WO2021013968A1 - Device for supporting and for exercising joint structures - Google Patents

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WO2021013968A1
WO2021013968A1 PCT/EP2020/070880 EP2020070880W WO2021013968A1 WO 2021013968 A1 WO2021013968 A1 WO 2021013968A1 EP 2020070880 W EP2020070880 W EP 2020070880W WO 2021013968 A1 WO2021013968 A1 WO 2021013968A1
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joint
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Siegfried GÖTTE
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Goette Siegfried
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Definitions

  • the invention relates to devices for supporting and training joint structures of the human musculoskeletal system.
  • the invention relates to support structures such as bandages or stockings and orthotics that can be applied externally to, for example, extremity joints or a spine.
  • the injury potential of a knee joint correlates on the one hand with the intensity of different forces and on the other hand with the characteristics and responsiveness of the protective knee joint muscles. That is, one
  • the knee joint is initially a necessary prerequisite for the preventive prevention of injuries per se. If the joint is subjected to prolonged stress or if there is already existing damage, additional stabilization can be provided with a bandage.
  • Devices are intended to prevent injuries to the healthy knee, as well as to the overloaded, painfully irritated knee joint, or in the case of degenerative ones
  • Fulfill changes and after surgical interventions for example by strengthening the joint muscles by supporting self-activity.
  • the object is achieved by a device that provides a controlled treatment and training option for muscles and the function of a body joint.
  • the device enables electrical stimulation of the joint muscles below
  • the device can, for example, have an elastic stocking which has elements which provide an anatomically structured possibility of conducting electrical currents.
  • a power supply can be provided by means of a rechargeable battery and the electrical currents can be adjusted to the required requirements by means of a monitoring and control unit.
  • a bandage for use on an articulated structure of a human body has multiple areas.
  • a first area can be designed to stabilize a predetermined aspect of the joint structure.
  • a second area can be designed in such a way that it stimulates muscle parts on the joint structure by means of electrical impulses.
  • the bandage can have a textile fabric which has a first strength in the first area and a second strength outside the first area
  • the first strength being higher than the second strength.
  • the elasticity of the tissue in the first area can be less than outside of this first area.
  • the first area with relatively high strength can be replaced by other areas that are elastic or even resilient Towards a structure of the body joint to be supported. For example, it might also be desirable to have a certain range of motion for a
  • the bandage can at least partially consist of rigid elements, such as plastic shells or metal segments.
  • Spring elements can be arranged in such a way that predetermined forces act on joint structures.
  • a comparable inhibiting effect can also be achieved by means of cushions which are integrated into the fabric of a first area.
  • a cushion shaped in a predetermined manner could be inserted into the fabric at a predetermined location.
  • an annular cushion could stabilize the position of a knee cap.
  • an integrated pad could exert pressure on a predetermined area of a muscle.
  • a device can have a plurality of first areas.
  • structurally less elastic first areas can support a body joint from several sides and thus stabilize a movement of the joint.
  • At least one second area can be provided. While a first area can be designed and arranged to be a
  • the muscles of the body joint are stimulated with the aid of a second area.
  • electrically conductive elements can be arranged in such a way that they come into contact with a skin surface on a muscle. Electrical impulses then stimulate the muscle.
  • the first and second areas can overlap. It is noted that the first and second areas together do not have to cover the entire bandage, but can only cover it partially.
  • a control unit can be provided which is set up to essentially control the current intensity and the length of the electrical pulses Taxes.
  • muscle activity can be supported.
  • targeted training of the muscles can also be stimulated, even without actual movement of the joint or programmed, partially restricted scope of movement, as is the case with joint orthoses, for example.
  • sensors can be provided which are arranged in the second region of the bandage and which are set up to detect a natural activation of the muscle parts.
  • the sensor signals can then be sent to a
  • Control unit are directed, which then controls electrical impulses to stimulate the muscles depending on signals from the sensors.
  • control unit can be set up to determine a state of fatigue in the muscle parts on the basis of detected sensor signals and to adapt the electrical impulses, that is to say the muscle stimulation, to the state of fatigue.
  • control unit can be integrated into the bandage.
  • control unit can be programmed at least partially via an app for a mobile phone.
  • an energy source such as a battery can be integrated into the bandage.
  • the energy source can also be worn on the body remotely from the bandage and connected to the control unit and / or the electrically conductive elements via cables.
  • a bandage can be adapted to the shape and size of the joint structure for which the bandage is intended or can be made to measure after the joint structure has been measured.
  • a tubular bandage can be put on a joint of the extremities like a stocking.
  • a bandage can also consist of several parts, which are connected to one another after being placed on the joint structure, for example by means of Velcro strips or straps with buckles.
  • Figure 1 is an embodiment of a bandage according to the invention.
  • FIG. 1 Even if the embodiment shown in FIG. 1 is a bandage for use on a knee joint, the essential aspects can be transferred to bandages for other joints.
  • FIG. 1 shows a bandage 10 which can be put on like a support stocking in the region of a knee joint.
  • the bandage made, for example, from a tissue has a first area 12 which is arranged below the kneecap and which is suitable for stabilizing the position of the kneecap.
  • the bandage 10 has two second areas 14. Electrically conductive elements that come into contact with the skin and certain muscles of the can be integrated into the tissue of the areas 14
  • Thighs here the quadriceps femoris and the triceps femoris.
