EP0311993B1 - Bewegungssystem für Liege-, Sitz- und Stehmöbel - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a programmable pressure cushion system for reclining, sitting and standing furniture.
- Seating and reclining furniture have long been designed and designed according to ergonomic criteria, with the aim of enabling the user to sit or lie down as free of discomfort and fatigue as possible. In general, you endeavor, for. B. to maintain an assumed ideal sitting position as unchanged as possible.
- the invention has for its object to provide a programmable pressure pad system, which brings an improvement over the currently known reclining, standing or sitting furniture and is suitable for fitness, sports and medical and general use.
- the invention is based on the knowledge of the tasks and functional properties and the physiological need of those organs of the body, the task of which is to bring about and regulate the various positions, postures and movements, and their integration into the interactions with the psycho-mental conditions of everyday life .
- the intervertebral discs z. B. require adequate nutrition to maintain their function, which is only guaranteed if these are relieved of pressure, which in connection with the spinal column statics can only be done by constant gentle changes in position of the pelvis against the shoulder.
- pressure on the intervertebral discs increases with the sitting time in the symmetrical trunk posture, it is a requirement to place asymmetrical sitting and lying movements on an equal footing next to the symmetrical postures.
- Muscles need constant changes in position, tension and use of strength. They require stretching stimuli and have to recover at certain intervals depending on the type of fiber and the state of training. If they are constantly moved at defined intervals, they are also ready for sudden work assignments. These sudden movements, which the muscles in conventional furniture are not adjusted to, are considered to be the main cause of muscular discomfort.
- the receptors of the sensor-motor system finally need, in order to accomplish their task, to change the state of their measured variable after a defined time, as an increase or decrease in pressure, tension, tension etc.
- the body For lying-sitting-standing, this means that after a certain time interval, the body is forced to move in as many levels as possible, contrary to its habit, in programmed movement steps.
- the movement initiative usually starts with the device and not from the user.
- An exception is conscious movement or muscle training, in which the user influences the stroke or the outflow speed of the pressure medium through muscle power.
- the movement should not be a block movement, e.g. B. the trunk in space, but as a movement of body parts, of spinal sections against each other. Wherever there are joints, they should be operated.
- the movement system consists of the system carrier (different for the application areas), an element carrier system in individual or modular construction and the movement-active elements, the air pockets.
- the movements are caused by pressure pads, in particular air cushions, attacking certain parts of the body and by changing the volume, i. H. by inflating the air cushion or deflating the air cause a body movement that inevitably leads to muscle movement.
- the body movement and thus the muscle movement should be carried out intermittently in a certain time course or time interval and in particular symmetrically and asymmetrically, with a control system for the pulsating, ie. H. regulates pressure-increasing or pressure-reducing flow of the pressure medium in the pressure cushion or air cushion.
- This pulsating change in the air cushion at certain time intervals accordingly changes the physical position of the person, which leads to an attitude that corresponds to the needs of the organs.
- the air pockets are attached to an element carrier system - the pads - with the task of regulating the movement - as required - also against movement resistance, such as. B. muscle-tendon shortening, joint blockade, neuromuscular tone changes, Habits and the like.
- movement resistance such as. B. muscle-tendon shortening, joint blockade, neuromuscular tone changes, Habits and the like.
- the pads are to be adjusted three-dimensionally, if possible, by means of adapters on the system carrier, the pads having a slack in the functional direction of the air pockets, and which can be folded down or lowered to facilitate entry, but must still be lockable in function.
- the invention is also of considerable importance for use in the physically handicapped, in casualty victims or other persons with permanent or temporary muscle, brain and nerve function weakness.
- the movement therapy of the human musculoskeletal system plays an important role.
- the seating or reclining system according to the invention is used to pursue a completely new sitting or reclining philosophy, which aims at permanently dynamic sitting or reclining in contrast to the previously known sitting or reclining.
- the sandwich pressure pads arranged symmetrically and in mirror image on a piece of seating or reclining furniture can be loaded both symmetrically and asymmetrically.
- this is, for example, a seat cushion divided into two chambers, which is preferably inflated asymmetrically, ie on the left or right, in order to consciously achieve a one-sided lifting of the buttocks.
- the upper body inevitably focuses on the changed buttocks position, which leads to a change in the spine posture, ie to a movement of vertebrae against vertebrae, and finally to a change in the stressed holding muscles.
- the targeted support of the air cushion takes place via individual or modular pads.
- a plurality of pressure pads connected in series or connected in parallel are attached symmetrically or asymmetrically, for example, to a piece of seating furniture, in order to be intermittently acted upon or relieved of air.
- This leads to a shift in posture and thus to an activation of the receptors and, as a result, to a change in the stressed holding muscles.
- the necessary time intervals can be varied depending on the state of the user, the physiological receptor function and the state of exhaustion of the holding muscles playing a decisive role.
- the seating surface of a piece of seating furniture has a symmetrical two-chamber system, preferably a three, four or five-chamber system, which can be acted upon by pulsating air in a symmetrically or asymmetrically manner.
- So-called multifunctional cushions are preferably used as pressure cushions, which are constructed as a sandwich, have several separate chambers, which can have different functions in different programs, or can also only act as level regulators outside the moving part of the multifunctional cushion.
- a lateral support of the pelvis as a so-called trochanter pad centers the pelvis above the air cushions.
- the thigh support can also be used in the middle of the knee as a so-called abduction wedge.
- the air cushions are also subjected to air symmetrically or asymmetrically intermittently.
- sub-claim 5 further pressure chambers are provided in the lower and upper area of the backrest as lumbar support, trunk, shoulder, armpit support or side support, according to sub-claim 6 additional pressure pads are provided in the neck area as head restraint, the pulsating air or a corresponding one according to the invention being used in principle Discharge is provided.
- the pressure cushions provided in subclaims 4 to 6 can be symmetrical on a piece of seating furniture with respect to its vertical center plane, but in special medical cases also asymmetrical, ie. H. be arranged at different heights.
- Appropriate valves in the pressure pads connected in series or in parallel can in each case supply the necessary chambers with compressed air by means of a corresponding control, which are necessary for the treatment therapy.
- armrests and footrests can be provided with side parts of vehicle seats as armrests or shoulder bump pads with pressure pads.
- a front seat belt or front pelvic fixation pads are provided, in particular in vehicles or aircraft, but also for therapeutic treatment of the disabled, which likewise have compressed air chambers over the entire length or over partial lengths and which can be charged with air statically or dynamically.
- the pads or the pressure pads can have different shapes according to their function and direction of pressure (Fig. 4 No. 2, Fig. 3).
- Multifunctional cushions are preferably used, which contain various functions in their sandwich construction. It is also possible to place several pillows on top of one another in a cover, which can serve to increase the stroke, differentiate direction or limit frictional forces. Special friction pads can also be used to trigger muscle activity.
- the carrier system ideally a chair, armchair, bed, wheelchair, standing stand or the like, which is built according to the principles of the invention, can be adapted in connection with the element system (pad system) to such an extent that not only the size and weight, but also anatomical-physiological or pathological conditions of the user can be taken into account (e.g. spinal bends (scoliosis) or muscle or joint function restrictions (contractures) etc.).
- element system e.g. spinal bends (scoliosis) or muscle or joint function restrictions (contractures) etc.
- muscle fiber-differential training eccentric, concentric, static, dynamic, long-range, short-range, constant pressure, constant pressure.
- External stroke limiters can also be used.
- smaller pillows can also be used.
- control processing of external control interventions can be provided, e.g. B. pulse generator on the steering wheel rim, brake or gas.
- the head, foot and possibly middle section of an existing bed can be adjusted, so this possibility of movement can be used by the system electronics.
- electrically controllable footrests or the regulation of an "upright chair” can be included in the movement of the body if required for wheelchairs.
- the entire system or parts of the system are to be integrated into existing reclining / standing furniture using special adapters.
- standing furniture also called standing stands or abdominal sloping boards, which are used for treatment therapies for the disabled.
- standing furniture of this type is also used according to the invention, in which the person stands vertically or obliquely, is embedded and the pressure cushion is applied to certain parts of the body.
- compressed air generated by a compressor which is controlled electrically or digitally-electrically, fills a number of air pockets based on demand and relieves pressure by appropriate valves, the user being moved in up to three levels as required.
- the movement per air pocket refers only to a certain area of the body, with several such air pockets being connected in series or in parallel.
- the seat (1) described in Fig. 1 has pressure pads or air pockets (2), which can be designed differently. These air pockets can be in or on the existing seat, e.g. B. under existing covers by means of tapes or closures or otherwise attached. However, they can be integrated into the seating system from the outset, as is the case with known sports seats in motor vehicles, with the user being adjusted on two levels (high, low, wide, narrow) with an adjustable back. This allows an individual adjustment to the size and number of the different system units.
- the air pockets can be incorporated as a complete system or system parts into special covers and pulled over the seat (1).
- the seat cushion (3) consists of a multi-chamber system and in particular of a rear seat leg or back pocket (6) divided into two separate chambers (4, 5) and a front one, possibly also through a partition (7) in chambers (8, 9) separated thigh pocket (10).
- the rear seat leg pocket (6) is attached to an additional level adjustment cushion (11) with which the height of the seat leg pocket (6) can be varied.
- Compressed air supply lines (12) and air discharge lines (13) with valves (14) are provided for each chamber (4, 5, 8, 9 and 11).
- the seat cushion (3) is therefore constructed as a sandwich bag with the possibility of influencing the various chambers.
- the seat (1) can have further pressure chambers (15) in the lateral seating area, which offer the user a lateral support for the thighs.
- the armrest (16) can optionally also be configured as a compressed air cushion.
- the back part (17) of the seat (1) like the seat part (18), has a number of pressure pads or air pockets (2). These are, in particular, the lumbar air pocket (19) for supporting the lumbar region and a side air pocket (20) arranged in the lower lateral region of the back part (17) for supporting the lateral back region. Shoulder support pockets (21) are also laterally provided in the upper shoulder area of the back part (17).
- the headrest (22) consists of an air-filled neck pocket (23), a middle pocket (24) and two side pockets (25), each of which form separate air pockets.
- the side pockets (25) can be made of transparent material for viewing.
- the air filling of the seat belt (26) can be used permanently but also intermittently in order to apply pressure to the user from the front.
- the pressure cushions or air pockets (2) are normally arranged symmetrically with respect to the longitudinal center plane (29) of the seating furniture (1).
