DE7413698U - Gelenksimulator zum Testen von insbesondere Totalendoprothesen für das Hüftgelenk - Google Patents
Gelenksimulator zum Testen von insbesondere Totalendoprothesen für das HüftgelenkInfo
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Description
Gelenksimulator zum festen von insbesondere Totalendoprothosen für das
Hüftgelenk
Hüftgelenk
Bedeutung in der Orthopädischen Chirurgie gewinnt
der Ersatz des durch Krankheit oder Trauma Geschädigten Hüftgelenkes durch Totalendoprothesen. Wichtigste Voraussetzung
für ein auf lange Sicht zufriedenstellendes Behandlungsergebnis ist die dauerhafte und störungsfreie Funktion der £ndoprothesenteile. Aufgrund der hohen Beanspruchung der aus Kugel und Pfanne bestehenden künstlicher. Gelenkteile nüssen die gegeneinander gleitenden Prothesenoberflächen einen sehr honen Verschleißvdüerstand, einen niedrigen Reibungskoeffizienten
und eine ausreichende Drucktelastbarkeit aufweisen. Eine wirkungsvolle Stoßdämpfung ist ebenfalls von Bedeutung.
der Ersatz des durch Krankheit oder Trauma Geschädigten Hüftgelenkes durch Totalendoprothesen. Wichtigste Voraussetzung
für ein auf lange Sicht zufriedenstellendes Behandlungsergebnis ist die dauerhafte und störungsfreie Funktion der £ndoprothesenteile. Aufgrund der hohen Beanspruchung der aus Kugel und Pfanne bestehenden künstlicher. Gelenkteile nüssen die gegeneinander gleitenden Prothesenoberflächen einen sehr honen Verschleißvdüerstand, einen niedrigen Reibungskoeffizienten
und eine ausreichende Drucktelastbarkeit aufweisen. Eine wirkungsvolle Stoßdämpfung ist ebenfalls von Bedeutung.
über diese für eine erfolgreiche I"plantationsdauer wichtigen
mechanischen Einflußgrößen kann man durch Tests der Protheccn
ir: einem Gelenk simulator Aufschluß und Kenntnis erhalte^ Dabei
soll unter simulierten p'ny si öl o,^i ε eher. Bedingungen eine
• — v> -
Dauerprüfung des Katerials und der Konstruktion verschiedenartiger
Gelenkprother.en vollzogen werden.
Simulierte physiologische Bedingungen bedeuten in erster Linie
gleiche Bewegungs- und Kraftvorhältnisse im Simulator wie im Ij
Hüftgelenk· Unter Bezugnahme auf Fig. 1 können die Bewegungen in ilüft -eloni·: in einzelne !komponenten zerlegt werden:
Drehung in der Frontal ebene um die x-Achso: Abdulction/Adduktion;
Drehung in der Transversal ebene um die y-Achse: Inner.-/Außen-
rotation;
Drehung in der Sagittalebene um die z-Achse: Flexion/Extension.
Las Bewegungsausmaß bein normalen Gang beträgt bei
Abduktion/Adduktion ca 12°
Innen-/Außenrotation ca 14°
Flexion/Exren'sion ca ^5 ·
Innen-/Außenrotation ca 14°
Flexion/Exren'sion ca ^5 ·
Die resultierende Kraft im Gelenk* äie sich aus dem statischen
und dynamischen Körpergewicht und aus der Muskelkraft ergibt,
hat in der Standphase des Gehvorganges den aus Fig. 2 ersichtlichen charakteristischen "double peak"-Verlauf. Die Kurve
zeigt, daß die Druckbeanspruchung bei übertragung der Körperlast
auf das Standbein auf einen Höchstwert ansteigt, durch die Wirkung dynamischer Kräfte vorübergehend absinkt und beim
Lösen dos Standboinfußos von Boden wieder auf die ursprüngliche
Höhe zurückfällt» Bei einem Körporgewicht von ca 60 kp
tritt im Hüftgelenk des Standbeines eine maximale Kraft von ca 260 kp auf.
