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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten von zumindest einem
Körperteil
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Während eines
Eingriffes ist ein Chirurg bezüglich
seiner Körperhaltung über seine
Operationsinstrumente und deren Bewegungsräume an die Lage des Patienten
gekoppelt. Dies führt
dazu, dass er seine Körperhaltung
während
des Eingriffes häufig einer
unzulänglichen
Lagerung anpassen muss. Der Chirurg nimmt unnatürliche Körperhaltungen ein und ist dadurch
gezwungen, große
statische Haltearbeit zu leisten. Dies führt langfristig zu körperlichen
Beeinträchtigungen.
Unmittelbare Konsequenz ist die verstärkte Ermüdung bei zeitaufwändigen Operationen
und die erschwerte Durchführung
einzelner operativer Eingriffsvorgänge.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung
so auszubilden, dass in konstruktiv einfacher Weise eine optimale
Abstützung
mindestens eines Körperteiles
auch über längere Zeiträume hinweg
gewährleistet
ist.
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Diese
Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung
erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist wenigstens eine Stütze
auf, mit der der entsprechende Körperteil
abgestützt
wird. Die Stütze
ist erfindungsgemäß so ausgebildet,
dass sie mittels wenigstens eines sensorgesteuerten Antriebes eine
Gegenkraft erzeugt, welche die Schwerkraft des zu haltenden Körperteiles
zumindest annähernd
kompensiert. Dadurch muss, um den Körperteil in einer bestimmten Lage
zu halten, kein oder eine nur sehr geringe Muskelspannung aufgebracht
werden. Dadurch ist es möglich,
dass der Körperteil,
selbst wenn er unnatürliche
Lagen bzw. Stellungen einnehmen muss, diese Lage über einen
längeren
Zeitraum hinweg ermüdungsfrei
einnehmen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhaft
in der Chirurgie einsetzbar, kann aber auch in gleicher Weise im
Handwerkerbereich, zur Abstützung
von Patienten bei Untersuchungen und/oder Operationen, bei der Tierbehandlung,
Tierchirurgie und dergleichen eingesetzt werden.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
wird die Gegenkraft gesteuert aufgebracht. In diesem Falle erfolgt
die Kraftkompensation über
die bekannte Gewichtskraft des jeweiligen Körperteiles. Diese Gewichtskraft
des Körperteiles
kann zuvor ermittelt oder auch online zumindest annäherungsweise
erfasst werden.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
wird die Gegenkraft geregelt aufgebracht. Dies hat den Vorteil,
dass diese Gegenkraft stets so erzeugt werden kann, dass die Gewichtskraft
des Körperteiles
kompensiert wird.
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Im
Vergleich zu den herkömmlichen,
insbesondere in der Chirurgie bisher eingesetzten Hilfsmittel wird
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der jeweilige Körperteil,
bei einem Chirurgen insbesondere die Arme, stets so entlastet, dass
die Muskulatur zum Halten des Körperteiles
so weit wie möglich
entlastet wird. Die Vorrichtung führt den Anwender in seinen
Bewegungen bzw. unterstützt
dessen Bewegungen. Außerdem
stützt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Anwender in seiner Körperhaltung
stets so, dass seine Muskulatur durch die Gewichtskräfte seiner
eigenen Körperteile
so weit wie möglich
entlastet wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann als ein OP-Anzug angesehen werden, der Teil des Chirurgen selbst
wird.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung.
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Die
Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt einen Chirurgen 1 während einer Operation am Kopf 2 eines
Patienten 3. Er liegt auf einem Operationstisch 4. Der
Chirurg arbeitet mit einem OP-Mikroskop 5, dessen Ausbildung
an sich bekannt ist und darum auch nicht näher beschrieben wird. Unter
Anwendung des OP-Mikroskopes 5 operiert der Chirurg 1 am
Kopf 2 des Patienten 3. Das Operationsinstrument
ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
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Die
Arme 6 des Chirurgen 1 nehmen bei der Operation
eine solche Lage ein, dass schon nach verhältnismäßig kurzer Operationszeit Ermüdungserscheinungen
auftreten. Für
den Chirurgen 1 wird es dann immer schwieriger, sein Operationsinstrument millimetergenau
während
der Operation sicher und ruhig zu führen. Die Armhaltung in der
Zeichnung ist nur eine mögliche
Lage während
der Operation. Beispielsweise muss der Chirurg 1 Eingriffe
ausführen, bei
denen die Arme beispielsweise ständig
gestreckt gehalten werden müssen.
