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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Orthese zur Korrektur von Gelenkfehlstellungen,
mit mindestens einem ersten Schalenteil zur Aufnahme eines ersten
an ein Gelenk angrenzenden Körperteils,
insbesondere auch in Fehlstellung, mindestens einem zweiten Schalenteil
zur Aufnahme eines zweiten, auf der gegenüberliegenden Seite an das Gelenk
angrenzenden Körperteils,
insbesondere auch in Fehlstellung, wobei das mindestens erste und
das mindestens zweite Schalenteil durch ein Orthesengelenk derart
miteinander verbunden sind, dass die Schalenteile mit den aufgenommenen
Körperteilen
von einer eventuell vorhandenen Gelenkfehlstellung in die Gelenksollstellung
bringbar sind.
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Mit
solchen Orthesen sollen Gelenkfehlstellungen dauerhaft zur Gelenksollstellung
hin korrigiert oder operativ korrigierte Gelenkfehlstellungen postoperativ
in ihrer Sollstellung gehalten werden, mit dem Ziel, dass die Gelenksollstellung
schließlich
auch ohne Orthese dauerhaft beibehalten wird.
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Ferner
sind noch Orthesen bekannt, bei denen die Schalenteile in jener
Stellung zueinander verbleiben, in welcher sich die anatomischen
Gelenke befinden. Eine Korrektur der Fehlstellung erfolgt nicht.
Als Beispiel seien schlaffe Lähmungen
erwähnt wie
der Zustand nach Kinderlähmung.
In solchen Fällen
werden die Schalenteile in Gelenkfehlstellung mittels steuerbarer
Bewegungseinrichtungen relativ zueinander bewegt, um die Muskelkraft
zu ersetzen und somit eine Fortbewegung zu ermöglichen.
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Neben
den oben beschriebenen Orthesen, die statisch liegend oder dynamisch
zur Fortbewegung angewendet werden, sind noch sogenannte Motor-Bewegungsschienen
zur Durchführung
von Bewegungstherapien bekannt. Komplexe Fehlstellungen der in den
anatomischen Gelenken korrespondierenden Knochen finden sich, neben
anderer Genese, sehr häufig
bei neuroorthopädischen
Erkrankungen. Knochenfehlstellungen erheblichen Ausmaßes wie
Rotationen, Translationen, Torsionen, Valgus- und Varusdeviationen,
um nur einige zu nennen, bedürfen
oftmals der operativen Korrektur. Es ist bekannt, dass postoperative
Ruhigstellungen zur Einsteifung der ruhig gestellten Gelenke führen können, z.
B. durch Verklebung der Gelenkinnenhaut oder durch Verkürzung von
Sehnen und Bändern. Um
dies zu vermeiden, werden Bewegungstherapien mit Motor-Bewegungsschienen
durchgeführt.
Die Therapie erfolgt in der Weise, dass die Extremität auf einen „Schlitten” gelegt
wird, der auf einem mechanischen Gestell vor und zurück gleitet
und dadurch das Fuß-,
Knie-, Hüft-,
Hand-, Ellbogen- oder Schultergelenk bewegt. Bei Bewegungstherapien
ergibt sich jedoch dann eine bis dato ungelöste Problematik. Die Gelenke
können
nicht voll durchbewegt werden, wenn intraartikuläre Gelenkfehlstellungen in
den zu bewegenden Gelenken, oder auch in den benachbarten, vorliegen
oder eine erneute Fehlstellung nach einer Operation droht.
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Als
Beispiel seien die Sprunggelenke herangezogen:
Eine Bewegungstherapie
im oberen Sprunggelenk ist nur dann effektiv und für das untere
Sprunggelenk nicht schädlich,
wenn bei der Auf/Ab-Bewegung des Fußes (Dorsalextension/Plantarflexion)
das untere Sprunggelenk nicht in eine Fehlstellung gepresst wird.
