DE102021002999A1

DE102021002999A1 - Orthopedic device for generating forces dependent on the angle of movement

Info

Publication number: DE102021002999A1
Application number: DE102021002999.2A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: CARSTENS, FELIX, DE
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2022-12-15

Abstract

Orthopädische Einrichtung zur Verwendung an den Extremitäten oder auch am Rumpf eines menschlichen oder tierischen Körpers mit wenigstens einer Gelenkeinrichtung, welche wenigstens zwei schienen- oder schalenfömige Elemente miteinander schwenkbar verbindet wobei die Rotationsachse der jeweiligen Gelenkeinrichtung in der Frontalebene einen Winkel größer als Null mit der Rotationsachse des natürlichen Gelenks, bzw. einer natürlichen Gelenkkette, welchem/welcher die orthopädische Einrichtung zugeordnet ist, bildet, und ein zusätzliches Ausgleichsgelenk vorgesehen ist, welches eine Verdrehung der proximalen und der distalen Komponenten der orthopädischen Einrichtung gegeneinander um eine Rotationsachse parallel zur Längserstreckung der orthopädischen Einrichtung ermöglicht.

Orthopedic device for use on the extremities or also on the torso of a human or animal body with at least one joint device which pivotally connects at least two rail- or shell-shaped elements with one another, the axis of rotation of the respective joint device in the frontal plane having an angle greater than zero with the axis of rotation of the natural joint, or a natural chain of joints, to which the orthopedic device is assigned, and an additional compensating joint is provided, which allows the proximal and distal components of the orthopedic device to be rotated relative to one another about an axis of rotation parallel to the longitudinal extension of the orthopedic device .

Description

Die Erfindung bezieht sich generell auf den Bereich von orthopädischen Einrichtungen, insbesondere auf medizinische Orthesen zur Anwendung beim Menschen und ggf. auch beim Tier. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf solche orthopädische Einrichtungen, die am Körper oder an Extremitäten getragen werden und korrigierende Kräfte auf diese Körperteile bzw. deren zugehörige Gelenke ausüben sollen. Im Folgenden wird die Erfindung am Beispiel von Knieorthesen zur Anwendung bei schmerzhaften Symptomen bzw. Korrektur von Fehlstellungen beschrieben. Das schließt aber nicht aus, dass orthopädische Einrichtungen mit den Merkmalen der Erfindung nicht auch für andere Körperteile konstruiert und eingesetzt werden können.The invention generally relates to the field of orthopedic devices, in particular to medical orthoses for use in humans and possibly also in animals. In particular, the invention relates to such orthopedic devices that are worn on the body or on extremities and are intended to exert corrective forces on these body parts or their associated joints. The invention is described below using the example of knee orthoses for use with painful symptoms or correction of malpositions. However, this does not rule out the possibility that orthopedic devices with the features of the invention cannot also be constructed and used for other parts of the body.

Der Fachbegriff „Orthese“ bezieht sich allgemein auf Hilfsmittel, welchen den Körper , bzw. Bereiche davon, stützen. Orthesen werden in der Regel bei Menschen angewendet, es sind aber durchaus auch Anwendungen bei Tieren bekannt. Orthesen im Rahmen dieser Erfindung beschränken sich auf orthopädische Hilfsmittel zur äußeren Anwendung am Körper. Dem Fachmann der Orthopädietechnik oder auch dem Mediziner sind eine Vielzahl von Orthesen für alle möglichen Körperbereiche bekannt. Beispielsweise handelt es sich schon bei einfachen Fuß-Einlagen um Orthesen, da sie die Fußstruktur stützen. Sitzschalen für Schwertsbehinderte stellen ebenfalls Orthesen im weitesten Sinn dar. Orthetische Hilfsmittel können den Zweck haben, Körperstrukturen zu stützen, z.B. nach Muskelausfall durch Lähmungen, sie können Körperstrukturen schützen oder sie können auch dazu verwendet werden, Körperstrukturen zu korrigieren. Die oben erwähnten Sitzschalen, aber auch andere Lagerungshilfen, wie beispielsweise Handlagerungsschalen, wären Beispiele für stützende Orthesen. Knie-, Fußgelenk- oder auch Ellenbogenorthesen könnten beispielhaft als schützende Orthesen genannt werden, da sie in der Regel den Zweck haben, Fehlbewegungen vorzubeugen oder empfindliche Strukturen vor Überlastung zu schützen. Es gibt beispielsweise Fußgelenkorthesen, welche die Gefahr des Umknickens im Sprunggelenk vermindern, oder es werden Knieorthesen dazu verwendet, beispielsweise nach chirurgischen Eingriffen an den Bandstrukturen, letztere vor Überlastung zu schützen. Korrigierende Orthesen haben hauptsächlich den Zweck, Fehlstellungen zu korrigieren oder Belastungskräfte zu verringern, bzw. zu verteilen. Skolioseorthesen wären Beispiele für Orthesen, welche Fehlstellungen der Wirbelsäule, dem Fachmann als Skoliose bekannt, korrigieren, bzw. Wachstum in eine physiologisch korrekte Richtung lenken.The technical term "orthesis" generally refers to aids that support the body or areas of it. Orthoses are generally used on humans, but applications on animals are also known. Orthoses within the scope of this invention are limited to orthopedic aids for external application on the body. A large number of orthoses for all possible areas of the body are known to the person skilled in orthopedic technology or even to the medical practitioner. For example, even simple foot insoles are orthoses because they support the structure of the foot. Seat shells for disabled people are also orthoses in the broadest sense. Orthotic aids can have the purpose of supporting body structures, e.g. after muscle loss due to paralysis, they can protect body structures or they can also be used to correct body structures. The seat shells mentioned above, but also other positioning aids, such as hand positioning shells, would be examples of supporting orthoses. Knee, ankle or even elbow orthoses could be mentioned as examples of protective orthoses, since their purpose is usually to prevent incorrect movements or to protect sensitive structures from overloading. For example, there are ankle orthoses that reduce the risk of twisting the ankle, or knee orthoses are used, for example after surgical interventions on the ligament structures, to protect the latter from overloading. The main purpose of corrective orthoses is to correct misalignments or to reduce or distribute load forces. Scoliosis orthoses would be examples of orthoses that correct misalignments of the spine, known to those skilled in the art as scoliosis, or steer growth in a physiologically correct direction.

Zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden das Beispiel der sogenannten Gonarthroseorthesen herangezogen. Mit Gonarthrose wird generell eine Degenerationserscheinung des Kniegelenkes bezeichnet. Insbesondere durch die Belastung des Kniegelenkes im Verlauf des Lebens, aber auch durch Verletzungen und aus anderen Ursachen kommt es bei hierzu veranlagten Personen häufig zu Verschleißerscheinungen, welche u.a. Schmerzen während einer normalen Bewegung und Belastung des Kniegelenkes hervorrufen. Dem Fachmann ist bekannt, dass das menschliche Kniegelenk mit 3 Gleitflächen ausgestattet ist, je einer Gleitfläche zwischen den medialen sowie am lateralen Kondylen des Oberschenkelknochens (Femur) und des Unterschenkelknochen (Schienbein bzw. Tibia) und einer Gleitfläche für die Kniescheibe (Patella). Die Gleitflächen sind mit einer Knorpelschicht überzogen. Zusätzlich befindet sich eine weitere knorpelige Struktur zwischen den Gelenkflächen, die Menisken. Das Körpergewicht wird im wesentlichen in der Regel gleichmäßig über die Gleitflächen zwischen den medialen und den lateralen Kondylen des Oberschenkelknochens auf die Gelenkpartner der knöchernen Unterschenkelstrukturen übertragen. Durch Verschleiß oder auch durch andere Umstände kommt es häufig vor, dass die knorpeligen Gleitstrukturen beschädigt oder gar zerstört werden, wodurch es letztendlich zu Entzündungen und Schmerzen in den betroffenen Gelenkstrukturen kommt. Röntgenologisch kann man in der Regel eine Verengung des Gelenkspaltes aufgrund von Abbau der knorpelingen Strukturen beobachten. In den meisten Fällen sind die medialen und die lateralen Gelenkflächen nicht gleichermaßen stark betroffen. Es hat sich gezeigt, dass in den meisten Fällen, d.h. in ca. 80%, die mediale, also die innere, näher zur Körpermitte gelegene Gelenkfläche stärker betroffen ist als die laterale Gelenkfläche im gleichen Kniegelenk. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass es bei der Inzidenz einer medialen Gonarthrose Unterschiede zwischen den Geschlechtern gibt wobei Frauen häufiger betroffen sind als Männer. Aufgrund der oft ungleichen Ausprägung des Schweregrades der pathologischen Veränderungen zwischen den Gelenkflächen ist es oft möglich, die Schmerzen dadurch zu verringern, dass die Kräfte bei der Belastung des Kniegelenkes von dem stärker betroffenen Gelenkanteil auf den weniger stark betroffenen Teil verlagert werden. Alternativ zu bekannten chirurgischen Interventionen, z.B. einer sog. Umstellungsosteotomie, ist es in vielen Fällen auch möglich, eine Linderung der Schmerzen durch das Verschieben der Belastungslinie durch Aufbringen von äußeren Kräften über eine Orthese zu erreichen. Eine Reversierung von Verschleißerkrankungen ist derzeit nicht oder nur sehr schwer möglich und insofern sind Orthesen, im beschriebenen Fall sog. Gonarthroseorthesen, ein probates und häufig eingesetztes Mittel, um zum einen eine Schmerzlinderung für den betroffenen Patienten zu erreichen und dadurch ggf. unausweichlich irgendwann dann dennoch nötige chrurgische Interventionen möglichst lange hinauszögern zu können. Neben der o.g. Umstellungsosteotomie sind auch gelenkersetzende chirurgische Methoden bekannt. Insbesondere bei chirurgischen Teil- oder auch totalem Gelenkersatz, ist es wichtig, solche Eingriffe möglichst spät im Leben zu machen um eventuell nötige Revisionen zu minimieren oder gar zu vermeiden. Auch bei geplanten Umstellungsosteotomien werden häufig im Vorfeld Gonarthroseorthesen eingesetzt, insbesondere auch um zu testen, ob die operative Verlagerung der Belastungslinie auf die weniger betroffene Gelenkfläche tatsächlich auch den erhofften Erfolg verspricht.To describe the present invention, the example of the so-called gonarthrosis orthoses is used below. Gonarthrosis is generally used to describe a degenerative phenomenon of the knee joint. In particular due to the strain on the knee joint over the course of life, but also due to injuries and other causes, people who are predisposed to this often show signs of wear, which, among other things, cause pain during normal movement and strain on the knee joint. Those skilled in the art know that the human knee joint is equipped with 3 sliding surfaces, one sliding surface each between the medial and lateral condyles of the thigh bone (femur) and the lower leg bone (shinbone or tibia) and a sliding surface for the kneecap (patella). The sliding surfaces are covered with a layer of cartilage. In addition, there is another cartilaginous structure between the joint surfaces, the menisci. The body weight is usually transferred evenly via the sliding surfaces between the medial and the lateral condyles of the femur to the joint partners of the bony structures of the lower leg. Due to wear and tear or other circumstances, it often happens that the cartilaginous sliding structures are damaged or even destroyed, which ultimately leads to inflammation and pain in the affected joint structures. X-rays usually show a narrowing of the joint space due to the breakdown of the cartilaginous structures. In most cases, the medial and lateral articular surfaces are not equally affected. It has been shown that in most cases, ie in approx. 80%, the medial joint surface, ie the inner joint surface closer to the middle of the body, is more severely affected than the lateral joint surface in the same knee joint. For the sake of completeness, it should be mentioned that there are gender differences in the incidence of medial gonarthrosis, with women being affected more frequently than men. Due to the often unequal degree of severity of the pathological changes between the joint surfaces, it is often possible to reduce the pain by shifting the forces when loading the knee joint from the more affected part of the joint to the less affected part. As an alternative to known surgical interventions, eg a so-called conversion osteotomy, it is also possible in many cases to alleviate the pain by shifting the load line by applying external forces via an orthosis. A reversal of wear and tear diseases is currently not possible or only possible with great difficulty and in this respect orthoses, in the case described so-called gonarthrosis orthoses, are a proven and frequently used means of achieving pain relief for the affected patient and thus possibly inevitable at some point to be able to delay necessary surgical interventions for as long as possible. In addition to the above-mentioned conversion osteotomy, joint-replacing surgical methods are also known. Especially in the case of surgical partial or total joint replacement, it is important to carry out such interventions as late as possible in life in order to minimize or even avoid any necessary revisions. In the case of planned conversion osteotomies, gonarthrosis orthoses are also often used in advance, in particular to test whether the surgical relocation of the load line to the less affected joint surface actually promises the hoped-for success.

Es ist also klar, dass Orthesen, und insbesondere Entlastungsorthesen bei Gonarthrose, ein weites und häufiges Anwendungsspektrum haben und mit der wachsenden älteren Bevölkerung in Zukunft noch mehr Bedeutung erlangen werden. Damit besteht ein großer Bedarf an effektiven Entlastungsorthesen mit hoher Akzeptanz bei den Patienten. Solche Orthesen sollten mechanisch einfach, leicht, möglichst unaffällig zu tragen und insbesondere auch einfach zu verwenden sein. Wie in der weiteren Beschreibung zu der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden wird, wirken Gonarthroseorthesen dadurch, dass Querkräfte auf das Bein derart ausgeübt werden, dass sich die Belastungslinie beim Stehen und während des Gehens in Richtung des weniger betroffenen Gelenkanteiles verschiebt. Im Zuge der Beschreibung des Standes der Technik wird auf die wesentlichen bekannten Orthesen und deren Wirkung näher eingegangen. Da der auftretende Belastungsschmerz bei den Betroffenen aber hauptsächlich nur während der Belastung des Kniegelenkes mit den statischen und den dynamischen Kräften beim Stehen und Gehen (Laufen) auftritt, ist es wünschenswert, Orthesen vorzusehen, deren Korrekturkräfte nur dann wirksam sind, wenn diese auch benötigt werden, im geschilderten Beispiel einer Gonarthroseorthese also hauptsächlich während der Belastung des gestreckten Beines bei einer Beugung zwischen 0° und 30°, in Ausnahmefällen auch zwischen ca. 10 ° und 40 ° Beugewinkel, gemessen zur Vertikalen in der Sagittalebene.So it is clear that orthoses, and in particular offloading orthoses for osteoarthritis of the knee, have a wide and common range of applications and will become even more important in the future with the growing elderly population. There is therefore a great need for effective offloading orthoses with high patient acceptance. Such orthoses should be mechanically simple, light, as inconspicuous as possible to wear and, in particular, also easy to use. As will be explained in more detail in the further description of the present invention, gonarthrosis orthoses work by exerting transverse forces on the leg in such a way that the load line shifts in the direction of the less affected part of the joint when standing and walking. In the course of the description of the prior art, the essential known orthoses and their effect will be discussed in more detail. However, since the stress pain that occurs in those affected mainly only occurs when the knee joint is subjected to static and dynamic forces when standing and walking (running), it is desirable to provide orthoses whose corrective forces are only effective when they are actually needed , in the example of a gonarthrosis orthosis described mainly during loading of the stretched leg with a flexion between 0° and 30°, in exceptional cases also between approx. 10° and 40° flexion angle, measured to the vertical in the sagittal plane.