- the seat control is divided into a right leg (30) and a left leg (31), which are acted upon intermittently with compressed air. It works as follows: First working cycle: The switch console (32) gives a first output signal (33) to the electrically pneumatically operated compressor (34) and at the same time to the solenoid valve (35) for opening the air supply line (36) in the right leg (30). The output signal (33) further actuates the pressure switch (37) to determine the upper pressure level in the air pockets (2) arranged behind it. After reaching the pressure level set by the pressure switch in the air pockets (2), a return signal (33 ') is passed on to a timer (38) by the pressure switch (37) and this is switched on.
- the solenoid valve (35) is closed and the compressor (34) is switched off by the return signal (33 '), since the air is held in the air pockets (2) by the closed solenoid valve (35).
- the timer (38) is set to a certain value. During this time, the air pockets (2) are filled.
- Second work cycle After the first work cycle described above with the air filling of the air pockets (2) arranged in the right leg (30) and the holding process of this operating state caused by the timer, another work cycle follows, which in the left leg (31) corresponds to the first work cycle described above accordingly.
- a first output signal (39) of the time switch (38) is sent beforehand when the time switch (38) has expired in the right leg (30), which has a further solenoid valve (40) in the air supply line (36) between the pressure switch (37) and the Solenoid valve (35) opens and allows the air in the air pockets (2) to escape.
- this output signal (39) activates the pressure switch (37) in the lower pressure level, which leads to a return signal (39 ') coming from the pressure switch (37) which switches on the compressor (34).
- the solenoid valve (40) is closed.
- the return signal (39 ') in the left leg (31) as a signal (39 ⁇ ) opens the solenoid valve (41) in the left air supply line (42) and activates the pressure switch (43) to determine the pressure level in the left Air pockets (2) of the left strand.
- the solenoid valve (41) By reaching the upper pressure level in the air pockets (2) in the pressure switch (43), the solenoid valve (41) is closed when the pressure level is reached, the compressor (34) is switched off and the timer (38) is started again in order to build up the pressure level in the left branch for to hold a certain time. Analogously, this process takes place in the left strand (31) the same as in the right strand (30).
- the third working cycle After holding the air pockets (2) in the left leg, the third working cycle follows: After the timer (38) has elapsed, it emits another output signal (44) which leads to the solenoid valve (45) and opens it allow the air to escape from the air pockets (2) in the left leg (31). The output signal (44) continues to the pressure switch (43) and this closes the solenoid valve (45) when the lower pressure level is reached. After reaching this state, the pressure switch (43) leads the return signal (44 ') back to the switch console (32) in order to restore the original initial state. The process can then begin again with the first work cycle.
- the right and left strand can work in represent the right and / or left seat half of a piece of seating furniture, wherein the pressure pads (2) acted upon in a strand (30, 31) can be distributed as desired symmetrically or asymmetrically on the seating furniture.
- further strands (46 and 47) can be provided, which include, for example, the rear and front air admission of a seat.
- the strand (46) for loading the air pockets in the backrest area and the strand (47) for loading the air pockets in the seat belt can be used as shown and described in FIG. 1.
- one of the strands (46, 47) or a further strand can serve to apply air to the headrest.
- the additional strands (46, 47) are then operated in parallel with the work cycles described or in time behind them.
- the individual switching states of the solenoid valves (35, 40, 41, 45) as well as the pressure switches (37, 43) and the timer (38) and the compressor (34) are identified as follows:
- An oblique line at the end of the output signal or return signal means opening or switching on, a vertical line closing or switching off the respective unit.
- the switching cycle of the working cycles described above can be carried out manually or automatically. This is controlled by the switch console (32).
- FIGS. 5 and 7 show application examples from the medical field.
- the patient shown in FIGS. 5a to c is a so-called high cervical cross-section, ie the patient is completely paralyzed from the neck down. Because of this paralysis situation, the body, ie the joints, tendons, ligaments and muscles, has an enormous lack of movement, which often leads to severe stiffening leads and can be reduced by means of the device according to the invention. According to the illustration in FIGS. 5a to c, the fullest possible trunk movement should take place in three movement planes. In particular - as shown - a mutually acting, ie diagonal pelvic trunk-head-side inclination should be simulated. 5a, the middle position can be seen in the rear view of the user. For this, the patient sits on the split seat cushion (3) shown in FIGS. 2 and 3. The individual further air cushions shown in FIG. 5a are in a central position, so that the patient is aligned symmetrically. 6a to 6c, the switching state of the working cycles shown in FIG. 4 and described in detail is shown schematically.
- FIG. 5b an asymmetrical and pulsating loading of the attached air pockets (2) is to take place, which can be done by the working cycle (1) described in relation to Fig. 4.
- the air pockets (2) arranged in the right work strand (30) (see FIGS. 4 and 6b) in this work cycle are attached asymmetrically to the patient (48).
- An air cushion (49) below the right foot (50) of the patient (48) is thus inflated and raised by the air supply line (36).
- the right air chamber (51) of the buttocks air cushion (3) is inflated, causing the buttocks to rise on one side on the right side, but supported by the lower pelvic cushion (56) on the left side.
- An air cushion (52) arranged on the right pushes the upper body to the left, while an air cushion (53) arranged below the left elbow, supported by an air cushion (54) also arranged on the left side at shoulder height, rotates the upper body to the right, ie clockwise.
- One on the right side of the Body-arranged neck cuff (55) presses the head to the left side.
- the air cushions (2) arranged in the right strand in FIG. 4 are accordingly asymmetrically distributed on the left and right of the body and bring about the desired displacement of the body when pressure is applied. The compressed air therefore flows through the pressure pads (49, 51, 52, 56, 53, 54, 55) caused by the first work cycle.
- the reverse movement sequence then takes place in the second working cycle as shown in FIG. 5c.
- the right foot cushion (49) is deliberately kept under pressure while the left buttock air chamber (51 '), the left side air cushion (52'), the right lower side cushion (56 '), the right elbow air cushion (53'), the right one upper shoulder pad (54 ') and the left side neck pad (55') are applied.
- the left strand (31) is activated by the second work cycle described in FIG. 4.
- FIGS. 5b and 5c on both sides of the patient are accordingly connected in series and are pressurized with compressed air in the first work cycle (5b) or second work cycle (5c).
- the neutral state is shown in Fig. 5a.
- This movement therapy from the center to one side and over the center to the other side results in a deepening of the breath and mobilization of the spine in such patients.
- the side tilt shown in FIGS. 5b and 5c is maintained for 3 to 5 minutes, for example.
- several air pockets can of course be added or left out.
- additional front and rear pockets or the like can be added.
- FIGS. 7a to 7d is a spastic quadriplegia with a massive, partially fixed, right-convex scoliosis, ie. H. a spinal deformity.
- the task of the device according to the invention with an asymmetrical, pulsating seating system also lies in the mobilization of the spine and the activation of the insufficient position receptors on the right side of the trunk in the exemplary embodiment.
- FIG. H The starting position of the patient is shown in FIG. H.
- the right convex spinal curvature (scoliosis) is to be compensated in accordance with the air cushions activated in FIG. 7b.
- the left foot is raised by a left foot cushion (57)
- the right buttock area is raised by the right buttock cushion (58)
- the pelvis is supported in this area by a lower left pelvic fixation pocket (59) through a right side pocket (60)
- the torso which is curved to the right, is pushed to the left.
- This movement is supported by an arm air cushion (61) and an upper left side cushion (62).
- the original orientation of the upper body counterclockwise in FIG. 7a is accordingly rotated clockwise according to FIG. 7b.
- FIGS. 8a and b symbolically show the movement sequence of the working cycles as described above.
- a rotational movement of the upper body can also be carried out according to FIGS. 7c and d be made.
- an additional air cushion (64) is attached in the rear shoulder blade region and an air cushion (65) in the front shoulder region, which cause the body to perform the described rotary movement.
- the therapies shown in FIGS. 5 and 7 result in an enormous stimulation of the circulatory system of the otherwise almost immobile patient. This improves blood circulation in the skin, muscles and bones and improves breathability. Stiffening of the spine is also prevented, and demineralization of the spine and compression of the intervertebral discs are reduced or even stopped. The forced movements also stimulate the digestive organs. Further advantages are optimal pressure ulcer prophylaxis (pressure ulcer), prevention of scoliosis. H. Spinal bends and finally remobilization in the case of existing scoliosis. Spastic appearances can also be treated effectively.
- the invention can therefore not only be used in normal seating or reclining furniture for fatigue-free sitting and lying, but is particularly indicated in rehabilitation and sports medicine and after operations on the back, as scoliosis training. Basically, it can be used to train the core muscles in a concentric or eccentric manner. Depending on the stroke setting in connection with the pressure component, it is possible to train in the direction of movement of the pressure pads or against the direction of movement.
- the pressure pads can, for example, bend the trunk to the left and the patient has to exert his own force against it Press against forced bending. Furthermore, the patient can be asked to press the air out of the filled pocket as quickly as possible after reaching a maximum movement or to bring about the setpoint pressure in the pressure measuring element by means of counterpressure at any point in the movement sequence.
- a system carrier for retrofitting in an existing seat (67a) or a system carrier for a new seat (67) is shown.
- a pad (70) runs in a front cushion fold on a system carrier (67)
- the pad (70b) can be made from a laterally installed system carrier (67) via the adapter (68) in height and Adapters (69) can be adjusted in width.
- the parts shown with reference numerals (68a, 69a, 70a) are the adapters and pads belonging to the system carrier (67a).
- An additional pelvic cushion (66) is provided in the seating area. Otherwise, the description for FIG. 1 applies.
- FIG. 10a, b show a further example of a multifunctional cushion, the valves being shown with reference number (12).
- the right separate pocket (71) can work symmetrically or asymmetrically together with the left pocket (72) and a connection with the lower pocket (73) can work in the same way or in the opposite way in another movement program (FIG. 10b shows the side view of FIG. 10a).
- Fig. 10c shows a "roof tile cushion", in which a row of air channels (74) are overlapped under a film plate (104), which unfold when inflated and allow lateral displacement without friction for the user.
- This type of pillow in combination with the sandwich pillow according to FIG. 10d is intended for use in transverse trunk displacements.
- This multifunctional pillow consists of three different air pocket types, but with a different one Function. This should serve as an example for the various possible combinations of air cushions of different shapes and functions.
- 11a and b represent a system carrier, which consists of a center column (78) to which height-adjustable cross members (79) are attached, which can of course also be asymmetrical.
- the center column (78) is connected to the cross member (78b) in a partially movable manner via an angle-adjustable joint.
- a rear pelvic pad (80) and a lumbar pad (81) are directly connected to the central column (78) by means of height-adjustable adapters.
- the trochanter pads (85) are intentionally not connected to the center column (78) on separate adapters, because these pads (85) not only have the pelvic fixation in the transverse direction, but also in a special training and in interaction with the spinach pads (86) 11b, which shows the fixation of the pelvis in the vertical direction, e.g. B. allow for scoliosis (spinal bend).
