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Die Erfindung betrifft eine Orthese, insbesondere eine Gelenkorthese.
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Orthesen können temporär, postoperativ oder dauerhaft bei zahlreichen Erkrankungen oder Verletzungsmustern eingesetzt werden, wobei die nachfolgend aufgeführten Funktionsstörungen unabhängig von ihrer Genese allein oder in Kombination vorliegen können: Fissuren und Frakturen der Skelettknochen (Brüche), Schnitt-, Quetsch- und Ablederungsverletzungen der Weichteile, Entzündungen oder Verklebung von Muskeln, Sehnen und Bändern, Schädigungen des Nervensystems durch Erkrankung oder Traumata, Verbrennungen, Verbrühungen, Verätzungen oder Erfrierungen sowie Fehl- und Überlastungsschmerzen.
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Ziel dabei ist, die betroffenen Glieder und ihre Teile, z.B. Finger, Hand und Unterarm, durch eine Orthese in ihrer relativen Position zueinander in der jeweils biomechanisch richtigen und der Individualindikation entsprechenden Position einstellbar zu fixieren. Die Orthese ist in der Regel als Halbschale ausgeführt. Diese kann je nach Schädigungsmuster von volar, dorsal oder in den Bereichen ohne Gelenkbewegung als zweischaliges Sandwichsystem zirkulär umfassend ausgeführt sein. Der therapeutische Ansatz folgt bei Fixation von Gliedmaßenteilen, z.B. von Unterarm und Hand, den vorhersehbaren und der Funktionsstörung entsprechenden möglichen Komplikationen. Es wird dabei angestrebt, die kapsulären und ligamentären Anteile der Gelenke in ihrer maximalen Dehnung zu fixieren, um spätere Bewegungseinschränkungen zu vermeiden. Der individuellen Anforderung folgend, sind die Handruhestellung (HG ca. 20°) (Neutralstellung), die Funktionsstellung (HG 30-60°, MP 80-90°, PIP und DIP I80°) oder die Intrinsic Plus (HG 20-30 °, MP 60-70°, PIP 30-45°) zur Ruhigstellung geeignet. Die Fixierung der Strukturen von Finger, Hand und Unterarm haben dabei insofern eine schmerzlindernde Wirkung, als dass die betroffenen Strukturen in der Orthese ruhiggestellt und schmerzauslösende Reizungen vermieden werden. Durch die stufenlos einstellbaren beweglichen Anteile an den anatomischen Gelenkstrukturen, kann die Stellung derselben an den jeweils erreichten Rehabilitationsstatus angepasst werden.
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Orthesen werden bisher entweder als fertiges Produkt, bzw. als vorgefertigte Bauteile (in der Regel von industriellen Herstellern) eingekauft und vom Orthopädietechniker oder Therapeuten, entsprechend der Funktionsanforderung des Patienten angepasst. Als weitere Möglichkeit zur Orthesenherstellung werden formreproduzierende Maßnahmen (Gipsabdruck, Zeichnung, Vermessung) zur Herstellung individueller Orthesen genutzt. In beiden Fällen bestehen Orthesen, die eine Gelenkbeweglichkeit gewährleisten, aus mehreren Bestandteilen.
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Diese Teile werden in Träger- und Funktionsteile unterschieden, wobei tragende Teile (Hülsen und Schäfte) und Funktionsteile (adaptierte Gelenke/Gelenkschienen) zusammengebaut werden, um Beweglichkeit, Führung oder Fixierung in den anatomischen Gelenkbereichen und somit ein therapeutisches Einwirken zu ermöglichen.
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Herkömmliche Orthesen für den Gelenksbereich weisen zur Gewährleistung einer Biegung des menschlichen Gelenks ein technisches Gelenk auf. Bei dem Gelenk handelt es sich um eine mehrteilige Verbindung zwischen zwei verschiedenen Teilen der Orthese. Die bekannten Gelenke haben den Nachteil, dass sie eine Biegung in genau einer Ebene zulassen, welche quer zur Erstreckungsrichtung der Orthese angeordnet ist.
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Es ist ferner bekannt, Orthesen individuell am Körperteil eines Trägers anzubringen. Hierzu ist beispielsweise die Verwendung eines flexiblen Vorläufers, beispielsweise einer Gipsbinde, bekannt. Hierbei wird der Vorläufer direkt am Träger ausgeformt und bildet demnach ein Negativ des zu stützenden Abschnitts am Träger. Derartige Orthesen haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht beweglich ausgebildet werden können.
