DE3638094C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kniegelenkbewegungsschiene
zur passiven, kontinuierlichen Bewegung des Knie- und
Fußgelenkes, mit einem Grundrahmen, einer zwei parallel
verlaufende Rohre aufweisenden femoralen Tragekonstruktion,
einer zwei parallel verlaufende Rohre aufweisenden
tibialen Tragekonstruktion, deren Rohre jeweils an
einer Kniedrehachse drehbar miteinander verbunden sind,
mit Konstruktionselementen, die den Grundrahmen mit der
femoralen Tragekonstruktion und der tibialen Tragekonstruktion
verbinden, und mit einer Fußplatte, die
über eine Fußgelenkdrehachse mit der tibialen Tragekonstruktion
verbunden ist, wobei die Kniegelenkbewegungsschiene
durch mindestens einen Motor angetrieben ist
und die Kniedrehachsen und die Fußgelenkdrehachsen jeweils
mit den physiologischen Drehachsen des Knie- und
des Fußgelenkes eines auf der Kniegelenkbewegungsmaschine
ruhenden Beines des Patienten fluchten.
Aus der US-PS 45 66 440 ist ein solcher Bewegungsapparat
zur Bewegung eines Beines um eine virtuelle Hüftachse
bekannt. Die trapezförmige Tragekonstruktion für
den Unterschenkel und den Oberschenkel verfügt über ein
in der Verlängerung des Kniegelenks angeordnetes Scharnier.
Das parallel zum Femur angeordnete Tragerohr,
welches über ein zweites Scharnier mit dem Antriebsmechanismus
des Bewegungsapparates verbunden ist, endet
schon nach ungefähr der Hälfte des Femurs. Durch die
mit der Kniegelenkachse als Bezugspunkt ausgeführte,
trapezoidale Rahmenkonstruktion führt jede Bewegung der
Streckung eines Beines zu einer unnatürlichen Drehung
des Oberschenkels im Hüftgelenk, wobei die Hüftdrehachse
des Bewegungsapparates parallel zur Sagittalebene
des Patienten wandert und nicht mit der Hüftdrehachse
des Patienten übereinstimmt.
Aus der DE-GM 85 06 135 ist eine Beinbewegungsschiene zur
Bewegung insbesondere des Sprunggelenkes bekannt, bei
der das Knie- und Hüftgelenk möglichst wenig bewegt
werden soll. Durch die in der Länge ausziehbaren Oberschenkelschienen
kann die Drehachse der Oberschenkelauflage
in longitudinaler Richtung auf die Lage der
Hüftgelenkdrehachse eingestellt werden. Die an den
unteren Scharnierlagern und über diese an der Gleitschiene
befestigten Oberschenkelschienen sind in ihrer
Länge so verstellbar, daß deren Länge mit der Länge des
Oberschenkels eines Patienten übereinstimmt. Nachteilig
ist bei dieser Bewegungsschiene, daß die Drehachse der
Oberschenkelauflage nicht in vertikaler Richtung einstellbar
ist. Es ist nicht möglich, diese Oberschenkelschiene
in ihrer Höhe über der Gleitschiene und damit
über dem Grundgestell zu justieren. Daher stimmt die
femorale Drehachse der vorbekannten Bewegungsschiene
nicht mit der physiologischen Drehachse des Hüftgelenks
eines Patienten überein. Damit ist bei einer Vielzahl
von Patienten keine anatomisch korrekte Bewegung von
Knie- und Hüftgelenk gewährleistet. Vielmehr kann das
Kniegelenk des Patienten aus der Kniegelenkachse der
Bewegungsschiene herauswandern, da die Drehpunkte des
Femurs und der beiden Scharnierlager, um die eine
Kreisbogenbewegung herausgeführt wird, nicht übereinstimmen.
Das Knie eines Patienten führt dann eine
andere als die an der Bewegungsschiene programmierte
und vom Arzt gewünschte Bewegung aus. Dies kann vor
allem bei großen Patienten zu Schädigungen an den
dadurch belasteten Gelenkbändern führen.
Aus der US-PS 36 61 149 ist eine mechanische Übungseinrichtung
bekannt, bei der ein zweiter Antriebsmotor
vorgesehen ist, der seitlich der Schiene angebracht
ist. Die Kraftübertragung auf die Sohlenplatte zur
Fußbewegung wird von einer Kette übermittelt.
