用于设置肌电控制假体系统的方法、假体系统、表面电极组件、电极和紧固元件与流程

文档序号:23348743发布日期:2020-12-18 16:51阅读:100来源:国知局
用于设置肌电控制假体系统的方法、假体系统、表面电极组件、电极和紧固元件与流程

本发明涉及一种用于设置由肌电控制的假体系统的方法,所述假体系统具有假体接受腔和用于获取肌肉电活动的多个收集电极。本发明还涉及假体系统,所述假体系统包括:可以穿戴在肢体残余部分上的假体接受腔;用于获取肌肉电活动的多个收集电极;与所述收集电极相连的控制单元;和被驱动的假体部件,其固定在所述假体接受腔上并与所述控制单元联接。本发明的其他方面涉及表面电极组件、表面电极和/或收集电极、紧固元件以及表面电极组件上的罩。



背景技术:

假体用于替代缺失的肢体。除了视觉方面的效果,还希望假体可以尽可能实现已经不存在的肢体的功能,以便为患者日常生活中的活动提供便利。对于下肢的假体,通常在残留的肢体上的假体接受腔上或者肢体残余部分上固定假体部件。这可以通过不同的方式实现,例如通过皮带系统或者通过低压系统和/或通过在衬里的远端具有机械锁定元件的衬里系统。在假体接受腔的远端通常布置接头(关节),以便将其他假体部分通过接头连接,例如假体膝关节或假体踝关节。对于下肢的假体,所述接头(关节)可以构造成阻挡接头、仅针对减震性能设定的接头、具有可通过相应运动顺序进行匹配的减震性能的传感器控制的被动关节,或者还有电机驱动的接头。对于上肢,从通过绳索传动的抓取装置到通过肘关节固定在患者身上的电机驱动的假肢手,纯装饰性的假体就满足假体的设计。

对于驱动的假体,需要精确控制驱动器,从而实现相应的假体部件的期望或要求的运动。所述控制可以根据遥控装置的类型通过健康的肢体完成。为此要在健康的肢体上布置传感器和接收运动信号。每个驱动的控制命令都分配有传感器信号。如果要实现特定的运动并检测到传感器信号,则通过计算机中的控制装置向驱动器传输命令,以便在特定的时间实现通过特定路径的特定的位移或旋转。

可替代地,还可以通过电极接收患者的生物信号,例如肌肉收缩引起的肌肉电活动。将这些信号作为肌电信号收集,并且可以用于控制一个或更多个驱动器。通过学习到的收缩方式,使得患者可以通过一块或更多块肌肉的收缩实现假体部件的不同行动。为此通常两个电极就足够可以实现所谓的双通道-修复体。通过简单的信号序列就可以轻松打开和关闭抓取装置。

对于复杂的假肢修复体(versorgung),例如假肢手上的驱动的假体肘关节,该假肢手具有单个可移动的假体手指和/或灵活且可旋转的手腕,则双通道控制装置不适合患者日常用于控制。为了控制这种复杂的修复体,需要八个或者更多个电极对,以便通过模式识别实现多个肌电信号的分配,并且由此可以得到相应的复杂控制。

患者应在失去肢体之后尽可能快地接受假体修复,以便充分利用仍然存在的肌肉,此外还避免患者适应没有肢体的状态。在此可能存在的问题是,截肢过程的伤口还必须要愈合,肿胀和瘀伤必须治愈,因此无法度假体接受腔进行最终的调节。此外对于新安装假体的患者很难提前预测,到底哪一种修复体适合。

us2014/0031952a1涉及将生理设备和假体系统相互连接的方法和系统。为此,要从使用者接收多种不同类型的生理活动信号,并且基于每种信号类型解码行动意图。将这些行动意图集中成统一的决定,从而控制假体设备的运动元件。

de102009056466a1涉及用于适应性控制和调节具有随机控制装置的假体的系统和方法,其中首先测量假肢支撑体的肌肉的多个肌肉活动信号。同时测量假肢支撑体的真实运动状态的状态信息,由这些信息至少确定可能的实际运动状态。随后借助于检测信号模式的方法从肌肉活动信号提取肌肉活动特征。借助实际运动状态,从所提取的肌肉信号特征至少确定随机信号。所述随机信号将用于评估和/或调节和/或用于控制假体的执行机构。

us2009/0216339a1涉及用于使肌电信号通过假体设备的衬里的系统。柔性导电的电极部件定义了第一区域,如此布置在衬里(line)的内表面上并与使用者的皮肤接触。第二区域延伸通过衬里,第三区域延伸到衬里的外表面。通过粘合剂至少将部件的第二区域和第三区域固定在衬里上。

de102008036714a1涉及用于可视化管理多通道传感器信号的方法,特别是通过电极从肢体或截肢残余部分导出的肌电信号。为每个传感器信号分配显示方向和显示量。显示方向表示正好一个传感器信号,显示量表示相应信号的强度。所有传感器信号的显示方向和显示量同时在显示设备上作为图形对象实时地展示出来。

