EP2205150A1 - Sensorapplikation mit einer trägerstruktur und einem sensorband, trägerstruktur, sensorband und verfahren zum betreiben der sensorapplikation - Google Patents

Sensorapplikation mit einer trägerstruktur und einem sensorband, trägerstruktur, sensorband und verfahren zum betreiben der sensorapplikation

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Publication number
EP2205150A1
EP2205150A1 EP08847952A EP08847952A EP2205150A1 EP 2205150 A1 EP2205150 A1 EP 2205150A1 EP 08847952 A EP08847952 A EP 08847952A EP 08847952 A EP08847952 A EP 08847952A EP 2205150 A1 EP2205150 A1 EP 2205150A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
support structure
code
strip
band
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08847952A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk David Goldbeck
Tobias Happel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2205150A1 publication Critical patent/EP2205150A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
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    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/02—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for the abdomen, the spinal column or the torso muscles related to shoulders (e.g. chest muscles)
    • A63B23/0244—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for the abdomen, the spinal column or the torso muscles related to shoulders (e.g. chest muscles) with signalling or indicating means, e.g. of incorrect posture, for deep-breathing exercises
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    • A61B2562/08—Sensors provided with means for identification, e.g. barcodes or memory chips
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    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier

Definitions

  • Sensor application with a carrier structure and a sensor band, carrier structure, sensor band and method for operating the sensor application
  • the invention relates to a sensor application for a self-moving body.
  • This sensor application has an elastic support structure with a connection surface which, via this connection surface on the surface of a
  • the Body is attachable. Furthermore, the Sensorapplika ⁇ tion on a flexible sensor strip which can be held by the carrier ⁇ structure such that the sensor strip of the contour of the surface follows. Furthermore, the invention relates to a bendable sensor strip or a support structure, wherein these components are suitable for use in the sensor application.
  • a sensor application or a sensor band and a carrier structure of the type mentioned initially can be found, for example, in US Pat. No. 7,033,281 B2. Thereafter, a Sensorappli ⁇ cation is used to determine, for example, the bending angle of the El ⁇ lenbogens.
  • the moving body is formed by the human arm.
  • the support structure for the sensor band must be made elastic. According to US Pat. No. 7,033,281 B2, this is ensured by a cuff which is slid over the elbow and covers part of the upper arm and forearm respectively.
  • the elasticity of the sleeve permits movement of the elbow joint, while ensuring that the sleeve fits tightly on the arm of the test subjects, so the contour of the surface of the Ar ⁇ mes follows. This ensures that a sensor ⁇ band, which is laid in the interior of the cuff, due to its flexibility through the cuff of the contour of the surface can be kept following.
  • the support structure does not have to be designed as a cuff. It is also conceivable to perform the support structure as a strip-like adhesive patch, which can accept the bendable ⁇ bare sensor band. Other principles of action such as suction cups, magnetic forces or electrostatic forces are also conceivable depending on the nature of the body to be measured.
  • the object of the invention is to provide a sensor application or for use in this suitable support structures and sensor tapes, the use of which guarantees reliable and error-free operation.
  • the sensor band and the support structure are connected by a detachable connection with each other, wherein the support structure comprises a data memory in which a code is stored and the transmission ⁇ interface for the code and wherein the sensor tape has a switching unit with which the sensor function blocks ge ⁇ and can be unlocked.
  • the sensor strip to a receiving interface for a product obtained by processing the code Auswer ⁇ tag-or disable signal.
  • the support structure and the sensor band it requires a Ausessesein ⁇ ness, which, however, not as part of the sensor tape or Carrier structure must be executed. This communicates with the transmission interface of the carrier structure in order to read in the code.
  • a release signal can be sent to the receiving interface of the sensor, provided that the sensor application is in perfect condition
  • Sensorband be sent. However, if the evaluation of the code shows that proper use of the sensor application is not possible, the sensor band is blocked and a faulty measurement is prevented in this way. This faulty state can be displayed to a user via an output device, for example a red LED.
  • transmission interface and reception interface ⁇ are in the context of this invention in the broadest sense to understand.
  • the transmission and reception can be realized both wirelessly, for example as a radio or infrared connection, but there are also wired Studentstra ⁇ supply mechanisms (electrical, optical) possible. Even in the latter case, namely signals are sent or received.
  • the sensor band and the carrier structure are connected to one another by a detachable connection, the carrier structure having a data memory in which a code is stored.
  • the data on a transmission interface for the code.
  • the sensor band is connected to a control device that has a reception interface for the code and a Auswer ⁇ processing unit for the code to generate a tag-out or blocking the signal with which the sensor function ge blocks ⁇ and can be unlocked.
  • an external control device is not required because the necessary for the reception and evaluation of the stored code in the support structure functional elements completely integrated into the sensor band. This results in the advantage of short transmission paths and, due to the integration into a housing avoiding sources of error, which can be caused for example by insufficient cabling.
  • barrier and disconnection signals can be generated in the simplest case also binary by the supply of the signal line with a current or by switching off this current.
  • the switching unit is in this simple case, a relay which is turned on, for example, in the presence of a current in the said signal line (enable signal) and thus allows a measurement by means of the sensor band and which in the absence of a current
  • Blocking signal is switched off in the signal line and prevents in this way a measurement with the sensor band.
  • the object is also achieved by an elastic support structure of the type mentioned, in which a releasable Ver ⁇ bonding structure for attachment of the sensor tape and a data storage is provided.
  • a code is stored, which can be read via a transmission interface.
  • a flexible sensor strip of the kind specified a ⁇ passage said sensor band tied a detachable connection structure for the contour of the surface of the body to be measured following attachment to the support and has a switching unit.
  • the switching unit With the switching unit, the sensor function can be locked and unlocked, wherein the switching unit is equipped with a receiving interface for a used for locking and unlocking the switching unit enable or disable signal.
