-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die bei Bedarf wasserdicht ausgeführt werden kann, zur Stabilisierung, Rehabilitation und/oder Mobilisierung von Gelenken und/oder zum Kraftaufbau von Muskeln eines Patienten.
-
Menschen wie auch Tiere, mit Verletzungen und/oder altersbedingten Abnutzungserscheinungen, wie z.B. Arthrose, im Bereich der Gelenke werden präoperativ als auch postopearativ zu Rehazwecken an den beschädigten Gelenken behandelt. Um die Gelenke zu stabilisieren, mobilisieren und/oder um die mit den Gelenken in Verbindung stehenden Muskeln zu stärken, aufzubauen bzw. deren Abbau zu minimieren, werden jeweils verschiedene Arten von Vorrichtungen eingesetzt.
-
Zu diesem Zweck wird routinemäßig bspw. nach einer Knieoperation eine CPM-Maschine verwendet (Continues Passiv Motion Maschine). Eine CPM-Maschine besteht aus einem Gehäuse, in dem die Körperteile, die mit dem betroffenen Gelenk in Verbindung stehen, mittels Auflagen gehalten werden, ohne die Körperteile an das Gehäuse zu befestigen, und einem Antrieb, der einen der betreffenden Auflagen und somit die Körperteile zwischen zwei Umlenkpunkten derart antreibt, dass das Gelenk zwischen einer gebeugten Stellung und einer weniger gebeugten Stellung hin und her bewegt wird. Das Gerät wird entweder am Krankenbett in der Klinik, manchmal sogar am Operationstag, benutzt, oder die Maschine wird zum Patienten nach Hause geliefert und dort zur Behandlung eingesetzt.
-
Um das Gelenk so gut wie möglich zu schonen, ist eine CPM-Maschine in der Regel derart ausgeführt, dass sie die mit dem Gelenk in Verbindung stehenden Körperteile nur mittels Auflagen hält und das Gelenk dadurch schützt, dass dieses nur für die Bewegung zwischen den beiden Umlenkpunkten bei möglichst geringem Kraftaufwand bewegt wird. Zu diesem Zweck ist die CPM-Maschine recht massiv ausgebildet. Bspw. ist eine CPM-Maschine, die für ein Kniegelenk ausgebildet ist, länger als die Länge des Unterschenkels sowie des Knies des Patienten zusammen und deutlich breiter als die doppelte Breite des Betroffenen Beins. Somit sind diese CPM-Maschinen recht unhandlich und nicht für den mobilen Einsatz konzipiert.
-
Ferner ist eine CPM-Maschine nicht dazu ausgebildet, die mit dem Gelenk zusammenhängenden Muskeln derart zu beanspruchen, dass ein Muskelschwund minimiert und ggf. sogar ein Muskelaufbau herbeigeführt werden kann.
-
Aus diesem Grund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die für den mobilen Einsatz geeignet ist, die die Funktionen einer CPM-Maschine übernehmen kann und die darüber hinaus eine Möglichkeit bildet, einen Muskelschwund zu minimieren und ggf. sogar ein Muskelaufbau herbeizuführen.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Eine solche Vorrichtung, die bei Bedarf wasserdicht ausgeführt werden kann, ist zur Stabilisierung, Rehabilitation und/oder Mobilisierung von Gelenken und/oder zum Kraftaufbau von Muskeln eines Patienten ausgebildet, und umfasst eine Gelenkorthese, einen mit der Gelenkorthese zusammenwirkenden Antrieb, sowie eine Trägervorrichtung mittels derer eine durch den Antrieb bewirkte oder gehemmte Bewegung und/oder Bewegungsrichtung des Gelenks und/oder Muskeln stabilisierbar ist.
-
Gelenkorthesen sind medizinische Hilfsmittel, die zur Stabilisierung, Entlastung, Ruhigstellung, Führung oder Korrektur von Gliedmaßen/Gelenken oder des Rumpfes eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung macht sich diese Eigenschaft zu nutzen und kombiniert eine solche Orthese mit einem Antrieb, um eine Bewegung des betreffenden Gelenks durchzuführen.
-
Eine Orthese ist dazu ausgebildet, das Gelenk zu führen und gleichzeitig zu stabilisieren, indem die mit dem Gelenk verbundenen Körperteile mittels einer Haltevorrichtung, bspw. mittels Klettverschluss an einer oder mehrerer, vorzugsweise zwei Schienen, festgehalten werden. Die in der Orthese vorhandenen Schienen schränken die Bewegungsfreiheit der Orthese und somit des Gelenks ein, und schützen dadurch das Gelenk vor ungewünschten Bewegungen, die das Gelenk verletzen könnten, sodass die Notwendigkeit, die bei CPM-Maschinen vorhanden ist, das Gelenk mittels einer Auflage bei möglichst geringem Kraftaufwand zu führen, entfällt. Durch die Verwendung einer angetriebenen Gelenkorthese wird kein massives Gehäuse mehr benötigt wird, um eine Vorrichtung zu Rehabilitationszwecken bereitzustellen. Diese Vorrichtung ist für den mobilen Einsatz geeignet und übernimmt die Funktion einer CPM-Maschine.
-
Die zusätzliche Trägervorrichtung bildet ein Zubehörteil, welches dazu ausgebildet ist, die durch den Antrieb bewirkte oder gehemmte Bewegung zu führen, zu stabilisieren und zu unterstützen, um das Gelenk noch besser zu stabilisieren, rehabilitieren und/oder zu mobilisieren. Erst mittels der Verwendung einer erfindungsgemäßen Trägervorrichtung kann die vorliegende Erfindung für eine therapeutische/diagnostische Anwendung der angetriebenen Orthese/Schiene funktionieren, dies da ein solches Zubehörteil eine Abstützung an mindestens zwei Punkten ermöglicht. Ohne diese Abstützung könnte die angetriebene Orthese/Schiene für therapeutische Anwendungen nicht benützt werden.
