АДАПТИВНАЯ ИСКУССТВЕННАЯ СТОПА Российский патент 2003 года по МПК A61F2/66 

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к протезам нижних конечностей.

Известна искусственная стопа, включающая щиколотку, соединенную голеностопным шарниром с задним отделом, передний отдел стопы, связанный с задним отделом посредством шарового подшипника, задний буфер, а также упругий элемент в виде комплекта тарельчатых пружин, установленных на толкателе для накопления потенциальной энергии при перекате относительно переднего отдела стопы [1].

К недостаткам конструкции следует отнести ее сложность, приводящую к повышенному весу, а также постоянное точечное скольжение дистального конца толкателя относительно упорной плоской площадки переднего отдела стопы, что вызывает износ площадки и дополнительные потери энергии на трение.

Наиболее близким прототипом предполагаемого изобретения является искусственная стопа, включающая задний отдел стопы, передний отдел стопы, связанный с задним отделом посредством шарового шарнира, упругий элемент в виде пакета тарельчатых пружин, размещенный между передним и задним отделами, толкатель с установленным на нем упругим элементом, причем толкатель соединен с задним и передним отделами стопы посредством сферических пар с возможностью принимать при ходьбе различное наклонное положение в пространстве [2] (прототип).

К недостаткам конструкции следует отнести трудоемкость изготовления сферических пар, дороговизну и значительный вес стопы. Кроме того, в прототипе не предусмотрена возможность регулирования стопы на разную высоту каблука.

Целью изобретения является удешевление стопы и снижение трудоемкости ее изготовления, уменьшение массы стопы, возможность регулирования стопы на разную высоту каблука и под различную массу пациента и динамичность его ходьбы, а также сочетание стопы с любой универсальной щиколоткой, имеющей сменные переходники под любой вид соединения с голенью протеза.

Поставленная цель достигается за счет того, что адаптивная искусственная стопа содержит задний и передний отделы стопы, связанные посредством шарового подшипника с тремя степенями упругой подвижности, посаженного на ось, упругий элемент, размещенный между ними, и щиколотку. Она содержит упор-эксцентрик для регулирования установки стопы под разную высоту каблука, а упругий элемент выполнен в виде деформируемого в направлении сжатия и изгиба цилиндра, надавливающего на площадку, закрепленную в переднем отделе стопы, и имеет винт регулировки предварительного обжатия упомянутого цилиндра, при этом цилиндр выполнен из полужесткого полиуретана или резины.

Стопа может характеризоваться и тем, что шаровой подшипник размещен в области, соответствующей местоположению поперечного сустава предплюсны в естественной стопе.

Совокупность приведенных признаков позволяет обеспечить достижение технического результата - универсальности и удобства пользования, то есть изготавливать адаптивную искусственную стопу с возможностью ее регулирования на разную высоту каблука и под различную массу пациента и динамичность.

На чертеже изображена адаптивная искусственная стопа.

Стопа содержит задний отдел 1, передний отдел 2, в котором закреплена площадка 3, надавливающая на упругодеформируемый в направлении сжатия и изгиба цилиндр 4, выполненный из полужесткого полиуретана или резины, винт 5 регулировки предварительного обжатия упругого элемента, шаровой подшипник 6 с тремя степенями упругой подвижности, посаженный на ось 7 и связывающий передний и задний отделы стопы, упор-эксцентрик 8, регулирующий установку стопы на разную высоту каблука обуви, опорную пластину 9 переднего отдела, каркас оболочки 10, ремень 11, оболочку 12, упругий вкладыш 13, универсальную щиколотку 14 для любых видов переходников: 15 - для соединения с трубкой того или иного диаметра, 16 - для соединения посредством пирамидки и т.д.

Адаптивная искусственная стопа функционирует следующим образом. В начале опоры передний толчок амортизируется за счет упругости пятки. Подвижность заднего отдела стопы относительно щиколотки 14 осуществляется только в сагиттальной плоскости, что обеспечивает надежную устойчивость в наиболее опасный начальный период опоры на протез. При дальнейшем перекате на всей стопе и затем относительно ее переднего отдела достигается плавность и естественность движения благодаря тому, что передний отдел 2 стопы имеет три степени упругой подвижности относительно заднего отдела. Это достигается применением шарового подшипника 6, расположенного в области, которая в естественной стопе соответствует местоположению поперечного сустава предплюсны ("Шопарова сустава"), находится примерно над вершиной продольного свода. Указанная подвижность переднего отдела стопы обеспечивает удобство передвижения по неровной и наклонной поверхностям, хорошую адаптацию к любой опорной поверхности.

При перекате относительно переднего отдела упругий элемент 4 (полиуретан или резина) в процессе сжатия и изгиба накапливает потенциальную энергию, которая в заключительную фазу отталкивания протезом от опоры способствует усилению "заднего толчка".

Учет массы пациента и динамичности его ходьбы осуществляется путем изменения предварительного обжатия упругого цилиндра 4, для чего служит регулировочный винт 5.

В целях регулирования стопы под разную высоту каблука упор-эксцентрик 8 поворачивается на соответствующий угол, что позволяет придать переднему отделу стопы нужное положение по высоте относительно пятки.

Для возможности сочетания стопы с различными видами соединения с голенью протеза предусмотрена универсальная щиколотка 14, снабженная сменными переходниками: 15 - для соединения с трубкой, 16 - для соединения посредством пирамидки и др.

Преимущества предлагаемой адаптивной искусственной стопы перед прототипом следующие:
- возможность регулирования стопы на разную высоту каблука;
- возможность регулирования упругой характеристики полиуретанового или резинового цилиндра в зависимости от массы и походки пациента;
- возможность стыковки стопы с голенью протеза посредством любого вида используемых соединений благодаря сменным переходникам в универсальной щиколотке.

Техническое решение конструкции адаптивной искусственной стопы позволяет по сравнению с прототипом значительно упростить ее, повысить надежность в эксплуатации, снизить вес, повысить функциональность, а также расширить возможности ее использования в практике протезирования различных пациентов с культями нижних конечностей.

Источники информации
1. Патент РФ 2092135, кл. A 61 F 2/66, 1997.

2. Заявка 99106501/14(006911). Приоритет 31.03.1999.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к протезам нижних конечностей. Стопа содержит задний отдел стопы, передний отдел стопы, связанный с задним отделом посредством шарового подшипника, и упругий элемент, например в виде полужесткого полиуретана в форме цилиндра, размещенный между передним и задним отделами стопы. Стопа содержит эксцентрик для регулирования стопы на разную высоту каблука, винт регулировки предварительного обжатия упругого элемента, а также универсальную щиколотку со сменными переходниками под любой вид соединения с голенью протеза. Технический результат заключается в обеспечении возможности регулирования стопы на разную высоту каблука и под различную массу пациента и динамичность его ходьбы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Адаптивная искусственная стопа, содержащая задний отдел стопы, передний отдел стопы, связанный с задним отделом посредством шарового подшипника с тремя степенями упругой подвижности, упругий элемент, размещенный между передним и задним отделами стопы, и щиколотку, отличающийся тем, что содержит упор-эксцентрик для регулирования установки стопы под разную высоту каблука, а в переднем отделе стопы закреплена площадка, надавливающая на упругодеформируемый в направлении сжатия и изгиба цилиндр, выполненный из полужесткого полиуретана или резины, при этом стопа имеет винт регулировки предварительного обжатия упругого элемента. 2. Стопа по п. 1, отличающаяся тем, что шаровой подшипник размещен в области, соответствующей местоположению поперечного сустава предплюсны в естественной стопе.