  • the free Switching or blocking signal is obtained by evaluating a code stored in the carrier structure.
  • the code contains usage-relevant data which, in connection with the sensor application used, can be regarded as necessary prerequisites for reliable operation. Therefore, an enable or disable signal may be generated by evaluating the code, in order to prevent a measurement for the case of Unzu ⁇ transmissive mode of operation.
  • the code may according to a particular embodiment of the invention, for example, contain information about the nature of the sensor tapes to be used. This is of particular advantage when a modular system of different sensor bands and carrier bands is used, wherein only certain sensor bands and certain Trä ⁇ gerb features may be combined. In this case, information about the used sensor band must be processed, which is stored in a further spei ⁇ cher in the sensor strip.
  • information on the nature of the sensor to be used tapes for example, mechanical characteristics (flexural rigidity of the Sen ⁇ sorbandes) or geometric parameters (length and / or width of the sensor tape) can be used.
  • the sensor application is used to measure the curvature of the spinal column on the back of human subjects, then, depending on the body size, it may be necessary to provide sensor bands and support structures of different lengths.
  • By the storage of information about the length of the sensor tapes to be used in a particular support structure can be ensured that, for example, not too short sensor tape is used in a support structure, which would have to be used with a sensor tape of different length.
  • the code may also include a serial number.
  • the code may also include a serial number.
  • the support structure can only be used once, which may represent a requirement for hygienic reasons, for example in the medical field.
  • the evaluation unit used for the evaluation of the code requires an additional data memory in which the serial numbers of the carrier structures used can be stored. By comparing the serial number of a currently used carrier structure with the serial numbers located in the memory unit, an unauthorized multiple use can be detected and the function of the sensor band can be blocked.
  • a further embodiment of the invention provides that the code contains a expiration date.
  • the use of support structures can be linked to a permissible period of time. Similar to, for example, dressing material, the support structures, which are preferably applied to the skin by means of an adhesive layer in the manner of a plaster, can lose their effectiveness or skin compatibility through aging.
  • the evaluation unit can then realize ⁇ whether the expiry date of the support structure used was exceeded. For this purpose, the evaluation unit have access to the current date, which can be realized, for example, with an internal calendar function. In the event that the expiration date of the carrier structure used has been exceeded, the function of the sensor band is disabled.
  • the use of a code also has the advantage that unauthorized products, example ⁇ as pirated products, can not find any Verwen- fertil as support structures. These will usually be made without encoding so that the evaluation unit will not get an answer to the code request. In this case, the function of the sensor band can also be disabled. In this way, it can be ensured that only authorized carrier structures are used with the sensor band. This is conducive to the reliability and accuracy of the measured values generated, since the support structure must be optimally adapted to the sensor tapes used with regard to their mechanical properties in order to achieve an optimum measurement result. For example, must be commentaryge ⁇ assumed that the sensor tape is mounted in a change in shape of the body also following the surface of the body on the substrate structure were ⁇ Trä since a lift-off of the sensor strip, for example, would lead to measurement errors.
  • the data memory and the transmission interface of the carrier structure are realized by an RFID transponder.
  • a particular embodiment of the sensor band results from the fact that the receiving device consists of a reader for RFID transponder.
  • the reading device can also be realized by an external evaluation device.
  • the RFID tech- nology provides the advantage that the cost of electronic ⁇ cal coding of the support structures replaced frequently must be kept within limits. This has a positive effect on production efficiency.
  • the RFID transponders used in the support structure do not require an external power supply if the energy is fed in by means of the reading device via the antenna of the RFID transponder.
  • RFID transponders can advantageously be made very flat, so that they can be easily integrated into the carrier structure.
  • the invention relates to a method for operating a sensor application for a self-moving body in which the following steps are performed.
  • An elastic support structure having a connection surface is attached to the upper surface of the body ⁇ .
  • a bendable sensor tape is attached to the support structure following the contour of the surface. The contour of the body describing measured values ⁇ the generated.
  • the sensor band, and the carrier be connected by a detachable connection with each other, wherein the support structure comprises a data memory in which a code is stored, which is read out and evaluated via a transmitter ⁇ interface and wherein the sensor band for the generation of measured values is only enabled when the evaluation of Codes a suitability of Trä ⁇ ger Modell results for the sensor band, and otherwise locked.
  • the advantages already mentioned are achieved.
  • the improvement of the measurement quality so a reduction in the measurement error or a higher reliability in the generation of the measured values is characterized it ⁇ sufficient that in cases where an erroneous operation of the sensor application has to be expected on the basis of an evaluation of the code, the function of the sensor tape not enabled , but locked. In these cases, it does not lead to the generation of measured values.
  • the error can be output via a suitable output device.
  • This output device may for example consist of an LED, a display is also possible, which can output additional information about the type of error.
  • Figure 1 is a perspective view of an exemplary embodiment of the sensor application according to the invention, comprising an embodiment of the Inventions proper sensor tape and an embodiment of the support structure according to the invention,
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the exemplary embodiment according to FIG. 1 as a side view
  • FIG. 3 shows an embodiment of the invention
  • Figure 4 shows another embodiment of the inventive evaluation of the code according to the ⁇ he method according to the invention as a block diagram.
  • a sensor application 11 is shown, wel ⁇ surface of a sensor strip 12 and a support structure consists. 13 Furthermore, an evaluation unit 14 is provided, with which the sensor application 11 is wired (contacting of the sensor band 12).
  • the sensor band 12 can by means of a
  • Connection structure 15 (recesses) with a corresponding connection structure 16 (push buttons) of the carrier tape are positively connected, whereby the sensor application is combined to form a unit.
  • the Sensorapplika- tion (not shown) via a connection surface 17 on a ⁇ vermes to send body, which can consist, for example, by the back of a human subject, to be attached.
