CH711150B1 - Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen. - Google Patents

Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen. Download PDF

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CH711150B1
CH711150B1 CH01327/16A CH13272016A CH711150B1 CH 711150 B1 CH711150 B1 CH 711150B1 CH 01327/16 A CH01327/16 A CH 01327/16A CH 13272016 A CH13272016 A CH 13272016A CH 711150 B1 CH711150 B1 CH 711150B1
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hand
user
development
exerciser
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CH01327/16A
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Alekseevich Shamro Oleg
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Alekseevich Shamro Oleg
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Abstract

Die vorliegende Erfindung gehört in die Bereiche der Medizin und der Entwicklungspädagogik und kann bei der Rehabilitation und Behandlung Erkrankter mit einer Pathologie des zentralen Nervensystems, Bewegungsstörungen der oberen Extremitäten, der psychologischen und pädagogischen Rehabilitation und Korrektur sowie bei entwicklungsfördernden Übungen eingesetzt werden. Die Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen, die einen Handtrainer (1), ein mit dem Handtrainer (1) zusammenwirkendes Steuerungsobjekt (3), eine Einheit für die Sammlung und Verarbeitung von vorläufiger Information, einen Personal Computer (8) für die Sammlung, Verarbeitung und Speicherung der Information, Vorrichtungen für die optische (4) und akustische (5) Verbindung enthält, enthält zusätzlich ein einstellbares Mittel (9) für die Platzierung des Benutzers (10), auf dem mit der Möglichkeit zur Regulierung der Lage in der Horizontalen mindestens von einer Seite der mit Haltevorrichtungen für die Hand ausgerüstete Handtrainer (1) befestigt ist. Das technische Ergebnis bei der Lösung dieser Aufgabe besteht in der Erweiterung des Anwendungsbereichs der Vorrichtung – der entwicklungsfördernden Pädagogik, der Steigerung ihrer funktionalen Möglichkeiten im Bereich der Medizin durch die Bestimmung der Dynamik der Entwicklung der Gelenke und der Streckbewegungen der Hände, der Steigerung der Lebensqualität des Benutzers (10).

Description

Beschreibung
Technikbereich, zu dem die Erfindung gehört [0001] Die vorliegende Erfindung gehört in die Bereiche der Medizin und der Entwicklungspädagogik und kann bei der Rehabilitation und Behandlung Erkrankter mit einer Pathologie des zentralen Nervensystems, Bewegungsstörungen der oberen Extremitäten, der psychologischen und pädagogischen Rehabilitation und Korrektur sowie bei entwicklungsfördernden Übungen eingesetzt werden.
Bisheriger Stand der Technik [0002] Eine der schwersten Folgen einer Schädigung des Nervensystems ist die Funktionsstörung der Hände, die eine wichtige Rolle in der Einschränkung des täglichen Lebens der Patienten spielt. Die Wiederherstellung der Bewegungen in den Händen bleibt bei Erkrankten nach Verletzungen und Erkrankungen bislang ein brennendes Problem, das eine Lösung auf neuer theoretischer und technischer Ebene verlangt.
[0003] Die Effektivität von Rehabilitationsmassnahmen wird durch die Anwendung der Biofeedback-Methode wesentlich gesteigert. Unter Biofeedback wird ein Komplex von Verfahren verstanden, im Laufe derer der Mensch mittels eines Kreislaufs externen Feedbacks Informationen über den Zustand bestimmter physiologischer Funktionen zum Zwecke des Er-lernens der «bewussten» Steuerung dieser Funktionen erhält. Biosteuerung mit Feedback ermöglicht dem Patienten die Kontrolle (Selbstkontrolle) über Parameter beliebiger Bewegungen zu erlangen, ihre Veränderungen in der erforderlichen Richtung hervorzurufen und zu fixieren. Insbesondere verbessert die Rückkehr der Information über die Eigenschaften der Bewegungen des Erkrankten die Möglichkeit seiner Kontrolle über diese. Am effektivsten ist die Anwendung des Biofeedbacks für die Regeneration der Bewegungsfunktionen bei Erkrankten mit Empfindungsstörungen. Die zusätzliche Nutzung des Gesichtssinns für die Wahrnehmung der Eigenschaften ihrer Bewegungen gestattet bei diesen Erkrankten, den Mangel an Informationszufuhr über die Leiter der Oberflächen- und der Tiefensensibilität abzugleichen. Die Anwendung des Biofeedbacks kann die willkürliche Kontrolle über die Bewegung ebenfalls bei Erkrankten mit Apraxien wesentlich verbessern, bei denen die Möglichkeit willkürlicher zielgerichteter Handlungen infolge einer Schädigung der Hirnrinde gestört ist.
