Адаптер протеза бедра
Изобретение относится к медицине. Адаптер протеза бедра для соединения с телом бедра имеет поворачиваемый между положением опоры и положением маха коленный шарнир с проксимальной верхней частью коленного шарнира и дистальной нижней частью коленного шарнира, которые соединены вентральным рычагом шарнира и дорсальным рычагом шарнира. Вентральный рычаг шарнира шарнирно соединен через вентральную верхнюю ось коленного шарнира с проксимальной верхней частью коленного шарнира и через вентральную нижнюю ось коленного шарнира шарнирно соединен с дистальной нижней частью коленного шарнира. Дорсальный рычаг шарнира шарнирно соединен через дорсальную верхнюю ось коленного шарнира с проксимальной верхней частью коленного шарнира и шарнирно соединен через дорсальную нижнюю ось коленного шарнира с дистальной нижней частью коленного шарнира, и голеностопный шарнир для поворотного соединения голеностопной части с соединенным с коленным шарниром блоком голени. Блок голени имеет выполненный для передачи усилий сдвига и растяжения вентральный соединительный элемент и дорсальный соединительный элемент. Вентральный соединительный элемент на одном конце через вентральную ось голеностопного шарнира поворотно-шарнирно соединен с голеностопной частью и на другом конце – с дистальной нижней частью коленного шарнира таким образом, а дорсальный соединительный элемент на одном конце через дорсальную ось голеностопного шарнира соединен с голеностопной частью и на другом конце через дорсальную верхнюю ось коленного шарнира шарнирно соединен с проксимальной верхней частью коленного шарнира и дорсальным рычагом шарнира таким образом, что перестановка коленного шарнира из положения опоры в положение маха вызывает дорсальное разгибание голеностопной части. Изобретение обеспечивает возможность естественной походки и для пациента большую энергоэффективность и безопасность в отношении падения. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.
Изобретение относится к адаптеру (пригоночная часть) протеза бедра для соединения с телом (диафиз) бедра, включающему в себя
- поворачиваемый между положением опоры и положением маха коленный шарнир с проксимальной верхней частью коленного шарнира и дистальной нижней частью коленного шарнира, которые соединены вентральным рычагом шарнира и дорсальным рычагом шарнира, причем
- вентральный рычаг шарнира шарнирно соединен через вентральную верхнюю ось коленного шарнира с проксимальной верхней частью коленного шарнира и через вентральную нижнюю ось коленного шарнира шарнирно соединен с дистальной нижней частью коленного шарнира, и дорсальный рычаг шарнира шарнирно соединен через дорсальную верхнюю ось коленного шарнира с проксимальной верхней частью коленного шарнира и через дорсальную нижнюю ось коленного шарнира – с дистальной нижней частью коленного шарнира, и
- голеностопный шарнир для поворотного соединения голеностопной части с соединенным с коленным шарниром блоком голени.
Протезы бедра с адаптером протеза бедра указанного вначале типа и телом бедра используются для протезирования пациента и заменяют при этом отсутствующую голень, включая коленный сустав человека. Протезы бедра имеют при этом наряду с коленным шарниром протеза ступню протеза, которая через блок голени соединена с коленным шарниром протеза. Коленный шарнир протеза выполнен помимо этого для закрепления протеза на культе бедра, причем для этого, как правило, используются соединенные с адаптером протеза бедра в области коленного шарнира гильзы бедра, в которые может вводиться культя бедра.
Во время использования протеза бедра пациентом он проходит несколько участков движения фазы ходьбы, которая обозначается также как цикл ходьбы и включает в себя фазу опоры и фазу маха. Фаза опоры описывает при этом область, в которой имеется контакт с полом (землей) через протез бедра, причем во время фазы маха контакт с полом отсутствует. Во время фазы опоры, которая начинается с контакта пятки протеза бедра и заканчивается снятием с пола пальцев ступни, пациент может опираться протезом бедра на землю. За фазой опоры следует фаза маха, во время которой протез бедра проносится от снятия с пола пальцев ступни до контакта пятки.
Проблема для пациентов с протезами бедра заключается в частности в том, что во время фазы маха при ходьбе пациент должен принимать здоровой ступней более сильное эквинусное положение, для того чтобы ступню протеза бедра можно было проносить при новом шаге вперед вместе с протезом бедра. Поэтому в частности необходимо принимать здоровой ступней более выраженное эквинусное положение, для того чтобы предотвращать, что протез бедра замедлится во время фазы маха за счет контакта о землю на выбросе. Это выравнивающее движение при ходьбе обязательно необходимо, для того чтобы делать возможным выброс и противодействовать ощущаемому удлинению ноги протезом в начале фазы маха. Так как в зависимости от типа коленного шарнира ощущаемое, необходимое для выброса укорочение ноги начинается только со сгибания колена от 30° до 50°, требуется высокий расход энергии пациентом, для того чтобы получать необходимый просвет от земли и предотвращать спотыкание. Так как этот расход энергии не может прилагаться пациентом в течение длительного времени, доходит до выравнивающего движения с контралатеральным эквинусным положением и циркумдукцией стороны протеза. Альтернативно протез может выполняться более коротким, что приводит к хромоте. Дальнейший недостаток необходимой для проноса последовательности движений заключается в ее нефизиологическом способе движений, который влечет за собой более сильную нагрузку на остальные части тела, в частности на позвоночник.
Исходя из этого, в основе изобретения лежит задача предоставить адаптер протеза бедра, который делает возможной естественную походку и является для пациента более энергоэффективным и безопасным в отношении падения.
Изобретение решает задачу с помощью адаптера протеза бедра с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения. В рамках последующего рассмотрения изобретения исходят из того, что протез бедра имеет заявленный адаптер протеза бедра и незаявленную, соединенную с адаптером протеза бедра тело бедра.
