Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen medizinische
Diagnosevorrichtungen und insbesondere Diagnosegeräte zum
selektiven Beurteilen der Verteilung und des Ausmaßes von Störungen, die
sich auf die Fähigkeit eines Patienten zur Durchführung
koordinierter Haltungsbewegungen auswirken.
Stand der Technik
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Es gibt eine große Zahl verschiedener Gehirnstörungen, die die
Fähigkeit zur Durchführung von die Haltung betreffenden und
motorischen Handlungen, wie Stehen, Gehen, und das Handhaben von
Gegenständen, beeinträchtigen. Beispiele für solche Gehirnstörungen
sind zerebellare Degeneration, die Parkinson-Krankheit,
traumatische Hirnverletzungen, multiple Sklerose und altersbedingte
degenerative Störungen (s. z. B. Kendal und Schwartz, 1981).
Schlaganfälle und traumatische Kopfverletzungen können sich ebenfalls
nachteilig auf die Haltungs- und Bewegungssteuerung auswirken.
Daneben beeinträchtigen Zerebrallähmungen und bestimmte Formen von
entwicklungsbedingten Lernstörungen diese motorischen Funktionen.
In sämtlichen genannten Fällen können die Art und das Ausmaß der
Beeinträchtigung je nach der Lage und dem Ausmaß der
Hirnverletzung sehr verschiedenartig sein. Z.B. ist üblicherweise eine
Beeinträchtigung ungleichmäßig auf die beiden Seiten des Körpers
verteilt. In einem bestimmten Körper- oder Gliederteil können
Muskeln, die Kraft in einer Richtung ausüben, anders betroffen
sein als die in der entgegengesetzten Richtung wirkenden Muskeln.
In anderen Fällen kann die Beeinträchtigung ungleichmäßig
zwischen sensorischen und motorischen Aspekten der Haltungs- und
Bewegungssteuerung verteilt sein.
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Störungen des Nervensystems, welche die Gehirnzentren und
zugehörige efferente Nervenbahnen beeinträchtigen, welche die
Aktivitäten der Körpermuskulatur steuern, beeinflussen die motorischen
Komponenten der Haltungs- und Gleichgewichtskontrolle. Störungen
dieser Art können zu partieller oder vollständiger Lähmung führen,
oder eine Unfähigkeit zum adäquaten Zusammenziehen von Muskeln
bewirken. Muskellähmung kann in Form von langsamer, schwacher oder
ermüdender Kontraktion, oder als Kombination aus diesen, auftreten
und kann ortlich auf kleine Gruppen von Muskeln beschränkt oder
weit verbreitet sein (s. z. B. Kendal und Schwartz, 1981; Kapitel
27 bis 29). Alternativ kann eine Beeinträchtigung von
Gehirnzentren, welche die Aktivitäten von Muskeln kontrollieren, zu
Diskoordination, der Kontraktion ungeeigneter Muskeln oder geeigneter
Muskeln in ungeeigneten Zeitabfolgen resultieren (Nashner, et al.,
1983). Im Falle der Gleichgewichtskontrolle beeinträchtigen
Störungen der Haltungsbewegungssteuerung die Fähigkeit einer Person,
koordinierte Bewegungen zur Rückkehr in eine
Gleichgewichtsposition durchzuführen, nachdem diese gestört wurde.
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Die Trennung der Gehimzentren und der zugehörigen afferenten
Nervenbahnen von periphären Rezeptoren und Muskeln unterbindet
hingegen die Fähigkeit, eingehende somatosensorische
Informationen, die vom Gehirn zum Fühlen von Muskelkräften, Gelenkpositionen
und Orientierungen von Körperteilen im Verhältnis zu Stützflächen
verwendet werden, zu empfangen und korrekt zu interpretieren.
Störungen dieser Art können zu schwachen, ungeeigneten und
ungenauen Haltungsbewegungen und zu einer Unfähigkeit zum
Aufrechterhalten einer Gleichgewichtsposition führen (s. z. B. Kendal und
Schwartz, 1981; Kapitel 24, 27 und 28).
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Gegenwärtig verwendete klinische Verfahren bewerten nicht selektiv
sowohl die Art, als auch die Verteilung von sensorischen und
motorischen Störungen, welche Haltungs- und Gleichgewichtskontrolle
nachteilig beeinflussen:
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(1) Tiefe Sehnenreflexe: Ein kurzes Schlagen der Sehne eines
Muskels
erzeugt einen kurzen Streck-Eingangsreiz, der
Streck-Rezeptororgane und, über spinale Bahnen, motorische Einheiten des
gestörten Muskels erregt. Da Muskeln, die von den efferenten
Steuerungen des Zentralgehirns isoliert sind, üblicherweise eine
übermäßige Reaktion auf kurze Streckreize zeigen, verwenden Ärzte
diesen Test zur Bestimmung der Verteilung von Hirnschäden. Tiefe
Sehnenreflexe sprechen jedoch nicht selektiv die sensorischen und
motorischen Komponenten der Zentralhirnschädigung an. Auch sind
sie für ein Verständnis der funktionellen Probleme des Patienten
oder zur Vorhersage des Therapieergebnisses nicht hilfreich (Holt,
1966; Milner-Brown and Penn, 1979; Sahrmann and Norton, 1977).
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(2) Muskelkraft: Das Individuum wird gebeten, Kraft gegen einen
externen Widerstand aufzubringen, normalerweise die Hand des
Arztes. Dieser Test ist zur Bestimmung der Verteilung und des
Ausmaßes von Muskelschwächen und Lähmungen sinnvoll. Es ist jedoch
bekannt, daß sowohl sensorische, als auch Abnormalitäten der
Muskelkontrolle zu Schwäche und Lähmungen beitragen.
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(3) Bewußtes Fühlen der Gelenkposition: Das Individuum, dessen
Augen geschlossen sind, wird gebeten, die Position eines
Körperglieds zu fühlen, während dieses passiv bewegt wird. Dieses
Verfahren bestimmt das Ausmaß des bewußten Positionsgefühls. Bei der
Kontrolle der Haltung und des Gleichgewichts jedoch erreicht ein
großer Teil der nützlichen sensorischen Information nicht das
Bewußtsein (Nashner und Black, eingereicht). Somit können die
bewußten Berichte von Personen nicht zuverlassig zur Bestimmung der Art
und des Ausmaßes sensorischer Störungen des
Haltungskontrollsystems verwendet werden.
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(4) Leitungsgeschwindigkeiten der periphären Nerven: Es existieren
eine Reihe elektro-physiologischer Tests zur Quantifizierung der
Signalleitungsgeschwindigkeit innerhalb der periphären motorischen
und sensorischen Nerven. Diese Verfahren können die Verteilung und
das Ausmaß von Nervenschäden bestimmen, die zu einer Unfähigkeit
zur Kontraktion von Muskeln und zum Fühlen des Ergebnisses
motorischen Handelns beitragen. Die Bestimmung der
Nervenleitgeschwindigkeiten ist für das Ausschließen der Möglichkeit des Mitwirkens
periphärer Nerven geeignet. Dieses Verfahren kann jedoch nicht
sensorische und motorische Beeinträchtigungen aufgrund von
Rückenmarks- und Zentralgehirnstörungen trennen und charakterisieren.
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(5) Elektromyogramme (EMG): Das Aufzeichnen elektrischer
Muskelspannungen unter Verwendung von Oberflächen- oder
Verweilelektroden kann zum Identifizieren periphärer Neuropathien und einer
Anzahl von Störungen verwendet werden, die Muskeln und
Muskelkontraktionsmechanismen beeinflussen. Wie die Beurteilung der
periphären Nerven, sind jedoch auch EMGs zwar zum Ausschluß periphärer
Ursachen sinnvoll, sie können aber nicht den Typ und das Ausmaß
der sensorischen und motorischen Beeinträchtigung zentralen
Ursprungs trennen und quantifizieren.
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(6) Ausführung motorischer Aufgaben: Zur besseren
Charakterisierung der Verteilung und der Art gestörter Haltungs- und
Gleichgewichtsfunktionen beobachtet der Arzt üblicherweise den Patienten
bei der Durchführung einer Reihe von einfachen motorischen
Aufgaben. Beispiele für solche Aufgaben sind Bewegungen eines Fingers
zur Nase, Bewegen der Ferse eines Fußes in Aufwärtsrichtung
entlang des Schienbeins des anderen Beines, Durchführen schneller
abwechselnder Drehungen der Handgelenke, Gehen und Ausführen
schneller Drehungen auf eine Anweisung hin, Stehen und Gehen,
wobei ein Fuß unmittelbar vor den anderen zu setzen ist, Hüpfen
auf einem Fuß, etc. Beobachtungen dieser Art sind, obschon
wertvoll, subjektiv und können daher individuelle sensorische und
motorische Komponenten der Haltung und des Gleichgewichts nicht
selektiv beurteilen.
