<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstützung des Rumpfes einer Person gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
In den letzten Jahren gewinnen gesundheitliche Probleme im Bereich der Wirbelsäule an besonderer Bedeutung. Durch die derzeit vorherrschenden Lebensbedingungen werden die Bandscheiben stark belastet, wodurch es beispielsweise zu einem Bandscheibenvorfall kommen kann. Operative Eingriffe zur Behandlung von Bandscheibenproblemen sind relativ aufwendig und naturgemäss mit Nebenwirkungen und Risken verbunden. Insbesondere führt die Versteifung von Abschnitten der Wirbelsäule zur Entlastung der geschädigten Bandscheiben sehr häufig zu Folgeschäden bei Bandscheiben in angrenzenden Bereichen. Aufgrund der obigen Tatsachen ist die Vorbeugung von Schäden von besonderer Bedeutung und auch eine konservative Behandlung von bereits aufgetretenen Schäden durch Methoden der physikalischen Medizin gewinnt ebenfalls an Interesse.
Aus wissenschaftlicher Sicht rücken diesbezüglich dynamische Funktionsabläufe und Regelkreise in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit:
Bei der klinischen Untersuchung von Menschen mit Rückenschmerzen (diese betreffen mittlerweile fast zwei Drittel der Bevölkerung westlicher Industriestaaten) zeigt die bildge- bende Diagnostik (Röntgen, CT) in bis zu 90% der Fälle kein entsprechendes morphologi- sches Substrat. Es handelt sich überwiegend um funktionell-dynamische Störungen und ih- re Folgen.
Die Entdeckung der sogenannten Nozizeptoren (Empfangseinrichtungen bestimmter Zel- len, die z. B. schädliche Einwirkungen weiterleiten ; finden sich in zahlreichen Strukturen, wie etwa den Kapseln der kleinen Wirbelgelenke, im Bandapparat, Bandscheiben, Dorn- fortsatzperiost, usw.).
Eine gute Gewebetrophik (Ernährungszustand, Stoffwechsel im Gewebe), wie sie durch dynamisches Sitzen entsteht, beugt Rückenschmerzen vor.
Bandscheiben (auch Knorpel der Wirbelgelenke) besitzen keine Blutgefässe, die Trophik er- folgt daher durch Diffusion.
Bandscheiben brauchen zur Ernährung und auch zum Abtransport von Stoffwechselpro- dukten einen Flüssigkeitsaustausch (und entsprechende Flüssigkeitsverschiebungen in ih- rem Fasergewebe), der durch eine wechselnde Belastung der Bandscheibe gewährleistet ist. Die Bandscheibe lebt also von der Bewegung. Bewegungsarmut (z. B. längeres "stati- sches" bzw. adynamisches Sitzen) beeinträchtigt die Stoffwechselvorgänge und führt zu frühzeitigem Verschleiss der Bandscheiben. Abnehmende Bandscheibenhöhe führt zu deut- licher Druckzunahme in den Zwischenwirbelgelenken (Spondylarthrose).
Intradiskale Druckmessungen haben ergeben, dass bestimmte intermittierende Positions- änderungen des Sitzenden den intradiskalen Druck nachhaltig senken. Besonders vorteil- haft zeigen sich dosierte Traktionshaltungen der Lendenwirbelsäule mit leichter Abflachung der Lendenlordose (= dosierte kyphosierende Traktion), dies ist etwa mit der Schwerelo- sigkeit im Wasser (Rückenschwimmen) vergleichbar. In der Praxis hat sich diese Methode sowohl präventiv als auch kurativ bewährt. Bei nahezu allen funktionellen Beschwerden der (Lenden)Wirbelsäule wird eine dosierte Traktion (bis zu Schwerelosigkeit in den Segmen- ten) auch subjektiv als angenehm empfunden und wirkt darüber hinaus schmerzlindernd.
Sogenannte "Lordosestützen" dienen einer optimierten Sitzstatik (Kyphosierungsneigung wird ausgeglichen), jedoch können nozireaktive Reaktionen mangels dynamischer Entlas- tung bei länger dauerndem Sitzen nicht verhindert werden (Beispiele: WO 01/60209,
DE 100 30 065 A und EP 0 702 522 B).
