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Beinprothese Die Erfindung betrifft eine Beinprothese mit Fuß für
unter dem Knie Verstümmelte sowie für Kranke mit einer starken Verkürzung des unteren
Beingliedes.
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In dem einen wie in dem andern Falle gestattet die Vorrichtung nach
der Erfindung der Person auf praktisch normale Art ebenso auf ebenem und geneigtem
Boden wie auch auf unebenem Gelände zu gehen.
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Es sind bereits Beinprothesen bekannt, bestehend aus einem am Bein
oder an einem Teil des Beines des Prothesenträgers befestigten Traggestell und einem
Hohlkörper in Form eines Fußes mit zwei in ihm untergebrachten, um eine in der Höhe
des normalen Knöchelgelenkes liegende Gelenkachse bewegbaren Teilen, die unter dem
Einfluß einer Federung eine bestimmte Ruhelage zueinander einnehmen.
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Bei dieser vorerwähnten Prothese und auch bei anderen üblichen Fußprothesen
bringen die elastischen Elemente den Fußteil immer nur in eine praktisch horizontale
Lage zurück, wenn der Prothesenträger ihn vom Boden abgehoben hat, unabhängig davon,
ob der Fuß in ebenem oder in auf- oder absteigendem Gelände auf den Boden gesetzt
worden ist. Dies hat zur Folge, daß der Prothesenträger auf nicht ebenem Gelände
bei jedem Schritt eine zusätzliche Kraft aufwenden muß, um den Fußteil parallel
zum Gelände zu bringen, bevor er die für das Schreiten selbst tatsächlich nötige
Bewegung vornimmt. Da sich dies bei jedem Schritt wiederholt, ist das Gehen auf
geneigtem Gelände mit Prothesen der bekannten Art sehr ermüdend.
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Die Erfindung verbessert die eingangs beschriebene bekannte Prothesenart
dadurch, daß der an einem Teil angeordnete, die Ruhelage der Teile zueinander bestimmende
Anschlag oder Stützpunkt für die Federung über ein in seiner Reibung einstellbares
Brems- oder Reiborgan lageveränderlich so angeordnet ist, daß er bei einer über
eine eingestellte Mindestkraft hinausgehenden Kraftwirkung seine Lage verändert.
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Durch diese Ausbildung ist eine für das eigentliche Vorwärtsbewegen
unnütze, zu vorzeitiger Ermüdung führende Kraftanstrengung mit der Prothese nach
der Erfindung nicht mehr nötig, weil sich bei geneigtem Gelände der vom Boden abgehobene
Fuß der Neigung infolge der Verlagerbarkeit des Stützpunktes anpaßt.
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Bei der Prothese nach der Erfindung, bei der, wie bekannt, sowohl
das Bein als auch der Fuß hohl sind und im Innern des Fußes ein Gelenkmechanlismus
angeordnet ist, der aus zwei Teilen besteht, von denen der eine Teil an der Bodenplatte
des hohlen Fußes und der andere an dem aus Metall bestehendem Traggestell der Beinprothese
befestigt und an dem Bein oder einem Teil des Beines der Person angebracht ist,
sind wie üblich die beiden Teile des Fußes übereinander angeordnet und durch eine
Achse gelenkig miteinander verbunden, die in gleicher Höhe mit dem Knöchelgelenk
liegt. Sie sind auch unter sich durch einen Lenker oder ein federndes Glied verbunden,
das den Fuß in bekannter Weise nach seinem Ausschwingen beim Gehen jederzeit in
seine ursprüngliche Lage zurückführt. Dieser Mechanismus umfaßt erfindungsgemäß
außerdem ein Brems- oder Reiborgan, das auf das elastische Verbindungselement einwirkt,
um dessen Wirkung in funktionelle, konstante und genaue Abhängigkeit von der Neigung
des Geländes zu bringen, auf welchem sich die Person bewegt. Dank dieser Anordnung
erreicht man, daß der Verstümmelte, der mit der Fuß- und Beinprothese nach der Erfindung
ausgerüstet ist, auf einem Gelände jeder Art ohne Schwierigkeiten gehen kann, wie
auch der Grad der Neigung und die Beschaffenheit des Bodens ist, ohne eine größere
Ermüdung zu erleiden als die, welche eine normale Person beim Gehen auf einem Boden
der gleichen Art empfindet.
