FI87133C - Foerfarande foer maetning av musklessfunktionsfoermaoga och maet- och rehabiliteringsfoerfarande foer maetning av musklers funktionsfoermaoga och rehabilitering av dessa - Google Patents

Description

87133

MENETELMÄ LIHASTEN TOIMINTAKYVYN MITTAAMISEKSI JA MITTAUS- JA KUNTOUTUSJÄRJESTELMÄ LIHASTEN TOIMINTAKYVYN MITTAAMISEKSI JA NIIDEN KUNTOUTTAMISEKSI

5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä lihasten toimintakyvyn mittaamiseksi.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 15 johdanto-osan mukainen mittaus- ja kuntoutusjärjes-10 telmä lihasten toimintakyvyn mittaamiseksi ja niiden kuntouttamiseksi.

Ennestään tunnetaan menetelmiä lihasten toimintakyvyn mittaamiseksi, jossa käytetään hyväksi integroituja järjestelmiä, jotka sisältävät mekaanisia 15 välineitä lihasten rasittamiseksi, näihin liitetyt mittausvälineet ja tietojenkäsittely-yksikön, johon mittaustulokset siirretään ja käsitellään sekä tulos-tusvälineet.

^ Lihasten toimintakykyä mitataan mekaanisilla 20 välineillä, jotka ovat olennaisia ja elimellisiä osia mittausjärjestelmässä. Mekaanisiin välineisiin kuuluu liikevarsi, joka on yhdistetty dynamometriin, kuten mekaaniseen hyrrälaitteistoon, jonka liikevarren nopeutta voidaan rajoittaa halutulla tavalla. Lisäksi 25 mekaanisiin välineisiin kuuluu säädettävä istuin tai tuoli, jonka runkorakenteeseen dynamometri on kiinnitetty. Erilaisten lisäosien avulla liikevarsi voidaan yhdistää koehenkilön raajoihin, vartaloon täi vartalon osaan näiden kehonosien eri lihasten mittaamiseksi ja 30 kuntouttamiseksi.

Lihasten toimintakykyä mitataan siten, että liikeradan kulmanopeus säädetään ennen mittausta vakioksi, jonka jälkeen koehenkilö työntää liikevartta tutkittavilla lihaksilla. Kun työntäminen lopetetaan, 35 liikevarsi pysähtyy dynamometrin säätämänä rasittamatta käytettäviä lihaksia. Liikevarren avulla ei siis rasiteta lihaksia vaan lihakset itse saavat kuorman aikaan.

2 87133 Tätä mittausperiaatetta kutsutaan isokineettiseksi periaatteeksi.

Mittaustulokset syötetään tietojenkäsittely-yksikköön, jonka avulla esim. lasketaan tutkittavien 5 lihasten vääntömomentit valitulla kulmanopeudella. Mittaustulokset annetaan tulostuslaitteen, kuten kirjoittimen tai näyttölaitteen, kautta joko numeerisina tietoina tai graafisina käyrinä.

Ongelmana aikaisemmin tunnetuissa menetelmissä 10 ja järjestelmissä on, että pääasiassa yhden mekaanisen välineen avulla, johon kuuluu yksi liikevarsi, toteutetaan kaikkien mahdollisten lihasryhmien mittaaminen ja kuntouttaminen. Liikevarren asennon muuttaminen ja kohdistaminen on hankalaa ja monimutkaista ja useim-15 miten mitattavaa lihasryhmää ei saada samalla tavalla yhdistettyä liikevarteen kuin esim. aikaisemmassa saman koehenkilön tai potilaan mittauksessa. Tästä seuraa, etteivät mittaustuloksetkaan ole keskenään täysin vertailukelpoisia. Lisäksi lihaksilla suoritetut liikkeet 20 eivät ole ergonomisesti tai biomekaanisesti oikeaoppisia, koska liikevarsien ja mitattavien lihasten yhdistäminen edellä mainituista syistä on hankalaa.

Edelleen ongelmana tunnetuissa järjestelmissä on, että järjestelmä kokonaisuudessaan on varattu yhtä 25 potilasta varten niin mittauksen kuin kuntoutuksenkin aikana. Kun otetaan huomioon, että järjestelmät ovat kalliita, voidaan käyttöastetta ja hyötysuhdetta pitää huonona.

Edelleen ongelmana nykyisissä mittausmenetel-30 missä on se, että mittauksissa saadut arvot eivät ole yhteensopivia minkään kuntoutusmuodon kanssa.

Nykyisten mittausmenetelmien ongelmana on myös, että mittausten perusteella voidaan ainoastaan todeta, onko potilaan tai koehenkilön voimataso kohon-35 nut, mutta tulosten perusteella ei voida määrittää esim. harjoituskuormia kuntoutusta varten.

Edelleen ongelmana on, että mittaukset suori- 3 87133 tetaan yleensä erilaisissa asennoissa mittausjärjestelmän mekaanisilla välineillä kuin varsinainen kuntou-tusharjoitus, joka suoritetaan yleensä erillisellä harjoitusvälineellä. Kun mittaus suoritetaan erilaises-5 sa ympäristössä ja olosuhteissa kuin kuntoutusharjoitus sekä mittaus että harjoitus tulee suoritetuksi puutteellisesti .

Edelleen ongelmana aikaisemmin tunnetuissa mittausmenetelmissä ja -järjestelmissä on vaikeakäyt-10 töisyys. Tietokoneyksiköihin tallennetut mittausohjelmat ovat niin monikerroksisia ja vaihtoehtoja on valittavana niin monta, että mittausmenetelmien ja -järjestelmien käytön oppiminen on työlästä ja käyttäminen hankalaa. Yleensä mittausten suorittaminen edellyttää 15 pitkälle koulutettua käyttäjähenkilökuntaa.

Edelleen ongelmana nykyisten lihasten toimintakykyä mittaavien menetelmien ja järjestelmien kohdalla voidaan pitää isokineettistä mittausperiaatetta.

&& Tällä mittausperiaatteella suoritettuihin mittauksiin 20 liittyy monia kontrolloimattomia muuttujia eikä tuloksia pidetä luotettavina. Lisäksi isokineettisellä periaatteella toteutettua harjoituslaitetta voidaan pitää epäfysiologisena; lihasten liikkeestä normaalitilanteessa on isokineettistä eli vakionopeudella tapahtuvaa 25 liikettä vain n. 20 %, kun taas liikkeen alkuosa on kiihtyvää ja sen loppuosa hidastuvaa liikettä. Puutteena isokineettistä periaatetta soveltavissa menetelmissä ja järjestelmissä voidaan pitää myöskin sitä, että menetelmä toimii vain ns. positiivisen liikkeen aikana 30 eli se antaa vastusta vain lihaksen supistuessa, eikä lihaksen venyessä, jolloin esim. kuorma normaalisti lasketaan alas.

Lisäksi ongelmana tunnetuissa isokineettistä mittausperiaatetta soveltavissa menetelmissä ja järjes-35 telmissä on, että suoritetut mittaukset ovat yksipuolisia. Yleensä järjestelmillä mitataan lihasten voimaa liikekulman funktiona. Mittausjärjestelmillä suorite- 4 87133 taan lihasvoiman mittauksia ja tietojenkäsittely-yksi-köiden avulla määritetään potilaan tai koehenkilön voimataso. Yleisesti ottaen saatavat tietomäärät ovat rajallisia. Järjestelmien avulla ei myöskään varsinai-5 sesti analysoida tuloksia.

Nykyisten järjestelmien ongelmana on myös, että mittaustulokset ovat vaikeasti luettavassa muodossa. Tulosteet ovat useasti kassakoneliuskojen näköisiä ja hyvin vaikeaselkoisia. Mikäli näyttölaitetta käyte-10 tään, tulokset esitetään esim. peräkkäisinä tai alek-kaisina graafisina käyrinä, joiden vertailu keskenään on vaikeaa.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat.

