DE102006006105A1

DE102006006105A1 - Method for determining the pathophysiological impairments of a sitting or lying system on a person and method for determining biomechanical effects of sitting and lying systems

Info

Publication number: DE102006006105A1
Application number: DE102006006105A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Silber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-06-14
Also published as: WO2007062873A2; WO2007062873A3; EP1954191A2

Abstract

Bei Kranken und Pflegebedürftigen besteht eine große Dekubitusgefahr. Hervorgerufen wird diese üblicherweise durch unzureichende Sitz- bzw. Liegesysteme, insbesondere Matratzen. Außerdem verlangen auch gesunde Personen komfortable Sitz- bzw. Liegesysteme. Bei der Entwicklung neuer Matratzen wird bisher nur der auf die Matratzen ausgeübte Auflagedruck mindestens einiger Körperteile der daraufliegenden Person gemessen. Daraus lassen sich keine ausreichenden Aussagen über die Eignung der Matratze herleiten. DOLLAR A Die Erfindung sieht es vor, anhand von zum Beispiel Magnet-Resonanz-Tomographie-Untersuchungen gefährdeter Körperregionen die von der Matratze hervorgerufenen Beeinträchtigungen in tiefergelegenen Gewebeschichten einer Person zu ermitteln. Die hieraus gewonnenen Erkenntnisse werden eingesetzt bei der Auslegung und Konstruktion von vor allem Matratzen.There is a great risk of bedsores in the sick and in need of care. This is usually caused by inadequate seating or lying systems, especially mattresses. In addition, healthy people also require comfortable seating or lying systems. In the development of new mattresses, only the contact pressure exerted on the mattresses of at least some parts of the body of the person lying on it is measured. Sufficient statements about the suitability of the mattress cannot be derived from this. DOLLAR A The invention provides, using, for example, magnetic resonance tomography examinations of endangered body regions to determine the impairments caused by the mattress in deeper tissue layers of a person. The knowledge gained from this is used in the design and construction of mattresses in particular.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der von einem Sitz- bzw. Liegesystem auf eine Person ausgeübten pathophysiologisch relevanten Beeinträchtigungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung biomechanischer Wirkungen von Sitz- und Liegemöbeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The The invention relates to a method for determining the position of a seat or lying system on a person exercised pathophysiologically relevant Impairments. Furthermore, the invention relates to a method for determining biomechanical effects of sitting and lying furniture according to the preamble of the claim 12th

Bei bettlägerigen Personen, vor allem Pflegebedürftigen und Kranken, besteht eine große Gefahr des Wundliegens, des sogenannten Dekubitus. Zur Beseitigung des Dekubitus ist ein erheblicher Pflegeaufwand erforderlich, wodurch die Pflegekosten stark ansteigen. Aber auch andere (gesunde) Personen wünschen Sitz- und Liegesysteme, die einen größtmöglichen Sitz- und Liegekomfort bieten, vor allem auch im Wellnessbereich.at bedridden Persons, especially those in need of care and sick, there is a big one Risk of bedsores, the so-called pressure ulcers. For elimination The decubitus requires a considerable amount of care the nursing costs rise sharply. But also other (healthy) persons to wish Seating and lying systems that provide the greatest possible seating and lying comfort especially in the wellness area.

Es ist bereits bekannt, zur Vermeidung von durch Dekubits hervorgerufenen Druckgeschwüren eine Prophylaxe durchzuführen, die darin besteht, geeignete Sitz- und Liegesysteme mit vor allem speziellen Matratzen einzusetzen. Es hat sich aber gezeigt, dass solche speziellen Matratzen das Wundliegen und Druckgeschwüre nicht gänzlich vermeiden können, sondern nur hinauszögern. Vermeidbar ist deshalb mit den bisherigen Prophylaxemaßnahmen ein Dekubitus nicht.It is already known, to avoid caused by decubitus Pressure sores one To carry out prophylaxis, which consists of suitable seating and lying systems with especially to use special mattresses. It has been shown that such special mattresses the bedsores and pressure sores do not completely can avoid but only delay. Avoidable is therefore with the previous prophylactic one Decubitus is not.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren anzugeben, die auf Körperregionen von Menschen ausgeübten pathophysiologisch relevanten Beeinträchtigungen von Sitz- bzw. Liegesystemen und biomechanische Wirkungen von Sitz- und Liegesystemen zu ermitteln, um vorzugsweise Sitz- bzw. Liegesysteme, insbesondere Matratzen, schaffen zu können, die einen größtmöglichen Komfort bieten, insbesondere Dekubitus verhindern.Of the Invention has for its object to provide methods based on body regions exercised by humans Pathophysiologically relevant impairments of sitting or lying systems and to determine biomechanical effects of sitting and lying systems, preferably sitting or lying systems, in particular mattresses, to be able to create the largest possible Provide comfort, especially to prevent bedsores.

Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach werden durch bildgebende Verfahren die Geometrien der jeweils relevanten Körperregionen (Prädilektionsstellen) im unbelasteten oder unverformten Zustand (Referenz- oder Bezugskonfiguration) und belasteten oder verformten Zustand (Momentankonfiguration) erfasst. Die mechanischen Spannungen, Verzerrungen, Verformungen, Kräfte, aber auch thermische Einflüsse etc., werden nicht gemessen, sondern auf Basis der aufgenommenen Geometrien der jeweiligen Körperregionen sowie einer experimentell in vivo ermittelten Kraft-Weg-Kurve der jeweiligen Körperregionen mittels numerischer Programme (FEM) berechnet. Dieses geschieht bevorzugt an einer Testperson (in vivo). Hierbei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass beispielsweise für die vom Dekubitus hervorgerufenen Druckgeschwüre pathophysiologisch relevante Druckspannungen und insbesondere Scherspannungen bzw. Druck- und Scherkräfte in tiefergelegenen Gewebeschichten der auf der Unterlage aufliegenden Körperregion oder des Körperteils wesentlich sind. Durch bildgebende Verfahren, wie zum Beispiel Röntgen- bzw. Schnittbilduntersuchungen, sind Verformungen auch innerer Körperregionen aus Weichgewebeverbünden, insbesondere Haut, Fettgewebe, Muskeln und Knochen ermittelbar. Insbesondere lässt sich feststellen, wie die Druckverteilung bzw. Spannungs- und Verzerrungsfelder, bei der individuellen Interaktion mit einer vorzugsweise matrazenartigen Unterlage sich in der betrachteten Körperregion ausbildet. Anhand der ermittelten mechanischen Spannungen, Verzerrungen, Verformungen und/oder Kräfte bzw. thermischen Einflüssen in vor allem tiefergelegenen Gewebeteilen des betreffenden Körperteils lassen sich Grenzwerte festlegen, bei deren Überschreiten eine Dekubitusgefahr besteht oder als unangenehm empfundene Begleiterscheinung beim Sitzen oder Liegen auftreten. Es können die Spannungen berechnet und mit aus Pflegewissenschaft und Medizin vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Umgekehrt lässt sich die Aussage treffen, dass bei Kräften unterhalb der Grenzwerte keine Dekubitusgefahr besteht oder das Sitz- und Liegesystem auch von gesunden Personen als angenehm empfunden wird.One Method of solution this task shows the measures of claim 1. Accordingly, by imaging techniques the geometries of the relevant body regions (predilection sites) in the unloaded or undeformed state (reference or reference configuration) and loaded or deformed state (instantaneous configuration) detected. The mechanical stresses, distortions, deformations, forces, but also thermal influences etc., are not measured, but based on the recorded Geometries of the respective body regions and an experimentally determined in vivo force-displacement curve of respective body regions calculated using numerical programs (FEM). This happens preferably on a subject (in vivo). This is by the knowledge assumed that, for example, for those caused by decubitus Pressure ulcers pathophysiological relevant compressive stresses and in particular shear stresses or Pressure and shear forces in deeper tissue layers of the resting on the surface the body or the body part are essential. By imaging techniques, such as X-ray and cross-sectional imaging, are deformations of inner body regions from soft tissue networks, In particular, skin, adipose tissue, muscle and bone can be determined. In particular, lets determine how the pressure distribution or stress and distortion fields, in the individual interaction with a preferably mattress-like Underlay forms in the considered body region. Based the determined mechanical stresses, distortions, deformations and / or forces or thermal influences in particular deeper tissues of the body part concerned limit values can be set which, if exceeded, could result in pressure sores exists or as an unpleasant side effect when sitting or lying down. It can the tensions calculated and dealt with from Nursing Science and Medicine predetermined limits are compared. Conversely, it is possible make the statement that with forces below the limits, there is no risk of decubitus ulceration or Seating and lying system also felt by healthy people as pleasant becomes.

Bevorzugt werden die Kräfte in einer reprensativ gefährdeten Körperregion, insbesondere einer Prädilektionsstelle, der jeweiligen Person in vivo ermittelt. Dadurch ist vor allem eine gezielte Dekubitusprophylaxe gewährleistet.Prefers become the forces in a reprensativ endangered the body, in particular a predilection site, determined by the respective person in vivo. This is especially one targeted decubitus prophylaxis ensured.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass nicht nur die an der Prädilektionsstelle von der Unterlage auf das betreffende Körperteil und die tiefergelegenen Gewebeschichten desselben ausgeübten Beeinträchtigungen mechanischer und/oder thermischer Art ermittelt werden, sondern auch die Auflagekräfte des Körperteils oder der Körperregion auf der Unterlage bzw. die zwischen Körperteil und Unterlage. Diese Auflagekräfte können bevorzugt über einen Flächenbereich an der Prädilektionsstelle ermittelt werden, beispielsweise einen Flächensensor, insbesondere einen Flächendrucksensor, auf der Unterlage. Durch die zusätzliche Ermittlung der mechanischen Einflüsse, wie Auflagekräfte, an der Prädilektionsstelle und zweckmäßigerweise auch daran angrenzende Randbereiche ist eine Zuordnung der Auflagekraft zu den daraus resultierenden mechanischen Beeinträchtigungen und/oder thermischen Einflüssen im jeweiligen Körperteil bzw. der Körperregion möglich. Hieraus lassen sich Gesetzmäßigkeiten ableiten, die für Simulationen bei der Auslegung und Gestaltung von Sitz- und Liegesystemen, insbesondere Matrazen, verwendbar sind.It is further provided that not only the at the predilection site from the pad to the body part concerned and the deeper tissue layers same exercised impairments mechanical and / or thermal type are determined, but also the support forces of the body part or the body region on the surface or between the body part and the base. These bearing forces can preferably over a surface area at the predilection site be determined, for example, an area sensor, in particular a Surface pressure sensor, on the pad. By the additional Determination of mechanical influences, such as contact forces the predilection site and expediently Also adjoining border areas is an assignment of the bearing force to the resulting mechanical impairments and / or thermal influences in the respective body part or the body region possible. From this can be regularities derive that for Simulations in the design and layout of seating and lying systems, especially mattresses, are usable.

