DE19742834B4

DE19742834B4 - Kopf-Modell zur Demonstration der Rückwirkungen biomechanischer Veränderungen im Kopf- und Halsbereich auf die Kaumuskulatur

Info

Publication number: DE19742834B4
Application number: DE1997142834
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Stelzenmueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-28
Filing date: 1997-09-28
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: DE19742834A1

Abstract

Biomechanik-Kopfinodell zur Demonstration der Rückwirkungen biomechanischer Veränderungen im Kopf- und Halsbereich auf die Kaumuskulatur, bestehend aus einem Kunstschädel (1) mit gelenkig angeordnetem Unterkieferknochen (2) und einem der Simulation des oberen Endes der Wirbelsäule dienenden biegbaren stab- oder rohrförmigen Träger (3), an dessen oberem Ende der Kunstkopf gelenkig gehalten ist, wobei an dem stab- bzw. rohrförmigen Träger (3) und dem Unterkieferknochen (2) Halterungen (12) zur Anbringung von elastischen Zügen (14) vorgesehen sind, die der Simulierung der menschlichen, den Kopf und den Unterkieferknochen haltenden bzw. bewegenden Muskelstränge dienen und deren andere Enden zu diesem Zweck an den dem jeweiligen Muskelstrang korrespondierenden Stellen des Kunstschädels angehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
der stab- oder rohrförmige Träger (3) mit seinem unteren Ende fest in einem Sockel (5) gehalten ist, wobei der Sockel (5) mittels eines Kugelgelenkes (8, 9) mit Winkelgraduierung (10) in einem Ständer (11) gehalten ist und an dem Sockel (5) Halterungen (12) zur Anbringung von weiteren elastischen Zügen (14) vorgesehen sind, die der Simulierung der menschlichen, den Kopf und den Unterkieferknochen haltenden bzw. bewegenden Muskelstränge dienen und deren andere Enden zu diesem Zweck an den dem jeweiligen Muskelstrang korrespondierenden Stellen des Kunstschädels angehängt sind,
die elastischen Züge (14) von Zugfedern mit integrierter Federwaage (15) gebildet sind, wobei der stab- oder rohrförmige Träger in jeder beliebigen Krümmungsstellung stabilisierbar ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Biomechanik-Kopfmodell gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Erfassung und Darstellung der biomechanischen Bedingungen sowie insbesondere der sich aus therapeutischen Maßnahmen ergebenden Veränderungen insbesondere im Kopf- und Halsbereich ist ein nach wie vor nicht gelöstes Problem. So sind bekanntlich die einzelnen Muskelgruppen des Kopf- und Halsbereiches in Abhängigkeit von der Körper- und Kopfhaltung unterschiedlicher Belastung mit Rückwirkungen auch auf die Kiefer- und Kaumuskulatur ausgesetzt. Entsprechendes gilt etwa in solchen Fällen, in denen zahnärztliche oder kieferchirurgische Eingriffe zu einer lang- andauernden Verlagerung der wesentlichen Kauleistung auf einseitig eine Kieferseite und damit anderseitig nahezu vollständigen Ruhigstellung der Kaumuskulatur eintritt. Die Ermittlung und Darstellung der etwa im Zuge der orthopädischen oder kieferorthopädischen Korrektur derartiger Abweichungen eintretenden biomechanischen Veränderungen und der sich daraus ergebenden Belastungen des Patienten ist mit den bisher vorhandenen Hilfsmitteln nicht möglich.

Die DE 90 16 334 U1 beschreibt ein Kopfmodell zur Darstellung gnathologischer Zusammenhänge. Bei dem bekannten Kopfmodell ist ein Unterkiefer beweglich an einem Schädel angeordnet, wobei die Muskulatur des Unterkiefers von Federn simuliert wird, die einerseits am Unterkiefer und andererseits am Schädel befestigt sind.

Die DE 92 18 822 U1 beschreibt ein Lehr- und Übungsgerät zur Simulation und Übung zahnärztlicher Arbeitsgänge. Das bekannte Übungsgerät umfaßt eine Phantombüste und einen Phantomkopf, wobei diese über ein Kugelgelenk beweglich miteinander verbunden sind. Um die unterschiedlichen Neigungswinkel des Phantomkopfes ablesen zu können, sind an dem Kugelgelenk Skalen vorgesehen. Eine Simulation der Auswirkungen einer bestimmten Stellung des Phantomkopfes auf Muskelstränge kann mit dem bekannten Übungsgerät nicht durchgeführt werden.

