DE202006008616U1 - Back, neck and shoulder muscle activity monitoring system has electrode leads integrated in a neck band connected to an electromyogram processor with wireless links - Google Patents

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Abstract

A back, neck and shoulder muscle activity monitoring system has electrode (2) leads (1) integrated in a neck band (3) connected (5) to an electromyogram processor (4) with wireless links (6, 7). Preferably the neckband is made of textile material. The wireless link may use an HF transmitter and receiver or equivalent ultrasonic devices, and signals from the receiver may be coupled to a personal computer.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung von Muskelaktivität im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich, mit Leitungen für Elektroden zur Aufnahme des Elektromyogramms und einer Einrichtung zum Auswerten des Elektromyogramms.The The invention relates to a system for monitoring muscle activity in the back, neck and and shoulder area, with leads for electrodes for receiving the Electromyogram and a device for evaluating the electromyogram.

Die DE 39 40 851 A1 beschreibt ein elektronisches Kontrollgerät zur Vermeidung von Haltungsschäden mit einem Neigungssensor, der eine Aussage über die Neigung der Wirbelsäule trifft und bei Erreichen einer unerwünschten Neigung der Wirbelsäule ein akustisches oder optisches Warnsignal auslöst. Auf Verspannungen, insbesondere der Rücken-, Nacken- und Schultermuskulatur geht die Einrichtung jedoch nicht ein.The DE 39 40 851 A1 describes an electronic control device to prevent postural damage with a tilt sensor that makes a statement about the inclination of the spine and triggers an acoustic or visual warning signal when reaching an undesirable inclination of the spine. On tension, especially the back, neck and shoulder muscles, the device is not a.

Die DE 197 13 947 C2 zeigt ein Elektromyographie-Biofeedbackgerät für Entspannungstraining, mit welchem der Proband bestimmte physiologische Vorgänge, die scheinbar autonom ablaufen, unter seine willkürliche Kontrolle bringen kann. Über die konkrete Ausführungsform eines derartigen Geräts werden keine genauen Angaben gemacht.The DE 197 13 947 C2 shows an electromyography biofeedback device for relaxation training, with which the subject can bring certain physiological processes that seem to be autonomous, under its arbitrary control. About the specific embodiment of such a device no details are given.

Die WO 2004/043257 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Diagnose und/oder Therapie von Funktionsstörungen der Halswirbelsäule mit' einer aufwendigen technischen Einrichtung, welche eine Anwendung im Alltag nicht zulässt.The WO 2004/043257 A1 shows a device for diagnosis and / or therapy of malfunctions the cervical spine with an elaborate technical device, which does not allow an application in everyday life.

Schließlich sind auch Vorrichtung zum Muskeltraining durch Elektrostimulation bekannt, mit welchen über am Körper angebrachte Elektroden verschiedene Muskeln stimuliert werden. Beispielsweise beschreibt die DE 102 48 235 A1 ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung.Finally, devices for muscle training by electro-stimulation are known, with which on the body-mounted electrodes different muscles are stimulated. For example, this describes DE 102 48 235 A1 such a method and an apparatus.

Rückenschmerzen zählen zu den häufigsten Volkskrankheiten, wodurch auch die dadurch bedingten Krankenstände zugenommen haben. Insbesondere an Computer-Arbeitsplätzen und bei lang andauernden sitzenden Tätigkeiten sind durch falsche Körperhaltung und durch Stress ausgelöste Muskelverspannungen der Auslöser für Nacken- und Rücken- bis hin zu Kopfschmerzen. Zum Abbau derartiger unbewusster Muskelverspannungen werden Biofeedbackmethoden einge setzt, über welche der Person die Muskelverspannung bewusst gemacht und die Person zu Gegenmaßnahmen veranlasst wird.back pain counting the most common diseases, which also caused the resulting sick leave. Especially at computer workstations and in long-lasting sedentary activities are due to incorrect posture and triggered by stress Muscle tension of the trigger for neck and back towards a headache. To reduce such unconscious muscle tension Biofeedback methods are used, which give the person the muscle tension made aware and the person is prompted to take countermeasures.

Das Ziel der gegenständlichen Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems zur Überwachung von Muskelaktivität im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich, welches einfach in der Handhabung und Bedienung ist, so dass eine häufige Verwendung möglich ist. Von der Norm abweichende Muskelaktivität soll möglichst zuverlässig erkannt werden, so dass Rückenschmerzen wirkungsvoll reduziert werden können.The Objective of the objective The invention is to provide a system for monitoring of muscle activity in the back-, Neck and shoulder area, which is easy to handle and Operation is so frequent Use possible is. Non-normative muscle activity should be detected as reliably as possible be, so that back pain can be effectively reduced.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die Elektrodenleitungen zur Aufnahme des Elektromyogramms in einem Nackenband integriert sind, und mit der tragbar ausgebildeten Auswerteeinrichtung verbunden sind. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem zeichnet sich durch besonders einfache Handhabung aus, welche darin besteht, dass die betreffende Person das Nackenband mit den darin integrierten Elektrodenleitungen umlegt, die im gewünschten Bereich des Rückens, Nackens und der Schulter angeordneten Elektroden mit den Leitungen verbindet und schließlich des Nackenband und die Elektrodenleitungen an die tragbar ausgebildete Auswerteeinrichtung anschließt. Die Elektroden werden vorteilhafterweise durch übliche Klebeelektroden oder Nadelelektroden gebildet, welche von der betreffenden Person oder deren Angehörigen leicht appliziert werden können. Das Überwachungssystem kann während der Verrichtung der normalen Tätigkeit, beispielsweise der Bürotätigkeit vor einem Computerbildschirm, getragen werden und dadurch Muskelverspannungen und in der Folge Rückenschmerzen und Haltungsschäden verhindert werden.Is solved the task according to the invention by that the electrode leads for receiving the electromyogram in a neckband are integrated, and with the portable trained Evaluation are connected. The monitoring system according to the invention is characterized by particularly easy handling, which is in it is that the person in question is the neck band with the inside integrated electrode lines folded in the desired Area of the back, Neck and shoulder arranged electrodes with the wires connects and finally of the neck band and the electrode leads to the wearable trained Evaluation unit connects. The electrodes are advantageously by conventional adhesive electrodes or Needle electrodes formed by the person or their relatives can be easily applied. The monitoring system can while the performance of normal activity, For example, the office work before a computer screen, be worn and thereby muscle tension and subsequently back pain and posture damage be prevented.

