用于膝屈肌評估的裝置和方法
【專利說明】用于膝屈肌評估的裝置和方法
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 本發(fā)明涉及在評估對象的至少一個膝屈肌肌肉的力量中使用的，并且在一個示例 中，用于在對象進行離心膝屈肌收縮時，評估對象的至少一條腿中的至少胭繩肌力量的裝 置。
[0003] 現(xiàn)有技術描述
[0004] 在本說明書中，對任何在先公開（或者從其中衍生出的信息）或者對任何已知材 料的引用，不是且不應當被認為是對在先公開（或者從其中衍生出的信息）或者已知材料 形成了本說明書涉及的努力的領域中的公知常識的一部分的認可或承認或任何形式的暗 不O
[0005] 在包括短跑、田徑、英式足球和其它類型的橄欖球的多種運動中，胭繩肌拉傷 (HSI)在業(yè)余參與者和精英參與者這二者中是常見的。此外，在最初的HSI之后，在對象身 上的復發(fā)率高，恢復周期隨著后來的HIS增加。
[0006] 已經(jīng)開展許多針對影響對象對HSI的易感性的因素和輔助對象恢復的環(huán)境的研宄 并減少了復發(fā)實例。研宄內(nèi)容例如Arnason等人發(fā)表在Scand J Med Sci Sports (2008) 18 中的"Prevention of hamstring strains in elite soccer:an intervention study"建 立了增強的離心胭繩肌力量與較低的HSI發(fā)生率相關聯(lián)的理論。類似地，W0-03/094732表 明重復周期的胭繩肌離心鍛煉能夠降低對象對HSI的易感性，并且在這方面W0-03/094732 提供了用于進行離心鍛煉的包括墊板和腳踝帶的示例裝置。
[0007] 盡管存在由這些研宄得出的結論，然而，由于許多固有的限制，用于定量地評估 膝屈肌肌肉力量，例如胭繩肌力量的現(xiàn)有的方法和裝置未被廣泛使用。例如，當前用于 進行胭繩肌力量評估的金標準裝置是通?；趯嶒炇业牡人偌×y量儀（isokinetic dynamometer)。在評估過程中，對象坐著或者俯臥，腳踝被固定到可旋轉臂，使得在該臂轉 動時由腿施加的力矩被感應，同時最大旋轉速度被肌力測量儀約束。然而，等速肌力測量儀 價格昂貴、需要有經(jīng)驗的操作人員、具有受限的便攜性，并且需要大量時間以獨立地評估對 象的每條腿。因此其被主要用于研宄目的，并且僅僅偶爾地被精英運動員或者運動隊使用 以評估處于較高的HSI風險的選手，或者以監(jiān)測康復進展。此外，在一些運動保障人員中存 在等速肌力測量儀本身就構成受傷風險的看法。
[0008] W0-03/094732描述了用于評價在離心收縮期間肌肉對損傷的易感性的裝置，該裝 置包括力矩測量設備，其用于獲取由在不同的拉伸角度的肌肉所產(chǎn)生的力矩的測量值。連 接到力矩測量設備的計算機接收并處理力矩的測量值，并使用計算機軟件評價對損傷的易 感性。計算機軟件包括接收部件、對比數(shù)據(jù)部件以及評價部件，接收部件用于接收在不同的 拉伸角度的肌肉所產(chǎn)生的力矩的測量值，對比數(shù)據(jù)部件用于存儲對比數(shù)據(jù)，對比數(shù)據(jù)代表 了在離心收縮期間如果肌肉對損傷不易感的情況下可能產(chǎn)生的力矩的期望測量值，評價部 件用于將所接收的測量值與對比數(shù)據(jù)做對比以識別出在相同的拉伸角度下力矩測量值中 的差異。