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Zusätzlich zu den standardisierten klinischen
Beurteilungsverfahren wurden Geräte entwickelt, um Meßwerte menschlicher
Haltungsschwankungen und Haltungsbewegungen zu quantifizieren. Gegenwärtig
erzeugen verschiedene Hersteller feststehende Kraftplattensysteme
(Kistler Corporation, 75 John Glen Drive, Amherst, New York,
14120; Advanced Medical Technology, Inc., 141 California Street,
Newton, Massachusetts, 02158). Diese Vorrichtungen werden zum
Messen der von den Füßen gegen die Stützfläche aufgebrachten
Reaktionskräfte verwendet. Diese Messungen wurden von Forschern und
Medizinern zur Quantifizierung der spontanen Schwankungsbahnen von
Personen und Patienten mit Haltungs- und Bewegungsstörungen
verwendet&sub1; die einfache Steh-Aufgaben ausführten (Arcan, et al.,
1977; Baron, et al., 1975; Black, et al., 1978; Coats, 1973;
Dietz, et al., 1980; Njokiktjien und de Rijke, 1972; japanische
Autoren)
Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft Vorrichtungen zum Beurteilen der
Verteilung zweier Arten von die Haltungs- und die
Gleichgwichtskontrolle beeinträchtigenden Störungen zwischen Rumpf und
Gliedmaßen: (1) die Fähigkeit zum Empfangen und korrekten Interpretieren
somatosensorischer Orientierungs- und Bewegungsinformationen, die
von denjenigen Körper- und Gliederteilen abgeleitet werden, die in
Kontakt mit Stützflächen sind (im folgenden
"Stützflächeneingangsreize" genannt) und (2) die Fähigkeit zum Koordinieren der
Muskelkontraktionen in diesen in Kontakt mit einer Stützfläche
befindlichen Körper- und Gliederteilen zur Durchführung funktional
effektiver Haltungsbewegungen. Unter Verteilung ist zu verstehen, daß
die zuvor beschriebenen sensorischen und Bewegungsstörungen
jeweils selektiv und unabhängig Funktionen in einigen Körper- und
Gliederteilen beeinträchtigen können.
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Die vorliegende Erfindung weist folgende Merkmale auf: (1) Das
Subjekt nimmt eine Gleichgewichtsposition ein, während zumindest
zwei Körper- oder Gliederteile auf unabhängigen Flächen abgestützt
sind. (2) Die Stützflächeneingangsreize zu allen gestützten
Körper- oder Gliederteilen, außer einem, werden unterbrochen. (3) Die
Fähigkeit des Subjekts zur Verwendung von
Stützflächeneingangsreizen von jedem gestützten Körper- und Gliederteil für die
Beibehaltung der eingenommenen Gleichgewichtsposition wird bewertet,
indem das Ausmaß spontan auftretender Verschiebungen aus der
eingenommenen Gleichgewichtsposition gemessen wird. (4) Die Fähigkeit
des Subjekts Haltungsbewegungen mit jedem gestützten Körper- oder
Gliederteil zu koordinieren wird bewertet, indem kurze
wellenformen von Stützflächenverschiebungen aufgebracht werden. (5) Die
Schritte 1 bis 4 werden wiederholt, wobei
Stützflächeneingangsreize
zu einer anderen Kombination aller gestützten Körper- und
Gliederteile, außer einem, unterbrochen werden. (6) Die Verteilung
einer beeinträchtigten Fähigkeit, Stützflächeneingangsreize zu
empfangen und zu interpretieren und Haltungsbewegungen der
Körper- und Gliederteile, die eine Haltungsstütze bieten, zu koordinieren,
wird selektiv bewertet, indem quantitative Messungen spontaner
Verschiebungen aus der eingenommenen Gleichgewichtsposition und
der Haltungsbewegungen verglichen werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der
Hauptbestandteile eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Fig. 2 zeigt die eingenommene stehende Gleichgewichtsposition
eines Subjekts, wobei der rechte bzw. der linke Fuß auf
zwei benachbarten Stützflächen angeordnet sind.
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Fig. 3 zeigt für normale Individuen typische Bahnen spontaner
anteroposteriorer Verlagerungen des Körperschwerpunkts.
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Fig. 4 verwendet dasselbe Format wie Fig. 3, um Bahnen
spontaner anteroposteriorer Verlagerungen des
Körperschwerpunkts darzustellen, die für eine Person mit
abnormaler Fähigkeit zum Empfangen und Interpretieren
von einem der beiden Beine kommender somatosensorischer
Orientierungsinformationen typisch sind.
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Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer Person, die vor und nach
einer rückwärts gerichteten horizontalen linearen
Verschiebung der Stützfläche eine eingenommene
Gleichgewichtsposition auf einer Stützfläche beibehält.
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Fig. 6 zeigt, gemäß einem bevorzugten Protokoll der
vorliegenden Erfindung, eine Wellenform einer kurzen horizontalen
Verschiebung der Stützfläche und entsprechende Bahnen
der Reaktionskraft, die von dem rechten und dem linken
Fuß einer typischen normalen Person auf die Stützfläche
aufgebracht wird.
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Fig. 7 verwendet dasselbe Format wie Fig. 6, um Abnormalitäten
in Latenz- und Kraftparametern der aktiven Reaktion
darzustellen, die für eine Person mit Störungen der
Koordination muskulärer Reaktionen typisch ist.
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Fig. 8 stellt die elektromyographischen Signalverläufe der vier
angegebenen Beinmuskeln einer Person dar, die auf einer
erfindungsgemäßen Stützfläche steht und vor bzw.
rückwärts gerichteten anteroposterioren Störungen durch
Schwankung ausgesetzt ist, ohne eine "Stabilisierung"
der Stützfläche oder der visuellen Umgebung.
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Fig. 9 zeigt die elektromyographischen Signalverläufe von vier
Beinmuskeln einer halbseitig spastisch gelähmten Person,
die auf einer Stützfläche steht und durch eine
erfindungsgemäße, rückwärts gerichtete
Stützflächenverschiebung anteroposterioren Schwankungen ausgesetzt ist.
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Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung einer vereinfachten
erfindungsgemäßen Einrichtung zum Unterbrechen der von
einem Bein kommenden somatosensorischer
Orientierungsinformationen, die zum Aufrechterhalten einer im
Gleichgewicht befindlichen Position nützlich sind, zu einer
Zeit.
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Fig. 11 zeigt eine Rückansicht einer Person, die eine auf einer
Stützfläche vor und nach einer seitwärts gerichteten
linearen Verschiebung der Stützfläche eingenommene
Gleichgewichtsposition aufrechterhält.
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Fig. 12 zeigt, gemäß einem bevorzugten Protokoll, eine
Wellenform einer kurzen seitwärts gerichteten, horizontalen
linearen Verschiebung der Stützfläche und entsprechende
Bahnen der Reaktionskraft, die von den Füßen einer
typischen normalen Person auf die Stützfläche ausgeübt wird.
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Fign. 13A-13D zeigen die Verwendung einer
Manipulationseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei die Manipulationseinrichtung vor oder neben
einer auf der Stützfläche stehenden oder sitzenden
Person angeordnet ist.
Beschreibung einzelner Ausführungsbeispiele
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Neuere Forschungen beschreiben Plattformsysteme, die zusätzlich
zum Messen von Flächenreaktionskräften, durch hydraulische oder
elektrische Motoreinrichtungen bewegbar sind, um die
Gleichgewichtsposition einer frei stehenden Person unerwartet zu stören
(Andres, 1982; Diener, et al., 1982; Diener, et al., 1984;
Gurfinkel, et al., 1974; Ishida und Imal, 1980; Meyer und Blum, 1978;
Nashner, 1970, 1971, 1974, 1976 und 1977; Nashner, et al., 1979;
Nashner and Cordo, 1981). Nashner, et al., 1983, verwendet
separate Kraftplatten für jeden Fuß, um zu zeigen, daß die Bewegungen
und Muskelkontraktionsmuster von Patienten mit halbseitiger
spastischer Lähmung in Reaktion auf Störungen der Stützflächen
asymmetrisch waren. Unter Verwendung von EMG gelang es, aufzuzeigen,
daß auf die Stützflächen aufgebrachte asymmetrische Kräfte nicht
durch ein Fehlen von Muskelkontraktionsaktivität, sondern durch
Veränderungen in der Zeitsteuerung und die Verteilung der
Kontraktionsaktivität unter den Beinmuskeln verursacht wird. Unter
Verwendung zweier Wippen, die jeweils auf einer separaten
Kraftmeßplattform angeordnet sind, zeigen Dietz und Berger (1982), daß
Patienten mit halbseitiger spastischer Lähmung auf aufgebrachte
Störungen asymmetrisch mit einem Fuß zu einer Zeit reagieren,
während normale Personen symmetrisch mit beiden Füßen reagieren.
Diese Veröffenlichung (Nr. [19] im Literaturverzeichnis) bildet
den Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Autoren haben jedoch kein
System zum Kategorisieren normaler und abnormaler
Haltungsbewegungen auf der Basis von Messungen der von jedem Fuß auf seine
Stützfläche aufgebrachten Kräfte entwickelt, noch kombinieren sie
kurzzeitige Stützflächenstörungen und fixierte und schwankungsbezogene
Stützflächen, um systematisch somatosensorische
Orientierungsinformationen
von einem Fuß zu einer Zeit zu trennen.
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Einige Forscher haben haltungsmäßige Reaktionen auf Störungen von
gehenden Personen untersucht. Nashner (1980) läßt kurze
Wellenformen linearer vertikaler und horizontaler Störungen sowie solche
rotatorischen Störungen der Stützflächen, bei denen die Zehen
aufwärts bzw. abwärts gerichtet sind, auf Personen einwirken, die
ein Laufband entlang laufen. Diese Studie zeigt, daß die
Muskelkontraktionsmuster und die auf die Stützfläche aufgebrachten
Kräfte in dem während des Gehens als Stützbein dienenden Bein
denjenigen beim Stehen auf einem Platz ähnlich sind. Berger, et al.
(1984), stört die Haltung von in einer Tretmühle gehenden Personen
durch abruptes Verändern der Geschwindigkeit des Tretmühlenbandes.
Auch hier zeigt sich, daß die Haltungsreaktionen im Stützbein
ähnlich denjenigen beim Stehen auf einer Stelle und Gehen sind.
