DE69532207T2 - Verfahren und vorrichtung zur gleichzeitigen auswertung von ambulant-registrierten bewegungssignalen verschiedener körperteile eines probanden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gleichzeitigen auswertung von ambulant-registrierten bewegungssignalen verschiedener körperteile eines probanden Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum simultanen Überwachen der Bewegungen unterschiedlicher Körperteile eines Probanden und möglicherweise der Vitalfunktionen (Atmung, Puls, etc.), gemessen aus den Bewegungen von Körperteilen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren mit einer Einrichtung zum ambulanten Registrieren und Speichern der Bewegung von Körperteilen eines Probanden.
  • Ambulante Messung von menschlichen Bewegungen ist für einige Jahre auf den Gebieten der Schlafforschung, der Verhaltenswissenschaft, der Epidemiologie und Neurologie durchgeführt worden (van Hilten J. J. et al., Electroencephalographie und Klinische Neurophysiologie 1993; 89: 359–362).
  • Der Begriff "ambulant" bezeichnet in diesem Zusammenhang die Tatsache, dass die Bewegungen registriert und gespeichert werden bei einem Probanden, der nicht an den Analysator über irgendwelche Drähte oder irgendwelche andere Vorrichtungen gebunden ist, die die freie Bewegung und Aktivität beeinträchtigen würden. Daher ist das Registrieren und Aufzeichnen von Bewegungen nicht räumlich oder zeitlich an ihre Analyse gebunden.
  • Ambulante Bewegungsmessung ist derart durchgeführt worden, dass ein Beschleunigungsmesser (auf diesem Anwendungsgebiet auch Aktometer genannt) an einem Gliedmaß eines Menschen befestigt worden ist. Ein konventioneller Einebenen- oder Einachsenbewegungsmesswandler ist als Beschleunigungsmesser verwendet worden, welcher die Bewegung mit variierender Empfindlichkeit abhängig von der Bewegungsrichtung registriert. In dem Beschleunigungsmesser ist ein Digitalspeicher enthalten, in welchem ein Abtastwert des digitalisierten und vorverarbeiteten Beschleunigungsmessersignals gespeichert worden ist in Intervallen von 0,375 bis 60 Sekunden, normalerweise in Intervallen von 30 Sekunden. Die in dem Speicher gespeicherten Daten werden dann in einem Computer ausgelesen und das Signal wird direkt auf Papier aufgezeichnet oder es wird verarbeitet unter Verwendung einiger mathematischer Verfahren (Reddihough D et al., Developmental Medicine and Child Neurology, 1990; 32: 902–909).
  • Kommerziell verfügbare Beschleunigungsmesser sind beispielsweise bei der Schlafforschung zur Validierung verwendet worden. Klinische ambulante Bescheinigungsmesser unterscheiden Erholungsschlaf und unruhigen Schlaf voneinander, sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern (Sadeh A et al., Journal of Ambulatory Monitoring 1989; Band 2, Nr. 3: 209–216; Sadeh A. et al., Pediatrics 1991; 87: 494– 499; Hauri P. J. & Wiseby J., Sleep 1992; 15(4): 293–301). Jedoch haben derzeitige Aktometrieverfahren entgegengesetzte Ergebnisse geliefert bei Schlaferfassung von Erwachsenen mit Schlaflosigkeit (Chambers M. J., Sleep 1994; 17(5): 405–408. Beschleunigungsmessung ist verwendet worden zum Charakterisieren der Qualität von Gliedmaßenbewegungen in einigen neurologischen Leiden wie zerebrale Lähmung, Chorea Major (erblicher Veitstanz nach Huntington) und Friedreich's Ataxie (Reddihough D. et al., Developmental Medicine and Child Neurology, 1991; 33: 578–584).
  • Die beste Stelle zum Anbringen eines Beschleunigungsmessers an einem Menschen ist in einigen Studien erforscht worden (van Hilten, 1993 und Webster J. B. et al., Med. & Biol. Eng. & Comp. 1982; 20: 741–744), aber im allgemeinen hat das Untersuchungsverfahren die Stelle des Anbringens des Beschleunigungsmessers am menschlichen Körper diktiert. Die verbreiteste Art ist, den Beschleunigungsmesser am Handgelenk der nichtdominanten Hand zu befestigen (van Hilten, 1993) und bei kleinen Kindern wird als Anbringungsort ein Bein verwendet (Sadeh, 1991). In einer Ataxie-Studie wurden die Beschleunigungsmesser an der dominanten Hand und an dem Bein auf derselben Seite befestigt, doch die Daten, die die unterschiedlichen Beschleunigungsmesser registrierten, sind separat analysiert worden (Fillyaw M. J. et al., Journal of Neurological Sciences 1989; 92: 17–36).
