DE102012106428A1 - Therapeutic treatment device, device-based locomotion therapy system, and device control method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen mit einem Rahmen (11), der sich im Gebrauch entlang einer der unteren Extremitäten erstreckt, wobei am Rahmen (11) ein Flexionsmittel (13) für das Kniegelenk befestigt ist, wobei wenigstens ein Haltemittel für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel für den Unterschenkel, die jeweils durch ein Bewegungselement mit dem Rahmen (11) verbunden sind, wobei die Haltemittel für den Oberschenkel und den Unterschenkel in Rahmenlängsrichtung versetzt und einander gegenüber angeordnet sind derart, dass das Bein im Gebrauch zwischen den Haltemitteln fixierbar ist, das Flexionsmittel (13) in Rahmenlängsrichtung zwischen den Haltemitteln angeordnet ist derart, dass das Flexionsmittel (13) im Gebrauch im Bereich der Kniekehle angeordnet ist, das Bewegungselement zur Erzeugung einer Kraft angepasst ist, die im Gebrauch durch das jeweiligen Haltemittel auf das Bein übertragbar ist, und der Rahmen (11) mit einem System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie verbindbar ist.The invention relates to a device for the therapeutic treatment of the lower extremities of a person with a frame (11) which, in use, extends along one of the lower extremities, a flexion means (13) for the knee joint being attached to the frame (11), wherein at least one holding means for the thigh and at least one holding means for the lower leg, which are each connected to the frame (11) by a movement element, the holding means for the thigh and the lower leg being offset in the longitudinal direction of the frame and arranged opposite one another in such a way that the When in use it can be fixed between the holding means, the flexion means (13) is arranged in the longitudinal direction of the frame between the holding means such that the flexion means (13) is arranged in the region of the hollow of the knee during use, the movement element is adapted to generate a force that is required during use transferable to the leg by the respective holding means and the frame (11) can be connected to a system for device-assisted locomotion therapy.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus
Ein akuter Schlaganfall (Apoplex) geht in vielen Fällen mit einer Halbseitenlähmung (Hemiparese) einher. Dadurch degenerieren die Muskeln in den gelähmten Extremitäten. Die Therapie einer derartigen, meist hochgradigen Schwäche der unteren Extremitäten ist schwierig und häufig nicht erfolgreich. Die konventionelle Physiotherapie ist nach dem Akutstadium der Erkrankung möglich, aufwändig und zielt meistens darauf ab, durch Spastik bedingte Verkrampfungen der Muskeln zu lösen und Übungen zur Vorbereitung des Gehens sowohl im Sitzen als auch im Stand zu üben, um beispielsweise die Gewichtsübernahme auf das betroffene Bein zu stärken. An acute stroke (apoplexy) is often associated with hemiplegia (hemiparesis). This degenerates the muscles in the paralyzed extremities. The treatment of such, usually high-grade weakness of the lower extremities is difficult and often unsuccessful. Conventional physiotherapy is possible after the acute stage of the disease, consuming and mostly aims to solve spasticity-related muscle spasms and exercises to prepare for walking both while sitting and standing to practice, for example, the weight transfer to the affected leg to strengthen.
Moderne, wissenschaftliche Konzepte der Rehabilitation nach einem Schlaganfall favorisieren ein wiederholtes Üben des Gehens. Bei Schlaganfallpatienten konnte gezeigt werden, dass die wiederholte Bewegung der betroffenen Extremitäten vorteilhaft für die Wiedererlangung der motorischen Funktionen ist. Aus der Praxis ist überdies allgemein bekannt, dass ein beidseitiges Training sowohl der gesunden, als auch der geschwächten Extremität zu besseren Erfolgen führt. Durch die Mitbewegung der nicht geschwächten Seite, also der Seite, die nicht von der Halbseitenlähmung betroffen ist, wird die Aktivierung der für den Einsatz der gelähmten Extremität verantwortlichen Hirnstrukturen im Scheitellappen positiv beeinflusst. Modern, scientific concepts of rehabilitation after a stroke favor a repeated practice of walking. In stroke patients it has been shown that the repeated movement of the affected extremities is beneficial for the recovery of motor functions. In addition, it is common knowledge from practice that bilateral training of both the healthy and the weakened limb leads to better results. The co-movement of the non-weakened side, ie the side that is not affected by hemiplegia, positively influences the activation of the brain structures responsible for the use of the paralyzed limb in the parietal lobe.
