ПРОТЕЗ СТОПЫ Российский патент 2013 года по МПК A61F2/66 

Область техники

Изобретение относится к протезу стопы, содержащему верхнюю часть и нижнюю часть, которая при ходьбе ставится на землю, причем верхняя и нижняя части, соединенные одна с другой через упругий демпфирующий компонент, находящийся в пяточном отделе, и образующие пружинящие секции, расположены одна над другой и в переднем отделе стопы отделены одна от другой.

Уровень техники

Известные конструкции протезов стопы и их частей описаны, например, в RU 2068248 С1, 27.10.1996; RU 2291676 С2, 20.01.2007 и US 20070213831 А1, 13.09.2007. Протезы стопы с демпфирующим компонентом, находящимся в пяточном отделе (пример такого протеза описан, например, в US 6261324 В1, 17.07.2001) позволяют его носителю опускать ногу на землю (или иную опору) удобным образом, с демпфированием посредством демпфирующего компонента, и обеспечивает рисунок ходьбы, близкий к естественному. Подобные протезы изготавливают, например, из углеволоконного ламината (см., например, WO 02/30340 А2, 18.04.2002).

В качестве наиболее близкого аналога изобретения может быть выбран протез, описанный в US 6767370 В1, 27.07.2004. У известного протеза имеется адаптер, с помощью которого протез стопы крепится к соединительному стержню или аналогичному компоненту, служащему для прикрепления всего протеза к культе ноги. У протеза имеется также верхняя часть, вытянутая от пяточного отдела до области носка стопы. В этой области верхняя часть соединена с нижней частью, которая при ходьбе ставится на землю. Верхняя и нижняя части пространственно отделены одна от другой, но расположены примерно конгруэнтно одна над другой. В пространство между верхней и нижней частями введены пневматические прижимные прокладки, воздух в которые подается из резервуара, размещенного в пяточной части. В пяточном отделе находится упругий демпфирующий компонент (выполненный в форме пяточной пружины), который демпфирует ударные усилия, а также усилие, возникающее при касании протеза с землей. Указанный резервуар кинематически связан с пяточной пружиной, реакция которой на прилагаемую к ней нагрузку при ходьбе регулирует подачу воздуха в прижимные прокладки. В области между демпфирующим компонентом и носком стопы верхняя и нижняя части образуют пружинящую секцию, которая при ходьбе изгибается и сжимается. Во время ходьбы протез стопы соприкасается с землей, начиная с пяточной пружины. При этом демпфирующий компонент действует как демпфер и как точка вращения при переходе от опоры на пятку к опоре на носок. При опоре на пятку, в результате реакции земли, создается натяжение в вертикальном направлении, что приводит к появлению в демпфирующем компоненте крутящего момента. Как следствие, передний отдел стопы, т.е. область между демпфирующим компонентом и носком, подвергается растяжению и расширяется, так что в этом отделе верхняя часть отходит от нижней части, что соответствует ее изгибанию вверх. В результате происходит запасание энергии. Эта энергия освобождается, когда передний отдел стопы вступает в контакт с землей, т.е. когда носок стопы опускается, облегчая тем самым движение вперед. При переходе в раннюю фазу опорной стадии вектор реакции опоры мигрирует в положение перед демпфирующим компонентом. Это создает в демпфирующем компоненте крутящий момент, приложенный к точке вращения и стремящийся прижать одну к другой нижнюю и верхнюю области переднего отдела стопы. Другими словами, в результате переноса веса расширившаяся ранее полость между верхней и нижней частями снова уменьшается. Крутящий момент возрастает в процессе переката, поскольку вектор реакции опоры мигрирует еще дальше вперед. В результате противолежащие области верхней и нижней частей, которые были ранее разведены за счет натяжения, стремятся сблизиться. Этому сближению противодействуют нажимные прокладки, подача воздуха в которые из резервуара под воздействием пяточной пружины приводит к повышению жесткости пружины, образованной верхней и нижней частями в области между демпфирующим компонентом и носком. В результате на данной стадии ходьбы существенно увеличивается сопротивление любой упругой деформации стопы.

Использование пяточной пружины, кинематически связанного с ней резервуара для воздуха и прижимных прокладок, связанных воздушным каналом с резервуаром, существенно усложняет конструкцию протеза и настройку жесткости пружины, образованной верхней и нижней частями. Кроме того, наличие сложной системы настройки жесткости приводит к снижению надежности протеза.

Раскрытие изобретения

В связи с изложенным, проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании конструктивно простого и надежного протеза стопы, позволяющего настраивать его твердость несложным и удобным образом.

Для решения этой проблемы применительно к протезу стопы описанного типа согласно изобретению предлагается ввести между верхней и нижней частями, в область между демпфирующим компонентом (соединяющим верхнюю и нижнюю части в пяточном отделе протеза) и носком стопы, по меньшей мере один компонент-заполнитель, повышающий жесткость на изгиб верхней и нижней частей, сопрягающихся при ходьбе через указанный компонент путем фрикционного связывания верхней части с нижней частью после достижения определенной фазы ходьбы.

