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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft orthopädische Orthesen. Insbesondere
beschreibt die vorliegende Anmeldung ein Scharnier für eine orthopädische Orthese
mit einem Kondylarpolster, das zu einem Gelenk hin und von demselben
weg eingestellt werden kann.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Orthopädische Knie-Orthesen
werden typischerweise getragen, um entweder ein gesundes Kniegelenk
zu stützen
und einer Verletzung vorzubeugen oder ein Kniegelenk zu stabilisieren,
das durch eine Verletzung oder ein anderes Leiden destabilisiert
worden ist. Diese Orthesen schließen allgemein starre strukturelle
Bestandteile ein, die das Kniegelenk stützen oder stabilisieren. Die
starren strukturellen Bestandteile sind durch ein oder mehrere Scharniere
dynamisch miteinander verbunden, die eine kontrollierte Schwenkbewegung
des Kniegelenks während
einer Aktivität
oder einer Rehabilitationsbehandlung des Benutzers ermöglichen.
Die Orthese ist derart am Bein angeordnet, dass die Scharniere das
Kniegelenk überspannen,
während
die starren Bestandteile am Bein oberhalb und unterhalb des Kniegelenks
befestigt sind.
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Osteoarthritis
ist eine degenerative Erkrankung, die das Kniegelenk destabilisiert.
Die Erkrankung ergibt sich häufig
aus Alterung, Überbeanspruchung
des Kniegelenks oder Verletzung. Eine von Osteoarthritis betroffene
Person leidet unter chronischen Schmerzen, wenn sein oder ihr Knie
statisch oder dynamisch belastet wird. Der Schmerz wird durch eine
unausgeglichene Belastung am Kniegelenk verur sacht. Die unausgeglichene
Belastung schließt
häufig
ein Kompartiment zwischen den Gelenkköpfen des Oberschenkelknochens
und des Schienbeins. Wenn diese Gelenkköpfe einander berühren, entwickeln
ihre Berührungsflächen schmerzhafte
Abriebwirkungen.
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Das
Tragen einer orthopädischen
Knie-Orthese am betroffenen Bein ist ein verbreitetes nicht invasives
Verfahren zum Behandeln der Osteoarthritisschmerzen. Diese Orthesen üben einen
Druck auf eine mediale oder laterale Seite des Knies aus, um das
betroffene Kompartiment des Kniegelenks zu entlasten und die Berührung zwischen
dem Oberschenkelknochen und dem Schienbein aufzuheben. Die US-Patentschrift
Nr. 5,277,698 offenbart ein Beispiel einer solchen Orthese. Diese
Orthese übt
auf der Seite des Knies, die von dem Kompartiment mit Osteoarthritis
entfernt ist, eine Kraft auf das Knie aus, wenn sich das Knie zur
Streckung bewegt. Vorzugsweise wird die Kraft an einem Punkt, etwa
10° bis
15° posterior
von der normalen Drehachse des Knies, ausgeübt.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5,586,970 offenbart eine Knie-Orthese mit einem
medialen Kondylarpolster 34 und einem lateralen Kondylarpolster 36,
die jeweils unabhängig
in einer Bewegung von einer Seite zur anderen eingestellt werden
können.
Dieses unabhängige
Einstellen erlaubt, dass entweder das mediale Kondylarpolster 34 oder
das laterale Kondylarpolster 36 einen veränderlichen
Druck in Bezug auf ein Knie 26 des Benutzers haben.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5,807,294 offenbart eine Scharnierbaugruppe 14 für eine orthopädische Knie-Orthese 10,
die einen oberen Arm 34 und einen unteren Arm 46 schwenkbar
koppelt. Die Scharnierbaugruppe schließt eine Polsterbaugruppe 24, 26, ein
Scharnier 22 und ein oberes und ein unteres Einstellelement 74, 88 ein,
die ein Einstellen der für
die Behandlung von Osteoarthritis durch die Scharnier baugruppe auf
das Kniegelenk ausgeübten
Normalkraft ermöglichen.
