PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202005015889U1 09.02.2006
Titel Vorrichtung zur Überwachung der Haltung und/oder Bewegungen eines menschlichen Körperteils
Anmelder Debus, Dirk, 35713 Eschenburg, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Böck - Tappe - Kirschner, 35390 Gießen
DE-Aktenzeichen 202005015889
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 09.02.2006
Registration date 05.01.2006
Application date from patent application 07.10.2005
IPC-Hauptklasse A61B 5/11(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse G08B 21/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      A41D 27/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Haltung und/oder Bewegungen eines menschlichen Körperteils nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Orthopädische Beschwerden resultieren vielfach aus falschen Haltungs- oder Bewegungsmustern, die bei Nichtbehandlung zu schweren Folgeschäden führen können. Die Vermeidung irreversibler Schäden des Bewegungsapparates, die nur mittels schmerzunterdrückender Medikamente oder kostspieliger Operationen gelindert werden können, ist Ziel einer vorbeugenden Bewegungs- und Haltungstherapie. Solche Therapieformen stützen sich auf die Einübung vorteilhafter Bewegungsabläufe und Haltungsformen, die im Alltag nur durch ständige Kontrolle und Konditionierung dauerhaft übernommen werden können.

Zur Kontrolle und Konditionierung solcher Bewegungs- und Haltungsabläufe sind aus dem Stand der Technik mit Sensoren ausgestattete Überwachungsvorrichtungen bekannt, in denen Sensorsignale in Speicher eingespeichert und mit idealen Signalmustern verglichen werden. Der Entwicklungsschwerpunkt dieser Überwachungssysteme liegt dabei auf der Ausgestaltung der Messsensoren, die den Haltungs- oder Bewegungsablauf überwachen. Bisher wurde jedoch der Bedienerfreundlichkeit solcher Überwachungssysteme gerade im alltäglichen Gebrauch nur wenig Beachtung geschenkt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Überwachung der Haltung und/oder Bewegungen eines menschlichen Körperteils zu schaffen, die Bewegungsabläufe und Haltungen in selbstdefinierbaren Grenzen überwacht, deren Überschreiten signalisiert, dabei einfach zu bedienen ist, mobil im alltäglichen Leben zu verwenden ist, und je nach Bewegungsart eine therapeutische Selbstkontrolle und Konditionierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach der Lehre des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Überwachung der Haltung und/oder Bewegungen eines menschlichen Körperteils zumindest einen Sensor auf, der mittelbar oder unmittelbar am überwachten Körperteil angebracht wird, wobei sich die Ausgangssignale des Sensors in Abhängigkeit der Stellung des überwachten Körperteils ändern, und wobei die Ausgangssignale an eine elektronische Auswerteeinheit übertragen und dort ausgewertet werden, und wobei die Auswerteeinheit eine Signalisierungseinheit aufweist, die abhängig vom Auswerteergebnis Kontroll- und/oder Warnsignale ausgeben kann. In der Auswerteeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist weiterhin mindestens eine Speichereinheit vorgesehen, in der zumindest ein Sensormesswert (erster Sensorgrenzwert) des Sensors als Auswerteparameter, insbesondere als Maß für eine bestimmte Haltungs- oder Bewegungsgrenze abgespeichert werden kann, wobei die Vorrichtung ein Betätigungselement aufweist, durch dessen Betätigung der aktuelle Messwert des Sensors als erster Sensorgrenzwert in der Speichereinheit abgespeichert wird. Mit anderen Worten wird durch Einnahme einer bestimmten Haltung und Aktivierung des Betätigungselements ein maximaler oder minimaler Sensorgrenzwert in die Speichereinheit abgespeichert, sodass eine sehr einfache und leicht erlernbare Definition des Grenzwertes bzw. Überwachungsbereichs möglich ist.

Neben dem Abspeichern eines einzigen Sensorgrenzwertes ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Speicherung eines zweiten Sensorgrenzwertes als Auswerteparameter vorteilhaft. So lassen sich durch Bestimmung des ersten und des zweiten Sensorgrenzwertes des Sensors eine obere und eine untere Grenze eines bestimmten Haltungs- und/oder Bewegungsbereichs definieren. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, die Haltungsposition innerhalb der gespeicherten Grenzen eines eindimensionalen oder mehrdimensionalen Sensorwertes zu kontrollieren, und ein Verlassen des günstigen Positionsbereichs durch Warn- und/oder Alarmsignale anzuzeigen.

