DE2505938A1

DE2505938A1 - Kuenstliches bein

Info

Publication number: DE2505938A1
Application number: DE19752505938
Authority: DE
Inventors: Willem Zevering
Original assignee: STICHTING REVALIDATIE INSTITUUT MUIDERPOORT
Current assignee: STICHTING REVALIDATIE INSTITUUT MUIDERPOORT
Priority date: 1974-02-20
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1975-08-28
Also published as: US3928873A; AT336773B; JPS50118594A; DD116394A5; NL7402290A; IT1030187B; GB1462565A; ATA102175A; NL148231B

Description

Künstliches Bein

Die Erfindung betrifft ein künstliches Bein mit einem Schacht zur Aufnahme eines durch das natürliche Oberbein gebildeten Stumpfes, wobei das untere Jlnde des Schachtes mit einer gekrümmten, schräg nach hinten gerichteten Führungsbahn verbunden ist, worauf ein gekrüriMter» mit einem künstlichen, einen Fuss tragenden Unterbein verbundener 3ohLitten, verschiebbar gelagert ist, der zusammen mit ■1er Führungsbahn ein künstliches Kniegelenk bildet.

Die bekannten künstlichen Beine haben den Hachteil, dass sie praktisch nur Verwendung finden in Fällen wo das Bein am Oberbein, d.h. über deir. Kniegelenk amputiert ist.

Im Vergleich zu einer solchen Amputation über dem Knie hat eine Amputation des TJnterbeines im Kniegelenk im Zusammenhang mit einem künstlichen Bein den Vorteil eines langen Stiimpfes, der eine sehr stabile Verbindung zwischen dem Stumpf und dem Schacht des künstlichen Beines ermöglicht, während die Muskulatur des Oberbeines vollständig erhalten bleibt, so dass diese Muskulatur ihre natürliche Wirkung beibehält. Aussex'dem kann das natürliche Ende des Oberschenkelknochens senkrecht belastet werden, im Gegensatz zu dem scharfen Ende eines durchgesägten Oberschenkelknochens, während es auch eine grössere und stärkere Tragfläche bildet. Eine Amputation des Unterbeines im Kniegelenk hat aber den Nachteil, dass es besondex's schwierig L3t, ein künstliches Bein mit einem künstlichen Kniegelenk aus-" z-uz'üsten, dessen Drehpunkt auf der richtigen Höhe liegt, d.h. auf gleicher Höhe mit dem Drehpunkt des ursprünglichen, natürlichen Kniegelenkes. Weil das künstliche Kniegelenk unterhalb des unteren Ende des Schachtes liegen muss, wird der Drehpunkt dieses Gelenkes in einem ziemlich pressen Abstand unter dem Ende des Oberschenkelknochens liegen, während der natürliche Drehpunkt gerade oberhalb des Oberschenkelknochenendes liegt. Dieser Abstand wird abgesehen von der

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Wandstärke des Schachtes bestimmt von den Abmessungen des künstlichen Kniegelenkes. Bei einer Amputation über dem Knie, wird das Ober"bein in der Praxis ungefähr 12 Zentimeter über dem Knie amputiert, damit der Drehpunkt des künstlichen Gelenkes auf die nabürliche Höhe gebracht werden kann. Wenn der Drehpunkt des künstlichen Gelenkes nicht mit dem natürlichen Drehpunkt zusammenfällt, wird das Gehen von der unnatürlichen Schwenkbewegung des künstlichen Unterbeines erschwert, während das künstliche Bein vor allem beim Sitzen ein besonders auffallendes, unästhetisches Ansehen bieteb, was kosmetisch gesehen nicht akzeptabel und für den Gebraucher äusserst unangenehm ist.

Verschiedene Vorschläge mit dem Zweck eine Lösung für das beschriebene Problem zu finden, haben zu keinen befriedigenden Resultaten geführt. Keines der dabei entwickelten künstlichen Beine hat ein natürlich funktionierendes Kniegelenk, während sie ferner den Nachteil haben dass sie zu kompliziert, zu schwer oder ungenügend stark sind. Aus diesen Gründen wird eine Amputation des Unterbeines im Kniegelenk, trotz der beschriebenen Vorteile und der einfachen Operationstechnik, in der Praxis selten oder nie durchgeführt.