Diese wird jedoch dann provoziert, wenn das untere Sprunggelenk
instabil ist und/oder sich die Knochen in einer „O”- oder „X”-Stellung befinden (Rückfuß-Varus-
oder Rückfuß-Valgus-Fehlstellung). Durch
diese Deviation können
sich die korrespondierenden Knochen bei der Therapie in eine unerwünschte Fehlstellung
bewegen oder gar iatrogene Schäden
entstehen, möglicherweise
bis hin zum „Aufbrechen” des Fußes in den
Mittelfußgelenken
(z. B. Chopartgelenk). Andererseits kann beispielsweise ein operierter
Klumpfuß wieder
in eine Fehlstellung übergehen,
wenn er nicht durchbewegt wird.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Orthese vorzuschlagen,
mit der Bewegungstherapien durchgeführt werden können, ohne dass
die Gefahr besteht, dass sich korrespondierende Knochen in eine
unerwünschte
Fehlstellung bewegen oder iatrogene Schäden entstehen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einer Orthese der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
das Orthesengelenk ferner dazu eingerichtet ist, in Gelenksollstellung
eine Relativbewegung der mindestens zwei Schalenteile zueinander
zu ermöglichen,
und dass die mindestens zwei Schalenteile mit einer steuerbaren
Bewegungseinrichtung verbunden sind, mit der die Schalenteile relativ
zueinander bewegbar sind.
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Mit
einer erfindungsgemäßen Orthese
können
Bewegungstherapien gefahrlos durchgeführt werden, da während des
kompletten Bewegungsablaufs die Gelenksollstellung stets beibehalten
wird. Da somit durch die geführte
Bewegung eine pathologische Abweichung der am Gelenk beteiligten
Knochen nicht erfolgen kann, kann eine größere Durchbewegung zur Gelenktherapie
angesetzt werden. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann beispielsweise
am unteren Sprunggelenk auch eine externe Stützung im Sinne einer Arthrodese
mit gleichzeitiger Bewegbarkeit des oberen Sprunggelenks innerhalb
dessen Sollstellung erfolgen, wodurch eine unerwünschte Deviation auch des unteren Sprunggelenks
bei der Bewegungstherapie nicht mehr möglich ist. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Schalenteile
mit einer steuerbaren Bewegungseinrichtung relativ zueinander bewegbar
sind, können
nach ärztlicher
Vorgabe bezüglich
Bewegungsausmaß,
Intensität,
Häufigkeit,
Dauer, Geschwindigkeit exakt kontrollierbare fremdgesteuerte Bewegungen
in Sollstellung durchgeführt
werden. Hierbei sind Bewegungstherapien mit deutlich besseren Dehnungsreizen
möglich,
da sämtliche
Bewegungen ausschließlich
in der Gelenksollstellung erfolgen. Mit einer erfindungsgemäßen Orthese
können
Bewegungstherapien mit einem größeren Therapieerfolg in
kürzerer
Zeit als bisher durchgeführt
und dabei eine Gefahr durch die Bewegungstherapie provozierter Fehlstellungen
oder Schäden
ausgeschlossen werden.
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Das
Gelenk ist in der therapeutisch angeordneten Position einzustellen,
axial als Ausgangswert für
Beugung und Streckung, horizontal für Bewegungen wie Ab- oder Anspreizung,
oder auch multi-direktional im Sinne einer Rotation. Zieht man das
obere Sprunggelenk als Beispiel heran, so könnte es sich bei der Ausgangsposition
um eine 90°-Stellung
des Fußes
handeln (auch als „Neutral-0-Stellung” bekannt).
Aus dieser Position heraus wird die therapeutische Fußbeugung
und Fußstreckung
mit der Orthese eingeleitet. Die Schalenteile verhindern dabei nicht
nur eine Fehlbewegung im oberen Sprunggelenk, sondern auch eine
unerwünschte
Verdrehung der mit dem unteren Sprunggelenk korrespondierenden Knochen.
Am Knie könnte,
bei einem Beugedefizit, die Ausgangsposition eine vollständige Streckstellung
sein, von der aus die Beuge-/Streckbewegung eingeleitet wird, oder
es könnte
auch umgekehrt bei einem Streckdefizit eine Einstellung in Beugung
erfolgen, um die Streck-/Beugebewegung durchzuführen.