wo2018/026842a1涉及用于处理信号的技术,从肌肉或表面肌电信号得出预期的肢体运动。肌电信号由电极阵列收集并输送到连接存储器的处理器。肌电数据与训练运动相关,所述训练运动是用户作为对训练运动要求的响应来执行的。从单端通道确定差分通道对(differenzialkanalpaarung),并提取有代表性的数据特征。有代表性的数据特征分配到运动请求。选择一组有代表性的数据特征作为解码器中的训练输入,配置该解码器使得有代表性的特征数据与预期的运动相关联。配置所述解码器,使其应用有代表性的数据模型。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供用于设置由肌电控制的假体系统的方法和这种假体系统,通过所述方法可以尽可能快地确定何种修复体适合患者以及如何最好地配置假体系统。

根据本发明,所述目的通过具有独立权利要求的技术特征的方法和具有从属权利要求的技术特征的假体系统来实现。本发明的有利实施形式和改进方案在其他权利要求、说明书和附图中公开。

用于设置由肌电控制的假体系统的方法,所述假体系统具有假体接受腔和用于获取肌肉电活动的多个收集电极,所述方法首先设定,在肢体残余部分的圆周上穿戴具有多个表面电极的表面电极组件。通过表面电极组件的表面电极以肌电信号获取肢体残余部分的肌肉上的肌肉电活动。通过其信号质量来评估肌电信号。基于对信号质量的评估来选择用于控制假体系统的控制方法。随后将收集电极固定在假体接受腔上。通过所述表面电极可以获取排列获得肌电信号和评估其信号质量,而不必使假体接受腔最终配备有收集电极。信号质量在此应特别地理解为信号的可分离性(trennbarkeit),特别是信号的形式或分布,或者获得信号的位置。另外,信号的可重复性也是一个质量标准,如果信号始终看起来相同,即如果患者可能也一直产生同样的信号,则实现高信号质量。信号的可维护性也和信号质量相关,如果可以在较长的时间段产生和接收信号,则优于仅持续短时间的信号,短时间的信号可能被解释为干扰参数而不被考虑。为此要求穿戴表面电极组件的患者执行肌肉活动,例如执行假体设备应执行的动作,例如张开手,合上手,旋转手腕或翻转手。这些动作当然也可以不是直接由患者执行,因为缺失由假体替代的肢体,但是可以向失去肢体之前一样激活剩余的肌肉。由此产生电势,其通过表面电极接收并传送到评估设备或控制装置。根据例如肌肉收缩时信号持续时间、信号强度、斜率(flankensteigung)或信号频率,可以区分复杂的电子控制装置是否适合假体设备。信号的这些特征是信号质量的组成部分,用于评估并决定控制装置的类型和所用的假肢修复体的类型。如果例如肌肉和/或神经受到严重损伤,不能由患者产生复杂和足够清晰的信号,则患者修复体的选择应是双通道修复体为最佳的修复体。如果患者可以产生足够数量的、具有充分可辨识性的质量足够好的肌电信号,则通过模式识别或对肌电图形信号的其他评估方式,由患者有意地控制具有多个驱动和功能的复杂假肢修复体。随后可以为这样的患者配备相应的假体,该假体具有假体接受腔、被驱动的假体部件、控制装置等。基于双通道修复体或多通道修复体是否可行的信息,随后将也可以构造成表面电极的收集电极固定在最终假体接受腔的相应位置。这确保了用于驱动假体设备的所选择的控制装置总是接收来自先前确定的肌肉区域或来自相应肌肉的信号,这增加了控制精度,并因此提高了假体部件执行运动的质量。

优选地,独立于假体接受腔构造表面电极组件,并且与假体接受腔分开穿戴,以便将表面电极分散地布置在肢体的残余部分的圆周上。表面电极被施加到待布置假体的肢体残余部分的皮肤表面上,不必对肢体残余部分进行或多或少的复杂成型就可以制成正模型(positiv-modells),然后在该模型上对由纤维增强塑料制成的假体接受腔进行建模。原则上,假体接受腔还可以使用其他制造工艺,同样可以使用和设置其他材料。通过表面电极组件使表面电极与假体接受腔分开的布置提高了定位的灵活性,另外可以尽早进行检查和确定患者是否可以产生以及可以产生何种肌电图形信号。

表面电极组件优选地可移位地和/或可旋转地穿戴在肢体残余部分上,以便在穿戴状态下将表面电极组件布置在肢体残余部分的不同位置。通过表面电极组件在肢体残余部分上的旋转和/或移位可以获得电极的最佳位置。表面电极组件一直旋转和/或移位直至可以产生和获得基于患者肌肉收缩的可能的最佳的信号。最佳的信号特别是,信号质量整体来说最适合用于控制装置。为此考虑所有信号,因此必须考虑和评估大量参数。评估例如可以表明,在第一位置尽管两个信号的幅度不是最大的,但是信号的斜率和空间间隔优于具有最大幅度的第二位置,因此,尽管不是标准中的最大值,第一位置仍然是最佳的位置。

