DE3937277C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kontrolle der Gewichtsbelastung von Körperteilen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Im Rahmen der Unfallchirurgie und Orthopädie ergibt sich häufig bei Erkrankungen vor allem der unteren Extremitäten das Problem, daß diese während der Therapie, bzw. Rekonvaleszenz nicht zu sehr belastet werden dürfen. Dies gilt zum Beispiel bei bestimmten Therapien bezüglich der Hüft- und Kniegelenke, bei Bandläsionen, Arthrosen und Frakturen. In der Regel sehen solche Therapien vor, daß die entsprechenden Extremitäten schrittweise an das normale Funktionieren herangeführt werden, indem beispielsweise in einer ersten Phase 20 Minuten täglich gegangen wird, in einer zweiten Phase 2 Stunden täglich und in einer dritten Phase 3 Stunden täglich. Es kommt hierbei darauf an, daß die Belastung des Gelenks, des Beines usw. während der ersten Phase einen bestimmten Wert nicht übersteigen darf und während der weiteren Phasen in bestimmtem Umfang jeweils höher belastet werden kann.

Es wurden zur Kontrolle solcher Belastungen Schuhe entwickelt, wie in der EP-OS 02 86 054 offenbart, die in der Sohle Druckaufnehmer aufweisen, die dem auf sie wirkenden Druck proportionale elektrische Signale erzeugen, die einer elektronischen Auswerteinrichtung zugeführt werden, die bei Überschreiten eines einstellbaren Druckwerts ein Signal an eine Warneinrichtung abgibt. Diese Warneinrichtung kann eine einen Piepton abgebende Vorrichtung oder eine Lampe sein. Zwischen Auswerteinrichtung und Warneinrichtung befindet sich ein Kabel. Nachteilig ist hier daß die Kabelverbindung dem Rekonvaleszenten Unannehmlichkeiten bereitet, da die Warneinrichtung, wie von ähnlichen Vorrichtungen bekannt, am Knöchel (DE-AS 26 56 864, US-PS 37 91 375, DE-PS 37 43 835) oder an der Hüfte (US-PS 46 47 918) angebracht wird und so eine Verbindung zwischen Schuh und einem Kleidungsstück oder einem Band um das Bein hergestellt wird. Je länger das Kabel ausgelegt ist, desto mühseliger ist das An-, oder Auskleiden. Die relativ bequemeren kürzeren Kabel führen hingegen wiederum zu dem Nachteil, daß die Warneinrichtung weit entfernt vom Ohr angebracht ist, wobei sie entweder schlecht hörbar ist, oder so laut gestellt werden muß, daß die Umgebung gestört wird. So kann im Flur eines Krankenhauses sehr leicht die Gefahr auftauchen, daß mehrere Patienten ihre Gehübungen machen und die eigenen und fremden Signale verwechseln. Darüber hinaus wird die Funktion bei Umgebungslärm und für Hörgeschädigte stark beeinträchtigt. Bekannt ist weiter eine Einlegesohle in Schuhe, welche Elektronikelemente enthält und die in einer Ausführung mit einem Sender und einem Empfänger verbunden sind (DE-OS 37 14 218). Nachteilig ist hier, daß die Einlegesohle erheblichen Belastungen durch z. B. Fußschweiß und mechanische, sowie Wärmebeanspruchung ausgesetzt ist. Dementsprechend wird diese Einlegesohle trotz der enthaltenen Elektronikelemente als Wegwerfartikel betrachtet und kann nicht wiederverwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Kontrolle der Gewichtsbelastung von Körperteilen zu schaffen, die bequem anzulegen ist, d. h. nicht die Körperteile mit anderen oder der Kleidung durch Kabel oder dergleichen verbindet und die darüberhinaus die Umgebung nicht stört, bei Umgebungslärm funktionstüchtig ist und auch bei Hörgeschädigten Verwendung finden kann. Aufgabe ist es weiter, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die weitgehend gegen Verschleiß unempfindlich und mehrfach verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung zur Kontrolle der Gewichtsbelastung von Körperteilen aus einem Druckmeßgerät aus gegen ein flexibles Teil zusammenführbaren Kontaktelementen, die mit einem ersten Bauelement aus einer mit einer ersten Stromquelle verbundenen Auswerteinrichtung und einem mit dieser, sowie mit der Stromquelle verbundenen Sender zur Übertragung von Signalen verbunden ist und aus einem zweiten Bauelement, das aus einem Empfänger für die Signale des Senders besteht, der mit einem Warnsignalgeber und einer zweiten Stromquelle verbunden ist. Die zweite Baugruppe wird am Körper, bzw. an der Kleidung angeordnet.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß es möglich ist, ein erfindungsgemäßes Druckmeßgerät in einem Kleidungsstück, wie z. B. einem Schuh vollständig und funktionstüchtig anzuordnen. Vorteilhafterweise wird es bei einem Schuh in die Sohle eingelegt. Das als Einlage ausgebildete Druckmeßgerät kann so bei den meisten Schuharten, unabhängig von der Schuhgröße, eingesetzt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, weil damit leicht auf die Bedürfnisse der Rekonvaleszenten eingegangen werden kann und nicht komplette Schuhe eigens hergestellt werden müssen.

