DE3501963A1

DE3501963A1 - Beinbewegungsschiene

Info

Publication number: DE3501963A1
Application number: DE19853501963
Authority: DE
Inventors: Herbert 8481 Pirk Argauer
Original assignee: WILDEN KG
Current assignee: WILDEN KG
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1986-07-24

Description

Beinbewegungsschiene

Die Erfindung betrifft eine Beinbewegungsschiene mit einem Basisrahmen, einer Oberschenkelauflage, die einerends mit dem Basisrahmen und anderenends mit einer Unterschenkelauflage in Gelenkverbindung steht, so daß die Ober- und Unterschenkelauflage im wesentlichen in der Hauptbewegungsrichtung des Kniegelenkes verschwenkbar sind, und wenigstens einem in Abstand zur Oberschenkelauflage vorgesehenen Stützarm zur Abstützung der Unterschenkelauflage, der einerends mit der Unterschenkelauflage und anderenends mit dem Basisrahmen in Gelenkverbindung steht.

Derartige Bewegungsschienen dienen zur funktioneilen therapeutischen Behandlung der Gelenke des Beines, insbesondere des Knie- und Hüftgelenkes, z.B. nach operativen Eingriffen.

Eine bekannte Beinbewegungsschiene mit dem vorerwähnten grundsätzlichen Aufbau hat einen auf die Oberschenkelauflage einwirkenden Motorantrieb zur passiven Bewegung des Beines, d.h.einer Bewegung, die unter der Steuerung einer elektronischen Steuereinrichtung nach einem vorgegebenen Schema abläuft. Obschon der konstruktive Aufbau dieser Bewegungsschiene vorteilhaft hinsichtlich einer günstigen Hoheneinstellmoglichkeit des Unterschenkels des Patienten ist, bedeutet die motorische Bewegung der Schiene eine Einschränkung bei der therapeutischen Behandlung. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schiene ist, daß eine Feinanpassung der Schienenaufbauteile an die individuellen Gegebenheiten des Patienten, wenn überhaupt, nur mit größerem Arbeitsaufwand möglich ist.

Aus der DE-PS 20 15 054 ist ferner eine Beinbewegungsschiene

bekannt, bei der der Patient an der Bewegung des Beines, und zwar gegen eine Vorspannkraft aktiv beteiligt ist. Die Vorspannkraft wird durch zwischen der Unterschenkelauflage und dem Basisgestell der Schiene gespannte Expandergurte aufgebracht. Eine individuelle Einstellung der Vorspannkraft ist nicht vorgesehen und würde einen arbeitsintensiven Austausch der Expandergurte bedeuten. Ferner ist die Unterschenkelauflage dergestalt geführt, daß der Unterschenkel in der Beugungs- und Strecklage des Beines in therapeutisch ungünstiger Weise unterhalb des Kniegelenkes zu liegen kommt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beinbewegungsschiene der eingangs erwähnten Gattung mit in der therapeutischen Wirkung und der Handhabung verbesserter Funktion zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens einer der Gelenkverbindungen wenigstens eine an den benachbarten gegeneinander verschwenkbaren Teilen angreifende Vorspannfeder zugeordnet ist. Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Vorspannfeder entweder um eine Torsionsstaboder -schraubenfeder, deren Vorspannkraft eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wenigstens eines der Enden der Vorspannfeder an einem der gegeneinander verschwenkbaren Teile mittels eines demgegenüber positionsveränderbaren Stellelement angreifen. Durch Verlagerung des Stellelementes kann die Vorspannfeder auf jede beliebige für die jweilige therapeutische Behandlung geeignete Vorspannkraft gebracht werden. Obschon ein erfindungsgemäßer Federvorspannmechanismus grundsätzlich an jeder beliebigen oder allen Gelenkverbindungen der Bewegungsschiene vorgesehen werden könnte, ist die Vorspannfeder in therapeutisch vorteilhafter Weise an der Gelenkverbindung zwischen Oberschenkel- und Unterschenkelauflage angeordnet. In an sich bekannter Weise kann

gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auf die Oberschenkelauflage ein translatorisch bewegtes Kraftbetätigungselement zur passiven Bewegung des Beines einwirken. Dabei greift jedoch erfindungsgemäß das Kraftbetätigungselement am z. B. Stegbereich eines im wesentlichen U-förmigen Verbindungsgliedes an, dessen Schenkelbereiche an der Oberschenkelauflage angelenkt sind. Dadurch wird erreicht, daß das Bein auch unabhängig von der durch das Kraftbetätigungselement bewirkten passiven Bewegung gegen eine einstellbare Federvorspannkraft durch den Patienten aktiv bewegt werden kann. Dies bedeutet, daß die Beinbewegungsschiene eine therapeutisch wirksamere Behandlung als die bekannten Anordnungen ermöglicht. Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Auch ohne ausdrückliche Bezugnahme in den Ansprüchen sind neue gezeigte und beschriebene Details der Beinbewegungsschiene erfindungswesentlich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l in perspektivischer Ansicht eine erfindungsgemäß aufgebaute Beinbewegungsschiene in .Beugungsstellung des Beines,

Fig. 2 in teilweiser geschnittener Seitenansicht die Bewegungsschiene nach Fig. 1 in Streckstellung des Beines,

Fig. 3 eine geschnittene fragmentarische Ansicht einer Gelenkverbindung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 einer Gelenkverbindung

gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5A

und 5B perspektivische Teilansichten der Verbindung zwischen Kraftbetätigungselement und Oberschenkelauflage in verschiedenen Betriebsstellungen.

Nach Fig. 1 und 2 umfaßt die Beinbewegungsschiene einen auf der Bettfläche aufstellbaren Basisrahmen oder eine Konsole 6, an der eine allgemein mit 2 bezeichnete Oberschenkelauflage mittels einer Gelenkverbindung 10 befestigt ist, so daß die Oberschenkelauflage 2 in einer im wesentlichen vertikalen Ebene verschwenkt werden kann. Ferner umfaßt die Bewegungsschiene eine allgemein mit 4 bezeichnete Unterschenkelauflage, die über eine Gelenkverbindung 12 mit dem der Konsole 6 abgewandten Ende der Oberschenkelauflage 2 schwenkbeweglich verbunden ist. Die Unterschenkelauflage 4 kann daher in einer vertikalen Ebene bzw. in der Hauptbewegungsebene des Kniegelenkes relativ zur Oberschenkelauflage 2 verschwenkt werden.

In Abstand zur Oberschenkelauflage 2 ist ein Paar querbeabstandter Stützarme 8 vorgesehen, die sich zwischen der Unterschenkelauflage 4 und der Konsole 6 erstrecken und über endseitige Gelenkverbindungen 14, 16 mit der Konsole 6 bzw. der Unterschenkelauflage 4 schwenkbeweglich verbunden sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Beinbewegungsschiene besteht jede Gelenkverbindungen 10, 12, 14, 16 aus querbeabstandeten Gelenkpaarungen entsprechend der holmartigen Ausbildung der zu verbindenden Teile 2, 4, 8.

Die Stützarme 8 halten zusammen mit der Oberschenkelauflage 2 die Unterschenkelauflage 4 so, daß der Unterschenkel des Patienten in der Beugungs- und Strecklage des Beines im

wesentlichen nicht unter eine horizontale Position bzw. unterhalb der Ebene des Kniegelenkes zu liegen kommt. Jeder Stützarm 8 ist längenverstellbar als Teleskoparm, bestehend aus einem mittleren Führungsprofil 24 und beidseitig darin eingesteckten Teleskopschienen 26, ausgebildet (in Fig. 2 ist nur die obere Teleskopschiene 26 gezeigt). Zur Fixierung der herausragenden Länge der Teleskopschienen 26 dienen durch Langlöcher in den Schienen sich erstreckende Klemmschrauben 28, 29. Mittels der unteren Teleskopschiene kann z.B. eine Grobeinstellung der Länge der Stützarme 8 vorgenommen werden, während die oberen Teleskopschienen 26 eine Feinanpassung an die individuellen Verhältnisse des Patienten ermöglichen.

