Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät zum Trainieren und/oder Rehabilitieren, Verfahren zum Trainieren, Rehabilitieren und/oder Überwachen von Trainings- und/oder Rehabilitationsmaßnahmen sowie Biofeedback- und ÜberwachungssystemTraining and / or rehabilitation device for training and / or rehabilitation, methods for training, rehabilitation and / or monitoring of training and / or rehabilitation measures and biofeedback and monitoring system
[01] Die Erfindung betrifft zum einen ein Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät zum Trainieren und/oder Rehabilitieren mit verlagerbaren Mitteln zum Einleiten von Muskelkräften und mit verlagerbaren Mitteln zum Speichern der Muskelkräfte. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Biofeedback- und/oder Überwachungssystem zum Überwachen von Rehabilitationsmaßnahmen zum Trainieren und/oder Rehabilitieren. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trainieren, Rehabilitieren und/oder Überwachen von Trainings- und/oder Rehabilitationsmaßnahmen, bei welchem Muskelkräfte auf Mittel zum Speichern der Muskelkräfte übertragen werden.[01] The invention relates firstly to a training and / or rehabilitation device for exercising and / or rehabilitating with displaceable means for introducing muscle forces and with displaceable means for storing the muscular forces. Moreover, the invention relates to a biofeedback and / or monitoring system for monitoring rehabilitation measures for exercising and / or rehabilitating. The invention also relates to a method for training, rehabilitation and / or monitoring of training and / or rehabilitation measures, in which muscle forces are transferred to means for storing the muscular forces.
[02] Aus dem Stand der Technik sind Trainings- und/oder Rehabilitationsgeräte bekannt, wie Isokineten, Laufbänder oder Trimmräder, mittels welchen insbesondere Rehabilitationsmaßnahmen zur Wiedererlangung einer normalen Bewegungsfähigkeit eines Patienten gezielt durchgeführt werden können. Hierbei ist es bekannt, derartige Trainingsgeräte mit Sensoren auszustatten, mittels welchen Daten zu individuellen Trainings- und/oder Rehabilitationsleistungen ermittelt und auch zur weiteren Auswertung zwischengespeichert werden können. Auch ist es möglich, an vielen Trainingsgeräten Trainings- und/oder Rehabilitationsprogramme vorzugeben, mittels welchen insbesondere Rehabilitationsmaßnahmen eines Patienten unterstützt werden können.[02] Training and / or rehabilitation devices are known from the prior art, such as isokinetes, treadmills or trim wheels, by means of which, in particular, rehabilitation measures for regaining a normal mobility of a patient can be specifically carried out. It is known to equip such training devices with sensors, by means of which data can be determined for individual training and / or rehabilitation services and also temporarily stored for further evaluation. It is also possible to specify training and / or rehabilitation programs on many training devices, by means of which, in particular, rehabilitation measures of a patient can be supported.
[03] Bei derartigen Trainingsgeräten handelt es sich meist um baulich sehr große Trainingsgeräte, die insbesondere auf Grund ihrer baulichen Komplexität vorwiegend in hierfür geeigneten Trainings- und/oder Rehabilitationszentren eingesetzt werden.In such training devices are usually structurally very large training equipment, which are used mainly due to their structural complexity mainly in this suitable training and / or rehabilitation centers.
[04] Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, gattungsgemäße Trainings- und/oder Rehabilitationsgeräte bereitzustellen, die geeignet sind, auch mobil, insbesondere in häuslichen Bereichen eines Patienten, eingesetzt zu werden und hierbei darüber hinaus die Möglichkeit eines professionellen Feedback- und Über- wachungssystems zu bieten.[04] It is an object of the present invention to provide generic training and / or rehabilitation devices which are suitable for being used on a mobile basis, in particular in domestic areas of a patient, and moreover have the option of a professional feedback and monitoring system Offer.
[05] Die Aufgabe der Erfindung wird von einem Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät zum Trainieren und/oder Rehabilitieren mit verlagerbaren Mitteln zum Einleiten von Muskelkräften und mit verlagerbaren
Mitteln zum Speichern der Muskelkräfte gelöst, welches sich darüber hinaus durch elastisch verformbare Mittel zum Messen der eingeleiteten Muskelkräfte auszeichnet.[05] The object of the invention is a training and / or rehabilitation device for training and / or rehabilitation with displaceable means for introducing muscle forces and with relocatable Solved means for storing the muscle forces, which is also characterized by elastically deformable means for measuring the muscle forces introduced.
[06] Vorteilhafter Weise kann die Intensität der eingeleiteten Muskelkräfte mittels der hier vorgesehenen elastisch verformbaren Mittel baulich besonders einfach ermittelt werden, so dass das vorliegende Trai- nings- und/oder Rehabilitationsgerät einen einfachen und unkomplizierten Aufbau aufweist. Hierdurch gelingt es, ein wenig anfälliges Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät bereitzustellen, welches robust genug ist, um es mobil einzusetzen.[06] Advantageously, the intensity of the introduced muscle forces can be determined structurally particularly easily by means of the elastically deformable means provided here, so that the present training and / or rehabilitation device has a simple and uncomplicated construction. This makes it possible to provide a somewhat susceptible training and / or rehabilitation device, which is robust enough to use it mobile.
[07] Der Begriff „Mittel zum Einleiten" von Muskelkräften beschreibt vorliegend Einrichtungen, mittels welchen beispielsweise ein Patient seine Muskelkräfte in das Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät einleiten kann. Beispielsweise sind dies Handgriffe, welche der Patient greift.[07] The term "means for initiating" muscular forces in the present case describes devices by means of which, for example, a patient can introduce his muscular forces into the training and / or rehabilitation device, for example, these are hand grips which the patient grasps.
[08] Um den Aufbau des vorliegenden Trainings- und/oder Rehabilitationsgeräts weiter wesentlich zu vereinfachen, sieht eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsvariante vor, dass die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte elastisch verformbar sind.[08] In order to further simplify the structure of the present training and / or rehabilitation device, a particularly preferred embodiment provides that the means for storing the muscle forces are elastically deformable.
[09] In diesem Zusammenhang wird die Aufgabe der Erfindung auch von einem Verfahren zum Trainie- ren, Rehabilitieren und/oder Überwachen von Trainings- und Rehabilitationsmaßnahmen gelöst, bei welchem Muskelkräfte auf Mittel zum Speichern der Muskelkräfte übertragen und die Muskelkräfte mittels elastisch verformbarer Mittel gemessen werden.[09] In this connection, the object of the invention is also achieved by a method for training, rehabilitation and / or monitoring of training and rehabilitation measures, in which muscle forces are transferred to means for storing the muscular forces and the muscle forces are measured by means of elastically deformable means become.
[1O]Es versteht sich, dass Mittel zum Speichern der Muskelkräfte konstruktiv vielfältig realisiert sein können. Beispielsweise bestehen die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte häufig aus Gegengewichten, die mittels Muskelkräften gegen die Schwerkraft angehoben werden müssen. Oder die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte umfassen einen Widerstand, der elektromagnetisch aufgebaut wird. Mittel zum Speichern von Muskelkräften, die einen derartigen Aufbau aufweisen, sind jedoch sehr schwer und daher nur eingeschränkt mobil einsetzbar. An einen Einsatz in einer häuslichen Umbebung ist hierbei nicht zu denken.[1O] It is understood that means for storing the muscular forces can be implemented constructively diverse. For example, the means for storing the muscle forces often consist of counterweights, which must be lifted by means of muscle forces against gravity. Or the means for storing the muscular forces comprise a resistor which is constructed electromagnetically. Means for storing muscle forces having such a structure, however, are very heavy and therefore only limited mobile use. A use in a domestic environment is out of the question.
