THERAPIE- UND TRAININGSGERÄT
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Therapie- und Trai¬ ningsgerät zur zwangsgeführten Kniegelenkbewegung mit einer Unterschenkelaufnahmeanordnung und einer Führungsanordnung, die über eine Gelenkeinrichtung schwenkbar miteinander verbun¬ den sind.
Knieverletzungen und damit zusammenhängende Knieoperationen erfordern häufig eine langandauernde Ruhigstellung des Knie¬ gelenks, die zu einer allgemeinen Schwächung der Beinmuskula¬ tur und zu Bewegungseinschränkungen führt. Daher werden bei der Behandlung von Knieverletzungen oder im Nachgang zu Knie- Operationen entsprechende medizinische Hilfsmittel eingesetzt, die Bewegungseinschränkungen rückgängig machen sollen oder durch Durchführung bestimmter Bewegungsübungen der Ausbildung von Bewegungseinschränkungen entgegenwirken sollen.
Insbesondere nach einer Kreuzbandoperation werden zur Gelenk- rehabilitation sogenannte Motorschienen eingesetzt. Die Motor¬ schienen dienen zur Aufnahme des erkrankten Beins und sind mit einer Antriebseinrichtung versehen, die ein Verschwenken einer Unterschenkelaufnahme gegenüber einer Oberschenkelaufnahme er¬ möglicht. Hierdurch wird eine von Gewichtsbelastungen im we- sentliehen freie Kniegelenkbewegung bewirkt, so daß die Beweg¬ lichkeit des Kniegelenks ohne für die Kreuzbänder schädliche Gewichtsbelastungen trainiert wird. Als nachteilig an der be¬ kannten Motorschiene wird empfunden, daß zum einen ein in der Regel elektrischer Antrieb zur Bewegung der Motorschiene not- wendig ist, und zum anderen das gesunde Bein von der Bewegung ausgeschlossen wird, so daß insbesondere bei länger andauern-
ORIGINALUNTERLAGEN
den Rehabilitationsmaßnahmen eine an sich unnötige Schwächung der Muskulatur des gesunden Beins festzustellen ist. Mit einer Motorschiene ist daher lediglich eine passive Beübung von Mus¬ kulatur und Sehnen möglich. Darüber hinaus sind Motorschienen aufgrund ihres Motorantriebs teuer in der Anschaffung, was ei¬ ner Durchführung derartiger, an sich wünschenswerter Rehabi¬ litationsmaßnahmen außerhalb von Krankenhauseinrichtungen mit hohem technischen Ausstattungsniveau und einem entsprechenden Etat entgegensteht. Auch erweisen sich Motorschienen in ihrer Handhabung und individuellen Anpassung an den Patienten als aufwendig, so daß für diese Tätigkeiten in der Regel der Ein¬ satz von geschultem Pflegepersonal notwendig wird.
Als wesentlich einfachere Vorrichtungen, die zur Bewegungs¬ therapie an einem Kniegelenk dienen können, sind Seilzuganord- nungen bekannt, die an einer Galgenvorrichtung am Krankenbett installierbar sind und gekoppelt über einen Seilzug durch das gesunde Bein ausgelöste Bewegungen des kranken Beins ermögli¬ chen. Bei derartigen Seilzuganordnungen erweist es sich jedoch als nachteilig, daß die Bewegungskopplung zwischen dem gesun- den und dem kranken Bein nicht kinematisch eindeutig, also nicht zwangsgeführt erfolgt, sondern beispielsweise entgegen der Seilkraftrichtung oder auch quer dazu Bewegungsfreiheits¬ grade gegeben sind, die für die Rehabilitation des Kniegelenks schädliche Bewegungen zulassen. Daher sind derartige Seilzug- anordnungen auch nicht in der Lage, die vorstehend beschriebe¬ nen aufwendigen Motorschienen zu ersetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die wie eine Motorschiene eine kinematisch eindeutige, zwangsgeführte Beugungsbewegung eines Kniegelenks ermöglicht, ohne daß damit die vorstehend be¬ schriebenen Nachteile verbunden sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt die Führungsanord- nung derart mit der Unterschenkelau nahmeanordnung zusammen, daß bei einer Schwenkbewegung des einen Unterschenkels infolge
Kniebeugung der andere Unterschenkel zwangsgeführt mitbewegt wird.
Durch die Kopplung der Unterschenkelaufnahmeanordnung, die zur Aufnahme der Unterschenkel des Patienten dient, mit einer Füh- rungsanordnung, die eine Bewegung der Unterschenkel lediglich längs einer vorgegebenen Bewegungsbahn ermöglicht, wird eine exakt definierte Kniegelenkbewegung vorgegeben, die schädliche Belastungen des Kniegelenks ausschließt. Bei dem erfindungsge¬ mäßen Therapie- und Trainingsgerät erfolgt der Antrieb zur kraftentlasteten Bewegung des kranken Beins durch eine kraft¬ betätigte Bewegung des gesunden Beins, so daß zum einen auf einen Fremdantrieb verzichtet werden kann, zum anderen ergibt sich gleichzeitig auch am gesunden Bein ein gewisser Trai¬ ningseffekt zur Stärkung der Beinmuskulatur, wobei sowohl die Bewegung des kranken als auch die Bewegung des gesunden Beins eine wirksame Thromboseprophylaxe darstellt.
Der hier verwendete Begriff "Unterschenkelaufnah eanordnung" soll auch die Möglichkeit einschließen, die Unterschenkel etwa außen liegend an einer schienenartigen Einrichtung zu fixie- ren. Wesentlich ist eine definierte Fixierung der Unterschen¬ kel, die den vorbeschriebenen Bewegungsablauf ermöglicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 5 ist die Führungsan- Ordnung als Oberschenkelaufnahme ausgebildet und die Unter¬ schenkelaufnähme dient zur bewegungsgekoppelten Aufnahme bei¬ der Unterschenkel, derart, daß bei einer Schwenkbewegung des einen Unterschenkels infolge Kniebeugung der andere Unter¬ schenkel zwangsgeführt mitbewegt wird. Bei diesem Therapie- und Trainingsgerät läßt sich demnach eine kraftentlastete Be¬ wegung des kranken Beins durch eine kraftbetätigte Bewegung des gesunden Beins erreichen. Über die Bewegungskopplung zwi¬ schen dem gesunden und dem kranken Bein wird bei der Bewegung des gesunden Beins das kranke Bein mitgeführt.
Hierdurch wird es zum einen möglich, auf einen Motorantrieb
zur Durchführung einer kraftentlasteten Bewegung des kranken Beins zu verzichten; zum anderen wird durch die Nutzung des gesunden Beins zum Antrieb des kranken Beins gleichzeitig ein Auftrainieren der Muskulatur des gesunden Beins erreicht. Hinzu kommt ein propiozeptiver Nutzeffekt für die sensomotori- sche Steuerung des erkrankten Kniegelenks.
Neben der Verwendung zur Therapie eines kranken Beines läßt sich das Therapie- und Trainingsgerät auch als reines Trai¬ nings- oder Sportgerät zum Auftrainieren der Beinmuskulatur an beiden Beinen verwenden.
Wenn, wie es bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist, die Gelenkeinrichtung so angeordnet ist, daß ihre Drehachse koaxial zur Schwenkachse der Kniegelenke liegt, ist sichergestellt, daß die Kniegelenke frei von Momenten und Querkräften sind, die bei einem Versatz der Drehachse zur Schwenkachse aufträten.
Als besonders vorteilhaft erweist sich, wenn die Unter¬ schenkelaufnahme in einem Fersenbereich mit einer Gleit- oder Rollenführung versehen ist, so daß es möglich ist, die Unter- schenkelaufnahme bei einer Kniebewegung über einen entspre¬ chend ausgebildeten Untergrund hinwegzubewegen. Diese Ausbil¬ dung macht es möglich, das Therapie- und Trainingsgerät bei liegender Anordnung des Patienten zu benutzen, bei der sich das Gesäß und die Fersen des Patienten im wesentlichen in ei- ner Ebene befinden und die Bewegung des kranken Beins über ein Anwinkeln des gesunden Beins erreicht wird. Insbesondere bei Verwendung einer Rollenführung, die weniger hohe Anforderungen an eine möglichst ebene Ausbildung des Untergrunds stellt, kann das Therapie- und Trainingsgerät somit im Bett eines Pa- tienten benutzt werden.
