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    公开号:WO1987003466A1
    申请号:PCT/DE1986/000504
    申请日:1986-12-10
    公开日:1987-06-18
    发明作者:Niels Meyer
    申请人:Niels Meyer；
    IPC主号:A61B5-00
    专利说明:
    [0001] Bezeichnung: Vorrichtung für die Untersuchung der Muskelkontraktion
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Veränderung der mechanischen Größen bei der Muskel¬ kontraktion und zur Korrelation mit der Veränderung der elektrischen Größen von Nerv und Muskel bei der Muskel- kontraktion, vorzugsweise am lebenden menschlichen Or¬ ganismus. Auf verschiedenen wissenschaftlichen Gebieten, insbesondere in der Medizin, der Biologie und der Sport¬ wissenschaft ist es erforderlich oder jedenfalls nütz¬ lich, bei der Untersuchung der Skelettmuskulatur die Veränderung der mechanischen Größen von Muskeln sowie der elektrischen Größen von Muskeln und den ihnen zuge¬ ordneten Nerven zu bestimmen und ihre Korrelation fest¬ zustellen. Dies ist zum Beispiel zur Beobachtung des Verlaufs von Rehabilitationsgrogrammen, Trainingspro- grammen im Sport der Entwicklung von Muskelerkrankungen (z.B. Muskeldystrophien) erforderlich. Ebenso sind diese Bestimmungen bei der Festlegung der Dosierung von mus¬ kelwirksamen Medikamenten oder auch in der Anästhesie angezeigt. -Ferner gehört es zur medizinischen und bio- logischen Ausbildung, in den Bereichen Nervenkunde, Mus- kelmechanik, Reflexe und Elektromyelographie, möglichst genaue Werte im vorgenannten Sinn bezüglich der Muskula¬ tur bei der Muskelkontraktion zu erhalten. Namentlich im medizinischen Bereich und der medizini¬ schen Ausbildung war die an sich gebotene Bestimmung der Veränderung der mechanischen Größen und die Fest¬ stellung der Wechselwirkung mit der Veränderung der elektrischen Größen am lebenden und insbesondere am lebenden menschlichen Organismus nicht möglich. Es sind bisher nur Bioptate der Muskulatur getöteter Tiere ver¬ wendbar, wobei die Ergebnisse von Messungen mit solchen Versuchsobjekten nur im Wege des Rückschlusses bzw. der entsprechenden Verwertung auf den menschlichen Organis¬ mus zu beziehen waren.
    [0003] Darüber hinaus sind zwar verschiedene Vorrichtungen und Verfahren für Muskeltests und zur wertmäßigen Ermittlung von Bewegungsvorgängen bzw. Muskelkräften bekanntgewor¬ den. Diese Verfahren haben indessen durchweg erhebliche Nachteile. Insbesondere werden durchweg nur einzelne für die erforderlichen Bestimmungen maßgebliche Parameter be¬ stimmt, obwohl erst durch die Feststellung und Korrela- tion sämtlicher Parameter (Nervensummenpotential, Nerven- leitgeschwindigkeit, Muskelsummenpotential, Muskelvibra¬ tionen, Muskelkraft, Muskelweg und die verschiedenen Latenzzeiten) wissenschaftlich korrekte Ergebnisse zu er¬ zielen sind.
    [0004] Zudem haben die bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren schon die erheblichen Nachteile, daß eine ungenügende Fixierung der Bereiche des Körpers, insbesondere der Glieder, erfolgt, bezüglich deren die Muskelkontraktion untersucht werden soll. Dadurch ist eine Verfälschung der anschließend bestimmten Werte verursacht, wie z.B. durch unterbleibende Erfassung eines Teilbereichs der Kontraktion und/oder Ausweichmöglichkeiten der untersuch¬ ten Glieder gegenüber der MeßVorrichtung. Schließlich haben die bekannten Vorrichtungen bzw. Ver¬ fahren den Nachteil, daß die Ausgangswerte und Ausgangs¬ bedingungen für die Untersuchungen, insbesondere bezüg¬ lich Stromreizstärke, Stärke des Impulses bei Verwendung eines Reflexhammers, Größe der auf den jeweiligen Muskel ausgeübten Gegenkraft, nicht unveränderlich für den je¬ weiligen Versuch oder Versuchsreihen festgelegt werden können und eine weitere Fehlerquelle in Gestalt der Ei¬ genreibung der Test- und MeßVorrichtung vorhanden sind. Der Proband kann desgleichen bei den bekannten Vorrich¬ tungen und Verfahren auch nicht individuell in das Test¬ gerät bzw. die MeßVorrichtung eingepaßt werden, obwohl dies angesichts der durchweg vorhandenen Unterschiede im Körperbau der einzelnen Menschen unabdingbar ist.
    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich¬ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der un¬ ter Vermeidung der' Nachteile der bekannten Verfahren und/ oder Vorrichtungen die Veränderung der mechanischen Grös- sen unter Korrelation mit der Veränderung der elektri¬ schen Größen von Nerv und Muskel bei der Muskelkontrak¬ tion zuverlässig und unter Ausschaltung von Fehlerquellen bestimmt werden können.
    [0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn¬ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merk¬ male gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
    [0007] Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen
    [0008] Fig. 1 eine Isometrie-Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Untersuchung der Muskelkon- traktion mit fixiertem Unterschenkel und Fuß; Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1, jedoch vor der Fixierung des zu untersuchenden Glieds rechts des Muskelbereichs;
    [0009] Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 2 der Schnittstelle A - A;
    [0010] Fig. 4 als Detail eine alternative Ausgestaltung der Drehverstellung zwischen Basisplatte und Dreh- schemel in der Seitenansicht;
    [0011] Fig. 5 als Detail eine alternative Ausgestaltung der
    [0012] Drehverstellung wie in Fig. 4, jedoch in der
    [0013] Vorderansicht;
    [0014] FigV 6 als Detail eine weitere Alternative der Dreh- verstellung zwischen der Basisplatte und dem"
    [0015] Drehschemel der Vorrichtung;
    [0016] Fig. 7 als Detail den Drehschemel mit Basisplatte und an den Fuß zur Fixierung angesetzten Fühlern;
    [0017] Fig. 8 als Detail aus Fig. 3 den Reflexhammer der Vor¬ richtung;
    [0018] Fig. 9 als Detail aus Fig. 1 und 2 die Stütze für die Basisplatte nebst Führung in der Außenwand der Vorrichtung;
    [0019] Fig. 10 in Detaildarstellung die Ausgestaltung der er¬ findungsgemäßen Vorrichtung für die Untersuchung der Kontraktion der Armmuskulatur;
    [0020] Fig. 11 als Detail aus Fig. 1 den Stethoskopkopf mit Mikrophon zur Messung der Muskelvibration; Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung mit Zugfeder als Ge¬ genkraft und schneckenförmiger Walze in sche- matischer Darstellung;
    [0021] Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung mit druckluftgefülltem Be¬ hälter als Gegenkraft zur Muskelkontraktion;
    [0022] Fig. 14 als weitere Ausführungsform die angepaßte Vor¬ richtung zur Untersuchung der Muskelkontrak¬ tion des Daumenmuskels;
