NL1017771C2 - Inrichting voor het onderling zwenkbaar verbinden van een orthopedische inrichting. - Google Patents

Description

INRICHTING VOOR HET ONDERLING ZWENKBAAR VERBINDEN VAN EEN ORTHOPEDISCHE INRICHTING

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het onderling zwenkbaar verbinden van delen van een orthopedische inrichting, zoals een orthese of een prothese, in het bijzonder een knieprothese voor 5 been geamputeerden.

Het gebruik van meerstangenmechanismen ter vervanging respectievelijk ondersteuning van de gewrichtsfunctie in orthopedische inrichtingen is reeds langer bekend, en wordt veelvuldig toegepast vanwege de 10 voordelen die een dergelijk mechanisme heeft ten opzichte van de meer conventionele mechanismen met één vast zwenkpunt. Deze voordelen behelzen ondermeer een in vergelijking met een één-assig mechanisme beter volgen of nabootsen van de natuurlijke beweging van de ledematen en 15 een vergrote en beter regelbare stabiliteit van het mechanisme wanneer het belast wordt, en worden bereikt door een geschikte keuze van de afmetingen en de onderlinge stand van de stangen van het mechanisme.

Vooral wanneer een meerstangemechanisme gebruikt wordt 20 ter vervanging of ondersteuning van de kniefunctie is dit laatste van groot belang. Het is namelijk gewenst, dat aan het begin van een stapbeweging, wanneer het mechanisme gestrekt is, de hiel de grond raakt, en het mechanisme belast wordt door het gewicht van de 25 gebruiker, het mechanisme niet direct begint te zwenken, omdat de gebruiker geen steun zou vinden en ten val zou komen. Dit kan in een één-assig mechanisme slechts voorkomen worden door toepassing van een complex en weinig betrouwbaar remmechanisme. In een 30 meerstangenmechanisme daarentegen, kan deze eigenschap bijvoorbeeld bereikt worden door de geometrie zo te kiezen, dat in de gestrekte toestand van het mechanisme 1017771· 2 het virtuele draaipunt waarom het onderbeen of de onderbeenprothese zwenkt achter de lijn ligt welke de twee belastingspunten (de hiel en het heupgewricht) verbindt.

5 Door een geschikte keuze van de geometrie van het meerstangenmechanisme kan bovendien bereikt worden dat het virtuele draaipunt aan het eind van een stapbeweging zo is gelegen, dat de prothese of orthese in vergelijking met een één-assig mechanisme eenvoudiger in 10 een naar voren zwaaiende beweging gebracht kan worden. De te bereiken grote stabiliteit bij de aanvang van de stapbeweging, de eenvoudig op te wekken terugzwaaibeweging en de mogelijkheid om op eenvoudige wijze een goed compromis te vinden tussen deze beide 15 eigenschappen maken het meerstangenmechanisme bij uitstek geschikt voor het vervangen of ondersteunen van een gewrichtsfunctie.

Het kan wenselijk zijn en door een kinematisch meerstangenmechanisme gerealiseerd worden dat in 20 dergelijk toepassingen de prothese of orthese een initiële inverende buiging vertoont. Dit is bij een aantal patiënten gewenst.

De bestaande inrichtingen hebben met name bij een zogeheten "knie-exarticulatie" (een doorsnijding van 25 het been in het gewricht) het nadeel dat de buighoek onvoldoende is. Daarnaast treedt er een onnatuurlijke verlenging van het bovenbeen op, die in zitstand leidt tot een onnatuurlijke vorm van het been.

De uitvinding heeft tot doel een inrichting te 30 verschaffen met als kenmerken: - instelbaarheid om indien gewenst een grote stabiliteit te verkrijgen bij hielbelasting, - het afnemen van de stabiliteit bij voorvoetbelasting aan het einde van de standfase zodat de 35 prothese gemakkelijk in de zwaai is te brengen, - eventueel een initiële doorvering, waarmee een dempende werking wordt bereikt van de belasting op de prothese en daarmee op de bovenbeenstomp, 1017771a 3 - een zeer grote maximale buigingshoek, - een zeer geringe verlenging in de 90° gebogen stand, - een kosmetisch gezien natuurlijke 90° gebogen 5 stand, en - eenvoud van constructie en betrouwbaarheid in gebruik.