Коленный шарнир соответствующего изобретению адаптера протеза бедра выполнен в виде полицентрического поворотного шарнира благодаря использованию проксимальной верхней части коленного шарнира и дистальной нижней части коленного шарнира и их соединению вентральным и дорсальным рычагом шарнира. Тем самым точка поворота коленного шарнира возникает из точки пересечения продольных осей рычагов шарнира, которые проходят у вентрального рычага шарнира через вентральную верхнюю и вентральную нижнюю ось коленного шарнира, а у дорсального рычага шарнира через дорсальную верхнюю и дорсальную нижнюю ось коленного шарнира. Преимущество подобного полицентрического коленного шарнира заключается в том, что конструктивно вследствие этого уже действующая точка поворота коленного шарнира может адаптироваться таким образом, что во время фазы ходьбы в области между контактом пятки и незадолго до снятия с пола пальцев ступни, то есть в то время как протез бедра нагружается пациентом при ходьбе, и коленный шарнир находится в упоре разгибания, она расположена позади возникающей при использовании протеза бедра линии нагрузки. Только при фактическом достижении снятия с пола пальцев ступни, то есть в конце фазы нагружения протеза бедра и в начале фазы маха, при которой протез бедра проносится в ненагруженном состоянии под телом, проходит линия нагрузки при необходимости перед точкой поворота коленного шарнира, вследствие чего вызывается сгибание коленного шарнира, и фаза перемаха может продолжаться до нового контакта пятки. Выравнивание точки поворота может осуществляться также таким образом, что во время всей фазы опоры точка поворота проходит позади линии нагрузки, коленный шарнир находится в упоре разгибания, и затем фаза маха должна активно инициироваться пациентом через определенное сопротивление, которое зависит от положения точки поворота относительно линии нагрузки.
Соответствующее изобретению исполнение предусматривает, что блок голени имеет как вентральный, так и дорсальный соединительный элемент, которые могут передавать усилия сдвига и растяжения. Вентральный и дорсальный соединительный элемент шарнирно соединены при этом через вентральную, соответственно, дорсальную ось голеностопного шарнира с голеностопной частью. На своих противоположных голеностопной части концах вентральный соединительный элемент соединен с дистальной нижней частью коленного шарнира, а дорсальный соединительный элемент через дорсальную верхнюю ось коленного шарнира шарнирно соединена с проксимальной верхней частью коленного шарнира, а также с дорсальным рычагом шарнира.
Соединение через блок голени при этом таково, что при происходящем при снятии с пола пальцев ступни сгибании коленного шарнира, то есть таким образом в конце фазы нагружения и в начале фазы маха, имеет место дорсальное разгибание голеностопной части. При этом поворот соединяемой с обычными ступнями протеза голеностопной части осуществляется вокруг проходящих параллельно друг к другу дорсальной и вентральной осей голеностопного шарнира. Имеющее место при дорсальном разгибании поднятие области пальцев ступни в положении маха, то есть в начале фазы перемаха (переноса) протеза бедра, приводит к увеличению расстояния голеностопной части протеза бедра от земли и позволяет таким образом отказаться от проявления эквинусного положения здоровой ногой. Кроме того, вызванное сгибанием колена дорсальное разгибание способствует энергосберегающему запуску фазы маха. Соответствующий изобретению адаптер протеза бедра делает таким образом возможной естественную по сравнению с обычными протезами бедра походку, причем одновременно благодаря созданному дорсальному разгибанию также повышается безопасность при ходьбе, благодаря тому, что возможное спотыкание вследствие слишком незначительного расстояния голеностопной части от земли при перемахе (проносе) эффективно предотвращается.
Как было уже указано выше, точка пересечения продольных осей вентрального и дорсального рычагов шарнира определяет точку поворота коленного шарнира адаптера протеза бедра. Согласно усовершенствованию изобретения предусмотрено, что предусмотрен установочный блок, который выполнен для выравнивания вентрального рычага шарнира относительно дорсального рычага шарнира в положении контакта коленного шарнира, то есть в его несогнутом положении.
При использовании, то есть во время фазы ходьбы, протез бедра находится с начала нагружения, начинающегося с контакта пятки, до снятия с пола пальцев ступни в положении опоры, в котором коленный шарнир находится в упоре разгибания и не согнут. В зависимости от положения точки поворота, только незадолго до снятия с пола пальцев ступни линия нагрузки смещается за определенную вентральным и дорсальным рычагами шарнира точку поворота, вследствие чего коленный шарнир переводится благодаря сгибанию в положение маха. Если смещение точки поворота за линию нагрузки перед снятием с пола пальцев ступни не происходит, то фаза маха должна активно инициироваться пациентом против сопротивления. Усовершенствование изобретения предусматривает, что при помощи установочного блока вентральный рычаг шарнира может выравниваться относительно дорсального рычага шарнира. Возможность выравнивания дорсального и вентрального рычагов шарнира друг относительно друга, то есть изменения углового положения этих обоих рычагов шарнира друг относительно друга, позволяет смещать точку пересечения продольных осей обоих рычагов шарнира и тем самым точку поворота коленного шарнира. Установочный блок предоставляет таким образом возможность адаптировать протез бедра к конкретным для каждого пациента требованиям, для того чтобы делать таким образом возможной естественную походку. Выравнивание точки поворота происходит при этом с учетом установленных требований, например с учетом осуществляемого лишь незадолго до снятия с пола пальцев ступни сгибания, а также одновременно устойчивого расположения коленного шарнира в положении контакта в конце фазы маха и в начале фазы контакта, которая начинается с контакта пятки голеностопной части после проноса протеза бедра. Альтернативно точка поворота может, например, выравниваться установочным блоком также таким образом, что должно активно вызываться сгибание в конце фазы опоры, причем при помощи установочного блока может регулироваться преодолеваемое для этого сопротивление.
