WO2020245424A1 - Prüfstand für eine unterschenkel-orthese und verfahren zum testen einer unterschenkel-orthese mittels eines derartigen prüfstandes - Google Patents

Prüfstand für eine unterschenkel-orthese und verfahren zum testen einer unterschenkel-orthese mittels eines derartigen prüfstandes Download PDF

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WO2020245424A1
WO2020245424A1 PCT/EP2020/065720 EP2020065720W WO2020245424A1 WO 2020245424 A1 WO2020245424 A1 WO 2020245424A1 EP 2020065720 W EP2020065720 W EP 2020065720W WO 2020245424 A1 WO2020245424 A1 WO 2020245424A1
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WO
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lower leg
unit
test stand
joint
orthosis
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Application number
PCT/EP2020/065720
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French (fr)
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Simon DRESCHER
David Hochmann
Maxim KIRILLOV
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Fachhochschule Münster
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    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F5/0104—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations without articulation
    • A61F5/0111—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations without articulation for the feet or ankles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing

Definitions

  • the invention relates to a test stand for a lower leg orthosis, with a first unit to which a foot part of the lower leg orthosis can be fixed and a second unit to which a lower leg part of the lower leg orthosis can be fixed, the second unit opposite the first unit is pivotably mounted via a joint and wherein the first unit has a base with a plurality of mutually tiltable base elements to form support surfaces for different areas of the foot part of the lower leg orthosis and a pressure stamp for pressing the foot part onto at least one of these support surfaces.
  • the invention also relates to a method for testing a lower leg orthosis by means of such a test stand.
  • a lower leg orthosis is to be understood in particular as an ankle-foot orthosis (AFO: Ankle-Foot-Ortheses). Such AFOs are used to stabilize, relieve and fixate the foot and lower leg.
  • AFO Ankle-Foot-Ortheses
  • An orthopedic technician derives the functional requirements of the lower leg orthosis, plans the lower leg orthosis and adjusts the lower leg orthosis to the patient's gait-related problems.
  • the aim of using such a lower leg orthosis is usually the restoration of a physiological gait pattern of the patient.
  • the orthopedic technician needs a test bench for such lower leg orthoses.
  • the test bench enables the determination of the mechanical properties (stiffness) of ankle-foot orthoses (AFOs) in the sagittal plane around several pivot points relevant for the physiological gait, namely the upper ankle joint and also the metatarsophalangeal joint.
  • AFOs ankle-foot orthoses
  • a lower leg orthosis is of significance for the rolling behavior and the statics, is not possible with the test stand.
  • test stand makes an important contribution to universally testing lower leg orthoses, to support their manufacture (design, materials used, etc.) and to enable individual adaptation to the patient's pathological gait.
  • the object of the invention is a test stand for a lower leg orthosis and a method for testing a lower leg orthosis by means of such a test stand in which the mechanical properties (stiffness) of lower leg orthoses with regard to the pivot points relevant to the physiological gait, i.e. in the area of the upper ankle, metatarsophalangeal joint and / or heel area, can be investigated in a simple manner.
  • the second unit opposite the first Unit is pivotably mounted via a joint and wherein the first unit has a base with several
  • each of the mutually tiltable supports has base elements that are tilted against each other to form support surfaces for different areas of the foot part of the lower leg orthosis and a pressure stamp for pressing the foot part onto at least one of these support surfaces, it is provided according to the invention that each of the mutually tiltable supports
  • Base elements can optionally be releasably fixed to a frame of the test stand so that they cannot rotate.
  • Such a test stand enables the mechanical properties (stiffness) of lower leg orthoses in the sagittal plane around several pivot points relevant to the physiological gait, namely the upper ankle joint and also the
  • test stand is also suitable for users who have only received a relatively short briefing.
  • the test stand is an aid to orthopedic technicians in the production and selection of an optimally suitable ankle-foot orthosis for the patient, as this test stand enables the AFO to determine the stiffness of the regions that are important for physiological gait.
  • the second unit is designed as a lever unit with a lever and a connecting piece arranged on the lever, the lower leg part being fixed to the second unit via the connecting piece.
  • the joint can be releasably locked in a freely selectable angular position of the two units. This lockability is required in a corresponding procedure for testing a lower leg orthosis by means of the test stand, as will be explained later.
  • the base of the first unit has at least three base elements that can be tilted relative to one another, of which a first base element forms the support surface for a heel area, a second base element forms the support surface for a metatarsal area and a third base element forms the support surface for a forefoot area .
