(57)【要約】  本発明は、義肢および／または装具をセットアップする方法、または下肢の義肢および／または装具の構造における位置異常を決定する方法に関し、次の各ステップを有する：ａ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第１の測定データが受領され、第１の測定データが人間の第１の運動状態に割り当てられること、ｂ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第２の測定データが受領され、第２の測定データが人間の第２の運動状態に割り当てられること、およびｃ．第１および第２の測定データが評価されること。
2020519395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
義肢および／または装具をセットアップする方法、または下肢の義肢および／または装具の構造における位置異常を決定する方法において、次の各ステップ、
ａ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第１の測定データが受領され、前記第１の測定データが人間の第１の運動状態に割り当てられること、
ｂ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第２の測定データが受領され、前記第２の測定データが人間の第２の運動状態に割り当てられること、および
ｃ．前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価されること
を有する方法。
【請求項２】
前記第２の運動状態は前記第１の測定データを踏まえた上で選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
選択された前記第２の運動状態が通信装置を通じて、特に音響信号および／または触覚信号および／または視覚信号によって表示されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の運動状態は前記第１の測定データから認識され、前記第２の運動状態は前記第２の測定データから認識されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価された後に修正措置が判定され、好ましくは、通信装置によって出力され、好ましくは、前記修正措置は少なくとも装具または義肢の少なくとも１つのコンポーネントの交換でもあり得ることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記修正措置が前記通信装置によって前記義肢または装具のコンポーネントに伝送され、該コンポーネントは伝送された信号に対する反応として前記修正措置を実行するようにセットアップされることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の測定データと前記第２の測定データが評価されるときに、前記装具または義肢の工学的な特性および／または制約、および／または人間の運動範囲および／または限界が考慮されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データが複数のセンサによって受領され、好ましくは前記第１の測定データと前記第２の測定データについて同じセンサが使用されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データが人間の介助対象でない四肢に取り付けられたセンサにも由来し、好ましくは前記第１の測定データおよび前記第２の測定データから歩行像の対称性が判定されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の運動状態または前記第２の運動状態は低速での歩行、高速での歩行、階段の昇降、傾斜に沿った歩行、または立っていることであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の運動状態は少なくとも底面の性質によっても前記第２の運動状態から区別されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データは、前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価されるときに、好ましくは電子式のデータ記憶装置に保存された対照データと比較されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
人間の身体セグメントに取り付けるための少なくとも１つのセンサと、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するためにセットアップされた電子データ処理装置とを有するシステムにおいて、前記システムは好ましくは特にディスプレイとして構成される少なくとも１つの通信装置を有しているシステム。
【請求項１４】
前記電子データ処理装置は前記少なくとも１つのセンサが取り付けられている身体セグメントを決定するようにセットアップされることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、義肢および／または装具をセットアップする方法、および／または義肢および／または装具の構造における位置異常を決定する方法に関し、ならびに、少なくとも１つのセンサと、このような種類の方法を実施するためにセットアップされた電子データ処理装置とを有するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
義肢の、特に義足の製作は慎重に行われなければならず、特に、それぞれの患者に合わせて個別に適合化されなければならない。このことは、大腿切断者（経大腿）についてだけでなく、処置されるべき足にまだ生得の膝関節を有している下腿切断者（経脛骨）にも当てはまる。当然ながら、このことはそれ以外のあらゆる義肢に当てはまる。このとき義肢製作は、たとえば生得的な歩行像が可能な限り生起され、それにより義肢の装着者が義肢を操作するために不快な動き、意図に反する動き、または不自然な動きを行わなくてすむように行われる。それと同時に、可能な限り多くの状況のもとで、可能な限り高い安全性が義肢によって装着者に与えられることが保証されなければならない。
【０００３】
従来、静止している患者に合わせて行われるスタティックな製作と、患者の歩行中のダイナミックな製作とが行われている。スタティックな製作については、製作も手掛ける整形外科技師に測定データを提供するシステムやプラットフォームが存在するのに対して、しばしばダイナミックな製作は、担当する整形外科技師がたとえば歩行像を観察したときに自分で判断する非常に主観的なデータをベースとして行われる。このことは、特にたとえば空間的な狭さのために整形外科技師が必要な視点を得ることができない場合、たとえば歩行中に患者を横から観察することができない場合に欠点となる。
【０００４】
ダイナミックな義肢製作の品質を改善するために、必要な測定値を受領することができる異なるセンサを患者の身体の異なる個所に、および／または義肢の異なる位置に取り付けることができるシステムを提供できるのが好ましい。これに相当するセンサはたとえば慣性データ、たとえば絶対角や相対角、たとえば膝の角度、加速度、または速度などを測定することができ、これらが歩行像や既存の義肢構造に関する客観的な情報をもたらす。信頼できるデータを生成するには、身体または義肢におけるセンサの向きを可能な限り正確に知り、そのような向きおよび／またはアライメントが歩行中やダイナミック分析の間に可能な限りわずかしか変わらず、好ましくはまったく変わらないように配慮することが必要である。
【０００５】
たとえばドイツ特許出願公開第１０２０１２００９５０７Ａ１号明細書より、下肢の義肢の構造における位置異常を決定するシステムおよび方法が公知であり、この場合、介助対象の四肢の慣性測定データおよびそこから導き出される量が、介助対象でない四肢の対応する量と比較され、そのようにして特に対称性が認識されて、場合により改善することができる。米国特許出願公開第２０１０／０１３１１１３Ａ１号明細書より、患者をフィルム撮影することができることによって測定データが受領される方法が公知である。これらのデータが引き続き好ましくはリアルタイムで、たとえば考えられる位置異常や運動に及ぼすその効果が保存されるデータバンクに保存されているデータと比較される。したがって受領された測定データが、位置異常を見つけるために目標値と比較される。
【０００６】