Die US-PS 36 95 255 lehrt eine Fußgelenkübungseinrichtung,
bei der der antreibende Motor vom Kopf des Patienten
aus gesehen hinter seinen Füßen angeordnet ist.
Hier wird die Kraft auf die Sohlenplatte von Schäften
vermittelt.
Aus den DE-GM 84 23 708 und DE-GM 85 01 550 sind Vorrichtungen
zur Bewegungstherapie des Beines bekannt,
die keine Vorrichtung zum Halten des Oberschenkels
aufweisen, noch eine separate Bewegung des Fußgelenks
ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniegelenkbewegungsschiene
der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei der die dem Hüftgelenk zugeordnete Drehachse
der femoralen Tragekonstruktion mit der physiologischen
Drehachse des Hüftgelenkes des Patienten dauernd
übereinstimmt und für unterschiedlich große Patienten
schnell und einfaß anpaßbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das von der Kniedrehachse wegweisende Ende der femoralen
Tragekonstruktion über einen in seiner Länge verstellbaren
Teleskoparm mit einem über eine parallel zur
Sagittalebene des Patienten verstellbare Fixiereinrichtung
an dem Grundrahmen abgestützten Gelenk verbunden
ist, die ein in der Länge verstellbares Teleskopteil
aufweist, das am Grundrahmen angelenkt ist und in
unterschiedlichen Winkelstellungen mit Hilfe eines Fixierhebels
feststellbar ist.
Nach dem Lösen des Fixierhebels kann das am Grundrahmen
abgestützte Gelenk einfach optisch kontrolliert über
die physiologische Drehachse der Hüfte des Patienten
verschoben werden. Dies geschieht auf der leicht zugänglichen
äußeren, von der Sagittalebene des Patienten
wegweisenden Seite. Wenn die Stützung der femoralen
Tragekonstruktion nur an dieser einen Seite geschieht,
ist dies in besonders einfacher Weise möglich. Die
wahlweise Steckbarkeit des verstellbaren Teleskopteils
auf linke bzw. rechte Seite des Grundrahmens der
Kniegelenkbewegungsschiene erlaubt einen schnellen und
flexiblen Einsatz bei mehreren Patienten für sowohl
linke als auch rechte Beine.
Ein zweiter Motor zur separaten Drehung des Fußgelenkes,
der seine Antriebswelle in der Drehachse des
Fußgelenks hat, vereinfacht die Konstruktion und
erhöht die Effektivität der Kniegelenkbewegungsschiene.
Hierbei ist von Vorteil, wenn der Koppelarm, der die
Drehbewegung über den Hebel vom ersten Motor vermittelt,
in einfachster Weise ohne einen Umbau ausgehängt
werden kann.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
beispielhaft an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kniegelenkbewegungsschiene,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Kniegelenkbewegungsschiene
mit der Unterschenkeltragekonstruktion,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf
einen am Grundrahmen befestigten Langlochstab
und
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Langlochstab nach
Fig. 3.
Die Positionierung wird in der Weise realisiert, daß in
den Grundrahmen der Konstruktion seitlich ein Konstruktionselement
(12) eingesteckt ist, welches durch eine
fixierbare, teleskopartige Verlängerung (14) in longitudinaler
und durch ein Langlochelement (13) auch in
vertikaler Richtung verstellbar ist und welches den korrespondierenden
konstruktiven Drehpunkt des Hüftgelenkes
(1) an seinem Ende aufweist. Durch diese Konstruktion
kann der so festgelegte Hüftgelenkdrehpunkt
der Konstruktion in der seitlichen Ebene frei positioniert
und durch einen feststellbaren Hebel (15) fixiert
werden. Erfindungsgemäß ist die Konstruktion
so ausgebildet, daß dieses einsteckbare Konstruktions
element nur einseitig und seitlich aufgesetzt ist und
für jedes linke oder rechte Bein entsprechend positioniert
ist.
Neben diesem oben beschriebenen, seitlich einzusteckenden
Konstruktionselement ist die Einfügung von zwei Antriebs
bügeln für eine steuerbare Kniegelenkbeugung durch z. B.
einen Linearantrieb von Bedeutung. Im Antriebspunkt (24)
sind beide Bügel in einem Antriebsblock (22) miteinander
verkoppelt. Der femorale Antriebsbügel (20) greift
im Bereich der Oberschenkelauflage beidseitig zur
Auflagefläche ein und dient wegen der in diesem Teil
nur einseitig vorhandenen Abstützung auf den Grund
rahmen nicht nur dem Antrieb, sondern auch der Ab
stützung der nicht abgefangenen inneren femoralen
Rahmenkonstruktion. Der tibiale Bügel (21) ist am
Ende der tibialen Auflagekonstruktion über Drehlager
(31) beidseitig fixiert. Bei linearer Verschiebung
des Antriebsblockes in der horizontalen Ebene erfolgt
so erfindungsgemäß eine kontinuierliche Abwinkelung
der Femur- und Tibiaauflagen zueinander, wobei die
exakte Positionierung der Drehpunkte für das Hüft- und
Kniegelenk gewährleistet ist.
