DE102010033611A1

DE102010033611A1 - Device for the computer-aided processing of bending information of a human or animal body, in particular a spine

Info

Publication number: DE102010033611A1
Application number: DE102010033611A
Authority: DE
Inventors: Dr. Goldbeck Dirk David; Dr. Kercek Andreas; Rene Pompl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2011-09-15
Also published as: WO2011110553A1; EP2533690A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum rechnergestützten Verarbeiten von Biegeinformationen eines menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere eines Rückens. Die Vorrichtung umfasst eine Datenaufnahmeeinrichtung (DA) zum Erfassen von Biegeinformationen und/oder zum Auslesen von erfassten Biegeinformationen aus einem Speicher, wobei die erfassten Biegeinformationen Messdaten (fi(t)) einer Biegesensoreinrichtung (BS) darstellen und Biegungen des Körpers in einem Messzeitraums repräsentieren. Es ist weiterhin eine Auswerteeinrichtung (A) zum Auswerten der Messdaten (fi(t)) vorgesehen, welche derart ausgestaltet ist, dass sie aus den Messdaten (fi(t)) die in zumindest einem Teil des Messzeitraums in einem oder mehreren Körperabschnitten (1, 2, ..., n) auftretenden Biegewinkel (αi(t)) und Biegegeschwindigkeiten (vi(t)) ermittelt und daraus für einen jeweiligen Körperabschnitt (1, 2, ..., n) eine Bewegungsinformation berechnet, welche den Biegebereich (WB) von in zumindest einem Teil des Messzeitraums auftretenden Biegewinkeln (αi(t)) und den Geschwindigkeitsbereich (GB) von in zumindest einem Teil des Messzeitraums auftretenden Biegegeschwindigkeiten (vi(t)) enthält. Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Benutzerschnittstelle (UI) auf, welche derart ausgestaltet ist, dass sie die Bewegungsinformation zumindest teilweise ausgibt.The invention relates to a device for the computer-aided processing of bending information of a human or animal body, in particular a back. The device comprises a data acquisition device (DA) for acquiring bending information and / or for reading out acquired bending information from a memory, the acquired bending information representing measurement data (fi (t)) of a bending sensor device (BS) and representing bends of the body in a measurement period. An evaluation device (A) for evaluating the measurement data (fi (t)) is also provided, which is designed in such a way that, from the measurement data (fi (t)), it can be used in at least part of the measurement period in one or more body sections (1 , 2, ..., n) occurring bending angle (αi (t)) and bending speeds (vi (t)) are determined and from this a movement information is calculated for a respective body section (1, 2, ..., n), which the bending area (WB) of bending angles (αi (t)) occurring in at least a part of the measuring period and the speed range (GB) of bending speeds (vi (t)) occurring in at least part of the measuring period. Furthermore, the device according to the invention has a user interface (UI) which is designed such that it at least partially outputs the movement information.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum rechnergestützten Verarbeiten von Biegeinformationen eines menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere eines Rückens. Der Begriff des Körpers kann dabei auch nur einen Körperteil eines Menschen oder eines Tiers umfassen.The invention relates to a device for computer-aided processing of bending information of a human or animal body, in particular a back. The term of the body may also include only a part of a human or an animal.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen bzw. Verfahren bekannt, mit denen der Zustand des Rückens bzw. der Wirbelsäule erfasst werden kann. Zum Beispiel kann die Rückenfunktion mittels einer Laufbandanalyse beurteilt werden, bei der ein laufender Patient gefilmt wird und der Film anschließend von einem Arzt ausgewertet wird. Rückschlüsse über die Rückenfunktion geben ferner EMG-Messungen (EMG = Elektromyografie), mit denen die Muskelspannung im Rücken gemessen werden kann. Die aus solchen Verfahren ermittelten Messergebnisse bzw. daraus abgeleiteten Parameter korrelieren jedoch entweder schlecht mit der Rückenfunktion oder sind sehr aufwändig in der Handhabung.Various devices and methods are known from the prior art, with which the state of the back or the spine can be detected. For example, the back function may be assessed by a treadmill analysis, in which a running patient is filmed and the film is subsequently evaluated by a physician. In addition, EMG measurements (EMG = electromyography) provide information on the function of the back, which can be used to measure muscle tension in the back. However, the measurement results determined from such methods or the parameters derived therefrom either correlate poorly with the back function or are very complicated to handle.

Aus dem Stand der Technik sind ferner Verfahren zur faseroptischen Vermessung der Wirbelsäule bekannt. In der Druckschrift WO 2007/110289 A1 wird über einen faseroptischen Biegesensor, der an der Wirbelsäule eines Patienten angebracht ist, die Verbiegung der Wirbelsäule erfasst. Der Biegesensor wird dabei mittels eines Klebebands entlang der Wirbelsäule auf der Haut des Patienten aufgeklebt. Er ist longitudinal in mehrere Messsegmente unterteilt, die einen Wirbel teilweise oder komplett oder mehrere Wirbel der Wirbelsäule überdecken. Jedes Messsegment misst dabei entsprechende Biegewinkel des Segments, wobei die Biegewinkel durch lichtleitende Fasern mit einer speziellen Oberflächenbehandlung erfasst werden. Je nach Biegeradius an einer vorgebbaren Längenposition verliert oder gewinnt die Faser an Transmission, so dass hieraus die Verbiegung in verschiedenen Rückenabschnitten gemessen werden kann. Die Vorrichtung dieser Druckschrift ermöglicht eine Analyse der Wirbelsäule dahingehend, ob die Messwerte des Biegesensors eine gute oder eine schlechte Lage und/oder Bewegung der Wirbelsäule und damit eine richtige aber fehlerhafte Haltung des Patienten beschreiben. Eine weitergehende Analyse des Gesundheitszustands der Wirbelsäule findet nicht statt.Furthermore, methods for fiber optic measurement of the spinal column are known from the prior art. In the publication WO 2007/110289 A1 is detected by a fiber optic bending sensor, which is attached to the spinal column of a patient, the curvature of the spine. The bending sensor is glued to the skin of the patient by means of an adhesive tape along the spinal column. It is subdivided longitudinally into several measuring segments which cover one or more vertebrae or several vertebrae of the spinal column. Each measuring segment measures corresponding bending angles of the segment, whereby the bending angles are detected by light-conducting fibers with a special surface treatment. Depending on the bending radius at a predeterminable length position, the fiber loses or gains transmission, so that from this the bending in different back sections can be measured. The device of this document allows an analysis of the spine to determine whether the measured values of the bending sensor describe a good or a bad position and / or movement of the spine and thus a correct but incorrect posture of the patient. A further analysis of the state of health of the spine does not take place.

In dem Dokument WO 2009/010519 A1 ist eine spezielle Ausgestaltung eines optischen Fasersensors in der Form eines Sensorbands beschrieben, welches als Rückensensor zur Vermessung der Wirbelsäule eines Patienten eingesetzt werden kann.In the document WO 2009/010519 A1 a special embodiment of an optical fiber sensor in the form of a sensor tape is described, which can be used as a back sensor for measuring the spinal column of a patient.

In dem Dokument WO 2008/052682 A1 ist ein Verfahren zum Vermessen der Torsion eines Patientenkörpers beschrieben, welches bei der Messung faseroptische Biegesensoren verwendet.In the document WO 2008/052682 A1 A method for measuring the torsion of a patient's body is described, which uses fiber optic bending sensors in the measurement.

Die bekannten faseroptischen Verfahren zur Vermessung eines menschlichen oder tierischen Körpers weisen den Nachteil auf, dass die Messdaten nicht derart aufbereitet werden, dass eine zu diagnostischen Zwecken verwendbare und einfach verständliche Information über den Zustand des vermessenen Körpers generiert wird.The known fiber-optic methods for measuring a human or animal body have the disadvantage that the measurement data are not processed in such a way that an information about the state of the measured body which can be used for diagnostic purposes and is easy to understand is generated.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum rechnergestützten Verarbeiten von Biegeinformationen eines Körpers und insbesondere eines Rückens zu schaffen, welche für einen Benutzer und insbesondere den Arzt schnell erfassbare und aussagekräftige Informationen über den Zustand des Körpers generiert.The object of the invention is therefore to provide a device for computer-aided processing of bending information of a body and in particular of a back, which generates for a user and in particular the doctor quickly detectable and meaningful information about the state of the body.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is solved by the independent claims. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum rechnergestützten Verarbeiten von Biegeinformationen eines menschlichen oder tierischen Körpers umfasst eine Datenaufnahmeeinrichtung zum Erfassen von Biegeinformationen und/oder zum Auslesen von erfassten Biegeinformationen aus einem Speicher, wobei die erfassten Biegeinformationen Messdaten einer Biegesensoreinrichtung darstellen und Biegungen des Körpers in einem Messzeitraum repräsentieren. Die Datenaufnahmeeinrichtung kann somit die Biegesensoreinrichtung selbst umfassen bzw. derart ausgestaltet sein, dass sie lediglich dazu dient, Messdaten aus einem Speicher auszulesen, wobei die Messdaten zuvor über eine Biegesensoreinrichtung erfasst wurden.The inventive device for computer-aided processing of bending information of a human or animal body comprises a data recording device for detecting bending information and / or reading out detected bending information from a memory, the detected bending information representing measurement data of a bending sensor device and representing bends of the body in a measurement period. The data recording device can thus comprise the bending sensor device itself or be designed such that it only serves to read out measured data from a memory, wherein the measurement data were previously detected by means of a bending sensor device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Messdaten, welche derart ausgestaltet ist, dass sie im Betrieb aus den Messdaten die in zumindest einem Teil des Messzeitraums in einem oder mehreren Körperabschnitten und insbesondere Rückenabschnitten auftretenden Biegewinkel und Biegegeschwindigkeiten ermittelt und daraus für einen jeweiligen Rückenabschnitt eine Bewegungsinformation berechnet, welche den Biegebereich von in zumindest einem Teil des Messzeitraums auftretenden Biegewinkeln und den Geschwindigkeitsbereich von in zumindest einem Teil des Messzeitraums auftretenden Biegegeschwindigkeiten enthält. Ggf. kann der zumindest eine Teil des Messzeitraums den gesamten Messzeitraum darstellen.The device according to the invention further comprises an evaluation device for evaluating the measurement data, which is designed such that during operation it determines from the measurement data the bending angles and bending speeds occurring in one or more body sections and in particular back sections in at least part of the measurement period and from this for a respective back section calculates a movement information which contains the bending range of bending angles occurring in at least part of the measurement period and the speed range of bending speeds occurring in at least part of the measurement period. Possibly. the at least part of the measurement period can represent the entire measurement period.

