DD273155A3 - Zusatzvorrichtung fuer eine kraftmessvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusatzvorrichtung zur Messung der Beugekraefte des menschlichen Daumens in allen seinen Bewegungsebenen und bei allen Winkelstellungen des Daumens gegenueber der Hand fuer eine Vorrichtung bekannter Konstruktion zum Messen von Beugekraeften der menschlichen Hand oder einzelner Finger zur Loesung wissenschaftlicher und praktischer Fragestellungen auf verschiedenen Gebieten der Medizin, besonders in der Arbeitsmedizin, Rehabilitation, Physiotherapie, Inneren Medizin, Chirurgie, Orthopaedie, Neurologie und Sportmedizin. Die erfinderische Loesung besteht darin, dass ein Handgriff ueber zwei Drehgelenke und einen Drehstaender mit einem Quersupport und Support verbunden ist und der Support und der Quersupport sowie die vertikalen Bewegungsebenen des Drehgelenkes I und des Drehgelenkes II jeweils im Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet und in ihren Positionen und Einstellungen frei waehlbar sind und die Bewegungsebene des Drehstaenders horizontal angeordnet und seine Einstellung frei waehlbar ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Zusatzvorrichtung zur Messung der Beugekräftn des menschlichen Daumens bei verschiedenen Beugefunktionen unter Anwendung einer Vorrichtung zum Messen von Bougekräften der menschlichen Hand oder einzelner Finger bekannter Konstruktion. Zusätzlich zu der bisher allein möglichen Messung der Beugekräfte des II. bis V. Fingers gestattet die Zusatzvorrichtung auch die Bestimmung der Beugekräfte des Daumens bei verschiedenen Beugefunktionen jeweils in Wirkungsrichtung der Kraft. Die Zusatzvorrichtung gemäß der Erfindung ist tür wissenschaftliche und praktische Fragestellungen anwendbar in verschiedenen Gebieten der Medizien, besonders in der Arbeitsmedizin, Rehabilitation, Physiotherapie, Inneren Medizin, Chirurgie, Orthopädie, Neurologie und Sportmedizin.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt ist eine Vorrichtung, mit der die Beugekräfte der Hand oder des II. bis V. Fingers bei verschiedenen Beugewinkeln der Finger ein- und derselben Hand oder bei biomechanisch gleichen Bedingungen für Hände unterschiedlicher Größe gemessen

werden können (DD-PS 204206).

Die Messung der Beugekräfte der Hand oder des II. bis V. Fingers einzeln wird dadurch ermöglicht, daß die Griffteiio auf senkrecht

zueinander stehenden Linien angeordnet und ihre Positionen auf diesen Linien frei wählbar sind und ein vom II. bis V. Fingererfaßtos, vertikal auf die Höhe jedes Fingers einstellbares Griffteil im Wirkungseingriff mit einem Meßwandler steht.

Eine fehlerfreie Messung der Beugekraft des Daumens ist jedoch mit der bekannten Vorrichtung zum Messen von Beugekräften

der menschlichen Hand odor einzelner Finger (DD-PS 204206) nicht möglich.

Die bei der Entwicklung der Beugekraft der Hand (Handschluß) an der bekannten Vorrichtung erzeugte Kraft entspricht nicht der Beugekraft des Daumens, da die dem II. bis V. Finger gleich große Gegenkraft an dem Us Widerlager dienenden horizontal

beweglichen Griffteil nur zu einem Teil aktiv durch die Beugekraft des Daumens und des I. Mittelhandknochens und zum anderen

Teil passiv und formschlüssig Im Interdigitalboreich durch den I. und II.Mittelhandknochen, den Daumenballen und den Kleinfingerballen erzeugt wird. Außerdem entspricht dabei die Richtung der Beugekraft des Daumens nicht der Richtung der

resultierenden Kraft des II. bis V. Fingers, so daß auch aus diesem Grunde die Beugekraft des Daumens nicht die identische

Gegenkraft zur resultierenden Kraft des II. bis V. Fingers sein kann. Die Hauptkomponente der Beugekraft des Daumenr wirkt in

spitzem Winkel zur Längsachse des horizontal beweglichen Griffteiles ein.

