ПРОТЕЗ БЕДРА Российский патент 1994 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению.

Известен протез бедра, содержащий приемную гильзу, коленный механизм с опорной площадкой и направляющей, на которой расположен прикрепленный к приемной гильзе голени ползун, соединенный шарнирно посредством кривошипа с нижней частью опорной площадки.

Однако эта конструкция не обеспечивает достаточный по величине угол подгибания в фазу опоры, не обладает собственной частотой колебаний 0,8 Гц и необходимым укорочением в фазу переноса, что приводит к асимметрии ходьбы и увеличению энерготрат.

Целью изобретения является приближение ходьбы к естественной, уменьшение энерготрат с помощью протеза с обеспечением подгибания в фазу опоры и укорочения его в фазу переноса.

Указанная цель достигается тем, что опорная площадка выполнена из двух частей, верхней и нижней, соединенных между собой с помощью шарнира, между ними расположено с возможностью регулировки упругое звено, к верхней части прикреплена гильза бедра, а нижняя часть шарнирно соединена с направляющей, на которой расположен прикрепленный к гильзе голени ползун, который соединен шарнирно посредством кривошипа с нижней частью опорной площадки.

На чертеже схематически изображен протез бедра в сагиттальной плоскости.

Протез нижней конечности содержит приемную гильзу бедра с помощью регулировочно-соединительного устройства 2 на опорной площадке, состоящую из двух частей: верхней 3 и нижней 4, соединенных шарниром 5, и содержит упор против рекурвации 6. Между обеими частями опорной площадки 3 и 4 установлен упругий элемент 7. К нижней части опорной площадки 4 в шарнирах 8 и 9 крепится кривошип 10 и кулиса 11, на которой расположен ползун 12, соединенный шарниром 13 с кривошипом 10. На ползун 12 напресована трубка голени 14, в нижней части которой расположена искусственная стопа 15.

В верхней части 3 опорной площадки установлен регулировочный винт 16, с помощью которого обеспечивается требуемое исходное поджатие упругого элемента 7. Между торцевой поверхностью кулисы и нижней частью верхней опорной площадки установлен упругий элемент 17.

Приемная гильза 1 установлена относительно опорной площадки таким образом, что вектор результирующей силы F и сил инерции проходит при переднем толчке впереди шарнира 8, но сзади шарнира 5. При этом относительно шарнира 5 создается момент сил М₁, направленный против часовой стрелки, а относительно шарнира 8 момент М₂, направленный по часовой стрелке. Это условие обеспечивает надежную устойчивость при опоре (М₂) и подгибание в шарнире 5 (М₁). Выполнение упругого элемента в виде кольца 7 обеспечивает двухступенчатое изменение жесткости (при опоре, переносе).

Протез функционирует следующим образом. При ходьбе на протезе бедра в фазу переноса протезированной конечности гильза голени 14 со стопой 15 поворачивается относительно гильзы бедра 1 за счет движения в шарнирах 8, 9, 13, и нагрузки 12 относительно направляющей кулисы 11. При этом происходит движение также и нижней части опорной площадки 4 относительно верхней части 3 вокруг шарнира 5. При этом в большой степени деформируется менее жесткая часть упругого элемента 7. Обеспечивая начальные условия прижима упругого элемента с помощью винта 16, можно соответствующим образом регулировать собственную частоту колебаний коленного узла, а следовательно и настраивать его на определенный темп ходьбы. Помимо этого, естественный вес гильзы голени 14, искусственной стопы 15 и ползуна 12 участвует в изменении инерционных характеристик в фазу переноса конечности и в конечном счете позволяют увеличить собственную частоту искусственной конечности. Наряду с этим, коленный механизм выполняет движение дистальной части протеза с искусственной стопой 15 при переносе протезированной конечности по сложной кривой, уменьшая таким образом функциональную длину протезированной конечности и обеспечивая зазор между носком стопы и опорной поверхностью около 0,04 м.

В фазу опоры на протезированную конечность за счет соответствующего взаимного расположения гильзы бедра 1 и шарниров 5, 8 и 9 результирующий вектор силы проходит сзади шарнира 5, но спереди шарнира 8, создавая момент М₁ сил относительно шарнира 5 против часовой стрелки, а относительно шарнира 5 - М₂ по часовой стрелке. Момент сил М₂ обеспечивает требуемую устойчивость, замыкая механизм в шранире 9, а момент силы M₁ обеспечивает подгибание относительно шарнира 5. При этом в фазе опоры деформация упругого кольцеобразного элемента увеличивается и в работу вступают стенки упругого элемента 7, увеличивая таким образом его общую жесткость.

Происходит подгибание в коленном шарнире относительно шарнира 5. При этом упругий элемент 7 выполняет роль амортизатора (смягчает удар при переднем толчке) - накапливает потенциальную энергию при опоре на пятку и отдает ее при опоре на носок.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1138151, кл. А 61 F 2/60, 1983.

Использование: в медицине для протезирования нижней конечности. Сущность: протез бедра содержит опорную площадку, состоящую из верхней и нижней частей, соединенных между собой с помощью шарнира, между ними расположено, с возможностью регулировки упругое звено. К верхней части прикреплена гильза бедра, а нижняя часть шарнирно соединена с направляющей, на которой расположен прикрепленный к гильзе голени ползун, соединенный шарнирно посредством кривошипа с нижней частью опорной площадки. Упругое звено выполнено кольцеобразным, а обе опорные площадки снабжены упорами против рекурвации. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ПРОТЕЗ БЕДРА, содержащий приемную гильзу, коленный механизм с опорной площадкой и направляющей, на которой расположен прикрепленный к приемной гильзе голени ползун, соединенный шарнирно посредством кривошипа с нижней частью опорной площадки, отличающийся тем, что опорная площадка выполнена из двух частей - верхней и нижней, соединенных между собой с помощью шарнира, между ними расположено с возможностью регулировки упругое звено, а шарнир, соединяющий между собой части опорной площадки, расположен впереди переднего шарнира коленного механизма. 2. Протез по п. 1, отличающийся тем, что упругое звено выполнено кольцеобразным, а обе опорные площадки снабжены упорами против рекурвации.