DE4328371A1 - Photographic method of joint and spinal mobility using lights attached to limbs - using LED's, battery power and subsequent analysis of photo MMTS by neutral-O-method - Google Patents
Photographic method of joint and spinal mobility using lights attached to limbs - using LED's, battery power and subsequent analysis of photo MMTS by neutral-O-methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein fotografisches Ver fahren zur Motilitätsprüfung und -dokumentation des menschlichen Bewegungsapparates nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a photographic Ver drive to the motility test and documentation of the human musculoskeletal system according to the generic term of Claim 1.
Die Prüfung der aktiven Beweglichkeit von Gelenken und Wirbelsäule gehört zum Basisprogramm der ärztlichen Un tersuchung in der Orthopädie und Rheumatologie. Ein ge naues Meßergebnis dieser Untersuchung würde voraussetzen, daß die Gelenkachse, die virtuelle Gliedmaßenlängsachse und die Bewegungsebene eindeutig bestimmt sind und der Drehpunkt des verwendeten Winkelmessers exakt auf der Drehachse des Gelenkes liegt (Debrunner, H. U.: Orthopädisches Diagnostikum, 3. Aufl., Stuttgart 1978, S. 54).Testing the active mobility of joints and Spine is part of the basic program of the medical university Examination in orthopedics and rheumatology. A ge exact measurement result of this investigation would assume that the joint axis, the virtual limb longitudinal axis and the plane of movement are clearly determined and the Pivot point of the protractor used exactly on the Axis of rotation of the joint lies (Debrunner, H. U .: Orthopedic diagnostic, 3rd ed., Stuttgart 1978, p. 54).
In der Praxis birgt jedes dieser Kriterien seine Feh lerquelle, so daß der nach der Neutral-O-Methode zu Pro tokoll gegebene Meßwert meist deutlich von der tatsächli chen Motilität divergiert. Die Ungenauigkeit dieser Me thode wird noch dadurch vergrößert, daß statt der Verwen dung des Winkelmessers oft ein "freihändiges Abschätzen der Gelenkstellung" erfolgt (Debrunner, H. U., a.a.O., S. 55). Diese Handhabung der Neutral-0-Methode hat zur Folge, daß die festgehaltenen Meßwerte einen Genauig keitsanspruch erheben, den sie nicht erfüllen können und der nicht reproduzierbar ist.In practice, each of these criteria hides its flaw lerquelle, so that according to the neutral O method to Pro tokoll given measured value mostly clearly from the actual Chen motility diverges. The inaccuracy of this me method is exacerbated by the fact that instead of use of the protractor often a "hands-free assessment the joint position "(Debrunner, H. U., op. cit., S. 55). This handling of the neutral 0 method has Consequence that the recorded measured values are accurate make a claim that they cannot meet and which is not reproducible.
Ein besonderes Problem stellt sich bei der Prüfung der Wirbelsäulenmotilität: hier sind in Folge der besonderen anatomischen Gegebenheiten von vorneherein keine exakten Angaben in Winkelgraden möglich; üblich sind indirekte Meßmethoden wie der Finger-Boden-Abstand und sogenannte funktionelle Messungen, bei denen "die gegenseitige Ver schiebung von geeignet gewählten Knochenpunkten gemessen werden" (Russe u. Mitarb., 1972, zit. n. Debrunner, a.a.O., S. 54); häufig gebraucht wird z. B. das Schobersche Zeichen und das Zeichen nach Ott, welches im Prinzip auf der Verschiebung von zwei markierten Hautpunkten beruht, deren Distanz sich bei der Kyphosierung der Wirbelsäule vergrößert und somit lediglich indirekte Rückschlüsse auf die tatsächliche Wirbelsäulenbeweglichkeit erlaubt. Bis lang entwickelte technische Hilfsmittel wie z. B. soge nannte Neigungsmesser (Hydrogoniometer, Elkameter) charakterisieren lediglich einen momentanen Neigungswin kel innerhalb eines umschriebenen Wirbelsäulenabschnittes bzw. -segmentes, lassen aber nicht bindend auf die tatsächliche Wirbelsäulenmotilität schließen.A particular problem arises when examining the Spine motility: here are the special ones anatomical conditions from the outset no exact Information in degrees of angle possible; Indirect ones are common Measuring methods such as the finger-to-floor distance and so-called functional measurements in which "the mutual ver shift of suitably chosen bone points measured become "(Russian and co-workers, 1972, quoted by Debrunner, op. cit., p. 54); is often used for. B. Schobersche Sign and the sign according to Ott, which in principle is based on based on the shift of two marked skin points, whose distance changes when the spine is kyphosed enlarged and thus only indirect conclusions the actual spinal mobility allowed. See you long developed technical aids such as B. so-called called inclinometer (hydrogoniometer, elkameter) characterize only a momentary inclination kel within a circumscribed spine section or segment, but do not leave binding on the close actual spine motility.
