DE2205544A1

DE2205544A1 - Laufstimulator

Info

Publication number: DE2205544A1
Application number: DE19722205544
Authority: DE
Inventors: Jakob; Klomp Antonius Maria; Hurkmans Adrianus Cornells Maria; Eindhoven Vredenbregt (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-02-27
Filing date: 1972-02-05
Publication date: 1972-09-14
Also published as: GB1384638A; FR2126317B1; AU3931972A; JPS5229552B1; BE779897A; IT949196B; US3941137A; CH547643A; FR2126317A1; NL7102659A; AU462430B2

Description

Dr.-Ine. Hans-Dietrich ZeIk* . _pHN _^

Pnicntai-iwelt * ^ *

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Anmeldung vom: ~

"Lauf stimulator"¹.

Die Erfindung betrifft ein elektro-therapeutischas Gerät zum Stimulieren von Fortbewegungsorganismen, deren natürliche Impulse unzureichend funktionieren, bestehend aus einem Schaltelement, einem Stimulator und einem unter einen Fussballen anzubringenden druckempfindlichen Mechanismus,

Ein derartiges GerSt ist aus der niederländischer; Patentanmeldung 6717637 lfm*m=zmt*mL· bekannt. Bei einem darin beschriebenen Gerät wird von einem druckempfindlichen Mechanismus aus ein einziger Stimulator aktiviert» Pur Patienten mit doppelseitiger Lähmung hat dieses Gerät den Nachteil, dass zwei gesonderte Geräte getragen werden müssen. Diese beiden Geräte erfordern jeweils eine durch tragbare Energi-; quellen zu liefernde Energiemenge, Auch müssen beide üerUi,& weitgehend identisch funktionieren, da sonst die RegeImUsaig-

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keit im Laufmuster gestört wird.

Im Hinblick darauf ist es erwünscht, ein Gerät zu verwirklichen, mit dem von einem einzigen druckempfind~ liehen Mechanismus aus ein Stimulator ftir beide Beine aktiviert werden kann, und das einen geringen Energieverbrauch mit einer hoher. Zuverlässigkeit und einer langwährenden, regelmässigen Funktionsfähigkeit kombiniert.

Die Erfindung bezweckt, diesen Anforderungen zu genügen. Dazu ist ein elektro-therapeutisches Gerät der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass mit Impulsen, die von einem druckempfindlichen Mechanismus unter einem der Füsse ausgehen, stimulierende Elektroden für beide Beine periodisch aktivierbar sind.

Ein erfindungsgemässes elektro-therapeutisches Gerät schafft auch für Patienten mit doppelseitiger Lähmung die Möglichkeit, mit einem einzigen Gerät, selbstversbändlic mit wenigstens zwei stimulierenden Elektroden, auszukommen„ Patienten mit einseitiger Lähmung können den druckempfindlichen Mechanismus unter dem gesunden Bein tragen, wodurch beim Gehen ein normales Laufmuster besser angenähert w±ro , Die Regelmässigkeit im Laufmuster wird u.a. weitgehend dm-οη eine elektronische Regelschaltung bestimmt. Diese Schal tun/--muss dazu eine genaue Einstellung zulassen und während c-xu·; langen Zeitdauer eine konstante Wirkung aufweisen, K.- ist notwendig, dass sowohl der druckempfindlich«; Mediani.-.n.us als auch das Schaltelement eine hohe Zuverlitsdi^k^i f; uu*.i Empfindlichkeit besitzen. Dazu enthält der drucktiinpfirM-LLirh.. Mechanismus in einer bevorzugten Ausführungsform ^ntrfpreciL.iu

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der Erfindung ein mit offenen Kanälen versehenes elastisches Material, das mittels eines davon ausgehenden Schläuche mit dem Schaltelement verbunden ist. Das Schaltelement wird vorzugsweise durch örtlich auftretende Druckgradienten aktiviert, und es ist vorzugsweise unempfindlich für den nominalen Wert des Gaedrucks im druckempfindlichen Mechanismus, Das Schaltelement kann dazu beispielsweise mit einem Material mit piezo-elektrischen Eigenschaften versehen sein, wodurch die im druckempfindlichen Mechanismus erregten Druckimpulse direkt in elektrische Spannungsimpulse zum Steuern und Aktivieren von Stimulatorschaltungen umgewandelt werden.

Wenn ein Patient nicht zu laufen wünscht, ist

es störend und lästig, weil die Reizungen fortgesetzt werden. Die Notwendigkeit, das Gerät dazu stets ein- und ausschalten zu müssen, ist in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch beseitigt, dass das Gerät mit einer elektronischen Schaltung versehen wird, wodurch es beispielsweise nach 2 Sekunden nach einem letzten Druckimpuls mit der Reizung aufhört und erst wieder nach der Zuführung eines folgenden Druckimpulses aktiv wird.

