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Die Erfindung betrifft ein System Stimulation der Durchblutung von Beinen und/oder Füßen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt, Venenleiden mit Thrombose- Stützstrümpfen zu behandeln. Stützstrümpfe dienen der Stabilisierung des Gewebes und können im Zusammenspiel mit der als Muskelpumpe wirkenden Bewegung der Beinmuskulatur die Blutzirkulation verbessern. Allerdings ist der Tragekomfort beschränkt und besonders im Sommer klagen Nutzer über einen Hitzestau.
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Zudem wird die Muskelpumpe bei Trägern mit vorwiegend sitzender Tätigkeit nur unzureichend aktiviert. Durch die starke Zunahme an sitzen Tätigkeiten treten daher immer mehr venöse Erkrankungen auf. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Muskelpumpe durch Elektromagnetische Stimulation (EMS) mit in Strümpfen integrierten Elektroden zu aktivieren, so dass auch bei Nutzern mit vorwiegend sitzenden Tätigkeiten langfristigen Erkrankungen und kosmetischen Veränderungen wie Thrombose, Krampfadern und Besenreisern entgegengewirkt werden kann.
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Die gleichen oder ähnlichen Technologien können nicht nur zur Therapie und Vorbeugung von Venenleiden sondern auch zur Therapie und Vorbeugung von Lymphschädigungen wie Lymphödemen und ähnlichem verwenden werden. Das Lymphsystem kann durch schnellen Blutfluss entlastet werden und außerdem kann das Lymphsystem durch eine zusätzliche Aktivierung der Wadenmuskulatur dabei unterstützt werden, Lymphflüssigkeiten schneller in Richtung Schlüsselbein zu transportieren.
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Aus der
DE 20 2009 016 642 U1 ist ein Fußbekleidungsstück bekannt, das eine mit einem Stimulationsgerät ausgestattete Einlegesohle umfasst. Die Unterbringung eines Akkumulators für die Stromversorgung wird in diesem Dokument nicht thematisiert.
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Aus der
US 2004030270 A1 ist ein mit Elektroden ausgestatteter Kompressionsstrumpf bekannt. Eine Steuerungs- und Stromversorgungseinheit wird über Drähte angeschlossen und muss in einer Jackentasche oder dergleichen getragen werden. Im Alltagsgebrauch ist diese Lösung unpraktisch, weil die Drähte entweder außerhalb der Oberbekleidung getragen werden müssen, was nicht nur unschön ist sondern auch Unfall- und Beschädigungsrisiken birgt, oder die Drähte vor dem Anziehen einer Hose in komplizierten Manövern im Inneren eines Hosenbeins verlegt werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nutzungs- und Bedienkomfort eines gattungsgemäßen Systems zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung betrifft ein System zur Stimulation der Durchblutung von Beinen und/oder Füßen, umfassend wenigstens einen Schuh mit einer Sohle, eine Steuerungs- und Stromversorgungseinheit und ein von dem Schuh trennbares inneres Fußbekleidungsstück mit wenigstens einer Stimulationselektrode, die dazu ausgelegt ist, an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit angeschlossen zu sein.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit in der Sohle des Schuhs angeordnet ist. Dadurch wird die von einer stromführenden Verbindung zu überbrückende Distanz verkürzt und ein Anschluss der Stimulationselektroden an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit wird vereinfacht. Der Benutzer kann das System wie normales Schuhwerk tragen und störende Kabel werden vermieden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit wenigstens spritzwassergeschützt ausgelegt. Dadurch kann der Schuh aus bei Nässe getragen werden, ohne dass Schäden an der Elektronik zu befürchten wären.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit in einem mit einem abgedichteten Deckel verschließbaren Hohlraum der Sohle angeordnet ist. Dadurch kann eine separate, nach außen sichtbare und ggf. störende Tasche zur Aufbewahrung der Steuerungs- und Stromversorgungseinheit vermieden werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das System neben dem Schuh ein von dem Schuh trennbares inneren Fußbekleidungsstück, wobei die Stimulationselektrode fest oder lösbar mit dem inneren Fußbekleidungsstück verbunden ist. Das innere Fußbekleidungsstück ist austauschbar und vorzugsweise waschbar. Durch den modularen Aufbau kann das System an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden, es können Stimulationselektroden unterschiedlicher Bauart oder Position verwendet werden, ohne den Schuh austauschen zu müssen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das innere Fußbekleidungsstück als Socke oder Strumpf ausgestaltet. Dadurch kann eine Stimulation und Kompression auch im Knöchel- Waden- oder auch Oberschenkelbereich ermöglicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das innere Fußbekleidungsstück als Einlegesohle ausgestaltet ist. Dadurch kann eine wirkungsvolle Stimulation der für die Durchblutung wichtigen Fußsohlen erreicht werden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das System einen Steckverbinder zum Anschließen des inneren Fußbekleidungsstücks an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit. Dieser ermöglicht ein einfaches Anschließen des inneren Fußbekleidungsstücks an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit bzw. ein trennen dieser Einheiten. Alternativ zur Steckverbindung wäre es denkbar, dass der elektrische Kontakt durch Kontaktpads oder Kontaktfedern hergestellt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der leitende Kontakt induktiv mit Hilfe von in dem Schuh und in dem inneren Fußbekleidungsstück vorgesehenen Induktionsspulen hergestellt.