NO178994B - Innretning og fremgangsmåte til belastningskontroll av legemsdeler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning til belastningskontroll av legemsdeler såsom benas bevegelsesapparat, med en måleinnretning til registrering av en belastningsparameter og en med disses måledata forsynt, nettuavhengig, bærbar elektronikkdel som har en inngangsinnretning til innlegging av et ønsket belastningsområde, en evalueringsinnretning og en displayinnretning, spesielt for å vise av overskridelser av det ønskede område. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte til belastningskontroll av legemsdeler såsom benas bevegelsesapparat, ved hvilken en belastningsparameter registreres i form av måledata ved hjelp av en måleinnretning, hvor disse måledata tilføres en nettuavhengig, bærbar elektronikkdel med en inngangsinnretning til innlegging av et ønsket belastningsområde, en evalueringsinnretning og en displayinnretning.

Den terapeutiske delavlastning av legemsdeler spiller en stor rolle i ortopedien og skadekirurgien. Støt- og for-stuelsesskader på leddene, knokkelbrudd, bånd- og seneskader, betennelsessykdommer i bevegelsesapparatet samt slitasjesyk-dommer og bruk av kunstige ledd og lignende krever delvis en henholdsvis uke- til månedslang delavlastning av den angjeldende legemsdel. I den forbindelse er den eksakte overholdelse av delbelastningsområdet nødvendig for en raskest mulig restitusjon, og dessuten må enhver belastning unngås, men en minstebelastning som stimulerer helbredelsesforløpet ved mekanisk påvirkning må oppnås. Det således begrensede, ønskede belastningsområde kan heves i løpet av behandlingstiden.

En innretning av den i innledningen beskrevne art finnes i handelen og er beskrevet i prospektet "EDAR Einlage mit Drucksensor und akustischer Ruckmeldung" fra firmaet Harald Habermann, Orthopådisch-Technische Geråte, Frankfurt/Main. Det kjente, batteridrevne apparat har en måleinnretning som har form av en innleggssåle med en trykksensor. Apparatet avgir en dyp tone når måledataene ligger innenfor det gitte ønskede område og en høy tone når det ønskede område overskrides. Pasienten blir derfor varslet akustisk av den høye tone når han ved gang med krykker belaster bevegelsesapparatet sterkere enn foreskrevet av legen, og vet av den dype tone at belastningen er riktig.

FR-PS 2 513 508 viser en innretning til medisinsk og para-medisinsk bruk, med hvilken krefter som utøves av legemet eller legemsdeler på et underlag, kan måles. Det er her anordnet en trykksensor i form av en matrise som på sin side er forbundet med en elektronisk analyseenhet. Denne har også et minne. Minnet lagrer belastningstilstandene. Det er videre anordnet en innretning for å vise de lagrede tilstander. Men det foretas ingen momentan beregning av hvorvidt den faktiske belastning faller i det forhåndsgitte område eller ikke.

Hensikten med oppfinnelsen er å videreutvikle en innretning til belastningskontroll av den i innledningen beskrevne art med det mål at belastningsforhoidene for pasienten skal være bedre overprøvbare og spesielt en kontinuerlig langtids-belastningskontroll mulig.

Denne hensikt oppnås i henhold til oppfinnelsen med en innretning som er kjennetegnet ved at evalueringsinnretningen har en mikroprosessor og et datalager, at datalageret kan tilføres måledata fra måleinnretningen og videre analysedata som tjener til beskrivelse av belastningshistorien, at datalageret for å innstille et ønsket belastningsområde kan tilføres analysedata fra inngangsinnretningen, at evalueringsinnretningen ved hjelp av mikroprosessoren er innrettet til å sammenligne momentanbelastningen og det ønskede belastningsområde og lagre de således funne sammenligningsdata og at displayinnretningen er innrettet for en visning samtidig med lagringen, og/eller at de lagrede data for en belastningshistorie kan polles med en polleinnretning. Videre oppnås hensikten i henhold til oppfinnelsen også med en fremgangsmåte som er kjennetegnet ved å bestemme analysedata fra måledataene, og at bestemmelsen av analysedataene omfatter å evaluere måledataene i tilknytning til tidsverdier, idet evalueringen enten baseres på at de forekommende belastningstider i hver belastningssyklus bestemmes som analysedata (d), fortrinnsvis ved at tidsavstanden (d) mellom overskridelsen og underskridelsen av en terskelverdi bestemmes ved måledataene (K) , og/eller at impulsstørrelsene til belastningsparameter-tidskurven i hver belastningssyklus bestemmes som analysedata (A), fortrinnsvis ved at et flateintegral bestemmes fra de tidsserielle måledata (K), og/eller at antallet belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom bestemmes som anaylysedata.