Eine weitere Studie zur Haltungskontrolle während des Gehens wurde
von Nashner und Forssberg (1986) durchgeführt, die auf einer
Tretmühle laufenden Personen die Anweisung gaben, einen Griff zu
ergreifen und auf Anweisung kurze vorübergehende Zugbewegungen
auszuführen. Es wurden ebenfalls Vorrichtungen zum Messen von
Positionen verschiedener Körperteile während des Ausführens von im
Stehen und Gehen durchzuführenden Haltungs- und
Bewegungskontrollaufgaben entwickelt. Ein computerisiertes Infrarot-Videosystem
ermöglicht das Aufzeichnen einer Anzahl von Markierungen im Raum
(Wattsmart-System von Northern Digital Ltd., 415 Philip Street,
Watwerloo, Ontario, Canada, N2L 3XQ).
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Nach den Anmeldern bekannten Verfahren werden
Stützflächeneingangsreize, die zum Kontrollieren des Gleichgewichts einer Person
nützlich sind, unterbrochen, indem die dieses Teil stützende
Fläche in funktionalem Verhältnis zu einer Quantität bewegt wird, die
mit der Verlagerung der Person aus der eingenommenen
Gleichgewichtsposition in Beziehung steht. Zustände, bei denen eine
Stützfläche in funktionalem Verhältnis zu den Verlagerungen einer
Person aus dem Gleichgewicht bewegt wird, werden als
"schwankungsbezogener" Stützflächenzustand bezeichnet. Das Bewegen der
Stützfläche in funktionalem Verhältnis zur Verlagerung der Person aus
dem Gleichgewicht unterbricht die Veränderungen in der Kraft und
der Orientierung des gestützten Körper- oder Gliederteils in bezug
zur Oberfläche, die mit Verlagerungen des Körperschwerpunkts der
Person aus der eingenommenen Gleichgewichtsposition in
Zusammenhang stehen. Unter normalen Bedingungen werden, im Gegensatz dazu,
Stützflächeneingangsreize aus den Veränderungen der
Reaktionskräfte und der Orientierung in bezug auf eine feststehende
Stützfläche abgeleitet, die bei der Bewegung des Körpers aus der
eingenommenen Gleichgewichtsposition erzeugt werden. Wenn eine
Person unrichtigerweise versucht, sich auf
Stützflächeneingangsreize zu verlassen, erkennt die sich daraus ergebende
somatosensorische Information fälschlicherweise nur eine geringe oder keine
Veränderung der Orientierung des Körpers, obwohl tatsächlich
Verlagerungen aus dem Gleichgewicht gegeben sind.
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Durch Anordnen einer Person in einer Gleichgewichtsposition auf
mehreren Flächen, von denen jede einen anderen Körper- oder
Gliederteil stützt, und durch anschließendes schwankungsbezogenes
Bewegen aller Stützflächen, außer einer, empfängt die Person
Stützflächeneingangsreize, die zum Aufrechterhalten der
eingenommenen Gleichgewichtsposition nützlich sind, von nur einem
Körper- oder Gliederteil zu einer Zeit. Zum Aufrechterhalten des
Gleichgewichts unter solchen Umständen muß das Gehirn zunächst den
Körper- oder Gliederteil identifizieren, der die genauen
Stützflächeneingangsreize empfängt, und sodann diese Informationen sowie andere
visuelle und vestibuläre Orientierungsinformationen verwenden.
Durch Versperren der Sicht der Person oder durch Umgeben ihres
Gesichtsfelds mit einer schwankungsbezogenen visuellen Einfassung
jedoch, kann der zuvor genannte Vorgang in Abwesenheit hilfreicher
visueller Orientierungsinformationen wiederholt werden.
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Die Fähigkeit der Person zum Beibehalten einer eingenommenen
Gleichgewichtsposition, während sie durch eine vorbestimmte
Kombination von feststehenden und schwankungsbezogenen Flächen
gestützt ist, wird quantitativ bewertet, indem das Ausmaß der
spontan auftretenden Verlagerungen des Körpers aus der eingenommenen
Gleichgewichtsposition gemessen wird. Diese Messungen können durch
in der Literatur beschriebene Vorrichtungen erfolgen. Nach einem
solchen Verfahren wird die Verteilung der vertikalen und
horizontalen
Kräfte, die von jedem gestützten Körperteil auf die Fläche
ausgeübt werden, gemessen, indem Kraftaufnehmer in der Stützfläche
vorgesehen werden (z. B., Y. Terekhov, "Stabilometry and some
aspects of its applications: a review", Biomedical Engineering 11:
12-15, 1976). Alternativ können Verlagerungen aus der
eingenommenen Gleichgewichtsposition mechanisch gemessen werden, indem
Verlagerungsaufnehmer am Körper befestigt werden (Nashner, 1970 und
1971), oder indem photographische oder Videoauf zeichnungsverfahren
optisch verwendet werden (zum Beispiel Wattsmart-System).
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Zusätzlich zur selektiven Bewertung der Fähigkeit zum Empfangen
und Interpretieren von Stützflächeneingangsreizen von Körper- und
Gliederteilen zu einer Zeit, ist die vorliegende Erfindung zur
Bestimmung des Ausmaßes verwendbar, in dem das Empfangen und das
Interpretieren sensorischer Orientierungsinformationen von einem
gestützten Körper- oder Gliederteil gestört ist. Das Ausmaß, in
dem schwankungsbezogenes Bewegen Stützflächeneingangsreize von
einem jeweiligen Körper- oder Gliederteil unterbricht, ist
modifizierbar. In schwankungsbezogenen Zuständen können Bewegungen der
Stützfläche größer als, gleich oder gleich einem Bruchteil der
Verlagerung der Person aus dem Gleichgewicht sein. Der Ausdruck
"Verstärkung" der schwankungsbezogenen Bewegung bezeichnet das
Amplitudenverhältnis zwischen der gemessenen Größe der
Körperverlagerung aus dem Gleichgewicht und der damit funktional
verbundenen Bewegung der schwankungsbezogenen Fläche.
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Wenn die Bewegungen der Stützfläche und der visuellen Einfassung
gleich der Verlagerung des Individuums aus der
Gleichgewichtsposition sind, werden Stützflächeneingangsreize, die zur Bestimmung
der Verlagerung des Körperschwerpunkts aus dem Gleichgewicht
nützlich sind, eliminiert. Wenn die Stützflächenbewegungen einem
Bruchteil der Verlagerung des Individuums aus dem Gleichgewicht
entsprechen, sind die Stützflächeneingangsreize von dem in Kontakt
mit der Fläche stehenden Körper- oder Gliederteil in ihrer
Amplitude reduziert, jedoch nicht vollständig eliminiert. Durch
Vergleichen der Fähigkeit der Person zum korrekten Fühlen der
Position und zum Minimieren spontaner Verlagerungen aus der
eingenommenen Gleichgewichtsposition unter Verwendung eines Bruchteils der
Stützflächeneingangsreize von einem Körper- oder Gliederteil, ist
es möglich, das Ausmaß zu bestimmen, in dem die Person in der Lage
ist, Stützflächeneingangsreize von dem einen Körper- oder
Gliederteil zu empfangen und zu interpretieren.
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Verfahren zum quantitativen Bewerten der Fähigkeit einer Person
zur Durchführung der koordinierten Haltungsbewegungen, die zum
Bewegen des Körpers in eine Gleichgewichtsposition nach einer
kurzen Störung erforderlich sind, waren den Anmeldern bekannt.
Diese beinhalteten die folgenden Verfahrensoffenbarungen zur
Darstellung korrektiver Haltungsbewegungen einer Person, die eine
eingenommene Gleichgewichtsposition beibehält: (1) kurze
Wellenformen von Stützplattenverschiebungen, (2) kurzes Ausüben einer
willkürlichen Kraft auf ein externes Objekt und (3) kurze
Wellenformen von Verschiebungen eines Objekts, das die Person hält.
Diese beinhalteten auch die folgenden Verfahrensoffenbarungen zum
Berechnen von Koordinationsparametern, die in Zusammenhang mit den
korrektiven Haltungsbewegungen der Person stehen: (1) Messen der
Knöcheldrehkraft (funktional äquivalent zu den
Stützflächen-Reaktionskräften), die von den Füßen auf die Stützfläche aufgebracht
wird, und (2) elektromyographisches Aufzeichnen der
Kontraktionsaktivität in ausgewählten Muskelgruppen, die beim Stützen der
Gleichgewichtspgsition der Person beteiligt sind.
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Eine unerwartete Verschiebung einer Stützfläche in horizontaler
linearer Richtung verlagert die Position des Körperschwerpunkts
relativ zu den Punkten der Körperabstützung in die
entgegengesetzte Richtung. Steht die Person zum Beispiel auf einer unerwartet
vor- oder rückwärts verschobenen Stützfläche, wird ein
anteroposteriores Schwanken (AP) des Körperschwerpunkts in der
entgegengesetzten Richtung hauptsächlich um die Knöchelgelenke erzeugt.
Erfolgt die horizontale lineare Verschiebung der Fläche seitwärts
zu einer Seite des Körpers schwankt der Körperschwerpunkt seitlich
zur entgegengesetzten Seite. Hält die Person beim Stehen eine in
der Hand zu haltende Manipulationseinrichtung und zieht oder
drückt diese auf Anweisung in AP- oder seitlicher Richtung,
verlagert sich der Schwerpunkt der Person in die gleiche Richtung wie
die von dieser selbst inituerte Zug- oder Druckbewegung. In allen
genannten Fällen von Störungen muß die Person Muskeln
zusammenziehen, die geeignet sind, den anteroposterioren oder seitlichen
Schwankungsverlagerungen des Körperschwerpunkts zu widerstehen und
den Körper in die eingenommene Gleichgewichtsposition
zurückzubewegen.