-
Dieses Zubehörteil wird durch die Trägervorrichtung gebildet, die einen weiteren signifikanten Unterschied zu einer CPM-Maschine bildet, da eine Trägervorrichtung, die die durch den Antrieb bewirkte oder gehemmte Bewegung und/oder Bewegungsrichtung des Gelenks und/oder Muskeln weiter stabilisiert, bei einer CPM-Maschine nicht vorhanden ist.
-
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die Trägervorrichtung dazu ausgebildet ist, die Funktionen „Stabilisierung“, „Führung“, „Halten“, und „Stützen“ durchzuführen. D.h. die Trägervorrichtung bildet einen möglichst widerstandslosen Kontakt, die ein Führen und Stabilisieren der Vorrichtung ermöglicht, um bspw. eine Verschiebung einer Ferse relativ zu dem Kniegelenk durchzuführen. Diese Führung kann bei der direkten Paarung bzw. Verschiebung zwischen der Ferse und einer Unterlage, z.B. einer glatten Kontaktfläche, bspw. aus Kunststoff, bereitgestellt werden. Hierzu kann die Trägervorrichtung an der Ferse vorgesehen sein und mittels der Anwendung von chemischen Zusätzen wie Kalk, Öl usw. reibungsarmer ausgebildet sein.
-
Vorzugsweise ist die Gelenkorthese als Knieorthese bzw. Knieschiene ausgebildet. Solche Orthesen haben in der Orthopädie und Traumatologie einen bedeutenden Stellenwert. Als bestes Beispiel hierfür gilt die klassische Don Joy-Schiene, die man präoperativ und postoperativ sehr häufig verwendet - hauptsächlich bei einem Bänderriss, z.B. Kreuzbandriss oder bei einer Kniearthrose. Die Schiene wird auch präventiv von Sportlern benutzt, meistens bei einem instabilen Gelenk, z.B. beim Skifahren, Tennis usw.
-
Der mit der Gelenkorthese kooperierende Antrieb kann auch dazu ausgebildet sein, durch eine Einstellung eines gewissen Widerstands, die Bewegung des Gelenks zu hemmen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung zusätzlich zur Therapie auch zum Kraftaufbau von Muskeln bzw. zum Verhindern eines Muskelschwunds verwendet werden. Patienten erleiden in Folge einer Verletzung eines Gelenks oft einen Muskelschwund der Muskeln, die mit dem Gelenk in Verbindung stehen. Dieser Muskelschwund hat jedoch nachteilige Effekte auf die Behandlungsdauer und Rehabilitation eines Patienten, sodass dieser möglichst zu verhindern ist. Dies wird mittels der vorliegenden Erfindung mit ein und derselben Vorrichtung möglich, die auch für dynamische/therapeutische Zwecke verwendet werden kann. Eine CPM-Maschine bzw. eine Gelenkorthese bieten eine solche Möglichkeit nicht.
-
Die Vorrichtung kann auch als Quengelschiene verwendet werden, mittels derer postoperative Bewegungseinschränkungen in einem Gelenk passiv-dynamisch mobilisiert werden. Auch kann mittels der Vorrichtung eine programmierbare, voreinstellbare, endgradige Gelenkstreckung, Überstreckung bzw. Beugung eines Kniegelenks ermöglicht werden. Alle diese Bewegungen können auch gegen Widerstand zur Stärkung der mit dem Gelenk verbundenen Muskeln durchgeführt werden. Sinnvoll bei z.B. postoperativer Kapselverklebung. Die anatomisch angepasste Schiene mit mindestens zwei Abstützpunkten, die zumindest teilweise durch die Trägervorrichtung gebildet sind, ermöglicht diese Funktion. Bei der CPM-Maschine ist das nicht möglich, da die Extremität dort locker auf der Unterlage aufliegt.
-
Vorzugsweise ist die Trägervorrichtung in der Vorrichtung integriert oder an die Gelenkorthese oder an ein mit der Gelenkorthese im kontaktstehenden Körperteil angebracht und/oder anbringbar. Auf diese Weise kann die Vorrichtung noch platzsparender ausgebildet werden.
-
Insbesondere umfasst die Trägervorrichtung ein Metall, ein Metalllegierung, ein Kunststoff, ein Gummi, Holz und/oder Kohlefasern. Solche Materialien lassen sich einfach verarbeiten, sind kostengünstig und erprobt.
-
Bevorzugt umfasst die Trägervorrichtung einen oder mehrere rollbare Körper oder einen Körper aus gleitreibungsarmem Material oder einen Körper mit einer Beschichtung aus einem gleitreibungsarmen Material, wobei das gleitreibungsarme Material zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: UHMW, Nylon, Acetal, PTFE, PET, PBT, PPS, PEEK und Kombination hiervon. Dies sind bevorzugte gleitreibungsarme Materialien, die vorzugsweise als Beschichtung auf einer Socke vorgesehen werden, und somit den Einsatz einer Socke als Trägervorrichtung ermöglichen.
-
D.h. die mit der Vorrichtung kooperierende Trägervorrichtung kann als Spezialsocke/ Bandage/ Strumpf usw. ausgebildet sein, und mittels einer gleitreibungsfreien Beschichtung wird die Socke mit maximaler Gleitmöglichkeit ausgestattet. Um den Druck auf die Ferse zu reduzieren, kann auch eine von Innen eingebaute/ eingenähte Formation, z.B. ein Weichschaumstück vorgesehen sein. Diese Formation kann dann mit einem glattem Material, z.B. Seide beschichtet werden. Dies ist hauptsächlich bei der Anwendung der Vorrichtung im Liegen notwendig, um Reibungskräfte zwischen dem Boden bzw. der Unterlage und der Ferse zu reduzieren.