Die Abspeicherung des zweiten Sensorgrenzwertes kann grundsätzlich beliebig erfolgen. Besonders vorteilhaft erscheint es gerade im Hinblick auf eine einfache Bedienbarkeit, dass das Betätigungselement zur Abspeicherung des ersten Sensorgrenzwertes zugleich auch der Abspeicherung des zweiten Sensorgrenzwertes dient. Mit Hilfe einer solchen Eintastenbedienung gestaltet sich die Definition des vorteilhaften Bewegungsbereichs als besonders leicht erlernbar und schnell durchführbar. Verschiedene Untersuchungen der Grenzwertüberschreitung eines günstigen Haltungsbereichs haben gezeigt, dass ein nur kurzfristiges Verlassen des günstigen Haltungsbereichs im Regelfall keine dauerhaften Schädigungen hervorruft. Daher kann nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform in der Vorrichtung zusätzlich eine Zeitmesseinrichtung vorgesehen sein, wobei in der Auswerteeinheit eine bestimme Toleranzdauer abgespeichert werden kann, und wobei das Kontroll- und/oder Warnsignal bei Überschreiten eines Sensorgrenzwertes erst nach Ablauf der Toleranzdauer ausgegeben wird. Mit anderen Worten wird bei Überschreitung eines Sensorgrenzwertes eine Zeitmesseinrichtung in Gang gesetzt, die eine vorbestimmte Zeit misst, in der der Grenzwert überschritten werden kann, bevor eine Warnung des ungünstigen Haltungsverlaufs angezeigt wird.

Es hat sich gezeigt, dass die Toleranzzeit bei Überschreitung eines Grenzwertes je nach Bewegungsart und -ablauf variabel gestaltet werden kann. Daher ist es besonders vorteilhaft, dass die in der Speichereinheit des Sensors abgespeicherte Toleranzdauer durch den Bediener verändert werden kann. Hierdurch ist es möglich, haltungs- und bewegungsspezifische Toleranzzeiten anzugeben, die es beispielsweise ermöglichen, bei Unterschreiten eines Minimalgrenzwertes erst nach einer längeren Zeit als beim Überschreiten eines maximalen Grenzwertes Alarm auszulösen. Eine solche Ausführungsform erlaubt eine individuelle Anpassung der Signalisierungstätigkeit der Vorrichtung an das Beschwerdeverhalten des zu überwachenden Körperteils.

Zur Erweiterung der vorangegangenen Lehren zur Zeitmesseinrichtung ist es vorteilhaft, dass die Zeitmesseinrichtung zur Überwachung der Toleranzdauer bei erneutem Unterschreiten eines maximalen bzw. bei erneutem Überschreiten eines minimalen Sensorgrenzwertes vor Ablauf der Toleranzdauer angehalten und/oder auf Null zurückgesetzt wird. Mit anderen Worten ist dadurch ein wiederholtes Unter- oder Überschreiten der Grenzwerte, solang es nur kurzfristig erfolgt, in raschen Folgen möglich. Beispielsweise lassen sich therapeutische Bewegungsabläufe durchführen, die als Ziel eine Verschiebung eines Grenzwertes haben, ohne dass die Auswerteeinheit eine Warnung ausspricht. Erst bei einer der Toleranzdauer überschreitenden Verharrung in der ungünstigen Haltungsposition wird eine Warnung ausgegeben, die bei Rückkehr in den günstigen Bewegungsbereich wieder gelöscht wird.

In beliebiger Weise kann die Auswerteeinheit mittels der Signalisierungseinheit ein Kontroll- und/oder Warnsignal abgeben. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Kontroll- und/oder Warnsignal durch einen Warngeber ausgegeben, der ein akustisches Signal und/oder optisches Signal und/oder Vibrationssignal erzeugt. Hierbei ist es beispielsweise möglich, den akustischen Warngeber in Tonhöhe oder Lautstärke und/oder den optischen Warngeber in Lichthelligkeit oder Lichtfarbe zu variieren, je nach Dauer und Überschreitungsgröße des günstigen Bewegungsbereichs.

