DE4205790A1 - Bio-feedback measurement system for corrective treatment of spine - has strain gauge or piezoelectric pressure sensors mounted in waistband for assessing posture and movement with user indication and remote signal facility - Google Patents

Bio-feedback measurement system for corrective treatment of spine - has strain gauge or piezoelectric pressure sensors mounted in waistband for assessing posture and movement with user indication and remote signal facility

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DE4205790A1
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Abstract

The measurement system employs an electronic bio-feedback sensor for determining the posture and movements of the body. The sensor assembly (422) is positioned between the pelvis and rib cage by a waistband (420) and provides strain gauge or piezoelectric signals from elements enclosed within a flexible plastic wrap. Battery powered electronic (424) evaluation of the signals assists the user to adopt a correct position consistent with treatment as a result of an audible warning or other appropriate signal. USE/ADVANTAGE - Treatment of scoliosis. Assisting patient to persevere with self-treatment over long periods. Sensor array can be readily tailored to suit improvements in defective region or to allow for natural growth in children. Remote recording facility enables expert analysis by clinic or similar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßsystem zur Erfassung der Kör­ perhaltung und von Körperbewegungen, insbesondere als Bio­ feedback-System, mit einem Längenmeßelement, einer Meßelek­ tronik, einem Signalgeber und einer Versorgungsquelle.The invention relates to a measuring system for detecting the Kör maintenance and body movements, especially as organic feedback system, with a length measuring element, a measuring elec tronik, a signal generator and a supply source.

Ein derartiges Meßsystem ist in "Behavioral Method for the treatment of idiopathic scoliosis", Proc. Mathl. Acad. Sci. USA, Bd. 82 (1985), Seiten 2493-2497 von Dworkin et al. und der eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens betreffen­ den WO-A-90/14 044 als Biofeedback-System zur Skoliosebehand­ lung beschrieben.Such a measuring system is described in "Behavioral Method for the treatment of idiopathic scoliosis ", Proc. Mathl. Acad. Sci. USA, Vol. 82 (1985), pages 2493-2497 of Dworkin et al. and which concern a further development of this process WO-A-90/14 044 as a biofeedback system for scoliosis treatment described.

Skoliose ist eine dauerhafte Seitverbiegung des Skeletts, die nur im Anfangsstadium rückbildungsfähig, später jedoch fixiert ist. Verbunden mit der Krümmung der Wirbelsäule sind eine Rotation und Torsion der einzelnen Wirbelsäulenkompo­ nenten. Dies ist anhand von Fig. 1 mehr im einzelnen veran­ schaulicht, in der in Seitenansicht (a) eine normale Wirbel­ säule, (b) eine Wirbelsäule bei Kyphose, (c) eine Wirbelsäu­ le bei Skoliose und (d) eine Wirbelsäule bei Lordose veran­ schaulicht ist. Scoliosis is a permanent lateral curvature of the skeleton, which is only reversible in the initial stage, but is later fixed. Connected to the curvature of the spine are a rotation and torsion of the individual spine components. This is illustrated with reference to Fig. 1 in more detail, in which in side view (a) a normal spine, (b) a spine in kyphosis, (c) a spine in scoliosis and (d) a spine in lordosis is easy to see.

Es gibt verschiedene Behandlungsmaßnahmen:There are various treatment measures:

  • a) Krankengymnastik. Es werden die verschiedensten Übungs­ programme bis zu einem Krümmungswinkel von etwa 15 bis 20° durchgeführt. In vielen Fällen läßt sich jedoch eine Verstärkung der Skoliose nicht aufhalten, und es sind nicht alle Skolioseerkrankungen durch Krankengymnastik zu beeinflussen.a) Physiotherapy. There will be various exercises programs up to a curvature angle of about 15 to 20 ° carried out. In many cases, however, one can Reinforcement of scoliosis doesn't stop, and there are not all scoliosis diseases through physiotherapy to influence.
  • b) Korsettversorgung (vgl. z. B. EP-A-03 89 379). Es sind verschiedene Korsettformen entwickelt worden. Da ein Korsett zur Stabilisierung der Wirbelsäule durch Druck­ ausübung an bestimmten kritischen Punkten dient, muß es entsprechend fest sein, so daß es relativ voluminös und unangenehm zu tragen ist. Ferner ergibt sich eine Atro­ phie der Rumpfmuskulatur, wodurch die Beweglichkeit mehr und mehr eingeschränkt wird. Schließlich kann es auch zu dauerhaften Deformationen von Rippen oder des Weichgewe­ bes unterhalb der Druckpunkte kommen. Derartige Korsetts sollten jedenfalls dreiundzwanzig Stunden täglich und jeden Tag getragen werden, bis das Skelett voll entwic­ kelt ist. Gewöhnlich ist die Tragedauer etwa 3 bis 4 Jahre. Korsetts werden somit in großer Zahl von Heran­ wachsenden getragen und es ist verständlich, daß ein Teil dieser Patienten die Korsetts schon allein aus ästhetischen Gründen nicht häufig genug trägt. Hinzu kommen die Korsettkosten, die bei Heranwachsenden mehr­ fache Veränderungen und Erneuerungen umfassen.b) Corset care (see e.g. EP-A-03 89 379). There are different corset shapes have been developed. There a Corset to stabilize the spine by pressure exercise at certain critical points, it must be correspondingly firm, so that it is relatively voluminous and is uncomfortable to wear. There is also an atro Phie of the trunk muscles, which increases mobility and more is restricted. After all, it can too permanent deformations of ribs or soft tissues bes come below the pressure points. Such corsets anyway should be twenty three hours a day and worn every day until the skeleton is fully developed is celt. Usually, the wearing time is about 3 to 4 Years. Corsets are thus being used in large numbers growing worn and it is understandable that a Some of these patients removed the corsets alone aesthetic reasons not often enough. In addition the corset costs come, the more for adolescents include multiple changes and renewals.
  • c) Versteifungsoperation. Diese Maßnahme wird nicht so häu­ fig, insbesondere auch wegen der Risiken durchgeführt und kann jeweils nur einen Teil der Wirbelsäule betref­ fen. c) stiffening operation. This measure will not be so common fig, especially because of the risks and can affect only part of the spine at a time fen.  
  • d) Elektrostimulationsbehandlung. Hierbei wird Tage- oder Nachtstimulation, beispielsweise mittels eines implan­ tierten Systems bei einem Winkel von etwa 15 bis 30° angewandt. Diese Behandlung hat sich nur teilweise durchgesetzt. Sie ist nicht speziell auf Skoliosepa­ tienten ausgerichtet, sondern dient vornehmlich zur Behandlung neurologischer Erkrankungen. Hierbei sollen ausgefallene Muskelgruppen durch verstärkte Aktivierung noch innervierter Anteile in ihrer Funktion erhalten werden bzw. durch spezielle Schulungen von Agonisten Er­ satzfunktionen geschaffen werden. Beispiele für eine Elektrostimulationsbehandlung sind insbesondere das so­ genannte EMG-Biofeddback von Basmajian und De Luca (1985) "Muscles alive. Their funktions revealed by Elec­ tromyographiy." 5. Ed., Williams & Wilkins, Baltimore, USA.d) electrostimulation treatment. Here is day or Night stimulation, for example using an implan system at an angle of about 15 to 30 ° applied. This treatment has been only partial enforced. It is not specific to scoliosepa tients, but primarily serves for Treatment of neurological diseases. Here should unusual muscle groups through increased activation still innervated parts in their function or through special training of agonists Er sentence functions are created. Examples of one Electro stimulation treatment is especially so EMG biofeddback from Basmajian and De Luca (1985) "Muscles alive. Their functions revealed by Elec tromyographiy. "5th Ed., Williams & Wilkins, Baltimore, UNITED STATES.