表面电极优选地彼此以均匀或基本上均匀的间隔围绕肢体残余部分布置,例如对于六个电极的情况彼此距离为60°或约60°,八个电极时则彼此距离为45°或约45°,四个电极时彼此距离为90°或约90°。优选地根据幅度、持续时间、频率和/或带宽来评估表面电极的肌电图形信号。针对其在识别命令方面的可用性方面进行评估。例如如果识别到,只有两块肌肉产生可用的肌电信号,就可以排除基于多通道控制装置的假体设备的修复体,例如具有多个驱动器的假肢手的控制器。

所述方法的改进方案规定,对控制方法的基本设定进行选择和确定,例如如下的基本设定,进行双通道控制或模式识别的基本设定,或者矫形外科医师使用的基本设定,矫形外科医师将这些基本设定随后匹配相应的患者。控制方法的选择可以在控制器或计算机上自动地基于之前限定的标准进行,特别是基于肌电图形信号的可评估性。

改进方案规定,将基于所查明的患者的肌电图形信号进行个性化和校准的控制作为基本设定,患者不能更改、保存和存放在控制器或计算机中。本发明的改进方法规定,识别两种最佳的、分开的、由表面电极接收的肌电图形信号,并且用作“到底使用哪种控制方式”的决策的出发点。这两种最佳的信号被用作引导信号。

本发明的改进方案规定,肢体残余部分上的表面电极组件被移位和/或旋转到末端位置,其中在末端位置可以检测到至少两种肌电图形信号。如果针对之前限定的信号质量标准存在足够大的距离,则例如显示出可检测性。随后将固定在假体接受腔上的收集电极也以对应于末端的方式固定在假体接受腔。电极在假体接受腔中布置成,即收集电极占据了在通过评估检测并确定表面电极组件或表面电极在肢体残余部分上的最佳位置时相应的表面电极在表面电极组件中占据的相应位置。为此可以使用分成片段的带,并且可以在假体接受腔的相应位置上做标记,由此可以在接收腔上应用通孔。

本发明的改进方案规定,收集电极通过圆顶螺丝连接部固定在假体接受腔上。对于患者的修复体,矫形外科医师必须在假体接受腔配备多个收集电极作为用于获取肌电图形信号的设备。目前非常普遍的修复体是八通道修复体,其中必须螺丝连接至少16个电极触点、任选地更多个额外的电极触点用于接在假体接受腔例如内腔体(innenschaft)上。此处重要的是,需要少量组装工作、极低结构高度和高质量的收集电极可以固定在相应的期望位置。由现有技术已知所谓的吸腔电极(saugschaftelektrod),其具有带外壳和集成触点的有源放大器。这种吸腔电极必须固定在内腔体的凹部。如果移动穿戴吸腔电极,必须在新的内腔体上形成相应大的凹部,在内腔体制造的过程中必须已经限定放大器的位置。在可替代的方法中,在假体接受腔上钻孔并将圆顶的螺纹杆插入孔中。将垫圈放在螺纹杆上并拧紧螺母。电极的接触孔套在螺纹杆上,并且用另一螺母固定。用两个扳手将两个螺母相互夹紧。最后将突出的螺纹杆磨掉。所用的大量部件使得安装变得复杂并且造成相对高的结构高度。磨削螺纹杆使螺纹移动,使得电极的重新放置变得困难。在外腔体(auβenschaft)方向上没有对外的电绝缘,因此由碳材料构成的假体外腔体设计方案可能出现故障。通过根据本发明的圆顶螺丝连接部的应用,大大简化了安装。在腔体上开孔之后,将具有螺纹的圆顶电极插入孔中并且用圆顶螺母拧紧,该圆顶螺母具有防潮密封的垫片和电触点。这些都通过单一工具实现,例如六角扳手、方扳手或例如简单的螺丝刀。随后将覆盖罩夹在圆顶螺母上,以便提供对外部的电绝缘。这导致显著地降低结构高度。仅需要使用单一工具。具有螺纹的圆顶有利地构造成蘑菇状,并且在顶端的下部任选地具有凸起或装置以防止在内腔体或假体接受腔的表面上扭转,或使其难以扭转。这样就不需要第二种工具来紧固圆顶。垫片将圆顶螺母相对于圆顶固定,以防意外松动。此外,可以在圆顶螺母的外侧设置密封圈,其提供了针对意外松动和水气渗透的进一步的保护。组装之后不需要进一步缩短螺纹杆,所用的圆顶和圆顶螺母可以轻松地重复使用。圆顶优选由防锈材料构成,例如钛。

