DE102011052836A1 - Interactive training system for rehabilitation of patients with movement impairments of extremities, has input and output units with part interacting with patient, so that physiotherapeutic training program is interactively completed - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein interaktives Trainingssystem zur Rehabilitation von physiologisch beeinträchtigten Patienten, sowie ein Verfahren zur Durchführung einer Rehabilitation von physiologisch beeinträchtigten Patienten mit einem interaktiven Trainingssystem, wie dies in den Ansprüchen 1 und 21 angegeben ist.The invention relates to an interactive training system for the rehabilitation of physiologically impaired patients, as well as a method for performing a rehabilitation of physiologically impaired patients with an interactive training system, as indicated in the
Aus der
Weiters beschreibt
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trainingssystem zur Rehabilitation von physiologisch beeinträchtigten Patienten, insbesondere von Patienten mit Bewegungsbeeinträchtigung der Extremitäten, zu schaffen, welches die Effizienz der Planung, Festlegung, Absolvierung und Auswertung eines physiotherapeutischen Übungsprogramms steigert und zu einer zusätzlichen Entlastung des Therapeuten und Unterstützung des Patienten beiträgt. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Durchführung einer Rehabilitation von physiologisch beeinträchtigten Patienten mit einem interaktiven Trainingssystem zu schaffen, mit welchem die genannten Aufgabestellungen gelöst werden.The present invention has for its object to provide a training system for the rehabilitation of physiologically impaired patients, especially of patients with movement impairment of the extremities, which increases the efficiency of planning, setting, completion and evaluation of a physiotherapeutic exercise program and to an additional relief of the therapist and support of the patient. In addition, it is an object of the invention to provide a method for performing a rehabilitation of physiologically impaired patients with an interactive training system, with which the stated tasks are solved.
Die erstgenannte Aufgabe der Erfindung wird durch ein interaktives Trainingssystem entsprechend den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.The first object of the invention is achieved by an interactive training system according to the features in
Erfindungsgemäß umfasst das Trainingssystem ein Basisgerät, an welches verschiedenste Dateneingabemittel, beispielsweise die Sensoren eines Aufnahmemittels für den zu trainierenden Körperteil, ein Touchscreen oder eine Videokamera, und verschiedenste Datenausgabemittel, beispielsweise die Aktoren des Aufnahmemittels für den zu trainierenden Körperteil, ein Bildschirm oder ein Lautsprecher, angeschlossen und/oder eingebaut sind, sodass einerseits ein Therapeut mit dem Trainingssystem interagieren kann, um ein Trainingsprogramm für Patienten festzulegen bzw. zu konfigurieren, und andererseits die Patienten mit dem Trainingssystem interagieren können, um das vom Therapeuten vorgegebene und/oder ein vom Patienten selbst gewähltes physiotherapeutisches Trainingsprogramm interaktiv zu absolvieren. Das interaktive Trainingssystem unterstützt den Therapeuten bei der Erstellung eines Trainingsprogramms und entlastet ihn bei der Betreuung seiner Patienten. Ebenso unterstützt das interaktive Trainingssystem den Patienten bei der Absolvierung des Trainingsprogramms und somit erhöht sich die Effizienz der physiotherapeutischen Betreuung sowohl für den Therapeuten als auch für den Patienten.According to the invention, the training system comprises a base unit to which a wide variety of data input means, for example the sensors of a receiving means for the body part to be trained, a touchscreen or a video camera, and a variety of data output means, for example the actuators of the receiving means for the body part to be trained, a screen or a loudspeaker, connected and / or installed so that on the one hand a therapist can interact with the training system to set up or configure a patient training program and on the other hand the patients can interact with the training system at the therapist's and / or the patient's own to complete the chosen physiotherapeutic training program interactively. The interactive training system supports the therapist in the creation of a training program and relieves him in the care of his patients. Likewise, the interactive training system supports the patient in the completion of the training program and thus increases the efficiency of physiotherapeutic care for both the therapist and the patient.
Konkret ergeben sich für den Therapeuten folgende Vorteile. Das interaktive Trainingssystem ermöglicht dem Therapeuten eine einfache, interaktive Festlegung des Trainingsprogramms und unterstützt ihn bei der intensiven Betreuung auch von mehreren Patienten. Die umfangreichen Dateneingabe- und Datenausgabemöglichkeiten ermöglichen die Festlegung von individuell auf den jeweiligen Patienten abgestimmten und abwechslungsreichen Trainingsprogrammen und stellen dem Therapeuten vielseitige Auswertemöglichkeiten zur Verfügung. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Verfolgung und Erfassung des Therapieverlaufs und -erfolgs.Specifically, the therapist has the following advantages. The interactive training system allows the therapist to easily and interactively define the training program and supports him in the intensive care of several patients. The extensive data entry and data output options enable the definition of individually tailored to the respective patient and varied training programs and provide the therapist versatile evaluation options. This results in an improved tracking and recording of the course of therapy and success.
