ВСТАВНОЙ УЗЕЛ СТОПЫ ПРОТЕЗА Российский патент 2023 года по МПК A61F2/66 A61F2/68 

Изобретение относится к вставному узлу стопы протеза, включающему в себя проксимальное крепежное устройство для фиксации вставного узла стопы протеза на проксимальном компоненте, расположенный дистально относительно крепежного устройства и соединенный с крепежным устройством держатель, упругий элемент пятки, который расположен на держателе, и основную пружину, которая проходит в область передней части стопы и соединена с держателем.

Вставные узлы стопы протеза являются частью протезирования, например при ампутированных голенях. Вставные узлы стопы протеза для достижения максимально естественного внешнего вида, а также для предоставления дальнейших функциональных возможностей могут быть снабжены покрытием или протезной косметикой, которая может быть выполнена из пластика. Вставные узлы стопы протеза могут быть закреплены на голеностопном шарнире или без шарнира на трубе голени или ножке голени. Крепежное устройство выполнено, как правило, в виде так называемого пирамидального адаптера, при помощи которого может устанавливаться и фиксироваться множество настроек и ориентаций вставного узла стопы протеза относительно проксимального компонента, то есть трубы голени, ножки протеза или голеностопного шарнира. Крепежное устройство закреплено на держателе, на котором в свою очередь может быть расположена распространяющаяся в направлении передней части стопы пружина, например предплюсневая пружина или вершинная пружина. Для того чтобы демпфировать толчок при опирании пяткой, предусмотрен упругий элемент пятки, который закреплен на держателе, при необходимости с включением промежуточных элементов. Примеры вставного узла протеза описаны в EP 2 420 212 A1, EP 1 976 463 A1, US 2005/0038525 A1 или EP 2 688 522 B1.

Проблемами у вставных узлов стопы протеза из уровня техники являются необходимое при случае установочное пространство, неудовлетворительный характер оседания, неравномерный характер перекатывания и затруднения при компенсации неровностей. Кроме того, необходимы частично сложные формы, которые увеличивают производственные расходы и создают затруднения в отношении оптимальной эксплуатации материала.

Исходя из этого, задачей данного изобретения является предоставление вставного узла стопы протеза, который при малом установочном пространстве делает возможным оптимальное использование материалов при простой конструкции.

Согласно изобретению эта задача решается с помощью вставного узла стопы протеза с признаками основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения, описании, а также на чертеже.

Вставной узел стопы протеза, включающий в себя проксимальное крепежное устройство для фиксации вставного узла стопы протеза на проксимальном компоненте, расположенный дистально относительно крепежного устройства и соединенный с крепежным устройством держатель, упругий элемент пятки, который расположен, в частности закреплен, на держателе, и основную пружину, которая проходит в область передней части стопы и соединена с держателем, предусматривает, что основная пружина установлена на элементе пятки между проксимальным компонентом пятки и дистальным компонентом пятки. Держатель и крепежное устройство могут быть выполнены за одно целое или в виде отдельных компонентов зафиксированы друг на друге, например, свинчены, склеены, защелкнуты или сварены. Элемент пятки согласован с держателем, в частности привинчен, приклеен, надет, защелкнут, приварен или расположен или зафиксирован другим образом с передачей усилий и/или моментов на держателе. Элемент пятки состоит таким образом из двух частей, причем дистальный компонент пятки действует со стороны земли или дистально относительно основной пружины, в то время как верхний, проксимальный компонент пятки действует в направлении держателя. Вследствие этого возможно реализовывать последовательное соединение обоих компонентов пятки при нагружении пятки, вследствие чего оба компонента пятки начинают действовать. Вследствие этого возможно удобным образом демпфировать толчковую нагрузку при опирании пяткой. Во время полной давящей нагрузки элемента пятки при ходьбе или стоянии взаимодействуют оба компонента пятки. При нагружении передней части стопы основная пружина взаимодействует с дистальным компонентом пятки, вследствие чего возникает двойное использование и вследствие этого улучшенная эксплуатация материала. Вставной узел стопы протеза может использоваться в качестве базиса для других надстроек, таких как мехатронный шарнир, ML-адаптер, адаптер для установления высоты каблука, гидравлический шарнирный блок или тому подобное.

В варианте изобретения дистальный компонент пятки может быть выполнен неподвижным, причем проксимальный компонент пятки зафиксирован на держателе и основной пружине. Проксимальный компонент пятки зафиксирован с передачей сжимающих усилий и растягивающих усилий на держателе и основной пружине, например приклеен, приварен, нанесен опрыскиванием, прилит, аддитивно изготовлен или соединен с геометрическим замыканием, например винтами, пальцами, зажимами, байонетными замками, направляющими в виде ласточкиного хвоста, угловыми шинами или другими крепежными элементами, вследствие чего может достигаться в частности обратимая фиксация на держателе и основной пружине и заменяемость. Дистальный компонент пятки действует при этом как при нагружении передней части стопы, так и при нагружении пятки.

Предпочтительно компоненты пятки выполнены одинаковыми, так что они могут заменяться. Вследствие этого возможно обеспечение различных пружинных характеристик при нагружении передней части стопы при помощи одинаковых компонентов пятки благодаря тому, что оба компонента заменяются. Дистальный компонент пятки может быть выполнен более твердым, чем проксимальный компонент пятки, для того чтобы была возможность устанавливать различные характеры сжатия при нагружении передней части стопы и нагружении пятки. При нагружении пятки действуют оба последовательно расположенных компонента пятки, при нагружении передней части стопы действует только или главным образом дистальный компонент пятки.

В варианте осуществления изобретения основанная пружина уложена между проксимальным и дистальным компонентами пятки, предпочтительно основная пружина отделяет проксимальный компонент пятки от дистального компонента пятки. Основная пружина находится между обоими компонентами пятки и может быть выполнена с ними за одно целое или неразъемно соединена. Равным образом в усовершенствовании реализована фиксация на основной пружине или приформовка, исполнение за одно целое в аддитивном способе изготовления или другое постоянное соединение между компонентами пятки и основной пружиной. Если компоненты пятки соединены друг с другом только в направлении сжатия, существует возможность, что при нагружении передней части стопы исключительно дистальный компонент пятки взаимодействует с основной пружиной. Если оба компонента соединены с передачей как растягивающих усилий, так и сжимающих усилий с основной пружиной, например, посредством стопорения с геометрическим замыканием посредством приклеивания или тому подобного, то благодаря различным свойствам продольной деформации при растягивающей и сжимающей нагрузке может достигаться различное согласование в отношении свойств пружинного демпфера при нагружении передней части стопы и при нагружении пятки. Проксимальный компонент пятки предпочтительно прочно зафиксирован на держателе, предпочтительно разъемно, для того чтобы была возможность производить адаптацию к различным пользователям или различным условиям применения. Также дистальный компонент пятки предпочтительно с возможностью замены расположен на основной пружине или предварительно напряжен относительно основной пружины, так что дистальный компонент пятки всегда удерживается на нижней поверхности основной пружины.

Предпочтительно дистальный компонент пятки является более твердым, чем проксимальный компонент пятки, так что достигается мягкое опирание при нагружении пятки при помощи сравнительно жесткой пружины из комбинации основной пружины с дистальным компонентом пятки. Вследствие этого в области конечной фазы стояния может достигаться высокий уровень возврата энергии при одновременно высокой контролируемости движения перекатывания. Основная пружина взаимодействует при нагружении передней части стопы с дистальным компонентом пятки, при нагружении пятки действуют в первую очередь оба компонента пятки упругого элемента пятки, так что мягкая пятка достигается при стоянии и при касании пятки. Вследствие этого в частности при шарнирной стопе протеза достигается быстрое подошвенное сгибание, вследствие чего достигается повышенная устойчивость колена после полного касания стопы.

В варианте осуществления изобретения основная пружина соединена с проксимальным компонентом пятки без передачи растягивающих усилий, для того чтобы была необходимость нагружать компоненты пятки только на сжатие. Вследствие этого увеличивается срок службы компонентов пятки, которые могут быть выполнены в частности в виде вспененных элементов или из эластомера.

