用于膝屈肌评估的装置和方法
【专利说明】用于膝屈肌评估的装置和方法
[0001] 发明背景
[0002] 本发明涉及在评估对象的至少一个膝屈肌肌肉的力量中使用的，并且在一个示例 中，用于在对象进行离心膝屈肌收缩时，评估对象的至少一条腿中的至少胭绳肌力量的装 置。
[0003] 现有技术描述
[0004] 在本说明书中，对任何在先公开（或者从其中衍生出的信息）或者对任何已知材 料的引用，不是且不应当被认为是对在先公开（或者从其中衍生出的信息）或者已知材料 形成了本说明书涉及的努力的领域中的公知常识的一部分的认可或承认或任何形式的暗 不O
[0005] 在包括短跑、田径、英式足球和其它类型的橄榄球的多种运动中，胭绳肌拉伤 (HSI)在业余参与者和精英参与者这二者中是常见的。此外，在最初的HSI之后，在对象身 上的复发率高，恢复周期随着后来的HIS增加。
[0006] 已经开展许多针对影响对象对HSI的易感性的因素和辅助对象恢复的环境的研宄 并减少了复发实例。研宄内容例如Arnason等人发表在Scand J Med Sci Sports (2008) 18 中的"Prevention of hamstring strains in elite soccer:an intervention study"建 立了增强的离心胭绳肌力量与较低的HSI发生率相关联的理论。类似地，W0-03/094732表 明重复周期的胭绳肌离心锻炼能够降低对象对HSI的易感性，并且在这方面W0-03/094732 提供了用于进行离心锻炼的包括垫板和脚踝带的示例装置。
[0007] 尽管存在由这些研宄得出的结论，然而，由于许多固有的限制，用于定量地评估 膝屈肌肌肉力量，例如胭绳肌力量的现有的方法和装置未被广泛使用。例如，当前用于 进行胭绳肌力量评估的金标准装置是通常基于实验室的等速肌力测量仪（isokinetic dynamometer)。在评估过程中，对象坐着或者俯卧，脚踝被固定到可旋转臂，使得在该臂转 动时由腿施加的力矩被感应，同时最大旋转速度被肌力测量仪约束。然而，等速肌力测量仪 价格昂贵、需要有经验的操作人员、具有受限的便携性，并且需要大量时间以独立地评估对 象的每条腿。因此其被主要用于研宄目的，并且仅仅偶尔地被精英运动员或者运动队使用 以评估处于较高的HSI风险的选手，或者以监测康复进展。此外，在一些运动保障人员中存 在等速肌力测量仪本身就构成受伤风险的看法。
[0008] W0-03/094732描述了用于评价在离心收缩期间肌肉对损伤的易感性的装置，该装 置包括力矩测量设备，其用于获取由在不同的拉伸角度的肌肉所产生的力矩的测量值。连 接到力矩测量设备的计算机接收并处理力矩的测量值，并使用计算机软件评价对损伤的易 感性。计算机软件包括接收部件、对比数据部件以及评价部件，接收部件用于接收在不同的 拉伸角度的肌肉所产生的力矩的测量值，对比数据部件用于存储对比数据，对比数据代表 了在离心收缩期间如果肌肉对损伤不易感的情况下可能产生的力矩的期望测量值，评价部 件用于将所接收的测量值与对比数据做对比以识别出在相同的拉伸角度下力矩测量值中 的差异。
[0009] US-5, 662, 591教导了用于测量病人的肢体力量并且用于进行物理治疗锻炼以增 强病人的肢体力量的装置。该装置包括一对枢转夹具，每个枢转夹具具有用于将枢转夹具 连接到固定物体，例如物理治疗台或者病床的端部。每个枢转夹具的第二端部可调整地接 纳常规的牵引框架或者承载框架的第一框架构件。该结构能够使第一框架构件的旋转运动 和平移运动相对于每个枢转夹具被枢转夹具保持，以允许在相对于病人的待测试肢体的所 需的位置和方向上将框架定位。第二框架构件由一对可调整支架可调整地连接到该对第一 框架构件。具有位于其中的力转换器的肢体接合构件被用于既接合病人的待测试肢体，又 检测在病人的肢体和肢体接合构件之间所传递的力。力转换器生成代表了所产生的力的， 可以在数字式面板表上显示的输出。
[0010] 在US-3, 285, 070中，该发明涉及适合在身体发育和/或身体康复项目中使用的装 置。更特别地，该发明涉及用于评价和增强人体的多种肌肉和肌群的力量的装置。
[0011] 在US-3, 374, 675中，该发明涉及测力计设备或等长肌肉测试装置，并且更特别地 涉及这样一种设备，在该设备中，可以在其肌肉正在被测试的身体的肢体的运动的初始接 合处和该身体的肢体的极限或至少是另一被隔开部分之间测试身体运动的肌肉力量。人体 中的该测试有时被称作等长肌肉测试，并且其最普遍的使用的两个示例存在于在物理治疗 实践中和身体锻炼过程中的肌肉测试。
[0012] US-4, 889, 108描述了肌肉锻炼与诊断系统，其包括杠杆臂、用于安装杠杆臂以 用于围绕固定轴旋转的安装装置，和用于将人体的选定部分连接到杠杆臂以用于围绕 选定的解剖学旋转轴旋转的连接装置。连接装置提供了固定的正切的和滑动的安装座 (mounting)，以允许病人的附接点相对于杠杆臂的旋转轴自由地径向运动。联接到杠杆臂 的速度控制装置根据预先选定的速度控制功能来限制速度。从附接点到旋转轴的径向距离 被测量并被用在速度控制功能中。在一个实施方案中，运动范围极限是利用针对每个极限 位置的电位器来设定，而在另一个实施方案中是由按钮和极限存储装置来设定。