Das bereits erwähnte Behandlungsverfahren von Dworkin et al. ist auch ein Biofeedback-System, basierend auf der Erkennt­ nis, daß bei einer Krümmungszunahme die Körperlänge automa­ tisch abnimmt. Der Patient trägt eine erste Seilschlinge seitlich über die Schultern und unten durch den Schritt und eine zweite Seilschlinge, die um den Rumpf herum geführt wird. Mit den Schlingen verbunden sind zwei Wandler, die die Verlängerung und Verkürzung der Schlingen erfassen und in digitale elektrische Signale umwandeln. Je nach Überschrei­ tung einer voreingestellten Länge bzw. Position wird ein Ton vom Signalgeber ausgegeben, der bis zu einer entsprechenden Haltungsänderung ertönt. Auf diese Weise soll eine Verbes­ serte bzw. Korrekturbehandlung bei allen Alltagsaktivitäten erreicht werden. Jedoch auch dieses System hat sich, wohl aufgrund der Unannehmlichkeiten beim Tragen, insgesamt nicht durchgesetzt. The treatment procedure by Dworkin et al. is also a biofeedback system based on the detects nis that with an increase in curvature the body length automa table decreases. The patient wears a first rope sling sideways over the shoulders and down through the crotch and a second loop of rope that runs around the fuselage becomes. Connected to the slings are two transducers, which are the Detect lengthening and shortening of the slings and in convert digital electrical signals. Depending on the heading A tone becomes a preset length or position issued by the signal generator up to a corresponding Attitude change sounds. This is supposed to be a verb Service or corrective treatment for all everyday activities can be achieved. However, this system has, well due to the inconvenience when wearing, overall not enforced.  

Als wesentlich hat es sich jedoch herausgestellt, daß eine Rückenschulung beim Patienten bewirkt werden muß, um den nachteiligen Verformungskräften auf die Wirbelsäule während der Alltagsaktivitäten entgegenzuwirken. Der Patent muß in die Lage versetzt werden, feststellen zu können, ob er sich in einer ungünstigen oder günstigen Haltung befindet. Ohne Hilfe ist dies praktisch nur den wenigsten Patienten allein möglich.However, it turned out to be essential that a Back training in the patient must be effected to the adverse deformation forces on the spine during to counteract everyday activities. The patent must be in able to determine whether he is is in an unfavorable or favorable position. Without Help is practically only a few patients alone possible.

Eine bekanntgewordene Rückenschulung nach Schroth, Lehnert­ -Schroth CH (1991), "Dreidimensionale Skoliose-Behandlung: Atmungsorthopädie System Schroth". Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, baut darauf auf, daß die Korrektur der Wirbel­ säulenkrümmungen von unten, d. h. bei der am weitesten kaudal liegenden Hauptkrümmung, begonnen wird.A well-known back training according to Schroth, Lehnert -Schroth CH (1991), "Three-dimensional scoliosis treatment: Respiratory orthopedics system Schroth ". Gustav Fischer Verlag, Stuttgart builds on the correction of the vertebrae columnar curvatures from below, d. H. at the farthest caudal lying main curvature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßsystem zur Erfassung der Körperhaltung und von Körperbewegungen, insbe­ sondere als Biofeedback-System, zu schaffen, das angenehm zu tragen ist und die Einnahme einer günstigen Haltung schult.The invention has for its object a measuring system for Detection of posture and body movements, esp special as a biofeedback system, to create that pleasant is wearing and trains the taking of a favorable posture.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Meßsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen des erfindungsgemäßen Meßsystems sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is according to the invention with a measuring system solved the features of claim 1. Advantageous next Formations of the measuring system according to the invention are the subject of subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Meßsystem zur Erfassung der Körperhal­ tung und von Körperbewegungen, das insbesondere als Biofeed­ back-System geeignet ist, umfaßt ein Längenmeßelement, eine Meßelektronik, einen Signalgeber und eine Versorgungsquelle. Das Meßsystem ist ein langgestreckter Sensorabschnitt, der fest mit einem Trägerelement und mit der Meßelektronik ver­ bunden ist, wobei der langgestreckte Abschnitt auf den Kör­ perbereichen angebracht ist, deren Haltung oder Bewegungen erfaßt werden sollen.A measuring system according to the invention for detecting the neck of the body and of body movements, especially as a biofeed Back system is suitable, includes a length measuring element, a Measuring electronics, a signal generator and a supply source. The measuring system is an elongated sensor section that firmly with a support element and with the measuring electronics ver is tied, the elongated portion on the body appropriate areas, their posture or movements  should be recorded.

Das Meßelement dient dabei zur Umwandlung von mechanischen Deformierungen in elektrisch meßbare Größen. Die Deformie­ rungen können Längenänderungen, Verlängerung bei Zug oder Verkürzung bei Stauchung, sein. Diese werden durch Längen­ änderungen des Meßelementes selbst erfaßt. Auf diese Weise können Haltungsänderungen nach der Anbringung des langge­ streckten Sensorabschnittes auf dem betreffenden Körperbe­ reich sicher festgestellt werden. Der Signalgeber zeigt das Überschreiten einer vorbestimmten Deformation an und veran­ laßt den Patienten, wieder eine günstigere und zugleich nicht vom Signalton oder einem anderen Zeichen begleitete Haltung anzunehmen.The measuring element is used to convert mechanical Deformations in electrically measurable sizes. The deformity stanchions can be length changes, extension when pulling or Shortening in compression. These are by lengths Changes in the measuring element itself detected. In this way can posture changes after attaching the langge stretched sensor section on the relevant body richly established. The signal generator shows that Exceed a predetermined deformation and cause leave the patient, again a cheaper and at the same time not accompanied by the beep or any other sign To adopt an attitude.

Wenngleich das erfindungsgemäße Meßsystem insbesondere zur Bewegungserfassung bei Haltungsfehlern und Verkrümmungen der Wirbelsaule vorgesehen ist, so erlaubt es ebenso die Uberwa­ chung der Bewegungsgrenzen von Gelenken z. B. nach operativen Eingriffen oder bei Bewegungstherapien sowie von Muskeltä­ tigkeiten und deren Intensität (z. B. von Arm-, Bein- und Brustmuskeln, letztere anhand des Brustkorbumfangs).Although the measuring system according to the invention in particular for Motion detection for postural errors and curvature of the Spine is provided, it also allows the Uberwa chung the movement limits of joints z. B. after operational Interventions or with movement therapies as well as muscular tissue abilities and their intensity (e.g. of arm, leg and Pectoral muscles, the latter based on the circumference of the chest).

Die Krümmungserfassung durch das erfindungsgemäße Meßsystem ist anhand von Fig. 2 veranschaulicht. Der voll ausgezogene Streifen A veranschaulicht einen langgestreckten Sensorab­ schnitt in der Ausgangslage, in der der betreffende Körper­ bereich bereits eine gewisse Krümmung hat. Der strichpunk­ tierte Streifen B zeigt die Lage des Sensorabschnittes, den dieser bei einer stärkeren Krümmung annehmen würde, beglei­ tet von einem Signalton. Der nur gestrichelt dargestellte Bereich C hingegen zeigt eine Änderung zu einer günstigeren Haltung hin, in der somit kein Signalton abgegeben wird. The detection of curvature by the measuring system according to the invention is illustrated with reference to FIG. 2. The fully extended strip A illustrates an elongated Sensorab section in the starting position, in which the body area in question already has a certain curvature. The dash-dotted stripe B shows the position of the sensor section, which this would assume with a greater curvature, accompanied by a beep. The area C, which is only shown in broken lines, on the other hand, shows a change to a more favorable attitude, in which no signal tone is thus emitted.

Auch Umfangsänderungen oder Durchmesseränderungen bestimmter Körperteile lassen sich durch das erfindungsgemäße Meßsystem erfassen und überwachen. Dies wird noch im einzelnen erläu­ tert.Also changes in circumference or changes in diameter of certain Body parts can be measured by the measuring system according to the invention record and monitor. This will be explained in more detail tert.

