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Die
Erfindung betrifft eine Kugelgelenkorthese/-prothese mit einem ein
als Kugelgelenk ausgebildetes Körpergelenk
eines Menschen oder eines Tieres überbrückenden Stützmechanismus, der zwei Stützteile
aufweist, die über
ein Gelenk miteinander verbunden sind.
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Orthesen
sind bereits auf dem Markt bekannt und werden in der Rehabilitation
von Patienten mit Bewegungseinschränkungen der Beine oder Arme eingesetzt.
Man versteht darunter eine Konstruktion, die an den Extremitäten oder
am Rumpf eine mechanische Aufgabe erfüllt. Eine solche Orthese, z.B.
ausgebildet als Hüftorthese,
wird bei Patienten mit lumbalen Lähmungen eingesetzt, um ihnen
beim Gehen erhöhten
Komfort und Sicherheit zu bieten. Sie wirken entweder entlastend,
stützend,
ruhigstellend, korrigierend oder führend und sind dementsprechend unterschiedlich
konstruiert. Sie sind angezeigt, wenn ein Beinabschnitt entlastet
werden muss und der Patient keine Bettruhe mehr einzuhalten hat,
beispielsweise bei der idiopathischen Hüftkopfnekrose oder auch im
Ausheilungsstadium einer Gelenkentzündung eines Knochenbruches
oder einer Falschgelenkbildung. Dabei ist es besonders wichtig,
dass sowohl eine größtmögliche Stützung und
Führung
der Hüfte
als auch eine anatomisch korrekte Bewegung nachgebildet bzw. ermöglicht wird.
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Die
bei derartigen Hüftorthesen
verwendeten Hüftgelenke
haben ein Hüftgelenkoberteil
und ein Hüftgelenkunterteil,
die über
eine Gelenkeinrichtung miteinander verbunden sind. Zum stabilen
Stand sind die Hüftgelenke
mit einer Verriegelungseinrichtung versehen, die zur Flexion entriegelbar
ist.
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Bei
einer bereits bekannten Hüftgelenk-Orthese
hat die Verriegelung einen im Hüftgelenkoberteil
geführten
und mit einer Feder beaufschlagten Sperrbolzen. Der Sperrbolzen
stützt
sich an einer Steuerkurve des Hüftgelenkunterteils
ab, wobei er im verriegelten Zustand in einer Vertiefung der Steuerkurve
aufgenommen wird. Zum Entriegeln wird der Sperrbolzen über einen
manuellen Hebel zurückgesetzt,
so dass ihn die Vertiefung freigibt. Nach Erreichen einer gewissen
Flexion wird der Sperrbolzen wieder auf der Steuerkurve abgesenkt,
wodurch der Sperrbolzen bei einer anschließenden Extension selbständig in
die Vertiefung gleitet und somit die Verriegelung wieder hergestellt
ist.
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Weiterhin
bekannt sind sogenannte Thomas – Schienen.
Eine Thomas – Schiene
besteht aus zwei seitlichen und durchlaufenden Metallschienen, einer Hülse, die
den proximalen Oberschenkel umfasst und über den Trochanter Major hochgezogen
ist, und dem Tubersitz.
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Bei
der Thomas – Schiene
erfolgt die Lastabstützung über eine
um den Oberschenkel des zu entlastenden Beines angeordneten Hülse, die
sich einerseits mit ihrem oberen Rand am Sitzbein des Beckens und
andererseits mittels einer an ihr befestig ten Metallschiene zum
Boden hin abstützt.
Bei Winkelveränderungen
der Beinstellung, wie es z.B. beim Gehen der Fall ist, verändert sich
der Abstand zwischen dem Auflagebereich am oberen Rand der Hülse und
dem Sitzknochen, da der wahre Hüftgelenksdrehpunkt
und die Abstützstelle
am Sitzbein des Beckens voneinander beabstandet sind. Die daraus
resultierenden Relativbewegungen erfordern einen Überstand
des bodenseitigen Endes der Metallschiene über die Schuhsohle hinaus.
