DE102017124454A1 - Training and diagnostic device for the hip and pelvic muscles in the sports and rehabilitation area - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Trainings- und Diagnostikgerät (1') für die Hüft- und Beckenmuskulatur eines Benutzers (B) im Sport- und Rehabilitationsbereich, umfassend zumindest ein Gestell (1), eine Beckenhalterung (2), einen Sitz (3), einen Gewichtsturm (4) und ein Schienensystem (5), wobei der Gewichtsturm (4) und die Beckenhalterung (2) auf dem Schienensystem (5) gelagert sind.The invention relates to a training and diagnostic device (1 ') for the hip and pelvic muscles of a user (B) in the sports and rehabilitation area, comprising at least one frame (1), a pelvic support (2), a seat (3), a Weight tower (4) and a rail system (5), wherein the weight tower (4) and the cymbal holder (2) are mounted on the rail system (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales Trainings- und Diagnostikgerät für die Hüft- und Beckenmuskulatur im Sport- und Rehabilitationsbereich.The invention relates to a three-dimensional training and diagnostic device for the hip and pelvic muscles in sports and rehabilitation.
Durch den fortschreitenden technologischen Wandeln und den zunehmenden automatisierten Arbeitsprozessen in der Bevölkerung, durch vorrangig sitzende Tätigkeiten, kommt es zu Erkrankungen des Herzkreislauf- und muskuloskelettalen Systems. Eine dauerhafte Inaktivität hat Übergewicht, eine mangelnde motorische Ansteuerung, eine Unterversorgung des Gewebes und eine Atrophie der Hüft- und Beckenmuskulatur zur Folge. Um Schädigungen des Stütz- und Bewegungsapparates vorzubeugen und zu vermeiden, empfiehlt sich ein gezieltes Training der Hüft- und Beckenmuskulatur. Des Weiteren zeigt sich, dass ein gut funktionierender Hüft- /Beckenkomplex der Sturzprophylaxe im Alter dient und kompensatorische Bewegungen der Wirbelsäule, des Kniegelenks und des Sprunggelenks reduzieren kann.Due to the progressive technological changes and the increasing automated work processes in the population, by predominantly sedentary activities, it comes to diseases of the cardiovascular and musculoskeletal system. Persistent inactivity results in overweight, lack of motor control, undersupply of tissue, and atrophy of the hip and pelvic muscles. In order to prevent and prevent damage to the musculoskeletal system, targeted training of the hip and pelvic muscles is recommended. Furthermore, a well-functioning hip / pelvic complex can help prevent falls in old age and reduce compensatory movements of the spine, knee joint and ankle.
Besonders im Sport (z.B. Kontaktsportarten, Fuß-, Hand-, Faust-, Volley- und Basketball), wird das Hüftgelenk durch ruckartige Bewegungen, Stöße, schnelle Richtungswechsel und abrupte Drehbewegungen belasten bzw. gestaucht. Dies kann zu Belastungsschmerzen und Zeichen der Überanstrengungen führen. Aufgrund der hohen Verletzungsgefahr bzw. der Stoßbelastungen im Sport, ist es wichtig das Hüftgelenk zu stabilisieren und die Hüftmuskulatur entsprechend ihrer Freiheitsgrade zu trainieren.Especially in sports (e.g., contact sports, foot, hand, fist, volley, and basketball), the hip joint is jarred by jerky movements, shocks, quick changes of direction, and abrupt rotational movements. This can lead to stressfulness and signs of overwork. Due to the high risk of injury or shock in sports, it is important to stabilize the hip joint and to train the hip muscles according to their degrees of freedom.
Verschleißerscheinungen wie beispielsweise Arthrose an den Hüftgelenken gehören heute zu den häufigsten degenerativen Erkrankungen überhaupt. Zu einer Arthrose im Hüftgelenk (Coxarthrose) kann es durch Durchblutungsstörungen im Hüftkopf, Bruch des Oberschenkels, Osteoporose oder angeborenen Fehlstellungen kommen. In der ersten Phase einer Arthrose kommt es zu Schmerzen und Bewegungseinschränkungen bei den Patienten. Durch ein regelmäßiges Training der Hüftmuskulatur kann der Stoffwechsel im Hüftgelenk erhöht werden und damit dem Abbau des Gelenkknorpels entgegengewirkt werden. Im Endstadium einer Arthrose kommt es zu einer Implantation eines künstlichen Hüftgelenks.Wear and tear, such as osteoarthritis of the hip joints, are among the most common degenerative diseases today. Arthrosis in the hip joint (coxarthrosis) can be caused by circulatory disturbances in the femoral head, fracture of the thigh, osteoporosis or congenital misalignment. In the first phase of osteoarthritis pain and limitation of movement occur in the patients. Through regular training of the hip muscles, the metabolism in the hip joint can be increased and thus the degradation of the articular cartilage counteracted. In the final stages of osteoarthritis there is an implantation of an artificial hip joint.