Weiterhin sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der isometrischen Spannung am Adductor-Pollicis-Muskel des Daumens bekannt (DE-OS 3030897). Verfahren und Vorrichtung sind dabei so eingerichtet, daß die isometrische Kraft des Musculus adductor pollicis bei gestreckt

fixiertem II. bis V.Finger und bei weitestmöglich abgespreiztem und festgelegte η Daumen, d.h. bei maximaler Abduktion,gemessen wird. Das gegebene Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen somit keine Bestimmung der Beugekräfto des

Daumens bei verschiedenen Abduktions-, Flexions-, Volarabduktions- und Oppositionswinkeln des Daumens, was vor allem

auch zur Messung der Daumenkraft bei in unterschiedlichen Positionen versteiften oder io unterschiedlichen Bereichen in der

Bewegung eingeschränktem Daumen von Bedeutung ist. Es ist nicht mit Sicherheit anzunehmen, daß bei gestrecktem II. bis V. Finger und weitestgehend gestrecktem und abgespreiztem Daumen durch willkürliche Kontraktion die maximale Kraft des Musculus adductor pollicis entfaltet werden kann. Außerdem wird die Addukiion des Daumens in der in dem genannten Verfahren beschi lebenon Position bei willkürlicher Konstruktion nicht allein durch den Musculus adductor pollicis bewirkt. Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, eine in Verbindung mit einer bekannten Vorrichtung zum Messen von Beugekräften der menschlichen Hand oder einzelner Finger einseubare, einfach zu bedienende Zusatzvorrichtung zum exakten Messen der maximalen Flexions-, Adduktions-, Volarabduktions· und Oppositionskräfte des menschlichen Daumens zu entwickeln, die dia Nachteile bekannter Vorrichtungen im wesentlichen beseitigt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung Ist es, eine Zusatzvorrichtung zum Messen der maximalen Flexions-, Adduktions-, Volarabduktions- und Oppositionskräfte des Daumens für eine Kraftmeßvorrichtung bekannter Konstruktion zu schaffen, die eine exakte Messung der Kräfte bei den bekannten Beugefunktionen im umfassenden Sinne jeweils in Wirkungsrichtung der Kraft bei biomechanisch gleichen Bedingungen für Hände unterschiedlicher Größe und bei allen Winkelstellungen des Daumens gegenuDer der Hand erlaubt.

Die Zusatzvorrichtung besteht aus einem Handgriff, einem Support, einem Quersupport, einem Drehständer und zwei Drehgelenken. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Support und Quersupport sowie die vertikalen Bewegungsebanen von Drehgelenk I und Drehgelenk Il jeweils im Winkel von 90° zueinander angeordnet und ihre Positionen und Einstellungen frei wählbar sind und die Bewegungsebene des Drehständers horizontal angeordnet und seine Einstellung ebenfalls frei wählbar ist.

Ausführungsbelsplel

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Zusatzvorrichtung gemäß der Erfindung näher beschrieben. Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Flg. 1: die schematische Vorderansicht der erfindungsgemäßen Zusatzvorrichtung, Fig. 2: die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zusatzvorrichtung entsprechend der Schnittlinie A-A.

Ein Handgriff 11st über einen Träger 2, Drehgelenk I 12, Drehgelenk 1115, Drehständer 9 und Quersupport 6 mit einem Support 4 verbunden. Diese Zusatzvorrichtung wird In eine Vorrichtung 27 bekannter Konstruktion zum Messen der Beugekräfte der menschlichen Hand oder einzelner Finger (DD-PS 204206) anstelle eines horizontal beweglichen Griffteils eingesetzt. Die Vorrichtung 27 besteht im wesentlichen aus einem vertikal beweglichen Fingergriffteil 25 und einem horizontal beweglichen Griffteil, die senkrecht zueinander angeordnet und deren Koordinaten frei wählbar sind. Dabei steht das vortikai bewegliche Griffteil 25 über dem Zugbolzen 26 mit dem Kraftmeßwandler der Vorrichtung 27 im Wirkungseingriff. Der ? upport 4 der anstelle des horizontal beweglichen Griffteils in die Vorrichtung 27 eingesetzten Zusatzvorrichtung zur Messung c:r Beugekräfte des menschlichen Daumens wird in der Horizontalebene in Längsrichtung der Vorrichtung 27 verstellt.

Dadurch kann der Längsabstand des Handgriffs 1 zum Fingergriffteil 25 eingestellt werden. Dar Längsabstand der Mittellinie des Drehständers 9 von dem dem .Drehständer 9 am weitesten angenäherten Punkt des Fingergriffteils 25 wird durch den Zeiger am Support 5 auf dem horizontalen Maßstab für den Support 18 angegeben. Der Querabstand der Mittellinie des Drehständers 9 von der Mittellinie des Fingergriffteils 25 und damit des Zugbolzens 26 Ist von der Stellung des Quersupports 6 abhängig, die vom Zeiger am Quersupport 8 auf dem horizontalen Maßstab für den Quersupport 19 angezeigt wird. Die Einstellung der Position des Quersupports β erfolgt mit Hilfe des Vorschubs des Quersupports 7. Die Winkelstellung des Handgriffs 1 gegenüber der Längsti'.hse des Zugbolzens 26 in der Horizontalebene kann mit Hilfe des Drehständers 9 geändert werden. Zu diesem Zweck ist die Arretierung 10 des Drohständers zu lösen. Der Zeiger 11 em Drehständer 9 gibt die Winkelstellung des Handgriffs 1 zur Längsachse des Zugbolzens 26 auf einer horizontalen Skalenscheibe 20 an. Bei der in Figur 1 und 2 wiedergegebenen Stellung des Handgriffs 1 steht der Zolger 11 am Drehständer 9 auf Ziffer ,0" der horizontalen Skalenscheibe 20. Unter Bezug auf die durch diese Zeigersteilung gegebene Richtung ist der Handgriff 1 am Drehständer 9 sowohl nach rechts als auch nach links um 180° drehbar.

