DE3714218A1 - Therapeutische schutzvorrichtung gegen ueberlastung des menschlichen bewegungsapparates, sogenannte fusssohlenwaage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine sogenannte Fußsohlenwaage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Schutz­ vorrichtung ist auf dem Markt und in dem Prospektblatt "EDAR Einlage mit Drucksensor und akustischer Rückmeldung" der Firma Harald Habermann, Orthopädisch-technische Geräte, Frankfurt am Main, beschrieben. Das bekannte batteriebetrie­ bene Gerät ist lediglich dafür ausgelegt, den Patienten selbst akustisch zu warnen, wenn er beim Gehen an Krücken den Bewe­ gungsapparat mehr als vom Arzt vorgeschrieben belastet. Zur erfolgreichen Therapie ist es nämlich notwendig, den Bewegungs­ apparat in Zeitabständen zur Mindeststimulation nach dem Wolf′schen Gesetz einer stufenweise erhöhten Belastung zu unterwerfen. Hiernach ist eine Mindestbelastung einzustellen, die notwendig ist, um den Heilungsvorgang durch mechanische Reize zu stimulieren.

Von diesem Hintergrund ausgehend hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine therapeutische Schutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dahingehend weiterzu­ entwickeln, daß das Belastungsverhalten des Patienten für eine optimale Therapiesteuerung auf einfachste Art und Weise sowohl vom Arzt in Zeitabständen als auch vom Patienten selbst während des Gehens überprüfbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmalen. Die erfindungsgemäße Anwendung der EPROM-Technologie, d. h. die Einrichtung des tragbaren, batteriebetriebenen Elektronikteils zur Einggabe von zu speichernden Analysedaten über vorgefertigte Programm­ träger für Soll-Belastungsbereiche von 10 kg, 20 kg bis 100 kg und mehr, zur Speicherung aller Ist-Belastungswerte, also der Meßdaten während einer vorgegebenen Periode, sowie zum Abruf aller gespeicherten und durch den Mikroprozessor aufbe­ reiteten Meß- und Analysedaten ermöglicht es dem Arzt, das Belastungsverhalten des Patienten ohne Kenntnis einer Compu­ tersprache zu ermitteln, und auch ohne besondere Hardware, da das Elektronikteil mit einem Sichtfenster zur optischen Wiedergabe aller Daten versehen ist. Die abzurufenden Daten geben dem Arzt die Möglichkeit, das Belastungsverhalten des Patienten exakt zu dokumentieren mit der Folge, daß die Aus­ wertung des Verhaltensprofils die Heilungschancen für den Patienten verbessert. Dies ist von hohem Wert für eine opti­ male Therapiesteuerung und ebenso für eine exakte forensische Dokumentation. Je nach dem Belastungsverhalten des Patienten kann der Soll-Belastungsbereich für die nächste Periode mehr oder weniger erhöht oder überhaupt nicht verändert werden. Ferner kann der Patient sein Belastungsverhalten selbst am Sichtfenster beobachten, wobei hilfsweise ein akustisches Warnsignal wie bei der bekannten Schutzvorrichtung empfehlens­ wert ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann das Elektronikteil zum Ausdruck der mit dem Einschieben des Speicherabruf-EPROMS durch den Arzt an einen Drucker anschließbar sein. Auch zum Ausdrucken bedarf es keinerlei EDV-Kenntnisse.

Dem Elektronikteil kann ein tragbarer Meßverstärker vorge­ schaltet sein, um auch niedrige Meßdaten im Elektronikteil zu verarbeiten, wenn zu Anfang der Behandlung ein niedriger Soll-Belastungsbereich vorgegeben ist.

Um die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung weitgehend von Kabeln und Kabelanschlüssen zu entlasten, kann in die Einlege­ sohle ein Sender und in das Elektronikteil ein Empfänger zur drahtlosen Übertragung der Meßdaten integriert sein.

