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Die Erfindung betrifft einen Prothesenschaft für einen Gliederstumpf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Prothesen haben die Aufgabe, ein Körperteil nach einer Amputation hinsichtlich der natürlichen Stütz- und Bewegungsfunktion soweit wie möglich zu ersetzen. Dabei wird ein Prothesenschaft auf einen Stumpf (Oberschenkel-, Unterschenkel-, Oberarm-, Unterarmstumpf, etc.) aufgesetzt. An diesem Prothesenschaft ist – je nach Anwendungsfall – eine Protheseneinrichtung, beispielsweise ein Gelenkmodul oder dergleichen angesetzt. Da der Stumpf für den Amputierten eine sehr empfindsame Körperstelle darstellt, stehen sich die Anforderungen hinsichtlich Stabilität und Tragekomfort gegenüber. Zur Erhöhung der Stabilität soll der Prothesenschaft möglichst passgenau und eng an dem Stumpf anliegen – dadurch wird allerdings auf den Stumpf ein beträchtlicher Flächendruck (Kompressionsdruck) aufgebracht. Des Weiteren bilden sich in Folge der Amputation am Stumpf Narben aus und die lokale Muskulatur wird durch die Inaktivität atrophiert, d. h. der Stumpf unterliegt einem Muskelschwund. Zusätzlich ändert sich das Stumpfvolumen durch die Einlagerung von Flüssigkeit im Gewebe ständig, sodass insbesondere bei hohen Druckbelastungen innerhalb des Prothesenschaftes schmerzhafte Druckstellen auftreten, die den Tragekomfort über Gebühr verringern.
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Bisher existiert eine Reihe von Schaftformen mit unterschiedlichen Konzepten zur Komprimierung des Stumpfes und zur Sicherung der Lastaufnahme sowie Kraftübertragung zwischen Mensch und Prothese. Zumeist sind die Schäfte so ausgebildet, dass die Kraftübertragung auf den Stumpf im Stumpfbereich mit einem möglichst niedrigem Weichteilanteil stattfindet, sodass die oben genannten Volumenschwankungen des Stumpfes minimiert sind.
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In der
DE 10 2007 035 410 A1 ist ein gattungsgemäßer Prothesenschaft beschrieben, bei dem der vorbeschriebene Stumpf in eine Hülse eingesetzt wird, die zweiteilig aus einer medialen Teilschale und einer lateralen Teilschale besteht, die einander abschnittsweise überlappen und die über eine Spannvorrichtung verspannbar sind, sodass durch Einstellung der jeweiligen Überlappung eine Anpassung des Prothesenschaftes an das Volumen des Stumpfes erfolgen kann.
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Es zeigte sich jedoch, dass diese Anpassungsmöglichkeit die oben beschriebenen Beeinträchtigungen des Tragekomforts nicht vermeiden kann.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Prothesenschaft mit verbessertem Tragekomfort zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Prothesenschaft mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß hat der Prothesenschaft eine einen Gliederstumpf aufnehmende, etwa radial verstellbare Hülse und eine Spanneinrichtung zum Anpassen des Aufnahmeraums der Hülse an den jeweiligen Gliederstumpf. Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu dieser an sich bereits bekannten Spanneinrichtung eine Einrichtung vorgesehen, über die die wirksame Hülsenlänge an die jeweilige Länge des Stumpfes angepasst werden kann. Bei dem herkömmlichen System ist eine derartige Längenanpassung nicht möglich, sodass die flächige Abstützung beispielsweise bei einer Verkürzung des Stumpfs nur über die radialen Umfangsabschnitte der segmentierten Hülse erfolgt. Die Erfindung ermöglicht dagegen durch die Adaption der Prothesenschaftlänge eine sowohl radiale als auch axiale flächige Anlage – sodass das vom Körper in die Prothese eingeleitete Körpergewicht auf eine größere Fläche als bei einer herkömmlichen Prothese verteilt wird, sodass der spezifische Flächendruck verringert und somit der Tragekomfort aufgrund der geringeren Druckbelastung erhöht ist. Diese flächige Anlage ist auch bei einer Veränderung der Schaftlänge gewährleistet, da die Hülse ohne Weiteres sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung verstellbar ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einstelleinrichtung zur Veränderung der Hülsenlänge mit einem etwa pilzförmigen Teller versehen, der zur Anpassung an die Stumpflänge höhenverstellbar geführt ist.
