DE102016108515A1 - Posture control, sensor device for positioning on a spinal column, and posture control system - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Haltungskontrolle, ausgenommen therapeutische Verfahren, umfassend folgende Schritte: Messung der Position mindestens zweier Wirbel einer Wirbelsäule relativ zueinander mittels mindestens zweier ort-, lage- und/oder beschleunigungsempfindlicher Sensoren, kennzeichnet sich dadurch, dass eine die Sensoren tragende Sensoreinrichtung (1) mittels adhäsiv wirkender Mittel im Bereich der Wirbel unmittelbar auf Haut fixiert wird.
Bei einer Sensoreinrichtung zur Positionierung an einer Wirbelsäule, umfassend mindestens zwei ort-, lage- und/oder beschleunigungsempfindliche Sensoren und Mittel (4, 6, 7, 8) zur Fixierung auf menschlicher Haut, wird vorgeschlagen, dass die Mittel (4, 6, 7, 8) zur Fixierung auf menschlicher Haut eine adhäsive Fixierung bewirken.
Ein System zur Haltungskontrolle umfasst eine Sensoreinrichtung (1) sowie eine Datenverarbeitungseinheit, insbesondere eine mobile Datenverarbeitungseinheit.A method for postural control, excluding therapeutic methods, comprising the following steps: Measurement of the position of at least two vertebrae of a spinal column relative to one another by means of at least two position, position and / or acceleration-sensitive sensors, characterized in that a sensor device (1) carrying the sensors is fixed directly to the skin by means of adhesives in the area of the vertebrae.
In a sensor device for positioning on a spinal column, comprising at least two position, position and / or acceleration-sensitive sensors and means (4, 6, 7, 8) for fixing on human skin, it is proposed that the means (4, 6, 7, 8) for fixation on human skin cause an adhesive fixation.
A system for postural control comprises a sensor device (1) and a data processing unit, in particular a mobile data processing unit.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Haltungskontrolle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Sensoreinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie ein System zur Haltungskontrolle.The invention relates to a method for postural control according to the preamble of
In der heutigen Zeit klagen viele Menschen über Beschwerden im Rückenbereich. Dies ist in der Regel bedingt durch einseitige oder falsche Belastung der Rückenpartie, mangelndes Training der Rückenmuskulatur oder Haltungsfehler. Haltungsfehler ergeben sich häufig bei sitzenden Tätigkeiten, insbesondere bei Tätigkeiten an Bildschirmen. Mit der starken Verbreitung von tragbaren Datenverarbeitungseinheiten, wie z.B. Mobilfunktelefonen, insbesondere Smartphones, Laptops und Tablet-Computern, ergeben sich weitere Probleme aufgrund der häufigen und langanhaltenden geneigten Kopfhaltung im Zuge der Bedienung solcher mobilen Datenverarbeitungseinheiten.At the present time, many people complain about back problems. This is usually due to unilateral or incorrect load on the back, lack of training of the back muscles or postural errors. Postural defects often occur during sedentary activities, especially when working on screens. With the proliferation of portable computing devices, such as Mobile phones, especially smartphones, laptops and tablet computers, there are further problems due to the frequent and long-lasting inclined head posture in the operation of such mobile computing units.
Aus der
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine Sensoreinrichtung sowie ein System zur Haltungskontrolle der vorgenannten Art zur Verfügung zu stellen, welche eine Alternative zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Einrichtungen darstellt und insbesondere als dekoratives Element genutzt werden kann.It is an object of the present invention to provide a method, a sensor device and a system for postural control of the aforementioned type, which is an alternative to the methods and devices known from the prior art and can be used in particular as a decorative element.
Hinsichtlich eines Verfahrens der eingangs genannten Art wird die Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich einer Sensoreinrichtung der eingangs genannten Art wird die technische Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Hinsichtlich des Systems wird die technische Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.With regard to a method of the type mentioned, the object is achieved with the characterizing features of
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Ein adhäsives Befestigen der Sensoreinrichtung auf der Haut einer Person erspart alternative Mittel, insbesondere Bänder oder dergleichen. Derartige Bänder bringen zum einen eine Druckbelastung mit sich, bedeuten zusätzliches Gewicht und sind in aller Regel nicht optisch attraktiv. Insbesondere ist eine Befestigung mittels eines Bandes im Halswirbelbereich und insbesondere im Übergangsbereich zwischen Halswirbeln und Brustwirbeln aufgrund der Schulterpartie kaum sinnvoll möglich.Adhesive attachment of the sensor device to the skin of a person saves alternative means, in particular tapes or the like. Such bands bring on the one hand a pressure load, mean additional weight and are not visually attractive in most cases. In particular, an attachment by means of a band in the cervical region and in particular in the transition region between cervical vertebrae and thoracic vertebrae due to the shoulder part hardly possible.