Das Meßelement kann ein Dehnungsmeßstreifen sein. Vorzugs­ weise ist der Dehnungsmeßstreifen endseitig fest einge­ spannt. Er besteht im einfachsten Fall aus einem einzelnen plastischen, elektrisch leitfähigen Kunststoffstreifen, der an den Enden fest eingespannt und gegen störende Quetsch- und Druckbelastungen geschützt ist. Die Längenänderungen des Streifens bewirken eine Widerstandsänderung, die direkt pro­ portional zur Längenänderung ist und durch die Meßelektronik ausgewertet wird. Diese Ausführung des erfindungsgemäßen Meßsystems ermöglicht Absolutmessungen der Länge bzw. von Längenänderungen.The measuring element can be a strain gauge. Preferential wise, the strain gauge is firmly inserted at the end tense. In the simplest case, it consists of a single one plastic, electrically conductive plastic strips, the firmly clamped at the ends and against annoying crushing and pressure loads are protected. The changes in length of the Stripes cause a change in resistance that is directly per is proportional to the change in length and by the measuring electronics is evaluated. This embodiment of the invention Measuring system enables absolute measurements of the length or of Changes in length.

Vorzugsweise ist der Dehnungsmeßstreifen auf einem Träger­ streifen aus nichtleitendem elastischem Kunststoff aufge­ bracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel können auch mehrere angeschlossene Dehnungsmeßstreifen miteinander kombiniert werden, die beim Biegen der Anordnung über die aktive Achse unterschiedlich gedehnt werden. Die Längendifferenz ist dann proportional zur Widerstandsdifferenz der Meßstreifen.The strain gauge is preferably on a carrier strips made of non-conductive elastic plastic brings. In this embodiment, several can connected strain gauges combined with each other be when bending the assembly over the active axis be stretched differently. The length difference is then proportional to the difference in resistance of the measuring strips.

Bei einer alternativen Ausgestaltung umfaßt das Meßelement einen piezoelektrischen Druckaufnehmer, wobei es vorteilhaft schlauchförmig ist. Mittels des Druckaufnehmers können wie­ derum Verbiegungen und Verwindungen registriert werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Schlauch in einem Träger eingebettet.In an alternative embodiment, the measuring element comprises a piezoelectric pressure transducer, it being advantageous is tubular. By means of the pressure sensor, how for which bends and twists are registered. At a preferred embodiment of the invention is the Hose embedded in a carrier.

Vorzugsweise umfaßt beim erfindungsgemäßen Meßsystem das Meßelement zwei oder mehr langgestreckte Sensorabschnitte, die zusammen mindestens zwei Meßgrößen liefern. Vorteilhaft sind die Sensorabschnitte mit einer Brückenschaltung oder einem anderen Widerstandsmeßverfahren verbunden, durch die Schwankungen im Meßsystem kompensiert werden, die beispiels­ weise bedingt durch Betriebsspannungsschwankungen, Quet­ schungen oder Biegungen um eine nicht zur Messung benötigte Achse, etc. verursacht werden.In the measuring system according to the invention, this preferably comprises Measuring element two or more elongated sensor sections,  which together deliver at least two measured variables. Advantageous are the sensor sections with a bridge circuit or another resistance measurement method connected by the Fluctuations in the measuring system are compensated for, for example wise due to fluctuations in operating voltage, Quet curves or bends around one not required for measurement Axis, etc. are caused.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß es ein Eichelement umfaßt. Hierdurch kann das Meßsystem an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden. Es können auch Neujustierungen oder Sensorabschnitte sowie Neueinstellungen der Bewegungsgrenzen von Gelenken etc. berücksichtigt werden. Eine einfache Ausführungsform des Eichelementes ist ein Potentiometer.A preferred embodiment of the invention draws is characterized in that it comprises a calibration element. Hereby the measuring system can be adapted to the respective application will. Readjustments or sensor sections can also be made as well as readjustments of the movement limits of joints etc. are taken into account. A simple embodiment the calibration element is a potentiometer.

Vorteilhaft ist die Versorgungsquelle eine Batterie, insbe­ sondere Flachbatterie, oder ein Akkumulator. Die Flachbatte­ rie kann besonders unauffällig am Körper getragen werden.The supply source is a battery, in particular special flat battery, or an accumulator. The flat battery rie can be worn particularly inconspicuously on the body.

Es kann auch eine Einrichtung zur Fernübertragung des Aus­ gangssignals der Meßelektronik vorgesehen sein, um Haltungs­ änderungen etc. des Patienten zu überwachen, beispielsweise in einem größeren Feldversuch.It can also be a device for remote transmission of the off Gangssignal the measuring electronics to be provided to keep monitor changes etc. of the patient, for example in a larger field trial.

Sehr vorteilhaft am erfindungsgemäßen Meßsystem ist, daß es auf besonders einfache Weise am Körper befestigt werden kann. In der einfachsten Ausführungsform können zur Befesti­ gung Pflaster oder Bandagen vorgesehen sein.It is very advantageous in the measuring system according to the invention that it can be attached to the body in a particularly simple manner can. In the simplest embodiment, can be used for fastening plaster or bandages.

Das erfindungsgemäße Meßsystem kann auch an einem Korsett oder einer Orthese befestigt oder zusätzlich zu diesen vor­ gesehen sein. The measuring system according to the invention can also on a corset or attached to or in addition to an orthosis be seen.  

Es kann auch ein elastisches Taillenmieder verwendet werden, an dem das erfindungsgemäße Meßsystem befestigt ist. Das Taillenmieder ist zweckmäßig mit einer Aufnahme für das Meßelement und/oder die Meßelektronik einschließlich Eich­ element, Versorgungsquelle und Signalgeber versehen. Es kann aus leichtem Material gewählt werden, so daß es sich den Rumpfkonturen anpaßt. Dabei muß es an der Taille eng anlie­ gen, ohne jedoch zu drücken oder die Atmung zu beeinträch­ tigen. Der Tragekomfort ist im Vergleich zu einem Korsett oder einer sonstigen Orthese deutlich verbessert, so daß die Akzeptanz durch den Patienten und damit ein verbesserter Behandlungserfolg durch längeres Tragen gewährleistet ist.An elastic waist bodice can also be used, to which the measuring system according to the invention is attached. The Waist corset is appropriate with a receptacle for that Measuring element and / or the measuring electronics including calibration element, supply source and signal generator. It can be selected from light material so that it is the Fuselage contours adjusted. It must be snug at the waist without pressing or interfering with breathing term. The comfort is compared to a corset or another orthosis significantly improved, so that the Acceptance by the patient and thus an improved Successful treatment is guaranteed by wearing it for longer.

Selbstverständlich können auch andere Halterungen beispiels­ weise mittels Gewebe für andere Körperpartien vorgesehen sein.Of course, other brackets can for example provided for other parts of the body by means of tissue be.

Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und der Zeichnung beschrieben. Die Ausführungsbeispiele dienen dabei lediglich zur Erläuterung und ihre Auswahl ist keinesfalls in irgendeiner Weise als die Erfindung einschränkend anzusehen. In der Zeichnung zei­ gen:The invention is further preferred in the following based on Exemplary embodiments and the drawing are described. The Exemplary embodiments serve only for explanation and their selection is in no way as view the invention restrictively. Zei in the drawing gene:

Fig. 1 schematische Darstellungen von Formveränderungen der Wirbelsäule, Fig. 1 shows schematic representations of changes in shape of the spine,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines gekrümmten langgestreckten Abschnittes mit zwei Positions­ veränderungen aus der Ausgangslage, Fig. 2 is a schematic representation of a curved elongated portion with two position changes from the initial position,

Fig. 3 eine perspektivische schematische Darstellung der Anordnung eines Dehnungsmeßstreifens, Fig. 3 is a perspective schematic representation of the arrangement of a strain gauge,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht eines Sensorab­ schnittes zur Erfassung einer Durchmesser-Um­ fangsänderung, Fig. 4 is a schematic plan view of a Sensorab section for detecting a diameter fang order change,

