ES2336533B1 - Proceso y dispositivo de captacion de la imagen plantar a traves de medios de sujecion y tension de una membrana elastica, asi como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso. - Google Patents
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Abstract
Proceso y dispositivo de captación de la imagen
plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana
elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla
obtenida en dicho proceso.
Proceso de captación de la imagen plantar a
través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así
como mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida materializados
en dos barras horizontales regulables sobre el escáner, donde una
membrana se coloca entre dichas barras horizontales y se sujeta por
unas pletinas en T, regulando la tensión de la membrana a través de
una manivela, colocando el pie sobre la membrana, captando la
imagen, y mecanizando de la plantilla a doble cara a través de la
imagen de la superficie dada en formato STL con un dispositivo de
amarre que permite el volteo de las piezas hasta 180º.
El dispositivo utilizado comprende una
pluralidad de barras soporte con dos barras horizontales regulables,
donde la membrana elástica se ajusta y tensa por unas pletinas en T
y una manivela.
Description
Proceso y dispositivo de captación de la imagen
plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana
elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla
obtenida en dicho proceso.
La presente invención describe el proceso y
dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de
sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado
a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso. Se ha
desarrollado el utillaje apropiado que permite distribuir una
tensión uniforme en toda la planta del pie, lo que evita que al
colocar la planta del pie sobre el vidrio de un escáner sufra
excesiva deformación (aplanamiento) la zona del talón y la zona
metatarsal.
Cuando se coloca el pie sobre el vidrio de un
escáner sufre una deformación (aplanamiento) la zona del talón y la
zona metatarsal, lo que provoca que la imagen escaneada no sea la
idónea para realizar una plantilla u órtesis que permita adaptarse
perfectamente a toda la planta del pie para repartir la carga
durante la marcha.
Para solucionar este problema se ha ideado un
utillaje que permite distribuir una tensión uniforme en toda la
planta del pie, semejante a la marcha sobre la arena. Para ello, se
ha suspendido una malla elástica sobre dos barras regulables en
altura y anchura, así mediante una manivela es posible aumentar o
disminuir la tensión. El sistema permite variar la tensión de la
goma, ya que incorpora dos ruletas que permiten mediante su giro
aumentar o disminuir la tensión de la membrana y adaptarla así al
peso del paciente, además, con la imagen del pie captada mediante el
escáner y la membrana, a través de un volteador y el software
desarrollado, se logra el mecanizado a dos caras automatizado en
base a la imagen captada pudiendo ser la plantilla obtenida con o
sin orificios para permitir la transpiración.
En la actualidad, y en cuanto a sistemas de
captación de la imagen plantar, no existe en el mercado escáner que
aporte la posibilidad descrita en el párrafo anterior mediante la
citada malla elástica. Sí que existen plantillas de mecanizado a dos
caras, pero es un proceso manual, casi artesanal.
Un escáner plantar se trata de un escáner 3D,
normalmente de haz de láser sin contacto, diseñado específicamente
para obtener una malla poligonal de la superficie plantar. Cuando se
coloca el pie sobre el vidrio de un escáner sufre una deformación
(aplanamiento) importante en la zona del talón y en la zona
delantera (zona metatarsal).
En nuestro caso, los soportes plantares o
plantillas que se desean obtener como resultado del proceso de
escaneo de la superficie plantar permite que la plantilla contacte
con toda la superficie del pie, manteniendo hueco el espacio entre
la plantilla y el suelo en la zona correspondiente a la bóveda
plantar. El material de la plantilla es específico y su grosor se
selecciona en función del peso y actividad del paciente de manera
que mantenga la elasticidad suficiente para que nos ayude a colocar
el pie en la posición deseada, pero que a su vez tenga cierto grado
de flexibilidad para que la bóveda plantar pueda ceder lo necesario
para seguir funcionando como sistema de amortiguación del cuerpo.
Dicha plantilla puede funcionar como tratamiento independiente
colocada en el zapato o zapatilla deportiva del
paciente.
paciente.
