DE3854651T2

DE3854651T2 - Gelenkverbindung für orthopädische Kniestütze.

Info

Publication number: DE3854651T2
Application number: DE3854651T
Authority: DE
Inventors: Edward L Castillo; James D Castillo; Michael S Castillo
Original assignee: Innovation Sports Inc
Current assignee: Innovation Sports Inc
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1988-06-21
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2008-06-22
Also published as: DE3854651D1; US4856501A; EP0297766B1; EP0454186A3; ATE129627T1; ES2030504T3; ATE74740T1; EP0454186B1; DE3870053D1; EP0297766A1; GR3004557T3; EP0454186A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung für eine orthopädische Kniestütze. Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilanmeldung aus der Anmeldung 88305645.9, EP-A-0297766, die eine Stütze zum Unterstützen von Knochengelenken betrifft, insbesondere eine Kniestütze, die zum Ausgleich von Ungleichheiten in der medialen und lateralen Unterstützung sowie von Krümmungen in der Knieebene einstellbar ist.
Das Kniegelenk gilt als das größte und komplizierteste Gelenk des Körpers. Wenn es auch häuf ig als Scharniergelenk angesehen wird, so stellt das Knie tatsächlich doch zwei Gelenke dar, ein laterales und mediales zwischen Feinur und Tibia, und ein arthrodiales Gelenk zwischen der Patella und dem Femur. Die Hauptbewegungen des Knies sind Beugung und Streckung.
Die Beuge- und Streckbewegungen des Kniegelenks sind keine einfachen Schwenkbewegungen um eine feste Achse. Bei der Beugung verlagert sich die Achse, um welche die Bewegung erfolgt, nach hinten, und bei der Streckung nach vorn. Hierin liegt ein Unterschied gegenüber einem typischeren Scharniergelenk wie etwa einem Ellbogen, bei dem die Drehachse sich nicht verlagert. Wenn die volle Streckung erreicht ist, wird der Femur nach innen gedreht, und das Gelenk ist mit den Ligamenten fest "gesperrt". Das gibt dem Gelenk eine größere Stabilität in der gestreckten Stellung. Beim Einleiten einer Beugung wird eine äußere Drehung des Femur eingeleitet, die das Gelenk "entsperrt". Die anfängliche Entsperrung des Kniegelenks bei der Beugung erfolgt somit vor der Drehung des Knies.
Eine einfache Gelenkstütze erzeugt im allgemeinen keine ausreichende Unterstützung, um die zulässige Drehung bei der entsperrenden Bewegung zu begrenzen. Damit eine Stütze das Kniegelenk vollständiger abstützt und die Rehabilitation eines verletzten Knies erleichtert, muß sie die Bewegung des Knies genauer analogisieren, als das bei einem einfachen Drehgelenk der Fall ist. Im Idealfall simuliert eine Stütze die Bewegung des Kniegelenks, um eine größere Unterstützung und Stabilität über den Bereich der Beugung und der Strekkung des Kniegelenks zu erzielen.
Derzeitige Stützen können im allgemeinen keine so genaue Simulation des Kniegelenks erzielen, wie es bei der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Solche Vorrichtungen bieten daher im allgemeinen eine unzureichende Unterstützung und lassen unter Umständen eine neuerliche Verletzung des Kniegelenks zu, selbst wenn die Stütze getragen wird. Die meisten derzeitigen Stützen weisen außerdem den Mangel auf, daß die Vertikalebene der Stütze bei der Fertigung der Stütze festgelegt wird und ungeeignet für Träger sein kann, die unterschiedliche Krümmungen in der Ebene des Knies aufweisen. Solche Krümmungen hängen meist mit einer Ungleichheit zwischen der medialen und der lateralen Abstützung des Knies zusammen. Das Fehlen einer ausreichenden lateralen Unterstützung des Knies kann zu einer O-Bein-Stellung führen, d.h. einer nach außen gerichteten Krümmung in der Knieebene. Das Fehlen einer medialen Unterstützung des Knies kann eine X-Bein-Stellung bewirken, gekennzeichnet durch eine nach außen gerichtete Krümmung in der Knieebene. Eine Stütze, die für Personen mit einer normalen Krümmung des Beins in der Kieebene ausgelegt ist, kann daher unbeguem oder völlig unbrauchbar für O-beinige oder X-beinige Personen sein. In Anbetracht dieses Nachteils werden die meisten bekannten Stützen aufgrund einer Verordnung einzeln hergestellt, um die unterschiedlichen physischen Gegebenheiten des Benutzers einigermaßen auszugleichen. Wie ersichtlich erhöht eine solche Einzelfertigung die Gesamtkosten der Kniestütze und verlängert die Zeit, bis sie dem Benutzer zur Verfügung steht. Infolgedessen besteht ein Bedarf an einer Kniestütze, die passend für alle Patienten hergestellt werden kann und anschließend bei der erstmaligen Benutzung an den Benutzer angepaßt werden kann, um die Kniegelenke von Benutzern zu stützen, die unterschiedliche Beinkrümmungen in der Knieebene besitzen.