  • Pivot points namely the ankle joint and the metatarsophalangeal joint, are determined.
  • the pressure stamp is an exchangeable pressure stamp which is used when testing Lower leg orthoses of different orthosis sizes can be adapted to the joint distances occurring in these lower leg orthoses by exchanging them.
  • Test stand can be adapted to different orthotic sizes.
  • the test stand has an angle sensor for determining a swivel angle between the first and second unit and a force and / or torque detection device for detecting a force and / or a
  • the metatarsophalangeal joint relative to the foot part of the lower leg orthosis can be adapted, for example in order to map the physiological course of approx. 7 ° or to reflect the individual pathology of the patient.
  • FIG. 1 shows a test stand for a lower leg orthosis according to a preferred one
  • FIG. 2 shows the arrangement of test stand and orthosis shown in FIG. 1 in a view from above and FIG.
  • FIGS. 1 and 2 shows the arrangement of the test stand and orthosis shown in FIGS. 1 and 2 in a view from the front.
  • test stand 10 for a lower leg orthosis 12 and the lower leg orthosis 12 itself.
  • the lower leg orthosis 12 has two parts 14, 16, namely one Foot part 14 for a foot and a lower leg part 16 for a corresponding lower leg of a patient's leg (not shown).
  • the test stand 10 has as main assemblies a test stand base designed as a frame 18 and two units 20, 22, the foot part 14 of the lower leg orthosis 12 being fixed to the first unit 20 and the lower leg part 16 to the second unit 22 Lower leg orthosis 12 is fixed.
  • the first unit 18 has a base 24 with three base elements 26, 28, 30, which are tilted against each other, to form support surfaces for different areas of the foot part 14 of the lower leg orthosis 12, and a pressing stamp device 32 with a pressing stamp 34 for pressing the Foot part 14 from above onto at least one of these bearing surfaces.
  • the pressure stamp 34 is designed as an exchangeable pressure stamp 34 which can be adapted to the joint distances occurring in these lower leg orthoses 12 when testing lower leg orthoses 12 of different sizes.
  • the first base element 26 forms the support surface for a heel area
  • the second base element 28 the support surface for a metatarsal area
  • the third base element 30 the support surface for one
  • the first unit 18 has a (shown in Fig. 3)
  • Adjusting device 36 for adjusting the position of the axes of rotation A, B between the base elements 26, 28, 30.
  • the foot part 14 of the lower leg orthosis 12 has sections which, for the sake of simplicity, are referred to as the heel, ankle and forefoot of the lower leg orthosis 12, corresponding to an associated foot of a patient.
  • the second unit 22 is mounted such that it can pivot relative to the first unit 20 via a joint 38.
  • the joint 38 can be releasably locked in a freely selectable angular position of the two units 20, 22.
  • the second unit 22 is designed as a lever unit with a lever 40 and a handle 41 and a connecting piece 42 arranged on the lever 40, the lower leg part 16 being fixed to the second unit 22 via the connecting piece 42.
  • the second unit 22 also has an angle sensor 44 for determining a swivel angle between the first and second unit 20, 22 and a force and / or torque detection device 46 for detecting a force and / or a
  • the joint 38 has a locking device 48, via which the joint 38 can optionally be locked in an angular position between the units 20, 22 and a corresponding pivoting can be released.
  • FIG. 2 shows the arrangement of test stand 10 and lower leg orthosis 12 shown in FIG. 1 in a view from above, so that the base elements 26, 28, 30 are now clearly visible.
  • Adjusting device 36 for adjusting the position of the axes of rotation A, B between the base elements 26, 28, 30 can be seen.
  • the stiffness in the heel and / or the stiffness in the upper ankle joint and / or the forefoot stiffness is determined via a corresponding fixation at the
  • the torque detection device 46 is carried out as a function of the angular position between the two units 20, 22 determined by the angle sensor 44.
  • the test stand 10 is an aid to orthopedic technicians in the production and selection of a lower leg orthosis 12 that is optimally suitable for the patient, in particular ankle-foot orthosis, as this test stand 10 enables the stiffness to be determined in the regions of the lower leg orthosis 12 that are important for the physiological gait .
  • test stand 10 enables simple assembly, adjustment and clamping of the orthosis sizes. For each size to be tested, the joint distances can also be easily adjusted by exchanging a few parts. Due to the easy handling, the adaptability and the simple, modular structure, the test stand 10 can be used as a portable aid for determining the stiffness of lower leg orthoses (in particular AFOs) without the need for special knowledge
  • the test stand 10 enables the determination of the mechanical properties (stiffness) of ankle-foot orthoses (AFOs) around three pivot points relevant to the physiological gait (calcaneus, upper ankle and metatarsophalangeal joint).