Zur Einstellung eines bestimmten Kniebeugungsbereichs, der sich für die Therapie des kranken Beins als besonders vor¬ teilhaft erweist, kann die Gelenkeinrichtung des Therapie- und Trainingsgeräts mit zwei variablen Winkelanschlägen versehen sein.
Insbesondere bei Verwendung des Therapie- und Trainingsgeräts im Patientenbett erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Gelenkeinrichtung mit einer Arretierungseinrichtung zur variablen Einstellung einer fixierten Kniebeugungsstellung versehen ist. Hierdurch wird es möglich, die Gelenkeinrichtung in einer für den jeweiligen Patienten angenehmen Kniebeugungs¬ stellung zu arretieren und damit eine Ruhestellung zu definie¬ ren, in der der Patient ohne für ihn unangenehme Verspannungen auch längere Zeit verweilen kann, ohne daß das Therapie- und Trainingsgerät vorher entfernt werden und bei Wiederaufnahme der Bewegungstherapie neu installiert werden müßte. Dies er¬ weist sich als besonders wichtig, da derartige Therapien häu¬ fig in sogenannter Intervallform mit mehr oder weniger großen Bewegungspausen zwischen den Bewegungsabschnitten durchgeführt werden.
Wenn die Gelenkeinrichtung mit einem Bewegungszähler versehen ist, der beispielsweise als induktiver Drehwinkelaufnehmer ausgebildet sein kann, ist eine besonders einfache Möglichkeit geschaffen, das mit dem Therapie- und Trainingsgerät durchge- führte Bewegungstraining zu überwachen.
Um die auf das gesunde Bein während des Bewegungstrainings wirkende Belastung beeinflussen zu können, kann zwischen der Oberschenkelaufnahme und der Unterschenkelaufnahme wirkend eine Belastungseinrichtung, die in besonders vorteilhafter Weise als Federeinrichtung ausgeführt ist, angeordnet sein. Die Federeinrichtung ermöglicht durch einfache Änderung der Federvorspannung eine genaue Vorgabe der beim Bewegungstrai¬ ning des kranken Beins auf das gesunde Bein wirkenden Bela¬ stung.
In einer besonders vorteilhaften, da einfachen Ausführungsform kann die Federeinrichtung als Seilzugfeder, also als federela¬ stisches Seil, ausgebildet sein. In einer anderen Ausführungs¬ form des Therapie- und Trainingsgeräts kann eine Druckfeder vorgesehen sein. So ist es im ersten Fall möglich, im wesent- liehen den Kniebeuger zu belasten, und im zweiten Fall besteht die Möglichkeit im wesentlichen den Kniestrecker zu belasten
und entsprechend zu trainieren, so daß sich am gesunden Bein ein differenziertes Muskeltraining durchführen läßt.
Sowohl hinsichtlich des Bewegungstrainings für das kranke Bein bzw. Kniegelenk als auch hinsichtlich des Muskeltrainings für das gesunde Bein läßt sich der Therapie- bzw. Trainingseffekt noch weiter verbessern, wenn zusätzlich zur in besonders vor¬ teilhafter Weise als Federeinrichtung ausgeführten Belastungs¬ einrichtung eine Dämpfereinrichtung zwischen der Oberschen¬ kelaufnahme und der Unterschenkelaufnahme wirkend vorgesehen ist. Hierdurch wird es möglich, eine hinsichtlich der Bewe¬ gungsgeschwindigkeit gleichförmige, also isokinetische Bewe¬ gung auszuführen.
Um etwaige Fehlstellungen am kranken und/oder gesunden Bein des Patienten ausgleichen zu können, die bei Zwangslagerung der Unterschenkel zu Verspannungen im Kniebereich führen könn¬ ten, kann die Unterschenkelaufnahme mit mindestens einer in ihrer Anordnung relativ zur Unterschenkelaufnahme veränderba¬ ren Führung versehen sein. Hierdurch werden bei Kniebeugung überlagerte Bewegungen der Unterschenkel möglich, so daß die Unterschenkel nicht nur in einer Schwenkebene sondern auch quer dazu bewegbar sind.
Sowohl die Unterschenkelaufnahme als auch die Oberschenkel¬ aufnahme können schalenförmig, etwa aus Kunststoff, ausge¬ bildet sein mit Führungen zur längenveränderbaren Aufnahme von mit der Gelenkeinrichtung verbundenen Schwenkarmen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Führungen integral in der Unter¬ schenkelaufnahme und der Oberschenkelaufnahme ausgebildet sind. Hierdurch reduziert sich zum einen die Teileanzahl des Therapie- und Trainingsgeräts. Zum anderen verringert sich in entsprechendem Maße der Montageaufwand beim Zusammenbau des Therapie- und Trainingsgeräts.
Wenn die Gelenkeinrichtung so ausgebildet ist, daß zwei im Knieaußenbereich angeordnete Drehgelenke vorgesehen sind, an denen jeweils zwei Schwenkarme zur Verbindung mit der Ober- Schenkelaufnahme bzw. der Unterschenkelaufnahme angeordnet sind, wird mit minimalen Aufwand ein besonders verwindungs-
steifer Aufbau des Therapie- und Trainingsgeräts ermöglicht.
Hinsichtlich einer geringen Teileanzahl erweist es sich auch als besonders vorteilhaft, wenn eine zur Festlegung der Ober¬ schenkel an der Oberschenkelaufnahme vorgesehene Oberschenkel- fixierung so ausgebildet ist, daß sie wechselweise für beide Oberschenkel genutzt werden kann. Entsprechendes gilt auch für eine Unterschenkelfixierung.
Zur Einstellung einer durch die Federeinrichtung vorgegebenen Belastung kann zumindest ein Federanlenkpunkt veränderbar aus- geführt sein.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 22 weist eine Führungsan¬ ordnung auf, die als Drehgelenkachse einer Drehgelenkanordnung ausgebildet ist. Die Drehgelenkachse ist in ihrer Relativan¬ ordnung gegenüber dem Hüftgelenkdrehpunkt eines Patienten ver- änderbar. An der Drehgelenkanordnung sind Unterschenkelaufnah¬ men angelenkt, die derart bewegungsgekoppelt sind, daß eine Schwenkbewegung der einen Unterschenkelaufnahme um die Drehge¬ lenkachse eine entgegengesetzt gerichtete Schwenkbewegung der anderen Unterschenkelaufnahme bewirkt. Durch Aufnahme der Beine des Patienten in die Unterschenkelaufnahmen erfolgt die Schwenkbewegung zwangsgeführt um die Drehachse der Drehge¬ lenkanordnung, so daß für das Kniegelenk schädliche Kraftrich¬ tungen ausgeschlossen werden. Die Veränderbarkeit der räumli¬ chen Anordnung der Drehgelenkachse gegenüber dem Hüftgelenk- drehpunkt eines Patienten erlaubt eine mit den Kniegelenkdreh¬ punkten kongruente Einstellung der Drehgelenkachse und damit isometrische Bedingungen. Auch dies trägt dazu bei, schädliche Belastungen, wie sie beispielsweise bei einem axialen Vorschub des Femors über die Tibia (bekannt als "Schubladeneffekt") auftreten, vom Kniegelenk fernzuhalten.
Da bei dieser Ausführungsform die Schwenkbewegung der einen Unterschenkelaufnahme durch eine entgegengesetzt gerichtete Schwenkbewegung der anderen Unterschenkelaufnahme bewirkt wird, kann eine Beugungsbewegung des gesunden Beins zu einer entsprechenden Beugungsbewegung des kranken Beins genutzt wer¬ den, ohne daß hierzu ein aufwendiger Antrieb erforderlich
wäre. Durch die vorbeschriebene Bewegungskopplung kann auch die Frequenz der Kniebeugungen vom Patienten bis hin zu einem Aussetzen der Schwenkbewegung jederzeit selbst beinflußt wer¬ den, so daß die Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrich- tung jederzeit durch den Patienten selbst vorgenommen werden kann. Genausowenig muß zur Überwachung des Betriebs der Vor¬ richtung Pflegepersonal eingesetzt werden, da dieser jederzeit vom Patienten selbst leicht manipuliert werden kann. Aufgrund der fehlenden Antriebsvorrichtung bzw. des einfachen Betriebs der Vorrichtung erweist sich diese auch wesentlich günstiger hinsichtlich der Anschaffungs- bzw. der Betriebskosten.