  • Viele der Gliedmaßenbewegungen wurden lateralisiert, d. h. sie erschienen auf einer oder der anderen Seite. Beim Schlaf tritt ein Umwechslungsphänomen dieser Lateralisierung auf: die Bewegungen der nichtdominanten Seite werden dominant (Lauerma H et al., Biol. Psychiatry 1992; 32: 191–194). Die Signifikanz des Phänomens ist nicht bekannt und es ist nicht im großem Umfang untersucht worden. Eine Studie versuchte, das Phänomen unter Verwendung von Beschleunigungsmessern an jedem der Gliedmaßen befestigt zu untersuchen (Violani C et al., J. Sleep Res. 1994; 3: Supplement 1 : 268). Diese Studie verwendete ein langes Messintervall (60 Sekunden) für die Beschleunigungsmesser und bedingt durch dieses lange Intervall lieferte die Charakterisierung des Lateralisierungsphänomens ein irgendwie widersprechendes Ergebnis. Es ist auch wichtig, in diesem Zusammenhang zu bemerken, dass die Studie keine synchronisierte Aktometrie verwendet hat von einigen Gliedmaßen, mit anderen Worten, die Frage war nicht bezüglich der Mehrkanalaktometrie, was teilweise die entgegengesetzten Ergebnisse erklärt.
  • Ausgedehnte organisierte Handbewegungen und kleine ruckartige Bewegungen der Gliedmaßen kurzer Dauer haben einen unterschiedlichen neuralen Ursprung (Lauerma H. & Lehtinen I., J. Sleep Res. 1992; 1: Suppl. 1 : 130). Je besser die Fähigkeit des Unterscheidens von Gliedmaßenbewegungen von Trägheitsbewegungen des Körpers und der verschiedenen Bewegungen eines einzelnen Gliedmaßes, desto vollständiger ist die Charakterisierung nächtlicher motorischer Aktivität. Beispielsweise ist es bei einigen neurologischen Kinderkrankheiten wichtig, Kopfbewegungen von Bewegungen des Körpers und der Gliedmaßen während des Schlafs zu unterscheiden (Thorpy M. J., Handbook of Sleep Disorders. New York. Marcel Dekker, 1990, 609–629). Gliedmaßenbewegungen werden bei normalen Menschen lateralisiert, aber bei einigen Störungen ist das Lateralisierungsphänomen abnormal (Lauerma et al., 1992).
  • Es ist daher wichtig für den Fortschritt der Forschung, dass 1) man in der Lage ist, die Bewegung eines fraglichen Körperteils bzw. der fraglichen Körperteile sehr akkurat sowohl quantitativ als auch qualitativ zu registrieren und zu speichern und dass 2) man in der Lage ist, Bewegung eines spezifischen Körperteils bzw. spezifischer Körperteile zu unterscheiden, z. B. die Bewegung eines spezifischen Gliedmaßes bzw. spezifischer Gliedmaßen von den Bewegungen des Körpers oder anderer Körperteile und diese Bewegungen simultan und in derselben Proportion zu beobachten.
  • Jedoch ermöglichen Verfahren und Ausrüstungen gemäß dem Stand der Technik nicht diese Art von Untersuchung. Die für ambulante Messungen verwendete Ausrüstung gemäß dem Stand der Technik hat hauptsächlich einachsige oder Einzelebenen-Beschleunigungsmesser verwendet. Aus diesem Grund war es nicht möglich, die Bewegung exakt aufzuzeichnen, wenn die Bewegungsrichtung von der Richtung der Achsen abgewichen ist. In einigen Studien (Webster 1982; Reddihough, 1990) sind tatsächlich drei unterschiedliche Beschleunigungsmesser verwendet worden und die Beschleunigungsmesser wurden nahe an derselben Stelle montiert, so dass ihre Achsen rechtwinklig zueinander waren. Jedoch wurde jedes Beschleunigungsmessersignal bloß separat beobachtet. Diese Anordnung ist unpraktisch, weil eine Kombination der drei Beschleunigungsmesser ein großes und gewichtiges Ganzes bildet. In diesen Experimenten wurde kein Versuch unternommen, die Signale der verschiedenen Beschleunigungsmesser zu kombinieren, um eine Gesamtansicht der Bewegung zu erhalten.
  • US Patent 4,817,628 präsentiert eine Messung der Bewegungen menschlicher Gesichtsmuskel mit einem Beschleunigungsmesser, der in einer Ausführungsform drei orthogonale Achsen umfasst. Der Beschleunigungsmesser ist mit dem Signalanalysator derart verdrahtet, dass sich hier die Frage einer schweren Laborausrüstung stellt und nicht einer ambulanten Registriereinrichtung.
  • Das Dokument US 4,665,928 präsentiert einen Bereich von Bewegungsmessungs- und Anzeigeeinrichtung, welche ein modulares Gehäuse einschließen, das einen Mikrocomputer enthält und unter anderem Schnurverbinder. Einer der Schnurverbinder ist vorgesehen, um die Schnur eines elektronischen Goniometers daran zu befestigen. Eine Vielzahl solcher Goniometer kann simultan verwendet werden beim Betrieb der Einrichtung, um den Bewegungsbereich einer Vielzahl von Gelenken zu bestimmen in bezug aufeinander wie zum Beispiel getrennter Wirbelgelenke der Wirbelsäule. Die Einrichtung ermöglicht jedoch nicht das Messen der Bewegungen in mehr als einer Ebene.