Asimismo también podría integrarse en la propia
suela del calzado, de manera que no robe espacio al pie y
manteniendo un espacio hueco entre la zona de la bóveda plantar de
la plantilla y el suelo. En este caso no se trata de una plantilla
extraíble sino que formaría parte activa e inseparable del propio
zapato.
Es importante que, para que la plantilla sea
efectiva como tratamiento terapéutico, la superficie de la plantilla
ha de corresponder con precisión con la superficie plantar del
sujeto, estando el pie colocado en la posición correcta, y
controlando también la posición del tobillo, rodilla y cadera. Esto
se consigue con el paciente en carga, esto es, la persona de pie y
apoyando su peso de forma natural sobre ambos pies, y el facultativo
ajustando la posición del pie y tobillo para conseguir la corrección
deseada.
Esta forma de proceder, que sin duda es la más
idónea para lograr una plantilla con el efecto terapéutico deseado,
tiene el inconveniente de que la superficie del pie queda aplastada
sobre el cristal debajo del cual se sitúa el escáner, sobre todo la
zona del talón y la zona metatarsal. A su vez los tejidos blandos de
la bóveda plantar no quedan recogidos por lo que la plantilla
resultante no recoge el pie con total precisión. El resultado del
proceso de escaneo en estas circunstancias es una malla poligonal
prácticamente plana con muy poco relieve, es decir, no refleja la
superficie plantar real del sujeto con el pie en carga y
particularmente en la referida bóveda plantar, que es precisamente
donde hay que incidir más a efectos de conseguir la corrección
deseada en el pie del sujeto.
La invención que aquí se propone plantea una
solución universal para colocar sobre cualquier escáner plantar y
que consiste en un dispositivo que sujeta una membrana elástica con
el fin de lograr que la superficie del pie permanezca tersa durante
el proceso de escaneo y dejando el hueco necesario para permitir que
el facultativo pueda posicionar el pie y tobillo del sujeto
correctamente, además, una vez procesada esta imagen, se consigue el
mecanizado de la plantilla de manera automática a doble cara con
dispositivos auxiliares de amarre y posicionamiento, que hasta ahora
sólo se hace de manera manual y casi artesanal.
Para que la membrana elástica se adapte
perfectamente a la superficie ideal del pie del sujeto, es necesario
contar con un dispositivo que sujete firmemente la membrana durante
el proceso de escaneo, contando que debe soportar el peso del sujeto
estando de pie.
El dispositivo ideado dispone de dos barras
horizontales que sujetan la membrana, las cuales son regulables
tanto en altura respecto al suelo como en distancia entre las
mismas. A su vez también pueden rotar sobre si mismas para regular
la tensión de la membrana mediante dos ruletas. La regulación en
altura permite su adaptación a distintos escáneres, y la variación
de la distancia libre entre las barras es necesario para dejar el
espacio adecuado para situar el pie entre ellas, a la vez que
permitir que el facultativo pueda introducir su mano para posicionar
el pie tanto por encima como por debajo de la membrana. Además, debe
poder ser regulado por dicho facultativo según sus necesidades.
Una vez regulada la altura de las barras
horizontales y la distancia entre las mismas a criterio del
facultativo, quedarían fijadas para el uso posterior del escáner, ya
que en general no es necesario modificarlas de un sujeto a otro
salvo casos excepcionales. No obstante, se requiere disponer de un
mecanismo para tensar la membrana y ajustar dicha tensión a las
características de cada sujeto, peso y dimensiones antropométricas
de su pie. A diferencia de la anterior esta regulación debe ser de
fácil y rápido manejo porque la tensión de la membrana hay que
ajustaría en cada caso.
El caucho natural y la silicona como materiales
para la membrana han dado resultados satisfactorios, pero sería útil
cualquier material con características mecánicas similares. A parte
de las características necesarias de elasticidad y resistencia, el
material para la membrana es importante que no tenga un color
oscuro, ya que sería invisible para la mayoría de los escáneres. Así
pues, se recomiendan colores muy claros, preferiblemente blanco o
incluso traslúcido, que permitiría incluso capturar el color natural
del pie.
