DE3535270A1

DE3535270A1 - Device and method for measuring the circumference and volume of oedematous extremities

Info

Publication number: DE3535270A1
Application number: DE19853535270
Authority: DE
Inventors: Joern-Uwe Prof Dr Re Fischbach; Ewald Prof Dr Med Goeltner; Thomas Dipl Phys Ing Pilder
Original assignee: Fischbach joern Uwe profdr
Current assignee: Fischbach joern Uwe profdr
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1987-04-09

Abstract

The device and the method permit automatable, accurate and rapid measurement of the circumference, preferably of oedematous extremities, and also the accurate detection of large volumes of extremities, for example of legs. For this purpose, a circular frame (4) is pushed over the extremity (3) which is to be measured. Said frame bears a large number of light transmitters (2) and light receivers (1) which can be actuated individually and can also be freely combined with one another obliquely with respect to their axis of symmetry. As a result shadow boundaries can be determined in the plane of the frame for a multiplicity of measuring directions, from which boundaries a polygon which characterises the circumference and the volume is acquired. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Umfangs- und Volumenmessung eines unregelmäßig geformten, festen Körpers, im folgenden "Meßkörper" genannt, vorzugsweise einer ödembehafteten menschlichen Extremität, wobei berührungslos arbeitende Meßsysteme zum Einsatz kommen.The invention relates to an apparatus and a method for measuring the circumference and volume of an irregularly shaped solid body, hereinafter called "measuring body", preferably an edematous human extremity, whereby contactless measuring systems are used.

Umfangsbestimmungen menschlicher Extremitäten, die ein Lymphödem aufweisen, dienen hauptsächlich der Herstellung elastischer Strümpfe zum Auspressen von Ödemflüssigkeit. Weit von der Kreisförmigkeit abweichende Querschnittsflächen sind möglich; die Umfangslinie kann sogar an manchen Stellen, z. B. in der Nähe der Gelenke, konkave Bereiche, also Einbuchtungen, aufweisen. Unter Umfang wird daher im folgenden diejenige Länge verstanden, die ein um die Extremität gelegter Faden benötigen würde. Zur Diagnose von Lymphödemen der Extremitäten sind genaue Bestimmungen der Extremitätenvolumina nötig; die Therapieüberwachung wird erst durch die Beobachtung der Volumenveränderung im Verlaufe der Behandlung objektivierbar.Scope determinations of human extremities, the one Having lymphedema is mainly used for manufacturing elastic stockings for squeezing edema fluid. Cross-sectional areas deviating from the circularity are possible; the circumference can even in some places, e.g. B. near the joints, concave areas, so Indentations. The scope is therefore as follows understood the length one around the extremity thread would need. For the diagnosis of lymphedema of the extremities are exact determinations of the extremity volumes necessary; the therapy monitoring is only through the Observation of the volume change in the course of the treatment objectifiable.

Die bisher angewandten Methoden zur Bestimmung von Umfang und Volumen sind direkte Messungen mit einem flexiblen Maßband, Auswertungen computertomografischer Messungen und die Plethysmometrie, d. h. das Eintauchen der Extremität in eine Flüssigkeit und die Volumenmessung der verdrängten Flüssigkeit. Alle diese Methoden sind nicht für Serienmessungen im Routinebetrieb geeignet, weil sie entweder zu ungenau arbeiten oder nicht automatisierbar sind.The methods used so far to determine scope and volume are direct measurements with a flexible tape measure, Evaluations of computer tomographic measurements and the Plethysmometry, d. H. immersing the limb in a liquid and the volume measurement of the displaced liquid. All these methods are not for series measurements in routine operation suitable because they either work too imprecisely or cannot be automated.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 20 804 ist bekannt, daß die Durchmesser eines Meßkörpers mit sukzessive angesteuerten Lichtschrankenreihen erfaßt werden können, die durch den dazwischen gelagerten Meßkörper mehr oder weniger stark abgeschattet werden und daß man aus vielen längs des Körpers gewonnenen Durchmessern auf das Volumen schließen kann. Man denkt sich dabei den Meßkörper scheibenförmig zusammengesetzt und bestimmt aus den Querschnittsdurchmessern die Querschnittsflächen der Scheiben, wobei man allerdings Annahmen über die Flächenform (z. B. kreisförmig) machen muß. Aus der Fläche errechnet man durch Multiplikation mit der Scheibendicke das Volumen.It is known from German Offenlegungsschrift 29 20 804 that the diameter of a measuring body with successively controlled Rows of light barriers can be detected through the measuring body in between more or less be heavily shadowed and that you can choose from many along the Diameter obtained from the body to the volume can. The measuring body is thought to be disk-shaped composed and determined from the cross-sectional diameters the cross-sectional areas of the washers, although one Make assumptions about the shape of the surface (e.g. circular) got to. The area is calculated by multiplication with the slice thickness the volume.

