DE19716268C1 - Vorrichtung zur Behandlung von Gelenk- und Wirbelsäulenleiden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung von Gelenk- und Wirbelsäulenleiden.

In der orthopädischen Praxis werden zur Therapie beispielsweise von teilver­ steiften oder versteiften Gelenken oder auch von Wirbelsäulenleiden, die mit mehr oder weniger ausgedehnten Blockierungen von Wirbelgelenken einhergehen, häufig mechanische Verfahren angewandt. Hierbei benutzt man Apparaturen, die entweder durch Motorkraft betrieben - die betroffenen Gliedmaßen zwangsweise bewegen oder dem Patienten die Möglichkeit geben, eine mechanische Einrichtung selbst zu bewegen.

Beide Verfahren sind durch eine mehr oder weniger große Starrheit gekennzeichnet. Um diesen Nachteil zu mildern und den Patienten zu schonen, entwickelten sich verschiedene Verfahren der Krankengymnastik. Eine besonders schonende Therapie in dieser Gruppe ist die sogenannte Chirogymnastik, bei der der Therapeut die Bewegungen des Patienten durch Handanlegen initiiert und steuert.

Diese Behandlung bedeutet oft eine starke körperliche Belastung für den Therapeuten, da bestimmte Übungen häufig über längere Zeit durchgehalten werden müssen. Dies wiederum ist bisweilen auch für den Patienten unangenehm, da eine an einer Körperstelle über längere Zeit angreifende Kraft leicht Druckschmerzen verursacht. Im übrigen wäre ein weitgehend vom Patienten selbst - nach gewisser Anleitung - anzuwendendes Gerät, das die Übungsdauer erheblich verlängern könnte, von großem Nutzen.

Davon ausgehend wurde gemäß der Erfindung eine Vorrichtung entwickelt, die im wesentlichen gekennzeichnet ist durch zumindest ein den Gelenkbereich unterstützendes, am Körper nicht zu fixierendes, aufblasbares Kissenelement mit Verbindungsleitung(en) zu einer Druckmedienquelle zum Druckaufbau in dem oder den Kissen für eine schmerzminimierte Lagerung und zum Einstellen von in Ausmaß und Frequenz regelbaren Drucksteigerungen und -absenkungen um den beim Schmerzminimum erreichten Druckwert zum Anheben bzw. Absenken des Gelenks bzw. Gelenkbereichs zu erzielen.

Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Die gewünschten therapeutischen Wirkungen werden zweckmäßigerweise pneumatisch erzeugt, indem beispielsweise die Wirbelsäule oder Gelenke durch eine pneumatische Bewegung von Kissenelementen (angemessen geformten Luftkissen) bewegt werden, die insbesondere periodisch aufgeblasen und wieder entlastet werden.

Durch die geförderte Luftmenge läßt sich auf einfache Weise der Hub eines Kissen- oder Bewegungselements steuern. Die Bewegungsgeschwindigkeit kann durch eine entsprechende Steuerung des Pumpenantriebs verändert werden. Durch die Federwirkung der Luft können keine abrupten Bewegungen oder Belastungen des Patienten auftreten.

Anordnungen zur pneumatischen Bewegungstherapie von Gelenken, insb. von Fingern und der Hand, sind zwar bekannt (siehe z. B. DE 31 02 268 A1), jedoch handelt es sich dabei allgemein um relativ komplizierte Strukturen mit Fixierung an der menschlischen Hand.

Erfindungsgemäß haben die kissenartigen Bewegungselemente dagegen lediglich eine unterstützende Funktion ohne Fixierung am zu behandelnden Gelenk. Grundsätzlich wird dabei als Ausgangsposition eine Schmerzfrei-Lagerung des Patienten durch allmähliche Druck­ steigerung, insb. mit einer Mehrzahl von Kissenelementen durch angemessene räumliche Auswahl unterschiedlicher Druckbeaufschlagungen, angestrebt. Anschließend wird durch vorzugsweise periodisches Aufblasen und Entlasten (um den eingestellten Anfangsdruckpegel) - ggf. mit bedarfsgesteuertem Programm in räumlichem Muster - eine Bewegung der mit den Kissenelementen in Kontakt befindlichen Körperpartien herbeigeführt.

