WO1996035406A1

WO1996035406A1 - Wirbelsäulentherapiegerät

Info

Publication number: WO1996035406A1
Application number: PCT/DE1996/000832
Authority: WO
Inventors: Dieter Garnies
Original assignee: Krahnen Gmbh
Priority date: 1995-05-13
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1996-11-14
Also published as: DE19517631A1

Abstract

Ein Wirbelsäulentherapiegerät erzeugt zum Zwecke der Behandlung von Wirbelsäulenschäden Zugkräfte in den Beinen eines Patienten, die über das Becken die Wirbelsäule beaufschlagen. Dabei werden die Füße des Patienten über Gurte (6) oder Seile mit einem den Kraftverlauf steuernden Traktionsmechanismus verbunden. Zur Begünstigung der Lockerung des Wirbelsäulenapparates und der diesen umgebenden Muskulatur bei der Behandlung ist eine an den Gurten (6) oder Seilen angreifende Oszillationseinrichtung (11) vorgesehen, die den Kraftverlauf der Traktion überlagernde Schwingungen erzeugt.

Description

Wirbelsäulentherapiegerät

Die Erfindung betrifft ein Wirbelsäulentherapiegerät zur Er¬ zeugung von Zugkräften in den Beinen eines Patienten, die über das Becken die Wirbelsäule beaufschlagen zum Zwecke der Be- handlung von Wirbelsäulenschäden, wobei die Füße des Patienten über Gurte oder Seile mit einem den Kraftverlauf steuernden Traktionsmechanismus verbindbar sind.

Ein derartiges Gerät ist aus der DE-A-43 24 446 bekannt und kann so gestaltet sein, daß der Patient auf einer Bank oder einem verschwenkbar angeordneten Sitz liegt und dort durch geeignete Halterungen positioniert ist. Seine Beine werden an¬ gehoben, so daß sie etwa einen Winkel von 45° zur Horizontalen bilden, und die Füße durch Gurte oder Seile mit dem Traktions- mechanismus verbunden. Durch die Zugkräfte wird so ein auf die Wirbelsäule streckender Effekt hervorgerufen, so daß in den Bandscheiben zwischen den Rückenwirbeln ein Flüssigkeitsaus¬ tausch möglich wird.

Durch die Steuerung können die auf die Füße wirkenden Zug¬ kräfte zeitlich verändert und insbesondere in rhythmischer Folge verlaufen. Durch die rhythmische Folge der Traktion wird ein "Pumpmechanismus" auf den Wirbelsäulenapparat und die diesen umgebende Muskulatur wirksam.

Mittels der Steuerung kann die Traktion simultan auf beide Beine oder auch wechselseitig wirken, so daß eine mit dem Radfahren vergleichbare Übung des Patienten durchführbar ist.

Durch die Steuerung können ferner die Kraftamplitude und die Impulsfrequenz eingestellt und während der Behandlung auch verändert werden. Somit ist die Möglichkeit geschaffen, ganze Behandlungsprogramme zusammenzustellen, zu speichern und ab- zufahren .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, während der Behandlung die Lockerung des Wirbelsäulenapparates und der diesen umgebenden Muskulatur zu begünstigen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von dem Traktionsmechanismus gesteuerte Kraftverlauf durch eine an den Gurten bzw. Seilen angreifende Oszillationseinrichtung von einer in Richtung der Zugkräfte wirkenden Schwingung überla¬ gert wird.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme wird der durch den Traktionsmechanismus erzeugte Kraftimpuls, der eine aufstei- gende und abfallende Flanke mit einem dazwischenliegenden Kraftmaximum von bestimmter Dauer aufweist, von einer Schwin¬ gung, deren Frequenz wesentlich größer ist als die Frequenz der Kraftimpulse, überlagert. Das durch diese Schwingung her¬ vorgerufene "Schütteln" wird über das Becken auf den Wirbel- säulenapparat und die umgebende Muskulatur übertragen, wodurch die Lockerung des Wirbelsäulenapparates und der umgebenden Muskulatur begünstigt wird.