Um die Funktion der Hüftmuskulatur wiederherstellen zu können ist eine postoperative Rehabilitation unabdingbar. Durch die Gefahr der Luxation muss ein hüftstabilisierendes Training ohne Überbelastung gewährleistet werden.In order to restore the function of the hip muscles postoperative rehabilitation is indispensable. Due to the risk of dislocation, a hip-stabilizing training without overloading must be guaranteed.
Infolge von Traumen, arterieller Verschlusskrankheiten, Infektionen oder auch Tumoren kann es zu einer Gliedmaßenamputation kommen. Bei einer Amputation der unteren Gliedmaßen kommt es unter anderem zu Einschränkungen des Bewegungsumfangs im Hüftgelenk. Diese Bewegungseinschränkungen werden durch eine fehlende Kraftfähigkeit und mangelnde Koordinationsfähigkeiten der umliegenden Muskulatur verursacht. Des Weiteren zeigen Studien eine starke Atrophie der verbliebenen umliegenden Stumpfmuskulatur nach transfemoraler Amputation. Abhängig von der Amputationshöhe werden dabei wichtige Muskelgruppen operativ verkürzt oder vollständig entfernt. Auch Teile der ansetzenden Hüftmuskelfasern können dabei mit entfernt werden. Durch die neuen Hebelverhältnisse innerhalb des Stumpfes ergeben sich bei den Patienten Haltungsfehler und damit ein-hergehend ein auffälliges Gangbild. Verschlechterung der Gelenkbeweglichkeit und eine Überbelastung der Muskulatur können auch durch den Einsatz der Pro-these hervorgerufen werden.As a result of trauma, arterial occlusive diseases, infections or tumors can lead to a limb amputation. In amputation of the lower limbs, it comes to, among other restrictions to the range of motion in the hip joint. These movement restrictions are caused by a lack of strength and lack of coordination skills of the surrounding muscles. Furthermore, studies show a strong atrophy of the remaining surrounding stump muscles after transfemoral amputation. Depending on the level of amputation, important muscle groups are surgically shortened or completely removed. Parts of the attached hip muscle fibers can also be removed. Due to the new leverage ratios within the stump, the patient experiences postural errors and thus a conspicuous gait pattern. Deterioration of joint mobility and overload of the musculature can also be caused by the use of prosthesis.
Werden die Patienten nicht oder ungenügend postoperativ versorgt, kann es bei den Betroffenen zu Schmerzen in den betroffenen und weiter proximalen Gelenken kommen. Dies hat unökonomische Bewegungsabläufe bis hin zu mangelnder Prothesenkontrolle zur Folge. Um die muskulären Dysbalancen und Haltungsfehler bei Prothesenträgern im Zuge der Rehabilitation zu korrigieren ist ein gezieltes Training der Hüft- und Beckenmuskulatur und der noch vorhandenen Stumpfmuskulatur notwendig.If the patients are not or insufficiently treated postoperatively, the affected persons may experience pain in the affected and more proximal joints. This results in uneconomic movements to a lack of prosthesis control. In order to correct the muscular dysbalances and postural defects in prosthesis wearers in the course of rehabilitation, targeted training of the hip and pelvic muscles and the remaining stump musculature is necessary.
Die auf dem Markt befindlichen Produkte sind vorrangig auf das Bewegungs- und Krafttraining bzw. die Bewegungsanalyse gerichtet. Bereits existieren zahlreiche Geräte zum Training der Hüft- und Beckenmuskulatur. Bei den meisten Trainingsgeräten kann jedoch nur eine spezielle Muskelgruppe trainiert werden.The products on the market are primarily aimed at exercise and strength training and movement analysis. There are already numerous devices for training the hip and pelvic muscles. Most exercise equipment, however, can only train one specific muscle group.
In
In
Aus
Eine weitere etablierte Methode ist das Elektromuskelstimulations-Training (EMS Training), welches in der Rehabilitation der unteren Extremitäten eingesetzt wird. Hierbei wird durch die von Elektroden erzeugten elektrischen Impulse, die Kontraktion der Muskulatur herbeigeführt. Darüber hinaus werden Therabänder in der konventionellen Rehabilitation eingesetzt, welche jedoch nur einen geringen Trainingswiderstand bieten.Another established method is the electric muscle stimulation training (EMS training), which is used in the rehabilitation of the lower extremities is used. In this case, the contraction of the musculature is brought about by the electrical impulses generated by electrodes. In addition, Therabänder are used in conventional rehabilitation, which, however, offer only a low training resistance.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Überwindung der aufgezeigten Nachteile.Against this background, the object of the present invention is to overcome the disadvantages mentioned.