Trotz der Trennung der Stromquellen des ersten Bauelements in der Sohle und des zweiten Bauelements aus Empfänger und Warnsignalgeber und der sich daraus ergebenden Begrenzung der Größe der ersten Stromquelle, ist es möglich, Schuhe für die gesamte Genesungszeit zur Verfügung zu stellen. Ein erfindungsgemäßer Sender verbraucht im Stand-by-Betrieb pro Jahr 44 mAh, die verbliebene Kapazität einer Knopfzelle von 100 mAh, d. h. 56 mAh reicht für 670 000 Sendungen (=Schritte) aus. Eine Therapie in Phasen, wie oben dargestellt, würde bei einer Schrittfolge von 3 sec im ersten Monat bei 20 min Gehen/Tag 12 000 Sendungen/Monat erforderlich machen. Die zweite Phase bei 2 h Gehen/Tag führt zu 72 000 Sendungen/Monat und die dritte Phase bei 3 h Gehen/Tag zu 108 000 Sendungen/Monat. Das ergibt zusammen 192 000 Sendungen. Bei einer Knopfzelle, wie oben genannt, bliebe ein Sicherheitsfaktor von 3. Das zweite Bauteil hat bei einer Knopfzelle von ebenfalls 100 mAh Kapazität eine Betriebsdauer von ca. 720 h. Die obengenannte Therapie würde eine Betriebsdauer von 165,3 h erforderlich machen. Eine dreimonatige Therapie umfaßt einschließlich der Zeiten der Nichtbelastung etwa 1080 h. Die Stromquelle des Empfängers und Warnsignalgebers müßte daher selbst bei Dauerbetrieb nur einmal ausgewechselt werden. Dies ist leicht möglich, da diese Stromquelle leicht zugänglich angeordnet werden kann.

Um eine Therapie, wie die genannte, zu unterstützen, ist es vorteilhaft, wenn das Druckmeßgerät so eingestellt werden kann, daß dieses Signal bei verschiedenen Druckwerten sendet. Dies kann dadurch geschehen, daß zwischen den Kontaktelementen beispielsweise in einer Schuhsohle ein flexibles Teil angeordnet ist und die Kontaktelemente mittels eines Gewindeteils gegeneinander einstellbar sind. Der signalauslösende Kontakt kann dann zustandekommen, wenn ein entsprechender physischer Widerstand des flexiblen Teils überwunden wird.

Alternativ kann, wenn das flexible Teil schwach leitend ausgelegt ist, das Signal dadurch erfolgen, daß die Auswerteinrichtung die durchgehende Stromstärke mißt, die in zusammengedrücktem Zustand des flexiblen Teils größer ist, wobei das flexible Teil je nach Belastung mehr oder weniger zusammengedrückt wird. In diesem zweiten Fall wird ein der Belastung, d. h. dem Druckwert entsprechendes Signal ausgegeben und eine zweite Auswerteinrichtung in dem zweiten Bauelement ist derart einstellbar, daß ein einem bestimmten übermittelten Druckwert entsprechendes Warnsignal gegeben wird.

