RU10078U1

RU10078U1 - DEVICE FOR CREATING A STOP MODEL FOR MANUFACTURE OF INDIVIDUAL ORTHOPEDIC BIOMECHANICAL INSOLES (SEMI-STRAINS) WITH A FULL CONTACT WITH A STOP

Info

Publication number: RU10078U1
Application number: RU95113531U
Authority: RU
Inventors: Валерий Витальевич Дробышевский; Александр Эленович Яроцкий
Original assignee: Валерий Витальевич Дробышевский; Александр Эленович Яроцкий
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1999-06-16

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯМОДЕЛИ СТОПЫ ДЛЯDEVICE FOR CREATING STOP MODELS FOR

ИЗГОТОВЛЕНИЯИНДИВИДУАЛЬНЫХОРТОПЕДИЧЕСКИХMANUFACTURE OF INDIVIDUAL ORTHOPEDIC

БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СТЕЛЕК (ПОЛУСТЕЛЕК) С ПОЛНЫМ КОНТАКТОМ СО СТОПОЙ.BIOMECHANICAL INSOLES (SEMI-FINISHES) WITH FULL CONTACT WITH A STOP.

Полезная модель относится к медицине, а именно к ортопедии. Наиболее успешно настоящая модель может быть использована при изготовлении индивидуальных ортопедических стелек (полустелек).The utility model relates to medicine, namely to orthopedics. Most successfully, this model can be used in the manufacture of individual orthopedic insoles (semi-insoles).

Индивидуальные ортопедические стельки изготовляются по позитивным моделям стоп пациента. В общем виде процесс изготовления индивидуальной модели стопы включает снятие мерки и диагностику состояния подощвенной поверхности стопы пациента, являющиеся предварительными операциями, и собственно процесса изготовления, состоящего получения негатива подощвенной поверхности стопы, его корректировки, примерка готового негатива и получения по нему позитива. В частности известен процесс изготовления индивидуальных ортопедических стелек(полустелек) 1, в котором для получения негативных и позитивных моделей применяют гипс. Согласно этому способу пациента ставят на гипсовый раствор, на котором он стоит до полного его застывания. Полученные гипсовые негативные модели корректируют срезанием со слепка избыточной гипсовой массы или наращиванием ее с учетом предварительной диагностики стоп пациента, сущат и осуществляют примерку негативов. По откорректированным и подогнанным негативным моделям стоп изготовляют гипсовые позитивные модели. После доведения поверхностей полученныхIndividual orthopedic insoles are made according to positive models of the patient's feet. In general terms, the process of manufacturing an individual foot model includes taking measurements and diagnosing the condition of the patient’s foot surface, which are preliminary operations, and the manufacturing process itself, which consists in obtaining negative foot surface, correcting it, fitting the finished negative and receiving positive for it. In particular, the process of manufacturing individual orthopedic insoles (semi-insoles) 1 is known, in which gypsum is used to obtain negative and positive models. According to this method, the patient is placed on a gypsum solution on which he stands until it solidifies completely. The resulting gypsum negative models are corrected by cutting off the excess gypsum mass from the impression or by building it, taking into account the preliminary diagnosis of the patient's feet, exist and carry out the fitting of negatives. Based on adjusted and fitted negative foot models, gypsum positive models are made. After finishing the surfaces obtained

М.Кл.: А 61 F5/14M.Kl .: A 61 F5 / 14

позитивных моделей до необходимого качества по ним изготовляют стельки .positive models to the required quality, insoles are made on them.

Способ не требует сложного аппаратурного оснащения для своей реализации. Однако процесс изготовления гипсовых негативных моделей и их корректировка длительны по времени и утомительны для пациента. Изготовление негативных моделей из гипса, являющиеся промежуточной технологической операцией, увеличивает материалоемкость способа и удорожает его . Использование жидкого гипсового раствора увеличивает трудоемкость и снижает культуру производства.The method does not require complex hardware for its implementation. However, the manufacturing process of gypsum negative models and their adjustment are time-consuming and tedious for the patient. The manufacture of negative models of gypsum, which is an intermediate technological operation, increases the material consumption of the method and increases its cost. The use of liquid gypsum mortar increases the complexity and reduces the culture of production.

