DE4402562A1 - Measuring apparatus for profiling contours of human body e.g. human spine - Google Patents

Abstract

The measuring apparatus (10) comprises the handheld probe housing (12) which contains a freely rotating ball or castor wheel (15) coupled to a mechanism, for accumulating the total distance travelled (18) when traversing the spinal column during an orthopaedic examination. Angular deviations caused by spinal curvature are also determined deriving this process using an internal pendulum with damped response as a perpendicular reference against which a rotary potentiometer indexes the angular displacement (17). A microprocessor (21) and associated peripherals (22 to 28) enable a quantitative graphical representation to a resolution of 3 mm length and 1 degree angle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Abtastung und Erfassung einer Körperkontur, insbesondere Rückenkontur eines Menschen mit einem Wegmeßaufnehmer und -wandler, der einen vom Meßgerät gegenüber der abgetasteten Kör­ perkontur zurückgelegten Weg mißt und diesen in ein elektrisches Wegsignal umsetzt,
einem Winkelmeßaufnehmer und -wandler, der jeweilige vom Meßgerät während des beim Abtasten zurückgelegten Weges eingenommenen Winkelstellungen gegenüber der Ver­ tikalen mißt und in ein entsprechendes elektrisches Winkelsignal umsetzt,
einem den Wegmeßaufnehmer und -wandler und den Winkel­ meßaufnehmer und -wandler gemeinsam so halternden Rah­ men, Gehäuse od. dgl., daß durch das Meßgerät zu jedem Wegesignal während des bei der Abtastung zurückgelegten Weges ein dazu korreliertes Winkelsignal erzeugbar ist, und
einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung, die die Wegsignale und die Winkelsignale empfängt und daraus eine graphische Darstellung der zu erfassenden Körper­ kontur erzeugt.The invention relates to a measuring device for scanning and detecting a body contour, in particular the back contour of a person with a position transducer and transducer, which measures a path covered by the measuring device relative to the body being scanned and converts this into an electrical path signal.
an angle transducer and transducer which measures the respective angular positions assumed by the measuring device during the path covered during the scanning relative to the vertical and converts it into a corresponding electrical angle signal,
one of the displacement transducers and transducers and the angle transducer and transducer jointly holding frame, housing or the like, that a correlated angle signal can be generated by the measuring device for each path signal during the path covered during the scanning, and
an electronic processing device that receives the path signals and the angle signals and uses them to generate a graphic representation of the contour to be detected.

Ein solches Meßgerät ist aus der WO 90/09145 bekannt. Such a measuring device is known from WO 90/09145.  

Aus dem Allgemeinmediziner, Orthopäden, Sportmediziner, Ärzte für physikalische und rehabilitative Medizin und dergleichen Personen umfassenden Kreis wurde immer wie­ der der Wunsch nach einem leicht zu bedienenden und klare und anschauliche Meßergebnisse liefernden Meßge­ rät zur Aufnahme der Rückenkontur, insbesondere der Kontur der Wirbelsäule, von Patienten geäußert, welches immer noch in Gebrauch befindliche einfache mechanische Instrumente, wie Winkelmesser oder Rückenwaage erset­ zen kann.From the general practitioner, orthopedist, sports doctor, Physicians for physical and rehabilitative medicine and circle of such people has always been like the desire for an easy to use and clear and descriptive measurement results advises to take the back contour, especially the Contour of the spine, expressed by patients, which simple mechanical still in use Instruments such as protractors or back scales are replaced zen can.

Eine objektive Messung und eine graphisch-numerische Auswertung insbesondere der sagittalen Rückenform bei stehenden und sitzenden Patienten mit Rückenschmerzen und/oder Wirbelsäulenverkrümmungen sowie auch bei ge­ sunden Personen ist eine der wesentlichen Grundlagen der Erkennung und Behandlung vorhandener oder drohender Haltungsanomalien. Die Rückenkontur in der sagittalen Ebene kann Krümmungen im Sinne eines Buckels, Kyphose genannt und/oder eines Hohlkreuzes, Lordose genannt, sowie eine Abweichung von der aufrechten Haltung auf­ weisen. Gebräuchlich sind Messungen der Rückenkontur von der maximalen Vorbeugung (Anteflexion/Inklination) bis zur maximalen Zurücklehnung (Retroflexion/Reklination). Auch sind davon abweichende Haltungen bei der Messung der Rückenkontur häufig er­ forderlich, z. B. Messungen am sitzenden oder liegenden Patienten.An objective measurement and a graphical-numerical one Evaluation in particular of the sagittal back shape standing and seated patient with back pain and / or spinal curvatures as well as at ge healthy people is one of the essential foundations the detection and treatment of existing or impending Postural anomalies. The back contour in the sagittal Level can be curvature in the sense of a hump, kyphosis called and / or a hollow cross, called lordosis, as well as a deviation from the upright posture point. Measurements of the back contour are common maximum prevention (anteflexion / inclination) up to the maximum rejection (Retroflexion / reclination). They are also different Attitudes when measuring the back contour frequently required, e.g. B. Measurements on sitting or lying Patient.

Die am meisten üblichen Messungen der Rückenkontur und die dabei auftretenden Probleme werden nachstehend an­ hand der schematischen Zeichnungsfiguren 1 bis 4 kurz erläutert. Zunächst veranschaulichen die Fig. 1A und 1B ein Meßverfahren zur Aufnahme einer Rückenkontur s in der Sagittalebene bei aufrechtstehendem Patienten. Die Vertikale ist durch den Pfeil L gekennzeichnet. Ein Meßaufnehmer 10 fährt abtastend entlang der Kontur s. Aufgenommen wird erstens die vom Meßaufnehmer 10 gefah­ renen Bahn und zweitens der in jedem Punkt der Bahn zur Vertikalen L vom Meßaufnehmer 10 eingenommene Winkel a1. Während in Fig. 1A die Sagittalebene parallel zur Papieroberfläche liegt, steht sie in Fig. 1B senkrecht dazu. Die Rückenkontur s fällt deshalb in Fig. 1B mit der Vertikalen L zusammen. Wünschenswert ist, daß die vom Meßaufnehmer 10 erzeugten Winkel- und Wegmeßinfor­ mationen invariant gegenüber frontalen Abweichungen der Patientenstellung von der Vertikalen L und gegenüber Winkelabweichungen der Lage des Meßaufnehmers 10 wäh­ rend seiner Bahn entlang der Kontur s sind, wie dies durch den Winkelbereich ±β angedeutet ist.The most common measurements of the back contour and the problems that occur are briefly explained below using the schematic drawing figures 1 to 4. First, FIGS. 1A and 1B illustrate a measuring method for receiving a back contour s in the sagittal plane in upright patient. The vertical is indicated by the arrow L. A sensor 10 traverses along the contour s. Firstly, the path taken by the sensor 10 and secondly the angle a1 occupied by the sensor 10 at each point of the path to the vertical L is recorded. While the sagittal plane is parallel to the paper surface in FIG. 1A, it is perpendicular to it in FIG. 1B. The back contour s therefore coincides with the vertical L in FIG. 1B. It is desirable that the angle and displacement information generated by the sensor 10 are invariant to frontal deviations of the patient position from the vertical L and to angular deviations of the position of the sensor 10 during its path along the contour s, as indicated by the angular range ± β is.

Die Fig. 2A und 2B zeigen schematisch die Aufnahme der Rückenkontur s in der Sagittalebene bei liegender oder gebeugter Stellung eines Patienten. Der Pfeil L gibt wieder die Vertikalrichtung an. Erneut sollen vom Meß­ aufnehmer 10, während dieser entlang der Rückenkontur s fährt, Winkelmeß- und Wegmeßinformationen so erzeugt werden, daß die Rückenkontur s in der liegenden oder gebeugten Stellung des Patienten aufgenommen werden kann. Die eine Querschnittsdarstellung durch den Pati­ entenkörper, d. h. eine zur Sagittalebene senkrecht ste­ hende Ebene zeigende Fig. 2B veranschaulicht, daß bei der Bewegung des Meßaufnehmers 10 längs der Rückenkon­ tur s auftretende Winkeländerungen ±γ gegenüber der Horizontalen H, die durch den Doppelpfeil angegeben sind, keine Änderungen der vom Meßaufnehmer erzeugten Weg- und Winkelmeßdaten erzeugen sollen, d. h. daß auch in dieser liegenden Stellung des Patienten eine Unem­ pfindlichkeit des Meßaufnehmers 10 gegenüber solchen Winkeländerungen ±γ wünschenswert ist. Figs. 2A and 2B schematically show the recording of the back contour s in the sagittal plane in a lying or flexed position of a patient. The arrow L again indicates the vertical direction. Again, the measuring sensor 10 , while it is traveling along the back contour s, generates angle and displacement measurement information such that the back contour s can be recorded in the lying or bent position of the patient. The cross-sectional view through the patient's body, ie a plane standing perpendicular to the sagittal plane, FIG. 2B illustrates that during the movement of the sensor 10 along the back contour s angle changes occur ± γ with respect to the horizontal H, which are indicated by the double arrow, should not produce any changes in the displacement and angle measurement data generated by the measurement sensor, ie that even in this lying position of the patient, an insensitivity of the measurement sensor 10 to such angle changes ± γ is desirable.

Der Zweck der in den Fig. 1A, 1B, 2A und 2B schematisch dargestellten Messungen ist die Aufnahme von Verände­ rungen der Wirbelsäule in der Sagittalebene, insbeson­ dere zur Erkennung von Lordose und Kyphose zur Becken­ stellung, d. h. Kippung bzw. Aufrichtung sowie zur Er­ kennung von Abweichungen von der aufrechten Haltung, d. h. Inklination. Dagegen stellt Fig. 3 ein Verfahren zur Erkennung von Abweichungen der Kontur der Wirbel­ säule in der Frontalebene dar, wobei die Kontur in die­ ser Ebene in Fig. 3 mit 1 bezeichnet ist. Skoliotische Veränderungen der Kontur 1 der Wirbelsäule werden durch einen Meßaufnehmer 11, der in zwei unterschiedlichen Positionen 11, 11′ dargestellt ist, wieder durch ent­ sprechende Weg- und Winkelmeßdaten erhalten, wobei der Meßbereich beim Abtasten der skoliotisch gekrümmten Wirbelsäule mit ± angegeben ist. Dabei sollten die er­ zeugten Meßwerte invariant gegenüber einer Verdrehung des Meßaufnehmers 11 um eine zur Frontallebene senk­ rechte Achse sein.The purpose of the measurements illustrated schematically in Figs. 1A, 1B, 2A and 2B, the receptacle for variation of the spine in the sagittal plane, and in particular for the detection of lordosis and kyphosis position to the pool, ie, tilting or straightening, as well as recognition of He of deviations from the upright posture, ie inclination. In contrast, Fig. 3 shows a method for detecting deviations in the contour of the spine in the frontal plane, wherein the contour in this plane is designated by 1 in Fig. 3. Scoliotic changes in the contour 1 of the spine are obtained by a transducer 11 , which is shown in two different positions 11 , 11 ', again by corresponding path and angle measurement data, the measurement range when scanning the scoliotic spine being indicated by ±. The measured values he generated should be invariant with respect to a rotation of the sensor 11 about an axis perpendicular to the frontal plane.