Zusätzlich zu den Mängeln in der Einstellbarkeit und der Benutzung beim Stand der Technik erlauben die meisten bekannten Kniestützen nicht die Verwendung der Kniestütze sowohl in der postoperativen als auch in der Rehabilitationsanwendung. Bekanntermaßen besteht in der postoperativen Anwendung, d.h. während etwa zwei bis sechs Wochen nach einer rekonstruktiven Knieoperation, die Notwendigkeit einer extrem festen Unterstützung des Kniegelenks und einer Begrenzung von Überstreckung und Überbeugung des Knies. Während der nachfolgenden Rehabilitationsphase soll die von der Stütze auf das Knie ausgeübte Abstützung allmählich verringert werden, um die Stärkung der Kniemuskeln zu verbessern und außerdem eine größere Streckung und Beugung des Knies zuzulassen. Die bislang bekannt gewordenen Kniestützen sind noch nicht ausreichend für die beiden Anwendungen der Kniestütze in dem postoperativen und/oder dem Rehabilitationseinsatz ausgebildet, und somit besteht ein deutlicher Bedarf an einer verbesserten Kniestütze, die speziell dafür ausgebildet und geeignet ist, die unterschiedlichen Bedingungen bei der postoperativen und der Rehabilitationsanwendung zu erfüllen.
Die US-A-4665905 zeigt eine Kniestütze mit einem Paar generell U-förmiger Rahmenteile, die in gegeneinander gerichteter Stellung über und unter dem Kniegelenk eines Benutzers angeordnet werden und mit Endteilen an den Rahmenteilen an gegenüberliegenden Seiten des Kniegelenks sowie mit ihren mittleren Teilen an der Vorderseite des Beins liegen; ein Paar von Drehgelenkteilen, die im wesentlichen angrenzend an das Knie zu bringen und mit den Endteilen verbunden sind, um die Rahmenteile um das Kniegelenk zu verschwenken; ein Paar von Manschetten, die lösbar über und unter dem Kniegelenk an der Vorderseite des Beins anzubringen sind; und ein Klemmteil, das an jeder Manschette angebracht und mit dem mittleren Teil eines der Rahmenteile zu verbinden ist.
Die US-A-4523585 zeigt einen Vier-Stab-Verbindungsmechanismus, der in ein Stützsystem für seitliche Begrenzung und vertikale Unterstützung eines verletzten oder operierten Beines einbezogen werden kann. Der Verbindungsmechanisnmus dient zur Verwendung in Paaren, die an jeder Knieseite des Patienten angeordnet werden und zum Erzeugen einer polyzentrischen Bewegung dienen, die der jeweiligen Bewegung des Knies folgt.
Gegenstand der Erfindung ist ein im Anspruch 1 bezeichnetes Drehgelenk, das zur Schaffung einer verbesserten orthopädischen Kniestütze dient.
Bei der unten anhand der Zeichnungen ausführlicher beschriebenen Ausführungsform sind die Rahmenteile aus getrennten Teilstücken gebildet, die an veränderbaren Stellen entlang ihrer Länge miteinander verbunden werden können, wobei die Festlegung der Verbindungsstelle es ermöglicht, die Ausrichtung wenigstens eines der Rahmenteile gegenüber wenigstens einem der Drehgelenke zu verändern. Die Stütze kann daher leicht eingestellt werden, um sie an die laterale Krümmung der Verbindungteile anzupassen. Die Drehgelenkteile können so ausgebildet sein, daß sie die Drehung wenigstens eines der Rahmenteile um das Gelenk regulieren, um einen engen Halt an den Gelenkteilen beim Entsperren des Gelenks zu erreichen. Dieser enge Halt wird dadurch erzielt, daß die Rahmenteile getrennt von den Drehgelenkteilen verschwenken, so daß die relative Drehbewegung der Rahmenteile sich in Übereinstimmung mit der relativen Bewegung der von der Stütze gehaltenen Gelenkteile ändert.
Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform sind die Rahmenteile als erste und zweite, im wesentlichen J-förmige Rahmenteile ausgebildet, die mit den Drehgelenken zu verbindende vertikale Teilstücke und miteinander zu verbindende horizontale Teilstücke an veränderbaren Stellen entlang ihrer Länge aufweisen.Die horizontalen Teilstücke sind in ihrer gegenseitigen Lage durch einen Drehkopf gesichert, der drehbar an einer Haltemanschette befestigt ist. Es können Haltemanschetten unterschiedlicher Weite entsprechend dem Stand der Rehabilitaion der Benutzers verwendet werden, so daß es möglich ist, die Stütze sowohl in der postoperativen als auch in der Rehabilitationsanwendung einzusetzen. Durch Verändern der Verbindungsstelle zwischen den J-förmigen Teilstücken der Rahmenteile können die Rahmenteile in einheitlichen Ausführungsformen hergestellt und bei der ersten Anpassung an einen Benutzer eingestellt werden, um den unterschiedlichen Krümmungen des Gelenkes zu entsprechen, wie etwa den als O-beinig und X-beinig bekannten Formen.
Die Drehgelenkteile sind so ausgebildet, daß die Rahmenteile sich um getrennte Schwenkpunkte verdrehen, und sie sind derart drehbar miteinander verbunden, daß eines der Rahmenteile eine kleine Drehung ausführt, wenn das ersten Rahmenteil aus der Streckstellung herausbewegt wird. Wenn jedoch das erste Rahmenteil sich weiter bewegt, verstärkt sich die relative Drehung des zweiten Rahmenteils bis zu ungefähr der des ersten Rahmenteils. Eine solche Begrenzung in der Anfangsdrehbewegung des zweiten Pahmenteils ermöglicht es, daß die Stütze die Gelenkteile beim Entsperren des Gelenks eng unterstützt. Die Drehgelenkteile sind ferner mit einem Hebelarm ausgestattet, der sich bei einer Drehung der Rahmenteile verlagert. Die Verlagerung des Hebelarms kann durch einstellbare Anschläge reguliert werden, so daß die Rahmenteile gegenüber einer Streck- und Beugebewegung den Erfordernissen entsprechend variabel begrenzt werden können.
