DE102007005648A1

DE102007005648A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Hilfsmittels sowie entsprechendes Hilfsmittel

Info

Publication number: DE102007005648A1
Application number: DE102007005648A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Sacherer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14
Also published as: CN101626740A; EP2124841A1; WO2008092617A1; US20100115757A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Hilfsmittels. Um ein orthopädisches Hilfsmittel präzise anzupassen, ist es notwendig, an dem Körperteil, das mit dem orthopädischen Hilfsmittel korrespondieren soll, bereits bei der Anfertigung des orthopädischen Hilfsmittels Verschiebungen von Muskel- und anderem Gewebe zu berücksichtigen, wie sie bei der Benutzung des fertigen Hilfsmittels unter Last auftreten. Um hier den bisher üblichen langwierigen Anpassungsvorgang zu umgehen, wird eine Vorrichtung vorgeschlagen mit einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Formteilen, die über in ihrer Position fixierbare Halter mit einem Grundgestell verbunden sind. Durch diese Formteile ist es möglich, eine räumliche Stützfläche zu erzeugen und bedarfsgerecht zu verändern, um ein Körperteil mit einer realitätsnahen Belastung und einer dementsprechend realitätsnahen Gewebeverschiebung abzustützen. Die sich ergebende Zweckform kann benutzt werden, um ein entsprechendes orthopädisches Hilfsmittel herzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines individuell angepassten orthopädischen Hilfsmittels, wie eines Prothesenschaftes oder einer Orthese, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren als auch ein entsprechendes orthopädisches Hilfsmittel.
Es ist bekannt, für die Herstellung eines individuellen orthopädischen Hilfsmittels, wie beispielsweise eines Prothesenschaftes oder einer Orthese eine Negativform des korrespondierenden Körperteils einer Person herzustellen. Problematisch ist hierbei, dass die Form des orthopädischen Hilfsmittels angepasst sein sollte an die Form des Körpers oder Körperteiles, wie sie sich unter Belastung ausbildet, bei der sich Gewebe durch Verschiebung, Kompression etc. verformt. Hierbei ist zum Beispiel zu berücksichtigen, dass beispielsweise bei einem Oberschenkelstumpf das Ende des Oberschenkelknochens üblicherweise zwischen ca. 1 bis 8 cm vom distalen Stumpfende beabstandet ist und das eigentliche Stumpfende somit aus Muskel- und anderem Gewebe besteht, das entsprechend verformbar ist. Auch Bewegungen, die z. B. mit Prothesen ausgeführt werden, führen zu Veränderungen des knöchernen und/oder muskulösen Reliefs, das mit dem orthopädischen Hilfsmittel korrespondieren soll.
Andererseits dürfen z. B. bei einem Prothesenträger auch keine Druckstellen verursacht werden, die z. B. bei Diabetikern zu nekrotischen Erscheinungen führen könnten.
Es bedarf sehr viel Erfahrung und Intuition bei einem Orthopädiemechaniker, damit er entsprechende Reliefänderungen aufgrund von Massen- und Volumenverschiebungen am unbelasteten Körperteil antizipieren kann. Tatsächlich ist die Anpassung eines entsprechenden orthopädischen Hilfsmittels nach wie vor ein zeit- und arbeitsaufwändiger Trial-and-Error-Prozess, bei dem letztlich oft nur suboptimale Ergebnisse erreicht werden. Im Rahmen des Anpassungsprozesses werden wiederholte Überarbeitungen von Formen und Modellen notwendig, bis eine endgültige Form für ein Hilfsmittel gefunden wird.
Bei den bisher verwandten Verfahren werden am Anfang für die Abnahme einer Negativform entsprechende Muskelmassen z. B. manuell verschoben. Dabei können aber nur begrenzt Lasten auf einen Körperteil aufgebracht werden und es ist auch nicht sicher, ob die händisch simulierten Kräfte den reell auftretenden Lasten entsprechen.
Es wurde aber auch schon vorgeschlagen und versucht, entsprechende Körperpartien über unterschiedlichste bildliche oder ähnliche Abbildungsverfahren zu vermessen und die unter Belastung zu erwartenden Massenverschiebungen basierend auf empirischen Erfahrungen in einem Rechner zu simulieren. Mit den sich so ergebenden Daten können dann über rechnergestützte Maschinen dreidimensionale Modelle z. B. eines belasteten Stumpfes erzeugt werden, die dann als Grundlage für die Anfertigung eines entsprechenden orthopädischen Hilfsmittels dienen.
Trotz dieser aufwändigen Verfahren zur Herstellung eines Arbeitsmodelles für den Orthopädiemechaniker ergeben sich mit diesen bekannten Vorgehensweisen erste Versionen von orthopädischen Hilfsmitteln, die bei den Benutzern letztlich unangenehme Druckempfindungen auslösen und auch nicht den gewünschten eng anliegenden Sitz erreichen. Es ist dann Aufgabe des Orthopädiemechanikers, das ihm vorliegende Modell durch Auf- und/oder Abtragen von Material zu optimieren, was letztlich aber wieder eine große Erfahrung voraussetzt und auch weiterhin nach dem Trial-and-Error-Prinzip erfolgt. Problematisch ist dabei auch, dass vorgenommene Änderungen in ihren Auswirkungen nicht unmittelbar bewertet werden können, da insbesondere ein direkter Vergleich vorher/nachher nicht möglich ist. Bis ein Hilfsmittel angefertigt wird, das in seiner Passform den Wünschen des Benutzers und auch den sonstigen Anforderungen entspricht, wie z. B. Druckaufbringung nur in unkritischen gefäß- und/oder nervenarmen Regionen, können mehrere Iterationsschritte notwendig sein.
