ПРОТЕЗ БЕДРА Российский патент 1997 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к области протезирования и протезостроения.

Известен протез бедра, содержащий стопу, трубку голени кулисного механизма, верхнее звено которого жестко связано с гильзой бедра, а ползун с трубкой голени, с упором между верхним звеном и задним звеном кулисой [1]
Недостаток конструкции: ограниченный ресурс работы, обусловленный наличием избыточной связи и изгибающим моментом, действующим на кулису, отсутствие возможности запирания узла при ходьбе инвалидов с ослабленными мышцами, при сложных погодных условиях (гололед), отсутствие возможности регулирования трения в коленном шарнире для улучшения рисунка ходьбы с разным темпом, а также невозможность обеспечения уравновешивающей вес инвалида силы при опоре на протез с коленным углом, отличным от развернутого.

Известен также протез бедра, содержащий кулисный коленный модуль с упором, установленным в нижней части кулисы [2]
Недостаток конструкции повышенные ударные нагрузки, возникающие в элементах коленного модуля и передающиеся на культю, и связанный с ними стук.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных свойств протеза, снижение динамических нагрузок и уровня шумов в коленном модуле, а также обеспечение передачи коленным модулем от голени и бедру внешней нагрузки во всем диапазоне изменения коленного угла.

Указанная цель решается за счет того, что в коленном модуле ползун выполнен в виде цилиндрической гильзы с донышком, крышкой, внутренним плавающим поршнем, упором поршня, сыпучим материалом (шариками), пружиной, упорной втулкой, регулировочным винтом, поперечным поршнем и полым элементом крепежно-регулировочного устройства, кулиса с упором на конце, верхнее звено с упором и стопором для кривошипа, при этом:
крышка, плавающий поршень и упорная втулка имеют отверстия, внутри которых перемещается кулиса, а донышко имеет отверстие, внутри которого перемещается упорная втулка;
сыпучий материал (шарики) заполняет часть полости гильзы ползуна между крышкой и плавающим поршнем;
упор поршня ограничивает перемещение плавающего поршня от крышки;
регулировочный винт и поперечный поршень установлены в гильзе с выходом в полость, заполненную сыпучим материалом;
пружина расположена соосно кулисе и опирается одним концом на плавающий поршень, а другим на упорную втулку;
упор кулисы в процессе подхода к ползуну опирается сначала на упорную втулку, а затем на упорную втулку и элемент крепления регулировочного устройства;
поперечный поршень связан с ручным регулировочным устройством.

На фиг. 1 изображен протез бедра в сагиттальной плоскости, на фиг. 2 - коленный модуль протеза в сагиттальной плоскости, на фиг. 3 для наглядности дан ряд сечений коленного модуля протеза.

Протез бедра содержит приемную гильзу протеза бедра 1, коленный модуль 2 на основе кулисного механизма, трубку голени 3, голеностопный узел 4 и стопу 5. Коленный модуль 2 протеза состоит из верхнего звена 6 с упором 7, переднего звена-кривошипа 8, ползуна 9 и кулисы 10. Переднее звено 8 коленного модуля 2 соединено верхним звеном 6 и ползуном 9 с помощью цилиндрических шарниров 11 и 12 соответственно, кулиса 10 соединена с верхним звеном 6 с помощью шарового шарнира 13, а с ползуном 9 образует поступательную пару.

Тело ползуна 9 выполнено в виде полой цилиндрической гильзы 14 с донышком в нижней своей части и крышкой 15 в верхней. Крышка 15 является верхней опорой кулисы 10, нижней опорой служит плавающий поршень 16, разделяющий полость гильзы 14 на две части: верхняя часть полости заполнена сыпучим материалом шариками 17, в нижней части полости расположена пружина 18, верхний конец которой упирается в поршень 16, а нижний в упорную втулку 19. В средней части гильзы 14 имеется упор 20, ограничивающий перемещение поршня 16 вниз. На верхнем звене 6 и переднем звене 8 установлен подвижный элемент
стопор 21 с фиксатором 22 положения стопора 21.

В верхней части гильзы 14 перпендикулярно ее образующей установлены регулировочный винт 23 и поршень 24 ручного регулировочного устройства.

Нижний конец ползуна выполнен в виде полого элемента крепежно-регулировочного устройства. На нижнем конце кулисы 10 выполнен упор 25.

Протез бедра работает следующим образом.