本发明的改进方案规定,收集电极通过电线与控制单元或控制器连接,并且通过紧固元件机械紧固以防松动。控制单元具有插头容纳部,其中可以插入相应的收集电极的插头,收集电极固定地安装在假体接受腔上。为了防止在假体使用期间插头松动,通过插头连接部将紧固元件固定在控制单元上,例如弹性地夹在控制单元外壳上,使得插头背面抵靠紧固元件,并且电线穿过紧固元件内部的凹槽。紧固元件可以紧固所有插头。

假体系统具有可以放置在肢体残余部分上的假体接受腔,用于获取肌肉电活动的多个收集电极,与收集电极相连的控制单元和被驱动的假体部件,该被驱动的假体部件固定在假体接受腔上并与控制单元联接,所述假体系统设置有表面电极组件,所述表面电机排列具有可以穿戴在肢体残余部分周围的多个表面电极,其中所述表面电极组件可位移和/或可旋转地布置在肢体残余部分上。

通过表面电极组件的可位移和/或可旋转的设计方案,可以确定患者对特定的假体系统或控制装置和假体系统的设计方案的基本适用性。不同于收集电极在假体接受腔例如假体的内腔体上的固定安装,表面电极组件可以独立于假体接受腔而可位移和/或可旋转地布置在肢体残余部分上。表面电极组件上的表面电极随后可以毫不费力地获取肌肉电活动并且作为肌电图形信号进行进一步处理。代替训练病人以特定的方式和方法绷紧特定肌肉,可以通过表面电极组件以简单的方式和方法检测到表面电极和由此的收集电极的最佳定位。获取表面电极组件上的表面电极相对于肢体残余部分的定向,并且作为识别到的表面电极组件在肢体残余部分上的最佳位置,以及由此的表面电极在肢体残余部分表面上的最佳位置,被随后转移到假体接受腔上,收集电极在穿戴状态下定位在相同的位置,并且假体接受腔通常被构造成单独地与肢体残余部分匹配的假体接受腔,使得不能相对肢体残余部分旋转或移位。一旦已经确定假体接受腔在肢体残余部分上的位置,收集电极作为确定的电极被布置在借助于表面电极组件均被识别为最佳位置的位置上。

有利地,将表面电极组件构造成可以穿戴在肢体残余部分周围的套环(manschette)。表面电极组件或套环可以构造成闭合的、环状的带或者这类的支撑元件,其中它们优选地构造成在轴向方向上具有弹性。除了表面电极组件或套环或由弹性织物构成的支撑元件的设计方案,它们还可以由弹性塑料,例如由波形塑料构成,其中,对于波形或波浪轮廓的横截面,优选表面电极在向内的凸起或在表面电极组件与横截面的中心或纵向延伸方向(即在表面电极组件的远近延伸方向)的中心轴具有最小距离的区域,使得表面电极可以与肢体残余部分的皮肤表面总是良好地接触。

表面电极优选地彼此以均匀或基本上均匀的间隔布置在表面电极组件的周向方向上,由此可以将信号均匀地绘制在图表中。在表面电极组件,例如在支撑元件上可以布置与表面电极的相应的位置一致的标记或符号,例如可以将位置连续地编号或者设置连续的字母。

特别是对于表面电极组件作为环状或带状套环或者具有远端和近端和至少一个近端导入口的具有环状或带状支撑元件的设计方案,有利地,表面电极组件具有在远近方向延伸的至少一个稳定元件,以防止在周向方向膨胀时在远近方向缩短。稳定元件可以构造成棒状并且有利地容纳表面电极。

在表面电极组件上可以布置可更换的罩,所述罩优选由可伸缩材料,例如可伸缩的纺织物构成。在表面电极组件上,例如在支撑元件和/或罩上可以布置标记,以便能够将表面电极组件正确地分配给电极并将罩正确地分配给表面电极组件和电极。罩可以通过形状配合元件固定在表面电极组件上,例如通过尼龙搭扣,可替代地可以在表面电极组件上提供纽扣、钩子等以在其上固定罩。有利地,在罩内部形成用于表面电极的凹槽,从而可以实现表面电极与肢体残余部分皮肤表面的直接皮肤接触。所述凹槽同时防止在使用期间罩和表面电极组件的相对位移,因为向内突出的表面电极防止罩的扭曲或移位。

因为表面电极组件被构造成系统组成部件,该系统组成部件可以独立于假体接受腔穿戴在肢体残余部分上并且仅优选地用于设置或用于配置假体系统,因此在具有固定的收集电极的假体接受腔的最终构造中不再使用表面电极组件。因此,可以将表面电极组件归还给矫形外科医师,他们可以清除罩并且按照规定清理之后,将剩余的表面电极组件提供给使用新的罩的其他患者。

