WO2000006021A1 - 3d-wirbelsäulen-messgerät - Google Patents

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WO2000006021A1
WO2000006021A1 PCT/DE1999/002270 DE9902270W WO0006021A1 WO 2000006021 A1 WO2000006021 A1 WO 2000006021A1 DE 9902270 W DE9902270 W DE 9902270W WO 0006021 A1 WO0006021 A1 WO 0006021A1
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WO
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guide rails
button
spine
measuring
vertical guide
Prior art date
Application number
PCT/DE1999/002270
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mubr. Miroslar Kucera
Original Assignee
Allstuff Computervertriebs Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to AT0803801U priority patent/AT4728U1/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1077—Measuring of profiles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4538—Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
    • A61B5/4561—Evaluating static posture, e.g. undesirable back curvature

Definitions

  • the invention relates to a device for generating measured values based on the spatial coordinates (x, y, z) of a spine in the human body, consisting essentially of
  • Scoliosis is defined as a fixed partial curvature of a spine that is only capable of regression in the initial stage, but is later fixed.
  • side curvature especially in another type of scoliosis, there is a flat back or even a hollow back in the area of the main curvature as well as a rotational component of the individual parts of the spine against each other, which is responsible for the rib hump and the lumbar bulge of the human body are.
  • scoliosis treatment There are various treatment methods for scoliosis treatment, which also include physiotherapy. Targeted therapeutic treatments can help to alleviate and improve therapeutic measures, particularly in the growth phases of young patients. In order to see the corresponding success of the therapeutic treatments, a great deal of experience is required to determine the actual position of the spine in the human body and then to apply the corresponding therapeutic measures.
  • a device for monitoring such therapeutic measures is known from the publication DE-OS 43 20 270.
  • This device described here is used to measure and analyze malpositions of the human body in order to develop appropriate treatment methods and to be able to monitor their success accordingly.
  • This device comprises a frame which has two vertical guide rails parallel to one another.
  • the patient enters the device to determine and analyze the incorrect posture, the individual load on the individual legs being recorded by means of two weighing plates and, together with the measurement of the height differences of the individual legs, thereby making it possible to draw quantitative conclusions about the patient's incorrect posture.
  • the probe arms are used to create a correct posture of the body so that it can be reproduced accordingly.
  • EP-A 0144 528 provides a device for measuring incorrect posture of the pelvis, shoulder and spine of the human body.
  • This invention is a device for measuring a functional and / or anatomical incorrect posture, for example of the spine of the human body, the device being two vertical guide rails at a distance of more than a body width. At least one height-displaceable, lockable holder runs on the guide rails, the height position of which can be determined quantitatively.
  • the brackets themselves serve to accommodate horizontally displaceable and lockable probe elements that protrude horizontally into the space between the guides. These feeler elements can be spring-loaded in the longitudinal direction and pivotable in the horizontal - these movements also being quantitatively detectable - and serve to scan selected reference points of the skeleton.
  • the device for immobilizing the body and for achieving defined basic positions can be provided with support and holding means.
  • the object of the invention is to provide a very simple device for the quantitative measurement of the position of the spine in the human body, the measurement being very easy to carry out and the measurement values being evaluated in the simplest way.
  • the solution principle of the task consists in modifying or improving the device according to the state of the art in that the entire incorrect posture of the body is not measured quantitatively, but the explicit position of the spine by scanning the individual vertebral bodies and acquiring the spatial coordinates x, y and z.
  • the object is achieved in that
  • a probe element for scanning the spine, in particular the individual vertebral bodies of the spine and for generating at least one measured value
  • a horizontal support element with its two ends is mounted on the guide rails so as to be steplessly vertically displaceable and lockable, and
  • the touch element is mounted in the horizontal plane (x, y) in a continuously sliding and lockable manner.
  • the main advantage of the inventive device is the fact that it is a very simple and therefore very inexpensive construction. Basically, only commercially available components are used, so that the device can ultimately also be manufactured as a modular system.
  • the quantitatively determined measured values (x, y, z coordinate of a vertebral body) can be read off on a measuring scale or on an electronic display on the device itself.
  • the measured values generated are transmitted to a computer via a data interface, which then acquires the corresponding measured values, evaluates them and, for example, displays them graphically on the screen.