В варианте осуществления изобретения основная пружина выполнена в виде листовой пружины, в частности в виде прямой листовой пружины, которая расположена между обоими компонентами пятки, предпочтительно отделяет оба компонента пятки друг от друга. Исполнение в виде прямой листовой пружины имеет то преимущество, что изготовление чрезвычайно просто, в частности если основная пружина изготовлена из армированного волокном пластика. Пружины могут изготавливаться из стеклянных волокон, углеродных волокон, арамида, кевлара, дайнима и т.д. или из их комбинаций, уложенных в матрице. Основная пружина может рассчитываться сравнительно жесткой, так что увеличивается ее срок службы, так как жесткое исполнение основной пружины компенсируется дистальным компонентом пятки при нагружении передней части стопы, так что достаточная гибкость достигается также при нагружении передней части стопы.

Усовершенствование изобретения предусматривает, что держатель имеет выступающий в направлении области передней части стопы за крепежный элемент выступ, который опирается на основную пружину. Опирание не должно осуществляться непосредственно на основную пружину, могут быть также предусмотрены промежуточные элементы, один или несколько шарниров, один или несколько эластомерных элементов или тому подобное между держателем и основной пружиной. Через выступ возможно варьировать место приложения усилия. Во время ходьбы, при перекатывании или при стоянии, когда вектор усилия перемещается вперед вертикали через крепежный элемент, усилия вводятся от держателя в основную пружину. Основная пружина опирается в области передней части стопы также на землю, так что благодаря приложению усилия через выступ может вводиться изгибающая нагрузка основной пружины в области плюсны.

В усовершенствовании держатель опирается на основную пружину на двух отстоящих друг от друга в продольном распространении основной пружины точках, либо непосредственно, либо же через промежуточную пружину или промежуточную пластину или зажим, который опирается предпочтительно на двух отстоящих друг от друга точках на основную пружину. Опирание промежуточной пружины или промежуточной пластины на основную пружину может достигаться, например, при помощи двух клеевых точек или тому подобного. Если усилие вводится через две точки между компонентами пятки и передней точкой контакта или передней точкой опирания на землю, например, за счет смещения промежуточной пружины или промежуточной пластины на две точки на основной пружине, то имеет место четырехточечный изгиб, если имеется нагружение передней части стопы, вследствие чего максимальный изгибающий момент в основной пружине существенно сокращается. Промежуточная пружина выполнена в исполнении в виде прямой листовой пружины, которая установлена на двух опорных элементах на основной пружине, так что, например, при центральном введении усилия через держатель в промежуточную пружину усилие вводится на двух точках в основную пружину. В отличие от промежуточной пружины промежуточная пластина выполнена по существу прочной или жесткой на изгиб, далее говорится о промежуточной пружине, под которой следует понимать также жесткую или по существу жесткую пластину, если прямо не делается ссылка на упругие свойства.

На элементе пятки может быть закреплен направляющий элемент, который установлен на основной пружине. Направляющий элемент может быть установлен шарнирно на основной пружине, например, в передней концевой области основной пружины. Альтернативно направляющий элемент выполнен в виде прямой листовой пружины, например, из волокнистого композиционного материала. Направляющий элемент в виде листовой пружины может быть, например, со стороны подошвы и в области пальцев стопы соединен, например, свинчен, с основной пружиной, а на заднем конце он соединен с элементом пятки. Дистальный компонент пятки может быть непосредственно зафиксирован на направляющем элементе, альтернативно на направляющем элементе может быть расположен приемный элемент, при помощи которого происходит соединение дистального компонента пятки с направляющим элементом. Также при исполнении направляющего элемента в виде листовой пружины направляющий элемент не должен оказывать пружинящее действие или должен оказывать лишь незначительное пружинящее действие. Для этого предусмотрено, что направляющий элемент выполнен очень тонким, причем в смонтированном изначально состоянии за счет пружинящего действия направляющего элемента не оказывается или оказывается лишь незначительное сжимающее действие на элемент пятки. Закрепление и исполнение направляющего элемента блокируют или ограничивают медиально-латеральное движение элемента пятки во время использования вставного узла стопы протеза, так что ориентация и положение элемента пятки относительно держателя и основной пружины стабилизируются. Кроме того, направляющий элемент обеспечивает выравнивание элемента пятки относительно основной пружины и крепежного элемента, что также предпочтительно при использовании косметической оболочки стопы. Направляющий элемент допускает сжатие или расширение элемента пятки, оказываются лишь незначительные или и вовсе не оказываются возвратные усилия направляющим элементом в проксимально-дистальном направлении.

Вариант осуществления изобретения предусматривает, что элемент пятки соединен, по меньшей мере, одним зажимным элементом с держателем. Зажимной элемент может быть выполнен жестким на растяжение и гибким, также он может быть выполнен в виде эластичного и гибкого элемента, например, в виде ремня или ленты, или в виде податливого элемента или эластомерного элемента. Расположенный со стороны пятки зажимной элемент может придавать устойчивость компоненту пятки против бокового отклонения, в частности если зажимной элемент проведен медиально и латерально вдоль наружной стороны компонентов пятки. При помощи зажимного элемента может вызываться предварительное сжатие компонентов пятки или всего элемента пятки, вследствие чего достигается необходимое для балансировки в переднезаднем направлении предварительное напряжение. Зажимной элемент может быть установлен с возможностью регулировки, в частности с возможностью укорочения или удлинения, на держателе и/или элементе пятки или на расположенном на нем или согласованном с ним приемном элементе. Альтернативно предварительное напряжение может варьироваться посредством вставок или прокладок. Зажимной элемент может быть выполнен в виде замкнутой петли, в виде стержня, в виде тросового или ленточного соединения или в виде струбцины. Изменение предварительного напряжения может достигаться посредством замены петли, ленты, троса, стержня или струбцины и установки другого зажимного элемента с отличающимся периметром, отличающейся длиной или отличающимся диапазоном натяжения. На держателе может быть выполнено гнездо или паз, в который укладывается зажимной элемент. Для предотвращения непреднамеренного удаления зажимного элемента с держателя может быть расположен механический предохранитель над пазом, который может быть, например, частью крепежного элемента. Изменения предварительного напряжения могут также достигаться за счет подкладок или вставных элементов, которые расположены между зажимным элементом и элементом пятки и/или держателем. В частности, при исполнении зажимного элемента в виде ремня может за счет одной или нескольких вставок или прокладок достигаться уменьшение износа, так как предотвращается непосредственный контакт с жестким держателем. Зажимной элемент удерживает элемент пятки в ненагруженном исходном положении в сжатом положении. Если прикладывается высокая нагрузка пятки, зажимной элемент может быть закреплен без растягивающего напряжения на держателе и/или элементе пятки. Если прикладывается нагрузка передней части стопы, зажимной элемент образует контропору для основной пружины и дистального компонента пятки. При нагружении передней части стопы или при нагрузке пальцев стопы дистальный компонент пятки зажимается относительно основной пружины и нагружается усилием, так что он прижимается к пружине. Говоря о жестком на растяжение материале, речь идет о материале, который не допускает или допускает лишь незначительное растяжение, то есть обладает высокой жесткостью при растяжении. Модуль упругости больше, чем пять килоньютонов на миллиметр квадратный. Зажимной элемент может также обладать некоторой упругостью и быть выполнен в виде ленты или эластомерного элемента другой формы.

Предварительное напряжение зажимного элемента или зажимных элементов может регулироваться, в частности для того чтобы делать ощутимой разницу между ходьбой с импульсной нагрузкой и стоянием с, более вероятно, статической нагрузкой. Во время ходьбы, в частности во время толчка пятки, однако также во время движения перекатывания, должно осуществляться демпфирование с соответствующим смещением компонентов друг к другу. При стоянии пользователю должно придаваться чувство устойчивости, которое достигается за счет предварительного напряжения держателя к пружинящим элементам или компонентам. Предварительное напряжение находится предпочтительно между 5% и 60% веса тела пользователя, в частности предварительное напряжение находится предпочтительно между 5% и 40% веса тела пользователя, наиболее предпочтительно между 10% и 25% веса тела пользователя. В последнем случае предварительное напряжение держателя за счет зажимного элемента или зажимных элементов относительно элемента пятки или компонентов пятки и при необходимости пружинящего действия основной пружины или других пружинящих элементов или компонентов составляло бы при весе тела пользователя в 100 кг между 10 кг и 25 кг, что соответствует усилию между приблизительно 98,1 Н и 245,25 Н.

