DE2239679A1 - Oberschenkelprothese - Google Patents

Oberschenkelprothese

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DE2239679A1 DE19722239679 DE2239679A DE2239679A1 DE 2239679 A1 DE2239679 A1 DE 2239679A1 DE 19722239679 DE19722239679 DE 19722239679 DE 2239679 A DE2239679 A DE 2239679A DE 2239679 A1 DE2239679 A1 DE 2239679A1
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Description

  • OBERSCHENKELPROTHESE Die vorliegende Erfindung betrifft die Medizintechnik, insbesondere die Prothesenherstellung und bezieht sich auf Oberschenkelprothesen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Einer der Schäkel tritt mit dem Distalabteil der Oberschenkelkarkasse in berührung, wobei er dadurch einen Halter herstellt, der das Kniewerk vor Rückwjärtsknickung bewahrt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die vorgeschlagenen Oberschenkelprothesen sind im Vergleich mit den bekannten Prothesenausführungen funktionsfähiger.
  • 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.
  • 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.
  • Nachstehend wird die erfindung anhand von usführungsbeispielen und der Zeichnungen erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der Zusatzarm 20 des Doppelhebels ist am beweglichen Distalende der Stumpfaufnahmehülse 18 durch eine Zugstange 2l angelenkt.
  • 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.
  • Die Zugstange 21 ist mit Hilfe eines elastischen Gliedes 24 in bezug auf die Stumpfaufnahmehülse 18 in Richtung der Streckung der Prothese federbelastet.
  • Die Kraftwirkung dieses elastischen Gliedes 24 kann genauso wie die des elastischen Gliedes 10 (Fig.l) beim Anpassen der Prothese nachgestellt werden.
  • 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.
  • Bei den Prothesen für Patienten im Kindes- und Jugendlichen Alters kann der Unterschenkel 4 (Fig. 1) bzw. 17 (Fig. 3) auch auseinanderschiebbar ausgeführt werden.
  • Die Befestiuung der Prothese am 3einstumpf kann auf Jede bekannten leise, beispielsweise mit Hilfe von Vakuumklappen, Bandagen- oder Gürtelaufhängungen usw. erfolgen.
  • Die Oberschenkelprothese funktioniert folgendernaßen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Auf diese Weise ruft jede Verschwenkung der Stumpfaufnahmehülsel in der Sagittalebene eine dieser nach der Größe und Richtung entsprechende Verschwenkung des Unterschenkels 4 hervor.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die erfindun"sgemaße Oberschenkelprothese kann den Patienten aller Altergruppen männlichen und weiblichen Geschlechts unabhanbXig vom Gesundheitszustand unter Berücksichtigung der medizinischen Faktoren empfohlen werden.
  • 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.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Oberschenkelprothese, die eine Oberschenkelkarkasse mit einem in deren Innerem ausgebildetem stumpf aufnehmendem Hohlraum und einen Unterschenkel mit Fuß enthält, welcher mit der Oberschenkelkarkasse mittels eines Kniewerks mit nur einem Bewegungsfreiheitsgrad verbunden ist, das mit einem die Kniegruppe vor Rückwärtsknickung sichernden kalter versehen wird, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der stumpfaufnehmende Hohlraum in einer Stumpfaufnahmehülse (1 bzw.18) ausgeführt ist, die in der Oberschenkelkarkasse (2 bzw. 16) gelenkig und gegenüber dieser in der Sagittalebene verschwenkbar befestigt und mit dem Kniewerk derart kinematisch verbunden ist, daß jeder Stellung der Stumpfaufnahmehülse (1 bzw. 18) gegenüber der Oberschenkelkarkasse (2 bzw. 16) eine -bestimmte Stellung des Unterschenkels (4 bzw. 17) entspricht.
2. Oberschenkelprothese nach Anspruch l,bei der das Kniewerk ein einachsiges, die Oberschenkelkarkasse und den Unterschenkel verbindendes Gelenk darstellt, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die kinematische Verbindung der t;umpfaufnahmehülse (1) mit dem Kniewerk mittels eirar Zugstange (7) erfolgt, deren eines Ende am beweglichen Distalende der Stumpfaufnahmehulse (1) und deren anderes, an einem Zusatzhebelarm (9) angelenkt ist, der am Unterschenkel (4) starr befestigt wird1so daß die Vorwärtsschwenkung des Distalendes der Stumpfaufnahmehülse in der Sagittilebene gegenüber der Oberschenkelkarkasse (2) der Biegung der Prothese entspricht.
3. Oberschenkelprothese nach Anspruch 1, in der das Emiewerk zwei mit der Oberschenkelkarkasse und dem Unterschenkel ein Viergliedwerk bildende Gelenkschäkel enthält, d a d u r ch g e k e n fl z e i c h n e t, daß die kinematische Verbindung der Stumpfaufnw'imehülse (18) mit dem Kniewerk über eine Zugstange (21) erfolGt, dereneines Ende mit dem beweglichen Distalende der Stumpfaufnahmehülse (18) und deren anderes mit einem Zusatzhebelarm (20) gelenkig verbunden ist, der am Vorderschäkel (14) des viergliedrigen Kniewerks starr befestigt wird und mit dem genannten Vorderschäkel einen Doppelhebel bildet, so daß jede Vorwärtsschwenkung des Distalendes der Stumpfaufnahmehülse (18) in der Sagittalebene gegenüber der Oberschenkelkarkasse (16) der Biegung der Prothese entspricht.
4. Oberschenkelprothese nach Anspruch 2.oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t,daß die Zugstange (7 bzw. 21) bezüglich der Stumpfaufnahmehülse (1 bzw.18) in Richtung der Streckung der Prothese federbelastet ist.
Leerse ite
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DE2239679A1 true DE2239679A1 (de) 1974-02-21
DE2239679B2 DE2239679B2 (de) 1976-03-18
DE2239679C3 DE2239679C3 (de) 1976-11-11

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4178642A (en) * 1976-11-18 1979-12-18 J. E. Hanger & Company Limited Knee joint structure for artificial legs

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US4178642A (en) * 1976-11-18 1979-12-18 J. E. Hanger & Company Limited Knee joint structure for artificial legs

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DE2239679B2 (de) 1976-03-18

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