ИСКУССТВЕННАЯ ГОЛЕНЬ Российский патент 2003 года по МПК A61F2/66 A61F2/60 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к техническим средствам протезирования нижней конечности, среди которых искусственная голень является одним из наиболее распространенных узлов. Ее главная функция - обеспечение опорной способности протеза, при этом опора конструктивно выполняется в большинстве случаев в виде трубы с законцовками, а в последнее время и иных форм, среди которых наибольшее внимание привлекают пластинчатые опоры.

Одно из основных преимуществ пластинчатого исполнения заключается в упругости опоры, которая в момент заднего толчка, разгибаясь, совершает дополнительную работу в горизонтальном направлении, ускоряя движение пользователя.

Наиболее известным среди таких конструкций является комплекс протезов Flex-Foot - патенты США 4547913, 4822363, 4959073, кл. 623/27.

Пластинчатые опоры этих протезов обладают высокой функциональностью, прочностью и надежностью, однако их конструкция, основываясь на применении углеродных композиций и технологий, влечет за собой высокую стоимость протеза.

Патенты России 2066156, 2102940, кл. А 61 F 2/60 защищают конструкцию протеза голени, имеющую некоторое сходство с упомянутыми американскими, но с принципиально новой силовой схемой: многоопорной с поперечными упругими связями и с полосами опор из более дешевого стеклопластика. Проведенные жескостные, прочностные и эксплуатационные испытания показали высокую функциональность многополосной конструкции, в том числе с точки зрения демпфирования нагрузок и аккумулирования энергии (за счет изгиба полос) для энергичного движения.

Основным недостатком конструкции является невозможность ее универсального использования в типовых протезах голени и тем более в протезах бедра, необходимость применения специализированных стоп и соединительных устройств в протезе.

Общепринятым конструктивным исполнением искусственной голени для универсальных протезов является опора в виде трубы с одной либо с двумя зажимными соединительными втулками на концах, см., например, "Каталог протезов нижней конечности 2000-2002", РКК "Энергия", г. Королев Московской обл. Указанное конструктивное исполнение принимается далее за прототип изобретения. Представленные в каталоге трубы из алюминиевого сплава обеспечивают необходимую прочность, а зажимные втулки - достаточно надежную фиксацию труб и соединение опоры с другими узлами протеза.

Такие опоры обладают высокой изгибной и крутильной жесткостью, однако в современном протезостроении ценность этих качеств, как указано выше, относительна, поскольку к протезам предъявляются требования демпфирования нагрузок и аккумулирования энергии для более энергичного движения вперед. В универсальных протезах с опорой в виде трубы эти задачи решаются, как правило, только в какой-то мере за счет упругости стоп и дополнительных устройств, например ротаторов.

Известны также универсальные конструкции с трубами из слоистых пластиков, в основном углепластиков, например "Endolite, components catalogue, Blatchford" (Великобритания).

Такие трубы легче, но дороже алюминиевых, а в качестве направления их функционального совершенствования, судя по материалам фирмы, принято дооснащение труб пружинными демпферами-толкателями и торсионами.

Техническим результатом предлагаемого конструктивного решения является придание искусственной голени универсального протеза более высоких функциональных свойств упругой многополосной конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что в искусственной голени, содержащей опору с зажимными соединительными втулками на концах, опора выполнена в виде по крайней мере двух разнесенных в сагиттальной плоскости упругих полос, между которыми установлен и зафиксирован буфер, а зажимные соединительные втулки снабжены вкладышами в виде основания и губок, образующих между собой полости для установки упругих полос.

Изобретение поясняется чертежами фиг.1-8, при этом:
- фиг. 1 - представляет общий вид искусственной голени с двухполосной опорой;
- на фиг. 2, 3, 4 - поперечные разрезы по составляющим искусственной голени с двухполосной опорой;
- на фиг. 5, 6 - вид спереди на искусственную голень с двухполосной, а также с четырехполосной опорой;
- на фиг.7, 8 - поперечные разрезы по составляющим искусственной голени с четырехполосной опорой.

Согласно изобретению опора 1 с зажимными втулками 2 на концах выполнена в виде по крайней мере двух разнесенных в сагиттальной плоскости упругих полос 3, 4. Между полосами 3, 4 установлен буфер 5, он зафиксирован по высоте опоры 1, например, стяжкой 6, выполненной в виде накладок 7, зафиксированных пропущенным сквозь буфер 5 винтом 8 и контргайкой 9.

Зажимные соединительные втулки 2 с каждого конца опоры 1 снабжены вкладышем 10 в виде основания 11 с направляющими поверхностями 12, 13 и подпятником 14, а также двух диаметрально расположенных и ограниченно подвижных относительно направляющих поверхностей 12 и 13 губок 15 и 16. Вдоль основания 11 между направляющими поверхностями 12, 13 выполнены отверстия облегчения 17.

В свободном состоянии зажимных соединительных втулок 2 между направляющими поверхностями 12, 13 и губками 15, 16 образуются полости 18, 19 для установки упругих полос 3, 4, а губки 15, 16 обладают некоторой подвижностью в направлении друг к другу.

Конструктивное исполнение каждой из полос 3, 4, путем из продольного симметричного членения на полосы соответственно 3а, 3б и 4а, 4б, приводит к четырехполосному варианту исполнения опоры 1 с зазором 20 между упругими полосами 3а и 3б, а также 4а и 4б. Соответственно на буфере 5 выполнены фиксирующие ребра 21, а на направляющих поверхностях 12, 13 ребра 22.

Возможен также и трехполосный вариант исполнения опоры 1, в котором членится только одна полоса, например 4, а также иные многополосные исполнения.

