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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine orthopädische
Vorrichtung, insbesondere Prothese oder Orthese, als Ersatz bzw.
zur Unterstützung
der Funktion von mindestens einem Teil einer menschlichen Gliedmaße mit einem
schwenkbaren Gelenk, beispielsweise ein Bein mit einem Knie oder
ein Arm mit einem Ellbogen, wobei sich auf beiden Seiten des Gelenks
jeweils Gliedmaßenteile
erstrecken, wie z. B. ein Unterschenkel und ein Oberschenkel bzw.
ein Unterarm und ein Oberarm, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
eine
Konstruktion mit zwei im Wesentlichen starren Teilen, beispielsweise
zwei Stangen, die durch ein Scharniermittel miteinander verbunden
sind und die jeweils Befestigungsmittel für die fakultative temporäre Befestigung
an einem Gliedmaßenteil
umfassen,
worin eine Drehachse des Scharniermittels sich zumindest
mehr oder weniger in der Region und in Richtung der Drehachsenzone
des relevanten Gelenks erstreckt und wobei das Befestigungsmittel mindestens
teilweise mit reibungsreduzierenden Mitteln auf wenigstens der Seite,
die mit dem re levanten Gliedmaßenteil
in Berührung
gebracht werden soll, versehen ist.
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STAND DER TECHNIK
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Eine
Orthese ist ein Hilfsmittel zur Unterstützung einer Gliedmaße mit verringerter
Funktionalität, die
beispielsweise bei einem gelähmten
Bein verwendet werden kann. Die starren Teile der angegebenen Konstruktion
sind lösbar
mit einem Befestigungsmittel an den relevanten Gliedmaßenteilen
auf beiden Seiten des betreffenden Gelenks befestigt, beispielsweise
Unterschenkel und Oberschenkel und das diese beiden Teile verbindende
Knie.
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Für optimale
Funktion muss die Vorrichtung relativ zu den Gliedmaßenteilen
korrekt platziert werden. Die Mittellinie eines Kniescharniers einer
Knieorthese muss beispielsweise möglichst gut der Bewegungsachse
des Knies entsprechen.
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Es
gibt mehrere Gründe,
warum eine orthopädische
Vorrichtung der vorliegenden Art nicht an Ort und Stelle bleibt.
Unter anderem sind Bewegung von Haut und Gliedmaßenteilen und Gewicht der Vorrichtung
Ursachen für
eine Verschiebung.
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Das
Gewicht der Vorrichtung führt
im Allgemeinen dazu, dass sie nach unten rutscht.
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Durch
die Relativbewegungen der Gliedmaßenteile biegen und strecken
sich ein oder mehr Gelenke und im Fall einer Orthese auch die Scharniermittel.
Da Scharnierteile nicht genau dieselben Bewegungsmerkmale aufweisen
wie Ge lenke, erfolgt eine Verschiebung der Vorrichtung, deren Bewegung von
den Scharniermitteln relativ zum betreffenden Gliedmaßenteil übertragen
wird, dessen Bewegung vom Gelenk übertragen wird. Beispielsweise
im Fall einer Knieorthese kann diese Verschiebung mehrere Zentimeter
betragen. Diese Verschiebung darf durch Befestigungsmittel möglichst
wenig behindert werden, weil sonst die Bewegung des Gelenks behindert werden
würde.
Die Bewegung der elastischen Haut erfolgt hauptsächlich während der Bewegung der Gelenke.
Ein bekanntes Problem bei den bekannten Vorrichtungen mit üblichen
Befestigungsmitteln, die relativ zu den Gliedmaßenteilen im Wesentlichen unbeweglich
sind, liegt darin, dass die Vorrichtung sich gleichzeitig mit der
Streckung der Haut verschiebt, aber sich nicht wieder zurück bewegt,
wenn die Haut zurückspringt.
Dadurch wird die Vorrichtung verschoben.