Die Stütze ist außerdem mit Halteteilen versehen, die sich zwischen Teilstücke der Rahmenteile erstrecken, um die Rahmenteile gegenüber dem Bein des Benutzers an ihrem Platz zu sichern. Bei der Rehabilitationsausführung des Erfindungsgegenstandes, bei der eine engere Manschette verwendet wird, sind die Halteteile als geformte Kunststoffteile im wesentlichen übereinstimmend mit der Vorderseite des Beins des Benutzers ausgebildet.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer derzeit bevorzugten Kniestütze mit erfindungsgemäßen Drehgelenken in der postoperativen Ausführungsform, an das Bein des Benutzers angelegt;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht des in Fig. 1 gezeigten Erfindungsgegenstandes;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Erfindungsgegenstandes;
Fig. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teilstückes der Rahmenteile im auseindergenommenen Zustand;
Fig. 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Drehkopfes zum Verbinden der Teilstücke der Rahmenteile;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Drehkopfes in der Linie 6-6;
Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Drehgelenks, mit Teilstücken der Rahmenteile verbunden;
Fig. 8 und 9 sind vergrößerte perspektivische Ansichten des in Fig. 7 gezeigten Drehgelenks im teilweise auseinandergenommenen Zustand, um die Bewegung des Drehgelenks zu verdeutlichen;
Fig. 10, 11 und 12 sind vergrößerte Seitenansichten des in Fig. 7 gezeigten Drehgelenks im teilweise auseinandergenommenen Zustand, um die Bewegung des Drehgelenks weiter zu verdeutlichen;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Kniestütze mit Drehgelenken in der Ausführungsform zur Rehabilitation mit einer anderen Anordnung der Manschette und der Halteriemen;
Fig. 14 ist eine Vorderansicht der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 15 ist eine Seitenansicht der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 13 bis 15 gezeigte Haltemanschette und den Riemen;
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht einer zusätzlichen Ausführungsform des Drehkopfes zum Verbinden von Teilstücken der Rahmenglieder;
Fig. 18 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der zusätzlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehkopfes; und
Fig. 19 ist eine Schnittdarstellung der zusätzlichen Ausführungsform des Drehkopfes in Verbindung mit den Teilstücken der Rahmenglieder.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die nachfolgende Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung dient lediglich als Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und soll nicht die einzige Ausbildung darstellen, in der die Erfindung ausgeführt werden kann. Die Beschreibung erläutert die Wirkungsweise und die Aufbauelemente der Erfindung in Verbindung mit der dargestellten Ausführungsform. Dabei sollen jedoch die gleichen oder äquivalente Wirkungen und Vorteile der Erfindung durch andere Ausführungsformen erzielt werden können, die vom Rahmen der Erfindung ebenfalls umfaßt sein sollen.
Figur 1 zeigt die derzeit bevorzugte Ausführungsform 11 der Erfindung, dargestellt in ihrer postoperativen Ausbildung, wie sie am Bein des Benutzers getragen wird. In einer solchen postoperativen Anwendung ist es erwünscht, daß die Stütze die größtmögliche Unterstützung auf das Gelenk ausübt und Beugung sowie Streckung des Kniegelenkes begrenzt, um eine schnelle Heilung des Kniegelenks und der Beinmuskeln zu ermöglichen, die naturgemäß bei der rekonstruktiven Knieoperation in Mitleidenschaft gezogen werden. Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform dient zum Unterstützen des Kniegelenks und wird am Bein des Benutzers um den Oberschenkel und die Wade befestigt. Es ist jedoch vorgesehen, daß der Erfindungsgegenstand im weiteren Anwendungsgebiet zum Unterstützen anderer Gelenkteile in der selben oder ähnlichen Weise verwendet werden kann, als es im Zusammenhang mit der derzeit bevorzugten Ausführungsform dargelegt ist. Dies bedeutet somit, daß die spezielle, in Verbindung mit der Zeichnung dargestellten Ausbildungsformen und die Verbindung der Teile in Abhängigkeit mit dein jeweiligen zu unterstützenden Gelenk abgewandelt werden können, ohne den weiteren Umfang der Erfindung zu verlassen.
Gemäß Figur 1 weist der Erfindungsgegenstand 11 allgemein U-förmige Rahmenglieder 15 und 17 auf, die in entgegengesetzter Ausrichtung um das Knie des Benutzers angeordnet und an Drehgelenken 19 und 20 verbunden sind. Die Rahmenglieder 15 und 17 umfassen jeweils zwei im wesentlichen J-förmige Teilstücke, wie unten näher beschrieben wird. Die Rahmenglieder 15 und 17 sind jeweils durch Verbindungsdrehköpfe 27, 29 mit halbsteifen Manschetten 23, 25 verbunden. Die Drehköpfe 27 und 29 ermöglichen eine seitliche Drehung der U-förmigen Rahmenglieder um die Manschetten, wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Bandhalterungen 31 und 33 verlaufen um die Breite der Rahmenglieder 15 bzw. 17 und sind lösbar mit Bändern 32 bzw. 34 in Eingriff, die den Rahmen am Bein des Benutzers festlegen. Weiterhin sichern Bänder 35 und 37 die Manschetten 23 und 25 an ihrem Platz und verlaufen um das Bein des Benutzers. Die Bänder 32, 34, 35 und 37 sind in ihrer Länge einstellbar, um die Stützvorrichtung zuverlässig am Bein eines Benutzers zu sichern, und besitzen schnell zu schließende und zu lösende Endbefestigungen, die es ermöglichen, die Stütze schnell an das Bein eines Benutzer anzulegen und davon zu entfernen. Die Bänder 32, 34, 35 und 37 sind ferner lösbar an den Bandhalterungen 31 und 33 und den Manschetten 23 und 25 befestigt, um einen Austausch der Manschetten 23 und 25 mit Erstzmanschetten zu ermöglichen, die bei der Rehabilitationsanwendung benutzt werden, wie unten noch näher beschrieben wird.
