WO2021237258A1

WO2021237258A1 - Verfahren und vorrichtung zur individuellen anpassung der stützfunktion einer liegematratze

Info

Publication number: WO2021237258A1
Application number: PCT/AT2021/060177
Authority: WO
Inventors: Hans Malzl; Alexander MALZL; Andreas MALZL; Johannes MALZL; Meinhard Schwaiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: AT523855B1; AT523855A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur individuellen Anpassung der Stützfunktion einer Liegematratze an eine Zielperson (200), wobei die Liegematratze Stützelemente unterschiedlicher Härtegrade aufweist, und eine mit der Liegematratze in ihren Abmessungen im Wesentlichen identische Messmatratze (120) verwendet wird, wobei eine Verformung der Messmatratze (120) durch die auf der Messmatratze (120) in zumindest einer Liegeposition befindlichen Zielperson (200) mit zumindest einer Kamera (131, 132) erfasst wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur individuellen Anpassung der Stützfunktion einer Liegematratze

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur individuellen Anpassung der Stützfunktion einer Liegematratze, die mehrere Stützelemente unterschiedlicher Härtegrade auf weist, an eine Zielperson. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, die diesem Zweck dient.

Aus der EP 2 255 293 Bl sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Evaluierung einer Person für ein Schlafsystem bekannt, bei dem das Evaluierungselement eine Komfortschicht mit aufblasbaren Komfortschichtelementen und eine darunter be findliche Stützschicht mit aufblasbaren Stützschichtelementen aufweist, bei dem mittels einer Digitalkamera ein digitales Größenbild des Körpers der Person erfasst wird und zur Berechnung eines ersten optimalen Druckniveaus verwendet wird und wobei in mehreren weiteren Schritten die Druckdifferenzen aus einer ersten unbe lasteten Messung und weiteren Messungen in einer ersten und einer zweiten Posi tion der Person auf dem Evaluierungssystem die Druckverteilung auf die Person individuell angepasst wird.

Aus der EP 3 023 034 Bl ist ein Verfahren zur Erfassung von Körperparameter mittels eines 3D-Körperscans bekannt, bei dem mittels der gemessenen Körper parameter anthropometrische Parameter ermittelt werden, auf deren Basis die be vorzugte Härte und/oder Position von Inserts mittels eines Prozessors bestimmt werden.

In der US 6,585,328 Bl ist ein Evaluierungssystem für individuell an Personen an gepasste Matratzen offenbart, basierend auf einer mit einer Vielzahl Drucksenso ren ausgeführten Drucksensormatte, zur Ermittlung und Auswertung der Druck verteilung der in Rückenlage auf der Matratze liegenden Person.

In der US 6,990,425 B2 ist ein Evaluierungssystem zur optimalen Unterstützung bei der Auswahl einer gemäß den physiologischen Eigenschaften einer Person am besten geeigneten Matratze offenbart, das auf einem umfangreichen Fragenkata log basiert, der automatisiert abgearbeitet wird.

Aus der US 6,741,950 B2 ist ein Evaluierungssystem zur optimalen Unterstützung bei der Auswahl einer gemäß den physiologischen Eigenschaften einer Person am besten geeigneten Matratze bekannt, das auf einem umfangreichen Fragenkatalog basiert, der automatisiert abgearbeitet wird und einem schnellen Messsystem zur Erfassung der Physiologie der Person sobald diese auf der Evaluierungsmatratze liegt. In der US 6,571,192 Bl ist ein Matratzenauswahlsystem offenbart, bei dem eine Federkernmatratze (Box Spring) kombiniert mit einer Luftmatratze mit Sensorik, die eine Gewichtsverteilung der darauf liegenden Person erfasst und ausgibt und mit einem automatisierten Fragenkatalog einen Vorschlag zur Auswahl einer best geeigneten Matratze liefert.

Aus der WO 2012/012892 Al ist ein Verfahren und ein System für die Reihung und Auswahl von Matratzen bekannt, das auf einer Drucksensormatte mit einer Vielzahl an matrixartig angeordneten Drucksensoren und einer Datenbank mit physiologi schen Profilen beruht.

Aus der US 2008/0209641 Al ist ein Verfahren zur Auswahl einer Matratze und eines Schlafkissens bekannt, bei dem eine Luftmatratze mit mehreren Kammern und Drucksensoren mittels einer Steuerung definierte Druckprofile von unter schiedlichen Matratzen nachstellt, und derart den Auswahlprozess für die optimale Matratze unterstützt.