Es ist bevorzugt vorgesehen, die Interaktion des betreffenden Körperteils mit einer vorzugsweise elastischen Unterlage eines Sitz- bzw. Liegesystems für verschiedene Auflagesituationen und vorzugsweise auch bei unbelasteter Körperregion zu ermitteln. Es können verschiedene relevante mit der Unterlage in Kontakt tretende Körperteile oder Körperregionen untersucht werden, wobei bevorzugt jedes Körperteil oder jede repräsentativ gefährdete Körperregion mit dem erfindungsgemäßen Verfahren untersucht werden, bevorzugt die Auflage des Kopfes, der Schulter, der Steißbeinregion, des Gesässes, der Fersen, der Ellenbogen und dergleichen. Anhand der an vorzugsweise mehreren verschiedenen Prädilektionsstellen vorgenommenen Untersuchungen bei verschiedenen Belastungen und auch im lastfreien Zustand lässt sich ein Gesamtbild der mechanischen Kräfte, Spannungen, Verformungen, Verzerrungen oder dergleichen in den betrachteten Körperregionen der auf der Unterlage liegenden Person bilden.It is preferably provided that the interaction of the relevant body part with a preferably elastic underlay of a sitting or lying system for different Auflagesituationen and preferably to determine even in unloaded body region. It is possible to examine various relevant body parts or body regions which come into contact with the substrate, wherein preferably each body part or each representatively endangered body region is examined by the method according to the invention, preferably the support of the head, the shoulder, the coccyx region, the buttocks, the heels, the elbow and the like. On the basis of preferably several different predilection performed investigations at different loads and also in the no-load condition can be an overall picture of the mechanical forces, stresses, deformations, distortions or the like in the considered body regions of the person lying on the pad form.

Die bei den Untersuchungen ermittelten mechanischen Beeinträchtigungen, thermischen Einflüssen oder dergleichen der an die Körperoberfläche angrenzenden inneren Bereiche der Körperteile werden jeweils in Relation zur bei der betreffenden Untersuchung vorherschenden Auflagekraft der Person auf der Unterlage gespeichert. Hieraus sind Aussagen, insbesondere Gesetzmäßigkeiten und/oder Rekonstruktionen, ableitbar, wie die mechanischen Beeinträchtigungen, thermischen Einflüssen oder dergleichen in einem Körperteil, und zwar insbesondere auch in den tieferliegenden Gewebeschichten, verteilt sind, während die Unterlage einen bestimmten Druck und/oder eine bestimmte Scherung auf das betrachtete Körperteil ausübt.The in the investigations determined mechanical impairments, thermal influences or the like adjacent to the body surface inner areas of the body parts are in each case in relation to the relevant investigation prevailing contact force of the person stored on the pad. From this are statements, in particular laws and / or reconstructions, derivable, such as the mechanical impairments, thermal influences or like in a body part, and especially in the deeper tissue layers, are distributed while the pad a certain pressure and / or a certain shear on the considered body part exercises.