  • an ideal spine is then displayed for the spine shown on the screen, so that deviations from the ideal dimension are visible in a simple manner.
  • a probe element is arranged on the horizontal support element of the device in a continuously sliding and lockable manner.
  • the probe element itself is used to record the individual measured values. This is preferably done in that the probe element consists of a push button, an adapter element and a base body, the push button of the push button element emitting a signal when tapping a vertebral body, which is provided for the coordinates x, y, z to be determined accordingly are. The next vertebral body can then be scanned immediately.
  • the sensing element itself is in turn mounted on a holder which is slidably arranged on the guide rails.
  • the button itself can be designed as an electromechanical sensor or as an optical sensor, an ultrasonic sensor also being conceivable.
  • the bearings of the individual guide rails or the bearings are designed in such a way that they have a corresponding coefficient of friction, so that a comfortable guidance of the feeler element by the hand of a doctor, for example, is possible accordingly.
  • the guidance can be carried out by means of servomotors, the control being controllable, for example, by means of a joystick.
  • the probe element is positioned on the carrier element by means of a rack and pinion gear.
  • the carrier element itself should preferably be adjustable via friction guides.
  • the pushbutton of the pushbutton element be of electro-mechanical design. This means that when approaching the vertebral body and exerting a slight pressure on the vertebral body using the feeler element, comparable to a known electronic measuring device, a measurement result is generated in which the positions of the displacement sensors attached to the respective guides are recorded and output.
  • the measurement results are preferably output digitally.
  • analog position sensors it is intended to use a corresponding analog-digital converter.
  • a corresponding “image” of the spine can thus be created in a simple manner by any person, including assistants, it being possible to use the evaluation technique provided here to graphically depict differences from the ideal position of a spine the problem can also be described to the patient in a simple and obvious manner.
  • FIG. 1 is a perspective view of the device according to the invention, showing the x, y, z axes;
  • Figure 2 is a side view of an embodiment of a probe element together with a holder, partially in section.
  • Fig. 3 is a front view of the embodiment of the probe element acc. Fig. 2;
  • FIG. 4 shows a block diagram of a possible system configuration for recording and evaluating measured values.
  • two vertical guide rails 1, 1 'are provided, which are fastened with their one end to a base plate 10 and extend away from this base plate. These guide rails 1, 1 'also form the z-axis shown in FIG. 1. The two guide rails 1, 1 'are at a distance from one another which is a little larger than the width of a human body.
  • a horizontal support element 3 is arranged between the guide rails 1, 1 'and can be moved and locked in a stepless vertical manner.
  • the guides are clad in a housing, the housing itself, at least in the region of the spine of the patient, not shown here, having a recess in which a sensing element 4, which is displaceably mounted on the carrier element 3, is free can be moved back and forth.
  • the pushbutton element 4 is arranged on a holder 5, which in turn is coupled to the carrier element 3.
  • a measuring scale 19 is shown on the carrier element itself, which indicates the deviations from the center point, for example in centimeters (x-axis). The horizontal displacement in the y-axis of the probe element 4 can be read on a measuring scale arranged on the probe element 4 itself.
  • three contact surfaces 13, 14, 15 are preferably provided, which can be freely moved in the z direction. This ensures that the body is erected accordingly by stretching the breastbone upwards and comes to rest on these contact surfaces.
  • positioning elements 11, 12 are additionally provided on the base plate 10, which accordingly align and partially fix the position of the feet.
  • a measuring scale 18 is provided in the recess of the housing to determine the high value, also based on a defined zero point.
  • the feeler element 4 is slidably received in a holder 5, which enables a linear movement of the feeler element 4 in the y-axis (movement perpendicular to the patient's back).
  • the feeler element 4 is provided with a toothed rack in which a manually operated gearwheel engages, for example via a handwheel 7c.
  • the holder 5 is slidably mounted on the horizontal support element 3, so that a linear movement of the feeler element 4 m in the x direction (lateral movement) is possible.
  • the horizontal movement takes place manually, for example by holding and moving the support element 3.
  • the pushbutton element 4 as shown in FIG. 3, has at one end a pushbutton 4a and an adapter element 4b, which creates a connection between the pushbutton 4a and a basic body 4c.