Ved denne innretningen står ikke bare måledataene for de målte belastningsparametre til rådighet for evalueringen, men også de ved fremgangsmåten på basis av disse måledata funne analysedata. Disse har for det første den fordel at de beskriver belastningshistorien nøyaktig og dermed tillater et bedre opplegg av terapikontrollen. Eksempelvis krever en lengre overbelastning en annen kompensatorisk avlastning enn en kortere overbelastning. For det andre kan man fra en stor mengde måledata bestemme et utsagnskraftig analysedatum slik at det has mulighet for å redusere antallet data som skal lagres, og eventuelt sammenlignes med det tilhørende ønskede analysedataområde i forhold til antallet måledata. Dette reduserer bruken av lagerplass og driftstid for mikroprosessoren.

Ved hjelp av displayinnretningen kan pasienten selv iaktta sin belastningstilstand, idet det for hjelpeformål kan anbefales et akustisk alarmsignal ved overskridelse av det ønskede belastningsområde. Dette gir en første tilbakekoblingsmulighet.

Datalageret mottar henholdsvis måldataene eller en av mikroprosessoren utvalgt del av disse og de herav ved mikroprosessoren beregnede analysedataer som momentane eller ønskede belastningsverdier, slik at deres relasjon til det tilhørende ønskede område kan beregnes. Den mottar også de således funne sammenligningsdata. Ved polling av alle eller en utvalgt del av de lagrede data, spesielt måle- og analysedataene, men også sammenligningsdataene, kan belastningsforholdene til pasienten eksakt dokumenteres i et forhåndsgitt tidsrom. Dette tillater pasienten hver kveld å foreta en kontroll for på lengre sikt å forandre sin tilstand tilsvarende. Dette motsvarer en annen tilbakekoblingsmulighet. Særlig gunstig er det at legen ved pasientens legebesøk kan etterprøve og evaluere dennes belastningstilstand. Herved blir helbredelsessjansene for pasientene forbedret. Det fås en optimal terapikontroll og en eksakt forensisk dokumentasjon. Alt etter pasientens belastningstilstand kan det ønskede belastningsområde for den den neste periode forhøyes mer eller mindre eller overhodet ikke forandres. Dette motsvarer en tredje tilbakekoblingsmulighet. Totalt fås derfor et trinnvis tilbakekoblingssystem som bidrar til en optimal terapikontroll.

Det målte belastningsparameter er fortrinnsvis en belastningskraft. Som belastningsparameter kommer imidlertid også en flaterelatert belastningskraft, dvs. en trykk-, strekk-, skjær-eller bøyebelastning i betraktning. Ytterligere kan det målte belastningsparameter også være en bevegelsesstørrelse, spesielt hastigheten eller akselerasjonen av en legemsdel eller en annen fysikalsk størrelse.

Valget og anordningen av måleinnretningen retter seg mot anvendelsesformålet. I en rekke tilfeller dreier det seg om å avlaste benet eller en del herav. I dette tilfelle er det å anbefale at måleinnretningen er anordnet under fotsålen, det være seg som innleggssåle, som terapisko eller også innenfor eller utenfor en gipsbandasje, f.eks. i en gipsseksjon. En slik måleinnretning kan utgjøres av to hovedsakelig stive plater mellom hvilke det befinner seg tre sensorer. Med disse tre sensorene fås en stabil ytelse og en høy sikkerhet for at den totale kraft registreres av sensorene. I den forbindelse kan platene utgjøre en innleggssåle hvor to av sensorene er anordnet i fotballeområdet og en sensor i heiområdet. Sensorene kan måle kraft eller trykk og spesielt være utrustet med strekklapper. Slike innleggsåler kan prisgunstig konsiperes som engangsartikkel for å brukes én gang.

Måleinnretningen kan også tilordnes andre legemsdeler, f.eks. andre lemmer enn foten som den innvendige håndflate ved artrose. Den kan være tilordnet ledd, knokler, sener og bånd. Dette gjelder også kunstige ledd, knokler, sener, bånd og deres komponenter. I den forbindelse kan minst en måleinnretning være implantert i legemet for å måle belastningen på lokalitet og sted. Minst én måleinnretning kan også være anordnet mellom legemet og overflaten av underlag eller overbredsel som benyttes til sitting eller ligging.

Ytterligere kan minst én måleinnretning også være anbragt på en ortese eller mekanisk gåhjelp, f.eks. på knestøtter, under-armstumpstøtter, skulderkrykker eller gåvogner. I den forbindelse blir enten den på den angjeldende legemsdel virkende belastning eller den belastning som ledes forbi denne, målt.

Apparatet kan også anvendes på andre steder, f.eks. til å forhindre langtidsoverbelastningsskader i kraftkrevende idrett, f.eks. hos maratonløpere. Det kan også benyttes som over-lastvern ved allerede skadede ledd (f.eks. artrose), ved hvilke en videre forverring på grunn av overbelastning må forhindres.

