WO2005117772A1 - Orthese - Google Patents

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WO2005117772A1
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Lüder MOSLER
Doris Körner
Alexander Von Ascheberg
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Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg
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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
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    • A61F2005/0132—Additional features of the articulation
    • A61F2005/0179—Additional features of the articulation with spring means

Definitions

  • the invention relates to an orthosis with a foot part and a lower leg part, both of which are designed for attachment to the foot or lower leg of a patient and are connected to one another by means of a spring element which is curved in the rest position, the spring element being guided exclusively anteriorly and anteriorly with the lower leg part and dorsally with the Foot part is connected.
  • Such orthoses which serve as separate ankle orthoses or part of a full-leg orthosis for supporting the ankle, are known in numerous embodiments. They form an alternative to the orthoses, in which the foot part and lower leg part are connected to one another at a height of the ankle area via a joint restricted in its movement.
  • the generic spring-elastic orthoses offer clear advantages for a more dynamic and physiological gait pattern.
  • Variants of this design provide for posterior guidance of the spring in the lower leg area, which is then guided laterally from the foot to approximately the center of the foot.
  • the invention is therefore based on the object of designing an orthosis of the type mentioned at the outset in such a way that an improved gait pattern can be achieved.
  • the anterior arrangement of the spring element thus ensures good adaptability of the orthosis to the natural movement of the foot and lower leg while providing the required support function.
  • the orthosis according to the invention enables elastic plantar flexion, so that a soft, cushioned heel strike is possible.
  • the spring element is preferably designed in the form of a narrow strip and therefore has leaf spring properties which are regularly sought for a dynamic ankle orthosis.
  • the strip can be bent slightly elastically perpendicular to the spring plane, whereas bending in the spring plane itself is practically impossible, so that the regularly desired lateral support function is guaranteed.
  • the lower leg part and foot part are preferably designed in the shape of a shell in order to enable the orthosis to be conveniently attached to the lower leg and foot of the patient.
  • the foot section and lower leg section e.g. after plaster cast, to be made.
  • the foot section with an exchangeable footbed, which can also be made individually.
  • a variant is particularly preferred in which the shell-shaped foot part or lower leg part is designed to be dimensionally stable, on the one hand to ensure simple attachment to the foot or lower leg and on the other hand to be able to ensure that the forces acting on the foot when walking are complete and secure be transferred to the foot part and thus to the spring element and via the lower leg part to the lower leg.
  • the use of the adapter between the spring and the lower leg part can be used to compensate for an incongruity of the spring kinematics with the ankle movement by means of an approved small relative movement (displacement).
  • a spring preload must be applied so that the lower leg part is lifted proximally.
  • the lower leg part has a fastening means for fastening to a lower leg, which is provided with a textile that allows a limited displacement to the lower leg part.
  • the text til is flexible, but inelastic in order to limit the displaceability in a defined way.
  • a spacer fabric with which the fastening part of the lower leg part rests on the lower leg is particularly suitable. The spacer fabric allows a limited shear movement of the surface lying on the lower leg part to the surface of the knitted fabric lying on the fastening means, thereby ensuring a certain relative displaceability in the longitudinal direction of the lower leg.
  • a releasable, displaceable connection can be used to influence the sagittal ankle joint position. In the selected ankle joint position is then fixed in the connection mentioned.
  • the foot part and the lower leg part are preferably rigidly attached to the spring element, in particular screwed, clamped or positively fixed, so that neither rotation relative to the spring element nor one
  • Displacement relative to the spring element is possible if a rigid coupling is desired. While in principle the displaceability or rotatability of the foot part or lower leg part to the spring element is provided for an adjustment and adjustment process to the lower leg or the foot, such relocability relative to the spring element is prevented during use by the torque-rigid fixing. This can fix the
  • Ankle joint can be achieved in a certain position, while at the same time mobility of the ankle joint is maintained due to the flexibility of the spring element.
  • the single figure shows a bowl-shaped lower leg part 1 and a bowl-shaped foot part 2.
  • Fastening means for fixing to the lower leg and foot of the patient are not shown on these parts. These can be formed, for example, by tapes provided with Velcro fasteners.
  • the lower leg part 1 is arranged at a distance from the foot part 2 and connected via a spring element 3 in the form of a strip-shaped leaf spring.
  • an adapter 4 is indicated both on the lower leg part 1 and an adapter 5 on the foot part 2, which are adapted to a bowl-shaped shape of the lower leg part 1 or the foot part 2 and serve to fasten the ends of the strip-shaped spring element 3.
  • the ends of the spring element 3 thus protrude far into the lower leg part 1 and the foot part 2.
  • the spring element 3 has a bend which corresponds to the angle between the instep of a foot and the shin of the patient.
  • the strip-shaped spring element 3 can be formed from any suitable spring material, in particular from spring steel or from a suitable fiber-reinforced plastic.
  • screws 6 are attached from the outside to the lower leg part 1 or the foot part 2, which preferably protrude through slot holes in the spring element 3, so that the length of the lower leg part 1 or the foot part 2 can be adjusted relative to the spring element 3 cause.
  • the foot part 2 and the lower leg part 1 can be made from dimensionally stable materials, such as metal, plastic or composite materials. Are preferred such dimensionally stable foot parts 2 and lower leg parts 1 made from an impression. Alternatively, adaptability can be made possible by padding on the side of the foot part 2 or lower leg part 1 facing the foot or lower leg. Due to the dimensionally stable design of the foot part 2 and the lower leg part 1 and the rigid coupling with the spring element 3, it is possible to move the foot about an axis in a frontal plane against the spring force of the spring element 3, while not pivoting about an axis in a sagittal plane is possible.
  • the orthosis according to the invention thus stabilizes the foot on the one hand, so that even if the foot and lower leg are paralyzed, forces acting on the foot can be transmitted to the lower leg when walking, on the other hand the resilient coupling of the dimensionally stable foot and lower leg parts 2, 1 a certain mobility of the ankle around an axis in a frontal plane enables a movement sequence that approximates the natural gait.
  • the stabilization is made possible by a torque-rigid coupling between the spring part 3 and the foot and lower leg part 2, 1.

