EP3466393B1 - Stützvorrichtung und verfahren zum betrieb derselben - Google Patents
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- EP3466393B1 EP3466393B1 EP17195222.9A EP17195222A EP3466393B1 EP 3466393 B1 EP3466393 B1 EP 3466393B1 EP 17195222 A EP17195222 A EP 17195222A EP 3466393 B1 EP3466393 B1 EP 3466393B1
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Definitions
- the invention first relates to a support device with a frame and with a bed pivotally mounted on the frame for a human body, which has holding elements for holding a torso of the body on the bed and a footrest, with a swivel drive for pivoting the bed around the frame a transverse axis of the body between a reclining position with a longitudinal axis of the body running parallel to a horizontal and a support position with a longitudinal axis of the body which is inclined by a support angle against the horizontal, in which legs of the body support a weight of the body at least partially on the footrest, and with a Vibratory drive for exciting a vibration of the bed, which is mounted on the frame and moves the bed parallel to the longitudinal axis.
- the invention further relates to a method for operating such a support device.
- US 4,858,598 A discloses a support device of the type mentioned in the introduction, in which the couch is first raised rhythmically by means of the oscillating drive by means of an eccentric, pneumatic cylinder or electromagnet and, after passing through the eccentric or by releasing the pneumatics or the voltage supply, is dropped in order to provide the stimulus in a manner sufficient for the bone structure Way to reinforce.
- threaded spindles are generally known which convert a rotational movement of a driven threaded rod into a translatory movement of a spindle nut which can be displaced in the longitudinal direction on the threaded rod.
- the invention has for its object to avoid overloading the osseous skeleton.
- the oscillating drive excites the oscillation in both directions of the longitudinal axis by means of a threaded spindle, in that a rotatable threaded rod of the threaded spindle displaces a threaded nut running on the threaded rod.
- the threaded spindle enables gentle lifting and especially lowering with low, precisely controllable accelerations. The invention thus avoids the impulse which arises in the known support device due to the free fall of the footrest and the associated risk of trauma.
- the load amplitude can be set on the one hand via the support angle and on the other hand via the lifting height of the vibration.
- a support device preferably has a pressure transducer on the footrest for measuring a pressure exerted on the footrest by the legs parallel to the longitudinal axis.
- the support device according to the invention thus allows direct control of the load exerted on the patient.
- the pressure transducer does not measure sudden load changes, but gentle load profiles that enable precise control, monitoring and documentation of the therapy.
- the pressure sensor is preferably a pressure-sensitive mat.
- Pressure-sensitive mats are available in different versions on the market and allow measurement without exact positioning of the legs.
- the vibration is excited in both directions of the longitudinal axis by means of a threaded spindle in that a rotatable threaded rod of the threaded spindle displaces a threaded nut running on the threaded rod.
- the method according to the invention can be carried out particularly well with a support device according to the invention and is equally distinguished by the aforementioned advantages.
- the vibration preferably has a frequency of 1 to 2.4 Hz and a stroke height of up to 25 mm .
- the load on the patient's osseous skeleton then mimics the frequency and load profile when walking slowly.
- the oscillation preferably runs periodically. Periodic vibrations with physiologically typical frequencies stimulate bone growth.
- the vibration is preferably regulated such that a pressure exerted on the footrest by the legs parallel to the longitudinal axis does not exceed a maximum value.
- a pressure exerted on the footrest by the legs parallel to the longitudinal axis does not exceed a maximum value.
- measured values of the pressure are preferably stored and the maximum value is automatically increased.
- the lifting height is preferably increased automatically and / or the support angle is increased.
- Methods according to the invention with an automatic increase in the maximum value, the lifting height or the support angle take into account a training effect of the treatment with a support device operated according to the invention.
- the support device 1 has a frame 2 and a bed 3 for an in Fig. 1 schematically represented human body 4.
- the frame 2 consists essentially of welded steel profiles, namely a base 5 made of two U-shaped side cheeks 6, which are each connected at the head end 7 and foot end 8 of the support device 1 by cross struts 9, and a rectangular, parallel to a horizontal 10 lying table 11.
- the table 11 can be raised by means of a lifting drive 12 via a lever mechanism 13 from the position shown with a table height 14 of 500 mm to a maximum working height of 650 mm , not shown.