Für jeden Iterationsschritt muss das Hilfsmittel ab- und nach Änderungen wieder angelegt werden, ein zeitaufwändiger und anstrengender Prozess sowohl für den Prothesenträger als auch für den Orthopädiemechaniker.
Vor allem bei älteren oder geschwächten Personen findet eine solche Prozedur nicht in der Orthopädiewerkstatt statt, sondern muss bei diesen Personen vor Ort durchgeführt werden, wobei die meisten Änderungen am Modell oder einem nach diesem gefertigten Hilfsmittel nur mit einer Werkstattausrüstung möglich sind, was für den Orthopädiemechaniker Fahrten und zusätzliche Kosten verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Hilfsmittels anzugeben, mit dem ein solches Hilfsmittel schneller in einer passgenauen Weise herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Mehrzahl von insbesondere miteinander verbundenen Formteilen aufweist, die über Halter mit einem Grundgestell verbunden sind, wobei die Halter in ihrer Position, d. h. Lage im Raum und gegebenenfalls ihrer Form veränderbar und abschließend fixierbar sind.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt somit darin, dass über die Mehrzahl der miteinander verbundenen Formteile eine räumliche Stützfläche erzeugt werden kann, die über die genannten Halter von einem Grundgestell getragen wird, so dass die Möglichkeit besteht, einen Körperteil mit einer realitätsnahen Belastung über die Formteile abzustützen. Die Formteile sind also unter realitätsnaher Belastung direkt am Körper mitzuführen und verstellbar. Dabei wird an dem Körperteil gleichzeitig eine realitätsnahe Gewebeverschiebung erreicht. Dieser können die Formteile auch sehr präzise nachgeführt werden, bis ein gleichmäßiger und/oder für den Prothesenträger als angenehm empfundener Sitz erreicht wird. In dieser Position werden die Halter der Formteile schließlich fixiert, so dass damit auch die Position des vom entsprechenden Halter getragenen Formteiles festgelegt wird.
Nachdem dann z. B. der Prothesenträger seinen Stumpf wieder aus der Vorrichtung entfernt hat, verbleiben die Formteile in der Stellung, in der sie fixiert wurden und beschreiben eine endgeformte Negativform des unter Belastung befindlichen Körperteiles also z. B. eines Stumpfes. Diese sich ergebende vollständige und endgeformte Zweckform kann benutzt werden, um das Modell eines belasteten Körperteils abzuformen, über das in herkömmlicher Weise ein orthopädisches Hilfsmittel angefertigt wird. Da die Zweckform bereits unter Last und in statisch optimierter Stellung aufgenommen wurde, sind für ein nach dieser Vorlage gefertigtes Hilfsmittel keine aufwändigen Iterationsschritte bei der Anpassung mehr nötig. Im Besonderen werden für die Passformfindung alle Veränderungen und Anpassungen direkt am Körper durchgeführt, ohne das Hilfsmittel, beispielsweise eine Prothese dabei abzulegen.
Auch als Vorlage für die Herstellung einer weitgehend endbearbeiteten Scan-Datei kann dieser Abdruck dienen, um nach bekannten Verfahren ein Modell daraus zu fertigen.
Es ist zwar auch im Rahmen der Erfindung, wenn die Formteile nur mittelbar über Halter und/oder Grundgestell miteinander verbunden sind, vorzugsweise sind die Formteile in gegeneinander verstellbarer Weise direkt miteinander verbunden. Hierzu wird insbesondere vorgeschlagen, die Formteile einander überlappend auszuführen und durch entsprechend angeordnete Langlöcher oder Schlitze, durch die Klemmschrauben geführt werden können, eine entsprechende Festlegung gegeneinander zu ermöglichen.
Dabei ist es auch möglich, spezielle Formteile vorzusehen, wie beispielsweise bei einer Oberschenkelprothese Ramus- oder Trochanteranlagen, mit denen ein Prothesenschaft speziell an das knöcherne Relief eines Prothesenträgers angepasst wird. Es ist vorgesehen, diese speziellen Formteile unabhängig von den anderen Formteilen zu halten, d. h., sie nur über die Halter und/oder das Grundgestell mit den anderen Formteilen zu verbinden, damit bei einer Verän derung der anderen Formteile keine ungewünschte Verstellung von entsprechenden Fixpunkten geschieht, die durch die speziellen Formteile abgebildet werden.
Die Halter, über die die Formteile an dem Grundgestell fixiert sind, sind in ihrer Länge und/oder ihrer Lage im Raum über entsprechend zu verklemmende Schiebeverbindungen oder andere Gelenke oder Scharniere verstellbar. Der guten Ordnung halber sei auch hier darauf hingewiesen, dass es auch im Rahmen der Erfindung ist, wenn die Verbindung eines Halters mit dem Grundgestell nur mittelbar erfolgt, also z. B. unter Zwischenschaltung eines weiteren Halters.