[11] Baulich besonders einfach und leicht baut das vorliegende Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät jedoch, wenn die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte elastisch verformbar sind, da diese meist wesentlich leichter sind als die vorstehend beschriebenen bisher verwendeten Mittel.Structurally particularly simple and easy builds the present training and / or rehabilitation device, however, when the means for storing the muscle forces are elastically deformable, since these are usually much lighter than the means previously used previously described.
[12] So werden dann auch elastisch verformbare Mittel zum Speichern baulich einfach bereitgestellt, wenn sie ein elastisches Band, eine Feder oder ein elastisches Seil umfassen. Die elastisch verformbaren Mittel
können hinsichtlich ihres Kräfte-/Dehnungsverhaltens eine lineare Kennlinie aufweisen. Haben die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte jedoch eine nicht lineare Kräfte-Dehnungs-Kennlinie, erhöht sich der Kräfteaufwand mit zunehmender Dehnung der Mittel zum Speichern, wodurch mit zunehmender Elonga- tion der elastischen Mittel die aufzuwändenden Kräfte stärker werden müssen.[12] Thus, elastically deformable storage means are also provided structurally simple if they comprise an elastic band, a spring or an elastic cord. The elastically deformable means may have a linear characteristic with regard to their force / strain behavior. However, if the means for storing the muscular forces have a non-linear force-elongation characteristic, the expenditure of force increases with increasing elongation of the means for storing, so that with increasing elongation of the elastic means the forces to be expended must become stronger.
[13]Eine weiterhin bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Mittel zum Messen der eingeleiteten Muskelkräfte die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte umfassen. Sind die Mittel zum Messen der eingeleiteten Muskelkräfte und die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte baulich zusammengefasst, ist das Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät besonders leicht und kompakt gebaut. Insbesondere hierdurch ist die Möglichkeit geschaffen, rehabilitative Maßnahmen zur Wiederherstellung einer Bewegungs- fähigkeit im privaten Umfeld des Patienten mittels eines leichten Gerätes durchzuführen. Hierbei wird zusätzlich gewährleistet, dass der Patient durch ein Feedback bei seinen Übungen unterstützt wird, da die eingeleiteten Muskelkräfte gemessen werden.[13] A further preferred embodiment provides that the means for measuring the introduced muscle forces comprise the means for storing the muscle forces. If the means for measuring the introduced muscle forces and the means for storing the muscular forces are structurally combined, the training and / or rehabilitation device is particularly lightweight and compact. In particular, this provides the opportunity to carry out rehabilitative measures for restoring mobility in the private environment of the patient by means of a lightweight device. This also ensures that the patient is supported by a feedback in his exercises, since the muscle forces introduced are measured.
[14] Hierdurch lassen sich insbesondere Rehabilitationen wesentlich verbessern und den Patienten somit schneller genesen. Aber auch im Wellness-Sektor sowie in Bezug auf ein präventiv oder anders gezielt ausgerichtetes Training sind die Trainingsresultate durch dieses gezielte Feedback insbesondere im Heimbereich besonders gut steigerbar.[14] In particular, rehabilitations can be significantly improved and the patient can thus recover faster. But also in the wellness sector as well as in terms of preventive or otherwise targeted training, the training results are particularly easy to increase with this targeted feedback, especially in the home area.
[15] Dementsprechend ist es verfahrenstechnisch vorteilhaft, wenn die Speichermittel durch ein Wechselwirken mit den Muskelkräften elastisch verformt und die Muskelkräfte mittels elastisch verformbarer Mittel gemessen werden.Accordingly, it is procedurally advantageous if the storage means elastically deformed by interacting with the muscle forces and the muscle forces are measured by means of elastically deformable means.
[16]Eine Verfahrensvariante sieht vorteilhafter Weise vor, dass die Muskelkräfte zwischen Mitteln zum Einleiten der Muskelkräfte und den Mitteln zum Speichern der Muskelkräfte gemessen werden.A method variant advantageously provides that the muscle forces are measured between means for introducing the muscle forces and the means for storing the muscle forces.
[17] Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Muskelkräfte mittels einer Elongation eines elastisch verformbaren Mittels gemessen werden. Das Maß der Elongation gibt Auskunft über die Intensität der eingeleiteten Muskelkräfte.[17] In addition, it is advantageous if the muscle forces are measured by means of an elongation of an elastically deformable means. The degree of elongation provides information about the intensity of the introduced muscle forces.
[18] Eine weitere vorteilhafte Verfahrensvariante sieht vor, dass mittels der gemessenen Werte ein Feedback zur Effektivität der Bewegungsausführungen optisch, akustisch und/oder haptisch bereitgestellt wird. Beispielsweise kann ein optisches Feedback dergestalt vorliegen, dass mittels LCD-Displays oder LED- Reihen eine Auslenkungen eines Balkens auf Grund eines Zugs an einer Sensoreinheit angezeigt wird. Auch können beispielsweise aufgeführte Feedback-Darreichungsformen in einer Anzeigeeinrichtung auf Bildschirmen oder Displays frei rotierbar dargestellt werden, um der vorgesehenen auszuführenden Be-
wegungsrichtung zu entsprechen und auf diese Weise die Feedbackinterpretation für einen die Bewegung Ausführenden zu erleichtern. Es versteht sich, dass neben den erwähnten LCD-Displays auch andere Displays, wie beispielsweise TFT-Displays, zum Einsatz kommen können.[18] A further advantageous variant of the method provides that by means of the measured values, a feedback on the effectiveness of the movement executions is provided optically, acoustically and / or haptically. For example, an optical feedback can be present in such a way that deflections of a beam due to a train on a sensor unit are displayed by means of LCD displays or LED rows. Also, for example, listed feedback administration forms can be freely rotatably displayed on screens or displays in a display device in order to be able to carry out the intended operation to be carried out. to facilitate the feedback interpretation for a person performing the exercise. It is understood that in addition to the aforementioned LCD displays, other displays, such as TFT displays, can be used.
[19] Kumulativ sieht eine weitere Ausfuhrungsvariante vor, dass das Trainings- und/oder Rehabilitations- gerät Mittel zum Messen einer Verlagerung der Mittel zum Einleiten der Muskelkräfte und/oder der Mittel zum Speichern der Muskelkräfte aufweist. Ein Bewegungsablauf lässt sich hierdurch weitgehend dokumentieren.[19] Cumulatively, a further embodiment provides that the training and / or rehabilitation device has means for measuring a displacement of the means for introducing the muscle forces and / or the means for storing the muscle forces. A sequence of movements can thus be largely documented.
[20] Auch ist es vorteilhaft, wenn das Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät Mittel zum Messen einer Längenänderung der elastisch verformbaren Mittel und/oder der Mittel zum Speichern der Muskelkräfte aufweist, da hierdurch weitere Rückschlüsse auf die Trainingsdurchführung möglich sind.[20] It is also advantageous if the training and / or rehabilitation device has means for measuring a change in length of the elastically deformable means and / or the means for storing the muscle forces, as this further conclusions on the training implementation are possible.