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Andere ergonomisch angepasste Orthesen weisen neben einem steifen Teilelement ein an der Körperoberfläche des Trägers angeordnetes verformbares Teilelement auf. Der Nachteil derartiger Orthesen besteht insbesondere darin, dass sie einen großen Platzbedarf beanspruchen und daher wenig ästhetisch sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme des Stands der Technik zu lösen oder zu reduzieren. Insbesondere soll eine Orthese bereitgestellt werden, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eine natürlichere Beugung der menschlichen bzw. tierischen Gelenke des Trägers ermöglicht. Sie soll individuell anpassbar, leicht und kostengünstig herstellbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Orthese mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Somit betrifft ein erster Aspekt der Erfindung einer Orthese, mit einem Träger. Der Träger weist zumindest zwei rigide und voneinander beabstandet angeordnete Stabilisierungsabschnitte auf. Zumindest ein, die beiden Stabilisierungsabschnitte miteinander verbindender einstückiger Beugungsabschnitt, ist zwischen den beiden Stabilisierungsabschnitten angeordnet und weist eine größere Flexibilität auf, als die Stabilisierungsabschnitte. Ferner erlaubt der Beugungsabschnitt in zumindest einer Ebene eine Biegung beziehungsweise Beugung der Orthese. Dabei soll unter Biegung beziehungsweise Beugung eine Relativbewegung der beiden Stabilisierungsabschnitte zueinander verstanden werden, welche als Rotation um eine im Bereich des Beugungsabschnitts angeordneten Achse beschrieben werden kann.
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Erfindungsgemäß ist der Beugungsabschnitt mit den Stabilisierungsabschnitten stoffschlüssig verbunden.
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Die erfindungsgemäße Orthese ermöglicht eine kostengünstige, zeiteffektive Fertigung der Orthese in nur einem Arbeitsschritt, beispielsweise mit einem Druck oder Gussverfahren. Dies ermöglicht wiederum ein individuelles Anpassen einer Gelenkorthese an einen Träger. Somit vereint die erfindungsgemäße Orthese die Vorzüge der Verwendung eines flexiblen Vorläufers bei der Orthesenanpassung (beispielsweise bei Verwendung von Gipsbinden) mit bekannten Gelenkorthesen.
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Der Beugungsabschnitt der erfindungsgemäßen Orthese ist bei bestimmungsgemäßem Gebrauch im Bereich eines Gelenks des Patienten beziehungsweise Nutzers angeordnet. Die Biegung oder Beugung der Orthese im Beugungsabschnitt findet in zumindest einer Ebene statt, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch einer bevorzugten Beugungsrichtung des zu stützenden Gelenks entspricht. Die Ebene erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Erstreckungsrichtung der Orthese. Vorliegend ist unter „im Wesentlichen“ zu verstehen, dass auch Abweichungen von der Erstreckungsrichtung im Bereich von bis zu 75°, bezogen auf einen von der Ebene und der Erstreckungsrichtung der Orthese eingeschlossenen Winkel, umfasst sind.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beugungsabschnitt mit wenigstens einem, insbesondere beiden der Stabilisierungsabschnitte einstückig ausgeformt ist. Dies erleichtert die Fertigung, erhöht den Tragekomfort durch das Vermeiden von Übergängen und erhöht die Lebensdauer der Orthese. Darüber hinaus ermöglicht diese Ausgestaltung, dass die Orthese bei zumindest gleicher Stabilität wie bekannte Gelenkorthesen dünner ausgeführt werden kann.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Beugungsabschnitt zumindest ein, insbesondere zu einer Erstreckungsrichtung der Orthese quer angeordnetes Festkörpergelenk aufweist, da die Verwendung von Festkörpergelenken auf besonders einfache Weise den bevorzugten einstückigen, aber auch einen Aufbau mit stoffschlüssigen Verbindungen zwischen Stabilisierungsabschnitten und Beugungsabschnitt ermöglicht.
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Die Anordnung des Festkörperelements quer zur Erstreckungsrichtung der Orthese erhöht die Stabilität und die möglichen Freiheitsgrade der Beugung. Mit anderen Worten ist die Beugung nicht auf eine Ebene in Erstreckungsrichtung der Orthese beschränkt, sondern kann zu dieser geneigt verlaufen. Ferner sind mehrere Beugungsebenen erlaubt.
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Unter Festkörpergelenk wird ein Bereich eines Bauteils verstanden, welcher eine Relativbewegung (Drehung) zwischen zwei Starrkörperbereichen durch Biegung erlaubt.