Diese Aufgabe wird nun mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with a device according to
Vorgeschlagen wird ein Trainings- und Diagnostikgerät
- - ein Gestell
(1) , - - eine Beckenhalterung
(2) , - - einen Sitz
(3) , - - einen Gewichtsturm
(4) und - - ein Schienensystem
(5) , wobei
- - a frame
(1) . - - a cymbal holder
(2) . - - a seat
(3) . - - a weight tower
(4) and - - a rail system
(5) , in which
Die Erfindung stellt ein dreidimensionales Trainingsgerät der Hüft- und Beckenmuskulatur im Sport- und Rehabilitationsbereich zur Verfügung, welches eine neue Systemlösung für Diagnostik und Training darstellt.The invention provides a three-dimensional exercise apparatus of the hip and pelvic musculature in the sports and rehabilitation area, which represents a new system solution for diagnostics and training.
Mit dem Trainingsgerät können die
- - Flexoren, wie Hüftbeuger (u.a M. iliopsoas, M. piriformes, M. gluteus minimus, M adductor longus, M. adductor brevis, M. gracilis),
- - Extensoren, wie Hüftstrecker (u.a M. gluteus maximus und M. gluteus minimus),
- - Adduktoren, die dem Anziehen des Beines bzw. Oberschenkels dienen (u.a M. pectineus, N. femoralis, M. adductor magnus, M. adductor longus, M. adductor brevis, M. adductor minimus, M. gracilis) und
- - Abduktoren, die dem Abspreizen des Beines bzw. Oberschenkels dienen (u.a M. gluteus minimus, M. gluteus medius, M. piriformes) unter trainingswissenschaftlichen Aspekten trainiert werden.
- Flexors, such as hip flexors (eg, M. iliopsoas, M. piriformes, M. gluteus minimus, M. adductor longus, M. adductor brevis, M. gracilis),
- - Extensors, such as hip extensors (including M. gluteus maximus and M. gluteus minimus),
- Adductors which serve to attract the leg or thigh (inter alia, M. pectineus, N. femoralis, M. adductor magnus, M. adductor longus, M. adductor brevis, M. adductor minimus, M. gracilis) and
- - Abductors that serve to spread the leg or thigh (including M. gluteus minimus, M. gluteus medius, M. piriformes) are trained under training science aspects.
Durch die dreidimensionale Konstruktion der Erfindung, dient das Gerät dem gezielten Training der Hüft- und Beckenmuskulatur gesunder Sportler, Sportlern nach Verletzungen, zum Muskelaufbau in der Rehabilitationsphase und Menschen mit körperlichen bzw. kognitiven Einschränkungen. So kann es bspw. in der Hüftschule, zum allgemeinen Muskelaufbau, zur Verbesserung der intra- und intermuskulären Koordination sowie für ein Beweglichkeitstraining eingesetzt werden. Spezielle Anwendungsgebiete im Reha-Sport sind: postoperative Rehabilitation der unteren Extremitäten, Amputationspatienten der unteren Extremitäten, Patienten nach Hüft-TEP, Patienten nach Schenkelhalsbruch, Patienten mit Coxarthrose, Morbus Perthes, Cerebralparese, Lähmungen und Gangstörungen nach Schlaganfall.Through the three-dimensional construction of the invention, the device is the targeted training of the hip and pelvic muscles of healthy athletes, athletes after injuries, to build muscle in the rehabilitation phase and people with physical or cognitive limitations. For example, it can be used in hip training, for general muscle building, for improving intra- and intermuscular coordination as well as for mobility training. Special areas of application in rehab sports are: lower limb postoperative rehabilitation, lower limb amputations patients, hip replacement patients, femoral neck fracture patients, coxarthrosis patients, Perthes disease, cerebral palsy, paralysis and post-stroke gait disorders.
Durch das gezielte Training der Abduktoren, Adduktoren, Flexoren und Extensoren erfolgt eine Erhöhung des Stoffwechsels im Hüftgelenk, eine Verbesserung der Beweglichkeit im Hüftgelenk, eine verbesserte intra- und intermuskuläre Koordination, die Erhaltung der Muskelmasse und Muskelhypertrophie.The targeted training of the abductors, adductors, flexors and extensors increases the metabolism of the hip, improves hip flexibility, improves intra- and intermuscular coordination, preserves muscle mass and muscle hypertrophy.