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Steckverbinder im Bereich eines oberen Schaftendes des Schuhs angeordnet. Dadurch wird die Herstellung des Kontakts vereinfacht und im Vergleich zu einer Anordnung in der Nähe der Sohle ist der Steckverbinder auch besser vor Schmutz und Nässe geschützt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit eine Drahtlosschnittstelle zum Empfangen und/oder Senden von Steuerungssignalen von bzw. an eine Fernbedienungseinheit umfasst. Dadurch kann die Bedienung weiter vereinfacht werden. Bestimmte Stimulationssequenzen können über die Fernbedienungseinheit bequem vom Benutzer ausgewählt und angesteuert werden, ohne die im Schuh angeordnete Steuerungs- und Stromversorgungseinheit berühren zu müssen. Die Fernbedienungseinheit kann insbesondere in ein Mobiltelefon oder Tablet-Computer integriert sein, mit welchem sie dann über Bluetooth, W-Lan oder andere Funktechnologien mit kurzer bis mittlerer Reichweite kommunizieren kann. Dazu kann eine entsprechende App genutzt werden, die optional auch zum Monitoring von Vitaldaten beitragen kann.
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Die Steuerung kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die von einem Sensor erfassten Bewegungsdaten des Benutzers auswerten und die Stimulation entsprechend anpassen. Beispielsweise kann die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit dann, wenn erkannt wird, dass die Person gerade in Bewegung ist, die EMS Stimulation deaktivieren.
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Die App verfügt vorzugsweise über verschiedene vorgegebene Programme In einem Hauptprogramm wird eine stündliche Aktivierung der Wadenmuskulatur für je 5 Minuten durchgeführt.
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Optional kann neben der Steuerung per App ist auch eine Basissteuerung an/aus mit voreingestellten Programm durch Direktschalter an der Steuerungs- und Energieversorgungseinheit am Schuh vorgesehen sein, die die Bedienung für Benutzer, die mit Apptechnologien nicht umgehen können, erleichtert.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit einen aufladbaren Akkumulator. Dadurch kann der Austausch von Batterien vermieden werden und die Energieversorgung kann umweltfreundlicher gestaltet werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Schnittstelle zum Anschluss eines Ladegeräts an einem von außen zugänglichen Bereich der Sohle angeordnet ist. Die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit muss dann zum Aufladen nicht aus dem Schuh ausgebaut werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit eine Induktionsspulenanordnung zum Aufladen des Akkumulators durch induktive Leistungsübertragung von einer externen Einheit auf die Induktionsspulenanordnung. Dadurch kann ein berührungsloses Aufladen der Steuerungs- und Stromversorgungseinheit erfolgen. Das System kann als die externe Einheit beispielswiese eine Fußmatte mit Induktionsspulen umfassen, die die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit immer dann auflädt, wenn der Schuh auf der Fußmatte abgestellt wird.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit eine Generatoranordnung zum Erzeugen von Ladestrom für den Akkumulator aus Bewegungsenergie und/oder Wärmeenergie. Dazu können in die Schuhsohle Piezoelemente oder kleine Thermogeneratoren eingebaut sein.
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Weitere Aspekte der Erfindung betreffen einen Schuh, eine Einlegesohle, eine Socke oder einen Strupf zur Verwendung in einem System der oben beschriebenen Art. Diese Objekte verfügen insbesondere über passende Schnittstellen zum Herstellen der Verbindung zwischen Steuerungs- und Stromversorgungseinheit und Elektroden.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die gesamte Beschreibung, die Ansprüche und die Figuren offenbaren Merkmale der Erfindung in speziellen Ausführungsbeispielen und Kombinationen. Der Fachmann wird die Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren Kombinationen oder Unterkombinationen zusammenfassen, um die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, an seine Bedürfnisse oder an spezielle Anwendungsbereiche anzupassen.