In der US 2013/0144751 Al ist eine Sensormatte mit matrixartig angeordneten kapazitiven Drucksensoren und ein Verfahren zur grafischen Darstellung der Druckverteilung offenbart, mit dem die Druckverteilung einer auf einer Matratze liegenden Person gemessen und visualisiert werden kann.

Die FR 2 995 773 offenbart ein Verfahren zur Auswahl der Bettausrüstung und eines zugehörigen Systems, bei dem mittels Bildsensoren und Abstandssensoren die Körpermaße des Benutzers erfasst und ein Body-Mass-Index ermittelt wird.

Die WO 2017/086815 Al offenbart einen interaktiven Verkaufsstand für Matrat zen, der mit einem Näherungssensor zur Erfassung von sich nähernden Personen und mit einer Audio- und einer vertikalen Displayanlage zur akustischen und opti schen Verkaufsunterstützung ausgeführt ist.

Darüber hinaus zeigen die WO 2019/179378 A, die US 2016/255966 A und die US 2020/0046136 A Lösungen, bei denen eine Matratze variabel angesteuert wird, um die Liegestellung zu optimieren.

Nachteilig bei allen bekannten Systemen ist, dass sie gar nicht oder nur sehr ein geschränkt eine individuelle Auswahl einer für eine Person bestgeeignete Liege matratze erlauben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzu stellen, das geeignet ist, die Auswahl einer Liegematratze auf Basis der bevorzug ten Liegegewohnheiten der Zielperson objektiv zu ermöglichen und damit das sub jektive Liegegefühl wesentlich zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur individuellen Anpassung einer Liege matratze an eine Zielperson gelöst, das folgende Schritte aufweist:

• Bereitstellen einer Messmatratze, die in ihren Abmessungen im Wesent lichen identisch zur Liegematratze ist und die durch Einstellung eines bestimmten Drucks veränderbare Messstützelemente aufweist;

• Anpassung der Messmatratze an eine bestimmte Zielperson, um in zu mindest einer Liegeposition eine optimale Liegestellung zu erreichen, in dem der Druck der Messstützelemente selektiv angepasst wird,

• Erfassung des Drucks der Messstützelemente in der optimalen Liegestel lung;

• Erfassung der Verformung der Messmatratze durch die auf der Mess matratze befindlichen Zielperson mit zumindest einer Kamera;

• Herstellung einer angepassten Liegematratze durch Einsetzen von Stützelementen, deren Härtegrad aufgrund der erfassten Verformung und des erfassten Drucks der Messstützelemente der Messmatratze be stimmt ist.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Liegematratze durch Auswahl geeigneter Stützelemente an eine bestimmte Person anpassbar ist, wobei diese Stützelemente beispielsweise Formkörper aus Schaumstoff sind, die in ent sprechende Ausnehmungen einer Schaumstoffmatratze eingesetzt werden kön nen. Diese Formkörper liegen in verschiedenen Härtegraden vor, so dass durch eine entsprechende Auswahl der Formkörper die Elastizität der Matratze lokal un terschiedlich und optimal an die jeweilige Person angepasst ist. Matratzen dieser Art sind seit längerer Zeit verfügbar, es ist jedoch schwierig, den Anpassungspro zess so durchzuführen, dass tatsächlich ein Optimum im Hinblick auf die Stütz funktion und den Liegekomfort der Person erreicht wird. Im Rahmen der vorlie genden Erfindung wird zur Erzielung dieses Optimums eine Messmatratze einge setzt, die die Anpassung wesentlich erleichtert. Die Veränderung der Messmatratze erfolgt dabei nicht durch den Austausch von Formkörpern, sondern durch die Ver änderung des Drucks von Messstützelementen. Ein wichtiger Aspekt im Rahmen der Erfindung ist auch die Verwendung einer Kamera, durch die die Topographie und die Lage der Zielperson, die Verformung der Messmatratze und dergleichen erfasst werden können. Durch die Erfindung ist es möglich, dass die Zielperson auf der Liegematratze letztlich die gleiche optimale Liegestellung einnimmt wie zuvor auf der Messmatratze. Liegeposition bedeutet im Rahmen dieser Beschreibung die Lage, die die Zielper son grundsätzlich einnimmt, also etwa Rückenlage, Seitenlage oder Bauchlage. Liegestellung bedeutet die Ausrichtung der einzelnen Körperteile zueinander, die sich bedingt durch die Verteilung der Härte der Matratze in der jeweiligen Liege position ergibt, also beispielsweise welche seitliche Krümmung die Wirbelsäule in der Seitenlage ausbildet oder die Stärke der Lordose in der Rückenlage.