Es besteht durch die Verstellbarkeit der Halter beispielsweise die Möglichkeit, über diese Halter eine Mehrzahl von im wesentlichen einen Kreis bildenden Formteilen so gegeneinander und in sich zu verschieben, dass sie eine beliebig zum Körper ausgerichtete ovale Form einnehmen. Auch ist es möglich die Formteile gemeinsam oder einzeln zu neigen, zu tordieren oder zu verdrehen, so dass die sich innen am Hilfsmittel ergebende Abstützfläche für z. B. einen Beinstumpf verändert und an die Anforderungen eines Prothesenträgers angepasst wird. Es besteht somit also die Möglichkeit, sowohl die tatsächliche Situation der Weichteildeckung, der Muskeln und des Bandapparates unter Belastung zu berücksichtigen als beispielsweise auch den Verlauf von Gefäßen oder die Besonderheiten einer Stumpfverletzung.
Ein wesentliches Element ist in diesem Zusammenhang bei der Herstellung z. B. eines Prothesenschaftes eine individuell an ein Stumpfende angepasste Stützplatte, die das distale Ende des Prothesenschaftes bildet. Über eine entsprechende Verstellung dieser Stützplatte in proximal/distaler und ventraler/dorsaler Richtung kann das Volumen der durch die Formteile gebildeten Zweckform für die maximale Kraftaufnahme des belasteten Stumpfendes einjustiert werden. Im Zusammenhang mit der Stumfendbelastung von distal nach proximal steht die Kontur des oberen Prothesenrandes, da hier ein Gegenhalt durch die anspruchsvolle Verklammerung des knöchernen Reliefs von proximal nach distal bewirkt werden muss, der durch die Vorrichtung in sinnvoller Weise bei komprimierter Muskulatur über die Formteile einstellbar ist.
Die individuell an das Stumpfende angepasste Stützplatte wird dabei wie folgt hergestellt: Über einen Stumpf wird ein Strumpf gezogen und in proximaler Richtung gespannt. Das am distalen Ende des Stumpfes befindliche Gewebe wie Muskelmasse etc. wird dabei in proximaler Richtung gestaucht.
Über diesen in proximaler Richtung vorgespannten Strumpf wird ein Schlauch gelegt, der mit seinem proximalen Ende den Stumpf voll umfasst und über den proximal angeordneten Schafteintrittsbereich des Prothesenschaftes fixiert wird.
Das distale Ende des Schlauches wird durch eine Zugplatte mit einer zentrischen Öffnung, die in einer distalen Verlängerung des Stumpfes angeordnet ist, in distaler Richtung gezogen, wodurch gleichzeitig das in proximale Richtung gedrückte Gewebe des Stumpfes in Radialrichtung komprimiert wird. Die Zugkraft ist dabei über eine federnd gelagerte Welle limitiert.
Der sich zwischen den Formteilen und dem Schlauch ergebende Zwickelraum kann mit einem elastischen Material wie einem Kunststoffschaum oder Silikon etc. gefüllt werden. Diese Füllung bindet unter Körperlast konturgenau ab und bettet damit das individuelle Knochenrelief und/oder Stumpfende beispielsweise eines Unterschenkelstumpfes.
Für das komprimierte distale Stumpfende z. B. eines Oberschenkelstumpfes kann auch eine das Stumpfende umfassende Tasse gefertigt werden, die in ihren Abmessungen (Durchmesser, Höhe des umlaufenden Randes) den sich stellenden Forderungen entspricht.
Der Vorteil bei beiden beschriebenen Varianten besteht darin, dass die auf den Strumpf bzw. den Schlauch aufgebrachten Zugkräfte in proximaler und/oder distaler sowie ventraler und dorsaler Richtung so gewählt werden können, dass ein Prothesenträger den sich am Stumpfende ergebenden Druck während einer Anprobe des Hilfsmittel beurteilen kann, womit gewährleistet ist, dass bei Verwendung der sich ergebenden distalen Stützplatte bzw. auch einer dort anzuordnenden Tasse mit einer vergleichbaren Belastung sich auch die Kontur des distalen Stumpfendes wieder einstellen wird und somit eine für den Prothesenträger angenehme Form des Prothesenschaftes ergeben wird.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Grundgestell, an dem die Formteile über Halter fixiert sind, über wenigstens ein Gelenk an einem Basisträger befestigt.
Bei einer Oberschenkelprothese gibt dies beispielsweise die Möglichkeit, mit einem auf der Hüftgelenksachse eines Prothesenträgers angeordneten Gelenkes, die sich ergebende Zweckform um die genannte Achse zu schwenken und so in Positionen der Beugebewegung des Oberschenkels zu bringen. Damit kann auch die Anpassung der Zweckform an die sich dabei gegebenenfalls verändernde Massenverteilung überprüft werden.
Dieses Konstruktionsmerkmal erfüllt auch einen weiteren Vorteil: Man erhält nämlich die Möglichkeit, eine „Grundstellung" des orthopädischen Hilfsmittels realitätsnah zu ermitteln. Hierzu muss man wissen, dass z. B. die Grundstellung eines Oberschenkelstumpfes nicht wie bei einem gesunden Bein im Wesentlichen vertikal verläuft, sondern aufgrund unausgewogener Muskelkräfte beispielsweise nach vorne angehoben ist. Wird für einen solchen Oberschenkelstumpf eine Prothese gebaut mit einem im Wesentlichen vertikalen Verlauf der Stumpfaufnahme, wird beispielsweise bei der Schrittbewegung und durch verkürzte Muskeln das Becken und die Lendenwirbelsäule für den Prothesenträger schmerzhaft in Vorkippung (nach ventral) gezogen, woraus eine entsprechende Belastung der Wirbelsäule resultieren kann. Mit der hier vorgesehenen Vorrichtung ist es dementgegen möglich, die optimale Schafteinstellung in der Sagitalebene zu ermitteln und so die Ausrichtung eines Prothesenschaftes gradgenau an die Grundstellung eines Stumpfes anzupassen. Ausgehend von der sich ergebenden Stellung im Raum kann dann ein künstliches Kniegelenk und ein künstlicher Unterschenkel mit daran ansitzendem künstlichem Fuß entsprechend angesetzt werden und ausgerichtet werden, damit entsprechende ungewünschte Belastungen z. B. der Wirbelsäule eines Prothesenträgers nicht auftreten.