Vorteilhafterweise besteht das Nackenband aus einem Textilmaterial, innerhalb welchem die Elektrodenleitungen angeordnet sind. Textilien sind besonders flexibel und hautfreundlich und führen daher zu einem hohen Tragekomfort und somit zu einer hohen Akzeptanz. Sofern die Elektrodenleitungen leicht aus dem Nackenband entfernt werden können, ist dieses auch besonders einfach, beispielsweise in der Waschmaschine, reinigbar.advantageously, the neckband consists of a textile material within which the electrode lines are arranged. Textiles are special flexible and skin-friendly and therefore lead to a high wearing comfort and thus to a high acceptance. Unless the electrode leads are light can be removed from the neck band, this is also special easy, for example, in the washing machine, cleanable.

Zum Befestigen der Elektrodenleitungen mit den Elektroden zur Aufnahme des Elektromyogramms im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich ragen die Elektrodenleitungen vorzugsweise aus dem Nackenband heraus. Für Aufnahmen des Elektromyogramms im Nackenbereich kann beispielsweise eine Elektrodenleitung direkt am Nackenband enden und beispielsweise über einen Druckknopf oder dgl. mit der Klebeelektrode im Nackenbereich verbunden werden, während zumindest zwei weitere Elektrodenleitungen rechts und links von diesem Anschluss aus dem Nackenband ragen und wiederum über Druckverbindungen oder dgl. mit entsprechend positionierten Klebeelektroden verbindbar sind. Die anderen Enden der Elektrodenleitungen werden mit der tragbar ausgebildeten Auswerteeinrichtung verbunden. Dabei werden zur Verbindung vorzugsweise Stecker, welche robust und leicht anwendbar sind, verwendet.To the Attach the electrode leads to the electrodes for recording of the electromyogram in the back, The neck and shoulder regions preferably protrude the electrode leads out of the neckband. For Recordings of the electromyogram in the neck area, for example an electrode lead ends directly at the neckband and, for example, via a Push button or the like. Connected to the adhesive electrode in the neck area be while at least two more electrode lines to the right and left of this connection protrude from the neckband and turn over pressure connections or the like. With correspondingly positioned adhesive electrodes connectable are. The other ends of the electrode leads become portable with the trained evaluation connected. This will be the connection preferably plug, which are robust and easy to use used.

Vorteilhafterweise beinhaltet die Auswerteeinrichtung einen Sender zur drahtlosen Übertragung von aus dem Elektromyogramm ausgewerteten Signalen zu einem Empfänger. Dadurch wird die Person in ihrer Bewegung nicht eingeschränkt und muss beispielsweise beim Entfernen des Arbeitsplatzes keine Steckverbindung lösen.Advantageously, the evaluation device includes a transmitter for the wireless transmission of Sig evaluated from the electromyogram to a recipient. As a result, the person is not restricted in their movement and, for example, when removing the workplace no need to solve a plug connection.

Der Sender und Empfänger kann beispielsweise durch einen Hochfrequenzsender bzw. -empfänger gebildet sein.Of the Sender and receiver can be formed for example by a high-frequency transmitter or receiver be.

Alternativ dazu sind auch Varianten eines Ultraschallsenders und -empfängers möglich.alternative Variants of an ultrasonic transmitter and receiver are also possible.

Vorteilhafterweise ist der Empfänger zur Verbindung mit einem Personalcomputer ausgebildet. Das ausgewertete Elektromyogramm oder das Ergebnis des Vergleichs mit dem Schwellwert S wird vorzugsweise drahtlos an den Personalcomputer übertragen. Dabei erfolgt die Verwertung des Elektromyogramms, also beispielsweise der Vergleich mit dem Schwellwert S vorzugsweise im Personalcomputer. Dadurch kann der PC, welcher das Hauptarbeitsinstrument vieler Personen darstellt, zugleich als Einrichtung zur Auswertung des Elektromyogramms eingesetzt werden und es ist kein eigenes Gerät zur Auswertung der Signale erforderlich. Die Verbindung mit dem Personalcomputer kann über standardisierte Schnittstellen, wie z.B. USB(Universal Serial Bus)-Schnitt stellen, seriellen Schnittstellen oder auch drahtlos über Infrarot oder Hochfrequenz, beispielsweise nach dem Bluetooth-Standard, stattfinden.advantageously, is the recipient designed for connection to a personal computer. The evaluated Electromyogram or the result of the comparison with the threshold value S is preferably transmitted wirelessly to the personal computer. In this case, the utilization of the electromyogram, so for example the comparison with the threshold S preferably in the personal computer. This allows the PC, which is the main working tool of many people represents, at the same time used as a device for the evaluation of the electromyogram and it is not a separate device for evaluating the signals required. The connection to the personal computer can be made via standardized interfaces, such as. USB (Universal Serial Bus) interface, serial ports or wirelessly over Infrared or high frequency, for example according to the Bluetooth standard, occur.

