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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Aufbaus einer
modularen Beinprothese, wobei die Beinprothese ein Fußteil,
ein Unterschenkelteil und ein Kniegelenk aufweist und das Kniegelenk über
ein Unterteil an dem Unterschenkelteil angeordnet ist und ein Oberteil
gelenkig mit dem Unterteil verbunden ist, mit einem Rahmen und zumindest
einer an dem Rahmen angeordneten Fixiereinrichtung zum Fixieren
des Fußteils und des Kniegelenks.
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Beinprothesen,
also Prothesen, die zumindest das Kniegelenk, den Unterschenkel
und den Fuß ersetzen, sind in der Regel modular aufgebaut und
bestehen aus einem Prothesenfuß, einem Verbindungselement
zwischen dem Prothesenfuß und einem Gelenkunterteil, wobei
das Gelenkunterteil Anschlussmittel zur Befestigung des Verbindungselementes
aufweist. Weiterhin ist an dem Gelenkunterteil ein Gelenksoberteil
schwenkbar gelagert, wobei neben einer monozentrischen Lagerung
auch polyzentrische Lagerungen möglich sind. An dem Oberteil
des Kniegelenks sind obere Anschlussmittel angeordnet, die zur Festlegung,
beispielsweise eines Oberschenkelschaftes dienen. Über
den Oberschenkelschaft werden die übrigen Komponenten an
dem verbliebenen Oberschenkelstumpf festgelegt, beispielsweise mittels
der sogenannten Liner-Technologie, gegebenenfalls in Verbindung
mit einer Vakuumpumpe. Sofern es sich um eine Hüftexartikulation handelt,
besteht der Oberschenkelschaft aus einem Verbindungselement, das
die Verbindung zwischen dem Gelenkoberteil und einem Hüftgelenk
bildet.
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Die
einzelnen Module einer Beinprothese können in einer Vielzahl
von Orientierungen zueinander ausgerichtet werden, um eine individuelle
Anpassung an den Prothesennutzer herstellen zu können. Diese
Vielzahl an Einstellmöglichkeiten sowohl in translatorischer
als auch in rotatorischer Hinsicht führt jedoch dazu, dass
die Einstellung des Prothesenaufbaus, also die Ausrichtung der einzelnen Komponenten
zueinander, komplexer geworden ist. Der Orthopädietechniker
kann durch Veränderung einer Vielzahl von Parametern entscheidend
dazu beitragen, dass der Prothesennutzer die in der Prothese liegenden
Potentiale möglichst vollständig ausschöpfen
kann. Andererseits kann durch Fehleinstellungen die Prothese suboptimal
aufgebaut werden, wodurch es für den Prothesennutzer zu
Beeinträchtigungen kommen kann.
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Zur
Verbesserung des Prothesenaufbaus an dem Patienten sind beispielsweise
verstellbare Adapter vorgesehen, so dass das Prothesenkniegelenk relativ
zu den oberen Anschlussmitteln oder dem Unterteil in Sagittalebene
verschoben werden kann. Die Unterschenkelschaftlänge kann
ebenfalls eingestellt werden.
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Die
DE 10 2006 021 788
A1 beschreibt ein Anzeigesystem zur Darstellung von Bodenreaktionskräften
eines Menschen bei Einstellung eines Prothesen- oder Orthesenaufbaus
mit einer Messplatte, die zumindest eine Sensoreinrichtung aufweist.
Die Sensorsignale werden ausgewertet. Eine Projektionseinrichtung
visualisiert erfasste Sensordaten. Dabei können Vertikal-
und Horizontalkomponenten einer Bodenreaktionskraft auf den Menschen
abgebildet werden, so dass unmittelbar angezeigt werden kann, wie
der Verlauf des Kraftvektors auf die Prothese oder den Stumpf des
Prothesenträgers wirkt. Dadurch ist es möglich,
dem Patienten unmittelbar zu verdeutlichen, welche Auswirkungen
ein veränderter Prothesenaufbau auf die Kraftrichtung und
dadurch auch auf die Belastung auf den Stumpf hat. Neben einer verbesserten
Vermittlung ist für den Orthopädiemechaniker die
Einstellung der Orthese auf den Prothesennutzer erleichtert, so
dass insgesamt ein verbesserter Aufbau realisiert werden kann. Eine
solche Ausrichtung muss jedoch stets bereits am Patienten erfolgen.