Im Folgenden wird zunächst der Stand der Technik beschrieben. Auf die Wirkungsweise von Entlastungsorthesen bei Gonarthrose wird später im Zuge der Beschreibung der Erfindung anhand von Bildern näher eingegangen.The prior art is first described below. The mode of action of relief orthoses for gonarthrosis will be discussed in more detail later in the course of the description of the invention using images.

Die Wirkung von Knieorthesen zur Reduktion der Beschwerden bei Gonarthrose beruht im Wesentlichen immer darauf, dass Kräfte und Momente derart auf das Bein ausgeübt werden, dass der verengte Kniespalt erweitert, oder wenigstens die Gelenkflächen im schmerzhaften Bereich entlastet werden.
Beispielsweise aus der EP 3 177 239 B1 ist eine Orthese zu Anwendung bei Kniearthrose bekannt, welche mit Gelenkschiene auf beiden Seiten des Beines ausgestattet und mit einer Vorrichtung ausgestattet ist, welche die Länge eines der beiden Gelenkschienen in Abhängigkeit von dem Beugewinkel verändert, wodurch sich der Winkel zwischen Oberschenkelfassung und Unterschenkelfassung verändert. Einen ähnlichen Ansatz wird durch die EP 2 987 472 B1 vorgeschlagen, wobei hier die Längenänderung einer von 2 Gelenkschienen in Abhängigkeit des Schwenkwinkels der Orthese durch ein Zahnradsystem erreicht wird. Als Nachteil dieser Ausführungen ist zu sehen, dass die Wirkung der Längenänderung einer der beiden Gelenkschienen von der Größe des Beinumfanges abhängig ist. Mit größerem Beinumfang ist nicht nur die zu erwartende Weichteilverschiebung, welche stellungskorrigierende Wirkung auf den knöchernen Anteil des Knies vermindert, größer, sondern aufgrund des größeren Abstands der beiden Gelenkschienen voneinander wird die erreichte Winkeländerung in lateraler oder medialer Richtung, also in Valgus oder Varus, bei identischer Längenänderung im Vergleich zu den gleichen Orthesen, welche für kleinere Beinumfänge vorgesehen sind, relativ weniger stark ausgeprägt. In anderen Worten, während bei kleinen Größen die Winkeländerung aufgrund der Schwenkbewegung der Orthese in Flexionsrichtung wirkungsvoll und ausreichend sein mag, geht die valgisierende bzw. varisierende Wirkung bei größeren Ausführungen weitgehend verloren. Als weiterer Nachteil ist zu sehen, dass die Konstruktionen mechanisch relativ aufwendig und somit teuer und verschleißanfällig sind. In der Anmeldung EP 3 037 075 wird eine Kombination aus dynamischer Längenänderung einer Gelenkschiene über eine exzentrisches Hebelsystem mit einer zusätzlichen dynamischen Verschwenkung mindestens einer der Schienenpaare senkrecht zur Haupt-Schwenkrichtung der Orthese in Flexions- bzw. Extensionsrichtung vorgeschlagen. Auch diese Konstruktion ist mechanisch sehr aufwändig und dementsprechend kompliziert und teuer.The effect of knee orthoses in reducing the symptoms of osteoarthritis of the knee is essentially always based on the fact that forces and moments are exerted on the leg in such a way that the narrowed knee gap is widened, or at least the joint surfaces in the painful area are relieved.
For example from the EP 3 177 239 B1 an orthosis for use in knee arthrosis is known, which is equipped with articulated splints on both sides of the leg and equipped with a device which changes the length of one of the two articulated splints depending on the flexion angle, thereby changing the angle between the thigh socket and the lower leg socket. A similar approach is used by the EP 2 987 472 B1 proposed, whereby the change in length of one of 2 articulated splints depending on the swivel angle of the orthosis is achieved by a gear system. A disadvantage of this design is that the effect of the change in length of one of the two articulated splints depends on the size of the leg circumference. With a larger leg circumference, not only is the soft tissue displacement to be expected, which reduces the position-correcting effect on the bony part of the knee, greater, but also due to the greater distance between the two articulated splints, the change in angle achieved in the lateral or medial direction, i.e. in valgus or varus, is increased identical change in length is relatively less pronounced in comparison to the same orthoses, which are intended for smaller leg circumferences. In other words, while the change in angle due to the pivoting movement of the orthosis in the direction of flexion may be effective and sufficient with small sizes, the valgus or varus effect is largely lost with larger versions. A further disadvantage is that the constructions are mechanically relatively complex and therefore expensive and susceptible to wear. In the registration EP 3 037 075 a combination of dynamic change in length of a joint splint via an eccentric lever system with an additional dynamic pivoting of at least one of the pairs of splints perpendicular to the main pivoting direction of the orthosis in the flexion or extension direction is proposed. This construction is also mechanically very complex and accordingly complicated and expensive.

In der Anmeldung EP 1229 874 B1 wird eine Orthese mit Gelenken zur Schwenkung in Richtung Flexion bzw. Extension vorgeschlagen, welche konstruktionsbedingt zusätzlich eine gewisse Verschwenkung der Schienenelemente in der Frontalebene, also in Richtung Varus bzw. Valgus, vorsieht. Es wird hier der Zweck verfolgt, die Winkelstellung einer Orthese in der Frontalebene, also von vorne gesehen, unter- und oberhalb des Kniegelenkes zur Änderung gewünschter Korrekturkräfte auf ein Bein nach einem 3-Punkt Prinzip zu ermöglichen. Eine dynamische Änderung der varisierenden bzw. valgisierenden Kräfte zur Veränderung der Gelenkstellung ist nicht vorgesehen.In the registration EP 1229 874 B1 an orthosis with joints for pivoting in the direction of flexion or extension is proposed which, due to its design, also provides for a certain pivoting of the splint elements in the frontal plane, ie in the direction of varus or valgus. The purpose here is to enable the angular position of an orthosis in the frontal plane, ie viewed from the front, below and above the knee joint to change desired correction forces on a leg according to a 3-point principle. A dynamic change of the varying or valgus forces to change the joint position is not intended.

Die GB 2 327 044 beschreibt ein orthopädisches Gelenk zur Verwendung in Gonarthroseorthesen welches ein Kondylenpolster in medial-lateraler Richtung durch eine Rampenkonstruktion in Abhängigkeit von dem Beugewinkel der Orthese verschiebt. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass sie von der mechanischen Konstruktion her relativ aufwendig ist und natürlich die aufeinander reibenden Flächen der Rampenmechanik zum Verschleiß neigen.the UK 2 327 044 describes an orthopedic joint for use in gonarthrosis orthoses which displaces a condyle cushion in the medial-lateral direction by means of a ramp construction depending on the bending angle of the orthosis. This design has the disadvantage that it is relatively complex in terms of mechanical construction and of course the surfaces of the ramp mechanism rubbing against one another tend to wear.

Eine ähnliche Lösung wird von der WO 2014143518 vorgeschlagen. Die oben genannten Nachteile gelten hier in gleicher Weise. Außerdem ist bei diesen Ausführungen der Verschiebeweg des Kondylenpolsters nicht individuell veränderbar, so dass auch hier bei Anwendern mit größerem Beinumfang die gewünschte dynamische Wirkung relativ kleiner wird.A similar solution is provided by the WO2014143518 suggested. The disadvantages mentioned above apply here in the same way. In addition, the displacement path of the condyle padding cannot be changed individually in these designs, so that the desired dynamic effect is also relatively smaller here for users with larger leg circumferences.

In beispielsweise den Schriften US5 807 294 , US 6 413 232 , WO 03 068 115 A1 , EP 2 339 998 B1 oder die WO 2010 005 454 Alwerden weiterhin verstellbare Kondylenposter bzw. Druckelemente beschrieben, die vom Anwender nach Bedarf verstellt werden können, um einen in lateraler oder medialer Richtung wirkenden Korrekturdruck auf ein Kniegelenk auszuüben. Eine Dynamik ist nicht vorgesehen.For example in the scriptures US5 807 294 , U.S. 6,413,232 , WO 03 068 115 A1 , EP 2 339 998 B1 or the WO 2010 005 454 Adjustable condylar pads or pressure elements are also described, which can be adjusted by the user as required in order to exert a corrective pressure acting in the lateral or medial direction on a knee joint. Dynamics are not provided.

Aus der Schriften EP 280 2298 B1 (Petursson, Valgeir et al.) sind Orthesen mit einseitigen Gelenkschienen und Gurtanordnungen bekannt, welche eine Kraft zur Inklinationswirkung in medial-lateraler Richtung auf ein Kniegelenk zur Entlastung eines Gelenkkompartimentes vorsehen, bei denen die Gurtführung von einer Oberschenkelposition an der Gelenkschiene diagonal durch die Kniekehle des Orthesenträgers zu einer Unterschenkelposition im Bereich des Unterschenkelteils der Gelenkschiene verläuft. EP 3 123 986 B1 (Bernareggi, Aldo, et al.) schlägt für eine ähnliche Wirkungsweise eine diagonale Gurtführung jeweils vom Ober- und vom Unterschenkelbereich diagonal durch die Kniekehle zu einem Bereich in Knienähe auf der gegenüberliegenden Seite vor. Zweck solcher Gurtführungen ist es, jeweils die Beinachse im Sinne einer Dreipunkt Kraftausübung, zu verändern um gezielt ein Gelenkkompartiment zu entlasten. Für den Fachmann ist schnell ersichtlich, dass die Gurtführung durch die Kniekehle nicht nur für den Anwender unangenehm ist, sondern auch schnell zu Hautirritationen führen kann.From the Scriptures EP 280 2298 B1 (Petursson, Valgeir et al.), orthoses with one-sided articulated splints and belt arrangements are known which provide a force for the inclination effect in the medial-lateral direction on a knee joint to relieve a joint compartment, in which the belt is guided from a thigh position on the articulated splint diagonally through the hollow of the knee of the orthosis wearer to a lower leg position in the area of the lower leg part of the articulated splint. EP 3 123 986 B1 (Bernareggi, Aldo, et al.) proposes a diagonal belt guide from the upper and lower leg area diagonally through the hollow of the knee to an area near the knee on the opposite side for a similar mode of action. The purpose of such belt guides is to change the leg axis in the sense of a three-point exertion of force in order to relieve a joint compartment in a targeted manner. It is quickly apparent to the specialist that the belt routing through the hollow of the knee is not only uncomfortable for the user, but can also quickly lead to skin irritation.

Es ist eine Sonderform beispielsweise aus der DE 10 2012 102 012 B4 bekannt, welche nicht knieübergreifend getragen wird, sondern welche die notwendige horizontale Kraft, bzw. ein Kraftvektor nach einem 3-Punkt-Prizip, zur Verschiebung der Belastungslinie auf das Knie bei aufrechtem Stand dadurch erzeugt, dass die Orthese über eine steife Verbindung mit einer Fußplatte verfügt und die horizontale Kraft auf den Unterschenkel unterhalb des Knies (distal vom Knie) dadurch erzeugt wird, dass die Fußplatte in einem derartigen Winkel angebracht ist, dass die senkrecht stehende Strebe, welche sich von der Fußplatte bis unterhalb des Kniegelenke erstreckt, entsprechend in der gewünschten medialen bzw. lateralen Richtung durch die Belastung mit dem Körpergewicht gekippt wird und über ein entsprechend vorgesehenes Polster eine Kraft auf den Unterschenkel ausübt.It is a special form, for example from DE 10 2012 102 012 B4 known, which is not worn across the knees, but which generates the necessary horizontal force, or a force vector according to a 3-point principle, to shift the load line on the knee when standing upright in that the orthosis has a rigid connection with a foot plate and the horizontal force on the lower leg below the knee (distal to the knee) is generated by angling the footplate such that the vertical strut extending from the footplate to below the knee joint corresponds to that in Fig is tilted in the desired medial or lateral direction by the load of the body weight and exerts a force on the lower leg via a correspondingly provided cushion.

