JP2688513B2 - 脚部にかかる負荷をモニターする装置 - Google Patents

脚部にかかる負荷をモニターする装置

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JP2688513B2 JP63503670A JP50367088A JP2688513B2 JP 2688513 B2 JP2688513 B2 JP 2688513B2 JP 63503670 A JP63503670 A JP 63503670A JP 50367088 A JP50367088 A JP 50367088A JP 2688513 B2 JP2688513 B2 JP 2688513B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は脚部にかかる負荷をモニターする装置に関す
るものであり、該装置は、脚部にかかる負荷パラメータ
ーを測定するための測定装置ならびに該測定装置から送
られる測定データを入力されるところの携帯用コードレ
ス電子ユニットを有しており、さらに該電子ユニットは
負荷参照範囲を入力するところの入力装置から構成され
ている。同様に該電子ユニットに具備されているのは計
算装置および表示装置であり、特に該表示装置は前記負
荷参照範囲からの超過の信号を表示するものとして使用
される。
〔従来に技術及び発明が解決しようとする課題〕
脚部にかかる負荷を局部的に取り除くことは、整形外
科患者および事故の被害者を治療する際に重要な役割を
果たすものである。関節の挫傷や打撲傷、圧迫、骨折、
靱帯や健の損傷、運動部位の炎症、これらの脚部の損
耗、および人工関節の形成においては、処置の一環とし
て該罹患の脚部にかかる負荷を一週間あるいは一箇月
間、局部的に取り除く必要がある。このような症例では
治癒を速めるために、局所的な負荷範囲を正確に維持し
なければならない。また一方では過度の負荷を取り除く
必要があり、最適治癒過程を要する機械的刺激を促すた
めに最小負荷レベルを維持しなければならない。治療期
間中は限定的に負荷参照範囲を増加することが可能であ
る。
上記タイプの装置は、現在市場に流通しており、また
Frankfurt am Mainに所在のHarald Haberman Co.,整形
技術部門発行のパンプレット「圧力センサーおよび聴覚
フィードバックを備えたEDARインサート（EDAR insert
with Pressure Sensor and Acoustic Feedback）」に記
載されている。従来の電池駆動による装置は、圧力セン
サを有する足底インサートという形態による測定ユニッ
トを有していた。この装置は測定データがあらかじめ設
定した参照範囲内にあるときは低音を、この参照範囲を
超過したときは高音を発するというものである。たとえ
ば、松葉杖に依存する患者では、万が一、担当医師によ
って設定された負荷よりも大きい負荷が脚部にかかって
いる場合には音響的に警告が発せられる。つまり、比較
的低音が発せられておれば該患者の脚部に適当な負荷が
かかっているものとして安心できるのである。
本発明の目的は上述の従来の負荷モニター装置にさら
に改良を加えることにより、負荷の測定装置が低コスト
で製造でき、しかも長期にわたる連続負荷モニターを可
能に、同時に患者の負荷状態により正確に測定すること
である。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
この目的は本発明による装置で達成される。すなわ
ち、その測定装置は、靴の内部に挿入可能な足底を形成
する二枚のプレートの間に、それぞれ負荷に応じた信号
を出力する複数のセンサーを配置したものであり、デー
タ解析ユニットは、マイクロプロセッサおよびデータ保
存区域を特徴としており、ここに測定ユニットで得られ
たデータならびに負荷動向の基礎を形成する解析データ
が入力できる。負荷参照範囲および解析データ参照値
は、入力装置から該保存区域に入力できる。経時的負荷
は参照範囲と比較され、これにより得られた比較データ
は、マイクロプロセッサを備えた電子ユニットによって
保存される。さらに、表示装置はこの保存機能と同時に
機能するように設計されており、および／または負荷動
向に関する保存データは読み出し装置によって読み出し
可能である。
本発明による装置は評価のために用いる測定負荷パラ
メーターに関するデータのみならず、このような生デー
タから得られた解析データを示すものである。これによ
り負荷推移がより正確になり、治療時間のより適確な設
定が可能になるという実務的な効果が生じてくる。たと
えば、過剰負荷が長時間であれば過剰負荷の間隔が短い
場合よりも負荷の代償的減少が異なってくる。他方で、
測定データが豊富であれば有効な解析データの取得が可
能となるので一定量のデータの保存ができ、必要であれ
ば適当な解析データ参照範囲との比較ができ、生データ
量に関しての縮小が可能になる。この装置は記憶スペー