  • the basic body 4c is mounted in the holder 5, as described above.
  • the button 4a is used to precisely determine and locate the position of the vertebral bodies and to trigger the determination of the respective measured values. It is conceivable that the button 4a is designed such that when a certain contact pressure is reached, an electrical signal is triggered which serves to control a possible electric drive for moving the button element 4. The signal could also be used to trigger an automatic measuring process, with all three position sensors, such as they are shown in Fig. 4 (23, 24, 25), are queried and recorded by a connected computer 27 at this time.
  • the probe element 4 is equipped with a light source for aiming at a measuring point in order to facilitate adjustment of the probe 4a.
  • an additional push button switch triggers the corresponding output of the measured values.
  • the position of the button 4a or the vertebral body to be measured can be detected electronically in three axes by means of a path length measurement.
  • the functional sequence of a measurement for actually determining the position of a spine in the human body can look as follows in the exemplary embodiment described.
  • a patient whose spine is to be analyzed stands upright on the base plate 10 and presses his back against the frame and against the contact surfaces 13, 14, 15 by pushing up his breastbone. At the same time, he presses his feet closely against the positioning element 11, 12.
  • the operator of the measuring device can manually attach the tip of the sensing element 4 (button 4a) to the first vertebral body to be measured and either read the measured values from the three measuring scales 18, 19, 20 or, if electronic displacement sensors are provided, view the measured values on the display or on a PC, as shown in the block diagram in FIG. 4.
  • the measuring process is triggered by gently pressing the button 4a against the vertebral body.
  • the user holding the button in his hand can drive to the next vertebral body and then carry out the measurement there in the same way. This process is repeated until the desired number of vertebral bodies has been measured. The actual position of the spine can then be viewed on a monitor, for example to compare an ideal spine.
  • Positioning element On the heels
  • Positioning element between the feet
  • Electronic position sensor (y coordinate of the vertebral bodies)

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Abstract

Mittels einer Vorrichtung zur quantitativen Messung der Lage der Wirbelsäule im menschlichen Körper wird, die explizite Lage durch Abtasten der einzelnen Wirbelkörper und Erfassung der räumlich Koordinaten x, y und z ermittelt. Zwei vertikale Führungsschienen (1, 1'), die mit ihrem einen Ende an einer Bodenplatte (10) befestigt sind, befinden sich in einem Abstand voneinander, der wenig grösser ist als die Breite eines menschlichen Körpers. Zwischen den Führungsschienen (1, 1') ist ein horizontales Trägerelement (3) angeordnet, das stufenlos vertikal verschiebbar und arretierbar ist. Ferner ist ein Tastelement (4) mittelbar an dem Trägerelement (3) angeordnet. Das Ablesen der Koordinaten (x, y, z) des Tastelements (4) erfolgt entweder analog über eine Mess-Skala oder digital Mittels der Messwerte an einen Computer, der die einzelnen Daten graphisch darstellt.

Description

B e s c h r e i b u n g 3D-Wirbelsäulen -Messgerät
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Messwerten bezogen auf die räumlichen Koordinaten (x,y,z) einer Wirbelsäule im menschlichen Körper, bestehend im wesentlichen aus
- einem Gestell mit zwei vertikalen Führungsschienen,
- einer Bodenplatte, von der aus sich die vertikalen Führungsschienen erstrecken,
- und einem System zur Erfassung und Auswertung der er- mittelten Messwerte.
Vorstehende Geräte dienen insbesondere zur Behandlung von Skoliose. Skoliose ist definiert als fixierte Teilverbiegung einer Wirbelsäule, die nur im Anfangsstadium rückbildungsfä- hig, später jedoch fixiert ist. Zusätzlich zu dieser Seiten- verbiegung zeigt sich, vor allem bei einer anderen Art der Skoliose, im Bereich der Hauptkrümmung ein Flachrücken oder gar ein Hohlrücken wie auch eine Rotationskomponente der einzelnen Wirbelsäulenteile gegeneinander, die für den Rippen- buckel und dem Lendenwulst des menschlichen Körpers verantwortlich sind.