Um eine leichtere Handhabung und beispielsweise eine Reinigung des Nackenbandes zu ermöglichen, ist dieses mit der Auswerteeinrichtung vorzugsweise lösbar verbunden.Around easier handling and, for example, a cleaning of the To allow necktape this is preferably releasably connected to the evaluation.

Die Auswerteeinrichtung weist vorzugsweise eine Spannungsversorgung, ein Eingangsfilter, einen Signalverstärker, einen Analog/Digitalwandler und einen Mikroprozessor auf. Mit diesen Schaltungskomponenten kann eine optimale Vorverarbeitung des Elektromyogramms stattfinden. Die Spannungsversorgung kann durch Batterien oder wiederaufladbare Akkumulatoren gebildet werden.The Evaluation device preferably has a power supply, an input filter, a signal amplifier, an analog / digital converter and a microprocessor. With these circuit components can optimal preprocessing of the electromyogram take place. The power supply can be through batteries or rechargeable batteries be formed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Signalverstärker zumindest ein weiteres Filter, vorzugsweise ein aktives Filter, nachgeschaltet ist. Mit diesem nachgeschalteten Filter kann eine weitere Vorverarbeitung der Muskelspannungssignale und eine erste Grobauswertung der Signale erfolgen.According to one Another feature of the invention is that the signal amplifier at least another filter, preferably an active filter, connected downstream is. This downstream filter can be used for further preprocessing the muscle voltage signals and a first coarse evaluation of the signals respectively.

Wenn die Auswerteeinrichtung einen akustischen, optischen oder taktilen Signalgeber umfasst, kann mit Hilfe der tragbaren Auswerteeinrichtung ein so genannter „stand alone"-Betrieb der Auswerteeinrichtung erzielt werden und die Person vor unzulässigen Muskelverspannungen akustisch, optisch oder beispielsweise durch Vibration gewarnt werden. Somit wird der Person eine Muskelverspannung bewusst gemacht, so dass diese aktiv dagegen ankämpfen kann und somit Rückenschmerzen vorbeugen kann. Dies stellt eine besonders einfache und effiziente Realisierung eines Überwachungssystems dar, mit welchem Rückenverspannungen verhindert oder zumindest reduziert werden können.If the evaluation device an acoustic, optical or tactile Signaling device can, with the help of the portable evaluation device a so-called "stand alone "operation of Evaluation device can be achieved and the person from inadmissible muscle tension be warned acoustically, visually or for example by vibration. Thus, the person is made aware of a muscle tension, so that they actively fight against it can and therefore back pain can prevent. This represents a particularly simple and efficient Realization of a monitoring system, with which back tension prevented or at least reduced.

An der Auswerteeinrichtung können Bedienungselemente angeordnet sein, welche mit dem Mikroprozessor verbunden sind und verschiedene Einstellungen oder Steuerungen ermöglichen. Beispielsweise kann über Bedienungselemente ein Aktivieren und Deaktivieren der Auswerteeinrichtung, ein Verändern der Empfindlichkeit, ein Verändern der Signalhöhe des akustischen, optischen oder takti len Signalgebers oder dgl. erfolgen.At the evaluation can Operating elements may be arranged, which with the microprocessor are connected and allow various settings or controls. For example, over Operating elements activating and deactivating the evaluation device, a change the sensitivity, a change the signal height the acoustic, optical or tactile len signal generator or the like. respectively.

Wenn die Auswerteeinrichtung einen Speicher aufweist, kann eine Protokollierung der aufgezeichneten Elektromyogramme erfolgen, welche später beispielsweise über einen Personalcomputer oder dgl. ausgewertet werden können. Ebenso können in einem Speicher relevante Daten über jene Person, welche das Überwachungssystem anwendet, abgelegt sein. Die Speicherung des ausgewerteten Elektromyogramms und bzw. oder des Ergebnisses des Vergleichs mit dem Schwellwert S ermöglicht nachträglich eine genaue Auswertung der Signale, welche wichtige Hinweise für den Probanden aber auch beispielsweise behandelnde Ärzte geben kann.If the evaluation device has a memory, a logging recorded electromyograms, which later, for example, via a Personal computer or the like. Can be evaluated. Likewise, in a memory relevant data about the person who the surveillance system applies, be filed. The storage of the evaluated electromyogram and / or the result of the comparison with the threshold value S allows a later accurate evaluation of the signals, which are important clues for the subject but also, for example, attending physicians.