Таким образом, протез стопы согласно изобретению характеризуется тем, что в область между демпфирующим компонентом и носком стопы, т.е. в полость, образованную в этой области между верхней и нижней частями, введен компонент-заполнитель. В зависимости от конструкции компонента-заполнителя при ходьбе он находится в контакте то с одной, то с обеими противолежащими поверхностями верхней и нижней частей. Это приводит к изменениям в процессе контактирования (сопряжения) верхней и нижней частей, которые согласно изобретению сопрягаются через компонент-заполнитель. При ходьбе движение верхней части относительно нижней части встречает сопротивление со стороны компонента-заполнителя, в который какое-то время упираются обе эти части, и это повышает жесткость пружинящей секции, образованной верхней и нижней частями в области между демпфирующим компонентом и носком. Таким образом, сопряжение, увеличивающее жесткость, возникает при движении в процессе ходьбы не только тогда, когда верхняя часть вступает в контакт с нижней частью, но и намного раньше, когда возникает поверхностный контакт через компонент-заполнитель. Благодаря тому, что этот компонент помещен в область между верхней и нижней частями, поверхностный контакт неизбежно возникает намного раньше, чем в протезе стопы без введенного компонента-заполнителя. Как результат, жесткость на изгиб проявляется намного раньше, причем в индивидуально подбираемый момент.

Наличие контакта приводит также к изменению в начальном взаимном смещении верхней и нижней частей, которое начинается, самое позднее, при поднятии стопы или нажатии на нее. При этом обе части слегка сдвигаются одна относительно другой. Такое движение встречает сопротивление через элемент-заполнитель, причем это сопротивление также создает эффект повышения жесткости. Встраивание компонента-заполнителя означает также, что отпадает необходимость обеспечения полного соответствия верхней и нижней частей. Действительно, повышение сопротивления, и, следовательно, твердости протеза имеет место уже тогда, когда верхняя часть подходит настолько близко к нижней части, что возникает контакт с компонентом-заполнителем. После этого, как следствие поверхностного контакта, сжатие становится возможным только при преодолении повышенного сопротивления, с обеспечением взаимного смещения верхней и нижней частей.

При использовании компонента-заполнителя, интегрированного согласно изобретению между верхней и нижней областями переднего отдела стопы, т.е. между верхней и нижней частями протеза, появляется возможность индивидуальной настройки той фазы шагового цикла, в которой начинается сверхпропорциональное увеличение твердости переднего отдела стопы. Как следствие, техник-ортопед может провести индивидуальную адаптацию протеза стопы, чтобы сделать его удобным для носителя, насколько это возможно. Разумеется, индивидуальная адаптация может проводиться с учетом ситуации применения протеза (протез стопы для медленной ходьбы, протез стопы для занятий спортом).

Сам компонент-заполнитель предпочтительно является планарным компонентом по меньшей мере с одной адгезивной контактной поверхностью, причем возможны различные варианты его установки между верхней и нижней частями.

Согласно первому варианту изобретения компонент-заполнитель может быть жестко прикреплен, например приклеен, к верхней или нижней части. В этом варианте компонент-заполнитель жестко закрепляется техником-ортопедом согласно конкретному выбору индивидуального носителя с соответствующей адаптацией (если она необходима). При ходьбе данный компонент вступает в контакт с противолежащей частью, тем самым создавая сопротивление. Так, если компонент-заполнитель является, например, удлиненной планарной деталью, изготовленной из достаточно упругого пластика-эластомера, и приклеен к нижней части протеза, при ходьбе он вступает в контакт с верхней частью. Подгонка компонента-заполнителя техником-ортопедом означает, что поведение протеза в целом и его пружинящей секции может быть настроено в соответствии с индивидуальными требованиями носителя протеза.

В одной модификации компонент-заполнитель разъемно связан с верхней частью, с нижней частью или с демпфирующим компонентом. Такая альтернатива жесткому креплению приклеиванием дает технику-ортопеду или носителю особое преимущество, позволяя убрать компонент-заполнитель, когда это необходимо, или заменить его другим компонентом-заполнителем. Таким образом, обеспечивается очень высокая степень гибкости индивидуальной настройки демпфирующих свойств или твердости конструкции протеза стопы, поскольку изменение параметров протеза можно производить так и тогда, как и когда это требуется, убирая компонент-заполнитель или заменяя его другим, более мягким/более твердым или более коротким/более длинным компонентом. Базовый выбор и индивидуальная подгонка компонента-заполнителя и, таким образом, настройка протеза в целом выполняются техником-ортопедом, а преимуществом заменяемости может пользоваться носитель.