Für das Ansetzen der gesamten Unterbauten (Knie und Fußteil) wird vorgeschlagen, verstellbare Adapterplatten vorzusehen. Diese dienen dazu, einen wie oben beschriebenen präzise einjustierten Prothesenschaft mit zuvor angebrachten waagerecht ausgerichteten Verbindungsplatten zu verbinden, um die präzise vorgenommenen Einstellungen im gesamten Aufbau einer Prothese zur Wirkung zu bringen und somit den gesamten Aufbau der Prothese zu verbessern.
Es ist auch möglich die Träger der Formteile z. B. mittels einer Art Wippe gegenüber dem Basisträger seitlich verschwenkbar zu lagern und damit die Stellung z. B. eines Oberschenkels auch in der Frontalebene zu bestimmen. Hierbei wird vorgeschlagen, die Kippung auf ca. 3° aus der Horizontalen zu limitieren. Es eröffnet sich durch eine solche Aufhängung nahe dem Hüftgelenk die Möglichkeit, die Kraftlinie aus dem Hüftgelenk zu ermitteln, die für eine optimale Positionierung von Anbauteilen an einen Prothesenschaft relevant ist. Nach dieser Kraftlinie werden die Anbauteile wie Kniegelenk, Unterschenkel und Fußteil ebenfalls angeordnet.
Es ist vorteilhaft, wenn die bei der Herstellung der Zweckform für das orthopädische Hilfsmittel benutzten Formteile aus transparentem oder semitransparentem Kunststoff bestehen, wie beispielsweise PET. Hierdurch ist der gute Sitz des orthopädischen Hilfsmittels auch optisch gut überprüfbar.
Es ist außerdem möglich, die Formteile mit Drucksensoren zu versehen. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Stellung der Formteile zueinander und zu dem zu stützenden Körperteil zu optimieren unter Überwachung der dabei auf das Körperteil aufgebrachten Kräfte, ohne dabei auf die individuelle Wahrnehmung eines z. B. Prothesenträgers angewiesen zu sein. Es ist somit auch möglich, unter realitätsnahen Bedingungen unmittelbar am Körper Messungen durchzuführen.
Um ein entsprechendes orthopädisches Hilfsmittel wie einen Prothesenschaft oder eine Orthese zu formen, wird vorgeschlagen das abzuformende Körperteil mit einem im Wesentlichen gleichmäßig dicken Überzug aufzufüttern, beispielsweise mit Binden, Strümpfen, Gewebeschläuchen o. ä. An das entspre chend gleichmäßig aufgefütterte Teil werden die Mehrzahl der miteinander verbundenen Formteile angelegt und (auch) über die Halter in ihren Positionen so lange verschoben und verändert, bis ihre Position sowohl vom Prothesenträger als angenehm empfunden wird als auch den orthopädischen Anforderungen entspricht, wie beispielsweise einer gleichmäßigen flächigen Anlage oder einer Raumgabe in gewünschten Bereichen etc.
Am Ende dieses Anpassungsvorganges werden die Formteile über die Fixierung der Halter in ihren ermittelten Positionen entsprechend festgelegt und der Prothesenträger nimmt das abzuformende Körperteil mit der Auffütterung aus der derart eingestellten Zweckform. Diese Zweckform wird abschließend mit einer Abdeckmasse ausgekleidet, die im Wesentlichen die Dicke des das abzuformende Teil auffütternden Überzuges hat.
Bei der Abdeckmasse kann es sich vorteilhafterweise um einen Kunststoff handeln, insbesondere einen thermoplastischen Kunststoff, der gut anpassbar ist.
Die sich damit ergebende Form aus Abdeckmasse, insbesondere Kunststoff, kann abschließend dann aus der Zweckform entnommen werden und bildet entweder selbst das gewünschte orthopädische Hilfsmittel oder aber dient als Grundelement für dessen Herstellung. Entweder wird das sich ergebende z. B. Kunststoffteil zu einer Prothese weiterverarbeitet, indem z. B. an ihm entsprechende Anbauteile angebracht werden oder aber an kritischen Stellen noch gewünschte Aufpolsterungen angebracht werden. Alternativ kann das Kunststoffteil aber auch benutzt werden, um das Positivmodell eines unter Belastung stehenden Stumpfes oder anderen Körperteiles herzustellen, mit dem dann auf herkömmliche Weise ein Prothesenschaft aufgebaut wird.