Simulierte physiologische Bedingungen bedeuten aber auch Vorsehen eines temperierten "Schmierstoffes" und Einhaltung der
in vivo auftretenden Temperaturen, nchließlich ist für das
subjektive Empfinden beim Tragen der Prothese deren Dämpfungsfaktor
und die Höhe des zwischen den Gleitflächen auftretenden Reibraomentes wesentlich, worüber der Simulator Auskunft geben
sollte·
Bekannte Huftgelenksimulatoren (John T. Scales et si in !?.!·'.
Kenedi Biomechanics and Related Bio-Engineering Topics Perganon
Press, 1965» 2'j7 und siohe Literaturverzeichnis zu H. Ungethün
'ein neuer Simulator iur Testung von Totalendoprotheren
für das Hüftgelenk" in Archiv für orthopädische und Tnfallchirurcie
77, 50^ - :>^^, J»F.Ler(-T!o.nn München 1975) '-Veiser.
alle eine oder mehrere der nachfol^erd genannten Unzulänglichkeiten
in Bezug auf die Nachahmung: der tatsächlichen physiologischen
Verhältnisse auf:
zweiaxiale anstatt dreiaxiale Bewegung; keine Variierbarkeit von üchwenkwinkol, !■eiactunc und Zyklucdaucr,
keine Selbstzentrierunr;·.
zweiaxiale anstatt dreiaxiale Bewegung; keine Variierbarkeit von üchwenkwinkol, !■eiactunc und Zyklucdaucr,
keine Selbstzentrierunr;·.
PrüfniÖGlichkcit nui· von präparierten anstelle von handelsüblichen Prothesen.
Weiterhin verwenden einige der bekannten Hüfrgelcr-ksinuilatoren
keinen temperierten "Schmierstoff" und fehlt es häufig cn ausreichenden
Kontrollmügliclikciten der mechanischen Großen im
Simulator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geleiiksiir.ulator
zum Testen von insbesondere IIüftrelenk-Totalendoprothesen uncer
möglichst genau adaptiertem physiologischen Bedingungen zn
schaffen. Dieser Simulator soll zur Testung des Langceitverhaltens
handelsüblicher Prothesen und zur V.'eitercntvicl-clunr· von
Totalendoprothesen hinsiciitlich Materialkombination und Konstruktion
dienen.
üie gestellte Aufgabe v.'ird dadurch gelöst, daß ein Gelenksi-.lulato:?
mit einer, in einem Rahmengestell schv/eruTO-szillierend
anr-etriebenen Acapt^r ::ur Aufnahme der Gelenkpfanne in: Schnittpunkt;
der Schwenkachse:! und mit einer "double pc-ak" druckbeaufschlarrbaren
rinlterur.": für den Gelenkkopf errindun^crrernaß
gekennzeichnet ist durch ein dreiaxiales Kardangelenk mit einzeln
variierbaren Sehv.'enkuirikelr: zur Aufhun-run-j des Pfannenadapters
und durch eine eine ganze C-el enkkopf prothese aufnehmende
Schafthaltorunj rr.it Druckbcaufcci-x'^rrunr über ein Kreuz-Gelenk.
Der erfinduncs^emälie Gelenksimulator zeichnet sich dadurch aus,
da3 mit ihm die Testunn; handelsüblicher Prothesen unter genau
adaptierten physiologischen Ircdincun^cn möglich ist. Lc ist
nicht nur eine dreiaxiale Lewefunr der Gelenkpfanne ^ereben,
sondern auch eine Selbstseutrierun.^ des Gelenkes aufgrund der
Anordnunr eines Kreuzgelenkes an der Schafthaltcru:;r. Außerdem
sind silr.tiicx:e Schweibcv/irJ'-cl zur Oirnulicrunr untercch.ieclichor
Gangarten einzeln variierbar»
In^dem cer.ä3 einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfind^.nr
als Schwenkantriebe dec Kardar.^i.'ler-koc hydraulisclie Drehkolbenz;-linder
verwendet v;erden und die Druckbeaufsc}:la™unr der
£chaftnalterun[: durch einen hydraulischen Druckzylinder erfclLt,
kann die Schwem:,;eschwir.dirl:eit bzw. üyklusdauer einfach,
durch Anordnen von i3tronrcrelventi.len in die Zuführleitung::
ü'jr Drenkoibenzy] ir der und die iiühe und der Verlauf der Uruckcolastunj
mittels entsprechend coöchaltctf.-r '.'entile r .'Steuert
L'v.x-ck:.::;lii; ist eine den Frothfcurii'.opi' und die Pfanne abj-rdicht'.-t
u:nsohlifjiier:clo 'iuiiiminriiiscueiiOi. zwv. !"irliuliercn von
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keit vorgesehen, v;obei zur Auefilterung der Abriebsprodukte ein
Filterglied in den Kreislauf eingeschaltet ist.