    [0023] Fig. 15 als Detail von Fig. 14 einen Schnitt an der Stelle C - C;
    [0024] Fig. 16 als weiteres Detail der Fig. 14 einen Schnitt an der Stelle D - D;
    [0025] Fig. 17 eine weitere Ausführungsform zur Untersuchung der Muskelkontraktion des Daumenmuskels in Vorderansicht;
    [0026] Fig. 18 als Detail von Fig. 17 die Handhalterung und Daumenschale mit eingelegter und fixierter
    [0027] Hand in Seitenansicht;
    [0028] Fig. 19 als weiteres Detail der Fig. 17 an der Schnitt¬ stelle E - E;
    [0029] Fig. 20 die in einem Bauteil zusammengefaßten Elektro¬ den für das Elektromyogramm sowie Schalltrich¬ ter des Stethoskopkopfs mit nachgeschaltetem Mikrophon in der Ansicht von unten;
    [0030] Fig. 21 als Schnittzeichnung das Bauteil gemäß Fig. 20 in Seitenansicht an der Schnittstelle F - F. Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Untersuchung der Muskelkontraktion besteht aus dem Gehäuse 1 , das auf der Vorderseite, der Oberseite und der Unterseite offen ist, dem im Gehäuse eingesetzten Drehschemel 2 mit auf- gesetzter Basisplatte 3 nebst oberer Gliedhalterung 4 und unterer Gliedhalterung 5 - im dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 zusätzlich der Fersen- halterung 6 - sowie dem über die Achse 7 mit dem einen Schenkel des Drehschemels 2 verbundenen Elektromotor 9 mit Elektrokupplung 10 und dem über die Achse 8 mit dem anderen Schenkel des Drehschemels 2 verbundenen Poten¬ tiometer 11. In den Figuren 1 und 2 ist die erfindungs- gemäße Vorrichtung in ihrer Anordnung zur Untersuchung der Kontraktion des Fußhebemuskels (musculus tibialis anterior) dargestellt, die jedoch auch zur Untersuchung der Wadenmuskulatur (FußSenkung) dient. In dem Gehäuse 1 ist der Drehschemel 2 mittels der beiden Achsen 7 und 8, die jeweils im oberen Bereich der beiden vertikalen Schenkel des Drehschemels 2 angesetzt und jeweils durch die parallel zu ihnen verlaufende Außenwand 12 bzw. 13 des Gehäuses 1, vorzugsweise mit Kugellagern, geführt sind, in sagittaler Ebene drehbar eingesetzt. Auf dem Bodenstück des Drehschemels 2 ist die Basisplatte 3 zum Aufsetzen des Fußes mittels der Drehverstellung 14 höhen- verstellbar und mittels eines Kugelkopfes in der Neigung veränderlich angebracht. Am hinteren Ende der Basisplatte 3 ist vorteilhafterweise eine Fersenhalterung 6 vorgese¬ hen, die über eine an sich bekannte lösbare Feststellvor¬ richtung in Längsrichtung der Basisplatte horizontal ver- schiebbar ist und die Ferse des jeweiligen Probanden fi¬ xiert.
    [0031] Zur weiteren Fixierung und Vermeidung ungewollter Hori¬ zontal- und/oder Vertikalbewegungen des Fußes dient, wie in Fig. 1 dargestellt, die untere Gliedhalterung 5. Diese besteht in vorteilhafter Ausführungsform aus einer Schale aus thermoflexible Kunststoff, die der jeweiligen Form des Spanns des Fußes angepaßt und an der Basisplatte 3 befestigt wird.
    [0032] Ebenso nicht erfindungsnotwendig,jedoch vorteilhaft ist unterhalb der Basisplatte 3 eire in einer kurven¬ förmig verlaufenden Ausnehmung 17 in der Außenwand 13 des Gehäuses 1 fest, jedoch lösbar und vertikal ver- schiebbar angebrachte Stütze 16 vorgesehen, mit der die jeweils gewollte untere Endstellung der Basisplatte 3 und damit zugleich des Drehschemels 2 festgelegt wird.
    [0033] An der Achse 7 ist an der Außenseite 12 des Gehäuses 1 die Elektrokupplung 1o und anschließend an diese der Elektromotor 9 angesetzt. Die Elektrokupplung besteht aus den beiden aneinandergrenzenden Scheiben 18 und 19, wobei zumindest die Kupplungsscheibe 19 einen Reib-/ Bremsbelag 2o hat. Der Kraftschluß der Kupplung sowie die Anpreßkraft der Scheiben 18 und 19 wird in an sich bekannter Weise durch einen Elektromagneten 21, 22 regelbar bewirkt, der von einer Stromquelle 23 gespeist wird. Die Kupplungsscheibe 19 ist über die Achse 7 mit dem Elektromotor 9 verbunden, der ebenfalls von der Stromquelle 23 gespeist wird und in seiner Drehzahl regelbar ist.
    [0034] An der gegenüberliegenden Außenwand 13 des Gehäuses 1 ist an der Außenseite der Außenwand auf der Achse 8 der Potentiometer 11 angebracht.
    [0035] Zur Fixierung des Unterschenkels des Probanden in der Vorrichtung ist, wie in Figur 1 bis 3 sichtbar, an der Rückwand 24 des Gehäuses 1 unter Zwischenschaltung einer Haltewand 25 die obere Gliedhalterung 4 vorgesehen, die zur Anpassung an den Unterschenkel des jeweiligen Probanden vertikal und/oder horizontal über bekannte Stellschrauben verstellbar ist und eine Bandage oder Halbschale zur Einspannung des Unterschenkels hat.
    [0036] Der Elektromotor 9 ist weder an der Außenwand 12 des Gehäuses 1 noch an dem Gehäuse 26, das Elektrokupplung und Elektromotor umgibt, fest angeflanscht. Vielmehr ist die Achse 7 durchgeführt und in der Außenwand des Gehäuses 26 in einem Kugellager gelagert. Wie in Figur 2 darge¬ stellt» sind an beiden Längsseiten des Elektromotors 9 horizontal verlaufende Biegebalken 27, 28 zum Gehäuse 26 mit Dehnungsstreifen 29, 3o befestigt. Statt dieser Biegebalken 27, 28 mit Dehnungsstreifen 29, 3o oder zusätzlich kann auf der Achse 8 zwischendera Vertikal¬ schenkel des Drehschemels 2 und dem Potentiometer 11 auch ein Torsionsmeßstreϊfen 31 aufgebracht sein.
    [0037] Die Drehverstellung 14 hat, wie in Figur 3 dargestellt, eine Meßskala für die Festlegung bzw. die Feststellung des Abstands zwischen der Basisplatte und dem Bodenstück des Drehschemels 2. Eine andere Ausführungsform ist in Figuren 4 und 5 dargestellt. Dabei sind drei Paare korrespondierender und jeweils fest verbindbarer und wieder lösbarer Scheiben 32, 33, 34 vertikal übereinander angeordnet und miteinander über jeweilsrcier Scheiben verbunden, wobei das obere Scheibenpaar 32 und das untere Scheibenpaar 34 in vertikaler Richtung, jedoch um 90° gegeneinander versetzt und das mittlere Scheibenpaar 33 horizontal angeordnet sind. An jedem der drei Scheiben¬ paare 32, 33, 34 sind Skalen 35, 36, 37 angebracht.
    [0038] An den jeweils inneren, die vertikalen Schenkel des Dreh- schemels 2 durchdringenden Enden der Achsen 7 und 8 sind te.leskopartig aus der Achse in horizontaler Richtung herausziehbare oder über eingesetzte Federn herausdrück¬ bare Fühler 18 eingelassen. Diese werden bei der Vorbe- reitung der Untersuchungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die höchsten Vorsprünge der Knöchel als Drehachse des oberen Sprunggelenks des Beins herange¬ führt. Danach wird -über die Drehverstellung 14 sowie die Einstellung der Stütze 16 die Basisplatte 3 so fixiert, daß die Drehachse des Sprunggelenks in einer gedachten horizontalen Linie mit den Achsen 7 und 8 liegt.