15 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnus omaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.

Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 15.

20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä lihasten toimintakyvyn mittaamiseksi lihaksia kuormitetaan mekaanisin välinein, lihasten toimintakykyä mitataan ja mittaustulokset rekisteröidään. Keksinnölle on tunnusomaista, että joukosta erillisiä itsenäisiä lihasten 25 harjoitusvälineitä valitaan harjoitusväline, jolla mittausten kohteeksi valittuja lihaksia kuormitetaan ja toimintakykyä mitataan; harjoitusväline yhdistetään tietojenkäsittely-yksikköön; harjoitusväline tunnistetaan; mittausohjelma, joka vastaa käytettävää har-30 joitusvälinettä, aktivoidaan; mittausohjelmasta, johon kuuluu joukko mittaustapahtumia, valitaan haluttu mittaus tapahtuma, jonka alkuasetukset määritetään potilasta! koehenkilökohtaisesti.

Menetelmän eräässä sovelluksessa harjoitus-35 välineen kuorma muodostetaan vastapainosta ja lihaksia kuormitetaan liikutettavan vipuelimen välityksellä vastapainolla siten, että vipuelimen siirtonopeus on I! 5 87133 vapaa eli lihasten avulla määrättävissä. Mekaanisena välineenä on siis harjoitusväline, joka toimii dynaamisella periaatteella.

Menetelmän eräässä sovelluksessa mittaustapah-5 tumiin kuuluu liikelaajuusmittaus, isometrinen voima-mittaus ja rasitustesti, jossa liikelaajuusmittauksessa mitataan lihasten liikelaajuudet kiertokulmina, isometrisessä voimamittauksessa mitataan vääntömomenttia, erityisesti maksimaalista vääntömomenttia, ja rasitus-10 testissä lihaksia väsytetään vakiokuormalla.

Menetelmän eräässä sovelluksessa isometrinen voimamittaus suoritetaan staattisesti siten, että vipu-elin pidetään ennaltamäärätyssä kulma-asennossa ja lihaksia ponnistettaessa mitataan vipuelimeen kohdistu-15 va vääntömomentti.

Menetelmän eräässä sovelluksessa vääntömomen-tin mittaus suoritetaan tietyn ajanvälin ajan sen jälkeen, kun vipuelimeen kohdistuva vääntömomentti on ylittänyt asetetun raja-arvon, ja vääntömomentille 20 lasketaan korkein lyhyen aikajakson keskiarvo eli maksimi vääntömomentti .

Menetelmän eräässä sovelluksessa rasitustesti suoritetaan valitulla vakiokuormalla dynaamisesti siten, että valitaan testiä varten vertailunopeus jou-25 kosta ennaltamäärättyjä kulmanopeuksia, jonka jälkeen tämä vertailunopeus esitetään visuaalisesti, jota seuraamalla lihaksia rasittamalla suoritetaan testi.

Menetelmän eräässä sovelluksessa rasitustesti suoritetaan valitulla vakiokuormalla staattisesti si-30 ten, että vakiokuormaa pidetään lihasten avulla ennaltamäärätyssä asennossa ja mitataan vääntömomenttia.

Menetelmän eräässä sovelluksessa rasitustestin kuorma valitaan isometrisen voimamittauksen perusteella siten, että se vastaa tiettyä osaa maksimivääntömomen-35 tista.

Menetelmän eräässä sovelluksessa lihasten sähköistä aktiivisuutta mitataan samanaikaisesti suori- 87133 6 tetun mittaustapahtuman kanssa.

Menetelmän eräässä sovelluksessa mittaustulokset esitetään reaaliajassa näyttölaitteella.

Menetelmän eräässä sovelluksessa mittaustulok-5 siä tarkastellaan näyttölaitteella levittämällä mitta-asteikkoa halutusta kohdasta.

Menetelmän eräässä sovelluksessa mittausohjelman lisäksi on valittavissa tarpeen mukaan vaihtoehtoisia lisätoimintoja, joilla suoritetaan: sarjamit- 10 tauksia, joissa mittausohjelman mittaustapahtuma määritellään etukäteen ja suoritetaan tämän jälkeen sarjassa peräkkäin; uusien hoitotietojen antaminen; potilastietojen ylläpito; huoltotesti mittausjärjestelylle; anturien kalibrointi; mittaustulosten listaukset; eri mit-15 tauskerroilla saatujen mittaustietojen vertailu; mittaustietojen uudelleentarkastelu ja arviointi ja järjestelmän käyttökielen valinta.

Keksinnön mukaiseen mittaus- ja kuntoutusjärjestelmään lihasten toimintakyvyn mittaamiseksi ja 20 niiden kuntouttamiseksi kuuluu mekaanisia välineitä, joilla lihaksia kuormitetaan, mittausvälineitä, joilla lihasten toimintakykyä mitataan, tietojenkäsittely-yksikkö, johon mittaustulokset siirretään ja jonka avulla ne analysoidaan, ja tulostuslaite, kuten näyt-25 tölaite ja kirjoitin, mittaustapahtumaan liittyvien tietojen esittämiseksi. Keksinnön mukaisesti mekaaniset välineet ovat harjoitusvälineitä, jotka ovat itsenäisiä, erillisiä laitteita, jotka on varustettu antureilla; ja järjestelmä on varustettu sovitusosalla, joka on 30 yhdistetty tietojenkäsittely-yksikköön, johon kulloinkin käytettävän harjoitusvälineen anturit on yhdistettävissä; tunnistusvälineillä, joiden avulla tunnistetaan käytettävän harjoitusvälineen tyyppi ja tämän mukaan valitaan mittausohjelma.

35 Järjestelmän eräässä sovelluksessa harjoitus- välineeseen kuuluu vastapaino, joka toimii kuormana ja jonka suuruus on valittavissa; ainakin yksi vipuelin, 7 87133 jota liikutetaan mitattavilla lihaksilla ja joka vipu-elin on yhdistetty välityslaitteiston kautta vastapainoon.

Järjestelmän eräässä sovelluksessa sovitus-5 osaan kuuluu analogia/digitaali- eli A/D-muunnin ja prosessori, jonka A/D-muuntimen kautta analogiset anturit on yhdistettävissä prosessoriin, joka on yhdistetty erottimien, kuten optoeristimien, kautta tietojenkäsittely-yksikköön. Digitaaliset anturit voidaan 10 yhdistää edullisimmin suoraan prosessoriin.

Järjestelmän eräässä sovelluksessa sovitusosa on itsenäinen laite, joka on irroitettavasti kiinnitettävissä harjoitusvälineeseen.

Järjestelmän eräässä sovelluksessa harjoitus-15 väline on varustettu pesällä, johon sovitusosa on asetettavissa ja jossa pesässä ja sovitusosassa on toisiinsa sopivat liitäntäosat anturien yhdistämiseksi sähköisesti sovitusosaan. On selvää, että sovitusosa a voidaan asentaa muullakin tavalla irrotettavasti har- 20 joitusvälineen yhteyteen.

Järjestelmän eräässä sovelluksessa tunnistus-välineet on muodostettu joukosta mekaanisesti toisiinsa liitettäviä osia, jotka on järjestetty sovitusosaan ja harjoitusvälineeseen, ja joiden avulla harjoitusväline ·. 25 on tunnistettavissa. Tunnistaminen tapahtuu sopivan koodin avulla, joka voi olla mekaaninen ja/tai sähköinen. Koodi luetaan sovitusosan avulla automaattisesti silloin, kun sovitusosa liitetään harjoitusvälineeseen ja tämän seurauksena harjoitusväline tunnistetaan.