在本发明的变体中规定,表面电极组件集成和固定在限定的假体接受腔上,并且表面电极被构造成收集电极,随后传送用于控制被驱动的假体设备的肌电图形信号。

表面电极和/或收集电极可以被构造成具有圆形螺母的圆形螺丝,并且与表面电极组件或假体接受腔拧紧在一起。通过将相应的电极构造成具有圆顶螺母的圆顶螺丝,其中所述螺丝穿过表面电极组件中(例如在套环或载体元件内部)的通孔,或者构造在假体接受腔中,可以在正确的位置上简单、快速并仅用单一工具进行多个电极的固定。通过将电极构造成具有圆形螺母的圆形螺丝,可以实现电极的防潮密封固定。圆顶螺丝可以具有下部凹陷,通过下部凹陷可以在周围区域实现高的表面压力,使得水分不能到达圆顶螺丝的帽状支撑面背后。此外,在圆顶螺母的外侧可以布置密封圈,密封圈将使圆顶螺母相对于通孔密封。在表面电极组件或假体接受腔的外侧,可以存在额外的、与电触点相连的密封垫片,从而可以实现电极在相应的支撑体上的防潮密封固定。

改进方案规定,至少一条电线以与收集电极或表面电极电接触的方式可拆卸地固定在假体接受腔或表面电极组件上。所述电线相对于表面电极组件或假体接受腔绝缘,相应的电极对周围环境同样是绝缘的,以便不出现信号干扰。由此可以实现,只有与电极接触的电线可以将肌电信号传输到相应的控制单元。控制单元可以通过至少一个插头与一个或多个收集电极或表面电极可拆卸地连接。在改进方案中,以紧固元件形式设置机械紧固装置以防止与插头的插入方向相反的松动,其中例如在紧固元件中设置用于相应的电线的凹槽。所述凹槽的尺寸设计成,插头的背面抵靠紧固元件,使得在紧固元件例如通过弹性抓取设备或者形状配合元件牢固地固定在控制装置上,实现相应的电线的机械紧固。

本发明还涉及表面电极组件,特别是如上文所述的套环形式的表面电极组件。本发明还涉及以上文所述的表面电极或收集电极形式的电极。本发明还涉及如上文所述的紧固元件。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明的实施例。其中:

图1示出收集电极的整体视图;

图2示出组装前收集电极的截面图;

图3示出经组装状态下收集电极的截面图;

图4示出具有表面电极的表面电极组件的透视图;

图5示出根据图4的表面电极组件的截面图;

图6示出具有可更换的罩的表面电极组件;

图7示出定位器;

图8示出定位器的变体;

图9示出穿戴表面电极组件的过程;

图10示出没有插头的、具有紧固元件的控制单元;

图11示出将插头组装在具有紧固元件的控制单元上的过程;

图12示出假体系统的示意图;和

图13示出完成的假体的局部视图。

具体实施方式

图1在透视图中示出收集电极10形式中的安装的电极,其安装在假体接受腔20形式的基体上。在背离患者的外侧21上,收集电极10被独立的覆盖罩11覆盖,覆盖罩防止原则上由皮肤表面或患者接收的信号不能输送到预先设定的位置或者受到干扰信号的影响。覆盖罩11布置在接触板12的圆周上,接触板12又布置在两个垫片13之间,垫片13一方面起到相对假体接受腔20电绝缘的作用,此外又对假体接受腔20的通道处起到密封作用。接触板12夹在两个垫片13之间,垫片13具有类似于接触板12的通孔,在通孔中插入无法识别的圆顶螺母。在面对患者的内侧22上,圆顶螺母用圆顶螺丝15拧紧,圆顶螺丝包含具有外螺纹的轴和被称作圆顶152的顶端。圆顶与患者的皮肤表面直接接触。

图2示出部分安装状态下的收集电极10的结构。接触板12布置在两个垫片13之间,圆顶螺母14穿过通孔23贯穿假体接受腔20。覆盖罩11已经盖在圆顶螺母14的顶端。圆顶螺母14具有内螺纹141,内螺纹布置在圆顶螺母14的轴140内。轴140从圆顶螺母14的顶端向假体接受腔20的内侧22方向上延伸。此外,轴140在外侧上具有环形的槽口142,在槽口中可以布置密封元件,例如闭合的密封圈。轴140的外直径基本上对应通孔23的内直径。在所示的实施例中,轴140的长度是通过其与假体接受腔20的内侧22表面基本上平齐来测量的。原则也可以设置较短或较长的轴140。

在内侧22上布置具有螺栓150的圆顶螺丝15。螺栓150具有外螺纹151,其与圆顶螺母14的内螺纹141相一致。外螺纹151只是部分地拧紧在内螺纹141中。螺栓150通到拱形圆顶或所谓的圆顶152处,圆顶被构造成稍微有些拱形或球形罩或蘑菇状。面对假体接受腔20内侧的背部从圆顶152的外边缘稍微朝向内延伸,由此优选仅存在支撑环或支撑环平面。圆顶152和螺栓150以及圆顶螺母14都设计成导电的。通过圆顶152和与圆顶螺母14导电联接的接触板12上的圆顶螺母14,将由肌肉活动产生的激发电势输送到未示出的电线,随后与插头连接。通过电线和插头传递所检测到的肌肉活动的电势,例如用于评估或者用于控制假体部件。

