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OBERSCHENKELPROTHESE Die vorliegende Erfindung betrifft die Medizintechnik,
insbesondere die Prothesenherstellung und bezieht sich auf Oberschenkelprothesen.
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Bekannt sind verschiedene Ausführungen von Oberscherelprothesen,
wie beispielsweise die Oberschenkelprothese nach dem USA-Patent Nr. 3 316 558, welche
eine Oberschenkelkarkasse enthält, in deren Innerem sich ein stumpfaufnehmender
IIohlraum befindet. Das Distalende der Oberschenkelkarkasse ist mit dem Proximalenie
des Unterschenkels mittels eines einachsigen Gelenkes verbunden, das ein Kniewerk
mit aur einen Bewegungsfreiheitsgrad und passiver Verbindung zwischen der Oberschenkelkarkasse
und dem Unterschenkel darstellt. Das Distalende des Unterschenkels ist mit des Fuß
verbunden n-d bildet somit den Unterschenkelteil der Prothese. Das Kniewerk
enthält
einen Halter, der die Kniegruppe vor einem Rückwärtsknicken sichert. Damit beim
Gehen die Schwenkbewegung des Unterschenkelteils sichergestellt wird, ist die Prothese
mit einer Unterschenkelaufklappvorrichtung versehen, beispielsweise mit einem Gummizugstreifen
oder einem den Unterschenkel aufklappenden Federwerk jeder bekannten Äusführung.
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Im System "Patient-Prothese" stellt diese Konstruktion der Oberschenkelprothese
ein Werk oder Gelenk mit zwei Bewegungsfreiheitsgraden, d. h. ein flaches Doppelpendeldar,
das aus den physikalischenPendeln des Oberschenkel- bzw. Unterschenkelteils besteht.
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Die Pendelbewegungen des Oberschenkelteils (der Oberschenkelkarkasse)
in der Sagittalebene um eine unbewegliche wasgerechte Achse, die durch den Mittelpunkt
des Hüftgelenk-Kopfes läuft, vollziehen sich unter Einwirkung von aktiven Kräfte
des Beinstumpfes, die an der Oberschenkelkarkasse (an der Wandung des stumpfaufnehmenden
Hohlraums) angreifen, und unter dessen Eigengewicht. Die Häufigkeit und der Ausschlag
dieser Pendelungen stehen unter Kontrolle des zentralen Nervensystems des Patienten.
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Die Pendelbewegungen des Ilnterschenkels in der Sagittalebene bezüglich
der durch die Achsenmitte vom Gelenk des die werke laufenden waagerechten Achse
entstehen unter Einwirkung von infolge der Schwenkbewegung der Gelenkachse des Kniewerks
auftretenden Träheitskräften und unter der Wirkung des xigengewichts sowie üer elastischen
Kräfte der Unterscllenkelaufapt.-vorrichtung.
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Die Zeitdauer und der Ausschlag der Untelsciaenkelpendelunten in
bezug auf die Oberschenkelkarkasse können jedochnicht im erforderlichen Maße durch
das zentrale Nervensystem des Patienten kontrolliert werden.
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Die bekannte Prothese ist auch dadurch nachteilig, das in dieser
eine passive Verbindung zwischen der Oberschenkelkarkasse und dem Unterschenkel
besteht, wodurch es dem Patienten nicht möglich ist, zwischen ihm und dem Unterschenkelteil
der Prothese eine gerade und rückführende Verbindung zu verwirklichen und demzufolge
einen Zusammenhang der Schwenkung des Unterschenkels bezüglich der Oberschenkelkarkasse
zustandezubringen. Durch diese passive Verbindung entfällt jede Möglichkeit, ein
vorgegebenes Gesetz der Unterschenkelbewegung abhängig vom Rhythmus und Charakter
des Gehens zu sichern, d.h. es ist unmöglich, die Prothesenglieder in bezug auf
ein gesundes (zweites) Bein symmetrisch zu bewegen.
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Bin weiterer Nachteil d-er bekannten Prothese ist, daß das System
"Prothese-Patient" zwei Bewegungsfreiheitsgrade hat, was wiederum keine Möglichkeit
bietet, eine verhältnismäßig zuverlässige Beständigkeit gegen Knickung im Kniewerk
in Augenblick der Beinabstützung zu erreichen, und eine Steigerung des ÄujCs an
innerer Energie des Patienten zur Koordination der Bewegungen beim Gehen auf der
Prothese verursacht sowie einen Einbau von entsprechenden Absperrvorrichtungen oder
Anwendung eigenartiger Schemata des Prothesenaufbaus erforderlich macht.