Fig. 4 schließlich, die schematisch eine Querschnitts­ darstellung durch einen Patientenkörper im Bereich der Wirbelsäule darstellt, faßt die anhand der Fig. 1A, 1B, 2A und 2B einerseits dargestellte Messung der sagitta­ len Kontur s sowie andererseits die Messung der fronta­ len Abweichung 1 gemäß Fig. 3 zusammen. Die Vertikale L bzw. die Horizontale H steht senkrecht zur Papierebene und ist in Fig. 4 als Punkt zu erkennen. Fig. 4 ver­ deutlicht, daß das Meßgerät bevorzugt zu Konturmessun­ gen in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen ein­ gerichtet sein sollte, die durch die Achsen 1 und s ge­ kennzeichnet sind und sich gegenüber allen anderen Ebe­ nen invariant verhalten muß. Fig. 4, finally, which schematically represents a cross-sectional view through a patient's body in the area of the spine, summarizes the measurement of the sagittal contour s shown on the one hand with reference to FIGS. 1A, 1B, 2A and 2B and on the other hand the measurement of the frontal deviation 1 according to Fig. 3 together. The vertical L or the horizontal H is perpendicular to the paper plane and can be seen as a point in FIG. 4. Fig. 4 ver clarifies that the measuring device should preferably be directed to Konturmessun conditions in two mutually perpendicular planes, which are characterized by the axes 1 and S and must behave invariably towards all other levels.

Um die oben anhand der Fig. 1 bis 2 beschriebenen Meß­ verfahren ausführen zu können, weist das aus der WO 90/09145 bekannte Meßgerät eine Laufrolle, Walze oder ein Laufrad mit einem Getriebe zur Übertragung einer der Bewegung des Fahrwerks entsprechenden Drehbewegung auf, die ihrerseits mit einem Weg-Meßwertaufnehmer in Verbindung stehen. Die Übertragung der Bewegung des Fahrwerks zum Wegmeßwertaufnehmer kann zu unerwünschten Ungenauigkeiten führen. Außerdem ist bei einer zur Mes­ sung von frontalen Krümmungen geeigneten Ausführung des bekannten Meßgeräts die dazu vorgesehene Rädermechanik kompliziert, unhandlich und kann bei der Bewegung auf der Haut des Patienten zu unerwünschten und eventuell schmerzhaften Druckreizen führen. Der starke Anpreß­ druck beeinflußt die Messung auch insofern, als er die Haltung des Patienten verändern kann. Ein über eine Lotpendeleinrichtung verstellbares Winkelmeßgerät oder ein Neigungsmesser weist eine winkelcodierte Scheibe mit optoelektronischer Abtastung auf, die zusammen mit der Lotpendeleinrichtung je nach Lage oder Stellung des Patienten umgestellt und kalibriert werden muß. Diese beim bekannten Gerät notwendige Justierung und Kali­ brierung erweist sich besonders dort als nachteilig, wo schnell aufeinanderfolgende Meßreihen jeweils am ste­ henden und am liegenden bzw. gebeugten Patienten durch­ geführt werden müssen. Die untersuchende Person, z. B. der Arzt, muß die Umstellung der Lage der Winkelmeßvor­ richtung am Meßaufnehmer selbst und die Kalibrierung an der damit verbundenen Verarbeitungsvorrichtung vorneh­ men. Diese Verrichtungen erfordern Zeit und stellen au­ ßerdem die Quelle für mögliche Fehler dar.In order to be able to carry out the measuring method described above with reference to FIGS. 1 to 2, the measuring device known from WO 90/09145 has a roller, roller or an impeller with a gear for transmitting a rotary movement corresponding to the movement of the chassis, which in turn communicate with a displacement transducer. The transmission of the movement of the chassis to the displacement transducer can lead to undesirable inaccuracies. In addition, in a suitable solution for measuring frontal curvatures of the known measuring device, the intended wheel mechanism is complicated, unwieldy and can lead to undesirable and possibly painful pressure stimuli when moving on the patient's skin. The strong contact pressure also influences the measurement in that it can change the patient's posture. An angle measuring device or an inclinometer that can be adjusted via a solder pendulum device has an angle-coded disk with optoelectronic scanning, which, together with the solder pendulum device, has to be changed over and calibrated depending on the position or position of the patient. This adjustment and Kali brierung necessary in the known device proves particularly disadvantageous where rapidly successive series of measurements must be performed on the standing and lying or bent patient. The examiner, e.g. B. the doctor, the change in the position of the Winkelmeßvor direction on the sensor itself and the calibration on the processing device associated with it before men. These operations take time and are also the source of possible errors.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Abtastung und Erfassung einer Körper­ kontur, insbesondere Rückenkontur eines Menschen so zu ermöglichen, daß eine Erfassung, Auswertung und graphische Darstellung der Rückenkontur in mindestens zwei unterschiedlichen Patientenstellungen, ins­ besondere stehend und liegend oder gebeugt, ohne Ju­ stierung und Kalibrierung durchgeführt werden können. Dabei soll insbesondere die Handhabbarkeit des Meßge­ räts gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden.It is therefore an object of the present invention to Body scanning and sensing device contour, especially the back contour of a person  enable a capture, evaluation and graphic representation of the back contour in at least two different patient positions, ins special standing and lying or bent, without ju setting and calibration can be performed. In particular, the manageability of the Meßge advice can be improved compared to the prior art.

In bevorzugter Ausgestaltung soll das erfindungsgemäße Meßgerät ohne Umstellung und Kalibrierung auch zur Auf­ nahme der frontalen Rückenkontur fähig sein.In a preferred embodiment, the inventive Measuring device without conversion and calibration also for opening be able to take the frontal back contour.

Der Hauptteil der Aufgabe wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, daß der Winkelmeßaufnehmer und -wandler 17 ein bezüglich einer ersten Gehäuseachse gehäusefest aufgehängtes Lotpendel 34 aufweist, welches bezüglich einer zweiten, dazu senkrechten Gehäuseachse frei drehbar angeordnet und am Aufhängepunkt des Lotpendels drehfest mit dem Winkelmeßaufnehmer und -wandler so verbunden ist, daß letzter Winkeländerungen des Meßgerätes gegenüber der Vertikalen in zwei verschiedenen, im wesentlichen aufeinander senkrecht stehenden Meßstellungen des Meßgerätes (stehend/liegend) in einem mindestens 270°, bevorzugt aber mehr als 340° umfassenden Winkelmeßbereich ohne Justierung und Kali­ brierung erfaßt.The main part of the object is achieved in accordance with an essential aspect of the invention in that the angle measuring transducer and transducer 17 has a solder pendulum 34 which is fixed to the housing with respect to a first housing axis and which is freely rotatable with respect to a second housing axis which is perpendicular thereto and rotatably fixed to the suspension point of the solder pendulum the angle transducer and transducer is connected in such a way that last changes in the angle of the measuring device with respect to the vertical in two different, essentially mutually perpendicular measuring positions of the measuring device (standing / lying) in an angle measuring range of at least 270 °, but preferably more than 340 °, without adjustment and calibration detected.

Somit ist es ein wesentlicher Vorteil, daß das erfin­ dungsgemäße Meßgerät in zwei im wesentlichen aufeinan­ der senkrecht stehenden Meßlagen, d. h. z. B. bei stehen­ dem und liegendem oder gebeugtem Patienten eingesetzt werden kann, ohne daß irgendwelche Einstellungen oder Kalibrierungen nötig sind. So it is a major advantage that this is invented measuring device according to the invention in two essentially on each other the vertical measuring positions, d. H. e.g. B. stand at used and lying or bent patient can be made without any settings or Calibrations are necessary.  

Bevorzugt weist der Wegmeßaufnehmer und -wandler ein einziges, beim Abtasten bewegtes Element zur Erfassung einer Bahnkurve in einer gedachten Ebene auf. Das be­ wegte Element des Wegmeßaufnehmers und -wandlers be­ steht im einfachsten Fall aus einer Radscheibe, die um eine gehäusefest gelagerte Achse drehbar ist und die um eine bestimmte Tiefe gegenüber einer parallel zum Rüc­ ken führbaren Lauffläche herausragt.The displacement transducer and transducer preferably have the only element for detection that moves when scanned a trajectory in an imaginary plane. That be moved element of the displacement transducer and transducer stands in the simplest case from a wheel disc that around a housing-fixed axle is rotatable and around a certain depth compared to one parallel to the back protruding tread protrudes.

Die Drehung der Radscheibe kann auf irgendeine bekannte Weise, bevorzugt durch eine von Schlitzen in der Rad­ scheibe intermittierend unterbrochene Lichtschranke photoelektrisch in elektrische Impulse umgesetzt wer­ den.The rotation of the wheel disc can be based on any known Way, preferably through one of slots in the wheel intermittently interrupted light barrier who converted photoelectric into electrical impulses the.

Bei einer vielseitigeren Ausführungsform ist das be­ wegte Element des Wegmeßaufnehmers und -wandlers eine im Gehäuse in allen Richtungen frei drehbar gelagerte Rollkugel. Diese nach Art eines "Trackballs" in einer Computermaus gelagerte Rollkugel kann mit einer zweck­ mäßig ausgestalteten Abtastung ihrer Drehposition, bei­ spielsweise durch eine magnetische oder optoelektroni­ sche Abtastung, eine dreidimensional gekrümmte Rücken­ kontur abtasten, d. h., daß das so bevorzugt ausgestal­ tete Meßgerät zur Meßaufnahme aller anhand der Fig. 1 bis 4 exemplifizierten Konturen in einem einzigen Ab­ tastgang fähig ist und demnach Krümmungen in der Sagit­ tal- und Frontalebene gleichzeitig erfassen kann. Der im Umgang mit einer Computermaus Erfahrene weiß, daß das von der Computermaus abgegebene Signal nach seiner Verarbeitung im Computer invariant gegenüber einer Ver­ drehung des Mausgehäuses bei ansonsten stillstehender Rollkugel ist. Somit erfüllt eine solche Rollkugel in idealer Weise die zuvor anhand der Fig. 3 und 4 be­ schriebenen Invarianzforderungen. In a more versatile embodiment, the moving element of the displacement transducer and transducer is a roller ball that is freely rotatable in the housing in all directions. This in the manner of a "trackball" stored in a computer mouse trackball can scan a three-dimensionally curved back contour with an appropriately designed scanning of its rotational position, for example by magnetic or optoelectronic scanning, that is, the so preferred designed measuring device for measuring all contours exemplified with reference to FIGS . 1 to 4 is capable in a single scanning step and accordingly can detect curvatures in the sagittal and frontal planes simultaneously. Experienced in dealing with a computer mouse knows that the signal emitted by the computer mouse after its processing in the computer is invariant to a rotation of the mouse housing when the trackball is otherwise stationary. Such a trackball thus ideally meets the invariance requirements previously described with reference to FIGS. 3 and 4.

