ОРТЕЗ КОЛЕННОГО СУСТАВА
KNEE JOINT ORTHOSIS

Изобретение относится к ортезу коленного сустава для направления коленной чашечки пациента при переходе из распрямленного в согнутое положение коленного сустава и наоборот, содержащему крепежное устройство для крепления на бедре и голени, по меньшей мере один латерально расположенный, воспринимающий сгибание коленного сустава стабилизирующий элемент для латерального прилегания к бедру и голени, и удерживаемый в положении с помощью системы натяжных лент стабильный по форме направляющий элемент, который предназначен для прилегания к коленной чашечке с помощью боковой базовой части, от которой проходят медиально направленные надставки проксимально и дистально от коленной чашечки и закреплены с помощью ленточных участков на ортезе в области бедра и голени так, что на надставки действует медиальная тяга.
Такие ортезы коленного сустава, которые служат для направления пателлы (коленной чашечки) необходимы, когда вследствие анормальности или повреждения больше не обеспечивается направление коленной чашечки в головке большеберцовой кости, в частности, в распрямленном положении коленного сустава. Если затем происходит сдвиг коленной чашечки, то возникают по меньшей мере при последующем сгибании коленного сустава болезненные неправильные положения коленной чашечки. Ортез коленного сустава указанного вначале вида имеет задачу удерживать коленную чашечку в правильном положении также тогда, когда не обеспечивается направление коленной чашечки в самом коленном суставе во всем диапазоне перемещения коленного сустава.
Такие ортезы коленного сустава известны из US 7059329 В2, соответственно, US 7060045 В2. Они состоят из фасонной части для бедра и фасонной части для голени, которые с помощью соединенных с ними шин соединяются друг с другом с возможностью поворота через два боковых шарнира. С-образный направляющий элемент соединен со своими обеими надставками, которые частично охватывают коленную чашечку дистально и проксимально, через натяжные ремни с шарниром на одной стороне, в то время как базовая часть направляющего элемента соединена через регулируемый по своей длине ремень с другим шарниром. С-образный направляющий элемент имеет мягкую обивку, которой он не только прилегает сбоку к коленной чашечке, но также предпочтительно нагружает сверху латеральный край коленной чашечки, так что коленная чашечка прижимается к коленному суставу. Такое давление на коленную чашечку воспринимается носителем ортеза после определенного времени как неприятное. Ортез предусмотрен с натянутой на коленный сустав гильзой из эластичного материала, при этом гильза имеет отверстие для коленной чашечки.
Из WO 2004/069109 А2 известен ортез, который не имеет шарнирных шин, а направление коленной чашечки обеспечивается с помощью гильзы, выполненной соответствующим образом из эластичного материала. При этом сбоку от отверстия для коленной чашечки находится прижимная мягкая обивка, которая прижимается с помощью эластичных натяжных лент к коленному суставу и краю коленной чашечки. В данном случае также возникает проблема комфорта ношения за счет давления сверху на коленную чашечку. Кроме того, отсутствует направление с помощью бокового шарнира с шарнирными шинами.
В основу данного изобретения положена задача такого выполнения ортеза коленного сустава указанного вначале вида, что оно обеспечивает надежное направление коленной чашечки при сгибании и распрямлении коленного сустава и имеет улучшенные свойства ношения.