Neben dem gezielten Training der Muskulatur, ist das Trainings- und Diagnostikgerät
Die Erfindung bietet Anpassungsmöglichkeiten an die individuelle Biomechanik (resultierend aus verschiedenen Krankheitsbildern) und den variablen Körpermaßen der Patient (in Anlehnung an DIN 33402-2). Des Weiteren ist die Erfindung an die sicherheitstechnischen Anforderungen für stationäre Trainingsgeräte angelehnt (EN ISO 20957-1:2013).The invention offers customization options for the individual biomechanics (resulting from different clinical pictures) and the variable body dimensions of the patient (based on DIN 33402-2). Furthermore, the invention is based on the safety requirements for stationary training equipment (EN ISO 20957-1: 2013).
Die neue Erfindung kann in Sportclubs, Fitnessstudios, Reha-Einrichtungen, Forschungseinrichtungen und Sanitätshäusern installiert werden.The new invention can be installed in sports clubs, gyms, rehabilitation facilities, research facilities and medical supply stores.
Der Benutzer
Für das Training der Hüft- und Beckenmuskulatur stellt sich der Benutzer an die Beckenhalterung. Die Beckenhalterung wird individuell in Bereite, Höhe und an die LWS des Benutzers angepasst. Eine elastische Bandage wird im unteren Drittel des Oberschenkels (bei Amputationspatienten) oder am Unterschenkel des Benutzers befestigt. Das Anlegen der Manschette, Einstellen der Höhe und der Beckenhalterung soll in weniger als 3 Minuten erfolgen. Die Größe der Manschette kann beliebig auf die individuellen Nutzer abgestimmt werden.For the training of the hip and pelvic muscles, the user adjusts to the pelvic support. The cymbal holder is individually adjusted to the height, height and user's LWS. An elastic bandage is fixed in the lower third of the thigh (in amputation patients) or on the lower leg of the user. Apply the cuff, adjust the height and pelvic support in less than 3 minutes. The size of the cuff can be adjusted to the individual user.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Gewichtsturm
Der Gewichtsturm
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Trainings- und Diagnostikgerät
Dadurch, dass der Gewichtsturm
Der Benutzer
- - mit dem Rücken zum Gewichtsturm und bewirkt somit eine Flexion des Hüftgelenks und
- - seitlich zum Gewichtsturm und erreicht damit eine Abduktion (270°) oder Adduktion (90°) des Hüftgelenks,
- - in einer Position gegenüber vom Gewichtsturm (180°) bewirkt er eine Extension.
- - with the back to the weight storm and thus causes a flexion of the hip joint and
- - lateral to the weight storm and thus achieves an abduction (270 °) or adduction (90 °) of the hip joint,
- - in a position opposite to the weight tower (180 °) it causes an extension.
Die Winkel sind wie folgt in Grad definiert die der Turm
Variante 1:
- Flexion: Gewichtsturm GT
(1) bei 0° bzw. 360° - Adduktion: GT bei 270°
- Extension: GT bei 180°
- Abduktion: GT bei 90°
- Flexion: weightstorm GT
(1) at 0 ° or 360 ° - Adduction: GT at 270 °
- Extension: GT at 180 °
- Abduction: GT at 90 °
Variante 2 :
- Flexion: Beckenhalterung (BH) bei 0 bzw. 360°
- Adduktion: BH bei 90°
- Extension: BH bei 180°
- Abduktion: BH bei 270°
- Flexion: Pelvic support (BH) at 0 or 360 °
- Adduction: bra at 90 °
- Extension: Bra at 180 °
- Abduction: bra at 270 °
Zwischen den definierten Winkeln lassen sich mit dem Trainings- und Diagnostikgerät
Über einen Kabelzug
Zur Bestimmung der Gleichgewichtsfähigkeit für diagnostische Zwecke befindet sich der Benutzer
Zur Bestimmung der Maximalkraft muss der Gewichtturm arretiert werden. Über den Kraftaufnehmer
Über den verbauten Potentiometer
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht eine individuell verstellbare Beckenhalterung
Das Gerät
Das Gerät
Das Gerät
Zudem kann das Gerät
Das Gerät
Das Gerät
Das Gerät
Das Gerät(1') kann zudem einen Kraftaufnehmer
Sind Längenverhältnisse der unteren Extremitäten bekannt, kann man durch die Kraftmessung auch auf Hüftgelenkmomente geschlossen werden. Des Weiten lassen sich durch den Kraftaufnehmer Kraft-Zeit-Verläufe und Kraftsymmetrie für alle Bewegungsrichtungen analysieren und in Echtzeit darstellen. If length ratios of the lower extremities are known, it is also possible to determine the hip joint moments by measuring the force. From a distance, force-time profiles and force symmetry for all movement directions can be analyzed and displayed in real time by the load cell.
