DE19716942A1 - Therapie- und Trainingsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Therapie- und Trainingsgerät zur zwangsgeführten Kniegelenkbewegung mit zwei an einer Führungsanord­ nung angeordneten Unterschenkelaufnahmen, die über Gelenkeinrichtun­ gen an ein Übertragungselement der Führungsanordnung angeschlossen sind, das die Unterschenkelaufnahmen bewegungsgekoppelt miteinander verbindet, derart, daß eine Schwenkbewegung des einen Unterschenkels infolge einer Kniebeugung eine gegensinnige Schwenkbewegung des anderen Unterschenkels auslöst.

Aus der WO 96/29040 ist ein Therapie- und Trainingsgerät der eingangs genannten Art bekannt, das als Übertragungselement ein Seil aufweist, an das die Gelenkeinrichtungen, die über Gelenkhebel eine Verbindung zu den Unterschenkelaufnahmen herstellen, angeschlossen sind. Die über das Seil bewegungsgekoppelt miteinander verbundenen Gelenkeinrichtungen werden in einer als Führungsschiene ausgebildeten, waagerecht angeord­ neten Führungsanordnung geführt, die am Boden bzw. auf dem Unter­ grund angeordnet ist, auf dem sich auch der zu therapierende Patient befindet. Daher befinden sich die Unterschenkelaufnahmen bei dem be­ kannten Therapie- und Trainingsgerät im Betrieb oberhalb der Gelenkein­ richtungen.

Im Betrieb des bekannten Therapie- und Trainingsgerätes hat es sich in einzelnen Fällen für den zu therapierenden Patienten als schwierig heraus­ gestellt, das sich in der Streckung befindende Bein aus der Strecklage herauszubewegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Thera­ pie- und Trainingsgerät der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, das es dem Patienten erleichtert, das sich in der Strecklage befindliche Bein aus der Strecklage herauszubewegen, um die Bewegungstherapie fortsetzen zu können.

Diese Aufgabe wird durch ein Therapie- und Trainingsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 3 oder des Anspruchs 5 gelöst.

Bei der Lösung gemäß Anspruch 1 wird zum Anschluß der Unterschenkel­ aufnahmen an die Gelenkeinrichtungen ein Hebel vorgesehen, der ein hinsichtlich der Drehrichtung einer Beinstreckung entgegenwirkendes Rückstellmoment um einen Gelenkdrehpunkt der betreffenden Gelenkein­ richtung bewirkt.

Durch die erfindungsgemäße Art der Anlenkung der Unterschenkelauf­ nahmen an die Gelenkeinrichtung wird sichergestellt, daß nicht das ge­ samte Gewicht des sich in der Strecklage befindenden Beines in einer die Strecklage stabilisierenden Weise wirkt, sondern daß zumindest ein Teil des in der Unterschenkelaufnahme aufgenommenen Unterschenkels bezo­ gen auf den Gelenkdrehpunkt der Gelenkeinrichtung ein dieser Stabilisie­ rungslage entgegenwirkendes Moment verursacht. Hierdurch wird das Anheben des Beines, um zu Beginn der Beugungsbewegung des Beines zumindest geringfügig aus der Strecklage herauszukommen, für den Patienten wesentlich erleichtert.

Wenn der Hebel in seiner Wirklänge veränderbar ausgebildet ist, kann eine Veränderung während der Bewegung oder auch eine Anpassung an die Hebelverhältnisse der Beine des Patienten vorgenommen werden.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung sind die Gelenkeinrich­ tungen derart an der Führungsanordnung angeordnet, daß sich diejenige Gelenkeinrichtung, die über die zugehörige Unterschenkelaufnahme dem gebeugten Bein zugeordnet ist, gegenüber derjenigen Gelenkeinrichtung, die über die zugehörige Unterschenkelaufnahme dem gestreckten Bein zugeordnet ist, in einer erhöhten Position befindet.

Hierdurch kann man das gegenüber dem gestreckten Bein erhöhte Ener­ giepotential des gebeugten Beines nutzen, um dem Patienten ein Heraus­ bewegen des gestreckten Beines aus der Strecklage zu ermöglichen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, die Führungsanordnung so auszubilden, daß sie eine ge­ neigte Führungsbahn für die Gelenkeinrichtungen aufweist.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung sind die Unterschenke­ laufnahmen derart an den Gelenkeinrichtungen angeordnet, daß sich die Kraftachse des gestreckten Beines unterhalb eines Gelenkdrehpunktes der Gelenkeinrichtungen befindet.

