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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur aktiven Lagerung eines Körpers oder Körperteils. Sie betrifft des Weiteren eine Massageauflage, eine Antidekubitusmatratze, ein therapeutisches Trainingsgerät, eine Krankentrage oder Krankenmatratze und eine Einrichtung zur reproduzierbaren Positions- oder Haltungsbestimmung, die jeweils eine solche Vorrichtung umfassen.
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Bei besonders immobilen oder bettlägerigen Patienten ist die körperliche Wahrnehmung bereits nach 10 Minuten andauernder sitzender oder liegender Haltung verändert bzw. reduziert. Periphere Körperbereiche können dann nur noch schwer differenziert wahrgenommen werden. Darüber hinaus erhöht mangelnde Bewegung und Mobilität die Risiken für verschiedene Komplikationen (zum Beispiel Dekubitus, Pneumonie, Thrombose). Auch weitere tief in das tägliche Leben eingreifende Probleme (wie beispielsweise Obstipation und Schlafstörungen) werden durch den Mangel an Bewegung verstärkt. Hilfsmittel wie spezielle Matratzen (zum Beispiel Antidekubitusmatratzen) oder Sitzkissen (zum Beispiel Ball- oder Keilkissen) reduzieren sowohl den Auflagedruck als auch Reibungs- und Scherkräfte und können, je nach Art, Hautfeuchtigkeit und Liegeschmerz verringern. Das Angebot ist zwar sehr vielseitig, muss jedoch in jedem Fall auf den Betroffenen sorgfältig abgestimmt sein, um zu vermeiden, dass die vorhandene Restmobilität unter Umständen weiter eingeschränkt wird.
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Die aktive Lagerung des Betroffenen hat allerdings immer Vorrang und sollte im Regelfall nicht durch spezielle Matratzen oder Kissen ersetzt werden. Dem Patienten sollte daher eine häufige Lageveränderung angeboten werden, um die körperliche Wahrnehmung zu fördern und um dem Patienten seine Körpergrenzen aufzuzeigen. Zudem wird durch eine aktive Lagerung ein Wechsel der Körperhaltung oder -position des Patienten ermöglicht, welche die Bewegungsfähigkeit (Mobilität) des Patienten oder seiner Körperteile (zum Beispiel des Kniegelenks) aktiviert. So können besonders immobile oder bettlägerige Patienten durch Mobilisation ihre Selbständigkeit weitgehend erhalten oder gar wiedererlangen.
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Beim immobilen Patienten wird ein Wechsel der Lage in der Regel manuell mit Hilfe des Pflegepersonals und/oder unter Verwendung von Hilfsmitteln durchgeführt. Als Hilfsmittel sind beispielsweise Mikro-Stimulationssysteme (kurz: MiS®) bekannt, welche als dynamische Liegesysteme (sogenannte Bewegungsbetten) zur Stimulation von Mikrobewegungen bei der Dekubitusprophylaxe und Dekubitustherapie Anwendung finden. Solche Systeme bestehen aus einer Unterfederung (einer Art beweglichem Lattenrost) und einer darauf abgestimmten Matratze, die die Mikrobewegungen weiterleitet. Bei aktiven Systemen kann die Unterfederung mittels einer motorisierten Steuereinheit auf bestimmte Bewegungsmuster eingestellt und diese bis zum Programmabbruch kontinuierlich durchgeführt werden.
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Besondere Aufmerksamkeit erfordert zudem die Kopflagerung von Neugeborenen, Säuglingen oder Kleinkindern. Hervorgerufen durch das veränderte Wachstum des frühkindlichen Schädels, durch äußerlichen Druck in Zusammenhang mit einem schnellen Wachstum und der weichen Schädelstruktur kann es durch Lageanomalien im Mutterleib oder postnatal zu Schädeldeformationen kommen. Die Tatsache, dass die Säuglinge in den ersten Lebensmonaten noch sehr immobil sind und deshalb viel auf dem Hinterkopf liegen, verstärkt den Effekt im negativen Sinn. Eine derartige invariante Rückenlagerung kann schnell zu einer Abflachung des Hinterkopfes (Plagiocephalus) führen. Nach neuesten Studien beträgt der Anteil der Neugeborenen, die mit einer auffälligen Kopfform geboren werden oder diese in den ersten Lebenswochen entwickeln, 19.7%. Eine Zunahme ist insbesondere in den entwickelten Ländern zu verzeichnen, in denen von einer Liegeposition der Säuglinge in Bauchlage abgeraten wird, um so einen wesentlichen Risikofaktor für den plötzlichen Kindstod (Sudden Infant Death Syndrome SIDS) zu vermeiden.
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Die Verformungen des Säuglingsschädels sind nicht nur ein offensichtlich ästhetisches Problem, das auch im Erwachsenenalter fortbesteht, sondern gehen auch mit kieferorthopädischen Problemen, Augenveränderungen (Exotropie-Auswärtsschielen) und Verzögerungen in der psychomotorischen und kognitiven Entwicklung einher. So können sie beispielsweise zu Asymmetrien in der Bewegung und Haltung, zu Vorzugshaltungen, zu einer Schwächung der Muskulatur der Hinterhauptseite sowie zu einseitiger Druckbelastung des Schädels führen, welche wiederum eine lagebedingte Kopfverformung (sekundärer Plagiocephalus) begünstigen. Ebenso kann eine Minderdurchblutung des Gehirns und ein damit einhergehendes potentielles Risiko für einen plötzlichen Kindstod nicht ausgeschlossen werden, weshalb Spätfolgen von Abflachungen des Schädels zu vermeiden und frühzeitig zu behandeln sind.