Das Scharnier schließt
ein Ende des oberen Arms, ein Ende des unteren Arms, eine äußere und
eine innere Gelenkplatte 58, 60, angeordnet auf
entgegengesetzten Seiten der Enden, und ein oberes und ein unteres
Scharnierbefestigungselement 68, 82 ein. Das obere
und das untere Scharnierbefestigungselement haben jeweils eine Bohrung durch
dasselbe, die ein Innengewinde hat. Das obere Scharnierbefestigungselement
verbindet das Ende des oberen Arms drehbar mit der äußeren und
der inneren Gelenkplatte, und das untere Scharnierbefestigungselement
verbindet das Ende des unteren Arms drehbar mit der äußeren und
der inneren Gelenkplatte. Das obere Einstellelement hat ein Außengewinde,
das durch das Innengewinde des oberen Scharnierbefestigungselements
aufgenommen wird, um das obere Einstellelement teleskopisch an das obere
Scharnierbefestigungselement zu koppeln. Das untere Einstellelement
hat gleichfalls ein Außengewinde,
das durch das Innengewinde des unteren Scharnierbefestigungselements
aufgenommen wird, um das untere Einstellelement teleskopisch an
das untere Scharnierbefestigungselement zu koppeln. Sowohl das obere
als auch das untere Einstellelement hat Enden, die wesentlich feststehend
an die Polsterhalterung gekoppelt sind. Im Ergebnis dessen kann
die Polsterbaugruppe selektiv zum Scharnier hin oder von demselben
weg verschoben werden, wenn der Benutzer selektiv das obere und
das untere Einstellelement durch die obere und die untere Bohrung
des oberen und des unteren Scharnierbefestigungselements verschiebt.
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Keine
aktuelle Orthese ermöglicht
es einem Träger,
einen größeren Druck
auf einen anterioren Abschnitt seines oder ihres Knies, verglichen
mit einem posterioren Abschnitt, zu gewährleisten. Eine solche Orthese
wäre vorteilhaft
sowohl zum Behandeln als auch zum Vorbeugen bestimmter Arten von Verletzungen.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Gelenkorthese mit teleskopischem Kondylarpolster haben verschiedene
Merkmale, von denen kein einzelnes allein verantwortlich für deren
wünschenswerte
Attribute ist. Ohne den Rahmen dieser Gelenkorthese mit teleskopischem
Kondylarpolster, wie er durch die folgenden Ansprüche ausgedrückt wird,
zu begrenzen, werden nun ihre wichtigsten Merkmale kurz erörtert. Nach
der Betrachtung dieser Erörterung
und insbesondere nach der Lektüre
des Abschnitts mit dem Titel „Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen" wird zu verstehen sein,
wie die Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen Vorteile gewährleisten,
welche die Fähigkeit
einschließen,
einen größeren Druck
auf einen anterioren Abschnitt eines Gelenks als auf einen posterioren
Abschnitt des Gelenks auszuüben
und umgekehrt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Gelenkorthese umfasst eine erste Gelenkplatte, die eine anteriore Öffnung und
eine posteriore Öffnung einschließt. Eine
lateral-mediale Kraftausübungsbaugruppe
ist durch ein anteriores Einstellelement und ein posteriores Einstellelement
an der ersten Gelenkplatte befestigt. Die Einstellelemente sind
an einem medialen Ende eines jeden mit der Kraftausübungsbaugruppe
verbunden, und das anteriore Einstellelement nimmt teleskopisch
die anteriore Öffnung
in Eingriff, und das posteriore Einstellelement nimmt teleskopisch
die posteriore Öffnung
in Eingriff derart, dass ein Manipulieren der Einstellelemente ein
Einstellen eines Abstandes zwischen der ersten Gelenkplatte und
der Kraftausübungsbaugruppe
ermöglicht.
