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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät und Verfahren zur Aufzeichnung von Funktionen des Bewegungsapparates eines Säugetieres. Beispielsweise kann es einem Sportler gute Dienste leisten. Vorzugsweise sollen physiologische Dysfunktionen und die Funktionstüchtigkeit und Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates eines Säugetiers detektiert und/oder ermittelbar sein.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Patentschrift
DE 38 87 058 T2 (angemeldet am 24. September 1988) offenbart ein Verfahren und ein Gerät zur Auswertung der Biegsamkeit der menschlichen Wirbelsäule. Insbesondere soll dieses Gerät auch bei Wirbelsäulenverletzungen zum Einsatz kommen. Durch das Verfahren soll eine Unterscheidung zwischen sogenannten Torsionsverletzungen und Halswirbel-Kompressionsverletzungen möglich werden. Eine umfangreiche Auswertung soll vor allem eine zuverlässige ärztliche Diagnostik unterstützen. Das Verfahren strebt eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik an, indem die wirkliche Anatomie des Menschen möglichst vollständig berücksichtigt wird.
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Zu Recht führt die Patentschrift in diesem Zusammenhang an, dass Rückenleiden breite Bevölkerungsteile betreffen und weltweit (aber auch schon deutschlandweit) für Millionen verlorene Arbeitstage verantwortlich sind, wodurch ein Anreiz zu kontinuierlicher Forschung und Prävention besteht.
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In dem Verfahren wird der Bewegungsablauf eines Menschen, typischerweise wohl eine Beugung des Oberkörpers nach vorne, mit zwei Kameras aufgezeigt. Der Patient wird vorbereitend mit 24 Markierungen versehen. Dieses sind vorzugsweise selbstleuchtende Markierungen, beispielsweise LEDs. Die Aufzeichnung der Bewegungslinien der 24 Markierungen im Raum und eine umfassende Computeranalyse ermöglichen Schlussfolgerungen auf den Zustand der Wirbelsäule des Patienten.
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Die kanadische Patentanmeldung
CA 2,269,173 (angemeldet am 23. April 1999) offenbart ein Gerät, welches ebenfalls die Bewegung der menschlichen Wirbelsäule messen soll, ferner auch die Bewegung von Kopf und Schultern eines Patienten. Bei diesem Verfahren sind am Patienten vor der Untersuchung wiederum Markierungen anzubringen, nämlich vorzugsweise aktive optische Markierungen in der Form von UV-Licht emittierenden Dioden. Im Vergleich zum oben beschriebenen Verfahren sind etwas weniger Markierungen nötig, nämlich nur 13. Besonderer Wert wird hierbei auf die genaue Führung des Kopfes des Patienten gelegt. Hierzu trägt der Patient ein Kopfgeschirr und bekommt einen künstlichen Horizont zur Orientierung zur Verfügung gestellt. Ferner kann der Patient über Ohrhörer Instruktionen erhalten.
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Das Verfahren erscheint vielseitig und kann verschiedene medizinische Fragen beantworten. Neben der Beweglichkeit der Wirbelsäule können auch die Beweglichkeit des Kopfes und der Schultern untersucht werden. Diese Vielseitigkeit des Verfahrens wird allerdings mit einer gewissen Kompliziertheit erkauft. Es ist eine aufwändige Vorbereitung der eigentlichen Messung erforderlich, umfangreiche Assistenz bei der Durchführung sowie eine aufwändige Auswertung.
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Das
US-Patent 6,056,671 (angemeldet am 19. Dezember 1997) beschreibt ein weiteres Verfahren zur Analyse des menschlichen Bewegungsapparates.
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Wiederum wird ein Patient vor der Untersuchung mit vielen Markierungen versehen. Darüber hinaus werden an einem Gewicht, welches der Patient heben soll, zusätzliche Markierungen angebracht. Der Patient kann dann mit dem Gewicht verschiedene Bewegungen ausführen und wird dabei von zwei Kameras beobachtet. Die Stellung der Kameras ist nicht festgelegt, denn das Verfahren verlässt sich auf eine umfangreiche Bildanalyse zur Auswertung. Alternativ zur Aufzeichnung der Bewegung mit sichtbarem Licht kommt es auch in Betracht, dass Röntgenstrahlen auf dem Patienten einwirken und Röntgenbilder der Bewegung aufgezeichnet werden.