Однако рассмотренный способ имеет главный недостаток, который заключается в том что он позволяет получить позитивную модель только ненагруженной стопы , без учета опорных реакций и биомеханики стопы и тела пациента.However, the considered method has a major drawback, which consists in the fact that it allows you to get a positive model only unloaded foot, without taking into account the support reactions and biomechanics of the foot and body of the patient.

Более соверщенным является способ, в котором негативную модель подощвенной области стопы получают формованием из сыпучего материала при вакуумном упрочнении. В частности, в соответствии с 2 изготовление модели стопы включает формование из сыпучего материала негатива подощвенной области поверхности стопы при вакуумном упрочнении, его коррекцию и последующее получение позитива. Это рещение является прототипом заявляемого изобретения .More perfect is a method in which a negative model of the foot area of the foot is obtained by molding from granular material under vacuum hardening. In particular, in accordance with 2, the manufacture of the model of the foot includes forming from the bulk material the negative of the bottom surface area of the foot during vacuum hardening, its correction, and the subsequent obtaining of positive. This solution is a prototype of the claimed invention.

В устройстве, реализующем данный способ , сыпучий формовочный материал размещен внутри вакуумной опоки, которая связана через рессивер с вакуумным насосом. Пациент помещает стопу на эластичную поверхность вакуумной опоки и нагружает ее силой собственного веса . При этом сыпучий материал приобретает форму подощвенной области стопы. После этого осуществляют вакуумирование внутреннего объема вакуумной опоки, вследствие чего происходит отвердение формовочного материала.In the device that implements this method, the bulk molding material is placed inside a vacuum flask, which is connected through a receiver to a vacuum pump. The patient places the foot on the elastic surface of the vacuum flask and loads it with its own weight. In this case, the bulk material takes the form of the foot area of the foot. After this, the internal volume of the vacuum flask is evacuated, as a result of which the molding material solidifies.

Таким образом получают негативную модель подошвенной области стопы. Затем пациент снимает ногу с опоки, на поверхности негатива производятся необходимые по состоянию деформации коррекции свода стопы и проводят примерку путем повторной установки стопы на корректированную модель и нагружения ее . Состояние стопы при этом контролируется по известным в ортопедии критериям и по индивидуальным ощущениям пациента. По откорректированной негативной модели получают позитивную модель подошвенной области стопы, которую и используют для изготовления индивидуальных ортопедических стелек(полустелек).Thus, a negative model of the plantar region of the foot is obtained. Then the patient removes the foot from the flask, on the surface of the negative the correction of the arch of the foot necessary for the state of deformation is made, and the fitting is performed by reinstalling the foot on the corrected model and loading it. The condition of the foot is monitored by criteria known in orthopedics and by the individual sensations of the patient. According to the adjusted negative model, a positive model of the sole area of the foot is obtained, which is used to make individual orthopedic insoles (half-insoles).

Благодаря получению негативной модели путем формования сыпучего формовочного материала при вакуумном упрочнении данный способ не имеет недостатков , присущих способу с использованием гипсового раствора . Однако в данном способе степень необходимой коррекции негативной модели определялась по визуальной оценке изменения состояния стопы и тела пациента, а также по ощущениям пациента, что не позволяло точно оценить изменившиеся в результате коррекции биомеханические характеристики стопы и тела пациента.By obtaining a negative model by molding a bulk molding material under vacuum hardening, this method does not have the disadvantages inherent in the method using gypsum mortar. However, in this method, the degree of necessary correction of the negative model was determined by visual assessment of changes in the state of the foot and body of the patient, as well as by the patient’s feelings, which did not allow to accurately assess the biomechanical characteristics of the foot and body of the patient that changed as a result of the correction.

В настоящее время, существует способ оценки биомеханики стопы и тела пациента при помощи биомеханической компьютерной системы для оценки величин приложенного давления, т.е. распределения нагрузок по поверхности стелек, содержащих датчики нагрузок ( далее везде по тексту просто компьютерная биомеханическая система ),который является самым емким и информативным на сегодняшний день 3. Согласно этому сообщению, применение такой системы для оценки биомеханических параметров пациентов очень полезно при многих ортопедических нарущениях и заболеваниях.Currently, there is a method for evaluating the biomechanics of the patient’s foot and body using a biomechanical computer system to evaluate the applied pressure, i.e. distribution of loads on the surface of insoles containing load sensors (hereinafter referred to simply as a computer biomechanical system), which is the most capacious and informative to date 3. According to this message, the use of such a system to assess the biomechanical parameters of patients is very useful in many orthopedic disorders and diseases.

