WO1995031933A1 - Measuring arrangement for analysing the human gait - Google Patents

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WO1995031933A1
WO1995031933A1 PCT/DE1995/000651 DE9500651W WO9531933A1 WO 1995031933 A1 WO1995031933 A1 WO 1995031933A1 DE 9500651 W DE9500651 W DE 9500651W WO 9531933 A1 WO9531933 A1 WO 9531933A1
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gait
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measurement
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PCT/DE1995/000651
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Heiko Tober
Günther HEGEWALD
Reinhard Tscheuschner
Original Assignee
T & T Medilogic
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    • A61B5/1036Measuring load distribution, e.g. podologic studies
    • A61B5/1038Measuring plantar pressure during gait
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/45For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4533Ligaments

Definitions

  • the invention relates to a method and a measuring arrangement for analyzing the human gait by measuring the kinematic and kinetic effects of the body or body segments occurring when walking on a treadmill at a given speed and thus for the quantitative determination of the dynamics of the supporting and musculoskeletal system.
  • the measurement and assessment of human gait takes place in orthopedics, surgery and other areas of medicine as well as during rehabilitation and serves diagnostic and therapeutic purposes.
  • gait analysis makes an effective contribution to assessing the efficiency of prosthetic fitting or the use of other orthopedic aids by identifying incorrect and excessive loads.
  • the rehabilitation process can be controlled using the gait pattern and at the same time it serves to control and justify therapeutic measures.
  • Another application example is the early detection of pathological changes in the human support and musculoskeletal system in order to be able to prevent later severe pathological changes in good time.
  • multi-component force measuring platforms or force measuring soles are used to measure those of the human body or of the The outgoing force effect is measured in order to draw conclusions about walking behavior.
  • the force measuring soles only determine the amount of the spatial force effect, they can be used more flexibly than force measuring platforms and are considerably less expensive.
  • the measurements with load cells are of particular interest when determining incorrect loads and the course of force application points.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for analyzing human gait including a corresponding measuring arrangement in order to obtain meaningful measurement results corresponding to the actual walking behavior at a low cost and to provide a quick and sound interpretation of the recorded measurement data and a wide range of possible applications in a simple manner guarantee.
  • the object is achieved in a method for analyzing human gait according to the preamble of claim 1 in that at an individually predetermined treadmill speed, a measurement of the energy consumption and the step frequency of the test person is carried out and during a constant running phase determined by uniform energy consumption and constant step duration the pressure distribution and pressure peaks prevailing on the sole of the foot when the foot rolls off are measured together with a change in position of certain body segments relative to one another, determined by two-dimensional angle determination.
  • the basic idea of the invention is therefore firstly that constant and repeatable running conditions which are essentially free of external influences are created. In an embodiment of the invention, this is done in such a way that the patient moves on a speed-adjustable treadmill during the measurement. His cadence is determined and an energy consumption measurement is carried out.
  • the treadmill specifies a specific task for the test person, and on the other hand it is possible that the Measuring devices remain in place.
  • the energy consumption measurement by pulse measurement provides information about the achievement of stable movement conditions after the running-in phase, so that the actual gait analysis measurement is carried out at the right time.
  • the test person is visually monitored during the measurement using video cameras in front of, behind and on both sides of the treadmill. This can be done by linking the measurement curves and measurement parameters with the corresponding actual movements, preferably by superimposing them on the video images Analyze gait behavior precisely using the measured values - even at a later point in time and using the stored images.
  • training of the patients is also possible on the basis of the images, which can preferably also be displayed in slow motion.
  • a last essential idea of the invention is finally that all measurement results including the video images, the running conditions specified by the treadmill and the measurement values necessary for the decision on the start of the actual measurement are linked synchronously in a computer under the operating system "Windows" and the execution of the Measurement and evaluation of the measurement results takes place "on-line".
  • By displaying the measurement results - via the link to the computer - during the measurement process it is possible to modify and improve the measurement conditions and to directly and directly influence the behavior of the test person. Connections between cause and effect, ie between movement and measurement result, are immediately recognizable.
  • the advantages of the measurement method according to the invention for carrying out the gait analysis ultimately lie in the fact that measurements of a comparatively small extent allow sufficiently precise statements about the gait behavior.
  • the proposed measuring method is particularly convincing due to its practical relevance, since the implementation and evaluation of the measurement is not tied to the skills and experience of a few specialized operators and can therefore also be used in smaller facilities, for example in an orthopedic workshop, and yet delivers meaningful results. This is ultimately the prerequisite for an improved Diagnosis and therapy in the field of orthopedics and surgery as well as during the rehabilitation process created.
  • the measuring arrangement for carrying out the method is characterized in that a treadmill and video cameras assigned to the treadmill are connected to a computer and angle sensors and pressure sensors attached to the test person and a pulse measuring device and muscle potential sensors are connected to the computer via a separating device .
  • a video camera is arranged on each side of the barrel, the speed of which can be controlled interactively via the computer, each camera being connected via a four-quadrant selector which is controlled via the computer.
  • An essential feature of the invention is the separator arranged between the measuring devices on the patient and the computer, which is based on the principle of linear opto-couplers.
  • a variety of am Patients of recorded measurement signals are routed to the computer by means of a single three-channel cable, in which 48 incoming signals are combined to form three outgoing signals. A large number of signals are thus combined into a single signal, and the patient is connected to the computer by only one cable.
  • the patient, who is moving on the treadmill anyway, is not impaired in his freedom of movement, so that practical results that correspond to the actual gait behavior are achieved.
  • the separator also serves the purpose of making it possible, for example, for the measuring frequency required for angular encoders to detect rapid body movements.
  • a complete separation between the patient connected to the measuring devices and the computer is brought about by means of the separating device by means of galvanic separation into a battery part and a power pack.
  • Errors in the field of computing technology can therefore not be transferred to the patient.
  • the transmission of the measurement signals to the computer can also be contactless, for
  • Example via radio In this case, the connection cable between patient and computer is omitted and a special electrical isolating device is not required.
  • the measuring station for performing the gait analysis is thus simple and inexpensive and requires little space. It is possible to immediately, ie still during the measurement, very precise measurement results in the form of parameters and graphical representations, directly in connection with the video images.
  • the use of a video recorder likewise offers the possibility of comparing the measurement results in connection with the video images at a later point in time or of comparing gait examinations carried out on the same patient at different points in time.