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Dabei
muss zwischen erwünschten
und unerwünschten
Verschiebungen der Vorrichtung gegenüber dem Körper unterschieden werden.
Wie oben erwähnt
erfolgt eine erwünschte
Verschiebung als Folge der Gelenkbewegung. Unerwünschte Verschiebungen erfolgen
in der Regel unter dem Einfluss von Reibung aufgrund der Streckung
der Haut und des Gewichts der Vorrichtung.
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Vorrichtungen
der in der Präambel
angegebenen Art sind unter anderem aus
WO-A-97/20527 ,
US-A-5 641 322 ,
US-A-5 085 210 und
US-A-4 506 661 bekannt. Aus
dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen verhindern im Allgemeinen
die Verschiebung der Vorrichtung relativ zu dem betreffenden Körperteil
oder der betreffenden Gelenke durch Verwendung von Befestigungsmitteln,
die ihre Funktion erfüllen,
indem sie entweder die Reibung zwischen der Vorrichtung mit den
Befestigungsmitteln einerseits und dem betreffenden Gliedmaßenteil
andererseits so groß wie
möglich
machen, oder indem die Vorrichtung auf vorliegenden Körperstrukturen, wie
z. B. Knochen und/oder Muskelbauch, aufliegt. In dieser Hinsicht
wird insbesondere auf
WO-A-97/20527 verwiesen.
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Eine
orthopädische
Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus
US-B-6
362 387 bekannt.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen mit Befestigungsmitteln
ist ihre Abhängigkeit
vom Reibungskoeffizienten zwischen dem Körper und den Befestigungsmitteln
oder von der Anwesenheit verwendbarer Körperstrukturen. Der Reibungskoeffizient
kann beispielsweise durch Perspiration stark schwanken. Um minimale
Reibung sicherzustellen, wird deshalb im Allgemeinen ein hohes Maß an Vorspannung
angelegt, d. h. mit anderen Worten, die Befestigungsmittel werden
fest um den relevanten Gliedmaßenteil
gebunden. Darüber
hinaus zeigen Körperstrukturen
große
Unterschiede zwischen einzelnen Personen und können sich ferner im Gebrauch ändern, beispielsweise
aufgrund von Muskelbewegungen, wobei es schwierig ist, den Grad
des Nutzens als Stützpunkt
vorherzusagen.
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Ein
weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die bekannten Vorrichtungen
mit Befestigungsmitteln es im Allgemeinen nicht oder kaum möglich machen, dass
sich die Vorrichtung bei der kombinierten Biege- und Streckbewegung
der Gelenke und der Scharniermittel relativ zum Körper verschiebt.
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Mit
Bezug auf die obige Beschreibung des Standes der Technik können auch
der Komfort und die Funktionseigenschaften als Nachteile der Vorrichtungen
erwähnt
werden, weil beide noch viele Wünsche
offen lassen und verbesserungswürdig sind.
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Hinsichtlich
des Obengesagten stellt die Erfindung eine orthopädische Vorrichtung
der in der Präambel
angegebenen Art bereit, die das Merkmal aufweist, dass das reibungsreduzierende
Mittel eine Anzahl frei drehbarer Elemente, wie z. B. Rollen oder Kugeln,
umfasst.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
sich die Haut möglichst
frei bewegen und die Reibungskräfte
können
so gering sein, dass sie keine oder die geringstmögliche unerwünschte Verschiebung
der Vorrichtung relativ zu den relevanten Gliedmaßenteilen
oder den Gelenken verursachen, aber dass die gewünschte Verschiebung infolge
der Biegung und Streckung der Gelenke und Scharniermittel auch möglich ist.
Hierbei ist stets eine erwünschte
flexible Bewegung möglich.
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In
einer einfachen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
umfasst das reibungsreduzierende Mittel mindestens ein flexibles
Kissen, das mit einer viskosen Flüssigkeit, wie z. B. einem Gel,
gefüllt
ist.