Das zweite Bauelement kann in einem Gehäuse angeordnet sein, das mittels eines Clips oder dergleichen an der Kleidung befestigt wird. Bei akustischen Warnsignalgebern ist es vorteilhaft, das Gehäuse nach der Art eines Hörgeräts auszubilden und es am Ohr zu tragen. Dies gilt insbesondere auch für Hörgeschädigte. Bei Brillenträgern kann das Bauelement auch im Brillenbügel untergebracht werden. Bei stark hörgeschädigten oder tauben Personen, oder in Fällen, wo aus sonstigen Gründen auf akustische Signale verzichtet werden soll, kann das Warnsignal auch optisch, beispielsweise durch Lämpchen oder LEDs gegeben werden, wobei das zweite Bauelement zum Beispiel in ein Armband integriert sein kann. Besonders vorteilhaft ist es, ein LED oder Lämpchen in einer Brille oder einem ähnlichen Gestell anzubringen, da dadurch eine ständige Kontrolle gewährleistet ist. Bei schwerbehinderten Patienten, die z. B. blind und taub sind, kann das Warnsignal auch physisch durch elektrische Reizung mit Schwachstrom erfolgen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Schaubildern und Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1) das erste Bauelement mit Auswerteinrichtung, Stromquelle und Sender;

Fig. 2) ein Blockschaltbild für das sendende Bauelement;

Fig. 3) das zweite Bauelemnet mit Auswerteinrichtung, und Empfänger;

Fig. 4) ein Blockschaltbild für das empfangende Bauelement;

Fig. 5) ein Gehäuse für das zweite Bauelement;

Fig. 6) eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Schuheinlage.

Das erste Bauelement 10 besteht, wie in Fig. 1 gezeigt, aus einer Leiterplatte 1, auf der ein integrierter Schaltkreis (IC) 2 als Auswerteinrichtung, ein Quarzoszillator 3, eine Antennenspule 4 und eine oder mehrere Knopfzellen 5 miteinander verbunden sind. Das Bauelement 10 ist mit Kontaktelementen zu einem Druckmeßgerät verbunden. Das Blockschaltbild des sendenden Bauelements ist in Fig. 2 gezeigt.

Fig. 3 zeigt das zweite Bauelement 20 bestehend aus einer Leiterplatte 11, einem IC 12 als Auswerteinrichtung, einem Quarzoszillator 13, einer Antennenspule 14, einer oder mehreren Knopfzellen 15, sowie einer Kontaktbuchse 16 zum Anschließen eines Ohrhörers, eine Piezo-Signalmelders, eines LEDs oder dergleichen. Das Blockschaltbild des empfangenden Teils ist in Fig. 4 gezeigt.

Das zweite Bauelement 20 kann, wie in Fig. 5 gezeigt, in einem Gehäuse 21 mittels einer Befestigungsmutter 22 angeordnet sein, wobei ein Clip 23 zum Anstecken an die Kleidung vorgesehen sein kann.

