Устройство для содействия в выборе компрессионного ортопедического приспособления и для адаптации этого приспособления к морфологическим характеристикам конечности

008952 Предлагаемое изобретение относится к устройству, предназначенному для содействия в выборе компрессионного ортопедического приспособления и для его адаптации к морфологическим характеристикам той конечности тела, для которой это приспособление предназначено. Более конкретно, предлагаемое изобретение относится к компрессионным трубчатым ортопедическим приспособлениям и бандажам, изготовленным из эластичных трикотажных текстильных материалов и из материалов, не являющихся эластичными. Эти компрессионные ортопедические приспособления могут иметь различные формы. Так, например, если говорить о компрессионных ортопедических приспособлениях, предназначенных для одной или для двух нижних конечностей, речь может идти о чулке в прямом смысле этого слова (т.е. о чулке,покрывающем бедро и подколенную впадину), о колготках (покрывающих обе нижние конечности и живот вплоть до пояса и выполненных в виде единого изделия), о моноколготках (т.е. о колготках, снабженных только одной "штаниной" и предназначенных для создания компрессионного давления только на одной из нижних конечностей) или же о длинных носках или гольфах (покрывающих только подколенную впадину). В последующем изложении будет использоваться термин "чулок", хотя предлагаемое изобретение не будет ограничиваться каким-либо одним специфическим изделием, но может быть применено к любым компрессионным ортопедическим приспособлениям. Предлагаемое изобретение также может быть применено к компрессионным ортопедическим приспособлениям, предназначенным для верхних конечностей. Для того чтобы обеспечить возможность сильного сдавливания одной или двух конечностей, эти компрессионные ортопедические приспособления изготавливаются из эластичного материала, обычно в виде плетеной сетки с очень плотной текстурой, обеспечивающей требуемый терапевтический эффект, а именно поддерживание или сдавливание в лечебной степени, действующее с уменьшением в направлении от лодыжки. Компрессионные медицинские чулки представляют собой чулки, которые создают измеренное на уровне лодыжки давление, составляющее от 10 до 36 мм рт. ст. (или от 13 до 48 ГПа; однако в представленном здесь описании в качестве единицы измерения давления будет использоваться миллиметр ртутного столба, принимая во внимание универсальное использование этой единицы в области флебологии и медицинского компрессионного сдавливания). Одна из трудностей, особенно при использовании компрессионных ортопедических приспособлений, принадлежащих к наиболее сильно сдавливающим классам, заключается, для дающего рекомендации практикующего врача, в выборе размера и класса этого ортопедического приспособления, наилучшим образом адаптированного к патологии пациента, т.е. компрессионного ортопедического приспособления, обеспечивающего на всем протяжении конечности пациента эффект сдавливания, не являющийся ни слишком слабым, ни слишком сильным. Кроме того, помимо реализации компрессионного чулка по снятой мерке, практикующий врач должен выбрать для своего предписания специфический размер из диапазона предварительно существующих размеров, для которых компрессионное давление, прикладываемое при помощи различных изделий из этого диапазона, устанавливается по отношению к габаритным характеристикам, форма и размеры которых стандартизованы ("модель Hohenstein"). Подбор компрессионного ортопедического приспособления определенного размера осуществляется путем снятия замеров ноги пациента на различных уровнях, например трех замеров окружности ноги,выполняемых на лодыжке, на самой толстой части голени и на бедре, а также измерений высоты от пола до колена и от пола до промежности. На основе этих измерений аптекарь или ортопед определяет при помощи таблицы или размерной шкалы размер изделия, наилучшим образом подходящего для данного пациента. Однако такой образ действий является в значительной степени эмпирическим и в любом случае не дает консультирующему врачу истинного представления о профиле компрессионного давления, которое в действительности будет приложено к ноге, в частности, для пациентов, у которых морфологические характеристики ноги существенно отличаются от стандартной формы. При этом рекомендация ненадлежащего компрессионного ортопедического приспособления может выразиться в наличии некоторых локальных зон с избыточным или, наоборот, с недостаточным давлением. Одна из технических задач данного изобретения состоит в том, чтобы устранить эти трудности и предложить устройство, позволяющее практикующему врачу оценить качество адаптации того или иного размера компрессионного ортопедического приспособления к морфологическим характеристикам ноги пациента таким образом, чтобы иметь возможность со знанием дела выбрать тот размер, который способен обеспечить оптимальный лечебный эффект для этого пациента. Другая техническая задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить инструмент, который позволяет, в рамках клинического исследования группы пациентов, видеть, надлежащим ли образом существующая градация различных размеров данного изделия адаптирована к большинству пациентов из этой группы или же, наоборот, гамма различных размеров будет лучше приспособлена для покрытия потребностей большего количества пациентов.