  • the aim is to universally test AFOs in order to enable production (design, materials used, etc.) and individual adaptation to the patient's pathological gait.
  • the mechanics and operation are designed in such a way that no special specialist knowledge is required from the user.
  • test stand 10 can be supplemented with corresponding electric motors and / or actuators as well as a corresponding control device and an evaluation device to form a partially or fully automated test stand 10.
  • test stand 10 In order to use a test stand in medical supply stores and thus optimize the orthotic supply, the test stand needs to be compact, user-friendly and easy to use, as well as a realistic illustration of the loads experienced by an orthotic 12.
  • the test stand 10 presented here fulfills all of these conditions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand (10) für eine Unterschenkel-Orthese (12), mit einer ersten Einheit (20), an der ein Fußteil (14) der Unterschenkel-Orthese (12) fixierbar ist und einer zweiten Einheit (22), an der ein Unterschenkelteil (16) der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, wobei die zweite Einheit (22) gegenüber der ersten Einheit (20) über ein Gelenk (38) verschwenkbar gelagert ist und wobei die erste Einheit eine Basis (24) mit mehreren gegeneinander verkippbar gelagerten Basiselementen (26, 28, 30) zur Bildung von Auflageflächen für unterschiedliche Bereiche des Fußteils (14) der Unterschenkel-Orthese (12) und einen Anpress-Stempel (34) zum Anpressen des Fußteils (14) auf zumindest eine dieser Auflageflächen aufweist. Es ist vorgesehen, dass jedes der gegeneinander verkippbar gelagerten Basiselemente (26, 28, 30) wahlweise lösbar an einem Gestell (18) des Prüfstandes drehfest fixierbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Testen einer Unterschenkel-Orthese (12) mittels eines derartigen Prüfstandes (10).

Description

Prüfstand für eine Unterschenkel-Orthese und Verfahren zum Testen einer Unterschenkel-
Orthese mittels eines derartigen Prüfstandes
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für eine Unterschenkel-Orthese, mit einer ersten Einheit, an der ein Fußteil der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist und einer zweiten Einheit, an der ein Unterschenkelteil der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, wobei die zweite Einheit gegenüber der ersten Einheit über ein Gelenk verschwenkbar gelagert ist und wobei die erste Einheit eine Basis mit mehreren gegeneinander verkippbar gelagerten Basiselementen zur Bildung von Auflageflächen für unterschiedliche Bereiche des Fußteils der Unterschenkel- Orthese und einen Anpress-Stempel zum Anpressen des Fußteils auf zumindest eine dieser Auflageflächen aufweist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Testen einer Unterschenkel-Orthese mittels eines derartigen Prüfstandes.
Unter einer Unterschenkel-Orthese ist insbesondere eine Sprunggelenk-Fuß-Orthese (AFO: Ankle-Foot-Ortheses) zu verstehen. Derartige AFOs dienen der Stabilisierung, Entlastung und Fixierung von Fuß und Unterschenkel. Nach entsprechender Diagnose des Arztes leitet ein Orthopädietechniker die funktionalen Erfordernisse der Unterschenkel-Orthese ab, plant die Unterschenkel-Orthese und stimmt die Unterschenkel-Orthese auf gangbezogene Probleme des Patienten ab. Ziel der Anwendung einer derartigen Unterschenkel-Orthese ist in der Regel die Wiederherstellung eines physiologischen Gangbildes des Patienten. Für die Bewertung und Anpassung der Unterschenkel-Orthese benötigt der Orthopädietechniker einen Prüfstand für solche Unterschenkel-Orthesen.