Durch entsprechende Anordnung von Meßelementen,z.E. eines Thermoelementes
nahe der Gleitfläche der Gelenkpfanne oder eines Kraft-Lrehmomentaufnehmers und eines induktiven V/egcufr.ehners
an der Schafthalterung, bietet der erfindungsgemäiie Geier±simulator
ausreichende Kontrollmöglichkeitcn der mechanischen Grüben.
Damit die Gelenkpfanne mit ihrem Mittelpunkt bis auf 1/100 mn
exakt im Schnittpunkt der Rotations- bzw. Schvenkachsen des Kardangelenkes
su liegen kommt, schlägt die Erfindung weiterhin eine
Fixationsvorrichtung zur exakten Positionierung der Gelenkpfanne in dem Pfannenadapter vor.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näjuer beschrieben. Es seiger.
!•"ig» 5 eine teilweise geschnittene Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen
Gelenkcimulators in einer Frontalebene;
Fig. A- eine teilweise geschnittene Gesamtansicht des Gelenksimulators
von Fig.J in einer Sagittalebene;
Fig. 5 cL-:c vc3?;r.'i-dj^Tici.-h-j in Kichtung des Pfeiles V in Fig. ?';
Fig. 6 das hydraulische Schaltsenema, und
Fir. 7 im Schnitt eine Fixationsvorriehtung zur Einbettung einer
Pfanne in den Pfarmenadapter. !
Grundbestandteil des Gelcnksirnulatorc stellt ein äußerst massives
Rahmengestell 1 dar, an dessen Dockplatte 2 ein dreiaxiales Kardangelenk 5 aufgehängt ist. Dieses Kardangelenk soll die Hcvcijur.gcn
des Hüftgelenk cc ir. der Transversal-, Frontal- (Fig.:;)
und oagitt-alebene (Fig.^) nachahmen. ;!icr::u weist das Karuannk
drei Gelcnktcilo auf, i;oboi dac eretore, in der 'J.'rar.s-
versalebene schwenkende Gelenkteil 4- in der Fora eines Bügels
nit vertikaler Achse in Rahmengestell 1 hängt, das zweite, in der Frontalebene schwenkende Gelenk teil 5 in cLer Fora eines
Rechteckrahmens mit horizontaler Achse χ zwischen den Bügelenden
6,7 Gelagert ist und letzteres, in der Sagittalebene
schwenkende Gelenkteil ο mit horizontaler Achse ζ innerhalb
des Rechteckrahmens dreht; und im Schnittpunkt der drc--Schwenkachseri
einen Pfannenaciaprer 9 trägt. Die Lagerung der
einzelnen Gelenkteile erfolgt zweckmäßig über hochprazise
Schrägkugellager.
Der Pfannenadapter 9 dient zur Aufnahme der Gelenkpfanne 10
der zu testenden Totalendoprothese 11, und zwar derart, daß I
der P'iannenniittelpunlct exakt in den Schnittpunkt der drei I
Schv/enkachsen füllt. Die Pfanne wird mit Kiothylmethacrylat
in gleicher Position wie in ncnschlichen Koi'per in diesen
Adapter einzementiert, wobei zur genauen Positionierung eine
später zu beschieibende Fixationsvorrichturic vorgosehen ist.
In die in den Adapter 9 einzemenrierte Pfanne 10 {-reift die
Gelenkkopf- oder Femurkopf-Prothese 12 mit den Schaft 1 υ nach
unten ein. Der Schaft 15 ist in einer in etwa vertikalen röhrenförmigen
iialteruiiG 14· ebenfalls mittels F.ethylnicthacrylat
\ fixiert. Die Schafthalteru:i[; 1^· sitzt mit ihrem unteren Lade
auf einem Kreuzgelenk 15, das seinerseits über vertikale
Pührungsbolzen 16 mit einem, auf einer Zwischenplatte 17 i^
unteren Teil des Rahmengestell 1 ir. einer Horizontale υenc
diagonal verstellbaren Qucrschlitten 1S verbunden ict. Si::
vertikaler zylindrisclier Lruckbolzon 19 in der Mitte des Ouerccnlittens
18 übertrügt die von oine:r. darunterliegenden slt.-krecht
angeordneten Druckzylinder '?0 erzeugte Kraft auf Jüc
:;iit dom Kreusgeloiü·: vcrbuiulfMic E:kU; der Gchafthalteiv.ng.