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Diese Höhenverstellung kann beispielsweise über ein Gewinde, einen Klemmmechanismus oder dergleichen erfolgen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, den Prothesenschaft mit einem Stützrahmen zu versehen, der die segmentierte Hülse trägt oder in den die segmentierte Hülse integriert ist. Dieser Stützrahmen bildet dann die eigentliche tragende Einheit, während die Kraftübertragung vom Körper auf die Prothese über die flächige Anlage der segmentierten Hülse an den Gliederstumpf erfolgt.
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Erfindungsgemäß wird es dabei bevorzugt, die Hülse in den Stützrahmen zu integrieren, wobei die Hülse aus zumindest zwei Segmenten besteht, die einerseits einander überlappen und andererseits am Stützrahmen befestigt sind. Über die Verspanneinrichtung kann die radiale Überlappung der Hülsensegmente verändert werden, wobei allerdings – und dies ist ein wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik – nur in dem Bereich in der vergleichsweise elastisch ausgeführten Hülsensegmente die Spannkraft aufgebracht wird, während der übrige, durch den Stützrahmen abgestützte Bereich im Wesentlichen unverändert bleibt. Demzufolge wird der Anpressdruck gezielt nur an bestimmten Stellen des Stumpfs aufgebracht, sodass der Tragekomfort ganz wesentlich erhöht ist. Je nach Stumpfgeometrie können dabei auch mehr als zwei Hülsensegmente am Stützrahmen vorgesehen werden.
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Die Herstellung des Prothesenschafts ist besonders einfach, wenn dieser nach dem Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt wird, da es dieses Verfahren ermöglicht, den Stützrahmen und die Hülse in Abhängigkeit von den 3D-Daten des Stumpfes mit höchster Präzision herzustellen. Dabei können je nach gewünschter Krafteinleitung am Stützrahmen und an der Hülse im Wesentlichen beliebig unterschiedliche Wandstärken realisiert werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel hat ein Stützrahmen ein Bodenteil, in dem die Einstelleinrichtung zum Verändern der Hülsen- oder Prothesenschaftlänge geführt ist. Diese Einstelleinrichtung kann, wie oben erwähnt, in etwa tellerförmig ausgeführt sein und in den von der Hülse umgriffenen Raum eintauchen.
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Bei einer Variante der Erfindung ist ein Stützrahmen mit einem medialen und einem lateralen Rahmenteil ausgeführt, die über ein Bodenteil miteinander verbunden sind.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Hülse in Längsrichtung geteilt, sodass die entsprechenden Segmente einander in Radialrichtung überlappen.
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Die Anpassung an einen Gliederstumpf ist besonders einfach möglich, wenn mehr als zwei Hülsensegmente verwendet werden, deren Überlappungsbereich über die Spanneinrichtung verstellt wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Einstelleinrichtung durch zumindest einen Seilzug gebildet, der über mehrere Umlenkungen geführt ist und die einzelnen Hülsensegmente überstreckt und mittels einer Stellvorrichtung, vorzugsweise eines spindelartigen Verschlusses in der Länge variabel ist. Dieser Seilzug kann entweder vom Orthopädietechniker oder vom Patienten selbst auf einfache Weise ohne Hilfsmittel verstellt werden.
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Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Stellvorrichtung an dem genannten Stützrahmen des Prothesenschaftes abgestützt ist.
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Die Anpassung an den Gliederstumpf lässt sich noch weiter verbessern, wenn der Prothesenschaft mit Stellschrauben zur Veränderung des lateralen Anpressdrucks ausgeführt ist. Diese Stellschrauben sind vorzugsweise ebenfalls am Stützrahmen angeordnet.
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Zur weiteren Verbesserung des Tragekomforts kann der Prothesenschaft mit einer Ramusanlage ausgeführt sein. Diese wird vorzugsweise in eine entsprechende Aufnahme des Stützrahmens eingesetzt.
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Die Ramusanlage kann dreidimensional verstellbar ausgeführt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Ramusanlage mit einer Federstrebe ausgeführt, die eine gute Anlage in medialer und lateraler Richtung ermöglicht, ansonsten jedoch beim Gehen, Stehen oder Sitzen an den Ramus anpasst.
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Bei der Verwendung des Prothesenschaftes für eine Unterschenkelprothese kann im Stützrahmen ein Kondylenfassung elastisch gelagert oder integriert sein.