Andererseits sind exakte technische Untersuchungsmetho den vorhanden, welche jedoch entweder für den Patienten zu belastend sind (Röntgenfunktionsaufnahmen) oder aber zu aufwendig für eine Routineuntersuchung wie z. B. com putergestützte Gang- und Bewegungsanalysen auf der Basis videotechnischer Aufnahmen, wobei diese "hochkomplizierten neuen Verfahren" selbst für spezielle orthopädische Fragestellungen - z. B. Analyse des menschlichen Ganges - "von den eigentlichen Bedürfnissen weit entfernt sind" (Wetz, H. H.: Ganganalyse oder die Analyse des physiologischen und pathologischen Ganges - Eine kritische Betrachtung, in: Beiträge, Europäisches Symposion über Klinische Ganganalyse, ETH Zürich, 1992, April 1-3). Die übliche fotografische Dokumentation von Bewegungen erfordert mehrere Aufnahmen, welche wie auch bei Verwendung von Videofilmen zur Bewegungsanalyse erst in Einzelbilder zerlegt, neu kombiniert und graphisch ausgewertet werden müssen.On the other hand, there are exact technical examination methods the available, but either for the patient are too stressful (X-ray function images) or else too expensive for a routine examination such as B. com computer-aided gait and movement analyzes on the basis video recordings, these "highly complicated new process" even for special ones orthopedic issues - e.g. B. Analysis of human ganges - "from the real needs are far away "(Wetz, H. H .: Gait analysis or the Analysis of the physiological and pathological gait - A critical examination, in: Articles, European Symposium on clinical gait analysis, ETH Zurich, 1992, April 1-3). The usual photographic documentation from Movements require multiple shots, which as well only when using video films for motion analysis broken down into individual images, newly combined and graphically must be evaluated.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu konzi pieren, welches die geforderte orthopädische Gelenk- und Wirbelsäulenmotilitätsprüfung bildlich objektiv erfaßt und präzise dokumentiert sowie durch die Art der fotogra fischen Technik ohne größeren Aufwand eine einfache Bewe gungsanalyse darstellt.The object of the invention is to konzi a method pieren, which the required orthopedic joint and Spinal motility test is captured objectively and documented precisely and by the type of fotogra fishing technique without any great effort represents analysis.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der fotografischen Methode der Offenblendenmessung unter Verwendung von langen Belichtungszeiten auf einer einzigen Aufnahme der gesamte Bewegungsablauf in einer Ebene festgehalten wird, und zwar von der Neutral- oder Nullstellung aus bis zur aktiv möglichen Endstellung des betreffenden Gelenkes bzw. der Wirbelsäule; hierzu werden die entsprechenden Körperteile mit Lichtpunkten markiert, so daß bei abgedunkeltem Raum auf der fotografischen Auf nahme kurvenförmige Lichtspuren entstehen, welche Verlauf und Ausmaß der kontinuierlich registrierten Bewegung ge nau abbilden. Diese Lichtkurven erlauben eine sofortige Auswertung mittels Winkelmesser oder Schablone und stel len ein eindeutiges und anschauliches optisches Dokument der Gelenk- und Wirbelsäulenmotilität dar.This object is achieved in that with the photographic method of open aperture measurement using long exposure times on one single recording of the entire movement in one Level is held by the neutral or Reset from to the active possible end position of the affected joint or spine; this will be the corresponding parts of the body are marked with points of light, so that in the darkened room on the photographic on taking curvilinear traces of light, which course and extent of continuously registered movement show exactly. These light curves allow an immediate Evaluation using a protractor or template and stel len a clear and descriptive optical document of joint and spinal motility.