Die berührungslose Messung der Durchmesser durch Lichtschrankenreihen hat vor der Erfassung mit elektronischen Kameras (deutsche Offenlegungsschrift 26 31 951, deutsche Auslegungsschrift 25 55 975) den Vorteil, daß der nur schwierig bestimmbare Maßstabsfaktor bei der Verkleinerung des Objekts auf die aktive Fläche der Kamera nicht mehr zusätzlich bestimmt werden muß.The non-contact measurement of the diameter using rows of light barriers has before electronic capture Cameras (German Offenlegungsschrift 26 31 951, German Design specification 25 55 975) the advantage that the only scale factor that is difficult to determine when downsizing of the object on the active surface of the camera no longer in addition must be determined.

Ein Mangel der Lichtschranken einsetzenden Verfahren besteht allerdings darin, daß diese vorteilhaft nur bei weitgehend gleichmäßigen Lichtverhältnissen benutzt werden können. Die als Empfänger üblicherweise eingesetzten Fototransistoren reagieren nämlich bei der notwendigerweise impulsartigen Ansteuerung bei nur wenig einfallendem Licht wesentlich langsamer als sonst. Wenig Umgebungslicht wird z. B. in abgedunkelten Therapieräumen angetroffen. Besonders lange Reaktionszeiten treten auf, wenn zusätzlich das Meßsignal gering ist, also im Falle großen Lichtsender/Lichtempfängerabstandes oder im Falle, daß die Richtungen maximaler Emission, bzw. Empfindlichkeit - im folgenden "Symmetrieachsen" genannt - nicht übereinstimmen. Für die Messung großer Volumina, z. B. für Beinödeme, sind Lichtschranken einsetzende Verfahren dadurch zunächst nur unvollkommen anwendbar, wenn man nämlich die Meßwertauflösung durch Begrenzung der Anzahl der zur Verwendung kommenden Lichtschranken verschlechtert oder die Gesamtmeßzeit vergrößert, um die Abtastgeschwindigkeit der Lichtschranken genügend verlangsamen zu können.There is a lack of methods using light barriers however, in that this is advantageous only to a large extent uniform lighting conditions can be used. The phototransistors commonly used as receivers react with the necessarily impulsive Control with only little incident light essential slower than usual. B. in darkened Therapy rooms encountered. Particularly long response times occur when the measurement signal is also low is, in the case of a large light transmitter / light receiver distance or in the event that the directions of maximum emission, or sensitivity - hereinafter "axes of symmetry" called - do not match. For measuring large volumes, e.g. B. for leg edema, light barriers are used This means that the method can initially only be used incompletely if namely the resolution of the measured values by limiting the number the light barriers used deteriorate or the total measuring time is increased by the scanning speed to be able to slow down the light barriers sufficiently.

