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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trainingsgerät und ein Gerät zum Überwachen des Trainings- und Ermüdungszustands des muskulären Beckenbodens inklusive der Analmuskulatur mit Hilfe dessen während des Trainings oder anderer körperlicher Aktivität erfasst werden kann, ob und in wie weit diese Strukturen ermüdet sind.
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Stand der Technik
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Aus der
W02016/067023 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Beckenbodenmuskulatur bekannt, wobei zwischen dem Vorliegen einer Kontraktion und einer Dehnung der Beckenbodenmuskulatur differenziert wird. Dazu ist ein Lagesensor (Ausrichtungssensor) an einem in die Vagina einführbaren Gehäuse vorgesehen, der Daten an einen Prozessor liefert. Dabei wird die Rotation des Gehäuses während einer Messdauer bestimmt. Wenn eine Rotation in der kranial-ventralen Richtung vorliegt, wird auf eine Kontraktion der Beckenbodenmuskulatur geschlossen, und wenn eine Rotation in der kaudaldorsalen Richtung vorliegt, wird auf eine Dehnung der Beckenbodenmuskulatur geschlossen.
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Die
W02018/023037 A1 beschreibt eine intravaginale Einrichtung zum Trainieren der Beckenbodenmuskulatur. Dabei wird bei einer bewusst angesteuerten Bewegung der Beckenbodenmuskulatur erfasst, ob eine Absolutbewegung des Sensors in der kaudalen oder in der kranialen Richtung vorliegt, unabhängig ob diese durch die Beckenbodenmuskulatur oder andere Körperbewegungen hervorgerufen wird. Die Benutzerin kann angeleitet werden, ein bestimmtes Trainingsschema durchzuführen. Eine Amplitude der Auslenkung zu einem außerhalb der Körperöffnung liegenden Bezugspunkt wird nicht erfasst. Ferner können weitere Daten, wie zum Beispiel die Druckkraft der Beckenbodenmuskulatur oder deren pH-Wert bestimmt werden.
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Darstellung der Erfindung
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zum Überwachen des Trainings- und Ermüdungszustands des muskulären Beckenbodens inklusive der Analmuskulatur vorzusehen, mit dem der Benutzer bei körperlicher Aktivität Information erhalten kann, ob seine innere Körpermuskulatur in einem frischen oder ermüdeten Zustand ist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Trainingsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dazu wird ein in eine Körperöffnung vom Benutzer einführbares und daraus entfernbares Gerät vorgesehen, das einen Bewegungssensor aufweist. Der Bewegungssensor ist ein Sensor beliebiger Art, der dazu angepasst ist, die Amplitude der Relativbewegung der inneren Körpermuskulatur relativ zu einem Bezugspunkt außerhalb des Körpers oder relativ zu einem Bezugspunkt am oder im Körper, der durch die Bewegung der inneren Körpermuskulatur nicht mitbewegt wird, zu erfassen. Diese vom Bewegungssensor erfasste Amplitude wird wahlweise an eine Anzeigeeinheit oder an eine Auswerteeinheit und anschließend an eine Anzeigeeinheit geliefert, so dass der Benutzer auf Basis der erfassten und angezeigten bzw. verarbeiteten Amplitude feststellen kann, ob die innere Muskulatur ermüdet ist oder nicht. Dabei wird von der Prämisse ausgegangen, dass eine ermüdete Beckenbodenmuskulatur sich bei Einwirkung der Schwerkraft in einer größeren Bewegungsamplitude ausdrückt als eine nicht ermüdete Beckenbodenmuskulatur. Davon ausgehend kann der Benutzer dann entscheiden, ob die körperliche Aktivität und/oder das Training der inneren Körpermuskulatur in gleicher oder veränderter Intensität fortgesetzt oder gar beendet werden soll. Die Anzeigeeinheit ist bevorzugter Weise in einem Gehäuse vorgesehen, das vom Gehäuse des Trainingsgeräts getrennt ist und sich außerhalb des Körpers bei Benutzung des Trainingsgeräts durch den Benutzer befindet. Beispielsweise kann die Anzeigeeinheit im Rahmen einer App auf einem Smartphone, einer Smartwatch oder Tablet oder als eigenständiges Gerät oder im Rahmen eins Computers vorgesehen sein.