- the pads (83) are adapted to the upper cross member (79) and have the task of exerting pressure on the shoulders in the vertical direction. In combination with the back pocket, there is a longitudinal-diagonal movement when the shoulder pads are subjected to asymmetrical pressure with the diagonal back pocket.
- the fuselage (84) and spinapelotte (86) as fuselage-encompassing pelotte can usually be folded down.
- Fig. 12a shows a bed (101) on which in a special sheet (94) a pillow bag (87) as a multifunctional pillow (one pillow divided, one undivided), two shoulder pillows (88), a lumbar pocket (89) and two pelvic back pockets (90), each designed as a multi-function cushion, are attached by means of fastenings (93).
- a pillow bag as a multifunctional pillow (one pillow divided, one undivided), two shoulder pillows (88), a lumbar pocket (89) and two pelvic back pockets (90), each designed as a multi-function cushion, are attached by means of fastenings (93).
- individual pillows or a combination of several pillows can move the respective body parts by selecting a program.
- the knees lie on a split knee roller cushion (100), which is explained in more detail in FIG. 12c and can be adjusted in width on a guide (103) in the middle of two inner knee pads (102) including pressure cushion (102).
- the air can be applied to the knee rolls symmetrically or asymmetrically, as can the knee abduction pads (102), which can, however, also be used statically.
- the abduction pads (102) can, however, also be pushed onto the outside of the guide; H. they can be used dynamically for function reversal or in both directions.
- FIG. 12b in combination with the system according to FIG. 12a shows a system carrier (95) which, in turn, is adjustable in length and width by means of adapters holding air pocket-equipped pads for the different pressure directions.
- These pads (96, 97, 98, 99) can of course be adjusted in at least two spatial dimensions.
- the user needs a sliding shoe (92) as heel protection, which can also contain an air pocket with a plastic-reinforced heel. This shoe prevents friction damage to the heel when using the knee roll.
- FIGS. 13a and b The object shown in FIGS. 13a and b is a training and exercise device that can also be used in the medical field.
- There are used for the exercise treatment of the severely disabled or Rehabilitation of accidental injuries so-called inclined stomach reclining stands and standing stands are used for a wide variety of exercise and training approaches.
- these exercise devices do not permit leg movements, so that the feet, knees and hip joints are only subjected to static loads during training or exercise treatment, which does not meet the requirements of the new movement system according to the invention.
- the new standing stand (swinging stand), articulated movements of the foot, knee and hip can generally be carried out, but can also be locked for exercise and training purposes.
- the joints are moved in their natural posture - while standing, the load size being infinitely adjustable via the adjustable leg guide rails in such a way that the lower leg part and the upper leg part can be adjusted independently of one another for adjusting the knee joint (112).
- the standing stand is further mounted on a frame (104) which is provided with wheels (127).
- the leg guide rails (110, 111) are attached to a center stand (103) with a hip joint (109) that is freely movable in hip movement and extension and allows approx. 45 ° expansion and expansion as well as approx. 45 ° external and internal rotation .
- the cable is locked at the lower end of a tube (105) which is inserted into the center stand (103) so that the height of the standing part can be adjusted mechanically or electrically (cable winch).
- a strong rubber buffer (129) is inserted into the tube (105), through which the joint (109), a seat part (117) (Fig. 13b, 122) and trochanter pads are on a transverse axis (Fig. 13b, 128) (115) and pelvic supports (116), which according to the invention are adjustable via adapters, are provided with air cushions and can alternatively be attached to a stand on the tube (105).
- the leg guides (110) in FIG. 13b (111, 126 right leg, 124, 125 left leg) are provided with a knee joint (112) which can be locked freely or in any other angle setting.
- the foot guide (114) is only angle-adjustable in the flexion and extension plane and can also be equipped with air pockets, just like the thigh and lower leg knee pads (113).
- the leg guides can float freely above the base frame (104), but can also be locked in different positions. They can be connected to the base frame via elastic bands that direct the movement stroke in different directions, which is good for an untargeted strength training.
- a cross-directionally adjustable and rotatable curved rail (123) with slide is used on the base frame by means of an adapter, to which the foot frame is to be fastened, so that the user can practice a movement running in a certain plane, or into which it is moved by means of electrically controlled cables (112).
- the cables (112) hang from a winch mechanism (121), which in turn can be adjusted with an adapter on a cross tube (120).
- This mechanism is attached to a stand (118) which can support a worktop at its upper end with an inserted tube (119).
- the cable mechanism is programmably computer-controlled together with the pneumatics, so that the "standing column” allows a variety of completely new movement and therapy programs.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein programmierbares Druckpolstersystem für Liege-, Sitz- und Stehmöbel.
- Sitz- und Liegemöbel werden seit langem nach ergonomischen Gesichtspunkten konstruiert und gestaltet, mit dem Ziel, dem Benutzer ein möglichst beschwerde- und ermüdungsfreies Sitzen oder Liegen zu ermöglichen. Generell ist man dabei bestrebt, z. B. eine als ideal angenommene Sitzposition möglichst unverändert beizubehalten.
- Diese Überlegungen gelten grundsätzlich auch für Sitze in Verkehrsmitteln, wie z. B. Kraftfahrzeugsitzen, bei denen Luftkissen speziell im Lendenwirbelsäulenbereich, im seitlichen Rückenbereich sowie als Abstützung im Oberschenkelbereich derart aufgepumpt werden können, daß eine Art Schalensitz entsteht, der auf die jeweilige Benutzerperson in Bezug auf die Luftmenge pro Tasche individuell angepaßt werden kann.
- Ähnliche Überlegungen werden auch bei Liegemöbeln angestellt, wo über ausgeklügelte Lattenroste, Wasserbetten oder pneumatische Matratzen das Ziel verfolgt wird, der Benutzerperson sowohl im Liegen, als auch, was die vorherige Beschreibung betrifft, im Sitzen, eine Position zu ermöglichen, die medizinisch gesehen der Körperform - insbesondere der Wirbelsäule angepaßt ist, um somit ein möglichst ermüdigungsfreies Sitzen oder Liegen zu gestatten.
- Aus der US-A 3 477 071 ist ein Druckpolstersystem In Form von Einzelkissen oder eines Druckzellenverbandes für ein Liegemöbel bekanntgeworden, bei welchem symmetrisch zu einer Längsmittelebene links und rechts im Bett mit Druckluft beaufschlagbare Druckkissen vorhanden sind. Diese Druckkissen werden mittels eines mechanischen Steuergerätes mit Zeitschaltung intermittierend in ein statische Position mit Druckluft beaufschlagt, um eine abwechselnde Verlagerung der Liegeposition eines Patienten zu erreichen, um ein Wundliegen zu vermeiden. Die Anordnung sieht dabei lediglich ein Anheben oder Absenken einer jeweiligen Körperhälfte oder Körperregion vor, um eine Körperverlagerung zu erreichen. Die Rückstellung der entlasteten Druckkissen erfolgt durch das Körpergewicht. Die Zeitdauer der Verlagerung wird über eine Zeitschaltuhr, die Geschwindigkeit der Druckbeaufschlagung durch entsprechende Regeleinrichtungen erzielt. Nachteilig an dieser bekannten Einrichtung ist die beschränkte Bewegungsmöglichkeit des Patienten, die lediglich auf eine statische Positionsänderung abzielt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein programmierbares Druckpolstersystem, zu schaffen, welches eine Verbesserung gegenüber den derzeit bekannten Liege-, Steh- oder Sitzmöbeln mit sich bringt und für Fitness, Sport und medizinische sowie allgemeine Anwendung geeignet ist.
- Insbesondere soll es Aufgabe des programmierbaren Druckpolstersystems sein, die Funktionseigenschaften, sowie die Bedürfnisse der Organe oder Körperteile, welche am Liegen-Sitzen-Stehen beteiligt sind, mit den Erfordernissen des Alltags in Einklang zu bringen. Dieser Alltag fordert im Bereich der Sitzberufe z. B. (Verkehr, Büro, Schule) nicht nur die weit über das verhaltsbiologisch, neurophysiologisch und orthopädisch-anatomische Vermögen hinausgehende Ausweitung der Sitzdauer, sondern eine von den körperlichen Unzulänglichkeiten möglichst unbeeinflußte Konzentrationsfähigkeit, welche sich im Normalfall entgegengesetzt beeinflussen: Ist die körperliche Konzentration gut, leidet die berufliche Aufmerksamkeit, ist diese hoch, erlischt die Körperkontrolle, ist diese aber schlecht (der Normalfall), leidet auch die berufliche Fitness.
- Die Erfindung basiert auf der Kenntnis der Aufgaben und Funktionseigenschaften und des physiologischen Bedarfs derjenigen Organe des Köpers, deren Aufgabe es ist, die verschiedenen Stellungen, Haltungen und Bewegungen zu bewirken und zu regeln und deren Einbindung in die Wechselwirkungen mit den psychisch-mentalen Gegebenheiten des Alltags.
- Die an der Körperstellung-Haltung-Bewegung und deren Regelung beteiligten Organe sowie deren Aufgaben, Funktionseigenschaften und Bedürfnisse sind bekannt. Hervorgehoben sind im folgenden nur diejenigen Aufgaben, Funktionen und Bedürnisse, die bei den herkömmlichen Funktionsmöbeln nicht oder zu wenig berücksichtigt sind.
- Allen Organen gemeinsam ist die stetige Anpassung an Veränderungen kurzfristiger, wie langfristiger Natur. Kurzfristige Veränderungen hinterlassen in der Regel (außer in Unglücks- oder Verletzungsfall) keine langfristigen Eingriffe in die Funktionsfähigkeit der Organe. Langfristige Veränderungen der Funktion hinterlassen jedoch immer auch bleibende morphologischkörperliche Veränderungen entweder im Sinn von Übung-Training (eine Funktionsverbesserung) oder im Sinne von Unterfunktion, Atrophie, Degeneration (eine Funktionsverschlechterung) oder auf mental-psychischem Gebiet im Sinne von Flexibilität oder im Sinne von Gewohnheit, der Einschränkung von Vielfalt.
- Werden z. B. Gelenke (Multigelenk Wirbelsäule) zu wenig bewegt, so finden Anpassungsprozesse in Richtung Minderversorgung, Behinderung des Austauschs und Produktionseinschränkung der Gelenkgleitsubstanz, Bewegungseinschränkung und mangelnder Belastungsfähigkeit statt. Als Forderung ist demnach zur Aufrechterhaltung der Gelenkfunktion das wiederholte, gelenkspezifische, Maximalbewegen in allen Bewegungsebenen von einem Funktionsmöbel zu erwarten.