- the bed 3 has a padded lying surface 15 and holding elements 16 for holding the trunk 17 and the legs 18 of the body 4. Belts are used as holding elements 16. Furthermore, the bed 3 at the foot end 8 also has a padded footrest 19.
- the holding device 3 is by means of a swivel drive 20 about a transverse axis 21 of the body 4 from a lying position, not shown, in which a longitudinal axis 22 of the body 4 on the bed 3 and this runs parallel to the horizontal 10 on the table 11, in support angle 23 between Longitudinal axis 22 and the horizontal 10 pivotable up to 90 degrees .
- the swivel drive 20 engages a frame 24 which is also welded from steel profiles and which is attached to the table 11 in a joint 25.
- the bed 3 is slidably mounted on the frame 24 and guided in the direction of the longitudinal axis 22 by means of guide bushings 26.
- the support device 1 has an in Fig. 2b Vibratory drive 27 shown in detail.
- the oscillating drive 27 consists of an electric motor 28, which drives a threaded rod 30 running in the direction of the longitudinal axis 22 via a gear 29.
- the gear 29 is mounted in a support flange 31 on the frame 24.
- a threaded nut 32 runs on the threaded rod 30 and is connected to the bed 3.
- the patient's body 4 is first placed in the lying position on the lying surface 15 such that the legs 18 are supported on the footrest 19. Then the body 4 is held on the bed 3 by means of the holding elements 16 and the bed 3 is pivoted about the support bracket 23.
- the bed 3 In the pivoted position, the bed 3 is set in vibration by means of the oscillating drive 27.
- the support device 1 transmits a movement pattern, which may correspond, for example, to a remembered individual gait pattern, to the patient's bones.
- the treatment is repeated at regular, for example daily, intervals in order to ensure continuous exposure of the bony skeleton to the gravitational stimuli, with improved osseous resilience markers, e.g. B. bone density, the load can be increased continuously.
- the height of the table 11, the support angle 23 of the bed 3 and the vibration are adjusted with a control device, not shown.
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Description
- Die Erfindung betrifft zunächst eine Stützvorrichtung mit einem Gestell und mit einer an dem Gestell schwenkbar angebrachten Liege für einen menschlichen Körper, die Halteelemente zum Haltern eines Rumpfes des Körpers an der Liege und eine Fußstütze aufweist, mit einem Schwenkantrieb zum Schwenken der Liege an dem Gestell um eine Transversalachse des Körpers zwischen einer Liegestellung mit parallel zu einer Horizontalen verlaufender Longitudinalachse des Körpers und einer Stützstellung mit gegen die Horizontale um einen Stützwinkel geneigter Longitudinalachse des Körpers, in der Beine des Körpers ein Gewicht des Körpers mindestens teilweise auf der Fußstütze abstützen, und mit einem Schwingantrieb zum Anregen einer Schwingung der Liege, der an dem Gestell gelagert ist und die Liege parallel zu der Longitudinalachse verschiebt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Stützvorrichtung.
- Mithilfe ähnlicher Stützvorrichtungen ohne Schwingantrieb wurden z.B. querschnittgelähmte Patienten in eine mindestens teilweise stehende Position gebracht, um über die Belastung des ossären Skelettes entlang der Longitudinalachse mit dem Eigengewicht des Körpers einen passiven Trainingsreiz auszulösen. Dieses sog. Stehtraining sollte den Knochenaufbau stimulieren und die Knochendichte steigern, und so einer Osteoporose vorbeugen. Die Erfahrung mit diesen passiven Stützvorrichtungen hat jedoch gezeigt, dass passive Formen des Stehtrainings keinen ausreichenden Stimulus für den Knochenaufbau herzustellen vermögen.
-
US 4,858,598 A offenbart eine Stützvorrichtung der einleitend genannten Art, in der die Liege mittels des Schwingantriebs rhythmisch zunächst mittels Exzenter, Pneumatikzylinder oder Elektromagneten angehoben und nach Durchlauf des Exzenters oder durch Lösen der Pneumatik oder der Spannungsversorgung fallen gelassen wird, um den Stimulus in einer für den Knochenaufbau ausreichenden Weise zu verstärken. - Im Hintergrund der Erfindungen sind Gewindespindeln allgemein bekannt, die eine rotatorische Bewegung einer angetriebenen Gewindestange in eine translatorische Bewegung einer auf der Gewindestange in Längsrichtung verschiebbaren Spindelmutter umwandeln.
