DE2239679C3 - Oberschenkelprothese - Google Patents

Description

· steht, wodurch es dem Patienten nicht möglich ist,

zwischen ihm und dem Unterschenkelteil der Prothese ⁶S eine gerade und rückführende Verbindung zu ver-

>ie Erfindung bezieht sich auf eine Oberschenkel- wirklichen und demzufolge einen Zusammenhang der hese, die einen Oberschenkelrahmen mit einer in Schwenkung des Unterschenkels bezüglich des Oberem Inneren befindlichen stumpfaufnehmenden schenkelrahmens zustande zu bringen. 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 nicht möglich, die Prothesenglieder in bezug auf ein gesundes (zweites) RHn symmetrisch zu bewegen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Prothese ist, daß das System »Prothese-Patient« zwei Bewegungsfreiheitsgrade hat, was einesteils keine Möglichkeit bietet, eine verhältnismäßig zuverlässige Sicherheit gegen Knickung im Kniewerk im Augenblick der Beinabstützung zu erreichen, anderenteils noch eine Steigerung des Aufwandes an innerer Energie des Patienten zur Koordination der Bewegungen beim Gehen auf der Prothese erfordert sowie einen Einbau von entsprechenden Sperrvorrichtungen erforderlich macht.

Die Gewichtsdateu 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 um die Achse des Kniewerks entstehen Trägheitskräfte, die eine Schwenkbewegung des Unterschenkels in relativ zur Bewegung des Oberschenkelrahmens entgegengesetzter Richtung bewirken. Daher werden die Winkelverschwenkungen des Unterschenkels um so größer, je weiter der Ausschlag und kleiner die Pendelungsperiode des Oberschenkelrahmens sind. Dadurch erklärt sich auch eine Phasen-Nacheilung der Unterschenkelbewegung gegenüber der des Oberschenkelrahmens und ferner eine Verlängerung der Pendelzeit aus der hinteren Endstellung in der Vorwärtsrichtung.

Die abbremsenden und den Unterschenkel aufklappenden Vorrichtungen, welche bei den bekannten Oberschenkelprothesen Anwendung finden, um den Ausschlagwinkel und die Pendelungszeit 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 das Gewicht des Unterschenkelteils der Prothese (des Unterschenkels mit dem Fuß) und vermindert den Schwenkungswinkel des Unterschenkelteils bezüglich des Oberschenkelrahmens, vergrößert aber gleichzeitig dessen Pendelungszeit in Vorwärtsrichtung.

Die Elastizitätskräfte der Unterschenkelaufklappvorrichtungen behindern die Wirkung der Trägheitskräfte und üben einen zusätzlichen Einfluß im Sinne der Verkleinerung des Unterschenkelschwenkwinkels aus, im Zusammenwirken aber mit dem Gewicht des Unterschenkels verursachen sie eine Verkleinerung seiner Pendelungszeit und rufen eine Steigerung der Winkelgeschwindigkeit bzw. eine Winkelbeschleunigung hervor, deren Höchstwert in der vorderen Endstellung des Unterschenkels im Augenblick der endgültigen Streckung der Prothese im Kniewerk erreicht wird. Diese Erscheinung begünstigt die Entstehung von zusätzlichen dynamischen Belastungen am Beinstumpf des Patienten und steigert die unrhythmischen Bewegungen beim Gehen auf der Prothese.

Auf diese Weise vergrößern die Reibungskräfte der Bremsvorrichtungen und die Elastizitätskräfte der Unterschenkelaufklappvorrichtungen, indem sie den Schwenkwinkel des Unterschenkels vermindern, die Kraftbelastungen am Beinstumpf in der Phase des Übertragens der Oberschenkelprothese über die Stützfläche, wodurch der Verbrauch an innerer Energie des Patienten ansteigt.

Durch eine vorhandene, passive Verbindung zwischen dem Oberschenkelrahmen und dem Unterschenkelteil der Prothese besteht Heine Möglichkeit, eine Änderung des Gesetzes der Unterschenkelbewegungen je nach dem Rhythmus und Charakter des Gehens vorzunehmen.

