Stützfeder und Unterschenkelorthese

Die Erfindung betrifft eine Stützfeder für eine Unterschenkelorthese nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Unterschenkelorthese nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Unterschenkelorthesen werden beispielsweise bei Patienten mit einer tiefen Lähmung, bei Muskelerkrankungen, infantilen Zelebralparesen, neurologischen Veränderungen oder auch bei gesunden Menschen eingesetzt, um die Funktion des Menschenfußes zu unterstützen. Durch die Unterschenkelorthese wird der Fuß mit Bezug zum Unterschenkel gehalten, wobei eine Bewegung nach vorn und hinten, d.h. in Längsrichtung, bestimmbar freigegeben wird. Dabei ist die Beweglichkeit nach vorne in der Regel über einen größeren Bereich als die Beweglichkeit nach hinten ausgebildet. Die Relativbeweglichkeit des Fußes in Querrichtung mit Bezug zum Unterschenkel soll in den meisten Fällen auf ein Minimum reduziert sein.

Eine bekannte Unterschenkelorthese mit einer Stützfeder ist in dem europäischen Patent EP 1 389 985 B1 der Anmelderin gezeigt. Diese Unterschenkelorthese hat eine Fußmanschette und eine Unterschenkelmanschette, die über eine Stützfeder miteinander verbunden sind. Die Stützfeder ist eine Blattfeder mit konstanter Wandstärke aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff. Sie kann während der Auftritts- und Standphase Energie aufnehmen und diese in in der Abstoßphase wieder zurückgeben, so dass es dem Patienten bei guter Koordination sogar möglich ist, zu laufen oder zu springen und es ihm somit trotz seiner Behinderung ermöglicht ist, sportlich aktiv zu sein. Die Stützfeder hat einen fußseitigen Endabschnitt zum Herstellen der Verbindung mit der Fußmanschette und einen unterschenkelseitigen Endabschnitt zum Herstellen der Verbindung mit der Unterschenkelmanschette, die über ein zu ihnen gegenläufig gekrümmtes Fersenteil miteinander verbunden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere bei sportlich aktiven Patienten die Stützfeder aufgrund der erhöhten Belastung beim Sport dazu neigt, im Fersenteil zu brechen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Stützfeder und eine Unterschenkelorthese zu schaffen, die eine höhere Stabilität als die

vorbeschriebene bekannte Stützfeder aufweist ohne dass die Beweglichkeit der Patienten nachteilig beeinflusst ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Stützfeder mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1 und durch eine Unterschenkelorthese mit den Merkmalen nach Anspruch 6.

Eine erfindungsgemäße Stützfeder für eine Unterschenkelorthese, ist als eine Blattfeder, vorzugsweise aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, ausgebildet und hat einen fußseitigen Endabschnitt und einen Unterschenkelseitigen Endabschnitt. Die Endabschnitte sind über ein gegenläufig gekrümmtes Fersenteil miteinander verbunden. Erfindungsgemäß ist das Fersenteil materialverstärkt. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die Stützfeder im Fersenteil stabiler als die vorbeschriebene herkömmliche Stützfeder ausgeführt, so dass die Gefahr eines Bruches der Stützfeder bei einer erhöhten Belastung, wie sie zum Beispiel bei einer sportliche Betätigung auftreten kann, verhindert wird.

Vorzugsweise weist das Fersenteil eine größere Dicke als der unterschenkelseitige und der fußseitige Endabschnitt auf.

Vorteilhafterweise ist der fußseitige Endabschnitt in Richtung weg von dem Fersenteil verjüngt, so dass trotz dem materialverstärkten Fersenteil eine "weiche" Plantarflexion möglich ist.

Insbesondere kann die Stützfeder in dem Fersenteil einen eine Schwenkachse ausbildenden sohlenseitigen Stift aufweisen, der vorzugsweise in Lagerabschnitten des Fersenteils gelagert ist.

Eine bevorzugte Unterschenkelorthese hat eine Unterschenkelmanschette und eine Fußmanschette sowie eine erfindungsgemäße Stützfeder mit einem materialverstärkten Fersenteil zum Verbinden der Manschetten.