Zum Zwecke eines verwindungsfreien gleichzeitigen Einsteilens der herausragenden Länge der beiden oberen Teleskopschienen 26 der Stützarme 8 kann ferner jedem Stützarm 8 eine auf die obere Teleskopschiene einwirkende, durch eine Verbindungswelle miteinander verknüpfte Zahnstangen/Ritzelanordnung zugeordnet sein, wie sie in Fig. 2 schematisch bei 19 angedeutet ist.

In ähnlicher Weise wie die Stützarme 8 ist das Paar die Auflageschale 20 für den Oberschenkel tragender querbeabstandeter Holme 17 der Oberschenkelauflage 2 ausgebildet, so daß sich die Länge dieser Holme auf die Gegebenheiten des Patienten gezielt anpassen läßt.

Wie dargestellt, kann an der Unterschenkelauflage 4 eine Fußstütze 5 befestigt sein und können Gurte vorgesehen sein, um den Unterschenkel des Patienten fest mit der Unterschenkelauflage zu verbinden.

In der Konsole 6 ist, wie dargestellt, ein Elektromotor 30 in geeigneter Weise befestigt, der ein Kraftbetatigungsele-

ment 32 in Gestalt einer Metallstange oder dgl. hin- und herbewegen kann. Das Kraftbetätigungselement 32 greift an der Auflageschale 20 der Oberschenkelauflage 2 in einer aus Fig. 5A und 5B ersichtlichen Weise an. Mittels des Motors 30 kann daher das Bein des Patienten passiv in gesteuerter Weise ohne Mitwirkung von Hilfspersonal bewegt werden. Das Ausmaß und die Frequenz der passiven Bewegung kann vom Patienten über eine Kabelfernbedienung 40, 42, die in Fig. 1 schematisch angdeutet ist, von Hand eingestellt werden. Da die betreffende Steuerungseinrichtung grundsätzlich einen herkömmlichen Aufbau hat, braucht hier nicht näher darauf eingegangen zu werden.

Beim Motor 30 handelt es sich vorzugsweise um einen Elektrospindelmotor, doch kann, wenn erwünscht, auch ein Pneumatikmotor oder dgl. vorgesehen werden.

Wie aus Fig. 5A und 5B zu entnehmen ist, erfolgt die Verbindung zwischen Kraftbetätigungselement 32 und Oberschenkelauflageschale 20 mittels eines im wesentlichen U-förmigen Verbindungsgliedes oder -bügeis 33 dergestalt, daß der Patient ab einer durch die Stellung des Kraftbetätigungselementes 32 vorgegebenen Ausgangsposition auch aktiv ohne oder mit nur mäßiger Motorunterstützung bewegen kann. Zu diesem Zweck ist das Kraftbetätigungselement 32 am Stegbereich 33' des Verbindungsgliedes 33 angebunden, während dessen Schenkelbereiche 33' in Gelenkverbindung mit der Auflageschale 20 der Oberschenkelauflage 2 stehen. Dank dieser Anordnung kann das Verbindungsglied 33 gemäß Fig. 5B von der Auflage 20 wegschwenken, ohne daß die Verbindung mit dem Kraftbetätigungselement 32 gelöst werden braucht. In der in Fig. 5A gezeigten Position, bei der der Stegbereich 33' des Verbindungsgliedes 33 an der Auflageschale 20 anliegt, kann der Motor 30 die Oberschenkelauflage 2 in eine das Bein beugende Richtung bewegen, wobei jedoch der Patient

zusätzlich die Möglichkeit hat, diese Bewegungsrichtung ohne Motoreinwirkung fortzusetzen. Im abgestellten Zustand des Motors wirkt das Verbindungsglied 33 wie ein Anschlag, der die Bewegung der Oberschenkelauflage 2 in Streckrichtung des Beines begrenzt.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß die aktive Bewegung des Beines gegen eine Federvorspannkraft erfolgen kann, die im Bereich ein oder mehrerer der Gelenkverbindungen 10, 12, 14, 16, vorzugsweise der Gelenkverbindung 12 zwischen Oberschenkelauflage 2 und Unterschenkelauflage 4 durch ein oder mehrere Torsionsfedern aufgebracht wird.