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Abstract

Eine Orthese mit einem Fußteil (2) und einem Unterschenkelteil (1), die beide zur Befestigung am Fuß bzw. Unterschenkel eines Patienten ausgebildet und mittels eines in Ruhestellung gekrümmten Federelements (3) miteinander verbunden sind, wobei das Federelement (3) ausschließlich anterior geführt und anterior mit dem Unterschenkelteil (1) sowie dorsal mit dem Fußteil (2) verbunden ist, ermög­licht ein verbessertes dynamisches und physiologisches Gangbild sowie einen weichen Fersenauftritt dadurch, dass das Federelement (3) ausschließlich anterior geführt und anterior dem Unterschenkelteil (1) sowie dorsal mit dem Fußteil (2) verbunden ist.

Description

Orthese
Die Erfindung betrifft eine Orthese mit einem Fußteil und einem Unterschenkelteil, die beide zur Befestigung am Fuß bzw. Unterschenkel eines Patienten ausgebildet und mittels eines in Ruhestellung gekrümmten Federelements miteinander verbunden sind, wobei das Federelement ausschließlich anterior geführt und anterior mit dem Unterschenkelteil sowie dorsal mit dem Fußteil verbunden ist.
Derartige Orthesen, die als separate Fußgelenkorthesen oder Teil einer Ganzbein- orthese zur Stützung des Sprunggelenks dienen, sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Sie bilden eine Alternative zu den Orthesen, bei denen Fußteil und Unterschenkelteil über ein in seiner Bewegung eingeschränktes Gelenk in der Höhe des Knöchelbereichs miteinander verbunden sind. Die gattungsgemäßen federelastischen Orthesen bieten deutliche Vorteile für ein dynamischeres und physiologischeres Gangbild.
Übliche Aufbauten derartiger federelastischer Orthesen sehen ein im Wesentlichen L-förmig gebogenes Federelement vor, das posterior entlang dem Unterschenkel bis zum Fersenbereich läuft und mit dem im Wesentlichen waagerechten Schenkel den Fuß des Patienten bis zum Fußteil untergreift. Eine derartige Orthese ist beispielsweise durch WO 02/096328 bekannt.
Varianten dieser Bauform sehen eine posteriore Führung der Feder im Unterschenkelbereich vor, die dann seitlich vom Fuß etwa bis zur Fußmitte geführt wird.
Bekannt ist ferner eine so genannte Y-Orthese der Firma 3askö" Healthcare, die mit einem Unterschenkelteil mit zwei Streifen Y-förmig anterior verbunden ist und nach der Zusammenführung der beiden Streifen als ein einzelner Streifen über die Seite des Fußes zur Mitte des Fußteils geführt wird. Da die Blattfeder im Knöchelbereich bereits etwa in die Sagittalebene gedreht ist, kann nur der obere Bereich der Feder, der im mittleren Schienbeinbereich zu liegen kommt, die gewünschten federelastischen Eigenschaften bewirken. Dadurch werden die federelastischen Eigenschaften der Feder nur unzureichend genutzt. Die übliche posteriore Anbringung einer Blattfeder zwischen Unterschenkelteil und Fußteil erlaubt die Herstellung einer weitgehenden Kongruenz zwischen der Bewegung der Extremität des Patienten und der Bewegung der Orthese. Da Fersenlasten kein nennenswertes Biegemoment auf die Feder ausüben können, weist diese den Nachteil auf, dass beim Aufsetzen der Ferse auf den Boden praktisch keine Plantarflexion des Fußes möglich ist, sodass ein „hartes" Auftreten bewirkt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Orthese der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass ein verbessertes Gangbild erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Orthese der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass das Federelement mit dem Fußteil und dem Unterschenkelteil starr gekoppelt ist. So wird ermöglicht, dass das Fußteil den Fuß stabilisieren und die auf den Fuß wirkenden Kräfte aufnehmen kann. Diese Kräfte werden dann auf das anteriore Federelement übertragen und können von dem Unterschenkelteil auf den Unterschenkel übertragen werden. Somit ist diese Orthese auch zur Führung des Fußes bei einer vollständigen Lähmung des Fußes und Unterschenkels geeignet.