Statt einer lediglich passiven Beübung, wie mit der bekannten Motorschiene möglich, ermöglicht die Vorrichtung eine aktive Beübung mit einem natürlichen, physiologischen Bewegungsab- lauf. Die durch die Bewegungskopplung erfolgende, reziproke Bewegungseinleitung fördert die Knorpel- und Sehnenbildung.
Weiterhin läßt sich die Vorrichtung ohne jede Veränderung sowohl als passives Bewegungsgerät als auch als aktives Trai¬ ningsgerät verwenden, so daß beispielsweise bei fortschreiten- der Rehabilitation des Kniegelenks übergangslos auf eine
Beübung durch aktive Bewegung des Kniegelenks gewechselt wer¬ den kann.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Schwenk¬ bewegung in einem Schwenkbereich erfolgt, der eine Mittellage aufweist, in der die Unterschenkelaufnahmen eine identische Schwenklage aufweisen. Hierdurch wird es dem die Vorrichtung benutzenden Patienten ermöglicht, in der Mittellage eine be¬ sonders angenehme Ruhestellung einzunehmen, in der sich die Unterschenkel in derselben Höhe befinden. Auch wird es mög- lieh, zwischen aufeinanderfolgenden Behandlungsfolgen die Vor¬ richtung am Patienten zu belassen, ohne daß dies mit Unannehm¬ lichkeiten für diesen verbunden wäre. Ganz im Gegenteil wird eine erhöhte Beinlagerung von den Patienten oftmals als ange¬ nehm empfunden.
Hierdurch ergibt sich auch eine besonders gute Zugänglichkeit von Kniegelenken und Beinen während der Behandlung, wodurch
beispielsweise Wundkontrollen oder auch die Durchführung einer Kältetherapie bei am Patienten verbleibender Vorrichtung mög¬ lich ist.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Endlagen des Schwenkbewegungsbereichs bezogen auf die Mittellage ein¬ stellbar sind, so daß ganz gezielt der zur Rehabilitation ei¬ ner Bewegungseinschränkung des Kniegelenks optimale Schwenk¬ bewegungsbereich einstellbar ist.
Wenn die Mittellage der Unterschenkelaufnahmen als Drehwinkel- läge bezogen auf die Drehgelenkachse der Drehgelenkanordnung einstellbar ist, läßt sich bei Bedarf eine Ruhestellung für die Beine des Patienten, in der beide Beine im selben Maße ge¬ beugt sind, beliebig wählen, um den individuellen Patienten¬ bedürfnissen besonders Rechnung tragen zu können.
Auch ist es möglich, die Mittellage und/oder die Endlagen des Schwenkbewegungsbereichs zu arretieren, um bei Bedarf sicher¬ zustellen, daß keine Kniegelenkbeugungen ausgehend von diesen Stellungen möglich sind.
Wenn die Bewegungskopplung der Unterschenkelau nahmen über eine als Getriebe ausgebildete Drehgelenkanordnung erfolgt, ist eine besonders kompakte Ausbildung der gesamten Vorrich¬ tung möglich, da die Drehgelenkanordnung gleichzeitig als Kraftübertragungseinrichtung genutzt wird.
Insbesondere, wenn die Vorrichtung nicht nur als Therapiegerät sondern auch als Übungsgerät zum Aufbau bzw. zur Wiederher¬ stellung von Beinmuskulatur benutzt werden soll, erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn eine Belastungseinrich¬ tung vorgesehen ist, die zumindest phasenweise entgegen der Schwenkbewegung auf mindestens eine Unterschenkelaufnahme wirkt. Zum einen wird damit der bereits vorstehend beschrie¬ bene Effekt der Vorrichtung verstärkt, daß die Muskulatur des zum Bewegungsantrieb des kranken Bein genutzten gesunden Beins trainiert wird. Zum anderen wird auch der Effekt verstärkt, daß durch die Betätigung des gesunden Beins das kranke Bein infolge gekreuzter Beübung des Quadrizeps passiv mitbeübt
wird .
Wenn darüberhinaus die Belastungseinrichtung einstellbar ist, läßt sich diese in besonders einfacher Weise an die Fähigkei¬ ten und Bedürfnisse des Patienten anpassen.
Eine derartige Belastungseinrichtung kann etwa durch eine ent¬ sprechende Feder oder Feder/Dämpfer-Einrichtung gebildet sein.
Wenn die Drehgelenkanordnung als Getriebe zur Kraftübertragung zwischen den Unterschenkelaufnahmen ausgebildet ist, erweist es sich als besonders vorteilhaft, die Drehgelenkanordnung bzw. das Getriebe mit einer Getriebelast zu beaufschlagen. Dies kann beispielsweise mittels einer in das Getriebe inte¬ grierten Drehmomentbremse geschehen. Auch hierbei ist eine Einstellbarkeit der Getriebelast bzw. der Bremse von Vorteil.
Wenn die Drehgelenkanordnung mit einer Höhenverstelleinrich- tung gekoppelt ist, ist es möglich, den gewünschten Schwenk¬ bewegungsbereich nicht nur durch Einstellung der Endlagen der Schwenkbewegung der Unterschenkelaufnahmen, sondern auch durch eine Höhenverstellung der Drehgelenkanordnung bzw. der Dreh¬ gelenkachse zu beeinflussen.
Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn die Relativanordnung der Drehgelenkachse gegenüber dem Hüftgelenkdrehpunkt längs einer Bewegungsbahn der Drehgelenkachse veränderbar ist. Hier¬ durch ist es möglich, Schwenkbewegungen der Unterschenkelauf¬ nahmen um die Drehgelenkachse bzw. Schwenkbewegungen der Un- terschenkel um die Kniegelenkdrehachse mit Schwenkbewegungen der Oberschenkel um die Hüftgelenkdrehachse zu überlagern, um somit besonders wirklichkeitsnahe Bewegungsabläufe, wie sie beim Gehen oder Laufen passieren, simulieren zu können.
Zur Erzielung einer optimalen Kongruenzeinstellung zwischen der Drehgelenkachse und den Kniegelenkachsen können die Unter¬ schenkelaufnahmen in ihrer Ausrichtung bezogen auf die Drehge¬ lenkachse veränderbar sein.
Um eine für den Patienten besonders bequeme Aufnahme der Un¬ terschenkel in die Unterschenkelaufnahmen zu ermöglichen, kön-
nen diese in ihrer Länge veränderbar sein.
Darüber hinaus können die Unterschenkelaufnahmen an ihrem freien Ende mit Fußstützen versehen sein.
Wenn die Fußstützen um eine Achse quer zur Längsachse der Un- tersehenkelaufnahmen verschwenkbar sind, lassen sich die
Schwenkbewegungen der Unterschenkel mit Schwenkbewegungen der Füße um die Fußgelenkdrehachse überlagern, wodurch eine wir¬ kungsvolle Thromboseprophylaxe erzielbar ist, da die Aktivie¬ rung der Wadenpumpe den venösen Blutdurchfluß fördert.
Wenn darüber hinaus die Fußstützen bewegungsgekoppelt sind, derart, daß eine Schwenkbewegung der einen Fußstütze eine ent¬ gegengesetzt gerichtete Schwenkbewegung der anderen Fußstütze bewirkt, ist es beispielsweise auch möglich, analog zur Bewe¬ gungstherapie an einem Kniegelenk die Vorrichtung zur Bewe¬ gungstherapie an einem Fußgelenk einzusetzen.