Die dadurch bewirkte Verkürzung
auf der gesunden Seite ist am Schuh voll auszugleichen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kugelgelenkorthese/-prothese
zu schaffen, die das Kugelgelenk funktionell ersetzt und dem Benutzer
gleichermaßen
einen hohen Tragkomfort bietet.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Drehpunkt des Gelenkes im Bereich des Drehpunktes des Körpergelenkes
angeordnet ist.
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Ausgangspunkt
vorliegender Erfindung ist die Erkenntnis, dass eine rasche und
optimale Heilung nur dann möglich
ist, wenn der Gelenkkopf in der Gelenkpfanne belastungsfrei und
in optimaler Position gehalten wird.
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Das
Gelenk der erfindungsgemäßen Anordnung
ist außerhalb
des eigentlichen Körpergelenkes gehalten.
Der Drehpunkt ist jedoch in den Bereich des Drehpunktes des Körpergelenkes
verlagert. Damit wird das zu behandelnde Kugelgelenk überbrückt und
die Kräfte über das
Gelenk umgeleitet. Für
den Bewegungsapparat jedoch wird der natürliche Gelenkpunkt durch das
Gelenk der Orthese/Prothese nachgestellt.
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Auf
diese Weise wird das Kugelgelenk entlastet und von mechanischer
Belastung weitgehend frei gehalten. Bei optimaler Einstellung fällt der
Drehpunkt des Gelenkes und der Kugelgelenk – Drehpunkt zusammen. Das Gelenk
kann den Hüftgelenksdrehpunkt
in seinen Freiheitsgraden nachbilden, so dass Winkelveränderungen
der Beinstellung keine oder nur noch geringe Relativbewegungen hervorrufen.
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Das
Gelenk kann entweder außerhalb
des Körpers
angebracht sein (Orthese) oder es ist in den Körper vollständig eingesetzt (Prothese).
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen
sein, dass das Gelenk ein erstes Gelenkteil und ein zweites Gelenkteil
aufweist, die miteinander über
eine Schiebeführung
und die Gelenkteile den virtuellen Drehpunkt im Bereich räumlich außerhalb
des Gelenkes bilden. Mit dieser Anordnung wird eine zwangsweise
Führung
der Gelenkteile auf einer sphärischen,
vorzugsweise einer Kugelbahn, möglich.
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Für den Heilungsprozess
kritische Bewegungsabläufe
lassen sich auf einfache Weise gezielt dann sperren, wenn vorgesehen
ist, dass die Verstellbewegung der beiden Gelenkteile mittels eines Anschlages
begrenzbar ist.
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Eine
bevorzugte Anwendung der Erfindung sieht vor, dass zur Überbrückung eines
Hüftgelenkes das
erste Gelenkteil an ein Stützteil
angeschlossen ist, dass das Stützteil
einen Gurtabschnitt aufweist, der die Hüfte des Patienten umschlingt,
und dass mit dem Gurtabschnitt eine das Becken stützende Abfangung
gekoppelt ist. Dabei kann die räumliche
Fixierung mit einer Art Beckenhose erfolgen, an der das eine Gelenkteil
befestigt ist. Durch die Hosenform kann die Orthese vom Patienten
selbständig
an- und ausgezogen werden, so dass die Durchführung von Krankengymnastik
und die Teilnahme an Rehabilitationsmaßnahmen keine Probleme darstellen.
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Bevorzugterweise
erfährt
der Gelenkknochen bei Relativbewegungen der Körpergliedmaße keine Kraftübertragung
und ist lastfrei gestellt. Es soll erreicht werden, dass im Bereich
des Hüftgelenkes eine
Entlastung eintritt. Durch entsprechende Ausformung der Beckenhose
erreicht man, dass in diesem Bereich keine Anlage am Körper des
Patienten vorliegt und der Kraftfluss vom Beckenkamm über die dort
aufsitzende Beckenhose zum Oberschenkel angeleitet wird. Dadurch
ist das Gelenk weitgehend entlastet und erfährt keine Einschränkung der
Durchblutung. Gleichzeitig bleibt die Freiheit zur Fortbewegung,
zum Treppensteigen und dergleichen erhalten, so dass der Patient
in seinem sozialen Umfeld verbleiben kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist durch eine ortsfeste Lastabstützung mit einer mit dem Gurtabschnitt
verbundenen Abfangung am Becken ein erhöhter Formschluss erreichbar.