-
Die Vorrichtung kann auch ein Zubehörteil in der Form eines Rollators umfassen, der bspw. in der Form eines in der Orthese integrierten ggf. ausfahrbaren/aufklappbaren „Minirädchens“ vorgesehen ist. Auch Ausgestaltungen in Form einer Walze, einer oder mehrerer Kugeln, ist möglich, die die Benutzung der Vorrichtung im Liegen und/oder im Sitzen ermöglichen. Hierzu ist der rollbare Körper vorzugsweise im Bereich der Ferse, oder des Sprunggelenkes bei einer Knieorthese, d.h. insgesamt im distalen Beinbereich, vorgesehen.
-
Vorzugsweise umfasst die Trägervorrichtung eine Schiene mittels derer die Bewegung und/oder Bewegungsrichtung vorgebbar ist. Eine Schiene ist eine einfache kostengünstige Möglichkeit, um die Bewegung der Orthese zusätzlich zu stabilisieren. Hierbei sollte beachtet werden, dass die Schiene zusätzlich zu der in der Orthese vorhandenen Schiene, vorgesehen ist.
-
Besonders bevorzugt ist/sind der oder die rollbaren Körper an bzw. auf der Schiene angeordnet. Hierdurch kann die Bewegung der Gelenkorthese mittels der Trägervorrichtung noch besser geführt und stabilisiert werden.
-
Vorteilhafterweise ist eine Schlinge als Trägervorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise in der Schiene integriert oder mit dieser verbunden und/oder verbindbar ist, wobei insbesondere eine Länge der Schlinge in Abhängigkeit des Patienten und/oder einer Art der Bewegung vorgebbar ist. Mittels einer Schlinge kann die Vorrichtung im Sitzen verwendet werden. In Kombination mit der Schiene kann die Bewegung der Gelenkorthese mittels der Trägervorrichtung, umfassend eine Schlinge und die Schiene, noch besser geführt und stabilisiert werden.
-
Solch eine flexible Schlinge, die ggf. in die Schiene integriert oder separat von dieser ist, ermöglicht das komfortable Aufhängen des Fußes und ermöglicht somit die Übungen im Sitzen oder Liegen durchzuführen. Die Länge, Höhe, Widerstand usw. der Schlinge kann für die Art der therapeutischen Anwendung programmierbar sein.
-
Vorzugsweise ist eine Stützvorrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die Gelenkorthese und/oder ein mit der Gelenkorthese verbundenes Körperteil zu stützen und/oder in einer Position zu halten.
-
Eine solche Abstützung/ Fixierung erfolgt bspw. in der Glutealgegend und des proximalen Oberschenkels, vorzugsweise in Form einer Halterung. Diese Stütze, auch „Oberschenkellehne“ genannt, ermöglicht das Durchführen der Übungen im Sitzen.
-
Bevorzugt ist die Stützvorrichtung mit der Schiene verbunden und/oder verbindbar, oder in dieser integriert. Auf diese Weise kann die Vorrichtung noch platzsparender ausgebildet werden. Durch das Vorsehen einer Stützvorrichtung, die in die Orthese integriert und/oder ausfahrbar bzw. aufklappbar ist bzw. eine separat gelieferte Abstützung, die am besten teleskopartig ausgebildet ist, kann die Orthese auch im Sitzen betrieben werden. Diese Betreibsmodi umfassen die Funktion einer Kraftmaschine als auch die einer CPM-Maschine. Die Stützvorrichtung kann aus z.B. Metal, Kunststoff, Holz etc. gefertigt werden.
-
Besonders bevorzugt ist die Stützvorrichtung in der Vorrichtung integriert oder an die Gelenkorthese oder an ein mit der Gelenkorthese im Kontakt stehenden Körperteil angebracht und/oder anbringbar. Auf diese Weise kann die Vorrichtung noch platzsparender ausgebildet werden.
-
Vorzugsweise ist die Stützvorrichtung ausfahrbar und/oder aufklappbar und umfasst vorzugsweise ein Metal, ein Metalllegierung, ein Kunststoff, ein Gummi und/oder Holz. Solche Materialien lassen sich einfach verarbeiten, sind kostengünstig und erprobt.
-
Bevorzugt ist der Antrieb durch einen anbringbaren/entfernbaren Motor, insbesodere einen anbringbaren/entfernbaren Elektromotor, gebildet. Dies ist eine einfache und kostengünstig Art der Realisierung des Antriebs.
-
Der Antrieb kann dazu ausgebildet sein, die Gelenkorthese für eine Schwenkbewegung und/oder eine lineare Bewegung und/oder eine vibratorische Bewegung anzutreiben. Mittels dieser Bewegungsarten kann ein mit der Gelenkorthese behandeltes Gelenk mobilisiert und stabilisiert werden. Bevorzugt ist der Antrieb an die Gelenkorthese angeschlossen oder anschließbar, sodass die Kraft des Antriebs auf die Gelenkorthese direkt übertragen werden kann.
-
Auch besteht die Möglichkeit bei Verwendung eines Elektromotors als Antrieb, die Vorrichtung von einem passiven System, bspw. im Betriebsmodus CPM-Maschine zu einem aktiven System, im Betriebsmodus Kraftaufbau umzuschalten. Hierbei kann ein einstellbarer und regulierbarer Widerstand vorgegeben werden, der auf die zu trainierende Extremität ausgeübt wird. Hauptsächlich kann die Kraft als Widerstand für die Gelenkextension, im Kniefall für Übungen der Oberschenkelmuskulatur vor allem des Quadrizeps (am schnellsten und am häufigsten Muskelarthrophie bei Kniekrankheiten) verwendet werden. Die Kraft kann in Richtung der Kniebeugung, d.h. als Widerstand, zum Durchführen einer Flexion aufgebracht werden, diese Bewegung dient hauptsächlich für Übungen der hinteren Oberschenkelmuskulatur und zeitweise der Wadenmuskulatur.
-
Die Stärke des Widerstandes kann entweder direkt an der Schiene oder abhängig von Zwischenparametern eingestellt und reguliert werden. In diesem Fall wird die Knieorthese als tragbares Kraftgerät, vergleichbar mit einer Kraftmaschine verwendet.