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Beispielsweise kann der Benutzer während eines allgemeinen körperlichen Trainings den Sensor in die Vagina oder den Anus eingeführt haben und die Auslenkungsamplitude der inneren Körmuskulatur überwachen. Solange die Körpermuskulatur in einem nicht oder nur wenig ermüdeten Zustand ist, ist die Auslenkungsamplitude der Schwerkrafteinwirkung unter einem Schwellenwert. Ist die innere Körpermuskulatur jedoch ermüdet, so nimmt die Auslenkungsamplitude zu und liegt über einem Schwellenwert. Dies kann dem Benutzer signalisieren, das Training zu beenden oder abzubrechen, um einen negativen Trainingseffekt oder einen Schaden an der Muskulatur zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Beckenbodenmuskulatur beispielsweise auf Grund einer vorherigen Operation, einer Geburt, einer Verletzung oder ähnlichem beeinträchtigt ist.
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Andererseits kann das Training des muskulären Beckenbodens, wenn diese nach einer Verletzung, einer Operation oder ähnlichem wieder aufgebaut werden soll, mit Hilfe des Geräts überwacht werden. Dazu wird durch die wiederholte Erfassung der Auslenkungsamplitude die Dauer überwacht, bis bei einem allgemeinen Training oder einem gezielten Training der Beckenbodenmuskulatur ein Schwellenwert der Auslenkungsamplitude übertroffen wird. Kann ein Training über eine längere Dauer als bei einem vorherigen Training fortgesetzt werden, so kann dies als Trainingsfortschritt bewertet werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die angepasst ist, die Amplitude der Relativbewegung zu Beginn des Trainings mit einer Amplitude zu einem späteren Zeitpunkt des Trainings zu vergleichen und/oder zu bestimmen, ob die Amplitude oberhalb eines Schwellenwerts liegt. Wenn bei einem allgemeinen sportlichen Training oder einem gezielten Training der Beckenbodenmuskulatur die Auswerteeinheit eine prozentuale Abweichung der Amplitude unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes zu der Amplitude der Relativbewegung zu Beginn des Trainings feststellt, ist die Auswerteeinheit angepasst, ein Signal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, dass die zu überwachende Körpermuskulatur in einem nicht ermüdeten Zustand ist. Wenn die Auswerteeinheit eine prozentuale Abweichung der Amplitude oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes zu der Amplitude der Relativbewegung zu Beginn des Trainings feststellt, ist die Auswerteeinheit angepasst, ein Signal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, dass die zu überwachende Körpermuskulatur in einem ermüdeten Zustand ist.
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Werden Absolutwerte als Schwellenwerte, nicht prozentuale Abweichungen, verwendet, so gilt bei einem allgemeinen Training, das nicht ein gezieltes Training der inneren Muskulatur durch spezifisches Bewegen dieser Muskulatur ist, dass bei einer Amplitude größer als ein vorbestimmter Schwellenwert die Auswerteeinheit ein Signal an die Anzeigeeinheit bereitstellt, dass die zu überwachende Körpermuskulatur in einem ermüdeten Zustand ist. Sofern in diesem Fall die Amplitude unterhalb eines vorher vorgegebenen Schwellenwert liegt, ist die Auswerteeinheit angepasst, ein Signal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, dass die zu überwachende Körpermuskulatur in einem nicht ermüdeten Zustand ist.
