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Die
Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Ermitteln der Körperhaltung
einer Person, insbesondere einer sitzenden Person, aufweisend wenigstens
Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung, welche am Körper
der Person oder an einem Sitzmöbel befestigt oder ein Bestandteil
des Sitzmöbels sind, und Mittel zum Signalisieren, wobei
die Mittel zum Signalisieren den Mitteln zur Bestimmung der Körperhaltung
zugeordnet sind.
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Krankschreibungen
aufgrund von Rückenschmerzen sind in den letzten Dekaden
stark gestiegen. Waren in den fünfziger Jahren knapp 10
Prozent aller Krankschreibungen durch Rückenschmerzen begründet,
lag der Anteil der wegen Rückenleiden krankgeschriebenen
Patienten 1990 schon bei fast 60 Prozent. Dieser Trend hat sich
verstetigt. Es wird geschätzt, dass Rückenleiden
den Staat pro Jahr ca. 22 Milliarden Euro kosten. Eine enorme finanzielle Belastung
für die Gesellschaft.
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Ein
Grund für die Zunahme der Rückenleiden wird in
den vermehrt sitzenden Bürotätigkeiten gesehen.
Insbesondere die Arbeit am Bildschirm und Schreibtisch, einhergehend
mit wenig Bewegung, sind ursächlich. Bisher gibt es zwei
grundlegende Ansätze, die Haltung der Sitzenden zu verbessern.
Zum einen wird das Sitzmöbel selbst stetig verbessert (passiver
Ansatz). So werden speziell abgestimmte Sitzflächen und
variable Sitzauflagen und Rückenlehnensysteme entwickelt.
Als hierfür beispielhaft kann die Schrift
DE 20 2006 007 969 U1 betrachtet werden.
Der zweite Ansatz verfolgt das Ziel, den Sitzenden selbst so zu
motivieren, dass er sein Sitzverhalten verbessert (aktiver Ansatz).
Dazu wurden beispielsweise Softwareprogramme mit ständig
wiederkehrenden Anweisungen zur Erledigung unterschiedlichster Bewegungsabläufe
oder Bewegungsübungen entwickelt (
DE 10034983 A1 ).
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Nachteilig
an dem passiven Ansatz ist, dass unter der Voraussetzung, dass der
Verwender des passiven Ansatzes die korrekte Haltung einnimmt bzw.
sich den Vorstellungen des Entwicklers des passiven Ansatzes entsprechend
verhält, sich zwar eine positive Wirkung auf die Rückengesundheit
ergibt, aber leider der Verwender sich nicht immer so verhält,
wie sich die Entwickler der Ausprägungen des passiven Ansatzes
dies wünschen. Damit ist das Sitzmöbel u. U. optimal
auf die Körperform des Verwenders angepasst, jedoch wird
ohne die Mithilfe des Verwenders der erhoffte Erfolg ausbleiben.
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Nachteilig
an den bisherigen aktiven Ansätzen ist, dass die Information
zur Änderung bzw. Überprüfung der Körperhaltung
nach entsprechenden Vorgaben z. B. in immer wiederkehrenden Zeitintervallen
erfolgt. Dies kann dazu führen, dass sowohl bei korrekter
Körperhaltung als auch bei schon lang anhaltender ungünstiger
Körperhaltung eine Aufforderung zur Überprüfung
der Sitzhaltung erfolgt. Dies kann beim Sitzenden zu einer Gewöhnung
und letztlich Ablehnung des Systems führen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und Verfahren
bereitzustellen, mit denen die aufgezeigten Nachteile des Standes
der Technik vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung zur Ermittlung der Körperhaltung
einer Person, insbesondere einer sitzenden Person, aufweisend wenigstens
Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung, welche am Körper
der Person oder an einem Sitzmöbel befestigt oder ein Bestandteil
des Sitzmöbels sind, und Mittel zum Signalisieren, wobei
die Mittel zum Signalisieren den Mitteln zur Bestimmung der Körperhaltung
zugeordnet sind, gelöst. Dabei ist unter Körperhaltung
insbesondere die Haltung des Oberkörpers und damit des
Rückens und der Brust zu verstehen. Die Vorrichtung wird
am Körper der Person oder am Sitzmöbel befestigt.