-
Die Vorrichtung kann bei Bedarf wasserdicht bzw. wasserfest ausgebildet sein, um das Training im Wasser mit der Vorrichtung zu ermöglichen. Im Wasser ist kein zusätzliches Zubehör, wie eine Punktabstützung zwingend notwendig, um ein Gelenk zu stabilisieren.
-
Vorzugsweise ist eine Steuerung vorgesehen und mit dem Antrieb verbunden und/oder verbindbar, um die Gelenkorthese mittels des Antriebs für eine Bewegung anzusteuern. Das Vorsehen einer Steuerung ermöglicht die Programmierung eines patientenspezifischen Therapieplanes, direkt an der Schiene oder per App. Folgende Faktoren können unter anderem programmiert werden: Ausmaß der Bewegung für passive und aktive Bewegungen, Frequenz, die Dauer der Bewegung, Widerstand der Schiene. Die von der Ferse gekennzeichnete virtuelle Linie als gerade oder als kreisförmige Linie, z.B. Ellipse kann hierbei mit der Gelenkorthese durchgeführt werden.
-
Auch kann die Programmierung vom Computer automatisch durchgeführt werden, da der Computer den Therapieplan bspw. in Abhängigkeit der Zeit, die nach einer Operation vergangen ist, programmiert sein kann diese zu ändern. Diese Änderung kann auch abhängig von der Änderung und Entwicklung der Parameter (Fortschritte der Therapie oder mangelnde Fortschritte der Therapie) geändert werden. Beispiele für eine Anpassung des Therapieplans sind ein Widerstand des Gelenkes, vor allem bei endgradiger Beugung und Streckung, Härte des Widerstandes, Art des Widerstandes, Widerstand mit Anschlag und ohne Anschlag usw.
-
Vorzugsweise umfasst die Steuerung einen Programmspeicher, in dem Daten in Bezug auf ein oder mehrere Ausmaße der Bewegung für passive und aktive Bewegungen der Gelenkorthese, ein oder mehrere Bewegungsfrequenzen der Gelenkorthese, ein oder mehrere Perioden für die Zeitdauer einer Durchführung einer Bewegung oder eines Bewegungsplans, ein oder mehrere Arten der Bewegung, ein oder mehrere Widerstände der Gelenkorthese abgelegt sind. Somit können verschiedene Bewegungsmöglichkeiten, die mittels der Gelenkorthese durchgeführt werden sollen, vorprogrammiert sein.
-
Besonders bevorzugt ist die Steuerung dazu ausgebildet, den Antrieb derart anzusteuern, dass ein patientenspezifischer Trainingsplan durchgeführt wird. Hierbei kann bspw. die postoperative Heilung des betroffenen Gelenks verbessert werden.
-
Vorzugsweise ist/sind ein oder mehrere Sensoren an der Gelenkorthese angeordnet, die dazu ausgebildet sind, Parameter von der Gelenkorthese und/oder über ein mit der Gelenkorthese verbundenes Gelenk/Gliedmass zu erfassen, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die erfassten Parameter an eine Kontrollvorrichtung zu übermitteln, wobei vorzusgweise die Steuerung mit der Kontrollvorrichtung verbunden und/oder verbindbar ist, um die Parameter für den Patienten und/oder medizinisches Personal bereitzustellen. Solche Sensoren können Parameter des Gelenks erfassen, die für die Steuerung der Therapie notwendig sind. Auch können die gemessenen Parameter für eine Frühwarnung vor möglichen Problemen verwendet werden, indem die Parameter, bspw. zumindest bei Erkennung eines Fehlers, automatisch an eine Kontrollvorrichtung, die in einer Arztpraxis angeordnet sein kann, übermittelt werden.
-
Bspw. können Temperatursensoren, z.B. direkt am Gelenk vorgesehen sein, die gemessene Temperatur kann bei pathologischer Temperatur zu einem Verdacht auf eine Entzündung oder sogar Lockerung des Gelenks schließen lassen, sodass eine entsprechende Reaktion im Behandlungszentrum durchgeführt werden kann.
-
Bspw. können Temperatursensoren im Bereich der Wade vorgesehen sein, z.B. an der medialen Seite, wo am häufigsten eine Thrombose entsteht. Eine Thrombophlebitis erzeugt eine lokale Erhöhung der Oberflächentemperatur. Zur Thromboseprophylaxe gehört auch eine Messung des Umfanges, am Beispiel der Wadenmessung, da die Thrombose auch eine lokale Schwellung verursacht. Diese Parameter können im Behandlungszentrum beobachtet und zusammen mit anderen Parametern bewertet werden, um einen Patienten vor einer Thrombose zu schützen.
-
Die lokal niedrige Temperatur könnte auch ein klinisches Anzeichen sein, z.B. einer arteriellen Verschlusskrankheit. Weitere Sensoren können Lichtsensoren bzw. Lesesensoren für biofotonische Technologie sein. Die lokale Analyse von Zellverbänden im operiertem Bereich und auch außerhalb, bspw. mittels sogenannter „optischer Biopsie“, ermöglicht diagnostische Schlüsse oder diagnostische Schlussfolgerungen. Solch lichtbasierte Diagnostiktechnologien können auch weitere Parameter über den Zustand des Patienten liefern.
-
Durch die in der Orthese eingebauten Sensoren kann eine Messung der verschiedenen Parameter durchgeführt werden. Diese Parameter können online zum „Behandlungszentrum“ geschickt werden. Der behandelnde Arzt oder Physiotherapeut kann diese Parameter auswerten, und entsprechende medizinische Maßnahmen verordnen bzw. mittels einer APP direkt an der Vorrichtung anpassen.