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· ι · rj ··
Eewegung des Kardan^eleni-ces stets zv;ci Drehriolbenzylinder
mitschwenken, sind für die Clzufuhr flexible Schlauchleitungen
erforderlich. Alle drei iJro-ihclhen-ylinder und der hydraulische
_. . .,_ , berPhr.un^s] öse." ...
JUrucKzylinuer cO v/eraen voiY^uusciialtern m . eromaun^ r.it c-r-ne
hydraulischen Krafteinheit gesteuert.
•Jeweils zwei Endschalter sind einer Schwenkbewegung des Kar
dangelenkes in einer Ebene zugeordnet. Die Endschalter 2-,25
für die Schwe:ikbewe£un£ in der Tra:isversalebene sind beispiels
weise GeGon ^ie Unterseite der Deckplatte 2 befestigt. Sie
wirken mit Fahnen 2G bzw. 27 zusammen, die mit de.? ersten Gelenkt
eil L'r nitschwenken. T'ur Variierbarkeit des Schv.-erJ:wirJ:eis
sind die Fahnen 2G,27 einstellbar.
In -jleichur V/eisc sind den Schv.'enkbcv/ccun^en in den ubrifren
Lbenen Endschalter und einstellbare !-'ahnen zueeordnet, die an
den ο ev/eilicen Gelenlctcilen bof:-stirt sir.d. Das in der Sacitt
c-bene r;cnwenkcndo dritte GelenJvtcil '.! träj-t eine dritte ?ahiie
?.'i vorbestiinmter breite, die mit einoin dritten, die DruchboauT
s chi a (.'ru:! 1J des Druckzylinders .'.Ό steuernden, auf dem zweiter,
'"•elcnktcil 5 befestigter! l'lndschal l-.-..·? Π9 zur.anup.cnv/irkt.
Das Kreuzgelenk gewährleistet bei evtl. auftretender. Ung<
keiten, z.B. durch elastische Verformung der g vsa—ten Apparatur j
bei Dx*uckbelastu:.g oder durch Verschleiß eine ständige Selbst- I
zentrierung des Prothesenkopfes in uer Pfanne. In Verbindung \
i mit de:u Querschiitten ist die I-iDglichkeit gegeben, auch boi I
zur vertikalen Achse geneigtere Frc";::oso:isc::aft: die Kraf^ -iuf |
das Kugel-Pfanne-Gelerj: zu ubertra:;'_-n.