Zur Skoliosebehandlung existieren verschiedene Behandlungsmethoden, die u.a. auch in Krankengymnastik bestehen. Durch ge- zielte, therapeutische Behandlungen können insbesondere in Wachstumsphasen von jungen Patienten therapeutische Massnah- men zur Linderung und Verbesserung dienen. Um entsprechende Erfolge der therapeutischen Behandlungen zu sehen, ist sehr viel Erfahrung notwendig, um die tatsächliche Lage der Wirbelsäule im menschlichen Körper zu ermitteln und dann die entsprechenden therapeutischen Massnahmen auch anzu- setzen.
Eine Vorrichtung zur Kontrolle solcher therapeutischen Massnahmen ist in der Druckschrift DE-OS 43 20 270 bekannt. Diese hierin beschriebene Vorrichtung dient zur Messung und Analyse von Fehlhaltungen des menschlichen Körpers, um entsprechende Behandlungsmethoden zu entwickeln und deren Erfolg entsprechend überwachen zu können. Diese Vorrichtung umfasst ein Gestell, das zwei parallel zueinander vertikale Führungsschienen aufweist. Zur Erfassung der Lage ausgewählter Bezugspunk- te am Knochengerüst des Patienten, insbesondere der einzelnen Wirbelkörper der Wirbelsäule ist auf jeder Seite der Führungsschienen mindestens ein Tastarm montiert. Zur Feststellung und Analyse der Fehlhaltung tritt der Patient in die Vorrichtung ein, wobei die individuelle Belastung der einzel- nen Beine mittels zwei Waag-platten erfasst und dadurch zusammen mit der Messung der Höhenunterschiede der einzelnen Beine quantitative Rückschlüsse auf die Fehlhaltung des Patienten ermöglicht werden. Die Tastarme dienen dazu, eine lagegerechte Haltung des Körpers zu schaffen, so dass diese auch dann entsprechend reproduzierbar ist.
Weiterhin ist in der EP-A 0144 528 eine Vorrichtung zur Messung einer Fehlhaltung des Beckens, der Schulter und der Wirbelsäule des menschlichen Körpers vorgesehen. Bei dieser Er- findung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Messung einer funktioneilen und/oder anatomischen Fehlhaltung beispielsweise der Wirbelsäule des menschlichen Körpers, wobei die Vorrichtung zwei vertikale Führungsschienen im Abstand von mehr als einer Körperbreite aufweist. Auf den Führungsschienen läuft jeweils mindestens eine höhenverschiebbare, arretierbare Halterung, deren Höhenstellung quantitativ erfassbar ist. Die Halterungen selbst dienen zur Aufnahme für horizontal in den Zwischenraum, zwischen den Führungen hineinragende längs- verschiebliche und arretierbare Tastelemente. Diese Tastelemente können in Längsrichtung federbelastet und in der Horizontale schwenkbar sein - wobei diese Bewegungen ebenfalls quantitativ erfassbar sind - und dienen der Abtastung ausge- wählter Bezugspunkte des Knochengerüstes. Zusätzlich kann die Vorrichtung zur Ruhigstellung des Körpers und zur Erzielung definierter Grundstellungen mit Stütz- und Haltemitteln versehen sein.
Im wesentlichen wird bei dieser Vorrichtung die gesamte Fehlhaltung des Körpers gemessen, woraus letztendlich dann Rückschlüsse auf die Lage der Wirbelsäule gezogen werden können.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine sehr einfache Vorrichtung zur quantitativen Messung der Lage der Wirbelsäule im menschlichen Körper zu schaffen, wobei die Messung sehr einfach durchgeführt werden kann und die Auswertung der Messwerte auf einfachste Weise erfolgt.
Das Lösungsprinzip der Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung gemass des Standes der Technik dahingehend abzuändern bzw. zu verbessern, indem nicht die gesamte Fehlhaltung des Körpers quantitativ gemessen wird, sondern die explizite Lage der Wirbelsäule durch Abtasten der einzelnen Wirbelkörper und Er- fassung der räumlichen Koordinaten x, y und z. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
- ein Tastelement zur Abtastung der Wirbelsäule, insbesondere der einzelnen Wirbelkörper der Wirbelsäule und zur Erzeugung mindestens eines Messwertes vorgesehen ist,
- ein horizontales Trägerelement mit seinen beiden Enden an den Führungsschienen stufenlos vertikal ver- schiebbar und arretierbar gelagert ist und
- auf dem horizontalen Trägerelement das Tastelement in der horizontalen Ebene (x,y) stufenlos gleitend und arretierbar gelagert ist.