[21] Eine weitere Funktionsverbesserung des vorliegenden Trainings- und/oder Rehabilitationsgerätes wird erreicht, wenn das Gerät Mittel zum Messen eines zeitlichen Verlaufs einer Krafteinleitung, einer Verlagerung der Mittel zum Einleiten von Muskelkräften, einer Verlagerung der Mittel zum Speichern der Muskelkräfte und/oder einer Längenänderung der elastisch verformbaren Mittel aufweist.[21] A further improvement in the function of the present training and / or rehabilitation device is achieved if the device comprises means for measuring a time course of a force introduction, a displacement of the means for introducing muscle forces, a displacement of the means for storing the muscle forces and / or Length change of the elastically deformable means.
[22] Auch können weitere vorteilhafte Feedbackinformationen ermittelt werden, wenn das Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät Mittel zum Messen von Spannungen an den elastisch verformbaren Mitteln umfasst.[22] Further advantageous feedback information can also be determined if the training and / or rehabilitation device comprises means for measuring stresses on the elastically deformable means.
[23] Alternativ sieht eine weitere Ausführungsvariante Mittel zur Kraftübertragung zwischen den Mitteln zum Einleiten und den Mitteln zum Speichern vor.[23] Alternatively, another embodiment provides means for transmitting power between the means for initiating and the means for storing.
[24] Ein elastischer Grundkörper eines Mittels zum Messen insbesondere von eingeleiteten Muskelkräften ist besonders vorteilhaft bereitgestellt, wenn wenigstens eines der Mittel zum Messen einen z-förmig, einen v-förmig oder einen u-förmig ausgebildeten Grundkörper umfasst. Durch einen derart ausgebildeten Grundkörper lässt sich ein Biegebereich, in welchem eine Kräftemessung vorteilhaft vorgenommen werden kann, konstruktiv einfach bereitstellen. Neben diesen eindimensional arbeitenden Sensoren können auch mehrdimensional arbeitende Sensoren verwendet werden, wodurch sich jedoch der bauliche Aufwand erhöhen würde.[24] An elastic basic body of a means for measuring in particular muscle forces introduced is provided particularly advantageously if at least one of the measuring means comprises a Z-shaped, a V-shaped or a U-shaped basic body. By means of a base body formed in this way, a bending region in which a force measurement can be advantageously carried out can be provided structurally in a simple manner. In addition to these one-dimensionally operating sensors, multidimensionally operating sensors can also be used, which, however, would increase the structural complexity.
[25] Um Veränderungen insbesondere im Biegebereich ermitteln zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät einen oder mehr Dehnmessstreifen aufweist.
[26] Ist ein Dehnmessstreifen in einem Bereich eines Grundkörpers angeordnet, der gegenüber anderen Grundkörperbereichen strukturell schwächer ausgebildet ist, ist die Erfassung von Verformungen an dem Grundkörper besonders sensibel.[25] In order to be able to determine changes, in particular in the bending region, it is advantageous if the training and / or rehabilitation device has one or more strain gauges. [26] If a strain gauge is arranged in a region of a base body that is structurally weaker than other base body regions, the detection of deformations on the base body is particularly sensitive.
[27] Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass die elastisch verformbaren Mittel zum Messen der eingeleiteten Muskelkräfte, die Mittel zum Messen der Verlagerung, die Mittel zum Messen der Längenänderung, die Mittel zum Messen des zeitlichen Verlaufs und/oder die Mittel zum Messen von Spannungen einen Sensor mit einem Grundkörper bilden, der einen Verwindungsbereich und einen verwindungsfreien Bereich umfasst, und in dem Verwindungsbereich ein erster Dehnmessstreifen und in den verwindungsfreien Bereich ein weiterer Dehnmessstreifen angeordnet ist.[27] A further preferred embodiment provides that the elastically deformable means for measuring the introduced muscle forces, the means for measuring the displacement, the means for measuring the change in length, the means for measuring the time course and / or the means for measuring Strains form a sensor with a base body comprising a twisting area and a torsion-free area, and in the twisting area a first strain gauge and in the torsion-free area a further strain gauge is arranged.
[28] Mittels der ermittelten Änderungen an den Dehnmessstreifen ist ein Feedback über die Qualität der Bewegungsausführung besonders vorteilhaft möglich. Vorteilhaft hierbei ist es, dass ein erster Dehnmessstreifen in einem Verwindungsbereich und ein weiterer Dehnmessstreifen in einem verwindungsfreien Bereich platziert ist, wodurch der Einfiuss von Temperaturschwankungen und hierdurch bedingte Messwertverfälschungen kompensiert oder idealerweise vollständig ausgeschlossen sind.[28] Feedback on the quality of motion execution is particularly advantageous by means of the changes made to the strain gauges. The advantage here is that a first strain gauge is placed in a twisting area and another strain gauge in a torsion-free area, whereby the influence of temperature fluctuations and thus caused Messwertverfälschungen be compensated or ideally completely excluded.
[29] Umfasst der Sensor darüber hinaus einen z-förmig ausgebildeten Grundkörper, der einen Mittelschenkel mit einer Bohrung aufweist, welche den Mittelschenkelquerschnitt verringert, werden an dem Grundkörper angreifende Kräfte den Mittelschenkel bevorzugt verwinden.[29] In addition, if the sensor comprises a Z-shaped main body which has a center leg with a bore which reduces the center leg cross-section, forces acting on the main body will preferably twist the middle leg.
[30] Deshalb sieht eine besonders vorteilhafte Ausfuhrungsvariante vor, dass der Mittelschenkel mit der Bohrung den Verwindungsbereich des Sensors bildet.Therefore, a particularly advantageous embodiment variant provides that the center leg with the bore forms the twist region of the sensor.
[3I]Es versteht sich, dass das vorliegende Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät eine Datenverarbeitungseinrichtung umfassen kann, um die ermittelten Werte zu verarbeiten. Damit einem Trainierenden oder einem Patienten ein Feedback angezeigt werden kann, ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn das Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät Mittel zum Anzeigen und Signalisieren von Anweisungen umfasst.It is understood that the present training and / or rehabilitation device may include data processing means for processing the determined values. In this context, in order for feedback to be displayed to a trainee or a patient, it is advantageous if the training and / or rehabilitation device comprises means for displaying and signaling instructions.
[32] Eine baulich bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Mittel zum Messen an einem Krafteinleitungsbereich der Mittel zum Speichern der Muskelkräfte angeordnet sind. Hierdurch wird es erleichtert, die Mittel zum Speichern der Muskelkräfte einteilig auszubilden. Außerdem wird eine Kabelftlhrung beispielsweise zu einer Auswerteeinheit vereinfacht.
[33] Mittel zum Messen sind an dem Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät besonders vorteilhaft befestigt, wenn die Mittel zum Messen an einer Gestelllagerung der Mittel zum Speichern der Muskelkräfte angeordnet sind.[32] A structurally preferred embodiment provides that the means for measuring are arranged at a force introduction region of the means for storing the muscle forces. This makes it easier to form the means for storing the muscle forces in one piece. In addition, a Kabelftlhrung example, simplified to an evaluation. [33] Means for measuring are attached to the training and / or rehabilitation device particularly advantageous when the means for measuring are arranged on a frame support of the means for storing the muscle forces.
[34] Der Informationsgehalt eines Feedbacks kann zusätzlich verbessert werden, wenn weitere Mittel zum Messen einer Beschleunigung, eines Magnetfeldes und/oder einer Lage eines der vorgenannten Kräftemittel vorgesehen sind.[34] The information content of a feedback can be further improved if further means for measuring an acceleration, a magnetic field and / or a position of one of the aforementioned forces of force are provided.
