DE1914857C3 - Vorrichtung zum Ausrichten des Kopfes einer Versuchsperson - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausrichten des Kopfes einer Versuchsperson, unter Benutzung der Schädelachse als Bezugslinie mit in die Ohrmuscheln der Person einzuführenden Ohrzapfen, die gegenüber einer mittleren Bezugsebene abstandsgleich aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Aufgrund ihrer Verstellmöglichkeit können die Ohrzapfen auf unterschiedliche Kopfgröße eingestellt werden. Im vorliegenden Fall bezeichnet die Schädelachse eine imaginäre Linie, die durch die Mittelpunkte der Ohrmuscheln geht.

Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art mit verstellbaren Ohrzapfen können beispielsweise in Gestalt von Kopfklammern oder Gesichtsbügeln Verwendung finden. Sie dienen dazu, den Kopf einer zu untersuchenden Person in einer bestimmten ausgerichteten Lage zu halten, um so beispielsweise die inneren und äußeren Merkmale des Kopfes aufzuzeichnen, namentlich durch fotografische Aufnahmen, Röntgenaufnahmen und Kieferabdrücke. Bei der Benutzung einer Kopfklammer oder eines Gesichtsbügels besteht für die Bedienungsperson der Aufzeichnungsvorrichtung bisher keine Möglichkeit, exakt festzustellen, inwieweit die Ohrzapfen in die Ohrmuscheln der Untersuchungsperson gleichmäßig eingeführt werden. Vielmehr ist man dabei allein auf das Gefühl der Untersuchungsperson angewiesen, die angeben muß, ob nach ihrer Ansicht die Ohrzapfen gleich weit in die Ohrmuscheln eingeführt sind. Dieses Vorgehen ist unbefriedigend, und selbst wenn die Untersuchungsperson zunächst in korrekter Weise angibt, daß die Ohrzapfen gleichmäßig weit in den Ohrmuscheln sitzen, kann sie wegen der mit Haut überzogenen Ohrmuscheln den Kopf gegenüber der Vorrichtung immer noch geringfügig bewegen, kippen und drehen. Daher ist eine genaue und andauernd gleichmäßige Haltung des Kopfes gegenüber einer Bezugsebene nicht möglich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist, vielmehr stets eine genaue, gewünschte Lage des Kopfes einer Untersuchungsperson einzuhalten erlaubt. Das wird erfindungsgemäß durch je eine zwischen jedem Ohrzapfen und einem bezüglich der Schädelachse auszurichtenden Teil der Vorrichtung angeordnete, auf die Relativbewegung zwischen den Ohrmuscheln und den Ohrzapfen ansprechende Meßeinrichtung sowie durch eine die Meßwerte der beiden Meßeinrichtungen miteinander vergleichende Anzeigeeinrichtung erreicht, aufgrund deren Anzeigewerte der Kopf der Untersuchungsperson so zu verstellen ist, bis die Reaktionskräfte zwischen jeder Ohrmuschel und dem zugehörigen Ohrzapfen gleich sind.

Vorzugsweise besitzt jede Meßeinrichtung mindestens ein die Reaktionskraft auf den zugeordneten Ohrzapfen aufnehmendes Meßelement. Beispielsweise besteht ein solches Meßelement aus einer nachgiebigen Membran oder einem Gewebe mit einem piezoelektri-

sehen Element, beispielsweise einem Silikonkristall. Infolge der Durchbiegung der Membran wird auf den Kristall ein Druck ausgeübt der eine elektrische Spannung erzeugt, die an die Vergleichs- bzw. Anzeigeeinrichtung übertragen wird. Dieses elektrische Signal des Meßelementes kann elektrisch und automatisch mit dem Signal des entsprechenden, in der Meßeinrichtung des anderen Ohrzapfens befindlichen Meßelementes verglichen werden und ein sichtbares oder hörbares Alarmzeichen erzeugen, beispielsweise eine Lampe zum Aufleuchten bringen, wenn die festgestellteil Reaktionskräfte gleich und/oder Null sind und/oder einem vorbestimmten Wert entsprechen. Die Meßwerte jedes Meßelementes können aber auch auf je ein optisches Anzeigegerät übertragen werden, beispielsweise auf einen über eine Skala wandernden Zeiger. In diesem Fall sind die Reaktionskräfte an den beiden Ohrzapfen dann gleich groß, wenn die beiden Anzeigegeräte gleiche Ausschläge ihrer Zeiger aufweisen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jede Meßeinrichtung drei Meßelemente auf, deren eines auf eine in Richtung der Schädelachse wirkende Reaktionskraft zwischen der Ohrmuschel und dem Ohrzapfen anspricht, und deren beide anderen auf zur Schädelachse und zueinander senkrecht wirkende Reaktionskräfte ansprechen. Wenn der Kopf der Untersuchungsperson in der Vorrichtung g^nau ausgerichtet bzw. zentriert ist, sind die horizontalen und vertikalen Reaktionskräfte Null, wohingegen eine geringe, jedoch gleich große Reaktionskraft in Richtung der Schädelachse erwünscht ist.