Infolge des vorhandenen zweiten Bewegungsfreiheitsgrades im »Patient-Prothesee-System sowie durch das Fehlen einer geraden und rückführenden Verbindung des Patienten mit dem Kniewerk der Prothese muß der Patient die Bewegungen der Prothesenglieder unter ständiger Kontrolle halten, was wie- *5 derum 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 Oberschenkelprothese zu entwickeln, die dem Patienten eine aktive Beherrschung bzw. Steuerung der Bewegung des Unterschenkelteils im Kniewerk der Prothese ermöglicht. Der Prothesenträger soll von der Ausübung einer ständigen Kontrolle der Bewegung der Prothesenteile während des Gehens zugunsten eines automatischen Zwangslaufes dieser Bewegung entlastet werden.

Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs genannten Prothese dadurch gelöst, daß die Stumpfaufnahmehülse in dem Oberschenkelrahmen gelenkig und dieser gegenüber in der Sagittalebene verschwenkbar befestigt ist, und die Gelenkverbindungen der Hülse an ihrer Medial- und an ihrer Lateralseite in der Höhe ihres Proximalrandes liegen und die Gelenkachsen parallel zu der durch die beiden natürlichen Hüftgelenke des Prothesenträgers gelegten Horizontalachse verlaufen, und daß zwischen dem unteren Teii der Stumpfhülse und einem oberhalb der Knieschwenkachse liegenden Bereich des Unterschenkelteils ein Koppelungselement derart angeordnet ist, daß eine Vorwärtsschwenkung der Stumpfhülse gegenüber dem Oberschenkelrahmen eine Rückwärtsschwenkung des Unterschenkelteils bewirkt.

Die mit den vorstehenden Maßnahmen erreichte Wirkung ist folgende:

Durch die bewegliche Verbindung der Stumpfaufnahmehülse mit dem Oberschenkelrahmen wird der Ausschlag der Pendelungen des Gesamtschwerpunktes der Prothese in der Vertikalebene und der Zwangschwankungen des Oberschenkelrahmens in der Sagittalebene vermindert.

Die Phasen-Nacheilung der Bewegung des Unterschenkels gegenüber der Bewegung des Oberschenkelrahmens, die durch Massenkräfte und im System eventuell vorgesehene Bremsvorrichtungen entsteht, wird vermieden.

Die beim üblichen freien Ausschwingen des Unterschenkels bzw. beim Auffangen dieser Bewegung bei der Annäherung an die vordere Endstellung des Unterschenkelteils entstehenden Massenkräfte und damit zusammenhängende dynamische Belastungen de; Prothesenträgers werden vermieden.

Durch wahlweise Bemessung von Konstruktionelementen ist die Festlegung bzw. anpassende Änderung des Bewegungsgesetzes für den Unterschenkelteil möglich.

Durch automatischen Zwangslauf der Bewegung

der Prothesenteile wird der Träger von einer ständigen Kontrolle der Bewegung beim Gehen entlastet.

Es ist zweckmäßig, das an der Stumpfhülse angreifende Koppelungsglied als eine Zugstange auszubilden, die mit ihrem oberen Ende an das untere Hülsenende und mit ihrem unteren Ende an das obere Ende des Unterschenkelteils angeschlossen ist.

Ist das Kniegelenk ein einachsiges Gelenk, das den Oberschenkelrahmen und den Unterschenkelteil verbindet, so ist es vorteilhaft, daß das untere Ende der Zugstange an einem Zusatzhebelarm angelenkt ist, der am Unterschenkelteil starr befestigt ist und dessen mit der Zugstange verbundener Gelenkteil oberhalb des Kniegelenkes mit zu ihm paralleler Achse angeordnet ist.

Bei der Schwenkbewegung des Unterschenkels mit dem Fuß um die Kniewerksachse tritt eine Vergrößerung der funktionellen Prothesenlänge während der Bewegung der Prothese über die Stützfläche auf. Durch diesen Umstand entsteht die Notwendigkeit, die Länge der Prothese gegenüber dem gesunden Bein zu verkürzen, was einen gesteigerten Verbrauch an innerer Energie des Patienten beim Hochheben des Eigengewichtes mit dem gesunden Bein während des Gehens, um die Prothese, ohne den Boden zu streifen, nach vorne zu bringen, bewirkt.