Der wissenschaftliche Artikel » Bregman et al.:“A new method for evaluating ankle foot orthoses characteristics: BRUCE”; Gait Posture, 30 (2009), pp. 144-149« beschreibt einen derartigen Prüfstand für eine Unterschenkel-Orthese, genauer gesagt für eine Sprunggelenk- Fuß-Orthese (AFO), wobei dieser Prüfstand zwei Haupt-Einheiten aufweist, nämlich eine erste Einheit, an der ein Fußteil der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, und eine zweite Einheit, an der ein Unterschenkelteil der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, wobei die zweite Einheit gegenüber der ersten Einheit über ein Gelenk verschwenkbar gelagert ist und wobei die erste Einheit eine Basis mit mehreren gegeneinander verkippbar gelagerten
Basiselementen zur Bildung von Auflageflächen für unterschiedliche Bereiche des Fußteils der Unterschenkel-Orthese und einen Anpress-Stempel zum Anpressen des Fußteils auf zumindest eine dieser Auflageflächen aufweist. Der Prüfstand ermöglicht die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften (Steifigkeiten) von Sprunggelenk-Fuß-Orthesen (AFOs) in der Sagittalebene um mehrere für den physiologischen Gang relevante Drehpunkte, nämlich das Obere Sprunggelenk und zusätzlich auch das Metatarsophalangealgelenk. Für die
Bestimmungen bei den unterschiedlichen Drehpunkten ist ein unterschiedliches Vorgehen notwendig. Eine Untersuchung der Steifigkeit im Fersenbereich, die eine erhebliche
Bedeutung für das Abrollverhalten und die Statik eine Unterschenkel-Orthese aufweist, ist mit dem Prüfstand nicht möglich.
Ein derartiger Prüfstand liefert einen wichtigen Beitrag um Unterschenkel-Orthesen universell zu prüfen, um deren Fertigung (Design, verwendete Materialien etc.) zu unterstützen und um eine individuelle Anpassung an den pathologischen Gang des Patienten zu ermöglichen.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Prüfstand für eine Unterschenkel-Orthese sowie ein Verfahren zum Testen einer Unterschenkel-Orthese mittels eines derartigen Prüfstandes anzugeben, bei denen auf einfache Weise die mechanischen Eigenschaften (Steifigkeiten) von Unterschenkel-Orthesen bezüglich der für den physiologischen Gang relevanten Drehpunkte, also im Bereich Oberes Sprunggelenk, Metatarsophalangealgelenk und/oder Fersenbereich, untersucht werden können/untersucht werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Bei dem erfindungsgemäßen Prüfstand für eine Unterschenkel-Orthese, welcher zwei Einheiten aufweist, wobei an der ersten Einheit ein Fußteil der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, und an der zweite Einheit ein Unterschenkelteil der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, wobei die zweite Einheit gegenüber der ersten Einheit über ein Gelenk verschwenkbar gelagert ist und wobei die erste Einheit eine Basis mit mehreren
gegeneinander verkippbar gelagerten Basiselementen zur Bildung von Auflageflächen für unterschiedliche Bereiche des Fußteils der Unterschenkel-Orthese und einen Anpress-Stempel zum Anpressen des Fußteils auf zumindest eine dieser Auflageflächen aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedes der gegeneinander verkippbar gelagerten
Basiselemente wahlweise lösbar an einem Gestell des Prüfstandes drehfest fixierbar ist. Ein derartiger Prüfstand ermöglicht es, die mechanischen Eigenschaften (Steifigkeiten) von Unterschenkel-Orthesen in der Sagittalebene um mehrere für den physiologischen Gang relevante Drehpunkte, nämlich das Obere Sprunggelenk und zusätzlich auch das
Metatarsophalangealgelenk mittels nur einer Schwenkbewegung der zweiten Einheit gegenüber der ersten Einheit zu bestimmen. Durch diese Vereinheitlichung der Prüfschritte ist der Prüfstand auch für Anwender geeignet, die nur eine relativ kurze Einweisung bekommen haben. Der Prüfstand ist Orthopädietechnikem eine Hilfe bei der Anfertigung und Auswahl einer für den Patienten optimal geeigneten Sprunggelenk-Fuß-Orthese, indem dieser Prüfstand an den für den physiologischen Gang wichtigen Regionen der AFO eine Steifigkeitsbestimmung ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Einheit als Hebeleinheit mit einem Hebel und einer am Hebel angeordneten Verbindungsstück ausgebildet, wobei der Unterschenkelteil über das Verbindungsstück an der zweiten Einheit fixiert ist. Das
Verschwenken erfolgt bequem über den Hebel.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Gelenk lösbar in einer frei wählbaren Winkelposition der beiden Einheiten arretierbar. Diese Arretierbarkeit wird bei einem entsprechenden Vorgehen zum Testen einer Unterschenkel-Orthese mittels des Prüfstandes benötigt, wie später noch erläutert wird.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Basis der ersten Einheit mindestens drei gegeneinander verkippbare Basiselemente auf, von denen ein erstes Basiselement die Auflagefläche für einen Fersenbereich, ein zweites Basiselement die Auflagefläche für einen Mittelfußbereich und ein drittes Basiselement die Auflagefläche für einen Vorfußbereich bildet. Über diese Basiselemente können nun die mechanischen
Eigenschaften in der Sagittalebene in zwei für den physiologischen Gang relevanten
Drehpunkten, nämlich das Obere Sprunggelenk und das Metatarsophalangealgelenk, ermittelt werden.
Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass die erste Einheit eine Verstelleinrichtung zum
Verstellen der Lage der Rotationsachsen zwischen den Basiselementen aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anpress-Stempel ein austauschbarer Anpress-Stempel ist, der bei der Prüfung von Unterschenkel-Orthesen unterschiedlicher Orthesengrößen durch den Austausch an die bei diesen Unterschenkel-Orthesen auftretenden Gelenkabstände anpassbar ist.
Über die Verstelleinrichtung und ggf. den austauschbaren Anpress- Stempel kann der
Prüfstand an unterschiedliche Orthesen-Größen angepasst werden.
Weiterhin ist dabei mit Vorteil vorgesehen, dass der Prüfstand einen Winkelsensor zur Ermittlung eines Schwenkwinkels zwischen erster und zweiter Einheit und eine Kraft- und/oder Momenterfassungseinrichtung zur Erfassung einer Kraft und/oder eines
Drehmoments beim Verschwenken der zweiten Einheit gegenüber der ersten Einheit aufweist. Die entsprechenden Kraft-Winkel-Diagramme oder Drehmoment-Winkel-Diagramme sind die Basis für die anschließende Analyse.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Testen einer Unterschenkel-Orthese mittels eines vorstehend genannten Prüfstandes ist vorgesehen, dass die Messung der Steifigkeit in der Ferse und/oder der Steifigkeit im Gelenk und/oder der Vorfußsteifigkeit über eine
entsprechende Fixierung bei den Basiselementen sowie wahlweise eine Arretierung des Gelenks und eine anschließende Aufnahme eines Drehmoments über der Winkelposition der beiden Einheiten erfolgt. Dabei ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften
(Steifigkeiten) von Unterschenkel-Orthesen in der Sagittalebene um mehrere für den physiologischen Gang relevante Drehpunkte, nämlich das Obere Sprunggelenk, das
Metatarsophalangealgelenk und zusätzlich auch der Fersenbereich mittels nur einer
Schwenkbewegung der zweiten Einheit gegenüber der ersten Einheit zu bestimmen.
Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass zur Messung der Steifigkeit in der Ferse der
Unterschenkel-Orthese nur das erste Basiselement am Gestell drehfest fixiert wird und das Gelenk in einer vorgewählten Winkelposition der beiden Einheiten arretiert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Messung der Steifigkeit der Unterschenkel-Orthese um das Obere Sprunggelenk nur das zweite Basiselement am Gestell drehfest fixiert wird und das Gelenk frei beweglich bleibt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Messung der Vorfußsteifigkeit der Unterschenkel-Orthese nur das dritte Basiselement am Gestell drehfest fixiert wird und das Gelenk in einer vorgewählten
Winkelposition der beiden Einheiten arretiert wird. Die Lage der Achse des
Metatarsophalangealgelenks relativ zu dem Fußteil der Unterschenkel-Orthese kann dabei angepasst werden, beispielsweise um den physiologischen Verlauf von ca. 7° abzubilden oder die individuelle Pathologie des Patienten wieder zu geben.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 einen Prüfstand für eine Unterschenkel-Orthese gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung sowie die entsprechende Orthese in einer Ansicht von der Seite,
Fig. 2 die in Figur 1 gezeigte Anordnung aus Prüfstand und Orthese in einer Ansicht von oben und
Fig. 3 die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Anordnung aus Prüfstand und Orthese in einer Ansicht von vorne.