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Bezogen auf die drei angeführten optischen Verfahren gilt insgesamt: Diese können eine gute medizinische Diagnose zu ermöglichen. Jedoch erfordern sie aufwändige Vorbereitungen und eine sehr umfassende Auswertung. Insbesondere ist zu beachten, dass eine Vielzahl von Daten erzeugt wird, welche nur sehr mittelbar etwas mit dem Bewegungsmuster oder dem Bewegungsapparat des Patienten zu tun haben. Wie beispielsweise
DE 38 87 058 T2 ausführt, sind zum Verfolgen des Beugewinkels des Oberkörpers eines Patienten Bewegungen von drei Markierungspunkten auszuwerten. Ebenso sind zur Bestimmung des Beugungswinkels die Hüfte eines Patienten die Bewegungen von drei anderen Bewegungspunkten auszuwerten. Erst aus diesen Daten können Winkeldaten erzeugt werden, welche aber wiederum weiter analysiert werden müssen, um eine Aussage über das Bewegungsmuster oder über physiologische Störungen des Bewegungsmusters machen zu können.
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Das
US Patent 4,664,130 (angemeldet am 6. Juni 1985) geht einen etwas anderen Weg, um Störungen oder Verletzungen der Wirbelsäule zu erkennen. In diesem Fall wird eine Kamera mit einem elektromyographischen Signal (EMG-Signal) kombiniert. Das EMG-Signal soll zusätzliche relevante Informationen über das Zusammenspiel von Muskeln und Gelenken liefern.
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Zu dieser Methode führt wiederum dazu, dass verschiedene Sensoren (diesmal Elektroden als EMG-Sensoren) am Patienten des Körpers zu befestigen sind (üblicherweise Elektroden). Diese sind mit Kabeln mit einer Auswerteeinheit zu verbinden. Ferner muss die Auswerteeinheit in der Lage sein, die ihrer Natur nach unterschiedlichen EMG-Signale und die optischen Daten zusammenzuführen und zur Auswertung aufzuarbeiten. Es handelt sich also wiederum um ein Verfahren, welches nur mit fachkundiger Aufsicht, aufwändiger Vorbereitung und umfassender Auswertung von Daten durchgeführt werden kann.
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Die Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2005 015 889 U1 (angemeldet am 7. Oktober 2005) offenbart eine Vorrichtung zur Überwachung der Haltung und Bewegung eines menschlichen Körperteils. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Haltung des Oberkörpers überwacht. Dazu wird in Wirbelsäulennähe ein Sensor angebracht. Dieser kann mit einem Bauchgurt fixiert werden. Das Verfahren ist Patienten geeignet, bei denen Bewegungseinschränkungen bekannt sind. Der Patient soll selbst in die Lage versetzt werden, ungesunde Bewegungsabläufe zu vermeiden. Dazu können Grenzwerte für die Sensorsignale einprogrammiert werden. Dadurch soll geholfen werden, etwa beim Sitzen oder beim Heben übermäßig belastende oder anderweitig ungünstige Haltungen zu vermeiden. Das System erlaubt eine relativ einfache Bedienung und kompakte Auswerteeinheiten. In einer Ausführungsform der Erfindung kann sogar eine Auswerteeinheit in Form einer Armbanduhr vorgesehen werden.
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Dieses Gerät erscheint also durchaus bedienungsfreundlich und kann sicher auch durch nicht-medizinisches Personal bedient werden, allerdings erfüllt es einen im Vergleich zu den obigen Analyseverfahren sehr viel einfacheren Zweck. Eine auch nur partielle Analyse der Beweglichkeit oder von Beweglichkeitsstörungen eines Patienten ist nicht möglich. Sie muss der Anwendung eines solchen Geräts vorausgehen.
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Vor diesem Hintergrund ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein nichtinvasives Verfahren und ein entsprechendes Gerät zur Verfügung zu stellen, mit dem Funktionen des Bewegungsapparates eines Säugetieres, insbesondere die Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates eines Säugetiers oder physiologische Dysfunktionen, festgestellt werden können. In dieser Weise sollen das Gerät und das Verfahren einen Fortschritt bei der Erkennung und Prävention der wirtschaftlich bedeutsamen Volkskrankheit „Rückenschmerzen” bieten. Das Gerät soll bei geringer Vorbereitungszeit leicht einsetzbar sein. Zu diesem Zweck sollen möglichst wenige Daten erzeugt werden, die eine einfache und schnelle Analyse erlauben.
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Diese Ziele werden durch ein Gerät nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 15 erreicht.
