DE20010887U1 - Vorrichtung zur Überwachung der Belastung des menschlichen Bewegungsapparates - Google Patents
Vorrichtung zur Überwachung der Belastung des menschlichen BewegungsapparatesInfo
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Description
PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS · EUROPEAN TRADE MARK ATTORNEYS
UNSER ZEICHEN/OUR REF DATUM/DATE
P202800IDEUOONs \ 19. Juni 2000
Roland Pfaff
Weinbergstr. 7
97 840 Hafenlohr
VORRICHTUNG ZUR ÜBERWACHUNG DER BELASTUNG DES MENSCHLICHEN BEWEGUNGSAPPARATES -.^
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Belastung des menschlichen Bewegungsapparates nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Vorrichtungen finden z.B. Verwendung nach Operationen wie Hüftgelenk- oder Kniegelenkoperationen, nach Beinbrüchen oder bei anderen Erkrankungen, bei welchen die mechanische Belastung eines Gelenks oder Beines während einer Therapie oder einer sich daran anschließenden Heilungsphase einen bestimmten Wert nicht übersteigen darf. Zur Beschleunigung des Heilungsvorganges kann es aber häufig auch von Vorteil sein, den Bewegungsapparat durch eine geringe mechanische Belastung des Bewegungsapparates zu stimulieren. Diese Belastung kann dann im Lauf der Therapie stufenweise erhöht werden. Um dem Patienten eine Kontrolle der Belastung zu erlauben, sind daher Vorrichtungen mit in die Schuhsohle integrierten Druck-Sensoren entwickelt worden, welche bei Überschreiten eines bestimmten, einstellbaren Belastungswertes ein akustisches, optisches oder anderweitig sensitiv erfaßbares Warnsignal auslösen.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus DE 37 14 218 Al bekannt. Die offenbarte Vorrichtung besteht aus einer Schuheinlegesohle mit integrierter Kraftmeßvorrichtung und einer an diese angeschlossene tragbare Elektronikeinheit, welche die Meßdaten speichert, verarbeitet und an einem Sichtfenster an-
zeigt. Alle Meßdaten einer vorgegebenen Behandlungsperiode können so im nachhinein abgerufen und damit das Belastungsverhalten des Patienten exakt dokumentiert und vom Arzt ausgewertet werden. Die Kraftmeßvorrichtung besteht zum Beispiel aus harten Druck-Sensoren mif Dehnungsmeßstreifen,'von denen zwei im Ballenbereich und einer im Fersenbereich der Einlegesohle angeordnet sind. Als Alternative wird auch die Verwendung einer einzigen Druckmeßfolie als Gesamtsensor vorgeschlagen. Da der genaue Belastungsort für die hier offenbarte Therapiehilfe nicht relevant ist, genügt nämlich ein einziger Druck-Sensor, sofern er sich zumindest über den Fersenbereich der Einlegesohle erstreckt.
Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der US 5,357,696 offenbart. Auch hier werden die Signale von mehreren einzelnen Druck-Sensoren einfach summiert und einem Elektronikbaustein zum Speichern und Auswerten der Daten zugeführt.
Ähnliche Vorrichtungen werden auch^zur Ulcusprophylaxe am diabetischen Fuß verwendet, wie z. B. in der DE 43 08 945 Al offenbart. Da mit Hilfe dieser Therapievorrichtung nicht die Gesamtbelastung des Beines, sondern die Druckbelast-ung auf einzelne Punkte des Fußes kontrolliert werden soll, ist vorgesehen, die Druckbelastung an mehreren Punkten der Sohle und nicht flächenmäßig zu erfassen. Außerdem wird das Warnsignal nicht nur bei einer kurzzeitigen Überschreitung eines Belastungsgrenzwertes ausgelöst, sondern auch bei langer andauernder, niedrigerer Belastung.