Fig. 5 und 6 zwei schematische perspektivische Ansichten von Ausführungsbeispielen mit jeweils zwei Dehnungs­ meßstreifen, Fig. 5 and 6 show two schematic perspective views of embodiments with two strain gauges,

Fig. 7 und 8 zwei schematische perspektivische Ansichten von Ausführungsbeispielen mit jeweils vier Dehnungs­ meßstreifen, FIGS. 7 and 8 are two schematic perspective views of embodiments with four strain gages,

Fig. 9 eine weitere schematische perspektivische An­ sicht eines Ausführungsbeispiels mit vier Deh­ nungsmeßstreifen in einer Anordnung zur Ver­ wendung mit zwei Brückenschaltungen, Fig. 9 is a further schematic perspective view on an embodiment with four Deh nungsmeßstreifen in an arrangement for uses two bridge circuits,

Fig. 10 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer Anordnung mit einem Dehnungsmeßstreifen zur Erfassung von Biegungen, Fig. 10 is a schematic perspective view of an embodiment of a structure with a strain gauge for detecting bends,

Fig. 11 (a) bis (c) schematische Schnittdarstellungen von Meßelementanordnungen mit Dehnungsmeßstrei­ fen ähnlich den Anordnungen von Fig. 6, 7, und 8, Fig. 11 (a) to (c) are schematic sectional views of Meßelementanordnungen with Dehnungsmeßstrei fen similar to the arrangements of Figs. 6, 7, and 8,

Fig. 12 (a) und (b) Anordnungen mit gewölbt ausgebil­ deten Dehnungsmeßstreifen entsprechend Fig. 11 (a) und (b), Fig. 12 (a) and (b) devices having curved ausgebil Deten strain gauges as shown in FIG. 11 (a) and (b),

Fig. 13 eine Anordnung mit einem quadratisch ausgebil­ deten Trägerelement, das auf seinen Außenseiten Dehnungsmeßstreifen trägt, Fig. 13 an arrangement with a square ausgebil Deten carrier element carrying on its outer sides strain gauges,

Fig. 14 eine Anordnung mit einem schlauchförmigen Trä­ gerelement, das auf seinem Umfang vier formmäßig angepaßte Dehnungsmeßstreifen trägt,Gerelement Fig. 14 an arrangement comprising a tubular Trä, carries the shape-adjusted on its periphery four strain gauges,

Fig. 15 eine Schnittansicht eines in der Mitte hohlen, sternrartig ausgebogenen Trägerelementes, das in seinen konkaven Außenflächen eingebettet langge­ streckte Sensorabschnitte trägt, Fig. 15 is a sectional view of a hollow in the middle, sternrartig bent-support element, the Langge embedded in its concave outer surfaces carries stretched sensor sections,

Fig. 16 eine Schnittansicht eines flachen, schlauchför­ migen Trägerelementes, in dem am Rand die Meß­ elemente eingebracht sind, Fig. 16 is a sectional view of a flat, schlauchför-shaped carrier element, in which the measuring elements are inserted at the edge,

Fig. 17 einen Schnitt durch ein Trägerelement, in das zwei schlauchförmige Meßelemente eingebettet sind, Figure 17 is a section are embedded by a carrier element in which two tubular gauges.,

Fig. 18 bis 20 Schnittansichten von zylindrischen bzw. schlauchförmigen Trägerelementen, in die vier, drei und acht schlauchförmige Meßelemente einge­ bettet sind, Fig. 18 to 20 are sectional views of cylindrical or tubular support elements in which four, three and eight tubular measuring elements are inserted embeds

Fig. 21 bis 23 drei Ausführungsbeispiele von Meßelementen mit verschiedenen geometrischen Variationen der Sen­ sorabschnitte, Figure 21 sorabschnitte. To 23 show three embodiments of sensing elements with different geometrical variations of the Sen,

Fig. 24 ein Ausführungsbeispiel einer Brückenschaltung für vier Brückenelemente, Fig. 24 an embodiment of a bridge circuit of four bridge elements,

Fig. 25 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels eines erfindungsgemäßen Meßsystems mit Taillenmieder, Fig. 25 is a schematic view of an exemplary embodiment of an inventive measuring system with game Taillenmieder,

Fig. 26 (a) und (b) schematische Einzelansichten der Meßelektronik und des Meßelementes, Fig. 26 (a) and (b) are schematic views of the individual electronic measuring circuits and the measuring element,

Fig. 27 eine schematische Darstellung der Anwendung eines erfindungsgemäßen Meßsystems mit Tail­ lenmieder zur Skoliosebehandlung, Fig. 27 is a schematic representation of the application of a measuring system according to the invention with Tail lenmieder for treatment of scoliosis,

Fig. 28 eine schematische Vorderansicht einer Wirbel­ säule eines mit einem Meßsystem von Fig. 27 versehenen Patienten, Fig. 28 is a schematic front view of a vertebral column of a measurement system of FIG. 27 patients provided,

Fig. 29 eine schematische Schnittansicht durch einen Brustkorb eines mit einem erfindungsgemäßen Meßsystem ausgestatteten Patienten zur Behand­ lung eines Rippenbuckels und Fig. 29 is a schematic sectional view through a chest of a patient equipped with a measuring system according to the invention for the treatment of a rib hump and

Fig. 30 (a) und (b) schematische Darstellungen der An­ ordnung erfindungsgemäßer Meßsysteme zur Be­ handlung von Knie- und Hüftgelenken in zwei verschiedenen Bewegungspositionen. Fig. 30 (a) and (b) are schematic illustrations of an arrangement, according to the invention to measurement systems Be treatment of knee and hip joints in two different movement positions.

Fig. 3 veranschaulicht perspektivisch einen erfindungsge­ mäßen langgestreckten Sensorabschnitt 100, der als Dehnungs­ meßstreifen ausgeführt und an seinen Enden zwei Anschlußkon­ takte 70, 72 mit Anschlußdrähten 10, 12 aufweist. Ein Pfeil 40 veranschaulicht, daß der Sensorabschnitt in Längsrichtung seine Abmessungen bei Zug oder Stauchung verändert. Der Sen­ sorabschnitt wird auf den zu behandelnden bzw. beobachtenden Körperpartien angeordnet und die entsprechenden Längenände­ rungen werden ausgewertet. Fig. 3 shows a perspective view of an elongated sensor section 100 according to the invention, which is designed as a strain gauge and has two terminal contacts 70 , 72 with connecting wires 10 , 12 at its ends. An arrow 40 illustrates that the sensor section changes its dimensions in the longitudinal direction when it is pulled or compressed. The sensor section is arranged on the parts of the body to be treated or observed and the corresponding changes in length are evaluated.

Fig. 4 veranschaulicht in einer schematischen Draufsicht die Anordnung eines erfindungsgemäßen Meßsystems zur Durchmes­ ser/Umfangserfassung. Hierbei ist ein um den betreffenden Körperabschnitt, dessen Umfang erfaßt werden soll, eine Bahn oder ein Streifen 102 als langgestreckter Sensorabschnitt vorgesehen, dessen Enden durch einen Verschluß 30 zusammen­ gehalten sind. An den Enden weist der Sensorabschnitt 102 Anschlußkontakte 74, 76 mit Anschlußdrähten 14, 16 auf. An­ dert sich der Durchmesser, wie durch den Pfeil 42 veran­ schaulicht ist, bewirkt dies eine Längenänderung des Sensor­ abschnittes 102 mit einer entsprechenden Meßsignaländerung. Fig. 4 illustrates in a schematic plan view the arrangement of a measuring system according to the invention for diam / circumference detection. Here, a web or a strip 102 is provided as an elongated sensor section around the relevant body section, the circumference of which is to be detected, the ends of which are held together by a closure 30 . At the ends, the sensor section 102 has connecting contacts 74 , 76 with connecting wires 14 , 16 . At the other, the diameter, as indicated by arrow 42 , causes a change in length of the sensor section 102 with a corresponding change in the measurement signal.

Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Meßsystems mit zwei als Dehnungsmeßstreifen ausgeführten Sensorabschnitten 104, 106 dargestellt. Die Sensorabschnitte 104 und 106 sind beidseitig eines flachen Trägerelementes 200, d. h. einander gegenüber, angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Sensorabschnitte 104, 106 in einer Brückenschaltung an­ geschlossen sein. Erfolgt beispielsweise eine Bewegung des betreffenden Körperbereichs in Richtung eines Pfeils 44, d. h. in Querrichtung, so wird kein Meßsignal erzeugt. Ande­ rerseits wird ein Meßsignal erzeugt, wenn eine Bewegungsän­ derung in Richtung eines Pfeils 46 erfolgt. FIG. 5 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a measuring system according to the invention with two sensor sections 104 , 106 designed as strain gauges. The sensor sections 104 and 106 are arranged on both sides of a flat carrier element 200 , ie opposite one another. In this exemplary embodiment, the sensor sections 104 , 106 can be closed in a bridge circuit. If, for example, the relevant body area moves in the direction of an arrow 44 , ie in the transverse direction, no measurement signal is generated. On the other hand, a measurement signal is generated when a movement change takes place in the direction of an arrow 46 .

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind ebenfalls zwei langgestreckte Sensorabschnitte 108, 110 auf einem flachen Trägerelement 202 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Sensorabschnitte jedoch auf derselben Seite des Trägerelementes 202, jeweils an gegenüberliegenden Rand­ bereichen angeordnet. Dementsprechend wird bei einer Bewe­ gung in Querrichtung des Trägerelementes 202 gemäß Pfeil 48 ein Meßsignal und bei einer Bewegung senkrecht dazu (ent­ sprechend Pfeil 50) kein Meßsignal erzeugt. In the embodiment of FIG. 6, two elongated sensor sections 108 , 110 are also arranged on a flat carrier element 202 . In this exemplary embodiment, however, the two sensor sections are arranged on the same side of the carrier element 202 , in each case on opposite edge areas. Accordingly, with a movement in the transverse direction of the carrier element 202 according to arrow 48, a measurement signal and with a movement perpendicular thereto (accordingly arrow 50 ), no measurement signal is generated.

Fig. 7 und 8 veranschaulichen zwei Ausführungbeispiele, bei denen jeweils vier Sensorabschnitte 112 bis 118, 120 bis 126 auf einem Trägerelement 204, 206 angeordnet sind. Die Sen­ sorabschnitte sind jeweils in Brückenschaltungen angeschlos­ sen, so daß die Meßsysteme von Fig. 7 und Fig. 8 in ver­ schiedenen Biegeachsen empfindlich sind. Bei der Anordnung von Fig. 7 wird kein Meßsignal bei Bewegungen in Richtung eines Pfeils 52 und bei Bewegungen in Richtung eines Pfeils 54 ein Meßsignal erzeugt. Gerade andersherum wird bei der Anordnung von Fig. 8 ein Meßsignal bei Bewegungen in Rich­ tung eines Pfeils 56 und kein Meßsignal bei Bewegungen in Richtung eines Pfeils 58 erzeugt. FIGS. 7 and 8 illustrate two embodiments in which four sensor sections 112 to 118, 120 to 126 are arranged on a support element 204, 206. The Sen sorabschnitte are each sen be Schlos in bridge circuits, so that the measuring systems of FIG. 7 and FIG 8 are sensitive in different ver bending axes.. In the arrangement of FIG. 7, no measurement signal is generated for movements in the direction of an arrow 52 and for movements in the direction of an arrow 54 . The other way around, in the arrangement of FIG. 8, a measurement signal is generated for movements in the direction of an arrow 56 and no measurement signal for movements in the direction of an arrow 58 is generated.

Fig. 9 veranschaulicht in perspektivischer Ansicht ein Aus­ führungsbeispiel mit vier Sensorabschnitten 128 bis 134. Die Sensorabschnitte sind bündig auf einem Trägerelement 208 mit kreuzförmigem Querschnitt angeordnet. Bei dem Meßsystem von Fig. 9 sind die Sensorabschnitte 128, 132 und 130, 134 je­ weils mit einer Brückenschaltung verbunden. Erfolgt eine Be­ wegung des aus dem Trägerelement 208 und den Sensorabschnit­ ten 128 bis 134 bestehenden Meßelemente in Richtung von Pfeilen 60, 62, so wird jeweils von beiden Brückenschaltun­ gen ein Meßsignal ausgegeben. FIG. 9 illustrates a perspective view of an exemplary embodiment with four sensor sections 128 to 134 . The sensor sections are arranged flush on a carrier element 208 with a cross-shaped cross section. In the measuring system of FIG. 9, the sensor sections 128 , 132 and 130 , 134 are each connected to a bridge circuit. If a movement of the measuring elements consisting of the carrier element 208 and the sensor sections 128 to 134 takes place in the direction of arrows 60 , 62 , then a measurement signal is output from both bridge circuits.

In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in perspek­ tivischer Darstellung veranschaulicht, bei dem auf einem flachen Trägerelement 210 ein Sensorabschnitt 136 mit An­ schlußkontakten 78, 80 und Anschlußdrähten 18, 20 angeordnet ist. Die Unterseite des Trägerelementes 210 ist so ausgebil­ det, daß sie keine Längsdehnung erfährt. Andernfalls würde sich eine Zug- und Biegebeanspruchung ergeben. Bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel wird bei einer Bewegung in Richtung eines Pfeils 64 kein Signal und bei Bewegung in Richtung eines Pfeils 66 ein Signal erzeugt, d. h. die Anord­ nung ist biegeempfindlich.In Fig. 10, another embodiment is illustrated in perspective view, in which a sensor section 136 with circuit contacts 78 , 80 and connecting wires 18 , 20 is arranged on a flat carrier element 210 . The underside of the carrier element 210 is ausgebil det that it undergoes no longitudinal expansion. Otherwise there would be tensile and bending stress. In the illustrated embodiment, no signal is generated when moving in the direction of an arrow 64 and a signal is generated when moving in the direction of an arrow 66 , ie the arrangement is sensitive to bending.

Im folgenden werden anhand schematischer Schnittansichten einige ausgewählte Ausführungsbeispiele von Meßsystemen ge­ mäß der Erfindung veranschaulicht, um die Vielfalt der mög­ lichen Anordnungen von Sensorabschnitten und Trägerelementen zu verdeutlichen.The following are schematic sectional views some selected embodiments of measuring systems ge illustrated according to the invention to the variety of poss Lichen arrangements of sensor sections and support elements to clarify.

Die Schnittdarstellungen von Fig. 11 (a) und (c) entsprechen Fig. 6 und Fig. 7 bzw. Fig. 8. Die Anordnung von Fig. 11 (b) entspricht der Anordnung von Fig. 5. Abweichend sind auf dem Trägerelement 212 die Sensorabschnitte 138, 140 mit einer Erstreckung über die gesamte Ober- und Unterseite des Trä­ gerelementes 212 vorgesehen.The sectional views of Fig. 11 (a) and (c) correspond to FIG. 6 and FIG. 7 and FIG. 8. The arrangement of FIG. 11 (b) corresponds to the arrangement of FIG. 5. The difference is on the support member 212 the sensor sections 138 , 140 are provided with an extension over the entire top and bottom of the carrier element 212 .

Fig. 12(a) und (b) zeigt Ausführungsbeispiele analog Fig. 11(a) und (b). Die Sensorabschnitte 142, 144 bzw. 146, 148 sind als gewölbte Streifen ausgeführt. Shown in FIG. 12 (a) and (b) embodiments, analogous to FIG. 11 (a) and (b). The sensor sections 142 , 144 and 146 , 148 are designed as curved strips.

Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Trägerele­ ment 218, das einen quadratischen Querschnitt aufweist. Auf den Längsseiten des Trägerelementes 218 sind streifenförmige Sensorabschnitte 150 bis 156 angeordnet. Fig. 13 shows an embodiment with a Trägerele element 218 , which has a square cross section. Strip-shaped sensor sections 150 to 156 are arranged on the long sides of the carrier element 218 .