  • Ein anderer Nachteil der derzeitigen Instrumente, die zur ambulanten Messung von Bewegung verwendet werden, ist das unzureichende Speichern des Beschleunigungsmessersignals. Ein Digitalspeicher ist verwendet worden mit einer Frequenz so niedrig wie 1/min (Violani, 1994). Ein solch langes Speicherintervall liefert keinerlei Information bezüglich der Art der Bewegung. Diese Verfahren registriert bloß Bewegungen mit einer Beschleunigung oberhalb eines bestimmten Schwellwerts in Übereinstimmung mit dem Entweder-Oder-Prinzip. Diese Einschränkung selbst macht Bewegungsanalyse unmöglich.
  • Der größte Nachteil ist, dass Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik keine simultane Analyse der Signale von den an verschiedenen Teilen des Körpers angebrachten Beschleunigungsmessern ermöglichen. In jenen Studien (z. B. Webster, 1982 und Fillyaw, 1989), in denen Bewegungen unterschiedlicher Gliedmaßen simultan gemessen worden sind, wurde kein Versuch unternommen, die Bewegung simultan zu überwachen.
  • Das Ziel dieser Erfindung ist es, die obigen Nachteile ausräumen und ein neues Verfahren und eine Einrichtung zu erhalten ohne die oben beschriebenen Einschränkungen.
  • Die charakteristischen Merkmale der Erfindung werden ersichtlich aus den unabhängigen Ansprüchen 1 und 6.
  • Das Anliegen der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zu erhalten, die simultanes Überwachen von basierend auf Bewegungen unterschiedlicher Körperteile registrierten und gespeicherten Signalen ermöglichen, um ein Verständnis bezüglich der qualitativen und quantitativen Gesamtheit zu erlangen, die durch Motorikfunktionen eines Probanden gebildet wird.
  • Das zweite Anliegen der Erfindung ist es, eine genauere ambulante Registrierung der Bewegungen von einem Teil oder Teilen des Körpers eines Probanden zu schaffen als es mit bekannten Lösungen möglich gewesen ist.
  • Die obigen Verbesserungen können alleine angewendet werden und bilden als solche einen merklichen Schritt vorwärts verglichen mit der bekannten Technik. In Übereinstimmung mit einer empfohlenen Ausführungsform sind beide Verbesserungen kombiniert. Die Kombination dieser Verbesserungen stellt ein neues und insbesondere ein exaktes und flexibles Verfahren und eine Einrichtung bereit zum Registrieren, Speichern und simultanen Überwachen der Bewegungen unterschiedlicher Körperteile.
  • Der Begriff "Körperteil" bezeichnet nachstehend, wenn es eine Frage eines menschlichen Körpers ist, Gliedmaßen, Kopf oder Rumpf. Wenn es eine Frage von Tieren ist, schließt der Begriff auch Schwanz, Ohr etc. ein.
  • Der Begriff "Detektor" bezeichnet eine Einrichtung, die visuell darstellt, wie eine visuelle Anzeige, aber schließt auch Einrichtungen ein, die durch andere Vorrichtungen darstellen, wie zum Beispiel Einrichtungen, die durch audiovisuelle Vorrichtungen oder Kombinationen von ihnen darstellen.
  • Der Begriff "Individuum" bezeichnet einen Menschen oder ein Tier.
  • Die Erfindung ist in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt. Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren und eine Einrichtung zur Analyse von Bewegungen einiger unterschiedlicher Körperteile eines Probanden, die durch ambulante Messung aufgezeichnet worden sind, wobei die Einrichtung einen Detektor umfasst, in den das von dem an jedem überwachten Körperteil angebrachten Beschleunigungsmesser registrierte und gespeicherte Signal eingespeist wird. In Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst die Einrichtung einige Kanäle für die von unterschiedlichen Beschleunigungsmessern registrierten Signale, hierdurch simultanes Überwachen von einigen Körperteilen ermöglichend. In Übereinstimmung mit einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung umfasst sie außerdem separate Kanäle für Signale basierend auf anderen Funktionen des Körpers wie Augenbewegungen, Atmung oder Pulsschlag des Herzens. Ruf diese Weise können Bewegungen unterschiedlicher Gliedmaßen, des Kopfs und/oder des Rumpfs und andere Funktionen des Körpers simultan beobachtet werden.