Die Vorteile für den Patienten sind unter anderem folgende: Ihnen wird eine gesteigerte Behandlungsqualität geboten, da ein auf sie sehr gut abgestimmtes, maßgeschneidertes Trainingsprogramm festgelegt werden kann. Ebenso wird durch die verschiedenen Dateneingabe- und Datenausgabemöglichkeiten ein abwechslungsreiches Trainingsprogramm ermöglicht, wodurch vor allem die Motivation der Patienten gesteigert wird, ihr jeweiliges Trainingsprogramm bzw. Trainingspensum regelmäßig und zeitgerecht zu absolvieren bzw. zu erreichen.Some of the benefits for the patient include: Increased quality of care is offered as a tailor-made training program can be set to suit you. Likewise, a variety of training program is possible through the various data entry and data output options, which is mainly the motivation of the patients is increased to complete their respective training program or training period regularly and on time.
Ein Vorteil des interaktiven Trainingssystems liegt auch darin, dass dieses vielseitige System ebenso auch zum gezielten Trainieren von gesunden Personen einsetzbar ist, wodurch sich beispielsweise eine erhöhte Auslastung des interaktiven Trainingssystems ergibt.An advantage of the interactive training system is also that this versatile system can also be used for targeted training of healthy people, resulting in, for example, increased utilization of the interactive training system.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 2, da dadurch ein mobiles, interaktives Trainingssystem geschaffen wird, dessen Position im Behandlungsraum sich auf einfache Art und Weise verändern lässt. Ebenso ist es möglich, dieses mobile, interaktive Trainingssystem in mehreren Rehabilitationszentren bzw. auch bei den Patienten zuhause einzusetzen, da sich das System einfach transportieren lässt.Also of advantage are the measures according to
Von Vorteil ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 3, da dadurch auf akustischem Weg Hinweise ausgegeben werden können und im Speziellen Anweisungen an den Patienten betreffend der zu absolvierenden Trainingsübung gegeben werden können. Ebenso ist es möglich, die Motivation des Patienten beispielsweise durch das Ausgeben von Musik oder auch anspornenden Tönen bzw. Klängen oder Takten während der Übungsdurchführung zu steigern. Eine Ausgabe von akustischer Information über einen Kopfhörer ist einerseits dazu geeignet, Patienten mit einer Hörbeeinträchtigung zu unterstützten, andererseits ergibt sich dadurch beispielsweise in einem Rehabilitationszentrum der Vorteil, dass etwaige weitere Personen im selben Raum nicht gestört werden.Another advantage is an embodiment according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen nach Anspruch 4, da dadurch reichhaltige visuelle Informationen an den Benutzer des interaktiven Trainingssystems gegeben werden können und einem Patienten bei der Durchführung einer Trainingsübung genaue Anweisungen gegeben werden können. Ebenso ist eine Motivationssteigerung des Patienten auf visuellem Weg durch die Ausgabe von ansprechenden Grafiken, Bildern, Animationen oder Videofilmen ermöglicht.Advantageous further measures according to claim 4, as this rich visual information can be given to the user of the interactive training system and a patient when performing a training exercise can be given precise instructions. Likewise, an increase in the motivation of the patient is made possible visually by the output of appealing graphics, images, animations or video films.
Die vorteilhaften Maßnahmen gemäß Anspruch 5 ermöglichen einerseits, dass der externe Bildschirm zur Anzeige von visueller Information an geeigneter Stelle positioniert werden kann, beispielsweise in Augenhöhe in kurzer Entfernung vor dem Patienten, und dadurch eine gute Ablesbarkeit für den Patienten sichergestellt ist. Andererseits wird durch die Verwendung eines schon beim Patienten vorhandenen Bildschirms, beispielsweise des Fernsehers des Patienten, erreicht, dass das Basisgerät des interaktiven Trainingssystems sehr kompakte Abmessungen aufweist, sodass die Mobilität bzw. Transportfähigkeit des Trainingssystems verbessert ist.On the one hand, the advantageous measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 6, da dadurch visuelle Information im Trainingsraum flexibel projiziert werden kann, wodurch sie vom Benutzer des interaktiven Trainingssystems gut einsehbar positioniert werden kann. Weiters ist durch die Projektion eines Bildes eine sehr große und gut ablesbare Darstellung von visueller Information ermöglicht, was im Speziellen für Benutzer mit Sehbeeinträchtigungen von Vorteil ist.Also advantageous are the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 7, da dadurch die Qualität und Anschaulichkeit der visuellen Darstellungen stark verbessert wird und somit beispielsweise die Verständlichkeit von Anweisungen zur Übungsdurchführung für den Patienten stark erhöht wird. Weiters wird bei Übungen wie etwa Geschicklichkeitsspielen auch das räumliche Wahrnehmungsvermögen trainiert, was beispielsweise Patienten mit neurologischen Beeinträchtigungen nach einer Operationen oder einem Schlaganfall zugute kommt.Also advantageous are the measures according to
