DE69006595T2 - Gerät zur überwachung der bewegungskomponenten der wirbelsäule. - Google Patents
Gerät zur überwachung der bewegungskomponenten der wirbelsäule.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen am Rücken eines Patienten und zum Überwachen der Bewegungskomponenten der Wirbelsäule während Bewegungen des Patienten.
- Beim Diagnostizieren von Körperverletzungen oder der Abnutzung der menschlichen Wirbelsäule ist es üblich, ein kleines Goniometer zu benutzen, welches am Rücken des Patienten befestigt wird und die statische Haltung des Patienten anzeigt. Solche Instrumente eignen sich zum Dokumentieren der Biegung oder Krümmung der Wirbelsäule, können aber nicht die Bewegung oder Geschwindigkeits- oder Beschleunigungskomponenten dokumentieren, die auch für die Diagnose nützlich sind.
- Höher entwickelte Diagnosegeräte sind ebenfalls bekannt, mit denen die Geschwindigkeitskomponenten der Wirbelsäule während Bewegungen des Patienten gemessen werden können. Da diese Geschwindigkeitsmeßvorrichtungen so ausgelegt sind, daß der Patient physisch in die Vorrichtung eintreten kann, sind sie sehr groß und ziemlich teuer. Außerdem haben diese Vorrichtungen angesichts ihrer Größe ein beträchtliches Trägheitsmoment, das dazu neigt, die Bewegungsmuster des Patienten zu überdecken.
- Die PCT-Veröffentlichung Nr. WO 89/11247 offenbart eine Vorrichtung zum Feststellen von Rückgratbewegungen, zu der eine Säuleneinheit gehört, die aus einer Anzahl gesonderter Wirbel zusammengesetzt ist, die mit drei Zugstangen versehen sind und durch die sich ein Torsionsstab erstreckt. Die Säuleneinheit wird am Rücken des Patienten mittels eines elastischen Bandes befestigt, welches Stifte hat, die in Ausnehmungen in den Wirbeln passen. Das Band ist an der Rückseite mit einem Klebstoff versehen, so daß es sich an den Rücken des Patienten heftet, und damit spricht die Vorrichtung auf die Bewegung individueller Wirbel des Patienten an.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also, eine verhältnismäßig einfache und preisgünstige Vorrichtung zum Überwachen der Bewegungskomponenten der menschlichen Wirbelsäule zu schaffen, die zum Diagnostizieren einer Körperverletzung oder Abnutzung der Wirbelsäule nützlich ist.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die am Rücken des Patienten so angebracht werden kann, daß sie normale Körperbewegungen nicht stört und die "bei der Arbeit" getragen werden kann, um eine Analyse der Bewegungskomponenten zu ermöglichen, die ein Arbeiter durchführen muß.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung der beschriebenen Art, welche die kollektiven Bewegungen der Lumbalwirbel des Patienten überwacht.
- Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Schaffung einer Vorrichtung erreicht, welche ein langgestrecktes Außenskelett aufweist, das eine Vielzahl insgesamt flacher Glieder aufweist, die in einer Anordnung mit Abständen in Längsrichtung vorgesehen sind. Zwischen jedem Paar benachbarter Glieder ist ein Abstandselement angeordnet, um die Glieder getrennt zu halten, und die Abstandselemente sind in Längsrichtung ausgerichtet und bestimmen eine Längsmittelachse. In Längsrichtung erstreckt sich durch jedes der Glieder eine Vielzahl von Öffnungen, und jede dieser Öffnungen jedes Gliedes hat einen Abstand von der Mittelachse und fluchtet in Längsrichtung mit einer entsprechenden Öffnung der übrigen Glieder.