- Die Bandscheiben z. B. bedürfen zur Aufrechterhaltung ihrer Funktion einer ausreichenden Ernährung, die nur gewährleistet ist, wenn diese druckentlastet sind was im Zusammenhang mit der Wirbelsäulenstatik im Sitzen nur über ständige sanfte Stellungsänderungen des Beckens gegenüber der Schulter erfolgen kann. Da in der symmetrischen Rumpfhaltung mit der Sitzdauer der Druck auf die Bandscheiben zunimmt, ist es geradezu eine Forderung, asymmetrische Sitz-, Liege- Stehbewegungen gleichberechtigt neben die symmetrischen Haltungen zu stellen.
- Muskeln benötigen ständige Änderungen der Lage, der Spannung und des Krafteinsatzes. Sie bedürfen Dehnreizen und müssen sich je nach Fasertyp und Trainingszustand in bestimmten Zeitabständen erholen. Werden sie ständig in definierten Zeitabständen bewegt, so sind sie auch für plötzliche Arbeitseinsätze bereit. Diese plötzlichen Bewegungen, auf die die Muskeln bei herkömmlichen Möbeln nicht eingestellt sind, werden als die Hauptverursacher von muskulären Beschwerden angesehen.
- Die Rezeptoren des sensor-motorischen Systems endlich benötigen, um ihre Aufgabenstellung zu bewältigen, nach definierter Zeit eine Zustandsänderung ihrer Meßgröße, als Zu- oder Abnahme von Druck, Zug, Spannung etc.
- Das Gehirn neigt unter bestimmten Voraussetzungen (Beruf, Kraftverkehr, Schule etc.) dazu, immer wiederkehrende Handlungen mit immer weniger Aufwand zu bewältigen: Es eignet sich Gewohnheiten an, welche nicht mehr zu kontrollieren sind, weshalb das Gehirn zur Vielfalt angeregt werden muß. Außerdem ist es nicht in der Lage langandauernde Funktionen - heutige Sitzgewohnheiten z. B. körper- und organgerecht zu regeln, sowie mentale und motorisch-körperliche Bedürfnisse befriedigend zu koordinieren.
- Daraus resultiert die Erkenntnis, daß Liegen, Sitzen und Stehen in ein programmierbares Bewegungssystem einzubauen ist, das den Bedürfnissen der beteiligten Organe Rechnung trägt.
-
- 1. dem Erhalt des muskulären Gleichgewichts,
- 2. der Konstanz des Wirbelsäulenbinnendruckes auf möglichst niedrigem Niveau
- 3. dem Erhalt des neuromuskulären Regelkreises
- 4. der Einbeziehung asymmetrischer Sitz-Liege-Stehbewegungen in die Funktionsmöbel
- 5. dem Kampf gegen Gewohnheitshaltungen (Gewohnheitshaltungen = Beschwerden auslösend)
- Dies wird durch ein programmierbares Druckpolstersystem nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Gegenstands des Anspruchs 1 möglich.
- Für das Liegen-Sitzen-Stehen bedeutet das, daß der Körper nach einem bestimmten Zeitintervall zwangsweise, entgegen seiner Gewohnheit in programmierten Bewegungsschritten in möglichst vielen Ebenen durchbewegt werden soll. Die Bewegungsinitiative geht in der Regel vom Gerät aus und nicht vom Nutzer. Als Ausnahme ist das bewußte Bewegen oder Muskeltraining anzusehen, in dem der Nutzer durch Muskelkraft den Hub oder die Ausströmgeschwindigkeit des Druckmediums beeinflußt. Die Bewegung soll erfindungsgemäß nicht als Blockbewegung z. B. des Rumpfes im Raum, sondern als Bewegung von Körperteilen, von Wirbelsäulenabschnitten gegeneinander erfolgen. Dort, wo Gelenke sind, sollen diese betätigt werden.
- Das Bewegungssystem besteht aus dem Systemträger (unterschiedlich für die Anwendungsbereiche), einem Elementträgersystem in individueller oder Modulbauweise und den bewegungsaktiven Elementen, den Lufttaschen. Die Bewegungen werden dadurch hervorgerufen, daß Druckpolster, insbesondere Luftkissen an bestimmte Körperstellen angreifen und durch Volumenveränderung, d. h. durch Aufblasen des Luftkissens oder Ablassen der Luft eine Körperbewegung hervorrufen, die zwangsläufig zu einer Muskelbewegung führt. Dabei soll die Körperbewegung und damit die Muskelbewegung intermittierend in einem bestimmten Zeitablauf oder Zeitintervall und insbesondere symmetrisch und asymmetrisch vorgenommen werden, wobei ein Regelsystem den pulsierenden, d. h. druckzunehmenden oder druckabnehmenden Strom des Druckmediums im Druckpolster bzw. Luftkissen regelt. Durch diese pulsierende Veränderung des Luftkissens in gewissen Zeitintervallen wird demnach die körperliche Lage des Menschen verändert, was zu einer, den Bedürfnissen der Organe entsprechenden Haltung führt.
- Die Lufttaschen sind an einem Elementträgersystem befestigt - den Pelotten - mit der Aufgabe, den geregelten Bewegungsablauf - gemäß den Erfordernissen - auch gegen Bewegungswiderstände, wie z. B. Muskel-Sehnenverkürzungen, Gelenkblokaden, neuromuskuläre Tonusveränderungen, Gewohnheitshaltungen und dgl. adäquat durchzuführen, was voraussetzt, daß die Lufttaschen über die Pelotten immer in eine den Bewegungserfordernissen optimale Druckrichtungsposition gebracht werden können. Dazu sind die Pelotten durch Adapter am Systemträger nach Möglichkeit dreidimensional zu verstellen, wobei die Pelotte in Funktionsrichtung der Lufttaschen einen Pendelspielraum haben, sowie zur Erleichterung beim Einstieg abklappbar oder versenkbar sein kann, gleichwohl in Funktion arretierbar sein muß.
- Die Erfindung hat auch erhebliche Bedeutung in der Anwendung bei Körperbehinderten, bei Unfallgeschädigten bzw. sonstigen Personen mit permanent oder vorübergehend auftretender Muskel-, Gehirn- und Nervenfunktionsschwäche. Hier spielt die Bewegungstherapie des menschlichen Bewegungsapparates, wie noch zu beschreiben ist, eine erhebliche Rolle.
- Jedoch auch für den normal gebauten Menschen wird mit dem erfindungsgemäßen Sitz- oder Liegesystem eine völlig neuartige Sitz- oder Liegephilosophie beschritten, die auf ein permanent dynamisches Sitzen oder Liegen im Gegensatz zum bisher bekannten Sitzen oder Liegen abzielt.
- Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach Unteranspruch 2 ist es von Bedeutung, daß die symmetrisch und spiegelbildlich an einem Sitz- oder Liegemöbel angeordneten Sandwich-Druckpolster sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch beaufschlagbar sind. Im einfachsten Fall ist dies beispielsweise ein in zwei Kammern geteiltes Sitzpolster, welches vorzugsweise asymmetrisch, d. h. links oder rechts jeweils aufgeblasen wird, um ganz bewußt eine einseitige Anhebung des Gesäßes zu erzielen. Hierbei richtet sich der Oberkörper zwangsläufig auf die veränderte Gesäßstellung ein, was zu einer Veränderung der Wirbelsäulenhaltung, d. h. zu einer Bewegung Wirbel gegen Wirbel, und schließlich zu einer Veränderung der beanspruchten Haltemuskeln führt. Die gezielte Abstützung des Luftpolsters geschieht über individuelle oder modulare Pelotten.
- In Verbindung mit Unteranspruch 3 werden mehrere hintereinander geschaltete oder parallel geschaltete Druckpolster beispielsweise an einem Sitzmöbel symmetrisch oder asymmetrisch angebracht, um intermittierend mit Luft beaufschlagt oder entlastet zu werden. Dies führt wiederum zu einer Verschiebung der Körperhaltung und damit zu einer Aktivierung der Rezeptoren und in Folge hiervon zu einer Änderung der beanspruchten Haltemuskeln. Die notwendigen Zeitintervalle können je nach Zustand der Benutzerperson variiert werden, wobei der physiologischen Rezeptorfunktion und dem Erschöpfungszustand der Haltemuskel eine entscheidende Rolle zukommt.
- Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach Unteranspruch 4 weist die Sitzfläche eines Sitzmöbels ein symmetrisches Zweikammersystem, vorzugsweise ein Drei-, Vier- oder Fünfkammersystem auf, welches pulsierend symmetrisch oder asymmetrisch mit Luft beaufschlagbar ist. Hierdurch kann die zuvor beschriebene Bewegungstherapie vorgenommen werden. Vorzugsweise kommen als Druckkissen sogenannte Multifunktionskissen zur Anwendung, die als Sandwich aufgebaut, mehrere getrennte Kammern aufweisen, die in unterschiedlichen Programmen unterschiedliche Funktionen haben können, oder auch nur als Niveauregulatoren außerhalb des Bewegungsteils des Multifunktionskissens wirken können. Eine seitliche Abstützung des Beckens als sog. Trochanterpelotte zentriert das Becken über den Luftkissen.
- Seitliche Oberschenkelpelotten sichern die Abstützung. Im medizinischen Bereich kann die Oberschenkelabstützung knienah auch beidseitig mittig als sog. Abduktionskeil eingesetzt werden. In diesem Fall werden die Luftkissen ebenfalls symmetrisch oder asymmetrisch intermittierend mit Luft beaufschlagt.
- Gemäß Unteranspruch 5 sind weitere Druckkammern im unteren und oberen Bereich der Rückenlehne als Lendenstütze, Rumpf-, Schulter-, Achselstütze oder seitliche Stütze, gemäß Unteranspruch 6 zusätzliche Druckpolster im Nackenbereich als Kopfstütze vorgesehen, wobei grundsätzlich das erfindungsgemäße pulsierende Beaufschlagen mit Luft bzw. einer entsprechenden Entlastung vorgesehen ist. Die in den Unteransprüchen 4 bis 6 vorgesehenen Druckpolster können an einem Sitzmöbel bezüglich dessen vertikalen Mittelebene symmetrisch, in medizinischen Sonderfällen jedoch auch asymmetrisch, d. h. in verschiedenen Höhen angeordnet sein. Durch entsprechende Ventile in den hintereinander geschalteten oder parallel geschalteten Druckpolstern können jeweils die notwendigen Kammern mit Druckluft durch eine entsprechende Steuerung beaufschlagt werden, die für die Behandlungstherapie notwendig sind.
- Gemäß Unteranspruch 7 können Armlehnen und Fußstützen sinngemäß Seitenteile von Fahrzeugsitzen als Armlehnen oder Schulterprellpolster mit Druckpolstern versehen werden.
