[发明专利]传感垫结构

说明书

技术领域

本发明涉及能够测量与用户的足部的足底接触的行为、确定该接触行为的强度和相同行为的应用位置的传感垫(sensorized mat)的结构。

背景技术

众所周知，为了分析患者的静止站立位置或者甚至为了评估步态的动态，传感垫(sensorized mat)被足部的许多区域中的足底压力、或者步态训练期间足底压力的变化和分布要被检测的情形中。一种用于评估足底压力的具体类型的这种垫子是已知的，并且被称为踏足板(footboard)或测力台(force plantform)。

测力台是一种包括多个传感器的垫子，该多个传感器在足部运动期间测量力、表面和时间。这三个因素允许分析下肢的运动的集合并允许确定患者所描述的症状的可能的姿势起源。

替换传感垫，使用所谓的传感鞋垫(sensorized insoles)，其允许分析鞋中的足部的压力，也基于一些步行步伐记录数据长达几个步行小时。患者可以根据自己的习惯以任何方向自由移动。

特别地，每个传感鞋垫被放入鞋中并被连接到由患者的鞋所承载的数据-收集计算单元。替换地，在不可能的情况下，可以将电子器件系到骨盆、足踝、腿上，或可以用电缆将其连接至鞋垫。

特别地，各种类型的远程传感器被用于鞋垫中，例如足部的压力改变容量的电容式传感器(例如参见WO2009089406)、足部的压力改变电阻的电阻传感器、利用油墨或聚合物的导电能力的油墨传感器或聚合物传感器。上述类型的传感器需要经常调整，以便获得精确的测量结果。

一种混合单元(hydrocell)技术也是已知的，其在足部的支撑表面上设置了包含液体或空气的承重，其与所用的压阻压力传感器相结合以便确定流体压力。

进一步使用包括光学传感器的传感器，光学传感器测量源朝敏感元件发射的光的变化。

可以针对所用的传感器的种类以及针对传感器的数目和分布将制造传感鞋垫的垫子进行分类，包括：分离分布的垫子或鞋垫，以及具有传感器的矩阵的垫子或鞋垫。

在第一类型中，传感器的数量没有覆盖垫子或鞋垫的全部区域，并且有可能仅确定相对于感兴趣的区域(即提供传感器的区域)中对地面的作用力的垂直分量的一个信息。

由于较少数量的传感器，上述类型在同一垫子或鞋垫内留下自由空间以实现对其操作所必需的所有电子器件，使得它们使用舒适并实际，但是不允许获得压力的检测。

在如WO2009089406描述的第二类型中，即具有传感器矩阵的垫子或鞋垫，存在基本上覆盖所有的接触区域的数量远远更高的传感器。这样，有可能获得足底压力的全部映射，特别是对地面的反应的总的力(总的地面反作用力)的垂直分量、压力的中心(CoP)和在整个的足部上(all the foot)的足底压力的分布。然而，在这种垫子或鞋垫中，会出现为了相邻效果的传感器的矩阵布置以及彼此靠近的布置涉及没有直接承受足底压力的相邻传感器受到影响。其后面的非精确测量是不可靠的，因为它涉及相对于实际承受足底压力的那些传感器不同的大量传感器。

此外，在上述类型的具有高密度的传感器的垫子和鞋垫中，必须提供分离的且外部的电子器件来分析和放大来自传感器的信号并将其传输到远程控制单元以及远程电池。因此，这些矩阵垫子或鞋垫仅仅用在专业化的中心中，由于它们需要必须由专业的操作人员组装和调节以获得可靠的测量的专用空间和装备。

这使得不可能在家庭治疗设备或定制设备的领域中使用。

感到需要提供一种传感垫或鞋垫，其不具有传感器的调节的问题，不需要外部控制装置或供应装置，并且其使之有可能获得精确和可靠的测量。

特别地，在鞋垫的情况下，希望的是其可以被完全集成在鞋中并且同时允许获得族地区与的全部映射。

发明内容

因此本发明的一个特征在于提供一种传感垫(sensorized mat)的结构，该传感垫具有高密度的传感器，并且于是具有良好的空间分辨率，并且同时不需要外部设备。

本发明的另一个特征为提供一种传感垫的结构，该传感垫使得有可能进行非常精确的测量，并且不需要调整操作。

本发明的进一步的特征为提供一种传感垫的结构，该传感垫可以被完全地插入鞋内，从而监测患者的每日步行条件。

本发明的还有一个特征为提供一种容易且廉价制造的传感垫的结构。

这些和其它目的通过传感垫的结构来实现，其包括：

支撑基座；

分布在所述支撑基座上多个传感器，所述多个传感器适于在它们遇到承载在其上的负荷时产生相应的测量信号；