  • an adhesive layer 18 (see FIG. So that after the attachment of the sensor application 11 on the body, the bendable sensor strip 12 follows the contour of the surface of the body and does not protrude from the support structure 13, an elastic pocket 19 is additionally formed on the support structure 13 into which the free end 20 of the sensor strip is inserted will, before the connection structures 15, 16 are interconnected.
  • the support structure 13 itself consists of a flexible band, which in addition to a flexibility also has a Trustndehn ⁇ availability, wherein a constriction is prevented by a suitable fabric structure at an elongation of the tape. Therefore, the sensor band can slide freely in the pocket, if due to an embossed in the sensor application 11 bending a relative movement between the sensor band 12 and support structure 13 is necessary.
  • connection structure 16 is mounted on a rigid base plate 21, to ensure a reliable connection between Trä ⁇ gerband 13 and sensor band 12 also, when the support structure 13 elastically deformed.
  • the base plate 21 also serves to receive a data memory 22 in the form of an RFID transponder, which can be housed protected between base ⁇ plate 21 and support structure 13.
  • the ⁇ ser is activated by the evaluation unit 14, so that ka ⁇ bellos the information stored in the data memory 22 information can be read.
  • the evaluation unit a tag-out or blocking signal will he testify ⁇ and pass on the sensor band 14th
  • the function of the sensor tape is ⁇ tivated only in the presence of an enable signal ak.
  • FIG. 2 an embodiment is shown, in which the sensor strip 12 has in the (to be recognized also in Figure 1) end housing 23, a non-illustrated Ausêtsein ⁇ unit. Therefore, the external evaluation unit 14 according to FIG. 1 can be dispensed with.
  • data storage 22 a contact plate on the base plate 21 is used, on which a particular contact pattern is realized in an array of 3x3 contacts. This contact pattern corresponds to a data record which can be tapped by a corresponding contact plate 24 on the end housing 23 via spring contacts 25.
  • the spring contacts 25 are connected in a manner not shown with the evaluation unit, also not shown, so that they can process the data determined further.
  • the end housing 23 of the sensor band 12 is shown with a block diagram of the elements used a scarf ⁇ tion for evaluating the data stored in the carrier tape. It is first seen 26 forward a receiving device that activates a data memory, not shown, in the form of an RFID transponder and a non-illustrated receiving interface (designed as a radio interface ⁇ ) reads the code. This is forwarded to a Auswer ⁇ processing device 27, in which the information contained in the code are decoded and analyzed. Depending on the result of the evaluation, either the carrier tape is classified as suitable or unsuitable. If the carrier tape is suitable, a release signal is sent to a switching unit 28, so that the switching unit 28 releases a driver electronics 29 for the sensor tape 12 and so on
  • Measured values can be generated. Otherwise, the off ⁇ evaluation device 27 sends a disabling signal to the switching device 28, wherein said switching means then deactivates the driver electric ⁇ nik 29th
  • the method can also be understood in accordance with FIG. 4, an external evaluation device 14 according to FIG. 1 being used here.
  • the actual evaluation device 27 is implemented by a block.
  • the switching ⁇ unit 28 merely sits in the end housing 23 of the sensor tape 12. This is wired to the evaluation device 27th Otherwise, the configuration corresponds to that of Figure 3 and works analogously. 4 also shows the data memory 22 in the form of the RFID transponder. Indicated are also an activation signal 30 which is sent out by the Emp ⁇ catching device 26 and the data memory 22 is enabled and a code signal 31 that the data storage emits 22 thereupon and which contains the stored in the code information.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorapplikation (11), enthaltend die ebenfalls unter Schutz gestellten Baugruppen eines Trägerbandes (13) und eines Sensorbandes (12). Das Sensorband (12) wird auf dem Trägerband (13) befestigt, welches wiederum beispielsweise auf dem Rücken eines menschlichen Probanden befestigt wird. Hierdurch lässt sich die Wirbelsäulenkrümmung ermitteln, wobei Trägerband (13) und Sensorband (12) zu diesem Zweck biegeelastisch ausgeführt sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Trägerband (13) einen Datenspeicher (22), beispielsweise einen RFID-Tag aufweist, auf dem nutzungsrelevante Informationen gespeichert sind. Diese können durch eine Auswertungseinrichtung (14) ausgewertet werden, wobei das Sensorband (12) nur freigeschaltet wird, wenn eine Eignung des Trägerbandes für das verwendete Sensorband vorliegt. Hierdurch können vorteilhaft Fehlfunktionen und Messfehler vermieden werden. Weiterhin unter Schutz gestellt ist ein Verfahren zum Betrieb der Sensorapplikation.

Description

Beschreibung
Sensorapplikation mit einer Trägerstruktur und einem Sensorband, Trägerstruktur, Sensorband und Verfahren zum Betreiben der Sensorapplikation
Die Erfindung betrifft eine Sensorapplikation für einen in sich beweglichen Körper. Diese Sensorapplikation weist eine elastische Trägerstruktur mit einer Verbindungsfläche auf, die über diese Verbindungsfläche auf der Oberfläche eines
Körpers befestigbar ist. Weiterhin weist die Sensorapplika¬ tion ein biegbares Sensorband auf, welches durch die Träger¬ struktur derart gehalten werden kann, dass das Sensorband der Kontur der Oberfläche folgt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein biegbares Sensorband bzw. eine Trägerstruktur, wobei diese Bauteile zur Verwendung in der Sensorapplikation geeignet sind.