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Insbesondere bei einer Oberschenkelprothese kann ein mediales Rahmenteil gelenkig mit einem Bodenteil des Stützrahmens verbunden sein. Dieses Bodenteil kann seinerseits fest mit dem lateralen Rahmenteil verbunden sein.
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Bei einer Variante ist es vorgesehen, ein Bodenteil gelenkig an einem Anschlusskörper anzulenken, an den – je nach Konstruktion der Prothese – eine sonstige Protheseneinrichtung angesetzt wird. Die Gelenkachsen des medialen Rahmenteils des Bodenteils verlaufen vorzugsweise parallel.
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Erfindungsgemäß ist die gelenkige Verbindung zwischen dem medialen Rahmenteil und dem Bodenteil mit einem in medialer Richtung wirksamen Anschlag ausgeführt.
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Bei einer weiteren Variante kann zusätzlich noch ein Abduktionsanschlag für das mediale Rahmenteil vorgesehen werden.
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Zur Anpassung eines später noch näher erläuterten Auslösepunktes kann ein Justierkörper vorgesehen werden, der einerseits mit dem Anschlusskörper und andererseits gelenkig mit dem Bodenteil verbunden ist. Durch geeignete Ausgestaltung dieses Justierkörpers kann der Widerstand der lateralen Stumpfseite bei einem Einbeinstand und einer daraus resultierenden medialen Belastung gesteuert werden.
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Die Anmelderin behält sich vor, auf die Höhenverstellung, die besondere Art der radialen Verstellung, den Aufbau der Hülse, die Konzeption der Ramusanlage, die Anbindung der Kondylenfassungen und/oder die Gelenkanordnung zur Steuerung der Kräfte beim Einbeinstand jeweils einen unabhängigen Patentanspruch zu richten, der im Prinzip nur Merkmale der Unteransprüche ohne Rückbezug auf die sonstigen Ansprüche aufweisen kann.
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Die Anmelderin behält sich vor, auf die einstückige Ausgestaltung des Stützrahmens und der Hülse sowie auf die Ramusanlagen als solche unabhängige Patentansprüche zu richten, die ggf. im Rahmen einer Teilanmeldung weiterverfolgt werden und die keinen Rahmenbezug zu dem geltenden Patentanspruch 1 haben müssen. Des Wieteren behält sich die Anmelderin vor, auf die Herstellung eines Prothesenschaftes im Rapid-Prototyping-Verfahren einen unabhängigen Patentanspruch zu richten.
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Das erfindungsgemäße System mit der Längenverstellung, der besonderen radialen Verstellung und der Ramusanlage ermöglicht es, den Umfang des Prothesenschaftes gezielt an bestimmten Stellen zu verändern, wobei durch Veränderung der Wandstärke des Stützrahmens und/oder der Hülsensegmente diese Anpassung weiter vereinfacht ist. Durch die geeignete Geometrie ist gewährleistet, dass eine Verformung des Prothesenschaftes nur an den vorbestimmten Positionen erfolgt.
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Die Anlage- und Führungsflächen können sehr exakt im Millimeterbereich verstellt werden, sodass der Tragekomfort wesentlich verbessert ist.
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Bei einer Veränderung des Gliederstumpfvolumens ist eine exakte Abstützung und damit eine optimale Kraftumsetzung gegeben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch den Einsatz geeigneter Spannvorrichtungen bei einer Verstellung kein überhöhter Druck aufgebracht werden kann, sodass eine Gesundheitsschädigung verhindert ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1a, 1b, 1c, 1d Ansichten eines Prothesenschaftes einer Oberschenkelprothese;
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2 einen Teller des Prothesenschaftes aus 1;
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3 eine 3D-Darstellung des Prothesenschaftes aus 1;
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4 eine Ramusanlage für den Prothesenschaft aus 1;
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ramusanlage;
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ramusanlage mit Federstreben;
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7 ein Funktionsschaubild eines Prothesenschaftes, der gelenkig an einem Anschlusskörper für eine distale Protheseneinrichtung verbunden ist;
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8a, 8b Ansichten eines Prothesenschaftes mit einer derartigen gelenkigen Anbindung und
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9a, 9b, 9c, 9d Ansichten eines Prothesenschaftes einer Unterschenkelprothese.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Oberschenkelprothese und einer Unterschenkelprothese erläutert. Selbstverständlich kann die Erfindung jedoch auch für andere Prothesenarten, beispielsweise bei einer Knieexarticulation; Hüftexarticulation oder Armamputation verwendet werden. Der jeweils verwendete Prothesenschaft ermöglicht es, die Prothese in optimaler Weise an den verbleibenden Gliederstumpf mit geringer punktueller Belastung zu fixieren, sodass der Tragekomfort erhöht ist.