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting, welke inrichting een kinematisch meerstangenmechanisme 10 met tenminste vier stangen omvat, welk stangenmechanisme een beweging in looprichting (L) toelaat, waarbij - een eerste stang verbindbaar is met een eerste deel van de orthopedische inrichting, zoals een bovenbeenkoker, 15 - een tweede stang star verbindbaar is met een tweede deel van de orthopedische inrichting, zoals een onderbeen-deel, - een in looprichting (L) aan de voorzijde aangebrachte derde stang, die scharnierend verbonden is 20 met de eerste stang en scharnierend verbonden is met de tweede stang, - een in looprichting achter de derde stang aangebrachte vierde stang, die scharnierend aan de eerste stang verbonden is en scharnierend verbonden is met de 25 tweede stang, zodanig dat de verbinding tussen de tweede stang en de vierde stang langs een gedwongen baan verschuifbaar is, en waarbij een middendeel van de vierde stang, gelegen tussen beide einden van de vierde stang, 30 verbonden is met de derde stang, zodanig dat de verbinding tussen de derde stang en het middendeel langs een gedwongen baan verschuifbaar is.

Een dergelijke inrichting volgens de uitvinding verschaft de gewenste functionaliteit.

35 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat deze een vijfde stang, die scharnierend verbonden is met de vierde stang en met de tweede stang.

1017771« 4

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat een zesde stang, die scharnierend verbonden is met de vierde stang en met de derde stang.

5 Het gebruik van een vijfde en zesde stang heeft de voorkeur, aangezien dit een inrichting verschaft, die eenvoudig van constructie is en betrouwbaar in het gebruik.

In weer een andere uitvoeringsvorm van de 10 inrichting volgens de uitvinding is ten minste één van de langs een gedwongen baan verschuifbare verbindingen een pen-sleufverbinding.

Daarbij kan de gedwongen baan eventueel cirkelvormig zijn.

15 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding liggen de scharnierpunten van de zesde stang met de derde en vierde stang op afstand van de uiteinden van respectievelijk de derde en vierde stang. Gebleken is dat met dergelijke 20 ligging van de scharnierpunten de gewenste functionaliteit verkregen kan worden voor een inrichting, die gebruikt wordt als kniescharnier.

In nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat deze 25 veermiddelen, die aangebracht zijn tussen twee stangen van het meerstangenmechanisme. De veermiddelen kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden voor het gemakkelijk naar voren brengen van het onderbeen aan het eind van de zwaaifase. Daarnaast kunnen de veermiddelen tevens 30 dempmiddelen omvatten. Hiermee kan energie gedissipeerd worden in de zwaaifase, zodat de inrichting rustig in de gestrekte stand komt. Dit verhoogt het comfort voor de gebruiker.

In een uitvoeringsvorm van de inrichting 35 volgens de uitvinding zijn de afmetingen van het meerstangenmechanisme zodanig gekozen, dat de inrichting tussen de eerste blokkerende stand en een tweede stand zwenkbaar is. Met de eerste blokkerende stand wordt de 1017771· 5 stand van de inrichting bedoeld, waarin een stance flexie gerealiseerd wordt en met de tweede stand wordt de stand van de inrichting bedoeld, waarin de swing flexie mogelijk is.

5 Bij voorkeur is de inrichting zodanig ingericht, dat bij in looprichting (L) gerichte verplaatsing van de verticale belasting op de inrichting, de inrichting vanuit de geblokkeerde stand naar de tweede stand zwenkt. Hiermee wordt het mogelijk om natuurlijk 10 met de inrichting te kunnen lopen.

In weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat deze ten minste één aanslag voor aanslag van een stang voor het definiëren van de blokkerende stand. Bij voorkeur is de 15 aanslag instelbaar. Hiermee kan de werking en functionaliteit van de inrichting afgesteld worden.

Verder kan de inrichting volgens de uitvinding veermiddelen omvatten,die in de inrichting van de blokkerende stand werken, voor het althans in de 20 blokkerende stand van de inrichting verschaffen van een verende werking tussen het eerste deel en het tweede deel van de orthopedische inrichting. Daarbij is bij voorkeur de aanslag van een veerkrachtig materiaal vervaardigd. Hierdoor ontstaat in de blokkerende stand een verende 25 werking, die het comfort verhoogt.