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Es geht also um ein Gerät zur Aufzeichnung von Körperfunktionen, insbesondere Funktionen des Bewegungsapparates eines Säugetiers. Vorzugsweise sollen physiologische Dysfunktionen und die Funktionstüchtigkeit und Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates eines Säugetiers detektiert und/oder ermittelbar sein. Bei dem Säugetier kann es sich um einen Menschen handeln. Dieser kann männlichen oder weiblichen Geschlechts sein, es kann sich auch um Kinder oder Jugendliche, im Einzelfall auch um Säuglinge handeln. Der Mensch wird in weiteren unabhängig davon als „Sportler” bezeichnet. Es kommt aber auf die Benutzung des Gerätes bei Tieren in Betracht, insbesondere bei solchen mit empfindlichem oder störungsanfälligen Bewegungsapparat. Hierzu zählen beispielsweise Hunde, bei vielen Rassen etwa sind Hüftprobleme häufig, oder auch andere Haus- und Nutztiere, insbesondere auch Pferde. Gerade bei Nutz- und Rennpferden ist ein voll funktionsfähiger Bewegungsapparat wichtig. Das Gerät kann dabei nur zur Aufzeichnung von Daten dienen, welche dann durch einen Menschen oder durch ein weiteres Analysegerät aufbereitet werden.
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Das Gerät kann vorzugsweise auch aufbereitete Daten ausgeben. Dazu kann das Gerät eine eigene Ausgabeeinheit aufweisen, etwa in Form eines Monitors. Alternativ oder zusätzlich kann es über Drahtverbindungen oder auch drahtlos mit beispielsweise einem Computer verbunden werden, welcher dann zur Datenanalyse, -speicherung und/oder -ausgabe dient.
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Grundelemente des Gerätes sind sein Gehäuse, eine Gehäusehalterung und eine Sensoreinheit. Die genaue Natur und Form des Gehäuses ist nicht entscheidend. Es kann ein simples kastenförmiges Gehäuse sein, alternativ kommt auch ein Gehäuse in Betracht, welches an die Anatomie des zu untersuchenden Säugetieres besonders angepasst ist. Das Gehäuse weist eine Auflagefläche auf, beispielsweise als Teil der Gehäuserückseite, welche zum Kontakt mit dem Körper des Säugetieres vorgesehen ist. Diese Gehäuserückseite kann eben sein oder gewölbt und durch die Wölbung oder über einfache Wölbung hinaus an die Anatomie des Körpers des Säugetieres angepasst sein. Es kann sich im Übrigen anbieten, dass das Gehäuse symmetrisch ist, wobei eine Symmetrieachse auf die eine Körpersymmetrieachse oder Symmetrieebene des zu untersuchenden Säugetieres abgestimmt ist. Beispielsweise kann das Gehäuse spiegelsymmetrisch zur Medianebene des menschlichen Körpers (d. h. der Sagittalebene durch die Körpermitte) ausgeführt sein.
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Die Gehäusehalterung kann ebenfalls in sehr verschiedener Form ausgeführt sein. Es kommt bei der Gehäusehalterung darauf an, dass sie die Positionierung des Gehäuses in einer definierten Position relativ zum Säugetier ermöglicht. Die Gehäusehalterung soll ermöglichen, dass das Gerät an mindestens einer definierten Stelle in dem Kontakt mit dem Körper des Säugetiers ist, welche von den Stellen auf der Körperoberfläche verschieden ist, an denen (wie nachfolgend beschrieben) der erste und der zweite Sensor Daten messen.
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Als weiteres wichtiges Grundelement weist das Gerät eine Sensoreinheit auf. Diese Sensoreinheit umfasst einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor. Jeder dieser Sensoren ist dafür ausgelegt, eine Bewegung der Körperoberfläche des Säugetiers während der Ausführung eines vorgegebenen Bewegungsmusters zu detektieren. Dabei misst der erste Sensor Daten für eine erste Stelle auf der Körperoberfläche des Säugetiers und der zweite Sensor misst Daten für eine zweite Stelle auf der Körperoberfläche des Säugetiers. Die erste und die zweite Stelle auf der Körperoberfläche sind zwei verschiedene Stellen, welche vorzugsweise mindestens 3, 5, 10 oder 15 cm beabstandet sind, welche aber in der Regel nicht mehr als 50, 30 oder 20 cm beabstandet sein müssen.