Fig. 6 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Schuheinlage 30. Die Einlage 30 besteht aus mehreren Schichten, dem Oberteil 31 mit der nach unten offenen Aussparung 39 für das erste Bauelement 10, der Zwischenlage 32 mit dem Durchbruch 41, sowie dem Unterteil 33 mit dem Durchbruch 42. Die Zwischenlage ist ein flexibles Teil aus Kunststoff, Gummi oder dergleichen. Diese drei Teile werden miteinander verklebt oder verschweißt. Das erste Bauelement 10 wird vorteilhafterweise in die Aussparung 39 eingegossen. Das Bauelement 10 und damit dessen Stromquelle ist mit einer nach unten gerichteten Kontaktfeder 38 verbunden. Unterhalb des Bauelements 10 sind von oben nach unten eine obere Kontaktplatte 34, die mit der Stromquelle des Bauelements 10 verbunden ist, eine untere Kontaktplatte 36, die mit der Kontaktfeder 38 verbunden ist und einen nach unten gerichteten Außengewindeansatz 43 aufweist, sowie eine Gewindehülse 37 eingelegt. Die obere und untere Kontaktplatte (35, 36) befinden sich in einem Abstand zueinander. Die Gewindehülse 37 ist in den Durchbruch 42 des Unterteils 33 eingepreßt und weist ein Innengewinde für den Gewindeansatz 43 der unteren Kontaktplatte 36 auf, die dadurch in dem Durchbruch 41 des Zwischenteils 32 nach oben oder unten verstellt werden kann, damit je nach Gewichtsbelastung zwischen den Kontaktplatten (35, 36) ein Kontakt hergestellt wird. Das Zwischenteil 32 ist als flexibles Teil so auszulegen, daß es bei einer bestimmten Druckbelastung um ein definiertes Maß zusammengedrückt wird. Die untere Kontaktplatte 36 wird so eingestellt, daß bei der bestimmten Druckbelastung der Kontakt zu der oberen Kontaktplatte 34 hergestellt wird. Wenn der Kontakt hergestellt ist, wird durch die in dem Bauelement 10 befindliche Auswerteinrichtung, den Quarzoszillator und die Antennenspule ein Funksignal gegeben, das über das zweite Bauelement 20 ein Warnsignal auslöst. Durch die Möglichkeit der Verstellung der unteren Kontaktplatte 36 kann das Druckmeßgerät für z. B. die verschiedenen Phasen der oben beschriebenen Therapie eingestellt werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Kontrolle der Gewichtsbelastung von Körperteilen bestehend aus einer dem Körperteil anordenbaren ersten Baugruppe mit einem Druckmeßgerät, einer Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Signale und einem Sender, sowie aus einer zweiten Baugruppe mit einem Empfänger, wobei die Signale mittels Sender und Empfänger der zweiten Baugruppe zugeführt werden, die bei Überschreitung eines einstellbaren Druckwerts ein Warnsignal erzeugt, und die erste Baugruppe zwischen miteinander verschweißten oder verklebten Schichten aus Kunststoff angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Baugruppe als eine Einlage (30) in einer Schuhsohle ausgebildet ist,
daß die Schichten ein Oberteil (31), eine Zwischenlage (32) und ein Unterteil (33) sind, wobei die Zwischenlage elastisch ausgebildet ist,
daß im Oberteil (31) ein erstes Bauelement (10) bestehend aus einer mit einer Stromquelle (5) verbundenen Auswerteinrichtung (2) und einem mit dieser, sowie mit der Stromquelle (5) verbundenen Sender (3, 4) angeordnet ist,
daß in einem Durchbruch (41) der Zwischenlage (32) eine obere und eine untere Kontaktplatte (34, 36), die mit der in dem Bauelement (10) befindlichen Stromquelle (5) verbunden sind, angeordnet sind,
und daß die Kontaktplatten (34, 36) einen verstellbaren Abstand zueinander aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Bauelement (10) eine Kontaktfeder (38) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den oberen und unteren Kontaktplatten (34, 36) mittels eines Gewindeteils (43) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (35) aus einem elastischen Kunststoff besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (35) aus Gummi besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (35) eine Sprungfeder ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kontaktplatte (36) mit einem nach unten gerichteten Außengewindeansatz (43) für eine in dem Unterteil (33) eingepreßte Gewindehülse (37) mit Innengewinde versehen und drehbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei bestimmter Druckbelastung die Zwischenlage (32) derart zusammengepreßt wird, daß zwischen den Kontaktplatten (34, 36) Kontakt entsteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (32) aus einem schwach leitenden Material besteht, daß über und unter der Zwischenlage (32) Kontaktelemente, die mit der Stromquelle des Bauelements (10) verbunden sind, angeordnet sind und daß die Auswerteinrichtung die Intensität des durch die Zwischenlage (32) fließenden Stroms mißt und bei Überschreiten eines bestimmten eingestellten Werts ein Signal sendet.