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Hat sich der Kopf des Kindes einmal verformt, gibt es – für den Fall, dass Osteopathie und Physiotherapie bzw. ein auf das Kind abgestimmtes Handling zu keiner Besserung führen – die Möglichkeit einer Helmtherapie. Hierbei wird dem Kind noch vor dem 6. Lebensmonat ein Helm angepasst, den es mehrere Monate tragen muss. In der medizinischen Fachdiskussion sind die Wirksamkeit und das Kosten-Nutzen-Verhältnis der Helmtherapie allerdings Gegenstand kontroverser Diskussionen. In Deutschland ist die Helmtherapie daher nicht Bestandteil des Leistungskataloges gesetzlicher Krankenversicherungen und die Übernahme der zum Teil signifikanten Kosten durch die Krankenkassen bleibt eine Einzelfallentscheidung.
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Weiter sind aus dem Stand der Technik passive Lagerungskissen bekannt, um Schädelverformungen im Säuglings-/Kleinkindalter von vornherein zu vermeiden. Ein derartiges präventives Kissen in Ringform wird beispielsweise in
US 4 768 246 A beschrieben. Bei diesem Produkt wird durch eine mittig angeordnete, vordefinierte Mulde versucht, den Auflagedruck des Kopfes gleichmäßig zu verteilen, um so einer Schädeldeformierung präventiv entgegenzuwirken.
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Auf Grund der Vorteile der Anpassbarkeit (durch Auffüllung von Füllmaterial) an die jeweilige Kopfgröße (also an das Alter des Kindes) und der Unterstützung zur Rückenlage werden heute bevorzugt Lagerungskissen verwendet, wie sie in
WO 00/42888 A1 und
GB 1 299 925 A beschrieben sind. Hierbei wird der Auflagedruck auf den Hinterkopf durch ein kreisförmiges ungefülltes Kissenzentrum (teilweise elastische Membran) verringert und der Hinterkopf von der mit Füllmaterial gepolsterten Umgebung gestützt, sodass der Schädel nicht dem Druck der Matratze ausgesetzt ist, wodurch eine Schädelabflachung vermieden werden soll.
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Diese Kissen bergen jedoch den Nachteil, dass – aufgrund des tiefen Einsinkens des Kopfes in die vorgesehene Mulde – für die Säuglinge die Gefahr von Rückatmung, Überwärmung und Aspiration von Erbrochenem erhöht ist, was schlimmstenfalls zum plötzlichen Kindstod (SIDS) führen kann. Nachteilig ist ebenfalls, dass bei Bewegungen (zum Beispiel im Kinderwagen) der Babykopf aus der Mulde gelangen bzw. das Kissen verrutschen kann. Dies führt zu einem Wegfall des prophylaktischen Nutzens oder gar zu einer gesundheitsgefährdenden Rückatmung.
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Ferner ist aus
EP 1 795 090 A1 ein auf die Matratze aufzulegender Lagerungskeil für Säuglinge bekannt, in dessen Kopfbereich sich eine Mulde zur Aufnahme des Kopfes befindet. Auch durch diese Mulde soll der Druck auf den Kopfbereich, der ohne den Keil direkt auf der Matratze zu liegen käme, vermindert werden. Weitere Formen von Lagerungskeilen sind aus
DE 20 2013 011 170 U1 und
US 5 341 531 B1 bekannt. Zwei auf der Matratze aufliegende Keile unterstützen das Kind hier in seiner Seitenlage. Ein Keil auf der Bauchseite soll dabei eine Bewegung des Säuglings in die Bauchlage verhindern, um somit einer möglichen Rückatmung durch die Matratze zu begegnen. Es wird je entweder eine linke oder rechte Seitenlage ermöglicht, die zu einer Druckentlastung auf der entsprechenden matratzenabgewandten Schädelseite führen soll. Diese Lagerungskeile haben jedoch den Nachteil, dass das Kind in einer ständigen Seitenlage ruht und der Kopf somit immer noch einer gewissen seitlichen Druckbelastung ausgesetzt ist.
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Unter anderem aus
DE 20 2008 006 818 U1 und
DE 10 2006 017 828 A1 sind Kopfschalen bzw. Kopforthesen bekannt, welche außen- und innenseitig symmetrisch abgerundet ausgebildet sind. Sie bestehen aus leichtem Kunststoff, werden entsprechend der idealen Kopfform des Kindes angefertigt und nutzen das eigene kindliche Kopfwachstum aus. Die Korrektur der Schädeldeformität gelingt hier nicht durch das Hineindrücken der ausgeprägten Bereiche, sondern dadurch, dass diese Stellen am Wachsen gehindert werden. Nachteilig an diesen individualisierten Lösungen ist unter anderem der hohe Organisations- und Kostenaufwand für Hersteller, Ärzte und Patienten. Die Therapie sieht bei einer Nutzungsdauer von bis zu 8 Monaten eine tägliche Tragezeit von bis zu 23 Stunden vor, wobei tägliche oder gar stündliche Reinigungsintervalle für das Gerät einzuhalten sind. In regelmäßigen Abständen muss die Kopfschale bzw. Kopforthese (Kopfhelm) zudem nachgeschliffen und an veränderte Verhältnisse angepasst werden. Neben der zusätzlichen Belastung steht hierbei zu befürchten, dass das Kind jedes Gefühl für seinen Kopf verliert. So kann es beispielsweise mit seinem durch die Kopfschale bzw. Kopforthese abgeschirmten Kopf heftig anstoßen, ohne dass es Schmerz empfindet. Ferner kann nicht ausgeschlossen werden, dass das Kind von den aufdringlichen Blicken und Bemerkungen, die es durch die Kopfschale bzw. Kopforthese auf sich zieht, psychisch geprägt wird.