Bei unrunden Querschnittsformen sind sämtliche der angegebenen Methoden ungenau. Zwar ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 32 19 389 bekannt, wie zur besseren Berechnung des Volumens Schattendurchmesser in mehreren Richtungen längs des Meßkörpers aufzunehmen sind, jedoch sind auch hier einerseits Annahmen über die Querschnittsfläche unerläßlich, andererseits ist der Durchmesserbestimmung in vielen Richtungen wegen der dadurch notwendigen, hohen Anzahl unabhängiger Meßsysteme rund um den Meßkörper Grenzen gesetzt. Der Umfang ist durch Verfahren, die lediglich die Durchmesser, nicht aber deren relative Lage zueinander liefern, nicht ohne weiteres genau bestimmbar.In the case of non-circular cross-sectional shapes, all of the specified are Methods imprecise. It is from the German published application 32 19 389 known for better calculation of the volume shadow diameter in several directions are to be recorded along the measuring body, but are also here on the one hand, assumptions about the cross-sectional area are indispensable, on the other hand, the diameter is determined in many directions because of the necessary high number of independent Measuring systems around the measuring body set limits. The Scope is through procedures that only the diameter, but not their relative position to each other, not easily determinable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, bzw. ein Verfahren anzugeben, wodurch automatisch genügend genau und schnell der Umfang einer Extremität an beliebiger Stelle und das Volumen vorwiegend ödembehafteter, menschlicher Extremitäten ermittelt werden können. Große Umfänge, bzw. Volumina von Beinen mit schweren Ödemen sollen sicher ausmeßbar sein, ohne daß der Patient aktiv die Messung unterstützen muß. Meßkörper mit unregelmäßiger Querschnittsfläche sollen erfaßbar sein; im Falle konkaver Umfangslinien soll der eingangs definierte Wert für den Umfang ermittelt werden.The invention is therefore based on the object of a device or specify a procedure, which automatically the circumference of an extremity with sufficient accuracy and speed anywhere and the volume of predominantly edema, human extremities can be determined. Size Sizes or volumes of legs with severe edema should be safely measurable without the patient actively taking the measurement must support. Measuring body with irregular cross-sectional area should be detectable; in the case of concave circumferential lines should be the value for the scope defined at the beginning be determined.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein kreisförmiger Sensorrahmen (4) oder ein solcher in der Form eines regelmäßigen Vielecks (geometrischer Mittelpunkt an der Stelle (6)) mit Hilfe von Laufbuchsen (8) auf Fahrschienen (9) über den auszumessenden Körper (3) geschoben. Die Rahmenstellung definiert zugleich die Meßebene. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, von der Fig. 1 lediglich ein Ausführungsbeispiel zeigt, ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine größere Anzahl lichtempfindlicher Sensoren (1) (z. B. Fototransistoren) und lichtemittierender Dioden (LEDs) (2) trägt, deren Symmetrieachse in Richtung des Rahmenmittelpunktes (6) weisen. LEDs und Sensoren bilden einzeln ansteuerbare Lichtschranken, mit denen Schattengrenzen, nämlich Übergänge von durch den Meßkörper unterbrochener zu nicht unterbrochener Schranke bestimmt werden können.To solve the problem, a circular sensor frame ( 4 ) or one in the form of a regular polygon (geometric center at the point ( 6 )) is placed on the rails ( 9 ) over the body ( 3 ) to be measured with the aid of bushings ( 8 ). pushed. The frame position also defines the measurement level. The device according to the invention, of which Fig. 1 shows only one embodiment, is further characterized in that the frame carries a larger number of light-sensitive sensors ( 1 ) (e.g. phototransistors) and light-emitting diodes ( LEDs ) ( 2 ), the Point the axis of symmetry in the direction of the frame center ( 6 ). LEDs and sensors form individually controllable light barriers with which shadow boundaries, namely transitions from the barrier interrupted by the measuring body to the uninterrupted barrier can be determined.