Figur 2 stellt eine Vorderansicht des Erfindungsgegenstandes 11 gemäß Figur 1 dar, mit entfernten Manschettenbändern 32, 34, 35 und 37. Figur 3 ist eine Seitenansicht des in Figur 2 gezeigten Gegenstandes. Wie in Figur 2 und 3 gezeigt, sind die Rahmenglieder 15 und 17 lateral und medial gekrümmt, um sich der Beinform des Benutzers anzupassen. Die Rahmenglieder 15 und 17 verlaufen aufwärts und sind nach vorn ausgebogen, um der Knochen- und Muskelstruktur des Beines des Benutzers zu entsprechen. Die Breite der Rahmenglieder ist einstellbar, wie noch beschrieben, um der Rundung des Benutzerbeines zu entsprechen und um die Winkelausrichtung der Rahmenglieder gegenüber den Drehgelenken 19 und 21 zu ändern. Eine solche Abwandlungsmöglichkeit erlaubt es, eine einzige Stütze zum Stützen von Gelenken zu verwenden, bei denen die Größe und die Krümmung der Gelenkteile unterschiedlich sein kann.
Die U-förmigen Glieder 15 und 17 bestehen aus mehreren unterschiedlich verbundenen Teilen, um die Abmessungen und die Ausrichtung der Rahmenglieder einstellen zu können. Das Rahmenglied 15 ist aus Rahmenteilstücken 39 und 41 gebildet, die an dem Drehkopf 27 verbunden sind. Das U-förmige Rahmenglied 17 enthält die Teile 43 und 45, die an dem Drehkopf 29 verbunden sind. Wenn auch die Form jedes der Teilstücke 39, 41, 43 und 45 allgemein etwas gegenüber den Teilen der derzeit bevorzugten Ausführungsform variiert, so ist doch jedes der Teilstücke 39, 41, 43 und 45 als ein allgemein J-förmiges Teil mit einem vertikalen Teilstück ausgebildet, z.B. den vertikalen Teilstücken 40, 42, die von dem Drehgelenk 19 oder 21 ausgehen, zur Ausbildung eines allgemein horizontalen Teilstückes, z.B. den horizontalen Teilstücken 44, 46, gekrümmt sind und sich zu den oder an die Drehköpfe 27 oder 29 erstrecken. Die Überlappung der im wesentlichen J-förmigen Teilstücke 39 und 41 bzw. 43 und 45 kann verändert werden, um die Breite des Rahmengliedes und die Ausrichtung wenigstens eines der vertikalen Teilstücke gegenüber den Drehgelenken 19 und 21 einzustellen. Die Bandbefestigungen 31 und 33 verlaufen über die Breite der U-f örmigen Teile 15 bzw. 17 und liegen an den Teilen der Manschetten 23 und 25 zu deren Verbindung an. Die Bänder 32 und 34 können deshalb die Manschetten 23 und 25 andrücken, damit sie in der Anlage an der Vorderseite des Beines des Benutzers bleiben.
Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen die Einrichtung zum Verbinden der allgemein J-förmigen Teilstücke zum Bilden der U-f örmigen Rahmenglieder. Wie in Figur 4 gezeigt, können die Teilstücke 39 und 41 des Rahmengliedes 15 voneinander und von dem Drehkopf 27 getrennt werden. Eines oder beide der J-förmigen Teilstücke, etwa das Teil 39, weist eine teilweise gerippte oder gerillte Fläche 47 auf, die mit der gerippten oder gerillten Fläche 49 am vorderen und/oder hinteren Teil 51 bzw. 53 des Drehkopfes 27 zusammenpaßt. Das Teilstück 39 kann ferner an der Rückseite mit einer Schwalbenschwanzausnehmung 55 versehen sein. Die Ausnehmung ist so bemessen, daß sie ein passend geformtes längsverlaufendes Teil 57 an der Vorderseite des Teilstückes 41 aufnimmt. Das Teil 57 ist gleitend mit der Ausnehmung 55 in Eingriff, um die Breite des U-förmigen Rahmengliedes 15 und die Ausrichtung der vertikalen Teilstücke 40, 42 gegenüber den Drehgelenken zu verändern. Wenn die Teilstücke 55 und 57 in der gewünschten Länge in der Ausnehmung 55 und dem Teil 57 in Eingriff sind, wird der Drehkopf befestigt, um die Teilstücke 39 und 41 in dieser Lage und gegenüber der Manschette 23 festzulegen.
Wie aus Figur 5 ersichtlich, besteht der Drehkopf 27 aus einem vorderen Teil 51 und einem hinteren Teil 53. Wie bereits erwähnt, sind in den Teilen 51 und 53 gerillte Flächen 49 ausgebildet, die mit den Flächen an den Teilstücken 39 und 41 in Eingriff kommen. Offnungen 61, 63, 65, 67, 69 und 71 dienen zur Aufnahme von Befestigungselementen wie z.B. Schrauben 73 und 75, um die J-förmigen Teilstücke 39 und 41 sicher gegenseitig und gegenüber den vorderen und hinteren Teilen 51 und 53 des Drehkopfes 27 festzulegen.