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Mit Vorteil umfasst das Festkörpergelenk zwei benachbart zueinander angeordnete und stoffschlüssig miteinander verbundene Schenkel, wobei die Schenkel benachbart zueinander angeordnet sind und die stoffschlüssige Verbindung an benachbarten Enden der Schenkel angeordnet ist. In einfachster Weise könnte der Aufbau eines der bevorzugten Festkörpergelenke mit dem Aufbau einer Pinzette verglichen werden, wobei die charakteristische Krümmung der Schenkel einer solchen Pinzette zur Verwirklichung der Erfindung möglich aber nicht zwingend ist.
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Die Verbindung kann beispielsweise als Weiterführung der Schenkel verstanden werden, so dass eine Breite der Verbindung im Wesentlichen einer Breite der Schenkel entspricht. In dieser Ausgestaltung weist die Verbindung eine Umlenkung auf, um die Schenkel benachbart zueinander anzuordnen.
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Alternativ ist die Verbindung als Steg zwischen den parallel angeordneten Schenkeln ausgebildet. Dies erhöht im Vergleich zur vorgenannten Ausgestaltung die Stabilität des Festkörpergelenks.
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Die Wahl der Verbindung, ebenso wie die Breite des Stegs, ermöglicht eine Justage der erforderlichen Beugungskraft, so dass die Breite der Schenkel und der Verbindung in Abhängigkeit von zu stabilisierendem Gelenk, sowie Alter, Größe und Gestalt des Patienten eingestellt werden kann.
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So ist bevorzugt, dass die Schenkelbreite und/oder die Verbindungsbreite mit zunehmender Größe des zu stabilisierenden Körperteils steigt. Mit anderen Worten ist die Schenkelbreite und/oder die Verbindungsbreite bei einer Fingergelenksorthese eines Kindes kleiner, als die bei einer Knieorthese eines übergewichtigen Mannes.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Beugungsabschnitt eine Mehrzahl von benachbart zueinander angeordneten Festkörpergelenken aufweist. Dies hat den Vorteil, dass zum einen eine gleichmäßige Beugung realisiert wird, die der natürlichen Beugung eines menschlichen oder tierischen Körperteils weitestgehend gleicht. Ein einfacher Knick wird verhindert, vielmehr wird bei Beugung der Orthese eine Rundung der Oberfläche der Orthese im Bereich des Beugungsabschnitts generiert. Dies erhöht den Tragekomfort und ermöglicht eine individuelle Anpassung einer Länge des Beugungsabschnitts. Zum anderen erzielt die Anordnung einer Mehrzahl von benachbarten Festkörpergelenken eine Verteilung der Krafteinwirkung auf das Material im Beugungsabschnitt.
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Durch die gleichmäßige Verteilung erhöht sich die Lebensdauer der Orthese. Zudem ist weniger Material erforderlich, so dass bei gleicher Stabilität der Träger mit einer deutlich geringeren Wandstärke ausgeführt werden kann als bekannte Orthesen.
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Vorliegend sind die Festkörpergelenke in ihrer Erstreckungsrichtung, also in Längsrichtung, hintereinander, also im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und stoffschlüssig miteinander verbunden. Diese Verbindung kann entweder, wie oben beschrieben, durch Weiterführung der Schenkel oder als Verbindungssteg zweier benachbarter Schenkel ausgeführt werden. Bei dieser Beschreibung sind benachbarte Festkörpergelenke gleichgerichtet angeordnet. Alternativ sind benachbarte Festkörpergelenke gegenläufig zueinander angeordnet, wobei ein Schenkel je zwei benachbarten Festkörpergelenken zugeordnet wird und eine stoffschlüssige Verbindung sowohl zwei Schenkel eines Festkörpergelenks, als auch zwei benachbarte Festkörpergelenke miteinander verbindet.
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Der Träger der Orthese ist nicht flach ausgebildet, sondern im Wesentlichen kreis- oder ellipsensegmentförmig, um sich möglichst ergonomisch an das bei bestimmungsgemäßem Gebrauch zu stützendem Körperteil anzupassen. Dabei ist nicht erforderlich, dass der Querschnitt an jedem Punkt der Orthese gleich groß oder gar deckungsgleich ist. Vielmehr ist bevorzugt, wenn der Querschnitt an einen Umfangsabschnitt des zu stützenden Körperteils derart angepasst ist, dass es, insbesondere mittels 3D-scan, ein Negativ desselben ausbildet.
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Ein Vorteil ist es auch, dass Beugungsabschnitt eine an den Biegeradius des Körpergelenks angepasste Länge haben kann und dementsprechend eine bogenförmige Biegung anstelle eines scharfen Knicks, wie bei den meisten mechanischen Gelenken, erzeugt.
