NO346145B1 - Treningsapparat - Google Patents

Description

Område for oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system for trening av muskler, nervesystem, benstruktur, ledd, kondisjon, utholdenhet, anaerob og aerob muskeltrening samt trening av reflekser og koordinasjon.

Bakgrunn for oppfinnelsen.

Konvensjonell trening av muskler og tilhørende muskelkontroll så som styrke, utholdenhet, koordinasjon, samt nervesystem, oksygenopptak, hjertekapasitet, lungekapasitet, etc. blir utført med statiske gjenstander så som vekter, fjærer, kabel, strikker og lignende for å øke musklenes og organenes respektive yteevne. Disse anordningene har som generell funksjon å hindre eller yte motstand mot muskelkraften som øves på dem samtidig som gjenstandene beveges. Det har imidlertid blitt funnet at treningseffekten kan forbedres ved at utøver forsøker å holde tilbake en gjenstands aktive bevegelse snarere enn å tilføre gjenstanden bevegelse. Det vil eksempelvis gi bedre treningseffekt å forsøke å holde tilbake en gjenstand som er i bevegelse enn å sette gjenstanden i tilsvarende bevegelse fra en stillestående tilstand.

Det er tidligere kjent innretninger til eksempelvis å trene muskler hos bevegelseshemmede personer. Det er således kjent fra US patent 20100298102 eller CN 201235053 innretninger som kan føre bevegelsen av bena hos en bevegelseshemmet person ved at personens føtter tilkobles sko som er tilkoblet en motor til bevegelse av skoene. Hensikten med en slik innretning er imidlertid å hjelpe personen med å bevege bena og ikke at personen skal aktivt hindre bevegelsen.

EP 1850824 og WO 2011/076240 beskriver begge forskjellige utgaver av robotarmer som brukes til fysioterapi. Dessverre er robotarm-teknologi egentlig ikke en tilfredsstillende teknologi for trening. Dette skyldes vektstangprinsippet som for denne type anvendelse medfører behov for svært høye kraftnivåer (Treningsapparatet må kunne for eksempel tåle ca. 200kg med vekt i alle retninger multiplisert med lengden av robotarmen for å motstå det aktuelle kraftmomentet), noe som igjen medfører behov for både størrelse og stor tyngde (eller må boltes til gulvet) for å oppnå forankring og stabilitet. I tillegg er robotarmen kompleks å programmere (basert på vektorielle koordinater hvor de ulike delene av armen kan ha motsatte bevegelser). Selve armen har en romlig-begrenset bevegelse som kan gjøre det vanskelig å programmere bevegelser uten å risikere at armen kan skade kroppen til utøveren. I tillegg er robotarmer dårlig egnet for bein-trening i forhold til sikkerhet (f. eks. fall- eller klemfare-risiko). Derfor er det behov for en teknisk løsning som fungerer med en enklere måte og med økt sikkerhet for brukeren.

Andre innretninger i form av sykler til bevegelse av bena hos en bevegelseshemmet person er kjent fra KR 100841177. Men igjen er virkemåten til innretningene slik at utøveren skal arbeide fysisk mot påtvunget bevegelse fra maskinen i anordningen.

Fra WO 2016151527 er det kjent en rehabiliteringsmaskin med et stolsete som brukeren skal sitte på og en bevegelig del foran brukeren, hvor brukeren skal sette beinet på. Den bevegelige delen kan dreie seg rundt tre akser. I tillegg kan stolen bevege seg lineært langs de samme tre aksene.

US 6878102 beskriver en treningsenhet for ankel, fot, ben, kne eller lignende deler av brukerens kropp omfattende en plattform og et drivaggregat bestående av tre drivmotorer. Drivmotorene er samlet ansvarlig for å styre rotasjonen av plattformen rundt de forskjellige orienterte rotasjonsakser x, y, z. Videre inkluderer treningsenheten tre sensorer som registrerer bevegelsen til plattformen og sender dem til en prosessor for lagring.

KR 20160050100 beskriver ei tredemølle hvor hastigheten til båndet styres adaptivt. Input er fra en føler som måler kraftpåvirkningen fra brukerens skritt og styrer fremdriftsmotoren med positiv tilbakekobling. Hensikten er å hindre brukeren fra å hives av båndet hvis brukeren går saktere eller stopper opp.

Sammenfatning av oppfinnelsen

En hensikt med oppfinnelsen er å finne en bedre teknisk løsning for å kunne utføre bedre trening uten de overnevnte problemstillingene.

Denne oppgaven løses med et system slik det fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse kan anvendes til funksjonell trening hvor individet er vektbærer, for eksempel isometrisk (utvikling av kraft uten bevegelse i ledd), konsentrisk (forkortelse av muskulatur med bevegelse i ledd) og eksentrisk (forlengelse av muskulatur og bremse kraften med bevegelse av ledd) trening. Formålet er å trene utøverens muskler og tilhørende muskelkontroll så som styrke, utholdenhet, koordinasjon, samt nervesystem, oksygenopptak, hjertekapasitet, lungekapasitet. Det er en stor fordel at utgangsposisjon er vektbæring på ledd, ved at alle aksjoner innen treningen er i stående vektbærende posisjon med funksjonell posisjon som gjenskaper daglige/idrettslige krav.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått under henvisning til den etterfølgende detaljbeskrivelsen og de medfølgende figurer hvor:

Fig. 1 er en tredimensjonal skisse av den oppfinneriske anordning

Fig. 2 er et snitt sett ovenfra for en første utførelsesform

Fig. 3 er et snitt sett ovenfra for en andre utførelsesform

Fig. 4 er et snitt sett ovenfra for en tredje utførelsesformen

Fig. 5 er et snitt sett ovenfra for en fjerde utførelsesformen

Fig. 6 er et flytskjema som beskriver en måte å bruke gjenstanden for oppfinnelsen

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen som vist i figuren(e), omfatter systemet ifølge oppfinnelse en bevegelig del 3,4, minst en motor, en stasjonær del 1,2, minst en sensor og minst en prosessor eller kontroller 8.

Den bevegelige delen 3,4 er tilkoblet motoren(e) 6, som skaper en bevegelse som pasienten/utøveren i valgte tilfeller skal motarbeide.

I detalj, skaper motoren(e)6:

- minst en bevegelse langs X- og Y- retninger, helst langs X-, Y- og Z-retninger;

- foretrukket en rotasjon rundt en av X-, Y- og Z-akser, mer foretrukket en rotasjon rundt to av X-, Y- og Z-akser, mest foretrukket en rotasjon rundt X-, Y- og Z-akser.

Den minst ene bevegelige delen 3,4 kan være for eksempel et XY-bord, et XYZ-bord, en omnidireksjonell tredemølle, en bevegelig flis, en bevegelig tablett, et multi-rullebord, osv, eller en hvilken som helst kombinasjon derav.