Wenn die Auswerteeinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung von Stimulationssignalen aufweist, welche mit den Elektrodenleitungen verbunden ist, können bei Bedarf an die Elektroden Signale zur Stimulation der Nerven angelegt werden. Somit kann automatisch bei Erkennen unzulässig hoher Muskelverspannungen ein Stimulationssignal an die entsprechenden Muskel gesendet werden, wodurch das Lösen der Muskelverspannungen unterstützt wird. Eine derartige transkutane Nervenstimulation (TENS) wird bereits seit Jahren erfolgreich in der Schmerztherapie angewendet. Die Stimulationssignale werden über die selben Oberflächenelektroden angelegt, welche zur Aufnahme der Elektromyogramme verwendet werden. Die Schwelle, ab welcher eine Muskelverspannung festgestellt und eine Stimulation eingeleitet wird, kann vorzugsweise an der Auswerteeinrichtung eingestellt werden. Bei Überschreitung des Schwellwerts S für das Elektromyogramm über eine einstellbare Zeit t1 oder bei Überschreitung des Schwellwertes SI für das Steuerungssignal I kann automatisch ein elektrisches Stimulationssignal an die Elektroden angelegt werden, welches durch Nervenstimulation unterstützend auf die Auflösung von Muskelverspannung wirkt.If the evaluation device has a device for generating stimulation signals which is connected to the electrode lines, signals for stimulating the nerves can be applied to the electrodes as required. Thus, upon detection of unacceptably high muscle tension, a stimulation signal can automatically be sent to the corresponding muscle, thereby assisting to release the muscle tension. Such a transcutaneous nerve stimulation (TENS) has been used successfully for many years in pain therapy. The stimulation signals are applied across the same surface electrodes used to receive the electromyograms. The threshold from which a muscle tension is detected and a stimulation is initiated can preferably be set at the evaluation device. When the threshold value S for the electromyogram is exceeded for an adjustable time t 1 or when the threshold value SI for the control signal I is exceeded, an electrical stimulation signal can automatically be applied to the electrodes, which supports the release of muscle tension by supporting nerve stimulation.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinrichtung zur Verarbeitung des Elektromyogramms und zum Vergleich des Elektromyogramms mit einem aus einem in entspanntem Muskelzustand aufgenommenen Elektromyogramm berechneten Schwellwert S ausgebildet. Eine Überschreitung des Schwellwerts S weist auf eine Muskelverspannung hin und kann somit entsprechende Signale, wie z.B. akustische, optische oder taktile Signale auslösen, wodurch die Person zu einer Entspannung angeregt wird.Advantageously, the Auswerteeinrich device for processing the electromyogram and comparing the electromyogram with a calculated from a recorded in relaxed muscle electromyogram threshold S formed. Exceeding the threshold value S indicates a muscle tension and can thus trigger corresponding signals, such as acoustic, optical or tactile signals, whereby the person is stimulated to relax.

Vorteilhafterweise ist die Auswerteeinrichtung zur Berechnung des Schwellwerts S nach der Beziehung S = kR + X ausgebildet, wobei R die Muskelspannung im entspannten Zustand und k und X beliebige Parameter sind. Die Parameter k und X können an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden, so dass eine optimale Erkennung von Muskelverspannungen möglich wird.advantageously, is the evaluation device for calculating the threshold value S after the relationship S = kR + X is formed, where R is the muscle tension in the relaxed state and k and X are any parameters. The Parameters k and X can be adapted to the respective requirements, so that an optimal Detection of muscle tension is possible.

Das ausgewertete Elektromyogramm oder das Ergebnis des Vergleichs mit dem Schwellwert S wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in einem Teil des Bildschirms des Personalcomputers angezeigt. Dadurch wird ermöglicht, dass während der täglichen Arbeit am Bildschirm ein Status über die aktuelle Muskelverspannung, beispielsweise in der Taskleiste wiedergegeben wird, wodurch unmittelbar auf unzulässige Muskelverspannungen hingewiesen wird.The evaluated electromyogram or the result of the comparison with the threshold value S is determined according to a further feature of the invention in a part of the screen of the Personal computers displayed. This will allow that during the daily Work on the screen a status over the current muscle tension, for example in the taskbar is reproduced, thereby directly on inadmissible muscle tension is pointed out.

Dabei kann beispielsweise die Farbe der Bildschirmanzeige in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses mit dem Schwellwert S verändert werden. Beispielsweise kann in der Taskleiste des Bildschirmes eine Form grün dargestellt werden, wenn die Muskelspannung minimal ist, wobei die Farbe beim Überschreiten einer voreingestellten Schwelle auf gelb wechselt und bei Alarmauslösung schließlich rot als Warnsignal annimmt. Ohne dass die Person die normale PC-Arbeit unterbrechen muss, wird hier über diesen Farbindikator der Zustand der Muskelverspannung angezeigt. Dadurch können rasch Muskelverspannungen vermieden und Rückenschmerzen reduziert werden. Neben der optischen Darstellung ist auch eine akustische Signalisierung durch bestimmte Töne und deren Veränderung möglich.there can, for example, the color of the screen depending the comparison result with the threshold value S are changed. For example can be displayed in the taskbar of the screen a form green when the muscle tension is minimal, the color being exceeded a preset threshold changes to yellow and finally red when the alarm is triggered Warning signal assumes. Without interrupting the normal PC work must, is over here This color indicator indicates the state of muscle tension. Thereby can Quick muscle tension is avoided and back pain is reduced. In addition to the optical representation is also an acoustic signaling through certain sounds and their change possible.

Vorteilhafterweise wird ein Signal bei Überschreitung des Schwellwertes S über eine einstellbare Zeit t1 ausgegeben. Der Schwellwert S und die Zeit t1 können an die Person individuell eingestellt werden.Advantageously, a signal is output when exceeding the threshold value S over an adjustable time t 1 . The threshold value S and the time t 1 can be set individually to the person.

