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Warnvorrichtung für Belastung mit einem Teilgewicht Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtumg, welche einem Patienten die Belastung seines Fusses mit
einem Teil seines Gewichtes gestattet, ihn jedoch bei Belastung des Fusses; mit
wenigstens einem vorbestimmten Gewicht warnt, insbesondere als Hilfe während der
Rekonvaleszenz..
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Es gibt viele Situationen, in denen ein Patient fortlaufend und in
steter Wiederholung sein Bein oder seinen Fuß zur Beschleunigung
des
Heilungsprozesses mit einem bestimmten Teil seines Gewichtes belasten soll. Es ist
jedoch meistens wichtig, daß ein zweiter bestimmter ert des Gewichts auf dem Fuß
nicht überschritten wird, da dies der Wiederherstellung oder Verletzung Schaden
zufügen konnte.
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Eine solche Situation ist beispielsweise eine Rekenvaleszenzzeit nach
einer eine Form verwendenden arthroplastischen Wiederherstellung des Kopfes des
Oberschenkelknochens mit einer Vitalliumpfanne bzw. einem Vitalliumkugelgelenk in
der Hüfte. Bei dieser Operation erden Kugel und Pfanne getrennt und schadhaftes
oder abgenutztes Material entfernt.
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Eine künstliche Schale wird über der Kugel angebracht, welehe dann
wieder in der Pfanne angeordnet wird. Übungen und Benutzung des Hüftgelenks untcrstützen
die Bildung einer neuen Knorpelschicht durch die Knochen. Eine zu starke Belastung
der Hüfte im frühen Stadium der Rekenvaleszenz kann jedoch die Kugel oder Pfanne
beschädigen. Der Patient erhält deswegen Krücken und die Anweisung, seinen Fuß mit
einem bestimmten Gewichtswert, z. B. ungefähr zwanzig Pfund zu belasten. Damit der
Patient weiß, wieviel zwanzig Pfund sind, ist es üblich, daß der Patient auf eine
Waage steigt oder über eine die Belastung anzeigende Vorrichtung im Laboratorium
schreitet. Der ausgesprochene ITachtcil dabei ist, daß der Patient nach Verlassen
der Waage bzw. des Laboratoriums sein Gewicht nicht mehr prüfen kann und bald die
Einschätzung vergißt oder das Gefühl dafür verliert, wie stark er seinen Fuß bzw.
seine Hüfte tatsächlich belastet, wenn er auf Krücken umhergeht.
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Es ist daher wünschenswert, ein Gerät bzw. eine Einrichtung zu schaffen,
welche dem Patienten zwar gestattet, beim Gel m seinen Fuß bzw. sein Bein mit einem
bestimmten Gewichtswer@ zu belasten, i@n jedoch gleichzeitig bei Überschreitung
eines
vorbestimmten Gewichtswertes benachrichtigt bzw. warnt Die
Vorrichtung soll leicht und betriebssicher und für den Patienten nicht unbequem
sein, da er sie bei jeder Bewegung oder beim Gehen stets mitzuführen oder zu tragen
hat.
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Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung vorzusehen,
welche es einem Patienten ermöglicht, seinen Fuß bzw.
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sein Bein bis zu einem bestimmten Gewichtswert zu belasten, ihn jedoch
bei Überschreiten dieses bestimmten Wertes warnt.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine leichte und für den Benutzer
bequeme Vorrichtung vorzusehen.
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Noch ein Ziel der Erfindung ist es, eine. solche Vorrichtung vorzusehen1
die im Verein mit normalem Schuhwerk zu tragen ist.
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Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Fühleinrichtung 2o,
22 zurn Festellen eines den Fuß 18 belastenden Gewichts mit einer Einrichtung 1C4
-zum Anpassen des von der Fithleinrichtung festgestellten Minimalgewichts an das
vorbestimmte Gewicllt, eine Einrichtung 10 zum Festhalten der Fühlcinrichtung in
einer vorbestimmten Lage an der Unterseite des Fußes, so daß die Fühleinrichtung
das vorbestimmte Gewicht feststellt, wenn der Patient seinen Fuß damit belastet,
und eine mit der Fühleinrichtung in Wirkverbindung stehende Einrichtung 11 zum Benachrichtigen
des Patienten bei Belastung des Fußes mit dem vorbestimmten Gewicht.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines Ausführungsbeispieles
nadler erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug
genommen ist.