Je nach auszuführender Operation
bzw. Operationsort am Patienten 3 sind somit Haltungen
des Chirurgen 1 erforderlich, die ihn ermüden und
für ihn
die Operation äußerst anstrengend
machen.
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Damit
der Chirurg 1 über
längere
Zeiten hinweg ermüdungsfrei
operieren kann, wird eine Stützvorrichtung 7 verwendet,
die so ausgebildet ist, dass sie die durch Schwerkraft belasteten
Körperteile
des Chirurgen 1 entlastet. Dadurch wird erreicht, dass
die Muskelanspannung zumindest reduziert, vorzugsweise vollständig ausgeschlossen
wird. Die Stützvorrichtung 7 erfasst
die durch die Schwerkraft belasteten Körperteile, im Ausführungsbeispiel
die Schwerkraft der Arme 6, und regelt in noch zu beschreibender
Weise die Stützvorrichtung 7 so,
dass die Schwerkraft der Arme 6 ausgeglichen wird. Der
Chirurg 1 muss darum seine Arme 6 nicht mehr durch Muskelanspannung
in der geforderten Lage während der
Operation halten, sondern wird durch die Stützvorrichtung 7 entsprechend
abgestützt,
so dass die Arme 6 entlastet sind und der Chirurg 1 mit
seinen Fingern 8 die Operation zuverlässig und ruhig ausführen kann.
Mit Hilfe der Stützvorrichtung 7 ist
es möglich,
auch mehrstündige
Operationen nahezu ermüdungsfrei
ausführen
zu können.
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Die
Stützvorrichtung 7 hat
im Ausführungsbeispiel
eine Armstütze 9,
die aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Stützteilen 10 und 11 besteht. Beide
Stützteile 10, 11 sind
durch ein Gelenk 12 miteinander verbunden. Im einfachsten
Falle ist dieses Gelenk 12 einachsig ausgebildet, vorzugsweise
jedoch zweiachsig. Die zweiachsige Ausbildung des Gelenkes 12 ermöglicht eine
größere Bewegungsfreiheit
des Oberarmes 13.
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Der
Stützteil 10 für den Oberarm 13 ist
an ein Gelenk 14 angeschlossen, das zweiachsig ausgebildet
ist. Das Gelenk 14 könnte
aber auch als Kugelgelenk ausgebildet sein, wodurch die Bewegungsfreiheit
des gesamten Armes 6, insbesondere des Oberarmes 13,
optimal ist. Die Gelenke 14 sind an einer Abstützung 15 vorgesehen,
mit der die Stützvorrichtung 7 am
Körper
des Chirurgen 1 gehalten wird. Im Ausführungsbeispiel hat die Abstützung 15 einen Ring 16,
an den die beiden Gelenke 14 über jeweils ein Verbindungselement 17 angeschlossen
sind. Der Ring 16 lässt
sich zur Befestigung am Chirurgen 1 öffnen und kann mit einer geeigneten
Schließeinrichtung,
beispielsweise einem Klettverschluss, geschlossen werden.
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Die
Gelenke 14 befinden sich in Höhe der Schultergelenke des
Chirurgen 1, während
sich die Gelenke 12 etwa in Höhe des Ellbogengelenkes befinden.
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Die
Verbindungselemente 17 sind vorteilhaft längenveränderbar,
so dass die Stützvorrichtung
an unterschiedliche Körpergrößen angepasst
werden kann. Anstelle einzelner Verbindungselemente 17 kann
auch eine den Oberkörper
umschließende Schale
vorgesehen sein, die geöffnet
und durch geeignete Verschlussmittel geschlossen werden kann. An
der Innenseite des Ringes 16 befindet sich zur Anpassung
an unterschiedlichen Körperumfang
des Chirurgen 1 wenigstens ein Ausgleichselement, das beispielsweise aufblasbar
sein kann, zum Beispiel in Form eines Luftkissens. Dann kann die
Stützvorrichtung 7 optimal
an den jeweiligen Träger
angepasst und verspannt werden.