スならびにマイクロプロセッサの操作時間双方の減少を
可能にするものである。
該表示装置は患者自身の負荷動向をモニターせしむる
ものであり、これは本発明による装置によって供与され
た第一フィードバック手段であるところの負荷参照範囲
を超過した場合に該患者に警告を与えるところの音響信
号の使用を示唆するものである。
データ記憶装置は生データあるいはマイクロプロセッ
サによって選択された生データの一部をマイクロプロセ
ッサ内で作成された解析データとともに、瞬時負荷値ま
たは実際の負荷値として保存するものである。これによ
り、実際の負荷値と適当な参照範囲との関係を確立する
ことができる。同様にこのデータ記憶装置は、得られた
比較データを保存することができる。この保存データを
すべて、あるいは選択されたデータ、特に生データおよ
び解析データならび前記比較データのみを取り出すこと
によって、患者の一定時間中の負荷動向を正確に記録で
きる。この装置は患者が夕刻に自己の負荷動向を正確に
モニターすることを可能とし、これによって以後の数日
間の負荷動向を変更できるようにするところの第二のフ
ィードバック系を構成するものである。医師が初診時に
患者の負荷動向を診察・診断できれば該患者の回復の見
込みは高くなり、治療計画を効果的に立案でき、さらに
正確な医務手続きがとれる。患者の負荷動向に応じて負
荷参照範囲は以後、やや上昇するか、あるいは全く変化
しない。この機構は第三フィードバック系となる。従っ
て、最適な治療計画が立案され、これが最適な治癒過程
を進める要因となる。
この測定パラメーターは好ましくは負荷力とする。適
当な負荷パラメーターとしては、測定部位に働く特定
力、すなわち圧力、引っ張り力、剪断力あるいは曲げ力
でもよい。この測定負荷パラメーターは同様に運動量、
より具体的には脚部の速度または加速度あるいは別の物
理量で表される。
患者の脚部にかかる負荷パラメーターを測定するた
め、本発明の測定装置は、靴の中底、治療用靴に挿入可
能な脚底であるにせよ、あるいはたとえば堅い包帯（か
かとの形態をしたギブス）の内側または外側であるにせ
よ、足の底の下側に配置するのが良い。この種の測定装
置は二枚の本質的に堅いプレートで形成することが可能
であり、該プレートの間に三つのセンサーが入ってい
る。該センサーの存在は即座に測定範囲を均一にし、全
体の力がこれらのセンサーで捉えられることを確実にし
ている。このようなプレートが挿入可能な足底になり、
これによって二つのセンサーが足先の膨らみ部の近くに
配置され、他方別のセンサーがかかとの部位に配置され
る。該センサーは力あるいは圧力の測定が可能であり、
より具体的には歪み計ストリップの取付もできる。この
ような挿入可能な足底は、一回限りの使い捨て品として
低コストで製造できるであろう。
本発明の測定装置はまた、他の目的にも利用できる。
たとえば、マラソンのような激しいスポーツにおいて生
ずる長時間にわたる過剰負荷による脚部の損傷を避ける
目的が挙げられる。この装置はまた、関節が既に罹患
（たとえば、関節炎）している場合における過剰負荷を
予防するものとして使用でき、これにより過剰負荷によ
るところの症状の悪化が避けられる。
解析データがマイクロプロセッサを介して測定データ
から得られるのであれば好都合である。このような追加
機能はさほどの困難を伴わずして具備することが可能で
ある。
解析に用いるデータは負荷条件に大いに関連してお
り、とりわけ生データの最大値がそれぞれの負荷サイク
ルに関連している。単一負荷値は負荷サイクル中にマイ
クロプロセッサによって処理される生データの集積に由
来している。
解析データを作成する過程において、生データを経時
的値と相関させることができれば特に好都合である。本
発明の装置は多数の重要な追加負荷データを提供するも
のである。
特に、個々の負荷サイクルの関連負荷時間を解析デー
タとして利用できる。この関連負荷時間は重要な判定基
準である。この負荷時間が負荷参照範囲を超過すること
があれば、患者は自己の負荷パラメーターを余儀なく変
更することになる。この参照範囲を超過した時に音響に
よる警告が発せられる。この点については、マイクロプ
ロセッサを備えて電子ユニットが境界値の上限超過と下
限超過との間に起こる時間遅延のモニターを可能にする
生データの取得の役割を演じる。
別の解析パラメーターはそれぞれ負荷サイクルで測定
された負荷パラメーター・時間・カーブの負荷量である
場合がある。これは、特にマイクロプロセッサを備えた
電子ユニットを介して得られるものであり、該マイクロ
プロセッサは経時的連続生データから表面積分を導くこ
とが可能である。同時に、この機構は該マイクロプロセ
ッサによって容易に具備することができる。前記負荷量
の大きさは機械的負荷および時間的負荷の両方を表して
いる。
同様に、あらかじめ設定した時間内に起こる負荷サイ
クルの回数を解析の一データとして用いても好都合であ
る。負荷が脚部にかかる場合では、このパラメーターは
歩数で表される。この参照範囲の持つ特長によって、患