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Die Schalenstruktur des Trägers gewährleistet sowohl Halte-, Fixierungs- als auch Führungsfunktionen und ermöglicht somit die therapeutisch angepasste und begrenzte Beweglichkeit der Gelenke und damit der Muskeln und Sehnen.
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Mit besonderem Vorteil weist insbesondere in Zusammenhang mit vorgenannter Ausgestaltung der Orthese das zumindest eine Festkörpergelenk in seiner Erstreckungsrichtung eine Krümmung auf. Diese verläuft im Wesentlichen parallel zur Krümmung des benachbarten Stabilisierungselements. In dieser Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die Orthese auch im Beugungsabschnitt das zu stabilisierende Körperteil umläuft und somit eine optimierte Stabilisierung und Ruhestellung erfolgt, die frei von äußerer Krafteinwirkung ist.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest einer der Stabilisierungsabschnitte übergangslos in den Beugungsabschnitt übergeht. Mit anderen Worten, eine Breite und/oder die Krümmung eines Endabschnitts des Beugungsabschnittes entspricht der Breite und/oder der Krümmung eines Endabschnitts eines daran angrenzenden Stabilisierungsabschnittes. In dieser Ausgestaltung ist sowohl Tragekomfort, als auch Stabilität der Orthese verbessert.
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Es ist bevorzugt, dass zwei einander benachbarte Festkörpergelenke zusätzlich zumindest bereichsweise, insbesondere durch einen zwischen den Schenkeln angeordneten Steg, stoffschlüssig und/oder einstückig miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine zusätzliche Stabilitätserhöhung der Orthese. Zudem können die Freiheitsgrade der Beugung reduziert werden.
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Im Weiteren ist unter Steg die zusätzlich zur Ausbildung des Festkörpergelenks notwendige stoffschlüssige Verbindung zu verstehen.
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Ferner ist bevorzugt, dass der Steg in Erstreckungsrichtung der Orthese verlaufend ausgerichtet ist. Zudem ist bevorzugt, eine Mehrzahl von Stegen anzuordnen, die in Erstreckungsrichtung hintereinander angeordnet sind und je zwei benachbarte Festkörpergelenke miteinander verbinden.
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Bei einer Beugung des Trägers erhöht sich in einem Bereich des Beugungsabschnitts der Abstand zwischen zwei benachbarten Schenkeln, während er in einem anderen Bereich reduziert wird. Die Beugung ist zum einen dann begrenzt, wenn sich zwei benachbarte Schenkel berühren und zum anderen durch die Dehnbarkeit und/oder die Länge der Stege. Die zusätzlichen Stege sind daher bevorzugt in einem quer zur Erstreckungsrichtung des Trägers angeordneten Randbereich angeordnet. Mit anderen Worten ist bevorzugt, wenn die zusätzlichen Stege bezogen auf den Querschnitt des Beugungsabschnitts in einem Randabschnitt angeordnet sind, der eine Länge im Bereich von 10 bis 40%, bevorzugt 10 bis 30% der Gesamtlänge des Kreis- oder Ellipsensegments aufweist.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Orthese ist vorgesehen, dass der Steg in einer radialen Richtung der Orthese mit Bezug auf einen angrenzenden Schenkel zurückversetzt ist und /oder dass der Steg entgegen einer radialen Richtung der Orthese mit Bezug auf einen angrenzenden Schenkel zurückversetzt ist.
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Mit anderen Worten weist der Steg eine geringere Höhe (bezogen auf Entfernung vom Mittelpunkt des Kreis- oder Ellipsensegments) auf als der Schenkel. Bevorzugt ist eine Höhe des Stegs im Bereich von 10 bis 90%, weiter bevorzugt von 20 bis 75% der Höhe des angrenzenden Schenkels. Ferner bevorzugt ist, wenn der Steg eine Länge im Bereich von 10 bis 80%, bevorzugt 20 bis 75% seiner Breite aufweist.
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Mit besonderem Vorteil sind vorgenannte Bereiche miteinander kombinierbar, da über die Kombination der bevorzugten Bereiche eine zur Beugung notwendige Krafteinwirkung, ebenso wie eine Rückstellkraft des Trägers aus der Beugung einstellbar ist.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Träger in Erstreckungsrichtung verlaufende Aufnahmen für Zugelemente, wie beispielsweise Drähte, Kabel oder textile, insbesondere synthetische Fäden aufweist. Die Anordnung der Zugelemente in den Aufnahmen ermöglicht eine Fixierung der Orthese in einer bestimmten Beugestellung, sowie eine Reduzierung der Freiheitsgrade der Beugung.