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In den 1a, b, c, d sind unterschiedliche Ansichten eines Prothesenschaftes 1 einer Unterschenkelprothese dargestellt, wobei dieser in 1a von hinten, in Figur 1b von vorne, in 1c von der Innenseite her und in 1d von der Außenseite her gezeigt ist. An diesen Prothesenschaft 1 wird beispielsweise über ein Prothesenkniegelenk und eine Verbindungseinrichtung ein Prothesenfuß (nicht gezeigt) befestigt.
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Der Prothesenschaft 1 besteht im Wesentlichen aus einem Stützrahmen 2, der eine den Oberschenkelstumpf umgebende Prothesenhülse, im Folgenden Hülse 4 genannt, stützt. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Stützrahmen 2 einstückig mit der Hülse 4 ausgebildet und im Rapid-Prototyping-Verfahren hergestellt. In der Hülse 4 ist in an sich bekannter Weise zur Erhöhung des Tragekomforts ein vorzugsweise auswechselbarer Liner 6 ausgebildet, der aus einem vergleichsweise weichen, elastischen Material gebildet ist. Wie insbesondere aus den Darstellungen gemäß 1 b, c, d hervorgeht, hat die Hülse 4 aus mehreren Segmenten 8a, 8b, 8c, 8d, die in Längsrichtung der Hülse 4 segmentiert sind und in den in 1a mit 10 gekennzeichneten Bereichen radial überlappen. Die Überlappungsfläche kann zur Anpassung des Durchmessers der Hülse 4 an den Gliederstumpf über eine nur schematisch dargestellte Spanneinrichtung 12 variiert werden.
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Erfindungsgemäß sind zumindest zwei Segmente 8 vorgesehen, die einerseits einander in Radialrichtung überlappen und andererseits in den vergleichsweise steifen Stützrahmen einlaufen. D. h., der Prothesenschaft 1 ist nur im Bereich der elastischen Hülsensegmente verformbar, während der übrige Bereich des Prothesenschafts 1 steif und im Wesentlichen über die Spanneinrichtung nicht verformbar ist.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht diese Spanneinrichtung 12 aus einem oder mehreren Seilzügen 14, 16, die den Außenumfang der Hülse 4 etwa in Radialrichtung umgreifen und dabei über nur schematisch dargestellte Umlenkungen 18 geführt sind und mittels einer Stellvorrichtung 20, 22 gespannt oder entlastet werden kann, um das Volumen der Hülse 4 oder genauer gesagt, deren überlappende Bereiche 8 anzupassen. Diese Stellvorrichtung kann beispielsweise als spindelartige Ratsche ausgeführt sein, über die der jeweilige Seilzug 14, 16 auf- oder abgewickelt wird.
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Die Anzahl der elastischen Segmente 8 und der Seilzüge 14, 16 kann selbstverständlich individuell in Abhängigkeit von der Stumpfform variiert werden, wobei auch die Lage der Überlappungsbereiche angepasst wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Segment 8a relativ großflächig ausgebildet und erstreckt sich in lateraler und medialer Richtung und bildet somit ein Grundelement der Hülse 4, wobei der laterale und der mediale Bereich über ein Segmentbodenteil 24 mit einander verbunden sind, sodass sich von vorne gesehen eine U-förmige Aussparung 26 ergibt, die von den benachbarten Segmenten überdeckt wird. Die Stellvorrichtungen 20, 22 und die Umlenkungen 18 können an einer geeigneten, vergleichsweise stabilen Stelle des Prothesenschaftes 1 befestigt sein. Hierfür bietet sich beispielsweise der Stützrahmen 2 oder entsprechend verstärkte Bereiche der segmentierten Hülse 4 an.
