ПРОТЕЗ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ Российский патент 1994 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к медицине и предназначено как для протезирования обеих ног, так и отдельных их частей.

Известен механический протез ноги, который содержит постоянно находящийся в движении масляный насос, который соединен с аккумулятором, с устройством и схемой регулирования движения коленного сустава за счет работы насоса в соответствии с поступающими электрическими сигналами от мышц, с динамическим датчиком, который расположен либо на бедренной, либо на голенной части протеза и исследующий нагрузку на протез, с устройством управления, который включает источник питания насоса, когда датчик зафиксирует нагрузку в течение интервала времени и преобразует в определенные электрические сигналы.

Недостатком данного протеза является конструкционная сложность, дороговизна его изготовления, использование для организации движения коленного сустава источника энергии.

Цель изобретения - упростить, удешевить изготовление протеза и использовать движение тала инвалида для организации перестановки коленного сустава.

Это достигается тем, что протез на всем своем протяжении состоит из правой и левой части герметически закрытых с помощью соединительных швов браслетов и накладных колпачков на местах сгиба, при этом основой его являются трубчатые формы, переходящие в чашеобразные или шаровидные формы, внутри которых проходит растягивающийся шнур (пружина или другой материал), разделяющийся в конце стопы на пять составных частей и заканчивающихся ногтевидными образованиями, движению которому способствуют ролики и смазочная жидкость, заполняющая все формы, чашеобразная форма имеет полость для размещения и движения шаровидной формы и щель для движения трубчатой формы вверх сзади протеза коленного сустава, при этом заканчивается чашеобразная форма около трубчатой формы выступом, который вставляется во впадину у основания шарообразной формы, которая как и чашеобразная форма имеет отверстия для движения шнура при сгибе, при этом обе формы, кроме конструкционного закрепления, дополнительно соединены спереди и сзади подтяжками, которые соединены с обручами, закрепленными в углублениях на трубчатой форме, которая в начале стопы разбита на ряд последовательных частей, соединенных герметически эластичными кольцевыми прокладками, а в конце разделены на пять пальцевидных трубочек, протез присоединяется при помощи поддерживающей формы, состоящей из перегородки, камеры с воздухом, решетки и крепления к поясу.

На фиг. 1 изображен общий вид протеза ноги, разрез; на фиг. 2 - трубчатые, чашеобразные, шаровидные формы; на фиг. 3 - шнур, проходящий внутри всех форм, контактные поверхности шарообразных и чашеобразных форм; на фиг. 4 - щель в чашеобразной форме; на фиг. 5 - подтягивающие устройства, вид спереди и сзади; на фиг. 6 - нижняя часть протеза; на фиг. 7 - устройство крепления.

Протез ноги состоит из верхней 1 (бедро), средней 2 (голень), нижней 3 частей (стопа), устройства крепления 4 и мягкой части 5 (фиг. 1), содержит трубчатые 6 формы, переходящие в чашеобразные 7 и шаровидные 8 формы, спереди и сзади шов 9 (фиг. 2), упругий шнур 10, смазочный материал 11, камеру 12, ролики 13, отверстия 14 (фиг. 3), углубления 15 в трубчатой 6 форме, браслеты 16, подтяжки 17, сцепления 18 (фиг. 5), щель 19, кольцевые прокладки 20 (фиг. 4, 6), ногтевые образования 21, которые являются закреплением пружины 10 (фиг. 6), крепление 4 состоит из поддерживающей формы 22, перегородки 23, камеры 24 с воздухом, решетки 25, крепления к поясу 26 (фиг. 7).

Верхняя 1 часть протеза (фиг. 3) содержит трубчатую форму 6, переходящую в чашеобразную форму 7, которая имеет щель 20, предназначенную для движения по ней трубчатой формы 6 средней 2 части протеза, кроме того, трубчатые 6 формы имеют углубления 15 для крепления браслетов 16.

Средняя 2 часть протеза является связывающим звеном между верхней и нижней частями, содержит трубчатую 6 форму, переходящую при стыковке с верхней 1 частью в шаровидную 8 форму, которая имеет отверстие 14 для прохождения упругого шнура 10, а соприкасаясь с нижней 3 частью заканчивается чашеобразной 7 формой.