Эта задача в ортезе коленного сустава для направления коленной чашечки пациента при переходе из распрямленного в согнутое положение коленного сустава и наоборот, содержащем крепежное устройство для крепления на бедре и голени, по меньшей мере один латерально расположенный, воспринимающий сгибание коленного сустава стабилизирующий элемент для прилегания к бедру и голени, и удерживаемый в положении с помощью системы натяжных лент, стабильный по форме направляющий элемент, который предназначен для прилегания к коленной чашечке с помощью боковой базовой части, от которой медиально направленные надставки проходят проксимально и дистально от коленной чашечки и закреплены с помощью ленточных участков на ортезе в области бедра и голени так, что на надставки действует медиальная тяга, согласно изобретению решается тем, что ленточные участки выполнены эластичными, причем с базовой частью соединена проходящая латерально, позволяющая боковой сдвиг базовой части эластичная лента, эластичность которой больше эластичности ленточных участков, причем эластичность медиально проходящих ленточных участков, с одной стороны, и латерально проходящей ленты, с другой стороны, выбрана так, что при сгибании коленного сустава из распрямленного положения сначала растягивается, по меньшей мере, полностью преобладающим образом латерально проходящая лента, причем предусмотрен ограничитель растяжения для латерально проходящей ленты, который действует при заданном предельном угле сгибания коленного сустава, так что для большего сгибания коленного сустава растягиваются, по меньшей мере, преобладающим образом медиально проходящие ленточные участки.
При превышении предельного угла сгибания полностью растягиваются еще лишь медиально проходящие ленточные участки.
Латерально расположенный стабилизирующий элемент образован шарниром с двумя установленными с возможностью поворота друг относительно друга за счет шарнира шинами, из которых шина для бедра соединена крепежным устройством с прилеганием к бедру, а шина для голени соединена крепежным устройством с прилеганием к голени.
На медиальной стороне предусмотрен шарнир с двумя установленными с возможностью поворота относительно друг друга с помощью шарнира шинами, из которых шина для бедра соединена с помощью крепежного устройства с прилеганием к бедру, а шина для голени с помощью крепежного устройства соединена с прилеганием к голени.
Медиально проходящие ленточные участки соединены с удерживаемым в соответствующей шине медиального шарнира пружинным элементом, причем эластичность ленточных участков задается эластичностью соответствующего пружинного элемента.
Крепежное устройство образовано с помощью предназначенной для надевания на бедро и голень гильзы из эластичного материала.
Латерально проходящая лента крепится на гильзе с помощью закрывающих элементов типа липучка.
Медиально проходящие ленточные участки закреплены на гильзе с помощью закрывающих элементов типа липучка.
Медиально проходящие ленточные участки соединены с соответствующей шиной медиально расположенного шарнира.
Латерально проходящая лента закреплена на латерально расположенном шарнире.
Медиально проходящие ленточные участки выполнены с возможностью регулирования длины.
Направляющий элемент выполнен с отогнутым вверх краем для прилегания к боковой кромке коленной чашечки.
На медиальной стороне предусмотрен шарнир с двумя установленными с возможностью поворота относительно друг друга с помощью шарнира шинами, из которых шина для бедра соединена с помощью крепежного устройства с прилеганием к бедру, а шина для голени с помощью крепежного устройства соединена с прилеганием к голени.
Медиально проходящие ленточные участки соединены с удерживаемым в соответствующей шине медиального шарнира пружинным элементом, причем эластичность ленточных участков задается эластичностью соответствующего пружинного элемента.
В ортезе коленного сустава согласно изобретению направляющий элемент удерживается, с одной стороны, рядом с коленной чашечкой, так что он не может давить сверху на коленную чашечку элемент удерживается, с одной стороны, рядом с коленной чашечкой, так что он не может давить сверху на коленную чашечку и, с другой стороны, также и при больших углах сгибания предотвращается слишком сильное давление на коленную чашечку. Когда колено сгибается из распрямленного положения, то прилегающий в распрямленном состоянии латерально к коленной чашечке направляющий элемент для направления коленной чашечки слегка сдвигается в направлении коленной чашечки до достижения предельного угла сгибания. За счет ограничителя растяжения, по меньшей мере, в значительной степени исключается боковое смещение направляющего элемента вследствие первоначального растяжения латерально проходящей ленты, так что необходимая для дальнейшего сгибания эластичность обеспечивается с помощью медиально проходящих ленточных участков. За счет этого практически больше не изменяется положение направляющего элемента относительно коленной чашечки, когда превышается предельный угол сгибания. Латерально проходящая лента предусмотрена на высоте шарнира, так что она при сгибании или распрямлении коленного сустава не сдвигается заметно в продольном направлении.
