DE19717928A1 - Device for controlling endoprosthetic supplied joint - Google Patents

Device for controlling endoprosthetic supplied joint

Info

Publication number
DE19717928A1
DE19717928A1 DE19717928A DE19717928A DE19717928A1 DE 19717928 A1 DE19717928 A1 DE 19717928A1 DE 19717928 A DE19717928 A DE 19717928A DE 19717928 A DE19717928 A DE 19717928A DE 19717928 A1 DE19717928 A1 DE 19717928A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
joint
sensor system
control
structures
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19717928A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Andreas Dr In Staemmler
Thomas Dr Med Siebel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19717928A priority Critical patent/DE19717928A1/en
Publication of DE19717928A1 publication Critical patent/DE19717928A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4528—Joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/48—Operating or control means, e.g. from outside the body, control of sphincters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/224—Measuring muscular strength
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
    • A61B5/4533—Ligaments

Abstract

The control device includes a sensor system, which quantitatively determines especially using instrumentation, the operations in the joint or in an endoprosthesis. A control and regulating unit is provided, at which the output signal of the sensor system is applied, and generate signals for controlling the regulation. At least one adjusting element is provided, to which the output signal of the control and regulating unit is supplied, and which carries out a coupling at own body control and regulating paths.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kon­ trolle eines endoprothetisch versorgten Gelenks bzw. zur Unterstützung der Wiederherstellung einer physiologisch unbedenklichen Gelenkbewegung nach pathologischen, dege­ nerativen, posttraumatischen oder anlagebedingten Verän­ derungen im Band-, Gelenk- und/oder Muskelapparat.The invention relates to a device for con trolls of an endoprosthetic joint or Support the restoration of a physiological harmless joint movement according to pathological, dege nerative, post-traumatic or system-related changes changes in the ligaments, joints and / or musculoskeletal system.

Der Stand der Technik bei der Versorgung von Gelenken soll im folgenden exemplarisch an einem bestimmten Ge­ lenk, nämlich dem Kniegelenk und der damit verbundenen Endoprothetik beschrieben werden. Die hier dargestellten Nachteile des Standes der Technik treten in ähnlicher Form bei allen Gelenken der Extremitäten auf.The state of the art in the care of joints is to be exemplified in the following on a specific Ge  steering, namely the knee joint and the associated Endoprosthetics are described. The ones shown here Disadvantages of the prior art occur in a similar way Form on all joints of the extremities.

Das Kniegelenk wird neben seiner passiven multidirektio­ nalen Beweglichkeit (Flexion, Extension, anterio­ res/posteriores Gleiten, Innen-/Außenrotation der Tibia, Varus-/Valgusbewegung, Kranial-/Kaudalverlagerung des Drehpunktes des Kniegelenks im Zuge der Kniebeugung so­ wie Medial- und Lateralbewegung des Femurs gegenüber der Tibia im Zuge der Knieflexion) von dem vorderen und hin­ teren Kreuzband sowie den Seitenbändern und Kapselstruk­ turen gelenkt. Allerdings sind die nachgenannten Kapsel­ bandstrukturen nicht allein in der Lage, die auf das Kniegelenk einwirkenden Kräfte zu kontrollieren.The knee joint is next to its passive multidirectional nal mobility (flexion, extension, anterio res / posterior gliding, internal / external rotation of the tibia, Varus / valgus movement, cranial / caudal displacement of the Pivot point of the knee joint in the course of the knee flexion so like medial and lateral movement of the femur against the Tibia in the course of knee flexion) from the anterior and posterior tere cruciate ligament as well as the side ligaments and capsule structure doors steered. However, the capsule mentioned below band structures not only able to respond to the Check the forces acting on the knee joint.