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Darüber hinaus tritt bei der Schwenkbewegung des Unterschenkels mit
dem Fuß um die Kniewerksachse eine Vergrößerung der funktionellen Prothesenlänge
während der Übertragung der Prothese über der Stützfläche auf. Durch diesen Umstand
entsteht die Notwendigkeit, die Längengrößen der Prothese gegenüber dem genunden
Bein zu verkürzen, wodurch wiederum ein gesteigerter Verbrauch an innerer Energie
des Patienten beim Hochheben des Eigengewichtes während des Gehens in Kauf genommen
werden muß.
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Bekannt ist auch eine Oberschenkelprothese (so Ja. W.Lewin "Informationsblatt
für Prothesenkonstruktion und -bau", L1os-'8< TIIPP,l957, Bd.2,S.16-19), die
ebenfalls eine Oberschenkelkarkasse, in deren Innerem ein den Oberschenkelstumpf
aufnehmender Hohlraum ausgebildet ist, und den Unterschenkel mit Fuß einschließt,
welche aneinander mit Hilfe von zwei Schäkeln angelenkt sind. Diese Schäkel sind
an einem Ende mit dem Distalende der Oberschenkelkarkasse gelenkig verbunden und
am zweiten an dem Proximalende des Unterschenkels angelenkt wobei sie ein viergliedriges,
polyzentrisches Kniewerk bilden.
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Einer der Schäkel tritt mit dem Distalabteil der Oberschenkelkarkasse
in berührung, wobei er dadurch einen Halter herstellt, der das Kniewerk vor Rückwjärtsknickung
bewahrt.
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Im Vergleich mit der eingangs beschriebenen weist die Prothese dieser
Ausführung eine verhältnismäßig hohe Sicnerheit
gegen Knickung im
Kniewerk während der Abstützung auf die Prothese und eine funktionelle Verkürzung
der Längengrößen der Prothese bei deren llinübertragen über die Stützfläche auf,
die die Herstellungeiner Prothesemit gleicher Länge wie beim gesunden Bein ermöglicht.
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Jedoch sind auch für diese Oberschenkelprothese mit dem polyzentrischen
Kniewerk solche Nachteile. kennzeichnend wie Aus--fall der geraden und rückführenden
Verbindung zwischen den Prothesengliedern und dem Patienten, eine vom Patienten
beim Gehen nicht beherrschbare Bewegung des Unterschenkelteils sowie asch nicht
ausreichende Sicherheit gegen Knickung. Diese Oberschenkelprothese, wie auch die
mit dem einachsigen Gelenk des Kniewerks, ist mit einer Asymetrie der Prothesenbewegung
gegenüber den gesunden Bein behaftet, die aus folgenden Gründen entsteht.
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Die Gewichtsdaten des Unterschenkelteils der Prothese stellen für
jeden Fall eine Konstante dar und demzufolge ist auch das Massenträgheitsmoment
um die Achse des Kniewerks eine konstante Größe.
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Beim Pendeln der Achse des Kniewerks entstehen Trägheitskräfte, die
eine Schwenkbewegung des Unterschenkels in relativ zur Bewegung der Oberschenkelkarkasse
entgegengesetzter Rictung bewirken. Daher werden die Winkelverschwenkungen des Unterschenkels
umso größer, je weiter der Ausschlag und kleiner die Pendelungsperiode der Oberschenkelkarkasse
sind. Dadurch erklärt sich auch eine Phasennachteilung der Unterschenkelbewegung
gegenüber der Oberschenkelkarkasse und ferner eine Verlängerung
der
Pendelungszeit aus der hinteren Endstellung in der Vorwärtsrichtung.
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Die abbremsenden und den Unterschenkel aufklappenden Vorrichtungen,
welche bei den bekannten Oberschenkeiprothesen anwendung finden, um den Ausschlagwinkol
und die Pendelunszeit des Unterschenkels zu vermindern, sind ebenfalls mit Nachteilen
behaftet.