Vorteilhafter ist es jedoch, wenn das Elektronikteil mittels Kabel und Steckverbindung mit der in der Einlegesohle inte­ grierten Kraftmeßvorrichtung verbindbar ist, und daß die Ein­ legesohle flexibel ausgeführt sowie hinsichtlich der Auswahl einfachster und preiswertester Drucksensoren als Wegwerfar­ tikel konzipiert ist. Der Einmalgebrauch von in den verschie­ densten Schuhgrößen bereitgestellten Einlegesohlen ist deshalb vorteilhaft, weil die Einlegesohle dem Fußschweiß und Körper­ ausdünstungen ausgesetzt ist und deren Reinigung kostspie­ liger ist als eine mit wenigen Drucksensoren einfachster und preiswertester Bauart ausgestattete Wegwerf-Einlegesohle. Bei Verwendung von sogenannten harten Drucksensoren mit Dehnungsmeßstreifen empfiehlt es sich, zwei Drucksensoren im Ballenbereich und einen Drucksensor im Fersenbereich der Ein­ legesohle vorzusehen. Werden jedoch flexible Dünnmeßfolien als Drucksensor verwendet, genügt eine Druckmeßfolie als Gesamt­ sensor, die sich mindestens über den Fersenbereich der Ein­ legesohle erstreckt, etwa zu 2/3 der Gesamtfläche der Einlege­ sohle, die selbstverständlich auch vollständig mit einer Dünnmeßfolie belegt sein kann. Es gehört zum Prinzip der Weg­ werf-Einlegesohle, daß das aus der Einlegesohle herausge­ führte Kabel mit einem Stecker verbunden ist, über den nicht nur die Meßdaten herausgeführt, sondern auch die Meßspannung von dem batteriebetriebenen Elektronikteil oder dem Meßver­ stärker den Drucksensoren zugeführt ist.

Zum Stand der Technik auf dem Nachbargebiet zur Anzeige des Druckprofils eines belasteten Fußes ist ein Meßsystem bekannt, das ebenfalls Sensor-Einlegesohlen in verschiedenen Schuh­ größen umfaßt, jedoch mit einer großen Anzahl von Sensoren zur Druckverteilungsmessung, zu deren Auswertung ein erheblicher Aufwand für Hardware und Software erforderlich ist. Dieses Meßsystem erfordert EDV-Kenntnisse und ist zur Ausstattung der Praxis eines Orthopäden oder orthopädischen Schuhmachers konzipiert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs­ gegenstandes dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen Patienten mit angelegter Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 das Elektronikteil in schaubildlicher Darstellung, und

Fig. 3 eine Wegwerf-Einlegesohle in Draufsicht.

Die Schutzvorrichtung besteht aus einer Einlegesohle 1 als Meßwertgeber, einem Meßverstärker 2 sowie einem Elektronik­ teil 3. Wie Fig. 1 zeigt, ist aus der Einlegesohle 1 ein Kabel 4 mit Steckverbindung 5 herausgeführt, das gerade so lang ist, um die Einlegesohle 1 mit dem im Knöchelbereich angeschnallten Meßverstärker 2 zu verbinden. Die mit inte­ grierter Kraftmeßvorrichtung versehene Einlegesohle 1 ist flexibel und liegt in verschiedenen Schuhgrößen vor, jedoch kann sie auch in Gipsschuhen oder Gipsabsätzen verwendet werden. Die Einlegesohle 1 ist als Wegwerfartikel ausgelegt, wie noch beschrieben wird.

Von dem Meßverstärker 2 geht ein Kabel 6 mit Stecker 7 zu dem Elektronikteil 3, das zweckmäßig mittels einer Tagschlaufe 8 vor der Brust des Patienten getragen wird.

Das in der Fig. 2 dargestellte tragbare Elektronikteil 3 enthält - wie nicht näher dargestellt ist - einen Mikropro­ zessor, ein Anzeigesystem und einen Datenspeicher. Zum An­ zeigesystem gehört außer einem Piezopiepser das erkennbare Sichtfenster 9. Das Elektronikteil 3 ist dazu eingerichtet, den gewünschten Belastungsbereich durch vorgefertigte Programmträger, sogenannte Sollbereichs-EPROMS einzugeben, die in den Schlitz 10 einführbar sind. Ferner ist das Elektronik­ teil 3 mit einer Tastatur 11 zur Eingabe oder zum Abruf wei­ terer Daten versehen.

Mit dem Einschieben eines Sollbereichs-EPROMS zu Beginn einer Belastungsperiode werden dem Datenspeicher Analysedaten zu­ geführt. Andererseits liefert die mit der Einlegesohle 1 integrierte Kraftmeßvorrichtung über den Meßverstärker 2 und und das Kabelsystem 4, 5, 6, 7 beim Gehen des Patienten an Krücken Meßdaten, die unter gleichzeitiger optischer Anzeige am Sichtfenster 9 und eventueller akustischer Warnanzeige bei Überlastung dem Datenspeicher zugeführt werden. Eine optische Warnanzeige am Sichtfenster kann auch aus gut erkennbaren, möglichst farbigen Blinksignalen bestehen, um das Elektronik­ teil 3 auch im Knöchelbereich tragen zu können. Die Kapazität des Datenspeichers ist zweckmäßig für eine Belastungsge­ schichte von mindestens zwei Wochen ausgelegt. Die Meßdaten werden nicht nur laufend am Sichtfenster 9 angezeigt, sondern sie werden auch über den Mikroprozessor dahingehend verarbei­ tet, daß die Relation der Momentanbelastung zum vorprogram­ mierten Sollwert-Bereich errechnet und gespeichert wird. Auch diese Relation wird am Sichtfenster 9 optisch angezeigt und ist für den Patienten ein Hinweis darauf, ob er die Be­ lastung steigern kann oder nicht.

