專利名稱：用于自動對準位置和取向指示器的方法以及用于監(jiān)測身體部位的移動的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于相對于身體部位自動對準(alignment)位置和取向指示器的方法且涉及用于監(jiān)測身體部位的移動的設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，物理治療勞動密集程度很高，因為理療醫(yī)師每次只能治療一個人。其結(jié)果是，傳統(tǒng)的物理治療相當昂貴，這導(dǎo)致為了保持保健系統(tǒng)成本低，僅有限數(shù)量的治療 (treatment)被補償給了患者。如果患者做更多或更長的物理治療練習(xí)，則他/她獲得的效果將會提高，但是始終必須存在的用于物理治療的成本阻止了更多和/或更長的物理治療練習(xí)的方案(prescription)。鑒于此，正在開發(fā)治療師的工具，其使得患者能夠在較少的來自治療師的指導(dǎo)的情況下執(zhí)行物理治療練習(xí)。最近，已經(jīng)提出使用位置和取向指示器來指導(dǎo)物理治療患者如何以正確方式做他們的練習(xí)。根據(jù)該技術(shù)，患者佩戴一個或多個位置和取向指示器來測量該患者的移動。計算機評估所述移動并且可以向患者提供實時反饋以啟發(fā)患者以正確方式執(zhí)行所述練習(xí)。而且，該計算機可以為治療師生成進展報告，使得該治療師可以指導(dǎo)利用這種類型的系統(tǒng)同時工作的例如5個或10個患者。為了正確評估患者在練習(xí)期間執(zhí)行哪些移動，在許多情況下有必要知道位置和取向指示器(或多個位置和取向指示器)對于患者的身體部位(或多個身體部位)的相對對準。 例如，每個位置和取向指示器可以提供有局部坐標系并且該局部坐標系可以未對準分配給相應(yīng)位置和取向指示器所附接到的身體部位的局部坐標系。在圖1中示出了這種未對準， 其中具有局部坐標系X-S和y_s的位置和取向指示器附接到具有局部坐標系X_u和y_u的上臂u(作為身體部位)。為了應(yīng)付這種未對準，已經(jīng)提出使用特定的校準過程(procedure) (其中要求患者擺出預(yù)定義的參考姿勢)來獲取關(guān)于位置和取向指示器(一個或多個)相對于身體部位(一個或多個)的對準的信息。該過程在患者開始練習(xí)之前執(zhí)行。例如，根據(jù)申請人已知的系統(tǒng)，位置和取向指示器由附接到不同身體部位并將位置和取向信息傳輸至控制單元的運動傳感器形成。當患者處于參考姿勢(例如站直，臂(arm)嚴格向下且手掌朝向腿)時，運動傳感器讀數(shù)被存儲為參考讀數(shù)。在系統(tǒng)正常工作期間(即當患者執(zhí)行練習(xí)時)， 運動傳感器的當前讀數(shù)然后可以使用參考讀數(shù)來校正(例如通過“減去”參考讀數(shù))，以便根據(jù)運動傳感器的取向計算肢(limb)的當前取向。然而，如上所述的這種明確的對準過程麻煩的并且因此不是用戶友好的。而且，如果患者在校準過程期間沒有精確地呈現(xiàn)所述參考姿勢(且這未被檢測到)，則所有基于該對準校準的精度的計算都會失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于相對于身體部位對準位置和取向指示器的方法和一種用于監(jiān)測身體部位的移動的設(shè)備，其使得能夠?qū)ι眢w部位進行可靠檢測而無需單獨的校準過程。該目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于相對于身體部位自動對準位置和取向指示器的方法實現(xiàn)的。