  • a control unit 16 with an energy source is also provided on the bandage, which is connected to the electrical elements in the second areas 14 so that the
  • Control unit can stimulate the muscles by means of the electrical elements. Furthermore, the bandage 10 has sensors 20 which can detect a movement of the lower leg relative to the thigh. The sensors 20 are connected to the control unit. Triggered by a signal from the sensors 20, the control unit 16 can electrical
  • the bandage according to FIG. 1 has an opening 24 in the region of the kneecap.
  • the thigh portion 22 of the bandage can have a length of 10 to 20 cm in order to enable a reliable fit.
  • the lower leg - From section 26 can be formed up to the thickest point of the lower leg and a little beyond.
  • the section 26 can have a length of approximately 15 cm. The lengths are typically dated from
  • a stocking adapted to the individual knee joint dimensions can be produced to stabilize a knee joint, with an integrated structure for electrical stimulation, taking into account the differentiated functional muscular anatomy of the knee joint.
  • the energy source can be a replaceable battery worn on the body.
  • the control unit can generate a sufficient, individual electrical impulse that supports the needs of the user and the function of the knee joint
  • the anterior thigh muscles i.e. the quadriceps femoris
  • the flexion is triggered by the back thigh muscles, i.e. the triceps femoris.
  • Electrostimulatory support of the respective muscle activity can be triggered by anatomically placed sensors, which are initiated via the spontaneous activity of the respective muscle of the functional muscle group.
  • the termination of the respective electrical stimulation can depend on (i)
  • the intensity of the electrical stimulation can be individually regulated or adjusted to the desired training success with additional specification and control of the training frequency.
  • a fatigue effect of the muscles can be recorded by measuring coupling. This creates a controlled measuring circuit that prevents overloading of the muscles and enables individually possible muscle training.
  • the program can be based on empirical values from the current scientific data.
  • control of the process with a suitably programmed app 18 allows the intended functional-anatomical processes to be fulfilled, the control of the electrical stimulation actually carried out and the control of the desired therapy result.
  • control of the electrical stimulation which is triggered by a functional self-activity of the wearer of the bandage, a person with reduced movement, for example on the
  • a functionally adapted electrical stimulation in the movement sequence with temporal variability and variable intensity can be provided individually to the needs of the user (patient). This is basically the
  • a particular benefit is the combination of short-term muscle strengthening through electrical stimulation with the load-dependent, longer-lasting strengthening of the muscles through the muscles' own activity up to permanent support and avoidance of muscle atrophy in the case of insufficient muscular or
  • Exercise activity e.g. through everyday inactivity such as long periods of sitting, little exercise, little sport, symptoms of paralysis caused by illness with muscular weakness, physical therapy that is not in good time or insufficient or other training options.
  • the control of the electrical stimulation using an app can also allow defined time and intensity-oriented targets with control of the application time of the system and the control of the result of the muscular strengthening as a feedback system.
  • Another area of application of the system includes the individually felt need for muscular stabilization of the knee joint, the medically determined need for muscular strengthening of the joint stabilizing and the replacement or addition of a z.
  • B physiotherapy necessary after surgical treatment which is often only possible directly after surgical treatment with a delay of a few weeks.
  • the system allows the therapeutically meaningful or necessary steps to be interlinked in a timely manner with the advantage of shortening the treatment time until the joint load and function are completely restored.
  • electrical impulses with frequencies between 50 and 150 Hz and a pulse width of 30 to 50 microseconds can be used for muscle stimulation.
  • At least the second areas of the bandage can be made from
  • a special seam guide can be adapted to the shape and size of muscle areas.
  • the control of the electrical stimulation by means of the app also allows a defined time and intensity-oriented target setting with control of the given application time of the system and the control of the result of the muscular strengthening as a feedback system.
  • a bandage for use on a joint structure of a human body has a first area and a second area, wherein the first area is designed to stabilize a predetermined aspect of the joint structure, and wherein the second area is designed such that he stimulates muscle parts on the joint structure by means of electrical impulses.
  • a bandage according to the embodiment can furthermore have a control unit which is set up to control the current intensity and the length of the electrical pulses.
  • the bandage can also have sensors which are arranged in the second area of the bandage and which are set up to detect a natural activation of the muscle parts, the control unit being set up in such a way that it controls the electrical pulses as a function of signals from the sensors.
  • Control unit be set up to determine a fatigue state of the muscle parts and to adapt the electrical pulses to the fatigue state.
  • a bandage can have a textile fabric, the textile fabric having a first strength in the first area and a second strength outside the first area, the first strength being higher than the second strength.
  • the first area of the bandage can be a
  • the first area of the bandage and the second area of the bandage can overlap.

Abstract

According to the invention, a bandage for use on a joint structure of a human body has multiple zones. A first zone can be designed such as to stabilize a specific aspect of the joint structure. A second zone can be designed such that it stimulates muscle groups on the joint structure by means of electrical impulses.

Description

VORRICHTUNGEN ZUR STÜTZUNG UND ZUM TRAINING VON DEVICES FOR SUPPORT AND TRAINING OF
GELENKSTRUKTUREN JOINT STRUCTURES
GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Stützung und zum Training von Gelenkstrukturen des menschlichen Bewegungsapparates. Insbesondere betrifft die Erfindung Stützstrukturen wie Bandagen oder auch Strümpfe und Orthesen, die extern an z.B. Extremitätengelenken oder einer Wirbelsäule angelegt werden können. The invention relates to devices for supporting and training joint structures of the human musculoskeletal system. In particular, the invention relates to support structures such as bandages or stockings and orthotics that can be applied externally to, for example, extremity joints or a spine.