Die Erfindung hat zum Ziel, ein künstliches Bein zu verschaffen mit einem künstlichen Kniegelenk, dessen Drehpunkt weitgehend mit dem des natürlichen Kniegelenkes zusammenfällt, das die physiologischen Bewegungen des natürlichen Knies genau simuliert und das ausserdem einfacher Konstruktion und besonders robust ist.

Erfindungsgemäss wird dieses Ziel bei einem künstlichen Bein der anfangsbeschriebenen Art dadurch erreicht, dass das untere Ende des Schachtes kugelförmig ausgebildet ist mit einem Radius der grosser ist als der Radius der zylindrisch ausgeführten Führungsbahn, wobei die Führungsbahn auf der Aussenseite eines sichelförmigen Trägers befestigt ist, dessen Innenfläche einen Krüinmungsradius hat, der dem Radius des unteren Endes des Schachtes entspricht, während der Träger anschliessend an das untere Ende des Schachtes befestigt und derart dimensioniert ist, dass die Achse der Führungsbahn innerhalb des Schachtes und sowohl unter als auch hinter dem Mittelpunkt des unteren Endes des Schachtes liegt, und wobei das Unterbein ausschliesslich von dem Schlitten getragen wird, dies alles derart,

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dass das künstliche Bein im Falle wo das natürliche Unterbein im Kniegelenk anputiert ist, verwendet werden kann. Dadurch wird erreicht, dass der Drehpunkt des künstlichen Kniegelenkes genau mit dem des natürlichen Fnies zusammenfällt, während ausserdem, im gestreckten Zustand des Beines, die Achse des Unterbeines nicht durch den Mittelpunkt des Schachtendes .^eht. Letzteres ist besonders wichtig. Falls nämlich im gestreckten Zustand des Beines die Arbeitslinie der von dem belasteten TJnterbein auf das untere Ende des Schachtes ausgeübten Kraft den Mittelpunkt des Schachtendes schneidet, was, wenn die Führungsbahn und das untere Ende des Schachtes konzentrisch sind, unvermeidlich wäre, befindet sich der Schlitten in einer labilen Gleichgewichtslage, in welcher Lage die Neigung des Schlittens sich der Fülirungsbahn entlang zu verschieben, in beiden Richtungen gleich gross ist, so dass eine beträchtliche Gefahr besteht, dass das Kniegelenk in der falschen Richtung abgebogen wird. Beim künstlichen Bein gemäss der Erfindung ist aufgrund der beschriebenen Exzentrizität die Neigung des Schlittens um sich in der mit der natürlichen Abbiegung des Knies übereinstimmenden Richtung zu verschieben, weitaus grosser. Ausserdem wird bei dem künstlichen Bein gemäss der Erfindung in abgebogenem Zustand eine relative Verkürzung des Beines erzielt, wie es auch bei dem natürlichen Kniegelenk der Fall ist und was verhindert, dass der Fuss beim Gehen während dem Vorwärtsschwenken des Unterbeines den Boden berührt.

Die Anwendung des sichelförmigen Tragsegiaentes hat den wichtigen Vorteil, dass unabhängig vom Alter und von der Grosse des Benutzers die Abmessungen, die Form und der Krümmungsradius der Führungsbahn und damit auch des Schlittens immer dieselben sind, wobei lediglich die Innenfläche des Tragsegmentes an die Form und die Abmessungen des Schachtes angepasst werden müssen. Dies bedeutet selbstverständlich eine wichtige Vereinfachung der Herstellung des künstlichen Beines, was auch eine Verminderung der Herstellungskosten mit sich bringt. In der Ausführung wobei das Kniegelenk bei Belastung des Unterbeines von einem Bremsbelag blockiert wird, ist es zweckmässig, dass die Führungsbahn als eine Führungsschiene mit T-förmigem Durchschnitt ausgeführt ist, wobei der Schlitten mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen ist, in welche die Führungsschiene mit

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solchem Spiel aufgenommen ist, dass der Schlitten in unbelastetem Zustand des Unterbeines verschiebbar von den Planschen der Führungsschiene getragen wird, während die Führungsschiene in belasteten Zustand auf einen am Boden der Ausnehmung befestigten Bremsbelag aufgedruckt wird.

