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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Training und/oder zur Analyse des Bewegungsapparats eines Benutzers, wobei die Vorrichtung eine Anregungseinrichtung zur Erzeugung von periodischen und/oder aperiodischen Bewegungen sowie einen Sensor, durch den eine Antwortfunktion eines Benutzers der Vorrichtung auf eine durch die vorgenannte Anregungseinrichtung auf ihn aufgeprägte Anregungsfunktion ermittelbar ist, sowie ein Verfahren zum Training und/oder zur Analyse des Bewegungsapparates eines Benutzers, bei dem durch eine Anregungseinrichtung zur Erzeugung von periodischen und/oder aperiodischen Schwingungen auf den Bewegungsapparat des Benutzers mechanische Reize aufgebracht werden, wobei die Antwortfunktion des Bewegungsapparats des Benutzers auf die von der Anregungseinrichtung erzeugten Anregungsfunktion erfasst wird.
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Aus der
WO 2009/062700 des Anmelders ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Tretplatte, auf der der Benutzer, dessen Bewegungsapparat trainiert und/oder analysiert werden soll, steht. Die Tretplatte wird durch eine Antriebseinrichtung in periodische und/oder aperiodische Schwingungen mit einer definierten Amplitude und/oder einem definierten Hub versetzt. Hierdurch wird der Körper oder das Körperteil, welches auf der Tretplatte aufsetzt, mit mechanischen Reizen, also mit einer definierten Anregungsfunktion beaufschlagt. Der Benutzer der bekannten Vorrichtung versucht nun intuitiv, diese Anregungsfunktion durch eine entsprechende Aktion seines Bewegungsapparats entgegenzuwirken, um die auf ihn aufgebrachte mechanischen Reize zu kompensieren und einen stabilen Gleichgewichtszustand herzustellen. Im Idealbild wird beispielhafterweise ein Fuß eines Benutzers gebeugt, wenn sich die Tretplatte nach oben bewegt und entsprechend gestreckt, wenn diese sich wiederum nach unten bewegt. Die Auslenkung des entsprechenden Körperteils ist also entgegengesetzt zu derjenigen der Tretplatte und erfolgt mit der gleichen Frequenz.
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Bei einer praktischen Anwendung ist aber zu beachten, dass die Amplitude und/oder die Frequenz der Bewegung des der Anregungsfunktion unterworfenen Teils des Bewegungsapparates des Benutzers nicht diese idealtypischen Vorstellungen aufgrund der dämpfenden Eigenschaften des Knochenapparats und/oder Körpergewebes, insbesondere des Muskelgewebes, nicht folgt. Der Bewegungsapparat eines Benutzers ist daher mit einem gedämpften Feder-Masse-System vergleichbar, so dass die Antwortfunktion des Benutzers auf die Anregungsfunktion in ihrer Phase und/oder in ihrer Amplitude zu der aufgeprägten Anregungsfunktion unterschiedlich ist. Es wird daher bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren ein Sensor eingesetzt, welcher die Antwortfunktion des Benutzers auf die Anregungsfunktion der Anregungseinrichtung ermittelt.