Предпочтительное развитие этой модификации со съемным компонентом-заполнителем предусматривает наличие первого соединительного элемента на демпфирующем компоненте, а второго соединительного элемента, взаимодополнительного по отношению к первому элементу, - на компоненте-заполнителе, причем эти соединительные элементы способны формировать разъемное соединение. Согласно этому варианту компонент-заполнитель предпочтительно фиксируется на демпфирующем компоненте, что обеспечивается рассоединяемым сопряжением взаимодополнительных соединительных элементов, имеющихся на демпфирующем компоненте и на компоненте-заполнителе.

Надежная фиксация обеспечивается, например, если первый соединительный элемент представляет собой вырез, открытый в направлении носка стопы и снабженный скосами и находящимся внутри него удлиненным фиксирующим выступом, а второй соединительный элемент представляет собой захват, профиль которого является дополнительным по отношению к профилю выреза и фиксирующего выступа и который охватывает фиксирующий выступ.Вырезу на демпфирующем компоненте легко придать достаточную глубину, поскольку этот компонент имеет определенную длину в горизонтальном направлении. Использование взаимодополнительных профилей выреза с фиксирующим выступом (например имеющим круглое поперечное сечение) и захвата обеспечивает надежное соединение по плотной посадке.

Поскольку полость между верхней и нижней частями является относительно небольшой (расстояние между частями составляет, например, 0,5-2 см), предпочтительным является вариант, в котором второй соединительный элемент (имеющийся на компоненте-заполнителе) вводится (вталкивается) сбоку в первый соединительный элемент. Для этого нужно с усилием ввести компонент-заполнитель в боковом направлении между верхней и нижней частями. Чтобы предотвратить выскальзывание компонента-заполнителя из протеза в боковом направлении, предлагается модификация, в которой на первом и втором соединительных элементах имеются замковые (фиксирующие) элементы, например типа канавка-выступ, взаимодействующие во введенном положении. Такое выполнение позволяет надежно зафиксировать компонент-заполнитель в поперечном направлении.

В качестве альтернативы описанной конструкции с двумя соединительными элементами в виде взаимодополнительных структур, входящих одна в другую, предлагается вариант изобретения, в котором первый соединительный элемент выполнен на демпфирующем компоненте, а второй - на компоненте-заполнителе, причем эти элементы имеют вид отверстий, которые при установленном компоненте-заполнителе образуют канал для введения в него, предпочтительно со стороны верхней и нижней частей, фиксирующего штифта или винта, ввинчиваемого в резьбовой участок, выполненный для этого на демпфирующем компоненте. Например, демпфирующий компонент в этом случае также может иметь вырез, который, однако, в этом случае не снабжен скосами или иными фасонными элементами, а имеет в сечении простую прямоугольную форму или выполнен открытым с передней стороны. Отверстие сверлится сверху. Соответствующее отверстие, которое должно располагаться конгруэнтно первому отверстию, выполняется в компоненте-заполнителе, который и в этом варианте может вталкиваться сбоку. Когда отверстия расположены конгруэнтно, в них сверху, через верхнюю часть, может быть введен штифт, фиксирующий компонент-заполнитель в демпфирующем компоненте. С этой целью можно использовать и винт, введя для этого в демпфирующий компонент шайбу с внутренней резьбой, по которой может быть ввинчен винт. Такое выполнение также обеспечивает надежное закрепление и легкое освобождение компонента-заполнителя носителем. Деформируемость верхней и нижней частей не должна ухудшаться за счет фиксирующего элемента, например винта. Поэтому данный винт служит только для соединения демпфирующего компонента и компонента-заполнителя, т.е. он не опирается на верхнюю часть.

Хотя достаточно выполнить соединительный элемент только на одном продольном конце компонента-заполнителя, можно, разумеется, применить компонент-заполнитель с соединительным элементом на каждом его продольном конце, так что этот компонент можно будет использовать, поворачивая его на 180°. Этот вариант особенно эффективен, когда (как это будет описано далее) компонент-заполнитель изготовлен из материалов с различной твердостью или содержит участки, имеющие различную твердость по шкале Шора.

В предпочтительном варианте изобретения в каждой из верхней и нижней частей выполнена, начиная от носка стопы, продольная прорезь с формированием двух смежных продольных участков. Таким образом, эта продольная прорезь позволяет сформировать две смежные пружинящие секции, испытывающие при ходьбе различную нагрузку в результате совершаемого носителем движения пронации или супинации. Если компонент-заполнитель заходит в зону прорези, т.е. располагается в соответствующей области стопы, это означает, что за счет влияния компонента-заполнителя можно добиться изменения также в движении пронации или супинации.

Ширина компонента-заполнителя, в основном, соответствует ширине верхней и нижней частей, хотя по меньшей мере на некоторых участках ширина компонента-заполнителя может быть уменьшена по сравнению с шириной этих частей.

