Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz der Wirbelsäule einer Person, bestehend aus ein oder

mehreren überlappenden, vorzugsweise z-förmigen

Verbindungselementen, insbesondere zwischen Thorax- und Hüftbefestigung, die mit justierbaren textilen oder anderen ausreichend dehnfesten Materialien derart verbunden sind, dass diese innerhalb des physiologisch normalen beziehungsweise einstellbaren Bewegungsumfangs entlastet und bei Überschreitung von dieser Grenze gestrafft werden, wodurch der Protektor im normalen oder eingestelltem Bewegungsumfang keine Restriktion verursacht, aber bei Überschreitung blockiert, somit weitere Auslenkungen verhindert und die Wirbelsäule vor Überlastung und somit Verletzungen schützt.

Rückenprotektoren sind in vielfältigen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt und dienen ausschließlich dem Schutz vor Schlägen gegen den Rücken, bei denen Wirbelsäulenverletzungen entstehen können. Aus

medizinisch- epidemiologischer Sicht geht klar hervor, dass sogenannte Rückenprotektoren einen sehr geringen Wirkungsgrad gegen Wirbelsäulenfrakturen haben. Die Majorität schwerwiegender Rückenverletzungen ist auf Überschreitungen des physiologischen Bewegungsausmaßes der Wirbelsäule zurückzuführen. Hierbei wird in der Medizin zwischen sogenannten „Kompressionsfrakturen (Typ A) , Distraktionsfrakturen (Typ B) und

Rotationsfrakturen (Typ C)" unterschieden.

Hervorzuheben ist, dass Rückenmarksverletzungen von Typ A nach Typ C statistisch ansteigen.

Im Zuge von interner biomechanischer Forschung zur Analyse der Wirbelsäulenauslenkung am Rücken ergaben sich folgende Erkenntnisse, die ausschlaggebend für die vorliegende Erfindung sind:

Im menschlichen Körper liegt die Rotationsachse in der Wirbelsäule und fällt somit nicht mit der Drehachse von herkömmlichen Protektoren zusammen, die fixe Drehpunkte aufweisen. Zusätzlich verlagert sich der ideale

Drehpunkt bewegungsabhängig bei Flexion (Bewegung nach hinten) , Lateralflexion (Seitwärtskrümmung) und

Extension (Streckung nach hinten) deutlich. Fixe

Drehpunkte können somit nur einen bestmöglichen

Kompromiss darstellen.

Darüber hinaus sind solche Drehpunkte außerhalb der Wirbelsäulenachse als äußerst problematisch anzusehen, da sie die absorbierten Kräfte in Form einer

Scherbewegung wieder in die Wirbelsäule zurückleiten können, was zu einer horizontalen Scherung und damit verbundenen zur Durchtrennung des im Wirbelkörper vertikal laufenden Rückenmarks führen kann. (Figur 5)

Bei der gegenständlichen Erfindung werden solche fixen externen Drehpunkte vermieden, indem zur Hautoberfläche parallele Verbindungselemente des Protektors (Verbindungselemente) mit dem korrespondierendem

Körperabschnitt möglichst starr verbunden werden.

Dadurch, dass die Drehachse der Wirbelsäule ca. 8cm von der Rückenfläche nach innen entfernt ist, treten in den äußern Ebenen parallel zur Rückenfläche hauptsächlich Translationsbewegungen beziehungsweise bei Blockade Scherkräfte auf. Im Falle von herkömmlichen Systemen können an den Anschlagspunkten Drehpunkte erzeugt werden, die vermieden werden sollten, damit keine

Scherkräfte auf die Wirbelsäule rückwirken.

Im Zuge der Patentrecherche wurden folgende Patente betrachtet :

US2008/0021357A1; DE3533816C2; FR2818510; DE102005 061582A1; US2004/0193085A1; WO2008/132699;

DE19543566A1; WO2007/113601A2; ÜS6,071,257; ÜS664,250

Eine technisch plausible Lösung zur Anbindung von Hüfte und Pelvis ist im Patent der Autoren DE 102010005939 AI beschrieben.

Bei dem in DE 19543566 C2 beschriebenen Rückenprotektor ist vorgesehen, dass der Rückenprotektor durch eine Mehrzahl an entlang der Wirbelsäule verlaufender

Segmente mechanisch verbunden ist. Durch eine besondere Ausgestaltung dieses Protektors sollen die aneinander anliegenden Glieder um ihre Längsachse zueinander verdrehbar sein, was zu einer Längenänderung der

Gliederkette führt, die der Vorspannung des Zugelements entgegenwirkt. In dem Patent ist auch eine Verbindung zum Schädel beschrieben. Abgesehen davon, dass dieses Patent durch mechanische Anschläge gekennzeichnet ist, ist dieser Lösungsansatz aus medizinischer Sicht

äußerst bedenklich, da in den Protektor eingeleitete Kräfte durch die ausgelagerte Drehachse in eine

Scherbewegung auf die Wirbelsäule umgeleitet werden, was wiederum zu Typ C Frakturen führen kann.