В варианте осуществления изобретения зажимной элемент проведен дистально относительно дистального компонента пятки, для того чтобы образовывать контропору против сжатия основной пружиной при нагружении передней части стопы. Зажимной элемент может быть закреплен дистально, например, на направляющем элементе, или проведен дистально вокруг направляющего элемента. При открытом исполнении зажимного элемента или при исполнении с двумя зажимными элементами, один из которых проведен медиально, а другой латерально относительно элемента пятки, зажимные элементы или зажимной элемент могут быть закреплены отдельно на нижней стороне или на дистальном конце дистального компонента пятки.

На дистальном компоненте пятки или на направляющем элементе может быть расположен элемент подошвы, который может образовывать контур пятки. Элемент подошвы образует дистальное окончание элемента пятки и может быть расположен дистально относительно направляющего элемента и на нем. Элемент подошвы может принимать направляющий элемент, например, в прорези или пазе. Направляющий элемент может быть зафиксирован в элементе подошвы, например, ввинчен, влит или вклеен или тому подобное или просто вставлен. Элемент подошвы может иметь дистальный контур, который адаптирован или может адаптироваться к соответствующему пользователю. Для пациентов с трансфеморальной ампутацией может быть необходим другой контур, чем для пациента с транстибиальной ампутацией. Зажимной элемент может быть для уменьшения износа впрыснут или интегрирован в элемент подошвы. Элемент подошвы не должен распространяться по всей длине вставного узла стопы протеза, предпочтительно элемент подошвы находится только в области пятки, для того чтобы не ухудшать механическое действие остальных компонентов, таких как держатель, основная пружина, промежуточная пружина или промежуточная пластина и элемент пятки. Элемент подошвы может быть приклеен или снабжен элементами геометрического замыкания и зажат или закреплен другим образом на направляющем элементе. На элементе подошвы могут быть выполнены элементы геометрического замыкания, для того чтобы принимать и механически фиксировать дистальный компонент пятки. Дистально на элементе подошвы может быть расположено гнездо или крепежный элемент, для того чтобы размещать контурный элемент на элементе подошвы, для того чтобы была возможность адаптировать контур элемента подошвы к различным пользователям. На наружной стороне элемента подошвы могут быть расположены выступы или крепежные устройства, которые делают возможным зацепление с геометрическим замыканием с выступами или поднутрениями в косметике стопы.

В варианте осуществления держатель соединен сочленением, которое может быть выполнено в виде шарнира или в виде пружины, например, в виде листовой пружины, с основной пружиной или промежуточной пружиной или промежуточной пластиной. Шарнир расположен предпочтительно по центру, то есть в средней области продольного распространения основной пружины. Шарнир или пружинный лист закреплен на держателе, который выполнен предпочтительно геометрически устойчивым. Предпочтительно шарнир зафиксирован без возможности поворота как на держателе, так и на промежуточной пружине или промежуточной пластине, или основной пружине. Благодаря шарниру или фиксации шарнира на держателе и на промежуточной пружине или промежуточной пластине, или пружине предотвращается смещение держателя относительно основной пружины. Далее благодаря пружинному листу или шарниру создаются условия для незначительного поворота или вращения во фронтальной плоскости, как это происходит при нагружении передней части стопы. При исполнении сочленения в виде пружинного листа, приложение усилия распределяется при нагружении передней части стопы на большую опорную поверхность, вследствие чего предотвращается напряжение поверхности. Вследствие этого промежуточная пружина или основная пружина защищаются от высокой давящей нагрузки, так что повышается срок службы соответствующей пружины. Кроме того, присоединение держателя через пружинный лист или шарнир обеспечивает устойчивое соединение без смещения держателя и тем самым крепежного элемента с основной пружиной. Расположение шарнира или приложение усилия через пружинный лист в области плюсны помогает оптимально использовать пружинящие свойства основной пружины и промежуточной пружины, если она имеется.

На переднем конце основной пружины может быть расположена пружина пальцев стопы или элемент пальцев стопы, вследствие чего создаются условия для адаптации к различным размерам стопы за счет простого расположения, в частности привинчивания, пружины пальцев стопы или элемента пальцев стопы на переднем конце основной пружины. Кроме того, благодаря заменяемому закреплению пружины пальцев стопы или элемента пальцев стопы на основной пружине может производиться адаптация к правому вставному узлу стопы протеза или к левому вставному узлу стопы протеза. Вследствие этого повышается количество одинаковых элементов, которые могут использоваться для правостороннего или левостороннего присоединения вставного узла стопы протеза. Таким образом, одинаковые центральные листовые пружины в качестве основной пружины, а также соответствующие элементы пятки используются как для правого, так и для левого вставного узла стопы протеза, адаптация к различным размерам стопы или правое или левое применение осуществляется благодаря пружине пальцев стопы или элементу пальцев стопы. Вместо разъемного исполнения может также иметь место неразъемное соединение, например, посредством приклеивания. “Неразъемное” означает, что с теми же компонентами повторное соединение невозможно. Кроме того, при помощи пружины пальцев стопы или элемента пальцев стопы возможно оказывать влияние на контур подошвы и регулировать управление энергией согласно максимальному нагружению передней части стопы. Через свойства пружины пальцев стопы или элемента пальцев стопы может осуществляться дальнейшая адаптация к соответствующему пользователю вставного узла стопы протеза. Элемент пальцев стопы может быть с возможностью откидывания или поворота выполнен относительно основной пружины или расположен на вставном узле стопы протеза.

Компоненты пятки состоят предпочтительно, по меньшей мере, из одного вспененного материала, полого тела, эластомерного элемента, углеродного элемента, эластомерного элемента с полостью в качестве нагнетательной камеры и/или спиральных пружинных элементов. В элементе пятки или между смещающимися друг к другу компонентами вставного узла стопы протеза может быть расположено, по меньшей мере, одно насосное устройство или насосный элемент, для того чтобы, например, создавать низкое давление в проксимальном компоненте пятки. Насос может быть интегрирован в компонент пятки или расположен в виде отдельного конструктивного элемента или отдельного конструктивного узла между держателем и основной пружиной, основной пружиной и направляющим элементом и/или держателем и направляющим элементом и приводиться в действие за счет соответствующих относительных перемещений. Параллельно к насосу может быть расположена возвратная пружина, которая рассчитана более сильной, чем создаваемый вакуум, для того чтобы делать возможным возврат в исходное состояние.

Пружины, в частности основная пружина и промежуточная пружина, выполнены предпочтительно в виде прямых листовых пружин, вследствие чего можно достигать экономичного изготовления, и оптимально используются свойства материала.

Усовершенствование изобретения предусматривает, что между держателем и основной пружиной расположен демпфер или исполнительный элемент. При помощи демпфера возможно оказывать дополнительное влияние на движение держателя относительно основной пружины и предоставлять дальнейшую возможность регулировки и адаптации к различным ситуациям ходьбы, скоростям ходьбы, областям применения и/или пациентам. Альтернативно исполнению в виде демпфера, в частности в виде гидравлического демпфера или пневматического демпфера, между держателем и основной пружиной может быть расположен исполнительный элемент, при помощи которого может регулироваться положение держателя относительно основной пружины. Вследствие этого могут производиться, например, адаптации к различным поднятиям каблука для однократной настройки или для непрерывных настроек во время ходьбы к различным скоростям ходьбы, нагрузкам или ситуациям ходьбы. Исполнительный элемент выполнен в частности в виде двигателя и может также использоваться в генераторном режиме в качестве демпфера. Демпфер может быть помимо этого соединен с регулировочным устройством, для того чтобы регулировать, например, блокировать или открывать, клапаны внутри демпфера, для того чтобы изменять демпфирование. Демпфирование изменяется предпочтительно моторизовано, для этого регулировочное устройство снабжено двигателем, причем регулировочное устройство предоставляет при помощи устройства управления и системы датчиков во время ходьбы данные и обрабатывает их процессором внутри устройства управления. На основе данных датчика затем устройством управления, которое может иметь помимо этого соответствующую программу обработки данных, блок памяти и энергопитание, посылается сигнал управления на двигатель, для того чтобы производить соответствующую регулировку.