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Die Sensoren selbst können ebenfalls sehr verschiedene Formen haben. Der Sensor soll in der Lage sein eine Bewegung der Körperoberfläche relativ zur Position des Sensors (und damit zur Position des Gehäuses) zu erfassen. Dabei kommen auch mechanische Lösungen in Frage. Es wäre beispielsweise denkbar, eine Kugel mit der Körperoberfläche in Kontakt zu bringen und die Rollbewegung dieser Kugel zu erfassen. Alternativ kommt ein optischer Sensor in Frage. Beispielsweise können Lichtimpulse mit vorgegebener Frequenz in Richtung auf die Stelle an der Körperoberfläche ausgesendet werden und mit einem geeigneten optischen Sensor aufgefangen werden. Als Lichtquelle kommen eine Leuchtdiode oder auch eine Laserquelle, etwa eine Laserdiode, in Betracht. Als Sensor kommt ein optoelektrischer Sensor, beispielsweise ein CMOS- oder CCD-Sensor, in Betracht. Eine solche Sensoranordnung wäre in der Lage, mit einer Genauigkeit von Millimetern oder sogar Millimeter-Bruchteilen die Bewegung einer Stelle auf der Körperoberfläche des Säugetiers zu detektieren.
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Die vorliegende Erfindung erlaubt es somit, Funktionen des Bewegungsapparates eines Säugetieres aufzuzeichnen, ohne dass der Körper des Säugetieres mit Markierungen versehen wird.
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Die Sensoreinheit kann Daten erzeugen, welche bei der Ausführung eines vorgegebenen Bewegungsmusters des Säugetieres auf seine Körperfunktionen schließen lassen, insbesondere aber auf die Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder eine physiologische Dysfunktion. Die Sensoreinheit kann hierzu drei, vier oder mehr Sensoren gleicher oder verschiedener Bauart umfassen. Es gehört jedoch zu den Vorteilen der Erfindung, dass die Verwendung von nur zwei Sensoren zur Erzeugung von Daten reicht, welche auf die Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder eine physiologische Dysfunktion schließen lassen.
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Vorzugsweise ist das Gerät zur Verwendung am Oberkörper des Säugetiers und besonders eines Sportlers ausgelegt. Besonders vorzugsweise wird es am Rücken eines Sportlers verwendet. Besonders vorteilhaft ist das Gerät zur Verwendung so ausgelegt, dass es Daten auf beiden Seiten der Medianebene misst. Dazu kann der erste Sensor auf der linken Körperseite und der zweite Sensor auf der rechten Körperseite positioniert werden. Besonders vorteilhaft wird das Gerät im Bereich der Lendenwirbelsäule eingesetzt.
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Das Gerät kann so ausgestattet sein, dass der erste und der zweite Sensor einen festen, nicht veränderlichen Abstand zueinander einnehmen. Alternativ kann das Gerät auch so ausgelegt sein, dass der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor veränderbar ist. In dieser Weise können die Sensoren in einem dem Körper angepassten Abstand zur Medianebene, praktisch also zur Wirbelsäule eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gerät eine Auflagefläche auf. Mit dieser Auflagefläche kann das Gerät in ortsfestem oder gleitendem Körperkontakt zum Körper eines Sportlers gehalten werden. (Die Gleitbewegung sollte aber gegebenenfalls gering im Vergleich zur Bewegung der Stellen auf der Körperoberfläche relative zu beiden Sensoren sein.) Der Körperkontakt kann insbesondere auch durch eine Hilfsperson hergestellt werden. Dazu kann das Gerät auch mit einem oder mit zwei oder mehr Handgriffen ausgestattet sein. Alternativ oder zusätzlich weist das Gerät ein Gestell auf, mit dessen Hilfe es am Körper gehalten wird.
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In einer bevorzugten Ausführung ist das Gerät mit einem Gurt oder Gürtel verbindbar, mit welchem es von einem Sportler im Bereich des Rückens auf Höhe der Lendenwirbelsäule getragen werden kann und im Bauchbereich fixiert werden kann.
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Es scheint so, dass es ein Zeichen der Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates ist, wenn sich die Körperoberfläche eines Säugetiers bei der Ausführung einer vorgegebenen Bewegung des Körpers in bestimmter Weise mitbewegt. Insbesondere deuten Ungleichmäßigkeiten der Bewegung verschiedener, aber körpersymmetrischer Stellen auf der Körperoberfläche auf eine nicht optimale Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates hin. So können beispielsweise Hinweise auf Blockaden oder einseitige Muskelschwächen gewonnen werden.