Zur Therapie der geschwächten Seite der unteren Extremitäten eines Menschen sind mechanische und elektromechanische Geräte im Stand der Technik bekannt. Hierzu wird beispielhaft auf
Darüber hinaus sind Robotersysteme für die gerätegestützte Lokomotionstherapie bekannt, die über steuer- bzw. programmierbare Fußplatten das menschliche Gehen nachbilden. Derartige Robotersysteme sind aus
Ferner sind Robotersysteme für die gerätegestützte Lokomotionstherapie bekannt, welche die Gehbewegung durch ein motorisiertes Außengerüst führen, wie beispielsweise
Elemente und Orthesen zur Stabilisierung, Unterstützung und Führung der physiologischen Kniebewegung sind beispielsweise aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen anzugeben, die eine Fazilitation der Knieflexion und Knieextension im Rahmen der gerätegestützten Lokomotionstherapie ermöglicht. Ferner soll mit der Erfindung ein System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie und ein Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung angegeben werden. The invention has for its object to provide a device for the therapeutic treatment of the lower extremities of a person, which allows a facilitation of knee flexion and knee extension in the context of device-based locomotion therapy. It is another object of the invention to provide a device-based locomotion therapy system and a method of controlling the therapeutic treatment device.
Im Hinblick auf die Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1, im Hinblick auf das System durch den Gegenstand des Anspruchs 14, und im Hinblick auf das Verfahren auf den Gegenstand des Anspruchs 15 gelöst. With regard to the therapeutic treatment device, this object is solved by the subject-matter of claim 1, with regard to the system by the subject-matter of
Die Erfindung beruht darauf, eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen anzugeben die einen Rahmen aufweist, der sich im Gebrauch entlang einer der unteren Extremitäten, insbesondere des Beines erstreckt. Am Rahmen ist ein Flexionsmittel für das Kniegelenk befestigt. Die Vorrichtung weist wenigstens ein Haltemittel für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel für den Unterschenkel auf. Das Haltemittel für den Oberschenkel und das Haltemittel für den Unterschenkel sind jeweils mit dem Rahmen verbunden und weisen jeweils ein Bewegungselement auf. Die Haltemittel für den Oberschenkel und den Unterschenkel sind in Rahmenlängsrichtung versetzt und einander gegenüber angeordnet derart, dass das Bein im Gebrauch zwischen den Haltemitteln fixierbar ist bzw. allgemein zwischen den Haltemitteln aufnehmbar ist. Das Flexionsmittel ist in Rahmenlängsrichtung zwischen den Haltemitteln angeordnet, und zwar derart, dass das Flexionsmittel im Gebrauch im Bereich der Kniekehle angeordnet ist. Das Bewegungselement ist zur Erzeugung einer Kraft angepasst, die im Gebrauch durch das jeweilige Haltemittel auf das Bein übertragbar ist. Der Rahmen ist mit einem System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie verbindbar. The invention is based on providing a device for the therapeutic treatment of the lower extremities of a human having a frame which extends in use along one of the lower extremities, in particular of the leg. On the frame a flexion for the knee joint is attached. The device has at least one holding means for the thigh and at least one holding means for the lower leg. The holding means for the thigh and the Holding means for the lower leg are each connected to the frame and each have a moving element. The thigh and lower leg holding means are offset in the frame longitudinal direction and arranged opposite each other such that, in use, the leg is fixable between the holding means or is generally receivable between the holding means. The flexion means is arranged in the frame longitudinal direction between the holding means, in such a way that the inflection means is arranged in use in the region of the popliteal fossa. The movement element is adapted to generate a force that is transferable in use by the respective holding means on the leg. The frame can be connected to a system for device-based locomotion therapy.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Fazilitation bei der Durchführung einer gerätegestützten Lokomotionstherapie ermöglicht wird. Die Fazilitation ist Teil der physiotherapeutischen Behandlungsmethode, die durch eine verstärkte Stimulation der Propriozeptoren das neuromuskuläre Zusammenspiel fördert. Dabei wird ein Körperabschnitt nach einem vorgegebenen physiologischen Bewegungsmuster repetitiv bewegt, wobei die Bewegung gegen einen vom Therapeut ausgeübten Widerstand ausgeführt wird. Dabei kann es bei jedem Bewegungszyklus zu leichten Schwankungen des Fazilitationszeitpunktes kommen. The invention has the advantage that the facilitation in the implementation of a device-based locomotion therapy is made possible. Facilitation is part of the physiotherapeutic treatment method, which promotes neuromuscular interaction through increased stimulation of the proprioceptors. In this case, a body portion is moved repetitively according to a predetermined physiological movement pattern, wherein the movement is carried out against a resistance exerted by the therapist. It can come with each movement cycle to slight fluctuations in the facilitation time.