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Die Eigenschaften der Muskelkontraktionen eines bestimmten
gestützten Körper- oder Gliederteils werden während dieser
korrigierenden Bewegungen quantifiziert, indem die Verteilung der
vertikalen und horizontalen Kräfte gemessen wird, die von dem gestützten
Teil auf die Fläche ausgeübt werden. Flächen-Reaktionskräfte
werden verwendet, um "Latenz-" und "Stärkeparameter" der aktiven
Reaktion für jedes Körperteil und jede Störungsrichtung zu
berechnen. Die Anmelder haben ein System zum Kategorisieren aktiver
Kraft-Reaktionen entwickelt, welches die Latenz- und
Stärkeparameter für verschiedene Körper- oder Gliederteile und
Störungsrichtungen verwendet. Es wird auch eine Gruppe von Kriterien zum
Unterscheiden zwischen normalen und abnormalen Parametern der
Haltungsbewegung für jedes Körperteil erstellt, die auf den
Latenz- und Stärkevergleichen zwischen den Teilen und den
Störungsrichtungen basiert.
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Den Anmeldern bekannt war auch ein Verfahren, das Messungen der
elektromyographischen (EMG) Aktivität ausgewählter Muskeigruppen,
welche die Gleichgewichtsposition einer Person stützen, verwendet,
um zu bestimmen, welche Muskeln sich zusammenziehen und wann und
in welcher zeitlichen Abfolge sie sich zusammenziehen. Es wurde
ebenfalls eine Gruppe von Kriterien zum Unterscheiden zwischen
normalen und abnormalen Haltungsbewegungen erstellt, die auf den
Zeitsteuerungs- und Struktur-Parametern basierte.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen,
die das Ausmaß der Fähigkeit eines Subjekts, durch Koordinierung
von Muskelreaktionen mit Sinnesinformationen eigenständig eine
Gleichgewichtsposition aufrechtzuerhalten, wobei eine solche
Vorrichtung eine Störvorrichtung zur Störung der
Gleichgewichtsposition des Subjekts und eine Auf zeichnungsvorrichtung zum Erfassen
des Grades kontraktiler Aktivität in mehreren Muskeln beim Versuch
des Subjekts, das Gleichgewicht wiederherzustellen, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine
Analysevorrichtung zur Bestimmung der zeitlichen Ordnung oder
Verteilungsbeziehung einer solchen kontraktilen Aktivität und zur Kategorisierung
der kontraktilen Aktivität des Subjekts auf der Grundlage von
Latenz, Stärke und Verteilung der kontraktilen Aktivität aufweist.
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Die vorliegende Erfindung ist zum Ermitteln des Ausmaßes
verwendbar, in dem eine Person Stützflächeneingangsinformationen von
einem Körper- oder Gliederteil zum Steuern der
Haltungsbewegungsaktivitäten anderer Körper- oder Gliederteile verwenden kann.
Diese Art der Beurteilung ist bei Personen mit asymmetrisch
verteilten Beeinträchtigungen wichtig, da Glieder, die normal
funktionieren, wenn sie Stützflächeneingangsreize von einigen
Körper- oder Gliederteilen verwenden, abnormal funktionieren können, wenn
sie sich auf Stützflächeneingangsreize von anderen Teilen
verlassen. Durch unerwartete Stören der eingenommenen
Gleichgewichtsposition einer Person, während die Stützflächeneingangsreize von
allen Körper- oder Gliederteilen, außer einem, durch
schwankungsbezogene Zustände getrennt sind, kann die Person gezwungen werden,
sich zur Durchführung der gleichen korrigierenden Haltungsbewegung
auf die Stützflächeneingangsreize verschiedener Körper- oder
Gliederteile zu verlassen. Sodann ist es durch Vergleichen von
Parametern der Haltungsbewegungssteuerung für verschiedene Kombinationen
von Störungen und schwankungsbezogenen Zuständen möglich, für
jedes Körper- und Gliederteil diejenigen Gebiete des Körpers zu
identifizieren, deren Stützflächeneingangsreize wirksam zur
Aufrechterhaltung des Gleichgewichts verwendet werden können.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Person (10) steht in einer
Gleichgewichtsposition auf zwei unabhangig voneinander bewegbaren
Stützflächen (11 und 11'). Jede Stützfläche ist um eine Achse (12)
drehbar. Die Person ist derart auf der Stützfläche positioniert,
daß die Rotationsachsen der Stützfläche und der Knöchelgelenke
kolinear sind. Kraftmeßeinrichtungen (13) in den beiden
Stützflächen und eine wahlweise vorsehbare Körperpositions- und
Bewegungsmeßeinrichtung
(17) liefern Messungen, die in funktionalem
Verhältnis zu Verlagerungen der Person aus der eingenommenen
Gleichgewichtsposition stehen. Eine elektromyographische
Ausfzeichnungseinrichtung (18) liefert Informationen über die
Kontraktionsaktivität mehrerer Bein- und Rumpfmuskeln. Die Programmeinrichtung
(14), die in Verbindung mit der Meßeinrichtung steht, überträgt
gemäß einem diagnostischen Protokoll Befehle an
Betätigungseinrichtungen, welche die Stützfläche (15) drehen, die Stützfläche
(16) horizontal verschieben und die wahlweise vorsehbare, in der
Hand zu haltende Manipulationseinrichtung (19) horizontal
verschieben.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nimmt die Person (10)
eine im Gleichgewicht befindliche aufrecht stehende Position ein,
wobei ein Fuß auf jeweils auf einer von zwei benachbarten und
unabhängig drehbaren Stützflächen (11 und 11') angeordnet ist. Wie
in Fig. 2 genauer dargestellt, ist jede Stützfläche unabhängig
derart um eine etwa 5 cm (2 Inch) über der Fläche (12) befindliche
horizontale Achse bewegbar, daß die Zehen auf- oder abwärts (21
und 22) gerichtet sind. Die Person ordnet die Füße derart an, daß
die Rotationsachse der Knöchelgelenke jedes Fußes ungefähr
kolinear mit der Achse der Stützflächendrehung ist. Es werden mittels
der beiden Rotationsbetätiger (15 und 15') voneinander unabhängige
Drehungen der jeweiligen Stützflächen erzeugt. Darüber hinaus
können die beiden Stützflächen mittels eines separaten
Verschiebungsbetätigers (16) zusammen linear vor- oder rückwärts entlang
einer Achse verschoben werden, die zur Drehachse senkrecht ist.
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Um die somatosensorischen Orientierungseingangsreize selektiv von
einem Fuß zu einer Zeit zu entfernen, wird eine Fläche fixiert und
die andere schwankungsbezogen bewegt, indem sie entsprechend einer
gemessenen Größe gedreht wird, die mit den anteroposterioren (AP)
Schwankungsverlagerungen des Körperschwerpunkts der Person (im
folgenden AP-Haltungsorientationswinkel genannt) in Zusammenhang
steht. Eine mit dem AP-Haltungsorientationswinkel in Zusammenhang
stehende Größe wird mittels einer der zahlreichen in Fig. 1
beschriebenen Einrichtungen (13 oder 17) gemessen und an die
Programmeinrichtung (14) weitergeleitet, die sodann, in
Übereinstimmung
mit einem Protokoll, Befehissignale an die beiden
Betatigungseinrichtungen zum Drehen der Stützflächen (15 und 15') und
die Betätigungseinrichtung (16) zum Verschieben der beiden
Stützflächen ausgibt.
-
Bei einer schwankungsbezogenen und einer fixierten Stützfläche
empfängt die Person Stützflächeneingangsreize, die zum Beibehalten
des eingenommenen Gleichgewichts in der AP-Schwankungsrichtung
nützlich sind, nur von dem von der fixierten Fläche gestützten
Bein. Das Ausmaß, in dem die Person in der Lage ist,
Stützflächeneingangsinformationen von dem von der fixierten Fläche gestützten
Bein zu empfangen, wird von der Programmeinrichtung entsprechend
einem Protokoll und unter Verwendung von Messungen berechnet, die
von einer der Meßeinrichtungen (13 oder 17) geliefert werden.
-
Gemäß einem von der Programmeinrichtung verwendeten Protokoll, das
Sense Test Procedure (STP) genannt wird, werden spontane
Veränderungen des AP-Haltungsorientationswinkels gemessen und
anschließend unter vier verschiedenen Zuständen an die Programmeinrichtung
weitergeleitet: (1) beide Stützflächen sind fixiert, (2) beide
Stützflächen sind schwankungsbezogen bewegt und (3 und 4) eine
Fläche ist zu einer Zeit schwankungsbezogen bewegt. Das System zum
Kategorisieren der Fähigkeit der Person zur Verwendung von von
jedem Bein kommenden Stützflächeneingangsreizen basiert auf
Differenzen in dem Ausmaß der Veränderung der
AP-Haltungsorientationswinkelmessung unter den vier verschiedenen
STP-Testzuständen. Veränderungen des AP-Haltungsorientationswinkels in den vier
Testzuständen werden miteinander und mit einem Bereich von Werten
für Gruppen von altersmäßig zusammenpassenden normalen Individuen
verglichen, die unter den selben 4 Bedingungen gehandelt haben. Es
werden Vergleiche unter Verwendung von aus dem Stand der Technik
bekannten Verfahren durchgeführt, um bedeutende Unterschiede
festzustellen. Die auf diesem Protokoll basierenden Kategorien für das
Klassifizieren von abnormalen Leistungen beim Empfangen und
Interpretieren von Stützflächeneingangsreizen sind in der Tabelle I
dargestellt.