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 14 ähnelt dem Ausführungs­ beispiel von Fig. 13, wobei jedoch der Querschnitt des Trä­ gerelementes 220 kreisförmig ist und die Sensorabschnitte 158 bis 164 formmäßig an den Umfang des Trägerelementes 220 angepaßt sind.The embodiment of FIG. 14 is similar to the embodiment of FIG. 13, but the cross section of the carrier element 220 is circular and the sensor sections 158 to 164 are adapted in shape to the circumference of the carrier element 220 .

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 15 ist ein Trägerele­ ment 222 mit einer zylindrischen inneren Aussparung 250 vorgesehen. Das Trägerelement 222 ist sternartig mit vier konkaven Einwölbungen auf der Außenseite ausgebildet, in denen entsprechend geformte Sensorabschnitte 166 bis 172 aufgenommen sind. Die Querschnitte der Sensorabschnitte 166 bis 182 sind linsenartig, so daß das gesamte Meßelement ei­ nen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Von der Funktion her ist diese Anordnung gleich derjenigen der Ausführungsbei­ spiele von Fig. 13 und Fig. 14.In the embodiment of Fig. 15, a Trägerele element 222 is provided with a cylindrical inner recess 250 . The carrier element 222 is formed in a star shape with four concave bulges on the outside, in which correspondingly shaped sensor sections 166 to 172 are accommodated. The cross sections of the sensor sections 166 to 182 are lenticular, so that the entire measuring element has a circular cross section. Functionally, this arrangement is similar to that of Ausführungsbei play of Fig. 13 and Fig. 14.

Fig. 16 zeigt ein Trägerelement 174 mit halbkreisförmigen Vertiefungen, in die runde Meßinstrumente 173, 175 seitwärts eingepaßt sind. Fig. 16 shows a support element 174 with semi-circular recesses in the circular gauges 173, 175 are laterally fitted.

In Fig. 17 ist ein flaches Trägerelement 224 dargestellt, in das zwei schlauchförmige Sensorabschnitte 176, 178 eingebet­ tet sind. Von der Funktion her ist diese Anordnung ähnlich der Anordnung von Fig. 11 und Fig. 16.In Fig. 17, a flat support member 224 is shown, tet eingebet in the two tubular sensor sections 176, 178. Functionally, this arrangement is similar to the arrangement of FIG. 11 and FIG. 16.

In Fig. 18 bis 20 sind weitere Ausführungsbeispiele von Meß­ elementen mit schlauchförmigen Sensorabschnitten veranschau­ licht. Die Trägerelemente 226 bis 230 besitzen einen kreis­ förmigen Querschnitt. In sie sind jeweils vier Sensorab­ schnitte 180, 186, drei Sensorabschnitt 188 bis 192 und acht Sensorabschnitte 300 bis 314 eingebettet. Mit zunehmender Anzahl von Sensorabschnitten pro Querschnitt kann die zu beobachtende Bewegungs/Haltungskomponente genauer erfaßt werden.In Fig. 18 to 20 show further exemplary embodiments of measurement are elements with tubular light sensor sections illustrated. The carrier elements 226 to 230 have a circular cross section. Four sensor sections 180 , 186 , three sensor sections 188 to 192 and eight sensor sections 300 to 314 are embedded in each of them. With an increasing number of sensor sections per cross section, the movement / posture component to be observed can be recorded more precisely.

Fig. 21 bis 23 veranschaulichen weitere Ausführungsbeispiele von Anordnungen erfindungsgemäßer Meßsysteme. Insbesondere eignen sich diese Ausführungsbeispiele zum Einsatz bei Kor­ setts. Sie sind großflächiger ausgelegt und umfassen sämt­ lich großflächige Anordnungen von Trägerelementen 232, 234 und 236, die Querverbindung der Sensorabschnitte 238, 240, 242, die Sensorabschnitte 316 bis 334 und die Kabel mit den Kontaktierungen. Fig. 21 zeigt eine kammförmige Anordnung der Sensorabschnitte. Fig. 22 zeigt eine geometrische Varia­ tion der Sensorfläche zur Anpassung der Sensors an die je­ weiligen Deformationszonen. In Fig. 23 sind die Sensorab­ schnitte parallel angeordnet. Fig. 21 to 23 illustrate further embodiments of inventive arrangements of measurement systems. In particular, these embodiments are suitable for use with Kor sets. They are designed over a large area and include all large-area arrangements of carrier elements 232 , 234 and 236 , the cross-connection of the sensor sections 238 , 240 , 242 , the sensor sections 316 to 334 and the cables with the contacts. Fig. 21 shows a comb-shaped arrangement of the sensor portions. Fig. 22 shows a geometric Varia tion of the sensor surface of the sensor to adapt to the ever weiligen deformation zones. In Fig. 23, the Sensorab sections are arranged in parallel.

Fig. 24 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß vorgesehenen Brückenschaltung. Diese umfaßt eine Meßbrücke 402 mit vier Widerständen R1 bis R4. An die Meßbrücke ange­ schlossen ist ein Verstärker 404, dessen Ausgang mit einem Komparator 406 verbunden ist. Mit dem Ausgang des Kompara­ tors 406 verbunden ist ein Ausgangskreis 408, an den ein Signalgeber 410 angeschlossen ist. Mit dem Komparator weiter verbunden ist ein Eichelement 412, bei dem es sich im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel um ein Potentiometer handelt. Die Meßbrücke 402 kann auf verschiedene Arten ausgeführt sein. Es kann ein variabler Widerstand, jedoch auch maximal sämtliche vier Widerstände variabel ausgeführt sein, wobei die verbleibenden Widerstände dann fest sind. Entsprechend können beliebige Bewegungssachen erfaßt oder deren Bewegun­ gen durch die Schaltung ausgeschlossen werden. Fig. 24 shows an embodiment of the present invention provided the bridge circuit. This comprises a measuring bridge 402 with four resistors R1 to R4. An amplifier 404 is connected to the measuring bridge, the output of which is connected to a comparator 406 . An output circuit 408 , to which a signal generator 410 is connected, is connected to the output of the comparator 406 . A calibration element 412 is further connected to the comparator, which is a potentiometer in the exemplary embodiment shown. The measuring bridge 402 can be implemented in various ways. A variable resistor, but also a maximum of all four resistors can be made variable, the remaining resistors then being fixed. Accordingly, any movement can be detected or their movements can be excluded by the circuit.

Als Signalgeber 410 kann ein akustischer, optischer oder auch ein elektrischer oder mechanischer Signalgeber verwen­ det werden, so daß es auch möglich ist, unsichtbar ein Rückkopplungssignal an den Benutzer des erfindungsgemäßen Meßsystems zu geben. Der Benutzer kann auf das ihm vermit­ telte Signal hin seine Haltung wieder so ändern, daß kein Signal ausgegeben wird. Dieses Signal kann nur für die das Meßsystem tragende Person bestimmt sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Signal mittels einer Fernübertra­ gungsanordnung per Funk-, Infrarot- oder Ultraschallsystemen an entfernt liegende Datenverarbeitungssysteme oder dgl. zu übertragen. Dies ermöglicht beispielsweise Feldversuche im größeren Umfang.An acoustic, optical or also an electrical or mechanical signal generator can be used as signal generator 410 , so that it is also possible to invisibly give a feedback signal to the user of the measuring system according to the invention. The user can change his posture on the signal sent to him so that no signal is output. This signal can only be intended for the person wearing the measuring system. Alternatively, however, it is also possible to transmit the signal by means of a remote transmission arrangement by radio, infrared or ultrasound systems to remote data processing systems or the like. This enables large-scale field trials, for example.