    [0039] Nach der Fixierung werden die Fühler 38 wieder in die Achsen 7 und 8 zurückgeführt.
    [0040] In Figur 1 nur schematisch dargestellt, sind am Gehäuse 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner ein über die Stromquelle 23 gespeister Reizstromstiraulator 39, ein Verstärker 4o und ein Aufzeichnungsgerät 41 angebracht. An den Reizstromstimulator 39 sind wahlweise die Ober¬ flächenelektroden42 oder die Nadelelektroden 43 ange¬ schlossen, über die der Muskel erregt wird.
    [0041] Alternativ zu den Oberflächenelektroden 42 und den Nadelelektroden 43 kann, wie in Figur 2 und 8 darge¬ stellt, zur Auslösung der Muskelkontraktion ein Reflex¬ hammer 44 vorgesehen sein, der im dargestellten.Aus- führungsbeispiel gemäß Figur 2 und 3 an der Haltewand 25 im Bereich der Achillessehne angebracht ist. Er wird durch Spannung und Lösung einer Feder 45 mit einer Sperre 46 ausgelöst. Im Hammerkopf 47 befindet sich ein piezo-elektrisches Element 48, das je nach der Stärke des Anschlags des Reflexhammers 44 an Sehne bzw. Muskel einen unterschiedlich starken elektrischen Impuls gibt. - 1o -
    [0042] Zur Gewinnung der Meßwerte bei der Kontraktion des Muskels sind gemäß Figur 1 alternativ oder kumulativ die beiden Elektroden 49 und 5o zur Messung des Nervensummenpotentials und der Nervenleitgeschwindig- keit über dem Nerv des kontrahierten Muskels und die weiteren Elektroden 51 und 52 zur Messung der elektri¬ schen Potentialschwankungen"(EMG) über dem kontrahierten Muskel angebracht. Diese Elektroden sind mit dem Ver¬ stärker 4o verbunden. Daneben ist zur Messung der Muskel- Vibration über dem Muskel der Stethoskopkopf 53 mit nachgeschaltetem Mikrophon 54 angebracht, die ebenfalls mit dem Verstärker 4o verbunden sind.
    [0043] Ebenso besteht eine Verbindung des Potentiometers 11 zum Verstärker 4o und eine Verbindung zwischen dem Reizstromstimulator 39 und dem Verstärker 4o. Soweit der Reflexhammer 44 angebracht ist, w rd dessen piezo- •» elektrisches Element 48 gleichermaßen mit dem Verstärker verbunden. Schließlich besteht eine Verbindung zwischen dem Elektromotor 9 und dem Verstärker 4o zur Berück¬ sichtigung von dessen jeweiligem Kraftpotential.
    [0044] Die im Verstärker 4o verstärkten Impulse der vorgenannte Meßstellen bzw. Informationsgeber werden im angeschlosse- nen Aufzeichnungsgerät 41 während des Versuchsablaufs aufgezeichnet.
    [0045] Mittels der beschriebenen Vorrichtung ergibt sichfolgender Versuchsablauf: Nach Fixierung des Fußes und des Unter- schenkeis des Probanden in der erfindungsgemäflen Vorrich¬ tung über die obere Gliedhalterung 4 und auf der Basis¬ platte 3 sowie Feststellung der Stütze 16 werden die Oberflächenelektroden 42 und/oder die Nadelelektroden 43 einerseits sowie die Elektroden 49, 5o und/oder 51/52 sowie der Stethoskopkopf 53 angelegt. Anschließend wird der Elektromotor 9 über die Stromquelle 23 mit einem vorbestimmten Strom auf eine konstante Drehzahl gebracht. Der Elektromotor 9 treibt die mit ihm fest- verbundene Scheibe 19 der Elektrokupplung 1o an. Durch Erregung des Elektromagneten 21, 22 mit einem vorbe- stimmten Strom über die Stromquelle 23 wird eine mehr oder weniger starke Verbindung der Kupplungsscheiben 18 und 19 durch Pressung, vorzugsweise mit Restschlupf hergestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt die Rotationskraft im Uhrzeigersinn, über die Achse 7 und den mit ihr verbundenen vertikalen Schenkel des Drehschemels 2 wird dieser mit der Basisplatte und dem Fuß des Probanden im Zehenbereich nach vorne unten gedrückt, bis die Basisplatte 3 an der Stütze 16 anschlägt. Anschließend wird über die Stromquelle 23, den Reizstrom- stimülator 39 und die Elektroden 42 und/oder 43 oder über den Reflexhammer 44 der Muskel erregt und dadurch zur Kontraktion gebracht. Bei einer Muskelkonlraktionskraft, die größer ist als die Reibungskraft zwischen den Kupp¬ lungsscheiben 18 und 19, bewegt sich der Fuß um die Drehachse des Sprunggelenks und die auf einer gedachten Linie mit ihr verlaufenden Achsen 7 und 8 mit dem Dreh¬ schemel 2 gegen den Uhrzeigersinn nach oben. Der Poten- tiometer 11 auf der Achse 8 mißt bei dieser Drehbewegung die Position der Achse im Verhältnis zum gesamten Bewe- gungsumfang und die Drehung der Achse bei der Kontraktion und gibt den gemessenen Wert über den Verstärker 4o an das Aufzeichnungsgerät 41. Gleichzeitig werden die von den Elektroden 49, 5o und/oder 51, 52 sowie vom
    [0046] Stethoskopkopf 53 gemessenen Werte über den Verstärker 4o zum Aufzeichnungsgerät 41 geleitet. In Fig. 6 ist als Alternative zu der Drehverstellung 14 mit Meßskala eine Drehverstellung 14 mit Kugelkopf vorgesehen. Zusätzlich sind an der Unterseite der Basis¬ platte 3 eine oder mehrere mit Skalen versehene, senk- recht zur Ebene der Basisplatte 3 verlaufende Meßstäbe 55 mit federnden Hülsen 56 angebracht, die bis zum Boden¬ stück des Drehschemels 2 reichen und nach der Fixierung des Unterschenkels und Fußes oder sonstigen Körperteils des Probanden mit der Drehverstellung 14 die Abstände der Basisplatte 3 zum Bodenstück des Drehschemels 2 anzeigen.
    [0047] In Fig. 1o ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Anordnung zur Untersuchung der Kontraktion des Oberarm- muskels dargestellt. Wie daraus ersichtlich ist, bedarf es dabei lediglich der Anpassung der oberen Gliedhalterung 4 und der unteren Gliedhalterung 5 an die unterschied¬ liche Anatomie des Arms bei -im übrigen unveränderter Ausgestaltung der Vorrichtung.