Нижняя 3 часть протеза, предназначенная для придачи протезу более устойчивого положения при ходьбе, содержит трубчатые формы 6, переходящие у пятки в шарообразную 8 форму, а в носке в пять пальцевидных трубчатых 6 форм, заканчивающихся ногтевидными образованиями 21, при этом чашеобразная 7 форма средней 2 части имеет щель 20, в которой нижняя 3 часть имеет возможность подниматься вверх-вниз на заданную величину, кольцевые прокладки 20 способствуют изгибу нижней 3 части.

Устройство 4 крепления протеза предназначено для крепления протеза к телу и содержит поддерживающую умягченную форму 22, пропускающую воздух, но как бы присасывающуюся к здоровому телу, перегородку 23, которая повисла над воздушной камерой 24, что способствует мягкому контакту тела с протезом. Решеткой 25 заканчивается трубчатая 6 форма части 1 протеза, на которой герметически закреплен упругий шнур 10, к поддерживающей форме 22 присоединено крепление 26, закрепленное на поясе инвалида.

Браслеты 16 (кольца) крепятся на различных участках протеза, особенно одевают отверстия 14 и щели 19 с целью их крепления.

Мягкая 5 часть придает протезу форму ноги, при этом в разных частях плотность их различна, так нижняя 3 часть покрывается амортизирующим материалом, тем самым создается имитация движения живой ноги. Сверху мягкая 5 часть протеза покрывается тканью под цвет живой ноги, что позволяет женщинам не закрывать протез.

Протез ноги на всем протяжении состоит из левой и правой частей, которые спереди и сзади (или сбоку) герметически закрываются швом 9 (фиг. 2). Такая конструкция необходима для монтажа внутри всех форм 6, 7, 8 роликов 13, шнура 10 (фиг. 3, 4), который монтируется в заданном сжатом состоянии, а для его беспрепятственного растяжения и уменьшения трения внутри трубчатых 6 форм на местах сгиба форм 7, 8 вмонтированы ролики 13, все формы залиты смазочной жидкостью 11, при этом на сгибах формы 7, 8 одеты в камеры 12, нижняя часть 3 имеет их несколько (фиг. 6), все камеры 12 обладают расчетным свойством растяжения, кроме того, в нижней части 3 шнур 10 разделяется на пять составных и способствует вертикальному положению части 1, 2 протеза.

Система подтяжек 17 (фиг. 5) обеспечивает возвратно-поступательное движение средней 2 и нижней 3 частей протеза и заканчивается браслетами 16, входящими в углубления 15 трубчатых форм 6, спереди подтяжки соединены сцеплением 18. Подтяжки сзади крепятся в заданном натянутом положении и одеты на камеру 12, мягкая часть не препятствует их растяжению.

Шарообразная форма 8 имеет отверстие 14 для движения от центра в сторону сгиба шнура 10 (фиг. 3), а чашеобразная форма 7 - щель 20 для движения трубчатой 6 формы (фиг. 4). Чашеобразная 7 форма около трубчатой формы 6 заканчивается выступом "а", который входит во впадину "б" у основания шаровидной 8 формы, при этом впадина "б" значительно срезана сзади в сторону сгиба трубчатой 6 формы, при этом обеспечивается продвижение выступа "а" вверх и вниз. Таким образом обеспечивается уменьшение давления всей конструкции на трубчатые 6 формы и усиливается конструкционная взаимоувязка форм 7 и 8.

Материал для выполнения частей 1-5 протеза должен соответствовать весу живой ноги, при этом правая и левая части всех форм 6, 7, 8 выполняются литьем, что удешевляет и ускоряет процесс изготовления протеза, индивидуальность каждого протеза достигается за счет удлинения или уменьшения трубчатых 6 форм (возможен вариант отдельного изготовления или удлинения форм для литья).