Durch die vorliegende Erfindung ist es sowohl möglich, den Optimierungsvorgang auf der Messmatratze schnell, zuverlässig und nachvollziehbar zu gestalten, als auch eine klare und leicht umsetzbare Handlungsanweisung zum Aufbau der Lie gematratze zu erhalten. Der Optimierungsvorgang auf der Messmatratze kann au tomatisiert erfolgen, indem beispielsweise durch Bilderkennungsverfahren die Krümmung der Wirbelsäule der Zielperson erfasst wird und die Messstützelemente so lange verändert werden, bis die Wirbelsäule geradlinig in der Sagittalebene des Körpers angeordnet ist, was allgemein als Zielvorstellung für eine angenehme und gesundheitlich zuträgliche Liegestellung angesehen wird. Es ist gleichermaßen möglich, die Einstellung der Messstützelemente durch eine Fachperson durchfüh ren zu lassen, die die optimale Position aufgrund von Erfahrung und Fachwissen einstellt. Zusätzlich dazu kann auch das subjektive Befinden der Zielperson be rücksichtigt werden.

Ist dieses Optimum einmal bestimmt, dann wird aufgrund der erfassten Daten festgelegt, welche Stützelemente in die Liegematratze einzusetzen sind, um si cherzustellen, dass die Zielperson auf der Liegematratze die gleiche optimale Lie gestellung einnehmen wird.

Als erfasste Daten werden dabei primär die Drücke der einzelnen Messstütz elemente herangezogen, aber auch Daten, die die Verformung der Messmatratze wiedergeben.

Besonders günstig ist es, wenn mit der Kamera auch die Lage und die geometri schen Eigenschaften der auf der Messmatratze befindlichen Zielperson erfasst wer den. Dadurch ist es beispielsweise möglich, aufgrund der geometrischen Form der Zielperson auf eine Gewichtsverteilung zu schließen und damit den Anpassungs prozess zu verbessern. Wenn mit der Kamera ein dreidimensionales Bild der Ziel person erzeugt wird, dann ist es auch möglich, aufgrund der Aufnahme der liegen den Person Rückschlüsse auf die Verformung der Messmatratze in Bereichen zu ziehen, die nicht direkt sichtbar sind. Ansonsten kann die Verformung der Matratze jedenfalls in den Bereichen neben der Zielperson bestimmt werden, wofür insbe sondere eine TOF-Kamera besonders gut geeignet ist. Dies ist eine Kamera, die neben einem optischen Bild auch Entfernungsinformationen aufgrund der Laufzeit von Lichtsignalen (Time of Flight) gewinnen kann. Besonders bevorzugt sind hierbei zumindest zwei Kameras vorgesehen, die an zu mindest einem Kameraarm angeordnet sind, der parallel zur Längsachse der Mess matratze mithilfe eines Kameraschlittens verfahrbar ist. Damit wird insbesondere die Gewinnung eines dreidimensionalen Modells der Zielperson wesentlich erleich tert, da es möglich ist, aus der Parallaxe Rückschlüsse auf die dreidimensionale Form zu erhalten.

Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Verformung der Messmatratze durch die Vermessung der Topgraphie der auf der Messmatratze befindlichen Zielperson berechnet wird. Dies ist in der Regel mit der Erstellung eines dreidimensionalen Modells der Zielperson verbunden. Da bei wird z.B. die Schulterbreite der Zielperson bestimmt. Wenn sich dann die Ziel person in Seitenlage befindet, dann kann die Verformung der Messmatratze im Schulterbereich aus dem Abstand der oberen Schulter von der Ebene der Matratze rückgerechnet werden.

Eine besonders einfache Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung benutzt Messstützelemente in Form von flexiblen Schläuchen, die unter Druck eine zylind rische Form annehmen. Die Stützelemente sind in diesem Fall zylindrische Schaumstoffkörper unterschiedlicher Härtegrade. Die Messmatratze unterscheidet sich von der Liegematratze im Wesentlichen dadurch, dass anstelle der Schaum stoffkörper die flexiblen Schläuche eingesetzt sind.