Robotarm .vs. XYZ-bord

En robotarm består vanligvis av flere etterfølgende og sammenkoblede deler som leder fram til en «hånd» eller siste ledd. Mens første del har et fast romlig forankringspunkt vil alle etterfølgende deler få endret sitt forankringspunkt dersom et eller flere tidligere ledd beveger seg. Dette betyr at bevegelsen til alle etterfølgende ledd vil i varierende grad bestå av både x-, y- og z- komponenter. Tilsvarende kan ulike ledd skape til dels motsatte bevegelser. I praksis betyr dette at funksjonen til hvert ledd må beskrives som en vektor i både x-, y- og z-, altså 3 dimensjoner. Videre betyr dette at presis posisjonering av robotarmens «hånd» forutsetter presis kunnskap om posisjonen til alle foregående ledd – men samtidig at denne posisjonen som regel kan oppnås på flere måter med mellomliggende ledd.

Summen av kompleksitet og kostnadsbilde har fremtvunget en teknisk innovasjon ved omstilling fra vektoriell robotteknologi til en løsning med xyz-bord

Et XYZ-bord har 3 mulige bevegelsesretninger x, y og z i et fast koordinatsystem låst med mekaniske skinner til bordets ramme. Disse bevegelsesretningene vil ligge fast så lenge bordets ramme ikke beveges. Bordets akser x, y og z står vinkelrett på hverandre slik at bevegelse langs en akse er uavhengig av de øvrige aksene og slik at posisjonen langs en akse ikke kan påvirkes ved bevegelse langs en av de andre aksene. De 3 mekaniske skinnene bygger på hverandre og samhandler slik at en fysisk «plate» plassert etter den tredje skinnen kan posisjoneres vilkårlig i xyz-rommet innenfor rammens begrensninger. Først vil ønsket x-posisjon oppnås ved bevegelse langs x-skinnen, dernest vil ønsket y-posisjon oppnås ved bevegelse langs y-skinnen og til slutt vil ønsket z-posisjon oppnås ved bevegelse langs z-skinnen.

Systemet er styrt av en prosessor eller kontroller 8, som kontrollerer hastighet og bevegelse av den bevegelige delen. Prosessoren eller kontrolleren 8 garanterer også bevegelses-kvalitet. Frihetsgrader i hastighet, bevegelse og mønster, motstand/vekt, hastighet, bevegelses-mønster av den bevegelige delen 3,4 osv kan reguleres. For eksempel en bevegelse langs eller en rotasjon rundt X-, Y- eller Z-aksene eller en hvilken som helst kombinasjon derav.

Data fra sensoren 7 kan lagres og analyseres, noe som ville tillate en analyse av test- eller treningssesjonen. Lagringsmediet kan være et minnekort, en USB-stick, eller separat fra apparatet, som for eksemplet en anordning som tillater å kommunisere med en PC, telefon, osv. som tillater å lagre data i skyen, for eksempel en Bluetooth-sender/mottaker, en wifi-sender/mottaker, osv.

Testene/treningens utførelse i kraft og kvalitet og kvantitet er reproduserbare, og derfor blir det mulig å overvåke treningseffekt eller tilstanden til utøveren for eksempel for å følge med forandring i utøverens kapasitet/funksjon/skade, nedsettelse av biologiske og funksjonelle utførelser i forhold til utøverens alder, fysiske tilstand, kondisjon, muskelstyrke, opptrening av en skade, muskelkontroll så som styrke, utholdenhet, koordinasjon, samt nervesystem, oksygenopptak, hjertekapasitet, lungekapasitet, osv.

Sensor-System

Systemet er utstyrt med minst en sensor 7, helst minst to sensorer, helst minst tre sensorer for å måle motstanden eller kraften som påføres av utøveren mot treningsapparatet.

De fleste fysioterapeutiske treningsøvelser krever at utøveren opptrer mot en form for motstand eller kraft, og trener dermed både muskler, ledd og nervesystem. Slike krefter er ofte konstante eller økende med strikk/vektarm osv. i standardiserte treningsapparater hvor krefter genereres av utøveren for å skape en bevegelse. Som det vil forstås, er det i slike treningsregimer en fordel å gi treningsapparatet et middel for å måle og anvende den riktige eller optimale kraften eller motstanden mot bevegelse gjennom hele bevegelsen som brukes av utøveren mot treningsapparatet i de utførte bevegelsene. Selv om det er mulig å betjene treningsapparatet på en passiv måte for fullstendig å kontrollere bevegelsen av lemmet til utøveren, tilveiebringer dette ikke et fullt anvendbart multi-funksjonelt treningsapparat.

Det foreliggende treningsapparatet benytter i motsetning til standardiserte treningsapparater målinger for å kontrollere bevegelsen til treningsapparatet. I de fleste treningsregimer vil treningsapparatet overvåke kraften eller motstanden som her vil være optimalisert i forhold til kraften utøveren jobber med ved at sensorsystemet gir tilbakemelding og veileder optimal motstand i forhold til funksjon, kapasitet og evt skade/dysfunksjon. Det er antatt at treningsapparatet ifølge oppfinnelsen vil generelt bli styrt av en eller annen form for datasystem, og utgangsdata fra den minst ene sensoren vil bli tilført datamaskinen eller et annet styresystem for å kontrollere den videre bevegelsen (feed forward) av treningsapparatet. Optimalisert kraft(load) er essensielt i utførelse av kraft/styrke/hastighet og mobilitet under trening og rehabilitering. Derfor blir interaksjonen mellom sensor og kraft-videreføring nøkkelen i det foreliggende treningskonseptet der beregning av feed-forward bevegelse og/eller kraftnivå styrer informasjon i test og trening.

Forskjellige steder og posisjoner for den minst ene sensoren er mulig. Et første foreslått sted for den minst ene sensoren 7 er på et punkt direkte mellom utøveren og treningsapparatet. For eksempel, hvis den minst ene sensoren 7 er anordnet på den bevegelige delen 3,4 av treningsapparatet, vil den minst ene sensoren umiddelbart kunne overvåke og måle den relative kraften og dreiemomentet som påføres av utøveren mot pasient/utøverinteraksjonsinnretningen 4 og registreringsinnretningene i treningsapparatet.

Det er også mulig å lokalisere den minst ene sensoren på den stasjonære delen 1,2. Slik minst en sensor 7 kan være posisjonssensorer som blir brukt til å faktisk overvåke posisjonen til den bevegelige delen 3,4 mot signalet som blir påført fra en datamaskin 8 for å drive treningsapparatet, og således oppnå en verdi for kraften eller dreiemomentet som brukes av utøveren. Alternativt kan en slik minst en sensor 7 være en sensor for å måle motstanden eller kraften påført av utøveren og være plassert på den stasjonære delen 1,2, for eksempel i et X-Y bord mellom akser og motoren 6 og således oppnå en verdi for kraften som brukes av utøveren.