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Obwohl
es keinen Teil der beanspruchten Erfindung bildet, wird ein Verfahren
zum Behandeln eines Knies offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte,
eine Orthese an ein Bein einschließlich des Knies anzulegen und
Druck auf eine mediale oder laterale Seite des Knies auszuüben. Der
Druck wird derart auf das Knie ausgeübt, dass ein anteriorer Abschnitt
des Knies unter größerem Druck
ist als ein posteriorer Abschnitt des Knies oder umgekehrt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
werden nun die bevorzugten Ausführungsformen
der Gelenkorthese mit teleskopischem Kondylarpolster, die deren
Merkmale illustrieren, detailliert erörtert. Diese Ausführungsformen
bilden die neuartige und nicht offensichtliche Gelenkorthese mit teleskopischem
Kondylarpolster ab, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt wird,
die nur Illustrationszwecken dienen. Diese Zeichnungen schließen die
folgenden Figuren ein, in denen gleiche Zahlen gleiche Teile anzeigen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
des Scharniers mit teleskopischem Kondylarpolster nach der vorliegenden Erfindung,
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2 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Scharniers
von 1,
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3 ist
eine Vorderansicht des Scharniers von 1,
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4 ist
eine rechtsseitige Ansicht des Scharniers von 1,
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5 ist
eine rechtsseitige Schnittansicht des Scharniers von 1,
längs der
Linie 5-5 von 3,
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Belastungsschraube des Scharniers
von 1,
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7A ist
eine obere Schnittansicht des Scharniers von 1, längs der
Linie 7-7 von 4, welche die late ral-mediale
Kraftausübungsbaugruppe
bei einer minimalen Ausdehnung vom Scharnier aus illustriert,
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7B ist
eine obere Schnittansicht des Scharniers von 1, längs der
Linie 7-7 von 4, welche die lateral-mediale
Kraftausübungsbaugruppe
bei einer maximalen Ausdehnung vom Scharnier aus illustriert, und
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7C ist
eine obere Schnittansicht des Scharniers von 1, längs der
Linie 7-7 von 4, welche die lateral-mediale
Kraftausübungsbaugruppe
in einer Ausrichtung zum Ausüben
einer größeren Kraft
auf einen posterioren Abschnitt als auf einen anterioren Abschnitt
des Knies eines Trägers
illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
der Gelenkorthese mit teleskopischem Kondylarpolster. Das Scharnier 20 ist
vorzugsweise ein Bestandteil einer Knie-Orthese (nicht gezeigt), die zum Behandeln
von Osteoarthritis ausgelegt ist. Fachleute auf dem Gebiet werden
jedoch erkennen, dass das Scharnier 20 zur Verwendung in
einer Vielzahl von Orthesen, einschließlich von prophylaktischen
Knie-Orthesen, die um gesunde Knie getragen werden, und Orthesen
für andere
Teile des Körpers als
das Knie, eingerichtet ist. Der Einfachheit halber werden der Aufbau
und die Funktionsweise des Scharniers 20 unter Bezugnahme
auf eine Knie-Orthese beschrieben.
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Das
illustrierte Scharnier 20 ist eingerichtet zur Verwendung
auf einer lateralen Seite eines rechten Beins oder einer medialen
Seite eines linken Beins. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass
ein im wesentlichen identisches Scharnier mit einer spiegelbildlichen
Konfiguration eingerichtet wäre
zur Verwendung auf einer medialen Seite eines rechten Beins oder
einer lateralen Seite eines linken Beins. Der Einfachheit halber
wird das vorliegende Scharnier 20 unter Bezugnahme auf
eine laterale Seite eines rechten Beins beschrieben. Der Rahmen des
vorliegenden Scharniers 20 ist jedoch nicht auf eine Anwendung
auf eine laterale Seite eines rechten Beins begrenzt.
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Das
Scharnier 20 umfasst einen proximalen Arm 22 und
einen distalen Arm 24, die schwenkbar eine Scharnierbaugruppe
in Eingriff nehmen. Die Scharnierbaugruppe umfasst, wie in der auseinandergezogenen
Ansicht von 2 gezeigt, eine laterale Gelenkplatte 26 und
eine mediale Gelenkplatte 28. Jede der Gelenkplatten 26, 28 ist
in der Vorderansicht (3) wesentlich oval, und jede
schließt
eine proximale Öffnung 30 und
eine distale Öffnung 32 ein (2).
Die proximale Öffnung 30 ist
wesentlich in der Mitte einer proximalen Hälfte jeder Gelenkplatte 26, 28 angeordnet,
und die distale Öffnung 32 ist
wesentlich in der Mitte einer distalen Hälfte jeder Gelenkplatte 26, 28 angeordnet.
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Jede
der Gelenkplatten 26, 28 schließt ebenfalls
eine anteriore Öffnung 34 und
eine posteriore Öffnung 36 ein.
Jede anteriore Öffnung 34 ist
nahe einer Mitte einer anterioren Kante 38 ihrer jeweiligen Platte
angeordnet, und jede posteriore Öffnung 36 ist nahe
einer Mitte einer posterioren Kante 40 ihrer jeweiligen
Platte angeordnet. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass
die Öffnungen 34, 36 nicht
auf die illustrierte Weise angeordnet sein müssen. Beide könnten zum
Beispiel zu einer Seite der Gelenkplatten hin angeordnet sein oder
mit Zwischenraum zu einer proximalen/distalen Achse der Gelenkplatten
angeordnet sein. Die anterioren und die posterioren Öffnungen 34, 36 schließen Innengewinde
ein, die mit einer anterioren Belastungsschraube 44 bzw.
einer posterioren Belastungsschraube 46 zusammenwirken,
um, wie weiter unten erläutert,
ein Maß an
Druck, der auf eine laterale Seite des Knies des Trägers ausgeübt wird,
einzustellen.