-1 008952 Для решения этих технических задач устройство в соответствии с предлагаемым изобретением содержит средства, предназначенные для формирования первого файла данных, являющихся репрезентативными для морфологических характеристик конечности пациента, причем этот первый файл данных содержит координаты в трехмерном пространстве для сети точек, распределенных на поверхности этой конечности вдоль последовательности контуров, определяемых на различных последовательно расположенных уровнях этой конечности; средства, предназначенные для формирования второго файла данных, являющихся репрезентативными для размерных и реологических характеристик компрессионного ортопедического приспособления и определяемых на различных последовательно расположенных уровнях этого ортопедического приспособления; средства моделирования сдавливания, дающие возможность определить на основе данных первого и второго файлов величины компрессионного давления, способного воздействовать со стороны этого ортопедического приспособления на данную конечность в множестве точек упомянутой сети; средства представления упомянутых величин компрессионного давления, определенных при помощи средств моделирования сдавливания. Этот второй файл данных может, в частности, содержать данные о ширине в плоском виде данного компрессионного ортопедического приспособления на последовательно располагающихся уровнях и данные, являющиеся репрезентативными для характеристик деформации этого ортопедического приспособления в функции приложенного к нему натяжения между точками, располагающимися на соответствующих уровнях. Предпочтительным образом предусмотрены средства обозначения, дающие возможность оператору предлагаемого устройства обозначить некоторую точку сети для того, чтобы обеспечить управление средствами представления величин компрессионного давления так, чтобы отобразить величину компрессионного давления, рассчитанного для обозначенной таким образом точки, и/или обозначить уровень ячейки сети оператором этого устройства для управления средствами представления величин компрессионного давления так, чтобы отобразить величину компрессионного давления, рассчитанного для различных точек контура поперечного сечения конечности, располагающегося на обозначенном таким образом уровне. Предпочтительным образом упомянутые средства представления имеют в своем составе графические средства, способные индицировать трехмерное графическое изображение конечности и локально связанные с этим графическим изображением величины рассчитанного компрессионного давления в различных точках упомянутой сети, и/или двухмерное графическое представление поперечного сечения конечности и локально связанные с этим графическим изображением величины компрессионного давления, рассчитанные в различных точках контура этого сечения. В предпочтительном варианте использования упомянутые графические средства связывают рассчитанные величины компрессионного давления с графическим изображением путем наложения на это графическое изображение в местах расположения различных точек дополнительного цветового кодирования или кодирования различными уровнями серого цвета величины компрессионного давления, рассчитанного в этих точках. Эти средства представления также могут иметь в своем составе графические средства, способные индицировать характеристику, демонстрирующую изменения в функции углового положения компрессионного давления, рассчитанного в различных точках поперечного сечения конечности, располагающегося на заданном уровне. Сравнительным образом средства моделирования имеют возможность определять средние величины компрессионного давления в точках, располагающихся на одном и том же уровне, а также, в случае необходимости, связанные с ними среднеквадратические отклонения, причем упомянутые средства представления имеют в своем составе графические средства, способные индицировать характеристику, демонстрирующую изменения, в функции размера, рассчитанного таким образом среднего компрессионного давления. В последующем изложении будет описан пример использования предлагаемого изобретения со ссылками на приведенные в приложении фигуры. При этом: фиг. 1 представляет собой схематический вид, демонстрирующий различные средства, способствующие осуществлению предлагаемого изобретения; фиг. 2 иллюстрирует моделирование ноги пациента; фиг. 3 иллюстрирует моделирование ортопедического приспособления; фиг. 4-7 демонстрируют способ, при помощи которого можно индицировать в графической форме воздействия, которые компрессионное ортопедическое приспособление способно оказывать на ногу пациента. На фиг. 1 в общем виде представлены различные средства, позволяющие обеспечить оценку компрессионного воздействия определенного ортопедического приспособления на ногу пациента, обладающую специфическими и точно определенными морфологическими характеристиками. Прежде всего, следует обеспечить моделирование в цифровой форме размерных и реологических характеристик ортопедического приспособления.