Ten slotte kan bij een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding ten minste één van de stangen meervoudig zijn uitgevoerd. Hierdoor wordt de torsiestijfheid van de inrichting verhoogd.

30 Deze en andere kenmerken van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Figuur 1 toont in perspectivisch aanzicht een bovenbeenprothese met een inrichting volgens de 35 uitvinding, hier uitgevoerd als kniescharnier, figuur 2 toont een zijaanzicht van het kniescharnier volgens figuur 1, *0*7771m 6 figuren 3a-3c tonen drie verschillende standen van het kniescharnier gedurende een stapbeweging, figuren 4a en 4b tonen de bovenbeenprothese volgens figuur 1 in zitstand, id figuur o toont een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, figuur 6 toont een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, figuren 7a t/m 7d tonen schematisch 10 verschillende posities voor het aanbrengen van een verende aanslag in een inrichting volgens de uitvinding, figuren 8a-8c tonen verschillende posities voor het aanbrengen van een verende demper in een inrichting volgens de uitvinding.

15 Figuur 1 toont een bovenbeenprothese met een als kniescharnier 1 uitgevoerde inrichting volgens de uitvinding. Dit kniescharnier 1 omvat een meerstangenmechanisme, waarbij aan de eerste stang 11 middelen voor het bevestigen aan een bovenbeen, zoals een 20 bovenbeenkoker 2 is aangebracht. Aan een tweede stang 12 van het kniescharnier 1 is een onderbeendeel 3 met een kunstvoet 4 aangebracht.

In figuur 2 is het kniescharnier 1 volgens de uitvinding in meer detail getoond. Opnieuw is te zien dat 25 de eerste stang 11 van het meerstangenmechanisme verbonden is met de bovenbeenkoker 2 en dat de tweede stang 12 met het onderbeendeel 3 is verbonden. In de looprichting L is aan de voorzijde tussen de eerste stang 11 en de tweede stang 12 een derde stang 13 scharnierend 30 aangebracht. Verder is in de looprichting L achter de derde stang 13 een vierde stang 14 en een vijfde stang 15 aangebracht, die enerzijds met elkaar scharnierend zijn verbonden en anderzijds respectievelijk met de eerste stang 11 en de tweede stang 12 scharnierend zijn 3 5 verbonden.

Ten slotte is tussen de derde stang 13 en de vierde stang 14 een zesde stang 16 scharnierend aangebracht. De scharnierpunten 17 en 18 van deze zesde TOl7771* 7 stang liggen op de afstand van de uiteinden van respectievelijk de derde stang 13 en de vierde stang 14. Met de uiteinden van deze stangen 13 en 14 worden de op deze uiteinden aangebrachte scharnierpunten bedoeld.

5 Verder is in het kniescharnier 1 een demper 5 aangebracht, die door middel van een zuigerstang 6 met één van de stangen van het stangenmechanisme is verbonden, in dit geval met de vierde stang 14.

Een aanslag 19 is aangebracht om de slag van de 10 stang 15 te begrenzen.

Aan de hand van de figuren 3a t/m 3c wordt de werking van het kniescharnier 1 volgens de uitvinding nader toegelicht.

In figuur 3a wordt de stand van het 15 kniescharnier 1 getoond, wanneer de bovenbeenprothese zich aan het begin van de stap bevindt. Dit wil zeggen de stand waarbij de kunstvoet 4 zich voor de andere voet bevindt. De verticale belasting B van het kniescharnier 1 ligt, in de looprichting L gezien, achter het 20 kniescharnier 1. De vijfde stang 15, en aldus het gehele mechanisme, staat nu in de geblokkeerde stand, waardoor het kniescharnier 1 gefixeerd is en waardoor de stap met de bovenbeenprothese begonnen kan worden.

In figuur 3b is de stand getoond, waarbij de 25 verticale belasting B van het kniescharnier 1 zich tot voor het kniescharnier 1 heeft verplaatst. Bij voorkeur komt deze stand overeen met de situatie, waarbij de verticale belastingsvector B de voorzijde van de kunstvoet 4 snijdt. Dit komt overeen met de situatie, 30 waarin de gebruiker op de "bal van de voet" staat. Op dit moment zwenkt de vijfde stang 15 vanuit de geblokkeerde stand, zoals getoond in figuur 3a, naar een tweede stand.