Hierdurch entstehen sowohl bei Fersenlast als auch bei Vorfußlast beugende Momente an der Blattfeder. Somit wird eine federelastisch gestützte Plantar- und Dorsalflexion ermöglicht. Die jeweils gespeicherte Energie kommt dem Bewegungsablauf zugute.
Bei der erfindungsgemäßen Orthese sorgt somit die anteriore Anordnung des Federelements für eine gute Anpassbarkeit der Orthese an die natürliche Bewegung von Fuß und Unterschenkel unter Bereitstellung der benötigten Stützfunktion. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Orthese eine elastische Plantarflexion, sodass ein weicher, abgefederter Fersenauftritt möglich ist.
Das Federelement ist vorzugsweise in Form eines schmalen Streifens ausgebildet und hat dadurch Blattfedereigenschaften, die für eine dynamische Fußgelenk- orthese regelmäßig angestrebt werden. Der Streifen lässt sich senkrecht zur Federebene leicht elastisch verbiegen, wohingegen eine Verbiegung in der Federebene selbst praktisch ausgeschlossen ist, sodass die regelmäßig erwünschte seitliche Stützfunktion gewährleistet wird.
Auch bei der erfindungsgemäßen Orthese sind Unterschenkelteil und Fußteil vorzugsweise schalenförmig ausgebildet, um eine bequeme Befestigung der Orthese an Unterschenkel und Fuß des Patienten zu ermöglichen. Selbstverständlich ist es dabei möglich, das Fußteil und das Unterschenkelteil individuell, z.B. nach Gips- abdruck, anzufertigen. Ferner ist es möglich, das Fußteil mit einem wechselbaren Fußbett zu versehen, das ebenfalls individuell angefertigt werden kann.
Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der das schalenförmige Fußteil oder Unterschenkelteil formstabil ausgebildet ist, um einerseits eine einfache Befesti- gung an dem Fuß oder Unterschenkel zu gewährleisten und um andererseits sicherstellen zu können, dass die beim Gehen auf den Fuß einwirkenden Kräfte vollständig und sicher auf das Fußteil und damit auf das Federelement und über das Unterschenkelteil auf den Unterschenkel übertragen werden.
Dabei können weitere wichtige Funktionen integriert werden. Insbesondere kann die Adapterverwendung zwischen Feder und Unterschenkelteil genutzt werden, durch eine zugelassene kleine Relativbewegung (Verschiebung) eine Inkongruenz der Federkinematik zur Knöchelbewegung auszugleichen. Damit der Bewegungsspielraum dieser Veschiebung erhalten bleibt, ist eine Federvorspannung so an- zubringen, dass das Unterschenkelteil nach proximal gehoben wird.
Der gleiche Effekt wird erreicht, wenn das Unterschenkelteil ein Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Unterschenkel aufweist, das mit einem eine begrenzte Verschiebbarkeit zum Unterschenkelteil erlaubenden Textil versehen ist. Das Tex- til ist dabei flexibel, jedoch unelastisch, um die Verschiebbarkeit in definierter Weise zu begrenzen. Besonders geeignet ist ein Abstandsgewirk, mit dem das Befestigungsteil des Unterschenkelteils an dem Unterschenkel anliegt. Das Abstandsgewirk erlaubt eine begrenzte Scherbewegung der am Unterschenkelteil anliegen- den Oberfläche zu dem am Befestigungsmittel anliegenden Oberfläche des Gewirks, wodurch eine gewisse relative Verschiebbarkeit in Längsrichtung des Unterschenkels gewährleistet ist.
Wenn die Feder im Bereich der Verbindung zum Fußteil konstant gekrümmt ist, kann eine lösbare, verschiebbare Verbindung genutzt werden, die sagittale Knöchelgelenkstellung zu beeinflussen. In der gewählten Knöchelgelenkstellung wird in der genannten Verbindung dann fixiert.
Bevorzugt ist das Fußteil und das Unterschenkelteil momentenstarr an dem Fe- derelement befestigt, insbesondere verschraubt, eingeklemmt oder formschlüssig festgelegt, sodass weder eine Verdrehung relativ zu dem Federelement noch eine