Die Stützelemente der Liegematratze können in einer einfachen Ausführung als Schaumstoffzylinder ausgebildet sein. Eine besonders komfortable Lösung wird er reicht, wenn die Stützelemente der Liegematratze als Schaumstoffprofile ausge bildet sind, die auch als Stempel bezeichnet werden. Durch die Profilierung wird insbesondere ein sanfter Übergang in den Bereichen unterschiedlicher Härte er reicht.

In einer ersten Ausführungsvariante wird ausgehend von einer als Grundeinstel lung definierten Härte und Federungseigenschaft der Messmatratze die auf der Messmatratze in einer ersten bevorzugten Liegeposition (bspw. Rückenlage) be findliche Zielperson topographisch erfasst, beispielsweise mittels einer optischen Messeinrichtung, vorzugsweise einer 3D-Kamera, ausgeführt beispielsweise als Time of Flight (ToF)-Kamera. Aus den topographischen Daten wird ein 3D-Modell der Zielperson in einem Auswerterechner erstellt, und wesentliche Parameter der Zielperson ermittelt, aus denen die relevanten Körperzonen wie Kopf, Schulter, Lordose, Becken, Knie und Fuß abgeleitet und weiters bspw. die Körpergröße, die Schulter- und Beckenbreite sowie das Körpergewicht rechnerisch ermittelt werden. Die gemessenen Drücke in den veränderbaren Messstützelementen werden eben falls rechnerisch ausgewertet und in einer weiteren Ausführungsvariante mit den aus dem 3D-Modell ermittelten Parametern der Zielperson abgeglichen und für den nächstfolgenden Optimierungsschritt ein optimiertes Druckprofil in der Mess matratze eingestellt. Das subjektive Empfinden des Liegekomforts der Zielperson auf der Messmatratze, die Auswertung der Druckverteilung in den Messstütz elementen unter Berücksichtigung des 3D-Modells der Zielperson ermöglicht einen Optimierungsprozess der Anpassung der individuellen Eigenschaften der Mess matratze an die Bedürfnisse und Gegebenheiten der Zielperson. Aus den derart ermittelten optimalen Eigenschaften der Messmatratze wird in einem nachfolgen den Transformationsschritt der individuelle Aufbau der eigentlichen Liegematratze für die Zielperson ermittelt, auf deren Basis die individuelle Liegematratze gefertigt wird.

Selbstverständlich sind darüber hinaus die erforderlichen Luftpumpen, Messgeräte und eine entsprechende Auswertungselektronik vorgesehen.

Im Folgenden wird anhand eines nicht-einschränkenden Ausführungsbeispiels mit zugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit einer Zielperson in einer ersten Liegeposition, wobei sich der Kameraarm in einer ersten Position befindet;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 in einer Ansicht von oben;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 in einer weiteren per spektivischen Ansicht;

Fig. 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 in einer weiteren per spektivischen Ansicht, wobei sich der Kameraarm in einer zweiten Position befindet;

Fig. 6 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 in einer weiteren per spektivischen Ansicht, wobei sich der Kameraarm in einer dritten Position befindet;

Fig. 7 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 1 in einer perspektivi schen Ansicht mit der Zielperson in einer zweiten Liegeposition, wo bei sich der Kameraarm in der zweiten Position befindet; Fig. 8 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 7 in einer weiteren per spektivischen Ansicht;

Fig. 9 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus Fig. 7 in einer Seitenansicht;

Fig. 10A, Fig. 10B zwei Konturbilder; und

Fig. 11 eine Druckprofilabbildung.

In den Figs. 1 bis 5 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 mit einer darauf befindlichen Person 200 in einer ersten Liegeposition, nämlich auf ihrem Rücken liegend, dargestellt. Für diese Person 200 sollen mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 die Charakteristika einer individuell auf diese Person 200 abge stimmte Liegematratze mit einsetzbaren Stützelementen, insbesondere deren Festigkeit, festgelegt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 weist hierbei ein Bettgestell 110 auf, auf dem eine Messmatratze 120 mit einer Auflagefläche 121 angeordnet ist. Diese Messmatratze 120 weist eine Vielzahl von mit Druckluft beaufschlagten Luftkam mern 122 auf, wobei über eine Steuerungseinrichtung der in den einzelnen Luft kammern herrschende Druck einstellbar ist (nicht dargestellt). Die Charakteristika dieser Messstützelemente bilden eine Federkennlinie 123, die durch Veränderung der Eigenschaften der Messstützelemente, im vorliegenden Fall durch Veränderung des in den Luftkammern 122 herrschenden Drucks individuell auf die Zielperson 200 abgestimmt ist. Eine hierfür geeignete Messmatratze kann beispielsweise der EP 2 490 575 Bl entnommen werden.