Демпфер может быть выполнен с возможностью блокировки, для того чтобы, например, после нагрузки или после определенного погружения или выдвигания демпфера фиксировать однократно найденное положение, пока не должно будет приниматься новое положение. Это может происходить посредством открытия или закрытия клапанов или при помощи механического блокировочного устройства.

Усовершенствование изобретения предусматривает то, что с демпфером согласован следящий клапан, или что демпфер содержит следящий клапан, который только при превышении заданного усилия или заданного момента открывается и делает возможным перемещение демпфера. Усилие срабатывания или момент срабатывания могут иметь возможность установки системой управления моторизовано или вручную. Система управления имеет наряду с устройством обработки данных, памятью и при необходимости накопителем энергии исполнительный элемент для регулировки следящего клапана. На основе данных датчика, которые обрабатываются в процессоре устройства управления, может регулироваться момент срабатывания.

Усовершенствование изобретения предусматривает то, что держатель выполнен с возможностью регулировки, для того чтобы устанавливать проксимально-дистальное расстояние между крепежным устройством и основной пружиной. При помощи держателя возможно изменять его устанавливаемое проксимально-дистальное расстояние, причем держатель состоит предпочтительно из нескольких частей и имеет стопорное устройство, при помощи которого держатель может фиксироваться в соответствующем положении. Например, держатель может быть выполнен из двух частей с поворачиваемыми друг относительно друга полками, причем на верхней, проксимальной полке расположено и закреплено крепежное устройство. Благодаря регулируемому смещению возможно производить адаптацию к различным высотам каблука или изменять общую структуру протеза за счет изменения ориентации крепежного устройства и тем самым проксимального компонента.

В усовершенствовании изобретения предусмотрено то, что крепежное устройство установлено подвижно, шарнирно или с возможностью поворота на держателе. Благодаря подвижной, шарнирной или поворотной установке крепежного устройства в или на держателе возможно производить адаптацию к различным высотам каблука или ориентациям, предпочтительно крепежное устройство может фиксироваться в соответствующем положении относительно держателя, например, при помощи зажимных винтов, штифтов, зубьев или тому подобного.

Далее примеры осуществления изобретения разъясняются более подробно на основе приложенного чертежа. На чертеже показаны:

фиг. 1 - схематичное изображение вставного узла стопы протеза;

фиг. 2 - три фазы нагружения вставного узла стопы протеза в оболочке стопы;

фиг. 3 - вид сбоку ненагруженного вставного узла стопы протеза;

фиг. 4 - изображение в разрезе вставного узла стопы протеза;

фиг. 5 - вставной узел стопы протеза при толчке пятки;

фиг. 6 - вставной узел стопы протеза в средней фазе стояния;

фиг. 7 - вставной узел стопы протеза при перекатывании;

фиг. 8 - вставной узел стопы протеза в конечной фазе стояния;

фиг. 9 - вариант фиг. 4 с демпфером;

фиг. 10 - вариант фиг. 4 с регулируемым держателем;

фиг. 11 - вариант со смещаемым крепежным устройством;

фиг. 12 - вид в перспективе вставного узла стопы протеза;

фиг. 13 - изображение в разобранном виде вставного узла стопы протеза согласно фиг. 12; и

фиг. 14 - вставной узел стопы протеза согласно фиг. 12 с косметикой.

Фиг. 1 показывает на схематичном изображении вставной узел 10 стопы протеза с проксимальным крепежным устройством 20, которое может быть выполнено, например, в виде пирамидального адаптера. Проксимальное крепежное устройство 20 может быть выполнено за одно целое с держателем 30, альтернативно крепежное устройство 20 может быть разъемно закреплено на держателе 30. Держатель 30 состоит из геометрически устойчивого материала, например легкого металла, композиционного материала из пластика с введенными в него волокнами, пластика или другого подходящего материала, для того чтобы воспринимать и распределять усилия и/или моменты, которые вводятся от неизображенного проксимального компонента во вставной узел 10 стопы протеза через проксимальное крепежное устройство 20. Держатель 30 распространяется от проксимального крепежного устройства 20 в дистальном направлении, то есть вниз, и в переднем направлении, то есть в направлении ходьбы вперед. На переднем конце держателя 30, который имеет направленный под наклоном дистально вперед участок, расположен или выполнен в изображенном примере осуществления выступ 34, который выступает в переднем направлении за крепежный элемент 20. Также в изображенном примере осуществления закреплен двумя винтами на держателе 30 носитель 111 в виде листовой пружины 111, которая выступает за передний конец держателя 30. Листовая пружина 111 соединена дальнейшим винтом с промежуточной пружиной 60 и образует сочленение 110 между промежуточной пружиной 60 и держателем 30, так что может происходить перекатывающее или поворотное движение держателя 30 передним концом 34, который закруглен, на листовой пружине 111 и тем самым на промежуточной пружине 60.

Промежуточная пружина 60 опирается через два блока или два промежуточных элемента, будучи расположена на расстоянии от основной пружины 40, в двух отстоящих друг от друга в продольном распространении основной пружины 40 областях 71, 72 на нее. Промежуточная пружина 60 может также в принципе непосредственно опираться на основную пружину 40 в двух отстоящих друг от друга областях 71, 72 на основной пружине 40, например, если промежуточная пружина 60 образует дугу. Держатель 30 может быть также другим образом соединен шарнирно или с возможностью поворота с промежуточной пружиной 60.

В изображенном примере осуществления промежуточная пружина 60 вместе с промежуточными элементами закреплена ремнями или зажимами 61, 62 на основной пружине 40. Альтернативно закреплению ремнями или зажимами 61, 62, которые окружают по периметру промежуточную пружину 60, промежуточные элементы и основную пружину 40, закрепление промежуточной пружины 60 на основной пружине может осуществляться при помощи винтового соединения или клеевого соединения. Предпочтительным образом промежуточная пружина 60 зафиксирована обратимо на основной пружине 40, при необходимости через промежуточные элементы, для того чтобы была возможность производить адаптацию к соответствующему пациенту или измененным целями применения.

Основная пружина 40 распространяется от заднего конца держателя 30 в область передней части стопы вставного узла 10 стопы протеза и может распространяться до переднего конца. В изображенном примере осуществления на переднем конце основной пружины 40 расположена отдельная пружина 120 пальцев стопы с изогнутым контуром, которая обратимо зафиксирована винтовым соединением на основной пружине 40. Благодаря заменяемой пружине 120 пальцев стопы может осуществляться адаптация к различным размерам обуви или размерам стопы, а также адаптация к соответствующим потребностям пациента в отношении характера перекатывания, в частности в конечной фазе стояния. При помощи жесткого исполнения пружины 120 пальцев стопы возможно увеличивать эффективную длину стопы вставного узла 10 стопы протеза, если же пружина 120 пальцев стопы выбирается сравнительно мягкой, то эффективная длина стопы вставного узла 10 стопы протеза укорачивается. Наряду с винтовым соединением, которое изображено на фиг. 1, пружина 120 пальцев стопы может фиксироваться на основной пружине 40 при помощи штекерного соединения, зажимного соединения, клеевого соединения или соединения другими стопорными элементами. Принципиально вместо пружины 120 пальцев стопы может быть использован и закреплен на основной пружине 40 твердый или по существу твердый элемент пальцев стопы. Элемент 120 пальцев стопы может быть расположен с возможностью откидывания на основной пружине 40, например, при помощи шарнира.