In figuur 3c is de vijfde stang 15 in de tweede stand getoond en kan het onderbeendeel 3 in de zwaaifase 35 komen. Hierbij raakt de kunstvoet 4 niet meer de grond en kan de bovenbeenprothese naar de positie gezwaaid worden, die overeenkomt met figuur 3a.

1017771· 8

In figuren 4a en 4b wordt de zitstand van het kniescharnier 1 getoond. Kenmerkend van het kniescharnier 1 volgens de uitvinding is dat in de zitstand de inrichting een zodanige vorm aanneemt, dat het uiterlijk o vuil ne l been met de prothese overeenkomt met een natuurlijk been. Duidelijk is in figuur 4b te zien dat de derde stang 13 van het kniescharnier 1 nagenoeg evenwijdig met de voorzijde van het onderbeendeel 3 loopt.

10 Figuur 5 toont een tweede uitvoeringsvorm 20 van een inrichting volgens de uitvinding. Deze inrichting komt grotendeels overeen met het kniescharnier 1 volgens figuur 1. Gelijke delen zijn dan ook met gelijk verwijzingscijfers aangegeven. Duidelijk is te zien dat 15 een eerste stang 11 verbonden is met een bovenbeenprothese, terwijl een tweede stang 12 verbonden is met een onderbeendeel 3. Tussen deze eerste stang 11 en tweede stang 12 strekt zich een derde stang 13 uit, die aan elk eind scharnierend is verbonden. Verder is aan 20 de eerste stang 11 een vierde stang 14 scharnierend aangebracht, die met een ander eind scharnierend verbonden is met een vijfde stang 15, die op zijn beurt weer verbonden is met de tweede stang 12. Tevens strekt zich tussen de vierde stang 14 en derde stang 13 een 25 zesde stang 16 uit.

Het verschil met de inrichting volgens figuur 1 is dat in plaats van scharnierassen in dit geval bolscharnieren 21 zijn gebruikt voor het scharnierend verbinden van de vijfde stang 15 en de zesde stang 16.

30 Het voordeel van dergelijke bolscharnieren is dat ondanks eventuele fabricagetoleranties het mechanisme zal blijven werken. Indien namelijk een inrichting 1 volgens figuur 1 niet nauwkeurig genoeg gefabriceerd wordt, dan bestaat het gevaar dat de stangen niet optimaal parallel aan 35 elkaar zijn waardoor het mechanisme niet zou kunnen bewegen.

In figuur 6 is een derde uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding getoond. Ook hier 1017771· 9 zijn weer gelijke delen met gelijke verwijzingscijfer aangeduid. Het verschil met de voorgaande twee uitvoeringsvormen 1 en 20 is dat een vijfde en zesde stang ontbreken. In plaats hiervan is de vierde stang 14 5 door middel van een pen-sleufverbinding met de tweede stang 12 verbonden. Deze pen-sleufverbinding bestaat uit een aan het uiteinde van de vierde stang 14 aangebrachte pen 31 en een in de tweede stang 12 aangebrachte gekromde sleuf 32.

10 Verder is de vierde stang 14 door middel van een pen-sleufverbinding met de derde stang 13 verbonden. Hiertoe is op een middendeel van de vierde stang 14 een tweede pen 33 aangebracht, die in een in de derde stang 13 aangebrachte sleuf 34 loopt.

15 Het spreekt natuurlijk voor zich dat daar waar de pennen 31 en 33 zijn aangebracht, deze vervangen kunnen worden door een sleuf, terwijl de sleuven 32, 34 vervangen worden door een pen.

In figuren 7a t/m 7d is schematisch een 20 inrichting getoond, die overeenkomt met het kniescharnier 1 volgens figuur 1. Gelijke delen zijn dan ook weer met gelijke verwijzingscijfers aangeduid. In deze vier figuren zijn vier verschillende posities getoond voor een verende aanslag, die bestaat uit een aanslagdeel 40 en 25 een verend element 41. Zoals getoond, kan deze verende aanslag bijvoorbeeld zijn aangebracht tussen de tweede stang 12 en de vijfde stang 15 (figuur 7a), tussen de vierde stang 14 en de zesde stang 16 (figuur 7b), tussen de eerste stang 11 en de vierde stang 14 (figuur 7c) of 30 tussen de derde stang 13 en de zesde stang 16 (figuur 7d). De uitvoering volgens figuur 7a heeft echter de voorkeur.