Nach Fig. 3 umfaßt die federvorspannbare Gelenkverbindung, z. B. die Gelenkverbindung 12, eine Torsionsstabfeder 44, die mit ihrem einen Ende 48 an einem der beiden durch die Gelenkverbindung miteinander verbundenen Teile, im vorliegenden Fall einer der beiden Seitenholme 7 der Unterschenkelauflage 4 bzw. des Kopfes 21 einer der beiden Holme 17 der Oberschenkelauflage 2, und mit ihrem anderen Ende 4 6 am betreffenden anderen Teil angreift, um auf die beiden gegeneinander verschwenkbaren Teile eine Vorspannkraft auszuüben.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Gelenkverbindung von einer quer zur Bewegungsschiene liegenden Bohrung durchsetzt, durch die sich eine Welle 54 ertreckt. Die Welle 54 trägt an ihrem inneren Bereich eine Verankerung 50 für das eine abgekröpfte Ende 46 der Torsionsstabfeder 44, deren anderes abgekröpftes Ende 48 an der Teleskopschiene 26 der Oberschenkelauflage 2 verankert ist. Die Feder 44 will daher bei einer Verschwenkung der Oberschenkelauflage die Welle 54 mitdrehen, woran diese jedoch durch einen an ihrer Außenseite schwenkbar gelagerten Arretierungshebel 56, der Rastmittel in Gestalt z.B. eines Vorsprunges 58 aufweist, gehindert ist. Der

Vorsprung 58 kann in eine Vielzahl von längs z. B. eines konzentrischen Kreises zur Welle 54 vorgesehenen Rastlöchern 60 am Holm 7 der Unterschenkelauflage 4 eingreifen. Der Hebel'56 ist durch eine Blattfeder 62 in die Sperrstellung vorgespannt.

Ist die Welle 54 gegenüber der Unterschenkelauflage 4 fixiert, so wird die Feder 44 gespannt, sobald der Patient aus einer Ausgangsstellung heraus ein Verschwenken der Unterschenkelauflage 4 gegenüber der Oberschenkelauflage 2 bewirkt. Diese Bewegung erfolgt daher gegen die durch die Feder 44 ausgeübte Vorspannkraft. Die Höhe der Vorspannkraft läßt sich einstellen, indem man die Drehstellung der Drehwelle 54 relativ zur Unterschenkelauflage 4 verändert, d.h. indem man den Rastvorsprung 58 am Hebel 56 in ein anderes Rastloch 60 der Unterschenkelauflage einbringt.

Bei rein motorisch bewirkter Bewegung des Kniegelenkes sollte zur Schonung des Motors keine Vorspannkraft vorliegen, wozu nicht gezeigte Mittel vorgesehen sein können, die die Verbindung zwischen Drehwelle 54 und Unterschenkelauflage 4 permanent unterbrechen. Anstelle einer Torsionsstabfeder 44 können auch zwei oder mehrere derartige Federn vorgesehen sein.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Ausführung der unter Federvorspannkraft brinbaren Gelenkverbindung nach der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorbeschriebenen im wesentlichen dadurch, daß anstelle einer Torsionsstabfeder eine Torsionsschraubenfeder 45 vorgesehen ist. Die Torsionsschraubenfeder 45 erstreckt sich um die Drehwelle 54 und ist an einem Ende 49 direkt mit der Drehwelle 54 verbunden, während sie an ihrem anderen Ende 4 7 an der Oberschenkelauflage 2 fixiert ist. Die Verbindung der Drehwelle mit der Unterschenkelauflage 4 erfolgt in der in

Verbindung mit Fig. 3 schon erwähnten Weise. Ein Handrad 65 kann an der Welle 54 zur leichteren Verdrehung befestigt sein.