  • the gait behavior of a patient can thus be checked at intervals over a longer period of time in order to draw conclusions about the effect of therapeutic measures or to precisely control the course of rehabilitation. This is possible because the respective measurement data are actually comparable due to identical, reproducible boundary conditions. Likewise, a comparison can be made with standard values
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a gait analysis measuring station for routine use
  • FIG. 2 shows a graphical representation of the result of angle measurements carried out on the knee joint during a double step in a healthy test person and a prosthesis wearer
  • FIG. 3 shows a cyclical representation of the body's center of gravity when walking; and Fig. 4 shows the result of a center of gravity measurement in a standing test.
  • a gait analysis measuring station comprises a treadmill 1 as the core of the measuring arrangement, the control of which takes place interactively via a computer 3.
  • a video camera 2a to 2d is arranged on each side of the treadmill 1.
  • the video cameras 2a to 2d are connected to a four-quadrant selector 10, which in turn is connected to a video recorder 12 and a video monitor 11.
  • the four-quadrant selector 10 is also controlled via the computer 3.
  • the test person 4 on the treadmill 1 is in the area of the hip joint, the knee joint and the
  • Ankle angle encoder 5a, 5b and 5c attached to determine the change in position of individual body segments to each other when walking. 2 shows, by way of example, graphic information about the knee angle profiles in a double step, the solid lines representing the angles for a prosthesis wearer and the dashed lines showing the knee angles of a healthy test person.
  • comparisons with normal gait behavior can be made and useful conclusions can already be drawn from this about the condition and fit of a prosthesis and suitable measures can be initiated.
  • pressure sensors 6 In the area of the soles of the test person's feet there are pressure sensors 6 in the form of force measuring soles with which pressure peaks or high pressure areas are determined. On the other hand, the force distribution at the foot is measured from the beginning to the end of the rolling process.
  • Such a dynamic measurement provides information about the patient's walking behavior, for example based on the distribution of the center of gravity during running, but also in a standing test, as shown in FIGS. 3 and 4. Overloads are determined, for example, on the basis of the measured pressure peaks, so that orthopedic insoles for shoes can then be optimally formed.
  • muscle potential sensors (EMG sensors) 8 are arranged on individual muscle areas of the patient. Based on the corresponding measurement result, a statement is made about the activity of individual muscles with conclusions about gait behavior.
  • a pulse measuring device 7 is attached to the body of the test person. This
  • Energy consumption measuring device serves in particular to display the energetic conditions of the patient's movement behavior. When an energetically stable state is reached, the measurement for the gait analysis is carried out, which can therefore be repeated under constant conditions.
  • the measuring devices 5 to 8 are connected to a separating device 9 which is attached to the patient, but is shown separately in the drawing for the sake of clarity.
  • a large number of measurement data which are also recorded at a high frequency, for example with 500 measurements per second, are converted into three signals and sent to the computer 3 via a three-channel cable 15.
  • An essential function of the separating device 9 designed as an opto-coupler is, however, the separation of the patient from the medical-electrically insecure computer part by means of galvanic separation.
  • a printer 14 is also connected to the computer 3 and reproduces the parameters and graphic information of the gait analysis, as shown for example in FIGS. 2 to 4, in paper form.

Abstract

In order to analyse the human gait, a given, reproducible walking rhythm and a substantially constant walking phase is found for the test person concerned using a walking belt (1) by measuring the pace frequency and energy consumption. During the constant walking phase, pressure sensors (6) are used to determine the dynamic pressure effect of the feet together with the change of relative position of selected parts of the body by two-dimensional angle measurements (5) and a muscle potential measurement (8) is made. At the same time, the gait of the test person is monitored via video cameras (2). The results of measurement on the test person's movement and supporting members are monitored or imaged on-line (13, 14) by a computer (3).

Description

MESS-ANORDNUNG ZUR ANALYSE DES MENSCHLICHEN GANGES MEASURING ARRANGEMENT FOR ANALYZING THE HUMAN WALK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßanordnung zur Analyse des menschlichen Ganges durch Messung der beim Gehen auf einem Laufband mit vorgegebener Geschwindigkeit auftretenden kinematischen und kinetischen Wirkungen des Körpers bzw. von Körpersegmenten und somit zur quantitativen Bestimmung der Dynamik des Stütz- und Bewegungsapparates.The invention relates to a method and a measuring arrangement for analyzing the human gait by measuring the kinematic and kinetic effects of the body or body segments occurring when walking on a treadmill at a given speed and thus for the quantitative determination of the dynamics of the supporting and musculoskeletal system.
Die Messung und Beurteilung des menschlichen Ganges erfolgt sowohl in der Orthopädie, Chirurgie und anderen Bereichen der Medizin als auch während der Rehabilitation und dient diagnostischen und therapeutischen Zwecken. In der Orthopädietechnik leistet die Ganganalyse durch Feststellung von Fehl- und Überbelastungen einen wirksamen Beitrag zur Beurteilung der Effizienz der Prothesenanpassung oder der Anwendung sonstiger orthopädischer Hilfsmittel. Anhand des Gangbildes kann andererseits der Rehabilitationsprozeß kontrolliert werden und gleichzeitig dient es der Steuerung und Begründung therapeutischer Maßnahmen. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Früherkennung pathologischer Veränderungen im menschlichen Stütz- und Bewegungsapparat, um späteren schweren pathologischen Veränderungen rechtzeitig vorbeugen zu können.The measurement and assessment of human gait takes place in orthopedics, surgery and other areas of medicine as well as during rehabilitation and serves diagnostic and therapeutic purposes. In orthopedic technology, gait analysis makes an effective contribution to assessing the efficiency of prosthetic fitting or the use of other orthopedic aids by identifying incorrect and excessive loads. On the other hand, the rehabilitation process can be controlled using the gait pattern and at the same time it serves to control and justify therapeutic measures. Another application example is the early detection of pathological changes in the human support and musculoskeletal system in order to be able to prevent later severe pathological changes in good time.
Mit dem wohl verbreitetsten Verfahren zur Ganganalyse, der rein visuellen Beurteilung des Ganges bei einer Laufprobe, sind Fehlbewegungen und -belastungen oftmals nicht zu erkennen. Andererseits ist diese Methode sehr subjektiv, da das Ergebnis der Qualitätskontrolle von den jeweiligen Erfahrungen und Kenntnissen der untersuchenden Person, beispielsweise eines Orthopädietechnikers, abhängt. Insbesondere ist aber mit dieser Methode eine frühzeitige Erkennung bis dahin nicht sichtbarer Veränderungen nicht möglich.With what is probably the most common procedure for gait analysis, the purely visual assessment of gait during a running test, incorrect movements and loads are often not recognizable. On the other hand, this method is very subjective, since the result of the quality control depends on the respective experience and knowledge of the examining person, for example an orthopedic technician. In particular, with this method, early detection of changes that were not visible until then is not possible.
