DE102009034002A1

DE102009034002A1 - Isometric finger tip force measuring device i.e. digitomotograph, for measuring motor-driven deficits of finger of patient, has force sensor, where device detects normal isometric forces with high frequency under isometric conditions

Info

Publication number: DE102009034002A1
Application number: DE102009034002A
Authority: DE
Inventors: Ralf Reilmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: DE102009034002B4

Abstract

The device has a base comprising an isometric force sensor (2) attached below an end (3) of a finger, where the device detects normal isometric forces (7) exerted by the finger with high frequency under isometric conditions. The base and the force sensor are laminarly arranged on a plane that is horizontally aligned or are tilted in all adjustable angular degrees. The force sensor implements force measurement with high measuring frequency of 1 to 2 kilo hertz. A data processing system (5) measures and stored the measured force values over a predetermined time interval. An independent claim is also included for a method for measuring finger tip forces.

Description

Die Erfindung betrifft einen Digitomotographen, d. h. eine Fingerkraft-Messvorrichtung, umfassend eine Platte, auf der die rechte oder linke Hand eines Probanden palmar so abgelegt wird, dass unter dem Fingerendglied ein auf der Platte angebrachter Kraftsensor positioniert ist, der die durch Berührung des Probanden ausgeübte isometrische Kraft des Fingers, genau des Fingerendglieds, kontinuierlich und mit hoher Abtastfrequenz misst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum sensitiven, objektiven und quantitativen Messen von isometrischen Fingerkräften und deren Ableitungen und Schwankungen (Variabilität) mit hoher Frequenz mit Hilfe eines Kraftsensors, insbesondere mit der genannten Vorrichtung.The The invention relates to a digitomotograph, i. H. a finger-force measuring device, comprising a plate on which the right or left hand of a Subjects palmar is placed so that under the finger tip a mounted on the plate force sensor is positioned, the the isometric exerted by the subject's touch Power of the finger, exactly the finger end member, continuously and with high sampling frequency. The invention further relates a method for sensitive, objective and quantitative measurement of isometric finger forces and their derivatives and Fluctuations (variability) with high frequency with help a force sensor, in particular with said device.

In der klinischen Medizin werden Methoden benötigt, mit denen motorische Defizite von Patienten objektiv und quantitativ gemessen und dokumentiert werden können. Diese Methoden können in der Medizin oder Rehabilitation zum Nachweis eines Therapieerfolges oder zur Dokumentation eines Krankheitsverlaufs eingesetzt werden. Motorische Defizite oder Symptome können bei verschiedensten Krankheiten in der Medizin, zum Beispiel des neurologischen Fachgebietes (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf Bewegungsstörungen wie Parkinson'sche oder Huntington'sche Krankheit und Dystonien, Schlaganfall, entzündliche ZNS-Erkrankungen, Tumoren, Neuropathien, Muskelerkrankungen, etc.), des orthopädischen Fachgebietes (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf Radikulopathien) und chirurgischen Fachgebietes (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf Frakturen, Polytraumata) auftreten. Bislang stehen zur Beurteilung des Schweregrades einer Beeinträchtigung der motorischen Funktion meist nur kategorische, klinische Skalen zur Verfügung. Diese weisen eine eingeschränkte Sensitivität auf. Zudem sind sie durch mögliche subjektive Fehler der Bewerter weniger reliabel und reproduzierbar wie objektive, quantitative Verfahren. Der Einsatz der in diesem Patent beschriebenen Fingerkraft-Messvorrichtung und der Verfahren zur Messung der isometrischen Fingerkräfte wird es ermöglichen in der Klinik, Praxis, oder in klinischen Studien, zum Beispiel aber nicht beschränkt auf die Testung neuer Medikamente oder Therapieverfahren, die Effekte der Interventionen objektiv und quantitativ zu erfassen. Hierdurch kann die Behandlung von Patienten und die Validität, d. h. Aussagekraft, von Studien gesteigert werden. Zudem lassen sich durch genauere Messverfahren die benötigten Probandenzahlen für klinische Studien erheblich reduzieren, wodurch Kosten gespart und unnötige Belastungen von Probanden vermieden werden können. Zusätzlich wird eine genauere Messung der motorischen Defizite auch die Erfassung von ersten Defiziten bei Menschen ermöglichen, die das Gen einer Erkrankung in sich tragen, die sich langsam über viele Jahre mit ersten Symptomen manifestiert, zum Beispiel aber nicht beschränkt auf die Huntington'sche Krankheit, bevor Ärzte die Defizite klinisch erfassen, d. h. die Methode kann es ermöglichen Therapiestudien bei Genträgern durchzuführen bevor sie manifest erkrankt sind und damit dazu beitragen Therapien für eine Verzögerung des Krankheitsausbruches zu finden.In In clinical medicine, methods are needed with which Motor deficits of patients measured objectively and quantitatively and can be documented. These methods can in medicine or rehabilitation for evidence of therapeutic success or to document a course of the disease. Motor deficits or symptoms can be present in a variety of diseases in medicine, for example, the neurological field (for Example but not limited to movement disorders such as Parkinson's or Huntington's disease and dystonia, Stroke, inflammatory CNS diseases, tumors, neuropathies, Muscle diseases, etc.), of the orthopedic specialty (for example but not limited to radiculopathies) and surgical specialties (for example, but not limited to on fractures, polytraumata). So far, stand for judgment the severity of impairment of the motor Function usually only categorical, clinical scales available. These have a limited sensitivity. moreover they are due to possible subjective errors of the evaluator less reliable and reproducible as objective, quantitative Method. The use of the finger force measuring device described in this patent and the method for measuring isometric finger forces will make it possible in the clinic, practice, or in clinical Studies, for example but not limited to the testing new drugs or therapeutic procedures, the effects of interventions objectively and quantitatively. This can make the treatment of patients and the validity, d. H. Expressiveness, of Studies are increased. In addition, by more accurate measuring methods can needed trial numbers for clinical trials significantly reduce costs, saving costs and unnecessary Exposure to subjects can be avoided. additionally A more accurate measurement of motor deficits will also capture of first deficits in people who make that possible Gen of a disease in itself, the slowly over For example, many years manifested with initial symptoms not limited to Huntington's disease before doctors clinically detect the deficits, d. H. the method can make it possible Therapy studies in gene carriers to perform before they are manifestly ill and therefore contribute to therapies to find a delay in the onset of the disease.