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Fig. ] ist ein seitlicher Schnitt durch die erfindungsgemäß gebaute
Vorrichtung, die mit dem Schuh des Patienten vereinigt ist,
Fig.
2 ist eine Ansieht der Vorrichtung von Fig. 1 nach Linle 2-2 in Fig. 1, und Fig
3 ist ein vergrößerter Teilschnitt eines Bereiches der Vorrichtung von Fig. 2 nach
Linie 5-5 in Fig. 2.
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Nachstehend wrid Bezug auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig.
1 genommen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Fußpolsteranordnung lo
und eine Signalkapsel bzw. Warnvernichtung 11. Fußpolsteranordnung lo und Signalkapsel
11 stehen durch ein Paar flexibler, isolierter elektrischer Dra.'hte 52» 54 in Wirkverbindung.
Die Fußpolsteranordnung lo ist dünn und so geformt, daß sie an die Unterseite des
Schuhes 12 des Patienten passt bzw. mit derselben übereinstimmt.
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In Fig. 1 und 2 enthält die Fußpolsteranordnung lo eine dünne Schicht
24 weichen nachgiebigen Materials wie z.B. Schaumgummi und ein Paar druck- bzw.
belastungsempfindlicher Einrichtungen 2c und 22 welche jeweils im Absatz 14 und
Vorderteil 16 des Schuhes 12 angeordnet sind, wenn die Fußpolsteranordnung lo im
Schuh 12 unter dem Fuß 18 des Patienten angeordnet ist. Die Fühleinrichtungen zum
Feststellen der Belastung 20, 22 sind in der Schicht 24 in einer vorbestimmten Anordnung
befestigt, so daß die eine Fühleinrichtung 20 unter der Ferse (os calcis) 62 des
Patienten und die andere Fühleinrichtung 22 unter dem Ballen (den Mittelfußköpfen)
64 des Fußes 18 des Patienten mittenrichtig angeordnet ist.
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In Fig. 5 ist insbesondere im vergrößerten Maßstab die Fühleinrichtung
22 zum Feststellen der Belastung zu sehen. Beide Fühleinrichtungen 20 und 22 zum
Feststellen der Belastung gleichen sich mit der Ausnahme, daß die Fühleinrichtung
22 einen größeren Durchmesser als die Fühleinrichtung 2o besitzt.
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Deshalb genügt es, eine Fühleinrichtung zu beschreiben.
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In der dargestellten Ausführungsform besteht die Fühle inrichtung
zum Feststellen der Belastung aus einer Kontaktanordnung
mit einer
unteren, ebenen, kreisförmigen Metallkontaktplatte 52 und einer ebenen, kreisförmigen
Platte 30. Die Platten 30 und 32 sind dünn und in vertikaler Richtung durch ein
federndes dielektrisches Element 54 auseinandergehalten. In der dargestellten Ausfuhnrngsform
besteht das dieelektrische Element 54 aus einem 0-Ring aus Gummi mit im wesentlichen
rechteckigem Querschnitt. Die beiden Platten 30, 32, und das 0-Ringelement 54 sind
mittenrichtig in Bezug aufeinander angeordnet und besitzen eine gemeinsame vertikale
Achse.
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In der oberen Platte 30 ist eine kreisförmige Öffnung 46 vorgesehen
und eine Gewindemutter 58 z.B. durch eine Schweißnaht oder durch Löten daran angebracht.