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Der
proximale Arm 22 ist eine wesentlich flache Platte mit
einem Scharniereingriffsabschnitt 48 an einem distalen
Ende und einem Pfosteneingriffsabschnitt 50 an einem proximalen
Ende. Der Pfosteneingriffsabschnitt 50 ist wesentlich rechteckig,
während
der Scharniereingriffsabschnitt 48 eine komplexe äußere Begrenzung,
einschließlich
eines anterioren Absatzes 52, eines posterioren Absatzes 54 und
mehrerer Zahnradzähne 56 längs der
proximalen und der posterioren Kanten, hat. Der proximale Arm 22 schließt eine
Zapfenöffnung 58 nahe
dem distalen Ende ein. Der distale Arm 24 ist wesentlich identisch
mit dem proximalen Arm 22, ist aber im wesentlichen ein
Spiegelbild des proximalen Arms 22 um eine Linie, die in
einer anterior-posterioren Richtung durch eine Mitte des Scharniers 20 hindurchgeht.
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Bei
einer Knie-Orthese nimmt der proximale Arm 22 vorzugsweise
einen starren proximalen Pfosten (nicht gezeigt) in Eingriff, und
der distale Arm 24 nimmt vorzugsweise einen starren distalen
Pfosten (nicht gezeigt) in Eingriff. Der proximale und der distale
Pfosten sind mit Riemen, Manschetten oder anderen geeigneten Befestigungsvorrichtungen
an dem Oberschenkel bzw. der Wade des Trägers befestigt. Die Pfosten
und ihre Befestigungsvorrichtungen verankern folglich die Orthese
am Bein des Trägers
und ermöglichen,
dass die Orthese die weiter unten dargelegten Vorzüge bereitstellt.
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Der
proximale und der distale Arm 22, 24 sind derart
zwischen der lateralen und der distalen Gelenkplatte 26, 28 eingeschoben,
dass die Zapfenöffnung 58 am
proximalen Arm 22 koaxial mit den proximalen Öffnungen 30 der
Gelenkplatten 26, 28 ist und die Zapfenöffnung am
distalen Arm 24 koaxial mit den distalen Öffnungen 32 der
Gelenkplatten 26, 28 ist. Die Arme 22, 24 sind
vorzugsweise mit Nieten oder anderen geeigneten Befestigungselementen, die
ermöglichen,
dass die Arme in Bezug auf die Gelenkplatten 26, 28 schwenken,
an den Gelenkplatten 26, 28 befestigt. Bei der
Ausfüh rungsform
von 5 geht ein Paar von lateralen Nieten 60 durch
die proximale und die distale Öffnung 30, 32 der
lateralen Gelenkplatte 26, durch die Zapfenöffnungen
des proximalen und des distalen Arms 22, 24 und
durch die proximale und die distale Öffnung 30, 32 der
medialen Gelenkplatte 28 hindurch. Fachleute auf dem Gebiet
werden erkennen, dass an Stelle der gezeigten Befestigungskonfiguration
andere Befestigungsvorrichtungen und -verfahren verwendet werden
könnten.
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Ein
wahlweiser Ausdehnungsanschlag 62 (2) ist nahe
einer Mitte der anterioren Kante 38 an einer lateralen
Fläche 64 der
medialen Gelenkplatte 28 angebracht. Der anteriore Absatz 52 jedes Arms 22, 24 wirkt
mit dem Ausdehnungsabsatz 62 zusammen, um einen maximalen
Ausdehnungswinkel für
jeden Arm 22, 24 zu definieren. Ein wahlweiser Biegungsanschlag
(nicht gezeigt) kann nahe einer Mitte der posterioren Kante 40 an
der medialen Gelenkplatte 28 befestigt sein. Der posteriore
Absatz 54 jedes Arms wirkt mit dem Biegungsanschlag zusammen,
um einen maximalen Biegungswinkel für jeden Arm 22, 24 zu
definieren.
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Bei
der illustrierten Ausführungsform
schließt der
Ausdehnungsanschlag 62 eine proximale und eine distale Öffnung 66, 68 ein,
die mit entsprechenden Öffnungen 70, 72,
angrenzend an die anteriore Kante 38 der medialen Gelenkplatte,
fluchten. Der Ausdehnungsanschlag 62 ist mit Gewindebefestigungselementen,
Nieten oder anderen geeigneten Befestigungselementen, die mit den Öffnungen 66, 68, 70, 72 zusammenwirken,
an der medialen Gelenkplatte 28 befestigt. Der wahlweise
Biegungsanschlag ist, falls einer bereitgestellt wird, auf eine ähnliche
Weise an der medialen Gelenkplatte 28 befestigt. Fachleute
auf dem Gebiet werden erkennen, dass die Anschläge auf vielfältige alternative
Weisen, wie beispielsweise mit einem Klebstoff, an den Gelenkplatten 26, 28 befestigt
sein könnten.