Aufgrund klinischer Beobachtungen und wissenschaftlicher Studien ist bekannt, dass Patienten mit sensomotorischen Koordinationsstörungen häufig auch Defizite in der Koordination der Fingerbewegungen und der ausgeübten Fingerkräfte aufweisen (wissenschaftliche Literatur: Fellows et al., 1998 ; Gordon and Reilmann, 1999 ; Gordon et al., 2000 ; Muratori et al., 2003 ), die im Verlauf der Erkrankung zunehmen können (wissenschaftliche Literatur: Reilmann et al., 2001 ). Eine klassische klinische Testung der Feinmotorik der Finger besteht in der Beurteilung der Regelmäßigkeit und Geschwindigkeit des Fingertippens, zumeist aber nicht beschränkt auf eine repetitive Flexions- und Extensionsbewegung der Daumen und des Zeigefingers, die mit den Endgliedern aufeinandertippen (englischer Begriff: ”finger tapping”). Die Beurteilung der Leistungsfähigkeit bei der Durchführung dieser Testung erfolgt zumeist durch einen Arzt subjektiv.Based on clinical observations and scientific studies, it is known that patients with sensorimotor coordination disorders also often have deficits in the coordination of finger movements and exerted finger forces (scientific literature: Fellows et al., 1998 ; Gordon and Reilmann, 1999 ; Gordon et al., 2000 ; Muratori et al., 2003 ), which may increase in the course of the disease (scientific literature: Reilmann et al., 2001 ), A classic clinical testing of the fine motor skills of the fingers is the assessment of the regularity and speed of the tiptoe, but usually not limited to a repetitive flexion and extension movement of the thumb and forefinger, which tap together with the end members (English term: "finger tapping") , The assessment of the performance in performing this test is usually subjective by a physician.

Zur objektiven Messung der Frequenz einer Fingertipp-Bewegung wurden bereits Geräte entwickelt und in der wissenschaftlichen Literatur beschrieben, die in Form einer Taste, zum Beispiel einer Taste eines Keyboards eines Computers, oder einer Morsetaste, den Fingerkontakt messen (wissenschaftliche Literatur: Paulsen et al., 2008 ; Taylor Tavares et al., 2005 ). Damit kann die Regelmäßigkeit und die Dauer des Fingerkontakts gemessen werden.To objectively measure the frequency of a fingertip movement devices have been developed and described in the scientific literature, which measure in the form of a key, for example, a key of a keyboard of a computer, or a Morsetaste, the finger contact (scientific literature: Paulsen et al., 2008 ; Taylor Tavares et al., 2005 ), This can measure the regularity and duration of the finger contact.