Voraussetzung für ein erfolgreiches Sitzkonzept bedeutet also die Berücksichtigung von physiologischer Statik und gezielten dynamischen Funktionsabläufen.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Lordosestützen sehr oft nicht den gewünschten Effekt zeigen und teilweise sogar zu verstärkten Problemen führen.
Auch Lösungen, wie sie etwa aus der FR 2 683 983 A, der EP 0 113 613 A oder der US 3,140,118 A bekannt sind, können die oben beschriebenen Probleme nicht in völlig befriedigender Weise lösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile zu vermeiden und eine Lösung anzugeben, die eine tatsächliche Entlastung insbesondere im Bereich der Lendenwirbelsäule ermög-
<Desc/Clms Page number 2>
licht.
Erfindungsgemäss werden diese Aufgaben durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass herkömmliche Lordosestützen zwar eine Verringerung der in der Lendenwirbelsäule auftretenden Normalkräfte bewirken können, die durch das Gewicht des Oberkörpers der betreffenden Person und allfällige von der Person getragene Lasten hervorgerufen werden, es jedoch naturgemäss durch diese Lordosestütze zu einer Biegebeanspruchung der Wirbelsäule kommt, die die Konkavität der Wirbelsäule vergrössert, was wiederum eine ungünstige Belastungssituation der einzelnen Bandscheiben bewirkt. Auf diese Weise wird der an sich positive Effekt einer solchen Lordosestütze verringert oder unter ungünstigen Umständen sogar ins Gegenteil verkehrt.
Die erfindungsgemässe Lösung ermöglicht durch das Vorsehen einer zusätzlichen Stütze, die den Thorax der Person seitlich umfasst und abstützt, eine wesentlich geringere Druckbelastung im Bereich der Lordosestütze, so dass die Krümmung der Wirbelsäule im konkaven Bereich nicht verstärkt, sondern durch die Streckung sogar verringert wird. Auf diese Weise kann der positive Entlastungseffekt, der durch die Verringerung der Normalkraft hervorgerufen wird, sogar noch verstärkt werden. Dazu ist jedoch nicht nur eine Absenkung der Sitzfläche, sondern auch eine Relativbewegung des vorderen und des hinteren Abschnitts der Sitzfläche erforderlich.
Der Musculus latissimus dorsi ist der flächenmässig grösste Muskel des Menschen, er ist breit und flächenhaft, und er bildet die muskulöse Grundlage der hinteren Achselfalte. Er entspringt mit der Pars vertebralis von den Dornfortsätzen des 7. bis 12. Brustwirbels, mit der Pars costalis von der 10. bis 12. Rippe, sowie als Pars scapularis vom Schulterblatt. Ansatz ist die Crista tuberculi minoris am Humerus. Die Funktion des Musculus latissimus dorsi ist es, den gehobenen Arm zu senken, den Arm zu adduzieren und ihn nach hinten und medial zu ziehen. Gleichzeitig wird eine Innenrotation der Arme bewirkt.
Im Bereich dieses Muskels finden sich überdies zahlreiche Punkte, denen in der TCM (Traditionellen Chinesischen Medizin) bei Akupressur spasmolytische (Muskel relaxierende) Eigenschaften zugesprochen werden.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass die Streckung der Wirbelsäule primär nicht durch ein Anheben der Lordosestütze bewirkt wird, sondern im Gegensatz durch ein Absenken der Sitzfläche insbesondere im hinteren Bereich bewirkt wird. Einerseits kann dadurch die gesamte Rückenstütze auch über die auftretenden Reibungskräfte zur Abstützung des Rumpfes beitragen und andererseits wird diese Art der Bewegung von den Personen, die die Vorrichtung benützen, als wesentlich angenehmer empfunden. Bei der Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung als Fahrzeugsitz ist in diesem Zusammenhang insbesondere positiv zu bemerken, dass sich die Höhe des Kopfes auf diese Weise praktisch nicht ändert.
