DE202021002942U1

DE202021002942U1 - TMB Bewegungstrainer

Info

Publication number: DE202021002942U1
Application number: DE202021002942.7U
Authority: DE
Original assignee: Muench Ralf Thomas
Current assignee: Muench Ralf Thomas
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2031-09-15

Abstract

Trainingsgerät (1) zum Training von Nervenbahnen für ein Bein nach einer Amputation, wobei die originär von den Nervenbahnen angesteuerten Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines entfernt wurden, und die entsprechenden Nervenbahnen mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden sind, umfassendeinen mehrteiligen Ersatzkörper (2) für das im Zuge der Amputation entfernte Bein oder den entfernten Teil des Beines,wenigstens ein Sensorelement (7) zur Erfassung von einer Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind und basierend auf der erfassten Anregung elektrische Signale erzeugen,wenigstens einer Antriebseinheit (9), die an dem Ersatzkörper (2) angebracht ist, um eine Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, undeiner Steuerungseinheit (8), welche die von dem wenigstens einen Sensorelement (7) erzeugten elektrische Signale empfängt und ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit (9) zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trainingsgerät zum Training von Nervenbahnen für ein Bein nach einer Amputation, wobei die originär von den Nervenbahnen angesteuerten Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines entfernt wurden, und die entsprechenden Nervenbahnen mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden sind.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Beinprothese für ein Bein nach einer Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines, wobei originär von Nervenbahnen angesteuerte Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder des Teiles des Beines entfernt und mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden wurden.
Bei der Amputation von Armen oder Teilen von Armen, beispielsweise oberhalb des Ellenbogens, werden teilweise Operationstechniken verwendet, um Nervenbahnen zu nicht mehr vorhandenen Muskeln in den Armen neu mit noch vorhandenen Muskeln oder Teilen von noch vorhandenen Muskeln zu verbinden. Während des Heilungsprozesses wachsen diese Nervenbahnen in die entsprechenden Muskeln oder Muskelteile ein. Dieser Eingriff ist auch als Targeted Muscle Reinnervation, kurz TMR, bekannt. Dieser Eingriff bewirkt, dass postoperativ die entsprechenden Nervenbahnen weiterverwendet werden können, wodurch sich weniger Probleme mit diesen Nervenbahnen ergeben. Dies betrifft beispielsweise Phantomschmerzen wie auch Neuromschmerzen, die reduziert oder vermieden werden können.
Neuerdings werden entsprechende Operationstechniken auch bei Amputationen von Beinen oder Teilen von Beinen, beispielsweise unterhalb des Knies, angewendet.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Trainingsgerät anzugeben, das nach einer Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines ein effektives Training der Nervenbahnen ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist somit ein Trainingsgerät angegeben zum Training von Nervenbahnen für ein Bein nach einer Amputation, wobei die originär von den Nervenbahnen angesteuerten Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines entfernt wurden, und die entsprechenden Nervenbahnen mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden sind, umfassend einen mehrteiligen Ersatzkörper für das im Zuge der Amputation entfernte Bein oder den entfernten Teil des Beines, wenigstens ein Sensorelement zur Erfassung von einer Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind und basierend auf der erfassten Anregung elektrische Signale erzeugen, wenigstens einer Antriebseinheit, die an dem Ersatzkörper angebracht ist, um eine Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen des Ersatzkörpers durchzuführen, und einer Steuerungseinheit, welche die von dem wenigstens einen Sensorelement erzeugten elektrische Signale empfängt und ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers durchzuführen.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, durch die gezielte Ansteuerung der verbliebenen Muskeln bzw. von Teilen der verbliebenen Muskeln über Nervenbahnen, die originär Muskeln angesteuert haben, die im Zuge der Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines entfernt wurden, diese Nervenbahnen zu aktivieren bzw. aktiv zu halten und damit zu trainieren. Durch die Relativbewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers wird dabei eine visuelle Rückmeldung erzeugt, welche für das Training verwendet werden kann. Dies ist insbesondere wichtig, wenn keine sensorische Rückmeldung über die Nerven erfolgen kann. Die Aktivierung der Muskeln kann von einer Trainingsperson somit basierend auf der Bewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers relativ zueinander und der visuellen Wahrnehmung dieser Bewegung gesteuert werden, um ein effektives Training der entsprechenden Nervenbahnen durchzuführen. Durch dieses Training der Nervenbahnen ergeben sich weniger Probleme mit diesen Nervenbahnen im Nachgang der Amputation. Dies betrifft beispielsweise Phantomschmerzen oder Neuromschmerzen, die reduziert oder vermieden werden können. Das Training kann auch eingesetzt werden, um bereits existierende Probleme zu reduzieren oder evtl. zu beseitigen.