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Der Stützrahmen 2 hat eine laterale (äußere) Stützstrebe 28 und eine mediale (innere) Stützstrebe 30, die über ein Bodenteil 32 mit einander verbunden sind. An dieses Bodenteil wird dann – wie oben erläutert – das Prothesenkniegelenk angesetzt. Die Form der Streben 28, 30 ist schalenartig an die Geometrie des Gliederstumpfes angepasst, sodass ein flächiger Übergang zu den Hülsensegmenten 8 ermöglicht ist. Aufgrund des verwendeten Rapid-Prototyping-Verfahrens ist es ohne weiteres möglich, die Wandstärke des Stützrahmens und der einstückig an diesem ausgebildeten Hülsensegmente zu variieren, um eine optimale Anpassung zu ermöglichen.
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Die laterale Stützstrebe 28 ist im Bereich ihres oberen Randes zu einer flächigen Femurspange 34 erweitert. Diese kann gemäß 1d fächerförmig ausgebildet sein, sodass die einander überlappenden Fächerabschnitte 36 eine permanente Anlage an die Hülse 4 und somit eine flächige Anprssung an den Gliederstumpf gewährleisten. Die laterale Stützstrebe 28 ist gemäß 1d in ihrem mittleren Bereich 38 erweitert, in dem mehrere Stellschrauben 40 zur Anpassung des lateralen Anpressdrucks vorgesehen sind. Diese Stellschrauben 40 sind in Höhenrichtung und in Radialrichtung verteilt, wobei Anzahl und Lage dieser Stellschrauben 40 wieder individuell an die Geometrie des Gliederstumpfes angepasst wird. Diese Stellschrauben 40 durchsetzen den Stützrahmen 2 und sind zum Gliederstumpf hin über eine flächige Anlage abgedeckt, die somit durch Verstellung der Stellschrauben 40 an den Gliederstumpf gedrückt, wobei durch die vergleichsweise große Fläche dieser Anlage eine punktuelle Belastung vermieden ist.
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Die mediale Stützstrebe 30 ist gemäß 1c in ihrem oberen Randbereich 42 ebenfalls in Radialrichtung erweitert und hat dort eine Aufnahme 44 für eine als gesondertes Bauteil ausgeführte Ramusanlage 46. Diese wird im Folgenden noch näher erläutert.
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Die Länge der Hülse 4 kann über einen in 1a angedeuteten pilzartigen Teller 48 verstellt werden, sodass die Hülse 4 in Radialrichtung und in Höhenrichtung an den jeweiligen Gliederstumpf anpassbar ist. Dieser Teller 48 ist in 2 dargestellt. Demgemäß hat dieser eine in etwa blütenkelchartige Grundstruktur mit einer Tellerschale 50, deren Randbereich durch mehrere, vergleichsweise elastisch ausgeführte Tellerlamellen 52 gebildet ist, die im montierten Zustand in das Innere der Hülse 4 eintauchen und sich in optimaler Weise bündig an die über die Spanneinrichtung 12 in Radialrichtung eingestellten Segmente 8 der Hülse 4 anpassen.
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An die Tellerschale 50 ist ein Gewindestück 54 angesetzt, das mit einem entsprechenden Gewinde im Stützrahmen 2 in Eingriff steht, sodass dessen Höhenposition zur Anpassung der Prothesenschafthöhe verändert werden kann. Selbstverständlich kann anstelle des Gewindestückes 54 auch eine andere Einrichtung zur Höhenverstellung, beispielsweise eine Klemmung oder dergleichen, verwendet werden.
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Durch die elastischen Tellerlamellen 52 ist gewährleistet, dass der Teller 48 stets flächig an den benachbarten Umfangsabschnitten der Segmente 8 anliegt.
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3 zeigt eine 3D-Darstellung des Randbereiches des Prothesenschaftes mit der Ramusanlage 46, die in die Aufnahme 44 der medialen Stützstrebe 30 angesetzt ist. Diese Ramusanlage 46 ist dreidimensional an den Gliederstumpf anpassbar.