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Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass in besonders einfacher Art und Weise eine Ermittlung der Antwortfunktion des Benutzers durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Stroboskopanordnung aufweist, durch welche zumindest ein Bereich des mit der Anregungsfunktion beaufschlagten Teils des Bewegungsapparats des Benutzers mit einem eine definierte Frequenz aufweisenden, in seiner Frequenz veränderbaren Stroboskoplicht beaufschlagbar ist, und dass der Sensor als ein ortsauflösender Sensor ausgebildet ist, durch welchen die Position einer oder mehrerer auf dem vom Stroboskoplicht beaufschlagten Bereich befindlichen, das Stroboskoplicht reflektierenden Markierung erfassbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass auf dem zu analysierenden und/oder zu trainierenden Bereich des Bewegungsapparats des Benutzers eine oder mehrere reflektierende Markierungen aufgebracht und von einem Stroboskoplicht mit einer definierten Frequenz beaufschlagt wird oder werden, dass das von einer oder mehrere der Markierungen reflektierte Stroboskoplicht positionsaufgelöst erfasst wird, und dass die Frequenz des Stroboskoplichts so lange verändert wird, bis die Bewegung des oder der Markierungen innerhalb eines vorgegebenen Ortsbereichs liegt oder liegen.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, die es in einfacher Art und Weise erlauben, die Frequenz der Antwortfunktion des Bewegungsapparats eines Benutzers auf eine ihm aufgeprägte Anregungsfunktion zu ermitteln. Indem nun vorgesehen wird, dass der zu analysierende und/oder zu trainierende Bereich des Bewegungsapparats des Benutzers mit einem Stroboskoplicht mit einer definierten, aber veränderbaren Frequenz beaufschlagt und die Position mindestens einer der mit dem Stroboskoplicht beaufschlagten Markierungen ortsauflösend erfasst und die Frequenz des Stroboskoplichts solange verändert wird, bis die Markierung innerhalb eines bestimmten Ortsbereichs erscheint, kann durch einen einfachen Vergleich der durch das reflektierte Stroboskoplicht indizierten Position der Markierung und der Frequenz des Stroboskoplichts die Frequenz der Antwortfunktion bestimmt werden, indem die Frequenz des Stroboskoplichts solange verändert wird, bis die Markierung innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen „still zu stehen” scheint. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren zeichnen sich durch ihren geringen apparativen Aufwand und eine einfache Durchführbarkeit aus. Die Analyse und/oder das Training des Bewegungsapparats des Benutzers kann von Bedienern der Vorrichtung ohne große technische Einweisung durchgeführt werden und erlaubt eine rasche und genaue Bestimmung der Frequenz der Antwortfunktion des Benutzers.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der einzigen Figur beschrieben wird. Es zeigt:
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1: ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung.
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In 1 ist eine allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Bestimmung der Antwortfunktion eines Benutzers – hier: eines Pferdes P – auf eine Anregungsfunktion, die auf seinen Bewegungsapparat – hier: seinem linken Vorderbein VB – von einer Anregungseinrichtung 10 der Vorrichtung 1 aufgebracht wird. Diese Anregungseinrichtung 10 weist eine Tretplatte 11 auf, die durch eine hier nicht gezeigte Antriebseinheit der Anregungseinrichtung 10 in periodische und/oder aperiodische Schwingungen mit einer definierten Frequenz versetzt werden kann.
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Eine derartige Anregungseinrichtung ist in der
WO 2009/062700 der Anmelderin beschrieben, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen Bezug genommen wird.
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Auf dem zu untersuchenden Bereich des Bewegungsapparats des Pferdes P (hier sein linkes Vorderbein VB) sind eine Anzahl von reflektierenden Markierungen M1–M4 aufgebracht. Ein von einer Stroboskopeinrichtung 20 der Vorrichtung 1 erzeugtes Stroboskoplicht, weist eine definierte Frequenz auf und wird von den Markierungen M1–M4 reflektiert. Das reflektierte Stroboskoplicht wird dann von einem ortsauflösenden Sensor 30 erfasst und sein Sensorsignal S wird über eine Signalleitung 31 zu einer Auswerteeinrichtung 40 geleitet. Dies ist wiederum über eine Steuerleitung 41 mit der Stroboskopanordnung 20 verbunden. In der Auswerteeinrichtung 40 wird die Position einer oder mehrerer der Markierungen M1–M4 ortsauflösend erfasst und wie nachstehend beschrieben ein Steuersignal für die Stroboskopanordnung 20 generiert, durch welches die Frequenz des von dieser erzeugten Stroboskoplichts verändert wird.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 und somit des beschriebenen Verfahrens sind nun wie folgt:
Durch die von der Anregungseinrichtung 10 erzeugten periodischen und/oder aperiodischen Schwingungen wird das linke Vorderbein VB des Pferds P mit mechanischen Reizen gemäß der Anregungsfunktion beaufschlagt. Hierdurch wird auf das linke Vorderbein VB des Pferdes P eine Bewegung aufgeprägt, welche aus der von der Anregungseinrichtung 10 erzeugten Anregungsfunktion resultiert. Das linke Vorderbein VB des Pferdes P reagiert auf die durch die Anregungsfunktion charakterisierten mechanischen Reize mit einer Kompensationsbewegung, welche durch die Antwortfunktion des Benutzers charakterisiert ist. Diese Antwortfunktion besitzt nun ihrerseits wiederum eine definierte Frequenz, die im nachfolgenden als Antwortfrequenz bezeichnet wird, und eine definierte Amplitude. Die auf dem Vorderbein VB des Pferdes aufgebrachten ersten Markierung M1 bewegt sich also mit der ersten Antwortfrequenz.