-
Auch können Parameter, wie Bewegungsausmaße, zulässiger Widerstand bei der Streckung und Beugung, Art des Widerstandes (z.B. hart oder weich), verwendet werden, um den Trainingsplanan den eigentlichen Zustand des Patienten anzupassen. Auch können akkustische Sensoren, die für Vibroarthrographie verwendet werden, die in Abhängigkeit von Änderungen der akkustischen Signale eine Auswertung des Therapieerfolges oder Nichterfolges ermöglichen. D.h. durch den Einsatz von verschiedenen Sensoren kann die Vorrichtung somit für telemedizinische Anwendungen verwendet werden.
-
Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung fernsteuerbar, und mittels der Trägervorrichtung oder einer weiteren Vorrichtung von einem Ort zu einem weiteren Ort bewegbar und/oder ferngesteuert ansteuerbar und/oder regelbar. Ein wenig mobiler Patient erhält somit die Möglichkeit, die Schiene per Funk, z.B. mit Fernbedienung, zu sich zu holen. Dies ist ähnlich der Funktion eines ferngesteuerten Spielzeugautos.
-
Die Erfindung wird im Folgenden rein beispielhaft anhand von Ausführungsformen in Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben. Die Figuren zeigen:
- 1a - 1c verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung;
- 2a - 2b Anwendungsbeispiele der Vorrichtungen von 1b und 1c;
- 3 Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung;
- 4a - 4b Anwendungsbeispiele weiterer Vorrichtungen;
- 5 Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung;
- 6 Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung;
- 7 Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung;
- 8a - 8b Anwendungsbeispiele weiterer Vorrichtungen; und
- 9 Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung;
-
Die Erfindung wird im Folgenden am einer Vorrichtung 10 zur Behandlung eines Kniegelenks erläutert. Die Vorrichtung 10 kann auch zur Behandlung von weiteren Gelenken, wie z.B. der Finger, Ellbogen, Schulter, Hüfte, Knöchel usw. angewandt werden, um diese zu stabilisieren und/oder zu mobilisieren.
-
1 zeigt eine erste Vorrichtung 10 mit einer Gelenkorthese 12, welche für den Einsatz am Kniegelenk konzipiert ist. Die beispielhaft in 1 gezeigte Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Trägervorrichtung 14, die dazu ausgebildet ist, an ein mit der Gelenkorthese 12 im Kontakt stehenden Körperteil 16, 16' eines Patienten 17 (siehe 2) angebracht zu werden.
-
Die Gelenkorthese 12 umfasst zwei Paare von gelenkig miteinander verbundenen Schienen 18, 20, wobei die in der 1 links gezeigte Schiene 18 mittels zweier Klettverschlussbänder 22 oder Ähnlichem an einem Oberschenkel 16 eines Patienten 24 (siehe 2) anbringbar ist. Die in 1 rechts gezeigte Schiene 20 ist mittels zweier Klettverschlussbänder 22 oder Ähnlichem an einem Unterschenkel 16' eines Patienten 17 (siehe 2) anbringbar. Der generelle Aufbau und das Funktionsprinzip von Gelenkorthesen 12 ist prinzipiell bekannt. Die linke Schiene 18 ist mittels eines Stiftes 24 in einem elliptischen leicht bogenförmigen Langloch 26 der rechten Schiene 20 angelenkt.
-
Knieorthesen werden in der Regel aus leichtem und robustem Material hergestellt. Knieorthesen sind dazu konzipiert, ein Kniegelenk eines Patienten nach Verletzungen, Verschleiß und/oder Operationen zu stabilisieren. Sie gewähren einem Kniegelenk einen definierten Bewegungsspielraum, der individuell auf den Patienten eingestellt wird.
-
Im Beispiel der 1a besteht die Trägervorrichtung 14 aus einem Socken 28 der im Bereich der Ferse eine Beschichtung 30 aufweist. Die Beschichtung umfasst ein gleitreibungsarmes Material. Das gleitreibungsarme Material kann zumindest eines der folgenden Materialien umfassen: UHMW, Nylon, Acetal, PET, PBT, PPS, PTFE, PEEK und Kombination hiervon. Im Beispiel der 1a ist eine 3 mm Dicke Schicht 30 aus PTFE auf dem Socken 28 aufgetragen worden.
-
Im Beispiel der 1b umfasst die Trägervorrichtung 14 einen rollbaren Körper 32 in Form eines Rads 32', welches mittels einer Art Gabelvorrichtung 34 an dem Socken 28 befestigt ist.
-
Anstelle eines Sockens 28 könnte auch ein spezieller Schuh oder ein Aufsatz für einen Schuh (beide nicht gezeigt) mit dem Rad 32' (oder der Beschichtung aus einem gleitreibungsarmen Material siehe 1a) ausgestattet sein und als Trägervorrichtung 14 dienen.
-
Auch könnte diese Rad 32' bzw. die Beschichtung an einem Bauteil vorgesehen sein, welches mit der Gelenkorthese 12 direkt verbunden ist. Die Trägervorrichtung 14 könnte somit bspw. mit der rechten Schiene 20 verbunden sein und bei Bedarf auf die Länge des Unterschenkels des Patienten eingestellt werden, z.B. mittels einer teleskopisch ausfahrbaren Stange und an der Ferse des Patienten befestigt werden (nicht gezeigt).
-
Anstelle eines Rads 32' könnten auch mehrere Räder oder eine Walze (siehe 5) vorgesehen sein. Auch kann anstelle eines Socken, der ein Rad 32' oder ein Beschichtung 30 umfasst, eine Schlinge 50 (siehe 4a) vorgesehen sein, die die Verwendung der Vorrichtung 10 im Sitzen oder Liegen ermöglicht.