In jüngster Zeit hat die quantitative Bestimmung der Dynamik des menschlichen Stütz- und Bewegungsapparates mit technischen Mitteln an Bedeutung gewonnen. Bekannt sind kinematische Ganganalysesysteme, bei denen die Bewegungen von am Körper der zu untersuchenden Person befestigten Markern mit Hilfe von Kameras oder Ultraschall festgehalten werden. Die daraus ermittelten Winkelkurven geben Auskunft über das Gehverhalten des zu untersuchenden Patienten. Nachteilig bei diesem indirekten kinematischen Meßsystem, bei dem sich der Patient jedoch vorteilhafterweise ohne Kabelverbindung frei bewegen kann, ist die verhältnismäßig geringeRecently, the quantitative determination of the dynamics of the human support and musculoskeletal system using technical means has become more important. Kinematic gait analysis systems are known in which the movements of markers attached to the body of the person to be examined are recorded with the aid of cameras or ultrasound. The angle curves determined from this provide information about the walking behavior of the patient to be examined. A disadvantage of this indirect kinematic measuring system, in which, however, the patient can advantageously move freely without a cable connection, is the relatively low level
Meßfrequenz mit der Folge eines vergleichsweise ungenauen Meßergebnisses. Zudem sind die Anschaffungskosten hoch.Measurement frequency with the consequence of a comparatively inaccurate measurement result. In addition, the acquisition costs are high.
Bei dem weiterhin bekannten direkten kinematischen Meßverfahren, bei dem die Winkeländerungen zwischen den an ein Gelenk angrenzenden Körpersegmenten mit Hilfe winkelempfindlicher Sensoren gemessen werden, ist bei geringem Kostenaufwand durch die Anwendung hoher Meßfrequenzen eine hohe Meßgenauigkeit erreichbar, wobei jedoch eine Verkabelung des Patienten erforderlich ist.In the further known direct kinematic measuring method, in which the changes in angle between the body segments adjoining a joint are measured with the aid of angle-sensitive sensors, high measuring accuracy can be achieved at low cost by using high measuring frequencies, although wiring of the patient is required.
Bei einer weiteren Form der Ganganalyse wird schließlich mit Mehrkomponentenkraftmeßplattformen bzw. mit Kraftmeßsohlen die vom menschlichen Körper bzw. von den Füßen ausgehende Kraftwirkung gemessen, um daraus Rückschlüsse auf das Gehverhalten zu ziehen. Mit den Kraftmeßsohlen wird zwar nur der Betrag der räumlichen Kraftwirkung ermittelt, sie sind jedoch gegenüber Kraftmeßplattformen flexibler einsetzbar und wesentlich kostengünstiger. Die Messungen mit Kraftmeßsohlen sind von besonderem Interesse bei der Bestimmung von Fehlbelastungen und Verläufen von Kraftangriffspunkten.In a further form of gait analysis, multi-component force measuring platforms or force measuring soles are used to measure those of the human body or of the The outgoing force effect is measured in order to draw conclusions about walking behavior. Although the force measuring soles only determine the amount of the spatial force effect, they can be used more flexibly than force measuring platforms and are considerably less expensive. The measurements with load cells are of particular interest when determining incorrect loads and the course of force application points.
Die wesentliche Problematik bei den zuvor erwähntenThe main problem with the aforementioned
Systemen zur Untersuchung des menschlichen Ganges liegt darin, daß es anhand der verschiedenen Meßergebnisse erhebliche Schwierigkeiten bereitet, den Bewegungsablauf im nachhinein nachzuvollziehen und allein aus der visuellen Auswertung der Meßkurven und -parameter den Gang einer Testperson exakt zu beurteilen. Zum anderen bleibt eine Vielzahl die Meßergebnisse beeinflussender Randbedingungen, die beispielsweise auf ein Fehlverhalten des Patienten während des Meßvorgangs zurückzuführen sind, bei der späteren Auswertung der Meßkurven unerkannt, so daß das Ergebnis der Ganganalyse nicht dem tatsächlichen Gehverhalten entspricht bzw. die Meßergebnisse falsch interpretiert werden. Das heißt, um zu einer brauchbaren Beurteilung des Zustandes des Stütz- und Bewegungsapparates zu gelangen, bedarf es bei derSystems for examining the human gait is that, based on the various measurement results, there are considerable difficulties in retrospectively following the course of the movement and in accurately evaluating the gait of a test person solely from the visual evaluation of the measurement curves and parameters. On the other hand, a large number of boundary conditions influencing the measurement results, which can be attributed, for example, to a patient's misconduct during the measurement process, remain undetected in the later evaluation of the measurement curves, so that the result of the gait analysis does not correspond to the actual walking behavior or the measurement results are interpreted incorrectly. That is, in order to arrive at a usable assessment of the condition of the musculoskeletal system, the
Bedienung des Meßplatzes und der Auswertung der Vielzahl unterschiedlicher Meßergebnisse einer Bedienungsperson, die auf diesem Gebiet über große Erfahrungen und Kenntnisse verfügt. Die Anwendbarkeit der herkömmlichen Ganganalysemeßsysteme ist daher bei erheblichem Aufwand auf große Forschungseinrichtungen mit besonders qualifiziertem Fachpersonal beschränkt, wobei die Auswertung dennoch schwierig, das Untersuchungsergebnis ungenau und die Untersuchung nicht reproduzierbar ist. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Analyse des menschlichen Ganges einschließlich einer entsprechenden Meßanordnung anzugeben, um bei geringem Kostenaufwand aussagekräftige, dem tatsächlichen Gehverhalten entsprechende Meßergebnisse zu erhalten und auf einfache Weise eine schnelle und fundierte Interpretation der aufgenommenen Meßdaten sowie breite Anwendungsmöglichkeiten zu gewährleisten.Operating the measuring station and evaluating the multitude of different measuring results of an operator who has extensive experience and knowledge in this area. The applicability of the conventional gait analysis measuring systems is therefore limited to large research facilities with particularly qualified technical personnel, although the evaluation is difficult, the examination result is inaccurate and the examination is not reproducible. The invention is therefore based on the object of specifying a method for analyzing human gait including a corresponding measuring arrangement in order to obtain meaningful measurement results corresponding to the actual walking behavior at a low cost and to provide a quick and sound interpretation of the recorded measurement data and a wide range of possible applications in a simple manner guarantee.