Strømforsyningen og datalageret har fortrinnsvis en kapasitet, altså en størrelse, som er tilstrekkelig for drift i mer enn én uke. Kapasiteten skal være så stor at belastningshistorien mellom to legebesøk lar seg lagre med sine vesentlige trekk. For at data ikke skal gå tapt, må datalageret også være sikret mot strømutfall.

Med fordel har displayinnretningen et observasjonsvindu eller et display. Pasienten kan i så fall optisk avlese belastnings-tilstanden, hvilket muliggjør en vesentlig større nøyaktighet enn ved en akustisk melding.

Også de pollede, lagrede data kan vises i observasjonsvinduet. Dette tillater pasienten og legen henholdsvis ved slutten av en dag eller ved nytt besøk å finne pasientens belastningstilstand uten kjennskap til et programspråk og uten spesiell maskinvare.

I videreutviklingen av oppfinnelsen kan elektronikkdelen for å skrive ut de pollede data av en belastningshistorie la seg tilkoble en skriver. Heller ikke for skriving er det nødvendig med noen edb-kunnskap.

Inngangsinnretningen og/eller polleinnretningen kan være forsynt med en innretning til opptak av en forhåndsinnstilt programbærer. Som programbærer kommer f.eks. en EPROM for ønsket område eller lagerpolling i betraktning.

I stedet for denne kan inngangsinnretningen og/eller polleinnretningen også utgjøres av et tastatur. Ved betjening av noen taster kan verdier legges inn eller polleforløpet innledes.

Ytterligere kan det foran elektronikkdelen være koblet en bærbar måleforsterker for også å kunne behandle lave målever-dier i elektronikkdelen når det ved begynnelsen av behandlingen er forhåndsgitt et lavt ønsket belastningsområde.

Videre er det gunstig at mikroprosessoren har en kalibreringsrutine med hvis hjelp det kan gjennomføres en kalibrering av måleinnretningen. Ved bruk av mikroprosessoren, inngangsinnretningen og displayinnretningen kan man teste om hver sensor overfører en riktig måleverdi og om ikke, korrigere denne feilen med en korreksjonsfaktor under måleverdievalueringen.

I henhold til oppfinnelsen beregnes analysedataene fra måledataene ved hjelp av mikroprosessoren. Denne oppgave klarer mikroprosessoren å overta i tillegg uten store vanskeligheter.

Som analysedata kommer tallrike data som karakteriserer belastningen i betraktning. Hertil hører spesielt de forekommende maksima av måledataene i hver belastningssykel. Fra den store mengde av måledata som mikroprosessoren sampler i belastningssykelen blir det funnet en eneste belastningsverdi som analysedatum.

For dannelse av analysedataene evalueres måledataene i forbindelse med tidsverdier. Disse gir en rekke viktige, ekstra belastningsangivelser.

Spesielt kan som analysedata de forekommende belastningstider

i hver belastningssyklus la seg bestemme. Belastningstiden er et vesentlig kriterium. Ligger den utenfor det ønskede området for belastningstid, må pasienten foreta korreksjoner. Overskridelsen av det ønskede område kan utløse et akustisk varselsignal. I den forbindelse kan det således skje at tidsavstanden mellom overskridelse og underskridelse av en terskelverdi ved hjelp av mikroprosessoren kan bestemmes av måledataene .

Som analysedata kan også impulsstørrelsen for belastningsparameter-tidskurven i hver belastningssykel anvendes. Dette kan spesielt skje ved at det ved hjelp av mikroprosessoren kan bestemmes et flateintegral av de tidsserielle måledata. Også dette arbeid kan mikroprosessen uten vansker overta. Impulsstørrelsene kjennetegner samtidig den mekaniske og tidsmessige belastning.

Videre kan antallet belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom anvendes som analysedatum. Ved en benbelastning tilsvarer dette skrittallet. Ved hjelp av det ønskede område kan pasienten på forhånd gis et bestemt ønsket skrittallområde pr. dag. I tillegg til de nevnte analysedata, altså måleverdimaksimum, belastningstid, impulsstørrelse og sykeltall kan også herav avledede matematiske funksjoner, det være seg med eller uten tidsverdier (f.eks. pr. dag), benyttes som analysedata.

Ved en foretrukket utførelse av fremgangsmåten er det sørget for at det av de i datalageret lagrede data, eventuelt ved bruk av tidsverdier, ved hjelp av mikroprosessoren lar seg beregne statistiske verdier som kan vises i displayinnretningen og/eller med senere polling for øyet kan tilføres datalageret. Ved hjelp av disse statistiske verdier kan belastningshistorien til pasienten la seg fremstille i et oversiktsformat som gir pasienten eller legen et raskt overblikk og for den siste muliggjør en rasK evaluering, ogsa aette tilleggsarbeide makter mikroprosessoren å overta uten store vansker.