[35] Vorteilhaft ist es auch, wenn Mittel zum Messen an einem Handgriff angeordnet sind, da hier die Muskelkräfte direkt eingeleitet werden.[35] It is also advantageous if means for measuring are arranged on a handle, since the muscle forces are introduced directly here.
[36] Es versteht sich, dass vorliegend zusätzliche Bewegungssensoren, etwa zum Messen einer Beschleu- nigung, eines Magnetfeldes, von gyroskopischen Bewegungsabläufen, oder insbesondere Lagesensoren zur Bestimmung einer Ausrichtung und einer Bewegungsrichtung eines ausführenden Endeffektors der betroffenen Extremität dergestalt vorgesehen werden können, dass insbesondere Abweichungen zwischen vorgegebener und ausgeführter Bewegung erkannt und ausgewertet werden können.[36] It is understood that in the present case additional motion sensors, for example for measuring an acceleration, a magnetic field, or gyroscopic motion sequences, or in particular position sensors for determining an alignment and a direction of movement of an executing end effector of the affected limb can be provided in such a way that, in particular Deviations between predetermined and executed movement can be detected and evaluated.
[37] Die Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren auch von einem Biofeedback- und/oder Überwa- chungssystem zum Überwachen von Rehabilitationsmaßnahmen zum Trainieren und/oder Rehabilitieren gelöst, welches ein Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät mit wenigstens einem der zuvor erläuterten Merkmale aufweist.[37] The object of the invention is also solved by a biofeedback and / or monitoring system for monitoring rehabilitation measures for exercising and / or rehabilitating, which has a training and / or rehabilitation device with at least one of the features explained above.
[38] Mit der vorliegenden Erfindung werden aufgebrachte Kräfte und ein diesbezüglicher Weg sowie deren zeitliche Verläufe erfasst, die der Patient während seiner sportlichen oder therapeutischen Übungen auf ein elastisches Element ausübt. Hierdurch wird insbesondere ein Maß ermittelt, das Rückschlüsse auf die mechanischen Kraftkomponenten der Gelenkkette erlaubt. Darauf aufbauend wird ein Feedback generiert, welches den Patienten bei seinen Übungen anleitet.With the present invention applied forces and a related path and their temporal courses are recorded, which exerts the patient during his athletic or therapeutic exercises on an elastic element. In this way, in particular, a measure is determined which allows conclusions to be drawn about the mechanical force components of the articulated chain. Based on this a feedback is generated, which guides the patient during his exercises.
[39] Wie bereits erläutert, kann das Feedback optisch, haptisch sowie akustisch erfolgen. Es kann darüber hinaus insbesondere in eine Sensoreinheit direkt integriert sein oder aber auch durch PCs, Handhelds, Smartphones oder andere mobile Systeme, wie etwa Notebooks, sowie stationäre Systeme realisiert werden. Insbesondere wird es hierdurch möglich, auch bei steigenden Patientenzahlen eine sehr kostengünstige und optimale Versorgung zu garantieren.[39] As already explained, the feedback can be visual, haptic and acoustic. In addition, it can in particular be integrated directly into a sensor unit or can also be realized by PCs, handhelds, smartphones or other mobile systems, such as notebooks, as well as stationary systems. In particular, this makes it possible to guarantee a very cost-effective and optimal care even with increasing numbers of patients.
[40] Auf Grund des vorliegende Trainings- und/oder Rehabilitationsgerätes beziehungsweise des vorliegenden Biofeedback- und/oder Überwachungssystems werden Therapeuten entlastet und eine Genesung
eines Patienten beschleunigt beziehungsweise ein Training entsprechend optimiert. Der Patient erlangt frühestmöglich seine Bewegungsfähigkeiten zurück und gewinnt an Lebensqualität.[40] Due to the available training and / or rehabilitation equipment or the present biofeedback and / or monitoring system therapists are relieved and a recovery accelerates or optimizes a workout accordingly. The patient regains his motor skills as early as possible and gains in quality of life.
[41] Besonders vorteilhaft ist es, dass der Patient nach operativen Eingriffen schneller wieder in sein häusliches Umfeld zurückkehren und seinem Arbeitsverhältnis nachkommen kann. Durch das vorliegende Biofeedbacktrainingssystem erfolgt eine Senkung der mit der Erkrankung verbundenen sozioökonomi- schen Kosten.[41] It is particularly advantageous that the patient can return to his home environment faster after surgery and be able to fulfill his employment. The present biofeedback training system reduces the socioeconomic costs associated with the disease.
[42] Durch ein Aufnehmen und ein Abspeichern von Übungsdateien und/oder die Übertragung der aufgenommenen bzw. abgespeicherten Übungsdateien über Datenkommunikationswege, wie etwa über Kabel, per Funk oder mit Datenspeichermedien, zu Experten ist es auch zu einem späteren Zeitpunkt möglich, die durchgeführten Übungen und deren Erfolge von einem Therapeuten begutachten zu lassen. Auf diese Weise werden Kontrollen und Bewertungen der Übungsdurchführungen durch einen Experten zu beliebigen Zeitpunkten möglich.[42] By recording and saving exercise files and / or transmitting the recorded or saved exercise files via data communication paths, such as via cable, wireless or data storage media, to experts, it is possible at a later date, the exercises performed and have their successes assessed by a therapist. In this way, checks and evaluations of the exercises can be done by an expert at any time.
[43] Durch das vorliegende Zusammenspiel der Sensoren zur Aufnahme der Bewegung sowie der verwendeten Software zur Verarbeitung, Speicherung, Weiterleitung der Daten sowie Generierung des Feedbacks wird ein System bereit gestellt, welches ein optimales Biofeedback-Trainingsprogramm ermöglicht. Dieses System kann durch CaIl- oder Trainingszentren sowie durch Rehabilitationszentren erweitert werden, die zentral die ermittelten Daten auswerten und, wenn nötig, intervenierend oder optimierend eingreifen können. Sie bilden eine zweite Feedbackschleife neben dem direkten Feedback, welches den Patienten während seiner Übung anleitet.[43] Through the interaction of the sensors for recording the motion and the software used for processing, storing, forwarding the data and generating the feedback, a system is provided which enables an optimal biofeedback training program. This system can be extended by dialysis or training centers as well as by rehabilitation centers, which can centrally evaluate the data and intervene if necessary, intervening or optimizing. They form a second feedback loop in addition to the direct feedback that guides the patient during his practice.
[44] Besonders vorteilhaft ist vorliegend der Aufbau eines Biofeedbacktrainingssystems, basierend auf einer Sensorik für elastische Elemente, welche insbesondere die Elongation und die Zugkraft auf ein Band und dessen Spannung erfasst. Dies ermöglicht die Überwachung der einzelnen Übungen sowie die Einhaltung des vorgegebenen Trainingsplans. Das Biofeedbacktrainingssystem leitet den Patienten beziehungsweise den Nutzer in seinen Übungen an und ermöglicht eine kontinuierliche Steigerung der Übungsanfor- derungen in Abhängigkeit vom individuellen Trainingserfolg. Der Patient wird in seinem Training quantitativ erfasst und kann besonders vorteilhaft überwacht werden.Particularly advantageous in the present case is the construction of a biofeedback training system, based on a sensor system for elastic elements, which detects in particular the elongation and the tensile force on a band and its tension. This allows the monitoring of the individual exercises as well as the adherence to the prescribed training plan. The biofeedback training system introduces the patient or the user in his exercises and enables a continuous increase in the exercise requirements depending on the individual training success. The patient is recorded quantitatively in his training and can be monitored particularly advantageous.