Als Winkelgeber wird bevorzugt ein Drehpotentiometer vorgeschlagen, mit dessen frei drehbarer Achse das Lot­ pendel an seinem Aufhängepunkt im wesentlichen starr verbunden ist und das mindestens um den dem Winkel des Winkelmeßbereichs entsprechende Winkelausschlag des Lotpendels in der durch die beiden aufeinander senk­ recht stehenden Meßstellungen des Meßgeräts gebildeten Ebene verdrehbar ist. Solche als Winkelgeber einsetz­ bare Drehpotentiometer sind verhältnismäßig billig, klein und robust und benötigen im Prinzip keine Kali­ brierung ihrer Anfangsstellung.A rotary potentiometer is preferred as the angle encoder proposed, with its freely rotatable axis, the solder pendulum essentially rigid at its suspension point is connected and at least by the angle of the Angular measurement range corresponding angular deflection of the Solder pendulum in the by the two lower each other quite standing measuring positions of the measuring device Level is rotatable. Use such as an angle encoder bare rotary potentiometers are relatively cheap, small and robust and in principle do not need potash their starting position.

In der bevorzugten Ausführungsform weist das genannte Drehpotentiometer eine lineare Widerstandsbahn auf, durch die der Winkelmeßaufnehmer und -wandler eine zur Winkeländerung des Lotpendels direkt proportionale Spannungsänderung erzeugen kann.In the preferred embodiment, said Rotary potentiometer on a linear resistance path, through which the angle sensor and transducer one for Angle change of the solder pendulum directly proportional Can generate voltage change.

Bevorzugt ist das den Wegmeßaufnehmer und -wandler und den Winkelmeßaufnehmer und -wandler halternde Gehäuse klein und handlich, etwa handtellergroß ausgebildet, so daß es zur Abtastung der Körperkontur von Hand in ähn­ licher Weise wie eine Computermaus geführt werden kann.This is preferably the displacement transducer and transducer the housing holding the angle sensor and transducer small and handy, about the size of a palm, so that it is similar to scanning the body contour by hand way how a computer mouse can be operated.

Um eine korrekte Parallelführung des Geräts gegenüber der die zu erfassende Kontur bedeckenden Hautoberfläche zu erleichtern, weist das handgeführte Meßgerät bevor­ zugt eine Führungsvorrichtung auf, die in vorteilhafter Weiterbildung mit einer Abtastvorrichtung gekoppelt sein kann, die ein die Parallelführung gegenüber der Hautoberfläche oder eine Abweichung davon angebendes elektrisches Signal erzeugt. Compared to a correct parallel guidance of the device the skin surface covering the contour to be detected to facilitate, shows the hand-held measuring device draws up a guiding device, which is advantageous Training coupled with a scanning device can be the one parallel to the Skin surface or a deviation from it electrical signal generated.  

Bevorzugt kann die Abtastvorrichtung einen an seinem einen Ende an einem Gleitschuh befestigten Stift auf­ weisen, welcher mit seinem anderen Ende mit einer im Gehäuse befestigten Lageerfassungsvorrichtung verbunden ist, die zur Erzeugung des die Parallelführung des Meß­ geräts gegenüber der Hautoberfläche oder eine Abwei­ chung von dieser Parallelführung angebenden elektri­ schen Signals eingerichtet ist. Dabei fluchtet die Gleitfläche das Gleitschuhs im wesentlichen mit der pe­ ripheren Fläche der Rollkugel bzw. der Radscheibe.Preferably, the scanning device can be on its one end of a pin attached to a shoe point, which with its other end with an im Housing attached position detection device connected is to generate the parallel guidance of the measurement device against the skin surface or a deviation of this parallel guidance electrical signal is set up. The is aligned Sliding surface of the sliding shoe essentially with the pe peripheral surface of the trackball or wheel disc.

Bevorzugt registriert die Abtastvorrichtung zusätzlich zur Parallelführung auch noch den korrekten Anpreßdruck der Rückenmaus auf der Haut. Dies kann bevorzugt so er­ reicht werden, daß sowohl die Radscheibe bzw. die Roll­ kugel als auch der Gleitschuh mit einem einfachen Druckaufnehmer gekoppelt sind, wie z. B. einem Dehnungs­ meßstreifen. Die Differenz der beiden Drucksignale ist eine Abweichung von der Parallelführung proportional. Ein Summensignal ist proportional dem Anpreßdruck.The scanning device preferably additionally registers also the correct contact pressure for parallel guidance the back mouse on the skin. This can be preferred be enough that both the wheel disc or the roll ball as well as the slide shoe with a simple Pressure transducers are coupled, such as. B. an elongation measuring strips. The difference between the two pressure signals is a deviation from parallel guidance is proportional. A sum signal is proportional to the contact pressure.

Das Verlassen bestimmter Toleranzbereiche für Diffe­ renz- und Summensignal kann bevorzugt durch ein akku­ stisches und/oder optisches Warnsignal angezeigt wer­ den.Leaving certain tolerance ranges for differences Limit and sum signal can preferably be by a battery tical and / or visual warning signal is displayed the.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Meßgeräts werden durch die nachstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der zugehörigen Zeich­ nungsfiguren verdeutlicht. In den Zeichnungsfiguren zeigen:Further features and advantages of the invention Gauges are described by the description below of the embodiments based on the associated drawing figures made clear. In the drawing figures demonstrate:

Die Fig. 1 bis 4 die bereits erläuterten grundle­ genden Meßverfahren zur Aufnahme der Rückenkontur und deren Probleme; Figures 1 to 4, the already explained basic measuring methods for recording the back contour and their problems;

Fig. 5 schematisch ein Blockschaltbild einer er­ sten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßge­ räts; Fig. 5 schematically shows a block diagram of a he most embodiment of the measuring device according to the invention;

Fig. 6 schematisch das als Winkelmeßaufnehmer und -wandler bevorzugte Drehpotentiometer in Verbin­ dung mit einem mit dessen Drehachse verbundenen Lotpendel; Fig. 6 schematically shows the preferred rotary transducer and transducer rotary potentiometer in conjunction with a solder pendulum connected to its axis of rotation;

Fig. 7 einen Wegmeßaufnehmer und -wandler in Form einer Radscheibe in Verbindung mit einer Licht­ schrankeneinheit; Figure 7 shows a displacement transducer and transducer in the form of a wheel disc in conjunction with a light barrier unit.

Fig. 8 schematisch eine weitere Ausführungsart des erfindungsgemäßen Meßgeräts; Fig. 8 schematically shows a further embodiment of the measuring device according to the invention;

die Fig. 9 bis 11 beispielhafte Meßergebnisse, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät aufge­ nommen wurden; Figs. 9 to 11 exemplary measurement results, as set by the inventive measuring instrument were taken;

die Fig. 12a bis 12c zusammengenommen ein Flußdia­ gramm eines Programmoduls "Hauptprogramm", das ein beispielhaftes Betriebssystem für eine benutzer­ geführte Messung und Auswertung mit Hilfe des er­ findungsgemäßen Meßgeräts ermöglicht; und Figs. 12a-12c, taken together, a Flußdia program of a program module "main program", which allows an exemplary operating system for a user-controlled measurement and evaluation with the help of he inventive measuring apparatus; and

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Programmoduls "Meßprogramm" zur Steuerung und Kontrolle des ei­ gentlichen Meßvorgangs. Fig. 13 is a flowchart of a program module "measurement program" for controlling the actual measurement process.

Gemäß Fig. 5, die eine erste Ausführungsart eines er­ findungsgemäßen Meßgeräts zeigt, sind innerhalb eines Gehäuses 12 eines Meßaufnehmers 10 (nachfolgend "Rückenmaus" genannt) ein mit einem Laufrad oder einer Rollkugel 15 verbundener Wegmeßaufnehmer und -wandler 18 und ein als Drehpotentiometer mit Lotpendel ausge­ führter Winkelmeßaufnehmer und -wandler 17 unterge­ bracht. Die Rückenmaus 10 weist ferner zwei Funktions­ tasten 16, 16′ und eine eine Parallelführung gegenüber einer Hautoberfläche 18 erleichternde Führungsvorrich­ tung in Form eines Gleitschuhs 13 sowie einen Kabelan­ schluß 14 auf. Die Rückenmaus 10 ist über ein dünnes, flexibles und mehrere Meter langes Kabel 19 über einen Analog/Digitalwandler 23 mit einer elektronischen Ver­ arbeitungseinrichtung 20 (PC) verbunden. Die elektroni­ sche Verarbeitungseinrichtung 20 weist einen Mikropro­ zessor 21 herkömmlicher Bauart auf. Mit dem Mikropro­ zessor 21 sind über eine E/A-Schnittstelle 27 ein Moni­ tor 26, eine Tastatur 24 und ein Drucker 28 verbunden. Ferner kann mit dem Mikroprozessor 21 über einen Digi­ tal/Analogwandler 25 eine analoge Anzeige- und/oder Aufzeichnungsvorrichtung 22 verbunden sein. Die im Mi­ kroprozessor 21 implementierte elektronische Verarbei­ tungseinrichtung enthält Meßdatenauswertungs- und Be­ nutzerführungsdaten und Programme, die weiter unten an­ hand der in den Fig. 12a, 12b, 12c und 13 darge­ stellten Flußdiagramme beschrieben werden.Referring to FIG. 5, showing a first embodiment of a he inventive measuring device, are (hereinafter referred to as "back mouse") within a housing 12 of a measuring transducer 10 a with a wheel or a roller ball 15 associated position transducer and transducers 18 and as a rotary potentiometer with Lotpendel out led angle transducer and transducer 17 brought under. The back mouse 10 also has two function keys 16 , 16 'and a parallel guide to a skin surface 18 facilitating Führevorrich device in the form of a shoe 13 and a Kabelan circuit 14 . The back mouse 10 is connected via a thin, flexible and several meter long cable 19 via an analog / digital converter 23 to an electronic processing device 20 (PC). The electronic processing device 20 has a microprocessor 21 of conventional design. With the microprocessor 21 , a monitor 26 , a keyboard 24 and a printer 28 are connected via an I / O interface 27 . Furthermore, an analog display and / or recording device 22 can be connected to the microprocessor 21 via a Digi tal / analog converter 25 . The electronic processing device implemented in the microprocessor 21 contains measurement data evaluation and user guidance data and programs which are described below with reference to the flow diagrams shown in FIGS . 12a, 12b, 12c and 13.

Die elektronische Verarbeitungseinrichtung ist bevor­ zugt ein handelsüblicher, zweckmäßig programmierter PC.The electronic processing device is coming moves a commercially available, appropriately programmed PC.