者は一日の歩数に関しての最適の参照範囲を設定するこ
とができる。既に述べた解析データ、すなわち最大測定
値、負荷時間、負荷量およびサイクル数は別にして、該
時間的負荷から導かれた数学的関数は、これらのデータ
が（「一日当たり」というような）時間に関する数値と
共に（あるいは、該数値を伴わずに）解析データとして
使用することができる。
本発明の測定装置の好ましい実施態様では、マイクロ
プロセッサを備えた電子ユニットは記憶装置に保存され
た情報を必要であれば時間的数値と共に表示装置に表示
でき、および／または後に（データを）読み出す目的で
もって記憶装置に統計的データを入力することが可能で
ある。このような統計的数値は患者の負荷記録を要約
し、さらに患者あるいは医師に迅速にこれらの情報を検
討、評価のために供するものである。かかる追加作業は
さほどの困難を伴わずしてマイクロプロセッサによって
なされる。
これらの目的のために、それぞれの負荷サイクルで得
られた解析データの一階級を参照範囲とし、一つ以上の
データからなる階級を最上限部分に位置するデータと
し、さらに別の一つ以上のデータからなる階級を最下限
部分に位置するデータという具合に分類すれば非常に便
利である。このように階級別に分類・配列されたデータ
は、非常に検討が容易である。
合計五つの階級を設け、ここで上限範囲および下限範
囲がそれぞれ二つの細分範囲に分類できれば、とりわり
好都合である。三つの階級に対して五つの階級に分類す
ることは、患者が参照範囲を超過もしくは参照範囲に達
し得ない（不足）頻度の決定のみならず、このような超
過または不足が起こる程度の決定も可能にするものであ
る。
これによりパーセントで表示した統計的数値が得られ
るが、これは一定時間内の負荷サイクルに関連したデー
タ総数に対してそれぞれの階級において得られた解析デ
ータ数との関係を述べるところのものである。このよう
なパーセント数は患者があらかじめ設定した参照範囲の
ガイドラインを遵守しているかどうかの程度をはっきり
示している。このデータの解釈方法は生データの最大値
を表示するのに特に適しているが、同様に他の解析デー
タにも応用が可能である。
別の実施態様は設定した時間内で起こる個々の負荷サ
イクルで得られる生データの最大値を各負荷範囲に分類
し、関連の解析データの平均値を統計的数値として使用
するものである。この装置は負荷時間や負荷量のよう
な、ある種の解析データを生データの最大値と比較でき
るようにするものであり、これがデータ解釈のさらなる
方法を提供するものである。
また、設定した時間内を通じて起こる負荷サイクルの
全てから得られる平均解析データのような統計的数値が
得られれば好都合である。このような平均解析データ値
は、医師が自分のデータ解析をする際にかなり役立つも
のである。
電気供給源および記憶装置の双方が一週間を超過する
稼働に耐え得る容量および大きさを持つことは好まし
い。この容量は保存すべき二週間分相当の必須の変数に
関する記録を受け入れられるものである。データ損失を
防ぐために、この記憶装置は停電に対する予防機構を施
す必要がある。
表示装置は観測窓あるいは表示を特長としたもので、
該表示装置は患者が自己の負荷状態を視覚的に観察で
き、さらに音響信号によって付与される情報の読み取り
をより正確にするものである。
また記憶装置から取り出した情報は前記観測窓でも表
示できる。これにより、医師および患者の両者が一日の
終わり、あるいは診察中にコンピューター言語またはハ
ードウェアの特別な知識を必要とせずに、それまでの負
荷動向が検討できる。
また本発明の装置は、読み出したデータをプリントア
ウトするための電子パーツが接続されたプリンターから
構成されているものである。このようなデータのプリン
トアウトの操作は、何ら電子計算機処理の知識を必要と
しない。
入力装置および／またはデータ読み出し装置は共にプ
ログラム媒体を保存するのに適した装置を特長としてい
る。該プログラム媒体は、参照範囲あるいは保存データ
読み出しEPROMSであってもよい。
該入力装置はキーパッドとして具体化したものでもよ
く、これにより数値の入力または読み出しのいずれも可
能になる。
さらに、補助の携帯用測定増幅器（アンプ）を前記電
子パーツに接続することができる。これは、治療開始当
初に低い負荷参照範囲を選択した場合に、低い生データ
値を処理するためのものである。
マイクロプロセッサに検量手段を持たすことにより測
定装置が検量機能を備えておれば、さらに好都合であ
る。マイクロプロセッサ、入力装置および表示装置を使
用することにより、それぞれのセンサーが正確な情報を
伝達したか否かを決定し、もし正確な伝達が行われてい
なければ、このエラーを生データの評価値を補正係数に
よって補正することにより修正することが可能である。
負荷のかかった足の圧力動向を表示するという技術分
野に関する最新技術として、多種類の靴サイズにおいて
センサー・足底インサートを同様に利用したものが知ら
れており、さらに圧力分布を測定するために多数のセン