- Gemäß Unteranspruch 8 sind insbesondere in Fahrzeugen oder Flugzeugen, jedoch auch zur therapeutischen Behandlung von Behinderten ein vorderer Sicherheitsgurt, oder vordere Beckenfixationspelotten vorgesehen, die ebenfalls über die ganze Länge oder über Teillängen Druckluftkammern aufweisen und die statisch oder dynamisch mit Luft beaufschlagbar sind.
- Die Pelotten bzw. die Druckpolster können gemäß ihrer Funktion und Druckrichtung unterschiedliche Formen aufweisen (Fig. 4 Ziff. 2, Fig. 3). Vorzugsweise werden Multifunktionskissen angewendet, die in ihrer Sandwichbauweise verschiedene Funktionen beinhalten. Es können auch mehrere Kissen in einer Hülle übereinandergelegt werden, was der Hubvergrößerung, differenzierter Richtungsgebung oder zur Begrenzung von Reibkräften dienen kann. Außerdem können zur Auslösung von Muskelaktivitäten spezielle Reibpelotten verwendet werden.
- Das Trägersystem, im Idealfall ein Stuhl, Sessel, Bett, Rollstuhl, Stehständer o. dgl., der nach den erfindungsgemäßen Prinzipien gebaut ist, läßt sich in Verbindung mit dem Elementsystem (Pelottensystem) dermaßen anpassen, daß nicht nur die Größe und das Gewicht, sondern auch anatomisch-physiologische oder pathologische Gegebenheiten des Nutzers berücksichtigt werden können (z. B. Wirbelsäulenverbiegungen (Skoliose) oder Muskel- oder oder Gelenkfunktionseinschränkungen (Kontrakturen) etc.).
- Aus Bewegungssteuerungsgründen (neurophysiologischen Gründen) ist es wünschenswert, den Bewegungshub ohne Druckveränderung des Systems verstellen zu können was auf 2fache Weise geschehen kann.
- 1. Durch Adaption des Trägersystems vom Nutzer weg oder näher heran. Bei gleichbleibendem Druck erhöht sich der Bewegungshub im ersten Fall oder mindert den Gelenkwinkelausschlag im zweiten Fall.
- 2. Durch unterschiedlichen Hub des Basiskissens. Im ersten Fall wird die Veränderung in der Regel vom Betreuungspersonal eingestellt, im zweiten Fall vom Patienten selbst einstellbar.
- In ähnlicher Weise läßt sich der Arbeitsdruck bei gleichbleibendem Arbeitshub erhöhen:
- 1. Durch Erhöhung des Arbeitsdruckes pneumatischerseits unter Gegenführung der gegenüberliegenden Pelotte.
- 2. Durch Erhöhung des Druckes des Basiskissens der gegenüberliegenden Seite.
- Dadurch, daß der Nutzer selbst Einfluß auf die verschiedensten Komponenten der Nutzung hat, übernimmt er einen großen Teil der Verantwortung für seinen Körper, was für pädagogische Belange sehr wichtig ist.
- Verschiedene Trainings- Übungs- oder therapeutische Programme setzen die genaue Anpassung der Pelotte und Multifunktionskissen voraus: muskelfaserdifferenzieles Training: exzentrisch, konzentrisch, statisch, dynamisch, großhubig, kleinhubig, druckkonstant, druckinkonstant.
- Wenn der Taschenhub durch Näherung an den Besitzer erniedrigt wird, erhöht sich bei gleichbleibendem Druck die Bewegungshäufigkeit, was für bestimmte rezeptorbeeinflußende Übungen wichtig ist.
- Es ist auch ein Einsatz externer Hubbegrenzer möglich. Um eine konstante Druckverteilung über alle am Bewegungstakt beteiligten Kissen zu erreichen kann es bei großem körperlichem Gewichtsverhältnis notwendig sein, über hubstarke Druckkissen breite Gummibänder zu streifen, die über die Erhöhung des Außenwiderstandes den Hub dieser Kissen verringern. Außerdem können in einem solchen Fall kleinere Kissen Verwendung finden.
- Um alle bewegungsaktiven Kissen z. B. beim Sitzen am Körper zu halten, kann der Gesamtrücken eines Sitzmöbels der Bewegung des Nutzers auch über die Nullstellung (Senkrechte) hinaus vollständig in die Hüftbewegung folgen, wobei der Beugedruck sowie die Streckbegrenzung einstellbar ist.
- Beim Einsatz im Kraftfahrzeugverkehr können regeltechnische Verarbeitung von externen Steuerungseingriffen vorgesehen sein, z. B. Impulsgeber am Lenkradkranz, Bremse oder Gas.
- Wird z. B. das Lenkrad nach rechts eingeschlagen, werden die linken Stützkissen (Basiskissen) aufgepumpt und die dynamischen Kissen entlüftet und umgekehrt.
- Bei Flugzeugsitzen ist dementsprechend die regeltechnische Einbindung an einen künstlichen Horizont denkbar.
- Ebenso ist vorgesehen externe Bewegungselemente bei vorhandenen Möbeln in die Steuerung einzubeziehen.
- Ist. z. B bei einem vorhandenen Bett das Kopf-, das Fußteil und eventuell Mittelteil verstellbar, so kann diese Bewegungsmöglichkeit durch die Systemelektronik genutzt werden.
- Ebenso können bei Bedarf an Rollstühlen elektrisch steuerbare Fußstützen oder die Regelung eines "Aufrichtestuhls" mit in den Bewegungsvorgang des Körpers einbezogen werden.
- Das Gesamtsystem oder Teile des Systems sind über Spezialadapter in vorhandene Liege-Sitz-Stehmöbel einzugliedern.
- Der erfindungsgemäße Grundgedanke ist sowohl auf Sitz- als auch auf Liegemöbel (z. B. auch Stufenbett) anwendbar. Darüber hinaus gibt es sog. "Stehmöbel", auch Stehständer oder Bauchschrägliegebrett genannt, die für Behandlungstherapien für Behinderte verwendet werden. Insbesondere in der medizinischen Anwendung und hier in der Betreuung von Behinderten werden auch erfindungsgemäß derartige Stehmöbel verwendet, in denen die Person senkrecht oder schräg steht, eingebettet ist und an bestimmten Körperstellen mit dem Druckpolster beaufschlagt wird.
- Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes Druckpolstersystem mit im wesentlichen auf der rechten Seite gezeichneten Druckpolstern,
- Fig. 2
- ein an sich bekanntes Druckpolster als Multifunktionskissen für eine Sitzfläche, wie es speziell in Fig 3 weiterentwickelt ist.
- Fig. 3
- eine Seitenansicht des Druckpolsters nach Fig. 2,
- Fig. 4
- ein Schaltungsschema für das erfindungsgemäße Sitz- und Liegesystem,
- Fig. 5a bis c
- eine Anwendung der Erfindung zur Behandlung von Körperbehinderten bei hohem Halsmarkquerschnitt,
- Fig. 6a bis c
- der zugehörige Schaltungsplan zu Fig. 5a bis 5c,
- Fig. 7a bis d
- ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung z. B. für eine spastische Tetraplegie,
- Fig. 8a und b
- das Schaltschema zu Fig. 7a und 7d,
- Fig. 9
- ein als Stuhl ausgebildeter Systemträger mit Elementträger (Pelotten) und deren Adapter,
- Fig. 10a bis d
- ein weiteres Multifunktionskissen (Sandwichkissen) in verschiedenen
Anwendungsbereichen, - Fig. 11a bis b
- ein Rollstuhladaptersystem mit Systemträger und Elementträger,
- Fig. 12a bis c
- ein System- und Elementträger in Form eines Bettes,
- Fig. 13a und b
- ein Trainings- und Übungsgerät als Stehständer.
- Bei der anhand der Figuren 1 bis 8 zu beschreibenden Erfindung handelt es sich um ein völlig neuartiges pulsierendes Sitzsystem. Dabei wird grundsätzlich von einem Kompressor erzeugte Druckluft, die elektrisch oder digital-elektrisch gesteuert wird, eine am Bedarf orientierte Anzahl von Lufttaschen gefüllt und durch entsprechende Ventile entlastet, wobei die Benutzerperson je nach Bedarf in bis zu drei Ebenen bewegt wird. Die Bewegung bezieht sich dabei pro Lufttasche nur auf einen bestimmten Körperbereich, wobei mehrere derartiger Lufttaschen hintereinander oder parallel geschaltet sind.
- Bei Lastkraftwagen, Omnibussen, Flugzeugen usw. kann auf vorhandene Kompressoren, im übrigen auch auf Druckflaschenversorgung zurückgegriffen werden.
- Das Arbeitsschema wird anhand der Fig. 1 in Verbindung mit dem Schaltschema nach Fig. 4 beschrieben.
- Der in Fig. 1 beschriebene Sitz (1) weist Druckpolster bzw. Lufttaschen (2) auf, die verschieden gestaltet sein können. Diese Lufttaschen können in oder am vorhandenen Sitz, z. B. unter vorhandene Bezüge mittels Bänder oder Verschlüssen oder sonstwie angebracht werden. Sie können jedoch schon von vorne herein wie bei bekannten Sportsitzen in Kraftfahrzeugen im Sitzsystem integriert sein, wobei bei verstellbarem Rücken die Nutzeradaption in zwei Ebenen erfolgen sollte (hoch, tief, weit, schmal). Dies erlaubt eine individuelle Anpassung an Größe und Zahl der verschiedenen Systemeinheiten. Die Lufttaschen können als Gesamtsystem oder Systemteile in spezielle Überzüge eingearbeitet und über den Sitz (1) gezogen werden.
- Ein wesentliches Element des Sitzsystems stellt das in Fig. 1 dargestellte, als Sitzkissen (3) ausgebildete Druckpolster dar. Dies ist in den Figuren 2 und 3 näher erläutert. Das Sitzkissen (3) besteht aus einem Mehrkammersystem und insbesondere aus einer hinteren, in zwei getrennte Kammern (4, 5) aufgeteilten Sitzbein- oder Gesäßtasche (6) und einer vorderen, ggf. ebenfalls durch eine Trennwand (7) in Kammern (8, 9) aufgetrennte Oberschenkeltasche (10). Gemäß dem in Fig. 3 im Seitenschnitt dargestellten Sitzkissen (3) ist die hintere Sitzbeintasche (6) auf einem zusätzlichen Niveau-Regulierungskissen (11) befestigt, mit welchem die Höhe der Sitzbeintasche (6) variiert werden kann. Druckluftzuleitungen (12) und Luftablaßleitungen (13) mit Ventilen (14) sind für jede Kammer (4, 5, 8, 9 und 11) vorgesehen.