[45] Neben der Unterstützung von Patienten, die der Rehabilitationsmaßnahmen zur Wiedererlangung ihrer Bewegungsfähigkeit bedürfen, kann die vorliegende Erfindung vorteilhaft auch im Rahmen von Wellness- oder anderen Trainingsvorhaben einen Patienten trainieren.
[46] Das System ist zudem kostengünstig bereitstellbar, leicht transportabel und sowohl in Fitness- oder Wellness-Studios, in Physiotherapiepraxen, aber auch in häuslicher Umgebung eines Patienten einsetzbar. Weiterhin ist das vorliegende Trainingssystem für das gezielte physiotherapeutische Training sowohl der oberen als auch der unteren Extremitäten, wie auch von Rücken und Rumpf vorteilhaft geeignet. Es ba- siert nicht auf aufwändigen Trainingsgeräten, wie sie in Rehabilitationszentren oder Fitness-Studios zu finden sind, sondern stellt eine einfache, sichere und kostengünstige Alternative hierzu dar. Daher wurden als Basis für das Biofeedbacksystem, insbesondere zur häuslichen Rehabilitation, elastische Elemente, wie beispielsweise Bänder, Federn, Seile, Gewebe oder ähnliches gewählt.In addition to supporting patients who require the rehabilitation measures to regain their mobility, the present invention can also advantageously train a patient in the context of wellness or other training projects. The system is also inexpensive to provide, easy to transport and both in fitness or wellness studios, in physiotherapy practices, but also in a patient's home environment can be used. Furthermore, the present training system for the targeted physiotherapeutic training of both the upper and lower extremities, as well as back and trunk is advantageously suitable. It is not based on elaborate exercise equipment, such as those found in rehabilitation centers or gyms, but provides a simple, safe and cost-effective alternative. Therefore, as a basis for the biofeedback system, especially for home rehabilitation, elastic elements, such as For example, selected tapes, springs, ropes, fabric or the like.
[47] Mittels einer Elongation dieser Elemente werden die Informationen über den Bewegungsumfang und die Kräfte ermittelt, die vom Patienten während seiner Übungseinheit aufgebracht wurden.By means of an elongation of these elements, the information about the range of motion and the forces applied by the patient during his exercise session is determined.
[48] Aufbauend auf die durch den Patienten während seiner Übungseinheiten erfolgte Elongation der elastischen Elemente wird dem Patienten ein Biofeedback gegeben, welches Aufschluss über seine Trainingsleistung gibt. Durch einen in das Trainingssystem integrierten Sensor wird die Veränderung der Ausdehnung des elastischen Elements überwacht und die daraus resultierende Information über die Qualität der Übungsdurchführung direkt an den Patienten weiter gegeben. Diese Information dient zur Kontrolle, aber auch zur Anleitung des Patienten bei der Durchführung der Übungen, so dass ein direktes Feedback gegeben ist. Die Übung wird somit quantitativ erfasst und der Übungsdurchfuhrende vorteilhaft überwacht.[48] Based on the elongation of the elastic elements by the patient during his exercise sessions, the patient is given biofeedback, which provides information about his training performance. A sensor integrated in the training system monitors the change in the extent of the elastic element and passes on the resulting information about the quality of the exercise procedure directly to the patient. This information is used to control, but also to guide the patient in performing the exercises, so that there is direct feedback. The exercise is thus quantitatively recorded and the Übungsdurchfuhrende monitored advantageous.
[49] Das Trainingsprogramm kann als Vorgabe durch die Trainer, Ärzte oder Therapeuten, aber auch durch schriftliche Anleitung sowie Videos oder Grafiken individuell auf den Patienten beziehungsweise Trainierenden zugeschnitten werden. Das Biofeedbacksystem insbesondere zur häuslichen Rehabilitation reagiert vorzugsweise auf die Leistungsentwicklung des Nutzers und passt das Trainingsprogramrα an seine individuellen Bedürfnisse an. Die direkte Rückmeldung über die Qualität der ausgeführten Trainingskomponenten kann hierbei dem Patienten visuell, akustisch oder haptisch dargestellt werden.[49] The training program can be individually tailored to the patient or trainer as a guideline by the trainers, doctors or therapists, but also by written instructions as well as videos or graphics. The biofeedback system, in particular for home rehabilitation, preferably responds to the performance of the user and adapts the training program to his individual needs. The direct feedback on the quality of the executed training components can hereby be presented to the patient visually, acoustically or haptically.
[50] Gewonnene Messergebnisse können vorliegend vorteilhafter Weise für eine spätere Kontrolle gespei- chert und etwa durch einen behandelnden Trainer beziehungsweise Therapeuten gelesen werden, so dass neben einem direkten Feedback zwischen Vorrichtung und Trainierenden auch ein indirektes Feedback möglich ist. Beispielsweise werden im letzteren Fall die Messergebnisse über Datennetze, beispielsweise funk- oder kabelgebundene Netze, an geeignete Experten oder für die Therapie zuständige Institutionen weiterleitet. Dieses ermöglicht die Kontrolle der Übungsdurchführung durch Experten zu einem beliebi- gen Zeitpunkt.
[51] Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch eine Zugkraftsensorbaugruppe für eine Baugruppe und ein Verfahren zur Ermittlung und Erfassung der von einem die Bewegung Ausführenden ausgeführten Bewegung, so dass dem die Bewegung Ausführenden direkt ein Biofeedback über die Qualität der Bewe- gungsausführung gegeben werden kann, wobei die Zugkraftsensorbaugruppe einen ersten Dehnmessstrei- fen umfasst, wobei die Zugkraftsensorbaugruppe z-förmig aufgebaut ist, wodurch die Verwindung der besagten Baugruppe bei außen angreifenden Kräften vergrößert wird, wobei der mittlere z-Schenkel eine Bohrung aufweist, um die Verwindung auf die dünneren Außenwände eines Metallstücks zu konzentrieren, wobei an den dünneren Außenwänden besagter Dehnmessstreifen angebracht ist, welcher die Verwindung erfasst, wobei die Verwindung der besagten dünneren Außenwände proportional zur außen an- greifenden Kraft ist, und wobei die Zugkraftsensorbaugruppe einen zweiten Dehnmessstreifen aufweist, wobei die Sensorbaugruppe sich außerhalb des Bereichs der durch die Bohrung verdünnten Außenwände des massiven Teils des mittleren Z-Schenkels praktisch nicht oder vernachlässigbar gering verwindet, wobei besagter zweiter Dehnmessstreifen außerhalb des Bereichs der besagten durch die Bohrung verdünnten Außenwände des massiven Teils des mittleren Z-Schenkels angebracht ist und zur Temperatur- kompensation der durch besagten ersten Dehnmessstreifen erfassten Verwindung dient, wobei die elastische Einheit über die besagte Ankopplungsbaugruppe derart mit der besagten Sensorbaugruppe verbunden ist, dass die Kraft auf die elastische Einheit die Sensorgruppe längs zur Kraft auf die elastische Einheit auslenkt.In the present case, obtained measurement results can advantageously be stored for later control and read by a treating trainer or therapist, for example, so that in addition to direct feedback between the device and the exerciser, indirect feedback is also possible. For example, in the latter case, the measurement results via data networks, such as wireless or wired networks, to appropriate experts or institutions responsible for therapy forwards. This allows the monitoring of the exercise by experts at any time. [51] Also advantageous in this context is a tensile force sensor assembly for an assembly and a method for detecting and detecting the movement performed by a movement performer, so that a biofeedback about the quality of the movement execution can be given directly to the movement executors, wherein the tensile force sensor assembly comprises a first strain gauge, wherein the tensile force sensor assembly is Z-shaped, whereby the distortion of said assembly is increased in externally applied forces, wherein the central Z-leg has a bore to the torsion on the thinner outer walls of a Metal piece, wherein attached to the thinner outer walls of said strain gauge, which detects the twist, wherein the twisting of said thinner outer walls is proportional to the externally engaging force, and wherein the tensile force sensor assembly a second strain gauge a The sensor assembly is constrained to be virtually non-negligible or slightly out of range of the outer walls of the solid portion of the central Z-leg which are thinned by the bore, said second strain gauge being out of the range of said outer walls of the solid portion of the central Z And is used for temperature compensation of the torsion detected by said first strain gauge, the elastic unit being connected to said sensor assembly via said coupling assembly such that the force on the elastic unit forces the sensor array along the force on the elastic unit deflects.
