DE69913179T2

DE69913179T2 - Mit sagittaler Regelung ausgestattete Knieorthese

Info

Publication number: DE69913179T2
Application number: DE69913179T
Authority: DE
Inventors: F. Jan SMITS
Original assignee: Camp Scandinavia AB
Current assignee: FILLAUER,LLC, CHATTANOOPA, TENN., US
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2019-09-25
Also published as: DK1115356T3; NO20011486L; PL190682B1; AU6492199A; EP1115356B1; NO318583B1; DE69913179D1; KR20010082211A; NO20011486D0; ES2212644T3; CA2345473C; PL346871A1; CA2345473A1; KR100408747B1; US6540709B1; JP3548121B2; JP2002525171A; WO2000018337A1; ATE254896T1; CN1326331A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Knieorthese mit sagittaler Regelung, d. h. eine orthese oder eine orthetische Vorrichtung, die in der Lage ist, das Kniegelenk zur osteoarthritischen Behandlung nach außen oder innen zu korrigieren. Die Knieorthese der Erfindung hat einen speziellen Gelenkabschnitt, der eine Korrekturkraft auf die Oberschenkelmanschette und die Schienbeinmanschette ausübt, die an dem Bein eines Patienten angebracht sind, um die Position des Kniegelenks des Patienten insbesondere während der Streckung des Beins zu korrigieren.
Stand der Technik
Das Knie verbindet den Oberschenkel mit dem Schienbein und wird durch Bänder und Knorpel gesteuert. Der Kontakt zwischen dem Oberschenkel und dem Schienbein erfolgt über den Knorpel, und es gibt sogenannte Kammern oder Räume an jeder Seite des Knies. Die mediale Kammer befindet sich an der Innenseite des Knies, die laterale Kammer an der Außenseite des Knies.
Ein gesundes Kniegelenk hat eine gleichmäßige mediale und laterale Druckverteilung.
Eine unikompartmentale Osteoarthritis, die in der medialen Kammer oder der lateralen Kammer auftreten kann, führt zu einer mechanischen Fehlfunktion des Knies, wobei eine ungleichmäßige Druckverteilung quer über das Knie auftritt und eine übermäßige Abnutzung an der Innenseite des Kniegelenks bei einer medialen Kammer-Osteoarthritis und an der Außenseite des Kniegelenks bei lateraler Osteoarthritis verursacht.
Eine Einkammer-Osteoarthritis kann durch Verletzung oder durch Alter hervorgerufen werden. Mit fortschreitender Erkrankung nimmt der Raum zwischen dem Oberschenkel und dem Schienbein ab. Das Problem kann bis zu dem Maß fortschreiten, daß der Raum eliminiert wird und der Oberschenkel das Schienbein berührt. Bei solchen Umständen kann eine Erosion des Schienbeins auftreten.
Bei dem Leiden tritt eine Änderung des normalen Winkels zwischen dem Oberschenkel und dem Schienbein auf. Seitlicher Druck bei Fersenbelastung begleitet oft die Zunahme der Fehlausrichtung des Oberschenkels und des Schienbeins. Dies führt zu einer Dehnung der Bänder an der gegenüberliegenden Seite und hat eine nachteilige Auswirkung auf das Kniegelenk mit der Neigung, die Erosion des Kniegelenks zu verstärken.
Eine weitere Komplikation besteht darin, daß sich eine Drehschwäche entwickelt, wenn der Raum zwischen der Kammer reduziert ist. Dies wird durch Durchhängen der Bänder bewirkt, da die Befestigungspunkte der Bänder sich bei einer Knochenverschlechterung näher zueinander bewegen.
Es sind verschiedene Orthesevorrichtungen für Kniegelenke bekannt. Ein Typ einer Knieorthese enthält doppelseitige positive Gelenkverbindungen, d. h. laterale und mediale Gelenkmechanismen, um eine mehr oder weniger natürliche Bewegung des Kniegelenks und die gewünschte Stützung zur Verringerung von Schmerzen und als Gehhilfe hervorzurufen. Wegen der lateralen und medialen Gelenkmechanismen ist es jedoch unmöglich, solche Orthesevorrichtungen in einer vorderen Ebene nach außen oder nach innen einzustellen.