  • Augenbewegungen, Herzpulsschlag und Atmung repräsentieren auch Bewegungen, die mit Beschleunigungsmessern auf dieselbe Weise gemessen werden können, wie Bewegungen des Körpers. Messungen von Augenbewegungen ermöglichen das Unterscheiden von Halbschlaf/Einschlafen von Menschen aus dem Wachzustand. Zudem ermöglicht eine Augenbewegungsmessung das Unterscheiden des REM-Zustandes des wichtigsten Zustandes bei der Schlafforschung, von anderen Stufen des Schlafs. Heutzutage wird die REM-Stufe unterschieden unter Verwendung von EOG-Messungen basierend auf elektrischen Potentialen und diese könnten ersetzt werden durch die neue Technik. In einigen Anwendungen ist es möglich, einen Alarm zu konstruieren, der alarmiert, wenn die Aufmerksamkeit nachlässt und es mit der Messung von Augenbewegungen zu versehen. Eine Kombination von Messungen einschließlich Messungen von Rumpfbewegungen, Augenbewegungen, Atmungsbewegungen und dem Pulsieren des Herzens bilden ein solches umfassendes Ganzes, dass es teilweise die polygraphische Registrierung (EEG, EKG, EOG, EMG) ersetzen kann, die ein Standard geworden ist in Schlaflabors. Der herausragendste Vorteil des Verfahrens ist, dass die Bewegungen auf ambulante Weise gemessen worden sind.
  • Die wesentlichen Komponenten der Einrichtung, die an dem Körperteil befestigt werden, sind ein Beschleunigungsmesser, der die Bewegung registriert und sie in ein elektrische Signal umformt entsprechend der Kraft der Bewegung, und ein Speicher zum Speichern des Signals von dem Beschleunigungsmesser. In Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst der Beschleunigungsmesser drei orthogonale Achsen. Diese Art von Beschleunigungsmesser registriert die Bewegungen des Körperteils exakter als die mit einer Messebene oder Achse versehen Beschleunigungsmesser gemäß dem Stand der Technik, welche eine korrekte Wiedergabe der Bewegung nur liefern, wenn die Bewegung entlang der Achse stattfindet. Ein Beschleunigungsmesser mit drei orthogonalen Achsen registriert die Bewegungsstärke akkurat, selbst wenn die Bewegung nicht exakt entlang einer der Achsen, sondern schräg zu allen Achsen verläuft. Wenn erforderlich, kann jede axiale Achse separat gespeichert werden in den Speicher, um später in einer separaten Stufe kombiniert zu werden in ein Summensignal. Bevorzugter enthält die an den Körperteil zu befestigende Einrichtung auch Elektronikkomponenten, die per sè bekannt sind, wodurch zwei oder alle drei der individuellen elektrischen Signale der Bewegung entlang der orthogonalen Achsen der Bewegung kombiniert werden können in einem Summensignal. Der Beschleunigungsmesser kann auf irgendeinem Material basieren, welches Kraft in elektrische Signale umformt wie piezo-elektrisches, piezo-resistives oder ähnliches Material. Zum Erhalten einer kleinen und leichten Einrichtung ist es angemessen, einen kapazitiven auf Silizium-Wafern basierenden Beschleunigungsmesser zu verwenden. Der Speicher kann ein Digitalspeicher sein der per sè bekannt ist von ambulanten Instrumenten. In Übereinstimmung mit einer empfohlenen Ausführungsform kann der Speicher ein Digitalspeicher mit hoher Aufzeichnungseffizienz sein, wie er zuvor nicht in ambulanten Einrichtungen verwendet worden ist oder ein kontinuierlich aufzeichnender Analogspeicher, welcher im folgenden genauer beschrieben werden wird. Das Signal von jeder Bewegung in der Richtung der drei orthogonalen Achsen kann in dem Speicher separat gespeichert werden, ein Signal getrennt und zwei Signale als Summensignal von zwei Signalen oder alle drei Signale als Summensignal der drei Signale.
  • Der für das Speichern des Beschleunigungsmessersignals beabsichtigte Speicher ist vorzugsweise entweder ein kontinuierlich speichernder Analogspeicher oder ein solcher Digitalspeicher, der ausreichend hohe Speicherfrequenz hat, um in der Lage zu sein, das Bewegungssignal exakt zu speichern, d. h. mindestens 0,1 Hz aber bevorzugt über 50 Hz. Der Analogspeicher kann ein Magnetband oder ähnliches sein und der Digitalspeicher kann irgendein digital arbeitender Speicher sein mit einer ausreichend hohen Kapazität. Bei Auswählen technischer Lösungen sollte bemerkt werden, dass die an dem Körperteil anzubringende Einrichtung klein und leicht sein sollte. Der Beschleunigungsmesser, der die Bewegung registriert, kann eine uniaxiale Standardeinrichtung sein, aber hat höchstvorzugsweise drei orthogonale Achsen, wie oben erläutert. Wenn der Beschleunigungsmesser vom letzteren Typ ist, wird empfohlen, die am Körperteil anzubringende Einrichtung mit Komponenten auszustatten, die in der Lage sind, die individuellen elektrischen Signale der Bewegung entlang einer oder zweier oder aller drei der orthogonalen Achsen in ein Summensignal zu kombinieren.