Det vil forstås at fysioterapiapparatet og datamaskinen deri, hele tiden er klar over den nøyaktige plasseringen av den bevegelige delen 3,4. Faktisk kan den bevegelige delen 3,4 være lokalisert i enhver orientering og plassering innenfor rammen 1, og datamaskinen kan kontrollere den bevegelige delen 3,4 til å bevege seg med hensyn til utgangspunktet på en kjent måte. Som sådan kan fysioterapiopplæringen for forskjellige mennesker være det samme bevegelsesmønsteret til den bevegelige delen 3,4, men kan nødvendigvis ha en annen start- og sluttposisjon, ettersom høyden og arbeidsområdet for hver utøver vil være forskjellig, og dermed muliggjøre en forskjellig startposisjon for bevegelsen av den bevegelige delen 3,4. Dette vil bli diskutert videre, med forklaring av driften av fysioterapiapparatet ifølge oppfinnelsen.

Ved å tilveiebringe den bevegelige delen med den minst ene sensoren 7, vil fagmannen forstå at den bevegelige delen 3,4 kan kontrolleres på passende måte for å utføre eller la utøveren utføre et visst antall bevegelser. I tillegg er den minst ene sensoren 7 i stand til å konstant måle kraft eller dreiemoment som tilveiebringes av utøveren, og således kontrollere bevegelsen til den bevegelige delen 3,4 for å motvirke denne kraften og/eller dreiemomentet i en viss grad. Som vi vil se nedenfor, krever visse fysioterapitreningsregimer forskjellige responser fra den bevegelige delen 3,4 til bevegelsen av utøverens lem, og ved kontinuerlig og øyeblikkelig måling av kraften og dreiemomentet levert av utøveren i treningsapparatets bevegelige del 3,4, kan disse treningsregimene og mønstrene hensiktsmessig tilpasses.

Som det er blitt nevnt ovenfor, vil den minst ene sensoren 7 også sikre at utøveren beveger pasient/utøver-interaksjonsinnretningen på forhåndsbestemt og ønsket måte/jf. kraft/hastighet og mulig arbeidsområde (Range Of Motion, ROM). For å sikre at passende trening blir utført, kan den minst ene sensoren 7 måle at den bevegelige delen 3,4 bare beveger seg langs en angitt bane i tredimensjonalt rom, og at den bevegelige delen 3,4 vil motvirke ethvert forsøk på bevegelse av pasient/utøver-interaksjonsinnretningene bort fra den ønskede banen, sikret av datautstyr. Ved å kontinuerlig overvåke og mate tilbake kraft- og momentsignalene fra den minst ene sensoren 7, er treningsapparatet ifølge oppfinnelsen i stand til å styre og overvåke bevegelsen og treningen til utøveren. Videre, ved å tilveiebringe en slik begrenset bevegelse, er det mulig for treningsapparatet å gjøre repeterbare målinger av styrken til utøveren. Det er ønskelig under trening for utøveren å ha en ide om forbedringen som blir gjort. Ved hensiktsmessig å begrense bevegelsen av pasient/utøver-interaksjonsinnretningene 4 ved hjelp av den minst ene sensoren 7, kan treningsapparatet ifølge oppfinnelsen utføre den samme testen på utøveren under hele treningsregimet og over flere treningssesjoner. Ikke bare gir dette utøveren et klart bilde av forbedringene som gjøres, det gir også fysioterapeuten/ trener nøyaktig og objektiv informasjon om forbedringene som kan være avgjørende for å endre treningsregimet, hvis utøverens tilstand ikke skulle forbedres passende bra eller endres på ønsket måte.

Anvendelse av den minst ene sensoren 7 for å tilveiebringe en diagnosetest for utøveren er ekstremt kraftig og nyttig. Til dags dato har det vært veldig vanskelig å sikre at en fullstendig objektiv diagnostisk måling kunne gjøres. Ikke bare er det mulig å bruke den minst ene sensoren 7 for å måle styrken og motstanden som brukes av utøver mot bevegelsen av den bevegelige delen 3,4, det er også mulig å bruke den bevegelige delen 3,4 til å kartlegge arbeidsområdet til utøver.

Som kan forstås, er treningsapparatet ifølge oppfinnelsen kontinuerlig klar over posisjonen av den bevegelige delen 3,4, og dermed er utøverens interaksjonsinnretninger også tilveiebragt på et presist og kjent sted. For hver utøver, må en innledende kartlegging og avklaring av den enkelte utøverens mulige arbeidsområde/ROM utføres først. Dette gjøres ved at utøveren søker å bevege den bevegelige pasient/utøver-interaksjonsinnretningen 4 kontrollert og uten kraftpådrag langs alle sidekantene, og dersom utøveren må forlate en eller flere sidekanter for å fullføre bevegelsen, så vil området nærmere kanten fjernes fra arbeidsområdet. Imidlertid kan utøveren når som helst be om re-kartlegging av arbeidsområdet/ROM.

For eksempel kan bein til en utøver bare være flyttet i et maksimalt utslag, før beina er i full forlengelse (maksimal ROM). Den bevegelige delen 3,4 kan overvåke det maksimale arbeidsområdet for utøveren over en rekke sesjoner. Ved å kjenne til den eksakte startposisjonen til bevegelsen, kan hele arbeidsområdet til lemmene/beina fra hvileposisjonen til hver side, bli målt og sjekket mot tidligere data. For eksempel, før trening, er utøveren i stand til å bevege lemmene/beina fra startposisjon til over 20 cm til siden. Mens hofta til utøveren blir trent, blir utøveren gradvis i stand til å bevege lemmene/beina fra start posisjon til 25, 30, 40 og endelig 50 cm til siden etter et visst antall treningssesjoner.

Det hele arbeidsområdet (ROM) for en pasient/utøver kan testes på forskjellige måter. Den første metoden er at den bevegelige delen 3,4 skal styres og i det vesentlige beveges av utøveren. Ved hjelp av den minst ene sensoren 7, kunne utøveren bevege beina fra hvileposisjonen til den maksimale komfortable stilling til siden, mens datamaskinen styrer den bevegelige delen 3,4 for å gi en lav terskelkraft mot utgangsposisjonen. Når utøveren ikke lengre klarer å skyve den bevegelige delen 3,4 lengre bort fra utgangsposisjonen, så registreres posisjonen som et punkt på arbeidsområdekurven. Samtidig forhindres overtøyning ved at maskinen alltid har en liten terskelkraft tilbake mot utgangspunktet, så brukeren får litt hjelp til å ikke bevege lemmet for langt.