Optimale Ergebnisse werden dadurch erzielt, dass während der Überschreitung des Schwellwertes S ein Steuersignal I kontinu ierlich erhöht und während der Unterschreitung des Schwellwerts S kontinuierlich abgesenkt wird und ein Signal dann ausgegeben wird, wenn das Steuerungssignal I einen einstellbaren Schwellwert SI überschreitet. Dadurch können kurze Ausreißer und somit Fehlmeldungen reduziert werden und eine optimale Alarmgebung bei tatsächlichen Muskelverspannungen erzielt werden.optimal Results are achieved by the fact that during the exceeding of the threshold value S continuously increases a control signal I and during the undershooting of the Threshold S is lowered continuously and a signal is then output when the control signal I is an adjustable threshold SI exceeds. Thereby can short outliers and thus false messages are reduced and optimal alarming at actual Muscle tension can be achieved.

Bei fehlerhaftem oder fehlendem Elektrodenkontakt wird vorteihafterweise ein Warnsignal ausgegeben, so dass Fehlmessungen verhindert werden können.at erroneous or missing electrode contact is vorteihafterweise issued a warning signal, so that incorrect measurements can be prevented.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The The present invention will be further explained with reference to the accompanying drawings. In this demonstrate:

1 eine Ausführungsform des Überwachungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 an embodiment of the monitoring system according to the present invention;

2 und 3 zwei Varianten eines Nackenbandes mit darin integrierten Elektrodenleitungen; 2 and 3 two variants of a neck band with integrated electrode lines;

4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Auswerteeinrichtung; 4 a block diagram of an embodiment of an evaluation device;

5 eine weitere Variante des Überwachungssystems mit Anbindung an einen PC; und 5 Another variant of the monitoring system with connection to a PC; and

6 eine Variante des Verfahrens zur Auswertung des Elektromyogramms. 6 a variant of the method for evaluation of the electromyogram.

1 zeigt eine Ausführungsform des Systems zur Überwachung von Muskelaktivität im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich, wobei Leitungen 1 für Elektroden 2 zur Aufnahme des Elektromyogramms vorgesehen sind, welche in einem Nackenband 3 integriert sind und mit einer tragbar ausgebildeten Auswerteeinrichtung 4 verbunden sind. Die Elektroden 2 können durch Klebeelektroden oder Nadelelektroden gebildet sein, welche an den gewünschten Stellen, insbesondere im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich an der Haut angeordnet werden. Die mittlere Elektrode 2 der dargestellten drei Elektroden 2 kann auch direkt am Nackenband 3 angeordnet sein. Die Elektroden 2 werden beispielsweise über Druckknöpfe oder Klipse mit den Elektrodenleitungen 1 verbunden. Das Nackenband 3 ist vorzugsweise lösbar mit der Auswerteeinrichtung 4, beispielsweise über entsprechende Steckverbindungen 5, verbunden. Durch Lösen der Steckverbindungen 5 kann das Nackenband 3 beispielsweise zum Zwecke des Anlegens leicht von der Auswerteeinrichtung 4 gelöst werden. Das Nackenband 3 ist vorzugsweise aus Textilmaterial hergestellt, innerhalb welchen die Elektrodenleitungen 1 angeordnet sind. Um die gewünschten Stellen zur Aufnahme des Elektromyogramms erreichen zu können, ragen die Elektrodenleitungen 1 eine bestimmte Länge aus dem Nackenband 3. Die Auswerteeinrichtung 4 verarbeitet das über die Elektroden 2 aufgenommene Elektromyogramm und zeigt Überschreitungen eines bestimmten Schwellwerts S, beispielsweise optisch über einen optischen Signalgeber 6 oder akustisch über einen akustischen Signalgeber 7 an. Zusätzlich kann auch ein taktiler Signalgeber (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welcher der Person über ein Vibrationssignal das Überschreiten eines bestimmten Schwellwerts S im Elektromyogramm anzeigt. An der Auswerteeinrichtung 4 können weiters Bedienungselemente 8, wie z.B. Schalter oder Regler, vorgesehen sein. 1 shows an embodiment of the system for monitoring muscle activity in the back, neck and shoulder area, with lines 1 for electrodes 2 are provided for receiving the electromyogram, which in a neck band 3 are integrated and with a portable trained evaluation 4 are connected. The electrodes 2 may be formed by adhesive electrodes or needle electrodes, which are arranged at the desired locations, in particular in the back, neck and shoulder area on the skin. The middle electrode 2 the illustrated three electrodes 2 can also be directly on the neckband 3 be arranged. The electrodes 2 for example, via push buttons or clips with the electrode leads 1 connected. The neckband 3 is preferably detachable with the evaluation device 4 , for example via appropriate connectors 5 , connected. By loosening the plug connections 5 can the neckband 3 for example, for the purpose of applying easily from the evaluation device 4 be solved. The neckband 3 is preferably made of textile material, within which the electrode lines 1 are arranged. In order to reach the desired locations for receiving the electromyogram, the electrode leads protrude 1 a certain length from the neckband 3 , The evaluation device 4 processes this via the electrodes 2 recorded electromyogram and shows transgressions of a be tuned threshold S, for example, optically via an optical signal transmitter 6 or acoustically via an acoustic signal generator 7 at. In addition, a tactile signal generator (not shown) may also be provided, which indicates to the person via a vibration signal the exceeding of a specific threshold value S in the electromyogram. At the evaluation device 4 can also control elements 8th , Such as switches or regulators may be provided.