Der Begriff des Biegwinkels im Sinne der Erfindung ist weit zu verstehen und kann allgemein ein Maß für die Größe der Verbiegung des Körpers darstellen, d. h. der Biegewinkel muss nicht zwangsläufig als ein Winkelwert angegeben sein. Unter Biegegeschwindigkeit ist im Sinne der Erfindung der Grad der Veränderung des Biegewinkels zu verstehen, wobei diese Größe z. B. über die Ableitung der zeitlich aufeinander folgenden Biegewinkel ermittelt werden kann. Die durch die Auswerteeinrichtung ermittelte Bewegungsinformation kann den Biegebereich und Geschwindigkeitsbereich sowohl explizit als auch implizit enthalten. Das heißt, die Bewegungsinformation kann gegebenenfalls auch derart ausgestaltet sein, dass der Biegebereich bzw. Geschwindigkeitsbereich aus dieser Information erkennbar ist, obwohl er nicht explizit in der Information angegeben ist.The term of the bending angle in the context of the invention is to be understood broadly and can generally represent a measure of the size of the bending of the body, ie the bending angle does not have to inevitably be specified as an angle value. Bending speed is to be understood in the context of the invention, the degree of change in the bending angle, said size z. B. can be determined via the derivative of the temporally successive bending angle. The motion information determined by the evaluation device may contain the bending range and the speed range both explicitly and implicitly. That is, the movement information may optionally also be designed such that the bending range or speed range can be recognized from this information, although it is not explicitly stated in the information.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Benutzerschnittstelle, welche derart ausgestaltet ist, dass sie die Bewegungsinformation, die zuvor von der Auswerteeinrichtung ermittelt wurde, zumindest teilweise für einen Benutzer ausgibt, insbesondere auf einer geeigneten Anzeigeeinrichtung visualisiert.The device according to the invention further comprises a user interface, which is designed such that it at least partially outputs the movement information, which was previously determined by the evaluation device, to a user, in particular visualized on a suitable display device.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass auf einfache Weise die Beweglichkeit und damit die Funktion des Körpers bzw. des Rückens bzw. der Wirbelsäule durch die Spanne der auftretenden Körperverbiegungen und die Spanne der Geschwindigkeiten dieser Körperverbiegungen repräsentiert werden kann. Durch die Darstellung dieser Bewegungsinformation wird einem Benutzer und insbesondere einem Arzt einfach und intuitiv vermittelt, wie beweglich der Körper eines Patienten ist. Basierend auf dieser Information kann der Arzt auf einfache Weise eine Diagnose erstellen und die Wirksamkeit einer Behandlung verfolgen.The invention is based on the finding that in a simple manner the mobility and thus the function of the body or the back or the spine can be represented by the range of body bends occurring and the range of speeds of these Körperverbiegungen. Through the presentation of this movement information, a user and in particular a doctor is simply and intuitively taught how flexible the body of a patient is. Based on this information, the physician can easily make a diagnosis and track the effectiveness of a treatment.

In Abhängigkeit davon, welche Biegesensoreinrichtung verwendet wird, können erfindungsgemäß unterschiedliche Biegewinkel und damit Verbiegungen des Körpers und insbesondere des Rückens erfasst werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden über die Biegesensoreinrichtung Biegewinkel erfasst, welche durch eine Flexions- bzw. Extensionsbewegung des Rückens und durch eine Torsionsbewegung hervorgerufen werden.Depending on which bending sensor device is used, according to the invention different bending angles and thus bending of the body and in particular of the back can be detected. In a preferred embodiment, bending angles are detected via the bending sensor device, which bending angles are caused by a flexion or extension movement of the back and by a torsional movement.

In einer bevorzugten Ausführungsform stammen die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verarbeiteten Messdaten aus einer faseroptischen Biegesensoreinrichtung. Gegebenenfalls können jedoch auch andere Arten von Biegesensoreinrichtungen eingesetzt werden, welche die Verformung des Körpers auf andere Weise messen, z. B. Dehnungsmessstreifen oder Lagesensoren.In a preferred embodiment, the measured data processed in the device according to the invention come from a fiber-optic bending sensor device. Optionally, however, other types of bending sensor devices may be used which measure the deformation of the body in other ways, e.g. B. Strain gauges or position sensors.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Biegesensoreinrichtung einen oder mehrere auf dem Körper, insbesondere auf oder benachbart zur Wirbelsäule, positionierbare Biegesensorstreifen, welche bei der Positionierung auf dem Körper die Messdaten für die jeweiligen Körperabschnitte erfassen. Die Biegesensorstreifen werden dabei vorzugsweise auf dem Körper aufgeklebt. In einer besonders bevorzugten Variante umfassen der oder die Biegesensorstreifen einen oder mehrere optische Fasern mit biegesensitiven Abschnitten, wobei an einem Ende der Faser oder Fasern eine oder mehrere Lichtquellen zum Einspeisen von Licht in die Faser oder Fasern und am anderen Ende der Faser oder Fasern eine oder mehrere Detektionseinrichtungen zur Detektion von durch die Faser oder Fasern transmittierten Lichts vorgesehen sind, wobei die Intensitätswerte des transmittierten Lichts durch die Faser oder Fasern von der Verbiegung der biegesensitiven Abschnitte abhängen und die Messgrößen der Biegesensoreinrichtung darstellen. Dabei bestimmt die Auswerteeinrichtung aus den Intensitätswerten die im Messzeitraum auftretenden Biegewinkel und daraus die Biegegeschwindigkeiten.In a preferred embodiment, the bending sensor device comprises one or more bending sensor strips that can be positioned on the body, in particular on or adjacent to the spinal column, which detect the measurement data for the respective body sections when positioned on the body. The bending sensor strips are preferably adhered to the body. In a particularly preferred variant, the bending sensor strip or strips comprise one or more optical fibers with bend-sensitive sections, one or more light sources at one end of the fiber or fibers for feeding light into the fiber or fibers and at the other end of the fiber or fibers a plurality of detection devices are provided for detecting light transmitted through the fiber or fibers, wherein the intensity values of the transmitted light through the fiber or fibers depend on the bending of the bending-sensitive sections and represent the measured variables of the bending sensor device. In this case, the evaluation device determines from the intensity values the bending angles occurring in the measuring period and from this the bending speeds.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung derart ausgestaltet, dass sie im Betrieb aus den für einen jeweiligen Körperabschnitt ermittelten Biegewinkel und/oder Biegegeschwindigkeiten einen Anteil an größten und/oder kleinsten Werten der Biegewinkel und/oder Biegegeschwindigkeiten verwirft, insbesondere einen Prozentsatz von größten und/oder kleinsten Werten von allen Werten der Biegewinkel und/oder Biegegeschwindigkeiten, vorzugsweise einen Prozentsatz von 10% oder weniger, besonders bevorzugt einen Prozentsatz von 5%. Der Anteil an verworfenen Biegewinkeln und/oder Biegegeschwindigkeiten kann ggf. für jeden Körperabschnitt unterschiedlich gewählt werden. Wird die soeben beschriebene Variante in der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisiert, so wird der Biegebereich und der Geschwindigkeitsbereich aus den Biegewinkeln bzw. Biegegeschwindigkeiten ermittelt, welche nicht mehr die verworfenen Werte enthalten.In a further, particularly preferred embodiment, the evaluation device is configured in such a way that, during operation, it rejects a proportion of the greatest and / or lowest values of the bending angles and / or bending speeds from the bending angles and / or bending speeds determined for a respective body section, in particular a percentage of largest and / or smallest values of all values of the bending angles and / or bending speeds, preferably a percentage of 10% or less, more preferably a percentage of 5%. The proportion of rejected bending angles and / or bending speeds may optionally be chosen differently for each body section. If the variant just described is implemented in the device according to the invention, then the bending range and the speed range are determined from the bending angles or bending speeds which no longer contain the rejected values.

Mit der soeben beschriebenen Ausführungsform können solche Messwerte verworfen werden, welche aus ungewöhnlichen, üblicherweise nicht zum Bewegungsablauf einer Person gehörenden Verbiegungen des Körpers hervorgehen. Hierdurch werden solche Biegeinformationen herausgefiltert, welche das Messergebnis fälschen.With the embodiment just described, it is possible to discard those measured values which result from unusual bending of the body, which normally does not belong to the movement sequence of a person. As a result, such bending information is filtered out, which falsify the measurement result.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auswerteeinrichtung derart ausgestaltet, dass sie als zumindest einen Teil der Bewegungsinformation für einen jeweiligen Körperabschnitt ein zweidimensionales Histogramm ermittelt, welches für die im Messzeitraum auftretenden Biegewinkel die Häufigkeitsverteilung der für den jeweiligen Biegewinkel auftretenden Biegegeschwindigkeiten enthält. Ein solches Histogramm beinhaltet als Information auch den Biegebereich und den Biegegeschwindigkeitsbereich.In a further embodiment of the device according to the invention, the evaluation device is designed such that it determines a two-dimensional histogram as at least part of the movement information for a respective body section, which contains the frequency distribution of the bending speeds occurring for the respective bending angle for the bending angle occurring in the measurement period. Such a histogram includes as information also the bending range and the bending speed range.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Benutzerschnittstelle derart ausgestaltet, dass sie das oder die zweidimensionalen Histogramme auf einer Anzeigeeinrichtung visualisieren kann. Die Visualisierung eines zweidimensionalen Histogramms ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass für das Histogramm ein Diagramm mit zwei aufeinander senkrecht stehenden Achsen auf einer Anzeigeeinrichtung wiedergegeben wird, wobei eine Achse die auftretenden Biegewinkel und die andere Achse die auftretenden Biegegeschwindigkeiten repräsentiert. Dabei sind in dem Diagramm die Häufigkeiten von bei jeweiligen Biegewinkeln auftretenden Biegegeschwindigkeiten codiert, beispielsweise basierend auf einer Farbcodierung, wobei unterschiedliche Farben unterschiedliche Häufigkeiten andeuten. Hierdurch wird eine einfache und intuitive Darstellung der auftretenden Biegewinkel und Biegegeschwindigkeiten und damit des Biegebereichs und des Geschwindigkeitsbereichs erreicht. In a further embodiment of the device according to the invention, the user interface is designed such that it can visualize the one or two-dimensional histograms on a display device. The visualization of a two-dimensional histogram is preferably designed such that a diagram with two mutually perpendicular axes is displayed on a display device for the histogram, wherein one axis represents the bending angles that occur and the other axis represents the bending speeds that occur. In this case, the frequencies of bending speeds occurring at respective bending angles are coded in the diagram, for example based on a color coding, wherein different colors indicate different frequencies. As a result, a simple and intuitive representation of the bending angles and bending speeds that occur and thus the bending range and the speed range is achieved.