Durch Übereinanderprojektion (Negative oder Diaposi tive) der zu unterschiedlichen Zeiten gewonnenen Licht kurven eignet sich das Verfahren hervorragend für die in tra-individuelle Vergleichsdiagnostik, wie sie z. B. zur Effektivitätskontrolle und Dokumentation von Behandlungs verläufen gefordert wird (Bergmann, U. u. Schell, J., Möglichkeiten und Grenzen wissenschaftlichen Arbeitens in der Krankengymnastik, in: Krankengymnastik, 5/90, S. 554-562). Die Anschaulichkeit und Prägnanz der Lichtkurven ist von Vorteil für die Informationsweitergabe und Kommu nikation zwischen medizinischen Fachleuten und Laien, im gutachterlichen Bereich und in der Rehabilitation; die Methode eignet sich auch zur Motivation von Patienten im Rahmen der Bewegungstherapie, z. B. während und nach Heil verfahren. Die Anonymität des Patienten ist durch die Dunkelaufnahme gewährleistet; Patientendaten könnten bei entsprechend ausgerüsteter Kamera einschließlich des Da tums auf der Aufnahme festgehalten werden. Die Anwendung der Methode unter Belastungsbedingungen - z. B. an Kraft trainingsgeräten - kann zusätzlich die Aussagefähigkeit hinsichtlich Muskelkraft und Gelenkstabilität erhöhen. Das Verfahren ist mit geringem zeitlichen und personellen Aufwand durchführbar und hat darüber hinaus den Vorteil, mit einem Minimum an technischem Material auszukommen: man benötigt erstens eine auf einem Stativ verstellbare Kamera, welche variabel einstellbare Verschlußzeiten bis mindestens 4 Sekunden zuläßt; zweitens werden als Licht punkte batterie- oder trafogespeiste Glühlämpchen (1,5-3 V) mit Ein/Aus-Schalter verwendet, eventuell mit Dimmer und Programmkoppelung mit dem Kameraverschluß; drittens eine Haftvorrichtung, mit welcher die Lämpchen am Körper des Patienten angebracht werden, z. B. nach Art von selbstklebenden Einmal-Elektroden oder Haftschalen. Die Untersuchungsbedingungen verlangen schließlich einen ab dunkelbaren Raum und einen ausreichend großen, konstanten Objekt-Kamera-Abstand (z. B. 4m).By projection on top of each other (negatives or diaposi tive) of light obtained at different times The process is ideal for curves tra-individual comparative diagnostics, such as B. for Effectiveness control and documentation of treatment is required (Bergmann, U. and Schell, J., Possibilities and limits of scientific work in der Physiotherapy, in: Physiotherapy, 5/90, pp. 554-562). The clarity and conciseness of the light curves is an advantage for information transfer and communication indication between medical professionals and laypersons, in expert field and in rehabilitation; the The method is also suitable for motivating patients in the Framework of exercise therapy, e.g. B. during and after salvation method. The patient's anonymity is determined by the Dark picture guaranteed; Patient data could be at suitably equipped camera including the Da be recorded on the recording. The application the method under load conditions - e.g. B. in strength training equipment - can also add meaningfulness increase in muscle strength and joint stability. The procedure is short in terms of time and personnel Effort is feasible and also has the advantage to get by with a minimum of technical material: first, you need an adjustable one on a tripod Camera with variable shutter speeds up to allows at least 4 seconds; second are called light points battery or transformer powered light bulbs (1.5-3 V) used with on / off switch, possibly with dimmer and program coupling with the camera shutter; third an adhesive device with which the lights on the body be attached to the patient, e.g. B. in the manner of self-adhesive disposable electrodes or adhesive trays. The Finally, examination conditions require one darkened room and a sufficiently large, constant Object-camera distance (e.g. 4m).