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Die Aufnahmen sind vorzugsweise als zumindest bereichsweise offene oder geschlossene Kanäle ausgeführt. Ferner ist bevorzugt, wenn die Kanäle zumindest an einem Ende eine offene Mündung aufweisen, aus der das innerhalb des Kanals angeordnete Zugelement heraustritt. In dieser Ausgestaltung kann vorteilhafterweise eine Spannung des Zugelements durch Zug und Entspannung des heraustretenden Teils des Zugelements reguliert und somit die Position des Trägers justiert werden.
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Zusätzlich ist bevorzugt, wenn das heraustretende Ende des Zugelements ein Justierelement aufweist, welches die Einstellung des wirkenden Zugs, durch Reduktion oder Erhöhung der innerhalb der Aufnahme verbleibenden Länge des Zugelements, sowie die Fixierung in dieser Position ermöglicht.
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Mit Vorteil ist der Träger aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff und/oder mittels eines additiven Verfahrens, insbesondere eines Druckverfahrens gefertigt. Die bevorzugten Materialien zeichnen sich neben ihrer hohen Stabilität im ausgehärteten Zustand durch geringes Gewicht und die Zugänglichkeit zur Ausformung mittels additiver Verfahren aus.
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Die Verwendung additiver Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Orthese ermöglicht neben einer kostenoptimierten Produktion, dass die Orthese individuell angepasst herstellbar ist. Beispielsweise erfolgt zunächst eine Abbildung, beispielsweise durch abformen, abmessen oder 2D- oder 3D-scannen, des zu stabilisierenden Körperteils. Aus den gewonnenen Daten wird anschließend ein Positiv errechnet. Ferner wird anhand der Daten zumindest mittelbar eine notwendige Steifigkeit des Trägers im Beugungsabschnitt berechnet, welche zur Einstellung der Parameter der Schenkel und Stege dient. Die ermittelten Sollparameter werden in eine Druckdatei übersetzt, die mittels additiven Verfahrens die erfindungsgemäße Orthese erzeugt.
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Bei der Verwendung additiver Verfahren, wie beispielsweise 3-Drucken, ist bevorzugt, wenn das Vorläufermaterial, also das nicht ausgeformte Material in dünnen Schichten aus pulverförmigem, flüssigem oder viskosen (chemisch, licht oder dualhärtend) aufeinander aufgebracht und ausgeformt wird.
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Mit besonderem Vorteil weist der Träger zumindest abschnittsweise eine Beschichtung eines biokompatiblen Materials auf, wobei die Beschichtung insbesondere auf wenigstens einem Abschnitt einer bei bestimmungsgemäßem Gebrauch dem zu stabilisierendem Körperteil zugewandten Oberfläche des Trägers angeordnet ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Handgelenks-, Sprunggelenks-, Ellenbogengelenks-, oder Knieorthese mit den Merkmalen der erfindungsgemäßen Orthese. Dabei ist ein Innenumfang der Orthese ergonomisch an ein Hand- Sprung- Ellenbogen- beziehungsweise Kniegelenk eines Patienten, insbesondere individuell, angepasst ist.
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Die vorstehenden und weiteren Merkmale gehen aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sind und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung am Beispiel einer Handorthese schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer Orthese in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung,
- 1a-f je eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Beugungsabschnitts in bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung,
- 2 eine Schrägansicht einer Handorthese,
- 3 eine Schrägansicht der Handorthese mit einer Hand darin,
- 4 eine Seitenansicht der Handorthese nach 3,
- 5 eine Seitenansicht der Handorthese nach 3 von der gegenüberliegenden Seite gesehen,
- 6-7 Schräg-Draufsichten auf die Handorthese, und
- 8-9 Seitenansichten der Handorthese in verschiedenen Positionen,
- 10 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Orthese in einer bevorzugten Ausgestaltung als Hand oder Fußorthese mit gebeugtem Beugungsabschnitt im Finger- bzw. Zehengelenk.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Trägers 12 einer erfindungsgemäßen Orthese 11. Gezeigt ist ein Teil eines ersten Stabilisierungsabschnitts 12a, welcher an einem Endabschnitt an einen Beugungsabschnitt 28 angrenzt. An einer dem ersten Stabilisierungsabschnitt 12a abgewandten Seite des Beugungsabschnitts 28 ist ein zweiter Stabilisierungsabschnitt 12b angeordnet. Die Stabilisierungsabschnitte 12a, b sind stoffschlüssig mit dem Beugungsabschnitt 28 verbunden. In der gezeigten Ausgestaltung gehen die einzelnen Abschnitte 12a, b und 28 ohne Ausbildung von Stufen oder Rücksprüngen ineinander über. Die Breite und Form des Beugungsabschnitts 28 entspricht mit anderen Worten in den Angrenzenden Bereichen einer Breite und Form der Endabschnitte des jeweils benachbarten Stabilisierungsabschnitts 12a, b.