Eine Sensorapplikation bzw. ein Sensorband und eine Träger- struktur der eingangs genannten Art lässt sich beispielsweise der US 7,033,281 B2 entnehmen. Danach kommt eine Sensorappli¬ kation zum Einsatz, um beispielsweise den Beugewinkel des El¬ lenbogens zu ermitteln. Dabei wird der in sich bewegliche Körper durch den menschlichen Arm gebildet. Damit eine Bewe- gung des Ellenbogens möglich ist, muss die Trägerstruktur für das Sensorband elastisch ausgeführt sein. Gemäß der US 7,033,281 B2 wird dies durch eine Manschette gewährleistet, die über das Ellenbogengelenkt geschoben wird und einen Teil des Oberarms bzw. des Unterarms abdeckt. Die Elastizität der Manschette lässt eine Bewegung des Ellenbogengelenkes zu und gewährleistet gleichzeitig, dass die Manschette eng am Arm des Probanten anliegt, also der Kontur der Oberfläche des Ar¬ mes folgt. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Sensor¬ band, welches im Inneren der Manschette verlegt ist, aufgrund seiner Biegbarkeit durch die Manschette der Kontur der Oberfläche folgend gehalten werden kann.
Die Trägerstruktur muss natürlich nicht als Manschette ausge- führt sein. Denkbar ist es auch, die Trägerstruktur als streifenartiges Klebepflaster auszuführen, welches das bieg¬ bare Sensorband aufnehmen kann. Andere Wirkprinzipien wie Saugnäpfe, magnetische Kräfte oder elektrostatische Kräfte sind abhängig von der Beschaffenheit des zu vermessenden Kör- pers ebenfalls denkbar.
Für eine Anpassung an verschiedene Körpergrößen bzw. aus hygienischen Gründen kann es angebracht sein, die Sensorappli¬ kation bei einer Anwendung am menschlichen Körper aus zwei getrennten Baueinheiten, nämlich dem Sensorband und der Trägerstruktur aufzubauen. Hinsichtlich einer solchen Ausführung liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Sensorapplikation bzw. zur Verwendung in dieser geeignete Trägerstrukturen und Sensorbänder anzugeben, deren Verwendung einen zuverlässigen und fehlerfreien Betrieb garantiert.
Diese Aufgabe wird mit der eingangs genannten Sensorapplika¬ tion erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Sensorband und die Trägerstruktur durch eine lösbare Verbindung miteinander verbunden sind, wobei die Trägerstruktur einen Datenspeicher aufweist, in dem ein Code abgelegt ist und der eine Sende¬ schnittstelle für den Code aufweist und wobei das Sensorband eine Schalteinheit aufweist, mit der die Sensorfunktion ge¬ sperrt und freigeschaltet werden kann. Weiterhin weist das Sensorband eine Empfangsschnittstelle für ein durch Auswer¬ tung des Codes gewonnenes Freischalt- oder Sperrsignal auf. Damit eine Kommunikation zwischen der Trägerstruktur und dem Sensorband gewährleistet ist, bedarf es einer Auswertungsein¬ heit, die allerdings nicht als Teil des Sensorbandes oder der Trägerstruktur ausgeführt sein muss. Diese kommuniziert mit der Sendeschnittstelle der Trägerstruktur, um den Code einzu- lesen. Durch Auswertung des Codes kann unter der Voraussetzung einer einwandfreien Nutzungssituation der Sensorapplika- tion ein Freischaltsignal an die Empfangsschnittstelle des
Sensorbandes gesendet werden. Ergibt die Auswertung des Codes jedoch, dass eine einwandfreie Nutzung der Sensorapplikation nicht möglich ist, so wird das Sensorband gesperrt und auf diesen Wege eine fehlerhafte Messung verhindert. Dieser feh- lerhafte Zustand kann einem Verwender über eine Ausgabeeinrichtung, beispielsweise eine rote LED, angezeigt werden.
Die Bezeichnungen Sendeschnittstelle und Empfangsschnitt¬ stelle sind im Zusammenhang mit dieser Erfindung im weitesten Sinne zu verstehen. Das Senden und Empfangen kann sowohl kabellos, beispielsweise als Funk- oder Infrarot-Verbindung realisiert werden, es sind jedoch auch kabelgebundene Übertra¬ gungsmechanismen (elektrisch, optisch) möglich. Auch in letzterem Fall werden nämlich Signale gesendet bzw. empfangen.
Gemäß einer alternativen Lösung der Aufgabe ist für die eingangs angegebene Sensorapplikation vorgesehen, dass das Sensorband und die Trägerstruktur durch eine lösbare Verbindung miteinander verbunden sind, wobei die Trägerstruktur einen Datenspeicher aufweist, in dem ein Code abgelegt ist. Außer¬ dem weist der Datenspeicher eine Sendeschnittstelle für den Code auf. Das Sensorband ist mit einem Steuergerät verbunden, das eine Empfangsschnittstelle für den Code und eine Auswer¬ tungseinheit für den Code zur Erzeugung eines Freischalt- oder Sperrsignals aufweist, mit dem die Sensorfunktion ge¬ sperrt und freigeschaltet werden kann. In diesem Falle ist demnach ein externes Steuergerät nicht erforderlich, da die zum Empfang und zur Auswertung des in der Trägerstruktur gespeicherten Codes notwendigen Funktionselemente vollständig in das Sensorband integriert sind. Hierdurch entsteht der Vorteil kurzer Übertragungswege und aufgrund der Integration in ein Gehäuse eine Vermeidung von Fehlerquellen, die beispielsweise durch eine unzureichende Verkabelung entstehen können.
Wenn im Zusammenhang mit dieser Erfindung von Sperr- und Freischaltsignalen die Rede ist, so können diese Signale im einfachsten Falle auch binär durch die Versorgung der Signal- leitung mit einem Strom oder durch Abschalten dieses Stromes erzeugt werden. Die Schalteinheit ist in diesem einfachen Fall ein Relais, welches beispielsweise bei Vorliegen eines Stroms in der besagten Signalleitung (Freischaltsignal) eingeschaltet wird und so eine Messung mittels des Sensorbandes zulässt und welches bei dem Nichtvorliegen eines Stromes
(Sperrsignal) in der Signalleitung ausgeschaltet ist und auf diesem Wege eine Messung mit dem Sensorband unterbindet.