Des weiteren sind auch aufwendige und ortsfeste Systeme bekannt, die für therapeutische Zwecke eine Analyse des Druckprofils eines belasteten Fußes erlauben. Diese Systeme sind mit einer großen Anzahl von Sensoren zur Druckverteilungsmessung ausgestattet und meist direkt an einen Computer angeschlossen. Eine derartige Vorrichtung kann daher nur in der Praxis eines Orthopäden für die Analyse weniger Schritte verwendet werden, nicht jedoch für die ständige Kontrolle des täglichen Gehens. Gerade bei den Bewegungsbelastungen im Alltag des Patienten wä-
re es jedoch wichtig, die genaue Belastungsabfolge zu erfassen und zu dokumentieren und die Ergebnisse dem Patienten laufend zugänglich zu machen, um diesem die ständige Kontrolle über die Belastung z.B. seines Fußes zu ermöglichen.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine tragbare, einfach herzustellende Vorrichtung zur Überwachung der Belastung des menschlichen Bewegungsapparates bereitzustellen, welche einem Benutzer eine genaue Kontrolle über sein Belastungsverhalten beim &iacgr;&ogr; Gehen, Laufen, etc. ermöglicht.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand von Anspruch^ 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach sind bei einer Vorrichtung zur Überwachung der Belastung des menschlichen Bewegungsapparates mit einer in einem Schuh angeordneten Druck-Meßvorrichtung zur Messung der Belastung des Fußes die gemessenen Belastungswerte einer Auswerteeinrichtung zuführbar, welche so ausgebildet ist, daß aus der Größe, der zeitlichen Abfolge der gemessenen Belastungswerte und/oder dem Belastungsort eine Analyse des Bewegungsablaufes ;-beim Laufen oder Gehen erstellt wird (Anspruch 1). Auf diese Weise wird einem Benutzer z.B. einem hüftgelenkoperierten Patienten, nicht nur angezeigt, daß er einen bestimmten Belastungswert überschreitet, ihm wird gleichzeitig mitgeteilt, in welcher Phase des Bewegungsablaufs die unzulässig hohe Belastung auftritt. Dadurch kann er seine Gangart so anpassen, daß dabei zu keiner Zeit der eingestellte Belastungsgrenzwert überschritten wird.
Aber nicht nur zu Therapie- und Rehabilitationszwecken, sondern auch zur Überwachung/Kontrolle des Belastungsverlaufs für Sportler im täglichen Training ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einsetzbar.
Bevorzugt ist die Druck-Meßvorrichtung zur Messung der Belastung der Fußsohle in eine herausnehmbare Einlegesohle integriert (Anspruch 2). Diese kann in einen beliebigen Schuh eingesetzt werden und gegebenenfalls als Wegwerfartikel ausgestal-
tet sein. Auf diese Weise kann die in die Einlegesohle integrierte Druck-Meßvorrichtung ausgewechselt werden, wenn sie abgenutzt oder verschmutzt ist, während(die hiermit lösbar verbundene Auswerteeinrichtung weiter verwendet wird. 5
Gemäß Anspruch 3 weist die Meßvorrichtung bevorzugt wenigstens zwei Sensoren im Bereich des Fußballens und einen Sensor im Bereich der Ferse auf. Um eine möglichst komplette Analyse des Bewegungsablaufes des Fußes beim Laufen oder Gehen erstellen zu können, ist es nämlich von Vorteil, die Druckbelastung an mehreren Punkten, insbesondere aber an der Ferse und am Ballen, zu messen. Selbstverständlich kann dieses Ziel aber auch mit einer anderen Verteilung'der Druck-Sensoren erreicht werden. Die Druck-Sensoren selbst können bevorzugt als Dehnungsmeßstreifen, als piezo-resistive Sensoren, oder als kapazitive oder resistive Sensoren ausgebildet sein (Anspruch 4). Vorteilhaft sind es insbesondere solche Art von Sensoren, welche kostengünstig in der Herstellung sind und daher auch in Wegwerfeinlegsohlen integriert werden können.