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Der Träger 12 hat eine gebogene bzw. gekrümmte oder auch schalenartige Form, weist demnach im Wesentlichen einen kreis- oder ellipsensegmentförmigen Querschnitt auf.
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Der Träger 12 ist aus einem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen und/oder duroplastischem Kunststoff gefertigt. Er kann mittels üblicher kunststoffformenden Verfahren, z.B.: Spritzgussverfahrens, Tauchens, Gussverfahrens, und weiteren, insbesondere aber additiver Verfahren wie 3D-Drucken hergestellt sein.
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Der Träger 12 weist im Stabilisierungsabschnitt 12a, b eine hohe Stabilität, also rigide Eigenschaften auf.
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Der Beugungsabschnitt 28 ist bevorzugt aus demselben Material gefertigt, wie der Stabilisierungsabschnitt 12a und b, ist insbesondere einstückig mit diesem ausgeführt. Er weist dennoch eine erhöhte Flexibilität auf, so dass eine Beugung des Trägers 12 im Bereich des Beugungsabschnitts 28 ermöglicht ist. Diese Beugung wird in der gezeigten Ausführungsform durch die Anordnung mindestens eines, vorzugsweise mehrerer hintereinander angeordneter Festkörpergelenke 25 realisiert.
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Die Festkörpergelenke 25 können jeweils als zwei endständig miteinander verbundene Schenkel 26 aufgefasst werden. Benachbarte Festkörpergelenke 25 sind bevorzugt, wie abgebildet zusätzlich über Stege beziehungsweise Verbindungsbrücken 31, 31a, 31b miteinander verbunden.
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Die Schenkel 26 können bezogen auf ihren Querschnitt, ihre Höhe und deren Fläche unterschiedliche Formen aufweisen. Je nach deren Ausgestaltung ist eine stärkere oder weniger starke Beugung des Trägers 11 im Beugungsabschnitt 28 möglich.
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Ebenso kann die Lage der Stege 31, 31a und 31b sowie deren Länge, Höhe und Lage zueinander variiert werden, was ebenfalls den möglichen Beugungswinkel, die Beugungsrichtung und die notwendige Krafteinwirkung, also die Freiheitsgrade der Beugung, beeinflusst.
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Mögliche Ausgestaltungen in denen einige der obengenannten Parameter gezeigt und in einigen möglichen Kombinationen ausgestaltet sind zeigen die 1a bis 1f.
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Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle möglichen Kombinationen abgebildet. Vielmehr wurde darauf geachtet, dass möglichst viele mögliche Ausgestaltungen der Einzelelemente gezeigt sind, die dann auch in anderen Ausführungen vorteilhaft kombiniert werden können.
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Die erfindungsgemäße Orthese kann für nahezu alle Gliedmaßenteile beziehungsweise Körpergelenke angepasst ausgestaltet sein. Insbesondere als Handgelenks-, und/oder Fingergelenksorthese, als Sprung- und oder Zehengelenksorthese, als Ellenbogenorthese und dergleichen mehr. Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Orthese beispielhaft für eine Hand und einer Sprunggelenksorthese beschrieben.
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Die in 2 dargestellte Orthese 11 ist eine Handorthese und hat einen Träger 12, der insgesamt schalenförmig ausgebildet ist und der Form einer Hand 13 (siehe 3 bis 5) und eines Unterarms 14 angepasst ist und diese jeweils gut zur Hälfte ihres Umfangs umfasst. Durch die Schalenform ist sie sehr formstabil und kann aus relativ dünnem Material hergestellt werden. Sie ist damit auch für den Patienten wenig störend und beeinträchtigend.
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Der Träger 12 der dargestellten Handorthese umfasst folgende Trägerabschnitte: einen Unterarmabschnitt 15, einen Mittelhandabschnitt 16 und einen Fingerabschnitt 17. Die Abschnitte sind durch Gelenke 18 miteinander verbunden, und zwar einem Handgelenksabschnitt 19 und einem Fingerwurzel-Gelenksabschnitt 20.
