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Vorrichtung zur Erleichterung des Gehens Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zur Erleichterung des Gehens mit gelenkig verbundenen, an den
Gliedern des Beines zu befestigenden Stäben.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art unterliegt die gegenseitige
Verschwenkung der Stäbe nur der Kraftwirkung von Zugfedern, die zwischen den Stäben
angeordnet sind. Eine solche Vorrichtung ist zum Wiedererlernen des Gehens ungeeignet,
weil sie dem Benutzer, der zunächst nur zu ganz kleinen und erst allmählich zu größeren
Winkelbewegungen im Gelenk fähig ist, keinen genügenden Halt gewähren.
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Auch die Veränderung der Spannung der verbindenden Zugfedern ist kein
geeignetes Mittel zur Verbesserung der Brauchbarkeit für das Gehenlernen, weil mit
der Vergrößerung der Federspannung die zur Bewegung erforderlichen Kräfte in unerwünschtem
Maß vergrößert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
gekennzeichneten Art zu schaffen, die sich dem zunehmenden Gehvermögen des Benutzers
bei der Wiedererlangung der Gehfähigkeit anpaßt.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß dem
Hüft- und Kniegelenk je eine Nockenscheibe zugeordnet ist, die schwenkbar mit dem
im Gelenk drehbaren Stab verbunden und auf mehrere, den Schwenkwinkel des zugehörigen
Gelenkes in verschiedenem Maß einschränkende tXbungsstellungen einstellbar ist.
Die dadurch geschaffene veränderliche Begrenzung des Schwenkwinkels der Gelenke
ermöglicht eine ausgezeichnete Anpassung der Bewegungsfreiheit an den jeweils erreichten
Grad der Gehfähigkeit.
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Zur Sicherung der Nockenscheiben in ihrer jeweiligen Übungsstellung
können zug- und biegeelastische Bänder zwischen Punkten der Nockenscheiben und Punkten
am anderen Stab angeordnet sein. Die Brauchbarkeit des Übungsgerätes läßt sich ferner
dadurch verbessern, daß dem Knöchelgelenk eine bewegbare, der Sohle entsprechende
Fußunterlage zugeordnet ist, an deren hinterem Ende ein biegeelastisches Band angreift,
das die Wirkung der Achillessehne übernimmt und dessen anderes Ende an einer höheren,
geeigneten Stelle der Vorrichtung befestigt ist. Dadurch wird verhindert, daß der
Unterschenkel des Beines über die gestreckte Lage relativ zur Fußplatte hinausschwenken
kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigt A b b. 1 ein orthopädisches Gerät zur Wiedererlangung der Beinbewegung,
vollkommen ausgezo-
gen. Die Nocken sind in der Stellung, die die Gelenke starr blockiert;
Abt. 2 entspricht einem Ausschnitt der Zone Hüfte und Knie und zeigt die Nocken
in einer Stellung, die ein beschränktes Spiel der Gelenke zuläßt; Abb. 3 zeigt den
gleichen Ausschnitt wie A b b. 2.
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Die Nocken befinden sich in einer Stellung, die die freie Bewegung
der Gelenke zuläßt. In den beiden letzten Abbildungen zeigen die Pfeile die mögliche
Drehrichtung an, die die Gelenke aus der angedeuteten Stellung heraus ausüben können;
A b b. 4, 5 und 6 entsprechen Längsschnitten, die in den Gelenken von Hüfte, Knie
und Knöchel vorgenommen wurden in einer parallelen Ebene zu den Hauptstäben des
Apparates; Ab b. 7 ist die Ansicht der Fußsohle, an welcher ein biegsamer Zugriemen
angebracht ist; A b b. 8 ist ein Querschnitt des in der vorangehenden Abbildung
gezeigten Teiles; A b b. 9 schließlich zeigt einen orthopädischen Apparat, erfindungsgemäß
für beide Beine hergestellt.
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Nach diesem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet ein oberes Stück
1 (teilweise dargestellt) den oberen Haltering zur Befestigung des Apparates.