Wenn die Fußstützen mit den Unterschenkelaufnahmen bewegungs¬ gekoppelt sind, derart, daß eine Schwenkbewegung einer Unter¬ schenkelaufnahme eine entgegengesetzt gerichtete oder eine gleichgerichtete Schwenkbewegung der an der betreffenden Un- tersehenkelaufnähme angeordneten Fußstütze bewirkt, läßt sich die Bewegungskopplung der Unterschenkelaufnahmen auch gleich¬ zeitig zum zwangsgeführten Verschwenken der Fußstützen nutzen.
Die Installation der Vorrichtung am Patienten wird besonders dadurch erleichtert, daß die Unterschenkelaufnahmen schalen- förmig ausgebildet sind mit mindestens einer einer Schalenöff¬ nung gegenüberliegend angeordneten Befestigungseinrichtung. Hierdurch wird es möglich, die Unterschenkel in die Unter- schenkelaufnahmen einzulegen und mit Hilfe der Befestigungs¬ einrichtung in diesen zu sichern.
Eine weitere Steigerung der Gebrauchsqualität läßt sich da¬ durch erzielen, daß die Befestigungseinrichtung als seitlich offener Bügel ausgebildet ist, so daß ein seitliches Einlegen bzw. Herausnahmen der Unterschenkel möglich ist.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines an einem Pati¬ enten installierten Therapie- und Trainingsgerä- tes in einer mittleren Kniebeugungsstellung;
Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Therapie- und Trainingsgeräts;
Fig. 3 eine in der Ansicht Fig. 2 entsprechende Dar¬ stellung einer weiteren Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Therapie- und Trainingsge¬ räts;
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine beim Therapie- und
Trainingsgerät gemäß Fig. 3 verwendete Führungs¬ anordnung;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines an einem Pa¬ tienten installierten Therapie- und Trainingsge¬ rätes in einer mittleren Kniebeugungsstellung;
Fig. 6 das Therapie- und Trainingsgerät nach Fig. 5 in einer separaten Darstellung entsprechend einer Kniebeugungsstellung von 0°;
Fig. 7 das Therapie- und Trainingsgerät gemäß Fig. 6 in einer Kniebeugungsstellung von 90°;
Fig. 8 eine Gelenkeinrichtung des Therapie- und Trai¬ ningsgeräts in Explosionsdarstellung;
Fig. 9 eine Oberschenkel- bzw. Unterschenkelfixierung zur Verwendung an dem Therapie- und Trainingsge¬ rät gemäß Fig. 7;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform eines an einem Pa¬ tienten installierten Therapiegerätes in einer maximalen Beugungsstellung;
Fig. 11 eine als Getriebe ausgebildete Drehgelenkanord-
nung des in Fig. 10 dargestellten Therapiege¬ räts;
Fig. 12 eine beispielhafte Ausführungsform des Therapie¬ geräts gemäß Fig. 10 in räumlicher Darstellung, wobei an der Drehgelenkanordnung angelenkte Un¬ terschenkelaufnahmen sich in einer Mittellage befinden;
Fig. 13 das in Fig. 12 dargestellte Therapiegerät mit einer Darstellung der Unterschenkelauflagen in den Endlagen ihres Schwenkbewegungsbereichs;
Fig. 14 eine schematische Darstellung der kinematischen Verhältnisse bei einem Therapiegerät mit gegen¬ über der in Fig. 10 dargestellten Ausführung des Therapiegeräts auf einer Bewegungsbahn geführter Drehgelenkachse der Drehgelenkanordnung;
Fig. 15 eine schematische Darstellung einer die in Fig. 14 dargestellte Bewegungsbahn der Drehgelenk¬ achse ermöglichenden Drehgelenkachsenführung.
Fig. 1 zeigt ein Therapie- und Trainingsgerät 10 im Einsatz an einem Patienten. Das Therapie- und Trainingsgerät 10 weist eine Unterschenkelaufnahmeanordnung 11 auf, die gegenüber ei¬ ner hier als Führungsschiene 12 ausgebildeten Führungsanord¬ nung mittels einer Gelenkeinrichtung 13, die die Unterschen¬ kelaufnahmeanordnung 11 mit der Führungsschiene 12 verbindet, zwangsgeführt ist.
Fig. 2 zeigt die hier zur parallelen Aufnahme beider Unter¬ schenkel 14, 15 geeignete Unterschenkelaufnahmeanordnung 11 mit der daran angeordneten Gelenkeinrichtung 13, die in die Führungsschiene 12 eingreift.
Die Gelenkeinrichtung 13 weist einen hier doppelt gekröpft ausgeführten Gelenkhebel 16 auf, der an einem Ende mit einem Fersenteil 17 (Fig. 1) der Unterschenkelaufnahmeanordnung 11 starr verbunden ist. Am anderen Ende des Gelenkhebels 16 ist eine kreisförmige Gelenkscheibe 18 angeordne , die in dem hier
dargestellten, konstruktiv besonders einfach gelösten Bei¬ spiel, starr mit dem Gelenkhebel 16 verbunden ist. Die Gelenk¬ scheibe 18 ist in einen Führungsschlitz 19 der Führungsschiene 12 eingesetzt, die hier als Vierkantrohr mit einem Längs- schlitz 20 zur Durchführung des Gelenkhebels 16 ausgebildet ist.
Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 deutlich wird, ermöglicht die Gelenkeinrichtung 13 eine horizontale Längsfüh¬ rung in Richtung des Doppelpfeils 21, die mit einer Schwenkbe- wegung um eine Mittelachse 22 der Gelenkscheibe 18 in Richtung des Doppelpfeils 23 überlagerbar ist. Das in Fig. 1 darge¬ stellte Therapie- und Trainingsgerät 10 ermöglicht somit einen Bewegungsablauf, wie er zur Durchführung einer Beugung und Streckung der Beine des in Fig. 1 dargestellten Patienten not- wendig ist, wobei darüber hinaus weitere Bewegungen, etwa quer zur Längsrichtung der Führungsschiene 12 nicht möglich sind.
Im Gegensatz zu dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Thera¬ pie- und Trainingsgerät 10, das eine parallele, gleichgerich¬ tete Bewegung der Unterschenkel 14, 15 ermöglicht, zeigen die Fig. 3 und 4 ein Therapie- und Trainingsgerät 24, das eine ge¬ genläufige Bewegung der Unterschenkel 14, 15 ermöglicht.
Hierzu weist das Therapie- und Trainingsgerät 24, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Unterschenkelaufnahmeanordnung 25 mit zwei Unterschenkelaufnahmen 26, 27 auf, die jeweils an ihren Fer- senteilen 17 eine Gelenkeinrichtung 13 der in Fig. 2 darge¬ stellten Art aufweisen. Beide Gelenkeinrichtungen 13 sind mit ihren Gelenkscheiben 18 in jeweils einer Führungsschiene 12 geführt, die mit ihren geschlossen ausgebildeten Hochseiten 28 gegeneinander liegend angeordnet sind, so daß die Längs- schlitze 20 zur Durchführung der Gelenkhebel 16 jeweils außen liegend angeordnet sind.
Wie aus Fig. 4 deutlich wird, sind die Unterschenkelaufnahmen 26, 27 über eine die Gelenkhebel 16 der Unterschenkelaufnahmen 26, 27 miteinander verbindende Seilumlenkeinrichtung 29 bewe- gungsgekoppelt.
Die Seilumlenkeinrichtung 29 weist zwei jeweils an einem Ende einer Führungsschienenanordnung 30, die aus zwei Führungs¬ schienen 12 gebildet ist, angeordnete Umlenkrollen 31, 32 auf, über die ein Seil 33 geführt ist, das die Gelenkhebel 16 der- art miteinander verbindet, daß unabhängig vom Richtungssinn eine Längsbewegung des einen Gelenkhebels 16 in der zugeordne¬ ten Führungsschiene 12 eine entgegengerichtete Längsbewegung des anderen Gelenkhebels 16 in der zugehörigen Führungsschiene 12 bewirkt. Hierdurch wird, ausgelöst durch eine Bewegung des gesunden, in der Unterschenkelaufnahme 26 aufgenommenen Bei¬ nes, eine entsprechende Gegenbewegung des kranken, in der an¬ deren Unterschenkelaufnahme 27 aufgenommenen Beines induziert.
