DE2124564A1 - Unterschenkelprothese - Google Patents

Description

Anmelder: Theodor Trumpler, 69 Heidelberg, Haydnstr. 2a

"Unterschenkelprothese"

Die Erfindung "betrifft die Beseitigung der beiden schwächsten Stellen im "bisherigen Unterschenkelprothesen-Bau, nämlich 1. Das Problem der Abpolsterung des Stumpfes des Amputierten in der Unterschenkelprothese und 2. Das Problem der schlechten Gelenkfunktion der bisherigen Unterschenkelprothesen-Kunstfüße in Bezug auf Abfederung, richtiges Abrollen und Reparaturanfälligkeit. Aus diesem Grunde wurde der Erfinder als doppelunterschenkelamputierter Sportler mit einmaligen Höchstleistungen (Ski, Tennis, Bergsteigen, Schnellauf, Weitsprung usw.) dazu veranlaßt, zunächst aus der eigenen Situation heraus in sehr langer Entwicklungsarbeit { unter "Verwertung umfangreicher Kenntnisse und Erfahrungen auf dem Gebiete der Unterschenkelprothesen-Technik hier Abhilfe zu schaffen.

Die in der Folge zu beschreibenden Neuerungen sind demnach vollständig aus der Praxis heraus entstanden und haben sich beim Erfinder b"ei ständiger Verwendung und unter größten sportlichen Zerreißproben seit vier Jahren einzigartig gut bewährt. Wie der Erfinder während der viele Jahre dauernden Versuchs- und Entwicklungsarbeit festgestellt hat, ist eine Auspolsterung des Unterschenkelprothesen-Köchers, welcher Art sie auch sei (Gummi, Filz und andere Polsterungsstoffe) für den Unterschenkelstumpf unerträglich, weil sie letzteren nicht in ein und derselben Lage hält, g insbesondere bei vertikaler .Belastung (Veränderungen des Stumpfumfaiges) aber auch bei seitlicher Lageveränderung (,seitlichen Reibungsstößen) , sondern ihn ständig verrutschen läßt und dadurch einen andauernden seitlichen Druck auf die Stumpfteile ausübt. Das bewirkt dann ein Abquetschen der Blutgefäße und starke Nervenschmerzen.

Ein Unterschenkelprothesenköcher ohne Abpolsterung mit weicherem Material verhindert zwar diese Erscheinung, erhöht dagegen die Reibungsdrücke des Stumpfes an der Köcherinnenwand, da letztere starr isö und deshalb in ihrer Eigenschaft als eine das Gewicht des Amputierten tragende Stumpfhalterung die ständigen Belaatungsbewegungen des Stumpfes im Köcher nicht mitmachen kann.

Ein starrer Köcher verursacht also einen sich dauernd verändernden Reibungsdruck von unten auf die Stumpfteile.

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Diese infolge der Starrheit des Köchers bei den "bisherigen Unterschenkelprothesen-Konstruktionen ständig entstehende Auffangreibung am Stumpf ist der eigentliche Grund des Wundlauf ens. Aus dieser Tatsache hat bisher keine Prothesenkonstruktion die Konsequenz gezogen»

Es gibt zwar den sog«, F©der"brichter. Ir kann aber nur den Zweck erfüllen, Reibuagsdrücke am Stumpf während der Entlastungsphase beim Gehen mit der Prothese au verhindern und ist im übrigen in der Hauptsache für sehr krnrze Stümpfe gedacht, um ein Herausrutschen aus dem Köcher bei starker Anwinkelung des amputierten Beines zu vermeiden. Bei Belasttmg des Stumpfes in den Köcher fest hineingedrückt, stellt der im allgemeinen Gebrauch befindliche Federtrichter genau die gleiche starre Stumpfeinbettung dar wie eine Prothese ohne diesen üblichen Trichter-Einsatz.