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Wenn das Gehäuse an einer Stelle („Kontaktstelle”), welche von der erste Stelle und von der zweiten Stelle verschieden ist, in Kontakt mit dem Körper des Säugetiers ist, können die Sensoren Daten erzeugen, welche ein Maß für die Bewegung der ersten und der zweiten Stelle relativ zur Kontaktstelle sind. Solche Daten sind besonders aussagekräftig, wenn die Kontaktstelle eine feste oder zumindest weitgehend feste Position zum Bewegungsapparat des Körpers des Säugetiers hat. Zu diesem Bewegungsapparat gehören bei einem Sportler zumindest die Knochen, Gelenke und Muskeln. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktstelle eine feste oder zumindest weitgehend feste Position zu mindestens einem Knochen (oder Skelettteil) aufweist. Der Kontakt könnte ein direkter sein, ist in der Regel aber ein indirekter – vorzugsweise wird er nur über den Körper vermittelt. Zwischen Knochen und Kontaktstelle liegen dann nur Teile des Körpers, etwa Gewebe. Wenn das Gerät beispielsweise mit einem Hüftgurt getragen wird, bietet der Beckenknochen mindestens eine Kontaktstelle. Der Kontakt zwischen Gerät und dem Bewegungsapparat des Sportlers kann aber auch ein anderer indirekter Kontakt sein, der über den Körper und körperfremde Zwischenstücke vermittelt wird. Wenn der Sportler etwa in einer vorgegebenen Position steht, festgelegt etwa durch eine Trittmarkierung, genügt die feste Position des Gerätes relativ zu dieser vorgegebenen Position in der Regel, um den Kontakt mit dem Körper herzustellen. Dieser Kontakt kann dann insbesondere durch ein Gestell und/oder einen Schwenkarm vermittelt werden. Besonders zweckmäßig ist ein Kontakt zur Spina iliaca posterior superior.
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Das Gerät kann sowohl ohne Anleitung und/oder Hilfe verwendet werden, als auch mit Anleitung und/oder Hilfe. Zur Festlegung und zur Kontrolle der akkuraten Ausführung eines vorgegebenen Bewegungsmusters kommt es in Betracht, dass das Gerät mit Hilfsvorrichtungen zur Ausführung des Bewegungsmusters verwendet wird oder sogar mit diesem verbunden ist. Als Hilfsvorrichtungen kommen etwa Schienen in Frage, welche die Freiheit der Wirbelsäule und/oder der Gelenke eines Sportlers oder eventuell auch anderen Säugetiers einschränken. Es kommt auch ein Gestell in Betracht, welches beispielsweise Griffe aufweist und durch geeignete mechanische Vorrichtungen die Bewegungsmöglichkeiten der Griffe entsprechend einschränkt.
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In einem unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung auch Gerät zur Aufzeichnung von Funktionen des Bewegungsapparates eines Säugetieres, welches einen Körper, eine Körperoberfläche und einen Bewegungsapparat besitzt, wobei das Gerät ein Gehäuse, eine Gehäusehalterung und eine Sensoreinheit aufweist und mit einer Analyseeinheit verbindbar ist, wobei die Sensoreinheit Daten erzeugt, welche bei der Ausführung eines vorgegebenen Bewegungsmusters des Säugetiers auf die Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder eine Dysfunktion schließen lassen, wobei die Sensoreinheit einen ersten und einen zweiten Sensor umfasst, welche eine Bewegung der Körperoberfläche des Säugetiers während der Ausführung des vorgegebenen Bewegungsmusters detektieren, wobei der erste Sensor Daten für eine erste Stelle auf der Körperoberfläche aufnimmt und der zweite Sensor Daten für eine zweite Stelle auf der Körperoberfläche aufnimmt und die Sensoren auf verschieden Seiten der Medianebene des Körper Daten aufnehmen und aus den Daten des ersten Sensors und den Daten des zweiten Sensors auf die Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder eine Dysfunktion geschlossen werden kann. Vorzugsweise kann dabei durch Vergleich der Daten des ersten Sensors und mit den Daten des zweiten Sensors und ohne Hinzunahme weiterer Daten auf die Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder eine Dysfunktion geschlossen werden.
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Die Erfindung umfasst neben dem Gerät auch mindestens ein Verfahren. Zunächst ist ein Verfahren erfindungsgemäß, welches ein Verfahren zur Aufzeichnung von Funktionen des Bewegungsapparates eines Säugetiers mit einem hierin beschriebenen oder beanspruchten Gerät ist, ausgenommen zur chirurgischen oder therapeutischen Behandlung des menschlichen Körpers.
