ПРОТЕЗ БЕДРА Российский патент 1994 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к медицине, а именно к протезированию и протезостроению.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является протез бедра, содержащий искусственную стопу, голень в виде трубки, коленный узел, включающий промежуточное звено с замковым устройством, выполненным в виде кулачка и упора, неподвижно закрепленных на промежуточном звене, и фиксатора, подвижно установленного на бедре с возможностью переброса из положения фиксации и обратно, а также пружинный амортизатор в голени и бедро с приемной гильзой.

К его недостаткам следует отнести то, что при быстрой ходьбе, сопровождаемой резким разгибанием голени со стопой и ботинком, в них может накопиться избыток кинетической энергии, которая вызовет чрезмерную деформацию упругого ограничителя разгибания колена, что может привести к открытию замка в момент наступания на пору и, следовательно, к подкашиванию протеза (потере подкосоустойчивости).

Кроме того, при ходьбе на протезе с использованием трости, нагружаемой излишне сильно при перекате относительно переднего отдела искусственной стопы, разгибательный момент относительно коленного шарнира может оказаться недостаточным для деформации упругого ограничителя разгибания колена и, следовательно, замок не откроется и таким образом будет затруднен перенос протеза над опорой.

Целью изобретения является обеспечение надежной подкосоустойчивости протеза.

Поставленная цель достигается тем, что в протез введены угловой рычаг, связанный тросом с поясным ремнем, аварийная кнопка, установленная на бедре с возможностью ввода во взаимодействие с фиксатором, при этом угловой рычаг одним концом шарнирно соединен с бедром, а другим - через тягу с фиксатором.

На чертеже изображен протез бедра в разогнутом положении с зафиксированным коленным узлом.

Протез бедра содержит бедро с приемной гильзой 1, промежуточное звено 2, установленное на оси 3 коленного узла, замковое устройство, состоящее из фиксатора 4, установленного на оси 5 в бедре 1, пружины 6, прикрепленной одним концом к оси 7 на фиксаторе 4, а вторым концом - к оси 8 на бедре 1, упора А, составляющего одно целое с промежуточным звеном 2. Протез также содержит механизм расфиксации коленного узла, включающий тягу 9, угловой рычаг 10, шарнирно закрепленный на бедре 1, трос 12, одним концом прикрепленный к угловому рычагу 10, а вторым концом через пряжку 13 - к поясному ремню 14, аварийную кнопку 15, голень 16 в виде трубки, искусственную стопу 17. упругий ограничитель 18 угла разгибания коленного узла, сменный пружинный амортизатор 19, с одной стороны поджатый промежуточным звеном 2 через вкладыш 20, а с другой стороны - резьбовой крышкой 21, установленной в голени 16, а также упругий ограничитель угла подгибания 22, укрепленный в голени 16, упругую прокладку 23 для устранения стука, прокладку кожаную 11 для устранения стука.

Протез работает следующим образом. В исходном положении (при стоянии) механизм фиксации коленного узла запирает подвижность в основном коленном шарнире (т. е. между бедром 1 и промежуточным звеном 2). Это достигается тем, что фиксатор 4 своим торцом упирается в упор А промежуточного звена 2, сохраняя это положение с помощью пружины 6.

В процессе ходьбы, когда инвалид наступает каблуком протезированной конечности на опору, основной коленный шарнир заперт, но происходит зарессоренное подгибание колена в пределах 12-18^о в дополнительном коленном шарнире (т. е. между промежуточным звеном 2 и голенью 16). Указанное подгибание колена происходит в фазу так называемого "переднего толчка" под действием силы, нагружающей протез. Линия действия этой силы в указанную фазу проходит позади оси, общей для обоих коленных шарниров (основного и дополнительного). В фазу подгибания в пружинном амортизаторе 19 накапливается кинетическая энергия, которая в следующую фазу опорного времени шага используется для выпрямления ноги в. колене (полного разгибания) и способствует началу отталкивания от опоры.

При следующем перекате относительно переднего отдела стопы 17, когда линия действия силы тяжести, нагружающей протез, находится впереди оси коленного шарнира, а тазобедренный сустав протезированной конечности разгибается, натягивается трос 12, в результате чего угловой рычаг 10 поворачивается по часовой стрелке, а фиксатор 4 поворачивается против часовой стрелки и таким образом основной коленный шарнир (между бедром 1 и промежуточным звеном 2) освобождается от фиксации и начинается сгибание основного коленного шарнира еще до переноса протеза над опорой.

После начала сгибания в колене натяжение троса 12 ослабевает и фиксатор 4 опускается на радиусную поверхность промежуточного звена 2 и в процессе сгибания скользит по ней.

При завершении разгибания в колене после переноса конечности над опорой фиксатор 4 под действием пружины 6 западает в уступ промежуточного звена 2 и упирается своим торцом в упор А. Для устранения стука установлена упругая прокладка 23.