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Die
Stützvorrichtung 7 ist
vorteilhaft so gestaltet, dass eine einwandfreie Sterilisation möglich ist.
Im einfachsten Falle wird die gesamte Stützvorrichtung 7 sterilisiert.
Es ist aber auch möglich,
beispielsweise nur die Hauptkomponente der Stützvorrichtung 7, im
Ausführungsbeispiel
der Ring 16, die Verbindungselemente 17 sowie
die Armstütze 6 mit den
Gelenken 12 und 14 sterilisierbar zu gestalten und
das beispielhaft beschriebene Ausgleichselement in Form eines Luftkissens
nach jeder Operation auszutauschen. Die Stützvorrichtung 7 ist
so gestaltet, dass die Gelenke 14 stets in Höhe der Schultergelenke
am Chirurgen 1 anliegen. Die Verbindungselemente 17 und
der Ring 16 sind dann so gestaltet, dass sie am Körper des
Chirurgen 1 in der jeweils erforderlichen Lage befestigt
werden können,
um die Kraft auf den Körper
des Chirurgen 1 übertragen
zu können.
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Die
beiden Stützteile 10, 11 der
Armstütze 9 sind
beispielhaft etwa halbschalenförmig
ausgebildet. Sie können
auch als ganze, zu öffnende
Schalen ausgebildet sein. In der Arbeitslage werden die Arme 6 des
Chirurgen 1 von den Stützellen 10, 11 von
unten abgestützt.
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Um
eine Entlastung der Arme 6 zu erreichen, werden Antriebssysteme
innerhalb der Stützvorrichtung 7 eingesetzt,
die die Stützteile 10, 11 in
eine solche Lage bringen, dass die Arme 6 des Chirurgen während der
Operationsarbeit entlastet sind. Im einen Ausführungsbeispiel befindet sich
ein Antriebssystem im Bereich der Gelenke 14 und eines
zweites Antriebssystem im Bereich der Gelenke 12. Dadurch können die
beiden Stützteile 10, 11 der
Armstütze 9 gezielt
in jede Lage motorisch verstellt und gehalten werden, in der die
Arme 6 des Chirurgen 1 entlastet sind.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
befindet sich das Antriebssystem im Bereich der Gelenke 14, so
dass über
diese Antriebssysteme die den Ober arm 13 abstützenden
Stützteile 10 aktiv
angetrieben werden. Beispielsweise wenigstens über einen Seilzug wird indirekt
auch der den Unterarm abstützende Stützteil 11 in
die erforderliche Abstützlage
gebracht und dort gehalten.
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Um
die zur Abstützung
der Arme 6 notwendige Lage der Armstütze 9 zu ermitteln,
werden (nicht dargestellte) Sensoren zur Lasterfassung eingesetzt. Solche
Sensoren sind bekannt, beispielsweise in Form von myoelektrischen
Sensoren. Solche Sensoren erfassen die Muskelsignale und leiten
daraus Steuersignale für
die beschriebenen Antriebssysteme ab. Eine Muskelentspannung oder
weitgehende Muskelentspannung liegt dann vor, wenn das vom Sensor
erfasste Signal Null ist oder sich im Vergleich zum angespannten
Zustand um ein entsprechendes Maß verringert hat. Entsprechend
dieser Signaländerung
werden die Antriebssysteme so angesteuert, dass von den Stützteilen 10, 11 ein
entsprechendes Gegenmoment so lange aufgebracht wird, bis die ermittelte
Schwerkraft dem aufgebrachten Gegenmoment entspricht.
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Die
Stützvorrichtung 7 ist
so ausgebildet, dass sie vom Chirurgen 1 durch eigene Körperbewegung
in die erforderlichen Lagen verstellt werden kann. Dabei wird in
der beschriebenen Weise über die
Sensoren das Gegenmoment auf die jeweiligen Stützteile so aufgebracht, dass
die Arme 6 entlastet sind. Diese Abstützung lässt aber selbstverständlich Armbewegungen
des Chirurgen 1 zu, um beispielsweise das Operationsinstrument
an einer anderen Stelle während
der Operation zu führen.