Bevorzugterweise ist die Fußmanschette verschwenkbar an der Stützfeder gelagert. Dies hat den Vorteil, dass während des Gehens trotz der Materialverstärkung im Fersenbereich der Stützfeder keine überhöhte Schubbelastung in das Knie eingeleitet wird.

Die Fußmanschette kann einen Anschlag aufweisen, auf den die Stützfeder mit ihrem fußseitigen Endabschnitt aufläuft, so dass die Verschwenkung bei einer Plantarflexion patentienbezogen individuell begrenzbar ist.

Vorzugsweise ist der Anschlag pufferartig und besteht aus einem gummieeleastisches Material, insbesondere aus einem Elastomer, so dass der fußseitige Endabschnitt beim Auflaufen auf den Anschlag abgefedert wird.

Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weitere Unteransprüche.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Seitenansicht einer Unterschenkelorthese mit einer erfindungsgemäßen Stützfeder,

Figur 2 eine Rückansicht der Unterschenkelorthese aus Figur 1 ,

Figur 3 einen abschnittsweisen vergrößerten Längsschnitt durch eine in Figur 1 gezeigte Sohle der Unterschenkelorthese,

Figur 4 eine vergrößerte Seitenansicht der Stützfeder aus Figur 1 ;

Figur 5 eine vergrößerte Vorderansicht der Stützfeder aus Figur 1 und

Figur 6 eine Vorderansicht einer Stützfeder mit Glenkstift.

Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Unterschenkelorthese 2, die bei tiefen Lähmungen zum Stützen des Fußes verwendet wird. Durch die Unterschenkelorthese 2 soll die Funktion des oberen Sprunggelenks, d.h. das Anheben und Absenken des Fußes in Längsrichtung (nach vorn und nach hinten) ermöglicht werden. Die Funktion des unteren Sprunggelenkes, d.h. das seitliche Anheben und Absenken, soll durch die erfindungsgemäße Unterschenkelorthese 2 nicht ermöglicht werden. Entsprechend ist die Unterschenkelorthese 2 in der Bewegungsrichtung senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 vergleichsweise steif ausgelegt.

Die Unterschenkelorthese 2 umgreift mit einer Unterschenkelmanschette 4 den Unterschenkel 6 und mit einer Fußmanschette 8 den Fuß 10 des Patienten, wobei diese über eine die Bewegung steuernde erfindungsgemäße Stützfeder 12 miteinander verbunden sind.

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Die Manschetten 4, 8 dienen zur übertragung der Stützkräfte von der Stützfeder 12 auf das Bein und sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Zur individuellen Anpassung an die Unerschenkellänge eines jeden Patienten ist die Unterschenkelmanschette 4 höhenverstellbar. Gemäß Figur 1 haben die Manschetten 4, 8 an ihrer vorderen Stirnseite 14 eine nicht sichtbare überlappung, die zum Ansetzen der Unterschenkelorthese 2 geöffnet werden kann, um den Unterschenkel in die Unterschenkelmanschette 4 oder den Fuß 10 in die Fußmanschette 8 einzuführen. Die beiden die überlappung definierenden Endabschnitte jeder Manschette 4, 8 werden durch einen geeigneten Verschluss, beispielsweise einen Klettverschluss 16 lagefixiert, der die beiden Endabschnitte der überlappung überstreckt. Zur Verminderung der Abnutzung ist die Fußmanschette 8 mit einer Sohle 18 versehen. Zur Erhöhung des Tragekomforts weist die Manschetten 4, 8 eine nicht dargestellte Polsterung auf.