In figuren 8a t/m 8c worden verschillende posities getoond voor een verende demper. Ook hier komt 35 het stangenmechanisme overeen met dat van de inrichting volgens figuur 1 en gelijke delen zijn dan ook weer met gelijke verwijzingscijfers aangeduid. De verende demper is schematisch aangegeven door een dempelement 42 en een 1017771« 10 veer 43. Dit samenstel 42, 43 kan bijvoorbeeld geplaatst worden tussen de tweede stang 12 en vijfde stang 15 (figuur 8a) de vierde stang 14 en de tweede stang 12 ofwel met het vast daaraan aangebrachte onderbeendeel 3 5 (figuren 8b en 8c). De schematische constructie van figuur 8b komt overeen met het kniescharnier volgens figuur 1 en heeft dan ook de voorkeur.

10 * ?771if

Claims (15)

1. Inrichting voor het onderling zwenkbaar verbinden van delen van een orthopedische inrichting, zoals een orthese of een prothese, in het bijzonder een knieprothese voor beengeamputeerden, welke inrichting een 5 kinematisch meerstangenmechanisme met tenminste vier stangen omvat, welk stangenmechanisme een beweging in looprichting (L) toelaat, waarbij - een eerste stang verbindbaar is met een eerste deel van de orthopedische inrichting, zoals een 10 bovenbeenkoker, - een tweede stang star verbindbaar is met een tweede deel van de orthopedische inrichting, zoals een onderbeen-deel, - een in looprichting (L) aan de voorzijde 15 aangebrachte derde stang, die scharnierend verbonden is met de eerste stang en scharnierend verbonden is met de tweede stang, - een in looprichting achter de derde stang aangebrachte vierde stang, die scharnierend aan de eerste 20 stang verbonden is en scharnierend verbonden is met de tweede stang, zodanig dat de verbinding tussen de tweede stang en de vierde stang langs een gedwongen baan verschuifbaar is, en waarbij een middendeel van de vierde stang, 25 gelegen tussen beide einden van de vierde stang, verbonden is met de derde stang, zodanig dat de verbinding tussen de derde stang en het middendeel langs een gedwongen baan verschuifbaar is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de 30 inrichting een vijfde stang omvat, die scharnierend verbonden is met de vierde stang en met de tweede stang. 1017771*

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de inrichting een zesde stang omvat, die scharnierend verbonden is met de vierde stang en met de derde stang.

4. Inrichting volgens conclusie 1 of 3, waarbij d ten minste een van de langs een gedwongen baan verschuifbare verbindingen een pen-sleuf verbinding is.

5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de gedwongen baan een cirkelvormige baan is.

6. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de scharnierpunten van de zesde stang met de derde en vierde stang op afstand liggen van de uiteinden van respectievelijk de derde en vierde stang.

7. Inrichting volgens één van de voorgaande 15 conclusies, omvattende veermiddelen, die aangebracht zijn tussen twee stangen van het meerstangenmechanisme.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij de veermiddelen dempmiddelen omvatten.

9. Inrichting volgens één van de voorgaande 20 conclusies, waarbij de afmetingen van het meerstangenmechanisme zodanig zijn gekozen, dat de inrichting tussen een eerste blokkerende stand en een tweede stand zwenkbaar is.

10. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij bij 25 in looprichting (L) gerichte verplaatsing van de verticale belasting van de inrichting in de looprichting, de inrichting vanuit de geblokkeerde stand naar de tweede stand zwenkt.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, 30 omvattende tenminste één aanslag voor aanslag van een stang voor het definiëren van de blokkerende stand.

12. Inrichting volgens conclusie 11, waarbij de aanslag verstelbaar is.

13. Inrichting volgens conclusie 9, 10 of 11, 35 omvattende in de richting van de blokkerende stand werkende veermiddelen voor het althans in de blokkerende stand van de inrichting verschaffen van een verende 1017771* werking tussen het eerste deel en het tweede deel van de orthopedische inrichting.

14. Inrichting volgens conclusie 11 en 12, 5 waarbij de aanslag een veerkrachtig materiaal omvat.

15. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één van de stangen meervoudig is uitgevoerd. 1017771e