  • Der Speicher braucht nicht in unmittelbarer Nähe der ambulantregistrierenden Einrichtung zu sein. In Übereinstimmung mit einer alternativen Lösung ist in Verbindung mit dem kinetischen Messumformer ein Vorprozessor vorgesehen, der das Timing bzw. die Zeitabstimmung und andere Veraarbeitungsoperationen durchführt, die erforderlich sind zur Kommunikation bei einer Hochfrequenz und anderen geeigneten Frequenzen. Ein in ein Handgelenkband montierter Sender sendet Information über die Ergebnisse der Messungen der Beschleunigungsmesser entweder durch kontinuierliches Senden in Echtzeit oder als paketierte Impulse (z. B. eine Zeitdauer von 1 Stunde auf einmal). Demnach nimmt das Handgelenkbank oder ähnliches ferner eine Energieversorgung auf und andere erforderliche Ausrüstungsteile für das Senden und Kommunizieren mit dem Empfänger. Das Signal wird z. B. durch einen mit einem tragbaren Computer verbundenen Empfänger empfangen, welcher Computer die Information direkt zum Computerspeicher leitet zum Speichern.
  • Der Detektor kann eine Analogeinrichtung sein wie ein Diagrammschreiber, aber es ist gemäß einer bevorzugten Lösung eine Computeranzeige. Der Analysator kann mit Komponenten versehen sein, die das Summensignal aus zwei oder mehr Signalen bilden. Dies versetzt beispielsweise das Signal von der Bewegung eines Gliedmaßes in die Lage, verglichen zu werden mit dem Summensignal von den Bewegungen anderer Gliedmaße. Wenn der Analysator mit einem Prozessor versehen ist es möglich, den Prozessor zu programmieren zum Berechnen unterschiedlicher Zahlen basierend auf den Signalen und sie miteinander zu vergleichen.
  • Wenn der Signalanalysator ein Computer ist und die Beschleunigungsmessersignale in analoger Form gespeichert worden sind, ist natürlich eine Vorrichtung (eine sogenannte Schnittstelleneinheit) erforderlich vor dem Computer oder ein in dem Messwertumformer eingebauter Speicher, der die Analoginformation in Digitalform umsetzt. Wenn so erforderlich, ist es auch möglich, in dieser Schnittstelleneinheit Komponenten vorzusehen, die Summensignale von den individuellen Signalen bilden.
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verfügung, welche in der Lage sind, Information sehr genau unter ambulanten Bedingungen zu registrieren und zu speichern. Derart gespeicherte Signale basierend auf Bewegungen können simultan analysiert werden mit Hilfe des neuen Mehrkanalanalysators und hierdurch eine recht neue Information erhalten, weil es möglich ist, Bewegungen gewisser Körperteile von anderen Rumpfbewegungen zu unterscheiden.
  • Die beiliegende 1 zeigt ein Beispiel einer aktometrischen Aufzeichnung von vier Gliedmaßen während einer 21 Minuten Zeitdauer von einem unter einem Syndrom periodischer motorischer Störung und ruheloser Beine leidendem Subjekt. Motorische Aktivität der Beine wird unterhalb der 0-Linie präsentiert und Aktivität beider Arme wird oberhalb der Linie präsentiert. Die Fig. demonstriert die Vorteile einer Mehrkanalmotorikaktivitätsanalyse verglichen mit dem konventionellen Aktometrieverfahren. Neben der Mehrkanalerkennung ist ein Zeitfenster von 1,5 Sekunden verwendet worden, welches die Auflösung der Darstellung verglichen mit üblicherweise verwendeten Erkennungen mit einem Zeitfenster von 30 bis 60 Sekunden erhöht. Das mit einem konventionellen Verfahren erhaltene Ergebnis würde nur einen Balken zwischen 23,41 und 23,42 zeigen. Der Informationsinhalt des Mehrkanalsverfahrens kann von dieser Präsentation weiter verbessert werden durch Differenzieren jedes Gliedmaßes und Erhöhen der Abtastfrequenz. Jedoch ermöglicht das Verfahren als solches das Erfassen nächtlicher periodischer Motorikstörungen von anderen motorischen Aktivitäten während des Bereitstellens von Information darüber, ob sie zu einer Änderung der Körperhaltung oder andernfalls zum motorischen Aufwecken führen. Dies ist nicht möglich gewesen mit Systemen gemäß dem Stand der Technik.
  • Die beschriebene Erfindung eignet sich sowohl für klinische Anwendungen als auch für Forschung. Es gibt bereits klinische Anwendungen auf den Gebieten der Schlafforschung und Motorikforschung. In der Forschung eröffnet diese Erfindung neue Möglichkeiten zum Erzielen neuer Information auf einigen Gebieten. Die Erfindung eröffnet neue Möglichkeiten bei der Charakterisierung von Erkrankungen, welche sich als motorische Störungen offenbaren. Beispielsweise offenbaren sich in der Psychiatrie und Neurologie viele Erkrankungen durch sekundäre motorische Störungen, welche subklinisch auftreten können bevor die Erkrankung ausbricht. Daher kann die Erfindung bei der Diagnose verschiedenster Erkrankungen Verwendung finden. Die Erfindung eignet sich zum Abbilden der Bewegungen sowohl von Menschen, als auch von Tieren. Unter den zu erwähnenden Forschungsdisziplinen sind Schlafforschung, Motorik-Forschung, Kinderneurologie und Psychiatrie, Sportmedizin und Training, Physiatrie und Geriatrie, Luftfahrtmedizin und Tauchmedizin, militärische Medizin, Neuropsychologie und Kognitionswissenschaft, Physiologie und Zoologie, Verkehrs- und Arbeitssicherheit, bei Toxizitätsversuchen von Medikamenten verwendete Tierversuche usw.