Die heutzutage verfügbaren flachen Sensoren ermöglichen eine entsprechend flache Ausführung der gesamten Sensoreinrichtung, so dass diese gleichsam einem Schmuckstück attraktiv gestaltet werden kann. Dies erhöht die Bereitschaft, eine solche Sensoreinrichtung zu tragen.The flat sensors available today allow a correspondingly flat design of the entire sensor device, so that it can be made as attractive as a piece of jewelry. This increases the willingness to carry such a sensor device.
Eine adhäsive Befestigung kann beispielsweise mittels mindestens eines Fixierelements erfolgen, welches vorzugsweise ein hautfreundliches Pflaster umfasst. Auf einer der Hautklebeseite abgewandten Seite kann das Fixierelement vorzugsweise lösbar mit der restlichen Sensoreinrichtung verbunden sein, z.B. über einen Klettverschluss oder eine sonstige form- und/oder kraftschlüssige Verbindung, z.B. eine federbelastete Klemmverbindung oder Clip-Verbindung. Auf diese Weise kann das mindestens eine Fixierelement ausgetauscht werden. Adhesive attachment can be effected, for example, by means of at least one fixing element, which preferably comprises a skin-friendly plaster. On a side facing away from the skin adhesive side, the fixing element may preferably be releasably connected to the remainder of the sensor device, e.g. via a Velcro fastener or other positive and / or non-positive connection, e.g. a spring-loaded clamp connection or clip connection. In this way, the at least one fixing element can be exchanged.
Die Verwendung mindestens zweier Sensoren, die entlang der Wirbelsäule mit Abstand zueinander angebracht werden, ermöglicht eine hochgenaue Verstellung der Relativposition zweier Wirbel zueinander. Hieraus können Abstände und Winkel ermittelt und insbesondere in dem überwachten Bereich der Verlauf der Wirbelsäule berechnet werden. The use of at least two sensors, which are mounted along the spine at a distance from each other, allows a highly accurate adjustment of the relative position of two vertebrae to each other. From this, distances and angles can be determined and, in particular in the monitored area, the course of the spinal column can be calculated.
Auf diese Weise können akute Fehlstellungen unmittelbar festgestellt werden. Bei gleichzeitiger Erfassung von Zeiträumen kann auch festgestellt werden, ob eine – für sich gesehen noch nicht schädliche – Haltung über einen zu langen und damit schädlichen Zeitraum eingenommen wird.In this way, acute malpositions can be detected immediately. If time periods are also recorded, it can also be ascertained whether a posture, which in itself is not yet detrimental, is taken over an excessively long and thus harmful period.
Die Haltungskontrolle kann abgespeichert und auf diese Weise nachträglich vom Träger der Sensoreinrichtung selbst oder von einer betreuenden Person, zum Beispiel einem Arzt, überprüft werden. Es kann aber auch jederzeit eine sofortige Rückmeldung der Sensoreinrichtung zum Träger erfolgen, sodass dieser seine Haltung korrigieren kann.The posture control can be stored and subsequently checked in this way by the wearer of the sensor device itself or by a caregiver, for example a doctor. But it can also be done at any time an immediate feedback of the sensor device to the wearer, so that he can correct his attitude.
Der Träger der Sensoreinrichtung kann über ein Anwendungsprogramm (App) auch zur Durchführung oder Korrektur bestimmter Bewegungsübungen aufgefordert werden. Somit kann die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung ein Fitnessprogramm unterstützen.The wearer of the sensor device can also be requested via an application program (app) to carry out or correct certain movement exercises. Thus, the sensor device according to the invention can support a fitness program.
Des Weiteren können zum Beispiel für eine Autofahrt oder andere Gelegenheiten Alarmfunktionen eingerichtet werden, die, wenn die Sensoreinrichtung eine Bewegung feststellt, die auf ein Ermüden oder gar ein Einschlafen des Trägers rückschließen lässt, den Träger akustisch oder haptisch alarmiert.Further, for example, alarm functions may be established for a car or other occasion which, when the sensor device detects movement indicative of wearer fatigue or even falling asleep, alerts the wearer acoustically or haptically.