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Die Reibungskraft in den Bremsvorrichtungen, die in jedem konkreten
Fall eine relativ konstante Größe ist, wirkt gegen die Trägheitskräfte und dns Gewicht
des Unterschenkelteils der Prothese (des Unterschenkels mit dem Fuß) und vermindert
den Schwenkungswinkel des Unterschenkelteils bezüglich der Oberschenkelkarkasse,
vergrößert aber gleichzeitig dessen Pendelungszeit in Vorwärtsrichtung.
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Die Ela5tizitätskräfte der Unterschenkelaufklappvorrichtungen behindern
die Wirkung der Trägheitskräfte und üben einen zusätzlichen Einfluß im Sinne der
Verkleinerungdes Unterschenkelschwenkwinkels aus, im Zusanmenwirken aber mit dem
Gewicht des Unterschenkels verursachen sie eine Werkleinerung seiner Pendelungszeit
und rufen eine Steigerung der Winkelgeschwindigkeit bzw. eine Winkelbeschleunigung
hervor, deren Höchstwert in der vorderen Endstellung des Unterschenkels im Augenblick
der endgultigen Streckung der Prothese im Kniewerk erreicht wird. Diese Erscheinung
begünstigt die EntstChuns von zusätzlichen dynarnisoben Belastungen am Be stumpf
des Patienten und steigert die unrhytmischen Bewegung
gen beim Gehen
auf der Prothese.
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Auf diese Weise vergrößern die Reibwigskräfte der Bremsvorrichtungen
und die Elastizitätskräfte der Unterschenkelaufklappvorrichtungen, indem sie den
Schwenkwinkel des Unterschenkels vermindern, die Eraftbelastungen am Beinstumpf
in der Phase des Ubertragens der Oberschenkelprothese über die Stützfläche, wodurch
der Verbrauch an innerer Energie des Patienten ansteiGt.
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Durch eine vorhandene, passive Verbindung zwischen der Oberschenkelkarkasse
und dem Unterschenkelteil der Prothese besteht keine Möglichkeit, eine aktive Änderung
des Gesetzes der Unterschenkelbewegungen je nach dem Rhythmus und Charakter des
Gehens vorzunehmen.
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Infolbe des vorhandenen zweiten Bewegungsfreiheitsgrades im "Patient-Prothese't-System
sowie durch Wegfall der geraden und rückführenden Verbindung des Patienten mit dem
Kniewerk der Prothese muß der Patient die Bewegungen der Prothesenglieder unter
ständiger Kontrolle halten, was wiederum zusätzlichen Aufwand an innerer Energie
des Patienten beim Koordinieren aller Bewegungen der Glieder des "Patient-Prothese"-Systems
während des Gehens verursacht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, @ eine solche Oberschenkelrothese
zu entwickeln, die dem Patienten eine aktive Beherrschung der Bewegung im Kniewerk
der Prothese ermöglicht und eine Räckverbindung des Werks mit dem Patienten gewährleistet.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Oberschenkelprothese,
die eine Oberschenkelkarkasse mit einem in deren Innerem ausgebildetem, stumpfaufnehmenden
Hohlraum und einen Unterschenkel mit Fuß enthält, welcher mit der Oberschenkelkarkasse
mittels eines Kniewerks mit nur einem Bewegungsgreiheitsgrad verbunden ist, das
mit einem die Kniegruppe vor Rückwärtsknickung bewohrenden Halter versehen wird,
erfindungsgemäß der stumpfaufnehmende Hohlraum in einer 5-tumpfaufnamehülse ausgeführt
ist, die in derOberschenkelkarkasse gelenkig gegenüber dieser und Lii der Sagittalebene
verschwenkbar befestigt und mit dem Knie~werk derart ktnematisch verbunden ist,
daß jeder Stellung der Stumpfaufnahmehülse gegenüber der Oberschenkelkarkasse eine
bestimmte Unterschenkelstellung entspricht.
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In der Oberschenkelprothese, bei der das Kniewerk ein einachsiges
Gelenk darstellt, durch welches die Oberschenkelkarkasse und der Unterschenkel verbunden
werden, empfiehlt es sich, die kinematische Verbindung der Stumpfaufnahmehülse mit
dem Kniewerk vermittels einer Zugstange zustandezubringen, deren eines Ende am beweglichen
Distalende der Stumpfaufnahmehülse und deren anderes an einem auf dem Unterschenkel
starr befestigten Zusatzhebel angelenkt ist, so daß eine Vorwärtsschwenkung des
Distalendes in der ba£ittalebene gegenüber der Oberschenkelkarkasse der Biegung
der Prothese entspricht.