Die Schv/enkbewerungen der Pfanne in den urei Ebenen wcrü·...·:: von
hydraulischen Drehkolbenzylinderii erzuu-jt. ."e solch ein Zylinder
21,22,25 ist fluchtend zu der .jeweiligen Sch' erwachse y,x
bzw. ζ des Kardangelenkes 3 angeordnet. Da bei dreiaxialcr
Das Hydraulik schema dc3 erfinduncGceinüEon Gelenksimulators ist
aus Fic· G ersichtlich. Jc swei Drehkclbenzylindcr 21,22 und
der Drehkolbenzylir.der 25 v.r:d der Druckzylinder 20 v/orden über
ein il-ahnraddoppclpurapGnacfjreijiat; ^U bzw. ;;1 aus eine:.". ^lbcL«.'lter
52 gespeist. In die Zu fuhr! ei turn tm der DrGhkclbcr.-.ylir.cOr
21 bis 25 öind eingeschaltet: ein Druckbegrenzungsventil ZZ
nit Manometer 5^-, ein liückcchluLT.'erioil ;3S, ei:: Strorurcijelveri-
;il >6 und ein elektrorna.Tr.ctiüchoc 'r/Γ1 V/cv-evcr.til 57. In die
Zuführleitung· des üruckzylinders 20 sind cir.cesci.altet: es ν
Druckbe£re:izun£3ver.cil Vj n:it Kano^otcr 5^» ein Iiückscr.lacventil
55» in Parallelschaltunr; je ein Druckminderventil 52·
mit Manometer 59 und ein elektromagnetisches ^/5 V/eg-vontil
W, und schließlich wiederum in Parallelschaltung einerseits
ein Rückschlag/entil ^1 und ar.aercrsoit« ein
venril ^2 mit Manometer ll3 und li'ickschlajjverioil
jj
Zur Inl-otriebnahme des üeienlisiniulators sind die n:it der. "£nd~
schaltern zusammenwirkenden !«'ahnen, die Druckbegrensunics-,
Druol-tminder- unü Stromre^elventile einzustellen. I-'.it den fahnen
wird die GröT.e der einzelnen Gchv/enkv/inkel, nit den otronrc-'jfelventilen
die Scr.v/oru'.rjefjchv/indicrkeit bzv/. Zyklusdauer und
mir den üruckmir.dervencilcn jZ eineiOcits die na:-n.":.CLlc und
andererseits die minimalc Druckbeaurschla^unc des druckzylinders
{-ezZ2 dem "double ρ-..cik" Druckverlauf festjelert.
J0.Z Druckbegrenzungsventil ii^ bestimmt die Hüne der Vorc::ann-I:raft
des Druckzylinders 20.
' cr"/orzuheben ic-t, cal: einzeln die Grü.'.'c sämtlicher Schv/enl·:--
..iru'iel, die Schv.-onkcecci-wii.ö.irkcitor ;i:.C die Bruckbeaufcchla-
; u:.~ bezUjjlicL. Γ·'α:·:ϊ::;α1-, r.ini:r.:il- ·.:'"■'. Vorspannkraft einje-
::v-jllt VerOer. k'Juncü.
ι/\
if
Zur Erzielung einer Synchronisation der Schwenkbewegungen
untereinander und der Druckbeaufschlagung wird eine Schv/enkebene,
hier die Sagittalebene als Leitebene bestircrat, während
£ie Transversal·- und Frontalebene Folgeecenen bilden. Die Wirkungsweise
des eriindungsgeniiijen Gelenksimulator"· ist dann
wie folgt:
Mit Beginn der Standphase des simulierten Gehvorgangco werden
die Schwenkantriebe 21 bis 25 durch entsprechende Schaltung der 4/5 Wegeventile 57 in bestimmt ei- Richtung in Gang Gcse"tzt·
In der Zuführleitung dec Druckzylinders 20 öffnet das V5
Wegeventil 40;in dessen Zweie das das Druckmaxinutr. bestimmende
Druckminderventil 58 eingeschaltet ist. Komnt bei aer Schwenkbewegung
des in der Sagittalebene (Loitebene ) schwenkenden Geleni:teilc ο die mitschwenkende dritte Fahne 23 in Uberdeckung
mit dem zugeordneten Lndschalter 29? dann werden die
V5 WeGeventile in der Zufuhrleitung des Druckzylinders 20
uragesteüert, so daii v:ährend der Dauer der t'bercockur.rt des
Endschalters 29 durch die Fahne 23 am Druckzylinder 20 der
durch das zweite Druckminderventil yo-bestinmte Mininaldruck
anliegt. Bei V/iederfreigabe des Endschalters 29 durch die
'iahne 2c kehren die 4/5 Wegeventile 40 in ihre Ausgangsstellung
zurück.
Erreicht eine der zwei ersteren Fahnen der Leitebene als ercte
den ihr zugeordneten Endschalter, dann erfolgt eine "Jmc-ceuürung
sämtlicher 4/5 V/crreventile 57 "Ur Unkehrung der
ochwenkrichtung der Drehkolbenzylinüer 2Λ bis 2J. Außerdem
wird der Druckzylii\der 20 bis auf die durch das Druckbegrenzungsventil
42 bestimmte Vorüpannliraft druckentlasteb. Es
folgt nun:«ichr die Schwungphaec d.-s Gehvorranges, bis bei Erreicheii
cog onj^prec'nendcn ^ndocnultci-s die ütandphace vor.