Bei einer Ausführungsform, wobei der eine Teil des Kniegelenkes mit einem, in einen Führungsnut des anderen Teiles eingreifenden Hocken versehen ist, ist es von Vorteil, falls der Nocken am Boden der Ausnehmung des Schlittens placiert ist, während der Führungsnut in der Unterfläche der Führungsschiene vorgesehen ist.

Schliesslich ist es zweckmässig, die Führungsschiene an der Unterseite mit einer verschlexssfesten Verkleidung zu versehen.

Die Erfindung wird näher erklärt anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel darstellen.

Figur 1. zeigt ein künstliches Bein gemäss der Erfindung in Seitenansicht, Figur 2 zeigt einen Schnitt gemäss der Linie H-II in der Figur 1.

Das in den Zeichnungen dargestellte künstliche Bein besteht aus einem Schacht 1 zur Aufnahme des, nach dem Amputieren des Unterbeines im Kniegelenk gebildeten Stumpfes 2, welcher Schacht durch ein noch näher zu beschreibendes, künstliches Kniegelenk schar?iierend mit einem künstlichen, mit einem Fuss 3 versehenen Unterbein 4 verbunden ist.

Der Mittelpunkt des kugelförmigen unteren Endes des Schachtes 1 ist in der Figur 1 mit 5 angegeben und liegt über dem Ende des Oberschenkelknochens 6. Der Schacht 1 ist an die Form des Stumpfes angepasst und an der Innenseite mit einem weichen Material 7 verkleidet, so dass das untere Ende des Stumpfes, das von Hautlappen, die um das Ende des Schenkelknochens 6 gewickelt sind, gebildet wird, allseitig unterstützt wird.

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Das künstliche Kniegelenk des Beines besteht aus einer gebogenen Führuiif^fjaohiene 8 nib T-förmigem Querschnitt, der die Aussenf lache eines sichelförmigen. Tragsegmentes 9 bildet, das auf dem unteren Ende des ''joaaoiitea 1 befestLyt ist, und aus einem verschiebbar auf der Führungsschiene 8 gelagerten Schlitten iO, der das Unterbein 4 trägt. Um eiae widerstandsfähige Befestigung des Segmentes auf dem Schacht i zu era i al en ist eine 3tütap Latte. 1 i in das unteren Ende des Schachtes 1 eingearbeitet.

Die Führungsschiene 8 hat einen fersten Krüianiungsradium, wobei das Krümmungsmittelpunkb 12 der Führungsschiene nicht mit dem Mittelpunkt 5 des Unterendes des Schachtes 1 zusammenfällt, sondern in einem Abstand unter und hinter diesem Mittelpunkt 5 liegt. Der Krümmungsradius der Innenfläche des Tragsegmentes 9 ist an den Krümmungsradius des ochac htes i angepasst, wobei der noch freibleibende Zwischenraum zwischen dem Segment 9 und dem unteren Ende des Schachtes mit einem Füllmaterial 13 ausgefüllt ist.

Infolge der Exzentrizität des Tragsegmentes wird einerseits dafür . gesorgt, dass der Schlitten 10, in belastetem Zustand des Beines, sich mit Vorliebe in der mit der natürlichen Biegung des Knies übereinstimmenden Richtung, und zwar nach hinten der Führungsschiene 8 entlang verschieben wird, während andererseits der Scharnierpunkt des künstlichen Kniegelenkes, der mit dem Krümungsmittelpunkt 12 zusammenfällt, in der Nähe des Oberschenkelknochenendes 6 zu liegen kommt, ganz in Uebereinstimmung mit dem Scharnierpunkt eines natürlichen Kniegelenkes.

Der Schlitten 10 besitzt eine T-förmige Ausnehmung, in welche die Führungsschiene 8 mit einigem Spiel aufgenommen ist, so dass in unbelastetem Zustand des Beines der Schlitten 10 von den Flanschen der Führungsschiene 8 getragen wird und sich beim Aufschwenken des Beines der Schiene entlang verschieben kann. Auf dem Boden der Ausnehmung des Schlittens sind Bremsbeläge 14 vorgesehen, wobei die eventuell mit einem verschleissfesten Material 15 verkleidete Unterseite der Schiene 8 in belastetem Zustand des Beines auf die Bremsbeläge 14 aufgepresst wird, wodurch eine Verschiebung des Schlittens 10 entlang der Führungsschiene 8 verhindert wird.