    [0048] Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung ist in Fig. 12 dargestellt. Anstelle des Motors 9 und der Kupplung 1o ist die Achse 7 an der Außenseite der Außenwand 12 mit einer schneckenförmigen Walze 57 und anschließender, senkrecht angeordneter Spiralzugfeder 58, die ihrerseits an einem horizontal verlaufenden, an der Außenwand 12 angebrachten Biegebalken 59 angebracht ist. Die schneckenförmige Walze hat vorzugsweise im Querschnitt die Form einer Kurve nach der Formel
    [0049] Υ ) ~ ro ( +& — S7 ) ~ mιit: de Spurfehl"
    [0050] wobei den Drehwinkel, r0 den Ausgangsradius, r ( <f ) den Radius nach Drehung der Walze um ein bestimmtes
    [0051] Winkelmaß über die Achse 7 und x0 die AusgangsvorSpannung der Spiralzugfeder 58 bedeuten. Mittels der so ausgelegten schneckenförmigen Walze 57 wird die bei der Kontraktion des Muskels über die Drehung des Drehschemels 2 und der Achse 7 herbeigeführte Längung der Spiralzugfeder 58 und die dabei steigende Zugkraft egalisiert und ein konstantes Drehmoment erreicht. Die Spiralzugfeder 58 mit einer nach Bedarf gewählten Zugkraft kann gegen andere gleicher Länge, jedoch mit größerer oder kleinerer Zugkraft ausgetauscht werden. Auch in diesem Fall bleibt durch die schneckenförmige Walze 57 das Drehmoment konstant. Die Spiralzugfeder 58 wirkt bei dieser Aus¬ führungsform anstelle der Kombination von Elektromotor und Elektrokupplung als Gegenkraft gegen die Kraft des kontrahierten Muskels. Die bei der Muskelkontraktion über die Achse 7, die Walze 57 und die Spiralzugfeder 58 auf den Biegebalken 59 einwirkende Kraft wird wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel über den Verstärker 4o verstärkt und an das Aufzeichnungsgerät 41 weitergegeben. Die Verbindung zwischen dem unteren Ende der Spiralzugfeder 58 und der Walze 57 wird durch ein längenstabiles Material wie zum Beispiel Polyamiddraht hergestellt. In Weiterführung dieser Ausführungsform ist es auch möglich, mehrere Spiralzugfedern 58 mit unter¬ schiedlicher Zugkraft anzuordnen undso mit einem Wechsel¬ getriebe zu verbinden, das in einer Versuchsreihe in kurzen Abständen Kontraktionsversuche mit unterschied¬ licher Gegenkraft der Spiralzugfedern durchgeführt werden können.
    [0052] In Fig. 13 ist als weitere Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung statt Elektromotor und Elektro¬ kupplung 9 und 1o an der Achse 7 an der Außenseite der Außenwand 12 ein Zahnrad 6o angebracht, das in eine angepaßte Zahnschiene 61 eingreift, welche horizontal auf zwei oder mehreren Rollen 62 in beiden Richtungen verschiebbar ist. Diese Zahnschiene hat an ihrem einen
    [0053] Ende einen Kolben 63, der in einem angepaßten, zylinder-
    [0054] 65 förmigen Ausgang 64 eines Drucklufttanks verschiebbar ist. Dieser Drucklufttank kann über die Zuführung 66 unter einen frei wählbaren Druck gesetzt werden, der über das Manometer 67 gemessen und über den Verstärker 4o zum Aufzeichnungsgerät 41 als. Meßwert weitergegeben und aufgezeichnet wird. Wegen des relativ großen Volumens des Drucklufttanks 65 bleibt der in ihm herrschende, als Gegenkraft gegen den bei der Muskelkontraktion über die Achse 7, das Zahnrad 6o# die Zahnschiene 61 und den Kolben 63 entstehenden Druck wirkende Innendruck praktisch konstant. Die übrige Ausgestaltung und Anordnung der Vorrichtung ist gegenüber der eingangs beschriebenen unverändert.
    [0055] In den Figuren 14 bis 16 ist als weitere Ausführungsform die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Anpassung zur Untersuchung der Muskelkontraktion bei kleineren Gelenken und Muskeln am Beispiel des den Daumen in Richtung Finger ziehenden Muskels dargestellt. Die beiderseits des Daumen verlaufenden Achsen 68, die auf der gedachten Linie der Gelenkachse des Gelenks Articu- latio carpometa^-σarpea pollicis liegen und durch das U-förmige Bauteil 72 verbunden sind, wird an den End¬ punkten eines ebenfalls U-förmigen Bauteils 69 gelagert , das über die ausziehbare und dreidimensional drehbare VerStelleinrichtung 71 mit Meßskala an der Unterarmhal- terung 7o befestigt ist. An dem,U-förmigen Bauteil 72 ist eine Leiste 73 mittels eines feststellbaren Gelenks 74 angebracht, die als Gliedhalterung wie die oben beschrie¬ bene Gliedhalterung 5 dient und bündig an die Oberfläche des Daumens in Ruhestellung angelegt wird. Der Daumen wird an der Leiste 73, zum Beispiel mittels schnellhärten- der Starrbinden fixiert. Horizontal und im rechten Winkel zu der Achse 68 ist ein Hebel 75 angebracht, der in einer Führung 76 gelagert und darin in der Länge verschiebbar ist. Am entgegengesetzten Ende ist der Hebel 75 abgebogen; an seinem äußersten Ende trägt er einebewegliche Doppelrolle 77. über diese Doppelrolle 77 drückt der Hebel 75 bei der Kontraktion des Daumenmuskels auf die Mittelplatte 78, die durch die Druckfeder 79 die Gegenkraft zur Muskelkraft #erhält. Die Druckfeder 79 ist mit der Bodenplatte 8o als unteren Teil einer Rahmenkonstruktion fest verbunden, die aus der Boden¬ platte 8o, der Deckplatte 81 und den vier äußeren Streben 82 besteht. Durch die Bodenplatte 8o und die Deckplatte 81 verlaufen vier innere Streben 83, die jeweils zwischen in der Bodenplatte 8o und der Deckplatte 81 angebrachten Rollen geführt sind. Die Streben 83 sind mit der Mittel¬ platte 78 fest verbunden. Bewegt sich der Daumen durch Kontraktion des Muskels, so drehen sich die Achsen 68, wobei der Hebel 75 gegen die Federkraft der Druckfeder 79 nach unten bewegt wird. Zum Ausgleich der sich beim Zusammendrücken der Druckfeder 79 ändernden Federkraft bewegt sich die Doppelrolle 77 über ihre nach beiden Seiten verlängerte Drehachse in zwei Langlöcher 83. Diese sind in zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 84 enthalten. In Figur 15 ist eine dieser Seitenwände 84 mit Langloch 83 sichtbar. Die Druckfeder 79 ist durch Federn gleicher Länge, jedoch anderer Federkonstante auswechselbar, indem sie mit ihrem Tragezylinder 85 mit Bajonettverschluß gelöst wird. Bewegt sich der Hebel 75 nach unten oder oben, so wird die Doppelrolle 77 über ihre in die Langlöcher 83 eingreifenden Achsverlängerungen 86 in den Langlöchern 83 geführt. Dabei verschiebt sich der Hebel 75 in seiner Führung 76 und verändert damit die wirkende Hebellänge. Die Langlöcher 83 beschreiben eine mathematisch festgelegte Kurve, die vorteilhafterweise nach der Forme.
    [0056]
    Dabei bedeuten r ( ) = wirkende Hebellänge als Verbin¬ dung des Achsdrehpunkts in der Führung 76 zum Ansatz¬ punkt der Doppelrolle 77 bei Drehung um den Winkel aus der Horizontalen; r ( f ' ~ 0 ) = r in horizontaler Lage; -o = Zusammendrückung der Feder bei r ( -^P = 0) ; MQ = über den gesamten Bereich konstantes Drehmoment; k = Federkonstante.