Ohne den Boden der Erfindung zu verlassen, ist es vorteilhaft, dass Kontroll- und/oder Warnsignale der Bewegungs- und Haltungssensoren auf einem Display der Vorrichtung grafisch und/oder numerisch angezeigt werden. So kann neben akustischen oder optischen oder Vibrations-Warnsignalen auch bei Bewegungen innerhalb des durch Grenzwerte abgesteckten Toleranzbereichs der Bewegungsablauf auf dem Display abgelesen werden.

Die Art der Darstellung auf dem Display ist dabei grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft kann der aktuelle Sensormesswert auf dem Display numerisch als Relativwert, insbesondere als Prozentangabe und/oder graphisch als Balkendiagramm bezüglich des durch die Sensorgrenzwerte definierten Messbereichs angezeigt werden. Mit Hilfe dieser Ausführungsform kann der Benutzer jederzeit seine aktuelle Bewegungs- und Haltungsposition innerhalb des durch die Grenzwerte definierten Bereichs ablesen. Diese Interaktion hilft ihm, sein übliches Bewegungs- und/oder Haltungsmuster, das beispielsweise nah an einem Grenzwert liegt, zu korrigieren.

Die Benutzung der Auswerteeinheit lässt sich nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weiter verbessern, in dem eine Bedienerführung durch Einblendungen von Bedienbefehlen auf dem Display der Auswerteeinheit erfolgt. Gerade in Kombination mit der Eintastenbedienung wird so eine besonders leichte und einfache Bedienung der Vorrichtung insbesondere für technische Laien ermöglicht. Solch eine Bedienerführung macht eine Bedienungsanleitung praktisch überflüssig.

Der schaltungstechnische Aufbau der Auswerteeinheit ist grundsätzlich beliebig. Um jedoch eine Zukunftssicherheit und Flexibilität der Vorrichtung zu gewährleisten, ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Auswerteeinheit mit einem Mikrocontroller zur digitalen Verarbeitung der Sensorsignale und Bedienbefehle ausgerüstet. Solch ein computergesteuertes Auswertesystem bietet weitgehende Flexibilität und lässt sich beispielsweise durch Aufspielen neuer Betriebssoftware an veränderte Gegebenheiten anpassen.

Die Flexibilität, die ein Mikrocontroller gestütztes System wie die oben beschriebene Ausführungsform der Auswerteeinheit auszeichnet, kann weiterhin vorteilhaft genutzt werden, wenn an der Auswerteeinheit eine Datenschnittstelle zum Anschluss an eine externe Analyseeinrichtung wie Computer, Messgerät oder ähnliches vorgesehen ist. Mittels solch einer Datenschnittstelle lassen sich beliebige Informationen in den Mikrocontroller einspeichern, bzw. auslesen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der zeitliche Verlauf des Sensorwertes des Sensors in der Speichereinheit gespeichert werden, und über die Datenschnittstelle ausgelesen werden. Diese Datenaufzeichnung ermöglicht beispielsweise die Analyse des zeitlichen Bewegungsablaufs durch den Benutzer oder einen erfahrenen Therapeuten oder Mediziner, der den Bewegungsablauf über eine längere Zeit kontrollieren und analysieren, sowie etwaige Bewegungsfehler feststellen möchte. Auch lässt sich mit solch einer Speicherung der Daten über die Zeit eine Verbesserung der Haltungsposition dokumentieren.

Das Betriebsverhalten der Mikrocontroller gesteuerten Auswerteeinheit wird durch das Betriebsprogramm des Mikrocontrollers, die sogenannte Betriebssoftware, bestimmt. Liegen neue therapeutische Erkenntnisse über einen verbesserten Kontrollmechanismus vor, oder ergeben sich weitere technische Verbesserungen, so kann die Betriebssoftware des Mikrocontrollers ausgetauscht werden. Daneben können die Sensorgrenzwerte beispielsweise durch einen Therapeuten oder Mediziner extern festgelegt und von außen in die Auswerteeinheit eingelesen werden. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, das Betriebsprogramm des Mikrocontrollers und/oder Sensorgrenzwerte der verschiedenen Betriebsarten und Sensoren über die Datenschnittstelle in die Auswerteeinheit einzuspeichern. Diese bidirektionale Arbeitsweise der Datenschnittstelle, zum einen Auslesen von Bewegungsdaten, zum anderen Einlesen von Grenzwerten und neuer Betriebssoftware, erhöht die Flexibilität und die vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten der Auswerteeinheit.

