DE29918026U1

DE29918026U1 - Knieorthese mit PTS

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Publication number: DE29918026U1
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Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2009-10-06

Description

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Antrag auf Gebrauchsmusterschutz für

&ldquor;Knieorthese mit PTS" von Peter Kotlarov

Beschreibung der Knieorthese

Es handelt sich um ein medizinisches Hilfsmittel, genauer um eine Schiene zur postoperativen Behandlung nach hinterer Kreuzbandruptur oder zur nichtoperativen Behandlung einer frischen hinteren Kreuzbandruptur. Durch bessere Diagnostik und durch gesteigertes Augenmerk des klinischen Untersuchers wird zunehmend häufig die Diagnose &ldquor;Hintere Kreuzbandruptur" gestellt. Eine solche Verletzung kann zu Sportinvalidität fuhren oder sehr häufig zu vorzeitiger Arthrose durch zunehmendes Auslockern der weiteren Gelenkstabilisatoren (Menisci und andere). Vor allem kann eine frische Verletzung im Gegensatz zum vorderen Kreuzband wieder vollständig verheilen, wenn eine Nachbehandlung mit einer Orthese erfolgt, die auf den Unterschenkel einen dauernden Ventralzug ausübt (Der Ventralzug ist der sogenannte &ldquor;posterior tibial Shirt", kurz PTS). Es ist also sinnvoll, dem behandelnden Arzt eine optimale Orthese zur Verfugung zu stellen. Günstig aufgrund der ventralen Kraftrichtung wirkt sich ein straffer M. Quadriseps femoris aus, dieser sollte während der Behandlung möglichst wenig atrophieren. Ungünstig wirken hingegen die ischiokruralen Muskeln, diese ziehen das Knie in die hintere Schublade und zwar am stärksten bei 90° Flektion, bei 0° Flektion wirken sie nur gering. Aus dem Gesagten ergeben sich nun folgende bekannte Behandlungsmöglichkeiten: Erstens eine starre gerade Schiene, die mit einem elastischen Kissen die Wade abstützt. Der Druck wird erzeugt durch Gegendruck von ventral auf den distalen Unterschenkel. Dies ist meines Wissens die meistverwendete Schiene. Nachteil ist die fast vollständige Immobilisierung des Knies, die in Kauf genommen wird, um die ischiokruralen Muskeln auszuschalten. Diese fuhrt zu massiver Quadrizepsatrophie. Wenn dieser Muskel atrophiert ist, fuhrt das dazu, daß die Schiene nach einigen Wochen nicht mehr paßt, da sie ja zur Erzeugung des PTS den Gegendruck durch Auflage auf den distalen Quadrizeps benötigt. Problematisch ist auch, daß die starre Schiene durch die dynamischen Lastwechsel beim Gehen überfordert wird, wie eine Untersuchung mit Drucksensoren gezeigt hat. Dabei sind gerade diese Patienten jung und aktiv. Außerdem hat sich beim vorderen Kreuzband der Vorteil einer frühfunktionellen Nachbehandlung gegenüber der Immobilisation gezeigt.

Ein Teil dieser Probleme wird umgangen, wenn man eine Don-Joy Orthese (oder ähnliches Modell) verwendet, die durch entsprechendes Anbringen der Haltebänder einen PTS (siehe oben) ausübt. Diese läßt eine Flektion zu. Da sie durch eine Mechanik versucht, die natürliche Kinematik des Knies zu imitieren, dürfte sie ihren Zweck in Grenzen auch erfüllen. Vor allem läßt sie ein Benutzen und Beüben des M. Quadrizeps zu. Leider erfüllt sie diese Funktion nur bei perfektem Sitz, was in der Praxis nach einer Woche Tragzeit selten gegeben ist. Daher wird sie meist nur bei leichten Verletzungen oder später postoperativ verwendet. Bei Flektion wird der PTS nicht erhöht.