Ein weiterer Typ von Orthesevorrichtungen ist das einseitige Kniegelenk, das nur an einer Seite einen Gelenkmechanismus hat, wovon ein Beispiel in der US 5,277,698 zu sehen ist. Bei dieser Knieorthese ist eine sagittale Regelung möglich durch Verwendung von Gelenkelementen, die kreisförmige Gelenkelemente enthalten. Die Knieorthese ist in der Lage, eine Kraft auf das Knie auszuüben mittels eines Querbandes, das quer über das Knie zu befestigen ist. Die Knieorthese enthält auch einen multiaxialen Gelenkmechanismus. Ein weiteres Beispiel eines einseitigen Kniegelenks ist aus der US 5,458,565 ersichtlich. Bei dieser Knieorthese wird eine wiederherstellende Kraft durch Verwendung einer Drehgelenkanordnung zusammen mit einem aufblasbaren und ablaßbaren Fluid-enthaltenden Kissen hervorgerufen, das zwischen der Gelenkanordnung und dem Kniegelenk positioniert wird. Die wiederherstellende Kraft wird dadurch eingestellt, daß das Kissen wahlweise gefüllt oder entleert wird.
Die Knieorthese kann auch einen multiaxialen verzahnten Gelenkmechanismus haben. Ein Problem mit diesem Typ einer Knieorthese besteht darin, daß der multiaxiale Gelenkmechanismus nicht die bestmögliche natürliche Bewegung des Kniegelenks bewirkt. Außerdem sind das Querband und das Fluid-enthaltende Kissen sperrig und schwierig auf eine genaue Korrekturkraft einzustellen.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine andere Lösung zur Bereitstellung der Korrekturkraft und vermeidet die oben erwähnten Probleme. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Gelenkmechanismus einstellbar, um die Korrekturkraft auf die Oberschenkelmanschette und die Schienbeinmanschette auszuüben. Außerdem enthält die Knieorthese ein Vier-Achsen-Gelenk, das eine natürlichere Bewegung hervorruft, die die Bewegung des Knies simuliert.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht eine Knieorthese mit sagittaler Regelung mit einer Oberschenkelmanschette und einer Schienbeinmanschette vor, die durch einen Gelenkabschnitt nur an einer Seite der Knieorthese miteinander verbunden sind.
Gemäß der Erfindung ist der Gelenkabschnitt in der Lage, eine sagittale Korrekturkraft vorzusehen, um die Position des Kniegelenks nach außen oder innen zu korrigieren. Bevorzugt enthält der Gelenkabschnitt einen Kippmechanismus, der in einem abgewinkelten Zustand festgestellt werden kann, um die sagittale Korrekturkraft vorzusehen.
Die Erfindung ist in dem beigefügten Anspruch 1 definiert, während bevorzugte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in Einzelheiten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine Vorderansicht einer Knieorthese gemäß der Erfindung, die an dem rechten Bein eines Patienten angebracht ist;
2 eine Seitenansicht einer Knieorthese der vorliegenden Erfindung, die an dem linken Bein eines Patienten angebracht ist;
3 eine Seitenansicht der Gelenkelemente der vorliegenden Erfindung und
4 eine Vorderansicht der Gelenkelemente im Querschnitt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Vorgefertigte Knieorthesen sind allgemein dazu bestimmt, Frontalachsenbewegungen zu stabilisieren. Wegen der Natur diese Konstruktionen können sie das Beugen und Strecken bis zu einem bestimmten Ausmaß steuern. Wenn aus einem Grund eine Knieausrichtung in der frontalen Ebene erforderlich ist, wird eine übliche Orthese oder eine Orthese mit einem völlig anderen Aufbau benötigt. Wenn neben der Beugung Einstellungen durch die sagittale Achse erforderlich sind, um das mediale oder laterale Kompartment zu entlasten, benötigen Gelenke und Rahmen verschiedene Funktionen. Bei Änderung der aufrechten Gelenke zur Anpassung nach außen oder innen wird die Verwendung eines zweiten Gelenks