Hierdurch wird sichergestellt, daß beim Übergang des gebeugten Beines aus seiner Endstellung in die gestreckte Stellung über das Übertragungs­ element eine Kraft auf das sich in der Strecklage befindende Bein übertra­ gen wird, mit der Folge, daß sich ein hinsichtlich seiner Drehrichtung der Streckbewegung dieses Beines entgegenwirkendes Rückstellmoment um den Gelenkdrehpunkt der Gelenkeinrichtung einstellt. Auch diese Maß­ nahme ermöglicht es daher dem Patienten auf einfache Art und Weise, den sich bei Strecklage eines Beines einstellenden Totpunkt der Bewegung im Therapie- und Trainingsgerät zu überwinden.

Die vorstehend erläuterten, voneinander unabhängigen Lösungen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe können auch in beliebigen Kombi­ nationen miteinander kombiniert werden, um den bereits durch jede einzelne Lösung erzielten Effekt der spürbar verbesserten Überwindung des Bewegungstotpunktes der im Therapie- und Trainingsgerät durchge­ führten Bewegung noch weiter zu verbessern.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der unabhängigen Lösungen gemäß den Ansprüchen 1, 3 und 5 näher erläutert.

So erweist es sich bei jeder der erfindungsgemäßen Lösungen als vorteil­ haft, wenn die Gelenkeinrichtungen in ihrer Relativanordnung gegenüber dem Übertragungselement veränderbar sind. Hierdurch ist es beispielswei­ se möglich, den linearen Bewegungsbereich längs der Führungsbahn zu verändern, ohne daß eine Veränderung der Relativposition des Therapie- und Trainingsgeräts gegenüber dem Patienten notwendig wäre.

Weiterhin erweist es sich bei sämtlichen der erfindungsgemäßen Lösungen als vorteilhaft, wenn die Gelenkeinrichtungen mit einer Schwenkradiusbe­ grenzungseinrichtung versehen sind, um so das Bogenmaß des gewünsch­ ten Bewegungsbereiches genau festlegen zu können.

Eine Verbesserung in der praktischen Handhabung des Therapie- und Trainingsgerätes läßt sich bei jeder Lösung dadurch erzielen, daß die Unterschenkelaufnahmen über eine Rastverbindung lösbar mit den Gelenk­ einrichtungen verbunden sind.

Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die Positionierung des Therapie- und Trainingsgerätes am Patienten ohne die ausladenden Unterschenkel­ aufnahmen durchzuführen und dadurch auch die Positionierung für den Patienten angenehmer zu gestalten.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Rastverbindung wird erreicht, wenn ein als Rastzapfen ausgebildeter Verbindungsgelenkzapfen an den Unterschenkelaufnahmen vorgesehen wird, der für den Eingriff in ein Drehgelenkauge der Gelenkeinrichtung bestimmt ist.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des Therapie- und Trainingsgerätes anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Therapie- und Trainingsgerät in einer Seitenansicht;

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Therapie- und Trainingsgerät in einer Stirnansicht;

Fig. 3 eine Gelenkeinrichtung des Therapie- und Trainingsgerät es in einer Einzeldarstellung;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung der in Fig. 3 dargestellten Gelenkein­ richtung gemäß dem Schnittlinienverlauf IV-IV in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt ein Therapie- und Trainingsgerät 10 im Therapieeinsatz an einem Patienten. Das Therapie- und Trainingsgerät 10 weist in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine Führungsbahnanordnung 1 1 mit vier Führungsstangen 12, 13, 14, 15 auf, die an ihren Enden über Ständerteile 16, 17, die jeweils zwei Klemmhälften 18, 19 (siehe Fig. 2) aufweisen, zu der Führungsbahnanordnung 11 zusammengefaßt sind. An den unteren Enden der Ständerteile 16, 17 befinden sich Standfüße 20, 21 und 22, die eine Aufstellung des Therapie- und Trainingsgerätes 10 zwischen Beinen eines Patienten, wie in Fig. 1 dargestellt, ermöglichen.

Beidseitig der Führungsbahnanordnung 11, also sowohl dem Betrachter von Fig. 1 zugewandt, als auch vom Betrachter der Fig. 1 abgewandt, befindet sich jeweils eine Gelenkeinrichtung 23, 24, die über ein auf jeweils zwei Führungsstangen 12, 14 bzw. 13, 15 längs verschiebbar angeordnetes Führungsteil 25 mit der Führungsbahnanordnung 11 verbun­ den ist. Jedes Führungsteil 25 weist zwei Längsführungen 26, 27 auf, die zum einen eine sichere Führung längs den Führungsstangen 12, 14 bzw. 13, 15 ermöglichen, zum anderen ein seitliches Wegschwenken der Ge­ lenkeinrichtungen 23, 24 von der Führungsbahnanordnung 11 verhindern.

Zur Bewegungskopplung zwischen den Gelenkeinrichtungen 23, 24 ist ein hier als Zahnriemen 28 ausgebildetes Übertragungselement vorgesehen, das über zwei seitlich an den Ständerteilen 16, 17 positionierte Um­ lenkrollen 29, 30 um die Führungsbahnanordnung 11 herumgeführt ist. Zum Anschluß der Gelenkeinrichtungen 23, 24 an den Zahnriemen 28 weisen diese schwenkbar an dem Gelenkeinrichtungen 23, 24 angeordnete Mitnehmer 31 auf, die den Zahnriemen 28 formschlüssig geklemmt zwi­ schen sich und dem Führungsteil 25 der Gelenkeinrichtung 23, 24 aufneh­ men. Dabei wird der formschlüssige Eingriff der Mitnehmer 31 mit dem Zahnriemen 28 mittels einer hier nicht näher dargestellten Druckfeder gesichert. Zum Lösen des Mitnehmereingriffs kann der Mitnehmer 31 unter Überwindung der Federkraft um eine Mitnehmerachse 32 ver­ schwenkt werden. In dieser gelösten Stellung ist es möglich, den Abstand g der Gelenkeinrichtungen 23, 24 stufenlos zu verändern, oder diese bei Aufrechterhaltung eines gewünschten Abstands g beide um dasselbe Maß in die eine oder andere Richtung längs der Führungsbahnanordnung 11 zu verschieben.

Zur Aufnahme von Unterschenkeln 32, 33 der Patientenbeine sind über Hebelanordnungen 34 Unterschenkelaufnahmen 35, 36 schwenkbar mit den Gelenkeinrichtungen 23, 24 verbunden. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 wird der in seinen Umrißkonturen dargestellte linke Unterschenkel 32 des Patienten von der mit der Gelenkeinrichtung 23 verbundenen Unterschen­ kelaufnahme 35 aufgenommen, derart, daß sich das linke Bein in seiner Beugestellung befindet. Demgegenüber befindet sich der rechte Unter­ schenkel des Patienten, der lediglich durch den Verlauf der zugeordneten Unterschenkelachse 33 dargestellt ist, derart in der der Gelenkeinrichtung 24 zugeordneten Unterschenkelaufnahme 36, daß sich das rechte Bein des Patienten in seiner Strecklage befindet.

Bei einer Überführung des linken Patientenbeines von seiner Beugestel­ lung in seine Strecklage, also bei einem Verschwenken des linken Unter­ schenkels gegenüber dem zugeordneten Oberschenkel, erfolgt kraftgekop­ pelt über die Unterschenkelaufnahme 35 und die Hebelanordnung 34 eine Längsverschiebung der Gelenkeinrichtung 23 nach rechts. Im gleichen Maße erfolgt kraftgekoppelt über den Zahnriemen 28, die Gelenkeinrich­ tung 24, die Hebelanordnung 34 und die Unterschenkelaufnahme 36 eine entgegengesetzte Bewegung des rechten Patientenbeines von seiner in Fig. 1 dargestellten Strecklage in die Beugelage.

Wie in Fig. 1 dargestellt und noch deutlicher auf den Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, ist die Hebelanordnung 34 über einen in einem Drehgelenkau­ ge 37 der Gelenkeinrichtung 23, 24 eingesetzten Verbindungsgelenkzapfen 38 schwenkbar mit der Gelenkeinrichtung 23, 24 verbunden. Wie Fig. 4 weiter zeigt weist der Verbindungsgelenkzapfen 38 eine umlaufende Rastnut 39 auf, in die ein federbelasteter Verriegelungszapfen 40 ein­ greift. Zum Einsetzen des Verbindungsgelenkzapfens 38 in das Drehgelen­ kauge 37 der Gelenkeinrichtung 23, 24 wird der Verbindungsgelenkzapfen 38 unter Überwindung des Federwiderstandes des Verriegelungszapfens 40 bis zum Einrasten des Verriegelungszapfens 40 in die Rastnut 39 in das Drehgelenkauge 37 eingedrückt. Dabei wirkt ein am Ende des Verbin­ dungsgelenkzapfens 38 ausgebildeter Einführungskonus 41 unterstützend. Zum Lösen des Verbindungsgelenkzapfens 38 aus dem Drehgelenkauge 37 wird der Verriegelungszapfen 40 entgegen dem Widerstand der hier nicht näher dargestellten Feder aus seiner Führungsbohrung 42 so weit heraus­ bewegt, daß die Rastnut 39 freigegeben und der Verbindungsgelenkzapfen 38 aus dem Drehgelenkauge 37 herausgezogen werden kann.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Hebelanordnung 34 abgewinkelt ausgebildet, so daß eine von der Unterschenkelaufnahme 35, 36 über eine Aufnahmenver­ bindung 41 auf ein Hebelende 44 der Hebelanordnung 34 wirkende Ge­ wichtskraft G ein Gewichtsmoment bewirkt, das der Gewichtskraft G multipliziert mit einer Hebelkröpfung h der Hebelanordnung 34 entspricht. Zur Beeinflussung des Gewichtsmomentes kann die Hebelkröpfung h veränderbar ausgeführt sein.

Wie aus der Übertragung dieses Gewichtsmomentes G.h in Fig. 1 deut­ lich wird, wirkt dieses Moment unterstützend bei der Bewegung des in Fig. 1 rechten Patientenbeines aus seiner Strecklage, die mit einer End­ punkts- oder Totlage der Hin- und Herbewegung der Gelenkeinrichtungen 23, 24 längs der Führungsbahnanordnung 11 zusammenfällt.

Wie aus Fig. 1 ferner hervorgeht, ist in der dargestellten Strecklage des rechten Patientenbeines die Unterschenkelaufnahme 36 über die Hebel­ anordnung 34 derart mit der Gelenkeinrichtung 24 verbunden, daß sich die Unterschenkelachse 33 um ein Versatzmaß v nach unten zum Drehgelenk­ punkt 45 der Gelenkeinrichtung 24 versetzt befindet. Zusammen mit der Rückstellkraft R, die infolge einer Streckbewegung des linken Patienten­ beines über den Zahnriemen 28 und die Unterschenkelaufnahme 36 auf das rechte Patientenbein bzw. die Unterschenkelachse 33 des rechten Unter­ schenkels übertragen wird, wirkt ein Rückstellmoment R.v, das - in ähnlicher Weise, wie das zuvor erläuterte Gewichtsmoment G.h - die Bewegung des rechten Patientenbeines aus seiner Strecklage unterstützt.

Durch eine veränderbare Ausbildung von v - beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung der Hebelanordnung 34 - kann die Größe des Rückstellmomentes beeinflußt werden.

Weiterhin wird aus Fig. 1 deutlich, daß sich aufgrund der geneigten Führungsbahnanordnung 11 die dem gebeugten Bein zugeordnete Gelen­ keinrichtung 23 auf einem höheren Niveau befindet als die dem gestreck­ ten Bein zugeordnete Gelenkeinrichtung 24. Hierdurch wird es möglich, die Gewichtskraft des gebeugten Beines bei der Bewegung des gestreckten Beines aus seiner Strecklage heraus unterstützend einzusetzen.

Wie Fig. 3 zeigt, weist die Gelenkeinrichtung 23 bzw. 24 eine Schwenk­ radiusbegrenzungseinrichtung 46 mit zwei in ihrer Relativposition gegen­ über der Gelenkeinrichtung 23, 24 veränderbaren Winkelanschlägen 47, 48 auf, die mit einem Anschlagzapfen 49 an der Hebelanordnung 34 zusam­ menwirken und somit die Schwenkbewegung der Hebelanordnung 34 gegenüber der Gelenkeinrichtung 23, 24 begrenzen.

Wie Fig. 2 noch zeigt, sind im vorliegenden Fall die dem in Fig. 1 linken Ständerteil 16 zugeordneten Standfüße 20, 21 über Stangenauszüge 50, 51 in zugeordneten Stangenaufnahmen 52, 53 am Ständerteil 16 angeschlos­ sen. Hierdurch wird es möglich, die Standfüße 20, 21 bei Bedarf ganz vom Ständerteil 16 zu entfernen, oder über eine durch Längsverschiebung in den Stangenaufnahmen 52, 53 veränderbare Auszuglänge a die Positionie­ rung der Standfüße gegenüber dem Ständerteil entsprechend den gegebe­ nen Bedingungen zu wählen.

Claims (9)

1. Therapie- und Trainingsgerät zur zwangsgeführten Kniegelenkbe­ wegung mit zwei an einer Führungsanordnung angeordneten Unter­ schenkelaufnahmen, die über Gelenkeinrichtungen an ein Übertra­ gungselement der Führungsanordnung angeschlossen sind, das die Unterschenkelaufnahmen bewegungsgekoppelt miteinander verbin­ det, derart, daß eine Schwenkbewegung des einen Unterschenkels infolge einer Kniebeugung eine gegensinnige Schwenkbewegung des anderen Unterschenkels auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß der Unterschenkelaufnahmen (35, 36) an die Gelenkeinrichtungen (23, 24) ein Hebel (34) vorgesehen ist, der ein hinsichtlich der Drehrichtung einer Beinstreckung entgegenwirken­ des Rückstellmoment (G × h) um einen Gelenkdrehpunkt (45) der betreffenden Gelenkeinrichtung (23, 24) bewirkt.

2. Therapie-kund Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (34) in seiner Wirklänge veränderbar ist.

3. Therapie- und Trainingsgerät zur zwangsgeführten Kniegelenkbe­ wegung mit zwei an einer Führungsanordnung angeordneten Unter­ schenkelaufnahmen, die über Gelenkeinrichtungen an ein Übertra­ gungselement der Führungsanordnung angeschlossen sind, das die Unterschenkelaufnahmen bewegungsgekoppelt miteinander verbin­ det, derart, daß eine Schwenkbewegung des einen Unterschenkels infolge einer Kniebeugung eine gegensinnige Schwenkbewegung des anderen Unterschenkels auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtungen (23, 24) derart an der Führungsanord­ nung (11) angeordnet sind, daß sich diejenige Gelenkeinrichtung (23), die über die zugehörige Unterschenkelaufnahme (35) dem ge­ beugten Bein zugeordnet ist, gegenüber derjenigen Gelenkeinrich­ tung (24), die über die zugehörige Unterschenkelaufnahme (36) dem gestreckten Bein zugeordnet ist, in einer erhöhten Position befindet.

4. Therapie- und Trainingsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsanordnung (11) eine geneigte Führungsbahn (12, 13, 14, 15) für die Gelenkeinrichtungen (23, 24) aufweist.

5. Therapie- und Trainingsgerät zur zwangsgeführten Kniegelenkbe­ wegung mit zwei an einer Führungsanordnung angeordneten Unter­ schenkelaufnahmen, die über Gelenkeinrichtungen an ein Übertra­ gungselement der Führungsanordnung angeschlossen sind, das die Unterschenkelaufnahmen bewegungsgekoppelt miteinander verbin­ det, derart, daß eine Schwenkbewegung des einen Unterschenkels infolge einer Kniebeugung eine gegensinnige Schwenkbewegung des anderen Unterschenkels auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschenkelaufnahmen (35, 36) derart ah den Gelenkein­ richtungen (23, 24) angeordnet sind, daß sich die Kraftachse des gestreckten Beines unterhalb eines Gelenkdrehpunktes (45) der Gelenkeinrichtungen (23, 24) befindet.

6. Therapie- und Trainingsgerät nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtungen (23, 24) in ihrer Relativanordnung ge­ genüber dem Übertragungselement (28) veränderbar sind.

7. Therapie- und Trainingsgerät nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkeinrichtungen (23, 24) mit einer Schwenkradiusbe­ grenzungseinrichtung (46) versehen sind

8. Therapie- und Trainingsgerät nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschenkelaufnahmen (35, 36) über eine Rastverbindung (37, 38) lösbar mit den Gelenkeinrichtungen (23, 24) verbunden sind.

9. Therapie- und Trainingsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastverbindung einen als Rastzapfen ausgebildeten Verbin­ dungsgelenkzapfen (38) der Unterschenkelaufnahme (35, 36) und ein Drehgelenkauge (37) der Gelenkeinrichtung aufweist.