..

стелек, устройство преобразования для ввода сигналов в персональный компьютер типа IBM PC и программное обеспечение. 4 Технические характеристики датчиков позволяют осуществлять измерение нагрузки в диапазоне от 1 до 100 Н/см. Программное обеспечение предназначено для решения следующих задач:insoles, a conversion device for inputting signals to a personal computer such as IBM PC and software. 4 Technical characteristics of the sensors allow the measurement of load in the range from 1 to 100 N / cm. The software is designed to solve the following problems:

-для оценки распределения силовых нагрузок на передний и задний отделы стоп в положении стоя;- to assess the distribution of power loads on the front and rear sections of the feet in a standing position;

-оценка качества основных функций стопы.-assessment of the quality of the main functions of the foot.

Во время проведения обследования на экране монитора компьютера высвечивается графическая иллюстрация изменения давления в различных отделах, стопы, а также графики изменения во времени основных функций стопы. После обработки данных на экране высвечивается выходная форма, содержащая название методики, данные об обследуемом, а также таблицы показателей, в которые включены измеренные значения показателей и норма.During the examination, a graphical illustration of the pressure change in various departments of the foot, as well as graphs of the time change of the main functions of the foot, is displayed on the computer monitor screen. After processing the data, the output form is displayed on the screen containing the name of the technique, data on the subject, and also tables of indicators, which include the measured values of the indicators and the norm.

Данный комплекс используется как для дифференциальной диагностики различных форм статической недостаточности стоп, так и для подбора ортопедической обуви и ортопедических вкладных изделий.This complex is used both for differential diagnosis of various forms of static foot failure, and for the selection of orthopedic shoes and orthopedic supplements.

В основу создания настоящей полезной модели была положена задача разработать устройство для изготовления индивидуальной модели стопы, применение которого позволяло бы учесть и изменить биомеханические характеристики стопы и биомеханические характеристики статической позы пациента, находить оптимальное соответствие между приемлемой комфортабельностью и необходимой лечебной коррекцией как формы стопы , так и статической позы еще на этапе получения негативного оттиска стопы, до изготовления самих стелек{полустелек).The creation of a real utility model was based on the task of developing a device for manufacturing an individual model of the foot, the use of which would allow to take into account and change the biomechanical characteristics of the foot and the biomechanical characteristics of the patient’s static posture, find the optimal correspondence between acceptable comfort and the necessary therapeutic correction of both the shape of the foot and a static pose even at the stage of receiving a negative impression of the foot, before the manufacture of the insoles themselves (half-insole).

Поставленная задача рещается тем, что предложено устройство для изготовления индивидуальной модели стопы, выполняющее формование из сыпучего материала негатива поверхности стопы на вакуумныхThe problem is solved by the fact that the proposed device for the manufacture of an individual model of the foot, performing the molding of granular material of the negative surface of the foot on vacuum

опоках при вакуумном упрочнении, его коррекцию и получение стельки, в котором новым является то , что в устройство включена компьютерная биомеханическая система анализа распределения давлений на поверхности с датчиками , выполненная в виде стелек соответствующих размеров и коррекции негатива производятся с учетом ее показаний .flasks during vacuum hardening, its correction and insole production, in which it is new that the device includes a computer biomechanical system for analyzing the distribution of pressure on the surface with sensors, made in the form of insoles of appropriate sizes and correction of the negative are made taking into account its indications.

Биомеханические характеристики, к примеру, распределение давлений под стопой пациента , расположение проекции общего центра масс исследуется до начала формирования негатива, с целью диагностики, и , по необходимости, неоднократно во время формирования негатива, после каждой из проведенных коррекций негатива, с целью получить оптимальную лечебные коррекции формы стопы пациента и ,к примеру, изменить положение проекции общего центра масс в необходимом направлении, что требуется для лечебных воздействий на статическую позу пациента.Biomechanical characteristics, for example, the distribution of pressure under the patient’s foot, the location of the projection of the common center of mass, are examined before the formation of the negative, for the purpose of diagnosis, and, if necessary, repeatedly during the formation of the negative, after each of the negative corrections, in order to obtain the optimal therapeutic correction of the patient’s foot shape and, for example, to change the position of the projection of the common center of mass in the necessary direction, which is required for therapeutic effects on the patient’s static pose.

