MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE P 200802122 "PROCESO Y DISPOSITIVO DE CAPTACION DE LA IMAGEN PLANTAR A TRAVES DE MEDIOS DE SUJECION Y TENSION DE UNA MEMBRANA ELASTICA, ASI COMO EL MECANIZADO A DOBLE CARA DE LA PLANTILLA OBTENIDA EN DICHO PROCESO".

Mejoras introducidas en la patente P200802122 "Proceso y dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica,

así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso", donde el dispositivo de captación de la imagen plantar es una estructura formada por una pluralidad de barras soporte (7) sobre las que se colocan dos barras horizontales (3, 4), con una membrana (2) elástica, donde en el interior de la estructura, bajo las barras horizontales (3, 4) y la membrana (2), se coloca al menos una cámara (10, 11, 12, 13), que capta la imagen a través de un cristal (14) anti - reflectante de seguridad. La membrana utilizada dispone de elementos geométricos, como unas líneas (21), en cualquier orientación que evite el paralelismo, con una línea (22) de diferente grosor, que permiten la medida eficiente del pie.

Mejoras introducidas en la patente nº P 200802122: “Proceso y dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso”.

Objeto de la invención La presente invención trata sobre las mejoras introducidas en la patente P200802122 “Proceso y dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso”, y en concreto, se centra en la adición de una retícula de líneas, o cualquier otro tipo de marcado, en la membrana elástica, así como la adición de una pluralidad de cámaras en el dispositivo de captación de la imagen.

El campo de aplicación de la invención se abre a la captación de imágenes de cualquier parte del cuerpo, a la realización de piezas a medida como prótesis, incluso captación de imágenes del cuerpo completo.

Antecedentes de la invención Cuando se coloca el pie sobre el vidrio de un escáner sufre una deformación (aplanamiento) la zona del talón y la zona metatarsal, lo que provoca que la imagen escaneada no sea la idónea para realizar una plantilla u órtesis que permita adaptarse perfectamente a toda la planta del pie para repartir la carga durante la marcha.

La experiencia en mediciones de las geometrías plantares indica que un pie que apoya directamente sobre un cristal a plena carga, como los que se utilizan hasta la fecha, no constituye el mejor procedimiento para obtener la información geométrica óptima para diseñar una órtesis plantar, ya que la geometría que se obtiene no fideliza partes como talón y zona metatarsal, que quedan totalmente aplanadas, reduciendo considerablemente la longitud del arco interno del pie.

Para solucionar estos problemas se ha ideado un utillaje que permite distribuir una tensión uniforme en toda la planta del pie, semejante a la marcha sobre la arena, haciendo pisar al paciente a través de una membrana regulable en tensión. Este sistema se describe en la patente P200802122, de manera que se suspende una malla elástica sobre dos barras regulables en altura y anchura, así mediante una manivela es posible aumentar o disminuir la tensión. El sistema permite variar la tensión de la goma, ya que incorpora dos ruletas que permiten mediante su giro aumentar o disminuir la tensión de la membrana y adaptarla así al peso del paciente. Además, con la imagen del pie captada mediante el escáner y la membrana, a través de un volteador y el software desarrollado, se logra el mecanizado a dos caras automatizado en base a la imagen captada pudiendo ser la plantilla obtenida con o sin orificios para permitir la transpiración.

En la actualidad, y en cuanto a sistemas de captación de la imagen plantar a través de una membrana, sólo se conoce en el mercado el sistema descrito en la patente P200802122, sistema que se pretende mejorar con la actual invención, a través del posicionamiento de una pluralidad de cámaras para captar la imagen obtenida en la membrana, y con algunas modificaciones en dicha membrana.

Los equipos de medida por visión suelen llevar integrados una cámara junto con un generador láser que constituyen la propia sonda de medición por triangulación. El generador láser ajusta en su extremo una óptica que permite convertir el haz puntual del láser en un abanico de haces que conforman una geometría plana, y con un ángulo de abertura fijo preseleccionado que cubra la anchura del objeto. La proyección de ese plano de luz láser sobre la pieza u objeto sujeto a medida genera una línea de luz reflejada por esta que es captada por la cámara siendo deseable que únicamente aparezca la anterior fuente de luz en el escenario que capte, para no obtener puntos espurios no pertenecientes al plano del láser con que se mide. Adicionalmente, en este tipo de configuración se dispone de movimiento relativo entre la sonda y el objeto a medir. Se obtiene una secuencia sincronizada de posiciones y de imágenes que permiten reconstruir espacialmente todos los puntos de las líneas capturadas correspondientes a los sucesivos cortes del plano láser con el objeto medido durante el movimiento.

Como fase previa a la medición, se ha de realizar un proceso de calibración de la sonda cámara-láser y de la caracterización del eje de movimiento respecto a la misma, usando un objeto patrón de geometría bien conocida. Estos sistemas reciben el nombre de sistemas de triangulación láser por barrido y suelen ser los empleados para digitalizar la planta del pie. La disposición fija y relativa entre el eje óptico de la cámara y el plano del láser, así como la posición relativa de ambos respecto a la superficie durante el barrido, hace que se obtenga un aumento o disminución de la esbeltez en la línea que capta la cámara, dando origen a una pérdida de precisión del equipo, o a una pérdida de información geométrica en determinadas zonas por ausencia de puntos capturados. También el control del movimiento y su sincronía con la cámara llevan asociados errores.

