ИСКУССТВЕННАЯ СТОПА ДЛЯ ПРОТЕЗОВ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК A61F2/66 

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к конструкциям голеностопных узлов протезов нижней конечности.

Известна искусственная стопа, примененная в протезах нижней конечности, содержащая корпус, носовую часть, подошву, буфера [1]
Недостатками этой конструкции являются: отсутствие ротационных движений и амортизации нагрузок во фронтальной и горизонтальной плоскостях, а также осевых нагрузок; отсутствие возможности регулировки под каблук и различной высоты.

Ближайшим аналогом является искусственная стопа, содержащая вкладыш, имеющий шарнирный узел крепления голени, амортизирующие пластины и облицовку [2]
Недостатком ближайшего аналога является то, что отсутствует ротация и амортизация нагрузок во фронтальной и горизонтальной плоскостях, а также осевых нагрузок. Отсутствует возможность регулировки под каблуки различной высоты.

Задача изобретения обеспечение ротации и амортизации ротационных движений в трех плоскостях и осевых нагрузок.

Поставленная задача достигается тем, что в искусственной стопе, содержащей вкладыш с шарнирным узлом крепления голени, амортизирующие пластины и облицовку, отличительной особенностью является то, что она дополнительно содержит верхний и нижний гибкие вкладыши, каждый из которых состоит из пластины, упругой прокладки между ними и связывающих пластину и упругую прокладку элементов, при этом одна из пластин верхнего вкладыша жестко связана с одной из пластин нижнего вкладыша, а узел крепления голени шарнирно связан с верхним вкладышем, посредством тяг изменяемой длины с верхним и нижним вкладышами, а посредством регулируемого по высоте с помощью винтовой пары упора с нижним вкладышем.

На фиг. 1 показано продольное сечение стопы, на фиг.2 вид сверху на пластину вкладыша, на фиг.3 поперечное сечение вкладыша.

Искусственная стопа содержит верхний 1 и нижний 2 вкладыши, состоящие из профилированных амортизирующих пластин 4; упругих прокладок 5 и связывающих элементов 6; узел крепления голени 7 с шарниром 8 крепления верхнего вкладыша 1; тяг 3 и 9 с элементами крепления к верхнему 1 и нижнему 2 вкладышам; регулируемый упор 10 с винтовой парой 11; крепежные элементы 12, жестко связывающие пластину 4 верхнего вкладыша 1 и верхнюю пластину 4 нижнего вкладыша 2; облицовку 13.

Искусственная стопа функционирует следующим образом.

В начальный период фазы опоры при переднем толчке внешняя нагрузка приходит на задний консольный конец нижнего вкладыша 2, работающего по схеме "балка с консолью" и опирающегося на вкладыш 1 и элементы 12. При этом происходит деформация вкладышей 1 и 2, поглощение и частичная диссипация энергии переднего толчка, причем тяга 9 нагрузки не воспринимает, длина ее уменьшается.

При изгибе вкладышей 1 и 2 в пластинах 4 возникают сжимающие и растягивающие усилия, стремящиеся переместить в продольном направлении участки пластин 4 относительно друг друга. Перемещения определяются величиной нагрузки и жесткостями упругих прокладок 5 и связывающих элементов 6. Потеря устойчивости сжатых пластин 4 парируется выбором величины шага установки элементов 6.

При перекате стопы нагрузка сначала амортизируется за счет сжатия упругих прокладок 5 вкладышей 1 и 2 и далее, в начале сгибания стопы, за счет изгибных деформаций вкладышей 1 и 2, работающих по схеме "балка с консолью", причем опорами для вкладыша 1 являются тяга 9 и шарнир 8, а для вкладыша 2 тяга 3 и нижняя поверхность вкладыша 1, при этом за счет ротации в сагиттальной плоскости голени относительно шарнира 8 происходит также дополнительная деформация задней консольной части вкладыша 2 усилием, передаваемым через тягу 3.

Эта же схема работы сохраняется при переднем толчке.

Моменты сил, действующих в горизонтальной и фронтальной плоскостях, амортизируются за счет упругих деформаций элементов 4, 5, 6 вкладышей 1 и 2 через которые происходит их передача от опорной поверхности на узел крепления голени 7.

Регулировка стопы под каблуки различной высоты осуществляется путем изменения положения упора 10 относительно узла крепления голени 7 с помощью винтовой пары 11 и изменения длины тяги 9.

Преимущества настоящего устройства перед аналогом следующие:
обеспечивается ротация и амортизация ротационных движений стопы относительно голени в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскостях и осевых нагрузок за счет конструкции вкладышей, позволяющей обеспечить требуемую гибкость при значительной строительной высоте, и размещения шарнира узла крепления голени в упругой прокладке вкладыша;
обеспечивается регулировка под каблуки различной высоты за счет введения в конструкцию узла крепления голени регулируемого по высоте с использованием винтовой пары упора.

Использование: изобретение относится к медицине, а именно к протезостроению и протезированию больных. Задача изобретения - обеспечение ротации и амортизации ротационных движений в трех плоскостях и осевых нагрузок. Устройство дополнительно содержит верхний и нижний гибкие вкладыши, каждый из которых состоит из пластин, связывающих элементов между ними, связующих пластины, и упругую прокладку элементов, выполненных таким образом, чтобы обеспечить взаимные ограниченные жесткостями прокладки и связующих элементов перемещения, причем узел крепления голени шарнирно связан с упругой прокладкой верхнего вкладыша и посредством шарниров и тяги изменяемой длины связан с пластиной нижнего вкладыша, имеющей регулируемый по высоте с помощью винтовой пары упор. 3 ил.

Искусственная стопа для протезов нижней конечности, содержащая вкладыш, имеющий шарнирный узел крепления голени, амортизирующие пластины и облицовку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит верхний и нижний гибкие вкладыши, каждый из которых состоит из пластин, упругой прокладки между ними и связывающих пластины и упругую прокладку элементов, при этом одна из пластин верхнего вкладыша жестко связана с одной из пластин нижнего вкладыша, причем узел крепления голени шарнирно связан с верхним вкладышем, посредством тяг изменяемой длины с верхним и нижним вкладышами, а посредством регулируемого по высоте с помощью винтовой пары упора с нижним вкладышем.