Im Unterschied dazu bietet die Fazilitation im Rahmen der gerätegestützten Lokomotionstherapie den Vorteil, dass die angestrebte Fazilitationsbewegung vorgegeben wird und für jeden Schritt immer zeitgerecht erfolgt. Die Vorrichtung lässt sich dazu mit einem System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie verbinden, das auf diese Weise zur Durchführung der Fazilitation angepasst werden kann. Die Aufbringung des Widerstandes, gegen den die Beinbewegung erfolgt, wird durch die Vorrichtung automatisch vorgenommen. In contrast, the facilitation in the context of device-based locomotion therapy offers the advantage that the desired facilitation movement is predetermined and is always timely for each step. The device can be connected to a system for the device-based locomotion therapy, which can be adapted in this way to perform the facilitation. The application of the resistance, against which the leg movement takes place, is made automatically by the device.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere der Rahmen der Vorrichtung, ist zur Verbindung mit dem System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie derart angepasst, dass die bei der gerätegestützten Therapie auftretenden Kräfte vom System auf die Vorrichtung und den zu therapierenden Menschen übertragen werden können. Für die Fazilitation weist die Vorrichtung wenigstens ein Haltemittel für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel für den Unterschenkel auf. Mehrere Haltemittel für den Unterschenkel sind möglich. Die Anordnung der Haltemittel am Rahmen ist so getroffen, dass ein Bein des Patienten in der Vorrichtung fixiert werden kann, so dass die vom System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie übertragenen Kräfte in das Bein eingeleitet werden können. Dabei werden die vom System vorgegebenen Bewegungsabläufe entlang der entsprechenden Gangtrajektorien auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen und somit dem Bein aufgeprägt. The device according to the invention, in particular the frame of the device, is adapted for connection to the system for device-based locomotion therapy in such a way that the forces occurring during the device-supported therapy can be transmitted from the system to the device and the person to be treated. For facilitation, the device has at least one holding means for the thigh and at least one holding means for the lower leg. Several holding means for the lower leg are possible. The arrangement of the holding means on the frame is such that a leg of the patient can be fixed in the device so that the forces transmitted by the device-based locomotion therapy system can be introduced into the leg. In this case, the movement sequences predetermined by the system are transmitted along the corresponding gait trajectories to the device according to the invention and thus impressed on the leg.
Im Zusammenhang mit den Bewegungsmustern hat das Flexionsmittel die Funktion, die Beugung des Kniegelenks zu unterstützen. Dazu ist das Flexionsmittel in Rahmenlängsrichtung zwischen den ebenfalls in Rahmenlängsrichtung versetzten Haltemitteln angeordnet und zwar so, dass das Flexionsmittel im Gebrauch sich im Bereich der Kniekehle befindet. In connection with the movement patterns, the flexion agent has the function of supporting the flexion of the knee joint. For this purpose, the flexion means is arranged in the longitudinal direction of the frame between the likewise offset in the frame longitudinal holding means in such a way that the inflection means is in use in the region of the popliteal fossa.
Der für die Fazilitation erforderliche Widerstand wird erfindungsgemäß durch das jeweilige Bewegungselement auf das Bein aufgebracht. Das jeweilige Bewegungselement ist dazu zur Erzeugung einer Kraft angepasst. Die Kraft wird durch das dem jeweiligen Bewegungselement zugeordnete Haltemittel auf das Bein übertragen. Bei der Therapie arbeitet das Bein gegen die durch das Bewegungselement erzeugte Kraft. Damit wird der Kraftaufbau eines Therapeuten simuliert, beispielsweise bei der Fazilitation des Quadrizeps bei der Knieextension. The resistance required for the facilitation is applied according to the invention by the respective moving element on the leg. The respective movement element is adapted to generate a force. The force is transmitted to the leg by the holding means associated with the respective movement element. During therapy, the leg works against the force generated by the movement element. This simulates the strength of a therapist, for example in the facilitation of the quadriceps during knee extension.
Die Kraft kann vorzugsweise durch das Bewegungselement mechanisch, bspw. als Federkraft, oder pneumatisch, bspw. durch ein Luftkissen oder einen Pneumatikzylinder, erzeugt werden. Andere Möglichkeiten der Krafterzeugung sind denkbar und werden von der Erfindung umfasst. Die Krafterzeugung, d.h. der Widerstand gegen die Beinbewegung, erfolgt vorzugsweise passiv, bspw. als Federkraft oder allgemein als elastische Kraft, und wird durch die Kraft, mit der das Bein gegen das Haltemittel drückt, ausgelöst. The force can preferably be generated mechanically, for example as a spring force, or pneumatically, for example by an air cushion or a pneumatic cylinder, by the movement element. Other possibilities of force generation are conceivable and are encompassed by the invention. The force generation, i. Resistance to leg movement is preferably passive, for example as a spring force or generally as an elastic force, and is triggered by the force with which the leg presses against the retaining means.