Además, la incorporación de una única cámara en estos equipos plantea el problema de que durante el barrido de una superficie libre con concavidades o convexidades más o menos pronunciadas como es la planta de un pie humano, se pueda producir ocultación de la línea. Para evitarlo, una variante la constituye una disposición del láser perpendicular a la superficie de dos cámaras, de tal forma que siempre aparezca la línea en alguna de las dos imágenes. Pero estos equipos plantean una serie de problemas:

- Integra un componente mecánico sujeto a desgaste, fuentes de imprecisión y problemas de fiabilidad. Las posicionadoras de relativa precisión, husillo de bolas o transmisión por correa con regla o encoder lineal) incrementan significativamente el precio del equipo.

- Se usa un diodo láser como generador de iluminación y elemento de medida calibrado, que plantea el problema de su vida útil, y la necesidad de realizar un ajuste y recalibración por parte de personal cualificado al menos al final de su vida útil.

- El paciente ha de mantener el pie en posición lo más estática posible durante el prolongado tiempo de captura de la secuencia de imágenes y posiciones. Cualquier mínimo movimiento implica errores directos en la geometría que pueden pasar inadvertidos.

- La disposición alineada de las cámaras y del láser según el eje longitudinal del pie no ofrece una perspectiva óptima para digitalizar sus bordes laterales hasta una cierta altura, por lo pronunciado de la curvatura en determinada zonas laterales del pie.

Descripción de la invención La invención que se propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta. Se trata de un conjunto de mejoras integradas en la patente P200802122.

Por un lado, la invención propuesta permite fabricar órtesis plantares con un grado muy superior de precisión funcional al obtenido por los métodos existentes en el estado de la técnica. Consigue importantes mejoras de resultados en los tratamientos de patologías relacionadas con la tensión generada en la planta del pie, como fascitis plantar, espolón calcáneo, sobrecargas del tendón de Aquiles y gemelos, etc.

Por otro lado, utiliza el principio de estereometría con marcado reticular o estructurado, requiriendo en el primer caso utilizar técnicas de geometría epipolar específicas. El uso de esta técnica, en el contexto del presente problema, requerirá del desarrollo e implementación de algoritmos de tratamiento específicos y eficientes, que permitan mejoras en relación al estado del arte actual de la técnica. Se utilizarán técnicas de redundancia para mejorar la precisión en la medición.

Otra ventaja en la invención es que evita la utilización de componentes mecánicos que procuren movimiento, de láseres-redes de difracción y de proyectores, con lo que se disminuyen la complejidad del equipo y las fuentes de error en la medida. Al pasar a ser las cámaras el componente más barato en estos equipos y habiendo eliminado los componentes de iluminación más caros, es posible incrementar su número sin incrementar significativamente el coste final, disponiendo de redundancias y de una resolución efectiva mayor.

Además, se incrementa notablemente la fiabilidad, disminuyendo los costes asociados a mantenimiento y fabricación, y se incrementa su productividad y rentabilidad. También se consiguen tiempos de captura muy reducidos,...

1. Mejoras introducidas en la patente P200802122 “Proceso y dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica, así como el mecanizado a doble cara de la plantilla obtenida en dicho proceso”, donde el dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de una membrana elástica consiste en una estructura formada por una pluralidad de barras soporte (7) sobre las que se colocan dos barras horizontales (3, 4) , regulables en altura y distancia entre ellas, colocando una membrana (2) elástica sobre las barras horizontales (3, 4) , ajustada a través de unas pletinas (6) en T y tensada por medio de una manivela (5) , y con un mecanismo de trinquete (8) para evitar giros indeseados, caracterizada porque en el interior de la estructura, bajo las barras horizontales (3, 4) y la membrana (2) , se coloca al menos una cámara (10, 11, 12, 13) , que capta la imagen en tiempo real, a través de un cristal (14) preferentemente anti-reflectante y de seguridad, de manera que la disposición de las cámaras (10, 11, 12, 13) consigue abrir todo el campo de medida detectando asimetrías críticas y logrando un proceso dinámico.

2. Mejoras introducidas en la patente P200802122, según reivindicación 1, caracterizado porque el número de cámaras que se disponen en el dispositivo de captación de la imagen plantar a través de medios de sujeción y tensión de la membrana (2) elástica son cuatro.

3. Mejoras introducidas en la patente P200802122, según reivindicación 1, caracterizado porque la membrana (2) dispone de una configuración especial en su parte inferior visualizada a través de las cámaras (10, 11, 12, 13) , de manera que dispone de cualquier tipo de elementos geométricos orientados de manera que reducen al máximo las múltiples intersecciones con las epipolares.

4. Mejoras introducidas en la patente P200802122, según reivindicación 3, caracterizado porque los elementos geométricos dispuestos en la parte inferior de la membrana (2) visualizados a través de las cámaras (10, 11, 12, 13) , son unas líneas (21) en orientación calculada para reducir al máximo las múltiples intersecciones con las epipolares.

5. Mejoras introducidas en la patente P200802122, según reivindicación 4, caracterizada porque la membrana dispone de, al menos, una línea (22) de diferente grosor que el resto, para simplificar el cálculo de las correspondencias entre líneas, permitiendo la medida eficiente del pie.

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