Установочный блок может принципиально выполняться любым образом, если при помощи него может надежно достигаться установление выравнивания обоих рычагов шарнира в положении опоры. Однако согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что установочный блок имеет установленный с возможностью регулировки на дорсальном рычаге шарнира и прилегающий в положении контакта к поверхности прилегания дорсального соединительного элемента установочный элемент, в частности установочный винт.
Согласно этому исполнению изобретения дорсальный рычаг шарнира опирается в положении опоры коленного шарнира на поверхность прилегания дорсального соединительного элемента и задает таким образом положение коленного шарнира в положении контакта. Благодаря использованию расположенного с возможностью регулировки (перестановки) на дорсальном рычаге шарнира установочного элемента, в частности установочного винта, который при использовании выступает от дорсального рычага шарнира по направлению к дорсальному соединительному элементу и прилегает в положении контакта к поверхности прилегания, существует простым образом возможность изменять расстояние между поверхностью прилегания и дорсальным рычагом шарнира в области установочного элемента, в частности установочного винта, вследствие чего изменяется положение дорсального рычага шарнира относительно вентрального рычага шарнира.
Этот вариант осуществления изобретения отличается тем, что он наиболее простым и надежным образом делает возможным установление точки поворота коленного шарнира. В частности, использование установочного винта отличается при этом тем, что он делает возможным очень точное, плавное и надежное установление этой точки поворота и может выполняться при этом одновременно наиболее простым и экономичным образом. Наиболее предпочтительно поверхность прилегания имеет при этом в области установочного элемента, в частности установочного винта, адаптированную к концу установочного элемента, в частности установочного винта, выемку, вследствие чего отклонение винта надежно предотвращается, и надежность позиционирования дорсального рычага шарнира относительно вентрального рычага шарнира дополнительно повышается. В случае использования установочного винта его резьбовое соединение выполнено предпочтительно самотормозящимся, так что установленное положение надежно зафиксировано.
При помощи сгибания коленного шарнира, в случае угла сгибания до 90°, пациент может также принимать сидячее положение, причем во время фазы маха коленный шарнир расположен после снятия с пола пальцев ступни в положении маха, в котором, однако, коленный шарнир имеет меньший угол сгибания. Однако согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено установление максимально возможного сгибания, то есть установление максимального угла сгибания, причем предпочтительно верхняя часть коленного шарнира и нижняя часть коленного шарнира находятся в такой кинематической связи, что максимальное сгибание коленного шарнира может регулироваться. Это может принципиально осуществляться любым образом, причем предпочтительным образом предусмотрено механическое ограничение максимального сгибания, например, при помощи подходящих упорных средств. Однако согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что дорсальный рычаг шарнира имеет прилегающий в положении маха к проксимальной верхней части коленного шарнира упор сгибания.
Дорсальный рычаг шарнира имеет согласно этому варианту осуществления изобретения упорное тело, которое выполнено и расположено на дорсальном рычаге шарнира таким образом, что поворот дорсального рычага шарнира из положения опоры по направлению к положению маха ограничен, причем расположенный на дорсальном рычаге шарнира упорный элемент приводится в контакт с проксимальной верхней частью коленного шарнира. Этот вариант осуществления изобретения отличается своей особой простотой и компактностью и позволяет надежно ограничивать возможность максимального поворота дорсального рычага шарнира в направлении положения маха. Ограничение предоставляет при одновременно достаточном дорсальном разгибании во время фазы маха эффективную защиту от спотыкания. Усовершенствованный таким образом протез бедра предотвращает именно благодаря упору сгибания чрезмерный поворот, так что пациент, если он спотыкается, может надежно опираться через расположенный в положении маха и устойчивый в этом случае коленный шарнир и предотвращать падение. Имеющееся при спотыкании сгибание колена в сочетании с дорсальным разгибанием ступни обеспечивает помимо этого при спотыкании также сплошной контакт ступни с землей, что позволяет пациенту воспринимать спотыкание примерно как нормальный шаг, при котором линия нагрузки имеет нормальный ход и распространяется через ступню и тазобедренный сустав. Падение вследствие спотыкания вследствие этого эффективно предотвращается.
Принципиально исполнение предпочтительно предусмотренного упора сгибания может свободно выбираться. Так он в своем самом простом исполнении может быть выполнен в виде выступающего от дорсального рычага шарнира упорного элемента, который в положении маха прилегает, предотвращая чрезмерное сгибание, к проксимальной верхней части коленного шарнира. Расположение такого упорного элемента может осуществляться при этом с учетом достаточного дорсального разгибания и тем самым достаточного просвета от земли при выбросе, а также с учетом одновременно достаточного опирания в случае возможного спотыкания. Однако согласно предпочтительному усовершенствованию изобретения предусмотрено, что упор сгибания расположен для задания положения маха с возможностью регулировки на проксимальной верхней части коленного шарнира.
Регулируемое исполнение упора сгибания позволяет с учетом конкретных для каждого пациента условий устанавливать комфортным образом максимально возможный угол сгибания. Вследствие этого индивидуальная адаптивность усовершенствованного таким образом протеза бедра дополнительно повышается.
Согласно одному дальнейшему варианту осуществления изобретения далее предусмотрено, что вентральный соединительный элемент и/или дорсальный соединительный элемент выполнены с возможностью изменения длины. Благодаря изменяемому по длине исполнению одного или обоих соединительных элементов существует возможность протез бедра адаптировать комфортным образом к конкретным для каждого пациента условиям, в частности к необходимой длине. Отдельная возможность регулировки дорсального и вентрального соединительного элемента позволяет при этом наиболее простым образом принимать во внимание индивидуальные особенности пациента.