Beispielsweise beim Treppablaufen treten Belastungskräf­ te auf, die das Siebenfache des menschlichen Körperge­ wichts betragen. Eine Kreuzbandruptur kann aber schon bei geringeren Kräften auftreten. Aus diesem Grunde ha­ ben die Kapselbandstrukturen, insbesondere die Kreuzbän­ der neben der rein passiven Haltefunktion bei niedrigen einwirkenden Kräften auch eine sensorische Funktion (Propriozeption), die letztendlich sogenannte Schutzre­ flexe entsprechender Muskelgruppen zur Stabilisierung des Kniegelenks aktivieren. Ähnliche Vorgänge sind auch beim Sprung-, Hüft-, Schulter- Ellbogen- und Handgelenk bekannt.For example, when walking down stairs, there is a load which is seven times the human body weight. A cruciate ligament rupture can, however occur with lower forces. For this reason ha ben the capsular ligament structures, especially the cruciate ligament which in addition to the purely passive holding function at low acting forces also a sensory function (Proprioception), the so-called Schutzre flexe appropriate muscle groups for stabilization activate the knee joint. There are similar processes for the ankle, hip, shoulder, elbow and wrist known.

Snyder-Mackler et al. konnten 1994 eine Reflexinhibition der Quadrizepsmuskulatur nach Verletzung des vorderen Kreuzbandes nachweisen. Auch Beard et Fergusson (1993) wiesen eine Reflexverzögerung der Hamstringaktivierung (Kniebeugegruppe) nach Ruptur entsprechender ligamentä­ rer Strukturen nach. Als Folge des Verlustes des vorde­ ren Kreuzbandes in Verbindung mit der Reflexinhibition wird die nach vorne gerichtete Bewegung des Femurs auf dem Tibiaplateau nicht durch den entsprechenden Reflex der Quadrizepsmuskulatur kontrolliert und begrenzt.Snyder-Mackler et al. were able to inhibit reflex in 1994 the quadriceps muscles after injury to the front Detect cruciate ligament. Beard et Fergusson (1993) showed a reflex delay in hamstring activation (Squat group) after rupture of corresponding ligament  structures. As a result of the loss of the fore ren cruciate ligament in connection with reflex inhibition the forward movement of the femur will increase the tibial plateau not through the appropriate reflex the quadriceps muscles controlled and limited.

Umgekehrt führt ein Verlust des hinteren Kreuzbandes zu entsprechenden Konsequenzen infolge der Hemmung der Kniebeugegruppe. Die Propriozeption kann auch durch Krankheiten wie z. B. Arthrose eingeschränkt werden.Conversely, loss of the posterior cruciate ligament leads to corresponding consequences due to the inhibition of Squat group. The proprioception can also by Diseases such as B. Osteoarthritis can be restricted.

Im Ergebnis erhält man eine unphysiologische Gelenkfunk­ tion, die der weiteren Degeneration Vorschub leistet. Wird die Propriozeption durch Krankheiten wie z. B. Dia­ betes bzw. Lues gänzlich ausgeschaltet, entwickelt sich ein neuropathisches Gelenk. Auch der derzeitige Einsatz von Knieendoprothesen kann die fehlende Propriozeption nicht ersetzen, so daß es zu erhöhtem Verschleiß und da­ mit verbundenen geringen Standzeiten der Endoprothese kommt. Die an der Endoprothese auftretenden Belastungen beeinträchtigen und schädigen zudem die Schnittstelle zwischen Endoprothese und Knochen.The result is an unphysiological joint radio tion that encourages further degeneration. Is proprioception caused by diseases such as B. Slide betes or syphilis completely eliminated, develops a neuropathic joint. Also the current use of knee arthroplasty can be the lack of proprioception do not replace, so that there is increased wear and tear with associated short service life of the endoprosthesis is coming. The loads on the endoprosthesis also impair and damage the interface between endoprosthesis and bone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Gelenkkontrolle in Folge einer endoprotheti­ schen Versorgung eines Gelenks bzw. zur Unterstützung der Wiederherstellung einer physiologisch unbedenklichen Gelenksbewegung nach pathologischen, degenerativen, posttraumatischen oder anlagebedingten Veränderungen im Band-, Gelenks- und Muskelapparat anzugeben, die die Be­ lastung des Gelenks und der Endprothese deutlich im Ver­ gleich zu Gelenken ohne derartige Vorrichtung verrin­ gert. The invention has for its object a Vorrich for joint control following an endoprosthetic for joint care or support the restoration of a physiologically harmless Joint movement after pathological, degenerative, posttraumatic or systemic changes in the Specify ligament, joint and muscle apparatus that the Be load on the joint and the final prosthesis clearly in the ver right away to joints without such a device device.  