Die Amputation betrifft hier eine chirurgische Amputation des Beins oder eines Teils des Beins wie auch eine Versorgung nach einem nicht-chirurgischen Verlust des Beins oder eines Teils des Beins.
Der Ersatzkörper umfasst somit einen Ersatz für die amputierten Teile des Beins. Die Teile des Ersatzkörpers sind vorzugsweise in Übereinstimmung mit der menschlichen Anatomie gebildet, so dass sie beispielsweise einen Fuß, Unterschenkel, Oberschenkel oder einen entsprechenden Teil davon ersetzen. Besonders bevorzugt sind die Teile dabei auch in Übereinstimmung mit der menschlichen Anatomie geformt, so dass diese Teile eine äußere Form aufweisen, die beispielsweise einem Fuß, Unterschenkel, Oberschenkel oder einen entsprechenden Teil davon entspricht. Die Teile bilden somit entsprechende habituelle Körperausgleiche.
Der Ersatzkörper kann wenigstens ein Gelenk aufweisen, um jeweils zwei Teile davon beweglich zu verbinden. Die Antriebseinheiten können dann die Relativbewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers über das entsprechende Gelenk durchführen. Prinzipiell kann das Gelenk dabei integral mit der jeweiligen Antriebseinheit ausgeführt sein, d.h. die Antriebseinheit verbindet die zwei Teile des Ersatzkörpers.
Die Antriebseinheiten können elektrisch, elektromechanisch, hydraulisch oder auch pneumatisch ausgeführt sein. Die Antriebseinheiten können innerhalb des Ersatzkörpers angeordnet sein, so dass dessen äußere Form unabhängig von einer sichtbaren Anbringung der Antriebseinheiten vorgegeben werden kann.
Das wenigstens eine Sensorelement kann eine unmittelbare oder mittelbare Erfassung der Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind, durchführen. Bei einer unmittelbaren Erfassung der Anregung können elektrische Signale, mit denen die Anregung der entsprechenden Muskeln oder Teilen von Muskeln durch elektrische Signale der Nervenbahnen erfolgt, erfasst werden. Bei der mittelbaren Erfassung der Anregung kann die Anregung der entsprechenden Muskeln oder Teilen von Muskeln über eine aus der elektrischen Anregung über die Nervenbahnen resultierende Bewegung der Muskeln erfasst werden. Das wenigstens eine Sensorelement erzeugt basierend auf der erfassten Anregung die elektrischen Signale, die an die Steuerungseinheit übertragen werden.
