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Vorrichtung an gefühllosen Körperteilen oder an Prothesen zum Fühlbarmachen
von Druck und Wärme Bei gewissen Nervenverletzungen oder -erkrankungen kommt es
vor, daß in den betroffenen Körperteilen das Tast- und Wärmeempfinden verlorengeht.
Insbesondere kommt dies häufig bei den Gliedmaßen, nämlich den Händen und Füßen
vor. Infolge dieses Verlustes beschränkt sich die Wahrnehmung von Druck- und Wärmeeinwirkungen
ausschließlich auf eine Kontrolle durch die Augen.
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Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß solche tast- und
wärmeunempfindlichen Körperteile und Prothesen mit Kontakten versehen sind, die
an Stelle der verlorenen natürlichen Empfindungen durch den Druck oder die gesteigerte
Wärme das Fließen eines elektrischen Wechselstroms durch einen gesunden, Gefühl
besitzenden Teil der betreffenden Person veranlassen.
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Gemäß der Erfindung wird eine Druckeinwirkung auf einen nichtempfindenden
Körperteil als elektrischer oder mechanischer Reiz oder eine Kombination dieser
beiden Möglichkeiten auf einen empfindenden Körperteil übertragen. Bei Einwirkung
von Wärme wird die Reizung auf elektrischem Wege vollautomatisch ausgelöst.
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Der Träger dieser Vorrichtung wird nach einer gewissen Dauer und
Übung wieder in der Lage sein, eine Berührung seines nicht empfindenden Körperteils
gefühlsmäßig auch ohne Kontrolle der Augen wahrzunehmen. Eine Verwendung dieser
Einrichtung an gefühlsgestörten Händen oder an
Handprothesen gibt
dem Träger eine größere Sicherheit bei manueller Betätigung und führt zu einer Steigerung
der Arbeitsfähigkeit.
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Hinsichtlich der Einwirkung von Wärme auf den nicht empfindlichen
Körperteil, insbesondere auf die Hand, bezweckt die Vorrichtung vor allem den Schutz
vor körperlichen Schäden (Wärmeschäden) durch vollautomatische Auslösung eines starken
elektrischen Reiz es an einer empfindenden Körperstelle. Von einem gewissen Wärmegrad
ab bewirkt die Anordnung der Schaltung eine so kräftige elektrische Reizung, daß
diese als Schmerz empfunden wird und der Träger reflektorisch zurückzuckt. Die Reizwirkung
wird in dilesem Falle zweckmäßig auf Ober- oder Unterarm übertragen, soweit in diesem
die Empfindsamkeit vorhanden ist.
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Die Zeichnungen zeigen als Beispiel schematisch drei Ausführungsformen
der Erfindung.
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Abb. I zeigt eine Ansicht der Innenseite einer mit einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung versehenen Hand, in welcher die am Daumen angebrachte Vorrichtung
im Schnitt dargestellt ist; Abb. 2, 3 und 4 sind Ansichten von Einzelteilen; Abb.
5 veranschaulicht die Wirkung der Kontaktanordnung durch eine Ansicht; Abb. 6 zeigt
in schaubildlicher Darstellung die Gesamtanordnung einer an einer Hand oder Handprothese
anzubringenden Vorrichtung mit einer anderen Anordnung des Induktionsapparates,
in der eine an einem Finger anzubringende Vorrichtung in stark vergrößertem Maßstabe
dargestellt ist; Abb. 7 ist die Ansicht einer Vorrichtung für mechanische Übertragung
des Fingerdrucks auf eine empfindende Körpersbelle.
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In der Abb. I ist ein Arm dargestellt, von dem angenommen sei, daß
die Hand einschließlich des angrenzenden Teils des Unterarms kein Gefühl hat, während
in dem restlichen Teil des Unterarms bzw. in dem Oberarm Gefühl vorhanden ist.
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Die Hand ist mit einem Handschuh I überzogen.
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In den Fingern dieses Handschuhs ist je ein Kontaktplättchen 2 vorgesehen,
das lose die Fingerspitze berührt, so daß kein guter Kontakt zwischen diesen Kontaktplättchen
und der Haut besteht. Die Kontaktplättchen sind durch Leitungen 3 mit dem einen
Ende je einer Sekundärspule 4 verbunden.