Исполнение вентрального соединительного элемента, а также дорсального соединительного элемента может при этом принципиально свободно выбираться. Тем не менее согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что вентральный соединительный элемент имеет шарнирно соединенный с голеностопной частью вентральный голеностопный элемент и вентральную штангу голени. Штанга голени соединена при этом с возможностью смещения в направлении своей продольной оси с вентральным голеностопным элементом и/или дистальной нижней частью коленного шарнира. Благодаря возможности смещения штанги голени в направлении ее продольной оси с дистальной нижней частью коленного шарнира и/или вентральным голеностопным элементом существует возможность наиболее простым образом адаптировать продольное распространение вентрального соединительного элемента и тем самым всего протеза бедра. Возможная регулируемость в направлении продольной оси может при этом реализовываться наиболее простым образом вследствие того, что вентральная штанга голени имеет концевые резьбовые участки, которые делают возможной точную осевую юстировку и установку штанги голени. Фиксация установленного положения может при этом достигаться, например, посредством подходящих стопорных элементов, таких как контргайки.
Аналогично вышеописанному предпочтительному усовершенствованию вентрального соединительного элемента предусмотрено согласно дальнейшему варианту осуществления изобретения, что дорсальный соединительный элемент имеет шарнирно соединенный с голеностопной частью дорсальный голеностопный элемент и дорсальную штангу голени, причем штанга голени соединена с возможностью перестановки в направлении своей продольной оси с дорсальным голеностопным элементом и/или проксимальной верхней частью коленного шарнира.
Предпочтительно предусмотренная возможность продольной перестановки дорсальной штанги голени делает возможной, в частности в сочетании с предпочтительно предусмотренной возможностью перестановки вентрального соединительного элемента, точную адаптацию протеза бедра к конкретным для каждого пациента потребностям. Возможность регулируемости позволяет принимать во внимание анатомические условия и предоставлять оптимально адаптированный к пациенту протез бедра.
Для соединения адаптера протеза бедра с культей бедра пациента служит верхняя часть коленного шарнира, которая снабжена приемным элементом для тела бедра для соединения с телом бедра, в которое может вводиться культя бедра. Согласно одному усовершенствованию изобретения предусмотрено, что проксимальная верхняя часть коленного шарнира имеет держатель и переставляемый между положением ходьбы и положением сиденья и шарнирно соединенный с держателем приемный элемент для тела бедра.
Благодаря этому варианту осуществления изобретения проксимальная верхняя часть коленного шарнира адаптера протеза бедра имеет в дополнение к выполненному полицентрическим коленному шарниру моноцентрический шарнир, который образуется посредством шарнирного соединения держателя с приемным элементом для тела бедра. Выполненная проксимально относительно коленного шарнира возможность поворота приемного элемента для тела бедра относительно держателя позволяет пользователю в случае необходимости сгибать колено также за пределы предусмотренного согласно предпочтительному усовершенствованию изобретения упора сгибания. Дальнейшее сгибание облегчает сидение или ходьбу по лестнице. Возможность поворота держателя относительно приемного элемента может при этом также ограничиваться, например подходящими упорными средствами на держателе и/или приемном элементе для тела бедра, и/или быть выполнена с демпфированием или подпружиниванием, например с использованием гидравлического цилиндра, который расположен между держателем и приемным элементом.
Согласно одному дальнейшему варианту осуществления изобретения предусмотрено, что в случае предпочтительного исполнения проксимальной верхней части коленного шарнира с держателем и шарнирно соединенным приемным элементом для тела бедра держатель через дорсальную верхнюю ось коленного шарнира шарнирно соединен с дорсальным рычагом шарнира и дорсальным соединительным элементом и через вентральную верхнюю ось коленного шарнира с приемным элементом для тела бедра. Этот вариант осуществления изобретения создает условия для наиболее простого и компактного исполнения протеза бедра и обеспечивает также в случае предусмотренного предпочтительным образом исполнения проксимальной верхней части коленного шарнира с шарнирно соединенными друг с другом держателем и приемным элементом точную адаптацию протеза бедра к потребностям пациента.
Принципиально конструктивное исполнение шарнирного соединения указанного приемного элемента с держателем может свободно выбираться. К этому относится также исполнение шарнирного соединения таким образом, что оно только в случае необходимости смещается из положения ходьбы в положение сиденья, а в остальном обеспечено, что приемный элемент для тела бедра находится в положении ходьбы и имеет достаточную устойчивость, для того чтобы предоставлять пользователю во время фазы ходьбы надежную опору.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено, что приемный элемент для тела бедра застопорен в положении ходьбы с возможностью деблокировки на держателе. Стопорение приемного элемента на держателе обеспечивает в значительной степени то, что во время нормальной фазы ходьбы протез бедра может надежно сгибаться исключительно через коленный шарнир. Непреднамеренное смещение усовершенствованной проксимальной верхней части коленного шарнира из положения ходьбы в положение сиденья эффективно предотвращается посредством стопорения. В случае необходимости существует возможность устранять стопорение посредством деблокировки, так что в этом случае может комфортным образом производиться смещение проксимальной верхней части коленного шарнира из положения ходьбы в положение сиденья.
Альтернативно или дополнительно приемный элемент для тела бедра может также позиционироваться имеющим достаточные размеры пружинным элементом, например пневматической пружиной или гидравлической пружиной, в положении ходьбы, так что в этом случае, например, сиденье или спуск по лестнице и спуск с горы может осуществляться против сопротивления сгибания этого пружинного элемента.