К особенностям конструкции описываемого устройства относятся также:
- пологие криволинейные кромки 23 направляющих поверхностей 12, 13 и губок 15, 16 в обеспечение ресурсной прочности заделки и собираемости упругих полос 3, 4 или их продольных частей при многополосном исполнении;
- фрикционное покрытие 24 на направляющих поверхностях 12, 13 и губок 15, 16, сопрягаемых с упругими полосами 3, 4 или их продольными частями в обеспечение большей надежности заневоливания упругих полос;
- эластичная пленка 25 на контактной поверхности буфера 5 для более равномерного распределения нагрузок по поверхности контакта полос 3, 4 или их продольных частей и снижения уровня шумов при движении;
- риска 26 на губке 16 напротив прорези 27 в зажимной соединительной втулке 2 для контроля установки упругих полос 3, 4 или их продольных частей относительно сагиттальной плоскости.

Сборка рассматриваемой опоры 1 с установкой зажимных соединительных втулок 2 производится на заводе-изготовителе, а на протезном предприятии одна из зажимных соединительных втулок 2 снимается, затем после подгонки протеза по высоте и подрезки полос 3, 4 или продольных частей вновь устанавливается на место, причем этот процесс может повторяться несколько раз.

Однако, независимо от места сборки и кратности повторных сборочных операций на протезном предприятии, возможны по крайней мере два варианта последовательности сборки:
- первый, в случае, когда вкладыш 10 со всеми составляющими помещен в зажимную соединительную втулку 2, а полосы 3, 4 либо их продольные части устанавливаются по криволинейным кромкам 23 в полости 18, 19 между направляющими поверхностями 12, 13 основания 11 и губками 15, 16, удерживаемыми рукой, до упора в подпятник 14;
- второй, когда вкладыш 10 находится вне зажимной соединительной втулки 2, а полосы 3, 4 либо их продольные части помещаются на направляющие поверхности 12, 13 основания 11 с упором в подпятник 14, затем на полосы накладываются губки 15, 16 и вся сборка, удерживаемая руками, помещается в зажимную соединительную втулку 2.

В любом из вариантов губки 15, 16 могут устанавливаться в зажимную соединительную втулку 2 в последнюю очередь, однако в случае технологического соединения губок 15, 16 с основанием 11, например с помощью упругого или эластичного кольца, петель или иных связей, сборка упорядочивается, что, однако, не влияет на конструкцию описанного устройства опоры.

Установка буфера 5 между упругими полосами 3, 4 может проводиться в любой момент сборки опоры 1 до установки зажимных соединительных втулок 2 или после этого путем вдвигания буфера 5 с боковой стороны.

Однако в многополосных вариантах буфер 5 с фиксирующими ребрами 21 может быть собран с упругими полосами 3а, 3б и 4а, 4б только до установки зажимных соединительных втулок 2.

Сборка накладок 7 в стяжке 6 осуществляется винтом 8 и контргайкой 9. Фиксация и расфиксация буфера 5 в стяжке 6 при сборке и регулировке установки буфера 5 по высоте проводится винтом 8 и контргайкой 9 и путем его вертикальных перемещений между упругих полос 3, 4 или их продольных частей совместно с другими элементами стяжки 6.

В процессе сборки опоры 1 и на заключительном этапе проводится контроль ориентации упругих полос 3, 4 или их продольных частей относительно сагиттальной плоскости по положению риски 26 относительно прорези 27, при необходимости осуществляются довороты зажимных соединительных втулок 2.

Заневоливание упругих полос 3, 4 или их продольных частей обеспечивается при стягивании зажимной соединительной втулки 2 за счет перемещения губок 15, 16 навстречу друг другу.

С целью повышения эстетичности и пылезащищенности этого соединения на зажимные соединительные втулки 2 могут крепиться резиновые манжеты, представленные в упомянутом выше каталоге РКК "Энергия".

Необходимость применения и вариант исполнения многополосной опоры 1 в искусственной голени зависит от типа протеза - бедра или голени, уровня ампутации и физических возможностей пациента и при протезировании устанавливается врачом-ортопедом. При этом применение предлагаемого устройства технически нецелесообразно только при небольших длинах опоры, например, в протезах голени с ампутацией ниже средней части, в которых жесткость многополосной опоры становится сопоставимой с типовой трубой.

При эксплуатации протеза искусственная голень находится в режиме пространственного циклического нагружения, при этом в упругодеформирующихся полосах возникают напряжения, не превышающие допускаемых. Зажимные соединительные соединения обеспечивают целостность конструкции.

Таким образом, разработанная многополосная конструкция искусственной голени, обладая прочностью и ресурсом эксплуатации традиционной голени в виде трубы и имея меньшую изгибную и крутильную жесткость, придает универсальным протезам новые динамические качества и комфорт, позволяет в ряде случаев упростить протез за счет отказа от узлов ротации, а возможно, при этом и снизить стоимость протеза.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к техническим средствам протезирования нижней конечности, среди которых искусственная голень является одним из наиболее распространенных узлов. Искусственная голень содержит опору с зажимными соединительными втулками на концах, при этом опора выполнена в виде по крайней мере двух разнесенных в сагиттальной плоскости упругих полос, между которыми установлен и зафиксирован буфер, а зажимные соединительные втулки снабжены вкладышами в виде основания и губок, образующих между собой полости для установки упругих полос. Технический результат заключается в обеспечении функциональных свойств упругой многополосной конструкции. 8 ил.

Искусственная голень, содержащая опору с зажимными соединительными втулками на концах, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде по крайней мере двух разнесенных в сагиттальной плоскости упругих полос, между которыми установлен и зафиксирован буфер, а зажимные соединительные втулки снабжены вкладышами в виде основания и губок, образующих между собой полости для установки упругих полос.