DE2941991A1

DE2941991A1 - Vorrichtung zum darstellen von kaumuskelaktivitaeten

Info

Publication number: DE2941991A1
Application number: DE19792941991
Authority: DE
Inventors: Haruyasu Mitani; Eiko Mushimoto
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1980-04-30
Also published as: JPS5554936A; US4355645A; DE2941991C2

Description

-A-

PAF 957

Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho

680 Higashihama Minami-machi, Fushimi-ku, Kyoto-shi,

Japan

Vorrichtung zum Darstellen von Kaumuskelaktivitäten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Darstellen von Aktivitäten der Kaumuskulatur und insbesondere eine Vorrichtung, die es ermöglicht, auf visuellem Wege eine gründliche Kenntnis der Muskelaktivitäten zu vermitteln, indem das elektromyographische Potential (EMG-Potential) der Kaumuskulatur während des Kauvorgangs gemessen und optisch dargestellt wird.

Aufgenommene Nahrung wird durch das Zusammenwirken der Zähne und die Kaumuskulatur gekaut, zu der die äußeren Kaumuskel, die Schläfenmuskel usw. gehören. Bei Personen, die Prothesen tragen und insbesondere bei Vollprothesenträgern kommt es leicht zu abnormalen und unausgewogenen Scherbewegungen, die zu Ermüdung und Störungen des Kausystems führen.

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Von Zahnärzten gegebene Vorschläge und Instruktionen, wie derartige unausgewogene Kaubewegungen zu korrigieren sind, führten zu keinen befriedigenden Ergebnissen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, auf wissenschaftlicher Basis für eine Korrektur von unausgeglichenen Kaubewegungen der erläuterten Art durch Beobachtung und Praxis des Patienten zu sorgen, d.h. eine Vorrichtung, die es erlaubt, einen Träger von künstlichen Zähnen aufgrund der visuellen Biorückkopplung an ausgeglichene Kaubewegungen zu gewöhnen. Die Vorrichtung soll es ferner gestatten, auf physiologische Weise andere abnormale Okklusionsmuster zu korrigieren.

Erfindungsgemäß werden EMGs der Kaumuskulatur als Medium für die Erfassung der Koordinationsmuster der Muskel benutzt und sichtbar gemacht, indem sie in Licht umgewandelt und optisch dargestellt werden. Bekanntlich ist das EMG-Potential um so größer, je größer die Muskelanspannung ist. Um so kleiner die Spannung ist, desto kleiner wird die Größe des EMG-Potentials. Erfindungsgemäß wird die Größe des EMG-Potentials als unterscheidende Anzeige benutzt. Wenn das Koordinationsmuster der Muskeln bei vollem Mund beobachtet wird, ist normalerweise das Potential an dem kauseitigen äußeren Kaumuskel am größten und an den anderen Muskeln kleiner. In diesem Falle ist ein Koordinationsmuster des EMG-Potentials, das für das Zusammen-

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wirken von zahlreichen Muskeln ideal ist, bereits bekannt. Die erfindungsgemäße Darstellung von vier Kaumuskelaktivitäten eignet sich für die Korrektur der Koordinationsmuster des Patienten durch Vergleich seiner Kaubewegungen mit diesem idealen Muster.

Eine Vorrichtung zum Darstellen von Aktivitäten der Kaumuskulatur ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von'Elektrodengruppen, die jeweils aus einem Paar von rechten und linken Elektroden bestehen und beidseits an den Oberflächen der äußeren Kaumuskel und der Schläfenmuskel zwecks Erfassung von EMG-Potentialen während des Kauvorgangs anbringbar sind, einen Signalwandler zum Umwandeln der mittels der Elektroden erfaßten EMG-Potentiale in elektrische Wiedergabesignale, einen Lichtumsetzer zum Umsetzen der Wiedergabesignale in Licht und eine Displayanordnung zur Darstellung der Lichtumsetzersignale in Wiedergabezeilen aus lichtemittierenden Komponenten, die unabhängig voneinander für jede der Elektroden vorgesehen sind, wobei die Displayanordnung im unmittelbaren Sichtbereich des Patienten anordenbar ist.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeich-

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nungen zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Blockschaltbild,

das erkennen läßt, wie das EMG-Potential, das auf die mittels der Elektroden erfaßte Okklusion zurückgeht, in Form von sichtbarem Licht dargestellt wird,

Fig. 2 Signaldarstellungen für die Blöcke

nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung für

den Einsatz der Vorrichtung nach der Erfindung.

Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sie sich an das normale Lichtnetz anschließen läßt, um nicht nur in der zahnärztlichen Praxis, sondern auch zuhause benutzt werden zu können. Entsprechend Fig. 3 wird das Gerät über eine Netzleitung 5 an eine gewöhnliche Stromquelle, insbesondere das Lichtnetz, angeschlossen. Der Gerätekörper 1 wird auf einen Tisch oder eine andere flache Unterlage aufgesetzt. Der Gerätekörper 1 ist an seiner Frontseite mit einem Sichtgerät 11 ausgestattet, das eine Displayanordnung C aufweist. Ein EMG-Verstärker 7 ist über Kabel 6 mit dem Sichtgerät 11 verbunden. Zwei Gruppen von

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Elektroden 8 und 9, von denen jede Gruppe bei der veranschaulichten Ausführungsform aus zwei rechten und zwei linken Elektroden besteht, stehen über Kabel 10 mit dem EMG-Verstärker 7 in Verbindung. An der einen Seite des Gerätekörpers 1 befinden sich ein Netzschalter 4, ein Schalter 3 zun Einstellen der Anzahl der Kaubewegungen und ein Umschalter 2 für den Verstärkungsfaktor. Bei dem Schalter 3 handelt es sich um einen Wählschalter, der es erlaubt, eine Anzeige für jede Kaubewegung, ständige Kaubewegungen für eine bestimmte Anzahl von Malen und ständige Kaubewegungen während einer gewissen Zeitdauer zu erhalten. Mittels des Umschalters 2 kann der Verstärkungsfaktor für das EMG-Potential entsprechend den Unterschieden gewählt werden, die sich hinsichtlich der Kaubewegungen und dementsprechend der EMG-Potentiale zwischen den einzelnen Patienten ergeben. Die Displayanordnung C weist jeweils zwölf lichtemittierende Dioden 12, 13, 14 und 15 auf, die zeilenweise derart geradlinig angeordnet sind, daß für jede der Elektroden 8 und 9 eine unabhängige Anzeige in den vier Zeilen L,, L-, L-, und L-erfolgen kann. Die Elektroden 8 und 9 werden paarweise am Patienten P im Bereich der äußeren Kaumuskel und der Schläfenmuskel angebracht. Das von dort abgeleitete EMG-Potential wird durch den EMG-Verstärker 7 in ein elektrisches Signal umgesetzt und über die Kabel 6 einem elektrischen Signalwandler A im Gerätekörper 1 zugeführt. Das vom Signalwandler A abgegebene elektrische Signal geht an einen Licht umsetzer B. Dessen Ausgangssignal wird in Abhängigkeit von der Größe des EMG-Potentials in Form einer unterscheidbaren Lichterscheinung darge-

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stellt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform erfolgt die Darstellung mit Hilfe der Dioden 12, 13, 14, 15 in jeder Zeile L,, L-/ L-j, L, in Form eines Segments einer lichtemittierenden Linie von variabler Länge, die von der Größe des EMG-Potentials abhängt, das von jeder der Elektroden 8, 9 erfaßt wird. Das heißt, die Stärke der Okklusion wird als Länge des Segments einer lichtemittierenden Linie wiedergegeben. Das die Displayanordnung C aufweisende Sichtgerät 11 wird an einer Stelle angeordnet, wo der Patient P, bei dem die Elektroden 8, 9 im Bereich der äußeren Kaumuskel und Schläfenmuskel angebracht sind, das Sichtgerät 11 unmittelbar beobachten kann. Beispielsweise befindet sich das Sichtgerät 11 an einer Stelle, auf die der in einem Stuhl sitzende Patient P unmittelbar blickt. Der Patient P kann daher den Zustand der Okklusion auf der linken bzw. der rechten Seite anhand der Längen der lichtemittierenden Segmente der Zeilen L,, L- und L₃, L- visuell beurteilen. Auf diese Weise wird der Patient P in die Lage versetzt, selbst die Korrektur der Kaubewegungen durch Beobachtung der Displayanordnung C zu üben. Mittels des Schalters 3 wird gewählt, ob die Stärke der Kaubewegungen für jede einzelne Kaubewegung oder für jeweils eine bestimmte Anzahl von Malen (beispielsweise 3 mal) einer ständigen Kaubewegung oder für den Mittelwert innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer (beispielsweise 1 min) angezeigt wird. Wird wegen Unterschieden der Stärke der Kaukraft zwischen einzelnen Personen die Displayanordnung C zu wenig oder zu stark ausge-