該方法包括步驟將位置和取向指示器附接到身體部位；移動該身體部位并測量位置和取向指示器的移動；以及利用對運動的物理約束(physical constraint) 來確定位置和取向指示器相對于身體部位的對準。以此方式，位置和取向指示器相對于身體部位的對準被自動確定而無需單獨的校準過程。所使用的對運動的物理約束可以例如是生理運動約束(比如關(guān)節(jié)或另一身體部位的可能的移動的方向性)和/或由位置和取向指示器的附接的特定方式導(dǎo)致的相對于位置和取向指示器的運動的物理運動約束和/或其他物理運動約束。術(shù)語身體部位用于人體或動物體的部位。身體部位可以例如由臂、腿、腳、 手或由其各部分(比如上臂、下臂、大腿、小腿、手指、腳趾等)形成。特別地，如果在本申請中臂或腿被視為身體部位，則其部分將同時被視為身體部位。根據(jù)一個方面，所述身體部位包括至少一個關(guān)節(jié)并且所述至少一個關(guān)節(jié)的生理運動約束被用作對運動的物理約束。以此方式，直接關(guān)聯(lián)(link)到位置和取向指示器所附接到的身體部位的定義明確的運動約束被用于自動的位置和取向指示器對準。如果身體部位是臂并且所述至少一個關(guān)節(jié)是肘，或者身體部位是腿且所述至少一個關(guān)節(jié)是膝，則所述方法特別適用于位置和取向指示器對準以監(jiān)測典型的物理療法練習(xí)。優(yōu)選地，使用所述對運動的物理約束，以使得當檢測到鑒于物理約束而不可能的身體部位的運動時，判斷存在對準差錯(fault)。在此情況下，可以快速且可靠地識別未對準以實現(xiàn)自動對準。優(yōu)選地，位置和取向指示器包括局部坐標系統(tǒng)并且被附接到身體部位以使得防止了相對于身體部位圍繞局部坐標系統(tǒng)的至少一個軸的旋轉(zhuǎn)。在此情況下，歸因于附接方式， 可以使用對位置和取向指示器的運動的物理約束。這允許更容易且更可靠地相對于身體部位對準位置和取向指示器，而無需校準過程。如果位置和取向指示器附接到身體部位以使得防止了相對于身體部位圍繞局部坐標系統(tǒng)的兩個軸的旋轉(zhuǎn)，則可以甚至更快地實現(xiàn)對準。優(yōu)選地，至少第一位置和取向指示器和第二位置和取向指示器被附接到身體部位，并且第一和第二位置和取向指示器中的一個相對于第一和第二位置和取向指示器中的另一個的移動被測量。以此方式，例如至少一個關(guān)節(jié)的移動可以被可靠地用于自動的位置和取向指示器對準。如果第一位置和取向指示器在至少一個關(guān)節(jié)的一側(cè)上被附接到身體部位并且第二位置和取向指示器在所述至少一個關(guān)節(jié)的相對側(cè)上被附接到身體部位，則以特別高效的方式進行自動對準是可能的。所述目的還通過根據(jù)權(quán)利要求9的用于監(jiān)測至少一個身體部位的移動的設(shè)備來實現(xiàn)。該設(shè)備包括適于附接到身體部位的至少一個位置和取向指示器以及適于測量該位置和取向指示器的移動的控制單元。該控制單元適于在身體部位移動時測量該位置和取向指示器的移動并且使用對運動的物理約束根據(jù)測量的移動確定位置和取向指示器相對于身體部位的對準。因此，提供了用于監(jiān)測至少一個身體部位的移動的設(shè)備，其不需要單獨的校準過程來對準所述至少一個位置和取向指示器。優(yōu)選地，所述設(shè)備包括至少第一位置和取向指示器和第二位置和取向指示器并且控制單元適于測量第一和第二位置和取向指示器中的一個相對于第一和第二位置和取向指示器中另一個的移動。在此情況下，例如至少一個關(guān)節(jié)的運動可以被可靠地用于自動對準所述位置和取向指示器。如果第一和第二位置和取向指示器適于在至少一個關(guān)節(jié)的相對的兩側(cè)上附接到身體部位，則情況特別如此。優(yōu)選地，所述設(shè)備是物理治療監(jiān)測設(shè)備。