STÜTZVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM BETRIEB DERSELBEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft zunächst eine Stützvorrichtung mit einem Gestell und mit einer an dem Gestell schwenkbar angebrachten Liege für einen menschlichen Körper, die Halteelemente zum Haltern eines Rumpfes des Körpers an der Liege und eine Fußstütze aufweist, mit einem Schwenkantrieb zum Schwenken der Liege an dem Gestell um eine Transversalachse des Körpers zwischen einer Liegestellung mit parallel zu einer Horizontalen verlaufender Longitudinalachse des Körpers und einer Stützstellung mit gegen die Horizontale um einen Stützwinkel geneigter Longitudinalachse des Körpers, in der Beine des Körpers ein Gewicht des Körpers mindestens teilweise auf der Fußstütze abstützen, und mit einem Schwingantrieb zum Anregen einer Schwingung der Liege, der an dem Gestell gelagert ist und die Liege parallel zu der Longitudinalachse verschiebt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Stützvorrichtung.

[0002] Mithilfe ähnlicher Stützvorrichtungen ohne Schwingantrieb wurden z.B. querschnittgelähmte Patienten in eine mindestens teilweise stehende Position gebracht, um über die Belastung des ossären Skelettes entlang der Longitudinalachse mit dem Eigengewicht des Körpers einen passiven Trainingsreiz auszulösen. Dieses sog. Stehtraining sollte den Knochenaufbau stimulieren und die Knochendichte steigern, und so einer Osteoporose vorbeugen. Die Erfahrung mit diesen passiven Stützvorrichtungen hat jedoch gezeigt, dass passive Formen des Stehtrainings keinen ausreichenden Stimulus für den Knochenaufbau herzustellen vermögen.

[0003] US 4,858,598 A offenbart eine Stützvorrichtung der einleitend genannten Art, in der die Liege mittels des Schwingantriebs rhythmisch zunächst mittels Exzenter, Pneumatikzylinder oder Elektromagneten angehoben und nach Durchlauf des Exzenters oder durch Lösen der Pneumatik oder der Spannungsversorgung fallen gelassen wird, um den Stimulus in einer für den Knochenaufbau ausreichenden Weise zu verstärken.

[0004] Im Hintergrund der Erfindungen sind Gewindespindeln allgemein bekannt, die eine rotatorische Bewegung einer angetriebenen Gewindestange in eine translatorische Bewegung einer auf der Gewindestange in Längsrichtung verschiebbaren Spindelmutter umwandeln.

[0005] In der bekannten Stützvorrichtung endet der freie Fall der Liege abrupt im unteren Totpunkt der Schwingung. Auf die Beine des Patienten wirkt in diesem Moment ein Impuls, der zu Gewichtskraft und (Quadratwurzel aus) Hub- bzw. Fallhöhe proportional ist und insbesondere bei fortgeschrittener Osteoporose Traumata des ossären Skeletts verursachen kann. Die in US 4,858,598 A vorgeschlagene Messung der dynamischen Last in der Fußstütze mittels Dehnmessstreifen ist gerade in dem kritischen Moment des Aufpralls im unteren Totpunkt sehr ungenau, eine Steuerung der Belastung des Patienten über die gemessene Schwingung ist auf dieser Grundlage nicht möglich.

Aufgabe

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastung des ossären Skeletts zu vermeiden.

Lösung

[0007] Diese Aufgabe wird durch die Stützvorrichtung von Anspruch 1 und das Verfahren von Anspruch 5 gelöst.

[0008] Ausgehend von der bekannten Stützvorrichtung wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Schwingantrieb in beiden Richtungen der Longitudinalachse die Schwingung mittels einer Gewindespindel anregt, indem eine rotierbare Gewindestange der Gewindespindel eine auf der Gewindestange laufende Gewindemutter verschiebt. Die Gewindespindel ermöglicht das sanfte Anheben und insbesondere Absenken mit geringen, exakt steuerbaren Beschleunigungen. Die Erfindung vermeidet so den in der bekannten Stützvorrichtung durch den freien Fall der Fußstütze entstehenden Impuls und das damit verbundene Traumarisiko.

[0009] Die Lastamplitude kann zum Einen über den Stützwinkel und zum Andern über die Hubhöhe der Schwingung eingestellt werden.