[0009] US-5, 662, 591教導了用于測量病人的肢體力量并且用于進行物理治療鍛煉以增 強病人的肢體力量的裝置。該裝置包括一對樞轉夾具，每個樞轉夾具具有用于將樞轉夾具 連接到固定物體，例如物理治療臺或者病床的端部。每個樞轉夾具的第二端部可調(diào)整地接 納常規(guī)的牽引框架或者承載框架的第一框架構件。該結構能夠使第一框架構件的旋轉運動 和平移運動相對于每個樞轉夾具被樞轉夾具保持，以允許在相對于病人的待測試肢體的所 需的位置和方向上將框架定位。第二框架構件由一對可調(diào)整支架可調(diào)整地連接到該對第一 框架構件。具有位于其中的力轉換器的肢體接合構件被用于既接合病人的待測試肢體，又 檢測在病人的肢體和肢體接合構件之間所傳遞的力。力轉換器生成代表了所產(chǎn)生的力的， 可以在數(shù)字式面板表上顯示的輸出。
[0010] 在US-3, 285, 070中，該發(fā)明涉及適合在身體發(fā)育和/或身體康復項目中使用的裝 置。更特別地，該發(fā)明涉及用于評價和增強人體的多種肌肉和肌群的力量的裝置。
[0011] 在US-3, 374, 675中，該發(fā)明涉及測力計設備或等長肌肉測試裝置，并且更特別地 涉及這樣一種設備，在該設備中，可以在其肌肉正在被測試的身體的肢體的運動的初始接 合處和該身體的肢體的極限或至少是另一被隔開部分之間測試身體運動的肌肉力量。人體 中的該測試有時被稱作等長肌肉測試，并且其最普遍的使用的兩個示例存在于在物理治療 實踐中和身體鍛煉過程中的肌肉測試。
[0012] US-4, 889, 108描述了肌肉鍛煉與診斷系統(tǒng)，其包括杠桿臂、用于安裝杠桿臂以 用于圍繞固定軸旋轉的安裝裝置，和用于將人體的選定部分連接到杠桿臂以用于圍繞 選定的解剖學旋轉軸旋轉的連接裝置。連接裝置提供了固定的正切的和滑動的安裝座 (mounting)，以允許病人的附接點相對于杠桿臂的旋轉軸自由地徑向運動。聯(lián)接到杠桿臂 的速度控制裝置根據(jù)預先選定的速度控制功能來限制速度。從附接點到旋轉軸的徑向距離 被測量并被用在速度控制功能中。在一個實施方案中，運動范圍極限是利用針對每個極限 位置的電位器來設定，而在另一個實施方案中是由按鈕和極限存儲裝置來設定。
[0013] US-4, 909, 262教導了利用夾具機構來保持旋轉的身體肢體的裝置。機械臂被聯(lián)結 到夾具機構并且可旋轉地連接到樞轉構件。機械臂圍繞樞轉構件的角旋轉和旋轉的身體肢 體在夾具機構上施加的力被同時測量。應變儀聯(lián)結到夾具機構以提供該力的測量。
[0014] 應當理解的是，上述公開具有許多缺點，包括妨礙便攜性的大尺寸或大重量，以及 妨礙例如整個運動隊的大規(guī)模篩選的大量評估時間。此外，先前的方法和裝置已經(jīng)不能提 供在雙側鍛煉期間獨立地對雙腿中的胭繩肌力量的同時評估，或者在雙側鍛煉期間對雙腿 中的胭繩肌力量的組合評估。另外，現(xiàn)有的技術在肢體間力量不平衡的測量上具有可疑的 信度和可重復性。
[0015] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016] 本發(fā)明尋求改善與現(xiàn)有技術相關的一個或多個問題。
[0017] 在第一個廣泛的形式中，本發(fā)明尋求提供在評估對象的至少一個膝屈肌的力量中 使用的裝置，該裝置包括：
[0018] a)支架；
[0019] b)兩個固定構件，每個固定構件在在使用中相對于支架是大體上固定的位置將對 象的對應小腿固定；以及，
[0020] c)至少一個傳感器，該至少一個傳感器在使用中在對象進行該至少一個膝屈肌肌 肉的離心收縮時，感應表征了對象的至少一條腿中的該至少一個膝屈肌肌肉的力量的力。
[0021] 通常，至少一個傳感器聯(lián)接到兩個固定構件中的至少一個，并且其中該傳感器感 應施加在對象的小腿處的力。
[0022] 通常，該至少一個傳感器包括兩個傳感器，每個傳感器聯(lián)接到對應的固定構件，以 從而感應表征了對象的每條腿中的該至少一個膝屈肌肌肉的力量的力。
[0023] 通常，在使用中傳感器同時地感應表征了對象的每條腿中的該至少一個膝屈肌肌 肉的力量的力。