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Unter Berücksichtigung der vorgenannten Nachteile bekannter Lagerungslösungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur aktiven Lagerung eines Körpers oder Körperteils anzugeben, mit der ohne größeren Anpassungsaufwand und in einer für den Nutzer komfortablen und schonenden Weise eine lagebedingte Verformung des Körpers bzw. Körperteils (insbesondere eine Schädelverformung bei Säuglingen) verringert oder gar ausgeschlossen werden kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur aktiven Lagerung eines Körpers oder Körperteils, welche einen oder mehrere Aktoren aus einem Formgedächtnismaterial umfasst.
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Durch die Aktivierung und Deaktivierung der Aktoren aus Formgedächtnismaterial (kurz: Formgedächtnisaktoren) lässt sich die Form der Vorrichtung verändern. Die Formveränderung der Vorrichtung verursacht wiederum eine Veränderung der Position und/oder Stellung des auf, an oder in ihr gelagerten Körpers oder Körperteils, wodurch lagebedingten Deformationen des Körpers oder Körperteils präventiv oder kurativ entgegengewirkt werden kann. Im Ergebnis werden somit durch den oder die Formgedächtnisaktoren auf den Körper oder das Körperteil mobilisierende Kräfte ausgeübt, um den Körper oder das Körperteil in eine gewünschte Position und/oder Stellung zu bringen und somit Deformationen des Körpers oder Körperteils zu vermeiden bzw. zu beseitigen.
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Dabei kommt das ungewöhnliche Verformungsverhalten von Formgedächtnisaktoren vorteilhaft zur Geltung.
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Zum einen bieten Formgedächtnisaktoren den Vorteil, festgelegte Bewegungen energieeffizient und mit einer hohen Anzahl an Zyklen (100.000 und mehr) auszuführen, für die sonst aufwendige motorisch betriebene Anlagen benötigt würden, wodurch gegenüber konventionellen aktiven Lagerungen deutliche Kosten- und Gewichtseinsparungen erreichbar sind.
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Zum anderen arbeiten Formgedächtnisaktoren komplett lautlos, sodass die Ruhe- oder Schlafphase eines die Vorrichtung nutzenden Patienten (zum Beispiel eines Säuglings) trotz der durch die Vorrichtung bereitgestellten aktiven Umlagerungsbewegung nicht beeinträchtigt wird.
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Zudem erfolgt bei Formgedächtnisaktoren die Formveränderung von einem deaktivierten Formzustand zu einem aktivierten Formzustand und schließlich vom aktivierten Formzustand wieder zurück zum deaktivierten Formzustand langsam und erschütterungsfrei. Durch diese Formveränderung werden somit keine ruckhaften, die Ruhe- oder Schlafphase des Patienten eventuell störenden Beschleunigungen erzeugt.
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Schließlich stellen Formgedächtnisaktoren während der Verformung eine hohe Kraft zur Verfügung. So kann bereits ein zwei Millimeter starker Formgedächtnisdraht eine Last von mehr als 100 Kilogramm anheben. Folglich reicht die von klein dimensionierten Formgedächtnisaktoren bereitgestellte Kraft problemlos aus, um auch schwere Körper oder Körperteile in eine gewünschte Position und/oder Stellung zu verbringen.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine mit dem Körper oder Körperteil in Kontakt stehende Auflagefläche auf, wobei der oder die Aktoren mit zumindest einem Punkt an der Auflagefläche verbunden sind, sodass die Kontur der Auflagefläche durch Aktivierung des oder der Aktoren veränderbar ist.
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Durch eine geeignete Wahl der Anzahl und Position der Formgedächtnisaktoren in Bezug auf die Auflagefläche kann die Kontur der Auflagefläche in annähernd beliebiger Weise verändert werden, um eine dem jeweiligen Anwendungsfall angepasste aktive Lagerung des Körpers oder Körperteils zu ermöglichen. So können – ohne die Ruhe- oder Schlafphase des auf der Auflagefläche der Vorrichtung aufliegenden Menschen zu unterbrechen – unterschiedliche mit der Auflagefläche in Kontakt stehende Auflagepunkte des Körpers oder Körperteils angesprochen werden, um eine positionsgebundene, dauerhafte einseitige Belastung des Körpers oder Körperteils (zum Beispiel des kindlichen Kopfes) zu vermeiden und somit Deformationen des Körpers oder Körperteils korrigierend oder vorbeugend entgegenzuwirken.
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Dabei ist weiter bevorzugt, dass die Auflagefläche der Vorrichtung im deaktivierten Zustand des oder der Aktoren eine flache, sich in der Oberflächenebene erstreckende Fläche bildet, während im aktivierten Zustand des oder der Aktoren entlang der Auflagefläche eine oder mehrere aus der Oberflächenebene hervortretende Wölbungen gebildet sind.
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Eine in bekannten passiven Lagerungskissen vorzufindende muldenförmige Kissenvertiefung zur Entlastung des Hinterhauptbereiches, welche beim Verrutschen des Kissens die Gefahr einer Rückatmung birgt, ist somit vorteilhafterweise in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht vorgesehen. Vielmehr ist die Auflagefläche im deaktivierten Ausgangszustand der Aktoren vollkommen eben. Statt einer passiven Entlastung wird durch die im aktivierten Zustand der Formgedächtnisaktoren entlang der Auflagefläche erzeugten Wölbungen eine gezielt auf den Körper bzw. das Körperteil einwirkende Kraft erzeugt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten passiven Lagerungsmaßnahmen (mittels muldenförmig vertieften Kissen) stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung somit eine aktive Lagerung bereit, durch welche gezielt eine Mobilisation des gelagerten Köpers bzw. Körperteils ermöglicht wird, um schädlichen Deformationen präventiv oder kurativ entgegenzuwirken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Kunststoffmatrix oder eine textile Struktur, in welche der oder die Aktoren eingebettet sind.