30 Järjestelmän eräässä sovelluksessa harjoitus- välineiden antureihin kuuluu kuormitusantureita, kuten venymäliuska-antureita, ja liikelaajuusantureita, kuten kulma-antureita. Venymäliuska-anturit ovat yleensä analogisia antureita, kun taas kulma-anturit ovat edul-35 lisesti digitaalisia.

Järjestelmän eräässä sovelluksessa sovitus-osaan on lisäksi yhdistetty joukko lihasten sähköistä 3 87133 aktiivisuutta (EMG) mittavia antureita.

Keksinnön etuna on, että mittaukset suoritetaan samanlaisilla harjoitusvälineillä kuin kuntoutus suoritetaan. Erilaisten itsenäisten harjoitusvälineit-5 ten joukosta valitaan kulloinkin sopivin, jonka avulla määrätyt lihakset voidaan sekä mitata että kuntouttaa.

Keksinnön etuna on edelleen, että käytettäväksi valittu harjoitusväline tunnistetaan automaattisesti ja tätä vastaava mittausohjelma käynnistyy myös auto-10 maattisesti harjoitusvälineen tunnistamisen jälkeen. Varsinaisen mittaustapahtuman valintaan ja suorittamiseen päästään nopeasti ja vaivattomasti.

Edelleen keksinnön etuna on, että mittausmenetelmä ja -järjestelmä on selkeä ja sen käyttö on yk~ 15 sinkertaista.

Edelleen keksinnön etuna on, että mittausta-pahtumat on määritelty yksinkertaisesti ja selkeästi, jolloin ne voidaan suorittaa luotettavasti ja samalla tavalla jokaisella mittauskerralla. Mittaustapahtumia 20 voidaan valvoa entistä tarkemmin.

Edelleen keksinnön etuna on sen monipuolisuus. Menetelmän ja järjestelmän pohjalta voidaan luoda sovelluksia tutkimuksesta jokapäiväiseen kuntoutukseen.

Edelleen keksinnön etuna on, että mittaustu-25 loksista voidaan laskea välittömästi kuntoutuksessa tarvittavat harjoitteen kuorma- ja kestoarvot. Harjoitteen määrääminen tapahtuu tarkasti ja vaivattomasti ilman epävarmuutta ja arvailua. Kuntoutukseen liittyvät harjoitteet voidaan määrittää oikein potilaan voima-30 tasoon, kuntoon ja lihastyyppiin perustuen ja samalla myös toistuvin mittauksin seurata tarkasti potilaan kehitystä.

Keksinnön etuna on edelleen, että mittaukset perustuvat sellaisten harjoitusvälineiden käyttöön, 35 jotka toimivat dynaamisella periaatteella. Erityisesti kuntoutuksen yhteydessä tällä on suuri merkitys, koska lihaksille saadaan isokineettistä menetelmää käyttäviin 9 87133 välineisiin nähden huomattavasti tehokkaampi stimuloiva vaikutus. Lihakset saadaan koko liikematkansa aikana voimakkaasti aktivoiduksi.

Edelleen keksinnön ansiosta järjestelmä on 5 helposti koottavissa. Keksinnön mukainen järjestelmä perustuu modulaarisuuteen ja hajautukseen. Järjestelmässä on mekaanisia, itsenäisiä harjoituslaitteita ja tietokoneyksikkö, joka voidaan kytkeä mihin tahansa harjoituslaitteeseen. Kuntoutusta voidaan suorittaa 10 missä tahansa itsenäisessä harjoituslaitteessa ilman tietokoneyksikköä, mutta jos potilasta tai koehenkilöä halutaan mitata, tietokoneyksikkö tuodaan harjoitus-laitteen viereen ja sovitusosan avulla harjoituslaite ja tietokoneyksikkö kytketään yhteen. Nopealla toimen-15 piteellä harjoituslaite yhdistetään osaksi monipuolista mittausjärjestelmää.

Edelleen keksinnön ansiosta potilaat tai koehenkilöt voidaan tutkia ja mitata keskitetysti esim. sairaaloissa, jotka on varustettu kokonaisjärjestelmäl-20 lä. Potilaan harjoitusohjelmisto laaditaan mittaustulosten perusteella, jonka jälkeen potilas passitetaan kotipaikan lähellä olevaan fysikaaliseen hoitolaitokseen, jossa on täysin mittausjärjestelmään yhteensopivat eli samanlaiset harjoitusvälineet. Varsinainen 25 kuntoutus tapahtuu näin paikallisesti ja ajoittain potilas voidaan lähettää sairaalaan mittauksia varten. Mittaukset ja kuntoutus tapahtuvat potilaan kannalta samalla tavalla.

Lisäksi keksinnön etuna on, että järjestelmiä 30 on helposti ja joustavasti laajennettavissa. Kuntoutusta varten voidaan ensin hankkia joukko harjoitusvälineitä ja myöhemmin, mikäli tarvetta on, voidaan hankkia tietokoneyksikkö ja sovitusosa sekä tarvittavat mittausohjelma ja lisäohjelmat.

35 Edelleen keksintö mahdollistaa monipuoliset mittaukset. Mittaustietoja kerätään edullisesti viideltä eri kanavalta ja näistä tiedoista lasketaan auto- 87133 xo maattisesti lukuisia muuttujia ja indeksejä, jotka kertovat voimasta, kunnosta, lihastyypistä jne.

Edelleen keksinnön ansiosta lasketut muuttujat ja indeksit voidaan tallentaa tietojenkäsittely-yksikön 5 muistiin, mistä niitä voidaan suurina joukkoina käsitellä tilastollisesti.

Edelleen keksinnön etuna on, että koko mit-taustapahtuma voidaan tallentaa potilaskohtaisesti muistiin, mistä se voidaan kokonaisuudessaan milloin 10 vain ottaa esille ja analysoida uudelleen.

Edelleen keksinnön ansiosta mittaustiedot kerätään eri kanavilta reaaliajassa. Kaikki tieto rekisteröidään samalla aikakoodilla ja se on tutkittavissa yhtä aikaisesti.

15 Keksinnön etuna on edelleen, että mittaustu lokset ovat helppolukuisia ja selkeitä. Mittaustapahtu-man tiedot ja mittaustulokset esitetään näyttöruudussa mittausta suoritettaessa.

Edelleen keksinnön etuna on, että samalle 20 näyttöruudulle voidaan ottaa esim. kahden eri mittaus-tapahtuman tiedot, kuten ensimmäisen ja viimeisen mittauksen, ja verrata suorituksia sekä graafisesti että numeerisesti toisiinsa. Kuntoutuksen tulosten arviointi on tällöin hyvin helppoa. Samalla havainnollinen hel-25 posti ymmärrettävä esitystapa kannustaa potilasta yrittämään ja edistymään kuntoutuksessa.

Edelleen keksinnön etuna on, että mittaustuloksia, kuten pitkien väsytyssarjojen tuloksia, voidaan tarkastella yksityiskohtaisesti toisto toistolta tietty 30 alue havainnollisesti laajennettuna.

Lisäksi keksinnön ansiosta mittaukset ja kuntoutus tukevat toisiaan voimakkaasti. Mittaukset suoritetaan järjestelmällä, jolla myöskin kuntoutus suoritetaan.

35 Edelleen keksinnön etuna on, että järjestelmä on automaattisesti mittauskunnossa kun sen komponentit on liitetty toisiinsa.

87133 n

Keksinnön etuna 9η lisäksi, että yhden sovi-tusosan avulla samaan tietojenkäsittely-yksikköön voidaan yhdistää mikä tahansa sopiva harjoitusväline.

Lisäksi keksinnön etuna on, että harjoituväii-5 neen anturien tyypit on rajoitettu, jolloin harjoitus-välineen yhdistäminen sovitusyksikköön ja edelleen tietojenkäsittely-yksikköön on helposti hallittavissa niin fyysisesti kuin ohjelmallisestikin.