Dieser Mangel läßt sich an sich durch Verwendung der bekannten meist zweiachsigen sogenannten physiologischen Kniegelenke beheben.

Bekannt ist ferner eine Oberschenkelprothese (»Informationsblatt für Prothesenkonstruktion und -bau«, Moskau, ZNIIPP, 1957, Bd. 2, Seiten 16 bis 19), die ebenfalls einen Oberschenkelrahmen, in derem Inneren sich eine den Oberschenkelstumpf aufnehmende Hülse befindet und den Unterschenkel mit Fuß einschließt, welche aneinander mit Hilfe von zwei Schäkeln angelenkt sind. Diese Schäkel sind an einem Ende mit dem Distalende des Oberschcnkelrahmens gelenkig verbunden und am zweiten an dem Proximalende des Unterschenkels angelenkt, wobei sie ein viergliedriges, polyzentrisches Kniewerk bilden.

Einer der Schäkel tritt mit dem Distalteil des Oberschenkelrahmens in Berührung, wobei er dadurch einen Halter herstellt, der das Kniewerk vor Rückwärtsknickung bewahrt.

Im Vergleich mit der eingangs beschriebenen weist die Prothese dieser Ausführung eine verhältnismäßig hohe Sicherheit gegen Knickung im Kniewerk während der Abstützung auf die Prothese und eine funktioneile Verkürzung der Längengrößen der Prothese bei tteren Hinübertragen über die Stützfläche auf, die die Herstellung einer Prothese mit gleicher Länge wie beim gesunden Bein ermöglicht.

Jedoch sind auch für diese Oberscbenkelprothese mit dem polyzentrischen Kniewerk solche Nachteile kennzeichnend wie Ausfall der geraden und rückführenden Verbindung zwischen den Prothesengliedern und dem Patienten, eine vom Patienten beim Gehen nicht beherrschbare Bewegung des Unterschenkelteils sowie auch nicht ausreichende Sicherheit gegen Knikkung. Diese Oberschenkelprothese, wie auch die mit dem einachsigen Gelenk des Kniewerks, ist mit einer Asymmetrie der Prothesenbewegung gegenüber dem gesunden Bein behaftet.

Bei einer solchen Ausführung einer Oberschenkelprothese wird das als Zugstange ausgeführte Koppelungsglied in vorteilhafter Weise wie folgt verwendet: untere Ende der Zugstange ist an einem Zusatzhebelarm angelenkt, der am Vorderschäkel des viergliedrigen Kniegelenks starr befestigt ist und mit dem genannten Vorderschäkel einen doppelarmigen Hebel bildet, derart, daß der mit der Zugstange verbundene Gelenkteil, Gelenkbolzen od. dgl. oberhalb der Drehachse des Doppelhebels und parallel zu ihr angeordnet ist.

Schließlich ist es zweckmäßig, die Zugstange bezüglich der Stumpfaufnahmehülse in Richtung der Streckung der Prothese durch eine Feder od. dgl. zu belasten.

Das Gehen auf Oberschenkelprothesen nach der Erfindung wird von einem minimalen Aufwand .der inneren Energie des Patienten begleitet, während die

¹S Bewegungskenngrößen der Proihesenglieder mit solchen der Glieder des gesunden Beines weitgehend übereinstimmen, unabhängig davon, wie der Rhythmus und Charakter des Gehens sind.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine orfindungsgemäße Oberschenkelprothese mit einachsigem Kniegelenk in schematischer Darstellung,

Fig. 2 dieselbe in einer der dynamischen Stellungen,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Oberschenkelprothese mit Viergliedwerk der Kniegruppe

Fig. 4 dieselbe in einer der dynamischen Stellungen.

Die Oberschenkelprothese enthält eine Stumpfaufnahmehülse 1 (Fig. 1, 2), in der ein stumpfaufnehmender Hohlraum ausgespart ist, und einen Oberschenkelrahmen 2, die beide miteinander durch zwei Gelenke 3 verbunden sind, die an der Medial- bzw. Lateralseite der Stumpf auf nahmehülse 1 liegen, sowie einen Unterschenkel 4 mit dem Fuß.

