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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schiene bzw. Orthese für ein menschliches
Gelenk, wie z.B. das Knie oder der Ellenbogen, bei dem die Schwenkfreiheit
einstellbar ist.
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Derartige
Schienen bzw. Orthesen werden verwendet, um Mängel der Bänder auszugleichen oder um
die Bänder
nach einer chirurgischen Operation in progressiver Weise wieder
zu trainieren.
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Das
Dokument WO 88/04542 beschreibt eine Schiene bzw. Orthese für ein Knie,
bei der zwei Manschetten, die jeweils eines der beiden Gelenkglieder
umhüllen,
mit einem inneren bzw. einem äußeren seitlichen
Arm verbunden sind, wobei jeder dieser Arme mit demjenigen der gegenüberliegenden Manschette
mittels einer sogenannten schwebenden Anlenkung verbunden ist. Diese
Anlenkung besteht aus zwei gegenüberliegenden
Platten, die zueinander schwenkbar montiert sind. Bei einer Ausführungsform
besitzt jede Anlenkung eine Stahlkugel, die zum Teil in einer geradlinigen
Rille einer der Platten und zum anderen Teil in einer geradlinigen
Rille der anderen Platte angeordnet ist, wobei bei jeder der Rillen
ihre Längsachse
im wesentlichen senkrecht zur Längsachse
des Gliedes ist, mit dem sie verbunden ist. Derartige Mittel wirken
bei der Verschiebung der Drehachse der Anlenkung derart mit, dass
sie Änderungen
des Krümmungsradius
des Gelenkkopfes kompensieren, wenn sich das Bein von einer Streckstellung
zu einer Beugestellung oder umgekehrt bewegt, wobei sie jedoch keinerlei
Funktion zur Schwenkhubbegrenzung haben. Diese Funktion wird nämlich durch
mechanische Anschlagmittel bewirkt, die bei der Benutzung nicht
einstellbar sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkschiene
bzw. Orthese bereitzustellen, bei der jede ihrer Anlenkungen bei
der Benutzung sowohl hinsichtlich der Amplitude als auch der Ausgangsstellung
und der Endstellung der freien Verschwenkung einstellbar ist, und
zwar zwischen einem Wert Null und einem maximalen Wert.
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Eine
Schiene bzw. Orthese gemäss
dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US-A-4489718 bekannt.
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Die
erfindungsgemäße Schiene
bzw. Orthese weist die Merkmale gemäss Anspruch 1 auf.
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In
der Funktionsstellung bilden die freien Enden der in die kreisförmige Rille
eindringenden Sperren somit in jedem der Schenkel ein Hindernis,
das sich dem Durchtritt der Kugeln in den beiden Richtungen widersetzt.
Diese beiden Sperren bilden:
zwischen ihnen in der kreisförmigen Rille
einen kreisförmigen
Einstellgang, und
ausgehend von jeder von ihnen und mit jedem
der verbleibenden Schenkel der kreisförmigen Rille und der entsprechenden
Längsrille
ein Aufbewahrungsmagazin für
die nicht verwendeten Kugeln.
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In
dem kreisförmigen
Einstellgang sind die Kugeln in zwei Reihen, nämlich eine rechte und eine linke
Reihe ausgeteilt, die beiderseits des in Querrichtung in die Rille
eindringenden Fingers angeordnet sind. Wenn in jeder Reihe die Kugeln
sich ohne Freiraum zwischen dem Finger und der entsprechenden Sperre
erstrecken, ist die Anlenkung bis auf das funktionelle Spiel zwischen
den Kugeln vollständig blockiert.
Der zwischen den Längsachsen
der beiden Gelenkarme gebildete Winkel hängt von der Anzahl an Kugeln
jeder der beiden rechts bzw. links in dem Gang angeordneten Kugelreihen
ab.
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Um
der Anlenkung eine Schwenkfreiheit zu verleihen, genügt es, das
Versenken einer der Sperren anzusteuern und einen der Arme, z.B.
den mit dem Finger verbundenen, derart zu verschwenken, dass die
Verschiebung dieses Fingers die Anzahl überflüssiger Kugeln in das durch
die Sperre freigegebene Aufbewahrungsmagazin drückt. Diese Einstellung verringert
die Anzahl der Kugeln einer der Kugelreihen in dem Einstellgang
und gestattet somit die Verschiebung des Fingers in der Rille über einen beliebig
einstellbaren und von der Anzahl der weggedrückten Kugeln abhängigen Hub.
