BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Kniebandage gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Zum prophylaktischen Schutz des Kniegelenks, aber auch zur Unterstützung der Funktion eines leicht oder schwerer geschädigten oder des alternden Knies, dienen aller Art Knie-Bandagen und -Orthesen. Kniebandagen unter Stützen durch ihre elastische Wirkung den Band- und Muskelapparat, während die Knieorthesen mit nicht-elastischen, knochenfunktionsähnlich starren Elementen Band- und Muskelapparat des Knies noch zusätzlich festigen und unterstützen sollen. Scharnierstellen von Orthesen sind jedoch schwierig zu plazieren und vor allen Dingen in den Bewegungsablauf einzubringen. Ein sich beugendes Knie verhält sich jedoch nicht wie ein einfaches Scharnier mit einem festen Drehpunkt, vielmehr verschiebt sich dieser kontinuierlich beim Abrollen des Condylus, was biomechanisch sehr schwierig nachbildbar ist.
So bewähren sich immer noch die elastischen Unterstützungsmechanismen in Form von Bandagen aller Art.
Es ist nun das Ziel der Erfindung eine Knie-Bandage zu schaffen, deren elastische Zugwirkungen den Band- und Muskelapparat des Knies gezielter unterstützen, als dies bei einfachen elastischen Kniebandagen der Fall ist.
Dieses Ziel wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 erreicht.
Die Erfindung geht von folgender Idee aus. Der Anteil der knöchernen Führung ist beim Kniegelenk trotz markanter Zug-, Druck- und Torsionsbelastungsfähigkeit recht gering, die Hauptbelastung wird vom passiven Band- und vom aktiven Muskelapparat getragen, welche das Kniegelenk zusammenhalten . Dazu haben sich nebst einfachen, direkten Verbindungen wie bspw. das Ligamentum collaterale, auch mehr oder weniger stark gekreuzte Verbindungen wie bspw. das Ligamentum - cruciatum anterius im Zusammenspiel mit dem Ligamentum - cruciatum posterius (Kreuzbänder) als stärker oder wie die menisci. als schwächer gekreuzte Verbindungen. Während die steiler gekreuzten Kreuzbänder im Bereich zwischen den - Kondylen angeordnet sind, umschlingen die schwächer gekreuzten Menisken die Kondylen im Aussenbereich.
Die kollateralen Bänder sowie das Ligamentum patallae mit dem Tendo quadricipitis (Kniescheibensehne) verbinden die Femur mit der Tibia und Fibula in direkter Verbindung. Alle diese schräg bis gerade verlaufenden Verbindungen werden in praktisch jedem Belastungsfall, Zug-, Druck-, Rotätionsbelastung und Mischformen davon, in ihrem Zusammenspiel optimal belastet. Diesen Mechanismus echt nachbildende Kniebandagen kann es aus Anordnungsgründen nicht geben, aber durch Projektionen dieses biologischen Halte-Apparates an die Gelenkperipherie mit dem Verlauf der Projektion folgenden elastischen Bänder, lässt sich eine sehr gute Gelenkhilfe realisieren.
Projiziert man bspw. die Lage der Kreuzbänder lateral und/oder medial sowie anterior und/oder posterior, so können elastische Bänder einer Kniebandage diesen Projektionen nachgeführt werden oder in einer Vereinfachung folgt die Bandführungeinzelnen Resultierenden von Projektionen.
Ein herstellungsmässig besonders einfaches, aber biomechanisch sehr wirksames Ausführungsbeispiel wird nun anhand der nachfolgenden Figuren eingehend diskutiert.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Kniegelenk mit den hervorgehoben dargestellten Kreuzbändern.
Figur 2 zeigt schematisch ein angewinkeltes Kniegelenk von der Seite und
Figur 3 von vorne, mit eingezeichneten Projektionen u.a.
der Kreuzbänder.
Figur 4 zeigt eine danach gearbeitete Kniebandage in räumlicher Anordnung und
Figur 5 dieselbe auseinandergelegt.
Figur 6 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der Kniebandage.
Der Längsschnitt gemäss Figur 1 zeigt hervorgehoben einen Teil des anatomischen Bandapparates, nämlich die Kreuzbänder, im Schnitt durch die Fossa, also zwischen den Kondylen der Femur 1 und der Tibia 2. Sichtbar ist das vordere Kreuzband 10 und das hintere Kreuzband 11, die vor dem Condylus medialis 12 liegen. Die Patella (Kniescheibe) 4 ist zwischen Tibia und Femur durch die Kniescheibensehne 13 und die Sehne 14 des Trizeps in ihrer Lage gehalten.