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Der Unterarmabschnitt 15 ist entsprechend der Gestalt des Unterarms des Patienten, für den die Orthese bestimmt ist, geformt und wird durch zwei Fixierschlaufen 21 am Unterarm befestigt. Diese sind an Befestigungen des Unterarmabschnitts 15 angebracht, zum Beispiel auf einer Seite an in dem Träger eingearbeiteten Fixierschlaufenlagern 22 und auf der anderen Seite durch einen ebenfalls eingearbeiteten Bügel, durch den die mit einem Klettverschluss versehen Fixierschlaufen gezogen und dann im oberen Bereich festgelegt werden.
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Der ebenfalls der Anatomie des Patienten angepasste Mittelhandabschnitt 16 hat einen Daumendurchbruch 23 und im Fingerabschnitt 17 läuft die Schalenform aus, damit die Fingerspitzen frei aufliegen können. Die Finger sind ebenfalls von einer Fixierschlaufen 21 gehalten.
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Eines der Gelenke 18 ist im Detail in 2 gezeigt. Es besteht darin, dass in
dem Trägermaterial, das ein relativ gestaltfestes Kunststoffmaterial ist, etwa in Umfangsrichtung der Trägerschale verlaufende Einschnitte 24 vorgesehen sind, die über einen Teil des Umfangs verlaufen. Parallel zu ihnen verlaufen Einschnitte 24a, die von der anderen Seite herkommen, sodass aus dem Träger 15 schmale, in Umfangsrichtung verlaufende Festkörpergelenke 25 gebildet werden, deren Schenkel 26, ausgehend von Verbindungsbrücken 31, parallel zueinander, jedoch jeweils abwechselnd versetzt verlaufend, also eine zickzackförmige, ziehharmonikaartig aufweitbare und zusammenschiebbare Struktur 27 bilden. Die Einschnitte 24, die von der Oberkante 36 des Trägers ausgehen, enden an Verbindungsbrücken 31a, während jeweils abwechselnd benachbarte Einschnitte 24a in Umfangsrichtung weiterlaufen und an einer mittleren Verbindungsbrücke 31b (siehe 6 und 7) enden. Diese mittlere Verbindungsbrücke 31b kann auch zwischen den aneinander angrenzenden Trägerabschnitten durchlaufen, also ununterbrochen sein, wenn das Trägermaterial soweit elastisch ist, dass ein flacher Steg die gewünschten Biegewinkel bruchfrei erträgt und es erwünscht ist, dass die Biegung des Gelenkes ohne Streckung im Bereich der unteren Mittelebene des Trägers erfolgt.
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Es ist zu erkennen, dass über den Umfang mehrere dieser Strukturen in Umfangsrichtung aneinander anschließen. Diese Struktur hat zur Folge, dass das Gelenk 18 über den Gelenkbereich 28 relativ gleichmäßig biegsam ist, jedoch im Wesentlichen nur in der Gelenkachse 30 (siehe 8 bis 10) und nicht seitlich. Die einzelnen Schenkel 26 sind wegen ihrer geringen Dicke im elastischen Bereich biegsam. Bei einer Biegung des Handgelenks nach oben (siehe Pfeil 32 in 9) werden die Verbindungsbrücken 31 im oberen Bereich unter Verringerung ihres Abstands, d.h. Verkleinerung der Einschnitte 24, zusammengeschoben, während im unteren Bereich des Gelenks sich die Einschnitte vergrößern oder, bei einer ununterbrochenen Verbindungsbrücke 31b, im Wesentlichen gleich bleiben. Bei einer Abwärtsbiegung, wie dies am Beispiel des Fingerabschnitts 17 (siehe Pfeil 33 in 10) gezeigt ist, vergrößert sich der Abstand zwischen den Verbindungsbrücken 31.
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Nahe der Oberkante 36 des Trägers 12 ist an beiden Seiten ein Kanal für Zugbänder zur Einstellung und Begrenzung der Gelenk-Auslenkung vorgesehen. In 2 sind die zugehörigen Kanalmündungen 37 in den Verbindungsbrücken 31 zu erkennen. Die Zugbänder können aus dünnen Metallseilen oder hochfesten Textilseilen bestehen. Durch die additive Struktur können diese Kanäle in diesem integriert eingelagert sein.