I den forbindelse er det til stor hjelp når de i hver belastningssykel funne analysedata lar seg sortere i klasser, av hvilke en klasse er tilordnet det ønskede område, minst én klasse det ovenfor dette liggende øvre område og minst én klasse det under dette liggende nedre område. Ved inndeling i klasser kan mengden av data fra datalageret ordnes oversiktlig.

Særlig gunstig er det når det totalt er gitt fem klasser, ved at det øvre område og nedre område hver er delt i to delom-råder. Denne inndeling i fem klasser tillater i forhold til tre klasser ikke bare evalueringen om pasienten hyppig har over-eller underskredet det ønskede område, men også om over- eller underskridelsen var betydelig eller ikke.

Således kan det som statistiske verdier finnes prosentverdier som tilsvarer tallene for de i de enkelte klasser sorterte

analysedata med hensyn på totaltallet av belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom. Disse prosenttallene gir klart til kjenne hvor nøye pasienten har holdt seg til de gitte forskrifter for ønsket-område. En slik evaluering er særlig egnet hva angår måleverdimaksimaene, men kan imidlertid også benyttes på andre analysedata.

Ved en annen utførelsesform er det derfor sørget for at måleverdimaksimaene for de enkelte belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom lar seg sortere i belastningsklasser, og at de tilhørende gjennomsnittsverdier av analysedataene kan finnes som statistiske verdier. Her blir bestemte analysedata som belastningstid eller impulsstørrelse satt i relasjon til måleverdimaksimaene, noe som byr på ytterligere evaluerings-muligheter.

Videre kan med fordel gjennomsnittsverdiene av analysedataene fra alle belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom la seg finne som statistiske verdier. Også denne gjennomsnittsverdi er

av interesse for legens evaluering.

Som kjent teknikk er det fra det nærliggende området visning av trykkprofilen til en belastet fot kjent et målesystem som likeledes omfatter sensor-innleggssåler i forskjellige skostørrelser, enskjønt med et stort antall sensorer til trykkfordelingsmåling for hvis evaluering det er nødvendig med et betydelig utlegg til maskinvare og programvare. Dette målesystem fordrer kjennskap til edb og er konsipert som utstyr for praksisen til en ortoped eller en ortopedisk skomaker.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares i tilknyt-ningen på tegningen viste foretrukne utførelseseksempler. Fig. 1 viser en pasient med en anordnet innretning i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser elektronikkdelen fremstilt i et oversiktsbilde. Fig. 3 viser en måleinnretning i form av en engangs innleggssåle, sett ovenfra. Fig. 4 viser et blokkdiagram av innretningen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 5 viser et belastnings-tidsdiagram.

Innretningen på fig. 1-3 består av en måleinnretning i form av en innleggssåle 1, en måleforsterker 2 samt en elektronikkdel 3. Fra innleggssålen 1 går det ut en kabel 4 med en pluggfor-bindelse 5 som nettopp er lang nok til å forbinde måleinnretningen 1 med den i knokkelområdet påspente måleforsterker 2. Fra denne går det en kabel 6 med en plugg 7 til elektronikkdelen 3 som hensiktsmessig bæres foran på pasientens bryst ved hjelp av en bæreløkke 8.

Den på fig. 2 viste elektronikkdel 3 omfatter - som her ikke nærmere vist - en mikroprosessor, et displaysystem og et datalager. Til displaysystemet hører foruten en akustisk indikatorinnretning (f.eks. en piezopiper), en optisk indikatorinnretning 9 med et vindu på frontveggen. Elektronikkdelen 3 har en inngangsinnretning 10, hvorav det kan ses en sliss i hvilken en forhåndslaget programbærer, f.eks. en EPROM for det ønskede området, kan føres inn. Videre er elektronikkdelen 3 forsynt med et tastatur 11 som er innrettet til innmating eller polling av ytterligere data.

Den på fig. 3 viste innleggssåle består hovedsakelig av to på randsiden innbyrdes forbundne plater, mellom hvilke det er festet to kraftsensorer 12,13 i fotballeområdet samt en kraftsensor 14 i hælområdet, hver med strekklapper. Sensorene er over kabelen forbundet med den flerpolige plugg 5, hvorover ikke bare måledataene føres videre, men også den nødvendige spenning tilføres fra elektronikkdelen 3 eller måleforsterkeren 2 som er forsynt med batterier. Ved dette og på grunn av bruken av enkle og prisgunstige sensorer er innleggssålen 1 konsipert som en engangsartikkel.