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Weiterhin
ist aus dem Stand der Technik ein Standgerät für
den statischen Aufbau von Modularbeinprothesen bekannt, das unter
dem Namen „L. A. S. A. R.-Assembly” verkauft wird. Über
Lotlinien in Sagittal- und Frontalansicht werden über drei
Laser bereitgestellt. Die Montagehilfe ist mit Einstell- und Fixierpunkten
für ein Kniegelenk und einen Fuß ausgestattet,
so dass der Prothesenfuß und das Prothesenkniegelenk nach
empfohlenen Aufbauwerten im Gerät fixiert und mit entsprechenden
Adaptern montiert werden können. Der dreidimensionale Aufbau der
Modular-Beinprothesen kann messbar und reproduzierbar durchgeführt
werden, ebenfalls können an dem Gerät weitere
Modelle für Bein- oder Rumpforthesen ausgerichtet werden.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine verbesserte Vorrichtung zum Einstellen des Aufbaus einer modularen
Beinprothese bereitzustellen, mit der die grundsätzliche
Ausrichtung sämtlicher relevanter Komponenten zueinander
zur Bereitstellung eines reproduzierbaren Grundaufbaus ermöglicht
wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einstellen des
Aufbaus einer modularen Beinprothese, wobei die Beinprothese ein
Fußteil, ein Unterschenkelteil und ein Kniegelenk aufweist
und das Kniegelenk über ein Unterteil an dem Unterschenkelteil
angeordnet ist und ein Oberteil gelenkig mit dem Unterteil verbunden
ist, mit einem Rahmen und zumindest einer an dem Rahmen angeordneten
Fixiereinrichtung zum Fixieren des Fußteils und des Kniegelenks, sieht
vor, dass eine verstellbare Halterung für einen Oberschenkelschaft
an dem Rahmen befestigt ist, die einen an dem Oberteil der Prothese
befestigten Oberschenkelschaft zu dem Kniegelenk orientiert hält.
Durch die Vorrichtung ist es möglich, die komplette Beinprothese
mit einem voreingestellten Aufbau zu versehen, ohne dass ein Patient
sich mit einer Beinprothese abmühen muss, die nur grob
nach Erfahrungswerten des Orthopädiemechanikers eingestellt
wurde. Die verstellbare Halterung ermöglicht es, die jeweiligen
Prothesenkomponenten zueinander so auszurichten, dass sie den wissenschaftlichen Erkenntnissen
reproduzierbar folgen, damit bereits nach dem ersten Anlegen der
Beinprothese der Prothesennutzer einerseits ein sicheres Gefühl
beim Gehen hat und andererseits nur wenig Energie für das Gehen
aufwenden muss.
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Bevorzugt
ist die Halterung in der Sagittalebene verschwenkbar an dem Rahmen
gelagert, wobei bevorzugt die Verschwenkung ausschließlich
in der Sagittalebene vorgesehen ist, nicht jedoch in einer anderen
Ebene.
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Zur
Anpassung an unterschiedliche Körpergrößen
ist es vorgesehen, dass die Halterung in Vertikalrichtung verstellbar
an dem Rahmen gelagert ist, also dass sie in Richtung auf das Kniegelenk
bzw. den Unterschenkelteil oder den Fußteil verfahren oder
von diesem weg bewegt werden kann. Dazu ist die Halterung bevorzugt
verschieblich an dem Rahmen gelagert.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Halterung in anterior-posterior-Richtung starr
an dem Rahmen gelagert ist, wobei die Halterung in anterior-posterior-Richtung
im Verhältnis zu der Position des Kniegelenks und des Prothesenfußes
bzw. der Fixierpunkte des Prothesenfußes oder des Kniegelenkes
fest eingestellt sind. Eine Anpassung des Aufbaus erfolgt dann über
die Länge und über eine Winkelveränderung
in Sagittalebene, beispielsweise um eine Oberschenkelflexion auszugleichen
bzw. dieser Rechnung zu tragen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem Rahmen eine Grundplatte
zugeordnet ist, an der in Sagittalebene und Frontalebene ausgerichtete
Lichtstrahler, insbesondere Laserstrahler, angeordnet sind, so dass
hier ein Lotkreuz aufgespannt wird, an dem sich der Orthopädiemechaniker
zur Erstellung eines optimalen Aufbaus orientieren kann.