[0004] Auf dem Markt für moderne medizinische Geräte sind Vorrichtungen mit Biofeedback für die Behandlung und Rehabilitation der oberen Extremitäten breit vertreten. Z.B. «HandTutor» (www.meditouch.co.il) «Hand of Hope» (http:// www.rehab-robotics.com), «Gloreha» (www.gloreha.coni), «Amadeo» (http://turomotion.com). Diese Vorrichtungen sind nur auf den medizinischen Bereich der Anwendung ausgerichtet; bei ihnen besteht ein hohes Verhältnis zwischen Preis und Funktion. Darüber hinaus stellen sie eine spielerische Form des visuellen Biofeedbacks in Form von Videospielen dar, und eine längerfristige Beschäftigung des Benutzers mit Computerspielen erzeugt und fordert die Spielsucht, was sich negativ auf seinen psychischen Zustand auswirkt. Bei diesen Vorrichtungen fehlen Systeme der Bestimmung objektiver Faktoren (atmosphärische Verhältnisse), die den Behandlungs- und Rehabilitationsprozess wesentlich beeinflussen und folglich nicht gestatten, eine Korrektur dieser Prozesse abhängig von diesen Faktoren vorzunehmen.
[0005] Bekannt ist ein Übungsspielzeug für die Entwicklung der Fingermotorik, geschützt durch das russische Gebrauchsmuster 97267, veröffentlicht am 10.09.2010. Das Spielzeug enthält eine Hülle aus planem Material und einem darin befindlichen Füllstoff. Die Hülle ist aus planem, propylenähnlichem Material ausgeführt, das in hermetisch geschlossene Sektionen unterteilt ist, deren Grösse kleiner ist als eine Fingerkuppe. Die Sektionen sind über die Hülle in entsprechender Reihenfolge verteilt und stehen von einer oder beiden Seiten der Hülle hervor. Als Füllstoff wurde Luft verwendet, mit der jede Sektion gefüllt ist, wobei jede Sektion mit der Möglichkeit der Zerstörung durch den Druck des Fingers einer Hand, mindestens der eines Kindes, ausgeführt ist. Ein Nachteil des Übungsspielzeugs ist das Fehlen des Biofeedbacks. Infolgedessen sind das Interesse an und das Ergebnis der Beschäftigung mit diesem Übungsgerät gering.
[0006] Bekannt ist eine Vorrichtung für die Entwicklung der Fingermotorik, geschützt durch das russische Patent 2 290 909, veröffentlicht am 10.01.2007.
[0007] Die Vorrichtung für die Entwicklung der Fingermotorik beinhaltet einen im Gehäuse befindlichen Federmechanismus. Der Federmechanismus besteht aus einer Anzahl Blattfedern, die mit der Möglichkeit ihres Austausches und der Verschiebung entlang von Aufnahmen im Gehäuse ausgeführt sind. Die Blattfedern haben aus dem Gehäuse hervortretende Teile. Die freien Enden der Blattfedern sind mit Elementen zur Steuerung einer Marionette verbunden. Nachteil der bekannten Vorrichtung ist die Unmöglichkeit zur Sammlung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen über die Dynamik der Entwicklung der Fingermotorik auf elektronischem Datenträger. Infolgedessen ermöglicht sie nicht, die Ergebnisse der Rehabilitationsübungen zu analysieren und prognostizieren. Des Weiteren fehlt ihr ein System zur Bestimmung der Umgebungsparameter, die die Prozesse der Behandlung, Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen beeinflussen, und folglich bietet sie keine Möglichkeiten zur Korrektur dieser Prozesse abhängig von diesen Faktoren.