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Die hohe Flexibilität und Elastizität der Kunststoffmatrix oder der textilen Struktur erlaubt eine Anpassung der Vorrichtung an jede beliebige Form und Bewegung des Körpers oder Körperteils, sodass vorteilhafterweise auf aufwendige Anpassungsarbeiten (wie sie beispielsweise im Stand der Technik bei sogenannten Kopforthesen vonnöten sind) verzichtet werden kann. Dabei wird die Elastizität der Kunststoffmatrix oder der textilen Struktur durch die eingebetteten, verhältnismäßig klein dimensionierten Formgedächtnisaktoren nur unwesentlich beeinträchtigt. Aufgrund der flexiblen Aktorkinematik können somit verschiedene Liegesituationen angesprochen werden, welche selbst bei einer veränderten Körperteillage des Nutzers (zum Beispiel Kopflage des Säuglings) nicht zum Verlust der prophylaktischen / therapeutischen Funktion der Vorrichtung führen. Eine nachträgliche Auffüllung bzw. Neuanschaffung in anderer Größe, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekannten passiven Lagerungskissen erforderlich ist, entfällt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Vorzugsweise übt die Kunststoffmatrix oder die textile Struktur zudem auf den oder die Aktoren im deaktivierten Zustand eine den oder die Aktoren in ihre Ausgangsform zurückbringende Rückstellkraft aus.
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Nach Erreichen eines aktivierten Zustands der Aktoren (zum Beispiel mit aus der Oberflächenebene hervortretenden Wölbungen der Auflagefläche) gelangt die Vorrichtung aufgrund einer der Auslenkung der Aktoren entgegenwirkenden Rückstellkraft der elastischen Kunststoffmatrix oder der textilen Struktur selbstständig wieder in den Ausgangszustand (zum Beispiel mit ebener Auflagefläche) zurück. Auf die Einbettung zusätzlicher elastizitätsmindernder Rückstellmittel (zum Beispiel mechanischer Federelemente) kann daher vorteilhafterweise verzichtet werden. Vielmehr erfüllt die Kunststoffmatrix bzw. die textile Struktur erfindungsgemäß eine Doppelfunktion. Sie dient zum einen der flexiblen Anpassung an den jeweils gelagerten Körper bzw. das jeweils gelagerte Körperteil und zum anderen als Rückstellmittel für den oder die Formgedächtnisaktoren.
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In bevorzugter Weise umfasst die Vorrichtung eine Aktivierungseinrichtung zur Aktivierung des oder der Aktoren.
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Durch die Aktivierungseinrichtung kann die Vorrichtung vorteilhafterweise zu bestimmten vorab festlegbaren Zeitpunkten oder beim Eintritt sonstiger Bedingungen (zum Beispiel abhängig von sensorisch erfassten Informationen der Umgebung und/oder des umzulagernden Körpers bzw. Körperteils) aktiviert oder deaktiviert werden.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Aktivierungseinrichtung einen Stromkreis, an welchen der oder die Aktoren jeweils elektrisch angeschlossen sind, um den oder die Aktoren bei Stromfluss infolge ihres elektrischen Widerstands thermisch zu aktivieren.
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Demnach können durch einfaches Zu- oder Abschalten einzelner Strompfade auf gezielte Weise bestimmte Aktoren in bestimmten Bereichen der Vorrichtung aktiviert bzw. deaktiviert werden, um so eine nach Betrag und Richtung gezielte Krafteinleitung in den gelagerten Körper bzw. das gelagerte Körperteil zu bewirken.
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In weiter bevorzugter Weise ist die Aktivierungseinrichtung mit einer Steuerungseinrichtung gekoppelt, um den oder die Aktoren in vordefinierten Zeitabständen oder beim Eintritt sonstiger Bedingungen zu aktivieren oder zu deaktivieren.
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Mittels der Steuerungseinrichtung lässt sich die von den Aktoren bewirkte Formveränderung der Vorrichtung kontinuierlich oder in vom Nutzer vorab festgelegten Zeitabständen einstellen. Hierdurch wird eine kontinuierliche oder regelmäßig wiederkehrende Positions- und/oder Lageveränderung des Körpers bzw. Körperteils ausgelöst, welche zuverlässig verhindert, dass der Körper bzw. das Körperteil lagebedingte Deformationen erfährt. Auch kann durch die Kopplung von Steuerungseinrichtung und Aktivierungseinrichtung der Körper bzw. das Körperteil reproduzierbar in eine vordefinierte Position und/oder Haltung gebracht werden, was zum Beispiel für Untersuchungen in Kernspintomographen und bei der Strahlentherapie erwünscht ist.