Solche Betrachtungen sind notwendig, um das Wesen und die Aufgabe der neuen Konstruktion des Innentrieliters zu verstehen. Diese neue Innentrichter-Eonstruktion bildet gewissermaßen eine "Prothese in der Prothese", wobei erstere beweglich ist und aus elastischem Material besteht, letzere dagegen nur als starrer äußerer Träger dieser anpassungsfähigen Innenprothese zu dienen hat. Ein derartiger Innenschaft aus elastischem Material, vorzugsweise aus Leder, kann nicht nur besser nach Stumpfform modelliert werden, da das Trichtermaterial dünn, und biegsam ist, sondern ist gleichzeitig geeignet, den Stumpf in dieser optimal nach den Stumpfkonturen modellierten (mittels Gipsmodell) Form vollständig zu tragen. Dieses geschieht dadurch, daß der neue Innentrichter in der leise über den oberen Prothesen- bzw. Köcherrand aufgehängt ist, daß er im Köcher, wenn auch gering (das genügt jedoch), freies Bewegungsspiel hat, ohne irgendwo an die Köcherinnenwand anzustoßen. Das freie Bewegungsspiel erfolgt hartelastisch, einerseits über die Nachgiebigkeit des Vollgummiringes, der als Zwischenpuffer der Aufhängung dient, andererseits durch die Eigenelastizität des Trichterleders.

Das seitliche Bewegungsspiel verhindert demnach in Verbindung mit dem zur Abdämpfung der allseitigen Elastizität des frei hängenden Trichters dienenden Vollgummiring als Aufhängungspuffer, der auch ein vertikales Bewegungsspiel des Trichters zur Folge hat, die sich aus beiden Bewegung8riehtunip3ja.es Stumpfes während seiner Belastung ergebenden Auffangreibungen.

Hinzu kommt die optimale Verteilung des Körpergewichtes des Amputierten auf alle Stumpfteile bzw.-Konturen gleichmäßig infolge der

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der Nachgiebigkeit der Wand des Innent rieht er s (Leder). Die Wand des frei hängenden Innentrichters darf einerseits nicht zu dick sein, damit das sog« Hängemattenprinzip der gleichmäßigen Belastungsaufnahme aller Stumpfkonturen wirken kann, andererseits aber auch nicht zu dünn, damit der Stumpf trotz dieses Prinzips des Druckausgleiches infolge Tragzug von oben während der Belastungsbewegung den notwendigen Halt hat.

Dieser Belastungsausgleich wird, und das ist sehr wesentlich, bei allen Winkelstellungen des belasteten Beines des Amputierten beibehalten, was sich besonders beim Treppensteigen, Bergsteigen bzw. Abwärtsgehen oder -Steigen angenehm spürbar macht, aber auch beim Schnellauf, Springen, Radfahren usw.. Stets werden die Reibungsstöße des belasteten Stumpfes durch das Zusammenwirken der horizontalen und vertikalen Bewegungselastizität des Freihangtrichters {j sanft abgefangen.

Ganz besonders stark wird vom Unterschenkelamputierten der Unterschied gegenüber einem starren Prothesen-Sitz des Stumpfes empfunden, wenn er auf seine neue Prothese springt oder schwere Lasten trägt.

In dieser Beziehung wird mit der neuen Konstruktion der Entstehung oder Verschlimmerung von Knieschäden wie z.B. Arthrosis deformans äußerst gründlich entgegengewirkt.

Im Gegensatz zu einem Prothesensitz aus starrem Material kann der neue Innentrichter, der von dem normalen Prothesenschaft unabhängig ist, sehr gut am Gips-Stumpf modelliert werden. Er trägt also den Stumpf des Amputierten schon deswegen besser, abgesehen von den an- , deren grundlegenden Vorteilen.

Er erspart enorme Kosten in der Unterschenkelprothesenherstellung, weil nach mehrjährigem Tragen der Unterschenkelprothese nicht diese als Ganzes, sondern nur noch der von ihr unabhängige Freihangtrichter ausgewechselt zu werden braucht.

Beim Tragen des neuen Innentrichters wird das Trichterleder infolge der Schweißfeuchtigkeit nach einiger Zeit noch zusätzlich für eine optimale Gewichtsverteilung am Stumpf zurechtgewalkt. Die neue Trichter-Konstruktion kann mit dem erwähnten gewöhnlichen Federtrichter kombiniert werden, was sie für sehr kurze Stümpfe noch wertvoller macht.

Das Wundlaufen ist, wie die Erfahrung zur Genüge bewiesen hat, mit dieser Konstruktion auch bei höchster Beanspruchung des Stumpfes nunmehr ausgeschlossen.

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Zu einer grundlegenden Verbesserung des Stumpfsitζes in der Prothese gehört auch eine Verbesserung der Gelenkfunktion des Kunstfußes dieser Prothese, da auch davon ein leichteres und besseres Gehen bzw. Laufen des Unterschenkelamputierten abhängig ist. Bei dem zu beschreibenden Blattfeder-Kunstfuß sind ebenfalls alle Erfahrungen und Erkenntnisse aus der Praxis heraus ausgewertet worden, und zwar in einer langen Reihe von Erprobungen und Versuchsarbeiten.