Die EP 0 397 275 A1 beschreibt ein Wirbelsäulen-Kopf-Modell, das sich aus einem Schädelteil und einem flexiblen Wirbelsäulenteil zusammensetzt. An dem Wirbelsäulenteil sind ferner Schulterblattteile vorgesehen, wobei sich elastische Züge, die die Muskeln simulieren sollen, von den Schulterblattteilen zu dem Schädelteil erstrecken.

Der vorstehend genannte Stand der Technik hat entweder den Nachteil, daß die Auswirkungen einer Bewegung auf die Muskulatur gar nicht simuliert werden kann ( DE 92 18 822 U1 ), oder den Nachteil, daß die Auswirkungen auf die Muskulatur zwar qualitativ, nicht aber quantitativ sichtbar gemacht werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Biomechanik-Kopfmodells zugrunde, das die Darstellung und quantitative Erfassung der durch mechanische Veränderungen im Kopf- und Kieferbereich verursachten biomechanischen Veränderungen, insbesondere der hierdurch bedingten Verlagerung der Belastung auf die verschiedenen (anderen) Muskelgruppen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit einem Biomechanik-Kopfmodell mit den im Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst.

Durch die Erfindung ist ein Biomechanik-Kopfmodell geschaffen, mit dessen Hilfe unter erforderlichenfalls Einbeziehung sich gegebenen falls im Kieferbereich ergebender Veränderungen die Verlagerung der Belastung von einzelnen Muskelgruppen des Kopf- und Kieferbereiches auf andere Muskelgruppen in ihrer Relation quantitativ erfaßt und sichtbar dargestellt werden kann.

Weitere Einzelheiten der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigen
1 die schematische Darstellung eines Biomechanikmodelles
2 die schematische Darstellung der biomechanischen Wirkungen unterschiedlicher Oberkörper-Haltungen auf die Kiefermuskulatur
Das in der Zeichnung wiedergegebene Demonstrationsmodell besteht 25 aus einem Kunstschädel 1 mit gelenkig angeordnetem Unterkieferknochen 2 und einem der Simulation des oberen Endes der Wirbelsäule dienenden biegbaren und in jeder beliebigen Krümmungsstellung stabilisierbaren stab- oder rohrförmigen Träger 3, der mit seinem unteren Ende 4 fest in einem Sockel 5 gehalten und an dessen oberem Ende der Kunstschädel 1 gelenkig gehalten ist. Der Sockel 5 ist mittels eines Kugelgelenkes mit Winkelgraduierung 10 in einem Ständer 11 gehalten. Es sind weiterhin an dem stab- bzw. rohrförmigen träger 3, dem Sockel 5 und dem un terkieferknochen 2 Halterungen 12 zur Anbringung von elastischen zühgen 14 vorgesehen, die der Simulierung der menschlichen, den Kopf und den Unterkiefer haltenden bzw. bewegenden Muskelstränge dienen und deren andere Enden zu diesem Zweck an den dem jeweiligen Muskelstrang korrespondierenden Stellen 18 des Kunstschädels 1 angehängt sind. Die elastischen Züge sind von Zugfedern mit integrierter Federwaage 15 gebildet.
Das Kugelkopfgelenk besteht aus einem frei mittels einer Halteschraube 17 im Ständer 11 befestigten Kugelkopf 8 und einer den Kugelkopf 8 mit Spannung derart formschlüssig umgreifenden Kugelpfanne 9, daß sie aufgrund Reibkraft in jeder Winkellage fest auf dem Kugelkopf stabil gehalten wird.
Der Schädel 1 und der Unterkieferknochen 2 bilden die Elemente eines Artikulators und sind zu diesem Zweck mit Magneten 19 zur Befestigung der Zahnabdrücke des Oberkiefers 20 bzw. Unterkiefers 21 eines Gebisses versehen.
2 zeigt den Oberkörper bzw. dasselbe Oberkörpermodell in einerseits aufrechter und andererseits (leicht) vornübergeneigter Stellung. Geht man davon aus, daß die Wirbelsäule in der aufrechten Körperhaltung mit der sog. "Frankfurter Horizontalen", d.i. die horizontale, die Kopfstellung (unwillkürlich) festlegende Orientierungs-Ebene des Sichtfeldes, sowohl auf der (vorderen) Halsseite als auch auf der (hinteren) Nackenseite einen rechten Winkel A bzw. A₁ einnimmt, so stellen sich – bei einer Neigung des Oberkörpers entsprechend der dargestellten vorderen Lage infolge der unwillkürlichen Ausrichtung des Kopfes in die Frankfurter Horizontale auf der Nackenseite ein kleinerer Winkel B und entsprechend auf der Halsseite ein größerer Winkel B₁ mit – bei ansonsten gleichen Größenverhältnissen – entsprechend kürzerer Hinterhaupts-Muskulatur und längerer Kiefer-Muskulatur gegenüber der aufrechten Körperhaltung ein. Ergibt sich bei einer solchen Ausgangslage durch therapeutische Maßnahmen gewollt oder unbeabsichtigt kausal – eine derartige Veränderung der Körperhaltung in die eine oder andere Richtung, so ergeben sich notwendig auch die aufgezeigten starken biomechanischen Veränderungen, die insbesondere in einer der Verkürzung bzw. Verlängereung der Muskulatur proportionalen Veränderung der Muskelspannungen zum Ausdruck kommen und von dem Patienten zumindest zu nächst als mehr oder weniger unangenehme Rückwirkung der Therapie empfunden wird. Die Spannungsveränderung ist eine meßbare Größe und kann in dem Modell mit Hilfe der mit Federwaage versehenen, die Muskulatur simulierenden Züge nicht nur qualitativ sondern auch zumindest tendenziell quantitativ sichtbar gemacht werden. Es steht somit mit dem Modell dem Therapeuten ein ausgezeichnetes Hilfsmittel einerseits zur Bestimmung und gegebenenfalls Begrenzung bzw. Dosierung des therapeutischen Eingriffs und andererseits zur Information und psychologischen Vorbereitung des Patienten auf die Wirkungen der durchzuführenden Therapie zur Verfügung, wobei in einer entsprechenden Weise – etwa durch Einsatz unterschiedlicher Kiefermodelle – auch die 5 biomechanischen Rückwirkungen dargestellt werden können, die durch kiefer-chirurgische oder kiefer-orthopädische Eingriffe ausgelöst werden.

