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Die Erfindung betrifft eine Orthese für ein Fußgelenk und ein Orthesensystem .
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Orthesen sind medizinische Hilfsmittel, die zur Stabilisierung, Entlastung, Ruhigstellung, Führung oder Korrektur von Gliedmaßen eingesetzt werden. Fußgelenkorthesen sind speziell für das Fußgelenk bestimmt. Nach Verletzungen des Fußgelenks soll dessen Beweglichkeit wiederhergestellt werden. Deshalb ist die Aufgabe von Fußgelenkorthesen nicht dessen vollständige Ruhigstellung, sondern sie sollen eine gewisse Beweglichkeit des Fußgelenks sicherstellen und dabei das Gelenk stabilisieren. Da Orthesen passgenau an den Patienten angepasst werden müssen, weisen viele Modelle eine Vielzahl an Einstellmöglichkeiten auf, die allerdings die Orthese selbst klobig werden lassen.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Orthesen für Fußgelenke auch in einer wenig auftragenden Form flexibel am Patienten anpassen zu können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Orthese für ein Fußgelenk, umfassend ein Fußstützteil, das ausgebildet ist, einen Fuß teilweise zu umschließen, und eine Unterschenkelhalterung, die den Unterschenkel umschließend unterhalb des Knies befestigbar ist, gelöst, die dadurch weitergebildet ist, dass das Fußstützteil und die Unterschenkelhalterung durch eine flächige längserstreckte Feder aus einem Faserverbundmaterial, insbesondere eine Carbonfeder, verbindbar oder verbunden sind, wobei das Fußstützteil im Bereich der Ferse und die Unterschenkelhalterung im Bereich der Rückseite des Beins jeweils eine Aufnahme aufweisen, in die jeweils ein Ende der Feder einsteckbar oder eingesteckt ist.
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Die erfindungsgemäße Orthese ist im Wesentlichen dreiteilig, wobei jeder der drei Teile schlank ausgebildet ist und nicht oder nur wenig aufträgt. Die Stabilisierungswirkung und Stützwirkung ergibt sich aus dem Zusammenspiel des Fußstützteils mit der Federwirkung der längserstreckten flachen Feder aus einem Faserverbundwerkstoff, die mit ihrem unteren Ende mit dem Fußstützteil verbunden ist und mit ihrem oberen Ende über eine Unterschenkelhalterung am Unterschenkel fixiert ist. Die Feder kann angepasst sein, der Kontur der Rückseite des Unterschenkels zu folgen. Aus diesem Grund kann die Orthese so schlank ausgeführt sein, dass sie beispielsweise unter einer Hose getragen werden kann, ohne das Hosenbein stark zu spannen.
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Vorzugsweise sind die Enden der Feder in den Aufnahmen des Fußstützteils und der Unterschenkelhalterung im eingesteckten Zustand mittels eines Klebstoffs und/oder mittels Schrauben gesichert. Für eine Schraubverbindung weist die Feder dort entsprechende Bohrungen zur Durchführung einer Sicherungsschraube auf. Durch Entfernen der Schraube oder Schrauben und, bei einer Verklebung, gezielte Krafteinwendung zum Herausziehen der Feder aus den Aufnahmen, kann die Orthese auch wieder auseinandergenommen werden und beispielsweise eine andere Feder eingesetzt werden, sollte sich dies im Verlaufe durch Veränderungen des Muskelstatus oder aus anderen Gründen ergeben, um ein möglichst physiologisches Gangbild zu erlangen.
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Die Feder ist aus einem Faserverbundmaterial hergestellt, so dass es eine hohe Bruchfestigkeit bei guter Elastizität bereitstellt, die durch die Dimensionierung und den Aufbau des Materials eingestellt werden kann. So kann die Feder aus vorimprägnierten sogenannten Prepreg-Schichten zusammengesetzt sein, von denen beispielsweise drei bis sieben Schichten aufeinandergelegt werden, bevor der Verbund ausgehärtet wird und sich dabei miteinander verbindet, oder es kann eine einheitliche Faserstruktur verwendet werden.
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Vorteilhafterweise ist die Feder als längserstreckter Flächenkörper ausgebildet, dessen Enden zum Einstecken in und Verbinden mit den Aufnahmen des Fußstützteils und der Unterschenkelhalterung ausgebildet sind, insbesondere mittels Passformung für die Aufnahmen und/oder Schraublöchern, wobei die Feder in ihrem Verlauf einen Knick oder eine Biegung aufweist, so dass die beiden Enden der Feder zueinander im unbelasteten Zustand um einen Winkel von 2° bis 20°, insbesondere von 5° bis 15°, insbesondere von 8° bis 12°, gegeneinander rotiert sind. Die Feder zeigt im eingesetzten Zustand mit ihrer konvexen Seite vorzugsweise in Richtung Bein.
