(57)【要約】本発明は、断端（１）と補装具のシャフト（３）との間に設けられたライナ（２）と、筋電信号を検出するための筋電式の電極ユニット（４，５）とからなる装置に関する。電極ユニット（４，５）は、ライナ（２）の、断端（１）に向いた側に設けられている測定ユニット（４）と、ライナ（２）の、断端（１）から離隔した側に設けられている受信ユニット（５）とを有する。更に、測定ユニット（４）は、筋電信号をケーブルなしに受信ユニット（５）に伝達するための送信器（４６）を有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断端（１）と補装具のシャフト（３）との間に設けられたライナ（２）と、筋電信号を検出するための筋電式の電極ユニット（４，５）とからなる装置であって、前記電極ユニット（４，５）は、前記ライナ（２）の、前記断端（１）に向いた側に設けられている測定ユニット（４）と、前記ライナ（２）の、前記断端（１）から離隔した側に設けられている受信ユニット（５）とを有し、前記測定ユニット（４）は、前記筋電信号をケーブルなしに前記受信ユニット（５）の受信器（５１）に伝達するための送信器（４６）を有する。
【請求項２】
前記測定ユニット（４）には、前記筋電信号を増幅するための増幅器（４３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記測定ユニット（４）には、前記筋電信号をディジタル化するためのアナログ・ディジタル変換器（４５）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記測定ユニット（４）には、送信される前記信号を符号化するための符号化ユニット（４６）が設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項５】
前記測定ユニット（４）には、誘電コイルと、前記測定ユニット（４）にエネルギを供給するため整流器ユニット（４７）とが、設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項６】
前記測定ユニット（４）は、前記ライナ（２）に取り付けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項７】
前記測定ユニット（４）は、水密にカプセルに入れられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項８】
前記受信ユニット（５）と、電磁交流電界を発生させるための手段（５３）と、エネルギを伝達するための誘導コイルとが設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項９】
前記受信ユニット（５）は、補装具のシャフト（３）に取り付けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項１０】
前記送信器（４６）は、光学的な送信器として形成されていること、および前記受信ユニット（５）には、光学的なセンサ（５１）が受信器として設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の装置。
【請求項１１】
前記測定ユニット（４）および前記受信ユニット（５）は振動回路を形成し、信号の伝達（６）は、周波数変調のまたは振幅変調の負荷変調によってなされることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載の装置。
【請求項１２】
前記信号の伝達（６）は、前記送信器（４６）内で発生される搬送信号の振幅変調によってなされ、前記受信器（５１）は、この搬送信号を復調することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断端と補装具のシャフトとの間に設けられたライナと、断端に装着された補装具を制御するための筋電信号を検出する筋電式の電極ユニットとからなる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筋電極は、表面筋運動図を検出しかつ評価するために用いられる。表面筋運動図を基礎にして、補装具の、モータで駆動される複数の要素が制御される。この場合、このような補装具、特に上肢装具の全機能性は、筋電極の質に直接に依存する。従来の技術からは、筋電図を導出するための導出電極と、信号を増幅しかつ信号を処理する複数の要素とからなる活動筋電極が知られている。
【０００３】
閉じられたプラスチックハウジングに従来製造されていた筋電極は、断端へ向けられた入力インタフェースと、補装具へ向けられた出力インタフェースとからなる。入力インタフェースは、ハウジングの表面に位置している金属製の導出電極によって形成される。出力インタフェースにより、アナログ形態のまたはディジタル形態で増幅されかつ処理された筋電図信号が、補装具の任意な使用ために供される。
【０００４】
ここ数年、補装具における供給技術において、いわゆるライナ・シャフト技術への開発が認められる。この場合、従来の補装具のシャフトとは異なり、まず、患者は、ライナとも呼ばれる、軟らかい、靴下状の部分を、断端を覆うように、被せる。患者は、続いて、被せられたライナの上に補装具を装着する。ライナは、断端と、補装具のシャフトの間で、一方では断端における補装具のシャフトの座りを改善し、他方では補装具の着用快適性を高める結合手段を形成する。ライナは、シリコーンまたはポリウレタンのよう材料から製造され、断端への優れた付着性を有する。付着性は、追加的に、断端におけるライナの気密の閉鎖によって、著しく改善される。
【０００５】