- Das Sitzkissen (3) ist demnach als Sandwichtasche aufgebaut mit der Möglichkeit, der Beeinflußung der verschiedenen Kammern.
- Der Sitz (1) kann in seitlichen Sitzbereich weitere Druckkammern (15) aufweisen, die der Benutzerperson einen seitlichen Halt für die Oberschenkel bieten. Auch die Armlehne (16) kann ggf. als Druckluftpolster ausgestaltet sein.
- Das Rückenteil (17) des Sitzes (1) weist ebenso wie das Sitzteil (18) eine Reihe von Druckpolsten bzw. Lufttaschen (2) auf. Dies sind insbesondere die Lendenlufttasche (19) zur Abstützung des Lendenbereichs und eine im unteren seitlichen Bereich des Rückenteils (17) angeordnete Seitenlufttasche (20) zur Abstützung des seitlichen Rückenbereichs. Auch im oberen Schulterbereich des Rückenteils (17) sind jeweils seitlich Schulterabstütztaschen (21) vorgesehen.
- Die Kopfstütze (22) besteht aus einer luftgefüllten Nackentasche (23), einer Mitteltasche (24) und zwei Seitentaschen (25), die jeweils getrennte Lufttaschen bilden. Dabei können die Seitentaschen (25) zur Durchsicht aus durchsichtigem Material ausgebildet sein.
- Insbesondere zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und zur Behandlung von Behinderten ist ein luftgefüllter Sicherheitsgurt (26) vorgesehen, bestehend aus dem Beckengurt (27) und dem Schultergurt (28). Die Luftfüllung des Sicherheitsgurtes (26) kann permanent aber auch intermittierend angewandt werden, um die Benutzerperson auch mit Druck von vorne zu beaufschlagen.
- Bei Bedarf können weitere Kissen an bestimmten Stellen angebracht werden.
- Im Normalfall sind die Druckpolster bzw. Lufttaschen (2) bezüglich der Längsmittelebene (29) des Sitzmöbels (1) symmetrisch angeordnet.
- Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Schaltschema ist die Sitzregelung in einen rechten Strang (30) und einen linken Strang (31) aufgeteilt, die intermittierend mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Funktionsweise ist wie folgt:
Erster Arbeitszyklus: Die Schalterkonsole (32) gibt ein erstes Ausgangssignal (33) an den elektrisch pneumatisch betriebenen Kompressor (34) und gleichzeitig an das Magnetventil (35) zur Öffnung der Luftzuführleitung (36) im rechten Strang (30). Das Ausgangssignal (33) betätigt weiterhin den Druckschalter (37) zur Festlegung des oberen Druckniveaus in den dahinter angeordneten Lufttaschen (2). Nach Erreichen des durch den Druckschalter eingestellten Druckniveaus in den Lufttaschen (2) wird vom Druckschalter (37) ein Rücksignal (33′) weiter an eine Zeitschaltuhr (38) geleitet und diese eingeschaltet. Gleichzeitig wird durch das Rücksignal (33′) das Magnetventil (35) geschlossen und der Kompressor (34) ausgeschalten, da die Luft durch das geschlossene Magnetventil (35) in den Lufttaschen (2) gehalten wird. Die Zeitschaltuhr (38) wird auf einen bestimmten Wert eingestellt. Während dieser Zeit sind die Lufttaschen (2) in gefülltem Zustand. - Zweiter Arbeitszyklus: Nach dem zuvor beschriebenen ersten Arbeitszyklus mit der Luftfüllung der im rechten Strang (30) angeordneten Lufttaschen (2) und dem durch die Zeitschaltuhr hervorgerufenen Haltevorgang dieses Betriebszustands folgt ein weiterer Arbeitszyklus, der im linken Strang (31) den zuvor beschriebenen ersten Arbeitszyklus sinngemäß ausführt. Hierfür wird jedoch zuvor bei abgelaufener Zeitschaltuhr (38) im rechten Strang (30) ein erstes Ausgangssignal (39) der Zeitschaltuhr (38) ausgesandt, welches ein weiteres Magnetventil (40) in der Luftzufuhrleitung (36) zwischen dem Druckschalter (37) und dem Magnetventil (35) öffnet und die Luft in den Lufttaschen (2) entweichen läßt.
- Gleichzeitig bewirkt dieses Ausgangssignal (39) eine Aktivierung des Druckschalters (37) im unteren Druckniveau, was zu einem vom Druckschalter (37) ausgehenden Rücksignal (39′) führt, welches den Kompressor (34) einschaltet. Gleichzeitig wird das Magnetventil (40) geschlossen. Darüber hinaus bewirkt das Rücksignal (39′) im linken Strang (31) als Signal (39˝) ein Öffnen des Magnetventils (41) in der linken Luftzuführleitung (42) und eine Aktivierung des Druckschalters (43) zur Bestimmung des Druckniveaus in den linken Lufttaschen (2) des linken Strangs. Durch Erreichung des oberen Druckniveaus in den Lufttaschen (2) im Druckschalter (43) wird das Magnetventil (41) bei Erreichen des Druckniveaus geschlossen, der Kompressor (34) ausgeschaltet und die Zeitschaltuhr (38) wiederum gestartet um das aufgebaute Druckniveau im linken Strang für eine bestimmte Zeit zu halten. Sinngemäß läuft dieser Vorgang im linken Strang (31) gleich ab wie im rechten Strang (30).
- Dritter Arbeitszyklus: Nach dem Haltevorgang der Luftbeaufschlagung der Lufttaschen (2) im linken Strang folgt der dritte Arbeitszyklus: Nach Ablauf der Zeitschaltuhr (38) gibt diese ein weiteres Ausgangssignal (44) ab, welches zum Magnetventil (45) führt und dieses öffnet, um die Luft aus den Lufttaschen (2) im linken Strang (31) entweichen zu lassen. Das Ausgangssignal (44) führt weiterhin zum Druckschalter (43) und dieser schließt bei Erreichen des unteren Druckniveaus wiederum das Magnetventil (45). Nach Erreichen dieses Zustands führt der Druckschalter (43) das Rücksignal (44′) zurück zur Schalterkonsole (32) um den ursprünglichen Ausgangszustand wieder herzustellen. Der Vorgang kann dann mit dem ersten Arbeitszyklus wieder beginnen.
- Der rechte und linke Strang kann den Arbeitsablauf in der rechten und/oder linken Sitzhälfte eines Sitzmöbels darstellen, wobei die in einem Strang (30, 31) beaufschlagten Druckpolster (2) beliebig symmetrisch oder asymmetrisch am Sitzmöbel verteilt sein können. Zusätzlich können weitere Stränge (46 und 47) vorgesehen sein, die beispielsweise die hintere und vordere Luftbeaufschlagung eines Sitzes einbeziehen. Z. B. kann der Strang (46) zur Beaufschlagung der Lufttaschen im Rückenlehnenbereich und der Strang (47) zur Beaufschlagung der Lufttaschen im Sicherheitsgurt wie in Fig. 1 dargestellt und beschrieben verwendet werden. Gleichermaßen kann einer der Stränge (46, 47) oder ein weiterer Strang zur Luftbeaufschlagung der Kopfstütze dienen. Die zusätzlichen Stränge (46, 47) werden dann parallel zu den beschriebenen Arbeitszyklen oder zeitlich dahinter betrieben.
- Die einzelnen Schaltzustände der Magnetventile (35, 40, 41, 45) sowie der Druckschalter (37, 43) und der Zeitschaltuhr (38) und des Kompressors (34) sind wie folgt gekennzeichnet: Ein schräger Strich am Ende des Ausgangssignals bzw. Rücksignals bedeutet eine Öffnung bzw. eine Einschaltung, ein senkrechter Strich eine Schließung bzw. ein Ausschalten des jeweiligen Aggregats.
- Der zuvor beschriebene Schaltvorgang der Arbeitszyklen kann manuell oder automatisch ablaufen. Dies wird durch die Schalterkonsole (32) gesteuert.
- In den Figuren 5 und 7 sind Anwendungsbeispiele aus dem medizinischen Bereich dargestellt.
- Bei dem in den Figuren 5a bis c dargestellten Patienten handelt es sich um einen sog. hohen Halsmarkquerschnitt, d. h. der Patient ist komplett vom Hals abwärts gelähmt. Aufgrund dieser Lähmungssituation hat der Körper, d. h. die Gelenke, Sehnen, Bänder und Muskeln ein enormes Bewegungsdefizit, was häufig zu gravierenden Einsteifungen führt und mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemindert werden kann. Gemäß der Darstellung in den Figuren 5a bis c soll eine möglichst umfassende Ganzrumpfbewegung in drei Bewegungsebenen stattfinden. Insbesondere soll - wie dargestellt - eine gegenseitig wirkende, d. h. diagonale Becken-Rumpf-Kopf-Seitenneigung simuliert werden. In der Fig. 5a ist die Mittelstellung in Rückansicht der Benutzerperson zu sehen. Hierfür sitzt der Patient auf dem in Fig. 2 und 3 dargestellten geteilten Sitzkissen (3). Die einzelnen in Fig. 5a dargestellten weiteren Luftkissen befinden sich in einer Mittellage, so daß der Patient symmetrisch ausgerichtet ist. In den Fig. 6a bis 6c ist der in Fig. 4 dargestellte und ausführlichst beschriebene Schaltzustand der Arbeitszyklen schematisch dargestellt.
- In Fig. 5b soll nun eine asymmetrische und pulsierende Beaufschlagung der angebrachten Lufttaschen (2) erfolgen, was durch den zu Fig. 4 beschriebenen Arbeitszyklus (1) erfolgen kann. Die in diesem Arbeitszyklus im rechten Arbeitsstrang (30) (s. Fig. 4 und 6b) angeordneten Lufttaschen (2) sind am Patienten (48) asymmetrisch angebracht. So wird durch die Luftzuführungsleitung (36) ein Luftkissen (49) unterhalb des rechten Fußes (50) des Patienten (48) aufgeblasen und dieser angehoben. Gleichzeitig wird die rechte Luftkammer (51) des Gesäß-Luftkissens (3) aufgeblasen, wodurch sich das Gesäß einseitig auf der rechten Seite anhebt, jedoch abgestützt vom auf der linken Seite befindlichen unteren Beckenpolster (56). Ein auf der rechten Seite angeordnetes Luftpolster (52) drückt den Oberkörper nach links während ein unterhalb des linken Ellbogens angeordnetes Luftpolster (53), unterstützt von einem ebenfalls auf der linken Seite in Schulterhöhe angeordneten Luftpolster (54) eine Drehung des Oberkörpers nach rechts, d. h. im Uhrzeigersinn bewirkt. Eine auf der rechten Seite des Körpers angeordnete Halsmanschette (55) drückt den Kopf auf die linke Seite. Die in der Fig. 4 im rechten Strang angeordneten Luftkissen (2) sind demnach asymmetrisch am Körper links und rechts verteilt und bewirken bei Druckbeaufschlagung die gewünschte Verschiebung des Körpers. Die Druckluft strömt demnach durch die Druckpolster (49, 51, 52, 56, 53, 54, 55), hervorgerufen durch den ersten Arbeitszyklus.