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Der Träger kann wie folgt hergestellt werden: Der betroffene Körperteil, also zum Beispiel die Hand und ein Teil des Unterarms, werden fotografisch oder mittels Laser eingescannt und daraus ein Datensatz entwickelt, der die Außenkontur des Körperteils und damit die Innenkontur des Trägers repräsentiert. Dieser Datensatz wird mit einem Datensatz zusammengefügt, der die Einzelheiten des Trägers festlegt, also beispielsweise die Dicke der Trägerschale, die Grundform der Gelenke, Größe und Berandung des Daumenausschnitts, die Schlaufenlager und die Kanäle für die Zugbänder. Dieser Datensatz wird in einen 3-D-Drucker eingegeben und der Träger wird aus passendem Kunststoff ausgedruckt, der nun individuell für den Patienten und seinen Bedürfnissen entspricht. Es muss dabei keine gegenständliche verlorene Form hergestellt werden und die Beeinträchtigung des Patienten selbst ist auf ein Minimum beschränkt. Auf Seiten des Orthopädietechnikers sind nur wenige Handgriffe notwendig, um die Orthese fertigzustellen.
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Die 3 bis 5 zeigen die Orthese 11, die an der Hand angebracht ist und insbesondere die Lage der Gelenke am Handgelenk und dem Fingerwurzelgelenk. Die 6 und 7 zeigen in Schrägansicht das Innere des Trägers 12, von Seiten der Fingerspitzen her gesehen (6) und von Seiten des Unterarms her gesehen (7).
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Die 8 bis 10 verdeutlichen die Bewegungsmöglichkeiten, die die Orthese zulässt. Während in 8 die Orthese 11 und damit der Träger 12 in Ruhestellung dargestellt ist, zeigt 9 eine Anhebung der Hand unter Biegung des Handgelenkabschnitts 19 nach oben (siehe Pfeil 32). Generell lässt das Gelenk Auslenkungen um 30 - 60° zu; diese können jedoch über die Zugbänder entsprechend dem therapeutischen Ziel festgelegt werden. Es ist noch zu erkennen, dass in der Ruhestellung das Fingerwurzelgelenk 20 bereits in einer abwärtsgebogenen Stellung dargestellt ist. 10 zeigt schließlich das Fingerwurzelgelenk 20 in einer Greifstellung, d.h. in Richtung des Pfeils 33 abwärts gebogen. Die hier möglichen und dargestellten Winkel sind: Winkel 40 zwischen Träger 12, Hauptachse 30 und Achse 38 des Handgelenkabschnitts von bis zu 30° und Winkel 41 zwischen Achse 38 und Achse 39 des Fingerabschnitts 17 von bis zu 85°. Es ist zu erkennen, dass trotz der Einstückigkeit des Trägers 12 und damit des Hauptteils der Orthese 11 eine Beweglichkeit, wenn dies gewünscht ist, vor allem aber auch eine Einstellbarkeit auf eine therapeutisch gewünschte Stellung in einem großen Bereich möglich ist.
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Obwohl vorstehend die Erfindung anhand einer Handorthese dargestellt und erläutert ist, kann sie auch bei anderen Gliedmaßen und Körperteilen eingesetzt werden. Es ist auch möglich, statt der Halbschalen-Bauweise auch andere Gestaltungen vorzusehen. Wenn dies therapeutisch erforderlich erscheint, ist es auch möglich, für ein Körperteil gänzlich umschließende Orthesen vorzusehen. Aufgrund der besonderen Bauform der Gelenke können diese auch eingesetzt werden, wenn dadurch das Gelenk umschlossen wird.
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Bezugszeichenliste
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| Orthese |
11 |
| Träger |
12 |
| Stabilisierungsabschnitt |
12a, 12b |
| Hand |
13 |
| Unterarm |
14 |
| Unterarmabschnitt |
15 |
| Mittelhandabschnitt |
16 |
| Fingerabschnitt |
17 |
| Gelenke/ Beugungsbereich |
18 |
| Handgelenkabschnitt |
19 |
| Fingerwurzel-Gelenkabschnitt |
20 |
| Fixierschlaufen |
21 |
| Fixierschlaufenlager |
22 |
| Daumendurchbruch |
23 |
| Einschnitte |
24, 24a, 24b |
| Festkörpergelenk |
25 |
| Schenkel |
26 |
| Struktur |
27 |
| Beugungsabschnitt |
28 |
| Gelenkachse/Beugungsachse lotrecht zur Beugungsebene |
30 |
| Verbindungsbrücken, Stege |
31, 31a, 31b |
| Beugungsbewegung in Aufsicht auf die Ebene |
32 |
| Beugungsbewegung in Aufsicht auf die Ebene |
33 |
| Oberkante |
36 |
| Kanalmündung |
37 |
| Achse |
38 |
| Achse |
39 |
| Winkel |
40 |
| Winkel |
41 |