Um bei dem Auskleiden der Zweckform mit Kunststoff eine möglichst glatte Innenfläche zu erhalten, wird vorgeschlagen, hierfür einen thermoplastischen Kunststoff zu verwenden, der insbesondere durch einen von innen auf ihn wirkenden Ballon nach außen gedrückt wird. Hierbei wird außerdem vorgeschlagen, diesen thermoplastischen Kunststoff aus mehreren sich miteinander verbindenden Schichten herzustellen. Zwischen diesen Schichten ist es möglich, elastische Polstermassen etc. aufzubringen, mit denen eine genaue Anpassung eines orthopädischen Hilfsmittels möglich ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt:
1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1;
3 die perspektivische Darstellung von zwei miteinander zu verbindenden Formteilen;
4 die Prinzipskizze der Befestigung eines Formteiles an einem Halter;
5 die Verbindung zwischen Formteil und Halter gemäß
4 im Schnitt;
6 einzelne Halter und Elemente zu deren Verstellung;
7a) und b) einen Basisträger in der Front- und in der Seitenansicht;
8 einen Schnitt durch ein spezielles Formteil zur Nutzung als Ramus-Anlage;
9 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer individuellen Stützplatte;
10 eine Prinzipskizze zur Herstellung eines Korsetts als Beispiel für eine Orthese;
In der 1 erkennt man eine Vorrichtung zur Herstellung eines individuell angepassten orthopädischen Hilfsmittels, im vorliegenden Fall eines Prothenschaftes für einen Oberschenkel.
Man erkennt eine Mehrzahl von Formteilen 1, 2, 3, 4, die über Halter 5, 6 an einem Grundgestell 7 befestigt sind.
Die einzelnen Formteile, von denen in der 3 zwei dargestellt sind, weisen in ihren Randbereichen Langlöcher 8, 9 auf, die in etwa einen Winkel von 90° miteinander einschließen. Durch jeweils zueinander korrespondierende Langlöcher können entsprechend den strichpunktierten Linien 10 gemäß 3 Ver bindungsschrauben 11 geführt werden. Diese Konstruktion ermöglicht es, die einzelnen Formteile miteinander verbunden in alle Richtungen einer Ebene zu verschieben.
Die einzelnen Formteile sind dabei aus einem in sich verformbaren, insbesondere thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise PET. Sie sind in der Lage, sich durch von außen auf sie aufgebrachte Kräfte zu tordieren, zu verbiegen etc. Dabei wird gewährleistet, dass die einzelnen Formteile an ihrer innenliegenden Oberfläche möglichst gleichmäßig und ohne Bildung einer eventuellen Stufe in ein benachbartes Formteil übergehen.
Die hier beschriebenen Formteile ermöglichen es, eine Zweckform konturgenau an einen Oberschenkelstumpf unter ihn verformender Belastung anzupassen und damit eine Innenfläche zu simulieren eines nachzuformenden Prothesenschaftes, der dann letztlich optimal sowohl zu diesem Oberschenkelstumpf als auch zu an den Prothesenschaft zu den adaptierenden Prothesenbauteilen korrespondiert.
Die einzelnen Formteile sind dabei wie in den 4 und 5 dargestellt über Zwischenelemente 12 mit den entsprechenden Haltern 13 verbunden. Die Zwischenelemente enthalten dabei Platten 12a, 12b, die gegeneinander verstellbar sind, wobei sie in jeder zueinander verstellten Position über entsprechende Spannschrauben 14 oder Arretiermittel 15 gegeneinander fixiert werden können. Es besteht somit die Möglichkeit, durch entsprechende Hebel 16, 17, wie sie in der 6 dargestellt sind, auf einzelne Formteile über Führungsstangen 18 oder Druckstangen 19 Kräfte aufzubringen, um sie vor- oder zurückzuschieben oder aber sie um ein Drehpunkt 20 oder eine Achse 21 zu verschwenken, wodurch das Formteil optimal an einen Beinstumpf angepasst wird. Indem das Formteil transparent oder semitransparent ist, kann die Anlage des Stumpfes an die von den Formteilen gebildete Oberfläche auch optisch überprüft werden.
Die einzelnen Platten, Drehpunkte, Achsen etc. können auch mit Markierungen, Skalen, elektronischen Messinstrumenten etc. versehen sein, an denen die vorgenommenen Verstellungen abgelesen oder gespeichert werden können. Damit können entsprechende Verstellungen ggf. auch reproduziert werden.
In Positionen, in denen die Person, der mit einer hier beschriebenen Vorrichtung eine Prothese angepasst werden soll, eine angenehme Stellung eines Formteiles signalisiert, können durch entsprechende Spannelemente 22, 23, 24, 25 die zuvor veränderten Freiheitsgrade einzeln fixiert werden. Über die entsprechenden Hebel 16, 17 können also zuerst die entsprechenden Formteile umformende Kräfte aufgebracht werden und anschließend können die mit den Hebeln in Verbindung stehenden Gelenke etc. in der sich ergebenden Position fixiert werden, wodurch die Formteile in ihrer verformten Stellung gehalten werden.
Es besteht damit die Möglichkeit, die sich aus den mehreren Formteilen insgesamt ergebende Zweckform, die an einem bestehenden Stumpf unter Last aufgenommen wird, von dem Stumpf abzunehmen, wobei sie dabei die zuletzt erhaltene Form beibehält. Diese zuletzt beibehaltene Form berücksichtigt also Formänderungen des Stumpfes aufgrund von Muskel- oder anderen Gewebeverschiebungen, die an diesem unter Last auftreten.