[52] Darüber hinaus ist eine Baugruppe vorteilhaft, bei welcher das besagte Signal der erfassten Bewe- gung von der Datenerfassungsbaugruppe empfangen, einem Datenauswertungsverfahren zugeführt und mittels Feedbackbaugruppe dem die Bewegung Ausführenden in geeigneter Form zurückgeführt wird.[52] In addition, an assembly is advantageous in which the said signal of the detected movement is received by the data acquisition module, fed to a data evaluation method and fed back by means of a feedback module in a suitable form to the operator.
[53] Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Erläuterung anliegender Zeichnung beschrieben, in welcher beispielhaft ein Trainings- und/oder Rehabilitationsgerät und dessen Einsatzmöglichkeiten sowie Komponenten des Trainings- und/oder Rehabilitati- onsgerätes dargestellt sind.[53] Further advantages, objects and features of the present invention will be described with reference to the following attached drawing in which, by way of example, a training and / or rehabilitation device and its possible uses as well as components of the training and / or rehabilitation device are shown.
[54] Es zeigt[54] It shows
Figur 1 schematisch eine Ansicht einer Verwendung eines Rehabilitationsgerätes mit einem elastischen Trainingsband,FIG. 1 shows schematically a view of a use of a rehabilitation device with an elastic training band,
Figur 2 schematisch eine Trainingsmöglichkeit in einem häuslichen Bereich mit einer hiermit korrespondierenden ärztlichen Überwachungsmöglichkeit,
Figuren 3 und 4 schematisch eine Ansicht eines seriell arbeitenden Sensors mit einem Biegebalken,FIG. 2 schematically shows a training facility in a domestic area with a corresponding medical monitoring facility, FIGS. 3 and 4 schematically show a view of a serially operating sensor with a bending beam,
Figuren 5 und 6 schematisch eine Ansicht eines parallel arbeitenden Sensors mit einem Biegebalken,FIGS. 5 and 6 schematically show a view of a parallel-operating sensor with a bending beam,
Figuren 7 und 8 schematisch eine Ansicht eines pseudo-seriell arbeitenden Sensors,FIGS. 7 and 8 schematically show a view of a pseudo-serial sensor,
Figur 9 schematisch eine Ansicht eines u-förmig ausgebildeten Sensors,FIG. 9 schematically shows a view of a U-shaped sensor,
Figur 10 schematisch eine Ansicht eines z-förmig ausgebildeten Sensors und10 shows schematically a view of a z-shaped sensor and
Figur 11 schematisch eine Ansicht eines als Biegebalken ausgebildeten Sensors mit einer Drehlagerung zur Aufnahme eines elastischen Trainingsbandes.Figure 11 schematically shows a view of a sensor designed as a bending beam with a rotary bearing for receiving an elastic training band.
[55] Das in der Figur 1 gezeigte Rehabilitationsgerät 1 befindet sich in einer Anwendung eines Patienten 2. Das Rehabilitationsgerät 1 umfasst ein elastisches resistives Trainingsband 3, welches vorliegend ein Mittel zum Speichern von Muskelkräften darstellt. Die besagten Muskelkräfte werden über einen Handgriff 4 von dem Patienten 2 in das elastische Trainingsband 3 eingeleitet, so dass dieses auf Zug 5 belastet ist. Das elastische Trainingsband 3 weist an seinem dem Handgriff 4 entgegen gesetzten Ende 6 eine HaI- teschlaufe 7 auf. Zwischen der Halteschlaufe 7 und dem elastischen Trainingsband 3 ist ein Zugsensor 8 vorgesehen, der in diesem Ausführungsbeispiel als elastisch verformbares Mittel zum Messen der eingeleiteten Muskelkräfte verwendet wird.The rehabilitation device 1 shown in FIG. 1 is in an application of a patient 2. The rehabilitation device 1 comprises an elastic resistive training band 3, which in the present case represents a means for storing muscular forces. The said muscle forces are introduced via a handle 4 of the patient 2 in the elastic training band 3, so that this is loaded on train 5. The elastic training band 3 has a grip loop 7 at its end 4 opposite the handle 4. Between the retaining loop 7 and the elastic training band 3, a tension sensor 8 is provided, which is used in this embodiment as an elastically deformable means for measuring the introduced muscle forces.
[56] Die von dem Zugsensor 8 ermittelten Daten werden vorliegend mittels eines Datenübertragungskabels 9 an eine Datenverarbeitungsanlage 10 übermittelt. Hier werden die Daten mittels einer geeigneten Soft- wäre aufbereitet und in diesem Ausführungsbeispiel als Feedback visuell über einen Monitor 11 und akustisch über einen Lautsprecher 12 dem Patienten 2 angezeigt. Somit erhält der Patient 2 vorliegend zum einen ein optisches Feedback 13 und ein akustisches Feedback 14. Das optische Feedback 13 kann hierbei aus LED-Reihen generiert werden. An der Auslenkung eines optischen LED-Balkens wird die Effektivität einer Bewegungsausführung angezeigt. Derartige LED-Anzeigen können auch frei rotierbar dargestellt werden, um so dem Patienten 2 die vorgesehene Bewegungsrichtung anzuzeigen.[56] The data determined by the train sensor 8 are transmitted in the present case by means of a data transmission cable 9 to a data processing system 10. Here, the data are processed by means of a suitable software and in this exemplary embodiment are displayed visually as feedback via a monitor 11 and acoustically via a loudspeaker 12 to the patient 2. Thus, the patient 2 receives on the one hand an optical feedback 13 and an acoustic feedback 14. The optical feedback 13 can hereby be generated from LED rows. The deflection of an optical LED bar indicates the effectiveness of a movement execution. Such LED displays can also be displayed freely rotatable so as to indicate to the patient 2 the intended direction of movement.
[57] Mittels des akustischen Feedbacks 14 kann dem Patienten 2 durch Töne angezeigt werden, wie er eine Bewegung auszuführen oder zu ändern hat. Gegebenenfalls können auch sprachliche Anweisungen an den Patienten 2 erteilt werden.