しかし経験が示すところでは、このような方法や技法にもかかわらず最善の義肢製作を実現できず、もしくは困難にしか実現できない。さらに、特に受領された測定値をデータバンクに保存されているデータと比較する際に、患者の身体的な所与の条件に合わせた個別的な適合化が困難になり、もしくは不可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１０２０１２００９５０７Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１３１１１３Ａ１号明細書
【発明の概要】
【０００８】
したがって本発明の課題は、義肢の構造における位置異常をより良く、いっそう客観的に、かついっそう包括的に発見することができ、そのようにして相応に補正することができる方法およびシステムを提供することにある。ここで位置異常とは、特に、装具および／または義肢の最善に調整されていないあらゆるパラメータであると理解される。このことは、個々のコンポーネントの相互の位置、または人間の身体に対する位置、運動範囲、たとえば関節の旋回範囲、緩衝、運動抵抗、あるいは場合によりそのつど観察される人間について最善ではない個々のコンポーネントの、たとえば人工の足部や膝などの選択であり得る。
【０００９】
本発明は、義肢または装具をセットアップする方法、または下肢の義肢または装具の構造における位置異常を決定する方法であって、ステップａ）人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第１の測定データが受領され、第１の測定データが人間の第１の運動状態に割り当てられること、ｂ）人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第２の測定データが受領され、第２の測定データが人間の第２の運動状態に割り当てられること、およびｃ）第１および第２の測定データが評価されることを有する方法によって、課せられた課題を解決する。
【００１０】
本発明の根底にある知見は、センサの測定データを異なる運動状態のときに受領して、同時に評価することが最善の義肢構造のためにしばしば必要になるというものである。したがって、第１の運動状態と第２の運動状態とは互いに相違する。このようにして、両方の運動状態のうちの一方の測定データの単純な評価だけでは得ることができない情報が得られる。このとき当然ながら、両方の運動状態が互いに相違していることが必要である。
【００１１】
本発明の方法は、コンピュータまたは電子データ処理装置によって、それが受領された第１および第２の測定データにアクセスできる限りにおいて、全面的に実施することができる。これらの測定データはそれぞれの少なくとも１つのセンサから電子データ処理装置に伝送されて、電子式のデータ記憶装置に保存されるのが好ましい。
【００１２】
好ましい実施形態では、第２の運動状態は第１の測定データを踏まえた上で選択される。最初に第１の測定データが評価されるのが好ましい。このときに、存在している位置異常を示す徴候をすでに判定することができ、これを第２の運動状態での測定によって検証し、確認し、または否定することができる。したがって、最初に第１の測定データを選択してから、最善の第２の運動状態を選択するのがしばしば好ましく、それにより第２の測定データを用いて、第１の測定データからまだ存在している不明点および／または多義性を解消することができる。
【００１３】
その代替として、選択された第１の運動状態に固定的な第２の運動状態が割り当てられることも当然ながら可能である。第１の運動状態がたとえば階段を上ることであるとき、階段を下ること、または斜面を歩行すること、すなわち上方もしくは下方に向かって傾斜を歩行することを割り当てるのが有意義であり得る。このように固定的な割り当てによって、さまざまな数多くの位置異常を測定データから判定することができる。固定的な割り当てが有意義であるのは、第１の運動状態にただ１つの第２の運動状態を割り当てることができる場合である。その際に多義性が生じて、第１の測定データの評価に基づくそれぞれ異なる評価結果について、それぞれ異なる第２の運動状態を帰結できるようになったとき、このような固定的な割り当ては、ただちに有意義でなくなる。
【００１４】
さらに特定の義肢および／または患者については、２つを超える運動状態を適用し、これら複数の運動状態の各々で別個の測定データを受領するのが有意義である。このようなケースでは、それぞれ異なる運動状態の固定的な順番を選択し、そのつど受領された測定データをそれぞれ最新の運動状態に割り当てるのが好ましい。
【００１５】
選択された第２の運動状態が通信装置を通じて、特に音響信号および／または触覚信号および／または視覚信号によって表示されるのが好ましい。したがって、本方法を実施することができる装置は、たとえばさまざまな色のＬＥＤ、ランプ、またはその他の表示部材の形態で存在することができる、たとえばディスプレイや表示装置などの通信装置を備えている。当然ながらスピーカが存在していてもよく、これを通じて音響信号を、たとえば発話された言葉を発信することができる。さらに、通信装置はマイクロホンを備えているのが好ましく、それにより、命令や指図の音声入力が可能となる。第１の測定データが評価され、この評価を踏まえた上で第２の運動状態が判定された後、どれを第２の運動状態とするかが装置の利用者に、たとえば整形外科技師に、通信装置を通じて通知される。そして患者はたとえば通信装置によって、または整形外科技師によって、次の運動状態をとり、たとえば階段を昇降し、早く歩き、もしくはゆっくりと歩き、立ち、または座るように要請を受ける。ただしその際に留意すべきは、本方法は、人間によるさまざまに異なる運動状態の実際の遂行には関わりなく実施可能であることである。通信装置による要請の後に判定される測定データは、第２の運動状態が実際にとられて適切に遂行されたか否かに関わりなく、第２の運動状態に割り当てられる。すでに述べたとおり、本方法は、少なくとも１つのセンサで受領された測定データにアクセスすることができるコンピュータによって全面的に実施することができる。
【００１６】
第１の運動状態は第１の測定データから認識され、および／または第２の運動状態は第２の測定データから認識されるのが好ましい。このことは、たとえば特定の測定データ推移が、たとえば歩行時の膝の角度の推移が、電子式のデータ記憶装置に保存されることによって行うことができる。引き続き、受領された測定データがこれら一連のさまざまな運動パターンおよびデータ推移と一致が見出されるまで比較される。これに対応する運動状態が第１の運動状態または第２の運動状態として認識されて、相応に測定データに割り当てられる。
【００１７】
第１および第２の測定データが評価された後に修正措置が判定され、特に通信装置によって出力されるのが好ましい。この修正措置は義肢構造に関わるものであり、たとえば下腿および／または膝に対して相対的な足のずれや、義肢の個々のコンポーネントの互いに相対的な別の位置決めなどであり得る。ただし修正措置は少なくとも、装具または義肢で使用される１つのコンポーネントを他のコンポーネントと交換し、そのようにして、たとえば義足で利用される義足足部を別の義足足部と交換することでもあり得、もしくはそれのみであり得る。それに伴い、義肢または装具の装着者が、最善に製作された義肢または装具だけでなく、可能な限り最善の個々のコンポーネントの組み合わせからなる義肢または装具も手に入れて使用できることを保証することができる。
【００１８】
修正措置は、通信装置によって義肢または装具のコンポーネントに伝送されるのが好ましい。このことはケーブル式に、またはケーブルレス式に、たとえば無線、ＷｉＦｉ、またはブルートゥース（登録商標）を通じて行うことができる。装具または義肢のコンポーネントは、相応の信号を変換し、その中に含まれる修正措置を、受信した信号に対する反応として具体化するようにセットアップされるのが好ましい。このことは、たとえ屈曲抵抗の増大または削減、コンポーネントの位置の変更、または緩衝の調整によって行うことができる。安全性関連の変更および／または修正措置は、人間によって、たとえば整形外科技師によって確認されるのが好ましい。
【００１９】
修正措置は可能な限り具体的であるのが好ましく、それにより整形外科技師によって容易に具体化することができる。修正措置は、たとえばどのねじを、あるいはどの調整機構を、どの程度までどの方向へ回すべきか、どのように調整するべきかの指図を含むことができる。
【００２０】
修正措置の追加または代替として、義肢または装具の最善の取扱を人間に伝えるために、トレーニング推奨を出力することもできる。
【００２１】