Die Mutter 38 ist an der der unteren Platte 52 näheren Seite der oberen Platte 30
und koaxial zu den beiden Platten 30, 32 und dem O-Ring 54 angeordnet Die Mutter
8 erstreckt sich also von der oberen Platte 30 nach unter in die Öffnung 40 des
O-Ringes.34 und in Richtung der unteren Kontaktplat te 32. Die Öffnung 46 ist ebenfalls
koaxial in Bezug auf die Platten 30, )2, den 0-Ring 34 und die Mutter 58 angeordnet
und gestattet daher das Einsetzen einer Stiftschraube 44 durch die obere Platte
30. Die Schraube 44 ist in die Mutter 78 eingeschraubt und kann durch Einschrauben
in die Mutter und Ausschrauben aus derselbon auf die untere Kontaktplatte 52 zu
und von ihr weg bewegt werden. Ein gerundetes unteres Ende bzw. die Kontaktspitze
45 ist an der Stiftschraube 44 vorgesehen, welche die untere Platte 52 in ihrer
Mitte 47 erfasst, wenn die obere Platte 30 und Mutter 58 gemäß den gestrich-elten
Linien in Fig. 7 nach unten gedrückt werden Die Stiftschraube 44 ist so kurz, daß
sie bei Zurückziehen in die Mutter )8 bis zu einem Punkt, an dem nur das Kontaktelement
45 aus dem Boden der Mutter 8 hervorsteht, die Schraube 44 nicht aus der Oberseite
der Fußpolsteranordnung 10 hervoragt.
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Die Fühleinrichtung 22 bzw. 20 zum Feststellen der Belastung ist in
der elastischen Schicht 24 aufgenommen, um die Anordnung der Kontakte in einer vorbestimmten
Lage unter dem Fuß sicherzustellen Der O-Ring 34 ist in einer Öffnung' 56 in der
Schicht 24 angeordnet, iircd die an den entgegengesetzten Seiten des O-Ringres angeordnete
obere und untere Platte, 30 und 52 die Schicht 24 im radial
außerhalb
des O-Ringes 34 gelegenen Bereich etwas zusammendrücken. Die Schicht 24 ist wesentlich
weicher als der O-Ring 34 und bietet der Belastung durch den Fuß im Vergleich zum
O-Ring 34 wenig Widerstand.
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Anschließend wird Bezug auf Fig. 2 und 7 genommen. Ein umsponnener
flexibler Flachdraht 50 erstreckt sieh iiber die Oberseite der Schicht 24 und ist
mit beiden oberen Platten 30 der beiden Kontaktanordnungen 20 und 22 verbunden.
Ein zweiter umsponnener flexibler Flachdraht 48 erstreckt sich über die Unterseite
der Schicht 24 und ist mit beiden unteren Platten 32 in den beiden Kontaktanordnungen
verbunden. Die die Drähte 48 und 50 trennende Schicht 24 ist ein Dielektrikum und
isoliert daher die Drahte 118 und 50. Ein Paar Drähte 52 und 54 sind mit den Drähten
48 und 50 jeweils verbunden und erstrecken sich bis zu der Signalkapsel 11.
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Die komplette, aus Schicht 24 und Kontaktanordnungen 20 und 22 bestehende
Einheit ist an der Oberseite von einer dünnen Materialschicht 26 bedeckt. In dem
Material 26 ist eine Öffnung oberhalb der Stiftschraube 24 in jeder Kontaktanordnung
20, 22 vorgeschen, um eine Verstellung der Stiftschraube 44 zu ermöglichen.
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Eine ähnliche dünne Materialschicht 28 ist an der Unterseite der Schicht
24 und der Kontaktanordnungen 20, 22 vorgesehen.
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Die Materialschichten 26 und 28 sind an der Schicht 24 und jeweils
an den Platten 30 und 32 angeklebt, um die Fußpolsteranordnung 10 als Einheit zusammenzuhalten.