Im folgenden wird die Erfindung eingehend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to two Exemplary embodiments with reference to the enclosed Described drawings.
Fig. 1-3 geben ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens bei Prüfung der Hüftgelenksbeweglichkeit wieder (rechte Seite, Sagittalebene). Fig. 1-3 show an embodiment of the method when testing the hip joint mobility (right side, sagittal plane).
Zwei Glühlämpchen werden so am Körper des Patienten be festigt, daß sich das Lämpchen 1 in Höhe der Gelenk drehachse befindet (Trochanterspitze rechts) und Lämpchen 2 am distalen lateralen Oberschenkel, so daß dieses bei der ausgeführten Bewegung wie die Spitze eines Uhrzeigers um Lämpchen 1 herum geführt wird. Der Patient steht seit lich zu der auf das rechte Hüftgelenk zentrierten Kamera. Die auszuführende Bewegung wird dem Patienten erläutert und ein- oder zweimal geprobt. Dann werden die Lämpchen eingeschaltet und der Raum abgedunkelt. Im angegebenen Beispiel steht der Patient auf dem linken Bein und be ginnt auf ein vereinbartes Signal hin mit dem gestreckten rechten Bein die Extensionsbewegung (von 0 nach A); gleichzeitig wird der Kameraverschluß betätigt, und die Langzeitbelichtung der fotografischen Aufnahme beginnt. Der Patient führt am Ende der maximalen Extension (A) das Bein in die Senkrechte zurück und nun - bei gebeugtem Kniegelenk - zügig weiter bis zur maximalen Hüftflexion (B). Hier wird auf ein Signal des Patienten hin oder au tomatisch die Belichtungszeit beendet. Two incandescent lamps are fastened to the patient's body so that the lamp 1 is at the level of the joint's axis of rotation (right trochanter tip) and lamp 2 on the distal lateral thigh, so that it moves like lamp clock 1 around lamp 1 during the movement to be led. The patient stands sideways to the camera centered on the right hip joint. The movement to be performed is explained to the patient and rehearsed once or twice. Then the lights are switched on and the room is darkened. In the example given, the patient stands on the left leg and begins the extension movement (from 0 to A) with an extended signal when the right leg is extended; at the same time the camera shutter is activated and the long exposure of the photographic image begins. At the end of the maximum extension (A), the patient returns the leg to the vertical and now - with the knee bent - continue to the maximum hip flexion (B). The exposure time is ended automatically or automatically at the patient's signal.
Als Resultat der Ausführung nach Fig. 1 erhält man eine fotografische Aufnahme nach Fig. 2. Diese gibt die Bewe gung des Lämpchens 2 um Lämpchen 1 als Lichtkurve L wie der, welche sich annähernd kreisförmig um den Drehpunkt 1 (=Gelenkachse) legt. Die Extensionsbewegung läßt sich durch die Verdickung (durch Hin- und Rückbewegung des Beines) der Kurve von 0 (Ausgangsstellung) bis A leicht erkennen, sie ist ansonsten grafisch abzugrenzen durch Fällen des Lots von 1 auf den unteren Bildrand (= Standebene) [Fig. 2]. Die Flexionsbewegung entspricht somit dem Kreissektor 0B.As a result of the embodiment according to FIG. 1, a photographic photograph according to FIG. 2 is obtained . This gives the movement of lamp 2 around lamp 1 as a light curve L like that, which is approximately circular around pivot point 1 (= hinge axis). The extension movement can be easily recognized by the thickening (by moving the leg back and forth) of the curve from 0 (starting position) to A, otherwise it can be graphically delimited by plumbing the plummet from 1 to the lower edge of the picture (= standing level) [ Fig. 2]. The flexion movement thus corresponds to the sector 0B.