Erreicht nicht wie zuvor eine Fahne der Leitebene sondern eine Foime der Folgeebene als erste den ihr zugeordneten Endschalter,
so wird lediglich das zugehörige 4/3 Wegeventil 37 in die Sperrstellung gebracht, um den Schwenkuntrieb anzuhalten. Erreicht
schließlich auch die Fahne der Leitebene ihren Endschalter,cura.
erfolgt eine Umsteuerung der Schwenkricntung säiatiicner Scnwenkantriebe.
Um den physiologischen Verhältnissen möglichst gut zu entsprechen,
ist auch die Anwesenheit einer Gelenkflüssigkeit zweckmäßig. Es wird deshalb in einem Kreislaufsystem Pseudosynovialflüssigkeit
oder Rinderserum durch eine Gumnimanschette 4-5 gepumpt, die Prothesenkopf
und Pfanne umschließt. In dieses Kreislaufsystem sind miteingeschaltet: ein thermostat, um die Gelenkflüssigkeit ständig
auf Körpertemperatur zu halten, und ein Fiiterglied zur Ausfilterung
der Abriebprodukte.
Zur Registrierung der bei laufendem Versuch auftretenden Meßgrößen
weist der Simulator folgende Meßwertauinehmer auf:
a) ein nahe der Gleitfläche der Gelenkpfanne angeordnetes Thermoelement
46 zur Untersuchung der Gleitflächentemperatur;
b) einen zv/ischen Druckzylinder 20 und Schafthalterung 14- angeordneten
Quarz-Kraft-Drehmomontaufnohmer 4-7 (wie er z.B. von der
Firma Kistler, Schweiz angeboten v/ird) und
c) einen an der Prothese angreifenden (nicht dargestellten) induktiven
Wegaufnehmer.Der Kraft-Drehmoinentaufnehmer 4-7 dient
einerseits zur Messung des Reibmomentes zwischen Prothesenkopf und Pfanne und andererseits in Verbindung mit dom induktiven
Wegaufnehmer zur Messung des Uämpfungsverhaltens der
Prothese.
Nachfolgend wird die bereits erwähnte Fixationsvorrichtun^ zum
exakten Einbettenoner- Gelenkpfanne in dem Pfannenadapter anhand
voi: 1'Ig. 7 beschrieben. Uio Fixa^ion^vorrichtung besteht
aus einer Halterune 48, in welcher der Pfannenadapter 9 in
Genau festgeleGter LaGe abeeleGt werden kann. Zur Höhlurg
des Pfannenadapters hin gerichtet ist in der Halterung ^3
eine FührunG W vorgesehen. In dieser ^hrur.- 49 ist oir^
τ-.-·, ,u..ν. r.n Hr-P-H^ fi»T nn i-.cinora vorderen Ende «ine
Kusel 51 zum Aufspannen der Gelenkpfanne träct. 5erre:::.c
durch einen Anschlac 52 ist die Kurrcl 51 «it aufC"Pannter
Pfanne 10 so tief in die Höhlune des Pracnenadaptcrc lnneinbeweebar,
daß später der Mittelpunkt der KuCol bzw. der Gelerjcpfanne
ia Schnittpunkt der Schwenkachsen dec Kardanrolenkes
■ΐλχ liefen kommt.
Der beschriebene Geler*simulator zeichnet sich durch folgende
Merkmale bzw. Vorteile aus:
I.Testmönlichkeit für ^ze, handelsübliche Totalendcprothe.en
2-leichter Ein- und Auetau der Prothesen
5.dreiaxiales Verschwenken der Pfanne 4.Selb3tzentrierune von Kufjei und Pfuiuic
5. separate Einstellbarkeit nea.r: Schv/enkwinkels und öeder
Schwonkcocchwindickeit und aair.it der Zyklusdauer
G.Einstellbarkcit der Druckbclastur.r nach Kichtu^r; und :iohe
7.Anwesenheit von Pscudosynovialflücsickcit
a.HcFistrieruiiG eier bei laufer.de^i Versuch auftretender. V.cZ-
crößen (Gleitflächentenipcratur, Uruckbelaotunrr, ^eibr^cnV,
Dänpfunts) in absoluter liühü.