Die Winkelstellung des Handgriffs 1 zur Längsachse des Zugbolzens 26 in einer Vertikalebene I wird am Drehgelenk I 12 verändert. Dazu muß die Arretierung 13 des Drehgelenks I gelöst worden. Der Doppelrelger I 14 zeigt auf dem vertikalen Skalensegment I 21 beiderseits des Handgriffs 1 den vertikalen Winkel des Handgriffs 1 zur Längsachse des Zugbolzens 26 an. Bei der in Figur 1 erkennbaren Stellung des Handgriffs 1 weist der Doppelzeiger I 14 auf Ziffer .0" des vertikalen Skalensegments I 21. In der Vertikalebene des Drehgelenks I 12 kann der Handgriff 11m Uhrzeigersinn um +90*, entgegen dem Uhrzeigersinn um -90* verstellt werden.

Die Winkelstellung des Handgriffs 1 gegenüber der Horizontalebene kann außerdem mit Hilfe des Drehgelenkes Il 15 in einer Vertikalebene Il verändert werden, die sich im rechten Winkel zu der mit der Funktionsebene des Drehgelenkes I 12 identischen Vertikalebene I befindet. Zuvor ist die Arretierung 16 des Drehgelenkes Il zu Ιδββη.

Der Doppelzeiger 1117 gibt auf dem vertikalen Skelensegment Il 22 beidseits des Drehständers 9 die Winkelstellung des Handgriffs 1 gegenüber der Horizontalebene In der Vortikalebone Il an. Die in Figur 2 dargestellte Position des Handgriffs 1 entspricht der Stellung „0" des Doppelzeigers Il 17 auf dem vertikalen Skalensegment Il 22.

Mit Hilfe des Supports 4 und Quersupports β zur Variation der Position des Handgriffs 1 gegenüber dem Fingergriffteil 25 in der Horizontalebene, durch die Variation der vertikalen Position des Fingergriffteils 25 (DD-PS 204206) sowie mittels des Drehständers 9, des Drehgelenks I 12 und des Drehgelenks Il 15 zur Variation der Winkelstellungen des Handgriff« 1 ist es möglich, die maximale Kraftontfaltung an verschiedenen Meßpunkten des Daumens einschließlich des MP-Gelenkes in unterschiedlichen Winkelstellungen bei den verschiedenen Beugefunktionen des Daumens für unterschiedlich große Hände unter gleichen biomechanischen Bedingungen möglichst genau in Richtung der Achse des Zugbolzens 26 und damit ohne erheblich davon abweichend« Kraftkomponenten quasi fehlerfrei zu messen.

Die horizontalen Maßstäbe 18 und 19 für Support 4 und Quersopport 6, die horizontale Skalenscheibe 20, das vertikale Skalensegment I 21 und das vertikale Skalensegment Il 22 erlauben in Verbindung mit dem Zeiger 11 sowie dem Doppelzeiger I 14 und dem Doppelzeiger Il 17, die Positionen und Winkelstellungen des Handgriffs 1 und der Unterarmstütze 24 in Millimetern und Winkelgrad anzugeben und damit auch die Stellung von Daumen, Hand und Unterarm bei Wiederholungsmessungen exakt zu reproduzieren.

Folgende Funktionen der Zusatzvorrichtung werden zur Messung der Kräfte bei den verschiedenen Beugefunktionen des Daumens, von den in Figur 1 und 2 angegebenen Nullstellungen der Funktionen der Zusatzvorrichtung ausgehend, genutzt: Zur Messung der Adduktionskräfte, die in der Handflächenebene bei verschiedenen Graden der Abduktion und an verschiedenen Meßpunkten des gestreckten Daumens erfaßt werden können, werden entsprechende Einstellungen des Supports 4, des Quersupports 6, des Drehständers 9, des Drehgelenkes I 12 und des Drehgelenkes Il 15 vorgenommen, wobei der Winkel am Drehgelenk I 12 und Drehgelenk Il 15 nach anfänglicher Einstellung unabhängig vom Abduktionswinkel konstant bleibt. Das Fingergriffteil 25 ist nur einmalig zu Beginn der Messung auf die Höhe des in der Horizontalebene befindlichen Daumens einzustellen. Als Widerlager zur Erzeugung der Kraft dient hierbei das Wide'lager am Handgriff 3.