Согласно одному дальнейшему варианту осуществления далее предусмотрено, что приемный элемент для тела бедра предварительно напряжен на держателе по направлению к положению ходьбы таким образом, что предварительное напряжение заблокировано в положении сиденья. Предварительное напряжение приемного элемента относительно держателя по направлению к положению ходьбы обеспечивает в значительной степени, что держатель приемного элемента находится в нормальном режиме в положении ходьбы. Такое предварительное напряжение может самостоятельно или дополнительно к предусмотренной предпочтительно блокировке приемного элемента в положении ходьбы обеспечивать надежное расположение приемного элемента в положении ходьбы.
Однако, согласно этому усовершенствованию изобретения предусмотрено, что предварительное напряжение в положении сиденья, после сгибания колена посредством поворота держателя и приемного элемента примерно на 90°, не оказывает возвращающего эффекта. Устранение действия предварительного напряжения в области положения сиденья предотвращает то, что протез бедра выпрямляется в сидячем состоянии автоматически, за счет незаблокированного предварительного напряжения, в положение ходьбы. Такое заблокированное предварительное напряжение может достигаться, например, посредством подходящего расположения точек крепления пружинного элемента на приемном элементе и, например, дистальной нижней части коленного шарнира, что приводит к тому, что пружинный элемент находится в области положения сиденья в положении мертвой точки, так что в этом случае предварительное напряжение даже вызывает фиксацию положения сиденья.
Стопорение указанного приемного элемента в положении ходьбы на держателе может принципиально осуществляться любым образом. Однако согласно дальнейшему варианту осуществления изобретения предусмотрено, что на приемном элементе расположено переставляемое между положением блокировки и положением деблокировки стопорное тело, которое в положении блокировки может входить в зацепление со стопорной выемкой на держателе.
Это исполнение блокировки представляет собой наиболее простое и экономичное решение для стопорения указанного приемного элемента в положении ходьбы. Стопорное тело может посредством простой ручной перестановки перемещаться из стопорной выемки и позволяет таким образом пользователю переставлять приемный элемент из положения ходьбы в положение сиденья. Повторная блокировка приемного элемента в положении ходьбы осуществляется в этом случае посредством обратного движения стопорного тела, причем согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления стопорное тело предварительно напряжено по направлению к положению блокировки. Это фиксирует особым образом положение ходьбы и обеспечивает при обратном движении автоматическую блокировку.
Примеры осуществления изобретения разъясняются далее со ссылкой на чертежи. На чертежах показано:
фиг.1 - вид в перспективе первого варианта осуществления протеза бедра в положении опоры;
фиг.2 - вид сбоку протеза бедра с фиг.1 в положении опоры;
фиг.3 - вид сзади протеза бедра с фиг.1 в положении опоры;
фиг.4 - вид сбоку протеза бедра с фиг.1 с согнутым, расположенным в положении маха коленным шарниром;
фиг.5 - вид в перспективе второго варианта осуществления протеза бедра в конце фазы опоры;
фиг.6 - дальнейший вид в перспективе протеза бедра с фиг.5 в положении опоры коленного шарнира;
фиг.7 - вид сбоку протеза бедра с фиг.5 в положении опоры коленного шарнира;
фиг.8 - вид сбоку протеза бедра с фиг.5 в положении маха коленного шарнира;
фиг. 9 - вид сбоку протеза бедра с фиг.5 с расположенной в положении сиденья проксимальной верхней частью коленного шарнира;
фиг.10 - протез бедра с фиг.5 на пациенте в нейтральном положении;
фиг.11 - протез бедра с фиг.5 на пациенте в начале фазы опоры фазы ходьбы;
фиг.12 - протез бедра с фиг.5 на пациенте во время середины фазы опоры фазы ходьбы;
фиг.13 - протез бедра с фиг.5 на пациенте в конце фазы опоры фазы ходьбы;
фиг.14 - протез бедра с фиг.5 на пациенте в фазе маха фазы ходьбы;
фиг.15 - протез бедра с фиг.5 на пациенте в положении сиденья; и
фиг.16 - протез бедра с фиг.5 на пациенте в положении спотыкания.
Изображенный на фиг.1 на виде в перспективе адаптер 1a протеза бедра имеет в качестве существенных конструктивных узлов коленный шарнир 2a, блок 6a голеностопной части с голеностопным шарниром 3a, а также блок 7 голени.
Коленный шарнир 2a имеет проксимальную верхнюю часть 4a коленного шарнира, которая шарнирно соединена с дистальной нижней частью 5a коленного шарнира. Проксимальная верхняя часть 4a коленного шарнира имеет при этом приемный элемент 8a для тела бедра, при помощи которого адаптер 1a протеза бедра соединяется, например, через не изображенное здесь тело бедра с пациентом. Приемный элемент 8a выполнен за одно целое и через вентральную верхнюю ось 34 коленного шарнира шарнирно соединен с двумя расположенными на противоположных сторонах приемного элемента 8a вентральными рычагами 19 шарнира. Фиксация рычагов 19 шарнира на приемном элементе 8a осуществляется при этом винтами 21 с утопленной головкой. Кроме того, выполненный за одно целое приемный элемент 8a шарнирно соединен через дорсальную верхнюю ось 36 коленного шарнира с U-образным в поперечном сечении, дорсальным рычагом 20a шарнира, причем положение приемного элемента 8a на дорсальном рычаге 20a шарнира зафиксировано винтами 14 с плоской головкой.
Рычаги 19 шарнира на своих противоположных приемному элементу 8a концах шарнирно соединены в свою очередь через образованную валом 24, вентральную нижнюю ось 35 коленного шарнира с коленной нижней частью 11 дистальной нижней части 5a коленного шарнира, причем также противоположные приемному элементу 8a концы рычагов 19 шарнира зафиксированы в своем положении винтами 21 с утопленной головкой. Коленная нижняя часть 11 соединена помимо этого также через дорсальную нижнюю ось 37 коленного шарнира с дорсальным рычагом 20a шарнира. Выполненный таким образом коленный шарнир 2a представляет собой таким образом полицентрический шарнир, точка поворота которого образуется точкой пересечения прямых, проходящих в направлении продольных осей через вентральные рычаги 19 шарнира и дорсальный рычаг 20a шарнира.
Выполненный как описано выше коленный шарнир 2a соединен на своем дистальном конце через вентральный соединительный элемент 15, а также дорсальный соединительный элемент 16 с голеностопной частью 10a. Дорсальный соединительный элемент 16 имеет при этом дорсальную штангу 42 голени, которая на одном конце соединена с переходным (стыковочным) элементом 17, который на своем противоположном дорсальной штанге 42 голени конце соединен через дорсальную верхнюю ось 36 коленного шарнира с приемным элементом 8a. Дорсальная штанга 42 голени может при этом для перестановки в направлении продольной оси ввинчиваться в переходной элемент 17, причем установленное положение относительно переходного элемента 17 фиксируется шестигранной гайкой 22.
На своем противоположном переходному элементу 17 конце дорсальная штанга 42 голени ввинчена в дорсальный голеностопный элемент 13, причем через глубину ввинчивания может настраиваться действующая продольная протяженность дорсальной штанги 42 голени. Фиксация положения дорсальной штанги 42 голени на дорсальном голеностопном элементе 13 осуществляется при помощи шестигранной гайки 22. Дорсальный голеностопный элемент 13 со своей стороны шарнирно соединен через дорсальную ось 39 голеностопного шарнира и с фиксацией винтами 14 с плоской головкой с голеностопной частью 10a.
Коленная нижняя часть 11 соединена далее через две распространяющиеся параллельно друг к другу вентральные штанги 41 голени вентрального соединительного элемента 15 с вентральным голеностопным элементом 12, причем через возможность ввинчивания вентральных штанг 41 голени в коленную нижнюю часть 11, а также в вентральный голеностопный элемент 12 можно задавать действующую продольную протяженность вентральных штанг 41 голени между коленной нижней частью 11 и вентральным голеностопным элементом 12. Установленное положение вентральных штанг 41 голени на коленной нижней части 11 и вентральном голеностопном элементе 12 фиксируется шестигранными гайками 22. Как и дорсальный голеностопный элемент 13, также вентральный голеностопный элемент 12 шарнирно соединен через вентральную ось 38 голеностопного шарнира с голеностопной частью 10a, причем положение вентрального голеностопного элемента 12 на голеностопной части 10a зафиксировано винтами 14 с плоской головкой. На голеностопной части 10a неподвижно закреплена голеностопная пластина 9, через которую устанавливается контакт с землей.
Для установления точки поворота коленного шарнира 2a, которая образуется из точки пересечения прямых, которые проходят через вентральную верхнюю ось 34 коленного шарнира и вентральную нижнюю ось 35 коленного шарнира с одной стороны и дорсальную верхнюю ось 36 коленного шарнира и дорсальную нижнюю ось 37 коленного шарнира с другой стороны, на дорсальном рычаге 20a шарнира расположен выполненный в виде установочного винта 23 установочный элемент. Установочный винт 23 расположен при этом внутри имеющего резьбу сквозного отверстия рычага 20a шарнира и выступает в зависимости от глубины ввинчивания своим вентральным концом по направлению к поверхности 33 прилегания переходного элемента 17. В зависимости от глубины ввинчивания осуществляется таким образом перестановка продольной ориентации рычага 20a шарнира и помимо этого через соединение рычага 20a шарнира с коленной нижней частью 11 перестановка продольной ориентации рычага 19 шарнира, вследствие чего может в целом смещаться задающая точку поворота коленного шарнира 2a точка пересечения этих прямых.
Адаптер 1a протеза бедра может переставляться между изображенным на фиг.1-3 положением опоры коленного шарнира 2a и изображенным на фиг.4 положением маха коленного шарнира 2a. При использовании адаптера 1a протеза бедра, то есть в его положении на культе бедра пациента, происходит поворот коленного шарнира 2a из положения опоры в положение маха, то есть сгибание коленного шарнира 2a, когда вектор из центра тяжести тела к точке контакта адаптера 1a протеза бедра с землей находится позади точки поворота коленного шарнира 2a. В этом согнутом положении коленного шарнира 2a расположенный снаружи на дорсальном рычаге 20a шарнира упор 18 сгибания находится во внешнем (расположенном с внешней стороны) контакте с приемным элементом 8a для тела бедра и ограничивает таким образом максимально возможный угол сгибания коленного шарнира 2a. В изображенном на фиг.4 согнутом положении коленного шарнира 2a, в котором он находится в положении маха, происходит благодаря соединению с голеностопной частью 10a дорсальное разгибание голеностопной части 10a, вследствие чего носок ступни поднимается, и таким образом возможен простой пронос (перемах) адаптера 1a протеза бедра.
На фиг.5-9 изображен один дальнейший пример осуществления адаптера 1b протеза бедра, который в основной конструкции и принципе действия соответствует в значительной степени изображенному на фиг.1-4 адаптеру 1a протеза бедра. Голеностопный шарнир 3b блока 6b голеностопной части отличается от голеностопного шарнира 3a адаптера 1a протеза бедра лишь исполнением голеностопной части 10b блока 6b голеностопной части. В области коленного шарнира 2b дистальная нижняя часть 5b коленного шарнира имеет благодаря укороченному исполнению рычага 20b шарнира незначительное отличие от дистальной нижней части 5a коленного шарнира адаптера 1a протеза бедра. Кроме того, на коленной нижней части 11 расположен приемный элемент 26 пружины.