Die Vorrichtung bildet zweckmäßigerweise mit der zugehörigen Pumpe bzw. Druckseite der Pumpe samt Steuereinheit eine in sich abgeschlossene Einheit, wobei Antriebsenergie gespart wird. Dieses Konzept eignet sich insbesondere für kleinere und unabhängige Aggregate, z. B. für häuslichen und mobilen Betrieb.

Sowohl das Volumen der Pumpenhübe als auch die Geschwindigkeit können unabhängig voneinander stufenlos oder in diskreten Schritten an die jeweiligen therapeutischen Bedürfnisse angepaßt werden.

Als Antriebseinheit eignen sich sowohl Kolbenpumpen als auch jede bekannte Art von Blasebälgen.

Durch einen zusätzlichen Luftpulsator können (beispielsweise bei akuten Blockaden im gesamten Wirbelsäulenbereich) mittels entsprechend geformter Kissenelemente feinere Vibrationen auf den Körper des Patienten übertragen werden.

Bei diesen Vibrationen können Stärke und Frequenz unabhängig voneinander variiert werden.

Zur Erzeugung solcher Vibrationen kann entweder Luft aus einer getrennten Pumpe in das System eingespeist werden, oder die Hauptpumpe wird mechanisch entsprechend beeinflußt.

Als Antriebssystem kann auch ein Druckspeicher verwendet werden, dem nach Bedarf über einen Druckminderer Luft zum Aufblasen der Kissen über Magnetventile entnommen wird, die zum Entlasten der Kissen ebenfalls über Magnetventile gezielt abgelassen wird.

Der Bewegungshub der Kissenelemente kann durch die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile die Bewegungsgeschwindigkeit über eine ent­ sprechende Einstellung des Druckminders verändert werden.

Für die Steuerung der genannten Vorgänge dient insbesondere eine elektromechanische oder eine elektronische Steuerung beliebiger Bauart.

Durch elektronische Steuerung können die auf den Patienten übertragenden Bewegungen, d. h. die relativ langsamen mit größerem Hub und die schnelleren, vibrierenden mit kleinem Hub unabhängig voneinander eingestellt werden.
Dabei sind mehrere Möglichkeiten gegeben:
Großer und kleiner Hub periodisch und jeweils frequenzvariabel, evtl. auch kombiniert.
Beide Hubarten als intermittierende zeitliche Gruppen auch kombiniert.
Beide Hubarten an Zufallsmustern orientiert, auch in Kombination.

Die verwendeten Kissenelemente werden insbesondere in ihrer Form und Konstruktion den jeweiligen therapeutischen Erfordernissen sowie der Größe des Patienten angepaßt.

Zweckmäßigerweise können die einzelnen Luftkissenelemente aus Materialien mit unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten bestehen, sodaß sich gezielte Bewegungsrichtungen bei Drucksteigerung bzw. beim Aufblasen erreichen lassen.

Luftkissenelemente können mit mechanischen Verbindungseinrichtungen, zum Beispiel Klettverschlüssen oder Bändern mit Druckknöpfen versehen sein, mittels derer mehrere Luftkissenelemente kombiniert oder an einer Unterlage fixiert werden können, wenn es die Therapie erfordert.

Die Therapievorichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne Luftkissenelement oder Kombinationen aus Luftkissenelementen jeweils als unabhängige Stützelemente zum Erreichen einer schmerzfreien Lagerung des Patienten oder als aktive Luftkissenelemente zur orthopädischen Bewegungstherapie verwendet werden.

Durch Kombination der Luftkissenelemente vom Halswirbelsäulenbereich bis zum Lendenwirbelbereich ist eine Gesamttherapie der Wirbelsäule möglich.