[0013] US-4, 909, 262教导了利用夹具机构来保持旋转的身体肢体的装置。机械臂被联结 到夹具机构并且可旋转地连接到枢转构件。机械臂围绕枢转构件的角旋转和旋转的身体肢 体在夹具机构上施加的力被同时测量。应变仪联结到夹具机构以提供该力的测量。
[0014] 应当理解的是，上述公开具有许多缺点，包括妨碍便携性的大尺寸或大重量，以及 妨碍例如整个运动队的大规模筛选的大量评估时间。此外，先前的方法和装置已经不能提 供在双侧锻炼期间独立地对双腿中的胭绳肌力量的同时评估，或者在双侧锻炼期间对双腿 中的胭绳肌力量的组合评估。另外，现有的技术在肢体间力量不平衡的测量上具有可疑的 信度和可重复性。
[0015] 本
【发明内容】
[0016] 本发明寻求改善与现有技术相关的一个或多个问题。
[0017] 在第一个广泛的形式中，本发明寻求提供在评估对象的至少一个膝屈肌的力量中 使用的装置，该装置包括：
[0018] a)支架；
[0019] b)两个固定构件，每个固定构件在在使用中相对于支架是大体上固定的位置将对 象的对应小腿固定；以及，
[0020] c)至少一个传感器，该至少一个传感器在使用中在对象进行该至少一个膝屈肌肌 肉的离心收缩时，感应表征了对象的至少一条腿中的该至少一个膝屈肌肌肉的力量的力。
[0021] 通常，至少一个传感器联接到两个固定构件中的至少一个，并且其中该传感器感 应施加在对象的小腿处的力。
[0022] 通常，该至少一个传感器包括两个传感器，每个传感器联接到对应的固定构件，以 从而感应表征了对象的每条腿中的该至少一个膝屈肌肌肉的力量的力。
[0023] 通常，在使用中传感器同时地感应表征了对象的每条腿中的该至少一个膝屈肌肌 肉的力量的力。
[0024] 通常，在使用中传感器在不同时间感应表征了对象的每条腿中的该至少一个膝屈 肌肌肉的力量的力。
[0025] 通常，至少一个固定构件附接到传感器。
[0026] 通常，固定构件联接到支架。
[0027] 通常，固定构件可移动地安装到支架。
[0028] 通常，支架包括在使用中支撑对象的至少一个膝盖的至少一个膝盖支撑器。
[0029] 通常，膝盖支撑器可移动地安装到该支架。
[0030] 通常，该装置包括电子处理设备，该电子处理设备用于：
[0031] a)监测来自该至少一个传感器的信号；以及，
[0032] b)至少部分地使用该信号生成表征了至少胭绳肌的胭绳肌力量的指标 (indicator)〇
[0033] 通常，该指标表征以下中的至少一个：
[0034] a)瞬时力；
[0035] b)力发展速度；
[0036] c)平均力；
[0037] d)峰值力；
[0038] e)冲量；
[0039] f)功；
[0040] g)瞬时扭矩；
[0041] h)扭矩发展速度；
[0042] i)平均扭矩；
[0043] j)力随时间的变化；
[0044] k)扭矩随时间的变化；以及
[0045] 1)峰值扭矩。
[0046] 通常，电子处理设备用于：
[0047] a)对比至少部分的信号和基准数据；以及
[0048] b)根据对比结果生成指标。
[0049] 通常，基准数据包括以下中的至少一个：
[0050] a)从正态总体中确定的公差；
[0051] b)预先确定的范围；
[0052] c)预先确定的基准；
[0053] d)先前生成的指标；以及，
[0054] e)为另一条腿生成的指标。
[0055] 通常，指标表征了 ：
[0056] a)至少部分的信号，和基准数据；以及
[0057] b)至少部分的信号和基准数据之间的差异。
[0058] 通常，该装置包括用于向使用者显示至少该指标的输出设备。
[0059] 通常，输出设备是以下中的至少一个：
[0060] a)发光二极管（LED);
[0061] b)声发射构件；
[0062] c)数字显示器；以及
[0063] d)电子信号发射构件。
[0064] 通常，输出设备产生以下中的至少一个：
[0065] a)光；
[0066] b)声；
[0067] c)至少一个字母数字字符；
[0068] d)图形；
[0069] e)图像；
[0070] f)无线电子信号；以及
[0071] g)有线电子信号。
[0072] 通常，该装置包括输入设备，从而允许使用者输入数据。
[0073] 通常，输入设备包括以下中的至少一个：
[0074] a)小键盘；
[0075] b)键盘；
[0076] c)触摸屏；
[0077] d)按钮；以及
[0078] e)开关。
[0079] 通常，支架是长形的，并且其中固定构件设置在第一端部处，并且第二端部支撑对 象的重量。
[0080] 通常，传感器包括以下中的任一个：
[0081] a)测力传感器（load cell);
[0082] b)测力板；
[0083] c)压阻测力传感器；
[0084] d)应变仪；以及
[0085] e)液压计。
[0086] 通常，传感器感应压力和张力中的任一个。
[0087] 通常，固定构件包括下面中的任一个：
[0088] a)带子；
[0089] b)套箍（cuff);以及，
[0090] c)结（tie)。
[0091] 通常，传感器在对象进行北欧胭绳肌锻炼（Nordic hamstring exercise)时，感应 表征了对象的至少一条腿中的胭绳肌力量的力。
[0092] 通常，该至