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Pa­ tentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 folgende.An inventive solution to this problem is in Pa Claim 1 indicated. Developments of the invention are the subject of claims 2 following.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus
The device according to the invention consists of

  • (i) einem Sensorsystem, das die Vorgänge im Gelenk bzw. in einer Endoprothese meßtechnisch erfaßt,(i) a sensor system that measures the processes in the joint or measured in an endoprosthesis,
  • (ii) einer Steuer- und Regeleinheit, die die Meßgrö­ ßen anlysiert und Signale zur Steuer- bzw. Rege­ lung generiert und(ii) a control and regulating unit, which the measurand analyzed and signals to control or rain generated and
  • (iii) einer Ankopplung an körpereigene Steuer- bzw. Regelstrecken.(iii) coupling to the body's own tax or Controlled systems.

Mit der vorliegenden Erfindung wird in eine Gelenkbewe­ gung (z. B. nach endoprothischer Versorgung) dergestalt steuernd bzw. regelnd eingegriffen, daß eine physiolo­ gisch unbedenkliche Gelenkbewegung erreicht wird bzw. im Falle vorheriger endoprothetischer Versorgung die Stand­ zeit der Endoprothese durch gezielte Steuerung unter Ausnutzung des körpereigenen Band- und Muskelapparats verlängert wird.With the present invention is in a joint movement (e.g. after arthroplasty) controlling or regulating intervention that a physiolo gisch harmless joint movement is achieved or in In case of previous endoprosthetic care, the stand time of the endoprosthesis through targeted control under Utilization of the body's ligament and muscle apparatus is extended.

Der Anwendungsbereich der Erfindung erstreckt sich auf den Bereich des Sprung-, Knie-, Hüft-, Schulter- und Ellbogen- und Handgelenks.The scope of the invention extends to the area of the jump, knee, hip, shoulder and Elbow and wrist.

Im folgenden soll die Erfindung näher beschrieben wer­ den:
The invention is described in more detail below:

  • (i) Das Sensorsystem erfaßt den Bewegungsvorgang der Gelenkpartner und quantifiziert gegebenenfalls diesen. Die vom Sensorsystem erfaßten Größen können die relative Lage der Gelenkpartner zu­ einander, biomechanische Kenngrößen wie Druck, Zug, Biegemoment und Torsion an den am Gelenk beteiligten Strukturen (Knochen, Bänder, Sehnen, Muskeln, Kapselstrukturen und Endoprothesen) und/oder abgeleitete Signale körpereigener Re­ zeptoren (Nervenstrukturen, Muskelfasern) sein.
    Die Erfassung der Größen kann sowohl in Form ei­ ner Einzelmessung als auch als zeitkontinuierli­ che Messung während des Bewegungsvorgangs reali­ siert sein. Zur Erfassung der Größen kommen ge­ eignete Meßaufnehmer zum Einsatz, die extra- und intrakorporal angebracht sein können. Bei intra­ korporaler Meßwerterfassung können diese Meßauf­ nehmer nicht nur an bzw. in den am Gelenk betei­ ligten Strukturen positioniert sein sondern auch in endoprothetische Systeme integriert sein. In diesem Fall werden die oben genannten Größen auch für die Bestandteile der Endoprothese er­ faßt.    (i) The sensor system records the movement process of the joint partners and, if necessary, quantifies this. The variables recorded by the sensor system can include the relative position of the joint partners to each other, biomechanical parameters such as pressure, tension, bending moment and torsion on the structures involved in the joint (bones, ligaments, tendons, muscles, capsule structures and endoprostheses) and / or derived signals from the body's own muscles receptors (nerve structures, muscle fibers).
    The acquisition of the quantities can be realized both in the form of a single measurement and as a continuous measurement during the movement process. Suitable sensors are used to measure the sizes, which can be attached extra- and intracorporeally. With intra-corporal measured value acquisition, these transducers can not only be positioned on or in the structures involved on the joint, but can also be integrated into endoprosthetic systems. In this case, the above sizes are also summarized for the components of the endoprosthesis.
  • (ii) eine Steuer und Regeleinheit, die die vorgenann­ ten Meßgrößen analysiert und verarbeitet und Steuer- bzw. Regelgrößen daraus ableitet. Die Analyse und Verarbeitung bezieht sich auf die signalmäßige Aufarbeitung (Verstärkung, Filte­ rung, . . .) der Sensorsignale, der Verrechnung der Signale miteinander und der Generierung von Ausgangssignalen, die geeignet sind, den Bewe­ gungsablauf im Gelenk zu steuern bzw. zu regeln. Die Verrechnung selbst kann feste Vorgaben, Kon­ figurationsparameter und auch adaptive Kenngrö­ ßen berücksichtigen.
    Die Steuer und Regeleinheit kann zentral bzw. dezentral realisiert sein. Die Verbindung zwi­ schen den Sensoren und den Komponenten der Steu­ er- und Regeleinheit kann drahtgebunden bzw. nicht drahtgebunden (telemetrisch) realisiert sein. Die Komponenten der Steuer- und Regelein­ heit können sich extra- bzw. intrakorporal oder ggf. in einer Endoprothese befinden.    (ii) a control and regulating unit that analyzes and processes the aforementioned measured variables and derives control or regulating variables therefrom. The analysis and processing relate to the signal processing (amplification, filtering,...) Of the sensor signals, the calculation of the signals with each other and the generation of output signals that are suitable for controlling or regulating the movement sequence in the joint. The billing itself can take into account fixed specifications, configuration parameters and also adaptive parameters.
    The control and regulating unit can be implemented centrally or decentrally. The connection between the sensors and the components of the control and regulating unit can be wired or non-wired (telemetric). The components of the control unit can be located extra- or intracorporeally or, if necessary, in an endoprosthesis.
  • (iii) Zur Umsetzung der Steuer- bzw. Regelung wird er­ findungsgemäß vorgesehen, die Ausgangssignale zur Unterstützung bereits vorhandener körperei­ gener Meßsysteme einzusetzen, aber auch, diese eigenständig zu applizieren.(iii) To implement the tax or regulation, he will provided according to the invention, the output signals to support existing bodies to use gener measuring systems, but also, these to apply independently.

Diese Applizierung kann
This application can

  • (i) am Ort der sensorischen Erfassung unter Ausnut­ zung vorhandener afferenter Bahnen, die dann den Reflex auslösen, stattfinden, und(i) at the location of the sensory detection under exploitation existing afferent pathways, which then the Trigger reflex, take place, and
  • (ii) durch Ansetzen an nervale Verschaltungen,(ii) by attaching to nerve circuits,
  • (iii) oder an axonale Verschaltungen,(iii) or to axonal interconnections,
  • (iv) oder an peripheren Nervenstrukturen,(iv) or on peripheral nerve structures,
  • (v) oder an motorischen Endplatten oder in Muskelfa­ sern selbst erfolgen.(v) or on motor end plates or in muscle done yourself.