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Bevorzugt
weist die Bewegungseinrichtung einen Motor auf, der mit mindestens
einem der beiden Schalenteile über
eine bewegbare Stange verbunden ist. Hierdurch kann eine Bewegungseinrichtung äußerst kostengünstig und
dabei betriebssicher ausgebildet werden. Denkbar ist aber beispielsweise auch,
dass der Motor direkt auf dem Gelenk sitzt und direkt auf das Gelenk
einwirkt. Es ist auch eine Korrektur von Gelenkfehlstellungen durch
Motoren denkbar, z. B. am unteren Sprunggelenk im Sinne von Inversion
und Eversion.
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Besonders
bevorzugt ist dabei die Stange in ihrer Längsrichtung durch den Motor
hin und her bewegbar. Mit diesen Maßnahmen wird die Bewegungseinrichtung
weiter vereinfacht und dabei besonders robust ausgebildet.
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In
günstiger
Weiterbildung der Erfindung ist der Motor steuerbar bezüglich der
Bewegungskraft, des Bewegungshubes, der Bewegungsfrequenz, der Bewegungsdauer
und der Bewegungsgeschwindigkeit, die auf die Schalenteile aufzubringen
sind. Mit der Einstellung dieser Parameter können die ärztlich vorgegebenen Bewegungen
exakt umgesetzt werden.
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Bevorzugt
weist der Motor ein Drehmoment im Bereich von 0,5 Nm bis 100 Nm
oder auch mehr auf. Damit können
sämtliche
Einstellparameter problemlos auch bei unterschiedlichsten Körpergewichten
der Patienten, d. h. bei unterschiedlichsten Gewichten der zu bewegenden
Körperteile,
umgesetzt werden.
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Vorteilhafterweise
ist der Motor stufenlos steuerbar. Damit ist eine optimale Anpassbarkeit
der Einstellparameter an die jeweiligen Erfordernisse gewährleistet.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Motor an eine
programmierbare Steuereinheit anschließbar. Auf diese Weise können die Einstellparameter
problemlos variiert werden, beispielsweise in Abhängigkeit
von der Dauer der Bewegungstherapie.
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Vorteilhafterweise
ist der Motor ein Elektromotor, der besonders bevorzugt wahlweise
mit Niederspannung oder mit Netzspannung betreibbar ist. So ist
es denkbar, dass für
eine Bewegungstherapie unter Aufsicht eines Therapeuten der Motor
mit Netzspannung betrieben wird, während bei einer Orthese, die
vom Patienten zu Hause eingesetzt wird, der Motor zum Betrieb mit
Niederspannung eingerichtet ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung weist die Orthese mehrere Schalenteile auf, wobei
benachbarte Schalenteile jeweils zur Aufnahme eines Körperteils
beiderseits eines Gelenks, insbesondere auch einer Gelenkfehlstellung,
ausgebildet und durch ein Orthesengelenk miteinander verbunden sind,
und wobei jeweils benachbarte Schalenteile mit einer separat steuerbaren
Bewegungseinrichtung verbunden sind. Dabei sind besonders bevorzugt
die Steuerungen aller Bewegungseinrichtungen aufeinander abgestimmt,
um miteinander koordinierte Relativbewegungen aller Schalenteile
zueinander zu bewirken. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen
werden Kombinationsbewegungen möglich,
beispielsweise die Korrelation der Bewegungen von Sprung- und Kniegelenk.
Bei zunehmender Kniebeugung nimmt die Dorsalextension (Anheben des
Fußes)
im oberen Sprunggelenk im anatomischen Ausmaß zu. Bei der Kniestreckbewegung
bewegt sich, bei aufeinander abgestimmten Motoren, der Fuß in eine
Plantarflexion (Abbewegung des Fußes). Ähnlich kann die Bewegungstherapie
an der Hüfte
erfolgen. Bei einer physiologischen Hüftbeugung erfolgt auch eine
Kniebeugung, d. h. zwei Bewegungen, die auch mit Orthesen in Korrelation
zueinander erfolgen können.
