DE19612334A1 - Tragbares Fußbelastungs-Warngerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Fuß-Belastungs-Warn­ gerät für die schonende Rehabilitation von operierten Pat­ ienten (wie Beinbrüche, Hüft-, Knie-, Fußgelenkoperationen usw.) sowie für alle invaliden Personen, die eine best­ immte Fußbelastung nicht überschreiten dürfen.

Insbesondere nach Beinoperationen ist es entscheidend, daß der Patient das operierte Bein in der ersten Zeit nur mini­ mal und in der Folge nur allmählich etwas mehr belastet um die vom Arzt vorgeschriebene Höchstbelastung nicht zu über­ schreiten. Erkann sie höchstens durch wiederholte Belast­ ungen auf einer Fußwaage kontrollieren, das richtige Gefühl dafür wird er sich aber nur in ganz grober Annäher­ ung aneignen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen immer wieder beobacht­ eten Übelstand zu überwinden und dem Patienten ein Mittel in die Hand zu geben, um eine Überlastung trotz täglichem Belastungstraining mit Sicherheit zu vermeiden.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein tragbares Fuß- Belastungs-Warngerät, das gekennzeichnet ist durch einen unter dem Fuß des Patienten anzubringenden Drucksensor, einen mit diesem funktionsverbundenen Druck-/Strom-Spann­ ungs-Wandler, einen elektronischen Vergleichsmesser, der bei Überschreitung eines voreinstellbaren Strom-/bzw. Spann­ ungs-Grenzwertes ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, einen Regler zur manuellen Einstellung dieses Grenzwertes und eine Stromquelle zur Versorgung der elek­ trischen Elemente.

Der Drucksensor kann eine mit einem Fluid gefüllte elast­ ische Kapsel, ein mit einem Fluid gefüllter, zur Spirale gewickelter Schlauch, ein eingepannter Biegestab mit auf diesem aufgebrachtem Dehnungsmeßstreifen oder eine als elektrischer Kondensator ausgebildete Sohle sein, dessen durch die Belastungen bewirkte Kapazitätsänderungen in ein elektrisches Signal umgewandelt und einem elektronischen Meßwandler zugeführt werden.

Zweckmäßig ist der Drucksensor im Sohlenbereich eines Schuhs, der Wandler am hinteren Ende desselben und Regler sowie Stromquelle in einem am Patienten zu tragenden Käst­ chen untergebracht.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Wand­ ler ein piezo-elektrisches Element, dem ein Stromverstärker nachgeschaltet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfind­ ungsgemäßen Warngerätes rein schematisch dargestellt.

In einem Schuh 1 (z. B. einem unter der Markenbezeichnung "Ilco-Adopter" bekannten offenen Holzschuh) ist in einer Ausnehmung 2 der Sohlenoberfläche eine elastische Kapsel 3 untergebracht, die mit Hydrauliköl oder einem anderen zweckdienlichen Druckfluid gefüllt ist.

Mit 4 ist eine versteifte Fersenhalterung anstelle eines Oberleders und mit 5 ein üblicher Halteriemen mit Ver­ stell-Schnalle 6 bezeichnet.

An der Halterung 4 ist hinten ein Druck-Stromwandler 7 in Form eines piezo-elektrischen Elementes oder ein Druck- Spannungswandler befestigt, der über eine Druckleitung 8 mit der Kapsel 3 verbunden ist. Das piezo-elektrische Element liefert in praktisch linearer Abhängigkeit vom Belastungsdruck einen Strom von etwa 4-20 Milliampere. Ein dünnes elektrisches Kabel 9 verbindet den Wandler 7 mit einem Kästchen 10, das die elektronischen Steuer- Elemente aufnimmt, und das so gestaltet und dimensioniert ist, daß es bequem in der Hosentasche oder am Gürtel mitgetragen werden kann. Das Kästchen 10 enthält eine Block-Batterie zur Stromversorgung und einen elektron­ ischen Vergleichsmesser, der bei Überschreitung eines voreinstellbaren Strom- bzw. Spannungs-Grenzwertes ein elektrisches Signal erzeugt. Der Ansprechwert des Ver­ gleichsmessers ist mittels eines Reglers in Form eines äußeren Drehknopfes 11 manuell einstellbar. Die dem Drehknopf 11 zugeordnete Skala kann entweder in Milliamp. oder direkt in kg Fußbelastung aufgetragen sein. Es genügt hierbei, die Belastung in Stufen von 10, 20, 30, 40 und 50 kg anzugeben, wobei eine mechanische Einrast­ ung für jeden entsprechenden Drehwinkel vorgesehen sein kann. Das Steuergerät ist indessen zweckmäßig für Grenz- Belastungen, z. B. bis 100 kg, dimensioniert.