Lisäksi keksinnön ansiosta mittaus- ja kun-10 toutusjärjestelmä on helppo huoltaa sen moduuliraken-teen ansiosta.

Edelleen keksinnön etuna on, että se on edullinen valmistuskustannuksiltaan. Lisäksi keksintö mahdollistaa joustavan järjestelmän laajentamisen kohtuul-15 lisin kustannuksin.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaista järjestelmää lohko-** kaaviona; 20 kuva 2 esittää keksinnön erään sovellutuksen mukaista harjoitusvälinettä yhdistettynä tietojenkäsittely-yksikköön; kuva 3 esittää keksinnön erääseen sovellutukseen liittyvää sovitusosaa ja pesää ; ja 25 kuva 4 esittää vastaavaa sovitusosaa yhdestä suunnasta katsottuna; sekä kuva 5 esittää pesän pohjaa; kuva 6 esittää lohkokaavion muodossa keksinnön erään sovellutuksen mukaista sovitusosaa; 30 kuva 7 esittää lohkokaaviona keksinnön erään sovellutuksen mukaista mittausohjelmaa; kuva 8 esittää kahden liikelaajuusmittauksen tulosten vertailua; kuva 9 esittää isometrisen voimamittauksen erästä tu-35 lostusta; kuva 10 esittää dynaamisen rastitustestin erästä tulostusta, jossa kuva 10a esittää EMG-käyriä ja kuva 10b 12 87133 voimakäyrää ajan funktiona; kuva 11 esittää lohkokaavion muodossa keksinnön erääseen sovellutukseen liittyvät lisätoiminto-ohjelmat.

Mittaus- ja kuntoutusjärjestelmä lihasten 5 toimintakyvyn mittaamiseksi ja niiden kuntouttamiseksi on esitty kaaviomaisesti lohkokaavion muodossa kuvassa 1. Järjestelmään kuuluu mekaanisia välineitä, joilla lihaksia kuormitetaan. Mekaaniset välineet ovat harjoitusvälineitä 1; la, Ib, le, jotka ovat itsenäisiä, 10 erillisiä laitteita, jotka on varustettu antureilla 2; 2a, 2b, 2c. Järjestelmään kuuluu edelleen sovitusosa 3 ja tietojenkäsittely-yksikkö 4. Sovitusosa 3 on yhdistetty tietojenkäsittely-yksikköön 4. Kulloinkin käytettävän harjoitusvälineen la anturit 2a on yhdistetty 15 sovitusosaan 3. Harjoitusvälineen 1; la, Ib, le ja sovitusosan 3 yhteydessä on tunnusvälineet 5; 5a, 5b, 5c, jonka avulla tunnistetaan käytettävän harjoitusvälineen la, Ib, le tyyppi. Sovitusosaan 3 on lisäksi yhdistetty joukko lihasten sähköistä aktiivisuutta EMG 20 mittaavia antureita 6. Näyttölaite 7 ja tulostin 8 on yhdistetty tietojenkäsittely-yksikköön 4. Tietojenkäsittely-yksikkö 4 on lisäksi varustettu massamuistilla 9, kuten kovalevy-yksiköllä, ja kalvolevy-yksiköllä 10. Näppäimistö 11 ja hiiri 12 on lisäksi yhdistettävissä 25 tietojenkäsittely-yksikköön 4.

Keksinnön mukaisen mittaus- ja kuntoutusjärjestelmän eräs toteutusesimerkki on esitetty kuvassa 2. Harjoitusvälineenä la on tässä tapauksessa polven harjoittamiseen tarkoitettu kuntoutusväline. Harjoitusvä-30 line la on varustettu pesällä 13. Sovitusosa 3 on itsenäinen laite, joka on irroitettavasti kiinnitettävissä harjoitusvälineen la pesään 13. Tietojenkäsittely-yksikkö 4 siihen liittyvine laitteineen, joista kuvassa 2 on esitetty näyttö 7, tulostin 8 ja näppäimistö 11, on 35 sijoitettu liikutettavaan vaunuun 14. Tietojenkäsitte-ly-yksikkö 4 on yhdistetty sovitusosaan 3 yhdyskaape-lilla 15.

13 87133

Harjoitusvälineeseen la kuuluu kuorma, kuten vastapaino 17, johon maan vetovoiman annetaan vaikuttaa, vipuelin 16, jota liikutetaan mitattavilla lihaksilla, ja välityslaitteisto, jonka avulla vipuelin 16 5 on yhdistetty vastapainoon 17. Vastapaino 17 on muodostettu joukosta erillisiä painoyksiköltä 17a, joista haluttu määrä voidaan yhdistää välityslaitteistoon. Vastapaino 17 on edullisimmin järjestetty liikkumaan pystysuunnassa johteita 25 pitkin.

10 Välityslaitteisto on tässä toteutusesimerkissä muodostettu kahdesta pyörästä 18, 19 kuten hammas pyörästä tai senkaltaisesta ja niitä yhdistävästä voi-mansiirtoelimestä 26 kuten liukumattomasta hihnasta, edullisesti hammashihnasta tai ketjusta. Ensimmäisen 15 pyörän 18 yhteyteen on kiinnitetty vipuelin 16. Toisen pyörän 19 yhteydessä on epäkesko 20. Voimanvälityselin 21, kuten hihna tai ketju, on yhdistetty ensimmäisestä päästään epäkeskoon 20 ja toisesta päästään juoksu-^ pyörän 22 kautta vastapainoon 17. Välityslaitteisto on 20 sopivasti asennettu harjoitusvälineen la rungon 24 yhteyteen. Vipuelin 16 on kiinnitetty kääntyvästi runkoon 24 ja kiinteästi välityslaitteiston pyörään 18. Vipulintä 18 kääntämällä vaikutetaan ensimmäisen pyörän 18 ja hihnan 26 kautta toiseen pyörään 19 ja edelleen 25 epäkeskoon 20. Epäkeskon 20 ohjainpinnan 20a muoto eli akselointipisteen 20b ja ohjainpinnan 20a välisen etäisyyden vaihtelu on määritetty niiden lihasten ja nivelten mukaan, joiden harjoitukseen ja mittaukseen harjoitusväline la on tarkoitettu. Tällöin voimanvälitys-30 elimen 21 etäisyys tai sen ajatellun suoran jatkeen etäisyys epäkeskon 20 akselointipisteestä 20b määrää sen voiman, jolla vastapainoa 17 voidaan nostaa vi-puelimen 16 avulla.

Edullisesti epäkesko 20 voidaan varustaa kah-35 della ohjauspinnalla, jotka on tarkoitettu sekä ojentaja- että koukistajalihasten harjoituksiin ja mittauksiin. Epäkeskoon 20 kuuluu tällöin kaksi epäkeskeistä 14 87133 ohjainpintaa, joiden alkupisteet on yhdistetty toisiinsa yhdyspinnoilla siten, että voimanvälityselin 21 on siirtettävissä ohjainpinnalta toiselle. Tällainen järjestely on esitetty suomalaisessa patenttihakemuksessa 5 874028.

Kuvan 2 harjoitusväline la on tarkoitettu polviniveleen liittyvien lihasten mittaukseen ja kuntouttamiseen, kuten aikaisemmin on jo todettu. Tällöin harjoitusväline la on varustettu istuinosalla 27, jonka 10 etureuna on järjestetty lähelle vipuelimen 16 kääntöak-selia 16a. Potilas tai koehenkilö istuu istuinosalla 27. Mitattava jalka kiinnitetään kiinnityslaitteeseen 28, jossa on esim. kourumainen osa, joka sovitetaan ja kiinnitetään polven alapuolelle. Kiinnityslaite 28 on 15 yhdistetty vipuelimeen 16. Se voi olla lisäksi nivelöi-ty sopivasti harjoitusvälineen la runkoon 24. Näin ollen potilas voidaan kiinnittää harjoitteluvälineeseen tukevasti ja varmistaa, että mitattavalla raajalla voidaan tehdä harjoitusvälineessä vain haluttuja liik-20 keitä.