En uavhengig måte å overvåke bevegelsen til utøverens lem, kan være at treningsapparatet beveger den bevegelige delen 3,4 og tar lemmet til utøveren med seg for å flytte det fra en angitt stilling langs en ønsket bane. Igjen, som et eksempel, vil vi foreslå at lemmene/beina til pasienten eller utøveren beveges fra en utgangsposisjon eller hvileposisjon til siden av utøveren. Den minst ene sensoren 7 vil overvåke kraften som påføres mot bevegelsen til den bevegelige delen 3,4 under denne bevegelsen. Det antas at når utøverens lem, i dette tilfellet bein, har nådd sitt maksimale arbeidsområde, vil kraften som påføres mot den bevegelige delen 3,4, målt ved den minst ene sensoren, øke. Over en viss verdi bestemmer treningsapparatet at hele arbeidsområdet er oppfylt, og slutter umiddelbart å bevege den bevegelige delen 3,4. Dette er ikke en foretrukket løsning fordi det kan føre til overtøyning av muskel, som ikke er ønskelig. Igjen kan forskjellen mellom start- og sluttposisjon overvåkes og lagres som arbeidsområdet til utøverens lem.

Et ytterligere alternativ ville være å ha en sikkerhetsbryter som holdes av utøveren, slik at hvis den bevegelige delen 3,4 beveger lemmet til utøveren for langt og induserer for mye smerter i lemmet, kan utøveren trykke på en knapp eller slippe en knapp og dermed stoppe bevegelsen til den bevegelige delen 3,4. Igjen regnes forskjellen mellom start- og sluttposisjon som arbeidsområdet til utøverens lem. Naturligvis vil bevegelse av den bevegelige delen 3,4 i den guidede diagnosebanen være ganske treg, for å sikre at lemmet til utøveren ikke blir beveget for langt, for å sikre at kraften blir målt av den minst ene sensoren 7 for å stoppe bevegelsen til den bevegelige delen 3,4, eller før utøveren har brukt sikkerhetsstoppet.

Treningsregimer

Som har blitt diskutert ovenfor, er treningsapparatet eller systemet ifølge oppfinnelsen ønsket å utføre en rekke treningsregimer med utøveren. Den passive trening der den bevegelige delen 3,4 er programmert for å bevege lemmet til utøveren, er nyttig for omprogrammering av bevegelse i et av utøverens lemmer, spesielt etter et hjerneslag eller annen ulykke der nerveskader har oppstått. Den kontrollerte bevegelsen og trening av en rekke bevegelser kan utføres over et fullt tredimensjonalt rom sentrert rundt utøveren, og dermed kan ethvert ønsket mønster kodes inn i bevegelsen til den bevegelige delen 3,4. Denne gjentatte bevegelsen kan utføres så mange ganger som nødvendig, og dermed i prinsippet forhåndsprogrammere pasientens eller utøverens nerver for å gjenoppbygge bevegelse. I tillegg kan denne passive treningen være nyttig for å trene opp muskler som kan ha blitt skadet, uten å anstrenge ytterligere muskler hos utøveren. Den passive opplæringen er imidlertid bare ett spesielt aspekt ved treningsapparatet eller systemet ifølge oppfinnelsen i den foreliggende beskrivelse.

Treningsapparatet og systemet er både relevant til å utføre isometrisk, eksentrisk og konsentrisk trening. Isometrisk trening (utvikling av kraft uten bevegelse i ledd) er et treningsregime der utøveren utfører en bevegelse av lemmet mot et urørlig objekt. For eksempel, hvis man skulle presse mot en vegg på en viss måte med ens bein, er det mest usannsynlig å bevege veggen, men beina blir trent på en isometrisk måte. Siden veggen ikke beveger seg mot bevegelsen til beina som skyver mot den, blir beina trent på isometrisk måte mens muskelen anstrenger seg og påfører en kraft mot veggen.

Den bevegelige delen 3,4 kan styres for å utføre isometrisk trening ved å overvåke kraften påført pasient/utøver-interaksjonsinnretningen, fortrinnsvis ved hjelp av den minst ene sensoren 7. Fortsatt med beineksemplet kan utøveren være koblet til pasient/utøver-interaksjonsinnretningen 4 og kan deretter tilveiebringe en passende kraft i en kjent retning mot den bevegelige delen 3,4. Den minst ene sensoren 7 vil overvåke kraften som blir påført av utøveren, og kan dermed kontrollere driften av den bevegelige delen 3,4 for å motvirke denne bevegelsen fullstendig. Mens denne isometriske opplæringen utføres, kan treningsapparatet på passende måte overvåke kraftstørrelsen og dreiemoment som blir brukt av utøveren mot den bevegelige delen 3,4, og dermed utføre passende diagnostikk med hensyn til styrken til utøveren. Denne diagnostikken er nyttig for skalering og kontroll med tanke på konsentrisk og eksentrisk trening som diskutert nedenfor, da i begge disse treningene det er utøverens maksimale kraft og styrke som er viktig for å sikre at motstanden mot en bevegelse som den bevegelige delen 3,4 påfører lemmet til utøveren, er på riktig nivå. Som det vil være klart for fagmannen, hvis utøveren er i stand til å skyve med en styrke på 50 N, så kan det være uhensiktsmessig hvis den bevegelige delen motvirker dette med en styrke på 100 N, da dette vil kunne skade utøverens bein i stedet for å gi (rehabiliterende) fysioterapi/trening.

En annen fordel med treningsapparatet ifølge oppfinnelsen er at den minst ene sensoren 7 også kan overvåke at isometrisk trening (så vel som konsentrisk og eksentrisk) blir gitt på riktig måte. Ettersom den isometriske trening bør tilveiebringes i en bestemt retning eller en viss dreiemomentretning, kan treningsapparatet/-systemet være utstyrt med en skjerm for å vise utøveren at han påfører kraft og moment på passende måte. For eksempel, hvis utøveren skulle skyve direkte frem mot den bevegelige delen 3,4, men den minst ene sensoren 7 bemerket at utøveren påførte en vridende bevegelse i tillegg til fremoverbevegelsen, så vil dataskjermen kunne gi en klar avlesning som viser utøveren at bevegelsen ikke var passende. Avlesningen fra den minst ene sensoren 7 kan brukes til å kontrollere skjermen for å sikre at utøverens forsøk på bevegelse motvirkes av den bevegelige delen 3,4 på en passende måte, og på den måten sikre at den isometriske trening blir korrekt utført. Som det vil forstås av det ovennevnte, ved isometrisk trening fikk den bevegelige delen 3,4 impulser til å overvåke kraften og dreiemomentet som er påført mot pasientens interaksjonsinnretninger, og motsetter seg nøyaktig dette slik at utøverens lem anstrenger seg mot den bevegelige delen, men ikke blir beveget. Videre overvåkes kraften som genereres av utøveren under isometrisk trening, og denne kraften brukes til å kontrollere konsentrisk og eksentrisk trening som diskutert nedenfor, så vel som registrert for diagnostikk.