Um einen besonders reibungsfreien Betrieb der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Therapie- und Trainingsgeräte 10, 24 zu ermöglichen, können die Gelenkscheiben 8 kugelgelagert auf den Gelenkhebeln 16 angeordnet oder sogar selbst als Kugellager ausgebildet sein.
Fig. 5 zeigt ein Therapie- und Trainingsgerät 110, das an ei¬ nem liegend gelagerten Patienten installiert ist. Das hier dargestellte Therapie- und Trainingsgerät 110 befindet sich in einer mittleren Kniebeugungsstellung mit einem Kniebeugungs¬ winkel von etwa 110°. Das Therapie- und Trainingsgerät 110 weist eine Oberschenkelaufnahme 111 zur Aufnahme beider Ober¬ schenkel 112, 113 und eine Unterschenkelaufnahme 114 zur Auf- nähme beider Unterschenkel 115, 116 des Patienten auf. Die Oberschenkelaufnahme und die Unterschenkelaufnahme sind über Schwenkarme 117, 118 und 119, 120 einer Gelenkeinrichtung 121 miteinander verbunden.
Die Unterschenkelaufnahme 114 ist in einem Fersenbereich 122 mit einer Rollenführung 123 versehen, die bei einer Schwenkbe¬ wegung um eine Drehachse 124 der Gelenkeinrichtung 121 ein Hin- und Herrollen der Unterschenkelaufnahme 114 auf einem Un¬ tergrund 158 in Richtung des Pfeils 125 ermöglicht. Die Dreh¬ achse 124 ist koaxial zu einer Schwenkachse 171 der Knie- gelenke angeordnet. Der Untergrund 158 kann durch einen Raum¬ boden oder auch einen anderen Untergrund gebildet sein, der
ein Abrollen der Rollenführung 123 ermöglicht. So kann auch eine Bettmatratze als Untergrund 158 dienen.
Um ein Aufliegen der Oberschenkel 112, 113 und der Unterschen¬ kel 115, 116 auf der Oberschenkelaufnahme 111 bzw. der Unter- schenkelaufnahme 114 während der gesamten Relativbewegung der Unterschenkelaufnahme 114 gegenüber der Oberschenkelaufnahme 111 sicherzustellen, weist die Oberschenkelaufnahme 111 eine Oberschenkelfixierung 126 und die Unterschenkelaufnahme 114 eine Unterschenkelfixierung 127 auf.
Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 5 hervorgeht, kann zwischen der Oberschenkelaufnahme 111 und der Unterschenkelaufnahme 114 wirkend eine hier als Seilzugfeder in Form eines gummielasti¬ schen Seiles 128 ausgebildete Federeinrichtung installiert sein, die eine Überführung des Therapie- und Trainingsgeräts 110 von einer Kniebeugung in Richtung einer Kniestreckung nur unter Überwindung der Federkraft des Seiles 128 ermöglicht.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine als Zugfeder wirkende Federeinrichtung 128 vorgesehen, die das Therapie- und Trainingsgerät 110 aus einer Kniestreckungsstel- lung in eine Kniebeugungsstellung zwingt. Neben dem Bewegungs¬ training für das kranke Bein ist es somit möglich, für das ge¬ sunde Bein ein Muskeltraining vorzusehen, das in erster Linie den als Strecker bezeichneten Oberschenkelmuskel belastet. Wenn statt einer Zugfeder eine Druckfeder für die Federein- richtung 128 verwendet wird, ist es möglich, dem Bewegungs¬ training des kranken Beins ein Muskelaufbautraining für den Beuger des gesunden Beins zu überlagern.
Neben der Federeinrichtung 128 isr bei dem in Fig. 5 darge¬ stellten Ausführungsbeispiel des Therapie- und Trainingsgeräts 110 zwischen der Oberschenkelaufnahme 111 und der Unterschen¬ kelaufnahme 114 wirkend eine Dämpfereinrichtung 129 vorgese¬ hen, die hier nur schematisch dargestellt ist und es ermög¬ licht, unabhängig von dem von der Auslenkung der Federeinrich¬ tung 128 abhängigen Federkraftverlauf eine hinsichtlich der Geschwindigkeit gleichförmige Relativbewegung zwischen der
Oberschenkelaufnahme 111 und der Unterschenkelaufnahme 114 zu
bewirken. Obwohl bei der Darstellung gemäß Fig. 5 als separate Anbauteile ausgebildet, ist es auch möglich, sowohl die Feder¬ einrichtung 128 als auch die Dämpfereinrichtung 129 in die Ge¬ lenkeinrichtung 121 zu integrieren.
Aus den Fig. 6 und 7, die das Therapie- und Trainingsgerät 110 in einer Kniestreckungs-Stellung (Fig. 6) und einer Kniebeu- gungs-Stellung (Fig. 7) zeigen, werden weitere Einzelheiten des Therapie- und Trainingsgeräts 110 deutlich.
Die Oberschenkelaufnahme 111 und die Unterschenkelaufnahme 114 weisen übereinstimmend eine Oberschenkelauflage 130 bzw. eine Unterschenkelaufnahme 131 auf, die hier übereinstimmend ausge¬ bildet und in etwa schalenförmig sind. Abweichend von der Oberschenkelaufnahme 111 weist die Unterschenkelaufnahme 114 neben der Unterschenkelaufläge 131 eine Fußschale 132 auf, die abnehmbar mit der Unterschenkelaufläge 131 verbunden ist.
Sowohl die Oberschenkelauflage 130 als auch die Unterschenkel¬ auflage 131 weisen seitlich außen an Seitenwandbereichen 133, 134 Führungen 135, 136 zur Aufnahme der Schwenkarme 117, 118 bzw. 119, 120 von Drehgelenken 137, 138 der Gelenkeinrichtung 121 auf. Wie anhand der Schwenkarme 118, 120 beispielhaft dar¬ gestellt, sind die Schwenkarme mit einer Rastverzahnung 139 versehen, die beim Einführen der Schwenkarme 117 - 120 in die Führungen 135, 136 mit schwenktastenartig ausgebildeten Feder¬ rasten 140 zusammenwirken. Beim Einführen rasten die Federra- sten 140 selbsttätig in die Rastverzahnung 139 ein. Zum Her¬ ausziehen der Schwenkarme 117 - 120 aus den Führungen 135, 136 müssen die Federrasten 140 durch einseitige Druckbeaufschla¬ gung (wie durch den Pfeil 141 angedeutet) aus ihrem federge- stützten Eingriff mit der Rastverzahnung 139 herausgeschwenkt werden. Damit ist eine wirksame Hebellänge a zwischen der die Drehgelenke 137, 138 miteinander verbindenden Drehachse 124 und der Oberschenkelauflage 130 bzw. der Unterschenkelaufläge 131 leicht veränderbar, so daß ohne weiteres und ohne jedes Werkzeug schnell und einfach Anpassungen des Therapie- und Trainingsgeräts an die Patientenanatomie durchgeführt werden können.
Die Drehgelenke 137, 138 sind jeweils mit zwei Anschlagzapfen 142, 143 versehen, die zusammengenommen jeweils einen Winkel¬ anschlag 144 bzw. 145 an einem Drehgelenk 137 bzw. 138 bilden. Die Anschlagzapfen 142, 143 können in beliebiger Relativstel- lung an einem Drehgelenk 137 oder 138 angeordnet werden, so daß sie in einem Fall einen Winkelanschlag 144, 145 für eine maximale Kniebeugungsstellung und in einem anderen Fall einen Winkelanschlag 144, 145 für eine minimale Kniebeugungsstellung bilden können. Die jeweilige Begrenzungsstellung wird durch den Anschlag der Anschlagzapfen 142, 143 gegeneinander defi¬ niert. Fig. 6 zeigt die Anschlagzapfen 142, 143 des Drehge¬ lenks 137 in einer Relativanordnung, in der sie einen Winkel¬ anschlag 144 für die Kniestreckungs-Stellung bilden, wohinge¬ gen die Anschlagzapfen 142, 143 des Drehgelenkes 138 sich in einer Relativanordnung befinden, in der sie einen Winkelan¬ schlag 145 für die maximale Kniebeugungsstellung bilden, wie aus Fig. 7 hervorgeht.