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Wird ein gezieltes Training der zu überwachenden Körpermuskulatur durchgeführt, d.h. nicht der Ermüdungszustand der zu überwachenden Körpermuskulatur bei allgemeiner sportlicher Bewegung (wie z.B. laufen, hüpfen ...) erfasst, und sollen Absolutwerte verwendet werden, kann die Bestimmung, dass die innere Körpermuskulatur ermüdet ist, dadurch erfolgen, dass eine bestimmte Amplitude der Relativbewegung nicht mehr erreicht wird, also genau umgekehrt zum oben beschriebenen Fall. In diesem Fall ist die innere Körpermuskulatur nicht mehr in der Lage, z.B. eine vorgegebene Hebebewegung durchzuführen. Daher wird in diesem Fall bei einer Abweichung der Amplitude, die dazu führt dass die Amplitude kleiner als ein absoluter Schwellenwert ist, auf eine Ermüdung geschlossen. Wenn die Amplitude oberhalb des Schwellenwerts liegt, liegt ein nicht ermüdeter Zustand bezüglich des Trainings der inneren Körpermuskulatur vor.
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Wenn statt der tatsächlichen Amplitudenwerte die Angabe ermüdet/nicht ermüdet dem Benutzer über die Anzeigeeinheit ausgegeben wird, erleichtert dies es dem Benutzer zu erkennen, ob die Muskulatur bereits ermüdet ist oder nicht, da er von der Anzeigeeinheit das Ergebnis unmittelbar ablesen kann und nicht selbst die Amplituden, d.h. die Rohdaten, vergleichen muss.
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Die Auswerteinheit ist vorzugsweise in entweder dem Gehäuse des Trainingsgeräts, in dem sich der Bewegungssensor befindet, und/oder gemeinsam mit der Anzeigeeinheit in einem körperexternen Gehäuse vorgesehen.
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Der Schwellenwert kann dabei entweder im Voraus als Absolutwert festgelegt sein, beispielsweise auf Grund von bekannten Vergleichswerten durch Vorbeobachtung des Patienten oder anderer Patienten. Alternativ kann er als prozentuale Abweichung von einer anfänglichen Amplitude individuell für den entsprechenden Benutzer bestimmt werden, d.h. dass zu Beginn des Trainings eine Auslenkungsamplitude bestimmt wird. Ein geeigneter Bereich für den Prozentsatz der als nicht ermüdet tolerierbaren Abweichung ist dabei 5% bis 25%. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit und/oder die Anzeigeeinheit angepasst, die Amplitude der Relativbewegung an den Benutzer auszugeben, beispielsweise in Form eines optisch oder akustisch erfassbaren Signals. So kann wahlweise der vom Bewegungssensor erfasste Wert unmittelbar an eine Anzeigeeinheit geliefert werden, so dass der Benutzer diesen von der Anzeigeeinheit ablesen kann, oder es kann auf Basis des vom Bewegungssensor erfassten Werts der Amplitude der Relativbewegung durch die Auswerteeinheit ermittelt werden, ob die Amplitude über oder unter einem Schwellenwert liegt und in einem oder auch in beiden Fällen ein optisches oder akustisches Signal an den Benutzer ausgeben, z.B. als Farbkodierung, Warnton etc. Auch andere Signalformen, wie z.B. ein haptisches Signal (Vibration) der Anzeigeeinheit sind möglich.
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Dazu ist vorzugsweise eine drahtlose Verbindung zwischen dem Bewegungssensor und der Anzeigeeinheit und/oder zwischen der Auswerteeinheit und der Anzeigeeinheit vorgesehen. Eine solche drahtlose Verbindung kann z.B. mittels Bluetooth, Infrarot oder Wifi vorgesehen sein.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Sensor vorgesehen, der in Verwendung des Trainingsgeräts außerhalb des Körpers des Patienten ist und der angepasst ist, zusammen mit dem Bewegungssensor die Amplitude der Relativbewegung der Körpermuskulatur zu erfassen. Dieser zweite Sensor kann zum Beispiel mit der Anzeigeeinheit in einem Gehäuse kombiniert vorliegen oder er kann unabhängig von der Anzeigeeinheit vorgesehen sein.