Im hier dargestellten Beispiel wird das Grundgestell 7 außerdem noch über eine Schwinge 26, die Teil eines Gelenkes ist, an einem Basisträger 27 befestigt. Damit wird die Möglichkeit gegeben, die genannte Zweckform, insbesondere auch durch den Prothesenträger mit seinen vorhandenen Muskeln in mehrere Positionen zu verschwenken. Diese Positionen entsprechen somit insbesondere den unterschiedlichsten Stellungen, durch die eine Prothese bei ihrer Benutzung hindurchbewegt wird. Man hat somit die Möglichkeit, sich dabei am Stumpf verändernde Muskel- und Knochenreliefs für die Ausgestaltung des Prothesenschaftes mit zu berücksichtigen. Der Anwender ist dadurch außerdem in der Lage, schon vor der eigentlichen Herstellung des Hilfsmittels die Passform und den Komfort beliebig lange auch wiederholt zu testen.
In der 7b) ist dargestellt, dass mit den Schaftaufhängungen 44 Gegengewichte 45 gekoppelt sind, die über Führungsstangen 46 verschieblich gelagert sind, um damit die auf die Schaftaufhängungen wirkenden Lasten aufzu nehmen, die aus dem Gewicht des Prothesenträgers etc. resultieren, der sich über seinen Prothesenschaft auf die Schaftaufhängungen abstützt.
Es sei hier am Rande erwähnt, dass durch eine gezielte Verschiebung der Gegengewichte 45 die Streckung des Hüftgelenkes eines Prothesenträgers auch zu Therapiezwecken eingesetzt werden kann.
Außerdem ist in den 7a) und 7b) dargestellt, dass der Basisträger 27 außerdem noch mit einer Wippe 43 versehen ist. Diese Wippe stellt ein weiteres Gelenk dar, über das ein Grundgestell und eine von diesem getragene Zweckform an dem Basisträger befestigt ist. An dieser Wippe sind zwei Schaftaufhängungen 44 zu erkennen, die als Teil des Grundgestells seitlich an einem (nicht dargestellten) Prothesenschaft zu befestigen sind. Aufgrund der Wippe 43 sind auch Kippungen dieses Prothesenschaftes in der Frontalebene möglich. Der Lagerbock 47 der Wippe 43 ist dabei in Horizontalrichtung verschieblich und kann somit den Drehpunkt und Stützpunkt der Wippe im Bereich zwischen den Aufhängungen (beispielsweise im Bereich der in den Schaft eintretenden Kräfte) seitlich verschieben.
Durch das seitliche Verschieben können die Verläufe der an einem Stumpf bzw. Prothesenschaft verlaufenden Belastungslinien lokalisiert werden, was es dem Orthopädiemechaniker ermöglicht, an einen Prothesenschaft zu montierende Anbauteile optimal zu positionieren. In der Summe umfassen die möglichen Justierungen alle wesentlichen Merkmale, um die herzustellende Prothese auch möglichst realitätsnah zu simulieren.
Aufgrund der oben angesprochenen engen Verbindung der jeweils benachbarten Formteile werden bei Veränderung eines Formteiles grundsätzlich die anderen Formteile etwas mitverformt und dabei gegebenenfalls auch etwas in ihrer Lage bezüglich des Stumpfes verändert. Man erhält somit grundsätzlich eine fließende, optimale Ausgestaltung der sich ergebenden Zweckform.
Besonders wichtig ist es allerdings, einen entsprechenden Prothesenschaft am Schafteintrittsbereich präzise festzulegen, einerseits gegenüber dem Becken, insbesondere dem Sitzbein bzw. ramus ossis ischii (im Rahmen dieser Anmel dung „Ramus") und andererseits gegenüber dem Oberschenkelknochen, hierbei insbesondere dessen seitlich an dessen Gelenkkopf befindlichen Knochenfortsatz, genannt trochanter major (im Rahmen dieser Anmeldung „Trochanter").
Hierfür ist vorgesehen, dass ein entsprechendes Formteil, z. B. eine Ramus-Anlage 4 und/oder eine entsprechende Trochanter-Fassung vorhanden sind. Diese sind unabhängig von den benachbarten Formteilen 1, 2 verstellbar, so dass ein Stumpf im Eintrittsbereich der Oberschenkelprothese sehr präzise gefasst werden kann. Ein Schnitt durch eine entsprechende Ramus-Anlage ist in der 8 dargestellt. Dieses Formteil ist wesentlich, damit eine Oberschenkelprothese, wie sie hier beschrieben ist, unter Belastung anpassbar ist, wobei die zuvor einjustierte Ramus-Anlage unverändert bleibt. Bei einer entsprechend anatomisch formgerechten Ramus-Anlage ist ein Stumpf im Schafteintrittsbereich sehr präzise zu fassen. Damit ist auch die passgerechte Einstellung des Schaftvolumens gegeben durch eine proximal/distale Verstellung einer distal angeordneten individuellen Stützplatte, wie sie weiter unten beschrieben wird.
Die hier dargestellte Ramus-Anlage wird bei der Aufnahme einer Stumpfform als separates Formteil 4 vorgesehen. Bei der später erfolgenden Ausgestaltung der Zweckform wird dieses Formteil 4 dann durch ein Bauelement 48 ersetzt, das mit einem benachbarten Formteil 49 starr verbunden ist. Über diese Kombination des Bauelementes 48 und benachbartem Formteil 49 wird dann – wie weiter unten beschrieben – bei dem Überzug der sich ergebenden Zweckform eine einheitliche Kunststoffauskleidung 50 aufgebracht. Auf diese Kunststoffauskleidung wird dann eine Silikonschicht 51, aufgetragen und mit dem Formteil 52 ausgeformt, wodurch die Kunststoffauskleidung 50 mit einem Kissen versehen wird. Dieses gewährleistet eine optimale, druckstellenlose Abstützung im Bereich der Ramus-Anlage.