Bei den unter [0004] genannten Vorrichtungen wird es als Nachteil empfunden, dass die Messung des Fingerkontaktes nicht direkt erfolgt, sondern dem tatsächlichen Fingerkontakt zunächst eine Phase der mechanischen Auslenkung folgt, zum Beispiel der Taste einer Tastatur oder einer Morsetaste über eine gewisse Strecke nach unten, bevor der Kontakt vom Gerät registriert wird, zum Beispiel durch schließen eines elektrischen Kreises. Die Messung der Kontaktzeit eines Fingers und damit auch der Variabilität der Kontaktzeiten ist daher in der Genauigkeit eingeschränkt (sowohl am Anfang als auch am Ende des Fingerkontaktes).at the devices mentioned under [0004] are perceived as a disadvantage that the measurement of the finger contact is not done directly, but the actual finger contact first a phase the mechanical deflection follows, for example the key one Keyboard or a Morsetaste over a certain distance down before the contact is registered by the device, for example, by closing an electrical circuit. Measuring the contact time of a finger and thus the variability the contact times is therefore limited in accuracy (both at the beginning and at the end of the finger contact).

Ferner ermöglichen die unter [0004] genannten Vorrichtungen keine Messung der während des Fingerkontaktes ausgeübten isometrischen Fingerkräfte und ihrer Eigenschaften, wie zum Beispiel Schwankungen, und ermöglichen daher nicht die Messungen vieler durch die in dieser Patentschrift beschriebene Erfindung direkt messbaren oder ableitbaren Messgrößen, die pathologische Veränderungen von Patienten quantitativ und objektiv nachweisen.Further, the devices referred to in [0004] do not permit measurement of the isometric finger forces exerted during the finger contact and their characteristics, such as variations, and therefore do not allow the measurements of many to be made by those in this patent described invention directly measurable or derivable measures that detect pathological changes of patients quantitatively and objectively.

In Abgrenzung zu der in dieser Patentschrift beschriebenen Erfindung basieren mechanische Messvorrichtungen der Fingerkräfte auf einer Auslenkung, d. h. Bewegung der Kontaktflächen, so dass grundsätzlich keine isometrische Messung der Fingerkräfte erfolgen kann. Ferner können durch mechanische Systeme auch keine feinen oder schnelleren Schwankung höherer Frequenz der ausgeübten Kräfte gemessen werden.In Differentiation to the invention described in this patent are based mechanical measuring devices of the finger forces on a deflection, d. H. Movement of the contact surfaces, so basically no isometric measurement of finger forces can be done. Furthermore, by mechanical systems also no fine or faster fluctuation of higher frequency the forces applied are measured.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem nicht invasiv und reproduzierbar ohne Gefahren für den Probanden eine sensitive, objektive und quantitative Messung und Analyse der Eigenschaften der Fingerkräfte und des Fingertippens und der möglichen Störungen der sensomotorischen Koordination unter isometrischen Bedingungen ermöglicht wird.task It is an object of the invention to provide an apparatus and a method with the non-invasive and reproducible without risks for the subjects a sensitive, objective and quantitative measurement and analysis of the properties of the finger forces and the Fingertippens and possible disruptions of sensorimotor coordination under isometric conditions becomes.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit der mit einem isometrischen Kraftsensor ausgestatteten Fingerkraft-Messvorrichtung (Digitomotograph) der gattungsgemäßen Art gelöst. Ebenso wird die Aufgabe und mittels eines Verfahrens zur isometrischen Messung und Analyse der Fingerkräfte, zum Beispiel während des Tippens, gelöst.These Task is according to the invention with the one isometric force sensor equipped finger force measuring device (Digitomotograph) of the generic type solved. Likewise, the task and by means of a method for isometric Measurement and analysis of finger forces, for example during of typing, solved.