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Das zweite Ende jeder dieser Sekundärspulen ist durch je eine Leitung
5 mit je einem Kontaktplättchen 6 verbunden, die an einer Manschette 7 befestigt
sind, und zwar so, daß sie beim Umlegen der Manschette um den Oberarm oder an eine
andere gefühlsempfindliche Körperstelle in der aus der Abb. I ersichtlichen Weise
mit dem Körper in Berührung kommen und dicht an diesem anliegen.
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Der Abstand der einzelnen Kontaktplättchen an der Manschette muß dabei
groß genug gewählt werden, da das verminderte Differenzierungsvermögen am Oberarm
bzw. anderen Körperstellen berücksichtigt werden muß. Die fünf Sekundärspulen 4
werden durch die Primärspule 8 eines kleinen Induktionsapparates erregt, der in
einem Stromkreis mit einer Batterie g und einem Unterbrecher 10 liegt. Die Primärspule
8 kann zur Regulierung der Stromstärke verstellt werden.
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Durch die Batterieg wird in Verbindung mit dem Unterbrecher I0 in
der Primärspule8 ein Wechselstrom erzeugt, der in den fünf Sekundärspulen 4 einen
entsprechend gespannten Wechselstrom erzeugt, der jedoch keinerlei Wirkung ausübt,
da die Stromkreise, in denen sich die Sekundärspulen befinden, infolge des. großen
Widerstandes zwischen den Kontakten 2 und der Haut unterbrochen sind. Wird jedoch
dadurch, daß die Hand einen Gegenstand -berührt, der Kontakt 2 gegen die Haut gedrückt,
so wird der Übergangswiderstand von dem Kontakt nach der Haut entsprechend gemindert,
und es kann bei genügend starkem Andrücken der in der betreffenden Sekundärspule
4 induzierte Strom über den betreffenden Kontakt 2 durch die Hand nach dem zugehörigen
Kontakt 6 fließen. Infolgedessen entsteht an dem in Frage stehenden Kontakt 6 das
prickelnde Gefühl des Wechselstromübergangs, das auf die gesunden Nerven des Oberarms
trifft, so daß die betreffende Person weiß, welcher Finger mit einem Gegenstand
in Berührung gekommen ist. An der Stärke des prickelnden Gefühls kann gleichzeitig
festgestellt werden, wie stark das Anpressen ist, da je nach dem Druck der Übergangswiderstand
zwischen dem Kontakt und der Haut ein größerer oder geringerer sein wird. Die Kontaktplättchen
6 liegen entsprechend dem Differenzierungsvermögen des betreffenden Körperteils
an verschiedenen Stellen des Umfangs der Manschette 7 auseinandergezogen, und der
die Vorrichtung Benutzende wird nach kurzer Übung an der Stelle, an der er das Prickeln
empfindet, erkennen können, um welchen Finger es sich handelt. Natürlich kann man,
wenn man außer an den Fingerspitzen auch an anderen Teilen - der Hand eine Berührung
bemerkbar machen will, auch an diesen Stellen entsprechende Kontakte vorsehen.
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Es kann ferner an den Fingerspitzen oder an den sonstigen Teilen
des Handschuhs, an denen das Gefühl-künstlich erzeugt werden soll, je ein weiterer
Kontakt vorgesehen sein, der zusammen mit dem Kontaktplättchen 2 einen auf Wärmeeinflüsse
ansprechenden Kontakt bildet, z. B. ein Bimetallkontakt, eine wärmeempfindliche
Zelle od. dgl. Wie in Abb. I der Daumenkontakt und die Abb. 2 bis 5 veranschaulichen,
besitzt zu diesem Zweck das Kontaktplättchen 2 auf der der Fingerdruckfläche abgewandten
Seite eine nutartige Aussparung lT für die Einlagerung eines streifenförmigen Bimetallplättchens
I2, das an einem Ende auf der Innenseite eines dieNutII bedeckenden Isolierplättchens
13 befestigt ist. Das Isolierplättchen besitzt löcher 14 für den Temperaturausgleich.
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Von den Kontaktplättchen führen Leitungen I5, die sich in der Leitung
vereinigen, zu einem Kontaktplättchen I7 in der Manschette 7. Von-den wärmeempfindlichen
Kontakten, nämlich den Bimetallplättchen I2, gehen Leitungen 18, die sich in der
Leitung 19 vereinigen, zu einer besonders
stark gewickelten Sekundärspule
20 und von dort zu einem Kontaktplättchen 21 in der Manschette 7.
