CH667989A5

CH667989A5 - LEG MOVEMENT RAIL.

Info

Publication number: CH667989A5
Application number: CH489985A
Authority: CH
Inventors: Stefan Freudiger; Xaver Wyss
Original assignee: Protek Ag
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1988-11-30
Also published as: FR2590163B3; DE3604814A1; FR2590163A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Beinbewegungsschiene mit einer Basis, einer mit der Basis gelenkig verbundenen Unterschenkelauflage, einer mit der Unterschenkelauflage und der Basis gekoppelten Oberschenkelauflage, einem Gelenkmechanismus und einem am Gelenkmechanismus angreifenden Kraftübertragungsorgan. DESCRIPTION The invention relates to a leg movement rail having a base, a lower leg support connected to the base in an articulated manner, a thigh support coupled to the lower leg support and the base, a joint mechanism and a force transmission element acting on the joint mechanism.

Beinbewegungsschienen dieser Art haben den Vorteil eine Bewegung der drei grossen Gelenke des Beines zuzulassen und so eine funktionelle Behandlung des Beines zu erlauben, die einem Versteifen der Gelenke und einem Atrophieren der Muskeln vorbeugt und die Blut- und Lymphzirkulation in Gang hält. Leg movement splints of this type have the advantage of allowing movement of the three large joints of the leg and thus allowing functional treatment of the leg, which prevents the joints from stiffening and the muscles atrophying and keeps the blood and lymph circulation going.

Die bekannten Beinbewegungsschienen mit Unter- und Oberschenkelauflage erlauben es aber nicht die mittlere Flexionsachse des Hüftgelenkes des Patienten mit dem schienenseitigen Hüftgelenk zu überlagern, mangels eines genügenden zentralen freien Raumes im Hüftbereich. However, the known leg movement splints with lower and upper leg supports do not allow the central flexion axis of the patient's hip joint to be overlaid with the hip-side hip joint, due to the lack of sufficient central free space in the hip area.

Aus der US-PS 4 323 060 ist beispielsweise eine Beinbewegungsschiene dieser Art bekannt, bei welcher die schienenseitigen, linken und rechten Hüftgelenke durch eine gebogene Achse verbunden sind, die den Hüftbereich nur beschränkt zugänglich macht. For example, a leg movement splint of this type is known from US Pat. No. 4,323,060, in which the rail-side, left and right hip joints are connected by a curved axis, which only makes the hip area accessible to a limited extent.

Als Folge der mangelnden Übereinstimmung zwischen mittlerer Flexionsachse des Hüftgelenkes des Patienten und schienenseitigem Hüftgelenk resultiert eine unerwünschte Relativbewegung zwischen Beinschiene und Patient (Fig. 1). Die Relativbewegung wiederum bewirkt schädliche Längsbelastungen im Gelenk und ein Scheuern der Extremität an der Schiene. As a result of the lack of correspondence between the central flexion axis of the patient's hip joint and the hip-side hip joint, an undesirable relative movement between the leg splint and the patient results (FIG. 1). The relative movement in turn causes harmful longitudinal loads in the joint and rubbing of the extremity on the splint.

Diejenigen bekannten Beinbewegungsschienen, welche keine Oberschenkelauflage aufweisen, beispielsweise gemäss der US-PS 4 282 865, und deshalb nicht diese unerwünschte Relativbewegung zeigen, sind für die immer wichtiger werdende Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes ungeeignet. Those known leg movement splints which do not have a thigh support, for example according to US Pat. No. 4,282,865, and therefore do not show this undesired relative movement, are unsuitable for the increasingly important reconstruction of the anterior cruciate ligament.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe eine aktive oder passive Beinbewegungsscheine zu schaffen, die keine Relativbewegungen zwischen Schiene und Patient bewirkt. The invention seeks to remedy this. The invention as characterized in the claims solves the task of creating an active or passive leg movement ticket that does not cause any relative movements between the rail and the patient.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin den Gelenkmechanismus der Beinbewegungsschiene in Form zweier aneinanderliegender parallelogrammartiger Bewegungsvierecke auszubilden, wobei das eine Bewegungsviereck im Hüftbereich verkürzt wird um dadurch eine räumlich zugängliche, fiktive Hüftgelenksflexionsachse der Schiene zu schaffen. A preferred embodiment of the invention is to design the joint mechanism of the leg movement splint in the form of two mutually adjacent parallelogram-type movement quadrilaterals, the one movement quadrilateral being shortened in the hip region in order to thereby create a spatially accessible, fictitious hip joint flexion axis of the splint.