Mit befestigt sind sämtliche Anbringungsarten wie Kleben,
Verwenden von Klettverschlüssen, Bänder, Knöpfe, Reißverschlüsse
oder dergleichen, aber auch Tragen im Sinne, wie Kleidung getragen
wird, umfasst. Als Sitzmöbel sind insbesondere Bürostühle,
die sich unter Anderem durch sitzveränderbare Rückenlehnen oder
Sitzflächen auszeichnen, aber auch Sitzmöbel wie
Sitzbälle umfasst. Die am Körper befestigte Vorrichtung
folgt dabei im Wesentlichen der Oberkörperbewegung. Die
Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung sind dabei so ausgelegt,
dass sie sowohl die momentane Lage der Vorrichtung als auch Lageveränderungen
der Vorrichtung und somit der Körperhaltung detektieren.
Weiterhin weist die Vorrichtung Mittel zum Signalisieren auf. Dieses
Signalisieren kann auf unterschiedlichste Weise realisiert werden. So
sind optische und akustische Signale und Vibrationssignale geeignet.
Die Mittel zum Signalisieren sind den Mitteln zur Bestimmung der
Körperhaltung zugeordnet. Dies bedeutet, dass die detektierte
Lage, welche der Körperhaltung oder auch Rückenlehne
entspricht, was wiederum ein Indikator für die Haltung
der sitzenden Person ist, direkt oder indirekt an die Mittel zum
Signalisieren übertragen wird. Direkt heißt, dass
der Lagewert selbst an die Mittel zum Signalisieren weitergegeben
wird. Indirekt heißt, dass der Lagewert mittels einer Berechnungseinheit
umgewandelt und/oder verglichen und an die Mittel zum Signalisieren
weitergegeben wird. Bei der Erfüllung von Vorgaben werden
die Mittel zum Signalisieren aktiv. D. h., dass beispielsweise ein
Signal ertönt.
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In
einer besonderen Ausführungsform sind die Mittel zur Bestimmung
der Körperhaltung und die Mittel zum Signalisieren in separaten
Einheiten realisiert. Bevorzugt wird die erste Einheit, welche die
Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung umfasst, am Körper
oder am Sitzmöbel befestigt, und die zweite Einheit, welche
die Mittel zum Signalisieren umfasst, kann körperfern,
beispielsweise auf dem Schreibtisch oder auch via Softwarerealisation
auf dem Rechnerbildschirm, platziert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das
Zuordnen mittels eines Signals, wobei das Signal von der ersten
zur zweiten Einheit übertragen wird. Das Signal wird elektronisch und/oder
mittels Funk und/oder mittels Schall und/oder mittels Licht übertragen,
wobei Licht sowohl IR-, VIS- als auch UV-Licht umfasst.
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Die
Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung umfassen wenigstens
einen Sensor, wobei der Sensor beispielsweise als Lagesensor oder
Drucksensor oder Beschleunigungssensor oder Positionssensor ausgebildet
ist. Dieser Sensor ermittelt einen Lagewert relativ zur Wirkrichtung
der Gravitation. Der Drucksensor kann den Druck einer Flüssigkeitssäule oder
des Luftdrucks ermitteln.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Lagesensor
als ein transparentes Behältnis ausgebildet und weist Positionssensoren auf,
wobei das Behältnis eine Flüssigkeit und wenigstens
einen in der Flüssigkeit beweglichen Körper beinhaltet.
Die Positionssensoren bestimmen durch ihre Verteilung entlang des
Behältnisses die Lage der beweglichen Körper und
bestimmen so dessen Position. Die weiteren Positions- bzw. Lagesensoren
werden entsprechend des Standes der Technik bzw. für den
Fachmann naheliegend angewendet und ausgewertet.
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Weiterhin
können die Mittel zum Signalisieren als akustische und/oder
visuelle Anzeiger ausgestaltet sein. Insbesondere sind die Mittel
zum Signalisieren mittels Rechner, einer Einzeleinheit oder als Kombinationseinheit,
aufweisend die Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung
und die Mittel zum Signalisieren, ausgestaltet.
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Durch
die Verwendung der Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung
wird wenigstens ein Positionswert ermittelt und gegebenenfalls mit
vorgegebenen Werten verglichen. Anhand des Vergleichsergebnisses
werden die Mittel zur Signalisierung durch übermitteln
des Signals dazu veranlasst, eine Signalisierung anzuzeigen oder
nicht. Der Vergleich kann sowohl in der Einheit, welche die Mittel
zur Bestimmung der Körperhaltung realisiert, als auch in
der Einheit, welche die Mittel zum Signalisieren realisiert, mittels
Recheneinheiten wie Computer oder Mikrocontroller realisiert werden.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß ein Verfahren umfasst, das
zum Hinweisen auf eine Körperhaltung, insbesondere zum
Hinweisen auf eine ungesunde oder nicht beabsichtigte Körperhaltung,
ausgestaltet ist, wobei die Körperhaltung mittels der Vorrichtung aus
einem der vorhergehenden Ansprüche ermittelt wird und der
ermittelte Positionswert mit wenigstens einem Schwellenwert oder
einem Schwellenintervall verglichen wird. Entspricht das Vergleichsergebnis dem
Schwellenwert oder Schwellenintervall, beziehungsweise entspricht
diesem gerade nicht, dann werden die Mittel zum Signalisieren mittels
des Signals angesteuert, und es erfolgt eine Signalisierung.