Der wesentliche Vorteil der erfinderischen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass es sich um eine sehr einfache und damit sehr kostengünstige Bauweise handelt. Grundsätzlich finden nur im Handel erhältliche Bauteile Anwendung, so dass letzt- endlich die Vorrichtung auch als Baukastensystem hergestellt werden kann.
Vorteilhafterweise sind zwei Ausführung vorgesehen. Zum Einen können die quantitativ ermittelten Messwerte (x-,y-, z-Koordinate eines Wirbelkörpers) an einer Messskala oder einem elektronischen Display an der Vorrichtung selbst abgelesen werden. Eine andere Ausführung sieht vor, dass die erzeugten Messwerte über eine Datenschnittstelle an einen Computer übertragen werden, der dann die entsprechenden Messwer- te erfasst, auswertet und beispielsweise grafisch im Bildschirm darstellt. Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass dann zu der auf dem Bildschirm dargestellten Wirbelsäule eine Ideal-Wirbelsäule dargestellt wird, so dass auf einfache Art und Weise Abweichungen vom Idealmass sichtbar sind.
Zur einfachen Messung der Lage der einzelnen Wirbelkörper im menschlichen Körper ist an dem horizontalen Trägerelement der Vorrichtung ein Tastelement stufenlos gleitend und arretierbar angeordnet. Das Tastelement selbst dient zur Erfassung der einzelnen Messwerte. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, dass das Tastelement aus einem Taster, einem Adapterelement und einem Grundkörper besteht, wobei der Taster des Tastelements beim Antippen eines Wirbelkörpers ein Signal abgibt, das dafür vorgesehen ist, dass die Koordinaten x, y, z entspre- chend ermittelt worden sind. Danach kann unmittelbar der nächste Wirbelkörper abgetastet werden.
Das Tastelement selbst ist wiederum auf einer Halterung angebracht, die gleitend an den Führungsschienen angeordnet ist.
Der Taster selbst kann als elektromechanischer Sensor oder als optischer Sensor ausgebildet sein, wobei auch ein Ultraschallsensor denkbar ist.
Die Lagerungen der einzelnen Führungsschienen bzw. der Lager sind derart gestaltet, dass diese einen entsprechenden Reibwert aufweisen, damit eine komfortable Führung des Tastelements durch die Hand beispielsweise eines Arztes entsprechend möglich ist. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Führung mittels Stellmotoren durchführbar ist, wobei die Steuerung beispielsweise durch einen Joystick steuerbar ist. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass mit-tels eines Zahnstangengetriebes das Tastelement am Trägerelement positioniert wird. Das Trägerelement selbst soll dabei vorzugsweise über reibungsbehafte Führungen verstellbar sein.
Zur Erstellung und Auslösung eines Messwertes wird vorgeschlagen, dass der Taster des Tastelements elektro-mechanisch ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass beim Anfahren auf den Wirbelkörper und leichtem Ausüben eines Druckes mittels des Tastelementes auf den Wirbelkörper, vergleichbar mit einer bekannten elektronischen Messeinrichtung, ein Messergebnis erzeugt wird, in dem die Stellungen der an den jeweiligen Führungen angebrachten Weggeber erfasst und ausgegeben werden.
Vorzugsweise werden die Messergebnisse digital ausgegeben. Bei Analog-Weggebern ist vorgesehen, einen entsprechenden Analog-Digital-Wandler einzusetzen.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann somit auf einfache Art und Weise von jeder Person, auch von Hilfskräften, ein entsprechendes „Bild" der Wirbelsäule erstellt werden, wobei man dann aufgrund der hier vorgesehenen Auswertungstechnik Unterschiede zur idealen Lage einer Wirbelsäule gra- fisch darstellen kann. So kann auch dem Patienten auf einfache und einleuchtende Weise das Problem geschildert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemä- sse Vorrichtung mit Darstellung der x-, y-, z-Achsen;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Tastelements zusammen mit einer Halterung, teilweise im Schnitt;
Fig. 3 eine Vorderansicht auf das Ausführungsbeispiel des Tastelements gem. Fig. 2;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer möglichen Systemkonfiguration zur Aufnahme und Auswertung von Messwerten.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind zwei vertikale Führungsschienen 1,1' vorgesehen, die mit ihrem einen Ende an einer Bodenplatte 10 befestigt sind und sich von dieser Bodenplatte weg erstrecken. Diese Führungsschienen 1,1' bilden auch die in Fig. 1 dargestellte z-Achse. Die beiden Führungsschienen 1,1' befinden sich in einem Abstand voneinander, der ein wenig grösser ist als die Breite eines menschlichen Körpers.