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Anatomisch besonders vorteilhaft ist es, wenn der Knick oder ein Schnittpunkt von Tangenten an Enden eines die Biegung beschreibenden Kreisabschnitts im an einen Patienten angepassten Zustand im Bereich der Achillessehne liegt, insbesondere von dem mit der Unterschenkelhalterung verbundenen oder zu verbindenden Ende aus gemessen zwischen 60% und 90%, insbesondere zwischen 70% und 80%, der Länge der Feder liegt. Diese Ausformung bedeutet zudem, dass sich die Feder besonders gut an die Kontur der Hinterseite des Unterschenkels anpasst.
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In Ausführungsformen sind das Fußstützteil und/oder die Unterschenkelhalterung ganz oder teilweise aus Kunststoff, insbesondere in 3D-Druck, oder Prepreg gefertigt. In diesem Rahmen können Leder oder Silikonanteile eingebettet sein, die beispielsweise den Fuß optimal in der Orthese halten.
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Eine Länge der Feder liegt vorzugsweise zwischen 20 cm und 35 cm, insbesondere zwischen 24 cm und 32 cm, wobei eine Breite der Feder zwischen 10 mm und 40 mm liegt, insbesondere zwischen 12 mm und 32 mm, wobei eine Dicke der Feder zwischen 2 mm und 10 mm liegt, insbesondere zwischen 2,5 mm und 8 mm.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiter durch ein Orthesensystem mit Komponenten zur Erstellung und Anpassung einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Orthese für ein Fußgelenk gelöst, das Fußstützteile und Unterschenkelhalterungen in verschiedenen Größen oder nach Scan oder Gipsabdruck gefertigt und flächige Federn aus einem Faserverbundmaterial in verschiedenen Größen und Federsteifigkeiten zur Auswahl und Anpassung an verschiedene Patienten umfasst. So kann beispielsweise eine Reihe von Federn in verschiedenen Federstärken und Federsteifigkeiten vorgehalten werden, die je nach Größe und Gewicht des Patienten oder der Patientin ausgesucht werden, während das Fußstützteil nach Scan oder Gipsabdruck in Kunststoff, beispielsweise mittels 3D-Druck, oder in Prepreg-Technik hergestellt wird. Diese wiederum können mit einem einstellbaren Gurt, Klettverschluss oder ähnlichem befestigt werden.
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Alternativ könnte das Fußstützteil in verschiedenen Schuhgrößen und Formen vorgehalten werden. Von der Unterschenkelhalterung würden nur wenige verschiedene Größen benötigt, da diese üblicherweise ringförmig um den Oberschenkel gelegt wird und mit einem einstellbaren Gurt, Klettverschluss oder ähnlichem befestigt werden kann. So kann beispielsweise zwischen Kinder- und Erwachsenengrößen unterschieden werden, und innerhalb der Kindergröße und der Erwachsenengrößen jeweils zwei bis drei Unterteilungen ausreichen.
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Das Orthesensystem erfüllt damit die gleichen Merkmale, Eigenschaften und Vorteile wie die zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Orthesen.
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Das Orthesensystem bietet den weiteren Vorteil, dass bei Unsicherheit darüber, welche Federstärke für einen Patienten notwendig ist, eine Feder unter Beobachtung für ein paar Schritte eingesteckt wird und der Patient eine Rückmeldung darüber geben kann, ob die Federstärke für ihn oder sie passt. Nach Auswahl der passenden Federstärke kann die Orthese zusammengesetzt werden.
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Für die weiteren Schritte des Zusammenbauens gibt es verschiedene Möglichkeiten. So können die Federn beispielsweise vorkonfektioniert sein und so, wie sie sind, eingebaut werden. Alternativ ist es möglich, die ausgebildete Feder auf die für den Patienten benötigte Länge zu kürzen, indem die Feder beispielsweise an einem Ende abgesägt wird. Die Enden der Feder sind dann noch abzurunden und zu entgraten. Danach kann die Feder zur Probe in die Orthese eingesetzt werden und an der passenden Stelle für eine Sicherungsschraube eine Bohrung durchgeführt werden. Falls die Aufnahme für die Feder auch noch keine Bohrung hat, so kann die Feder herausgenommen werden und sowohl die Aufnahme als auch die Feder aufgebohrt und mit einem Innengewinde versehen werden, das zum Außengewinde der Sicherungsschraube passt. Nach dem Einsetzen der Feder und Verschrauben kann zusätzlich eine Verklebung der Feder in der Aufnahme erfolgen. Sollte es notwendig sein, die Feder aus therapeutischer Sicht oder zur Reparatur zu wechseln, kann der Kleber beispielsweise mit Heißluft erwärmt werden, die Sicherungsschraube herausgedreht werden und die Feder mit einem dafür vorgesehen Abzieher herausgezogen werden, um diese zu reparieren oder zu ersetzen.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
- 1a), b) perspektivische Darstellungen erfindungsgemäßer Fußgelenkorthesen und
- 2a), b) schematische Darstellungen von Federn eines erfindungsgemäßen Orthesensystems.