Harjoituslaitteen la vipuelin 16 on lisäksi mahdollista varustaa tasauspainolla 29. Tasauspaino 29 on sovitettu tankoon 30 sen pituussuunnassa liikutet-tavasti. Tanko 30 on yhdistetty kääntöakselin 16a kaut-25 ta vipuelimeen 16 sen vastakkaiselle puolelle. Vastapainon avulla raaja voidaan tasapainottaa painottomaksi. Potilas voi omin lihasvoimin liikuttaa jalkaa silloin, kun pelkkä jalan oma paino on liian suuri lihasten liikuttaa. Vastapaino 29 antaa mahdollisuuden li-30 hasten toimintakyvyn mittaamiseen ja kuntousohjelman laatimiseen ja harjoittelemiseen silloinkin, kun lihakset ja polvinivel ovat esim. pahasti vioittuneet onnettomuuden seurauksena.

Keksinnön mukaiseen mittaus- ja kuntoutusmene-35 telmään yhdistettävät itsenäiset, erilliset harjoitus-välineet 1; la, Ib, le sisältävät edullisimmin ainakin seuraavat osat: kuorma kuten vastapaino 17, johon maan li 15 871 33 vetovoiman annetaan vaikuttaa ja jonka suuruus on sopivasti valittavissa; ainakin yksi vipuelin 16, jota liikutetaan mitattavilla lihaksilla ja välityslaitteis-to, jonka kautta vipuelin 16 on yhdistetty vastapainoon 5 17. Harjoitusvälineet 1; la, Ib, le (kuva 1) poikkeavat toisistaa siinä suhteessa, miten mitattavat ja kuntoutettavat raajat, vartalo ja sen osat sekä niihin liittyvät lihakset on yhdistettävissä vipuelimeen 16. Kun kullekin elimelle on omat harjoitusvälineensä, potilas 10 voidaan kiinnittää laitteeseen tukevasti ja siten, että vipuelimen 16 yhdistäminen mitattaviin lihaksiin voidaan suorittaa biomekaanisesti ja ergonomisesti oikein ja siten, että välineen avulla voidaan tehdä vain haluttuja liikkeitä. Näin mittaustapahtuma suoritetaan 15 aina mahdollisimman samanlaisissa olosuhteissa kuten myöskin mittauksin määritetty kuntoutusohjelmakin.

Sovitusosa 3 on edullisimmin itsenäinen laite, joka on asennettu omaan koteloonsa 31, kuten kuvassa 3 w on havainnollisesti esitetty. Sovitusosa 3 koteloineen 20 31 on asetettavissa harjoitusvälineen 1 pesään 13.

Sovitusosassa 3 ja pesässä 13 on toisiinsa sopivat liitäntäosat 32, 33. Harjoitusvälineen 1 anturit 34, 35 on yhdistetty pesän 13 yhteydessä olevaan liitäntäosaan 33. Sovitusosa 3 on vuorostaan yhdistetty yhdyskaape-25 lilla 15 tietojenkäsittely-yksikköön 4. Sovitusosa 3 ja yhdyskaapeli 15 on varustettu liitäntäosilla 36, 37 näiden yhdistämiseksi toisiinsa.

Tunnistusvälineet 5; 5a, 5b, 5c (kuva 1) on muodostettu kuvien 2 ja 3 sovellutusesimerkissä joukos-30 ta mekaanisesti toisiinsa liitettäviä osia, kuten ulokkeita, tappeja tai piikkejä, ja niitä vastaavia aukkoja, jotka on järjestetty sovitusosaan 3 ja harjoitusvälineeseen 1. Kuhunkin harjoitusvälineeseen 1; la, Ib, le (kuva 1) liittyvät osat on koodattu kuten järjestyk-35 sen ja/tai lukumäärän suhteen tälle harjoitusvälineelle tyypillisellä tavalla ja harjoitusväline on tällä perusteella tunnistettavissa.

16 87133

Tunnistusvälineet 5 on edullista järjestää harjoitusvälineen 1 ja sovitusosan 3 toisiinsa sopivien liitäntäosien 32, 33 yhteyteen. Osa sovitusosan 3 lii-täntäosan 32 piikeistä 32a varataan tunnistuvälineiden 5 käyttöön ja vastaavasti osa harjoitusvälineen 1; la, Ib, le liitäntäosan 33 vastaavista aukoista 33a varataan myös tunnistusvälineiden 5 käyttöön. Loput liitäntäosien 32, 33 piikeistä 32b ja aukoista 33b varataan harjoitusvälineen 1; la, Ib, le anturien 34, 35 10 yhdistämiseksi sähköisesti sovitusosaan 3.

Harjoitusvälineen 1; la, Ib, le antureihin 34, 35 kuuluu kuormitusantureita 34, kuten venymäliuska-an-tureita, ja liikelaajuusantureita 35, kuten kulma-an-tureita.

15 Kuormitusanturit 34 on yhdistetty vipuelimen 16 kääntöakselille 16a tai vastaavaan kohtaan välitys-laitteistoa. Kuormitusantureita 34 on edullisesti kaksi kappaletta ja niiden avulla mitataan esim. vipuelimeen 16 vastakkaisiin suuntiin, suuntaan A tai suuntaan B, 20 kohdistuvia voimia tai kahteen erilliseen vipuelimeen kohdistuvia voimia.

Liikelaajuusanturit 35 on myös yhdistetty vipuelimen 16 kääntöakseliin 16a tai vastaavaan osaan välityslaitteistoa ja niiden avulla mitataan vipuelimen 25 16 kulma-asemaa tiettyyn alkukulma-asemaan verrattuna.

Sovitusosaan 3 on lisäksi yhdistetty joukko, tässä tapauksessa kolme, lihasten sähköistä aktiivisuutta mittaavia antureita eli EMG-antureita 6. Nämä on yhdistettävissä liittimien 38 kautta sovitusosaan 3. 30 EMG-anturit kiinnitetään ihon pintaan niiden lihasten läheisyyteen, joita on tarkoitus mitata.

Sovitusosa 3 on esitetty lohkokaavion muodossa kuvassa 6. Sovitusosaan 3 kuuluu prosessori 39, analo-gia/digitaali eli A/D-muunnin 40, joukko vahvistimia 35 41, joihin analogiset anturit on yhdistetty, neliölli- sen keskiarvon ilmaisin 42 ja erottimet 43, kuten op-toeristimet. EMG-anturit 6 on yhdistetty vahvistimien I: 17 87133 41 ja neliöllisen keskiarvon ilmaisimien 42 kautta A/D-muuntimeen 40 ja edelleen prosessoriin 39. Analogiset anturit, kuten kuormistusanturit 34, on yhdistetty vahvistimien 41 kautta A/D-muuntimeen 40 ja edelleen 5 prosessoriin 39. Digitaaliset anturit, kuten digitaaliset kulma-anturit 35, on yhdistetty suoraan prosessoriin 39. Prosessori 39 on yhdistetty erottimien 43 kautta kaksisuuntaisesti tietojenkäsittely-yksikköön 4. Tunnistusvälineet 5 on yhdistetty myös prosessoriin 39. 10 Sovitusosaan 3 syötetään tarvittavaa virtaa sopivasta teholähteestä 44 edullisimmin yhdyskaapelin 15 kautta.