Die Steuerungseinheit empfängt die von dem wenigstens einen Sensorelement erzeugten elektrischen Signale. Dazu können die Steuerungseinheit und das wenigstens eine Sensorelement über einen gemeinsamen Datenbus verbunden sein. Alternativ ist jedes Sensorelement individuell mit der Steuerungseinheit verbunden. Beispielsweise können Koaxialkabel verwendet werden, um die Sensorelemente mit der Steuerungseinheit zu verbinden. Die Steuerungseinheit verarbeitet die empfangenen elektrischen Signale und führt darauf basierend die Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit durch. Abhängig von der Art der Antriebseinheit kann die Ansteuerung unterschiedlich durchgeführt werden, beispielsweise durch eine Ansteuerung eines elektrischen Motors oder Steuerung eines hydraulischen oder pneumatischen Ventils.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Trainingsgerät wenigstens einen Energiespeicher auf zur Energieversorgung der Steuerungseinheit, der wenigstens einen Antriebseinheit und erforderlichenfalls des wenigstens einen Sensorelements. Durch den Energiespeicher kann das Trainingsgerät als autarkes Trainingsgerät bereitgestellt werden. Der Energiespeicher kann als elektrische Batterie ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der Energiespeicher als wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher ausgeführt. Solche Energiespeicher werden auch als Akkumulatoren oder wiederaufladbare Batterien bezeichnet. Der wenigstens eine Energiespeicher ist in oder an einem Teil des Ersatzkörpers angebracht ist. Auch kann an mehreren Teilen des Ersatzkörpers jeweils ein Energiespeicher vorgesehen sein. Insbesondere bei einer Ausgestaltung des Trainingsgeräts mit Antriebseinheiten an mehreren Teilen des Ersatzkörpers können diese Antriebseinheiten von den in oder an dem jeweiligen Teil des Ersatzkörpers angebrachten Energiespeichern versorgt werden. Die Steuerungseinheit wird abhängig von Ihrer Positionierung zusätzlich von dem am nächsten liegenden Energiespeicher versorgt. Bei der Anbringung des wenigstens einen Energiespeichers in dem Ersatzkörper kann das Trainingsgerät als insgesamt kompaktes Gerät bereitgestellt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der mehrteilige Ersatzkörper einen Aufnahmekörper zur Aufnahme eines Amputationsstumpfes des entfernten Beines oder des entfernten Teiles des Beines auf. Das Trainingsgerät kann somit für das Training mit dem Körper der Person verbunden werden, wodurch die Durchführung des Trainings erleichtert wird. Außerdem wird auch der Trainingserfolg verbessert, da die visuelle Rückmeldung über die Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln verbessert wird. Je besser das Trainingsgerät als Ersatz für das Bein oder den Teil des Beins wahrgenommen wird, desto bessere Erfolge stellen sich typischerweise beim Training ein. Das wenigstens eine Sensorelement kann dabei separat zu dem Aufnahmekörper an den verbleibenden Muskeln positioniert werden, oder auch in einem Bereich, der von dem Aufnahmekörper nach der Anbringung überdeckt ist. Der Aufnahmekörper ist integraler Bestandteil eines Teils des mehrteiligen Ersatzkörpers.
Alternativ kann bereits ein Training durchgeführt werden, ohne dass das Trainingsgerät über einen Aufnahmekörper mit dem Amputationsstumpf verbunden ist. Dies kann insbesondere in einem Frühstadium erste Trainingsschritte ermöglichen, ohne dass ein entsprechender Aufnahmekörper verwendet werden muss.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Sensorelement an dem Aufnahmekörper, insbesondere innenseitig an einer Aufnahmeöffnung des Aufnahmekörpers, angebracht und derart positioniert, um die Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln in einem an dem Amputationsstumpf angebrachten Zustand zu erfassen. Somit kann mit der Anbringung des Trainingsgeräts über den Aufnahmekörper gleichzeitig eine Positionierung des wenigstens einen Sensorelements erfolgen. Dies ist insbesondere für individuelle Trainingsgeräte, die nur von einer Person verwendet werden, vorteilhaft. Weiter bevorzugt ist der Aufnahmekörper austauschbar an einem Teil des Ersatzkörpers angebracht, so dass das Trainingsgerät für verschiedene Personen optimal angepasst werden kann, wobei lediglich der Aufnahmekörper anzupassen und jeweils für die Verwendung auszutauschen ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Sensorelement als elektrischer Sensor, insbesondere als Oberflächenelektrode, oder als Drucksensor ausgeführt. Der elektrische Sensor erfasst unmittelbar von den mit den verbleibenden Muskeln oder mit den Teilen davon verbundenen Nervenbahnen erzeugte elektrische Signale zur Anregung dieser Muskeln. Der Drucksensor kann eine Druckänderung durch eine Bewegung der Muskeln oder der Teile der Muskeln erfassen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der mehrteilige