schwierig wegen der Verlängerung und Verkürzung der aufrechten Elemente. Neben diesen praktischen Gründen kann ein unilaterales Gelenk sehr viel einfacher ausgerichtet werden, und das Erscheingungsbild könnte ebenfalls verbessert sein. Da diese Arten von Orthesen hauptsächlich verwendet werden, um die Behandlung von Osteoarthritis zu unterstützen, und da sie zudem verwendet werden, um Schmerzen zu verringern und das Kniegelenk zu schützen, sollte die Bewegung des Gelenks der natürlichen Bewegung so eng wie möglich folgen, um unnötige Reibung zwischen den verbundenen Gelenkflächen zu vermeiden. Die Funktion der Oberschenkelmanschette und der Schienbeinmanschette besteht darin, Druck zu verteilen und die genaue Position der Extremitäten aufrecht zu erhalten. Wegen der biomechanischen Natur des Kniegelenks ist es nur möglich, eine Ausrichtung des Knies von 30° Beugung bis voller Streckung zu ändern. Möglicherweise ist die Entlastung in diesem Bewegungsbereich erwünscht. Selbst wenn wir erkennen, daß die Verwendung von osteoarthritischen Außen- oder Innenknieorthesen noch nicht wissenschaftlich bewiesen ist, können wir in einer großen Anzahl von Fällen den Schmerz tatsächlich minimieren und die Mobilität des Kniegelenks für eine längere Zeitspanne aufrecht erhalten.
Die Knieorthese der Erfindung besteht aus einem Kniegelenk, einer Oberschenkelmanschette und einer Schienbeinmanschette.
Während der Streckung ist die Knieorthese in der Lage, die Position des Knies nach außen oder innen zu korrigieren. Es ist biomechanisch unmöglich, das Knie in der eingestellten Position während einer vollen Beugung zu halten. Zur Schmerzbefreiung oder zur Beseitigung der Belastung von der medialen oder lateralen Kammer des Knies ist dies auch nicht erforderlich. Von etwa 30° Beugung bis voller Streckung korrigiert die Orthese die eingestellte Valgus- oder Varus-Position.
Das Knie eines osteoarthritischen Patienten ist gegenüber allen Arten von Reibung oder Kräften empfindlich, weshalb nicht-physiologische Bewegungen verhindert werden müssen. Aus diesem Grund wurde ein Gelenk mit einer „natürlichen Bewegung" konstruiert. Dieses sogenannte Vier-Achsen-Kniegelenk beginnt die Beugung mit einer vorderen Bewegung, gefolgt von einer Drehung in einer C-förmigen Gelenkbewegungsbahn. Bei voller Streckung ist die Rotationsachse 15 cm oberhalb des Schienbeinkopfs und rückseitig des Gelenks angeordnet. Die vordere Translation des proximalen aufrechten Elementes beträgt 11 mm. Das Gelenk enthält einen Kippmechanismus, der diese sagittalen Einstellungen erlaubt, was in näheren Einzelheiten unten beschrieben wird. Obwohl das Gelenk nicht dazu ausgebildet ist, eine Hyperextension zu verhindern, gibt es einen Streckungsstop (nicht dargestellt).
In den 1 und 2 ist die Knieorthese an dem Bein (rechts und links) eines Patienten befestigt dargestellt. Die Oberschenkelmanschette 1, die aus einem Verbund konstruiert ist, ist so ausgebildet, daß sie den Oberschenkelknochen durch Umschließen des weichen Gewebes ergreift. Das distale Ende reicht bis zu den Gelenkköpfen zum Stabilisieren des Kniegelenks. Die Oberschenkelmanschette 1 hat starre Bereiche, um genaue Funktionen auszuüben, eine seitliche Strebe 10 und ein proximales und distales Oberschenkelband, 8, 9. Die mediale vertikale Strebe 11 ist integral mit dem distalen horizontalen Band 9 und dem proximalen Oberschenkelband 8. Die horizontalen Bänder 9 sind starr an den lateralen Seiten und bewirken eine starre Verbindung mit der seitlichen Strebe 10, während die medialen Seiten dünner und flexibler sind zur Größeneinstellbarkeit und für den Komfort. Die Oberschenkelmanschette 1 wird mit einstellbaren rückwärtigen Binden 12 geschlossen.