Die DruGkbeaufschlaGunc des Druckzylinders sowie ,:ia -i::speisunG
der UrrrVolbenzylinder könnte anstatt über die V3 Vejreventile
r.iit Druci:aindorvontile.n über einer, ,'unktionsgenerator mit Servoventilen
erfolgen.
Der erfindunssremäße Simulator ist außer zur Testun^ vor. Ilüftrelenkprcthesen
auch zum 'Jörnen von Kniejclenkprothcsen oder
anderer. Gelenlcbauteiicr. ^eei'.-jniiu.
Claims (1)
16. April
UN 1
UN 1
DipUng.M. Ungethün
München 21 ,Friedenheiinerstr. 153
%
t-T ANSPRUCHS :
■ 1 .G el eni: simula tor zum festen von insbesondere Total endoprothesen
für das Hüftgelenk, niit einem in einem Rahmengestell
^schwenkoszilliereiid angetriebenen Adapter zur Aufnahme der
Gelenkpfanne im Schnittpunkt der Schwenkachsen und nit einer
l, "double peak" druckbeaufschlacbaren Halterung für der. Celeni;-kopf, gekennzeichnet durch ein dreiaxiales Kardangej-enk (5) mit einzeln variierbaren ScLwenkwinkeln zur
ϊ AufhängunG des Pfannenadapters (9) und durch eine eine ga^ze
Gelenickopfprothese (12) aufnehmende Schafthalterung (14) mit
p Druckbeaufsohlagung über ein Kreuzgelenk (15)·
Gelenkpfanne im Schnittpunkt der Schwenkachsen und nit einer
l, "double peak" druckbeaufschlacbaren Halterung für der. Celeni;-kopf, gekennzeichnet durch ein dreiaxiales Kardangej-enk (5) mit einzeln variierbaren ScLwenkwinkeln zur
ϊ AufhängunG des Pfannenadapters (9) und durch eine eine ga^ze
Gelenickopfprothese (12) aufnehmende Schafthalterung (14) mit
p Druckbeaufsohlagung über ein Kreuzgelenk (15)·
2.Gelenksimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Kardangelenk (5) drei Gelenkteile (^,5ι3) aufweist,
die in einer Transversal-, frontal- bzw. Sagittalebene
schwenken, wobei das erstcre Gelenkteil (4) mit vertikaler
Achce (y) im Rahra engest eil (1) hän^~t und letzteres Gelenkteil (3) den Pfannenadapter (9) trägt.
Achce (y) im Rahra engest eil (1) hän^~t und letzteres Gelenkteil (3) den Pfannenadapter (9) trägt.
J.Geienkciraulator nacli Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i ch
η e t, daß die Schwenkantriebe des Kardangelenkes (5) hydraulische
Drehkolbcnzylinder (21,22,25) sind und zur Druckbcau schlagunr
der Schafthaltcrung (14·) ein hydraulischer Druckzylinder
(20) angeordnet ist.
^-.Gelenksimulator nach Ansrjruch ;>, dadurch r e k e η η ζ e i ch-
:: e t, daß das Kreuzgelenk (15) der Schuitnalterunj ^; ir:
einen in einer Ebene diagonal veri'ahrbaren ijchlitten (1^J rc—
r -■·. ■ \ \
führt ist, der den Druckzylinder (20
j ·-■--
5eGelenksinulator nach Anspruch Z>
oder *r, dauurch c ·- -': - η. η zeichnet,
da 5 zur Variierbuiv.eit der Schven':-.;ini:el des
Kardangelenkes (3) mir ,· edec Gelen.cieil (21-15) z'./ci :r.itrotierende,
v/i:il-:eleii--teilbare 1·Ί^ιγ.ο:\ (2:6,1:.7) verLur.den sind, die
cit zv;ei bezüglich dicce:r. Gelcructeil (i;) orrcfecter. i.:.;..:chal-"cern
(2^,2J) zum Umsteuern der Schv;en>:richtur.r: 'uca^r.er.v.'irkon..
6-Gelenksinulator nach Anspruch 5» dadurch g e '·: e n. r. ζ e i chn
e t, daß zur Synchron!caeion der Schwenkantriebe eine der
ScLv.'enkebeiien (Sarittaiebene; eine Leitebene und die beiden
anderen Schvenkebeneri I-'olc'eebenen bildens derart, da2 die
Endschalter der Leitebene beim Ansprechen eine UL-iü-ccuerun^
der Schwenkrichtun[_. aller Gclenlcteile bewirken, währen die
Endschalter der Folge ebenen beim Ancprechen das V.'eiterschwenken
dec zugeordneter. Gelenkteiles sperren.