-2 008952 Реологический закон (т.е. соотношение между механическим напряжением, приложенным к данному изделию, и возникающей вследствие этого механического напряжения радиальной деформацией) может быть определен, в частности, при помощи экстензометра 10 типа экстензометра, описанного в патентном документе WO-A-01/11337 (Innothra Topic International). Этот экстензометр содержит форму 12,на которую может быть надето ортопедическое приспособление и которая имеет в своем составе две удлиненные ветви 14, 16, шарнирно закрепленные в точке 18 наподобие циркуля. Эти ветви могут быть разведены контролируемым образом при помощи подъемника 20, и датчики 22, распределенные по длине одной ветви, позволяют измерить радиальное натяжение, приложенное на всей длине данного ортопедического приспособления под напряжением радиального расширения, создаваемым при помощи подъемника 20. Выполненные таким образом различные замеры преобразуются в цифровую форму при помощи устройства 24, которое формирует последовательность данных, позволяющих оценить путем моделирования и/или интерполяции реологический закон данного ортопедического приспособления на всей его длине. В том, что касается морфологических особенностей ноги, ее форма может быть установлена при помощи различных средств, которые сами по себе известны. Так, например, можно использовать установку 26 типа той, которая описана в патентных документах FR-A-2774276 и FR-A-2804595 (Innothra Topic International), где речь идет о лазерном плетизмографе 28, позволяющем установить очень точную картографию конечности 30 субъекта 32 вдоль последовательно расположенных поперечных сечений этой конечности. Этот плетизмограф 28 имеет в своем составе кольцо датчиков 34, позволяющих путем триангуляции проанализировать форму поперечного сечения ноги, размещенной в центральном пространстве этого кольца. Это кольцо датчиков имеет возможность перемещаться поступательным образом вдоль линейной оси 36 последовательным шаговым образом для того, чтобы снова и снова осуществлять измерения для различных поперечных сечений по всей длине конечности 30. Сигналы измерения, а также положения окружной и линейной оси передаются при помощи линий связи 38, 40, 42 в устройство 44, позволяющее сформировать на основе этой информации трехмерное представление ноги 30 в форме совокупности равномерно отстоящих друг от друга параметрических кривых. После определения таким образом размерных и реологических характеристик ортопедического приспособления и морфологических характеристик конечности пациента соответствующая информация запоминается в соответствующих файлах компьютера 48, причем эти данные затем сопоставляются друг с другом таким образом, чтобы определить величины компрессионного давления, которые могут быть приложены к данной конечности. Эти величины компрессионного давления предпочтительным образом представляются практикующему врачу в виде графического изображения 50, содержащего, например, следующие элементы (различные элементы этого изображения более подробно будут описаны ниже со ссылками на фиг. 4-8): трехмерный вид 52 ноги, где величины компрессионного давления закодированы оттенками серого цвета или дополнительными цветами, соответствующими шкале давления 54; характеристику 56, дающую среднее изменение компрессионного давления последовательно по каждому сечению на длине участка ноги от лодыжки до бедра; двухмерное представление 58 поперечного сечения ноги на уровне, выбранном врачом, также закодированное оттенками серого цвета или дополнительными цветами с соответствующей шкалой 60; характеристику 62, демонстрирующую угловое распределение компрессионных давлений на поперечном сечении, представленном позицией 58; зону 64 цифровой информации, соответствующей некоторым особым точкам, обозначенным на представлениях, соответствующих позициям 52 или 58. Теперь со ссылками на фиг. 2 и 3 будет описан способ, при помощи которого формируются файлы данных, являющихся репрезентативными соответственно для морфологических характеристик конечности и для размерных и реологических характеристик компрессионного ортопедического приспособления. В том, что касается конечности 30 (см. фиг. 2), упомянутые данные определяются для совокупности поперечных сечений 66 на последовательно расположенных уровнях Z, причем эти данные определяются, например, при помощи положения точек 68, определяемых их уровнем Z и их полярными координатами R, , по отношению к системе координат (Ox, Oz). Используемые уровни измерения как минимум должны содержать уровни, соответствующие стандартным уровням b, b1, с, d, e, f и g, принятым для модели ноги Hohenstein, причем начало координат в направлении z располагается в точке Z=0 на полу таким образом, чтобы иметь вертикальную координату, общую для данной ноги и для данного ортопедического приспособления. Таким образом, в соответствии с реализуемой точностью измерений будет сформирована более или менее точная сетчатая модель ноги, где каждый узел сети характеризуется своими координатами Z, r, . Следующий этап состоит в определении на основе этих данных положения различных точек сетчатой модели для каждого поперечного сечения, периметра С и кривизны c в любой точке этого поперечного сечения, исходя из координат точек контура, при помощи способов, которые сами по себе известны.