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4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer derartigen Ramusanlage 46 mit einem Teil der in die mediale Stützstrebe 30 integrierten Aufnahme 44. Die Ramusanlage 46 ist mit einem etwa kreissegmentförmigen Kopf 56 ausgebildet, der auf einem Stützteil 58 in A-Richtung (4) verschwenkbar ist. Der Schwenkwinkel wird durch einen Anschlagbolzen 60 des Stützteils 58 begrenzt, der in eine kreisbogenförmig gekrümmte Nut 62 des Kopfes 56 eintaucht. Die jeweilige Schwenkposition kann über eine geeignete Feststelleinrichtung festgelegt werden. Eine weitere Anpassung kann in Y-Richtung durch Herausziehen oder Einschieben eines mit dem Stützteil 58 verbundenen Schaftes 64 erfolgen, der in eine Lagerhülse 66 der Aufnahme 44 eintaucht. Die Höhenfixierung erfolgt dann wiederum über eine oder mehrere Fixierschrauben 68. Da der Schaft 64 bei gelösten Fixierschrauben 68 drehbar in der Hülse 66 geführt ist, kann zusätzlich noch eine Verstellung in B-Richtung in 4 erfolgen, sodass die Winkelposition und die Höhenposition durch Verdrehen bzw. Verschieben des Schaftes 64 anpassbar ist. Diese Positionen werden dann über die Fixierschrauben 68 festgelegt.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer geeigneten Ramusanlage 46. Man erkennt in 5a die mediale Stützstrebe 30 mit der Aufnahme 44 für die Ramusanlage 46. 5b, 5c zeigen dabei eine Einzeldarstellung dieser Ramusanlage. Demgemäß hat diese – wie das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel – einen Kopf 56, der gelenkig mit einem Schaft 64 verbunden ist. Die Gelenkachse 70 ist in 5 angedeutet und verläuft dort senkrecht zur Zeichenebene, sodass der Kopf 56 ebenfalls in A-Richtung verschwenkbar ist, wobei der Schwenkwinkel durch Anschlagflächen 72 begrenzt ist, die auf die benachbarten Seitenflächen des hier als Rechteckprofil ausgeführten Schaftes 64 auflaufen. Ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der Schaft 64 in Y-Richtung innerhalb der Aufnahme 44 verschoben werden. Des Weiteren ist auch eine Verdrehung in B-Richtung des Schaftes 64 innerhalb der Aufnahme 44 vorgesehen. Die Höhen- und die Drehposition werden wiederum über nicht dargestellte Fixiereinrichtungen festgelegt. Entsprechendes gilt auch für den Schwenkmechanismus des Kopfes 56. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schaft 64 – wie bereits erwähnt – nicht zylinderförmig ausgeführt sondern Profil mit sich änderndem Querschnitt, wobei die Profilform an die Geometrie der medialen Stützstrebe 30 angepasst ist.
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6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ramusanlage, bei der der Kopf 56 dreidimensional anpassbar an den Schaft 64 befestigt ist. Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaft 64 über eine Federstrebe 94 mit dem Kopf 56 verbunden. Diese Federstrebe ist etwa C-förmig ausgeführt, wobei sie sich in der Darstellung gemäß 6 zum Betrachter hin auswölbt. Prinzipiell ist es auch möglich den Kopf 56 über ein Gelenk 74 gelenkig an der C-förmigen Federstrebe 94 anzulenken. Die Federstrebe 94 ist so konzipiert, dass der Kopf 56 beim Gehen, Stehen und Sitzen immer an den Ramus anliegt und Drücke über 120 KP vermieden werden. Die Federstrebe 94 gewährleistet eine hinreichende Bewegung in den freigegebenen Richtungen und Rotationsbewegungen des Beckens oder des Oberschenkels. Sie verursacht jedoch keine erhöhte Belastung des Ramus. In medialer und lateraler Richtung ist die durch die Federstrebe 94 bewirkte Anlage so stabil, dass die Hebelkräfte ihre volle Wirkung haben. Durch die Druckentlastung im medialen Bereich wird die Haut des Patienten weniger beansprucht und die Gehleistung verbessert.
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Anhand der 7 und 8 wird ein Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem der vorbeschriebene Prothesenschaft mit einer Gelenkeinrichtung ausgeführt ist, um die Belastungen beim Einbeinstand zu minimieren. 7 zeigt dabei eine stark schematisierte, vereinfachte Prinzipdarstellung der Funktionselemente des Prothesenschaftes 1. Angedeutet sind die mediale Stützstrebe 30 und die laterale Stützstrebe 28 sowie das diese beiden Elemente verbindende Bodenteil 32. 7a zeigt dabei den Prothesenschaft 1 bei einem beidbeinigen Stand, bei dem die Belastung F üblicher Weise durch die Prothesenmitte hindurch verläuft. Bei dem in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die mediale Stützstrebe 30 über ein Gelenk 74 mit dem Bodenteil 32 verbunden, wobei der medialen Stützstrebe 30 ein Abduktionsanschlag 76 zugeordnet ist, der die Verschwenkung der medialen Stützstrebe 30 nach rechts in 7 begrenzt.