現在周知であり、ケーブルで繋がれた筋電極は、ライナ技術と共に使用可能ではない。これらの筋電極は、弾性をもって、シャフトに吊るされているので、導出電極と、断端の皮膚との間の接触を形成するためには、ライナへは、窓が１つ切れ込まれねばならないだろう。このことは、ライナと断端との間の付着性の低下をもたらすだろう。更に、ライナは断端に極めて正確にあてがわれねばならないだろう。その目的は、ライナにある窓が、補装具のシャフトに設けられた筋電極の位置に対し正確に形成されているためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、従来の技術から知られた複数の欠点を克服する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従って、この装置は、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。後者の装置では、ライナの、断端に向いた側に設けられている測定ユニットと、ライナの、断端から離隔した側に設けられている受信ユニットとが設けられており、測定ユニットは、筋電信号をケーブルなしに受信ユニットに伝達するための送信器を有する。かくして、一方では、着用快適性および付着性に関するライナ技術の利点を利用し、他方では、筋電気で制御する機能および手段を有する補装具を使用することが可能である。遠隔測定用の筋電極がある。この筋電極は、２つのユニットからなり、筋電極のうちの一方のユニットは、断端の皮膚に向いたライナの内側に取着されており、筋電極の受信ユニットは、ライナと、補装具のシャフトとの間に、好ましくは補装具のシャフトに取り付けられている。
【０００８】
本発明は、測定ユニットに、筋電信号を増幅するための増幅器、信号をディジタル化するためのアナログ・ディジタル変換器および信号を符号化するための符号化ユニットが設けられており、その目的は、増幅されディジタル化され符号化された信号を、送信ユニットを介して、ケーブルなしに、ライナの外側に設けられた受信ユニットへ伝達するためであることを提案する。受信ユニットは、受信された筋電図信号を、補装具内での更なる処理のために送信する。測定ユニットは、ライナの内側にしっかり取り付けられ、例えば、貼着されまたは接合されていることが可能である。その目的は、ライナを問題なくあてがうためである。測定ユニットが、水密のカプセルとして、簡単な構造で、直接ライナに統合されていることは好ましい。従って、遠隔測定による筋電方法は、補装具の機械電気的な構成要素を、断端から分離する、閉じられたライナを、補装具のシャフト内で使用することができる。
【０００９】
測定ユニットを摩耗なしにおよび保守なしに形成するためには、測定ユニットには、誘電コイルと、電磁交流電界を変換するための手段とが、設けられている。それ故に、自己のエネルギ源、例えばアキュムレータを省略することができる。次に、エネルギの伝達が、電磁交流電界によってなされ、電磁交流電界は、受信ユニットに発生される。それ故に、遠隔測定によるエネルギの伝達が実行される。
【００１０】
筋電信号を電磁波によって伝達することのほかに、送信器は光学的に形成されており、受信ユニット内の受信器は、光学式の信号の伝達を可能にするために、光学的なセンサであることが提案されている。測定ユニットには、効率の高い発光ダイオードが組み込まれていてもよい。この発光ダイオードは、導出電極の、ディジタル化された２進の信号を、輝度の振幅変調（Ein-Aus-Modulation）によって、ライナの向こう側に設けられた受信ユニットに送信する。
【００１１】
信号の伝達は、周波数変調の負荷変調によってもなされることが可能である。この場合、給電の伝達が、筋電図信号の伝達と結合されている。この場合、測定ユニットは共振回路を離調する。この共振回路は、供給エネルギを伝達するために用いられる。離調は、２進式の信号電流で変調されている。この離調は、受信ユニット内で、検出かつ復調される。
【００１２】
信号の伝達は、振幅変調の負荷変調によってもなされる。この場合、給電の伝達が、筋電図信号の伝達と結合されている。この場合、測定ユニットは共振回路を減衰する。この共振回路は、供給エネルギを伝達するために用いられる。減衰は、受信ユニット内で、検出かつ復調される。
【００１３】
実際また、信号の伝達を搬送波の振幅変調により実行することが提案されている。この場合、送信器内に発生された搬送波が、２進のデータストリームに変調される。搬送波は、エネルギ供給に関係のない独自の電磁結合によって受信ユニットに送信され、そこで、復調される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。図１には、補装具３を断端１に装着するための原理的な配列が示されている。この配列では、断端１と補装具のシャフト３との間に、ライナ２が設けられている。シリコーン、ポリウレタン、または、好ましくは断端に付着しかつ保護する他の材料で製造されているライナ２は、個々に、断端１に適合され、補装具のシャフト３をあてがう前に、着用される。ライナ２は比較的軟らかく、断端1の皮膚と、補装具のシャフト３の内張りとの間の接続層を形成する。
【００１５】
補装具のシャフト３の複数の可動の構成要素を例えば指領域で制御することができるためには、図示しない筋電極によって、筋肉活動の信号を受信する。いわゆる表面筋運動図が記録され、信号の処理後に、これらの信号は、機械電気的な構成要素を制御するために用いられる。
【００１６】