Die Beugung des Fußgelenkes wird durch Einfügung
eines Koppelhebels (8) erreicht. Hierdurch ist es
möglich, daß Fußgelenk mit zu bewegen. Eine andere
Antriebsmöglichkeit für das Fußgelenk besteht darin,
daß ein separater, seitlich im Fußgelenkdrehpunkt
mit seiner Antriebswelle angebrachter Motor (9)
das Gelenk bewegt. Ein Anschlag (32) begrenzt die
Drehbewegung.
In dem Linear-Antrieb ist
ein Aufnehmer eingebaut, der mit der Steuerungs
elektronik verbunden ist und der den Beugewinkel
mißt. Den wesentlichen Bestandteil dieser Steuerungs
elektronik stellt ein Mikroprozessor dar, in dessen
Speicher das Übungsprogramm für den Patienten einge
lesen ist. Bei Aktivierung dieses Steuerungsgerätes
wird die Kniegelenkbewegungsschiene zuerst in die
vorgeschriebene Ausgangsposition gebracht. Dann läuft
das Übungsprogramm ab. Während dieses Ablaufs wird
Übungszeitpunkt von der eingebauten Zeituhr und
die Art des Übungsprogramms in einen weiteren
Speicher des Steuergerätes geschrieben. Diese Daten
können später über einen Rechner abgerufen und weiter
verarbeitet werden. Der Speicher ist so ausgelegt,
daß er die Übungsprogramme mehrere Wochen speichern
kann. Weil die Übungsprogramme für jeden Patienten
individuell verschieden sind und die Kniegelenkbe
wegungsschiene in der Regel an einem Tage bei mehreren
Patienten Anwendung findet, ist die Speicherkapazität
des Speichers so ausgelegt, daß die Übungsprogramme
für mehrere Patienten und nach Eingabe z. B. des
Patienten-Namens, abrufbar sind. Durch die einge
bauten Aufnehmer in dem Linear-Antrieb ist es mög
lich, eine präzise Steuerung des Programms durch
Ist-Sollwertvergleich durchzuführen. Durch Schalter
betätigung ist es ebenfalls möglich, das Programm
sofort zu verändern und bestimmte Winkelpositionen
der Kniegelenkbewegungsschiene einzustellen.
Fig. 1 zeigt eine Kniegelenkbewegungsschiene in
ihren wesentlichen Teilen, bei welcher die physiolo
gischen Drehpunkte für das Hüftgelenk (1), für das
Kniegelenk (2) und für das Fußgelenk (3) in direkter
Weise mit der gewählten Konstruktion zur Überein
stimmung gebracht worden sind. In der seitlichen
Projektion stimmen die Drehpunkte (1), (2), (3) der
Konstruktion genau mit den physiologischen Drehpunkten
der entsprechenden Gelenke überein. Die Länge des
Femur wird durch eine einseitig angebrachte Rohrver
bindung zwischen den Gelenkdrehpunkten (1) und (2)
nachgebildet. Diese Rohrkonstruktion ist ineinander
verschiebbar und durch eine Fixierschraube (4) fest
einstellbar.
Die Tibialänge wird durch eine Verschiebung des
Fußanschlages (5), der durch Buchsen (6), die auf
den beidseitigen Rohren der tibialen Rahmenkon
struktion (7) geführt sind, eingestellt.