Eine ideale Anordnungsstelle der Gelenke 3 an der Stumpfaufnahmehülse 1 wäre die Höhe des natürlichen Hüftgelenks. Bei Herstellung der Prothesen ist die optimale Anordnungsstelle der Gelenke 3 die Höhe des Proximalrandes der Stumpf auf nahmehülse 1 an deren Medialseite. Werden als Gelenke 3 sphärische Lager oder Lager mit schwimmendem In-

♦5 nenring eingebaut, so kann das Gelenk 3 auf der Lateralseite über der Anordnungshöhe des Gelenks 3 auf der Medialseite der Stumpfaufnahmehülse 1 angeordnet werden.

Der Oberschenkelrahmen 2 ist mit dem Unter schenkel 4 durch ein einachsiges Gelenk 5 verbunden, das eben das Kniewerk der Prothese darstellt. Die Stumpfaufnahmehülse 1, des Oberschenkelrahmens 2,das Einachsgelenk Sund der Unterschenkel 4 mit dem Fuß bilden das Traggerüst der Beinprothese.

Die Stumpf aufnahmehülse 1 weist in ihrem Distal teil ein Gelenk 6 auf, mit dem an sie mit ihrem einen Ende eine Zugstange 7 angelenkt ist, und eine Ausnehmung zur Unterbringung eines Dämpfers 8. Der Unterschenkel 4 ist in seinem Proxhnalteil an der Hinterfläche mit einem Zusatzhebel 9 versehen, der mit dem Unterschenkel 4 einen Doppelhebel bildet. Am Zusatzhebel 9 wird durch ein Gelenk 10a das zweite Ende der Zugstange 7 befestigt.

An Stelle der Zugstange 7 können zur Verbindung

des Distalendes der Stumpfaufnahmehülse 1 mit dem Proximalende des Unterschenkels 4 auch andere kinematische Paare, beispielsweise eine Verzahnung (in der Zeichnung nicht angedeutet) 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.

Der Oberschenkelrahmen 2 ist mit einem Halter 11 versehen, der mit einem Dämpfer 12, welcher im Proximalteil des Unterschenkels 4 eingebaut ist und die Rückwärtsknickung der Kniegruppe verhütet, zusammenwirkt.

Zur Vergrößerung seiner Steifigkeit ist der Ober- ¹S schenkelrahmen 2 mit einem Halbring 13 bestückt, der gleichzeitig auch die Funktion eines Bewegungsbegrenzers der Stumpfaufnahmehülse 1 bei ihrer Rückwärtsschwenkung gegenüber dem Oberschenkelrahmen 2 erfüllt. Das Prothesengerüst ist von ^zo außen mit einem elastischen Material überzogen, dessen Form und Abmessungen dem gesunden Bein, ähneln.

Die Oberschenkelprothese kann auch eine Kniegruppe besitzen, die zwei Gelenkschäkel 14 und 15 (Fig. 3,4) enthält, die mit dem Obcrschenkelrahmen 16 und dem Unterschenkel 17 ein Viergliedwerk der Kniegruppe bilden. Die Stumpfaufnahmehülse 18 dieser Prothesenausführung, in welcher auch der stumpfaufnehmende Hohlraum ausgebildet ist, ist mit dem Oberschenkelrahmen 16 mittels zweier Gelenke

19 verbunden, die den Gelenken 3 der in Fig. 1 und Fig. 2 wiedergegebenen Oberschenkelprothese entsprechen.

Der Vorderschäkel 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 21 angelenkt.

Die Stumpfaufnahmehülse 18, der Oberschenkelrahmen 16, der Vorderschäkel 14 mit dem Zusatzhebelarm 20, der Hinterschäkel 15 und der Unterschenkel 17 mit dem Fuß stellen das Traggerüst der Prothese dar.

Am Vorderschäkel 14 des Viergliedwerkes der Kniegruppe ist ein Halter 22 vorhanden, der mit einem Dämpfer 23 an dem Oberschenkelrahmen 16 zusammenwirkt und zur Verhütung der Rückwärtsknik- kung 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. 1) beim Anpassen der Prothese nachgestellt werden.