Die bisherige Beschreibung hat verdeutlicht, daß das erfin­ dungsgemäße Meßsystem auf verschiedenste Weise ausgeführt und eingesetzt werden kann. Je nach den Schaltungsanschlüs­ sen und der Anzahl und Anordung sowie der geometrischen Ge­ staltung der Sensorabschnitte können verschiedene mechani­ sche Informationen erfaßt und auf diese Weise dann auch kompensiert werden. Es ist selbstverständlich, daß dieses Meßsystem kein Präzisionsmeßsystem ist und sich von daher auch in der Regel nicht für industrielle Einsätze eignen wird. Für die medizinische Anwendung zur Halterungskorrek­ tur, d. h. als Biofeedback-System, reicht die erzielte Ge­ nauigkeit jedoch völlig.The previous description has made it clear that this is the case Measuring system according to the invention executed in various ways and can be used. Depending on the circuit connections sen and the number and arrangement as well as the geometric Ge design of the sensor sections can different mechani and then in this way be compensated. It goes without saying that this Measuring system is not a precision measuring system and therefore is also generally not suitable for industrial use becomes. For medical use to correct the bracket door, d. H. as a biofeedback system, the Ge achieved is sufficient accuracy, however.

Im folgenden werden nun einige konkrete Ausführungsformen für bestimmte Krankheitsbilder veranschaulicht. Fig. 25 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem elastischen Tail­ lenmieder, das sich den Rumpfkonturen vollständig anpaßt. Das Miedermaterial ist leicht, so daß eine genügende Flexi­ bilität gewährleistet ist. Andererseits muß ein fester Sitz gewährleistet sein, um eine ausreichende Meßgenauigkeit und Rutschsicherheit sicherzustellen. Das Taillenmieder 420 von Fig. 25 kann beispielsweise mittels eines Klettverschlusses verschlossen werden. Es umfaßt zwei nicht dargestellte La­ schen zur Aufnahme eines Meßelementes 422 und zur Aufnahme der Meßelektronik 424, die in Fig. 26(a) und (b) nochmals einzeln dargestellt sind. Das Meßelement besteht aus einem stabförmigen Dehnungsmeßstreifen entsprechend den geforder­ ten Eigenschaften, der eine Verbiegung und Verwindung der Wirbelsäule erfaßt. Die Meßelektronik 424 umfaßt ein als Potentiometer ausgeführtes Eichelement 426 und einen nicht dargestellten Signalgeber. Das Meßelement 422 und die Meß­ elektronik 424 sind durch ein schematisch angedeutetes Ver­ bindungskabel 428 verbunden. Nicht weiter dargestellt ist eine Batterie zur Versorgung der Meßelektronik.In the following some concrete embodiments for certain clinical pictures are illustrated. Fig. 25 shows an embodiment with an elastic tail lenmieder, which adapts completely to the trunk contours. The bodice material is light, so that sufficient flexibility is guaranteed. On the other hand, a tight fit must be ensured in order to ensure sufficient measurement accuracy and slip resistance. The waist corset 420 of Fig. 25 for example, can be closed by means of a Velcro fastener. It comprises two loops, not shown, for receiving a measuring element 422 and for receiving the measuring electronics 424 , which are again shown individually in FIGS. 26 (a) and (b). The measuring element consists of a rod-shaped strain gauge according to the required properties, which detects bending and twisting of the spine. The measuring electronics 424 comprises a calibration element 426 designed as a potentiometer and a signal transmitter (not shown). The measuring element 422 and the measuring electronics 424 are connected by a schematically indicated Ver connection cable 428 . A battery for supplying the measuring electronics is not shown.

Bei Patienten mit Wirbelsäulendeformierungen wird nach dem Anlegen des Taillenmieders das Meßelement durch Drehung des Mieders an die gewünschte Stelle gebracht. Dies ist bei Sko­ liose in der Taille ein Bereich unterhalb des Rippenbogens, bei Kyphose eine Stelle direkt hinter der Wirbelsäule. Dann wird auf dem Mieder die Position des Bauchnabels kenntlich gemacht, um das Mieder stets wieder in dieser Position anle­ gen zu können. Es wird anschließend mittels des Eichelemen­ tes eine Einstellung des Signalgebers vorgenommen derart, daß bei ausreichend korrekter Haltung des Patienten gerade noch kein Signalton ausgegeben wird, andererseits bei ver­ schlechterter Haltung, d. h. größerer Krümmung oder Verwin­ dung der Wirbelsäule, ein Signal ausgegeben wird. Auf diese Weise wird der Patient veranlaßt, auch im Alltagsleben stets eine leichte Korrekturhaltung einzunehmen und zugleich auch die passive Haltung sicher zu vermeiden, die mit der stärk­ sten Wirbelsäulenkrümmung einhergeht. Insbesondere im Wach­ stumsalter soll auf diese Weise eine Krümmungszunahme ver­ hindert werden.Patients with spinal deformities are treated after Put on the waist corset by rotating the Mieders brought to the desired location. This is with Sko loose at the waist an area below the costal arch, in kyphosis a spot directly behind the spine. Then the position of the navel is recognizable on the bodice made to keep the bodice in this position to be able to. It is then by means of the acorn element the signal transmitter is set in such a way that with a sufficiently correct posture of the patient no beep is emitted yet, on the other hand with ver poor posture, d. H. greater curvature or twist extension of the spine, a signal is output. To this The patient is always prompted, even in everyday life take a slight correction posture and at the same time to avoid the passive posture that with the strong spinal curvature. Especially when awake in this way, an increase in curvature should ver be prevented.

Fig. 27 und 28 verdeutlichen die Anordnung eines erfindungs­ gemäßen Meßsystems entsprechend Fig. 25 für einen Patienten mit Skoliose. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Be­ zugszeichen dieselben wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 25. Einziger Unterschied ist die Anordnung der Meßelektronik 424. Fig. 28 verdeutlicht die Wirkung bzw. Anordnung des er­ findungsgemäßen Meßsystems, wobei lediglich das Meßelement 422 eingezeichnet ist. Es ist wie bereits erwähnt, seitlich unterhalb des Rippenbuckels I parallel zu der verkrümmten Wirbelsäule, beginnenend mit der Lendenwirbelsäule V und oberhalb des Beckens IV angeordnet. Die Darstellung von Fig. Fig. 27 and 28, the assembly 25 illustrate a fiction, modern measuring system according to Fig. For a patient with scoliosis. In this embodiment, the reference numerals are the same as in the embodiment of FIG. 25. The only difference is the arrangement of the measuring electronics 424 . Fig. 28 illustrates the effect or arrangement of the measuring system according to the invention, only the measuring element 422 being shown. As already mentioned, it is arranged laterally below the rib hump I parallel to the curved spine, starting with the lumbar spine V and above the pelvis IV. The representation of Fig.

28 zeigt deutlich den durch die Skoliose gebildeten Lenden­ wulst III und die weiter oben in der Wirbelsäule gebildete thorakale Ausgleichskrümmung II. Das erfindungsgemäße Meß­ system ist von der Anordnung her so vorgesehen, daß es zu­ erst zur Aufrichtung der unteren Krümmung angeordnet ist, und zwar bei Nichtberücksichtigung kleinerer Nebenkrümmungen (lumbrosakaler Gegenbogen). Es ist noch den vorliegenden Erfahrungen erwiesen, daß nach der Aufrichtung der unteren Krümmung auch für die darüberliegenden Krümmungen muskuläre Stellreflexe auftreten, die durch Zunahme der Muskelaktivi­ tät korrigierender Muskelgruppen die darüberliegenden Krüm­ mungen ebenfalls günstig beeinflussen. Daher wird zunächst der Lumbalabschnitt haltungskorrigiert. Das dargestellte Meßsystem registriert im dargestellten Ausführungsbeispiel unter Berücksichtigung der Verformung des Lendenwirbelsäu­ lenabschnittes, also des Abschnittes zwischen Brustkorb und Becken, und unter Berücksichtigung des Rippenbuckels Krüm­ mungszunahmen und Verwindungen des Rumpfabschnittes zwischen Wirbelkorb und Becken. Die veranschaulichte Orthese beein­ flußt die Wirbelsäulendeformität als Ganzes durch die er­ wähnte reflektorische Aktivierung höhergelegener Wirbelsäu­ lenabschnitte günstig.28 clearly shows the loins formed by scoliosis bead III and the one formed above in the spine Thoracic compensatory curvature II. The measurement according to the invention The system is designed so that it too is only arranged to straighten the lower curvature, namely when minor side curvatures are not taken into account (lumbar-sacral counter arch). It is still the present one Experience has shown that after the erection of the lower Curvature also for the muscular curvatures above Positioning reflexes occur due to an increase in muscle activity corrective muscle groups the overlying crumb influences also favorably. Therefore, first of all the lumbar section corrected for posture. The illustrated Measuring system registered in the illustrated embodiment taking into account the deformation of the lumbar spine len section, ie the section between the rib cage and Pelvis, and taking into account the rib hump crumb Increases in tension and torsion of the trunk section between Spine basket and pelvis. The illustrated orthosis affects the spinal deformity as a whole flows through it imagined reflex activation of higher lying spine len sections cheap.