Ved konsentrisk trening beveger utøveren pasient/utøverinteraksjonsinnretninger mot en passende motstand gitt av den bevegelige delen 3,4 og reduserer muskelforlengelsen. Når treningsapparatet har målt den maksimale kraften som utøveren har påført under isometrisk trening, er det mulig å stille inn bevegelsen av den bevegelige delen 3,4 og pasient/utøverinteraksjonsinnretninger tilsvarende. For eksempel, hvis utøveren er i stand til å påføre en kraft på 40 N i en bestemt retning, kan den bevegelige delen 3,4 styres av datamaskinen for å tillate bevegelse i denne retningen, men motvirke bevegelsen ved å påføre en kraft i motsatt retning på 35 N. Denne konsentriske trening vil dermed tillate at utøveren kan trekke sammen muskelgruppen og vil være utstyrt med en motstandskraft på en forutbestemt verdi mot bevegelsen som blir gitt av utøveren. Verdi til motstandskraft som påføres av den bevegelige delen 3,4 kan stilles inn av treningsapparatet/-systemet eller kan velges av utøveren og/eller dennes behandler/trener. For eksempel kan utøveren si "Jeg ønsker at treningsapparatet skal motstå bevegelsen min med 35 N ", slik at utøveren bare vil kunne bevege den bevegelige delen på ønsket måte hvis han utøver en styrke som er større enn 35 N.

Det er også mulig å kontinuerlig trene utøveren på en aktiv måte ved hjelp av å fortløpende måle kraften som blir påført av utøveren gjennom den minst ene sensoren 7. For eksempel kunne treningsapparatet/-systemet programmeres til å kontrollere den bevegelige delen 3,4 slik at den tilveiebringer en konstant varierende kraft som er 95%, eller en hvilken som helst annen verdi, av den påførte kraften fra utøveren. Utøveren skal igjen eksempelvis gi en styrke på 40 N mot den bevegelige delen 3,4, og da ville den minst ene sensoren 7 overvåke denne påførte kraften, og kontrollere den bevegelige delen 3,4 for å tilveiebringe en motstand mot denne bevegelsen på 95%, som mot 40 N ville bety en motstandskraft på 38 N. Som det er klart, kan det hende at utøveren ikke kan bruke den fulle mengden kraft mot bevegelsen til den bevegelige delen over hele arbeidsområdet til lemmet, og dermed vil et aktivt konsentrisk treningsregime tillate utøveren å ha bevegelsen til lemmet konstant motstått av en bestemt verdi, helt avhengig av hvor mye kraft utøveren gir på et hvilket som helst tidspunkt og/eller ved en spesifikk posisjon av den konsentriske treningen.

Ved eksentrisk trening styres den bevegelige delen 3,4 slik at den motvirker kraften som blir påført av utøveren med en noe større mengde, og fører dermed til at lemmet beveger seg mot den kraftretningen som er gitt av utøverens muskelforlengelse. For eksempel kunne utøveren prøve å bevege beina sidelengs slik at føttene blir separert med 30cm, og den bevegelige delen kunne kontrolleres for å handle mot denne bevegelsen for å faktisk føre føttene sammen. Hvis treningsapparatet er klar over at den maksimale kraften som ble anvendt av utøveren, som bestemt under isometrisk trening, var 40 N, kunne den bevegelige delen styres for å tilveiebringe en styrke på forskjellige nivåer, for eksempel 105% av den maksimale kraften, eller en hvilken som helst annen utøverendefinerbar mengde, til å motvirke kraften som blir brukt av utøveren og dermed trene beina på en eksentrisk måte.

Som med konsentrisk trening, er det også mulig å gi aktiv eksentrisk trening. For eksempel kunne utøveren virke mot pasient/utøverinteraksjonsinnretningen, og ved hjelp av den minst ene sensoren 7 kunne treningsapparatet overvåke mengden påført kraft. Treningsapparatet kunne da gi den bevegelige delen instruksjoner om å bevege seg med en litt høyere kraft mot kraften fra utøveren, og vil således føre til den motsatte bevegelsen av det utøveren prøver å oppnå. Hvis utøveren tilveiebringer en lavere kraft mot bevegelsen av den bevegelige delen 3,4, ville den minst ene sensoren umiddelbart registrere dette, og treningsapparatet ville kontrollere den bevegelige delen for å bevege dem mot denne styrken med en lavere motkraft, men fremdeles en litt høyere styrke enn den som blir brukt av utøveren.

Som det fremgår av det ovennevnte, i både de konsentriske og eksentriske treningsregimene, kan den bevegelige delen 3,4 styres for å bevege seg på en forutbestemt bane. Det vil si at pasient/utøver-interaksjonsinnretninger kan flyttes fra en start- til sluttposisjon på en presis og forutbestemt bane gjennom tredimensjonalt rom, samtidig som man unngår uønsket tilting og vridning av pasient/utøver-interaksjonsinnretningene mot den bevegelige delen. Tilting og vridning kan styres, fristilles eller låses. Det er også mulig for den bevegelige delen 3,4 å bli kontrollert slik at den tillater noe avvik fra den angitte banen. I noen øvelser er et lite avvik eller vridning av utøveren ikke skadelig for treningen, men er mye mer behagelig for utøveren. Slike avvik kan lett tillates ved passende kontroll av den bevegelige delen 3,4.

Et videre treningsregime er at den bevegelige delen skal kontrolleres for å bevege seg på en viss måte. Utøveren reagerer deretter mot bevegelsen til den bevegelige delen og forsøker å bringe pasient/utøver-interaksjonsinnretningene tilbake til den opprinnelige orientering og beliggenhet. For eksempel kunne utøveren holde fast på sitt pasient/utøverinteraksjonsinnretning med foten og den bevegelige delen 3,4 kunne flytte utøverens bein til venstre. Utøveren vil da bli bedt om å trekke mot bevegelsen til den bevegelige delen 3,4 for å bringe foten tilbake til utgangsposisjon eller hvileposisjonen. Igjen ved hjelp av den minst ene sensoren 7, kan kraftstørrelsen overvåkes mellom utøveren og pasient/utøverinteraksjonsinnretningen, og således kan bevegelsen til den bevegelige delen 3,4 kontrolleres for å bringe denne tilbake til hvilestilling når en viss styrke er anvendt.

Det kan også være ønskelig å tilveiebringe ortoser, eller bandasjer eller lignende, som skal plasseres på pasienten. For eksempel kan det være nødvendig å låse den nøyaktige orienteringen til utøverens bein ved kneet og/eller ankel, og dermed gjøre at bevegelsen til den bevegelige delen bare beveger hofteleddet. Slike innretninger (Ortoser) kan innarbeides i pasient/utøverinteraksjonsinnretningen, spesielt kan det være anordnet et sko-lignende middel som vil hindre ankelen i å bevege seg, og en egen innretning kunne være anordnet over kneet for å stoppe denne bevegelsen. På denne måten kan den nøyaktige bevegelsen av leddet som trenes kontrolleres ved å bevege den bevegelige delen på riktig måte, ettersom den nøyaktige bevegelsen av den bevegelige delen fører til en kjent bevegelse av det aktuelle leddet, som ikke påvirkes av andre ledd mellom den bevegelige delen, og spesielt pasient/utøver-interaksjonsinnretninger og leddet som blir trent.