Dasselbe gilt auch für das Patent WO 2008/132699A2 in dem durch mechanische Anschläge zwar die Elongation der Rückenfläche bei der Flexion (Beugung nach vorne) der Wirbelsäule ausgeglichen werden kann, kommt es jedoch zu Rotationsbewegungen, wird durch den nach außen verlagerten Drehpunkt der Wirbelsäule die

Rotationsbewegung wieder in eine horizontale

Scherbewegung auf die Wirbelsäule umgeleitet. Auch das Patent US 2008/0021357A1 weist integrierte Drehpunkte auf, die bei extremer Belastung wieder Scherkräfte in die Wirbelsäule einleiten. Im Patent WO 2007 /113601A2 wird lediglich eine textile Wirbelsäulenabdeckung zum Erwärmen der Rückenfläche oder zur Kühlung mittels Kühlkörpern beschrieben. US 6,071,257 beschreibt auch lediglich eine therapeutische Massageapplikation zur Behandlung der Rückenregion.

Technische Aufgabe der Erfindung ist es demnach, im Bereich der Wirbelsäule vor medizinisch definierten Unfallmechanismen bestehend aus Überschreitungen der physiologischen Auslenkungen, idealerweise auch vor Schlägen zu schützen. Speziell dadurch, dass die

Bewegungsüberschreitung (Typ B, C) der Wirbelsäule bei Hyperflexion oder- Rotation, verhindert wird um so vor Wirbelsäulenfrakturen bis hin zur Querschnittslähmungen zu schützen. Dies geschieht durch Verbindungselemente, die nicht über fixe Drehpunkte verbunden sind, sondern die mit textilen oder anderen ausreichend dehn- und reißfesten Materialien miteinander gekoppelt sind. Es ist günstig, wenn die Verbindungselemente sphärisch geformt sind, sodass sie formschlüssig an- oder

aufeinander gleiten können.

Zur Lösung dieses Problems werden also zwischen den drei möglichen Anbindungspunkten der Wirbelsäule

(Schädel, Thorax und Pelvis) und deren angrenzenden Gliedmaßen die beschriebenen Verbindungselemente

eingesetzt. Die Verbindungselemente folgen den

Bewegungen der Wirbelsäule auf dem Rücken, ohne

Scherkräfte auszubilden und blockieren deren Bewegungen anhand definierter, einstellbarer Anschläge. Durch die Verbindung der einzelnen Verbindungselemente mittels gewobener oder gestrickter Gewebe kann die Verbindung mit einem Klettverschluss, der mittels Scherbelastung die Kräfte aufnimmt, ausgeführt werden. Diese

Klettverschlussverbindung zwischen den

Verbindungselementen ermöglicht eine stufenlose,

anpassbare Einstellung der Auslenkungswege. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert .

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Abbildung der zu

schützenden Person (1.5), ausgerüstet mit dem

erfindungsgemäßen Wirbelsäulenprotektor mit den

Anbindungspunkten an den Körper, bestehend aus der aus Stand der Technik bekannten Kopfanbindung in Form eines Sturzhelmes (1.1), der Thoraxanbindung (1.4) und der Hüftanbindung (1.6). Dazwischen sind jeweils die

Verbindungselemente (1.2) mit den textilen Scharnieren (Bänder) (1.3) abgebildet.

Fig. 2 zeigt einen Saggitalschnitt entlang der

vorgebogenen Wirbelsäule (Flexion) (2.1) - und der nach hinten gestreckten Wirbelsäule (Extension) (2.1.2).

Beispielhaft sind jeweils auch 3 miteinander verbundene Verbindungselemente (2.2) des Protektors mit

integrierten Band- beziehungsweise Seilverbindungen im Schnitt abgebildet. Die Pfeile deuten die

Bewegungsrichtungen der Wirbelsäule an.

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht (A) gemäß der in Fig.2 gekennzeichneten Verbindungselemente (2.2), in der Beugung nach vorne. Darin ist ersichtlich, dass das nach außen gekehrte Band (2.2.1) durch Streckung die auftretende Last aufnimmt, wobei hingegen das innenliegende Band (2.2.4) die elongierende

Translationsbewegung (Verlängerung der Rückenfläche) der Beugung nach ,Vorne ausgleicht. Die

Verbindungselemente (2.2) gleiten dabei entlang der kalottenförmigen Abrollflächen (4.0).

Fig.4 zeigt die Detailansicht (B) der nach Fig.2 gekennzeichneten Extensionsbewegung der Wirbelsäule (Streckung nach hinten) . Dabei ist ersichtlich, dass das außen liegende Band (2.2.1) entlastet wird und das innen liegende Band (2.2.4) die Kräfte durch

Zugspannung aufnimmt und das Abheben der

Verbindungselemente (2.2) verhindert. Die

Verbindungselemente (2.2) stehen entlang der

kalottenförmigen Abrollfläche (4.0) zusammen und stützen sich an den Anschlagflächen (2.2.5) ab.