An Kunstfüßen sind heute über 30 verschiedene Typen im Gebrauch, die jedoch in Bezug auf die Konstruktion nicht wesentlich ade voneinander abweichen' und keine Besonderheiten darstellen. Den Hauptmarktanteil haben drei allseits bewegliche Typen (Brach-Fuß, Greisinger-Fuß und Röser-]Puß) sowie eine konventionelle Konstruktion mit Hängelager.

Bei allen diesen Kunstfüßen handelt es sich mehr oder weniger um eine achsenähnlichezentrisehe Befestigung des Kunstfußes am Prothesenschaft, bei der sich,die Verbindungsteile zwischen Kunstfuß und Prothesenschaft aneinander reiben, wenn der Kunstfuß belastet wird. Solche Reibungen verursachen einen starken Verschleiß, und sobald dieser Reibungsverschleiß der sich drehenden Verbindungsteile einen, wenn auch noch so kleinen Spielraum zwischen den verbindenden Lagerteilen geschaffen hat, beginnt sich die ganze Fußbefestigung progressiv zu lockern. Die Lockerung überträgt sich dann auf die angrenzenden Lagerhalterungen, und schließlich werden die anderen Holzteile des Kunstfußes in Mitleidenschaft gezogen. Der sog. Telasto-Fuß der'Firma Teufel hilft sich aus dieser Situation dadurch heraus, daß bei ihm zwischen den drehenden Teilen einer gewöhnlichen Achse eine feste Gummiverbindung besteht, die jedoch nach den Erfahrungen des Erfinders nach etwa einem halben Jahr herausbröckelt und die erwähnte Lockerung der Achsteile zur Folge hat.

Der "Röser-Fuß" hat vollständig auf eine Achsenverbindung oder achsenähnlichen Befestigung zwischen Kunstfuß und Knöchelholz des Prothesenschaftes verzichtet. Auch der sog."Sach-Fuß", der am hinteren Teil des Fußes einen Gummikeil besitzt, im übrigen aber steif ist.

Die relativ beste Lösung hat bisher der Röser-Fuß gefunden, indem er als Verbindung zwischen Kunstfuß und Knöchelteil der Prothese einen Gummiblock gewählt hat. Diese Konstruktion hat jedoch eine Schwäche, und das ist die am hintersten Ende des Gummiblockes angebrachte Stahlsehne, die infolge des langen Hebelarmes des belasteter

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Vorderfußes in ihrer Aufhängevorrichtung ständig enorm strapaziert wird.

Außerdem entsteht am Sehnenlager Reibung, und der Gummiblock ist für eine Drehfederung (unter Verzicht auf eine Achsenbefestigung) infolge der zu geringen Hache der Auftrittsfederung (zu krzer Gummiblock und dadurch ein zu weit nach hinten gelagerter Fuß-Drehpunkt) schlecht geeignet, abgesehen von dem schweren Gewicht des Gummiblockes .

Auch der Röserfuß hat eine achsenähnliche Drehbewegung des ganzen Fußes aufzuweisen, bei der die Fußspitze die Neigung besitzt, beim Auftreten nach vorn auf den Boden zu klappen, falls die Federung beim Röserfuß nicht ganz hart eingestellt ist.

Diese axiale Drehbefestigung an einem zum hinteren Ende des Fußes hin gelagerten Drehpunkt behindert und erschwert ein schnelles und leichtes Abrollen des Fußes beim Gehen, insbesondere beim Schnelllauf. Sie hemmt die Abroll-Energie des KörperSchwunges, und zwar durch den zu geringen federnden Hebelarm des Fußhackens und durch die Klappbewegung des Vorderfußes beim Auftreten. Diese Fußkonstruktionen führen zwangsweise zu einer unnatürlichen Gehweise der Amputierten, nämlich zum abgehackten "Storchengang".

Bei einer richtigen Kunstfuß-Konstruktion müssen Auftritts- und Drehfederung zu einem einheitlichen Ganzen verschmelzen, so daß man beim Gehen nur eine Federung des Fußes verspürt, jedoch nicht seine Drehung.

Ein Vollgummi-Fuß berücksichtigt zum Teil solche Erfordernisse, ist aber für das normale Gehen zu hart und starr.

Beim neuen Blattfeder-Kunstfuß ist dagegen die Abrollfederung vom Fußhacken bis zur Fußspitze konstant d.h. in allen Abrollphasen des Fußes vom Aufsetzen bis zum Abstoßen gewährleistet. Dadurch daß die Blattfederkonstruktion aus zwei Federungs-Hebelarmen besteht, die weit auseinander liegen, ist sowohl beim Auftreten (Beginn des Abrollens) als auch beim Abstoßen (Beendigung des Abrollens) eine optimale Federungsfläche vorhanden.

Außerdem ist kein Federungsprinzip für die Abrollfederung eines Kunstfußes besser geeignet als das Blattfederungs-Prinzip. Nicht nur wegen der überragenden Federungseigenschaften, sondern auch wegen der Stabilität und Dauelastizität einer Blattfeder. Die für die neue Kunstfuß-Konstruktion vorgesehene Blattfeder besteht aus zweidimensioniertem Glasfasermaterial (Scotchply) mit ei-

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ner Biegefestigkeit von 10.000 kg/qcm, die ohne Ermüdungserscheinungen Jalire hindurch gebrauchsfähig bleibt.

Diese Blattfeder, deren normale Stärke 6 mm betragen soll, macht den neuen Kunstfuß praktisch unverwüstlich, zumal sie sehr sicher und fest mit den beiden Kunstfußteilen (Knöchelteil und Fuß-Unterteil (siehe Beschreibung)) verankert ist.

An der jahrelangen Haltbarkeit der neuen Kunstfuß-Konstruktion sind auch die beiden Gummipuffer (vorn am Fuß ein schmälerer und härterer, hinten ein breiterer und weicherer) beteiligt, da sie eine elastische Lagerung der freien Blattfederenden und eine elastische Begrenzung ihres Federungsspieles darstellen.

Bei dem Blattfeder-Kunstfuß gibt es keinerlei Lagerreibung der Drehbefestigung und daher keine Verschleißmöglichkeit. Ist die Blattfeder schließlich "genutzt, so läßt sie sich mit wenigen Handgriffen auswechseln (das Stück kostet in Serienfertigung bei der 3-M-Comp. nur BM 5.- bis 7.50).

Diese Auswechslung kann auch den Grund haben, daß der Unterschenkelamputierte den Grad der Abrollfederung variieren will. Denn die Blattfedern werden vom Hersteller mit nach der Fußgröße genormten Bohrungen für die Schraubenbefestigung versehen, so daß in Verbindung mit der Auswechselbarkeit der beiden Gummipuffer die Abrollfederung nach den individuellen Bedürfnissen äußerst vielgestaltig variiert werden kann.

Die überaus große Hartelastizität der Blattfeder, angepaßt nach den inviduellen Bedürfnissen der Unterschenkelamputierten, ist in der Lage, das ganze Körpergewicht des Amputierten aufzufangen und diese Auffangenergie in eine Dreh- bzw. Abrollenergie umzuwandeln. Diese Aufgabe wird durch die beiden Gummipuffer unterstützt, die, wie gesagt,darüber hinaus den Zweck haben, das Spiel der freien Blattfeder-Enden zu begrenzen und zu variieren.

Neb en der großen Strapazierfähigkeit und der nicht zu überbietenden Abrollelastizität hat der neue Blattfeder-Kunstfuß noch die Vorteile der niedrigen Herstellkosten, des leichten Gewichtes, der Unempfindlichkeit gegenüber Nässe, der Geräuschlosigkeit, der Wartungsfreiheit und einer idealen seitlichen Bewegungselastizität. Mit einer etwa doppelt so starken Blattfeder versehen und bei Herausnahme des vorderen Gummipuffers wird er zur denkbar besten Fußkonstruktion für den Skilauf, da durch die ganz geringe Elastizität dieser starken Blattfeder ein Abbrechen des i'ußes verhindert und durch die Sprungfederung des Vorderfußes das Schwingen mit den Skiern erleichtert werden kann.

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Die beigefügten Zeichnungen stellen in Fig.1 eine Seitenansicht mit Längschnitt durch den mit einem Innentrichter 2 versehenen Oberteil einer Unterschenkelprothese 1 dar.

Unter der Wölbung am oberen Rand des Innentrichters 2 ist ein VoIlgummiring 4 mit einem Distanzierungs-Gummistreifen 5 angeklebt. Über diese GummiLagerung der Aufhängung kann sich der Innentrichter in einem Abstand von ca 2-3 mm von der Innenwand des Prothesenköchers 1 frei in letzterem nach allen Seiten bewegen, wobei die Aufhängung des Innentrichters an seinem oberen Rand diese Bewegungen derart stabilisiert, daß sie nur minimal und hartelastisch vor sich gehen.