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Findet eine Erwärmung der Kontakte statt, die über ein gewisses Maß
hinausgeht, dann wird der Stromkreis durch die wärmeempfindlichen Bimetallplättchen
I2 automatisch geschlossen, und der in der Sekundärspule 20 induzierte Wechselstrom
wird durch die beiden Kontaktplättchen I7 und 21 auf die Haut übertragen. Der Übergang
des Induktionsstroms von dem Kontakt I7 zum Kontakt 2I macht sich in einem starken
Reiz bemerkbar. Der Patient weiß dann, daß seine unempfindliche Hand oder Prothese
in der Nähè eines zu heißen Gegenstandes ist, der ihm Schaden zufügen könnte. Man
kann die Erwärmung auch abgestuft zur Wirkung bringen, indem man mehrere auf Wärme
ansprechende Kontakte hintereinander anbringt und parallel schaltet, so daß sie
entsprechend dem Grad der Erwärmung nacheinander zur Wirkung kommen und dadurch
eine erhöhte Stromstärke wirksam werden lassen.
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Die Einrichtung ist nicht auf eine gefühllose Hand beschränkt,.sondern
kann auch an irgendwelchen anderen gefühllosen Körperteilen, z. B. einem Fuß, in
entsprechender Weise angeordnet werden. Wenn kein natürliches gefühlloses Körperglied
vorhanden ist, sondern eine Prothese getragen wird, kann die Einrichtung in genau
gleicher Weise benutzt werden, nur muß hier für eine Übertragung des Stroms vom
Prothesenfinger bis zum Armstumpf gesorgt werden, und die Fingerspitze muß mit einem
Stoff überzogen werden, der schlecht leitend ist, also sich so verhält wie die menschliche
Haut. Natürlich kann die Vorrichtung in der Prothese selbst angebracht werden, so
daß der Handschuh wegfällt.
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Das durch Abb. 6 veranschaulichte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von den vorher beschriebenen vorzugsweise dadurch, daß der Induktionsapparat
nicht dauernd in Tätigkeit ist, sondern die Primärspule nur gespeist wird, wenn
eine Berührung stattfindet. Dadurch wird die Batterie geschont.
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Der Strom geht von der Batterie 9 in die Primärspule 8 und über den
Unterbrecher 10 in eine Leitung 22, die sich in fünf Zweige gabelt.
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Diese sind an Kontaktplättchen 23 angeschlossen, die je durch ein
Scharniergelenk 24 mit einem Isolierkörper 25 der an den Fingerspitzen anzubringenden
Kontaktvorrichtungen, von welchen eine in Abb. 6 vergrößert dargestellt ist, verbunden
ist.
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Durch eine Offnungsfeder 26 wird das Kontaktplättchen 23 von einem
im Isolierkörper vorgesehenen Kontaktknopf 27 getrennt gehalten. Die von den Kontaktknöpfen
27 ausgehenden Leitungen 28 vereinigen sich zu einer nach der Batterie zurückführenden
Leitung. Blei der Betastung eines Gegenstandes wird einer der Kontakte 23, 27 geschlossen.
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In dem Isolierkörper 25 ist gesondert ein weiterer Kontaktknopf 29
angebracht, der über die Leitung 30 zu den Sekundärspulen 4 Verbindung hat, welche
wiederum mit den Kontaktknöpfen 6 der Manschette 7 verbunden sind.
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Sobald bei Berührung eines Gegenstandes an einem der gefühllosen
Finger das Kontaktplättchen 23 gegen den Kontaktknopf 27 gedrückt wird, ist der
Primärstromkreis geschlossen, und der Unterbrecher erzeugt Wechselstrom. Über die
Kontakte 23, 29 ist an dem gleichen Finger aber auch der entsprechende Sekundärstromkreis
geschlossen, der vom Kontaktknopf 29 über die Leitung 30 zur Sekundärspule 4 nach
dem Kontaktknopf 6 der jeweils entsprechenden Leitung und von dort zurück durch
den Arm bis zum Kontaktplättchen 23 verläuft. Der in diesen Leitungen jeweils wirksam
werdende Induktionsstrom erzeugt beim Übergang vom Kontaktknopf 6 auf die empfindende
Haut des Oberarms oder eines anderen Körperteils ein prickelndes Gefühl, das dem
Kranken kenntlich macht, welcher seiner Finger mit einem Gegenstand in Berührung
gekommen ist. Je nach der Stärke des Fingerdruckes wird der Übergangswiderstand
von den Kontakten 23 nach der Haut größer oder kleiner sein und entsprechend auch
die Stärke des durch den Arm fließenden Stroms, der je nach seiner Stärke ein geringes
oder starkes Kribbeln an den empfindlichen Oberarm oder Körperteil erzeugen wird.