Tietojenkäsittely-yksikkö 4 on muodostettu tietokoneesta, joka on riittävän suorituskykyinen mittausohjelman suorittamiseen ja mittaustietojen ana-15 lysoimiseen. Tämän lisäksi tietojenkäsittely-yksiköltä vaaditaan myös lisätoiminto-ohjelmien nopeaa käsittelykykyä. Yleisesti ottaen tietojenkäsittely-yksiköksi soveltuu nopea AT-tasoinen mikrotietokone.

** Keksinnön mukainen järjestelmä toimii periaat- 20 teessä seuraavasti. Joukosta erillisiä, itsenäisiä lihasten harjoitusvälineitä 1; la, Ib, le (kuva 1) valitaan harjoitusväline la, jolla lihaksia kuormitetaan ja lihasten toimintakykyä mitataan. Harjoitusväline valitaan kuntoutettavien tai mitattavien lihasten 25 mukaisesti esim. polven mittaus- ja kuntoutuslaite la kuvassa 2. Käytettävä harjoitusväline la yhdistetään tietojenkäsittely-yksikköön 4 sovitusosan 3 avulla. Tämä tapahtuu yksinkertaisesti työntämällä erillinen sovitusosa 3 harjoitusvälineessä 1 olevaan pesään 13 30 (vrt. kuva 3). Sovitusosan 3 ja harjoitusvälineen 1 liitäntäosat 32, 33 osuvat toisiinsa ja liittävät anturit 34, 35 sovitusosaan 3 yhdessä tunnistusvälineiden 5 kanssa. Tietojenkäsittely-yksikön 4 ja sovitusosan 3 avulla tunnistetaan harjoitusväline 1 käyttäen hyväksi 35 mainittuja tunnistusvälineitä 5.

Kun harjoitusväline la on tunnistettu sovitus-osan 3 tietojenkäsittely-yksikölle 4 antaman ilmoituk- 18 87133 sen mukaisesti, käynnistetään automaattisesti vastaava mittausohjelma. Mittausohjelmaan kuuluu joukko mittaus-tapahtumia, joista valitaan haluttu mittaustapahtuma ja tämän alkuasetukset määritetään koehenkilö tai potilas-5 kohtaisesti. Mittausohjelma on esitetty lohkokaavion muodossa kuvassa 7, jota seuraavassa selostetaan tarkemmin erityisesti kuvan 2 mukaisen harjoitusvälineen la eli polven mittaus- ja kuntoutusvälineen kanssa.

Ensiksi mittausohjelmassa tarkistetaan, että 10 tiedot potilaasta on järjestelmän potilastiedostossa. Mikäli ne eivät ole, tiedot uudesta potilaasta lisätään. Määritellään mittauksen kohde, edullisesti valik-ko-ohjatusti eli ohjelman avulla kysytään esim. tässä tapauksessa; mitataanko oikeaa vai vasenta jalkaa vai 15 molempia. Kun valinta on suoritettu siirrytään varsinaisiin mittaustapahtumiin .

Mittaustapahtumiin kuuluu liikelaajuusmittaus 45, isometrinen voimamittaus 46 ja rasitustesti, joka on jaettu dynaamiseen rasitustestiin 47 ja staattiseen 20 rasitustestiin 48, kuten kuvassa 7 on esitetty. Liikelaa juusmittauksessa 46 mitataan nivelten liikelaajuudet kiertokulmina sopivien kääntö- tai nivelpisteiden ympäri. Kuvan 2 harjoitusvälineessä la polven liikelaajuus-mittaus suoritetaa siten, että vipuelintä 16 liikute-25 taan polveen liittyvien lihasten avulla ojentamalla jalkaa ja koukistamalla sitä ääriasentojen välillä ja mittaamalla vipuelimen 16 kiertyminen kulma-asteina liikelaajuusanturien 35 avulla.

Mittaus suoritetaan reaaliajassa ja se voidaa 30 esittää näyttölaitteella 7 samalla, kun sitä suoritetaan. Samalla mittausasteikolla esitetään esim. polven normaali liikelaajuus asteina ja vipuelimen 16 liikettä voidaan seurata muuttuvana palkkina tämän rinnalla, jolloin välittömästi nähdään poikkemat normaalista.

35 Seuraavaksi voidaan suorittaa isometrinen voimamittaus 46. Tässä voimamittauksessa mitataan vään-tömomenttia, erityisesti maksimaalista vääntömomenttia.

19 87133

Voimamittaus suoritetaan edullisimmin staattisesti * siten, että vipu pidetään ennalta määrätyssä kulma-asennossa ja lihaksia ponnistettaessa mitataan vipueli-meen 16 kohdistuva vääntömomentti. Samanaikaisesti 5 mitataan polven ympäriltä valittujen lihasten aktiivisuutta EMG-antureilla 6.

Vääntömomentin mittaus suoritetaan tietyn aikavälin kuten 5 s. ajan, sen jälkeen kun vipuelimeen 16 kohdistuva lihasten aiheuttama vääntömomentti on 10 ylittänyt asetetun raja-arvon. Tämä raja-arvo on polven kohdalla esim. 10 Nm. Vääntömomentille lasketaan tämän jälkeen korkein lyhyen aikajakson keskiarvo eli maksimi vääntömomentti . Koko mittaustapahtuma voidaan esittää reaaliajassa näyttölaitteella yhdessä lihasten EMG-15 signaalien kanssa.

Isometrisen voimamittauksen jälkeen voidaan siirtyä rasitustesteihin, joissa lihaksia väsytetään sopivalla vakiokuormalla. Rasitustesti voidaan suorit-^ taa dynaamisesti 47 tai staattisesti 48.

20 Rasitustesti suoritetaan valitulla vakiokuor malla dynaamisesti siten, että valitaan testiä varten vertailunopeus joukosta ennalta määrättyjä kulmanopeuksia, kuten 60°/s, 90°/s tai 120°/s, jonka jälkeen tämä vertailunopeus esitetään näyttölaitteella 7 visuaali-25 sesti laajentuvana ja supistuvana palkkina sopivassa kulma-asteikossa, jota seuraamalla eli vipuelintä 16 mitattavien lihasten avulla kääntämällä suoritetaan testi. Vipuelimen 16 kääntyminen esitetään reaaliajassa näyttölaitteella 7 vertailunopeutta edustavan muuttuvan 30 palkin rinnalla.

Dynaamisen rasitustestin kuorma valitaan edullisesti isometrisen voimamittauksen perusteella siten, että se vastaa tiettyä osaa, kuten 10% tai 50%, maksi-mi-vääntömomentista. Tämän jälkeen testiä varten vali-35 taan vertailunopeus samoin kuin edellä esitettiin ja suoritetaan testi.

Dynaamisen rasitustestin jälkeen voidaan suo- 20 87133 rittaa staattinen rasitustesti 48. Rasitustesti suoritetaan valitulla vakiokuormalla siten, että vakiokuormaa pidetään ennalta määrätyssä asennossa, kuten tietyssä kulma-asemassa, ja mitataan ja tarkkaillaan vään-5 tömomenttia.

Kaikki edellä esitetyt mittaustapahtumat ovat vaihtoehtoisia. Tarpeen mukaan voidaan yhden tai useamman mittaustapahtuman yli hypätä seuraavaan ja suorittaa tämä. Kukin mittaustapahtuma voidaan suorituksensa 10 jälkeen hylätä, hyväksyä tai uusia ja hyväksymisen jälkeen tallentaa ja tulostaa tarpeen mukaan.

Samanaikaisesti, kun suoritetaan lihasten vääntömomenttimittauksia, voidaan mitata lihasten sähköistä aktiivisuutta sopivista ennalta valittavista 15 lihaksista. Mittaustulokset voidaan esittää suoraan reaaliajassa näyttölaitteella sekä numeerisesti että graafisesti erilaisina havainnollisina kuvioina. Mittausten suorittamisen jälkeen mittaustuloksia voidaan tarkastella näyttölaitteella levittämällä mitta-asteik-20 koa halutusta kohdasta.

