cada superficie de base (6) está dispuesta una unidad electrónica (15) para la detección óptica de la superficie de la planta del pie del hombre que está asociado a la plataforma de apoyo (1, 2) respectiva, porque cada unidad (15) está conectada con un sistema de ordenador (7), y porque las plataformas de apoyo (1, 2) están dispuestas en común en una plataforma sobre un módulo de giro (13), que está montado de forma giratoria alrededor de un eje vertical (14) que se extiende simétricamente entre las dos plataformas de apoyo (14).
Description
Dispositivo para el análisis de la reacción de
apoyo de las extremidades inferiores para el diagnóstico del estado
de la columna vertebral de un ser humano.
La invención se refiere a un dispositivo para el
análisis de la reacción de apoyo de las extremidades inferiores para
el diagnóstico del estado de la columna vertebral de un hombre, con
una plataforma de apoyo derecha y una plataforma de apoyo izquierda,
que se pueden ajustar en cada caso al menos en la altura y están
montadas de forma giratoria alrededor de dos ejes horizontales y
presentan una superficie de base.
La columna vertebral como elemento de soporte
central del esqueleto juega un papel esencial en la evaluación del
estado de salud y como resultado de ello, un estado de la columna
vertebral que se desvía de la posición y la curvatura naturales
puede perjudicar de muchas manera la salud del hombre. Algunos
cuadros de enfermedad, como por ejemplo los ataques de mareo,
aparentemente no tienen nada que ver con la columna vertebral, pero
pueden estar condicionados, sin embargo, por las vértebras cuando
los discos intervertebrales, colocados en el espacio intervertebral,
presionan sobre los nervios de la médula espinal. Además de la
alineación correcta de las vertebral adyacentes relativamente entre
sí, hay que considerar también la columna vertebral en su conjunto
para la evaluación de su escoliosis. Pero la columna vertebral
solamente puede ejercer su función de soporte en colaboración con
las extremidades inferiores, que deben soportar toda la carga en la
posición natural normal y durante el movimiento del hombre Las
posiciones defectuosas de la columna vertebral pueden estar
provocadas por una longitud diferente de las dos piernas del hombre,
que trata de compensar, para la consecución de un avance recto, la
longitud diferente de sus piernas por medio de una posición
correspondiente de la parte superior de su cuerpo. Pero, a la
inversa, también puede darse una longitud aparentemente diferente de
las dos piernas debido a una posición inclinada la pelvis provocada
por la columna vertebral. Como resultado, se requiere un análisis
detallado y cuidadoso de la cadena de transmisión de la fuerza desde
las extremidades inferiores hasta la columna vertebral con las
articulaciones implicadas con ello, para poder compensar las
posiciones defectuosas de la columna vertebral y para poder
conseguir su posición natural.
Para el diagnóstico del estado de la columna
vertebral ya se ha propuesto compensar las longitudes diferentes de
las piernas predeterminando plataformas de apoyo con diferente
posición de la altura. Sin embargo, se ha mostrado que esto no es
suficiente y no conduce a resultados satisfactorios, puesto que no
se tienen en cuenta las otras consecuencias biomecánicas de la
diferente posición de la altura de las plataformas de apoyo, a
saber, que la elevación de una pierna va unida forzosamente con una
rotación del pie que soporta esta pierna en la articulación del
tobillo, que no ha podido ser evaluada hasta ahora ni cualitativa ni
cuantitativamente. A tal fin, existen dispositivos que solamente
están concebidos para la investigación o para el entrenamiento de la
articulación del tobillo, como se describen, por ejemplo, en el
documento US 6.162.189.
Un dispositivo del tipo mencionado al principio
se describe en el documento DE-AS 1 130 555, con el
que se puede ajustar por el médico de una manera reproducible la
posición relativa de las plataformas de apoyo y su inclinación de
acuerdo con la evaluación subjetiva del médico con respecto a la
corrección de la posición del hombre investigado.