-
Die 1c zeigt eine weitere Trägervorrichtung 14, die eine Laufschiene 36 umfasst, mittels derer die Bewegung und/oder Bewegungsrichtung vorgebbar ist. Im gezeigten Beispiel ist das Rad 32' auf der Laufschiene 36 angeordnet. An jedem Ende 38 der Laufschiene ist ein Abschluss 38' angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden Abschlüssen 38' definiert einen Fahrweg, den das Rad 32' beim Hin- und Herfahren zwischen gebeugtem Bein, weniger gebeugten Bein und gestreckten Bein zurücklegen kann. Die Länge des Fahrwegs kann in Abhängigkeit eines Patienten 17 angepasst werden, indem bspw. die Abschlüsse 38' auf der Laufschiene 36 verschiebbar angeordnet sind. Durch das Führen des Rads 32' an der Schiene 36 kann die Bewegung des Kniegelenks mittels der Gelenkorthese 12 stabilisiert und geführt werden.
-
Die in den 1a bis 1c gezeigten Trägervorrichtungen 14 können zumindest ein Metal, eine Metalllegierung, einen Kunststoff, ein Gummi, Holz und/oder Kohlefaden umfassen.
-
Die mit der Vorrichtung 10 kooperierende Trägervorrichtung 14 kann als Spezialsocke 28/ Bandage/ Strumpf usw. ausgebildet sein, und mittels einer gleitreibungsfreien Beschichtung 30, die Socke 28 mit maximaler Gleitmöglichkeit ausstatten.
-
Ferner zeigen die 1a bis 1c sehr schematisch einen Antrieb 40 welcher in den gezeigten Figuren aus einem Elektromotor 40' gebildet ist und mit den Schienen 18, 20 verbunden ist, um diese aus einer Stellung, die eine gebeugte Stellung des Beins widerspiegelt, in weitere Stellungen zu bewegen, die weitere gebeugte Stellungen des Beins und einer gestreckten Stellung bzw. überstreckten Stellung des Beins widerspiegeln können.
-
Mittels des Antriebs 40 kann die Gelenkorthese 12 für eine Schwenkbewegung und/oder eine lineare Bewegung und/oder eine vibratorische Bewegung angetrieben werden. Im vorliegenden Beispiel ist der Antrieb 40 durch einen Elektromotor 40' gebildet.
-
Im gezeigten Beispiel ist der Antrieb 40 direkt an die Gelenkorthese 12 angeschlossen. Der Antrieb 40 könnte aber auch auf der Schiene 36 angeordnet sein und das Rad 32' antreiben, sodass die Gelenkorthese 12 über die Trägervorrichtung 14 angetrieben wird.
-
Ebenfalls ist eine Steuerung 42 vorgesehen, die mit dem Antrieb 40 verbunden ist, um die Gelenkorthese 18 mittels des Antriebs 40 für eine Bewegung anzusteuern. Die Steuerung 42 umfasst einen Programmspeicher (nicht gezeigt), in dem Daten in Bezug auf ein oder mehrere Ausmaße der Bewegung für passive und aktive Bewegungen der Gelenkorthese 12, ein oder mehrere Bewegungsfrequenzen der Gelenkorthese 12, ein oder mehrere Perioden für die Zeitdauer einer Durchführung einer Bewegung oder eines Bewegungsplans, ein oder mehrere Arten der Bewegung, ein oder mehrere Widerstände der Gelenkorthese 12 abgelegt sind.
-
Hierzu wird beim erstmaligen Einsatz der Vorrichtung 10 der Patient 17 vermessen und relevante Daten, wie bspw. Länge des Unterschenkels 16', Länge des Oberschenkels 16, Größe des Knies, Gewicht und Alter des Patienten 17, Art der Verletzung, Art der Operation, mögliche Bewegungsabläufe usw. patientenspezifisch im Datenspeicher der Steuerung 42 der Gelenkorthese 12 abgelegt. Die Daten können dann im Gebrauch der Vorrichtung 10 dazu verwendet werden, mittels der Steuerung 42 den Antrieb 40 derart anzusteuern, dass ein patientenspezifischer Trainingsplan durchgeführt wird.
-
Die im Datenspeicher abgelegten Daten können Parameter umfassen, die in Bezug zu einem oder mehreren Ausmaßen der Bewegung für passive und aktive Bewegungen der Gelenkorthese 12, ein oder mehrere Bewegungsfrequenzen der Gelenkorthese 12, ein oder mehrere Perioden für die Zeitdauer einer Durchführung einer Bewegung oder eines Bewegungsplans, ein oder mehrere Arten der Bewegung, ein oder mehrere Widerstände der Gelenkorthese 12 stehen.
-
Schematisch sind auch Sensoren 44 angedeutet, die an der jeweiligen Gelenkorthese 12 angeordnet sind. Die Sensoren 44 sind dazu ausgebildet, Parameter von der Gelenkorthese 12, bspw. die Stellung der Schienen 18, 20 relativ zueinander, Betriebsfrequenz der Beugung, Streckung eines Beines, die Kraft, welche beim Beugen bzw. Strecken auf die Gelenkorthese 12 übertragen wird und/oder über ein mit der Gelenkorthese 12 verbundenes Gelenk, bspw. Temperatur des Gelenks, Bewegungsfreiheit des betroffenen Gelenks zu erfassen.
-
Die Vorrichtung 10 ist ferner dazu ausgebildet, die mittels der Sensoren 44 erfassten Parameter an eine Kontrollvorrichtung (nicht gezeigt) zu übermitteln. Die Steuerung 42 ist hierzu mit der Kontrollvorrichtung verbindbar, bspw. mittels LAN, WIRELESS LAN, Bluetooth, oder UMTS usw., um die Parameter für den Patienten 17 und/oder medizinisches Personal (nicht gezeigt) für telemedizinische Zwecke bereitzustellen.
-
Bspw. können die ermittelten Daten mittels einer APP, die auf einem Smartphone, Tablet oder Computer (alle nicht gezeigt) betrieben wird, angezeigt werden, um dem Patienten 17 bspw. anzuzeigen, dass dieser mit der Therapie pausieren soll, da eine überhöhte Temperatur des Gelenks gemessen wurde. Zusätzlich könnte medizinisches Personal die mittels des Antriebs 40 durchgeführten Bewegungen in Abhängigkeit des Heilungsverlaufs ferngesteuert anpassen. Die dazu benötigten Daten könnten dann ebenfalls mittels LAN, WIRELESS LAN, Bluetooth, oder UMTS usw. der Steuerung 42 bereitgestellt werden.