- Im zweiten Arbeitszyklus erfolgt dann die umgekehrte Bewegungsfolge wie in Fig. 5c dargestellt. Dabei wird bewußt das rechte Fußkissen (49) mit Druckbeaufschlagung beibehalten während im übrigen die linke Gesäßluftkammer (51′), das linke Seitenluftpolster (52′), das rechte untere Seitenpolster (56′), das rechte Ellbogenluftpolster (53′), das rechte obere Schulterpolster (54′) und das linke seitliche Nackenpolster (55′) beaufschlagt werden. Hierfür wird wie in Fig. 6c dargestellt, der linke Strang (31) durch den zu Fig. 4 beschriebenen zweiten Arbeitszyklus aktiviert.
- Die in der Fig. 5b bzw. Fig. 5c dargestellten Luftpolster beidseitig des Patienten sind demnach in Reihe hintereinander geschaltet und werden im ersten Arbeitszyklus (5b) oder zweiten Arbeitszyklus (5c) mit Druckluft beaufschlagt. Der Neutralzustand ist in Fig. 5a dargestellt.
- Durch diese Bewegungstherapie von der Mitte zur einen Seite und über die Mitte zur anderen Seite wird bei derartigen Patienten eine Atemvertiefung, eine Mobilisation der Wirbelsäule erreicht. Die in Fig. 5b und 5c dargestellte Seitenneigung wird beispielsweise 3 bis 5 Minuten eingehalten. Je nach Zustand des Patienten können natürlich mehrere Lufttaschen hinzugenommen oder weggelassen werden. Wie mit den Strängen (46 und 47) in Fig. 4 gezeigt, können zusätzliche Vorder- und Hintertaschen o. dgl. hinzugefügt werden.
- Ein weiteres Beispiel ist in den Figuren 7a bis 7d dargestellt, wobei es sich hierbei um eine spastische Tetraplegie handelt, mit einer massiven teilfixierten rechtskonvexe Skoliose, d. h. eine Wirbelsäulenfehlstellung. Die Aufgabe der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem asymmetrischen, pulsierenden Sitzsystem liegt ebenfalls in der Mobilisation der Wirbelsäule und der Aktivierung der insuffizienten Stellungsrezeptoren der im Ausführungsbeispiel rechten Rumpfseite.
- In Fig. 7a ist die Ausgangsstellung des Patienten dargestellt, d. h. die rechtskonvexe Wirbelsäulenverkrümmung (Skoliose) soll gemäß den in Fig. 7b aktivierten Luftkissen kompensiert werden. Hierfür wird ähnlich wie in der Darstellung nach den Figuren 5 durch ein linkes Fußkissen (57) der linke Fuß angehoben, durch das rechte Gesäßkissen (58) der rechte Gesäßbereich angehoben, durch eine linke untere Beckenfixationstasche (59) das Becken in diesem Bereich abgestützt und durch eine rechte Seitentasche (60) der an sich nach rechts verkrümmte Oberkörper nach links geschoben. Diese Bewegung wird durch ein Armluftpolster (61) sowie ein oberes linkes Seitenkissen (62) unterstützt. Die in Fig. 7a ursprüngliche Ausrichtung des Oberkörpers gegen den Uhrzeigersinn wird demnach nach Fig. 7b im Uhrzeigersinn verdreht. In den Figuren 8a und b sind hierfür symbolisch der Bewegungsablauf der Arbeitszyklen wie zuvor beschrieben dargestellt.
- Neben der seitlichen Bewegung nach Fig. 7b kann auch gemäß den Figuren 7c und d eine Drehbewegung des Oberkörpers vorgenommen werden. Zur Durchführung einer in Draufsicht gemäß Fig. 7d im Uhrzeigersinn vorzunehmenden Drehbewegung (Pfeil 63) wird im hinteren Schulterblattbereich ein zusätzliches Luftkissen (64) und im vorderen Schulterbereich ein Luftkissen (65) angebracht, welche den Körper zu der beschriebenen Drehbewegung veranlassen.
- Durch die in den Figuren 5 und 7 dargestellten Therapien erfolgt eine enorme Kreislaufanregung des im übrigen nahezu bewegungsunfähigen Patienten. Hierdurch wird eine Durchblutungsförderung von Haut, Muskeln und Knochen sowie eine verbesserte Atmungsfähigkeit bewirkt. Weiterhin wird einer Versteifung der Wirbelsäule vorgebeugt und die Entmineralisation der Wirbelsäule sowie die Kompression der Bandscheiben verkleinert oder sogar gestoppt. Die aufgezwungenen Bewegungsabläufe bewirken zusätzlich eine Anregung der Verdauungsorgane. Weiter Vorteile sind eine optimale Dekubitusprophylaxe (Druckgeschwür), eine Vorbeugung gegen Skolioseentstehungen, d. h. Wirbelsäulenverbiegungen und schließlich bei bestehender Skoliose eine Remobilisation. Auch spastische Erscheinungen können wirkungsvoll behandelt werden.
- Die Erfindung läßt sich demnach nicht nur bei normalen Sitz- oder Liegemöbeln zum ermündungsfreien Sitzen und Liegen verwenden, sondern ist insbesondere angezeigt bei Rehabilitation und Sportmedizin sowie nach Operationen am Rücken, als Skoliosetraining. Sie kann grundsätzlich als Training der Rumpfmuskulatur und zwar in konzentrischer oder exzentrischer Art und Weise verwendet werden. Je nach Hubeinstellung in Verbindung mit der Druckkomponente ist es möglich, in der Bewegungsrichtung der Druckpolster oder gegen die Bewegungsrichtung zu trainien. Die Druckpolster können beispielsweise den Rumpf nach links biegen und der Patient muß eine eigene Kraft aufbringen um gegen diese Zwangsverbiegung gegenzudrücken. Weiterhin kann der Patient aufgefordert werden, nach Erreichen eines Bewegungsmaximums die Luft aus der gefüllten Tasche möglichst schnell herauszupressen oder durch Widerstand an irgendeiner Stelle des Bewegungsablaufes den Sollwertdruck im Druckmeßglied durch Gegendruck herbeizuführen.
- Folgende Anwendungsbereiche können aufgezählt werden:
- Medizin:
- Orthopädie:
- Wirbelsäulenthematik
- innere Medizin:
- Obstipation, Atembeschwerden
- Neurologie:
- Gleichgewichtsstörung
- Pädiatrie:
- Hüft- und Wirbelsäulenleiden
- Neuropädiatrie:
- Störung des zentralen Nervensystems
- Psychiatrie:
- Schlafstörung, Excitabilitätssyndrom
- Rehabilitation:
- Rollstuhlversorgung etc.
- außermedizinischer Bereich:
- Einsatz bei neu konstruierten Sitzmöbeln jeglicher Art: Problemloser nachträglicher Einsatz bei vorhandenen Sitzen wie Stühle, Bürostühle, Sofas, Sessel (Fernsehsessel)
- Spezialbereich:
- als Konferenzstühle (Kino, Theatersitze) Schulsitzmöbel
- Autositze:
- speziell im Fernverkehr: Lastkraftwagen, Omnisbusse, Flugzeugsitze, Zugsitze Sicherheitssysteme.
- Die Erfindung wird durch die weiteren Figuren 9 bis 13 in ihren Ausführungsformen ergänzt.
- In Fig. 9 ist ein Systemträger für den nachträglichen Einbau in einen vorhandenen Sitz (67a) oder ein Systemträger für einen Sitzneubau (67) dargestellt. Auf der rechten Seite läuft eine Pelotte (70) in einer vorderen Polsterfalte auf einem Systemträger (67), auf der linken Seite kann die Pelotte (70b) aus einem seitlich eingebauten Systemträger (67) über den Adapter (68) in der Höhe und den Adapter (69) in der Breite verstellt werden. Die mit Bezugszeichen (68a, 69a, 70a) dargestellten Teile sind die zum Systemträger (67a) gehörenden Adapter und Pelotte. Im Sitzbereich ist ein zusätzliches Beckenpolster (66) vorgesehen. Im übrigen gilt die Beschreibung zu Fig. 1.
- In Fig. 10a, b ist ein weiteres Beispiel für ein Multifunktionskissen dargestellt, wobei mit Bezugszeichen (12) die Ventile dargestellt sind. Die rechte getrennte Tasche (71) kann zusammen mit der linken Tasche (72) symmetrisch oder asymmetrisch und ein Zusammenhang mit der unteren Tasche (73) gleich oder in einem anderen Bewegungsprogramm entgegengesetzt arbeiten (Fig. 10b zeigt die Seitenansicht von Fig. 10a).
- Fig. 10c stellt ein "Dachziegelkissen" dar, bei dem unter eine Folienplatte (104) eine Reihe von Luftkanälen (74) überlappend angebracht sind, die sich im aufgepumpten Zustand entfalten und eine seitliche Verschiebung ohne Reibung für den Benützer ermöglichen. Dieser Kissentyp in Kombination mit dem Sandwichkissen nach Fig. 10d ist für den Einsatz bei transversalen Rumpfverschiebungen gedacht. Dabei besteht dieses Multifunktionskissen aus drei unterschiedlichen Lufttaschenarten, jedoch mit anderer Funktion. Dies soll als Beispiel dienen für die vielfältigen Kombinationsöglichkeiten von Luftkissen unterschiedlicher Form und Funktion.
- Die Variabilität des Systemträgers bei der Anwendung an Rollstühlen ist beinahe unbegrenzt. Stellvertretend zeigt Fig. 11a und b ein Systemträger, der aus einer Mittelsäule (78) besteht, an die über Adapter höhenverstellbare Querträger (79) angebracht sind, die natürlich auch asymmetrisch sein können. Die Mittelsäule (78) ist über ein winkeleinstellbares Gelenk teilbeweglich mit dem Querträger (78b) verbunden. Durch höhenverstellbare Adapter direkt verbunden mit der Mittelsäule (78) sind eine hintere Beckenpelotte (80) sowie eine Lendenpelotte (81). An gesonderten Adaptern sind die Trochanterpelotten (85) absichtlich nicht mit der Mittelsäule (78) verbunden, weil diesen Pelotten (85) nicht nur die Fixierung des Beckens in transversaler Richtung zukommt, sondern auch in einer Sonderausbildung und im Zusammenspiel mit den Spinapelotten (86) der Fig. 11b, die die Fixierung des Beckens in vertikaler Richtung, z. B. bei einer Skoliose (Wirbelsäulenverbiegung) ermöglichen. Die Pelotten (83) sind am oberen Querholm (79) adaptiert und haben die Aufgabe, Druck auf die Schultern in vertikaler Richtung auszuüben. Im Zusammenspiel mit der Gesäßtasche ergibt sich ein longitudinal-diagonales Bewegungsspiel, wenn die Schulterpelotten asymmetrisch mit der diagonalen Gesäßtasche mit Druck beaufschlagt wird.