Um eine besonders günstige Wirkung zu erzielen, kann vorgesehen sein, dass sich nur der hintere Abschnitt der Sitzfläche absenkt, um eine Entlastung zu erzielen oder dass sich beide Abschnitte absenken, jedoch der hintere Abschnitt stärker als der vordere. Besonders günstig ist es jedoch, wenn gleichzeitig mit der Absenkung der vordere Abschnitt nach vorne bewegt wird, wodurch in der unteren Lendenwirbelsäule ein Biegemoment in diese eingeleitet wird, das eine Streckung der Wirbelsäule bewirkt und die konkave Krümmung verringert. Ein ähnlicher Effekt kann auch erreicht werden, indem zusätzlich oder alternativ die Sitzfläche kippbar ausgeführt wird, wodurch das Gesäss im Verhältnis zu den Knien der sitzenden Person abgesenkt wird.
In einer besonders begünstigten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zusätzliche Stütze den Thorax seitlich bis in den Bereich der Axillarlinie umgreift. Dies bedeutet, dass die zusätzliche Stütze den Thorax der Person hinten und seitlich abstützt, nach vorne jedoch frei gibt, um die für die Atmung notwendigen Bewegungen nicht zu behindern. Eine besonders gute Kraftübertragung kann dadurch erreicht werden, dass die zusätzliche Stütze beweglich ausgeführt ist und an den Rumpf der Person andrückbar ausgeführt ist. Dies wird beispielsweise durch pneumatisch aufblasbare Elemente erreicht, so dass die ausgeübten Kräfte individuell gesteuert werden können.
Die erfindungsgemässe Lösung ist einerseits als Therapiegerät anwendbar, bei dem ein Arzt oder Therapeut die einzelnen Bewegungen über eine Bedieneinheit steuert, um entsprechende therapeutische Wirkungen zu erzielen. Andererseits ist jedoch die Vorrichtung auch als Sitz für Fahrzeuge oder beispielsweise als Bürosessel einsetzbar. Der oben beschriebene Bewegungsab-
<Desc/Clms Page number 3>
lauf wird dabei zumindest dann ausgeführt, wenn sich eine Person auf den Sessel setzt, kann aber selbstverständlich in etlichen Abständen wiederholt werden, um in der Zwischenzeit aufgetretene Setzungseffekte zu neutralisieren und die Wirbelsäule neu auszurichten.
In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen : 1 schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung im Längsschnitt ; Fig. 2 eine axonometrische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 ; 3 einen Schnitt nach Linie III - III in Fig. 1 ; 4 und Fig. 5 Details, die die Betätigung der zusätzlichen Stütze zeigen, Fig. 6 eine alternative Form der zusätzlichen Stütze und Fig. 7 schematisch eine alternative Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt.
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung als Sitz 1 für ein Kraftfahrzeug zusammen mit einer den Sitz 1 benützenden Person 2 dargestellt. Der Sitz 1 besteht aus einer Sitzfläche 3 und einer Rückenstütze 4. Die Sitzfläche 3 ist ihrerseits aus zwei Abschnitten zusammengesetzt, nämlich einen vorderen Abschnitt 5, der zur Abstützung des distalen Abschnitts des Oberschenkels 7 der Person 2 vorgesehen ist, und einem hinteren Abschnitt 6, der zur Abstützung des proximalen Abschnitts des Oberschenkels 7 der Person 2 vorgesehen ist.
Der vordere Abschnitt 5 der Sitzfläche 3 ist entlang des Pfeils 8 nach vorne verlängerbar, wo- bei gegebenenfalls auch ein leichtes Anheben des distalen Abschnitts des Oberschenkels 7 der Person 2 bewirkt werden kann. Gleichzeitig ist der hintere Abschnitt 6 der Sitzfläche 3 in der Rich- tung des Pfeils 9 absenkbar, wodurch eine Schwenkbewegung des Oberschenkels 7 in der Rich- tung des Uhrzeigersinns bewirkt wird. Die beschriebenen Bewegungen der Abschnitte 5 und 6 werden bevorzugt pneumatisch durch aufblasbare Polsterelemente bewirkt, wodurch einerseits eine optimale Anpassung an die individuellen Gegebenheiten der Person 2 unter Berücksichtigung des Sitzkomforts erreichbar ist und andererseits die Steuerung und Anpassung der Kinematik in vergleichsweise einfacher Weise möglich ist.