Для этого, при получении негативного оттиска стоп на вакуумных опоках, выполненных в виде вакуумных оболочек, туда вкладывается гибкая поверхность с датчиками , выполненная в виде стельки соответствующего размера. Пациент становится на нее и исследуется при помощи компьютерной вычислительной обработки , к примеру, путем оценки распределения давлений под стопой и расчета проекции общего центра масс на горизонтальную плоскость и других биомеханических параметров. При необходимости производятся новые лечебные коррекции и исследование повторяется, до получения оптимальных результатов.To do this, when receiving a negative impression of the feet on vacuum flasks made in the form of vacuum shells, a flexible surface with sensors is made there, made in the form of an insole of the appropriate size. The patient stands on it and is examined using computer processing, for example, by evaluating the pressure distribution under the foot and calculating the projection of the total center of mass on the horizontal plane and other biomechanical parameters. If necessary, new therapeutic corrections are made and the study is repeated until optimal results are obtained.

Благодаря такому техническому рещению получаемая негативная модель стопы точно учитывает биомеханику пациента и имеет оптимальные лечебные коррекции.Thanks to this technical solution, the resulting negative foot model accurately takes into account the patient’s biomechanics and has optimal therapeutic corrections.

Сущность настоящего изобретения более подробно разъясняется нижеследующими примерами, подтверждающими возможность его осуществления, со ссылками на прилагаемые чертежу, на которых:The essence of the present invention is explained in more detail by the following examples, confirming the possibility of its implementation, with reference to the accompanying drawing, on which:

Фиг. 1 схематично изображает общий вид вакуумной опоки (в виде эластичной оболочки) с формовочным материалам для получения негативной модели, также изображена гибкая поверхность с датчиками компьютерной биомеханической системы, выполненная в виде стельки; аксонометрия.FIG. 1 schematically depicts a General view of a vacuum flask (in the form of an elastic shell) with molding materials to obtain a negative model, also shows a flexible surface with sensors of a computer biomechanical system, made in the form of an insole; axonometry.

Фиг.2 схематично изображает общую схему устройства.Figure 2 schematically depicts a General diagram of the device.

Техническое функционирование устройства для изготовления индивидуальной модели стопы включает формование из сыпучего формовочного материала негатива поверхности стопы при вакуумном упрочнении, его коррекцию с учетом показаний компьютерной биомеханической системы и получение негатива. Функционирование заявляемого устройства подробно рассматривается на примере изготовления индивидуальной модели подощвенной области стопы.The technical functioning of the device for the manufacture of an individual model of the foot includes forming from a loose molding material the negative surface of the foot during vacuum hardening, its correction taking into account the readings of a computer biomechanical system, and obtaining a negative. The functioning of the claimed device is examined in detail on the example of manufacturing an individual model of the foot area of the foot.

Негатив стопы получают с помощью вакуумных опок 13, которые могут быть выполнены в виде сплощных эластичных вакуумных оболочек без жестких боковых стенок (фиг. 1 и 2), заполненных сыпучим формовочным материалом И. Вакуумная опока 13 выполнена из тонкого эластичного материала, например, резины. Размер опоки превыщает по длине и щирине размеры стопы, а по толщине, превыщает высоту ее подсводной области. Сыпучий формовочный материал И должен обладать низким коэффициентом трения между частицами и, в то же время, эти частицы не должны иметь острых кромок, которые могли бы разрущить целостность вакуумной опоки 13. У оболочкиThe negative of the foot is obtained using vacuum flasks 13, which can be made in the form of continuous elastic vacuum shells without rigid side walls (Figs. 1 and 2) filled with loose molding material I. The vacuum flask 13 is made of thin elastic material, for example rubber. The size of the flask exceeds the length and width of the foot, and the thickness exceeds the height of its underwater area. The loose molding material And must have a low coefficient of friction between the particles and, at the same time, these particles should not have sharp edges that could destroy the integrity of the vacuum flask 13. At the shell