Aufnahme der sagittalen RückenkonturAcquisition of the sagittal back contour

Für die Aufnahmen der sagittalen Rückenkontur, wie sie anhand der Fig. 1a, 1b und 2a, 2b veranschaulicht wur­ den, wird mit der Rückenmaus 10, nachdem der Patient die gewünschte Haltung eingenommen hat, der Rücken von oberhalb der Dornfortsätze bis hinunter zum Kreuzbein abgefahren. Anfangs- und Endpunkt der Messung können dabei willkürlich gewählt werden. Bei entsprechender Fragestellung ist es genauso gut möglich, kürzere oder längere Abschnitte der Wirbelsäule, insbesondere ein­ schl. der Halswirbelsäule, zu vermessen.For the images of the sagittal back contour, as was illustrated with reference to FIGS. 1a, 1b and 2a, 2b, the back mouse is moved from above the spinous processes down to the sacrum with the back mouse 10 after the patient has taken the desired posture . The start and end point of the measurement can be chosen arbitrarily. If the question is raised, it is equally possible to have shorter or longer sections of the spine, especially a sl. the cervical spine.

Bei diesem Abtastvorgang führt der Arzt die Rückenmaus 10 frei in der Hand, möglichst parallel zur Hautober­ fläche, wobei eine Radscheibe 15 auf der Haut abrollt. Der Gleitschuh 13 erleichtert die Parallelführung der Rückenmaus 10 entlang der Hautoberfläche. Die Rad­ scheibe 15 ragt um eine kleine Distanz (Tiefe) d gegen­ über der Gleitfläche des Gleitschuhs 13 heraus, so daß die Gleitfläche des Gleitschuhs 13 auch sicherstellt, daß der Anpreßdruck der Radscheibe 15 auf der Hautober­ fläche 18 nicht zu hoch ist. Die Distanz (d) kann be­ vorzugt eingestellt werden, oder das Laufrad insgesamt durch ein solches mit anderem Durchmesser ausgewechselt werden.During this scanning process, the doctor guides the back mouse 10 freely in the hand, as parallel as possible to the skin surface, with a wheel disc 15 rolling on the skin. The slide shoe 13 facilitates the parallel guidance of the back mouse 10 along the skin surface. The wheel disc 15 protrudes by a small distance (depth) d against the sliding surface of the sliding block 13 , so that the sliding surface of the sliding block 13 also ensures that the contact pressure of the wheel disc 15 on the skin surface 18 is not too high. The distance (d) can be set preferentially, or the impeller as a whole can be replaced by one with a different diameter.

Bei athletisch gebauten Menschen kann beiderseits der Rückenkontur ein Muskelwulst vorhanden sein. Anderer­ seits können bei besonders schlanken Menschen die Dorn­ fortsätze der Rückenkontur stark ausgeprägt sein. Damit trotzdem Vermessungen der Rückenkontur mit Hilfe der Rückenmaus sowohl bei besonders athletischen als auch besonders schlanken Menschen genau ausführbar sind, ist der Gleitschuh bzw. dessen Gleitfläche bevorzugt aus­ wechselbar. Bei athletischen Menschen kann die Gleit­ fläche in Führungsrichtung der Rückenmaus konvex ausgebildet sein, während sie bei besonders schlanken Menschen konkav geformt sein kann und dadurch die Führung erleichtert. Normalerweise ist die Gleitfläche des Gleitschuhs jedoch eben. In athletically built people, the Back contour a muscle bulge may be present. Other on the one hand, the thorn can be used on particularly slim people continuations of the back contour to be strongly pronounced. In order to nevertheless measurements of the back contour using the Back mouse both particularly athletic as well especially slim people are executable the sliding shoe or its sliding surface is preferably made of changeable. In athletic people, the glide can surface convex in the direction of the back mouse be trained while being particularly slim People can be concave in shape and thereby the Leadership made easier. Usually the sliding surface of the sliding shoe, however.  

Zur Sicherstellung der korrekten Parallelführung als auch des korrekten Anpreßdrucks ist sowohl die Rad­ scheibe als auch der Gleitschuh mit einem einfachen Druckaufnehmer gekoppelt. Die Differenz der beiden Drucksignale ist eine Abweichung von der Parallelfüh­ rung proportional; das Summensignal ist proportional dem Anpreßdruck. Das Verlassen bestimmter Toleranzbe­ reiche für Differenz- und Summensignal kann bevorzugt durch akkustische und/oder optische Warnsignale ange­ zeigt werden.To ensure correct parallel guidance as the correct contact pressure is both the wheel disc as well as the sliding shoe with a simple Pressure transducer coupled. The difference between the two Pressure signals is a deviation from the parallel guide tion proportional; the sum signal is proportional the contact pressure. Leaving certain tolerance levels rich for difference and sum signal may be preferred by acoustic and / or optical warning signals be shown.

Die Fig. 6a und 6b zeigen jeweils in Drauf- und Seiten­ ansicht schematisch ein als Winkelmeßaufnehmer und -wandler 17 in der Rückenmaus 10 eingesetztes Drehpoten­ tiometer 30, wobei mit dessen Drehachse 32 ein Lotpen­ del 34 verbunden ist, das in der in Fig. 6a gezeigten Ebene ausgelenkt werden kann. Der Verdrehbereich des Drehpotentiometers kann 360° und mehr betragen. Der Winkelmeßbereich des Winkelmeßaufnehmers und -wandlers beträgt mindestens 270°, bevorzugt aber mehr als 340°. Das in den Fig. 6a und 6b gezeigte Drehpotentiometer 30 weist eine lineare Widerstandsbahn auf, die über den genannten Winkelmeßbereich ausgeführt sind. Dabei kann diese Widerstandsbahn ein elektrisches Spannungssignal liefern, dessen Spannungsänderung direkt proportional zur Winkeländerung des Lotpendels ist. Ein mit der Widerstandsbahn fest verbundenes Potentiometer 30 ist seinerseits fest mit dem Gehäuse 12 der Computermaus 10 verbunden. Die Achse 32 des Drehpotentiometers 30 ist frei mit der Verstellung des Lotpendels 34 verdrehbar. Das Lotpendel 34 besteht aus einer mit der Potentiometerachse 32 fest verbundenen Pendelstange 35 und einer mit der Pendelstange 35 fest verbundenen schweren Masse 36, die entsprechend der Physik des Lotpendels während jeder Messung senkrecht nach unten hängt und somit die Vertikalrichtung angibt. Figs. 6a and 6b show, respectively in plan and side view schematically an as Winkelmeßaufnehmer and transducers 17 inserted into the back of the mouse 10 Drehpoten tiometer 30, wherein with the rotational axis 32 a Lotpen del 34 is connected, that as shown in Fig. 6a shown level can be deflected. The range of rotation of the rotary potentiometer can be 360 ° and more. The angular measuring range of the angular measuring transducer and transducer is at least 270 °, but preferably more than 340 °. The rotary potentiometer 30 shown in FIGS . 6a and 6b has a linear resistance path, which is carried out over the angle measuring range mentioned. This resistance path can supply an electrical voltage signal whose change in voltage is directly proportional to the change in angle of the solder pendulum. A potentiometer 30, which is firmly connected to the resistance track, is in turn firmly connected to the housing 12 of the computer mouse 10 . The axis 32 of the rotary potentiometer 30 can be freely rotated with the adjustment of the solder pendulum 34 . The Lotpendel 34 consists of a fixedly connected to the potentiometer 32 pendulum rod 35 and fixedly connected to the pendulum rod 35 heavy mass 36, which according to the physics of each measurement depends Lotpendels while vertically downwards and thus indicates the vertical direction.

Die Dämpfung der Potentiometerachse stellt einen Kompromiß zwischen hoher Winkelauflösung einerseits und Nachschwingen des Pendels bei Lageänderungen andererseits dar. Bei schwach gedämpfter Achse erhält man gute Winkelauflösung und geringe Hysterese; das ausgeprägte Nachschwingen des Lotpendels nach Winkeländerung verhindert jedoch zuverlässige Meßwerte.The damping of the potentiometer axis provides one Compromise between high angular resolution on the one hand and swinging of the pendulum when the position changes on the other hand. With weakly damped axle good angular resolution and low hysteresis; the pronounced reverberation of the solder pendulum However, changing the angle prevents reliable measured values.

Eine stark gedämpfte Achse unterdrückt zwar Überschwin­ ger, bewirkt jedoch andererseits eine reduzierte Win­ kelauflösung bzw. verstärkt die Hysterese.A heavily damped axis suppresses overshoot ger, but on the other hand causes a reduced win resolution or increases the hysteresis.

In der Praxis hat sich eine Dämpfung der Potentiometer­ achse entsprechend einer Winkelauflösung von ± 1° be­ währt; diese Auflösung genügt den medizinischen Ansprü­ chen, und das gedämpfte Überschwingverhalten erlaubt eine zuverlässige Messung.In practice there has been a damping of the potentiometers axis corresponding to an angular resolution of ± 1 ° lasts; this resolution is sufficient for medical claims chen, and the damped overshoot behavior allows a reliable measurement.

Es ist unmittelbar einleuchtend, daß die gewählte An­ ordnung des Winkelmeßaufnehmers und -wandlers im we­ sentlichen invariant ist gegenüber Verdrehungen der Rückenmaus, die keine Winkelverstellungen der Potentio­ meterachse 32 bewirken.It is immediately obvious that the selected arrangement of the angle transducer and transducer is essentially invariant to rotations of the back mouse, which do not cause any angular adjustments of the potentiometer axis 32 .

Die Winkelmeßaufnehmer und -wandlerschaltung erzeugt eine Analogspannung zwischen 0 und 3 V entsprechend dem vom Drehpotentiometer 30 angenommenen Widerstand. Die Analogspannung wird als analoger Meßwert über die Verbindungsleitung 19 und den Analog/Digitalwandler 23 zum Mikroprozessor 21 geleitet. Dieser erzeugt aus den digitalisierten Spannungswerten entsprechende Winkelwerte im Bogenmaß und in Winkelgraden. Die erforderlichen Umrechnungsfaktoren bestimmt das Programm automatisch anhand von systemspezifischen Einstellwerten, die mit einem Kalibrierunterprogramm sehr einfach (beliebig oft, aber mindestens einmal bei Installation des Systems) erstellt werden.The angle sensor and transducer circuit generates an analog voltage between 0 and 3 V corresponding to the resistance assumed by the rotary potentiometer 30 . The analog voltage is passed as an analog measured value to the microprocessor 21 via the connecting line 19 and the analog / digital converter 23 . This generates corresponding angular values in radians and degrees from the digitized voltage values. The program automatically determines the required conversion factors on the basis of system-specific setting values, which can be created very easily with a calibration subroutine (as often as required, but at least once when the system is installed).