Ersatzkörper eine Fußkosmetik und eine zumindest partielle Unterschenkelkosmetik und die wenigstens eine Antriebseinheit ist ausgeführt, eine Relativbewegung der Fußkosmetik relativ zu der Unterschenkelkosmetik durchzuführen, und/oder der mehrteilige Ersatzkörper umfasst eine Unterschenkelkosmetik und eine zumindest partielle Oberschenkelkosmetik, und die wenigstens eine Antriebseinheit ist ausgeführt, eine Relativbewegung der Unterschenkelkosmetik relativ zu der Oberschenkelkosmetik durchzuführen. Die Teile des Ersatzkörpers sind somit als entsprechende Kosmetiken oder habituelle Körperausgleiche ausgeführt, um das amputierte Bein nachzubilden. Die Nachbildung kann bis hin zu einer individuellen Anpassung für einzelne Personen ausdetailliert werden, beispielsweis mit einer individuellen Form und/oder Farbe. Durch die Kosmetiken kann beispielsweise eine explizite Bewegung des Fußes relativ zu dem Unterschenkel und/oder eine Bewegung des Unterschenkels relativ zu dem Oberschenkel trainiert werden. Dabei ist bevorzugt, dass Bewegungen von der Antriebseinheit so durchgeführt werden, dass sie realen Bewegungen von Oberschenkel, Unterschenkel und/oder Fuß relativ zueinander entsprechen, wie beispielsweise einem Beugen des Knies. Beispielsweise können Anregungen von Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit Nervenbahnen zum Strecken und Beugen eines verlorenen Fußes verbunden sind, erfasst werden, um auch ein entsprechendes Strecken und Beugen der Fußkosmetik relativ zu der Unterschenkelkosmetik durchzuführen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Antriebseinheit ausgeführt, eine eindimensionale Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen des Ersatzkörpers durchzuführen, und/oder die wenigstens eine Antriebseinheit ist ausgeführt, eine mehrdimensionale Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen des Ersatzkörpers durchzuführen, und/oder mehrere Antriebseinheiten sind zur Durchführung einer jeweils eindimensionalen Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen des Ersatzkörpers vorgesehen, wobei die mehreren Antriebseinheiten gemeinsam eine mehrdimensionale Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen des Ersatzkörpers durchführen. Jede Dimension der Bewegung wird dabei üblicherweise unabhängig voneinander durchgeführt, wobei sich basierend auf mehreren eindimensionalen Bewegungen eine mehrdimensionale Bewegung ergeben kann. Jede Dimension der Bewegung wird basierend auf der erfassten Anregung einem oder zwei verbleibenden Muskeln oder Teilen des Muskels, die entsprechend mit einem oder zwei Sensorelement(en) erfasst wird, von der Steuerungseinheit gesteuert. Eine Antriebseinheit für eine mehrdimensionale Relativbewegung kann dabei für die Bewegung in jeder Dimension individuell angesteuert werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgeführt, basierend auf einem empfangenen elektrischen Signal eine Ansteuerung einer der Antriebseinheiten in einer Richtung durchzuführen und eine Ansteuerung in der Gegenrichtung bei Abwesenheit dieses elektrischen Signals durchzuführen, insbesondere mit einer Zeitverzögerung, und/oder die Steuerungseinheit ist ausgeführt, basierend auf dieses zwei empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung einer Antriebseinheit in einer Richtung und in einer Gegenrichtung durchzuführen. Die Bewegung in der Antriebseinheit in einer Richtung und der Gegenrichtung bildet somit eine eindimensionale Bewegung. Die eindimensionale Bewegung kann basierend auf der Anregung eines einzelnen Muskels bzw. eines Teils eines Muskels vollständig durchgeführt werden. Dies ist insbesondere hilfreich, wenn nur eine Nervenbahn entsprechend verbunden werden konnte, beispielsweise nur ein Beuger ohne den entsprechenden Strecker. Eine gezielte Bewegung kann mit der Antriebseinheit durchgeführt werden, wenn die Steuerungseinheit basierend auf jeweils zwei empfangenen elektrischen Signalen die Ansteuerung einer einzelnen Antriebseinheit durchführt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgeführt, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine proportionale Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers durchzuführen, und/oder die Steuerungseinheit ist ausgeführt, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine digitale Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers zwischen zwei Endpositionen durchzuführen. Die proportionale Ansteuerung ermöglicht eine sehr gezielte Bewegung der Antriebseinheit und damit eine sehr gezielte Positionierung der entsprechenden Teile des Ersatzkörpers relativ zueinander. Entsprechend kann ein sehr detailliertes Training durchgeführt werden. Bei der digitalen Ansteuerung der Antriebseinheit kann die Ansteuerung sehr einfach durchgeführt werden und auch die Antriebseinheit kann einfach und kostengünstig gestaltet sein.