Wie Fig. 6 weiterhin zeigt, ist sowohl die Oberschenkelauflage 130 als auch die Unterschenkelaufläge 131 mit einer Federan- lenkung 146 bzw. 147 versehen, die im wesentlichen überein¬ stimmend ausgebildet sind. Wie anhand der Darstellung der Oberschenkelauflage 130 deutlich wird, weist ein Bodenwandbe¬ reich 148 der Oberschenkelauflage 130 ebenso wie ein entspre¬ chender Bodenwandbereich der Unterschenkelaufläge 131 hier insgesamt sechs Befestigungsbohrungen 139 auf, in die zwei Be¬ festigungszapfen 150 der Federanlenkung 146 eingesetzt werden können. Je nach Auswahl von zwei der Befestigungsbohrungen 149 zur Aufnahme der Befestigungszapfen 150 kann eine bestimmte Relativanordnung der Federanlenkung 146 an der Oberschenkel- aufläge 130 bzw. der Unterschenkelaufläge 131 gewählt werden. Somit läßt sich die Vorspannung eines zwischen den Federanlen- kungen 146 und 147 angeordneten elastischen Seiles 128 ein¬ stellen.
Im Unterschied zur Federanlenkung 146 an der Oberschenkelauf- läge 130, die auf der Unterseite der Oberschenkelauflage 130 angeordnet ist, befindet sich die Federanlenkung 147 an der Unterschenkelaufläge 131 auf deren Oberseite. Somit wird durch
die Federanlenkung 147 gleichzeitig eine Mittelführung für die verschiebbar an der Unterschenkelaufläge 131 angeordnete Fu߬ schale 132 gebildet. Neben der als Mittelführung dienenden Fe¬ deranlenkung 147 dienen die Führungen 135, 136 an den Seiten- wandbereichen 133, 134 der Unterschenkelaufläge 131 zur seit¬ lichen Führung der Fußschale 132.
Die Fußschale 132 weist eine Mittelkonsole 155 auf, die auf die Federanlenkung 147 aufgeschoben wird. Die Federanlenkung 147 weist mindestens eine Federraste 152 auf, die mit entspre- chenden Rastausbrüchen 153, 154 in der Mittelkonsole 155 zu¬ sammen wirkt. Fig. 6 zeigt, daß die Federraste 152 der Feder¬ anlenkung 147 in den vorderen Rastausbruch 153 der Mittelkon¬ sole 155 eingerastet ist, so daß sich die Fußschale 132 quasi in ihrer ausgefahrenen Stellung gegenüber der Unterschenkel- aufläge 131 befindet. Hierdurch wird im Bereich der Unter¬ schenkelaufnahme 114 eine weitere Anpassungsmöglichkeit an die Patientenanatomie geschaffen.
Die Fußschale 132 weist getrennt durch die Mittelkonsole 155 zwei schalenförmig ausgebildete Fußführungen 156, 157 auf, die um eine quer zur Drehachse 124 der Gelenkeinrichtung 121 ange¬ ordnete Hochachse 151 innerhalb der Fußschale 132 verschwenk¬ bar sind. Hierdurch wird es möglich, Fehlstellungen, wie bei¬ spielsweise eine "X"- oder eine "0"-Stellung, auszugleichen, so daß bei einer Bewegungstherapie keine Verspannungen in den Knien des Patienten auftreten.
Im Fersenbereich 122 der Fußschale 132 ist die Rollenführung 133 mit drei Rollen 163 vorgesehen. Die Rollen 163 sind hier relativ breit ausgeführt und eignen sich daher besonders zum Abrollen auf einem weichen, nachgiebigen Untergrund, wie eine Bettmatratze.
Wie aus den Fig. 6 und 7 weiter hervorgeht, sind die Ober¬ schenkelauflage 130 im mittleren Bodenwandbereich 148 und auf der Oberseite der Führungen 135, 136 und die Fußschale 132 auf der Mittelkonsole 155 sowie auf den Oberseiten ihrer Seiten- konsolen 159, 160 mit Befestigungbohrungen 161 versehen, die zur Aufnahme von Rastnippeln 162 der Oberschenkelfixierung 126
bzw. der Unterschenkelfixierung 127 dienen. Die Oberschenkel¬ fixierung 126 ist im vorliegenden Fall identisch mit der Un¬ terschenkelfixierung 127 ausgebildet und in Fig. 9 darge¬ stellt.
Die Oberschenkelfixierung 126 bzw. die Unterschenkelfixierung 127 weist ein Basisteil 165 auf, das über die Rastnippel 162 in die Oberseite des Bodenwandbereichs 148 der Oberschenkel¬ auflage 130 bzw. die Mittelkonsole 155 der Fußschale 132 über eine elastische, lösbare Verrastung mit den Befestigungsboh- rungen 161 einsetzbar ist.
Die in Fig. 9 dargestellte Oberschenkelfixierung 126 bzw. Un¬ terschenkelfixierung 127 weist abgehend von der Basis 165 einen elastischen Gurt 166 auf, der wahlweise über den einen oder anderen Oberschenkel 112, 113 bzw. den einen oder anderen Unterschenkel 115, 116 des Patienten geschnallt werden kann (Fig. 5), wobei die Rastnippel 162 am Ende des Gurts 166 zur elastisch lösbaren Verrastung mit den entsprechenden Befesti¬ gungsbohrungen 161 auf der Oberseite der Führungen 135, 136 der Oberschenkelauflage 130 bzw. den Seitenkonsolen 159, 160 der Fußschale 132 dienen. Abweichend von der Darstellung in
Fig. 9 kann die Oberschenkelfixierung 126 bzw. die Unterschen¬ kelfixierung 127 auch mit zwei Gurten versehen sein, so daß beide Oberschenkel 112, 113 bzw. beide Unterschenkel 115, 116 auf der Oberschenkelauflage 130 bzw. der Unterschenkelaufläge 131 festgeschnallt werden können.
Fig. 8 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Drehgelenks 137, 138 mit den daran angesetzten Schwenkarmen 117, 119 bzw. 118, 120. Das eigentliche Drehgelenk 137 bzw. 138 ist durch an den Schwenkarmen 117, 119 bzw. 118, 120 ausgebildete Gelenkau- gen 167, 168 gebildet, die durch beidseitiges Einsetzen von miteinander verrastenden Rastringen 169, 170 so gegeneinander gedrückt werden, daß sie aufeinander gleiten können. Die Rast- ringe 169, 170 sind mit den bereits hinsichtlich ihrer Funk¬ tion beschriebenen Anschlagzapfen 142, 143 versehen. Aus der Darstellung gemäß Fig. 8 wird deutlich, daß hier die Funktion der mit Schwenkarmen versehenen Drehgelenke mit einer minima-
len Teileanzahl erreicht wird.
Um die vorstehend mehrfach beschriebenen elastischen Rastver¬ bindungen an der hier dargestellten Ausführungsform des Thera¬ pie- und Trainingsgeräts verwirklichen zu können, bietet sich besonders eine Ausführung des Therapie- und Trainingsgeräts in Kunststoff an.
Fig. 10 zeigt ein Therapiegerät 210 mit einer auf einer Stütz¬ vorrichtung 211 angeordneten Drehgelenkanordnung 212 und zwei an einer Drehgelenkachse 213 der Drehgelenkanordnung 212 ange- ordnete Unterschenkelaufnahmen 214, 215, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit die Unterschenkelaufnahme 215 nur durch ihre Längsachse dargestellt ist.
Die Unterschenkelaufnahmen 214, 215 sind über die Drehgelenk¬ anordnung 212 derart miteinander bewegungsgekoppelt, daß eine, wie in Fig. 10 durch den Pfeil 216 angedeutet, Aufwärts¬ schwenkbewegung der Unterschenkelaufnahme 214 zwangsläufig eine, wie in Fig.' 10 durch den Pfeil 217 angedeutet, Ab- wärtschwenkbewegung der Unterschenkelaufnähme 215 bewirkt. Dasselbe gilt für eine Abwärtsschwenkbewegung der Unterschen- kelaufnähme 214, die zwangsläufig eine Aufwärtsschwenkbewegung der Unterschenkelaufnahme 215 bewirkt.