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Anschließend wird Bezug auf Fig. 3 genommen. In der dargestellten
Ausführungsform ist die Signalkapsel 11 bzw. die Warneinrichtung für den Pationten
mit einer hörbaren Warnvorrichtung 60 versehen. Die Signalkapsel il enthält ferner
eine Batterie 56 und einen @h @@@ 58. @@ @terie 56, Rheostat 58 und die W@@nanla@@
@@ @@@@ @@ d@@ @@ @@ der Dr@hte 5@ und 54 gegenüb@r den @@@@ihlen@@ @@@en und @@
in Reihe @@ Schaltet. Ba@-terie 5@, @@@@@ un @@ @@ichtung 60 @ollten klein ges@
@@et @ in @ @@ @ @@hälter ein@ p@sst sein,
der vom Patienten z.B.
in der Tasche bequem getragen werden kann. In der dargestellten Ausführungsform
gibt die Alarmvorrichtung eo eine hörbare Warnung abr jedoch könnte auch jede andere
Einrichtung, z.B. ein Licht zum Warnen des Patienten verwendet werden. Der Rheostat
58 ist vorgesehen, um eine Größenverstellung der Warneinrichtung 60 vornehmen zu
können.
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Wenn die obere Platte 5o auf die untere Platte 52 gedrückt wird, bis
der Kontakt 45 die untere Platte 52 gemäß den gestrichelten Linien in Fig. 5 erfasst,
ist der Stromkreis durch die Kontaktanordnung 20 oder 22, durch Draht 50, Draht
54, Rheostat 58, Warnvorrichtung 60, Batterie 56, Draht 52 und Draht 48 geschlossen
und bewirkt eine hörbare Auslösung der Alarmeinrichtung 6o.
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Der Grad der Belastung, der dazu benötigt wird, die Kontakte spitze
45 die untere Kontaktplatte 52 berühren zu lassen, kann dadurch verstellt werden,
daß die Stiftschraube 44 in die Mutter 38 und aus ihr gedreht und der Abstand zwischen
Kontaktelement 45 und Platte 52 verändert wird. Wenn der Abstand groß ist, ist eine
starke -Belastung nötig, um den O-Ring 54 genügend zusammenzupressen, damit die
Kontaktspitze 45 die Platte 32 berührt. Bei einem kleinen Abstand ist die zum Herstellen
des Kontaktes benötigte Belastung ebenfalls klein, Für die Einstellung der Vorrichtung
wird die Fußpolsteranordnung aus dem Schuh oder Schuhwerk 12 herausgenommen und
auf einen Tisch oder eine ebene Fläche gelegt, Die Stiftschraube 44 in einer Kontaktanordnung
20 oder 22 wird von der unteren Platte 52 weg verstellt, bis der Kopf der Stiftschraube
gleich hoch liegt wir die äußere Fläche der Platte 30. Die Stiftschraube 44 wird
dann in Richtung der unteren Platte 32 verstellt, gerade bis zum Auslösen einer
Warnung, wenn ein dem für den Fuß oder das Bein erlaubten Maximum entsprechendes
Gewicht auf die Kont aktanordnung
gelegt wird. Dieser Vorgang wird
dann mit der anderen Kontaktanordnung wiederholt.
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Anschließend wird die Fußpolsteranordnung lo in den Schuh 12 wieder
eingesetzt. Der Patient bringt seinen Fuß in den Schuh ein und steckt die Signalkapsel
in seine Tasche, wobei sich die Drähte r2 und 54 nach unten zu dem Schuh erstrecken.
Beim Gehen wird das Maximalgewicht sukzessive auf seine Ferse und den Ballen seines
Fußes verlagert, und wenn die vorbestiirmte Begrenzung, in einer der Stellungen
überschritten wird, ertönt sofort der Alarm.
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Es sollte vermerkt werden, daß, obwohl in der dargestellten Ausführungsform
die Erfindung in Bezug auf einen "linken" Schuh gezeigt ist, dieselbe Vorrichtung
für einen "rechten" Schuh verwendet werden kann, indem die Fußpolsteranordnung 10
0 umgekehrt wird. iese umgekehrte Fußpolsterancrdnung passt genau in einen "rechten"
Schuh. Außerdem wird auch einleuchten, daß eine Kreisform der Platten 30, 32 bevorzugt
wird, dieselben jedc genausogut jede andere zweekrnässige ebene Form aufweisen könnten.