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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen eines Prothesenschafts oder zum Planen der Fertigung eines Prothesenschafts gemäß Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Prothesenschaft gemäß Anspruch 10 sowie ein Kit gemäß Anspruch 11. Ferner werden ein Rechnersystem gemäß dem Anspruch 13, ein digitales Speichermedium gemäß Anspruch 14, ein Computerprogramm-Produkt gemäß Anspruch 15 sowie ein Computerprogramm gemäß Anspruch 16 vorgeschlagen.
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Beinamputierte Personen können ihre Mobilität mittels Beinprothesen zurückgewinnen. Moderne Beinprothesen umfassen verschiedene Module (Prothesenschaft, Knie-, Unterschenkel-, und Fußmodule), welche kombiniert werden können, um die unterschiedlichsten Bedürfnisse der Prothesenträger (im Folgenden auch kurz als Träger bezeichnet) hinsichtlich Grundmobilität, sportlicher Betätigung und ästhetischen Vorstellungen zu erfüllen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen oder Planen eines Prothesenschafts einer Prothese für z. B. die unteren Extremitäten, beispielsweise einer Beinprothese. Der Prothesenschaft ist jenes Modul der Prothese, welches die Verbindung zwischen dem mechanischen Ersatz der Extremität und dem verbliebenen Körpergliedstumpf (im Folgenden auch kurz als Stumpf bezeichnet) des Prothesenträgers, beispielsweise einem Oberschenkelstumpf, herstellt.
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Der Prothesenschaft wird an seinem distalen Ende (jenes Ende, das dem Prothesenträger abgewandt liegt) mit einem mechanischen Ersatz der Extremität, im Falle der unteren Extremität beispielsweise einer modularen Kniegelenk-Unterschenkel-Fuß-Einrichtung für den Oberschenkelamputierten oder einer modularen Unterschenkel-Fuß Einrichtung für den Unterschenkelamputierten, verbunden. An seinem proximalen Ende (jenes Ende, das dem Prothesenträger zugewandt ist) wird der Stumpf in den Prothesenschaft eingeführt. Der Prothesenschaft soll eng und möglichst formschlüssig auf dem Stumpf sitzen. Die passgenaue Verbindung mit dem Körpergliedstumpf bestimmt, wie sicher die Prothese am Stumpf hält.
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Zum Übertragen der teils beachtlichen Kräfte zwischen Körper oder Stumpf des Trägers einerseits und der Prothese andererseits, die beim Stehen, Gehen, Aufstehen, Laufen usw. auftreten, bedarf es einer hohen Festigkeit oder Steifheit des Prothesenschafts. Diese wird durch einen entsprechend steifen äußeren Abschnitt des Prothesenschafts, dem so genannten Außenschaft, sichergestellt. Da dessen Steifheit allerdings Druck auf den Stumpf bedingt, was regelmäßig als unangenehm oder gar schmerzhaft empfunden wird und zu Druckstellen führen kann, wird der Außenschaft zur Erhöhung des Tragekomforts in seinem Inneren um einen so genannten Innenschaft (auch als Hülse bekannt) ergänzt. Der Innenschaft weist zumeist ein elastisches Material auf. Er kann in Gestalt einer elastischen Hülle (Liner) hieraus bestehen oder hiermit gepolstert sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann es sein, die Fertigung eines Prothesenschafts bzw. deren Planung zu optimieren. Ferner soll ein Prothesenschaft, sowie ein Kit, ein Rechnersystem, ein digitales Speichermedium, ein Computerprogramm-Produkt sowie ein Computerprogramm vorgeschlagen werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe kann durch ein Verfahren zum Fertigen oder Planen eines Prothesenschafts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst werden. Des Weiteren kann die Aufgabe durch einen Prothesenschaft gemäß Anspruch 10 sowie ein Kit gemäß Anspruch 11 gelöst werden. Ferner tragen ein Rechnersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13, ein digitales Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 14, ein Computerprogramm-Produkt mit den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 16 zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe bei.
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Erfindungsgemäß wird somit ganz allgemein ein Verfahren zum Fertigen oder zum Planen der Fertigung eines Prothesenschafts, eines Innen- oder eines Außenschafts und/oder einer Erweiterung des Prothesenschafts vorgeschlagen. Dabei ist der Prothesenschaft zum Aufnehmen eines Körpergliedstumpfs vorgesehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Ermitteln von geometrischen Daten oder Bereitstellen von Daten, insbesondere geometrischen Daten. Hierbei werden die Daten, insbesondere die geometrischen Daten, ermittelt, welche die Form des Körpergliedstumpfs zu wenigstens einem, in der Zukunft gelegen, Zeitpunkt mitbestimmen werden, und damit wenigstens zum ersten Tragezeitpunkt auch die Form des Prothesenschafts, des Innen- oder Außenschafts oder der Erweiterung mitbestimmen sollen. Die geometrischen Daten können Schätzwerte oder Erwartungswerte sein.
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Das Verfahren umfasst optional ferner entweder das Erstellen des Prothesenschafts oder von Abschnitten hiervon. Dies erfolgt basierend auf den ermittelten geometrischen Daten. Alternativ oder ergänzend zum vorgenannten Erstellen umfasst das Verfahren das Erstellen von wenigstens einem Steuersignal, insbesondere das Erstellen einer Steuerdatei mit Steuersignalen, basierend auf welchen eine Fertigungsmaschine Schritte zum Erstellen des Prothesenschafts, des Innen- oder Außenschafts oder der Erweiterung ausführen kann.