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Analyse des menschlichen Ganges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß bei bei individuell vorgegebener Laufbandgeschwindigkeit eine Messung des Energieverbrauchs und der Schrittfrequenz des Probanden vorgenommen wird und während einer durch gleichmäßigen Energieverbrauch und gleichbleibende Schrittdauer bestimmten konstanten Laufphase die beim Abrollen des Fußes an der Fußsohle herrschende Druckverteilung sowie Druckspitzen gemeinsam mit einer durch zweidimensionale Winkelbestimmung ermittelten Lageänderung bestimmter Körpersegmente zueinander gemessen werden.According to the invention the object is achieved in a method for analyzing human gait according to the preamble of claim 1 in that at an individually predetermined treadmill speed, a measurement of the energy consumption and the step frequency of the test person is carried out and during a constant running phase determined by uniform energy consumption and constant step duration the pressure distribution and pressure peaks prevailing on the sole of the foot when the foot rolls off are measured together with a change in position of certain body segments relative to one another, determined by two-dimensional angle determination.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht mithin zum einen darin, daß gleichbleibende und wiederholbare, von äußeren Einflüssen im wesentlichen freie Laufbedingungen geschaffen werden. Das geschieht in Ausgestaltung der Erfindung in der Weise, daß sich der Patient während der Messung auf einem geschwindigkeitsregulierbaren Laufband bewegt. Es wird seine Schrittfrequenz festgelegt und eine Energieverbrauchsmessung durchgeführt. Das Laufband gibt der Testperson eine bestimmte Aufgabe vor, und andererseits ist es dadurch möglich, daß die Meßeinrichtungen an Ort und Stelle verbleiben. Die Energieverbrauchsmessung durch Pulsmessung gibt Auskunft über das Erreichen stabiler Bewegungsverhältnisse nach der Einlaufphase, so daß die eigentliche Ganganalysemessung zum richtigen Zeitpunkt durchgeführt wird. Damit werden einerseits Meßfehler weitestgehend vermieden, und andererseits ist es möglich, verschiedene Messungen - auch Folgemessungen bei ein und derselben Testperson - miteinander zu vergleichen; das heißt, die ermittelten Meßparameter und graphischen Darstellungen geben - unabhängig von der Erfahrung der Bedienungsperson - unmittelbar Auskunft über das jeweilige Gangverhalten.The basic idea of the invention is therefore firstly that constant and repeatable running conditions which are essentially free of external influences are created. In an embodiment of the invention, this is done in such a way that the patient moves on a speed-adjustable treadmill during the measurement. His cadence is determined and an energy consumption measurement is carried out. The treadmill specifies a specific task for the test person, and on the other hand it is possible that the Measuring devices remain in place. The energy consumption measurement by pulse measurement provides information about the achievement of stable movement conditions after the running-in phase, so that the actual gait analysis measurement is carried out at the right time. On the one hand, measurement errors are largely avoided, and on the other hand it is possible to compare different measurements - including follow-up measurements with one and the same test person; This means that the determined measurement parameters and graphic representations - regardless of the experience of the operator - provide immediate information about the respective gait behavior.
Für die eigentliche Bestimmung des Gehverhaltens werden drei verschiedene Meßkomponenten ermittelt und miteinander kombiniert, nämlich die Kraftverteilung und Druckspitzen während des Laufens, Winkeländerungen im Bereich des Hüft-, Knie- und Sprunggelenks sowie das Muskelpotential einzelner Muskeln, das eine Aussage über die Bewegungskette der Muskeln sowie deren Aktivität zuläßt. Die Meßvorgänge sind auf wenige Körperteile beschränkt und daher unkompliziert. Dennoch wird eine hinreichend genaue Aussage über das Gangverhalten ermöglicht. Das zweidimensionale direkte Winkelmeßverfahren läßt hohe Meßfrequenzen zur Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit zu.For the actual determination of walking behavior, three different measuring components are determined and combined with each other, namely the force distribution and pressure peaks during running, changes in angle in the area of the hip, knee and ankle joint as well as the muscle potential of individual muscles, which provides information about the movement chain of the muscles as well whose activity allows. The measurement processes are limited to a few parts of the body and are therefore straightforward. Nevertheless, a sufficiently precise statement about the gait behavior is made possible. The two-dimensional direct angle measuring method allows high measuring frequencies to achieve high measuring accuracy.
Nach einem weiteren wesentlichen Grundgedanken der Erfindung wird die Testperson während der Messung unter Verwendung von Videokameras vor, hinter und zu beiden Seiten des Laufbandes visuell überwacht. Durch Verknüpfung der Meßkurven und Meßparameter mit den entsprechenden tatsächlichen Bewegungen, vorzugsweise durch Überlagerung mit den Videobildern, läßt sich das Gangverhalten mittels der Meßwerte - auch zu einem späteren Zeitpunkt und unter Verwendung der gespeicherten Bilder - exakt analysieren. Neben der unmittelbaren Auswertung ist gleichzeitig anhand der Bilder, die vorzugsweise auch in Zeitlupe dargestellt werden können, eine Schulung der Patienten möglich.According to a further essential basic idea of the invention, the test person is visually monitored during the measurement using video cameras in front of, behind and on both sides of the treadmill. This can be done by linking the measurement curves and measurement parameters with the corresponding actual movements, preferably by superimposing them on the video images Analyze gait behavior precisely using the measured values - even at a later point in time and using the stored images. In addition to the immediate evaluation, training of the patients is also possible on the basis of the images, which can preferably also be displayed in slow motion.