El documento US 5 025 476 publica un dispositivo
para el análisis de la forma de una huella del pie utilizando una
superficie de base transparente, a través de la cual la huella del
pie puede ser detectada por medio de una cámara como imagen Moiré y
puede ser evaluada en un ordenador. Puesto que la superficie de base
es horizontal y rígida, el dispositivo no es adecuado para la
investigación de la reacción de apoyo o del estado de la columna
vertebral.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
configurar un dispositivo del tipo mencionado al principio, de tal
forma que se puede evaluar y caracterizar la reacción de apoyo de
las extremidades inferiores.
Este cometido se soluciona en un dispositivo del
tipo mencionado al principio porque las superficies de base son
transparentes, porque debajo de cada superficie de base está
dispuesta una primera unidad electrónica para la detección óptica de
la superficie de la planta del pie del hombre que está asociado a la
plataforma de apoyo respectiva, porque cada unidad está conectada
con un sistema de ordenador, y porque las plataformas de apoyo están
dispuestas en común en una plataforma sobre un módulo de giro, que
está montado de forma giratoria alrededor de un eje vertical que se
extiende simétricamente entre las dos plataformas de apoyo.
Por medio de este dispositivo se consigue ahora
por primera vez la posibilidad de determinar, además de la posición
de la altura de la plataforma de apoyo derecha y de la plataforma de
apoyo izquierda o bien su diferencia, también el ángulo de
inclinación del pie en su dirección longitudinal y de la dirección
perpendicular a ella y en concreto en un estado predeterminado y
reproducible, para el que es característico el contacto de la
superficie de la planta del pie con la superficie de base,
especialmente a través de un apoyo completo, es decir, con una
superficie de contacto máxima alcanzable, que se mide por medio de
la unidad y que se registra en protocolo y se evalúa en el sistema
de ordenador, especialmente para la determinación de modificaciones
en el caso de cambios de la posición del cuerpo. Además, esta forma
de realización posibilita también un giro de las extremidades
inferiores alrededor del eje longitudinal del cuerpo, de manera que
se puede variar y determinar otro parámetro para la definición del
estado de la columna vertebral, es decir, que se tiene en cuenta
también la movilidad en la cadera o bien una rotación de la parte
superior del cuerpo.
Una forma de realización especialmente preferida
de la invención se caracteriza porque cada plataforma de apoyo está
montada sobre una plataforma de accionamiento de forma giratoria
alrededor de tres ejes que están perpendiculares entre sí y que se
puede regular linealmente en la dirección de estos ejes. Esta forma
de realización con la posibilidad de regulación ampliada de las
plataformas de apoyo, en total, en seis grados de libertad,
posibilita una adaptación mejorada a las particularidades anatómicas
existentes del hombre, especialmente una influencia de su anchura de
base, que debería seleccionarse en función del tamaño del cuerpo del
hombre y especialmente de la anchura de sus espaldas.
Se ha revelado que es conveniente que para la
regulación de las plataformas de apoyo así como del módulo de giro
estén previstos accionadores que se pueden activar con fuerza, que
están conectados con el sistema de ordenador para su control y
mando. Tales actuadores para la regulación de la plataforma de apoyo
frente a la plataforma de accionamiento en seis grados de libertad
se conocen a partir del documento US 5.987.726 y, por lo tanto, no
tienen que explicarse aquí en detalle. Solamente hay que subrayar la
ventaja de la incorporación de estos actuadores que se pueden
activar con fuerza en el sistema de ordenador con relación a un
desarrollo automático durante la investigación del estado de la
columna vertebral.
Se ha revelado que es conveniente que la unidad
óptica esté formada por un escáner o una cámara digital o una cámara
de vídeo, que se pueden adquirir en el comercio en una pluralidad de
formas de formas de realización y que posibilitan sin problemas una
integración en el sistema de ordenador.
Para conseguir resultados de investigación
expresivos, es favorable que a cada plataforma de apoyo esté
asociada una balanza conectada con el sistema de ordenador, puesto
que de esta manera existe la posibilidad de determinar de una manera
independiente de la sensación de equilibrio del hombre así como de
su capacidad de cooperación, si se realiza una carga uniforme de las
dos plataformas de apoyo.
Además, es ventajoso que el sistema de ordenador
presente, además del monitor para el operador, un monitor de
información para el hombre, puesto que de esta manera se puede
incrementar la capacidad y la disponibilidad del hombre para la
cooperación y al mismo tiempo es posible un reacoplamiento inmediato
en el hombre sobre su posición momentánea y las variaciones a
realizar para la consecución de la posición vertical desead. El
monitor de información está dispuesto en una columna regulable en la
altura, dispuesta en el centro delante de las plataformas de apoyo,
para poder efectuar de esta manera una adaptación de la posición del
monitor de información al tamaño del hombre y para darle a éste la
posibilidad de una observación del monitor de información sin torcer
la cabeza en la columna vertebral del cuerpo u otras partes de la
columna vertebral.
De una manera más conveniente, a la columna está
asociada una barandilla de protección, que se puede utilizar para
impedir una pérdida del equilibrio del hombre. En esta forma de
realización, es ventajoso que a la barandilla de protección esté
asociada una balanza conectada con el sistema de ordenador, para que
durante el análisis del estado de la columna vertebral se puede
asegurar que no se realice ningún apoyo considerable del hombre a
través de la barandilla de protección, sino que su peso descanse
casi completamente sobre las dos plataformas de apoyo.
Para obtener una posición de partida definida
para el comienzo de las investigaciones, sobre cada superficie de
base están dispuestos carriles de guía para la orientación de la
posición correcta de los pies del hombre, especialmente de tal forma
que los carriles de guía están previstos para el apoyo en la zona
del talón y de la zona interior de cada pie y predeterminan un
ángulo de los ejes longitudinales del pie de 12º a 20º, con
preferencia de 16º.
Para reducir la necesidad de tiempo para la
realización de la investigación y para poder conseguir de la manera
más rápida posible el estado de una carga uniforme de las dos
plataformas de apoyo, está prevista una instalación de señalización
para la representación de la carga relativa de las plataformas de
apoyo, especialmente para la representación de su carga uniforme,
que está asociada de una manera más conveniente al monitor de
información y de esta manera da la posibilidad al hombre de adaptar
por sí mismo la distribución del peso a las necesidades.
Para el registro en protocolo de la investigación
y para la evaluación automática, está prevista una segunda unidad
electrónica para la detección óptica del estado de la columna
vertebral del hombre, que posibilita, en conexión con el sistema de
ordenador, también una reproducción de la imagen registrada de la
columna vertebral sobre el monitor de información.
A cada superficie de base están asociados una
pluralidad de sensores de presión para la detección con resolución
local de la presión en la superficie de contacto entre el pie y la
superficie de base, que complementan y asegurar la información
obtenida a través de la primera unidad electrónica para la detección
óptica.
A continuación se explica la invención en detalle
en ejemplos de realización representados en el dibujo; en este
caso:
La figura 1 muestra una vista en planta superior
sobre una primera forma de realización del dispositivo según la
invención.
La figura 2 muestra una vista delantera del
dispositivo de la figura 1.
La figura 3 muestra una vista en planta superior
sobre la plataforma de apoyo.
La figura 4 muestra una vista en planta superior
sobre la plataforma de accionamiento.
La figura 5 muestra una vista lateral con los
actuadores dispuestos entre la plataforma de accionamiento y la
plataforma de apoyo.
La figura 6 muestra una vista en planta superior
sobre el módulo de giro, y
La figura 7 muestra una representación
esquemática de una segunda forma de realización.