Weiterhin können die Steuer- bzw. Regelsignale im Falle einer Endoprothese zu einer Konfigurationsänderung (z. B. Anpassung des mechanischen Verhalten, der Geometrie) eingesetzt werden.Furthermore, the control signals in the case an endoprosthesis for a configuration change (e.g. Adaptation of mechanical behavior, geometry) be used.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiel näher beschrieben, wobei auf eine zeichnerische Darstellung verzichtet wird, da aufgrund dieser Be­ schreibung ein Durchschnittsfachmann die Erfindung auch ohne Zeichnung ausführen kann:
Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein endoprothetisch versorgtes Knie, in dem die Endopro­ these unter Resektion des vorderen Kreuzbandes implan­ tiert worden ist. Als Folge hiervon ist ein größerer Vorschub des Femurs gegenüber der Tibia zu erwarten, der zu einem beschleunigten Verschleiß der Endoprothese bei­ trägt.The invention is described in more detail below with reference to an embodiment example, a graphic illustration being dispensed with, since on the basis of this description an average person skilled in the art can also carry out the invention without a drawing:
The illustrated embodiment relates to an endoprosthetic knee in which the endoprosthesis has been implanted with resection of the anterior cruciate ligament. As a result, a greater advancement of the femur towards the tibia is expected, which contributes to accelerated wear of the endoprosthesis.

Die Erfindung sieht vor, durch ein Sensorsystem in der Endoprothese die genaue Lagebeziehung des Femurs im Be­ zug zur Tibia während der Kniegelenksbewegung zu erfas­ sen. Überschreitet die anterior bzw. posterior Position des Femurs gegenüber dem Tibiaplateau eine vorgegebene Grenze, wird von der Steuer- bzw. Regeleinheit ein Im­ puls ausgelöst, der zu einer reflektorischen Kontraktion der entsprechenden Muskelgruppe (Quadrizepsgruppe, Ham­ strings) führt und damit zur Stabilisierung des Kniege­ lenks trotz mangelhafter Propriozeption beiträgt.The invention provides for a sensor system in the Endoprosthesis the exact positional relationship of the femur in the Be traction to the tibia during knee joint movement sen. Exceeds the anterior or posterior position of the femur compared to the tibial plateau Limit, an Im pulse triggered, leading to a reflex contraction the corresponding muscle group (quadriceps group, ham strings) and thus stabilize the knee despite poor proprioception.

Aufgrund dieser "intelligenten Prothese" wird ein "phy­ siologischerer" Bewegungsprozeß als beim Stand der Technik erreicht, der die Standzeit der Prothese erhöht.Because of this "intelligent prosthesis" a "phy more "safe" movement process than in the state of the art Technology achieved that increases the service life of the prosthesis.