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Mit diesem Teil ist mittels Nieten, Schweißpunkten oder allgemein
geeigneten Mitteln ein Stab 2 starr verbunden; mit der entsprechenden Neigung führt
dieser Stab 2 bis zum Hüftgelenk, das an seinem unteren Ende angebracht ist. Das
mit dem Stab 2 gelenkig verbundene Teil in der Hüftgegend ist ein Stab 3, der weiter
hinabführt, um in dem Kniegelenk
zu enden. Von hier aus geht ein
Stab 4 nach unten, der starr mit einem Stab 5 längenverschiebbar verbunden ist,
und zwar so, daß 4 und 5 gerade ausgerichtet sind. Mittels eines dritten Gelenks,
das dem Knöchel entspricht, ist mit dem Stab 5 ein kurzes Stück 6 verbunden, unten
eingewinkelt, um ein Teil 7 zu tragen und festzuhalten, das als Unterlage für den
Fuß dient.
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Wie aus den Abbildungen zu ersehen ist, besteht jedes Gelenk aus
einem starr mit dem unteren und schwenkbar mit dem oberen Stab verbundenen Teil.
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So ist bei dem Hüftgelenk ein Teil 8 fest mit dem Stab 3 verbunden
und erlaubt allerdings die Drehung des Stabes 2. Auf gleiche Weise ist ein Teil9
des Kniegelenks fest mit dem Stab 4 verbunden und erlaubt dabei die Drehung des-
Stabes 3. Das gleiche gilt für ein Teil 10 in bezug auf die Elemente 6 und 5.
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Die Stäbe 4 und 5 sind im Bereich 11 mit gegenüberliegenden Löchern
versehen, durch welche Schraubenl2 geführt sind, welche beide Teile fest verbinden.
Nimmt man die erwähnten Schrauben 12 heraus und verschiebt gegeneinander die Stäbe
4 und 5, bis sich neue Lochgruppen für die Schrauben 12 gegenüberstehen, kann man
nach - Gutdünken innerhalb der möglichen Grenzen die Länge des Ganzen (4 und 5)
verändern, d. h., die Distanz zwischen dem Knöchel- und dem Kniegelenk dem Patienten
anpassen.
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Auch der Stab 3 besteht - aus zwei Teilen, wenngleich zur Vereinfachung
dieser Darlegung seine Teile nicht besonders aufgezeigt wurden; in der Tat ist bei
13 eine Überlappung vorhanden, angebracht mittels Schrauben 14, und gerade in dieser
Zone 13 und vermittels der gleichen Schrauben 14 wird am Stab 3 ein Haltering 15
zur Befestigung am Bein des Patienten fixiert.
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Den gleichen Zweck hat ein Haltering 16 am Stab 4 zu erfüllen.
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Im Hüftgelenk wirkt eine Nockenscheibe 17 und im Kniegelenk eine
andere 18. Die Funktion beider in bezug auf den Gesamtkomplex des betreffenden Gelenkes
wird noch näher erläutert werden.
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Jedes einzelne der drei Gelenke besitzt verschiedenen Spielraum sowie
unterschiedliche Anbringungswinkel, doch ist das Arbeitsprinzip bei allen das gleiche.
Einer der im Gelenk mitwirkenden Stäbe trägt an seinen beiden Seiten je eine Platte
fest in paralleler Form befestigt. Diese Platten verlängern sich in Form von Flügeln
oder Ohren, und zwischen diesen wird der zweite Stab eingeführt, der durch eine
Achse gelenkig wird. Ein so einfaches Gelenk hätte unter anderem den Nachteil, die
entsprechende Drehachse bedeutenden Krümmungs- und Schnittwirkungen auszusetzen.
Um dies zu vermeiden, läßt man das untere Ende des beweglichen Stabes auf dem oberen
Ende des starren Stabes ruhen. Damit diese Unterlage sich nicht mit den verschiedenen
Stellungen ändert, die sich von der Drehmöglichkeit der gelenkigen Elemente ableiten
lassen, werden die Stützflächen als Kreisbogen ausgebildet, mit Zentrum in der Drehmitte
des Gelenkes. Der unter dem beweglichen Teil gebildete Bogen ist konvex und der
über dem festen bzw. starren Teil konkav.
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Die äußeren Enden dieser Bogen sind so angeordnet, daß sie die Drehung
in bezug auf die gewünschte Weite oder Ausdehnung einschränken, wozu ihnen an den
gegebenen Punkten angebrachte Anschläge behilflich sind.