Bei einer nicht unerheblichen Anzahl von Indikationen ist die aufeinander
abgestimmte Bewegung von oberem Sprunggelenk, Knie- und Hüftgelenk
erforderlich. An schwerstbehinderten Patienten kann, durch die Kombination
von Gelenkbewegungen, zur Mobilisation im Liegen eine alternierende
Bewegung wie beim Gehen simuliert werden. Dieser ärztlichen
Forderung kann mit der Erfindung nachgekommen werden. Kombinationsbewegungen
an der oberen Extremität
sind zwischen Hand- und Ellbogengelenk oder zwischen Ellbogen- und
Schultergelenk möglich;
auch die Korrelation aller drei Gelenke ist möglich. Solche Orthesen sind
z. B. für
schwer cerebral geschädigte
Patienten sehr vorteilhaft, wie etwa für an AMC (Arthrogryposis multiplex
congenita) leidende Personen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielshalber
noch näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
erste Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Orthese, mit
einer ersten Relativstellung eines ersten und eines zweiten Schalenteils
zueinander;
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2 eine ähnliche
Ansicht wie 1, mit einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Orthese
und einer zweiten Relativstellung der beiden Schalenteile aus 1 zueinander;
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3 eine
zweite Teilansicht der Orthese aus 1 oder 2,
mit einer ersten Relativstellung des zweiten und eines dritten Schalenteils
zueinander und
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4 einen
Ausschnitt IV aus 3, mit einer zweiten Relativstellung
der beiden Schalenteile zueinander.
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Die
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Orthese 1 weisen
drei Schalenteile 2, 3, 4 auf – jeweils
ein Schalenteil für
Fuß, Unterschenkel
und Oberschenkel. Benachbarte Schalenteile 2, 3, 4 sind
jeweils durch einen Orthesengelenk 5, 6 miteinander
verbunden und an eine fremdgesteuerte bzw. steuerbare Bewegungseinrichtung 7, 8 angeschlossen.
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In
den 1 und 2 sind das Schalenteil 2,
das den Fuß aufnimmt,
sowie der untere Teil des Schalenteils 3, das den Unterschenkel
aufnimmt, dargestellt. Die Schalenteile 2, 3 sind
getrennt voneinander an den Fuß bzw.
an den Unterschenkel in deren Fehlstellung anlegbar.
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An
den Schalenteilen 2, 3 sind Bestandteile des Orthesengelenks 5 befestigt,
die in der relativen Sollstellung der Schalenteile 2, 3 zueinander
zum vollständigen,
funktionsfähigen
Orthesengelenk 5 miteinander verbindbar sind. In ihrer
relativen Sollstellung, d. h. in der Gelenksollstellung, sind die Schalenteile 2, 3 relativ
zueinander um ein vorgegebenes Maß, beispielsweise um einen
vorgegebenen Winkel, bewegbar.
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Im
Fall von vorhandenen zu korrigierenden Gelenkfehlstellungen werden
die Schalenteile 2, 3, 4 getrennt beidseits
der Gelenkfehlstellung an die korrespondierenden Körperteile
angelegt und erst danach mittels des Orthesengelenks 5, 6 miteinander verbunden
und dabei die Gelenkfehlstellung in die Gelenksollstellung gebracht.
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Falls
die Orthese 1 für
eine postoperative Bewegungstherapie eingesetzt wird, wobei die
Körperteile
durch eine Operation von einer Gelenkfehlstellung in eine Gelenksollstellung
gebracht worden sind – beispielsweise
im Fall eines operierten Klumpfußes, werden die Schalenteile 2, 3, 4 in
Gelenksollstellung angelegt, so dass hier eine Verbindung der Schalenteile 2, 3, 4 mittels
des Orthesengelenks 5, 6 keine Korrektur einer
Gelenkfehlstellung bewirkt. In solchen Fällen verhindert die Orthese 1 eine
bisher bei der Durchführung
der Bewegungstherapie häufig eintretende
Rückbildung
in die Gelenkfehlstellung.
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Im
in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die beiden Schalenteile 2, 3 zur Durchführung einer
Bewegungstherapie im oberen Sprunggelenk ausgebildet. Um diese gefahrlos
für das
untere Sprunggelenk durchführen
zu können, stützt das
Fuß-Schalenteil 2 das
untere Sprunggelenk extern im Sinne einer Arthrodese, so dass sich im
unteren Sprunggelenk die korrespondierenden Knochen bei der Bewegungstherapie
für das
obere Sprunggelenk in keine unerwünschte Fehlstellung bewegen
können.