TABELLE I
KATEGORIEN FÜR NORMALEN UND ABNORMALEN EMPFANG UND
INTERPRETATION VON STÜTZFLÄCHENEINGANGSREIZEN
-
Legende:
-
NORM Parameterwertbereich für altersmäßig passende normale Personen
-
1, 2 etc. Parameterwert bei der Testbedingung 1, 2 usw.
-
= im wesentlichen äquivalente Parameterwerte
-
> Parameterwert, der wesentlich größer ist als
-
> = Parameterwert, der gleich oder wesentlich größer ist als
-
Wie in Tabelle I dargestellt, wird eine Person in die Kategorie N
eingeordnet (normal), wenn das Ausmaß der Veränderungen des AP-
Haltungsorientationswinkels unter den Bedingungen 1, 3 und 4 im
wesentlichen gleich sind und im dem für altersmäßig entsprechende
normale Personen unter allen vier Bedingungen erstellten Bereich
liegt. Personen in dieser Kategorie können
Stützflächeneingangsreize mit jedem der Beine oder mit beiden Beinen gleich gut
empfangen und korrekt interpretieren. Eine Person wird in die
Kategorie A eingeordnet, wenn das Ausmaß der Veränderungen des
AP-Haltungsorientationswinkels unter den Bedingungen 1, 3 und 4
wesentlich über dem normalen Bereich liegt. Personen in dieser Kategorie
weisen eine gestörte Fähigkeit zum Empfangen und korrekten
Interpretieren von Stützflächeneingangsreizen von beiden Beinen auf.
Liegt das Ausmaß der Veränderungen des
AP-Haltungsorientationswinkels unter der Bedingung 1 im normalen Bereich, unter den
Bedingungen 3 oder 4 aber über dem normalen Bereich, jedoch nicht
unter beiden Bedingungenf verwendet die Person
Stützflächeneingangsreize von einem Bein, jedoch nicht von dem anderen, und die
Person wird in Kategorie B eingeordnet.
-
Fig. 3 zeigt Aufzeichnungen des AP-Haltungsorientationswinkels,
wie er für eine Person der Kategorie N (normal) typisch ist, die
unter den vier Testbedingungen des STP handelt. Jede vertikale
Achse zeigt nach vorn gerichtete (aufwärts) und nach hinten
gerichtete (abwärts) Verschiebungen aus der eingenommenen
Gleichgewichtsposition. Jede horizontale Achse zeigt die Veränderung der
Position des Schwerpunkts im Verlauf der Zeit. Der zeitliche
Verlauf der Verschiebungen im Testvorgang X unter der Bedingung 1 ist
bei 30, unter der Bedingung 2 bei 31, unter der Bedingung 3 bei 32
und unter der Bedingung 4 bei 33 dargestellt. Das Ausmaß der
Verschiebungen aus der eingenommenen Gleichgewichtsposition
(gestrichelte Linien) ist unter der Bedingung 1 (34), der Bedingung 3
(36) und der Bedingung 4 (37) gering, jedoch größer unter der
Bedingung 2 (35). Das Ausmaß der Veränderungen des
AP-Haltungsorientationswinkels unter der Bedingung 2 (35) ist erheblich
größer als unter der Bedingung 1 (34), während die
Winkelveränderungen unter den Bedingungen 1 (34) und 3 (36) sowie 4 (37) gleich
sind.
-
Fig. 4 zeigt Aufzeichnungen des AP-Haltungsorientationswinkels,
wie er für ein Individuum der Kategorie B (unilateral abnormal)
typisch ist. Der zeitliche Verlauf der Verschiebungen im
Testverfahren X unter der Bedingung 1 ist bei 40, die Bedingung 2 bei 41,
die Bedingung 3 bei 42 und die Bedingung 4 bei 43 dargestellt. Das
Ausmaß der Verschiebungen ist ähnlich demjenigen von normalen
Personen unter den Bedingungen 1 (40), 2 (45) und 4 (47). Das
Ausmaß der Verschiebungen ist jedoch unter der Bedingung 3 (46)
erheblich größer als normal. Bei diesem Individuum liegt das
Ausmaß der Veränderung des AP-Haltungsorientationswinkels unter der
Bedingung 3 (46) über dem normalen Bereich und ist größer als
unter der Bedingung 4 (47).
-
Die Fähigkeit von Muskeln eines bestimmten Körper- oder
Gliederteils sich schnell, mit Kraft und Koordination zu kontrahieren,
die zum Ausführen einer effektiven Haltungsbewegung geeignet ist,
wird durch ein von der Programmeinrichtung implementiertes
Protokoll, die Motor Test Procedure (MTP), für jedes Bein separat
erinittelt. Kurze horizontale, lineare Verschiebungen der Stützfläche
in einer Richtung bewegen die Position des Körperschwerpunkts aus
der Gleichgewichtsposition in die entgegengesetzte Richtung.
-
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht einer Person, die eine
eingenommene Gleichgewichtsposition auf einer Stützfläche beibehält, vor und
nach einer rückwärts gerichteten horizontalen, linearen
Verschiebung der Stützfläche. Strichpunktierte Linien zeigen die Position
der Person (10) und der Stützfläche (11) vor der horizontalen
linearen Verschiebung. Durchgezogene Linien zeigen die Position
der Person (10') und der Stützfläche (51) nach der rückwärts
gerichteten horizontalen linearen Verschiebung.
-
Um die Balance im Stehen beizubehalten, muß die Person eine
schnelle Haltungsbewegung zurück in die eingenommene
Gleichgewichtsposition durchführen. Die Eigenschaften der sich ergebenden
Haltungsbewegungen werden ermittelt, indem die von den gestützten
Körper- und Gliederteilen auf die Stützfläche ausgeübten Kräfte
gemessen werden, und durch die mit diesen rapiden
Haltungsbewegungen einhergehenden Muskelkontraktionen.
-
Fig. 6 zeigt die bevorzugte Wellenform der linearen horizontalen
Stützflächenverschiebung (60) zusammen mit typischen
Stützflächenreaktionskräften (61 und 62), die von jedem der beiden Füße einer
frei stehenden normalen Person ausgeübt werden. Bei dem Verlauf 60
zeigt die vertikale Achse die Verschiebung (aufwärts entspricht
rückwärts und abwärts entspricht vorwärts) und die horizontale
Achse zeigt die Zeit. Die Verläufe 61 und 62 zeigen vor- und
rückwärts gerichtete Veränderungen der Position des Zentrums der
vertikalen Kraft (die in funktionalem Zusammenhang mit dem um die
Knöchelgelenkachsen ausgeübten Drehmoment steht), die jeweils vom
rechten und linken Fuß ausgeübt wird. Bei diesen Verläufen zeigen
die vertikalen Achsen Verschiebungen des Zentrums der vertikalen
Kraft (aufwärts entspricht vorwärts und abwärts entspricht
rückwärts), während die horizontalen Achsen die Zeit angeben.
-
Die Anfangszeit der aktiven Kraftreaktion des rechten (63) und des
linken (64) Beins ist durch den abrupten Anstieg der Rate der
Veränderung der anteroposterioren Position des Zentrums der
vertikalen Kraft auf die Stützfläche angegeben. Dieser Parameter der
aktiven Kraftreaktion wird als der Latenzparameter bezeichnet. Die
Kraft der Muskelkontraktion in jedem Bein wird durch die Rate der
Veränderung der anteroposterioren Position des Zentrums der
vertikalen Kraft (65 und 66) nach dem abrupten Beginn der aktiven
Kraftreaktion gemessen. Dieser Parameter der aktiven Kraftreaktion
wird als der Stärkeparameter bezeichnet.
-
Fig. 7 zeigt die Arten der Latenz- und Stärkenabnormalitäten der
Reaktion, die für motorisch gestörte Patienten typisch sind. Der
Verlauf 70 zeigt die kurze Wellenform der rückwärts gerichteten,
horizontalen Verschiebung der Stützfläche gemäß einem bevorzugten
Protokoll. Der Verlauf 71 zeigt die Veränderungen des Zentrums der
vertikalen Kraft in einem Bein eines Individuums mit abnormal
langer Reaktionslatenz (74), jedoch normaler Reaktionsstärke (75).
Der Verlauf 72 zeigt die Veränderungen des Zentrums der vertikalen
Kraft in einem Bein eines Individuums mit normaler Reaktionslatenz
(76), jedoch abnormal geringer Reaktionsstärke (77). Der Verlauf
73 zeigt schließlich die Veränderungen des Zentrums der vertikalen
Kraft in einem Bein eines Individuums mit abnormal langer
Reaktionslatenz (78) und abnormal starker Reaktionsstärke (79). Durch
das Identifizieren von normalen und abnormalen Latenz- und
Stärkeparametern als Funktion des Beins und der Störungsrichtung ist es
möglich, die Verteilung der Haltungsbewegungsabnormalitäten zu
bestimmen.
-
Ein System zum Kategorisieren der Fähigkeit einer Person zur
Durchführung effektiver Haltungsbewegungen mit den beiden Beinen
ist in der Tabelle II beschrieben. Die Abnormalitätskategorien
sind in bezug auf die Latenz- und Stärkeparameter getrennt
beschrieben. Die Kategorien basieren auf zwischen den Beinen und den
beiden Richtungen (vorwärts und rückwärts) der horizontalen,
linearen Verschiebung bestehenden Unterschieden in den gemessenen
Latenz- und Stärkewerten sowie auf dem Vergleich mit
Parameterwerten, die für altersmäßig entsprechende normale Personen erstellt
wurden. Die Bedeutung der Differenzen der Parameterwerte zwischen
den beiden Beinen, den beiden Richtungen und Personengruppen kann
durch aus dem Stand der Technik bekannte statistische Verfahren
bestimmt werden.