Vorzugsweise verbindet das Bewegungselement das Haltemittel mit dem Rahmen. Dies kann bei einer Ausführungsform bspw. dadurch erfolgen, dass eine Anlagefläche für das Bein am proximalen, d.h. dem Bein zugewandten Ende des Bewegungselementes angeordnet ist. Das distale, d.h. vom Bein abgewandte Ende des Bewegungselementes ist mit dem Rahmen verbunden. Das proximale Ende des Bewegungselementes ist beweglich, insbesondere axial beweglich, und mit einer Kraft beaufschlagbar. Die am proximalen Ende des Bewegungselementes angeordnete Anlagefläche wird entsprechend mitgenommen und überträgt die Gegenkraft auf das Bein, wenn dieses gegen die Anlagefläche drückt. Preferably, the moving element connects the retaining means to the frame. In one embodiment, for example, this can be done by providing a support surface for the leg at the proximal, i. the leg facing the end of the moving element is arranged. The distal, i. remote from the leg end of the moving element is connected to the frame. The proximal end of the movement element is movable, in particular axially movable, and can be acted upon by a force. The arranged at the proximal end of the movement element contact surface is taken along and transmits the counterforce on the leg when it presses against the contact surface.
Alternativ oder zusätzlich kann das Bewegungselement am proximalen Ende des Haltemittels, d.h. dem Bein zugewandten Ende des Haltemittels angeordnet sein. Vorzugsweise bildet das Bewegungselement selbst die Anlagefläche für das Bein. Eine mögliche Ausführungsform hierfür ist ein Luftkissen, das durch Kompression den gewünschten Widerstand gegen die Beinbewegung erzeugt. Alternatively or additionally, the moving element at the proximal end of the holding means, i. The leg facing the end of the holding means may be arranged. Preferably, the movement element itself forms the contact surface for the leg. A possible embodiment for this is an air cushion, which generates by compression the desired resistance to the leg movement.
Das proximal und das distal angeordnete Bewegungselement eines Haltemittels können einzeln oder zusammen vorgesehen sein. Allgemein gesagt, ist das Haltemittel beweglich und bildet einen Widerstand gegen das Bein, das bei der Therapie am Haltemittel anliegt und dagegen drückt. The proximal and the distal movement element of a holding means may be provided individually or together. Generally speaking, the holding means is movable and forms a resistance to the leg, which abuts against the holding means during the therapy and presses against it.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Tibiotarsalgelenk durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, konkret durch die Haltemittel stabilisiert wird. Die Haltemittel bieten darüber hinaus den Vorteil, dass aufgrund der Fixierung des Beines an verschiedenen Stellen die Voraussetzung für eine flexible Einstellung der Vorrichtung geschaffen wird, die zu einer Anpassung der Dorsal- und Plantarflexion des Beines genutzt werden kann. Die hierfür getroffenen konkreten Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Another advantage of the invention is that the Tibiotarsalgelenk is stabilized by the device according to the invention, specifically by the holding means. The holding means also offer the advantage that due to the fixation of the leg at different points, the requirement for a flexible adjustment of the device is created, which can be used to adjust the dorsiflexion and plantar flexion of the leg. The concrete embodiments made for this purpose are the subject of the dependent claims.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung im Vergleich zur Bewegung durch eine Orthese oder ein motorisiertes Außengerüst besteht darin, dass die Vorrichtung so aufgebaut ist, dass einerseits die Residualkraft des Patienten stimuliert werden kann. Andererseits ist eine freie und natürliche Bewegung der unteren Extremitäten des Patienten möglich. Im Unterschied dazu kommt bei Orthesen und an sich bekannten motorisierten Außengerüsten die Residualkraft des Patienten nicht zum Einsatz. Außerdem ist die Bewegung in einer zweidimensionalen Ebene vorgegeben und somit stark eingeschränkt. Another advantage of the invention compared to movement by an orthosis or a motorized outer frame is that the device is constructed so that on the one hand the residual power of the patient can be stimulated. On the other hand, a free and natural movement of the lower extremities of the patient is possible. In contrast, the residual force of the patient is not used in orthoses and motor scaffolds known per se. In addition, the movement is given in a two-dimensional plane and thus severely limited.
Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass die Mechanik der Vorrichtung einfach und kompakt aufgebaut ist. Dadurch wird der Zugang des Therapeuten zum Patienten erleichtert. Zusammengefasst ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erfolgreiche Lokomotionstherapie einerseits durch das häufige Wiederholen von Übungselementen und andererseits durch Übertragung von Lerneffekten der für die gesunde Extremität zuständigen Gehirnseite auf die für die betroffene Extremität zuständige Gehirnseite bzw. das zuständige Gehirnareal. The invention also has the advantage that the mechanism of the device is simple and compact. This facilitates the therapist's access to the patient. In summary, the device according to the invention makes possible a successful locomotion therapy on the one hand by the frequent repetition of exercise elements and on the other hand by transferring learning effects of the brain side responsible for the healthy limb to the brain side or the brain area responsible for the affected limb.