    [0057] In den Figuren 17 bis 19 ist in Fortentwicklung der Aus- führungsform der erfindungsgemäflen Vorrichtung zur Un¬ tersuchung der Muskelkontraktion bei kleineren Gelenken und Muskeln, insbesondere des den Daumen in Richtung Finger ziehenden Muskels, der Daumen, wie in Fig. 18 sichtbar, in die Daumenschale 94 eingelegt und an die- ser, zum Beispiel mittels schnellhärtender Starrbinden, fixiert. Die Daumenschale 94. ist über eine Halterung 95 mit einem an sich bekannten Feststellgelenk und den Bügel 93 mit der Achse 90 fest verbunden. Diese Achse 90 ist über zwei parallel innerhalb des Lagerhalterungs- rohrs 92 angeordnete Kugellager 91 mit einem ebenfalls parallel zum Bügel 93 angeordneten Übersetzungsrad 113 verbunden und trägt an ihrem dem Bügel 93 entgegengesetz¬ ten Ende den Potentiometer 11. Zur angepaßten Lagerung und Fixierung der Hand des Probanden bei der Durchfüh- rung der Versuche ist die Handhalterung 97, 98, 99, 100 vorgesehen, die unterhalb der Daumenschale 94 und des Bügels 93 angeordnet ist. Die Handhalterung besteht aus dem Boden 97, auf dem die Handkante aufliegt, der am Bo¬ den 97 im rechten Winkel angebrachten und zur Anlegung der Handoberseite bestimmten Außenwand 98 sowie den bei¬ den ebenfalls im rechten Winkel zum Boden 97 angeordne¬ ten, jedoch über verriegelbare Schienenführungen 101 und 102 in Richtung der Außenwand 98 verschiebbaren Außenwän¬ den 99 und 100 zur Anlegung an die Handinnenseite. Die Handhalterung 97, 98, 99, 100 ist über eine am Boden 97 angebrachte Halterung mit skaliertem und feststellba¬ rem Kugelgelenk 103, 103' mit der skalierten Halte¬ rungsstange 105 verbunden, die wiederum mittels des skalierten feststellbaren Kugelgelenks 104, 104' in der Bodenplatte 106 der Vorrichtung für die Untersu¬ chung der Muskelkontraktion eingesetzt ist. Die Achse 90 mit dem Lagerhaiterungsrohr 92 ist durch die im rechten Winkel auf der Bodenplatte 106 starr aufgesetz¬ te Gehäusewand 108 geführt, wobei das Lagerhalterungs- röhr 92 seinerseits starr mit der Gehäusewand 108 ver¬ bunden ist. Zur Vorbereitung der Untersuchung wird die Hand des Probanden in die Handhalterung 97, 98, 99, 100 eingelegt und über die Kugelgelenke 103, 104, Verschie¬ bung des Halterungsstabs 105 über das Kugelgelenk 104 in vertikaler Richtung, Verschiebung der Außenwände 99 und 100 über die Schienenführungen 101 und 102 sowie die Peilstäbe 96 an der Achse 90 die Gelenkachse (Dreh¬ achse des Gelenks Articulatio carpometacarpea pollicis) mit der Achse 90 in einer (gedachten) Linie zur Deckung gebracht. Alsdann wird der Daumen in der Daumenschale 94 fixiert.
    [0058] Das auf der Achse 90 an dem dem Bügel 93 entgegenge¬ setzten Ausgang aus dem Lagerhalterungsrohr 92 ange- brachte Übersetzungsrad 113 wirkt mit einem rechtwink¬ lig zur Achse 90 angeordneten, jedoch nicht fest mit ihr verbundenen Stab 117 zusammen, der in Linearführungen 118 und 119, 120 in seiner Längsrichtung möglichst rei¬ bungslos beweglich ist. Dieser Stab 117 hat, wie in Fig. 19 dargestellt, in seinem dem Übersetzungsrad zuge¬ ordneten Bereich zwei Schnur- bzw. Drahthalterungen 115 und 116, mit einer Spannvorrichtung an mindestens einer der Halterungen, in denen eine im Gewinde des Überset- zungsrads 113 eingelegte Schnur (Draht) 114 mit ihren beiden Enden befestigt ist. Der Stab 117 ragt mit sei- nem einen Ende, wie in Fig. 17 erkennbar, in Längs¬ richtung beweglich in die Linearführung 118 hinein. An seinem anderen, der Linearführung 119, 120 nachgeord- neten Ende ist eine elektrische Wicklung/Spule 123 mit einer Spulenhalterung 122 starr angebracht, die in ei¬ nen Magnetkern 124 eingeführt ist bzw. eintaucht, je¬ doch darin ebenfalls in Längsrichtung des Stabs 117 mit diesem beweglich. Die elektrische Spule wird über die Stromquelle 23 und einen Stromregler 121 regelbar gespeist, so daß je nach der unterschiedlichen Stärke des aufgebauten Magnetfeldes der Stab 117 in seiner Längsrichtung in den Magnetkern 124 hineingezogen wird bzw. herausgedrückt wird.
    [0059] Wird in der eingangs beschriebenen Art der untersuchte Muskel, ebenfalls über die" Stromquelle 23 und den Reiz- stromstimulator 39 erregt und dadurch zur Kontraktion gebracht, so bewirkt er über die Daumenschale 94 und den Bügel 93 eine Drehbewegung der Achse 90 und damit des Übersetzungsrads 113. Diese Drehbewegung wird durch das Zusammenwirken des übersetzungsrads 113, die Schnur/ Draht 114 und den Stab 117 in eine Längsbewegung des Stabs 117 umgeformt, über die beschriebene Tauchmagnet¬ spule 122, 123, 124 und den Stromregler 121 wird bei der Untersuchung eine der vom untersuchten Muskel auf den Stab 117 übertragenen Kraft entgegengerichtete Kraft ausgeübt, die in ihrer Charakteristik dabei jeweils be¬ stimmbar und regelbar ist.
    [0060] Die auf den Stab 117 wirkenden Kräfte werden über einen Zug/Druck-Aufnehmer 126, vorzugsweise mittels Piezokri- stalls oder Kondensators, registriert. Die Informatio¬ nen über die vom kontrahierenden Muskel bewirkte Drehung der Achse 90 werden wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 14 über den Potentiometer 11 registriert. Die vom Zug-/Druck-Aufnehmer 126 und vom Potentiome¬ ter 11 registrierten Impulse werden wiederum wie bei den eingangs beschriebenen Ausführungsbeispielen im Verstärker 40 verstärkt und im angeschlossenen Auf- zeichnungsgerät 41 zusammen mit den weiteren beschrie¬ benen Parametern aufgezeichnet.
    [0061] Für Versuche mit rein isometrischer Kontraktion ist in an sich bekannter Weise eine Fixierung/Verriegelung 125 des Stabs 117 für seine feste Einstellung in un¬ terschiedlichen Ausgangspositionen vorgesehen; vor¬ zugsweise ist sie als Spulen-Magnetkernschalter ausge¬ führt und ebenfalls über die Stromquelle 23 und den Stromregler 121 einstellbar. Der Stab 117 mit den Li- nearführungen 118, 119, 120 und dem elektrischen Tauch¬ magneten 122, 123, 124 ist zweckmäßigerweise, wie in Fig. 17 bis 19 "dargestellt, in der Versuchsapparatur derart angeordnet, daß der Magnetkern auf derselben Bodenplatte 106 wie die Handhalterung 97 bis 100 mit Halterungsstab 105 angebracht ist und die Linearführung 118 an einer in gleicher Ebene wie die Bodenplatte 106 führenden, rechtwinklig mit der Wand 108 fest verbunde¬ nen Deckplatte 112 fest verbunden ist. Nicht erfin¬ dungswesentlich, jedoch zweckmäßig können die verblei- benden offenen Seiten mit den Wänden 109, 110 und 111 versehen und damit ein geschlossenes Gehäuse gebildet werden.