Die Aufgabe wird auch durch eine elastische Trägerstruktur der eingangs genannten Art gelöst, bei der eine lösbare Ver¬ bindungsstruktur zur Befestigung des Sensorbandes und ein Datenspeicher vorgesehen ist. In dem Datenspeicher ist ein Code abgelegt, der über eine Sendeschnittstelle ausgelesen werden kann .
Die Aufgabe wird auch durch ein biegbares Sensorband der ein¬ gangs angegebenen Art gelöst, wobei dieses Sensorband eine lösbare Verbindungsstruktur zur der Kontur der Oberfläche des zu vermessenden Körpers folgenden Befestigung auf dem Träger- band und eine Schalteinheit aufweist. Mit der Schalteinheit kann die Sensorfunktion gesperrt und freigeschaltet werden, wobei die Schalteinheit mit einer Empfangsschnittstelle für ein zum Sperren und Freischalten der Schalteinheit verwendetes Freischalt- oder Sperrsignal ausgestattet ist. Das Frei- schalt- oder Sperrsignal wird durch Auswertung eines in der Trägerstruktur gespeicherten Codes gewonnen.
Der Code enthält nutzungsrelevante Daten, welche im Zusammen- hang mit der verwendeten Sensorapplikation als notwenige Voraussetzungen für einen zuverlässigen Betrieb gewertet werden können. Daher kann durch Auswertung des Codes ein Freischaltoder Sperrsignal erzeugt werden, um für den Fall eines unzu¬ lässigen Betriebszustandes eine Messung zu verhindern. Hier- durch wird vorteilhaft eine erhöhte Sicherheit gegen die Er¬ zeugung von Messfehlern erreicht, was beispielsweise bei der Verwendung der Sensorapplikation am menschlichen oder tierischen Körper zu diagnostischen Zwecken die notwendige Zuverlässigkeit der Messergebnisse gewährleistet und Fehldiagnosen verhindert.
Der Code kann gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung beispielsweise eine Information über die Beschaffenheit der zu verwendenden Sensorbänder enthalten. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn ein Baukastensystem aus unterschiedlichen Sensorbändern und Trägerbändern Verwendung findet, wobei nur bestimmte Sensorbänder und bestimmte Trä¬ gerbänder miteinander kombiniert werden dürfen. In diesem Fall muss auch eine Information über das verwendete Sensor- band verarbeitet werden, welche in einem weiteren Datenspei¬ cher in dem Sensorband abgelegt ist. Als Information über die Beschaffenheit der zu verwendenden Sensorbänder können beispielsweise mechanische Kennwerte (Biegesteifigkeit des Sen¬ sorbandes) oder geometrische Kennwerte (Länge und/oder Breite des Sensorbandes) Verwendung finden. Wird beispielsweise die Sensorapplikation zur Vermessung der Wirbelsäulenkrümmung auf dem Rücken menschlicher Probanden verwendet, so kann es abhängig von der Körpergröße notwendig sein, Sensorbänder und Trägerstrukturen unterschiedlicher Länge vorzuhalten. Durch die Speicherung von Informationen über die Länge der zu verwendenden Sensorbänder bei einer bestimmten Trägerstruktur kann sichergestellt werden, dass nicht beispielsweise ein zu kurzes Sensorband in eine Trägerstruktur eingesetzt wird, welches an sich mit einem Sensorband anderer Länge verwendet werden müsste.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Trägerstruktur kann der Code auch eine Seriennummer enthalten. Hierdurch wird es vor- teilhaft möglich, die verwendeten Trägerstrukturen anhand der in ihnen gespeicherten Seriennummer eindeutig zuzuordnen. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass die Trägerstruktur nur einmalig verwendet werden kann, was beispielsweise im medizinischen Bereich aus hygienischen Gründen eine Forderung darstellen kann. In diesem Fall benötigt die zur Auswertung des Codes verwendete Auswertungseinheit einen zusätzlichen Datenspeicher, in dem die Seriennummern der verwendeten Trägerstrukturen abgelegt werden können. Durch einen Vergleich der Seriennummer einer aktuell verwendeten Trägerstruktur mit den in der Speichereinheit befindlichen Seriennummern kann eine unautorisierte Mehrfachnutzung erkannt und die Funktion des Sensorbandes gesperrt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Code ein Haltbarkeitsdatum enthält. Insbesondere im medizinischen Bereich kann die Verwendung von Trägerstrukturen an einen zulässigen Zeitraum geknüpft werden. Ähnlich wie beispielsweise bei Verbandsmaterial können die Trägerstrukturen, die vorzugsweise mittels einer Klebeschicht nach Art eines Pflasters auf die Haut aufgebracht werden, durch Alterung ihre Wirksamkeit bzw. Hautverträglichkeit verlieren. Durch Auswertung des Codes kann die Auswertungseinheit dann fest¬ stellen, ob das Haltbarkeitsdatum der verwendeten Trägerstruktur überschritten wurde. Zu diesem Zweck muss die Aus- wertungseinheit Zugang zum aktuellen Datum haben, was beispielsweise mit einer internen Kalenderfunktion realisiert werden kann. Für den Fall, dass das Haltbarkeitsdatum der verwendeten Trägerstruktur überschritten wurde, wird die Funktion des Sensorbandes gesperrt.