Die Luftkissenelemente können in Verbindung mit einer pneumatischen Antriebseinheit, vorteilhaft auch im ergonomischen Bereich angewendet werden. Denkbar sind Anwendungen bei Bürostühlen und jeder Art von Fahrzeugen in PKW und LKW oder Pilotensitzen. Hier kann durch aktive Luftkissenelemente im Rücken und Gesäßbereich Wirbelsäulenschäden durch längerdauernde sitzende Tätigkeit vorgebeugt werden. Auch ist ein therapeutischer Einsatz von aktiven Luftkissenelementen während der Arbeitszeit eines Patienten neben der Behandlung durch einen Therapeuten denkbar.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Beispielen unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen

Fig. 1 eine zweckmäßige Pumpeinheit für einen Betrieb mit abgeschlossenem Volumen;

Fig. 2 Blockbild der gesamten pneumatischen Therapievorichtung,

Fig. 3 ein pneumatisches Schaltelement im Schnitt,

Fig. 4 einen Block mit 8 pneumatischen Schaltelementen; (als Beispiel)

Fig. 5-11 Behandlungbeispiele für den ganzen Wirbelsäulenbereich;

Fig. 12 Behandlunsbeispiel für das Kniegelenk;

Fig. 13 Behandlungsbeispiel für das Ellbogengelenk;

Fig. 14 Behandlungsbeispiel für das Schultergelenk;

Die in Fig. 1 gezeigte Pumpeneinheit umfaßt eine stabile Grundplatte 1 auf der ein Getriebe 2 mit Elektromotor 3 mit elektronischer Drehzahleinstelleinrichtung montiert ist.

Kurbelarm 4 auf der Abtriebswelle des Getriebes 2 ist mit einem Schlitz "zur Hubverkürzung" mittels der Feststellschraube 5 versehen, über den der Kurbelradius für die Schubstange 6, eingestellt werden kann, die zur Betätigung des Pumpenbalges 7 dient.

8 ist ein verschiebbares Widerlager für den Pumpenbalg 7, das gleichzeitig der Montage des Schlauchanschlusses 9 zum pneumatischen Steuerblock (siehe Fig. 2) sowie des Schlauchanschlusses 10 zur Zuführung von Luft aus einer Hilfspumpe zum Aufbau eines Grunddrucks im Balgen dient.

11 ist ein Schlauchanschluß zum Einspeisen von Luft aus einer externen Vibratoreinheit.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein pneumatisches Schaltelement mit 4 ver­ schiedenen Funktionen (Luftwegen).

Zwei kräftige Deckplatten 1 und 2 sind über Abstandsstreifen 3 und 4 miteinander verbunden und werden präzise auf Abstand gehalten. Zwischen den Deckplatten kann ein teflongeschmierter Block 5 gleiten und dabei 4 verschiedene Stellungen (A-D) einnehmen, die durch Kugelrastung gesichert werden.

Die Bedienung des Schiebers erfolgt über die Schubstange 6 mit dem Griff­ knopf 7.

Funktion:

Stellung A: Über den Kanal 8 (8 mm × 8 mm) in der oberen Deckplatte 1 gelangt Luft durch die Bohrung "x" und die Ausfräsung im Block 5 zur Auslaßöffnung 10 in der unteren Deckplatte 2 und von dort zum Luftkissenelement.

Der Einlaßkanal 8 ist für den Transport der Luft zum Aufbau eines Grunddrucks im Luftkissenelement bestimmt, der entweder dem statischen Druck bei Benutzung des Luftkissenelementes als Lagerungselement entspricht, oder im Aktivbetrieb durch die periodisch wirkende Pumpe ständig verändert wird.

Stellung B: Alte Öffnungen sind geschlossen, das Luftkissenelement behält seinen Druck.

Stellung C: Der Kanal 9 (12 mm × 12 mm) ist mit der Auslaßöffnung 10 verbunden, die "Aktivluft" strömt in das Luftkissenelement

Stellung D: Die Öffnung 10 zum Luftkissenelement ist mit der Entlüftungsöffnung 11 verbunden: das Luftkissenelement wird entleert.

In Fig. 3 skizzierte pneumatische Schaltelemente können zur Steuerung mehrerer Luftkissenelement in fast beliebiger Anzahl aneinander gereiht werden. Es ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion, da zwischen der Deckplatte die Schiebelemente 5 direkt aneinandergereiht werden. Über die über die ganze Länge der Deckplatten laufenden Kanäle 8 und 9 wird die Luft für Grunddruckund Aktivbetrieb zugeführt.

Durch die beschriebene Anordnung können (fast beliebig) viele Luftkisselemente gleichzeitig und voneinander unabhängig statisch und aktiv betrieben werden.