Die exakte Positionierung des Hüftgelenkes (1) wird
konstruktiv durch ein einseitig an dem Grundrahmen
(11) der Schiene aufsteckbares Konstruktionselement
(12) vorgenommen. Dieses Element besteht aus einem
Langlochstab (13), einem Teleskopteil (14) und
einem Fixierhebel (15). Die Einstellung des Hüft
gelenkdrehpunktes wird so vorgenommen, daß die
Fixierschraube (4) und der Fixierhebel (15) gelöst
werden. Wegen der drehbaren Lagerung des Langloch
stabes (13) und des Teleskopteiles (14) an dem
Grundrahmen kann der Hüftgelenkdrehpunkt (1) frei
in der seitlichen Ebene bewegt und in die vorge
schriebene Position gebracht werden. Durch Anziehen
des Fixierhebels wird der so gefundene Drehpunkt
arretiert. Weil bereits vor dieser Einstellung
der physiologische und der konstruktive Kniegelenk
drehpunkt (2) in ihrer seitlichen Ansicht überein
stimmen, ist gleichzeitig die richtige Femurlänge ge
funden. Die Fixierschraube (4) für die Femurlänge
kann daher auch angezogen werden. Weil die konstruk
tive Nachbildung des Femur mit Hüft- und Kniegelenk
drehpunkt nur seitlich ausgebildet ist, muß bei einem
rechten oder linken Beinwechsel auch das Konstruktions
element (12) mit gewechselt werden. Dies geschieht in
der Weise, daß an den Grundrahmen (11) ein feder
stabilisierter Knopf (16) angebracht ist, der, sobald
er gezogen ist, den Langlochstab (13), der in Längs
richtung nur eingesteckt ist (17), freigibt. Der
Teleskopstab (14) weist an seinem dem Hüftgelenkdreh
punkt gegenüberliegenden Ende einen senkrecht zur
Ansichtsebene verlaufenden, eingeschweißten Achs
stummel (18) auf, der in dieser Richtung abziehbar
ist. Zusätzlich muß die Fixierschraube (4) gelöst
sein. Das femorale Teleskopende (19) wird aus seiner
Führung herausgezogen und nach dem Seitenwechsel
in das entsprechende Rohr der anderen Seite wieder
eingeschoben. Die Lage des Hüftgelenkdrehpunktes
ist jetzt so gewählt, daß der Konstruktionsdrehpunkt
(1) und der Hüftgelenkdrehpunkt in der seitlichen
Ansicht übereinstimmen.
Der Fußanschlag (5) ist über eine Drehachse (3), die
mit dem Fußgelenkdrehpunkt übereinstimmt, gelagert
und kann vermittels eines längenverstellbaren Koppel
hebels (8) in einem vorgebbaren Winkelbereich bewegt
werden.
Um das auf der Kniegelenkbewegungsschiene passiv
ruhende Bein gut abfangen zu können, sind sowohl für
den Oberschenkel wie für den Unterschenkel Rohr
bögen (10) angebracht, die gleichzeitig die linke und
die rechte Rohrkonstruktion (7), (30) miteinander
verbinden, wie es in der perspektivischen Zeichnung
(Fig. 2) gezeigt ist.
Die Beugung der tibialen und femoralen Konstruktions
teile um die Kniegelenkachse (2) erfolgt in der Weise,
daß ein femoraler (20) und ein tibialer (21) Antriebs
bügel in einem Antriebsblock (22) drehbar, aber fest
zueinander ausgerichtet gelagert sind. Dieser
Antriebsblock kann durch einen innerhalb des durch
den Grundrahmen (11) ausgeführten Raumes (23) ange
brachten Linearmotors, dessen Antriebspunkt (24)
sich unterhalb des Antriebsblocks (22) befindet,
angetrieben werden. Der lineare Antriebsweg befindet
sich zwischen den Punkten (25) und (26). Während
der tibiale Bügel (21) fest mit dem inneren und
äußeren tibialen Grundrahmen (7) an seinem Ende,
achsenbeweglich (31) gelagert, verbunden ist, greift
der femorale Bügel (20) nicht direkt am femoralen
Rahmen (30) an, sondern es sind noch je innen und
außen senkrecht zum Rahmen (30) zwei aufgeschweißte
Zwischenstutzen (27) angebracht, an deren freien
Enden je eine Achslagerung (28) für den Bügel (20)
angebracht sind. In der seitlichen Ansicht greift
am Ort diese Achslagerung auch der Koppelhebel (8),
der ebenfalls als Teleskop ausgeführt ist, für den
passiven Antrieb des Fußanschlages (5) an. Der
Bewegungsumfang für das Fußgelenk kann über einen
weiteren Hilfshebel (29) festgelegt werden.