Die Fibula 3 ist in Figur 1 nicht eingezeichnet.
Figur 2 zeigt nun die Konturen einer Röntgenaufnahme eines Kniegelenks in leichter Beugestellung bei tibio-fibularem Strahlengang. Darin eingezeichnet sind Projektionen der Kreuzbänder 10, 11 und die kollateralen Bänder 15. Mit 10' sind die ungefähren Ansatzstellen des vorderen und mit 11' des hinteren Kreuzbandes bezeichnet. Ferner sind Projektionen der Kniebandage darübergezeichnet, nämlich die Schenkelmanschetten 20, 21 und die Diagonalbänder 22. 23.
Im gezeigten Beispiel greift das Diagonalband 22 an der Stelle M medial (zwischen den Beinen) an und verläuft schräg nach unten unter der Kniescheibe vorbei zur Stelle L, wo das Diagonalband 22 dann lateral (Knieaussenseite) verankert ist. Das andere Diagonalband 23 verläuft von der Knienus- senseite schräg nach unten zur Knieinnenseite. In der abstrakt gezeigten Projektion fallen die Diagonalbänder zusammen.
Figur 3 zeigt die Konturen einer Röntgenaufnahme des ungefähr gestreckten Knies bei anterio-posteriorem Strahlengang mit denselben Projektionen des Bandapparates und der Kniebandage wie in Figur 2. Gut zu sehen sind nun die Bandage-Diagonalbänder 22 und 23, wie sie sich unter der Kniescheibe kreuzen. Bei beiden Figuren 2 und 3 erkennt man den gleichsinnig ähnlichen Verlauf der Bandage-Diagonalbänder 22, 23 mit den Kreuzbändern 10, 11 des Kniegelenks, die so durch die Zugwirkung der elastischen Bandage Bänder im Belastungsfall teilentlastet werden. Dies ist auch beim gebeugten Knie der Fall (Figur 2).
Der diagonale Verlauf der Diagonalbänder unterstützt die Haltewirkung des Band- und Muskelapparat des Kniegelenks bei Rotationsbewegungen zwischen Femur und Tibia; bei den Kreuzbändern entlastet das Bandage-Diagonalband 22 bspw. das hintere Kreuzband 11 und das Bandage-Diagonalband 23 das vordere Kreuzband 10. Direkt werden auch die kollateralen Bänder 15 in ihrer torsionshemmenden Wirkung unterstützt.
Ferner bewirken die rund um Ober- und Unterschenkel laufenden Schenkelmanschetten, durch Druck auf die Schenkel Muskeln eine indirekte aktive Unterstützung der muskulären Verbindungsstellen im Kniegelenk. Damit ist eine sozusagen zweifache Wirkung erreicht, nämlich die aktive und passive Unterstützung des Muskel- und Bandapparates.
Im Gegensatz zu den im Handel erhältlichen Kniebandagen, die ihre Stützfunktion nur durch Querdruck ausüben, bewirkt die vorliegende Konstruktion durch den Zug der Diagonalbänder auch eine ausgeprägte Stützwirkung in der Längsrichtung.
Als Quasi-Resultierende von weiteren Bandapparateteilen des Kniegelenks, bspw. der fast im Bein längsverlaufenden kollateralen Bänder mit den fast zum Beim quer verlaufenden, wenig schräg stehenden Menisken, werden diese durch die Diagonalbänder der Kniebandage ebenfalls unterstützt. Die gezeigte Ausführungsform hat, wie gezeigt eine bemerkenswerte biomechanische Wirkung auf das Kniegelenk.
Ferner besticht die gezeigte Ausführungsform durch einen relativ einfachen Aufbau, der keine herstellungstechnischen Probleme mit sich bringt. Wie Figur 4 zeigt, besteht diese Kniebandage aus zwei Schenkelmanschetten 20, 21, die hier in einer offenen Version mit Verschlussbändern 25 dargestellt sind, und aus zwei an den Schenkelmanschetten befestigten gekreuzten Diagonalbändern 22 und 23. Die Schenkelmanschetten sind in der Regel für Ober- und Unterschenkel verschieden gross, entweder einstellbar, bspw. mittels dem praktischen Klettenverschluss, oder fest, durch ungeteilte Manschetten zum Hineinschlüpfen. Die elastischen Bänder sind vorzugsweise so gewoben, dass sie sich durch verschiedene Elastizitätsstärken der Ränder auch in der Bandebene krummziehen lassen. Solche Bänder sind in verschiedenen Stärken im Handel erhältlich.