Der wesentliche Vorteil bei der erfindungsgemäßen Lösung liegt gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik darin, dass erst mittels eines isometrischen Kraftsensors, der die Messung der Fingerkraft ohne eine Auslenkung der Kontaktfläche und eine damit verbundene Längenänderung der Fingermuskeln ermöglicht, die Kontaktzeiten genau gemessen werden können und auch die während des Fingerkontakts ausgeübten Kräfte objektiv, quantitativ und nicht invasiv, auch in ihrer Entwicklung (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf Rate der Kraftzunahme zu Beginn, Kraftmaximum, Abnahme der Kraft, Integration der Fläche) über die Zeit gemessen werden können.Of the significant advantage in the inventive Solution is opposite to the aforementioned state the technique in that only by means of an isometric force sensor, the measurement of the finger force without a deflection of the contact surface and an associated change in length of the finger muscles allows the contact times can be measured accurately and also those exercised during finger contact Forces objective, quantitative and non-invasive, including in their development (for example but not limited to Rate of force increase at the beginning, force maximum, decrease of force, integration the area) can be measured over time.

Die auf diese Art und Weise gemessenen Kraftwerte gestatten daher eine bessere, genauere, quantitative, objektive und reproduzierbare Auswertung und Bewertung der motorischen Leistungsfähigkeit von Probanden beim Erzeugen von Fingerkräften, zum Beispiel beim Fingertippen.The force values measured in this way therefore permit one better, more accurate, quantitative, objective and reproducible evaluation and assessment of the motor performance of subjects when generating finger forces, for example when finger tapping.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die genannte Vorrichtung eine Datenverarbeitungsanlage umfasst, mittels der die Erfassung und Speicherung der Messwerte ermöglicht wird.Especially it is preferred if the named device comprises a data processing system, by means of the acquisition and storage of the measured values allows becomes.

Mittels einer derartigen Datenverarbeitungsanlage können weiterhin auch mathematische Weiterverarbeitungen der Daten (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf zeitliche Ableitungen oder Fourier Transformation) durchgeführt werden. Mit Hilfe der Datenverarbeitungsanlage können definierte Messgrößen der Fingerkontakte bestimmt werden.through Such a data processing system can continue also mathematical further processing of the data (for example but not limited to temporal derivatives or Fourier transformation) be performed. With the help of the data processing system can define measured variables of the finger contacts be determined.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens, beziehungsweise der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass ein Proband so schnell und regelmäßig wie möglich über einen vorgegebenen Zeitraum mit dem Finger auf den isometrischen Kraftsensor tippt. Es kann dabei zum Beispiel die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tipp-Kraftmaxima ermittelt werden (IPI = Inter Peak Interval); es kann dabei die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Finger-Kontakten auf dem Kraftsensor ermittelt werden (IRI = Inter Response Interval); es kann dabei die Dauer des Fingerkontaktes mit dem Kraftsensor ermittelt werden (TD = Tap Durstion); es kann dabei Tipp-Kraft des Fingers kontinuierlich während des Kontaktes mit dem Kraftsensor gemessen werden (TF = Tap Force).In a preferred embodiment of the method, respectively the device, it is provided that a subject as fast and regularly as possible a predetermined period of time with your finger on the isometric Force sensor types. It can, for example, the time between two consecutive tip-force maxima are determined (IPI = Inter Peak Interval); It can be the time between two consecutive Finger contacts on the force sensor are determined (IRI = Inter Response interval); It may take the duration of the finger contact be determined with the force sensor (TD = Tap Durstion); it can doing tip-force of the finger continuously during contact be measured with the force sensor (TF = Tap Force).