Weiter ist erfindungsgemäß eine Beinprothese angegeben für ein Bein nach einer Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines, wobei originär von Nervenbahnen angesteuerte Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder des Teiles des Beines entfernt und mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden wurden, umfassend einen mehrteiligen Ersatzkörper für das im Zuge der Amputation entfernte Bein oder den entfernten Teil des Beines, insbesondere eine Beinkosmetik, mit einem Aufnahmekörper zur Aufnahme eines Amputationsstumpfes des entfernten Beines oder des entfernten Teiles des Beines, wenigstens ein Sensorelement zur Erfassung von einer Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind und basierend auf der erfassten Anregung elektrische Signale erzeugen, wenigstens einer Antriebseinheit, die an dem Ersatzkörper angebracht ist, um eine Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen des Ersatzkörpers durchzuführen, und einer Steuerungseinheit, welche die von dem wenigstens einen Sensorelement erzeugten elektrische Signale empfängt und ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile des Ersatzkörpers durchzuführen, wobei das wenigstens eine Sensorelement an dem Aufnahmekörper, insbesondere innenseitig an einer Aufnahmeöffnung des Aufnahmekörpers, angebracht und derart positioniert ist, um die Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln in einem an dem Amputationsstumpf angebrachten Zustand zu erfassen.
Basierend auf den vorgenannten Ausführungen zur Ausgestaltung des Trainingsgeräts kann prinzipiell auch eine entsprechende Prothese bereitgestellt werden. Die Prothese kann somit wie das Trainingsgerät gesteuert werden und ermöglicht so eine komfortable Verwendung zum Gehen. Die Beinkosmetik stellt eine Kombination von fehlenden Teilen des Beins dar und kann beispielsweise eine Fußkosmetik, eine Unterschenkelkosmetik und/oder eine Oberschenkelkosmetik umfassen, welche die Teile des mehrteiligen Ersatzkörpers bilden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand einer. bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen.
Figurenliste

1 eine schematische Ansicht eins Trainingsgeräts zum Training von Nervenbahnen für ein Bein nach einer Amputation gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform.

Die 1 zeigt ein Trainingsgerät 1 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform. Das Trainingsgerät 1 ist ausgeführt zum Training von Nervenbahnen für ein Bein nach einer Amputation, wobei die originär von den Nervenbahnen angesteuerten Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines entfernt wurden, und die entsprechenden Nervenbahnen mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden sind.
Das Trainingsgerät 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen mehrteiligen Ersatzkörper 2 für den im Zuge der Amputation entfernten Teil des Beines als Ersatz für diesen amputierten Teil des Beins. Der mehrteilige Ersatzkörper 2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Fußkosmetik 3 und eine partielle Unterschenkelkosmetik 4, die in Übereinstimmung mit der menschlichen Anatomie gebildet sind, so dass sie den Fuß und den fehlenden Teil des Unterschenkels optisch ersetzen. Die Fußkosmetik 3 und die partielle Unterschenkelkosmetik 4 sind in Übereinstimmung mit der menschlichen Anatomie geformt.