Im oberen Bereich der Rückenstütze 4 ist eine seitlich im Bereich des Musculus latissimus dor- si der Person 2 angreifende zusätzliche Stütze 10 für den Rumpf vorgesehen, die den Rumpf der Person etwa bis in den Bereich der Axillarlinie 12 oder etwas darüber hinausreichend umfasst. Im Idealfall ist der obere Rand 10a der Stütze 10 im Bereich der Axilla gelegen, während der untere Rand 10a der Stütze 10 in der Höhe des 11. oder 12. Brustwirbels gelegen ist. Unterhalb ist eine Lordosestütze 11 vorgesehen, die jedoch im Wesentlichen an die anatomischen Gegebenheiten angepasst ist und den Rumpf zusätzlich abstützt, ohne einen die Lordose verstärkenden Druck auf den konkaven Abschnitt der Wirbelsäule 17 auszuüben.
Eine Hand 13 der Person 2 ist in einer typischen Haltung dargestellt, wenn ein nicht gezeigtes Lenkrad gehalten wird. In dieser Haltung ist auch sichergestellt, dass der für die zusätzliche Stütze 10 benötigte Raum ohne Beeinträchtigung des Komforts zur Verfügung steht. Weiters wird durch das Anheben der Arme und eine leichte Innenrotation der Schulter eine Abflachung der Lendenlor- dose bewirkt, was die Wirkung der erfindungsgemässen Vorrichtung verstärkt.
In analoger Weise kann die erfindungsgemässe Vorrichtung beispielsweise als Bürosessel aus- gebildet sein, wobei an der Unterseite in bekannter Weise ein höhenverstellbarer Fussteil vorgese- hen ist, was hier nicht dargestellt ist.
In der Folge wird die Wirkung der Erfindung erklärt. Zunächst wird die zusätzliche Stütze 10 ak- tiviert, d. h. beispielsweise durch Aufblasen von Pneumatikelementen in eine Stellung gebracht, in der durch dichtes Anliegen der Rumpf der Person 2 sicher gehalten wird. In der Folge wird der hintere Abschnitt 6 der Sitzfläche 3 abgesenkt, was zweierlei Wirkungen hat. Einerseits wird durch die Zunahme der Entfernung der Sitzfläche 3 von der zusätzlichen Stütze 10 eine Entlastung der Lendenwirbelsäule 17 erreicht und andererseits wird durch die Schwenkbewegung des Ober- schenkels ein Drehmoment im Hüftbereich in der Richtung des Uhrzeigersinns erzeugt, das eine die Lordose abschwächende Wirkung auf die Lendenwirbelsäule 17 ausübt.
So wird in doppelter Hinsicht eine Entlastung der Bandscheiben im unteren Abschnitt der Wir- belsäule 17 erzielt. Die Lordosestütze 11 trägt dabei zur Abstützung des Rumpfes der Person 2 bei, ohne jedoch die Abflachung der Lordose zu behindern oder den oben beschriebenen Wirkun- gen entgegen zu steuern.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemässer Sitz 1 in axonometrischer Darstellung gezeigt. Es ist er- sichtlich, dass der Sitz 1 in an sich bekannter Weise eine Kopfstütze 14 aufweist, um Schleuder- traumen bei Auffahrunfällen oder dergleichen soweit als möglich zu verhindern. Die zusätzliche
<Desc/Clms Page number 4>
Stütze 10 ist in den beiden seitlichen Bereichen der Rückenstütze 4 vorgesehen, und medial ist ein nicht aktiver Abschnitt 15 vorgesehen, der den Rückenbereich nachgiebig abstützt, jedoch pneumatisch nicht betätigbar ist.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt der erfindungsgemässen Vorrichtung im Bereich der zusätzlichen Stütze 10 dargestellt. Mit 16 sind die Weichteile des Rumpfes der Person 2 dargestellt. Die Wirbelsäule ist mit 17 bezeichnet, und mit 18 ist ein Rippenpaar dargestellt. Die Rückenstütze 4 besteht aus einem starren Bauteil 19, an dem seitlich Stützelemente 20,21 vorgesehen sind, die gemeinsam die zusätzliche Stütze 10 bilden. Die Dicke der Stützelemente 20,21 ist pneumatisch veränderbar, wodurch ein dichtes Anliegen an den Rumpf der Person 2 ermöglicht ist. Im medialen Bereich der Rückenstütze 4 ist ein nicht pneumatisch betätigbarer Abschnitt 15 angeordnet.