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In besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um ein Kissen zur aktiven Umlagerung eines menschlichen Kopfes, insbesondere des Kopfes eines Frühgeborenen, Säuglings oder Kleinkinds zwecks Korrektur und/oder Vorbeugung von Schädeldeformationen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit als aktives Kissen zur Therapierung vorhandener Schädeldeformitäten des Säuglings oder als Prophylaxe zur Vermeidung der selbigen eingesetzt werden. Indem als Aktorik ein oder mehrere lautlose Formgedächtnisaktoren, integriert in einer Kunststoffkinematik oder einer textilen Struktur, verwendet werden, kann in einer für den Säugling besonders schonenden Weise eine lang andauernde einseitige Belastung des Kopfes unterbunden werden. Das aktive Kissen stellt zudem aufgrund seiner Materialwahl, seiner Möglichkeit zur annähernd uneingeschränkten Strukturveränderung und seines geringen Gewichts nur ein geringfügiges Risiko für einen plötzlichen Kindstod dar. Die flexible Struktur des Kissens ermöglicht eine sich der jeweiligen Kopfgröße und dem jeweiligen Kopfgewicht anpassende Formveränderung und lässt daher unterschiedliche Kopfgrößen/-gewichte zu. Eine individuelle Anpassung, eine nachträgliche Auffüllung bzw. Neuanschaffung in anderer Größe sind daher nicht notwendig. Zudem ist durch die Benutzung des aktiven Kissens eine negative psychische Entwicklung des Säuglings nicht zu erwarten. Die durch das aktive Kissen erzeugten und in den gelagerten Körper eingeleiteten mobilisierenden Kräfte können insbesondere zur Intervention eines angeborenen oder lagebedingten Plagiocephalus oder zur Prophylaxe oder aktiven Therapie eines KiSS-Syndroms (Kopfgelenk-induzierte Symmetrie-Störung) genutzt werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführung sind im Kisseninneren wenigstens zwei Aktoren eingebracht, die in außermittigen Bereichen des Kissens, vorzugsweise in jeweils zueinander entgegengesetzten Randbereichen des Kissens, angeordnet sind, wobei in weiter bevorzugter Weise durch alternierende Aktivierung des oder der in einem außermittigen Bereich des Kissens angeordneten Aktoren bei gleichzeitiger Deaktivierung des oder der in einem entgegengesetzten außermittigen Randbereich des Kissens angeordneten Aktoren eine den auf dem Kissen aufliegenden menschlichen Kopf hin und her drehende Kraft erzeugbar ist.
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Während der Patient auf dem Kissen liegt, wird somit eine drehende Kopfbewegung von links nach rechts und umgekehrt erreicht, die zu einer kontinuierlichen Veränderung der Auflage-/Druckpunkte auf dem Schädel führt. Dadurch kann eine asymmetrische Abflachung des Hinterkopfes (Plagiocephalus) in Folge lang andauernder einseitiger Druckbelastung vermieden werden. Realisiert wird diese drehende Kopfbewegung durch eine kontinuierliche, aber recht langsame Formveränderung der Formgedächtnisaktoren. Dadurch werden – ohne den Schlaf des Kindes zu stören – unterschiedliche Auflagepunkte des kindlichen Kopfes angesprochen und eine einseitige Belastung des Schädels verhindert.
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Darüber hinaus ergeben sich noch weitere Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zum Beispiel im Bereich von Massageauflagen, Antidekubitusmatratzen oder therapeutischen Trainingsgeräten (beispielsweise zum Training der Hals- und/oder Rückenmuskulatur bei Wirbelgleiten oder Migräne). Zudem kann die Vorrichtung zur Mobilisation besonders immobiler bettlägiger Patienten in Krankentragen oder -matratzen, zur reproduzierbaren Positions- oder Haltungsbestimmung (für beispielsweise Untersuchungen in Kernspintomographen oder bei der Strahlentherapie) oder generell zur aktiven Lagerung von dreidimensionalen, beweglichen und verformbaren Körpern eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1a in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Kissen zur aktiven Umlagerung eines kindlichen Kopfes in einem deaktivierten Ausgangszustand,
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1b ein erfindungsgemäßes Kissen nach 1a in einem ersten aktivierten Zustand nach Drehung des kindlichen Kopfes von links nach rechts,
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1c ein erfindungsgemäßes Kissen nach 1a in einem zweiten aktivierten Zustand nach Drehung des kindlichen Kopfes von rechts nach links.
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Die 1a bis 1c zeigen jeweils in einer perspektivischen Schemadarstellung eine als Kissen 1 ausgebildete Vorrichtung zur aktiven Umlagerung eines kindlichen Kopfes 4. Das Kissen 1 wird vorliegend als prophylaktische oder therapeutische Maßnahme eingesetzt, um das Risiko lagebedingter Schädelverformungen oder solche bereits (evtl. pränatal) vorliegenden Schädelverformungen bei einem Frühgeborenen, Säugling oder Kleinkind zu reduzieren oder zu eliminieren. Unabhängig von einer solchen Verwendung zur Prophylaxe/Therapie frühkindlicher Schädelverformungen kann ein solches aktives Kissen 1 allerdings auch als Mobilisierungsmaßnahme bei körperlich behinderten oder anderweitig immobilen Patienten Anwendung finden, um den Komplikationen und Folgen der Immobilisation, wie Kontraktur, Pneumonie, Dekubitus und Thrombose prophylaktisch oder therapeutisch zu begegnen.
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Weiterhin steht das der Auflage eines kindlichen Kopfes 4 dienende Kissen 1 nach 1a bis 1c mit einer nicht dargestellten Aktivierungs- und Steuerungseinrichtung in Verbindung, welche die mit dem Kissen 1 auszuführenden Funktionen aktiviert/deaktiviert und steuert.