Fig. 2 verdeutlicht das Verfahren zur Ermittlung des Meßkörperumfangs, bzw. seiner Querschnittsfläche an der Stelle der Meßebene anhand einer schematischen Zeichnung. Die dick ausgezogene Kurve begrenzt die Querschnittsfläche (7). Kreisförmig ist die innere Begrenzung des Rahmens (4) angedeutet, welcher die Lichtschrankensender und die Lichtempfänger trägt. Die in der Figur in lediglich sieben unterschiedlichen Richtungen gezeichneten Geraden markieren je eine Schattengrenze, gemessen mit einer Lichtschranke, deren Sender/Empfängerkomponenten bei den Schnittpunkten der Geraden mit dem Kreis liegen. Die gestrichelt gezeichneten Geradenteile bilden ein Polygon, dessen Fläche als Maß für die Querschnittsfläche und dessen Umfang als Maß für deren Umfang dient. Selbstverständlich lassen sich zur besseren Näherung des Umfangs auch geeignete gekrümmte Linien ("slime-Funktionen") benutzen. Um das Volumen des Meßobjekts zu erhalten, kann man dann in üblicher Weise die Querschnittsflächen in kurzen Abständen längs des Meßobjekts berechnen und unter Benutzung des mit dem Wegaufnehmer (10) gemessenen Abstandes der Querschnittsflächen voneinander das Meßkörpervolumen ermitteln. Fig. 2 illustrates the method for determining the Meßkörperumfangs, or its cross-sectional area at the point of the measuring plane with reference to a schematic drawing. The thick solid curve limits the cross-sectional area ( 7 ). The inner boundary of the frame ( 4 ), which carries the light barrier transmitter and the light receiver, is indicated in a circle. The straight lines drawn in the figure in only seven different directions each mark a shadow boundary, measured with a light barrier, the transmitter / receiver components of which lie at the intersection of the straight lines with the circle. The straight line parts drawn in dashed lines form a polygon, the area of which serves as a measure of the cross-sectional area and the circumference of which serves as a measure of its circumference. Of course, suitable curved lines ("slime functions") can also be used to better approximate the circumference. In order to obtain the volume of the measuring object, the cross-sectional areas can then be calculated in the usual manner at short intervals along the measuring object and the measuring body volume determined using the distance between the cross-sectional areas measured with the displacement sensor ( 10 ).

Bei der Erfindung kommt es nun entscheidend darauf an, daß für eine genaue Messung, besonders des Umfangs, eine genügend große Anzahl von Schattengrenzen in stets unterschiedlichen Meßrichtungen bestimmt und ausgewertet werden können. Die Schattengrenzenbestimmung muß dabei sehr schnell durchführbar sein, weil sich innerhalb dieses Zeitraumes der Meßkörper nur vernachlässigbar wenig bewegt haben darf. In the invention it is now critical that enough for an accurate measurement, especially the circumference large number of shadow boundaries in always different Measuring directions can be determined and evaluated. The shadow boundary determination must be done very quickly be feasible because within this period the Measuring element must have moved only negligibly little.

In technisch fortschrittlicher Weise gelingt dies, wenn sowohl Lichtsender als auch Lichtempfänger abwechselnd oder direkt nebeneinander in einer Reihe rund um den Meßkörper aufgebaut sind, aber weitgehend frei auch außerhalb ihrer Symmetrieachse miteinander zu einer Lichtschranke kombiniert werden können. Dies ist möglich, weil solche Lichtsender benutzt werden, die in einen breiten Raumwinkel (wenigstens ± 45 Grad) strahlen und solche Lichtempfänger die in einem weiten Raumwinkelbereich empfindlich sind. Ein an den Rahmen angeschlossener Rechner wählt die Lichtsender und -empfänger geeignet aus, speichert die Kennummern sämtlicher Sender, bzw. Empfänger, die Schattengrenzen markieren, ab und konstruiert mit einem Auswerteprogramm anschließend das Umfangspolynom. Ein konstanter Abstand von Lichtsendern, bzw. Lichtempfängern untereinander ermöglicht dabei vorteilhafte Weiterungen der Erfindung, die weiter unten beschrieben sind.In a technically advanced way, this succeeds if both Light transmitter and light receiver alternately or directly next to each other in a row around the measuring body are built up, but largely free also outside of them Axis of symmetry combined to form a light barrier can be. This is possible because of such light transmitters used in a wide solid angle (at least ± 45 degrees) and such light receivers radiate in one wide solid angle range are sensitive. One on the frame connected computer selects the light transmitter and receiver suitable, stores the identification numbers of all transmitters, or recipients who mark shadow boundaries, from and constructed the circumference polynomial with an evaluation program. A constant distance from light transmitters or Light receivers with each other enables advantageous Extensions of the invention described below are.