图3示出安装状态的截面图。圆顶螺丝15与圆顶螺母14完全拧紧。圆顶152的底侧边缘平方在假体接受腔20的内侧22上,并且通过挤压防潮密封地压在假体接受腔20上。通孔23的进一步密封通过外槽口142上的密封圈和夹住接触板12的两个垫片13来实现。

在假体接受腔20上钻孔或另外制造通孔23之后,实现收集电极10的安装。有利的是,首先将具有圆顶螺丝15外螺纹151的螺栓150插入通孔23,并保持在适当的位置。圆顶螺母14套上布置在接触板12以及密封圈之间的垫片13进行预安装。覆盖罩11还没有布置在圆顶螺母14上。在圆顶螺母14上可以布置例如内六角凹槽或缝隙,以便仅用一个工具实现收集电极10的防潮密封、导电地固定在假体接受腔20的壁上。随后夹上(aufgeklipst)覆盖罩14并且通过圆顶螺母14上构造的下部凹陷来形状配合地固定。通过电线凹槽的包封将电线插入接触板12,从而简单和快速地实现对外的电绝缘。利用这种电机可以实现在腔体上,特别是在外侧21上极低的搭建高度。可以顺利地实现电极与圆顶152的安装。通过螺丝连接可以实现可逆的安装,通过密封圈和两个垫片13保证圆顶螺母14对抗连接的意外松动。垫片13可以构造成挤压垫片。圆顶螺母14可以预安装电接触和密封圈,通过密封圈确保垫片13和接触板12对抗意外滑下来。通过螺丝连接可以实现对假体接受腔20的不同壁强度的匹配。

上述实施方式既对固定在假体接受腔20上的收集电极10有效,也对安装在例如套环等表面电极组件200上的表面电极100有效,以下将详细说明。

图4中示出表面电极组件200,表面电极100的构造类似于图1至3中的收集电极10。表面电极组件200被构造成套环,并且具有构造成波浪形的支撑元件30。表面电极100布置在支撑元件30的向内指向的波浪形凸起上,从而可以保证安全的皮肤接触。由三极构成的线性布置的表面电极100均匀地或至少近似均匀地布置在构造为闭合环的支撑元件30的圆周上。电极或电极线在圆周上的距离还可能稍微有些偏差。在支撑元件30的外侧上,表面电极100分别配置有增强装置40,在增强装置中增强接收到的肌电信号并任选地进行预处理和传递。每个增强装置40布置在长形的外壳35内并且可以具有自身的蓄能器。修复体接口50布置在支撑元件30外侧的空闲的凹部,通过修复体接口可以为单个增强装置40提供能量。此外,通过修复体接口50可以完成表面电极信号到控制装置的共同导出。同样可以设置拉紧装置42,通过拉紧装置可以调节套环或支撑元件30的周长。

由于支撑元件30的波状实施形式,可以实现灵活和放射状结构,从而可以在具有不同直径和周长的肢体上穿戴表面电极组件200。由此可以将表面电极组件200用在患者的初次治疗和初次评估范围内,而不需要定制假体接受腔。

在所示的实施例中,在支撑元件30上布置八个三级的表面电极三重态。如前所述,支撑元件30和表面电极组件200在周向方向上是灵活地构造的,在腔体向延伸、以及远近方向或线状的纵向伸展上连续布置的、电极三重态的表面电极100是长度不变或不易弯曲地构造的。由此可以限定电极三重态的表面电极100之间或者电极对的两个电极的固定距离。表面电极组件200可旋转和可移位地布置在肢体残余部分上,以便可以确定用于导出清晰的肌电信号的表面电极100的最佳位置。

图5示出根据图4的表面电极组件200的截面图。类似于图1至3,单个表面电极100被构造成具有圆顶螺母的圆顶螺丝15。总共八个电极队列成对地互相相对分散布置在圆周上。在截面图中看出,蓄能器41仅部分地布置在增强装置40中。在单个电极100之间可以布置弹性绳或带60或者具有拉紧装置42的刚性(zugstarr)、柔性的绳,从而提高压缩作用并且简化和实现展开之后的复位。

图6示出具有布置在外围和套在上面的罩70的表面电极组件200的透视图,所述罩可以由高度柔性的织物构成。罩70不仅布置在表面电极组件200的内侧,也布置在表面电极组件200的外侧,并且几乎完全包围表面电极组件200。只有在环状或套筒状支撑元件30内侧的表面电极100的圆顶152是裸露的,以便可以直接接触皮肤。此外,修复体接口50裸露在表面电极组件200的外侧,以便从增强装置40或表面电极100传输能量和数据。罩70可去除地固定在支撑元件30上。将圆顶152上蘑菇状顶端稍微变圆,构成下部凹陷153,使得具有对应的孔或具有对应的凹槽71的织物可以放入间隙或下部凹陷中。可以通过尼龙搭扣或者通过纽扣或按扣固定在外侧,这样就可以容易地带上和再次取掉罩70。