In einer weiteren Ausführungsform kann die durch die Auswerteeinrichtung ermittelte Bewegungsinformation ferner die Entropie eines jeweiligen zweidimensionalen Histogramms und/oder ein oder mehrere Momente des jeweiligen zweidimensionalen Histogramms umfassen, insbesondere die Varianz und/oder Standardabweichung und/oder die Schiefe des jeweiligen Histogramms. Die Benutzerschnittstelle ist dabei derart ausgestaltet, dass sie zumindest teilweise auch diese Größen ausgeben kann.In a further embodiment, the movement information determined by the evaluation device may further comprise the entropy of a respective two-dimensional histogram and / or one or more moments of the respective two-dimensional histogram, in particular the variance and / or standard deviation and / or the skewness of the respective histogram. The user interface is designed such that it can at least partially output these variables.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auswerteeinrichtung derart ausgestaltet, dass sie im Betrieb für einen jeweiligen Körperabschnitt den Maximalwert und Minimalwert der Biegewinkel und der Biegegeschwindigkeiten bestimmt und hieraus, d. h. insbesondere durch Bildung der Differenz zwischen Maximalwert und Minimalwert, den Biegebereich und den Geschwindigkeitsbereich ermittelt. Maximalwert und Minimalwert können direkt aus den durch die Auswerteeinrichtung ermittelten Biegewinkeln und Biegegeschwindigkeiten in zumindest einem Teil des Messzeitraums bestimmt werden. Wurde ein Anteil von größten und/oder kleinsten Werten der Biegewinkel und/oder Biegegeschwindigkeiten verworfen, so beziehen sich Maximalwert und Minimalwert auf Biegewinkel und/oder Biegegeschwindigkeiten ohne die verworfenen Werte. Sofern die Vorrichtung als Bewegungsinformation ein zweidimensionales Histogramm für den jeweiligen Körperabschnitt ermittelt, besteht auch die Möglichkeit, dass der Maximalwert und Minimalwert aus dem jeweiligen zweidimensionalen Histogramm bestimmt werden.In a further embodiment of the device according to the invention, the evaluation device is designed in such a way that, during operation, it determines the maximum value and minimum value of the bending angles and the bending speeds for a respective body section and, therefrom, d. H. determined in particular by forming the difference between maximum value and minimum value, the bending range and the speed range. Maximum value and minimum value can be determined directly from the bending angles and bending speeds determined by the evaluation device in at least part of the measurement period. If a proportion of the greatest and / or smallest values of the bending angles and / or bending speeds has been rejected, the maximum value and minimum value relate to bending angles and / or bending speeds without the rejected values. If the device determines a two-dimensional histogram for the respective body section as movement information, it is also possible for the maximum value and minimum value to be determined from the respective two-dimensional histogram.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Benutzerschnittstelle derart ausgestaltet, dass sie auf einer Anzeigeeinrichtung für einen oder mehrere Körperabschnitte jeweils den Biegebereich und den Geschwindigkeitsbereich über einen Balken visualisiert, dessen Breite und Höhe die Größe des Biegebereichs und des Geschwindigkeitsbereichs repräsentieren, wobei insbesondere die Breite des Balkens die Größe des Biegebereichs und insbesondere die Höhe des Balkens die Größe des Geschwindigkeitsbereichs wiedergibt. Hierdurch wird eine schnell durch einen Arzt erfassbare Darstellung des Zustands bzw. der Beweglichkeit des Körpers geschaffen. Vorzugsweise werden dabei mehrere Balken für verschiedene Körperbereiche auf der Anzeigeeinrichtung übereinander oder nebeneinander angeordnet, wobei vorzugsweise ein höher angeordneter Balken einen in Richtung der Wirbelsäule weiter oben angeordneten Körperabschnitt in der Form eines Rückenabschnitts repräsentiert. Hierdurch wird eine einfache und intuitive visuelle Verknüpfung der Balken mit den entsprechenden Körperabschnitten geschaffen. Vorzugsweise werden durch die Lage der Balken in Bezug auf zumindest eine Referenzlinie ferner der Maximalwert und Minimalwert des Biegebereichs und/oder des Geschwindigkeitsbereichs wiedergegeben. Die Bewegungsinformation kann als weitere Information z. B. eine Maß für die Qualität der Bewegung im Hinblick darauf enthalten, ob die Bewegung von einem gesunden oder kranken Körper durchgeführt wird. Die Qualität der Bewegung kann z. B. durch die Farbe der Balken codiert werden.In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, the user interface is designed such that it visualizes on a display device for one or more body sections respectively the bending area and the speed area via a bar whose width and height represent the size of the bending area and the speed area, in particular the width of the beam reflects the size of the bending area and, in particular, the height of the beam reflects the size of the speed range. As a result, a quickly detectable by a doctor representation of the condition or the mobility of the body is created. Preferably, a plurality of bars for different body areas are arranged one above the other or next to one another on the display device, wherein preferably a higher-positioned bar represents a body section in the form of a spine section arranged further upwards in the direction of the spine. This creates a simple and intuitive visual linkage of the bars with the corresponding body sections. The position of the bars with respect to at least one reference line preferably also reproduces the maximum value and minimum value of the bending region and / or the velocity region. The movement information can be used as further information z. As a measure of the quality of the movement in terms of whether the movement is performed by a healthy or diseased body. The quality of the movement can z. B. be coded by the color of the bars.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelte Bewegungsinformation kann neben dem Biegebereich und dem Geschwindigkeitsbereich weitere Informationen enthalten. Insbesondere kann die Bewegungsinformation eine Information über einen Normbereich des Biegebereichs und des Geschwindigkeitsbereichs und/oder die Information umfassen, wie groß die Abweichung des Biegebereichs und des Geschwindigkeitsbereichs von einem Normbereich ist, wobei sich dieser Normbereich insbesondere auf eine durchschnittliche Beweglichkeit eines Körpers bezieht. Auch diese weiteren Informationen können zumindest teilweise über die Benutzerschnittstelle ausgegeben werden.The movement information determined with the device according to the invention can contain further information in addition to the bending area and the speed area. In particular, the motion information may include information about a normal range of the bending range and the speed range and / or the information about how large the deviation of the bending range and the speed range from a normal range, this normal range relates in particular to an average mobility of a body. This further information can also be output at least partially via the user interface.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Normbereich durch zusätzliche Balken auf der Anzeigeeinrichtung visualisiert, welche z. B. mit dem bereits vorhandenen Balken überlagert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Abweichung vom Normbereich über eine Farbcodierung der Balken auf der Anzeigeeinrichtung visualisiert werden.In a particularly preferred embodiment, the standard range is visualized by additional bars on the display device, which z. B. are superimposed with the existing bar. In addition or as an alternative, the deviation from the standard range can be visualized on the display device via color coding of the bars.

Die Datenaufnahmeeinrichtung, die Auswerteeinrichtung sowie die Benutzerschnittstelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in geeigneter Weise durch Hardware, Software oder eine Kombination aus Hard- und Software realisiert werden. Eine beispielhafte Implementierung wird auf einem Mikroprozessor mit angeschlossenem Speichermodul und Anzeigeeinrichtung erreicht, wobei Programmcode zur Durchführung der Funktionalitäten der Datenaufnahmeeinrichtung bzw. der Auswerteeinrichtung bzw. der Benutzerschnittstelle im Speichermodul abgelegt und durch den Mikroprozessor von dort zur Verarbeitung eingelesen wird. Zudem können die über die Biegesensoreinrichtung erfassten Biegeinformationen in dem Speichermodul zur Bearbeitung durch den Mikroprozessor organisiert abgelegt sein. Die Benutzerschnittstelle umfasst in einer bevorzugten Variante eine Anzeigeeinrichtung, welche die Ergebnisse nach der Verarbeitung durch die Datenaufnahmeeinrichtung und Auswerteeinrichtung visuell darstellt.The data recording device, the evaluation device and the user interface of the device according to the invention can be implemented in a suitable manner by hardware, software or a combination of hardware and software. An exemplary implementation is achieved on a microprocessor with a connected memory module and display device, wherein program code for performing the functionalities of the data recording device or the evaluation device or the user interface is stored in the memory module and read by the microprocessor from there for processing. In addition, the bending information detected via the bending sensor device can be stored in the memory module in an organized manner for processing by the microprocessor. In a preferred variant, the user interface comprises a display device which visually displays the results after processing by the data recording device and evaluation device.