Fig. 7 zeigt schematisch eine als Wegmeßaufnehmer und -wandler 17 dienende Radscheibe 40, die in der Nähe ih­ rer peripheren Oberfläche 45, die bei der Messung auf der Hautoberfläche abrollt, gleich beabstandete, ra­ diale und lichtdurchlässige Schlitze 44 aufweist, die einen von einer Lichtschrankeneinheit 46 erzeugten Lichtstrahl bei der Drehung der Radscheibe 40 intermit­ tierend unterbrechen. Je geringer der Winkelabstand der Schlitze 44 der Radscheibe 40, desto höher ist die Weg­ auflösung des Wegmeßaufnehmers und -wandlers. Die Lichtschrankeneinheit 46 enthält in bekannter Weise eine einen Lichtstrahl erzeugende Leuchtdiode sowie eine Photodiode oder einen Phototransistor, die die bei der Drehung des Rads 40 durch die Schlitze 44 intermit­ tierend erzeugten Lichtimpulse empfängt und daraus ein die Weginformation angebendes elektrisches Signal er­ zeugt. Fig. 7 shows schematically a serving as a transducer 17 and wheel disc 40 , the near their peripheral surface 45 , which rolls during measurement on the skin surface, equally spaced, ra diale and translucent slots 44 , one of one Light barrier unit 46 generated light beam intermittently interrupt the rotation of the wheel disc 40 . The smaller the angular spacing of the slots 44 of the wheel disk 40 , the higher the path resolution of the position transducer and transducer. The light barrier unit 46 contains, in a known manner, a light-emitting diode and a photodiode or a phototransistor, which receives the light pulses generated intermittently when the wheel 40 is rotated through the slots 44 and generates an electrical signal indicating the path information.

Der Gleitschuh 13 kann im einfachsten Fall fest am Ge­ häuse 12 der Rückenmaus 10 befestigt sein. Alternativ kann er auswechselbar befestigt sein.In the simplest case, the slide shoe 13 can be fixedly attached to the housing 12 of the back mouse 10 . Alternatively, it can be exchangeably attached.

Auch kann er federnd am Gehäuse 12 der Rückenmaus 10 so gelagert sein, daß eine mit dem Gleitschuh 13 über ein Verbindungsglied verbundene Parallelführungs- Abtastvorrichtung (nicht gezeigt) ein elektrisches Signal erzeugen kann, das eine korrekte Parallelführung der Rückenmaus 10 oder eine Abweichung davon angibt und das zum Beispiel zur Erzeugung eines akustischen oder optischen Warnsignals bei inkorrekter Parallelführung dienen kann.It can also be resiliently mounted on the housing 12 of the back mouse 10 in such a way that a parallel guide scanning device (not shown) connected to the sliding shoe 13 via a connecting link can generate an electrical signal indicating correct parallel guidance of the back mouse 10 or a deviation therefrom and which can be used, for example, to generate an acoustic or optical warning signal if the parallel guidance is incorrect.

Bei einer verbesserten Ausführungsart können die Rad­ scheibe und der Gleitschuh mit den erwähnten Druckauf­ nehmern gekoppelt sein, um ein akkustische und/oder op­ tisches Warnsignal anzuzeigen, daß das Verlassen be­ stimmter Toleranzbereiche signalisiert.In an improved embodiment, the wheel disc and the shoe with the mentioned pressure be coupled to an acoustic and / or op table warning signal to indicate that the exit be certain tolerance ranges are signaled.

Das mit dieser einfachen Ausführung der Rückenmaus 10 arbeitende Meßgerät ist zur Aufnahme der sagittalen Rückenkontur bei stehendem und liegendem oder gebeugtem Patienten bestens geeignet. Die Rückenmaus 10 ist dabei invariant gegenüber den in Fig. 1b veranschaulichten Verdrehungen ±β, weil das an der Achse 32 des Potentio­ meters 30 befestigte Lotpendel 34 nur in der vorgegebe­ nen, in Fig. 6a zu erkennenden Ebene ausgelenkt werden kann. Ferner kann die Rückenmaus 10 zur Aufnahme der sagittalen Rückenkontur in liegender oder gebeugter Stellung des Patienten (Fig. 2a und 2b) ohne Justierung und Kalibrierung um etwa 90° gedreht verwendet werden, weil das Drehpotentiometer 30 den zuvor erwähnten großen Winkelmeßbereich von mindestens 270° ermöglicht. Eine Kalibrierung ist dabei wenigstens einmal bei Installation des Systems nötig. Zu Beginn der Messung wird eine erste Meßtaste 16 der Rückenmaus 10 gedrückt. Von diesem Zeitpunkt an wird mit dem ersten, von der die Radscheibe 40 abtastenden Lichtschranke 46 gelieferten elektrischen Impuls der von der Rückenmaus 10 beim Abtasten der Rückenkontur zurückgelegte Weg durch Zählen der durch die Lichtschranke erzeugten Impulse erfaßt und in Wegeinheiten umgerechnet. Dabei kann eine Auflösung von ± 3 mm oder darunter erreicht werden, die einer Impulsperiode von der Lichtschrankeneinheit 46 entspricht. The measuring device working with this simple version of the back mouse 10 is ideally suited for recording the sagittal back contour when the patient is standing, lying or bent. The back mouse 10 is invariant with respect to the rotations ± β illustrated in FIG. 1b, because the solder pendulum 34 attached to the axis 32 of the potentiometer 30 can only be deflected in the plane indicated in FIG. 6a. Furthermore, the back mouse 10 can be used to record the sagittal back contour in the lying or bent position of the patient ( FIGS. 2a and 2b) rotated by about 90 ° without adjustment and calibration, because the rotary potentiometer 30 enables the aforementioned large angle measuring range of at least 270 ° . Calibration is necessary at least once when the system is installed. At the start of the measurement, a first measuring key 16 of the back mouse 10 is pressed. From this point in time, with the first electrical pulse supplied by the light barrier 46 scanning the wheel disc 40 , the path covered by the back mouse 10 when the back contour is scanned is detected by counting the pulses generated by the light barrier and converted into path units. A resolution of ± 3 mm or less can be achieved, which corresponds to a pulse period from the light barrier unit 46 .

Das im Mikroprozessor 21 enthaltene Meßmodul berechnet daraus die abgefahrene Rückenlänge in mm. Bei dieser Berechnung ist zu beachten, daß die Haut in Abhängig­ keit vom Anpreßdruck der Rückenmaus 10 während des Meß­ vorgangs unterschiedlich gedehnt wird. Dies stellt eine Fehlergröße dar, die direkt in die berechnete Rücken­ länge eingeht. Während der Messung empfiehlt sich ein mittlerer Anpreßdruck. Bei abweichendem Anpreßdruck kann im Extremfall eine Längenänderung von ± 3 cm resul­ tieren. Um den Anpreßdruck während der Messung gleich­ förmig zu halten, ragt die Peripherie der Radscheibe 15 der Rückenmaus 10 nur um den geringen Betrag d aus dem Gleitschuh 13 heraus. Die optische oder akustische Warnanzeige kann, wie bereits erwähnt, einen zu hohen Anpreßdruck und/oder eine Schieflage signalisieren.From this, the measuring module contained in the microprocessor 21 calculates the traveled back length in mm. In this calculation, it should be noted that the skin is stretched differently depending on the contact pressure of the back mouse 10 during the measurement process. This is an error size that directly affects the calculated back length. A medium contact pressure is recommended during the measurement. If the contact pressure deviates, in extreme cases a change in length of ± 3 cm can result. In order to keep the contact pressure uniform during the measurement, the periphery of the wheel disk 15 of the back mouse 10 protrudes only by a small amount d from the sliding block 13 . As already mentioned, the optical or acoustic warning display can signal that the contact pressure is too high and / or that the skew is wrong.

Das von der Taste 16 dem Mikroprozessor 21 über das Kabel 19 gelieferte Signal wird bevorzugt so geformt, daß die Messung mit dem ersten Tastendruck der Taste 16 beginnt und nach Loslassen der Taste 16 endet. Das Meßprogramm, wie es weiter unten anhand der Fig. 13 erläutert wird, enthält eine Logik zur Steuerung des Meßvorgangs bei gedrückter Taste 16.The signal supplied by the key 16 to the microprocessor 21 via the cable 19 is preferably shaped such that the measurement begins when the key 16 is pressed for the first time and ends after the key 16 is released. The measurement program, as will be explained further below with reference to FIG. 13, contains logic for controlling the measurement process while key 16 is pressed.

Eine in Fig. 5 gezeigte Markertaste 16′ an der Rücken­ maus 10 kann betätigt werden, um an beliebigen Stellen der abgetasteten Rückenkontur eine Markierung zu set­ zen. Die beim Tastendruck dieser Markertaste 16′ einge­ nommene Position der Rückenmaus 10 wird am Monitor 26 und am Drucker 28 graphisch gekennzeichnet. Zweck die­ ser weiteren Taste ist das Herstellen einer Beziehung zur realen Anatomie, beispielsweise zu ausgezeichneten Wirbelkörpern oder zu besonderen Merkmalen auf bestimm­ ter Höhe. Die Spannungssignale dieser Markertaste 16′ werden auch über die Leitung 19 zum Mikroprozessor 21 geführt.A marker button 16 'shown in Fig. 5' on the back mouse 10 can be operated to set a marker at any point on the scanned back contour. The position of the back mouse 10 when the marker key 16 'is pressed is marked graphically on the monitor 26 and on the printer 28 . The purpose of this further key is to establish a relationship with real anatomy, for example with excellent vertebral bodies or with special features at a certain height. The voltage signals of this marker button 16 'are also conducted via line 19 to the microprocessor 21 .

In Fig. 8 ist eine weitere Variante des erfindungsgemä­ ßen Meßgeräts dargestellt.In FIG. 8 shows a further variant of the inventive SEN meter is shown.

Die in Fig. 8 gezeigte Variante des erfindungsgemäßen Meßgeräts stellt eine ortsfeste Anordnung dar, bei der ein als Laufkatze ausgebildeter Meßwertaufnehmer 1 be­ vorzugt von Hand längs eines in senkrechter Position oder horizontaler Position befestigten Stativs 2 ge­ führt wird, welches als Führungsschiene für den Meßwer­ taufnehmer 1 dient. Das Stativ ist in vertikaler Stel­ lung mit 2 und in horizontaler Stellung (gestrichelt) mit 2′ bezeichnet. Ein Pfeil h gibt eine Schwenkbewe­ gung eines oberen Abschnitts des Stativs 2 um eine zur Papierebene senkrechte Achse an. Die Vertikalrichtung ist durch den Pfeil L und die Horizontalrichtung durch den Pfeil H angegeben. Anhand der Fig. 8 wird zunächst die Aufnahme der sagittalen Rückenkontur s eines Pati­ enten P in stehender Stellung beschrieben.The variant of the measuring device according to the invention shown in FIG. 8 represents a fixed arrangement in which a measuring transducer 1 designed as a trolley is preferably guided by hand along a tripod 2 fastened in a vertical position or horizontal position, which is used as a guide rail for the measuring transducer 1 serves. The tripod is designated in the vertical position with 2 and in the horizontal position (dashed) with 2 '. An arrow h indicates a pivoting movement of an upper section of the stand 2 about an axis perpendicular to the paper plane. The vertical direction is indicated by the arrow L and the horizontal direction by the arrow H. With reference to FIG. 8, the recording of the sagittal spinal contour is first ducks P in a standing position described a s Pati.