Eine Ausgestaltung der Erfindung nützt aus, daß lichtemittierende Dioden in viel kürzerer Zeit aktiviert werden können als Fototransistoren. Es ist dadurch eine Schattengrenzenbestimmung besonders schnell möglich, wenn, wie Fig. 3 verdeutlicht, ein beliebiger erster Empfänger eingeschaltet wird und dann der Reihe nach bei weiter eingeschaltetem Empfänger die durch die Geraden gekennzeichneten Lichtschranken solange getestet werden, bis die Schattengrenze gefunden ist. Die Lichtschranken werden dabei durch nebeneinander liegende, in ihren Kennummern aufeinander folgende LEDs mit stets demselben Empfänger gebildet.An embodiment of the invention takes advantage of the fact that light-emitting diodes can be activated in a much shorter time than phototransistors. This makes it possible to determine the shadow boundary particularly quickly if, as shown in FIG. 3, any first receiver is switched on and then in sequence with the receiver switched on, the light barriers identified by the straight lines are tested until the shadow boundary is found. The light barriers are formed by LED s lying next to each other with consecutive identification numbers with the same receiver.

In Weiterung des Verfahrens zur Ermittlung aller Schattengrenzen stellt man auf die genannte Weise eine erste Schattengrenze fest und aktiviert dann für eine zweite Meßrichtung, z. B. im Uhrzeigersinn, den Empfänger neben dem ersten. Infolge der begrenzten Anzahl von lichtemittierenden, bzw. lichtempfangenden Bauelementen auf dem Rahmen und weil die zu erwartende Beinform einen bestimmten, unteren Krümmungsradius nicht unterschreitet, ist die Richtung der zweiten Lichtschranke nur wenig von der der zuerst gefundenen verschieden. Es existiert dann nur eine begrenzte, nahe beieinander liegende Anzahl von LEDs, die zur zweiten Schattengrenze gehören können. Es werden daher nur diejenigen LEDs für die zweite Schattengrenze getestet, die in der Nähe der für die erste Schattengrenze gefundenen liegen. Auch alle anderen, folgenden Schattengrenzen werden durch sukzessives Weiterschalten der Empfänger ermittelt und können daher sehr schnell gefunden werden. Auf diese Weise werden schrittweise die Daten für den in Fig. 2 bezeichneten Polygonzug gewonnen.In addition to the method for determining all shadow boundaries, a first shadow boundary is determined in the manner mentioned and then activated for a second measuring direction, e.g. B. clockwise, the receiver next to the first. Due to the limited number of light-emitting or light-receiving components on the frame and because the expected leg shape does not fall below a certain, lower radius of curvature, the direction of the second light barrier is only slightly different from that of the first one found. There is then only a limited number of LEDs located close to one another, which can belong to the second shadow boundary. Therefore, only those LEDs for the second shadow boundary that are close to those found for the first shadow boundary are tested. All other subsequent shadow boundaries are also determined by successively switching the receivers and can therefore be found very quickly. In this way, the data for the polyline shown in FIG. 2 are obtained step by step.

Wegen der eben beschriebenen, begrenzten Menge von Möglichkeiten, einen zu irgendeinem Zeitpunkt des Verfahrens bereits gefundenen Teil eines Polygonzuges in einem nächsten Schritt zu verlängern, gibt es auch nur eine begrenzte Anzahl von Werten, um die sich die Länge dieses Polygonzuges vergrößert, wenn man den Umfangsteil anfügt, der durch die neu gefundene Schattengrenze festgelegt wird. Wegen der hochsymmetrischen, durch konstanten Abstand untereinander gekennzeichneten Anordnung der Lichtschrankensender, bzw. Lichtschrankenempfänger ist für jeden Zeitpunkt des Verfahrens die jeweilige Ausgangslichtschranke durch eine aus der in der Anzahl begrenzten Schar von Schranken repräsentiert, die zu irgendeinem festen Empfänger gehören. In Fig. 2 ist eine solche Schar durch Geraden markiert. Erfindungsgemäß werden die möglichen, neu an das Polygon anzufügenden Umfangsteile für jede der genannten Geraden, also Ausgangslichtschranken, im Rechner gespeichert, so daß sie nach Messung sämtlicher oder erst einen Teils der Schattengrenzen direkt und damit sehr schnell dieser Liste mit Hilfe des Rechners entnommen werden können. Because of the limited number of possibilities just described for extending a part of a polyline that has already been found at any point in the method in a next step, there are also only a limited number of values by which the length of this polyline increases when the Circumferential part, which is determined by the newly found shadow boundary. Because of the highly symmetrical arrangement of the light barrier transmitter or light barrier receiver, which is characterized by a constant distance from one another, the respective output light barrier is represented for each point in time of the method by one of the limited number of barriers belonging to any fixed receiver. Such a family is marked by straight lines in FIG. 2. According to the invention, the possible peripheral parts to be added to the polygon for each of the said straight lines, that is to say output light barriers, are stored in the computer, so that after measurement of all or only part of the shadow boundaries, they can be removed directly and therefore very quickly from this list with the aid of the computer .