Bei unabhängiger Aktivierung von zwei Luftkissenelement-Gruppen ist eine Einspeisung von zwei Seiten möglich.

Hinweis zur Pumpe:
Ein Antriebsmotor u. Getriebe können zur Betätigung mehrerer Pumpenbälge für simultane Bewegungen dienen.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung der Wirbelsäulentherapievorichtung mit den dazugehörenden Luftkissenelementen für Becken und Lendenwirbelsäule a, Brustwirbelsäule b, Halswirbelsäule c, und den Kopf d.

Die Luftschläuche e, die in den einzelnen Luftkissenelementen eingelassen sind, sind mit den dazugehörigen Aggregaten, pneumatischer Steuerblock f, und Luftbalg g, skizzenhaft dargestellt.

Die Luftkissenelemente a und b sind im Becken-, Lendenwirbelsäulen- und Brustwirbelsäulenbereich paarweise nebeneinander angeordnet.

In der Mitte entsteht zwischen den Luftkissenelementen ein Freiraum h. Dadurch erreicht man eine drucklose Lagerung der Wirbelsäulenkörper be­ sonders der Dornfortsätze. Luftkissenelement c ist für die Lagerung und Bewe­ gung der Halswirbelsäule gedacht. Der Kopf wird mit Luftkissenelement d ge­ lagert und bewegt. Das Luftkissenelement c umfaßt als ringförmiges Luftkissen­ element den inneren runden Teil d.

Im Lendenwirbel- und Beckenbereich erreicht man durch gleichzeitiges Zuführen und Abführen der Luft in den Luftkissenelementen a eine Absenkung und Hebung des Körpers (Streckung und Beugung). Ein wechselseitiges Zuführen und Abführen der Luft in den benachbarten Luftkissenelementen bewirkt eine Drehung im Wirbelsäulenbereich (wird meistens bei Behandlung in der Brustwirbelsäule gebraucht). Die Halswirbelsäule wird durch Zu- und Abführen des Luftkissen­ elementes c bewegt (beugen und strecken). Vom Luftkissenelement d wird der Kopf angehoben und gesenkt (gestreckt u. gebeugt). In beiden Fällen erreicht man eine Bewegung oder Streckung der Halswirbelsäule.

Fig. Nr. 6 zeigt die optimale Behandlung bei Wirbelsäulenleiden in Stufenlagerung. Becken- und Lendenwirbelsäule werden auf Luftkissenelemente a, Brustwirbel­ säule auf Luftkissenelemente b, Halswirbelsäule auf Luftringkissenelement c und der Kopf auf Rundluftkissenelement d gelagert und bewegt.

Fig. Nr. 7: Hier wird eine Drehung im Wirbelsäulenbereich dargestellt. Durch Abführen der Luft im Luftkissenelement a erfolgt eine Drehung nach links. Eine Drehung zur rechten Seite erzielt man, wenn in a die Luft aus Luftkissenelement b wieder abführt und Luft in a zuführt.

Fig. Nr. 8: Hier erfolgt die Lagerung und Bewegung der Brust- sowie Lendenwirbelsäule mit Becken. Durch wechselseitiges Zu- und Abführen der Luft in den Luftkissen­ elementen a und b werden Becken und Lendenwirbelsäule 1 gesenkt und angehoben (Streckung und Beugung). Die Brustwirbelsäule 2 wird mit den Luftkissenelementen c d und e therapiert. Durch wechselseitiges Zu- und Abführen der Luft in den Luftkissenelementen c und e wird eine Drehung der Wirbelsäule erzielt. Das Luftkissenelement d dient als Überroll-, Schon- und Lagerungselement für die Brustwirbelsäule.

Fig. 9 und 10: Behandlung der Halswirbelsäule: Durch Übereinanderlegen der Luftkissenelemente a u. b und gegenseitiges Fixieren wird eine größere Vorwärtsneigung des Kopfes erzielt. Luftkissenelement c kann sowohl als unterstützendes als auch aktives Luftkissenelement eingesetzt werden (Beugung und Streckung).