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將根據(jù)參照附圖的實施例的詳細描述而出現(xiàn)。圖1示意性示出位置和取向指示器與身體部位之間未對準的實例。圖2示意性示出包括提供有位置和取向指示器的若干身體部位的人體和相關(guān)聯(lián)的局部坐標系統(tǒng)。圖3示意性圖示了局部的位置和取向指示器坐標系統(tǒng)的取向。圖如到如示意性圖示了局部位置和取向指示器坐標系統(tǒng)與身體部位之間的取向的不同自由度。圖5示出用于確定關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸的圖(plot)的實例。圖6圖示了膝關(guān)節(jié)的運動范圍。圖7a和7b圖示了關(guān)于肘和關(guān)于人腳的生理運動約束。
具體實施例方式第一實施例
現(xiàn)在將參照圖2-6描述本發(fā)明的一個實施例。在該實施例中，將關(guān)于各個位置和取向指示器針對患者的大腿和小腿的對準示范性解釋用于相對于身體部位自動對準位置和取向指示器的方法。而且，根據(jù)該實施例的用于監(jiān)測至少一個身體部位的移動的設(shè)備由物理治療監(jiān)測設(shè)備形成。根據(jù)該實施例的設(shè)備特別地適于監(jiān)測患者的腿的移動，特別是適于監(jiān)測物理治療患者的髖和膝的練習(xí)。然而，應(yīng)當注意，本發(fā)明不限于該類型的應(yīng)用。例如，其他人體或動物體部位的移動可被監(jiān)測，比如臂、肘、肩、踝等等。特別地，理療練習(xí)可以被監(jiān)測和/或指導(dǎo)。所述設(shè)備包括連接到(通過有線或無線)稍后將描述的位置和取向指示器的控制單元100 (見圖2)并且被調(diào)適使得下文將描述的步驟由該設(shè)備來執(zhí)行。在下文描述的實施例中，位置和取向指示器由附接到各個身體部位并將位置和取向信息傳輸給控制單元 100的運動傳感器形成。然而，應(yīng)當注意，本發(fā)明不限于此并且例如也可以應(yīng)用于其他類型的位置和取向指示器。例如，根據(jù)申請人已知的系統(tǒng)，位置和取向指示器也可以由附接到不同身體部位的參考元件形成，其中參考元件的位置和取向借助于適當?shù)恼障鄼C來檢測。申請人已知的一個這樣的系統(tǒng)使用附接到身體部位的反射球(reflective ball)，用紅外光照射這些反射球，且通過用適當?shù)募t外照相機檢測反射光來檢測這些球的位置/取向。圖2示意性示出包括多個身體部位的人體1。在下文將要描述的實例中，將解釋第一位置和取向指示器2相對于作為第一身體部位3的大腿的對準和第二位置和取向指示器 4相對于作為第二身體部位5的小腿的對準。在將要描述的實例中，用于實現(xiàn)這一點的步驟在示例性描繪的控制單元100中實施。技術(shù)人員將理解，各個位置和取向指示器相對于其他身體部位的對準可以以類似或相似方式執(zhí)行。第一位置和取向指示器2和第二位置和取向指示器4可以例如借助于包括其中可以放置相應(yīng)位置和取向指示器的小袋(pouch)的彈性織物帶而附接到第一身體部位3和第二身體部位5。在下文將要描述的實例中，為了測量膝關(guān)節(jié)的移動，一個位置和取向指示器(第一位置和取向指示器2)被附接在膝“上方”(即附接到大腿)，而另一個位置和取向指示器(第二位置和取向指示器4)被附接在膝“下方”(即附接到小腿)。在圖2所示的實例中，(右手(right-handed))局部直角(orthogonal)坐標系被分配給第一身體部位3(大腿)。該局部直角坐標系包括軸υ χ，uV和11、。ULz被選擇為在臉 (以正常的姿勢)所面向的方向上指向前。ULx被選擇為指向腳，且uV被選擇成使得％，ULy 和U、形成右手直角坐標系。