Gemäß Fig. 5 und 6 weist der Drehkopf 27 einen Kragen 77 mit einer darin ausgebildeten Öffnung 79 auf. Der Kragen 77 paßt in eine Öffnung 81 in der Manschette 23. Ein Befestigungselement 83 erstreckt sich durch die Öffnung 81 und kommt in der Öffnung 79 mit dem Drehkopf 27 in Eingriff. Das Befestigungselement 83, die Manschette 23 und der Drehkopf 27 wirken in der Weise zusammen, daß sie eine seitliche Drehung des Drehkopfes 27 gegenüber der Nanschette 23 um die Achse des Befestigungselementes erlauben.
Es ist anzumerken, daß andere Konstruktionsweisen des Drehkopfes mit anderen Einrichtungen zum Abändern der Breite und der Ausrichtung des Rahmengliedes im weiteren Rahmen der Erfindung vorgesehen werden können. Desgleichen können andere als die vorstehend beschriebenen Einrichtungen zum drehbaren Halten des Rahmengliedes an der Haltemanschette vorgesehen werden.
Wie ersichtlich, sind die Rahmenglieder 15 und 17 gegeneinander verschwenkbar mittels eines Paares von Drehgelenkelementen verbunden, die den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise aufweisen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ermöglicht der Ablauf der Relativbewegung der Rahmenglieder 15 und 17 es einem Gelenkteil, sich anfänglich schneller um das Gelenk zu drehen als das andere Gelenkteil, wodurch das Sperren und Entsperren des Kniegelenks simuliert wird. Jedes Gelenk ist so aufgebaut, daß ein Gelenkteil, d.h. der Femur, sich relativ frei um eine Drehachse drehen kann, während die Drehung des zweiten Gelenkteiles, d.h. der Tibia, festgelegt und das Gelenk "entsperrt" ist. Nach der Drehung des ersten Gelenkteiles über einen bestimmten Punkt hinaus kann dann das zweite Gelenkteil sich freier drehen, d.h. ebenso frei wie das erste Gelenkteil. Eine solche Einstellung der Relativbewegung zwischen den Gelenkteilen simuliert die normalen Knochen- und Muskelbewegungen des Kniegelenks und erzeugt eine stützung und einen Widerstand in Übereinstimmung mit der natürlichen Bewegung des Kniegelenks.
Die Fig. 8 und 9 sind perspektivische Ansichten des Drehgelenks 21 im teilweise zerlegten Zustand, um die Bewegung der Verbindungsteile 87 und 89, die mit den Rahmengliedern 15 bzw. 17 verbunden werden können, zu verdeutlichen. Wie ersichtlich, enthält das Drehgelenk 21 eine Grundplatte 85 mit einer darauf aufgesteckten oder ausgerichteten zweiten Platte 86. Die zweite Platte 86 ist etwas kleiner als die Grundplatte 85. Ein Teil des Umfangs der zweiten Platte 86 bildet eine Anlagekante 111, die über den mittleren Bereich der Grundplatte 95 verläuft.
An der oberen Seite der zweiten Platte 86 sind Gelenkbeine oder -teile 87 und 89 mittels Drehachsen 93 und 95 verdrehbar befestigt. An den Körpern der Gelenkteile 87 und 89 ist ein Verbindungslenker 97 mittels Drehachsen 99 bzw. 101 drehbar befestigt. Die Gelenkteile 87 und 89 sind dadurch gekoppelt, so daß sie eine gemeinsame, aufeinander bezogene Schwenkbewegung ausführen.
An dem Gelenkteil 87 ist mittels einer Drehachse 105 ein Anschlaghebel 103 befestigt. Der Anschlaghebel 103 liegt an der Oberseite der Grundplatte 85 angrenzend an die Anlagekante 111 der zweiten Platte 86. Das freie Ende des Anschlaghebels 103 ist in eine Ausnehmung 109 eines Führungsteiles bzw. Blocks 91 eingeführt. An der oberen Seite des Anschlaghebels 103 ist ein kleiner Vorsprung 115 ausgebildet, der an der Kante des Führungsteiles 91 anschlägt, wenn das freie Ende des Anschlaghebels 103 vollständig in die Führungsspur 109 eingeführt ist. Wenn das Gelenkteil 87 eine Schwenkbewegung ausführt, bewegt sich das freie Ende des Anschlaghebels in entsprechender Weise in der Ausnehmung 109. Der Anschlaghebel 103 ist mit einer Anschlagkante 104 angrenzend an die Anschlagkante 111 der zweiten Platte 86 versehen. Die Anschlagkante 104 des Anschlaghebels 103 legt sich an die Anschlagkante 104 der zweiten Platte 86 an, um ständig den Anschlaghebel 103 in Richtung der Ausnehmung 109 zu drücken und damit zu verhindern, daß das freie Ende des Anschlaghebels 103 aus der Ausnehmung 109 austreten kann.
Wie im einzelnen noch in Verbindung mit den Fig. 10, 11 und 12 beschrieben wird, können Anschlaghebel-Einstellschrauben 107 und 109 unabhängig voneinander an den gegenüberliegenden Enden der Ausnehmung 109 vor- und zurückgedreht werden. Die Einstellschrauben können damit unterschiedliche Anschläge oder Endpunkte in der Ausnehmung 109 festlegen. Dies begrenzt und reguliert das Ausmaß der geradlinigen Bewegung des Anschlaghebels 103 und dementsprechend wird auch das Ausmaß der Drehbewegung der Gelenkverbindungsteile 87 und 89, d.h. Beugung und Streckung der Gelenkteile, begrenzt.