7.Geienksiniulator nach Anspruch G, dadurch r e k e η η r, e i chnet,
da3 :nit den in der Sa^ittalebene (Leitebene) schwenkenden
Gelenkteil (5) eine dritte Fahne (21?) vorbesti^rcter Breite
verbunden ist, die mit einem dritten, die Lruckbeaufschla-
£un£ des Druckzylinder:; (20) steuernden Endschalter (29)
zucam^onv/irkt, indem v;ährend der "ü'uanüphase" des simulierten
Gehvor^an^es bei niclitab^edcckteni Endschalter der Druckzylinder
(20) ::iit dem Druckinaxiu.un \;.nd bei abgedeckten Endschalter
aer Druckzylindsv mit dem Druckminirr.u::! der- "double pea.k'"-DrucViVorluufec
beauTschlart v/ird.
8.Gelenksimulator nach Anspruch 6 oder 7* dauurch g e k c η η zeichnet,
daß zur Steuerung der Schwenkgeschwindigkeit
der Gelenkteile (4,5,10 des Kardangelenkes (5) bzw. zur Steuerung
der Zyklusdauer in die Zufulirl ei tunken der Drehkolbcr. zylinder
(21-25) Stromrerfiivcntile (ου")
9.Gelenksimulator nach einem der Ansprüche 1 bis ^gekennzeichnet
durch eine den Prothusenkopf (12) und die Pfanne
abgedichtet umschließende Gunininanschewte (4f;) z\±u: Zirkulieren
von stündig auf Körpertemperatur gehaltener Pseudocyr.ovialflüscigkeit,
v;obei zur Ausfilterung dex· Abriebprodu!:te oir. FiI-ied
in den Kreislauf eingeschaltet ist.
10.Gelenksimulator nach einem der /.iisprüche 1 bis 9, £ e k e η η zeichnet
durch ein nahe der Gleitfläche der Gelenkpfanne (10) angeordnetes Thermoelement (46) zur Untersuchung der Gleioj
flLichcntcmperatur»
11.Gelenksimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen zwischen Druckzylinder (20) und
Schafthaiterung (14) angeordneten Kraft-Drehmomentaufnehmer (47)
zur Messung des Keibmonientes zwischen Prothesenkopf (12) und
Pfanne (10) sowie durch einen an der Prothese (11) angreifenden
induktiven V/egaufnehmer, der in Verbindung mit dem Kraft-Drehmcmenraufnehmer
das Dämpfungsverhalten der Prothese mißt.
12.Pi:<at:loncvorrichtung zum Einbetten einer Gelenkpfanne in den
Piannonadapter, gekennzeichnet durch eine den
Pfanü-?r.adapcer (9) in genau festgelegter Lage aufnehmende HaI-uerur.g
(^rO) ur.d durch eine Ki:gel (r^) ~u:n Aufspannen der GelorJcpf3r.r:o
(.10), v;c-lche Kugel am j-.nde oiner>
Führungsstabec
(^(J) r>it^t und, begrenzt durch ei ^on Anschlag (v2), so tiof in
cie mit Zcmentmasse auc'Or:l<:idei;c» "ünlung des Pfann^nadapters
Schuiicr.spr.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19747413698 DE7413698U (de) | 1974-04-19 | 1974-04-19 | Gelenksimulator zum Testen von insbesondere Totalendoprothesen für das Hüftgelenk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19747413698 DE7413698U (de) | 1974-04-19 | 1974-04-19 | Gelenksimulator zum Testen von insbesondere Totalendoprothesen für das Hüftgelenk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7413698U true DE7413698U (de) | 1974-09-26 |
Family
ID=1304375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19747413698 Expired DE7413698U (de) | 1974-04-19 | 1974-04-19 | Gelenksimulator zum Testen von insbesondere Totalendoprothesen für das Hüftgelenk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7413698U (de) |
-
1974
- 1974-04-19 DE DE19747413698 patent/DE7413698U/de not_active Expired
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