Дистально к основной пружине 40 закреплен на переднем конце основной пружины 40 направляющий элемент 80. Закрепление может осуществляться обратимым образом, например, вместе с закреплением пружины 120 пальцев стопы. Альтернативно направляющий элемент 80 может быть зафиксирован отдельно непосредственно на основной пружине 40 обратимым образом или с геометрическим замыканием, или с замыканием по материалу, например при помощи приклеивания или сварки. В дальнейшем варианте осуществления возможно фиксировать направляющий элемент 80 через пружину 120 пальцев стопы на основной пружине 40. В дальнейшем варианте осуществления направляющий элемент 80 и основная пружина 40 соединены друг с другом с изгибной жесткостью, так что направляющий элемент 80 может также использоваться в качестве пружины. Направляющий элемент 80 существенно тоньше по сравнению с основной пружиной 40, например, имеет только половину толщины или менее половины толщины основной пружины 40. Направляющий элемент 80 может быть выполнен в виде листовой пружины, так же как и основная пружина 40 и промежуточная пружина 60 выполнены в виде листовых пружин. Все три показанные в изображенном примере осуществления листовые пружины выполнены в виде прямых листовых пружин, что является предпочтительным в отношении изготовления, монтажа, хранения и срока службы. Направляющий элемент 80 имеет в изображенном примере осуществления в первую очередь задачу не обеспечивать пружинящее действие, наоборот направляющий элемент 80 служит для медиально-латерального направления элемента 50 пятки, который расположен на заднем конце направляющего элемента 80. Направляющий элемент 80 может блокировать смещение в медиально-латеральном направлении и быть выполнен гибко или свободно поворачиваемым в проксимально-дистальном направлении, то есть допускать смещение заднего конца направляющего элемента 80 без или лишь с незначительным сопротивлением. На направляющем элементе 80 может быть выполнено сочленение, например, в области закрепления на основной пружине 40 на переднем конце. Сочленение может быть выполнено в виде пленочного шарнира или шарнира с неподвижной осью шарнира. Закрепление направляющего элемента 80 может также осуществляться, например, посередине или в любом необходимом месте. Основная задача направляющего элемента обеспечивать позиционирование элемента 50 пятки.

На заднем конце направляющего элемента 80 расположен элемент 100 подошвы, который имеет обращенную к земле закругленную форму и делает возможным опирание и перекатывание через заднюю часть направляющего элемента 80 через элемент 100 подошвы. Элемент 100 подошвы может быть расположен обратимым образом на направляющем элементе 80. Для этого предусмотрены элементы геометрического замыкания, при помощи которых направляющий элемент 80 закрепляется на элементе 100 подошвы, например, выступы, пружинные язычки, винты и резьбы, пальцы, защелкивающиеся соединения или тому подобное. Альтернативно или дополнительно направляющий элемент 80 и элемент 100 подошвы могут быть соединены друг с другом с замыканием пл материалу, например, при помощи клеевого соединения.

В промежуточном пространстве между основной пружиной 40 и направляющим элементом 80 расположен дистальный компонент 52 пятки. Между основной пружиной 40 и держателем 30 расположен проксимальный компонент 51 пятки. Оба компонента 51, 52 пятки являются частью элемента 50 пятки, который создает условия для упругого опирания вставного узла 10 стопы протеза в области пятки. Упругий элемент 50 пятки состоит в изображенном примере осуществления из обоих компонентов 51, 52 пятки, причем дистальный компонент 52 пятки может быть объединен с элементом 100 подошвы или образует конструктивный узел из обоих компонентов. Элемент 100 подошвы может быть частью элемента 50 пятки и имеет два указывающих в проксимальном направлении выступа, которые могут быть также выполнены в виде проходящего по периметру выступа или рамы, причем рама выполнена таким образом, что дистальный компонент 52 пятки может вставляться в эту раму или между обоими выступами. Вследствие этого дистальный компонент 52 пятки ориентируется на направляющем элементе 80 или элементе 100 подошвы и предохраняется от смещения в переднем, заднем и при необходимости медиально-латеральном направлении. Дистальный компонент 52 пятки зажат между основной пружиной 40 и направляющим элементом 80 с предварительным напряжением за счет зажимного элемента 90. Зажимной элемент 90 проведен медиально и латерально относительно проксимального компонента 52 пятки, так что благодаря зажимному элементу 90 предотвращается боковое смещение компонента 52 пятки в медиально-латеральном направлении. В изображенном примере осуществления зажимной элемент 90 выполнен в виде жесткого на растяжение, гибкого зажимного элемента 90 в форме ремня, например, тканевой ленты, которая соединена в петлю. Зажимной элемент 90 расположен на держателе 30, в изображенном примере осуществления проведен через проксимальный конец держателя 30 в выемке и зафиксирован на нем шайбой или фиксирующим элементом выше зажимного элемента 90. Альтернативно зажимной элемент 90 может быть зафиксирован медиально и латерально на держателе 30 при помощи винтов, пальцев, крюков или аналогичных крепежных элементов. Предпочтительно зажимной элемент 90 зафиксирован обратимым образом на держателе 30.

Зажимной элемент 90 может быть проведен медиально и латерально рядом с основной пружиной 40 и направляющим элементом 80, альтернативно возможно, что в основной пружине 40 образована прорезь, через которую проведен зажимной элемент 90 в направлении направляющего элемента 80. Зажимной элемент 90 может быть проведен ниже направляющего элемента 80 через элемент 100 подошвы, альтернативно зажимной элемент 90 может быть закреплен на направляющем элементе 80 или элементе 100 подошвы, так что один конец зажимного элемента 90 закреплен на держателе 30, а другой конец на направляющем элементе 80 или элементе 100 подошвы. Предпочтительно расположены два зажимных элемента 90 на вставном узле 10 стопы протеза, один медиально, а другой латерально.

Зажимной элемент 90 удерживает в ненагруженном, показанном состоянии согласно фиг. 1 элемент 50 пятки в сжатом положении, предварительное напряжение может устанавливаться посредством изменения длины зажимного элемента 90. При помощи зажимного элемента 90 задается помимо этого максимальное удаление направляющего элемента 80 или элемента 100 подошвы от держателя 30. При приложении растягивающего усилия к зажимному элементу 90, например, при нагружении передней части стопы, зажимной элемент 90 не поддается или по существу не поддается. Если происходит удлинение зажимного элемента 90, то не предполагается, что удлинение настолько велико, что сжатие между основной пружиной 40 и направляющим элементом 80 устранится дистальным компонентом 52 пятки. Вместо исполнения зажимного элемента 90 в виде петли он может быть также выполнен в виде центрального ремня, в виде центрального троса или же в виде гибкого стержня и установлен в направляющей на или через компоненты 51, 52 пятки, вследствие чего обеспечивается также согласование конструктивных элементов друг с другом, и предотвращается или уменьшается медальное и/или латеральное смещение.

Компоненты 51, 52 пятки состоят из эластичного материала, в частности из эластичного вспененного материала.

Принцип действия вставного узла стопы протеза разъясняется на основе нагрузочных состояний, которые изображены на фиг. 2. На фиг. 2 изображены три нагрузочных состояния вставного узла 10 стопы протеза в оболочке 5 стопы. Среднее изображение вверху справа фиг. 2 показывает ненагруженное состояние вставного узла 10 стопы протеза, правое нижнее изображение показывает вставной узел 10 стопы протеза при опирании пятки, так называемом “беге с пятки” (англ.: heel strike), верхнее левое изображение показывает вставной узел 10 стопы протеза в конце фазы стояния при нагружении передней части стопы. Оболочка 5 стопы изображена в каждом случае без изменений в среднем исходном положении, в верхнем левом и нижнем правом и левом изображениях вставные узлы 10 стопы протеза также изображены в исходном положении. Верхнее правое среднее изображение фиг. 2 соответствует изображению согласно фиг. 1, однако без листовой пружины 111 или полосы листового металла или тому подобного в качестве носителя 111 с сочленением 110, а также без подробного изображения закрепления промежуточной пружины 60 на основной пружине 40. Промежуточная пружина 60 может быть закреплена, например приклеена, например, через перекатные элементы или подкладные элементы на переднем и заднем концах промежуточной пружины 60 на основной пружине 40. На нижней стороне основной пружины 40 может быть расположен подкладной элемент, который предотвращает то, что имеет место прямой контакт направляющего элемента 80 с нижней стороной основной пружины 40, что могло бы приводить к трениям и износам состоящих, как правило, из волокнистого композиционного материала листовых пружин.

На правом нижнем изображении фиг. 2 показана нагрузочная ситуация при опирании пятки или “беге с пятки”, при которой держатель 30 повернут вокруг точки опоры на промежуточной пружине 60 в направлении движения часовой стрелки. Как верхний, проксимальный компонент 51 пятки, так и нижний дистальный компонент 52 пятки сжаты, зажимной элемент 90 расслаблен, и промежуточное пространство между основной пружиной 40 и направляющим элементом 80 уменьшено. Проксимальный конец основной пружины 40 сместился в направлении элемента 100 подошвы или к земле, также задний конец держателя 30 сместился в направлении основной пружины 40, так что держатель 30 почти соприкасается с основной пружиной 40. Нагружение при опирании пятки происходит главным образом в задней части через элемент 50 пятки и элемент 100 подошвы, так что промежуточная пружина 60, равно как и основная пружина 40 и направляющий элемент 80 по существу расслаблены. То же самое относится к пружине 120 пальцев стопы, которая своим передним концом введена в выемку в оболочке 5 стопы и удерживается в ней с геометрическим замыканием.

Во время перекатывания или стояния, как это показано, например, на среднем верхнем правом изображении фиг. 2, имеет место равномерная вертикальная нагрузка через элемент 50 пятки и держатель 30 через промежуточную пружину 60, промежуточные элементы или распорные элементы, основную пружину 40 и пружину 120 пальцев стопы.

На левом верхнем изображении показана нагрузка в конце фазы стояния. Элемент 100 подошвы оторван от земли, максимальное нагружение происходит в точке касания пружины 120 пальцев стопы с землей. Усилие реакции земли вводится в основную пружину 40, держатель 30 поворачивается вокруг точки 110 опоры на промежуточной пружине 60. Благодаря разнесенной установке в передней и задней опорных областях 72, 71 промежуточной пружины 60 на основной пружине возможно распределять введенные в противном случае через передний выступ 34 в одной единственной точке на основной пружине 40 усилия через опирающийся держатель 30 на две расположенные на расстоянии друг от друга в продольном распространении основной пружины 40 точки или области, так что имеет место равномерное или выровненное введение усилий в основную пружину 40 в двух местах. Держатель 30 соединяется зажимным элементом 90 с элементом 100 подошвы или направляющим элементом 80. Благодаря повороту против направления движения часовой стрелки дистальный компонент 52 пятки сжимается зажимным элементом 90 и направляющим элементом 80 к основной пружине 40. Проксимальный компонент пятки, который зафиксирован на держателе 30, отрывается от основной пружины 40 и максимально расширяется. Таким образом, имеет место изгиб между передней точкой опоры основной пружины 40 и точкой соединения или областью соединения дистального компонента 52 пятки с основной пружиной 40. В отличие от опирания пятки или “бега с пятки”, при котором основная пружина 40 не изогнута, и все пружинящее или демпфирующее действие происходит через элемент 50 пятки с обоими компонентами 51, 52 пятки и при необходимости через элемент 100 подошвы во взаимодействии с косметикой 5 стопы, при перекатывании стопы и нагружении передней части стопы приводится в действие основная пружина 40. Как только вектор приложения усилия перемещается вперед крепежного элемента 20, через передний конец держателя 30 прикладывается давящее усилие через промежуточную пружину 60 к основной пружине 40, что напрягает зажимной элемент 90 и влечет за собой изгиб как в частности основной пружины 40, так и изгиб направляющего элемента 80 и сжатие дистального компонента 52 пятки.

Фиг. 3 показывает вариант вставного узла 10 стопы протеза согласно фиг. 1 или фиг. 2. Принципиальная конструкция с крепежным элементом 20, держателем 30, который своим передним концом опирается через промежуточную пружину 60 через два промежуточных элемента в областях 71, 72 на основную пружину 40, которая в своей передней области соединена с направляющим элементом 80, который в своей задней области направляет элемент 50 пятки, который удерживается в сжатом состоянии зажимным элементом 90, осталась неизменной.

На фиг. 3, которая показывает вид сбоку ненагруженного вставного узла 10 стопы протеза, показан помимо этого проксимальный компонент 2 в виде трубы голени, которая может обратимым образом фиксироваться на крепежном устройство 20 при помощи обычного пирамидального адаптера. На переднем конце держателя 30 вместо листа 111 или листовой пружины 111 в качестве носителя, которая шарнирно установлена на промежуточной пружине 60, выполнен в варианте осуществления согласно фиг. 3 шарнир 110 с определенной осью шарнира, которая закреплена крепежным элементом, например зажимным адаптером, на промежуточной пружине 60. Ось может быть закреплена или выполнена на переднем конце держателя 30, например в виде концов оси, которые зафиксированы с возможностью поворота в двух выемках медиально и латерально относительно держателя 30 на промежуточной пружине 60.

Основная пружина 40 в своей передней области имеет выпуклый изгиб с нижней стороны, так что может осуществляться более легкое перекатывание при нагружении передней части стопы. Направляющий элемент 80 соединен соединительным устройством 48, например, клеевым соединением или соединением с геометрическим замыканием, с направляющим элементом 80. Направляющий элемент 80 имеет волнистую форму, которая в области передней части стопы выполнена выпуклой, в области плюсны вогнутой и в области пятки прямой или также выпуклой, в каждом случае при рассмотрении снизу. По ходу от переднего конца к заднему концу направляющий элемент 80 суживается в области плюсны, однако он может также иметь неизменную толщину материала, которая существенно меньше, чем толщина материала основной пружины 40.

Элемент 100 подошвы имеет выемку 109 для проведения зажимного элемента 90. Соответствующим образом в держателе 35 элемента пятки выполнена выемка 39, в которой проведен зажимной элемент 90, так что движение в переднезаднем направлении невозможно в расслабленном состоянии. Держатель 35 элемента пятки может быть расположен с возможностью замены на держателе 30, например, выполнен с возможностью надевания и блокировки защелкивающимся соединением с геометрическим замыканием. Равным образом возможно, что держатель 35 элемента пятки зафиксирован постоянным и необратимым образом на держателе 30, например, приварен или приклеен. Держатель 35 элемента пятки является частью держателя 30.

Фиг. 4 показывает вставной узел 10 стопы протеза согласно фиг. 3 на изображении в разрезе, угловатый контур выемок 39, 109 для приема выполненного в виде ремня, жесткого на растяжение, но гибкого зажимного элемента 90 также можно увидеть, как и по существу прямое исполнение основной пружины 40 и промежуточной пружины 60. Шарнир 110 на переднем конце держателя 30 имеет осевой палец 112, который размещен с возможностью поворота в приемном элементе 113 осевого пальца. Промежуточные элементы для разнесенной фиксации промежуточной пружины 60 на основной пружине 40 соединены в изображенном примере осуществления с замыканием по материалу при помощи склеивания с промежуточной пружиной 60 и основной пружиной 40.

Фиг. 5 показывает вставной узел стопы протеза согласно фиг. 3 во время опирания пятки или во время “бега с пятки”. Проксимальный компонент 51 пятки максимально сжат, держатель 35 элемента пятки на заднем конце держателя 30 сжимает в частности заднюю часть компонента 51 пятки, так же, как и дистальный компонент 52 пятки. Держатель 30 повернут вокруг пальца 112 в направлении движения часовой стрелки, зажимной элемент 30 является в изображенном примере осуществления достаточно жестким, так что он выходит из выемки 39. Если зажимной элемент 90 зафиксирован в области выемки 39, например, привинчен, зажат или приклеен, то зажимной элемент 90 смещается при сжатии из-за опирания пятки медиально и латерально наружу. Изгибание основной пружины 40 не происходит. Приближение направляющего элемента 80 к нижней стороне основной пружины происходит в области плюсны из-за сжатия дистального компонента 52 пятки.