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Die
aus den aufgeführten
Publikationen bekannten Orthesen besitzen ein Scharnierteil auf
beiden Seiten des relevanten Gelenks. Diese Orthesen können auch
als doppelseitige Orthesen bezeichnet werden. Erfindungsgemäß kann die
Vorrichtung vorteilhaft das Merkmal aufweisen, dass die Konstruktion
nur auf einer Seite mit Scharniermitteln versehen ist. Mit einer
solchen Vorrichtung sind bessere kosmetische Ergebnisse möglich, wobei
sich in Tests gezeigt hat, dass dies von den Anwendern sehr geschätzt wird.
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Um
somit die bestmögliche
Befestigung sicherzustellen, aber die gewünschte Bewegungsfreiheit gleichzeitig
zu erhalten, kann eine Vorrichtung der beschriebenen Art das Merkmal
aufweisen, dass das Befestigungsmittel teilbare flexible Ringe mit
verstellbarem Umfang umfasst.
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Diese
Variante kann beispielsweise mit mindestens einem zusätzlichen
Ring mit verstellbarem Umfang verkörpert werden, wobei der Ring
mit einem Strukturteil verbunden ist oder werden kann und kein reibungsreduzierendes
Mittel aufweist. Die Verbindung muss sich vorzugsweise nur an einer
Stelle befinden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der zusätzliche
Ring durch ein fakultativ verstellbares Spannmittel, das sich in
Längsrichtung
erstreckt, beispielsweise eine Schnur, eine Zugfeder oder ein elastischer
Gurt, mit einem Ring mit reibungsreduzierenden Mitteln gekoppelt
oder kann damit gekoppelt werden.
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Zwei
Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
als wichtige Ausführungsformen hervorgehoben
werden. In der einen Ausführungsform
weist die Vorrichtung das besondere Merkmal auf, dass sie eine Knieorthese
ist. In der anderen Ausführungsform
weist die Vorrichtung das besondere Merkmal auf, dass sie eine Knie-Fußgelenk-Fuß-Orthese
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen mehrerer
willkürlicher
Ausführungsformen
erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Seitenansicht eines Beins mit einer
erfindungsgemäßen Orthese
in der gestreckten Stellung;
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2 eine
Ansicht entsprechend 1 der Situation, in der das
Bein gebogen ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Orthese im gebeugten Zustand;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer Komponente der Orthese; und
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5 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Komponente gemäß 4.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1, 2, 3 zeigen
eine erfindungsgemäße Orthese 1.
Die Orthese umfasst zwei Stangen 3, 4, die mit
einem Scharnier 5 aneinander befestigt sind und die mit
dem Oberschenkel 6 bzw. dem Unterschenkel 7 eines
Anwenders zusammenwirken. Die Drehachse des Scharniers 5 entspricht
im Wesentlichen der Drehachse des Knies 8. Hier ist zu
bemerken, dass diese Achse keine feststehende Stellung und Winkelstellung
hat, sondern dass sie von der relativen Schwenkstellung des Oberschenkels 6 und
des Unterschenkels 7 abhängt. Befestigungsringe 11, 12 bzw. 13, 14 sind
mit Stangen 3, 4 verbun den. Diese Ringe haben
einen verstellbaren Umfang auf eine an sich bekannte Weise, beispielsweise
indem Schnallenmittel oder Klettverbindungen verwendet werden.