Bei der hier vorgestellten Schiene wird der PTS durch eine Stahlfeder aus Rundstahl von 3-3,5 mm Durchmesser mit einer oder zwei Windungen ausgeübt. Diese ist starr am ersten Teil befestigt, am zweiten Teil drehbar mit einer Drehachse parallel zur Kniedrehachse. Der Federdruck versucht das Unterteil der Orthese vom Unterschenkel in Richtung der Knievorderseite abzuheben. Die Kraftübertragung auf das Bein geschieht in bekannter Weise durch Haltebänder mit Druck auf die Wade, der Gegendruck wird ventral am distalen Oberschenkel ausgeübt, durch Druck auf . Positionsschwankungen der Orthese von einigen Zentimetern werden toleriert, wie sie bei ungenauem Anbringen oder bei schnellen Lastwechseln auftreten können. Die Feder, die den BTS ausübt, macht eine oder zwei Windungen etwa in Höhe des Kniegelenkspaltes und läßt daher auch eine Beugung zu. Diese fuhrt

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auch zu einer Spannung der Feder, die entspannte Position der Feder entspricht dem gestreckten Knie in vorderer Schublade. Diese Beugung geschieht um einen scheinbaren Drehpunkt im Zentrum der Windung, außerdem wird die untere Befestigung angewinkelt.

Drehpunkt und Federposition sind so gewählt, daß dieser distal des Drehpunktes des Knies gelegen ist, so daß der PTS durch die Flektion zunimmt. Siehe dazu Zeichnung 4. Der proximale Teil der Tiba wird durch die Beugung um den neuen Drehpunkt nach vorne gehebelt. Dieses spannt die Feder noch zusätzlich an. Dadurch soll der zunehmende ungünstige Zug der ischiokruralen Muskeln kompensiert werden, außerdem hält der Patient sein Bein normalerweise in gerader Position, weil diese Position am bequemsten ist. Dies allerdings nur ungefähr, da der natürliche Drehpunkt bei der Beugung nach dorsal wandert.

Diese Ungenauigkeiten werden von der Feder kompensiert. Das Bein wird aber nicht immobilisiert, sondern behält seine Alltagsfunktion, es kann zum Beispiel zum Treppensteigen verwendet werden. Bei der hier vorgestellten Schiene kann im Wadenkissen ein Drucksensor eingebaut werden, um die Funktion der Schiene zu objektivieren, möglich ist auch ein Warnton bei Unterschreiten eines minimalen Druckes.

Begriffsdefinitionen :

Bei dem ersten und zweiten Teil handelt es sich schanktisch gesehen um Ausschnitte von Halb-Zylinderflächen. Die Längsachse des Zylinders definiere die Längsachse von 1. und 2.

Durch die Haltebänder wird der Halb-Zylinderflächenausschnitt zu einem Ring ergänzt, es entsteht ein Zylinderausschnitt, der die Schiene in Trageposition senkrecht zur axialen Richtung stabilisiert.

Das Verbindungsstück ist elastisch mit Rückstellkraft verformbar, also ein Federmechanismus.

Die Trageposition entspricht der Zeichnung Nummer 2, das Verbindungsstück befindet sich etwa in Höhe des Kniegelenksspaltes, beide Teile fluchten dann axial.

Dabei steht das Verbindungsstück unter Spannung und erzeugt in allen möglichen Beugepositionen des Beines auf das 2. Teil und damit auf den Unterschenkel eine Kraft.

Diese Kraft versucht den Unterschenkel durch Druck auf die Wade nach ventral zu schieben.

(PTS).

Ventral heißt in diesem Zusammenhang der Vektor von der Wade, also der Unterschenkelhinterseite zum Schienbein, der US-Vorderseite gerichtet, entsprechend fußspitzenwärts in Neutralposition.

Scheinbarer Drehpunkt ist die Stelle, die sich in Trageposition der Schiene bei Beugung nicht bewegt.

Kurzfassung

Die hier vorgestellte Schiene zur Nachbehandlung nach hinterer Kreuzbandverletzung zeigt folgende Vorteile: Frühfunktionelle (Postoperative oder posttraumatische ) Nachbehandlung durch Vermeidung von Immobilisation. Durch den 'posterior tibial shift¹ durch den langen Federweg ist eine sichere Funktion auch bei dynamischen Belastungen und bei anatomischen Veränderungen im Verlauf der Nachbehandlung gewährleistet. Der ,posterior tibial shift' wird bei Flektion verstärkt und berücksichtigt damit die bei Beugung veränderten Kraftverhältnisse. Einfacher Aufbau.