Der Oberschenkelrahmen 16 (Fig. 3) enthält einen Halbring 25, der die Steifheit der Karkasse 16 vergrößert und gleichzeitig zur Bewegungsbegrenzung der Stumpfaufnahmehülse 18 bei ihrer Rückwärtsschwenkung gegenüber dem Oberschenkelrahmen 16 dient.

Bei den Prothesen für Patienten im Kindes- und jungendlichen Alter kann der Unterschenkel 4 (Fig. 1) bzw. 17 (Fig. 3) auch auseinanderschiebbar ausgeführt werden.

Die Befestigung der Prothese am Beinstumpf kann auf jede bekannte Weise, beispielsweise mit Hilfe von Vakuumklappen, Bandagen- oder Gürtelaufhängungen usw. erfolgen.

Die Oberschenkelprothese funktioniert folgendermaßen:

Die Stumpfaufnahmehülse 1 (Fig. 1) kann bei dei Wechselwirkung der aktiven Kräfte des Beinstumpfes, des Eigengewichts von Prothesengliedern und dei Trägheitskräfte beherrschbare Schwenkbewegungen gegenüber dein Oberschenketrahmen 2 mit dem Schwenkmittelpunkt in den Gelenken 3 ausführen.

Die aktiven Krafteinwirkangen des Beinstumpfes sind in ihrer Größe und Richtung veränderlich, und die Kenngrößen dieser aktiven Kräfte stehen untei Kontrolle des zentralen Nervensystems des Patienten Das Eigengewicht der Prothcsenglieder bleibt in jedem betreffenden Fall konstant und demzufolge ist auch das Mavsenträgheitsmoment um die Achse des Kniewerks eine Konstante.

Bei Verschwenkung der Stumpfaufnahmehülse 1 ir Vorwärtsrichtung in der Sagittalebene gegenüber dem Oberschenkelrahmen 2 verleiht deren Distalende dei Zugstange 7 eine Bewegung, die ihrerseits den Unterschenkel 4 in entgegengesetzter, der Biegung der Prothese entsprechender Richtung verschwenkt.

Auf diese Weise ruft jede Verschwenkung dei Stumpfaufnahmehülse 1 in der Sagittalebene eine dieser nach der Größe und Richtung entsprechende Verschwenkung des Unterschenkels 4 hervor.

Mit der Zunahme des Biegewinkels im Knie werk bremst das elastische Glied 10 die Schwenk bewegungen des Unterschenkels 4 und der Stumpf aufnahmehülse 1 ab und speichert die Energie zui Verschwenkung des Unterschenkels 4 in Vorwärts richtung.

Hiernach vollführt der Unterschenkel 4 unter Em wirkung der aktiver. Stumpfkräfte, des elastischer Gliedes 10 und des Eigengewichts der Prothesenglie der eine Verschwenkung in Vorwärtsrichtung, es er folgt eine Streckung des Unterschenkels 4.

Der Dämpfer 8 ermöglicht bei seiner Zusammen wirkung mit dem Unterschenkel 4 eine stoßfreie Be rührung des Halters 11 mit dem Dämpfer 12 wahrem der Streckung der Prothese, wobei der Halter 11 unc der Dämpfer 12 die Stellung des Unterschenkels 4 ge genüber dem Oberschenkelrahmen 2 fixieren um eine Rückwärtsknickung im Kniewerk verhindern Beim Zusammendrücken des Dämpfers 8 findet eint Zusatzverstellung des Distalendes der Stumpfaufnah mehulse 1 in Rückwärtsrichtung statt, was eine zu sätzliche Verschwenkung des Unterschenkels 4 ii Vorwärtsrichtung bewirkt, die eine Biegung der Pro these in der Abstützungsperiode eines Schrittes aus schließt und die Prothese zu einer standfesten, stati sehen Stütze macht, die die Druck- und Biegebela stungen aushalten kann.

Infolge der elastischen Verformung gewinnt de Dämpfer 8 einen Energievorrat, um dann beim Hoch heben der Prothese über der Stützfläche während de nächstfolgenden Schrittperiode diese festgehalten Stellung der Prothese aufschließen zu können. Dies Aufschließung der fixierten Prothesenstellung erfolg unter Zusammenwirken der aktiven Stumpfkräfte un< der elastischen Kräfte des Dämpfers 8 bei kleinst möglichem Verbrauch an innerer Energie des Patien ten.