Vorteilhaft sind weiters die Maßnahmen nach Anspruch 8, da dadurch Anweisungen an den Benutzer des Aufnahmemittels für den zu trainierenden Körperteil auch über den haptischen Informationskanal übermittelt werden können. Damit ist es beispielsweise möglich, Patienten bei der Übungsdurchführung noch genauere und detailliertere Anweisungen zu geben. Zum Beispiel ist es möglich, bei einer zu großen Abweichung der Übungsbewegung von der vorher festgelegten Sollbewegung mit einem Vibrationsaktor im Aufnahmemittel für den zu trainierenden Körperteil einen haptischen Hinweis an den Patienten zu geben, welcher etwa vergleichbar ist mit einer sanften Führung durch die Hand eines Therapeuten. Somit steht ein zusätzlicher Informationskanal im interaktiven Trainingssystem zur Verfügung.Also advantageous are the measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 9, da durch die Verwendung eines Touchscreens als Dateneingabemittel am Basisgerät eine sehr vielseitige Benutzerschnittstelle geschaffen ist, welche auf einfache und intuitive Art und Weise vom Therapeuten und/oder vom Patienten bedient werden kann, um das Trainingssystem interaktiv zu steuern bzw. zu benutzen. Another advantage is the measures according to claim 9, as created by the use of a touch screen as data input means on the base unit, a very versatile user interface, which can be operated in a simple and intuitive way by the therapist and / or the patient to the training system interactive to control or use.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach Anspruch 10, da dadurch akustische Informationen vom Basisgerät aufgenommen und verarbeitet werden können. Somit ist es beispielsweise möglich, eine einfache Steuerung des interaktiven Trainingssystems mittels Sprachbefehlen zu realisieren. Weiters ist es möglich, die Stimme des Benutzers des Trainingssystems oder andere Umgebungsgeräusche aufzunehmen, zu analysieren und bei Bedarf, beispielsweise bei Aufforderung durch den Benutzer, an einen Empfänger weiterzuleiten. Darüber hinaus können aus den akustischen Informationen, insbesondere in Verbindung mit zusätzlichen und anderweitig gewonnenen Informationen, auch Hinweise auf das Befinden und den Zustand eines Patienten sowie im Speziellen auf das Vorliegen ungewöhnlicher oder gefährlicher Zustände gewonnen werden, sodass im Problemfall sofort darauf reagiert werden kann. Dies steigert die Sicherheit des Patienten bei der Benutzung des interaktiven Trainingssystems.Also advantageous are the measures according to
Werden mehrere, zueinander beabstandete Mikrofone verwendet, können deren Signale darüber hinaus miteinander verknüpft und damit eine fest vorgegebene oder auch einstellbare Richtcharakteristik erzielt werden, um akustische Signale aus der Richtung des Benutzers zu erfassen, sonstige Umgebungsgeräusche hingegen auszufiltern oder zumindest abzuschwächen. Dies dient der Qualitätsverbesserung der von den Mikrofonen aufgenommenen akustischen Information. Ebenso können die Signale mehrerer Mikrofone verknüpft werden, um damit eine zumindest eingeschränkte Ortung der akustischen Quelle, insbesondere des Benutzers, zu erreichen, sodass dem interaktiven Trainingsystem zumindest die ungefähre Position der akustischen Quelle bekannt ist.If a plurality of microphones spaced apart from one another are used, their signals can also be linked to one another and thus a fixed or also adjustable directional characteristic can be achieved in order to detect acoustic signals from the user's direction, but to filter out or at least mitigate other environmental noises. This serves to improve the quality of the acoustic information recorded by the microphones. Likewise, the signals of multiple microphones can be linked in order to achieve an at least limited location of the acoustic source, in particular the user, so that the interactive training system at least the approximate position of the acoustic source is known.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 11, da durch die Aufnahme eines Videobildes eine sehr vielseitige und umfassende Informationsquelle bezüglich der Aktivitäten des Benutzers des interaktiven Trainingssystems zur Verfügung steht. Neben der grundsätzlichen Erkennung, ob überhaupt ein Benutzer des Trainingssystems anwesend ist, können von einem Benutzer verschiedenste Daten aufgenommen werden, beispielsweise seine Position, seine derzeitige Bewegung, seine Gestik, seine Mimik oder seine Blickrichtung. Im Speziellen kann die ausgeführte Bewegung eines Patienten mit dem Aufnahmemittel für den zu trainierenden Körperteil sehr genau aufgezeichnet werden, sodass eine Kontrolle bezüglich der korrekten Übungsausführung leicht möglich ist. Die Erfassung der Blickrichtung des Patienten kann darüber hinaus für einfache Bedienvorgänge herangezogen werden, was die Bedienbarkeit des interaktiven Trainingssystems für Patienten mit erheblicher Beeinträchtigung der motorischen Fähigkeiten der Arme oder mit einer Bewegungseinschränkung zufolge des angelegten Aufnahmemittels maßgeblich verbessert.Also advantageous are the measures according to