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In der Oberschenkelprothese, bei der das Kniewerk mit zwei, mit der
Oberschenkelkarkasse und dem Unterschenkel
ein viergliedriges Gelenkwerk
bildenden Gelenkschäkeln versehen ist, ist es zweckmäßig, die kinematische Verbindung
der Stumpfaufnahmehülse mit dem Kniewerk über eine Zugstange herzustellen, deren
eines Ende mit dem beweglichen Distalende der St umpfaufnahmehülse und deren anderes
mit einem Zusatzhebel, der am vorderen Schäkel des Viergliedwerks der Kniegruppe
starr befestigt wird und mit dem genannten Schekel einen Dop pelhebel bildet, gelenkig
verbunden ist, so daß eine Volwartsschwenkung des Distalendes in der Sagittalebene
gegenüber der Oberschenkelkarkasse der Biegung der Prothese entspricht.
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Es empfiehlt sich, daß die das Distalende der Stumpfauffnahmehalse
mit dem Doppelhebel verbindende Zugstange bezüglich der Stumpfaufnahmehülse in Richtung
der Streckung der Prothese federbelastet wird, Das Gehen auf solchen Oberschenkelprothesen
wird von minimalem Aufwand der inneren Energie des Patienten begleitet, während
die Biomechanik des Gehens sich dem Nennwert nähert, d.h. die Bewegungskenngrößen
der Prothesenglieder stimmen mit solchen der Glieder des gesunden Beins überein,
unabhängig davon, wie der Rhythmus und Ca arakt er des Gehens sind.
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Die vorgeschlagenen Oberschenkelprothesen sind im Vergleich mit den
bekannten Prothesenausführungen funktionsfähiger.
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Die erfindungsgemäßen Oberschenkelprothesen stellen Hebel
werke
dar, die die Möglichkeit bieten, im "Patient-Prothese"-System eine biomechanische
Gliederkette mit nur einem Bewegungsfreiheitsgrad zu erhalten und eine gerade und
rückführende Verbindung zwischen dem Patienten und der künstlichen Extremität sowie
einen vom Patienten heherrschbaren Bewegungsablauf in Kniewerk zustandezubringen.
Das Vorhandensein nur eines Bewegun0sfreiheitsgrades ermöglicht die Verwandlung
der Oberschenkelprothese in eine statische Stütze ohne Freiheitsgrad ihrer Beweglichkeit,
falls zwei beliebige Prothesenglieder miteinander unbeweglich verbunden sind.
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lurch die bewegliche Verbindung der Stumpfaufnahmehülse mit der Oberschenkelkarkasse
wird der Ausschlag der Pendelungen des Gesamt schwerpunktes der Prothese in der
Vertikalebene und der Zwangachwankungen der Oberschenkelkarkasse in der Sagittalebene
vermindert, wodurch. eine Verminderung des Verbrauchs an innerer Energie des Patienten
beim Vorwärtstragen der Prothese während des Gehens erreicht wird.
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Nachstehend wird die erfindung anhand von usführungsbeispielen und
der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen: Zig. leine erfindungsgemäße Oberschenkelprothese mit Knie
Werk als einachsiges Gelenk in schematischer Darstellung; Fig. 2 dieselbe in einer
der dynamischen Stellungen; Fig. 3eine erfiqdungsgemäße Oberschenkelprothese mit
Vier gliedwerk der Kniegruppe; Fit;). 4 dieselbe in einer der dynamischen Stellungen.
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Die Oberschenkelprothese enthält eine St uiapfaufnahmehülse 1 (Fig.
1,2); in der ein stumpfaufnehmende Hohlraum ausgespart ist, und eine Oberschenkelkarkasse
2, die beide miteinander durch zwei Gelenke 3 verbunden sind, die an der Medial-ba
Lateralseite der Stumpfaufnahmehülse 1 liegen, sowie einen Unterschenkel 4 mit dem
Fuß.