Zwischen den Führungsschienen 1,1' ist ein horizontales Trägerelement 3 angeordnet, das stufenlos vertikal verschiebbar und arretierbar ist. Die Lager zwischen dem horizontalen Trägerelement 3 und den Führungsschienen 1,1' sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Diese Lager sind derart gestaltet, dass sie einen entsprechenden Reibwert aufweisen, so dass der Benutzer, der das Trägerelement 3 an den vertikalen Führungsschienen 1,1' verschieben möchte, gegen einen definierten Wi- derstand arbeiten muss.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungen in einem Gehäuse verkleidet, wobei das Gehäuse selbst zumindest im Bereich der Wirbelsäule des hier nicht dargestellten Patienten eine Aussparung aufweist, in der ein Tastelement 4, das auf dem Trägerelement 3 verschiebbar gelagert ist, frei hin und her bewegt werden kann.
Das Tastelement 4 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel an einer Halterung 5 angeordnet, die wiederum gekoppelt mit dem Trägerelement 3 ist. Auf dem Trägerelement selbst ist eine Messskala 19 dargestellt, die die Abweichungen vom Mittelpunkt, beispielsweise in Zentimeter, angibt (x- Achse) . Die horizontale Verschiebung in der y-Achse des Tastelements 4 kann an einer, auf dem Tastelement 4 selbst angeordneten Messskala abgelesen werden.
Um die Lage des menschlichen Körpers, bei dem die Lage der Wirbelsäule gemessen werden soll, zu stabilisieren und auch reproduzierbare Ergebnisse zu schaffen, sind vorzugsweise drei Anlageflächen, 13,14,15 vorgesehen, die in z-Richtung frei verschiebbar sind. Dadurch wird gewährleistet, dass der Körper entsprechend durch Strecken des Brustbeines nach oben aufgerichtet wird und an diesen Anlageflächen zur Anlage gelangt .
Um die Reproduzierbarkeit noch zu verstärken, sind zusätzlich auf der Bodenplatte 10 Positionierungselemente 11, 12 vorge- sehen, die die Lage der Füsse entsprechend ausrichten und teilweise fixieren. Zur Feststellung des Hohenwerts, bezogen ebenfalls auf einen definierten Nullpunkt, ist in der Ausnehmung des Gehäuses eine Messskala 18 vorgesehen.
Fig. 2 und 3 zeigen eine Seiten- bzw. Vorderansicht auf eine mögliche Ausfuhrungsform des Tastelements 4 zur Abtastung einzelner Wirbelkorper der zu messenden Wirbelsaule und zur Erzeugung mindestens eines Messwertes. Das Tastelement 4 ist gleitend in einer Halterung 5 aufgenommen, die eine lineare Bewegung des Tastelements 4 in der y-Achse (Bewegung senkrecht zum Rucken des Patienten) ermöglicht. Das Tastelement 4 ist mit einer Zahnstange versehen, in der ein manuell betriebenes Zahnrad - beispielsweise über ein Handrad 7c eingreift. Die Halterung 5 ist gleitend auf dem horizontalen Tragerele- ment 3 gelagert, so dass eine lineare Bewegung des Tastelements 4 m der x-Richtung (laterale Bewegung) möglich ist. Bei dieser möglichen Ausfuhrungsform des Tastelements erfolgt die horizontale Bewegung manuell, beispielsweise durch Halten und Verfahren des Tragerelements 3.