TABELLE II
KATEGORIEN FÜR NORMALE UND ABNORMALE
HALTUNGSBEWEGUNGEN
-
Legende:
-
L Latenzparameterwert
-
S Stärkeparameterwert
-
L/R Latenzparameterwert, rechtes Bein
-
+L/R Latenzparameterwert, rechtes Bein,
vorwärts
-
-S/L Stärkeparameterwert, linkes Bein,
rückwärts
-
= im wesentlichen äquivalente Parameterwerte
-
> Parameterwert wesentlich größer als
-
# wesentlich unterschiedliche Parameterwerte
-
NORM Parameterwertbereich für
altersentsprechende normale Personen
-
Entsprechend dem System zur Kategorisierung normaler und
abnormaler Haltungsbewegungen werden Personen in die Latenzkategorie A
eingestuft, deren aktive Reaktionsiatenzen für das linke und das
rechte Bein sowie in der Vor- und Rückwärts-Störungsrichtung im
wesentlichen ähnlich sind, in allen Fällen jedoch einen im
Vergleich mit dem für altersmäßig entsprechende normale
Personengruppen erstellten Wertbereich größeren Wert aufweisen. Diejenigen
Personen werden in die Latenzkategorie B eingeordnet, deren aktive
Kraftreaktionslatenzen in einer bestimmten Störungsrichtung für
das rechte und das linke Bein im wesentlichen ähnlich, jedoch im
gleichen Bein für die beiden Störungsrichtungen wesentlich
verschieden sind. Diejenigen Personen werden in die Latenzkategorie
C eingeordnet, deren aktive Kraftreaktionsiatenzen in einem
bestimmten Bein in beiden Störungsrichtungen im wesentlichen
ähnlich, jedoch für beide Störungsrichtungen zwischen den beiden
Beinen wesentlich verschieden sind. Diejenigen Personen werden in
die Latenzkategorie D eingeordnet, deren aktive
Kraftreaktionslatenzen für beide Beine erheblich voneinander abweichen und
ebenfalls in jedem Bein zwischen den beiden Störungsrichtungen
Unterschiede bestehen. Diejenigen Personen werden in die
Latenzkategorie N eingestuft, deren aktive Kraftreaktionslatenzen bei beiden
Beinen und in beiden Richtungen im wesentlichen ähnlich sind und
in allen Fällen im wesentlichen innerhalb des Wertebereichs
liegen, der fur eine altersentsprechende normale Personengruppe
erstellt wurde.
-
Diejenigen Personen werden in die Stärkekategone A eingeteilt,
deren aktive Reaktionskraftstärken in einer bestimmten
Störungsrichtung im linken und rechten Bein im wesentlichen ähnlich sind,
jedoch im gleichen Bein in den beiden Störungsrichtungen
wesentlich voneinander abweichen. Diejenigen Personen werden in die
Stärkekategone B eingeteilt, deren aktive Reaktionskraftstärken
in einem bestimmten Bein in den beiden Störungsrichtungen im
wesentlichen ähnlich sind, jedoch in bezug auf die beiden
Störungsrichtungen in beiden Beinen erheblich voneinander verschieden
sind. Diejenigen Personen werden in die Stärkekategone C
eingeteilt, deren aktive Reaktionskraftstärken für beide Beine
erheblich voneinander verschieden sind und ebenfalls in einem Bein für
die beiden Störungsrichtungen erheblich unterschiedlich sind.
Diejenigen Personen werden in die Stärkekategone N eingeteilt,
deren aktive Reaktionskraftstärken in beiden Beinen und in beiden
Richtungen hnlich sind und in jedem Fall im wesentlichen
innerhalb des Wertebereichs liegen, der für eine altersentsprechende
normale Personengruppe erstellt wurde.
-
Die zeitliche und räumliche "Struktur" der Muskelkontraktionen
wird aus EMG-Aufzeichnungen gewonnen, von denen Fig. 8 ein
typisches normales Beispiel zeigt. Diese Figur zeigt typische
elektromyographische Verläufe von vier Beinmuskeln einer Person, die
nach einer rückwärts (Verläufe 81-84) und einer vorwärts (Verläufe
85-88) gerichteten horizontalen Verschiebung der Stützfläche das
Gleichgewicht wiedererlangt. Es sind ebenfalls die
Rückstelldrehmomente (891 und 893) und die Winkelamplitude der Schwankung (892
und 894) der Person während des entsprechenden Zeitintervalls von
einer Sekunde nach der Störung dargestellt. Diese Daten
ermöglichen ein einfaches Tabulieren des spezifischen Muskels, der bei
der Korrektur vorwärts gerichteter (Seite A) und rückwärts
gerichteter (Seite B) Schwankungen verwendet wird, der relativen Stärke
solcher Muskelreaktionen und der Zeitsteuerung derselben. Durch
Verfahren mit graphischer Analyse oder durch direktes Berechnen
aus den zugrundeliegenden Signalverläufen können diese
quantifizierenden Daten zum Vergleich mit entsprechenden Daten anderer
Personengruppen schnell analysiert oder angezeigt werden.
-
Die fertige Kompilierung dieser Daten ermöglicht ferner ein
umfassenderes Verständnis der optisch beobachteten Haltungsreaktion
einer Person. Zum Beispiel ist es möglich, das Gleichgewicht, das
aus den geringen, jedoch rechtzeitigen Reaktionen der geeigneten
Muskeln einer Person auf geringe Schwankungsstörungen, wie in Fig.
8 dargestellt, von einem unangebrachten Zusammenziehen aller
Haltungsmuskeln einer Person zu unterscheiden, die keine normale
Koordination aufweist. Bei geringfügigen Störungen würde das
allgemeine mechanische Versteifen der Letztgenannten zu einem
Stabilitätsgrad führen, der bei einfacher visueller Untersuchung
klinisch normal erscheinen könnte. Die dynamische Korrelation von
Stützbewegungen, Muskelsignalverläufen und normalen Reaktionen
erlaubt eine schnelle Differenzierung solcher Zustände und würde
zum sofortigen Aussondern der abnormalen Person für weitere
Untersuchungen im klinischen Rahmen führen.
-
Die Verwendung der Erfindung zur Berechnung zeitlicher und
räumlicher Parameter der Muskelkoordination ist in Fig. 9 dargestellt,
in der zusammen gemittelte EMG-, Drehmoment- und
AP-Schwankungsaufzeichnungen
des weniger betroffenen und des spastischen Beins
einer halbseitig spastisch gelähmten Person in Reaktion auf
vorwärts gerichtete Schwankungsstörungen dargestellt sind. Vorwärts
gerichtete schwankende Drehungen des Körpers um die Fußgelenke
wurden in dem weniger betroffenen Bein durch Kontraktionen des
streckenden Wadenmuskels (Aufzeichnung 91) kompensiert, Latenz 97
+/- 5 msek (Durchschnitt +/- s.V.). Mechanisch gekoppelte
Bewegungen der Hüfte wurden durch Zusammenziehen des synergistischen
Kniesehnenmuskels stabilisiert (Aufzeichnung 92), wobei im
Durchschnitt 26 +/- 12 msek (Durchschnitt -/- s.V.) später als im
Wadenmuskel begonnen wurde. Die Abfolge der Aktivierung der Muskel,
beginnend distal an der Basis auf der Stütze und sich proximal von
der Stütze wegbewegend, ist in Fig. 9 durch den nach rechts
gerichteten Pfeil dargestellt, der die relativen Latenzen des
Wadenmuskels und der Kniesehnenmuskeln in Beziehung setzt, während die
relativen Stärken der Wadenmuskel- und der
Kniesehnenmuskelkontraktion während der ersten 75 msek der Reaktion (numerisches
Integral der EMG-Signale) durch die schattierten Flächen 911 bzw.
921 dargestellt sind. Diese zeitliche und räumliche Strukturierung
der EMG-Reaktion auf vorwärts gerichtete Schwankungsstörungen ist
gleich derjenigen, die bei normalen Erwachsenen und normalen
Jugendlichen zwischen 1,5 und 10 Jahren zu beobachten ist.
-
Das Muster der Kontraktion in Muskeln des spastischen Beins, das
in Fig. 9 dargestellt ist, war von dem zuvor dargestellten
erheblich verschieden. Die Latenz der Wadenmuskeireaktion (Aufzeichnung
95) war langsamer (145 +/- 13 msek) und die Folge der Aktivität
war zeitweilig umgekehrt, das heißt, sie begann in den
Kniesehnenmuskeln (Aufzeichnung 96) und strahlte distal zur Basis der
Stütze, wie durch den negativen Sequenzwert (-31 +/- 25 msek) und den
nach links weisenden Pfeil angegeben, der die relativen Latenzen
des Wadenmuskels und der Kniesehnenmuskeln in Zusammenhang bringt.
Es sei darauf hingewiesen&sub1; daß eine darauffolgende Aktivierung des
hinteren Schienbeinmuskels (Aufzeichnungen 93 und 97) sowie des
Quadriceps (Aufzeichnungen 94 und 98), die Antagonisten sind,
welche beim Abbremsen der Rück-Schwankbewegung verwendet werden,
in dem nicht betroffenen Bein beginnend an der Basis der Stütze
und anschließend aufwärts ausstrahlend erfolgte, während die
umgekehrte
Sequenz der Aktivierung der Antagonisten erneut in Muskeln
des spastischen Beins zu beobachten war.