[0010] Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung einen Druckaufnehmer an der Fußstütze auf zum Messen eines von den Beinen parallel zu der Longitudinalachse auf die Fußstütze ausgeübten Drucks. Die erfindungsgemäße Stützvorrichtung erlaubt so die unmittelbare Kontrolle der auf den Patienten ausgeübten Last. In einer solchen Stützvorrichtung misst der Druckaufnehmer nicht stoßartige Lastwechsel, sondern sanfte Lastverläufe, die eine exakte Steuerung, Überwachung und Dokumentation der Therapie ermöglichen.

[0011] Vorzugsweise ist in einer solchen erfindungsgemäßen Stützvorrichtung der Druckaufnehmer eine druckempfindliche Matte. Druckempfindliche Matten stehen in unterschiedlichen Ausführungen am Markt zur Verfügung und erlauben die Messung ohne exakte Positionierung der Beine.

[0012] Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass in beiden Richtungen der Longitudinalachse die Schwingung mittels einer Gewindespindel angeregt wird, indem eine rotierbare Gewindestange der Gewindespindel eine auf der Gewindestange laufende Gewindemutter verschiebt. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders gut mit einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung ausführen und zeichnet sich gleichermaßen durch deren vorgenannte Vorteile aus.

[0013] Vorzugsweise weist in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung eine Frequenz von 1 bis 2,4 Hz und eine Hubhöhe bis zu 25 mm auf. Die auf das ossäre Skelett des Patienten einwirkende Belastung ahmt dann Frequenz und Lastverlauf beim langsamen Gehen nach.

[0014] Vorzugsweise verläuft in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung periodisch. Periodische Schwingungen mit physiologisch typischen Frequenzen regen das Knochenwachstum an.

[0015] Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren die Schwingung derart geregelt, dass ein von den Beinen parallel zu der Longitudinalachse auf die Fußstütze ausgeübter Druck einen Maximalwert nicht überschreitet. Ein solches erfindungsgemäßes Verfahren vermeidet eine übermäßige Belastung des ossären Skeletts des Patienten.

[0016] Vorzugsweise werden in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren gemessene Werte des Drucks gespeichert und der Maximalwert automatisch erhöht.

[0017] Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch die Hubhöhe gesteigert und/oder der Stützwinkel erhöht. Erfindungsgemäße Verfahren mit automatischer Erhöhung des Maximalwerts, der Hubhöhe oder des Stützwinkels berücksichtigen einen Trainingseffekt der Behandlung mit einer erfindungsgemäß betriebenen Stützvorrichtung.

Ausführungsbeispiel

[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen

Fig. 1

eine erfindungsgemäße Stützvorrichtung in einer Stützstellung, sowie

Fig. 2a

eine perspektivische Darstellung sowie

Fig. 2b

ein Detail daraus und

Fig. 3a-c

Normansichten der Stützvorrichtung in einer anderen Stellung.

[0019] Die gezeigte erfindungsgemäße Stützvorrichtung 1 weist ein Gestell 2 und eine Liege 3 für einen in Fig. 1 schematisch dargestellten menschlichen Körper 4 auf. Das Gestell 2 besteht im Wesentlichen aus geschweißten Stahlprofilen, nämlich aus einem Standfuß 5 aus zwei U-förmigen seitlichen Wangen 6, die jeweils am Kopfende 7 und Fußende 8 der Stützvorrichtung 1 durch Querstreben 9 verbunden sind, und aus einem rechteckigen, parallel zu einer Horizontalen 10 liegenden Tisch 11. Der Tisch 11 kann mittels eines Hubantriebs 12 über ein Hebelwerk 13 aus der dargestellten Position mit einer Tischhöhe 14 von 500 mm auf eine nicht dargestellte maximale Arbeitshöhe von 650 mm angehoben werden.

[0020] Die Liege 3 weist eine gepolsterte Liegefläche 15 und Halteelemente 16 zum Haltern des Rumpfes 17 und der Beine 18 des Körpers 4 auf. Als Halteelemente 16 kommen Gurte zum Einsatz. Weiterhin weist die Liege 3 am Fußende 8 eine gleichfalls gepolsterte Fußstütze 19 auf.