Blokkdiagrammet på fig. 4 tilsvarer hovedsakelig fremstillingen på fig.'1-3. Måleforsterkeren 102 er anbragt i elektronikkdelen 103 og ikke skilt fra denne, slik at elektronikkdelen enten kan anbringes på ankelleddet eller det må benyttes en lengre kabel 4. Måleinnretningen 101 har utelukkende én trykksensor 112. Denne er implantert mellom to overfor hverandre liggende deler av et kunstig ledd eller mellom to deler av en hjelpeinnret-ning. For de øvrige deler blir det benyttet de samme henvis-ningstall som tidligere.

Elektronikkdelen 103 har foruten den som tastatur utførte inngangsinnretning 11 og den optiske displayinnretning 9 dessuten en akustisk indikatorinnretning 15 og en evaluator-innretning 16. Denne omfatter måleforsterkeren 102, enA/D-omformer 17 og en mikroprosessor 18 med datalager 19 og programlager 20. I programlageret er programmene for alle arbeidsforløp som styres av mikroprosessoren, lagret. Et inn/ut-grensesnitt 21 er koblet til mikroprosessoren 18. Over dette grensesnitt kan f.eks. en skriver til polling av lagrede data eller en ekstern inngangsinnretning til instruksjoner og datainnlegging tilkobles.

Fig. 5 viser et belastnings-tidsdiagram med en av måledataene K dannet kurve. Som eksempel er belastningskraften F som registreres av måleinnretningen 1, fremstilt med hensyn på tiden t. Ved de fast forhåndsgitte grenseverdier F^,F2er det forhåndsbestemt et ønsket belastningsområde S. Over dette befinner det seg et øvre område som ved en grenseverdi F3er delt i ett nært øvre område 01 og et fjernt øvre område 02. Under befinner det seg et underområde som ved en grenseverdi F4er delt i et nært nedre område Ul og et fjernt nedre område U2. En ytterligere terskelverdi F5er plassert nær nullinjen. Den nevnte grenseverdi kan ved hjelp av inngangsinnretningen 11 legges inn i evaluatorinnretningen 16. I den forbindelse lettes innmatingen når det has et fast forhold, f.eks.

F2=0,8 FlfF3=1,5 FlrF4<=>0,5 F2og F5= 0,1 F1. I så fall er det utelukkende nødvendig å legge inn F]_.

Denne summering av utgangsverdiene fra sensorene 12,13,14 dannede kurve for måledataene K har et kontinuerlig forløp. Den blir samplet med en av mikroprosessoren 18 gitt frekvens og det funne måledatautvalg blir digitalisert iA/D-omformeren 17 og levert til datalageret 19. Fra disse måledata blir ved hjelp av mikroprosessoren ytterligere analysedata beregnet med bruk av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. De til datalageret tilførte måledata behøver ikke å lagres varig. Lagringstiden er følgelig innrettet etter hvor lenge den behøves for evaluering eller visning.

Fig. 5 viser tre muligheter for beregning av analysedata i henhold til den angitte fremgangsmåte. a) Måleverdimaksimumet blir hver gang funnet, slik at de enkelte maksima Ml, M2 ,M3 osv. får som analysedata. b) De tidspunkter ved hvilke måledataene underskrider eller overskrider terskelverdien F5blir fastlagt. De således funne avstander d kan benyttes som ytterligere analysedata.

c) Flaten under kurven K blir integrert under belastningstiden d. Som ytterligere analysedata fås impulsstørrelser

A.

d) Belastningssyklene telles under et forhåndsgitt tidsrom, f.eks. innenfor en dag. Dette skjer ved å fastsette hvor

ofte terskelverdien F 5 er overskredet eller underskredet. Tallet på belastningssykler utgjør et ytterligere analysedatum.

Belastningshistorien blir følgelig ikke bare beskrevet ved kurven for måleverdiene K, men også ved de utledede analysedata .

Evalueringen av denne belastning er på fig. 5 nærmere forklart i sammenheng med eksempel a). Det første maksimum Ml ligger i det første område S, det annet maksimum M2 i det nære øvre området 01 og det tredje maksimum M3 i det fjerne nedre området U2. I tilfelle av maksimum M2 trer den akustiske indikatorinnretning 15 i virksomhet og avgir et akustisk varselsignal, fordi det ønskede området S er underskredet.

De nevnte områder S, 01, Ul, U2 utgjør belastningsklasser. For den senere evaluering kan det være tilstrekkelig at det for hvert maksimum fastslås i hvilken belastningsklasse det ligger. I den forbindelse er det ikke nødvendig at maksimumet bestemmes eksakt. Det rekker med fastslåelsen av hvilken grenseverdi F^eller F5som sist ble overskredet. Og selv dette utsagn kan ytterligere forenkles ved statistiske verdier som angir hvor mange maksima som opptrer i de enkelte klasser innenfor et gitt tidsrom respektive hvilken prosentandel av de enkelte belastningssykler som hører til de enkelte klasser. Dette gir et resymé av belastningshistorien i et forhåndsgitt tidsrom.