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Das Kissen 1 ist aus einer Kunststoffmatrix, beispielsweise aus einem weichen Elastomer, oder aus einer textilen Struktur aufgebaut und wiederum vorzugsweise von einer textilen Deckschicht umhüllt. Durch ihre elastische Verformbarkeit ermöglicht diese Kunststoffmatrix oder diese textile Struktur eine optimal angepasste Anformung des Kissens 1 an die Hinterhauptseite des kindlichen Kopfes 4. Die Kunststoffkinematik bzw. textile Kinematik erlaubt zudem eine flexible Anpassung an jede beliebige Kopfposition und an jedes beliebige Kopfgewicht, wodurch individuelle Anpassungen (zum Beispiel durch Nachfüllen von Kissenmaterial oder gar durch Neuanschaffung eines Kissens) überflüssig werden. Vorteilhafterweise wird durch die elastische Kunststoffmatrix oder die textile Struktur der Auflagedruck des Kopfes 4 gleichmäßig über das Kissen 1 verteilt, um so einer Deformierung des Schädels aufgrund einseitiger Druckbelastung entgegenzuwirken.
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Das Kissen 1 besitzt eine Auflagefläche 2, die zur Auflage der Hinterhauptseite des kindlichen Kopfes 4 dient. In dem in 1a gezeigten deaktivierten Ausgangszustand des Kissens 1 bildet diese Auflagefläche 2 eine flache, sich in der Oberflächenebene erstreckende Fläche, die lediglich im Zentrumsbereich durch die eingesunkene Hinterhauptseite des Kopfes 4 komprimiert wird.
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Gemäß 1a befindet sich das Kind im deaktivierten Ausgangszustand des Kissens 1 in Rückenlage und der Vorderkopf weist dabei in etwa senkrechter Stellung dem Kissen 1 abgewandt nach oben. Eine solche Rückenlage wird im Hinblick auf die Risikominimierung des Kindstods (SIDS) heute als ideale Schlaflage propagiert. Allerdings ist eine konsequente Rückenlage – wie sie in 1a dargestellt ist – mit dem erhöhten Risiko verbunden, dass es aufgrund der einseitigen Druckbelastung auf der Hinterhauptseite des Kopfes 4 zu einer als Plagiocephalus bezeichneten Abflachung und/oder Verschiebung der kindlichen Schädelstruktur kommt.
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Um diesen lagebedingten Plagiocephalus zu verhindern, ist es daher wünschenswert den Kopf 4 des Kindes (insbesondere während lang andauernder Ruhe- oder Schlafphasen) regelmäßig in eine um die Kopf-Hals-Achse drehende Bewegung zu versetzen. Eine solche Mobilisation des Kopfes 4 in Drehrichtung würde einer lokalen Druckbelastung an der Hinterhauptseite des Kopfes 4 und somit einer Abflachung der Schädelstruktur am Hinterhaupt entgegenwirken. Die Drehbewegung hätte nämlich vorteilhafterweise zur Folge, dass sich die Auflagepunkte des Kopfes 4 auf der darunterliegenden Auflagefläche 2 des Kissens 1 regelmäßig verändern, wodurch eine einseitige Belastung verhindert wird.
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Um eine derartige drehende Bewegung des Kopfes 4 in Gang zu setzen, ist in die Kunststoffmatrix oder die textile Struktur des Kissens 1 eine Aktorik integriert. Die Erfinder haben erkannt, dass in die Kunststoffmatrix oder die textile Struktur eingebettete Aktoren aus Formgedächtnismaterial (kurz: Formgedächtnisaktoren) für eine solche Aktorik besonders geeignet sind. Sie ermöglichen nämlich eine für den Nutzer komfortable, aber dennoch für Therapie- und Prophylaxezwecke äußerst effektive aktive Lagerung des Kopfes 4.
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Ein Formgedächnisaktor erfährt durch die Zufuhr einer optischen, thermischen, elektrischen und/oder magnetischen Aktivierungsenergie eine reversible Phasenumwandlung. Mit dieser Phasenumwandlung geht eine Formänderung des Formgedächtnisaktors einher, die weitgehend lautlos, langsam und erschütterungsfrei erfolgt. Diese Formänderung des Formgedächtnisaktors kann daher dazu ausgenutzt werden, die Drehlage des aufliegenden kindlichen Kopfes 4 zu verändern, ohne dabei jedoch die Ruhe- bzw. Schlafphase des Kindes zu beeinträchtigen. Zudem sind bereits sehr kleine Formgedächtnisaktoren in der Lage hohe Kräfte zu erzeugen, die es problemlos gestatten, solche Aktoren selbst in das Innere kleiner Babykissen zu integrieren und dabei dennoch die Mobilisation schwerer Körperteile (wie des Kopfes) zu bewerkstelligen.
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Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung der Formgedächtnisaktoren auf thermisch induziertem Wege, indem die Aktoren jeweils an einen Stromkreis angeschlossen sind. Fließt Strom durch den jeweiligen Formgedächtnisaktor, so wird dieser aufgrund seines elektrischen Eigenwiderstands erwärmt. Diese Erwärmung verursacht wiederum eine Phasenumwandlung und somit eine Formänderung des Formgedächtnisaktors. Bei Unterbrechung des Stromflusses kühlt der Formgedächtnisaktor wieder ab. Unter Einwirkung einer externen Rückstellkraft nimmt der Formgedächtnisaktor wieder seine Ausgangsform an.