Auswerteeinheit und Sensoren lassen sich beliebig ausführen, so ist es denkbar, beide zu kombinieren, oder sie getrennt voneinander auszuformen. Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Auswerteeinheit und der Sensor als separate Funktionseinheiten ausgebildet sind, die durch eine Datenübertragungsstrecke miteinander verbunden werden. Somit lässt sich die Auswerteeinheit beliebig und unauffällig ausgestalten, und kann von dem Benutzer bequem bedient werden.

Die Ausgestaltung der Datenübertragungsstrecke zwischen Auswerteeinheit und Sensoren ist dabei grundsätzlich beliebig. Beispielsweise kann sie als Datenkabel ausgeführt sein. Die Ausführung der Datenübertragungsstrecke als Datenkabel lässt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zu, in der das Datenkabel eine lösbare Datenkabel-Steckverbindung aufweist. Somit lassen sich die Sensoren am Körper anbringen, und das Datenkabel möglichst unscheinbar am Körper verlegen. Nach Verlegung des Datenkabels kann die Auswerteeinheit bequem an den Sensor mit Hilfe der Datenkabel-Steckverbindung angeschlossen werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Datenübertragungsstrecke als drahtlose Datenübertragungsstrecke ausgeführt sein. Hierbei ist insbesondere an eine Funkübertragungsstrecke, wie sie beispielsweise bei Pulsmessuhren verwendet wird, gedacht. Bei solch einer Ausführungsform entfallen lästige Kabelverbindungen, und somit wird eine Erhöhung des Tragekomforts und ein erleichtertes Anlegen der Vorrichtung ermöglicht.

Die Anzahl der verwendeten Sensoren in der Überwachungseinrichtung ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft können mehrere Sensoren unabhängig voneinander an die Auswerteeinheit angeschlossen werden. Hierdurch ist eine mehrdimensionale Bewegungs- und Haltungskontrolle möglich, sodass selbst komplexe Bewegungsabläufe in einem vorher festgelegten Rahmen kontrolliert und korrigiert werden können. Darüber hinaus ist es beispielsweise denkbar, dass die Vorrichtung den zu behandelnden Patienten zu komplexen Therapiebewegungen anleitet, deren exakte Ausführung durch die Vorrichtung kontrolliert wird.

Die Gehäuseform der Auswerteeinheit kann prinzipiell beliebig gestaltet werden. Besonders vorteilhaft erscheint es insbesondere für die alltägliche Verwendung der Überwachungsvorrichtung, dass die Auswerteeinheit in einem Bekleidungsstück oder Accessoire des täglichen Bedarfs, wie beispielsweise in einer Uhr oder einem Schmuckstück oder ähnlichem, integriert wird. So lässt sich die Auswerteeinheit besonders unauffällig und bequem im alltäglichen Leben tragen.

Bewegungs- und Haltungspositionen unterscheiden sich je nach ausgeübter Tätigkeit. Die vorteilhaften Bewegungs- und Haltungsspielräume unterscheiden sich daher je nach Tätigkeitsprofil. So können beispielsweise Bewegungen, die im Sitzen ohne Schmerzen durchführbar sind, im Stehen schmerzhafte Empfindungen nach sich ziehen. In einer bevorzugten Ausführungsform, die verschiedene Tätigkeiten und Bewegungsprofile berücksichtigt, können verschiedene Betriebsarten zur Bewegungs- und Haltungskontrolle mit jeweils zugeordneten Betriebsparametern vom Bediener manuell ausgewählt werden. Solch eine Selektion von Bewegungsprofilen ermöglicht je nach Tätigkeit eine individuelle Bestimmung von Sensorgrenzwerten.

So lässt sich in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Betriebsart „Kontrolle Bewegung" auswählen, in der ein erster Sensorgrenzwert und zweiter Sensorgrenzwert als obere und untere Grenze eines bestimmten Bewegungsbereichs erfasst und abgespeichert wird, wobei bei der Bewegungskontrolle der aktuelle Sensormesswert relativ zu den Sensorgrenzwerten, insbesondere als Prozentwert und/oder als Balkendiagramm, angezeigt wird. Diese Betriebsart „Kontrolle Bewegung" dient als Basisbetriebsart der Auswerteeinrichtung.