HINTERGRUND BACKGROUND
Das V erletzungspotential von zum Beispiel einem Kniegelenk korreliert einerseits mit der Intensität unterschiedlicher Krafteinwirkungen und andererseits mit der Ausprägung und dem Reaktionsvermögen der schützenden Kniegelenksmuskulatur. Das heißt, dass eine The injury potential of a knee joint, for example, correlates on the one hand with the intensity of different forces and on the other hand with the characteristics and responsiveness of the protective knee joint muscles. That is, one
ausgeprägte und trainierte Muskulatur im Verhältnis zur funktionellen Belastung des pronounced and trained muscles in relation to the functional load of the
Kniegelenks zunächst eine notwendige Voraussetzung zur präventiven Verhinderung von Verletzungen per se ist. Bei länger andauernder Belastung des Gelenks oder bei bereits vorhandenen Schädigungen kann eine zusätzliche Stabilisierung durch eine Bandage erfolgen. The knee joint is initially a necessary prerequisite for the preventive prevention of injuries per se. If the joint is subjected to prolonged stress or if there is already existing damage, additional stabilization can be provided with a bandage.
Für eine stabilisierende Unterstützung der Kniegelenksfunktion bei Freizeit- und For a stabilizing support of the knee joint function during leisure and
Leistungssportlern vom Jugend- bis ins Erwachsenenalter, aber auch nach Verletzungen und Operationen werden Bandagen, Stützstrümpfe oder auch Orthesen eingesetzt. Diese Bandages, support stockings and orthoses are used for competitive athletes from adolescence to adulthood, but also after injuries and operations. These
Vorrichtungen sollen den Zweck der Prävention von Verletzungen am gesunden Knie, wie auch am überlasteten, schmerzhaft gereizten Kniegelenk, oder auch bei degenerativen Devices are intended to prevent injuries to the healthy knee, as well as to the overloaded, painfully irritated knee joint, or in the case of degenerative ones
Veränderungen und nach operativen Eingriffen erfüllen, zum Beispiel durch eine Kräftigung der Gelenksmuskulatur durch Unterstützung der Eigenaktivität. Fulfill changes and after surgical interventions, for example by strengthening the joint muscles by supporting self-activity.
Die Wirkung herkömmlicher Bandagen besteht in der durch sie bedingten zirkulären The effect of conventional bandages is that they are circular
Kompression der Kniegelenksmuskulatur. Die Muskulatur wird durch die Bandage in eine Vorspannung versetzt, durch welche dem Träger ein Gefühl der Sicherheit vermittelt wird und durch welche die muskuläre Reaktionsmöglichkeit zur Stabilisierung des Gelenks verkürzt wird. Durch diese Reaktionskette kann die Anfälligkeit für Verletzungen reduziert werden. Compression of the knee joint muscles. The bandage puts the muscles in a pretension, which gives the wearer a feeling of security and which allows the muscles to react to stabilize the joint is shortened. This chain of reactions can reduce the susceptibility to injury.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung wie zum Beispiel eine Bandage bereitzustellen, mit Hilfe derer die Muskulatur eines Gelenks gezielt gekräftigt werden und eine Verbesserung der Gelenkfunktion erreicht werden kann. It is an object of the invention to provide a device such as, for example, a bandage, with the aid of which the muscles of a joint are specifically strengthened and the joint function can be improved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bandage gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This object is achieved by the bandage according to independent claim 1. Further advantageous embodiments are described in the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung, die eine kontrollierte Behandlungs- und T rainingsmöglichkeit von Muskulatur und Funktion eines Körpergelenks bereitstellt. Die Vorrichtung ermöglicht eine Elektrostimulation der Gelenksmuskulatur unter The object is achieved by a device that provides a controlled treatment and training option for muscles and the function of a body joint. The device enables electrical stimulation of the joint muscles below
Berücksichtigung der anatomisch-funktionellen muskulären Versorgung. Die Vorrichtung kann zum Beispiel einen elastischen Strumpf aufweisen, der Elemente aufweist, die eine anatomisch strukturierte Leitungsmöglichkeit von elektrischen Strömen bereitstellt. Eine Stromversorgung kann mittels Akku bereitgestellt werden und die elektrischen Ströme können mittels einer Kontroll- und Steuerungs-Einheit auf den erforderlichen Bedarf eingestellt werden. Consideration of the anatomical-functional muscular supply. The device can, for example, have an elastic stocking which has elements which provide an anatomically structured possibility of conducting electrical currents. A power supply can be provided by means of a rechargeable battery and the electrical currents can be adjusted to the required requirements by means of a monitoring and control unit.
Im Allgemeinen weist eine Bandage zur Verwendung an einer Gelenkstruktur eines menschlichen Körpers mehrere Bereiche auf. Ein erster Bereich kann so ausgebildet sein, dass er einen vorbestimmten Aspekt der Gelenkstruktur stabilisiert. Ein zweiter Bereich kann so ausgebildet sein, dass er Muskelpartien an der Gelenkstruktur mittels elektrischer Impulse stimuliert. In general, a bandage for use on an articulated structure of a human body has multiple areas. A first area can be designed to stabilize a predetermined aspect of the joint structure. A second area can be designed in such a way that it stimulates muscle parts on the joint structure by means of electrical impulses.