Das Formteil für diese Ramus-Anlage 4 kann über den speziell an ihr befestigten Hebel 6 und 5 auch während einer vollen Belastung verstellt werden, wodurch die ideale Druckanlage der Ramus-Pelotte auch in vivo erprobt werden kann. Da die oben angesprochene Veränderung des Gestelles 7 gegenüber einem Basisträger 27 auch um mehrere zueinander orthogonalen Achsen erfolgen kann, kann auch ein bewegungsbedingtes Aus- und Eingleiten der Ramus-Anlage sehr präzise und realitätsnah am Prothesenträger überprüft und optimiert werden.
Grundsätzlich kann die Ramus-Anlage auch mit einer Adduktorenabstützung 51a versehen sein, die hier eine Einheit mit der Ramusanlage bildet und in jede Position mitgeführt und zweckmäßig positioniert wird.
Es ist in diesem Zusammenhang dann wesentlich, dass das Volumen des Prothesenstumpfes an das Volumen des belasteten Stumpfes angepasst wird, um hier eine gute Passform zu erreichen. Hierzu wird am distalen Ende des Prothesenstumpfes wie in 1 zu erkennen, eine individuell angeformte Stützplatte angeordnet, die in ihrer Form an die sich unter Last ausbildende Gestalt eines Stumpfes angepasst ist. Diese Stützplatte ist zur Volumenveränderung des Prothesenschaftes in proximal/distaler Richtung verstellbar.
Um diese Form zu erzeugen, wird über ein Stumpfende ein in Proximalrichtung zu ziehender Strumpf 29 gelegt. Durch den in Proximalrichtung wirkenden Zug wird das am distalen Ende des Strumpfes 29 befindliche Gewebe im Wesentlichen unter Bildung eines Wulstes proximal verlagert. Gleichzeitig wird über den Strumpf 29 ein Zugschlauch 30 gelegt, der durch das Mittelloch 31 einer Führungsplatte 32 geführt wird. Über eine Spannvorrichtung 33 wird dann das distale Ende des Zugschlauches 30 belastet. Hierdurch wird bewirkt, dass der sich am Stumpfende aufgrund des Zuges durch den Strumpf 29 ausbildende Wulst gefasst und komprimiert wird, so dass das distale Stumpfende eine insgesamt kompakte, tragfähige Form erhält. Dabei kann durch entsprechende Justage der auf den Strumpf 29 und den Schlauch 30 aufgebrachten Kräfte und über die Zugrichtung nach ventral/dorsal, sagital/medial eine sowohl den Komfortansprüchen eines Prothesenträgers als auch den orthopädischen Anforderungen entsprechende Form erreicht werden. Auf den Strumpf 29 kann ein sich den Formen anpassender Kunststoff oder ein elastisches Silikon o. ä. aufgetragen werden, über den dann letztlich die vorgefertigte in sich ebenfalls verstellbare Stützplatte 28 aufgebracht wird. Eine solche Stützplatte ist vorzugs weise bei einer Unterschenkelprothese aber auch bei einer Oberschenkelprothese zu verwenden.
Alternativ kann aber auch durch einen Orthopädietechniker eine die Form des distalen Stumpfendes aufnehmende individuelle Tasse gefertigt werden. Diese ist besser geeignet, größere Lasten aufzunehmen.
An diese Stützplatte kann die Führungsplatte 32 befestigt werden, die mit ihrem in der 10 zu erkennenden stufigen Aufbau genutzt werden kann als Träger für entsprechende Anbauelemente der zu fertigenden Prothese, wie beispielsweise einem künstlichen Kniegelenk etc.
Damit die Führungsplatte 32 an der individuell gefertigten Stützplatte 28 verbleiben kann, ist sie als Einsatz mit Innengewinde für die Adaptionen (Knie und Fußteil) ausgebildet.
Die bisher beschriebene Vorrichtung dient dazu, eine Zweckform herzustellen für die Anfertigung einer Prothese.
Die einzelnen Formteile sind dabei in ihrer Form, Stellung und Position an individuelle Bedürfnisse anzupassen. Dabei werden z. B. an einem Oberschenkelstumpf die Lasten aufgebracht, wie sie bei einer realen Belastung des Oberschenkelstumpfes bei der Benutzung einer Prothese auftreten und die sich hierbei am Stumpf ergebende Form wird erfasst und für die Ausbildung der Zweckform berücksichtigt.
Die sich ergebende Zweckform kann dann entweder für die Abformung eines Modells genutzt werden, der z. B. die Form eines belasteten Oberschenkelstumpfes darstellt.
Alternativ kann ein entsprechender z. B. Oberschenkelstumpf vor der Anfertigung der Zweckform aufgefüttert werden, beispielsweise durch Binden, Strümpfe etc., so dass die sich ergebende Zweckform ein gewisses Übermaß hat.
Dieses Übermaß kann dann genutzt werden, um mit einem vorzugsweise thermoplastischen Kunststoff ausgekleidet zu werden. Die Innenseite der sich ergebenden Kunststoffauskleidung entspricht dann der Form eines belasteten Stumpfes ohne Auffütterung.
Die erzeugte Kunststoffauskleidung kann dann genutzt werden, um selbst den Schaft einer Oberschenkelprothese zu bilden.
Eine Vorrichtung, um eine entsprechende Kunststoffauskleidung in der mit einzelnen Formteilen gebildeten Zweckform anzubringen, ist in der 10 dargestellt.