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Die
Bewegungseinrichtung 7 ist mittels geeigneter Befestigungseinrichtungen 9, 10 an
beiden Schalenteilen gelenkig befestigt. Sie weist im dargestellten
Ausführungsbeispiel
einen Elektromotor 11 auf, der von einer Gewindestange 12 durchlaufen
ist, längs
der der Motor 11 hin und her bewegbar ist bzw. die in ihrer
Längsrichtung
durch den Motor 11 hin und her bewegbar ist. Der Motor 11 ist
stufenlos steuerbar und kann wahlweise mit Niederspannung oder mit Netzspannung
betrieben werden.
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In
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gewindestange 12 über eine
Befestigungseinrichtung 10 an dem Unterschenkel-Schalenteil 3 gelenkig
befestigt und der Motor 11 mittels einer Verbindungsstange 13 über eine
weitere Befestigungseinrichtung 9 an dem Fuß-Schalenteil 2 gelenkig
befestigt. Jedoch ist die Befestigung ohne Funktionseinbußen auch
ohne weiteres umgekehrt möglich.
So ist in 2 ein Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem die Gewindestange 12 am Fuß-Schalenteil 2 gelenkig
befestigt ist und der Motor 11 über eine Verbindungsstange 13 mit
dem Unterschenkel-Schalenteil 3 gelenkig verbunden ist.
In beiden Fällen
verfährt
der Motor 11 entlang der Gewindestange 12 und
bewegt damit das Fuß-Schalenteil 2 und
das Unterschenkel-Schalenteil 3 relativ zueinander, wie
es aus den 1 und 2 zu ersehen ist.
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In
den 3 und 4 ist der obere Teil des Unterschenkel-Schalenteils 3,
dessen unterer Teil in den 1 und 2 gezeigt
ist, sowie das Oberschenkel-Schalenteil 4 dargestellt.
In ähnlicher
Weise wie das Fuß-
und das Unterschenkel-Schalenteil 2, 3 miteinander
durch ein Orthesengelenk 5 verbunden sind, sind auch das
Unterschenkel- und das Oberschenkel-Schalenteil 3, 4 durch
ein Orthesengelenk 6 miteinander verbunden.
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Die
Bewegungseinrichtung 8 ist ebenfalls ähnlich wie die Bewegungseinrichtung 7 zwischen Fuß- und Unterschenkel-Schalenteil 2, 3 ausgebildet. Sie
ist über
geeignete Befestigungseinrichtungen 14, 15 gelenkig
mit dem Unterschenkel-Schalenteil 3 und dem Oberschenkel-Schalenteil 4 verbunden.
Ein Verfahren des Motors 16 längs der Gewindestange 17 bewirkt
auch hier eine Relativbewegung der Schalenteile 3, 4 um
die Drehachse 18 des Orthesengelenks 6 zueinander.
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Die
Bewegungseinrichtungen 7, 8 sind an eine (nicht
dargestellte) programmierbare Steuereinheit anschließbar. Für jede Bewegungseinrichtung 7, 8 sind
die Steuerparameter, wie beispielsweise Bewegungskraft, Bewegungshub,
Bewegungsfrequenz, Bewegungsdauer, Bewegungsgeschwindigkeit, getrennt
vorgebbar. Hierdurch können
die Bewegungseinrichtungen 7, 8 unabhängig voneinander
betrieben oder auch aufeinander abgestimmt werden, um miteinander
koordinierte Bewegungen während
der Bewegungstherapie durchzuführen.
Beispielsweise können
in den dargestellten Ausführungsformen
die Bewegungen des Kniegelenks und des oberen Sprunggelenks aufeinander
abgestimmt werden, so dass bestimmten Winkeln zwischen Unterschenkel und
Oberschenkel gewünschte
Winkel zwischen Unterschenkel und Fuß zugeordnet werden können. Auf diese
Weise können
Dehnungsreize in einem Umfang, wie er bisher nicht möglich gewesen
ist, bewirkt werden ohne die Gefahr, durch vorhandene oder provozierte
Gelenkfehlstellungen Schäden
hervorzurufen.