-
Verfahren zum Quantifizieren von drei Parametern der
Muskelkoordination, und zwar separat in dem weniger betroffenen und in dem
spastischen Bein, sind unter der Überschrift "Struktur" unterhalb
der EMG-Verläufe eingeführt. Bei der Parameterisierung der
zeitmäßigen Strukturierung der Reaktion geben positive
"Zeitsteuerungswerte" (bei 901 dargestellt) des weniger betroffenen Beins an, daß
die Aktivitat in den Knöchelgelenksmuskeln (am nächsten an der
Basis der Stütze) begonnen hat und sodann proximal zu den oberen
Beinsynergisten ausstrahlte. Im Gegensatz dazu stellen die
negativen Werte der Kontraktion des spastischen Beins (bei 902
dargestellt) die entgegengesetzte Abfolge der Aktivierung von proximal
nach distal dar. Bei der Parameterisierung der räumlichen
Strukturierung der Reaktion quantifiziert die Standardabweichung von dem
durchschnittlichen Wadenmuskel-/Kniesehnenmuskel-Verhältnis den
Grad der Lixation in den relativen Aktivierungsstärken der
distalproximalen Synergisten während der ersten 75 msek der Reaktion.
Ein weiterer Parameter, das
Schienbeinmuskel-/Wadenmuskel-Verhältnis, charakterisiert den Grad der zusätzlichen Aktivierung des
antagonistischen Knöchelmuskels während dieses Reaktionsintervalls.
Im Vergleich zu dem weniger betroffenen Bein (leere Balken bei
903) waren die Verbindungen zwischen den Synergisten des
spastischen Beins (schattierte Balken bei 904) 3,5 mal so variabel
(größere s.V. des Kniesehnenmuskel-/Wadenmuskel-Verhältnis) und der
Grad der Koaktivierung des Antagonisten war mehr als zweimal so
hoch (größeres Schienbeinmuskel-/Wadenmuskel-Verhältnis).
-
Ähnliche Ergebnisse wurden für diese Person erzielt, wenn diese
rückwärts gerichteten Schwankungsstörungen ausgesetzt wurde (die
Stützfläche wurde nach vorn verschoben). Als Parameter, die die
zeitliche und die räumliche Struktur automatischer
Haltungsanpassungen an solche Störungen quantifizieren, aus den
EMG-Aufzeichnungen gewonnen wurden, war die Verteilung der normalen und der
abnormalen Parameter mit der in Fig. 9 dargestellten identisch.
Verglichen mit dem weniger betroffenen Bein, war die zeitliche
Reihenfolge der Aktivierung im spastischen Bein umgekehrt, die
Verbindung zwischen den Synergisten war weitaus variabler und das
Ausmaß der Koaktivierung der Antagonisten war größer.
-
Es ist möglich, die Sense und die Motor Test Procedure derart zu
kombinieren, daß die Fähigkeit zur Verwendung von
Stützflächeneingangsreizen eines Beins zur Durchführung von Haltungsbewegungen
in dem anderen Bein selektiv bewertet werden kann. Diese
Kombination von Testverfahren ist nützlich, um geringfügigere Formen von
abnormaler sensorischer Verarbeitung und Bewegungskoordination bei
denjenigen Personen zu erkennen, deren Latenz- und Stärkeparameter
innerhalb des normalen Bereichs (Kategorie N) liegen, wenn beide
Beine nützliche Stützflächeneingangsreize empfangen. Diese
Verfahren werden kombiniert, indem die Motor Test Procedure für die
Bedingungen 3 und 4 der Sense Test Procedure wiederholt wird. (Es
sei darauf hingewiesen, daß die Motor Test Procedure normalerweise
nur unter der Bedingung 1 der Sense Test Procedure durchgeführt
wird.) Bei jeder Wiederholung der Motor Test Procedure werden
Verfahren wiederholt, die mit den in Zusammenhang mit den Fign. 6
und 7 und der Tabelle II beschriebenen identisch sind, um
Latenz- und Stärkekategorien als Funktion der Bedingung des sensorischen
Tests zu erkennen.
-
Bei denjenigen Personen, deren Motor Test Procedure-Ergebnisse
keine Asymmetrien der Latenz- (Kategorie A oder N) oder
Stärkeparameter (Kategorie N) zeigen, kann eine weitere Gruppe von
Kriterien erstellt werden, um zwischen Kategorien der normalen und
abnormalen Verteilung von Stützflächeneingangsreizen zu
unterscheiden. Die Kategorien der sensorischen Verteilung basieren auf
den Unterschieden in den Latenz- und Stärkekategorien der Motor
Test Procedure zwischen Versuchen, die unter den Bedingungen 1, 3
und 4 des Sense Test Procedure durchgeführt wurden. Erneut können
aus dem Stand der Technik bekannte statistische Verfahren zum
Identifizieren bedeutender Differenzen der Parameterwerte
verwendet werden. Ein erfindungsgemäßes System zur Erstellung von
Kategorien für normale und abnormale sensorische Verteilung ist in der
Tabelle III aufgezeigt.
Tabelle III
Kategorien für normale und abnormale
Verteilung von Stützflächeneingangsreizen
-
Legende:
-
L Latenzparameter
-
S Stärkeparameter
-
A B C D N Kategorien
-
= Parameter liegt in der Kategorie
-
Wie in der Tabelle III dargestellt, wird eine Person in die
Kategorie A (bilateral abnormal) der sensorischen Verteilung
eingeordnet, wenn sie laterale oder direktionale Asymmetrien der Latenz
und der Stärke (Motor Test Kategorien A oder N) aufweist, wenn die
Motor Test Procedure unter der sensorischen Bedingung 1
durchgeführt wird, jedoch entweder eine oder eine Kombination aus
lateraler und direktionaler Asymmetrie (Motor Test Kategorien B, C oder
D) beim Test unter sowohl der sensorischen Bedingung 3, als auch
der Bedingung 4 zeigt.
-
Eine Person wird in die Kategorie B (von rechts nach links
abnormale
sensorische Verteilung) eingeordnet,
-
wenn sie keine lateralen oder direktionalen Asymmetrien der Latenz
und Stärke zeigt (Motor Test Kategorien A oder N), wenn die Motor
Test Procedure unter den sensorischen Bedingungen 1 und 3
durchgeführt wird, jedoch entweder eine oder eine Kombination aus
lateraler und direktionaler Asymmetrie beim Test nach dem gleichen
Verfahren unter der sensorischen Bedingung 4 zeigt. Eine Person
wird in die Kategorie C (von links nach rechts abnormale
sensorische Verteilung) eingeordnet, wenn sie keine lateralen oder
direktionalen Asymmetrien der Latenz und Stärke zeigt (Motor Test
Kategorien A oder N), wenn die Motor Test Procedure unter den
sensorischen Bedingungen 1 und 4 durchgeführt wird, jedoch entweder eine
oder eine Kombination aus lateraler und direktionaler Asymmetrie
beim Test nach dem gleichen Verfahren unter der sensorischen
Bedingung 3 zeigt. Schließlich wird eine Person in die Kategorie N
(normale sensorische Verteilung) eingeordnet, wenn sie keine
lateralen oder direktionalen Asymmetrien der Latenz und Stärke zeigt
(Motor Test Kategorien A oder N), wenn die Motor Test Procedure
unter den sensorischen Bedingungen 1, 3 und 4 durchgeführt wurde.
-
Einige Personen können nicht in der Lage sein, ihr Gleichgewicht
im Stehen beizubehalten, wenn die Stützfläche eines Fußes mit
einheitlicher Verstärkung schwankungsbezogen bewegt wird. Es ist
daher manchmal erforderlich, die Motor Test Procedure derart zu
modifizieren, daß die Verstärkungen der schwankungsbezogenen
Bewegung von einer Einheit auf einen Bruchteil derselben reduziert
wird. Diese Veränderung liefert einer Person mit schlechterem
Gleichgewicht ausreichende Stützflächeneingangsinformationen, um
stehen zu bleiben. In anderen Fällen können die Anforderungen des
Tests für eine Person mit außergewöhnlich gutem Gleichgewicht
erhöht werden, indem die Verstärkung der schwankungsbezogenen
Bewegung
über die Einheit angehoben wird.
-
Es ist ebenfalls möglich, die Sense Test Procedure derart zu
modifizieren, daß eine einfachere Vorrichtung zum Identifizieren von
normalen und abnormalen Parametern des Empfangens und korrekten
Interpretierens von somatosensorischen Orientierungsinformationen
verwendet werden kann. Es wird entweder eine Stützfläche zu einer
Zeit oder beide Flächen gleichzeitig derart vorgesehen, daß sie um
eine Drehachse nachgeben, die zu den Knöchelgelenken kolinear ist.
Die Nachgiebigkeit wird erreicht, indem die Drehbewegung der
Fläche mit einem nachgiebigen Element eingeschränkt wird. Das
nachgiebige Element kann rein elastische Eigenschaften aufweisen, wie
zum Beispiel eine Feder, oder auch eine Kombination von
elastischen und viskosen Eigenschaften, wie zum Beispiel eine Feder mit
Fluiddämpfer. Von dem Beim auf die Stützfläche ausgeübte Kräfte
bewegen das nachgiebige Element und drehen so die Fläche.