Ein weiteres Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 12 auf. Demnach werden Rekonstruktionen, vorzugsweise vorausgegangener in vivo-Messungen, pathophysiologischer relevanter Beeinträchtigungen und/oder Einflüsse, die das Sitz- bzw. Liegesystem auf mindestens eine Körperregion der auf einer Unterlage liegenden Person ausübt, herangezogen zur Ermittlung der biomechanischen Wirkung, die die Unterlage des Sitz- bzw. Liegesystems auf das Körperteil der Person ausübt. Vorzugsweise werden die in den betreffenden Körperteilen hervorgerufenen mechanischen und/oder thermischen Wirkungen ermittelt. Während bisher nur Drücke, die die Personen auf die Unterlage ausübten, ermittelt wurden, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, die Interaktion mit solchen Körperregionen zu ermitteln, die die Unterlage auf das Körperteil ausübt bzw. im Inneren des Körperteils, vor allem in den tieferliegenden Gewebeschichten, hervorruft. Die Ermittlung der das Körperteil betreffenden mechanischen bzw. thermischen Beeinträchtigungen lassen zuverlässige Aussagen darüber zu, ob die betreffende Unterlage, insbesondere Matratze, zu einer Komfortbeeinträchtigung, insbesondere Dekubitusgefahr, für die daraufliegende Person führt.One another method for solution The object mentioned above comprises the measures of claim 12. Accordingly, reconstructions, preferably preceded in vivo measurements, pathophysiological relevant impairments and / or influences, which the sitting or lying system on at least one body region of person lying on a pad used for identification the biomechanical effect that the pad of the sitting or lying system on the body part of the person. Preferably, those caused in the respective body parts determined mechanical and / or thermal effects. While so far only pressures, which the persons exercising on the document were determined makes it possible the method according to the invention, the interaction with such body regions determine which the pad exerts on the body part or inside the body part, especially in the deeper tissue layers, causes. The Identification of the body part leave relevant mechanical or thermal impairments reliable Statements about it whether the pad in question, in particular the mattress, is to the detriment of comfort, especially decubitus danger, for the person lying on it leads.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, die Auflagekräfte, die das mindestens eine ausgewählte Körperteil auf das zu prüfende Sitz- bzw. Liegesystem, insbesondere eine Matratze desselben, ausübt, zu ermitteln. Vorzugsweise geschieht dieses durch einen Flächensensor in Form beispielsweise einer Sensormatte. Anhand der ermittelten Auflagekräfte werden die den Auflagekräften entsprechenden, durch Rekonstruktionen ermittelten Einflüsse bzw. Beeinträchtigungen mechanischer oder gegebenenfalls auch thermischer Art im Inneren des Körperteils, insbesondere der tiefergelegenen Gewebeschichten, ermittelt. Die so erhaltenen mechanischen Spannungen, Verformungen, Verzerrungen und/oder Kräfte oder dergleichen im Körperteil können nun dahingehend überprüft werden, ob sie einen als unangenehm empfundenen bzw. zu einer Dekubitusgefahr führenden Grenzwert überschreiten oder darunter bleiben. Wird der Grenzwert überschritten, ist das ein Anzeichen dafür, dass insbesondere die Matratze des untersuchten Sitz- bzw. Liegesystems einen geringen Komfort bietet und/oder zu einer Dekubitusgefahr führt. Dementsprechend ist ein anderes Sitz- bzw. Liegesystem, vor allem eine andere Unterlage, wie zum Beispiel eine Matratze, zu wählen und/oder das Sitz- bzw. Liegesystem, insbesondere die Unterlage, umzugestalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es so, realitätsnah Einfluss auf die Gestaltung oder sogar die Konstruktion eines Sitz- bzw. Liegesystems und vor allem eine Unterlage desselben zu nehmen.According to one Training of the procedure is provided, the bearing forces, the the at least one selected one body part on the seat to be tested or lying system, in particular a mattress thereof, exercises to determine. Preferably, this is done by an area sensor in the form, for example a sensor mat. On the basis of the determined bearing forces which correspond to the forces of the determined by reconstructions influences or impairments mechanical or possibly also thermal type inside the Body part especially the deeper tissue layers determined. The thus obtained mechanical stresses, deformations, distortions and / or forces or the like in the body part can now to be checked whether they perceived as a discomfort or pressure ulcer leading Exceed limit or stay under it. If the limit is exceeded, this is an indication for this, that in particular the mattress of the examined sitting or lying system offers a low level of comfort and / or a decubitus risk leads. Accordingly, another sitting or lying system, especially choose another mattress, such as a mattress, and / or to reshape the sitting or lying system, in particular the pad. The inventive method allows it so, realistic Influence the design or even the construction of a seat or Liegesystems and especially to take a document of the same.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:
Gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird ermittelt, welche pathophysiologisch relevanten Einflüsse wie Spannungen, Verformungen, Verzerrungen, Kräfte und/oder thermische Beeinträchtigungen in mindestens einem ausgewählten Körperteil oder einer Körperregion einer Person ausgeübt werden, wenn dieses Körperteil eine bestimmte Auflagekraft auf die Unterlage, beispielsweise eine Matratze eines Sitz- bzw. Liegesystems, ausübt. Es werden solche Körperteile bzw. Körperregionen betrachtet, die in besonderer Weise belastet sind und/oder beeinflusst werden, wenn die Person auf dem Sitz- bzw. Liegesystem ruht, wie zum Beispiel besonders sensible, insbesondere dekubitusgefährdete, Regionen (Prädilektionsstellen). Dabei handelt es sich bevorzugt, aber nicht ausschließlich um Körperregionen der Kopf-, Schulter- und/oder Steißbeinregion, des Ellbogens und/oder der Fersen. Es werden Spannungs-, Verformungs- und/oder Verzerrungsfelder in den Weichgewebeverbünden der herangezogenen Körperregionen oder der Körperstellen ermittelt, und zwar Haut, Fettgewebe, Muskel und/oder Knochen. Dabei wird die Interaktion der Prädilektionsstellen mit der vorzugsweise elastischen Unterlage des Sitz- und Liegesystems ermittelt.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail:
According to a first method according to the invention, it is ascertained which pathophysiologically relevant influences such as tensions, deformations, distortions, forces and / or thermal impairments are exerted in at least one selected body part or a body region of a person, if this body part exerts a certain bearing force on the base, for example one Mattress of a sitting or lying system, exercises. It is considered such body parts or body regions that are charged in a special way and / or influenced when the person rests on the sitting or lying system, such as particularly sensitive, especially decubitus prone regions (predilection). These are preferably, but not exclusively, body regions of the head, shoulder and / or coccyx region, the elbow and / or the heels. Stress, strain and / or distortion fields are determined in the soft tissue networks of the body regions or body sites used, namely skin, adipose tissue, muscle and / or bone. The interaction of the predilection sites with the preferably elastic pad of the sitting and Liegesystems determined.

Erfasst werden ausgewählte einzelne oder auch mehrere bzw. alle mechanischen und thermischen Beeinträchtigungen bzw. Einflüse in den untersuchten Körperregionen, vorzugsweise Gewebeverformungen in den belasteten Körperregionen, durch in vivo-Untersuchungen mittels bildgebender Verfahren wie zum Beispiel Röntgenaufnahmen oder Schnittbildaufnahmen. Bevorzugt kommen die Mehrschicht-Computertomographie, die Magnet-Resonanz-Tomographie oder die 31-Phosphor-Spektroskopie zur Anwendung. Aber auch andere radiologische Erfassungsmethoden bildgebender Art sind denkbar.Detected will be selected single or multiple or all mechanical and thermal impairments or influences in the examined body regions, preferably tissue deformations in the loaded body regions, by in vivo studies using imaging techniques such as X-rays or cross-sectional images. Preference is given to multi-slice computed tomography, Magnetic Resonance Tomography or 31-Phosphor spectroscopy for use. But also other radiological detection methods Imaging are conceivable.