Если протез стопы имеет продольную прорезь, т.е. содержит пружинящие секции, образованные двумя смежными продольными участками, особенно эффективной модификацией изобретения является та, в которой ширина компонента-заполнителя, по меньшей мере в области, в которой он находится между двумя расположенными друг над другом продольными участками верхней и нижней частей, равна ширине только одного продольного участка. Другими словами, компоненту-заполнителю приданы такие размеры, что он заходит только в область правой или левой пружинящей секции, т.е в область пары правых или пары левых продольных участков. Следовательно, влияние компонента-заполнителя проявляется только в этой области. В результате обеспечивается возможность локально и индивидуально влиять посредством компонента-заполнителя, в зависимости от характеристик естественной походки, только на правую или только на левую пружинящую секцию и, соответственно, на движение пронации или супинации. Еще одно преимущество протеза стопы согласно изобретению, т.е. с продольной прорезью и с возможностью индивидуального выбора стороны, на которую оказывается воздействие, связано с тем, что тот же самый протез можно носить и на правой ноге, и на левой ноге. Благодаря возможности интегрирования в протез компонента-заполнителя, который может оказывать влияние только на часть или на некоторые части в поперечном направлении, можно подбирать твердость в соответствии с конкретной ситуацией, которая возникает, когда протез носится на левой или на правой ноге. Таким образом, посредством компонента-заполнителя можно настраивать твердость или жесткость, или демпфирование в поперечном направлении, т.е. в направлении внутрь-наружу. Поэтому при ходьбе линия нагрузки "мигрирует" с одной стороны на другую сторону в результате того, что компонент-заполнитель влияет только локально.

Чтобы дополнительно повысить варьируемость свойств протеза стопы согласно изобретению, компонент-заполнитель может быть изготовлен из нескольких материалов с различными значениями твердости по шкале Шора или, если он изготовлен из единственного материала, он может иметь части с различными значениями твердости по шкале Шора. Таким образом, компоненту-заполнителю можно придать различные локальные значения твердости или упругости использованием либо материалов различных типов (с различными значениями твердости по шкале Шора), либо единственного материала, имеющего, однако, локальные различия. Разумеется, можно обеспечить и доступность взаимозаменяемых компонентов-заполнителей с различными значениями твердости по шкале Шора.

Участки, выполненные из различных материалов или имеющие различные значения твердости по шкале Шора, могут быть расположены смежно в поперечном или продольном направлении. Таким образом, участки с различной твердостью могут лежать друг за другом в продольном направлении; однако, такое варьирование возможно и в поперечном направлении. Это приведет к соответствующему (зависящему от конструкции протеза) варьированию твердости в области переднего отдела стопы.

Альтернативно или в дополнение к использованию материалов с различными значениями твердости или конструированию областей, различающихся по твердости, можно также использовать компонент-заполнитель, толщина которого варьирует по длине и/или ширине. Например, он может быть выполнен более толстым на краях, чем в середине или наоборот, причем области утолщений, например волнообразной формы, могут быть расположены последовательно в продольном направлении. Посредством таких изменений по толщине можно обеспечить варьирование площадей участков локального контакта в зависимости от нагрузки или развития шагового цикла. Например, если волнистые утолщения расположены последовательно в продольном направлении, пики таких утолщений первыми входят в контакт с соответствующими поверхностями верхней и нижней частей в процессе постановки протеза на землю или движения переката. Однако при дальнейшем развитии движения эти пики все более сжимаются, поверхности контакта расширяются, так что сопротивление повышается.

Компонент-заполнитель выполнен, как сплошной компонент, изготовленный из упругого пластика. Можно также применить и упругий пенопласт, т.е. выполнить компонент-заполнитель как компонент, изготовленный из пенопласта. Однако допустимо использование и несжимаемого компонента-заполнителя.

Может быть использован любой пластик, обладающий желательной упругостью или твердостью по шкале Шора и имеющий достаточный коэффициент трения или степень адгезии, чтобы гарантировать возрастание сопротивления. Это обусловлено тем, что адгезионные свойства компонента-заполнителя по отношению к поверхностям верхней и нижней частей также влияют на повышение сопротивления.

Верхняя и нижняя части предпочтительно выполнены заодно одна с другой. Если протез стопы изготовлен из углеволоконного ламината, то такой протез представляет собой цельный углеволоконный компонент, который имеет петлеобразную форму и в котором нижняя часть переходит в области носка стопы в верхнюю часть. В качестве альтернативы, верхняя и нижняя части могут быть соединены одна с другой в области носка с помощью соединительного средства. Можно, например, прикрепить обе части одна к другой посредством винтового соединения. Если же протез сконструирован имеющим продольную прорезь, каждая пружинящая секция имеет свое, отдельное соединительное средство для соединения верхней и нижней частей.