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens, beziehungsweise der Vorrichtung, ist es vorgesehen, dass ein Proband versucht über eine vorgegebene Zeit möglichst synchron mit einer Reihe von Tönen zu tippen, die mit einem definierten festen Abstand (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf eine Intervallzeit von 0.55 Sekunden) präsentiert werden („Metronom-Tippen”). Ferner wird der Proband angewiesen nach Beendigung der Töne das Tippen mit dem Finger mit gleicher Frequenz fortzusetzen. Es kann dabei die Abweichung (Verlängerung oder Verkürzung) der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tipp-Kraftmaxima von der vorgegebenen Intervallzeit (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf 0.55 Sekunden) ermittelt werden (Delta-IPI = Delta Inter Peak Interval); es kann dabei die Abweichung (Verlängerung oder Verkürzung) der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Finger-Kontakten mit dem Kraftsensor von der vorgegebenen Intervallzeit (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf 0.55 Sekunden) ermittelt werden (Delta-IRI = Delta Inter Response Interval); es kann dabei die Abweichung (Verlängerung oder Verkürzung) der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mittelpunkten der Finger-Kontaktzeiten von der vorgegebenen Intervallzeit (zum Beispiel aber nicht beschränkt auf 0.55 Sekunden) ermittelt werden (Delta-MTI = Delta Mean Tap Interval).In a preferred embodiment of the method, respectively the device, it is intended that a subject tries over a given time as synchronously as possible with a row Tapping sounds that have a defined fixed distance (for example, but not limited to an interval time 0.55 seconds) ("Metronome Tap"). Furthermore, the subject is instructed after completion of the tones continue typing with your finger at the same frequency. It can while the deviation (extension or shortening) the time between two consecutive tip force maxima of the predetermined interval time (for example, but not limited to 0.55 seconds) (Delta-IPI = Delta Inter Peak Interval); it may be the deviation (extension or Shortening) the time between two successive ones Finger contacts with the force sensor from the predetermined interval time (for example but not limited to 0.55 seconds) (Delta-IRI = Delta Inter Response Interval); it can do it the deviation (extension or shortening) the time between two consecutive midpoints of the finger contact times of the predetermined interval time (for example, but not limited to 0.55 seconds) (Delta MTI = Delta Mean Tap Interval).

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens, bzw. der Vorrichtung, ist es vorgesehen, dass dem Probanden wenigstens der aktuelle Kraftmesswert visualisiert wird. Hierfür kann die Vorrichtung eine Einheit umfassen, mittels der eine derartige Visualisierung ermöglicht wird, zum Beispiel einen Bildschirm, der in der Datenverarbeitungsanlage eingesetzt wird. Mit einer derartigen Vorrichtung können dem Probanden unterschiedliche Aufgaben gestellt werden, die einer Beurteilung eventueller Defizite der Fingertippkraft zugrunde gelegt werden können.In a preferred embodiment of the method, or the device, it is provided that the subject at least the current force value is visualized. For this purpose, the device may comprise a unit by means of which such a visualization is made possible, for example a screen which is used in the data processing system. With such a device can the subject to different tasks are provided, which can be based on an assessment of any deficiencies of Fingertippkraft.

So kann es beispielsweise gemäß einer bevorzugten Ausführung des erfinderischen Verfahrens vorgesehen sein, dass ein Proband einen vorgegebenen Kraftsollwert mittels des Fingers auf den Kraftsensor über wenigstens ein vorgegebenes Zeitintervall ausüben soll, wobei dem Pobanden der aktuelle Istkraftwert gegenüber dem Sollkraftwert visualisiert wird.So It may, for example, according to a preferred Execution of the inventive method be provided that a subject a predetermined force setpoint by means of the finger to the force sensor over at least a predetermined time interval should exercise, the pobanden the current Istkraftwert is visualized against the desired force value.

Gerade durch die gestellte Aufgabe einen bestimmten Sollkraftwert zu erreichen, ergeben sich in der Kraftmesskurve signifikante Schwankungen, die für eine Auswertung und einen Hinweis auf bestimmte motorische Defizite herangezogen werden können.Just to achieve a certain target force value through the task Significant variations in the force curve, the for an evaluation and an indication of certain motor Deficits can be used.

Hier kann es bevorzugt auch vorgesehen sein, dass ein Proband nacheinander verschiedene Sollkraftwerte ausüben soll, beispielsweise in Stufen ansteigende Kraftwerte, fallende Kraftwerte oder andere beliebige Szenarien.Here it may also be preferred that a subject successively to exercise various desired force values, for example incremental force values, decreasing force values or others any scenarios.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und eine Beschreibung des Verfahrens wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.One Embodiment of the invention Apparatus and a description of the method will be given below explained in more detail with reference to FIGS.

Es zeigen:It demonstrate:

1: die Fingerkraft-Messvorrichtung (Digitomotograph) mit einem isometrischen Kraftsensor (2) und der gewünschten Position des Fingers der auf der Platte (1) aufliegenden Hand (4) relativ zum Kraftsensor – das Fingerendglied (3) ist über dem Kraftsensor (2) lokalisiert. Die Fingertippkräfte (7) können über eine Datenverarbeitungsanlage (5) auf einem Bildschirm (6) dargestellt werden. 1 : the finger force measuring device (digitomotograph) with an isometric force sensor ( 2 ) and the desired position of the finger of the on the plate ( 1 ) resting hand ( 4 ) relative to the force sensor - the finger end member ( 3 ) is above the force sensor ( 2 ) isolated. The fingertip forces ( 7 ) can be accessed via a data processing system ( 5 ) on a screen ( 6 ) being represented.