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Erfindungsgemäß sind alle
vier Befestigungsringe 11, 12, 13, 14 mit
Mitteln zur Reduzierung der Reibung mit der Haut versehen. In dieser
Ausführungsform
umfasst das reibungsreduzierende Mittel eine Anzahl von frei drehbaren
Rollen, die der Einfachheit halber alle mit 15 bezeichnet
werden. Diese Rollen bestehen beispielsweise aus Nylon und sind beispielsweise
um Stahl- oder Nylonschnüre
oder dünne
flexible Stangen 16 drehbar. In der gezeichneten Ausführungsform
einer einseitigen Orthese werden steife, die Form erhaltende Stangen
verwendet, die beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Bei einer doppelseitigen
Orthese können
Nylonschnüre
oder dünne,
zumindest etwas flexible Stangen verwendet werden. In dieser Ausführungsform
sind die Stangen an ihren Enden mit den Rückseiten der Ringe 11, 12, 13, 14 und
lokal, beispielsweise in der Mitte an mindestens einer Stelle miteinander
verbunden.
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In
der Region der unteren Stange 4 befindet sich ferner ein
zusätzlicher
flexibler Ring 20 mit verstellbarem Umfang. Dieser Ring
hat auf seiner Rückseite
eine erste Druckplatte 17 und ist auf der Vorderseite mit
einer zweiten Druckplatte 18 versehen, die auf ihrer Unterseite
eine Schlaufe 19 aus elastischem Gurtmaterial aufweist,
das um die Rollen 15 des unteren Rings 14 auf
die in 3 gezeigte Weise geschlungen ist.
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Die
Haut kann sich relativ zu der Vorderseite der Ringe 11, 12, 13, 14 frei
bewegen, da die Rollen 15 eine Rollbewegung relativ zur
Haut vollführen
können.
Die Ringe 11, 12, 13, 14 bewegen
sich dabei nicht in erheblichem Maße mit der Haut, zumindest
in der Region der Rollen 15. Die Rollen 15 behindern aber
nicht die angegebene erwünschte
Verschiebung, die beim Biegen und Strecken der Gelenke und Scharniere
auftritt, während
die Befestigungsringe darüber
hinaus in der Lage sind, die erforderlichen Kräfte zwischen den Gliedmaßenteilen
und den Befestigungsmitteln und somit auf die Vorrichtung zu übertragen.
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Der
zusätzliche
Ring 20 mit der Schlaufe 19 dient der guten Positionierung
der Vorrichtung relativ zum Unterschenkel. Zu diesem Zweck wird
die Vorrichtung am Unterschenkel unter dem Einfluss einer Kombination
aus Gewicht der Vorrichtung und den Kräften auf die Vorrichtung, die
beispielsweise bei der Bewegung der Gliedmaßenteile auftreten, festgeklammert.
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Da
der zusätzliche
Ring 20 ohne reibungsreduzierendes Mittel nur in der Region
der Unterschenkelstange 4 angeordnet ist, ist die Klemmkraft
der Kraft proportional, die die Vorrichtung 1 auf den Ring 20 entweder
durch direkte Übertragung
der Kräfte wie
im Fall des Rings 20 gemäß 4 oder durch Übertragung
der Kraftmomente durch eine starre ringförmige Konstruktion 22 mit
einem Spanngurt 21, der darauf angeordnet ist und beispielsweise
aus einem elastischen Material besteht wie in 5,
ausübt.
Der Vorteil ist dabei, dass die Klemmkraft nach Bedarf variiert
und dass es nicht notwendig ist, stets eine feststehende Klemmkraft
aufzubringen, die immer groß genug
ist, um unerwünschte
Verschiebung der Vorrichtung zu verhindern. Form und Ausführungsform
der Ringe 20, 22 bzw. der fakultativen elastischen
Spanngurte oder Zugfedern 19, 21 bestimmen größtenteils,
welche Kräfte
von den Ringen 20, 22 auf die Vorrichtung 1 übertragen
werden. Die Spannelemente 19, 21 können so
ausgeführt
sein, dass die aus der erwünschten
Verschiebung resultierenden Kräfte
beispielsweise durch Bewegung des Knies gering bleiben. Eine mögliche Ausführungsform
der Spannelemente ist somit ein elastischer Gurt oder eine Zugfeder.
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Die
Erfindung ist nicht auf die gezeichneten und beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.