Zu diesem Zweck ist vorzugsweise jedes der auf oie senkrecht zur Schädelachse wirkenden Reaktionskräfte ansprechenden Meßelemente mit einem die vom jeweiligen Meßelement gemessene Reaktionskraft und deren Wirkrichtung in bezug auf die Nullstellung wiedergebenden optischen Anzeigegerät verbunden. Ferner sind erfindungsgemäß die auf in Richtung der Schädelachse wirkende Reaktionskräfte ansprechenden Meßelemente mit zwei weiteren optischen Anzeigegeraten verbunden, deren eines anspricht, sobald sich an einem der beiden Meßelemente eine positive axiale Reaktionskraft einstellt und deren anderes entweder mitteilt, daß die von den beiden Meßelementen gemessenen axialen Reaktionskräfte gleich sind, oder welches Meßelement die größere Reaktionskraft mißt.

Jeder Ohrzapfen kann anstatt mit einem auf die in der Schädelachse wirkenden axialen Reaktionskräfte ansprechenden Meßelement mit zwei solcher Elemente versehen sein. Dadurch vereinfacht sich die elektrische Schaltung der die axialen Reaktionskräfte wiedergebenden Anzeigegeräte, da das eine Meßelement mit dem einen Anzeigegerät und das andere Meßelement mit dem anderen Anzeigegerät verbunden werden kann.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen am Beispiel eines Gesichtsbügels und einer Kopfklammer dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Gesichtsbügels innerhalb einer Ausrichtvorrichtung;

F i g. 2 die perspektivische Darstellung einer Kopfklammer;

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Ohrzapfen, der sowohl an einem Gesichtsbügel als auch an einer Kopfklammer angebracht werden kann;

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3, und

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer entweder dem Gesichtsbügel oder der Kopfklammer zugeordneten Anzeigeeinrichtung.

Der in F i g. 1 dargestellte Gesichtsbügel ist in einem Rahmen 8 montiert. Der Gesichtsbügel besteht aus einem Paar Seitenstücken 9, die an ihren freien Enden je einen nach innen gerichteten Ohrzapfen 10 tragen. Die Seitenstücke 9 sitzen auf Trägern 11, die gegenüber einer Grundplatte 12 derart gerade verschiebbar sind, daß die Ohrzapfen 10 von einem Bezugspunkt im Bezugsrahmen stets gleich weit entfernt liegen. An der Grundplatte 12 ist über eine feststellbare Gelenkverbindung 14 ein Beißstück 13 befestigt

Die Grundplatte 12 ist an einem Querträger 15 lösbar befestigt dessen Enden in vertikal verlaufenden Schienen 16 des Rahmens 8 geführt sind, so daß der Gesichtsbügel angehoben und abgesenkt werden kann. Dies'j Verstellbewegung beeinflußt die Lage des Gesichtsbügels nicht, dessen Seitenstücke 9 stets ein horizontale Lage beibehalten.

Zur Benutzung der Vorrichtung wird der Gesichtsbügel in die erforderliche Höhe gebracht und festgestellt, und zwar derart, daß die von den oberen Kanten der Seitenstücke 9 gebildete Ebene mit einem der Augenhöhlenpunkte der Untersuchungsperson zusammenfällt Die Seitenstücke 9 des Gesichtsbügels werden dann aufeinander zu bewegt und dabei die Ohrzapfen 10 in die Ohrmuscheln der Untersuchungsperson eingeführt, während gleichzeitig das Beißstück 13, welches mit einem Wachsüberzug versehen ist, von der Untersuchungsperson mit den Zähnen ergriffen wird. Sobald die Ohrmuscheln gegenüber den Ohrzapfen ausgerichtet bzw. zentriert sind, was durch die unten näher beschriebene Anzeigeeinrichtung 17 erkennbar ist, wird die Gelenkverbindung 14 festgestellt, so daß die Relation zwischen der Kinnlade der Untersuchungsperson und dem Bezugsrahmen festgehalten ist.

Anschließend wird der Gesichtsbügel entfernt und für die Vorbereitung von Kiefermodellen für fotografische Aufnahmen benutzt.

Die in F i g. 2 dargestellte Kopfklammer besitzt Seitenstücke 18 mit daran sitzenden Ohrzapfen 19. Die Seitenstücke 18 können in gleichbleibendem Abstand zur Vertikalachse eines Drehtisches 20 aufeinander zu- und voneinander fortbewegt werden. Der Drehtisch 20 ermöglicht ein Verdrehen der Kopfklammer gegenüber einer der Herstellung fotografischer Aufnahmen des Kopfes dienenden Einrichtung.