Die Fig. 7 bis 12 verdeutlichen den Aufbau und die Wirkungsweise der in den Fig. 1, 2 und 3 nur generell gezeigten Drehgelenke 19 und 21. Wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben, kann das Drehgelenk 21 mit den Rahmengliedern 15 und 17 verbunden werden, um eine Drehung der Rahmenglieder um das Drehgelenk 21 zu ermöglichen. Der Aufbau des Drehgelenks ermöglicht ferner eine Einstellung der Bewegung der Rahmenglieder, um die Streckung und Beugung des Gelenks für die postoperative oder teilweise Rehabilitation des Knies zu begrenzen und das Sperren und Entsperren der Gelenkteile zu simulieren. Die Einstellmöglichkeit hinsichtlich der Bewegungsfreiheit ermöglicht es, den Erfindungsgegenstand durch Patienten in unterschiedlichen Stadien der Rehabilitation zu verwenden. Das Drehgelenk kann beispielsweise so eingestellt werden, daß es bei der postoperativen Anwendung eine begrenzte Drehbewegung von Femur und Tibia zuläßt und dadurch die Streckung und Beugung des Kniegelenks begrenzt. Später kann das Drehgelenk bei fortschreitender Heilung für die Rehabilitation auf eine größere Bewegungsmöglichkeit eingestellt werden, wobei jedoch auf jeden Fall eine Überstreckung und Überbeugung des Gelenks ausgeschlossen wird.
Die Verbindungsteile 87 und 89 sind ihrerseits durch einen starren Verbindungslenker 97 verbunden, der zwischen den Drehachsen 99 und 101 liegt. Die Lage der Drehachsen 99 und 101 ist gegenüber den Drehachsen 93 und 95 so gewählt, daß eine Drehbewegung des Verbindungteiles 87 um die Drehachse 93 anfänglich eine kleine Drehbewegung des Verbindungsteiles 89 um die Drehachse 95 bewirkt. Wenn sich jedoch das Verbindungsteil 87 weiter um die Drehachse 93 dreht, bewirkt der Verbindungslenker 97 eine größere relative Drehung des Verbindungsteiles 89 um die Drehachse 95. Der Wechsel in der Relativbewegung der Verbindungsteile 87 und 89 kann mechanisch dadurch erklärt werden, daß die Anfangsbewegung des Verbindungsteiles 87 hoch übersetzt die Drehung des Verbindungslenkers 97 um die Drehachse 101 verursacht. Wenn jedoch das Verbindungsteil 87 sich weiter um die Drehachse 93 dreht, wird weniger von der Bewegung durch die Drehung des Verbindungslenkers 97 um die Drehachse 101 aufgenommen, und deshalb wird das Verbindungsteil 89 zu einer Drehung um die Drehachse 95 mit im wesentlichen derselben Drehgeschwindigkeit wie das Verbindungsteil 87 um die Drehachse 93 veranlaßt.
Es ist anzumerken, daß durch die Gestaltung des Verbindungslenkers 97, die Verbindung des Verbindungslenkers 97 mit den Verbindungteilen 87 und 89, und durch die Positionen der Drehachsen 99, 101 gegenüber den Verbindungsdrehachsen 93, 95 vielfältige unterschiedliche Bewegungsabläufe erzielt werden können, um die Bewegung verschiedener Gelenke zu simulieren. Die Erfindung kann somit in verschiedener Weise verwirklicht werden, um die Bewegung von Gelenken anders als in den hier beschriebenen Ausführungsformen zu simulieren.
Die Figuren 10, 11 und 12 zeigen in Seitenansichten des Drehgelenks 21, wie die Drehbewegung der Verbindungsteile 87 und 89 eingestellt werden kann, um die Beugung und Streckung des Gelenks zu begrenzen. Wie erwähnt, ist der Anschlaghebel 103 drehbar an der Drehachse 105 mit dem Verbindungsteil 87 verbunden und ragt in das Anschlaghebel-Führungsteil 91. Der Teil 113 des Anschlaghebels 103 erstreckt sich in das Führungsteil 91 und bewegt sich entsprechend der Drehung des Verbindungsteils 87 längs entlang dem Führungsteil 91. Der Vorsprung 115 begrenzt das Ausmaß, mit dem der Anschlaghebel in das Führungsteil 91 ragt und erleichtert die Verlagerung des Teiles 113 innerhalb des Führungsteiles 91.
Wie aus den Figuren 10, 11 und 12 ersichtlich, wird die Verlagerung des Teiles 113 in dem Führungsteil 91 durch die Anschlaghebel-Einstellschrauben 107 und 108 eingestellt. Wenn die Schraube 107 weiter in das Führungsteil 91 eingedreht wird, wird die Streckung der Gelenkteile um einen entsprechenden Teil begrenzt. Wenn die Anschlaghebel-Einstellschraube 108 weiter in das Führungsteil eingedreht wird, wird die Beugung der Gelenkteile um das Gelenk weiter begrenzt. Wie für einen Fachmann ersichtlich, ermöglicht eine geeignete Einstellung der Anschlaghebel-Einstellschrauben 107 und 108 es, den Erfindungsgegenstand zum Erleichtern der Rehabilitation von Verletzungen über längere Zeiträume einzusetzen. Mit fortschreitender Rehabilitation des Gelenks können die Sicherheitsgrenzen von Streckung und Beugung erweitert werden.