Beispielsweise kann die Bandage ein textiles Gewebe aufweisen, welches in dem ersten Bereich eine erste Festigkeit aufweist und außerhalb des ersten Bereichs eine zweite For example, the bandage can have a textile fabric which has a first strength in the first area and a second strength outside the first area
Festigkeit aufweist, wobei die erste Festigkeit höher ist als die zweite Festigkeit. Auf diese Weise kann die Elastizität des Gewebes in dem ersten Bereich geringer sein als außerhalb dieses ersten Bereichs. Mit anderen Worten, der erste Bereich mit relativ hoher Festigkeit kann durch andere Bereiche, die elastisch oder sogar federelastisch ausgebildet sind, in Richtung einer zu stützenden Struktur des Körpergelenks gezogen werden. Es könnte zum Beispiel auch wünschenswert sein, eine bestimmte Bewegungsmöglichkeit eines Has strength, the first strength being higher than the second strength. In this way, the elasticity of the tissue in the first area can be less than outside of this first area. In other words, the first area with relatively high strength can be replaced by other areas that are elastic or even resilient Towards a structure of the body joint to be supported. For example, it might also be desirable to have a certain range of motion for a
Körpergelenkes durch eine entsprechende Anordnung eines solchen ersten Bereichs gezielt zu hemmen. Ferner könnte es von Interesse sein, einen Aspekt eines Körpergelenkes wie zum Beispiel eine Knieescheibe gegen unerwünschte Bewegungen abzustützen. To inhibit body joint specifically by a corresponding arrangement of such a first area. It might also be of interest to support an aspect of a body joint, such as a knee cap, against undesired movement.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Bandage zumindest teilweise aus steifen Elementen bestehen, wie etwa aus Kunststoffschalen oder auch Metallsegmenten. Federelemente können so angeordnet sein, dass vorbestimmte Kräfte auf Gelenkstrukturen wirken. According to one embodiment, the bandage can at least partially consist of rigid elements, such as plastic shells or metal segments. Spring elements can be arranged in such a way that predetermined forces act on joint structures.
Es wird angemerkt, dass ein vergleichbarer Hemmungseffekt auch durch Polster erzielt werden kann, die in das Gewebe eines ersten Bereichs integriert sind. Ein auf vorbestimmte Weise geformtes Polster könnte an einer vorbestimmten Stelle in das Gewebe eingelegt sein. Beispielsweise könnte ein ringförmiges Polster die Position einer Knieescheibe stabilisieren. Alternative oder auch zusätzlich könnte ein integriertes Polster einen Druck auf einen vorbestimmten Bereich einer Muskulatur ausüben. It is noted that a comparable inhibiting effect can also be achieved by means of cushions which are integrated into the fabric of a first area. A cushion shaped in a predetermined manner could be inserted into the fabric at a predetermined location. For example, an annular cushion could stabilize the position of a knee cap. As an alternative or in addition, an integrated pad could exert pressure on a predetermined area of a muscle.
Eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform kann mehrere erste Bereiche aufweisen. Beispielsweise können strukturell weniger elastische erste Bereiche ein Körpergelenk von mehreren Seiten stützen und damit eine Bewegung des Gelenkes stabilisieren. A device according to one embodiment can have a plurality of first areas. For example, structurally less elastic first areas can support a body joint from several sides and thus stabilize a movement of the joint.
Neben dem zumindest einen ersten Bereich kann zumindest ein zweiter Bereich vorgesehen sein. Während ein erster Bereich so gestaltet und angeordnet sein kann, dass er ein In addition to the at least one first area, at least one second area can be provided. While a first area can be designed and arranged to be a
Körpergelenk und eine Bewegung davon mechanisch stabilisiert und gegebenenfalls sogar beschränkt, wird mit Hilfe eines zweiten Bereichs die Muskulatur des Körpergelenks stimuliert. In dem zweiten Bereich können elektrisch leitfähige Elemente derart angeordnet sein, dass sie in Kontakt mit einer Hautoberfläche an einem Muskel kommen. Elektrische Impulse sorgen dann für eine Stimulierung des Muskels. Je nach Ausführungsform können sich die ersten und zweiten Bereiche überlappen. Es wir angemerkt, dass die ersten und zweiten Bereiche zusammen nicht die vollständige Bandage abdecken müssen, sondern diese auch nur teilweise abdecken können. Body joint and a movement thereof mechanically stabilized and possibly even restricted, the muscles of the body joint are stimulated with the aid of a second area. In the second area, electrically conductive elements can be arranged in such a way that they come into contact with a skin surface on a muscle. Electrical impulses then stimulate the muscle. Depending on the embodiment, the first and second areas can overlap. It is noted that the first and second areas together do not have to cover the entire bandage, but can only cover it partially.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Steuerungseinheit bereitgestellt sein, die eingerichtet ist, im Wesentlichen die Stromstärke und die Länge der elektrischen Impulse zu steuern. Auf diese Weise kann je nach medizinischer Indikation eine Unterstützung der Muskeltätigkeit realisiert werden. Je nach Bedarf kann auch ein gezieltes Training der Muskulatur angeregt werden, sogar ohne tatsächlicher Bewegung des Gelenkes oder programmierten, teilweise eingeschränkten Bewegungsausmaßen wie es beispielsweise bei Gelenksorthesen realisiert werden. According to one embodiment, a control unit can be provided which is set up to essentially control the current intensity and the length of the electrical pulses Taxes. In this way, depending on the medical indication, muscle activity can be supported. Depending on requirements, targeted training of the muscles can also be stimulated, even without actual movement of the joint or programmed, partially restricted scope of movement, as is the case with joint orthoses, for example.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können Sensoren vorgesehen sein, die in dem zweiten Bereich der Bandage angeordnet sind und die eingerichtet sind zum Erfassen einer natürlichen Aktivierung der Muskelpartien. Die Sensor signale können dann an eine According to a further embodiment, sensors can be provided which are arranged in the second region of the bandage and which are set up to detect a natural activation of the muscle parts. The sensor signals can then be sent to a