第１の測定データと第２の測定データが評価されるとき、装具または義肢の工学的な特性および／または制約および／または人間の運動範囲および／または限界が考慮されるのが好ましい。たとえば、使用される義肢膝関節が立脚期屈曲を可能にすることができない場合、このことが測定データの評価にあたって考慮される。このケースでは当然ながら、立脚期屈曲を実現しようと修正措置によって試みるのは有意義でない。にもかかわらずそれが有利および／または必要とみなされる場合、修正措置はその代わりに膝関節の交換を含むことになる。人間の運動制約、たとえば制限された運動範囲なども、本方法によって可能な限り最善の、かつ個別的に規定された義肢または装具の構造を実現するために考慮されるのが好ましい。これらのデータはデータバンクに保存され、たとえば手動式に入力できるのが好ましい。電子データ処理装置がこのようなデータバンクにアクセスできるのは当然である。
【００２２】
使用されるコンポーネントまたは患者のこのような種類の制約は、本方法の実施前に照会されて、電子データ処理装置がアクセスすることができるデータバンクに保存されるのが好ましい。その代替として、このような制約はデータ伝送によって、たとえば記憶媒体から、またはオンライン式に供給して保存することもできる。
【００２３】
人間のバイオメカニズムモデルが装具または義肢とともに保存され、第１の測定データおよび／または第２の測定データを用いてパラメータ化され、その後にこれが運動学的なデータから運動データを計算するために利用されると好ましい。
【００２４】
第１の測定データおよび／または第２の測定データが、人間の介助対象でない四肢に取り付けられたセンサに由来するのも好ましい。一部は健全な、すなわち介助対象でない人間の身体セグメントに取り付けられ、それに対して他の部分は介助対象の身体セグメントに、すなわち義肢そのものに取り付けられるのが好ましい。第１の測定データおよび第２の測定データから、歩行像の対称性が判定されるのが好ましい。義肢に配置されるセンサは、本発明の枠内においては、人間の身体セグメントに取り付けられているともみなされる。身体セグメントとは、本件においては、人間の生得の身体部位だけでなく、人間が装備する装具または義肢のコンポーネントも意味する。
【００２５】
好適なセンサは、たとえば角度センサ、慣性センサ、圧力センサ、力センサおよび／またはトルクセンサ、ビデオセンサまたは画像センサである。異なるセンサおよび／または異なる運動状態のデータを組み合わせることで、そのような組み合わせがなければ得ることができない新たな知見が得られる。異なる出所のデータが融合されるのが好ましい。
【００２６】
このようにして、介助対象の四肢だけでなく介助対象でない四肢の測定データも受領し、相互に比較することができる。このことは特に、対称性観察と対称性測定にとって大きな利点がある。それが該当するのは、たとえば歩幅や二歩幅の測定、ならびにステップ時間やダブルステップ時間の測定である。歩行速度、立脚期中の最大の膝角度、または遊脚期中の最大の膝角度なども、このようにして両方の四肢について判定し、対称性に関して相互に比較することができる。このときに非対称性が認識されると、このことは相応の修正措置を講じる徴候となり得る。少なくとも１つのセンサによって判定することができるその他の量は、たとえば患者によって行われる分回し歩行タイプ、１ステップの遊脚期における最大の地上高、立脚期における最小の膝角度、ならびに歩行サイクルにおける立脚期および／または遊脚期の百分率割合などであり、特に時間的な長さが着目される。当然ながら歩調、区間長、およびその他のパラメータ、たとえば膝の角速度なども判定することができる。測定データの評価中に、センサに直接由来するこうして判定された当初の測定データから導き出される別の量、特に時間微分や相対角度などを求めることができる。これらのデータおよび測定データすべてが、可能な限り最善の義肢構造を保証するために、評価の基礎とされるのが好ましい。
【００２７】
第１の運動状態または第２の運動状態は、静止、低速での歩行、高速での歩行、階段の昇降、傾斜に沿った上または下への歩行、立っていることまたは座っていること、立ち上りまたは座り込み、またはその場での足踏み（両足を交互に上げる）であるのが好ましい。加速もこの種の運動状態の１つである。第１の運動状態と第２の運動状態は底面の性質によっても区別され、またはこれによってのみ区別されるのが好ましい。このとき第１の運動状態の運動が、たとえば平面での歩行が、第２の運動状態の運動とは異なる床面被覆の上で行われる。これらの運動はたとえば硬い地面の上で、たとえば石、コンクリート、または木材の上で行うことができ、または柔らかい地面の上で、たとえば砂、森林の土、芝生、またはカーペット床面の上で行うことができる。
【００２８】
第１の測定データと第２の測定データが評価されるとき、好ましくは電子式のデータ記憶装置に保存される、保存された対照データとこれらが比較されるのが好ましい。これは別の人間のデータ、たとえば同じ疾患もしくは障害および／または同じ装具または義肢を有する他の患者のデータであってよい。
【００２９】
さらに本発明は、人間の身体セグメントに取り付けるための少なくとも１つのセンサと、ここで説明している方法を実施するためにセットアップされた電子データ処理装置とを有するシステムによって課せられた課題を解決し、このシステムは、特にディスプレイとして構成される通信装置を有するのが好ましい。義肢または義肢のコンポーネントに配置されるセンサが人間の身体セグメントのセンサとみなされるということが、この場合にも当てはまる。
【００３０】
電子データ処理装置は、適切な機能テストを自動的に判定して実施するようにセットアップされるのが好ましい。周知のテストはたとえば”Ｔｉｍｅｄ  ｕｐ  ａｎｄ  ｇｏ  ｔｅｓｔ（ＴＵＧ）”、”ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｒｅａｃｈ  ｔｅｓｔ（ＦＲＴ）”、”２  ｍｉｎｕｔｅｓ  ｗａｌｋ  ｔｅｓｔ（２ＭＷＴ）”、あるいは”ｆｏｕｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｓｔｅｐ  ｔｅｓｔ（ＦＳＳＴ）”などである。
【００３１】
第１の運動状態をなす歩行のときに、および、第２の運動状態をなす足踏みのときに受領された測定データから、両足の平行性（互いに相対的な両足の位置）ならびに歩幅対称性および立脚期時間の対称性を特定することができる。ただ１つの運動状態のデータからではすべてを得ることができないこれらすべてのパラメータが既知になれば、たとえば屈曲拘縮を判断することができる。
【００３２】
遊脚期伸展および／または遊脚期屈曲を判断できるようにするために、低速での歩行（第１の運動状態）と加速（第２の運動状態）のときに測定データが受領されるのが好ましい。
【００３３】
第１の運動状態中に、その人が位置異常を別の運動によって補正しようと試みることが確認された場合、第２の運動状態は、これと同じ運動の、たとえば歩行の、「リラックスした」遂行であってもよい。
【００３４】
少なくとも１つのセンサが取り付けられている身体セグメントが、本方法によって認識されるのが好ましい。この方法は１つの独立した発明であり、または、ここに記載している他の構成要件との組み合わせで適用することができる。
【００３５】
少なくとも１つのセンサが人間の身体セグメントに取り付けられ、少なくとも１つのセンサが、測定データと個別的なセンサ識別表示とを含む信号を電子データ処理装置に送信し、電子データ処理装置が、センサが配置されている、または配置されるべき身体セグメントを決定して、少なくとも１つのセンサの測定データを当該身体セグメントに割り当てる方法によって、課題が解決される。このような割り当ては自動式に行われるのが好ましい。そのために、電子データ処理装置は個別的なセンサ識別表示を認識するのが好ましい。
【００３６】
身体セグメントとは、本件においては、人間の生得の身体部位だけでなく、人間が装備する装具または義肢のコンポーネントも意味する。
【００３７】
この方法により、センサから発信される特に測定データを含む信号が、そのセンサがある正しい身体セグメントに割り当てられる。このようにして、客観的でダイナミックな義肢製作を可能にし、そのようにして種々の義肢の改善された品質につながる客観的な測定値検出が実現される。さらに、少なくとも１つのセンサをさまざまに異なる身体セグメントに割り当てることができ、このことを電子データ処理装置によって認識または判定することができ、それにより、それぞれのセンサをさまざまに異なる患者でさまざまに異なる身体セグメントに使用することができる。特に、複数のセンサがさまざまに異なる身体セグメントに割り当てられるケースでは、それによって一方では大量のセンサを個々の身体セグメント用として留保しておく必要性がなくなり、他方では、相応のセンサがそのために意図される身体セグメントに常に取り付けられることが保証されなくてはならない複雑で高いコストのかかる方法が不要となる。このことは、一方では整形外科技師にとって高いコストがかかって非実際的であり、他方では不具合が起こりやすい。そのような欠点が本発明の方法によって回避される。
【００３８】
好ましい実施形態では、少なくとも１つのセンサは個別的なセンサ識別表示を要請後に初めて送信する。このような要請は、電子データ処理装置から発信されて少なくとも１つのセンサにより検知される相応の制御信号によって行われるのが好ましい。複数のセンサが使用される場合、制御信号は、どのセンサが呼びかけられていて、その個別的なセンサ識別表示を伝送すべきであるのかに関する情報を含んでいるのが好ましい。
【００３９】
別案として少なくとも１つのセンサは、たとえば押しボタンなどの操作装置を有することもできる。操作装置が操作されると、センサがその個別的なセンサ識別表示を送信して、これが電子データ処理装置によって検知される。
【００４０】
本方法の好ましい実施形態では、電子データ処理装置にはセンサの信号の少なくとも１つの部分を検知する少なくとも１つの検出器が付属しており、電子データ処理装置は検知された信号から、特に個別的な送信器識別表示が送信された方向または位置から、または測定データの時間的推移から、身体セグメントを決定する。
【００４１】
センサ識別表示はたとえば可視光を通じて発信することができる。このことは、少なくとも１つのＬＥＤを通じて、特に特別に好ましくは異なる色の光を発信する複数のＬＥＤを通じて、行うことができる。このとき個別的なセンサ識別表示は、点滅周波数、色、強さおよび／またはパターン、特定の順番、またはこれらの１つもしくは複数のパラメータからなるコードの組み合わせを含むことができる。個別的なセンサ識別表示がセンサから発信されると、データ処理装置に付属する、上述した実施例ではカメラであってよい相応の検知器によってこれが検出される。当然ながら、これ以外の光感度のあるセンサも考えられる。その代替または追加として、センサ識別表示は、たとえば赤外領域の不可視の電磁放射、および／または可聴および／またはたとえば超音波領域の不可聴の音響信号を含むこともできる。それに応じて検知器は、このような個別的なセンサ識別表示の少なくとも一部を検知することができなければならず、このようなセンサ識別表示が、個別的なセンサ識別表示の検知された各部分を参照してセンサを特定することを電子データ処理装置に可能にする。少なくとも１つの検知器は、完全なセンサ識別表示を検知することができるのが好ましい。
【００４２】
しかしながらデータ処理装置に付属する少なくとも１つの検知器は、個別的なセンサ識別表示だけでなく、送信をするセンサの位置を明らかにする他の情報も検知できるのが好ましい。このことは、たとえば送信器識別表示が送信されてくる方向であってよく、それにより電子データ処理装置は、センサが配置されている身体セグメントを決定することができる。引き続いて電子データ処理装置は、送信をしているセンサの個別的なセンサ識別表示をそれぞれの身体セグメントに割り当て、それにより、センサが利用されたときに、送信された測定データが当該センサから来ていることも特定して、それぞれの身体セグメントに割り当てることができる。
【００４３】
個別的なセンサ識別表示は、それぞれのセンサに、当該センサが身体セグメントに取り付けられる前に伝送されるのが好ましい。その代替として、送信器がすでに人間の身体セグメントに取り付けられている場合には、識別表示を当該送信器に伝送することもできる。少なくとも１つのセンサはその個別的なセンサ識別表示を、そのために電子データ処理装置と接続される送信装置から受信するのが好ましく、電子データ処理装置の適当な通信プロトコルを通じて受領確認を送信できるのが好ましい。好ましくは個別的なセンサ識別表示を含んでいるこの受領確認から、またはその他の伝送された信号から、センサがある位置および／または方向を、およびこれに伴って人間の身体セグメントを、電子データ処理装置が推定することができるのが好ましい。
【００４４】
このような方式の代替または追加として、電子データ処理装置は検知された信号からも、たとえば測定データの時間的推移からも、センサがある身体セグメントを推定することができる。そのために測定データの検知された時間的推移が、たとえば平地での歩行、傾斜した面での歩行、階段を昇降すること、座ること、走ること、止まることなどいずれの運動経過に属するかが電子データ処理装置に保存されていると好ましい。測定データの保存されている時間的推移と比較することで、電子データ処理装置は、検知されたその測定データに帰属するセンサがどの身体セグメントにあるのかを認識することができる。
【００４５】
保存されている測定データの時間的推移との比較の代替または追加として、これ以外の分類アルゴリズムを適用することもできる。このことは、たとえば閾値に基づくシンプルなソーティングであってよく、あるいは、自動的に決定をする複雑なニューラルネットワークを含むこともできる。
【００４６】
センサの信号は、センサが取り付けられている身体セグメントに関する情報を追加的に含むのが好ましい。このような信号は、さまざまに異なる仕方で調整または判定することができる。特別に好ましい実施形態では、センサは、またはセンサが中にあるハウジングは、たとえば回転式コントローラやスライド式コントローラなどの調整装置を備えている。このような調整装置を調整することで、センサの信号に含まれる身体セグメントに関する情報がコーディングされる。たとえばスライドコント式ローラや回転式コントローラの個々の調整手段が人間のそれぞれ異なる身体セグメントに割り当てられ、それにより、センサを身体セグメントにすでに取り付けた、またはいま取り付けている人物が、調整装置を相応に調整する。その代替または追加としてセンサは、センサから送信される信号に影響を及ぼすホルダによって身体セグメントに取り付けられていてよい。このホルダは、人間のそれぞれの身体セグメントに合わせて適合化されるのが好ましい。たとえば人間の胴体に配置されるべきセンサのためのホルダは、当然ながら、上腕、手首の関節、膝などに配置されるべきセンサのためのホルダとは別様に構成される。異なる身体セグメントには異なるホルダを使用しなければならないので、ホルダでは、たとえば電気回路やＲＦＩＤチップなどを通じて、センサから発信される身体セグメントに関する信号を適合化することができる。場合によりこうしたケースでは、ホルダが左側と右側のどちらの身体セグメントに配置されているかをコーディングすることができるスイッチまたは調整装置をホルダに設けるのが好ましい。
【００４７】
特別に簡素な実施形態では、センサは身体セグメントに関する情報をそれぞれのホルダから読み取ることができる。
【００４８】
ホルダは、それが取り付けられている身体セグメントを判定するのが好ましい。このことは、たとえば身体セグメントの円周測定を通じて行うことができる。ホルダがたとえば引き出し可能な、または長さに関して調節可能なベルトを備えていれば、身体セグメントを巡回または包囲するために必要となるベルトの長さから、それがどのような種類の身体セグメントであるのかを判定することができる。このケースでは、たとえばその身体セグメントが複数存在する場合に、それがたとえば脚や腕などの身体セグメントの右側と左側のいずれの形態であるのかを追加的に判断するだけでよい。その代替として、印刷されたバーコードまたはその他のコード、オリエンテーションマーカー、絵文字、またはその他の要素を利用することができる。
【００４９】
ホルダは、これに取り付けられているセンサの種類を認識するようにセットアップされるのが好ましい。たとえば身体セグメントおよび／またはセンサに関する情報をホルダによって判定することができ、ホルダ自体によって電子データ処理装置に送信するか、またはセンサを通じて送信することができる。
【００５０】
センサは、身体セグメントに関する情報を調整することができる調整装置を備えているのが好ましい。これはたとえば手動式に操作可能な部材、たとえば回転式コントローラまたはスライド式コントローラであり得る。センサが配置される身体セグメントに応じて、このような調整部材が特定の位置および／または個所へと移され、それにより、このような状態のセンサを含んでいる身体セグメントに関する情報が調整される。
【００５１】
少なくとも１つのセンサは、相応の照会信号を受け取ったときにのみ、信号を電子データ処理装置へ送信するのが好ましい。このようにして、電子データ処理装置が単一のセンサの信号だけを受信し、人間の異なる身体セグメントに取り付けられた異なるセンサの複数の信号が互いに重なり合って、場合により評価できなくなることがないことを保証することができる。
【００５２】
少なくとも２つのセンサがそれぞれ異なる身体セグメントに取り付けられるのが好ましい。
【００５３】
好ましい実施形態では、これらの少なくとも２つのセンサは、これらそれぞれ２つのセンサの間の距離に関する情報を判定し、これを送信される信号の中で電子データ処理装置に送信するようにセットアップされる。このケースでは、電子データ処理装置は保存されている距離のパターンから、センサが取り付けられている個々の位置と身体セグメントに関して推定をすることができる。
【００５４】
２つのセンサの間の距離に関する情報を判定するために、センサのうちの少なくとも１つが、好ましくは全部が、それぞれ他のセンサによって検知することができる、たとえば振動、電磁放射、音響などの形態の相応の試験信号を発信することができると好ましい。相応の試験信号を受信したセンサが相応の応答信号を発信すると、好ましいことが判明している。試験信号と相応の応答信号の進行時間を通じて、異なるセンサの相互距離を推定し、これに伴って、互いに相対的な各センサの配置を推定することができる。センサを取り付けることができる可能な身体セグメントは既知であるので、そのような情報から、どのセンサがどの身体セグメントに配置されているかを判定することができる。さらに、試験信号が当初に送信をするセンサから特定の方向に、または特定の空間領域に向けて発信されると、たとえば脚や腕などの右側と左側の身体セグメントの間で区別をすることができる。
【００５５】
その代替または追加としてセンサは、他のセンサによって検知される試験信号を発信することができる。そして、こうして検知された信号に関する情報を、特に検知時点を、検知をしたセンサから電子データ処理装置へ伝送することができ、または、発信をしたセンサに応答信号の形態で伝送することができる。その代替または追加として、これを電子データ処理装置によって受信することができるのが好ましい。
【００５６】
センサは、たとえば地面などの他の対象物との距離を決定するのが好ましい。このことは、たとえば地面の方向に発信される超音波信号を通じて行うことができる。反射された超音波信号を検知し、それをもとに決定されるべき進行時間と既知の音速とから、地面との距離を推定することができる。このようにして、たとえば膝、大腿、肩のいずれにセンサが配置されているのかを断定することができる。当然ながらこれ以外の身体セグメントも、それが地面から異なる距離を有している限りにおいて判定することができる。その代替または追加として、個々のセンサの位置を可能な限り正確に判定し、そのようにして、どの身体セグメントにセンサが配置されているかを断定するために、厳密に作動する位置特定システム、たとえばグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を適用することができる。
【００５７】
個々のセンサの位置を互いに相対的に、または装着者の身体の特定の点に対して相対的に決定するために、人間から発せられる身体信号を利用することもできる。たとえば人間の心臓からのセンサの距離を決定するために、たとえば脈拍、心拍数、相応の血圧、および／または心電図を利用することができる。当然ながら、身体から発せられて位置決定および／または距離決定を可能にするこれ以外のあらゆる生体信号を同じく単独で、またはここに挙げた他の信号との組み合わせで利用可能である。
【００５８】
少なくとも１つのセンサが人間の身体セグメントに取り付けられ、少なくとも１つのセンサが測定データを含む信号を電子データ処理装置に送信し、電子データ処理装置が制御信号を少なくとも１つのセンサに発信し、少なくとも１つのセンサが制御信号に対する反応として人間によって検知可能な応答信号を発信する方法が、１つの代替案を形成する。たとえば音響信号、触覚信号、および／または光学信号であるこの応答信号は、人間によって、たとえば整形外科技師によって検知され、引き続きこの者が相応のセンサの位置を電子データ処理装置に通知するのが好ましい。そのために電子データ処理装置は、人間が相応のデータを電子データ処理装置に入力することができるインターフェースを備えている。
【００５９】
このような方法のために、少なくとも１つのセンサと、このような種類の方法を実施するようにセットアップされた電子データ処理装置とを有するシステムが利用されるのが好ましい。
【００６０】
少なくとも１つのセンサは、当然ながら、義肢または装具に取り付けられなければならない。そしてこれらの要素が、装具および／または義肢とともに、および対象物にセンサを取り付けるためのホルダととともに１つのシステムを構成するのが好ましく、ホルダは、少なくとも１つのスペーサ部材によって互いに間隔をおく、対象物にホルダを取り付けるための少なくとも２つの取付部材と、ホルダにセンサを取り付けるための少なくとも１つのセンサ取付部材とを有し、少なくとも１つのスペーサ部材は第１の方向で、第１の方向に対して垂直な第２の方向よりも低い曲げ剛性を有する。
【００６１】
このようなシステムは１つの独立した発明であり、または、ここに記載している他の構成要件との組み合わせで適用することができる。このことは、このようなシステムのためのホルダについても当てはまる。
【００６２】
従来、センサはたとえば身体部分または義肢部分の周りに巻かれるベルトを介して、それぞれの身体部分または義肢部分に取り付けられる。その場合、たとえば大腿などの身体部分に対して相対的にセンサの回動がしばしば起こる可能性があり、センサで判定される測定データの最善の評価のためにこれを認識して、定量化もしなければならない。さらには歩行時に発生する揺れや加速によって、身体部分または義肢部分に対して相対的にセンサのずれや滑りが起こり得る。
【００６３】
身体セグメントとは、本件においては、人間の生得の身体部位だけでなく、人間が装備する装具または義肢のコンポーネントも意味する。
【００６４】
たとえばそれぞれの身体部分または義肢部分の周りに巻かれる２つのベルトの形態で存在することができる、本発明に基づいて設けられる２つの取付部材によって、両方の取付部材の間に存在するスペーサ部材の向きが規定される。身体部分または義肢部分に対して相対的な、たとえば大腿に対して相対的な、この部材の回転または変位が、非常に限られた枠内でしか可能でなくなり、好ましくはまったく可能でなくなる。それに伴い、対象物に対して相対的な、すなわち特に身体部分または義肢部分に対して相対的な、少なくともスペーサ部材の向きが規定されて変化し得なくなり、もしくは些細にしか変化し得なくなる。センサ自体はセンサ取付部材を介してホルダに、特別に好ましくはスペーサ部材に取り付けられる。たとえばセンサに、またはセンサがあるセンサハウジングに設けられるマーキングによって、スペーサ部材に対して相対的なセンサハウジングまたはセンサの相対的な向きを容易に読み取り、調整することができるという利点がある。このようにして、対象物への、すなわち好ましくは身体部分または義肢部分へのセンサの取付が、当該対象物に対して相対的なセンサのアライメントと向きをすでに設定して規定することができる。
【００６５】
異方性の曲げ剛性を有するスペーサ部材の特別な実施形態により、センサにとって最善の向きが維持され、それにもかかわらず他の方向への運動は可能であることを保証することができる。センサは、最善の測定データを得るために、センサに定置に存在する既知の長軸をもってたとえば大腿などの対象物とたとえば平行にアライメントされるべきである、たとえば加速度センサまたは角度センサであってよい。このことは、本発明のホルダによって容易に可能である。両方の取付部材は、スペーサ部材によって互いに間隔をおく２つの位置で大腿に固定される。このときスペーサ部材が大腿と、たとえば大腿骨と、平行に延びることを保証することができる。したがって、好ましくはすでにホルダに取り付けられている、またはこれに事後的に取り付けることができるセンサは、スペーサ部材に対して相対的に、およびそれに伴って大腿に対して相対的に、既知の好ましくは調整可能なアライメントを有する。大腿の仮想的な長軸、および相応に規定されるべきセンサの方向が平行に延び、したがって１つの平面を形成する。スペーサ部材は２つの異なる方向に異なる曲げ剛性を備えており、この曲げ剛性は、事前設定されたセンサ方向を、大腿の対称軸とともに形成される平面から外に出すようなスペーサ部材の曲げに対して曲げ剛性が特別に高くなるように配置されるのが好ましく、それにより、向きを変えさせ、そのために測定データの品質を低下させることになる運動が困難にしか可能でなくなり、あるいは好ましくはまったく可能でなくなる。それに対してこれと垂直に、方向センサの事前設定された方向を、大腿の対称軸とともに形成される平面から好ましく外に出すことがない方向への曲げは、明らかに容易である。その場合、曲げ剛性が低くなっているからである。