  • Es ist Fachleuten offenbar, dass unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung innerhalb der Grenzen der folgenden Patentansprüche variieren können.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Analyse von Bewegungen von einigen unterschiedlichen Körperteilen eines Probanden, die durch ambulante Messung aufgezeichnet worden sind, wobei die Bewegungen von einem an jedem zu beobachtenden Körperteil befestigten Beschleunigungsmesser registriert worden sind und das Signal in einem Speicher gespeichert worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die von den unterschiedlichen Beschleunigungsmessern registrierten Signale aus dem Speicher geholt werden und synchron zu einem Detektor geführt werden, hierdurch simultanes Beobachten der Bewegungen der unterschiedlichen Körperteile ermöglichend, und – dass ein drei orthogonale Achsen umfassender Beschleunigungsmesser verwendet wird und – jedes Signal von den drei Bewegungen entlang den drei orthogonalen Achsen separat gespeichert wird oder – ein Signal separat gespeichert wird und zwei Signale als ein Summensignal der beiden Signale gespeichert werden, oder – alle drei Signale als ein Summensignal der drei Signale gespeichert werden zur Verwendung bei der Schlafforschung, der Motorikforschung, charakteristischem Einnicken/Einschlafen, Sporttraining, Verkehrssicherheit, Arbeitssicherheit und/oder Tierversuche und bei Toxizitätstest von Medikamenten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal entweder in einem Analogspeicher gespeichert wird oder in einem solchen Digitalspeicher, dessen Speicherfrequenz mindestens 0,1 Hz, vorzugsweise über 50 Hz ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Bewegungen der Gliedmaßen, des Kopfes und/oder des Torso und, wenn gewünscht, Signale basierend auf anderen Funktionen des Körpers, wie Augenbewegungen, Atmung oder Herzschlag synchron zu dem Detektor geleitet werden, hierdurch simultanes Beobachten der Bewegungen der Gliedmaßen, des Kopfes und/oder des Torso und, wenn gewünscht, anderer Funktionen des Körpers ermöglichend.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale zu einem Analogdetektor geleitet werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale zu einem Computer geleitet werden.
  6. Einrichtung zur Analyse von Bewegungen einiger unterschiedlicher Körperteile eines Probanden durch ambulante Messungen, wobei die Einrichtung einen Detektor umfasst, einen an jedem zu beobachtenden Körperteil befestigten Beschleunigungsmesser zum ambulanten Registrieren von Bewegungen eines Körperteils eines Probanden und einen Speicher zum Speichern des Signals von dem Beschleunigungsmesser, wobei das von dem Beschleunigungsmesser registrierte und in dem Speicher gespeicherte Signal in den Detektor eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einige Kanäle für die von unterschiedlichen Beschleunigungsmessern registrierten Signale umfasst, hierdurch simultanes Beobachten der einzelnen Körperteile ermöglichend, und dass der Beschleunigungsmesser drei orthogonale Achsen umfasst und Komponenten zum Kombinieren der Signale der Bewegungen entlang der unterschiedlichen Achsen, hierdurch das Speichern von – jedem Signal separat von den drei Bewegungen entlang den drei orthogonalen Achsen, oder – einem Signal separat und zweien Signalen als ein Summensignal der beiden Signale, oder – allen drei Signalen als ein Summensignal der drei Signale ermöglicht.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kanäle umfasst für Signale basierend auf den Bewegungen der Gliedmaßen, des Kopfes und/oder des Torso und, wenn gewünscht, für Signale basierend auf anderen Funktionen des Körpers wie Augenbewegungen, Atmung oder Herzschlag, hierdurch simultanes Beobachten der Bewegungen der unterschiedlichen Gliedmaßen, des Kopfes und/oder des Torso und, wenn gewünscht anderer Funktionen des Körpers ermöglichend.
  8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor eine Analogeinrichtung ist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein Computer ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher entweder ein Analogspeicher ist oder ein solcher Digitalspeicher, dessen Speicherfrequenz mindestens 0,1 Hz, vorzugsweise über 50 Hz ist.
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Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1008619C2 (nl) * 1998-03-17 1999-10-01 Robert Christiaan Van Lummel Werkwijze voor het meten en aangeven van de mate waarin een persoon beperkt is in activiteiten van het dagelijks leven.