サーから構成された測定システムが提案されている。収
集された測定値の評価には、かなりの量のハードウェア
ならびにソフトウェアが必要である。このシステムの操
作にはEDPの知識が必要であり、さらに該システムそれ
自体に整形外科医あるいは矯正用靴の製造業者による使
用が念頭に置かれていた。
〔実施例〕
次に、本発明の好ましい実施態様を図面に沿ってさら
に詳細に説明する。ここで、 第１図は、本発明の装置を患者に装着したときの使用
状態図で、 第２図は、電子ユニットの略図で、 第３図は、挿入可能な足底として具体化した使い捨て
可能な測定装置の平面図で、 第４図は、本発明の装置の回路図で、そして、 第５図は、負荷時間カーブである。
第１図乃至第３図に例示した装置は挿入可能な足底と
して具体化した測定装置（１）、測定増幅器（アンプ）
（２）ならびに電子ユニット（３）から構成されてい
る。この挿入可能な足底（１）から出ているのは接合部
（５）を有する線（４）であり、該線は測定装置（１）
とくるぶしに革ひもで結んだ測定増幅器（２）を接続す
るのに充分な長さのものである。プラグ（７）を有する
ケーブル（６）は測定増幅器（２）から出て電子ユニッ
ト（３）に達しており、該電子ユニット（３）は患者の
胸部上のキャリング・ループ（８）によって都合良く保
持されている。
第２図に例示した電子ユニット（３）は、（さほど詳
細には図示していないが）マイクロプロセッサ、表示シ
ステムおよびデータ記憶装置から構成されている。この
表示システムは、音響装置（たとえば、感圧式発音器）
の他に、表面に観測窓がある光学表示装置（９）から構
成されている。電子ユニット（３）は入力装置（10）を
有しており、この中に参照範囲EPROMSのような既成プロ
グラム媒体を挿入できるスロットがある。さらに電子ユ
ニット（３）はキーパッド（11）を具備しており、これ
はデータの入力や読み出しの役割を果たすものである。
第３図の挿入可能な足底は、剥離できないよう端で接
合した二枚のプレートで構成されており、これらプレー
トの間には足の膨らみ部分に二つの力センサー（12）
（13）、およびかかと部分に一つの力センサー（14）が
配置されている。これら各々のセンサーは歪み測定スト
リップ（細片）を保持している。該センサーは多極プラ
グ（５）に接続しており、該プラグはケーブルを介して
の生データの伝達のみならず、電池稼働電子ユニット
（３）あるいは測定増幅器（２）からの必要電流の伝達
の役割を果たすものである。この部品配列はセンサーの
簡便性と低コストと相まって、挿入可能な足底（１）を
使い捨て部品としての使用を可能にするものである。
第４図の回路図は第１図乃至第３図に概ね対応してい
る。測定増幅器（102）は電子ユニット（103）に収容さ
れているが、別個にはなっておらず、電子ユニットの踵
（くるぶし）への装着、あるいはさらに長いケーブル
（４）の使用のいずれをも可能にするものである。測定
装置（101）は単に圧力センサー（112）を特長とするも
のであり、負荷モニターの対象となる脚部の足底に配置
される。他の構成部品は前記の図で示した同じ参照番号
で識別できる。
電子ユニット（103）は入力装置（11）をキーパッド
として具体化したものであり、そして光学表示装置
（９）の他に音響装置（15）ならびに測定増幅器（10
2）、A/D変換器（17）及びデータ記憶装置（19）とプロ
グラム記憶装置（20）を有するマイクロプロセッサ（1
8）とからなる評価装置（16）を特長としている。プロ
グラム記憶装置（20）に保存されているものは、マイク
ロプロセッサ制御の処理サイクルのための諸プログラム
である。マイクロプロセッサ（18）を接続しているの
は、i/oインターフェース（21）であり、これを介し
て、たとえば保存データをプリントアウトするところの
プリンター、あるいはコマンドおよびデータを入力する
ところの外部入力装置に接続することができる。
第５図は、生データ（Ｋ）から作成された曲線を有す
る負荷・時間曲線を示している。一例として用いたのは
測定装置（１）によって経時的（ｔ）に得られた負荷力
（Ｆ）である。負荷参照範囲（Ｓ）はあらかじめ定めた
境界数値(F1)(F2)により設定されている。その上部にあ
るのは境界数値(F2)によって分けられた近上部範囲（0
1）とさらにその上部の範囲（02）である。負荷参照範
囲（Ｓ）の下側に位置しているのは下部範囲であり、こ
れも同様に境界数値(F4)によって近下部範囲（U1）とさ
らにその下部の範囲（U2）に分けられる。さらに境界値
(F5)をゼロ・ラインの範囲に設けている。あらかじめ定
めた境界値は、入力装置（11）によって評価装置（16）
に入力できる。この入力操作は、例えば、F2＝0.8F1；F
3＝1.5F1；F4＝0.5F1およびF5＝0.1F1といった関係が定
まっておれば容易になる。F1のみをインプットすればよ
い。
センサー（12）（13）（14）の出力値を加えることに
よって得られた生データ（Ｋ）の曲線は連続性を有して
おり、マイクロプロセッサ（18）で得られた生データ