図２には、測定ユニット４および受信ユニット５から構成されている電極ユニットの概略の配置が横断面で示されている。測定ユニット４は、断端１の表面と、断端１の皮膚表面上のライナ２との間に設けられている。導出電極４１および接地電極４２は、断端１の皮膚表面に直接載っており、筋電信号を検出する。これらの信号は、測定ユニット４で処理され、ケーブルなしに、送信ユニットを介して、ライナ２を通って、ライナ２の向こう側に設けられた受信ユニット５へ導かれる。信号の伝達６は、ケーブルなしに、光学信号によって、あるいは、その代わりに、電磁信号の振幅変調によってなされる。
【００１７】
測定ユニット４にエネルギを供給するためには、電磁交流電界７が測定ユニット４に向けられる。そこでは、例えば誘導コイルによって電流が誘導される。
【００１８】
信号の伝達６は、周波数変調のまたは振幅変調の負荷変調（Lastmodulation）によってもなされることができる。この場合、給電７の伝達が、筋電図信号の伝達６と結びついている。この場合、測定ユニット４は共振回路を離調する。この共振回路は、測定ユニット４のための供給エネルギの伝達７のために用いられる。離調は、２進式の信号電流で変調されており、受信ユニット５によって検出かつ復調されることが可能である。その代わりに、信号の伝達６は、振幅変調の負荷変調によってもなされてもよい。
【００１９】
受信ユニット５には、信号を処理するための手段および受信器が設けられている。両者は、受信された信号を処理し、該信号を、好ましくはケーブル８によって、補装具３の複数の機械電気的な構成要素に伝送される。受信ユニット５が補装具のシャフト３の内側に設けられていることは好ましい。
【００２０】
図３には、測定ユニット４および受信ユニット５の構造が詳細に示されている。導出電極４１および接地電極４２は、断端１に直に関連づけられている。導出電極４１からは、信号が演算増幅器４３を通ってフィルタ４４に供給される。次に、信号は、フィルタからアナログ・ディジタル変換器４５を通って符号化・変調および送信ユニット４６に導かれる。この符号化・変調および送信ユニット４６は、遠隔測定で、信号電流６を、ライナ２を通って、受信器モジュール５１に伝達する。この受信器モジュールでは、信号は復調および複号される。受信器モジュール５１からは、復調されかつ複号された信号が、更なる信号処理のために、相応の信号処理ユニット５２に供給される。信号処理ユニットからは、信号は、図示しないケーブルを介して補装具のシャフト３の内側の複数の要素へ導かれる。
【００２１】
受信ユニット５は、補装具のシャフト３の内側に取り付けられており、他方、測定ユニット４は、ライナ２の内側に取り付けられている。測定ユニット４および受信ユニット５が、互いに対し整列されており、かつ互いに向かい合っているように、測定ユニットおよび受信ユニットが設けられていることは好ましい。このことによって、遠隔測定による信号の良好な伝達が保証されている。信号の伝達６は光学的におよび電磁的になされることができる。
【００２２】
フィルタ４４、アナログ・ディジタル変換器４５、符号化ユニットおよび送信器４６ならびに演算増幅器４３にエネルギを供給するためには、給電ユニット５７は整流器を有する。この給電ユニットでは、逆変換装置から送信された電磁交流電界が変換される。この場合、測定ユニット４と受信ユニット５の間の電磁的な結合機能（Kopplung）が形成される。この結合機能は、供給エネルギの伝達７のために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】切断シャフト、ライナおよび補装具を並列したものを示す。
【図２】電極ユニットを断端およびライナに配置した略図を示す。
【図３】電極ユニットの機能ユニットの詳細図を示す。
【図１】
2008539834.tif 000003
【図２】
2008539834.tif 000004
【図３】
2008539834.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月4日(2008.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ここ数年、補装具における供給技術において、いわゆるライナ・シャフト技術への開発が認められる（例えば、特許文献１乃至５）。この場合、従来の補装具のシャフトとは異なり、まず、患者は、ライナとも呼ばれる、軟らかい、靴下状の部分を、断端を覆うように、被せる。患者は、続いて、被せられたライナの上に補装具を装着する。ライナは、断端と、補装具のシャフトの間で、一方では断端における補装具のシャフトの座りを改善し、他方では補装具の着用快適性を高める結合手段を形成する。ライナは、シリコーンまたはポリウレタンのよう材料から製造され、断端への優れた付着性を有する。付着性は、追加的に、断端におけるライナの気密の閉鎖によって、著しく改善される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
現在周知であり、ケーブルで繋がれた筋電極は、ライナ技術と共に使用可能ではない。これらの筋電極は、弾性をもって、シャフトに吊るされているので、導出電極と、断端の皮膚との間の接触を形成するためには、ライナへは、窓が１つ切れ込まれねばならないだろう。このことは、ライナと断端との間の付着性の低下をもたらすだろう。更に、ライナは断端に極めて正確にあてがわれねばならないだろう。その目的は、ライナにある窓が、補装具のシャフトに設けられた筋電極の位置に対し正確に形成されているためである。
【特許文献１】US 5,443,525 A
【特許文献２】WO 2004/017871 A2
【特許文献３】US 5,252,102 A
【特許文献４】EP 0 421 780 A2
【特許文献５】DE-PS 15 41 416。
【国際調査報告】
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