Wenn auch Orthesen nach dem Stand der Technik in vielen Ausführungen die gewünschte Wirkung an der physiologischen Struktur des Körperteiles des Anwenders, an welchem die Orthesen jeweils getragen werden (in den meisten genannten Beispielen also am Bein im Bereich des Kniegelenkes) aufweisen, haben alle Ausführungen - wie gezeigt wurde - erhebliche Nachteile.Although orthoses according to the state of the art in many versions have the desired effect on the physiological structure of the part of the user's body on which the orthoses are worn (in most of the examples mentioned on the leg in the area of the knee joint), all versions - as has been shown - significant disadvantages.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, Orthesen zur Anwendung an verschiedenen Körperbereichen zur Verfügung zu stellen, wo auch immer eine Kraftausübung auf ein Körpergelenk erzeugt werden soll, welche in eine Richtung wirkt, die in einem bestimmten Winkel zur Schwenkebene, also zu der Ebene, welche senkrecht zur Hauptdrehachse verläuft, gerichtet ist. Dieser Winkel ist in der Praxis in den meisten Anwendungen wahrscheinlich 90°, er kann aber in bestimmten Fällen kleiner oder größer als 90° sein, beispielsweise zwischen 30° und 90° betragen. Ziel dieser Kraftwirkung ist es, mit entsprechenden durch die Orthese verursachten Gegenkräften ein Moment zu erzeugen, welches eine Schwenkung eines Gelenks in eine Richtung zu bewirken sucht, welche nicht mit der normalen Streck- und Beugerichtung identisch ist. Dies bedeutet allerdings nicht, dass das Gelenk tatsächlich durch die äußeren Kräfte in der Stellung geändert wird, sondern eine innere Entlastung mit dem Verschieben der Belastungslinie durch das Gelenk ist oft schon ausreichend. Am Beispiel einer Orthese für das Kniegelenk würde der Kraftvektor dieser Kraft vorteilhafterweise senkrecht zur Schwenkebene der Kniebeugung, also in Richtung parallel der Schwenkachse des natürlichen Kniegelenkes gerichtet sein, und zusammen mit entsprechenden Gegenkräften auf das Bein eine valgisierende oder auch eine varisierende Wirkung haben und ggf. eine gewisse messbare Rotaion oder Schwenkung (Inklination) in Richtung lateral oder medial erzeugen.
Die erfindungsgemäße Orthese soll immer nur dann eine solche Querkraft auf ein Körperteil, insbesondere zur Entlastung von Gelenkstrukturen, ausüben, wenn die durch die Orthese aufgebrachten Kräfte und Momente zum Erfüllen des Zwecks der Orthese erforderlich sind. Bei Zuständen, in denen keine korrigierende Kraft erforderlich, bzw. eventuell sogar kontraproduktiv ist, soll diese Kraft minimiert werden. Beispielsweise ist es bei einer Orthese zur Behandlung von Kniegelenksarthose nicht sinnvoll einen Korrekturdruck auch dann auf das Gelenk auszuüben, wenn gebeugt und evtl. sogar zusätzlich nicht belastet ist, wie etwa beim Sitzen mit abgewinkelten Beinen. Es soll sich also um eine dynamisch wirkende orthopädische Einrichtung handeln. Darüber hinaus soll die orthopädische Einrichtung gemäß der Erfindung konstruktiv einfach, möglichst wenig auftragend und besonders angenehm zu tragen sein. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung eine orthopädische Einrichtung derart auszubilden, dass das Hilfsmittel am Körper des Anwenders möglichst wenig verrutscht bzw. migriert.
Insbesondere ist es auch Aufgabe der Erfindung, eine Orthese zu gestalten, welche mit wenig mechanischem Aufwand in Abhängigkeit des Beugewinkels sich verändernde Korrekturkräfte, bzw. Drehmomente auf ein menschliches Gelenk ausübt, so dass eine resultierende Querkraft entsteht, welche in einem Winkel größer Null und kleiner 180°, vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen 30° und 150°, zur Schwenkebene gerichtet ist und dadurch valgisierende oder varisierende Kräfte auf das entsprechende Gelenk entstehen.
Als Schwenkebene wir in diesem Zusammenhang die Ebene gesehen, welche beim Schwenken des Orthesengelenkes gebildet wird.It is therefore the object of the invention to provide orthoses for use in different areas of the body, wherever a force is to be exerted on a body joint, which acts in a direction which is at a specific angle to the pivot plane, i.e. to the plane which perpendicular to the main axis of rotation, is directed. In practice, this angle is likely to be 90° in most applications, but in certain cases it may be less than or greater than 90°, for example between 30° and 90°. The aim of this force action is to generate a moment with corresponding counter-forces caused by the orthosis, which seeks to bring about a pivoting of a joint in a direction which is not identical to the normal extension and bending direction. However, this does not mean that the position of the joint is actually changed by the external forces, but internal relief with the shifting of the load line through the joint is often sufficient. Using the example of an orthosis for the knee joint, the force vector of this force would advantageously be directed perpendicularly to the pivot plane of knee flexion, i.e. in a direction parallel to the pivot axis of the natural knee joint, and together with corresponding counter-forces would have a valgus or varus effect on the leg and possibly produce some measurable rotation or tilt (inclination) in a lateral or medial direction.
The orthosis according to the invention should only ever exert such a transverse force on a body part, in particular for relieving joint structures, if the forces and moments applied by the orthosis are required to fulfill the purpose of the orthosis. In states where no cor rigating force is required or possibly even counterproductive, this force should be minimized. For example, in the case of an orthosis for the treatment of arthrosis in the knee joint, it does not make sense to apply corrective pressure to the joint when the patient is bent and possibly not even additionally loaded, such as when sitting with bent legs. It should therefore be a dynamically acting orthopedic device. In addition, the orthopedic device according to the invention should be structurally simple, as little bulky as possible and particularly comfortable to wear. It is also the object of the invention to design an orthopedic device in such a way that the aid slips or migrates as little as possible on the user's body.
In particular, it is also the object of the invention to design an orthosis which, with little mechanical effort, exerts corrective forces or torques on a human joint that change depending on the flexion angle, so that a resultant lateral force arises which occurs at an angle greater than zero and smaller 180°, advantageously in a range between 30° and 150°, to the pivot plane and thereby valgus or varus forces arise on the corresponding joint.
In this context, the plane that is formed when the orthotic joint is pivoted is seen as the pivot plane.

Diese Aufgaben der Erfindung werden mit den Merkmalen nach Anspruch 1 erreicht. Weiterreichende Ausführungsformen und besondere Anwendungen werden in den Unteransprüchen näher bezeichnet.These objects of the invention are achieved with the features of claim 1. More extensive embodiments and special applications are specified in the dependent claims.

Die Erfindung wird im Folgenden ausschließlich am Beispiel von Orthesen zur Entlastung des Kniegelenkes beschrieben. Es werden zunächst die Wirkmechanismen und die Möglichkeiten der Entlastung des Kniegelenkes bei Zustand nach Gonarthrose durch Orthesen anhand von Abbildungen beschrieben. Im Anschluß wird näher auf die Besonderheiten, Neuerungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung eingegangen. Insbesondere wird die Erfindung am Beispiel einer Knieorthese zu Anwendung bei Gonarthrose mit besonders geschädigtem medialen Kompartiment anhand von Abbildungen näher erläutert.
Die Beschränkung auf das Kniegelenk soll den textlichen Umfang dieser Schutzrechtsanmeldung reduzieren und bedeutet nicht, dass die Erfindung nicht auch für andere Anwendungsfälle verwendet werden kann. So könnte es sowohl nach neurologischen Schädigungen mit entsprechenden Fehlstellungen beispielsweise der Hand, oder auch bei deformierenden Rheumaerkrankungen, oder beispielsweise auch zur Skoliosebehandlung vorteilhaft sein, Orthesen mit den Merkmalen der Erfindung zu konstruieren bzw. entsprechend anzupassen.The invention is described below exclusively using the example of orthoses for relieving the load on the knee joint. First, the mechanisms of action and the possibilities of relieving the knee joint in the condition after gonarthrosis by orthoses are described with the help of illustrations. The special features, innovations and improvements of the present invention will be discussed in more detail below. In particular, the invention is explained in more detail using the example of a knee orthosis for use in gonarthrosis with a particularly damaged medial compartment with the aid of illustrations.
The restriction to the knee joint is intended to reduce the textual scope of this patent application and does not mean that the invention cannot also be used for other applications. It could be advantageous to construct orthoses with the features of the invention or to adapt them accordingly after neurological damage with corresponding malpositions, for example of the hand, or also in the case of deforming rheumatic diseases, or for example also for the treatment of scoliosis.

Außerdem ist es auch denkbar, dass die erwünschten und durch die Orthese bedingten Kräfte und Momente beispielsweise zur Wachstumslenkung oder auch zur Korrektur von physiologischen Fehlstellungen angewendet wird.In addition, it is also conceivable that the desired forces and moments caused by the orthosis are used, for example, to direct growth or to correct physiological malpositions.

Stichwortartige Bescheibung der Figuren:

Bild 1 stellt die wesentlichen knöchernen Strukturen eines menschlichen Beines von der Hüfte bis zum Fuß in einer Varus-Position dar.
Bild 2 zeigt schematisch die unteren Extremitäten eines Menschen von vorne gesehen in Varusstellung dar.
Bild 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Bild 2 mit den Beinen in Valgusstellung
Bild 4 zeigt die unteren Extremitäten wie in Bild 2 wobei schematisch dem rechten Bein eine bekannte Knieorthese zugeordnet ist.
Bild 5 zeigt schematisch den Bereich des Kniegelenkes eines rechten Beins von vorne gesehen mit einer angelegten Knieorthese bestehend aus Schienen mit einer Gelenkeinrichtung und Gurten zur Positionierung und Fixierung der Orthese an einem menschlichen Bein. Die knöchernen Strukturen sind schematisch ebenfalls dargestellt, wobei die Kniescheibe nicht dargestellt ist.
Bild 6 zeigt den Knegelenkbereich des Beines mit Orthese aus Bild 5 in seitlicher Stellung leicht gebeugt von lateral aus gesehen.
Bild 7 zeigt den Bereich des Kniegelenks eines rechten Beines mit schematischer Darstellung der knöchernen Strukturen ohne Darstellung der Kniescheibe mit angelegter Gonarthroseorthese in bevorzugter Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Bild 8 entspricht der Darstellung eines Beinbereiches mit Orthese nach Bild 7 und dient schematisch zum Erklärung der Wirkungsweise einer Orthese nach der vorliegenden Erfindung
Bild 9 zeigt die wesentlichen Merkmale der Orthese aus Bild 8 in 90 Grad Beugestellung des Kniegelenkes von dorsal gesehen ohne Darstellung eines Beines. Das erfindungsgemäße Ausgleichsgelenk wurde in dieser Darstellung als steif angesehen.
Bild 10 zeigt die gleiche Darstellung wie Bild 9 nachdem das erfindungsgemäße Ausgleichsgelenk wie vorgesehen rotiert wurde. Bild 9 und Bild 10 sollen im Vergleich die Wichtigkeit des erfindungsgemäßen Ausgleichsgelenkes zum Ausgleich einer Verdrehung des Oberschenkelteils zum einem Unterschenkelteil einer Orthese mit einem Winkel (α) zwischen der Haupt- Drehachse des natürlichen Kniegelenkes und der Haupt-Drehachse des Orthesengelenkes verdeutlichen.
Bild 11 zeigt als vergrößerten Ausschnitt schematisch die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Orthese wie sie in den Bilden 7 bis 10 dargestellt ist wobei hier schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausgleichsgelenkes als Scharniergelenk in der proximalen Gelenkschiene dargestellt ist.

Brief description of the characters:

Figure 1 depicts the main bony structures of a human leg from hip to foot in a varus position.
Figure 2 shows a schematic representation of the lower extremities of a human seen from the front in a varus position.
Picture 3 shows a representation similar to picture 2 with the legs in valgus position
Figure 4 shows the lower extremities as in Figure 2, with a known knee orthosis being schematically assigned to the right leg.
Figure 5 shows schematically the area of the knee joint of a right leg seen from the front with a knee orthosis consisting of splints with a joint device and straps for positioning and fixing the orthosis on a human leg. The bony structures are also shown schematically, with the patella not being shown.
Figure 6 shows the ankle joint area of the leg with the orthosis from Figure 5 in a sideways position, slightly bent, seen from the side.
Figure 7 shows the area of the knee joint of a right leg with a schematic representation of the bony structures without representation of the patella with a gonarthrosis orthosis in place in a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 corresponds to the representation of a leg area with an orthosis according to FIG. 7 and is used to schematically explain the mode of operation of an orthosis according to the present invention
Figure 9 shows the essential features of the orthosis from Figure 8 in a 90 degree flexed position of the knee joint, seen from the posterior without showing a leg. The compensating joint according to the invention was viewed as stiff in this representation.
Figure 10 shows the same representation as Figure 9 after the compensation joint according to the invention has been rotated as intended. Figure 9 and Figure 10 are intended to compare the importance of the compensation joint according to the invention for compensating for twisting of the thigh partly to a lower leg part of an orthosis with an angle (α) between the main axis of rotation of the natural knee joint and the main axis of rotation of the orthosis joint.
FIG. 11 shows an enlarged detail of the essential features of an orthosis according to the invention as shown in FIGS. 7 to 10, a preferred embodiment of the compensation joint according to the invention being shown here as a hinge joint in the proximal joint rail.