Utførelsesformer

I en første utførelsesform, som vist i figur 1 og 2 omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen en stasjonær ramme 1 som kan være laget av bjelker 2, for eksempel laget av tre eller metall. Alternativt kan rammen 1 utelates hvis bjelkene 2 boltes rett i gulvet eller på annen måte holdes fast i sine relative posisjoner. Denne rammen 1 kan omfatte bjelkepar hvis bjelker 2 løper i hovedsak parallelt med hverandre. Eksempler på slike konstruksjoner er en kube, en rombe, et heksaeder, et oktaeder, et dodekaeder, etc. Mellom disse parallelle bjelkeparene 2 løper det i en første utførelsesform av anordningen et antall bevegelige skinner 3. Langsmed disse bevegelige skinnene 3 løper det langs skinnen 3 bevegelige festeinnretninger 4 for kroppslige ekstremiteter så som føtter og/eller hender. Denne utformingen gjør at festeinnretningene 4 kan beveges uavhengig i minst et todimensjonalt maksimalt arbeidsområde 5 som utgjøres av rammen 1, omfattende bjelkene 2 og skinnene 3. Maksimalt arbeidsområde 5 samsvarer ikke nødvendigvis med utøverens/brukerens arbeidsområde (ROM).

Alternativt eller i tillegg vil en slik utforming eller konstruksjon kunne gjøre at festeinnretningene 4 kan beveges innenfor punktene i et tredimensjonalt maksimalt arbeidsområde 5. I så fall er festeinnretningene 4 translatorisk bevegelige langsmed sin respektive skinne 3.

Skinnene 3 og festeinnretningene 4 er koblet til minst en motor (ikke vist) som styrer driften av disse delene av anordningen ifølge oppfinnelsen. I det minste kan festeinnretningene 4, men også skinnene 3, være tilkoblet en sensor 7 som kan måle kraften av motstanden som ytes på disse delene for å beholde eller tvinge bevegelse av disse. Grunnen for å utføre denne registreringen er blant annet for å tilpasse kraften som motoren(e) 6 yter på de respektive delene. Dette er for raskt å oppnå tilpasset og optimal treningseffekt innen en treningssesjon for personen som benytter treningsapparatet. Bevegelsene som utøves av festeinnretningene 4 kan være tilfeldige, noe som kan være egnet til å trene opp teknikk, motorikk, reflekser eller reaksjoner hos utøver, men de kan også være styrt av på forhånd valgte programmer slik at festeinnretningene kan utføre på forhånd bestemte bevegelser, eksempelvis, diagonalgang, skøyting, hinking, balansetrening (stabilitet og leddfølelse), gange på ujevnt underlag eller slike motsatte bevegelser for at utøver skal kunne trene alle berørte muskler som styrer de faktiske bevegelsesmønstrene.

I en utførelsesform er festeinnretningen(e) 4 og alternativt skinnene 3 utstyrt med mekaniske, magnetiske eller elektriske gir som utfører bevegelsene av disse delene. Slike gir kan være i form av gir med snekkedrift, wiredrift, tannhjulsdrift, magnetisk drift, elektromotor-drift, osv.

I en utførelsesform kan anordningen ifølge oppfinnelsen omfatte støtteinnretninger (ikke vist) i form av bøyler og/eller håndtak som utøver kan benytte for lettere å holde balansen under utøving av de forskjellige treningsprogrammene eller treningssesjonene som er valgt. Støtteinnretningene kan også omfatte sitteinnretninger så som en stol, en støtte for korsryggen, en støtte for mageregionen i form av et belte, etc. Treningsformen som utøves i anordningen/systemet ifølge foreliggende oppfinnelse foretrekker at utøveren ikke berører festeinnretningene med mindre dette er helt nødvendig ettersom dette reduserer sensorenes mulighet til å måle utøverens prestasjon nøyaktig med tanke på objektiv sammenligning med tidligere og/eller senere prestasjoner. Men dersom nødvendig, så bør utøveren holde festeinnretningene 4 så stasjonære som mulig ettersom motoren(e) driver festeinnretningene 4 i forskjellige retninger og eventuelt med forskjellige hastigheter i anordningen. Driften av de forskjellige delene i anordningen styres vanligvis av en prosessor eller kontroller. Oppgaven for utøver vil være å holde festeinnretningene 4 så stasjonære som mulig under påvirkningene og driften av disse fra prosessoren eller kontrolleren.

Stillingen og hastigheten av festeinnretningen(e) 4 i anordningen ifølge oppfinnelsen styres av en prosessor eller kontroller. En slik prosessor eller kontroller kan i en utførelsesform være i stand til å motta informasjon angående kraften som utøves på hver enkelt festeinnretning 4, under en treningssesjon, hastigheten av festeinnretningene 4 i løpet av hver treningssesjon, andre utøvergenererte data og data som beskriver anordningens oppsett. Slike data kan benyttes for å lage treningsprogram som er individuelt tilpasset hver utøver eller kan benyttes til å generere standardprogram som kan utføres av utøvere som benytter anordningen/systemet ifølge oppfinnelsen.

Anordningen/systemet ifølge oppfinnelsen kan i en utførelsesform kombineres med visuelle hjelpemidler så som VR, TV, spill, osv, slik at utøver kan få illusjonen av å trene for eksempel i naturen. Slike visuelle hjelpemidler kan være i form av en skjerm eller være i form av en 3D-hjelm eller tilsvarende innretning. Også auditive hjelpemidler kan anvendes ved behov, for eksempel musikk, lyder fra naturen (fuglesang, bølgebrus, vind, osv.) eller andre auditive påvirkninger som eventuelt kan være tilpasset de visuelle hjelpemidlene.

I en andre utførelsesform som vist i figur 3 omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen en stasjonær ramme 1, skinner 3 og to festeinnretninger 4. I denne utførelsesformen kan festeinnretningene bevege seg minst langs x og y akser, og helst langs x, y og z aksene (ikke vist). Figur 4 viser en alternativ konstruksjon til utførelsesformen presentert i figur 3.

Figur 5 viser en utførelsesform til hvor de bevegelige deler er bevegelige fliser på hvilke festeinnretninger 4 er plassert. Disse festeinnretningene kan bevege seg i det maksimale arbeidsområdet 5.

Som kan forstås av det ovennevnte, kan enten brukeren/utøveren interagere med treningsapparatet men et lem (som vist i fig 1-2), eller flere lemmer (som vist i fig. 3-5). De øvrige stasjonære lemmene vil i en utførelsesform enten kunne stå på rammen 1, gulvet eller en stasjonær innretning som eksempelvis en plate, et håndtak, osv.

Faktisk anvendelse av treningsapparatet

Figur 6 viser et konseptuelt flytskjema over trinnene som kan utføres når en utøver skal bruke treningsapparatet. I et første trinn går utøveren inn på fysioterapeutens kontor, treningssenter osv. for å søke om behandling/trening/ testing. Et annet trinn vil være at fysioterapeuten/treneren utfører en passende undersøkelse og/eller diagnose av utøveren. På dette tidspunktet vil fysioterapeuten/treneren undersøke om trening ved hjelp av treningsapparatet vil være hensiktsmessig eller ikke. Hvis utøveren kan dra fordel av treningsapparatet, vil driften av apparatet bli forklart av fysioterapeuten/treneren.