-3 008952 В том, что касается ортопедического приспособления 70 (см. фиг. 3), прежде всего, следует определить его размерные характеристики. Поскольку в данном случае речь идет об изделии, которое может быть переведено в плоское состояние, предпочтительным образом используют плоскую ширину Lo этого изделия в состоянии покоя на различных уровнях Z, определяющих множество уровней измерения 72. Эти точки измерения, и как минимум точки, соответствующие стандартным уровням b, b1, с, d, e, f и g, принятым для модели ногиHohenstein, размечаются на ортопедическом приспособлении 70 по отношению к пятке (исходная точка отсчета уровней Z=0 располагается на уровне пола). Реологические характеристики, т.е. закон, характеризующий продольную деформациюв функции приложенного натяжения Т, может быть определен либо путем динамометрических измерений, либо, как это было изложено со ссылкой на фиг. 1, при помощи экстензометра в определенных выше условиях,причем удлинениерассчитывается как отношение длины под действием приложенного усилия к длине в состоянии покоя. На основе этих измерений экстраполируют закон, позволяющий определить в любой точке данного ортопедического приспособления натяжение в функции деформации. На основе полученных таким образом и сохраненных данных устройство рассчитывает компрессионное давление, которое ортопедическое приспособление 70 будет оказывать на полученную модель 30 ноги, если данное ортопедическое приспособление надето на эту ногу. Это компрессионное давление рассчитывается для каждого поперечного сечения ноги (т.е. сечения, связанного с некоторым уровнем Z по отношению к полу) в различных точках контура этого сечения. Принцип расчета компрессионного давления в заданной точке основывается на применении закона Лапласа Р=Тс, где Т - линейное натяжение текстиля в окружном направлении, с - кривизна контура ноги, к которой приложено компрессионное давление. Таким образом, получают трехмерное картографическое изображение, моделирующее компрессионное давление, которое будет приложено при помощи данного ортопедического приспособления к поверхности ноги, если это ортопедическое приспособление будет надето на эту ногу. Это картографическое изображение предпочтительным образом может быть визуализировано в графической форме различными способами, как об этом будет сказано в последующем изложении со ссылками на фиг. 4-8, на которых проиллюстрированы различные типы индикации, представляемые практикующему врачу для помощи в формулировании его предписаний или в его клинических исследованиях. В частности, имеется возможность индицировать (см. фиг. 4) трехмерное представление 52 ноги с возможностью для практикующего врача поворачивать эту ногу, выбирать некоторую точку, обеспечивать приближение к некоторой части ноги и т.п. Представление 52 предпочтительным образом кодировано различными уровнями серого цвета или дополнительными цветами с эталонной шкалой 54, позволяющей оценить уровень приложенного компрессионного давления (например, голубой цвет для малого компрессионного давления, зеленый цвет для среднего компрессионного давления, желтый цвет для сильного компрессионного давления и красный цвет для очень сильного компрессионного давления). Шкала компрессионного давления 54 проходит от минимальной до максимальной расчетной величины,однако имеется возможность детализировать более подробным образом некоторую специфическую зону этого давления. Практикующий врач может также обозначить некоторую специфическую точку 78, например, при помощи компьютерной мыши и графического интерфейса, для того чтобы в зоне величин 64 (см. фиг. 1) обеспечить индикацию численных значений, связанных именно с этой точкой: уровень, кривизну, компрессионное давление и т.д. В то же время это устройство рассчитывает также средние величины компрессионных давлений,воздействующих на различные точки одного и того же контура на заданном уровне, что позволяет индицировать профиль компрессионного давления 56 в функции уровня (см. фиг. 5). Обозначение точки 78 на изображении, представленном на фиг. 4, переносится в точку 80 на профиле, показанном на фиг. 5, например, при помощи зоны различного цвета, визуализирующей непосредственным образом величину компрессионного давления, соответствующую уровню точки 78. Для оценки распределения компрессионных давлений, воздействующих на различные точки данного сечения, практикующий врач располагает также двухмерной визуализацией (см. фиг. 6), представляющей сечение 58 ноги на постоянном уровне. Здесь уровни давления также кодируются при помощи шкалы серого цвета или вспомогательных цветов 60 и точка 78, обозначенная на фиг. 4, также воспринимается на этом двухмерном виде (все эти различные индикации являются взаимозависимыми таким образом, чтобы любое изменение уровня расположения точки 78 оператором автоматически приводило к изменению уровня сечения 58). В то же время график 62 (см. фиг. 7) демонстрирует изменение компрессионного давления в функции угла на сечении ноги, показанном на фиг. 6: каждая черта графика 62 представляет некоторую точку сечения, причем выбранная точка сечения, обозначенная позицией 78, представлена чертой 92 другого цвета.