- In der bekannten Stützvorrichtung endet der freie Fall der Liege abrupt im unteren Totpunkt der Schwingung. Auf die Beine des Patienten wirkt in diesem Moment ein Impuls, der zu Gewichtskraft und (Quadratwurzel aus) Hub- bzw. Fallhöhe proportional ist und insbesondere bei fortgeschrittener Osteoporose Traumata des ossären Skeletts verursachen kann. Die in
US 4,858,598 A vorgeschlagene Messung der dynamischen Last in der Fußstütze mittels Dehnmessstreifen ist gerade in dem kritischen Moment des Aufpralls im unteren Totpunkt sehr ungenau, eine Steuerung der Belastung des Patienten über die gemessene Schwingung ist auf dieser Grundlage nicht möglich. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastung des ossären Skeletts zu vermeiden.
- Diese Aufgabe wird durch die Stützvorrichtung von Anspruch 1 und das Verfahren von Anspruch 5 gelöst.
- Ausgehend von der bekannten Stützvorrichtung wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Schwingantrieb in beiden Richtungen der Longitudinalachse die Schwingung mittels einer Gewindespindel anregt, indem eine rotierbare Gewindestange der Gewindespindel eine auf der Gewindestange laufende Gewindemutter verschiebt. Die Gewindespindel ermöglicht das sanfte Anheben und insbesondere Absenken mit geringen, exakt steuerbaren Beschleunigungen. Die Erfindung vermeidet so den in der bekannten Stützvorrichtung durch den freien Fall der Fußstütze entstehenden Impuls und das damit verbundene Traumarisiko.
- Die Lastamplitude kann zum Einen über den Stützwinkel und zum Andern über die Hubhöhe der Schwingung eingestellt werden.
- Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung einen Druckaufnehmer an der Fußstütze auf zum Messen eines von den Beinen parallel zu der Longitudinalachse auf die Fußstütze ausgeübten Drucks. Die erfindungsgemäße Stützvorrichtung erlaubt so die unmittelbare Kontrolle der auf den Patienten ausgeübten Last. In einer solchen Stützvorrichtung misst der Druckaufnehmer nicht stoßartige Lastwechsel, sondern sanfte Lastverläufe, die eine exakte Steuerung, Überwachung und Dokumentation der Therapie ermöglichen.
- Vorzugsweise ist in einer solchen erfindungsgemäßen Stützvorrichtung der Druckaufnehmer eine druckempfindliche Matte. Druckempfindliche Matten stehen in unterschiedlichen Ausführungen am Markt zur Verfügung und erlauben die Messung ohne exakte Positionierung der Beine.
- Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass in beiden Richtungen der Longitudinalachse die Schwingung mittels einer Gewindespindel angeregt wird, indem eine rotierbare Gewindestange der Gewindespindel eine auf der Gewindestange laufende Gewindemutter verschiebt. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders gut mit einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung ausführen und zeichnet sich gleichermaßen durch deren vorgenannte Vorteile aus.
- Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung eine Frequenz von 1 bis 2,4 Hz und eine Hubhöhe bis zu 25 mm auf. Die auf das ossäre Skelett des Patienten einwirkende Belastung ahmt dann Frequenz und Lastverlauf beim langsamen Gehen nach.
- Vorzugsweise verläuft in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung periodisch. Periodische Schwingungen mit physiologisch typischen Frequenzen regen das Knochenwachstum an.
- Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung derart geregelt, dass ein von den Beinen parallel zu der Longitudinalachse auf die Fußstütze ausgeübter Druck einen Maximalwert nicht überschreitet. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren vermeidet eine übermäßige Belastung des ossären Skeletts des Patienten.
- Vorzugsweise werden in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren gemessene Werte des Drucks gespeichert und der Maximalwert automatisch erhöht.
- Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch die Hubhöhe gesteigert und/oder der Stützwinkel erhöht. Erfindungsgemäße Verfahren mit automatischer Erhöhung des Maximalwerts, der Hubhöhe oder des Stützwinkels berücksichtigen einen Trainingseffekt der Behandlung mit einer erfindungsgemäß betriebenen Stützvorrichtung.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung in einer Stützstellung, sowie
- Fig. 2a
- eine perspektivische Darstellung sowie
- Fig. 2b
- ein Detail daraus und
- Fig. 3a-c
- Normansichten der Stützvorrichtung in einer anderen Stellung.