Die Liste kann nach einer Weiterbildung der Erfindung neben den Längen der Begrenzungsgeraden des Polygons außerdem die Dreiecksflächen enthalten, die durch die Begrenzungsgeraden und einen gemeinsamen Punkt, vorzugsweise den Rahmenmittelpunkt (6) gebildet werden. Man erhält dann durch Aufsummierung der Teilflächen eine gute Näherung der Querschnittsfläche und damit des Volumens.According to a development of the invention, in addition to the lengths of the boundary lines of the polygon, the list can also contain the triangular surfaces which are formed by the boundary lines and a common point, preferably the frame center point ( 6 ). The sum of the partial areas then gives a good approximation of the cross-sectional area and thus of the volume.

Eine Weiterbildung des Verfahrens berücksichtigt den Fehler, der infolge der begrenzten Auflösung durch die Lichtschranken entsteht. Der Teil des kleinsten, die Querschnittsfläche umschreibenden Polygons wird nämlich gefunden, wenn bei einem Übergang von "nicht unterbrochen" zu "unterbrochen" stets die letzte nicht unterbrochene Schranke gespeichert wird. Wird stets die erste der unterbrochenen Schranken zur Umfangsermittlung benutzt, wird ein kleineres, in der Regel der Querschnittsfläche einbeschriebenes Polygon gefunden. Die Differenz der Umfänge dieser beiden Polygone hängt davon ab, wie viele Lichtschranken der Rahmen trägt und in welchem Abstand die Sender, bzw. Empfänger voneinander aufgebaut sind. Ein geeigneter Mittelwert der beiden genannten Polygonumfänge verkleinert daher noch wesentlich den Restfehler, den man bei einer Auswertung nur des um die Querschnittsfläche umbeschriebenen Polygons macht.A further development of the method takes into account the error, which due to the limited resolution by the Photoelectric barriers are created. The part of the smallest that Cross-sectional area circumscribing polygons found if a transition from "not interrupted" to "interrupted" always the last uninterrupted Barrier is saved. Always the first of the interrupted ones Barriers used to determine the circumference is a smaller, usually inscribed in the cross-sectional area Polygon found. The difference in the sizes of these The two polygons depend on how many light barriers the Frame carries and at what distance the transmitter or receiver are built up from each other. A suitable mean of the two polygon circumferences mentioned is therefore still reduced essentially the residual error that you only get with an evaluation of the polygon described around the cross-sectional area makes.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, die Fig. 4 anhand lediglich eines Ausführungsbeispiels zeigt, sind die lichtempfindlichen Sensoren (1) und die lichtemittierenden Dioden (2) nicht kreisförmig, sondern gegenüberliegend in gerader Reihe in dem Sensorrahmen aufgebaut. Zur Aufnahme der Schattengrenzen in vielen Meßrichtungen kann der Rahmen aber manuell oder rechnergesteuert mit Hilfe der Dreheinrichtung (5) in der Meßebene um den Meßkörper gedreht werden. Der Drehwinkel wird relativ zu einer Nullage gemessen; dazu kann die Dreheinrichtung mit einem üblichen Winkelencoder ausgestattet sein oder selber, z. B. in Form eines Steppermotors, die Drehinformation an den Rechner liefern. Die genannte Ausgestaltung läßt sich bei besonders ruhig liegenden Extremitäten einsetzen, da die Zeitdauer der Meßwertnahme infolge des hohen Zeitbedarfs für eine mechanische Drehung des Rahmens ansteigt.According to a further embodiment of the invention, which is shown in FIG. 4 with the aid of only one exemplary embodiment, the light-sensitive sensors ( 1 ) and the light-emitting diodes ( 2 ) are not circular, but are arranged opposite one another in a straight row in the sensor frame. To record the shadow boundaries in many measuring directions, the frame can be rotated around the measuring body manually or computer-controlled with the help of the rotating device ( 5 ) in the measuring plane. The angle of rotation is measured relative to a zero position; for this purpose, the rotating device can be equipped with a conventional angle encoder or itself, for. B. in the form of a stepper motor, the rotation information to the computer. The embodiment mentioned can be used with extremities lying particularly quiet, since the time taken for the measurement increases due to the high time required for a mechanical rotation of the frame.