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Die
Halterung weist an ihrem distalen Ende eine Zentriereinrichtung
für den Oberschenkelschaft auf, um den Oberschenkelschaft
optimal zu dem Kniegelenk ausrichten zu können. Dazu ist
vorgesehen, dass der Oberschenkelschaft auf der Halterung zentriert
wird, damit eine präzise Zuordnung der Anschlussmittel
des Oberschenkelschaftes an das Oberteil gegeben ist. Die Zentriereinrichtung
kann zumindest einen elastischen Ausleger, Spannkörper oder
einen Deformationskörper aufweisen, der in den Oberschenkelschaft
eingeführt wird bzw. die in den Oberschenkelschaft eingeführt
werden. Als elastischer Ausleger kann beispielsweise eine sternartige, elastische
Kunststoffplatte mit entsprechenden Ausnehmungen und Vorsprüngen
vorgesehen sein, die in den Oberschenkelschaft eingeführt
wird und sich selbstzentrierend an die Innenseite des Oberschenkelschaftes
anlegt. Ähnlich können entsprechend ausgebildete
Spannkörper, beispielsweise Ballone oder Schaumstoffkörper,
vorgesehen werden, die zentral in dem distalen Endbereich des Oberschenkelschaftes
innenseitig angeordnet werden.
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Um
den Oberschenkelschaft fest halten zu können, ist die Halterung
in einem proximalen Abschnitt mit einer Spanneinrichtung versehen,
die den Oberschenkelschaft einspannt. Dieses Einspannen erfolgt
bevorzugt innenseitig, wobei die Spanneinrichtung einen hydraulisch
oder pneumatisch aktuierten Dehnkörper aufweist, der von
innen gegen den Oberschenkelschaft drückbar ist. Beispielsweise
ist der Dehnkörper als ein elastischer Schlauch ausgebildet,
der an einem Trägerkörper festgelegt, insbesondere
festgeklemmt ist und zunächst unaufgeblasen oder ungefüllt
in den Oberschenkelschaft eingeführt wird. Nach Erreichen
einer vorbestimmten Position der Halterung innerhalb des Oberschenkelschaftes
wird dann der Dehnkörper befüllt, bis sich die
Hülle des Dehnkörpers an die Innenseite des Schaftes angelegt
hat und diesen zentrierend festlegt. Der Dehnkörper muss
nicht unbedingt einen Trägerkörper aufweisen,
ein Trägerkörper erleichtert jedoch die definierte
Zuordnung des Oberschenkelschaftes zu der gewünschten Raumorientierung.
Es können unterschiedliche Dehnkörper für
unterschiedliche Schaftgrößen vorgesehen sein.
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Der
Trägerkörper ist bevorzugt rohrförmig ausgebildet,
um einerseits durch ein geringes Gewicht eine leichte Handhabung
zu ermöglichen und andererseits nur ein geringes Volumen
an dem notwendigen Fluid bereitstellen zu müssen, um den Dehnkörper
an die Innenseite des Oberschenkelschaftes anzulegen.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 – eine
teilmontierte Vorrichtung in Frontalansicht;
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2 – eine
teilmontierte Vorrichtung in Seitenansicht;
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3 – eine
teilmontierte Vorrichtung gemäß 2 in
Draufsicht;
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4 – eine
fertig montierte Vorrichtung gemäß 2 in
Frontalansicht;
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5 – eine
Detailansicht einer Halterung;
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6 – eine
Variante einer Halterung;
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7 – eine
Längsschnittdarstellung einer Halterung; sowie
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8 – eine
Querschnittsdarstellung einer Halterung.
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In
der 1 ist in einer Frontalansicht eine teilmontierte
Halterung 1 mit einem Rahmen 2 aus zwei im Wesentlichen
vertikal orientierten Seitenstreben, die am oberen Ende und am unteren
Ende über Traversen 21, 22 miteinander
verbunden sind, gezeigt. Innerhalb des Rahmens 2 ist an
einer Traverse eine Fixiereinrichtung 3 für ein
Prothesenfuß und eine Fixiereinrichtung 4 für
einen Unterschenkelschaft odr ein Kniegelenk entlang der Mittellinie 10 angeordnet.