Gemäß Anspruch 5 umfaßt die Auswerteeinrichtung bevorzugt einen Speicherbaustein, in dem die gemessenen Belastungswerte, die Anzahl aller Belastungen, die Anzahl der Belastungen, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, und/oder die von der Auswerteeinheit erstellten Analysedaten gespeichert werden können. Hierdurch wird dem Benutzer ermöglicht, seine Belastungshistorie jederzeit abzurufen; auch ein Arzt kann so die Belastung des Bewegungsapparates eines Patienten im nachhinein kontrollieren. Insbesondere werden die Daten bevorzugt solange gespeichert, bis sie - gemäß Anspruch 6 - über einen Drucker ausgedruckt worden sind. Hierfür kann unter Umständen auch ein PC zwischengeschaltet werden, welcher die Daten von der Auswertevorrichtung empfängt und an einen Drucker weiterleitet. Zusätzlich ist es jedoch denkbar, die Auswerteeinheit vorzugsweise selbst mit einem Sichtfenster auszustatten, auf welchem der Benutzer seinen Bewegungsablauf unmittelbar verfolgen kann.
Hierzu ist die Auswerteeinrichtung bevorzugt nicht direkt am oder im Schuh, sondern in einer kompakten, tragbaren Elektronik-Box außerhalb des Schuhs angeordnet (Anspruch 7).Ein Benutzer kann die Auswerteeinheit beispielsweise nach Art einer Uhr am Handgelenk, in einer Tasche seiner Bekleidung oder an einer Tragschlaufe tragen. Auf diese Weise kann er auf die Ergebnisse der Auswertung ständig zugreifen.
Bevorzugt ist die Auswerteeinrichtung über eine kabellose Verbindung, z. B. eine Funk- oder IR-Verbindung mit der Druck-Meßvorrichtung verbunden (Anspruch 8). Die gesamte Vorrichtung kann so ohne Hantieren mit Kabelverbindungen an- und abgelegt werden-und ist im Tragen unauffällig. Es ist aber auch möglich, die Auswerteeinrichtung über einen Kabelverbindung mit der Elektronik-Box zu verbinden. Diese Ausführung ist derzeit in der Herstellung noch günstiger als die kabellose Verbindung.
Gemäß Anspruch 9 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt so ausgestaltet, daß bei Überschreitung eines oder mehrerer voreingestellter(n) Belastungs-Grenzwerte(s) ein akustisches, optisches oder anderweitig physisch wahrnehmbares Signal ausgelöst wird. Der Benutzer kann also nicht nur im nachhinein seine Belastungshistorie abrufen, sondern wird sofort auf eine unzulässig starke Belastung hingewiesen. Bei einer bevorzugten Gestaltung gemäß Anspruch 10 wird die Grenzwert-Überschreitung durch das Aufleuchten einer Leuchtdiode (LED) an der Elektronik-Box angezeigt. Eine entsprechende Signal-Lampe kann auch an anderer Stelle als an der Elektronik-Box angeordnet sein, auf jeden Fall sollte sie sich möglichst im Blickfeld des Patienten befinden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Überschreitung des Belastungs-Grenzwertes durch einen Summton angezeigt, dessen Lautstärke mit zunehmender Anzahl der Grenzwert-Überschreitungen ansteigt (Anspruch 11). Vorteilhaft ist hierbei, daß der Patient das Warnsignal nicht übersehen kann und daß - z.B. durch die Variation der Lautstärke - eine Differenzierung des Signals je nach Dringlichkeit möglich ist. Bei-
spielsweise kann es sinnvoll sein, die Signalstärke zu erhöhen, wenn innerhalb eines bestimmten Zeitraums bereits mehrere Grenzwertüberschreitungen detektiert worden sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die
Überschreitung des Belastungs-Grenzwertes durch Vibration eines am Körper befestigten Vibrators angezeigt (Anspruch 12). Diese Lösung hat den Vorteil, daß der Patient das Signal nicht übersehen oder überhören kann, es sich andererseits aber nur ihm, &iacgr;&ogr; nicht aber seiner Umgebung ggf. störend bemerkbar macht.
Gemäß Anspruch 13 werden bevorzugt der oder die Belastungs-Grenzwert (e) über ein an der Elektronik-Box angeordnetes Verstellmittel, zum Beispiel ein Dreh-Potentiometer, eingestellt.