Im Rahmen der Erfindung wird sowohl die Vorrichtung an sich, d.h. unabhängig von dem System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie, als auch die Kombination des Systems für die gerätegestützte Lokomotionstherapie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung offenbart und beansprucht. In the context of the invention, both the device itself, i. regardless of the device-based locomotion therapy system, as well as the combination of the device-based locomotion therapy system with the device of the invention.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bewegungselement sagittal ausgerichtet, derart, dass das Bein in einer sagittalen Hauptrichtung mit einer Kraft beaufschlagbar ist. Damit lässt sich besonders wirksam der für die Fazilitation erforderliche mechanische Widerstand auf das Bein aufbringen. Die Kraftrichtung kann ausschließlich sagittal verlaufen, wobei das Bewegungselement entsprechend ausgerichtet ist. Daneben ist auch eine Abweichung von der sagittalen Kraftrichtung möglich, indem das Bewegungselement aus der Sagittalebene entsprechend abweicht. Die Abweichung kann in einem Bereich von ±20°, insbesondere ±15°, insbesondere ±10°, insbesondere ±5°, erfolgen. Unter Sagittalebene wird eine sich vom Kopf zum Becken und vom Rücken zum Bauch erstreckende Ebene verstanden, die durch das Bein verläuft. In a preferred embodiment, the movement element is aligned sagittal, such that the leg can be acted upon in a sagittal main direction with a force. This makes it possible to apply the mechanical resistance required for facilitation to the leg in a particularly effective manner. The direction of force can run only sagittal, with the movement element is aligned accordingly. In addition, a deviation from the sagittal force direction is possible by the movement element deviates from the sagittal plane accordingly. The deviation can take place in a range of ± 20 °, in particular ± 15 °, in particular ± 10 °, in particular ± 5 °. The sagittal plane is understood to mean a plane extending from the head to the pelvis and from the back to the abdomen, which runs through the leg.
Das Bewegungselement kann ein Gehäuse mit einem Kolben aufweisen, der im Gehäuse geführt und durch eine Federkraft betätigbar ist, wobei die Gehäuse-Kolbenanordnung das Haltemittel und den Rahmen beweglich verbindet. Damit wird ein einfach aufgebautes und robustes Bewegungselement zur Verfügung gestellt, das die Ausbildung einer progressiv zunehmenden Kraft ermöglicht, die vom Haltemittel auf das Bein übertragen wird. Damit wird besonders gut der manuelle Kraftaufbau durch einen Therapeuten simuliert. The moving member may include a housing having a piston which is guided in the housing and actuated by a spring force, wherein the housing-piston assembly movably connects the holding means and the frame. Thus, a simple and robust moving element is provided, which allows the formation of a progressively increasing force, which is transmitted from the holding means to the leg. This particularly well simulates the manual buildup of force by a therapist.
Der Kolben kann einen Innenraum aufweisen, in dem ein elastisches Mittel, insbesondere eine Druckfeder, angeordnet ist, die einerseits mit dem Kolben und andererseits mit dem Gehäuse verbunden ist. Diese Ausgestaltung ist ein Beispiel für eine einfache und wirkungsvolle Realisierung des Federkraft betätigbaren Bewegungselementes. The piston may have an interior in which an elastic means, in particular a compression spring, is arranged, which is connected on the one hand to the piston and on the other hand to the housing. This embodiment is an example of a simple and effective realization of the spring force actuated movement element.
Eine weitere Verbesserung der Funktionalität des Bewegungselements wird dadurch erreicht, dass das Bewegungselement ein Stellorgan zur Einstellung der auf das Bein wirkenden Kraft und/oder des Bewegungsweges des Haltemittels aufweist. Damit kann die Vorrichtung an den jeweiligen Patienten angepasst werden, so dass ein für den jeweiligen Patienten geeigneter Widerstand bei der Fazilitation eingestellt wird. A further improvement of the functionality of the movement element is achieved in that the movement element has an actuator for adjusting the force acting on the leg and / or the movement path of the holding means. Thus, the device can be adapted to the respective patient, so that a suitable for the respective patient resistance in the facilitation is set.