Fachleute auf dem Gebiet werden ferner erkennen, dass weder der
Ausdeh nungsanschlag 62 noch der Biegungsanschlag wesentlich
ist, um die Vorzüge
des Scharniers 20 zu erreichen.
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Wie
in 2 illustriert, ist eine Drehachse 74 des
proximalen Arms 22 parallel, aber mit Zwischenraum, zu
einer Drehachse 76 des distalen Arms 24 angeordnet.
Eine solche bizentrische Scharnierbaugruppe nähert sich, wie auf dem Gebiet
orthopädischer
Orthesen gut bekannt ist, der Biegungsdynamik des menschlichen Knies
enger an. Fachleute auf dem Gebiet werden jedoch erkennen, dass
die Merkmale und Vorzüge
des vorliegenden Scharniers 20 ebenfalls mit einem monozentrischen
Scharnier erreicht werden können.
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Vorzugsweise
trennt ein laterales Abstandsstück 78 die
laterale Gelenkplatte 26 von den Armen 22, 24,
und ein mediales Abstandsstück 80 trennt
die mediale Gelenkplatte 28 von den Armen 22, 24.
Jedes der Abstandsstücke 78, 80 ist
wesentlich so wie die Gelenkplatten 26, 28 geformt,
einschließlich
einer wesentlich oval geformten äußeren Begrenzung
und einer proximalen und einer distalen Öffnung 82, 84. Die
Abstandsstücke 78, 80 sind
derart ausgerichtet, dass ihre proximalen und distalen Öffnungen 82, 84 mit
den proximalen bzw. distalen Öffnungen 30, 32 der
Gelenkplatten 26, 28 fluchten. Die Abstandsstücke 78, 80 sind
vorzugsweise aus einem Material aufgebaut, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat,
wie beispielsweise einem Kunststoff. Die Abstandsstücke 78, 80 ermöglichen
folglich, dass sich die Arme 22, 24 leichter innerhalb
der Scharnierbaugruppe drehen. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen,
dass die Abstandsstücke 78, 80 sehr
unterschiedlich geformt sein könnten
oder vollständig weggelassen
werden könnten.
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Eine
lateral-mediale Kraftausübungsbaugruppe 86 nimmt,
wie in 4, 5 und 7A bis 7C gezeigt,
die Scharnierbaugruppe auf einer medialen Seite teleskopisch in
Eingriff. Die Baugruppe umfasst eine starre Belastungsplatte 88 und
eine wesentlich starre Kondylarschale 90. Der Bequemlichkeit wegen
kann an einer medialen Fläche
der Schale 90 ein elastisches Polster (nicht gezeigt) befestigt
sein. Entweder die Schale 90 oder das wahlweise Polster übt auf eine
weiter unten beschriebene Weise einen selektiven Druck auf die laterale
Seite des rechten Knies des Trägers
aus.
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Die
Belastungsplatte 88 ist wesentlich oval geformt und schließt eine
proximale Öffnung 92 (2 und 7A)
und eine distale Öffnung 94 ein, die
den proximalen bzw. distalen Öffnungen 30, 32 der
Gelenkplatten 26, 28 entsprechen. Die Kondylarschale 90 ist
ebenfalls wesentlich oval geformt und schließt eine proximale und eine
distale Öffnung 96, 98 (2 und 5)
ein, die der proximalen bzw. der distalen Öffnung 92, 94 der
Belastungsplatte 88 entsprechen. Eine mediale Fläche 100 der
Belastungsplatte 88 ist, wie in 5 gezeigt,
an einer lateralen Fläche 102 der
Kondylarschale 90 befestigt. Bei der illustrierten Ausführungsform
ist die Belastungsplatte 88 über ein Paar von medialen Nieten 104,
die mit den proximalen und distalen Öffnungen 92, 94, 96, 98 an
der Belastungsplatte 88 und der Kondylarschale 90 zusammenwirken,
an der Kondylarschale 90 befestigt. Fachleute auf dem Gebiet
werden erkennen, dass die Belastungsplatte 88 und die Kondylarschale 90 durch
andere passende Verfahren, wie beispielsweise durch einen Klebstoff,
aneinander befestigt sein könnten.