Bei der in vivo-Erfassung beispielsweise der Geometrie (Morphologie) in den belasteten Körperregionen, vor allem Prädilektionsstellen, werden außerdem die Kraft-Verformungs-Kurven der mindestens einen Körperregion auf die Unterlage ermittelt, und zwar vorzugsweise flächig durch einen Flächensensor, beispielsweise eine Sensormatte.at in vivo detection of, for example, geometry (morphology) in the polluted body regions, especially predilection sites, Beyond that the force-deformation curves the at least one body region determined on the pad, preferably flat by a surface sensor, for example, a sensor mat.

Es sind auch Untersuchungen an dem jeweils relevanten Körperteil oder der Körperregion im abgesehen von der Erdgravitation unbelasteten Zustand denkbar.It are also examinations of the relevant body part or the body region in the state of being unloaded apart from earth gravity, conceivable.

Die bei der in vivo-Ermittlung erhaltenen Werte, vor allem die Kräfte und sonstige Einflüsse mechanischer und/oder thermischer Art, die in der jeweiligen Körperregion wirken, und die von der Körperregion bei der Simulation auf die Unterlage ausgeübten Kräfte werden zusammenhängend bzw. in Relation zueinander herangezogen für dreidimensionale Rekonstruktionen der jeweiligen Körperregion oder des Körperteils. Diese Rekonstruktionen erfolgen bevorzugt mittels CAD-Technologie (3D-Rekonstruktion etc.). Aus den in vorstehender Weise durch Simulationen erhaltenen Werten, insbesondere den daraus abgeleiteten dreidimensionalen Rekonstruktionen der belasteten Körperpartien, wird durch die numerischen Lösungsverfahren, vorzugsweise Finite-Elemente-Programme, in einem Optimierungsalgorithmus eine Materialparameterbestimmung vorgenommen.The values obtained in the in vivo determination, especially the forces and other influences mechanical and / or thermal type, in the respective body region act, and those of the body region forces exerted on the surface during the simulation are used in relation to each other for three-dimensional reconstructions the respective body region or the body part. These reconstructions are preferably carried out by means of CAD technology (3D reconstruction, etc.). From the above by simulations obtained values, in particular the derived therefrom three-dimensional Reconstruction of the loaded parts of the body, is through the numerical solution method, preferably finite element programs, in an optimization algorithm, a material parameter determination performed.

Nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erfolgt eine Simulation der von bestimmten Auflagekräften der Unterlage hervorgerufenen Einflüsse bzw. Beeinträchtigungen in ausgewählten gefährdeten Körperregionen, insbesondere tieferliegenden Gewebeschichten bzw. Strukturen derselben. Von den Ergebnissen dieser in vivo-Messungen können Rückschlüsse auf Belastungen in anderen Körperregionen anhand entsprechender Rechenmodelle ermittelt werden. Auf diese Weise ist es möglich, für alle Regionen, vorzugsweise Prädilektionsstellen, einer Person dreidimensionale Rekonstruktionen der belasteten Körperregionen und Humanmaterialparameter abzuleiten. Im Ergebnis entstehen so Humanmaterialparameter und dreidimensionale Rekonstruktionen aller Regionen bzw. Prädilektionsstellen eines Körpers.To The method described above is a simulation of certain support forces the substrate caused influences or impairments in selected vulnerable Body regions, in particular deeper tissue layers or structures thereof. From the results of these in vivo measurements can draw conclusions about strains in others body regions be determined by appropriate calculation models. To this Way is it possible for all regions, preferably predilection sites, a person three-dimensional reconstructions of the burdened body regions and derive human material parameters. The result is so Human material parameters and three-dimensional reconstructions of all Regions or predilection sites of a body.

Die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gewonnenen Simulationswerte und Materialparameter werden in eine Datenbibliothek eingegeben und von dieser verwaltet. Diese Datenbibliothek dient als Werkzeug für das zweite erfinderische Verfahren, bei dem es sich auch um eine Weiterbildung des ersten erfinderischen Verfahrens durch Interaktion beider Verfahren handeln kann. Es wird dabei eine Ermittlung der biomechanischen und/oder thermischen Wirkungen vorgenommen, die Sitz- und Liegesysteme, insbesondere eine als Unterlage für den menschlichen Körper dienende Auflage derselben, auf mindestens eine Körperregion einer das Sitz- und Liegesystem benutzenden Person ausüben würden.The Simulation values obtained according to the method described above and material parameters are entered into a data library and managed by this. This data library serves as a tool for the second inventive method, which is also a training of the first inventive method by interaction of both methods can act. It will be a determination of biomechanical and / or thermal effects, the seating and lying systems, in particular serving as a support for the human body On at least one body region of a seat and Liegeystem using person.

Das zweite erfindungsgemäße Verfahren oder die Weiterverarbeitung der nach dem zuvor beschriebenen (ersten) Verfahren ermittelten Erkenntnisse dient vor allem dazu, bei der Konstruktion, Auslegung oder Zusammenstellungen von Sitz- und Liegesystemen, insbesondere als Unterlage für eine Person dienende Auflagen, beispielsweise Matratzen, ermitteln zu können, ob die gewählte Konstruktion, Konfiguration oder Zusammenstellung des Sitz- und Liegesystems zu einer Komfortbeeinträchtigung oder auch Dekubitusgefahr führt oder welche Körperregionen vom untersuchten Sitz- bzw. Liegesystem, insbesondere die Matratze desselben, unangenehm beeinflusst werden bzw. einer Dekubitusgefahr ausgesetzt sind. Diese Überprüfung braucht nicht in vivo vorgenommen zu werden, weil hierbei die zuvor in vivo ermittelten Werte, insbesondere dreidimensionale Rekonstruktionen der belasteten Körperregionen, herangezogen werden.The second inventive method or further processing of the (first) described above Method determined findings is used primarily in the Construction, layout or composition of seating and lying systems, especially as a support for determine a person serving pads, such as mattresses to be able to whether the chosen one Construction, configuration or composition of the seat and Liegesystems to a comfort or decubitus risk leads or which body regions from the examined sitting or lying system, in particular the mattress of the same, be affected unpleasant or a Dekubitusgefahr are exposed. This review needs not be made in vivo, because this is the previously in vivo determined values, in particular three-dimensional reconstructions the polluted body regions, be used.