I tredje trinn vil utøveren motta en konto som er holdt f.eks. i treningsapparatet, en sentral server eller i Skyen. Som tidligere beskrevet vil en datamaskin mest sannsynlig inngå i treningsapparatet/-systemet for å kontrollere den bevegelige delen. Datamaskinen vil være utstyrt med et dataminne, som kan brukes til å lagre en rekke brukerkontoer så vel som alle diagnostikk- og treningsdata som er passende for hver utøver. Eventuelt vil utøver deretter bli bedt om å fylle ut et spørreskjema der det stilles en serie nøkkelspørsmål knyttet til lidelsen eller treningsmål og utøverens generelle livsstil. Dette spørreskjemaet kan også gjentas i løpet av varighet av treningen utført av utøveren og kan brukes som et ytterligere diagnostisk verktøy for å overvåke fremdriften for utøveren.

Innen spørreskjemaet 1 stilles en rekke spørsmål angående lidelsen og livsstilen til utøveren. Slike spørsmål kan omfatte, men er ikke begrenset til:

a. Alder, idrett type skade og varigheten av smerte eller lidelse før behandlingen, og for løpet av denne.

b. Det generelle aktivitetsnivået til utøveren, og spesielt med hensyn til den delen av kroppen som trener.

c. Hvilken medisinering, hvis noen, blir tatt av utøveren i forhold til lidelsen og videre den faktiske dosen.

d. Det generelle nivået av utøverens aktivitet i dagliglivet, noe som er nyttig som en indikasjon på utøverens generelle helse.

e. En egenevaluering av smerte og lidelse og hvor mye dette påvirker utøverens daglige aktiviteter.

Et slikt spørreskjema vil gi en generell indikasjon på livskvalitet eller poengsum. Denne poengsum kan brukes til å sammenligne gjennom hele treningsprogrammet de opplevde og faktiske forbedringene opplæringen har på utøveren. Dette kan være spesielt nyttig for å motivere utøveren og forbedre den psykologiske tilnærmingen til treningen. Dette er spesielt nyttig hvis det blir tydelig at det skjer forbedringer som kan ha blitt lagt merke til av utøveren uten en så direkte og regelmessig tilbakemelding. Hvis poengsummen ikke forbedres på riktig måte, gir dette et annet diagnostisk verktøy til fysioterapeuten for å korrigere eller justere treningsprogrammet for å maksimere dets effektivitet.

På det fjerde trinn vil pasienten posisjonere seg i forhold til den bevegelige delen på passende sted. Som diskutert ovenfor, kan dette være ved å stå på passende sensorer på den bevegelige delen eller i en forutbestemt del av treningsapparatet. Når utøveren er på riktig sted i forhold til den bevegelige delen 3,4, utfører utøveren en rekke bevegelsestester med den bevegelige delen 3,4.

Som omtalt ovenfor, kan utøveren utføre rekkevidden av bevegelsestester på en rekke måter, enten ved å bli ledet av den bevegelige delen 3,4 til motstand måles av den minst ene sensoren 7 som stopper bevegelsen til den bevegelige delen 3,4 eller ved aktivt å trekke den bevegelige delen 3,4 til den maksimale strekningen av lemmet. Når utøveren har kjørt seg gjennom hele arbeidsområdet, slik at treningsapparatet/-systemet kjenner den maksimale bevegelse som kan utføres på/av utøveren, lagres dette arbeidsområdet i treningsapparatet og vil bli brukt for å sikre at den bevegelige delen 3,4 ikke beveger seg utenfor utøverens maksimale arbeidsområde. Primært er dette en sikkerhetsfunksjon som sikrer at det ikke gjøres ytterligere skader på utøveren ved å bruke treningsapparatet/-systemet. Som en del av utviklingen i et treningsprogram, kan det være nødvendig å oppdatere utøverens maksimale arbeidsområde regelmessig.

I trinn 5 kan den faktiske treningen begynne. Dette har blitt diskutert over og hvilken som helst av de passive, isometriske, eksentriske, konsentriske eller reaksjonstestene som beskrevet ovenfor kan utføres på utøveren. Ved hjelp av den minst ene sensoren 7 som er lokalisert på/av den bevegelige delen 3,4, kan treningsapparatet/-systemet utføre optimalisert trening og belastning hos pasienten eller utøveren.

I et siste trinn er treningsapparatet/-systemet i stand til å lagre de komplette dataene som er samlet inn gjennom hele treningsprogrammet. Disse dataene kan forholde seg til arbeidsområdet, den kraftmengden som tilføres av utøveren, mengden dreiemoment levert av utøveren, reaksjonshastighet, antall repetisjoner og så videre slik at et helt og nøyaktig bilde av treningen kan bli bygget opp og lagret i dataminnet til treningsapparatet eller på annen hensiktsmessig måte, for eksemplet i skyen via en sendermottaker (wifi, bluetooth, osv.). Hvis treningssesjonen ikke var den første sesjonen som ble utført av utøveren, kan dette trinnet også sammenligne den nåværende treningssesjonen med den fra forrige treningssesjonen eller sesjoner, for å bygge opp et tydelig bilde av utøverens progresjon eller manglende progresjon gjennom treningen.

Det vil også være mulig å drive sammenligningen mellom den nåværende treningssesjonen og de forrige sesjonene under den nåværende treningssesjon, slik at utøveren kan se på dataskjermen gjennom hele sesjonen hvordan den nåværende sesjonen sammenligner med tidligere sesjoner. For eksempel kan utøveren bli vist omfanget av bevegelser og maksimal kraft som påføres i det nåværende treningsregimet, og dette kan sammenlignes direkte med de siste to eller ønsket antall sesjoner, slik at utøveren kan se om han trener på samme nivå, bedre eller dårligere enn de forrige sesjonene. Slike umiddelbare tilbakemeldinger kan være nyttige for pasienten eller utøveren, da dette vil øyeblikkelig vise utøveren sin fremgang, og kan psykologisk forbedre treningen som også vil forbedre sluttresultatene.