In Bild 1 ist schematisch der knöcherne Aufbau eines menschlichen Beines dargestellt. Von oben nach unten ist der Oberschenkelknochen, das Femur, (1) mit dem Hüftkopf (2) und den Oberschenkelkondylen 4a und 4b dargestellt. Die Ansicht zeigt die knöchernen Strukturen eines linken Beines von vorne gesehen. Zur Verdeutlichung der möglichen Auswirkung der unikompartimentären Gonarthrose ist eine typische O-Bein- bzw. Varusstellung der Knochen zueinander übertrieben dargestellt. Die Kondylen des Oberschenkelknochens (4a) (medial) und (4b) (lateral) bilden mit den Kondylen (3a) und (3b) des Unterschenkelknochens (Tibia) (6) die Laufflächen des Kniegelenkes für die Streck- und Beugebewegung. Die dazwischen liegenden knorpeligen Strukturen, der Miniskus und die Bandstrukturen sind nicht dargestellt. Auf der Außenseite des Beines, also rechts im Bild, befindet sich noch das Wadenbein (die Fibula) (7), welche am unteren Ende zusammen mit den entsprechenden Knochenvorsprüngen des Schienbeins die sog. Malleolengabel (8) als wesentlicher Teil des (nicht dargestellten) Sprunggelenkes bildet. Die Kniescheibe (5) dient hauptsächlich als Führung und als Abstandshalter des Apparates von Muskel-/Sehnenstrukturen zur Streckung des Beines. Das Körpergewicht wird hauptsächlich über die Gleitflächen zwischen zwischen den medialen (4a und 3a) und den lateralen (4b und 3b) Kondylen übertragen. Zwischen der Kniescheibe und demOber- bzw. Unterschenkelknochen befindet sich eine weitere Gleitfläche, die hier weder dargestellt ist noch weiter beschrieben wird. Im Laufe des Lebens kommt es oft zu Verschleißerscheinungen an den erwähnten 3 Laufflächen. Die Knorpelschichten werden dünner, sind mit zunehmendem Alter weniger elastisch und können teilweise sogar ganz verschwinden. Dies führt nicht nur zu Schmerzen sondern oft auch zu Fehlstellungen im Beinapparat. Meist sind die Verschleißerscheinungen nicht in allen Gelenkflächen des Knies gleichmäßig ausgebildet. Das heißt, eine Gleitfläche in ein und demselben Gelenk ist mehr verschlissen als eine andere. Der Fachmann stellt dann fest, dass sich der Kniespalt (9) krankhaft (pathologisch) verringert. In Bild 1 ist das schematisch dargestellt. Der mediale Kniespalt, im Bild also links zu sehen, ist geringer als der Kniespalt auf der lateralen Seite, also der Außenseite, welche im Bild rechts dargestellt ist. Da die Gelenkspalte auf der Innen- und er Außenseite unterschiedlich Breiten haben, verändert sich auch die Stellung der Ober- und Unterschenkelknochen zueinander wodurch es zu der dargestellten O-Beinstellung kommen kann. Die Belastungslinie, welche durch das Körpergewicht und den auftretenden dynamischen Kräften erzeugt wird, verläuft nicht mehr - wie beim gesunden Menschen - mittig durch das Kniegelenk, sondern sie verschiebt sich in in diesem Beispiel nach medial, was im Bild 2 durch die Linie (10) symbolisch dargestellt ist. Im gezeigten Fall ist das Kniegelenk pathologisch nach außen bzw, nach lateral verlagert und die Belastungslinie (10) verläuft medial der Kniemitte.Figure 1 shows the bony structure of a human leg. From top to bottom, the thigh bone, the femur, (1) is shown with the femoral head (2) and the femoral condyles 4a and 4b. The view shows the bony structures of a left leg seen from the front. To illustrate the possible effects of unicompartmental gonarthrosis, a typical bowleg or varus position of the bones is shown in an exaggerated manner. The condyles of the thigh bone (4a) (medial) and (4b) (lateral) together with the condyles (3a) and (3b) of the lower leg bone (tibia) (6) form the running surfaces of the knee joint for the extension and bending movement. The intervening cartilaginous structures, the meniscus and the ligamentous structures are not shown. On the outside of the leg, i.e. on the right in the picture, there is also the calf bone (the fibula) (7), which, together with the corresponding bony prominences of the tibia, forms the so-called malleolar fork (8) as an essential part of the (not shown) ankle forms. The patella (5) serves primarily as a guide and spacer for the apparatus of muscle/tendon structures to extend the leg. Body weight is primarily transferred via the sliding surfaces between the medial (4a and 3a) and the lateral (4b and 3b) condyles. Between the patella and the femur or tibia is another sliding surface which is neither shown nor described further here. In the course of life, there are often signs of wear on the 3 running surfaces mentioned. The layers of cartilage become thinner, become less elastic with age and can sometimes even disappear completely. This not only leads to pain but often also to misalignments in the leg apparatus. In most cases, the signs of wear are not evenly developed in all joint surfaces of the knee. This means that one sliding surface in one and the same joint is more worn than another. The specialist then determines that the knee gap (9) is pathologically (pathologically) reduced. This is shown schematically in Figure 1. The medial knee gap, which can be seen on the left in the picture, is smaller than the knee gap on the lateral side, i.e. the outside, which is shown in the picture on the right. Since the joint gaps on the inside and outside have different widths, the position of the upper and lower leg bones in relation to one another also changes, which can lead to the bowed leg position shown. The load line, which is generated by the body weight and the dynamic forces that occur, no longer runs through the middle of the knee joint - as in healthy people - but in this example it shifts medially, which is indicated by line (10) in Figure 2. is represented symbolically. In the case shown, the knee joint is pathologically shifted outwards or laterally and the load line (10) runs medial to the middle of the knee.

Es ist deshalb anzustreben, die Belastung der medialen Gelenkflächen zu reduzieren und die Gravitations- sowie die dynamischen Kräfte wieder mehr auf die weniger stark betroffenen Strukturen des Kniegelenkes zu verteilen, die Belastungslinie also wieder weiter nach lateral zu verschieben. Im gezeigten Fall wäre es also sinnvoll, den medialen Kniespalt durch äußere Kräfte und Momente auf das Bein wieder zu vergrößern und damit eine möglicherweise bestehende O-Bein-Stellung zu reduzieren. Es sei hier erwähnt, dass es natürlich auch möglich ist, dass der äußere, also der laterale Kniespalt stärker verringert ist als das medial liegende Gegenstück. Die Problematik für den Betroffenen ist dann sehr ähnlich dem hier beschriebenen Fall mit dem Unterschied, dass die entstehende knöcherne Fehlstellung zur Bildung der sog. X-Bein-, bzw. Valgusstellung (Bild 3) führt und die Schmerzen nicht hauptsächlich medial im Knie auftreten sondern lateral, was bedeutet, dass der Betroffenen eher Schmerzen auf der Knie-Außenseite hat als auf der Innenseiten. Die Möglichkeiten der Korrektur durch eine Orthese sind bei medialer oder lateraler Gonarthrose gleich mit dem Unterschied, dass die Kraftverhältnisse der Orthese auf das Bein umgekehrt anzusetzen sind. Da aus der Praxis aber bekannt ist, dass erfahrungsgemäß ca. 80 Prozent der Betroffenen eine mediale Gonarthrose entwickeln, wird sich im Weiteren auf diese Erscheinungsform des Leidens beschränkt. Generell kann aber eine Orthese, welche beispielsweise für eine mediale Gonarthrose am linken Bein vorgesehen ist, eine korrekte Korrekturwirkung bei lateraler Gonarthrose beim Einsatz am kontralateralen, also dem rechten Bein, erzeugen.It is therefore desirable to reduce the load on the medial joint surfaces and to distribute the gravitational and dynamic forces more to the structures of the knee joint that are less severely affected, i.e. to shift the load line further laterally again. In the case shown, it would therefore make sense to increase the medial knee gap again through external forces and moments on the leg and thus reduce any existing bowlegs. It should be mentioned here that it is of course also possible that the outer, i.e. the lateral knee gap is more reduced than the medial counterpart. The problem for those affected is then very similar to the case described here, with the difference that the resulting bony misalignment leads to the formation of the so-called knock-knee or valgus position (Image 3) and the pain does not mainly occur medial in the knee but lateral, meaning the sufferer is more likely to have pain on the outside of the knee than on the inside. The options for correction with an orthosis are the same for medial or lateral gonarthrosis, with the difference that the force ratios of the orthosis on the leg are reversed. However, since it is known from experience that around 80 percent of those affected develop medial gonarthrosis, the following is limited to this manifestation of the condition. In general, however, an orthosis that is intended for medial gonarthrosis on the left leg, for example, can produce a correct corrective effect for lateral gonarthrosis when used on the contralateral, i.e. the right leg.

Die am häufigsten verwendeten Knieorthese bei Gonarthrose werden am Knie getragen und wirken knieübergreifend und sind dazu einseitig (monolateral) oder beidseitig (bilateral) mit Gelenkschienen ausgestattet. In Bild 4 ist das Prinzip dieser bekannten Knieorthesen schematisch am Beispiel einer monolateralen Orthese mit Gurten dargestellt. Die Pfeile geben die Richtung der Kräfte bei gestrecktem Bein an. Die zwei zirkulären Befestigungen am Ober- (11) und am Unterschenkel (12) plus eine zusätzliche Befestigungseinrichtung am Unterschenkel (12a) zur Stabilisierung der Gelenkschienen in Richtung anterior-posteriar sind im einfachsten Fall zirkulär um das Bein verlaufende Gurte, welche an den entsprechenden Gelenkschienen (13) und (14) fest oder lösbar befestigt sind und eine Einrichtung zum Öffnen und Schließen, im einfachsten Fall Klettverschlüsse, aufweisen. Die Gurte wirken zusammen mit der im wesentlichen in lateraler Richtung biegesteifen Gelenkschienen (13) und (14) und einem die Beugebewegung des Knies nachbildenden Schwenkgelenk (15), welches zwischen den Gelenkschienen angeordnet ist, als 3-Punkt Kraft-Wirksystem zusammen mit dem am Gelenk (15) der Orthese (20) angebrachten Kondylenpolster (16). Das Kondylenpolster drückt mit einer korrigieren Kraft (F) in horizontaler Richtung auf den äußeren Kondyluskomplex, während die beiden Gurte jeweils in entgegengesetzter Richtung am Ober- und Unterschenkel ziehen, also die horizontalen Gegenkräfte (Fr1) und (Fr2) nach einem 3-Punkt Prinzip bilden. Eine solche Orthese kann anstatt, wie in Bild 4 dargestellt, mit nur einer Gelenkschiene ausgestattet sein, oder aber auch auf beiden Seiten des Kniegelenkes jeweils eine Gelenkschiene mit entsprechenden Schwenkgelenken aufweisen.The most commonly used knee orthoses for gonarthrosis are worn on the knee and have a knee-spanning effect and are equipped with articulated splints on one side (monolateral) or on both sides (bilateral). In Figure 4, the principle of these known knee orthoses is shown schematically using the example of a monolateral orthosis with straps. The arrows indicate the direction of the forces when stretched leg on. The two circular attachments on the upper (11) and lower leg (12) plus an additional attachment device on the lower leg (12a) to stabilize the articulated splints in the anterior-posterior direction are, in the simplest case, circular straps running around the leg, which are attached to the corresponding articulated splints (13) and (14) are firmly or detachably attached and have a device for opening and closing, in the simplest case Velcro fasteners. The straps work together with the joint rails (13) and (14), which are essentially rigid in the lateral direction, and a swivel joint (15) which simulates the bending movement of the knee and is arranged between the joint rails, as a 3-point force-acting system together with the am Joint (15) of the orthosis (20) attached condylar pad (16). The condyle cushion presses with a correcting force (F) in a horizontal direction on the outer condyle complex, while the two straps each pull in opposite directions on the upper and lower leg, i.e. the horizontal counteracting forces (Fr1) and (Fr2) according to a 3-point principle form. Such an orthosis can be equipped with only one articulated splint, as shown in Figure 4, or it can also have an articulated splint with corresponding swivel joints on both sides of the knee joint.

Da die Schmerzen eines Betroffenen hauptsächlich bei Belastung des Beines entstehen und das Bein natürlicherweise in der Standphase eines Schrittzyklus im wesentlichen gestreckt ist, ist die korrigierende und ggf. stellungsverändernde Kraft auf das Bein hauptsächlich in gestrecktem Zustand des Beines erforderlich und sinnvoll. Wenn die Korrekturwirkung einer Orthese unverändert über den Beugezyklus hinweg bestehen bleibt, entsteht bei zunehmendem Beugewinkel des Kniegelenkes durch den Druckpunkt im Bereich des Knies oder direkt auf den Kondylus aufgrund der in dieser Ebene fehlenden Gegenkräfte, ein Drehmoment auf die Orthese, welches die Orthese am Bein zu verdrehen sucht.
Dies führt dazu, dass die Orthese während des Gebrauchs unerwünscht um das Bein rotiert und dadurch die angestrebte Wirkung nachläßt, bzw. unerwünschte dynamische Fehlkräfte auftreten. Es ist also sinnvoll, Orthesen, welche Kräfte auf ein Gliedmaß quer zur Schwenkebene der Gelenkbeugung des Gliedes ausüben, im gezeigten Ausführungsbeispiel, also insbesondere horizontale Kräfte, welche varisierend bzw valgisierend wirken, derart zu gestalten, dass die korrigierenden Kräfte mit zunehmendem Beugewinkel wenigstens abnehmen oder sogar komplett gelöscht werden.Since the pain of an affected person arises mainly when the leg is under load and the leg is naturally essentially stretched in the stance phase of a step cycle, the corrective and possibly position-changing force on the leg is mainly necessary and useful when the leg is stretched. If the corrective effect of an orthosis remains unchanged over the flexion cycle, as the flexion angle of the knee joint increases, the pressure point in the knee area or directly on the condyle causes a torque on the orthosis due to the lack of opposing forces in this plane, which the orthosis on the leg seeks to twist.
As a result, the orthosis rotates undesirably around the leg during use and the desired effect is thereby reduced, or undesired dynamic faulty forces occur. It therefore makes sense to design orthoses that exert forces on a limb transversely to the pivot plane of the joint flexion of the limb, in the exemplary embodiment shown, i.e. in particular horizontal forces that have a varus or valgus effect, in such a way that the corrective forces at least decrease with increasing flexion angle or even completely deleted.

Die Begriffe „parallel“ und „senkrecht zu“ werden hier zur groben Beschreibung einer Richtung verwendet und es ist hiermit nicht die exakte geometrische Bedeutung von 0 Grad oder 90 Grad gemeint. Es soll auch erwähnt werden, dass viele menschliche Gelenke bekanntermaßen nicht wie technische Scharniergelenke funktionieren, sondern es sich physiologisch oft um kombinierte Bewegungen mit translatorischen und rotatorischen Anteilen um unterschiedliche Achsen handelt. Dies ist insbesondere beim menschlichen Kniegelenk der Fall, welches während des Beugens und des Streckens eine Dreh-Gleitbewegung um eine Hauptachse, sowie in bestimmten Winkelbereichen , z. B. bei der vollkommenen Streckung des Beines, zusätzlich auch noch eine rotatorische Bewegung der Gelenkanteile mit einer Drehachse parallel zur Beinachse, dem Fachmann als Endrotation bekannt, ausübt. Im Sinne dieser Schrift wird also mit dem Begriff Hauptachse die Drehachse bezeichnet, um welche sich jeweils an das Gelenk angrenzenden Strukturen des Körperteiles dreht, also um Beugung und Streckung, bzw. Flexion und Extension. Wenn hier auch von Schienenelementen als Bestandteil von orthopädischen Einrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung gesprochen wird, soll dies lediglich auf eine bevorzugte Ausführungsform hinweisen. Der Begriff „Schienenelemente“ wird synonym zu allen denkbaren Komponenten von Orthesen, welche beidseits von Gelenkeinrichtung im wesentlichen entlang der Längserstreckung des Körperteiles vorgesehen sind, und durch welche zum einen Kräfte übertragen werden können und die zum anderen zusätzlich auch mit Befestigungselementen ausgestattet sein können, mit Hilfe derer die Orthese am Körper des Verwenders positioniert und fixiert werden können.The terms "parallel" and "perpendicular to" are used here to roughly describe a direction and do not mean the exact geometric meaning of 0 degrees or 90 degrees. It should also be mentioned that, as is well known, many human joints do not function like technical hinge joints, but are often physiologically combined movements with translational and rotational components around different axes. This is particularly the case with the human knee joint, which undergoes a rotational-sliding movement about a main axis during flexion and extension, as well as in certain angular ranges, e.g. B. at the complete extension of the leg, additionally also a rotational movement of the joint parts with an axis of rotation parallel to the leg axis, known to those skilled in the art as end rotation, exerts. For the purposes of this document, the term main axis refers to the axis of rotation about which the structures of the body part adjacent to the joint rotate, that is, about flexion and extension, or flexion and extension. If rail elements are also mentioned here as part of orthopedic devices according to the present invention, this is only intended to indicate a preferred embodiment. The term "splint elements" is synonymous with all conceivable components of orthoses, which are provided on both sides of the joint device essentially along the longitudinal extent of the body part, and through which forces can be transmitted and which can also be equipped with fastening elements on the other hand With the help of which the orthosis can be positioned and fixed on the user's body.