[0008] Bekannt ist die robotergestützte Rehabilitationsanlage ReoCo (Hersteller: Motorika, Israel) für die funktionale Therapie der oberen Extremitäten mit erweitertem Biofeedback. Diese Anlage ist für die Entwicklung und Verstärkung der lokomotorischen Funktionen der und Greiffunktionen bestimmt (info@mednt.ru).
[0009] Das Lernen auf der robotergestützten Plattform ReoCo fusst auf zahlreichen Wiederholungen funktional ausgerichteter Bewegungen der Patienten und der Gegenreaktion auf diese. Das interne Feedback erfolgt über sensorische Lei tungsbahnen, das externe Feedback über eine sichtbare Gestalt, Kontrolle (Zielansteuerung) und Training. Die Übungen zur Wiederherstellung der Fähigkeiten der Hand, sich Gegenständen entgegenzustrecken und Bewegungen auszuführen, die einer gesunden Hand eigen sind.
[0010] Nachteile der Anlage sind der begrenzte Anwendungsbereich (die Medizin) und enge funktionale Möglichkeiten (lediglich Entwicklung und Verstärkung von lokomotorischen und Greiffunktionen).
[0011] Am nächsten kommt der vorgelegten Erfindung nach technischem Wesen und erreichbarem Resultat, ausgewählt als Prototyp, die Vorrichtung für die Rehabilitation, geschützt durch das russische Patent 2 282 430, veröffentlicht am 27.08.2006.
[0012] Die Vorrichtung umfasst einen auf Federn basierenden Handtrainer, einen Dehnungsgeber, einen Personal Computer für die Sammlung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen sowie eine Marionette. Die Marionette ist mit dem Trainingsgerät verbunden. Das Trainingsgerät und die Dehnungsgeber befinden sich unter der Hand des Patienten.
[0013] Nachteile der bekannten Vorrichtung sind sein begrenzter Anwendungsbereich - die Medizin - und die unzureichende Effizienz aufgrund des Fehlens einer Möglichkeit zur Bestimmung der Dynamik der Veränderung der Gelenkbereiche der Hände als wichtiger Gradmesser bei der Durchführung von Behandlung und Rehabilitation zur Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen. Ebenfalls ermöglicht die Vorrichtung nicht, die Dynamik der Streckbewegung der Hände zu ermitteln.
Grandgedanke der Erfindung [0014] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung einer neuen, effektiveren Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen mit Biofeedback.
[0015] Das technische Ergebnis bei der Lösung dieser Aufgabe besteht in der Erweiterung des Anwendungsbereichs der Vorrichtung - der entwicklungsfördernden Pädagogik, der Steigerung ihrer funktionalen Möglichkeiten im Bereich der Medizin durch die Bestimmung der Dynamik der Entwicklung der Gelenke und der Streckbewegungen der Hände, der Steigerung der Lebensqualität des Benutzers.
[0016] Das angegebene Resultat wird durch eine Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen gemäss Anspruch 1 erreicht. Die Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen einer Hand eines Benutzers enthält einen Handtrainer mit Dehnungsgebern, ein mit den Handtrainer zusammenwirkendes Steuerungsobjekt, eine Einheit für die Sammlung und Verarbeitung von vorläufiger Information, einen Personal Computer für die Sammlung, Verarbeitung und Speicherung der Information, eine Vorrichtung für die optische und akustische Verbindung, zusätzlich ein einstellbares Mittel für die Platzierung des Benutzers, auf dem mit der Möglichkeit zur Regulierung der Lage in der Horizontalen mindestens von einer Seite der mit Haltevorrichtungen für die Hand ausgerüstete Handtrainer befestigt ist. [0017] Als Steuerungsobjekt kann die Vorrichtung eine Marionette enthalten.
[0018] Das einstellbare Mittel für die Platzierung des Benutzers kann zusätzlich Tafeln für die Anzeige visueller Information enthalten.
[0019] Der Handtrainer kann an den freien Enden von Blattfedern von fingerseitig zusätzlich auswechselbaren Elementen mit einem unterschiedlichen Grad an Rauhigkeit und Dichte für die Stimulierung der taktilen Rezeptoren enthalten.
[0020] Als Dehnungsgeber kann die Vorrichtung Zweipunkt-Dehnungsgeber enthalten.