Как было описано выше, носитель может подбирать твердость протеза стопы по своему желанию. Если компонент-заполнитель выполнен из упругого пластика, легко придать компоненту-заполнителю желательную форму, вырезая его согласно заданным размерам. Таким образом, техник-ортопед или реальный носитель может задать желательную (в том числе асимметричную) геометрию компонента-заполнителя. Можно также варьировать его длину. В этом случае желательно разметить по длине (т.е. снабдить соответствующими метками) по меньшей мере одну сторону компонента-заполнителя. Такие метки обеспечат носителя релевантной информацией, например в отношении того, как далеко компонент-заполнитель будет заходить в передний отдел стопы. Кроме того, это облегчит подгонку компонента-заполнителя к протезам стопы, имеющим различные длины.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества, особенности и детали изобретения станут понятны из нижеследующего описания приводимых в качестве примера вариантов, рассматриваемых со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 в перспективном изображении представлен протез стопы согласно изобретению.

На фиг.2 протез стопы по фиг.1 показан на виде сбоку.

На фиг.3 протез стопы по фиг.1 показан на виде в плане.

На фиг.4 подробно иллюстрируются демпфирующий компонент и компонент-заполнитель в разделенном состоянии.

На фиг.5 в увеличенном масштабе, в сечении иллюстрируется соединение демпфирующего компонента с компонентом-заполнителем.

На фиг.6 представлен второй вариант компонента-заполнителя.

На фиг.7 представлен третий вариант компонента-заполнителя.

На фиг.8 представлен четвертый вариант компонента-заполнителя

На фиг.9 схематично иллюстрируется второй способ прикрепления компонента-заполнителя к демпфирующему компоненту.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлен протез 1 стопы согласно изобретению. Он выполнен из цельного компонента 2, изготовленного из углеволоконного ламината и имеющего верхнюю часть 3 и расположенную под ней нижнюю часть 4, которые переходят одна в другую в области носка 5 стопы. На верхнем конце 6, в направлении которого изгибается верхняя часть 3, находится крепежное средство 7 для присоединения протеза стопы к держателю этого протеза. При ходьбе нижняя часть 4 опирается на землю, причем ее задний конец 8 образует пяточный отдел.

В области заднего конца 8, т.е. в пяточном отделе, верхняя и нижняя части 3, 4 соединены одна с другой через демпфирующий компонент 9. Этот компонент 9 изготовлен из упругого материала, предпочтительно из резины или пластика, и жестко прикреплен, предпочтительно приклеен, к верхней и нижней частям 3, 4.

Как показано на фиг.1 и 3, верхняя и нижняя части 3, 4 на отрезке своей длины разделены продольной прорезью 10. В результате образуются две пружинящие секции 11а, 11b, каждая из которых состоит из двух продольных участков верхней и нижней частей 3, 4, т.е. из продольных участков 12а, 12b верхней части 3 и продольных участков 13а, 13b нижней части 4. Таким образом, пружинящие секции На, 11b могут двигаться отдельно одна от другой и сжиматься отдельно одна от другой.

Как лучше всего видно на фиг.2, между верхней и нижней частями 3, 4 образовано полое пространство 14, в которое согласно изобретению введен компонент-заполнитель 15. Этот компонент-заполнитель сконструирован, как планарный, удлиненный компонент в форме язычка. На одном своем конце он прикреплен к демпфирующему компоненту 9, как это будет подробно описано далее. Он может располагаться на отрезке от демпфирующего компонента 9 до носка 5, например, занимая примерно 2/3 длины полого пространства, причем его размеры выбираются такими, что по ширине он, по существу, соответствует верхней и нижней частям 3, 4, которые имеют одинаковую ширину.

Функция данного компонента состоит в том, что при ходьбе, т.е. в процессе движения, начиная с опускания на землю пяточного отдела 8 нижней части 4 и до завершающей части шага, когда носитель переносит свой вес на носок 5, этот компонент временно, после достижения определенной фазы ходьбы, фрикционно связывает верхнюю часть 3 с нижней частью 4, так что верхняя и нижняя части 3, 4 оказываются соединенными одна с другой через компонент-заполнитель 15. В процессе ходьбы происходит относительное перемещение верхней и нижней частей 3, 4, которое начинается под действием нагрузки на протез 1 со стороны веса его носителя, особенно когда передний отдел 28 стопы опускается на землю и носитель начинает перекат на носок 5, перенося на него свой вес. В этом процессе верхняя и нижняя части 3, 4, которые сначала, пока земли касается пяточный отдел 8, находятся в натянутом состоянии и отделены одна от другой в результате упругости материала протеза, движутся навстречу одна другой. Соответственно, уменьшается высота полого пространства 14. Начиная с определенного момента, внутренние поверхности верхней и нижней частей 3, 4 оказывают давление на компонент-заполнитель 15, который, благодаря выбору соответствующего материала, имеет достаточный коэффициент трения и за счет этого обеспечивает хорошее сопряжение с прилегающей поверхностью. При продолжении движения верхняя и нижняя части 3, 4 больше не могут свободно двигаться одна относительно другой как во встречном направлении, так и в отношении взаимного продольного смещения (которое является сравнительно небольшим). Действительно, такие движения демпфируются компонентом-заполнителем 15, который, за счет сопряжения поверхностей, создает увеличенное сопротивление этому движению. В результате соответствующая часть переднего отдела 28 стопы, т.е. пружинящая секция, становится в целом более твердой, иначе говоря, не столь легко деформируемой, поскольку наличие компонента-заполнителя 15 и сопряжение поверхностей препятствует каким-либо движениям изгиба в этой области. Соответственно, при ходьбе протез 1 стопы по сравнению с протезом без встроенного компонента-заполнителя 15 уже не является "мягким" или упругим.