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Hierbei liegt der Zeitpunkt des Erstellens (auch: Erstellungszeitpunkt) zeitlich vor dem ersten Tragezeitpunkt.
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Weitere Merkmale weist das Verfahren in seiner allgemeinen Ausgestaltung nicht auf.
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Der erfindungsgemäße Prothesenschaft, Innen- oder Außenschaft oder die erfindungsgemäße Erweiterung für den Prothesenschaft sind mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gefertigt.
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Erfindungsgemäß wird zudem ein Kit vorgeschlagen mit wenigstens zwei Elementen einer Gruppe. Die Gruppe besteht aus einem Prothesenschaft, einem Innenschaft, einem Außenschaft und wenigstens einer Erweiterung für den Prothesenschaft. Dabei sind alle Elemente der Gruppen basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt oder erstellt.
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Erfindungsgemäß wird ein Rechnersystem vorgeschlagen, welches programmiert ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Hierzu kann es eine programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen.
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Ein erfindungsgemäßes, insbesondere digitales, insbesondere nicht-flüchtiges, Speichermedium (hier auch als Träger bezeichnet), insbesondere in Form von Diskette, RAM, ROM, CD, Festplatte, DVD, USB-Stick, Flashcard, SD-Karte oder EPROM, insbesondere mit elektronisch oder optisch auslesbaren Steuersignalen, kann derart konfiguriert sein, um eine Steuervorrichtung zu einer Steuervorrichtung zu konfigurieren, mit welcher das hierin beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bewirkt werden kann.
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Dabei können alle, einige oder manche der maschinell durchführbaren Schritte dieses Verfahrens veranlasst werden.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm-Produkt weist einen volatilen, flüchtigen oder auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode auf, durch den eine Steuervorrichtung derart konfiguriert wird, dass das hierin beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bewirkt werden kann.
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Dabei können wiederum alle, einige oder manche der maschinell durchführbaren Schritte dieses Verfahrens veranlasst werden.
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Der Begriff „maschinenlesbarer Träger“, wie er hierin verwendet wird, bezeichnet in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Träger, der von Software und/oder Hardware interpretierbare Daten oder Informationen enthält. Der Träger kann ein Datenträger wie eine Diskette, eine CD, DVD, ein USB-Stick, eine Flashcard, eine SD-Karte, ein EPROM und dergleichen sein.
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Unter einem Computerprogramm-Produkt kann erfindungsgemäß beispielsweise ein auf einem Träger gespeichertes Computerprogramm, ein Embedded System als umfassendes System mit einem Computerprogramm (z. B. ein elektronisches Gerät mit einem Computerprogramm), ein Netzwerk von computerimplementierten Computerprogrammen (z. B. Client/Serversystem, Cloud Computing System, etc.) oder ein Computer, auf dem ein Computerprogramm geladen ist, abläuft, gespeichert ist, ausgeführt oder entwickelt wird, verstanden werden.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm weist einen Programmcode auf, durch den eine Steuervorrichtung derart konfiguriert wird, dass das hierin beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bewirkt werden kann.
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Dabei können alle, einige oder manche der maschinell durchführbaren Schritte dieses Verfahrens veranlasst werden.
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Unter einem Computerprogramm kann erfindungsgemäß beispielsweise ein physikalisches, vertriebsfähiges Software-Produkt verstanden werden, welches ein Programm aufweist.
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Bei allen folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll eine erfindungsgemäße Ausführungsform erläutern.
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Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte.
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Wenn hierin von „programmiert“ oder „konfiguriert“ die Rede ist, so ist auch offenbart, diese Begriffe gegeneinander auszutauschen.
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Wann immer hierin eine Eignung oder ein Verfahrensschritt genannt ist, umfasst die vorliegende Erfindung in Ergänzung hierzu auch eine entsprechende Programmierung oder Konfigurierung einer geeigneten Vorrichtung oder eines Abschnitts hiervon - z. B. eines Rechnersystems - sowie derart programmierte Vorrichtungen. Die Vorrichtungen können jeweils nach dem von ihnen durchgeführten Verfahrensschritt benannt sein
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen.
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Wenn hierin von einer Ausführungsform die Rede ist, so stellt diese eine erfindungsgemäße, beispielhafte Ausführungsform dar.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können eines oder mehrere der im Folgenden genannten Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, sofern eine konkrete Kombination für den Fachmann nicht als offenkundig technisch unmöglich erkennbar ist. Auch die Gegenstände der Unteransprüche geben jeweils erfindungsgemäße Ausführungsformen an.
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In manchen Ausführungsformen sind die Daten keine geometrischen Daten, obgleich hierin vielleicht dennoch als solche bezeichnet.
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In einigen Ausführungsformen sind die Daten topografische Daten des Körpergliedstumpfs.