Die 2 und 3 zeigen Varianten eines Nackenbandes 3 mit integrierten Elektrodenleitungen 1, wobei je nach Anwendungsfall die Elektrodenleitungen 1 an unterschiedlichen Stellen am Nackenband 3 aus diesem ragen. An den Stellen, an welchen die Elektrodenleitungen 1 aus dem Nackenband 3 ragen, können zur Verstärkung Ösen (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Zur Verbindung mit der Auswerteeinrichtung 4 ist vorzugsweise ein Steckverbinder 5 vorgesehen.The 2 and 3 show variants of a neckband 3 with integrated electrode leads 1 , depending on the application, the electrode lines 1 in different places on the neckband 3 protrude from this. At the places where the electrode lines 1 from the neckband 3 projecting, eyelets (not shown) may be provided for reinforcement. For connection to the evaluation device 4 is preferably a connector 5 intended.

4 zeigt die Bestandteile der Auswerteeinrichtung 4. Die mit den Elektroden 2 verbundenen Elektrodenleitungen 1 werden allenfalls über eine Steckverbindung (nicht dargestellt) mit einem Eingangsfilter 9 verbunden. Danach passieren die Signale einen Signalverstärker 10, allenfalls ein weiteres Filter 11, insbesondere ein aktives Filter, und werden von einem Analog-Digitalwandler 12 digitalisiert und einem Mikroprozessor 13 zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Im Mikroprozessor 13 kann eine Verarbeitung des digitalisierten Elektromyogramms erfolgen. Beispielsweise kann ein Vergleich mit einem eingestellten Schwell wert S vorgenommen werden und bei Überschreiten des Schwellwerts S über eine voreingestellte Zeit t1 ein Signal beispielsweise über einen akustischen Signalgeber 7 abgegeben werden. Bedienungselemente 8 können zur Einstellung, insbesondere Veränderung des Schwellwerts, dienen. Zur Aufzeichnung der Signale oder auch zum Ablegen von personenspezifischen Daten kann ein Speicher 14 vorgesehen sein, welcher vorzugsweise mit dem Mikroprozessor 13 verbunden ist. Über eine Spannungsversorgung 15, welche insbesondere durch Batterien oder wiederaufladbare Akkumulatoren gebildet ist, werden die Komponenten der Auswerteeinrichtung 4 mit elektrischer Energie versorgt. 4 shows the components of the evaluation 4 , The with the electrodes 2 connected electrode lines 1 be possibly via a connector (not shown) with an input filter 9 connected. After that, the signals pass through a signal amplifier 10 , if necessary, another filter 11 , in particular an active filter, and are from an analog-to-digital converter 12 digitized and a microprocessor 13 fed for further processing. In the microprocessor 13 a processing of the digitized electromyogram can take place. For example, a comparison with a set threshold value S can be made and when the threshold value S is exceeded for a preset time t 1, a signal, for example via an acoustic signal generator 7 be delivered. controls 8th can be used to adjust, in particular change the threshold. For recording the signals or for storing person-specific data, a memory 14 be provided, which preferably with the microprocessor 13 connected is. About a power supply 15 , which is formed in particular by batteries or rechargeable batteries, become the components of the evaluation device 4 supplied with electrical energy.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Sender 16 vorgesehen, über welchen die digitalisierten Elektromyogramme oder Ergebnisse von Vergleichen, welche im Mikroprozessor 13 vorgenommen wurden, an einen Empfänger 18 (siehe 5) drahtlos übermittelt werden können. Der Sender 16 kann durch einen Hochfrequenzsender, Ultraschallsender oder auch einen Infrarotsender oder dgl. gebildet sein.According to a further feature of the invention is a transmitter 16 over which the digitized electromyograms or results of comparisons made in the microprocessor 13 have been made to a recipient 18 (please refer 5 ) can be transmitted wirelessly. The transmitter 16 may be formed by a high-frequency transmitter, ultrasonic transmitter or an infrared transmitter or the like.

Weiters kann eine Einrichtung 17 zur Erzeugung von Stimulationssignalen vorgesehen sein, über welche Stimulationssignale über die Elektrodenleitung 1 an die Elektroden 2 zur transkutanen Nervenstimulation abgegeben werden können. Bei zu großen Muskelverspannungen kann durch eine transkutane Nervenstimulation die Verspannung gelöst werden. Vorzugsweise erfolgt diese Nervenstimulation automatisch, wenn eine individuell einstellbare Schwelle S im Elektromyogramm überschritten wird.Furthermore, a facility 17 be provided for generating stimulation signals, via which stimulation signals via the electrode line 1 to the electrodes 2 can be delivered for transcutaneous nerve stimulation. If muscle tension is too great, the tension can be released by transcutaneous nerve stimulation. Preferably, this nerve stimulation takes place automatically when an individually adjustable threshold S in the electromyogram is exceeded.