Durch Auflegen eines durchsichtigen Winkelmessers läßt sich die tatsächliche Gelenkmotilität leicht ablesen und nach der Neutral-0-Methode angeben: 10/0/130 Grad; dies wird durch Hilfslinien, die man von 1 über die Endpunkte A und B hinauszieht (1A und 1B), erleichtert [Fig. 2].By placing a transparent protractor, the actual joint motility can be easily read and specified using the neutral 0 method: 10/0/130 degrees; this is facilitated by auxiliary lines which are drawn from 1 beyond the end points A and B (1A and 1B) [ Fig. 2].
Eine präzisere Darstellung von Punkt 1 kann durch rhythmisches Aufleuchten des Glühlämpchens 1 erzielt wer den bzw. durch eine geringere Lichtstärke gegenüber Lämp chen 2.A more precise representation of point 1 can be achieved by rhythmically lighting up the incandescent lamp 1 or by a lower light intensity compared to lamp 2 .
In einer Variante des Verfahrens können Belichtungszeit der Kamera und Einschalten der Glühlämpchen miteinander gekoppelt oder vom Patienten selbst betätigt werden.In a variant of the method, exposure time the camera and turning on the light bulbs together coupled or operated by the patient himself.
Außerdem wäre es möglich, für die Extensions- und Flexionsbewegung verschiedenfarbige Glühlämpchen zu ver wenden, welche jeweils beim 0-Durchgang (Vertikale) auto matisch ein- bzw. ausgeschaltet werden.It would also be possible for extensions and Flexion movement different colored light bulbs to ver turn which auto at each 0-pass (vertical) can be switched on and off automatically.
Schließlich würde es sich anbieten, eine Kamera zu ver wenden, welche Mehrfachbelichtungen zuläßt: hierdurch könnten aus der Neutral-0-Stellung heraus Extension und Flexion isoliert geprüft und dargestellt werden, wodurch Überlagerungen der erzeugten "Lichtkurven" beim Rückfüh ren der Extremität vermieden werden.After all, it would be a good idea to use a camera turn, which allows multiple exposures: thereby could extension and from the neutral 0 position Flexion can be checked and displayed in isolation, which means Overlays of the generated "light curves" during the feedback extremity can be avoided.
Fig. 3 zeigt, wie durch Übereinanderprojektion zweier Negative oder Diapositive ein anschaulicher intra-indivi dueller Vergleich der Hüftgelenksmotilität zum Zeitpunkt AB und nach einer mehrwöchigen Behandlung (A′B′) möglich wird. Fig. 3 shows how a vivid projection of two negatives or slides makes a vivid intra-individual comparison of the hip joint motility at time AB and after several weeks of treatment (A'B ') possible.
Gemäß der klinischen orthopädischen Krankenuntersuchung läßt sich das Untersuchungsergebnis auch am liegenden Pa tienten erzielen.According to the clinical orthopedic medical examination the test result can also be found on the lying Pa achieve patients.