- Die Vorrichtung weist ferner eine Stützeinrichtung auf, die das Außenskelett am Rücken eines Patienten so abstützt, daß das Außenskelett insgesamt längs des Rückgrats ausgerichtet ist. Zu der Stützeinrichtung gehört eine obere Platte, Gurtmittel zum lösbaren Anbringen der oberen Platte am oberen Rücken des Patienten, eine untere Platte, Gürtelmittei zum lösbaren Anbringen der unteren Platte am unteren Rücken des Patienten. Zur Stützeinrichtung gehört ferner eine Stützplatte, an der die obere Platte verschiebbar angebracht ist, so daß eine Bewegung in Längsrichtung möglich ist, sowie Federvorspanneinrichtungen, um die obere Platte federnd nachgiebig in Richtung von der unteren Platte weg zu drängen. In Längsrichtung erstreckt sich durch jede der miteinander fluchtenden Öffnungen der Glieder eine dehnbare Einrichtung und jede dieser dehnbaren Einrichtungen ist federnd nachgiebig verlängerbar, wobei die entgegengesetzten Enden jeder dehnbaren Einrichtung jeweils an der oberen Platte bzw. der unteren Platte befestigt sind. So bewirkt eine durch die Bewegung des Patienten hervorgerufene Biegebewegung des Außenskeletts, daß jede der dehnbaren Einrichtungen wahlweise ihre Länge ändert. Zu der Vorrichtung gehört gleichfalls eine Bewegungssignalisiereinrichtung, die an der Stützeinrichtung angebracht ist, um eine durch Längenänderungen hervorgerufene Längsbewegung jeder der dehnbaren Einrichtungen festzustellen und ein diese Bewegung wiedergebendes Abgabesignal bereitzustellen.
- Bei dem hier dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jedes der Glieder drei Öffnungen, die in Dreiecksanordnung vorgesehen sind. Außerdem hat jedes Glied ferner eine durchgehende Bohrung, die mit der Mittelachse fluchtet, und in Längsrichtung erstreckt sich durch die Bohrungen der Glieder eine Kabeleinrichtung. Ein Ende der Kabeleinrichtung ist an der oberen Platte fest angebracht, während das andere Ende drehbar an der unteren Platte angebracht ist. Ferner ist an der unteren Platte eine Drehsignalisiereinrichtung angebracht, um eine Drehung der Kabeleinrichtung in der einen oder anderen Richtung festzustellen und ein entsprechendes Ausgabesignal zur Verfügung zu stellen.
- Die vorliegende Erfindung erlaubt also die gleichzeitige Überwachung von drei Bewegungsebenen, der Sagittalebene (d.h. vorwärts und zurück), der Transversalebene (d.h. Verdrehung) und der Lateralebene. Entsprechend einein weiteren Aspekt der Erfindung gehört zu den überwachten Bewegungscharakteristiken in jeder dieser Ebenen die Winkelposition der Wirbelsäule in Funktion der Zeit, die Winkelgeschwindigkeit in Funktion der Zeit sowie die Winkelbeschleunigung in Funktion der Zeit.
- Während einige der Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung genannt wurden, ergeben sich weitere im Verlauf der Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die die Vorrichtung gemäß der Erfindung am Rücken eines Patienten angebracht während der Benutzung veranschaulicht;
- Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung;
- Fig. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht der Vorrichtung;
- Fig. 5, 6 und 7 Schnittansichten längs der Linien 5-5, 6-6 bzw. 7-7 in Fig. 3;
- Fig. 8 ein schematisches Ablaufdiagraim, welches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Signalverarbeitungssystems der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
- Fig. 9, 10 und 11 Diagramme, die eine typische Ausgabe der Winkelposition, Geschwindigkeit und Beschleunigung jeweils in Funktion der Zeit darstellen.
- Unter Hinweis insbesondere auf die Zeichnungen ist in Fig. 1 eine Vorrichtung 10 dargestellt, die die vorliegende Erfindung verkörpert und am Rücken eines Patienten angebracht gezeigt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Vorrichtung benutzt, um die Bewegung der Wirbelsäule, insbesondere der Lendenwirbelsäule zu überwachen.