5 zeigt ein Überwachungssystem, umfassend ein Nackenband 3 mit den darin integrierten Elektrodenleitungen 1 zur Verbindung mit Elektroden 2 und die Auswerteeinrichtung 4, welche die Daten drahtlos an einen Empfänger 18 übermittelt. Der Empfänger 18 ist vorzugsweise zur Verbindung mit einem Personalcomputer 19 ausgebildet. Diese Verbindung kann über standardisierte Schnittstellen, wie z.B. USB (Universal-Serial-Bus)-Schnittstellen, seriellen Schnittstellen aber auch über Infrarot oder Hochfrequenz gebildet werden. Somit kann das Überwachungssystem während der Bildschirmarbeit verwendet werden und beispielsweise das ausgewertete Elektromyogramm oder das Ergebnis eines Ver gleichs mit einem Schwellwert S in einem Teil des Bildschirms 20 des Personalcomputers 19 angezeigt werden. Dadurch wird der Person während der normalen Tätigkeit ein Hinweis über den Grad seiner Muskelverspannung gegeben, wodurch er rasch Gegenmaßnahmen ergreifen und Rückenschmerzen und in der Folge Haltungsschäden vermeiden kann. 5 shows a monitoring system comprising a neck band 3 with the integrated electrode leads 1 for connection to electrodes 2 and the evaluation device 4 which transmits the data wirelessly to a receiver 18 transmitted. The recipient 18 is preferably for connection to a personal computer 19 educated. This connection can be formed via standardized interfaces, such as USB (Universal Serial Bus) interfaces, serial interfaces, but also via infrared or radio frequency. Thus, the monitoring system can be used during screen work and, for example, the evaluated electromyogram or the result of a comparison with a threshold S in a part of the screen 20 of the personal computer 19 are displayed. This gives the person an indication of the degree of muscle tension during normal activity, allowing him to take quick action to prevent back pain and subsequently posture damage.

6 zeigt Zeitdiagramme zur Veranschaulichung einer Methode der Ermittlung eines Schwellwerts S, welcher für Muskelverspannungen relevant ist. Das Diagramm 21 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Elektromyogramms. Gemäß einer Auswertevariante kann ein Alarm A dann ausgelöst werden, wenn eine voreingestellte Schwelle S eine vorbestimmte Zeit t1 überschreitet. Im Zeitdiagramm 22 erfolgt die Verarbeitung dermaßen, dass bei Überschreitung des Schwellwerts S ein Steuerungssignal I kontinuierlich erhöht und während der Unterschreitung des Schwellwerts S kontinuierlich abgesenkt wird. Ein Alarm A wird dann ausgelöst, wenn das Steuerungssignal I einen einstellbaren Schwellwert SI überschreitet. Zusätzlich kann die Amplitude für das Steuerungssignal I in Bereiche, z.B. drei Bereiche B1 bis B3, eingeteilt werden. Diesen Bereichen B1 bis B3 können Farben, beispielsweise grün für B1, gelb für B2 und rot für B3, zugeordnet werden, welche in der Taskleiste des Bildschirms des Personalcomputers als Indikator für die Muskelverspannung angezeigt werden können. Dadurch wird der Person optisch und farblich ein Hinweis über den Zustand seiner Muskelverspannung dargestellt. 6 shows time charts for illustrating a method of determining a threshold value S, which is relevant for muscle tension. The diagram 21 shows the time course of an electromyogram. According to an evaluation variant, an alarm A can be triggered when a preset threshold S exceeds a predetermined time t 1 . In the time diagram 22 processing takes place to such an extent that when the threshold value S is exceeded, a control signal I is continuously increased and is lowered continuously during the undershooting of the threshold value S. An alarm A is triggered when the control signal I exceeds an adjustable threshold value SI. In addition, the amplitude for the control signal I can be divided into ranges, eg, three ranges B1 to B3. These areas B1 to B3 can be assigned colors, for example green for B1, yellow for B2 and red for B3, which can be displayed in the task bar of the screen of the personal computer as an indicator of muscle tension. As a result, the person visually and in color a hint about the state of his muscular tension is shown.

Die vorliegende Erfindung stellt ein einfaches und effizientes Gerät zur Überwachung von Muskelaktivität vorzugsweise im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich dar.The present invention provides a simple and efficient device for monitoring Muscle activity preferably in the back, neck and shoulder area.

Claims (21)