Die in Figur 4 gezeigte Kniebandage hat für den Tragkomfort ausserdem noch folgende Vorteile. Zwischen der Kreuzungsstelle der Diagonalbänder und der Schenkelmanschette ist eine freie Stelle P als Patellaführung für die Kniescheibe vorhanden. Die Kniescheibe ist, nebst dass sie besser geführt ist, auf diese Weise keinem Druck in Richtung Gelenk ausgesetzt ist, was bei den üblichen Kniebandagen durchaus der Fall ist. Dieser sonst unvermeidliche Druck wird bei Schlupibandagen bspw. durch lockeres Stricken möglichst gering gehalten, bei der Kniebandage gemäss Erfindung ist dies nicht mehr nötig. Ferner ist die erfindungsgemässe Kniebandage im Bereich der Kniekehle vollständig offen, sodass auch bei maximaler Durchbeugung, bspw. in der Hocke, keine störende Faltenbildung zu befürchten ist.
Figur 5 zeigt die Kniebandage von Figur 4 in seiner offenen Form. Es ist unmittelbar einzusehen, dass hier, trotz anspruchsvoller topologischer Verhältnisse der um das bewegte Kniegelenk anliegenden Bandage, einfache herstellungstechnische Verhältnisse vorliegen. Die ganze Bandage kann gemäss dieser Ausführungsform im Flachnähverfahren gefertigt werden. Die Schenkelmanschetten 20 und 21 werden in der gewünschten den Unter- und Oberschenkeln angepassten Länge zugeschnitten. Die Längs-Elastizität des Bandes ist bspw. an den Aussenseiten 3 l, 32 geringer, damit sich die Manschetten dem konischen Verlauf der Schenkel entsprechend anpassen.
Ebenso kann man mit den Diagonalbändern 22, 23 verfahren, die übereinandergelegt gekreuzt an den Stellen 28 mit den Schenkeimanschetten vernäht sind und bspw. an den Seiten 33 einer geringere Elastizität aufweisen als an der anderen Parallelseite. Auf diese Weise schmiegen sich die Diagonalbänder von unten her sanft an die Kniescheibe ohne sie hoch zu drücken.
Die Schenkelnaanschetten sind an ihren Enden offen und mit Befestigungsmitteln 26, 27 versehen. Sehr empfehlenswert sind Bänder mit dem bekannten Klettenverschluss. Auf diese Weise ist die Schenkelmanschette nicht nur mit einem flachen schmiegsamen Verschluss versehen, sondern auch noch in ihrem Umfang je nach normaler oder sportlicher Belastung einstellbar. Ganz nebenbei ist der Klettenverschluss leicht zu schliessen und leicht zu öffnen und seine Haltekraft ist nachweislich erprobt. In Figur 5 sind solche, einfach mit Nähten 29 befestigte Klettenverschlusspaare 26, 27 abgebildet, wobei es.offen bleibt, auch andere Befestigungsmittel wie Schnallen etc. zu verwenden.
Figur 6 zeigt schliesslich eine Ausführungsform, bei der eine der Öffnungen P für die Patella so ausgestaltet ist, dass mit einfachen zusätzlichen Mitteln eine wirksame (verstärkte) Patellaführung möglich ist. Mit einem im Bereich der Öffnung P angeordneten Ring 35, bspw. aus Gummi, Silikon o.ä. bestehend, der mit, hier an der Ober- und Unterschenkelmanschette befestigten, Bändern gehalten ist, lässt sich die verstärkte Patellaführung recht einfach realisieren. Figur 6 zeigt noch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Kniebandage mit einer längeren Oberschenkelmanschette und einer kürzeren Unterschenkelmanschette, wie dies bei den üblichen anatomischen Gegebenheiten des Beines angebracht ist.
Als Verschlussmittel sind hier Ösen 38 gezeichnet, in welche die Bandenden 39 eingeschlauft werden können.
Die Bemessungen der Länge der Diagonalbänder und der Kreuzungswinkel richten sich nach anatomischen Erfordernissen aus. Auch ist es möglich neben einer gemäss statistischen anatomischen Abmessungen ausgelegten Standard-Kniebandage , die mehr zur Prophylaxe gedacht ist, mit Hilfe der gezeigten Projektionsmethode auch spezielle posttraumatische Laxitäten individuell auszugleichen. Die Führung von weiteren Bändern zwischen den Schenkelmanschetten, bewirkt zusätzliche Hilfsfunktionen und die spezielle Ausgestaltung der verwendeten Bänder bezüglich Schnitt und bezüglich Elastizitätsgradienten im Band, öffnet weitere Möglichkeiten zur verfeinerten Ausgestaltung der Kniebandage gemäss Erfindung.