Wie oben bereits aufgezeigt, soll in diesem Anwendungsfall also das mediale Kompartiment am medialen Kondylus, also am zur Körpermitte hinweisenden Anteil des Kniegelenkes entlastet werden. Zur Reduzierung von Belastungsschmerzen beispielsweise beim Gehen, soll die Orthese im annähernd gestreckten Zustand des Beines Kräfte und Momente derart auf das Bein ausüben, dass der mediale Kniespalt im Kniegelenk entlastet oder sogar aufgeweitet wird. Im Sitzen oder während der Schwungphase des Schrittzyklus, in dem das Kniegelenk i.d.R. stärker gebeugt ist, sind die im gestreckten Zustand erwünschten Kräfte und Momente nicht erwünscht oder sogar kontraproduktiv, weil sie bei gebeugtem Kniegelenk die Orthese am Bein zu verdrehen suchen, wie oben bereits geschildert. Es soll erreicht werden, dass der Orthesenträger bei Belastung des gestreckten Beines eine maximale Wirkung des Hilfsmittels erfährt, Letzteres aber beispielsweise im Sitzen möglichst wenig spürt.As already shown above, in this application the medial compartment on the medial condyle, ie on the part of the knee joint pointing towards the middle of the body, should be relieved. To reduce stress-related pain, for example when walking, the orthosis should exert forces and moments on the leg when the leg is approximately stretched in such a way that the medial knee gap in the knee joint is relieved or even widened. When sitting or during the swing phase of the step cycle, in which the knee joint is usually more bent, the forces and moments desired in the stretched state are undesirable or even counterproductive, because they try to twist the orthosis on the leg when the knee joint is bent, as already described above . The aim is to ensure that the wearer of the orthosis experiences the maximum effect of the aid when the stretched leg is loaded, but feels the latter as little as possible, for example when sitting.

Erfindungsgemäß wird dies in einfacher Weise dadurch gelöst, dass eine Orthese, welche aus je wenigstens einem proximalen und einem distalen Schienenelement, welche mit einem Schwenkgelenk miteinander biegesteif verbunden sind, besteht und bei dem jedem Schienenelement entweder wenigstens 1 Schalenelement mit Befestigungselementen oder Gurtelemente zugeordnet sind, welche in Summe dazu dienen, die Schienenelemente am Körper des Nutzers derart festzulegen, dass die Drehachse des Gelenkelements ungefähr mit der Hauptdrehachse des physiologischen Gelenkes der Gliedmaße übereinstimmt. Die Einschränkung „ungefähr“ ist deshalb zu machen, weil erstens viele physiologischen Gelenke nicht als reine Scharniergelenke ausgebildet sind und es deshalb keine exakt zu bestimmende Drehachse gibt. Damit sei auch festgehalten, dass der Begriff „Drehachse“ in der vorliegenden Schrift nicht die Bedeutung einer genau definierten technischen Achse hat, sondern es sich vielmehr um die Achse handelt, um welche sich die distalen und proximalen Anteile eines natürlichen Gelenkes drehen. Ähnliche gilt auch für den Begriff „Drehachse“ bei Orthesengelenken, welche ebenfalls nicht eindeutig definiert sein muss und sich über den Drehwinkel auf einer Polkurve verschieben kann. Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Orthesengelenk als Mehrachsgelenk oder als Dreh-Gleitgelenk ausgebildet ist. Dies, und der Fakt, dass Orthesen oftmals nicht exakt an einem als optimal anzusehenden Ort am Körper eines Orthesenträgers verbleiben, sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Insbesondere das menschliche Kniegelenk ist ein Bänder-geführtes Dreh-Gleitgelenk und hat eine sich mit dem Beugewinkel ständig ändernde Momentandrehachse. Der Fachmann spricht hier von einem winkelabhängigen Drehpol. Es gibt eine Vielzahl von technischen Orthesengelenken, welche durch mehr oder weniger aufwändige Konstruktionen und oft durch mehrere Drehachsen bestrebt sind, dem Drehpol des menschlichen Kniegelenkes in Abhängigkeit des Beugewinkels zu folgen. Solche Gelenke sind dem Fachmann hinreichend bekannt und sollen deshalb hier nicht weiter beschrieben werden. Wichtig ist festzuhalten, dass eine Orthesenkonstruktion nach den Vorgaben dieser Erfindung prinzipiell mit Verwendung der meisten gängigen bekannten Gelenkkonstruktionen verwirklicht werden kann.According to the invention, this is achieved in a simple manner in that an orthosis, which consists of at least one proximal and one distal splint element, which are connected to one another in a rigid manner with a swivel joint, and in which each rail element is assigned either at least 1 shell element with fastening elements or belt elements, which in total serve to fix the rail elements on the user's body in such a way that the axis of rotation of the joint element approximately coincides with the main axis of rotation of the physiological joint of the limb. The restriction "approximately" is to be made because, firstly, many physiological joints are not designed as pure hinge joints and there is therefore no axis of rotation that can be precisely determined. It should also be noted that the term "axis of rotation" in the present document does not mean a precisely defined technical axis, but rather the axis around which the distal and proximal parts of a natural joint rotate. The same applies to the term "axis of rotation" for orthotic joints, which also does not have to be clearly defined and can shift on a pole curve via the angle of rotation. The latter is the case, for example, when the orthotic joint is designed as a multi-axis joint or as a rotating sliding joint. This and the fact that orthoses often do not remain exactly in a place on the body of an orthosis wearer that is to be regarded as optimal are well known to the person skilled in the art. In particular, the human knee joint is a ligament-guided rotating-sliding joint and has an instantaneous axis of rotation that constantly changes with the flexion angle. The expert speaks here of an angle-dependent rotary pole. There are a large number of technical orthosis joints which, through more or less complex constructions and often through several axes of rotation, strive to follow the center of rotation of the human knee joint depending on the flexion angle. Such joints are well known to those skilled in the art and will therefore not be described further here. It is important to note that an orthosis construction according to the specifications of this invention can in principle be realized using most of the commonly known joint constructions.

Der Übersichtlichkeit und Einfachheit halber wird die Erfindung im Folgenden anhand einer Knieorthese mit einem einfachen Einachsgelenk für die Anwendung zur Entlastung der medialen Gelenkfläche, also des medialen Kompartiments, bei arthrotisch bedingten Schmerzen im Kniegelenk. Diese Beschränkung soll aber nicht bedeuten, dass die Erfindung nicht auch für Orthesen angewendet werden kann, welche für eine Beeinflussung eines menschlichen oder auch tierischen Gelenkes durch gezielte äußere Kräfte vorgesehen sind.For the sake of clarity and simplicity, the invention is described below using a knee orthosis with a simple single-axis joint for use in relieving the medial joint surface, ie the medial compartment, in the case of arthritic pain in the knee joint. However, this restriction should not mean that the invention cannot also be used for orthoses which are intended for influencing a human or else animal joint by targeted external forces.

Die zugrunde liegende Pathologie bei Gonarthrose wurde bereits oben anhand einiger Bilder beschrieben.The underlying pathology in osteoarthritis of the knee has already been described above using some images.

Bild 4 und Bild 5 zeigen Beispiele von Orthesen zur Behandlung von Gonarthrose des medialen Kompartiments des menschlichen Kniegelenkes. Wie bereits beschrieben haben die Orthesen den Zweck, durch Aufbringen von äußeren Kräften auf das mit der Orthese versorgte Bein im Bereich des Kniegelenks die Belastungslinie durch das Kniegelenk derart zu verschieben, dass die statischen und die dynamischen Kräfte, welche durch das Körpergewicht auf das Kniegelenk beim Gehen und Laufen einwirken, zu einem größeren Anteil auf das weniger stark betroffene laterale Kompartiment des Kniegelenkes übertragen werden. Idealerweise vergrößert sich durch die Orthese auch der mediale Kniespalt und die medialen Gelenkflächen werden weniger gereizt.Figure 4 and Figure 5 show examples of orthoses for the treatment of gonarthrosis of the medial compartment of the human knee joint. As already described, the purpose of the orthoses is to shift the load line through the knee joint by applying external forces to the leg fitted with the orthosis in the area of the knee joint in such a way that the static and dynamic forces that are exerted by the body weight on the knee joint when walking and running, are transferred to a greater extent to the less severely affected lateral compartment of the knee joint. Ideally, the orthosis also enlarges the medial knee gap and the medial joint surfaces are less irritated.

Bild 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer solchen Orthese mit Gurten nach dem Stand der Technik. An der oberen Gelenkschiene (13) ist am oberen (proximalen) Ende ein Gurtelement (11) befestigt, welches um das Bein herum geführt wird und mit einem nicht gezeigten Verschluss versehen ist, über den der Anwender die Schiene am Bein entsprechend befestigen kann. Ein weiteres proximales Gurtelement (11a) sicher die Position des Orthesengelenkes in der Sagittalebene. In gleicher Weise sind bei dem gezeigten Beispiel weitere Gurte (12, 12a) am unteren (distalen) Ende der distalen Gelenkschiene vorgesehen. Die Gelenkschienen sind an ihren jeweiligen knienahen Enden mit einem Schwenkgelenk (15) verbunden, welches die Streck- und Beugebewegung des Kniegelenkes zuläßt. Es können weitere Elemente vorgesehen sein, welche beispielsweise den Beugewinkel in Streck- und/oder in Beugerichtung einschränken. Es ist auch nicht im Sinne dieser Erfindung von Bedeutung, ob die Schienenelemente (13) und (14) mit dem Gelenkelement (15) fest oder lösbar verbunden sind, oder ob jeweils ein Teil des Gelenkelementes einstückig in das jeweilige Schienenelement übergeht. Ebenso unerheblich für das Verständnis dieser Erfindung, sind Details zur Ausführung des Gelenkelementes und prinzipiell sind alle dem Fachmann bekannten Ausführungen von Orthesengelenken zusammen mit der Erfindung anwendbar. Anstelle von Gurten oder ergänzend hierzu können Schalenelemente vorgesehen sein, welche Beinbereiche des Trägers ganz oder teilweise umschließen, wie das in dem Ausführungsbeispiel nach 7 zu sehen ist.
Es versteht sich von selbst, dass neben den gezeigten Elementen der Orthesenbeispiele weitere Komponenten vorhanden sein können, insbesondere beispielsweise Polsterelemente oder besondere Verschlußelemente. Da diese Komponenten für das Verständnis des Prinzips der Erfindung nicht wesentlich sind und diese auch dem Fachmann auf dem Gebiet der Orthesen hinreichend bekannt sind, werden diese in den Bildern nicht gezeigt und im Text auch nicht weiter erwähnt.Figure 6 shows another example of such an orthosis with straps according to the prior art. A strap element (11) is attached to the upper (proximal) end of the upper articulated splint (13), which is guided around the leg and is provided with a fastener (not shown) via which the user can attach the splint to the leg accordingly. Another proximal strap element (11a) secures the position of the orthotic joint in the sagittal plane. In the same way, further straps (12, 12a) are provided at the lower (distal) end of the distal articulated splint in the example shown. The articulated rails are connected at their respective ends near the knees to a swivel joint (15) which allows the knee joint to be stretched and bent. Further elements can be provided which, for example, limit the bending angle in the stretching and/or bending direction. It is also not important for the purposes of this invention whether the rail elements (13) and (14) are permanently or detachably connected to the joint element (15) or whether a part of the joint element merges into the respective rail element in one piece. Details of the design of the joint element are also irrelevant for understanding this invention, and in principle all designs of orthotic joints known to the person skilled in the art can be used together with the invention. Instead of straps or in addition thereto, shell elements can be provided which completely or partially enclose the leg areas of the wearer, as in the exemplary embodiment according to FIG 7 you can see.
It goes without saying that in addition to the elements shown in the examples of orthoses, further components can be present, in particular, for example, upholstery elements or special closure elements. Since these components are not essential for understanding the principle of the invention and they are also sufficiently known to a person skilled in the field of orthoses, they are not shown in the pictures and are not mentioned further in the text.

Sinn und Zweck all solcher Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen ist der, die Orthese sicher und möglichst migrationsfrei am Bein des Nutzers / der Nutzerin zu befestigen ohne Druckstellen oder sonstige vermeidbare Probleme zu erzeugen sowie die gewünschten Kräfte zu übertragen.The purpose of all such elements in the various embodiments is to attach the orthosis securely and with as little migration as possible to the leg of the user without creating pressure points or other avoidable problems and transferring the desired forces.

Bild 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Gonarthroseorthese mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung. Die Schienenelemente (13, 14) sind im Bereich des natürlichen Kniegelenkes mit einem technischen Gelenk verbunden. Im einfachsten Fall ist dies als Schrniergelenk ausgebildet, aber es könnte sich aber auch um ein Zahnsegment-, Mehrachsgelenk oder eine andere Gelenkkonstruktion handeln, wie sie dem Fachmann für Orthopädie- und Orthesentechnik bekannt sind. Das Gelenk wird im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt, da dessen Ausführung für das Verständnis der Erfindung nicht von besonderer Bedeutung ist.Figure 7 shows a preferred embodiment of a gonarthrosis orthosis with the features of the present invention. The splint elements (13, 14) are connected to a technical joint in the area of the natural knee joint. In the simplest case, this is designed as a hinge joint, but it could also be a toothed segment joint, a multi-axis joint or another joint construction, as is known to those skilled in the art of orthopedic and orthotic technology. The joint is not shown in detail in the exemplary embodiment shown, since its design is not of particular importance for understanding the invention.

Die Schienenelemente bestehen beispielsweise aus hochfestem Aluminium, einem Verbundwerkstoff oder aus entsprechend vergütetem Stahl bzw, einen anderen steifen Material mit gewissen elastischen Eigenchaften. Es ist ein distales Schienenelement (14) aus einem biegesteifem Material sowie aus einem proximales Schienenelement (13) mit ebensolchen Eigenschaften vorgesehen. Die beiden Schienenelemente haben jeweils ein freies Ende (13a) bzw. (14a) und ein zweites Ende (13b) bzw. (14b) an denen sie mit einem Gelenkelemen (15) verbunden sind. Die Schienen verlaufen auf der lateralen Beinseite entlang der Längsrichtung des Beines (30).The rail elements consist, for example, of high-strength aluminum, a composite material or of appropriately hardened steel or another rigid material with certain elastic properties. A distal rail element (14) made of a rigid material and a proximal rail element (13) with the same properties are provided. The two rail elements each have a free end (13a) or (14a) and a second end (13b) or (14b) at which they are connected to a joint element (15). The rails run along the longitudinal direction of the leg (30) on the lateral side of the leg.