Ein Drehpotentiometer 3 des Meßwertaufnehmers 1, das in Kombination mit einem in Fig. 8 nicht gezeigten Winkel­ meßaufnehmer und -wandler ähnlich gestaltet ist, wie er anhand der Fig. 6a und 6b beschrieben wurde, ist mit seinem Schleifer mit einem Arm 7 verbunden, der an sei­ nem vom Meßwertaufnehmer 1 abgewendeten Ende ein leicht am Rücken abrollbares Rad 8 trägt. Bei der Bewegung des Meßwertaufnehmers 1 längs des Stativs 2 wird die zurückgelegte Strecke mittels eines radial geschlitzten Meßrades 6 aufgenommen, das mit einer Lichtschranke versehen ist, die bei der Drehung des Rades 6 elektrische Impulse abgibt, genauso wie dies anhand der Fig. 7 beschrieben wurde. Zur Bewegung des Meßwertaufnehmers 1 längs des Stativs faßt die untersuchende Person den Meßwertaufnehmer 1 am Handgriff 5 und bewegt diesen aufwärts oder abwärts, wobei das Rad 8 am Schwenkarm 7 auf der Rückenkontur s abrollt und eine Auslenkung des Schwenkarms 7 um einen Winkel verursacht, der am Potentiometer eine entsprechende Spannungsänderung ergibt. Zusammen mit dem anhand der Drehung des geschlitzten Meßrades 6 erfaßten zurückgelegten Weg läßt sich unter Berücksichtigung der Länge des Arms 7 somit die sagittale Kontur s des Rückens des Patienten P er­ fassen. Zur Erfassung der sagittalen Kontur beispiels­ weise in liegender Stellung wird das Stativ 2 am Schwenklager 4 in die gestrichelt gezeichnete horizon­ tale Position 2′ gebracht (Pfeil h), wobei der sonstige Meßvorgang genauso ohne irgendeine Umstellung oder Ka­ librierung des Meßwertaufnehmers 1 abläuft.A rotary potentiometer 3 of the transducer 1 , which in combination with an angle sensor and transducer, not shown in FIG. 8, is similarly designed, as described with reference to FIGS . 6a and 6b, is connected to an arm 7 by its grinder at his end facing away from the transducer 1 carries a wheel 8 which can be easily rolled off the back. During the movement of the transducer 1 along the stand 2 , the distance traveled is recorded by means of a radially slotted measuring wheel 6 , which is provided with a light barrier which emits electrical pulses when the wheel 6 rotates, as was described with reference to FIG. 7 . To move the transducer 1 along the tripod, the examining person grips the transducer 1 on the handle 5 and moves it up or down, the wheel 8 rolling on the swivel arm 7 on the back contour s and causing a deflection of the swivel arm 7 by an angle that on Potentiometer results in a corresponding voltage change. Together with the distance covered based on the rotation of the slotted measuring wheel 6, the sagittal contour s of the back of the patient P can thus be grasped, taking into account the length of the arm 7 . To detect the sagittal contour, for example in a lying position, the stand 2 on the pivot bearing 4 is brought into the dashed horizontal position 2 '(arrow h), the other measuring process taking place without any change or calibration of the sensor 1 .

Gute Meßresultate erhält man, wenn jede Messung dreimal durchgeführt wird und die elektronische Auswertung einen Mittelwert der drei Meßaufnahmen der Rückenkontur bildet.Good measurement results are obtained when each measurement is made three times is carried out and the electronic evaluation an average of the three measurements of the back contour forms.

Kombinierte Aufnahme der sagittalen und frontalen RückenkonturCombined sagittal and frontal image Back contour

Wie bereits erwähnt, läßt sich eine kombinierte Auf­ nahme der sagittalen und frontalen Rückenkontur oder auch wahlweise die Aufnahme einer der beiden Konturen dadurch erzielen, daß die oben beschriebene und in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Rückenmaus 10, statt mit einer Radscheibe mit einer Rollkugel 15 nach Art einer Computermaus versehen ist, die auch die Aufnahme der Kurve 1 in der Frontalebene gestattet (siehe die Fig. 3 und 4). Dabei bleibt das oben Gesagte bezüglich der Winkelaufnahme mittels des mit dem Lotpendel versehenen Drehpotentiometers unverändert. Lediglich der Meßwand­ lerteil der Rollkugel unterscheidet sich vom Wandler­ teil der Radscheibe und kann eine aus dem Stand der Technik der Computermaus bekannte Ausführung haben. Ferner muß die durch den Mikroprozessor 21 implemen­ tierte Software zur Auswertung der zweidimensionalen Rollkugeldaten angepaßt sein. Da diese Techniken aus dem Gebiet der Computermaus weitgehend bekannt sind, wird hier auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet.As already mentioned, a combined acquisition of the sagittal and frontal back contour or alternatively the inclusion of one of the two contours can be achieved in that the back mouse 10 described above and shown in FIGS. 5 to 7, instead of with a wheel disc with a trackball 15 is provided in the manner of a computer mouse, which also allows the inclusion of curve 1 in the frontal plane (see FIGS. 3 and 4). What has been said above regarding the angular recording by means of the rotary potentiometer provided with the solder pendulum remains unchanged. Only the measuring wall lerteil the trackball differs from the transducer part of the wheel disc and can have a design known from the prior art of the computer mouse. Furthermore, the software implemented by the microprocessor 21 must be adapted to evaluate the two-dimensional roller ball data. Since these techniques are widely known in the computer mouse field, a detailed description of them is omitted here.

Software im Mikroprozessor - das Meß- und Steuerungs­ programm bei Verwendung der Rückenmaus gemäß den Fig. 5 bis 7Software in the microprocessor - the measurement and control program when using the back mouse according to FIGS. 5 to 7 A) HauptprogrammA) Main program

Das in den Fig. 12a bis 12c gezeigte Flußdiagramm gibt den logischen Ablauf des Hauptprogramms wieder. Dieses ermöglicht als menügeführte Schnittstelle zwischen Be­ nutzer und Rückenmaus die gesamte Programmführung mit Eingabe der Patientendaten, Darstellung und Speicherung der Ergebnisse sowie Ausgaben an Bildschirm und Druc­ ker. Der vom Drucker erstellte Ausdruck wird weiter un­ ten anhand der Fig. 9, 10 und 11 näher erläutert.The flowchart shown in FIGS . 12a to 12c shows the logic flow of the main program. As a menu-driven interface between the user and the back mouse, this enables the entire program to be run, including the entry of patient data, display and storage of the results, and output to the screen and printer. The printout created by the printer is further explained below with reference to FIGS. 9, 10 and 11.

Die Verbindungspunkte zwischen Fig. 12a und 12b sind mit K1-K4 und zwischen Fig. 12b und Fig. 12c mit K5-K7 bezeichnet. Im einzelnen sind folgende Programmteile im Hauptprogramm enthalten: The connection points between FIGS. 12a and 12b are denoted by K1-K4 and between Fig. 12b and Fig. 12c K5-K7. The following program parts are included in the main program:

Hauptmenü 102 Main menu 102

Dieses wird nach einem Initiationsbefehl 101 gestartet und gestattet die Auswahl von mindestens vier Unterpro­ grammen und den Übergang zum Ende des Programms (Programmkästchen 126).This is started after an initiation command 101 and allows the selection of at least four sub-programs and the transition to the end of the program (program box 126 ).

Die Unterprogramme sind im einzelnen:The subroutines are:

• 1. ein Kalibrierprogramm 103, 104, welches die er­ forderlichen Umrechnungsfaktoren automatisch anhand von systemspezifischen Kalibrierwerten bestimmt. Das aus den Programmteilen 103 und 104 bestehende Kalibrier-Unterprogramm ist sehr einfach und kann beliebig oft gestartet werden. Es sollte zumindest einmal bei Neuinstallation der Rückenmaus gestartet werden.1. a calibration program 103 , 104 which automatically determines the conversion factors required based on system-specific calibration values. The calibration subroutine consisting of program parts 103 and 104 is very simple and can be started as often as required. It should be started at least once when the back mouse is reinstalled.
• 2. Das aus den Programmblöcken 105, 106 und 107 be­ stehende Meßprogramm, das die eigentliche Messung anhand der von der Rückenmaus gelieferten Daten ausführt. Der Programmblock 106 dient zur Eingabe der Patientendaten.2. The measurement program consisting of the program blocks 105 , 106 and 107 , which carries out the actual measurement on the basis of the data supplied by the back mouse. The program block 106 is used to enter the patient data.
• Der Programmblock 107, der das eigentliche Meßmo­ dul darstellt, wird nachstehend anhand der Fig. 13 näher beschrieben.The program block 107 , which represents the actual measuring module, is described in more detail below with reference to FIG. 13.
• Der dem Meßmodul 107 folgende Programmblock 108 berechnet die Rückenlänge, die Inklination, die Kyphose und Lordose und die Winkel relativ zur Vertikalen an neunzehn äquidistanten Wirbelsäulen­ segmenten.The program block 108 following the measuring module 107 calculates the back length, the inclination, the kyphosis and lordosis and the angles relative to the vertical on nineteen equidistant spine segments.
• Im Programmblock 109 wird auf Normlänge gedehnt. Im Programmblock 110 erfolgt eine Bildschirmaus­ gabe der Rückenkurve und der Winkelwerte.In program block 109 , stretching is carried out to the standard length. In program block 110 there is a screen output of the back curve and the angle values.
• 3. Der mit 112 bezeichnete Menüblock, der auf der Festplatte gespeicherte Daten von früheren Messungen einliest;
  der Programmblock 113 fragt nach dem Dateinamen;
  der Programmblock 114 erzeugt eine Sichtanzeige der Patientendaten auf dem Monitor;
  der Programmblock 118 erzeugt eine Sichtdar­ stellung der Rückenkurve auf dem Monitor;
  das mit Ziffer 119 bezeichnete Untermenü ermög­ licht die Übergabe der am Monitor angezeigten Da­ ten an einen Drucker und die Initiierung des Druc­ kers;
  im Block 121 wird der Drucker initiiert, wonach das mit 122 bezeichnete Druckunterprogramm gestar­ tet wird.3. reads the designated 112 Menu block stored on the hard drive data from previous measurements;
  program block 113 asks for the file name;
  program block 114 creates a visual display of patient data on the monitor;
  program block 118 generates a visual representation of the back curve on the monitor;
  the submenu marked with number 119 enables the data displayed on the monitor to be transferred to a printer and the printer to be initiated;
  in block 121 the printer is initiated, after which the printing subroutine designated 122 is started.
• Ein sich an das Bildschirmausgabeprogramm 110 an­ schließendes Untermenü 111 gestattet die Auswahl unter
  i. Rücksprung zum Hauptmenü (Block 123)
  ii. Wiederholung der Messung (Block 124)
  iii. eine Speicherung von aufgenommenen Meßdaten:
  Rohdaten und Ergebnisse (Blöcke 125 und 126); und
  iv. den Start eines Druckprogramms zur Ausgabe der gemessenen Daten am Drucker (Blöcke 127 und 128).A submenu 111 following the screen output program 110 permits the selection from
  i. Return to the main menu (block 123 )
  ii. Repetition of the measurement (block 124 )
  iii. storage of recorded measurement data:
  Raw data and results (blocks 125 and 126 ); and
  iv. the start of a print program to output the measured data to the printer (blocks 127 and 128 ).
• 4. Ein Menüblock 115, der den Druck vieler Dateien ermöglicht; dieser Menüblock 115 enthält die Eingabe der auszudruckenden Dateinamen 116 und das Druckprogramm 117.4. A menu block 115 that allows printing of many files; this menu block 115 contains the input of the file names 116 to be printed and the print program 117 .