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In einigen Ausführungsformen sind die, im erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten, geometrischen Daten prognostizierte Daten. Es sind dann keine Ist-Daten und/oder gemessene Daten, die die Form des Stumpfs zum Zeitpunkt der Ermittlung der Daten oder zum Erstellungszeitpunkt darstellen. Solche gemessenen Daten können allerdings für die Prognose verwendet worden sein. Die prognostizierten Daten können veränderliche Maße des Körpergliedstumpfs sein und/oder Daten, welche Veränderungen im Zeitverlauf unterliegen, beispielsweise post-operativ oder durch eine vorangegangene chirurgische Operation bedingt. Als Beispiel sei hier der Umfang des Stumpfs genannt.
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In manchen Ausführungsformen sind oder umfassen die im erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten geometrischen Daten das Ergebnis eines Abschätzens. Alternativ oder ergänzend, werden sie aus einer Nachschlagequelle ausgelesen. Eine solche Nachschlagequelle kann beispielsweise eine Wertetabelle und/oder eine Datenbank sein.
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In einigen Ausführungsformen sind oder umfassen diese Daten das Ergebnis einer Berechnung basierend auf einem Algorithmus. Dieser Algorithmus kann wiederum mittels Expertensystems erstellt sein und/oder kann auf einer Vielzahl von Vergleichsdaten beruhen. Dabei können gemessene Daten verwendet und/oder bereits berechnete Daten weiterverarbeitet werden.
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Sowohl Nachschlagequelle als auch Algorithmus können das Ergebnis des Einsatzes von künstlicher Intelligenz sein. So können machine learning tools, z. B. basierend auf künstlichen neuronalen Netzwerken zum Erzeugen der bereitgestellten geometrischen Daten zum Einsatz gekommen sein, auf einer der dem Fachmann bekannten Weisen.
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Die geometrischen Daten können unter Auswertung von Messergebnissen an Körpergliedstümpfen einer Vielzahl von Patienten zustande gekommen sein. Hierzu können z. B. die Ist-Werte des jeweiligen Körpergliedstumpfs gemessen worden sein, etwa die Querschnitte des Körpergliedstumpfs in einem Abstand von z. B. 6 cm, 9 cm und 12 cm zu einem Referenzpunkt oder -querschnitt. Diese Messergebnisse können den zu späteren Tragezeitpunkten, etwa nach 3 Monaten und nach 6 Monaten erhobenen Messergebnissen jeweils desselben Patienten gegenübergestellt werden. Kennt man nun also Ist-Daten des vom Orthopädietechniker konkret zu versorgenden Patienten, so kann der Nachschlagequelle entnommen werden, wie die geometrischen Daten zu späteren Tragzeitpunkten (z. B. nach 3 Monaten oder nach 6 Monaten) sein werden. Die Erfahrungswerte, die an einem Patientenkollektiv erhoben wurden, können also der Prognose darüber dienen, wie die Form des Stumpfs des konkreten, am Erstellungszeitpunkt mit einer Prothese versorgten, Patienten P zu späteren Tragezeitpunkten an den betrachteten Messstellen wohl sein wird.
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Optional gehen hierbei die genannte Nachschlagequelle und/oder der oben erwähnte Algorithmus von Ist-Daten oder gemessenen Daten aus und stellen in ihrer Größe hiervon abweichende Daten als geometrische Daten zur Verfügung oder geben diese aus.
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In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen zwischen dem Erstellungszeitpunkt des Prothesenschafts bzw. dem Erstellungszeitpunkt der Steuerdatei zu dessen Fertigung und dem ersten Tragezeitpunkt des Prothesenschafts wenigstens 30 Tage, vorzugsweise wenigstens 90 Tage, insbesondere wenigstens 180 Tage.
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In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die geometrischen Daten zusätzlich auch Daten, welche die Form des Körpergliedstumpfs zu wenigstens einem zweiten Tragezeitpunkt mitbestimmen werden. Diese Daten können eine Veränderung des Körpergliedstumpfs über die Zeit berücksichtigen, beispielweise die Veränderung dessen Abmessungen (z. B. durch Ab- oder Abschwellen). Der zweite Tragezeitpunkt liegt hierbei zeitlich nach dem ersten Tragezeitpunkt, wobei zwischen den beiden Tragezeitpunkten zumindest 3 Tage, vorzugsweise wenigstens 10, 20, 30, 60, 90 Tage, insbesondere wenigstens 180 Tage, 12 Monate oder 24 Monate liegen.
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In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Schritt des Erstellens auch ein Prothesenschaft, ein Innen- oder Außenschaft und/oder wenigstens eine Erweiterung erstellt. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Steuerdatei mit Steuerdaten erstellt werden. Der Prothesenschaft und/oder die entsprechende Steuerdatei basieren in diesem Ausführungsformen auf den geometrischen Daten, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemessen und/oder berechnet wurden und, die die Form des Körpergliedstumpfs zu wenigstens einem zweiten Tragezeitpunkt wie oben beschrieben mitbestimmen werden.
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In bestimmten Ausführungsformen ist eine Erweiterung eine Ergänzung für den Prothesenschaft, ein Accessoire, ein Einbauelement, ein Innenschaft, oder dergleichen.
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In manchen Ausführungsformen ist die Erweiterung vorgesehen, um im Inneren des Außenschafts, des Innenschafts oder des Prothesenschafts allgemein angeordnet zu werden. Sie kann dem Patienten P bereits an ihrem Erstellungstag mit nach Hause gegeben werden.