вакуумной опоки 13 имеется горловина , внутри которой размещается полая пробка 5 с фильтром 1 и воздухоотводящей трубкой 4. На трубку 4 надевается шланг с краном 9, соединяющий внутреннюю полость вакуумной опоки 13 с ресивером 8 и вакуумным насосом 7. Операции получения негативной модели стопы и ее корректирования осуществляют на прочной горизонтальной поверхности 6, способной выдержать вес пациента, на которой размещаются вакуумные опоки 13. Таким образом вакуумная опока 13 может свободно перемещаться по поверхности 6, а находящийся в ней сыпучий формовочный материал И может подвергаться силовому воздействию с любой стороны.of the vacuum flask 13 there is a neck, inside which a hollow plug 5 with a filter 1 and an exhaust pipe 4 is placed. A hose with a tap 9 is put on the tube 4, connecting the internal cavity of the vacuum flask 13 with the receiver 8 and the vacuum pump 7. Operations for obtaining a negative foot model and its corrections are carried out on a solid horizontal surface 6, capable of supporting the weight of the patient, on which the vacuum flasks 13 are placed. Thus, the vacuum flask 13 can freely move on the surface 6, and the loose bulk therein th molding material And may be subjected to force from any direction.

Для получения негативной модели пациент помещает стопу на вакуумную опоку 13, внутренняя полость которой сообщена с атмосферой, и нагружает ее силой собственного веса. Под действием веса пациента стопа погружается в сыпучий формовочный материал 11, деформируя эластичную поверхность вакуумной опоки 13. При этом сыпучий материал 11 приобретает форму подошвенной области стопы . После этого при помощи вакуумного насоса из вакуумной опоки 13 откачивают воздух и в ней образуется вакуум. Под действием перепада давлений происходит отвердевание формовочного материала 11. Материал 11 в вакуумной опоке 13 сохраняет полученную форму подошвенной области стопы , образуя ее негативную модель .To obtain a negative model, the patient places the foot on a vacuum flask 13, the inner cavity of which is in communication with the atmosphere, and loads it with its own weight. Under the influence of the patient's weight, the foot is immersed in the bulk molding material 11, deforming the elastic surface of the vacuum flask 13. In this case, the bulk material 11 takes the form of the plantar region of the foot. After that, using a vacuum pump, the air is flushed out of the vacuum flask 13 and a vacuum is formed in it. Under the influence of a pressure differential, the molding material 11 hardens. The material 11 in the vacuum flask 13 maintains the obtained shape of the plantar region of the foot, forming its negative model.

Перед корректировкой негативной моделис учетомBefore adjusting a negative model with consideration

биомеханическогостатуса пациента определяется тактикаthe biomechanical status of the patient determines the tactics

ортопедического воздействия. Для этого на негативную модель накладывается стелька 2 подходящего размера, с датчиками, с кабелем 3 к компьютерной биомеханической системе 10. Пациент становится на эти стельки 2, лежащие на негативной модели . Измеряется и оценивается изменившееся распределение нагрузок по рельефной поверхности негативного оттиска стопы пациента . С учетом этихorthopedic effects. To do this, an insole 2 of the appropriate size, with sensors, with cable 3 to the computer biomechanical system 10, is superimposed on the negative model. The patient stands on these insoles 2 lying on the negative model. The changed distribution of loads on the relief surface of the negative impression of the patient’s foot is measured and evaluated. Given these

результатов исследования и клинических показаний вырабатывается тактика лечебных коррекций.The results of the study and clinical indications develop tactics of therapeutic corrections.

Для осуществления корректировки негативной модели формовочный материал 11 переводят из твердого состояния в пластилинообразное путем снижения степени вакуума внутри вакуумной опоки 13. При этом перепад давлений устанавливают в пределах 0,25 - 0,35 кг/см . Зоны модели , либо углубляют пестиком или надавливая пальцами, либо приподнимают выдавливанием с противоположной стороны, со стороны эластичного дна , на каком-либо упоре или продавливая пальцами, исходя из того , что именно требуется для лечебных коррекций. Размеры пестиков и упоров выбираются топографией стопы с учетом показаний биомеханической компьютерной системы.To carry out the adjustment of the negative model, the molding material 11 is transferred from a solid state to a plastic one by reducing the degree of vacuum inside the vacuum flask 13. In this case, the pressure drop is set between 0.25 and 0.35 kg / cm. The zones of the model are either deepened with a pestle or by pressing with your fingers, or they are lifted by extrusion from the opposite side, from the side of the elastic bottom, at some emphasis or pushing through with your fingers, based on what is required for therapeutic corrections. The sizes of the pestles and stops are selected by the topography of the foot, taking into account the readings of the biomechanical computer system.