[0021] Als Steuerungsobjekt kann die Vorrichtung zusätzlich eine Auswahl von Marionettenbausätzen enthalten.
[0022] Die Vorrichtung kann zusätzlich ein System für die kontaktlose Gestensteuerung des Personal Computers im dreidimensionalen Raum enthalten.
[0023] Die Vorrichtung kann zusätzlich Elemente für das vorbereitende Training der Feinmotorik der Finger enthalten.
Aufstellung der Abbildungen der Zeichnungen [0024] Die oben genannten und weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden genauen Beschreibung mit Verweisen auf die Abbildung der Zeichnungen offengelegt.
In Abb. 1 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen dargestellt.
In Abb. 2 ist ein Handtrainer dargestellt
In Abb. 3 ist ein Bausatz von Marionetten in unterschiedlicher farblicher Ausführung dargestellt.
Genaue Beschreibung der Erfindung [0025] Die Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen enthält einen Handtrainer 1 mit Hand-haltevorrichtungen 2, ein Steuerungsobjekt 3, eine Vorrichtung für die optische 4 und akustische 5 Verbindung mit dem Handtrainer, eine Einheit 6 für die Sammlung und vorläufige Verarbeitung von Information, Sensoren für die Parameter des Umfelds 7, einen Personal Computer 8 für die Sammlung, Verarbeitung und Speicherung der Information, ein einstellbares Mittel 9 für die Platzierung des Benutzers 10 mit vorstehenden Armlehnen 11 für die Platzierung unter der rechten oder (und) linken Hand mit der Möglichkeit zur Regulierung der Lage in der Horizontalen und Befestigung des Handtrainers mit dem Steuerungsobjekt 3, Tafeln 12 für die Anzeige visueller Information, ein System 13 für die kontaktlose Gestensteuerung des Personal Computers 8, Elemente 14 für das vorbereitende Training der Feinmotorik der Finger. Der Handtrainer 1 seinerseits enthält Zweipunkt-Dehnungsgeber 15, Blattfedern 16, Haltevorrichtungen 17 der Finger und auswechselbare Elemente 18 für die Stimulierung der taktilen Rezeptoren.
[0026] Die Vorrichtung zur Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen wird folgendermassen genutzt.
[0027] Das einstellbare Mittel 9 für die Platzierung des Benutzers, wie auch die Einstellung der Lage in der Horizontalen und Befestigung des Handtrainers ermöglichen, die Vorrichtung auf eine bequeme Position für einen konkreten Benutzer 10 einzustellen, was bei der Durchführung von Übungen zur Behandlung und Entwicklung sehr wichtig ist. Die Tafeln 12 ermöglichen auf ihnen, abhängig von ihrem Material auf unterschiedliche Weise (Metalltafel - Magnete, Holztafel - Heftzwecken) Hintergrunddarstellungen zur Steigerung der Attraktivität, des Interesses und der Gehaltsfülle bei der Durchführung von behandelnden und entwicklungsfördernden Übungen und folglich des Erfolgsergebnisses zu zeichnen oder anzubringen. Die Motivation des Benutzers für die Übungen und ihre Effektivität werden gesteigert. Die Verwendung eines mit dem Handtrainer 1 interagierenden Steuerungsobjekts 3 in der Vorrichtung ermöglicht, ein kinematisches Modell für die Entwicklung der Fingermotorik mit den Steuerungsparametern des visuellen und akustischen Feedbacks umzusetzen. Der Einsatz einer Marionette als Steuerungsobjekt 3 vereint zwei Methoden: die Bewegungs-(mechanische)Regeneration und Entwicklung der Handmotorik und die kunsttherapeutische Methode der Psychotherapie - das Spiel mit einer Marionette. In diesem Fall kann die Marionette als Projektionsobjekt für Übertragung und Ausdruck von Emotionen angesehen werden. In der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Marionette in Form einer der Biofeedback-Steuerungsparameter eingesetzt. Dem Benutzer werden ein akustisches und taktil steuerbares Signal über Zweipunkt-Dehnungsgeber 15 und ein visuell steuerbares Signal - Bewegung der Marionette, die in der Vorrichtung der visuellen Verbindung wiedergegeben wird, wobei ein Spiegel, eine Videokamera mit Monitor, ein Videoprojektor mit Leinwand eingesetzt werden kann - zur Verfügung gestellt. Die Marionette tritt als extern steuerbares Objekt auf, das ermöglicht, die Bewegungen des Benutzers nach aussen zu bringen und sie folglich seitens des Bewusstseins kontrollierbarer zu machen, was die Möglichkeit bietet, die Prinzipien des Biofeedbacks effektiver zu nutzen.