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In den Zeichnungen sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der
Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des ganzen Fußes und der
Beinprothese für einen Verstümmelten, dem das Bein unter dem Knie abgenommen worden
ist, Fig. 2 eine Vorderansicht der Fig. 1, Fig. 3 eine AußenanJsicht des im Innern
des Fußes angeordneten Mechanismus in größerem Maßstab in der gleichen Lage wie
in Fig. 1, Fig. 4 eine Vorderansicht dieses Mechanismus,
Fig. 5
einen Vertikalschnitt nach Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 eine Außenansicht, teilweise
im Schnitt, von der entgegengesetzten Seite gesehen wie in Fig. 3, Fig. 7 einen
Schnitt nach Leime VIl-VIl der Fig. 5, Fig. 8 eine Ansicht ähnlich wie Fig. 1 mit
einer besonderen Abwandlung für Personen, die eine starke Verkürzung ihres Beines
aufweisen; Fig. 9 zeigt in größerem Maßstab den in dem Bein nach Fig. 8 eingebauten
Mechanismus, von oben gesehen, und Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X der Fig.
9.
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Die in den Fig. 1 bis 7 dargestellte Ausführungsform ist speziell
für unter dem Knie Amputierte bestimmt. Sie besteht aus einem hohlen Fuß, der durch
zwei Teile 1 und 2 gebildet wird und einen Gelenkmechanismus einschließt. Außerdem
ist diese Fußprothese selbst mit einem metallenen Gestell verbunden, das die Beinprothese
bildet, genauer gesagt, das an dem Bein des Verstümmelten befestigt ist.
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Dieses ist notwendigerweise dem besonderen Fall anzupassen. Im allgemeinen
hat es für Verstümmelte die in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausbildung.
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Damit der Fuß die notwendigen Gehbewegungen wie ein normaler Fuß
ausführen kann, sind die beiden Hälften 3 und 5 des Mechanismus durch ein federndes
Gelenk 6 (oder ein sonstiges elastisches Verbindungsglied) verbunden, das durch
eine Zylinderbuchse 10 gebildet wird, die an der oberen Hälfte 5 bei 11 angelenkt
ist und in deren Innerem eine Stange 12 angeordnet ist, die am Ende eine Scheibe
13 nach Art eines Kolbens trägt, die - unter der Wirkung einer Schraubfeder 14 steht.
Das untere Ende der Stange 12 ist mittels eines Zapfens 15 an Ohren 30 angelenkt,
die einen Teil des an der unteren Hälfte 3 angebrachten Stückes 28 bilden. Während
des Gehens der Person auf ebenem Boden bleibt die Gelenkachse 15 unbeweglich und
dient der Federbuchse 10 als Stütze. Wenn demzufolge die Person beim Schreiten den
Fuß auf den Boden aufsetzt, wird die Feder 14 zus ammengedrückt. Das untere Stück
3 und der Fuß 1 können in die Anfangslage zurückgehen, sobald die Kompression der
Feder aufhört.
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Um die Bewegung des Fußes ohne Ermüdung für die Person zu erleichtern,
wenn sie auf geneigtem Boden geht, sei es im Aufstieg oder Abstieg, ist der Erfindung
gemäß vorgesehen, daß die Lage des Gelenkpunktes 15 der Stange 12 mit der Neigung
des Bodens und der Marschrichtung sich ändern kann, derart, daß, wenn man den Fuß
bei geneigtem Terrain auf den Boden aufsetzt, der Fuß selbst nicht in die Lage nach
Fig. 1 zurückgeht, sondern in der Lage bleibt, die von der Neigung des Bodens abhängt.
Man erzielt auf diese Weise, daß der Gebrauches nicht nötig hat, bei jedem Schritt
eine Anstrengung irgendwelcher Art zu machen, um den Fuß der Neigung des Terrains
anzupassen, selbst in dem Fall, wenn der Marsch auf dem Abhang seine Richtung plötzlich
ändert.
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Zu diesem Zweck ordnet man in der unteren Hälfte 3 des Mechanismus
eine Muffe 20 an, die im Inneren eine Schraubfeder 19 aufnimmt, von der das eine
Ende an dem Deckel 21 (fest an Teil 3) und mit seinem anderen Ende an einem Deckel
22 befestigt ist, der mit Vorsprüngen 23 versehen ist, die in Aus nehmungen 24 der
Muffe 20 eingreifen.
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Diese Muffe 20 ist an der unteren Hälfte 3 des Mechanismus mittels
einer Klaue 25 befestigt, die selbst an dem Boden des Teiles 3 durch eine Schraube
26 befestigt ist, die man mehr oder weniger mittels
der Schraube 27 anziehen kann.