In vorteilhafter Weise wird die dem Kraftverlauf der Traktion überlagerte Schwingung von der Oszillationseinrichtung nur dann auf die Gurte oder Seile übertragen, wenn die Traktion die durch das Gewicht der Beine des Patienten bewirkte Zug¬ kraft (Mindestkraft) übersteigt. Somit setzt das durch die Schwingung hervorgerufene "Schütteln" nur während der Behand- lung bei Überschreiten der Mindestkraft der Traktion ein, während bei nicht vorhandener oder die Mindestkraft unter¬ schreitender Traktion eine Oszillation der Gurte oder Seile vermieden wird.

Um das Wirbelsäulentherapiegerät auch zur Behandlung des Nackens und der Halswirbel des Patienten einzusetzen, kann die Oszillationseinrichtung neben Oszillatoren für die beiden mit den Füßen des Patienten verbindbaren Gurte oder Seile einen dritten Oszillator aufweisen, der auf einen dritten Gurt oder ein drittes Seil, das unter Vorspannung mit einer Halterung für den Kopf des Patienten (sog. Marburger Glissonschlinge) verbindbar ist, eine Schwingung in Richtung der Vorspannung ausüben.

Dazu wird die Oszillationseinrichtung in eine Position über den Kopf des Patienten etwa parallel zur Halswirbelsäule ge¬ bracht und der betreffende Gurt oder das betreffende Seil über ein Federelement mit Hilfe der Halterung am Kopf des Patienten befestigt. Auch hier eignet sich insbesondere ein verschwenk¬ barer Sitz, so daß der Patient zur Behandlung des Nackens und der Halswirbel in eine eher aufrechte Lage gebracht und der Oszillationsmechanismus durch einen verschwenkbaren Arm über dem Kopf des Patienten angeordnet wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die den Zugkräften überlagerte Schwingung in ihrer Amplitude und Fre¬ quenz während der Behandlung des Patienten veränderbar. Dies trifft sowohl auf die für die beiden Füße des Patienten be¬ stimmten Oszillatoren als auch den für den Kopf des Patienten bestimmten Oszillator zu.

In einer bevorzugten Ausführung kann die Oszillationseinrich- tung den Gurten oder Seilen zugeordnete exzentrisch gelagerte Walzen als Oszillatoren aufweisen, die teilweise von den zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten geführten Gurten oder Seilen umschlungen sind und von einem Antriebsmotor in Rota¬ tion versetzbar sind.

Zweckmäßigerweise ist die Drehzahl der Walzen veränderbar. In einer aufwendigeren Ausführung kann auch die Exzentrizität der Walzen stufenlos einstellbar sein.

In einer anderen Ausführung kann die Oszillationseinrichtung den Gurten oder Seilen zugeordnete frei gelagerte Walzen auf¬ weisen, die teilweise von den zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten geführten Gurten bzw. Seilen umschlungen sind und jeweils durch eine erregbare Schwinge als Oszillator gegen den anliegenden Gurt bzw. das anliegende Seil im wesentlichen ent¬ gegen der Richtung des zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patien¬ ten weisenden Gurtes bzw. Seiles gedrückt werden.

Die Schwinge kann beispielsweise durch einen Hubmagneten be¬ tätigt sein. Andererseits können auch pneumatische oder son¬ stige Linearelemente eingesetzt werden.

Zweckmäßigerweise ist das Wirbelsäulentherapiegerät so gestal¬ tet, daß der Traktionsmechanismus und die Oszillationsein¬ richtung als Aggregat in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, aus dem die Gurte bzw. Seile durch Schlitze austreten und zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten geführt werden.

Sind die Oszillatoren als exzentrisch gelagerte Walzen ausge¬ bildet, so sind diese zweckmäßigerweise auf einer gemeinsamen, das Aggregat durchmessenden Welle angeordnet, dergestalt, daß die Walzen auf der Welle befestigte exzentrische Hülsen auf- weisen, auf denen jeweils ein Außenring gelagert ist, der von dem zugeordneten Gurt bzw. Seil teilweise umschlungen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Behandlungsstuhls mit dem Wirbelsäulentherapiegerät und dessen Aggregat für die Ausübung der Traktion,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Darstellung einer elek- tro-mechanischen Ausführung des Aggregates mit dem Traktionsmechanismus und der Oszillationseinrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Symmetrieachse S-S des Ag- gregates,