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In
einer besonderen Ausführungsform wird ein Kalibrierverlauf
aufgezeichnet bzw. als Wertebereich hinterlegt. Es wird mit der
zuvor beschriebenen Vorrichtung ein entsprechendes aktuelles Bewegungsmuster
aufgezeichnet. Der Kalibrierverlauf wird mit dem aktuellen Bewegungsmuster
abgeglichen und bei Übereinstimmung durch die Mittel zum Signalisieren
angezeigt. Das Bewegungsmuster umfasst wenigstens einen Positionswert.
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Zudem
kann auch nur die erste Einheit mit den Mitteln zur Bestimmung der
Körperhaltung in der Art verwendet werden, dass die Bewegungsmuster aufgezeichnet
und in einem Lese- und Schreibspeicher abgelegt werden. Als Speicher
sind RAMs, Flash-Speicher, Speicherkarten oder dgl. einzusetzen.
Zusätzlich werden die Zeitpunkte der Lageermittlung im
Speicher abgelegt. Die aufgezeichneten Bewegungsmuster sind nach
Beendigung des Aufzeichnens abrufbar und werden beispielsweise durch einen
Arzt oder Therapeuten auf einem Rechner ausgewertet.
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Beschreibung der Figuren
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1:
zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei unter A eine Person mit ungünstiger Haltung und unter
B eine Person mit günstiger Haltung gezeigt wird.
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2:
zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei
in der ersten Einheit C die Sensoren und in der zweiten Einheit
D die Anzeigemittel dargestellt sind.
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3:
zeigt eine weiter Ausführungsform des Sensors.
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4:
zeigt eine weiter Ausführungsform des Sensors.
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5:
zeigt eine weiter Ausführungsform des Sensors.
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6:
zeigen eine Mikrocontrollereinheit, mit der die Sensordaten ausgewertet
werden, und eine mögliche Schnittstellenrealisation.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung wird im Folgenden noch anhand der Figuren mittels eines
Ausführungsbeispiels erläutert. In 1 wird
die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gezeigt, wobei unter A eine Person mit ungünstiger Haltung
und unter B eine Person mit günstiger Haltung dargestellt
wird. In dieser Ausführungsform sind die Mittel zur Bestimmung der
Körperhaltung in der ersten Vorrichtungseinheit 102 realisiert.
Die Mittel zum Signalisieren sind in der zweiten Vorrichtungseinheit 101 realisiert.
Beide Vorrichtungseinheiten 101, 102 sind durch
eine flache und breite Verbindung verbunden. Die Befestigung der
Vorrichtungseinheiten 101, 102 kann durch rutschfeste
Materialien an der Unterseite der beiden Vorrichtungseinheiten 101, 102 und
deren Verbindung gewährleistet werden.
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Bei
einer korrekten Sitzhaltung, wie unter B gezeigt wird, geben die
akustischen und/oder visuellen Anzeiger, die mit der zweiten Vorrichtungseinheit 101 umfasst
sind, keine Signalisierung ab, d. h. die sitzende Person geht von
einer korrekten Körperhaltung aus. Im Gegensatz dazu ist
unter A eine Person dargestellt, die eine ungünstige Sitzhaltung
aufweist. Hier ermittelt die erste Vorrichtungseinheit 102 die Körperhaltung,
mittels der Mittel zur Bestimmung der Körperhaltung, durch
Vergleich des aktuellen Positionswerts mit einem Referenzwert oder
-bereich und berechnet mittels Mikrocontrollereinheit 601,
wie in 6 dargestellt, eine Abweichung von einem tolerierten
Körperhaltungsbereich. Diese Abweichung wird mittels Signal
an die zweite Vorrichtungseinheit 101 gesandt. Die zweite
Vorrichtungseinheit zeigt nun die fehlerhafte Körperhaltung
mittels des akustischen und/oder visuellen und/oder vibrierenden
Anzeigers an. Daraufhin kann die sitzende Person ihre Körperhaltung
korrigieren. Wird durch die erste Vorrichtungseinheit 102 ein
Positionswert ermittelt, welcher einer korrekten Körperhaltung
entspricht, wird ein Signal an die zweite Vorrichtungseinheit 101 gesandt.