Neben der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Erfindung ferner ein Verfahren zum rechnergestützten Verarbeiten von Biegeinformationen eines Rückens mit Hilfe dieser Vorrichtung. Dabei werden mittels einer Datenaufnahmeeinrichtung Biegeinformationen erfasst und/oder erfasste Biegeinformationen aus einem Speicher ausgelesen, wobei die erfassten Biegeinformationen Messdaten einer Biegesensoreinrichtung darstellen und Biegungen des Körpers in einem Messzeitraum repräsentieren. In einem nächsten Schritt werden die Messdaten durch eine Auswerteeinrichtung derart ausgewertet, dass aus den Messdaten die in zumindest einem Teil des Messzeitraums in einem oder mehreren Körperabschnitten auftretenden Biegewinkel und Biegegeschwindigkeiten ermittelt werden und daraus für einen jeweiligen Rückenabschnitt eine Bewegungsinformation berechnet wird, welche den Biegebereich von in zumindest einem Teil des Messzeitraums auftretenden Biegewinkeln und den Geschwindigkeitsbereich von in zumindest einem Teil des Messzeitraums auftretenden Biegegeschwindigkeiten enthält. Schließlich wird diese Bewegungsinformation zumindest teilweise über eine Benutzerschnittstelle ausgegeben.In addition to the device according to the invention described above, the invention further comprises a method for computer-aided processing of bending information of a back with the aid of this device. In this case, bending information is detected by means of a data recording device and / or detected bending information is read from a memory, the detected bending information representing measurement data of a bending sensor device and representing bends of the body in a measuring period. In a next step, the measurement data are evaluated by an evaluation device such that the bending data and bending speeds occurring in one or more body sections are determined from the measurement data and motion information is calculated therefrom for a respective back section which determines the bending region of includes bending angles occurring in at least part of the measuring period and the speed range of bending speeds occurring in at least part of the measuring period. Finally, this motion information is at least partially output via a user interface.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.Embodiments of the invention are described below in detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung der in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Verarbeitungsschritte; 1 a schematic representation of the performed in one embodiment of the device according to the invention processing steps;

2 und 3 ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Visualisierung einer Bewegungsinformation für einen gesunden bzw. einen kranken Probanden; 2 and 3 a first example of a visualization according to the invention of a movement information for a healthy or a sick subject;

4 und 5 ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Visualisierung einer Bewegungsinformation für einen gesunden bzw. einen kranken Probanden. 4 and 5 A second example of a visualization according to the invention of a movement information for a healthy or a sick subject.

Die nachfolgend anhand von 1 beschriebene Vorrichtung, welche am Beispiel der Vermessung eines menschlichen Rückens erläutert wird, umfasst eine Datenaufnahmeeinrichtung DA, welche ein faseroptisches Biegemesssystem aus einem oder mehreren Biegesensoren in der Form von Biegesensorstreifen BS enthält. Biegesensorstreifen zur Messung von Biegeinformation sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere kann in dem Biegemesssystem der in der Druckschrift WO 2009/010519 A1 offenbarte Biegesensorstreifen verwendet werden. Der Biegesensorstreifen bildet dabei ein Sensorband mit einer Mehrzahl von optischen Fasern, wobei die jeweiligen Fasern in unterschiedlichen Bereichen entlang der Länge des Biegesensorstreifens biegesensitive Abschnitte umfassen. Diese Abschnitte sind in 1 mit den Bezugszeichen 1, 2, ..., n bezeichnet. Der Biegesensorstreifen wird bei der Messung auf dem Rücken eines Patienten in Richtung entlang der Wirbelsäule aufgeklebt, so dass jeder biegesensitive Abschnitt auch mit einem entsprechenden Rückenabschnitt in unterschiedlicher Höhe ausgehend vom Lendenwirbel der Wirbelsäule korrespondiert. Die biegesensitiven Abschnitte werden z. B. durch eine Mehrzahl von Einkerbungen in den entsprechenden optischen Fasern gebildet.The following are based on 1 described device, which is explained by the example of the measurement of a human back, comprises a data recording device DA, which includes a fiber optic bending measuring system of one or more bending sensors in the form of bending sensor strips BS. Bend sensor strips for measuring bending information are known per se from the prior art. In particular, in the bending measuring system in the document WO 2009/010519 A1 disclosed bending sensor strips are used. In this case, the bending sensor strip forms a sensor strip with a plurality of optical fibers, wherein the respective fibers comprise bending-sensitive sections in different regions along the length of the bending sensor strip. These sections are in 1 denoted by the reference numerals 1, 2, ..., n. The bending sensor strip is glued in the measurement on the back of a patient in the direction along the spine, so that each bending-sensitive portion also corresponds to a corresponding back portion at different heights, starting from the lumbar vertebrae of the spine. The bending-sensitive sections are z. B. formed by a plurality of notches in the corresponding optical fibers.

Im Betrieb des Biegemesssystems wird über einen optischen Sender an einem Ende des Biegesensorstreifens Licht in die optischen Fasern gesendet, welches über einen optischen Empfänger am anderen Ende des Biegesensorstreifens empfangen wird. Bei einer Verbiegung des Biegesensorstreifens in den unterschiedlichen biegesensitiven Abschnitten wird dabei die Transmission der entsprechenden optischen Fasern verändert, so dass die Menge bzw. Intensität des über die jeweiligen Fasern übertragenen und vom optischen Empfänger empfangenen Lichts ein Maß für die Biegung des Biegesensorstreifens in dem entsprechenden biegesensitiven Abschnitt darstellt. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist ein jeweiliger Biegesensorstreifen sensitiv gegenüber einer Verbiegung der Wirbelsäule aufgrund von Flexions- bzw. Extensionsbewegungen des Patienten sowie Torsionsbewegungen (d. h. Verdrehungen des Oberkörpers). Diese Bewegungen führen zu einer Verbiegung von biegesensitiven Abschnitten in dem Biegesensorstreifen um entsprechende Biegewinkel, welche durch die nachfolgend beschriebene Vorrichtung bestimmt werden können. Ein Biegewinkel kann dabei in einer beliebigen Maßeinheit angegeben sein. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass der Biegewinkel auch einen tatsächlichen Winkel repräsentiert. Vielmehr ist es ausreichend, dass durch den Biegewinkel ein Maß wiedergegeben wird, welches die Größe der Verbiegung der entsprechenden Fasern und damit des entsprechenden Rückenabschnitts repräsentiert. In gleicher Weise müssen die durch die Vorrichtung ermittelten Biegegeschwindigkeiten, welche weiter unten näher erläutert werden, nicht tatsächlichen Geschwindigkeiten entsprechen. Entscheidend ist vielmehr, dass eine Biegegeschwindigkeit ein Maß für die Größe der zeitlichen Veränderung der entsprechenden Biegewinkel darstellt.During operation of the bending measuring system, light is transmitted into the optical fibers via an optical transmitter at one end of the bending sensor strip, which is received via an optical receiver at the other end of the bending sensor strip. In a bending of the bending sensor strip in the different bending-sensitive sections while the transmission of the respective optical fibers is changed, so that the amount or intensity of the transmitted over the respective fibers and received by the optical receiver light is a measure of the bending of the bending sensor strip in the corresponding bending-sensitive Section represents. In the embodiment described here, a respective bending sensor strip is sensitive to bending of the spine due to flexion or extension movements of the patient as well as torsional movements (ie, torsion of the upper body). These movements lead to bending of bending-sensitive sections in the bending sensor strip about corresponding bending angles, which can be determined by the device described below. A bending angle can be specified in any unit of measure. In particular, it is not necessary that the bending angle also represents an actual angle. Rather, it is sufficient that a measure is reproduced by the bending angle, which is the size of the bending of the corresponding fibers and thus the corresponding back portion represented. In the same way, the bending speeds determined by the device, which are explained in more detail below, do not have to correspond to actual speeds. Rather, it is crucial that a bending speed is a measure of the size of the temporal change of the corresponding bending angle.

Im Rahmen der Datenaufnahme mit der Vorrichtung DA werden in einer bevorzugten Ausführungsform mehrere der Streifen BS auf dem Rücken eines Patienten angebracht, beispielsweise links und rechts von der Wirbelsäule beginnend im Bereich der Lendenwirbelsäule bis in höhere Segmente. Im Rahmen der Datenaufnahme werden dann für einen Messzeitraum [0, T] für eine Vielzahl von Zeitpunkten t innerhalb des Messzeitraums entsprechende Messdaten der Biegesensorstreifen für die unterschiedlichen biegesensitiven Bereiche und damit für die unterschiedlichen Rückenabschnitte ermittelt. Die Messdaten für die einzelnen Rückenabschnitte i = 1, 2, ..., n und die unterschiedlichen Zeitpunkte t sind dabei in 1 mit f_i(t) bezeichnet. Es werden somit im Rahmen der Datenaufnahme Biegeinformationen örtlich und zeitlich aufgelöst gemessen. In dem gemäß 1 verwendeten faseroptischen Biegemesssystems stellen diese Messdaten dabei entsprechende Intensitätswerte des transmittierten Lichts in den jeweiligen Fasern der Biegesensorstreifen dar.As part of the data recording with the device DA, in a preferred embodiment, several of the strips BS are mounted on the back of a patient, for example, starting at the left and right of the spine in the lumbar spine to higher segments. As part of the data acquisition corresponding measurement data of the bending sensor strips for the different bending-sensitive areas and thus for the different back sections are then determined for a measurement period [0, T] for a plurality of times t within the measurement period. The measurement data for the individual spine sections i = 1, 2,..., N and the different times t are in 1 denoted by f _i (t). Thus, bending information is measured spatially and temporally resolved as part of the data acquisition. In the according to 1 In the case of the fiber-optic bending measuring system used, these measured data represent corresponding intensity values of the transmitted light in the respective fibers of the bending sensor strips.