- Der Rumpf (84) und Spinapelotten (86) als rumpfumgreifende Pelotten sind in der Regel abklappbar.
- Fig. 12a stellt ein Bett (101) dar, auf dem in einem Speziallaken (94) eine Kopfkissentasche (87) als Multifunktionskissen (ein Kissen geteilt, eins ungeteilt), zwei Schulterkissen (88), eine Lendentasche (89) sowie zwei Becken-Gesäßtaschen (90), jeweils als Multikfunktionskissen ausgebildet, mittels Befestigungen (93) aufgelegt sind. Im Sinne der Erfindung können nun durch Programmwahl einzelne Kissen oder in Kombination mehrere Kissen die jeweiligen Körperteile bewegen.
- Die Knie liegen auf einem in Fig. 12c näher erläuterten geteilten Knierollenkissen (100), das auf einer Führung (103) in der Mitte von zwei inneren Kniepelotten (102) samt Druckkissen (102) in der Breite verstellbar ist. Die Knierollen können symmetrisch oder asymmetrisch mit der Luft beaufschlagt werden, ebenso im Prinzip die Knieabduktionspelotten (102), die jedoch auch statisch benützt werden können. Die Abduktionspelotten (102) können jedoch auch außen auf die Führung geschoben werden, d. h. sie können zur Funktionsumkehr oder in beiden Richtungen dynamisch eingesetzt werden.
- Fig. 12b stellt in Kombination mit System nach Fig. 12a einen Systemträger (95) dar, der längen- und weitenverstellbar über Adapter wiederum lufttaschenbestückte Pelotten für die unterschiedlichen Druckrichtungen hält. Diese Pelotten (96, 97, 98, 99) sind selbstverständlich in mindestens zwei räumlichen Dimensionen verstellbar.
- Der Nutzer benötigt als Fersenschutz einen Gleitschuh (92) der mit plastikverstärkter Ferse ebenfalls eine Lufttasche enthalten kann. Dieser Gleitschuh verhindert Reibungsschäden der Ferse bei Einsatz der Knierolle.
- Bei dem in Fig. 13a und b dargestellten Objekt handelt es sich um ein Trainings- und Übungsgerät, das auch im medizinischen Bereich einsetzbar ist. Dort werden für die Übungsbehandlung von Schwerbehinderten oder zur Rehabilitation von Unfallverletzten sog. Schrägbauchliegeständer und Stehständer eingesetzt, für die verschiedensten Übungs-und Trainingsansätze. Diese Übungsgeräte lassen jedoch keine Beinbewegungen zu, so daß Fuß, Knie und Hüftgelenke während des Trainings oder der Übungsbehandlung nur statisch beansprucht werden, was den erfindungsgemäßen Erfordernissen des neuen Bewegungssystems nicht entspricht.
- Bei dem neuen Stehständer (Schwingständer) sind Gelenkbewegungen des Fußes, des Knies und der Hüfte grundsätzlich durchführbar, jedoch zu Übungs- und Trainingszwecken auch arretierbar. Erfindungsgemäß werden die Gelenke jedoch in der natürlichen Haltung - im Stehen - bewegt, wobei die Belastungsgröße über die verstellbaren Beinführungsschienen stufenlos einstellbar ist und zwar derart, daß zur Justierung des Kniegelenkes (112) Unterschenkelteil und Oberschenkelteil unabhängig voneinander eingestellt werden können. In Fig. 13a ist der Stehständer weiterhin auf einem Rahmen (104) montiert, der mit Rädern (127) versehen ist. Die Beinführungsschienen (110, 111) sind mit einem Hüftgelenk (109), das in Hüftbewegung und Streckung freibeweglich ist und jeweils ca. 45° An- und Abspreizung sowie ca. 45° Außen- und Innendrehung erlaubt, an einem Mittelständer (103) befestigt. In der zur Höhenverstellung mittels einer Seilzugmechanik (108) ist eine Säule (106) eingearbeitet, welche an ihrem oberen und unteren Ende Umlenkrollen (107) aufweist. Der Seilzug wird am unteren Ende eines Rohres (105) arretiert, das in den Mittelständer (103) eingeführt ist, so daß sich der Stehteil mechanisch oder elektrisch (Seilwinde) in der Höhe einstellen läßt. In das Rohr (105) ist ein starker Gummipuffer (129) eingelassen, durch den an einer Querachse (Fig. 13b, 128) das Gelenk (109), ein Sitzteil (117) (Fig. 13b, 122), sowie Trochanterpelotten (115) und Beckenpelotten (116), die erfindungsgemäß über Adapter verstellbar sind mit Luftkissen versehen und alternativ an einem Stativ am Rohr (105) befestigt sein können.
- Die Beinführungen (110) in Fig. 13b (111, 126 rechtes Bein, 124, 125 linkes Bein) sind mit einem Kniegelenk (112) versehen, das freibeweglich oder in jeder anderen Winkeleinstellung arretierbar ist. Die Fußführung (114) ist nur in der Beuge- und Streckebene winkelverstellbar und auch mit Lufttaschen zu bestücken, ebenso wie die Oberschenkel- und Unterschenkelkniepelotte (113). Die Beinführungen können über dem Grundgestell (104) frei schweben, dort jedoch auch in verschiedenen Stellungen arretiert werden. Sie könen mit dem Grundgestell über Gummizüge verbunden sein, die den Bewegungshub in verschiedene Richtungen lenken, was für ein ungezieltes Krafttraining gut ist. Für ein gezieltes bewegungsgelenktes Training wird auf dem Grundgestell mittels Adapter eine in der Querrichtung verstellbare und drehbare, gebogene Schiene (123) mit Schlitten eingesetzt, an die das Fußgestell zu befestigen ist, so daß der Nutzer eine in einer bestimmten Ebene verlaufende Bewegung üben kann, oder in die er mittels elektrisch gesteuerten Seilzügen (112) bewegt wird. Die Seilzüge (112) hängen an einer Windenmechanik (121), welche wiederum mit Adapter an einem Querrohr (120) verstellbar sind. Diese Mechanik ist an einem Ständer (118) befestigt, der an seinem oberen Ende mit einem eingeschobenen Rohr (119) eine Arbeitsplatte tragen kann.
- Die Seilzugmechanik wird zusammen mit der Pneumatik programmierbar computergesteuert, so daß der "Stehständer" eine Vielzahl völlig neuer Bewegungs- und Therapieprogramme zuläßt.
Claims (12)
- Programmierbares Druckpolstersystem für Liege-, Sitz- oder Stehmöbel zur Veranlassung gezielter Bewegungen von Teilen des menschlichen Körpers, bestehend aus mit Luft o. dgl. auffüllbaren Druckpolstern als Druckzellenverband oder Einzeldruckkissen, die einseitig, mittig, symmetrisch oder asymmetrisch zur Längsmittelebene des Körpers über vorgegebene, während der Anwendung unverrückbare Positionen verteilt angeordnet sind und mittels einer Steuereinrichtung intermittierend statisch und/oder dynamisch mit Druck regelbar beaufschlagbar sind, wobei die Beaufschlagung zur therapeutischen, zeitabhängigen regelbaren Bewegung von Teilen des menschlichen Körpers durch Beeinflussung der Muskulatur, des Sehnen- und Bandapparates, der Gelenk, der Wirbelsäule, der Extremitäten o. dgl. dient.
- Programmierbares Druckpolstersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckpolster als Zellenverband ausgebildet ist, wobei vorzugsweise einer Druckzelle in Sandwichform mindestens ein Druckkissen überlagert ist.
- System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckpolster (2) in einem ggf. durch Steuerventile abtrennbaren Strang (30, 31) in Hintereinanderschaltung oder Parallelschaltung angeordnet sind.
- System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche eines Sitzmöbels als Druckzellenverband (3) ausgebildet ist und wenigstens im hinteren Gesäßbereich ein symmetrisches oder asymmetrisches Druckkissen (6) aufweist, und daß vorzugsweise im vorderen Bereich eine durchgehende oder geteilte (8, 9) Druckzelle (10) als Oberschenkelabstützung mit variabler Druckbeaufschlagung vorgesehen ist.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenlehne (17) eines Sitzmöbels (1) im unteren Bereich ein Lendendruckkissen (19) sowie ggf. im unteren Lenden- und/oder im oberen Achselhöhen- oder Schulterhöhen-Bereich seitlich angeordnete Druckkissen (20, 21) aufweist.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich der Rückenlehne (17) eine Schulterdruckhalterung für Druckkissen (83) eventuell in Verbindung mit Pectoralis- oder Sternumkissen (65), eine Kopfstütze (22) mit Nackenkissen (23), rückwärtiger Hinterhauptstütze (24) sowie Seitenkissen (25) vorgesehen sind.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Armlehnen und Fußstützen eines Sitzmöbels mit Druckzellen versehen sind.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzsystem einen Sicherheitsgurt mit Halterung (26) aufweist, mit einem längs des Beckengurts (27) vornehmlich im Bereich des Darmbeinstachels und/oder des Schultergurts (28) verlaufenden Druckkissen.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen und deren Druckkissen gemäß ihrer Funktion und Druckrichtung unterschiedliche Formgebungen aufweisen.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Adaptierbarkeit des Druckpolstersystems an Größe und anatomisch-physiologisch oder pathologische Gegebenheiten des Benutzers gegeben ist.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Veränderung des Arbeitshubs bzw. der Bewegungsamplitude der Druckkissen bei gleichbleibendem Druck beim Benutzer durch eine Verstellbarkeit der Halterungen in ihrer Lage gegeben ist oder daß eine Veränderung des Arbeitsdrucks bei gleichbleibendem Hub beim Patienten durch die Änderung des Druckes im statisch beaufschlagten Druckpolster in Sandwichart erfolgt.
- System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtrücken des Sitzmöbels der Bewegung des Benutzers im Sitzen auch über die Nullstellung (Senkrechte) hinaus vollständig in die Hüftbeugung folgt, wobei eine Einstellbarkeit des Beugedruckes, sowie der Streckbegrenzung gegeben ist.
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