При ходьбе на протезе бедра в сложных погодных условиях (например, гололед) подвижный элемент стопор 21 перемещается инвалидом в крайнее заднее положение и фиксируется в нем фиксатором 22, стопор 21 препятствует вращению звеньев 6 и 8 друг относительно друга и сгибанию коленного модуля при ходьбе инвалида. В обычных погодных условиях стопор 21 выдвигается инвалидом в обратном направлении в исходное положение, обеспечивая в фазе переноса подвижность во всех сочленениях протеза. В конце фазы переноса при выпрямлении протеза в коленном сочленении упор 25 через втулку 19, упругий элемент 18 воздействует на подвижный поршень 16, который поджимает шарики 17 друг к другу и кулисе 10, увеличивая силу трения. Постоянная составляющая демпфирующей характеристики подбирается для малых скоростей движения посредством регулировки винтом 23, который позволяет регулировать объем демпфера, поджатие шариков 17 и силу трения их о кулису 10.

Для обеспечения передачи коленным модулем внешней нагрузки во всем диапазоне изменения коленного угла, а также для подстройки под темп ходьбы используется поршень 24, перемещаемый посредством ручного регулировочного устройства. С одной стороны, это позволяет уменьшить динамические нагрузки и стук при разгибании в коленном шарнире протеза в конце фазы переноса, а с другой стороны регулировать степень демпфирования, обеспечивая возможность ходьбы с разным темпом, поскольку, как следует из биомеханики ходьбы, степень демпфирования связана с темпом ходьбы, а также позволяет повысить безопасность ходьбы по неровной поверхности (по лестнице и т.д.) требующей передачи коленным модулем нагрузки во всем диапазоне изменения коленного угла.

Предлагаемая конструкция протеза имеет преимущества перед прототипом в виде улучшенных эксплуатационных свойств:
повышенный в 3 раза ресурс коленного модуля;
повышенная безопасность ходьбы инвалидов в гололед и по лестнице;
пониженные нагрузки на культю и стук при ходьбе инвалида на протезе бедра;
возможность подстройки демпфирующей характеристики под темп ходьбы.

Использование: изобретение относится к медицине, а именно к протезированию и протезостроению. Задача изобретения - повышение ресурса работы коленного шарнира путем уменьшения избыточных связей, регулировка трения при ходьбе на протезе бедра в разном темпе. Сущность изобретения: протез бедра содержит ползун шарнира, выполненный в виде полой цилиндрической обоймы со штоком и регулировочным винтом, разделенной подвижным поршнем на две полости, из которых одна выполнена в виде демпфера, заполненного шариками, а на кулисе последовательно установлены упругий элемент и втулка, на нижней части кулисы содержится упор, причем на опорной площадке и переднем звене коленного шарнира установлен подвижной элемент с фиксатором, причем для устранения стука соединения ползуна и опорной площадки с передним звеном коленного шарнира выполнены в виде конической втулки с коническим пустотелым болтом, внутри которого содержится резьба, обеспечивающая осевое перемещение. 3 ил.

Протез бедра, содержащий стопу, трубку голени, гильзу бедра, коленный модуль на основе кулисного механизма, верхнее звено которого жестко связано с гильзой бедра, а ползун с трубкой голени, с упором между звеньями, отличающийся тем, что коленный модуль дополнительно содержит ползун, выполненный в виде полой цилиндрической гильзы с донышком, крышкой, внутренним плавающим поршнем, упором поршня, сыпучим материалом-шариками, пружиной, упорной втулкой, регулировочным винтом, поперечным поршнем и полым элементом крепежно-регулировочного устройства на донышке, кулису с упором на конце, верхнее звено с упором и стопором для кривошипа, при этом крышка, плавающий поршень и упорная втулка имеют отверстия, внутри которых перемещается кулиса, а внутри донышка перемещается упорная втулка, шарики заполняют часть полости гильзы ползуна между крышкой и плавающим поршнем, упор поршня ограничивает перемещение плавающего поршня от крышки, регулировочный винт и поперечный поршень установлены в гильзе с выходом в полость, заполненную шариками, пружина расположена соосно с кулисой и опирается одним концом на плавающий поршень, а другим на упорную втулку, упор кулисы в процессе подхода к ползуну опирается сначала на упорную втулку, затем на упорную втулку и элемент крепежно-регулировочного устройства, поперечный поршень связан с ручным регулировочным устройством.