Компонент-заполнитель 15 разъемно прикреплен к демпфирующему компоненту 9, т.е. он может устанавливаться и удаляться по желанию носителя протеза. С этой целью на демпфирующем компоненте 9 имеется первый соединительный элемент 16, представляющий собой вырез 17, на заднем конце которого сформирован удлиненный фиксирующий выступ 18, имеющий круглое поперечное сечение и скосы с обеих сторон.

Второй соединительный элемент 19, сформированный на заднем конце компонента-заполнителя 15, имеет профиль, взаимно дополнительный по отношению к вырезу 17 и фиксирующему выступу 18. Данный элемент снабжен канавкой 20, соответствующей по форме выступу 18 и имеющей на обеих сторонах клещевидные выступы 21, соответствующие по форме участкам выреза, окружающим выступ 18. Таким образом, второй соединительный элемент сконструирован как захват.

При сборке компонент-заполнитель 15 проталкивается сбоку в вырез 17, имеющийся в демпфирующем компоненте 9. Как показано в увеличенном масштабе на фиг.5, два соединительных элемента 16, 19 в собранном состоянии плотно входят друг в друга. Описанное выполнение фиксирующего выступа 18 на демпфирующем компоненте 9 и захвата на компоненте-заполнителе 15 гарантирует, что когда пятка ставится на землю, т.е. когда усилие прикладывается позади демпфирующего компонента 9, он не раскрывается, так что соединение не ослабляется. Даже если передняя часть выреза 17 слегка раскроется, зона, в которой находится захват, не может раскрыться. Это означает, что надежная фиксация обеспечивается постоянно, независимо от текущей фазы ходьбы.

На фиг.6 схематично показан другой вариант компонента-заполнителя 15. Этот вариант выполнен асимметричным. На своем заднем конце, на котором имеется второй соединительный элемент 19 (не изображен), данный компонент зафиксирован в демпфирующем компоненте 9 (на фиг.6 не изображен) таким же образом, как на фиг.4. Своей широкой частью 15а компонент-заполнитель заходит в область переднего отдела 28 стопы, в которой верхняя и нижняя части 3, 4 наложены одна на другую. Ширина широкой части 15а, по существу, соответствует ширине верхней и нижней частей 3, 4. При этом широкая часть 15а доходит до конца продольной прорези 10, выполненной в компоненте 2 из углеволоконного ламината (на фиг.5 она показана штриховой линией). К части 15а примыкает удлиненная часть 15b, имеющая намного меньшую ширину, которая, по существу, соответствует ширине каждого из двух продольных участков 12b, 13b, расположенных друг над другом, т.е. ширине пружинящей секции 11b (см. фиг.1). Таким образом, в этом варианте влияние компонента-заполнителя 15 распространяется на способность к изгибу области правой пружинящей секции 11b, которая, в результате сопряжения продольных участков 12b, 13b через компонент-заполнитель 15 (через его часть 15b), становится более твердой по сравнению с пружинящей секцией На, в которую не заходит никакая часть компонента-заполнителя 15. Поэтому секция На становится более мягкой по сравнению с секцией 11b. Такое выполнение, в зависимости от типа походки, позволяет оказать влияние на пронацию или супинацию, в контексте которых пружинящие секции На, 11b оказываются нагруженными асимметрично как следствие вращения стопы. Разумеется, можно придать компоненту-заполнителю 15 такую конструкцию, в которой его удлиненная часть 15b находится на другой стороне, т.е. заходит в область пружинящей секции На и влияет именно на нее, а не на пружинящую секцию 11b. Соответственно, можно варьировать характеристику нагрузки относительно продольной оси стопы, вводя компонент-заполнитель 15 между обеими пружинящими секциями На, 11b или в область одной из них. Выбор варианта может определяться носителем протеза в зависимости от того, какой из них представляется более удобным.