Der Ersatzkörper 2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Aufnahmekörper 5 zur Aufnahme eines Amputationsstumpfes des entfernten Unterschenkels. Der Aufnahmekörper 5 weist in einem oberen Bereich der partiellen Unterschenkelkosmetik 4 eine Aufnahmeöffnung 6 zur Aufnahme eines Stumpfes des teilweisen amputierten Unterschenkels auf.
Das Trainingsgerät 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Sensorelemente 7 zur Erfassung von einer Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind. Die Sensorelemente 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel als elektrische Sensoren, im Detail als Oberflächenelektroden 7, ausgeführt, die elektrische Signale zur Anregung der verbleibenden Muskeln oder der Teile davon unmittelbar erfassen und darauf basierend elektrische Signale erzeugen. Die Oberflächenelektroden 7 werden auf die Haut im Bereich der entsprechenden Muskeln oder der Teile davon aufgebracht und erfassen so elektrische Signale, mit denen die Anregung der entsprechenden Muskeln oder der Teile von Muskeln durch die Nervenbahnen erfolgt. Basierend auf der erfassten Anregung erzeugen die Sensorelemente 7 elektrische Signale, die an eine nachfolgend beschriebene Steuerungseinheit 8, die ebenfalls Teil des Trainingsgeräts 1 ist, übertragen werden.
Wie in 1 schematisch dargestellt ist, sind die beiden Oberflächenelektroden 7 innenseitig an der Aufnahmeöffnung 6 des Aufnahmekörpers 5 angebracht. Die beiden Oberflächenelektroden 7 sind dabei derart positioniert, dass sie in einem an dem Amputationsstumpf angebrachten Zustand an Haut im Bereich der entsprechenden Muskeln oder der Teile davon anliegen und die Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln erfassen können. Somit kann mit der Anbringung des Trainingsgeräts 1 über den Aufnahmekörper 5 gleichzeitig eine Positionierung der beiden Sensorelemente 7 erfolgen.
Das Trainingsgerät 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Antriebseinheit 9, die an dem Ersatzkörper 2 angebracht ist und die Fußkosmetik 3 und die partielle Unterschenkelkosmetik 4 verbindet. Dazu ist die Antriebseinheit 9 ist innerhalb des Ersatzkörpers 2 angeordnet und einerseits in der Fußkosmetik 3 und andererseits in der Unterschenkelkosmetik 4 verankert, um eine Relativbewegung der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4 durchzuführen. Die Antriebseinheit 9 realisiert dadurch eine Gelenkfunktion zwischen der Fußkosmetik 3 und der Unterschenkelkosmetik 4. In diesem Ausführungsbeispiel realisiert die Antriebseinheit 9 eine Bewegung der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4, die eine entsprechende Bewegung des Fußes relativ zu dem Unterschenkel nachbildet. Damit führt die Antriebseinheit 9 in diesem Ausführungsbeispiel eine eindimensionale Relativbewegung durch, wie durch den Bewegungsrichtungspfeil 10 dargestellt ist. Die Antriebseinheit 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel als elektromechanische Antriebseinheit 9 ausgeführt.
Das Trainingsgerät 1 umfasst weiterhin die oben bereits erwähnte Steuerungseinheit 8, welche die von den Sensorelementen 7 erzeugten elektrische Signale empfängt. Dazu sind die Sensorelemente 7 individuell über Elektrodenkabel 11 mit der Steuerungseinheit 8 verbunden. Die Steuerungseinheit 8 verarbeitet die empfangenen elektrischen Signale und führt darauf basierend die Ansteuerung der Antriebseinheit 9 zur Bewegung der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4 durch.