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Die eingebetteten Formgedächtnisaktoren sind jeweils direkt oder indirekt über die sie umgebende Kunststoffmatrix oder die sie umgebende textile Struktur mit einem darüber liegenden Bereich der Auflagefläche 2 des Kissens 1 verbunden. Bei der (durch Einschaltung des entsprechenden Stromkreises bewirkten) Aktivierung eines Formgedächtnisaktors, ändert dieser seine Form. Die Aktordehnung wird über die Kunststoffmatrix bzw. die textile Struktur an den entsprechenden Bereich der Auflagefläche 2 übertragen. In diesem Bereich der Auflagefläche 2 wird daraufhin aufgrund der Aktordehnung eine aus der flachen Oberflächenebene hervortretende Wölbung 3a, 3b der Auflagefläche 2 erzeugt. Bei der (durch Abschaltung des entsprechenden Stromkreises bewirkten) Deaktivierung des Formgedächtnisaktors, verkürzt sich dieser wieder und kehrt in seine Ausgangsform zurück. Infolge der dabei über die Kunststoffmatrix oder die textile Struktur an den gewölbten Bereich der Auflagefläche 2 übertragenen Bewegung des Aktors wird auch die Wölbung 3a, 3b wieder zurückgedrückt und die Auflagefläche 2 nimmt in diesem Bereich wieder ihren flachen Ausgangszustand ein.
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Die umgebende Kunststoffmatrix oder textile Struktur spannt die Formgedächtnisaktoren vor und sorgt bei einer Deaktivierung der Aktoren dafür, dass die Aktoren zurück in den Ausgangszustand gebracht werden. Die Kunststoffmatrix oder die textile Struktur übt hierzu eine der Formänderung des Aktors entgegenwirkende Rückstellkraft aus. Im deaktivierten (stromlosen) Zustand des Aktors ist diese Rückstellkraft ausreichend, um den Aktor wieder in seine ursprüngliche Form zurückzuführen und damit die durch ihn verursachte Wölbung 3a, 3b rückgängig zu machen, sodass der entsprechende Bereich der Auflagefläche 2 wieder eine flache, sich in der Oberflächenebene erstreckende Fläche bildet.
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Damit die vorbeschriebene, bei der Aktivierung eines Aktors auftretende Wölbung 3a, 3b der Auflagefläche 2 zur Erzeugung der gewünschten Drehbewegung des Kopfes 4 eingesetzt werden kann, werden an die Aktoren hinsichtlich ihrer Anordnung im Kissen 1 und ihrer Ansteuerung bestimmte Anforderungen geknüpft, die nachfolgend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Die dabei verwendeten Richtungsangaben „links” und „rechts” beziehen sich auf die Sicht des gemäß 1a bis 1c in Rückenlage auf dem Kissen lagernden Kindes.
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Gemäß dem Übergang von 1a nach 1b wird durch die kissenintegrierte Aktorik zunächst eine nach rechts gerichtete Drehbewegung des Kopfes 4 ausgelöst, indem der Kopf 4 aus der senkrechten Ausgangsstellung gemäß 1a in eine nach rechts geneigte Seitenstellung gemäß 1b gedreht wird. Anschließend wird gemäß dem Übergang von 1b nach 1c durch die kissenintegrierte Aktorik eine nach links gerichtete Drehbewegung ausgelöst, um den Kopf 4 aus der nach rechts geneigten Seitenstellung gemäß 1b in die nach links geneigte Seitenstellung gemäß 1c zu drehen. Schließlich wird gemäß dem Übergang von
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1c zurück nach 1a durch die kissenintegrierte Aktorik eine nach rechts gerichtete Drehbewegung des Kopfes 4 ausgelöst, um den Kopf 4 aus der nach links geneigten Seitenstellung gemäß 1c wieder zurück in die senkrecht nach oben weisende Ausgangsstellung gemäß 1a zu bringen. Danach beginnt die Drehbewegung von neuem entsprechend der in 1a bis 1c gezeigten Bewegungsabfolge.
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Um die vorbeschriebene Drehbewegung des kindlichen Kopfes 4 zu ermöglichen, ist es notwendig, von der in Grundstellung gemäß 1a mit dem Kopf 4 in Kontakt stehenden Mitte des Kissens 1 aus gesehen in einem außermittigen linken Bereich des Kissens 1 wenigstens einen Aktor und in einem entgegengesetzten außermittigen rechten Bereich des Kissens 1 wenigstens einen weiteren Aktor anzuordnen.
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Zur Erzeugung der nach rechts gerichteten Drehbewegung des Kopfes 4 gemäß dem Übergang von 1a nach 1b wird zunächst der sich links außerhalb der Kissenmitte, vorzugsweise im linken Randbereich des Kissens 1 befindende wenigstens eine Aktor aktiviert. Es kommt somit zu einer Formänderung des Aktors 4 und übertragen durch die Kunststoffmatrix oder die textile Struktur zur langsamen Ausbildung einer Wölbung 3a im linken Bereich des Kissens 1. Diese Wölbung 3a übt auf die linke Kopfhälfte des Kindes einen leichten Druck aus, der den Kopf 4 aus seiner senkrechten Ausgangsstellung gemäß 1a langsam in die nach rechts gedrehte Seitenstellung gemäß 1b überführt. Durch diese Wölbung 3a im linken Bereich des Kissens 1 wird zudem verhindert, dass sich der Kopf 4 aus der nach rechts gedrehten Seitenstellung wieder zurück in die senkrechte Ausgangsstellung bewegt.