は、A/D変換器（17）のデジタル・コードに転換され、
データ記憶装置（19）に入力される。さらなる解析デー
タはこれら生データからマイクロプロセッサ（18）を介
して得られる。データ記憶装置に入力された生データは
永久に保存する必要はない。データを保存する時間はデ
ータを解析あるいは表示に要する時間に依存している。
第５図は、解析データを得るのに適した三つの方法を
示している。
ａ）生データ最大値が得られる。これによって、個々の
最大値M1、M2、M3等は解析データとして利用できる。
ｂ）時間が決定される。このときに得られた負荷時間
（ｄ）は解析データとして利用できる。
ｃ）曲線（Ｋ）の下の区域を負荷時間に関して積分して
得られる負荷量（Ａ）もまた、解析データとして利用で
きる。
ｄ）負荷サイクルはあらかじめ定めた時間中、たとえば
一日を通じて計数される。該サイクルは境界数値(F5)を
超過したか下回ったかのいずれかの回数を認めることに
よって設定される。負荷サイクルの計数はもう一つの解
析データを表示するものである。
負荷サイクル記録は、このように生データ（Ｋ）の曲
線によるもののみならず、誘導された解析データによっ
ても示される。
この負荷の解析データは実施例（ａ）に関連して第５
図において、さらに詳細に説明される。第一の最大値M1
は参照範囲（Ｓ）内に、第二の最大値M2は近上部範囲
（01）内に、さらに第三の最大値M3は下部の範囲（U2）
内に存在する。最大値M2の場合は音響装置（15）が働
き、音響による警告信号が発せられる。これは参照範囲
（Ｓ）を超過したからである。
区域（Ｓ）（01）（02）（U1）（U2）は負荷階級を構
成するものである。次の解析の目的はどの負荷階級にそ
れぞれの最大値が属しているかが決定されれば達成でき
る。この決定のために最大数値の正確な値を知る必要は
ない。境界数値(F1)乃至境界数値(F2)の内のどの境界数
値を最後に超過したかを決定すれば足りる。該表示です
ら各階級において定めた時間内に発生する最大値の数、
例えば何パーセントの負荷サイクルが各階級に該当する
かを立証する統計的数値を用いてさらに単純にできる。
この操作法により、一定時間に関する負荷記録を短時間
に概観することができる。
その他の解析データを解析データ参照範囲および関連
する上部および下部区域を比較することによって評価す
ることも可能である。個々の負荷階級内において解析デ
ータと平均値を関連付けることが可能である。
一日当たりの負荷サイクルの数字に関して、負荷期間
の終了時にのみ問題となる瞬間的な負荷値に示した時
は、この時のみについて該数字と参照範囲との比較を行
う。
測定装置（１）を経由した生データ（Ｋ）、ならびに
該測定装置（１）から得られた解析データ、さらには同
時に記憶装置（19）からの保存データをいつまでも光学
表示装置（９）に表示することが可能である。このよう
に関連の比較データも表示できるので、これにより患者
はいつでも自己の負荷を増加できるか否か、さらにどの
程度まで負荷の増加が可能かを知ることができる。
負荷をかけた期間が終了すれば、電子ユニット（３）
を医師に提出する。該医師はキーパッド（11）のような
データ読み出し装置により表示装置（９）あるいはプリ
ンターに対して特定の負荷記録に関する保存データを読
み出すことが可能である。該医師は次の期間の負荷参照
範囲を調整するために、具体的には治療法を供与する目
的で参照範囲を再入力するために上記の負荷記録に関し
て得られた解析データの情報を利用できる。
一つの実施態様において、上限値および下限値によっ
て定められた参照範囲を次の項目について入力した。す
なわち、最大負荷力、一日当たりの負荷サイクルの数
（歩数）および全負荷量の和として表した一日に消費し
たエネルギーの総量、ならびに最大負荷時間（一歩の時
間）に関して上限でのみ範囲を定めたところの参照範囲
である。負荷力および一歩の時間の参照範囲を超過すれ
ば必ず警報信号が発せられた。
患者はこのようにして、いつでもキーパッド（11）の
ボタンを押すことにより光学表示装置（９）にて、瞬間
負荷力、負荷参照範囲（特に負荷力および歩数）、最大
当日負荷量の平均値および当日歩数を観察することがで
きる。該患者は午前中に前日に発生した過剰負荷を過剰
数および（参照範囲からの偏差をパーセントで表示し
た）最大値、ならびにパーセントで表示した偏差と前日
の歩数により検討できる。
医師は、簡単な読み出しキーの操作で、既に入力され
た参照範囲より、前回の診察時からの一日当たりのカウ
ント数、一日当たりの平均歩数、負荷力最大値の平均値
ならびにこれらの三つの数値個々の最大負荷値を検討す
ることができる。さらに、一日当たりに発生する負荷サ
イクルの最大数ならびに最小数と一日当たりの平均負荷
力の最大値及び最小値を読み出すことができる。さら
に、特別な読み出しキーの操作で、負荷サイクルの何パ
ーセントが個々の負荷範囲内の最大値M1、M2、M3に達し
たか、全負荷サイクルの平均時間（ｄ）の長さならびに