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steuert, läßt sich der Verstärkungsfaktor mittels des Umschalters 2 passend einstellen. Um die mittels der Displayanordnung gewonnene optische Darstellung mit einem idealen Okklusionsmuster zu vergleichen, braucht nur eine Vorlage vorhanden zu sein, die zuvor über die Displayanordnung C für das ideale Okklusionsmuster kopiert wurde.

Im folgenden seien anhand der Fign. 1 und 2 die elektrischen und optischen Maßnahmen von der Ableitung des EMG-Potentials bis zu der visuellen Anzeige dieses Potentials erläutert.

Die Blöcke 0 bis V der Fig. 1 bilden den Signalwandler A zur Umwandlung des EMG-Potentials in ein darzustellendes elektrisches Signal, während die Kurven 0 bis V in Fig. 2 die Signale erkennen lassen, die an den Blöcken 0 bis V der Fig. 1 auftreten. Das über die Elektroden 8, ? aufgenommene EMG-Potential wird gleichstrommäßig verstärkt und über einen Bandpaß gegeben, wobei vor allem Signalkomponenten unter 10 Hz und über 600 Hz ausgefiltert werden, bei denen es sich um Störkomponenten handeln kann. Danach erfolgen eine Vollweggleichrichtung (einschließlich Phasenumkehrung), eine Demodulation und eine Integration zu einem Anzeigesignal, das in den Lichtumsetzer B eingegeben wird. Dabei ist die Wirkungsweise der Blöcke 0 bis V an sich bekannt, so daß dazu keine weitere Erläuterung notwendig ist. Die Integralkurve ist in Form einer Kurve fUr drei EMG-Potentiale dargestellt. Es versteht sich,

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daß eine Anzeige der EMG-Potentialgröße für eine einzige Kaubewegung sowie eine Anzeige der mittleren Größe des EMG-Potentials für ständige Kaubewegungen innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne zu Kurven führen, die von denjenigen in Fig. 2 abweichen. Die betreffende Schaltungsanordnung kann mit Mitteln zum Löschen des Integrationswertes nach dem Integrieren von drei EMG-Potentialen entsprechend Fig. 2 ausgestattet sein, so daß zusätzlich zu den drei EMG-Potentialen kein viertes EMG-Potential aufintegriert wird. Der Lichtumsetzer B ist zweckmäßig in Form einer bekannten integrierten Schaltung aufgebaut, welche die lichtemittierenden Dioden ansteuert, wobei in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung eine entsprechende Anzahl von Dioden veranlaßt wird, Licht abzugeben. So sind bei der Displayanordnung C Gruppen von lichtemittierenden Dioden 12, 13, 14, 15 vorhanden, die jeweils zwölf in Zeilen L,, L-/ L~ und L. angeordnete Dioden umfassen. Die Anzahl der Dioden, die innerhalb jeder Zeile Licht emittieren hängt von der Größe des EMG-Potentials ab. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die visuelle Darstellung in Form einer Folge von geraden Linien erfolgt, so daß beispielsweise in der Zeile L, sechs nebeneinanderliegende Dioden 12 von links nach rechts aufleuchten, während beispielsweise in der Zeile L₃ acht Dioden 14 Licht emittieren. Dabei ändert sich die aufleuchtende Segmentlänge einer Zeile in Abhängigkeit von der Okklusionsstärke. Für Übungszwecke hat es sich als besonder« zweckmäßig erwiesen, wenn die Anzeige so erfolgt, daß sie