2: Beispielkurven der Fingertippkräfte (y-Achse Kraft in Newton, x-Achse Zeit in Sekunden), links für „Schnelles-Tippen”, rechts für durch akustische Reize getacktes Tippen („Metronom-Tippen”), von Probanden mit von oben nach unten zunehmenden Defiziten der Koordination der Fingertippkräfte. Die zunehmenden Defizite werden vor allem in Form der Variabilität der Taktung, Variabilität der Dauer, Variabilität der Höhe der Kraftmaxima und Variabilität der Form der Kraft-Messkurven deutlich. 2 Example: Fingertip force curves (y-axis force in Newton, x-axis time in seconds), on the left for fast-typing, on the right for typed-tapping (metronome-typing), on subjects for top-down increasing deficits in the coordination of finger tipping. The increasing deficits are mainly in the form of the variability of the timing, variability of the duration, variability of the height of the force maxima and variability of the shape of the force-measuring curves clearly.

3: Visualisierung einiger beispielhafter Messgrößen, für schnelles Tippen in der oberen Kurve: IPI = Inter Peak Interval = Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tipp-Kraftmaxima; IRI = Inter Response Interval = Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Finger Kontakten auf dem Kraftsensor; TD = Tap Durstion = Dauer des Fingerkontaktes; TF = Tap Force = Tipp Kraft des Fingers. Für Metronom-Tippen in der unteren Kurve: Delta-IPI = Delta Inter Peak Interval = Abweichung (Verlängerung oder Verkürzung) der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tipp-Kraftmaxima von der vorgegebenen Zeit, hier 0.55 Sekunden; Delta-IRI = Delta Inter Response Interval = Abweichung (Verlängerung oder Verkürzung) der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Finger Kontakten mit dem Kraftsensor von der vorgegebenen Zeit, hier 0.55 Sekunden; Delta-MTI = Delta Mean Tap Interval = Abweichung (Verlängerung oder Verkürzung) der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mittelpunkten der Finger Kontaktzeiten von der vorgegebenen Zeit, hier 0.55 Sekunden. 3 : Visualization of some exemplary measures, for fast typing in the upper curve: IPI = Inter Peak Interval = time between two consecutive tip-force maxima; IRI = Inter Response Interval = time between two consecutive finger contacts on the force sensor; TD = Tap Durstion = duration of finger contact; TF = Tap Force = Tip Force of the finger. For metronome tapping in the lower curve: Delta-IPI = Delta Inter Peak Interval = deviation (extension or shortening) of the time between two consecutive taps maxima of the given time, here 0.55 seconds; Delta-IRI = Delta Inter Response Interval = deviation (lengthening or shortening) of the time between two successive finger contacts with the force sensor from the given time, here 0.55 seconds; Delta-MTI = Delta Mean Tap Interval = deviation (lengthening or shortening) of the time between two successive centers of the finger contact times from the given time, here 0.55 seconds.

Als Kraftsensor kann jeder Sensor eingesetzt werden, der eine isometrische Kraftmessung ermöglicht, d. h. dass sich dieser Kraftsensor bei der Ausübung einer Kraft durch den Finger selbst nicht bewegt oder verformt.When Force sensor can be used any sensor that is an isometric Force measurement allows, d. H. that this force sensor in the exercise of a force not moved by the finger itself or deformed.

Als Kraftsensoren können beispielsweise die Multiachsenkraft- und drehmonentsensoren der Firma ATI Industrial Automation eingesetzt werden. Diese Sensoren bieten die Möglichkeit mit hohen Messfrequenzen von bis zu etwa 30 Kilohertz Kraftmessungen automatisiert mit präkalibrierten und temperaturkontrollierten Sensoren durchzuführen, wobei Kraftkomponenten bzw. Drehmomente in jeweils drei Dimensionen erfassbar sind.When For example, force sensors can be multi-axis and torque sensor sensors from ATI Industrial Automation become. These sensors offer the possibility with high Measurement frequencies of up to about 30 kilohertz force measurements automated with pre-calibrated and temperature-controlled sensors perform, with force components or torques can be detected in three dimensions.