Eine andere Ausführungsform besteht darin, bei einem der — immer links und rechts der Extremitätenachse angeordneten — zwei identischen Bewegungsvierecke einen Verbindungsstab der Oberschenkelauflage wegzulassen. Another embodiment consists in omitting a connecting rod of the thigh support in one of the two identical movement quadrilaterals, which are always arranged to the left and right of the extremity axis.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass keine Längsbelastungen in den Gelenken und keine Reibungen zwischen Extremität und Beinbewegungsschiene auftreten. The advantages achieved by the invention can be seen essentially in the fact that there are no longitudinal loads in the joints and no friction between the extremity and leg movement rail.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail below with the aid of drawings which illustrate only one embodiment. It shows:

Figur 1 in schematischer Darstellung den Gelenkmechanismus einer Beinbewegungsschiene nach dem Stand der Technik und Figure 1 is a schematic representation of the joint mechanism of a leg movement rail according to the prior art and

Figur 2 in schematischer Darstellung den Gelenkmechanismus einer erfindungsgemässen Beinbewegungsschiene. Figure 2 shows a schematic representation of the joint mechanism of a leg movement rail according to the invention.

In den Figuren ist jeweils in schematischer Darstellung der linke, bzw. der rechte von zwei parallel zueinander wirkenden Gelenkmechanismen (A bis G) dargestellt. Die mit Kreisen A, B, C, u.s.w. dargestellten Punkte stellen Drehgelenke dar. Die feste Verbindung der beiden parallel zueinander wirkenden Gelenkmechanismen (A bis G) erfolgt über die Basis AA, BB, sowie durch weitere an geeigneten Stellen angebrachte Querachsen. In the figures, the left and the right of two joint mechanisms (A to G) acting in parallel to one another are shown in a schematic representation. Those with circles A, B, C, etc. The points shown represent swivel joints. The two joint mechanisms (A to G), which act in parallel to one another, are firmly connected via the bases AA, BB, and also by means of further transverse axes attached at suitable points.

Die in Figur 1 dargestellte Beinbewegungsschiene nach dem Stand der Technik, besteht aus einer drehbar an der Basis 1 befestigten Oberschenkelauflage 3 und einer an der Oberschenkelauflage 3 drehbar befestigten Unterschenkel-auflage 2, welche mittels der fest verbundenen Abstützung 10 auf der Basis 1 gleiten kann. The leg movement rail shown in FIG. 1 according to the prior art consists of a thigh support 3 which is rotatably attached to the base 1 and a lower leg support 2 which is rotatably attached to the thigh support 3 and which can slide on the base 1 by means of the firmly connected support 10.

Da bei dieser bekannten Konstruktion die tatsächliche, mittlere Hüftgelenksflexionsachse 8 des Patienten einen anatomisch bedingten nicht unerheblichen Abstand von der Since in this known construction the actual, central hip joint flexion axis 8 of the patient is an anatomically determined distance from the

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Drehachse AA der Beinbewegungsschiene aufweist, kommt es bei der Streckung des Beines zu einer zunehmenden Divergenz AI zwischen Kniegelenk 11 und schienenseitiger Kniegelenksachse EE (deren Lage in Figur 1 auf strichpunktierten Kreisbögen dargestellt ist). Has axis of rotation AA of the leg movement rail, there is an increasing divergence AI between the knee joint 11 and the knee joint axis EE (the position of which is shown in FIG. 1 on chain-dotted arcs) when the leg is stretched.