- Zur der Vorrichtung 10 gehört ein langgestrecktes Außenskelett 12, welches eine Vielzahl insgesamt flacher T-förmiger Glieder 14 aufweist, die in Längsrichtung in Abständen voneinander angeordnet sind. Wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist, besteht jedes Glied 14 aus einem horizontalen Basisschenkel 15 und einem aufrechten Schenkel 16. Außerdem hat jedes Glied eine mittlere Bohrung 17 an der Kreuzung der beiden Schenkel, wobei sich die Bohrung 17 in Längsrichtung hindurcherstreckt. Ferner ist am jeweiligen Ende des horizontalen Basisschenkels an entgegengesetzten Seiten der mittleren Bohrung 17 eine kleinere erste und zweite Öffnung 18, 19 vorgesehen, und zwar so, daß die Bohrung 17 sowie die erste und zweite Öffnung 18 und 19 im wesentlichen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene liegen. In der Nähe des freien Endes des aufrechten Schenkels 16 ist eine dritte Öffnung 20 vorgesehen, und zwar so, daß diese dritte Öffnung 20 den gleichen Abstand von der ersten und zweiten Öffnung hat, und daß die erste, zweite und dritte Öffnung in einer Dreiecksanordnung liegen.
- Die Glieder 14 sind jeweils in parallelen Querebenen angeordnet und längs der Längsrichtung ausgerichtet. Auch die mittleren Bohrungen 17 der Glieder fluchten in Längsrichtung, so daß sie eine Längsmittelachse bestimmen. In ähnlicher Weise fluchten die ersten, zweiten und dritten Öffnungen aller Glieder in Längsrichtung mit den entsprechenden Öffnungen der anderen Glieder.
- Zwischen jeweils zwei benachbarten Gliedern 14 ist ein rohrförmiges Abstandselement 22 vorgesehen, um die Trennung zwischen den Gliedern aufrechtzuerhalten, wobei die Abstandselemente 22 in Längsrichtung mit den mittleren Bohrungen und folglich mit der Mittelachse fluchten. Die Abstandselemente 22 sind nicht fest an den Gliedern angebracht, sondern in der beschriebenen Stellung von der unten beschriebenen Konstruktion so abgestützt, daß sie eine relative Bewegung der Glieder 14 in allen Achsen ermöglichen.
- Die Vorrichtung 10 umfaßt auch eine Stützeinrichtung, mittels der das Außenskelett 12 am Rücken eines Patienten so abgestützt wird, daß es insgesamt entlang der Wirbelsäule ausgerichtet ist, wie am besten in Fig. 1 erkennbar. Zu dieser Stützeinrichtung gehört eine oberen Montagegruppe 24 und eine untere Montagegruppe 26. Im einzelnen umfaßt die obere Montagegruppe 24 eine Stützplatte 28, die an einem Gurtwerk 29 fest angebracht ist, welches die Form der Ziffer acht hat und um die Schultern des Patienten geschlungen ist. Das Gurtwerk 29 ist vorzugsweise aus einem halbsteifen Material gefertigt, beispielsweise dem von Johnson & Johnson verkauften Material "Orthoplast", ist an der Vorderseite offen, wobei die Vorderseite durch geeignete Gurte mit (nicht gezeigten) Verbindungsmitteln vom "Velcro"-Typ geschlossen wird. Mit diesem Gebilde ist eine stabile Anbringung des Außenskeletts 12 am Oberkörper des Trägers ermöglicht.
- Zu der oberen Montagegruppe 24 gehört auch eine obere Platte 30, die mit der Stützplatte 28 verschiebbar verbunden ist. In dieser Hinsicht hat die obere Platte 30 eine L- förmige Gestalt, so daß sie ein ebenes, unteres Segment 31 und ein aufrechtes Segment 32 einschließt. Die Stützplatte 28 hat entgegengesetzte Seitenteile 33, welche einander gegenüberliegende Schlitze bestimmen, und das untere Segment 31 der oberen Platte paßt in diese Schlitze, wie am besten in Fig. 5 erkennbar ist, und zwar so, daß die obere Platte in Längsrichtung gegenüber der Stützplatte gleiten kann. Zwischen den Seitenteilen 33 und dem aufrechten Segment 32 der oberen Platte erstreckt sich ein Federpaar 35, die die obere Platte nach oben gegenüber der unteren Platte und dem Gurt vorspannen. Ferner ist am unteren Segment 31 der oberen Platte eine Klammer 36 angebracht, die einen aufrechten Schenkel 37 hat, der für die unten beschriebenen Zwecke einen horizontalen Schlitz enthält.
- Zu der unteren Montagegruppe 26 gehört eine untere Platte 40, die an einem Gürtel 41 angebracht ist, wobei diese untere Platte am unteren Rücken des Patienten mittels des Gürtels lösbar festgelegt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Gürtel 41 ein Taillenband auf, welches ebenfalls aus "Orthoplast"-Material zusammengesetzt und an der Vorderseite unterteilt sein kann und (nicht gezeigte) gegenseitige Verbindungsmittel vom "Velcro"-Typ enthalten kann. Ferner sind am Taillenband zwei Gurte 42 befestigt, die zwischen den Beinen des Patienten hindurchlaufen.
- Die Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält auch dehnbare Mittel 44, die sich in Längsrichtung durch jede der drei fluchtenden Öffnungen 18, 19, 20 der Glieder 14 erstrecken, wobei jede der dehnbaren Einrichtungen 44 federnd nachgiebig verlängerbar ist. Im einzelnen enthält jede der dehnbaren Einrichtungen einen nicht dehnbaren, massiven Draht 45 und eine an einem Ende des Drahtes befestigte, dehnbare Feder 46. Jeder Draht 45 ist mit seinem anderen Ende am aufrechten Segment 32 der oberen Platte 30 befestigt, und jeder Draht 45 erstreckt sich durch alle Glieder und bis zu einer Stelle in der Nähe des unteren Teils der unteren Platte 40, wo er mit einem Ende der Feder 46 vereinigt ist. Das andere Ende der Feder 46 ist mit einem mit Gewinde versehenen Teil 47 verbunden, welches seinerseits mit dem aufrechten Flansch 48 der unteren Platte 40 verbunden ist.
- An der unteren Platte ist eine Bewegungssignalisiereinrichtung angebracht, um eine Längsbewegung jeder der Drahteinrichtungen festzustellen, die durch Längenänderungen derselben hervorgerufen wird, und um ein Abgabesignal bereitzustellen, welches eine solche Bewegung wiedergibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist diese Signalisiereinrichtung drei elektrische Potentiometer 50, 51, 52 auf, die an der unteren Platte angebracht sind. Jedes Potentiometer hat eine entsprechende Seilscheibe 50a, 51a, 52a, und der zugehörige Draht 45 ist um die Seilscheibe geschlungen, so daß jede Längsbewegung des Drahtes gegenüber der unteren Platte verursacht, daß sich die zugehörige Seilscheibe mit dem Potentiometer dreht.
- Die Vorrichtung 10 enthält ferner ein Kabel 54, welches sich in Längsrichtung durch die fluchtenden Bohrungen 17 der Glieder und koaxial durch die Abstandselemente 22 erstreckt. Das Kabel 54, welches vorzugsweise eine Klaviersaite aufweist, ist an seinem einen Ende an einer Platte 55 befestigt, die im Schlitz in der Klammer 36 verschiebbar aufgenommen ist, wie am besten in Fig. 5 erkennbar, und eine Feder 56 ist zwischen das Kabel ende und das aufrechte Segment 32 der oberen Platte geschaltet. Die zwischen der Platte 55 und der Klammer 36 geschaffene gegenseitige Gleitverbindung nimmt die Längung der Wirbelsäule auf, die sich einstellt, wenn der Patient sich nach vorn beugt, während das Kabel 54 an seinem oberen Ende im Drehsinn fest orientiert gehalten wird. Das andere Ende des Kabels 54 ist an einem Verbinder 58 befestigt, der seinerseits an der Abgabewelle eines auf der unteren Platte 40 angebrachten vierten Potentiometers 60 befestigt ist. So verursacht jede Verdrehung des Außenskeletts um die Mittelachse eine Drehbewegung des Potentiometers 60. Wie für den Fachmann auf der Hand liegt, können als Alternative zu den dargestellten Potentiometern auch andere Bewegungssensoren benutzt werden, beispielsweise optische Kodierer.