-
2a zeigt die Verwendung der Vorrichtung 10 der 1b bei einem auf dem Rücken liegenden Patienten 17. Der Antrieb 40 treibt die Gelenkorthese 12 derart an, dass der Unterschenkel 16' relativ zum Oberschenkel 16 immer wieder gebeugt und gestreckt wird. Um die Bewegung der Gelenkorthese 12 zu stabilisieren, zu führen und zu unterstützen, trägt der Patient 17 die Trägervorrichtung 14 in Form der Socke 28 mit einem Stützrad 32'. Das Stützrad 32' kann auf einem Boden bzw. Teppich gleiten und unterstützt den Patienten 17 somit sein Kniegelenk zu stabilisieren und zu mobilisieren, da die Trägervorrichtung 14 die Bewegung der angetriebenen Gelenkorthese 12 derart unterstützt und führt, dass diese zuverlässig als CPM-Maschine verwendet werden kann.
-
Die 2b zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel ähnlich der 2a in dem die Vorrichtung 10 der 1c eingesetzt wird. Hier wird das Stützrad 32' auf der Laufschiene 36 geführt und unterstützt somit den Patienten 17 beim postoperativen Heilungsprozess.
-
Die 3 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der Vorrichtung 10 gemäß 1b mit weiterem Zubehör. Das weitere Zubehör besteht aus einer Stützvorrichtung 46, die die Gelenkorthese 12 im Bereich des Oberschenkels 26 des Patienten stützt und in einer Position hält. Der Patient 17 kann die Vorrichtung 10 somit im Sitzen betreiben, da der Oberschenkel 16 relativ zum Boden gestützt wird.
-
Die Stützvorrichtung 46 könnte ferner mit der Schiene verbunden und/oder verbindbar, oder in dieser integriert sein.
-
Im vorliegenden Beispiel ist die Stützvorrichtung 46 in der Vorrichtung 10 integriert, genauer gesagt ist die Stützvorrichtung 46 mit der Gelenkorthese 12 verbunden. Die Stützvorrichtung 46 könnte auch an ein mit der Gelenkorthese 12 im Kontakt stehenden Körperteil 16 angebracht werden.
-
Die Stützvorrichtung 46 ist teleskopisch ausfahrbar, könnte aber auch aufklappbar sein. Die dargestellte Stützvorrichtung 46 umfasst vorzugsweise ein Metal und einen Kunststoff.
-
Die 4a und 4b zeigen weitere Anwendungsbeispiele der Vorrichtung 10 mit weiterem Zubehör. Im Beispiel der 4 besteht das weitere Zubehör aus einer Schlinge 50. Die Schlinge 50 ist in der Schiene 36 integriert, könnte aber auch mit dieser verbunden und/oder verbindbar sein. Eine Länge der Schlinge 50 ist in Abhängigkeit des Patienten 17 und/oder einer Art der Bewegung vorgebbar. Im Beispiel der 4a ist ferner die Stützvorrichtung 46 zu sehen. Der Patient sitzt zur Verwendung der Vorrichtung 10 der 4a und 4b auf einem Stuhl 48.
-
Die Schlinge 50 wird mittels der Schiene 36 von oben gehalten und ist mit dem Unterschenkel 16' des Patienten 17 verbunden. Die Schlinge 50 ist elastisch ausgeführt, um eine Federung bei der Bewegung des Unterschenkels 16' relativ zum Oberschenkel 16 herbeizuführen.
-
5 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung 10. Die Trägervorrichtung 14 umfasst anstelle eines Rads 32' eine Walze 32", die zur Führung und Unterstützung der Ferse und des Unterschenkels 16' des Patienten 17 ausgebildet ist. Im gezeigten Beispiel ist die Trägervorrichtung 14, bzw. die Walze mit der Gelenkorthese 12 verbunden.
-
6 zeigt wie das Rad 32' aus dem distalen Ende der Schiene 20 ausgeklappt werden kann, um den Unterschenkel 16' des Patienten 17 im Sitzen zu stützen und somit den Einsatz der Vorrichtung 10 auch auf diese Weise im Sitzen zu ermöglichen. So wird ein Training des operierten Beines im Sitzen z.B. am Computer ermöglicht.
-
Eine weitere Lösung wäre eine ausfahrbare teleskopartige Stütze, die aus mindestens einem Bein usw. besteht, die das Abstützen des Beines während der Übungen ermöglicht.
-
Die 7 zeigt eine weitere Vorrichtung 10 bei der die Stützvorrichtung 46 am Boden fixiert ist, z.B. mittels einer festen Befestigung 52 am Boden, die z.B. mittels Saugprinzip funktioniert. Die Stützvorrichtung 46 kann auch aus elastischem Kunststoff, ggf. verschiebbar sein.
-
Andere Stabilisierungsmethoden für die Übungen im Sitzen (passiv, aber auch aktiv als Krafttraining) wäre die Stabilisierung durch z.B. Halterung des proximalen Stützpunktes (Stützvorrichtung 46). Diese Halterung würde zeitweise diese Glutealgegend bis zur Hälfte des proximalen Unterschenkels schlüssig umfassen und mühelose Übungen des Kniegelenkes im Sitzen erlauben.
-
8a - 8b zeigen die Verwendung der Vorrichtung 10 als Quengelschiene. Mittels einer Quengelschiene können postoperative Bewegungseinschränkungen, die bspw. durch eine verklebte Kapsel hervorgerufen werden, in einem Gelenk passiv-dynamisch mobilisiert werden. Auch kann mittels der Vorrichtung eine programmierbare, voreinstellbare, endgradige Gelenkstreckung, Überstreckung, Beugung eines Kniegelenks ermöglicht werden. Dadurch dass die Vorrichtung 10 anatomisch an den Patienten 17 angepasst ist und mindestens zwei Abstützungspunkte aufweist wird diese Funktion ermöglicht. Eine solche Funktion ist bei einer CPM-Maschine nicht möglich, da die Extremitäten, d.h. Körperteile locker auf der Unterlage aufliegen.