På tilsvarende måte kan også andre analysedata evalueres ved sammenligning med et ønsket analysedataområde og tilhørende øvre og nedre områder. Herved er også mulig sammenkoblinger av den art at det kan angis hvilken gjennomsnittsverdi de angjeldende analysedata har innenfor de enkelte belastningsklasser.

Når det dreier seg om antall belastningssykler pr. dag, så blir den angjeldende momentanbelastningsverdi først nådd ved slutten av perioden, slik at sammenligningen med det ønskede område først skjer ved dette tidspunkt.

De fra måleinnretningen 1 leverte måledata og de derav utledede analysedata kan etter ønske samtidig med lagringen i datalageret 19 også vises i den optiske displayinnretning 9. Fra de forekommende sammenligningsdata kan det på denne måte gjøres en visning, slik at pasienten til enhver tid vet om belastningen kan øke eller ikke og i hvilket omfang dette er mulig.

Etter en belastningsperiode blir elektronikkdelen 3 levert til legen som kan polle de lagrede data for en belastningshistorie ved hjelp av en polleinnretning, f.eks. tastaturet 11 til displayinnretningen 9 eller en skriver. På grunn av en dokumentert belastningshistorie kan han for den neste periode foreta den gunstigste innstilling av det ønskede belastningsområde. Spesielt kan han for de ovenfor omtalte analysedata fastsette det ønskede område på ny, slik at det best svarer til helbredelsesforløpet.

Ved et utførelseseksempel blir henholdsvis ved en øvre verdi og en nedre verdi beskrevne ønskede områder for belastningskraft-maksimumet, antallet belastningssykler pr. dag (skrittall) og den totale energi pr. dag fremstilt ved summen av alle impulsstørrelser, samt et nytt ved det øvre verdikarakterisertønsket område for den maksimale belastningsvariget (skrittvarighet) lagt inn. Under varigheten av overskridelsen av det ønskede området for belastningskraften og for skritt-varigheten lyder et akustisk varselsignal.

Pasienten kan til enhver tid via et trykk på tastaturet 11 vise den momentane belastningskraft, det av legen innlagte ønskede belastningsområde (spesielt for belastningskraft og skrittall) gjennomsnittsverdien for belastningsmaksimaene for idag og dagens skrittall på den optiske displayinnretning 9. Ved en overprøving om morgenen kan han polle overbelastningene fra gårsdagen, fremstilt som antall overskridelser og maksimalver-dien (som avvikelse fra ønsket verdi i %) samt skrittallet fra gårsdagen, fremstilt ved skrittallet og avvikelsen i prosent.

Legen kan i en kort undersøkelse foruten det innlagte©nskeom-rådet polle dagstallet siden det siste besøk, det gjennom-snittlige skrittall pr. dag, den gjennomsnittelige størrelse av belastningskraftmaksimaene samt de tre høyeste enkeltbelastninger. Videre kan også den maksimale og minimale antall belastningssykler pr. dag og de maksimale og minimale gj.en-nomsnittsbelastningskraft pr. dag angis. Utover dette kan det ved en spesialanmodning ytterligere polles hvor mange prosent av belastningssyklene som har sin maksimalverdi Ml, M2,M3 i de enkelte belastningsklasser, hvor stor gjennomsnittsvarigheten d for alle belastningssykler og den for belastningssykelen i de enkelte belastningsklassene var og hvor stor gjennomsnittsverdien for totalenergien (fremstilt ved summen av impulsstørrel-sene) pr. dag i tidsrommet frem til nytt besøk samt prosentan-delen av den totalenergi som faller i de enkelte belastningsklasser var. Disse data gir legen en god oversikt over belastningshistorien.

Totalt kan det dermed fastslås at man fra måledataene kan få analysedata som svarer til høyden, varigheten, impulsstørrelsen og antallet av enkeltbelastninger så vel som avledede matematiske funksjoner av en, to eller tre av disse verdier og som kan beregnes som funksjoner av disse målte og/eller avledede verdier over tid (f.eks. pr. dag), idet disse verdier kan gis til datalageret 19 så vel som displayinnretningen 9. For bestemte belastninger som kan beskrives ved måle- eller analysedata, has det ved inngangsinnretningen 10 resp. 11 ønskeområder som skal være forhåndsgitt. Er-verdiene for disse belastninger (momentanbelastning) blir med hjelp av mikroprosessoren sammenlignet med de innlagte ønskeområder. Også sammenligningsdataene blir levert til datalageret 19 og kan også leveres til displayinnretningene 9,15 i sanntid. Statistiske verdier beregnes av de lagrede er-verdier, de lagrede sammenligningsdata og ytterligere tidsverdier, f.eks. antallet dager ved hjelp av mikroprosessoren 18. Også disse statistiske verdier kan leveres til displayinnretningen 9,15 såvel som til datalageret 19 i sanntid. Ved en bestemt kombinasjon av ønskeområde, er-verdier, tidsverdier og statistiske verdier blir det i den akustiske indikatorinnretning 15 generert ett eller flere akustiske signaltyper og i den optiske indikatorinnretning 19 blir det vist bestemte data.