F i g. 3 zeigt die Befestigung der konischen Ohrzapfen 10 bzw. 19 in den Seitenstücken 9 bzw. 18. Der Ohrzapfen 10 bzw. 19 ist in einen Plunger 21 eingesetzt, der in einem Gehäuseteil 22 axial verschiebbar ist und durch Keilnuten 23 gegen Verdrehen gesichert ist. An seinem inneren Ende besitzt der Plunger 21 zwei vorstehende Zapfen 24, die beidseitig eines aus einem piezoelektrischen Kristall bestehenden Meßelementes 25 liegen und an einer nachgiebigen Metallmembran 26 angreifen, die zwischen einer Schulter des Gehäuseteils 22 und dem einen Ende eines weiteren, den Gehäuseteil 22 tragenden Gehäuseteils 27 eingespannt ist. Ein dem Meßelement 25 ähnliches Meßelement 28 ist auf der anderen Seite der Membran 26 befestigt. Der Gehäuseteil 27 ist über eine in vertikaler Richtung nachgiebige Metallmembran 30 mit einem weiteren Gehäuseteil 29 verbunden. An der Membran 30 sitzt ein weiteres Meßelement 31. Der Gehäuseteil 29 ist über eine in horizontaler Ebene nachgiebige Metallmembran 33, die ein weiteres Meßelement 34 trägt, mit einem Gehäuseteil 32 verbunden. Der Gehäuseteil 32 ist fest

mit dem freien Ende des Seitenstücks 9 bzw. 18 verbunden, an dem der Ohrzapfen 10 bzw. 19 somit freitragend befestigt ist. Die Ohrzapfenteile sind mit Abstand von einem Schutzrohr 35 umgeben, das an seinem einen Ende an dem Seitenstück 9 bzw. 18 befestigt ist. Sämtliche Meßelemente 25, 28,31, 34 sind über elektrische Leitungen, die — wo notwendig — durch öffnungen 36 in den Gehäuseteilen 27, 29 und 32 Uiid durch die Seitenstücke 9 bzw. 18 hindurchgeführt sind, mit der insbesondere in F i g. 6 dargestellten Anzeigeeinrichtung verbunden.

Die beiden Meßelemente 25 und 28 sprechen auf eine axiale Reaktionskraft zwischen den Ohren der Untersuchungsperson und den Ohrzapfen 10 bzw. 19 an. Durch die Reaktionskraft wird der Plunger 21 nach innen in den Gehäuseteil 22 verschoben und dabei die Membran 26 nach innen gebogen. Die beiden Meßeiemenie 25 der beiden Ohrzapfen sind mit einem Anzeigegerät 37 verbunden, welches mit einem positiven Ausschlag reagiert, wenn von mindestens einem Meßelement 25 festgestellt wird, daß sein Ohrzapfen eine axiale Reaktionskraft aufnimmt. Die Meßelemente 28 sind mit einem Anzeigegerät 38 verbunden, welches die beiden Meßwerte miteinander vergleicht und über einen sich beidseitig einer Nullstellung bewegenden Zeiger anzeigt, welcher der beiden Ohrzapfen die größere axiale Reaktionskraft aufnimmt. Wenn die Untersuchungsperson innerhalb der Vorrichtung genau ausgerichtet bzw. zentriert ist, zeigt c¹ is Anzeigegerat 37 einen positiven und das Anzeigegerät 38 keinen Ausschlag. Der Null-Ausschlag des Anzeigegerätes 38 würde allein für eine zuverlässige Kontrolle nicht ausreichen, da sich dieser Ausschlag auch dann einstellt, wenn von der Untersuchungsperson keine Reaktionskraft auf beide Ohrzapfen übertragen wird. Die Meßelemente 25 und 28 jedes Ohrzapfens können auch durch ein einziges Meßelement ersetzt werden, das mit beiden Anzeigegeräten 37 und 38 verbunden wird. Hierdurch ergibt sich jedoch eine komplizierte elektrische Schaltung.