Fig. 4 einen Kraftimpuls mit überlagerter Sinusschwingung und Fig_.. 5 eine alternative Ausführung des Oszillationsmechanis¬ mus zur Erzeugung einer Schwingung mittels Elektro¬ magnet.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, weist das Wirbelsäulentherapiege¬ rät einen an einem Rahmen angeordneten und im Bereich der Rückenlehne verschwenkbaren Sitz auf . An dem Rahmen ist wei¬ terhin ein ebenfalls verschwenkbarer Arm angeordnet, der das Aggregat 1 für den im folgenden beschriebenen Traktionsmecha- nis us und die Oszillatoreinrichtung trägt. Die eingezeichnete Position des Arms mit dem Aggregat 1 und die gestrichelt ge¬ zeichnete Position des Sitzes dienen zur Behandlung der Wir¬ belsäule eines Patienten, dessen Beine etwa in einem Winkel von 45° zur Horizontalen gestreckt werden. Zur Behandlung des Nackens und der Halswirbel des Patienten wird der Sitz in die mit durchgezogenen Linien gezeichnete Position gebracht und der Arm mit dem Aggregat 1 in Richtung des nach links zeigen¬ den Pfeiles verschwenkt, so daß das Aggregat 1 über dem Kopf des Patienten positioniert wird.

Für die jeweilige Behandlung werden die Füße bzw. der Kopf des Patienten mit zugeordneten aus dem Aggregat 1 geführten Gurten oder Seilen, wie im folgenden noch beschrieben wird, verbun¬ den.

Fig. 2 zeigt die linke Hälfte des Aggregates 1 mit dem Trak¬ tionsmechanismus und der Oszillationseinrichtung, die bezüg¬ lich der senkrecht zur Bildebene durch die Symmetrieachse S-S verlaufenden Ebene spiegelsymmetrisch zur rechten Hälfte ist.

Der Traktionsmechanismus ist wie folgt aufgebaut: Auf einer Welle 2 ist der Spulenkörper 3 einer Magnetkupplung befestigt, deren Kupplungsscheibe 4 mit einer Aufwickeltrommel 5 für den zu den Füßen des Patienten führenden Gurt 6 verbunden ist. Die Welle 2 führt durch das gesamte Aggregat 1 und trägt ebenfalls die nicht dargestellte Kupplung mit der Aufwickeltrommel für das rechte Bein. Der gesamte Traktionsmechanismus ist in einem Gehäuse 7 unter¬ gebracht, aus dem die Gurte 6 durch die Schlitze 8 austreten und zu den Füßen des Patienten geführt werden. Das Gehäuse 7 wird durch eine Platte 9 zu Montagezwecken geschlossen.

Des weiteren enthält das Gehäuse 7 die Oszillationseinrichtung für die der Traktion überlagerte Schwingung. Dazu ist eine zweite Welle 10 vorgesehen, die ebenfalls das Aggregat 1 durchmißt und exzentrisch gelagerte Walzen 11 antreibt. Diese rufen durch ihre Rotation in noch zu beschreibender Weise die der Gurtkraft überlagerte oszillierende Kraft hervor.

In Fig. 3 ist der Aufbau der exzentrisch gelagerten Walzen 11 näher beschrieben. Auf der Welle 10 ist eine exzentrische Hül- se 12 befestigt. Auf dieser Hülse ist ein Wälzlager 13, vor¬ nehmlich ein Nadellager, angeordnet, dessen Außenring 14 von dem Gurt 6 teilweise umschlungen ist.

Anhand des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiels ist die Wirkungsweise der exzentrisch gelagerten Walzen 11 leicht er¬ kennbar. Nimmt man an, daß die den Kraftverlauf der Traktion steuernde Aufwickeltrommel 5 stillsteht und die Welle 10 mit beispielsweise 600 Umdrehungen in der Minute rotiert, dann führt der Gurt 6 an seiner Austrittsstelle aus dem Gehäuse 7 eine sinusförmige LängsSchwingung von 10 Hz mit einer Amplitu¬ de von der Größe der doppelten Exzentrizität aus. Der in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebsmotor, der die Welle 10 antreibt, ist regelbar, so daß die günstigste Frequenz einge¬ stellt werden kann.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Exzen¬ trizität der Walzen 11 festgelegt. Mit größerem technischen Aufwand kann die Exzentrizität z. B. durch Zusammenwirken zweier exzentrischer Hülsen auch als εtufenlos einstellbar ge- staltet werden. Für diesen Fall ist eine Zuordnung von Fre¬ quenz und Amplitude erforderlich. Der Aufbau der Traktion und überlagerten Oszillation läßt sich insbesondere anhand von Figuren 3 und 4 erläutern. Über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Steuergerät wird der Kraft¬ impuls für die Traktion, die Steilheit seiner Anstiegsflanke a, die Verweilzeit im Bereich des Kraft aximumε b und die Flanke des Kraftabfalles c, eingestellt. Des weiteren wird die Impulsfrequenz und Drehzahl der Welle 10 für die Oszillation ebenfalls am Steuergerät eingestellt. Der Patient ist in Be- handlungspoεition, d. h. seine Beine sind dem Aggregat 1 ent- gegengestreckt, die Füße sind mit den Gurten 6 verbunden, und eine geringe Zugkraft F_min in den Gurten, die im wesentlichen das Gewicht der Beine des Patienten kompensiert, hält die Beine in angehobener Position.