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Das
Einstellen der Belastungsplatte 88 und der Kondylarschale 90 gewährleistet,
wie weiter unten beschrieben, einen selektiven Druck auf das Knie des
Trägers.
Folglich ist die Belastungsplatte 88 vorzugsweise aus einen
starren Material, wie beispielsweise einem Metall, aufgebaut. Bei
der illustrierten Ausführungsform
sind die posterioren Kanten 106, 108 (2 und 7A)
der Belastungsplatte 88 von einer Ebene der Belastungsplatte 88 in
einer lateralen Richtung weg gebogen. Die gebogenen Kanten 10b, 108 steigern
die Biegefestigkeit der Belastungsplatte 88, um Druck auf
das Knie des Trägers
auszuüben.
Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass die gebogenen Kanten 106, 108 nicht
notwendig sind, um die Vorzüge
des Scharniers 20 zu erreichen.
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Die
Belastungsplatte 88 schließt einen anterioren Schlitz 110 (2 und 7A)
ein, der in einer anterior-posterioren Richtung verläuft. Der
anteriore Schlitz 110 ist nahe einer Mitte der Belastungsplatte 88,
gemessen in einer proximal-distalen
Richtung, angeordnet. Der anteriore Schlitz 110 schließt an einem
posterioren Ende 114 einen breiten Abschnitt und an einem
anterioren Ende 116 einen schmalen Abschnitt ein. Die Belastungsplatte 88 schließt ebenfalls
einen posterioren Schlitz 112 ein, der mit dem anterioren
Schlitz 110 identisch ist, aber ein Spiegelbild des anterioren
Schlitzes 110 um eine Linie ist, welche die Belastungsplatte 88 in
einer proximal-distalen Richtung schneidet.
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Der
anteriore Schlitz 110 nimmt ein mediales Ende 118 einer
anterioren Belastungsschraube 44, illustriert in 6 und 7B,
auf. Der posteriore Schlitz 112 nimmt ein mediales Ende 118 einer
posterioren Belastungsschraube 46 auf. Die anteriore und
die posteriore Belastungsschraube 44, 46 sind wesentlich
identisch. Wie 6 illustriert, schließen die
Schrauben 44, 46 einen mit Gewinde versehenen lateralen
Abschnitt 120 ein, der ein Eindrehwerkzeug-Eingriffsmerkmal,
wie beispielsweise einen Innensechskant 122, an einer lateralen
Fläche 124 hat. Der
Gewindeabschnitt 120 endet nahe einem medialen Ende der
Schraube 44, 46 in einer ersten koaxialen Scheibe 126,
die einen Durchmesser, größer als der
des Gewindeabschnitts 120, hat. Eine zweite koaxiale Scheibe 128 ist über einen
koaxialen zylindrischen Abschnitt 130, der wesentlich den
gleichen Durchmesser hat wie der Gewindeabschnitt 120,
an der ersten Scheibe 126 befestigt. Ein Zwischenraum zwischen
den zwei Scheiben 126, 128 definiert folglich
einen Ringspalt 132.
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Der
Spalt 132 an der anterioren Belastungsschraube 44 nimmt
den anterioren Schlitz 110 an der Belastungsplatte 88 in
Eingriff, und der Spalt 132 an der posterioren Belastungsschraube 46 nimmt
den posterioren Schlitz 112 an der Belastungsplatte 88 in Eingriff,
wie in 7B gezeigt. Die Scheiben 126, 128 an
den medialen Enden 118 der Schrauben 44, 46 haben
jeweils einen Durchmesser, kleiner als eine Breite der breiten Abschnitte
des anterioren und des posterioren Schlitzes 110, 112.
Jedoch haben die Scheiben 126, 128 jeweils einen
Durchmesser, der größer ist
als eine Breite der schmalen Abschnitte des anterioren und des posterioren
Schlitzes 110, 112. Ferner haben die zylindrischen
Abschnitte 130 jeder Schraube 44, 46 zwischen
den Scheiben 126, 128 einen Durchmesser, kleiner
als die Breite der schmalen Abschnitte des anterioren und des posterioren
Schlitzes 110, 112. Folglich kann die anteriore Belastungsschraube 44 in
den breiten Abschnitt des anterioren Schlitzes 110 eingesetzt
und in den schmalen Abschnitt des anterioren Schlitzes 110 geschoben
werden derart, dass die Seiten des schmalen Abschnitts des anterioren
Schlitzes 110 zwischen den Scheiben 126, 128 angeordnet
sind. Der anteriore Schlitz 110 fixiert folglich die anteriore
Belastungsschraube 44 gegen eine Translation in einer Richtung
senkrecht zur Belastungsplatte 88. Die Schlitzseiten sind
jedoch etwa dünner
als der Abstand zwischen den Scheiben 126, 128 derart,
dass es, wie in 7B gezeigt, ein kleines Maß an „Spiel" zwischen der Belastungsplatte 88 und
den Schrauben 44, 46 gibt. Die posteriore Belastungsschraube 46 kann
auf die gleiche Weise, wie die anteriore Belastungsschraube 44 mit
dem anterioren Schlitz 110 in Eingriff gebracht werden
kann, mit dem posterioren Schlitz 112 in Eingriff gebracht
werden.