[58] Die in der Figur 2 gezeigte Datenvernetzung 20 einer häuslichen Umgebung und einer Supportumgebung 22 zeigt eine erste Möglichkeit, wie eine Rehabilitation mit dem Rehabilitationsgerät 1 in der häuslichen Umgebung 21 durchgeführt werden kann und das Rehabilitationsgerät 1 für einen entfernten Support mittels eines hierfür geeigneten WLAN-Netzes 23 in Verbindung steht.[57] By means of the acoustic feedback 14, the patient 2 can be indicated by sounds as to how he has to perform or change a movement. If necessary, linguistic instructions can also be given to the patient 2. The data networking 20 of a home environment and a support environment 22 shown in FIG. 2 shows a first possibility of how rehabilitation with the rehabilitation apparatus 1 in the home environment 21 can be performed and the remote support rehabilitation apparatus 1 by means of a suitable one WLAN network 23 is connected.
[59] Mittels des in diesem Ausführungsbeispϊel vorgesehenen WLAN-Netzes 23 ist vorliegend eine äußere Feedback-Schleife 25 zwischen dem Patienten 2 in der häuslichen Umgebung 21 und einem Arzt 26 bereitgestellt.By means of the WLAN network 23 provided in this embodiment, an external feedback loop 25 is provided between the patient 2 in the home environment 21 and a doctor 26 in the present case.
[60] Führt der Patient 2 in der häuslichen Umgebung 21 mit dem Rehabilitationsgerät 1 beispielsweise eine physiotherapeutische Übung 27 durch, werden mittels des Rehabilitationsgerätes 1 entsprechende Bewegungsdaten 28 erfasst und als objektive Daten 29 zum einen für die äußere Feedback-Schleife 25 und zum anderen für eine innere Feedback-Schleife 30 für den Patienten 2 an dem Monitor 11 beziehungsweise an dem Lautsprecher 12 als optisches Feedback 13 beziehungsweise akustisches Feedback 14 bereitgestellt.[60] If the patient 2 in the home environment 21 carries out a physiotherapeutic exercise 27 with the rehabilitation device 1, for example, corresponding movement data 28 are acquired by means of the rehabilitation device 1 and objective data 29 are obtained for the external feedback loop 25 and for another an internal feedback loop 30 for the patient 2 to the monitor 11 and to the speaker 12 as optical feedback 13 and acoustic feedback 14, respectively.
[61] Durch die hier gezeigte Datenvernetzung 20 erhält der Patient 2 einerseits mittels der inneren Feed- back-Schleife 30 direkt ein Feedback zu seiner Bewegungsausführung. Andererseits erhält der Patient 2 mittels der äußeren Feedback-Schleife 25 indirekt ein Feedback beispielweise durch einen vom Arzt 26 aktualisierten Trainings-ZRehabilitationsplan 31. Der Patient 2 ist hierdurch in der Lage, seine Rehabilitation in der häuslichen Umgebung 21 durchzuführen und braucht nur gelegentlich den Arzt 26 als Patient 2' zu konsultieren, um etwa Rehabilitationsmaßnahmen 32 persönlich mit dem Arzt 26 zu erörtern.[61] By means of the data networking 20 shown here, the patient 2 receives on the one hand, directly by means of the inner feedback loop 30, feedback on his movement execution. On the other hand, by means of the external feedback loop 25, the patient 2 indirectly receives feedback, for example, from a training schedule 32 updated by the doctor 26. The patient 2 is thereby able to carry out his rehabilitation in the home environment 21 and needs the doctor only occasionally 26 as patient 2 'to discuss rehabilitation measures 32 in person with the doctor 26.
[62] Bei der Supportumgebung 22 kann es sich um ein Krankenhaus, um eine Arztpraxis oder ein Reha- zentrum handeln.[62] The support environment 22 can be a hospital, a doctor's office, or a rehab center.
[63] Die in den Figuren 3 bis 8 dargestellten Sensorprinzipien zeigen in den Figuren 3 und 4 einen seriell arbeitenden Sensor, in den Figuren 5 und 6 einen parallel arbeitenden Sensor und in den Figuren 7 und 8 einen pseudo-seriell arbeitenden Sensor.[63] The sensor principles illustrated in FIGS. 3 to 8 show in FIGS. 3 and 4 a sensor operating in series, in FIGS. 5 and 6 a sensor operating in parallel, and in FIGS. 7 and 8 a pseudo-serial sensor.
[64] Der seriell arbeitende Zugsensor 40 ist als Biegebalken 41 zwischen einem Trainingsbandende 42 und einem Trainingsbandanfang 43 derart angeordnet, dass das Trainingsbandende 42 und der Trainingsbandanfang 43 eines elastischen Trainingsbandes 44 miteinander verknüpft sind. Wird das elastische Trainingsband 44 mit Zugkräften 45 belastet, erfährt der Biegebalken 41 eine Biegung 46, die Aufschluss über die Intensität der angreifenden Zugkräfte 45 gibt.
[65] Bei dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 5 und 6 ist ein elastisches Trainingsband 50 hinsichtlich seinem Trainingsbandende und seinem Trainingsbandanfang 52 durchgängig gestaltet. An dem elastischen Trainingsband 50 ist lediglich ein parallel arbeitender Zugsensor 53 als Biegebalken 54 vorgesehen. Wird eine Zugkraft 55 auf das elastische Trainingsband 50 ausgeübt, wird der Biegebalken 54 gemäß der Biegung 56 gebogen, wodurch Rückschlüsse auf die eingeleiteten Zugkräfte 55 gewonnen werden können.The serially working train sensor 40 is arranged as a bending beam 41 between a training band end 42 and a training band beginning 43 such that the training band end 42 and the training band beginning 43 of an elastic training band 44 are linked together. If the elastic training band 44 is loaded with tensile forces 45, the bending beam 41 experiences a bend 46, which provides information about the intensity of the applied tensile forces 45. [65] In the embodiment of FIGS. 5 and 6, an elastic training band 50 is designed to be continuous with regard to its training band end and its training band beginning 52. On the elastic training band 50, only one parallel working train sensor 53 is provided as a bending beam 54. When a tensile force 55 is exerted on the elastic training band 50, the bending beam 54 is bent in accordance with the bend 56, whereby conclusions can be drawn on the introduced tensile forces 55.
[66] Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7 und 8 ist ein pseudo-seriell arbeitender Zugsensor 60 an einem elastischen Trainingsband 61 angeordnet. Wird das elastische Trainingsband 61 mit Zugkräften 62 beaufschlagt, wird es gestrafft und hierdurch ein beweglich gelagerter Geber 63 gegenüber einem Gebergehäuse 64 gemäß der Auslenkung 65 ausgelenkt, wodurch die Zugkräfte 62 messbar sind, welche auf das elastische Trainingsband 61 wirken.[66] In the embodiment according to FIGS. 7 and 8, a pseudo-serial train sensor 60 is arranged on an elastic training band 61. If the elastic training band 61 is subjected to tensile forces 62, it is tightened and thereby a movably mounted encoder 63 is deflected relative to a transmitter housing 64 according to the deflection 65, whereby the tensile forces 62 are measurable, which act on the elastic training band 61.