Aufbauend auf ihr können weitere Betriebsarten definiert werden. So lässt sich eine Betriebsart „Kontrolle Heben" einführen, die, sofern sie ausgewählt wird, der Betriebsart „Kontrolle Bewegung" entspricht, und dahingehend erweitert ist, dass ein Warnsignal bei Überschreitung eines Sensorgrenzwertes ausgegeben wird. Auch lässt sich eine Betriebsart „Kontrolle Sitzen" auswählen, die wiederum der Betriebsart „Kontrolle Bewegung" entspricht, und dahingehend erweitert ist, dass bei Überschreitung eines Sensorgrenzwertes die Zeitmesseinrichtung zur Überwachung der Toleranzdauer gestartet wird, wobei nach Ablauf der Toleranzdauer und weiterhin andauernder Überschreitung des Sensorgrenzwertes ein Warnsignal ausgegeben wird. Die beispielhaft ausgeführten Betriebsarten decken einen Großteil der alltäglichen Bewegungssituationen ab, und geben dem Benutzer größtmögliche Definitionsspielräume zur Bestimmung der schmerzfreien Bewegungsintervalle.

Der Sensor dient zur Bestimmung der Haltungs- und/oder Bewegungsposition des zu überwachenden Körperteils. Seine Ausführung ist prinzipiell beliebig. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise piezoelektrische, optische oder mechanische Sensoren bekannt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Sensor in der Art eines verformbaren Biegebalkens, insbesondere eines Dehnungsmessstreifens, ausgebildet.

Der Sensor kann bevorzugt mittels einer am Körperteil befestigten Bandage angelegt werden. Durch eine Bandagenbefestigung lässt sich prinzipiell jedes Körperteil überwachen, und somit die Überwachungsvorrichtung universell in der orthopädischen Praxis einsetzen.

Des weiteren ist die direkte Integration des Sensors in ein entsprechendes Kleidungsstück denkbar.

Die Betriebsenergie der Auswerteeinheit wird in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Batterie oder einem Akkumulator erzeugt. Solch eine Energiespeisung der Vorrichtung erhöht die Mobilität und den flexiblen Einsatzbereich.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer lediglich bevorzugte Ausführungsformen darstellende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 in schematischer Form die Anwendung der Überwachungsvorrichtung zur Wirbelsäulentherapie,

2 in vergrößerter schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Auswerteeinheit,

3 eine fotografische Darstellung einer Ausführungsform der Auswerteeinheit als Uhr,

4 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung,

5 in schematischer Darstellung den Einsatz der Überwachungseinrichtung in einer Rückentherapie mit externer Auswerteeinrichtung,

6 ein Diagramm eines beispielhaften zeitlichen Verlaufs einer Haltepositionsänderung.

In 1 ist die Anbindung der Überwachungsvorrichtung zur Therapie von Wirbelsäulenproblemen schematisch dargestellt. Am menschlichen Rücken 01 ist ein Sensor 04 mittels einer Bandage 03 befestigt. Der Befestigungsbereich des Sensors 04 überdeckt dabei das zu überwachende Körperteil, in diesem Fall die Wirbelsäule im unteren Bereich. Der Sensor 04 ist mittels eines Datenkabels 05 über eine Datenkabel-Steckverbindung 06 an die Auswerteeinrichtung 02 angeschlossen. Diese Auswerteeinheit 02 weist Bedienungselemente und ein Display auf. In einer solchen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich beispielsweise das Datenkabel 05 am Körper unauffällig verlegen, sodass die Auswerteeinheit 02 unauffällig in einer Tasche getragen werden kann.