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Erfassung besonders großer Ödeme. Dazu ist ein weiter Rahmen mit besonders vielen Lichtschranken nötig, die zur Vermeidung zu langer Meßzeiten in stets der kürzest möglichen Zeit abgefragt werden müssen. Zur Erzielung optimaler Ansprechgeschwindigkeit bei wechselnder Umgebungshelligkeit und bei geringer Signalintensität sind auf dem Sensorrahmen eines oder verteilt auf ihm mehrere lichtaussendende Elemente (11), z. B. Glühlämpchen, montiert, deren Helligkeit über einen Sensor (vorzugsweise einen Fotowiderstand) vom Umgebungslicht und/oder von der zeitlich geeignet gemittelten Signalhöhe gesteuert wird. Sie beleuchten sämtliche Fototransistoren diffus, so daß diese stets im Punkte optimaler Untergrundhelligkeit betrieben werden. Das von der Untergrundhelligkeit im Fototransistor erzeugte, zusätzliche Signal wird mit einem geeignet dimensionierten Wechselspannungsverstärker elektronisch vom Nutzsignal abgetrennt.Another embodiment of the invention relates to the detection of particularly large edemas. This requires a wide frame with a particularly large number of light barriers, which must always be queried in the shortest possible time to avoid measuring times that are too long. To achieve optimal response speed with changing ambient brightness and low signal intensity, one or several light-emitting elements ( 11 ), z. B. Incandescent lamp, the brightness of which is controlled by a sensor (preferably a photo resistor) from the ambient light and / or from the time-appropriately averaged signal level. They illuminate all phototransistors diffusely, so that they are always operated at the optimum background brightness. The additional signal generated by the background brightness in the phototransistor is electronically separated from the useful signal using a suitably dimensioned AC voltage amplifier.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft das Aufsuchen der Stellen, an denen der Umfang genommen werden soll und der Markierungen, zwischen denen das Volumen ermittelt werden soll. Für die Herstellung von Strümpfen werden solche Markierungen einheitlich, z. B. beim Bein als Abstand von der Ferse, festgelegt. Zur automatischen Meßwertaufnahme wird nach Fig. 5 das Bein (3) auf einem Halter (12) gelagert und der Meßvorgang mit dem Rahmen außerhalb des Beins, wie gezeichnet, aktiviert. Der Rechner tastet den Halterdurchmesser ab und startet die Messung erst bei Erreichen des Beines oder einer dort befestigten Marke, vorzugsweise bei Unterbrechen der Lichtschranken oberhalb des Halters durch die Ferse. Auf diese Weise werden der Weg-Nullpunkt X und relativ zu diesem alle anderen Marken auf der Extremität automatisch festgelegt. Ein einmaliges Verschieben des Rahmens über das Bein bewirkt dann die Meßwertnahme in regelmäßigem Abstand längs des Beins, alle Umfangsberechnungen und die Volumenberechnung und macht damit die Abspeicherung sämtlicher relevanter Ödem- und Strumpfparameter möglich.Another embodiment of the invention relates to the search for the points at which the scope is to be taken and the markings between which the volume is to be determined. For the manufacture of stockings such markings are uniform, for. B. the leg as a distance from the heel. For the automatic recording of measured values, the leg (3) of FIG. 5 mounted on a holder (12) and the measuring operation with the frame outside of the leg, as depicted activated. The computer scans the holder diameter and starts the measurement only when the leg or a mark attached there is reached, preferably when the light barriers above the holder are interrupted by the heel. In this way, the path zero point X and relative to this all other marks on the extremity are automatically determined. A one-off movement of the frame over the leg then causes the measurement to be taken at regular intervals along the leg, all the circumferential calculations and the volume calculation, thus making it possible to save all relevant edema and stocking parameters.