Zuletzt ist zu bemerken, dass die Verwendung eines Codes auch den Vorteil hat, dass nichtautorisierte Produkte, beispiels¬ weise Piraterieprodukte, als Trägerstrukturen keine Verwen- düng finden können. Diese werden gewöhnlich ohne eine Codierung hergestellt werden, so dass die Auswertungseinheit auf die Codeanfrage keine Antwort erhält. Für diesen Fall kann die Funktion des Sensorbandes ebenfalls gesperrt werden. Auf diesem Wege kann gewährleistet werden, dass nur autorisierte Trägerstrukturen mit dem Sensorband Verwendung finden. Dies ist einer Zuverlässigkeit und Genauigkeit der generierten Messwerte insofern zuträglich, da die Trägerstruktur hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften optimal auf die verwendeten Sensorbänder angepasst sein muss, um ein optima- les Messergebnis zu erzielen. Beispielsweise muss sicherge¬ stellt werden, dass das Sensorband bei einer Formänderung des Körpers auch der Oberfläche des Körpers folgend auf der Trä¬ gerstruktur gelagert ist, da ein Abheben des Sensorbandes beispielsweise zu Messfehlern führen würde.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Datenspeicher und die Sendeschnittstelle der Trägerstruktur durch einen RFID- Transponder realisiert sind. Dementsprechend ergibt sich eine besondere Ausgestaltung des Sensorbandes dadurch, dass die Empfangseinrichtung aus einem Lesegerät für RFID-Transponder besteht. Allerdings kann die Leseeinrichtung auch durch ein externes Auswertungsgerät realisiert sein. Die RFID-Technolo- gie bietet den Vorteil, dass der Aufwand für die elektroni¬ sche Codierung der Trägerstrukturen, die häufig ausgewechselt werden müssen, in Grenzen gehalten werden kann. Dies wirkt sich positiv auf eine Wirtschaftlichkeit der Herstellung aus. Die in der Trägerstruktur verwendeten RFID-Transponder kommen ohne eine externe Stromversorgung aus, wenn die Energieein- speisung mittels des Lesegerätes über die Antenne des RFID- Transponders erfolgt. Weiterhin können RFID-Transponder vorteilhaft sehr flach ausgeführt werden, so dass sie sich leicht in die Trägerstruktur integrieren lassen. Diese behält dabei eine vorrangig flache Bauform, was eine wichtige Vor- aussetzung für eine der Oberfläche des Körpers folgende Ver¬ bindung darstellt. Insbesondere bei der Applikation der Trä¬ gerstruktur auf dem menschlichen Körper wird hierdurch vorteilhaft auch der Tragekomfort verbessert. Zuletzt führt die kabellose Übertragung des Codes ebenfalls zu einer Verbesse- rung des Tragekomforts.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorapplikation für einen in sich beweglichen Körper, bei dem folgende Schritte durchlaufen werden. Eine elastische Trägerstruktur mit einer Verbindungsfläche wird auf der Ober¬ fläche des Körpers befestigt. Ein biegbares Sensorband wird auf der Trägerstruktur der Kontur der Oberfläche folgend befestigt. Die Kontur des Körpers beschreibende Messwerte wer¬ den erzeugt .
Ein derartiges Verfahren ist in der eingangs bereits erwähn¬ ten US 7,033,281 Bl beschrieben. Daraus ergibt sich die Auf¬ gabe, ein Verfahren zum Betrieb der eingangs angegebenen Sensorapplikation anzugeben, bei dem vergleichsweise zuverlässig Messwerte mit vergleichsweise geringen Messfehlern erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird mit dem angegebenen Verfahren erfindungs¬ gemäß dadurch gelöst, dass das Sensorband und die Träger- struktur durch eine lösbare Verbindung miteinander verbunden werden, wobei die Trägerstruktur einen Datenspeicher aufweist, in dem ein Code abgelegt ist, der über eine Sende¬ schnittstelle ausgelesen und ausgewertet wird und wobei das Sensorband für die Erzeugung von Messwerten nur freigeschaltet wird, wenn die Auswertung des Codes eine Eignung der Trä¬ gerstruktur für das Sensorband ergibt, und ansonsten gesperrt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bereits erwähnten Vorteile erreicht. Die Verbesserung der Messqualität, also eine Verringerung der Messfehler bzw. eine höhere Zuverlässigkeit bei der Erzeugung der Messwerte wird dadurch er¬ reicht, dass in Fällen, in denen aufgrund einer Auswertung des Codes ein fehlerhafter Betrieb der Sensorapplikation erwartet werden muss, die Funktion des Sensorbandes nicht frei¬ geschaltet, sondern gesperrt wird. In diesen Fällen kommt es also nicht zu der Generierung von Messwerten. Anstelle dessen kann der Fehler über eine geeignete Ausgabeeinrichtung ausge- geben werden. Diese Ausgabeeinrichtung kann beispielsweise aus einer LED bestehen, möglich ist auch ein Display, welches zusätzliche Informationen über die Art des Fehlers ausgeben kann .
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zei- gen
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbei¬ spiels der erfindungsgemäßen Sensorapplikation, aufweisend ein Ausführungsbeispiel des erfindungs- gemäßen Sensorbandes und ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trägerstruktur,
Figur 2 eine alternative Ausgestaltung des Ausführungsbei- spiels gemäß Figur 1 als Seitenansicht,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Sensorbandes, wobei die Schaltung für die Auswer¬ tung des Codes als Blockschaltbild dargestellt ist und
Figur 4 ein anderes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Auswertung des Codes gemäß dem er¬ findungsgemäßen Verfahren als Blockschaltbild.