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Wenn nun das linke Vorderbein VB des Pferdes P und allgemein der zu analysierende und/oder zu trainierende Bereich des Bewegungsapparats des Benutzers als ein starrer Körper aufzufassen sein, so würde die Antwortfunktion des Benutzers auf die auf ihm aufgeprägte Anregungsfunktion über den gesamten beaufschlagten Bereich die gleiche Antwortfrequenz aufweisen. Da aber durch die Anregungsfunktion einzelne Muskeln oder Muskelgruppen stärker stimuliert werden oder werden können als andere, benachbarte Muskeln oder Muskelgruppen, ist dem Fachmann klar ersichtlich, dass die Antwortfunktion auch ortsabhängig ist, d. h., dass an unterschiedlichen Positionen angeordnete Markierungen M1–M4 eine unterschiedliche Antwortfrequenz aufweisen oder aufweisen können. Der einfachen Beschreibung halber wird daher nachfolgend davon ausgegangen, dass bei den nachfolgenden Verfahrensschritten nur eine einzige Markierung, hier die Markierung M1, der Analyse zugrunde gelegt wird. Dem Fachmann ist klar ersichtlich, welche Maßnahmen er vorzunehmen hat, wenn die Positionsveränderung mehrere Markierungen M1–M4 gleichzeitig ausgewertet werden sollen.
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Stimmt nun die Antwortfrequenz der Markierung M1 mit der Frequenz des Stroboskoplichts oder eines Vielfachen davon überein, so verändert sich die Position der Markierung M1 zwischen zwei aufeinander folgende Stroboskopblitzen nicht. Wandert jedoch die Position der Markierung M1, so bedeutet dies, dass die Frequenz des Stroboskoplichts nicht mit der Antwortfrequenz des Bewegungsapparates und somit der Frequenz der Markierung M1 übereinstimmt.
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Die Frequenz des Stroboskoplichts wird nun so lange verändert, bis die Markierung M1 – innerhalb vorgegebener Toleranzen – ortsfest erscheint. In diesem Fall stimmt dann die Antwortfrequenz der Markierung M1 mit derjenigen des Stroboskoplichts oder einem Vielfachen davon überein und die Antwortfrequenz ist somit bestimmbar.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, wird bevorzugt, dass auf dem zu untersuchenden Bereich des Bewegungsapparates des Benutzers mehrere Markierungen M1–M5 vorgesehen sind, um die Antwortfrequenz lokal aufgelöst erfassen zu können. Um diese einzelnen Markierungen M1–M4 leicht unterscheiden zu können, welche diese vorzugsweise mit unterschiedlichen Reflektionseigenschaften ausgebildet, z. B. also rot, gelb, grün reflektierend. Wenn nun diese unterschiedlichen Markierungen M1–M4 auf unterschiedliche Muskelgruppen des Bewegungsapparates angebracht sind, kann durch die Bestimmung der Frequenz einer bestimmten Markierung M1–M4 die Antwortfrequenz des diese Markierung tragenden Muskels oder der Muskelgruppe bestimmt werden. Hierdurch ist in vorteilhafter Art und Weise eine gezielte Analyse und/oder ein gezieltes Training dieses Muskels oder dieser Muskelgruppe möglich.
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Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen in vorteilhafter Art und Weise eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen werden, welche in einfacher Art und Weise die Bestimmung der Antwortfrequenz eines Bereichs des Bewegungsapparates des Benutzers ermöglichen. Die Verwendung unterschiedlich reflektierender Markierungen M1–M4 ermöglicht in vorteilhafter Art und Weise eine ortsaufgelöste Erfassung der Frequenz der Antwortfunktion. Die beschriebene Vorrichtung und das beschriebene Verfahren lassen sich einfach einsetzen und erlauben es insbesondere, bestimmte Muskelpartien dese Bewegungsapparates gezielt zu trainieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/062700 [0002, 0012]