На фиг.7 представлен третий вариант компонента-заполнителя 15, второй соединительный элемент 19 которого также выполнен аналогично варианту по фиг.4. Ширина данного компонента постоянна по его длине, но он содержит две части, 22а и 22b (дифференцированные различной штриховкой), имеющие различную твердость. Например, более твердой является часть 22b (материал этой части имеет более высокую твердость по шкале Шора, чем материал другой части). Такого соотношения можно добиться, например, изготовлением частей 22а, 22b из различных пластиков, которые могут легко использоваться в процессе совместного литья под давлением. Однако представляется возможным использовать для обеих частей один и тот же пластик, но варьировать его локальную твердость по шкале Шора с помощью подходящих добавок. В каждом из этих вариантов можно подобрать характеристики упругости одной пружинящей секции На, 11b таким образом, чтобы они отличались от характеристик другой пружинящей секции. Ширина части 22b соответствует ширине одной из пружинящих секций 11а, 11b (в изображенном примере этой секцией будет пружинящая секция 11b). При этом ширина смежного узкого участка части 22а соответствует ширине пружинящей секции 11а. В этом случае пружинящую секцию 11b следует рассматривать как обладающую большей твердостью, чем пружинящая секция 11а.

Поскольку второй соединительный элемент 19 имеет симметричную конструкцию, компонент-заполнитель 15 можно использовать, повернув его на 180°. Это означает, что носитель протеза может поместить часть 22b, которая в данном примере является более твердой, в пружинящую секцию На, а более мягкую часть 22а - в пружинящую секцию 11b.

Хотя это и не представлено на чертежах, части 22а, 22b также могут быть отделены одна от другой продольной прорезью, которая может быть расположена конгруэнтно продольной прорези 10 протеза.

При этом возможность выполнения компонента-заполнителя 15 во всех рассмотренных вариантах из упругого материала позволяет технику-ортопеду или носителю протеза, когда это необходимо, вырезать компонент-заполнитель ножницами или аналогичным инструментом точно по размеру. Например, однородному компоненту-заполнителю 15 типа показанного на фиг.4 можно легко придать форму компонента-заполнителя по фиг.6. Можно также получить компонент-заполнитель по фиг.7, выполняя частичный вырез, с удалением части 22а или 22b, если это создает большие удобства.

На фиг.8 показан, на виде сбоку, следующий вариант компонента-заполнителя 15, который также снабжен вторым соединительным элементом 19, но которому, вместо плоского профиля, придан волнистый профиль 23. В результате его выступающие участки первыми приходят в контакт с поверхностями верхней и нижней частей 3, 4. При дальнейшем приближении верхней части 3 к нижней части 4 выступающие участки сжимаются, контактная поверхность увеличивается и сопротивление, обусловленное трением, возрастает более резко. Данный вариант также обеспечивает возможность варьирования твердости протеза. Вместо волнистого профиля, можно рассмотреть также возможность зигзагообразного профиля.

На фиг.9 представлен, на частичном виде сбоку, еще один вариант протеза 1 стопы, в котором компонент-заполнитель 15 закреплен иначе, чем это было описано выше. В демпфирующем компоненте 9 выполнено, по существу, вертикальное отверстие 24, в котором, например на его нижнем конце, установлена резьбовая шайба 25. На заднем конце компонента-заполнителя 15, которым он вводится в вырез 17, также выполнено отверстие 26, не имеющее какой-либо фигурной формы и, в собранном протезе, совмещенное с отверстием 24 в демпфирующем компоненте 9. Крепежный винт 27 вводится сверху, т.е. со стороны верхней части 3, и ввинчивается в резьбовую шайбу 25. Головка винта опирается на демпфирующий компонент 9, и верхняя часть 3 не связана с винтом. Данный вариант также обеспечивает надежное закрепление компонента-заполнителя 15, причем фиксация в поперечном направлении также обеспечивается винтом 27. В вариантах, описанных со ссылками на фиг.4-8, фиксация в поперечном направлении может быть обеспечена за счет того, что в области сопряжения первого и второго соединительных элементов 16, 19 взаимодействующие фиксирующие элементы, например узкая канавка или углубление и соответственно спрофилированный выступ, замыкаются друг с другом только при правильном положении собираемых компонентов, обеспечивая тем самым требуемую фиксацию в поперечном направлении.

Хотя на фиг.1 компонент 2 протеза представлен цельным, разумеется, можно выполнить верхнюю и нижнюю части 3, 4 в качестве отдельных компонентов. В этом случае данные компоненты будут соответствующим образом соединены друг с другом в области носка 5, например посредством винтового соединения. Возможность использования компонента-заполнителя 15 обеспечивается и в этом варианте. Если в данном варианте также имеется продольная прорезь для формирования двух отдельных и смежных пружинящих секций, концы этих секций должны быть соединены в области носка 5 стопы соответствующими соединительными средствами.