Nach einer Belastungsperiode wird das Elektronikteil 3 dem Arzt zugeleitet, der durch Einlegen eines sogenannten Speicherabruf-EPROMS alle Meß- und Analysedaten einer Be­ lastungsgeschichte durch Bedienung der Tastatur abrufen kann, die am Sichtfenster 9 angezeigt werden oder auch ausgedruckt werden, wenn das Elektronikteil dazu eingerichtet ist, an einen Drucker angeschlossen zu werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Einlegesohle besteht im wesent­ lichen aus zwei randseitig miteinander verschweißten Kunst­ stoffolien, zwischen denen im Ballenbereich zwei Drucksensoren 12 und 13 sowie im Fersenbereich ein Drucksensor 14 mit Dehnungsmeßstreifen fixiert sind. Da es sich um sogenannte harte Drucksensoren handelt, ist es zweckmässig, die Druck­ sensoren in ein Füllmaterial einzubetten. Dies würde sich er­ übrigen, wenn eine Dünnmeßfolie als Drucksensor verwendet wird, die sich zumindest über den Fersenbereich der Einlegesohle er­ streckt. Im übrigen ist aus der Einlegesohle 1 das Kabel 4 mit dem mehrpoligen Stecker 5 herausgeführt, über den die er­ forderliche Meßspannung aus dem Elektronikteil 3 oder dem Meß­ verstärker 2, die mit Batterien versehen sind, den Drucksen­ soren zugeführt wird. Hierdurch und wegen der Verwendung ein­ fachster und preiswertester Drucksensoren ist die Einlegesohle 1 als Wegwerfartikel konzipiert.

Claims (7)

1. Therapeutische Schutzvorrichtung gegen Überlastung im Gesamtbereich des menschlichen Bewegungsapparates der Beine bei Erkrankungen, Verletzungen und nach Operationen, sogenannte Fußsohlenwaage, bestehend aus einer Einlege­ sohle oder dergl. mit integrierter Kraftmeßvorrichtung und einem an die Kraftmeßvorrichtung angeschlossenen tragbaren, batteriebetriebenen Elektronikteil mit einem Einstellsystem zur Einstellung eines gewünschten Belast­ ungsbereichs und mit einem Anzeigesystem zur akustischen Anzeige von Überschreitungen des eingestellten Belastungs­ bereichs, dadurch gekennzeichnet,
daß das tragbare Elektronikteil (3) aus einem Mikropro­ zessor, einem optischen Anzeigesystem mit Sichtfenster (9) und einem Datenspeicher besteht,
daß zur Einstellung des gewünschten Belastungsbereichs vorgefertigte Programmträger, eines Sollbereichs- EPROMS, in das Elektronikteil einschiebbar sind, deren Analysedaten dem Datenspeicher zuführbar sind,
daß die von der Kraftmeßvorrichtung (12-14) gelieferten Meßdaten ebenfalls - unter gleichzeitiger optischer Anzei­ ge und/oder akustischer Warnanzeige - dem Datenspeicher zuführbar sind,
daß über den Mikroprozessor - unter gleichzeitiger op­ tischer Anzeige - die Relation der Momentanbelastung zum Sollwertbereich errechenbar und speicherbar ist und
daß vom Arzt durch Einlegen eines vorgefertigten Programm­ trägers, eines Speicherabruf-EPROMS, alle Meß- und Analyse­ daten einer Belastungsgeschichte abrufbar sind, die am Sichtfenster angezeigt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikteil (3) zum Ausdruck der abgerufenen Be­ lastungsgeschichte an einen Drucker anschließbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektronikteil (3) ein tragbarer Meßverstärker (2) vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einlegesohle (1) ein Sender und in das Elektronik­ teil (3) ein Empfänger zur drahtlosen Übertragung der Meß­ daten integriert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikteil (3) mittels Kabel und Steckverbindung (4-7) mit der in der flexibel ausgeführten Einlegesohle (1) integrierten Kraftmeßvorrichtung (12-14) verbindbar ist, die hinsichtlich der Auswahl einfachster und preis­ wertester Drucksensoren als Wegwerfartikel konzipiert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von harten Drucksensoren mit Dehnungsmeß­ streifen zwei Drucksensoren (12, 13) im Ballenbereich und ein Drucksensor (14) im Fersenbereich der Einlegesohle (1) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von flexiblen Dünnmeßfolien als Drucksensor eine sich mindestens über den Fersenbereich der Einlege­ sohle (1) erstreckende Dünnmeßfolie vorgesehen ist.