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Dabei ist der zweite Sensor bevorzugter Weise in einem Gehäuse vorgesehen, das angepasst ist an der Kleidung oder einem Körperteil des Patienten, wie z.B. am Arm oder einem Beckengürtel, angebracht zu werden. Dazu kann z.B. ein Clip, ein Band, ein Gürtel oder ähnliches vorgesehen sein. Besonders günstig ist es, wenn insbesondere bei einer Verwendung des Trainingsgeräts zur Beobachtung des muskulären Beckenbodens, das Gehäuse des zweiten Sensors so gestaltet ist, dass er vorzugsweise an einem Körperteil (oder an der entsprechenden Kleidung) angebracht werden kann, der bezüglich des Rumpfs keine oder kaum eine Relativbewegung sicherstellt. Dadurch kann vermieden werden, dass andere Bewegungen als die der zu beobachtenden inneren Körpermuskulatur, wie z.B. Armbewegungen oder die im gesamten Körper durch Gehen oder Laufen hervorgerufene Bewegungen, das Erfassungsergebnis des Bewegungssensors beeinflussen oder verfälschen. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass im Wesentlichen ausschließlich die Relativbewegung der inneren Körpermuskulatur zum Körper (Rumpf) erfasst und überwacht wird und andere Bewegungseinflüsse nicht oder nur kaum und somit vernachlässigbar vorhanden sind. Dies ist möglich, ohne aufwändige Algorithmen zur Auswertung zu verwenden. Somit dient der zweite Sensor als der Bezugspunkt außerhalb der zu überwachenden Körpermuskulatur, d.h. im Wesentlichen wird der Abstand zwischen dem Bewegungssensor und dem zweiten Sensor erfasst, insbesondere in vertikaler, in Richtung der Schwerkraft verlaufender Richtung.
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Alternativ kann auch ein an einem sich zum Rumpf relativ bewegendem Körperteil angebrachter Sensor als zweiter Sensor verwendet werden, z. B. ein Clip, der am Fuß- oder Handgelenk angebracht ist. Allerdings sind dann entsprechende Algorithmen erforderlich, mit Hilfe derer man die Beinbewegungen oder Armbewegungen von denen des Beckenbodens differenzieren kann.
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Bevorzugter Weise ist als Bewegungssensor ausschließlich ein Sensor zur Erfassung der in Richtung der Schwerkraft verlaufenden Bewegungsamplitude vorgesehen ist. Dies ist diejenige Richtung, aus der unmittelbar ein Ermüdungszustand der Muskulatur abgeleitet werden kann, da die Muskulatur der durch Schwerkraft und Beschleunigungskräften in vertikaler Richtung auftretenden Belastung nicht mehr Stand halten kann.
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Der Bewegungssensor kann jeder beliebige Sensor sein, der geeignet ist, eine Amplitude der Auslenkung bzw. der Relativbewegung zu einem Fixpunkt bezüglich der Bewegung der inneren Körpermuskulatur. Insbesondere ist als Bewegungssensor ein Gravitätssensor, ein Distanzsensor und/oder ein Beschleunigungssensor geeignet.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft an Hand der beigefügten 1 beschrieben, die schematisch ein Trainingsgerät gemäß der Erfindung zeigt.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Das in 1 dargestellte Trainingsgerät 100 besteht aus einem in eine Körperöffnung, z.B. die Vagina oder den Anus, einführbaren Gehäuse 10, das in der dargestellten Ausführungsform zum leichteren Einführen eine eiförmige oder ellipsoide Form aufweist. Zum Entfernen aus der Körperöffnung nach Gebrauch kann Hilfsmittel, wie eine vom Benutzer greifbare Klammer, ein Faden oder Ähnliches (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Das Trainingsgerät 100, insbesondere das Gehäuse 10, ist aus biokompatiblem Material hergestellt, so dass das in den Körper eingeführte Trainingsgerät 100 für den Benutzer gut verträglich ist.
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Die Größe des Gehäuses 10 des Trainingsgeräts 100 ist derart bemessen und angepasst, dass es von der zu trainierenden, überwachenden und beobachtenden Körpermuskulatur gut gehalten werden kann.