在表面电极组件200的前面施加数字形式的标记,以便在圆周上清楚地分配电极或电极对。由此简化了信号评估,并且相应的信号可以分配给一系列表面电极100或表面电极对。

图7示出本发明的一种变体,其中显示如何将肢体残余部分1上的表面电极组件200的表面电极100的已经发现的位置转移到假体接受腔20上。在实施例中,这通过由弹性纺织物套环构成的定位器31来实现,在其外侧在圆周上以均匀的间隔布置标记,例如1至8的连续的数字形式。当纺织物延展来匹配相应的肢体圆周时,所述标记优选均匀地改变彼此之间的距离。在一种实施形式中,纺织物在周向方向上具有均匀的拉伸行为。所述套环或带的宽度在此规定了电极在肢体残余部分的轴向伸展,还有远-近方向或沿着纵向伸展的最佳距离,所述标记给出电极在周向方向的距离。在图7中,定位器放在假体接受腔20上。通过标记可以标出电极的相应位置和由此标记处通孔在假体接受腔上的位置。代替标记,也可以在定位器上形成对应的距离的孔,起到通孔和电极最佳位置模板的作用。图8中示出这个变体。

固定在支撑元件上的表面电极100以及定位在假体接受腔20上的收集电极10几乎等距离地分布在肢体残余部分的圆周上,并且在肢体残余部分的纵向伸展上彼此保持距离。为了减少设定的电极彼此之间位置,可以在定位器31的纵向上布置稳定元件,使得定位器31虽然径向扩大,但是轴向不缩短。表面电极布置200上的职称元件还可以由弹性纺织物构成,或者具有弹性犯职务,并且配备有稳定元件。

图8示出具有标记和/或孔的定位器31,或具有表面电极100的表面电极组件200的一种变体。表面电极组件200或定位器31被构造成带状并且不是闭合的环。表面电极组件200或定位器31可以围绕肢体穿戴并且固定在那里。直径或圆周是可以改变的,例如通过在外侧布置尼龙搭扣,以便可以将表面电极组件200布置在具有不同周长或直径的肢体残余部分和假体接受腔20的定位器31上。

图9示出将表面电极组件放在幻神身上的过程。在图中左上角,示出表面电极组件的透视图。增强装置40布置在纵向插入的外壳35内,同时构成稳定元件。在外壳35内,在外壳的纵向伸展上彼此间隔地布置表面电极100。相应的外壳25中的单个增强装置40通过电线互相连接,通过拉紧装置42可以拉紧或松开绳60,以便可以将环状布置的表面电极100或表面电极组件200的外壳35调整到其最大周长。

在右上角的第二张图中,在表面电极组件的圆形排列中使用罩70。罩70被构造成软管或套筒,并且具有对应圆顶152构造的凹槽71,圆顶152将穿过凹槽71。罩70的一部分在套环30的远端和近端,还有其末端的纵向伸展凸出。如果将所有圆顶152穿过凹槽71,则罩70的纵向凸出区域翻转,以便到达外壳35的外侧。这个步骤图9的中间靠左的图中示出。在罩70上布置锁紧元件72,在所示的实施例中被构造成按扣。可替代地,锁紧元件72还可以设定成例如尼龙搭扣或纽扣。锁紧元件72互相啮合,使得表面电极组件200的外侧完全被罩70包围。右侧下面的图示出罩70完全安装在表面电极组件200上的状态。锁紧远近72位于表面电极组件的外侧,圆顶152构造在套筒状支撑元件30的内侧。

图9左侧下面的图示出具有罩70的表面电极组件200的应用状态。罩70可以提供弹性回复力,同样可以将拉紧装置42的周长调整到表面电极组件的外壳35上。

图10示出具有外壳的控制单元的透视图,在其外侧构造了插头容纳部81,其中可以连接没有示出的插头,插头通过电线与表面电极100或收集电极10相连。插头容纳部81或插座在所示实施例中连续相对地布置在扁平的略微完全的外壳的长边。在所示的实施例中共计有八个插头容纳部81,每个长边上四个。设定为略微弯曲,以便控制单元80可以更容易地固定在假体接受腔20或患者身上。控制单元80具有电线出口82,控制单元80通过电线出口82与未示出的被驱动的假体部件2联接,以便将基于所选择的控制方法的控制信号传送到相应的驱动器。基于从表面电极100或收集电极10接收的肌电信号来控制、激活或去激活相应的驱动器。在调节速度和调节路径以及调节持续时间和/或强度方面都进行激活。