Jedes Meßelement 31 in den Ohrzapfen spricht gemäß der Darstellung in F i g. 3 auf eine aus der Zeichenebene heraus erfolgende Durchbiegung der Membran 30 an, d. h. also aufgrund einer horizontalen Reaktionskraft zwischen den Ohrmuscheln der Untersuchungsperson und den entsprechenden Ohrzapfen. Das Meßelement 31 des rechten Ohrzapfens ist mit einem Anzeigegerät 39 und das Meßelement 31 des linken Ohrzapfens mit einem Anzeigegerät 40 verbunden. Jedes Anzeigegerät 39 und 40 besitzt eine Anzeigenadel, die sowohl das Fehlen einer Reaktionskraft als auch eine Reaktionskraft nach beiden Seiten einer Nullstellung anzeigt. In ähnlicher Weise spricht jedes Meßelement 34 auf eine vertikale Reaktionskraft zwischen den Ohrmuscheln und den entsprechenden Ohrzapfen an. Das für das rechte Ohr vorgesehene Meßelement 34 ist mit einem Anzeigegerät 41 und das für das linke Ohr vorgesehene Meßelement 34 ist mit einem Anzeigegerät 42 verbunden. Die Anzeigegeräte 41 und 4~ entsprechen den Anzeigegeräten 39 und 40. Die Eichung der Anzeigegeräte 39, 40, 41 und 42 ist so vorgenommen, daß die Bedienungsperson unmittelbar ablesen kann, weiche senkrecht zur Schädelachse verlaufende Reaktionskraft von den Ohren der Untersuchungsperson auf die Vorrichtung übertragen wird. Die Untersuchungsperson kann dann entsprechend angewiesen werden, beispielsweise das rechte Ohr anzuheben und das linke Ohr nach vorn zu bringen, bis sich auf allen vier Anzeigegeräten die Nullstellung einstellt. Sofern auch die vorher erwähnten Bedingungen hinsichtlich der Anzeigegeräte 37, 38 erfüllt sind, ist die Untersuchungsperson relativ zu der als Bezugslinie dienenden Schädelachse, die durch die Ohrzapfen bestimmt ist, zentrisch ausgerichtet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausrichten des Kopfes einer Versuchsperson, unter Benutzung der Schädelachse als Bezugslinie mit in die Ohrmuscheln der Person einzuführenden Ohrzapfen, die gegenüber einer mittleren Bezugsebene abstandsgleich aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, gekennzeichnet durch je eine zwischen jedem Ohrzapfen (10, 19) und einem bezüglich der Schädelachse auszurichtenden Teil (12, 20) der Vorrichtung angeordnete, auf die Relativbewegung zwischen den Ohrmuscheln und den Ohrzapfen (10, 19) ansprechende Meßeinrichtung(25,28,31,34) und durch eine die Meßwerte der beiden Meßeinrichtungen miteinander vergleichende Anzeigeeinrichtung (37 bis 42), aufgrund deren Anzeigewerte der Kopf der Person so zu verstellen ist, bis die Reaktionskräfte zwischen jeder Ohrmuschel und dem zugehörigen Ohr7ipfen(10,19)gleich sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßeinrichtung mindestens ein die Reaktionskraft auf den zugeordneten Ohrzapfen (10,19) aufnehmendes Meßelement aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Meßelement aus einem piezoelektrischen Kristall (25, 28, 31, 34) besteht, der an einer nachgiebigen Membran (26, 30, 33) sitzt, bei deren Durchbiegung eine elektrische Spannung erzeugt und der Vergleichs- und Anzeigeeinrichtung (37 bis 42) zugeleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßeinrichtung drei Meßelemente (25, 2», 31, 34) aufweist, deren eines (25 oder 28) auf eine in Richtung der Schädelachse wirkende Reaktionskraft zwischen der Ohrmuschel und dem Ohrzapfen (10, 19) anspricht, und deren beide anderen (31, 34) auf zur Schädelachse und zueinander senkrecht wirkende Reaktionskräfte ansprechen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der auf die senkrecht zur Schädelachse wirkenden Reaktionskräfte ansprechenden Meßelemente (31, 34) mit einem die vom jeweiligen Meßelement (31 oder 34) gemessene Reaktionskraft und deren Wirkrichtung in bezug auf eine Nullstellung wiedergebenden optischen Anzeigegerät (39 bis 42) verbunden ist, während die auf in Richtung der Schädelachse wirkende Reaktionskräfte ansprechenden Meßelemente (25, 28) mit zwei weiteren optischen Anzeigegeräten (37,38) verbunden sind, deren eines (37) anspricht, sobald sich an einem der beiden Meßelemente (25,28) eine positive axiale Reaktionskrafl ergibt und deren anderes (38) entweder mitteilt, daß die von den beiden Meßelementen gemessenen axialen Reaktionskräfte gleich sind, oder welches Meßelement die größere Rekationskraft mißt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch zwei mit mindestens der Kopfbreite der Untersuchungsperson entsprechenden Abstand voneinander angeordneten Seitenträger (9, 18), an denen koaxial aufeinanderzugerichtete und an ihren freien Ende die Ohrzapfen (10, 19) aufweisende Schutzrohre (35) befestigt sind, in denen relativ zueinander bewegbare, an sich starre Gehäuseteile (21, 27, 29, 32) mit jeweils dazwischen liegender, ein Meßelement (25, 28,31,34) aufweisender Membran (26,30,33) untergebracht sind.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ohrzapfen (10,19) zwei auf die in Richtung der Schädelachse wirkenden Reaktionskräfte ansprechende Meßelemente (25,28) aufweist