【００６６】
このことは当然ながら、１つのセンサが人間の大腿に取り付けられる実施形態だけに限定されるものではない。
【００６７】
少なくとも１つのスペーサ部材は圧力伝達部材であるのが好ましい。それに伴い、両方の取付部材が常に同じ距離を有し、スペーサ部材の圧縮剛性が高いことが保証される。
【００６８】
好ましい実施形態では、少なくとも１つのスペーサ部材は、相並んで延びる少なくとも２つの個別部材、特にウェブ、バックル、ロッド、またはパイプを備えている。このようにして、それぞれ異なる曲げ剛性を実現することが特別に容易に可能である。個別部材そのものは等方性の、すなわちどの方向へも等しい曲げ剛性を有することができ、相並んだ異なる個別部材の位置決めによってのみ、スペーサ部材の所望の異なる曲げ剛性が実現されるからである。
【００６９】
個別部材が互いに一体的に構成されていると、特別に好ましいことが判明している。スペーサ部材全体が、特別に好ましくはホルダ全体が、一体的に構成されるのが特別に好ましい。たとえばホルダ全体は、たとえばプラスチックプレートから切断で切り出され、鋸引きで切り出され、または打抜きで切り出されたプラスチック部材であってよい。別案として、３Ｄプリントコンポーネントまたは金属コンポーネントを使用することもできる。好ましい実施形態では、個別部材はプラスチックまたは繊維複合素材、特に炭素繊維複合素材またはガラス繊維複合素材から製造される。このことが特に好ましいのは、個別部材とスペーサ部材が一体的に構成されない場合である。このようなケースでは、容易に製造することができて高い曲げ剛性を有し、それにもかかわらず少ない自重を備えている炭素繊維ロッドまたはガラス繊維ロッドを使用することができる。
【００７０】
少なくとも１つのセンサ取付部材は、少なくとも１つのスペーサ部材に配置されるのが好ましい。このとき、センサ取付部材が両方の取付部材の間の中央に配置されると特別に好ましいことが判明している。
【００７１】
センサ取付部材は少なくとも１つのスペーサ部材に取外し可能に配置されるのが好ましく、好ましくは表面または上にクランプ固定される。このようにして、必要な測定データに基づいて、またはセンサの保守および／または補修のために必要である限りにおいて、たとえば使用するセンサを特別に容易に交換することができる。さらに、センサ取付部材がスペーサ部材の長手方向に沿ってスライド可能に配置されていてよいことを実現でき、それにより、対象物における、すなわちたとえば身体部分または義肢部分における、センサの位置も事後的に調整可能であり、最善の位置へと移すことができる。同時に、それによって少なくとも１つのセンサの向きが影響を受けることがない。
【００７２】
対象物は長手方向を備えているのが好ましく、特に義肢コンポーネント、装具コンポーネント、または人間の身体のセグメントである。ホルダは、対象物にホルダが配置されたときに、少なくとも２つの取付部材が互いに間隔をおいている方向が長手方向に相当するように、またはこれに対して平行に延びるように構成されるのが好ましい。この方向は、スペーサ部材の伸長方向に相当するのが好ましい。ホルダがたとえば義肢コンポーネントに、または人間の身体のセグメントに配置されたとき、このようにして、ホルダの向きおよびこれに伴って好ましくはセンサの向きも、対象物に対して相対的に規定されることが保証され、それにより、誤った操作やその結果として生じる不正確な、もしくは誤った測定値が防止され、または少なくとも低減される。
【００７３】
少なくとも１つのセンサは、慣性センサ、特に電磁式の空間位置センサ、角度センサ、加速度センサ、たとえば心電図、血圧、脈拍などの人間の身体の生体信号を検知するためのセンサ、および／または電磁式のトラッカーを有するのが好ましい。
【００７４】
このような種類のホルダ、ならびに少なくとも１つのセンサ取付部材に取り付けられたセンサからなるシステムも、ここに記載している他の構成要件との組み合わせで適用することもできる、１つの独立した発明を形成する。少なくとも１つのセンサ取付部材と少なくとも１つのセンサは、センサを少数の、好ましくは２つの、特別に好ましくはただ１つの向きだけで、センサ取付部材に取付可能であるように構成されるのが好ましい。このようにして、センサを特定の向きでのみ取付可能であることが保証され、それにより、ホルダに対して相対的な、およびこれに伴ってスペーサ部材に対して、もしくはセンサ取付部材に対して相対的な、センサの向きを検知してチェックし、場合により調整しなくてすみ、さらには、測定エラーまたはその他の不正確性の発生源となることがない。
【００７５】
義肢構造をダイナミックに実験しようとするとき、センサをそれぞれ異なる個所で人間の身体セグメントに配置できるのが好ましい。そして電子データ処理装置は、特に個別的なセンサ識別表示も含んでいる測定データと信号を、それぞれのセンサが取り付けられている身体セグメントに割り当てることができるのが好ましい。
次に、添付の図面を用いて本発明の実施例について詳しく説明する。図面は次のものを示す：
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施例に基づく方法を実施するために、運動、位置、および／または向きに関する情報を検出することができる複数のセンサを有するシステムである。
【図２】別のシステムを示す模式図である。
【図３】本発明の１つの実施例に基づく２つのホルダとともに片足を示す模式図である。
【図４】本発明の１つの実施例に基づくホルダを示す図である。
【図５】ホルダを示す図である。
【図６】図５のホルダを示す模式的な詳細図である。
【図７】図５のホルダを示す模式的な詳細図である。
【図８】取付部材を示す模式図である。
【図９】取付部材を示す模式図である。
【図１０】別のホルダを示す模式図である。
【図１１】本方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
図１は、身体に複数のセンサ４が取り付けられた人物２を示している。センサ４は、たとえば絶対角、相対角、速度、加速度などの測定値を判定し、これを好ましくはケーブルレス式に電子データ処理装置６へ伝送することができる。センサ４で判定される測定値を電子データ処理装置６で適切に評価できるようにするためには、まず、センサが身体セグメント８に割り当てられなければならない。図の見やすさを良くするため、１つの身体セグメント８だけが、すなわち図１の左側に示す人物２の上腕だけが、符号を付されている。
【００７８】
さまざまな身体セグメント８へのセンサ４の割り当てを実現できるようにするために、図示した実施例では電子データ処理装置６が信号１０を送信し、この信号により、身体セグメント８に配置されたセンサ４が、センサ信号または応答信号を発信するように励起される。
【００７９】
図２は、人物２が腕の領域にのみセンサ４を備えている別の実施形態を示している。特に上腕と前腕のセンサを、以下において詳しく説明して図示する、本発明の実施例に基づくホルダによって上腕と前腕に配置することができる。図２の右上で上腕に示すセンサ４が信号１０を発信し、これを他のセンサ４によって検知することができる。進行時間の決定を通じてそれぞれのセンサ４の間の距離を、およびこれに伴って事前設定された計算もしくは測定されたパターンを比較することで、身体セグメント８への個々のセンサ４の配置を決定することができる。
【００８０】
図３は、２つのセンサ４が配置された足１２を模式的に示している。このことは、本発明に基づいて構成されていてよい、図３には模式的にのみ図示するホルダ１４を通じて行われる。
【００８１】
図４はこのようなホルダ１４を示している。ホルダは、スペーサ部材１８によって互いに隔てられた２つの取付部材１６を備えている。両方の取付部材１６はスリット２０を備えていて、これを通してたとえば取付ベルトを挿通することができ、それにより、ホルダ１４をそれぞれの身体セグメント８に取付可能である。
【００８２】
スペーサ部材１８は、図示した実施例では、相並んで配置された２つの個別部材２２を備えている。それにより、スペーサ部材１８の曲げ剛性が第１の方向で、第２の方向の曲げ剛性よりも明らかに低くなることが実現される。
【００８３】
図５は、ホルダ１４の別の実施形態を示している。このホルダも２つの取付部材１６を有していて、これらの間に、同じく２つの個別部材２２を備えるスペーサ部材１８がある。これらの個別部材２２には、図示した実施例では個別部材２２に沿って、およびこれに伴ってスペーサ部材１８に沿ってスライド可能に構成されたセンサ取付部材２４がある。
【００８４】