Zur Messung dor Flexionskräfte im engeren Sinne, die an verschiedenen Meßpunkten des Daumens bei verschiedenen Graden der Flexion im JP-, MP- oder CM-Gelenk oder mehreren Gelenken zugleich in der Ebene unmittelbar unterhalb der Handfläche oder in einer Ebene erfolgen kann, die der Daumen bei Flexion zur Kuppe des Zeigefingers beschreibt, müssen die notwendigen Positionen und Winkel am Support 4, Quersupport 6, Drehständer 9, Drehgelenk I 12 und Drehgelenk 1115 eingestellt werden. Bei Messungen in einer Ebene bleiben di »Winkel an den Drehgelenken I 12 und Il 15 nach anfänglicher Einstellung unabhängig von den Flexionswinkeln konstant. Auch das Fingergriffteil 25 wird nur einmal zu Beginn der Messung auf die Höhe des in der Horizontalebene befindlichen Daumens gebracht.

Als Widerlager zur Erzeugung der Kraft ist bei der Messung der Flexionskräfte ebenfalls das Widerlager am Handgriff 3 wirksam. Die Messung der Fiexionskräfte am Grundglied und dem MP-Gelenk des Daumens bei maximaler Flexion in allen Gelenken wird dadurch möglich, daß der Handgriff 1 im Pereich des II. bis V. Fingers eine der Hohlhand angepaßte, dünnwandige Halbschale ist, und der U-förmige, mit dem Handgriff 1 lösbar verbundene Träger 2 unter dem Handgriff 1 ebenfalls genügend Freiraum für die Unterbringung des Daumens läßt.

Zur Messung der Kräfte bei unterschiedlichen Graden der Volarabduktion und an verschiedenen Meßpunkten des Daumens wird die entsprechende Einstellung von Support 4, Quersupport 6, Drehgelenk I 12, Drehgelenk Il 15, Drehständer 9 und Fingerzuggriff 25 vorgenommen. Dabei bleiben Drehgelenk Il 15 und Drehständer 9 unabhängig vom Volarabduktionswinkel konstant eingestellt. Die Volarabduktion erfolgt in einer senkrecht zur Handfläche befindlichen Ebene, die der maximal abduzierte, Gestreckte Daumen bei der Bewegung in Richtung Handfläche beschreibt. Zur Erzeugung der Daumenkräfte bei der Volarabduktion dient in den der maximalen Abduktion angenäherten Stellungen ein Riemen mit Polster 23, in den der maximalen Volarabduktion angenäherten Stellungen das Widerlager am Handgriff 3 zur Fixation der Hand. Zur Messung der Daumenkräfte bei verschiedenen Graden der Opposition und an verschiedenen Meßpunkten des Daumens ist eine entsprechende Einstellung von Support 4, Quersupport 6, Drehständer 9, Drehgelenk I 12 und Drehgelenk Il 15 erforderlich. Die vertikale Position des Fingerzuggriffs 25 und die Einstellungen von Drehgelenk I 12 und Drehgelenk Il 15 bleiben unat hängig vom Grad der Opposition konstant.

Die Oppositionsbewegung setzt sich aus der Volarabduktions- und der Flexionsbewegung zusammen und ermöglicht der Daumenkuppe, die äußeren ulnar gelegenen Handflächengebiete zu erreichen. Zur Entwicklung der Daumenkraft bei Opposition bewirken der Handgriff 1 und teilweise das Widerlager am Handgriff 3 die Fixation der Hand. Durch die beschriebene Konstruktion des Handgriffs 1 und des Träger 2 wird die Messung der Daumenkraft auch bei Näherung an die maximale Opposition möglich.

Claims (1)

1. Zusatzvorrichtung für eine Kraftmeßvorrichtung bekannter Konstruktion zum exakten Messen der maximalen Flexions-, Adduktions-, Volarabduktions- und Oppositionskräfte des Daumens jeweils in Wirkungsrichtung der Kraft bei biomechanisch weitgehend gleichen Bedingungen tür Hände unterschiedlicher Größe und bei allen Winkelstellungen des Daumens gogenüber der Hand, bestehend aus einem Handgriff, einem Support, einem Quersupport, einem Drehständer und zwei Drehgelenken, gekennzeichnet dadurch, daß Support (4) und Quersupport (6) sowie die vertikalen Bewegungsebenen von Drehgelenk 1(12) und Drehgelenk Il (15) jeweils im Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet und ihre Positionen und Einstellungen frei wählbar sind und die Bewegungsebene des Drehständers (9) horizontal angeordnet und seine Einstellung ebenfalls frei wählbar ist.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen