WO2014012961A1 - Vorrichtung zur therapeutischen behandlung und system zur gerätegestützten lokomotionstherapie mit einer solchen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur therapeutischen behandlung und system zur gerätegestützten lokomotionstherapie mit einer solchen vorrichtung Download PDF

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WO2014012961A1
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    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
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    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165—Wearable interfaces

Definitions

  • the invention relates to a device for the therapeutic treatment of the lower extremities of a person with the features mentioned in the preamble of claim 1.
  • a device of this kind is known, for example, from WO 00/61059.
  • the invention further relates to a system for device-based locomotion therapy with such a device and to a method for controlling the device.
  • An acute stroke is in many cases associated with hemiplegia (hemiparesis). This degenerates the muscles in the paralyzed extremities. The treatment of such, usually high-grade weakness of the lower extremities is difficult and often unsuccessful.
  • Conventional physiotherapy is possible after the acute stage of the disease, consuming and mostly aims to solve spasticity-related muscle spasms and exercises to prepare for walking both while sitting and standing to practice, for example, the weight transfer to the affected leg to strengthen.
  • robotic systems for device-based locomotion therapy which simulate human walking via control or programmable footplates.
  • Such robot systems are known from DE 100 28 511 AI, DE 10 2006 035 715 AI and DE 10 2009 022 560 AI.
  • Such systems are known from DE 100 28 511 AI, DE 10 2006 035 715 AI and DE 10 2009 022 560 AI.
  • robot systems for device-based locomotion therapy which guide the walking movement through a motorized outer frame, such as AU 002002324518 AI, EP 02 408 413 AI and the aforementioned WO 00/61059.
  • motorized outer frame such as AU 002002324518 AI, EP 02 408 413 AI and the aforementioned WO 00/61059.
  • These known systems control and support knee flexion and knee extension.
  • the problem with the guided movement by the known motorized outer scaffolding is that the
  • Residualkraft of the patient is not used.
  • the movement is given in a two-dimensional plane.
  • the invention has for its object to provide a device for the therapeutic treatment of the lower extremities of a person, which allows a facilitation of knee flexion and knee extension in the context of device-based locomotion therapy. Furthermore, with the invention, a system for the device-based locomotion therapy and a method for controlling the device for therapeutic treatment can be specified.
  • this object is solved by the subject-matter of claim 1, with regard to the system by the subject-matter of claim 14, and with respect to the method by the subject-matter of claim 15.
  • the invention is based on providing a device for the therapeutic treatment of the lower extremities of a human having a frame which extends in use along one of the lower extremities, in particular of the leg. On the frame a flexion for the knee joint is attached.
  • the device has at least one holding means for the thigh and at least one holding means for the lower leg.
  • the thigh-holding means and the lower-thigh holding means are respectively connected to the frame and each have a moving member.
  • Holding means for the thigh and the lower leg are in
  • Offset frame longitudinally and arranged opposite to each other such that the leg in use between the holding means is fixable or is generally receivable between the holding means.
  • the inflectional agent is in
  • the frame longitudinally disposed between the holding means, in such a way that the inflection means is arranged in use in the region of the popliteal fossa.
  • the movement element is adapted to generate a force that is transferable in use by the respective holding means on the leg.
  • the frame can be connected to a system for device-based locomotion therapy.
  • the invention has the advantage that the facilitation in the implementation of a device-based locomotion therapy is made possible.
  • Facilitation is part of the physiotherapeutic treatment method, which is enhanced by
  • Movement pattern moves repetitively, the movement against one of
  • the device can be connected to a system for the device-based locomotion therapy, which can be adapted in this way to perform the facilitation.
  • the application of the resistance, against which the leg movement takes place, is made automatically by the device.
  • the device according to the invention in particular the frame of the device, is adapted for connection to the system for device-based locomotion therapy in such a way that the forces occurring during the device-supported therapy can be transmitted from the system to the device and the person to be treated.
  • the device has at least one
  • Patients can be fixed in the device, so that the transmitted from the system for the device-based locomotion therapy forces can be introduced into the leg.
  • the inflectional means has the
  • Frame longitudinal staggered holding means arranged in such a way that the inflection means is in use in the region of the popliteal fossa.
  • the resistance required for the facilitation is applied according to the invention by the respective moving element on the leg.
  • Movement element is adapted to generate a force.
  • the force is transmitted to the leg by the holding means associated with the respective movement element. In therapy, the leg works against the through the
  • Movement element generated force This simulates the strength of a therapist, for example in the facilitation of the quadriceps during knee extension.
  • the force can preferably by the moving element mechanically, for example.
  • a spring force or pneumatically, for example.
  • Pneumatic cylinder to be generated.
  • Other possibilities of force generation are conceivable and are encompassed by the invention.
  • Resistance to leg movement is preferably passive, for example as a spring force or generally as an elastic force, and is triggered by the force with which the leg presses against the retaining means.
  • the moving element connects the retaining means to the frame. This can be done in one embodiment, for example, by a
  • Abutment surface for the leg at the proximal, d. H. the leg facing the end of the moving element is arranged.
  • the distal, d. H. remote from the leg end of the moving element is connected to the frame.
  • the proximal end of the movement element is movable, in particular axially movable, and can be acted upon by a force.
  • the arranged at the proximal end of the movement element contact surface is taken along and transmits the counterforce on the leg when it presses against the contact surface.
  • the leg facing the end of the holding means may be arranged.
  • the movement element itself forms the contact surface for the leg.
  • a possible embodiment for this is an air cushion, which generates by compression the desired resistance to the leg movement.
  • the proximal and the distal movement element of a holding means may be provided individually or together.
  • the holding means is movable and forms a resistance to the leg, which abuts against the holding means during the therapy and presses against it.
  • Another advantage of the invention is that the Tibiotarsalgelenk is stabilized by the device according to the invention, specifically by the holding means.
  • the holding means also offer the advantage that due to the fixation of the leg at different points the condition for a flexible
  • Adjustment of the device is created, which can be used to adjust the dorsiflexion and plantarflexion of the leg.
  • the concrete embodiments made for this purpose are the subject of the dependent claims.
  • Another advantage of the invention compared to movement by an orthosis or a motorized outer frame is that the device is constructed so that on the one hand the residual power of the patient can be stimulated. On the other hand, a free and natural movement is the lower one
  • the invention also has the advantage that the mechanism of the device is simple and compact. This facilitates the therapist's access to the patient.
  • the inventive allows
  • both the device itself i. regardless of the system for device-based locomotion therapy, as well as
  • the movement element is aligned sagittal, such that the leg can be acted upon in a sagittal main direction with a force. This is particularly effective for the
  • the direction of force can be exclusively sagittal, with the
  • Movement element is aligned accordingly. There is also one next to it
  • Movement element deviates from the sagittal plane accordingly.
  • Deviation can take place in a range of ⁇ 20 °, in particular ⁇ 15 °, in particular ⁇ 10 °, in particular ⁇ 5 °. Below the sagittal level, one gets off your head understood to the pelvis and from the back to the abdomen extending through the leg.
  • the moving member may comprise a housing having a piston which is guided in the housing and actuated by a spring force, wherein the housing piston assembly movably connects the holding means and the frame.
  • the piston may have an interior in which an elastic means, in particular a compression spring, is arranged, which is connected on the one hand to the piston and on the other hand to the housing.
  • an elastic means in particular a compression spring
  • a further improvement of the functionality of the movement element is achieved in that the movement element has an actuator for adjusting the force acting on the leg and / or the movement path of the holding means.
  • the device can be adapted to the respective patient, so that a suitable for the respective patient resistance in the facilitation is set.
  • the actuator comprises a screw which is connected to a stop for the elastic means, in particular the compression spring.
  • the frame is designed in several parts and adjustable for positioning one or more holding means.
  • the frame forms an adjusting means, whereby a compact construction is possible.
  • the frame may comprise a second adjustment member having a
  • pivotable frame part u nd a stationary frame part hingedly connects, wherein at least one holding means, in particular the holding means for the thigh, is secured to the pivotable frame part.
  • the movement elements are rotatably supported in the frame in all embodiments about an axis perpendicular to the frame, so that the angle of attack of the holding means, based on the leg, is variable.
  • the position of the holding means can be adjusted by a corresponding rotational movement of the leg, for example, when the location of the holding means by the
  • the frame comprises a third
  • Adjusting element which connects a height-adjustable frame part and a stationary frame part, wherein at least one holding means, in particular the holding means for the lower leg, is fixed to the height-adjustable frame part.
  • This embodiment allows a vertical adjustment of the holding means, in particular of the holding means for the lower leg, for adaptation to the respective anatomy of the patient to be treated. It is further preferred that in addition to the holding means for the lower leg and the flexion means for the knee joint and the retaining means for the thigh are fixed to the height-adjustable frame part, so that the aforementioned elements are moved by an adjustment of the frame part. This can be a total of the distance of these elements or means to change the foot.
  • the third adjusting element comprises a perforated plate which is fixable in different heights of the frame.
  • the perforated plate is stable and easy to manufacture.
  • a single perforated plate which is fixable in different heights of the frame.
  • Thigh for example, two holding means to provide.
  • the flexion element is adjustable to change the sagittal position with the frame, in particular adjustably connected by a fourth adjustment.
  • the flexibility of the device is further increased because the position of the flexion element can be adapted to the specific position of the knee in a patient-specific manner.
  • a further improvement of the flexibility with regard to the adjustability of the device is achieved in that the flexion element for changing the sagittal position with the frame adjustable, in particular adjustably connected by a fourth adjustment.
  • the fourth adjustment By the fourth adjustment, the relative position between the flexion and the rest can be
  • the adjustment elements explained above taken individually and in combination, have the advantage that the position of the leg in the device can be changed, so that different facilitation treatments can be carried out.
  • the invention further comprises a device-based locomotion therapy system comprising a device as claimed in claim 1, comprising powered steerable movement means movable along passage trajectories, the frame of the device being provided with one of the movement means connected, in particular releasably connected.
  • a device-based locomotion therapy system comprising a device as claimed in claim 1, comprising powered steerable movement means movable along passage trajectories, the frame of the device being provided with one of the movement means connected, in particular releasably connected.
  • Robot system is connected.
  • movement patterns including different movement patterns, can be precisely repeated within one and the same therapy, so that the facilitation effect takes place repeatedly at the same time during the step cycle.
  • the device according to the invention is intended for supplementing or retrofitting known systems for device-based locomotion therapy. It is also possible to provide the device according to the invention integrally with one of the moving devices of a device-based locomotion therapy system, when non-facilitation operation is not required or desired.
  • the position of the flexing means and / or the lower leg retaining means is changed in such a way that the plantar flexion angle or the dorsiflexion angle of the leg changes.
  • Figure 1 is a perspective view of the device according to a
  • Figure 2 is a side view of the device according to Figure 1;
  • Figure 3 is a plan view of the device of Figure 1;
  • Figure 4 is a perspective view of the device according to Figure 1, on the
  • FIG. 1 is a perspective view of a device according to FIG. 1
  • Embodiment of the invention shown which can be used for the therapeutic treatment and / or support of the lower extremities of a human in the therapeutic simulation of walking and / or climbing stairs.
  • the device is particularly well suited for training the lower extremities of neurological patients.
  • the device has a frame 11, on which a plurality of holding means 12a, 12b, 12c, are arranged.
  • the holding means 12a, 12b, 12c each have a padded sleeve, which provide a soft contact surface 35 for the leg.
  • the holding means 12a, 12b, 12c are movably mounted on the frame 11 via movement elements 14.
  • Frame is also a flexion means 13 for the knee joint, such as a padded roll, provided.
  • the flexing means 13 is fixed to the frame, i. immobile in use, connected.
  • the position of the flexing means 13 is adjustable.
  • the frame 11 can be connected to a system for device-supported locomotion therapy, not shown in FIG.
  • the frame has a fastening means 15, for example a metal plate, which is firmly connected to the frame 11.
  • the frame extends in use along the lower limb or leg of a patient. Specifically, the frame extends laterally to the leg.
  • the frame forms an outer rigid structure to which the holding means 12a, 12b, 12c and the flexion means 13 are attached. In use, the frame is stationary relative to the leg.
  • the frame 11 is connected to a moving device of a device-based locomotion therapy system, as in FIG. 4
  • the movement device carries the device shown in Figure 1, so that this device performs a corresponding movement together with the leg. This total movement is superimposed on the movement of the holding means 12a, 12b, 12c, which in use requires the facilities required for the facilitation
  • the movable holding means 12a, 12b, 12c allow a relative movement of the leg relative to the fixed frame 11th
  • the holding means on the stationary frame are arranged independently movable.
  • the fastening means 15 for example in the form of a horizontal metal plate, is arranged on the lower side in use of the frame.
  • the metal plate has various holes or general openings, with which the metal plate with the foot mechanics of
  • Movement device of a system for device-based locomotion therapy can be connected (see also Figure 4). At the proximal end of the
  • the frame 11 forms a flat support column whose wall thickness is dimensioned so that the forces occurring during the therapy can be introduced into the leg.
  • the support column has an arcuately curved shape, wherein the upper, spaced from the fastening means 15 end of the frame 11 terminates at about the same height or slightly before the distal end of the fastener.
  • the frame 11 is constructed in several parts and has different
  • the first frame portion 31 is fixedly connected to the fastening means 15 and extends obliquely backwards, so that the first
  • Frame section 31 protrudes at least partially beyond the fastening means 15.
  • the second frame portion 32 is detachably connected to the first frame portion 31 and extends approximately vertically upward with respect to the attachment means 15.
  • the third frame portion 33 is integrally connected to the second frame portion 32 and extends obliquely forward, resulting in the arcuate shape of the entire frame 11 results.
  • Frame portion 34 is connected to the third frame portion 33 and extends it obliquely forward.
  • the fourth frame portion 34 forms an adjustable frame part 27 which is pivotally connected to the stationary frame part 28 corresponding to the third frame portion 33.
  • a second adjusting element 16 is provided, for example in the form of a rotary joint, which is used to adjust the
  • Perforated plate is formed and thus forms a third adjustment member 17, the stationary first frame portion 31 with the height-adjustable frame part, comprising the third frame portion 33 and the fourth frame portion 34, adjustably connects.
  • the frame 11 is formed in three parts. It is also possible to form the frame 11 in two parts, so that the frame itself only fulfills the pivoting function.
  • the vertical one is also possible to form the frame 11 in two parts, so that the frame itself only fulfills the pivoting function.
  • Adjustability of the holding means 12a, 12b can be realized otherwise. It is also possible to provide only the height adjustment of the frame 11, wherein the pivotability of the holding means 12c for the thigh is otherwise realized.
  • each holding means 12a, 12b, 12c are movably mounted on the frame 11.
  • each holding means 12a has a movement element 14.
  • the movement element 14 is an elongated, in particular cylindrical, component which is located in the
  • Movement means 14 extend in parallel sagittal planes.
  • the attachment of the movement elements 14 is effected by first adjusting elements 18 which are fixedly connected to the frame 11.
  • the adjusting elements 18 form
  • Movement elements 14 are adjusted in the sagittal direction, so that the position of the holding means 12a, 12b can be changed for the lower leg.
  • the movement member 14 for the upper thigh holding means 12c is rigidly connected to the frame 11. Alternatively, a sagittal adjustable connection of the movement element 14 with the frame 11 can take place.
  • the holding means 12a, 12b are attached further down the frame 11 as the thigh holding means 12c. Between the upper holding means 12b for the lower leg and the holding means 12c for the thigh, a distance is formed in the vertical direction. In addition, the thigh support means 12c faces in a rearward direction, i. in the direction of the rear.
  • the retaining means 12a, 12b for the lower leg have in opposite
  • the holding means 12a, 12b, 12c arranged so that in use a leg between the holding means 12a, 12b, 12c is fixable.
  • the holding means 12c for the thigh is fixed to the fourth frame portion 34 and the pivotable frame part 27, namely at the free end of the frame part 27.
  • the holding means 12a, 12b for the lower leg are in the lower region of the frame 11, fixed to the height-adjustable frame part ,
  • the holding means 12a, 12b, 12c each have a contact surface 35 for the leg.
  • Lower leg and thigh abutment surface 35 are disposed at each end of the retaining means and facing in opposite directions so that the respective abutment surface contacts the front of the thigh and the back of the lower leg, respectively, as the leg moves in the device becomes.
  • the flexing means 13, in the region of which in use the knee joint is located, is arranged in the frame longitudinal direction between the upper retaining means 12b for the lower leg and the retaining means 12c for the thigh.
  • the flexing means 13, in particular the padded roll, is approximately flush with the lower leg holding means 12a, 12b. Another position is possible due to the adjustability of the flexing means 13 or the holding means 12a, 12b.
  • the flexing means 13 is arranged in the region of the second adjusting means 16 or of the rotary joint.
  • the flexion means 13 has a longitudinal axis which is perpendicular to the frame 11.
  • the curved surface of the flexing means 13 against which the knee joint abuts in use extends circumferentially about the longitudinal axis.
  • the flexing means 13 is attached to an angle piece, whose one leg is arranged parallel to the frame 11. On the other leg, the padded role or generally the role of the knee joint is appropriate.
  • a plurality of slots are provided, through which the inflection means 13, specifically the angle piece is adjustably secured to the frame.
  • the Elbow has a central slot, which is in engagement with the hinge, specifically with the mounting screw of the rotary joint. Parallel to the central slot at least one, in particular two outer slots are provided, through which the fixing means 13 by means of appropriate screws on the frame 11 can be fastened.
  • Movement elements 14 adapted to generate a force that is transferable in use by the respective holding means 12a, 12b, 12c on the leg.
  • each movement element 14 consists of a housing 22, in particular of an outer cylinder, which is connected by an elastic means 24, for example a compression spring, movable with a piston, concretely with an inner cylinder 23.
  • the piston 23 is guided in the housing 22 and by a
  • the actuator 25 is designed as a clamping device which is fixedly mounted on the housing 22 and the outer cylinder and as an end stop of the
  • the bolt 26 connected to the screw can be easily adjust the bias or the path of movement of the holding means 12a, 12b, 12c.
  • Movement element is an example of the initially described distal
  • a proximal arrangement of the movement element may be provided, for example.
  • the cuff is designed as a compressible air cushion.
  • the first adjustment elements 18 extend perpendicular to the frame 11 and receive the movement elements 14 in a vertical position, so that they are arranged parallel to the frame 11. Furthermore, it can be seen in FIG. 3 that the retaining element 12c is tilted obliquely upwards in the rest position shown in FIG. 3, whereby the bearing of the retaining element 12c on the thigh is favored.
  • the thigh support means 12c engages the thigh when the leg is stretched, with the desired counterforce being exerted on the thigh by the movement member 14 by the holding means 12c (facilitation).
  • the thigh is released from the thigh support 12c.
  • the flexion of the knee is assisted by the flexing means 13, which comes into abutment with the popliteal fossa.
  • the investment in the holding means 12c for the thigh and the inflection means 13 takes place intermittently.
  • the lower leg support means 12a, 12b contact it during flexion and / or extension of the leg.
  • One function of the lower leg support means 12a, 12b is mechanical stabilization of the leg.
  • Another feature is the improvement of muscle tension through the touch of the skin similar to stimulating the skin through physiotapes.
  • a position of the lower leg holding means 12a, 12b adapted to the respective patient is achieved by adjusting the lower leg holding means 12a, 12b.
  • driven controllable moving means are provided, one of which is shown in FIG.
  • the movement means are connected to a stationary frame (not shown) and have holding means for fixing one foot each.
  • the holding means for Attachment of the foot is shown in FIG. 4 and firmly connected to the base plate or fastening means 15 of the device.
  • the motion devices of the system are independently movable along gantry trajectories.
  • the movement devices each comprise a pivotable at different altitudes boom, on the one hand hinged to a first carriage of a linear guide and on the other hand rotatably connected to one of the holding means.
  • a second carriage of the linear guide is arranged, which is articulated to the boom by a connecting element.
  • the first carriage has a first linear drive for changing the height position of the respective holding means.
  • the boom is equipped with a rotary drive to change the inclination of the respective holding means.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen mit einem Rahmen (11), der sich im Gebrauch entlang einer der unteren Extremitäten erstreckt, wobei am Rahmen (11) ein Flexionsmittel (13) für das Kniegelenk befestigt ist, wobei wenigstens ein Haltemittel für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel für den Unterschenkel, die jeweils durch ein Bewegungselement mit dem Rahmen (11) verbunden sind, wobei die Haltemittel für den Oberschenkel und den Unterschenkel in Rahmenlängsrichtung versetzt und einander gegenüber angeordnet sind derart, dass das Bein im Gebrauch zwischen den Haltemitteln fixierbar ist, das Flexionsmittel (13) in Rahmenlängsrichtung zwischen den Haltemitteln angeordnet ist derart, dass das Flexionsmittel (13) im Gebrauch im Bereich der Kniekehle angeordnet ist, das Bewegungselement zur Erzeugung einer Kraft angepasst ist, die im Gebrauch durch das jeweiligen Haltemittel auf das Bein übertragbar ist, und der Rahmen (11) mit einem System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie verbindbar ist.

Description

VORRICHTUNG ZUR THERAPEUTISCHEN BEHANDLUNG UND SYSTEM ZUR GERÄTEGESTÜTZTEN LOKOMOTIONSTHERAPIE MIT EINER
SOLCHEN VORRICHTUNG
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen. Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus WO 00/61059 bekannt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie mit einer derartigen Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung.
Ein akuter Schlaganfall (Apoplex) geht in vielen Fällen mit einer Halbseiten- lähmung (Hemiparese) einher. Dadurch degenerieren die Muskeln in den gelähmten Extremitäten. Die Therapie einer derartigen, meist hochgradigen Schwäche der unteren Extremitäten ist schwierig und häufig nicht erfolgreich. Die konventionelle Physiotherapie ist nach dem Akutstadium der Erkrankung möglich, aufwändig und zielt meistens darauf ab, durch Spastik bedingte Verkrampfungen der Muskeln zu lösen und Übungen zur Vorbereitung des Gehens sowohl im Sitzen als auch im Stand zu üben, um beispielsweise die Gewichtsübernahme auf das betroffene Bein zu stärken.
Moderne, wissenschaftliche Konzepte der Rehabilitation nach einem Schlaganfall favorisieren ein wiederholtes Üben des Gehens. Bei Schlaganfallpatienten konnte gezeigt werden, dass die wiederholte Bewegung der betroffenen Extremitäten vorteilhaft für die Wiedererlangung der motorischen Funktionen ist. Aus der Praxis ist überdies allgemein bekannt, dass ein beidseitiges Training sowohl der gesunden, als auch der geschwächten Extremität zu besseren Erfolgen führt. Durch die Mitbewegung der nicht geschwächten Seite, also der Seite, die nicht von der Halbseitenlähmung betroffen ist, wird die Aktivierung der für den Einsatz der gelähmten Extremität verantwortlichen Hirnstrukturen im Scheitellappen positiv beeinflusst.
Zur Therapie der geschwächten Seite der unteren Extremitäten eines Menschen sind mechanische und elektromechanische Geräte im Stand der Technik bekannt. Hierzu wird beispielhaft auf DE 36 18 686 AI, DE 81 09 699 Ul, DE 20 2008 013 423 Ul und DE 195 29 764 AI verwiesen. Diese bekannten Therapiegeräte umfassen Tretkurbeln, die vom Patienten betätigt werden. Diese Tretkurbeln erlauben nur ein asynchrones Nachführen der geschwächten Seite. Asynchron nachgeführte Bewegungen spiegeln nicht die Vielfalt realer Bewegungsabläufe wieder. Die angestrebte Übertragung des Lerneffekts im Zusammenhang mit Bewegungsabläufen vom Gehirnlappen der gesunden auf die betroffene Seite ist dabei nur bedingt möglich. Variationen der Bewegungsabläufe sind aufgrund der starren mechanischen Verbindung der Konstruktionselemente ausgeschlossen.
Darüber hinaus sind Robotersysteme für die gerätegestützte Lokomotionstherapie bekannt, die über Steuer- bzw. programmierbare Fußplatten das menschliche Gehen nachbilden. Derartige Robotersysteme sind aus DE 100 28 511 AI, DE 10 2006 035 715 AI und DE 10 2009 022 560 AI bekannt. Solche Systeme
kontrollieren das Knöchelgelenk und überlassen die Knieflexion und -extension dem Patienten.
Ferner sind Robotersysteme für die gerätegestützte Lokomotionstherapie bekannt, welche die Gehbewegung durch ein motorisiertes Außengerüst führen, wie beispielsweise AU 002002324518 AI, EP 02 408 413 AI und die einleitend genannte WO 00/61059. Diese bekannten Systeme kontrollieren und unterstützen die Knieflexion und Knieextension. Das Problem bei der geführten Bewegung durch die bekannten motorisierten Außengerüste besteht darin, dass die
Residualkraft des Patienten nicht zum Einsatz kommt. Außerdem ist die Bewegung in einer zweidimensionalen Ebene vorgegeben.
Elemente und Orthesen zur Stabilisierung, Unterstützung und Führung der physiologischen Kniebewegung sind beispielsweise aus DE 10 2008 024 748 AI und WO 00/2009139158 A2 bekannt. Solche Vorrichtungen unterstützen das Knie während des Gehens auf der Ebene und während des Treppensteigens. Diese Orthesen sind nicht für den Einsatz in der gerätegestützten Lokomotionstherapie geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen anzugeben, die eine Fazilitation der Knieflexion und Knieextension im Rahmen der gerätegestützten Lokomotionstherapie ermöglicht. Ferner soll mit der Erfindung ein System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie und ein Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung angegeben werden.
Im Hinblick auf die Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1, im Hinblick auf das System durch den Gegenstand des Anspruchs 14, und im Hinblick auf das Verfahren auf den Gegenstand des Anspruchs 15 gelöst.
Die Erfindung beruht darauf, eine Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen anzugeben die einen Rahmen aufweist, der sich im Gebrauch entlang einer der unteren Extremitäten, insbesondere des Beines erstreckt. Am Rahmen ist ein Flexionsmittel für das Kniegelenk befestigt. Die Vorrichtung weist wenigstens ein Haltemittel für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel für den Unterschenkel auf. Das Haltemittel für den Oberschenkel und das Haltemittel für den Unterschenkel sind jeweils mit dem Rahmen verbunden und weisen jeweils ein Bewegungselement auf. Die
Haltemittel für den Oberschenkel und den Unterschenkel sind in
Rahmenlängsrichtung versetzt und einander gegenüber angeordnet derart, dass das Bein im Gebrauch zwischen den Haltemitteln fixierbar ist bzw. allgemein zwischen den Haltemitteln aufnehmbar ist. Das Flexionsmittel ist in
Rahmenlängsrichtung zwischen den Haltemitteln angeordnet, und zwar derart, dass das Flexionsmittel im Gebrauch im Bereich der Kniekehle angeordnet ist. Das Bewegungselement ist zur Erzeugung einer Kraft angepasst, die im Gebrauch durch das jeweilige Haltemittel auf das Bein übertragbar ist. Der Rahmen ist mit einem System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie verbindbar.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Fazilitation bei der Durchführung einer gerätegestützten Lokomotionstherapie ermöglicht wird. Die Fazilitation ist Teil der physiotherapeutischen Behandlungsmethode, die durch eine verstärkte
Stimulation der Propriozeptoren das neuromuskuläre Zusammenspiel fördert. Dabei wird ein Körperabschnitt nach einem vorgegebenen physiologischen
Bewegungsmuster repetitiv bewegt, wobei die Bewegung gegen einen vom
Therapeut ausgeübten Widerstand ausgeführt wird. Dabei kann es bei jedem Bewegungszyklus zu leichten Schwankungen des Fazilitationszeitpunktes kommen. Im Unterschied dazu bietet die Fazilitation im Rahmen der gerätegestützten Lokomotionstherapie den Vorteil, dass die angestrebte Fazilitationsbewegung vorgegeben wird und für jeden Schritt immer zeitgerecht erfolgt. Die Vorrichtung lässt sich dazu mit einem System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie verbinden, das auf diese Weise zur Durchführung der Fazilitation angepasst werden kann. Die Aufbringung des Widerstandes, gegen den die Beinbewegung erfolgt, wird durch die Vorrichtung automatisch vorgenommen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere der Rahmen der Vorrichtung, ist zur Verbindung mit dem System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie derart angepasst, dass die bei der gerätegestützten Therapie auftretenden Kräfte vom System auf die Vorrichtung und den zu therapierenden Menschen übertragen werden können. Für die Fazilitation weist die Vorrichtung wenigstens ein
Haltemittel für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel für den
Unterschenkel auf. Mehrere Haltemittel für den Unterschenkel sind möglich. Die Anordnung der Haltemittel am Rahmen ist so getroffen, dass ein Bein des
Patienten in der Vorrichtung fixiert werden kann, so dass die vom System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie übertragenen Kräfte in das Bein eingeleitet werden können. Dabei werden die vom System vorgegebenen Bewegungsabläufe entlang der entsprechenden Gangtrajektorien auf die erfindungsgemäße
Vorrichtung übertragen und somit dem Bein aufgeprägt.
Im Zusammenhang mit den Bewegungsmustern hat das Flexionsmittel die
Funktion, die Beugung des Kniegelenks zu unterstützen. Dazu ist das
Flexionsmittel in Rahmenlängsrichtung zwischen den ebenfalls in
Rahmenlängsrichtung versetzten Haltemitteln angeordnet und zwar so, dass das Flexionsmittel im Gebrauch sich im Bereich der Kniekehle befindet.
Der für die Fazilitation erforderliche Widerstand wird erfindungsgemäß durch das jeweilige Bewegungselement auf das Bein aufgebracht. Das jeweilige
Bewegungselement ist dazu zur Erzeugung einer Kraft angepasst. Die Kraft wird durch das dem jeweiligen Bewegungselement zugeordnete Haltemittel auf das Bein übertragen. Bei der Therapie arbeitet das Bein gegen die durch das
Bewegungselement erzeugte Kraft. Damit wird der Kraftaufbau eines Therapeuten simuliert, beispielsweise bei der Fazilitation des Quadrizeps bei der Knieextension. Die Kraft kann vorzugsweise durch das Bewegungselement mechanisch, bspw. als Federkraft, oder pneumatisch, bspw. durch ein Luftkissen oder einen
Pneumatikzylinder, erzeugt werden. Andere Möglichkeiten der Krafterzeugung sind denkbar und werden von der Erfindung umfasst. Die Krafterzeugung, d . h. der Widerstand gegen die Beinbewegung, erfolgt vorzugsweise passiv, bspw. als Federkraft oder allgemein als elastische Kraft, und wird durch die Kraft, mit der das Bein gegen das Haltemittel drückt, ausgelöst.
Vorzugsweise verbindet das Bewegungselement das Haltemittel mit dem Rahmen. Dies kann bei einer Ausführungsform bspw. dadurch erfolgen, dass eine
Anlagefläche für das Bein am proximalen, d. h. dem Bein zugewandten Ende des Bewegungselementes angeordnet ist. Das distale, d. h. vom Bein abgewandte Ende des Bewegungselementes ist mit dem Rahmen verbunden. Das proximale Ende des Bewegungselementes ist beweglich, insbesondere axial beweglich, und mit einer Kraft beaufschlagbar. Die am proximalen Ende des Bewegungselementes angeordnete Anlagefläche wird entsprechend mitgenommen und überträgt die Gegenkraft auf das Bein, wenn dieses gegen die Anlagefläche drückt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Bewegungselement am proximalen Ende des Haltemittels, d. h. dem Bein zugewandten Ende des Haltemittels angeordnet sein. Vorzugsweise bildet das Bewegungselement selbst die Anlagefläche für das Bein. Eine mögliche Ausführungsform hierfür ist ein Luftkissen, das durch Kompression den gewünschten Widerstand gegen die Beinbewegung erzeugt.
Das proximal und das distal angeordnete Bewegungselement eines Haltemittels können einzeln oder zusammen vorgesehen sein. Allgemein gesagt, ist das Haltemittel beweglich und bildet einen Widerstand gegen das Bein, das bei der Therapie am Haltemittel anliegt und dagegen drückt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Tibiotarsalgelenk durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, konkret durch die Haltemittel stabilisiert wird . Die Haltemittel bieten darüber hinaus den Vorteil, dass aufgrund der Fixierung des Beines an verschiedenen Stellen die Voraussetzung für eine flexible
Einstellung der Vorrichtung geschaffen wird, die zu einer Anpassung der Dorsal- und Plantarflexion des Beines genutzt werden kann. Die hierfür getroffenen konkreten Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein weiterer Vorteil der Erfindung im Vergleich zur Bewegung durch eine Orthese oder ein motorisiertes Außengerüst besteht darin, dass die Vorrichtung so aufgebaut ist, dass einerseits die Residualkraft des Patienten stimuliert werden kann. Andererseits ist eine freie und natürliche Bewegung der unteren
Extremitäten des Patienten möglich. Im Unterschied dazu kommt bei Orthesen und an sich bekannten motorisierten Außengerüsten die Residualkraft des
Patienten nicht zum Einsatz. Außerdem ist die Bewegung in einer
zweidimensionalen Ebene vorgegeben und somit stark eingeschränkt.
Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass die Mechanik der Vorrichtung einfach und kompakt aufgebaut ist. Dadurch wird der Zugang des Therapeuten zum Patienten erleichtert. Zusammengefasst ermöglicht die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine erfolgreiche Lokomotionstherapie einerseits durch das häufige Wiederholen von Übungselementen und andererseits durch Übertragung von Lerneffekten der für die gesunde Extremität zuständigen Gehirnseite auf die für die betroffene Extremität zuständige Gehirnseite bzw. das zuständige Gehirnareal.
Im Rahmen der Erfindung wird sowohl die Vorrichtung an sich, d.h. unabhängig von dem System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie, als auch die
Kombination des Systems für die gerätegestützte Lokomotionstherapie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung offenbart und beansprucht.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bewegungselement sagittal ausgerichtet, derart, dass das Bein in einer sagittalen Hauptrichtung mit einer Kraft beaufschlagbar ist. Damit lässt sich besonders wirksam der für die
Fazilitation erforderliche mechanische Widerstand auf das Bein aufbringen. Die Kraftrichtung kann ausschließlich sagittal verlaufen, wobei das
Bewegungselement entsprechend ausgerichtet ist. Daneben ist auch eine
Abweichung von der sagittalen Kraftrichtung möglich, indem das
Bewegungselement aus der Sagittalebene entsprechend abweicht. Die
Abweichung kann in einem Bereich von ±20°, insbesondere ±15°, insbesondere ±10°, insbesondere ±5°, erfolgen. Unter Sagittalebene wird eine sich vom Kopf zum Becken und vom Rücken zum Bauch erstreckende Ebene verstanden, die durch das Bein verläuft.
Das Bewegungselement kann ein Gehäuse mit einem Kolben aufweisen, der im Gehäuse geführt und durch eine Federkraft betätigbar ist, wobei die Gehäuse- Kolbenanordnung das Haltemittel und den Rahmen beweglich verbindet. Damit wird ein einfach aufgebautes und robustes Bewegungselement zur Verfügung gestellt, das die Ausbildung einer progressiv zunehmenden Kraft ermöglicht, die vom Haltemittel auf das Bein übertragen wird . Damit wird besonders gut der manuelle Kraftaufbau durch einen Therapeuten simuliert.
Der Kolben kann einen Innenraum aufweisen, in dem ein elastisches Mittel, insbesondere eine Druckfeder, angeordnet ist, die einerseits mit dem Kolben und andererseits mit dem Gehäuse verbunden ist. Diese Ausgestaltung ist ein Beispiel für eine einfache und wirkungsvolle Realisierung des Federkraft betätigbaren Bewegungselementes.
Eine weitere Verbesserung der Funktionalität des Bewegungselements wird dadurch erreicht, dass das Bewegungselement ein Stellorgan zur Einstellung der auf das Bein wirkenden Kraft und/oder des Bewegungsweges des Haltemittels aufweist. Damit kann die Vorrichtung an den jeweiligen Patienten angepasst werden, so dass ein für den jeweiligen Patienten geeigneter Widerstand bei der Fazilitation eingestellt wird.
Eine einfache Möglichkeit der Realisierung des Stellorgans besteht darin, dass das Stellorgan eine Schraube umfasst, die mit einem Anschlag für das elastische Mittel, insbesondere die Druckfeder, verbunden ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Bewegungselement zur Änderung der sagittalen Position eines Haltemittels, insbesondere des Haltemittels für den Unterschenkel, mit dem Rahmen
verstellbar, insbesondere durch ein erstes Einstellelement verstellbar, verbunden. Die Verstellbarkeit des Bewegungsmittels und damit die Änderung der sagittalen Position des Haltemittels, ermöglicht eine Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Patienten, so dass eine optimale Haltesituation für das Bein erreicht wird. Dadurch wird weiter erreicht, dass die Krafteinwirkung an die jeweilige Behandlungssituation gut angepasst werden kann. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rahmen mehrteilig ausgebildet und zur Positionierung eines oder mehrerer Haltemittel verstellbar. Damit bildet der Rahmen ein Stellmittel, wodurch ein kompakter Aufbau möglich ist. Der Rahmen kann ein zweites Einstellelement umfassen, das einen
verschwenkbaren Rahmenteil u nd einen ortsfesten Rahmenteil gelenkartig verbindet, wobei wenigstens ein Haltemittel, insbesondere das Haltemittel für den Oberschenkel, am verschwenkbaren Rahmenteil befestigt ist. Durch die
Schwenkbewegung des Rahmenteils wird die Position des Haltemittels,
insbesondere des Haltemittels für den Oberschenkel, verändert, so dass die Lage, insbesondere der Abstand zum versetzt angeordneten Haltemittel für den
Unterschenkel verändert wird .
Die Bewegungselemente sind bei allen Ausführungsformen um eine Achse senkrecht zum Rahmen drehbar im Rahmen gelagert, so dass der Anstellwinkel des Haltemittels, bezogen auf das Bein, veränderbar ist. Damit kann die Position des Haltemittels durch eine entsprechende Drehbewegung an das Bein angepasst werden, beispielsweise wenn sich die Ortslage des Haltemittels durch das
Verschwenken des Rahmenteils ändert.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Rahmen ein drittes
Einstellelement, das einen höhenverstellbaren Rahmenteil und einen ortsfesten Rahmenteil verbindet, wobei wenigstens ein Haltemittel, insbesondere das Haltemittel für den Unterschenkel, am höhenverstellbaren Rahmenteil befestigt ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine vertikale Einstellung des Haltemittels, insbesondere des Haltemittels für den Unterschenkel, zur Anpassung an die jeweilige Anatomie des zu behandelnden Patienten. Dabei ist es weiter bevorzugt, dass zusätzlich zu dem Haltemittel fü r den Unterschenkel auch das Flexionsmittel für das Kniegelenk sowie das Haltemittel für den Oberschenkel am höhenverstellbaren Rahmenteil befestigt sind, so dass durch eine Verstellung des Rahmenteils die vorstehend genannten Elemente mitbewegt werden. Damit lässt sich insgesamt der Abstand dieser Elemente bzw. Mittel zum Fuß verändern.
Eine einfache und zweckmäßige Ausgestaltung wird dadurch erreicht, dass das dritte Einstellelement eine Lochplatte umfasst, die in verschiedenen Höhenlagen des Rahmens fixierbar ist. Die Lochplatte ist stabil und einfach herzustellen. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind ein einziges
Haltemittel für den Oberschenkel und zwei Haltemittel für den Unterschenkel am Rahmen befestigt, wobei die Haltemittel für den Unterschenkel übereinander beabstandet angeordnet sind. Damit wird eine optimale Anpassung an das zu behandelnde Bein erreicht, wobei ein einziges Haltemittel für den Oberschenkel ausreicht, um den in Knienähe aufzubringenden Widerstand für die Fazilitation zu erreichen. Daneben ist es auch möglich, mehr als ein Haltemittel für den
Oberschenkel, beispielsweise zwei Haltemittel, vorzusehen.
Vorzugsweise ist das Flexionselement zur Änderung der sagittalen Position mit dem Rahmen verstellbar, insbesondere durch ein viertes Einstellelement verstellbar verbunden. Durch das verstellbare Flexionselement wird die Flexibilität der Vorrichtung weiter erhöht, weil die Lage des Flexionselements an die jeweilige Position des Knies patientenspezifisch angepasst werden kann.
Eine weitere Verbesserung der Flexibilität mit Blick auf die Einstellbarkeit der Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass das Flexionselement zur Änderung der sagittalen Position mit dem Rahmen verstellbar, insbesondere durch ein viertes Einstellelement verstellbar verbunden ist. Durch das vierte Einstellelement lässt sich die Relativposition zwischen dem Flexionselement und den übrigen
Halteelementen einstellen, wodurch sich eine weitere Möglichkeit ergibt, die Vorrichtung auf unterschiedliche Patienten anzupassen.
Zusammengefasst haben die vorstehend erläuterten Einstellelemente sowohl einzeln für sich genommen als auch im Zusammenwirken den Vorteil, dass die Position des in der Vorrichtung befindlichen Beines verändert werden kann, so dass unterschiedliche Fazilitationsbehandlungen durchführbar sind. Insbesondere ist es möglich, durch die mit den Einstellelementen erreichte Flexibilität der Vorrichtung eine gewünschte Dorsal- und Plantarflexion während des
Schrittzyklus einzustellen. Voraussetzung hierfür ist die getrennte Anordnung der einzelnen Halteelemente, die unabhängig voneinander bewegbar und betätigbar sind.
Die Erfindung umfasst ferner ein System für die gerätegestützte Lokomotions- therapie mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, das angetriebene steuerbare Bewegungseinrichtungen aufweist, die entlang von Gangtrajektorien bewegbar sind, wobei der Rahmen der Vorrichtung mit einer der Bewegungseinrichtungen verbunden, insbesondere lösbar verbunden ist. In Kombination mit dem System zur gerätegestützten Lokomotionstherapie bietet die erfindungsgemäße
Vorrichtung den Vorteil, dass die Fazilitation mit den Vorteilen eines
Robotersystems verbunden wird. Somit lassen sich Bewegungsmuster, auch unterschiedliche Bewegungsmuster, im Rahmen ein und derselben Therapie präzise wiederholen, so dass die Fazilitationswirkung wiederholbar zum selben Zeitpunkt während des Schrittzyklus' stattfindet.
An dieser Stelle wird nochmals darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ergänzung oder Nachrüstung an sich bekannter Systeme zur gerätegestützten Lokomotionstherapie gedacht ist. Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung integral mit einer der Bewegungseinrichtungen eines Systems zur gerätegestützten Lokomotionstherapie vorzusehen, wenn ein Betrieb ohne Fazilitationswirkung nicht erforderlich oder gewünscht ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 wird die Position des Flexionsmittels und/oder der Haltemittel für den Unterschenkel derart verändert, dass sich der Plantarflexionswinkel oder der Dorsalflexionswinkel des Beines ändert.
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesen zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach einem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1;
Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1, die auf die
Fußmechanik eines Systems für die gerätegestützte
Lokomotionstherapie montiert ist, und
Figur 5 einen Querschnitt durch ein Bewegungselement gemäß Figur 1. In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach einem
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt, die zur therapeutischen Behandlung und/oder Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen bei der therapeutischen Simulation des Gehens und/oder Treppensteigens verwendet werden kann. Die Vorrichtung eignet sich besonders gut zum Training der unteren Extremitäten neurologischer Patienten. Dazu weist die Vorrichtung einen Rahmen 11 auf, an dem mehrere Haltemittel 12a, 12b, 12c, angeordnet sind. Die Haltemittel 12a, 12b, 12c weisen jeweils eine gepolsterte Manschette auf, die eine weiche Anlagefläche 35 für das Bein bieten. Die Haltemittel 12a, 12b, 12c sind über Bewegungselemente 14 am Rahmen 11 beweglich befestigt. Am
Rahmen ist ferner ein Flexionsmittel 13 für das Kniegelenk, beispielsweise eine gepolsterte Rolle, vorgesehen. Das Flexionsmittel 13 ist mit dem Rahmen ortsfest, d.h. im Gebrauch unbeweglich, verbunden. Die Position des Flexionsmittels 13 ist einstellbar.
Der Rahmen 11 ist mit einem, in Figur 1 nicht dargestellten, System für die gerätegestützte Lokomotionstherapie verbindbar. Hierzu weist der Rahmen ein Befestigungsmittel 15, beispielsweise eine Metallplatte, auf, die fest mit dem Rahmen 11 verbunden ist. Der Rahmen erstreckt sich im Gebrauch entlang der unteren Extremität bzw. des Beines eines Patienten. Konkret erstreckt sich der Rahmen lateral zum Bein. Der Rahmen bildet eine äußere starre Struktur, an dem die Haltemittel 12a, 12b, 12c sowie das Flexionsmittel 13 befestigt sind. Im Gebrauch ist der Rahmen bezogen auf das Bein ortsfest angeordnet.
Im Gebrauch ist der Rahmen 11 mit einer Bewegungseinrichtung eines Systems für eine gerätegestützte Lokomotionstherapie verbunden, wie in Figur 4
dargestellt. Die Bewegungseinrichtung nimmt die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung mit, so dass diese Vorrichtung eine entsprechende Bewegung zusammen mit dem Bein ausführt. Dieser Gesamtbewegung wird die Bewegung der Haltemittel 12a, 12b, 12c überlagert, die im Gebrauch die für die Fazilitation erforderliche
Widerstandskraft auf das Bein aufbringen. Die beweglichen Haltemittel 12a, 12b, 12c ermöglichen eine Relativbewegung des Beines bezogen auf den ortsfesten Rahmen 11.
Dazu sind die Haltemittel am ortsfesten Rahmen unabhängig voneinander bewegbar angeordnet. Wie in Figur 2 dargestellt, ist an der im Gebrauch unteren Seite des Rahmens das Befestigungsmittel 15, beispielsweise in der Form einer horizontalen Metallplatte, angeordnet. Die Metallplatte weist verschiedene Bohrungen bzw. allgemeine Öffnungen auf, mit denen die Metallplatte mit der Fußmechanik der
Bewegungseinrichtung eines Systems für die gerätegestützte Lokomotionstherapie verbunden werden kann (siehe auch Figur 4). Am proximalen Ende des
Befestigungsmittels 15 ist der Rahmen 11 befestigt. Der Rahmen 11 bildet eine flache Tragsäule, deren Wandstärke so bemessen ist, dass die bei der Therapie auftretenden Kräfte in das Bein eingeleitet werden können. Die Tragsäule weist eine bogenförmig gekrümmte Form auf, wobei das obere, vom Befestigungsmittel 15 beabstandete Ende des Rahmens 11 in etwa auf derselben Höhe oder etwas vor dem distalen Ende des Befestigungsmittels endet.
Konkret ist der Rahmen 11 mehrteilig aufgebaut und weist verschiedene
Abschnitte auf. Der erste Rahmenabschnitt 31 ist mit dem Befestigungsmittel 15 fest verbunden und erstreckt sich schräg nach hinten, so dass der erste
Rahmenabschnitt 31 zumindest teilweise über das Befestigungsmittel 15 hinausragt. Der zweite Rahmenabschnitt 32 ist mit dem ersten Rahmenabschnitt 31 lösbar verbunden und erstreckt sich in etwa senkrecht nach oben, bezogen auf das Befestigungsmittel 15. Der dritte Rahmenabschnitt 33 ist einteilig mit dem zweiten Rahmenabschnitt 32 verbunden und erstreckt sich schräg nach vorne, woraus sich die Bogenform des gesamten Rahmens 11 ergibt. Ein vierter
Rahmenabschnitt 34 ist mit dem dritten Rahmenabschnitt 33 verbunden und verlängert diesen schräg nach vorne.
Die Richtungsangaben nach hinten bzw. nach vorne beziehen sich auf die
Gangrichtung, die in Figur 1 von rechts nach links erfolgt.
Der vierte Rahmenabschnitt 34 bildet ein verstellbares Rahmenteil 27, das mit dem ortsfesten Rahmenteil 28 entsprechend dem dritten Rahmenabschnitt 33 gelenkig verbunden ist. Dazu ist ein zweites Einstellelement 16 vorgesehen, beispielsweise in der Form eines Drehgelenks, das zum Verstellen des
verstellbaren Rahmenteils gelöst und in Gebrauch fixiert ist. Für die vertikale Höhenverstellung des Rahmens 11 ist der zweite Rahmenabschnitt 32 als
Lochplatte ausgebildet und bildet somit ein drittes Einstellelement 17, das den ortsfesten ersten Rahmenabschnitt 31 mit dem höhenverstellbaren Rahmenteil, umfassend den dritten Rahmenabschnitt 33 und den vierten Rahmenabschnitt 34, verstellbar verbindet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist der Rahmen 11 dreiteilig ausgebildet. Es ist auch möglich, den Rahmen 11 zweiteilig auszubilden, so dass der Rahmen selbst nur die Verschwenkfunktion erfüllt. Die vertikale
Verstellbarkeit der Haltemittel 12a, 12b kann anderweitig realisiert sein. Es ist auch möglich, nur die Höhenverstellbarkeit des Rahmens 11 vorzusehen, wobei die Verschwenkbarkeit des Haltemittels 12c für den Oberschenkel anderweitig realisiert ist.
Die Haltemittel 12a, 12b, 12c sind beweglich am Rahmen 11 befestigt. Dazu weist jedes Haltemittel 12a ein Bewegungselement 14 auf. Das Bewegungselement 14 ist ein längliches, insbesondere zylinderförmiges Bauteil, das sich im
Wesentlichen parallel zum Rahmen erstreckt. Der Rahmen 11 und die
Bewegungsmittel 14 erstrecken sich in parallelen Sagittalebenen. Die Befestigung der Bewegungselemente 14 erfolgt durch erste Einstellelemente 18, die fest mit dem Rahmen 11 verbunden sind. Die Einstellelemente 18 bilden
Befestigungsschellen, in die das jeweilige Bewegungselement 14 lösbar eingespannt ist. Durch Lösen der Befestigungsschellen können die
Bewegungselemente 14 in sagittaler Richtung verstellt werden, so dass die Position der Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel verändert werden kann.
Das Bewegungselement 14 für das obere Haltemittel 12c für den Oberschenkel ist starr mit dem Rahmen 11 verbunden. Alternativ kann eine sagittal verstellbare Verbindung des Bewegungselements 14 mit dem Rahmen 11 erfolgen.
Wie besonders gut anhand von Figur 2 zu erkennen, sind die Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel und das Haltemittel 12c für den Oberschenkel in
Längsrichtung des Rahmens 11 versetzt angeordnet. Das bedeutet, dass die Haltemittel 12a, 12b weiter unten am Rahmen 11 als das Haltemittel 12c für den Oberschenkel befestigt sind. Zwischen dem oberen Haltemittel 12b für den Unterschenkel und dem Haltemittel 12c für den Oberschenkel ist in vertikaler Richtung ein Abstand ausgebildet. Außerdem weist das Haltemittel 12c für den Oberschenkel in eine rückwärtige Richtung, d.h. in Gangrichtung nach hinten. Die Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel weisen in entgegengesetzter
Richtung. Insofern sind die Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel und das Haltemittel 12c für den Oberschenkel einander gegenüber angeordnet. Hier besteht ein Abstand zwischen den Haltemitteln 12a, 12b für den Unterschenkel und dem Haltemittel 12c für den Oberschenkel in horizontaler Richtung.
Insgesamt sind die Haltemittel 12a, 12b, 12c so angeordnet, dass im Gebrauch ein Bein zwischen den Haltemitteln 12a, 12b, 12c fixierbar ist.
Das Haltemittel 12c für den Oberschenkel ist am vierten Rahmenabschnitt 34 bzw. am verschwenkbaren Rahmenteil 27 befestigt, und zwar am freien Ende des Rahmenteils 27. Die Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel sind im unteren Bereich des Rahmens 11, konkret am höhenverstellbaren Rahmenteil, befestigt.
Allgemein weisen die Haltemittel 12a, 12b, 12c jeweils eine Anlagefläche 35 für das Bein auf. Die Anlagenflächen 35 der Haltemittel 12a, 12b für den
Unterschenkel und die Anlagefläche 35 für den Oberschenkel sind am jeweiligen Ende der Haltemittel angeordnet und weisen in entgegen gesetzte Richtungen, so dass die jeweilige Anlagefläche mit der Vorderseite des Oberschenkels bzw. mit der Rückseite des Unterschenkels in Berührung kommt, wenn das Bein in der Vorrichtung bewegt wird.
Das Flexionsmittel 13, in dessen Bereich sich im Gebrauch das Kniegelenk befindet, ist in Rahmenlängsrichtung zwischen dem oberen Haltemittel 12b für den Unterschenkel und dem Haltemittel 12c für den Oberschenkel angeordnet. Das Flexionsmittel 13, insbesondere die gepolsterte Rolle fluchtet in etwa mit den Haltemitteln 12a, 12b für den Unterschenkel. Eine andere Position ist aufgrund der Einstellbarkeit des Flexionsmittels 13 bzw. der Haltemittel 12a, 12b, möglich. Konkret ist das Flexionsmittel 13 im Bereich des zweiten Einstellmittels 16 bzw. des Drehgelenks angeordnet.
Das Flexionsmittel 13 weist eine Längsachse auf, die senkrecht zum Rahmen 11 verläuft. Die gekrümmte Oberfläche des Flexionsmittels 13, an der das Kniegelenk im Gebrauch anliegt, erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Längsachse.
Das Flexionsmittel 13 ist an einem Winkelstück befestigt, dessen einer Schenkel parallel zum Rahmen 11 angeordnet ist. Am anderen Schenkel ist die gepolsterte Rolle bzw. allgemein die Rolle für das Kniegelenk angebracht. Im parallelen Schenkel sind mehrere Langlöcher vorgesehen, durch die das Flexionsmittel 13, konkret das Winkelstück mit dem Rahmen verstellbar befestigt ist. Das Winkelstück weist ein mittiges Langloch auf, das mit dem Drehgelenk, konkret mit der Befestigungsschraube des Drehgelenks, in Eingriff ist. Parallel zu dem mittigen Langloch sind wenigstens ein, insbesondere zwei äußere Langlöcher vorgesehen, durch die das Fixiermittel 13 mittels entsprechender Schrauben am Rahmen 11 befestigbar ist.
Für die Fazilitation sind die Bewegungselemente 14, konkret alle
Bewegungselemente 14 zur Erzeugung einer Kraft angepasst, die im Gebrauch durch das jeweilige Haltemittel 12a, 12b, 12c auf das Bein übertragbar ist. Dazu sind die Bewegungselemente 14, wie in Figur 5 dargestellt, aufgebaut. Allgemein besteht jedes Bewegungselement 14 aus einem Gehäuse 22, insbesondere aus einem äußeren Zylinder, der durch ein elastisches Mittel 24, beispielsweise eine Druckfeder, beweglich mit einem Kolben, konkret mit einem inneren Zylinder 23, verbunden ist. Der Kolben 23 ist im Gehäuse 22 geführt und durch eine
Federkraft betätigbar. Am Kolben bzw. inneren Zylinder 23 ist das jeweilige Haltemittel 12a, 12b, 12c befestigt. Hierfür sind geeignete Anschlüsse,
beispielsweise für eine Schraubverbindung, vorgesehen.
Zur Einstellung der auf das Bein wirkenden Kraft ist ein Stellorgan 25 vorgesehen. Das Stellorgan 25 ist als Spannvorrichtung ausgebildet, die am Gehäuse 22 bzw. am äußeren Zylinder fest angebracht ist und als Endanschlag des
Bewegungsausmaßes des Kolbens 23 bzw. des inneren Zylinders 23 und/oder als Vorspannelement für das elastische Mittel 24 bzw. die Druckfeder dient. Durch die mit dem Anschlag 26 verbundene Schraube lässt sich einfach die Vorspannung bzw. der Bewegungsweg des Haltemittels 12a, 12b, 12c einstellen.
Allgemein wird damit die Erzeugung einer elastischen Kraft durch das
Bewegungselement 14 erreicht. Das vorstehend im Detail erläuterte
Bewegungselement ist ein Beispiel für die einleitend beschriebene distale
Rahmenverbindung des Bewegungselementes. Alternativ oder zusätzlich kann eine proximale Anordnung des Bewegungselementes vorgesehen sein, bspw.
indem die Manschette als komprimierbares Luftkissen ausgebildet ist.
Weitere Einzelheiten des Ausführu ngsbeispiels sind in der Draufsicht gemäß Figur 3 dargestellt, aus der ersichtlich ist, dass die Haltemittel 12a, 12b für den
Unterschenkel und das Haltemittel 12c für den Oberschenkel in
Gegenüberstellung mit aufeinander zuweisenden Halteflächen angeordnet sind. Ferner ist in Figur 3 gut ersichtlich, dass die ersten Einstellelemente 18 sich senkrecht zum Rahmen 11 erstrecken und die Bewegungselemente 14 in einer senkrechten Position aufnehmen, so dass diese parallel zum Rahmen 11 angeordnet sind. Weiterhin ist in Figur 3 zu erkennen, dass das Halteelement 12c in der in Figur 3 dargestellten Ruheposition schräg nach oben geneigt ist, wodurch die Anlage des Halteelements 12c am Oberschenkel begünstigt wird.
Die genauen Bewegungsabläufe des Beines in der Vorrichtung unterscheiden sich je nach Programmierung des Systems für die gerätegestützte Lokomotions- therapie, mit dem die Vorrichtung benutzt wird. Allgemein kommt das Haltemittel 12c für den Oberschenkel bei der Streckung des Beins mit dem Oberschenkel in Anlage, wobei die gewünschte Gegenkraft durch das Bewegungselement 14 durch das Haltemittel 12c auf den Oberschenkel ausgeübt wird (Fazilitation). Bei der Beugung kommt der Oberschenkel vom Haltemittel 12c für den Oberschenkel frei. Die Beugung des Knies wird durch das Flexionsmittel 13 unterstützt, das mit der Kniekehle in Anlage kommt. Die Anlage am Haltemittel 12c für den Oberschenkel und am Flexionsmittel 13 erfolgt intermittierend.
Die Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel berühren diesen bei der Beugung und/oder bei der Streckung des Beines. Eine Funktion der Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel ist die mechanische Stabilisierung des Beines. Eine weitere Funktion ist die Verbesserung der Muskelspannung durch die Berührung der Haut ähnlich wie Anregung der Haut durch Physiotapes.
Eine auf den jeweiligen Patienten angepasste Position der Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel wird durch Verstellen der Haltemittel 12a, 12b für den Unterschenkel erreicht.
In Figur 4 ist die Vorrichtung gemäß Figur 1 im montierten Zustand im
Zusammenhang mit einem System für eine gerätegestützte Lokomotionstherapie dargestellt. Hierfür kommen unterschiedliche Systeme in Frage, beispielsweise das System gemäß DE 10 2009 022 560 AI, die auf die Anmelderin zurückgeht. Bei diesem System sind angetriebene steuerbare Bewegungseinrichtungen vorgesehen, von denen eine in Figur 4 gezeigt ist. Die Bewegungseinrichtungen sind mit einem ortsfesten Rahmen (nicht dargestellt) verbunden und weisen Haltemittel zur Befestigung jeweils eines Fußes auf. Das Haltemittel zur Befestigung des Fußes ist in Figur 4 gezeigt und mit der Grundplatte bzw. mit dem Befestigungsmittel 15 der Vorrichtung fest verbunden.
Die Bewegungseinrichtungen des Systems sind unabhängig voneinander entlang von Gangtrajektorien bewegbar. Die Bewegungseinrichtungen umfassen jeweils einen in verschiedenen Höhenlagen schwenkbaren Ausleger, der einerseits an einem ersten Schlitten einer Linearführung angelenkt und andererseits mit einem der Haltemittel drehbeweglich verbunden ist. In Gangrichtung vor dem ersten Schlitten und relativ beweglich zum ersten Schlitten ist ein zweiter Schlitten der Linearführung angeordnet, der mit dem Ausleger durch ein Verbindungselement gelenkig verbunden ist. Der erste Schlitten weist einen ersten Linearantrieb zur Änderung der Höhenlage des jeweiligen Haltemittels auf. Der Ausleger ist mit einem Drehantrieb ausgestattet zur Änderung der Neigung des jeweiligen Haltemittels.
An Stelle des vorstehend genannten Systems kann auch auf andere bekannte Systeme zurückgegriffen werden, beispielsweise auf das System gemäß DE 10 2006 035 715 AI.
Bezugszeichenliste
11 Rahmen
12a, 12b, 12c Haltemittel
13 Flexionsmittel
14 Bewegungselement
15 Befestigungsmittel
16 Einstellelement Oberschenkel
17 vertikales Einstellelement Unterschenkel
18 sagittales Einstellelement Unterschenkel
19 Haltemittel Fußplatte
20 Verbindungsmittel
21 Fußplatte
22 Gehäuse (äußerer Zylinder)
23 Kolben (innerer Zylinder)
24 elastisches Mittel (Druckfeder) 25 Spannvorrichtung (Stellorgan)
26 Anschlag
27 Rahmenteil
28 Rahmenteil
29 Einstellelement
30 Bewegungseinrichtungen
31 1. Rahmenabschnitt
32 2. Rahmenabschnitt
33 3. Rahmenabschnitt
34 4. Rahmenabschnitt
35 Anlagefläche

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur therapeutischen Behandlung der unteren Extremitäten eines Menschen mit einem Rahmen (11), der sich im Gebrauch entlang einer der unteren Extremitäten erstreckt, wobei am Rahmen (11) ein Flexionsmittel (13) für das Kniegelenk befestigt ist,
g e ke n n ze i c h n et d u rc h
wenigstens ein Haltemittel (12c) für den Oberschenkel und wenigstens ein Haltemittel (12a, 12b) für den Unterschenkel, die jeweils mit dem Rahmen (11) verbunden sind und jeweils ein Bewegungselement (14) aufweisen, wobei
die Haltemittel (12c) für den Oberschenkel und den Unterschenkel (12a, 12b) in Rahmenlängsrichtung versetzt und einander gegenüber angeordnet sind derart, dass das Bein im Gebrauch zwischen den
Haltemitteln (12a, 12b, 12c) fixierbar ist,
das Flexionsmittel (13) in Rahmenlängsrichtung zwischen den Haltemitteln (12a, 12b, 12c) angeordnet ist derart, dass das Flexionsmittel (13) im Gebrauch im Bereich der Kniekehle angeordnet ist,
das Bewegungselement (14) zur Erzeugung einer Kraft angepasst ist, die im Gebrauch durch das jeweiligen Haltemittel (12a, 12b, 12c) auf das Bein übertragbar ist, und
der Rahmen (11) mit einem System zur gerätegestützen Lokomotionstherapie verbindbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Bewegungselement (14) sagittal ausgerichtet ist derart, dass das Bein in einer sagittalen Hauptrichtung mit einer Kraft beaufschlagbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Bewegungselement (14) ein Gehäuse (22) mit einem Kolben (23) aufweist, der im Gehäuse (22) geführt und durch eine Federkraft betätigbar ist, wobei die Gehäuse-Kolbenanordnung das Haltemittel (12a, 12b, 12c) und den Rahmen (11) beweglich verbindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
der Kolben (23) einen Innenraum aufweist, in dem eine Druckfeder angeordnet ist, die einerseits mit dem Kolben (23) und andererseits mit dem Gehäuse (22) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Bewegungselement (14) ein Stellorgan zur Einstellung der auf das Bein wirkenden Kraft und/oder des Bewegungsweges des Haltemittels aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Stellorgan (25) eine Schraube umfasst, die mit einem Anschlag (26) für die Druckfeder verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Bewegungselement (14) zur Änderung der sagittalen Position eines Haltemittels, insbesondere des Haltemittels (12a, 12b) für den
Unterschenkel, mit dem Rahmen (11), verstellbar, insbesondere durch ein erstes Einstellelement (18) verstellbar, verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
der Rahmen (11) mehrteilig ausgebildet und zur Positionierung eines oder mehrerer Haltemittel (12a, 12b, 12c) verstellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
der Rahmen (11) ein zweites Einstellelement (16) umfasst, das einen verschwenkbaren Rahmenteil (27) und einen ortsfesten Rahmenteil (28) gelenkartig verbindet, wobei wenigstens ein Haltemittel, insbesondere das Haltemittel (12c) für den Oberschenkel, am verschwenkbaren Rahmenteil (27) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
der Rahmen (11) ein drittes Einstellelement (17) umfasst, das einen höhenverstell-ibaren Rahmenteil und einen ortsfesten Rahmenteil (28) verbindet, wobei wenigstens ein Haltemittel, insbesondere das Haltemittel (12a, 12b) für den Unterschenkel, am höhenverstell-ibaren Rahmenteil befestigt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das dritte Einstellelement (17) eine Lochplatte umfasst, die in
verschiedenen Höhenlagen des Rahmens (11) fixierbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
ein einziges Haltemittel (12c) für den Oberschenkel und zwei Haltemittel (12a, 12b) für den Unterschenkel am Rahmen (11) befestigt sind, wobei die Haltemittel (12a, 12b) für den Unterschenkel übereinander beabstandet angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass
das Flexionselement (13) zur Änderung der sagittalen Position mit dem Rahmen (11) verstellbar, insbesondere durch ein viertes Einstellelement (29) verstellbar, verbunden ist.
14. System zur gerätegestützen Lokomotionstherapie mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, das angetriebene steuerbare Bewegungseinrichtungen aufweist, die entlang von Gangtrajektorien bewegbar sind, wobei der Rahmen (11) der Vorrichtung mit einer der Bewegungseinrichtungen verbunden, insbesondere lösbar verbunden ist.
15. Verfahren zur Steuerung einer der Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Position des Flexionsmittels (13) und/oder der Haltemittel (12a, 12b) für den Unterschenkel verändert wird derart, dass sich der
Plantarflexionswinkel oder der Dorsalflexionswinkel des Beines ändert.
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