Infolge der drehgelenkigen Anlenkung der Unterschenkelaufnah¬ men 214, 215 an die Drehgelenkanordnung 212 werden die Unter¬ schenkelaufnahmen 214, 215 über einen gesamten Schwenkbewe- gungsbereich 218 in zwei zueinander parallelen Schwenkebenen 219, 220 (Fig. 11) geführt, so daß keine für die Kniegelenke schädlichen Querbelastungen auftreten können.
Die Unterschenkelaufnahmen 214, 215 sind so gestaltet, daß sich bei einer Aufnahme von Patientenbeinen 221, 222 eine zur Drehgelenkachse 213 des Therapiegeräts 210 kongruente Anord¬ nung von Kniegelenkdrehachsen KG der Patientenbeine ergibt oder einstellen läßt. Eine derartige Einstellung läßt sich bei dem in Fig. 10 dargestellten Therapiegerät 210 durch eine in ihrer Relativstellung zu Drehgelenkachse 213 veränderbare Auf- nahmeschale 225 der Unterschenkelaufnahme 214 erreichen. Im
übrigen können die Unterschenkelaufnahmen 214, 215 so dimen¬ sioniert sein, daß sich bei durchschnittlicher Extremitäten¬ anatomie von vornherein, also ohne notwendige Justierung, eine weitestgehende Kongruenz zwischen den Kniegelenkdrehachsen KG eines Patienten und der Drehgelenkachse 213 des Therapiegeräts 210 erzielen läßt.
Bei der in Fig. 10 gezeigten, grundlegenden Ausführung des Therapiegeräts 210 ist die Raumposition der Drehgelenkachse 213 über die in ihrer Lage horizontal veränderbare Stützvor- richtung 211 festgelegt, so daß bei kongruenter Anordnung von Drehgelenkachse 213 und Kniegelenkachsen KG diese neben einer Hüftgelenkdrehachse HG des Patienten raumfest angeordnet sind und eine Veränderung des Kniebeugewinkels α lediglich durch Verschwenken der Unterschenkelaufnahmen 214, 215 um die Dreh- gelenkachse 213 der Drehgelenkanordnung 212 über den Schwenk¬ bewegungsbereich 218 erfolgt. Dabei sind die Grenzen des Schwenkbewegungsbereichs 218 durch eine untere Endlage U und eine obere Endlage 0 der Unterschenkelaufnahmen 214, 215 defi¬ niert. In einer Mittellage M befinden sich die gegenläufig be- wegten Unterschenkelaufnahmen 214 und 215 bei dem in Fig. 10 dargestellten Therapiegerät 210 in einer gemeinsamen Ebene parallel zu einem beispielsweise durch eine Bettmatratze 228 definierten Untergrund, so daß in dieser Mittellage eine für den Patienten angenehme Ruhestellung möglich wird.
Infolge der Anordnung der Unterschenkelaufnahmen 214, 215 auf einer gemeinsamen Drehgelenkachse 213 werden die durch das Ge¬ wicht der Unterschenkel des Patienten um die Drehgelenkachse 213 wirkenden Lastmomente kompensiert, so daß eine Bewegung der Unterschenkel über den Schwenkbewegungsbereich 218 mit ge- ringstmöglichem Kraftaufwand ausführbar ist.
Fig. 11 zeigt in sche atischer Darstellung das Funktionsprin¬ zip der bei dem Therapiegerät 210 verwendeten, als Getriebe ausgebildeten Drehgelenkanordnung 212. Bei der in Fig. 11 dar¬ gestellten Ausführung der Drehgelenkanordnung 212 ist diese als Kegelradgetriebe ausgebildet mit zwei jeweils drehstarr mit Schwenkarmen 229, 230 der Unterschenkelaufnahmen 214, 215
verbundenen Antriebsrädern 231, 232, die auf der Drehgelenk¬ achse 213 im Gehäuse 233 der Drehgelenkanordnung 212 gelagert sind. Zur Drehmomentübertragung zwischen den Antriebsrädern 231 und 232 ist ein Ubertragungsrad 234 auf einer zur Drehge- lenkachse 213 senkrecht angeordneten Übertragungsachse 235 im Gehäuse 233 angeordnet. Wie aus der Darstellung gemäß Fig. 11 deutlich wird, bewirkt eine im Uhrzeigersinn erfolgende, etwa durch das gesunde Bein des Patienten ausgelöste Schwenkbewe¬ gung des Schwenkarms 230 um die Drehgelenkachse 213 über das Ubertragungsrad 234 eine entsprechende entgegen dem Uhrzeiger¬ sinn gerichtete Schwenkbewegung des Schwenkarms 229 unter Mit¬ nahme des in der mit dem Schwenkarm 229 verbundenen Unter¬ schenkelaufnähme 215 aufgenommenen kranken Bein des Patienten. Über die Drehgelenkanordnung 212 erfolgen die Bewegungen der Schwenkarme 229, 230 zwangsgeführt, so daß jede Schwenkbewe¬ gung eines Schwenkarms 229 bzw. 230 eine entgegengesetzt ge¬ richtete Schwenkbewegung des anderen Schwenkarms 229 bzw. 230 zur Folge hat.
Neben einer Ausführung der Drehgelenkanordnung als Kegelradge- triebe, beispielsweise mit Zahn- oder Reibrädern, sind auch andere Getriebeprinzipien, die die vorbeschriebene zwangsge¬ führte Bewegungskopplung ermöglichen, einsetzbar.
Die in Fig. 11 dargestellte Drehgelenkanordnung 212 ist dar¬ über hinaus mit einer einstellbaren Belastungseinrichtung 236 versehen, die es ermöglicht, dem durch das Ubertragungsrad 234 übertragenen Übertragungsdrehmoment 237 ein entgegengesetzt gerichtetes Lastmoment 238 als Getriebelast zu überlagern. Die Belastungseinrichtung 236 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine drehstarr mit dem Ubertragungsrad 234 verbundene Bremsscheibe 239 auf, die mit Bremsbacken 240, 241 versehen ist, welche in ihrer Wirkung auf die Bremsscheibe 239 über eine außen am Gehäuse 233 angeordnete Betätigungseinrich¬ tung 242 einstellbar sind.
Weiterhin befindet sich außen am Gehäuse 233 eine verstellbare Anschlageinrichtung 243 mit zwei Anschlägen 244, 245, die so eingestellt sind, daß sie den Schwenkausschlag des Schwenkarms
230 in beide Richtungen begrenzen und somit die Endlagen O und U (Fig. 10) der Unterschenkelaufnahmen 214, 215 definieren. Zur Einstellung der in Fig. 10 dargestellten oder auch einer davon in ihrer Winkellage zur Horizontalen abweichenden Mit- tellage M kann das gesamte Gehäuse 233 um die Drehgelenkachse 213 verschwenkbar ausgebildet sein.
Die Fig. 12 und 13 zeigen in einer weiteren Ausführungsform ein Therapiegerät 246 in einer Mittellagenkonfiguration (Fig. 12) und einer Endlagenkonfiguration (Fig. 13). Das Therapiege- rät 246 weist eine sockeiförmig ausgebildete Stützvorrichtung 247 mit V-förmig angeordneten Standfüßen 248, 249 und einem darauf angeordneten Sockel 250 auf, der mit einer in den Fig. 10, 12 und 13 nicht näher dargestellten, feststellbaren Hub¬ vorrichtung versehen ist und somit eine Veränderung der Höhe h der Drehgelenkachse 213 der Drehgelenkanordnung 212 über dem beispielsweise durch die Bettmatratze 228 gebildeten Unter¬ grund ermöglicht.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 233 der Drehgelenkanordnung 212 in einem Sockelverbindungsteil 251 rohrförmig ausgebildet, so daß sie höhenverstellbar im
Sockel 250 geführt werden kann. Eine außen am Sockel angeord¬ nete Feststelleinrichtung 252 dient zur Arretierung der ge¬ wählten Höhe h.