Die Erfindung findet Anwendung in der Medizin, speziell im Bereich der Orthopädie und beinhaltet die Erfassung der Kinematik und Belastung eines Gelenks, um im Rahmen einer Rückkopplung auf den körpereigenen Band- und Mus­ kelapparat dergestalt einzuwirken, daß eine physiolo­ gisch unbedenkliche Gelenkfunktion erreicht wird.The invention finds application in medicine, especially in the field of orthopedics and includes the registration the kinematics and loading of a joint to frame a feedback on the body's own band and mus to act in such a way that a physiolo genetically harmless joint function is achieved.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Kontrolle eines endoprothetisch ver­ sorgten Gelenks bzw. zur Unterstützung der Wiederher­ stellung einer physiologisch unbedenklichen Gelenkbewe­ gung nach pathologischen, degenerativen, posttraumati­ schen oder anlagebedingten Veränderungen im Band-, Ge­ lenk- und/oder Muskelapparat, mit
  • - einem Sensorsystem, das die Vorgänge im Gelenk bzw. in einer Endoprothese meßtechnisch insbesondere quantitativ erfaßt,
  • - einer Steuer- und Regeleinheit, an der das Aus­ gangssignal des Sensorsystems anliegt, und die Si­ gnale zur Steuerung bzw. Regelung generiert, und
  • - wenigstens einem Stellglied, an dem das Ausgangs­ signal der Steuer- und Regeleinheit anliegt, und das eine Ankopplung an körpereigene Steuer- und Re­ gelstrecken durchführt.
1. Device for controlling an endoprosthetic joint or to support the restoration of a physiologically harmless joint movement after pathological, degenerative, post-traumatic or system-related changes in the ligament, joint and / or musculoskeletal system
  • a sensor system that measures the processes in the joint or in an endoprosthesis, particularly quantitatively,
  • - A control and regulating unit, to which the output signal from the sensor system is applied, and which generates signals for control or regulation, and
  • - At least one actuator, to which the output signal of the control and regulating unit is applied, and which carries out a coupling to the body's own control and re gel routes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem den Bewe­ gungsvorgang bzw. -ablauf der Gelenkpartner und insbe­ sondere deren relative Lage erfaßt.2. Device according to claim 1, characterized in that the sensor system the Bewe process and sequence of the joint partners and esp in particular their relative position is recorded. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem biomechani­ sche Kenngrößen wie Druck, Zug, Biegemoment und Torsion an den am Gelenk beteiligten Strukturen (Knochen, Bän­ der, Sehnen, Muskeln, Kapselstrukturen und/oder Endopro­ thesen) erfaßt.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor system biomechani parameters such as pressure, tension, bending moment and torsion on the structures involved in the joint (bones, ligaments the, tendons, muscles, capsule structures and / or endopro theses). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem abgeleitete Signale körpereigener Rezeptoren (Nervenstrukturen, Mus­ kelfasern) erfaßt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor system derived  Signals from the body's own receptors (nerve structures, mus kelfaser) recorded. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem eine zeit­ lich kontinuierliche Messung ausführt.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor system has a time continuous measurement. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem eine Mes­ sung nach festen Zeitabständen und/oder ereignisgesteu­ ert ausführt.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor system a Mes solution according to fixed time intervals and / or event-driven executes. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem wenigstens einen Meßaufnehmer aufweist, der extra- oder intrakorpo­ ral angeordnet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor system at least has a sensor that extra or intracorpo ral is arranged. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei intrakorporal angeordne­ tem Meßaufnehmer dieser an bzw. in den am Gelenk betei­ ligten Strukturen positioniert oder in endoprothetische Systeme integriert ist.8. The device according to claim 7, characterized in that arranged intracorporeally tem transducer this on or in the betei on the joint structures positioned or in endoprosthetic Systems is integrated. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer und Regeleinheit das oder die Ausgangssignale des Sensorsystems signalmä­ ßige aufarbeitet und insbesondere verstärkt und filtert, und aus den aufgearbeiteten Signalen Ausgangssignale ge­ neriert, die geeignet sind, den Bewegungsablauf im Ge­ lenk zu steuern bzw. zu regeln.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control unit the or the output signals of the sensor system signalmä processed and in particular strengthened and filtered, and ge from the processed signals output signals neriert that are suitable, the movement in the Ge to steer or regulate. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Regeleinheit bei der Signalverarbeitung feste Vorgaben, Konfigurati­ onsparameter und/oder adaptive Kenngrößen berücksich­ tigt.10. The device according to claim 9, characterized in that the control and regulating unit fixed requirements for signal processing, configurati  parameters and / or adaptive parameters does. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem drahtge­ bunden oder nicht drahtgebunden (telemetrisch) mit der Steuer- und Regeleinheit verbunden ist.11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sensor system wirge bound or not wired (telemetric) with the Control and regulation unit is connected. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Regelein­ heit extra- oder intrakorporal und insbesondere in ei­ ner Endoprothese angeordnet ist.12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control and regulation extra- or intracorporeally and especially in egg ner endoprosthesis is arranged. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stellglieder Ausgangssignale zur Unterstützung bereits vorhandener körpereigener Meßsysteme generieren.13. The device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the actuator or actuators Output signals to support existing ones generate the body's own measuring systems. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Applizierung am Ort der sensorischen Erfassung unter Ausnutzung vorhandener af­ ferenter Bahnen erfolgt, die dann den Reflex auslösen.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the application at the site of sensory detection using existing af ferent pathways, which then trigger the reflex. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Applizierung durch An­ setzen an nervale Verschaltungen, an axonale Verschal­ tungen, an peripheren Nervenstrukturen, oder an motori­ schen Endplatten oder in Muskelfasern selbst erfolgt.15. The apparatus of claim 13 or 14, characterized in that the application by An start with nerve connections, axonal connections tion, on peripheral nerve structures, or on motori end plates or in muscle fibers themselves.
DE19717928A 1997-04-28 1997-04-28 Device for controlling endoprosthetic supplied joint Ceased DE19717928A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19717928A DE19717928A1 (en) 1997-04-28 1997-04-28 Device for controlling endoprosthetic supplied joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19717928A DE19717928A1 (en) 1997-04-28 1997-04-28 Device for controlling endoprosthetic supplied joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19717928A1 true DE19717928A1 (en) 1998-10-29