Fig. 29 veranschaulicht ein Anwendungsbeispiel für ein er­ findungsgemäßes Meßsystem zur Korrektur des Rippenbuckels. Wie die Schnittansicht von Fig. 29 zeigt, ist ein Meßelement 430 quer über dem Rippenbogen angeordnet, dessen Verformun­ gen beobachtet werden sollen. Fig. 29 illustrates an application example for a measuring system according to the invention for correcting the rib hump. As the sectional view of FIG. 29 shows, a measuring element 430 is arranged transversely over the costal arch, the deformations of which are to be observed.

Fig. 30 veranschaulicht die Anordnung eines Meßelementes 432 sowie 434 zur Kontrolle der Bewegung eines Kniegelenks bzw. Hüftgelenks. Die zugehörigen miederartigen Befestigungsein­ richtungen 436, 438 sind durch Strichelungen angedeutet. Fig. 30(a) veranschaulicht die Einstellung eines Bewegungs­ bereiches für das Hüftgelenk von etwa 90° als Grenzwinkel (vgl. Pfeil 440). Das Kniegelenk ist auf einen Winkelbereich von etwa 30° (vgl. Pfeil 442) eingestellt (vgl. Fig. 30(b)). Fig. 30 illustrates the arrangement of a measuring element 432 and 434 to control the movement of a knee joint or hip joint. The associated corset fastening devices 436 , 438 are indicated by dashed lines. Fig. 30 (a) illustrates the setting of a range of motion for the hip joint of about 90 ° as a critical angle (see arrow 440 ). The knee joint is set to an angular range of approximately 30 ° (see arrow 442 ) (see Fig. 30 (b)).

Claims (19)

1. Meßsystem zur Erfassung der Körperhaltung und von Körperbewegungen, insbesondere als Biofeedback-System, mit einem Längenmeßelement, einer Meßelektronik, einem Signalgeber und einer Versorgungsquelle, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Meßelement ein langgestreckter Sensorabschnitt (100 bis 192, 300 bis 334) ist, der fest mit einem Trägerelement (200 bis 236) und mit der Meßelektronik (424) verbunden ist, wobei der langge­ streckte Sensorabschnitt auf den Körperbereichen ange­ bracht ist, deren Haltung oder Bewegung erfaßt werden sollen.1. Measuring system for detecting posture and body movements, in particular as a biofeedback system, with a length measuring element, measuring electronics, a signal generator and a supply source, characterized in that the measuring element is an elongated sensor section ( 100 to 192 , 300 to 334 ) , which is firmly connected to a carrier element ( 200 to 236 ) and to the measuring electronics ( 424 ), the elongated sensor section being attached to the body regions, the posture or movement of which is to be detected. 2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement ein Dehnungsmeßstreifen (100 bis 172) ist.2. Measuring system according to claim 1, characterized in that the measuring element is a strain gauge ( 100 to 172 ). 3. Meßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen endseitig fest eingespannt ist.3. Measuring system according to claim 2, characterized in that the strain gauge is firmly clamped at the end. 4. Meßsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dehnungsmeßstreifen (100 bis 172) auf einem Trägerstreifen (200 bis 222) aus nichtleitendem elastischen Kunststoff aufgebracht ist.4. Measuring system according to claim 2 or 3, characterized in that the strain gauge ( 100 to 172 ) on a carrier strip ( 200 to 222 ) made of non-conductive elastic plastic is applied. 5. Meßsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement mehrere parallel angeordnete Dehnungs­ meßstreifen (104, 106; 108, 110; 112 bis 164) umfaßt, die zusammen eine Meßgröße liefern.5. Measuring system according to claim 4, characterized in that the measuring element comprises a plurality of parallel strain gauges ( 104 , 106 ; 108 , 110 ; 112 to 164 ), which together provide a measured variable. 6. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement einen piezoelektrischen Druckaufnehmer aufweist.6. Measuring system according to claim 1, characterized in that  the measuring element is a piezoelectric pressure sensor having. 7. Meßsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet. daß das Meßelement (174 bis 314) schlauchförmig ist.7. Measuring system according to claim 6, characterized. that the measuring element ( 174 to 314 ) is tubular. 8. Meßsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (176 bis 314) in einen Träger (224 bis 230) eingebettet ist.8. Measuring system according to claim 7, characterized in that the hose ( 176 to 314 ) is embedded in a carrier ( 224 to 230 ). 9. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement zwei oder mehr langgestreckte Sensorabschnitte umfaßt (112 bis 118, 120 bis 126, 128 bis 134), die zusammen mindestens zwei Meßgrößen liefern.9. Measuring system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring element comprises two or more elongated sensor sections ( 112 to 118 , 120 to 126 , 128 to 134 ), which together provide at least two measured variables. 10. Meßsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorabschnitte mit einer Brückenschaltung (402) oder einem anderen Widerstandsmeßverfahren verbunden ist.10. Measuring system according to claim 9, characterized in that the sensor sections are connected to a bridge circuit ( 402 ) or another resistance measuring method. 11. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Eichelement (412, 426) umfaßt.11. Measuring system according to one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a calibration element ( 412 , 426 ). 12. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Eichelement (412, 426) ein Potentiometer ist.12. Measuring system according to one of claims 1 to 11, characterized in that the calibration element ( 412 , 426 ) is a potentiometer. 13. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsquelle eine Batterie oder ein Akkumulator ist.13. Measuring system according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the supply source is a battery or is an accumulator. 14. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Fernübertra­ gung des Ausgangssignals der Meßelektronik vorgesehen ist.14. Measuring system according to one of claims 1 to 13, characterized  characterized in that a device for remote transmission supply of the output signal of the measuring electronics is provided is. 15. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es mittels Pflaster(n) oder Banda­ gen befestigt ist.15. Measuring system according to one of claims 1 to 14, characterized characterized in that it is by means of plaster (s) or banda gen is attached. 16. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es an einem Korsett befestigt ist oder zusätzlich zu diesem vorgesehen ist.16. Measuring system according to one of claims 1 to 15, characterized characterized in that it is attached to a corset or is provided in addition to this. 17. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es an einer Orthese befestigt ist oder zusätzlich zu dieser vorgesehen ist.17. Measuring system according to one of claims 1 to 15, characterized characterized in that it is attached to an orthosis or is provided in addition to this. 18. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es an einem elastischen Taillen­ mieder (420) befestigt ist.18. Measuring system according to one of claims 1 to 14, characterized in that it is attached to an elastic waist bodice ( 420 ). 19. Meßsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Taillenmieder (420) eine Aufnahme für das Meßelement (422) und/oder die Meßelektronik (424) einschließlich Eichelement (426), Versorgungsquelle und Signalgeber vorgesehen ist.19. Measuring system according to claim 18, characterized in that a receptacle for the measuring element ( 422 ) and / or the measuring electronics ( 424 ) including calibration element ( 426 ), supply source and signal transmitter is provided on the waist bodice ( 420 ).
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