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In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
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In den 1a) und 1b) sind zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Orthesen 10, 110 für ein Fußgelenk in einer perspektivischen Darstellung gezeigt, die nach dem gleichen Muster aufgebaut sind. Es handelt sich um eine Orthese 10 für Erwachsene und eine Orthese 110 für Kinder. Beiden Orthesen 10, 110 ist gemeinsam, dass sie dreiteilig aufgebaut sind und, von oben nach unten gesehen, eine Unterschenkelhalterung 20, 120, eine Carbonfeder 50, 150 und ein Fußstützteil 30, 130 aufweisen. Die Unterschenkelhalterungen 20, 120 weisen jeweils einen Rahmen mit zwei Armen auf, die links und rechts einen Unterschenkel angelegt werden und mittels einer Schließvorrichtung 25, 125 verschlossen werden. Bei der Schließvorrichtung 25, 125 kann es sich um einen Klettverschluss, handeln, der in entsprechenden Aufnahmen an den Armen der Unterschenkelhalterung 20, 120 durchgezogen wird und mit sich selbst verschlossen wird. An der Rückseite weisen die Unterschenkelhalterungen 20, 120 jeweils eine Aufnahme 22, 122 auf, in die ein oberes Ende der längserstreckten Carbonfeder 50, 150 eingesteckt ist.
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Die Carbonfedern 50, 150 sind längserstreckte Flächenkörper, die im unteren Bereich eine in der 1 angedeutete Biegung bzw. einen Knick aufweisen, welcher für die Federfunktion der Carbonfeder 50, 150 von Bedeutung ist. Die Carbonfeder 50, 150 ist mit ihrem unteren Ende in eine Aufnahme 32, 132 des Fußstützteils 30, 130 eingesteckt und mit diesem, ebenso wie mit der Unterschenkelhalterung 20, 120, durch eine Fixierung fest verbunden.
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Das Fußstützteil 30, 130 weist Strukturen nach, die Teile des Fußes nachbilden, einschließlich einer Sohle, die sich von der Ferse bis zu den Zehenspitzen erstreckt, gegebenenfalls aber auch nur bis zum Fußballen laufen kann, im Bereich der Ferse Strukturen, die sich beidseitig bis über den Knöchel erstrecken und Strukturen, die sich beidseitig in Richtung auf den Spann erstrecken und mittels einer Schließvorrichtung 35, 135 geschlossen werden können. Auch bei der Schließvorrichtung 35, 135 kann es sich um einen Klettverschluss handeln. Die Strukturen, die über die Knöchel laufen, sind mit Löchern 38, 138 versehen, die das Material an dieser Stelle weicher machen, um Druckstellen und Schmerzen im Bereich der Knöchel zu verhindern.
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In den 2a) und 2b) sind zwei verschiedene Federn 50, 150 in einer Ansicht von der Seite und in einer Aufsicht dargestellt. In den Aufsichten ist die längserstreckte Form der Federn 50, 150 erkennbar, deren Enden in den angedeuteten Aufnahmen 22, 122 und 32, 132 eingeführt sind, die dafür formkomplementär ausgeführt sind. Nicht dargestellt ist, dass die Aufnahmen 22, 122, 32 und 132 Teil der Unterschenkelhalterungen 20, 120 und der Fußstützteile 30, 130 sind, wie in den 1a) und 1b) angedeutet.
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In der seitlichen Ansicht sind in den unteren Bereichen Knicke 55, 155 gezeigt, an denen der untere Teil der Feder 50, 150 jeweils mit einem Winkel von 10° vom übrigen Verlauf der Feder 50, 150 abweicht, also mit der Verlängerung des oberen Teils der Feder 50, 150 einen Winkel von 10° bildet. Der Knick ist technisch im Wesentlichen ein kurzer Kreisabschnitt mit einem kleinen Radius. Je länger der Kreisabschnitt und je größer der Radius des eingeschriebenen Kreises ist, desto weniger spitz ist der Knick. In der Orthese befindet sich der Knick bzw. das Zentrum des Kreisabschnitts, das auch dadurch definiert werden kann, wo die Tangenten an den Kreisabschnitt in den Punkten, in denen der Kreisabschnitt in die geraden Teile der Feder 50, 150 übergeht, sich schneiden, ungefähr im Bereich der Achillessehne. Mit der Platzierung in diesem Bereich wird eine anatomisch optimale Federwirkung erzielt.
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Die Federn 50, 150 entsprechen in ihrer Dicke und Federsteifigkeit den Bedürfnissen eines Erwachsenen und eines Kindes. Entsprechend ist die Feder 150 kürzer und dünner ausgeführt als die Feder 50. Ein Orthesensystem im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst einen Satz verschiedener Federn, die in die individuellen Fußstützteile und Unterschenkelhalterungen baukastenartig eingesetzt werden können, um eine Orthese 10, 110 für einen Patienten nach dessen Bedürfnissen angepasst herzustellen.
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Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 110
- Orthese
- 20, 120
- Unterschenkelhalterung
- 22, 122
- Aufnahme
- 25, 125
- Schließvorrichtung
- 30, 130
- Fußstützteil
- 32, 132
- Aufnahme
- 35, 135
- Schließvorrichtung
- 38, 138
- Löcher
- 50, 150
- Carbonfeder
- 55, 155
- Knick