[67] Der in der Figur 9 gezeigte u-förmig ausgebildete Sensor 70 ist mit seinem ersten Schenkel 71 an einem Gehäuse 72 eines Rehabilitationsgerätes befestigt. Der zweite Schenkel 73 umfasst eine Aufhängung 74, an welcher Zugkräfte 75 angreifen und hierdurch den u-förmig ausgebildeten Sensor 70 in seinem Biegebereich 76 verformen. Diese Verformung wird mittels eines im Biegebereich 76 vorgesehenen Dehnmessstreifens 77 erfasst. Entsprechende Daten hierzu werden dann an eine hier nicht näher gezeigte Datenverarbeitungsanlage weitergeleitet.[67] The U-shaped sensor 70 shown in FIG. 9 is fastened with its first leg 71 to a housing 72 of a rehabilitation device. The second leg 73 includes a suspension 74 to which tensile forces 75 engage and thereby deform the U-shaped sensor 70 in its bending region 76. This deformation is detected by means of a strain gauge 77 provided in the bending region 76. Corresponding data for this purpose are then forwarded to a data processing system not shown here.
[68] Der in der Figur 10 gezeigte z-förmig ausgebildete Sensor 80 ist mit einem ersten Schenkel 81 an einem Gehäuse 82 befestigt. An einem zweiten Schenkel 83 ist eine Aufhängung 84 vorgesehen, an welcher Zugkräfte 85 auf den z-förmig ausgebildeten Sensor 80 wirken. Der erste Schenkel 81 und der zweite Schenkel 83 sind durch einen mittleren Schenkel 86 verbunden. Der mittlere Schenkel 86 bildet einen Biegebereich 87 des z-förmig ausgebildeten Sensors 80, da er schwächer ausgebildet ist als der erste Schenkel 81 und der zweite Schenkel 83.The z-shaped sensor 80 shown in FIG. 10 is fastened to a housing 82 by a first leg 81. On a second leg 83, a suspension 84 is provided, on which tensile forces 85 act on the z-shaped sensor 80. The first leg 81 and the second leg 83 are connected by a middle leg 86. The middle leg 86 forms a bending region 87 of the z-shaped sensor 80, since it is made weaker than the first leg 81 and the second leg 83.
[69] Um eine Biegung im Biegebereich 87 vorteilhaft zu messen, ist in dem Biegebereich 87 an dem mittleren Schenkel 86 ein Dehnmessstreifen 88 angebracht. Wirken nun Zugkräfte 85 auf den z-förmig ausge- bildeten Sensor 80, verformt sich insbesondere der mittlere Schenkel 86 auf Grund seiner Querschnittsschwächung eher als übrige Bereiche des z-förmig ausgebildeten Sensors 80. Diese Verformungen werden von dem Dehnmessstreifen 88 erfasst und mittels entsprechender Daten an eine hier nicht näher gezeigte Datenverarbeitungsanlage weiter gegeben.[69] In order to advantageously measure a bend in the bending region 87, a strain gauge 88 is attached to the middle leg 86 in the bending region 87. If tensile forces 85 now act on the z-shaped sensor 80, in particular the middle limb 86 deforms rather than other regions of the z-shaped sensor 80 due to its cross-sectional weakening. These deformations are detected by the strain gauge 88 and by means of corresponding data passed on to a data processing system not shown here.
[70] Der in der Figur 11 gezeigte als Biegebalken 90 ausgeführte Sensor 91 ist an einem Gehäuse 92 eines Rehabilitationsgerätes angeordnet. An einer Aufhängung 93 des Sensors 91 ist ein Gymnastikband 94 befestigt, wobei die Aufhängung 93 sowohl eine Rotation 95 um die Z-Achse als auch eine Rotation 96
um die X-Achse durchfuhren kann. Hierdurch ergibt sich eine sehr flexible Lagerung des Gymnastikbandes 94 an dem Sensor 91.
[70] The sensor 91, shown as a bending beam 90 shown in FIG. 11, is arranged on a housing 92 of a rehabilitation device. Attached to a suspension 93 of the sensor 91 is an exercise band 94, the suspension 93 having both a rotation 95 about the Z-axis and a rotation 96 can drive around the X-axis. This results in a very flexible storage of the exercise band 94 on the sensor 91st
Bezugszeichenhste:Bezugszeichenhste:
1 Rehabilitationsgerät1 rehabilitation device
2 Patient in häuslicher Umgebung2 patient in home environment
T Patient bei ArztbesuchViktoriastr. 34T patient at doctor visitViktoriastr. 34
3 elastisches Trainingsband3 elastic training band
4 Handgriff4 handle
5 Zug5 train
6 dem Handgriff 4 entgegen gesetztes Ende6 the handle 4 opposite end
7 Halteschlaufe δ Zugsensor7 holding loop δ pull sensor
9 Übertragungskabel9 transmission cable
10 Datenverarbeitungsanlage10 data processing system
11 Monitor11 monitor
12 Lautsprecher12 speakers
13 optisches Feedback13 optical feedback
14 akustisches Feedback14 acoustic feedback
20 Datenvernetzung20 Data networking
21 häusliche Umgebung21 home environment
22 Supportumgebung22 Support environment
23 WLAN-Netz23 WLAN network
24 Arztpraxis24 doctor's office
25 äußere Feedback-Schleife25 outer feedback loop
26 Arzt26 doctor
27 physiotherapeutische Übung27 physiotherapeutic exercise
28 Bewegungsdaten28 movement data
29 objektive Bewegungsdaten29 objective movement data
30 innere Feedback-Schleife30 inner feedback loop
31 Trainings-/Rehabilitationsplan31 training / rehabilitation plan
32 Rehabilitationsmaßnahmen32 rehabilitation measures
40 seriell arbeitender Zugsensor40 serially working train sensor
41 Biegebalken41 bending beams
42 Trainingsbandende42 training band end
43 Trainingsbandanfang
44 elastisches Trainingsband43 Training band beginning 44 elastic training band
45 Zugkräfte45 tensile forces
46 Biegung46 bend
50 elastisches Trainingsband50 elastic training band
51 Trainingsbandende51 training band end
52 Trainingsbandanfang52 training band beginning
53 parallel arbeitender Zugsensor53 parallel train sensor
54 Biegebalken54 bending beams
55 Zugkräfte55 tensile forces
56 Biegung56 Bend
60 pseudo-seriell arbeitender Zugsensor60 pseudo-serial train sensor
61 elastisches Trainingsband61 elastic training band
62 Zugkräfte62 tensile forces
63 beweglich gelagerter Geber63 movably mounted encoder
64 Gebergehäuse64 encoder housing
65 Auslenkung65 deflection
70 u-formig ausgebildeter Sensor70 U-shaped sensor
71 erster Schenkel71 first leg
72 Gehäuse72 housing
73 zweiter Schenkel73 second leg
74 Aufhängung74 suspension
75 Zugkräfte75 tensile forces
76 Biegebereich76 bending area
77 Dehnmessstreifen77 strain gauges
80 z-formig ausgebildeter Sensor80 z-shaped sensor
81 erster Schenkel81 first leg
82 Gehäuse82 housing
83 zweiter Schenkel83 second leg
84 Aufhängung84 suspension
85 Zugkräfte85 tensile forces
86 mittlerer Schenkel86 middle thigh
87 Biegebereich87 Bending area
88 Dehnmessstreifen88 strain gauges
90 Biegebalken
91 Sensor90 bending beams 91 sensor
92 Gehäuse92 housing
93 Aufhängung93 suspension
94 Gymnastikband94 exercise band
95 Rotation um Z-Achse95 Rotation about Z axis
96 Rotation um X-Achse
96 Rotation around X-axis