Den Schienenelementen sind Schalenelemente (40, 41) sowie Befestigungselemente (11, 12) zugeordnet, welche dazu dienen, die Schienenelemente mit dem daran befestigten Gelenkelement an der Gliedmaße, hier also am menschlichen Bein, derart zu befestigen, dass die dadurch gebildete Orthese an dem Bein sicher und migrationsfrei festgelegt werden kann. Die Drehachse des Orthesengelenkes ist in der Transversalebene vorzugsweise parallel zur Drehachse des natürlichen Kniegelenkes, so dass eine Beugung (Flexion) und Streckung (Extension) des Beines im Bereich des Kniegelenkes möglichst ungehindert möglich ist. Die Befestigungselemente dienen auch dazu sicherzustellen, dass die Orthese während der Nutzung die Position nicht, bzw. lediglich um ein evtl. notwendiges Maß um Inkongruenzen zwischen natürlichem Gelenk und Orthesengelenk auszugleichen, bewegt. Dabei ist es wichtig, dass sich auch die dem Fachmann bekannte optimale Position des Orthesengelenks in Richtung posterior-anterior, also transversal in der Sagittalebene, während der Nutzung nicht maßgeblich verändert. Es ist deshalb wichtig, durch Ausgestaltung der Befestigungselemente sicherzustellen, dass die Gelenkschienen den Winkel zur Längsachse des Beines nicht verändern, bevorzugterweise also die Schienen in ihrer Längserstreckung parallel zur Beinachse gehalten werden. Die Schiene im Bereich des Oberschenkels soll auch bei Beugung des Knies parallel zum Oberschenkel verbleiben, während die Schiene, die dem Unterschenkel zugeordnet ist, parallel zu Letzterem gehalten wird. Hierzu ist es notwendig, dass die Befestigungselemente wenigstens in einem Bereich, entweder am Oberschenkel oder am Unterschenkel die Gelenkschienen gegen Verdrehen in der Sagittalebene verhindern. Es ist demnach notwendig, dass wenigstens an einem der beiden Schenkelelemente entweder wenigstens 2 Befestigungselemente in Form von zirkulär um das Bein herumzuführende unelastsiche Gurte vorgesehen sind, oder aber dass an einem oder auch an beiden Schenkelelementen schalenförmige Befestigungselemente vorgesehen sind, welche eine Längserstreckung in Richtung der Beinachse von derartiger Länge haben, dass die oben als unerwünscht beschriebene Verdrehung effektiv verhindert wird. Es versteht sich von selbst, dass den jeweiligen Befestigungselementen Verschlußelemente zugeordnet sind, welche es dem Nutzer ermöglichen, die Orthese den individuellen Bedürfnissen entsprechend an das Bein anzupassen und die nicht elastischen Befestigungselemente sowohl am Unterschenkel als auch am Oberschenkel entsprechend zu schließen. Als Verschlusselemente können beispielsweise einfach Klettverschlüsse mit oder ohne Umlenkschlaufen, Hakenverschlüsse, Dornschnallen oder ähnliche dem Fachmann hinreichend bekannte Ausführungen vorgesehen sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Verschlusselemente nicht weiter beschrieben und lediglich symbolisch in den Zeichnungen angedeutet.The splint elements are assigned shell elements (40, 41) and fastening elements (11, 12), which are used to fasten the splint elements with the joint element attached to the limb, i.e. here to the human leg, in such a way that the orthosis formed as a result can be attached to the Leg can be set securely and migration-free. The axis of rotation of the orthotic joint is preferably parallel to the axis of rotation of the natural knee joint in the transversal plane, so that bending (flexion) and stretching (extension) of the leg in the area of the knee joint is possible with as little hindrance as possible. The fastening elements also serve to ensure that the orthosis does not move during use, or only moves to an extent that may be necessary to compensate for incongruities between the natural joint and the orthosis joint. It is important that the optimal position of the orthosis joint in the posterior-anterior direction, ie transversally in the sagittal plane, which is known to the person skilled in the art, does not change significantly during use. It is therefore important to ensure by designing the fastening elements that the articulated splints do not change the angle to the longitudinal axis of the leg, ie the splints are preferably kept parallel to the leg axis in their longitudinal extension. The splint in the thigh area should remain parallel to the thigh even when the knee is bent, while the splint associated with the lower leg is kept parallel to the latter. For this it is necessary that the fastening elements prevent the articulated splints from twisting in the sagittal plane at least in one area, either on the thigh or on the lower leg. It is therefore necessary that at least one of the two leg elements is provided with either at least 2 fastening elements in the form of inelastic straps that are guided around the leg in a circular manner, or that shell-shaped fastening elements are provided on one or both leg elements, which have a longitudinal extension in the direction of the Have the leg axis of such a length that the twisting described above as undesirable is effectively prevented. It goes without saying that the respective fastening elements are assigned closure elements which allow the user to adapt the orthosis to the leg according to individual needs and to close the non-elastic fastening elements both on the lower leg and on the thigh accordingly. For example, simple hook-and-loop fasteners with or without deflection loops, hook fasteners, pin buckles or similar designs well known to those skilled in the art can be provided as fastener elements. In the exemplary embodiment shown, the closure elements are not described further and are only indicated symbolically in the drawings.

Es sei noch einmal erwähnt, dass die zirkulären Befestigungselemente im wesentlichen unelastisch sind, so dass sie auch die Korrekturkräfte übertragen können, ohne dass sich die steifen Elemente der Orthese vom Bein entfernen.It should be mentioned again that the circular attachment elements are essentially inelastic, so that they can also transmit the corrective forces without the rigid elements of the orthosis moving away from the leg.

Die Unterschenkelschiene ist kurz unterhalb des Orthesengelenks bei Pos. C nach außen in ValgusRichtung, also mit einem positiven Winkel erfindungsgemäß gekröpft, also im gezeigten Beispiel nach lateral abgewinkelt. Die Oberschenkelschiene ist gerade und steht senkrecht zur Othesen-Gelenkachse (51). Im gezeigten Beispiel ist das distale Endes (13b) des Schienenelementes (13) mit einem Gelenk (45) verbunden, welches eine Rotation um eine Achse parallel zum Längsverlauf der Schiene (13) ermöglicht. Das Gelenk (45) ist an dem der Schiene (13) gegenüber liegendem Ende mit einem Schwenkgelenk (15) verbunden, dessen Drehachse (51) in etwa in der gleichen Ebene wie die Drehachse (50) des physiologischen Kniegelenkes liegt, allerdings in einem Winkel (α). Der Winkel (α) in der Frontalebene zwischen der Drehachse (50) des Kniegelenkes und der Drehachse (51) des nur symbolisch dargesellten Orthesengelenkes (15) entsteht durch die Kröpfung des distalen Schienenelementes (14) an seinem proximalen Ende (14b) in der Nähe der Verbindung der Schiene (14) mit dem Orthesengelenk (15). Für die Funktion der Erfindung ist es wichtig, dass die Drehachse (51) des Orthesengelenkes (15) einen Winkel (α) größer Null Grad in Richtung gegen den Uhrzeigersinn mit der Drehachse (50) des Kniegelenkes in der Frontalebene bildet. Durch die Kröpfung der Unterschenkelschien im Bereich (C) entsteht ein erfindungsgemäß notwendiger Winkel (α) zwischen der theoretischen Drehachse (50) des Kniegelenkes und der Drehachse (51) des Orthesengelenks. Die Achse des Orthesengelenks bildet dabei also bewußt mit der gedachten Drehachse (Momentandrehachse) des Kniegelenkes in der Frontalebene einen Winkel, der größer ist als 0°, vorzugsweise einen Winkel von 10° bis 30°, ggf. auch einen noch größeren Winkel. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform entspricht der Kröpfungswinkel (α) auch gleich dem Winkel (α) zwischen den Gelenkachsen.The lower leg splint is bent outwards in the valgus direction just below the orthotic joint at position C, ie with a positive angle according to the invention, ie angled laterally in the example shown. The thigh splint is straight and is perpendicular to the orthotic joint axis (51). In the example shown, the distal end (13b) of the rail element (13) is connected to a joint (45) which enables rotation about an axis parallel to the length of the rail (13). The joint (45) is connected at the end opposite the rail (13) to a swivel joint (15), the axis of rotation (51) of which is approximately in the same plane as the axis of rotation (50) of the physiological knee joint, but at an angle (α). The angle (α) in the frontal plane between the axis of rotation (50) of the knee joint and the axis of rotation (51) of the orthotic joint (15), which is only shown symbolically, is caused by the cranking of the distal rail element (14) at its proximal end (14b) in the vicinity the connection of the splint (14) to the orthotic joint (15). It is important for the function of the invention that the axis of rotation (51) of the orthotic joint (15) forms an angle (α) greater than zero degrees counterclockwise with the axis of rotation (50) of the knee joint in the frontal plane. The offset of the lower leg splints in area (C) results in an angle (α) required according to the invention between the theoretical axis of rotation (50) of the knee joint and the axis of rotation (51) of the orthotic joint. The axis of the orthotic joint forms an angle with the imaginary axis of rotation (instantaneous axis of rotation) of the knee joint in the frontal plane that is greater than 0°, preferably an angle of 10° to 30°, possibly an even larger angle. In the preferred embodiment shown, the offset angle (α) also equals the angle (α) between the joint axes.

Wenn eine wie oben beschriebene Orthese mit dem Bein des Orthesenträgers auf der lateralen Seite verbunden und zirkulär verschlossen wird und ein geeignetes Kondylenpolster (16) zur Übertragung von Lateralkräften auf das Knie vorgesehen ist, dann drückt im gestreckten Zustand der Bereich des Gelenks der Orthese in horizontaler Richtung auf das Kniegelenk mit der Kraft F, während über die jeweiligen Schienen und die zugeordneten unelastischen Gute (11 und 12) bzw. die Hülsen Zugkräfte FR auf Ober- und Unterschenkel übertragen werden, welche über eine sog. Dreipunkt-Kraftwirkung auf das Kniegelenk valgisierend wirken und damit die medialen Kniegelenkflächen entlastet werden. Wird die gleiche Orthese auf der medialen Seite des gleichen Beines getragen, wobei der Kröpfungswinkel nach obiger Definition einen negativen Wert mit der Vertikalen bildet, drehen sich die Kraftverhältnisse genau um, und die Orthese wirkt in gestrecktem Zustand varisierend, wobei dann die Gelenkfläche des lateralen, also der äußere Kompartiments entlastet werden.
Die Entlastungswirkung kommt dann besonders vorteilhaft zustande, wenn die Schienen-Gelenkkombination eine gewisse Federwirkung aufweist und damit eine Vorspannung in der gewünschten Kraftrichtung entsteht. In anderen Worten: Die beiden Schienen der Orthesen müssen insgesamt eine größere Krümmung gegeneinander in Richtung der gewünschten Korrekturwirkung, im gezeigten Fall also valgus, aufweisen als das der Stellung des belasteten Beines entspricht, so dass eine Vorspannung in die gewünschte Richtung entsteht, sobald die Orthese fest und in korrekter Position am Bein des Nutzers positioniert und in gestrecktem Zustand befestigt wird. Während es bei bei Orthesen nach dem Stand der Technik angestrebt wird, die Gelenkachse des Orthesengelenkes möglichst parallel zur Gelenkachse des Kniegelenkes zu positionieren, unterscheidet sich die Ausfürung nach dieser Erfindung wesentlich zum Stand derTechnik nun dadurch, dass sich die Drehachse des Kniegelenkes und die Drehachse des Orthesengelenks in dem Kröpfungswinkel (α) in der Frontalebene schneiden, und sich in der Transversalebene idealerweise decken.
Wird besagte Vorspannung in gestreckten Zustand ausschließlich durch den Kröpfungs- bzw. Inklinationswinkel (α) des Orthesengelenkes erreicht, dann nimmt die Korrekturwirkung mit der Beugung des Knies kontinuierlich ab, wie im Folgenden gezeigt werden wird.If an orthosis as described above is connected to the leg of the orthosis wearer on the lateral side and closed circularly and a suitable condylar pad (16) is provided for the transmission of lateral forces to the knee, then the region of the joint of the orthosis presses horizontally in the stretched state Direction on the knee joint with the force F, while the respective splints and the associated inelastic goods (11 and 12) or the sleeves tensile forces FR are transmitted to the upper and lower leg, which valgus via a so-called three-point force effect on the knee joint act and thus the medial knee joint surfaces are relieved. If the same orthosis is worn on the medial side of the same leg, with the offset angle forming a negative value with the vertical according to the above definition, the force relationships are exactly reversed and the orthosis has a varying effect in the stretched state, in which case the joint surface of the lateral, thus the outer compartments are relieved.
The relief effect comes about particularly advantageously when the rail-joint combination has a certain spring effect and thus a prestressing occurs in the desired direction of force. In other words: the two splints of the orthoses must have a greater overall curvature towards each other in the direction of the desired corrective effect, i.e. valgus in the case shown, than corresponds to the position of the loaded leg, so that a pretension in the desired direction occurs as soon as the orthosis positioned firmly and in the correct position on the user's leg and fastened in the extended position. While the aim in orthoses according to the prior art is to position the joint axis of the orthotic joint as parallel as possible to the joint axis of the knee joint, the embodiment according to this invention differs significantly from the prior art in that the axis of rotation of the knee joint and the axis of rotation of the orthosis joint in the offset angle (α) intersect in the frontal plane and ideally coincide in the transversal plane.
If said pretensioning in the stretched state is achieved solely by the offset or inclination angle (α) of the orthosis joint, then the corrective effect decreases continuously with the flexion of the knee, as will be shown below.