Die Welle 2 läuft mit fester Drehzahl um und mit ihr der Spu¬ lenkörper 3 der Magnetkupplung. Die Magnetspule wird erregt und das durch die Magnetkräfte erzeugte Drehmoment wirkt auf die Kupplungsscheibe 4 mit der Aufwickeltrommel 5 und erzeugt so die gewünschte Zugkraft im Gurt, wobei die Kupplungsscheibe 4 mit der Aufwickeltrommel 5 unter der Zugkraft stehenbleiben.

Über die Größe der Erregung der Magnetspule ist die Kraftam¬ plitude einzustellen, wobei der Kraftanstieg durch den zeitli¬ chen Aufbau der Erregung bestimmt wird. Es entsteht somit der in Fig. 4 dargestellte Kraftverlauf F(t). Da die mit dem Ag¬ gregat 1 verbundenen Füße durch das Gewicht der Beine eine Mindestkraft F_min auf die Gurte ausüben, sind diese immer unter Spannung. Wird nun die Funktion der exzentrischen Walzen 11 zugeschaltet, dann überlagert sich dem Kraftverlauf F(t) eine sinusförmige Schwingung von der Amplitude der doppelten Exzen¬ trizität der Walzen 11 und der Frequenz aus der Drehzahl der Welle 10.

Diese sinusförmige Schwingung ist in Fig. 4 als Kurve d des Kraftverlaufs F(t) im Zugmaximum F_max überlagert dargestellt.

Bei Impulsbeginn, also während der Kraftanstiegsphase, werden bei einem weniger gestrafften Gurt 6 die Amplituden der als Walzen 11 ausgebildeten Oszillatoren "geschluckt", sind also schwach wirksam und bauen sich erst während des Kraftanstieges voll auf. In Fig. 4 ist dieser Vorgang durch die beiden Ein¬ hüllenden e dargestellt.

Zur Behandlung des Nackens und der Halswirbel des Patienten weist das Wirbelsäulentherapiegerät folgende Einrichtung auf. Für diese Therapie kommen nur Streckbewegungen mit kleiner Amplitude zum Einsatz, wobei ein elastisches Glied, z. B. eine Feder, zwischen einem dritten Gurt 6a und einer den Kopf des Patienten haltenden Vorrichtung angeordnet werden muß. Der Gurt 6a verläuft von der nicht dargestellten Haltevorrichtung für den Kopf, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, über eine drit¬ te auf der Welle 10 angeordnete exzentrisch gelagerte Walze 11a und ist mit dem Gehäuse 7 mittels einer Platte 15 verbun¬ den. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Walze 11a entspre¬ chen den schon vorstehend beschriebenen Walzen 11.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der die Schwingung d (Fig. 4) erzeugenden Oszillationseinrichtung zeigt Fig. 5 als Prinzip¬ bild.