Auf diese Weise können die Grenzwerte z.B. im Laufe einer Therapie schrittweise vom Arzt oder auch vom Patienten selber erhöht werden. Besonders bevorzugt sind der oder die Belastungs-Grenzwert (e) in Stufen einstellbar (Anspruch 14), beispielsweise in drei Stufen: die erste Grenzwert-Stufe liegt bei 5 kg Gewichtsbelastung. Bei dieser Stufe kann der Patient den Schuh mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwar anziehen, jede weitere Belastung löst jedoch ein Signal aus. Bei der zweiten Stufe liegt der Belastungs-Grenzwert zwischen 20 und 30 kg, der Patient kann den Fuß also mit ca. einem Drittel seines Körpergewichtes belasten. In der dritten Stufe liegt der Belastungs-Grenzwert bei 50 bis 70 kg. Bei dieser Stufe kann der Patient das Bein bereits beinahe mit seinem vollen Körpergewicht belasten. Durch die Einteilung in wenige Stufe ist die Grenzwert-Einstellung sehr einfach und kann unter Umständen auch - gemäß den Instruktionen des Arztes - vom Patienten selber durchgeführt werden.
Gemäß Anspruch 15 ist an der Elektronik-Box bevorzugt ein verriegelbarer Hauptschalter angeordnet. Dadurch wird verhindert, daß die Vorrichtung bei einer unachtsamen Bewegung versehentlich ausgeschaltet wird. Außerdem kann diese Maßnahme insbesondere bei unkooperativen Patienten vorteilhaft sein, da der Hauptschalter zum Beispiel vom Arzt verriegelt werden kann und
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der Patient nicht die Möglichkeit hat, die Vorrichtung und damit die Warnsignale abzuschalten.
Bevorzugt wird die Elektronik-Box über einen wiederaufladbaren Akkumulator mit Strom versorgt (Anspruch 16). Vorzugsweise wird dem Patienten akustisch oder optisch, z. B. durch eine LED-Ladekontrollleuchte angezeigt, daß der Akku leer ist, damit die Gehübungen nicht ohne die Warnvorrichtung weitergeführt werden. Der Akku kann über ein Netzladegerät aufgeladen werden.
Die Schuheinlage ist bevorzugt aus einem Material gefertigt, welches physiologisch unbedenklich ist, elektrisch isoliert und sich nicht statisch auflädt, und geringe elektrische Verluste sowie Kriechstromfestigkeit aufweist. Außerdem sollte es beständig gegen Alterung, Chemikalien und Temperaturwechsel (-40° bis +80° C) sein und geringen Verschleiß aufweisen. Weiterhin ist das Material vorzugsweise elastisch und biegewechselfest und versprödet nicht mit der Zeit. Geeignete Einlagen sind zum Beispiel aus Epoxitharzen, Chloroprenkautschuk, Silikon, ungesättigtem Polyester, Polyether-Blockamid, thermoplastischem Elastomer oder Polyuretan gefertigt (Anspruch 17).
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung.werden nun anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit einer schematischen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1:
Fig. 2:
Fig. 2:
Fig. 3:
Fig. 4:
Fig. 4:
Fig. 5a:
Fig. 5b:
Fig. 5b:
einen Längsschnitt durch einen Schuh mit einer in der Sohle integrierten Druck-Meßvorrichtung; eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bestehend aus Elektronik-Box und Einlegesohle mit integrierten Druck-Sensoren; die Ober- und Unterseite der Elektronik-Box; eine schematische Darstellung der Einstellung des Belastungs-Grenzwertes;
eine beispielhafte Darstellung der Datenanalyse; eine alternative Darstellung der Datenanalyse.