Die Haltungskontrolle kann nicht nur zur Kontrolle oder Verbesserung der Körperhaltung genutzt werden. Es ist auch durchaus möglich, mit bestimmten Körperhaltungen Sensorsignale auszulösen, die – drahtlos, z.B. über Bluetooth, an Steuereinrichtungen weitergegeben – zur Steuerung weiterer Geräte dienen können, zum Beispiel im Bereich der Hausautomation oder von Spielen. So könnten zum Beispiel mit außergewöhnlichen Nackenbewegungen Geräte der Unterhaltungselektronik, der Beleuchtung oder der Heiz- und Klimatechnik gesteuert werden.Postural control can not only be used to control or improve posture. It is also quite possible, with certain postures, to trigger sensor signals which - wireless, e.g. via Bluetooth, passed on to control devices - can be used to control other devices, for example in the field of home automation or games. Thus, for example, with extraordinary neck movements devices of consumer electronics, lighting or heating and air conditioning could be controlled.
Die Sensoreinrichtung kann so ausgestaltet werden, dass dekorative abdeckende Elemente (Wechselcover) vorgesehen werden, sodass in der Sensoreinrichtung vorgesehene technische Elemente oder Module, wie der Sensor selbst, Chips, Batterien, Mittel zur Übertragung eines drahtlosen Signals oder zur Erzeugung eines akustischen, optischen oder haptischen Reizes nicht sichtbar sind. Die Sensoreinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass die dekorativen abdeckenden Elemente austauschbar sind, zum Beispiel um sie in Form und/oder Farbe der sonstigen Bekleidung anzupassen.The sensor device can be designed such that decorative covering elements (exchangeable covers) are provided so that provided in the sensor device technical elements or modules, such as the sensor itself, chips, batteries, means for transmitting a wireless signal or for generating an acoustic, optical or haptic stimuli are not visible. The sensor device can in particular be designed such that the decorative covering elements are exchangeable, for example in order to adapt them in the form and / or color of the other clothing.
Die Sensoreinrichtung kann auch mit weiteren Funktionen ausgestattet werden. So können eine oder mehrere Beleuchtungseinheiten, zum Beispiel eine oder mehrere LEDs, vorgesehen werden, die der Sensoreinrichtung ein besonderes, zum Beispiel futuristisches Aussehen geben kann. Bei unterschiedlich farbig gestalteten Leuchteinrichtungen und/oder Möglichkeiten der Steuerung der Leuchtintensität sind besondere Effekte optischer Art möglich. Geeignete Einsatzorte sind zum Beispiel Diskotheken, Konzerte, Partys und dergleichen. Dabei ist es auch möglich, Mittel vorzusehen, welche die Farbe der Beleuchtungsmittel und ihre Leuchtintensität in Abhängigkeit von äußeren Signalen, zum Beispiel Lautstärke oder Frequenzen steuern.The sensor device can also be equipped with additional functions. Thus, one or more lighting units, for example one or more LEDs, can be provided, which can give the sensor device a special, for example futuristic appearance. In differently colored designed lighting devices and / or ways of controlling the light intensity special effects of optical nature are possible. Suitable locations are for example discos, concerts, parties and the like. It is also possible to provide means which control the color of the illumination means and their luminous intensity in dependence on external signals, for example volume or frequencies.
Es kann auch ein Auflademodul zur Aufladung von Batterien der Sensorvorrichtung vorgesehen sein. Dabei kann die Bewegungsenergie des Nutzers in elektrische Energie verwandelt und die Batterie aufgeladen werden. Denkbar ist auch die Möglichkeit der Ausnutzung von Lichtenergie, z.B. mittels Solarmodulen, oder von Temperaturdifferenzen, z.B. zwischen der Hautoberfläche des Nutzers und der Außenseite der Sensoreinrichtung, zum Aufladen der Batterien.It may also be provided a charging module for charging batteries of the sensor device. The kinetic energy of the user can be converted into electrical energy and the battery charged. Also conceivable is the possibility of using light energy, e.g. by solar modules, or by temperature differences, e.g. between the skin surface of the user and the outside of the sensor device, for charging the batteries.