A partir de la imagen obtenida después de
escanear el pie a través de la membrana elástica, se obtiene la
geometría de la plantilla personalizada. La plantilla que se obtiene
se mecaniza a doble cara. Ya existe este tipo de plantilla en el
mercado, pero el proceso que siguen es manual, casi artesanal. En
este caso, con la imagen del pie captada mediante el escáner y la
membrana, a través de un dispositivo de amarre y volteo y el
software desarrollado, se logra el mecanizado automático a dos
caras, en base a la imagen captada, pudiendo ser la plantilla
obtenida con o sin orificios que permiten la transpiración.
Para completar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de
la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante
de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- muestra una imagen del dispositivo
de la invención en perspectiva, sin barras horizontales móviles.
La Figura 2.- muestra una imagen del dispositivo
en perspectiva, donde una de las barras horizontales es móvil,
incluyendo un trinquete para evitar movimientos indeseados.
La presente invención consiste en un proceso de
captación de la imagen plantar a través de un dispositivo con medios
de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el
mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida, que comprende las
siguientes etapas:
- (a)
- posicionamiento de los medios de sujeción y tensión, materializados en dos barras horizontales regulables, sobre el escáner,
- (b)
- regulación de dichas barras horizontales tanto en altura como en distancia entre las mismas,
- (c)
- colocación de la membrana sobre los medios de sujeción;
- (d)
- sujeción de la membrana a través de unas pletinas en T adheridas a las barras horizontales;
- (e)
- regulación de la tensión de la membrana a través de una manivela colocada en el lateral de una de las barras horizontales;
- (f)
- colocación del pie sobre la membrana y captación de la imagen;
- (g)
- mecanizado de la plantilla a doble cara a través de la imagen de la superficie dada en formato STL, utilizando un sistema de amarre y volteo de piezas prismáticas en centros de mecanizado.
Para cambiar la tensión de la membrana es
necesario retirar el pie del dispositivo, pero pueden tensarse las
ruletas con el paciente encima.
El dispositivo utilizado para llevar a cabo el
proceso de captación de la imagen plantar, consiste en una
estructura formada por una pluralidad de barras soporte (7) sobre
las que se colocan dos barras horizontales (3-3')
que atraviesan el escáner (1) de un lado a otro, siendo estas barras
horizontales regulables tanto en altura como en distancia entre
ellas gracias a la posibilidad de extensión de las barras soporte
(7). Una membrana elástica (2) se coloca sobre las barras
horizontales (3-3'), ajustada a través de unas
pletinas en T (6) dispuestas en las barras horizontales
(3-3'), y que se tensa por medio de una manivela
(5).
Las barras horizontales (3-3')
pueden configurarse de tal modo que giren, es decir, que en otra
realización preferente, al menos una de dichas barras horizontales
es circular, permitiendo el giro a través de una manivela (5). Estas
barras se han representado en la Fig. 2 con el número (4).
De este modo, para evitar giros indeseados
durante el proceso de escaneado, la barra horizontal (4) posee un
mecanismo de trinquete (8) en uno de sus extremos.
La membrana (2) utilizada durante el proceso
será de cualquier material con características de elasticidad y
resistencia similares al caucho natural y silicona, y de cualquier
color claro que permita visualizar el pie a través del escáner.
Una vez obtenida la imagen plantar, se adopta el
modelo de superficies STL para proceder al mecanizado, a través de
un sistema de amarre y volteo de piezas prismáticas que permite el
volteo de dichas piezas en un ángulo de hasta 180º, para lo cual se
siguen las siguientes etapas:
- obtención del contorno de la plantilla; proceso de gran importancia, pues en él se basa el desarrollo posterior de cálculo de sendas de mecanizado y corte final para extraer la plantilla de la preforma en la que se mecaniza;
- obtención de las trayectorias de mecanizado;
- proyección de los puntos de trayectoria sobre la superficie; los puntos obtenidos para la trayectoria 2D son proyectados sobre la superficie 3D para obtener las coordenadas de un punto sobre la superficie
- cálculo de la trayectoria final; la altura de cresta máxima admitida y el diámetro de la fresa nos determinará la separación entre pasada y pasada y el número mínimo de pasadas, por tanto, a menor cresta, mejor acabado, más pasadas y mayor tiempo de mecanizado;
- realización de agujeros de respiración; en una determinada zona de la plantilla (el empeine o más alejada del suelo) se marca una zona y el interior de ella se llena de agujeros de determinado paso;
- corte de la plantilla, que se realiza siguiendo el contorno por la herramienta, donde el centro de la herramienta se mantenga a una distancia de dicho contorno igual al radio de la misma.