Es ergibt sich dabei eine verbesserte Lastverteilung, was den Tragekomfort
wesentlich verbessert. Eine weitere Steigerung des Tragekomforts
kann mittels gepolstertem Rand erzielt werden.
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Um
die Orthese optimal in ihrer Lage zu halten ist es vorzugsweise
vorgesehen, dass die beckenseitige Abstützeinheit als Beckenhose ausgebildet
ist. Dadurch ergibt sich ein erhöhter
Formschluss der Beckenhose am Patienten und es kommt zu deutlich
geringerem Scheuern und damit zu deutlich verringerten Wundrisiko
(Debitus) im Leistenbereich.
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Wenn
das Stützteil
mittels einer Hülse
an der Extremität
(Körpergliedmaße) fixiert
wird, dann ergibt sich eine noch bessere Führung und ein exakterer Sitz
der gesamten Orthese. Zugleich erhöht sich der Tragekomfort nochmals.
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Eine
besondere Ausführungsform
sieht vor, dass das erste Gelenkteil zwei zueinander beabstandet
angeordnete Gleitflächen
aufweist, dass zwischen den Gleitflächen ein Verstellraum in Form
eines Kugelabschnittes gebildet ist, und dass in dem Verstellraum
das zweite Gelenkteil angeordnet ist und zumindest bereichsweise
an einer oder den beiden Gleitflächen
mittels einer oder mehreren Gegen-Gleitflächen geführt ist. Dadurch wird der physiologische
Bewegungsablauf der natürlichen
Bewegung exakt nachempfunden. Das Gelenk ist dabei so ausgelegt,
dass Extension, Flexion und Rotation in einem gewissen Umfang möglich sind.
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Ein
konstruktiv einfacher Aufbau ergibt sich bei einer solchen Anordnung
insbesondere dann, wenn vorgesehen ist, dass die beiden Gleitflächen des
ersten Gelenkteils von jeweils einer Gelenkschale gebildet sind,
dass die Gelenkschalen mittels Distanzstücken derart zueinander beabstandet
gehalten sind, dass die Gleitflächen
den Verstellraum bilden, und dass die Gelenkschalen im Montagezustand
miteinander verbunden sind.
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Um
auf einfache Weise eine exakte Ausrichtung des Gelenkpunktes zu
erreichen, kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Gelenkteile mittels
einer lösbaren
Verbindung an das zugeordnete Stützteil
angeschlossen ist, und dass die lösbare Verbindung eine Verstellung
des Gelenkteiles zu dem zugeordneten Stützteil ermöglicht. Der Bewegungsapparat
des Patienten kann dann bewegt werden, bis das vorfixierte Gelenk
sich in seine exakte Position zieht. Dann kann die abschließende Fixierung
erfolgen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung eine an einem Patienten befestigte
Kugelgelenkorthese,
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2 in
perspektivischer Darstellung eine alternative Ausgestaltung einer
an einem Patienten befestigte Kugelgelenkorthese
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3 eine
Schnittansicht des in den 1 und 2 verwendeten
Gelenkes der Kugelgelenkorthese,
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4 die
Darstellung gem. 3 in einer veränderten
Arbeitsstellung und
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5 das
Gelenk gemäß den 3 und 4 in
Explosionsdarstellung.