Die Vorrichtungseinheit 101 beendet daraufhin die akustische
und/oder visuelle Anzeige.
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In 2 ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.
Die separierbaren Einheiten umfassen die Bereiche C und D. Die erste
Vorrichtungseinheit 201 umfasst den Lagesensor 202a.
Zusätzlich umfasst die erste Vorrichtungseinheit 201 eine
Auswerteeinheit, die bevorzugt als Mikrocontrollereinheit ausgebildet
ist (hier nicht dargestellt). Der Lagesensor ist hier als ein transparentes
Behältnis 202 ausgestaltet, beispielsweise als
gebogenes Kunststoff- oder Glasröhrchen. Zusätzlich
sind entlang des Behältnisses Positionssensoren 204 angebracht.
Das transparente Behältnis 202 beinhaltet eine
Flüssigkeit, in der ein beweglicher Körper 203 schwimmt,
d. h. der Körper weist einen Dichteunterschied zur Flüssigkeit
auf. Die Positionssensoren 204 sind als Sender/Empfängersensoren
ausgebildet. D. h. zu jedem Empfängersensor, beispielsweise
ein lichtempfindlicher Sensor wie eine Photodiode, ist eine Sendereinheit,
wie ein LED, zugeordnet. Die Sendeeinheit und die Empfängersensoren
sind einander gegenüber entlang des transparenten Behältnisses 202 so
angebracht, dass sich der bewegliche Körper zwischen wenigstens
einem Empfängersensor und der zugeordneten Sendereinheit
befindet. Dabei ist der Körper lichtundurchlässig
und die Flüssigkeit und das Behältnis 202 transparent
für das Empfängersensor- und Sendereinheit-System. Ändert
sich die Lage der ersten Vorrichtungseinheit 201, so verändert
sich die Lage des Körpers 203, und andere Empfängersensor-
und Sendereinheit-Systeme werden blockiert. Daraus wird die Position
bzw. Lage des Körpers 203 bestimmt.
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Die
Auswerteeinheit (hier nicht dargestellt) bestimmt den Positionswert
und vergleicht diesen Positionswert mit einem Referenzwert, der
beispielsweise bereits zuvor mit dem Lagesensor bestimmt wurde.
Entspricht dieser Positionswert einer Vorgabe, die auf eine schlechte
Haltung schließt, überträgt die erste
Vorrichtungseinheit 201 mittels eines Signals 205 an
die zweite Vorrichtungseinheit 210 ein Aktivierungssignal.
Dieses Aktivierungssignal führt intern zur Aktivierung
der Mittel zur Signalisierung. Diese Mittel zur Signalisierung sind
hier über einen Lautsprecher 208 realisiert. Auch
können die Signale 205 zur Sensitivitätsanzeige 206,
welche durch unterschiedliche Leuchtdioden realisiert ist, verwendet werden.
Auch eine Übertragung von Signalen von der zweiten 210 an
die erste Vorrichtungseinheit 201 kann realisiert sein.
Solche Signale können zu Kalibrierungszwecke verwendet
werden, die über Sensitivitätsschalter 209 realisiert
sind. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße
Vorrichtung einen Ein/Ausschaltung 207 aufweist.
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Es
können weitere Lagesensoren bzw. sämtliche Arten
von Positionssensoren verwendet werden, aus denen die Lage in Bezug
zur Gravitationswirkung bestimmbar ist. Weitere Beispiele für
solche Sensoren sind in 3 und 4 und 5 dargestellt.
Beide Sensoren weisen eine drehbar gelagerte Scheibe 301, 401, 501 und
eine zugeordnete Drehachse 402, 306, 502 auf.
Zudem ist an der Scheibe 301, 401, 501 ein
Gewicht 303, 403, 503 angebracht. Dabei
ist die Drehachse 402, 306 in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung im Wesentlichen parallel zu einer gedachten Verbindungslinie
von linker zu rechter Brust angebracht. Der in 3 dargestellte
Sensor weist eine IR-Leuchtdiode 305 und einen Lichtdetektor 304,
beispielsweise ein Fotoelement, Fototransistor oder CDS-Widerstand
auf, die einander zugeordnet sind (Sender/Empfänger). Auf
der Scheibe 301, die hier beispielsweise durchsichtig ausgebildet
ist, ist eine Blende 302 angebracht, die je nach der Lage der
Scheibe 301 eine lageabhängige Lichtintensität für
den Lichtdetektor 304 durchlässt bzw. blockiert. Anhand
der Lichtintensität kann auf die Lage geschlossen werden,
die wiederum elektronisch durch die Mikrocontrollereinheit bestimmt
und im Anschluss mit einem Referenzwert verglichen wird.