図６は、取付部材１６のうちの１つの別の視点からの拡大図を示している。個別部材２２が中に差し込まれる２つの開口部２６を見ることができる。取付部材１６には、身体部分の周りに巻き付けることができるベルト２８がある。ベルト２８の自由端に、図示した実施例では、ベルト２８の外面３２に固定することができる面ファスナー部材３０があり、それによりベルト２８が締められて、取付部材１６が身体セグメント８に配置される。身体セグメント８のほうを向いている取付部材１６の側には、図示した実施例では滑り止め被覆３４があり、これによって、取付部材１６およびこれに伴ってホルダ１４が身体セグメント８に対して相対的に滑るのを防止することが意図される。
【００８５】
図７は、センサ取付部材２４と、破線でのみ図示する個別部材２２とを示している。センサ取付部材２４は、個別部材２２を図示しているように少なくとも部分的に包囲し、そのようにしてセンサ取付部材２４を個別部材２２に取り付ける２つのクランプアーム３６を備えている。個別部材２２とセンサ取付部材２４のクランプアーム３６の間に、図示した実施例では滑り止め被覆３４があり、これによって、スペーサ部材１８およびその個別部材２２に対して相対的にセンサ取付部材２４が意図せずスライドしたり、滑るのが防止される。
【００８６】
図８および９は、ベルト２８の形態の取付部材１６を示している。これには回転式コントローラ４０を備える調整装置３８がある。回転式コントローラは、センサがこの取付部材１６によって配置される身体セグメント８に応じて調整することができる。相応の識別表示が小型のディスプレイ４２に表示される。さらにスライド式コントローラ４４を通じて、図示した実施例では、このような種類の取付部材１６を装備するホルダ１４に配置されるセンサ４が、右側または左側のいずれの身体側に配置されるかを設定することができる。
【００８７】
回転式コントローラ４０とスライド式コントローラ４４を調整することで、たとえば、それぞれのセンサ４からたとえば図１に模式的に示すような要請信号１０に応じて発信される信号を調整することができる。このようにして、たとえばそれぞれ異なる患者について、センサまたは電子データ処理装置を調整する必要なしに、それぞれ異なる場所と身体セグメント８で同一のセンサを使用することができる。
【００８８】
図１０は、同じくベルト２８を備える取付部材１６の別の実施形態を示している。さらに、図示した実施例ではセンサ４をスペーサ部材１８に直接配置することができるように構成されたスペーサ部材１８が、側面図で示されている。ここではスペーサ部材１８とセンサ４がいずれも電子モジュール４６を備えていて、スペーサ部材１８にセンサ４が配置されることで、これらの電子モジュールが電気接触される。このようにして、センサ４が電子データ処理装置６に発信する信号が変調され、それにより電子データ処理装置は、センサ４の種類および／またはセンサ４の位置と向き、すなわち特に身体セグメント８に関する信号情報を読み取ることができる。
【００８９】
図１１は、本発明の一実施例に基づく方法の模式的な進行手順を示している。本方法では、義足が前後方向で正しく位置決めされているか、それとも前方向もしくは後方向へ変位させなければならないかを検査することが意図される。そのために、「低速での歩行」により特徴づけられる第１の方法ステップで、第１の測定データが受領される。これは膝角度、すなわち大腿と下腿の間の角度であるのが好ましい。このことは、たとえば垂線に対して相対的な大腿の角度および垂線に対して相対的な下腿の角度を測定する２つの慣性センサを通じて行うことができる。このとき垂線は重力に沿った方向である。次いで、こうして記録された第１の測定データが、立脚期屈曲が生じているか否かに関して評価される。それが該当しない場合、「高速での歩行」により特徴づけられる次の方法ステップで第２の測定データが記録される。ここでは、高速での歩行が第２の運動状態をなす。このとき低速での歩行と高速での歩行は、さしあたり歩行の特定の速度領域に制限されない。第１の運動状態「低速での歩行」が第２の運動状態「高速での歩行」よりも低い前進速度を有することが、これらの呼び方によってそれぞれ表されているにすぎない。このとき歩行そのものは、好ましくは垂線に対して垂直に、すなわち水平線に沿って延びる平面上で行われる。この平面は傾斜を有さないのが好ましい。
【００９０】
こうして記録された第２の測定データも、引き続き、立脚期屈曲が生じているかどうかに関して調べられる。立脚期屈曲とは、歩行サイクルの立脚期の前半の間における膝の屈曲である。その際にはかかとが踏み出された後、膝角度の一時的な縮小すなわち膝の内方屈曲が生じる。このことが両方の運動状態で、すなわち記録された両方の測定データで生じていない場合には、義足を後方向へ変位させることが提案される。引き続き、足底屈がスタティックな製作で調整されるのがよい。しかし、第１の測定データおよび／または第２の測定データから立脚期屈曲を検知できなかったときは、それが適切な速度範囲内で行われたのかどうか、十分な強度を有していたかどうかをチェックしなければならない。速すぎる立脚期屈曲または強すぎる立脚期屈曲は、同じく義肢構造における位置異常に原因が帰せられ、これが修正されなければならない。それを行うために、足を前方に向かって変位させ、引き続き好ましくは足底屈をスタティックに調整することが提案される。屈曲基準が満たされて、義足の前後方向のアライメントが十分に決定されるまで、この方法が繰り返し実施される。このような方法は、経脛骨切断を受けている、したがって生得の膝を有している患者で実施されるのが好ましい。
【符号の説明】
【００９１】
２  人物
４  センサ
６  電子データ処理装置
８  身体セグメント
１０  信号
１２  足
１４  ホルダ
１６  取付部材
１８  スペーサ部材
２０  スリット
２２  個別部材
２４  センサ取付部材
２６  開口部
２８  ベルト
３０  面ファスナー部材
３２  外面
３４  滑り止め被覆
３６  クランプアーム
３８  調整装置
４０  回転式コントローラ
４２  ディスプレイ
４４  スライド式コントローラ
４６  電子モジュール
【図１】
2020519395.tif 000003
【図２】
2020519395.tif 000004
【図３】
2020519395.tif 000005
【図４】
2020519395.tif 000006
【図５】
2020519395.tif 000007
【図６】
2020519395.tif 000008
【図７】
2020519395.tif 000009
【図８】
2020519395.tif 000010
【図９】
2020519395.tif 000011
【図１０】
2020519395.tif 000012
【図１１】
2020519395.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月15日(2020.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
義肢および／または装具をセットアップする方法、または下肢の義肢および／または装具の構造における位置異常を決定する方法において、次の各ステップ、
ａ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第１の測定データが受領され、前記第１の測定データが人間の第１の運動状態に割り当てられること、
ｂ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第２の測定データが受領され、前記第２の測定データが人間の第２の運動状態に割り当てられること、ここで、前記第１の運動と前記第２の運動とは異なるものであり、および、
ｃ．前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価され、修正措置が前記評価の後に判定されること
を有する方法。
【請求項２】
前記第２の運動状態は前記第１の測定データを踏まえた上で選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
選択された前記第２の運動状態が通信装置を通じて、特に音響信号および／または触覚信号および／または視覚信号によって表示されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の運動状態は前記第１の測定データから認識され、前記第２の運動状態は前記第２の測定データから認識されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