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Wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel können auch
hier wärmeempfindliche Kontakte vorgesehen sein, die bei Erreichung einer gewissen
Temperatur sowohl den Primär- als auch den Sekundärstromkreis schließen. Eine solche
Schaltung ist in Abb. 6 dargestellt. Ein Wärmekontakt 3I ist durch die Leitung I8
mit dem einen Ende der Sekundärspule 20 verbunden, deren anderes Ende mit dem an
der Manschette 7 befindlichen Kontaktplättchen 21 verbunden ist. Von diesem getrennt
liegt in der Manschette das KontaktplättcbenI7, von welchem die Leitung I6 zu dem
Wärmekontakt 32 führt. Bei einer dem gefühllosen Finger gefährlich werdenden Wärmeçbiegt
sich der an einem Ende im Isolierkörper 25 befestigte Bimetallstreifen 12 und verbindet
dabei automatisch über den Kontaktknopf 27 die Leitungen 22, 28 des Primärstromkreises.
Zugleich wird aber auch der Sekundärstromkreis, der durch die Spule 20 über die
Leitungen I6, 18 mit den Kontaktstücken 3 I, 32 verläuft, geschlossen. Der dadurch
in der Manschette 7 von dem Kontaktplättchen I7 über die Haut des Kranken nach dem
Kontaktplättchen 21 übertretende Induktionsstrom übt einen so starken Reiz aus,
daß dem Träger der Einrichtung sofort die Gefahr bewußt wird bzw. sie ihn veranlaßt,
den Arm reflektorisch zurückzuzucken. Man kann jeden Finger einzeln wärmeempfindlich
machen oder verschiedene Abstufungen der Temperaturempfindlichkeit dadurch ermöglichen,
daß weitere Sekundärstromkreise vorgesehen werden, wobei sich verschiedene Wärmeempfindlichkeiten
durch verschieden stark gewickelte Sekundärspulen oder verschieden angeordnete Pole
in der Manschette auswirken können.
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Die Abb. 7 veranschaulicht eine Anordnung zur rein mechanischen Übertragung
von Druckeinwirkungen an den Fingerspitzen einer gefühllosen
Hand
auf gefühisempfindliche Körperteile. Über das Fingerendglied ist ein Metallbügel
33 vom Fingerrücken zur Beugeseite gebogen. An dem Ende des Bügels 33, das sich
auf der Beugeseite des Fingers befindet, ist mittels eines Scharniers 34 eine Tastplatte
35 angelenkt, an der rechts und links dicht am Scharniergelenk zwei senkrecht auf
der Platte fußende Hebel 36 befestigt sind, die über dem Fingerrücken bogenförmig
zusammenlaufen.
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An der Stelle des Zusammenschlusses der beiden Hebel 36 befindet
sich ein Zapfengelenk y7 an welchem der - Druckstift 38 eines Bowdenzuges 39 befestigt
ist. Die Umhüllung des Drahtzuges ist an dem auf der Fingerrückenseite unter dem
Bogen 36 durchlaufenden Ende des Metallbügels 33 befestigt. Wird bei der Betastung
eines Gegenstandes die Druckplatte 35 um das Scharnier 34 an den Bügel 33 gedrückt,
so wird bei dieser Bewegung über die Hebel 36 der Druckstift 38 des Drahtzuges 3g'in
seine Umhüllung hineingedrückt. Das andere Ende, der Umhüllung ist auf einer Manschette
40 befestigt, die sich auf druckempfindlicher Haut am Unterarm befindet. Das andere
Ende 41 des Drahtzuges, das bei Druck auf die Druckplatte 35 aus der Umhüllung hervortritt,
schiebt den Hebel 42, der an der Manschette angelenkt ist, nach vorn, wodurch eine
an dem Hebel befestigte kleine Feder 43 an die Haut angedrückt wird und über die
Haut wegstreicht, da sie dem Druck auszuweichen versucht. Dadurch wird dem Träger
der Vorrichtung der Druck an der unempfindlichen Fingerspitze kenntlich gemacht.
Zugleich kann er bis, zu einem gewissen Grad die Intensität des Druckes erkennen.