2 stellt in einer schematisch vergrößerten Ansicht eine Auswerteeinheit 07 dar. Die Auswerteeinheit 07 umfasst eine Ein-/Aus-Taste 12, ein OK-Betätigungselement 13 und ein Display 44. Auf dem Display 44 werden verschiedene Anzeigemodi und Daten der Auswerteeinheit 07 dargestellt. So können in dieser Ausführungsform auf dem Display 44 mittels eines Balkendiagramms 08 der Sensorwert und die Tendenz des Sensorwertes abgelesen werden. Eine Betriebsartanzeige 09 informiert den Benutzer über die gewählte Betriebsart, das heißt die gültigen Sensorgrenzwerte und das Warn- und Kontrollverhalten der Auswerteeinheit. Des weiteren stellt das Display 44 eine Prozentanzeige 10 dar, die den Benutzer durch die numerische Prozentangabe informiert, in welchem Bereich des Bewegungsspielraums er sich gerade befindet. Darüber hinaus ist dem Display 44 die Toleranzzeit 11 zu entnehmen, während der eine Überschreitung des oberen und/oder unteren Grenzwertes möglich ist, wobei die Auswerteeinheit 07 kein Warnsignal ausgibt. Das Gehäuse der Auswerteeinheit 07 weist eine Datenkabel-Steckverbindung 46 auf, an der das Datenkabel, das den Sensor 04 mit der Auswerteeinheit 07 verbindet, angeschlossen werden kann. Des weiteren ist an dem Gehäuse der Auswerteeinheit 07 eine Datenschnittstelle 45 vorgesehen, über die die Auswerteeinheit an eine externe Analyseeinrichtung angeschlossen werden kann.

Die Fotografie in 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Auswerteeinheit als Uhr 14. Sie weist die charakteristischen Merkmale der Auswerteeinheit, eine Ein-/Aus-Taste 15, ein OK-Betätigungselement 16 und ein Display 17 auf. Datenschnittstelle und Datenkabel-Steckverbindung bzw. die Möglichkeit einer drahtlosen Datenübertragung zum Sensor werden in einer solchen Ausführungsform bewusst versteckt angebracht, um die Auswerteeinheit 14 im alltäglichen Leben unbemerkt benutzen zu können.

4 stellt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, die mit vier Sensoren ausgerüstet ist und drei Betriebsarten aufweist. Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel der Überwachungsvorrichtung weist ein Sensorarray 20 auf, das vier Sensoren beinhaltet. Das Sensorarray 20 ist über ein Datenkabel 18 und eine Datenkabel-Steckverbindung 21 an die Auswerteeinheit 22 angeschlossen. In der Auswerteeinheit 22 befindet sich ein Mikrocontroller 27, eine Speichereinheit 28, Betätigungselemente 31, eine Signalisierungseinheit 23 und eine Zeitmesseinrichtung 34. In der Speichereinheit 28 sind zwei Speicherblöcke 29, 30 untergebracht, zum einen ein Minimalwertspeicher für drei Betriebsarten 29 und ein Maximalwertspeicher für drei Betriebsarten 30. Beide Speicher 29, 30 weisen eine Speichermatrix von 4 × 3 Speicherstellen auf. So werden beispielsweise im Minimalwertspeicher in den Speicherstellen A1, B1, C1 und D1 die minimalen Grenzwerte der Sensoren A, B, C und D für die Betriebsart 1 abgelegt. Der Minimalwertspeicher weist darüber hinaus noch vier Speicherstellen für die minimalen Grenzwerte der Betriebsart 2 und der Betriebsart 3 auf. Der Maximalwertspeicher 30 ist analog aufgebaut. Minimalwertspeicher 29 und Maximalwertspeicher 30 sind zusammen mit einer Verbindungsleitung der Datenkabel-Steckverbindung 21 in eine Vergleichseinheit des Mikrocontrollers 27 geführt. Des weiteren sind die Zeitmesseinrichtungen 34 und die Betätigungselemente 31 mit dem Mikrocontroller verbunden. Daneben weist der Mikrocontroller 27 eine Verbindung zur Datenschnittstelle 19 auf. Ausgangssignale des Mikrocontrollers 27 werden an die Signalisierungseinheit 23 abgegeben. Die Signalisierungseinheit 23 umfasst eine optische Warneinrichtung 24, eine akustische Warneinrichtung 25 und ein Display 26. Das Display 26 dient der Wiedergabe der aktuellen Haltungs- und Bewegungsposition, und die Warneinrichtungen 24, 25 dienen zur Warnung bei Überschreiten des minimalen bzw. maximalen Grenzwertes. An der Datenschnittstelle 19 ist eine externe Analyseeinrichtung 35, die beispielsweise einen Computer oder ein Messgerät beinhalten kann, angeschlossen.