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Auf dem Boden der Ausnehmung des Schlittens 10 ist ein nach oben vorstehender Hocken 16 vorgesehen, welcher verschiebbar in eine
in der Unterseite der Führungsschiene 8 ausgebildeten Tragnut aufgenommen 13t und dient für die Aufnahme der seitwärts auf das Kniegelenk ausgeübten Kräfte und zur Verhinderung von Rotation des Unterbeines 4· Die Führungsschiene ist ferner an der Vorderseite mit einem Anschlag 18 für den Schlitten 10 ausgerüstet, der beim Aufwärtsschwenken des Beines eine Ueberstreckung verhindert.

Das Unterbein 4 hat eine BefestigungspLatte 19» die auf dem Schlitten festgeschraubt ist. Der Schacht 1 ist ebenfalls mit Hilfe von Schrauben fest mit dem Tragsegment 9 verbunden. Dadurch dans das Tragsegment an der Innenseite an die Form des kugelförmigen Endes
des Schachtes angepasst ist, kann das Segment genau in die
gewünschte Lage bezüglich des Schachtes gebracht werden.

Vorzugsweise ist das Tragsegment aus einem Kunstoffmaterial hergestellt, so dass das künstliche Bein den Vorteil eines geringen Gewichtes hat.

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Claims

Ansprüche:

1. Künstliches Bein mit einem Schacht zur Aufnahme eines durch das natürliche Oberbein g-ebildeten Stumpfes, wobei das untere Ende des Schachtes mit einer gekrümmten, sei rag- nach hinten gerichteten -Führungsbahn verbunden ist, worauf ein gekrümmter, mit einem künstlichen, einen Fuss tragenden Unterbein verbundener Schlitten verschiebbar ge-, lagert ist, der zusammen mit der Führungsbahn ein künstliches Kniegelenk bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Schachtes kugelförmig ausgebildet ist mit einem Eadius, der grosser ist als der Eadius der zylindrisch ausgeführten Führungsbahn, wobei.die Führungsbahn auf der Aussenseite eines sichelförmigen Trägers befes- ■ tigt ist, dessen Innenfläche einen Krümmungsradius hat, der dem Eadius des unteren Endes des Schachtes entspricht, während der Träger anschliessend an das untere Ende des Schachtes befestigt und derart dimensioniert ist, dass die Achse der Führungsbahn innerhalb des Schachtes und sowohl unter als auch hinter dem Mittelpunkt des unteren Endes des Schachtes liegt, und wobei das Unterbein ausschliesslich von dem Schlitten getragen wird, dies alles derart dass das künstliche Bein im Falle wo das natürliche TJnterbein im Kniegelenk amputiert ist, verwendet werden kann.

2. Kunstliches Bein gemäss Anspruch 1, wobei das Kniegelenk bei Belastung des Unterbeines von einem Bremsbelag blockiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn als eine Führungsschiene mit T-förmigem Durchschnitt ausgeführt ist, wobei der Schlitten mit einer entsprechenden Ausnehmung versehen ist, in welche die Führungsschiene mit solchem Spiel aufgenommen ist, dass der Schlitten in unbelastetem Zustand des Unterbeines verschiebbar von den Flanschen der Führungsschiene getragen wird, während die Führungsschiene in belastetem Zustand auf einen am Boden der Ausnehmung befestigten Bremsbelag aufgedruckt wird.

3· Künstliches Bein nach dem Anspruch 2, wobei eines der Kniegelenkteile mit einem Nocken versehen ist, der in einer Nut des anderen Teiles läuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken am Boden der Ausnehmung des Schlittens placiert ist, während die Führungsnut in der Unterfläehe der Führungsschiene vorgesehen ist.

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4. Künstliches Bein nach dem Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene an dem unteren Ende mit einer verschleissfesten Verkleidung versehen ist.

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