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Im Fall des Hüftgelenkes, wie aus A b b. 4 ersichtlich, sind also
die Platten 8 an beiden Seiten des Stabes 3 am oberen Ende befestigt und bilden
zwei Flügel oder Ohren, zwischen die das untere Ende des Stabes 2 eingeführt ist.
Der untere Rand des Stabes 2 bildet einen Kreisbogen 19 konvex, der sich einem konkaven
Kreisbogen 25 anpaßt, der seitlich am oberen Ende vom Stab 3 vorhanden ist. Die
Platten 8 sind zum vorderen Rand von 2, 3 und etwas nach oben gerichtet. In Übereinstimmung
mit dieser Anordnung stehen sich die Stäbe 2 und 3 gegenüber. Der Bogen 19 des erstgenannten
Stabes 2 setzt sich an seinem vorderen Ende in einem geraden Stück 20 fort, welches
als Begrenzungsanschlag der Drehung wirkt, bei Einbiegen über den vorderen Rand
von 3.
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Das andere Ende des Bogens 19 mündet in ein weiteres kleines gerades
Stück 21, das die Drehung in entgegengesetzter Richtung hemmt bzw. einschränkt.
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In der Mitte der Bogen 19 und 25 sitzt eine Drehachse 22, gebildet
aus einem Stift, der beide Flügel 8 durchquert, aufgehalten von äußeren Köpfen 23,
vorzugsweise Gewindeköpfen. Die Teile 8 werden an dem entsprechenden Ende vom Stab
3 durch genietete Stifte 24 befestigt. Die Platten 8 sind nicht ganz identisch,
sondern eine derselben weist än dem vom Stab 3 am entferntesten liegenden Teil eine
Erhöhung oder Zahn auf, etwas abgeflacht, auf welche Stelle ein Nocken 17 wirkt.
Die Neigung der Platten 8 hat zum Zweck, die Gelenkachse 22 in bezug auf die Gelenkachse
der eigenen Hüfte des Patienten etwas abzulenken.
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Das in Abt. 5 gezeigte Gelenk entspricht dem Kniegelenk. Mit Ausnahme
der notwendigen Unterschiede der Konformation ist seine Ausbildung anaIog zum bereits
beschriebenen Gelenk der Hüfte. Die Plaften 9, mit Konturen, die eine Niere in ähnlicher
Weise wie die Platten 8 in Erinnerung bringen, sind praktisch mit dem Stab 4 ausgerichtet.
Der Stab 3 läuft unten in einem weiten Umkreisbogen 26 aus, der einwandfrei mit
einem konkaven Bogen 32 von Stab 4 übereinstimmt. Die Enden des besagten Bogens
26 münden -am hinteren Rand von Stab 3 in einen Einschnitt 27 und auf der entgegengesetzten
Seite in ein gerades Stück 28 etwa in einem Winkel von 900 zum Bogen 26. In der
Mitte der Bogen 26 und 32 durchquert ein Zapfen 29 die Platten9 und das äußere Ende
vom Stab 3 und erlaubt diesem Stab seine Schwenkbewegung im Komplex 4, 9. An den
äußeren Enden vom Zapfen 29 befinden sich Gewindeköpfe 30. Stifte 31, genietet,
befestigen die Platten9 am oberen Ende vom Stab 4. Der Bogen 32 wird begrenzt durch
eine gerade abfallende Abflachung 33. Ein Stift 34 zwischen beiden Platten 9 dient
als Anschlag am vorderen Gelenkteil. So entspricht der Kontakt zwischen 28 und 34
der Stellung des ausgestreckten, also geraden Beins, während der Kontakt zwischen
27 und 33 der Stellung entspricht, in welcher das Bein bzw. das Kniegelenk, bis
zum Äußersten gebeugt ist.
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Eine der Platten 9 weist eine abgeflachte Erhöhung an ihrem oberen
Teil auf, auf welche die Nockenscheibe 18 wirkt.