- Die gezeigte erfindungsgemäße Stützvorrichtung 1 weist ein Gestell 2 und eine Liege 3 für einen in
Fig. 1 schematisch dargestellten menschlichen Körper 4 auf. Das Gestell 2 besteht im Wesentlichen aus geschweißten Stahlprofilen, nämlich aus einem Standfuß 5 aus zwei U-förmigen seitlichen Wangen 6, die jeweils am Kopfende 7 und Fußende 8 der Stützvorrichtung 1 durch Querstreben 9 verbunden sind, und aus einem rechteckigen, parallel zu einer Horizontalen 10 liegenden Tisch 11. Der Tisch 11 kann mittels eines Hubantriebs 12 über ein Hebelwerk 13 aus der dargestellten Position mit einer Tischhöhe 14 von 500 mm auf eine nicht dargestellte maximale Arbeitshöhe von 650 mm angehoben werden. - Die Liege 3 weist eine gepolsterte Liegefläche 15 und Halteelemente 16 zum Haltern des Rumpfes 17 und der Beine 18 des Körpers 4 auf. Als Halteelemente 16 kommen Gurte zum Einsatz. Weiterhin weist die Liege 3 am Fußende 8 eine gleichfalls gepolsterte Fußstütze 19 auf.
- Die Halteeinrichtung 3 ist mittels eines Schwenkantriebs 20 um eine Transversalachse 21 des Körpers 4 aus einer nicht dargestellten Liegestellung, in der eine Longitudinalachse 22 des Körpers 4 auf der Liege 3 und diese auf dem Tisch 11 parallel zur Horizontalen 10 verläuft, stufenlos in Stützwinkel 23 zwischen Longitudinalachse 22 und der Horizontalen 10 von bis zu 90 Grad schwenkbar.
- Der Schwenkantrieb 20 greift an einem gleichfalls aus Stahlprofilen verschweißten Rahmen 24 an, der in einem Gelenk 25 an dem Tisch 11 angebracht ist. Auf dem Rahmen 24 ist die Liege 3 verschiebbar gelagert und mittels Führungsbuchsen 26 in Richtung der Longitudinalachse 22 geführt.
- Die Stützvorrichtung 1 weist einen in
Fig. 2b im Detail dargestellten Schwingantrieb 27 auf. Der Schwingantrieb 27 besteht aus einem Elektromotor 28, der über ein Getriebe 29 eine in Richtung der Longitudinalachse 22 verlaufende Gewindestange 30 antreibt, Das Getriebe 29 ist in einem Stützflansch 31 an dem Rahmen 24 angebracht. Auf der Gewindestange 30 läuft eine Gewindemutter 32, die mit der Liege 3 verbunden ist. - Zur Verwendung der Stützvorrichtung 1 für ein Stehtraining wird der Körper 4 des Patienten zunächst in der Liegestellung derart auf die Liegefläche 15 gelegt, dass die Beine 18 auf der Fußstütze 19 abgestützt sind. Dann wird der Körper 4 mittels der Halteelemente 16 an der Liege 3 gehaltert und die Liege 3 um den Stützwinkel 23 verschwenkt.
- In der verschwenkten Position wird die Liege 3 mittels des Schwingantriebs 27 in Schwingung versetzt. Durch manuelle Anpassung von Frequenz, Amplitude und Phase der Schwingung überträgt die Stützvorrichtung 1 ein Bewegungsmuster, das beispielsweise einem erinnerten individuellen Gangmuster entsprechen kann, auf das ossäre Skelett des Patienten. Die Behandlung wird in regelmäßigen, zum Beispiel täglichen Intervallen wiederholt, um eine kontinuierliche Exposition des knöchernen Skeletts auf die gravitationsmäßigen Stimuli zu gewährleisten, wobei nach Maßgabe verbesserter ossärer Belastbarkeitsmarker, z. B. Knochendichte, die Belastung stufenlos gesteigert werden kann.
- Die Höhe des Tischs 11, der Stützwinkel 23 der Liege 3 und die Schwingung werden mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung eingestellt.