    [0062] Schließlich ist in den Fig. 20 und 21 eine vorteilhaf- te Zusammenfassung der beschriebenen Elektroden 51 und 52 zur Messung der elektrischen Potentialschwankungen (EMG) und des Stethoskopkopfs 53 mit nachgeschaltetem Mikrophon 54 dargestellt. Der dem Stethoskopkopf 53 entsprechende Schalltrichter 133 ist in einem Gehäuse 130 mit einem offenen Deckel 128 eingesetzt. Dem Schalltrichter 133 nachgeschaltet ist das dem Mikro¬ phon 54 entsprechende Mikrophon 134. Ebenfalls im Deckel 128, außerhalb des Durchtritts des Schall¬ trichters, sind zwei Differenzelektroden 131 und zwei Masseelektroden 132 des Elektromyographen befestigt, die den Elektroden 51 und 52 entsprechen. Die Elek¬ troden 131, 132 sowie das Mikrophon 134 sind, wie beschrieben, mit dem Verstärker 40 und über diesen mit dem Aufzeichnungsgerät 41 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, zur Verstärkung der von den Elektroden 131, 132 sowie der vom Mikrophon 134 ausgehenden Im¬ pulse unmittelbar im freien Innenraum 135 des Gehäu¬ ses 130 einen dem Verstärker 40 entsprechenden Ver¬ stärker anzuordnen, der mit dem Aufzeichnungsgerät 41 verbunden wird. Das vorstehend beschriebene Bauteil wird in entsprechender Weise wie bei der eingangs be¬ schriebenen Anordnung über dem kontrahierenden Muskel angesetzt. Es kann darüber hinaus auch außerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Untersuchung der Muskelkontraktion zur gleichzeitigen Aufnahme von Elek¬ trokardiogramm und Herzton über dem Herzmuskel einge¬ setzt werden.
    [0063] Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet gegenüber den bekannten Vorrichtungen und Verfahren namentlich folgende
    [0064] Vorteile:
    [0065] Sie ermöglicht erstmals die Erfassung sämtlicher ma߬ geblicher Parameter für die Bestimmung der Veränderung der mechanischen Größen bei der Muskelkontraktion und die Korrelation mit der Veränderung der elektrischen Größen von Nerv und Muskel bei der Muskelkontraktion.
    [0066] Die Untersuchung der Muskulatur des Menschen und ebenso bei Tieren ist am lebenden Objekt und im intakten Funktionszusammenhang mit korrelativer Analyse des Zusammenhangs möglich. Insbesondere läßt sich damit vermeiden, wie bisher Aussagen über die menschliche Muskulatur nur durch Übertragung der Ergebnisse von Untersuchungen am Tier zu machen. In der Lehre kann auf die bisher allein verwendbaren Bioptate der Muskulatur getöteterTiere verzichtet werden, und die Muskulatur kann bei der wissenschaftlichen Ausbildung in ihrem physiologischen Zusammenhang thematisiert und am eigenen Körper beobachtet werden.
    [0067] Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Untersuchung der Muskulatur an nahezu allen Skelett¬ muskelfasern, Skelettmuskeln und Skelettmuskelgruppen; die beschriebene Vorrichtung und das ihr zugrunde liegende Meßprinzip sind stets identisch. Es bedarf lediglich der Anpassung der Fixierungseinrichtungen für den jeweils untersuchten Körperbereich. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Skelettmuskulatur erzielten Ergebnisse können wegen der erreichten wissen¬ schaftlichen Zuverlässigkeit zum Beispiel auch auf Herzmuskulatur und Zwerchfellmuskulatur übertragen werden, was von besonderer Wichtigkeit für die pharmakologische Forschung und die Anästhesie ist. - 11 -
    [0068] Die Vorrichtung ermöglicht es, die Erregung des Muskels als Ausgangspunkt aller anschließenden Messungen auf eine definierte Größe zu bringen. Der Reiz für die Muskelerregung wird supramaximal ausgeführt, so daß äußere Einflüsse, die die Untersuchungsergebnisse verfälschen, entfallen. Es ist auch eine maximale Kontraktion des Muskels auslösbar und mit der Vorrich¬ tung im eingangs genannten Sinn meß- und bestimmbar.
    [0069] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine genaue, dem jeweiligen Versuchsobjekt angepaßte Fixierung und insbesondere, die Drehachsen des Drehschemels mit der Drehachse des untersuchten Körperteils (z.B. mit der Drehachse des oberen Sprunggelenks) als maßgebliche Voraussetzung genauer Untersuchungsergebnisse zur Deckung zu bringen. Durch die genaue Fixierung des untersuchten Körperteils werden die bei der Muskel¬ kontraktion erzeugten Kräfte ohne Ve zögerungsraoment oder sonstige Verlustquellen auf die MeßVorrichtungen übertragen. Stromreizstärke bzw. Stärke des Impulses des Reflexhammers und die Größe der auf den untersuchten Muskel über die Vorrichtung ausgeübten Gegenkraft sind genau und während der Untersuchung unveränderlich festlegbar. Die erzielten Meßergebnisse, insbesondere zu Nervensummenpotential, Nervenleitgeschwindigkeit, Muskel¬ summenpotential, Muskelkraft, Muskelweg, Muskelvibration und die verschiedenen Latenzzeiten,sind sämtlich quantifiziert, zusammen bestimmbar und somit korrelierbar. Die Vorrichtung ermöglicht es im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen und Verfahren, die von ihr auf den Muskel ausgeübte Gegenkraft zu dosieren und über den Bewegungsbereich bei der Kontraktion des Muskels konstant zu halten. Dies ist von besonderer Bedeutung für die Aufnahme der den Muskel charakterisierenden Unterstutzungs- zuσkungen und die Hill*sehe Beziehung zwischen Kraft und Geschwindigkeit.
    权利要求:
    ClaimsAnmelder: Niels M e y e r, Student der Medizin,Adalbertstraße 7a, 6ooo Frankfurt/MainVorrichtung für die Untersuchung der MuskelkontraktionP a t e n t a n s p r u c h
    1. Vorrichtung zur Bestimmung der Veränderung der mecha¬ nischen Größen bei der Muskelkontraktion und zur Korrelation mit der Veränderung der elektrischen Größen von Nerv und Muskel bei der Muskelkontraktion, bei der der menschliche oder tierische Körperteil mit dem bei der Kontraktion zu untersuchenden Muskel direkt oder indirekt durch elektrische und/oder mechanische Impulse erregt wird und eine Mehrzahl von Meßstellen am untersuchten Körperteil angebracht und dieser in der Vorrichtung eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu untersuchende Körperteil mit seinem durch die Kontraktion des Muskels bewegten Abschnitt, z.B. Fuß, auf einem im Gehäuse (1) der Vorrichtung mittels durch die Außenwände (12),' (13) des Gehäuses führenden Achsen (7) , (8) gelagerten, sagittal drehbaren Drehschemel (2) angebracht ist, wobei die Achsen (7) , (8) auf einer horizontalen Linie mit der Drehachse des Gelenks des untersuchten Kör¬ perteils liegen, daß an den für die Muskelerregung relevanten Stellen des Körperteils Oberflächenelek¬ troden (42) angebracht sind, die über eine Strom- quelle (23) und einen Reizstromstimulator (39) den Muskel erregen, daß an der einen Achse (7) an der Außenseite (12) des Gehäuses (1) die Elektrokupp¬ lung (10) und anschließend an diese der Elektromotor (9) angesetzt sind, wobei beide von der Stromquelle (23) regelbar gespeist werden und wobei die Elektro¬ kupplung (10) aus den aneinandergrenzenden Scheiben (18) und (19) besteht, zumindest die Kupplungsschei¬ be (19) einen Reib-/Bremsbelag (20) hat und die Kupplung durch einen Elektromagneten (21), (22) be- dient wird, und daß auf der Achse (8) an der Außen¬ seite der Außenwand (13) des Gehäuses (1) der Poten¬ tiometer (11) angebracht ist, sowie weiter dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden (49) , (50) zur Mes¬ sung des Nervensu menpotentials und der Nervenleit- geschwindigkeit über dem Nerv des kontrahierten Mus¬ kels und/oder Elektroden (51), (52) zur Messung der elektrischen PotentialSchwankungen über dem kontra¬ hierten Muskel und/oder ein Stethoskopkopf (53) mit nachgeschaltetem Mikrophon (54) über dem Muskel an- gebracht sind und daß die Elektroden (49) , (50) bzw. (51), (52) sowie das Mikrophon (54) des Stethoskop¬ kopfs (53), der Potentiometer (11) und der Elektro¬ motor (9) mit einem Verstärker (40) und dieser mit einem Aufzeichnungsgerät für die Meßwerte verbunden sind.