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Das Bodenteil 32 ist seinerseits über ein Bodengelenk 78 schwenkbar mit einem Anschlusskörper 80 verbunden. Man erkennt, dass bei einem beidbeinigen Stand (6a) die Achse des Bodengelenkes 78 in der Wirkrichtung der Belastung F liegt (mittige Belastung). Der Anschlusskörper 80 ist mit einer zur Horizontalen schräg angestellten Anschlagfläche 82 ausgeführt, die sich in der Darstellung gemäß 7 schräg nach unten neigt und die Verschwenkbarkeit des Bodenteils 32 in medialer Richtung begrenzt. Die Achsen der beiden Gelenke 74, 78 verlaufen in der Darstellung gemäß 7 senkrecht zur Zeichenebene und somit in Vorwärts-/Rückwärtsrichtung.
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Bei einem einbeinigen Stand wird die Belastung F aus der Prothesenmitte heraus in medialer Richtung verschoben, sodass der Prothesenschaft 1 um das Bodengelenk 78 herum schwenkt bis das Bodenteil 32 auf der Anschlagfläche 82 aufliegt. Man erkennt in 7b deutlich, dass die mediale Stützstrebe 30 bei einem Einbeinstand einer wesentlich größeren Belastung als beim beidbeinigen Stand ausgesetzt ist. Dabei wird die Femurspange 34 nach oben und in medialer Richtung verschoben, wobei diese Bewegung gegen den Widerstand der lateralen Stumpfseite erfolgt. Die Verschwenkung der medialen Stützstreben 30 ist dabei über den Abduktionsanschlag 76 begrenzt.
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Die Kinematik der genannten Verschiebung kann durch geeignete Auslegung der Gelenkabstände und der Anschlagfläche 32 sowie des Abduktionsanschlags 76 an die Anatomie des Patienten angepasst werden.
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8 zeigt die konkrete Ausgestaltung der oben beschriebenen Mechanik bei einem erfindungsgemäßen Prothesenschaft. Demgemäß ist die die Ramusanlage 46 tragende mediale Stützstrebe 30 über das Gelenk 74 am Bodenteil angelenkt, wobei der Schwenkwinkel durch den hier als Keil ausgeführten Abduktionsanschlag 76 begrenzt ist. Die laterale Stützstrebe 28 ist fest mit dem Bodenteil 32 verbunden. Dieses ist seinerseits über das Bodengelenk 78 mit dem Anschlusskörper 80 verbunden, dessen schräg angestellte Anschlagfläche 82 beim Einbeinstand die Verlagerung der Belastung F in medialer Richtung begrenzt. Die den Bewegungszuständen gemäß 7a und 7b entsprechenden Schwenkpositionen des Prothesenschaftes 1 sind in 8a bzw. 8b dargestellt. Bei dem Einbeinstand (7b) schwenkt das Bodenteil 32 um das Bodengelenk 78 bis das Bodenteil 32 oder der Abduktionsanschlag 76 auf die Anschlagfläche 82 auflaufen, sodass die außermittige Belastung auf ein zulässiges Maß begrenzt ist.
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9 zeigt einen Prothesenschaft 1 für eine Unterschenkelprothese. Dieser Prothesenschaft 1 hat wiederum einen Stützrahmen 2, der eine in 9d (oben ergänzen) angedeutete Hülse 4 aufnimmt, die wiederum über eine Spanneinrichtung 12 zur Anpassung an das Unterschenkelstumpfvolumen verstellbar ist. Prinzipiell kann die Funktion der Hülse 4 auch in den Stützrahmen 2 integriert werden, wobei dieser dann ähnlich wie die Segmente 8a, 8b der Hülse segmentiert ist. D. h. in der Darstellung analog 9c werden die Segmente 8a, 8b in den Stützrahmen 2 integriert. 9d) zeigt eine vereinfachte Darstellung der Hülse 4 mit den Überlappungsbereichen 10.
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Die Spanneinrichtung 12 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel wiederum aus einem oder mehreren Seilzügen 14, 16, die mittels Umlenkungen 18 geführt sind und dann über die Stellvorrichtung 22 gespannt oder entspannt werden können, um das Volumen des Prothesenschaftes 1 anpassen zu können. In der Funktion besteht im Prinzip kein Unterschied zum Prothesenschaft 1 für einen Oberschenkelstumpf, sodass auf eine weitere Erläuterung der Spanneinrichtung 12 verzichtet werden kann.