Kuvissa 8, 9 ja 10 on esitetty erilaisia mittaustulosten tulostusmuotoja. Kuvassa 8 verrataan kahden eri liikelaajuusmittauksen tuloksia. Esimerkiksi hoidon alkutilanteessa suoritettuja mittauksia verra-25 taan kuntoutuksen aikana suoritettuihin mittauksiin ja näiden mittaustietojen esittäminen samalla tulosteella antaa nopean ja selkeän kuvan kuntoutuksen edistymisestä ja onnistumisesta.

Kaikista suoritetuista mittauksista voidaan 30 tehdä vertailuja. Mittaustietoja tallennetaan mittausten suorittamisen yhteydessä tietojenkäsittely-yksikön 4 massamuistiin 9 ja potilaskohtaisille levykkeille levykeasemassa 10. Mittaustietoja voidaan ottaa muistista yksitellen ja analysoida niitä toisto toistolta 35 esim. laajentamalla mittausasteikkoa (vrt. kuva 9). Haluttaessa mittaustulosten vertailusta voidaan ottaa sopivia tulosteita tulostimelta 8.

21 87133

Isometrisen voimamittauksen tulostusta esitetään kuvassa 9. Varsinaisen voimamittauksen ohella mitataan lihasten sähköistä aktiivisuutta EMG-antureil-la 6 kolmella eri kanavalla ja keskimääräiset maksi-5 miarvot mikrovoltteina ilmaistaan erillisinä indekseinä. Käyrät on esitetty samalla aika-asteikolla t. Lihasten aktiivisuuskäyrien avulla voidaan aktiivisesti määrittää ponnistuksen tasoa ja suhdetta voimaan (EMG/-max M). Lasketut indeksit antavat tietoa nopeudesta, 10 suhteellisesta voimasta ja voiman tasosta suhteessa harjoituslaitteen kuormitukseen. Käyrät on edullista esittää eri väreillä niin näyttölaitteella kuin paperitulosteessakin, jolloin ne ovat helppolukuisia ja selkeitä.

15 Dynaamisen rasitustestin erästä tulostusmuotoa on esitetty kuvassa 10. Kolmen eri lihakset sähköistä aktiivisuutta edustavat EMG-käyrät on esitetty kuvassa 10a ja vastaava voimakäyrä kuvassa 10b. Kummatkin käy-& rät on esitetty ajan t funktiona ja siten, että mitta- 20 asteikkoa eli aika-asteikkoa tässä tapauksessa on levitetty kahden sekunnin ajalta sopivaksi katsotusta kohdasta 29 - 31 s. mittaustuloksia. Kulmaosoittimet, jotka on esitetty pystykatkoviivoin, osoittavat 30°, 60° ja 90° polvikulmien kohtia sekä ääriasentoja. Aika-25 asteikon käyttö antaa mahdollisuuden tarkistaa suureita yhtä aikaisesti ja todeta esimerkiksi, missä liikkeen kohdassa eri lihakset aktivoituvat.

Edellä esitetyn mittausohjelman lisäksi voidaan valita tarpeen mukaan vaihtoehtoisia lisätoiminto-30 ja, jotka on esitetty havainnollisesti lohkokaavion muodossa kuvassa 11. Lisätoiminto-ohjelmien avulla voidaan suorittaa seuraavia tehtäviä: sarjamittaukset 50, uusien hoitotietojen antaminen 51, potilastietojen ylläpito 52, huoltotestimittaukset 53, anturien kalib-35 rointi 54, mittaustietojen vertailu 55, mittaustulosten listaukset 56, mittaustietojen uudelleen tarkastelu 57 ja järjestelmän käyttökielen valinta 58.

22 87133

Sarjamittausten 50 avulla voidaan muodostaa etukäteen mittauksessa suoritettavien toimenpiteiden sarja. Tälläinen mittaussarja koskee esimerkiksi oikean jalan polveen liittyvien lihasten toimintakyvyn mit-5 tauksen ja siten, että mittausohjelma sisältää liike-laajuusmittauksen, isometrisen voimamittauksen, dynaamisen rasitustestin, jossa kuorma on määritetty 60% maksimaalisesta mitatusta isometrisestä vääntömomentis-ta ja nopeudella 90°/s ja jossa mittauksessa lisäksi 10 mitataan kahden määrätyn lihaksen sähköistä aktiivisuutta samanaikaisesti.

Uusissa hoitotiedoissa 51 on mahdollista antaa uusi koodinumero henkilölle, jolla on jo järjestelmässä oma numeronsa. Tätä saatetaan tarvita, jos potilaalle 15 suoritetaan kehon eri osissa olevien lihasten toimintakyvyn mittauksia erilaisilla harjoitusvälineillä.

Potilastietojen ylläpidossa 52 voidaan muuttaa potilaita koskevia tietoja.

Huoltotestissä 53 tietojenkäsittely-yksikön 4 20 avulla testataan järjestelmän sähköiset komponentit ja raportoidaan löydetyt viat.

Kalibrointitoiminnon 54 avulla tarkistetaan EMG-vahvistimien todelliset poikkeamajännitteet ja nollataan nämä.

25 Vertailulisätoimintojen 55 avulla voidaan tarkastella eri mittauskerroilla saatuja mittaustietoja samanaikaisesti.

Listaustoimintojen 56 avulla voidaan tarkastella potilastietoja kolmella tavalla. Potilaslistassa 30 esitetään potilaat aakkosjärjestyksessä ja sen lisäksi voidaan esittää joitakin perustietoja. Hoitolistassa esitetään kunkin hoidon kohdalla potilaat aakkosjärjestyksessä. Mittauslistan avulla voidaan tarkastella mittaustietoja kaikista potilaista, yhden potilaan 35 valituista mittauksista tai valittujen potilaiden yhdestä mittauksesta.

Mittaustietojen uudeelleentarkastelu toimin- 23 87133 noissa (playback) 57 on mahdollista tarkastella mittaustietoja täsmällisesti samassa muodossa kuin se esitettiin mittauksen suorittamisen jälkeen. Mittaustuloksia voidaan analysoida samalla tavalla kuin mit-5 tausten yhteydessäkin.

Kielen valinta toiminnon 58 avulla voidaan valita kieli, jolla järjestelmän kanssa keskustellaan ja jolla dokumentit tulostetaan. Keskustelukieli ja dokumentointikieli voidaan valita toisistaan riippumat-10 ta. Vaihtoehtoina on tavallisesti englanti, saksa, ranska, ruotsi ja suomi.

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esittet-tyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten 15 määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

i

Claims (22)