Ein letzter wesentlicher Erfindungsgedanke besteht schließlich darin, daß sämtliche Meßergebnisse einschließlich der Videobilder, der durch das Laufband vorgegebenen Laufbedingungen und der für die Entscheidung über den Beginn der eigentlichen Messung notwendigen Meßwerte in einem Rechner unter dem Betriebssystem "Windows" synchron verknüpft werden und die Durchführung der Messung und Auswertung der Meßergebnisse "on-line" erfolgt. Durch die Darstellung der Meßergebnisse - über die Verknüpfung mit dem Rechner - während des Meßvorgangs ist es möglich, die Meßbedingungen zu modifizieren und zu verbessern sowie gezielt und unmittelbar auf das Verhalten der Testperson einzuwirken. Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung, d. h. zwischen Bewegung und Meßergebnis, sind unmittelbar erkennbar.Die Vorteile des erfindungsgemäßen Meßverfahrens zur Durchführung der Ganganalyse liegen letztlich darin, daß mit Messungen von vergleichsweise geringem Umfang hinreichend exakte Aussagen über das Gangverhalten möglich sind. Das vorgeschlagene Meßverfahren überzeugt insbesondere durch Praxisrelevanz, da die Durchführung und Auswertung der Messung nicht an die Fähigkeiten und Erfahrungen einiger weniger spezialisierter Bedienungspersonen gebunden ist und somit auch in kleineren Einrichtungen, beispielsweise in einer Orthopädiewerkstatt, angewendet werden kann und dennoch aussagekräftige Ergebnisse liefert. Damit sind letztlich die Voraussetzungen für eine verbesserte Diagnose und Therapie im Bereich der Orthopädie und Chirurgie sowie während des Rehabilitationsprozesses geschaffen.A last essential idea of the invention is finally that all measurement results including the video images, the running conditions specified by the treadmill and the measurement values necessary for the decision on the start of the actual measurement are linked synchronously in a computer under the operating system "Windows" and the execution of the Measurement and evaluation of the measurement results takes place "on-line". By displaying the measurement results - via the link to the computer - during the measurement process, it is possible to modify and improve the measurement conditions and to directly and directly influence the behavior of the test person. Connections between cause and effect, ie between movement and measurement result, are immediately recognizable. The advantages of the measurement method according to the invention for carrying out the gait analysis ultimately lie in the fact that measurements of a comparatively small extent allow sufficiently precise statements about the gait behavior. The proposed measuring method is particularly convincing due to its practical relevance, since the implementation and evaluation of the measurement is not tied to the skills and experience of a few specialized operators and can therefore also be used in smaller facilities, for example in an orthopedic workshop, and yet delivers meaningful results. This is ultimately the prerequisite for an improved Diagnosis and therapy in the field of orthopedics and surgery as well as during the rehabilitation process created.
Weitere Merkmale und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Meßverfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 aufgeführt.Further features and expedient developments of the measuring method according to the invention are listed in subclaims 2 to 8.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß ein Laufband sowie dem Laufband zugeordnete Videokameras an einen Rechner angeschlossen sind und an der Testperson angebrachte Winkelgeber und Drucksensoren sowie ein Pulsmeßgerät und Muskelpotentialsensoren über ein Trenngerät mit dem Rechner verbunden sind.According to a further feature of the invention, the measuring arrangement for carrying out the method is characterized in that a treadmill and video cameras assigned to the treadmill are connected to a computer and angle sensors and pressure sensors attached to the test person and a pulse measuring device and muscle potential sensors are connected to the computer via a separating device .
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist an jeder Seite des Lauf andes, dessen Geschwindigkeit über den Rechner interaktiv steuerbar ist, eine Videokamera angeordnet, wobei jede Kamera über einen Vierquadrantenselektor, der über den Rechner gesteuert ist, angeschlossen ist. Dadurch ist es möglich, den auf dem Laufband befindlichen Patienten gleichzeitig von vier Seiten auf einem Videomonitor zu betrachten, d. h. seine Bewegungen in Verbindung mit den von den Meßeinrichtungen gelieferten Meßkurven und -parametern bei einer bestimmten Bandgeschwindigkeit bzw. Schrittfrequenz zu beurteilen.In an advantageous development of the invention, a video camera is arranged on each side of the barrel, the speed of which can be controlled interactively via the computer, each camera being connected via a four-quadrant selector which is controlled via the computer. This makes it possible to view the patient on the treadmill simultaneously from four sides on a video monitor, i. H. assess its movements in connection with the measurement curves and parameters provided by the measuring devices at a specific belt speed or step frequency.
Ein wesentliches Erfindungsmerkmal ist das zwischen den Meßeinrichtungen am Patienten und dem Rechner angeordnete Trenngerät, das auf dem Prinzip linearer Opto-Koppler basiert. Über das Trenngerät wird eine Vielzahl am Patienten aufgenommener Meßsignale mittels eines einzigen Dreikanalkabels, in dem 48 ankommende Signale zu drei abgehenden Signalen zusammengefaßt werden, zum Rechner geleitet. Es wird somit eine Vielzahl von Signalen zu einem einzigen Signal verknüpft, und der Patient ist nur durch ein einziges Kabel mit dem Rechner verbunden. Der Patient, der sich ohnehin auf dem Laufband an Ort und Stelle bewegt, ist somit in seiner Bewegungsfreiheit nicht beeinträchtigt, so daß praxisnahe, dem tatsächlichen Gangverhalten entsprechende Ergebnisse erreicht werden.An essential feature of the invention is the separator arranged between the measuring devices on the patient and the computer, which is based on the principle of linear opto-couplers. A variety of am Patients of recorded measurement signals are routed to the computer by means of a single three-channel cable, in which 48 incoming signals are combined to form three outgoing signals. A large number of signals are thus combined into a single signal, and the patient is connected to the computer by only one cable. The patient, who is moving on the treadmill anyway, is not impaired in his freedom of movement, so that practical results that correspond to the actual gait behavior are achieved.
Andererseits dient das Trenngerät auch dem Zweck, die beispielsweise bei den Winkelgebern erforderliche Meßfrequenz zur Erfassung schneller Körperbewegungen zu ermöglichen. Insbesondere wird jedoch mittels des Trenngerätes durch galvanische Trennung in einen Batterieteil und einen Netzteil eine vollkommene Trennung zwischen dem an die Meßeinrichtungen angeschlossenen Patienten und dem Rechner herbeigeführt. ElektrischeOn the other hand, the separator also serves the purpose of making it possible, for example, for the measuring frequency required for angular encoders to detect rapid body movements. In particular, however, a complete separation between the patient connected to the measuring devices and the computer is brought about by means of the separating device by means of galvanic separation into a battery part and a power pack. Electrical
Fehler im Bereich der Rechentechnik können somit nicht auf den Patienten übertragen werden.Errors in the field of computing technology can therefore not be transferred to the patient.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Übertragung der Meßsignale zum Rechner auch berührungslos, zumIn a further embodiment of the invention, the transmission of the measurement signals to the computer can also be contactless, for
Beispiel über Funk, erfolgen. In diesem Fall entfällt das Verbindungskabel zwischen Patient und Rechner und eine besondere elektrische Trenneinrichtung ist nicht erforderlich.Example via radio. In this case, the connection cable between patient and computer is omitted and a special electrical isolating device is not required.