Die Fig. 1 zeigt einen Prüfstand 10 für eine Unterschenkel-Orthese 12 und die Unterschenkel- Orthese 12 selbst. Die Unterschenkel-Orthese 12 weist zwei Teile 14, 16 auf, nämlich ein Fußteil 14 für einen Fuß und ein Unterschenkelteil 16 für einen entsprechenden Unterschenkel eines Patientenbeins (nicht gezeigt). Dementsprechend weist der Prüfstand 10 als Hauptbaugruppen eine als Gestell 18 ausgebildete Prüfstand-Basis und zwei Einheiten 20, 22 auf, wobei an der ersten Einheit 20 der Fußteil 14 der Unterschenkel-Orthese 12 fixiert ist, und an der zweiten Einheit 22 der Unterschenkelteil 16 der Unterschenkel-Orthese 12 fixiert ist. Die erste Einheit 18 weist ihrerseits eine Basis 24 mit drei gegeneinander verkippbar gelagerten Basiselementen 26, 28, 30 zur Bildung von Auflageflächen für unterschiedliche Bereiche des Fußteils 14 der Unterschenkel-Orthese 12 sowie eine Anpress- Stempeleinrichtung 32 mit einem Anpress-Stempel 34 zum Anpressen des Fußteils 14 von oben auf zumindest eine dieser Auflageflächen auf. Der Anpress-Stempel 34 ist als austauschbarer Anpress-Stempel 34 ausgebildet, der bei der Prüfung von Unterschenkel- Orthesen 12 unterschiedlicher Orthesengrößen durch den Austausch an die bei diesen Unterschenkel-Orthesen 12 auftretenden Gelenkabstände anpassbar ist. Von den drei gegeneinander verkippbaren Basiselementen 26, 28, 30 bildet das erste Basiselement 26 die Auflagefläche für einen Fersenbereich, das zweite Basiselement 28 die Auflagefläche für einen Mittelfußbereich und das dritte Basiselement 30 die Auflagefläche für einen
Vorfußbereich. Weiterhin weist die erste Einheit 18 eine (in Fig. 3 gezeigte)
Verstelleinrichtung 36 zum Verstellen der Lage der Rotationsachsen A, B zwischen den Basiselementen 26, 28, 30 auf.
Der Fußteil 14 der Unterschenkel-Orthese 12 weist Abschnitte auf, die der Einfachheit halber entsprechend einem zugehörigen Fuß eines Patienten als Ferse, Sprunggelenk und Vorfuß der Unterschenkel-Orthese 12 bezeichnet werden.
Die zweite Einheit 22 ist gegenüber der ersten Einheit 20 über ein Gelenk 38 verschwenkbar gelagert. Dabei ist das Gelenk 38 lösbar in einer frei wählbaren Winkelposition der beiden Einheiten 20, 22 arretierbar. Die zweite Einheit 22 ist als Hebeleinheit mit einem Hebel 40 und am Hebel 40 angeordneten Handgriff 41 sowie Verbindungsstück 42 ausgebildet, wobei der Unterschenkelteil 16 über das Verbindungsstück 42 an der zweiten Einheit 22 fixiert ist. Die zweite Einheit 22 weist im hier gezeigten Beispiel weiterhin einen Winkelsensor 44 zur Ermittlung eines Schwenkwinkels zwischen erster und zweiter Einheit 20, 22 und einer Kraft- und/oder Momenterfassungseinrichtung 46 zur Erfassung einer Kraft und/oder eines
Drehmoments beim Verschwenken der zweiten Einheit 22 gegenüber der ersten Einheit 20 auf. Diese Komponenten 44, 46 können auch an anderen Positionen innerhalb des Prüfstandes angeordnet sein.
Das Gelenk 38 weist eine Arretierung 48 auf, über die man das Gelenk 38 wahlweise in einer Winkelposition zwischen den Einheiten 20, 22 arretieren und ein entsprechendes Schwenken freigeben kann.
Die Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Anordnung aus Prüfstand 10 und Unterschenkel- Orthese 12 in einer Ansicht von oben, sodass die Basiselemente 26, 28, 30 nun deutlich sichtbar sind.
In Fig. 3 ist die besagte Anordnung aus Prüfstand 10 und Unterschenkel-Orthese 12 schließlich noch in einer Ansicht von vorne gezeigt. In dieser Darstellung ist nun die
Verstelleinrichtung 36 zum Verstellen der Lage der Rotationsachsen A, B zwischen den Basiselementen 26, 28, 30 erkennbar.
Beim Testen der Unterschenkel-Orthese 12 mittels des Prüfstandes 10 wird die Steifigkeit in der Ferse und/oder die Steifigkeit im Oberen Sprunggelenk und/oder die Vorfußsteifigkeit (jeweils der Unterschenkel-Orthese 12) über eine entsprechende Fixierung bei den
Basiselementen 26, 28, 30 sowie wahlweise eine Arretierung des Gelenks 38 und eine anschließende Aufnahme eines Drehmoments per Kraft- und/oder
Momenterfassungseinrichtung 46 in Abhängigkeit der per Winkelsensor 44 ermittelten Winkelposition zwischen den beiden Einheiten 20, 22 durchgeführt. Es ergibt sich folgendes konkretes Vorgehen zum Testen der Unterschenkel-Orthese 12 mittels des Prüfstandes 10:
1. Zur Messung der Steifigkeit in der Ferse der Unterschenkel-Orthese 12 wird nur das erste Basiselement 26 am Gestell 18 drehfest fixiert und das Gelenk 38 in einer vorgewählten Winkelposition der beiden Einheiten 20, 22 arretiert.