Meßmodul-Programmblock 107 (Fig. 13)Measuring module program block 107 ( FIG. 13)

Zunächst wird abgefragt, ob die Meßtaste 16 gedrückt ist oder nicht (131).First, it is queried whether the measuring key 16 is pressed or not ( 131 ).

Wenn die Meßtaste 16 gedrückt ist, wird der vom Ana­ log/Digitalwandler 23 erzeugte Digitalwert des Winkels gelesen (132).When the measurement key 16 is pressed, the digital value of the angle generated by the analog / digital converter 23 is read ( 132 ).

Dann wird abgefragt, ob die Markertaste 16′ gedrückt ist (134).Then it is asked whether the marker key 16 'is pressed ( 134 ).

Wenn die Markertaste gedrückt ist, wird abgefragt, ob ein Wegimpuls von der Lichtschranke vorliegt (Programmblock 133).If the marker key is pressed, a query is made as to whether there is a path impulse from the light barrier (program block 133 ).

Wenn ein solcher Impuls vorliegt, wird der Zustand der Markertaste gespeichert (137). Anschließend wird in ei­ nem Programmblock 136 der Winkel gespeichert.If such a pulse is present, the status of the marker key is saved ( 137 ). The angle is then stored in a program block 136 .

Wenn dagegen bei der Abfrage 134 entschieden wird, daß die Markertaste 16′ nicht gedrückt ist, wird ebenfalls abgefragt, ob ein Wegimpuls von der Lichtschranke vor­ liegt (135).On the other hand, if it is decided at query 134 that the marker key 16 'is not pressed, it is also queried whether there is a path pulse from the light barrier ( 135 ).

Ist dies der Fall, wird ohne Speicherung des Zustands der Markertaste 16′ unmittelbar der Programmblock 136 angesprungen, der den Winkel speichert.If this is the case, the program block 136 , which stores the angle, is jumped to without saving the state of the marker key 16 '.

Nachdem der Winkel gespeichert ist, wird abgefragt, ob eine maximale Anzahl von Meßwerten vorhanden ist (138). Wenn dies nicht der Fall ist, wird erneut die Meßtaste 16 abgefragt (139) und, wenn die Meßtaste gedrückt ist, zum Programmblock 132 übergegangen.After the angle has been saved, a query is made as to whether there is a maximum number of measured values ( 138 ). If this is not the case, the measurement key 16 is queried again ( 139 ) and, if the measurement key is pressed, the program block 132 is entered .

Wenn die Meßtaste nicht gedrückt ist oder die maximale Anzahl der Meßwerte in der Entscheidung 138 als gültig erkannt wurde, erfolgt in einem Programmblock 140 die Datenübergabe an das Hauptprogramm, wonach das Meßpro­ gramm wieder zum Hauptprogramm zurückkehrt. If the measurement key is not pressed or the maximum number of measurement values was recognized as valid in decision 138 , data is transferred to the main program in a program block 140 , after which the measurement program returns to the main program.

Ausdruck der Meßwerte und der sagittalen KonturPrintout of the measured values and the sagittal contour

Nun werden anhand der Fig. 9 bis 11 die am Drucker und am Bildschirm erzeugbaren graphischen und tabellari­ schen Darstellungen erläutert. Die Fig. 9 bis 11 stel­ len einige mit einem Prototyp des erfindungsgemäßen Meßgeräts aufgenommenen sagittalen Rückenkonturen dar. Es handelte sich jeweils um die gleiche Person in un­ terschiedlicher Haltung. In Fig. 9 war die Haltung ste­ hend und retroflektiert; in Fig. 10 war die Haltung stehend und anteflektiert; in Fig. 11 war die Haltung sitzend und aufrecht. Die Ausdrucke enthalten prinzipi­ ell:The graphic and tabular representations that can be generated on the printer and on the screen will now be explained with reference to FIGS. 9 to 11. FIGS. 9 to 11 stel len some with a prototype of the measurement device according to the invention taken sagittal spinal contour. It negotiated in each case be the same person in un terschiedlicher attitude. In Fig. 9 the posture was standing and retroflected; in Figure 10 the posture was standing and anteflected; in Figure 11 the posture was sitting and upright. The printouts contain in principle:

• 1. eine Skizze 200 der sagittalen Rückenform;1. a sketch 200 of the sagittal back shape;
• 2. eine Tabelle 210 mit Angaben von Haltung, Rücken­ länge, Inklination, Kyphose, Lordose und deren Maximalwerte, die ebenfalls in Skizze 200 angegeben sind; und2. a table 210 with details of posture, back length, inclination, kyphosis, lordosis and their maximum values, which are also given in sketch 200 ; and
• 3. tabellarisch eine Liste 220 von 19 Winkelwerten, welche die Neigung von 19 Segmenten der Wirbel­ säule angeben. Der letzte dieser Winkel entspricht dem Sakralwinkel und damit der Stellung des Beckens.3. Tabularly a list 220 of 19 angle values, which indicate the inclination of 19 segments of the spine. The last of these angles corresponds to the sacral angle and thus the position of the pelvis.

Die zugehörigen Segmente sind auf der Wirbelsäulenkon­ tur in der Skizze 200 mit offenen Quadraten gekenn­ zeichnet. Zusätzlich können in der Skizze 200 maximal 20 zusätzliche Markierungspunkte mittels der Markerta­ ste gesetzt werden, die besonders hervorzuhebenden ana­ tomischen Merkmalen entsprechen können. Beispielsweise sind in der Skizze 200 der Fig. 9 zwei ausgewählte Mar­ kierungspunkte gesetzt, die jeweils Anfang und Ende der LWS (Lendenwirbelsäule) kennzeichnen;
in Fig. 10, die die Meßwerte bei einer stehend-ante­ flektierten Haltung des Patienten wiedergibt, sind ebenfalls zwei Markierungspunkte gesetzt, von denen der eine den Punkt maximaler Kyphosierung angibt;
drei markierte Meßwerte finden sich in der Skizze 200 der Fig. 11, die den Ausdruck der Meßwerte des Patien­ ten bei sitzender, aufrechter Haltung angibt.The associated segments are marked on the spine contour in sketch 200 with open squares. In addition, a maximum of 20 additional marking points can be set in the sketch 200 by means of the marker button, which can correspond to anatomical features that are to be particularly emphasized. For example, in sketch 200 of FIG. 9, two selected marking points are set, which mark the beginning and end of the lumbar spine (lumbar spine);
In FIG. 10, which shows the measured values when the patient is standing ante flexed posture, two marking points are also set, one of which indicates the point of maximum kyphosis;
three marked measured values can be found in the sketch 200 of FIG. 11, which indicates the expression of the measured values of the patient when sitting, upright.

Ein zusätzliches Unterprogramm "Mitmaus" bildet aus be­ liebig vielen Einzelmessungen eine Mittelwertdatei, welche die Daten "mittleren Rückenkontur" einer Gruppe enthält. Zu diesem Zweck werden zunächst alle Messungen auf eine Standardlänge normiert, danach Punkt für Punkt gemittelt und letztlich wieder auf die "mittlere Rüc­ kenlänge" gestaucht. Damit ist erstmalig die korrekte graphische Darstellung "der mittleren Rückenform" einer Gruppe möglich, was von großem Wert für wissenschaftli­ che Fragestellungen ist. Durch die Möglichkeit der Nor­ mierung der Rückenlänge mit anschließender Mittelwert­ bildung werden individuelle Haltungsvarianten "weggemittelt" und gruppenspezifische Charakteristika betont. So kann man deutlich "weiblichen Rücken" mit tiefer und hochgezogener LWS-Lordosierung und relativem Flachrücken im BWS-Bereich erkennen. Junge Menschen zeigen eine deutlich flachere und kürzere Lordosierung bei ausgeprägtem BWS-Rundrücken.An additional subroutine "Mitmaus" forms from be as many individual measurements as possible, a mean value file, which is the data "middle back contour" of a group contains. For this purpose, first all measurements standardized to a standard length, then point by point averaged and ultimately back to the "middle back kenlänge "compressed. This is the first time correct graphic representation of the "middle back shape" of a Group possible, which is of great value for scientific questions. Due to the possibility of Nor back length with subsequent mean value education become individual posture variations "averaged away" and group-specific characteristics stressed. So you can clearly "female back" with deep and raised lumbar lordosis and relative Recognize flat backs in the BWS area. Young people show a significantly flatter and shorter lordosis with pronounced BWS rounded back.

Die obenstehende Beschreibung des Meßprogramms und der vom Drucker gelieferten Meßwerte erfolgte unter Zugrun­ delegung der Ausführungsform der Rückenmaus 10 mit Rad­ scheibe, und es wurden keine Messungen in der Frontal­ ebene vorgenommen. Dem Fachmann ist unmittelbar ein­ sichtig, daß unter Verwendung einer Rückenmaus 10 mit Rollkugel und einem entsprechend angepaßten Meßprogramm auch ohne weiteres Messungen durchführbar und Anzeigen sowie Ausdrucke der Rückenkontur in der Frontalebene erzeugbar sind.The above description of the measurement program and the measured values supplied by the printer was made using the embodiment of the back mouse 10 with a wheel disc, and no measurements were made in the frontal plane. The person skilled in the art will immediately see that using a back mouse 10 with a trackball and a correspondingly adapted measuring program, measurements can also be carried out without further notice and displays and printouts of the back contour can be generated in the frontal plane.

Dem Fachmann ist ferner deutlich, daß das erfindungsge­ mäße Meßgerät nicht nur zur Erfassung einer Rückenkon­ tur, sondern zur Erfassung jeglicher Kontur in einer oder zwei bestimmten Ebenen einsetzbar ist, wenn nur die die erfaßten Meßwerte auswertende elektronische Verarbeitungseinrichtung entsprechend eingerichtet ist.The skilled worker is also clear that the fiction measuring device not only for recording a back con structure, but to capture any contour in one or two specific levels can be used if only the electronic evaluating the measured values Processing device is set up accordingly.