Wenn die Kröpfung wie im gezeigten Beispiel eine Biegeachse von 90 ° zur Längsachse der Schiene aufweist, dann ist bei 90 ° Beugung einer derart ausgerüsteten Orthese jegliche Vorspannung in Varus- bzw. Valgusrichtung auf nahezu Null zurückgegangen wie unten beschrieben werden wird. Die erfindungsgemäße Orthese erreicht damit das erwünschte Ziel, nämlich die Korrekturkräfte mit zunehmender Flexion zu verändern, bzw. zu verringern oder gar ganz zu entfernen. Der Winkel der Kröpfungsachse zur Längsachse der Schienen beträgt vorzugsweise 90 Grad. Es ist aber auch möglich den Korrekturdruck den Erfordernissen des Beugewinkelbereichs anzupassen. Ist beispielsweise eine maximale Korrektur bei einer Streckung von weniger als 180 °, beispielsweise bei 165° (15° Beugung) erwünscht, dann ist es vorteilhaft, die Achse für die Kröpfung entsprechend um 15° zu drehen.If, as in the example shown, the bend has a bending axis of 90° to the longitudinal axis of the splint, then with 90° bending of an orthosis equipped in this way, any prestressing in the varus or valgus direction is reduced to almost zero, as will be described below. The orthosis according to the invention thus achieves the desired goal, namely to change or reduce or even completely remove the corrective forces with increasing flexion. The angle of the offset axis to the longitudinal axis of the rails is preferably 90 degrees. However, it is also possible to adapt the correction pressure to the requirements of the bending angle range. If, for example, a maximum correction is desired at an extension of less than 180°, for example at 165° (15° flexion), then it is advantageous to rotate the axis for the offset by 15° accordingly.

Es versteht sich von selbst, dass die Drehachse des Orthesengelenks in der Transversal- als auch in der Frontalebene möglichst nahe an der momentanen Drehachse (dem Drehpol) bzw. der Haupt-Drehachse des natürlichen Kniegelenkes liegen sollte, um das Beugen des Knies möglichst wenig zu beeinflussen. Idealerweise verlaufen die Drehachsen des Orthesengelenks und des natürlichen Kniegelenkes in ihren Projektionen auf die Transversalebene identisch und schneiden sich in der Frontalebene in der Nähe des Drehzentrums des Orthesengelenkes, wobei die oben gemachten Einschränkungen zur genauen geometrischen Position gelten. Mit zunehmender Beugung des Knies wird in dem gezeigten Beispiel die Schiene am Oberschenkel aus der Valgusstellung heraus geschwenkt, wobei sie sich allerdings dem Winkel der Schrägstellung des Gelenkes entsprechend verdreht. Eine an der Oberschenkelschiene befestigte Oberschenkelschale wird also um den Oberschenkel herum rotieren. Um dieses auszugleichen, ist nach dieser Erfindung zusätzlich ein Drehgelenk (45) mit Drehachse parallel zur Schiene vorgesehen, welches diese Rotation ausgleicht.It goes without saying that the axis of rotation of the orthotic joint in the transversal and frontal planes should be as close as possible to the current axis of rotation (the center of rotation) or the main axis of rotation of the natural knee joint in order to prevent bending of the knee as little as possible influence. Ideally, the axes of rotation of the orthotic joint and the natural knee joint are identical in their projections onto the transverse plane and intersect in the frontal plane near the center of rotation of the orthotic joint, with the limitations made above regarding the exact geometric position applying. With increasing flexion of the knee, the splint on the thigh is pivoted out of the valgus position in the example shown, although it rotates according to the angle of the inclined position of the joint. A thigh shell attached to the thigh splint will thus rotate around the thigh. In order to compensate for this, according to this invention there is also a rotary joint (45) with a rotary axis provided parallel to the rail, which compensates for this rotation.

Zur entlasteten Valgisierung bei Gonarthrose in diesem Beispiel ist es auch bei bekannten Orthesen üblich, dass sich der Schienenverlauf von dem Verlauf des belasteten Beines unterscheidet, die Schiene also eine stärkere Valgustellung aufweist als ein gesundes Bein im Stand unter Körperlast. Das versteht sich von selbst, da es ja Zweck der Orthese ist, eine valgisierende Wirkung auf das Bein auszuüben, also entsprechende Korrekturkräfte aufzubringen. Bekannte Orthesen werden dazu vom Fachmann entweder über vorgesehene Einstellmittel oder über plastische Verformung, beispielsweise durch Schränken oder ggf. auch über thermoplastische Verformung, individuell angepaßt. Allerdings ist bei Orthesen nach dem Stand der Technik vorgesehen, dass die Drehachse des Orthesengelenkes im wesentlichen parallel zur Drehachse des natürlichen Kniegelenkes verläuft, idealerweise beide Achsen sogar identisch sind bzw, kongruent verlaufen. Bei den bekannten Orthesen ist es also vorgesehen, dass die Gelenkachsen des natürlichen Gelenks und die des Orthesengelenkes sowohl in der Frontalebene asl auch in der Transversalebene identisch sind. Bei der Orthese nach dieser Erfindung ist es zur Erzielung des gewünschten Effektes insbesondere nicht vorgesehen, die Achsen in der Frontalebene parallel verlaufen zu lassen, sondern wie beschrieben in einem Winkel zueinander wozu das erfindungsgemäße zusätzliche Ausgleichsgelenk mit Drehachse Parallel zur Längserstreckung der Orthese funktionell notwendig ist.
Der Winkel (α) in der Frontalebene zwischen der Drehachse des Kniegelenkes und der Drehachse des Orthesengelenkes ist also zusammen mit dem Ausgleichsgelenk wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung.To relieve valgus in gonarthrosis in this example, it is also common with known orthoses that the course of the splint differs from the course of the loaded leg, i.e. the splint has a stronger valgus position than a healthy leg when standing under body weight. This goes without saying, since the purpose of the orthosis is to exert a valgus effect on the leg, i.e. to apply appropriate corrective forces. For this purpose, known orthoses are individually adapted by a person skilled in the art either by means of adjustment means provided or by means of plastic deformation, for example by bending or possibly also by means of thermoplastic deformation. However, in the case of orthoses according to the prior art, it is provided that the axis of rotation of the orthosis joint runs essentially parallel to the axis of rotation of the natural knee joint, ideally both axes are even identical or run congruently. In the known orthoses, it is therefore provided that the joint axes of the natural joint and those of the orthotic joint are identical both in the frontal plane and in the transverse plane. In the orthosis according to this invention, in order to achieve the desired effect, it is not intended in particular for the axes in the frontal plane to run parallel, but as described at an angle to one another, for which the additional compensation joint according to the invention with a rotational axis parallel to the longitudinal extent of the orthosis is functionally necessary.
The angle (α) in the frontal plane between the axis of rotation of the knee joint and the axis of rotation of the orthotic joint is therefore an essential feature of the present invention together with the compensating joint.

Es ist unerheblich, ob der Inklinationswinkel durch entsprechende Formung oder Kröpfung eines der Schienenelemente (13) und/oder (14) gebildet wird, oder ob der Winkel über ein weiteres dem Fachmann bekanntes, aber hier nicht dargestelltes Winkel-Verstellelement erzeugt wird.It is irrelevant whether the angle of inclination is formed by appropriate shaping or cranking of one of the rail elements (13) and/or (14), or whether the angle is generated by another angle adjustment element known to those skilled in the art but not shown here.

In der hier verwendeten Terminologie wird ein Winkel, welcher in diesem Beispiel zur Vertikalen hin gegen den Uhrzeigersinn gemessen wird, als Positiv, im Uhrzeigersinn als negativ bezeichnet. Eine Orthese, mit einer monolateralen Schiene, also nur einer Schiene auf einer Beinseite, welche eine Kröpfung der am Unterschenkel anliegenden Schiene unterhalb -also distal- des Gelenks nach lateral weisend aufweist, also einen positiven Winkel gegen den Uhrzeigersinn zur Vertikalen bildet, und damit die Gelenkachse des Orthesengelenkes ebenfalls einen positiven Winkel gleicher Größe zu physiologischen Gelenkachse des Kniegelenkes aufweist, zwingt ein Bein in gestrecktem Zustand in eine Valgusstellung, wenn Ober- und Unterschenkel mit dieser Schiene über entsprechende Gurte bzw. verschließbare Manschetten mit dem Bein verbunden sind. Dementsprechend wirkt ein negativer Winkel, also ein Winkel im Uhrzeigersinn, auf die Gliedmaße des Orthesenträgers varisierend.In the terminology used herein, an angle measured counterclockwise from the vertical in this example is referred to as positive and clockwise as negative. An orthosis with a monolateral splint, i.e. only one splint on one side of the leg, which has an offset of the splint attached to the lower leg below - i.e. distally - the joint pointing laterally, i.e. forming a positive anti-clockwise angle to the vertical, and thus the The joint axis of the orthotic joint also has a positive angle of the same size to the physiological joint axis of the knee joint, forces a stretched leg into a valgus position if the thigh and lower leg are connected to the leg with this splint via appropriate straps or closable cuffs. Accordingly, a negative angle, i.e. a clockwise angle, has a varying effect on the limb of the orthosis wearer.

Bei gezeigtem Beispiel nach Bild 7 oder Bild 8 nimmt die valgisierende Kraftwirkung mit zunehmender Beugung des Beines, welches mit einer Orthese nach den Vorgaben dieser Erfindung ausgestatt ist, ab.In the example shown in Figure 7 or Figure 8, the valgus effect of force decreases with increasing flexion of the leg, which is equipped with an orthosis according to the specifications of this invention.

In Bild 8 ist die erfindgungsgemäße Orthese an einem symbolisierten Bein (Kniescheibe nicht dargestellt) angelegt in gestreckten Zustand wie in Bild 7 dargestellt. Das Ausmaß der Valgusstellung ist dadurch symbolisch verdeutlicht, dass eine gedachte Achse (A) durch in etwa die Mitte der Oberschenkelschale (40) gezeichnet ist und diese einen Abstand (Delta) von einer in ähnlicher Weise gedachten Linie durch die Unterschenkelschale Linie (B) aufweist.In FIG. 8, the orthosis according to the invention is placed on a symbolized leg (kneecap not shown) in the stretched state, as shown in FIG. The extent of the valgus position is symbolically illustrated by the fact that an imaginary axis (A) is drawn through approximately the middle of the thigh shell (40) and this has a distance (delta) from a similarly imaginary line through the lower leg shell line (B). .

Bild 9 zeigt die gleiche Orthese aus Bild 8 von vorne gesehen in 90 Grad gebeugter Stellung. Es wird deutlich, dass der Abstand der gedachten Linien voneinander in dieser 90 ° Stellung fast Null ist und lediglich noch aus den Abstand besteht, der zwischen der Position der Kröpfung (C) und der Drehachse des Orthesengelenkes gebildet wird. Wenn die Kröpfungsachse (C) und die Drehachse des Gelenkes nahe zusammen liegen, ist die valgisierende Wirkung der Orthese in 90 Grad Beugestellung nahezu Null. In Bild 9 ist aber auch deutlich zu erkennen, dass sich die Oberschenkelschale um den Kröpfungswinkel (α) in 90 Grad Beugestellung - wie bereits oben erwähnt - verdreht hat. Wenn es für diese Drehbewegung keinen Ausgleich gibt, dann würde das in der Praxis dazu führen, dass sich die Orthese ebenfalls am Bein verdreht. Aus diesem Grund ist es zentraler Bestandteil der Erfindung, dass ein Ausgleichsgelenk (40) vorgesehen ist, welches eine Verdrehung des Oberschenkelteiles der Orthese, also der proximal zur Knieachse liegende Anteil gegenüber dem distal von der Knieachse liegenden Anteil augleicht. Die Drehachse des Ausgleichsgelenkes liegt dabei senkrecht zur Drehachse des Orthesengelenkes und parallel zur Oberschenkelschiene.Figure 9 shows the same orthosis from Figure 8 seen from the front in a 90 degree bent position. It becomes clear that the distance between the imaginary lines is almost zero in this 90° position and only consists of the distance formed between the position of the offset (C) and the axis of rotation of the orthotic joint. If the axis of curvature (C) and the axis of rotation of the joint are close together, the valgus effect of the orthosis in a 90 degree flexion position is almost zero. In Figure 9, however, it can also be clearly seen that the thigh shell has twisted around the offset angle (α) in a 90 degree flexed position - as already mentioned above. If there is no compensation for this turning movement, then in practice this would lead to the orthosis also twisting on the leg. For this reason, it is a central component of the invention that a compensating joint (40) is provided, which facilitates twisting of the thigh part of the orthosis, i.e. the part lying proximal to the knee axis compared to the part lying distal to the knee axis. The axis of rotation of the compensating joint is perpendicular to the axis of rotation of the orthotic joint and parallel to the thigh splint.

Ein solches zusätzliche Drehgelenk kann im einfachsten Fall dadurch gebildet werden, dass die Schiene (13) als Rundstab ausgestaltet ist, welcher in einem entsprechenden Kanal in der Hülse (40) mit dem einzigen Freiheitsgrad der Rotation geführt mit.In the simplest case, such an additional rotary joint can be formed by designing the rail (13) as a round rod, which is guided in a corresponding channel in the sleeve (40) with the only degree of freedom of rotation.

Bild 10 zeigt die gleiche Ansicht der Orthese nach Bild 9 mit dem Unterschied, dass das Ausgleichsgelenk der Verdrehung der Oberschenkelschale entgegengewirkt hat. Sowohl die Unterschenkel- als auch die Oberschenkelschale bleiben mit dieser Ausführung in Ihrer ursprünglichen Position am Bein über den gesamten Beugebereich des Knies fixiert und es entstehen keine rotatorischen Kräfte. Ein Migration der Orthese in Form von Rotation um das Bein wird somit vermieden.Picture 10 shows the same view of the orthosis according to picture 9 with the difference that the off Equal joint has counteracted the torsion of the thigh shell. With this design, both the lower leg shell and the thigh shell remain fixed in their original position on the leg over the entire flexion area of the knee and no rotational forces are generated. A migration of the orthosis in the form of rotation around the leg is thus avoided.

Bild 11 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ausgleichsgelenks welches durch Verwendung eines runden Gelenbolzens (44) in entsprechenden runden Kanälen (46, 47), welche zum einen an dem Orthesengelenk (47) vorgesehen sind, zum anderen beispielsweise am distalen Ende (13b) der Oberschenkelschiene (13), gebildet wird. Der Bolzen ist beispielsweise am Orthesengelenk stoff-oder formschlüssig verbunden und an der Oberschenkelschiene drehbar mit einer Sicherung gegen herausrutschen, beispielsweise durch eine geeignete Sicherungsklammer, welche in eine entsprechende Nut im Bolzen eingreift, ausgebildet. Entsprechende technische Ausführungen eines solchen Drehgelenkes gehören nicht zum erstrebten Schutzumfang und werden hier weder dargestellt noch entsprechend weitergehend beschrieben.Figure 11 shows a preferred embodiment of a compensating joint according to the invention, which is achieved by using a round joint bolt (44) in corresponding round channels (46, 47) which are provided on the one hand on the orthosis joint (47) and on the other hand, for example, at the distal end (13b) of the Thigh splint (13) is formed. The bolt is connected, for example, to the orthotic joint with a material or form fit and is rotatable on the thigh splint with a safeguard against slipping out, for example by a suitable safety clip, which engages in a corresponding groove in the bolt. Corresponding technical designs of such a rotary joint do not belong to the desired scope of protection and are neither illustrated nor described in any more detail here.