Предпочтительным является вариант выполнения, при котором ограничение растяжения при превышении предельного угла сгибания полностью исключает дальнейшее растяжение латерально проходящей ленты, так что растягиваются еще лишь медиально проходящие ленточные участки.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения ортез коленного сустава можно комбинировать с гильзой из эластичного материала, которая натягивается на ногу пациента в области колена и там прилегает эластично. Гильза предпочтительно имеет фронтальное отверстие, через которое может выступать коленная чашечка, так что с помощью гильзы предотвращается направленное в радиальном направлении внутрь давление через коленную чашечку. Шины бокового шарнира могут быть закреплены на гильзе, так что гильза служит в качестве крепежного устройства для ортеза коленного сустава.
Предусмотренный латерально стабилизирующий элемент, который может воспринимать движение сгибания коленного сустава на бедре и голени, может быть пружинным элементом. Однако предпочтительным является вариант выполнения, при котором латерально предусмотрен шарнир, через который шина бедра прилегает к бедру, а шина голени - к голени так, что воспринимается относительное перемещение бедра и голени через соответствующее перемещение шин в виде поворотного движения в шарнире. Шарнир может быть закреплен на гильзе из эластичного материала.
Латерально проходящая лента может быть затем закреплена непосредственно на латерально расположенном шарнире. В качестве альтернативного решения, латерально проходящая лента может быть также закреплена на самой гильзе, посредством ее крепления на соответствующим образом выполненной гильзе с помощью закрывающих элементов типа липучки. В этом случае отпадает необходимость в выполнении с возможностью регулирования длины латерально проходящей ленты, в то время как в противном случае лента предпочтительно снабжена регулируемым по длине участком. В этом случае латерально проходящая лента может иметь как неэластичный, регулируемый по длине участок, так и эластичный участок.
Ортез коленного сустава согласно изобретению может быть также выполнен на медиальной стороне с одним шарниром с двумя шинами, которые воспринимают движение бедра и голени в области коленного сустава.
Эластичность медиально проходящих участков ленты может обеспечиваться за счет эластичности материала. В одном предпочтительном варианте выполнения более точная эластичность ленточных участков может обеспечиваться тем, что они вводятся в опорные шины и там соединяются с удерживаемым в прорези опорной шины пружинным элементом. В этом случае эластичность ленточных участков задается пружинным элементом.
Медиально проходящие участки ленты предпочтительно выполнены с возможностью регулирования длины, с целью обеспечения возможности согласования ортеза коленного сустава с пациентом.
Латерально проходящая лента имеет более высокую эластичность, чем медиально проходящие участки ленты, т.е. намного легче растягивается. Таким образом, при сгибании шарнира из распрямленного состояния сначала растягивается преимущественно латерально проходящая лента. Параллельно латерально проходящей ленте удерживается направляющий элемент, например, с помощью по существу неэластичной, ограничивающей растяжение лентой, которая в распрямленном состоянии шарнира имеет лишнюю длину, так что через ограничивающую растяжение ленту в распрямленном состоянии не передается тяговое воздействие на направляющий элемент. Когда при сгибании шарнира до предельного угла сгибания латерально проходящая эластичная лента растягивается настолько, что также ограничивающая растяжение лента оказывает тяговое действие на направляющий элемент, то по меньшей мере преимущественно неэластичность ограничивающей растяжение ленты предотвращает дальнейшее растяжение латерально проходящей эластичной ленты, так что необходимая для дальнейшего сгибания шарнира эластичность обеспечивается эластичными участками ленты. Вследствие меньшей эластичности медиально проходящих участков ленты по сравнению с эластичностью латерально проходящей ленты, дальнейшему движению сгибания противодействует более высокое сопротивление. В качестве альтернативного решения, ограничение растяжения может быть заделано в латерально проходящую ленту, например, за счет наложения зигзагообразных швов, вплетения или ввязывания нитей или т.п.