Изобретение представляет собой протез стопы, содержащий верхнюю часть и нижнюю часть, которая при ходьбе ставится на землю, и упругий демпфирующий компонент, находящийся в пяточном отделе, причем верхняя и нижняя части, образующие пружинящие секции, расположены одна над другой и в переднем отделе стопы отделены одна от другой, а между верхней и нижней частями введен по меньшей мере один компонент-заполнитель, выполненный с возможностью вступать в контакт с одной или с обеими противолежащими поверхностями верхней и нижней частей с повышением жесткости на изгиб верхней и нижней частей при контакте с обеими указанными поверхностями. Устройство позволяет увеличить надежность, улучшить возможности индивидуальной подгонки. 21 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Протез стопы, содержащий верхнюю часть и нижнюю часть, которая при ходьбе ставится на землю, и упругий демпфирующий компонент, находящийся в пяточном отделе, причем верхняя и нижняя части, образующие пружинящие секции, расположены одна над другой и в переднем отделе стопы отделены одна от другой, а между верхней и нижней частями введен по меньшей мере один компонент-заполнитель, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части соединены одна с другой через упругий демпфирующий компонент, а по меньшей мере один компонент-заполнитель выполнен с возможностью вступать в контакт с одной или с обеими противолежащими поверхностями верхней и нижней частей с повышением жесткости на изгиб верхней и нижней частей при контакте с обеими указанными поверхностями.

2. Протез по п.1, отличающийся тем, что компонент-заполнитель является планарным компонентом, имеющим по меньшей мере одну адгезивную контактную поверхность.

3. Протез по п.1, отличающийся тем, что компонент-заполнитель жестко прикреплен к верхней части или к нижней части и при ходьбе вступает в контакт с нижней частью или с верхней частью, создавая тем самым сопротивление ходьбе.

4. Протез по п.3, отличающийся тем, что компонент-заполнитель приклеен к верхней части или к нижней части.

5. Протез по п.1, отличающийся тем, что компонент-заполнитель разъемно связан с верхней частью, с нижней частью или с демпфирующим компонентом.

6. Протез по п.5, отличающийся тем, что на демпфирующем компоненте имеется первый соединительный элемент, а на компоненте-заполнителе - второй соединительный элемент, взаимодополнительный по отношению к первому соединительному элементу, так что указанные соединительные элементы способны формировать разъемное соединение.

7. Протез по п.6, отличающийся тем, что первый соединительный элемент представляет собой вырез, открытый в направлении носка стопы и снабженный скосами и находящимся внутри него удлиненным фиксирующим выступом, а второй соединительный элемент представляет собой захват, профиль которого является дополнительным по отношению к профилям выреза и фиксирующего выступа и который охватывает фиксирующий выступ.

8. Протез по п.7, отличающийся тем, что компонент-заполнитель выполнен с возможностью его ввода в протез сбоку, при этом второй соединительный элемент входит в первый соединительный элемент.

9. Протез по п.7, отличающийся тем, что фиксирующие элементы, имеющиеся на первом и втором соединительных элементах, выполнены с возможностью взаимодействия во введенном положении с предотвращением поперечного смещения.

10. Протез по п.5, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен на демпфирующем компоненте, а второй соединительный элемент - на компоненте-заполнителе, при этом соединительные элементы выполнены как отверстия, образующие при установленном компоненте-заполнителе канал для введения в него предпочтительно со стороны верхней и нижней частей фиксирующего штифта или винта, ввинчиваемого в резьбовой участок, выполненный для этого на демпфирующем компоненте.

11. Протез стопы по п.5, отличающийся тем, что компонент-заполнитель содержит второй соединительный элемент на каждом из своих продольных концов.

12. Протез по п.1, отличающийся тем, что в каждой из верхней и нижней частей выполнена, начиная от носка стопы, продольная прорезь с формированием двух смежных продольных участков.

13. Протез по п.1, отличающийся тем, что ширина компонента-заполнителя соответствует ширине верхней и нижней частей или по меньшей мере на некоторых участках ширина компонента-заполнителя меньше ширины верхней и нижней частей.

14. Протез по п.12, отличающийся тем, что компонент-заполнитель по меньшей мере в своей части, которая расположена между расположенными друг над другом продольными участками снабженных прорезью верхней и нижней частей, имеет ширину, соответствующую ширине только одного из продольных участков.

15. Протез по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью использования компонентов-заполнителей с различными значениями твердости по шкале Шора.

16. Протез по п.1, отличающийся тем, что компонент-заполнитель изготовлен из материалов, имеющих различные значения твердости по шкале Шора или его части имеют различные значения твердости по шкале Шора.

17. Протез по п.16, отличающийся тем, что части, изготовленные из различных материалов или имеющие различные значения твердости по шкале Шора, расположены смежно в поперечном или продольном направлении.

18. Протез по п.1, отличающийся тем, что компонент-заполнитель имеет толщину, изменяющуюся по его длине и/или ширине.

19. Протез по п.1, отличающийся тем, что компонент-заполнитель выполнен как сплошной компонент, изготовленный из упругого пластика, или как пористый компонент, изготовленный из упругого пенопласта.

20. Протез по п.1, отличающийся тем, что его верхняя и нижняя части выполнены заодно одна с другой.

21. Протез по п.1, отличающийся тем, что его верхняя и нижняя части соединены одна с другой в области носка стопы с помощью соединительного средства.

22. Протез по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна сторона компонента-заполнителя размечена по длине.