Family

ID=7827999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19717928A Ceased DE19717928A1 (en) 1997-04-28 1997-04-28 Device for controlling endoprosthetic supplied joint

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19717928A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5425775A (en) * 1992-06-23 1995-06-20 N.K. Biotechnical Engineering Company Method for measuring patellofemoral forces

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5425775A (en) * 1992-06-23 1995-06-20 N.K. Biotechnical Engineering Company Method for measuring patellofemoral forces

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GRAINCHEN, F., BERGMANN, G.: Telemetrisches Übertragungssystem zur in vivo Messung der Hüftgelenkkraft mit instrumentierten Prothesen in Z.: Biomed. Technik 33 (1989), S.307-312 *
SCHAUT, G., SELL, G.: Entwicklung biologischer Rückmeldesysteme für Prothesen und Orthesen, Z.: Orthop. 113, (1975) S.938-943 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Winter Biomechanics of normal and pathological gait: implications for understanding human locomotor control
Moore et al. Human automatic postural responses: responses to horizontal perturbations of stance in multiple directions
EP2849645B1 (en) Device and method for determining an incorrect positioning in the alignment of prostheses
Kinnaird et al. Medial gastrocnemius myoelectric control of a robotic ankle exoskeleton
Ivanenko et al. Plasticity and modular control of locomotor patterns in neurological disorders with motor deficits
EP2879622B1 (en) Control for orthotic devices
Alessandro et al. Adaptation after vastus lateralis denervation in rats demonstrates neural regulation of joint stresses and strains
Wagner et al. Stabilizing function of antagonistic neuromusculoskeletal systems: an analytical investigation
Zlatnik Intelligently controlled above knee prosthesis
DE19717928A1 (en) Device for controlling endoprosthetic supplied joint
DE102010004176A1 (en) Orthosis system for arms and / or legs
Pfeifer Biomimetic stiffness for transfemoral prostheses
DE102019101143B4 (en) Method for controlling an orthotic or prosthetic device and orthetic or prosthetic device
Baratta et al. Force feedback control of motor unit recruitment in isometric muscle
Mohamed Modeling and simulation of transfemoral amputee gait
DE102016107743A1 (en) Method for controlling a drive and / or braking device of an orthotic or prosthetic, artificial joint
Setiawan et al. Design of An Active Power Ankle-Foot Orthosis with Myoelectric Control for Drop-Foot Rehabilitation
Fremerey et al. The role of ACL reconstruction on restitution of proprioception in chronic anterior instability of the knee–a prospective longitudinal study: Eine prospektive Longitudinalstudie
Rovetta et al. Biorobotic design criteria for innovative limb prosthesis
Vlach et al. Exterozeptive Reflexe bei Frühgeborenen
Alessando et al. Adaptation after vastus lateralis denervation in rats suggests neural regulation of joint stresses and strains
EP3979953A1 (en) Method for operating an orthopedic device and corresponding orthopedic device
Gupta et al. Metrological Aspects of SEMG Signal Acquisition, Processing, and Application Design
Schempp Biomechanical Assessment of the Lower Extremity Following an Unexpected Ankle Perturbation
Zhou et al. Closed-loop control of muscle length through motor unit recruitment in load-moving conditions

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection