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

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).