[0028] Die Auswahl an Marionettenbausätzen mit unterschiedlicher Farbgebung gestattet dem Benutzer, selbstständig eine Marionette entsprechend seinem Alter und psychologischen Zustand auszuwählen und zusammenzusetzen. Die Farbpalette und die Gestalt der Marionette gibt einem Fachmann (Psychologen) die Möglichkeit, auf Grundlage zuvor erstellter Tests, z.B. Lüscher-Test, den psychologischen Zustand des Benutzers als wichtigen Faktor zu bestimmen, der die Prozesse der Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen beeinflusst, und bei Bedarf seine Korrektur vom negativen zum positiven Zustand durchzuführen.
[0029] Während des Zusammenbaus der Marionette entwickelt der Benutzer die Motorik der Finger und trainiert die taktilen Rezeptoren an den Fingerkuppen, wodurch die Grosshirnrinde entwickelt wird, wo die Signale von den taktilen Rezeptoren eintreffen. Parallel zur Regeneration und/oder Entwicklung der Fingermotorik wird auch die Sprache des Benutzers entwickelt, da die Sprachzentren (Brave-Zentren) und die Motorikzentren im menschlichen Gehirn ineinandergreifen.
[0030] Die Gestalt der Marionette und ihr Farbspektrum werden mithilfe der Software in den Personal Computer 8 im Laufe des gesamten Behandlungszyklus und/oder der Entwicklungsübungen eingegeben. Dies ergibt die Möglichkeit, die Dynamik der Veränderung des psychologischen Zustands des Benutzers und bei Bedarf seine Korrektur mithilfe spezieller Methoden vorzunehmen.
[0031] Die Tastempfindungen sind einige der ersten Empfindungen lebender Organismen. Beim Menschen gelangen die Signale von den taktilen Rezeptoren an den Fingerkuppen direkt in die Grosshirnrinde. Die taktilen Rezeptoren stimulieren, regenerieren und/oder entwickeln die Grosshirnrinde. Die an den freien Enden vorhandenen Blattfedern 16 des Handtrainers 1 und die mit den Steuerelementen der Marionette von Seiten der Finger verbundenen auswechselbaren Elemente 18 für die Stimulierung der taktilen Rezeptoren unterschiedlicher Rauhigkeit und Dichte erweitern ebenfalls die funktionalen Möglichkeiten der Vorrichtung und steigern ihre Effektivität bei Behandlung und Entwicklungsübungen.
[0032] Der mit Federn funktionierende Handtrainer gemäss Prototyp ermöglicht, ausgehend von den konstruktiven Möglichkeiten, der verwendeten Elektronik und der entsprechenden Software, Informationen über die Dynamik der Beugebewegungen der Hände in Echtzeit zu kontrollieren, zu analysieren und zu speichern. Für eine vollständige Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen wird die Information zur Dynamik der Beugebewegungen benötigt. Die in dem vorgestellten Handtrainer 1 vorhandenen Zweipunkt-Dehnungsgeber 15 ermöglichen, sowohl Beuge-, als auch Streckbewegungen zu kontrollieren. Die Erfassung der Information wird ebenfalls für die Korrektur von Réhabilitations- und Entwicklungsübungen benötigt. Diese Eigenschaft erweitert die funktionalen Möglichkeiten der Vorrichtung wesentlich.