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In der dargestellten Ausführungsform sind in dem Gehäuse 10 ein Bewegungssensor 20 und eine Auswerteeinheit 30 aufgenommen. Das Gehäuse 10, der Bewegungssensor 20 und die Auswerteeinheit 30 bilden gemeinsam den in die Körperöffnung einführbaren Teil 11 des Trainingsgeräts 100.
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Der Bewegungssensor 20 ist angepasst, eine Relativbewegung des Gehäuses 10 bzw. des Bewegungssensors 20 relativ zu einem festen Bezugspunkt außerhalb der zu beobachtenden Körpermuskulatur zu erfassen. Insbesondere ist der Bewegungssensor 20 angepasst, bei Benutzung des Trainingsgeräts wiederholt die Amplitude der Relativbewegung der zu beobachtenden Körpermuskulatur zu einem Fixpunkt zu erfassen. Jeder für die Erfassung der Amplitude der Relativbewegung geeignete Sensor 20, wie z.B. ein Distanzsensor, ein Accelerometer oder ein Gyroskop, kann als Bewegungssensor 20 verwendet werden.
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Als Fixpunkt kommt dabei jeder Bezugspunkt in Betracht, der nicht der Bewegung der zu beobachtenden Beckenbodenmuskulatur folgt, z. B. ein fester Punkt am Boden oder aber, was besonders bevorzugt ist, ein sich mit dem Benutzer mitbewegender Punkt, der allerdings nicht der Bewegung der Beckenbodenmuskulatur unterliegt und der auch nicht einer Eigenrelativbewegung bezüglich des den die Beckenbodenmuskulatur umgebenden Bereichs unterliegt. Die Auswerteeinheit 30 ist in der dargestellten Ausführungsform im Gehäuse 10, das in die Körperöffnung einführbar ist, untergebracht. Alternativ kann die Auswerteeinheit 30 getrennt davon vorgesehen sein, z.B. in einem nicht in die Körperöffnung einführbaren (zweiten) Gehäuse 40, das in der in 1 dargestellten Ausführungsform eine Anzeigeeinheit 50 aufnimmt.
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In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das zweite Gehäuse 40 als eigenständiges Gehäuse, d.h. eigenständige Ausleseeinrichtung 41, gestaltet und dient nur der Bedienung und Steuerung sowie dem Auslesen des einführbaren Teils 11 des Trainingsgeräts 100. In der dargestellten Ausführungsform bilden somit das zweite Gehäuse 40, die Anzeigeeinrichtung 50 und ggf. weitere im zweiten Gehäuse 40 untergebrachte Bauteile die Ausleseeinrichtung 41. Statt als eigenständige, spezifische Ausleseeinrichtung 41 gestaltet zu sein, kann alternativ die Anzeigeeinheit 50 auch in ein Smartphone, in eine Smartwatch oder in einen Computer oder Ähnliches integriert sein, wobei die Kommunikation mit dem in die Körperöffnung einführbaren Teil 11 des Trainingsgeräts 100 mittels eines Anwendungsprogramms, einer App oder Ähnlichem erfolgt.
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Generell ist zur Kommunikation, die in der in 1 gezeigten Ausführungsform zwischen der Ausleseeinrichtung 41 und der Auswerteeinheit 30 des einführbaren Teils des Trainingsgeräts 100 erfolgt, eine drahtlose Verbindung 60, wie z.B. Infrarot, Bluetooth, Wifi etc. vorgesehen. Wenn die Auswerteeinheit 30 im Rahmen der Ausleseeinrichtung 41 vorgesehen ist, wird die drahtlose Verbindung 60 entsprechend zwischen dem Bewegungssensor 20 und der Auswerteeinheit 30 vorgesehen.