Die Schienbeinmanschette 2, die aus einem Verbund hergestellt ist, ist so ausgebildet, daß sie den Schienbeinknochen und den Wadenbeinknochen durch Umfassen des weichen Gewebes ergreift. Das proximale Ende reicht bis zu den Gelenkköpfen zum Stabilisieren des Kniegelenks. Die Schienbeinmanschette 2 hat starre Bereiche, um genaue Funktionen zu erzielen, eine seitliche Strebe 15 und ein proximales und ein distales Schienbeinband 13, 14. Die mediale vertikale Strebe 16 ist integral mit dem proximalen horizontalen Band 13 und dem distalen Schienbeinband. Die horizontalen Bänder 13, 14 sind an den lateralen Seiten starr und bewirken eine starre Verbindung mit der lateralen Strebe 15, während die medialen Seiten dünner und flexibler sind zur Größeneinstellung und für den Komfort. Die Schienbeinmanschette 2 wird mit einstellbaren rückwärtigen Binden 17 geschlossen.
Die Oberschenkelmanschette und die Schienbeinmanschette sind beide ersetzbar und werden in drei verschiedenen Größen (klein, mittel, groß) hergestellt, um für Beine verschiedener Größen passend zu sein. Es ist möglich, z. B. eine kleine Schienbeinmanschette mit einer mittleren Oberschenkelmanschette und alle anderen Kombinationen zu kombinieren.
Die Gelenkelemente sind in 3 ohne die Manschetten gezeigt. Das Gelenk ist bevorzugt an der lateralen Seite angeordnet. Der Gelenkabschnitt besteht aus aufrechten Elementen 20 zur Befestigung an der Oberschenkelmanschette und der Schienbeinmanschette und der Gelenkplatte 21. Die aufrechten Elemente haben Löcher 7 zur Befestigung an der jeweiligen Manschette, was weiter unten in näheren Einzelheiten geklärt wird. Die Gelenkplatte 21 ist mit zwei der vier Achsen 18 versehen, um die gewünschte gelenkige Verbindung zwischen den aufrechten Elementen hervorzurufen. Die beiden anderen Achsen 18 sind durch ein Element (nicht dargestellt) verbunden, das an der Innenseite der Gelenkplatten 21 angeordnet ist.
In 1 sind die Gelenkelemente zusammen mit Teilen der Oberschenkelmanschette 1 und der Schienbeinmanschette 2 im Querschnitt gezeigt. Es ist zu sehen, daß die aufrechten Elemente 20 mit den Gelenkplatten 21 verbunden sind, um das Vier-Achsen-Gelenk zu bilden. Die aufrechten Elemente 20 sind an der Oberschenkelmanschette 1 und der Schienbeinmanschette 2 mittels Einstellbefestigungen angebracht. Zur bestmöglichen Einstellung ist es zweckmäßig, daß es zwei Einstellbefestigungen gibt, jeweils eine für die Oberschenkelmanschette und die Schienbeinmanschette. Die Einstellbefestigungen enthalten Kippmechanismen 4 und zwei Paare von Schrauben 6, die in die Löcher 7 eingesetzt sind. Die Löcher 7 sind oval, um ein Spiel zwischen den Löchern 7 (3) und den Schrauben 6 vorzusehen, so daß eine Winkeleinstellung möglich ist. Der Kippmechanismus ist durch gegenüberliegende V-förmige Flächen 4 an den Manschetten 1, 2 und den aufrechten Elementen 20 gebildet, so daß die Manschetten 1, 2 in einem Linienkontakt bei 5 mit den zugehörigen aufrechten Element entlang einer sagittalen Achse (auf eine Achse parallel zu der sagittalen Ebene) stehen. Somit kann der Winkel zwischen den Manschetten und den aufrechten Elementen durch Kippen um die sagittale Achse an der Kontaktlinie 5 eingestellt werden. Eine Schraube 6 ist an jeder Seite der Kontaktlinie 5 angeordnet.