Das Sitz- bzw. Liegesystem oder auch nur eine Matratze desselben, wird nun belastet, was nicht in vivo zu geschehen braucht. Insbesondere erfolgt die Belastung einer vollständig ausrelaxierten Matratze. Dabei werden Druckmessungen zwischen den Auflage- bzw. Kontaktflächen und einem Modell vorgenommen. Diese Druckmessungen erfolgen vorzugsweise durch Flächensensoren, beispielsweise eine Sensormatte, die zwischen der Matratze und dem Modell an der oder jeder Auflagefläche des Modells und der Matratze angeordnet werden. Beim Modell kann es sich um das Modell einer Person, einen sogenannten Modellkörper, handeln. Es findet also keine lebende Person Verwendung. Es ist aber auch denkbar, als Modellkörper Teile von Modellen einer Person zu verwenden. Grundsätzlich kann aber auch eine lebende Person eingesetzt werden.The Sitting or lying system or just a mattress of the same, is now burdened, which does not need to happen in vivo. Especially the load of a fully relaxed mattress takes place. This pressure measurements between the support or contact surfaces and a model made. These pressure measurements are preferably carried out through area sensors, For example, a sensor mat between the mattress and the Model on the or each bearing surface of the model and the mattress to be ordered. The model may be the model of a Person, a so-called model body, act. So it does not find any living person use. However, it is also conceivable as model body parts to use models of a person. Basically, but also a live person to be employed.

Die bei der Belastung der Auflageflächen der Matratze von den Sensoren, insbesondere der Sensormatte, gemessenen Drücke werden nun herangezogen zur Ermittlung der im ersten Verfahrensschritt ermittelten dreidimensionalen Rekonstruktion der belasteten Körperregionen. Dabei werden solche dreidimensionalen Rekonstruktionen verwendet, die die Belastung der Körperregionen angeben, bei welcher auf die Unterlage der gleiche oder annähernd gleiche Druck ausgeübt wird, der von den Sensoren, insbesondere der Sensormatte, zwischen den Auflageflächen der Matratze und dem Modell bzw. Modellkörper oder Normkörper einer Normperson oder sonstigen Körpermodellen ermittelt worden ist. Über eine vorzugsweise dreidimensionale Simulation erhält man eine dreidimensionale Darstellung vorzugsweise der Kräfte, die von der Matratze auf eine daraufliegende natürliche Person, insbesondere die betrachteten Körperregionen derselben, ausgeübt würden. Auf diese Weise stellt die Erfindung ein Hilfsmittel bzw. Werkzeug zur Verfügung, das angibt, welche Beeinträchtigungen bzw. Einflüsse auf die Prädilektionsstellen von der untersuchten Matratze ausgeübt werden. Dabei werden die Gewebeverformungen der belasteten Körperregionen ermittelt, insbesondere visualisiert, und zwar vorzugsweise in den an die jeweilige Prädilektionsstelle angrenzenden tieferliegenden Gewebeschichten, wie Haut, Fettgewebe, Muskel und/oder Knochen, die das jeweils untersuchte Sitz- bzw. Liegesystem, insbesondere die Matratze desselben, auf einen daraufliegenden oder sitzenden menschlichen Körper ausüben würde.The at the load of the bearing surfaces of Mattress of the sensors, in particular the sensor mat, measured pressures are now used to determine the determined in the first step three-dimensional reconstruction of the loaded body regions. In this case, such three-dimensional reconstructions are used which indicate the load of the body regions in which the pad is subjected to the same or approximately equal pressure exerted by the sensors, in particular the sensor mat, between the bearing surfaces of the mattress and the model or model body or standard body a standard person or other body models has been determined. By means of a preferably three-dimensional simulation, a three-dimensional representation is obtained, preferably of the forces which would be exerted by the mattress on a natural person lying on it, in particular the considered body regions of the same. In this way, the invention provides an aid or tool which indicates which impairments or influences on the predilection sites are exerted by the examined mattress. In this case, the tissue deformations of the stressed body regions are determined, in particular visualized, preferably in the adjacent to the respective predilection deeper tissue layers, such as skin, adipose tissue, muscle and / or bone, the respectively examined sitting or lying system, especially the mattress thereof to exercise on a human body lying or sitting on it.