Claims (9)
1. Kniegelenkbewegungsschiene zur passiven, kontinuierlichen
Bewegung des Knie- und Fußgelenkes, mit
einem Grundrahmen (11), einer zwei parallel verlaufende
Rohre aufweisenden femoralen Tragekonstruktion
(30), einer zwei parallel verlaufende Rohre
aufweisenden tibialen Tragekonstruktion (7), deren
Rohre jeweils an einer Kniedrehachse (2) drehbar
miteinander verbunden sind, mit Konstruktionselementen
(12, 20, 21), die den Grundrahmen (11) mit
der femoralen Tragekonstruktion (30) und der tibialen
Tragekonstruktion (7) verbinden, und mit einer Fußplatte
(5), die über eine Fußgelenkdrehachse (3, 32)
mit der tibialen Tragekonstruktion (7) verbunden ist,
wobei die Kniegelenkbewegungsschiene durch mindestens
einen Motor angetrieben ist und die Kniedrehachsen (2)
und die Fußgelenkdrehachsen (3, 32) jeweils mit den
physiologischen Drehachsen des Knie- und des Fußgelenkes
eines auf der Kniegelenkbewegungsschiene
ruhenden Beines des Patieten fluchten, dadurch
gekennzeichnet, daß das von der Kniedrehachse
(2) wegweisende Ende der femoralen Tragekonstruktion
(30) über einen in seiner Länge verstellbaren
Teleskoparm (19) mit einem über eine parallel
zur Sagittalebene des Patienten verstellbaren Fixiereinrichtung
an dem Grundrahmen (11) abgestützten
Gelenk (1) verbunden ist, die ein in der Länge
verstellbares Teleskopteil (14) aufweist, das am
Grundrahmen (11) angelenkt ist und in unterschiedlichen
Winkelstellungen mit Hilfe eines Fixierhebels
(15) feststellbar ist.
2. Kniegelenkbewegungsschiene nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Teleskopteil
(14) der Fixiereinrichtung über den Fixierhebel
(15) mit einem Langlochstab (13) verbunden ist,
der an einem von dem Befestigungspunkt des Teleskopteils
(14) verschiedenen Punkt des Grundrahmens (11)
befestigt ist, und daß der ausziehbare Stab des
Teleskopteiles (14) auch mit dem Fixierhebel (15) in
dem Rohr des Teleskopteiles (14) arretiert ist.
3. Kniegelenkbewegungsschiene nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß ein angeschweißter Achsstummel
(18) und ein federstabilisierter Knopf (16)
vorgesehen sind, mit dessen Hilfe das Teleskopteil
(14) beziehungsweise der Langlochstab (13) am
Grundrahmen (11) befestigt sind.
4. Kniegelenkbewegungsschiene nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fixiereinrichtung nur an der vom Median des
Patienten wegweisenden Seite der femoralen Tragekonstruktion
(30) und des Grundrahmens (11) befestigt
ist.
5. Kniegelenkbewegungsschiene nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Koppelarme (8) vorgesehen sind, die jeweils an
einem der Rohre der femoralen Tragekonstruktion (30)
über eine Schnappverbindung (28) befestigt sind und
die bei einer angetriebenen Kniegelenkbewegungsschiene
über Hilfshebel (29) die Fußplatte (5) bewegen.
6. Kniegelenkbewegungsschiene nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein
zweiter seitlich angebrachter Motor (9) zur gleichzeitigen
Beugung des Fußgelenkes vorgesehen ist,
dessen Antriebswelle in der Fußgelenkdrehachse (3, 32)
angebracht ist.
7. Kniegelenkbewegungsschiene nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung des Fußgelenkes
mit Hilfe des zweiten Motors (9) ein Koppelarm
(8), der an der femoralen Tragekonstruktion
(30) über eine Schnappverbindung (28) befestigt
ist, aushängbar ist.
8. Kniegelenkbewegungsschiene nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der vorgesehenen Motoren einen Winkelaufnehmer
aufweist, der mit einem elektrischen Steuerungsgerät
elektrisch verbunden ist.
9. Kniegelenkbewegungsschiene nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder der vorgesehenen Motoren ein Schrittmotor ist.
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DE19863638094 DE3638094A1 (de) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Kniegelenk-bewegungsschiene |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19863638094 DE3638094A1 (de) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Kniegelenk-bewegungsschiene |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3638094A1 DE3638094A1 (de) | 1988-05-19 |
DE3638094C2 true DE3638094C2 (de) | 1990-11-29 |
Family
ID=6313462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863638094 Granted DE3638094A1 (de) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Kniegelenk-bewegungsschiene |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3638094A1 (de) |
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