Der Meßplatz zur Durchführung der Ganganalyse ist somit einfach und kostengünstig aufgebaut und benötigt wenig Platz. Es ist möglich, sofort, d. h. noch während der Messung, sehr genaue Meßergebnisse in Form von Parametern und graphischen Darstellungen, und zwar unmittelbar in Verbindung mit den Videobildern, zu erhalten. Die Verwendung eines Videorecorders bietet gleichermaßen die Möglichkeit, die Meßergebnisse in Verbindung mit den Videobildern zu einem späteren Zeitpunkt zu vergleichen bzw. zu unterschiedlichen Zeitpunkten an ein und demselben Patienten vorgenommene Ganguntersuchungen einander gegenüberzustellen. Das Gangverhalten eines Patienten kann somit über einen längeren Zeitraum in Abständen überprüft werden, um daraus Rückschlüsse über die Wirkung therapeutischer Maßnahmen ziehen zu können oder den Rehabilitationsverlauf exakt zu kontrollieren. Das ist möglich, weil aufgrund identischer, reproduzierbarer Randbedingungen die jeweiligen Meßdaten tatsächlich auch vergleichbar sind. Gleichermaßen kann ein Vergleich mit Normwerten erfolgenThe measuring station for performing the gait analysis is thus simple and inexpensive and requires little space. It is possible to immediately, ie still during the measurement, very precise measurement results in the form of parameters and graphical representations, directly in connection with the video images. The use of a video recorder likewise offers the possibility of comparing the measurement results in connection with the video images at a later point in time or of comparing gait examinations carried out on the same patient at different points in time. The gait behavior of a patient can thus be checked at intervals over a longer period of time in order to draw conclusions about the effect of therapeutic measures or to precisely control the course of rehabilitation. This is possible because the respective measurement data are actually comparable due to identical, reproducible boundary conditions. Likewise, a comparison can be made with standard values
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Meßanordnung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Further features of the measuring arrangement according to the invention are listed in the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ganganaly- meßplatzes für die Routineanwendung;1 shows a schematic illustration of a gait analysis measuring station for routine use;
Fig. 2 eine graphische Darstellung des Ergebnisses am Kniegelenk durchgeführter Winkelmessungen während eines Doppelschrittes bei einer gesunden Testperson und einem Prothesenträger;2 shows a graphical representation of the result of angle measurements carried out on the knee joint during a double step in a healthy test person and a prosthesis wearer;
Fig. 3 eine zyklische Darstellung des Körperschwer¬ punktverlaufs beim Gehen; und Fig. 4 das Ergebnis einer Körperschwerpunktmessung bei einem Stehtest.3 shows a cyclical representation of the body's center of gravity when walking; and Fig. 4 shows the result of a center of gravity measurement in a standing test.
Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Ganganalysemeßplatz als Kernstück der Meßanordnung ein Laufband 1, dessen Steuerung interaktiv über einen Rechner 3 erfolgt. An jeder Seite des Laufbandes 1 ist jeweils eine Videokamera 2a bis 2d angeordnet. Die Videokameras 2a bis 2d sind an einen Vierquadrantenselektor 10 angeschlossen, der seinerseits mit einem Videorecorder 12 und einem Videomonitor 11 verbunden ist. Die Steuerung des Vierquadrantenselektors 10 erfolgt ebenfalls über den Rechner 3.1, a gait analysis measuring station comprises a treadmill 1 as the core of the measuring arrangement, the control of which takes place interactively via a computer 3. A video camera 2a to 2d is arranged on each side of the treadmill 1. The video cameras 2a to 2d are connected to a four-quadrant selector 10, which in turn is connected to a video recorder 12 and a video monitor 11. The four-quadrant selector 10 is also controlled via the computer 3.
An der auf dem Laufband 1 befindlichen Testperson 4 sind im Bereich des Hüftgelenks, des Kniegelenks und desThe test person 4 on the treadmill 1 is in the area of the hip joint, the knee joint and the
Sprunggelenks Winkelgeber 5a, 5b und 5c angebracht, um die Lageänderung einzelner Körpersegmente zueinander beim Gehen zu bestimmen. Fig. 2 gibt beispielhaft eine Graphikinformation über die Kniewinkelverläufe bei einem Doppelschritt wieder, wobei mit den durchgezogenen Linien die Winkel bei einem Prothesenträger und mit den strichlierten Linien die Kniewinkel einer gesunden Testperson dargestellt sind. Ausgehend von ansonsten gleichen Randbedingungen lassen sich Vergleiche mit normalem Gangverhalten anstellen und bereits hieraus brauchbare Rückschlüsse auf den Zustand und Sitz einer Prothese ziehen sowie geeignete Maßnahmen einleiten. Im Bereich der Fußsohlen der Testperson befinden sich Drucksensoren 6 in Form von Kraftmeßsohlen, mit denen Druckspitzen bzw. Hochdruckbereiche festgestellt werden. Andererseits wird auch die Kraftverteilung am Fuß vom Beginn bis zum Ende des Abrollvorgangs gemessen. Eine derart dynamische Mes-sung gibt Auskunft über das Gehverhalten des untersuchten Patienten, beispielsweise anhand der Schwerpunktverteilung während des Laufens, aber auch bei einem Stehtest, wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt wird. Aufgrund der gemessenen Druckspitzen werden zum Beispiel Überbelastungen festgestellt, um danach orthopädische Einlagen für Schuhe optimal ausbilden zu können.Ankle angle encoder 5a, 5b and 5c attached to determine the change in position of individual body segments to each other when walking. 2 shows, by way of example, graphic information about the knee angle profiles in a double step, the solid lines representing the angles for a prosthesis wearer and the dashed lines showing the knee angles of a healthy test person. On the basis of otherwise identical boundary conditions, comparisons with normal gait behavior can be made and useful conclusions can already be drawn from this about the condition and fit of a prosthesis and suitable measures can be initiated. In the area of the soles of the test person's feet there are pressure sensors 6 in the form of force measuring soles with which pressure peaks or high pressure areas are determined. On the other hand, the force distribution at the foot is measured from the beginning to the end of the rolling process. Such a dynamic measurement provides information about the patient's walking behavior, for example based on the distribution of the center of gravity during running, but also in a standing test, as shown in FIGS. 3 and 4. Overloads are determined, for example, on the basis of the measured pressure peaks, so that orthopedic insoles for shoes can then be optimally formed.