Die erhaltenen Informationen über die von dem untersuchten Sitz- bzw. Liegesystem auf das Innere der Körperregion an der jeweiligen Stelle, insbesondere Prädilektionsstelle, ausgeübten Belastungen, insbesondere Drücke, lassen Rückschlüsse auf Komfortdefizite, vor allem auf eine Dekubitusgefahr des untersuchten Sitz- bzw. Liegesystems, insbesondere die Matratze desselben, zu. Es wird die Verteilung der Beeinträchtigungen mechanischer und/oder thermischer Art in den an die untersuchte Stelle angrenzenden tiefergelegenen Gewebeschichten durch die dreidimensionale Rekonstruktion der belasteten Körperregion visualisiert. Es sind so Aussagen möglich, welche Art von Kräften, insbesondere Spannungs- und Verzerrungsfelder, bei der Interaktion eines Körpers mit der Unterlage des Sitz- bzw. Liegesystems auftreten würden und wie groß diese sind.The received information about that of the examined sitting or lying system on the inside of the body at the respective site, in particular the predilection site, especially pressures, draw conclusions about comfort deficits, especially on a decubitus risk of the examined sitting or lying system, especially the mattress of the same, too. It will be the distribution the impairments mechanical and / or thermal type in those at the investigated Place adjacent deeper tissue layers through the three-dimensional Reconstruction of the stressed body region visualized. It is thus possible to say what kind of forces, in particular Stress and distortion fields, in the interaction of a body with the pad of the sitting or lying system would occur and how big this are.

Anhand von Erfahrungswerten oder auch klinischen Voruntersuchungen können Grenzwerte der Einflüsse bzw. Beeinträchtigungen in den tiefergelegenen Gewebeschichten der untersuchten Körperregionen ermittelt bzw. festgelegt werden, und zwar hinsichtlich absoluter Werte und des Vordringens derselben in die Tiefe der Gewebeschichten an der betrachteten Stelle. Sofern an allen betrachteten Stellen das untersuchte Sitz- bzw. Liegesystem, vor allem die Unterlage desselben, keine Beeinträchtigungen erzeugt oder hervorruft, die festgelegte Grenzwerte überschreiten und/oder in keine Region der Gewebeschichten im Inneren der Körperregion vordringen, gilt das untersuchte Sitz- bzw. Liegesystem als komfortabel oder ist geeignet, Dekubituserscheinungen, also Druckgeschwüre, zu verhindern. Wenn hingegen festgestellt wird, dass das untersuchte Sitz- bzw. Liegesystem zu Beeinträchtigungen, vor allem durch mechanische Kräfte, innerhalb der untersuchten Körperregion, insbesondere an einzelnen Prädilektionsstellen, führt, ist das ein Anzeichen dafür, dass das untersuchte Sitz- und Liegesystem nicht oder noch nicht geeignet ist, den geforderten Komfort zu gewährleisten und/oder zur Vermeidung von Druckgeschwüren beizutragen. Entsprechend ist das untersuchte Sitz- bzw. Liegesystem abzuändern und/oder umzugestalten.Based of empirical values or even clinical preliminary examinations can limit values the influences or impairments in the lower tissue layers of the examined body regions determined or determined, in terms of absolute Values and the penetration of the same into the depth of the tissue layers at the point of consideration. If at all considered places the examined sitting or lying system, especially the underlay same, no impairment generates or causes exceeding specified limits and / or penetrate into any region of the tissue layers in the interior of the body region, the examined sitting or lying system is considered comfortable or is suitable to Dekubitusscheinungen, ie pressure ulcers to prevent. If however, it is found that the examined sitting or lying system to impairments, especially by mechanical forces, within the examined body region, especially at individual predilection sites, leads, is that a sign that the examined sitting and lying system does not or not yet is suitable to ensure the required comfort and / or to avoid of pressure sores contribute. Accordingly, the examined sitting or lying system amend and / or remodel.