-4 008952 И, наконец, в общем случае имеется возможность осуществлять частичную селекцию, определяя вызывающую интерес угловую зону. При этом не выбранный угловой сектор ноги может быть визуализирован специфическим образом на упомянутых изображениях, например, при помощи зоны серого цвета. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для содействия в выборе компрессионного ортопедического приспособления и его адаптации к морфологическим характеристикам конечности, для которой это приспособление предназначено, отличающееся тем, что оно содержит средства (26), предназначенные для формирования первого файла данных, являющихся репрезентативными для морфологических характеристик конечности (30), причем этот первый файл данных содержит координаты в трехмерном пространстве сети точек (68), распределенных на поверхности конечности вдоль последовательности контуров (66), определяемых на различных последовательно расположенных уровнях (Z) этой конечности; средства (10), предназначенные для формирования второго файла данных, являющихся репрезентативными для размерных и реологических характеристик ортопедического приспособления и определяемых на различных последовательно расположенных уровнях (Z) этого ортопедического приспособления; средства (48) моделирования сдавливания, дающие возможность рассчитать компрессионное давление в множестве точек (68) упомянутой сети на основе данных, содержащихся в указанных первом и втором файлах, с применением закона Лапласа в данных точках, таким образом определяя величины компрессионного давления, которое будет приложено к конечности этим ортопедическим приспособлением (70), (30), если оно надето на данную конечность; средства (50) представления величин компрессионного давления, определенных при помощи средств моделирования сдавливания. 2. Устройство по п.1, в котором упомянутый второй файл данных содержит данные о ширине в плоском виде (Lo) ортопедического приспособления на последовательно расположенных уровнях и данные (x/f), являющиеся репрезентативными для характеристик деформации ортопедического приспособления в функции приложенного к нему натяжения между точками, располагающимися на последовательно расположенных уровнях. 3. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средства обозначения, дающие возможность оператору этого устройства обозначить некоторую точку сети и управлять средствами представления величин компрессионного давления так, чтобы индицировать величину компрессионного давления, рассчитанного для обозначенной таким образом точки (82). 4. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средства обозначения, дающие возможность оператору этого устройства обозначить уровень ячейки сети и управлять средствами представления величин компрессионного давления так, чтобы индицировать величину компрессионного давления, рассчитанного для различных точек контура поперечного сечения конечности, располагающегося на обозначенном таким образом уровне (78). 5. Устройство по п.1, в котором средства представления имеют в своем составе графические средства, способные индицировать трехмерное графическое изображение (52) конечности и локально связанные с этим графическим изображением величины компрессионного давления, рассчитанного в различных точках упомянутой сети. 6. Устройство по п.1, в котором средства представления имеют в своем составе графические средства, способные индицировать двухмерное графическое представление (58) поперечного сечения конечности и локально связанные с этим графическим представлением величины компрессионного давления,рассчитанные в различных точках контура этого поперечного сечения. 7. Устройство по п.5 или 6, в котором графические средства связывают рассчитанные величины компрессионного давления с графическим представлением путем наложения на это графическое представление в местах расположения различных точек дополнительного цветового кодирования или кодирования различными уровнями серого цвета величины компрессионного давления, рассчитанного в этих точках. 8. Устройство по п.1, в котором средства представления имеют в своем составе графические средства, способные индицировать характеристику (62), демонстрирующую изменения в функции углового положения компрессионного давления, рассчитанного в различных точках контура поперечного сечения конечности, располагающегося на заданном уровне. 9. Устройство по п.1, в котором средства моделирования также имеют возможность определять средние величины компрессионного давления в точках,располагающихся на одном и том же уровне; средства представления имеют в своем составе графические средства, способные индицировать характеристику (56; 80), демонстрирующую изменения в функции уровня рассчитанного таким образом среднего компрессионного давления.