Фиг. 6 показывает последующее движение после опирания пятки согласно фиг. 5, при котором область передней части стопы опущена, и не изображенный больше проксимальный компонент 2 протеза поворачивается против часовой стрелки в направлении ходьбы вперед. Вследствие этого увеличивается давящее усилие на передний конец держателя 30, так что через шарнир 110 оказывается давящее усилие по центру на промежуточную пружину 60, которая затем вводит через оба опорных блока давящее усилие в двух отстоящих друг от друга в продольном распространении точках в основную пружину 40. Основная пружина 40 прогибается вследствие этого между передней точкой опоры и задним концом и приближается в области передней части стопы к направляющему элементу 80. Зажимной элемент 90 снова перемещается в направлении держателя 35 элемента пятки при увеличивающемся расслаблении упругого элемента 50 пятки.

Фиг. 7 показывает вставной узел 10 стопы протеза при увеличивающейся нагрузке передней части стопы, точка приложения усилия смещена далее вперед, оба компонента 51, 52 пятки почти полностью расслаблены. Проксимальный компонент 51 пятки прилегает своей верхней стороной к нижней стороне держателя 30 или держателя 35 элемента пятки, зажимным элементом 90 передается тянущее усилие от держателя 30 через держатель 35 элемента пятки на элемент 100 подошвы и тем самым направляющий элемент 80. Вследствие этого дистальный компонент 52 пятки сжимается и прижимается к основной пружине 40, так что наряду с прогибом основной пружины 40 за счет разнесенного введения давящих усилий в обеих областях 71, 72 обеспечивается возвратное усилие через упругий дистальный компонент 52 пятки. В дополнение к пружинящим свойствам промежуточной пружины 60 и основной пружины 40 предоставляется благодаря дистальному компоненту 52 пятки дальнейший упругий компонент, благодаря которому дополнительно возможно регулировать пружинящие свойства и возвратные пружинящие свойства вставного узла 10 стопы протеза.

При дальнейшем движении перекатывания стопы протеза нагрузка передней части стопы повышается далее, направляющий элемент 80 приближается далее к нижней стороне основной пружины 40, и дистальный компонент 52 пятки сжимается далее. В изображенном примере осуществления проксимальный компонент 51 пятки зафиксирован на основной пружине 40, так что держатель 30 или при имеющемся держателе 35 элемента пятки держатель 35 элемента пятки отрывается от проксимального компонента 51 пятки. Проксимальный компонент 51 пятки при нагрузке передней части стопы, когда вектор приложения усилия от проксимального компонента 2 приводит к повороту против часовой стрелки вокруг шарнира 110, больше не имеет пружинящего действия.

Благодаря различным нагрузочным ситуациям соответствующих компонентов 51, 52 пятки возможно индивидуально адаптировать пружинящие свойства вставного узла 10 стопы протеза. Так, например, дистальный компонент 52 пятки может быть выполнен более твердым, чем проксимальный компонент 51 пятки. Более твердый дистальный компонент 52 пятки означает то, что предоставляется большее сопротивление против деформации, чем у проксимального компонента 51 пятки. Вследствие этого возможно создавать условия для изначально сравнительно мягкого опирания пятки для пациента через проксимальный компонент 51 пятки. Кроме того, возможно устанавливать мягкий пружинящий ход через размеры проксимального компонента 51 пятки. С определенной степени сжатия и деформации проксимального компонента 51 пятки действует дополнительно дистальный компонент 52 пятки. Из-за большей жесткости дистального компонента 52 пятки это приводит, когда он вступает в действие, к быстрому подошвенному сгибанию и безопасному стоянию. Дистальный компонент 52 пятки поддается далее при дополнительной нагрузке пятки, хотя и в меньшей степени по сравнению с дистальным компонентом 51 пятки.

Опирание передаваемых при нагрузке передней части стопы от держателя 30 на основную пружину 40 усилий в двух отстоящих друг от друга местах или областях 71, 72 делает возможным равномерное введение усилий, так что пружинящие свойства выполненной в виде листовой пружины основной пружины 40 могут использоваться оптимально. Вследствие этого основная пружина 40 может быть выполнена сравнительно более тонкой и легкой или же при таком же исполнении иметь больший срок службы по сравнению с точечным введением усилий. Промежуточная пружина 60 может быть выполнена с возможностью замены и адаптироваться к соответствующему пациенту или предусмотренным нагрузкам.

Благодаря лишь одностороннему закреплению проксимального компонента 51 пятки либо на держателе 30, либо на основной пружине 40, через проксимальный компонент 51 пятки не передаются растягивающие усилия, что служит долговечности состоящего предпочтительным образом из вспененного материала проксимального компонента 51 пятки. Дистальный компонент 52 пятки предпочтительно постоянно находится в предварительно напряженном состоянии между основной пружиной 40 и направляющим элементом 80 или элементом 100 подошвы.

Шарнир 110 расположен предпочтительно в области плюсны, в частности предпочтительно посередине основной пружины 40, так что можно достигать оптимального распределения усилий от держателя 30 на основную пружину 40, если области 71, 72 расположены равномерно в продольном распространении вставного узла 10 стопы протеза относительно шарнира 110. Посредством смещения областей 71, 72 или неравномерного расстояния от шарнира 110 могут реализовываться различные пружинящие свойства основной пружины 40.

На фиг. 9 показан вариант фиг. 4, в котором между основной пружиной 40 и держателем 30 расположен демпфер 200. В изображенном примере осуществления демпфер 200 установлен между проксимальной, верхней полкой держателя 30 и нижней полкой, которая опирается на промежуточную пружину 60 и проксимальный компонент 51 пятки на основной пружине 40. Дистальная полка установлена с возможностью поворота вокруг оси поворота шарнира 110, так что крепежное устройство 20 и тем самым также проксимальный компонент 2 могут поворачиваться относительно основной пружины 40. Демпфер 200 может быть выполнен в виде пневматического демпфера и/или в виде гидравлического демпфера, альтернативно демпфер 200 может быть выполнен в виде исполнительного элемента, который может эксплуатироваться в режиме привода и/или в режиме демпфирования. В случае исполнения в виде исполнительного элемента может осуществляться активное изменение расстояния между обеими полками и тем самым расстояния между крепежным устройством 20 и основной пружиной 40. При помощи исполнительного элемента может иметь место моторизованная регулировка в отношении наклона из-за поворота проксимальной полки и расположенного на ней крепежного устройства 20 относительно основной пружины 40, вследствие чего может производиться, например, адаптация к различным высотам каблука. В случае исполнения в виде чистого демпфера, например, постоянное усилие или постоянный момент вокруг шарнира 110 могут приводить к тому, что происходит опускание или наклон вперед. Медленное оседание или поднятие делает возможным правильное установление необходимой высоты каблука, например, благодаря тому, что клапаны внутри демпфера 200 закрываются, если необходимое положение достигнуто. Равным образом при исполнении в виде исполнительного элемента привод может останавливаться и блокироваться, если достигнута необходимая ориентация или необходимое расстояние и/или угол крепежного устройства 20 относительно основной пружины 40 или земли. Принципиально также возможно изменять демпфирование моторизованным образом, если для этого предусмотрен исполнительный элемент или двигатель. Двигатель или привод может в этом случае регулироваться устройством управления и системой датчиков во время ходьбы, для того чтобы делать возможной адаптацию к различным скоростям ходьбы, нагрузкам или ситуациям ходьбы. При исполнении демпфера 200 в виде гидравлического и/или пневматического демпфера он может быть оснащен следящим клапаном, который только при превышении заданного момента или заданного усилия деблокирует движение и действует таким образом в качестве своего рода защиты от перегрузки. Кроме того, при помощи следящего клапана может при превышении предельного усилия выполняться регулировка, и после прекращения соответствующего высокого регулирующего усилия блокировка может сохраняться в необходимом положении.