Die Stützfeder 12 weist einen unterschenkelseitigen Endabschnitt 22 und einen fußseitigen Endabschnitt 24 auf, die über ein gegenläufig gekrümmtes Fersenteil 26 miteinander verbunden sind. Der unterschenkelseitige Endabschnitt 24 ist in eine Tasche 28 der Unterschenkelmanschette 4 aufgenommen und lösbar mit der Unterschenkelmanschette 4 verbunden. Die Fußmanschette 8 ist um eine sich quer zur Fußlängsachse erstreckende erfindungsgemäße Schwenkachse 30 schwenkbar an der Stützfeder 12 gelagert. Hierzu weist das Fersenteil 26 eine Ausnehmung 32 zur Aufnahme eines sohlenseitigen nicht gezeigten Gelenkstifts auf. Des Weiteren hat die Sohle 18 eine in Figur 3 gezeigte Kammer 34 zur Aufnahme des fußseitigen Endabschnitts 8. Eine detailliertere Beschreibung der Stützfeder 12 erfolgt in den Figuren 4 und 5.

Wie in der vergrößerten Darstellung in Figur 3 stark vereinfacht dargestellt ist, hat die Kammer 34 in der Sohle 18 einen rechteckigen Querschnitt mit einer Höhe H, die größer ist als die Höhe h des fußseitigen Endabschnitts 24, so dass die Fußmanschette 8 um die Schwenkachse 30 relativ zur Stützfeder 12 verschwenken kann. Zur Begrenzung der Verschwenkung ist an einer Deckenfläche 36 der Kammer 34 ein Anschlag 38 angeordnet, auf den der fußseitige Endabschnitt 24 bei einer Plantarflexion (gestrichelt angedeutet) aufläuft.

Der Anschlag 38 ist an der Deckenfläche 36 lösbar befestigt und kann in seiner Form und Materialwahl an die Patienten individuell angepasst werden. Vorzugsweise besteht der Anschlag 38 aus einem gummieelastischen Material,

beispielsweise einem Elastomer, so dass die Berührung zwischen dem Anschlag 38 und dem sohlenseitigen Endabschnitt 24 abgefedert bzw. gepuffert wird. Der Anschlag 38 weist eine Anschlagfläche 40 auf, die in Grundstellung der Unterschenkelorthese 2 entsprechend dem maximalen Schwenkwinkel α zur Längsachse 42 des fußseitigen Endabschnitts 24 angestellt ist.

In der Grundstellung (durchgezogene Linie), d. h., in der Standphase, liegt der fußseitige Endabschnitt 24 auf einer Bodenfläche 42 der Kammer 34 auf und ist von dem Anschlag 38 beabstandet. Beim übergang in eine Gangphase führt die Fußmanschette 8 beim Aufsetzen der Ferse auf dem Boden eine Plantarflexion, d. h. gemäß der Ansicht in Figur 3 eine Drehung im Uhrzeigersinn, aus und der fußseitige Endabschnitt 24 wird von der Bodenfläche 42 entfernt bis er in Kontakt mit der Anschlagfläche 40 des Anschlags 38 tritt (gestrichelte Linie), so dass die Stützfeder 12 gespannt wird und eine Stützkraft entwickelt.

Die Stützfeder 12 hat gemäß Figur 4 einen etwa L-förmigen Aufbau. Die Krümmung des Fersenteils 26 wird durch zwei Radien r und R ausgebildet, wobei über den Radius r im Wesentlichen die Beweglichkeit der Stützfeder 12 nach vorne, d. h. im Uhrzeigersinn in Figur 4 (Plantarflexion), und über den Radius R die Beweglichkeit der Stützfeder 12 nach hinten, d. h. gegen den Uhrzeigersinn in Figur 4 (Dorsalflexion), bestimmt wird.

Erfindungsgemäß ist das Fersenteil 26 im Vergleich zum unterschenkelseitigen Endabschnitt 22 und zum fußseitigen Endabschnitt 24 materialverstärkt ausgebildet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Fersenteil 26 eine größere Dicke D als die Endabschnitte 22, 24 auf. Durch diese Materialverstärkung ist die Stabilität der Stützfeder 12 sowohl bei einer Plantar- als auch bei einer Dorsalflexion erhöht und somit wird insbesondere bei einer starken Belastung der Stützfeder 12, wie sie bspw. beim Sport auftreten kann, ein Bruch im Fersenteil 26 verhindert. Um jedoch beim Gehen keine überhöhte Schubbelastung in das Knie einzuleiten, wird es bevorzugt, wenn die Materialverstärkung die Stabilität der Stützfeder 12 vorrangig nur im Hinblick der Dorsalflexion erhöht. Hierzu ist der fußseitige Endabschnitt 26 in Richtung weg von dem Fersenteil 26 verjüngt ausgebildet. Die Verjüngung des fußseitigen Endabschnitts 24 kompensiert nahezu die Materialverstärkung im Fersenteil 26, so dass trotz der Materialverstärkung eine "weiche" Plantarflexion möglich ist. Die Kompensation der Materialverstärkung lässt sich weiter verbessern, wenn, wie in den Figur 1 und 3 beschrieben, die Fußmanschette 24 beispielsweise bei