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Am zweiten Gehäuse 40 ist ein Clip oder eine andere Befestigungshilfe 42 vorgesehen, die dazu dient, die Ausleseeinrichtung 41 beispielsweise an einem Gürtel, einem Hosenbund oder ähnlichem zu befestigen, so dass der Benutzer die Ausleseeinrichtung 41 bei einem allgemeinen Training oder sportlicher Betätigung mit sich mitführen kann. Dadurch, dass die Ausleseeinrichtung 41 diese Befestigungshilfe 42 aufweist, kann die Ausleseeinrichtung 41 an einem Körperbereich des Benutzers befestigt werden, der relativ zur Bewegung der Beckenbodenmuskulatur festgelegt ist und gleichzeitig keiner Eigenrelativbewegung relativ zu den die Beckenbodenmuskulatur umgebenden Körperbereichen unterliegt. Wenn dabei zusätzlich in die Ausleseeinrichtung 41 ein zweiter Sensor 25 integriert ist, der zusammenwirkt mit dem Bewegungssensor 20, so kann zuverlässig die Amplitude der Relativbewegung der zu beobachtenden Beckenbodenmuskulatur erfasst werden.
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An dem in 1 gezeigten zweiten Gehäuse 40 ist schließlich ein Bedienknopf 43 gezeigt, mit Hilfe dessen das Trainingsgerät 100 ein- und ausgeschaltet werden kann, die Sensoren 20, 25 aktiviert und deaktiviert werden können, ein Beobachtungszyklus gestartet oder beendet werden kann, die Daten des Bewegungssensors 20 ausgelesen werden können etc.
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Bei Benutzung führt der Benutzer den einführbaren Teil 11 des Trainingsgeräts 100 in die Vagina oder den Anus ein, und startet mit Hilfe des Bedienknopfs 43 das Trainingsgerät 100. Dabei befestigt er die Ausleseeinrichtung 41 beispielsweise an einem Gürtel oder er legt, wenn z.B. ein ortsfestes Training beabsichtigt ist, die Ausleseeinrichtung 41 an einen festen Platz. In diesem Fall ist der Bewegungssensor 20 vorzugsweise so gestaltet, dass kein zweiter Sensor 25 in der Ausleseeinrichtung 41 erforderlich ist.
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Nach der Aktivierung des Sensors 20 erfasst dieser zunächst, ggf. durch Verfolgung mehrerer Bewegungszyklen, eine anfängliche maximale Relativauslenkung, d.h. die Amplitude der Relativbewegung zu Beginn des Trainings. Diese kann, nach Wunsch, auf der Anzeigeeinheit 50 ausgegeben werden.
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Während des fortgesetzten Trainings ermittelt der Sensor 20 wiederholt die Amplitude der Relativbewegung und liefert diese an die Auswerteeinheit 30. Diese bestimmt die prozentuale Abweichung von der Ausgangsamplitude. Liegt eine Abweichung oberhalb eines bestimmten prozentualen Werts vor, so übermittelt dies die Auswerteeinheit 30 über die drahtlose Verbindung 60 an die Anzeigeeinheit 50. Diese kann ein entsprechendes (visuelles) Signal, z.B. „Training beenden“ an den Benutzer ausgeben und ihn somit in einfacher Weise darüber informieren, dass die Beckenbodenmuskulatur ermüdet ist.
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Wird das Training in einer professionellen Umgebung durchgeführt, so können kontinuierlich Daten vom Sensor 20 an die Auswerteeinheit 30 (und eine Anzeigeeinheit 50) geliefert werden und diese, bei geeigneter Auswertung, hinsichtlich weiterer Parameter, z.B. des Ermüdungsverlaufs etc. ausgewertet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gehäuse
- 11
- einführbarer Teil
- 20
- Bewegungssensor
- 25
- (zweiter) Sensor
- 30
- Auswerteeinheit
- 40
- (zweites) Gehäuse
- 41
- Ausleseeinrichtung
- 42
- Clip
- 43
- Bedienknopf
- 50
- Anzeigeeinheit
- 60
- drahtlose Verbindung
- 100
- Trainingsgerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/067023 A1 [0002]
- WO 2018/023037 A1 [0003]