DESCRIPTION
The invention relates to a knee brace according to the preamble of independent claim 1.
All types of knee supports and orthoses are used for prophylactic protection of the knee joint, but also to support the function of a slightly or severely damaged or aging knee. The elastic effect of knee supports supports the ligaments and muscles, while the knee orthoses are supposed to additionally strengthen and support the ligaments and muscles of the knee with non-elastic, rigid elements similar to bone functions. However, hinge points of orthoses are difficult to place and, above all, can be incorporated into the movement process. A bent knee, however, does not behave like a simple hinge with a fixed pivot point, rather it moves continuously as the condyle rolls, which is very difficult to reproduce biomechanically.
So the elastic support mechanisms in the form of bandages of all kinds are still proving their worth.
It is now the aim of the invention to provide a knee bandage, the elastic tensile effects of which support the ligament and muscle apparatus of the knee in a more targeted manner than is the case with simple elastic knee bandages.
This aim is achieved by the characterizing features of independent claim 1.
The invention is based on the following idea. The proportion of bony guidance in the knee joint is quite low despite the striking tensile, compressive and torsional load capacity, the main load is borne by the passive ligament and the active musculoskeletal system, which hold the knee joint together. In addition to simple, direct connections such as the collateral ligament, there are also more or less crossed connections such as the anterior cruciate ligament in combination with the posterior cruciate ligament (cruciate ligament) as stronger or as the menisci. than weakly crossed connections. While the steeper crossed cruciate ligaments are arranged in the area between the condyles, the weakly crossed menisci surround the condyles in the outer area.
The collateral ligaments and the ligamentum patallae with the tendo quadricipitis (patellar tendon) connect the femur with the tibia and fibula in a direct connection. All these inclined to straight connections are optimally loaded in their interaction in practically every load case, tensile, compressive, rotational loads and mixed forms thereof. This mechanism cannot really simulate knee supports, but by projecting this biological holding device onto the joint periphery with the elastic bands following the projection, very good joint support can be achieved.
If, for example, the position of the cruciate ligaments is projected laterally and / or medially as well as anteriorly and / or posteriorly, elastic ligaments of a knee brace can be tracked to these projections or, in a simplification, the ligament guidance follows individual results of projections.
An embodiment that is particularly simple in terms of production but is very biomechanically effective will now be discussed in detail with reference to the following figures.
Figure 1 shows a longitudinal section through a knee joint with the cruciate ligaments shown highlighted.
Figure 2 shows schematically an angled knee joint from the side and
Figure 3 from the front, with projections drawn in, among other things.
of the cruciate ligaments.
Figure 4 shows a knee brace worked afterwards in a spatial arrangement and
Figure 5 the same apart.
Figure 6 shows an advantageous embodiment of the knee brace.
The longitudinal section according to FIG. 1 shows highlighted part of the anatomical ligament apparatus, namely the cruciate ligaments, in a section through the fossa, that is, between the condyles of the femur 1 and the tibia 2. The anterior cruciate ligament 10 and the posterior cruciate ligament 11, which are in front of the Medial condyle 12. The patella (patella) 4 is held in position between the tibia and the femur by the patella tendon 13 and the tendon 14 of the triceps.
The fibula 3 is not shown in FIG. 1.
FIG. 2 now shows the contours of an X-ray image of a knee joint in a slightly bent position with a tibio-fibular beam path. Projections of the cruciate ligaments 10, 11 and the collateral ligaments 15 are shown therein. 10 'denotes the approximate attachment points of the anterior cruciate ligament and 11' of the posterior cruciate ligament. Furthermore, projections of the knee brace are drawn over it, namely the thigh cuffs 20, 21 and the diagonal bands 22, 23.
In the example shown, the diagonal band 22 engages medially (between the legs) at the point M and runs obliquely downward under the kneecap to the point L, where the diagonal band 22 is then anchored laterally (outside of the knee). The other diagonal band 23 runs obliquely downwards from the knee-nut side to the inside of the knee. In the abstract projection shown, the diagonal bands collapse.
FIG. 3 shows the contours of an x-ray of the approximately stretched knee with an anterio-posterior beam path with the same projections of the ligament apparatus and the knee bandage as in FIG. In both Figures 2 and 3 you can see the similarly similar course of the bandage diagonal bands 22, 23 with the cruciate ligaments 10, 11 of the knee joint, which are thus partially relieved by the tensile action of the elastic bandage bands in the event of a load. This is also the case with the knee bent (Figure 2).