Claims

Biomechanik-Kopfinodell zur Demonstration der Rückwirkungen biomechanischer Veränderungen im Kopf- und Halsbereich auf die Kaumuskulatur, bestehend aus einem Kunstschädel (1) mit gelenkig angeordnetem Unterkieferknochen (2) und einem der Simulation des oberen Endes der Wirbelsäule dienenden biegbaren stab- oder rohrförmigen Träger (3), an dessen oberem Ende der Kunstkopf gelenkig gehalten ist, wobei an dem stab- bzw. rohrförmigen Träger (3) und dem Unterkieferknochen (2) Halterungen (12) zur Anbringung von elastischen Zügen (14) vorgesehen sind, die der Simulierung der menschlichen, den Kopf und den Unterkieferknochen haltenden bzw. bewegenden Muskelstränge dienen und deren andere Enden zu diesem Zweck an den dem jeweiligen Muskelstrang korrespondierenden Stellen des Kunstschädels angehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der stab- oder rohrförmige Träger (3) mit seinem unteren Ende fest in einem Sockel (5) gehalten ist, wobei der Sockel (5) mittels eines Kugelgelenkes (8, 9) mit Winkelgraduierung (10) in einem Ständer (11) gehalten ist und an dem Sockel (5) Halterungen (12) zur Anbringung von weiteren elastischen Zügen (14) vorgesehen sind, die der Simulierung der menschlichen, den Kopf und den Unterkieferknochen haltenden bzw. bewegenden Muskelstränge dienen und deren andere Enden zu diesem Zweck an den dem jeweiligen Muskelstrang korrespondierenden Stellen des Kunstschädels angehängt sind, die elastischen Züge (14) von Zugfedern mit integrierter Federwaage (15) gebildet sind, wobei der stab- oder rohrförmige Träger in jeder beliebigen Krümmungsstellung stabilisierbar ist.
Biomechanik-Kopfmodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schädel (1) sowie am Unterkieferknochen (2) Magnete (19) zur Befestigung eines Oberkiefers (20) bzw. Unterkiefer (21) nach Art eines Artikulators angeordnet sind.
Biomechanik-Kopfmodell nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelkopfgelenk aus einem frei mittels einer Halteschraube (17) im Ständer (11) befestigten Kugelkopf (8) und einer den Kugelkopf (8) mit Spannung derart formschlüssig umgreifenden Kugelpfanne (9) besteht, daß sie aufgrund ihrer Reibkraft in jeder Winkellage fest auf dem Kugelkopf stabil gehalten wird.