Das elektrische Signal des Vergleichsmessers wird über ein weiteres dünnes Kabel 12 einem kleinen elektro-akust­ ischen Wandler 13 übermittelt, der bei jeder Überschreit­ ung der eingestellten Belastung ein akustisches Warnsignal erzeugt. Der Wandler 13 ist in Gestalt eines Knopfes im Ohr des Trägers einsetzbar. Statt dessen kann auch ein leichter Kopfhörer vorgesehen sein.

Im Kästchen 10 ist ferner eine Batterie-Prüfschaltung untergebracht, die mit einem Signallämpchen zur Anzeige der ausreichenden Stromversorgung verbunden ist, da der Patient sich auf die Funktionssicherheit des Geräts ver­ lassen können muß.

Das beschriebene tragbare Gerät erfüllt in vorteilhafter Weise die eingangs erläuterten Forderungen. Jedoch sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Varianten möglich.

Statt der Kapsel 3 kann als Drucksensor ein mit Druck­ fluid gefüllter, zur Spirale gewickelter Schlauch oder ein Torus vorgesehen sein. Statt dessen kann der Sensor auch ein elektrischer Kondensator sein, dessen durch die Belastungen bewirkte Kapazitäts-Änderungen in ein elekt­ risches Signal umgewandelt und verstärkt der Vergleichs­ elektronik zugeführt wird. Er kann aber auch ein in der Sohle eingespannter Biegestab mit auf diesem aufgebrachtem Dehnungsmeßstreifen sein, dessen Widerstandsänderungen der Vergleichselektronik zugeführt werden.

Die steife Sohle kann mit einem Gelenk ausgebildet sein, wobei jeder Sohlenteil mit einem Sensor versehen ist. Ferner kann der Sensor mit einer ihn überdeckenden Druck­ ausgleichsplatte versehen sein.

Claims (9)

1. Tragbares Fuß-Belastungs-Warngerät für Bein- und Hüftoperierte Patienten, gekennzeichnet durch einen unter dem Fuß des Patienten anzubringenden Druck­ sensor, einen mit diesem funktionsverbundenen Druck- Strom/Spannungs-Wandler, einen elektronischen Ver­ gleichsmesser, der bei Überschreitung eines vor­ einstellbaren Strom- bzw. Spannungs-Grenzwertes ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, einen Regler zur manuellen Einstellung dieses Grenz- und eine Stromquelle zur Versorgung der elektrischen Elemente.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor eine mit einem Fluid gefüllte elast­ ische Kapsel ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor ein mit einem Fluid gefüllter, zur Spirale gewickelter Schlauch ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor ein elektrischer Kondensator ist, dessen durch die Belastungen bewirkte Kapazitäts­ änderungen in ein elektrisches Signal umgewandelt und verstärkt der Vergleichselektronik zugeführt werden.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor ein eingespannter Biegestab mit auf diesem aufgebrachtem Dehnungsmeßstreifen ist.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor im Sohlenbereich eines Schuhs, der Wandler am hinteren Ende des Schuhs und Regler sowie Stromquelle in einem am Patienten zu tragenden Kästchen untergebracht sind.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein piezo-elektrisches Element ist, das mit einem Stromverstärker ausgerüstet ist.

8. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ins Ohr des Trägers einsetzbaren akustischen Signal­ geber in Form eines elektroakustischen Wandlers, der mit dem Vergleichsmesser elektrisch verbunden ist.

9. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Drucksensor überdeckende Belastungs-Ausgleich- Platte.