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Der
Gewindeabschnitt 120 der anterioren Belastungsschraube 44 nimmt,
wie in 7C gezeigt, die anterioren Löcher 34 in
den Gelenkplatten 26, 28 in Eingriff. Der Gewindeabschnitt 120 der
posterioren Belastungsschraube 46 nimmt die posterioren
Löcher 36 in
den Gelenkplatten 26, 28 in Eingriff. Folglich
können
die Schrauben 44, 46 selektiv in Bezug auf die
Gelenkplatten 26, 28 in einer Richtung senkrecht
zu den Gelenkplatten 26, 28 positioniert werden.
Da die Schrauben 44, 46 an der Belastungsplatte 88 fixiert
sind, stellt ein Einstellen der Position der Schrauben 44, 46 innerhalb
der Öffnungen
ebenfalls die Position und Ausrichtung der Belastungsplatte 88 und
der Kondylarschale 90 in Bezug auf die Gelenkplatten 26, 28 ein.
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7A illustriert
die Belastungsschrauben 44, 46 derart eingestellt,
dass sich beide Schrauben 44, 46 um eine minimale
Strecke in der medialen Richtung von den Gelenkplatten 26, 28 aus
erstrecken. In dieser Konfiguration sind die Belastungsplatte 88 und
die Kondylarschale 90 wesentlich parallel zu den Gelenkplatten 26, 28 und
mit nur geringfügigem
Zwischenraum zu den Gelenkplatten 26, 28 angeordnet.
Die Kondylarschale 90 (oder ein wahlweises Polster) übt folglich
wenig oder keinen Druck auf das Knie des Trägers aus, und jeglicher Druck
wird in einer anterior-posterioren Richtung gleichmäßig über das
Knie ausgeübt.
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7B illustriert
die Belastungsschrauben 44, 46 derart eingestellt,
dass sich beide Schrauben 44, 46 um eine maximale
Strecke in der medialen Richtung von den Gelenkplatten 26, 28 aus
erstrecken. In dieser Konfiguration sind die Belastungsplatte 88 und
die Kondylarschale 90 wesentlich parallel zu den Gelenkplatten 26, 28 und
mit nur großem
Zwischenraum zu den Gelenkplatten 26, 28 angeordnet. Die
Kondylarschale 90 (oder ein wahlweises Polster) übt folglich
einen maximalen Druck auf das Knie des Trägers aus, und der Druck wird
in einer anterior-posterioren Richtung gleichmäßig über das Knie ausgeübt.
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7C illustriert
die Belastungsschrauben 44, 46 derart eingestellt,
dass sich die posteriore Belastungsschraube 46 um ein größeres Maß in der medialen
Richtung von den Gelenkplatten 26, 28 aus erstreckt
als die anteriore Belastungsschraube 44. In dieser Konfiguration
sind die Belastungsplatte 88 und die Kondylarschale 90 in
einem Winkel im Verhältnis zu
den Gelenkplatten 26, 28 ausgerichtet. Die Kondylarschale 90 (oder
ein wahlweises Polster) übt
folglich einen größeren Druck
auf einen posterioren Abschnitt des Knies des Trägers als auf einen anterioren
Abschnitt des Knies des Trägers
aus.
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Obwohl
es nicht abgebildet wird, kann die lateral-mediale Kraftausübungsbaugruppe 86 ebenfalls
auf eine zu der von 7C entgegengesetzte Weise konfiguriert
sein. In dieser Konfiguration erstreckt sich die anteriore Belastungsschraube 44 um ein
größeres Maß in der
medialen Richtung von den Gelenkplatten 26, 28 aus
als die posteriore Belastungsschraube 46. Die Kondylarschale 90 (oder
ein wahlweises Polster) übt
folglich einen größeren Druck
auf einen anterioren Abschnitt des Knies des Trägers als auf einen posterioren
Abschnitt des Knies des Trägers
aus.