[0024] 通常，在使用中傳感器在不同時間感應表征了對象的每條腿中的該至少一個膝屈 肌肌肉的力量的力。
[0025] 通常，至少一個固定構件附接到傳感器。
[0026] 通常，固定構件聯(lián)接到支架。
[0027] 通常，固定構件可移動地安裝到支架。
[0028] 通常，支架包括在使用中支撐對象的至少一個膝蓋的至少一個膝蓋支撐器。
[0029] 通常，膝蓋支撐器可移動地安裝到該支架。
[0030] 通常，該裝置包括電子處理設備，該電子處理設備用于：
[0031] a)監(jiān)測來自該至少一個傳感器的信號；以及，
[0032] b)至少部分地使用該信號生成表征了至少胭繩肌的胭繩肌力量的指標 (indicator)〇
[0033] 通常，該指標表征以下中的至少一個：
[0034] a)瞬時力；
[0035] b)力發(fā)展速度；
[0036] c)平均力；
[0037] d)峰值力；
[0038] e)沖量；
[0039] f)功；
[0040] g)瞬時扭矩；
[0041] h)扭矩發(fā)展速度；
[0042] i)平均扭矩；
[0043] j)力隨時間的變化；
[0044] k)扭矩隨時間的變化；以及
[0045] 1)峰值扭矩。
[0046] 通常，電子處理設備用于：
[0047] a)對比至少部分的信號和基準數(shù)據(jù)；以及
[0048] b)根據(jù)對比結果生成指標。
[0049] 通常，基準數(shù)據(jù)包括以下中的至少一個：
[0050] a)從正態(tài)總體中確定的公差；
[0051] b)預先確定的范圍；
[0052] c)預先確定的基準；
[0053] d)先前生成的指標；以及，
[0054] e)為另一條腿生成的指標。
[0055] 通常，指標表征了 ：
[0056] a)至少部分的信號，和基準數(shù)據(jù)；以及
[0057] b)至少部分的信號和基準數(shù)據(jù)之間的差異。
[0058] 通常，該裝置包括用于向使用者顯示至少該指標的輸出設備。
[0059] 通常，輸出設備是以下中的至少一個：
[0060] a)發(fā)光二極管（LED);
[0061] b)聲發(fā)射構件；
[0062] c)數(shù)字顯示器；以及
[0063] d)電子信號發(fā)射構件。
[0064] 通常，輸出設備產(chǎn)生以下中的至少一個：
[0065] a)光；
[0066] b)聲；
[0067] c)至少一個字母數(shù)字字符；
[0068] d)圖形；
[0069] e)圖像；
[0070] f)無線電子信號；以及
[0071] g)有線電子信號。
[0072] 通常，該裝置包括輸入設備，從而允許使用者輸入數(shù)據(jù)。
[0073] 通常，輸入設備包括以下中的至少一個：
[0074] a)小鍵盤；
[0075] b)鍵盤；
[0076] c)觸摸屏；
[0077] d)按鈕；以及
[0078] e)開關。
[0079] 通常，支架是長形的，并且其中固定構件設置在第一端部處，并且第二端部支撐對 象的重量。
[0080] 通常，傳感器包括以下中的任一個：
[0081] a)測力傳感器（load cell);
[0082] b)測力板；
[0083] c)壓阻測力傳感器；
[0084] d)應變儀；以及
[0085] e)液壓計。
[0086] 通常，傳感器感應壓力和張力中的任一個。
[0087] 通常，固定構件包括下面中的任一個：
[0088] a)帶子；
[0089] b)套箍（cuff);以及，
[0090] c)結（tie)。
[0091] 通常，傳感器在對象進行北歐胭繩肌鍛煉（Nordic hamstring exercise)時，感應 表征了對象的至少一條腿中的胭繩肌力量的力。
[0092] 通常，該至