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Der
Ausgangspunkt und Endpunkt der freien Verschwenkung wird eingestellt,
indem man die Anzahl verbleibender Kugeln jeder der rechten bzw.
linken Reihe verändert,
die in dem Einstellgang enthalten sind, das heißt, indem man die Winkelstellung
der ersten Kugel jeder Reihe verändert,
gegen die der Finger bei seinem Schwenkhub anschlägt. Diese Einstellung
wird nach dem Versenken der entsprechenden Sperre bewirkt, und zwar
in der einen Richtung, indem man den Finger verwendet und um die eine
oder die mehreren überschüssigen Kugeln
in dem Magazingang wegzudrücken,
und in der anderen Richtung, mit Finger an der Sperre, indem man den
Schub der in der entsprechenden Längsrille angeordneten Feder
verwendet, um die eine oder mehreren notwendigen Kugeln aus dem
Magazingang herauszudrücken,
bis sie gegen den Finger anschlagen.
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Aus
dem obigen ergibt sich, dass diese Anlegung aufgrund ihres Aufbaus
vollständig
blockiert werden kann oder eine einstellbare Verschwenkungsfreiheit
sowohl bezüglich
der Amplitude als auch der Position haben kann, wodurch eine vollständige Anpassung
der Schiene bzw. Orthese an die Trainingsmaßnahmer für die Bänder ermöglicht wird.
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Bei
einer Ausführungsform
ist jede versenkbare Sperre aus einer Palette gebildet, die in einer geradlinigen
Rille der Platte gleitend gelagert ist, wobei die Rille ein in die
kreisförmige
Rille mündendes Ende
und ein in einen in die Platte eingearbeiteten Sitz mündendes
Ende aufweist, wobei dieser Sitz eine Feder enthält, welche die Palette in die
Richtung der kreisförmigen
Rille schiebt, und der in seinem Boden von einem Längsloch
durchquert ist, welches einen mit der Palette verbundenen Steuerfinger
hindurchtreten lässt
und seine Bewegung ermöglicht.
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Aufgrund
dieser Anordnung sind die Mittel zur Einstellung der Anlenkung sehr
kompakt und erhöhen
nicht den allgemeinen Platzbedarf der Anlenkung.
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Vorzugsweise
ist die Platte, welche die kreisförmigen bzw. geradlinigen Rillen
aufweist, auf ihrer Seite, die zu derjenigen entgegengesetzt ist,
von denen aus diese Rillen münden,
mit einer Winkel-Gradeinteilung ausgestattet, die mit einem radialen
Finger zusammenwirkt, der von dem Arm der anderen Platte getragen
wird.
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Diese
Anordnung ermöglicht
eine leichtere Einstellung des Verschwenkungshubs und der Lage des
freien Schwenkbereichs.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung
anhand der beigefügten
schematischen Zeichnung, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlenkung
für den
Fall ihrer Anwendung bei einer Schiene bzw. Orthese für ein Knie
zeigt.
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1 ist eine teilweise Perspektivansicht der
Schiene, wenn sie an einem Knie angebracht ist.
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2 ist eine Vorderansicht,
welche die Anlenkung in vergrößertem Maßstab zeigt;
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3 ist eine der 2 ähnliche Ansicht, wenn die den
Deckel bildende Platte entfernt ist und die andere Platte um 180° umgedreht
ist; und
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4 Schnittansichten entlang
der Ebenen IV – IV
bzw. und 5 V – V von 3 sind.
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1 zeigt eine Schiene bzw.
Orthese für ein
Kniegelenk, die in bekannter Weise aus Umhüllungsmitteln für die Glieder
besteht, die beiderseits des Gelenks angeordnet sind, dessen Bewegung kontrolliert
werden muss, und besteht z.B. aus einer Manschette 2, welche
den Oberschenkel umhüllen kann
und einer Manschette 3, welche die Wade umhüllen kann.
Diese beiden Elemente, die z.B. über Gurte
oder über
Haken-Velourbänder
miteinander verbunden sind, die mit Schnallen-Velourbändern zusammenwirken,
können
durch jegliches andere Mittel ersetzt werden, das die Verbindung
der Arme 4 und 5 ermöglicht und einen Teil der beiden
Anlenkungen 6a und 6b bildet, die beiderseits
des Knies angeordnet sind. Jeder Arm 4 und 5 ist
mit einer teilweise kreisförmigen
Platte 8 bzw. 9 verbunden. Jeder der Arme 4 und 5 ist
mit einer Manschette 2 bzw. 3 gegebenenfalls unter
Zuhilfenahme nicht dargestellter Verstärkungen aus Metall oder Kunststoff
fest verbunden.