Figur 2 stellt eine schematische Darstellung des Gelenkmechanismus A bis G einer erfindungsgemässen Beinbewegungsschiene dar. Die eigentliche Beinbewegungsschiene besteht aus zwei solchen Gelenkmechanismen A bis G, welche in den Punkten A,A und B,B drehbar mit der Basis 1 verbunden sind. Die Figur 2 kann auch als Schnittbild durch die Beinbewegungsschiene aufgefasst werden mit den über, bzw. unter der Zeichenebene liegenden, parallelen Gelenkmechanismen A bis G. Dabei sind die parallel liegenden Abschnitte ÜE durch ein dazwischen angeordnetes, dem Unterschenkel angepasstes Tragband oder eine Tragschale als Unterschenkelauflage 2 ausgebildet. In gleicher Weise bilden die beiden Abschnitte EF das tragende Gerippe für die Oberschenkelauflage 3. Die eigentlichen Gelenkmechanismen A bis G bestehen aus einem ersten Bewegungsviereck ABGD, an welches ein zweites in der Höhe reduziertes Bewegungsviereck DEFG anschliesst. Das Bewegungsviereck ABCD ist in den Punkten A und B drehbar mit der Basis 1 und in den Punkten C und D drehbar mit der Unterschenkelauflage 2 verbunden. Die Gelenke A, B, C, D sind derart ausgebildet, dass Rotationen zu senkrecht zur Zeichenebene liegenden Achsen AA, BB, CC und DD resultieren und sich die parallelen Gelenkmechanismen A bis G im Gleichschritt bewegen lassen. FIG. 2 shows a schematic representation of the joint mechanism A to G of a leg movement rail according to the invention. The actual leg movement rail consists of two such joint mechanisms A to G, which are rotatably connected to the base 1 at points A, A and B, B. FIG. 2 can also be understood as a sectional view through the leg movement rail with the parallel joint mechanisms A to G lying above or below the plane of the drawing. The parallel sections ÜE are provided by a strap arranged between them and adapted to the lower leg or a carrying shell as a lower leg support 2 trained. In the same way, the two sections EF form the supporting frame for the thigh support 3. The actual joint mechanisms A to G consist of a first movement square ABGD, to which a second movement square DEFG of reduced height connects. The movement square ABCD is rotatably connected to the base 1 at points A and B and rotatably connected to the lower leg support 2 at points C and D. The joints A, B, C, D are designed in such a way that rotations to axes AA, BB, CC and DD lying perpendicular to the drawing plane result and the parallel joint mechanisms A to G can be moved in step.

Das Bewegungsviereck DEFG ist mit seiner Seite DG mit dem grösseren Bewegungsviereck DEFG und in den Punkten E und F drehbar mit der Oberschenkelauflage 3 verbunden. The movement rectangle DEFG is connected with its DG side to the larger movement rectangle DEFG and at points E and F rotatably with the thigh support 3.

Der zwischen den Drehpunkten A und D verlaufende, starre Yerbindungsstab 5 ist im Drehpunkt G mit dem Ver-bindungsstab 6 verbunden, der im Drehpunkt F mit der Oberschenkelauflage 3 verbunden ist. The rigid connecting rod 5 running between the pivot points A and D is connected at the pivot point G to the connecting rod 6, which is connected to the thigh support 3 at the pivot point F.

667 989 667,989

Die zwischen den Drehpunkten C und E, verlaufende, starre Unterschenkelauflage 2 ist im Drehpunkt D mit dem ebenfalls starren Verbindungsstab 5 verbunden. The rigid lower leg support 2 running between the pivot points C and E is connected at the pivot point D to the likewise rigid connecting rod 5.

Die geometrische Korrelation der beiden Bewegungsvierecke ABCD und DEFG ist derart, dass die Verlängerung der Seiten BS und EF sich in der fiktiven, schienenseitigen Hüft-gelenksflexionsachse 7 schneiden. The geometric correlation of the two movement quadrilaterals ABCD and DEFG is such that the extension of the sides BS and EF intersect in the fictitious axis of the hip joint flexion axis 7.

Da bei dieser erfindungsgemässen Konstruktion des Gelenkmechanismus A bis G durch die Hinzufügung eines verkürzten Bewegungsviereckes DEFG Raum geschaffen wurde um die tatsächliche mittlere Hüftgelenksflexionsachse 8 des Patienten mit der nun fiktiven, schienenseitigen Hüftgelenksflexionsachse 7 zur Deckung zu bringen, ergibt sich nun auch keine Divergenz (AI =0) im Bewegungsablauf des menschlichen Kniegelenkes 11 mit der schienenseitigen Kniegelenksachse EE. Since with this construction of the joint mechanism A to G according to the invention, space was created by adding a shortened movement quadrilateral DEFG to bring the patient's actual central hip joint flexion axis 8 into line with the now fictitious, hip-side flexion axis 7, there is no divergence (AI = 0) in the sequence of movements of the human knee joint 11 with the knee joint axis EE on the rail side.