Die Sensoreinrichtung kann auch mit weiteren tragbaren Funktionselementen, wie sie bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind, zum Beispiel Fitnessuhren oder dergleichen kombiniert werden. Die weiteren Funktionselemente können ebenfalls Sensoren aufweisen, zum Beispiel zur Messung des Pulses oder des Blutdruckes, und/oder zur Steuerung von Funktionen der Sensoreinrichtung oder lediglich zur Wiedergabe von Informationen über die Sensoreinrichtung dienen.The sensor device can also be combined with other portable functional elements, as they are already known from the prior art, for example, fitness watches or the like. The further functional elements can likewise have sensors, for example for measuring the pulse or the blood pressure, and / or for controlling functions of the sensor device or merely for reproducing information about the sensor device.
Die Sensoreinrichtung selbst kann auch noch zusätzliche Sensoren enthalten, die zum Beispiel zur Überwachung eines Stress-Niveaus des Nutzers, seiner Körpertemperatur und/oder Zählen seiner Schritte dienen. The sensor device itself may also contain additional sensors which serve, for example, for monitoring a user's stress level, his body temperature and / or counting his steps.
Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass mindestens zwei relativ zueinander bewegbare, insbesondere verschwenkbare, Sensoreinrichtungsmodule vorgesehen sind, von denen mindestens zwei Sensoreinrichtungsmodule jeweils mindestens einen der ort-, lage- und/oder beschleunigungsempfindliche Sensoren und mindestens zwei Sensoreinrichtungsmodule Mittel zur Fixierung auf menschlicher Haut aufweisen.The sensor device according to the invention can also be designed so that at least two sensor device modules are provided, at least two sensor device modules each having at least one of the location, position and / or acceleration sensitive sensors and at least two sensor device modules means for fixing human skin.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung so ausgebildet sein, dass mindestens eines der Sensoreinrichtungsmodule zur lösbaren Befestigung mindestens eines weiteren Sensoreinrichtungsmoduls eingerichtet ist. Auf diese Weise können die einzelnen Sensoreinrichtungsmodule ausgetauscht werden. Außerdem ist es möglich, mindestens ein zusätzliches Sensoreinrichtungsmodul vorzusehen, so dass die Sensoreinrichtung drei, vier, fünf oder mehr Sensoreinrichtungsmodule umfasst.In particular, the sensor device according to the invention can be designed such that at least one of the sensor device modules for detachable attachment of at least one further sensor device module is set up. In this way, the individual sensor device modules can be replaced. In addition, it is possible to provide at least one additional sensor device module so that the sensor device comprises three, four, five or more sensor device modules.
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung anhand von Figuren dargestellt.In the following, an exemplary embodiment of the method according to the invention and of the sensor device according to the invention is illustrated by means of figures.
Es zeigt schematischIt shows schematically
Die Sensoreinrichtungsmodule
Die Sensoreinrichtungsmodule
In den
Das oberste Sensoreinrichtungsmodul
Das untere Sensoreinrichtungsmodul
Die Befestigung der Sensoreinrichtung
Die beschriebene Formanpassung zwischen Pflasterelementen
Für die Befestigung der Sensoreinrichtung ist kann ein helfendes Datenverarbeitungsprogramm (eine App) vorgesehen sein. Die für die Ausrichtung der Sensoreinrichtung
Aufgrund der Gravitationskraft sollte – bei gerader Haltung der Person – die Sensoreinrichtung
Die Sensoreinrichtung
Bei den Sensoren handelt es sich z.B. um Mehrachsen-Beschleunigungs- und Gyroskop-Sensoren, die neben einer 3-dimensionalen Bewegungserfassung auch Werte für Geschwindigkeit und Beschleunigung liefern, wobei im Verbund von mindestens zwei Sensoren Ergebnisse von medizinischer Qualität geliefert werden können.The sensors are e.g. Multi-axis acceleration and gyroscope sensors that provide velocity and acceleration in addition to 3-dimensional motion detection, with the ability to deliver medical-grade results when paired with at least two sensors.
Jeder Sensor kann in einer der Sensoreinrichtungsmodulen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Sensoreinrichtungsensor device
- 2a 2a
- Sensoreinrichtungsmodul Sensor device module
- 2b 2 B
- Sensoreinrichtungsmodul Sensor device module
- 2c 2c
- Sensoreinrichtungsmodul Sensor device module
- 3 3
- Wechselcover AC Cover
- 4 4
- Fixierhilfsmittel fixing agents
- 5 5
- Drehgelenk swivel
- 6 6
- erstes Pflasterelement first plaster element
- 7 7
- Fixierhilfsmittel fixing agents
- 8 8th
- zweites Pflasterelement second plaster element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- CN 104434052 A [0006] CN 104434052 A [0006]
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