[0021] Die Halteeinrichtung 3 ist mittels eines Schwenkantriebs 20 um eine Transversalachse 21 des Körpers 4 aus einer nicht dargestellten Liegestellung, in der eine Longitudinalachse 22 des Körpers 4 auf der Liege 3 und diese auf dem Tisch 11 parallel zur Horizontalen 10 verläuft, stufenlos in Stützwinkel 23 zwischen Longitudinalachse 22 und der Horizontalen 10 von bis zu 90 Grad schwenkbar.

[0022] Der Schwenkantrieb 20 greift an einem gleichfalls aus Stahlprofilen verschweißten Rahmen 24 an, der in einem Gelenk 25 an dem Tisch 11 angebracht ist. Auf dem Rahmen 24 ist die Liege 3 verschiebbar gelagert und mittels Führungsbuchsen 26 in Richtung der Longitudinalachse 22 geführt.

[0023] Die Stützvorrichtung 1 weist einen in Fig. 2b im Detail dargestellten Schwingantrieb 27 auf. Der Schwingantrieb 27 besteht aus einem Elektromotor 28, der über ein Getriebe 29 eine in Richtung der Longitudinalachse 22 verlaufende Gewindestange 30 antreibt, Das Getriebe 29 ist in einem Stützflansch 31 an dem Rahmen 24 angebracht. Auf der Gewindestange 30 läuft eine Gewindemutter 32, die mit der Liege 3 verbunden ist.

[0024] Zur Verwendung der Stützvorrichtung 1 für ein Stehtraining wird der Körper 4 des Patienten zunächst in der Liegestellung derart auf die Liegefläche 15 gelegt, dass die Beine 18 auf der Fußstütze 19 abgestützt sind. Dann wird der Körper 4 mittels der Halteelemente 16 an der Liege 3 gehaltert und die Liege 3 um den Stützwinkel 23 verschwenkt.

[0025] In der verschwenkten Position wird die Liege 3 mittels des Schwingantriebs 27 in Schwingung versetzt. Durch manuelle Anpassung von Frequenz, Amplitude und Phase der Schwingung überträgt die Stützvorrichtung 1 ein Bewegungsmuster, das beispielsweise einem erinnerten individuellen Gangmuster entsprechen kann, auf das ossäre Skelett des Patienten. Die Behandlung wird in regelmäßigen, zum Beispiel täglichen Intervallen wiederholt, um eine kontinuierliche Exposition des knöchernen Skeletts auf die gravitationsmäßigen Stimuli zu gewährleisten, wobei nach Maßgabe verbesserter ossärer Belastbarkeitsmarker, z. B. Knochendichte, die Belastung stufenlos gesteigert werden kann.

[0026] Die Höhe des Tischs 11, der Stützwinkel 23 der Liege 3 und die Schwingung werden mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung eingestellt.

[0027] In den Figuren sind

1

Stützvorrichtung

2

Gestell

3

Liege

4

Körper

5

Standfuß

6

Wange

7

Kopfende

8

Fußende

9

Querstrebe

10

Horizontale

11

Tisch

12

Hubantrieb

13

Hebelwerk

14

Tischhöhe

15

Liegefläche

16

Halteelement

17

Rumpf

18

Bein

19

Fußstütze

20

Schwenkantrieb

21

Transversalachse

22

Longitudinalachse

23

Stützwinkel

24

Rahmen

25

Gelenk

26

Führungsbuchse

27

Schwingantrieb

28

Elektromotor

29

Getriebe

30

Gewindestange

31

Stützflansch

32

Gewindemutter

Ansprüche

1. Stützvorrichtung (1)

a. mit einem Gestell (2) und

b. mit einer an dem Gestell (2) schwenkbar angebrachten Liege (3) für einen menschlichen Körper (4), die Halteelemente (16) zum Haltern eines Rumpfes (17) des Körpers (4) an der Liege (3) und eine Fußstütze (19) aufweist,

c. mit einem Schwenkantrieb (20) zum Schwenken der Liege (3) an dem Gestell (2) um eine Transversalachse (21) des Körpers (4) zwischen einer Liegestellung mit parallel zu einer Horizontalen (10) verlaufender Longitudinalachse (22) des Körpers (4) und einer Stützstellung mit gegen die Horizontale um einen Stützwinkel (23) geneigter Longitudinalachse (22) des Körpers (4), in der Beine (18) des Körpers (4) ein Gewicht des Körpers (4) mindestens teilweise auf der Fußstütze (19) abstützen, und

d. mit einem Schwingantrieb (27) zum Anregen einer Schwingung der Liege (3), der an dem Gestell (2) gelagert ist und die Liege (3) parallel zu der Longitudinalachse (22) verschiebt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingantrieb (27) in beiden Richtungen der Longitudinalachse (22) die Schwingung mittels einer Gewindespindel anregt, indem eine rotierbare Gewindestange (30) der Gewindespindel eine auf der Gewindestange (30) laufende Gewindemutter (32) verschiebt.