Крепление медиально проходящих ленточных участков на ортезе коленного сустава должно осуществляться так, что при сгибании коленного сустава на медиально направленные надставки направляющего элемента воздействует медиальная тяга. В соответствии с этим, один из ленточных участков крепится на бедре, а другой ленточный участок - на голени. Непосредственный медиальный ввод тяги может осуществляться за счет того, что ленточные участки закреплены в медиальной области или в дорсальной области. Однако возможно также крепление во фронтальной области, когда происходит соответствующее отклонение ленточных участков, за счет чего направленная при сгибании проксимально и дистально сила тяги отклоняется в медиально направленную силу тяги. Для этого, в частности, ленточные участки могут быть также выполнены по меньшей мере частично в виде шнура или проволоки.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - ортез коленного сустава согласно изобретению, в изометрической проекции с латеральной стороны;
фиг.2 - ортез коленного сустава по фиг.1, в изометрической проекции с медиальной стороны;
фиг.3 - направляющий элемент с латерально проходящей лентой и медиально проходящими ленточными участками и направляющими шинами шарнира в распрямленном состоянии;
фиг.4 - направляющий элемент по фиг.3, в согнутом на предельный угол сгибания состоянии шарнира;
фиг.5 - направляющий элемент по фиг.3, при согнутом за предельный угол сгибания шарнире.
На фиг.1 и 2 схематично показан ортез правого коленного сустава пациента. Ортез имеет подлежащую надеванию поверх коленного сустава и согласованную с формой коленного сустава гильзу 1 из эластичного материала. Гильза образует участок 2 для бедра и участок 3 для голени. Гильза 1 имеет на своей передней стороне отверстие 4, через которое при правильно прилегающем ортезе выступает коленная чашечка пациента. Гильза 1 образована из нескольких соединенных друг с другом с помощью швов 5 кусков материала.
К гильзе 1 прилегает латерально рядом с отверстием имеющий стабильную форму направляющий элемент 6, который состоит из лежащей латерально рядом с отверстием 4 базовой части 7 и проходящими оттуда медиально надставками 8, которые проходят над отверстием и под ним, так что направляющий элемент 6 выполнен приблизительно С-образным. Соответствующий С-образный край 9 может быть отогнут от базовой части 7 вверх и при необходимости снабжен мягкой обивкой, с целью обеспечения возможности мягкого прилегания к краю коленной чашечки.
Верхняя надставка 8 соединена через ленточный участок 10 с шиной 11 бедра, а нижняя надставка 8 через ленточный участок 12 - с шиной 13 голени первого шарнира 14. Ленточные участки 10, 12 выполнены с возможностью регулирования длины и входят шнурообразным концом 15 в шины 11, 13, где они соединены с направляемым в прорези 16 шин 11, 13 пружинным элементом 17, 18. Таким образом, ленточные участки 10, 12 выполнены эластичными за счет пружинных элементов 17, 18, при этом материал вне пружинных элементов 17, 18 может быть неэластичным, так что эластичность задается лишь эластичностью пружинных элементов 17, 18.
К базовой части 7 направляющего элемента 6 латерально примыкает лента 19, которая состоит из эластичного материала. Лента 19 представляет соединение между направляющим элементом 6 и вторым шарниром 20, с которым лента 19 соединена на своем втором конце. Второй шарнир 20 также имеет шину 21 для бедра и шину 22 для голени, каждая из которых соединена с гильзой 1, например, посредством вдвигания в соответствующие карманы гильзы 1.
Лента 19 перекрыта ограничивающей растяжение лентой 23, которая состоит из неэластичного материала и также образует соединение между вторым шарниром 20 и направляющим элементом 6.
Как показано на фиг.3-5, латерально проходящая лента 19 состоит из крепежных участков 24, 25, между которыми расположен эластичный участок 26. Крепежный участок 24 служит для крепления ленты 19 на втором шарнире 20, а крепежный участок 25 - для крепления ленты 19 на направляющем элементе 6. Как показано на фиг.3, эластичный участок 26 ленты 19 перекрыт ограничивающей растяжение лентой 23, которая, тем самым, также расположена между крепежными участками 24, 25. Ограничивающая растяжение лента 23 имеет большую длину, чем эластичный участок 26 в распрямленном положении шарнира 14, так что ограничивающая растяжение лента 23 вследствие своей излишней длины выгибается вверх, как показано на фиг.3. Кроме того, на фиг.3 показано, что пружинные элементы 17, 18 за счет ленточных участков 10, 12 в исходном положении находятся в распрямленном состоянии, в котором они не растянуты или растянуты лишь немного.