For diagnostiske formål utført av den bevegelige delen 3,4, kan treningsapparatet overvåke en rekke forskjellige parametere. Disse har vært diskutert generelt ovenfor, men skal samles her for å gi en klar beskrivelse. Som en første problemstilling for å overvåke arbeidsområdet, kan den bevegelige delen 3,4 styres slik at denne i det vesentlige er vektløs og svarer til bevegelsen av utøverens lem. Det vil videre være mulig å drive den bevegelige delen 3,4 til å bevege lemmet fra et startpunkt til et maksimalt fysiologisk stoppunkt som i det vesentlige er hele arbeidsområdet som lemmet kan utføre. Videre kan arbeidsområdet stoppes før denne maksimale fysiologiske bevegelse hvis pasienten/utøveren registrerer for mye smerte og virker mot bevegelsen med en for stor kraft som målt av den minst ene sensoren, eller utløst av en sikkerhetsknapp. Videre kan styrken til pasienten/utøveren måles på en isometrisk måte ved å få pasienten/utøveren til å forsøke å bevege den bevegelige delen og følgelig kunne utføre en maks styrke i ønsket bevegelsesretning på en trygg måte uten noen bevegelse, slik at denne kraften kan benyttes i optimalisert belastning under dynamisk trening. Et ytterligere viktig aspekt er muligheten for å innarbeide en smertefaktor i diagnostiske tester. For eksempel, hvis styrkeprøven faktisk er begrenset av smerter hos utøveren, snarere enn den faktiske styrken til utøverens lem, kan dette inkorporeres i dataene som er lagret, slik at utøveren også kan overvåke og sjekke reduksjonen i smerter under treningssesjonene.

En spesiell fordel med treningsapparatet er at overvåking og diagnostikk er helt objektivt. Ettersom det ikke er noen menneskelig interaksjon med utøveren under verken trening eller eksplisitte diagnostiske målinger, påvirker ikke fysioterapeuten resultatet av testene. Videre er treningsapparatet i stand til å overvåke nøyaktig endringene fra den ene sesjonen til den neste, og foretar identiske målinger og tester i hver påfølgende sesjon, noe som gjør det mulig å ta objektive diagnostiske data. Videre blir dataene konstant målt, noe som betyr at en fullstendig oversikt over treningen er umiddelbart tilgjengelig. Denne komplette dataregistreringen er spesielt nyttig, i og med at den gir tydelig og systematisk kunnskap om treningsprogresjonen, noe som gjør at fysioterapeuten raskt kan identifisere problemer med programmet og korrigere disse for å maksimere effektiviteten på treningen.

Generelt

Ovennevnte diskusjon har gitt en serie alternativer for konstruksjon av treningsapparatet og dets fremgangsmåte for anvendelse. Som det er klart, kan dette treningsapparatet være utstyrt med en datamaskin for hensiktsmessig betjening og styring av en bevegelig del og fortløpende benytte målingene tatt fra den minst ene sensoren. Den foreliggende beskrivelse angår åpenbart også et dataprogram som kan brukes til å overvåke alle disse dataene, og på passende måte kontrollere den bevegelige delen. Dataprogrammet vil bli tilpasset for å tilveiebringe alle bevegelser til den bevegelige delen, inkludert rekkevidden av bevegelsesmålinger samt konsentriske og eksentriske treningsregimer. Videre kan programmet brukes til å kontrollere den isometriske trening og diagnostikk av utøveren.

I tillegg angår den foreliggende beskrivelse en fremgangsmåte for å utføre trening hos en utøver eller pasient. Ved passende overvåking av utøveren og problemer derav, kan fysioterapeuten benytte de riktige programmene og treningsregimene som er kodet i treningsapparatet, for å utføre og/eller tilrettelegge trening og fysioterapi på utøveren. Denne fremgangsmåten innebærer anvendelsen av den bevegelige delen 3,4 som beskrevet ovenfor for å utføre passende fysioterapi på en utøver.

Det er i tillegg mulig å bruke treningsapparatet/-systemet som et styrkeeller kroppsbyggingsapparat. Faktisk vil fagmannen innse at bruken av isometrisk, konsentrisk og eksentrisk trening også kan brukes utenfor fysioterapifeltet for muskeltoning og lignende.

Som det fremgår av ovenstående har anvendelsen av en bevegelig del, spesielt et XY- eller XYZ-bord i et treningsapparat en rekke spesielle fordeler. For det første, som har blitt diskutert i detalj, er treningsapparatets måling av brukerens ytelse fullstendig objektiv både i diagnostikk og trening. Overvåkningen av den faktiske opplæringen som ble utført av utøveren gjøres uten følelser, og kan øyeblikkelig sammenlignes med tidligere ytelse lagret i treningsapparatet.

For det andre er driften av en bevegelig del, spesielt et XY- eller XYZ-bord ekstremt nøyaktig, faktisk kan den bevegelige delens bevegelser styres på millimeternivå og under. Dette nivået av kontroll er uoppnåelig i normale fysioterapiapparater, og kan ikke oppnås av en utdannet fysioterapeut. Det er klart, i trening av delikate/følsomme regioner i kroppen, for eksempel nakken, er slik kontroll ekstremt nyttig og fordelaktig for treningsprogrammet. Videre kan bruk av slik kontroll påskynde treningen, og føre til forbedrede og raskere resultater.

En tredje fordel med den bevegelige delen i treningsapparatet angår de ovennevnte fordelene, og forbedringen de begge medfører for trening. Spesielt fører nøyaktigheten og konstante tilbakemeldinger til store forbedringer i rekonvalesenstid og eventuelt utfallet av slikt. Med presis kontroll og øyeblikkelig diagnostikk kan fysioterapeuten objektivt overvåke trening til utøveren, og sikre at dette fortsetter riktig og perfekt i hver treningssesjon. Dette reduserer ikke bare sjansene for feiltrening, men forbedrer også bedringshastigheten for utøveren.

Selv om beskrivelsen ovenfor er presentert som en serie forskjellige aspekter relatert til den bevegelige delen og anvendelse av denne, bør ingen spesifikk kombinasjon av funksjoner anses som spesielt beskrevet eller påkrevd. Faktisk er systemet ment å være tilveiebrakt av den kontrollerbare bevegelige delen som kan ha en passende interaksjon med en utøver. Fagmannen vil forstå at en rekke av de ovennevnte funksjonene vil bli kombinert avhengig av den nødvendige trening som skal utføres på utøveren med tilveiebrakte data fra minst en sensor eller lignende.

Claims (2)

Patentkrav

1. System for trening av en bruker, omfattende:

minst en bevegelig del (4),

minst en stasjonær del (1, 2),

et antall motorer (6) for bevegelse av den minst ene bevegelige delen (4), minst en sensor (7) på den minst ene bevegelige delen (4),

en kontroller (8), hvor kontrolleren (8) er innrettet til å motta signaler fra sensoren(e) (7) og sende drivsignaler til motorene (6) som styrer bevegelsen av den minst ene bevegelige delen (4),

karakterisert ved at den minst ene bevegelige delen (4) omfatter et XY-bord eller XYZ-bord innrettet til å bevege seg langs ortogonale X-, Y- og eventuelt Z-akser, idet kontrolleren (8) er innrettet til å sende drivsignaler til motorene (6) og styre den bevegelige delen ved «feed forward» bevegelse for oppnåelse av konsentrisk eller eksentrisk trening.

2. System ifølge krav 1, hvor den minst ene bevegelige delen (4) i tillegg kan dreie rundt X-, Y-, Z-aksen eller en hvilken som helst kombinasjon derav.