Steuereinheit geleitet werden, die dann elektrischen Impulse zur Anregung der Muskulatur in Abhängigkeit von Signalen der Sensoren steuert. Control unit are directed, which then controls electrical impulses to stimulate the muscles depending on signals from the sensors.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Steuerungseinheit eingerichtet sein, aufgrund von erfassten Sensorsignalen einen Ermüdungszustand der Muskelpartien festzustellen und die elektrischen Impulse, das heißt die Muskelstimulierung an den Ermüdungszustand anzupassen. According to one embodiment, the control unit can be set up to determine a state of fatigue in the muscle parts on the basis of detected sensor signals and to adapt the electrical impulses, that is to say the muscle stimulation, to the state of fatigue.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerungseinheit in die Bandage integriert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerungseinheit zumindest teilweise über eine App für ein Mobiltelefon programmiert werden. According to a further embodiment, the control unit can be integrated into the bandage. Alternatively or additionally, the control unit can be programmed at least partially via an app for a mobile phone.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Energiequelle wie etwa ein Akku in die Bandage integriert sein. Alternative kann die Energiequelle auch entfernt von der Bandage am Körper getragen sein und über Kabel mit der Steuerungseinheit und/oder den elektrisch leitfähigen Elementen verbunden sein. According to one embodiment, an energy source such as a battery can be integrated into the bandage. Alternatively, the energy source can also be worn on the body remotely from the bandage and connected to the control unit and / or the electrically conductive elements via cables.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können zumindest Teile einer Bandage an die Form und Größe der Gelenkstruktur, für welche die Bandage vorgesehen sein soll, angepasst werden oder nach Vermessung der Gelenkstruktur auf Maß angefertigt werden. Eine schlauchförmige Bandage kann wie ein Strumpf an einem Gelenk der Extremitäten angezogen werden. Alternative kann eine Bandage auch aus mehreren Teilen bestehen, die nach dem Anlegen an die Gelenkstruktur miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Klettbänder oder Gurte mit Schnallen. Die oben definierten Aspekte sowie weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung können ebenfalls den Beispielen entnommen werden, die im Folgenden beschrieben werden, sowie den Ausführungsformen, die in den Figuren dargestellt sind. According to a further embodiment, at least parts of a bandage can be adapted to the shape and size of the joint structure for which the bandage is intended or can be made to measure after the joint structure has been measured. A tubular bandage can be put on a joint of the extremities like a stocking. Alternatively, a bandage can also consist of several parts, which are connected to one another after being placed on the joint structure, for example by means of Velcro strips or straps with buckles. The aspects defined above and further aspects, features and advantages of the invention can also be taken from the examples which are described below and the embodiments which are shown in the figures.
BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT
Figur 1 ist eine Ausführungsform einer Bandage gemäß der Erfindung. Figure 1 is an embodiment of a bandage according to the invention.
Auch wenn die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform eine Bandage zur Verwendung an einem Kniegelenk ist, sind die wesentlichen Aspekte auf Bandagen für andere Gelenke übertragbar. Even if the embodiment shown in FIG. 1 is a bandage for use on a knee joint, the essential aspects can be transferred to bandages for other joints.
Figur 1 zeigt eine Bandage 10, die wie ein Stützstrumpf im Bereich eines Kniegelenks angezogen werden kann. Die zum Beispiel aus einem Gewebe hergestellt Bandage weist einen ersten Bereich 12 auf, der unterhalb der Kniescheibe angeordnet ist und der geeignet ist, die Position der Kniescheibe zu stabilisieren. Ferner weist die Bandage 10 zwei zweite Bereiche 14 auf. In das Gewebe der Bereiche 14 können elektrisch leitfahige Elemente integriert sein, die in Kontakt mit der Haut kommen und bestimmte Muskeln des FIG. 1 shows a bandage 10 which can be put on like a support stocking in the region of a knee joint. The bandage made, for example, from a tissue has a first area 12 which is arranged below the kneecap and which is suitable for stabilizing the position of the kneecap. Furthermore, the bandage 10 has two second areas 14. Electrically conductive elements that come into contact with the skin and certain muscles of the can be integrated into the tissue of the areas 14
Oberschenkels stimulieren können, hier den Quadriceps femoris und den Triceps femoris. An der Bandage ist ferner eine Steuerungseinheit 16 mit Energiequelle vorgesehen, die mit den elektrischen Elementen in den zweiten Bereichen 14 verbunden ist, sodass die Thighs, here the quadriceps femoris and the triceps femoris. A control unit 16 with an energy source is also provided on the bandage, which is connected to the electrical elements in the second areas 14 so that the
Steuerungseinheit mittels der elektrischen Elemente die Muskeln stimulieren kann. Ferner weist die Bandage 10 Sensoren 20 auf, die eine Bewegung des Unterschenkels relativ zum Oberschenkel erfassen können. Die Sensoren 20 sind mit der Steuerungseinheit verbunden. Ausgelöst durch ein Signal der Sensoren 20 kann die Steuerungseinheit 16 elektrische Control unit can stimulate the muscles by means of the electrical elements. Furthermore, the bandage 10 has sensors 20 which can detect a movement of the lower leg relative to the thigh. The sensors 20 are connected to the control unit. Triggered by a signal from the sensors 20, the control unit 16 can electrical
Impulse an denjenigen Muskel schicken, der für die entsprechende Bewegung benötigt wird und kann auf diese Weise die Kraft bei der Bewegung verstärken. Send impulses to the muscle that is required for the corresponding movement and can thus increase the strength of the movement.