In den Figuren sind funktionsgleiche und -ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Der in Fig. 1 gezeigte Schuh 1 ist ein gewöhnlicher Schuh, in den eine Schuh-Einlegesohle 2 mit integrierter Druck-Meßvorrichtung lose eingelegt ist. Die Einlegesohle 2 besteht aus einem elastischen, chemisch stabilen und alterungsbeständigen Material, wie z.B. Epoxitharzen, Chloroprenkautschuk, Silikon, ungesättigtem Polyester, Polyether-Blockamid, thermopla-
Der in Fig. 1 gezeigte Schuh 1 ist ein gewöhnlicher Schuh, in den eine Schuh-Einlegesohle 2 mit integrierter Druck-Meßvorrichtung lose eingelegt ist. Die Einlegesohle 2 besteht aus einem elastischen, chemisch stabilen und alterungsbeständigen Material, wie z.B. Epoxitharzen, Chloroprenkautschuk, Silikon, ungesättigtem Polyester, Polyether-Blockamid, thermopla-
&iacgr;&ogr; stischem Elastomer oder Polyuretan. Im Inneren der Einlegesohle 2 sind die Druck-Sensoren 3, 4 und 5 angeordnet, was bei der Fertigung der Einlegesohle beispielsweise durch Gießen, Schweißen, "Spritzgießen,-Pressen oder andere Herstellungsverfahren erreicht werden kann. Die von den Sensoren erfaßten Signale werden über den Signalausgang 6 der Einlegesohle 2 in eine Auswerteeinheit in Form einer Elektronik-Box 7 (vgl. Fig. 2) gespeist. Dies kann durch eine in der Sohle angeordnete Sendeeinheit geschehen, welche die Meßdaten über Funk oder Infrarotlicht an eine Empfangseinheit in der externen Elektronik-Box sendet, oder auch über entsprechende Kabelverbindungen, deren Enden in eine oder mehrere Buchsen der Elektronik-Box 7 lösbar eingesteckt werden können.
Eine Ausführungsform mit Kabelverbindungen ist beispielhaft in Fig. 2 dargestellt. Die Einlegesohle 2 ist hier mit drei Druck-Sensoren 3, 4, 5 ausgestattet, von denen ein Sensor 3 im Fersenbereich und zwei Sensoren 4 und 5 im Ballenbereich des Fußes angeordnet sind. Hierbei liegen die Sensoren 3 und 5 jeweils auf der mit einem Pfeil dargestellten Gehachse, entlang welcher im wesentlichen beim Gehen das Gewicht von der Ferse bis zum Ballen verlagert wird. Der Sensor 4 ist hingegen lateral der Gehachse angeordnet, um auch seitlichen Gewichtsverlagerungen Rechnung zu tragen. Ziel ist es, die Sensoren so über die Fußsohle zu verteilen, daß nach Möglichkeit bei jeder Art der Belastung des Fußes mindestens ein Sensor aktiviert wird. Die Anordnung und Anzahl der Druck-Sensoren bestimmt sich daher nach z.B. orthopädischen Gesichtspunkten. Die gezeigte Ausführungsform mit drei Druck-Sensoren ermöglicht bereits eine umfassende
Analyse des Bewegungsablaufes beim Gehen oder Laufen, denkbar sind aber auch Ausführungen mit weniger oder mehr Druck-Sensoren, i
An der Elektronik-Box 7, die vom Benutzer am Körper oder in einer Tasche getragen wird, befindet sich ein Lautsprecher 8, welcher bei Überschreitung eines eingestellten Belastungsgrenzwertes einen Summton abgibt. Dieser Signalton wird mit zunehmender Anzahl von innerhalb eines bestimmten Zeitraums - beispielsweise eines Tages - erfolgten Grenzwertüberschreitungen lauter. Weiterhin ist ein Sichtfenster 9 vorgesehen, auf welchem die Mess- und Analysedaten angezeigt werden können.
In Fig. 3 ist die Ober- und Unterseite einer erfindungsgemäßen Elektronik-Box 7 dargestellt. Mit dem verriegelbaren Hauptschalter 10 kann die Elektronik-Box 7 aus- und eingeschaltet werden, wobei der eingeschaltete Betriebszustand durch die LED-Anzeige 14 angezeigt wird. Eine weitere LED 11 leuchtet auf, wenn ein eingestellter Belastungs-Grenzwert überschritten wird. Gleichzeitig ertönt bei Grenzwert-Überschreitung wie oben beschrieben ein Summton.
Der eingebaute Akkumulator, der die Elektronik-Box 7 mit Strom versorgt, kann über den Testschalter 13 in Verbindung mit der LED-Anzeige 12 überprüft werden. Wenn der Akkumulator aufgeladen ist, leuchtet die LED 12 auf, wenn der Testschalter 13 gedrückt wird.