負荷範囲個々における負荷サイクルの平均時間の長さ、
および一日当たりに消費した（負荷量（Ａ）の総和で表
した）全エネルギーの平均値ならびに全エネルギーに対
する各階級に割り当てられたエネルギーのパーセント値
を確認することができる。このような情報は医師に負荷
記録の正確な情報を提供するものである。
結論として、生データから得られた解析データは個々
の負荷の程度、時間、負荷量および回数に該当するのみ
ならず、このような数値の一つ、二つあるいは三つの数
値から誘導された数学的関数であり、また一定時間（た
とえば、一日当たりの）において測定および／誘導され
たこれらの数値はデータ記憶装置（19）ならびに表示装
置（９）の何れを経由しても関数として表現されるもの
である。ある種の負荷については、生データまたは解析
データとして表示でき得るものであり、参照数値範囲を
入力装置（10）または（11）を介して入力できる。この
ような負荷の実際の負荷量（瞬間負荷）はマイクロプロ
セッサの助けを借りて入力済み参照範囲と比較される。
比較データも表示装置（９）（15）を経由してリアル・
タイムにデータ記憶装置（19）へ入力される。保存され
た実際の数値、比較データおよび他の時間的数値（例え
ば、日数）等の統計的数値はマイクロプロセッサ（18）
の助けを借りて得られる。統計的数値はリアル・タイム
に表示装置（９）（15）およびデータ記憶装置（19）に
経由させることができる。参照範囲、実際の数値、時間
的数値および統計的数値のある種組合せにより、一種類
以上の音響信号が音響信号装置（15）によって発せら
れ、また一方においてはある種の情報が光学表示装置に
よって表示される。
電池あるいは蓄電池の大きさおよびデータ記憶装置
（19）の大きさにより、電子装置（103）が一、二ある
いは三週間にわたって機能することができ、これにより
連続する二回の医師の診察時の間に測定した全負荷記録
の保存が可能になる。使用する記憶システムのタイプ、
または補助電池によって、記憶されたデータの保護なら
びに時計の連続稼働が確実になる。
測定装置の検量は、検量ルーチンをキーパッド（11）
の助けを借りて入力することを必然的に伴う。この方法
（モード）ではそれぞれの力センサー（12）（13）（1
4）は、標準的力が負荷される。この検量は、例えば該
センサーに局部圧力体により負荷をかけ、これにより下
側に取りつけた秤量スケールがあらかじめ定めた参照範
囲を示すことにより実施できる。該秤量スケールが表示
装置（Ｓ）に表れない場合は、該表示が所望の参照範囲
を表示するまでキーパッドの操作によって変更しなけれ
ばならない。この装置の効果は、問題となるセンサーか
らの他の全てのデータがマイクロプロセッサに用いられ
ている調節部品によりその誤差が補正できる点である。
この実施態様において例示しているのは、測定装置
（１）がケーブル（４）（６）によって電子ユニット
（３）に接続されている状態である。さらに、データの
遠隔転送の目的のためにトランスミッターを測定装置
に、レシーバーを電子ユニットに備えることが可能であ
る。
市販の構成部品を該回路に用いている。たとえば、下
記の構成部品が使用されている。
力センサー（12）（13）（14）：歪みゲージ・ストリ
ップ（細片）を具備したタイプ125SFセンサーSK-06-125
GF 20C.メジャーメント・グループ社製． A/D変換器（17）:MAX134.マキシム社製． マイクロプロセッサ（18）を装備したマイクロコンピ
ューター、データ記憶装置（19）およびプログラム記憶
装置（20）:DS5000.ダラス・セミコンダクター社製． 〔発明の効果〕 本発明の装置では、負荷の測定装置が、靴の内部に挿
入可能な足底を形成する二枚のプレートの間に、それぞ
れ負荷に応じた信号を出力する複数のセンサーを配置し
てもので、電子ユニット内に設けた解析装置が、マイク
ロプロセッサとデータ記憶装置とを有しており、データ
記憶装置には、生データからマイクロプロセッサによっ
て算出される各種の解析データ、および患者の治癒状態
に応じて設定される解析参照数値を入力され、この参照
数値と解析データとの比較データを経時的に保存され
る。このように、本発明の装置によると、負荷の測定装
置が使い捨て品として低コストで製造でき、しかも、多
量の生データから必要データを単純化された解析データ
として記憶するために、患者の脚部にかかる負荷状態を
長期にわたってモニターすることができ、医師はこのモ
ニター記録を観察することによって、患者の脚部の治癒
状況をより正確に把握し適切な処置をすることができ
る。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の装置を患者に装着したときの使用
状態図であり、第２図は、電子ユニットの略図であり、
第３図は、挿入可能な足底として具体化した使い捨て可
能な測定装置の平面図であり、第４図は、本発明の装置
の回路図であり、そして、第５図は、負荷時間カーブで
ある。
１、101……測定装置、２、102……測定増幅器、３、10