Vorteilhaft sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 12, da dadurch eine noch genauere Erfassung der Position, der Bewegung und des Verhaltens von Benutzern und Gegenständen im interaktiven Trainingssystem ermöglicht ist.Also advantageous are the measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 13, da dadurch einerseits ein erhöhter Bedienkomfort für die Benutzer des interaktiven Trainingssystems erreicht wird, da ein Benutzer flexibler in seiner Position ist, von der aus Bedienbefehle abgegeben werden. Andererseits stellt das mobile Handbedienmittel auch eine einheitliche Benutzerschnittstelle dar, mit der auf intuitive Art und Weise Steuer- bzw. Bedienbefehle an das interaktive Trainingssystem gegeben werden können. Durch eine drahtlose Übertragung der Befehle vom mobilen Handbedienmittel zum Basisgerät wird die Mobilität des Handbedienmittels weiter gesteigert und die Ergonomie sowie die Betriebszuverlässigkeit durch Wegfall der Kabelverbindung verbessert.Another advantage is the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 14, da dadurch die Betreuung eines Patienten durch einen Physiotherapeuten auch über weite Entfernungen möglich ist.Also of advantage are the measures according to
Damit wird die Effizienz der Therapie gesteigert, da trotz intensiver Betreuung eines Patienten beispielsweise anstrengende und zeitintensive Patiententransporte wegfallen und die Reisezeit für den Therapeuten gering bleibt, sodass weniger Betreuungskosten anfallen. Ebenso ist es auf diese Art für einen Therapeuten möglich, dass er mehrere Patienten von einer zentralen Stelle aus betreut, sodass auch hier die Effizienz der Therapie gesteigert ist.Thus, the efficiency of the therapy is increased, because despite intensive care of a patient, for example, strenuous and time-consuming patient transports are eliminated and the travel time for the therapist remains low, resulting in less care costs. Similarly, it is possible for a therapist to care for multiple patients from a central location so that the efficiency of the therapy is also increased.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 15, da dadurch nicht mehr in jedem Fall Patient und Therapeut zur Übungsdurchführung am selben geografischen Ort zusammenkommen müssen. Dadurch wird einerseits die Reise- und Arbeitszeit für den Therapeuten reduziert, andererseits werden auch häufige Patiententransporte, welche mitunter sehr belastend für den Patienten sein können, vermieden, während gleichzeitig die Richtigkeit der durchgeführten Therapieübungen bzw. die Häufigkeit und Regelmäßigkeit der Übungsdurchführungen vom Therapeuten weiterhin umfassend und genau kontrolliert werden kann. Diese Kontrolle kann vom Therapeuten anhand der abgespeicherten Daten zu einer für den Therapeuten passenden Zeit, das heißt sehr flexible, durchgeführt werden oder es werden die übermittelten Daten vom Therapeuten unmittelbar bzw. live betrachtet und analysiert, sodass sofort Hinweise und Korrekturen zur Übungsdurchführung gegeben werden können.The measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 16, da dadurch der Schutz der Privatsphäre von Benutzern des interaktiven Trainingssystems, insbesondere von Patienten, welche mit dem Trainingssystem trainieren, verbessert wird, da Videobild bzw. Aktivitätsinformation nur nach einer bewussten Freigabe durch den Benutzer vom Basisgerät an das Zentralsteuergerät übertragen wird und weiters im Falle der Übertragung eines Videobilds die übermittelte Information zwingend auch am Basisgerät, insbesondere in verkleinerter Form, dargestellt wird. Typische Datenausgabemittel dafür sind beispielsweise der interne oder externe Flachbildschirm, der interne oder externe Touchscreen, der interne oder externe Lautsprecher oder der zumindest eine interne oder externe Projektor.The measures according to
Vorteilhaft sind weiters die Maßnahmen nach Anspruch 17, da dadurch beispielsweise Patienten über ihre jeweiligen Basisgeräte miteinander kommunizieren und Informationen austauschen können, wodurch die Motivation der Patienten zum Benutzen des interaktiven Trainingssystems gesteigert ist. Die Maßnahmen bieten eine weitere Steigerung der Motivation der Patienten zur Übungsdurchführung, da Trainingsaktivitäten von Patienten gemeinsam, das heißt spielerisch miteinander oder gegeneinander, durchgeführt werden können.Also advantageous are the measures according to