類似地，局部直角坐標系被分配給第二身體部位5 (小腿)，該局部直角坐標系包括軸LLX，LLy和LLZ。LLZ被選擇為指向前，LLX被選擇為指向腳，且、被選擇成使得形成右手局部直角坐標系。以類似方式，局部坐標系被分配給第一位置和取向指示器2并且分配給第二位置和取向指示器4。分配給第一位置和取向指示器2的局部坐標系包括軸usx，usy, usZ。分配給第二位置和取向指示器4的局部坐標系包括軸Lsx, 1&和1、。圖3中示意性示出向第一和第二位置和取向指示器2和4分配局部坐標系，其中分別地，χ對應(yīng)于usX或Lsx, y對應(yīng)于 usy或LSy，且Z對應(yīng)于usZ或、。Rx被用于指示圍繞軸X的旋轉(zhuǎn)，Ry指示圍繞軸ι的旋轉(zhuǎn)， 且Rz指示圍繞軸Z的旋轉(zhuǎn)。在對應(yīng)于第一位置和取向指示器2相對于第一身體部位3的完美對準的最優(yōu)情形中，usX的方向?qū)?yīng)于lVusy的方向?qū)?yīng)于、，且usZ的方向?qū)?yīng)于、。類似地，對于第二位置和取向指示器4相對于第二身體部位5的完美對準，LSx的方向?qū)?yīng)于“X，LSy的方向?qū)?yīng)于ay且lsZ的方向?qū)?yīng)于“ζ。圖2中示意性地描繪了這種完美的對準情形。而且，在圖2中，局部坐標系被分配給軀干6，該局部坐標系的軸tZ指向前，軸、指向頭，且、被選擇成使得形成右手的直角局部坐標系。應(yīng)當注意，局部坐標系可以以對應(yīng)的方式分配給其他身體部位。而且，位置和取向指示器可以附加地或可替代地附接到其他身體部位。已經(jīng)描述了，在完美對準情形中，第一位置和取向指示器2的坐標系(usx，usy, USz)和第一身體部位3的坐標系(ULx，ULy, ULz)將是相同的，且第二位置和取向指示器4 的坐標系(lsX，LSy, LSz)和第二身體部位5的坐標系(、，LLy, “ζ)將是相同的。然而，在其中位置和取向指示器附接到相應(yīng)的身體部位(例如通過柔性織物帶)的真實情形中，該完美情形通常將是不存在的。第一位置和取向指示器2與第一身體部位3 的坐標系之間的某種未對準將是存在的，即對應(yīng)的軸的方向?qū)⒉煌?。類似地，第二位置和取向指示?與第二身體部位5的坐標系之間的某種未對準將是存在的。已經(jīng)在上文關(guān)于圖 1 (關(guān)于圖1中的兩個軸)描述了這種情形。如果位置和取向指示器與相應(yīng)身體部位之間的對準是已知的，則該位置和取向指示器的讀數(shù)可以被相應(yīng)地校正。在下文中，將描述一種用于自動將位置和取向指示器與對應(yīng)的身體部位對準(即對準位置和取向指示器坐標系和局部身體部位坐標系)的方法。將示范性地描述第一位置和取向指示器2相對于大腿(作為第一身體部位)的對準和第二和取向指示器4相對于小腿 (作為第二身體部位)的對準。在所給出的實例中，所述對準將基于位于第一和第二位置和取向指示器2、4之間的膝關(guān)節(jié)的移動來執(zhí)行。
為了實現(xiàn)位置和取向指示器相對于對應(yīng)的身體部位的對準，使用物理運動約束。 使用關(guān)于相應(yīng)的位置和取向指示器位于身體部位上的哪里的背景(context)信息。特別地， 使用(exploit)特定的關(guān)節(jié)是能夠以全部自由度旋轉(zhuǎn)(比如髖關(guān)節(jié)或肩關(guān)節(jié)的情況)還是不能夠(比如膝關(guān)節(jié)或肘關(guān)節(jié)的情況)的信息。而且，使用特定關(guān)節(jié)的運動的可能范圍。換言之，如果位置和取向指示器測量(物理上)不可能的移動，則這必定歸因于位置和取向指示器相對于身體部位的對準差錯。然后位置和取向指示器與身體部位之間的對準被更新，使得所述移動不再是“不可能的”。