Sowohl der Prothesenfuß als auch der Unterschenkelschaft
sind nicht dargestellt. Die Fixiereinrichtung 3 für
den Prothesenfuß ist im Bereich des unteren Endes der Vorrichtung 1 angeordnet,
darüber ist die Fixiereinrichtung 4 für
den Unterschenkelschaft dargestellt. Die Fixiereinrichtung 4 für
den Unterschenkelschaft ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
als eine Klammer ausgebildet, die entlang der seitlichen Rahmenschienen
in Vertikalrichtung verlagerbar ist. Die Fixiereinrichtung 4 ist
dabei stets auf der Mittelachse 10 geführt. Die
Fixiereinrichtung 3 für den Prothesenfuß ist ebenfalls
auf der Mittelachse 10 angeordnet. Die Fixiereinrichtung 3 ist
nicht verschieblich an dem Rahmen 2 angeordnet.
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Oberhalb
der Fixiereinrichtung 4 für den Unterschenkel
ist eine Halterung 5 für einen ebenfalls nicht
dargestellten Oberschenkelschaft angeordnet und an dem Rahmen 2 befestigt.
Die Halterung 5 ist teilmontiert und weist eine Traverse 51 auf,
die entlang der Rahmenschienen in Vertikalrichtung einstellbar ist,
um eine Anpassung an unterschiedliche Körpergrößen
und Prothesenlängen zu ermöglichen. Die Halterung
weist einen verschwenkbaren Ausleger 52 auf, der im dargestellten
Ausführungsbeispiel nach oben geklappt angeordnet ist.
Auf der oberen Traverse 21 sind verschiedene Anbauteile
angeordnet, die an die Halterung 5 anmontiert werden können,
beispielsweise eine Zentriereinrichtung 53 in Gestalt einer
elastischen Scheibe sowie eine Ersatzspanneinrichtung 54,
deren Aufbau später detailliert beschrieben wird. An dem
unteren ende der Vorrichtung 1 sind eine Grundplatte 6 und
Standleisten 23, 24 angeordnet, um die Standsicherheit
der Vorrichtung zu gewährleisten.
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In
der 2 ist eine teilmontierte Vorrichtung 1 in
Seitenansicht dargestellt. In der Ansicht ist eine der im Wesentlichen
horizontal angeordnete Standleisten 23 zu erkennen. Die
Halterung 5 ist bis auf die Zentriereinrichtung 53 vollständig
montiert und weist eine Spanneinrichtung 50 mit einer Zuführeinrichtung 55 für
Druckluft oder ein hydraulisches Fluid auf. Ein Trägerkörper 56 mit
einem an der Außenseite befestigten Dehnkörper 57 ist
an einem Winkel 58 angeordnet. Der Winkel 58 ist
an der Traverse 51 befestigt, die in Richtung des Doppelpfeils
verschieblich an den Seitenstreben des Rahmens 2 gelagert
ist. An den Trägerkörper 56 kann noch
die Zentriereinrichtung 53 angeordnet werden, wobei die
Zentriereinrichtung 53 an dem distalen Ende des Trägerkörpers 56 angeordnet
ist, also in Richtung auf die Fixiereinrichtung 4 für
den Unterschenkelschaft Auf der oberen Traverse 21 ist
noch eine Austauschspanneinrichtung 54 mit einem Trägerkörper
und einem Dehnkörper angeordnet, die einen kleineren Durchmesser als
die in der Halterung 5 montierte Spanneinrichtung 50 aufweist,
um eine verbesserte Anpassung an den auszurichtenden Oberschenkelschaft
bereitstellen zu können.
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Die 3 zeigt
eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 2 mit
den beiden Standleisten 23, 24, der Zentriereinrichtung 53 als
sternförmiges Element und einer Austauschhalterung 54.
Die montierte Halterung 5 ist über dem Winkelrahmen 58 oberhalb
der Fixiereinrichtung 4 für den Unterschenkel
und der Fixiereinrichtung 3 für den Prothesenfuß angeordnet.
Auf der oberen Traverse 21 können weitere Adapter
oder Bauteile angeordnet sein.
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Die 4 zeigt
die Vorrichtung gemäß 2 in Frontalansicht
mit der zusätzlich montierten Zentriereinrichtung 53 unterhalb
der Spanneinrichtung 50. Der axiale Abstand zwischen der
Spanneinrichtung 50 und der Zentriereinrichtung 53 wird über
einen Schaft 59 eingestellt.