Die Konsole 6 kann gemäß Fig. 1 an ihrer der Gelenkverbindung 10 mit der Oberschenkelauflage 2 abgewandten Stirnseite 34 bugartig abgeschrägt sein, so daß die Beinbewegungsschiene ohne Änderung sowohl für das linke als auch rechte Bein des Patienten verwendbar ist. Die Befestigung der Konsole 6 am Bett kann über eine höhenverstellbare Halterung 36 mit am Bettbügel fixierbarer Klemmgabel erfolgen. Die Bewegung der Obeschenkelauflage 2 unter Streckung des Beines nach unten gegen die Konsole 6 wird gemäß Fig. 2 durch eine schräge Anschlagfläche 35 an der Oberseite der Konsole 6 begrenzt, an der die Oberschenkelauflage in der Beinstrecklage anliegt. Aus therapeutischen Gründen soll in der Strecklage das Bein unter einem Winkel von nicht weniger als 20° gegenüber der Horizontalen liegen, so daß sich die Anschlagfläche 35 vorzugsweise unter einem solchen Winkel gegenüber der Konsolenunterseite erstreckt.

Die Erfindung wurde vorausgehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben, doch versteht es sich, daß sie hierauf nicht beschränkt ist. Insbesondere lassen sich erfindungsgemäße federvorspannbare Gelenkverbindungen auch bei Bewegungsschienen ohne Stützarme vorsehen. Eine derartige Unterkombination von Merkmalen der beschriebenen Bewegungsschiene ist durch die Erfindung ebenfalls als geschützt anzusehen.

Claims

Wilden KG, Ringstraße 2, 8473 Pfreimd Patentansprüche

1. Beinbewegungsschiene, mit einem Basisrahmen, einer Oberschenkelauflage, die einerends mit dem Basisrahmen und anderenends mit einer Unterschenkelauflage in Gelenkverbindung steht, so daß die Ober- und Unterschenkelauflage im wesentlichen in der Hauptbewegungsrichtung des Kniegelenkes verschwenkbar sind, und wenigstens einem in Abstand zur Oberschenkelauflage vorgesehenen Stützarm zur Abstützung der Unterschenkelauflage, der einerends mit der Unterschenkelauflage und anderenends mit dem Basisrahmen in Gelenkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Gelenkverbindungen (10-16) wenigstens eine an den benachbarten gegeneinander verschwenkbaren Teilen (2, 4, 6, 8) angreifende Vorspannfeder (44, 45) zugeordnet ist.

2. Bewegungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder eine Torsionsstabfeder (44) ist.

3. Bewegungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder eine Torsionsschraubenfeder (45) ist.

4. Bewegungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Enden (46,47,48,49) der Vorspannfeder (44,45) an einem der gegeneinander verschwenkbaren Teile (2,4,6,8) vermittels eines gegenüber dem verschwenkbaren Teil lageveränderbaren Stellelement (54) angreift.

5. Bewegungsschiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement eine Drehwelle (54) mit einem daran gelagerten Sperrhebel (56) zur Arretierung der eingestellten Drehstellung der Welle gegenüber dem einen verschwenkbaren Teil ist.

6. Bewegungsschiene nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (54) die Gelenkverbindung (10-16) koaxial durchsetzt.

7. Bewegungsschiene nach Anspruch 5 oder 6 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Torsionsschraubenfeder (45) um die Drehwelle (54) erstreckt.

8. Bewegungsschiene nach einem der vorhergehnden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (44,45) an der Gelenkverbindung (12) zwischen Oberschenkel- und Unterschenkelauflage (2,4) vorgesehen ist.

9. Bewegungsschiene nach einem der vorhergehenden An-

Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschenkelauflage (2) querbeabstandete längenverstellbar Teleskopholme umfaßt.

10. Bewegungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar querbeabstandete längenverstellbare Teleskopstützarme (8) vorgesehen ist.

11. Bewegungsschiene nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem auf die Oberschenkelauflage einwirkenden translatorisch bewegbaren Kraftbetätigungselement zur passiven Bewegung des Beines, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftbetätigungselement (30,32) am Steg- oder Schenkelbereich eines im wesentlichen U-förmigen Verbindungsgliedes (33) angreift, dessen betreffender anderer Bereich an der Oberschenkelauflage (2) angelenkt ist, so daß das Bein unabhängig vom Kraftbetätigungselement gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder (44,45) aktiv vom Patienten bewegbar ist.