Verschiebung relativ zu dem Federelement möglich ist, wenn eine starre Kopplung gewünscht ist. Während grundsätzlich die Verschiebbarkeit oder Verdrehbarkeit des Fußteils oder Unterschenkelteils zu dem Federelement für einen Einstell- und Anpassvorgang an den Unterschenkel oder den Fuß vorgesehen ist, wird eine solche Verlagerbarkeit relativ zu dem Federelement während der Benutzung durch die momentenstarre Festlegung verhindert. Dadurch kann eine Fixierung des
Knöchelgelenks in einer bestimmten Stellung erzielt werden, während gleichzeitig eine Beweglichkeit des Knöchelgelenks aufgrund der Biegbarkeit des Federele- ments erhalten bleibt. Die Erfindung soll im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt ein schalenförmiges Unterschenkelteil 1 und ein schalen- förmiges Fußteil 2. An diesen Teilen sind Befestigungsmittel zur Festlegung am Unterschenkel und Fuß des Patienten nicht dargestellt. Diese können beispielsweise durch mit Klettverschlüssen versehenen Bändern gebildet werden. Das Unterschenkelteil 1 ist mit Abstand von dem Fußteil 2 angeordnet und über ein Federelement 3 in Form einer streifenförmigen Blattfeder verbunden.
In der schematischen Zeichnung ist sowohl am Unterschenkelteil 1 ein Adapter 4 als auch am Fußteil 2 ein Adapter 5 angedeutet, die an eine schalenförmige Form des Unterschenkelteils 1 bzw. des Fußteils 2 angepasst sind und der Befestigung der Enden des streifenförmigen Federelements 3 dienen. Die Enden des Feder- elements 3 ragen somit weit in das Unterschenkelteil 1 und das Fußteil 2 hinein.
Das Federelement 3 weist eine Biegung auf, die dem Winkel zwischen dem Spann eines Fußes und dem Schienbein des Patienten entspricht. Das streifenförmige Federelement 3 kann aus jedem geeigneten Federmaterial gebildet sein, also ins- besondere aus einem Federstahl oder aus einem geeigneten faserverstärkten Kunststoff gebildet sein.
Zur Befestigung der Enden des Federelements dienen von außen an das Unterschenkelteil 1 bzw. des Fußteils 2 angebrachte Schrauben 6, die vorzugsweise durch Langlochschlitze des Federelements 3 hindurchragen, um so eine Längen- einstellbarkeit des Unterschenkelteils 1 bzw. des Fußteils 2 relativ zum Federelement 3 zu bewirken.
Selbstverständlich kann die Ausgestaltung von Unterschenkelteil 1 und Fußteil 2 sowohl in der schalenartigen Formgebung als auch in der verwendeten Innenausstattung zahlreichen Modifikationen und Anpassungen unterworfen werden.
Das Fußteil 2 und das Unterschenkelteil 1 können aus formstabilen Werkstoffen, wie Metall, Kunststoff oder Verbundwerkstoffen gefertigt werden. Bevorzugt wer- den solche formstabilen Fußteile 2 und Unterschenkelteile 1 nach einem Abdruck angefertigt. Alternativ kann eine Anpassbarkeit durch eine Polsterung auf der dem Fuß oder Unterschenkel zugewandten Seite des Fußteils 2 oder Unterschenkelteils 1 ermöglicht werden. Durch die formstabile Ausgestaltung des Fußteils 2 und des Unterschenkelteils 1 sowie die starre Kopplung mit dem Federelement 3 ist es möglich, den Fuß um eine Achse in einer Frontalebene entgegen der Federkraft des Federelementes 3 zu bewegen, während eine Verschwenkung um eine Achse in einer Sagittalebene nicht möglich ist. Die erfindungsgemäße Orthese stabilisiert somit den Fuß einerseits, sodass auch bei einer Lähmung des Fußes und des Un- terschenkels auf den Fuß einwirkende Kräfte beim Gehen auf den Unterschenkel übertragen werden können, andererseits wird durch die federnde Kopplung der formstabilen Fuß- und Unterschenkelteile 2, 1 eine gewisse Beweglichkeit des Fußgelenks um eine Achse in einer Frontalebene ermöglicht, was einen Bewegungsablauf zulässt, der dem natürlichen Gang angenähert ist. Die Stabilisierung wird durch eine momentenstarre Kopplung zwischen dem Federteil 3 und dem Fuß- und Unterschenkelteil 2, 1 ermöglicht.