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Einfacher ist das Knöchelgelenk, wie es in Ab b. 6 gezeigt wird,
jedoch gebaut nach den gleichen Grundprinzipien. Zwillingsbleche 10 sind auf das
obere Ende vom Stab 6 mit Stiften 40 genietet. Das untere Ende vom Stab 5 verläuft
in einem Kreisbogen 35, mit Achse auf der Symmetrieachse von Stab 5; das obere Ende
vom Stab 6 paßt sich in einem konkaven
Bogen 39 dem Kreisbogen 35
an; beide Außenenden der Bogen 35 und 39 bilden je einen Einschnitt 36, durch welchen
die Federung von dem Stab 5 auf den Stab 6 innerhalb der zuvor festgesetzten Grenzen
ermöglicht wird. Ein Drehzapfen 37 ist durch hierzu vorgesehene Löcher in 10 und
5 geführt; der Durchgang durch diesen letzteren Stab geschieht durch den Mittelpunkt
der Kreisbogen 35 und 39.
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Wie man sehen konnte, besitzt jedes einzelne Gelenk einen beschränkten
Drehspielraum innerhalb der normalen Einschränkung der diesbezüglichen Gelenkgliederung
der Anatomie des Patienten selbst. Was die Gelenke der Hüfte und des Knies angeht,
entsprechen die angeführten Einschränkungen derjenigen Stellung der Nocken, bei
welcher diese die Schwenkbewegung nicht blockieren und auch nicht zum Teil hemmen.
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Zwischen dieser Stellung der völligen Bewegungsfreiheit und der absoluten
Starre sind eine oder mehrere Zwischenstellungen für die Nocken möglich, bei welchen
diese Nocken die Bewegung der Gelenke teilweise zwischen engeren als den bereits
genannten Grenzen blockieren. Diese Grenzen werden in jedem Fall durch die Angaben
des Spezialisten festgesetzt, im Einvernehmen mit den Gegebenheiten des Patienten
und des zu bekämpfenden Leidens.
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Die Nockenscheiben 17 und 18 drehen sich auf den Stäben 2 bzw. 3
mittels Zapfen mit je einem äußeren Kopf 41 und 42.
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Diese Nockenscheiben 17 und 18 haben die Ausbildung eines Dreiecks
mit etwa gleichen Schenkeln, mit in der Grundlinie schräg eingeschnittenen Winkeln.
Das Zusammenwirken der Basis und Einschnitte in bezug auf die entsprechenden Drehachsen
ist so, daß für die in A b b. 3 gezeigten Stellungen die Nokkenscheiben 17 und 18
mit den Erhöhungen der Teile 8 und 9 nicht in Kontakt treten, wenn eine relative
Drehung erfolgt. Gibt man jeder einzelnen Nockenscheibe in der einen oder anderen
Richtung einen Dreh, wie es aus den A b b. 1 und 2 zu ersehen ist, kommt der eine
oder andere Einschnitt, der an die Basis angrenzt, über die Erhöhungen 8 oder 9
zum Einfall. An jeder Schubstange paßt sich einer dieser Einschnitte vollkommen
der entsprechenden Spitze an, während der andere beim Einfallen einen kleinen winkeligen
Spielraum läßt. Die erste Stellung entspricht der Unbeweglichkeit oder absoluten
Blokkierung, wie es die A b b. 1 zeigt, und die zweite Stellung der begrenzten Bewegbarkeit
gemäß Abb. 2.
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Zapfen 43, 44, 45, 46 und 47, angebracht an den Scheitelpunkten der
Nockenscheiben, den Basen gegenüber und an geeigneten Stellen des Gesamtkomplexes
des Gerätes, ermöglichen durch geeignete elastische Elemente, wie Gummigewebebänder,
Federn usw., die Nockenscheiben in für jeden Bedarf entsprechende Stellungen zu
bringen, wobei diese Stangen einer gewissen elastischen Spannung unterworfen werden,
die ihre Handhabe erleichtert.
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In den Ab b. 1, 2 und 3 erkennt man bestens diese Einzelheiten. Darin
bestehen die elastischen Mittel aus Bändern, die durch eine eingezeichnete Hilfslinie
dargestellt sind.
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Um auch dem Gelenk 10 einen elastischen Charakter zu verleihen, ist
ein Stift 48 in der Zone 11 vorgesehen und ein elastisches Element zwischen diesem
und dem Vorderteil des Teiles 7 der Stütze für den Fuß gespannt.
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Alle Zonen, die durch ihre besondere Gestaltung die Haut des Patienten
verletzen könnten, sind auf der Innenseite durch Polsterungen geschützt.