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In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dient der Innenschaft zur Aufnahme des Körpergliedstumpfs oder zumindest von Abschnitten hiervon. Dabei ist er vorgesehen, seinerseits, wenigstens in Abschnitten hiervon, in einem Inneren des Außenschafts aufgenommen zu werden.
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In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Erweiterung des Prothesenschafts ein Inlay, ein Pad, eine Druckeinlage, eine Kompressionseinlage, ein Strumpf mit verschiedenen Wandstärken oder ein doppelwandiger Strumpf mit wenigstens einer Einlage, die zwischen seine Lagen eingebracht ist.
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Die Erweiterung ist in einigen Ausführungsformen nicht einstellbar. Sie mag optional eindrückbar sein, sie kann optional auch elastisch sein. Sie ist in manchen Ausführungsformen nicht verstellbar; so kann sie z. B. nicht aufblasbar sein, nicht mit einer Pumpe verbunden sein, keine Leitungen aufweisen oder hiermit verbunden sein und/oder nicht vom Patienten variierbar sein.
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In manchen Ausführungsformen weisen die Prothese oder der Prothesenschaft keine Vorrichtung zum Betätigen der Erweiterung auf, etwa eine hierzu vorgesehene mechanische Einrichtung wie einen Aktuator, eine Pumpe, ein Fluidreservoir und/oder zu einer Betätigung der Erweiterung vorgesehene Leitungen.
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In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Fertigungsmaschine zur Erstellung des Prothesenschafts oder von Abschnitten hiervon ein Drucker, ein 3D-Drucker, eine Gießvorrichtung, eine Fräsmaschine, eine Rapid-Prototyping-Vorrichtung, eine CNC-Fräsmaschine, eine CAD-Fräsmaschine, eine Tiefziehvorrichtung oder eine Spritzvorrichtung. Hierbei ist die Fertigungsmaschine optional konfiguriert, um basierend auf Steuersignalen den Prothesenschaft, den Innen- oder Außenschaft oder die Erweiterung (oder jeweils Abschnitte hiervon) zu erstellen. Diese Steuersignale können wiederum durch das erfindungsgemäße Verfahren erstellt worden sein.
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In manchen Ausführungsformen sind Innenschaft und Außenschaft miteinander verbunden, beispielsweise mittels Fügeverfahren wie Kleben, Nieten und dergleichen.
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Der Innenschaft kann formbeständig sein. Er kann nichtelastisch sein. Seine Form kann, ohne ihn zerstören zu müssen, jedenfalls unter Einsatzbedingungen für den erfindungsgemäßen Prothesenschaft formbeständig oder fest sein. Der Innenschaft kann aus Karbonfasern bestehen oder solche aufweisen.
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Der Innenschaft kann aus demselben Material bestehen wie der Außenschaft oder dasselbe Material aufweisen wie der Außenschaft.
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Der Innenschaft kann eine individualisierte Umfangsform aufweisen. Die Individualisierung kann in der Anpassung seiner Form auf eine Umfangskontur des Außenschafts bestehen.
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Der Außenschaft kann eine erste Festigkeit oder Elastizität (beispielsweise als Gesamtfestigkeit oder Gesamtelastizität oder als durchschnittliche Gesamtfestigkeit oder Gesamtelastizität ausgedrückt, beispielsweise in der Richtung der größten Erstreckung des Umfangsabschnitts) aufweisen. Der Innenschaft kann eine zweite Festigkeit oder Elastizität aufweisen, welche höher als die erste oder gleich jener ist, also als jene des Außenschafts, bei gleichem Vorgehen beim Messen der Festigkeit oder Elastizität.
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In einigen Ausführungsformen umgibt der Außenschaft den Innenschaft nur abschnittsweise, in anderen hingegen vollständig.
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In bestimmten Ausführungsformen ist der Innenschaft vorzugsweise wenigstens eines von: einstückig, geschlossen umlaufend, lückenlos umlaufend, ohne Dopplung im Sinne einer Faltenbildung, ohne Stufe, ohne Spalt und/oder Schlitz, kein elastischer Liner. In manchen Ausführungsformen trifft dies auch für den Außenschaft zu.
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In manchen Ausführungsformen weisen der Außenschaft, der Innenschaft und/oder die Erweiterung(en) wenigstens eine Verbindungseinrichtung auf, mittels welcher mindestens zwei der vorgenannten Bauteile miteinander verbunden werden können.
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Die Verbindungseinrichtung kann zumindest eine Klettverbindung, eine Klebverbindung und/oder eine Schraubverbindung umfassen oder hieraus bestehen.
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In einigen Ausführungsformen ist die Erweiterung kein Pumpsystem oder weist kein solches auf.
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In manchen Ausführungsformen sind der Außenschaft und/oder der Innenschaft nicht flexibel.
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In einigen Ausführungsformen weisen der Außenschaft und/oder der Innenschaft kein Schnürsystem oder kein Spannungssystem auf, welche dem Verändern des vom jeweiligen Schaft umgebenen Volumen oder zum Verändern des Durchmessers des jeweiligen Schafts oder Schaftabschnitts dienen würde.