Тем не менее, существенное отличие заключается в конструкции проксимальной верхней части 4b коленного шарнира. В отличие от проксимальной верхней части 4a коленного шарнира адаптера 1a протеза бедра приемный элемент 8b для тела бедра выполнен не за одно целое, а через вентральную верхнюю ось 34 коленного шарнира шарнирно соединен с держателем 25, который на своем противоположном приемному элементу 8b конце в свою очередь шарнирно соединен через дорсальную верхнюю ось 36 коленного шарнира с дорсальным рычагом 20b шарнира и состоящим из переходного элемента 17 и дорсальной штанги 42 голени дорсальным соединительным элементом 16. Шарнирное соединение приемного элемента 8b и дорсального держателя 25 позволяет поворачивать приемный элемент 8b относительно держателя 25 между изображенным на фиг.5-8 положением ходьбы и изображенным на фиг.9 положением сиденья.
Приемный элемент 8b может стопориться стопорным телом 30 в положении ходьбы, причем стопорное тело 30 расположено с нагружением пружинным элементом 28 в стопорной выемке 31. Для поворота приемного элемента 8b вокруг вентральной верхней оси 34 коленного шарнира необходимо смещение стопорного тела 30 в продольном отверстии 29 из стопорной выемки 31 против предоставленного пружинным элементом 28 усилия пружины, причем при этом стопорное тело 30 перемещается в продольном отверстии 29. В деблокированном положении возможен поворот приемного элемента 8b из изображенного на фиг.5-8 положения ходьбы в изображенное на фиг.9 положение сиденья, при котором приемный элемент 8b поворачивается вокруг вентральной верхней оси 34 коленного шарнира. Далее, пружинный элемент 40 распространяется между приемным элементом 26 пружины на коленной нижней части 11 и приемным элементом 27 пружины на держателе 25.
Принцип действия адаптера 1b протеза бедра изображен на фиг.10-16 в различных положениях фазы ходьбы пациента. В изображенном на фиг.10 нейтральном положении вектор из центра тяжести тела к точке контакта с землей проходит перед точкой поворота коленного шарнира 2b, которая получается из точки пересечения линий (изображенных на фигурах штриховыми линиями), которые проходят через вентральную верхнюю и вентральную нижнюю оси 34, 35 коленного шарнира с одной стороны и дорсальную верхнюю и дорсальную нижнюю оси 36, 37 коленного шарнира с другой стороны.
На фиг.11 изображено положение пациента при наступании пяткой. Вектор из центра тяжести тела к точке контакта с землей находится значительно впереди точки поворота и обеспечивает таким образом устойчивое (стабильное) опирание через адаптер 1b протеза бедра.
Также в изображенной на фиг.12 середине фазы опоры результирующий вектор усилий реакции земли проходит значительно впереди точки поворота коленного шарнира 2b и по-прежнему обеспечивает устойчивое опирание через адаптер 1b протеза бедра.
На фиг.13 изображен момент времени незадолго до снятия с земли (отрыва от земли) пальцев ступни. Мгновенная точка поворота находится также в этом положении все еще в безопасной области. Однако, точка поворота при нагрузке на носок ступни, связанной с низким моментом сгибания в тазобедренном суставе, быстро приближается к результирующему вектору усилий реакции земли и переходит через него в дальнейшем, вследствие чего доходит до изображенного на фиг.14 сгибания коленного шарнира 2b, при котором адаптер 1b протеза бедра находится в фазе маха, при которой дорсальное разгибание голеностопной части 10b позволяет благодаря повышенному расстоянию от земли безопасный пронос.
В конце фазы маха происходит в свою очередь контакт пяткой, как это изображено на фиг.11, причем в таком случае коленный шарнир 2b снова находится в положении опоры и обеспечивает пользователю надежную опору.
В изображенном на фиг.15 положении приемный элемент 8b находится в повернутом относительно держателя 25 положении сиденья. Для достижения этого положения осуществляется деблокировка, при которой стопорное тело 30 вручную смещается из стопорной выемки 31. После окончания положения сиденья приемный элемент 8b попадает в свое исходное положение, в котором благодаря предварительному напряжению пружиной стопорного тела 30 оно автоматически попадает в стопорную выемку 31.