下文中將基于膝關(guān)節(jié)的移動示范性地解釋這一點。上文已經(jīng)描述，第一和第二位置和取向指示器2、4可以例如借助于包括用于容納對應(yīng)的位置和取向指示器的袋的柔性彈性帶分別附接到第一身體部位3和第二身體部位 5。在此情況下，由于特定的附接，位置和取向指示器與對應(yīng)的身體部位之間的對準的至少一個旋轉(zhuǎn)自由度可以被固定。這將參照圖如至4c針對第一位置和取向指示器2到大腿的附接和第二位置和取向指示器4到小腿的附接來更詳細地描述。在圖如至如中示出的實例中，第一位置和取向指示器2借助于帶7附接到第一身體部位3，且第二位置和取向指示器4借助于帶9附接到第二身體部位5。第一和第二位置和取向指示器2、4的帶7、9的形狀被選擇成使得防止了位置和取向指示器2、4的圍繞局部ζ-軸(例如usZ-軸或lsZ-軸)的旋轉(zhuǎn)。圖如示意性示出，在所述帶和位置和取向指示器的適當設(shè)計的情況下，防止了各個位置和取向指示器圍繞局部ζ-軸的旋轉(zhuǎn)。然而，圖4b和如示意性示出，位置和取向指示器2、4相對于它們的局部y_軸(圖4b)和相對于它們的局部χ-軸(圖4c)的取向未被固定。換言之，由于附接方式限制了位置和取向指示器相對于其局部ζ-軸的旋轉(zhuǎn)，這個對準參數(shù)可以被取為零或某個其他常數(shù)。關(guān)于相應(yīng)的位置和取向指示器的局部χ-軸，在身體部位是(小或大)腿的情況下，圍繞χ-軸的旋轉(zhuǎn)未被限制(即無論位置和取向指示器被佩戴在腿的“前面”上還是佩戴在腿的“側(cè)面”上)。類似地，關(guān)于位置和取向指示器的局部y_軸， 該局部y-軸未被固定，因為不能預(yù)先確定患者的腿是怎樣的圓錐形。由于相應(yīng)的位置和取向指示器相對于對應(yīng)的身體部位的這個可能的未對準，必須估計和/或跟蹤兩個對準參數(shù) (局部位置和取向指示器坐標系統(tǒng)相對于對應(yīng)的身體部位的局部坐標系統(tǒng)的χ-軸的位置和 y-軸的位置)?，F(xiàn)在，將解釋其他的物理運動約束如何用于將相應(yīng)的位置和取向指示器的局部坐標系統(tǒng)與相應(yīng)的身體部位的局部坐標系統(tǒng)對準。關(guān)于這些實施例，將關(guān)于膝關(guān)節(jié)的運動來解釋。如果佩戴著附接到作為第一身體部位3的大腿的第一位置和取向指示器2和附接到作為第二身體部位5的小腿的第二位置和取向指示器4的患者移動膝關(guān)節(jié)，則有可能根據(jù)這兩個位置和取向指示器的讀數(shù)計算第二位置和取向指示器4 (小腿位置和取向指示器) 相對于第一位置和取向指示器2 (大腿位置和取向指示器)旋轉(zhuǎn)所圍繞的旋轉(zhuǎn)軸。該旋轉(zhuǎn)軸將等同于膝關(guān)節(jié)。該旋轉(zhuǎn)軸可以例如在第二位置和取向指示器4的局部坐標系統(tǒng)中表達 (應(yīng)當注意，該旋轉(zhuǎn)軸當然也可以在第一位置和取向指示器2的局部坐標系統(tǒng)中表達)?，F(xiàn)在，旋轉(zhuǎn)僅可以由膝關(guān)節(jié)引起的知識和關(guān)于膝關(guān)節(jié)的生理約束的知識可以被用作用于將局部位置和取向指示器坐標系統(tǒng)與局部身體部位坐標系統(tǒng)對準的物理約束。由于膝關(guān)節(jié)基本上僅具有一個自由度(即只有環(huán)繞圖2中的uLyz^y軸的旋轉(zhuǎn)是可能的)，第二位置和取向指示器4的局部坐標系的對準可以通過找到第二位置和取向指示器4的旋轉(zhuǎn)來找到以使得在第二位置和取向指示器4的局部坐標系中表達的膝的旋轉(zhuǎn)同樣是沿著校正的By軸的(見圖 2)。