US6872187B1 (en) 1998-09-01 2005-03-29 Izex Technologies, Inc. Orthoses for joint rehabilitation
NO310135B1 (no) * 1999-05-31 2001-05-28 Laerdal Medical As System for å måle og anvende parametere ved utförelse av brystkompresjon i löpet av en livredningssituasjon hhv.treningssituasjon samt anvendelser
US7416537B1 (en) 1999-06-23 2008-08-26 Izex Technologies, Inc. Rehabilitative orthoses
DE19952164A1 (de) * 1999-10-29 2001-05-03 Peter Ganshorn Verfahren zur Erstellung eines individuellen Bewegungs- und Belastungsprofils sowie ein tragbares Ergospirometer
US20040049132A1 (en) * 2000-06-15 2004-03-11 The Procter & Gamble Company Device for body activity detection and processing
US20020067350A1 (en) * 2000-12-06 2002-06-06 Mourad Ben Ayed Wireless handwriting input device using graffitis and bluetooth
NL1018530C2 (nl) * 2001-07-12 2003-06-11 Stichting Katholieke Univ Inrichting, samenstel en werkwijze voor het karakteriseren van een bewegingspatroon.
US6997882B1 (en) * 2001-12-21 2006-02-14 Barron Associates, Inc. 6-DOF subject-monitoring device and method
US6827695B2 (en) 2002-10-25 2004-12-07 Revivant Corporation Method of determining depth of compressions during cardio-pulmonary resuscitation
US20050043660A1 (en) * 2003-03-31 2005-02-24 Izex Technologies, Inc. Orthoses
US8396565B2 (en) 2003-09-15 2013-03-12 Medtronic, Inc. Automatic therapy adjustments
US7805196B2 (en) * 2004-03-16 2010-09-28 Medtronic, Inc. Collecting activity information to evaluate therapy
US7395113B2 (en) * 2004-03-16 2008-07-01 Medtronic, Inc. Collecting activity information to evaluate therapy
US7717848B2 (en) 2004-03-16 2010-05-18 Medtronic, Inc. Collecting sleep quality information via a medical device
US8725244B2 (en) 2004-03-16 2014-05-13 Medtronic, Inc. Determination of sleep quality for neurological disorders
US8308661B2 (en) 2004-03-16 2012-11-13 Medtronic, Inc. Collecting activity and sleep quality information via a medical device
US7491181B2 (en) 2004-03-16 2009-02-17 Medtronic, Inc. Collecting activity and sleep quality information via a medical device
US8055348B2 (en) 2004-03-16 2011-11-08 Medtronic, Inc. Detecting sleep to evaluate therapy
US8135473B2 (en) * 2004-04-14 2012-03-13 Medtronic, Inc. Collecting posture and activity information to evaluate therapy
US8308794B2 (en) 2004-11-15 2012-11-13 IZEK Technologies, Inc. Instrumented implantable stents, vascular grafts and other medical devices
EP1819278A4 (de) 2004-11-15 2009-04-08 Izex Technologies Inc Instrumentierte orthopädische und andere medizinische implantate
US8021299B2 (en) * 2005-06-01 2011-09-20 Medtronic, Inc. Correlating a non-polysomnographic physiological parameter set with sleep states
US20070129769A1 (en) 2005-12-02 2007-06-07 Medtronic, Inc. Wearable ambulatory data recorder
US7957809B2 (en) 2005-12-02 2011-06-07 Medtronic, Inc. Closed-loop therapy adjustment
EP1998849B1 (de) 2006-03-24 2014-12-24 Medtronic, Inc. Sammlung von ganginformationen zur beurteilung und kontrolle einer therapie
US8103351B2 (en) 2007-05-07 2012-01-24 Medtronic, Inc. Therapy control using relative motion between sensors
US8788055B2 (en) * 2007-05-07 2014-07-22 Medtronic, Inc. Multi-location posture sensing
GB0724971D0 (en) * 2007-12-21 2008-01-30 Dupleix As Monitoring method and apparatus
US9776008B2 (en) 2008-07-11 2017-10-03 Medtronic, Inc. Posture state responsive therapy delivery using dwell times
US8751011B2 (en) 2008-07-11 2014-06-10 Medtronic, Inc. Defining therapy parameter values for posture states
US8282580B2 (en) 2008-07-11 2012-10-09 Medtronic, Inc. Data rejection for posture state analysis
US8583252B2 (en) 2008-07-11 2013-11-12 Medtronic, Inc. Patient interaction with posture-responsive therapy
US8401666B2 (en) 2008-07-11 2013-03-19 Medtronic, Inc. Modification profiles for posture-responsive therapy
US8249718B2 (en) 2008-07-11 2012-08-21 Medtronic, Inc. Programming posture state-responsive therapy with nominal therapy parameters
US9050471B2 (en) 2008-07-11 2015-06-09 Medtronic, Inc. Posture state display on medical device user interface
US8504150B2 (en) 2008-07-11 2013-08-06 Medtronic, Inc. Associating therapy adjustments with posture states using a stability timer
US8708934B2 (en) 2008-07-11 2014-04-29 Medtronic, Inc. Reorientation of patient posture states for posture-responsive therapy