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Eine ideale Anordnungsstelle der Gelenke 3 an der Stumpfaufnahmehülse
1 ist die Höhe des natürlichen Hüftgelenl-s Bei Herstellung der Prothesen ist die
optimale Anordnungsstelle der Gelenke 3 die Höhe des Proximalrandes der Stumpfaufnahmehülse
1 an deren Medialseite. Werden als Gelenke 3 sphärische Lager oder Lager mit schwimmendem
Innenring eingebaut, so kann das gelenk 3 auf der Lateralseite über der Anordnungshöhe
des gelenks 3 auf der Medialseite der Stumpfaufnahmehülse 1 anbeordnet werden.
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Die Oberschenkelkarkasse 2 ist mit dem Unterschenkel 4 durch ein
einachsibes Gelenk 5 verbunden, das eben das Kniewerk der Prothese darstellt. Die
Stumpfaufnahmehülse 1, die Oberschenkelkarkasse 2, das Einachsengelenk 5 und der
Unterschenkel 4 mit dem Fuß bilden das Traggerüst der Beinprothese.
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Die Stumpfaufnahmehülse 1 weist in ihrem Distalteil ein Gelenk6 auf,
mittels dessen an sie mit ihrem einen Ende eine Zugstange 7 angelenkt ist, und eine
Ausnehmung zur Unterbringung eines Dämpfers 8.
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Der Unterscnenkel 4 ist in seinem Proximusteil an der
Hinterfläche
mit einem Zusatzhebel 9 versehen, der mit dem Unterschenkel 4 einen Doppelhebel
bildet. Am Zusatzhebel 9 wird durch ein Gelenk 10 das zweite Ende der Zugstange
7 befestigt.
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Anstelle der Zugstange 7 können zur Verbindung des Distalendes der
Stumpfaufnahmehülse 1 mit dem Proxinalende des Unterschenkels 4 auch andere kinematische
Paare, beispielsweise eine Verzahnung (in der Zeichnung nicht angedeutdt ) verwendet
werden.
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Die Zugstange 7 muß in bezug auf die Stumpfaufnahmehülse 1 mittels
eines elastischen Gliedes, beispielsweise durch eine Feder 10, in Richtung der Prothesenstreckung
abgefedert sein.
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Die Kraftwirkung des elastischen Gliedes 10 kann beim Anpassen der
Prothese je nach-der Gewichtsgröße des Unterschenkels 4 und der Gangart des Patienten
nachgestellt werden. Im statischen Zustand muß die federkraft des Gliedes 10 am
geringsten sein.
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Die Oberschenkelkarkasse 2 ist mit einem Halter 11 versehen, der
mit einem Dämpfer 12, welcher im Proximalteil des Unterschenkels 4 eingebaut ist
und die ,RückwärtsknickunO der Kniegruppe verhütet. zusammenwirkt.
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Zur Vergrö3erung ihrer Jteifigkeit ist die Oberschenkelkarkasse 2
mit einem Halbring 13 bestückt, der gleichzeitig auch die Funktion eines Bewegungsbegrenzers
der Stumpfaufnahmehülse 1 bei ihrer Rückwärtsschwenkung gegenüber der
Oberschenkelkarkasse
2 erfüllt, Das Prothesengerüst ist von außen mit einem elastischen Material überzogen,
dessen Form und Abmessungen dem gesunden Bein ärmeln.
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Die Oberschenkelprothese kann auch eine Kniegruppe besitzen, die
zwei Gelenkschäkel 14 und 15 (Fig. 3,4) enthält, die mit der Oberschenkelkarkasse
16 und dem Unterschenkel 17 ein Viergliedwerk der Kniegruppe bilden. Die Stumpfaufnahmehülse
18 dieser Prothesenausführung, in welcher auch der stumpfaufnahmende Hohlraum ausgebildet
ist, ist mit der Ober schenkelkarkasse 16 mittel. zweier Gelenke 19 verbunden, die
den Gelenken 3 der in Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Oberschenkelprothese ähnlich
sind.
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Der Vorderschakel 14 (Fig. 3, 4) des Viergliedwerks der Kniegruppe
ist mit einem Zusatzhebelarm 20 versehen, der mit dem Vorderschäkel 14 zusammen
einen Doppelhebel bildet.
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Der Zusatzarm 20 des Doppelhebels ist am beweglichen Distalende der
Stumpfaufnahmehülse 18 durch eine Zugstange 2l angelenkt.