Die Bandage gemäß Figur 1 weist eine Öffnung 24 im Bereich der Kniescheibe auf. Der Oberschenkel-Abschnitt 22 der Bandage kann eine Länge von 10 bis 20 cm aufweisen, um einen zuverlässigen Sitz zu ermöglichen. Der Unterschenkel - Ab schnitt 26 kann bis zu der dicksten Stelle des Unterschenkels und etwas darüber hinaus ausgebildet sein. Der Abschnitt 26 kann etwa eine Länge von 15 cm haben. Die Längen werden typischerweise vom The bandage according to FIG. 1 has an opening 24 in the region of the kneecap. The thigh portion 22 of the bandage can have a length of 10 to 20 cm in order to enable a reliable fit. The lower leg - From section 26 can be formed up to the thickest point of the lower leg and a little beyond. The section 26 can have a length of approximately 15 cm. The lengths are typically dated from
Gelenkspalt aus gemessen. Entsprechend kann zur Stabilisierung eines Kniegelenks ein den individuellen Kniegelenksmaßen (Oberschenkel, Kniegelenk, Unterschenkel) angepasster Strumpf hergestellt werden, mit integrierter Struktur zur Elektrostimulation unter Berücksichtigung der differenzierten funktionellen muskulären Anatomie des Kniegelenks. Joint gap measured from. Correspondingly, a stocking adapted to the individual knee joint dimensions (thigh, knee joint, lower leg) can be produced to stabilize a knee joint, with an integrated structure for electrical stimulation, taking into account the differentiated functional muscular anatomy of the knee joint.
Die Energiequelle kann ein austauschbarer, am Körper getragener Akku sein. The energy source can be a replaceable battery worn on the body.
Die Steuerungseinheit kann einen ausreichenden, individuellen, auf die Bedürfnisse des Anwenders und den die Kniegelenksfunktion unterstützenden elektrischen Impuls The control unit can generate a sufficient, individual electrical impulse that supports the needs of the user and the function of the knee joint
bereitstellen. Beispielsweise bei einer Streckung des Kniegelenks wird die vorderseitige Oberschenkelmuskulatur, d.h. der Quadriceps Femoris aktiviert. Die Beugung wird durch die rückseitige Oberschenkelmuskulatur, d.h. den Triceps Femoris ausgelöst. Die provide. For example, when the knee joint is stretched, the anterior thigh muscles, i.e. the quadriceps femoris, are activated. The flexion is triggered by the back thigh muscles, i.e. the triceps femoris. The
elektrostimulatorische Unterstützung der jeweiligen Muskelaktivität kann durch anatomisch platzierte Sensoren ausgelöst werden, welche über die Spontanaktivität des jeweiligen Muskels der funktionellen Muskelgruppe initiiert wird. Electrostimulatory support of the respective muscle activity can be triggered by anatomically placed sensors, which are initiated via the spontaneous activity of the respective muscle of the functional muscle group.
Die Beendigung der jeweiligen Elektrostimulation kann in Abhängigkeit vom (i) The termination of the respective electrical stimulation can depend on (i)
Bewegungsausmaß, (ii) der V erkürzungsstrecke des Muskels bzw. der Muskelgruppe und (iii) der justierbar gewollten Maximalstimulation erfolgen. Extent of movement, (ii) the shortening distance of the muscle or muscle group and (iii) the adjustable desired maximum stimulation.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Intensität der Elektrostimulation individuell reguliert bzw. mit zusätzlicher Vorgabe und Kontrolle der Trainingsfrequenz auf den gewünschten Trainingserfolg abgestimmt werden. Ein Ermüdungseffekt der Muskulatur kann durch Messkopplung erfasst werden. Dadurch entsteht ein kontrollierter Messkreislauf, der eine Überlastung der Muskulatur verhindern und ein individuell mögliches Muskeltraining ermöglicht. Erfahrungswerte aus den aktuell geläufigen wissenschaftlichen Daten können dem Programm zugrunde gelegt werden. According to one embodiment, the intensity of the electrical stimulation can be individually regulated or adjusted to the desired training success with additional specification and control of the training frequency. A fatigue effect of the muscles can be recorded by measuring coupling. This creates a controlled measuring circuit that prevents overloading of the muscles and enables individually possible muscle training. The program can be based on empirical values from the current scientific data.