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vom Patienten P leicht beobachtet und bequem erfaßt werden kann. Dafür eignen sich insbesondere Darstellungen in Form von Liniensegmenten variabler Länge. Die Darstellung ist jedoch auf die veranschaulichte Ausführungsform nicht beschränkt, Beispielsweise kann die Größe des EMG-Potentials durch die Verschiebung einer einzelnen als Lichtpunkt aufleuchtenden Diode angezeigt werden, so daß etwa für einen bestimmten Fall nur die vierte Diode von links aufleuchtet und die Lichterscheinung dann zu der siebten Diode wandert. Neben einer geradlinigen Darstellung kommen auch konzentrische, rechteckige und andere Darstellungsweisen in Betracht.An Stelle von lichtemittierenden Dioden kann beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige oder ein Fernsehmonitor vorgesehen sein. Es kann aber auch mit anderen elektrooptischen Wiedergabeeinrichtungen gearbeitet werden. Im übrigen lassen sich auch der Signalwandler A und der Lichtumsetzer B in abgewandelter Form aufbauen.

Die erläuterte Vorrichtung erlaubt es dem Patienten P durch optische Rückkopplung über ein Darstellungsgerät Kenntnis von der eigenen Okklusion zu erhalten, was von hohem Nutzen ist, um das Angewöhnen einer unausgeglichenen Okklusion zu verhindern oder rückgängig zu machen und um abnormale Okklusionsmuster durch entsprechende Übung zu vermeiden. Die mit der Vorrichtung erzielte Art der Darstellung erwies sich im Vergleich zu den bisher praktizierten mündlichen Unterweisungen

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als sehr viel anschaulicher und wirkungsvoller.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT LMI-L.-1NC. CERHAP.Q SCHWAN ELFENSTRASSE 32 · D-8000 MÜNCHEN 83 29Λ1991 PAF 957 Ansprüche

1./ Vorrichtung zum Darstellen von Aktivitäten der Kaumuskulatur, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Elektrodengruppen (8, 9), die jeweils aus einem Paar von rechten und linken Elektroden bestehen und beidseits an den Oberflächen der äußeren Kaumuskel und der Schläfenmuskel zwecks Erfassung von EMG-Potentialen während des Kauvorgangs anbringbar sind, einen Signalwandler (A) zum Umwandeln der mittels der Elektroden (8, 9) erfaßten EMG-Potentiale in elektrische Wiedergabesignale, einen Lichtumsetzer (B) zum Umsetzen der Wiedergabesignale in Licht und eine Displayanordnung (C) zur Darstellung der Lichtumsetzersignale in Wiedergabelinien (L, bis L.) aus lichtemittierenden Komponenten (12 bis 15), die unabhängig voneinander für jede der Elektroden (8, 9) vorgesehen sind, wobei die Displayanordnung (C) im unmittelbaren Sichtbereich des Patienten (P) anordenbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sichtgerät (C) gelieferte Wiedergabe die Größe des EMG-Potentials für jeden Muskel anzeigt.

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FERNSPRECHER: 089/601203» · KABEL: ELECTR1CPATENT MÜNCHEN

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sichtgerät (C) gelieferte Wiedergabe die Größe des EMG-Potentials anzeigt, die von einer vorgegebenen Anzahl von kontinuierlichen Kauvorgängen abgeleitet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sichtgerät (C) gelieferte Wiedergabe die mittlere Größe des EMG-Potentials eines kontinuierlichen Kauvorgangs während einer bestimmten Zeitdauer anzeigt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Komponenten (12 bis 15) von lichtemittierenden Dioden einer Flüssigkristallanzeige und/oder einem Fernsehmonitor gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Komponenten (12 bis 15) für jede Wiedergabelinie (L₁ bis L₄) in Form einer geraden Zeile angeordnet sind und eine Änderung der EMG-Potentialgröße in Form eines Zeilensegments von variierender Länge wiedergebbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Komponenten (12 bis 15) für jede Wiedergabelinie (L₁ bis L₄) in Form einer

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geraden Zeile angeordnet sind und eine Änderung der EMG-Potentialgröße in Form einer Verlagerung nur einer lichtemittierenden Komponente bezüglich der Lichtemissionsstelle wiedergebbar ist.

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