Die in der Messmatratze 120 angeordneten Luftkammern 122 entsprechen bei die ser Ausführung der Erfindung im Wesentlichen Stützelementen mit gleicher oder ähnlicher Geometrie, die in der individuell angepassten Liegematratze angeordnet werden. Diese Stützelemente können unterschiedliche Festigkeiten und damit un terschiedliche Stützkraft aufweisen, wobei Art und Anordnung der Stützelemente in einer individuell an die Bedürfnisse der Person 200 angepassten Liegematratze mithilfe der Luftkammern 122 in der Messmatratze 120 simuliert und optimiert wird. Anhand der mit der Messmatratze 120 erhaltenen Druckwerte für die einzel nen Luftkammern 122 wird anschließend eine optimierte Liegematratze mit einer individuell an die Person 200 erstellte Federkernlinie 123 gefertigt.

Am Bettgestell 110 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ist ein im Wesentli chen parallel zur Längsachse L der Messmatratze 120 verfahrbarer Kameraarm 130 vorgesehen, an dem eine erste Kamera 131 befestigt ist, deren Blickachse 131A im Wesentlichen senkrecht auf die Auflagefläche 121 der Messmatratze 120 ausgerichtet ist. Beabstandet von der ersten Kamera 130 ist an dem Kameraarm 130 eine zweite Kamera 132 angeordnet, deren Blickachse 132A parallel zur Auf lagefläche 121 der Messmatratze 120 und damit im Wesentlichen normal auf die Blickachse 131A der ersten Kamera 131 ausgerichtet ist.

Bevorzugterweise wird bei dieser Ausführung der Erfindung für die beiden Kameras 131, 132 eine TOF-Kamera (Time-of-Flight) verwendet, die in Kombination mit einer Lichtquelle, beispielsweise einem gepulsten Infrarotstrahl, ein dreidimensio nales Reliefbild der Zielperson 200 auf der Messmatratze 120 erstellt.

Hierzu wird zunächst die leere Messmatratze 120 als Referenzwert erfasst, bzw. ist dieser Geometrie im Rechner hinterlegt. In einem nächsten Schritt wird die Verformung der Messmatratze 120 unter Belastung durch die Zielperson 200 er fasst.

Bei dieser Ausführung der Erfindung wird hierzu, wie in den Figs. 2 bis 5 gezeigt, der Kameraarm 130 mithilfe eines Kameraschlittens 133 entlang des Bettgestells 110 im Wesentlichen parallel zur Längsachse L der Messmatratze 120 bewegt. Da bei erstellen die beiden an dem Kameraarm 130 angeordneten Kameras 131, 132 ein erstes dreidimensionales Bild. In den dargestellten Sichtbereichen 131B, 132B der ersten und zweiten Kamera 131, 132 wird insbesondere die durch das Ge wicht/Volumen der in der ersten Liegeposition am Rücken liegenden Person 200 verursachte Verformung der Messmatratze 120 entlang der Umrisskontur der Ziel person erfasst. Dieses Tiefen profil entsteht insbesondere im unmittelbaren Bereich um die Person 200 und entspricht im Wesentlichen der Kontur der auf der Mess matratze 120 liegenden Person 200. Die Verformung der Messmatratze 120 wird hierzu in Relation zu der eingestellten Federkennlinie 123 der Messstützelemente gesetzt und ausgewertet.

Anschließend wird ein zweites dreidimensionales Bild der auf der Messmatratze 120 liegenden Person 200, in einer zweiten Liegeposition, nämlich in Seitenlage, gemäß den Figs. 7 bis 9 aufgenommen. Ein wesentliches Anliegen in dieser Posi tion ist eine möglichst geradlinige Ausrichtung der Wirbelsäule der Zielperson 200 in der Seitenlage.

Daher werden zur besseren Erfassung auf dem Rücken der Zielperson 200 bei spielsweise Markierungs- oder Referenzpunkte angebracht und der Druck in den jeweiligen Luftkammern 122 der Messmatratze 120 derart verändert, dass diese Referenzpunkte auf einer Geraden G, im Wesentlichen parallel zur Auflagefläche der Messmatratze 200, angeordnet sind.