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Insbesondere umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur Aufzeichnung von Funktionen des Bewegungsapparates eines Menschen, insbesondere zum Detektieren der Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder physiologischer Dysfunktionen eines Menschen, wobei das Gerät in einer Körperertüchtigungs- oder Sportstätte, namentlich auch einem Fitnessstudio, benutzt wird. Dabei kann das Verfahren nach einer Einweisung und/oder unter Anleitung durchgeführt werden. Die Einweisung und/oder Anleitung kann durch einen Fitnesstrainer oder Krankengymnasten erfolgen. (Diese auf einen Helfer bezogenen Begriffe sollen hierin jeweils einen Mann oder eine Frau bezeichnen.)
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Das Gerät kann im medizinischen Bereich eingesetzt werden. Es kann dann durch medizinisches Personal bedient werden, insbesondere auch durch mindestens einen Arzt und/oder eine Krankenschwester und/oder einen Krankenpfleger. Das Gerät und das entsprechende Verfahren kann aber auch durch nicht medizinisches Personal angewandt werden, beispielsweise durch Physiotherapeuten, Masseure oder Fitnesstrainer. Das Gerät vorzugsweise in einem Verfahren angewandt, bei dem ein Sportler es in einem Fitnessstudio oder in heimischer Umgebung zur Messung seiner Beweglichkeit einsetzt. An der Messung kann auch ein nicht medizinisch ausgebildeter Helfer teilnehmen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann beispielsweise folgende Schritte umfassen (vorzugsweise in der nachfolgenden Reihenfolge): (a) es wird ein Gerät mit zwei Sensoren zur Verfügung gestellt, vorzugsweise mit weiteren hierin beschriebenen Merkmalen, (b) dieses Gerät wird so zum Rücken eines Sportlers positioniert, dass je ein Sensor auf einer Seite der Medianebene des Sportler liegt, (c) der Sportler führt eine vorgegebenen Bewegung aus und währenddessen nehmen beide Sensoren Daten auf, (d) die Daten werden zur Auswertung aufbereitet. Vorzugsweise wird dieses Verfahren in einer Sport- oder Fitnessstätte durchgeführt. Vorzugsweise wird es unter Anleitung eines Sport- oder Fitnesstrainers durchgeführt. Vorzugsweise wird das Gerät mit einem Gurt am Körper des Sportlers befestigt. Vorzugsweise umfasst das Verfahren auch einen weiteren Schritt (e), in dem aufgrund der detektierten Leistungsfähigkeit des Bewegungsapparates oder einer physiologischer Dysfunktion von dem Fitnesstrainer oder dem Krankengymnasten eine Empfehlung zur Benutzung eines Fitnessgerätes oder zur Durchführung einer Körperübung gegeben wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Gerät auch selbst eine solche Empfehlung ausgeben. Diese kann dann von dem Fitnesstrainer oder dem Krankengymnasten oder, bei Verwendung ohne Anleitung, auch gleich vom Sportler selbst verwertet werden.
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Weitere Merkmale, aber auch Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend aufgeführten Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung. In den Abbildungen und in den dazugehörigen Beschreibungen sind Merkmale der Erfindung in Kombination beschrieben. Diese Merkmale können allerdings auch in anderen Kombinationen von einem erfindungsgemäßen Gegenstand umfasst werden. Jedes offenbarte Merkmal ist also auch als in technisch sinnvollen Kombinationen mit anderen Merkmalen offenbart zu betrachten. Bei den Abbildungen zeigen:
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1 eine Aufsicht auf das Gerät;
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2 eine Aufsicht auf das Gerät aus der entgegengesetzten Blickrichung;
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3 das Gerät in schematischer Darstellung während der Benutzung durch einen Sportler;
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4 ein nützliches vorgegebenes Bewegungsmuster in schematischer Darstellung;
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5 eine bevorzugte Ausführungsform mit Beckengurt;
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6 eine bevorzugte Ausführungsform mit Schwenkarm;
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7 eine schematische Darstellung eines Sensors für das Gerät
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1 zeigt eine Aufsicht auf das Gerät 10. Man erkennt das Gehäuse 12, welches im Wesentlichen in symmetrischer Weise zwei Gehäuseflügel 14 aufweist. Links sieht man den Gehäuseflügel 14A und rechts sieht man den Gehäuseflügel 14B. In der Mitte des Gehäuses ist ein Monitor angebracht. Dort können Rohdaten, etwa in Form von Ziffern dargestellt werden oder es können aufbereitete Daten, etwa in Form von Balken, welche Bewegungslängen entsprechen, dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich wäre auch die Darstellung von Analyseergebnissen, welche aufgrund von gewissen Kriterien erzeugt werden, denkbar, beispielsweise in der Form von „Kraftdefizit” oder „Blockade” oder dergleichen.