    2. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß auf dem Bodenstück des Drehschemels (2) eine Basisplatte (3) für das durch den kontrahierende Muskel zu bewegende Körperteil, zum Beispiel den Fuß, angebracht ist, das mittels der Drehverstellung (14) höhenverstellbar und mittels eines Kugelkopfes auch in der Neigung veränderlich ist.
    3. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Basisplatte (3) eine in einer kurvenförmig verlaufenden Ausnehmung (1 in der Außenwand (13) des Gehäuses (1) fest, jedoch lösbar und vertikal verschiebbar angebrachte Stütze (16) als unterer Anschlag für die Basisplatte (3) vorgesehen ist.
    4. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basisplatte (3) die Gliedhalterung (5) für das zu fixierende Körperteil angebracht ist, die vorteilhafterweise aus einer Schale aus thermoflexiblem Kunststoff zur Anpassung an die Form des jeweiligen Körperteils besteht.
    5. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß anstelle der Oberflächenelektroden (42 zur Erregung des Muskels die Nadelelektroden (43) vorgesehen sind.
    6. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß statt der Oberflächenelektroden (42) zur Auslösung der Muskelkontraktion der Reflexhammer (44) vorgesehen ist, der durch Spannung und Lösung der Feder (45) mit der Sperre (46) ausgelöst wird und in seinem Hammerkopf (47) das piezo-elektrische Element (48) hat, das beim Anschlag des Hammers an Sehne bzw. Muskel einen elektrischen Impuls gibt.
    7. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehverstellung (14) aus drei Paaren korrespondierender und jeweils fest verbindbarer und wieder lösbarer Scheiben (32) , (33) (34) besteht, die vertikal übereinander angeordnet und miteinander über jeweils eine der Scheiben ver¬ bunden sind, wobei das Scheibenpaar (32) und das Scheibenpaar (34) in vertikaler Richtung, jedoch um 90° gegeneinander versetzt und das Scheibenpaar (33) horizontal angeordnet sind und daß an jedem der drei Scheibenpaare Skalen (35) , (36) , (37) ange¬ bracht sind.
    8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß am hinteren Ende der Basisplatte
    (3) die Fersenhalterung (6) angebracht ist, die über eine lösbare Feststellvorrichtung in Längsrichtung der Basisplatte (3) zur Fixierung des aufliegenden Körperteils verschiebbar ist.
    9. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder ' mehreren der Patentansprüche.2 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß an der Rückwand (24) des Gehäuses die obere Gliedhalterung (4) angebracht ist, die über Stellschrauben vertikal und horizontal dem zu untersuchenden Körperteil angepaßt wird und diesen mittels Bandage, Halbschale usw. fixiert.
    10. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder mehreren der Patentansprüche 2 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß an den jeweils inneren, die ver¬ tikalen Schenkel des Drehschemels (2) durchdringen¬ den Enden der Achsen (7) und (8) die teleskopartig aus der Achse herausziehbaren oder über eingesetzte Federn herausdrückbaren Fühler (18) zur Einstellung der Basisplatte (3) über die Drehverstellung (14) auf die anatomischen Gegebenheiten des jeweiligen untersuchten Körperteils angebracht sind.
    11. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder mehreren der Patentansprüche 2 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Elektromotors (9) und der Elektrokupplung (1o) an der Außenseite der 5 Außenwand (12) die senkrecht angeordnete Spiral¬ feder (58) angebracht ist, die mit ihrem einen Ende über eine Verbindung aus längenstabilem Material mit der auf der Achse (7) angebrachten schnecken¬ förmigen Walze (57) zusammenwirkt und mit ihrem ° entgegengesetzten Ende an dem an der Außenwand (12) angebrachten Biegebalken (59) angebracht ist, wobei der Biege-balken mit dem Verstärker (4o) und dem Aufzeichnungsgerät (41) verbunden ist.
    5 12. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder mehreren der Patentansprüche 2 bis 1o, dadurch . gekennzeichnet, daß statt des Elektromotors- (9) und der Elektrokupplung (1o) an der Achse (7) an der Außenseite der Außenwand (12) des Gehäuses (1) 0 über das Zahnrad (6o) und die daran angepaßte
    Zahnschiene (61) der Kolben (63) am einen Ende der Zahnschiene in den Drucklufttank (65) und dessen dem Kolben angepaßten Ausgang (66) eingesetzt und darin verschiebbar ist. 5
    13. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 1o, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Elektromotor (9) keine starre Verbindung zum Gehäuse (1) und/oder dem Gehäuse (26) 0 hat und die Achse (7) in der Außenwand des Gehäuses (26) in einem Kugellager gelagert ist und daß an beiden Längsseiten des Elektromotors (9) horizontal verlaufende Biegebalken (27), (28) zum Gehäuse (26) mit Dehnungsstreifen (29), (3o) befestigt sind.
    14. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder mehreren der Patentansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (8) ein Torsions¬ meßstreifen (31) aufgebracht ist. ' •
    15. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und 2 sowie einem oder mehreren der Patentansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (3) die Drehverstellung (14') mit Kugelkopf hat, wobei an der Unterseite der Basisplatte eine oder mehrere mit Skalen versehene, senkrecht zu ihr verlaufende Meßstäbe (55) mit federnden Hülsen (56) angebracht sind, die bis zum Bodenstück des Drehschemels (2) reichen.
    16. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1;dadurch gekenn¬ zeichnet, daß an der Achse (7, 68) an der Außenseite (12) des Gehäuses (1) statt der Elektrokupplung (10) mit Elektromotor (9) die Rahmenkonstruktion (80, 81, 82) angebracht ist, in der die parallel zu den äußer Streben (82) durch Ausnehmungen in der Bodenplatte ( und der Deckplatte (81) verlaufenden Streben (83), d durch die Mittelplatte (78) fest verbunden sind, ver schiebbar sind, und daß die Mittelplatte (78) mit de Hebel (75) über die auf ihr aufliegende bewegliche
    Doppelrolle (77) zusammenwirkt, wobei der Hebel (75) mit der Achse (7, 68) über die Führung (76) im recht Winkel und in der Führung (76) verschiebbar ver¬ bunden ist und der Hebel (75) an seinem entgegenge- setzten Ende im Bereich der Doppelrolle (77) über Achsverlängerungen (86) in zwei Langlöchern (87) der einander gegenüberliegenden Seitenwände (84) der Rahmenkonstruktion (80,81, 82) geführt wird, daß dab die beiden Langlöcher (87) eine mathematisch fest¬ gelegte Kurve beschreiben und daß zwischen der Boden¬ platte (80) und der Mittelplatte (78) die zusammen¬ drückbare Druckfeder (79) eingespannt ist.