2. Stützvorrichtung (1) nach dem vorgenannten Anspruch, gekennzeichnet durch einen Druckaufnehmer an der Fußstütze (19) zum Messen eines von den Beinen (18) parallel zu der Longitudinalachse (22) auf die Fußstütze (19) ausgeübten Drucks.

3. Stützvorrichtung (1) nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufnehmer eine druckempfindliche Matte ist.

4. Stützvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hubantrieb (12) zum Heben und Absenken der Liege (3) in vertikaler Richtung.

5. Verfahren zum Betrieb einer Stützvorrichtung (1) mit einem Gestell (2) und einer an dem Gestell (2) angebrachten Liege (3) für einen menschlichen Körper (4), wobei die Liege (3) um eine Transversalachse (21) des Körpers (4) derart an dem Gestell (2) verschwenkt wird, dass eine Longitudinalachse (22) des Körpers (4) um einen Stützwinkel (23) gegen eine Horizontale geneigt ist und Beine (18) des Körpers (4) ein Gewicht des Körpers (4) mindestens teilweise auf einer Fußstütze (19) der Liege (3) abstützen, und wobei die Liege (3) zu einer Schwingung parallel zu der Longitudinalachse (22) angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Richtungen der Longitudinalachse (22) die Schwingung mittels einer Gewindespindel angeregt wird, indem eine rotierbare Gewindestange (30) der Gewindespindel eine auf der Gewindestange (30) laufende Gewindemutter (32) verschiebt.

6. Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung eine Frequenz von 1 bis 2,4 Hz und eine Hubhöhe bis zu 25 mm aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung periodisch verläuft.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung derart geregelt wird, dass ein von den Beinen (18) parallel zu der Longitudinalachse (22) auf die Fußstütze (19) ausgeübter Druck einen Maximalwert nicht überschreitet.

9. Verfahren nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass gemessene Werte des Drucks gespeichert werden und der Maximalwert automatisch erhöht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubhöhe automatisch gesteigert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützwinkel (23) automatisch erhöht wird.

Claims

1. A support apparatus (1)

a. with a frame (2) and

b. with a resting structure (3) for a human body (4), which structure is attached pivotably to the frame (2) and includes holding elements (16) for holding a torso (17) of the body (4) on the resting structure (3), and a footrest (19),

c. with a swivelling drive (20) for pivoting the resting structure (3) on the frame (2) about a transversal axis (21) of the body (4) between a lying position wherein a longitudinal axis (22) of the body (4) is parallel to a horizontal (10) and a support position wherein a longitudinal axis (22) of the body (4) is inclined by a support angle (23) relative to the horizontal, wherein legs (18) of the body (4) at least partially support a weight of the body (4) on the footrest (19), and

d. with an oscillating drive (27) for inducing an oscillation of the resting structure (3), which drive is supported on the frame (2) and moves the resting structure (3) parallel to the longitudinal axis (22),
characterized in that the oscillating drive (27) excites the oscillation in both directions of the longitudinal axis (22) by means of a threaded spindle in that a rotatable threaded rod (30) of the threaded spindle moves a threaded nut (32) which runs on the threaded rod (30).

2. The support apparatus (1) according to the preceding claim, characterized by a pressure transducer at the footrest (19) for measuring a pressure which is applied to the footrest (19) parallel to the longitudinal axis (22) by the legs (18).

3. The support apparatus (1) according to the preceding claim, characterized in that the pressure transducer is a pressure-sensitive mat.

4. The support apparatus (1) according to any one of the preceding claims, characterized by a lift drive (12) for raising and lowering the resting structure (3) vertically.