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In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kits wurde ein erstes Element der Gruppe, bestehend aus Prothesenschaft, Innen- oder Außenschaft oder wenigstens einer Erweiterung des Prothesenschafts, basierend auf geometrischen Daten, welche die Form des Körpergliedstumpfs zum ersten Tragezeitpunkt mitbestimmen, erstellt. Zudem wurde ein zweites Element der Gruppe basierend auf geometrischen Daten, welche die Form des Körpergliedstumpfs zum zweiten Tragezeitpunkt mitbestimmen, erzeugt.
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Optional wurde wenigstens ein beliebiges Element dieser Gruppe zum Erstellungszeitpunkt erstellt, basierend auf vorliegenden Ist-Daten des Patienten P, welche die Form des Stumpfs dieses Patienten zum Erstellungszeitpunkt wiedergeben oder mitbestimmen.
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In manchen Ausführungsformen umfasst der Schritt des Ermittelns der geometrischen Daten keinen der Schritte, die zum Erhalt von Messdaten führen, die beim Vermessen des Körpergliedstumpfs erzielbar sind. Schritte, die zum Erhalt von Messdaten führen, umfassen insbesondere Daten, die mittels Messung mittels Maßbands, mittels Scannens, mittels Laservermessung oder -abtastung, mittels Ultraschallvermessung oder -abtastung, mittels Bestimmung der Anteile von festem Gewebe (Knochen) in Bezug auf die Anteile von weichem Gewebe (Fett, Ödem, Bindegeweben, Muskeln), erhalten werden.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt des Ermittelns auch ein Berücksichtigen von Ist-Daten oder gemessenen Daten, hierin als Messdaten bezeichnet. Das Erhalten der Messdaten ist hingegen optional nicht Teil des Verfahrens.
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In manchen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere keine Ultraschallmessung.
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Unter einem Ermitteln wird in einigen Ausführungsformen ein Auslesen, ein Abschätzen, ein Prognostizieren und/oder ein Festlegen verstanden.
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In manchen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren keinen Scanschritt, keinen sonographischen Schritt und/oder kein Erstellen eines Knochenmodells.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nicht die Berücksichtigung eines sogenannten Reduktionsmaßes (RM). Von einem Reduktionsmaß spricht man, wenn der Orthopädietechniker z. B. aus dem Oberschenkelumfang und einer Einschnürungsmessung ein Maß ermittelt, um welches die Maße des vom Orthopädietechniker zu fertigende Schafts von den vor Ort am Patienten P ermittelten Maßen abweichen muss, damit der vom Orthopädietechniker gefertigte Schaft dem Patienten P im Gebrauch und bei Belastung mit dem Körpergewicht des Patienten ausreichend Halt gibt. Das Reduktionsmaß wird also vom Orthopädietechniker zur Bemaßung und Konstruktion des Schaftes der Prothese berücksichtigt, mit dem Ziel, dass der Prothesenschaft zum Zeitpunkt seiner ersten Benutzung möglichst optimal an den vermessenen Körpergliedstumpf und dessen Eigenschaften angepasst ist. Die Berücksichtigung eines Reduktionsmaßes dient somit dazu, Unzulänglichkeiten, die im Zusammenhang mit dem Vermessen des Körpergliedstumpfs auftreten, noch vor einer erstmaligen Nutzung der Prothese durch den Patienten zu kompensieren.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch das Erstellen von Steuersignalen oder von einer Steuerdatei mit Steuersignalen, jeweils zum Erstellen eines Prothesenschafts, wobei dies allerdings nicht basierend auf den ermittelten geometrischen Daten erfolgt, sondern basierend auf gemessenen Ist-Daten. Die Ist-Daten spiegeln die Form des Stumpfs zum Erstellungszeitpunkt wider, während die geometrischen Daten die Form des Stumpfs zu einem oder mehreren mehr oder wenig lange nach dem Erstellungszeitpunkt liegenden Tragezeitpunkt beschreiben oder approximieren.
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In manchen Ausführungsformen sind die geometrischen Daten approximierte Daten, die von Daten, die zum Erstellungszeitpunkt oder an einem bestimmten Tragezeitpunkt am Patienten P messbar gewesen wären oder gemessen wurden, abweichen.
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In einigen Ausführungsformen sind die geometrischen Daten keine Daten des konkreten Patienten P und keine an ihm erhobenen Daten, sondern an einem Patientenkollektiv erhobene Daten oder hierauf basierend errechnete Daten.
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Wenn hierin die Rede davon ist, dass die geometrischen Daten die Form des Körpergliedstumpf zu einem in der Zukunft liegenden Tragezeitpunkt mitbestimmen werden, so bedeutet dies in einigen Ausführungsformen, dass die begründete Annahme besteht, dass dies so sein wird. Diese Annahme kann sich auf Erfahrungswerte stützen. Sie kann darin begründet sein, dass anhand der konkreten Form des Stumpfs zum Erstellungszeitpunkt und der z. B. aus Patientenkollektiven ermittelten Werten davon ausgegangen werden kann, dass der Körpergliedstumpf mit ausreichender Erfahrung zum anvisierten Tragezeitpunkt die geometrischen Daten aufzeigen wird, wie etwa einen prognostizierten Umfang an einer vorbestimmten Höhe, etwa gemessen unter einem vorbestimmten Abstand von z. B. einer unbeweglichen knöchernen Struktur. Ob dies eintreten wird, ist nicht sicher.
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Einige oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen oder mehrere der oben oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.