Auf diese Weise steht der Patient in aktiver Wech

selwirkung mit der Stumpfaufnahmehülse 1 und bringt über den Oberschenkelrahmen 2, die Zugstange 7 und das elastische Glied 10 die gerade Verbindung mit dem Kniewerk der Prothese zustande und beherrscht beim Gehen die Bewegung des Unterschenkelteils der Prothese - des Unterschenkels 4 mit dem Fuß, was ihm die Möglichkeit bietet, 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 - eine Art Rückkoppelung - findet durch Einwirkung der Stumpfaufnahmehülse, deren Stellung einer bestimmten Stellung des Kniewerks entspricht, auf den Beinstumpf des Patienten statt.

Das Kniewerk dieser Prothese bewirkt eine Vergrößerung der funktioneilen 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 muß.

Durch diesen Umstand nimmt der Verbrauch an innerer Energie des Patienten beim Heben des Eigengewichtes zu und es wird gewissermaßen die Schönheit des Gehens verletzt infolge beim Gehen hervorgerufener, im Vergleich mit dem Normalzustand größerer Schwankungen des Patientenkörpers in der Vertikalebene; jedoch erfordert die in der beschriebenen Oberschenkelprothese erreichte große Sicherheit und Stabilität im Kniewerk immer noch einen minimalen Verbrauch an innerer Energie des Patienten beim Gehen, wodurch diese Prothese sich auch für Patienten im Kindes- und Greisenalter sowie mit schwacher Körperkondition und Gesundheit empfiehlt.

Schwenkt nun die Stumpfaufnahmehülse 18 der in Fig. 3 und 4 abgebildeten Oberschenkelprothese gegenüber dem Oberschenkelrahmen 16 in Vorwärtsrichtung, so veischwenkt 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 Hinterschäkels 17 und eine Biegung der Prothese im Kniewerk stattfinden.

Auf diese Weise ruft die Verschwenkung der Stumpfaufnahmehülse 18 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 nachfolgenden Verschwenkung des Unterschenkels 17 und des Vorderschäkels 14 in umgekehrter (Vorwärts-)Richtung. Durch das elastische Glied 24 wird auch die Stoßfreiheit der Verschwenkung des Unterschenkels 17 in der abschließenden Etappe des Prothesenzusammenbiegens gesichert sowie ein rechtzeitiger Kraftiinpuls zur umgekehrten Unterschenkelverschwenkung in Vorwärtsrichrung gegenüber dem Oberschenkelrahmen 16 erreicht.

Der Dämpfer 23 wirkt in der Endphase des Prothesenauseinanderbiegens mit dem Halter 22 zusammen und ermöglicht somit ein stoßfreies Inkontakttrcten des Unterschenkels 17 mit dem Oberschenkelrahmen 16 sowie fixiert die Stellung des Unterschenkels 17 gegenüber dem Rahmen 16, wodurch eine Rückwärtsknickung im Kniewerk verhindert wird.

Vom Maß des Zusammendrückens des Dämpfers 23 hängt auch die Bewegung des Distalendes der Stumpfaufnahmehülse 18 in Rückwärtsrichtung ab. Dabei sichern die optimalen Winkelverhältnisse zwischen der Stumpfaufnahmehülse 18, der Zugstange 21 und dem Vorderschäkel 14 eine stabile Feststellung des Kniewerks bei der abstützenden Schrittphase und

*5 machen die Prothese zu einer standfesten Stütze, welche die jeweiligen Druck- und Biegebelastungen aufnehmen kann.

Infolge der elastischen Verformung gewinnt der Dämpfer 23 einen Energievorrat, um dann die er-

^aü reichte stabile Feststellung des Kniewerks im Augenblick des l'rothesenhebens über der Stützfläche (in der Endphase des Schrittes) zwecks rechtzeitiger Durchführung des nächsten Schrittvorganges aufzuschließen oder zu öffnen.