Ebenso von Vorteil sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 18, da sie ein Abspeichern der individuellen Einstellungen des interaktiven Trainingssystems für den jeweiligen Benutzer auf einem geeigneten Speichermedium, beispielsweise einer Festplatte oder einer Speicherkarte mit nichtflüchtigem Speicher, im Basisgerät und/oder im Zentralsteuergerät erlaubt und diese individuellen Einstellungen vom Patienten bzw. Therapeuten später wieder aufgerufen werden können und ebenso auch ausgewertet werden können. Bei einer Abspeicherung der Profildatensätze in einem Zentralsteuergerät stehen diese Daten weiters auch zentral für die verschiedenen vom Patienten benutzten Basisgeräte zur Verfügung.Likewise advantageous are the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 19, da dadurch der unerlaubte Zugriff auf das, in manchen Fällen auch von mehreren Personen benutzte, Basisgerät des interaktiven Trainingssystems oder auf abgespeicherte Daten, beispielsweise Profildaten oder Aktivitätsinformationen eines Benutzers, auf einfache und sichere Art und Weise verhindert wird. Speziell bei der Benutzung von bereits vorhandenen Chipkarten aus dem Gesundheitsbereich für eine solche Identifikation bzw. Authentifikation ergeben sich vorteilhafte Synergieeffekte, da der Patient eine solche Gesundheitschipkarte in vielen Fällen bei einer Behandlung durch den Physiotherapeuten ohnehin vorlegen muss.Also advantageous are the measures according to
Von Vorteil ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 20, da dadurch der unerlaubte, missbräuchliche und manipulative Zugriff auf die übertragenen Informationen bzw. Steuerbefehle verhindert wird und somit die Sicherheit des interaktiven Trainingssystems erhöht wird.Another advantage is also an embodiment according to
Die Aufgabe der Erfindung, insbesondere die zweite genannte Aufgabe der Erfindung wird eigenständig auch durch ein Verfahren gemäß Anspruch 21 gelöst. Die durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 21 erzielten technischen Effekte bzw. Vorteile sind den vorgehenden Beschreibungsteilen, insbesondere den Vorteilsnennungen zum Anspruch 1 zu entnehmen.The object of the invention, in particular the second mentioned object of the invention, is also achieved independently by a method according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 22, da dadurch die Patientenakzeptanz und die Motivation der Patienten bei der Benutzung des interaktiven Trainingssystems gesteigert werden. Die Darstellung eines virtuellen Trainers bzw. Avatars mit einem geeigneten Datenausgabemittel des interaktiven Trainingssystems, beispielsweise eines Bildschirms oder eines Projektors, ermöglicht die Schaffung einer Therapie- bzw. Übungssituation für den Patienten, welche vergleichbar ist mit jener, bei der der Therapeut physisch beim Patienten anwesend ist, sodass beide unmittelbar bei der Übungsdurchführung interagieren können. Der auf die speziellen Wünsche des Patienten abstimmbare, virtuelle Trainer bzw. Avatar, welcher den Physiotherapeuten repräsentiert, motiviert in weiterer Folge den Patienten bei seinem Training und zeigt auf Wunsch die auszuführenden Rehabilitationsübungen vor, beispielsweise mittels Abspielen einer Videosequenz der Übung oder mittels Abspielen einer Animation des Übungsablaufes. Somit kann der Patient unabhängig von der Anwesenheit des Therapeuten in die jeweiligen Trainingsübungen eingewiesen werden bzw. diese Trainingsübungen durchführen und wird dabei von einem virtuellen Trainer bzw. Avatar mit möglichst humanoidem Verhalten bzw. Design unterstützt. Der Einsatz eines Avatars schafft zudem bei langfristigen Therapien eine für den Patienten konstante und vertraute Bezugspersönlichkeit, auch wenn der Therapeut, der die Therapie aus der Ferne begleitet, tatsächlich wechselt, wie dies beispielsweise urlaubsbedingt oder insbesondere auch im Klinikbetrieb vorkommt.Also of advantage are the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 23, da durch ein solches Verfahren speziell die Motivation der Patienten gesteigert wird, die vorgesehene Trainingsleistung zu erbringen bzw. sogar häufiger als gefordert zu trainieren.Also advantageous are the measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 24, da auch dadurch die Motivation der Patienten gesteigert wird, das vorgesehene Trainingspensum zu erfüllen, da sehr realitätsnahe Trainingsszenarien bzw. Übungsdarstellungen geboten werden. Ebenso wird durch ein solches Verfahren eine Zusammenstellung von sehr abwechslungsreichen Trainings- und Übungsszenarien für den Therapeuten ermöglicht. Bei der Abbildung bzw. Animation von den Patienten bereits bekannten Umgebungen wird dessen Motivation weiter gesteigert, da eine Trainingsübung dann folgendermaßen lauten könnte: Durch das Durchführen der Trainingsbewegung, welche vom Aufnahmemittel für den zu trainierenden Körperteil registriert wird, soll der Patient mit seiner ihn repräsentierenden, virtuellen Trainingsfigur eine ihm bekannte Wegstrecke von einem ihm bekannten