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In
der 5 ist in Detaildarstellung die Spanneinrichtung 50 mit
distal montierter Zentriereinrichtung 53 und dem Schaft 59 dargestellt.
Die Spanneinrichtung 50 weist einen Trägerkörper 56 auf,
der als ein Rohr ausgebildet ist, an dessen Außenseite
ein Dehnkörper 57 über Schlauchschellen 7 luftdicht
abgeschlossen gehalten ist. Die Zuführeinrichtung 55 zum
Zuführen von Druckluft mit einem Druckbalg und einem Entlastungsventil
ist an der Innenseite des Trägerkörpers 56 befestigt
und steht in strömungstechnischer Verbindung mit dem Dehnkörper 57.
Der Spannkörper 50 ist über ein Gelenk 8 in
Sagittalebene verschwenkbar und in der gewünschten Winkelstellung
verriegelbar, um den gewünschten Aufbau einer Prothese
einstellen zu können. Zur richtigen Justierung der Beinprothese
werden die jeweiligen Modulkomponenten zusammengestellt und in den
Fixiereinrichtungen 3, 4, 5 gehalten.
An ein Gelenkoberteil der Prothese wird ein Oberschenkelschaft montiert
und über die Zentriereinrichtung 53 zentriert. Die
Zentriereinrichtung 53 ist als ein elastischer Spannkörper
in Sternform ausgebildet, so dass sich die Ausleger elastisch unter
Aufbringung einer Druckkraft gegen die Innenkontur des nicht dargestellten
Oberschenkelschaftes anlegen. Durch die gleichmäßige
Anordnung der Ausleger der Zentriereinrichtung 53 wird
der Schaft 59 zentral gehalten. Um den Oberschenkelschaft
sicher an dem Rahmen 2 zu halten, wird die Spanneinrichtung 50 in
den Oberschenkelschaft eingeführt und aufgeblasen, bis der
Dehnkörper 57 fest an der Innenkontur des Oberschenkelschaftes
anliegt. Der Winkelrahmen 58 ist nur vertikal verschieblich,
eine Verschiebung in der Transversalebene ist nicht möglich,
lediglich eine Verkippung um die Gelenkachse des Gelenks 8 in Sagittalebene
ist möglich, um den Aufbau der nicht dargestellten Prothese
optimal einstellen zu können.
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Die 6 zeigt
eine Variante der 5 mit einem geänderten
Schaft 59, der im vorliegenden Fall länger ausgebildet
ist, und einer schmaleren Spanneinrichtung 50 für
einen schmaleren Prothesenschaft.
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Die 7 zeigt
die Spanneinrichtung 50 mit dem rohrförmigen Trägerkörper 56,
dem daran befestigten Dehnkörper 57 in Gestalt
eines Gummischlauches und der Zuführeinrichtung 55 mit
einem an der Innenseite des Trägerkörpers 56 angeordneten
Winkelstück 9, über das die Druckluft
aus dem Druckbalg in den Zwischenraum zwischen dem Trägerkörper 56 und
dem Dehnkörper 57 eingeführt wird. Die
Anordnung des Winkelstückes 9 ist in der 8 zu
erkennen, die eine Querschnittsdarstellung der 7 darstellt.
Wird Luft in den Zwischenraum zwischen dem Dehnkörper 57 und
dem Trägerkörper 56 eingeführt,
dehnt sich der Dehnkörper 57 aus, bis er an der
Innenkontur des Prothesenschaftes anliegt und dort den Prothesenschaft
hält- Statt der dargestellten Schellen kann der Dehnkörper 57 auch
an dem Trägerkörper 56 angeklebt, angeschweißt
oder anvulkanisiert sein. Statt Druckluft kann auch eine Flüssigkeit
in den Zwischenraum eingeführt werden.
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An
dem Rahmen 2 kann eine Grundplatte 6 angeordnet
sein, an der in Sagittalebene und Frontalebene ausgerichtete Lichtstrahler,
insbesondere Laserstrahler, angeordnet sind, um ein Lotkreuz aus Lichtstreifen
aufzubauen, an dem sich die Prothese orientieren lässt.
Das Lotkreuz schneidet sich an der Mittellinie 10, die
vertikal ausgerichtet ist und die zentrale Achse ausbildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006021788
A1 [0005]