Claims (19)

1. Meßgerät zur Abtastung und Erfassung einer Körper­ kontur, insbesondere der Rückenkontur eines Men­ schen mit

• - einem Wegmeßaufnehmer und -wandler, der einen vom Meßgerät gegenüber der abgetasteten Körperkontur zurückgelegten Weg mißt und die­ sen in ein elektrisches Wegsignal umsetzt,
• - einem Winkelmeßaufnehmer und -wandler, der jeweilige, vom Meßgerät während des beim Abtasten zurückgelegten Weges eingenommene Winkelstellungen gegenüber der Vertikalen mißt und in ein entsprechendes elektrisches Winkelsignal umsetzt,
• - einem den Wegmeßaufnehmer und -wandler und den Winkelmeßaufnehmer und -wandler gemeinsam so halternden Rahmen, Gehäuse od. dgl., daß durch das Meßgerät zu jedem Wegesignal während des bei der Abtastung zurückgelegten Weges ein dazu korreliertes Winkelsignal erzeugbar ist,

1. Measuring device for scanning and detecting a body contour, in particular the back contour of a human being

• a displacement transducer and transducer which measures a path covered by the measuring device in relation to the sensed body contour and converts this into an electrical path signal,
• an angle transducer and transducer which measures the respective angular positions with respect to the vertical taken by the measuring device during the path covered during scanning and converts them into a corresponding electrical angle signal,
• a frame, housing or the like which holds the displacement transducer and transducer and the angle transducer and transducer together in such a way that an angle signal correlated therewith can be generated by the measuring device for each path signal during the path covered during the scanning,

und

• - einer elektronischen Verarbeitungseinrichtung, die die Wegsignale und die Winkelsignale empfängt und daraus eine graphische Darstellung der zu erfassenden Körperkontur erzeugt,

and

• an electronic processing device which receives the path signals and the angle signals and uses them to generate a graphic representation of the body contour to be recorded,

dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelmeßaufnehmer und -wandler (17) ein bezüglich einer ersten Gehäu­ seachse gehäusefest aufgehängtes Lotpendel (34) aufweist, welches bezüglich einer zweiten, dazu senkrechten Gehäuseachse frei drehbar angeordnet und am Aufhängepunkt des Lotpendels drehfest mit dem Winkelmeßaufnehmer und -wandler so verbunden ist, daß letzterer Winkeländerungen des Meßgerätes gegenüber der Vertikalen in verschiedenen, im we­ sentlichen aufeinander senkrecht stehenden Meßstel­ lungen des Meßgerätes (stehend/liegend) in einem mindestens 270°, bevorzugt aber mehr als 340° um­ fassenden Winkelmeßbereich ohne Justierung und Ka­ librierung erfaßt. characterized in that the angle transducer and transducer ( 17 ) has a solder pendulum ( 34 ) which is fixed to the housing with respect to a first housing axis and which is freely rotatable with respect to a second housing axis which is perpendicular thereto and is rotatably fixed to the angle pendulum and transducer at the suspension point of the solder pendulum is connected that the latter changes the angle of the measuring device with respect to the vertical in various, substantially mutually perpendicular measuring positions of the measuring device (standing / lying) in an angle measuring range of at least 270 °, but preferably more than 340 °, without adjustment and calibration . 2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegmeßaufnehmer und -wandler (18) ein ein­ ziges, beim Abtasten bewegtes Element (15) zur Er­ fassung einer Bahnkurve in einer gedachten Ebene aufweist.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the displacement transducer and transducer ( 18 ) has a single, moving during scanning element ( 15 ) for detecting a trajectory in an imaginary plane. 3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegte Element (15) des Wegmeß­ aufnehmers und -wandlers eine um eine gehäusefest gelagerte Achse drehbare Radscheibe ist, die um eine bestimmte Tiefe gegenüber einer parallel zum Rücken führbaren Lauffläche herausragt. 3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the moving element ( 15 ) of the Wegmeß transducers and transducers is a rotatable about a housing-mounted axis wheel disc which protrudes by a certain depth relative to a tread parallel to the back. 4. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das bewegte Element des Wegmeßaufneh­ mers und -wandlers eine im Gehäuse in allen Rich­ tungen frei drehbar gelagerte Rollkugel ist, die um eine bestimmte Tiefe gegenüber einer parallel zum Rücken führbaren Lauffläche herausragt.4. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized records that the moving element of Wegmeßaufneh mers and transducers one in the housing in all rich is freely rotatable roller ball, which around a certain depth compared to a parallel to the Protruding tread protrudes. 5. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lotpen­ del (34) an seinem Aufhängepunkt im wesentlichen starr mit der im wesentlichen frei drehbaren Achse (32) eines mindestens um den Winkel des Winkelmeß­ bereichs drehbaren Drehpotentiometers (30) so ver­ bunden ist, daß sich das Drehpotentiometer (30) entsprechend dem Winkelausschlag des Lotpendels (34) in der durch die beiden aufeinander senkrecht stehenden Meßstellungen des Meßgeräts gebildeten Ebene verdreht.5. Measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the plunger del ( 34 ) at its suspension point substantially rigid with the substantially freely rotatable axis ( 32 ) of a rotary potentiometer ( 30 ) rotatable at least by the angle of the angle measuring range is connected so that the rotary potentiometer ( 30 ) rotates according to the angular deflection of the solder pendulum ( 34 ) in the plane formed by the two mutually perpendicular measuring positions of the measuring device. 6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehpotentiometer (30) eine lineare Wider­ standsbahn aufweist, durch die der Winkelmeßaufneh­ mer und -wandler eine zur Winkeländerung des Lot­ pendels direkt proportionale Spannungsänderung er­ zeugen kann.6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the rotary potentiometer ( 30 ) has a linear resistance path through which the Winkelmeßaufneh mer and transducer a directly proportional to the change in angle of the solder pendulum change in voltage he can testify. 7. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ scheibe bzw. die Rollkugel auswechselbar im Rahmen bzw. Gehäuse gelagert ist.7. Measuring device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the wheel disc or the trackball interchangeable in the frame or housing is stored. 8. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ scheibe bzw. die Rollkugel hinsichtlich ihrer Tiefe gegenüber der Lauffläche einstellbar ist. 8. Measuring device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the wheel disc or the trackball in terms of their depth is adjustable relative to the tread.   9. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nach Art und Größe einer handgeführten "Computermaus" ausge­ staltet ist und zur Abtastung der Körperkontur von Hand wie eine Computermaus geführt wird.9. Measuring device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that according to Art and size of a hand-held "computer mouse" is designed and to scan the body contour of Hand like a computer mouse. 10. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Führungsvorrichtung (13) aufweist, die eine korrekte Parallelführung des Geräts gegenüber der die zu erfassende Kontur bildenden Hautoberfläche ermöglicht.10. Measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that it further comprises a guide device ( 13 ) which enables correct parallel guidance of the device relative to the skin surface forming the contour to be detected. 11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung eine Abtastvorrichtung (13) aufweist, die ein die Parallelführung oder eine Abweichung davon angebendes elektrisches Si­ gnal erzeugt.11. Measuring device according to claim 10, characterized in that the guide device comprises a scanning device ( 13 ) which generates a signal indicating the parallel guidance or a deviation therefrom. 12. Meßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung einen an seinem einen Ende an einem Gleitschuh (13) befestigten Stift aufweist, welcher mit seinem anderen Ende mit einer im Gehäuse (12) befestigten Lageerfassungsvorrich­ tung verbunden ist, die zur Erzeugung des die Par­ allelführung des Meßgeräts gegenüber der Hautober­ fläche oder eine Abweichung von dieser Parallelfüh­ rung angebenden elektrischen Signals eingerichtet ist.12. Measuring device according to claim 11, characterized in that the scanning device has at one end to a slide shoe ( 13 ) attached pin, which is connected at its other end to a device in the housing ( 12 ) position detection device which is used to generate the the parallel guidance of the measuring device with respect to the skin surface or a deviation from this parallel guide indicating electrical signal is set up. 13. Meßgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung zur Kontrolle von Parallelführung und Anpreßdruck mit einem Druckaufnehmer gekoppelt ist, der mit einer elektrischen Schaltung verbunden ist zur Erzeugung eines akkustischen/optischen Signals bei Schiefstellung bzw. falschem Anpreßdruck des Meßgeräts.13. Measuring device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the guide device for checking parallel guidance and contact pressure is coupled to a pressure sensor, which with  an electrical circuit is connected to Generation of an acoustic / optical signal Misalignment or incorrect contact pressure of the Measuring device. 14. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Wegmeßaufnehmer und -wandler (18), dem Winkelmeß­ aufnehmer und -wandler (17) und der Führungsvor­ richtung erzeugten Signale über einen Ana­ log/Digitalwandler (23) zur elektronischen Verar­ beitungseinrichtung geleitet werden, um diese Si­ gnale einer digitalen Verarbeitung zur Erzeugung einer graphisch-numerischen Dokumentation der Rückenkontur zu unterwerfen.14. A measuring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the signals generated by the displacement transducer and transducer ( 18 ), the angle transducer and transducer ( 17 ) and the guide device via an ana log / digital converter ( 23 ) be passed to the electronic processing device in order to subject these signals to digital processing to produce a graphical-numerical documentation of the back contour. 15. Meßgerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro­ nische Verarbeitungseinrichtung eine Mikroprozes­ soreinheit (µP) enthält.15. Measuring device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the electro African processing device a microprocesses contains the sensor unit (µP). 16. Meßgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroprozessoreinheit (21) Schnittstellen (25, 27) zu analogen und digitalen Ein/Ausgabevorrichtungen (22, 24, 26) aufweist.16. Measuring device according to claim 15, characterized in that the microprocessor unit ( 21 ) has interfaces ( 25 , 27 ) to analog and digital input / output devices ( 22 , 24 , 26 ). 17. Meßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dies Führungs­ vorrichtung zur Kontrolle von Parallelführung und Anpreßdruck jeweils einen am Wegmeßaufnehmer und am Gleitschuh befestigten Druckaufnehmer aufweist und daß der Druckaufnehmer mit einer elektrischen Dif­ ferenzverstärkerschaltung verbunden ist zur Erzeu­ gung eines akkustischen/optischen Warnsignals bei Schiefstellung bzw. falschen Anpreßdruck des Meßge­ räts.17. Measuring device according to one or more of claims 10 to 16, characterized in that this is guide device for controlling parallel guidance and Contact pressure one each on the displacement sensor and on Slide shoe attached pressure transducer and that the pressure transducer with an electrical dif reference amplifier circuit is connected to Erzeu supply of an acoustic / optical warning signal  Misalignment or incorrect contact pressure of the measuring guesswork