- Wie in Fig. 8 schematisch gezeigt, kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner eine Multiplexschaltung 61 und eine Telemetrieschaltung 62 aufweisen, die an der unteren Platte 40 der Vorrichtung angebracht sind. Die Multiplexschaltung 61 liefert den vier Potentiometern Energie und mischt der Reihe nach die Signale jedes dieser Potentiometer. Die Telemetrieschaltung 62 übermittelt die gemischten Signale dann an einen Datenerfassungsrechner 64, der das von der Telemetrieschaltung empfangene Signal demultiplexiert. Außerdem kann der Datenerfassungsrechner 64 so programmiert sein, daß er die Daten glättet und die Signale im Wege einer Eichung in eine Winkelposition umwandelt und die resultierenden Daten dann speichert. Mit Hilfe von Software werden die Daten dann gemäß jeder der drei Bewegungsebenen sortiert, nämlich der Sagittal-, Transversalund Lateralebene. Die Bewegungscharakteristiken in jeder Ebene schließen die Winkelposition der Wirbelsäule im Verhältnis zur Position des Beckens ein, und zwar betrachtet als eine Funktion der Zeit, wie Fig. 9 zeigt. Diese Information kann dann differenziert werden, um die Winkelgeschwindigkeit der Wirbelsäule in Funktion der Zeit, wie in Fig. 10 gezeigt, ebenso wie die Winkelbeschleunigung der Wirbelsäule in Funktion der Zeit, wie in Fig. 11 gezeigt, zu bestimmen.
- Als Alternative zu dem vorstehend beschriebenen Signalverarbeitungssystem können die Potentiometer auch direkt mit dem Rechner 64 verdrahtet sein, wie durch die gestrichelte Linie 65 in Fig. 8 schematisch angedeutet, wobei die Multiplexschaltung 61 und die Telemetrieschaltung 62 umgangen wird.
- Zum Eichen der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Eichtabelle benutzt. Im einzelnen wird die Vorrichtung in der Eichtabelle angeordnet und die Stellung der Vorrichtung zu einer großen Anzahl unterschiedlicher Positionen im Raum bewegt. Die jeder dieser Positionen zugeordneten vier Potentiometerspannungen wird dann im Rechner aufgezeichnet, und diese Spannungen werden dann benutzt, zur einmalig beschriebenen die Positionen der Vorrichtung im Raum. Dann wird ein mathematisches Regressionsmodell benutzt, um eine am besten geeignete Ebene zwischen den Potentiometerspannungen und der Position der Vorrichtung im Raum zu schätzen. Wenn sich die Vorrichtung in Gebrauch befindet, werden daher die an den vier Potentiometern abgelesenen Spannungen mit dem Modell verglichen und die exakte Position der Vorrichtung im Raum bestimmt. Wie vorstehend schon angemerkt, wird diese Information dann differenziert, um die momentane Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung zu bestimmen.