Die Details von Fig. 4 und 5 zeigen eine mögliche Ausbildung der zusätzlichen Stütze 10 im Detail, wobei Fig. 4 im aufgeblasenen (ausgefahrenen) Zustand zeigt und Fig. 5 den Ausgangszustand. Auf dem starren Bauteil 19 ist eine Vielzahl von schlauchförmigen Pneumatikelementen 22 an Befestigungspunkten 23 angebracht. Über weitere Befestigungspunkte 24 ist an den Pneumatikelementen 22 eine Deckschicht 25 aufgehängt. Schräg angebrachte Federelemente 26 bewirken eine Bewegung der Deckschicht 25 in der Richtung des Doppelpfeils 27, wenn die Luftmenge in den Pneumatikelementen 22 verändert wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass bei der Betätigung der zusätzlichen Stütze 10 nicht nur eine Bewegung zum Körper der Person 2 hin durchgeführt wird, sondern auch gleichzeitig ein Anheben der Deckschicht 25.
Dieses Anheben ist jedoch primär dafür vorgesehen, die durch Weichteile, wie zum Beispiel Kleidung und dergleichen, möglichen Verschiebungen auszugleichen, ohne jedoch den Rumpf insgesamt anzuheben. Als besonderer Vorteil wird dadurch erreicht, dass sich beispielsweise die Position des Kopfes in Bezug auf das Kraftfahrzeug nicht verändert, was für den Fahrkomfort von besonderer Bedeutung ist.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsvariante, bei der zusätzlich zu den Pneumatikelementen 22 weitere Pneumatikelemente 28 vorgesehen sind, die im Zusammenwirken mit Federelementen 26, die hier die Pneumatikelemente 22 halten, eine Bewegung in Richtung des Pfeils 27 ermöglichen. In Fig. 6 sind die Pneumatikelemente 28 in unterschiedlichen Stadien des Aufblasens gezeigt.
In Fig. 7 ist schematisch eine als Therapiegerät ausgebildete Vorrichtung gezeigt, wobei analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der vordere Abschnitt 5 der Sitzfläche 3 ist, wie mit 5a angedeutet, nach vorne verlängerbar. Über ein Gelenk 29 ist der hintere Abschnitt 6 nach unten schwenkbar, wobei die ausgeschwenkte Stellung mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Der Winkel zwischen dem hinteren Abschnitt 6 und der Rückenstütze 4 im Bereich des Gelenks 30 ist mit a bezeichnet. Im Ausgangszustand beträgt dieser Winkel a beispielsweise 90 . Durch eine entsprechende Kinematik im Bereich der flexibel ausgebildeten Rückenstütze 4 wird erreicht, dass in dem abgesenkten Zustand des hinteren Abschnitts 6 sich der Winkel a vergrössert und beispielsweise einen Wert von 110 erreicht.
Auf diese Weise wird eine die Lordose verringernde Kraft auf die Lendenwirbelsäule 17 ausgeübt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann mit einer automatischen Steuerung versehen sein, die nach Durchführung eines Entlastungszyklus, der aus der Aktivierung der zusätzlichen Stütze 10 und der darauf folgenden Abwärts- bzw. Vorwärtsbewegung der Sitzfläche 3 besteht, eine Rückstellung in einen Ausgangszustand bewirkt, um einen neuerlichen Entlastungszyklus zu ermöglichen. Die andere Betätigung kann dabei periodisch in vorbestimmten Zeitabständen oder im Fall des Kraftfahrzeugsitzes durch die die Vorrichtung benützende Person ausgelöst werden. Im Fall der Therapievorrichtung wird die Vorrichtung durch einen Arzt oder Therapeuten gesteuert, wobei hier eine Vielzahl von Eingriffs- und Regelmöglichkeiten gegen sind, um die therapeutische Wirkung gezielt einsetzen zu können.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.