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Die 1 zeigt
schematisch den Unterleib eines Patienten, bei dem eine Erkrankung
des Hüftkugelgelenkes
vorliegt. Zur Behandlung des Hüftgelenkes
und dessen Lastfreistellung trägt
der Patient ein als Beckenhose ausgebildetes Stützteil 10. Dieses
weist einen Gurtabschnitt 11 auf, der um die Taille des
Patienten geschlungen ist. Der Gurtabschnitt 11 kann mittels
eines hier nicht dargestellten Verschlusses geöffnet werden, so dass die Beckenhose, beispielsweise
für Reha-Maßnahmen
ausgezogen werden kann. An dem Gurtabschnitt 11 ist eine
Abfangung 12 angeschlossen. Diese ist vorder- und rückseitig
an den Gurtabschnitt 11 angeschlossen und zwischen den
Beinen hindurch geführt.
Die Abfangung 12 stützt
sich am Gesäß ab. Mit
dem Gurtabschnitt 11 und der Abfangung 12 ist
die Beckenhose möglichst
spielfrei am Patienten gehalten. Der Gurtabschnitt 11 weist
eine Gelenkaufnahme 13 auf. An diese ist ein Gelenk 1 angebracht.
Das Gelenk 1 weist ein erstes Gelenkteil 20 auf,
das direkt an der Gelenkaufnahme 13 angeschraubt ist. An
das Gelenk 1 ist ein Stützteil 25.1 angebaut.
Dieses erstreckt sich ausgehend vom Gelenk 1 in Längsrichtung
des zugeordneten Oberschenkels. An dem, dem Gelenk 1 abgewandten
Ende, ist das Stützteil 25.1 mit
einem Halter 14 oberhalb des Kniegelenkes am Oberschenkel
des Patienten fixiert. Der Halter 14 ist als Ringmanschette
um das Bein geschlungen.
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Mit
dieser Anordnung ist das Hüftgelenk überbrückt. Die über den
Fuß und
den Unterschenkel eingeleitete Kraft wird von dem Halter 14 aufgenommen
und in das Stützteil 25.1 übertragen.
Vom Stützteil 25.1 wird
die Kraft dann in das Gelenk 1 und von diesem in die Beckenhose
eingeleitet. Die Beckenhose schließlich leitet die Kraft hinter
dem Hüftkugelgelenk
wieder in den Körper
des Patienten ein.
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Wie
die 1 symbolisch andeutet, hat das Gelenk 1 einen
Drehpunkt D. Dieser fällt
mit dem Drehpunkt des Hüftkugelgelenkes
zusammen, wie dies nachstehend noch unter Bezugnahme auf 3 bis 5 näher erläutert wird.
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Die 2 zeigt
eine zu der 1 ähnliche Anordnung. Dabei ist
das Stützteil 25.1 bis
zum Kniegelenk verlängert.
Im Bereich des Kniegelenkes ist das Stützteil 25.1 mittels
eines Gelenkes 25.2, vorzugsweise eines Scharniergelenkes,
an ein weiteres Stützteil 25.3 angeschlossen.
Das Stützteil 25.3 ist am
Unterschenkel mittels zwei Halterungen 15, 16 angebracht,
die manschettenförmig
in gleicher Weise wie die Halterung 14 ausgebildet sind.
Das Stützteil 25.3 weist
bodenseitig gegenüber
der Fußsohle
des Patienten einen geringen Überstand
auf. Damit steht der Patient auf dem Stützteil 25.3 endseitig
auf. Die Kraft wird in das Stützteil 25.3 eingeleitet.
Vom Stützteil 25.3 wird
die Kraft dann über
das Gelenk 25.2 in das Stützteil 25.1 übertragen.
Der weitere Kraftverlauf entspricht dann dem der Anordnung gemäß 1.
Bei der Anordnung nach 2 wird somit das gesamte Bein
frei von Belastungen gestellt.
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Die 3 bis 5 zeigen
im Detail den Aufbau des Gelenkes 1.
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Wie
die 3 veranschaulicht, weist das Gelenk 1 das
erste Gelenkteil 20 und das zweite Gelenkteil 30 auf.