Auf der Unterseite der Elektronik-Box 7 werden die von der Meß-Vorrichtung kommenden Signalkabel in eine Buchse 15 eingesteckt. Über diese Eingangsbuchse kann auch der Akkumulator mit einem dazugehörigen Netzladegerät aufgeladen werden. Der Ladevorgang wird über eine LED-Ladekontrollleuchte 16 angezeigt.
Der Belastungs-Grenzwert wird bevorzugt über ein Drehpotentiometer 17 eingestellt. Ein jeweils geeigneter Belastungs-Grenzwert kann auf die in Fig. 4 gezeigte Weise eingestellt werden. Hierbei sitzt der Patient oder Benutzer auf einem
Stuhl, während der einzustellende Fuß auf einer Personenwaage ruht. Der Patient oder eine Hilfsperson drückt nun mit langsam ansteigender Kraft auf das Knie nach unten. Auf diese Weise kann eine zulässige Höchstbelastung bestimmt und die dieser Be lastung entsprechende Kraft auf der Personenwaage abgelesen werden. Bei dieser Art der Einstellung wird das Eigengewicht des Beines berücksichtigt.
Verschiedene Möglichkeiten der Darstellung der gemessenen BeIastungswerte und der Erstellung einer Analyse des Bewegungsablaufs werden nun anhand der Figur 5 erläutert. Die dargestellten Auswertungsgraphiken können zum Beispiel auf dem Sichtfenster der Elektronik-Box dargestellt oder über einen Drucker ausgedruckt werden. In Figur 5a ist beispielsweise der Verlauf der Belastung während eines Gehschrittes als Kurve der Belastung F gegen die Zeit t aufgetragen. Die Gesamtbelastung ist als durchgezogene Linie dargestellt, die von den einzelnen Druck-Sensoren gemessenen Belastungswerte sind punktiert bzw. gestrichelt dargestellt. Der Einfachheit halber sind in diesem Ausführungsbeispiel nur zwei Sensoren angenommen, von denen einer im Fersenbereich (punktierte Linie) und einer am Ballen (gestrichelte Linie) angeordnet ist. Die Summe der Signale dieser beiden Sensoren, die Gesamtbelastung (durchgezogenen Linie) , steigt während eines Schrittes von Null auf den Maximalwert Fmax zum Zeitpunkt tmax an, um dann wieder auf den Wert Null abzufallen. Während des ansteigenden Abschnitts der Belastungskurve wird nur der Fersensensor aktiviert, dann werden Ferse und Ballen gemeinschaftlich belastet, und zum Schluß wird die Gewichtslast vom Ballen getragen, wie durch die gepunkteten und gestrichelten Linien dargestellt ist. Aus dieser Darstellung kann der Patient erkennen, zu welchem Zeitpunkt im Schrittablauf er die Maximalbelastung Fmax erreicht, und an welchen Sensoren die Maximalbelastung hauptsächlich gemessen worden ist. Im vorliegenden Fall tritt die Höchstbelastung während der Phase des Abrollens auf, bei der der Ballen belastet wird, während auf die Ferse nur geringer Druck ausgeübt wird. Durch diese Art der Darstellung kann der Patient also seinen eigenen Gang genau analysieren. Diese Information kann auch nicht durch ein bei
Überschreitung eines Belastungs-Grenzwertes ausgelöstes Warnsignal ersetzt werden, da die Belastungsverlagerung beim Gehen in der Regel zu schnell erfolgt, um das Warnsignal eindeutig einer bestimmten Phase im Bewegungsablauf zuordnen zu können.