Die Datenaufnahme kann auf verschiedene Weise erfolgen. Insbesondere kann der Patient, auf dessen Rücken die Biegesensorstreifen BS angebracht sind, im Rahmen einer vorgegebenen Bewegungssequenz (Choreographie) im Beisein eines Arztes bzw. von medizinischem Personal vorbestimmte Bewegungen ausführen, wobei die dadurch hervorgerufenen Verbiegungen der Wirbelsäule über die Biegesensorstreifen erfasst werden und einer Auswerteeinrichtung A zugeführt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass ein Patient mit den auf seinem Rücken angebrachten Biegesensorstreifen unbeaufsichtigt über einen längeren Messzeitraum, z. B. einen Tag, seinen üblichen Tätigkeiten nachgeht, wobei die Biegesensorstreifen mit einer vom Patienten mitgeführten Speichereinrichtung verbunden sind, welche die innerhalb des Messzeitraums erfassten Messdaten kontinuierlich speichert. Über eine entsprechende Schnittstelle können dann die gespeicherten Messdaten ausgelesen und der Auswerteeinheit A zugeführt werden.The data acquisition can be done in different ways. In particular, the patient, on whose backs the bending sensor strips BS are attached, perform predetermined movements in the presence of a physician or medical personnel within the scope of a predetermined sequence of movements (choreography), the deflections of the spine caused thereby being detected by the bending sensor strips and an evaluation device A be supplied. There is also the possibility that a patient with the attached on his back bending sensor strips unattended over a longer measurement period, eg. B. a day, its usual activities, wherein the bending sensor strips are connected to a patient-carried memory device which stores the acquired measurement data within the measurement period continuously. The stored measurement data can then be read out via a corresponding interface and fed to the evaluation unit A.

Nach der Datenaufnahme werden die dabei erfassten Messdaten f_i(t), welche in der Regel digitalisiert sind, durch die Auswerteeinrichtung A weiterverarbeitet. Dabei wird im Rahmen einer Umrechnung U mittels einer Kalibrierfunktion C_i, welche für jeden biegesensitiven Abschnitt des entsprechenden Biegesensorstreifens vorbekannt ist, aus den ursprünglichen Messdaten f_i(t) entsprechende Biegewinkel α_i(t) ermittelt. Beispielsweise kann die Kalibrierfunktion C_i oder deren Parameter aus Kalibrationsmessungen für jeden einzelnen biegesensitiven Abschnitt bestimmt sein. Darüber hinaus werden durch die Auswerteeinrichtung für jeden Messzeitpunkt t und für jeden biegesensitiven Abschnitt Biegegeschwindigkeiten v_i(t) = α ._i(t) über die zeitliche Ableitung der Biegewinkel ermittelt. Da die Biegewinkel in der Regel digitalisiert zu diskreten Zeitpunkten vorliegen, wird die Ableitung durch den Differenzquotienten oder andere geeignete numerische Verfahren genähert.After the data acquisition, the measurement data f _i (t) acquired thereby, which as a rule are digitized, are further processed by the evaluation device A. As part of a conversion U by means of a calibration function C _i , which is already known for each bending-sensitive portion of the corresponding bending sensor strip, from the original measurement data f _i (t) corresponding bending angle α _i (t) determined. For example, the calibration function C _i or its parameters can be determined from calibration measurements for each individual bend-sensitive section. In addition, by the evaluation device for each measurement time t and for each bend-sensitive section bending speeds v _i (t) = α. _i (t) determined over the time derivative of the bending angle. Since the bend angles are usually digitized at discrete times, the derivative is approximated by the difference quotient or other suitable numerical method.

In der Auswerteeinheit A werden die berechneten Biegewinkel α_i(t) und Biegegeschwindigkeiten v_i(t) in einem optionalen Verarbeitungsschritt CO einer Cut-off-Operation unterzogen. Diese Operation dient dazu, Biegewinkel bzw. Biegegeschwindigkeiten, welche auf kurzfristige unnormale Bewegungen des Patienten hindeuten, aus den erfassten Messdaten zu entfernen. Hierzu werden sowohl aus allen ermittelten Biegewinkeln α_i(t) als auch aus allen ermittelten Biegegeschwindigkeiten v_i(t) der jeweiligen Rückenabschnitte die höchsten und niedrigsten Werte verworfen. Der Anteil der verworfenen Werte ist beliebig festlegbar. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die höchsten und niedrigsten 5% der Werte von α_i(t) und v_i(t) verworfen. Die übrig gebliebenen Werte sind in 2 mit ᾶ_i(t) bzw. v ~_i(t) bezeichnet.In the evaluation unit A, the calculated bending angles α _i (t) and bending speeds v _i (t) are subjected to a cut-off operation in an optional processing step CO. This operation is used to remove bending angles or bending speeds, which indicate short-term abnormal movements of the patient, from the recorded measurement data. For this purpose, the highest and lowest values are rejected from all determined bending angles α _i (t) as well as from all determined bending speeds v _i (t) of the respective back sections. The proportion of discarded values can be determined arbitrarily. In a preferred embodiment, the highest and lowest 5% of the values of α _i (t) and v _i (t) are discarded. The remaining values are in 2 denoted by ᾶ _i (t) or v ~ _i (t).

Nach der Cut-off-Operation CO können die Biegewinkel ᾶ_i(t) bzw. Biegegeschwindigkeiten v ~_i(t) auf zwei Alternativen weiterverarbeitet werden, wobei die eine Alternative in 1 mit A1 und die andere Alternative mit A2 angegeben ist. Beide Alternativen haben gemeinsam, dass das Ergebnis der Verarbeitung eine Bewegungsinformation ist, welche den Biege- bzw. Winkelbereich der in dem jeweiligen Rückenabschnitt auftretenden Biegewinkel und den Geschwindigkeitsbereich der in dem jeweiligen Rückenabschnitt auftretenden Biegegeschwindigkeiten nach der Cut-off-Operation enthält. Diese Bewegungsinformation eignet sich sehr gut für eine intuitive und von einem Arzt leicht erfassbare Darstellung des Zustands der Wirbelsäule des Patienten. Basierend auf einer solchen Darstellung kann der Arzt bei der Erstellung seiner Diagnose unterstützt werden.After the cut-off operation CO, the bending angles ᾶ _i (t) and bending speeds v ~ _i (t) can be further processed to two alternatives, the one alternative in 1 with A1 and the other alternative with A2. Both alternatives have in common that the result of the processing is a movement information which contains the bending or angular range of the bending angle occurring in the respective back section and the speed range of the bending speeds occurring in the respective back section after the cut-off operation. This movement information is very well suited for an intuitive and easily comprehensible by a doctor representation of the condition of the spine of the patient. Based on such a representation, the physician can be assisted in making his diagnosis.

Gemäß der Alternative A1 werden aus den Biegewinkeln ᾶ_i(t) bzw. Biegegeschwindigkeiten v ~_i(t) für jeden der Rückenbereiche i (i = 1, ..., n) zweidimensionale Histogramme erstellt, wobei eines der zweidimensionalen Histogramme in 1 schematisch mit Bezugszeichen HI angedeutet ist. Das Histogramm HI kann dabei als Matrix repräsentiert sein, deren Basis aus allen eingenommenen Biegewinkeln ᾶ_i(t) (erste Dimension) und allen eingenommenen Biegegeschwindigkeiten v ~_i(t) (zweite Dimension) zu entsprechenden Messzeitpunkten t ∊ [0, T] besteht. Die Einträge der Matrix sind dann die Auftrittshäufigkeiten einer bestimmten Biegegeschwindigkeit bei einem bestimmten Biegewinkel. Aus einem solchen Histogramm ergibt sich in einfacher Weise der Winkelbereich der Biegewinkel durch die im Histogramm auftretenden Biegewinkel und der Geschwindigkeitsbereich der Biegegeschwindigkeiten durch die im Histogramm auftretenden Biegegeschwindigkeiten. Das Histogramm HI wird gemäß der Alternative A1 einer Visualisierung basierend auf einer entsprechenden Benutzerschnittstelle UI zugeführt, welche die Daten des Histogramms geeignet verarbeitet, um sie graphisch auf einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere einem Display, wiederzugeben.According to alternative A1, two-dimensional histograms are generated from the bending angles ᾶ _i (t) and bending speeds v _i (t) for each of the back regions i (i = 1,..., N), one of the two-dimensional histograms in FIG 1 is indicated schematically by reference HI. The histogram HI can be represented as a matrix whose base consists of all assumed bending angles ᾶ _i (t) (first dimension) and all assumed bending velocities v ~ _i (t) (second dimension) at corresponding measurement times t ε [0, T] consists. The entries of the matrix are then the frequency of occurrence of a certain bending speed at a certain bending angle. From such a histogram, the angular range of the bending angles is easily determined by the bending angles occurring in the histogram and the speed range of the bending speeds by the bending speeds occurring in the histogram. According to the alternative A1, the histogram HI is supplied to a visualization based on a corresponding user interface UI which appropriately processes the data of the histogram in order to display it graphically on a display device, in particular a display.

Im Rahmen der Visualisierung über die Benutzerschnittstelle UI kann das Histogramm als Diagramm wiedergegeben werden, wobei entlang der Abszisse des Diagramms die aufgetretenen Biegewinkel und entlang der Ordinate des Diagramms die aufgetretenen Biegegeschwindigkeiten aufgetragen sind. Für jeden aufgetretenen Biegewinkel werden dann in dem Diagramm die entsprechenden Auftrittshäufigkeiten von Biegegeschwindigkeiten codiert, wobei die Codierung beispielsweise durch eine Farbcodierung erreicht werden kann, welche über unterschiedliche Farben wiedergibt, wie groß die Häufigkeit von aufgetretenen Biegegeschwindigkeiten für unterschiedliche Biegewinkel ist. Auf diese Weise kann ein Benutzer, insbesondere ein Arzt, leicht erkennen, in welchem Intervall sich die Biegegeschwindigkeiten bzw. die Biegewinkel bewegen. Hierüber erhält der Arzt eine Aussage über die Beweglichkeit des Patienten für unterschiedliche Rücken- bzw. Wirbelsäulenabschnitte, wobei die Beweglichkeit umso höher ist, je größer der Bereich der eingenommenen Biegewinkel und der eingenommenen Biegegeschwindigkeiten ist.As part of the visualization via the user interface UI, the histogram can be displayed as a diagram, along the abscissa of the diagram, the bending angles that have occurred and along the ordinate of the diagram, the bending speeds that have occurred are plotted. For each bending angle that has occurred, the corresponding frequencies of occurrence of bending speeds are then coded in the diagram, wherein the coding can be achieved, for example, by color coding, which reproduces via different colors, how large the frequency of bending speeds that have occurred is for different bending angles. In this way, a user, in particular a doctor, can easily recognize in which interval the bending speeds or the bending angles are moving. This gives the doctor a statement about the mobility of the patient for different back or spine sections, wherein the mobility is higher, the greater the range of the assumed bending angle and the assumed bending speeds.