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2 zeigt eine Aufsicht auf das Gerät aus einer derjenigen der 1 entgegengesetzten Blickrichtung. Man erkennt wiederum das Gehäuse 12 mit den Gehäuseflügeln 14A und 14B. Dieses Mal jedoch blickt man auf die Gehäuseunterseite 18. Im vorliegenden Fall zur Verwendung auf den menschlichen Rücken kann die Gehäuseunterseite plan sein. Die Gehäuseunterseite weist einen ersten Sensor 20 und einen zweiten Sensor 22 auf.
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3 zeigt das Gerät 10 in einer bevorzugten Verwendungsposition am Rücken eines Sportlers. Das Gehäuse 12 ist mittig auf der Wirbelsäule platziert. Eine Hilfsperson könnte am Monitor 16 Daten unmittelbar ablesen. Diese Daten kann der Sportler selbst nach Abnahme des Gerätes dort aber auch ablesen. Das Gehäuse kann mit verschiedenen Befestigungsmitteln ausgerüstet werden, welche die Positionierung des Gerätes in dieser oder in einer ähnlichen Position auf dem Rücken erleichtern.
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Nützliche Daten erzeugt das Gerät, wenn ein vorgegebenes Bewegungsmuster ausgeführt wird. Alternativ wäre auch ein beliebiges Bewegungsmuster denkbar, welches bei Ausführung dokumentiert wird. Je nach dem, welcher Aspekt des Bewegungsapparates untersucht werden soll, kommen verschiedene Bewegungsmuster in Frage. Um Daten zur Beweglichkeit des Rumpfes und insbesondere des Rückens zu erfassen, ist das in 4 abgebildete Bewegungsmuster nützlich. Der Sportler steht zunächst aufrecht, wie als Position (a) gezeigt. Sodann beugt der Sportler den Rumpf nach vorne und befindet sich in der Position (b). Die Bewegung kann mit der Bewegung (c) abschließen, bei der der Rumpf annähernd oder ganz waagerecht gehalten wird. Es kommt in Betracht, dass das Gerät nur Daten während der Bewegung von Position (a) zu (c) aufnimmt. Alternativ können auch Daten für eine Bewegung von der Position (a) zu (c) und zurück zur Position (a) aufgenommen werden.
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5 zeigt eine zweckmäßige Form der Gehäusehalterung. Abgebildet ist hier das schon bekannte Gerät 10 mit seinem Gehäuse 12, dem linken Gehäuseflügel 14A, dem rechten Gehäuseflügel 14B und dem Monitor 16. An den beiden Gehäuseflügeln sind jeweils Gurtlaschen 24A und 24B angebracht. Diese können aus einem festen oder aus einem flexiblen Material, also beispielsweise dem Material des Gehäuses oder einem anderen Material zur Verfügung gestellt werden. Die Gurtlaschen 24A und 24B weisen Gurtschlitze 26A und 26B auf. Diese können zur Befestigung eines Gurtes 28 verwendet werden. Zu Messungen am Rücken, insbesondere im Lendenwirbelsäulenbereich kann der Gurt dann wie ein Gürtel bequem um den Körper geschlungen werden, um das Gerät im Rückenbereich festzuhalten. Dabei liegt der Gürtel vorzugsweise auf den Enden der Beckenknochen auf. Somit ergibt sich eine Fixierung des Gerätes bezogen auf das menschliche Skelett und damit auf den Bewegungsapparat.