Eine einfache Möglichkeit der Realisierung des Stellorgans besteht darin, dass das Stellorgan eine Schraube umfasst, die mit einem Anschlag für das elastische Mittel, insbesondere die Druckfeder, verbunden ist. A simple way of realizing the actuator is that the actuator comprises a screw which is connected to a stop for the elastic means, in particular the compression spring.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Bewegungselement zur Änderung der sagittalen Position eines Haltemittels, insbesondere des Haltemittels für den Unterschenkel, mit dem Rahmen verstellbar, insbesondere durch ein erstes Einstellelement verstellbar, verbunden. Die Verstellbarkeit des Bewegungsmittels und damit die Änderung der sagittalen Position des Haltemittels, ermöglicht eine Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Patienten, so dass eine optimale Haltesituation für das Bein erreicht wird. Dadurch wird weiter erreicht, dass die Krafteinwirkung an die jeweilige Behandlungssituation gut angepasst werden kann. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the movement element for changing the sagittal position of a holding means, in particular of the holding means for the lower leg, with the frame adjustable, in particular adjustable by a first adjusting connected. The adjustability of the movement means and thus the change of the sagittal position of the holding means, allows an adaptation of the device to different patients, so that an optimal holding situation for the leg is achieved. This will further achieved that the force can be well adapted to the respective treatment situation.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rahmen mehrteilig ausgebildet und zur Positionierung eines oder mehrerer Haltemittel verstellbar. Damit bildet der Rahmen ein Stellmittel, wodurch ein kompakter Aufbau möglich ist. Der Rahmen kann ein zweites Einstellelement umfassen, das einen verschwenkbaren Rahmenteil und einen ortsfesten Rahmenteil gelenkartig verbindet, wobei wenigstens ein Haltemittel, insbesondere das Haltemittel für den Oberschenkel, am verschwenkbaren Rahmenteil befestigt ist. Durch die Schwenkbewegung des Rahmenteils wird die Position des Haltemittels, insbesondere des Haltemittels für den Oberschenkel, verändert, so dass die Lage, insbesondere der Abstand zum versetzt angeordneten Haltemittel für den Unterschenkel verändert wird. In a further preferred embodiment, the frame is designed in several parts and adjustable for positioning one or more holding means. Thus, the frame forms an adjusting means, whereby a compact construction is possible. The frame may comprise a second adjusting element, which connects a pivotable frame part and a stationary frame part articulated, wherein at least one holding means, in particular the holding means for the thigh, is secured to the pivotable frame part. Due to the pivotal movement of the frame part, the position of the holding means, in particular of the holding means for the thigh, changed, so that the position, in particular the distance to the staggered holding means for the lower leg is changed.
Die Bewegungselemente sind bei allen Ausführungsformen um eine Achse senkrecht zum Rahmen drehbar im Rahmen gelagert, so dass der Anstellwinkel des Haltemittels, bezogen auf das Bein, veränderbar ist. Damit kann die Position des Haltemittels durch eine entsprechende Drehbewegung an das Bein angepasst werden, beispielsweise wenn sich die Ortslage des Haltemittels durch das Verschwenken des Rahmenteils ändert. The movement elements are rotatably supported in the frame in all embodiments about an axis perpendicular to the frame, so that the angle of attack of the holding means, based on the leg, is variable. Thus, the position of the holding means can be adjusted by a corresponding rotational movement of the leg, for example, when the location of the holding means changes by the pivoting of the frame part.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Rahmen ein drittes Einstellelement, das einen höhenverstellbaren Rahmenteil und einen ortsfesten Rahmenteil verbindet, wobei wenigstens ein Haltemittel, insbesondere das Haltemittel für den Unterschenkel, am höhenverstellbaren Rahmenteil befestigt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine vertikale Einstellung des Haltemittels, insbesondere des Haltemittels für den Unterschenkel, zur Anpassung an die jeweilige Anatomie des zu behandelnden Patienten. Dabei ist es weiter bevorzugt, dass zusätzlich zu dem Haltemittel für den Unterschenkel auch das Flexionsmittel für das Kniegelenk sowie das Haltemittel für den Oberschenkel am höhenverstellbaren Rahmenteil befestigt sind, so dass durch eine Verstellung des Rahmenteils die vorstehend genannten Elemente mitbewegt werden. Damit lässt sich insgesamt der Abstand dieser Elemente bzw. Mittel zum Fuß verändern. In a further embodiment, the frame comprises a third adjusting element which connects a height-adjustable frame part and a stationary frame part, wherein at least one holding means, in particular the holding means for the lower leg, is fastened to the height-adjustable frame part. This embodiment allows a vertical adjustment of the holding means, in particular of the holding means for the lower leg, for adaptation to the respective anatomy of the patient to be treated. It is further preferred that in addition to the holding means for the lower leg and the flexion means for the knee joint and the holding means for the thigh are fixed to the height-adjustable frame part, so that the aforementioned elements are moved by an adjustment of the frame part. This can be a total of the distance of these elements or means to change the foot.
Eine einfache und zweckmäßige Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass das dritte Einstellelement eine Lochplatte umfasst, die in verschiedenen Höhenlagen des Rahmens fixierbar ist. Die Lochplatte ist stabil und einfach herzustellen. A simple and expedient embodiment is achieved in that the third adjusting element comprises a perforated plate which is fixable in different heights of the frame. The perforated plate is stable and easy to manufacture.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind ein einziges Haltemittel für den Oberschenkel und zwei Haltemittel für den Unterschenkel am Rahmen befestigt, wobei die Haltemittel für den Unterschenkel übereinander beabstandet angeordnet sind. Damit wird eine optimale Anpassung an das zu behandelnde Bein erreicht, wobei ein einziges Haltemittel für den Oberschenkel ausreicht, um den in Knienähe aufzubringenden Widerstand für die Fazilitation zu erreichen. Daneben ist es auch möglich, mehr als ein Haltemittel für den Oberschenkel, beispielsweise zwei Haltemittel, vorzusehen. In a particularly preferred embodiment, a single retaining means for the thigh and two retaining means for the lower leg are attached to the frame, wherein the holding means for the lower leg are arranged one above the other spaced. Thus, an optimal adaptation to the leg to be treated is achieved, with a single holding means for the thigh is sufficient to achieve the applied near the knee resistance for facilitation. In addition, it is also possible to provide more than one holding means for the thigh, for example two holding means.