In der Alternative A2 gemäß 1 wird direkt aus den ermittelten und der Cut-off-Operation unterzogenen Biegewinkeln ᾶ_i(t) und Biegegeschwindigkeiten v ~_i(t) ein Maximalwert und Minimalwert der für jeden Rückenabschnitt erfassten Werte von Biegewinkeln und Biegegeschwindigkeiten bestimmt. Der Minimalwert des Biegewinkels ist in 1 für den Rückenabschnitt i mit α_min,i bezeichnet, wohingegen der Maximalwert des Biegewinkels für den Rückenabschnitt i als α_max,i angegeben ist. Analog ist der Minimalwert der Biegegeschwindigkeiten für den Rückenabschnitt i mit v_min,i bezeichnet und der Maximalwert der Biegegeschwindigkeit für den Rückenabschnitt i mit v_max,i. Mit diesen Werten wird durch Differenzbildung zwischen Maximalwert und Minimalwert schließlich der Biege- bzw. Winkelbereich WB der eingenommenen Biegewinkel bestimmt, der dem Wert δα₁ entspricht. Ebenso wird der Bereich der eingenommenen Biegegeschwindigkeiten bestimmt, der dem Wert δv_i entspricht.In the alternative A2 according to 1 is ᾶ directly from the determined and the cut-off operation subjected to bending angles _i (t) and bending speeds v ~ _i (t) determines a maximum value and minimum value of the detected for each back portion Values of bending angles and bending speeds. The minimum value of the bending angle is in 1 for the back section i with α _{min, i} , whereas the maximum value of the bending angle for the back section i is indicated as α _{max, i} . Analogously, the minimum value of the bending speeds for the back section i is denoted by v _{min, i} and the maximum value of the bending speed for the back section i is denoted by v _{max, i} . With these values, the difference between the maximum value and the minimum value finally determines the bending or angular range WB of the assumed bending angle, which corresponds to the value δα ₁ . Similarly, the range of the assumed bending speeds is determined, which corresponds to the value δv _i .

Die gemäß der Alternative A2 gewonnenen Parameter α_max,i, α_min,i, v_max,i, v_min,i, δα_i und δv_i werden anschließend wiederum einer Visualisierung basierend auf der Benutzerschnittstelle UI zugeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Visualisierung dabei durch entsprechende Balken, wie weiter unten anhand von 2 bis 5 erläutert wird. Die Alternativen A1 und A2 können auch in geeigneter Weise kombiniert werden. Insbesondere besteht auch die Möglichkeit, dass zunächst die Histogrammbildung gemäß der Alternative A1 durchgeführt wird und anschließend aus diesen Histogrammen die entsprechenden Parameter der Alternative A2 abgeleitet werden, wobei sich diese Parameter auf einfache Weise durch die entsprechenden Auftrittshäufigkeiten in den Histogrammen ergeben.The parameters α _{max, i} , α _{min, i} , v _{max, i} , v _{min, i} , δα _i and δv _i obtained according to alternative A2 are then in turn fed to a visualization based on the user interface UI. In a preferred embodiment, the visualization is effected by corresponding bars, as described below with reference to FIG 2 to 5 is explained. The alternatives A1 and A2 can also be combined as appropriate. In particular, it is also possible for the histogram formation according to alternative A1 to be carried out first and then the corresponding parameters of alternative A2 to be derived from these histograms, these parameters resulting in a simple manner from the corresponding occurrence frequencies in the histograms.

Nachfolgend werden anhand von 2 bis 5 bevorzugte Ausführungsformen einer Visualisierung des in der Vorrichtung der 1 ermittelten Winkelbereichs bzw. Geschwindigkeitsbereichs beschrieben. Es wird dabei von einer Datenaufnahme ausgegangen, bei der auf einem Patientenrücken links und rechts der Wirbelsäule jeweils ein entsprechender Biegesensorstreifen BS aufgebracht ist, der sieben Messzonen (d. h. biegesensitive Abschnitte) zur Erfassung von aufeinander folgenden Rückenabschnitten umfasst. Die in 2 dargestellte Visualisierung, welche in dieser Form auf einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung der Benutzerschnittstelle UI wiedergegeben wird, ist zur Verdeutlichung mit einer Vielzahl von Bezugszeichen versehen, wobei diese Bezugszeichen (bis auf die Nummern 1 bis 7) in der tatsächlichen Visualisierung nicht enthalten sind.The following are based on 2 to 5 preferred embodiments of a visualization of the device in the 1 determined angular range or speed range described. In this case, the starting point is a data acquisition in which a corresponding bending sensor strip BS is applied to a patient's back to the left and right of the spine and comprises seven measuring zones (ie bending-sensitive sections) for detecting successive spine sections. In the 2 illustrated visualization, which is reproduced in this form on a corresponding display device of the user interface UI is provided for clarity with a plurality of reference numerals, these reference numerals (except for the numbers 1 to 7) are not included in the actual visualization.

Die Visualisierung gemäß 2 enthält einen linken Bereich R1 und einen rechten Bereich R2, wobei der linke Bereich den Messwerten des Biegesensorstreifens auf der linken Seite der Wirbelsäule und der rechte Bereich R2 den Messwerten des Biegesensorstreifens auf der rechten Seite der Wirbelsäule entspricht. Im linken Bereich ist dabei eine vertikale Linie L und im rechten Bereich eine vertikale Linie L' vorgesehen, welche jeweils der 0°-Linie des Biegewinkels entspricht. Im linken Bereich R1 liegen dabei negative Biegewinkel rechts der Linie L und positive Biegewinkel links der Linie L. Demgegenüber liegen im rechten Bereich R2 positive Biegewinkel rechts der Linie L' und negative Biegewinkel links der Linie L'. Die Winkelskala wird dabei durch vertikale, sich farblich voneinander unterscheidende Zonen angedeutet, welche in 2 durch parallele gestrichelte Linien bzw. die Linien L und L' voneinander getrennt sind. Die Breite einer Zone entspricht dabei einem Biegewinkelbereich von 10°.The visualization according to 2 includes a left region R1 and a right region R2, the left region corresponding to the measured values of the bending sensor strip on the left side of the spine and the right region R2 corresponding to the measured values of the bending sensor strip on the right side of the spine. A vertical line L is provided in the left-hand area and a vertical line L 'is provided in the right-hand area, which corresponds in each case to the 0 ° line of the bending angle. In the left region R1, negative bending angles lie to the right of the line L and positive bending angles to the left of the line L. On the other hand, in the right region R2 positive bending angles are to the right of the line L 'and negative bending angles are to the left of the line L'. The angle scale is indicated by vertical, color different zones, which in 2 are separated by parallel dashed lines or the lines L and L '. The width of a zone corresponds to a bending angle range of 10 °.

Die einzelnen, in vertikaler Richtung angedeuteten Messzonen 1, 2, ..., 7 korrelieren mit Rückenabschnitten, wobei die Messzone 1 den Lendenwirbelbereich bezeichnet und sich die weiteren Messzonen 2 bis 7 in vertikaler Richtung der Wirbelsäule nach oben erstrecken. In jeder der Messzonen ist sowohl für den linken Bereich R1 als auch für den rechten Bereich R2 ein entsprechender Balken wiedergegeben, der den für den Rückenabschnitt ermittelten Winkelbereich bzw. Geschwindigkeitsbereich repräsentiert. Die einzelnen Balken für die Messzonen 1 bis 7 links der Wirbelsäule sind dabei mit B1, B2, ..., B7 bezeichnet, wohingegen die einzelnen Balken der Messzonen 1 bis 7 rechts der Wirbelsäule mit B1', B2', ..., B7' bezeichnet sind. Zur Hervorhebung weisen die Balken B1 bis B7 eine andere Farbe (z. B. rot) als die Balken B1' bis B7' (z. B. grün) auf. Die vertikalen Kanten der Balken repräsentieren in der Darstellung der 2 dabei den Minimalwert und Maximalwert der im entsprechenden Rückenabschnitt aufgetretenen Biegewinkel, so dass die Breite eines jeweiligen Balkens den Winkelbereich der aufgetretenen Biegewinkel darstellt. Demgegenüber repräsentieren die Höhen der einzelnen Balken die im jeweiligen Rückenabschnitt aufgetretenen Biegegeschwindigkeiten, d. h. je höher ein Balken ist, desto größer ist die Spanne der aufgetretenen Biegegeschwindigkeiten. Zur Verdeutlichung ist der Winkelbereich für den Balken B1' in 2 mit WB und der Geschwindigkeitsbereich für den Balken B3' mit dem Bezugszeichen GB angedeutet.The individual measuring zones 1, 2,..., 7, which are indicated in the vertical direction, correlate with spine sections, with the measuring zone 1 designating the lumbar spine area and the others Measuring zones 2 to 7 in the vertical direction of the spine extend upward. In each of the measuring zones, a corresponding bar is represented both for the left area R1 and for the right area R2, which represents the angular area or speed area determined for the back section. The individual bars for the measuring zones 1 to 7 to the left of the spine are denoted by B1, B2,..., B7, whereas the individual bars of the measuring zones 1 to 7 to the right of the spine are labeled B1 ', B2',..., B7 'are designated. For emphasis, the bars B1 to B7 have a different color (eg, red) than the bars B1 'to B7' (eg, green). The vertical edges of the bars in the illustration represent the 2 In this case, the minimum value and maximum value of the bending angle which has occurred in the corresponding back section, such that the width of a respective beam represents the angular range of the bending angles that have occurred. By contrast, the heights of the individual beams represent the bending speeds which have occurred in the respective back section, ie the higher a beam is, the greater is the range of bending speeds that have occurred. For clarity, the angle range for the beam B1 'in 2 with WB and the speed range for the bar B3 'indicated by the reference GB.