Claims (9)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Proceso de captación de la imagen plantar a través de un dispositivo con medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:- (a)
- posicionamiento de los medios de sujeción y tensión, materializados en dos barras horizontales regulables, sobre el escáner,
- (b)
- regulación de dichas barras horizontales tanto en altura como en distancia entre las mismas,
- (c)
- colocación de la membrana sobre los medios de sujeción;
- (d)
- sujeción de la membrana a través de unas pletinas en T adheridas a las barras horizontales;
- (e)
- regulación de la tensión de la membrana a través de una manivela colocada en el lateral de una de las barras horizontales;
- (f)
- colocación del pie sobre la membrana y captación de la imagen.
- (g)
- mecanizado de la plantilla a dos caras a través de la imagen de la superficie dada en formato STL.
\vskip1.000000\baselineskip
- 2. Proceso de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida, según reivindicación 1, caracterizado porque la tensión de la membrana es susceptible de cambio retirando el pie del dispositivo.
- 3. Dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, caracterizado porque comprende una estructura formada por una pluralidad de barras soporte (7) sobre las que se colocan dos barras horizontales (3-3') que atraviesan el escáner (1) de un lado a otro, siendo estas barras horizontales regulables tanto en altura como en distancia entre ellas gracias a la posibilidad de extensión de las barras soporte (7), donde una membrana elástica (2) se coloca sobre las barras horizontales (3-3'), ajustada a través de unas pletinas en T (6) dispuestas en las barras horizontales (3-3'), y que se tensa por medio de una manivela (5) girando una de las barras horizontales de acuerdo a las necesidades.
- 4. Dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, según reivindicación 3, caracterizado porque al menos una de las barras horizontales (4) es susceptible de giro.
- 5. Dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como plantilla obtenida en dicho proceso, según reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque la barra horizontal (4) susceptible de giro posee un mecanismo de trinquete (8) en uno de sus extremos para evitar el giro no
deseado. - 6. Dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de la membrana elástica, según reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque la membrana (2) utilizada será de cualquier material con características de elasticidad y resistencia similares al caucho natural y silicona, y de cualquier color claro que permita visualizar el pie a través del escáner.
- 7. Proceso de captación de la imagen plantar a través de un dispositivo con medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (g) de dicho proceso comprende las siguientes fases:
- obtención del contorno de la plantilla
- obtención de las trayectorias de mecanizado;
- proyección de los puntos de trayectoria sobre la superficie;
- cálculo de la trayectoria final;
- corte de la plantilla, siguiendo el contorno por la herramienta, donde el centro de la herramienta se mantenga a una distancia de dicho contorno igual al radio de la misma.
\vskip1.000000\baselineskip
- 8. Proceso de captación de la imagen plantar a través de un dispositivo con medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado de la plantilla obtenida en dicho proceso, según reivindicación 7, caracterizado porque antes del cálculo de la trayectoria y después del corte de la plantilla se realizan unos agujeros de respiración en una determinada zona de la plantilla como el empeine o más alejada del suelo.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 9. Proceso de captación de la imagen plantar a través de un dispositivo con medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado de la plantilla obtenida en dicho proceso, según reivindicación 8, caracterizado porque la etapa (g) de mecanizado de la plantilla se realiza de forma automática mediante un sistema de amarre y volteo de piezas prismáticas, que permite el giro de dichas piezas de hasta 180º.
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