ТАЗОБЕДРЕННЫЙ ШАРНИР ДЛЯ ПРОТЕЗА НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к машиностроению в области медицинской техники, а именно, к протезированию нижних конечностей, в протезах после вычленения бедра.

Известен ортопедический тазобедренный шарнир [1], содержащий горизонтальную ось, которая обеспечивает сгибание-разгибание тазобедренного шарнира в сагиттальной плоскости. Другая горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно к первой, обеспечивает отводящие и приводящие движения шарнира во фронтальной плоскости.

Недостатком данного тазобедренного шарнира является то, что горизонтально расположенные оси вращения не имитируют ротационные движения тазобедренного сустава, возникающие при ходьбе в опорной фазе, тем самым нарушается кинематика ходьбы.

Известен шарнирный бедренный сустав для искусственной ноги [2], содержащий опорный кронштейн для крепления к полукорсету бедра, имеющий горизонтальную и вертикальную стенки. К вертикальной стенке крепится верхняя часть сустава, которая шарнирно соединена с нижней частью, предусмотренной для соединения с искусственной ногой; вращательное движение нижней части сустава ограничено упорами для положения стоя и сидя искусственной ноги.

Недостатком указанного шарнирного бедренного сустава является невозможность организации ротационного движения в тазобедренном суставе в опорной фазе ходьбы, что приводит к ограничению подвижности пациента, болевым ощущениям при ходьбе и искажению кинематики ходьбы.

Сущность изобретения заключается в том, что в тазобедренном шарнире для протеза нижней конечности, содержащем опорный кронштейн, верхнюю и нижнюю части шарнира, верхняя часть соединена с кронштейном через горизонтальную ось вращения и упор, снабжена опорой, контактирующей с выступом фиксатора, установленного на кронштейн через другую горизонтальную ось вращения, а нижняя часть шарнира соединена подвижно с верхней частью, при этом оси вращения размещены относительно друг друга под углом, а между указанными частями шарнира установлены регулируемые упругие упоры.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно создание тазобедренного шарнира для протеза нижней конечности, обеспечивающего кинематику ходьбы близкую к естественной, с возможностью ротационных движений; снижение энергозатрат и ударных нагрузок при ходьбе пациента.

На фиг. 1 изображен общий вид протеза нижней конечности с тазобедренным шарниром во фронтальной плоскости; на фиг. 2 - тазобедренный шарнир, выносной элемент А на фиг.1; на фиг. 3 - вид Б на фиг.2 (развертка); на фиг.4 - общий вид протеза нижней конечности с тазобедренным шарниром в положении "сидя", фиксатор открыт.

Тазобедренный шарнир для протеза нижней конечности состоит из опорного кронштейна 1, который крепится к полукорсету, верхней 2 и нижней части 3, юстировочного устройства 4 и имитатора бедренной зоны ноги 5. Верхняя часть 2 шарнира соединена с кронштейном 1 через горизонтальную ось вращения 6 и упор 7, при этом она имеет опору 8, с которой контактирует выступ 9 фиксатора 10 в положении -"закрыто" (см. фиг.3). Фиксатор 10 установлен на кронштейне 1 через ось 11. Нижняя часть 3 шарнира через упорные подшипники 12 установлена на оси вращения 13, закрепленной на верхней части 2. Между верхней 2 и нижней 3 частями шарнира размещены регулируемые упругие упоры 14. Оси вращения 6 и 13 размещены под углом α друг к другу, который для каждого конкретного типоразмера индивидуален и выбирается из условия обеспечения минимального веса верхней 2 и нижней 3 частей шарнира и практически находится в пределах 20-30^o.

Тазобедренный шарнир для протеза нижней конечности работает следующим образом.

Опорный кронштейн 1 крепится к полукорсету таким образом, чтобы ось вращения 13 располагалась в районе большого вертела ампутированной конечности. При ходьбе на протезе фиксатор 10 находится в положении "закрыто" (см. фиг. 3), при этом упор 7 и контактирующие друг с другом выступ 9 и опора 8 предотвращают вращение верхней части 2 относительно оси 6. Регулируемые упругие упоры 14 удерживают от вращения на оси 13 нижнюю часть 3 шарнира, тем самым обеспечивается устойчивое состояние пациента в положении "стоя". При ходьбе, в фазе переноса, вынос протеза вперед (сгибание) осуществляется движением таза, ротирующим внутрь.

Нижняя часть 3 шарнира вращается на наклонной оси 13, при этом голеностоп совершает движение в плоскости ходьбы в сагиттальной плоскости.

После переднего толчка, в фазе переката, происходит вращение нижней части 3 шарнира в обратном направлении (разгибание), при этом таз ротирует наружу.

При ходьбе, при сгибании-разгибании происходит поочередная деформация упругих упоров 14.

Упругие упоры рекуперируют энергию в соответствующие фазы шага и частично воспроизводят двигательную функцию в протезе.

Для перехода в положение "сидя" фиксатор 10 вращением на оси 11 переводится в положение "открыто" (см. фиг.4), при этом выступ 9 не контактирует с опорой 8, а тазобедренный шарнир может быть развернут на оси 6.

С помощью юстировочного устройства реализуется индивидуальная схема построения протеза.

Создание тазобедренного шарнира для протеза нижней конечности позволяет обеспечить кинематику ходьбы близкую к естественной с возможностью ротационных движений, при этом снижаются энергозатраты и ударные нагрузки при ходьбе пациентов.

Тазобедренный шарнир для протеза нижней конечности предназначен для протезирования нижних конечностей в протезах после вычленения бедра и может быть использован для протезирования инвалидов. На опорном кронштейне через горизонтальную ось вращения размещена верхняя часть шарнира. Нижняя часть шарнира соединена через упорные подшипники с верхней частью, при этом ось вращения размещена под углом к горизонтальной оси вращения. Верхняя часть шарнира удерживается при ходьбе от проворота на оси вращения фиксатором и упором, размещенными на опорном кронштейне. Между верхней и нижней частями шарнира размещены регулируемые упругие упоры. Применение в протезе тазобедренного шарнира с наклонной осью вращения в районе большого вертела позволяет обеспечить кинематику ходьбы на протезе близкую к естественной, с возможностью реализации ротационных движений и снижения энергозатрат при ходьбе. 4 ил.

Тазобедренный шарнир для протеза нижней конечности, содержащий опорный кронштейн, верхнюю и нижнюю части шарнира, юстировочные устройства и имитатор бедренной зоны ноги, отличающийся тем, что верхняя часть шарнира соединена с кронштейном через горизонтальную ось вращения и упор и снабжена опорой, контактирующей с выступом фиксатора, установленного на кронштейн через другую горизонтальную ось вращения, а нижняя часть шарнира соединена подвижно с верхней частью, при этом оси вращения размещены относительно друг друга под углом, а между указанными частями шарнира установлены регулируемые упругие упоры.