На фиг.16 изображена ситуация адаптера 1b протеза бедра при спотыкании пациента. Благодаря упору 18 сгибания сгибание колена ограничено, так что даже при спотыкании обеспечено за счет сгибания коленного шарнира 2b, ограниченного упором 18 сгибания, устойчивое опирание в этом положении.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1a, 1b - адаптер протеза бедра
2a, 2b - коленный шарнир
3a, 3b - голеностопный шарнир
4a, 4b - проксимальная верхняя часть коленного шарнира
5a, 5b - дистальная нижняя часть коленного шарнира
6a, 6b - блок голеностопной части
7 - блок голени
8a, 8b - приемный элемент для тела бедра
9 - голеностопная пластина
10a, 10b - голеностопная часть
11 - коленная нижняя часть
12 - вентральный голеностопный элемент
13 - дорсальный голеностопный элемент
14 - винты с плоской головкой
15 - вентральный соединительный элемент
16 - дорсальный соединительный элемент
17 - переходный (стыковочный) элемент
18 - упор сгибания
19 - вентральный рычаг шарнира
20a, 20b - дорсальный рычаг шарнира
21 - винт с утопленной головкой
22 - шестигранная гайка
23 - установочный элемент/винт
24 - вал
25 - держатель
26 - приемный элемент пружины
27 - приемный элемент пружины
28 - пружинный элемент
29 - продольное отверстие
30 - стопорное тело
31 - стопорная выемка
33 - поверхность прилегания
34 - вентральная верхняя ось коленного шарнира
35 - вентральная нижняя ось коленного шарнира
36 - дорсальная верхняя ось коленного шарнира
37 - дорсальная нижняя ось коленного шарнира
38 - вентральная ось голеностопного шарнира
39 - дорсальная ось голеностопного шарнира
40 - пружинный элемент
41 - вентральная штанга голени
42 - дорсальная штанга голени
1. Адаптер протеза бедра для соединения с телом бедра, имеющий
- поворачиваемый между положением опоры и положением маха коленный шарнир с проксимальной верхней частью коленного шарнира и дистальной нижней частью коленного шарнира, которые соединены вентральным рычагом шарнира и дорсальным рычагом шарнира,
причем вентральный рычаг шарнира шарнирно соединен через вентральную верхнюю ось коленного шарнира с проксимальной верхней частью коленного шарнира и через вентральную нижнюю ось коленного шарнира шарнирно соединен с дистальной нижней частью коленного шарнира, а дорсальный рычаг шарнира шарнирно соединен через дорсальную верхнюю ось коленного шарнира с проксимальной верхней частью коленного шарнира и шарнирно соединен через дорсальную нижнюю ось коленного шарнира с дистальной нижней частью коленного шарнира, и
- голеностопный шарнир для поворотного соединения голеностопной части с соединенным с коленным шарниром блоком голени,
отличающийся тем, что
- блок (7) голени имеет выполненный для передачи усилий сдвига и растяжения вентральный соединительный элемент (15) и дорсальный соединительный элемент (16), причем
- вентральный соединительный элемент (15) на одном конце через вентральную ось (38) голеностопного шарнира поворотно-шарнирно соединен с голеностопной частью (10a, 10b) и на другом конце – с дистальной нижней частью (5a, 5b) коленного шарнира таким образом, а дорсальный соединительный элемент (16) на одном конце через дорсальную ось (39) голеностопного шарнира соединен с голеностопной частью (10a, 10b) и на другом конце через дорсальную верхнюю ось (36) коленного шарнира шарнирно соединен с проксимальной верхней частью (4a, 4b) коленного шарнира и дорсальным рычагом (20a, 20b) шарнира таким образом, что перестановка коленного шарнира (2a, 2b) из положения опоры в положение маха вызывает дорсальное разгибание голеностопной части (10a, 10b).
2. Адаптер протеза бедра по п.1, отличающийся выполненным в положении опоры для выравнивания вентрального рычага (19) шарнира относительно дорсального рычага (20a, 20b) шарнира установочным блоком.
3. Адаптер протеза бедра по п.2, отличающийся тем, что установочный блок имеет установленный с возможностью перестановки на дорсальном рычаге (20a, 20b) шарнира и прилегающий в положении опоры к поверхности (33) прилегания дорсального соединительного элемента (16) установочный элемент, в частности установочный винт (23).
4. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что верхняя часть (4a, 4b) коленного шарнира и нижняя часть (5a, 5b) коленного шарнира находятся в такой кинематической связи, что максимальное сгибание коленного шарнира (2a, 2b) может регулироваться.
5. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дорсальный рычаг (20a, 20b) шарнира имеет прилегающий в положении маха к проксимальной верхней части (4a, 4b) коленного шарнира упор (18) сгибания.
6. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что упор (18) сгибания расположен для задания положения маха с возможностью регулировки на проксимальной верхней части (4a, 4b) коленного шарнира.
7. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что вентральный соединительный элемент (15) и/или дорсальный соединительный элемент (16) выполнены с возможностью изменения длины.
8. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что вентральный соединительный элемент (15) имеет шарнирно соединенный с голеностопной частью (10a, 10b) вентральный голеностопный элемент (12) и вентральную штангу (41) голени, которая соединена с возможностью перестановки в направлении своей продольной оси с вентральным голеностопным элементом (12) и/или дистальной нижней частью (5a, 5b) коленного шарнира.
9. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что дорсальный соединительный элемент (16) имеет шарнирно соединенный с голеностопной частью (10a, 10b) дорсальный голеностопный элемент (13) и дорсальную штангу (42) голени, которая соединена с возможностью перестановки в направлении своей продольной оси с дорсальным голеностопным элементом (13) и/или проксимальной верхней частью (4a, 4b) коленного шарнира.
10. Адаптер протеза бедра по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что проксимальная верхняя часть (4a, 4b) коленного шарнира имеет держатель (25) и переставляемый между положением ходьбы и положением сиденья и шарнирно соединенный с держателем (25) приемный элемент (8b) для тела бедра.
11. Адаптер протеза бедра по п.10, отличающийся тем, что держатель (25) через дорсальную верхнюю ось (36) коленного шарнира шарнирно соединен с дорсальным рычагом (20a, 20b) шарнира и дорсальным соединительным элементом (16) и через вентральную верхнюю ось (34) коленного шарнира шарнирно соединен с приемным элементом (8b) для тела бедра.
12. Адаптер протеза бедра по п.10 или 11, отличающийся тем, что указанный приемный элемент (8b) застопорен в положении ходьбы с возможностью деблокировки на держателе (25).
13. Адаптер протеза бедра по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что указанный приемный элемент (8b) предварительно напряжен на держателе (25) по направлению к положению ходьбы таким образом, что предварительное напряжение заблокировано в положении сиденья.
14. Адаптер протеза бедра по любому из пп.10-13, отличающийся тем, что на указанном приемном элементе (8b) расположено переставляемое между положением блокировки и положением деблокировки стопорное тело (30), которое в положении блокировки может входить в зацепление со стопорной выемкой (31) на держателе (25).
15. Адаптер протеза бедра по п.14, отличающийся тем, что стопорное тело (30) предварительно напряжено по направлению к положению блокировки.