In diesem Ausführungsbeispiel führt die Steuerungseinheit 8 basierend auf der erfassten Anregung von zwei verbleibenden Muskeln oder von Teilen davon, die mir den beiden Sensorelementen 7 erfasst, die Ansteuerung der Antriebseinheit 9 durch. Die eindimensionale Bewegung der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4 gemäß Bewegungsrichtungspfeil 10 wird also basierend auf zwei Anregungen von Muskeln bzw. Teilen von Muskeln durchgeführt. Dabei sind in diesem Ausführungsbeispiel die Sensorelemente 7 so angeordnet, dass sie die Anregungen von Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit Nervenbahnen verbunden sind, die ursprünglich zum Strecken und Beugen des Fußes verwendet wurden, erfassen, so dass die Steuerungseinheit 8 darauf basierend ein entsprechendes Strecken und Beugen der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4 über die Antriebseinheit 9 ansteuern kann.
Die Ansteuerung wird von der Steuerungseinheit 8 dabei derart durchgeführt, dass basierend den von dem einen Sensorelement 7 empfangenen elektrischen Signalen die Antriebseinheit 9 eine Bewegung der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4 in einer Bewegungsrichtung durchführt, und basierend den von dem anderen Sensorelement 7 empfangenen elektrischen Signalen eine Bewegung der Fußkosmetik 3 relativ zu der Unterschenkelkosmetik 4 in einer Gegenrichtung durchführt. Die Ansteuerung durch die Steuerungseinheit 8 erfolgt basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen als proportionale Ansteuerung der Antriebseinheit 9.
Das Trainingsgerät umfasst zusätzlich einen Energiespeicher 12 zur Energieversorgung der Steuerungseinheit 8, der Antriebseinheit 9 und der Sensorelemente 7. Die Sensorelemente 7 werden dabei über die Steuerungseinheit 8 versorgt. Der Energiespeicher 12 ist als wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher (Akkumulator oder umgangssprachlich auch wiederaufladbare Batterie) ausgeführt und innerhalb der Unterschenkelkosmetik 4 angebracht.
Bezugszeichenliste

1: Trainingsgerät
2: Ersatzkörper
3: Fußkosmetik (Teil des Ersatzkörpers)
4: partielle Unterschenkelkosmetik (Teil des Ersatzkörpers)
5: Aufnahmekörper
6: Aufnahmeöffnung
7: Sensorelement, Oberflächenelektrode
8: Steuerungseinheit
9: Antriebseinheit
10: Bewegungsrichtungspfeil
11: Elektrodenkabel
12: Energiespeicher

Claims

Trainingsgerät (1) zum Training von Nervenbahnen für ein Bein nach einer Amputation, wobei die originär von den Nervenbahnen angesteuerten Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines entfernt wurden, und die entsprechenden Nervenbahnen mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden sind, umfassend einen mehrteiligen Ersatzkörper (2) für das im Zuge der Amputation entfernte Bein oder den entfernten Teil des Beines, wenigstens ein Sensorelement (7) zur Erfassung von einer Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind und basierend auf der erfassten Anregung elektrische Signale erzeugen, wenigstens einer Antriebseinheit (9), die an dem Ersatzkörper (2) angebracht ist, um eine Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, und einer Steuerungseinheit (8), welche die von dem wenigstens einen Sensorelement (7) erzeugten elektrische Signale empfängt und ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit (9) zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen.
Trainingsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trainingsgerät (1) wenigstens einen Energiespeicher (12) aufweist zur Energieversorgung der Steuerungseinheit (8), der wenigstens einen Antriebseinheit (9) und erforderlichenfalls des wenigstens einen Sensorelements (7).
Trainingsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrteilige Ersatzkörper (2) einen Aufnahmekörper (5) zur Aufnahme eines Amputationsstumpfes des entfernten Beines oder des entfernten Teiles des Beines aufweist.
Trainingsgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensorelement (7) an dem Aufnahmekörper (5), insbesondere innenseitig an einer Aufnahmeöffnung (6) des Aufnahmekörpers (5), angebracht und derart positioniert ist, um die Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln in einem an dem Amputationsstumpf angebrachten Zustand zu erfassen.
Trainingsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensorelement (7) als elektrischer Sensor, insbesondere als Oberflächenelektrode (7), oder als Drucksensor ausgeführt ist.
Trainingsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrteilige Ersatzkörper (2) eine Fußkosmetik (3) und eine zumindest partielle Unterschenkelkosmetik (4) umfasst und die wenigstens eine Antriebseinheit (9) ausgeführt ist, eine Relativbewegung der Fußkosmetik (3) relativ zu der Unterschenkelkosmetik (4) durchzuführen, und/oder der mehrteilige Ersatzkörper (2) eine Unterschenkelkosmetik (4) und eine zumindest partielle Oberschenkelkosmetik umfasst und die wenigstens eine Antriebseinheit (9) ausgeführt ist, eine Relativbewegung der Unterschenkelkosmetik (4) relativ zu der Oberschenkelkosmetik durchzuführen.
Trainingsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Antriebseinheit (9) ausgeführt ist, eine eindimensionale Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, und/oder die wenigstens eine Antriebseinheit (9) ausgeführt ist, eine mehrdimensionale Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, und/oder mehrere Antriebseinheiten (9) zur Durchführung einer jeweils eindimensionalen Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) vorgesehen sind, wobei die mehreren Antriebseinheiten (9) gemeinsam eine mehrdimensionale Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchführen.
Trainingsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) ausgeführt ist, basierend auf einem empfangenen elektrischen Signal eine Ansteuerung einer der Antriebseinheiten (9) in einer Richtung durchzuführen und eine Ansteuerung in der Gegenrichtung bei Abwesenheit dieses elektrischen Signals durchzuführen, insbesondere mit einer Zeitverzögerung, und/oder die Steuerungseinheit (8) ausgeführt ist, basierend auf jeweils zwei empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung einer Antriebseinheit (9) in einer Richtung und in einer Gegenrichtung durchzuführen.
Trainingsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine proportionale Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit (9) zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, und/oder die Steuerungseinheit (8) ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine digitale Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit (9) zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile (3, 4) des Ersatzkörpers (2) zwischen zwei Endpositionen durchzuführen.
Beinprothese für ein Bein nach einer Amputation des Beines oder eines Teiles des Beines, wobei originär von Nervenbahnen angesteuerte Muskeln im Zuge der Amputation des Beines oder des Teiles des Beines entfernt und mit verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln des Amputierten verbunden wurden, umfassend einen mehrteiligen Ersatzkörper (2) für das im Zuge der Amputation entfernte Bein oder den entfernten Teil des Beines, insbesondere eine Beinkosmetik, mit einem Aufnahmekörper (5) zur Aufnahme eines Amputationsstumpfes des entfernten Beines oder des entfernten Teiles des Beines, wenigstens ein Sensorelement (7) zur Erfassung von einer Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln, die mit den entsprechenden Nervenbahnen verbunden sind und basierend auf der erfassten Anregung elektrische Signale erzeugen, wenigstens einer Antriebseinheit (9), die an dem Ersatzkörper (2) angebracht ist, um eine Relativbewegung von wenigstens zwei Teilen (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, und einer Steuerungseinheit (8), welche die von dem wenigstens einen Sensorelement (7) erzeugten elektrische Signale empfängt und ausgeführt ist, basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen eine Ansteuerung der wenigstens einen Antriebseinheit (9) zur Relativbewegung der wenigstens zwei Teile (3, 4) des Ersatzkörpers (2) durchzuführen, wobei das wenigstens eine Sensorelement (7) an dem Aufnahmekörper (5), insbesondere innenseitig an einer Aufnahmeöffnung (6) des Aufnahmekörpers (5), angebracht und derart positioniert ist, um die Anregung der verbleibenden Muskeln oder Teilen von Muskeln in einem an dem Amputationsstumpf angebrachten Zustand zu erfassen.