1. 24 871 33
2. 1. Menetelmä lihasten toimintakyvyn niittämiseksi, jossa menetelmässä lihaksia kuormitetaan mekaa-5 nisin välinein, lihasten toimintakykyä mitataan mittausvälineillä ennalta määrätyn mittausohjelman mukaisesti, jotka mittausvälineet on yhdistetty tietojenkäsittely-yksikköön mittaustapahtuman valvomiseksi, mittaustulosten rekisteröimiseksi ja analysoimiseksi, 10 tunnettu siitä, että - joukosta erillisiä itsenäisiä lihasten harjoitusvälineitä (1; la, Ib, le) valitaan harjoitusväline (la), jolla tiettyjä lihaksia kuormitetaan ja näiden lihasten toimintakykyä mitataan; 15. harjoitusväline (la) yhdistetään sinänsä tunnetusti tietojenkäsittely-yksikköön (4); - valittu harjoitusväline (la) tunnistetaan automaattisesti ; - mittausohjelma, joka vastaa valittua harjoitusväli-20 nettä, aktivoidaan sinänsä tunnetusti automaattisesti, - mittausohjelmasta, johon kuuluu joukko mittaustapah-tumia (22, 46, 47, 48), valitaan haluttu mittaustapah-tuma, jonka alkuasetukset määritetään yksilökohtaisesti.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin harjoitusväline (1; la, Ib, le) toimii dynaamisella periaatteella ja siten, että kuormana toimivaa vastapainoa (17) liikutetaan vipuelimen (16) välityksellä vapaasti lihasten avulla 30 määrättävissä olevalla siirtonopeudella.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että harjoitusvälineen (1; la, lb, le) yhdistäminen tietojenkäsittely-yksikköön (4) tapahtuu irrotettavasti sovitusosan (3) avulla, jonka 35 välityksellä harjoitusvälineen anturit (34, 35) liitetään tietojenkäsittely-yksikköön (4).
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, 25 87133 tunnettu siitä, että harjoitusvälineen (1; la, Ib, le) tunnistaminen suoritetaan sovitusosan (3) ja tunnistusvälineiden (5) avulla välittömästi harjoitus-välineen yhdistämisen tapahduttua.
6. 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaustapahtumiin kuuluu liikelaajuusmittaus (45), isometrinen voimamittaus (46) ja rasitustesti (47,48), jossa liikelaajuusmittauksessa mitataan raajojen niveten liikelaajuudet kiertokulmina, 10 isometrisessä voimamittauksessa mitataan vääntömoment-tia, erityisesti maksimaalista vääntömomenttia, ja rasitustestissä lihaksia väsytetään vakiokuormalla.
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että isometrinen voimamittaus 15 (46) suoritetaan staattisesti siten, että vipuelin (16) pidetään ennaltamäärätyssä kulma-asennossa ja lihaksia ponnistettaessa mitataan vipuelimeen kohdistuva vääntö-momentti . & 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, 20 tunn ettu siitä, että vääntömomentin mittaus suoritetaan tietyn aikavälin ajan sen jälkeen, kun vipuelimeen (16) kohdistuva vääntömomentti on ylittänyt asetetun raja-arvon, ja vääntömomentille lasketaan korkein lyhyen aikajakson keskiarvo eli maksimivääntömo-25 mentti.
8. 8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rasitustesti (47) suoritetaan valitulla vakiokuormalla dynaamisesti siten, että valitaan testiä varten vertailunopeus joukosta 30 ennaltamäarättyjä kulmanopeuksia, jonka jälkeen tämä vertailunopeus esitetään visuaalisesti, jota seuraamalla suoritetaan testi.
9. 9. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rasitustesti (48) suorite- 35 taan valitulla vakiokuormalla staattisesti siten, että vakiokuorma pidetään lihasten avulla ennaltamäärätyssä asennossa ja mitataan vääntömomenttia. 26 87133
10. 10. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että rasitustestin (47, 48) kuorma valitaan isometrisen voimamittauksen (46) perustella siten, että se vastaa tiettyä osaa 5 maksimivääntömomentista.
11. 11. Jonkin patenttivaatimuksista 3-8 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että lihasten sähköistä aktiivisuutta mitataan samanaikaisesti suoritetun mittaustapahtuman kanssa.
12. 12. Jonkin patenttivaatimuksista 3-9 mukai nen menetelmä, tunn ettu siitä, että mittaustulokset esitetään reaaliajassa näyttölaitteella.
13. 13. Jonkin patenttivaatimuksista 3-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittaus- 15 tuloksia tarkastellaan näyttölaitteella levittämällä mitta-asteikkoa halutusta kohdasta.
14. 14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausohjelman lisäksi on valittavissa tarpeen mukaan vaihtoehtoisia lisätoimin- 20 toja, joilla suoritetaan: - sarjamittauksia (50), joissa mittausohjelman mittaus-tapahtumat määritellään etukäteen ja suoritetaan tämän jälkeen sarjassa peräkkäin; - uusien hoitotietojen antaminen (51); 25. potilastietojen ylläpito (52); - huoltotesti mittausjärjestelylle (53); - anturien kalibrointi (54); - eri mittauskerroilla saatujen mittaustietojen vertailu (55); 30. mittaustulosten listaukset (56); - mittaustietojen uudelleentarkastelu ja arviointi (57) ja - järjestelmän käyttö- ja tulostuskielen valinta (58).
15. 15. Mittaus- ja kuntoutusjärjestelmä lihasten 35 toimintakyvyn mittaamiseksi ja niiden kuntouttamiseksi, johon järjestelmään kuuluu mekaanisista välineitä, joilla lihaksia kuormitetaan, mittausvälineitä, joilla 27 87133 lihasten toimintakykyä mitataan, tietojenkäsittely-yksikkö, johon mittaustulokset siirretään ja jonka avulla ne analysoidaan ja tulostuslaite, kuten näyttölaite ja kirjoitin, mittaustapahtumaan liittyvien 5 tietojen esittämiseksi, tunn ettu siitä, että mekaaniset välineet ovat harjoitusvälineitä (1; la, Ib, le), jotka ovat itsenäisiä, erillisiä laitteita, jotka on varustettu antureilla (34, 35), joilla kullakin harjoitusvälineellä tiettyjä lihaksia kuormitetaan ja 10 näiden lihasten toimintakykyä mitataan; ja että järjestelmään kuuluu - sovitusosa (3), joka on kunkin harjoitusvälineen yhteydessä ja jonka avulla kulloinkin käytettäväksi valitun harjoitusvälineen (la) anturit (34,35) on si- 15 nänsä tunnetusti yhdistettävissä tietojenkäsittely-yksikköön (4) ; - tunnistusvälineet (5), joiden avulla tunnistetaan käytettävän harjoitusvälineen (la)tyyppi ja tämän mu- * kaan valitaan toteutettava mittausohjelma.
16. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että harjoitusvälineeseen (1; la, Ib, le) kuuluu vastapaino (17), joka toimii kuormana ja jonka suuruus on valittavissa; ainakin yksi vipuelin (16), jota liikutetaan mitattavilla li-25 haksilla ja joka vipuelin (16) on yhdistetty välitys-laitteiston kautta vastapainoon (17).
17. 17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen järjestelmä, tunn ettu siitä, että sovitusosa (3) on itsenäinen laite, joka on irroitettavasti kiin-30 nitettävissä harjoitusvälineeseen (1; la, Ib, le).
18. 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmä, tunn ettu siitä, että sovitusosaan (3) kuuluu prosessori (39) ja A/D-muunnin (40), jonka kautta analogiset anturit (34) on yhdistettävissä proses- 35 soriin (39), joka on yhdistetty erottimien (43), kuten optoeristimien, kautta tietojenkäsittely-yksikköön (4) . 28 87133
19. 19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen * järjestelmä, tunnettu siitä, että harjoitusväline (1; la, Ib, le) on varustettu pesällä (13), johon sovitusosa (3) on asetettavissa ja jossa pesässä (13) 5 ja sovitusosassa (3) on toisiinsa sopivat liitäntäosat (32,33) anturien (34, 35) yhdistämiseksi sähköisesti sovitusosaan (3).
20. 20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että tunnistusvälineet 10 (5) on muodostettu joukosta mekaanisesti toisiinsa liitettäviä osia (32c, 33a), jotka on järjestetty sovitusosaan (3) ja harjoitusvälineeseen (1; la, Ib, le) ja joiden avulla käytettävä harjoitusväline (la) on tunnistettavissa .
21. 21. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että harjoitusvälineiden (1; la, Ib, le) antureihin kuuluu kuormitusan-tureita (34), kuten venymäliuska-antureita, ja liike-laajuusantureita (35), kuten kulma-antureita.
22. 22. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että sovitusosaan (3) on lisäksi yhdistetty joukko lihasten sähköistä aktiivisuutta (EMG) mittaavia antureita (6). 0 29 87133