Claims

Verfahren zur Ermittlung pathophysiologischer Beeinträchtigungen, die von einem Sitz- bzw. Liegesystem, insbesondere einer als Unterlage für eine sich auf dem Sitz- bzw. Liegesystem befindlichen Person dienende Auflage des Sitz- bzw. Liegesystems, auf mindestens eine Körperregion der Person ausgeübt werden, wobei durch bildgebende Verfahren Beeinträchtigungen in tieferliegenden Gewebeschichten der betreffenden Körperregion ermittelt werden.Method for determining pathophysiological impairments, that of a sitting or lying system, in particular as a base for yourself on the person sitting or lying person serving pad of the sitting or lying system, on at least one body region the person exercised which are impaired by imaging techniques in deeper tissue layers of the affected body region be determined.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinträchtigungen mindestens einer relevanten Körperregion, insbesondere einer repräsentativ gefährdeten Körperregion (Prädilektionsstelle), der Person in vivo ermittelt werden.Method according to claim 1, characterized in that that the impairments at least one relevant body region, in particular a representative vulnerable the body (Predilection) of the person in vivo.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Unterlage auf die betreffende Körperregion der Person ausgeübten Beeinträchtigungen und die auf die Unterlage wirkenden Auflagekräfte der Körperregion ermittelt werden.Method according to claim 1 or 2, characterized that the impairments exerted by the pad on the relevant body region of the person and the bearing forces of the body region acting on the base are determined.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräfte, die die Auflagefläche der Körperregion auf die Unterlage ausübt, in einem entsprechenden Bereich der Unterlage und gegebenenfalls eines darüber hinausgehenden Flächenbereichs der Unterlagen ermittelt werden.Method according to claim 3, characterized that the forces, the bearing surface the body region on the pad, in a corresponding area of the document and, where appropriate one about it outgoing area of the Documents are determined.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bis in die tiefergelegenen Gewebeschichten der betreffenden Körperregion wirkenden Beeinträchtigungen bei verschiedenen Auflagesituationen, insbesondere verschiedenen Auflagedrücken, der Körperregion auf die Unterlage ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that down to the deeper tissue layers the affected body region acting impairments in different situations, especially different Edition Press, the body region be determined on the pad.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei verschiedenen Auflagekräften ermittelten Beeinträchtigungen im Inneren der jeweiligen Körperregion bezogen auf die jeweilige Auflagekraft systematisch weiterverarbeitet werden, insbesondere zu einer dreidimensionalen Rekonstruktion der Beeinträchtigungen in der jeweiligen belasteten Körperregion.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at various interference forces determined inside the respective body region based on the respective contact force are processed systematically, in particular to a three-dimensional reconstruction of the impairments in the respective burdened body region.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Beeinträchtigungen der Körperregion bezogen auf die diese Beeinträchtigungen hervorrufende Auflagekraft der Körperregion auf die Unterlage herangezogen werden zur numerischen Simulation der Beeinträchtigungen, die in der Körperregion auftreten, wenn vergleichbare Auflagekräfte vorherrschen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the determined impairments of the body region related to these impairments inducing bearing force of the body region be used on the pad for numerical simulation the impairments, in the body region occur when comparable supervisory forces prevail.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für mindestens eine bestimmte Körperregion ermittelten Beeinträchtigungen herangezogen werden zur vorzugsweise rechnerischen Ableitung der Beeinträchtigungen, die in den tieferliegenden Gewebeschichten anderer Körperregionen auftreten.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for at least a specific body region identified impairments are used for preferably arithmetic derivative of the impairments those in the deeper tissue layers of other body regions occur.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch bildgebende Verfahren, wie insbesondere Röntgen- bzw. Schnittbilduntersuchungen, erfassten Werte der untersuchten Körperregionen mit Rekonstruktionstechniken weiterverarbeitet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by imaging methods, in particular X-ray or Cross-sectional examinations, recorded values of the examined body regions be processed with reconstruction techniques.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für die gemessene Körperregion ermittelten Beeinträchtigungen nach der Methode der Finiten-Elemente weiterverarbeitet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for the measured body region identified impairments be further processed according to the finite element method.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Werte in der jeweiligen Körperregion zur Simulation mit Hilfe kontinuumsmechanischer Materialgesetze verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the determined values in the respective body region for simulation using continuum mechanical material laws be used.

Verfahren zur Ermittlung biomechanischer Wirkungen von Sitz- und Liegesystemen, wobei eine Unterlage, insbesondere eine Matratze, des Sitz- bzw. Liegesystems belastet und die Belastung gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die anhand mindestens einer vorausgegangenen Rekonstruktion eines mit mindestens einer Körperregion auf der Unterlage liegenden Körpers ermittelten Werte herangezogen werden zur Ermittlung der biomechanischen Wirkungen, die die Unterlage des Sitz- bzw. Liegesystems auf die betreffende Körperregion ausübt.Method for determining biomechanical effects of sitting and lying systems, wherein a base, in particular a mattress, the seat or lying system burdened and the burden is measured, characterized in that the basis of at least a previous reconstruction of one with at least one the body lying on the base body determined values are used to determine the biomechanical Effects of the underlay of the sitting or lying system on the relevant body region exercises.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Interaktion des Sitz- bzw. Liegesystems, insbesondere die Unterlage, mit der betreffenden Körperregion zur Ermittlung der biomechanischen Wirkungen des Sitz- und Liegesystems herangezogen wird.Method according to claim 12, characterized in that that the interaction of the sitting or lying system, in particular the Underlay, with the relevant body region to determine the biomechanical effects of the sitting and lying system used becomes.

Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage gezielt belastet wird und aus den resultierenden Auflagekräften die von denselben auf die betreffenden Körperregionen bis in die tieferliegenden Gewebeschichten einwirkenden Beeinträchtigungen durch vorzugsweise dreidimensionale Rekonstruktionen ermittelt werden.Method according to claim 12 or 13, characterized that the pad is specifically loaded and from the resulting Supports the from the same to the affected body regions down to the deeper Tissue layers acting impairments by preferably three-dimensional Reconstructions are determined.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagekräfte mindestens einer Körperregion auf das zu prüfende Sitz- und Liegesystem, insbesondere eine Unterlage desselben, durch mindestens einen Flächendrucksensor, vorzugsweise eine Sensormatte, ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the bearing forces of at least one body region on the to be tested Sitting and lying system, in particular a pad of the same, by at least one surface pressure sensor, preferably a sensor mat can be determined.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 herangezogen wird zur Konfiguration und/oder Auslegung von Unterlagen von Sitz- und Liegesystemen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a method according to one or more of claims 1 to 11 is used for the configuration and / or interpretation of documents of sitting and lying systems.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der biomechanischen Eigenschaften der Unterlage eine Belastung derselben durch einen Körper erfolgt, bei dem es sich um ein Modell, insbesondere einen Modellkörper oder Modellkörperteile, handelt.Method according to one of the preceding claims, characterized that characterized in identifying the biomechanical properties the pad is subjected to a load of the same through a body, which is a model, in particular a model body or Model body parts, is.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Interaktion des Modells, insbesondere des Modellkörpers oder des Modellkörperteils, der Unterlage herangezogen wird zur vorzugsweise dreidimensionalen Rekonstruktion der durch die Unterlage im Bereich tiefergelegener Gewebestrukturen hervorgerufenen Belastung, insbesondere in dekubitusgefährdeten Körperregionen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the interaction of the model, in particular of the Model body or of the model body part, the pad is used for preferably three-dimensional Reconstruction of the underlying in the area deeper Tissue structures induced stress, especially in decubitus prone body regions.