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Der Körpergliedstumpf unterliegt täglich Volumenschwankungen, sowie teils erheblichen Volumenänderungen in den Monaten nach der Amputation, zunächst aufgrund von postoperativen Ödemen und Narbenbildung und später wegen muskulärer Atrophie.
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Es ist wünschenswert, dass der Prothesenschaft sowohl im Moment seines Anpassens (dem Erstellungszeitpunkt) als auch zu späteren Zeitpunkten (den betrachteten Tragezeitpunkten) wie frisch an den Körpergliedstumpf angepasst sitzt und selbst nach muskulärer Atrophie, insbesondere im Stehen und im Gehen, noch immer die erforderliche Stabilität gewährleistet. Es ist offensichtlich, dass z. B. ein Prothesen-Außenschaft, welcher zum Erfüllen seiner Aufgabe erhebliche Stabilität mitbringen muss, sich aufgrund seiner Festigkeit nicht an eine derartige Querschnittsveränderung des Körpergliedstumpfs anpassen kann.
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Die vorliegende Erfindung dient vorteilhaft der raschen Anpassung oder Anpassbarkeit des Prothesenschafts an eine Formänderung des Stumpfs. Die Anpassung kann durch den Träger selbst bequem erfolgen, indem er mit wenigen Handgriffen die Passgenauigkeit seiner Prothese verändert. Der Träger hat hierzu beispielsweise allein die Erweiterung oder den Innenschaft in den Prothesenschaft einzusetzen und dort, falls vorgesehen, zu fixieren (Verschrauben, Einklicken, Verkleben, usw.).
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen, in welcher identische Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen, exemplarisch erläutert. In den zum Teil stark vereinfachten Figuren gilt:
- 1 zeigt einen Prothesenschaft als Teil einer nur zum Teil dargestellten Oberschenkelprothese im Längsschnitt;
- 2 zeigt einen Querschnitt der Oberschenkelprothese aus 1 mit mehreren erfindungsgemäßen Erweiterungen;
- 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Innenschaft als Teil einer nur zum Teil dargestellten Oberschenkelprothese im Längsschnitt;
- 4 zeigt einen Querschnitt der Oberschenkelprothese aus 3;
- 5 zeigt eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rechnersystems; und
- 6 zeigt schematisch eine Nachschlagequelle zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren.
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1 zeigt einen Außenschaft 4 als Teil eines Prothesenschafts 2 einer nur zum Teil dargestellten Oberschenkelprothese. Der verhältnismäßig steife, schalenförmige Außenschaft 4 nimmt in seinem Inneren einen herausnehmbar darin eingesetzten, dem Stumpf des Patienten P individuell angepassten, vergleichsweise flexiblen Innenschaft 6 auf.
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An das optional geschlossene distale Ende 8 des Außenschafts 4 schließt sich ein zum mechanischen Kniegelenk hinführendes säulenartiges Bauteil 10 an (in 1 nicht gezeigt).
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Abweichend von derartigen Prothesen, wie sie aus dem Stande der Technik bekannt sind, sind hier zwischen den längsverlaufenden Wandungen des Außenschafts 4 und des Innenschafts 6 zwei erfindungsgemäße Erweiterungen 12 und 14 angeordnet, die mit ihrer innenliegenden Wand jeweils die Wandung 18 des Innenschafts 6 in den betreffenden Bereichen nach innen gedrückt werden kann, um so eine lokale Reduzierung des Schaftvolumens zu erzielen.
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Eine weitere solche erfindungsgemäße Erweiterung 20 befindet sich außenseitig des Innenschafts 6 an dessen distalem Ende.
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Genauer gesagt sind die Erweiterungen 12 und 14 im dorsolateralen Bereich im Anschluss an eine Kante 22 des (gestrichelt angedeuteten) Oberschenkelknochens (Femur) 24 bzw. im medial-distalen Bereich angeordnet. Dabei weist die Erweiterung 12, sich von proximal nach distal erstreckend, optional eine langgestreckte, die Erweiterung 14 hingegen optional eine eher runde Form auf.
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Wie mittels der Pfeile im in 2 gezeigten Querschnitt durch den Prothesenschaft 2 der 1 angedeutet, erfährt der Oberschenkelknochen 24 durch die Erweiterung 12 in gewollter Weise eine mehr oder weniger starke Adduktion. Durch sie ist die sich bei Oberschenkelamputierten gewisse Zeit nach der Amputation zumeist einstellende Abduktion korrigierbar. Daneben erlauben es die Erweiterungen 12 und 14, das Schaftvolumen zu reduzieren und dem Stumpf im Schaft, hier: im Innenschaft 6, eine verstärkte Flächenhaftung zu vermitteln. Diese Flächenhaftung wiederum gestattet es, mit Hilfe der Erweiterung 20, einen gewünschten Stumpfendkontakt nach Rückgang von Schwellung und ggf. nach Atrophie-Vorgängen wiederherzustellen.
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Die Erweiterungen 12, 14 und 20 sind dem Patienten P, auf dessen Körpergliedstumpf der Außenschaft 4 am Tag seiner Anfertigung angepasst wurde, zusammen mit dem Außenschaft 4 mitgegeben worden.