Gemäß Figur 1 ist eine Sensorapplikation 11 dargestellt, wel¬ che aus einem Sensorband 12 und einer Trägerstruktur 13 besteht. Weiterhin ist eine Auswertungseinheit 14 vorgesehen, mit der die Sensorapplikation 11 verkabelt ist (Kontaktierung des Sensorbandes 12) . Das Sensorband 12 kann mittels einer
Verbindungsstruktur 15 (Vertiefungen) mit einer korrespondierenden Verbindungsstruktur 16 (Druckknöpfe) des Trägerbandes formschlüssig verbunden werden, wodurch die Sensorapplikation zu einer Baueinheit zusammengefasst wird. Die Sensorapplika- tion kann über eine Verbindungsfläche 17 auf einem zu vermes¬ senden Körper (nicht dargestellt) , der beispielsweise durch den Rücken eines menschlichen Probanden bestehen kann, befestigt werden. Hierbei kann beispielsweise eine Klebeschicht 18 (vgl. Figur 2) zum Einsatz kommen. Damit nach der Befestigung der Sensorapplikation 11 auf dem Körper das biegbare Sensorband 12 der Kontur der Oberfläche des Körpers folgt und nicht von der Trägerstruktur 13 absteht, ist auf der Trägerstruktur 13 zusätzlich eine elastische Tasche 19 ausgebildet, in die das freie Ende 20 des Sensorbandes eingeschoben wird, bevor die Verbindungsstrukturen 15, 16 miteinander verbunden werden. Die Trägerstruktur 13 selbst besteht aus einem flexiblen Band, welches neben einer Biegbarkeit auch eine Längendehn¬ barkeit aufweist, wobei durch eine geeignete Gewebestruktur bei einer Längung des Bandes eine Einschnürung verhindert wird. Daher kann das Sensorband ungehindert in der Tasche gleiten, wenn aufgrund einer in die Sensorapplikation 11 eingeprägten Biegung eine Relativbewegung zwischen Sensorband 12 und Trägerstruktur 13 notwendig wird.
Die Verbindungsstruktur 16 ist auf einer starren Basisplatte 21 angebracht, um eine zuverlässige Verbindung zwischen Trä¬ gerband 13 und Sensorband 12 auch zu gewährleisten, wenn sich die Trägerstruktur 13 elastisch verformt. Die Basisplatte 21 dient gleichzeitig zur Aufnahme eines Datenspeichers 22 in Form eines RFID-Transponders, der geschützt zwischen Basis¬ platte 21 und Trägerstruktur 13 untergebracht sein kann. Die¬ ser wird von der Auswertungseinheit 14 aktiviert, so dass ka¬ bellos die in dem Datenspeicher 22 gespeicherten Informatio- nen ausgelesen werden können. Abhängig von diesen Daten wird die Auswertungseinheit ein Freischalt- oder Sperrsignal er¬ zeugen und an das Sensorband 14 weitergeben. Die Funktion des Sensorbandes wird nur bei Vorliegen eines Freigabesignals ak¬ tiviert. Wird beispielsweise ein zu kurzes Sensorband verwen- det (angedeutet durch das Ende 20a des Sensorbandes 12), so führt ein Vergleich der aus den Datenspeicher 22 ausgelesenen Daten mit den Daten, die in einem nicht dargestellten weiteren Datenspeicher in dem Sensorband abgespeichert sind und über die Verkabelung der Auswertungseinheit 14 zur Verfügung gestellt werden, dazu, dass die Auswertungseinheit 14 die
Verwendung eines falschen Sensorbandes erkennt und ein Sperr¬ signal erzeugt, welches die Funktion des zu kurzen Sensorban¬ des 12 außer Kraft setzt. In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Sensorband 12 in dem (auch in Figur 1 zu erkennenden) Endgehäuse 23 eine nicht näher dargestellte Auswertungsein¬ heit aufweist. Daher kann auf die externe Auswertungseinheit 14 gemäß Figur 1 verzichtet werden. Als Datenspeicher 22 kommt eine Kontaktplatte auf der Basisplatte 21 zum Einsatz, auf der ein bestimmtes Kontaktmuster in einem Array von 3x3 Kontakten realisiert ist. Dieses Kontaktmuster entspricht einem Datensatz, der durch eine korrespondierende Kontakt- platte 24 am Endgehäuse 23 über Federkontakte 25 abgegriffen werden kann. Die Federkontakte 25 sind in nicht dargestellter Weise mit der ebenfalls nicht dargestellten Auswertungseinheit verbunden, so dass diese die ermittelten Daten weiter verarbeiten kann.