Claims (7)
1. Am Rücken eines Patienten anbringbare Vorrichtung zum
Überwachen der Bewegungskomponenten der Wirbelsäule während
Bewegungen des Patienten, mit einem langgestreckten
Außenskelett (12), welches eine Vielzahl von in Längsrichtung im
Abstand voneinander angeordneten Gliedern (14) aufweist, durch
jedes von denen sich eine Bohrung (17) erstreckt, wobei die
Bohrung jedes Gliedes mit den Bohrungen der anderen Glieder
zur Bestimmung einer Längsmittelachse fluchtet, ein
rohrförmiges Abstandselement (22), welches zwischen jeweils einem Paar
benachbarter Glieder angeordnet ist, um sie voneinander
getrennt zu halten, wobei die Abstandselemente mit der
Längsmittelachse koaxial ausgerichtet sind, mindestens zwei Öffnungen
(18, 19, 20), die sich in Längsrichtung derartig durch jedes
der Glieder erstrecken, daß die Öffnungen jedes Gliedes mit
den entsprechenden Öffnungen der übrigen Glieder in
Längsrichtung fluchten, eine Stützeinrichtung zum Abstützen des
Außenskeletss am Rücken eines Patienten auf solche Weise, daß das
Außenskelett insgesamt längs der Wirbelsäule ausgerichtet ist,
ein koaxial längs der Mittelachse und durch jede der zentralen
Bohrungen in den Gliedern angeordnetes Kabel (54), sowie ein
sich in Längsrichtung durch jede der miteinander fluchtenden
Öffnungen der Glieder erstreckendes Verbindungselement (44),
wobei jedes der Verbindungselemente federnd nachgiebig
längsdehnbar ist, an der Stützeinrichtung angebrachte
Bewegungssignalisiereinrichtungen (50, 51, 52) zum Erfassen einer durch
Längenänderungen der Verbindungselemente hervorgerufenen
Längsbewegung jedes der Verbindungselemente und zur Abgabe
eines Ausgangssignals, welches eine derartige Bewegung
wiedergibt, und eine an der Stützeinrichtung angebrachte
Drehsignalisiereinrichtung (60) zum Erfassen einer Drehung des Kabels
um die Mittelachse in der einen oder anderen Richtung sowie
zur Abgabe eines Ausgangssignals, welches eine derartige
Drehbewegung wiedergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stützeinrichtung eine obere Platte (30), Gurtmittel (29) zum lösbaren
Anbringen der oberen Platte am oberen Rücken des Patienten,
eine untere Platte (40), Gürtelmittel (41) zum lösbaren
Anbringen der unteren Platte am unteren Rücken des Patienten
aufweist, wobei ein Ende des Kabels an einer der beiden
Platten fest und an der anderen der beiden Platten drehbar
angebracht ist und die entgegengesetzten Enden jedes
Verbindungselements an der oberen bzw. unteren Platte festgemacht sind,
und wobei die Stützeinrichtung ferner eine an den Gurtmitteln
fest angebrachte Stützplatte (28) sowie Mittel (33) zum
verschiebbaren Anbringen der oberen Platte an der Stützplatte, um
eine begrenzte relative Bewegung in Längsrichtung zur Aufnahme
von Dehnung und Kontraktion der Wirbelsäule im Gebrauch zu
ermöglichen, und Federvorspannmittel (35) aufweist, die die
obere Platte federnd nachgiebig in Richtung von der unteren
Platte weg drängen, und wobei das Außenskelett nicht
unmittelbar am Körper des Patienten längs seiner Länge befestigt ist
und eine durch die Bewegung des Patienten verursachte
Biegebewegung des Außenskeletts jedes der Verbindungselemente zu
einer wahlweisen Längenänderung veranlaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zu den Öffnungen
erste und zweite Öffnungen (18, 19), die an entsprechenden,
gegenüberliegenden, seitlichen Seiten der Mittelachse liegen,
sowie eine dritte, oberhalb der Mittelachse und in gleichem
Abstand von den ersten und zweiten Öffnungen vorgesehene
Öffnung (20) gehören, die so angeordnet sind, daß die ersten,
zweiten und dritten Öffnungen jedes der Glieder sich in einer
Dreiecksanordnung befinden, wodurch beim Biegen des
Außenskeletts in der Lateralebene eines oder beide der sich durch die
ersten und zweiten Öffnungen erstreckenden Verbindungselemente
zu einer Längenänderung in Längsrichtung veranlaßt werden und
beim Biegen des Außenskeletts in der Sagittalebene die sich
durch die dritten Öffnungen erstreckenden Verbindungselemente
zu einer Längenänderung veranlaßt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der jedes der Glieder