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Die
Fähigkeit
einer Orthese, die das vorliegende Scharnier 20 einschließt, unterschiedliche Drücke auf
anteriore und posteriore Abschnitte des Knies eines Trägers auszuüben, ermöglicht,
dass eine solche Orthese an eine breite Vielfalt von Behandlungssituationen
angepasst wird. Jedes menschliche Knie ist einzigartig, und es gibt
eine breite Vielfalt von Knieverletzungen und Knieverletzungsvorbeugungssituationen.
In bestimmten Situationen ist es vorteilhaft für einen Patienten, dass ein größerer Druck
auf einen anterioren Abschnitt seines oder ihres Knies ausgeübt wird,
und in bestimmten Situationen ist es vorteilhaft für einen
Patienten, dass ein größerer Druck
auf einen posterioren Abschnitt seines oder ihres Knies ausgeübt wird.
Aktuelle Orthesen ermöglichen
ein solches einstellbares Ausüben
von Druck auf anteriore und posteriore Abschnitte des Knies eines
Patienten nicht, wie es eine Orthese, die das vorliegende Scharnier 20 einschließt, tut.
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Ferner
verteilt das vorliegende Scharnier 20 Belastungen über eine
größere Fläche der
Gelenkplatten 26, 28 als andere aktuelle Auslegungen.
Zum Beispiel gehen bei dem Scharnier der weiter oben beschriebenen
US-Patentschrift Nr. 5,807,294 die Einstellelemente 74, 88 durch
die Scharnierbefestigungselemente 68, 82 hindurch.
Folglich werden alle auf das laterale Polster 26 ausgeübten Belastungen auf
die Scharnierbefestigungselemente übertragen, und alle auf die
Arme 34, 46 ausgeübten Belastungen werden ebenfalls
auf die Scharnierbefestigungselemente übertragen. Die Scharnierbefestigungselemente
wiederum übertragen
diese Belastungen auf die Flächen
der Gelenkplatten 58, 60, in denen sie angeordnet
sind. Diese Konfiguration konzentriert enorme Belastungen auf zwei
kleinen Flächen
der Gelenkplatten 58, 60. Diese Belastungen führen zu schnellem
Verschleiß der
Gelenkplatten 58, 60 und schließlich Versagen.
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In
der Konfiguration des vorliegenden Scharniers 20 jedoch
werden auf die Kondylarschale 90 ausgeübte Belastungen durch die Belastungsschrauben 44, 46 auf
die anteriore und die posteriore Öffnung 34, 36 der
Gelenkplatten 26, 28 übertragen. Auf die Arme 22, 24 ausgeübte Belastungen
werden durch die lateralen Nieten 60 auf die proximale
und die distale Öffnung 30, 32 der
Gelenkplatten 26, 28 übertragen. Die Belastungen
werden folglich über eine
größere Fläche der
der Gelenkplatten 26, 28 verteilt. Die Gelenkplatten 26, 28 sind
folglich in der Lage, ohne Versagen eine ausgedehntere Verwendung
zu überstehen.
Alternativ dazu können
die Gelenkplatten 26, 28 unter Verwendung von
weniger Material hergestellt sein, was zu leichteren Gelenkplatten
und einer insgesamt leichteren Orthese führt.
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RAHMEN DER ERFINDUNG
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Das
obige gibt eine Beschreibung der besten Weise, die für die vorliegende
Gelenkorthese mit teleskopischem Kondylarpolster und für die Art
und das Verfahren der Herstellung und Verwendung derselben erwogen
wird, in so vollständigen,
klaren, knappen und genauen Begriffen, um eine beliebige Person
mit Kenntnissen auf dem Gebiet, zu dem sie gehört, in die Lage zu versetzen,
diese Gelenkorthese mit teleskopischem Kondylarpolster herzustellen
und zu verwenden. Diese Gelenkorthese mit teleskopischem Kondylarpolster
ist jedoch offen für
Modifikationen und alternative Konstruktionen zu den weiter oben
erörterten,
die ein vollständiges Äquivalent sind.
Demzufolge ist es nicht beabsichtigt, diese Gelenkorthese mit teleskopischem
Kondylarpolster auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen zu
begrenzen. Im Gegenteil soll die Erfindung alle Modifikationen und
alternativen Konstruktionen abdecken, die in den Rahmen der Gelenkorthese
mit teleskopischem Kondylarpolster fallen, wie er allgemein durch
die folgenden Ansprüche
ausgedrückt wird,
die insbesondere den Gegenstand der Gelenkorthese mit teleskopischem
Kondylarpolster ausweisen und ausdrücklich beanspruchen.