-
Es ist möglich, die Motor Test Procedure derart zu modifizieren,
daß die Fähigkeit zur Durchführung von Haltungsbewegungen bewertet
wird, während die Person sich zum Aufrechterhalten der Balance nur
auf jeweils ein Bein verläßt. In Fig. 10 nimmt die Person (101)
eine stehende Gleichgewichtsposition ein, wobei ein Bein auf einer
Fläche (102) abgestützt ist, die länger als der Fuß ist, und das
andere Bein auf einer Fläche (103) abgestützt ist, die im
Verhältnis zur Fußlänge kurz ist. Diese Veränderung der Ausbildung der
Stützflächen ermöglicht der Person weiterhin, das Gewicht mit
beiden Füßen gleichermaßen zu tragen, verhindert jedoch
Veränderungen der anteroposterioren Position der Mitte der vertikalen
Kraft (äquivalent zur Ausübung eines Knöcheldrehmoments) in dem
von der verkürzten Stützfläche getragenen Bein. Durch Wiederholen
der Motor Test Procedure, wobei ein Fuß zu einer Zeit von einer
verkürzten Stützfläche gestützt wird, und durch Bestimmen von
Latenz- und Stärkeparameterwerten für jedes Bein, ist es möglich,
das in der Tabelle II beschriebene System zur Erstellung von
Kategorien für normale und abnormale Haltungsbewegungskontrolle erneut
anzuwenden.
-
Es ist ferner möglich, die Motor Test Procedure derart zu
modifizieren, daß die Fähigkeit zur Durchführung von Haltungsbewegungen
ermittelt wird, wobei die Person jeweils auf einem Bein ruht, ohne
daß die Ausbildung der Stützfläche verändert wird. Nach diesem
Ausführungsbeispiel nimmt die Person eine Gleichgewichtsposition
ein, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Person wird
angewiesen, auf der Stelle zu gehen, indem sie zunächst einen Fuß und
dann den anderen über die Stützfläche hebt. Die Person wird kurzen
Wellenformen von horizontalen linearen Verschiebungen der
Stützfläche ausgesetzt, die mit Phasen des Zyklus des Gehens auf der
Stelle zusammenfallen, in denen die Person von einem Bein gestützt
wird. Die Eigenschaften der sich ergebenden, von dem stützenden
Bein erzeugten Haltungsbewegungen werden gemessen und unter
Verwendung des Systems zum Kategorisieren normaler und abnormaler
Haltungsbewegungskontrollen nach Tabelle II kategorisiert.
-
Ein von der Programmeinrichtung verwendetes Protokoll, die In-
Place Stepping Motor Test Procedure, weist die folgenden Vorgänge
auf: (1) Die Person nimmt eine stehende Gleichgewichtsposition auf
zwei unabhängigen Stützflächen ein. (2) Die Person geht auf der
Stelle. (3) Eine Größe, die mit der von jedem Bein auf dessen
Stützfläche ausgeübten vertikalen Kraft zusammenhängt, wird
gemessen und an die Programmeinrichtung weitergeleitet. (4) Auf der
Grundlage der Messungen der vertikalen Kraft erkennt die
Programmeinrichtung eine Zeitspanne, während der die Person von einem Bein
gestützt ist, und gibt, gemäß einem diagnostischen Protokoll,
einen Befehl an die Betatigungseinrichtung aus, um eine kurze
Wellenform einer horizontalen linearen Verschiebung der
Stützfläche zu erzeugen. (5) Die Eigenschaften der sich daraus ergebenden
Haltungsbewegung zurück in das Gleichgewicht werden durch
Verfahren bestimmt, die den in Zusammenhang mit dem Motor Test Protokoll
beschriebenen Verfahren ähnlich sind. (6) Die Schritte 4 und 5
werden wiederholt, bis Messungen für alle Kombinationen von
vor- und rückwärts gerichteten horizontalen und linearen Verschiebungen
der Stützflächen und der Stütze des linken sowie des rechten Beins
erfolgt sind. (7) Es werden die Latenz- und Stärkeparameterwerte
für jedes Bein und für jede Verschiebungsrichtung unter Verwendung
von Verfahren bestimmt, die den in Zusammenhang mit dem Motor Test
Protokoll beschriebenen Verfahren ähnlich sind. (8) Die
Haltungsbewegungen des linken und des rechten Beins werden gemäß in
der Tabelle II beschriebenen Kriterien kategorisiert.
-
Es ist möglich, die Motor Test Procedure derart zu modifizieren,
daß die Fähigkeit der Person zur Durchführung von
Haltungsbewegungen in den beiden Beinen für Haltungsbewegungen in seitlicher
Richtung separat auswertbar sind. Dieses Ausführungsbeispiel ist
in Fig. 11 dargestellt, die eine Rückansicht einer Person
darstellt, die eine eingenommene Gleichgewichtsposition auf einer
Stützfläche vor und nach einer seitlichen Verschiebung der
Stützfläche beibehält. Gestrichelte Linien zeigen die Position der
Person (111) und der Stützfläche (112) vor der linearen
Verschiebung, und durchgezogene Linien zeigen die Position der Person
(111') und der Stützfläche (112') nach der seitlichen horizontalen
linearen Verschiebung. Die Person steht senkrecht zur Achse der
horizontalen linearen Verschiebung der Stützfläche. Eine kurze
Wellenform der horizontalen linearen Verschiebung der Stützfläche
in einer Seitenrichtung (von 112 nach 112') verschiebt den
Körperschwerpunkt in bezug auf die Stützfläche in die
entgegengesetzte Seitenrichtung (von 111 nach 111').
-
Gemäß einem bevorzugten Protokoll zeigt Fig. 12 eine Wellenform
von kurzen lateralen&sub1; horizontalen, linearen Verschiebungen der
Stützfläche und entsprechende Bahnen der Reaktionskraft, die von
den Füßen einer typischen normalen Person auf die Stützfläche
ausgeübt werden. Die kurze Wellenform der horizontalen, lateralen
Verschiebung der Stützfläche ist durch die Verläufe 121 (nach
links) und 123 (nach rechts) dargestellt. Bei diesen Verläufen
zeigen die vertikalen Achsen die Verschiebungen (aufwärts
entspricht rechts, abwärts entspricht links) und die horizontalen
Achsen zeigen die Zeit. Die Verläufe 122 und 124 zeigen
Veränderungen in der seitlichen Position des Zentrums der vertikalen
Kraft, die von dem rechten und dem linken Fuß in Reaktion auf nach
links oder nach rechts erfolgende laterale, horizontale, lineare
Verschiebungen ausgeübt werden. Bei diesen Verläufen zeigen die
vertikalen Achsen die Verschiebungen des Zentrums der vertikalen
Kraft (aufwärts entspricht rechts, abwärts entspricht links) und
die horizontalen Achsen zeigen die Zeit. Die Latenzen des
Einsetzens der aktiven Kraftreaktionen sind für die Verschiebungen nach
links (125) und nach rechts (127) dargestellt. Die Stärken der
aktiven Kraftreaktionen sind durch die Raten der Zunahme der
aktiven Kraft bei der Verschiebung nach links (126) und nach rechts
(128) dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Latenz- (125
und 127) und die Stärkeparameter (126 und 128) für die
Veränderungen der Position des Zentrums der vertikalen Kraft nach rechts und
links berechnet werden, indem dieselben Verfahren verwendet
werden, die bei den in Fig. 6 gezeigten Aufzeichnungen der
Veränderungen der Position des Zentrums der vertikalen Kraft nach vorn
oder hinten verwendet werden.
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Es ist bei der Motor Test Procedure möglich, alternative
Einrichtungen zu verwenden, um kurze anteroposteriore und laterale
Verschiebungen der Person aus der eingenommenen
Gleichgewichtsposition zu erzeugen. Die Person kann angewiesen werden, mit einer
Hand einen Griff zu ergreifen, und es wird eine kurze Wellenform
einer horizontalen linearen Verschiebung des Griffs erzeugt.
Alternativ kann die Person instruiert werden auf Anweisung gegen den
Griff zu drücken oder an ihm zu ziehen.
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Wie in Fig. 13A dargestellt, kann die Person instruiert werden,
bei Beginn eines Tons willkürlich an dem Griff 55 zu ziehen oder
diesen zu drücken. Solches durch einen Ton ausgelöstes
willkürliches Ziehen oder Drücken ist eine Bewegung, die den
Körperschwerpunkt vor- oder zurückbewegt, jedoch in einer Weise, die von einer
im Vergleich zur horizontalen linearen Verschiebung der
Stützflächen sehr verschiedenen Anordnung der sensorischen Eingangsreize
begleitet ist. Ungeachtet großer Unterschiede in der Art, in der
Haltungsanpassungen zum Beispiel in den in diesem Absatz
beschriebenen Fällen erkannt werden, können die Koordinationsparameter
durch Verwendung von Verfahren bestimmt werden, die den in
Zusammenhang mit den Störungen durch horizontale lineare Verschiebungen
beschriebenen Verfahren ähnlich sind.
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Es ist verständlich, daß die Erfindung in zu der beschriebenen
Weise analoger Art auf verschiedenartigen Gebieten Anwendung
finden kann. Zum Beispiel wird die in den Fign. 13A und 13C
dargestellte Manipulationseinrichtung 55 horizontal bewegt, kann
jedoch, wie in den Fign. 13B und 13D gezeigt, in einer zur AP-
Schwankungsebene orthogonalen Ebene bewegt werden, d.h., seitlich.
Obwohl sich die Fign. 8 und 9 auf die Verwendung von Beinmuskeln
beziehen, können ferner Muskeln der Arme oder anderer Körperteile
in geeigneten Tests in zu den zuvor dargestellten Verfahren
analoger Weise als Haltungsmuskeln angesehen werden.
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