5 zeigt in skizzenhafter Darstellung eine mögliche Realisierung der in der Funktionsskizze der 4 beschriebenen Ausführungsform. Die Vorrichtung nach 5 weist vier Sensoren auf, die in einem Sensorarray 36 zusammengefasst und mit einem Datenkabel 37 und einer Datenkabel-Steckverbindung 47 an einer Auswerteeinheit 38 angeschlossen sind. Die Auswerteeinheit 38 ist über eine Datenschnittstelle 39 und ein Verbindungskabel mit einer externen Analyseeinrichtung 40, die beispielsweise einen Computer oder ein Messgerät beinhalten kann, verbunden. Die vierdimensionalen Daten des Sensorarrays 36 werden von der Auswerteeinheit 38 kontrolliert und überwacht, und auch von ihr in ihrem zeitlichen Verlauf gespeichert. Durch die Datenschnittstelle 39 können sie vom externen Analysegerät ausgelesen und beispielsweise visualisiert, kontrolliert, analysiert und verglichen werden.

Exemplarisch zeigt 6 den zeitlichen Verlauf 41 der Sensordaten eines Sensors über mehrere Stunden hinweg. Strichpunktiert ist der Minimalwert 43 und der Maximalwert 42 des Sensormesswertes eingezeichnet. Aus dem Diagramm lassen sich beispielsweise Überschreitungen und Unterschreitungen der Grenzwerte zu bestimmten Zeitpunkten herauslesen. Ein solches Diagramm kann zur Kontrolle und Analyse des zeitlichen Haltungs- und Bewegungsablaufs dienen, aber auch den Therapiefortschritt protokollieren.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Überwachung der Haltung und/oder Bewegungen eines menschlichen Körperteils, mit zumindest einem Sensor, der mittelbar oder unmittelbar am überwachten Körperteil angebracht wird, wobei sich die Ausgangssignale des Sensors in Abhängigkeit der Stellung des überwachten Körperteils ändern, und wobei die Ausgangssignale an eine elektronische Auswerteeinheit übertragen und dort ausgewertet werden, und wobei die Auswerteeinheit eine Signalisierungseinheit aufweist, die abhängig vom Auswerteergebnis Kontroll- und/oder Warnsignale ausgegeben kann, gekennzeichnet dadurch, dass in der Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) mindestens eine Speichereinheit (28) vorgesehen ist, in der zumindest ein Sensormesswert (erster Sensorgrenzwert) des Sensors (04, 20, 36) als Auswerteparameter, insbesondere als Maß für eine bestimmte Haltungs- oder Bewegungsgrenze, abgespeichert werden kann, wobei die Vorrichtung ein Betätigungselement (13, 16, 33) aufweist, durch dessen Betätigung der aktuelle Messwert des Sensors (04, 20, 36) als erster Sensorgrenzwert in der Speichereinheit (28) abgespeichert wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichereinheit zusätzlich ein zweiter Sensormesswert (zweiter Sensorgrenzwert) des Sensors (04, 20, 36) als Auswerteparameter abgespeichert werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass erster Sensorgrenzwert und zweiter Sensorgrenzwert des Sensors (04, 20, 36) die obere (42) und die untere Grenze (43) eines bestimmten Haltungs- oder Bewegungsbereichs definieren.
  4. Vorrichtung nach Anspruche 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (13, 16, 33) zur Abspeicherung des ersten Sensorgrenzwertes zugleich auch der Abspeicherung des zweiten Sensorgrenzwertes dient.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung zusätzlich eine Zeitmesseinrichtung (34) vorgesehen ist, wobei in der Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) eine bestimmte Toleranzdauer (11) abgespeichert werden kann, und wobei das Kontroll- und/oder Warnsignal bei Überschreiten eines Sensorgrenzwertes (42, 43) erst nach Ablauf der Toleranzdauer (11) ausgegeben wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Speichereinheit (28, 29, 30) des Sensors (04, 20, 36) abgespeicherte Toleranzdauer (11) durch den Bediener verändert werden kann.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmesseinrichtung (34) zur Überwachung der Toleranzdauer (11) bei erneutem Unterschreiten eines maximalen (42) bzw. bei erneutem Überschreiten eines minimalen (43) Sensorgrenzwertes vor Ablauf der Toleranzdauer (11) angehalten und/oder auf Null zurückgesetzt wird.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontroll- und/oder Warnsignal durch einen Warngeber (24, 25) ausgegeben wird, der akustische Signale und/oder optische Signale und/oder Vibrationssignale erzeugt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigerung des aktuellen Sensormesswerts relativ zu den Sensorgrenzwerten als sich änderndes akustisches Signal und/oder optisches Signal und/oder Vibrationssignal ausgegeben wird.