Auf diese Weise wird ein detailliertes Einsinkprofil der Zielperson 200 in die Mess matratze 120 in zwei, zueinander um 90° verdrehten Liegepositionen erstellt. Um auch das subjektive Empfinden der Zielperson 200 miteinzubeziehen, kehrt in einem nachfolgenden Schritt die Zielperson in die erste Liegeposition zurück, um festzustellen, ob durch die in der zweiten Liegeposition veränderte Federkernlinie 123 auch in Rückenlage geeignet ist.

Bei Bedarf können die vorgenannten Schritte so oft widerholt werden, bis ein für die Zielperson 200 optimales Stützprofil bzw. Federkennlinie 123 erhalten wird.

Anhand dieser Federkennlinie 123 wird anschließend eine individuell an die Be dürfnisse der Zielperson 200 angepasste Liegematratze gefertigt.

In der Folge wird die Anpassung der Liegematratze im Detail erklärt. Es wird an genommen, dass die Messmatratze n Messstützelemente aufweist, mit beispiels weise n = 20. Im Zuge der Anpassung wird ein bestimmter Druck in jedem Mess stützelement bestimmt, bei dem die optimale Liegestellung erreicht wird. Danach werden diese Drücke p, (i = 1 bis n) (gemessen in Pa) erfass. Gleichzeitig werden Verformungen d, (gemessen in mm) bestimmt, die im Bereich der zugehörigen Messstützelemente auftreten.

Für die Liegematratze stehen n Stützelemente zur Verfügung, die in ihrer Lage und Anordnung den Messstützelementen entsprechen. Die Härte H, beispielsweise re präsentiert durch das Raumgewicht des Schaumstoffs in kg/m³, kann in mehreren Stufen gewählt werden.

Für jedes Stützelement wird nun die optimale Härte H, aufgrund der folgenden Formel festgelegt:

Dabei bedeutet Ho eine Referenzhärte, beispielsweise die Härte des Grundma terials der Matratze, und K, eine Korrekturfunktion, die die Verformung der Ma tratze berücksichtigt. In erster Näherung können die Werte K, mit Null angesetzt werden.

Eine genaue Anpassung wird erreicht, wenn man die Werte K, nach folgender For mel bestimmt:

Darin bedeutet d_r einen Referenzwert für die Verformung, der je nach dem sub jektiven Empfinden und den Vorlieben der Zielperson festgelegt werden kann, bei spielsweise auf 20 mm. Die Parameter a und b in den Formeln (1) und (2) sind dimensionslose Größen, die für ein bestimmtes Design der Matratze festgelegt werden müssen. Die Fest legung erfolgt im einfachsten Fall in einer Trainingsphase, in der Testpersonen zunächst auf einer Messmatratze vermessen werden und dann in gleicher Weise auf einer nach den Formeln (1) und (2) hergerichteten Liegematratze ebenfalls vermessen werden. Man geht dabei von Startwerten für die Parameter a und b aus, bestimmt die Abweichungen der Liegestellung der Testperson auf der Liege matratze in Bezug auf die Messmatratze, verändert die Parameter und richtet eine neue Liegematratze auf Basis der veränderten Parameter her. Dann wiederholt diesen Anpassungsprozess so lange, bis eine ausreichend genaue Übereinstim mung erreicht ist. In der Folge kann man die Formeln (1) und (2) mit den so bestimmten Parametern für beliebige Zielpersonen verwenden. Als typische Start werte kommen etwa a = 1 und b = 0 in Frage. Die schrittweise Optimierung kann mit Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate erfolgen.

In der Regel ist es nicht möglich, die Härte H, der Stützelemente stufenlos wählen zu können. Es stehen typischerweise Schaumstoffeinsätze verschiedener Härte grade zur Verfügung. In diesem Fall wählt man den Einsatz mit einer dem berech neten Wert Hi am nächsten kommenden Härte aus.