Vorzugsweise ist das Flexionselement zur Änderung der sagittalen Position mit dem Rahmen verstellbar, insbesondere durch ein viertes Einstellelement verstellbar verbunden. Durch das verstellbare Flexionselement wird die Flexibilität der Vorrichtung weiter erhöht, weil die Lage des Flexionselements an die jeweilige Position des Knies patientenspezifisch angepasst werden kann. Preferably, the flexion element is adjustable to change the sagittal position with the frame, in particular adjustably connected by a fourth adjustment. By means of the adjustable flexion element, the flexibility of the device is further increased because the position of the flexion element can be adapted to the specific position of the knee in a patient-specific manner.
Eine weitere Verbesserung der Flexibilität mit Blick auf die Einstellbarkeit der Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass das Flexionselement zur Änderung der sagittalen Position mit dem Rahmen verstellbar, insbesondere durch ein viertes Einstellelement verstellbar verbunden ist. Durch das vierte Einstellelement lässt sich die Relativposition zwischen dem Flexionselement und den übrigen Halteelementen einstellen, wodurch sich eine weitere Möglichkeit ergibt, die Vorrichtung auf unterschiedliche Patienten anzupassen. A further improvement of the flexibility with regard to the adjustability of the device is achieved in that the flexion element for changing the sagittal position with the frame adjustable, in particular adjustably connected by a fourth adjustment. By means of the fourth adjusting element, the relative position between the flexion element and the other holding elements can be adjusted, which results in a further possibility of adapting the device to different patients.
Zusammengefasst haben die vorstehend erläuterten Einstellelemente sowohl einzeln für sich genommen als auch im Zusammenwirken den Vorteil, dass die Position des in der Vorrichtung befindlichen Beines verändert werden kann, so dass unterschiedliche Fazilitationsbehandlungen durchführbar sind. Insbesondere ist es möglich, durch die mit den Einstellelementen erreichte Flexibilität der Vorrichtung eine gewünschte Dorsal- und Plantarflexion während des Schrittzyklus einzustellen. Voraussetzung hierfür ist die getrennte Anordnung der einzelnen Halteelemente, die unabhängig voneinander bewegbar und betätigbar sind. In summary, the adjustment elements explained above, taken individually and in combination, have the advantage that the position of the leg in the device can be changed, so that different facilitation treatments can be carried out. In particular, it is possible to set a desired dorsal and plantar flexion during the pacing cycle by the flexibility of the device achieved with the adjustment elements. Prerequisite for this is the separate arrangement of the individual holding elements, which are independently movable and actuated.
Die Erfindung umfasst ferner ein System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, das angetriebene steuerbare Bewegungseinrichtungen aufweist, die entlang von Gangtrajektorien bewegbar sind, wobei der Rahmen der Vorrichtung mit einer der Bewegungseinrichtungen verbunden, insbesondere lösbar verbunden ist. In Kombination mit dem System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass die Fazilitation mit den Vorteilen eines Robotersystems verbunden wird. Somit lassen sich Bewegungsmuster, auch unterschiedliche Bewegungsmuster, im Rahmen ein und derselben Therapie präzise wiederholen, so dass die Fazilitationswirkung wiederholbar zum selben Zeitpunkt während des Schrittzyklus' stattfindet. The invention further comprises a device-based locomotion therapy system comprising a device according to claim 1, comprising powered controllable movement means movable along passage trajectories, the frame of the device being connected, in particular releasably connected, to one of the movement means. In combination with the system for device-based locomotion therapy, the device according to the invention offers the advantage that the facilitation is combined with the advantages of a robot system. Thus, movement patterns, even different movement patterns, can be precisely repeated in the context of the same therapy, so that the facilitation effect repeatable at the same time during the step cycle.
An dieser Stelle wird nochmals darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ergänzung oder Nachrüstung an sich bekannter Systeme zur gerätegestützten Lokomotionstherapie gedacht ist. Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung integral mit einer der Bewegungseinrichtungen eines Systems zur gerätegestützten Lokomotionstherapie vorzusehen, wenn ein Betrieb ohne Fazilitationswirkung nicht erforderlich oder gewünscht ist. At this point, it is again pointed out that the device according to the invention is intended for supplementing or retrofitting known systems for device-based locomotion therapy. It is also possible to provide the device according to the invention integrally with one of the moving devices of a device-based locomotion therapy system, when non-facilitation operation is not required or desired.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 wird die Position des Flexionsmittels und/oder der Haltemittel für den Unterschenkel derart verändert, dass sich der Plantarflexionswinkel oder der Dorsalflexionswinkel des Beines ändert. In the method according to the invention for controlling a device according to claim 1, the position of the flexing means and / or the lower leg retaining means is changed in such a way that the plantar flexion angle or the dorsiflexion angle of the leg changes.