2. Zur Messung der Steifigkeit der Unterschenkel-Orthese 12 um das Obere
Sprunggelenk wird nur das zweite Basiselement 28 am Gestell 18 drehfest fixiert, wobei das Gelenk 38 frei beweglich eingestellt bleibt.
3. Zur Messung der Vorfußsteifigkeit der Unterschenkel-Orthese 12 wird nur das dritte Basiselement 30 am Gestell 18 drehfest fixiert und das Gelenk 38 in einer vorgewählten Winkelposition der beiden Einheiten 20, 22 arretiert.
Der Prüfstand 10 ist Orthopädietechnikern eine Hilfe bei der Anfertigung und Auswahl einer für den Patienten optimal geeigneten Unterschenkel-Orthese 12, insbesondere Sprunggelenk- Fuß-Orthese, indem dieser Prüfstand 10 an den für den physiologischen Gang wichtigen Regionen der Unterschenkel-Orthese 12 eine Steifigkeitsbestimmung ermöglicht.
Neben der zusätzlichen Möglichkeit die Steifigkeit der Fersenregion der Unterschenkel- Orthese 12 quantifizierbar zu erfassen, können über wenige Handgriffe die Belastungsarten (Fersenhebel, Sprunggelenkhebel, Vorfußhebel) gewechselt und bestimmte Gelenke fixiert werden. Im Unterschied zu anderen Prüfständen bleibt der Kraftangriffspunkt für alle
Belastungsarten am Hebel 40 bzw. dessen Handgriff 41, die Bewegung bleibt rein rotatorisch. Zudem ermöglicht der Prüfstand 10 eine einfache Montage, Einstellung und Einspannung der Orthesengrößen. Für jede zu testende Größe können die Gelenkabstände zudem durch den Austausch einiger Teile bequem angepasst werden. Durch die leichte Handhabung, die Anpassbarkeit und den einfachen, modularen Aufbau kann der Prüfstand 10 ohne das Erfordernis besonderer Kenntnisse als transportables Hilfsmittel zur Steifigkeitsbestimmung von Unterschenkel-Orthesen (insbesondere AFOs) in
Sanitätshäusern eingesetzt werden.
Der Prüfstand 10 ermöglicht die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften (Steifigkeiten) von Sprunggelenk-Fuß-Orthesen (AFOs) in der um drei, für den physiologischen Gang relevante Drehpunkte (Kalkaneus, Oberes Sprunggelenk und Metatarsophalangealgelenk).
Ziel ist es, AFOs universell zu prüfen, um die Fertigung (Design, verwendete Materialien etc.) und individuelle Anpassung an den pathologischen Gang des Patienten zu ermöglichen. Die Mechanik und Bedienung ist dabei so gestaltet, dass vom Anwender keine besonderen Fachkenntnisse gefordert werden.
Ein derartiger Prüfstand 10 lässt sich mit entsprechenden Elektromotoren und/oder Aktoren sowie einem entsprechenden Steuergerät und einer Auswerteeinrichtung zu einem teil- oder vollautomatisierten Prüfstand 10 ergänzen.
Elm einen Prüfstand in Sanitätshäusem einzusetzen und damit die Orthesenversorgung zu optimieren, bedarf es einer Kompaktheit, Bedienfreundlichkeit und einfachen Handhabung des Prüfstands sowie einer realitätsnahen Abbildung der Belastungen, welche eine Orthese 12 erfährt. All diese Bedingungen erfüllt der hier vorgestellte Prüfstand 10.