US8280517B2 (en) 2008-09-19 2012-10-02 Medtronic, Inc. Automatic validation techniques for validating operation of medical devices
US8979774B2 (en) * 2009-01-13 2015-03-17 Robert Bosch Gmbh Activity monitoring device and method
US8231555B2 (en) 2009-04-30 2012-07-31 Medtronic, Inc. Therapy system including multiple posture sensors
US9327070B2 (en) 2009-04-30 2016-05-03 Medtronic, Inc. Medical device therapy based on posture and timing
US8175720B2 (en) 2009-04-30 2012-05-08 Medtronic, Inc. Posture-responsive therapy control based on patient input
US8579834B2 (en) 2010-01-08 2013-11-12 Medtronic, Inc. Display of detected patient posture state
US8388555B2 (en) 2010-01-08 2013-03-05 Medtronic, Inc. Posture state classification for a medical device
US9357949B2 (en) 2010-01-08 2016-06-07 Medtronic, Inc. User interface that displays medical therapy and posture data
US9956418B2 (en) 2010-01-08 2018-05-01 Medtronic, Inc. Graphical manipulation of posture zones for posture-responsive therapy
US9566441B2 (en) 2010-04-30 2017-02-14 Medtronic, Inc. Detecting posture sensor signal shift or drift in medical devices
US9283429B2 (en) * 2010-11-05 2016-03-15 Nike, Inc. Method and system for automated personal training
US9457256B2 (en) 2010-11-05 2016-10-04 Nike, Inc. Method and system for automated personal training that includes training programs
US9977874B2 (en) 2011-11-07 2018-05-22 Nike, Inc. User interface for remote joint workout session
CN103282907A (zh) 2010-11-05 2013-09-04 耐克国际有限公司 自动个人训练的方法和系统
US10420982B2 (en) 2010-12-13 2019-09-24 Nike, Inc. Fitness training system with energy expenditure calculation that uses a form factor
US9811639B2 (en) 2011-11-07 2017-11-07 Nike, Inc. User interface and fitness meters for remote joint workout session
CA2868009A1 (en) 2012-01-18 2013-07-25 Nike Innovate C.V. Activity and inactivity monitoring
US9907959B2 (en) 2012-04-12 2018-03-06 Medtronic, Inc. Velocity detection for posture-responsive therapy
US9737719B2 (en) 2012-04-26 2017-08-22 Medtronic, Inc. Adjustment of therapy based on acceleration
US9289674B2 (en) 2012-06-04 2016-03-22 Nike, Inc. Combinatory score having a fitness sub-score and an athleticism sub-score
DE102016006099B4 (de) 2016-05-20 2018-10-11 IVS Engineering GbR (vertretungsbererchtigter Gesellschafter Herr Thomas Steiger, 57537 Wissen) Verfahren zur Trainingsüberwachung
DE102017110762A1 (de) * 2017-05-17 2018-11-22 Ottobock Se & Co. Kgaa Verfahren zum Bestimmen von Fehlstellungen im Aufbau einer Prothese
US11596795B2 (en) 2017-07-31 2023-03-07 Medtronic, Inc. Therapeutic electrical stimulation therapy for patient gait freeze
US11350853B2 (en) 2018-10-02 2022-06-07 Under Armour, Inc. Gait coaching in fitness tracking systems
US11786694B2 (en) 2019-05-24 2023-10-17 NeuroLight, Inc. Device, method, and app for facilitating sleep
JP7452324B2 (ja) * 2020-08-18 2024-03-19 トヨタ自動車株式会社 動作状態監視システム、訓練支援システム、動作状態監視システムの制御方法、及び、制御プログラム
EP4016536A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-22 Polar Electro Oy Biomechanische modellierung von bewegungsmessungen

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665928A (en) * 1983-08-10 1987-05-19 Orthotronics, Inc. Range of motion measuring and displaying device
US4817628A (en) * 1985-10-18 1989-04-04 David L. Zealear System and method for evaluating neurological function controlling muscular movements
GB8728442D0 (en) * 1987-12-04 1988-01-13 Russell M K Triaxial accelerometers
US5143088A (en) * 1989-04-12 1992-09-01 William S. Marras Apparatus for monitoring the motion components of the spine
US5293879A (en) * 1991-09-23 1994-03-15 Vitatron Medical, B.V. System an method for detecting tremors such as those which result from parkinson's disease
US5263491A (en) * 1992-05-12 1993-11-23 William Thornton Ambulatory metabolic monitor
US5425750A (en) * 1993-07-14 1995-06-20 Pacesetter, Inc. Accelerometer-based multi-axis physical activity sensor for a rate-responsive pacemaker and method of fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
FI943741A (fi) 1996-02-16
AU3167795A (en) 1996-03-07
US5851193A (en) 1998-12-22
EP0793445B1 (de) 2003-11-26
WO1996004848A1 (en) 1996-02-22
EP0793445A1 (de) 1997-09-10
DE69532207D1 (de) 2004-01-08
FI100851B (fi) 1998-03-13
FI943741A0 (fi) 1994-08-15

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