Dieses knappe Spiel des Innentrichter in horizontaler Richtung genügt jedoch vollständig, um die seitlichen Bewegungsstöße des Stumpfes bei der stets ungleichmäßig erfolgenden Prothesenbelastung in Verbindung mit dem vertikalen Auffangstoß in dem freien Zwischenraum 3 elastisch abzudämpfen.

Infolge des gering-elastischen Mitgehens des gesamten Innentrichters mit den unregelmäßigen allseitigen Bewegungsstoßen des Stumpfes während seiner Belastung werden die bei einem normalen Prothesen-Sitz des Stumpfes üblichen Reibungsdrücke,und damit das »Vundlaufen,wirksam verhindert.

In Figur 2 stellt die Zeichnung eine Seitenansicht des neuen Blattfeder-Kunstfußes, teilweise aufgebrochen und im Längsschnitt, dar. Der Blattfeder-Kunstfuß besteht aus zwei Holzteilen, nämlich dem Fuß-Unterteil 1 und dem Knöchelteil 2. Diese beiden Teile sind mit einer schräg-horizontal in Längsrichtung des Fußes gelagerten Blattfeder aus Scotchply-Glasfaserkunststoff, durchschnittlich 6 mm stark, dergestalt verbunden, daß das hintere Ende der Blattfeder 3 mit dem hinteren Ende des Knöchelteils 2 mittels der beiden Schrauben 5 und des Flacheisenstiftes 9 fest verschraubt ist, während das vordere Ende der Blattfeder mit Hilfe der beiden Schrauben 6 am Fuß-Unterteil in Höhe des Fußballens befestigt wird, und zwar in der Weise, daß man nach dem Festschrauben der Blattfeder am Knöchelteil den Fuß-Unterteil auf die beiden vorderen Schrauben 6 steckt und letztere mittels der Schraubenmuttern 12 und Unterlegscheiben fest von der Fußsohle aus anzieht.

Der hintere Gummipuffer 7 ist unterhalb, der vordere Gummipuffer 8 oberhalb der Blattfeder 3 gelagert. Zur Verkleidung der Konstruktion dienen die beiden Schutzkappen 10 u.11, die auch über den freien

Raum 4- reichen. _n

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Claims (2)

1. Ansprüche

   Λ.J Unterschenkelprothese, "bestehend aus einem Prothesenköcher und einem Fuß, dadurch gekennzeichnet, daß über den oberen Rand des Prothesenköchers 1 (Fig.1) ein Innentrichter vorzugsweise aus Leder 2 (Fig.1) derart aufgehängt ist, daß er gegenüber der Köcherinnenwand ein elastisches Bewegungsspiel nach allen Seiten 3 (Fig.1) hat, ohne an die Köcherinnenwand anzustoßen, und daß der am Prothesenköcher befestigte Fuß aus einem Knöchelteil 2 (Fig.2) und einem hiervon getrennten Fuß-Unterteil 1 (Fig.2)besteht, wobei diese beiden Fußteile miteinander durch eine den ganzen Fuß bis zum Beginn der Fußspitze durchlaufende, schräg-horizontal angeordnete und an beiden Enden über Gummipuffer elastisch gelagerte Blattfeder verbunden sind.
2. 2. Unterschenkelprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Aufhängung des Innentrichters 2 (Fig.1) über einen in die Wölbung des Innentrichters geklebten Vollgummiring 4- (Fig.1) erfolgt, der in einem zur Distanzierung des Innentrichters von der Köcherinnenwand dienenden Gummistreifen 5 (Fig.1) ausläuft, und daß die Befestigung der Blattfeder (Fig.2) sowohl am hinteren Ende des Knöchelteils 2 als auch am Ballen des Fuß-Unterteiles 1 (Fig.2) mit jeweils zwei Schrauben 5 und 6 (Fig.2) vorgenommen wird, und zwar die hinteren mit Hilfe der beiden Gewinde des Flacheisenstiftes 9 (Fig.2), die vorderen mittels Schraubenmuttern 12 (Fig.2), die .über zwei Vertiefungen am Ballen des Fuß-Unterteiles 1 (Fig.2) und unter Verwendung von Unterlagscheiben angezogen werden.

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