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Um anschließend die durch den Übergang von 1b nach 1c dargestellte, entgegengesetzt von rechts nach links gerichtete Drehbewegung des Kopfes 4 in Gang zu setzen, wird der sich links außerhalb der Kissenmitte befindende, vorzugsweise im linken Randbereich des Kissens 1 integrierte wenigstens eine Aktor deaktiviert. Hierdurch wird die Wölbung 3a im linken Bereich des Kissens 1 aufgehoben, sodass sich links des Kopfes 4 wieder eine ebene Auflagefläche 2 einstellt. Gleichzeitig mit oder kurzzeitig vor bzw. nach der vorbeschriebenen Deaktivierung des wenigstens einen linksseitigen Aktors wird der wenigstens eine sich rechts außerhalb der Kissenmitte befindende, vorzugsweise im rechten Randbereich des Kissens 1 angeordnete Aktor aktiviert, um nun im rechten Bereich des Kissens 1 eine aus der Oberflächenebene des Kissens 1 hervortretende Wölbung 3b zu erzeugen. Durch diese sich langsam und gleichmäßig aufbauende Wölbung 3b im rechten Bereich des Kissens 1 wird die rechte Kopfhälfte des Kindes angehoben und der Kopf 4 dreht sich langsam aus der nach rechts geneigten Seitenstellung wieder in die anfängliche senkrechte Stellung und von dort weiter in die nach links geneigte Seitenstellung gemäß 1c.
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Abschließend erfolgt die durch den Übergang von 1c nach 1a dargestellte Rückkehr des nach links geneigten Kopfes 4 gemäß 1c in die senkrechte Ausgangsstellung gemäß 1a. Hierzu wird der wenigstens eine sich rechts außerhalb der Kissenmitte befindende, vorzugsweise im rechten Randbereich des Kissens 1 eingebrachte Aktor deaktiviert, sodass sich die rechtsseitige Wölbung 3b wieder zurückbildet. Gleichzeitig oder kurz davor bzw. danach wird der wenigstens eine sich links außerhalb der Kissenmitte befindende, vorzugsweise im linken Randbereich des Kissens 1 eingebrachte Aktor wieder aktiviert, um im linken Bereich des Kissens 1 unterhalb der nach links geneigten Kopfhälfte eine Wölbung 3a auszubilden, welche den Kopf 4 anhebt und soweit nach rechts dreht, bis der Kopf 4 wieder seine senkrechte Ausgangsstellung gemäß 1a erreicht.
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Der in 1a bis 1c dargestellte und vorbeschriebene Bewegungszyklus zur Hin- und Herdrehung des Kopfes 4 kann mithilfe der mit dem Kissen 1 gekoppelten Steuerungseinrichtung in vorab (zum Beispiel durch einen Therapeuten oder Arzt) festlegbaren Zeitintervallen wiederholt werden. Während der Kopf 4 auf dem Kissen 1 liegt, wird somit regelmäßig wiederkehrend eine Kopfbewegung von links nach rechts und umgekehrt erreicht. Realisiert wird dies durch eine kontinuierliche, aber recht langsame Formveränderung der eingebetteten Aktoren. Da als Aktoren lautlose Formgedächtnisaktoren, integriert in einer Kunststoffkinematik oder einer textilen Struktur, zum Einsatz kommen, kann die vorbeschriebenen Hin- und Herdrehung des Kopfes 1 in einer die Ruhe- bzw. Schlafphase des Kindes nicht störenden Weise erfolgen. Die Drehbewegung des Kopfes 4 führt zu einer kontinuierlichen Veränderung der Auflagefläche zwischen Kopf 4 und Kissen 1. Dies wiederum führt zu einer kontinuierlichen Veränderung der Auflage-/Druckpunkte auf dem Schädel. Eine positionsgebundene, dauerhafte Belastung und Deformation der Schädelstruktur wird auf diese Weise vermieden.
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Zudem erfordert die verwendete flexible Aktorkinematik keinerlei Anpassungsaufwand, sodass sich die Lösung gegenüber bekannten Kopforthesen (Kopfhelmen) auch durch geringere Kosten auszeichnet. Schließlich sind auch keine psychischen Belastungen des Kindes zu erwarten, da das Kissen 1 vornehmlich in inaktiven Liegephasen des Kindes zum Einsatz gelangt.
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Das vorgestellte aktive Kissen 1 kann Schädeldeformierungen bei Säuglingen nicht nur vorbeugen, sondern diese gegebenenfalls auch kurieren. Hierzu kann das Kissen 1 über individuell in der Steuereinrichtung hinterlegbare Bewegungsprogramme auf den Kopf 4 derart mobilisierend einwirken, dass bereits vorliegenden Schädeldeformierungen ausgleichend entgegenwirkt wird.
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Wenngleich die erfindungsgemäße Vorrichtung im Vorhergehenden in Bezug auf ein aktives Kissen 1 zur aktiven Umlagerung eines frühkindlichen Kopfes 4 beschrieben worden ist, so ist ihr Anwendungsbereich dennoch nicht darauf beschränkt. Denkbar wäre es die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest als Teil einer Massageauflage einzusetzen, um die aktive Massage bestimmter Körperpartien zu ermöglichen. Alternativ könnte sie zumindest den Teil einer Antidekubitusmatratze bilden, um dem Wundliegen vorzubeugen. Auch denkbar wäre es, die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest als Teil eines therapeutischen Trainingsgerätes vorzusehen, um die Muskulatur der zu therapierenden Person (beispielsweise im Hals- und/oder Rückenbereich) gezielt zu trainieren. Bei besonders immobilen bettlägerigen Patienten kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Krankentrage oder Krankenmatratze integriert oder zusätzlich an diese angebracht werden, um eine Mobilisierung bestimmter Körperteile des Patienten zu ermöglichen. Generell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur aktiven Lagerung eines jeglichen dreidimensionalen, beweglichen und verformbaren Körpers oder Körperteils eingesetzt werden, um Deformationserscheinungen intervenierend entgegenzuwirken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4768246 A [0008]
- WO 00/42888 A1 [0009]
- GB 1299925 A [0009]
- EP 1795090 A1 [0011]
- DE 202013011170 U1 [0011]
- US 5341531 B1 [0011]
- DE 202008006818 U1 [0012]
- DE 102006017828 A1 [0012]