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Zeichnung 1

Zeigt die Schiene in perspektivischer Sicht. Die Befestigungsgurte sind nicht eingezeichnet. Diese befinden sich an den Enden der bogenförmigen Verbindungsstücke der Seitenteile und ergänzen diese in geschlossener Position zu einem Ring, wie aufzeichnung 3 zu sehen. Ober- und Unterteil sind auf der Innenseite gepolstert. Nr 1 bezeichnet das Oberteil, Nr. 2 das Unterteil und Nr 3 die drehbare Verbindung von Feder und Unterteil.

Zeichnung 2

Zeigt die draufsicht, Nr 1 bezeichnet das Oberteil, Nr. 2 das Unterteil, Nr. 3 eine der Federn mit der (den) Federwindung(en).

Zeichnung 3

Zeigt die PTS-Schiene in Tragestellung. Eingezeichnet sind die Befestigungsgurte, der scheinbare Drehpunkt (Nr. 2) und Nr 1 bezeichnet die Höhe des Kniegelenksspaltes.

Zeichnung 4 und 5

Hier die anatomischen Verhältnisse des Knies beim Beugen und Strecken. Die beiden Kreuzbänder bilden den zentralen Stabilisator des Kniegelenkes. Fett eingezeichnet das hintere Kreuzband (1), gekreuzt vom vorderen Kreuzband. Der Unterschenkelknochen(2), der Oberschenkelknochen(3) , der Oberschenkelstrecker M. Quadrizeps femoris(4), der das hintere Kreuzband entlastet. (5) bezeichnet die ischiokruralen Muskeln, die das Bein beugen und die in Beugestellung das hintere Kreuzband belasten. (6) ist das Wadenbein und (7) die Kniescheibe. Versucht man, den Unterschenkel gegen den Oberschenkel nach hinten zu ziehen oder bei Druck auf die Vorderseite des Unterschenkels wie beim Knien spannt sich das hintere Kreuzband an. Bei Streckung wird das hintere Kreuzband vom Musculus rectus femoris unterstützt, bei Beugung von den ischiokruralen Muskeln belastet. Deshalb muß der PTS bei Beugung zunehmen.

Zeichnung 6

zeigt, wie durch Beugung um den scheinbaren Drehpunkt, der distal des Kniegelenksspaltes liegt, die Feder zusätzlich verfomt wird und dadurch der Ventralschub (PTS) zunimmt. Bei Beugung des Knies um den Winkel(3) versucht sich der Unterschenkelknochen um den Drehpunkt der Schiene(2) zu drehen, dadurch wird der obere Teil des Unterschenkelknochens (Tibiaplateau) mit dem distalen Ansatz des hinteren Kreuzbandes um den Weg 1 nach vorne gehebelt. Da die Kniebinnenstrukturen wenig verformbar sind, werden die Federn der Schiene ((3) in der Zeichnung Nummer 2) um diesen Weg verformt. Dadurch wird bei Beugung das hintere Kreuzband entlastet und die PTS erhöht sich.

Claims

1. Knieorthese zur Behandlung von Kniegelenkserkrankungen,
mit einem 1. Teil zum Befestigen der Knieorthese am Oberschenkel,
mit einem 2. Teil zum Befestigen der Knieorthese am Unterschenkel
mit mindestens einem Verbindungsteil zum flexiblen Verbinden von 1. und 2. Teil,
gekennzeichnet dadurch das oder die Verbindungsteile, daß sie in mindestens einer Stellung der Knieorthese eine im wesentlichen ventral gerichtete Kraft ausübt.

2. Knieorthese nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsteil eine Feder aufweist.

3. Knieorthese nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kraft eine rückstellende Kraft ist.

4. Knieorthese nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einem eine Längsachse aufweisenden 1. Teil und einem eine Längsachse aufweisenden 2. Teil, wobei die Kraft einer Anwinkelung zwischen 1. und 2. Längsachse entgegengerichtet ist.

5. Knieorthese nach Anspruch 4 mit einem scheinbaren Drehpunkt am Schnittpunkt der Längsachsen von 1. und 2. Teil. wobei der Drehpunkt in Trageposition nicht in Höhe des Kniegelenksspaltes liegt, sondern in Richtung 2. Teil verschoben, also in Trageposition weiter distal, fußwärts gelegen.

6. Knieorthese nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Befestigung zwischen dem Verbindungsteil und dem zweiten Teil eine Drehung etwa um eine Achse parallel zur Kniebeugeachse in Tragestellung zuläßt.