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Die Verwendung der Erweiterungen 12, 14, 20 waren am Tag der Übergabe der Prothese mit dem Außenschaft 4 nicht erforderlich und hätten dem Patienten P auch keinen erhöhten Tragekomfort geboten. Erfindungsgemäß war jedoch bereits am oder vor dem Tag der Übergabe ermittelt worden, wie sich einige der geometrischen Daten des Körpergliedstumpfs in absehbarer Zeit aller Voraussicht nach ändern würden. Bis zu einem hierin als ersten Tragezeitpunkt bezeichneten Tag hat sich der Körpergliedstumpf durch muskulären Umbau und ggf. Schwellungsrückgang derart verändert, dass der seinerzeit angefertigte Außenschaft 4 nicht mehr optimal passen konnte. Der Patient P kann die Abweichung zwischen der zwischenzeitlich veränderten Form seines Körpergliedstumpfs und der nicht veränderlichen Form des Außenschafts 4 seiner Prothese durch Einsetzen der für ihn und mit Blick auf die in seinem Fall erwartete Veränderung der Form (geometrischen Daten) seines Stumpfs eigenständig beheben. Er hat im vorliegenden Beispiel nur die Erweiterungen 12, 14 und 20 wie vom Orthopädietechniker angedacht einzusetzen und ggf. gegen Verrutschen innerhalb des Prothesenschafts 2 zu sichern. Auf diese Weise kann er ohne erneuten Besuch beim Orthopädietechniker und ohne Fachkenntnis die gewünschte Passgenauigkeit seiner Prothese wiederherstellen.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Prothesenschafts 2 im Längsschnitt. 4 zeigt wiederum einen Querschnitt hiervon.
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Anders als in 1 gezeigt weist der Prothesenschaft 2 keine Erweiterungen 12, 14 oder 20 auf. Der muskuläre Umbau und auch der Rückgang möglicher post-operativer Ödeme werden durch die besondere Ausgestaltung des Innenschafts 6a, welcher sich grundlegend vom Innenschaft 6 der 1 und 2 unterscheidet, kompensiert.
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An den Stellen, an welchen in der Ausführungsform der 1 und 2 exemplarisch die Erweiterungen 12 und 14 eine Kompensation des muskulären Umbaus mit dem Ziel, Druck in Richtung des Pfeils auf den Femur 24 auszuüben, vorgesehen waren, übernimmt in der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsform der steife und auf besondere Weise geformte Innenschaft 6a diese Funktion. Seine Steifheit führt zur Bildung von leeren Räumen 26 und 28. Sie haben die Form der Erweiterungen 14 bzw. 12 der 1 und 2. Die Steifheit des Innenschafts 6a aus 3 erlaubt ihm, formstabil zu bleiben und dennoch den gewünschten Druck auf den Oberschenkelstumpf auszuüben.
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Dabei handelt es sich beim Innenschaft 6a sozusagen um einen Schaft aus der Retorte: Seine Maße basieren nicht auf jenen Maßen, die der Orthopädietechniker zum Versorgen des Patienten P mit einer Prothese am Körpergliedstumpf gemessen hat. Seine Maße basieren vielmehr auf in die Zukunft hinein prognostizierten geometrischen Daten, von denen zum Zeitpunkt der Versorgung angenommen wurde, dass der Stumpf sie später annehmen würde und welche somit vor oder zum Erstellungszeitpunkt ermittelt wurden.
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Bei der Ausführungsform der 3 und 4 wird im vorliegenden Beispiel daher davon ausgegangen, dass es sich beim Innenschaft 6a bereits um den zweiten Innenschaft handelt. Es wird angenommen, dass der Patient mit einem in den Figuren nicht gezeigten Innenschaft vom Orthopädietechniker versorgt wurde, der dem Außenschaft 4 unter durchgängigem Kontakt an dessen Innenseite angelegen hat. Weiter wird angenommen, dass dieser ursprüngliche Innenschaft zu einem ersten Tragezeitpunkt, also z. B. Wochen oder Monate nach der Versorgung beim Orthopädietechniker, nicht mehr optimal saß, weshalb er durch den in den 3 und 4 gezeigten Innenschaft 6a unter Beibehaltung des ursprünglichen Außenschafts 4 ersetzt wurde.
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5 zeigt ein erfindungsgemäßes Rechnersystem 200.
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Das Rechnersystem 200 umfasst jeweils optional eine Rechenvorrichtung 210, eine Nachschlagequelle 220, eine Eingabevorrichtung 230, eine Ausgabevorrichtung 240 und/oder eine Fertigungsmaschine 250. Die vorgenannten Einheiten 220, 230, 240 und 250 sind jeweils optional und können mit der Rechenvorrichtung 210 verbunden sein oder in diese integriert sein. Sie können in ein- oder zweiseitiger Signalkommunikation mit der Rechenvorrichtung 210 stehen. Sie können beliebig untereinander verbunden sein.