[0033] Einige der wichtigsten Parameter, die den funktionalen Zustand der Hände charakterisieren, sind die Gelenkwinkel zwischen ihren unterschiedlichen Teilen. Die Nutzung des in der Vorrichtung vorhandenen Systems 13 für die kontaktlose Gestensteuerung des Personal Computers im dreidimensionalen Raum ermöglicht, mithilfe spezieller Software diese Gelenkwinkel im Verlauf der Behandlung und/oder der Entwicklungsübungen und auf diese Weise die Dynamik der Veränderung des Bewegungsumfangs der Hände zu bestimmen. Die Daten zu den Gelenkwinkeln werden ebenfalls in den Personal Computer eingegeben, was die Möglichkeit ergibt, ihre Veränderung sowohl im Verlauf der Übungen selbst wie auch im Verlauf des gesamten Übungszyklus in Echtzeit zu bestimmen und bei Bedarf eine Korrektur der Anwendungen für die Behandlung und/oder Entwicklung vorzunehmen. Ausserdem ermöglicht das System 13 der kontaktlosen Gestensteuerung, Information über den funktionalen Zustand der Hände des Benutzers schnell in den Personal Computer einzugeben.
[0034] Zurzeit sind mehrere Technologien für die kontaktlose Gestensteuerung von Computern im dreidimensionalen Raum entwickelt. So besteht das Funktionsprinzip des Systems CtestIC Microchip Techne Lody (www. M icroch i p. co m/Ctestl C) in der Analyse der Veränderungen der Eigenschaften des elektrischen Feldes, die durch die Bewegung der Hände hervorgerufen werden. Die Technologie, die von der Firma Elli Ptic Labs angeboten wird, fusst auf der Nutzung von Ultraschall und einer Gruppe von sensiblen Mikrofonen für die Bestimmung der Position und der Bewegungen der Hände in der Nähe des Computerbildschirms. Die Technologie der Firma Leap Motion nutzt Infrarotsensoren, die die Bewegungen der Hände des Benutzers mit einer beispiellosen Genauigkeit (0,01 mm) verfolgen und sie auf dem Monitorbildschirm wiedergeben. Der Einsatz eines Systems für die kontaktlose Gestensteuerung im dreidimensionalen Raum erweitert die funktionalen Möglichkeiten der Vorrichtung, wobei dieses System sowohl im Zusammenhang mit der Vorrichtung selbst als auch separat für andere Aufgaben eingesetzt werden kann.
[0035] Zur Steigerung der Effektivität und des Wirkungsgrads der Übungen an der vorgestellten Vorrichtung ist es notwendig, die Finger zuvor «zu lockern» und «aufzuwärmen». Hierfür werden in der Regel warmes Wasser, warmer Sand und spezielle Übungen zusammen angewendet. Hierfür können ebenso die Elemente 14 für das vorbereitende Training der Fingermotorik eingesetzt werden. Für diese Elemente werden Federringe unterschiedlicher Geometrie und unterschiedlicher Farbgebung verwendet. Die Ringe werden aus Materialien unterschiedlicher Elastizität angefertigt. Nach einem vorgegebenen Algorithmus müssen sie zu einer Kette zusammengesetzt oder Ketten müssen in ihre Einzelteile auseinandergenommen werden. Ausserdem können verschiedene Handexpander, Klammern unterschiedlicher Grösse und unterschiedlicher Elastizität oder andere Konstruktionen als solche Elemente verwendet werden.
[0036] Die Elemente 14 für das vorbereitende Training der Motorik der Finger können sowohl als Bestandteil der vorgestellten Vorrichtung als auch separat verwendet werden.
[0037] Es ist anzumerken, dass die Interaktion zwischen den einzelnen Elementen der Vorrichtung entweder per Kabel, per drahtloser Verbindung oder kombiniert erfolgt.
[0038] Die Vorrichtung ermöglicht sowohl individuelle als auch Gruppenübungen zur Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen durchzuführen.
[0039] Ausserdem ermöglicht die Vorrichtung bei Entwicklung entsprechender Verfahren, eine Diagnose (u.a. auch eine Früherkennung) unterschiedlicher Erkrankungen, die mit Störungen der Handfunktionen verbunden sind, eine Diagnose des Zustands des Nerven- und Muskelapparats der Hände sowie eine Analyse und Prognose der Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen durchzuführen.