An einzelnen Muskelbereichen des Patienten sind, wie in Fig. 1 angedeutet ist, Muskelpotentialsensoren (EMG- Sensoren) 8 angeordnet. Anhand des entsprechenden Meßergebnisses wird eine Aussage über die Aktivität einzelner Muskeln mit Rückschlüssen auf das Gangverhalten getroffen.As indicated in FIG. 1, muscle potential sensors (EMG sensors) 8 are arranged on individual muscle areas of the patient. Based on the corresponding measurement result, a statement is made about the activity of individual muscles with conclusions about gait behavior.
Schließlich ist am Körper der Testperson noch ein Pulsmeßgerät 7 angebracht. DieseFinally, a pulse measuring device 7 is attached to the body of the test person. This
Energieverbrauchsmeßeinrichtung dient insbesondere dazu, die energetischen Verhältnisse des Bewegungsverhalten des Patienten anzuzeigen. Wenn ein enrgetisch stabiler Zustand erreicht ist, wird die Messung für die Ganganalyse durchgeführt, die somit unter gleichbleibenden Bedingungen auch wiederholt werden kann.Energy consumption measuring device serves in particular to display the energetic conditions of the patient's movement behavior. When an energetically stable state is reached, the measurement for the gait analysis is carried out, which can therefore be repeated under constant conditions.
Die Meßeinrichtungen 5 bis 8 sind an ein Trenngerät 9 angeschlossen, das am Patient angebracht ist, in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber aber separat dargestellt ist. Im Trenngerät 9 wird eine Vielzahl von Meßdaten, die auch mit hoher Frequenz, beispielsweise mit 500 Messungen pro Sekunde, aufgenommen werden, in drei Signale umgewandelt und über ein Dreikanalkabel 15 zum Rechner 3 geleitet. Eine wesentliche Funktion des als Opto-Koppler ausgebildeten Trenngeräts 9 ist aber die Trennung des Patienten von dem medizinelektrisch unsicheren Rechnerteil durch galvanische Trennung. Aufgrund der derart hergestellten Anbindung an den Rechner 3 können nun sämtliche gemessenen Daten, einschließlich der Bandgeschwindigkeit bzw. Schrittfrequenz, am Rechner 3 bzw. am Monitor 13 "on¬ line" verfolgt werden, wobei die Möglichkeit der unmittelbaren Einflußnahme auf den Patienten besteht, um optimale, reproduzierbare Randbedingungen für den Meßvorgang zu schaffen. Die Meßergebnisse können synchron und überlagert oder im Vergleich mit früheren Messungen auf dem Monitor dargestellt werden. Gleichzeitig können die den aktuellen Meßdaten entsprechenden Bewegungen von vier Seiten auf dem Videomonitor 11 beobachtet werden. Die Speicherung der Videobilder mit Hilfe des Videorecorders 12 gestattet auch zu einem späterenThe measuring devices 5 to 8 are connected to a separating device 9 which is attached to the patient, but is shown separately in the drawing for the sake of clarity. In the separating device 9, a large number of measurement data, which are also recorded at a high frequency, for example with 500 measurements per second, are converted into three signals and sent to the computer 3 via a three-channel cable 15. An essential function of the separating device 9 designed as an opto-coupler is, however, the separation of the patient from the medical-electrically insecure computer part by means of galvanic separation. Due to the connection to the computer 3 established in this way, all measured data, including the belt speed or step frequency, can now be tracked "online" on the computer 3 or on the monitor 13, with the possibility of directly influencing the patient in order to to create optimal, reproducible boundary conditions for the measuring process. The measurement results can be synchronized and superimposed or displayed on the monitor in comparison with previous measurements. At the same time, the movements corresponding to the current measurement data can be observed from four sides on the video monitor 11. The storage of the video images with the help of the video recorder 12 also allows for a later one
Zeitpunkt die Auswertung der Meßergebnisse anhand der tatsächlichen Bewegungen.Time the evaluation of the measurement results based on the actual movements.
An den Rechner 3 ist außerdem ein Drucker 14 angeschlossen, der die Parameter und Graphikinformationen der Ganganalyse, wie beispielsweise in den Figuren 2 bis 4 gezeigt, in Papierform wiedergibt. A printer 14 is also connected to the computer 3 and reproduces the parameters and graphic information of the gait analysis, as shown for example in FIGS. 2 to 4, in paper form.
Bezugszeichenliste :Reference symbol list:
1 Laufband1 treadmill
2a - 2d Videokamera2a - 2d video camera
3 Rechner3 computers
4 Testperson (Patient)4 test person (patient)
5a Winkelgeber am Hüftgelenk5a angle sensor on the hip joint
5b Winkelgeber am Kniegelenk5b angle encoder on the knee joint
5c Winkelgeber am Sprunggelenk5c angle sensor on the ankle
6 Drucksensor6 pressure sensor
7 Pulsmeßgerät7 heart rate monitor
8 Muskelpotentialsensoren (EMG-Sensoren8 muscle potential sensors (EMG sensors
9 Trenngerät9 separator
10 Vierquadrantenselektor10 four-quadrant selector
11 Videomonitor11 video monitor
12 Videorecorder12 video recorders
13 Monitor13 monitor
14 Drucker14 printers
15 Dreikanalkabel 15 three-channel cables

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zur Analyse des menschlichen Ganges durch Messen der beim Gehen auf einem Laufband mit vorgegebe- ner Geschwindigkeit auftretenden kinetischen und kinematischen Wirkung des Körpers aufgrund der von den Füßen eines Probanden ausgehenden Kräfte sowie des Muskelpotentials, wobei die Bewegung des Probanden auf dem Laufband videotechnisch beobachtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei individuell vorgegeber Lauf¬ bandgeschwindigkeit eine Messung des Energieverbrauchs und der Schrittfrequenz des Probanden vorgenommen wird und während einer durch gleichmäßigen Energieverbrauch und gleichbleibende Schrittdauer bestimmten konstanten Laufphase die beim Abrollen des Fußes an der Fußsohle herrschende Druckverteilung sowie Druckspitzen gemeinsam mit einer durch zweidimensionale Winkelbestimmung ermittelten Lageänderung bestimmter Körpersegmente zueinander gemessen werden.1. Method for analyzing human gait by measuring the kinetic and kinematic effects of the body when walking on a treadmill at a given speed on the basis of the forces exerted by the feet of a subject and the muscle potential, the movement of the subject on the treadmill using video technology is observed, characterized in that a measurement of the energy consumption and the step frequency of the test person is carried out at an individually predetermined treadmill speed and during a constant running phase determined by uniform energy consumption and constant step duration, the pressure distribution prevailing on the sole of the foot as well as pressure peaks along with the foot rolling a change in position of certain body segments relative to one another, determined by two-dimensional angle determination.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung des Energieverbrauchs eine Pulsmessung durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a pulse measurement is carried out to determine the energy consumption.