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Die Rechenvorrichtung 210 kann dem Ermitteln der geometrischen Daten dienen. Sie kann sich hierzu einer optional Nachschlagequelle 220 bedienen, in der Referenzdaten gespeichert sein können. Beispielsweise kann durch Angabe der zum Erstellungszeitpunkt gemessenen Ist-Maße, ggf. ergänzt durch weitere Angaben wie das Alter, Gewicht, Mobilitätsklassifizierung (1 bis 4), körperliche Aktivität, usw. des Patienten P, die optional mittels der Eingabevorrichtung 230 eingegeben werden können, durch einfache Zuordnung dieser Daten zu Erfahrungswerten bereits vorliegender geometrischer Daten, die der Stumpf zu bestimmten Zeitpunkten in der Zukunft (hierin als Tragezeitpunkte bezeichnet) vermutlich annehmen wird, ausgeben. Die Ausgabe kann mittels der Ausgabevorrichtung 240 erfolgen, z. B. in Form einer Anzeige auf einem Display oder als Ausdruck für den Orthopädietechniker. Ergänzend oder anstelle einer Ausgabe können Steuersignale (einzeln oder als Teil einer Steuerdatei) an die Fertigungsmaschine 250 übermittelt werden. Auf ihr können, optional automatisch, das gewünschte Bauteil, etwa der Innenschaft oder die Erweiterung, oder Abschnitt oder Teile hiervon, hergestellt werden. Die Angabe und/oder die Steuersignale können Information umfassen, wo z. B. erzeugte Erweiterungen 12, 14, 20 im Prothesenschaft 2 zu platzieren sind.
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6 zeigt exemplarisch, wie bereitgestellte geometrische Daten verwendet werden.
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Ein in 6 links gezeigter Stumpf des in teilweise dargestellten Patienten P kann bei seinem Vermessen die in der links in 6 gezeigten Tabelle ausgewiesenen Messergebnisse haben. Spalte B zeigt die am Stumpf erhobenen Messergebnisse und gibt den jeweils gemessenen Umfang (in cm) in einem Abstand von z. B. 6 cm, 9 cm und 12 cm zu einem Referenzpunkt oder -querschnitt an (Spalte A). Die Werte der Spalte B gelten hierin auch als Ist-Werte. Sie wurden an den in Spalte A genannten Positionen des Stumpfs vor Erstellen des Prothesenschafts 2 gemessen.
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Aus der Untersuchung einer Vielzahl von Patienten mit vergleichbaren Körpergliedstümpfen wurden dem erfindungsgemäßen Verfahren zeitlich vorgelagert Werte gemessen, welche die Querschnitte des Körpergliedstumpf z. B. 6 cm, 9 cm und 12 cm zu späteren, definierten Tragezeitpunkten angeben. So geben die Zahlenwerte in Spalte C beispielsweise an, welche Umfangswerte an den in Spalte A genannten Positionen zu einem ersten Tragzeitpunkt, etwa nach 3 Monaten nach Erstellen der Prothese, im Kollektiv betrugen. Sie geben gleichzeitig an, welche Messwerte der Stumpf des Patienten P vermutlich annehmen würde, da sie für ein ausreichend großes Kollektiv bereits zugetroffen haben
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Spalte D gibt Umfangswerte an, von welchen man aufgrund der früheren Messungen am o. g. Patientenkollektiv ausgehen darf, dass auch der konkrete, in 6 links gezeigte Stumpf zum zweiten Tragezeitpunkt, etwa nach 6 Monaten, diese (oder doch sehr ähnliche) an den in Spalte A genannten Positionen annehmen wird.
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6 zeigt rechts eine Nachschlagequelle. Ihren Spalten C und D lässt sich entnehmen, welche geometrischen Daten ein Körpergliedstumpf, der zum Zeitpunkt der Erstversorgung mit einer Prothese an den in Spalte A genannten Positionen die Werte der Spalte B aufweist, zu den hier exemplarisch betrachteten Tragezeitpunkten C und D aller Vermutung nach aufweisen wird
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6 dient als Beispiel. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Betrachtung des Umfangs als geometrisches Datum beschränkt. Die Verwendung anderer Daten sind ergänzend oder alternativ, in Kombination miteinander oder allein, ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Anstelle einer Nachschlagequelle können geometrische Daten anhand einer vorliegenden Datenmenge im Moment der Ermittlung ermittelt werden.
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Obgleich die vorliegende Erfindung hierin in einer Reihe von Passagen und insbesondere anhand der exemplarischen Figuren am Beispiel des Stumpfs einer unteren Extremität (Oberschenkel, Unterschenkel, Fuß) beschrieben oder diskutiert wird, ist die Erfindung keinesfalls auf die Versorgung eines Stumpfs der unteren Extremität beschränkt. Das hierin Ausgeführte gilt erfindungsgemäß uneingeschränkt analog auch für die Versorgung der oberen Extremität (Oberarm, Unterarm, Hand) sowie für die zur Versorgung vorgeschlagenen Erzeugnisse wie Prothesenschaft, Innenschaft, Außenschaft und Erweiterungen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Prothesenschaft
- 4
- Außenschaft
- 5
- Eintrittsöffnung
- 6
- Innenschaft6
- 7
- Schlitz
- 8
- distales Ende des Außenschafts
- 10
- säulenartiges Bauteil
- 12
- Erweiterung
- 14
- Erweiterung
- 18
- Wandung
- 29
- Erweiterung
- 22
- Kante
- 24
- Femur
- 200
- Rechnersystem
- 210
- Rechenvorrichtung
- 220
- Nachschlagequelle
- 230
- Eingabevorrichtung
- 240
- Ausgabevorrichtung
- 250
- Fertigungsmaschine