En la figura 1 se muestra un dispositivo, que
sirve para el análisis de la reacción de apoyo de las extremidades
inferiores de un hombre para el diagnóstico del estado de su columna
vertebral. Este dispositivo presenta una plataforma de apoyo derecha
1 así como una plataforma de apoyo izquierda 2, que están montadas
en cada caso sobre una plataforma de accionamiento 3 y presentan
seis grados de libertad de movimiento, a saber, se pueden girar
alrededor de tres ejes perpendicularmente adyacentes y se pueden
regular linealmente en la dirección de estos ejes. Para la
regulación de las plataformas de apoyo 1, 2 están previstos
actuadores 4, que están representados de forma visible en la figura
5, mientras que en la figura 1 así como en las figuras 3 y 4
solamente se muestran sus conexiones 5 en la plataforma de apoyo 1 y
en la plataforma de accionamiento 3.
Cada plataforma de apoyo 1, 2 presenta una
superficie de base 6 transparente, debajo de la cual está dispuesta
una unidad electrónica 15 para la detección óptica de la superficie
de la planta del pie del hombre que está asociado a la plataforma de
apoyo 1, 2 respectiva. Para la realización de la unidad óptica, son
adecuados tanto un escáner como también una cámara digital o una
cámara de vídeo, refiriéndose el concepto "transparente" a la
parte del espectro detectado por la unidad óptica, que puede
corresponder a la zona IR, por ejemplo, en el caso de utilización de
una cámara de imagen caliente.
El dispositivo está complementado también porque
a cada plataforma de apoyo 1, 2 está asociada una balanza, a través
de la cual se puede determinar la carga de cada plataforma de apoyo
1, 2.
Tanto la unidad óptica 15 como también los
actuadores 4 y las balanzas están conectadas con un sistema de
ordenador 7, que presenta, además del monitor 8 para el operador, un
monitor de información 9 para el hombre, para posibilitar un
reacoplamiento directo a través de las actuaciones de sus
manipulaciones (figura 7). La figura 2 muestra una forma de
realización, en la que al dispositivo está asociada una instalación
de señalización 10 para la representación de la carga relativa de
las plataformas de apoyo 1, 2, estando formada esta instalación de
señalización 10, en el ejemplo de realización mostrado, por una
pluralidad de lámparas de señales 11, 12, que están asociadas
parcialmente (12) a una de las dos plataformas de apoyo 1, 2 y se
encienden cuando la carga de esta plataforma de apoyo 1, 2 es mayor
que la carga de la otra plataforma de apoyo 1, 2. Una parte de las
lámparas de señales 11 está prevista para la identificación de una
carga uniforme. La instalación de señalización 10 está dispuesta en
una columna 11 regulable en la altura, que está dispuesta en el
centro delante de las plataformas de apoyo 1, 2, a la que está
asociada, además, una barandilla de protección 12, que presenta otra
balanza que está conectada con el sistema de ordenador 7.
El dispositivo dispone de un módulo de giro 13
regulable por medio de actuadores, que están conectados con el
sistema de ordenador 7, en cuyo módulo están dispuestas las
plataformas de apoyo 1, 2 en común en una plataforma, estando
montado el módulo de giro 13 de forma giratoria alrededor de un eje
vertical 14 que se extiende simétricamente entre las dos plataformas
de apoyo 1, 2.
La utilización de este dispositivo para el
análisis de la reacción de apoyo de las extremidades inferiores se
realiza de tal forma que en primer lugar el hombre puede colocarse
sobre la plataforma de apoyo 1, 2, pudiendo agarrarse en la
barandilla de apoyo 12, para prevenir una pérdida del equilibrio. En
esta posición inicial se registra por medio de la primera unidad
óptica 15 una imagen de la superficie de la planta de los pies y se
memoria para la comparación en el sistema de ordenador 7. En
interacción con el operador o de una manera automática, se pueden
regular también una o las dos plataformas de apoyo 1, 2,
especialmente se puede modificar su posición de la altura para
efectuar una modificación a partir del estado de la columna
vertebral que existe en el hombre y para conseguir una posición
natural de la columna vertebral. A través de la reproducción de la
superficie de la planta de los dos pies se control cómo apoya el
hombre el pie sobre la superficie de base 6 de las plataformas de
apoyo 1, 2, para determinar, cuando existe en adelante una carga
uniforme de las plataformas de apoyo 1, 2, que se puede controlar
por medio de las balanzas a través de la instalación de señales 10,
los parámetros que identifican la orientación espacial de las
plataformas de apoyo 1, 2 y, por lo tanto, la reacción de apoyo de
las extremidades inferiores. Por medio de una segunda unidad
electrónica 16 para la detección óptica del estado de la columna
vertebral, por ejemplo a través de la cámara de vídeo representada
en la figura 7, se puede detectar el estado de la columna vertebral,
para poder presentar a continuación propuestas para una terapia, con
la que se puede conseguir de una manera duradera por medio de
insertos, calzados ortopédicos o similares el estado deseado de la
columna vertebral.