Die Steuerung des Prozesses mit einer entsprechend programmierten App 18 erlaubt die Erfüllung der vorgesehenen funktionell-anatomischen Abläufe, die Kontrolle der tatsächlich erfolgten Elektrostimulation sowie die Kontrolle des gewünschten Therapieergebnisses. Neben der beschriebenen Elektrostimulation, die durch eine funktionelle Eigenaktivität des Trägers der Bandage ausgelöst wird, kann für einen Bewegungsreduzierten, z.B. am The control of the process with a suitably programmed app 18 allows the intended functional-anatomical processes to be fulfilled, the control of the electrical stimulation actually carried out and the control of the desired therapy result. In addition to the described electrical stimulation, which is triggered by a functional self-activity of the wearer of the bandage, a person with reduced movement, for example on the
Arbeitsplatz sitzenden Menschen, eine über einen weiteren Regelkreis zur Stimulierung der zu trainierenden Muskulatur eine passive Muskelstimulation unter Kontrolle der Muskelkraft durch die App-Steuerung möglich sein. Workplace seated people, a passive muscle stimulation under control of the muscle strength through the app control will be possible via a further control loop to stimulate the muscles to be trained.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann individuell auf die Bedürfnisse des Anwenders (Patienten) eine funktionell angepasste Elektrostimulation im Bewegungsablauf mit zeitlicher Variabilität und variabler Intensität bereitgestellt werden. Damit ist prinzipiell die According to a further embodiment, a functionally adapted electrical stimulation in the movement sequence with temporal variability and variable intensity can be provided individually to the needs of the user (patient). This is basically the
Möglichkeit einer kurzzeitigen bis dauerhaften Elektrostimulation je nach Indikation der Anwendung und der individuellen Toleranz möglich. Possibility of short-term to permanent electrical stimulation depending on the indication of the application and the individual tolerance.
Ein besonderer Benefit besteht in der Kombination der kurzzeitigen Muskelkräftigung durch die Elektrostimulation mit der belastungsabhängigen, länger anhaltenden Kräftigung der Muskulatur durch die Eigenaktivität der Muskulatur bis hin zur dauerhaften Unterstützung und Vermeidung von Muskelatrophien bei nicht ausreichender muskulärer oder A particular benefit is the combination of short-term muscle strengthening through electrical stimulation with the load-dependent, longer-lasting strengthening of the muscles through the muscles' own activity up to permanent support and avoidance of muscle atrophy in the case of insufficient muscular or
T rainingsaktivität, z.B. durch alltägliche Inaktivität wie langes Sitzen, wenig Bewegung, wenig Sport, Krankheit bedingte Lähmungserscheinungen mit muskulärer Schwächung, nicht rechtzeitige oder ausreichende Physiotherapie bzw. andere Trainingsoptionen. Exercise activity, e.g. through everyday inactivity such as long periods of sitting, little exercise, little sport, symptoms of paralysis caused by illness with muscular weakness, physical therapy that is not in good time or insufficient or other training options.
Die Steuerung der Elektrostimulation mittels App kann ferner definierte zeitliche und intensitätsorientierte Zielvorgaben mit Kontrolle der Anwendungszeit des Systems und der Kontrolle des Ergebnisses der muskulären Kräftigung als Feedback-System erlauben. The control of the electrical stimulation using an app can also allow defined time and intensity-oriented targets with control of the application time of the system and the control of the result of the muscular strengthening as a feedback system.
Ein weiterer Anwendungsbereich des Systems umfasst das individuell selbst empfundene Bedürfnis zur muskulären Stabilisierung des Kniegelenks, die medizinisch festgestellte Notwendigkeit der muskulären Kräftigung der Gelenk stabilisierenden sowie den Ersatz bzw. die Ergänzung einer z. B nach operativer Behandlung notwendigen Physiotherapie, die häufig in direktem Anschluss an eine operative Behandlung erst mit zeitlicher Verzögerung von einigen Wochen erst möglich sind. Je nach Indikation erlaubt das System ein zeitnahes Ineinandergreifen der therapeutisch sinnvollen bzw. notwendigen Schritte mit dem Vorteil einer zeitlichen Verkürzung der Behandlung bis zur vollständigen W iederher Stellung der Gelenkbelastung und -funktion. Konkret können zur Muskelstimulation elektrische Impulse mit Frequenzen zwischen 50 und 150 Hz und einer Impulsbreite von 30 bis 50 Mikrosekunden eingesetzt werden. Another area of application of the system includes the individually felt need for muscular stabilization of the knee joint, the medically determined need for muscular strengthening of the joint stabilizing and the replacement or addition of a z. B physiotherapy necessary after surgical treatment, which is often only possible directly after surgical treatment with a delay of a few weeks. Depending on the indication, the system allows the therapeutically meaningful or necessary steps to be interlinked in a timely manner with the advantage of shortening the treatment time until the joint load and function are completely restored. Specifically, electrical impulses with frequencies between 50 and 150 Hz and a pulse width of 30 to 50 microseconds can be used for muscle stimulation.
Vorzugsweise können zumindest die zweiten Bereiche der Bandage aus Preferably at least the second areas of the bandage can be made from
wasserabsorbierenden Materialien hergestellt sein, womit eine gute Leitung der elektrischen Impulse gewährleistet werden kann. Eine spezielle Nahtführung kann an die Form und Größe von Muskelpartien angepasst sein. be made of water-absorbing materials, so that a good conduction of electrical impulses can be guaranteed. A special seam guide can be adapted to the shape and size of muscle areas.
Die Steuerung der Elektrostimulation mittels App erlaubt außerdem eine definierte zeitliche und intensitätsorientierte Zielvorgaben mit Kontrolle der vorgegebenen Anwendungszeit des Systems und der Kontrolle des Ergebnisses der muskulären Kräftigung als F eedback- System. The control of the electrical stimulation by means of the app also allows a defined time and intensity-oriented target setting with control of the given application time of the system and the control of the result of the muscular strengthening as a feedback system.