Im Hinblick auf die Energieeinsparung ist es günstig, nicht die Laufmuskeln selbst, sondern die Nerven, die die Laufmuskeln aktivieren müssen, zu reizen. Hierdurch kann eine geringere Energie ausreichen, wodurch auch die Möglichkeit kleiner ist, dass dem Patienten Schmerz zugefügt wird,

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

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Pig. 1 einen mit einem druckempfindlichen Medium in Form einer Einlegesohle 'versehenen Schuh,

Fig. 2 eine im Schuh nach Fig. 1 angewandte lose Einlegesohle,

Fig. 3 einen druckempfindlichen Mechanismus, in dem das Schaltelement eine Platte piezo-elektrischen Materials enthalt,

Fig. 4 eine elektronische Schaltung zum Betätigen zweier Stimulatoren, in der ein piezo-elektrischer Schalter angewendet ist,

Fig. 5 eine Elektrode, um den Laufnerven über die Haut Reizungen zuzuführen.

In einem Schuh 1 befindet sich an der Stelle des Fussballens ein druckempfindliches Medium 2, das vorzugsweise in eine lose Einlegesohle 3 eingeschlossen ist. Das druckempfindliche Medium besteht aus einem schwammartigen Material mit offenen Kanälen, es kann jedoch auch durch einen beispielsweise spiralartig aufgerollten Schlauch gebildet werden, der im Zentrum der Spirale abgeschlossen oder dort gefaltet ist.

Die in Fig. 2 gesondert dargestellte Einlegesohle besteht aus einer unteren Abdeckschicht k und einer oberen Abdeckschicht 5· Vorzugsweise besteht die obere Abdeckschicht 5 aus zwei bei einer Trennlinie 6 getrennten Teilen, wodurch die Einlegesohle durch Verschieben eines hinteren Teils 7 der Abdeckschicht 5 der Schuhgrösse angepasst werden kann. Die Abdeckschicht weist eine derartige starre Flexibilität auf, dass Fussbewegungen ausserhalb des

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Laufmusters keinen Einfluss auf das druckempfindliche Medium haben, wahrend Laufbewegungen, mithin der Druck des Körpergewichts auf die Sohle, das druckempfindliche Medium mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit eindrücken·

Das druckempfindliche Medium ist, wie in Fig. 3 dargestellt, mittels eines Schlauchs δ mit einem Schaltelement 10 verbunden. Hierdurch werden VolumenSnderungen des druckempfindlichen Mediums in dem Schaltelement zugeführte Druckimpulse umgewandelt. Bei der Anwendung eines aufgerollten Schlauchs als druckempfindliches Medium kann der Verbindungsschlauch 8 durch einen Teil dieses Schlauches gebildet sein, und bei einem gefalteten Schlauch kann auch der Verbindungsschlauch doppelt ausgeführt werden.

In einer bevorzugten Ausftihrungsform eines Schaltelements nach Fig. 3 wird der Verbindungsschlauch 8 an einem vom druckempfindlichen Medium abgewandten Ende durch eine Druckdose 11 abgeschlossen. Die Druckdose 11 wird durch ein an den Schlauch 8 anschliessbares Wandteil 12 mit einer Oeffnung 13 und ein dosenförmiges Wandteil 14 mit einer Oeffnung 15 gebildet. Die Oeffnung 15 wird mit einer Platte piezoelektrischen Materials 16 verschlossen. Mit der piezoelektrischen Platte 16 ist ein elektrischer Leiter 171 ζ·Β. in Form eines Drahtes, verbunden, während mit der elektrisch leitend ausgebildeten Dosenwand 14 ein elektrischer Leiter (Draht) 18 verbunden ist, Ueber diese elektrischen Leiter und 18 können elektrische Impulse, die durch auf die piezoelektrische Platte ausgeübte Druckimpulse erregt werden, einer Steuerschaltung als Steuerimpulse für einen Stimulator zugeführt werden,

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In Pig, k ist ein Schaltschema einer bevorzugten Schaltung zum Steuern und Aktivieren zweier Stimulatoren von einem einzigen druckempfindlichen Medium aus dargestellt In dieser Schaltung werden elektrische Impulse, die von einem piezoelektrischen Schaltelement 19 ausgehen, einer ersten Steuereinheit 20 zugeführt. Die Spannung einer Speir batterie 21, die beispielsweise aus einer 22,5 V Batterie besteht, steht dann einer niederfrequenten Kippschaltung Z's , einem Hochspannungsschalter 2k und über eine Diode 25 einem Hochspannungsgenerator 26 zur Verfügung, wodurch eine erste Beinelektrode ZJ zum Abgeben von Reizimpulsen veranlasst wird. Nach dem Entfallen des elektrischen Impulses des piezoelektrischen Schaltelements 19» oder dadurch, dass das Bein, unter dem sich das druckempfindliche Medium befindet, angehoben wird, oder nach einer elektronisch regelbaren Schaltzeit von beispielsweise zwei Sekunden, wird einer Steuereinheit 28 von der Steuereinheit 20 aus ein Schaltimpuls zugeführt. Die Batteriespannung steht dam; einer zweiten niederfrequenten Kippschaltung 29, einem zweiten Hochspannungsschalter 30 und über eine Diode 31 dem Hochspannungsgenerator 26 zur Verfügung, wodurch eine zweite Beinelektrode 32 zum Abgeben von Reizimpulsen veranlasst wird. Die Dioden 25, 31 und 33 verhindern eine Zerstörung der Apparatur bei einer fehlerhaften Anordnung der Speisebatterie 21, wobei die Dioden 25 und 31 zugleich als Steuertore wirksam sind. In der Ruhelage benötigt die beschrieb -:-.tia Schaltung einen sehr geringen Strom von beispielsweise einigen /UA. Durch die Beinelektroden 27 und 32 werden