3……電子ユニット、９……光学表示装置、10……入力
装置、11……キーパッド、12、13、14、112……測定
器、15……音響装置、16……評価装置、17……A/D変換
器、18……マイクロプロセッサ、19……データ記憶装
置、20……プログラム記憶装置、Ｆ……負荷力、F1〜F5
境界数値、Ｋ……生データ、Ｓ……負荷参照範囲、M1、
M2、M3……負荷最大値、ｄ……負荷時間、Ａ……負荷量

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】脚部にかかる負荷パラメーターを測定する
    ための測定装置および生データが入力されるところの携
    帯用オフ・ライン電子ユニットを有し、該電子ユニット
    は負荷参照範囲を入力するのに適した入力装置、解析装
    置および特に該参照範囲の超過を警告信号により示す表
    示装置を有する装置において、 該測定装置は、靴の内部に挿入可能な足底を形成する二
    枚のプレートの間に、それぞれ負荷に応じた信号を出力
    する複数のセンサー（12）（13）（14）を配置したもの
    であり、該解析装置（16）は、マイクロプロセッサ（1
    8）およびデータ記憶装置（19）を有し、生データ
    （Ｋ）は測定装置（１）（101）からデータ記憶装置に
    入力ができ、さらに負荷記録（M1）（M2）（M3）（ｄ）
    （Ａ）の解析データも同様に該記憶装置に入力でき、解
    析参照数値(F1)(F2)は、負荷参照範囲を設定するために
    該入力装置（10）（11）から該データ記憶装置に入力で
    き、経時的負荷値は参照範囲と比較され、これにより得
    られた比較データは該マイクロプロセッサを備えた電子
    ユニットによって保存することができ、および該表示装
    置（９）（15）は記憶と同調して情報を表示できるよう
    に設計されており、および／または保存された負荷記録
    に関するデータは読み出し装置（11）によって読み出し
    ができることを特徴とする脚部にかかる負荷をモニター
    する装置。
  2. 【請求項２】測定装置（１）（101）が負荷力（Ｆ）の
    測定のための力センサーであり、負荷パラメータが該負
    荷力に相当する出力値であることを特徴とする請求項１
    に記載の装置。
  3. 【請求項３】測定装置（１）（101）が単位面積当たり
    の負荷力測定のための圧力センサーであり、負荷パラメ
    ーターが該単位面積当たりの負荷力に相当する出力値で
    あることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】測定装置（１）（101）が運動量測定のた
    めのセンサーであり、負荷パラメータが該運動量に相当
    する出力値であることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  5. 【請求項５】測定装置（１）が、靴の中底、治療用靴あ
    るいは堅い包帯（ギブス）の足底として形成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至４項のいずれか１項に記
    載の装置。
  6. 【請求項６】測定装置（１）が、二枚の柔軟性のないプ
    レートから形成されており、該プレート間に三つのセン
    サー（12）（13）（14）が配置されていることを特徴と
    する請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記三つのセンサー（12）（13）（14）の
    うち二つのセンサー（12）（13）が足の膨らみ部分に、
    一つのセンサー（14）がかかと部分に配置されているこ
    とを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】解析データ（M1）（M2）（M3）（ｄ）
    （Ａ）がマイクロプロセッサ（18）を備えた電子ユニッ
    ト（３）によって、生データ（Ｋ）から計算されている
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載
    の装置。
  9. 【請求項９】それぞれの負荷サイクルに関する生データ
    の最大値が、電子ユニット（３）によって解析データ
    （M1）（M2）（M3）の形態で得られることを特徴とする
    請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記解析データが、時間的数値と共に生
    データを電子ユニット（３）によって解析することによ
    り得られることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか
    １項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】それぞれの負荷サイクルにおける関連負
    荷時間が、電子ユニット（３）によって解析データ
    （ｄ）の形態で得られることを特徴とする請求項10に記
    載の装置。
  12. 【請求項１２】マイクロプロセッサ（18）を備えた電子
    ユニット（３）が、境界数値の超過と不足との間の時間
    経過（ｄ）を生データ（Ｋ）より決定することを特徴と
    する請求項11に記載の装置。
  13. 【請求項１３】負荷パラメーター／時間曲線の負荷量
    が、電子ユニット（３）によってそれぞれの負荷サイク
    ルにおいて解析データ（Ａ）の形態で得られることを特
    徴とする請求項10に記載の装置。
  14. 【請求項１４】表面積分が、経時的連続生データ（Ｋ）
    からマイクロプロセッサ（18）を備えた電子ユニット
    （３）によって得られることを特徴とする請求項13に記
    載の装置。
  15. 【請求項１５】設定された時間枠内で発生する負荷サイ
    クルの回数が、電子ユニット（３）によって解析データ
    の形態で得られることを特徴とする請求項14に記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】統計的数値がデータ記憶装置（19）に保
    存されたデータからマイクロプロセッサ（18）を備えた
    電子ユニット（３）によって計算でき、該統計的数字は
    表示装置（９）において表示できるものであり、および
    ／または後々の読み出しの目的のために該データ記憶装
    置（19）に入力できることを特徴とする請求項１乃至15
    のいずれか１項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】電子ユニット（３）が、それぞれの負荷
    サイクルにおいて得られた前記解析データをその内の一
    つ以上の階級を参照範囲（Ｓ）に、一つ以上の階級を上
    部範囲（01）（02）に、および一つ以上の階級を下部範
    囲（U1）（U2）にと階級に分類できることを特徴とする
    請求項16に記載の装置。
  18. 【請求項１８】電子ユニット（３）が、統計的数値とし
    て用いられるところの百分率を各階級に分類された前記
    解析データのカウント数に応じて確認し、該統計的数値
    は設定した時間枠において発生する負荷サイクルの総数
    に関連していることを特徴とする請求項16乃至17のいず
    れか１項に記載の装置。
  19. 【請求項１９】電子ユニット（３）が、設定された時間
    枠において発生する個々の負荷サイクルの生データの最
    大値（M1）（M2）（M3）を負荷階級に分類し、また解析
    データ（M1）（M2）（M3）（ｄ）（Ａ）のそれぞれの平
    均値が統計数値の形態で得られたことを確認することを
    特徴とする請求項16乃至18のいずれかに１項に記載の装
    置。
  20. 【請求項２０】電子ユニット（３）が、設定された時間
    枠において発生する負荷サイクルに関する解析データ
    （M1）（M2）（M3）（ｄ）（Ａ）の平均値が統計的数値
    の形態で得られたことを確認することを特徴とする請求
    項16乃至19のいずれか１項に記載の装置。
  21. 【請求項２１】電気供給源およびデータ記憶装置（19）
    が、一週間以上稼働できる容量を有することを特徴とす
    る請求項１乃至20のいずれか１項に記載の装置。
  22. 【請求項２２】表示装置（９）が、観測窓を有すること
    を特徴とする請求項１乃至21のいずれか１項に記載の装
    置。
  23. 【請求項２３】読み出された保存データが、前記観測窓
    に表示できることを特徴とする請求項22に記載の装置。
  24. 【請求項２４】電子ユニット（３）（103）が、負荷記
    録に関する保存データをプリントアウトするためにプリ
    ンターに接続できることを特徴とする請求項１乃至23の
    いずれか１項に記載の装置。
  25. 【請求項２５】前記入力装置および／または読み出し装
    置が、あらかじめ作成したプログラム媒体を収容する手
    段を有することを特徴とする請求項１乃至24に記載の装
    置。
  26. 【請求項２６】前記入力装置および／または前記読み出
    し装置が、キーパッド（11）として具体化されているこ
    とを特徴とする請求項１乃至25のいずれかに１項に記載
    の装置。
  27. 【請求項２７】マイクロプロセッサ（18）が前記測定装
    置を検量するところの検量ルーチンが、電子ユニット
    （３）に保存されていることを特徴とする請求項１乃至
    26のいずれか１項に記載の装置。
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