[0040] Die Vorrichtung zur Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen funktioniert folgendermassen: [0041] Der Benutzer 10, der hinter dem einstellbaren Mittel 9 für seine Platzierung bequem Platz genommen hat, legt seine Hand auf die Auflage vor dem System 13 der kontaktlosen Gestensteuerung des Computers. Die Hand wird gescannt. Diese Darstellung wird an den Personal Computer 8 übermittelt und in ihm aufgezeichnet. Mithilfe einer speziellen Software werden die Parameter der Gelenkwinkel der Hand bestimmt. Diese Parameter werden auf dem Display in Form von Ziffern angezeigt und im Speicher des Computers 8 aufgezeichnet. Dann wählt der Benutzer einen Satz Federringe aus, ausgehend von seinem physischen und psychologischen Zustand, und bildet aus den Ringen nach einem vorgegebenen Algorithmus eine Kette. Davor können Wärmebehandlungen und diverse ausgewählte Übungen durchgeführt werden. Auf diese Weise erfolgt ein vorbereitendes Training der Fingermotorik. Die Daten zu den Ringen (geometrische Parameter, Elastizität, ihre Anzahl) wird im Computer 8 aufgezeichnet. Danach wählt der Benutzer eine Auswahl von Marionetten und setzt eine Marionette ausgehend von seinem psychologischen Zustand zusammen. Die Daten zur Marionette (Art, Farbspektrum) wird in den Computer 8 zur Speicherung eingegeben. Dann wird die Marionette auf dem Handtrainer 1 befestigt, der auf der hervorstehenden Armlehne 11 fixiert ist. Der Benutzer 10 beginnt die Marionette nach einem bestimmten, zuvor entwickelten Verfahren zu steuern. Die Daten zur Kraftanstrengung der Finger gelangen in die Einheit 6 für die Sammlung und vorläufige Verarbeitung von Information und werden dann in den Computer 8 eingegeben, werden verarbeitet und auf dem Display in Form von Graphiken oder Histogrammen angezeigt. Im Verlauf der Behandlung und/oder der entwickelnden Übungen für die Stimulierung der taktilen Rezeptoren können an den Enden der Blattfedern 16 auswechselbare Elemente 18 mit unterschiedlicher Rauhigkeit angebracht werden. Die Daten zum Grad der Rauhigkeit der auswechselbaren Elemente 18 werden ebenfalls in den Computer 8 eingegeben. Nach der Übung am Handtrainer 1 erfolgt eine wiederholte Messung der Gelenkwinkel der Handelemente. Auf diese Weise wird die Dynamik ihrer Veränderungen bestimmt und die
Wirkung der Übungen auf dem Handtrainer verfolgt. Die Information von den Zweipunkt-Dehnungsgebern 15, die Daten zu den Gelenkwinkeln sowie individuelle Informationen über den Benutzer werden im Verlauf der gesamten Behandlung und/oder Trainingsübungen in dem Personal Computer 8 eingegeben, in welchem diese verarbeitet und gespeichert wird. [0042] Die Vorrichtung zur Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen kann folgendermassen angefertigt werden: [0043] Beim Beispiel der vorliegenden Vorrichtung ist die Platte des in der Höhe einstellbaren Mittels 9 für die Platzierung des Benutzers aus Kunstharzpressholz angefertigt, die Ecken der Platte sind zum Ausschluss von Verletzungen während der Übungen abgerundet, das Gestell ist aus Metallprofilen mit den Massen 20 χ 20 mm angefertigt. Für die Änderung ihrer Höhe sind die Stützen als ausfahrbare Stützen ausgeführt. Die Tafeln 12 sind zweischichtig ausgeführt: die Grundlage bildet Sperrholz mit einer Stärke von 5 mm, auf der Metallplatten mit einer Stärke von 0,5 mm befestigt sind. Diese Konstraktion der Tafeln 12 ermöglicht, auf ihnen Hintergrunddarstellungen mit Magneten zu befestigten. Der verwendete Bausatz ist ein Satz Burattino-Marionetten mit 8 Farben. Die Einheit 6 für die Sammlung und vorläufige Verarbeitung von Daten ist auf Grundlage von Modulen für die Datensammlung und Fernsteuerung ADAM und ICOS zusammengesetzt.