List of reference symbols used: 1. Light receiver
2. Light transmitter
3. Measuring body (extremity)
4. Sensor frame
5. Rotating device for rotating the frame
6. Center of the frame
7. Cross-sectional area
8. Recirculating ball bushing
9. Track
10. Displacement sensor
11. diffuse light emitter
12. Leg holder

Claims

1.Device for measuring the circumference of a measuring body, preferably an edematous human extremity in a measuring plane and / or for volume measurement, in which light barriers arranged on a frame define the measuring plane, this frame is displaceable transversely to the measuring plane and the measuring body between the light barriers is stored, characterized in that shadow boundaries can be determined there, that the light transmitters and light receivers are arranged in a row and that individually switchable light transmitters / light receiver arrangements for determining the shadow boundary exist for a large number of predetermined measuring directions, and that light transmitters and light receivers that cannot lie on the respective mutual axis of symmetry, can form a light barrier.

2. Device according to claim 1, characterized in that both the light transmitter and the light receiver alternately or directly next to each other circular with constant Distance between them or in a regular polygon are arranged around the measuring body.

3. Device according to claim 1, characterized in that a sufficient number as a light transmitter and light receiver light barriers arranged in straight rows on the frame be used and that for setting the measuring direction for the shadow boundary determination of the frames with the light barriers can be rotated around the measuring body while doing so Shadow boundaries can be included and that the angle of rotation relative to a zero position by an angle measuring unit can be detected.

4. The device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that phototransistors are used as light receivers, which are constantly illuminated to achieve optimum response time with at least one light transmitter ( 11 ) which by the amount of ambient light and / or the average arriving Signal light can be brightness controlled and that the constant light component of the phototransistors is electronically separated from the signal component caused by the light transmitter ( 2 ).

5. The device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that for the automatic determination of the volume or of circumferential measuring points on the measuring body, the start of the displacement measurement is determined by the difference in diameter from the measuring body holder ( 12 ) to the measuring body ( 3 ) or by a the level of the light barriers on the measuring body fixed mark is defined, which can be recognized when scanning through the light barriers due to their light / dark pattern.

6. Procedure for measuring the circumference in a measuring plane and / or the volume, preferably of an edema human extremity, characterized in that at a device according to at least one of claims 1 to 5 for a variety of different measuring directions Shadow boundary determination different light emitter Light receiver pairs can be selected, each light transmitter depending on the measuring direction changing light receiver or each Changing light transmitters can be assigned to the light receiver can and where as a measure of the shadow boundary the light emitter or receiver number of a light barrier at the transition "interrupted" / "not interrupted" serves.

7. The method according to claim 6, characterized in that a first light receiver different light transmitters be assigned until the shadow boundary for that first Light transmitter is found and for identifying one next shadow boundary with the neighboring light receiver Light transmitters is tested, the first of the found Light transmitters are adjacent and so on, so that shadow boundaries found for measuring directions lying close together are formed from which a partial circumference of the measuring body is progressing in the measuring directions up to the total extent is summed up.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the partial scopes according to the measured values of a list with all sensible possibilities that can be realized through the frame be taken from measured values.

9. The method according to claim 8, characterized in that the list also contains the partial areas that are spanned by the partial circumferences and a reference point, preferably the frame center ( 6 ), and that the partial areas are added up to the total cross-sectional area and that the measuring body volume from the products the cross-sectional areas and the measuring plane distances is determined.

10. The method according to at least one of claims 6 to 9, characterized in that at each measuring level point two Circumferences or two cross-sectional areas are obtained, with a transition of the barriers from "not interrupted" to "interrupted" always the first as input values use the uninterrupted barrier and the second at same transition the interrupted barrier and being both measured values for an averaged circumferential or cross-sectional area result be used.