Man erkennt eine Gewindestange 53, die an ihrem unteren Ende mit einer Platte 54 versehen ist, die über ein Gewinde 55 eine Adapterplatte aufnimmt für die spätere Verschraubung von Knie- und Fußteil.
Zwischen Formteil 1 und einer elastischen Ballonhaut 56, die aus Gummi, Silikon oder ähnlichem Material besteht und um mindestens 100% dehnbar ist, wird ein verformbarer thermoplastischer Kunststoff 62 eingebracht.
Die Ballonhaut ist an ihrem der Platte 54 gegenüberliegenden Ende an einer Tragscheibe 57 festgelegt, die eine umlaufende Dichtnut 58 aufweist. Die Tragscheibe 57 ist über ein mit der Gewindestange 53 korrespondierendes Gewindeelement 59 höhenverstellbar, womit die Gesamtlänge der beschriebenen Vorrichtung veränderbar ist.
In der Tragscheibe 57 befindet sich ein Ventil 60, über das ein Druckmedium (Pfeil 61) in das von der Ballonhaut 56 begrenzte Volumen einpressbar ist.
Über eine wie hier beschriebene Vorrichtung wird sodann ein thermoplastischer Kunststoff gelegt, der gegebenenfalls entsprechend erwärmt ist oder aber anschließend erwärmt wird. Die mit diesem Kunststoff belegte Vorrichtung wird sodann in die Zweckform eingeführt und über das Ventil 60 wird ein Druckmedium in das Innere der Ballonhaut 56 gedrückt, womit der thermoplastische Kunststoff nach außen in Anlage an alle Formteile 1, 4 usw. gebracht wird.
Der thermoplastische Kunststoff wird sodann abgekühlt, womit er erstarrt und die ihm durch die Zweckform vorgegebene Form einnimmt. Das sich ergebende Kunststoffteil kann dann, wie oben beschrieben, gegebenenfalls noch mit einzelnen Silikonkissen aufgepolstert werden. Es kann sowohl selbst als Prothesenschaft oder aber als Grundlage für einen klassischen Aufbau eines Prothesenschaftes genutzt werden.
Außer dem Schaft beispielsweise einer Oberschenkelprothese, wie sie bisher beschrieben wurde, ist es in gleicher Weise auch möglich, beispielsweise Orthesen herzustellen, sei es Sitzschalen oder aber auch Rumpf-Orthesen. Die Anfertigung von Entlastungsorthesen für die unteren Extremitäten erfolgt dabei nach dem gleichen Prinzip mit den gleichen Formteilen aus dem hier beschriebenen Bein-Prothesenbau, jedoch ohne eine untere Stützplatte, wie sie oben beschrieben wurde. Dabei wird primär die belastete Gelenkzone ausgeformt, wobei der entstehende Abdruck dann auch für den klassischem Aufbau einer Orthese verwandt werden kann.
In der 11 ist für die Herstellung einer Rumpf-Orthese dargestellt, dass mehrere Formteile 35, 36, 37 an einem Grundträger 38 über Halter 39 befestigt sind. Die einzelnen Formteile 35, 36, 37 und die entsprechenden Halter 39 sind dabei über Befestigungselemente 40 miteinander verbunden, die über Hebel 41/42 verstellbar sind, so dass die einzelnen Formteile 35, 36, 37 an die individuellen Bedürfnisse einer Person angepasst werden können, sich ergebende individuell passende Formen lassen sich über entsprechende Fixierhebel dann festlegen, nach dem gleichem Prinzip, wie es oben beschrieben wurde für einen Prothesenschaft.
Auch im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Formteile aus semiflexiblem Kunststoff gefertigt, der eine individuelle Anpassung an einen Benutzer ermöglicht.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines orthopädischen Hilfsmittels wie eines Prothesenschaftes oder einer Orthese mit einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Formteilen (1, 2, 3, 4, 35, 36, 37), die über Halter (5, 6, 39), die in ihrer Position fixierbar sind, mit einem Grundgestell (7, 38) verbunden sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (5, 6, 39) mit wenigstens einem in wenigstens einem Freiheitsgrad verstellbaren Element versehen sind, und dass über die Halter (5, 6, 39) die Formteile (1, 2, 3, 35, 36, 37) verformende Kräfte aufbringbar sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (1, 2, 3) in gegeneinander verstellbare Weise miteinander verbunden sind.
Vorrichtung zur Herstellung eines Prothesenschaftes gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Formteile (28) eine individuell hergestellte an ein Stumpfende angepasste Stützplatte ist, die an dem distalen Ende des Prothesenschaftes angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgestell (7) über wenigstens ein Gelenk (26, 43) an einem Basisträger (27) befestigt ist.
Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Hilfsmittels wie eines Prothesenschaftes oder einer Orthese, mit den Schritten – Versehen eines abzuformenden Teiles mit einem Überzug, – Anlegen einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Formteilen, die über Halter in ihrer Position fixierbar an einem Grundgestell befestigt sind, an das mit Überzug versehene abzuformende Teil, zur Erzeugung einer Zweckform, – Entfernen des mit Überzug versehenen Teils, – Auskleidung der Zweckform mit einem Kunststoff.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskleiden der Zweckform mit einem thermoplastischen Kunststoff erfolgt über einen von innen auf diesen wirkenden Ballon.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff aus sich miteinander verbindenden Schichten besteht.
Orthopädisches Hilfsmittel hergestellt mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8.