5. A method for operating a support apparatus (1) having a frame (2) and a resting structure (3) for a human body (4), which structure is arranged on the frame (2), wherein the resting structure (3) is swivelled on the frame (2) about a transversal axis (21) of the body (4) in such manner that a longitudinal axis (22) of the body (4) is inclined by a support angle (23) relative to the horizontal and legs (18) of the body (4) support at least partially support a weight of the body (4) on a footrest (19) of the resting structure (3), and wherein the resting structure (3) is induced to oscillate parallel to the longitudinal axis (22), characterized in that the oscillation is excited in both directions of the longitudinal axis (22) by means of a threaded spindle in that a rotatable threaded rod (30) of the threaded spindle moves a threaded nut (32) which runs on the threaded rod (30).

6. The method according to the preceding claim, characterized in that the oscillation has a frequency from 1 to 2.4 Hz and a stroke of up to 25 mm.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the oscillation is periodic.

8. The method according to any one of Claims 5 to 7, characterized in that the oscillation is controlled in such manner that a pressure applied to the footrest (19) by the legs (18) parallel to the longitudinal axis (22) does not exceed a maximum value.

9. The method according to the preceding claim, characterized in that measured values of the pressure are stored, and the maximum value is increased automatically.

10. The method according to any of Claims 5 to 9, characterized in that the stroke is increased automatically.

11. The method according to any of Claims 5 to 10, characterized in that the support angle (23) is increased automatically.

Revendications

1. Dispositif de soutien (1)

a. avec un châssis (2), et

b. avec une couchette (3) montée pouvant pivoter sur le châssis (2) pour un corps humain (4), qui comporte des éléments de maintien (16) destinés à maintenir un tronc (17) du corps (4) sur la couchette (3) et un repose-pied (19),

c. avec une commande de pivotement (20) destinée à faire pivoter la couchette (3) sur le châssis (2) autour d'un axe transversal (21) du corps (4) entre une position couchée avec un axe longitudinal (22) du corps (4) passant parallèlement à une ligne horizontale (10) et une position de soutien avec un axe longitudinal (22) du corps (4) incliné par rapport à la ligne horizontale autour d'un angle de soutien (23) dans laquelle les jambes (18) du corps (4) appuient au moins en partie sur le repose-pied (19) un poids du corps (4), et

d. avec un système d'entraînement de vibration (27) destiné à stimuler une vibration de la couchette (3), qui est logée sur le châssis (2) et déplace la couchette (3) parallèlement à l'axe longitudinal (22),
caractérisé en ce que le système d'entraînement de vibration (27) stimule dans les deux directions de l'axe longitudinal (22) la vibration au moyen d'une broche filetée, une barre filetée (30) pouvant tourner de la broche filetée déplaçant un écrou fileté (32) passant sur la barre filetée (30).

2. Dispositif de soutien (1) selon la revendication précédente, caractérisé par un capteur de pression sur le repose-pied (19) destiné à mesurer une pression exercée sur le repose-pied (19) par les jambes (18) parallèlement à l'axe longitudinal (22).

3. Dispositif de soutien (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le capteur de pression est une natte sensible à la pression.

4. Dispositif de soutien (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un système de levage (12) destiné à lever et baisser la couchette (3) dans le sens vertical.

5. Procédé destiné à faire fonctionner un dispositif de soutien (1) avec un châssis (2) et une couchette (3) montée sur le châssis (2) pour un corps humain (4), sachant que la couchette (3) est pivotée sur le châssis (2) autour d'un axe transversal (21) du corps (4) de telle manière qu'un axe longitudinal (22) du corps (4) est incliné d'un angle de soutien (23) par rapport à une ligne horizontale et les jambes (18) du corps (4) appuient au moins en partie un poids du corps (4) sur un repose-pied (19) de la couchette (3) et sachant que la couchette (3) est stimulée pour une vibration parallèlement à l'axe longitudinal (22), caractérisé en ce que la vibration est stimulée dans les deux directions de l'axe longitudinal (22) au moyen d'une broche filetée, une barre filetée (30) déplaçant un écrou fileté (32) passant sur la barre filetée (30).

6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vibration comporte une fréquence de 1 à 2,4 Hz et une hauteur de levage allant jusqu'à 25 mm.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vibration se déroule de façon périodique.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la vibration est réglée de telle manière qu'une pression exercée sur le repose-pied (19) par les jambes (18) parallèlement à l'axe longitudinal (22) ne dépasse pas une valeur maximale.

9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les valeurs mesurées de la pression sont mémorisées et la valeur maximale est augmentée automatiquement.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la hauteur de levage est augmentée automatiquement.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que l'angle de soutien (23) est augmenté automatiquement.

Zeichnung