Der Zweck dieser Anordnung ist der, nach Art einer Bremse auf die Muffe 20 einzuwirken.
Man regelt immer den Druck der Klaue 25 nach dem Gewicht, der Statur und dem Grad
der Muskelenergie der Person so, daß, wenn sie auf ebenem Boden geht, die Muffe
20 sich nicht dreht, daß jedoch, wenn der Schwerpunkt des Körpers sich verlegt,
wie dies beim Begehen von geneigtem Boden beim Anstieg oder Abstieg der Fall ist,
der Fuß sich der jeweiligen Neigung des Bodens anpassen kann und die Muffe 20 sich
verdrehen muß.
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An der vorbeschriebenen Muffe ist eine zweite Klaue 28 befestigt,
die man mittels der Schraube 29 anzieht und die an ihrem oberen Teil Ohren 30 hat,
an denen das Ende der Stange 12 mittels eines Zapfens 15 angelenkt ist. Diese Klaue
bildet den Anlenkpunkt 15 für die Stange 12, und sie überträgt so auf den Fuß die
Verlagerung, welche der Körper der Person erfährt entsprechend der jeweiligen Lage
seines Schwerpunktes und dem Grade der Neigung des Bodens, auf dem sie sich bewegt.
Durch Entspannung dieser Klaue kann man außerdem den Mechanismus regeln, indem man
die in der Muffe 20 angeordnete Feder 19 mehr oder weniger spannt, dies immer in
Beziehung zur Muskelanstrengung der Person und als Ergänzung des auf die Muffe 20
durch die Klaue 28 dank der Wirkung der Schraube 29 ausgeübten Druckes.
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Eines der Ohren 30 hat einen seitlichen Vorsprung 37, der beim Drehen
der Muffe 20 mit der Klaue 28 auf einem abgebogenen Teil 38 des Bleches gleitet,
das die untere Hälfte des Mechanismus bildet. Die Krümmung dieses Bleches ist so
gewählt, daß sie die Bewegung des Gelenkes 30-15 begrenzt.
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Wenn der Patient auf der Horizontalen geht, nehmen die Muffe 20 und
die mit ihr zus ammenwirkenden Teile die Lage nach Fig. 5 ein, und die Bewegung
des Fußes erfolgt nur in einer Richtung, in der nach dem Rücken zu, hervorgerufen
durch das Körpergewicht im Augenblick des Gehens. Die Bewegung zurück vollzieht
sich einfach unter der Wirkung der Feder 14.
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Dagegen übt, wenn die Person von einem horizontalen ein geneigtes
Terrain betritt, die Verlegung des Körperschwerpunktes einen größeren Einfluß auf
die beweglichen Teile des Fußes aus. Infolge dieser stärkerzen Wirkung ändert sich
die Lage der Gelenkachse 15 der Federbüchse 10 selbsttätig unter der Wirkung der
Muffe 20 in Verbindung mit der Klaue 25 und der Schraubenfeder 19, so daß der Fuß
sich der Neigung des Geländes, auf welchem er ruht, anpassen kann.
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Daraus folgt, daß, wenn die Person den Fuß vom Boden abhebt, die Fußsohle
nicht in der horizontalen Lage bleibt, sondern in einer Lage, die ständig in Beziehung
zu dem Grade der jeweiligen Neigung des Geländes ist. Wenn demzufolge die Person
von neuem den Fuß auf den Boden aufsetzt, hat sie keine Anstrengung zu machen, um
ihn den Bodenverhältnissen anzupassen.
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Die Beinprothese, genauer gesagt, das Befestigungsgestell der Beinprothese
an dem Bein des Verstümmelten wird durch vertikale Stücke31, 32 an jeder Seite der
oberen Verlängerung 8 des Fußes gebildet. An dem oberen Teil dieser Stücke31, 32
ist ein Metallmantel 33 befestigt, der sich dem Bein unter dem Knie anpaßt. Diese
Teile sind außerdem an ihren freien Enden durch Achsen 34 gelenkig miteinander verbunden,
deren Drehachse mit dem Zentrum der Drehbewegung des Knies übereinstimmen. Die anderen
darüberliegenden, nach oben gerichteten Teile 35
tragen einen Reifen
36, der sich dem Oberschenkel ein wenig über dem Knie anpaßt und den man an diesem
Teil des Schenkels mittels Riemen 17, 18 befestigt.