[0044] Für die Bestimmung der Dynamik der Veränderung der Gelenkwinkel und schnelle Eingabe in den Computer 8 von Informationen über den funktionalen Zustand der Hände des Benutzers wird ein System 13 für die kontaktlose Ges-tensteuerunq der amerikanischen Firma Leap Motion einqesetzt. Der Anschluss an den Computer erfolqt mithilfe eines USB-Kabels.
[0045] Als auswechselbare Elemente 18 für die Stimulierung der taktilen Rezeptoren wird Schleifpapier verschiedener Körnung verwendet. In der Vorrichtung werden hoch miniaturisierte Zweipunkt-Dehnungsgeber vom Typ Sensotec der Firma Honeywell eingesetzt.
[0046] Als Elemente 14 für das vorbereitende Training der Fingermotorik wird ein Satz Ringe unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Farbgebung verwendet, der aus Federdraht vom Typ CHGSA unterschiedlichen Elastizitätsgrades angefertigt ist. Auf diese Weise wird eine neue, effektive Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen angeboten.
[0047] Die Vorrichtung ermöglicht im Vergleich zum Prototyp, den Anwendungsbereich wesentlich zu erweitern, übersteigt seine funktionalen Möglichkeiten wesentlich und erhöht die Lebensqualität der Benutzer.
[0048] Für Fachleute können sich auch andere Varianten der Umsetzung der Erfindung eröffnen, die ihr Wesen, wie es in der vorliegenden Beschreibung dargestellt ist, nicht verändern. Entsprechend ist die Erfindung nach dem Umfang nur durch den nachfolgenden Patentanspruch als begrenzt anzusehen.

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1. Vorrichtung für die Regeneration und Entwicklung der Handfunktionen einer Hand eines Benutzers (10), die einen Handtrainer (1) mit Dehnungsgebern, ein mit dem Handtrainer (1) zusammenwirkendes Steuerungsobjekt (3), wobei das Steuerungsobjekt als Steuerungsparameter von Biofeedback einsetzbar ist, eine Einheit (6) für die Sammlung und Verarbeitung von Messdaten zur Kraftanstrengung von Fingern der Hand des Benutzers (10) auf Grundlage der Dehnungsgeber, einen Personal Computer (8) für die Sammlung, Verarbeitung und Speicherung von Information enthaltend die Messdaten, Wiedergabevorrichtungen (4, 5) für die Wiedergabe von visuellen und akustischen Signalen zur Ermöglichung eines visuellen und akustischen Biofeedbacks enthält, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie zusätzlich ein einstellbares Mittel (9) für die Platzierung des Benutzers enthält, welches Armlehnen (11) für die Platzierung des Benutzers (10) aufweist, wobei mindestens eine Armlehne (11) in der Höhe verstellbar ist, auf welcher der mit Haltevorrichtungen (2) für die Hand ausgerüstete Handtrainer (1) befestigt ist; wobei die Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe von visuellen Signalen (4) zur Wiedergabe einer Bewegung des Steuerungsobjektes (3) ausgelegt ist; und wobei in dem Personal Computer (8) zusätzlich Daten zu Gelenkwinkeln der Hand vorhanden sind, um den funktionalen Zustand der Hand des Benutzers (10) zu charakterisieren.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Mittel (9) für die Platzierung des Benutzers (10) zusätzlich Tafeln für die Anzeige visueller Information enthält.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Handtrainer (1) an freien Enden von Blattfedern (16) fingerseitig zusätzlich auswechselbare Elemente (18) mit einem unterschiedlichen Grad an Rauhigkeit und Dichte für die Stimulierung der taktilen Rezeptoren der Finger des Benutzers (10) enthält.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Dehnungsgeber Zweipunkt-Dehnungsgeber (15) enthält.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Steuerungsobjekt (3) eine Marionette enthält.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auswahl von Marionettenbausätzen enthält, aus welchen das Steuerungsobjekt (3) zusammensetzbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein System enthält, welche eine kontaktlose Gestensteuerung des Personal Computers (8) mittels Gesten im dreidimensionalen Raum ermöglicht.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Elemente (14) für das vorbereitende Training der Feinmotorik der Finger des Benutzers (10) enthält, wobei die Elemente Federringe und/oder Handexpander und/oder Klammern umfassen.
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