-
9 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer weiteren Vorrichtung 10, in der die Vorrichtung 10 fernsteuerbar ist, und mittels der Trägervorrichtung 14 oder einer weiteren Vorrichtung von einem Ort zu einem weiteren Ort bewegbar und/oder ferngesteuert ansteuerbar und/oder regelbar ist.
-
Zusammengefasst kann die gleiche Gelenkorthese 12 als CPM-Maschine als auch als Kraftmaschine verwendet werden. Ohne das Zubehörteil umfassend eine Trägervorrichtung 14 kann die Gelenkschiene 12 weder als passives noch als aktives Trainingsgerät funktionieren. Vorzugsweise ist die Trägervorrichtung als eine gemeinsame Einheit mit der Gelenkorthese 12 und dem Antrieb 40 vorgesehen.
-
Um das „Passiv Motion“- Prinzip mit der angelegten Schiene 12 zu realisieren, wird der zweite Abstützpunkt, der durch die Trägervorrichtung 14 gebildet ist, benötigt, um die Reibungskräfte, die beim Verschieben des Rückfuss/Ferse entstehen, maximal zu reduzieren (Siehe „P“ in 2a und 2b).
-
Am einfachstem kann man die Verwendung der hier vorgestellten Vorrichtung 10 an einem medizinischem Beispiel schildern:
-
Ein sportlicher, beruflich engagierter Patient 17, mit sehr wenig Freizeit wird nach dem ersten Tag der Knieoperation (Sportverletzung) das Krankenhaus verlassen. Nach der Versorgung bspw. mit Kreuzbandplastik erstellt der Operateur bzw. ein Physiotherapeut für die Anwendung der Vorrichtung 10 als CPM-Maschine ein Übungsblatt mit genauen Zeitangaben, z.B. 3 mal 40 min am Tag und zulässigen Bewegungsausmaßen, z.B. Beugung - Streckung - 90° - 30° - 0°. Der Patient 17 ist von Beruf Manager und muss nun für einige Zeit beruflich verreisen. Eine konventionelle CPM-Maschine kann er wegen dessen Größe nicht praktikabel bspw. im Zug oder Flugzeug mitgenommen werden.
-
Dies wird mittels der vorliegenden Erfindung möglich, da die Kniegelenkorthese 12, z.B. eine Don Joy Schiene 12 schon postoperativ für die Stabilisierung und Sicherheit an dem operierten Bein angelegt worden ist. Nach Beginn der Dienstreise schließt der Patient 17 im Hotel den mitgenommenen kleinen Elektormotor 40' an der Gelenkorthese 12 an. Mit notwendigen passiven Übungen kann sofort begonnen werden. Die Bewegungsfrequenz, die Dauer der Sitzung, Bewegungsausmaße etc. sind vorzugsweise vorab eingestellt und gespeichert. Der Patient 17 kann somit exakt nach dem erstelltem Übungsplan auch im Hotel trainieren.
-
Bei Verwendung von Sensoren 44 und einer Steuerung 42 kann medizinisches Personal anhand der Signale der Sensoren die Qualität der durchgeführten Übungen analysieren und ggf. den Trainingsplan anpassen. Eine solche ferngesteuerte Anpassung der Übungen ist bei einer CPM-Maschine nicht möglich.
-
Die Knieschiene 12 liegt schlüßig am Bein, ein Computer kann dank der Sensoren 44 den Widerstand des Gelenkes erkennen, messen und bei einem sicheren Wert die Richtung der Bewegung wechseln. Programmierbar wären andere Eigenschaften, z.B. passives Nachwippen bei endgradiger Beugung - Streckung (wie bei einer Quengelschiene), Vibration, markierter Bewegungskreis, z.B. Ellipse etc. Eine CPM-Maschine kann diese zusätzlichen Komponenten nicht ausführen, da die Extremität nur lockeren Kontakt mit der Oberfläche des Gerätes hat.
-
Bei Dienstreisen, die länger als ein paar Tage andauern, kann die Vorrichtung 10 auch per Umschaltmechanismus vom passiven Prinzip zum aktiven Trainingsgerät umfunktioniert werden. Durch einen programmierbaren Widerstand können entsprechende Muskeln wie bei einem Kraftgerät trainiert werden.
-
Beispiele hierfür sind:
-
Quadrizepsübung durch aktiven Streckungswiderstand oder Übungen der hinteren Oberschenkelmuskulatur nach der Umschaltung bzw. Widerstandsrichtungswechsel. Die Trainingsparameter wie Stärke des Widerstandes, Zeit der Übung usw. können im Vornherein vom Arzt oder Physiotherapeuten programmiert werden. Hier wäre auch eine „intelligente Lösung“ anwendbar, der Rechner könnte auch wie vorher für passive Übungen die Funktion jetzt für aktives Training übernehmen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Vorrichtung
- 12
- Gelenkorthese
- 14
- Trägervorrichtung
- 16, 16'
- Körperteil
- 17
- Patienten
- 18
- Schiene
- 20
- Schiene
- 22
- Klettverschluss
- 24
- Stift
- 26
- Langloch
- 28
- Socke
- 30
- Beschichtung
- 32, 32', 32"
- Körper, Rad, Walze
- 34
- Gabelvorrichtung
- 36
- Schiene
- 38, 38'
- Abschluss
- 40, 40'
- Antrieb, Elektromotor
- 42
- Steuerung
- 44
- Sensoren
- 46
- Stützvorrichtung
- 48
- Stuhl
- 50
- Schlinge
- 52
- Befestigung