^a5 Die Aufschließung der stabilen Feststellung des Gelenkwerkes 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 Kniewerks dieser Oberschenkelprothese ermöglicht auch eine selbsttätige funktioneile Verkürzung der Längengrößen der Prothese während des Prothesenübertragens über der Stützfläche. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Prothese in ihrer Länge dem gesunden Bein anzupassen.

Die Gleichheit der Längen bewirkt eine Verkleinerung des Schwankungsausschlages des Gesamtschwerpunktes des Patienten in der Vertikalebene, wodurch der Verbrauch an innerer Energie des Patienten zum Heben seines Eigengewichtes beim Gehen entfällt.

Dabei wirkt der Patient aktiv auf die Stumpfaufnahmehülse 18 ein und bringt weiter über die Zugstange 21 und den Vorderschäkel 14 eine direkte Verbindung mit dem Kniewerk zustande. Er beherrscht dadurch die Bewegungen des Unterschenkelteils der Prothese einschließlich des Fußteils beim Gehen, die er in Abhängigkeit vom Rhythmus und Charakter seiner eigenen Gangart dem Bewegungsablauf des gesunden Beins annähern kann.

Durch mechanische Einwirkungen treffen am Beinstumpf des Patienten Signale über das Arbeitsverhalten des Kniewerks ein, was die rückfuhrende Verbindung - eine Art Rückkoppelung - der künstlichen Extremität mit bzw. zum lebenden Organismus bedeutet.

Die erfindungsgemäße Oberschenkelprothese kann den Patienten aller Altersgruppen männlichen und weiblichen Geschlechts unabhängig von ihrem Ge sundheitszustand unter Berücksichtigung der medizinischen Faktoren empfohlen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Hülse und einen Unterschenkel mit Fuß umfaßt, der Patentansprüche: mit dem Oberschenkelrahmen mittels eines Knie- werks mit nur einem Bewegungsfreiheitsgrad verbun-

1.Oberschenkelprothese, die einen Oberschen- den ist, das mit einem seine Rückwärtsknickung sikelrahmen mit einer in seinem Inneren befindü- 5 chernden Halter versehen ist. chen stumpfaufnehmenden Hülse und einen Un- Eine solche Prothese ist z. B. in der US-PS

terschenkel mit Fuß umfaßt, der mit dem 3316558 beschrieben.

Oberschenkelrahmen mittels eines Kniewerks mit Bei dieser bekannten Prothese besteht jedoch - wie

nur einem Bewgungsfreiheitsgrad verbunden ist, übrigens bei Oberschenkelprothesen allgemein das mit einem seine Rückwärtsknickung sichern- " keine Möglichkeit einer Relativbewegung zwischen den Halter versehen ist, dadurch gekenn- dem Oberschenkelrahmen und der in seinem Inneren zeichnet, daß die Stumpf aufnahmehülse (1,18) befindlichen stumpf auf nehmenden Hülse; beide f üh in dem Oberschenkelrahmen (2,16) gelenkig und ren gemeinsame vom Oberschenkelstumpf bestimmte dieser gegenüber in der Sagittalebene ver- Bewegungen aus. Das Distalende des Oberschenkelschwenkbar befestigt ist, und die Gelenkverbin- »5 rahmens ist mit dem Proximalende des Unterschendungen (3,19) der Hülse in ihrer Medial- und an kels mittels eines einachsigen Gelenkes verbunden, ihrer Lateralseite in der Höhe ihres Proximalran- das ein Kniewerk mit nur einem einzigen Bewegungsdes liegen und die Gelenkachsen parallel zu der freiheitsgrad und mit einer passiven Verbindung zwidurch die beiden natürlichen Hüftgelenke des sehen dem Oberschenkelrahmen und dem Unter-Prothesenträgers gelegten Horizontalachse ver- »° schenkel darstellt. Das Distalende des Unterschenkels laufen, und daß zwischen dem unteren Teil der ist mit dem Fuß verbunden und bildet somit den Un-Stumpfhülse (1, 18) und einem oberhalb der terschenkelteil der Prothese. Das Kniewerk enthält Knieschwenkachse liegenden Bereich des Unter- einen Halter, der die Kniegruppe vor einem Rückschenkelteils (4, 17) ein Koppelungselement (7, wärtsknicken sichert. Damit beim Gehen die 21) derart angeordnet ist, daß eine Vorwärts- ^a5 Schwenkbewegung des Unterschenkelteils sichergeschwenkung der Stumpfhülse (1, 18) gegenüber stellt wird, kann die Prothese mit einer Unterschendem Oberschenkelrahmen (2, 16) eine Rück- kelaufklappvorrichtung versehen sein, beispielsweise wärtsschwenkung des Unterschenkelteils bewirkt. mit einem Gummizugstreifen oder einem den Unter-