這意味著局部位置和取向指示器坐標系的取向必須變成在數(shù)學(xué)上與局部的身體部位坐標系對準。而且，存在附加的物理約束，這個附加的物理約束是附接方式(例如通過柔性織物帶)防止了第二位置和取向指示器圍繞其局部HZ-軸旋轉(zhuǎn)，如上文已經(jīng)描述。該另外的物理約束也用于對準。由于這個另外的約束，為了找到第二位置和取向指示器的對準旋轉(zhuǎn)，第二位置和取向指示器應(yīng)當僅僅圍繞其Li-軸和其By-軸旋轉(zhuǎn)，以便將膝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸與校正的 LSy-軸對準?？梢砸灶愃品绞綄⒌谝晃恢煤腿∠蛑甘酒?的局部坐標系與第一身體部位3的局部坐標系對準?？偨Y(jié)上文已經(jīng)描述的原理原則上，第二位置和取向指示器4與第二身體部位3之間的對準具有三個自由度(3個未知數(shù))。這同樣適用于第一位置和取向指示器2與第一身體部位3之間的對準。歸因于膝關(guān)節(jié)具有的物理約束(僅有一個自由度，因此有1個未知數(shù))，產(chǎn)生具有3個未知數(shù)的兩個方程。然而，由于存在附接方式限制對準的一個自由度(即分別圍繞usZ-軸或Ε、-軸的旋轉(zhuǎn))的所述另外的物理約束，產(chǎn)生具有兩個未知數(shù)的兩個方程。這種情形對于第一位置和取向指示器2和第二位置和取向指示器4 二者而言是唯一可解的。在下文中，將描述如何從數(shù)學(xué)觀點實現(xiàn)上面用文字描述的位置和取向指示器對準。將再次針對第一和第二位置和取向指示器2、4分別在膝關(guān)節(jié)的不同側(cè)上附接到大腿和小腿的情形示范性地給出所述數(shù)學(xué)描述。在下面的描述中，(各個局部坐標系統(tǒng)的軸的)所有取向?qū)⒈槐磉_為四元數(shù) (quaternion).然而，該算法也可以使用3維取向的另一個表示來表達，比如歐拉角或旋轉(zhuǎn)
矩陣，盡管需要多一點工作。首先，將描述在當前實例中如何可以找到膝關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸。在世界固定的參考坐標系(全局坐標系)中表達的第一位置和取向指示器2的取向由四元數(shù)wQus給出，且在世界固定的參考坐標系中表達的第二位置和取向指示器4的取向由四元數(shù)wQu給出，其中四元數(shù)aA表達從坐標系B到坐標系A(chǔ)的旋轉(zhuǎn)(或坐標變換)。然后，第一位置和取向指示器2和第二位置和取向指示器4之間的取向差(LsQu) 由下式給出
lsQus=WQLS、W Qus⑴
其中Θ表示四元數(shù)乘積，且Q*表示四元數(shù)共軛。在第一和第二位置和取向指示器相對于彼此移動(在本實例中其為膝關(guān)節(jié)的運
動)期間，當LsQus的瞬時值穿過截止頻率例如為0. 3Hz的低通濾波器時，獲得了用\ssQusj 表示的第一位置和取向指示器2與第二位置和取向指示器4之間的取向的平均差?？梢杂嬎鉈qus的瞬時值與其平均值[1￡10$」之間的差。該差將被稱為UgLi^J并且由下面的公式給出
權(quán)利要求
1.用于相對于身體部位自動對準位置和取向指示器的方法，該方法包括步驟-將位置和取向指示器(2，4)附接到身體部位；-移動該身體部位并測量位置和取向指示器的移動；以及-使用對運動的物理約束來確定位置和取向指示器相對于身體部位的對準。