- In den Figuren sind
- 1
- Stützvorrichtung
- 2
- Gestell
- 3
- Liege
- 4
- Körper
- 5
- Standfuß
- 6
- Wange
- 7
- Kopfende
- 8
- Fußende
- 9
- Querstrebe
- 10
- Horizontale
- 11
- Tisch
- 12
- Hubantrieb
- 13
- Hebelwerk
- 14
- Tischhöhe
- 15
- Liegefläche
- 16
- Halteelement
- 17
- Rumpf
- 18
- Bein
- 19
- Fußstütze
- 20
- Schwenkantrieb
- 21
- Transversalachse
- 22
- Longitudinalachse
- 23
- Stützwinkel
- 24
- Rahmen
- 25
- Gelenk
- 26
- Führungsbuchse
- 27
- Schwingantrieb
- 28
- Elektromotor
- 29
- Getriebe
- 30
- Gewindestange
- 31
- Stützflansch
- 32
- Gewindemutter
Claims (11)
- Stützvorrichtung (1)a. mit einem Gestell (2) undb. mit einer an dem Gestell (2) schwenkbar angebrachten Liege (3) für einen menschlichen Körper (4), die Halteelemente (16) zum Haltern eines Rumpfes (17) des Körpers (4) an der Liege (3) und eine Fußstütze (19) aufweist,c. mit einem Schwenkantrieb (20) zum Schwenken der Liege (3) an dem Gestell (2) um eine Transversalachse (21) des Körpers (4) zwischen einer Liegestellung mit parallel zu einer Horizontalen (10) verlaufender Longitudinalachse (22) des Körpers (4) und einer Stützstellung mit gegen die Horizontale um einen Stützwinkel (23) geneigter Longitudinalachse (22) des Körpers (4), in der Beine (18) des Körpers (4) ein Gewicht des Körpers (4) mindestens teilweise auf der Fußstütze (19) abstützen, undd. mit einem Schwingantrieb (27) zum Anregen einer Schwingung der Liege (3), der an dem Gestell (2) gelagert ist und die Liege (3) parallel zu der Longitudinalachse (22) verschiebt,dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingantrieb (27) in beiden Richtungen der Longitudinalachse (22) die Schwingung mittels einer Gewindespindel anregt, indem eine rotierbare Gewindestange (30) der Gewindespindel eine auf der Gewindestange (30) laufende Gewindemutter (32) verschiebt.
- Stützvorrichtung (1) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch einen Druckaufnehmer an der Fußstütze (19) zum Messen eines von den Beinen (18) parallel zu der Longitudinalachse (22) auf die Fußstütze (19) ausgeübten Drucks.
- Stützvorrichtung (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufnehmer eine druckempfindliche Matte ist.
- Stützvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hubantrieb (12) zum Heben und Absenken der Liege (3) in vertikaler Richtung.
- Verfahren zum Betrieb einer Stützvorrichtung (1) mit einem Gestell (2) und einer an dem Gestell (2) angebrachten Liege (3) für einen menschlichen Körper (4), wobei die Liege (3) um eine Transversalachse (21) des Körpers (4) derart an dem Gestell (2) verschwenkt wird, dass eine Longitudinalachse (22) des Körpers (4) um einen Stützwinkel (23) gegen eine Horizontale geneigt ist und Beine (18) des Körpers (4) ein Gewicht des Körpers (4) mindestens teilweise auf einer Fußstütze (19) der Liege (3) abstützen, und wobei die Liege (3) zu einer Schwingung parallel zu der Longitudinalachse (22) angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Richtungen der Longitudinalachse (22) die Schwingung mittels einer Gewindespindel angeregt wird, indem eine rotierbare Gewindestange (30) der Gewindespindel eine auf der Gewindestange (30) laufende Gewindemutter (32) verschiebt.
- Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung eine Frequenz von 1 bis 2,4 Hz und eine Hubhöhe bis zu 25 mm aufweist.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung periodisch verläuft.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung derart geregelt wird, dass ein von den Beinen (18) parallel zu der Longitudinalachse (22) auf die Fußstütze (19) ausgeübter Druck einen Maximalwert nicht überschreitet.
- Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass gemessene Werte des Drucks gespeichert werden und der Maximalwert automatisch erhöht wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubhöhe automatisch gesteigert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützwinkel (23) automatisch erhöht wird.
Priority Applications (3)
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