控制单元80分配有紧固元件90,紧固元件夹紧地固定紧固元件80的外壳的向外弯曲的外侧上。紧固元件90在插头容纳部81的区域具有夹子或夹板91,其部分地覆盖插头容纳部81的开口。在夹子或夹板91中分别构造凹槽92,用于引入电线。为了固定表面电极100或收集电极10与控制单元80的插头连接部,将电极10、100的电线18上的插头19插入插头容纳部81。如果所有插头都插入插头容纳部81,紧固元件90放在控制单元80的外壳上并夹紧地固定。夹板或夹子91防止插头从插入方向被拔出,但是通过夹板或夹子91中的凹槽92,电线基本直线地在插入方向可拔出,因此不存在拐点。紧固元件90针对插头的意外断开提供了可拆卸的、机械的固定。

图11示出具有控制单元80和外壳的本发明的一种方案,对应图10,在外壳狭窄的长边具有共计十个插头容纳部81,每一侧五个。在图11的左上图中,已经有一些插头19插入了插头容纳部81中。插头19被设计成三极的插头,电线18被单个电极10、100固定。在图11的左上图中七个插头19已经插入控制单元80的插头容纳部81中。在右上图中,根据图4的套环的表面电极100的所有插头连接部都已经插入。左下图示出有八个已插入的插头19的图,其中包括基本上直线的电线18和具有夹子91的紧固元件90以及凹槽92。不同于图10,在根据图11的实施例中,紧固元件90布置在控制单元80的外壳内侧上。电线出口82将控制单元80与待控制的假体部件连在一起。

图12示出具有假体部件2的假体系统的示意图,构造成现有产品的形式。在支撑体3上可以固定假体部件2。在所述的实施例中,可以选择两种不同的假体部件2,可以通过双通道控制装置控制的简单的抓取设备。抓取设备可以抓取和松开,因此必须激活、翻转和停止单个驱动器,以便可以执行期望的动作。下面的假体部件2是具有由多个驱动器驱动的假体手指的假肢手,因此必须有更复杂的控制装置,以便可以利用患者传输的信号,特别是电信号来进行控制。支撑体3通过电线出口82与控制单元80联接。控制单元80通过插头19和电线18与收集电极10连接。图中示出电极对以及具有额外收集电极的电极三重态。

在收集电极10和控制单元80之间布置适配器17,通过适配器17将收集电极10的信号,适用于和设定用于基于模式识别的控制,转变成双通道控制信号,可以用于基于双通道控制装置的抓取设备的控制。控制单元80可以无线的,例如通过蓝牙与操纵仪器16耦合,例如计算机、输入板或智能手机,以便设置控制装置。操纵仪器16可以包含认证软件,通过认证软件来确定只有经授权的人员可以改变以相应假体部件2的操纵为基础的控制装置。

另外,作为假体系统部件示出表面电极组件200,如上所述构造并且特别是可位移和可旋转地穿戴在肢体残余部分1周围。在支撑元件30上的表面电极组件200内侧的表面电极100,可以通过电线28和插头19与控制单元80联接,以便在没有已经完成的假体接受腔2情况下尽快获得信息,关于患者可能产生哪些电信号和不能产生哪些电信号。基于这些从表面电极组件200接收的电信号,在控制单元80或其他评估设备或控制器中确定,通过模式识别软件或双通道控制装置进行控制是否有效和适合。表面电极组件200可以施加在优化的位置,该位置对导出肌电信号最有利。相应的电极100或电极对的位置和分类,例如在相应的外壳35内的位置和分类将被保存。通过在支撑元件30或表面电极组件200的前端或周围做标记来确定,哪个电极10应放在或者布置在哪个位置。相应的电极10或电极对的定位随后被转移到最终的假体接受腔20上。所述转移可以通过投影、模型制作、定位器31或将所选位置叠加到图像上来完成,使得矫形外科医师在制造假体接受腔20的时候知道,应该将通孔23固定在哪里和布置收集电极的定位。

图13示出具有覆盖罩11的收集电极10在假体接受腔2上最终的布局。收集电极10通过电线18和适配器17与未示出的控制单元80相互联接,控制单元80又为未示出的、固定在假体接受腔20远端的假体部件2提供与相应驱动器匹配的命令。

附图标记

1肢体残余部分

2假体部件

3支撑体

10收集电极

11覆盖罩

12接触板

13垫片

14圆顶螺母

15圆顶螺丝

16操纵仪器

17适配器

18电线

19插头

20假体接受腔

21外侧

22内侧

23通孔

30支撑元件

31定位器

35外壳

40增强装置

41蓄能器

42拉紧装置

50修复体接口

60绳

70罩

71凹槽

72锁紧元件

80控制单元

81插头容纳部

82电线出口

90紧固元件

91夹子

92凹槽

100表面电极

140轴

141内螺纹

142槽口

143下部凹陷

150螺栓

151外螺纹

152圆顶

153下部凹陷

200表面电极组件。

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