Протез ноги работает следующим образом. При работе протеза приходят в действие следующие силы: F - вес тела с протезом, F₁ - вес тела, F₂ - вес протеза, F₃ - сила натяжения шнура 10, F₄ - сила подтяжек 17 спереди, F₅ - сила подтяжек 17 сзади, где F₃ + F₅ > F₄, но F₄ > F₅ и F₃ < F₅. Инвалид усилием всего тела отклоняется набок в противоположную сторону поднятия левого или правого протеза, при этом протез незначительно отрывается от земли, в данном случае F сила переносится на протез противоположной поднятому, в поднятом протезе ноги приходит в движение F₃ и F₅, происходит сдвиг шнура 10 в отверстии 14 в сторону сгиба части 2 и его сжатие, одновременно приходит в действие F₅, преодолевая сопротивление F₄, в данном случае F₃ + F₅ > F₄, части 2, 3 протеза поднимаются на заданную высоту, но после сгиба F₃, F₅ = 0, то приходят в действие F₄, где F₄ > F₅ и F₄ достигает наибольшего растяжения и протез части 2, 3 возвращается в вертикальное положение, возвращению способствует и движение тела инвалида вперед, когда протез касается земли, то закрепляется вертикальное положение, т. к. сразу начинает действовать общая сила F и F распределяется на один протез.

Механически работа частей 1, 2, 3 протеза осуществляется следующим образом: при поднятии частей 2, 3 от вертикали назад, чему способствует шнур 10 и подтяжки 17 сзади, в чашеобразной 7 форме части 2 протеза происходит поворот шарообразной 8 формы части 2 на заданную величину, что влечет вход трубчатой 6 формы части 2 в щель 10 чашеобразной формы части 1 (фиг. 4) и продвижение по ней вверх на заданный угол, одновременно шнур 10 продвигается по отверстию 14, стремясь получить исходную величину, а часть 3 протеза смягчает ходьбу при помощи кольцевых эластичных прокладок 19, которые способствуют некоторой подвижности вверх-вниз стопы благодаря щели 19 и подтяжек 17 спереди и сзади (в данном случае в 3 части протеза они не приведены).

Человек рождается со слабыми, недоразвитыми физически ногами и мышцами, т. е. они прижаты к телу, только тренировкой удается достигнуть совершенства растяжения мышц. Инвалид без обеих ног может овладеть протезом, привыкая и начиная вначале стоять, затем ходить. Он будет ходить как бы в перевалочку (то на левый, то на правый бок, а затем вперед), такое движение необходимо для того, чтобы оторвать протез от земли и перенести весь вес тела на другую ногу, а наклон тела инвалида вперед необходим для перестановки протеза. Постепенно, овладевая протезом в совершенстве, инвалид будет иметь походку нормального здорового человека. (56) Справочник по протезированию. Под ред. В. И. Филатова. Л. : Медицина, 1978, с. 74, рис. 35.

Использование: для инвалидов без обеих ног или потерявших одну ногу. Сущность изобретения: протез состоит из трубчатых форм, переходящих на месте их стыковки в шарообразные и чашеобразные формы, что способствует их креплению, т. к. шарообразная форма вставляется в чашеобразную и закрепляется герметически на месте швов, при этом чашеобразная форма заканчивается около трубчатой формы выступом, которыи вставляется во впадину у основания шарообразной формы. Во впадине стенка сзади ниже, чем спереди, что способствует поднятию трубчатой формы вверх при сгибе, кроме того, все формы в местах стыковки одна с другой имеют отверстия для движения шнура, который в заданном натяжении проходит внутри всех форм. Все формы заполнены смазочной жидкостью и имеют ролики, которые уменьшают трение шнура о стенки различных форм и при их стыковке, одновременно чашеобразные и шарообразные формы закреплены подтяжками спереди и сзади, закрепленными в углублениях трубчатой формы браслетами. В стопе трубчатой формы разделены герметически соединенными эластичными кольцевыми прокладками, которые придают незначительную подвижность стопе протеза. 7 ил.

ПРОТЕЗ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ, содержащий соединенные между собой шарнирами бедренную часть, голень и стопу, элементы крепления, отличающийся тем, что в него введен упругий шнур, проходящий внутри бедренной части и голени и расходящийся в конце стопы на пять составных частей, заканчивающихся ногтевидными образованиями, причем бедренная часть и голень выполнены трубчатой формы, а шарниры выполнены в виде сферических поверхностей, образованных на концах бедренной части и голени, между которыми установлены шарикоподшипники, при этом бедренная часть и голень состоят из двух частей, герметически закрытых, а снаружи бедренная часть, голень и стопа соединены тягами.