In der Darstellung der 2 sind ferner für jeden der Bereiche R1 und R2 entsprechende Strukturlinien SL bzw. SL' eingezeichnet, welche den Zustand der Wirbelsäule wiedergeben, wenn der Patent steht. Die Strukturlinien entstehen dadurch, dass die in den jeweiligen Balken enthaltenen Biegewinkel für den stehenden Zustand des Patienten miteinander verbunden werden. Der Darstellung aus 2 kann einfach und intuitiv entnommen werden, wie die Beweglichkeit der Wirbelsäule des Patienten ist, wobei die Beweglichkeit umso höher ist, je breiter und höher ein entsprechender Balken ist. Darüber hinaus wird auch ersichtlich, ob die Beweglichkeit der Wirbelsäule für die linke und rechte Seite des Oberkörpers symmetrisch ist, denn die Art der Darstellung ermöglicht ein schnelles Erkennen von Asymmetrien, d. h. man kann schnell erfassen, wenn die Lage eines Balkens einer Messzone im linken Bereich stark unterschiedlich von der entsprechenden Lage des Balkens im rechten Bereich ist.In the presentation of the 2 For each of the areas R1 and R2 corresponding structure lines SL and SL 'are also shown, which represent the state of the spine when the patent stands. The structure lines arise from the fact that the bending angle contained in the respective bars for the standing condition of the patient are connected to each other. The presentation 2 can be taken simply and intuitively, as is the mobility of the spine of the patient, the mobility is the higher, the wider and higher a corresponding bar is. In addition, it can also be seen whether the mobility of the spine is symmetrical for the left and right side of the upper body, because the type of representation allows a quick detection of asymmetries, ie you can quickly detect when the location of a bar of a measurement zone in the left area is very different from the corresponding location of the bar in the right area.

In der Darstellung der 2 ist ein gesunder Patient ohne Rückenprobleme wiedergegeben. Dies ergibt sich daraus, dass die einzelnen Balken eine relativ große Fläche darstellen. Im Unterschied hierzu zeigt 3, welche die gleiche Visualisierung wie 2 darstellt, die Messdaten eines kranken Probanden mit Wirbelsäulenproblemen. Es werden dabei zur Bezeichnung der gleichen visualisierten Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet. Man erkennt in 3 deutlich, dass die Beweglichkeit der Wirbelsäule des kranken Probanden im Vergleich zum gesunden Probanden wesentlich geringer ist, denn eine Vielzahl der Balken in 3, insbesondere die sich auf den unteren Bereich der Wirbelsäule beziehenden Balken, weisen eine wesentlich kleinere Fläche als die entsprechenden Balken in 2 auf.In the presentation of the 2 is a healthy patient without back problems reproduced. This results from the fact that the individual bars represent a relatively large area. In contrast to this shows 3 which the same visualization as 2 represents the measurement data of a sick subject with spine problems. It will be used to designate the same visualized components, the same reference numerals. One recognizes in 3 clear that the mobility of the spine of the ill subject compared to the healthy subjects is much lower, because a variety of bars in 3 , in particular those relating to the lower portion of the spine bars, have a much smaller area than the corresponding bars in 2 on.

4 und 5 zeigen eine zu 2 und 3 leicht abgewandelte Visualisierung, wobei visualisierte Komponenten, welche den Komponenten der 2 bzw. 3 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Visualisierung der 4 beruht wiederum auf der Darstellung der Beweglichkeit der Wirbelsäule über entsprechende Balken B1 bis B7 für den linken Bereich R1 der Wirbelsäule und die Balken B1' bis B7' für den rechten Bereich R2 der Wirbelsäule. Im Unterschied zu 2 bzw. 3 sind neben diesen Balken ferner entsprechende Referenzbalken RB wiedergegeben, welche aus Übersichtlichkeitsgründen in 4 nur teilweise mit dem Bezugszeichen RB bezeichnet sind. In 4 liegen die einzelnen Referenzbalken alle innerhalb der anderen Balken B1 bis B7 bzw. B1' bis B7'. Jeder der Referenzbalken stellt dabei einen Normbereich dar, der eine durchschnittliche Beweglichkeit einer gesunden Wirbelsäule für die entsprechende Messzone wiedergibt. Beispielhaft ist dabei für den Referenzbalken der Messzone 1 im linken Bereich R1 der Normwinkelbereich durch die Breite RWB des Balkens angedeutet. Ebenfalls ist beispielhaft für den Balken in der Messzone 1 im rechten Bereich R2 der Referenzgeschwindigkeitsbereich durch die Höhe RGB des Balkens angedeutet. 4 and 5 show one too 2 and 3 slightly modified visualization, whereby visualized components representing the components of the 2 respectively. 3 correspond, are provided with the same reference numerals. The visualization of 4 in turn is based on the representation of the mobility of the spine via corresponding bars B1 to B7 for the left area R1 of the spine and the bars B1 'to B7' for the right area R2 of the spine. In contrast to 2 respectively. 3 In addition to these bars, further corresponding reference bars RB are reproduced which, for reasons of clarity, are shown in FIG 4 only partially denoted by the reference RB. In 4 The individual reference bars are all within the other bars B1 to B7 or B1 'to B7'. Each of the reference bars represents a standard range that reflects the average mobility of a healthy spine for the corresponding measurement zone. By way of example, the standard angle range is indicated by the width RWB of the beam for the reference beam of the measuring zone 1 in the left region R1. Likewise, by way of example, for the bar in the measuring zone 1 in the right-hand region R2, the reference speed range is indicated by the height RGB of the bar.

Die einzelnen Referenzbalken werden symmetrisch über die für den Patienten gemessenen Balken B1 bis B7 bzw. B1' bis B7' gelegt. Ist die Fläche des Referenzbalkens ähnlich groß wie die Fläche des gemessenen Balkens bzw. größer, kann davon ausgegangen werden, dass der Proband gesund ist bzw. eine über der Norm liegende Beweglichkeit aufweist. Ferner geben auch die absolute Breite, die absolute Höhe, die Position der Balken sowie die Symmetrie der Balken im rechten und linken Bereich zueinander Aufschluss über den Gesundheitszustand des Rückens. Liegt die entsprechende Beweglichkeit in der Norm, kann dies durch eine Farbcodierung des Balkens (z. B. grün) angezeigt werden. Ist die Beweglichkeit wesentlich höher als die Norm, kann dies ebenfalls durch eine entsprechende Farbcodierung des Balkens (z. B. blau) angedeutet werden. 4 zeigt dabei einen gesunden Probanden mit athletischer, d. h. stark beweglicher, Wirbelsäule. Die Balken B1 bis B5 und B1' bis B4' weisen dabei die gleiche Farbe (z. B. blau) auf und geben eine Beweglichkeit über dem Normbereich wieder, denn ihre Fläche ist deutlich größer als die Fläche der entsprechenden Referenzbalken. Sollte die Beweglichkeit dabei den Normbereich wesentlich übersteigen, können diese Balken gegebenenfalls auch anders eingefärbt werden und hierdurch auf eine krankhafte Hypermobilität hinweisen. Im Unterschied hierzu liegen die Balken B6 und B7 sowie B5', B6' und B7' im Normbereich, d. h. sie unterscheiden sich nur geringfügig in ihrer Fläche von den entsprechenden Referenzbalken. Dies wird durch eine andere Farbgebung (z. B. grün) der Balken angedeutet.The individual reference bars are placed symmetrically over the bars B1 to B7 or B1 'to B7' measured for the patient. If the area of the reference beam is similar to the area of the measured bar or larger, it can be assumed that the subject is healthy or has above-normal mobility. Furthermore, the absolute width, the absolute height, the position of the bars and the symmetry of the bars in the right and left areas provide information on the state of health of the back. If the corresponding flexibility is within the standard, this can be indicated by a color coding of the bar (eg green). If the mobility is significantly higher than the norm, this can likewise be indicated by a corresponding color coding of the beam (eg blue). 4 shows a healthy volunteer with an athletic, ie strongly movable, spine. The bars B1 to B5 and B1 'to B4' have the same color (eg, blue) and reflect mobility above the normal range, because their area is significantly larger than the area of the corresponding reference bars. If the mobility significantly exceeds the normal range, these bars may also be colored differently and thereby indicate pathological hypermobility. In contrast, the bars B6 and B7 and B5 ', B6' and B7 'are in the normal range, ie they differ only slightly in their area from the corresponding reference bars. This is indicated by a different coloring (eg green) of the bars.

5 zeigt die gleiche Art der Visualisierung wie 4, wobei nunmehr die Messdaten eines kranken Probanden mit Wirbelsäulenproblemen wiedergeben sind. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die 5 eine vergrößerte Darstellung ist, was insbesondere daraus ersichtlich wird, dass die durch die gestrichelten Linien angedeuteten 10°-Abschnitte in 5 breiter sind als in 4. Man erkennt aus 5 klar, dass fast alle der Balken B1 bis B7 und B1' bis B7' eine kleinere Fläche als die entsprechenden Referenzbalken RB aufweisen. Eine sehr starke Abweichung der Fläche des gemessenen Balkens wird dabei durch eine entsprechende Farbcodierung des Balkens wiedergegeben. In 5 sind solche kranken Rückenabschnitte durch die Balken B1, B2, B4, B5, B1', B2', B3', B4', B5' und B7' angedeutet, welche alle mit der gleichen Farbe gefärbt sind (z. B. rot). Demgegenüber wird eine grenzwertige Beweglichkeit eines Rückenabschnitts, welche die Norm gerade noch erfüllt, durch eine andere Farbgebung angedeutet. In 5 liegt eine solche grenzwertige Beweglichkeit für den Balken B3 vor, der zur Hervorhebung dieser grenzwertigen Beweglichkeit in einer anderen Farbe (z. B. orange) als die anderen Balken wiedergegeben ist. 5 shows the same kind of visualization as 4 , where now the measurement data of a sick subject with spine problems are reproduced. It should be noted that the 5 an enlarged view is what is apparent in particular from the fact that indicated by the dashed lines 10 ° -Abschnitte in 5 are wider than in 4 , One recognizes 5 it is clear that almost all of the beams B1 to B7 and B1 'to B7' have a smaller area than the corresponding reference beams RB. A very strong deviation of the surface of the measured bar is reproduced by a corresponding color coding of the bar. In 5 such diseased back sections are indicated by the bars B1, B2, B4, B5, B1 ', B2', B3 ', B4', B5 'and B7', which are all colored with the same color (eg red). In contrast, a marginal mobility of a back portion, which just meets the norm, indicated by a different color. In 5 there is such borderline mobility for beam B3, which is used to emphasize this borderline mobility in a different color (eg orange) than the other beams.