Størrelsen på batteriet eller akkumulatoren og størrelsen på datalageret 19 er lagt opp slik at elektronikkapparatet 10 3 kan benyttes i en, to eller flere uker, slik at den samlede belastningshistorie mellom to påfølgende legebesøk kan lagres. I den forbindelse sørger typen av datalager resp. et til-leggsbatteri for at det er mulig å sikre dataene og holde klokken i gang.

For å kalibrere måleinnretningen blir det gått frem slik at det ved hjelp av tastaturet 11 kobles om til en kalibreringsrutine. Hver enkelt kraftsensor 12,13,14 blir da belastet med en standardkraft. Dette kan f.eks. skje ved at sensoren belastes med et trykklegeme med liten flate på en slik måte at en derunder liggende vekt viser en bestemt ønsket verdi. Når denne verdien ikke blir gjengitt i displayinnretningen 9 må visningen forandres ved å betjene tasten inntil ønskeverdien vises. Dette har til følge at også alle andre måledata for den angjeldende sensor ved hjelp av et av mikroprosessoren betraktet kor-reks jonsledd kommer i betraktning med den riktige størrelse.

I utførelseseksemplene er det vist at måleinnretningen 1 via kabelen 4,6 er forbundet med elektronikkdelen 3. I stedet for dette kan det også i måleinnretningen være integrert en sender og i elektronikkdelen en mottager til trådløs overføring av måledataene.

For utførelsen av koblingen blir det benyttet vanlige kommersi-elt tilgjengelige komponenter. F.eks. er de følgende komponenter anvendt: Kraftsensor 12, 13, 14: Sensorer med strekklapper type 125GFi spesifikasjonen SK-06-125 GF-20 C fra firmaet Measurement Group.

A/D-omformer 17: MAX 134 fra firmaet Maxim.

Mikrodatamaskin med

mikroprosessor 18,

datalager 19 og

programmlager 20: DS 5000 fra firmaet Dallas Semiconductors.

Claims (28)

1. Innretning til belastningskontroll av legemsdeler såsom benas bevegelsesapparat, med en måleinnretning (1; 101) til registrering av en belastningsparameter og en med disses måledata forsynt, nettuavhengig, bærbar elektronikkdel som har en inngangsinnretning til innlegging av et ønsket belastningsområde, en evalueringsinnretning (16) og en displayinnretning (9, 15), spesielt for å vise overskridelser av belastningsom-rådet,karakterisert vedat evalueringsinnretningen (16) har en mikroprosessor (18) og et datalager (19), at datalageret kan tilføres måledata (K) fra måleinnretningen (1;101) og videre analysedata (Ml, M2, M3; d; A) som tjener til beskrivelse av belastningshistorien (M1,M2,M3; d; A), at datalageret for å innstille et ønsket belastningsområde kan tilføres analysedata (F^, F2) fra inngangsinnretningen (10;11), at evalueringsinnretningen (16) ved hjelp av mikroprosessoren er innrettet til å sammenligne momentanbelastningen og det ønskede belastningsområde og lagre de således funne sammenligningsdata, at displayinnretningen (9,15) er innrettet for en visning samtidig med lagringen, og/eller at de lagrede data for en belastningshistorie kan polles med en polleinnretning (11).

2. Innretning i henhold til krav 1,karakterisert vedat måleinnretningen (1;101) er utført som kraftsensor for en belastningskraft (F) og skaffer en til denne kraft motsvarende utgangsverdi som belastningsparameter.

3. Innretning i henhold til krav 1,karakterisert vedat den av måleinnretningen (1;101) registrerte belastningsparameter er en flaterelatert belastningskraft.

4. Innretning i henhold til krav 1,karakterisert vedat den av måleinnretningen (1;101) registrerte belastningsparameter er en bevegelses-størrelse.

5. Innretning i henhold til minst et av kravene 1-4,karakterisert vedat måleinnretningen (1) er anordnet under fotsålen.

6. Innretning i henhold til krav 5,karakterisert vedat måleinnretningen (1) er dannet av to hovedsakelig stive plater, mellom hvilke det befinner seg tre sensorer (12,13,14).

7. Innretning i henhold til krav 6,karakterisert vedat platene danner en innleggssåle hvor to sensorer (12,13) er anordnet i fotballeområdet og en sensor (14) i hælområdet.

8. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-4,karakterisert vedat minst én måleinnretning er anordnet som implantat i kroppen.

9. Innretning til minst ett av kravene 1-4,karakterisert vedat det er anbragt minst én måleinnretning på en ortese eller et mekanisk hjelpemiddel for å gå.

10. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-9,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) er innrettet til å beregne analysedataene fra måledataene (K).

11. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-10,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) er innrettet til a sample en rekke måledata i en målesyklus og derav utlede maksimalverdier.

12. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-10,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) er innrettet til å sample måledataene med en forhåndsgitt frekvens.

13. Innretning i henhold til krav 12,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) er innrettet til å bestemme tidsavstanden (d) mellom overskridelsen og underskridelsen av en terskelverdi ved måledataene (K) .

14. Innretning i henhold til krav 12,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) er innrettet til å bestemme et flateintegral fra de tidsserielle måledata (K).

15. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-14,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) er innrettet til å beregne fra de i datalagret (19) lagrede data statistiske verdier som kan vises i displayinnretningen (9) og/eller for senere polling tilføres datalageret (19).

16. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-15,karakterisert vedat den omfatter en strømforsyning, idet datalageret (19) og strømforsyningen har en kapasitet som er tilstrekkelig for drift i mer enn en uke.

17. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-16,karakterisert vedat displayinnretningen (9) har et observasjonsvindu.

18. Innretning i henhold til krav 17,karakterisert vedat observasjonsvinduet er innrettet til å vise de pollede, lagrede data.

19. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-18,karakterisert vedat elektronikkdelen (3;10 3) for å skrive ut de pollede data for en belastningshistorie kan kobles til en skriver.

20. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-19,karakterisert vedat inngangsinnretningen og/eller polleinnretningen har en innretning (10) til mot-tagelse av en forhåndsfremstilt programbærer.

21. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-20,karakterisert vedat inngangsinnretningen og/eller polleinnretningen utgjøres av et tastatur (11).

22. Innretning i henhold til minst ett av kravene 1-21,karakterisert vedat mikroprosessoren (18) har en kalibreringsrutine, med hvis hjelp det kan gjennomføres eh kalibrering av måleinnretningen.

23. Fremgangsmåte til belastningskontroll av legemsdeler såsom benas bevegelsesapparat, ved hvilken en belastningsparameter registreres i form av måledata ved hjelp av en måleinnretning, hvor disse måledata tilføres en nettuavhengig, bærbar elektronikkdel med en inngangsinnretning til innlegging av et ønsket belastningsområde, en evalueringsinnretning og en displayinnretning, og hvor fremgangsmåten er karakterisert vedå bestemme analysedata fra måledataene, og at bestemmelsen av analysedataene omfatter å evaluere måledataene i tilknytning til tidsverdier, idet evalueringen enten baseres på at de forekommende belastningstider i hver belastningssyklus bestemmes som analysedata (d), fortrinnsvis ved at tidsavstanden (d) mellom overskridelsen og underskridelsen av en terskelverdi bestemmes ved måledataene (K), og/eller at impulsstørrelsene til belastningsparameter-tidskurven i hver belastningssyklus bestemmes som analysedata (A), fortrinnsvis ved at et flateintegral bestemmes fra de tidsserielle måledata (K), og/eiler at antallet belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom bestemmes som analysedata.

24. Fremgangsmåte i henhold til krav 23, hvor evalueringsinnretningen omfatter et datalager,karakterisert vedat måledata og/eller analysedata lagres i datalageret og benyttes til å beregne statistiske verdier som kan vises i displayinnretningen og/eller lagres for senere polling.

25. Fremgangsmåte i henhold til krav 24,karakterisert vedat de i hver belastningssyklus funne analysedata sorteres i klasser, idet en klasse er tilordnet det ønskede belastningsområde (S), minst en klasse det derover liggende øvre område (01, 02), og minst en klasse det derunder liggende nedre området (Ul, U2).

26. Fremgangsmåte i henhold til krav 25,karakterisert vedat det som statistiske verdier finnes prosenttall som svarer til antallet for de i de enkelte klasser sorterte analysedata med hensyn til totaltallet av belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom.

27. Fremgangsmåte i henhold til minst et av kravene 24-26,karakterisert vedat måleverdimaksima (Ml, M2, M3) for de enkelte belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom sorteres i belastningsklasser, og at de tilhørende gjennomsnittsverdier av analysedataene (Ml, M2, M3; d; A) bestemmes som statistiske verdier.

28. Fremgangsmåte i henhold til minst et av kravene 24-26,karakterisert vedat gjennomsnittsverdier av analysedataene (Ml, M2, M3; d; A) fra alle belastningssykler i et forhåndsgitt tidsrom bestemmes som statistiske verdier.