The diagonal course of the diagonal ligaments supports the holding effect of the ligament and muscle apparatus of the knee joint during rotational movements between the femur and tibia; In the case of the cruciate ligaments, the bandage diagonal ligament 22 relieves, for example, the posterior cruciate ligament 11 and the bandage diagonal ligament 23 the front cruciate ligament 10. The collateral ligaments 15 are also directly supported in their torsion-inhibiting effect.
Furthermore, the thigh cuffs that run around the thighs and lower legs provide indirect active support for the muscular connection points in the knee joint by applying pressure to the thigh muscles. This has a double effect, so to speak, namely the active and passive support of the musculoskeletal system.
In contrast to the commercially available knee bandages, which only perform their supporting function by means of transverse pressure, the present construction also produces a pronounced longitudinal support by pulling the diagonal bands.
As a quasi-resultant of other parts of the knee, such as the collateral ligaments that run almost longitudinally in the leg with the menisci that run almost obliquely, the diagonal ligaments of the knee brace also support them. As shown, the embodiment shown has a remarkable biomechanical effect on the knee joint.
Furthermore, the embodiment shown impresses with a relatively simple structure that does not involve any manufacturing problems. As shown in Figure 4, this knee brace consists of two thigh cuffs 20, 21, which are shown here in an open version with fastening straps 25, and two crossed diagonal straps 22 and 23 attached to the thigh cuffs. The thigh cuffs are generally for upper and Lower legs of different sizes, either adjustable, for example using the practical Velcro fastener, or fixed, using undivided cuffs for slipping in. The elastic bands are preferably woven in such a way that they can also be bent in the plane of the band due to the different elastic strengths of the edges. Such tapes are commercially available in various strengths.
The knee brace shown in Figure 4 also has the following advantages for comfort. Between the crossing point of the diagonal bands and the thigh cuff, there is a free point P as a patella guide for the patella. In addition to being better guided, the kneecap is not exposed to pressure in the direction of the joint, which is quite the case with the usual knee supports. This otherwise unavoidable pressure is kept as low as possible in the case of slip bandages, for example by loose knitting, in the knee bandage according to the invention this is no longer necessary. Furthermore, the knee brace according to the invention is completely open in the area of the hollow of the knee, so that even with maximum deflection, for example when crouching, there is no fear of any annoying wrinkling.
Figure 5 shows the knee brace of Figure 4 in its open form. It is immediately apparent that, despite the challenging topological conditions of the bandage around the moving knee joint, there are simple manufacturing conditions. According to this embodiment, the entire bandage can be manufactured using the flat sewing method. The thigh cuffs 20 and 21 are cut to the desired length adapted to the thighs and thighs. The longitudinal elasticity of the band is less, for example on the outer sides 3 l, 32, so that the cuffs adapt to the conical shape of the legs.
The same can be done with the diagonal bands 22, 23, which are crossed and sewn at points 28 with the leg sleeves and, for example, have less elasticity on the sides 33 than on the other parallel side. In this way, the diagonal straps gently nestle against the kneecap without pushing it up.
The thigh ankle cuffs are open at their ends and provided with fastening means 26, 27. Bands with the well-known Velcro fastener are highly recommended. In this way, the thigh cuff is not only provided with a flat, supple closure, but also its scope can be adjusted according to normal or sporting stress. By the way, the Velcro fastener is easy to close and easy to open and its holding power has been proven. Such Velcro fastener pairs 26, 27, simply fastened with seams 29, are shown in FIG. 5, it remaining open to use other fastening means such as buckles, etc.
FIG. 6 finally shows an embodiment in which one of the openings P for the patella is designed in such a way that effective (reinforced) patella guidance is possible with simple additional means. With a ring 35 arranged in the area of the opening P, for example made of rubber, silicone or the like. existing, which is held here with straps attached to the upper and lower leg cuff, the reinforced patella guide can be realized quite easily. Figure 6 shows an advantageous embodiment of the knee brace with a longer thigh cuff and a shorter lower leg cuff, as is appropriate in the usual anatomical conditions of the leg.
Eyelets 38 are drawn here as closure means, into which the band ends 39 can be looped.
The dimensions of the length of the diagonal bands and the crossing angle are based on anatomical requirements. In addition to a standard knee brace designed according to statistical anatomical dimensions, which is intended more for prophylaxis, it is also possible to individually compensate for special post-traumatic laxities using the projection method shown. The guiding of additional ligaments between the thigh cuffs, brings about additional auxiliary functions and the special design of the ligaments used with regard to the cut and elastic gradients in the ligament, opens up further possibilities for refining the knee support according to the invention.