Eine weitere Möglichkeit der Darstellung der Meßdaten ist in
Figur 5b gezeigt. Auch hier ist die Belastung auf der Ordinate
aufgetragen, allerdings nicht in Abhängigkeit von der Zeit,
sondern als Balkendiagramm, mit je einem Balken für jeden ein-
Figur 5b gezeigt. Auch hier ist die Belastung auf der Ordinate
aufgetragen, allerdings nicht in Abhängigkeit von der Zeit,
sondern als Balkendiagramm, mit je einem Balken für jeden ein-
zelnen Sensor. Diese Darstellung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Belastung von vielen Sensoren erfaßt wird. Die
Belastungsgröße an jedem Sensor kann entweder in „Echtzeit" angezeigt werden, also zu jedem Zeitpunkt die augenblickliche Belastung wiedergeben, es kann aber auch in dem Balkendiagramm
Belastungsgröße an jedem Sensor kann entweder in „Echtzeit" angezeigt werden, also zu jedem Zeitpunkt die augenblickliche Belastung wiedergeben, es kann aber auch in dem Balkendiagramm
jeweils am Ende des Schrittes der maximal erreichte Belastungswert angezeigt werden. Auf diese Weise kann der Zeitverlauf der Belastung zwar nicht nachvollzogen werden, die Darstellung ist
dafür aber übersichtlich und erlaubt eine schnelle Feststellung der meist belasteten Fußpartie.
dafür aber übersichtlich und erlaubt eine schnelle Feststellung der meist belasteten Fußpartie.
Verschiedene weitere Arten der Auswertung und Darstellung sind
denkbar, beispielsweise eine Mittelung über alle ,,innerhalb einer
Belastungsperiode erfolgten Schritte und eine entsprechende statistische Auswertung des Belastungsverhaltens des Patienten. Die Auswertungen können sowohl graphisch als auch als Zahlenwerte
ausgegeben werden.
denkbar, beispielsweise eine Mittelung über alle ,,innerhalb einer
Belastungsperiode erfolgten Schritte und eine entsprechende statistische Auswertung des Belastungsverhaltens des Patienten. Die Auswertungen können sowohl graphisch als auch als Zahlenwerte
ausgegeben werden.
Claims (17)
1. Vorrichtung zur Überwachung der Belastung des menschlichen Bewegungsapparates mit einer in einem Schuh angeordneten Druck-Meßvorrichtung zur Messung der Belastung des Fußes, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Belastungswerte einer Auswerteeinrichtung zuführbar sind, welche so ausgebildet ist, daß aus Größe und der zeitlichen Abfolge der Belastungswerte und/oder dem Belastungsort eine Analyse des Bewegungsablaufs beim Laufen oder Gehen erstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck-Meßvorrichtung in eine herausnehmbare Einlegesohle integriert ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung wenigstens zwei Sensoren im Bereich des Fußballens und einen Sensor im Bereich der Ferse aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren als Dehnungsmeßstreifen, als piezoresisitve Sensoren, oder als kapazitive oder resistive Sensoren ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Belastungswerte, die Anzahl aller Belastungen, die Anzahl der Belastungen, die einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, und/oder die von der Auswerteeinrichtung erstellten Analysedaten in einem Speicherbaustein der Auswerteeinrichtung speicherbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung zur Ausgabe der ermittelten Bewegungsanalyse an einen Drucker anschließbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung in einer kompakten, tragbaren Elektronik-Box außerhalb des Schuhs angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung über eine kabellose Verbindung, z. B. eine Funk- oder IR-Verbindung mit der Druck-Meßvorrichtung verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschreitung eines voreingestellten Belastungs-Grenzwertes durch akustische, optische oder physische Signale anzeigbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschreitung eines voreingestellten Belastungs-Grenzwertes durch das Aufleuchten einer LED an der Elektronik-Box anzeigbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschreitung eines voreingestellten Belastungs-Grenzwertes durch einen Summton anzeigbar ist, dessen Lautstärke mit zunehmender Anzahl der Grenzwertüberschreitungen ansteigt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschreitung eines voreingestellten Belastungs- Grenzwertes durch die Vibration eines am Körper befestigten Vibrators anzeigbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Belastungs-Grenzwert(e) über ein an der Elektronik-Box angeordnetes Verstellmittel, z. B. ein Dreh- Potentiometer, einstellbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungs-Grenzwert in Stufen einstellbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Elektronik-Box ein verriegelbarer Hauptschalter angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik-Box über einen Akkumulator mit Strom versorgt wird.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuheinlage aus Epoxitharz, Chloroprenkautschük, Silikon, ungesättigtem Polyester, Polyether-Blockamid, thermoplastischem Elastomer oder Polyurethan gefertigt ist.
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