Das Gerät
Das Gerät
Das Gerät
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert, wobei die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist:The invention is explained below with reference to figures, the invention not being limited thereto:
Es zeigen:
-
1' : schematisch ein Trainings- und Diagnostikgerät(1') für die Hüft- und Beckenmuskulatur im Sport- und Rehabilitationsbereich in isometrischer Ansicht,, -
1a ,1b und1c : schematisch das Trainings- und Diagnostikgerät(1') aus1' in Frontalansicht 1b, in Rückansicht 1a und in Seitenansicht 1c, -
2 : schematisch das Trainings- und Diagnostikgerät(1') aus1' in Draufsicht, -
3a ,3b und3c : schematische eine Darstellung der Beckenhalterung auf Schienensystem des Trainings- und Diagnostikgerät(1') aus1' in mehreren Ansichten, -
4a bis4d : schematisch das Trainings- und Diagnostikgerät(1') mit einer trainierenden Person(B) für eine erste Variante oder Ausführungsform der Erfindung und -
5a bis5e : schematisch das Trainings- und Diagnostikgerät(1') mit einer trainierenden Person(B) für eine zweite Version bzw. weitere Ausführungsform der Erfindung.
-
1' schematically a training and diagnostic device(1') for the hip and pelvic musculature in the sports and rehabilitation area in isometric view ,, -
1a .1b and1c : schematically the training and diagnostic device(1') out1' in front view 1b, in rear view 1a and in side view 1c, -
2 : schematically the training and diagnostic device(1') out1' in plan view, -
3a .3b and3c : schematic a representation of the cymbal holder on rail system of the training and diagnostic device(1') out1' in several views, -
4a to4d : schematically the training and diagnostic device(1') with a coaching person(B) for a first variant or embodiment of the invention and -
5a to5e : schematically the training and diagnostic device(1') with a coaching person(B) for a second version or further embodiment of the invention.
In
Das Trainings- und Diagnostikgerät
- - ein Gestell
(1) , - - eine Beckenhalterung
(2) , - - einen Sitz
(3) , - - einen Gewichtsturm (4)
- - einem Schienensystem
(5) , wobei der Gewichtsturm(4) und die Beckenhalterung(2) auf dem Schienensystem(5) gelagert sind.
- - a frame
(1) . - - a cymbal holder
(2) . - - a seat
(3) . - - a weight tower (4)
- - a rail system
(5) , where the weight storm(4) and the cymbal holder(2) on the rail system(5) are stored.
Bei dem dreidimensionalen Trainings- und Diagnostikgerät
Es weist eine variable Beckenhalterung
Somit wird eine Rotation des Gestells
Über den Durchmesser der Rolle
Die Datenübertragung der Sensoren kann über Funk (z.B. Bluetooth) oder über Kabel die in dem Gestell
In einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Trainings- und Diagnostikgeräts
In den
Die
Die
Aus den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- (1')(1')
- Trainings- und DiagnostikgerätTraining and diagnostic device
- (1)(1)
- Gestellframe
- (2)(2)
- BeckenhalterungBeck bracket
- (3)(3)
- SitzSeat
- (4)(4)
- Gewichtsturmweight tower
- (5) (5)
- Schienensystemrail system
- (5')(5 ')
- Öffnungselement im Schienensystem (5)Opening element in the rail system (5)
- (6)(6)
- Seilsystemcable system
- (7)(7)
- Umlenkrollenguide rollers
- (8)(8th)
- Potentiometerpotentiometer
- (9)(9)
- DrehratensensorYaw rate sensor
- (10)(10)
- Manschettecuff
- (11)(11)
- KraftaufnehmerLoad cell
- (12)(12)
- KraftmessplatteForce plate
- (12')(12 ')
- Bodenplattebaseplate
- (13)(13)
- CPU und BildschirmCPU and screen
- (B)(B)
- Benutzer oder PersonUser or person
- (P)(P)
-
Öffnungsrichtung des Öffnungselements
(5') im Schienensystem(5) Opening direction of the opening element(5 ') in the rail system(5) - (R)(R)
- Pfeil für Dreh- oder RotationsrichtungArrow for rotation or rotation direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 000008888664 B1 [0011]US 000008888664 B1 [0011]
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Legal Events
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R138 | Derivation of utility model |
Ref document number: 202017006794 Country of ref document: DE |
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