好ましくは、通信装置によって出力され、好ましくは、前記修正措置は少なくとも装具または義肢の少なくとも１つのコンポーネントの交換でもあり得ることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記修正措置が前記通信装置によって前記義肢または装具のコンポーネントに伝送され、該コンポーネントは伝送された信号に対する反応として前記修正措置を実行するようにセットアップされることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の測定データと前記第２の測定データが評価されるときに、前記装具または義肢の工学的な特性および／または制約、および／または人間の運動範囲および／または限界が考慮されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データが複数のセンサによって受領され、好ましくは前記第１の測定データと前記第２の測定データについて同じセンサが使用されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データが人間の介助対象でない四肢に取り付けられたセンサにも由来し、好ましくは前記第１の測定データおよび前記第２の測定データから歩行像の対称性が判定されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の運動状態または前記第２の運動状態は低速での歩行、高速での歩行、階段の昇降、傾斜に沿った歩行、または立っていることであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の運動状態は少なくとも底面の性質によっても前記第２の運動状態から区別されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データは、前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価されるときに、好ましくは電子式のデータ記憶装置に保存された対照データと比較されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
人間の身体セグメントに取り付けるための少なくとも１つのセンサと、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するためにセットアップされた電子データ処理装置とを有するシステムにおいて、前記システムは好ましくは特にディスプレイとして構成される少なくとも１つの通信装置を有しているシステム。
【請求項１４】
前記電子データ処理装置は前記少なくとも１つのセンサが取り付けられている身体セグメントを決定するようにセットアップされることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
こうして受領された第２の測定データも、引き続き、立脚期屈曲が生じているかどうかに関して調べられる。立脚期屈曲とは、歩行サイクルの立脚期の前半の間における膝の屈曲である。その際にはかかとが踏み出された後、膝角度の一時的な縮小すなわち膝の内方屈曲が生じる。このことが両方の運動状態で、すなわち受領された両方の測定データで生じていない場合には、義足を後方向へ変位させることが提案される。引き続き、足底屈がスタティックな製作で調整されるのがよい。しかし、第１の測定データおよび／または第２の測定データから立脚期屈曲を検知できなかったときは、それが適切な速度範囲内で行われたのかどうか、十分な強度を有していたかどうかをチェックしなければならない。速すぎる立脚期屈曲または強すぎる立脚期屈曲は、同じく義肢構造における位置異常に原因が帰せられ、これが修正されなければならない。それを行うために、足を前方に向かって変位させ、引き続き好ましくは足底屈をスタティックに調整することが提案される。屈曲基準が満たされて、義足の前後方向のアライメントが十分に決定されるまで、この方法が繰り返し実施される。このような方法は、経脛骨切断を受けている、したがって生得の膝を有している患者で実施されるのが好ましい。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  義肢および／または装具をセットアップする方法、または下肢の義肢および／または装具の構造における位置異常を決定する方法において、次の各ステップ、
ａ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第１の測定データが受領され、前記第１の測定データが人間の第１の運動状態に割り当てられること、
ｂ．人間の身体セグメントに取り付けられた少なくとも１つのセンサの第２の測定データが受領され、前記第２の測定データが人間の第２の運動状態に割り当てられること、および
ｃ．前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価されること
を有する方法。
［２］  前記第２の運動状態は前記第１の測定データを踏まえた上で選択されることを特徴とする、［１］に記載の方法。
［３］  選択された前記第２の運動状態が通信装置を通じて、特に音響信号および／または触覚信号および／または視覚信号によって表示されることを特徴とする、［２］に記載の方法。
［４］  前記第１の運動状態は前記第１の測定データから認識され、前記第２の運動状態は前記第２の測定データから認識されることを特徴とする、［１］から［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］  前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価された後に修正措置が判定され、好ましくは、通信装置によって出力され、好ましくは、前記修正措置は少なくとも装具または義肢の少なくとも１つのコンポーネントの交換でもあり得ることを特徴とする、［１］から［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］  前記修正措置が前記通信装置によって前記義肢または装具のコンポーネントに伝送され、該コンポーネントは伝送された信号に対する反応として前記修正措置を実行するようにセットアップされることを特徴とする、［５］に記載の方法。
［７］  前記第１の測定データと前記第２の測定データが評価されるときに、前記装具または義肢の工学的な特性および／または制約、および／または人間の運動範囲および／または限界が考慮されることを特徴とする、［１］から［６］のいずれか一項に記載の方法。
［８］  前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データが複数のセンサによって受領され、好ましくは前記第１の測定データと前記第２の測定データについて同じセンサが使用されることを特徴とする、［１］から［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］  前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データが人間の介助対象でない四肢に取り付けられたセンサにも由来し、好ましくは前記第１の測定データおよび前記第２の測定データから歩行像の対称性が判定されることを特徴とする、［１］から［８］のいずれか一項に記載の方法。
［１０］  前記第１の運動状態または前記第２の運動状態は低速での歩行、高速での歩行、階段の昇降、傾斜に沿った歩行、または立っていることであることを特徴とする、［１］から［９］のいずれか一項に記載の方法。
［１１］  前記第１の運動状態は少なくとも底面の性質によっても前記第２の運動状態から区別されることを特徴とする、［１］から［１０］のいずれか一項に記載の方法。
［１２］  前記第１の測定データおよび／または前記第２の測定データは、前記第１の測定データおよび前記第２の測定データが評価されるときに、好ましくは電子式のデータ記憶装置に保存された対照データと比較されることを特徴とする、［１］から［１１］のいずれか一項に記載の方法。
［１３］  人間の身体セグメントに取り付けるための少なくとも１つのセンサと、［１］から［１２］のいずれか一項に記載の方法を実施するためにセットアップされた電子データ処理装置とを有するシステムにおいて、前記システムは好ましくは特にディスプレイとして構成される少なくとも１つの通信装置を有しているシステム。
［１４］  前記電子データ処理装置は前記少なくとも１つのセンサが取り付けられている身体セグメントを決定するようにセットアップされることを特徴とする、［１３］に記載のシステム。
【国際調査報告】
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