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontroll- und/oder Warnsignal auf einem Display (17, 26, 44) grafisch und/oder numerisch angezeigt wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Sensormesswert als Relativwert, insbesondere als Prozentangabe (10) und/oder als Balkendiagramm (08), zu dem durch die beiden Sensorgrenzwerte (42, 43) definierten Messbereich auf dem Display (17, 26, 44) angezeigt wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedienerführung durch Einblendungen von Bedienbefehlen auf dem Display (17, 26, 44) der Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) erfolgt.
  13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) ein Mikrocontroller (27) zur digitalen Verarbeitung der Sensorsignale und Bedienbefehle vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) eine Datenschnittstelle (19, 39, 45) zum Anschluss an eine externe Analyseeinrichtung (35, 40) wie Computer, Messgerät oder ähnliches aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf (41) des Sensorwertes des Sensors (04, 20, 36) in der Speichereinheit (28) gespeichert wird, und über die Datenschnittstelle (19, 39, 45) ausgelesen werden kann.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsprogramme des Mikrocontrollers (27) und/oder Sensorgrenzwerte (42, 43) der verschiedenen Betriebsarten und Sensoren (04, 20, 36) über die Datenschnittstelle (19, 39, 45) in die Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) eingelesen werden können.
  17. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) und der Sensor (04, 20, 36) als separate Funktionseinheiten ausgebildet sind, die durch eine Datenübertragungsstrecke miteinander verbunden sind.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungsstrecke als Datenkabel (05, 18, 37) ausgeführt ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkabel (05, 18, 37) eine lösbare Datenkabel-Steckverbindung (06, 21, 46, 47) aufweist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungsstrecke als drahtlose Datenübertragungsstrecke ausgeführt ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (20, 36) unabhängig voneinander an die Auswerteeinheit (02, 07, 14, 22, 38) angeschlossen werden können.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit in einem Bekleidungsstück oder Accessoire des täglichen Bedarfs, wie beispielsweise in einer Uhr (14) oder einem Schmuckstück oder ähnlichem, integriert ist.
  23. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Betriebsarten zur Bewegungs- und Haltungskontrolle mit jeweils zugeordneten Betriebsparametern vom Bediener manuell ausgewählt werden können.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebsart "Kontrolle Bewegung" ausgewählt werden kann, in der ein erster Sensorgrenzwert (42) und zweiter Sensorgrenzwert als obere (42) und untere (43) Grenze eines bestimmten Bewegungsbereichs erfasst und abgespeichert werden können, wobei bei der Bewegungskontrolle der aktuelle Sensormesswert relativ zu den Sensorgrenzwerten, insbesondere als Prozentwert (10) und/oder als Balkendiagramm (07) angezeigt wird.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebsart "Kontrolle Heben" ausgewählt werden kann, die der Betriebsart "Kontrolle Bewegung" entspricht und dahingehend erweitert ist, dass ein Warnsignal bei Überschreitung eines Sensorgrenzwertes ausgegeben wird.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betriebsart "Kontrolle Sitzen" ausgewählt werden kann, die der Betriebsart "Kontrolle Bewegung" entspricht und dahingehend erweitert ist, dass bei Überschreitung eines Sensorgrenzwertes die Zeitmesseinrichtung zur Überwachung der Toleranzdauer gestartet wird, wobei nach Ablauf der Toleranzdauer und weiterhin andauernder Überschreitung des Sensorgrenzwertes ein Warnsignal ausgegeben wird.
  27. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (04, 20, 36) in der Art eines verformbaren Biegebalkens, insbesondere in der Art eines Dehnungsmessstreifens, ausgebildet ist.
  28. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (04, 20, 36) an einer am Körperteil befestigten Bandage (03) angelegt werden kann.
  29. Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in ein Kleidungsstück integrierbar ist.
  30. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Batterie oder einem Akkumulator zur mobilen Energieversorgung ausgestattet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com