Es ist unerheblich für die Funktion der Erfindung, ob die Kröpfung einer der Schienen im Unterschenkelbereich oder im Oberschenkelbereich vorgesehen ist. Wesentlich ist lediglich die Inkongruenz der Kniegelenkachse und der Orthesengelenkachse um den Winkel (α) in der Frontalebene.Die Richtung der durch die Kröpfung verursachten Schwenkung bestimmt die Korrekturrichtung der Orthese in varus oder valgus.It is irrelevant for the function of the invention whether the offset of one of the splints is provided in the area of the lower leg or in the area of the upper leg. The only important thing is the incongruence of the knee joint axis and the orthosis joint axis by the angle (α) in the frontal plane. The direction of the pivoting caused by the offset determines the correction direction of the orthosis in varus or valgus.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Orthese besteht darin, dass die Oberschenkelschiene, bzw. wahlweise auch die Unterschenkelschiene ganz oder teilweise eine runde Form aufweist welche in ein entsprechendes Tunnel mit rundem Querschnitt in der entsprechend korrespondierenden Schale eingeführt und drehbar befestigt wird. Um eine freie Rotation des Orthesengelenkes in der Transversalebene zu verhindern, ist es vorteilhaft, das Gelenk selbst gegen Verdrehen in dieser Ebene zu hindern, Das wird beispielseise dadurch erreicht, dass die drehbare Verbindung nur an einer Seite, also entweder an der Oberschenkelschiene oder an der Unterschenkelschienen vorgesehen wird.Another preferred embodiment of the orthosis is that the upper leg splint, or optionally also the lower leg splint, has a round shape in whole or in part, which is inserted into a corresponding tunnel with a round cross section in the corresponding shell and fastened in a rotatable manner. In order to prevent free rotation of the orthosis joint in the transversal plane, it is advantageous to prevent the joint itself from twisting in this plane. This is achieved, for example, in that the rotatable connection is only on one side, i.e. either on the femoral splint or on the Lower leg splints is provided.

Wenn beide Schienenelemente mit unterschiedlichen Winkeln gekröpft sind, beispielsweise um eine anatomische Kontour mit der Schienenkombination gut nachbilden zu können, dann ist es vorteilhaft wenn das Ausgleichsgelenk für die Schiene vorgesehen wird, deren Kröpfungswinkel geringer ist als der der anderen Schiene.If both splint elements are offset at different angles, for example to be able to reproduce an anatomical contour with the splint combination, then it is advantageous if the compensating joint is provided for the splint whose offset angle is less than that of the other splint.

Es ist auch möglich, die Die Kröpfung der Orthesenschiene in umgekehrter Biegerichtung vorzusehen, so dass sich der Abstand des Orthesengelenkes vom Kniegelenk vergrößert. Hierdurch wird erreicht, dass im Falle eines Dreipunkt-Prinzips Druckkräfte in lateraler Richtung auf jeweils der Schiene zugewandten Seite des Ober- bzw. des Unterschenkels entstehen. Für den dritten Kraftvektor könnte dann beispielsweise eine Gurtkonstruktion vorgesehen sein, welche über Zugkräfte die Gegenkraft auf der kontralateralen Seite des Kniegelenkes auf dem entsprechenden Kondylenbereich aufbringt. Eine solche Gurtkonstruktion kann schräg oder auch horizontal um das Knie geführt werden, hat aber den Nachteil, dass Gurte in unvorteilhafter Weise durch die Kniekehle verlaufen, was - wie eingangs bereits beim Stand der Technik beschrieben - unangenehm sein und zu Hautreizungen führen kann.It is also possible to provide the offset of the orthotic splint in the opposite bending direction, so that the distance between the orthotic joint and the knee joint increases. This means that, in the case of a three-point principle, pressure forces are generated in the lateral direction on the side of the thigh or lower leg that faces the splint. A belt construction could then be provided for the third force vector, for example, which applies the counterforce on the contralateral side of the knee joint to the corresponding condyle region via tensile forces. Such a belt construction can be guided around the knee at an angle or horizontally, but has the disadvantage that belts run disadvantageously through the hollow of the knee, which—as already described in the prior art—can be uncomfortable and lead to skin irritation.

Ein weitere Möglichkeit wäre das sogenannte 4-Punkt Prinzip, bei dem jeweils der Ober- und der Unterschenkel in einer längeren Hülse bzw. durch wenigstens 2 wenigstens teilweise das Köperteil umgreifende Schellen entlang eines Bereichs der Ausdehnung der Längsachse der Orthese derart fest geführt werden, dass auf den jeweiligen Schenkel eine Rotationsmoment mit Drehachse senkrecht zur Frontalebene aufgebracht werden kann. Die Wirkung der Orthese besteht dann darin, dass Ober- und Unterschenkel jeweils in entgegengesetzter Richtung durch die Wirkung der Orthese mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, wodurch die Belastungszone innerhalb des Kniegelenkes beeinflußt werden kann. Die erfindungsgemäße Inkongruenz des Orthesengelenkes mit dem natürlichen Kniegelenk bewirkt auch bei dieser Ausführungsform eine Veränderung des Korrekturwinkels zwischen Unter- und Oberschenkel in Abhängigkeit vom Beugewinkel. Die Hebelverhältnisse sind allerdings wegen jeweils kürzeren Hebellängen ungünstiger für eine möglichst große Korrekturwirkung bei möglichst geringem Hautdruck. Außerdem ist die tatsächliche Übertragung von Drehmomenten in Richtung varus oder valgus wegen möglicher Weichteilverschiebungen bei dieser Ausführung ungünstiger, so dass die Ausführung eventuell für die Anwendung an anderen Gelenken Vorteile aufweisen könnte, für die Anwendung am Kniegelenk zur Entlastung bei Arthose aber nicht als besonders bevorzugt angesehen werden kann.Another possibility would be the so-called 4-point principle, in which the upper and lower leg are firmly guided in a longer sleeve or by at least 2 clamps that at least partially encompass the body part along an area of the extension of the longitudinal axis of the orthosis in such a way that a rotational moment with an axis of rotation perpendicular to the frontal plane can be applied to the respective leg. The effect of the orthosis is then that the thigh and lower leg are each subjected to a torque in opposite directions by the effect of the orthosis, as a result of which the stress zone within the knee joint can be influenced. The incongruence of the orthotic joint according to the invention with the natural knee joint also causes a change in the correction angle between the lower leg and thigh in this embodiment, depending on the bending angle. However, due to the shorter lever lengths, the lever ratios are less favorable for the greatest possible corrective effect with the lowest possible skin pressure. In addition, the actual transmission of torques in the direction of varus or valgus is less favorable with this version due to possible soft tissue displacement, so that the version could possibly have advantages for use on other joints, but is not considered particularly preferred for use on the knee joint to relieve arthrosis can be.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen wurden ausschließlich monolaterale Ausführungen von Gonarthrose Orthesen gezeigt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips von nicht mit der Drehachse des Kniegelenks konkruenten Drehachsen bei Rahmenorthesen, bei denen je eine medial und eine laterale Schiene wenigstens an jeweils einem Ende, also beispielsweise im Unterschenkelbereich, miteinander fest und biegesteif verbunden sind, würde zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Drehgelenkem noch einen teleskopartigen Längenausgleich in wenigsten einer der Oberschenkelschienen erforderlich machen.
Rahmenorthesen mit jeweils einer Gelenkschiene medial und lateral und einer steifen Verbindung beider Schienen im Ober-und im Unterschenkelbereich, beispielsweise über biegesteife Rahmenelemente würden zusätzlich zu der zum Ausgleich der Rotation des Rahmenelementes am nicht gekröpften Rahmenanteil Ausgleichsgelenke nach der vorliegenden Erfindung noch je einen teleskopartigen Längenausgleich in beiden Schienenelementen wenigstens auf einer Seite benötigen.In the exemplary embodiments shown, only monolateral versions of gonarthrosis orthoses were shown. When applying the principle according to the invention of not concruent with the axis of rotation of the knee joint rotation axes in frame orthoses, in which one medial and one Lateral splints are connected to one another firmly and rigidly at least at one end, ie for example in the lower leg area, would require a telescopic length compensation in at least one of the thigh splints in addition to the swivel joints according to the invention.
Frame orthoses, each with a joint rail medial and lateral and a rigid connection of both rails in the upper and lower leg area, for example via rigid frame elements, would in addition to the compensation joints according to the present invention to compensate for the rotation of the frame element on the non-cranked frame part, also have a telescopic length compensation in each case both rail elements need at least on one side.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Eigenschaften eines Orthesen-Schienensytems mit den Merkmalen der Erfindung in einer textilen Orthese bzw. in einer Bandage. Diese Arten von Orthesen sind dem Fachmann unter der Bezeichnung „Textilorthese“ oder „Softorthese“ aus vielen Anwendungsbereichen bekannt. Wie aus dem Stand der Technik auch bereits zitiert, werden Softorthesen auch speziell zur Entlastung bei Gonarthrose eingesetzt. Es handelt sich bei diesen bekannten Orthesen im Wesentlichen um textile Elemente, die entweder elastisch schlauchförmig über das Bein gezogen werden, oder die aus einem mehr oder weniger elastischen Material bestehen und geöffnet um das Bein gelegt und dann beispielsweise über Klettelemente überlappend geschlossen werden können. Zur Übertragung der gewünschten Kräfte ist es in der Regel notwendig, dass dem Bandagenelement zusätzlich auch noch unelastische Gurtelemente zugeordnet sind, welche ebenfalls zirkulär um das Bein gelegt und über Verschlußelemente verschlossen werden können.A further preferred embodiment is the use of the properties according to the invention of an orthosis splint system with the features of the invention in a textile orthosis or in a bandage. These types of orthoses are known to those skilled in the art from many areas of application under the designation “textile orthosis” or “soft orthosis”. As already cited from the state of the art, soft orthoses are also used specifically to relieve gonarthrosis. These known orthoses are essentially textile elements that are either pulled in an elastic, tubular manner over the leg or that consist of a more or less elastic material and are opened around the leg and then closed with an overlap, for example using Velcro elements. In order to transmit the desired forces, it is usually necessary for the bandage element to be additionally assigned non-elastic belt elements, which can also be placed in a circular manner around the leg and closed using closure elements.

Eine erfindungsgemäße Orthese könnte in einfacher Weise realisiert werden, indem eine Gelenkschieneneinrichtung mit einem Winkel zwischen der Gelenkachse der Ortheseund der Drehachse des Kniegelenkes gemäß der vorliegenden Erfindung monolateral in eine Softorthese integriert oder mit einer solchen lösbar verbunden wird. Der Textilteil müßte die Aufgaben der korrekten Positionierung der Orthesenschiene am Bein plus die Übertragung der Kräfte übernehmen. Das erfindungsgemäße Ausgleichsgelenk in Form des beschriebenen Rotationsgelenkes in einer Schiene wie oben beschrieben, ist notwendig, um die Verkantung einer Gelenkschiene mit der Gefahr der Druckstellenbildung zu verhindern.An orthosis according to the invention could be realized in a simple manner by monolaterally integrating a joint splint device with an angle between the articulation axis of the orthosis and the axis of rotation of the knee joint according to the present invention into a soft orthosis or detachably connecting it to such. The textile part would have to take on the task of correctly positioning the orthotic splint on the leg plus transferring the forces. The compensating joint according to the invention in the form of the described rotary joint in a splint as described above is necessary in order to prevent a joint splint from tilting with the risk of pressure points forming.

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Claims

Orthopedic device consisting at least in parts of a rigid material for use in the area of one or more joints of the human or animal body consisting of at least two splint-like components which are connected to one another via a joint device and run essentially parallel to the pivot plane of the natural joint and to which fastening means are assigned, so that the orthopedic device can be fastened to the body area for which it is intended in such a way that the splint-like areas follow a natural bending and stretching movement of the assigned body part via the joint device and can possibly exert forces on the latter characterized in that the axis of rotation of the joint device in three-dimensional space is not parallel to the axis of rotation of the natural joint area to which the orthopedic device is assigned, and in addition an output Lightweight joint is provided with an axis of rotation which is parallel to the longitudinal extension of the orthopedic device substantially, so that the components on both sides of the joint device can rotate against each other

orthopedic facility claim 1 characterized in that the main axes of rotation of the joint device of the orthopedic device and those of the natural joint in the projection onto the frontal plane intersect at an angle greater than zero degrees, whereby the orthopedic device in the stretched state, i.e. in the extension position of the associated natural joint, has a varus or valgus position according to the pivoting direction.

orthopedic facility claim 2 characterized in that the splint-like elements made of a stiff material form the longitudinal extension of an orthosis proximally and distally of the joint device and further shell, padding and fastening elements are optionally assigned to them.

orthosis after claim 3 characterized in that the different elements are assembled in a modular manner and are detachably connected to one another.

Orthosis according to one or more of the preceding claims , characterized in that the angle between the natural axis of rotation and the axis of rotation of the orthosis joint in the frontal plane can be individually adjusted as a pivot by means of at least one reversibly adjustable device.

Orthosis according to one or more of the preceding claims , characterized in that it is a knee orthosis for valgus adjustment or varus adjustment of the knee area of the human leg.

orthosis after claim 1 characterized in that the compensating joint is formed in that at least one of the articulated rails is joined in the area of the overlap with a respective associated shell-like element in such a way that the rail and the shell together form a hinge joint with an axis of rotation in the longitudinal direction of the rail course, so that a rotational movement between splint and shell is possible.

Orthosis according to one or more of the preceding claims , characterized in that the rail elements with the orthosis joint are part of an orthosis made of a flexible material and the flexible elements are detachably or non-detachably connected to the rigid element components.

Orthopedic device according to one or more of the preceding claims , characterized in that several joint devices are provided in series.

Orthopedic device according to one or more of the preceding claims , characterized in that it is intended to be used in the region of the torso of a human or animal body.