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Erfindungsgemäß und wie
in 2 bis 5 gezeigt, sind die beiden Platten 8 und 9 über eine Durchgangsachse 10 aneinander
angelenkt, die hier als Niet dargestellt ist, jedoch jegliche andere
Form haben kann.
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Die
Platte 9 weist eine kreisförmige Rille 12 auf,
die sich über
mehr als 180° und
im vorliegenden Fall über
300° erstreckt,
und bei der jeder der Schenkel 12a, 12b mit einer der
beiden Längsrillen 13a, 13b verbunden
ist, die in den entsprechenden Arm 5 eingearbeitet sind.
Die Platte 9 weist auch zwei geradlinige Rillen 14 und 15 auf,
die bei dieser Ausführungsform
parallel sind und beiderseits von ihrer Drehachse angeordnet sind.
Jede Rille mündet
von der einen Seite in einen der Schenkel der kreisförmigen Rille 12,
nämlich
denjenigen 12b für
die Rille 14 und denjenigen 12a für die Rille 15,
und von der anderen Seite in einen Sitz 16 bzw. 17.
Jede der Rillen 14 und 15 enthält eine Palette 18 bzw. 19,
die in der Rille 14 bzw. 15 frei gleiten kann.
Eines der Enden jeder Palette ist in dem entsprechenden Sitzt 16 oder 17 auf
einer Feder 20 abgestützt,
die es in der entsprechenden Rille 14, 15 derart
verschiebt, dass ihr freies Ende den Schenkel 12a, 12b der
kreisförmigen Rille
schneidet, wodurch eine Sperre, das heißt ein Hindernis für die Verschiebung
der Kugeln 22 gebildet wird, die in dieser Rille angeordnet
sind. Jede der Paletten 18 oder 19 ist mit einem
Finger 18a, 19a verbunden, der den Boden der Platte 9 durch
ein Längsloch 23 durchquert,
das länger
als dieser ist. Dieser Finger bildet einen Vorsprung, der von der äußeren Fläche dieser
Platte hervorsteht und es ermöglicht, die
Palette manuell zu verschieben, um sie von ihrer in 3 bis 5 dargestellten
Arbeitsstellung in eine versenkte Stellung zu bringen, in der ihr
freies Ende nicht mehr in dem entsprechenden Schenkel des kreisförmigen Gangs
ist.
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In
der dargestellten Ausführungsform
sind die beiden Paletten 18 und 19 parallel und
beiderseits von der Achse 10 angeordnet, doch können sie jegliche
andere Stellung in Abhängigkeit
von den Bedürfnissen
der Einstellung einnehmen, vorausgesetzt, dass jede von ihnen ein
Ende hat, das einen der beiden Schenkel 12a, 12b der
kreisförmigen
Rille 12 schneidet.
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Die
Längsrillen 13a, 13b enthalten
jeweils eine Schrauben-Druckfeder 24 geringer
Steifigkeit und großer
Länge,
welche die Kugeln 22 in der Richtung der kreisförmigen Rille 12 verschieben.
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Die
Platte 9 bildet einen Deckel, der die Kugeln in der kreisförmigen Rille 12 hält, während ein Deckel 25 an
dem Arm 5 angebracht ist, um die Kugeln in den beiden Längsrillen 13a, 13b zu
halten. Dieser Deckel 25 ist auf dem Arm 2 durch
zwei Schrauben 26 oder jegliches andere äquivalente
Mittel befestigt.
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Schließlich weist
die Anlenkung auch einen von der Platte 8 getragenen Querfinger 27 auf,
der in die kreisförmige
Rille 12 eintritt und sich in dieser frei bewegen kann.
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Bevor
die Funktionsweise der Anlenkung bzw. des Gelenks erklärt wird,
muss noch gesagt werden, dass die beiden Paletten 15 und 18 den kreisförmigen Gang 12 in
zwei Abschnitte unterteilen, nämlich
einen oberen Abschnitt, der als Einstellgang CR bezeichnet wird,
und einen unteren Abschnitt CS, der den Rest der Schenkel 12a, 12b und
ihre Verbindung mit den Längsschenkeln 13a, 13b aufweist,
wodurch zwei Aufbewahrungsgänge
für die
Kugelreserve gebildet werden.