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der graphischen Darstellung des Druckverlaufs bzw. der Druckspitzen Schwerpunktsver¬ lagerungen während des Stehens und Gehens dargestellt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that with the help of the graphical representation of the pressure curve or the pressure peaks, Schwerpunktsver¬ bearings are shown while standing and walking.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung von Lageveränderungen beim Gehen Winkeländerungen am Sprunggelenk und/oder am Kniegelenk und/oder am Hüftgelenk gemessen werden. 4. The method according to claim 1, characterized in that in order to determine changes in position when walking, changes in angle are measured on the ankle and / or on the knee joint and / or on the hip joint.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Bandgeschwindigkeit bzw. Schrittfrequenz und den Energieverbrauch bestimmte Laufregime und die aus dem Gangverhalten resultierenden Meßdaten "on line" über einen an den Probanden angeschlossenen Rechner dargestellt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the running regime determined by the belt speed or step frequency and the energy consumption and the measurement data resulting from the gait behavior are displayed "on line" via a computer connected to the test subjects.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die videotechnische Überwachung an vier Seiten des Probanden vorgenommen und die erhaltenen Gangbilder nebeneinander oder einzeln dargestellt werden.6. The method according to claim 1, characterized in that the video monitoring is carried out on four sides of the subject and the gait obtained are displayed side by side or individually.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangbilder in Zeitlupe dargestellt werden.7. The method according to claim 6, characterized in that the gait images are displayed in slow motion.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am Probanden abgenommenen Meßdaten der Ganganalyse in Form von Parametern und/oder als graphische Information in Verbindung mit den Videobildern des Gangverhaltens dargestellt werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the measurement data of the gait analysis taken from the subject are shown in the form of parameters and / or as graphic information in connection with the video images of the gait behavior.
9. Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, unter Verwendung eines Laufbandes mit einstellbarer Geschwindigkeit, diesem zugeordnetem Kamerasystem und am Probanden angelegter Muskel¬ potentialsensoren sowie einer Kraftmeßvorrichtung mit einem an diese angeschlossenen Rechner, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßvorrichtung aus Kraftmeßsohlen bildenden, an den Fußsohlen des Proban- den verteilten Drucksensoren (6) besteht, im Bereich das Gangverhalten bestimmender Körpergelenke Winkelge¬ ber (5) angebracht sind sowie ein Pulsmeßgerät (7) vorgesehen ist, wobei die am Körper des Pro¬ banden vorgesehen Meßelemente über ein Trenngerät (9) mit dem Rechner (3) verbunden sind. 9. Measuring arrangement for performing the method according to claim 1, using a treadmill with adjustable speed, this associated camera system and the subject applied to muscle potential sensors and a force measuring device with a computer connected to it, characterized in that the force measuring device from force measuring soles forming There are pressure sensors (6) distributed on the soles of the test subject, angle sensors (5) are attached in the area of the body joints that determine the gait behavior, and a pulse measuring device (7) is provided, the measuring elements provided on the body of the test person being provided via a separating device ( 9) are connected to the computer (3).
10. Meßanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß vier an je einer Seite des Laufbandes (1) angeord¬ nete Videokameras (2) vorgesehen und über einen Vierquadrantenselektor (10) an den Rechner (3) angeschlossen sind.10. Measuring arrangement according to claim 9, characterized in that four on each side of the treadmill (1) angeord¬ nete video cameras (2) are provided and connected via a four-quadrant selector (10) to the computer (3).
11. Meßanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vierquadrantenselektor (10) zur gleichzeitigen oder Einzeldarstellung der Videobilder auf einem11. Measuring arrangement according to claim 10, characterized in that the four-quadrant selector (10) for simultaneous or individual display of the video images on one
Videomonitor (11) - sowohl in Normalgeschwindigkeit als auch in Zeitlupe - vom Rechner (3) steuerbar ist.Video monitor (11) - both at normal speed and in slow motion - can be controlled by the computer (3).
12. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Videomonitor (11) ein Videorecorder (12) zugeordnet ist.12. Measuring arrangement according to one of claims 9 to 11, characterized in that the video monitor (11) is assigned a video recorder (12).
13. Meßanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trenngerät (9) zur Weitergabe einer Vielzahl am Körper des Probanden gemessener Signale zum Rechner (3) und zur Trennung des elektrischen Durchgriffs vom Rechner zum Probanden ein linearer Opto-Koppler ist.13. Measuring arrangement according to claim 9, characterized in that the separating device (9) for passing on a plurality of signals measured on the subject's body to the computer (3) and for separating the electrical penetration from the computer to the subject is a linear optocoupler.
14. Meßanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trenngerät (9) über ein Drei¬ kanalkabel (15) zur Weiterleitung sämtlicher am Körper des Probanden gemessener Signale in lediglich drei zusammengefaßten Signalen mit dem Rechner ver¬ bunden ist.14. Measuring arrangement according to claim 13, characterized in that the separating device (9) is connected via a three-channel cable (15) for forwarding all signals measured on the subject's body in only three combined signals to the computer.
15. Meßanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Kabelverbindung zwischen Pro¬ band und Rechner die ermittelten Signale über Funk und/oder Infrarot zum Rechner übertragbar sind. 15. Measuring arrangement according to claim 9, characterized in that in order to avoid the cable connection between the test band and the computer, the signals determined can be transmitted to the computer by radio and / or infrared.
16. Meßanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Laufbandes (1) über den Rechner (3) interaktiv steuerbar ist.16. Measuring arrangement according to claim 9, characterized in that the speed of the treadmill (1) via the computer (3) can be controlled interactively.
17. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rechner (3) zur zahlenmäßigen Wiedergabe und graphischen Darstellung der Meßergebnisse ein Monitor (13) und ein Drucker (14) angeschlossen sind. 17. Measuring arrangement according to one of claims 9 to 16, characterized in that a monitor (13) and a printer (14) are connected to the computer (3) for numerical reproduction and graphic representation of the measurement results.
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