Solche Armbewegungen werden durch die Stützvorrichtung 7 nicht
behindert. Es wird stets nur die Schwerkraft der entsprechenden
Körperteile
kompensiert. Die Stützvorrichtung 7 kann
auch so ausgebildet sein, dass der Chirurg 1 eine geometrisch
definierte Bahn vorgeben kann und die Stützvorrichtung 7 die
gewünschten
Körperteile,
zum Beispiel die Hand 18, auf dieser Bahn führt. Der
Chirurg 1 hält
das Operationsinstrument in den Händen 18 und muss es
während der
Operation ständig
in seiner Lage verändern.
Die Stützvorrichtung 7 ist
so ausgebildet, dass sie diese notwendigen Bewegungen des Operationsin strumentes
damit der Hände 18 nicht
behindert. Außerdem
sorgt die Stützvorrichtung 7 stets
dafür,
dass bei diesen Bewegungen der Hände 18 die
Arme 6 stets in der beschriebenen Weise abgestützt sind.
Dadurch ist sichergestellt, dass die durch die Schwerkraft belasteten
Arme 6 auch bei diesen erforderlichen Operationsbewegungen
stets entlastet sind.
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Aufgrund
der Stützvorrichtung 7 ist
es nunmehr möglich,
dass der Chirurg 1 während
der Operation eine beliebige, frei einstellbare Lage zum Patienten 3 einnehmen
kann. Die Stützvorrichtung 7 stellt ein
aktives, frei positionierbares Haltesystem dar, das den Chirurgen 1 in
seiner Körperhaltung
so stützt, dass
eine Entlastung, das heißt
keine Muskelanspannung, auftritt. Die statische Halte- und Positionierungsarbeit
wird somit weitgehend von der Stützvorrichtung 7 übernommen.
Der Chirurg 1 kann auf diese Weise auch längere Zeit
ohne Muskelanspannung arbeiten. Dadurch werden operative Eingriffe sehr
sicher und reproduzierbar, da der Chirurg 1 nicht ermüdet. Aufgrund
der Kompensation der Schwerkraft der Arme 6 des Chirurgen 1 wird
eine sichere, genaue Bewegung des Operationsinstrumentes bei der
Durchführung
von Eingriffen möglich.
Eine vorzeitige Ermüdung
des Chirurgen 1 wird wirkungsvoll und nachhaltig verhindert.
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Die
Stützvorrichtung 7 arbeitet
lastaufnehmend, kraftgeregelt und lageeinstellend.
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Die
Stützvorrichtung 7 ist
anhand der Zeichnung für
den Einsatz bei einem Chirurgen 1 beschrieben worden. Diese
Stützvorrichtung 7 kann
selbstverständlich
auch in anderen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. So lässt sich
die Stützvorrichtung 7 durchaus
auch im Handwerkerbereich einsetzen. So ist es bekannt, dass beispielsweise
Elektriker bei der Montage von Deckenleuchten erhebliche Probleme
haben, weil sie mit ihren Armen über
Kopf arbeiten müssen.
Auch hier tritt das Problem auf, dass der Elektriker sehr rasch
ermüdet.
Bei Einsatz der beschriebenen Schutzvorrichtung 7 ist es
auch in diesem Falle möglich,
die Arme des Elektrikers bei diesen beschriebenen Deckenmontagen
so abzustützen,
dass die Schwerkraft der Arme durch eine Gegenkraft kompensiert
wird. Der Elektriker kann in diesem Falle lange Zeit ermüdungsfrei
arbeiten.
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Ein
weiteres Anwendungsbeispiel besteht darin, bei Untersuchungen und/oder
Operationen auch den Patienten abzustützen, wenn er bestimmte Positionen
einnehmen muss, die ihn rasch ermüden. Auch hier sorgt die Stützvorrichtung 7 dafür, dass
die schwerkraftbelasteten Körperteile
in der beschriebenen Weise abgestützt werden.