Hierbei ist ein Hubmagnet 16 eingesetzt, der bei Erregung eine Schwinge 17 bewegt, an deren einem Ende eine frei gelagerte Walze 18 angeordnet ist, um die der Gurt 6 bzw. 6a teilweise herumgeschlungen ist, wie dies bei dem in den Fig. 2 und 3 ge¬ zeigten ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Frequenz der die Traktion überlagernden Schwingung d steuerbar, wobei hier die Schwingungen mehr eine Trapezform haben, somit härter auftre¬ ten als bei der durch das zuerst beschriebene Ausführungsbei- spiel erzeugten harmonischen Sinusschwingung. Bezugszeichenliste

1 Aggregat

2 Welle

3 Spulenkörper 4 Kupplungsscheibe

5 Aufwickeltrommel

6 Gurt

6a Gurt

7 Gehäuse 8 Schlitz

9 Platte

10 Welle

11 Walze 11a Walze 12 Hülse

13 Wälzlager

14 Außenring

15 Platte

16 Hubmagnet 17 Schwinge

18 Walze

Claims

Patentansprüche

1. Wirbelsäulentherapiegerät zur Erzeugung von Zugkräften in den Beinen eines Patienten, die über das Becken die Wir- belsäule beaufschlagen zum Zwecke der Behandlung von Wir¬ belsäulenschäden, wobei die Füße des Patienten über Gurte (6) oder Seile mit einem den Kraftverlauf steuernden Trak¬ tionsmechanismus verbindbar sind, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß durch eine an den Gurten (6) oder Seilen angreifende Oszillationseinrichtung der Kraft¬ verlauf F(t) der Traktion von einer in Richtung der Zug¬ kräfte wirkenden Schwingung (d) überlagert wird.

2. Wirbelsäulentherapiegerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dem Kraftverlauf F(t) überlagerte Schwingung (d) von der Oszillationseinrichtung nur bei Zugkräften, die die durch das Gewicht der Beine des Patienten bewirkte Zugkraft (Mindestkraft F_mirι) über¬ steigen, auf die Gurte (6) oder Seile übertragen wird.

3. Wirbelsäulentherapiegerät nach Anspruch 1 oder 2, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oszilla¬ tionseinrichtung neben Oszillatoren für die beiden mit den Füßen des Patienten verbindbaren Gurte (6) oder Seile einen dritten Oszillator aufweist, der auf einen dritten Gurt (6a) oder ein drittes Seil, der bzw. das unter Vor¬ spannung mit einer Halterung für den Kopf des Patienten verbindbar ist, eine Schwingung in Richtung der Vorspan¬ nung ausübt.

4. Wirbelsäulentherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Zugkräften überlagerte Schwingung (d) in ihrer Am- plitude und Frequenz während der Behandlung des Patienten veränderbar ist.

5. Wirbelsäulentherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die

Oszillationseinrichtung den Gurten (6, 6a) oder Seilen zugeordnete exzentrisch gelagerte Walzen (11, 11a) als Oszillatoren aufweist, die teilweise von den zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten geführten Gurten (6, 6a) bzw. Seilen umschlungen und von einem Antriebsmotor in Rotation versetzbar sind.

6. Wirbelsäulentherapiegerät nach Anspruch 4 und 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drehzahl der Walzen (11, 11a) veränderbar ist und/oder die Exzen¬ trizität der Walzen (11, 11a) stufenlos einstellbar ist.

7. Wirbelsäulentherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oszillationseinrichtung den Gurten (6, 6a) oder Seilen zu¬ geordnete frei gelagerte Walzen (18) aufweist, die teil¬ weise von den zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten geführten Gurten (6, 6a) bzw. Seilen umschlungen und je¬ weils durch eine Schwinge (17) als Oszillator gegen den anliegenden Gurt (6, 6a) bzw. das anliegende Seil im we¬ sentlichen entgegen der Richtung des zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten weisenden Gurtes (6, 6a) bzw. Seiles gedrückt werden.

8. Wirbelsäulentherapiegerät nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwinge (17) durch einen Hubmagneten (16) betätigbar ist.

9. Wirbelsäulentherapiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der

Traktionsmechanismus und die Oszillationseinrichtung als

Aggregat (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (7) angeordnet sind, aus dem die Gurte (6, 6a) bzw. Seile durch Schlitze (8) austreten und zu den Füßen bzw. zum Kopf des Patienten geführt werden.

10. Wirbelsäulentherapiegerät nach Anspruch 5 und 9, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Walzen (11, 11a) eine auf einer gemeinsamen, das Aggregat (1) durchmessenden Welle (10) befestigte exzentrische Hülse (12) aufweisen, auf der ein Außenring (14) gelagert ist, der von dem zugeordneten Gurt (6, 6a) bzw. Seil teilweise umschlungen ist.