    17. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Druckfeder (79) mit ihrem unteren Ende im Bereich der Bodenplatte (80) in dem tassenför- migen Tragezylinder (85) eingesetzt ist, der mittels eines an sich bekannten Bajonettverschlusses an der Bodenplatte (80) fest, jedoch lösbar angesetzt ist, wobei die Druckfeder (79) durch eine entsprechende Öffnung der Bodenplatte (80) bis zur Mittelplatte (78) reicht und Druckfedern unterschiedlicher Federkonstante auswechselbar eingesetzt werden.
    18. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 16 und/oder 17, da¬ durch gekennzeichnet, daß auf dem Hebel (75) Dehnungs¬ meßstreifen (88) aufgebracht sind.
    19. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Gehäuses (1) mit dem drehbaren Schemel (2) und den durch die Außenwände (12, 13) des Gehäuses (1) der Vorrichtung führenden Achsen (7, 8) das U-förmige Bauteil (72) mit den an seinen beiden entgegengesetzten Enden angebrachten Achsen (68) und die an dem Bauteil (72) mittels eines Feststellgelenks (74) angebrachte Leiste (73) an dem zu untersuchenden Körperteil befestigt werden, wobei die Achsen (68) auf einer horizontalen, gedachten Linie mit der Drehachse des Gelenks des untersuchten Körper¬ teils liegen -und an den Endpunkten des weiteren U-för¬ migen Bauteils (69) gelagert sind, das über die aus¬ ziehbare und dreidimensional drehbare Versteileinrichtung (71), an der eine Meßskala angebracht ist, an der in sich starren Halterung (70) für das zu unter¬ suchende Körperteil befestigt ist.
    20. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 zur Untersu¬ chung der Muskelkontraktion bei kleineren Gelen¬ ken und Muskeln, dadurch gekennzeichnet, daß der zu untersuchende Körperteil mit seinem durch die Kontraktion des Muskels bewegten Abschnitt, z.B. Daumen, in einer Schale 94 eingelegt und in die¬ ser befestigt ist, während der nicht bewegte Ab¬ schnitt des Körperteils, z.B. die übrige Hand, in einer Halterung 97, 98, 99, 100 eingelegt und fixiert wird, wobei die Halterung aus dem Boden 97, der daran im rechten Winkel angebrachten star¬ ren Außenwand 98 und der über verriegelbare Schie¬ nenführungen 101 und 102 in Richtung der Außen¬ wand 98 verschiebbaren Außenwänden 99, 100, die ebenfalls im rechten Winkel zum Boden 97 angeord- net sind, besteht und über die Außenwände 99, 100 und die auf der Bodenplatte 106 mittels des ska¬ lierten und feststellbaren Kugelgelenks 104, 104" befestigte Halterungsstange 105, die ebenfalls skaliert und innerhalb des Kugelgelenks 103, 103' längenverschiebbar ist, und die am Boden 97 ange¬ brachte, mit skaliertem und feststellbarem Kugel¬ gelenk 103, 103* angeordnet ist, der Form des Körperteils und seiner Haltung angepaßt wird, fer¬ ner daß die Schale 94 über die Halterung 95 mit einem bekannten Feststellgelenk und den Bügel 93 mit der Achse 90 fest verbunden ist und an den beiden Enden des Bügels 93 Peilstäbe 96 zur Fixie¬ rung des Gelenks des untersuchten Körperteils auf der gedachten Linie der Gelenkachse mit der Achse 90 vorhanden sind, daß auf der Achse 90 an der dem Bügel 93 entgegengesetzten Längsseite das Überset¬ zungsrad 113 mit auf seinem Umfang angebrachtem Gewinde und anschließend der Potentiometer 11 zur Messung der Drehbewegungskraft bei .der Drehung 5 der Achse 90 angebracht sind, daß ferner das Über¬ setzungsrad 113 mit dem rechtwinklig zur Achse 90 angeordneten, jedoch nicht fest mit ihr und dem Übersetzungsrad 113 verbundenen Stab 117 zusammen¬ wirkt, der in Linearführungen 118; 119, 120 in
    10 seiner Längsrichtung beweglich ist und in seinem dem Übersetzungsrad 113 zugeordneten Bereich zwei Schnur-/Drahthalterungen 115, 116 mit einer Spann¬ vorrichtung an mindestens einer der Halterungen hat, in denen die im Gewinde des Übersetzungsrads
    15 113 eingelegte Schnur/Draht 114 mit ihren beiden Enden befestigt ist, ferner daß der Stab 117 an seinem der Linearführung 119, 120 nachgeordneten Ende eine elektrische Wicklung 123 mit Spulenhal- terung 122 hat, die in einen getrennt an der Boden-
    20 platte 106 angebrachten Magnetkern 124 eintaucht und über die Stromquelle 23 und den Stromregler 121 regelbar gespeist und je nach der Stärke des Mag¬ netfeldes mit dem Stab 117 in den Magnetkern 124 hineingezogen oder herausgedrückt wird, daß außer-
    25 dem die auf den Stab 117 wirkende, vom kontrahieren¬ den Muskel erzeugte und über den Bügel 93, die Achse 90 sowie das Übersetzungsrad 113 übertragene Kraft sowie die von der Tauchmagnetspule 122, 123, 124 ausgeübte bestimmte Gegenkraft über einen Zug/
    30 Druck-Aufnehmer 126 registriert werden, wobei die registrierten Informationen wie die übrigen Infor¬ mationen gemäß Patentanspruch 1 im Verstärker.40 verstärkt und im Aufzeichnungsgerät 41 aufgezeich¬ net werden, und daß zur festen Einstellung des
    35 Stabs 117 an vorbestimmten Positionen seiner Längs- richtung die Verriegelung 125 vorgesehen ist, vorzugsweise als ebenfalls über den Stromreg¬ ler 121 regelbarer Spulen-/Magnetkernschalter, sowie daß die Achse 90 in zwei innerhalb des Lagerhalterungsrohrs 92 angeordneten Kugella¬ gern 91 gelagert ist und das Lagerhalterungs¬ rohr 92 seinerseits starr mit der senkrecht zur Bodenplatte 106 verlaufenden Gehäusewand 108 verbunden ist.
    21. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und einem oder mehreren der Patentansprüche 2 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Elektroden zur Messung der elektrischen Potentialschwankungen (EMG) und der Stethoskopkopf mit nachgeschalte¬ tem Mikrophon zur Messung der Muskelvibration derart in»einem Gehäuse 130 zusammengefaßt sind, daß jeweils eine oder mehrere Differenzelektro¬ den 131 und Masseelektroden 132 des Elektromyo- graphen neben dem Schalltrichter 133 auf der als offener Deckel ausgeschalteten Unterseite 128 des Gehäuses angebracht, das Mikrophon 134 ebenfalls innerhalb des Gehäuses 130 dem Schall¬ trichter 133 nachgeschaltet ist und Verbindungen von den Elektroden 131, 132 sowie vom Mikrophon 134 zum Verstärker 40 und zum Aufzeichnungsgerät 41 vorgesehen sind.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    AT64078T|1991-06-15|
    JPS63502247A|1988-09-01|
    EP0232507B1|1991-06-05|
    EP0232507A1|1987-08-19|
    US5012820A|1991-05-07|
    JPH0787834B2|1995-09-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-06-18| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3543763.4||1985-12-11||
    DE3543763||1985-12-11||JP62500098A| JPH0787834B2|1985-12-11|1986-12-10|筋肉収縮を検査するための装置|
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