In einem zweiten Beispiel soll anhand der Fig. 4-6 ein weiteres Ausführungsbeispiel vorgestellt werden. Es zeigt die Prüfung der Wirbelsäulenbeweglichkeit in Exten sion und Flexion. Dem wiederum seitlich im rechten Winkel zur Kamera stehenden Patienten werden an markanten Punk ten der Wirbelsäule, hier über Dornfortsatz C7 (3), TH12 (2) und S1 (1), Glühlämpchen befestigt. Unter den in Bei spiel 1 dargestellten Untersuchungs- und Belichtungsbe dingungen beginnt der Patient mit der Extensionsbewegung (0-A) aus der aufrechten Neutral-0-Stellung heraus, und nach Erreichen der maximalen Wirbelsäulenextension (A) schließt sich direkt die maximale Flexionsbewegung (B) an (Fig. 4). Die belichtete Aufnahme (Fig. 5) zeigt nun die in der Sagittalebene stattgefundene Wirbelsäulenbewegung anhand der bekannten Lichtspuren an, welche sich von der jeweiligen Ausgangsstellung (z. B. 30) über die maximale Extension (3A) bis zur maximalen Flexion (3B) verfolgen lassen und bei guter Wirbelsäulenbeweglichkeit eine annä hernd elliptische Kurvenform haben. Da in jedem markier ten Wirbelsäulenabschnitt die Gesamtbewegung dargestellt ist, sind die Bewegungsausschläge bzw. Kurvenlängen um so größer, je weiter das jeweilige Lämpchen vom Becken ent fernt ist; und umgekehrt: bei ideal fixiertem Becken stellt sich Lämpchen 1 (über S1) annähernd als Punkt dar.In a second example, a further exemplary embodiment is to be presented on the basis of FIGS. 4-6. It shows the examination of the spine mobility in extension and flexion. The patient, who is laterally at right angles to the camera, is attached to incandescent bulbs at prominent points of the spine, here via spinous process C7 (3), TH12 (2) and S1 (1). Under the examination and exposure conditions shown in example 1, the patient begins the extension movement (0-A) from the upright neutral 0 position, and after reaching the maximum spinal extension (A), the maximum flexion movement (B ) ( Fig. 4). The exposed image ( FIG. 5) now shows the spinal movement taking place in the sagittal plane on the basis of the known light traces, which follow from the respective starting position (e.g. 30) via the maximum extension (3A) to the maximum flexion (3B) leave and with good spinal mobility have an approximately elliptical curve shape. Since the total movement is shown in each marked th spine section, the movement deflections or curve lengths are greater the further the respective lamp is removed from the pelvis; and vice versa: when the pelvis is ideally fixed, lamp 1 (above S1) is approximately a point.
Vorteilhaft für die Auswertung der Kurven ist auch ein "Selbstbeleuchtungseffekt" der Rückenkontur durch die verwendeten Glühlämpchen; dadurch werden in der Ausgangs stellung bzw. den Endstellungen (0, A und B, in Fig. 5 gestrichelt) die Endpunkte der Lichtkurven auf "natürliche" Weise miteinander verbunden (z. B. 1B, 2B, 3B in maximaler Flexion). A "self-lighting effect" of the back contour due to the incandescent lamps used is also advantageous for evaluating the curves; as a result, in the starting position or the end positions (0, A and B, dashed in FIG. 5) the end points of the light curves are connected to one another in a “natural” manner (for example 1B, 2B, 3B in maximum flexion).
Fig. 6 zeigt das Untersuchungsergebnis bei einem Patienten mit versteiftem Rücken, mit den optisch auffallenden Charakteristika von verkürzten und kreisförmig abgeflachten Lichtkurven (vgl. mit Fig. 5 einer "Normalperson"), sowie mit der ebenso dargestellten lordotischen Rückenkontur trotz maximaler Flexionsbewe gung (1B, 2B, 3B). Fig. 6 shows the result of the examination in a patient with a stiffened back, with the visually striking characteristics of shortened and circularly flattened light curves (see FIG. 5 of a "normal person"), as well as with the lordotic back contour also shown despite maximum flexion movement (1B , 2B, 3B).
Wie schon im ersten Beispiel anhand Fig. 3 demonstriert wurde, eignen sich auch die bei der Wirbelsäulenuntersu chung gewonnenen Lichtkurven durch Übereinanderprojektion gut zu einem intra-individuellen Vergleich.As was already demonstrated in the first example with reference to FIG. 3, the light curves obtained in the spinal column examination are also suitable for an intra-individual comparison by superimposed projection.
Claims (8)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
8131 | Rejection |