Gebäude A zum einem ihm bekannten Gebäude B zurücklegen. Die virtuelle Trainingsfigur wird dabei vom interaktiven Trainingssystem in die Abbildung bzw. Animation der bekannten realen Umgebung entsprechend dem aktuellen Übungsfortschritt eingeblendet und von einem geeigneten Datenausgabemittel, beispielsweise dem Projektor, vom Trainingssystem dargestellt.Another advantage is the measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 25, da dadurch der Patient erinnert bzw. motiviert wird, an den vereinbarten Trainingsterminen und Online-Abstimmungsterminen mit dem Therapeuten verlässlich teilzunehmen und bei einem Trainingsrückstand diesen Rückstand wieder aufzuholen. Die Erinnerung bzw. Mahnung kann dabei beispielsweise über das interaktive Trainingssystem übermittelt werden oder auf einem anderen Weg, wie zum Beispiel über das Mobilfunknetz mittels einer Kurznachricht.Another advantage is the measures according to
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 26 wird für den Therapeuten eine einfache und effiziente Vorgangsweise bereitgestellt, um die Sollbewegung des Patienten mit dem zu trainierenden Körperteil im Trainingsprogramm festzulegen bzw. zu konfigurieren. Durch direktes Übertragen des Bewegungsmusters vom Therapeuten auf den Patienten wird eine sehr genaue Übereinstimmung der vom Therapeuten durchgeführten Sollbewegung und der vom Patienten durchgeführten Istbewegung sichergestellt, wodurch eine gesteigerte Therapiewirkung erreicht wird.By the measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 27, da dadurch sichergestellt ist, dass der Patient die Trainingsübung möglichst korrekt und den Vorgaben des Therapeuten entsprechend durchführt. Ebenso können dadurch die Trainingsübungen auch von körperlich geschwächten Patienten durchgeführt werden, da einerseits der Therapeut als auch andererseits die wahlweise vorhandenen Aktoren im oder am Aufnahmemittel für den zu trainierenden Körperteil die Bewegungen des zu trainierenden Körperteils des Patienten unterstützten.Another advantage is the measures according to
Weiters von Vorteil sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 28, da dadurch die korrekte Übungsausführung von Seiten des Patienten und auch von Seiten des Therapeuten unmittelbar und aus verschiedenen Blickwinkeln kontrolliert werden kann. Damit wird vor allem die Übungsgenauigkeit gesteigert und somit die Behandlungswirkung verbessert.Also advantageous are the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 29, da dadurch in erster Linie Abweichungen zwischen Trainingssollbewegung und Trainingsistbewegung für den Patienten bzw. für den Therapeuten klar bzw. unmittelbar ersichtlich dargestellt werden und es kann sofort darauf reagiert werden. Des Weiteren wird durch das Unterbrechen der Darstellung bzw. Ausgabe von Unterhaltungsmedien während der Übungsdurchführung bei zu großen Abweichungen zwischen Trainingssollbewegung und Trainingsistbewegung einerseits die Konzentration bzw. Motivation des Patienten wieder auf die korrekte Übungsdurchführung gelenkt und andererseits einer etwaigen Schädigung des zu trainierenden Körperteils des Patienten vorgebeugt.The measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 30, da dadurch ein noch besser an den Patienten, sein zu trainierendes Körperteil und seine physische und auch psychische Verfassung angepasstes Trainingsprogramm durchgeführt wird, da die Trainingsübungen unmittelbar und laufend an die aktuelle Trainingssituation angepasst werden. Dies verbessert die Therapiewirkung erheblich und vermeidet eine Über- oder Unterforderung des Patienten.The measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 31, da dadurch die Sicherheit des Patienten bei der Verwendung des interaktiven Trainingssystems verbessert wird, da Problem- bzw. Notsituationen vom System zuverlässig und schnell erkannt werden und beim Auftreten einer solchen Situation ein geregeltes Abschalten bzw. in Neutralstellung bringen des Trainingssystems und im Speziellen des Aufnahmemittels für den zu trainierenden Körperteil veranlasst wird, sodass Verletzungen und weitere Belastungen des Patienten zuverlässig vermieden werden. Die Überwachung erfolgt dabei sowohl im Bezug auf Übungsabweichungen als auch im Bezug auf medizinische Probleme des Patienten.Another advantage is the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 32, da dadurch im Falle einer Problem- oder Notsituation beispielsweise dem Therapeuten sofort umfangreiche visuelle und akustische Informationen bezüglich der Situation bzw. des Zustandes des Patienten zur Verfügung stehen und dieser sofort darauf reagieren kann, wodurch die Sicherheit des Patienten bei der Benutzung des interaktiven Trainingssystems verbessert wird.Of advantage are also the measures according to