Das Endgehäuse 23 des Sensorbandes 12 gemäß Figur 3 ist mit einem Blockschaltbild der verwendeten Elemente einer Schal¬ tung zur Auswertung der im Trägerband gespeicherten Daten dargestellt. Es ist zunächst eine Empfangseinrichtung 26 vor- gesehen, die einen nicht dargestellten Datenspeicher in Form eines RFID-Transponders aktiviert und über eine nicht näher dargestellte Empfangsschnittstelle (ausgeführt als Funk¬ schnittstelle) den Code einliest. Dieser wird an eine Auswer¬ tungseinrichtung 27 weitergegeben, in der die in dem Code enthaltenen Informationen dekodiert und ausgewertet werden. Abhängig vom Ergebnis der Auswertung wird entweder das Trägerband als geeignet oder ungeeignet eingestuft. Wenn das Trägerband geeignet ist, wird an eine Schalteinheit 28 ein Freigabesignal gesendet, so dass die Schalteinheit 28 eine Treiberelektronik 29 für das Sensorband 12 freigibt und so
Messwerte erzeugt werden können. Andernfalls sendet die Aus¬ wertungseinrichtung 27 an die Schalteinrichtung 28 ein Sperrsignal, wobei die Schalteinrichtung dann die Treiberelektro¬ nik 29 deaktiviert. Das Verfahren lässt sich auch gemäß Figur 4 nachvollziehen, wobei hier eine externe Auswertungseinrichtung 14 gemäß Figur 1 zum Einsatz kommt. In der Auswertungseinrichtung 14 ist die eigentliche Auswertungseinrichtung 27 durch einen Baustein realisiert. Bei dieser Variante sitzt lediglich die Schalt¬ einheit 28 in dem Endgehäuse 23 des Sensorbandes 12. Diese ist mit der Auswertungseinrichtung 27 verkabelt. Ansonsten entspricht die Konfiguration derjenigen gemäß Figur 3 und funktioniert analog. Zu erkenn ist in Figur 4 auch der Datenspeicher 22 in Form des RFID-Transponders . Angedeutet sind auch ein Aktivierungssignal 30, welches durch die Emp¬ fangseinrichtung 26 ausgesendet wird und den Datenspeicher 22 aktiviert und ein Codesignal 31, welches der Datenspeicher 22 daraufhin aussendet und welches die in dem Code hinterlegten Informationen enthält.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorapplikation für einen in sich beweglichen Körper, aufweisend • eine elastische Trägerstuktur (13) mit einer
Verbindungsfläche (17), die über die Verbindungsfläche (17) auf der Oberfläche des Körpers befestigbar ist und
• ein biegbares Sensorband (12), welches durch die Träger¬ struktur (13) der Kontur der Oberfläche folgend gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorband (12) und die Trägerstruktur (13) durch eine lösbare Verbindung (15,16) miteinander verbunden sind, wobei • die Trägerstruktur (13) einen Datenspeicher (22) aufweist, in dem ein Code abgelegt ist und der eine Sendeschnitt¬ stelle für den Code aufweist und
• das Sensorband eine Schalteinheit (28) aufweist, mit der die Sensorfunktion gesperrt und freigeschaltet werden kann und die eine Empfangsschnittstelle für ein durch Auswer¬ tung des Codes gewonnenes Freischalt- oder Sperrsignal aufweist .
2. Sensorapplikation für einen in sich beweglichen Körper, aufweisend
• eine elastische Trägerstuktur (13) mit einer Verbindungsfläche (17), die über die Verbindungsfläche
(17) auf der Oberfläche des Körpers befestigbar ist und
• ein biegbares Sensorband (12), welches durch die Träger- struktur (13) der Kontur der Oberfläche folgend gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorband (12) und die Trägerstruktur (13) durch eine lösbare Verbindung (15,16) miteinander verbunden sind, wobei
• die Trägerstruktur (13) einen Datenspeicher (22) aufweist, in dem ein Code abgelegt ist und der eine Sendeschnitt¬ stelle für den Code aufweist und
• das Sensorband mit einem Steuergerät verbunden ist, das eine Empfangsschnittstelle für den Code und eine Auswer¬ tungseinheit (14) für den Code zur Erzeugung eines Frei- schalt- oder Sperrsignals aufweist, mit dem die Sensor¬ funktion gesperrt und freigeschaltet werden kann.
3. Elastische Trägerstuktur (13) mit einer Verbindungsfläche (17), die über die Verbindungsfläche (17) auf der Oberfläche eines in sich beweglichen Körpers befestigbar ist, aufweisend eine Aufnahme für ein biegbares Sensorband (12), welches durch die Trägerstruktur (13) der Kontur der Oberfläche folgend gehalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (13)
• eine lösbare Verbindungsstruktur (16) zur Befestigung des Sensorbandes (12) und
• einen Datenspeicher (22), in dem ein Code abgelegt ist und der mit einer Sendeschnittstelle für den Code ausgestattet ist, aufweist .
4. Trägerstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (22) und die Sendeschnittstelle durch einen RFID-Transponder realisiert sind.
5. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Code eine Information über die Beschaffenheit der zu verwendenden Sensorbänder enthält.
6. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Code eine Seriennummer enthält.
7. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Code ein Haltbarkeitsdatum enthält.
8. Biegbares Sensorband (12), welches durch eine elastische Trägerstruktur (13) gehalten werden kann, die ihrerseits mit einer Verbindungsfläche (17) auf der Oberfläche eines in sich beweglichen Körpers befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorband (12)
• eine lösbare Verbindungsstruktur (15) zur der Kontur der Oberfläche folgenden Befestigung auf dem Trägerband und
• eine Schalteinheit (28), mit der die Sensorfunktion ge¬ sperrt und freigeschaltet werden kann und die mit einer Empfangsschnittstelle für ein durch Auswertung eines in der Trägerstruktur (13) gespeicherten Codes gewonnenes Freischalt- oder Sperrsignal ausgestattet ist, aufweist .
9. Sensorband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sensorband eine Empfangseinrichtung (26) für den Code integriert ist, die mit einer in das Sensorband (12) in¬ tegrierten Auswertungseinheit (27) zur Erzeugung des Frei- schalt- oder Sperrsignals verbunden ist, wobei diese mit der Empfangsschnittstelle der Schalteinheit (28) kommuniziert.
10. Sensorband nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (26) aus einem Lesegerät für RFID-Transponder besteht.
11. Verfahren zum Betreiben einer Sensorapplikation für einen in sich beweglichen Körper, bei dem
• eine elastische Trägerstuktur (13) mit einer Verbindungsfläche (17) auf der Oberfläche des Körpers be¬ festigt wird,
• ein biegbares Sensorband (12) auf der Trägerstruktur (13) der Kontur der Oberfläche folgend befestigt wird und
• die Kontur des Körpers beschreibende Messwerte erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorband (12) und die Trägerstruktur (13) durch eine lösbare Verbindung (15,16) miteinander verbunden werden, wobei
• die Trägerstruktur (13) einen Datenspeicher (22) aufweist, in dem ein Code abgelegt ist, der über eine Sendeschnitt¬ stelle ausgelesen und ausgewertet wird • das Sensorband für die Erzeugung von Messwerten nur freigeschaltet wird, wenn die Auswertung des Codes eine Eignung der Trägerstruktur (13) für das Sensorband ergibt, und ansonsten gesperrt wird.
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