Fig. 11: Die Luftkissenelemente werden auch in Bauchlage angewendet. Der Patient wird durch das Luftkissen a aus der Lendenwirbelsäule-Lordoselagerung in die Lendenwirbel-Kyphosenlagerung versetzt. Durch Zu- und Abführen der Luft in Luftkissen a wird eine Beugung und Streckung der Lendenwirbel erzeugt. Bei dieser Behandlung wird gleichzeitig die Brustwirbelsäule gestreckt und gebeugt. Luftkissenelement b dient als Lagerungskissen.

Fig. 12: Das Luftkissenelement wird unter das Kniegelenk gelegt. Durch Zu- und Abführen der Luft im Luftkissenelement hebt und senkt sich das Knie (Beugung und Streckung).

Fig. 13: Durch ein spezielles kleines Luftkissenelement a, das zwischen Oberarm und Rumpf in die Achselhöhle gelegt wird, erreicht man eine Dehnung im Schultergelenk.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Behandlung von Gelenk- und Wirbelsäulenleiden, gekennzeichnet durchzumindest ein den Gelenkbereich unterstützendes, am Körper nicht zu fixierendes, aufblasbares Kissenelement mit Verbindungsleitung(en) zu einer Druckmedienquelle mit Steuereinheiten zum Druckaufbau in dem oder den Kissen für eine schmerzminimierte Lagerung und zum Einstellen von in Ausmaß und Frequenz regelbaren Drucksteigerungen und -absenkungen um den beim Schmerzminimum erreichten Druckwert zum Anheben und Absenken des Gelenks bzw. Gelenkbereichs.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im wesentlichen dehnbare, flexible Kissenelemente, die bei Bedarf aus Materialien mit unterschiedlichen Dehnungskoeffizienten bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mehrere Kissenelemente mit gesonderten Verbindungsleitungen zu zumindest einer Druckmedienquelle.

4. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Programmsteuerung zum unterschiedlichen Betrieb der verschiedenen Kissenelemente einer Vorrichtung.

5. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch bewegliche Verbindungen zwischen den Kissenelementen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Behandlung der Wirbelsäule, gekennzeichnet durch zwei rechts und links der Wirbelsäule in geringem Abstand voneinander anzuordnende, untereinander beweglich verbundene Reihen von untereinander beweglich verbundenen Kissen­ elementen mit individueller Bewegungssteuerung.

7. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kissenlänge quer zum Gelenk etwa gleich dem entsprechenden Maß der Körperauflagefläche ist.

8. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch im wesentlichen rechteckige, flache Kissen­ elemente auf einer ebenen, formsteifen Unterlage mit weicher Oberfläche.

9. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine durch Drucksteigerung und -absenkung zu bewirkende Hubbewegung im Bereich von 1 bis 5 cm.

10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch lösbare Anschlüsse zwischen den Verbindungs­ leitungen und den Kissenelementen bzw. der Druckmedienquelle.

11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedienquelle ein Preßluft­ vorrat ggf. mit Druckminderer dient und Magnetventile für Luftein- und -auslaß zu bzw. von den Kissenelementen vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmedienquelle durch eine Pumpeinheit gebildet wird, mit Ventilen zur programmierten Betätigung der Kissenelemente mittels einer mechanischen elektromechanischen oder elektronischen Steuereinheit.

13. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch Mittel für eine den Hubbewegungen überlagerte Volumenvibration.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel durch eine gesonderte Pumpe oder eine entsprechende, Zusatzeinrichtung der Hauptpumpe gebildet werden.

15. Anordnung zur Betätigung der Kissenelemente einer Vorrichtung zur Behandlung von Gelenk- und Wirbelsäulenleiden, gekennzeichnet durch ein geschlossenes System mit einer in Hub und Frequenz einstell- bzw. regelbaren Pumpeinheit, deren Ausgang mit einem Steuerblock verbunden bzw. zu verbinden ist, der eine der Anzahl der zu betätigenden Kissenelemente entsprechende Anzahl von Pneumatikschaltern mit jeweils einer Schlauchverbindung zu dem entsprechenden Kissenelement aufweist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Balgenpumpe ist.

17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Lufteinspeisung in den Steuerblock über ein Sicherheitsventil zur Einstellung eines insbesondere der Schmerzfreiheit entsprechenden Druckpegels im System.