Das Tastelement 4, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, weist an seinem einen Ende einen Taster 4a und ein Adapterelement 4b auf, das eine Verbindung zwischen dem Taster 4a und einem Grundkorper 4c schafft. Der Grundkorper 4c ist m der Halte- rung 5, wie oben beschrieben, gelagert. Der Taster 4a dient dazu, die Lage der Wirbelkorper genau zu bestimmen und zu orten und die Feststellung der jeweiligen Messwerte auszulosen. Es ist denkbar, dass der Taster 4a so ausgebildet ist, das beim Erreichen eines bestimmten Anpressdrucks ein elektri- sches Signal ausgelost wird, das zur Steuerung eines möglichen Elektroantriebs zur Bewegung des Tastelements 4 dient. Das Signal konnte auch zur Auslosung eines automatischen Messvorgangs verwendet werden, wobei alle drei Weggeber, wie sie in Fig. 4 (23,24,25) dargestellt sind, zu diesem Zeitpunkt von einem angeschlossenen Computer 27 abgefragt und erfasst werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Tastelement 4 mit einer Lichtquelle zum Zielen auf eine Messstelle ausgestattet ist, um ein Einstellen des Tasters 4a zu erleichtern. Hierfür ist dann vorgesehen, dass ein zusätzlicher angebrachter Tast- Schalter die entsprechende Ausgabe der Messwerte auslöst.
In allen Ausführungsformen der Erfindung kann das Erfassen der Lage des Tasters 4a bzw. des zu messenden Wirbelkörpers in drei Achsen elektronisch mittels einer Weglängenmessung erfolgen. Der Funktionsablauf einer Messung zur tatsächlichen Feststellung der Lage einer Wirbelsäule im menschlichen Körper kann bei diesen beschriebenen Ausführungsbeispiel wie folgt aussehen.
Ein Patient, dessen Wirbelsäule zu analysieren ist, stellt sich aufrecht auf die Bodenplatte 10 und drückt seinen Rücken gegen das Gestell und gegen die Anlageflächen 13,14,15 durch Hochdrücken seines Brustbeines. Gleichzeitig drückt er seine Füsse eng an das Positionierungselement 11,12. Sobald die Haltung des Patienten korrekt ausgerichtet ist, kann der Bediener des Messgerätes die Spitze des Tastelementes 4 (Taster 4a) an den ersten zu messenden Wirbelkörper manuell anbringen und die Messwerte entweder von den drei Messskalen 18,19,20 ablesen oder, sofern elektronische Weggeber vorgesehen sind, die Messwerte an dem Display oder auf einem PC, wie es in dem Blockdiagramm in Fig. 4 dargestellt ist, betrachten. Der Messvorgang wird durch sanftes Drücken des Tasters 4a gegen den Wirbelkörper ausgelöst. Sobald die Messung vollzogen ist, dies kann durch ein akustisches Signal angezeigt werden, kann der Benutzer, der den Taster in der Hand hält, zum nächsten Wirbelkörper fahren und dann dort auf gleicher Weise die Messung durchführen. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die gewünscht Anzahl von Wirbelkörpern gemessen wurde. Anschliessend kann dann auf einem Monitor die tatsächliche Lage der Wirbelsäule, beispielsweise zum Vergleich einer idealen Wirbelsäule, betrachtet werden.