Если коленный сустав и, тем самым, шарнир 14, сгибается до предельного угла сгибания, как показано на фиг.4, то эластичный участок ленты 19 растягивается, поскольку эластичный участок 26 имеет значительно более высокую эластичность, чем пружинные элементы 17, 18, которые при сгибании до предельного угла сгибания практически не растягиваются. За счет длины эластичного участка 26 распрямляется неэластичная ограничивающая растяжение лента 23, которая при достижении предельного угла сгибания, согласно фиг.4, начинает нагружаться на растяжение.
Если коленный сустав и, тем самым, шарнир 14 сгибается дальше, как показано на фиг.5, то ограничивающая растяжение лента 23 предотвращает дальнейшее растяжение эластичного участка 26 ленты 19, так что необходимая для сгибания эластичность обеспечивается теперь растяжением пружинных элементов 17, 18.
Для направляющего элемента это означает, что направляющий элемент при сгибании из распрямленного положения на фиг.3 в согнутое до предельного угла сгибания положение согласно фиг.4 слегка медиально смещается в сторону, поскольку эластичный участок 26 вследствие своей высокой эластичности удлиняется. При дальнейшем сгибании ограничивающая растяжение лента 23 предотвращает дальнейшее удлинение эластичного участка 26, так что направляющий элемент 6 больше не смещается в сторону, а сохраняет свое положение латерально и медиально во время дальнейшего сгибания коленного сустава. В соответствии с этим, ленточные участки 10, 12 удлиняются вследствие растяжения пружинных элементов 17, 18.
Хотя в показанном примере выполнения удлинение ленточных участков 10, 12 происходит через пружинные элементы 17, 18, это не является обязательным решением. Можно выполнять также ленточные участки 10, 12 из эластичного материала, или вставлять в ленточные участки 10, 12 эластичные участки, аналогично эластичному участку 26. При этом важным является лишь то, что обеспечиваемая таким образом эластичность ленточных участков 10, 12 значительно меньше, чем эластичность эластичного участка 26, т.е. эластичность латерально проходящей ленты 19. Для принципа действия согласно изобретению существенно, что сначала растягивается лишь или преимущественно латерально проходящая лента 19, и боковое движение направляющего элемента 6 затем останавливается с помощью ограничивающей растяжение ленты 23, так что дальнейшее боковое движение направляющего элемента 6 при дальнейшем сгибании шарнира 14 совсем не приводит или, по меньшей мере, не приводит к существенному боковому движению направляющего элемента.
Для ясности следует отметить, что на фиг.3-5 показан процесс сгибания шарнира из распрямленного положения на фиг.3 в сильно согнутое положение на фиг.5. Естественно, что изображение и описание принципа действия справедливо также для распрямления шарнира из согнутого положения на фиг.5 в распрямленное положение на фиг.3, при этом особенно важным является направление коленной чашечки с помощью направляющего элемента 6 из образованного при предельном угле сгибания положения на фиг.4 в распрямленное положение.
Указанный выше предельный угол сгибания, до которого происходит боковой сдвиг направляющего элемента 6, составляет примерно 30° сгибания коленного сустава.
Шарнир 14 и соединенные с ним шины 11, 13 не являются существенными для управления направляющим элементом 6 и поэтому могут также отсутствовать в ортезе коленного сустава. Их функция состоит лишь в определенном повышении стабильности ортеза коленного сустава, когда ленточные участки 10, 12 закрепляются другим подходящим образом своими свободными концами на ортезе коленного сустава, например, с помощью накладываемых на гильзу 1 закрывающих участков типа липучка.