System zur Überwachung von Muskelaktivität im Rücken-, Nacken- und Schulterbereich, mit Leitungen (1) für Elektroden (2) zur Aufnahme des Elektromyogramms und einer Einrichtung (4) zum Auswerten des Elektromyogramms, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenleitungen (1) in einem Nackenband (3) integriert sind und mit der tragbar ausgebildeten Auswerteeinrichtung (4) verbunden sind.System for monitoring muscle activity in the back, neck and shoulder area, with lines ( 1 ) for electrodes ( 2 ) to record the electromyogram and a device ( 4 ) for evaluating the electromyogram, characterized in that the electrode lines ( 1 ) in a neckband ( 3 ) are integrated and with the portable trained evaluation device ( 4 ) are connected. Überwachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nackenband (3) aus einem Textilmaterial besteht, innerhalb welchem die Elektrodenleitungen (1) angeordnet sind.Monitoring system according to claim 1, characterized in that the neckband ( 3 ) consists of a textile material, within which the electrode lines ( 1 ) are arranged. Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenleitungen (1) aus dem Nackenband (3) ragen.Monitoring system according to claim 1 or 2, characterized in that the electrode lines ( 1 ) from the neckband ( 3 ) protrude. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) einen Sender (16) zur drahtlosen Übertragung von aus dem Elektromyogramm ausgewerteten Signalen zu einem Empfänger (18) beinhaltet.Monitoring system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation device ( 4 ) a transmitter ( 16 ) for the wireless transmission of signals evaluated from the electromyogram to a receiver ( 18 ) includes. Überwachungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (16) durch einen Hochfrequenzsender und der Empfänger (18) durch einen Hochfrequenzempfänger gebildet ist.Monitoring system according to claim 4, characterized in that the transmitter ( 16 ) by a radio frequency transmitter and the receiver ( 18 ) is formed by a high-frequency receiver. Überwachungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (16) durch einen Ultraschallsender und der Empfänger (18) durch einen Ultraschallempfänger gebildet ist.Monitoring system according to claim 4, characterized in that the transmitter ( 16 ) by an ultrasonic transmitter and the receiver ( 18 ) is formed by an ultrasonic receiver. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (18) zur Verbindung mit einem Personalcomputer (19) ausgebildet ist.Monitoring system according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the receiver ( 18 ) for connection to a personal computer ( 19 ) is trained. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nackenband (3) mit der Auswerteeinrichtung (4) lösbar verbunden ist.Monitoring system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the neckband ( 3 ) with the evaluation device ( 4 ) is releasably connected. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) eine Spannungsversorgung (15), ein Eingangsfilter (9), einen Signalverstärker (10), einen Analog/Digital-Wandler (12) und einen Mikroprozessor (13) aufweist.Monitoring system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the evaluation device ( 4 ) a power supply ( 15 ), an input filter ( 9 ), a signal amplifier ( 10 ), an analog / digital converter ( 12 ) and a microprocessor ( 13 ) having. Überwachungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Signalverstärker (10) zumindest ein weiteres Filter (11), vorzugsweise ein aktives Filter nachgeschaltet ist.Monitoring system according to claim 9, characterized in that the signal amplifier ( 10 ) at least one additional filter ( 11 ), preferably an active filter is connected downstream. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) einen akustischen, optischen oder taktilen Signalgeber (6,7) umfasst.Monitoring system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the evaluation device ( 4 ) an acoustic, optical or tactile signal transmitter ( 6 . 7 ). Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Auswerteeinrichtung (4) Bedienungselemente (8) angeordnet sind, welche mit dem Mikroprozessor (13) verbunden sind.Monitoring system according to one of claims 1 to 11, characterized in that at the evaluation device ( 4 ) Control elements ( 8th ) are arranged, which with the microprocessor ( 13 ) are connected. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) einen Speicher (14) aufweist.Monitoring system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the evaluation device ( 4 ) a memory ( 14 ) having. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) eine Einrichtung (17) zur Erzeugung von Stimulationssignalen aufweist, welche mit den Elektrodenleitungen (1) verbunden ist, so dass an die Elektroden (2) Signale zur Stimulation der Nerven anlegbar sind.Monitoring system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the evaluation device ( 4 ) An institution ( 17 ) for generating stimulation signals which are connected to the electrode lines ( 1 ), so that to the electrodes ( 2 ) Signals for stimulation of the nerves can be applied. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) zur Verarbeitung des Elektromyogramms und zum Vergleich des Elektromyogramms mit einem aus einem in entspanntem Muskelzustand aufgenommenen Elektromyogramm berechneten Schwellwert S ausgebildet ist.Monitoring system according to one of claims 1 to 14, characterized in that the evaluation device ( 4 ) is designed to process the electromyogram and to compare the electromyogram with a threshold value S calculated from an electromyogram recorded in a relaxed muscle state. Überwachungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) zur Berechnung des Schwellwerts (S) nach der Beziehung S = kR + X ausgebildet ist, wobei R die Muskelspannung im entspannten Zustand und k und X beliebige Pa rameter sind.Monitoring system according to claim 15, characterized in that the evaluation device ( 4 ) for calculating the threshold value (S) according to the relationship S = kR + X, where R is the muscle tension in the relaxed state and k and X are any parameters. Überwachungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Personalcomputer (19) zur Anzeige des ausgewerteten Elektromyogramms oder des Ergebnisses des Vergleichs mit dem Schwellwert S in einem Teil eines Bildschirms (20) ausgebildet ist.Monitoring system according to claim 15 or 16, characterized in that the personal computer ( 19 ) for displaying the evaluated electromyogram or the result of the comparison with the threshold value S in a part of a screen ( 20 ) is trained. Überwachungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Personalcomputer (19) zur Veränderung der Farbe der Bildschirmanzeige in Abhängigkeit des ausgewerteten Elektromyogramms oder des Ergebnisses des Vergleichs mit dem Schwellwert S ausgebildet ist.Monitoring system according to claim 17, characterized in that the personal computer ( 19 ) for changing the color of the screen display in dependence of the evaluated electromyogram or the result of the comparison with the threshold value S is formed. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, die Auswerteeinrichtung (4) oder der Personalcomputer (19) zur Ausgabe eines Signals bei Überschreitung des Schwellwerts S über eine einstellbare Zeit t1 ausgebildet ist.Monitoring system according to one of claims 15 to 18, characterized in that the evaluation device ( 4 ) or the personal computer ( 19 ) to output a signal when exceeding the Threshold S over an adjustable time t 1 is formed. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (4) oder der Personalcomputer (19) zur Ausgabe eines Signals bei Überschreitung eines Steuerungssignals I über einen einstellbaren Schwellwert SI ausgebildet ist, wobei das Steuerungssignal I bei Überschreitung des Schwellwerts S kontinuierlich erhöht und während der Unterschreitung des Schwellwerts S kontinuierlich abgesenkt wird.Monitoring system according to one of claims 15 to 18, characterized in that the evaluation device ( 4 ) or the personal computer ( 19 ) is designed to output a signal when a control signal I is exceeded via an adjustable threshold value SI, wherein the control signal I is continuously increased when the threshold value S is exceeded and is continuously lowered during the undershooting of the threshold value S. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals bei fehlerhaftem oder fehlendem Elektrodenkontakt vorgesehen ist.monitoring system according to one of the claims 1 to 20, characterized in that means for outputting a Warning signal provided in the event of faulty or missing electrode contact is.
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