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6 zeigt eine ganz andere Form der Gehäusehalterung. Das Gerät mit dem Gehäuse 12, den Gehäuseflügeln 14A und 14B und dem Monitor 16 ist hier mit einem Schwenkarm 30 verbunden. Der Schwenkarm 30 ist über ein Gelenk 32 mit einer Säule 34 verbunden. Hierbei kann es sich um eine freistehende Säule handeln, es kann aber auch eine Säule oder Stange sein, welche Teil eines Gestells ist. Beispielsweise kommt es in einem Fitnessstudio in Betracht, das Gerät mit einem dort aufgestellten Fitnessgerät zu verbinden. Das Gerät sollte dabei während einer Messung, also während der Ausführung des vorgegebenen Bewegungsmusters, in einer definierten Position zum Körper verbleiben. Zu diesem Zweck kann ein Trittelement 36 vorgesehen sein. Dieses kann mit der Säule 34 verbunden werden. Bei entsprechenden örtlichen Gegebenheiten, beispielsweise wenn ein fester ebener Untergrund besteht, kann es auch hinreichend sein, wenn das Trittelement 36 nicht mit der Säule 34 verbunden ist. Ein Sportler, der auf das Trittelement 36 tritt, nimmt eine definierte Position zum Gerät ein. Vor Beginn der Ausführung des vorgegebenen Bewegungsmusters hat das Gerät also eine feste Position zum Skelett des Sportlers. Diese Position relativ etwa zu den Oberschenkelknochen oder zu den Hüftknochen ändert sich während der Ausführung einer Vorbeuge, wie in 4 gezeigt, nur wenig. Jedenfalls ist diese Änderung gering gegenüber der Bewegung von zwei zu messenden Stellen auf der Körperoberfläche, wenn diese beispielsweise, wie in 3 gezeigt, im Lendenwirbelsäulenbereich rechts und links der Wirbelsäule liegen.
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In 7 wird ein Sensor schematisch gezeigt. Er ist im Gehäuse 12 des Gerätes platziert. Es kommt auch in Frage, dass die Sensoreinheit in einem Untergehäuse platziert ist oder dass einzelne Sensoren in einem eigenen Gehäuse platziert sind. Der gezeigte Sensor ist ein optischer Sensor 38, wie er etwa im Wesentlichen aus einem CCD-Feld bestehen kann. Dem Sensor ist eine eigene Lichtquelle zugeordnet. Diese Lichtquelle umfasst eine Laserdiode 40 und eine Linse 42. Es kommen statt der Linse 42 auch kompliziertere optische Vorrichtungen in Betracht. Das Licht tritt an einer Quellengehäuseöffnung 44 aus und erreicht eine Stelle S der Körperoberfläche. Hierbei kann es sich um die erwähnte erste Stelle oder zweite Stelle handeln. Das Licht wird an der Stelle S (zumindest zum Teil) reflektiert und tritt durch die Sensoröffnung 46 in das Gehäuse ein. Es trifft dann auf den optischen Sensor 38. Bei einer Bewegung der Körperoberfläche wandert der Laserstrahl über die Körperoberfläche, so dass nacheinander verschiedene Stellen S angeleuchtet werden. Hierdurch ist eine Messung der Wegstrecke, welche der optische Sensor 38 über die Körperoberfläche zurücklegt, möglich. Es sind auch alternative Konstruktionen denkbar, bei denen zwei Sensoren nur eine Lichtquelle zugeordnet ist. Ferner kann der Sensor eine eigene Lichtquelle als integralen Bestandteil aufweisen. Das Schema macht deutlich, dass mit dem Sensor nur die Bewegung einer Oberfläche gemessen wird. Wenn also die Körperoberfläche, wie es in der Regel beim Säugetier der Fall ist, nicht Teil des Bewegungsapparates ist, können Ungleichmäßigkeiten in der Bewegung der Körperoberfläche auf Dysfunktionen des Bewegungsapparates hinweisen, beispielsweise auf eine Rechts-/Linksasymmetrie.
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Die vorliegende Beschreibung hat deutlich gemacht, wie sich durch die geschickte Anordnung von Sensoren und ihrer Positionierung in einem Gehäuse mit Körperkontakt durch die Auswertung weniger Daten eine nützliche Aussage über den Körper eines Sportlers oder sonstigen Säugetieres treffen lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gerät
- 12
- Gehäuse
- 14
- Gehäuseflügel (14A linker Gehäuseflügel, 14B rechter Gehäuseflügel)
- 16
- Gehäuseunterseite
- 18
- Display
- 20
- erster Sensor
- 22
- zweiter Sensor
- 24
- Gurtlaschen
- 26
- Gurtschlitz
- 28
- Gurt
- 30
- Schwenkarm
- 32
- Gelenk
- 34
- Säule
- 36
- Trittelement
- 38
- optischer Sensor
- 40
- Laser
- 42
- Linse
- 44
- Quellenöffnung
- 46
- Sensoröffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3887058 T2 [0002, 0009]
- CA 2269173 [0005]
- US 6056671 [0007]
- US 4664130 [0010]
- DE 202005015889 U1 [0012]
