DE3632238A1

DE3632238A1 - Ein rechnerunterstuetzter elektromechanischer universaltrainer zum gezielten aufbau und erhalt der muskelkraft

Info

Publication number: DE3632238A1
Application number: DE19863632238
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: WAGNER HASSO DIPL PHYS
Current assignee: WAGNER HASSO DIPL PHYS
Priority date: 1986-09-23
Filing date: 1986-09-23
Publication date: 1988-04-07

Description

Die Erfindung betrifft ein rechnerunterstütztes elektromechanisches Trainingssystem mit dessen Hilfe es dem orthopädisch-traumatologischen Patienten während seiner Rehabilitationsphase ermöglicht werden soll, mit vorgegebenen speziellen Trainingsprogrammen gezieltes Muskelaufbau- und Muskelerhalttraining durchzuführen. Das System eignet sich ebenfalls für den Einsatz im Bereich des Muskelaufbautrainings von Sportlern.

Es ist bekannt, daß längere Bettlägrigkeit infolge von Unfällen oder Operationen zu einem Nachlassen der Kraft der in dieser Zeit nicht eingesetzten Skelettmuskulator führt. Gerade bei operativen orthopädischen Maßnahmen ist aber häufig ein leistungsfähiges Skelettmuskelsystem für den Gesamterfolg der Therapie notwendig. Einzelne orthopädische Maßnahmen verlangen für ihren optimalen Erfolg auch das gezielte Auftrainieren eines oder mehrerer Muskel.

Es ist bekannt, daß geeignet dosierte isometrische oder auxotone Muskelbeanspruchung für den Aufbau der Muskelkraft wirksam ist. Zur richtigen Dosierung des isometrischen bzw. des auxotonen Trainings sind jedoch folgende Voraussetzungen zu erfüllen:

1. der Patient muß zur zuverlässigen quantitativen Einhaltung bestimmter, nach Anzahl der Zyklen und der Höhe der auszuübenden isometrischen bzw. auxotonen Kraftentwicklung genau definierter Übungen angehalten werden.
2. Der Patient muß hierzu ein Trainingsprogramm mit definierten Aufgaben angeboten bekommen, deren Erfüllung er durch geeignet visuelle und/oder akustische Rückmeldung selber kontrollieren kann. Diese Kontrolle muß muskelspezifisch erfolgen um etwa bei mehreren synergistisch wirkenden Muskeln die Aktivierung des gewünschten Muskels sicherzustellen.
3. Das Training muß ohne großen Aufwand auch am Krankenbett durchführbar sein.
4. Der Therapeut muß die Möglichkeit haben, die Einhaltung des Trainingsprogrammes durch den Patienten zu kontrollieren und zu dokumentieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trainingssystem bereit zu stellen, welches alle diese Anforderungen erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im folgenden beschriebene System gelöst.

Das System besteht aus folgenden Komponenten:

1. Eine in einfacher Weise am handelsüblichen Krankenbett oder in einer sonstigen Verankerung zu befestigende Zug- bzw. Druckvorrichtung, gegen welche der Patient mit der zu trainierenden Muskulatur die isometrische bzw. auxotone Kraftübung durchführt. Solche Vorrichtungen sind Stand der Technik und bedürfen keiner näheren Beschreibung (siehe Fig. 2).
2. Ein in dieser Vorrichtung geeignet eingebaute Kraftmesser (z. B. eine Kraftmeßdose auf DMS-Basis) der für die quantitative Erfassung der entwickelten Kraft und deren Wandlung in ein elektrisches Signal geeignet sind.
3. Elektroden zur Erfassung der elektromyographischen Aktivität (EMG) eines oder mehrerer zu trainierender Muskeln mit geeigneter Signalverarbeitungselektronik.
4. Ein Mikrorechnersystem, welches so konfiguriert ist, daß es folgende Aufgaben erfüllen kann:
- a) Erfassung, Verarbeitung und Speicherung der elektromyographischen Signale und der Kraftsignale,
- b) visuelle und akustische Darstellung dieser Signale im Rahmen eines ablaufenden Trainingsprogrammes, welches patientenspezifisch von einem Datenträger abgerufen werden kann. Dieses Programm soll dem Patienten die zu erfüllende Trainingsaufgabe in geeigneter Weise darstellen, ihn zur Durchführung dieser Aufgabe motivieren und ihm die Erfüllung dieser Aufgabe (z. B. Erreichung eines bestimmten Kraftniveaus und/oder einer bestimmten elektromyographischen Aktivität), bzw. seine Trainingsfortschritte anzeigen.
- c) Speicherung und Dokumentation der vom Patienten im Rahmen des ablaufenden Trainingsprogrammes erbrachten Leistungen zur Kontrolle durch den Therapeuten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.

Die vom Patienten bzw. von der Trainingsvorrichtung abgeleiteten elektromyographischen bzw. Kraftsignale werden von einer Meßelektronik aufbereitet und über eine Optokopplerschnittstelle, welche die elektrische Patientensicherheit gewährleistet, dem A/D-Wandler des Mikrorechners zugeführt.

Das Mikrorechnersystem verfügt über eine Eingabe-Tastatur zum Abrufen des gewünschten speziellen Trainingsprogrammes bzw. dessen patientenspezifischer Modifikation, eine Massenspeichereinheit (z. B. Floppy-Disk, Magnetband, Winchester, Eproms etc.) zum Einlesen der Trainingsprogramme bzw. zum Speichern von Trainingsergebnissen und einen Monitor für die visuelle und akustische Kommunikation mit dem Patienten bzw. Therapeuten.

Claims

Rechnerunterstützer elektromechanischer Universaltrainer zum gezielten Aufbau und Erhalt der Muskelkraft, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verbindung einer isometrischen oder auxotonen mechanischen Muskelkrafttrainingsvorrichtung mit einem Kraftmeßsystem, muskelspezifischen elektromyographischen Ableitungen und einem Mikrorechnersystem ein programmgesteuertes, quantitativ kontrolliertes, muskelselektives Krafttraining ermöglicht wird.