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Dabei zeigen:
- 1 ein System nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine Steuerungs- und Stromversorgungseinheit des Systems aus 1 in einer Detailansicht;
- 3 eine Socke zur Verwendung in einem System gemäß 1;
- 4 eine Einlegesohle zur Verwendung in einem System nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Induktionsspulenanordnung zum Aufladen eines Akkumulators;
- 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer in eine Schuhsohle integrierten Generatoranordnung zum Erzeugen von Ladestrom für den Akkumulator, und
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer in den Schaft des Schuhs integrierten Stimulationselektrode.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das in 1 dargestellte System zur Stimulation der Durchblutung von Beinen und/oder Füßen, umfasst ein Paar Schuhe 12 mit jeweils einer Sohle 14, einer Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 und einem von dem jeweiligen Schuh 12 trennbaren inneren Fußbekleidungsstück 16 mit wenigstens einer Stimulationselektrode 18, die zur Benutzung an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 angeschlossen ist. Im ersten Ausführungsbeispiel sind die inneren Fußbekleidungsstücke 16 als Socken ausgestaltet.
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Erfindungsgemäß ist die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 spritzwassergeschützt im Fersenbereich der Sohle 14 des Schuhs 12 angeordnet und auch wasserfest ausgestaltet. Die Sohle 14 umfasst daher einem mit einem abgedichteten Deckel 20 verschließbaren Hohlraum, in welchen die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 geschützt aufgenommen ist.
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Im Bereich eines oberen Schaftendes des Schuhs 12 ist ein Steckverbinder 22a zum Anschließen des inneren Fußbekleidungsstücks 16 an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 angeordnet. Der Steckverbinder 22a kann auch den Anschluss eines Ladegeräts zum Aufladen eines Akkumulators der Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 ermöglichen. Ein in den Schaft des Schuhs 12 eingearbeiteter Draht 34, der mit Kontakten der aus den Hohlraum herausnehmbaren Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 verbunden ist, verbindet die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 mit dem Steckverbinder 22a, der seinerseits mit einem passenden Steckverbinder 22b am oberen Saum der Socke verbunden werden kann, um das innere Fußbekleidungsstück 16 an die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 anzuschließen und mit Strom zu versorgen.
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Die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 umfasst eine Drahtlosschnittstelle 24 zum Empfangen und Senden von Steuerungssignalen von bzw. an eine Fernbedienungseinheit 28, die der Benutzer bei sich tragen kann, um verschiedene Stimulationsprogramme zu starten, die Intensität der Stimulation einzustellen oder andere Einstellungen vorzunehmen.
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2 zeigt die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 des Systems in einer Detailansicht. Äußerlich ist sie quaderförmig ausgestaltet und umfasst neben einem Akkumulator 30 integrierte Elektronik-Schaltkreise und ein Gehäuse 32 aus Metall oder Kunststoff, das dazu ausgelegt ist, das gesamte Gewicht des Benutzers zu tragen, auch wenn dieser läuft oder springt. Das stabile Gehäuse 32 erlaubt die Integration auch in weichere Schuhsohlenmaterialien, in denen das Gewicht des Benutzers nahezu vollständig vom Gehäuse 32 der Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 getragen wird. Äußerlich umfasst die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 Kontakte 34, die beim Einsetzen der Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 in den Hohlraum mit entsprechenden, mit dem Draht in Kontakt stehenden Kontaktfedern in Kontakt kommen. Im Fall eines Metallgehäuses umfasst dieses wenigstens ein Antennenfenster, das den Austausch von Funksignalen über eine Antenne der Drahtlosschnittstelle 24 ermöglicht.
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Die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 umfasst einen als Li-Ionen-Akku ausgestalteten Akkumulator 30. In Ausführungsbeispielen, die keinen Steckverbinder 22a der oben beschriebenen Art umfassen, kann optional eine in 1 gepunktet dargestellte Schnittstelle 24 zum Anschluss eines Ladegeräts an einem von außen zugänglichen Bereich der Sohle 14 angeordnet sein und beispielswiese mit einem Gummiverschluss vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt sein. Alternativ kann der Benutzer die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 aus dem Schuh 12 herausnehmen und in ein Ladegerät einlegen, das den Kontakten 34 entsprechende Ladekontakte umfasst.