Es sollen nun die Wirkungsweise und die Vorteile der beschriebenen Anordnung in der postoperativen Ausführungsform beschrieben werden. In der postoperativen Ausführungsform bringt ein Orthopäde die Kniestütze 11 auf das Bein eines am Knie operierten Benutzers, und die Bänder 32, 34, 35 und 37 werden von Hand festgelegt, um die Stütze fest an einer gewünschten Stelle an das Bein des Benutzers anzulegen. Die mit Gewinden versehenen Befestigungselemente 73 und 75 der Drehköpfe 27 und 29 können dann gelockert werden, damit der Arzt die Breite, d.h. den seitlichen Abstand zwischen den oberen und den unteren Rahmengliedern 15 und 17 einstellen kann, um die genaue Positionierung der Drehgelenke 21 gegen - über dem Kniegelenk zu ermöglichen und etwaige O- oder X-Beinigkeit des Benutzers auszugleichen. Wie ersichtlich, wird jede Änderung in der Ebene der oberen und der unteren Teile des Gelenks durch Verdrehen oder Verschwenken der Drehköpfe um ihren zentralen Ansatz oder Stift 83 aufgenommen. Anschließend können die Befestigungselemente 73 und 75 von Hand festgelegt werden, so daß die Drehköpfe 27 und 29 in der eingestellten Lage der Rahmenglieder gegenüber den Manschetten und dem Bein des Benutzers festgelegt werden. Danach werden die Schrauben 107 und 109 jedes Drehgelenks 21 eingestellt, um die Streckung und Beugung des Kniegelenks in den gewünschten Bereichen zu begrenzen und dadurch jegliche Überstreckung und Überbeugung des Gelenks bei der postoperativen Phase auszuschließen. Die Bänder 32, 34, 35 und 37 können dann in der Länge nachjustiert werden, um die gesamte Stütze in der richtigen Lage am Bein des Benutzers zu halten. Hieraus ist ersichtlich, daß mit Hilfe der verschiedenen Einstellanordnungen des Erfindungsgegenstandes eine Standardkonstruktion der Kniestütze es erlaubt, die Anpassung nach der Herstellung vorzunehmen und die jeweiligen physischen Parameter des Individuums zu berücksichtigen. Nachdem die Stütze einmal auf dem Knie ausgerichtet ist, ermöglichen leicht lös- und schließbare Verschlüsse an den Enden den Bänder 32, 34, 35 und 37 es, die komplette Stütze schnell an das Bein des Benutzers anzulegen und davon abzunehmen, ohne daß eine zusätzliche Anpassung erforderlich wäre.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Stütze dafür ausgelegt ist, sowohl in der postoperativen als auch in der Rehabilitationsanwendung eingesetzt zu werden. Die Abwandlung des Aufbaus für eine solche Rehabilitationsanwendung ist in den Figuren 13 bis 16 dargestellt. Es ist zu beachten, daß es bei der Verwendung in der Rehabilitationstherapie wünschenswert ist, das Gewicht der gesamten Stütze auf einem Minimum zu halten, um eine bequeme Benutzung zu ermöglichen, und daß das Gelenk in einem größeren Umfang zu beugen und zu strecken sein soll, um den durch die vorherige Operation oder Verletzung geschwächten Muskelzustand des Benutzers zu stärken.
In den Figuren 13, 14 und 15 ist die Konstruktion der erfindungsgemäßen Kniestütze in der Modifikation für die Rehabilitation gezeigt. Wie ersichtlich, ist bei dieser Rehabilitationsausführung der Aufbau derselbe wie im Falle der vorher beschriebenen postoperativen Anwendung. Die halbsteifen Manschetten 23 und 25 sind jedoch durch schmalere, leichtere flexible Kissen oder Manschettenpolster 117 und 119 ersetzt, die in der bereits beschriebenen Weise mit dem jeweiligen Drehkopf 27 und 29 verbunden sind. Ferner befinden sich die Bandhalterungen 31 und 33 nicht an den Manschetten 117 und 119, sondern bilden stattdessen ein generell V-förmiges Sattelteil 121. Wie in Figur 16 gezeigt, kann das Sattelteil 121 so bemessen sein, daß es an die Rundung des Beines des Benutzers angepaßt ist. Die durch die Bänder 32 und 34 auf die Sättel 121 ausgeübte Druckkraft dient dazu, den von dem Band ausgeübten Druck über die Fläche des Beines zu verteilen und verhindert Reizungen aufgrund des elastischen Materials, das sich an der Außenseite des Beines dehnt und zusammenzieht.
Wie ersichtlich, kann die Änderung des Erfindungsgegenstandes von der postoperativen Einstellung auf die Rehabilitationseinstellung leicht vollzogen werden, indem lediglich der zentrale Stift oder Ansatz 83 jedes der Drehköpfe 27 und 29 entfernt und die halbsteifen Manschetten 23 und 25 davon abgenommen werden, um sie durch Anbringen der flexiblen Manschettenpolster 117 und 119 zu ersetzen. In entsprechender Weise können die Bänder 32, 34, 35 und 37 von den postoperativen Manschetten 23 und 25 abgenommen und an den Polstern 117 und 119 angebracht werden. Anschließend kann die gesamte Kniestütze leicht an das Bein des Benutzers angelegt werden und eine signifikante Unterstützung des Kniegelenkes bieten, dabei jedoch einen weniger eingeschränkten Einsatz der zum Kniegelenk gehörigen Muskeln erlauben. Ferner können die Anschlagschrauben des Drehgelenks so eingestellt werden, daß sie eine weitergehende Streckung und Beugung des Gelenkes zulassen, soweit es für die Rehabilitation erforderlich ist.