Analog zu 4 werden auch in 5 solche Balken, welche eine der Norm entsprechende Beweglichkeit repräsentieren, mit einer bestimmten Farbe wiedergegeben. Ebenso werden Balken, welche eine athletische Beweglichkeit repräsentieren, mit einer entsprechend anderen Farbe dargestellt. In 5 entsprechen dabei die Balken B6, B7 und B6' einer Normbeweglichkeit und sind mit einem entsprechenden Farbcode (z. B. grün) wiedergegeben. In der Darstellung der 5 erkennt ein Arzt sehr schnell, wie die Beweglichkeit der Wirbelsäule in den verschiedenen vermessenen Rückenabschnitten ist. Darüber hinaus wird durch die Überlagerung der Balken mit den Referenzbalken auch ersichtlich, wie stark die Abweichung der Beweglichkeit von der Normbeweglichkeit ist.Analogous to 4 will also be in 5 those bars which represent a mobility corresponding to the norm are reproduced with a certain color. Likewise, bars representing athletic mobility are displayed with a different color. In 5 The bars B6, B7 and B6 'correspond to a standard mobility and are reproduced with a corresponding color code (eg green). In the presentation of the 5 A doctor quickly realizes how the mobility of the spine is in the different measured back sections. In addition, the superposition of the bars with the reference bars also shows how strong the deviation of the mobility from the standard mobility is.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird eine einfache und intuitiv verständliche Visualisierung des funktionellen Gesundheitszustands des Rückens eines Patienten basierend auf den ermittelten Biegewinkeln und Biegegeschwindigkeiten erreicht. Der Arzt kann somit sehr schnell den Zustand der Wirbelsäule diagnostizieren. Beispielsweise kann die Wirksamkeit einer Rückenschmerzbehandlung sichtbar gemacht werden. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wird eine quantitative und damit aussagekräftige Darstellung des Zustands des Rückens eines Patienten erreicht, welche zudem noch einfach und intuitiv erfassbar ist.The embodiments of the device according to the invention described above have a number of advantages. In particular, a simple and intuitively understandable visualization of the functional health of the patient's back is achieved based on the determined bending angles and bending speeds. The doctor can thus quickly diagnose the condition of the spine. For example, the effectiveness of a back pain treatment can be visualized. In contrast to known methods, a quantitative and therefore meaningful representation of the condition of the back of a patient is achieved, which is also still easy and intuitive to detect.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007/110289 A1 [0003]
WO 2009/010519 A1 [0004, 0033]
WO 2008/052682 A1 [0005]

Claims

Apparatus for the computer-aided processing of bending information of a human or animal body, in particular a spine, comprising: - a data recording device (DA) for acquiring bending information and / or reading out detected bending information from a memory, wherein the detected bending information comprises measurement data (f _i (t )) a bending sensor device (BS) and represent bends of the body in a measurement period; An evaluation device (A) for evaluating the measurement data (f _i (t)), which is designed such that it is generated from the measurement data (f _i (t)) in at least part of the measurement period in one or more body sections (1, 2, n) occurring bending angle (α _i (t)) and bending speeds (v _i (t)) is determined and calculated therefrom for a respective body portion (1, 2, ..., n) a movement information which the bending range (WB) of bending angles (α _i (t)) occurring in at least part of the measurement period and the velocity range (GB) of bending speeds (v _i (t)) occurring in at least part of the measurement period; - A user interface (UI), which is designed such that it outputs the movement information at least partially.

Device according to claim 1, wherein the bending sensor device (BS) comprises one or more bending sensor strips (BS) which can be positioned on the body, in particular on its back on or adjacent to the spinal column, which position the measurement data (f _i (t)) when positioned on the body. for the respective body sections (1, 2, ..., n).

Apparatus according to claim 2, wherein the bending sensor strip (s) (BS) comprise one or more optical fibers having bend-sensitive portions, one or more light sources for injecting light into the fiber or fibers at one end of the fiber or fibers and at the other end of the fiber Fiber or fibers one or more detection devices are provided for detecting the intensity of the light transmitted through the fiber or fibers, wherein the intensity values of the light transmitted through the fiber or fibers depend on the bending of the bending-sensitive sections and the measured quantities (f _i (t)) represent the bending sensor device, wherein the evaluation device (A) from the transmission values, the bending angle (α _i (t)) occurring in the measuring period and therefrom determines the bending speeds (v _i (t)).

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (A) is designed such that it from the for a respective body portion (1, 2, ..., n) determined bending angles (α _i (t)) and / or bending speeds ( v _i (t)) rejects a proportion of maximum and / or minimum values of bending angles (α _i (t)) and / or bending speeds (v _i (t)), in particular a percentage of maximum and / or minimum values of all values the bending angle (α _i (t)) and / or bending speeds (v _i (t)), preferably a percentage of 10% or less, more preferably a percentage of 5%.

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (A) is designed such that it as at least a part of the movement information for a respective body portion (1, 2, ..., n) determines a two-dimensional histogram (HI), which the bending angle (α _i (t)) occurring in the measuring period contains the frequency distribution of the bending speeds (v _i (t)) occurring for the respective bending angle.

Apparatus according to claim 5, wherein the user interface (UI) is configured such that it can visualize the one or two-dimensional histograms (HI) on a display device.

Apparatus according to claim 6, wherein the visualization of a two-dimensional histogram (HI) is designed such that for the histogram (HI) a diagram with two mutually perpendicular axes is displayed on a display device, wherein one axis, the bending angles occurring (α _i (t ) and the other axis represents the occurring bending speeds (v _i (t)) and in the diagram the frequencies of bending speeds (v _i (t)) occurring at respective bending angles (α _i (t)) are coded.

Device according to one of claims 5 to 7, wherein the movement information further the entropy of a respective two-dimensional histogram (HI) and / or one or more moments of the respective two-dimensional histogram (HI), in particular the variance and / or standard deviation and / or the skewness, includes, which at least partially via the user interface (UI) can be output.

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (A) is designed such that it for a respective body portion (1,2, ..., n) the maximum value (α _{max, i} (t), v _{max, i} ( t)) and minimum value (α _{min, i} (t), v _{min, i} (t)) the bending angle (α _i (t)) and the bending speeds (v _i (t)) determines and from this the bending range (WB) and determines the speed range (GB).

Apparatus according to claim 9, wherein the maximum value (α _{max, i} (t), v _{max, i} (t)) and minimum value (α _{min, i} (t), v _{min, i} (t)) directly from the Evaluation device (A) determined bending angles (α _i (t)) and bending speeds (v _i (t)) are determined.

Device according to claim 9 or 10 in combination with one of claims 5 to 8, wherein the maximum value (α _{max, i} (t), v _{max, i} (t)) and minimum value (α _{min, i} (t), v _{min, i} (t)) can be determined from the respective two-dimensional histogram (HI).

Device according to one of the preceding claims, wherein the user interface (UI) is designed such that on a display device for one or more body sections (1, 2, ..., n) in each case the bending area (WB) and the speed area (GB) visualized via a bar (B1, B1 ', ..., B7, B7') whose width and height represent the size of the bending area (WB) and the speed area (GB), wherein in particular the width of the bar (B1, B1 ' , ..., B7, B7 ') the size of the bending area (WB) and in particular the height of the beam (B1, B1', ..., B7, B7 ') reflects the size of the speed range (GB).

Apparatus according to claim 12, wherein a plurality of bars for different successive body sections (1, 2,..., N) are arranged one above the other or next to one another on the display device, wherein preferably a higher-positioned bar has a body section (1) arranged further upwards in the direction of the spinal column , 2, ..., n) in the form of a spine portion.

Apparatus according to claim 12 or 13, wherein the position of the beams (B1, B1 ', ..., B7, B7') with respect to at least one reference line (L, L '), the maximum value and minimum value of the bending region (WB) and / or the speed range (GB).

Device according to one of the preceding claims, wherein the movement information in addition to the bending area (WB) and the speed range (GB) contains further information, in particular information about a normal range of the bending range (WB) and the speed range (GB) and / or the information such large is the deviation of the bending range (WB) and the speed range (GB) from a normal range, wherein the further information can be output at least partially via the user interface (UI).

Apparatus according to claim 15 in combination with one of claims 12 to 14, wherein the standard range is visualized by additional bars (RB) on the display device and / or the deviation from the normal range via color coding of the bars (B1, B1 ', ..., B7, B7 ') is visualized on the display device.

Method for computer-aided processing of bending information of a human or animal body, in particular of a spine, in which: bending information is acquired by means of a data recording device (DA) and / or read out bending information acquired from a memory, the acquired bending information measuring data (f _i (t) ) of a bending sensor device (BS) and represent bends of the body in a measurement period; - The measurement data (f _i (t)) are evaluated by an evaluation device (A) such that from the measured data (f _i (t)) in at least part of the measuring period in one or more body sections (1, 2, .. ., n) occurring bending angle (α _i (t)) and bending speeds (v _i (t)) are determined and from this for a respective body portion (1, 2, ..., n) a motion information is calculated which the bending range ( WB) of bending angles (α _i (t)) occurring in at least part of the measurement period and the velocity range (GB) of bending speeds (v _i (t)) occurring in at least part of the measurement period; - The movement information is at least partially output via a user interface (UI).