Вслед за этим инвалид вновь наступает каблуком на опору при закрытом замке в основном коленном шарнире и с одновременным зарессоренным подгибанием в дополнительном коленном шарнире, т.е. начинается следующий цикл двойного шага.

По сравнению с прототипом данный протез бедра обеспечивает надежную подкосоустойчивость, в частности, независимо от темпа ходьбы, поскольку для открытия замка механизм доразгибания колена не применяется. По сравнению с прототипом достигается также надежное открытие замка основного коленного шарнира при перекате относительно переднего отдела искусственной стопы, что необходимо для своевременного и беспрепятственного переноса протеза над опорой, независимо от того, пользуется ли инвалид при этом тростью и как ее нагружает.

В аварийной ситуации, если вышла из строя пружина 6, инвалид обеспечивает перевод основного коленного шарнира на постоянный замок. С этой целью используется аварийная кнопка 15, которая передвигается вручную в положение запирания. Подвижность в дополнительном шарнире (зарессоренное подгибание) при этом сохраняется.

Чтобы исключить соударение витков пружинного амортизатора 19 в случае избыточного подгибания, в колени 16 закреплен упругий ограничитель угла подгибания 22, в который может упираться вкладыш 20. Резьбовая крышка 21 позволяет осуществлять легкую замену пружинного амортизатора 19 с учетом веса инвалида и регулировать предварительное сжатие амортизатора.

Клинические примеры. Инвалиды С., М., П. отмечают, что на протезе бедра с коленным узлом двойного действия, допускающим зарессоренное подгибание в колене при наступании протезированной конечности на опору, походка становится плавной, мягкой. Протез позволяет ходить ускоренным темпом (по сравнению с обычным протезом скорость ходьбы можно увеличить на 25%). Протез обеспечивает надежную подкосоустойчивость. Инвалиды меньше утомляются при ходьбе. Значительно легче и удобнее ходить по наклонной поверхности "под гору". Не ощущаются толчки в тазовый пояс и позвоночник благодаря зарессоренному подгибанию в фазу "переднего толчка". Протез легко переносится над опорой при равной длине протезированной и сохранившейся конечностей.

Преимущества предлагаемого протеза бедра следующие: надежная подкосоустойчивость протеза при любых условиях передвижения и независимо от темпа ходьбы и использования при ходьбе тростей или костылей, а также возможность аварийного перевода основного коленного шарнира на постоянное замыкание при случайном выходе из строя пружины и в других экстремальных случаях.

Использование: в медицине, а именно в протезировании и протезостроении. Сущность: протез бедра содержит бедро с приемной гильзой 1, промежуточное звено 2, установленное на оси 3 коленного узла, замковое устройство, состоящее из фиксатора 4, установленного на оси 5 в бедре 1, пружины 6, прикрепленной одним концом к оси 7 на фиксаторе 4, а вторым концом - к оси 8 на бедре 1, упора А, составляющего одно целое с промежуточным звеном 2, механизм расфиксации коленного узла, включающий тягу 9, угловой рычаг 10, шарнирно закрепленный на бедре 1, трос 12, одним концом прикрепленный к угловому рычагу 10, а вторым концом - через пряжку 13 - к поясному ремню 14, аварийную кнопку 15, голени 16 в виде трубки, искусственную стопу 17, упругий ограничитель 18 угла разгибания коленного узла, сменный пружинный амортизатор 19, с одной стороны поджатый промежуточным звеном 2 через вкладыш 20, а с другой стороны - резьбовой крышкой 21, установленной в голени 16, упругий ограничитель угла подгибания 22, укрепленный в голени 16, упругую прокладку 23 для устранения стука, прокладку кожаную 11 для устранения стука. 1 ил.

ПРОТЕЗ БЕДРА, содержащий последовательно соединенные искусственные стопу, голень в виде трубки, коленный узел, включающий промежуточное звено, установленное на оси коленного шарнира, бедро с приемной гильзой, замковое устройство, расположенное в бедре и состоящее из фиксатора и пружины, в голени установлен пружинный амортизатор, на промежуточном звене выполнен выступ, взаимодействующий через соединительный элемент с пружинным амортизатором, в бедре установлен с возможностью поворота фиксатор, один конец которого связан с пружиной, а другой взаимодействует с промежуточным звеном, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной подкосоустойчивости, в него введены поясной ремень и угловой рычаг, соединенные между собой тросом, аварийная кнопка установлена на бедре с возможностью ввода во взаимодействие с фиксатором, при этом угловой рычаг одним концом шарнирно соединен с бедром, а другим через тягу - с фиксатором, пружинный амортизатор установлен на оси, первендикулярной к вертикальной оси голени.