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Die 5 lässt deutlich
erkennen, dass das erste Gelenkteil 20 aus einer äußeren und
einer inneren Gelenkschale 21 und 40 zusammengesetzt
ist.
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Die äußere Gelenkschale 21 weist
eine konkave Gleitfläche 21.1 auf,
die als Abschnitt einer Kugelsphäre
ausgebildet ist. An dieser Gleitfläche 21.1 liegt das
zweite Gelenkteil 30 mit einer konvexen Gleitfläche 36 an.
Diese Gleitfläche 36 ist
ebenfalls als Kugelabschnitt ausgebildet und hat den gleichen Kugelradius
wie die Gleitfläche 21.1.
Das zweite Gelenkteil 30 besitzt eine konkave zweite Gleitfläche 35, die
einer konvexen Gleitfläche 45 der
inneren Gelenkschale 40 zugewandt ist.
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Die
Gleitflächen 35 und 45 sind
wieder als Kugelflächenabschnitte
mit gleichem Kugelradius ausgebildet.
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Wie
die 5 zeigt, weist die äußere Gelenkschale 21 seitliche
Ansätze
auf, die von jeweils einer Schraubaufnahme 22 durchdrungen
sind. Die Schraubaufnahmen 22 stehen in Flucht zu Gewindeaufnahmen 43 der
zweiten, inneren Gelenkschale 40. Durch die Schraubaufnahmen 22 können Befestigungsschrauben 23 hindurchgeführt und
in die Gewindeaufnahmen 43 eingeschraubt werden. Die äußere Gewindeschale
stützt
sich dabei mit ihren Ansätzen
auf Distanzstücken 44 ab,
die um die Gewindeaufnahmen 43 herum angeordnet und an
die innere Gelenkschale 40 angeformt sind. Die Distanzstücke 44 schalten
einen Abstandsraum, innerhalb dem das zweite Gelenkteil 30 angeordnet
ist.
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Im
montierten Zustand liegen die Gleitflächen 36, 35 an
den korrespondierenden Gleitflächen 21.1 und 45 der
Gelenkschalen 21 und 40 an, wobei sich eine Schiebeführung bildet.
Die Gelenkteile 20, 30 können in dieser Schiebeführung gegeneinander in
beliebigen Freiheitsgraden auf einer Kugelbahn verstellt werden.
Der Drehpunkt D des Gelenkes 1 ist dabei, wie oben erwähnt, in
den 1 und 2 dargestellt und fällt mit
dem des Hüftkugelgelenkes zusammen.
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Das
zweite Gelenkteil 30 hält
einen Träger 32,
der an das die Gleitflächen 35 und 36 bildende Basisteil
angeschlossen ist. Der Träger 32 weist
einen Befestigungsansatz 33 auf, der mit zwei Befestigungsaufnahmen 34 ausgestattet
ist. An den Befestigungsaufnahmen 34 kann das Stützteil 25.1 fixiert werden
(siehe 1 und 2).
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Wie
die 4 erkennen lässt,
steht der Befestigungsansatz 33 im Winkel zu dem Träger 32. Dort,
wo der Befestigungsansatz 33 vom Träger 32 abknickt, ist
ein Anschlag 38 gebildet. Dieser schlägt an der äußeren Gelenkschale 21 randseitig
an, um eine unzulässig
große
Abspreizung des Beines zu verhindern. Die innere Gelenkschale 40 ist
mit angeformten Schraubdomen versehen, die Schraubaufnahmen 42 bilden.
Mit diesen Schraubaufnahmen 42 kann das Gelenk 1 an
der Gelenkaufnahme 13 verschraubt werden.
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Wie
die 1 zeigt, weisen die innere und die äußere Gelenkschale 21 und 40 sowie
das zweite Gelenkteil 30 je eine Justagebohrung 24, 46, 37 auf. Diese
können
im Transportfall fluchtend zueinander angeordnet und dann die Gelenkteile 20, 30 miteinander
mittels eines Sicherungsbolzens verbunden werden.