Fig.5 zeigt einen Schnitt durch die transversale Ebene (C) der Wirbelsäule (2.1; 2.1.2) gemäß der in Fig.2 gekennzeichneten Schnittebene. In dieser Ansicht ist die Translationsbewegung des Protektors bei Rotation von zwei Wirbelkörpern (2.6) zueinander ersichtlich. Die zwei Verbindungselemente (2.2) verschieben sich durch die kalottenförmige Abrollfläche (4.0) um den Drehpunkt (P) der Wirbelsäule (2.1; 2.1.2), wobei die Begrenzungsbänder (2.3) die auftretende Kraft bei zu starker Rotation durch Zugkräfte aufnehmen. Fig.6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verbindungselemente (1.2) in den jeweiligen

Kombinationsbewegungen, wobei ersichtlich ist, dass be der Rotations- sowie der Lateralflexionsbewegung die Limitierung durch die seitlichen Bänder (1.3) und der Anschlagsfläche (2.2.5) erfolgt.

Fig. 7 zeigt zwei Verbindungselemente (1.2) bei

extensiver Flexion ohne Bänder, um die kalottenförmige Gleitfläche (4.0) sichtbar zu machen. Weiters ist die Variante mit den gekrümmten Anschlagflächen (2.2.5) dargestellt. Diese Ausführung ermöglicht bei extremer Extension die Kombination mit der

Lateralflexionsbewegung. Dies kann bei bestimmten Anwendungen (Therapie) von Vorteil sein.

Fig. 8-13 zeigen Ausführungsbeispiele, die das Abheben der Verbindungselemente (2.2) zueinander verhindern oder limitieren.

Fig. 8 zeigt in der Detailansicht (A) ein weiteres Ausführungsbeispiel zu Fig.3-5, in der zwei

Verbindungselemente (2.2) durch eine Nut- (5.3) und Federführung (5.0) geführt und durch integrierte Band beziehungsweise Seilverbindung (2.2.1), (2.2.4)

verbunden sind. Die Nut (5.3) und Federführung (5.0) kann in einer distalen oder proximalen Orientierung gewählt werden. Durch die Definition der Passung beide Elemente zueinander, kann so eine zusätzliche Versteifung gegenüber Verbiegung und Verdrehung erreicht werden.

Fig.9 zeigt gemäß dem in Fig. 2 gekennzeichneten Detail (C) den in Fig.8 beschriebenen Mechanismus. Besitzt Nut und Feder ein Spiel (5.3; 5.0), entsteht

Bewegungsfreiraum. Wird die Feder (5.0) an den Enden unterschiedlich verjüngt, so kann das Spiel in den

Rotationsebenen angepasst werden. Entspricht die

dickste Stelle (5.1) der Feder (5.0) der Nutbreite, beispielsweise durch eine Kugelkalotte oder einen

Zylinderabschnitt, so wird das Abheben der

Verbindungselemente (2.2) bei gleichzeitig ermöglichter Rotation unterbunden.

Fig. 10 zeigt einen alternativen Mechanismus in der Detailansicht (A) zu Fig.8, wobei hier ein Formschluss durch einen Bolzen (6.0) mit vorzugsweise

kalottenförmiger Gleitscheibe (6.1) verwendet wird. Die Verbindung (6.0) kann ein Bolzen, Stift, Passstift, Schraube aber auch biegsames, starres oder dehnbares Material wie beispielsweise ein Seil sein, welches in das Verbindungselement (2.2) eingeschraubt, geklebt oder gepasst wird. Die Elemente (6.0; 6.1) und (2.2) können auch aus einem Teil gefertigt werden. Die

Scheibe (6.1) kann aus einem starren oder biegsamen Material, letzteres mit oder ohne Vorspannung

ausgeführt sein. Um die Verschiebung der

Verbindungselemente zu ermöglichen, ist in

Verbindungselement (2.2) eine entsprechend große Öffnung (6.2) platziert. Die Anordnung kann auch invertiert, - das heißt die Öffnung (6.2) im anderen Verbindungselement (2.2) angebracht sein.

Fig. 11 zeigt das Verbindungselement (2.2), mit der Scheibe (6.1) und Bolzen (6.0) in der

Perspektivansicht .

Fig. 12 zeigt ein strumpfartiges flexibles Gewebe

(6.5), welches über mehrere Verbindungselemente (2.2) gezogen wird und dadurch das Abheben der

Verbindungselemente (2.2) zueinander verhindert.

Fig.13 zeigt eine Ausführung eines Verbindungselements (2.2), in der eine oder mehrere klammer- beziehungsweise korsettartige Umhüllungen (6.6) im Gleitbereich um die Verbindungselemente (2.2)

angeordnet sind. Diese können untereinander und mit der Umhüllung des Nachbargleitpaares über eine verschieden dehnbare, strumpfartige Schlauchkonstruktion, wie in Fig.12 gezeigt, verbunden sein. Diese Klammer (6.6) kann auch Teil eines Verbindungselements (2.2) sein. Die Breite der Klammer (6.6) richtet sich nach dem gewünschten Verschiebungsbereich.