Von Vorteil sind weiters die Maßnahmen gemäß Anspruch 33, da dadurch eine sehr einfache und intuitive Steuerung des interaktiven Trainingssystems ermöglicht ist, bei dem ein Benutzer auch flexibel in seiner Positionierung ist, da Bedieneingaben nicht direkt am Basisgerät erfolgen müssen. Insbesondere ist eine Bedienung des interaktiven Trainingssystems auch dann möglich, wenn einem Patienten aufgrund seiner körperlichen Beeinträchtigung oder aufgrund der momentanen Beeinträchtigung seiner Bewegungsfreiheit durch das Aufnahmemittel für den zu trainierenden Körperteil eine Bedienung in herkömmlicher Weise am Basisgerät nicht möglich ist.Another advantage is the measures according to
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen gemäß Anspruch 34, da dadurch die Zusammenstellung einer zentralen Wissensdatenbank über festgelegte und durchgeführte Übungsbewegungen und über andere Informationen zum Training und zum physiologischen Zustand der Patienten ermöglicht ist, welche Daten beispielsweise für andere Therapeuten oder auch für wissenschaftliche Auswertungen zur Verfügung stehen und wobei gleichzeitig die Privatsphäre der Patienten und Therapeuten ausreichend geschützt ist. Durch die Anonymisierung der Daten wird also ein Ausgleich zwischen der Datenauswertung zur Verbesserung von Therapien und des Datenschutzes für Patientendaten geschaffen.Also advantageous are the measures according to
Schließlich sind die Maßnahmen gemäß Anspruch 35 und/oder 36 vorteilhaft, da die aufgezeichneten Realaufnahmen und wahlweise die Liveaufnahmen eines Patienten in Kombination mit einer variantenreichen und situations- bzw. zustandsbezogenen Wiedergabe, welche durch eine leistungsfähige Sensorik ermöglicht wird, dem Patienten ein hohes Maß an Trainerpräsenz vermitteln und eine vergleichsweise natürliche Interaktion zwischen dem interaktiven Trainingssystem und dem Patienten ermöglichen.Finally, the measures according to
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:In each case, in a highly simplified, schematic representation:
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or component names. Also, the location selected in the description, such as. B. top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
In
Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt ein Patient
Entsprechend der gezeigten Ausführungsform ist das Aufnahmemittel
In einer nicht gezeigten, vorteilhaften Ausführungsform werden die Sensorinformationen und die Aktorsteuerbefehle über drahtlose Verbindungen, beispielsweise über Funkverbindungen, zwischen Basisgerät
Vorzugsweise ist das Basisgerät
In einer nicht dargestellten, vorteilhaften Ausführungsform kann der integrierte Touchscreen
Eine zweckmäßige Ausführungsform mit mehreren Videokameras
In einer nicht gezeigten, zweckmäßigen Ausführungsform sind die weiteren externen Dateneingabe- und Datenausgabemitteln über drahtlose Verbindungen an das Basisgerät
Zweckmäßig ist es nun, dass zuerst ein Therapeut
Zweckmäßig ist es, wenn das Basisgerät
Unter besonderen Umständen, beispielsweise wenn der Patient
Beispielsweise aus Kostengründen kann es ebenso zweckmäßig sein, den integrierten Touchscreen
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Basisgerät
Zweckmäßig ist es auch, die visuellen Informationen auf den entsprechenden Datenausgabemitteln, beispielsweise dem integrierten Touchscreen
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Aktor
Zweckmäßig ist es, wenn an das Basisgerät
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Mikrofone
Ein mit dem erfindungsgemäßen interaktiven Trainingssystem
Entsprechend einer vorteilhaften Maßnahme ist vorgesehen, dass zumindest ein Therapeut
In der dargestellten zweckmäßigen Ausführungsform weist die Datenverarbeitungsvorrichtung
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst das interaktive Trainingssystem
Diese Ausführungsform ermöglicht einerseits dem Therapeuten
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform werden Daten, beispielsweise ein Videobild, vom Basisgerät
Wie am besten aus
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Patienten
Vorteilhaft ist es, wenn die Datenverarbeitungsvorrichtungen
Zweckmäßig ist es, wenn ein Basisgerät
Zweckmäßig ist es, wenn die vorher beschriebenen, kommunizierenden Vorrichtungen, nämlich das Zentralsteuergerät
Aus sicherheitstechnischen Überlegungen kann es weiters zweckmäßig sein, neben der Datenverschlüsselung ebenso eine Datenintegritätsprüfung und/oder eine Datenauthentizitätsprüfung einzusetzen, um ebenso Manipulationen an den Datenströmen zwischen den verschiedenen kommunizierenden Vorrichtungen zu unterbinden.For safety reasons, it may further be expedient to use not only data encryption but also a data integrity check and / or a data authenticity check in order to also prevent manipulation of the data streams between the various communicating devices.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des interaktiven Trainingssystems
Zweckmäßig ist es auch, bei der Sprachausgabe den Wortschatz des virtuellen Trainers bzw. Avatars je nach Auffassungsvermögen des Patienten