(14) insgesamt T-förmige Gestalt hat, mit einem horizontalen
Basisschenkel (15) und einem aufrechten Schenkel (16), und bei
der die mittlere Bohrung (17) sich in der Nähe der Kreuzung
der Schenkel befindet, die ersten und zweiten Öffnungen an den
jeweiligen Enden des horizontalen Schenkels und die dritte
Öffnung sich in der Nähe des freien Endes des aufrechten
Schenkels befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die
Bewegungssignalisiereinrichtung drei Sensoren (50, 51, 52) aufweist, die an
der anderen der beiden, der oberen und unteren, Platten
angebracht sind, wobei jeder der Sensoren betriebsmäßig mit einem
der Verbindungselemente (44) verbunden ist, und bei der die
Drehsignalisiereinrichtung einen vierten Sensor (60) aufweist,
der an der anderen Platte angebracht und betriebsmäßig mit dem
Kabel verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit einem an der
Stützeinrichtung angebrachten Sender (62), der mit jedem der
Sensoren betriebsmäßig derartig verbunden ist, daß er deren
Ausgangssignale durch Telemetrie überträgt, und mit einem
Zentralrechner (64) zum Empfang der übertragenen Signale vom
Sender und zur Wiedergabe derselben in sichtbarer Form.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes der
Verbindungselemente einen nicht dehnbaren Draht (45) und ein an
einem Ende des Drahtes befestigtes, dehnbares Element (46)
aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit Mitteln (36, 55),
die ein Ende des Kabels so an der oberen Platte festlegen, daß
eine begrenzte relative Längsbewegung zwischen dem einen Ende
und der oberen Platte möglich ist.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009050385A1 (de) * | 2009-10-22 | 2011-05-05 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung und/oder Beeinflussung der Körperhaltung |
DE102010033611A1 (de) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur rechnergestützten Verarbeitung von Biegeinformationen eines menschlichen oder tierischen Körpers, insbesonders eines Rückens |
US8241231B2 (en) | 2006-03-27 | 2012-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Device, sensor, sensor element and method for measuring the profile of a spinal column and for measuring changes in the profile of the spinal column |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5337758A (en) * | 1991-01-11 | 1994-08-16 | Orthopedic Systems, Inc. | Spine motion analyzer and method |
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GB9127360D0 (en) * | 1991-12-24 | 1992-02-19 | Foden David B | Physio feedback device |
ES2048676B1 (es) * | 1992-09-28 | 1997-03-01 | Univ Politecnica De Valencia I | Raquimetro extensometrico. |
DE29719250U1 (de) * | 1997-10-30 | 1998-05-07 | Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften eV, 53757 Sankt Augustin | Körperbelastungsmeß- und Analysesystem |
GB2560909B (en) * | 2017-03-27 | 2020-12-02 | 270 Vision Ltd | Movement sensor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3608541A (en) * | 1969-12-18 | 1971-09-28 | Oasis Electronics | Poor posture detectors |
SE8503151D0 (sv) * | 1985-06-24 | 1985-06-24 | Se Produkter | Anordning for detektering av relativa rorelser och/eller legen for en kroppsdel eller liknande |
FR2590151B1 (fr) * | 1985-11-21 | 1990-06-15 | Centre Nat Rech Scient | Appareil electronique ambulatoire d'enregistrement et/ou de reeducation de la locomotion |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8241231B2 (en) | 2006-03-27 | 2012-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Device, sensor, sensor element and method for measuring the profile of a spinal column and for measuring changes in the profile of the spinal column |
DE102009050385A1 (de) * | 2009-10-22 | 2011-05-05 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung und/oder Beeinflussung der Körperhaltung |
DE102010033611A1 (de) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur rechnergestützten Verarbeitung von Biegeinformationen eines menschlichen oder tierischen Körpers, insbesonders eines Rückens |
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