B e z u g s z e i c h e n
1. Vertikale Führungsschienen
2. - 3. horizontales Trägerelement 4. Tastelement 4a. Taster 4b. Adapterelement 4c. Grundkörper 5. Halterung
6. -
7. Manueller betätigte Zahnstangenantrieb 7a. Zahnstange
7b. Zahnrad 7c. Handrad
8. -
9. -
10. Bodenplatte
11. Positionierungselement (an den Fersen) 12. Positionierungselement (zwischen den Füssen)
13. Anlagefläche (Hüfte)
14. Anlagefläche (Schulterblätter)
15. Anlagefläche (Kopf)
16. Vertikale Führung (Körpergröße-Mess-System) 17. Messarm (Körpergröße-Mess-System)
18. Visuelles Mess-System (z-Koordinat der Wirbelkörper) 18a. Mess-Skala
18b. Zeiger
19. Visuelles Mess-System (x-Koordinat der Wirbelkörper) 19a. Mess-Skala
19b. Zeiger 20. Visuelles Mess-System (y-Koordinat der Wirbelkörper) 20a. Mess-Skala
20b. Zeiger
21. Mess-Skala (Körpergröße-Mess-System) 22. Zeiger (Körpergröße-Mess-System)
23. Elektronischer Weggeber (x-Koordinat der Wirbelkörper)
24. Elektronischer Weggeber (y-Koordinat der Wirbelkörper)
25. Elektronischer Weggeber (z-Koordinat der Wirbelkörper)
26. Bildschirm 27. Computer
28. Tastatur
29. Drucker
30. Auswertsystem

Claims

AN S P R U C H E
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Messwerten, bezogen auf die räumliche Koordination (x,y,z) einer Wirbelsäule im Körper eines Patienten, bestehend im wesentlichen aus
- einem Gestell mit zwei vertikalen Führungsschienen d,l')
- Einer Bodenplatte (10) , von der aus sich die vertikalen Führungsschienen (1,1') erstrecken,
- ein System zur Erfassung und Auswertung der Messwerte,
dadurch gekennzeichnet, dass
- ein zur Abtastung der Wirbelsäule, insbesondere der einzelnen Wirbelkörper der Wirbelsäule, und zur Er- zeugung mindestens eines Messwertes ein
Tastelement (4) vorgesehen ist,
- ein horizontales Trägerelement (3) mit seinen beiden Enden an den Führungsschienen (1,1') stufenlos ver- tikal verschiebbar und arretierbar gelagert ist und
- auf dem horizontalen Trägerelement (3) das Tastelement (4) in der horizontalen Ebene (x,y) stufenlos gleitend und arretierbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (4) aus einem Taster (4a), einem Adapterelement (4b) und einem Grundkörper (4c) besteht, wobei das Adapterelement (4b) zwischen dem Taster (4a) und dem Wirbelkörper abgeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das eine .Halterung (5) zur stufenlos gleitenden und arretierbaren Aufnahme des Grundkörpers (4c) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (5) als stufenlos gleitende und arretierba- re Verbindung zwischen dem Trägerelement (3) und dem Grundkörper (4c) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (4a) als elektromechanischer Sensor ausgebil- det ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (4a) als optischer Sensor ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (4a) als Ultraschallsensor ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerelement (3) ein manuell zu betätigender Zahn- Stangenantrieb (7) , bestehend aus einer Zahnstange (7a) , einem Zahnrad (7b) und einem Handrad (7c) vorgesehen ist, wobei das Handrad (7c) mit dem Zahnrad (7b) gekoppelt ist und an einem Teil des Zahnstangenantriebes (7) das Tastelement (4) derart angeordnet ist, dass das Tastelement (7) in Y-Achsrichtung bewegbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorantrieb zur stufenlosen Bewegung des Tastele- ments (4) in der y-Achsrichtung vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorantrieb zur stufenlosen Bewegung des Tastele- ments (4) in der x-Achsrichtung vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorantrieb zur stufenlosen Bewegung des horizontalen Trägerelementes (3) in de z-Achsrichtung vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein visuelles Mess-System (18,19,20), bestehend aus einer Mess-Skala (18a, 19a, 20a) und einem Zeiger (18b, 19b, 20b) zum Ablesen der x-, y-, z-Koordinaten des gemessenen Wirbelkörpers vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere elektronische Weggeber (23,24,25) zur Erfassung der tatsächlichen Lage des Tasters (4a) im x- ,y-,z-Raum bezogen auf einem bestimmten Nullpunkt vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anlagefläche (13,14,15) zur Ausrichtung und Ruhighaltung des Patienten vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (13,14,15) an den vertikalen Füh- rungsschienen (1,1') stufenlos gleitend und arretierbar gelagert ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein verstellbares Positionierungselement (11,12) auf der Bodenplatte (10) zur Ausrichtung der Füsse des Patienten vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auswertsystem (30) zur Erfassung und Auswertung der Messwerte bestehend aus einem Computer (27), einer Tastatur (28), einem Bildschirm (26) und einem Drucker (29) vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Mess-System zur Messung der Körpergrösse des Patienten, bestehend aus einem vertikal verschiebbaren Messarm (17), einer vertikalen Führung (16), einer Mess-Skala (21) und einem Zeiger (22) zum Ablesen der Körpergrösse vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, das der Messarm (17) schwenkbar auf der vertikalen Führung (16) ausgebildet ist.
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