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3 zeigt eine Socke zur Verwendung in einem System der oben beschriebenen Art. Die Socke umfasst eine oder mehrere Stimulationselektroden 18 und ein wenigstens zweipoliges Steckverbindungselement 22b. Mithilfe der an der Steckverbindung angelegten Spannung können von der Socke bzw. den Stimulationselektroden 18 überdeckte Muskeln stimuliert werden und so kann die Durchblutung gefördert werden.
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Das hier als Socke ausgestaltete innere Fußbekleidungsstück 16 ist vorzugweise mitsamt der Stimulationselektroden 18 waschbar. Die Stimulationselektroden 18 können durch verschiedene textile Verfahren wie Wirken, Sticken, Flechten, usw. als Produktionsprozess in das Fußbekleidungsstück 16 eingearbeitet sein.
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Die 4 bis 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung. Um Wiederholungen zu vermeiden beschränkt sich die nachfolgende Beschreibung dieser weiteren Ausführungsbeispiele im Wesentlichen auf Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wegen der unveränderten Merkmale wird der Fachmann auf die Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen. Für gleich oder ähnlich wirkende Merkmale der weiteren Merkmale werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um die Ähnlichkeiten zu betonen.
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4 zeigt eine Einlegesohle zur Verwendung in einem System nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem das innere Fußbekleidungsteil 16 als Einlegesohle ausgestaltet ist. Die Einlegesohle umfasst eine oder mehrere Stimulationselektroden 18 und zwei Kontakte 38 an der Unterseite der Einlegesohle, die beim Einlegen in einen Schuh 12 mit entsprechenden Kontakten in der Schuhsohle (nicht dargestellt) in Berührung kommen. Mithilfe der an den Kontakten 38 anliegenden und von der Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 erzeugten Spannung kann die Durchblutung in der Fußsohle durch gezielte Stimulation von Muskelkontraktionen gefördert werden.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 eine Induktionsspulenanordnung 40 zum Aufladen des Akkumulators 30 durch induktive Leistungsübertragung von einer externen Einheit auf die Induktionsspulenanordnung 40 umfasst. In die Sohlen 14 der Schuhe 12 sind Induktionsspulen 42 angeordnet, die mit entsprechenden, in einer Fußmatte 44 des Systems angeordneten Induktionsspulen 42 wechselwirken. Die induzierten Ströme werden gleichgerichtet und zum Aufladen des Akkumulators 30 genutzt. Die Fußmatte 44 umfasst eine induktive Näherungsschaltung, die die Stromversorgung der Induktionsspulen einschaltet, sobald ein Anstieg der Impedanz darauf hindeutet, dass die Schuhe 12 auf der Fußmatte abgestellt wurden. Die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 überwacht das Aufladen des Akkumulators 30 und sendet ein Signal zum Stoppen des Ladevorgangs an eine in der Fußmatte 44 vorgesehene Steuerungselektronik 46, wenn der Akkumulator 30 vollständig aufgeladen ist.
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In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Steuerungs- und Stromversorgungseinheit 10 eine in die Schuhsohle integrierte Generatoranordnung 48 zum Erzeugen von Ladestrom für den Akkumulator 30 aus Bewegungsenergie und/oder Wärmeenergie. In einer Ausführungsform sind Piezoelemente in die Schuhsohle integriert, in einer anderen Ausführungsform umfasst die Schuhsohle oder der Schaft des Schuhs Thermogeneratoren, die aus der Körperwärme des Benutzers Energie zum Aufladen des Akkumulators 30 erzeugen.
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In dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stimulationselektrode 18 in einen Schaft und/oder eine Sohle des Schuhs 12 integriert, so dass ein von dem Schuh trennbares inneres Fußbekleidungsstück entfallen kann. Die Stimulationselektrode 18 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass der Benutzer eine dünne Socke oder einen dünnen Strumpf im Schuh 12 tragen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Steuerungs- und Stromversorgungseinheit
- 12
- Schuh
- 14
- Sohle
- 16
- Inneres Fußbekleidungsstück
- 18
- Stimulationselektrode
- 20
- Deckel
- 22a, 22b
- Steckverbinder
- 24
- Schnittstelle für Ladekabel
- 26
- Drahtlosschnittstelle
- 28
- Fernbedienungseinheit
- 30
- Akkumulator
- 32
- Gehäuse
- 34
- Draht
- 36
- Kontakt
- 38
- Kontakt
- 40
- Induktionsspulenanordnung
- 42
- Induktionsspule
- 44
- Fußmatte
- 46
- Steuerungselektronik
- 48
- Generatoranordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009016642 U1 [0005]
- US 2004030270 A1 [0006]