einer Plantarflexion über die Schwenkachse 30 mit Bezug zur Stützfeder 12 relativ verschwenkbar ist.

Der unterschenkelseitige Endabschnitt 22 hat vorzugsweise eine konstante Wandstärke bzw. Dicke d, die, wie bereits erwähnt, erfindungsgemäß kleiner als die Dicke D des Fersenteils 26 ist.

Wie aus der Vorderansicht gemäß Figur 5 hervorgeht, ist die Stützfeder 12 als Blattfeder ausgebildet, wobei als Material vorzugsweise ein faserverstärkter Kunststoff, beispielsweise kohlefaserverstärkter Kunststoff verwendet wird. Diese Material zeichnet sich durch eine hervorragende Biegesteifigkeit bei minimalem Gewicht und hoher Dauerfestigkeit aus. Prinzipiell lassen sich jedoch auch andere geeignete Materialien einsetzen, die jedoch stets im Hinblick auf minimales Gewicht und maximale Dauerfestigkeit auszuwählen sind.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel soll der die Relativverschwenkung zwischen Stützfeder 12 und Fußmanschette 8 ermöglichende Gelenkstift in der Fußmanschette 8 gelagert sein und die Ausnehmung 32 durchsetzen. Figur 6 zeigt eine alternative Lösung, bei der ein Gelenkstift 44 in die gestrichelt angedeutete Ausnehmung 32 eingesetzt ist. Die Länge dieses Gelenkstifts 44 ist größer als die Breite (horizontal in Figur 6) des Fersenteils 26 der Stützfeder 12 gewählt, so dass zwei Endabschnitte 46, 48 seitlich, d. h., quer zur Fußlängsachse aus dem Fersenteil 26 auskragen. Diese Endabschnitte 46, 48 sind in strichpunktiert angedeuteten Lagerabschnitten 50, 52 verschwenkbar aufgenommen, so dass die Unterschenkelorthese 2 während des Gehens den Fuß und den Unterschenkelbereich in optimaler Weise abstützt. Um diese Relativverschwenkbarkeit zwischen Fußmanschette 8 und Stützfeder 12 zu ermöglichen, kann der fußseitige Endabschnitt 24 der Stützfeder 12 so in der Fußmanschette 8 und/oder der Sohle 18 gelagert sein, dass er diese Relativverschwenkung erlaubt, wobei der maximale Schwenkbereich in geeigneter Weise begrenzt ist.

Offenbart ist eine Stützfeder für eine Unterschenkel-orthese, die als eine Blattfeder ausgebildet ist, mit einem fußseitigen Endabschnitt und einem unterschenkel-seitigen Endabschnitt, die über ein gegenläufig gekrümmtes Fersenteil miteinander verbunden sind, wobei das Fersenteil im Vergleich zum unterschenkelseitigen Endabschnitt und zum fußseitigen Endabschnitt materialverstärkt ist, sowie eine Unterschenkelorthese mit einer derartigen Stützfeder.

Bezugszeichenliste

Unterschenkelorthese

Unterschenkelmanschette

Unterschenkel

Fußmanschette

Fuß

Stützfeder

Stirnseite

Klettverschluss

Sohle

Stützfeder unterschenkelseitiger Endabschnitt fußseitiger Endabschnitt

Fersenteil

Tasche

Schwenkachse

Ausnehmung

Kammer

Bodenfläche

Anschlag

Anschlagfläche

Längsachse

Gelenkstift

Endabschnitt

Endabschnitt

Lagerabschnitt

Lagerabschnitt