Claims

Ansprüche
1. Orthese mit einem Fußteil (2) und einem Unterschenkelteil (1), die beide zur Befestigung am Fuß bzw. Unterschenkel eines Patienten ausgebildet und mittels eines in Ruhestellung gekrümmten Federelements (3) miteinan- der verbunden sind, wobei das Federelement (3) ausschließlich anterior geführt und anterior mit dem Unterschenkelteil (1 ) sowie dorsal mit dem Fußteil (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) mit dem Fußteil (2) und dem Unterschenkelteil (1) starr gekoppelt ist.
2. Orthese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) durch eine Blattfeder gebildet ist.
3. Orthese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) in Form eines schmalen Streifens ausgebildet ist.
4. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Unterschenkelteil (1) und Fußteil (2) schalenförmig ausgebildet sind.
5. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußteil (2) und der Unterschenkelteil (1) eine formstabile Schale aufweisen, die am Fuß bzw. am Unterschenkel eines Patienten festlegbar sind.
6. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement mittels Adapterelementen (4, 5) mit dem Unterschenkel- teil (1) einerseits und dem Fußteil (2) andererseits verbunden ist.
7. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) mit dem Unterschenkelteil (1 ) längenverschieblich verbunden ist.
8. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrümmte Federelement (3) mit dem Fußteil (2) lösbar verschieblich verbunden ist.
9. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterschenkelteil (1) und das Fußteil (2) momentenstarr an dem Federelement (3) befestigt sind.
10. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterschenkelteil (1) mit einem eine begrenzte Verschiebbarkeit zum Unterschenkel (1) erlaubendem Textil versehene Befestigungsmittel zur Befestigung an einem Unterschenkel aufweist.
11. Orthese nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil flexibel, jedoch unelastisch ist.
12. Orthese nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil ein Abstandsgewirk ist.
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