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In 4 wird
eine weitere Realisation eines Detektors zur Bestimmung der Lage
dargestellt. Auf der Scheibe 401 ist ein kleiner Magnet 404 feststehend
angebracht. Im Bezug zur Scheibe ist zudem mindestens eine Hall-Sonde 405 feststehend
angebracht. Ändert sich nun die Lage der Scheibe, ändert sich
das von der Hall-Sonde 405 ermittelte Magnetfeld, und es
wird so auf die Position des Magneten bzw. die Lage der ersten Vorrichtungseinheit
geschlossen. Die Auswertung der Positionswerte und Aktivierung der
Mittel zum Signalisieren werden wiederum durch die Mikrocontrollereinheit
realisiert.
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In 5 wird
eine weitere Realisation eines Detektors zur Bestimmung der Lage
dargestellt. Auf der Scheibe 501 ist ein kleiner Magnet 504 feststehend
angebracht. Im Bezug zur Scheibe sind zudem mehrere SMD Reedrelais 505 feststehend
angebracht. Ändert sich nun die Lage der Scheibe, ändert sich
das von den Reedrelais 505 ermittelte Magnetfeld, und es
wird so auf die Position des Magneten bzw. die Lage der ersten Vorrichtungseinheit
geschlossen. Die Auswertung der Positionswerte und Aktivierung der
Mittel zum Signalisieren werden wiederum durch die Mikrocontrollereinheit
realisiert. In 6 ist die Mikrocontrollereinheit 601 dargestellt. Die
Mikrocontrollereinheit 601 umfasst Speichermittel, wie
beispielsweise RAM/ROM oder auch Flash-Speicher, Recheneinheiten,
Signalkonditionierungsmittel zum Aufbereiten der verschiedenen Signale,
z. B. von den Positionssensoren, Ausgabemittel und dgl.. Hier werden
die Bestandteile beschrieben, die es ermöglichen, die erfindungsgemäße
Vorrichtung nachzuvollziehen. Der geneigte Fachmann ist in der Lage,
entsprechende Modifikationen beizutragen, wobei diese erfindungsgemäß mit
umfasst sind. Als Mikrocontrollereinheit 601 kann beispielsweise ein
PIC-Controller verwendet werde. An diese können Schalter 602 für
die Einstellung der Empfindlichkeit und/oder zur Kalibrierung vorgesehen
sein. Auch ist eine Spannungsversorgung 603 vorgesehen,
die als Batterie oder Akkumulator ausgebildet ist. An die Mikrocontrollereinheit 601 wird
der Sensor zu Bestimmung der Körperhaltung 604,
der als einer der zuvor beschriebenen Beispiele ausgebildet sein kann,
angeschlossen. Dieser Sensor 604 wird mit Spannung durch
die Mikrocontrollereinheit 601 versorgt. Die Sensorsignale
werden durch die Mikrocontrollereinheit 601 ausgelesen
bzw. aufbereitet. Die ermittelten Positionswerte werden beispielsweise
abgespeichert bzw. mit Referenzwerten für die Position verglichen.
Die LED 605 können zur Darstellung der Sensitivität
verwendet werden. Die Sendeeinheit 606 dient der Übermittlung
des Signals von der ersten Vorrichtungseinheit an die zweite Vorrichtungseinheit,
die bei Bedarf dem Verwender eine Signalisierung anzeigt. Hier ist
die Sendeeinheit 606 als Infrarot-LED ausgebildet. Empfängerseitig 607 + 608 ist hier
entsprechend ein IR-Fototransistor 607 dargestellt. Das
Signal kann weiter aufbereitet werden und beispielsweise mittels
USB-Anschluss 608 einem Rechner zugeführt werden.
Es versteht sich für den Fachmann, dass auch Funktionsbereiche
der Mikrocontrollereinheit 601 an den Rechner übergebnen sein
können und dafür die Mikrocontrollereinheit 601 entsprechend
weniger Möglichkeiten aufweist. Auch kann die Einheit 608 bereits
die Mittel zum Signalisieren umfassen. Auch können die
Mittel zum Signalisieren bereits an der Mikrocontrollereinheit 601 angebracht
sein. Dies ist hier durch einen Piezo-Summer 609 realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202006007969
U1 [0003]
- - DE 10034983 A1 [0003]