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Über die Stellschrauben 40 ist wieder eine Feinjustierung der lateralen und medialen Anlage möglich. Bei einer Unterschenkelprothese sind diese Stellschrauben 40 beidseitig des Schienbeinbereiches 84 angeordnet.
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Da bei Unterschenkelprothesen die Schaftform durch Tibia und Fibula vorgegeben ist, sollte der Druck im Bereich neben diesen beiden Knochen in geeigneter Weise dosiert werden. Zur besseren Kniestabilisierung und Fixierung des Stumpfes im Prothesenschaft 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl der mediale als auch der laterale Prothesenrand über jeweils ein Kondylenfassung 86, 88 bis über die Kondylen hinaus erhöht. Dabei sollen diese Stützanlagen der Kniebewegung möglichst geringen Widerstand entgegensetzen. Deshalb sind die Kondylenfassungen 86, 88 elastisch an den Stützrahmen 2 angebunden. Diese erfolgt bei der dargestellten Variante durch die Einschnürungen 90, 92 im Übergangsbereich von dem Stützrahmen 2 zur jeweiligen Fassung 86, 88.
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Im Bodenbereich der Hülse 4 bzw. des Stützrahmens 2 ist wiederum ein Teller 48 (siehe 9d) zur Justierung der Prothesenschaftlänge angeordnet. Somit ist auch bei diesem Unterschenkelprothesenschaft eine sehr exakte Anpassung an den Stumpfdurchmesser und die Stumpflänge möglich. An den im Bodenbereich vorgesehenen Anschlusskörper 80 wird dann – wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel – ein Prothesenfuß oder dergleichen angesetzt.
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Der vorbeschriebene Prothesenschaft zeichnet sich durch flächige Anstützpunkte zur Kraftübertragung aus, die sich der Körperbewegung anpassen können und somit punktuelle Belastungen vermindern. Die dreidimensionale Beweglichkeit des Prothesenstumpfes 1 verbessert die Kraftumsetzung, wobei über die radiale Verstellung und die Längeneinstellung des Prothesenschaftes die Kraftübertragung weiter verbessert ist, sodass ein verminderter Energieaufwand zur Fortbewegung notwendig ist.
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Offenbart ist ein Prothesenschaft für einen Gliederstumpf, der in Radialrichtung und in der Länge verstellbar ausgeführt ist.
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Offenbart sind des Weiteren eine neuartige Ramusanlage sowie die Herstellung eines Prothesenschaftes im Rapid-Prototyping-Verfahren, wobei ein Stützrahmen und verspannbare Segmente einstückig ausgebildet sind, sodass die Spannkraft lokal aufgebracht werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Prothesenschaft
- 2
- Stützrahmen
- 4
- Hülse
- 6
- Liner
- 8
- Segment
- 10
- Überlappungsbereich
- 12
- Spanneinrichtung
- 14
- Seilzug
- 16
- Seilzug
- 18
- Umlenkung
- 20
- Stellvorrichtung
- 22
- Stellvorrichtung
- 24
- Segmentboden
- 26
- Aussparung
- 28
- laterale Stützstrebe
- 30
- mediale Stützstrebe
- 32
- Bodenteil
- 34
- Femurspange
- 36
- Fächerabschnitt
- 38
- mittlerer Bereich
- 40
- Stellschraube
- 42
- Randbereich
- 44
- Aufnahme
- 46
- Ramusanlage
- 48
- Teller
- 50
- Tellerschale
- 52
- Tellerlamelle
- 54
- Gewindestück
- 56
- Kopf
- 58
- Stützteil
- 60
- Anschlagbolzen
- 62
- Schwenknut
- 64
- Schaft
- 66
- Hülse
- 68
- Fixierschraube
- 70
- Gelenkachse
- 72
- Anschlagfläche
- 74
- Gelenk
- 76
- Abduktionsanschlag
- 78
- Bodengelenk
- 80
- Anschlusskörper
- 82
- Anschlagfläche
- 84
- Schienbein
- 86
- Kondylenfassung
- 88
- Kondylenfassung
- 90
- Einschnürung
- 92
- Einschnürung
- 94
- Federstrebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007035410 A1 [0004]