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schenkel aufklappenden Federwerk jeder bekannten zeichnet, daß das Koppelungsglied (7, 21) eine 3° Ausführung.

Zugstange ist, die mit ihrem oberen Ende an das Im System »Patient-Prothese« stellt diese Konuntere Hülsenende und mit ihrem unteren Ende struktion der Oberschenkelprothese ein Werk oder an das obere Ende des Unterschenkelteils gelenkig Gelenk mit zwei Bewegungsfreiheitsgraden, d. h. ein angeschlossen ist. ebenes Doppelpendel dar, das aus den physikalischen

3. Prothese nach Anspruch 1, bei der das Knie- 35 Pendeln des Oberschenkel- bzw. Unterschenkelteils werk ein einachsiges, den Oberschenkelrahmen besteht.

und den Unterschenkelteil veibindendes Gelenk Die Pendelbewegungen des Oberschenkelteils (des

darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Oberschenkelrahmens) in der Sagittalebene um eine

Ende der Zugstange (7) an einem Zusatzhebelarm unbewegliche waagerechte Achse, die durch den Mit-

(9) angelenkt ist, der am Unterschenkelteil (4) 40 telpunkt des Hüftgelenk-Kopfes tauft, vollziehen sich

starr befestigt ist und dessen mit der Zugstange unter Einwirkung von aktiven Kräften des Bein-

veirbundener Gelenkteil (10a) oberhalb des Knie- stumpfes, die an dem Oberschenkelrahmen (an der

gelenkes (5) mit zu ihm paralleler Achse angeord- Wandung der stumpfaufnehmenden Hülse) angreifen,

net ist. und unter dessen Eigengewicht. Die Häufigkeit und

4. Prothese nach Anspruch 2, bei der das Knie- 45 der Ausschlag dieser Pendelungen stehen unter Konwerk zwei mit dem Oberschenkelrahmen (16) und trolle des zentralen Nervensystems des Patienten, dem Unterschenkelteil ein Viergliedwerk bil- Die Pendelbewegungen des Unterschenkels in der dende Gelenkschäkel enthält, dadurch gekenn- Sagittalebene bezüglich der durch die Achsenmitten zeichnet, daß das untere Ende der Zugstange (21) vom Gelenk des Kniewerks laufenden waagerechten an einem Zusatzhebelarm (20) angelenkt ist, der 5° Achse entstehen unter Einwirkung von infolge der am Vorderschäkel (14) des viergliedrigen Kniege- Schwenkbewegung der Gelenkachse des Kniewerks lenks starr befestigt ist und mit dem genannten auftretenden Trägheitskräften und unter der Wirkung Vorderschäkel (14) einen doppelarmigen Hebel des Eigengewichts sowie der elastischen Kräfte der (14,20) bildet, derart, daß der mit der Zugstange Unterschenkelaufklappvorrichtung.

verbundene Gelenkteil, Gelenkbolzen od. dgl. 55 Die Zeitdauer und der Ausschlag der Unterschenoberhalb der Drehachse des Doppelhebels und kelpendelungen in bezug auf den Oberschenkelrahparallel zu ihr angeordnet ist. men können jedoch nicht im erforderlichen Maße

5. Prothese nach Anspruch 2, dadurch gekenn- durch das zentrale Nervensystem des Patienten konzeichnet, daß die Zugstange (7, 21) bezüglich der trolliert und gesteuert werden. Stumpfaufnahmehülse (1, 18) in Richtung der ⁶° Die bekannte Prothese ist auch dadurch nachteilig, Streckung der Prothese federbelastet ist. daß in dieser eine passive Verbindung zwischen dem

Oberschenkelrahmen und dem Unterschenkel be-