После этого осуществляют упрочнение негативной модели в вакуумной опоке предельным вакуумом и производят примерку на пациенте, вкладывая стельки с датчиками 2, в откорректированный негативный оттиск . Результаты ортопедического воздействия оценивают по известным в ортопедии критериям, по индивидуальным ощущениям пациента и по новым показаниям компьютерной биомеханической системы. При необходимости, коррекция может быть уточнена операциями, рассмотренными выше и произведена новая примерка. Таким образом обеспечивается возможность внесения корректировок, учитывающих все индивидуальные особенности стопы пациента, с высокой степенью точности и формализации биомеханических результатов коррекции .After that, the negative model is strengthened in the vacuum flask with the ultimate vacuum and the patient is tried on by inserting insoles with sensors 2 into the corrected negative impression. The results of orthopedic effects are evaluated according to criteria known in orthopedics, according to the individual sensations of the patient, and according to new indications of a computer biomechanical system. If necessary, the correction can be refined by the operations discussed above and a new fitting is made. Thus, it is possible to make adjustments that take into account all the individual characteristics of the patient’s foot, with a high degree of accuracy and formalization of biomechanical correction results.

После окончания корректировки негативной модели по ней получают позитивную модель любым известным методом. Полученную позитивную модель можно применять для изготовления ортопедических стелек (полустелек) с использованием любой щтатной технологии.After finishing the adjustment of the negative model, a positive model is obtained from it by any known method. The resulting positive model can be used for the manufacture of orthopedic insoles (semi-insoles) using any freelance technology.

f)f)

Заявляемое устройство обладает высокой технологичностью и производительностью.Позволяет исключить из производстваThe inventive device has high adaptability and productivity. Allows to exclude from production

невосстанавливаемые промежуточные материалы, например гипс и т.п., повышает культуру производства. Ортопедические изделия, получаемые с использованием позитивных моделей , изготавливаемых при помощи заявляемого устройства, обладают высокой эффективностью лечебного и профилактического воздействия.non-recoverable intermediate materials, such as gypsum and the like, increase the culture of production. Orthopedic products obtained using positive models manufactured using the inventive device have high therapeutic and prophylactic effects.

источники ИНФОРМАЦИИ.sources of information.

1.Справочник по протезированию . Под редакцией В.И.Филатова. Л., Медицина, 1978 г.,с.219-220.1. Reference book on prosthetics. Edited by V.I. Filatov. L., Medicine, 1978, p. 219-220.

2.Авторское свидетельство № 1466742, М.Кл.,: А61 F5/14 . Опубл. 23.03.89 . Бюл.N 112. Copyright certificate No. 1466742, M.Kl.,: A61 F5 / 14. Publ. 03/23/89. Bull. N 11

3.Черкес-Заде, Каменев Хирургия стопы, Москва, Медицина, 1995, стр. 22-23.3. Cherkes-Zade, Kamenev Foot Surgery, Moscow, Medicine, 1995, pp. 22-23.

4.Дробышевский В.В. и др. Программно-аппаратный комплекс для биомеханического обследования стопы. В книге: Биомеханика на защите жизни и здоровья человека. Первая Всероссийская конференция - ярмарка. Тезисы докладов. Нижний Новгород, 1992, с. 85 .4.Drobyshevsky V.V. and other software and hardware complex for biomechanical examination of the foot. In the book: Biomechanics to protect human life and health. The First All-Russian Conference - Fair. Abstracts of reports. Nizhny Novgorod, 1992, p. 85.

Claims

A device for creating a foot model for the manufacture of individual orthopedic biomechanical insoles (semi-insoles) with hollow contact with the foot, containing a vacuum pump, receiver, connecting hoses with taps, vacuum shells, characterized in that it includes a computer biomechanical system for assessing the distribution of loads on the surface insoles containing load cells.