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Die Stumpfaufnahmehülse 18, die Oberschenkelkarkasse 16, der Vorderschäkel
14 mit dem Zusatzhebelarm 20, der Hinterschäkel 15 und Unterschenkel 17 mit den
Fuß stellen das Traggerüst der Prothese dars Am Vorderschäkel 14 des Viergliedwerkes
der Kniegruppe ist ein Halter 22 vorhanden, der mit einem Dämpfer 23 an der Oberschenkelkarkasse
16 zusammenwirkt und zur Verhütung
der Rückwärtsknickung der Kniegruppe
dient.
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Die Zugstange 21 ist mit Hilfe eines elastischen Gliedes 24 in bezug
auf die Stumpfaufnahmehülse 18 in Richtung der Streckung der Prothese federbelastet.
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Die Kraftwirkung dieses elastischen Gliedes 24 kann genauso wie die
des elastischen Gliedes 10 (Fig.l) beim Anpassen der Prothese nachgestellt werden.
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Die Oberschenkelkarkasse 16 (Fig. 3) enthält einen Halbring 25, der
die Steifheit der Karkasse 16 vergrößert und. gleichzeitig zur Bewegungsbegrenzungder
Stumpfaufnahmehülse zu 8 bei ihrer Rückwärtsschwenkung gegenüber der Oberschenkelkarkasse
16 dient.
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Bei den Prothesen für Patienten im Kindes- und Jugendlichen Alters
kann der Unterschenkel 4 (Fig. 1) bzw. 17 (Fig. 3) auch auseinanderschiebbar ausgeführt
werden.
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Die Befestiuung der Prothese am 3einstumpf kann auf Jede bekannten
leise, beispielsweise mit Hilfe von Vakuumklappen, Bandagen- oder Gürtelaufhängungen
usw. erfolgen.
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Die Oberschenkelprothese funktioniert folgendernaßen.
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Die Stumpfaufnahmehülse 1 (Fig.l) kann bei der Wechselwirkung der
aktiven Kräfte des Beinstumpfes, des Eigengewichts von Prothesengliedern und der
Trägheitskräfte beherrschbare Schwenkbewegungen gegenüber der Oberschenkelkarkasse
2 mit dem Schwenkmittelpunkt in den Gelenken 3 ausführen.
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Die aktiven Krafteinwirkungen des Beinstumpfes sind
in
ihrer Größe und Richtung veränderlich, und die Kenngrößen dieser aktiven Kräfte
stehen unter Kontrolle des zentralen Nervensystems des Patienten. Das Eigengewicht
der Prothesenglieder bleibt in jedem betreffenden Fall konstant und demzufolge ist
auch das ,assenträgheitsmoment um die Achse des Kniewerks eine Konstante.
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Bei Verschwenkung der Stumpfaufn'mehülse 1 in Vorwärtsrichtung in
der Sagittalebene gegenüber der Oberschenkelkarkasse 2 verleiht deren Distalende
der Zugstange 7 eine Bewegung, die ihrerseits den Unterschenkel 4 in entgegngesetzter,
der Biegung der Prothese entsprechender Richtung verschwenkt.
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Auf diese Weise ruft jede Verschwenkung der Stumpfaufnahmehülsel
in der Sagittalebene eine dieser nach der Größe und Richtung entsprechende Verschwenkung
des Unterschenkels 4 hervor.
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Mit der Zunahme des Biegewinkels im Kniewerk bremst das elastische
Glied 10 die Schwenkbewegungen des Unterschenkels 4 und der Stumpfauffnnhmehülse
1 ab und speichert die Energie zur Verschwenkung des Unterschenkels 4 in Vorwärtsrichtung.
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Hiernach vollführt der Unterschenkel 4 unter Einwirkung der aktiven
Stumpfkräfte, des elastischen Gliedes 10 und des Eigengewichts der Prothesenglieder
eine Verschwenkung in Vorwärtsrichtung, es erfolgt eine Streckung des Unterschenkels
4.
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Der Dämpfer 8 ermöglicht bei seiner Zusammenwirkung mit dem Unterschenkel
4 eine stoßfreie Berührung des Halters 11 mit dem Dämpfer 12 während der Streckung
der Prothese, wobei der Halter 11 und der Dämpfer 12 die Stellung des Unterschenkels
4 gegenüber der Oberschenkelkarkasse 2 fixieren und eine Rückwärtsknickung im Eniewerk
verhindern. Beim Zusanmendrücken des Dämpfers 8 findet eine Zusatzverstellung des
Distalendes der Stumpfaufnaimehülse 1 in Rückwärtsrichtung statt, was eine zusätzlich
Verschwenkung des Unterschenkels 4 in Vorwärtsrichtung bewirkt, die eine Biegung
der Prothese in der Abstützungsperiode eines Schrittes ausschließt und die Prothese
zu einer standfesten, statischen Stütze macht, die die Druck- und Biegebelastungen
aushalten kann.
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Infolge der elastischen Verformung gewinnt der Dämpfer 6 einen Energievorrat,
um damn beim Hochheben der Prothese über der Stützfläche während der nächstfolgenden
Schrittperiode diese festgehaltene Stellung der Prothese aufschließen zu können.
Diese Ascii1ießung der fixierten Prothesenstellung erfolgt unter Zusammenwirken
der aktiven Stumpfkräfte und der elastischen Kräfte des Dämpfers 8 bei kleinstmöglichem
Verbrauch an innerer Enite des Patienten.
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Auf diese diese steht der Patient in aktiver Wechselwirkung mit der
Stumpfaufnahmehülse 1 und bringt über die Oberschenkelkarkasse 2, die Zugstange
7 und das elastische Glied 10 die gerade Verbindung mit dem Kziiewerk der Prothese
zustande und beherrscht beim Gehen die Bewegung des Unterschenkelteils
der
Prothese - des Unterschenkels 4 mit dem Fuß, was ihm die Mö'lichkeitbietet die Bewegungsart
der Prothese mit der des gesunden Beins bei jedem Rhythmus und Charakter seiner
Gangart in Übereinstimmung zu bringen.
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Die rückführende Verbindung der Prothese mit dem Patienten findet
durch Einwirkung der Stumpfaufnamehülse, deren Stellung einer bestimmten Stellung
des Kniewerks entspricht, auf den Beinstumpf des Patienten statt.
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Das Kniewerk dieser Prothese bewirkt eine Vergrößerung der funktionellen
Prothesenlänge beim Hinübertragen der Prothese über die Stützfläche, wodurch eine
bedingte Verkleinerung der Längengrößen der Prothese in bezug auf das gesunde Bein
im Bereich von 1 cm vorgenommen werden muß0 Durch diesen Umstand nimmt der Verbrauch
an innerer Energie des Patienten beim Heben des Eigengewichtes zu und wird gewissermaßen
die Schöhheit des Gehens verletzt infolge beim Gehen hervorgerufener, im Vergleich
mitdemNormalzustand größerer Schwankungen des Pat ientenkörpers in der Vertikalebene;
jedoch erfordert die in der beschriebenen Oberschenkelprothese erreichte große Sicherheit
und Stabilität im Kniewerk immer noch einen minimalen Verbrauch an inneer Energie
des Patienten beim Gehençvodurch diese Prothese sich auch für Patienten im Kindes-
und Greisenalter sowie mit schwacher Körperkondition und Gesundheit empfiehlt.
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Schwenkt nun die Stumpfaufnahmehülse 18 der in Fi. 3 und 4 abgebildeten
Oberschenkelprothese gegenüber der Oberschenkelkarkasse
16 in
Vorwärtsrichtung, so verschwenkt deren Distalende über die Zugstange 21 den aus
dem Vorderschäkel 14 und dem Zusatzhebelarm 20 zusammengesetzten Doppelhebel, was
eine Verschwenkung des Unterschenkels 17 in der der Bewegung der Stumpfaufnahmehülse
18 entgegengesetzten Richtung bewirkt, durch welche eine Verstellung des Ifinterschäkels
17 und eine Biegun, der Prothese im Kniewerk stattfinden.
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Äuf diese Diese ruft die Verschwenkung der Stumpfaufnaiimehülse lb
eine ihr nach der Größe und Richtung entsprechende Verstellung der Schäkel 14 und
15 sowie des Unterschenkels 17 hervor.