Das in der Zeichnung nicht dargestellte Kraftübertragungsorgan kann beispielsweise ein Motor zur passiven Bewegung des Beines sein oder ein elastisches, kraftaufnehmendes Element zur aktiven Bewegung des Beines. Der Angriffspunkt des Kraftübertragungsorganes kann nach Zweckmäs-sigkeitserwägungen gewählt werden, beispielsweise mittels einer Schubstange, die an einer, die beiden parallelen Ge-lenkmechanism A bis G verbindenden Querachse angreift. The force transmission element, not shown in the drawing, can be, for example, a motor for passive movement of the leg or an elastic, force-absorbing element for active movement of the leg. The point of application of the force transmission element can be selected according to considerations of expediency, for example by means of a push rod which acts on a transverse axis connecting the two parallel joint mechanisms A to G.

Eine weitere Verbesserung der mit dieser in Figur 2 beispielhaft gezeigten Beinbewegungsschiene erzielbaren Resultate ergibt sich dadurch, dass der Gelenkmechanismus (A bis G) derart ausgebildet ist, dass mindestens im Bewegungsbereich von 0 bis 100°, bezogen auf den Winkel a zwischen Unterschenkelauflage (2) und Verlängerung der Oberschenkelauflage (3), das schienenseitige Fussgelenk C annähernd gleich hoch oder höher als das schienenseitige Kniegelenk E ist. A further improvement in the results that can be achieved with this leg movement rail shown by way of example in FIG. 2 results from the fact that the joint mechanism (A to G) is designed in such a way that at least in the range of movement from 0 to 100 °, based on the angle a between the lower leg support (2) and lengthening of the thigh support (3), the ankle joint C is approximately the same height or higher than the knee joint E.

In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform schliesst die Unterschenkelauflage 2 während des gesamten Bewegungsablaufes einen Winkel ß von 0: bis 10" mit der Basis 1 ein. In the embodiment shown in FIG. 2, the lower leg support 2 forms an angle β of 0: to 10 "with the base 1 during the entire movement sequence.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

667,989

1. Leg movement splint with a base (1), a lower leg support (2) articulated to the base (1), a thigh support (3) coupled to the lower leg support (2) and the base (1), a joint mechanism (A to G) and a force transmission element acting on the joint mechanism (A to G), characterized in that the joint mechanism (A to G) is designed in such a way that a fictitious, hip-side hip joint flexion axis (7) results, which is achieved by positioning the patient or the leg movement rail with the actual central hip joint flexion axis (8) of the patient can be at least approximately matched.

2. Leg movement splint according to claim 1, characterized in that it has a lateral, preferably left and right quickly attachable visor (9) to visualize the fictional, hip-side flexion axis (7).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Leg movement rail according to claim 1 or 2, characterized in that the joint mechanism (A to G) consists of left and right of the extremity axis arranged, acting parallel to each other and interconnected movement rectangles.

4. Leg movement rail according to claim 3, characterized in that the articulation mechanism (A to G) consists of first movement quadrilaterals ABCD, to which with one side DG second, reduced in height movement quadrangles DEFG connect such that the extensions of the sides EF and BA have the intersection on the fictitious, hip-side flexion axis (7).

5. leg movement rail according to claim 4, characterized in that the sides DG opposite sides EF of the reduced movement quadrilaterals represent the thigh support (3).

6. leg movement rail according to claim 3, characterized in that either the left or right movement quadrilateral ABCD, the side AD is not formed.

7. leg movement rail according to one of claims 1 to 6, characterized in that the joint mechanism (A to G) is designed such that at least in the range of motion from 0 to 100 °, based on the angle a between the lower leg support (2) and extension of the thigh support (3), the ankle joint C is approximately the same height or higher than the knee joint E.

8. leg movement splint according to claim 7, characterized in that the lower leg support (2) in the range of 0 ° <a <100 ° an angle β from -10 ° to + 20 °, preferably from 0 ° to 10 ° with the base (1) includes.