Auf der Drehgelenkachse 213 sind beidseitig an die Drehgelenk- anordnung 212 die Schwenkarme 229, 230 angelenkt.
An die Schwenkarme 229, 230 sind über eine lösbare Verbin¬ dungseinrichtung 253 Aufnahmeschalen 254, 255 angesetzt, die jeweils mit einem Schwenkarm 229 bzw. 230 Unterschenkelaufnah¬ men 256, 257 bilden. Die Verbindungseinrichtung 253 weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine in die
Schwenkarme 229, 230 eingeschraubte Klemmschraube 258 auf, die einen seitlich in den Unterschenkelaufnahmen 256, 257 angeord¬ neten Klemmschlitz 259 durchdringt, so daß bei gelöster Klemm¬ schraube 258 eine Relativbewegung der Aufnahmeschalen 254, 255 sowohl in Längsrichtung der Schwenkarme 229, 230 (Pfeil 260) als auch eine Schwenkbewegung der Auf ahmeschalen 254, 255 um
die Klemmschraube 258 (Pfeil 261) möglich ist. Durch Verspan¬ nen der Aufnahmeschalen 254, 255 mit den Schwenkarmen 229 bzw. 230 bei eingedrehter Klemmschraube 258 kann eine frei gewählte Relativstellung der Aufnahmeschalen 254, 255 gegenüber den Schwenkarmen 229, 230 bzw. der Drehgelenkachse 213 arretiert werden, so daß sich die unter Bezugnahme auf Fig. 10 bereits erläuterte kongruente Ausrichtung zwischen der Drehgelenkachse 213 der Drehgelenkanordnung 212 und den Kniegelenkdrehachsen KG des Patienten jederzeit leicht einstellen läßt.
Wie weiter aus den Fig. 12 und 13 ersichtlich, weisen die Auf¬ nahmeschalen 254, 255 neben den Unterschenkelaufnahmen 256, 257 auch Fußaufnahmen bzw. Fußabstützungen 262, 263 auf. Im Bereich der Fußabstützungen 262, 263 sind im Abstand zur In¬ nenfläche der Unterschenkelaufnahmen 256, 257 einstellbar aus- gebildete, etwa L-förmige Haltebügel 264, 265 angeordnet, die eine sichere Kraftübertragung zwischen dem Patientenbein und der jeweiligen Unterschenkelaufnahme 214 bzw. 215 auch bei ei¬ ner aktiven Aufwärtsbewegung sicherstellen sollen. Zur Außen¬ seite hin sind die Haltebügel 264, 265 geöffnet, so daß nach einer einmaligen Anpassung des Abstands der Haltebügel 264, 265 von der Unterschenkelaufnahme 256 bzw. 257 diese nicht mehr gelöst werden müssen und ein Einstieg bzw. Ausstieg für den Patienten in die Unterschenkelaufnahmen 214, 215 leicht durch seitliches Einlegen bzw. Herausnehmen des Unterschenkels in die Unterschenkelaufnahme 256, 257 möglich ist.
Wie insbesondere aus Fig. 13 deutlich wird, weisen die scha- lenförmig ausgebildeten Unterschenkelaufnahmen 256, 257 in ei¬ nem Wadenbereich Ausnehmungen 268, 269 auf, die eine für den Patienten besonders bequeme Lagerung der Unterschenkel in den Unterschenkelaufnahmen 256, 257 ermöglichen.
Die Darstellungen in den Fig. 12 und 13 machen auch deutlich, daß aufgrund der relativ geringen Teileanzahl eine besonders kostengünstige Herstellung des Therapiegeräts möglich wird. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß für die Anordnung des Therapiegerätes am Bett eines Patienten nicht die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Standkonfiguration mit einer sockelför-
mig ausgebildeten StützVorrichtung 247 sondern eine Hängekon¬ figuration gewählt wird, bei der die Drehgelenkanordnung mit einer oberhalb des Patientenbettes oder an diesem angeordne¬ ten, hier nicht näher dargestellten Galgenvorrichtung verbun- den ist. Wesentlich ist lediglich, daß eine in ihrer Relativ¬ anordnung zur Hüftgelenkdrehachse HG definierte Position der Drehgelenkachse 213 geschaffen wird.
Fig. 14 zeigt die kinematischen Zusammenhänge bei einem Thera¬ piegerät 270, das eine konzentrisch um die Hüftdrehgelenkachse HG des Patienten bewegbare Drehgelenkachse 271 aufweist. Die in Fig. 14 dargestellte Kinematik ermöglicht es, die Schwenk¬ bewegung des Unterschenkels um die Drehgelenkachse 271 gleich¬ zeitig zu einer Verlagerung der Drehgelenkachse 271 auf einer zur Hüftgelenkdrehachse HG des Patienten konzentrischen Bewe¬ gungsbahn 280 zu nutzen, um somit den Bewegungsablauf des Lau¬ fens simulieren zu können. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig. 14 eine Unterschenkelaufnahme 272 nur mit ihrer Längsachse als Gerade zwischen der Drehgelenkachse 271 bzw. der Kniedrehgelenkachse KG und der Fußgelenkdrehachse FG des Patienten in verschiedenen Schwenkbewegungsphasen, nämlich der Mittellage M der oberen Endlage O und der unteren Endlage U, des Schwenkbewegungsbereichs dargestellt. Bei dem Therapiege¬ rät 270 ist die Unterschenkelaufnahme 272 durch Stäbe 273, 274 über eine Gleitführung 275 mit einer stationär angeordneten Führungsstange 276 verbunden, die hier horizontal verläuft. Statt der in Fig. 14 dargestellten Stäbe 273, 274 ist es na¬ türlich auch möglich, einen hier nicht näher dargestellten, biegesteifen Ausleger mit der Unterschenkelaufnahme 272 zu verbinden und gelenkig an die Gleitführung 275 anzulenken, um kinematisch gesehen zum selben Ergebnis zu kommen.
Aus Fig. 14 wird deutlich, daß bei einem Verschwenken der Un¬ terschenkelaufnahme 272 ausgehend von der Mittellage M in die untere Endlage U über die Gleitführung 275 zwangsläufig eine Hubbewegung (Pfeil 281) der Drehgelenkachse 271 erfolgt. Die Unterschenkelaufnahme 272 erstreckt sich nun auf der Geraden zwischen dem Kniegelenkdrehpunkt in der unteren Endlage KG*j und dem Fußgelenkdrehpunkt in der unteren Endlage FGy. Ent-
sprechendes gilt bei einem Verschwenken der Unterschenkelauf¬ nahme 272 in die obere Endlage 0 (Verbindungsgerade zwischen dem Kniegelenkdrehpunkt in der oberen Endlage KG0 und dem Fu߬ gelenkdrehpunkt in der oberen Endlage FG0).
Aus Fig. 14 wird auch deutlich, daß aufgrund der überlagerten Schwenkbewegungen zwischen dem Oberschenkel, der sich auf der Verbindungsgeraden zwischen dem Hüftgelenkdrehpunkt HG und dem Kniegelenkdrehpunkt KG erstreckt, und dem Unterschenkel im Vergleich zu einer, wie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt, örtlich festgelegten Drehgelenkachse 213 ein etwa gleich großer Kniebewegungswinkel α bei wesentlich geringerem Schwenkausschlag 218 der Unterschenkelaufnahme erzielen läßt.
Fig. 15 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Möglich¬ keit zur Ausbildung einer Stützvorrichtung 277, die eine Kine- matik wie in Fig. 14 dargestellt mit Bewegung der Drehge¬ lenkachse 271 auf einer Bewegungsbahn 280 konzentrisch zur Hüftgelenkdrehachse HG des Patienten ermöglicht. Hierzu ist die Drehgelenkachse 271 in einer horizontal wirkenden Gleit¬ führung 278 aufgenommen, wobei die Gleitführung 278 über eine Hubstange 279 in einem Sockel 280 vertikal verschiebbar ge¬ führt ist.