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Mit der Vergrößerung des Biegewinkels der Prothese im Kniewerk bremst
das elastische Glied 24 die Schwenkbewegung des Vorderschäkels 14 und Unterschenkels
17 ab und erlangt einen Energievorrat zur naciifolS'enden Verschwenkung des Unterscnenkels
17 und des Vorderschäkels 14 in umgekehrter (Vorwärts-) Richtung. Durch das elastische
Glied 24 wird auch die Stoßfreiheft der Verschwenkunb des Unterschenkels 17 in der
abschließenden Etappe des Prothesenzusamraenbie8ens gesichert sowie ein rechtzeitiger
Kraft impuls zur umgekehrten Unterschenkelverschwenkung in Verwärtsrichtung gegenüber
der Oberschenkelkarkasse 16 erreicht.
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Der Dämpfer 23 wirkt in der Endphase des Prothesenauseinanderbiegens
mit dem Halter 22 zusammen und ermöglicht somit ein stoßfreies Inkontakttreten des
Unterschenkels 17 mit der Oberschenkelkarkasse 16 sowie fixiert die Stellung Jes
Unterschenkels 17 gegenüber der karkasse 16,wodurch eine Rückwärtsknickung
im
Kniewerk verhindert wird.
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Von der Zusa;nmendrückstärke des Dämpfers 23 hangt auch die Bewegung
des Distalendes der Stumpfaufnahmehülse 18 in Rückwärtsrichtung ab. Dabei sichern
die optimalen Winkelverhältnisse zwischen der Stumpfaufnahmehülse la, der Zugstange
21 und dem Vorderschäkel 14 eine stabile Beststellung des Kniewerks bei der abstützenden
Schrittphase und machen die Prothese zu einer standfesten Stütze, welche die Jeweiligen
Druck- und Biegebelastungen aufnehmen kann.
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Infolge der elastischen Verformung gewinnt der Dampfer 23 einen Energievorrat,
um dann die erreichte stabile Feststellung des Kniewerks im Augenblick des Prothesenhebens
über der StützflächeXin der Endphase des Schrittes) zwecks rechtzeitiger Durchführung
des nächsten Schrittvorganges aufzuschließen oder zu öffnen.
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Die ufschließung der stabilen Feststellung des Gelenk~ werkes im
Knie erfolgt unter Zusammenwirken der aktiven Beinstumpfkräfte und elastischen Kräfte
des Dämpfers 23 bei geringstem Aufwand an innerer Energie des Patienten.
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Der Aufbau des polyzentrischen Rnipwerks dieser Oberschenkelprothese
ermöglicht auch eine funktionelle Verkürung der Längengrößen der Prothese während
des Prothesenübertragens über der Stützfläche. Aus diesem Grunde entsteht die ögl,ichkeit,
die künstliche Extremität ihren Längengrößen nach als eine dem gesunden Bein gleiche
herzustellen.
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Die Gleichheit der Längengrößen bewirkt eine Verkleinerung des Schwankungsausschlages
des Gesamt schwerpunktes des
Patienten in der Vertikalebene, wodurch
der Verbrauch an innerer Energie des Patienten zum Heben des Eigengewichtes beim
Gehen entfällt.
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Dabei wirkt Jer Patient aktiv mit der Stumpfaufnahmehülse 18 zusammen
und bringt zweiter über die Zugstange 21 und den Vorderschäkel 14 eine gerade Verbindung
mit dem Kniewerk zustande. Er beherrscht dadurch die Bewegungen des Unterschenkelteils
der Prothese (der Unterschenkel 17 mit dem Fuß) beim Gehen, die er in AbhangiGkeit
vom Rhythmus und Charakter seiner eigenen Gangart dein Bewegungsablauf des gesunden
Beins annähern kann.
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Durch nechanische Einwirkungen treffen am Beinstumpf des Patienten
Signale über das Arbeitsverhalten des Kniewerks ein, was die rückführende Verbindung
der künstlichen Extremität mit dem lebenden Organismus bedeutet.
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Die erfindun"sgemaße Oberschenkelprothese kann den Patienten aller
Altergruppen männlichen und weiblichen Geschlechts unabhanbXig vom Gesundheitszustand
unter Berücksichtigung der medizinischen Faktoren empfohlen werden.
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Die sowohl in big. 1 als auch in Fig. 3 wiedergegebene Oberschenkelprothese
kann mit einer Prothese jeder anderen Ausführung gepaart (bei beiderseitiger Extremitätenamputation
ausgenutzt werden.