Der Kippwinkel wird festgesetzt, indem das jeweilige Paar von Schrauben 6 eingestellt wird, d. h. eine Schraube wird angezogen, während die andere Schraube gelöst wird oder umgekehrt. Auf diese Weise wird eine positive Einstellbefestigung erhalten. Wenn somit die Knieorthese an dem Bein eines Patienten angebracht ist, führt der Winkel zwischen den Manschetten 1, 2 und den aufrechten Elementen 20 des Gelenks zu einer Zwängkraft, die als eine Korrekturkraft wirkt, um die gewünschte äußere oder innere Position hervorzurufen.
Somit ist zu erkennen, daß die Knieorthese der vorliegenden Erfindung eine sagittale Korrekturkraft hervorruft, die durch den Gelenkabschnitt ohne Verwendung eines Querbandes oder eines aufblasbaren Kissens bewirkt wird. Die Kraft oder Winkeleinstellung wird auf einfache Weise durch Einstellen von zwei Schrauben bewirkt. Dies kann auch durchgeführt werden, wenn der Patient die Knieorthese trägt. Außerdem sind die Oberschenkelmanschette und die Schienbeinmanschette als teilweise starre Käfige gestaltet, die die Knieorthese fest an dem Bein des Patienten halten. Die Oberschenkelmanschette und die Schienbeinmanschette sind in verschiedenen Größen austauschbar, so daß die Knierorthese für verschiedene Größen des Oberschenkels und des Schienbeins eines Patienten anpaßbar ist. Der Schutzumfang der Erfindung ist nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

Knieorthese mit sagittaler Regelung mit einer Oberschenkelmanschette (1) und einer Schienbeinmanschette (2), die nur an einer Seite der Knieorthese durch einen Gelenkabschnitt (3) miteinander verbunden sind, wobei der Gelenkabschnitt (3) zu einer sagittalen Korrekturkraft fähig ist, um die Position des Kniegelenks nach außen oder innen zu korrigieren mittels Regelungsbefestigungen (4, 5, 6), die einen Kippmechanismus (4) in Kontakt (bei 5) mit aufrechten Elementen (20) enthalten, so daß der Winkel zwischen den Manschetten und den aufrechten Elementen eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippmechanismus gegenüberliegende V-förmige Flächen (4) an den Manschetten (1, 2 und den aufrechten Elementen (20) aufweist, derart, daß die Manschetten (1, 2) in Linienkontakt (bei 5) mit dem jeweiligen aufrechten Element (20) entlang einer sagittalen Achse stehen.
Knieorthese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel mit wenigstens einem Paar Schrauben (6) eingestellt wird, wobei eine Schraube an jeder Seite des Kontaktes (5) angeordnet ist.
Knieorthese nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschenkelmanschette (1) aus einem Käfig besteht, der ein proximales Band (8), ein distales Band (9), eine seitliche Strebe (10), eine innere Strebe (11) und rückwärtige Binden (12) enthält.
Knieorthese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des proximalen Bandes (8), des distalen Bandes (9) und der seitlichen Streben (10) der Oberschenkelmanschette (1) starr sind.
Knieorthese nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienbeinmanschette (2) aus einem Käfig besteht, der ein proximales Band (13), ein distales Band (14), eine seitliche Strebe (15), eine innere Strebe (16) und rückwärtige Binden (17) enthält.
Knieorthese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des proximalen Bandes (13), des distalen Bandes (14) und der seitlichen Strebe (15) der Schienbeinmanschette (2) starr sind.
Knieorthese nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschenkelmanschette (1) und/oder die Schienbeinmanschette (2) mit verschiedenen Größen austauschbar sind.
Knieorthese nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkabschnitt ein vier-Achsen-Gelenk (18) enthält.
Knieorthese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Gelenks einer C-förmigen Bahn folgt, wobei bei voller Erstreckung die Drehachse des Gelenks etwa 15 cm oberhalb des Schienbeinkopfs und rückseitig des Gelenks angeordnet ist und wobei zu Beginn der Bewegung die vordere Translation des proximalen aufrechten Elements etwa 11 mm beträgt.