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the attached schematic drawings. In these show:
In
Der Rahmen
Im Gebrauch ist der Rahmen
Dazu sind die Haltemittel am ortsfesten Rahmen unabhängig voneinander bewegbar angeordnet. For this purpose, the holding means on the stationary frame are arranged independently movable.
Wie in
Konkret ist der Rahmen
Die Richtungsangaben nach hinten bzw. nach vorne beziehen sich auf die Gangrichtung, die in
Der vierte Rahmenabschnitt
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die Haltemittel
Das Bewegungselement
Wie besonders gut anhand von
Das Haltemittel
Allgemein weisen die Haltemittel
Das Flexionsmittel
Das Flexionsmittel
Das Flexionsmittel
Für die Fazilitation sind die Bewegungselemente
Zur Einstellung der auf das Bein wirkenden Kraft ist ein Stellorgan
Allgemein wird damit die Erzeugung einer elastischen Kraft durch das Bewegungselement
Weitere Einzelheiten des Ausführungsbeispiels sind in der Draufsicht gemäß
Die genauen Bewegungsabläufe des Beines in der Vorrichtung unterscheiden sich je nach Programmierung des Systems für die gerätegestützte Lokomotionstherapie, mit dem die Vorrichtung benutzt wird. Allgemein kommt das Haltemittel
Die Haltemittel
Eine auf den jeweiligen Patienten angepasste Position der Haltemittel
In
Die Bewegungseinrichtungen des Systems sind unabhängig voneinander entlang von Gangtrajektorien bewegbar. Die Bewegungseinrichtungen umfassen jeweils einen in verschiedenen Höhenlagen schwenkbaren Ausleger, der einerseits an einem ersten Schlitten einer Linearführung angelenkt und andererseits mit einem der Haltemittel drehbeweglich verbunden ist. In Gangrichtung vor dem ersten Schlitten und relativ beweglich zum ersten Schlitten ist ein zweiter Schlitten der Linearführung angeordnet, der mit dem Ausleger durch ein Verbindungselement gelenkig verbunden ist. Der erste Schlitten weist einen ersten Linearantrieb zur Änderung der Höhenlage des jeweiligen Haltemittels auf. Der Ausleger ist mit einem Drehantrieb ausgestattet zur Änderung der Neigung des jeweiligen Haltemittels. The motion devices of the system are independently movable along gantry trajectories. The movement devices each comprise a pivotable at different altitudes boom, on the one hand hinged to a first carriage of a linear guide and on the other hand rotatably connected to one of the holding means. In the direction of travel in front of the first carriage and relatively movable to the first carriage, a second carriage of the linear guide is arranged, which is articulated to the boom by a connecting element. The first carriage has a first linear drive for changing the height position of the respective holding means. The boom is equipped with a rotary drive to change the inclination of the respective holding means.
An Stelle des vorstehend genannten Systems kann auch auf andere bekannte Systeme zurückgegriffen werden, beispielsweise auf das System gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11 11
- Rahmen frame
- 12a, 12b, 12c 12a, 12b, 12c
- Haltemittel holding means
- 13 13
- Flexionsmittel Flexionsmittel
- 14 14
- Bewegungselement mover
- 15 15
- Befestigungsmittel fastener
- 16 16
- Einstellelement Oberschenkel Adjustment thigh
- 17 17
- vertikales Einstellelement Unterschenkel vertical adjustment element lower leg
- 18 18
- sagittales Einstellelement Unterschenkel sagittal adjusting element lower leg
- 19 19
- Haltemittel Fußplatte Holding means foot plate
- 20 20
- Verbindungsmittel connecting means
- 21 21
- Fußplatte footplate
- 22 22
- Gehäuse (äußerer Zylinder) Housing (outer cylinder)
- 23 23
- Kolben (innerer Zylinder) Piston (inner cylinder)
- 24 24
- elastisches Mittel (Druckfeder) elastic means (compression spring)
- 25 25
- Spannvorrichtung (Stellorgan) Tensioning device (actuator)
- 26 26
- Anschlag attack
- 27 27
- Rahmenteil frame part
- 28 28
- Rahmenteil frame part
- 29 29
- Einstellelement adjustment
- 30 30
- Bewegungseinrichtungen movers
- 31 31
- 1. Rahmenabschnitt 1st frame section
- 32 32
- 2. Rahmenabschnitt 2nd frame section
- 33 33
- 3. Rahmenabschnitt 3rd frame section
- 34 34
- 4. Rahmenabschnitt 4th frame section
- 35 35
- Anlagefläche contact surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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