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Wenn
sich die Schiene bzw. Orthese in einer Stellung mit Freiheit zur
kontrollierten Verschwenkung befindet, wie in 3 gezeigt ist, enthält der Einstellgang CR eine
Reihe Kugeln, die links SG in dem Schenkel bzw. Zweig 12a angeordnet
sind, sowie eine Reihe Kugeln, die rechts SD in dem Schenkel bzw.
Zweig 12b angeordnet sind. Unter diesen Bedingungen wird
der freie Schwenkhub durch Anschlag des Fingers 27 an der
oberen Kugel jeder in der Reihen bestimmt und erstreckt sich somit über einen
Winkelwert a, wie dies in 3 gezeigt
ist. Um diesen Winkelwert in der Richtung einer Erhöhung zu verändern, muss
die Anzahl der Kugeln der einen oder der beiden Kugelreihen SG,
SD verringert werden, während für seine
Verringerung die Anzahl der Kugeln der einen und/oder der anderen
der beiden Reihen erhöht
werden muss. Zum Verändern
des Ausgangspunkts und des Anhaltepunkts des Hubes, das heißt der Winkelstellung
des Hubes in dem Einstellgang CR, muss man ebenfalls die Anzahl
der Kugeln in jeder der beiden Reihen verändern, und z.B. eine Kugel
in der linken Reihe SG entfernen und eine Kugel in der rechten Reihe
SD hinzufügen.
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Wie
in 2 gezeigt, werden
diese unterschiedlichen Einstellungen durch eine Winkel-Gradeinteilung 30 unterstützt, die
auf der Fläche
der Platte 9 eingearbeitet ist, die zu derjenigen gegenüberliegend
ist, von der die Rillen 12, 13a und 13b münden. Diese
Gradeinteilung wirkt mit einem Zeiger 31 zusammen, der
in den Arm 4 eingearbeitet ist. Selbstverständlich verhält sich
die Gradeinteilung zur Größe der Kugeln
derart, dass jegliche Verschiebung des Zeigers 31 zwischen
zwei Markierungen der Gradeinteilung 30 einer ganzen Zahl
Kugeln entspricht, die aus dem Einstellgang CR herausgedrückt oder
in ihm aufgenommen werden.
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Um
die Einstellung des Wertes der Beugefreiheit des Beines im Sinne
einer Erhöhung
z.B. durch Verändern
des Winkelhubs a zu bewirken, reicht es daher aus, auf den Steuerfinger 18a einzuwirken,
um die Palette 18 in eine Versenkungsstellung zu bringen,
den Schenkel bzw. Zweig 12a der kreisförmigen Rille 12 freizugeben,
und durch ein Verschwenken des Arms 4 bezüglich des
Arms 5 zu ermöglichen,
die Anzahl der Kugeln der Reihe SD zu verringern, bis man den gewünschten
Winkel erreicht. Um hingegen diesen Winkel zu verringern, wobei
die Palette 18 in der versenkten Stellung ist, muss man
den Arm 4 nach links verschieben, um der Feder 13b zu
ermöglichen,
eine oder mehrere Kugeln von dem Aufbewahrungsgang in den Einstellgang,
genauer gesagt, in den Schenkel bzw. Zweig 12b zu schieben.
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Das Überführen der
Palette 19 in die versenkte Stellung ermöglicht durch
Verändern
der Anzahl der Kugeln der Reihe SG eine Erhöhung des Hubes oder eine Veränderung
der Position des Hubendes des mechanischen Gelenks z.B. am Streckende des
Beines.
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Aus
dem vorgenannten ergibt sich, dass diese einfache und platzsparende
Vorrichtung es ermöglicht,
nach Belieben und je nach den Trainingsbedürfnissen nicht nur die Amplitude
der freien Verschwenkung des Gelenks, sondern auch die Position dieser
Verschwenkung bezüglich
eines Referenzelements einzustellen.
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Indem
man den Einstellgang CR mit Kugeln 22 derart füllt, dass
die beiden Reihen SG, SD mit dem Finger 27 in Berührung und
beiderseits davon sind, ist es möglich,
eine Immobilisierung des Gelenks zu gewährleisten. Dies ermöglicht es,
die Schiene bzw. Orthese unmittelbar nach einer Bänderoperation
zu verwenden und nach und nach die Schwenkfreiheit zu erhöhen, ohne
dass es einer weiteren Schiene bzw. Orthese bedarf.