Bezugszeichen
10 Prüfstand
12 Unterschenkel-Orthese
14 Fußteil
16 Unterschenkelteil
18 Gestell
20 ersten Einheit
22 zweite Einheit
24 Basis
26 erstes Basiselement (Fersenteil)
28 zweites Basiselement (Mittelfußteil)
30 drittes Basiselement (Vorfußteil)
32 Anpress-Stempeleinrichtung
34 Anpress-Stempel
36 Verstelleinrichtung
38 Gelenk
40 Hebel
41 Handgriff
42 Verbindungsstück
44 Winkel sensor
46 Kraft- und/oder Momenterfassungseinrichtung
48 Arretierung (Gelenk)
A Rotationsachse
B Rotationsachse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Prüfstand (10) für eine Unterschenkel-Orthese (12), mit einer ersten Einheit (20), an der ein Fußteil (14) der Unterschenkel-Orthese (12) fixierbar ist und einer zweiten Einheit (22), an der ein Unterschenkelteil (16) der Unterschenkel-Orthese fixierbar ist, wobei die zweite Einheit (22) gegenüber der ersten Einheit (20) über ein Gelenk (38) verschwenkbar gelagert ist und wobei die erste Einheit eine Basis (24) mit mehreren gegeneinander verkippbar gelagerten Basiselementen (26, 28, 30) zur Bildung von Auflageflächen für unterschiedliche Bereiche des Fußteils (14) der Unterschenkel- Orthese (12) und einen Anpress-Stempel (34) zum Anpressen des Fußteils (14) auf zumindest eine dieser Auflageflächen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes der gegeneinander verkippbar gelagerten
Basiselemente (26, 28, 30) wahlweise lösbar an einem Gestell (18) des Prüfstandes drehfest fixierbar ist.
2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einheit (22) als Hebeleinheit mit einem Hebel (40) und einer am Hebel (40) angeordneten
Verbindungsstück (42) ausgebildet, wobei der Unterschenkelteil (16) über das Verbindungsstück (42) an der zweiten Einheit (22) fixierbar ist.
3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (38) lösbar in einer frei wählbaren Winkelposition der beiden Einheiten (20, 22) arretierbar ist.
4. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (24) der ersten Einheit (20) mindestens drei gegeneinander verkippbare Basiselemente (26, 28, 30) aufweist, von denen ein erstes Basiselement (26) die Auflagefläche für einen Fersenbereich, ein zweites Basiselement (28) die Auflagefläche für einen Mittelfußbereich und ein drittes Basiselement (30) die Auflagefläche für einen Vorfußbereich bildet.
5. Prüfstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einheit eine
Verstelleinrichtung (36) zum Verstellen der Lage der Rotationsachsen (A, B) zwischen den Basiselementen (26, 28, 30) aufweist.
6. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Anpress-Stempel (34) ein austauschbarer Anpress- Stempel (34) ist, der bei der Prüfung von Unterschenkel-Orthesen (12) unterschiedlicher Orthesengrößen durch den Austausch an die bei diesen Unterschenkel-Orthesen (12) auftretenden
Gelenkabstände anpassbar ist.
7. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen
Winkelsensor (44) zur Ermittlung eines Schwenkwinkels zwischen erster und zweiter Einheit (20, 22) und einer Kraft- und/oder Momenterfassungseinrichtung (46) zur Erfassung einer Kraft und/oder eines Drehmoments beim Verschwenken der zweiten Einheit (22) gegenüber der ersten Einheit (20).
8. Verfahren zum Testen einer Unterschenkel -Orthese (12) mittels eines Prüfstandes (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Messung der Steifigkeit in der Ferse der Unterschenkel-Orthese (12) und/oder der Steifigkeit der Unterschenkel -Orthese (12) um das Obere Sprunggelenk und/oder der Vorfußsteifigkeit der Unterschenkel- Orthese (12) über eine entsprechende Fixierung bei den Basiselementen (26, 28, 30) sowie wahlweise eine Arretierung des Gelenks (38) und eine anschließende Aufnahme eines Drehmoments über der Winkelposition der beiden Einheiten (20, 22) erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Messung der Steifigkeit in der Ferse der Unterschenkel-Orthese (12) nur das erste Basiselement (26) am Gestell (18) drehfest fixiert wird und das Gelenk (38) in einer vorgewählten Winkelposition der beiden Einheiten (20, 22) arretiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Messung der Steifigkeit der Unterschenkel-Orthese (12) um das Obere
Sprunggelenk nur das zweite Basiselement (28) am Gestell (18) drehfest fixiert wird und das Gelenk (38) frei beweglich bleibt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Messung der Vorfußsteifigkeit der Unterschenkel-Orthese (12) nur das dritte
Basiselement (30) am Gestell (18) drehfest fixiert wird und das Gelenk (38) in einer vorgewählten Winkelposition der beiden Einheiten (20, 22) arretiert wird.
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