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Der Mantel 33 besteht aus einem Metallstück, das durch Abformen des
Stummels oder der Endteile des Beines 16 des Verstümmelten derart erhalten wird,
daß es vollständig diese Partie des Schenkels umschließt und sich genau seinem Umfang
anpaßt.
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Dagegen ist der Mantel in seinem unteren Teil offen, so daß das Bein
nach unten frei liegt, wie es in Fig. 1 punktiert angedeutet ist. Man erhält so
eine genaue Anpassung des Mantels 33 an das Bein 16, indem es dessen unteren Teil
frei läßt, was eine größere Bequemlichkeit im Gebrauch der Fußprothese ergibt.
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Der oberste Reifen 36 ist ebenfalls aus Metall, und er ist ebenso
durch Abformen der Partie hergestellt, für die er bestimmt ist, um ein genaues Anpassen
zu erreichen. Der Reifen ist in seinem mittleren Teil auf der Vorderseite mit einer
relativ großen Öffnung versehen, deren Aufgabe es ist, nicht nur das Gewicht zu
verringern, sondern soweit als möglich die Transpiration und die Berührung des Beines
der Person mit der Luft zu ermöglichen.
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Unter diesen Bedingungen gelingt es, die den Gegenstand der Erfindung
bildende Fuß prothese an dem Bein und dem Schenkel der Person passend zu befestigen,
so daß sie auf normale Weise auf irgendeinem Gelände, horizontal oder geneigt, hart
oder weich, gehen kann.
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Will man diese Fußprothese bei einer Person verwenden, die an einer
besonders starken Beinverkürzung leidet, dann muß man das Traggestell oder die Fußprothese
abändern, und es ist gut, auch die Bauart des hohlen Fußes etwas abzuändern, um
sie dem Fuß der Person anzupassen. Diese Verwendung ist in Fig. 8 bis 10 dargestellt.
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Das Befesitigungsegestell am Bein der Person umfaßt eine Platte 45,
die sich der Fußsohle der Person anpaßt und die bei 46 an dem Innenmechanismus der
Fußprothese angelenkt ist. Diese Platte 45 ist am Fuß mittels eines Reifens 42,
der nach oben hin einen anderen Reifen 43 bildet, am Bein der Person befestigt.
In diesem Falle besteht die Prothese aus einem hohlen Fuß nach Fig. 1. In seinem
Inneren ist der gleiche Mechanismus angeordnet, der praktisch dem in Fig. 3 gezeigten
gleich ist und in gleicher Weise funktioniert.
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Dieser Mechanismus besteht aus einem Blechgehäuse 47, das auf der
Grundplatte des hohlen Fußes befestigt ist und an dem seitliche Ohren 48 sitzen,
durch die es selbst an den Seitenwänden des hohlen Fußes 41 angebracht ist An dem
Gehäuse ist eine Klaue 25 angebracht, die eine Reibung an der Muffe 20 erzeugt.
Die letztere ist außerdem von der Klaue 28 umgeben, die in diesem Falle nach hinten
verlängert ist und eine Gelenkverbindung 15 mit der Federbüchse 10 bildet. Die obere
Partie 5 des Mechanismus der Fig. 3 und 4 ist in diesem Falle durch die Platte 45
ersetzt, die mit dem Fuß der Person verhunden ist und an der das Ende der Federbüchse
10 angeschlossen ist. Die Gelenkachse 6 der Fig. 3 bis 7 ist in diesem Falle ersetzt
durch die Gelenkachse 46 der Platte 45 an dem Gehäuse 47-48 des Mechanismus.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der
in Fig. 3 und 4 beschriebenen.
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PATENTANSPRX}CHE 1. Beinprothese, bestehend aus einem am Bein oder
an einem Teil des Beines des Prothesenträgers befestigten Traggestell und einem
Hohl-
körper in Form eines Fußes mit zwei in ihm untergebrachten, um eine in der
Höhe des normalen Knöchelgelenkes liegende Gelenk achse bewegbaren Teilen, die unter
dem Einfluß einer Federung eine bestimmte Ruhelage zueinander einnehmen, dadurch
gekennzeichnet, daß der an einem Teil angeordnete, die Ruhelage der Teile zueinander
bestimmende Anschlag oder Stützpunkt für die Federung über ein in seiner Reibung
einstellbares Brems- oder Reiborgan lageveränderlich so angeordnet ist, daß er bei
einer über eine eingestellte Mindestkraft hinausgehenden Kraftwirkung seine Lage
ändert.