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beispielsweise Spannungsimpulse, die regelbar von O bis 100 V sind,mit einer Wiöderholungsfrequenz von 50 Hz und einer Impulsdauer von ungefähr ^00 /usec. abgegeben, während der Ausgangsstrom maximal etwa 6 mA beträgt«

Ein Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Beinelektrode ist in Fig. 5 dargestellt. Diese enthält eine zentrale Elektrode 35» die beispielsweise mittels eines mit Wasser oder Elektrodenpaste getränkten, feuchtigkeitshaltigen Schwämmchens 36 einen elektrischen Kontakt zur Haut herstellt, und eine zweite Elektrode 37, die aus einer die zentrale Elektrode 35 umgebenden in elastisches Material 38 eingebetteten elektrisch leitenden

2 Gaze 39 mit einer Oberfläche von beispielsweise etwa 15 cm zusammengesetzt ist. Das elastische Material 38 besteht an der der Haut zugewandten Seite aus leitendem Material, vorzugsweise aus leitendem Gummi ho. Durch diesen Elektrodenaufbau entsteht über eine verhältnismässig grosse Oberfläche (15 cm ) ein guter elektrischer Kontakt zur Haut, wodurch eine gute Nervenaktivierung mit einem Minimum an schmerzhafter Reizung für den Patienten geschaffen ist. Eine isolierende Buchse 41 mit den Flanschen k2 und kj sorgt für eine gute Isolierung zwischen der zentralen Elektrode 35 und der zweiten Elektrode 37· Die gleichfalls in das Gummi eingebetteten elektrischen Zuführungsleitungen kh und k5 sorgen für die Zufuhr der Reizimpulse, und sie sind vorzugsweise mittels eine· asymmetrischen. Steckers mit dem Schaltelement verbunden*

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Claims

PATENTANSPRUECHE t

M. ) Elektro-therapeutisches GerSt zum Stimulieren von Fortbewegungsorganismen, deren natürliche Impulse unzureichend funktionieren, bestehend aus einem Schaltelement, einem Stimulator und einem unter einen Fussballen anzubringenden druckempfindlichen Mechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass mit Impulsen, die von einem druckempfindlichen Mechanismus unter einem der Ftisse ausgehen, stimulierende Elektroden für beide Beine periodisch aktivierbar sind.

2, Elektro-therapeutisches GerStt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der druckempfindliche Mechanismus ein zwischen biegsamen, luftdichten Abdeckschichten eingeschlossenes federndes Material mit offenen Kanälen enthSlt, das mittels eines davon ausgehenden Schläuche mit einem Schaltelement für die Stimulatoren verbunden ist.

3. Elektro-therapeutisches GerSt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der druckempfindliche Mechanismus einen zu einer Spirale zusammengerollten Schlauch enthalt, der zugleich eine Verbindung zum Schaltelement bildet.

h» Elektro-therapeutisches Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das druckempfindliche Medium in eine entsprechend der Schuhgrösse einstellbare, lose Einlegesohle eingeschlossen ist.

5· Elektro-therapeutisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

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das Schaltelement einen auf Druckgradienten reagierenden Mechanismus enthält*

6. _L Elektro-therapeutisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement ein Material mit piezoelektrischen Eigenschaften enthSlt.

7» Elektro-therapeutisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ein piezoelektrisches Material enthaltende Schaltelement Druckänderungen direkt in elektrische Impulse zum Aktivieren eines Stimulators umwandelt·

8. Elektro-therapeutisches Gerät nach Anspruch oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Material aus einer Platte bimorfen Materials besteht,' das einen Abschluss einer mit dem Zufuhrschlauch in Verbindung stehenden Druckkammer bildet.

9· Elektro-therapeutisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät mit einer elektronischen Schaltung versehen ist, wodurch die Dauer der Stimulation auf höchstens etwa zwei Sekunden beschränkt ist*

10. Elektro-therapeutisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement einen Wechselschalter enthält, der durch vom druckempfindlichen Mechanismus ausgehende Druckimpulse zwei Stimulatoren im Laufzyklus aktiviert,

11, Elektro-therapeutisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dies zum

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Stimulieren der Nerven zum Aktivieren von Laufmuskeln mit einer zweipoligen Körperelektrode versehen ist, mit einer zentralen Elektrode und einer diese isoliert umgebenden an der der Haut zugewandten Seite mit elektrisch leitendem Gummi abgedichteten, aus Metallglas bestehenden zweiten Elektrode.

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