Ein derartiger isometrischer Kraftsensor kann über einen Verstärker und einen Analog-Digitalwandler mit einem computergestützten Datenerfassungs- und Datenanalysesystem verbunden werden.One such isometric force sensor can via an amplifier and an analog-to-digital converter with a computer-aided Data acquisition and data analysis system.

Zitierte Nicht-Patent LiteraturQuoted non-patent literature

1. Fellows SJ, Noth J, Schwarz M (1998) Precision grip and Parkinson's disease. Brain 121: 1771-1784 ,
Second Gordon AM, Quinn L, Reilmann R, Marten K (2000) Coordination of Prehensile Forces during. Precision Grip in Huntington's Disease. Exp Neurol 163: 136-148 ,
Third Gordon AM, Reilmann R (1999) Getting a grase of research: does taint testing of parkinsonian patients? Brain 122: 1597-1598 ,
4th Muratori LM, Reilmann R, Gordon AM (2003) Coordinating fingertip forces during precision grassing in multiple system atrophy. Neuropsychologia 41: 1498-1508 ,
5th Paulsen JS, Langbehn DR, Stout JC, Aylward E, Ross CA, Nance M, Guttman M, Johnson S, MacDonald M, Beglinger LJ, Duff K, Kayson E, Biglan K, Shoulson I, Oakes D, Hayden M (2008) Detection of Huntington's disease decades before diagnosis: the Predict HD study. J Neurol Neurosurg Psychiatry 79: 874-880 ,
6th Reilmann R, Kirsten F, Quinn L, Henningsen H, Marder K, Gordon AM (2001) Objective assessment of progression in Huntington's disease: a 3-year follow-up study. Neurology 57: 920-924 ,
7th Taylor Tavares AL, Jefferis GS, Koop M, Hill BC, Hastie T, Heit G, Bronte-Stewart HM (2005) Quantitative measurements of alternating finger tapping in Parkinson's disease correlate with UPDRS motor disability and reveal the improvement in fine motor control from medication and deep brain stimulation. Mov Disord 20: 1286-1298 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Taylor Tavares et al., 2005 [0004]
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- Reilmann R, Kirsten F, Quinn L, Henningsen H, Marten K, Gordon AM (2001) Objective assessment of progression in Huntington's disease: a 3-year follow-up study. Neurology 57: 920-924 [0028]
- Taylor Tavares AL, Jefferis GS, Koop M, Hill BC, Hastie T, Heit G, Bronte-Stewart HM (2005) Quantitative measurements of alternating finger tapping in Parkinson's disease correlate with UPDRS motor disability and reveal the improvement in fine motor control from medication and deep brain stimulation. Mov Disord 20: 1286-1298 [0028]

Claims

Isometric fingertip force measuring device with force sensor comprising a base with a force sensor mounted under the end member of the finger, characterized in that it detects the isometric normal forces exerted by the finger at high frequency under isometric conditions (the base and the force sensor this flat mounted on a plane that is either oriented horizontally or tilted in all imaginable degrees can be attached).

Device according to claim 1, characterized in that that a dynamic isometric force measurement feasible is.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the force sensor force measurements can be carried out with a high measuring frequency, in particular with measurement frequencies of 1 Hz to 30 kHz, preferably 1 kHz to 2 kHz.

Device according to claim 1, characterized in that that it comprises a data processing system by means of which the measured force values at least over a predetermined Time interval can be measured and stored.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the forces exerted the subject during the execution of the derivative on an integrated in the data processing system according to claim 4 Screen can be visualized.

Method for measuring finger tipping forces, in particular with a device according to one of the preceding claims, characterized in that a force that a subject with his Finger isometrically exerts at least one over specified time interval continuously recorded and stored becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a mathematical time derivative or Fourier transformation is made as well as other postprocessing the measured data can be done.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a subject acoustic or visual or stimuli of other qualities as a measure for to be performed Tip movements can be specified with a finger.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that of the subject after the end of the presentation of stimuli according to claim 8 for a predetermined time further the isometric finger tapping forces are measured.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a subject at least the current Measured value can be visualized.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a subject a predetermined desired force value by means of the finger resting on the force sensor tries to exercise at least a predetermined time interval, wherein the subject of the current actual force value compared to the Target force value is visualized.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a subject successively different Attempted to exert nominal force values.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a recorded trace with at least a reference curve is compared.