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In den A b b. 7 und 8 ist eine Vorrichtung gezeigt, die mit dem Knöchelgelenk
zusammenarbeitet. Sie besteht in der Einarbeitung eines flexiblen Zugbandes in den
hinteren Teil der Sohle 7, welches die Aufgabe der Achillesferse übernimmt. Das
Knöchelgelenk selbst ist hier entsprechend abgeändert gegenüber der Darstellung
in Ab b. 6.
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Im Einklang mit den angeführten A b b. 7 und 8 weist die Sohle 7,
aus widerstandsfähigem Material hergestellt, z. B. Metall, in ihrem Sohlenbogen
ein Scharnier 49 auf, mit dem auf beiden Seiten Stäbe 52 gelenkig verbunden sind,
die zwischen dem Scharnier 49 und dem vorhergehend beschriebenen Kniegelenk angeordnet
sind.
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In der Ferse der Sohle 7 ist ein Haken 50 vorgesehen, um ein flexibles
Band 51 anzubringen, welches die Biegung im Scharnier 49 mit Voreilen der Stäbe
52 einschränkt.
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Wie bereits erwähnt wurde, erfüllt das Zugband 51 die Aufgabe der
Achillesferse; mit seinem oberen Ende wird es an irgendeinem Teil des Gerätes befestigt,
vorzugsweise an den Halteringen 15 und/ oder 16.
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So kann der Patient durch Querschwingung richtig gehen, wenngleich
seine Muskeln auf diese Bewegung nicht eingehen.
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In A b b. 9 ist ein orthopädisches Gerät dargestellt, das nach der
vorliegenden Erfindung ausgeführt wurde und welches mit den gesamten charakteristischen
Vorrichtungen ausgestattet ist, die diese Erfindung auszeichnen.
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Das Gelenk 54 der Sohle 7 wird in diesem Fall von einem Winkel gebildet,
der die Verlängerung des Stabes darstellt und in einer Ausfräsung in der Unterseite
der Sohle 7 angebracht ist.
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Das Zugband enthält ein unteres einschränkendes Stück 51 für die
Bewegungen des Gelenks der Sohle und liegt zwischen deren hinterer Befestigung 50
und dem Haltering der Wade 16 und besteht ferner aus einem oberen Stück 53 zwischen
diesem Haltering 16 und dem des Oberschenkels 15, bestimmt für die Einschränkung
der Bewegung des Kniegelenks 9.
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Die Kombination der elastischen Züge hinsichtlich des Knöchel- und
Kniegelenks und die Einschränkung der Bewegung, bewerkstelligt durch das flexible
Band, macht es einer Person möglich, der man diesen Apparat angesetzt hat, daß sie,
obwohl sie an den Beinen völlig gelähmt ist, gehen kann und sich abwechselnd jeweils
auf ein Bein stützt durch die Bewegung einer quergehenden Schwankung. Diese Bewegung
ruft den Antrieb nach vorn derjenigen Vorrichtung hervor, die dem jetzt freien Bein
angemessen wurde.
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Das Bogensystem in Kontakt, wie es gemäß der Erfindung beschrieben
wird, wurde entworfen, um die Struktur der Gelenke zu vereinfachen, ohne ihre Wirksamkeit
oder Widerstandsfähigkeit herabzumindern. Hierzu trägt in großem Rahmen die Duplizität
der seitlichen Platten bei. In Anbetracht der Beschaffenheit des Gerätes ruft die
unmittelbare Reibung an den besagten Bogen keinen beachtenswerten Bremsvorgang hervor,
auch keinen Verschleiß, der das gesamte Gerät unbrauchbar werden ließe und so die
vorgesehene Lebensdauer verkürzen würde. Es kommt auch nicht in Frage, daß Temperaturerhöhungen
infolge Wirkung der erwähnten Reibung beachtet
werden müssen. Aus
diesem Grund kann jeder Beitrag an gebräuchlichen Ablaufvorrichtungen zu den beschriebenen
Gelenken hinzugefügt werden oder durch besondere Krankheitsfälle bedingte Abänderungen.
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Wie überhaupt das orthopädische Gerät gemäß der Erfindung verschiedenen
Patienten und verschiedenen Behandlungsphasen angepaßt werden kann.