Es versteht sich, dass das angeführte Ausführungsbeispiel nicht einschränkend zu betrachten ist. Insbesondere können auch mehr als zwei Kameras zum Einsatz kommen. Ebenso können anstatt von Luftkammern in der Messmatratze andere geeignete Messstützelemente vorgesehen sein, die beispielsweise elektrisch oder pneumatisch und/oder manuell eine Anpassung der Federkennlinie der Matratze an die Bedürfnisse der Person ermöglichen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Verfahren zur individuellen Anpassung der Stützfunktion einer Liegematratze, die mehrere Stützelemente unterschiedlicher Härtegrade aufweist, an eine Zielperson (200), mit folgenden Schritten:

• Bereitstellen einer Messmatratze (120), die in ihren Abmessungen im Wesentlichen identisch zur Liegematratze ist und die durch Einstellung eines bestimmten Drucks veränderbare Messstützelemente (122) auf weist;

• Anpassung der Messmatratze (120) an eine bestimmte Zielperson, um in zumindest einer Liegeposition eine optimale Liegestellung zu errei chen, indem der Druck der Messstützelemente (122) selektiv angepasst wird,

• Erfassung des Drucks der Messstützelemente (122) in der optimalen Lie gestellung;

• Erfassung der Verformung der Messmatratze (120) durch die auf der Messmatratze (120) befindlichen Zielperson (200) mit zumindest einer Kamera (131, 132);

• Herstellung einer angepassten Liegematratze durch Einsetzen von Stützelementen, deren Härtegrad aufgrund der erfassten Verformung und des erfassten Drucks der Messstützelemente (122) der Messma tratze bestimmt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kamera auch die Lage und die geometrischen Eigenschaften der auf der Messmatratze (120) befindlichen Zielperson (200) erfasst werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der auf der Messmatratze (120) befindlichen Zielperson (200) in einer ersten Liegeposition und in einer zur ersten Liegeposition im Wesent lichen um 90° verdrehten zweiten Liegeposition als 3 D- Bild erfasst wird, wo bei vorzugsweise das erfasste Bild der auf der Messmatratze (120) liegenden Zielperson (200) als Umrisskonturbild oder als Auflagedruckprofil visualisiert und verarbeitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Lage der auf der Messmatratze (120) befindlichen Zielperson (200) mithilfe einer ersten Kamera (131) und mit zumindest einer zweiten Kamera (132) erfasst wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera zur Erfassung der Verformung der Messmatratze (120) parallel zur Längsachse der Messmatratze (120) bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optimale Liegestellung der auf der Messmatratze (120) befindlichen Zielperson (200) durch die Ausrichtung der Wirbelsäule der Zielperson (200) im Wesentlichen entlang einer Geraden G erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der Messmatratze (120) durch die Vermessung derTop- graphie der auf der Messmatratze (120) befindlichen Zielperson (200) be rechnet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Härtegrad der Stützelemente auf Basis einer Transferfunktion be stimmt wird, die zumindest vom erfassten Druck der Messstützelemente (122) abhängt.

9. Vorrichtung (100) zur individuellen Anpassung einer Stützelemente unter schiedlicher Härtegrade aufweisenden Liegematratze an eine Zielperson (200), aufweisend eine Messmatratze (120) mit durch Einstellung eines be stimmten Drucks veränderbaren Messstützelementen (122) und zumindest eine Kamera (131, 132), mit der eine Verformung der Messmatratze (120) durch die auf der Messmatratze (120) in zumindest einer Liegeposition be findlichen Zielperson (200) erfassbar ist.

10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstützelemente (122) als Luftkammern ausgebildet sind.

11. Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammern der Messmatratze (120) den Stützelementen der Liegematratze in Form und Abmessungen im Wesentlichen entsprechen.

12. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente der Liegematratze als Schaumstoffzylinder ausgebildet sind.

13. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente der Liegematratze als Schaumstoffprofile ausgebildet sind.

14. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente der Liegematratze zumindest teilweise als Federelemente ausgebildet sind.

15. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kamera (131, 132) eine TOF-Kamera ist.

16. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kameras (131, 132) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu mindest zwei Kameras (131, 132) an einem Kameraarm (130) angeordnet sind, der parallel zur Längsachse der Messmatratze (120) mithilfe eines Ka meraschlittens (133) verfahrbar ist.

18. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kamera (131) vorgesehen ist, deren Blickachse (131A) im Wesentlichen vertikal, vorzugsweise in einem Winkel von 90°±30° auf die Liegefläche (121) der Messmatratze (120) ausgerichtet ist, während eine zweite Kamera (132) im Wesentlichen horizontal, vorzugsweise in einem Winkel von 0°±30° auf die Liegefläche (121) der Messmatratze (120) ausge richtet ist.