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden für den trainierenden Patienten
Eine besonders vorteilhafte Maßnahme ist es, die Trainingsbewegung des Patienten
Zweckmäßig ist es, wenn als Maßnahme zur Aufholung eines Trainingsrückstandes eine interaktive Erinnerung bzw. Mahnung beispielsweise als Nachricht
Entsprechend einer weiteren, vorteilhaften Maßnahme bedient sich der Therapeut
Als Variante zur zuletzt beschriebenen Maßnahme ist es ebenso zweckmäßig, dass der Therapeut
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Trainingsistbewegung des Patienten
Zweckmäßig ist es dabei, wenn die von einem Therapeuten
Zweckmäßig ist es, wenn während der Übungsdurchführung Unterhaltungsmedien benutzt bzw. über einen Lautsprecher
Vorteilhaft ist es auch, dass gerade vom Patienten
Vorteilhaft ist es, auch etwaige Problem- oder Notsituationen des Patienten
Eine weitere, besonders vorteilhafte Maßnahme ist es, beim Vorliegen einer Problem- oder Notsituation des Patienten
In einer nicht gezeigten, zweckmäßigen Ausführungsform ist der Therapeut
Besonders zweckmäßig ist es auch, dass von einer Videokamera
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ist es, die Aktivitäts- bzw. Bewegungsinformation eines Patienten
In einer nicht dargestellten Ausführungsform eines interaktiven Trainingssystems
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des interaktiven Trainingssystems, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.The embodiments show possible embodiments of the interactive training system, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but rather also various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this possibility of variation due to the teaching of technical action representational invention in the skill of those skilled in this technical field. So are all conceivable embodiments, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiment variant, includes the scope of protection.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des interaktiven Trainingssystems dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that in order to better understand the structure of the interactive training system, this or its components have been shown partly out of scale and / or enlarged and / or reduced in size.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
Vor allem können die einzelnen in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Trainingssystemtraining system
- 2, 2'2, 2 '
- Patientpatient
- 3, 3'3, 3 '
- Aufnahmemittelreceiving means
- 4, 4'4, 4 '
- Basisgerätbasic unit
- 5, 5'5, 5 '
- DatenverarbeitungsvorrichtungData processing device
- 6, 6'6, 6 '
- DatenspeichervorrichtungData storage device
- 7, 7'7, 7 '
- Sensorsensor
- 8, 8'8, 8 '
- Sensorleitungsensor line
- 99
- Aktoractuator
- 1010
- Aktorleitungactuator cable
- 11, 11', 11''11, 11 ', 11' '
- Touchscreentouchscreen
- 12, 12'12, 12 '
- Videokameravideo camera
- 1313
- Bildschirmscreen
- 1414
- Lautsprecherspeaker
- 1515
- StandvorrichtungA fixture
- 1616
- Bodenelementfloor element
- 1717
- Fußbodenfloor
- 1818
- Rollkörperroll body
- 1919
- Lautsprecherspeaker
- 2020
- Kopfhörerheadphone
- 21, 21'21, 21 '
- Projektorprojector
- 2222
- Projektorleinwandprojector screen
- 2323
- DatenschnittstelleData Interface
- 2424
- DatenschnittstelleData Interface
- 2525
- Mobiles HandbedienmittelMobile hand control
- 26, 26'26, 26 '
- Bedienelementoperating element
- 27, 27'27, 27 '
- Funkantenneradio antenna
- 2828
- ZentralsteuergerätCentral control unit
- 2929
- DatenverarbeitungsvorrichtungData processing device
- 3030
- DatenschnittstelleData Interface
- 31, 31'31, 31 '
- DatenschnittstelleData Interface
- 32 32
- InternetInternet
- 3333
- Nachrichtmessage
- 3434
- Bestätigungsknopfconfirmation button
- 3535
- Videobildvideo image
- 3636
- Videobildvideo image
- 3737
- Therapeuttherapist
- 3838
- DatenspeichervorrichtungData storage device
- 3939
- Tastaturkeyboard
- 4040
- Kontaktloses TransponderlesegerätContactless transponder reader
- 4141
- Kontaktbehaftetes ChipkartenlesegerätContacted chip card reader
- 4242
- Kontaktloser TransponderContactless transponder
- 42'42 '
- Kontaktloser kryptografischer TransponderContactless cryptographic transponder
- 4343
- Kontaktbehaftete ChipkarteContacted chip card
- 44, 44'44, 44 '
- AvatarAvatar
- 4545
- Trainingsszenariotraining scenario
- 4646
- Erinnerungsnachrichtreminder
- 4747
- Sensoranzugsensor suit
- 48, 48'48, 48 '
- Sensorsensor
- 4949
- Aufnahmemittelreceiving means
- 5050
- TrainingssollbewegungExercise target movement
- 5151
- TrainingsistbewegungTrainingsistbewegung
- 5252
- Abweichungdeviation
- 5353
- Temperatursensortemperature sensor
- 5454
- Pulssensorpulse sensor
- 5555
- Mikrofonmicrophone
- 5656
- Mikrofonmicrophone
- 5757
- Anzeigemitteldisplay means
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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