Claims (15)
1. Dispositivo para el análisis de la reacción de
apoyo de las extremidades inferiores para el diagnóstico del estado
de la columna vertebral de un hombre, con una plataforma de apoyo
derecha (1) y una plataforma de apoyo izquierda (2), que se pueden
ajustar en cada caso al menos en la altura y están montadas de forma
giratoria alrededor de dos ejes horizontales y presentan una
superficie de base (6), caracterizado porque las superficies
de base (6) son transparentes, porque debajo de cada superficie de
base (6) está dispuesta una unidad electrónica (15) para la
detección óptica de la superficie de la planta del pie del hombre
que está asociado a la plataforma de apoyo (1, 2) respectiva, porque
cada unidad (15) está conectada con un sistema de ordenador (7), y
porque las plataformas de apoyo (1, 2) están dispuestas en común en
una plataforma sobre un módulo de giro (13), que está montado de
forma giratoria alrededor de un eje vertical (14) que se extiende
simétricamente entre las dos plataformas de apoyo (14).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada plataforma de apoyo (1, 2) está
montada sobre una plataforma de accionamiento (3) de forma giratoria
alrededor de tres ejes que están perpendiculares entre sí y se puede
regular linealmente en la dirección de estos ejes.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque para la regulación de las plataformas de
apoyo (1, 2) así como del módulo de giro (13) están previstos
accionadores (4) que pueden ser activados con fuerza, que están
conectados con el sistema de ordenador (7) para su control y
mando.
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad óptica (15) está formada por
un escáner o una cámara digital o una cámara de vídeo.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque a cada plataforma de apoyo (1, 2)
está asociada una báscula conectada con el sistema de ordenador
(7).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque el sistema de ordenador (7)
presenta, además de un monitor (8) para el operador, un monitor de
información (9) para el hombre.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el monitor de información (9) está
dispuesto en una columna (11) regulable en la altura, que está
dispuesta en el centro delante de las plataformas de apoyo (1,
2).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque a la columna (11) está asociada una
barandilla de protección (12).
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque a la barandilla de protección (12) está
asociada una báscula conectada con el sistema de ordenador (7).
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 9, caracterizado porque sobre cada superficie de apoyo
(6) están dispuestos carriles de guía para la orientación en
posición correcta de los pies del hombre.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque los carriles de guía están previstos
para el apoyo en la zona del talón y en la zona interior de cada pie
y predeterminan un ángulo de los ejes longitudinales de los pies de
12º a 20º.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
5 a 11, caracterizado porque está prevista una instalación de
señalización (10) para la representación de la carga relativa de las
plataformas de apoyo (1, 2), especialmente para la representación de
su carga uniforme.
13. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque la instalación de señalización (10) está
asociada al monitor de información (9).
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 13, caracterizado porque está prevista una segunda unidad
electrónica (16) para la detección óptica del estado de la columna
vertebral del hombre.
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 14, caracterizado porque a cada superficie de base (6)
están asociados una pluralidad de sensores de presión para la
detección de resolución local de la presión en la superficie de
contacto entre el pie y la superficie de base (6).
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