In den Figuren 17 bis 19 ist eine andere Ausführungsform von Drehköpfen 27a, 29a abgebildet, die in der postoperativen und der Rehabilitationsausführung des Erfindungsgegenstandes eingesetzt werden können. In dieser Ausführungsform sind die Drehköpfe 27a, 29a generell U-förmig ausgebildet mit einer mittleren Öffnung 150, die an einem Ende teilweise gerippte oder gerillte Flächen 49a aufweist. Wie ersichtlich, kommen die gerillten Flächen 49a mit entsprechend geformten Flächen 47 an den Rahmenteilen 39 und 41 in der schon beschriebenen Weise in Eingriff. Am unteren Ende der Öffnung 150 ist an dem Drehkopf 27a, 29a ein Federclip 152 schwenkbar angebracht, der aus der in Figur 17 gestrichelt dargestellten Offenstellung in die in ausgezogenen Linien dargestellte geschlossene Stellung gebracht werden kann. Das freie Ende des Clips 152 ist mit einem V-förmigen Eingriffsteil 154 versehen, das von einer entsprechend geformten Ausnehmung 156 an der Außenseite des Drehkopfes 27a, 29a aufgenommen wird. Wie ersichtlich, bringt der Federclip 152 eine konstante Vorspannkraft auf die beiden Schenkelteile des Drehkopfes 27a, 29a auf, um die Rahmenteile 39 und 41 in einer gewünschten Lage in dem Drehkopf 27a, 29a festzulegen. Der Drehkopf 27a, 29a hat eine Gewindeöffnung 158, die vorzugsweise als Einsatz in der hinteren Fläche ausgebildet ist und ein mit Gewinde versehenes Befestigungsteil 160 mit einer Tellerscheibe 162 aufnimmt, um den Drehkopf 27a, 29a an der Manschette 23 zu befestigen. Wie ersichtlich, kann mit dieser abgewandelten Ausführungsform des Drehkopfes 27a, 29a die Handhabung und Anbringung der Rahmenteile 39 und 41 in der gewünschten Ausrichtung schneller und einfacher ohne den Einsatz zusätzlicher Werkzeuge erfolgen.
Wie erwähnt, bezieht sich die vorstehende Beschreibung lediglich auf die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Unterschiedliche Awandlungen, Ergänzungen und Veränderungen werden von der Erfindung eingeschlossen.

Claims

1. Drehgelenk (21) für eine orthopädische Kniestütze, mit:

einem im wesentlichen flachen Grundplattenteil (85) mit einer inneren und einer äußeren Fläche;

einem im wesentlichen flachen zweiten Plattenteil (86) mit einer inneren und einer äußeren Fläche sowie mit einer Anlagekante (111);

wobei das zweite Plattenteil (86) derart an dem Grundplattenteil befestigt ist, daß die innere Fläche des zweiten Plattenteils mit der äußeren Fläche des Grundplattenteils im wesentlichen gleich ausgerichtet ist und daß außerdem die Anlagekante (111) des zweiten Plattenteils oberhalb wenigstens eines Teiles der äußeren Fläche des Grundplattenteiles liegt und sich darüber erstreckt;

einem ersten und einem zweiten Gelenkteil (87, 89), die drehbar auf der äußeren Fläche des zweiten Plattenteils (85) angebracht sind;

einem Führungsblock (91), der an der Grundplatte befestigt ist und wenigstens einen darin eingeformten Führungsschlitz (109) aufweist, wobei in dem Führungsschlitz eine erster und ein zweiter Endanschlag (107, 108) ausgebildet ist, die einander gegenüberliegen und einen Abstand zu der Anlagekante des zweiten Plattenteils aufweisen;

wenigstens einem länglichen Anschlaghebel (103) mit einem ersten und einem zweiten Ende, von denen das erste Ende drehbar an einem der Gelenkteile (87) angebracht ist und das zweite Ende (113 verschiebbar in dem Führungsschlitz (109) des Führungsblockes liegt, wobei der Anschlaghebel in der Weise dicht bei der Anlagekante des zweiten Plattenteils liegt, daß bei einer Drehbewegung des Gelenkteils (87), an dem der Anschlaghebel angebracht ist, ein Teil des Anschlaghebels an der Anlagekante (111) des zweiten Plattenteils zur Anlage kommt und dabei das zweite Ende (113) des Anschlaghebels in den Führungsschlitz drückt; und

einem Lenkerteil (97), das das erste Gelenkteil mit dem zweiten Gelenkteil in der Weise verbindet, daß eine Drehbewegung eines der Gelenkteile zu einer entsprechenden Drehbewegung des anderen Gelenkteils führt, wobei die Drehbewegung des ersten und des zweiten Gelenkteils durch das Zusammenwirken des Anschlaghebels (103) mit dem ersten und dem zweiten Ende des Führungsschlitzes (109) begrenzt ist.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, bei dem wenigstens einer der Endanschläge (107, 108) einen einstellbaren Endanschlag aufweist, durch den die Länge der Bewegung des Anschlaghebels (103) in dem Führungsschlitz eingestellt und damit der begrenzte Bereich der Drehbewegung des ersten und des zweiten Gelenkteiles festgelegt werden kann.

3. Drehgelenk nach Anspruch 1 oder 2, mit einem erhöhten Vorsprung (115) an dem Anschlaghebel (103) in der Nähe von dessen zweitem Ende, zum Anschlagen an den Führungsblock (91), um ein Eintreten des Anschlaghebels in den Führungsschlitz über den erhöhten Vorsprung hinaus zu verhindern.

4. Drehgelenk nach Anspruch 3, bei dem der erhöhte Vorsprung (115) so ausgebildet ist, daß er an dem Führungsblock (91) gleitet, wenn das Drehgelenk eine Drehbewegung ausführt.