Folgende Ausführungsformen beschreiben Beispiele gemäß der hierin beschriebenen The following embodiments describe examples according to those described herein
Erfindung. Invention.
Gemäß einer Ausführungsform weist eine Bandage zur Verwendung an einer Gelenkstruktur eines menschlichen Körpers einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf, wobei der erste Bereich so ausgebildet ist, dass er einen vorbestimmten Aspekt der Gelenkstruktur stabilisiert, und wobei der zweite Bereich so ausgebildet ist, dass er Muskelpartien an der Gelenkstruktur mittels elektrischer Impulse stimuliert. According to one embodiment, a bandage for use on a joint structure of a human body has a first area and a second area, wherein the first area is designed to stabilize a predetermined aspect of the joint structure, and wherein the second area is designed such that he stimulates muscle parts on the joint structure by means of electrical impulses.
Eine Bandage gemäß der Ausführungsform kann ferner eine Steuerungseinheit aufweisen, die eingerichtet ist, die Stromstärke und die Länge der elektrischen Impulse zu steuern. Die Bandage kann dabei ferner Sensoren aufweisen, die in dem zweiten Bereich der Bandage angeordnet sind und die eingerichtet sind zum Erfassen einer natürlichen Aktivierung der Muskelpartien, wobei die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass sie die elektrischen Impulse in Abhängigkeit von Signalen der Sensoren steuert. Ferner kann die A bandage according to the embodiment can furthermore have a control unit which is set up to control the current intensity and the length of the electrical pulses. The bandage can also have sensors which are arranged in the second area of the bandage and which are set up to detect a natural activation of the muscle parts, the control unit being set up in such a way that it controls the electrical pulses as a function of signals from the sensors. Furthermore, the
Steuerungseinheit eingerichtet sein, einen Ermüdungszustand der Muskelpartien festzustellen und die elektrischen Impulse an den Ermüdungszustand anzupassen. Control unit be set up to determine a fatigue state of the muscle parts and to adapt the electrical pulses to the fatigue state.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Bandage ein textiles Gewebe aufweisen, wobei das textile Gewebe in dem ersten Bereich eine erste Festigkeit aufweist und außerhalb des ersten Bereichs eine zweite Festigkeit aufweist, wobei die erste Festigkeit höher ist als die zweite Festigkeit. Gemäß einer Ausfuhrungsform kann der erste Bereich der Bandage ein According to one embodiment, a bandage can have a textile fabric, the textile fabric having a first strength in the first area and a second strength outside the first area, the first strength being higher than the second strength. According to one embodiment, the first area of the bandage can be a
Stabilisierungselement aufweisen. Have stabilizing element.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können sich der erste Bereich der Bandage und der zweite Bereich der Bandage überlappen. According to a further embodiment, the first area of the bandage and the second area of the bandage can overlap.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Bandage (10) zur Verwendung an einer Gelenkstruktur eines menschlichen Körpers, aufweisend: 1. Bandage (10) for use on a joint structure of a human body, comprising:
einen ersten Bereich (12), der so ausgebildet ist, dass er einen vorbestimmten Aspekt der Gelenkstruktur stabilisiert, a first area (12) which is designed to stabilize a predetermined aspect of the joint structure,
einen zweiten Bereich (14), der so ausgebildet ist, dass er Muskelpartien an der Gelenkstruktur mittels elektrischer Impulse stimuliert, a second area (14) which is designed in such a way that it stimulates muscle parts on the joint structure by means of electrical impulses,
eine Steuerungseinheit (16), die eingerichtet ist, die Stromstärke und die Länge der elektrischen Impulse zu steuern, und a control unit (16) which is set up to control the current strength and the length of the electrical pulses, and
Sensoren, die in dem zweiten Bereich der Bandage angeordnet sind und die eingerichtet sind zum Erfassen einer natürlichen Aktivierung der Muskelpartien, wobei die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass sie die elektrischen Impulse in Abhängigkeit von Signalen der Sensoren steuert. Sensors which are arranged in the second area of the bandage and which are set up to detect a natural activation of the muscle parts, the control unit being set up in such a way that it controls the electrical impulses as a function of signals from the sensors.
2. Bandage nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (16) eingerichtet ist, einen Ermüdungszustand der Muskelpartien festzustellen und die elektrischen Impulse an den Ermüdungszustand anzupassen. 2. Bandage according to claim 1, wherein the control unit (16) is set up to determine a state of fatigue of the muscle parts and to adapt the electrical pulses to the state of fatigue.
3. Bandage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Bandage ein textiles Gewebe aufweist, wobei das textile Gewebe in dem ersten Bereich (12) eine erste Festigkeit aufweist und außerhalb des ersten Bereichs eine zweite Festigkeit aufweist, wobei die erste Festigkeit höher ist als die zweite Festigkeit. 3. Bandage according to one of claims 1 to 2, wherein the bandage has a textile fabric, the textile fabric in the first area (12) has a first strength and outside the first area has a second strength, the first strength being higher as the second strength.
4. Bandage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Bereich (12) ein 4. Bandage according to one of claims 1 to 3, wherein the first region (12) is a
Stabilisierungselement aufweist. Has stabilizing element.
5. Bandage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich der erste Bereich (12) und der zweite Bereich (14) überlappen. 5. Bandage according to one of claims 1 to 4, wherein the first area (12) and the second area (14) overlap.
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