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述身體部位包括至少一個關(guān)節(jié)并且所述至少一個關(guān)節(jié)的生理運動約束被用作對運動的物理約束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，所述身體部位是臂并且所述至少一個關(guān)節(jié)是肘，或者其中所述身體部位是腿且所述至少一個關(guān)節(jié)是膝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其中使用所述針對運動的物理約束，以使得當檢測到鑒于物理約束而不可能的身體部位的運動時，判斷存在對準差錯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的方法，其中位置和取向指示器(2，4)包括局部坐標系統(tǒng)(usx，usy，usz ;LSx,LSy;LSz)并且被附接到身體部位以使得防止了相對于身體部位圍繞局部坐標系統(tǒng)的至少一個軸(usz，LSz)的旋轉(zhuǎn)(Rz)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中位置和取向指示器(2，4)附接到身體部位以使得防止了相對于身體部位圍繞局部坐標系統(tǒng)的兩個軸(USZ，USX ;LSZ, LSX)的旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的方法，其中至少第一位置和取向指示器(2)和第二位置和取向指示器(4)被附接到身體部位，并且第一和第二位置和取向指示器中的一個相對于第一和第二位置和取向指示器中的另一個的移動得以測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中第一位置和取向指示器(2)在至少一個關(guān)節(jié)的一側(cè)上被附接到身體部位并且第二位置和取向指示器(4)在所述至少一個關(guān)節(jié)的相對側(cè)上被附接到身體部位。
9.用于監(jiān)測至少一個身體部位的移動的設(shè)備，該設(shè)備包括適于附接到身體部位的至少一個位置和取向指示器(2，4);和適于測量該位置和取向指示器(2，4)的移動的控制單元(100)，其中該控制單元適于在身體部位移動時測量該位置和取向指示器的移動；并且使用對運動的物理約束來根據(jù)所測量的移動確定位置和取向指示器相對于身體部位的對準。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的設(shè)備，其中該設(shè)備包括至少第一位置和取向指示器(2)和第二位置和取向指示器(4)并且控制單元(100)適于測量第一和第二位置和取向指示器中的一個相對于第一和第二位置和取向指示器中的另一個的移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中第一和第二位置和取向指示器(2，4)適于在至少一個關(guān)節(jié)的相對的側(cè)上附接到身體部位。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項的設(shè)備，其中該設(shè)備是物理療法監(jiān)測設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項的設(shè)備，其中所述位置和取向指示器由運動傳感器形成。
全文摘要
提供一種用于相對于身體部位自動對準位置和取向指示器的方法。該方法包括步驟將位置和取向指示器(2,4)附接到身體部位(3,5)；移動該身體部位并測量該位置和取向指示器的移動；以及使用對運動的物理約束來確定位置和取向指示器相對于身體部位的對準。
文檔編號A61H1/02GK102281856SQ201080004680
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者拉姆伯特 N., M. G. 范阿赫特 V. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司