Фиг. 10 показывает дальнейший вариант вставного узла стопы протеза, конструкция которого соответствует по существу конструкции фиг. 9. Также здесь держатель 30 разделен на две части и имеет проксимальную полку, которая вокруг шарнира 110 и оси поворота может смещаться относительно дистальной полки. В задней области проксимальной полки расположено стопорное устройство 210, при помощи которого проксимальная полка может с дискретными шагами или плавно регулироваться относительно дистальной полки и фиксироваться в соответствующем положении. Регулирование обеих полок друг относительно друга может также осуществляться моторизованным образом. Двигатель или привод может в этом случае активироваться и деактивироваться устройством управления или системой датчиков во время ходьбы.

Фиг. 11 показывает дальнейший вариант вставного узла стопы протеза с расположенным с возможностью смещения на держателе 30 крепежным устройством 20. Крепежное устройство 20 имеет, например, дистальный шаровой компонент 220, который введен в соответствующую выемку внутри держателя 30. Другие концепты установки, такие как карданный шарнир или возможность поворота вокруг одной или нескольких осей, являются альтернативами. При помощи такой установки обеспечен поворот, кручение или смещение крепежного устройства 20 относительно держателя 30. Если целевое положение крепежного устройства 20 достигнуто, например, в рамках адаптации высоты каблука, крепежное устройство 20 фиксируется на держателе 30, например зажимными элементами, винтами, элементами с геометрическим замыканием или посредством остановки приведения в действие самотормозящего приводного устройства, например ходового винта. Смещаемое крепежное устройство 20 согласно фиг. 11 может быть также предусмотрено при многоэлементном исполнении держателя 30 согласно фиг. 9 и 10, в частности, если адаптация высоты каблука осуществляется посредством изменения дистально-проксимального расстояния крепежного устройства 20 относительно основной пружины 40. Наряду со стопорным устройством 210, которое изображено на фиг. 10, могут быть предусмотрены другие стопорные устройства или фиксирующие элементы, для того чтобы фиксировать положение держателя 30 и положение крепежного устройства 20 относительно держателя 30, например посредством дистанционных элементов, упоров, установочных винтов, зажимных винтов или тому подобного.

На фиг. 12 на цельном изображении в перспективе показан вставной узел 10 стопы протеза дальнейшего варианта изобретения. Крепежное устройство 20 на держателе 30 выполнено в виде пирамидального адаптера и служит для закрепления на неизображенном проксимальном компоненте протеза, например, трубе голени или ножке голени. Держатель 30 выполнен в частности из геометрически устойчивого материала и на своем переднем конце снабжен отверстием, через которое проведен осевой палец 112, для того чтобы образовывать шарнир 110 между держателем 30 и носителем 600. Носитель 600 соответствует промежуточной пружине или промежуточному элементу предыдущих вариантов осуществления, не имея, однако, существенных пружинящих свойств. На переднем и заднем конце носителя 600 расположены боковые выступы, которые отстоят друг от друга по существу на ширину основной пружины 40, так что основная пружина 40 может размещаться между выступами. Носитель 600 опирается через промежуточные элементы, из которых на этом изображении можно увидеть только передний промежуточный элемент 72, на основную пружину 40. Основная пружина 40 может быть соединена с носителем 600 клеевым соединением, зажимным соединением и/или соединением с геометрическим замыканием. Также возможно, что носитель имеет поперечные выступы на нижнем конце выступов, так что образуется C-образное или щелевидное гнездо для основной пружины 40. Основная пружина 40 может в этом случае вставляться в это гнездо. Фиксация основной пружины 40 на носителе 600 может осуществляться также в этом случае при помощи промежуточных элементов, элементов геометрического замыкания, зажимного соединения и/или клеевого соединения.

Передний конец основной пружины 40 установлен с геометрическим замыканием на направляющем элементе 80 или базовой пружине. Для этого на переднем конце направляющего элемента 80 выполнено переднее гнездо 84 или выемка, в которую введена основная пружина 40. Дополнительная фиксация может осуществляться посредством штифтов, пальцев, крючков, винтов, клипсовых соединений, соединений на липучках, при помощи других соединений с геометрическим замыканием и/или зажимающих соединений и/или соединений с замыканием по материалу. Предпочтительно основная пружина 40 установлена на переднем конце направляющего элемента 80 разъемно и с возможностью замены, так что может осуществляться неразрушающее извлечение основной пружины 40 или замена направляющего элемента 80 для целей ремонта, целей адаптации или целей настройки. Переднее гнездо 84 может быть выполнено в виде неотъемлемой составной части направляющего элемента 80. Альтернативно переднее гнездо 84 может быть изготовлено в виде отдельного элемента и долговременно закреплено на направляющем элементе 80, например, приварено, приклеено или зафиксировано крепежными элементами.

На заднем конце направляющего элемента 80 расположено или выполнено заднее гнездо 85 для элемента 50 пятки. Также заднее гнездо 85 может быть либо выполнено за одно целое в виде неотъемлемой составной части направляющего элемента 80, либо изготовлено отдельно и закреплено на направляющем элементе 80, соответствуя переднему гнезду 84. Заднее гнездо 85 имеет выступающие со всех сторон области, которые ориентированы в проксимальном направлении, так что внутри этих выступающих областей может вставляться дистальный компонент 52 пятки. При помощи заднего гнезда 85 обеспечивается то, что дистальный компонент 52 пятки не может выполнять боковые или направленные в и против направления ходьбы движения. Также поворот дистального компонента 52 пятки не возможен. Дистальный компонент 52 пятки посажен на направляющий элемент 80.

Выше дистального компонента 52 пятки находится основная пружина 40, на заднем конце которой насажена или надета заглушка 45, которая образует боковой и задний, рамный выступ. Вследствие этого предотвращается, что верхний конец дистального компонента 52 пятки может смещаться вбок или назад. Боковой и задний выступ заглушки 45 распространяется также в проксимальном направлении от верхней стороны основной пружины 40 и служит тем самым в качестве гнезда и направляющей для проксимального компонента 51 пятки. Проксимальный компонент 51 пятки находится своей проксимальной верхней стороной на нижней стороне держателя 30, либо непосредственно, либо через промежуточные элементы или дальнейший держатель.

В качестве зажимного элемента 90 проведен ремень через верхнюю сторону держателя 50 и медиально и латерально от обоих компонентов 51, 52 пятки и основной пружины 40. На нижней стороне ремень 90 проведен ниже заднего гнезда 85 под направляющим элементом 80, так что основная пружина 40 установлена между обоими компонентами 51, 52 пятки и зажата между держателем 30 и направляющим элементом 80.

В изображенной, ненагруженной ситуации вставного узла 10 стопы протеза зажимной элемент 90 имеет легкое предварительное напряжение, так что оба компонента 51, 52 пятки удерживаются с зажатием между держателем 30, основной пружиной 40 и направляющим элементом 80. При толчке пятки, по меньшей мере, один из компонентов 51, 52 пятки сжимается, и ремень 90 расслабляется. Для того чтобы предотвращать то, что ремень 90 отсоединяется от держателя 30 и/или направляющего элемента 80, ремень 90 может быть там зафиксирован. Для лучшего направления и в качестве защиты от внешних воздействий, в держателе 30 и заднем гнезде 85 выбраны выемки или пазы, в которых проведен ремень 90.

На изображении в разобранном виде фиг. 13 представлены отдельные компоненты вставного узла 10 стопы протеза. Крепежный элемент 20 выполнен в виде ввинчиваемого пирамидального адаптера, который может ввинчиваться в резьбу внутри держателя 30. В направлении ходьбы позади крепежного элемента 20 выбрана в держателе 30 пазообразная выемка 39, в которой проведен ремень 90. Для того чтобы изменять натяжение ремня, в держателе 30 установлен эксцентрик 300. Эксцентрик 300 доступен с задней стороны держателя 30 и позволяет за счет поворота из исходного положения изменять натяжение ремня.

Заглушка 45 выполнена в виде рамы, которая медиально и латерально, а также на задней стороне выступает проксимально и дистально от опоры, для того чтобы предоставлять направляющую для компонентов 51, 52 пятки. Внутри рамы может быть выполнена в качестве опоры пластина, выступающая вовнутрь рама, несколько декоративных элементов или прорезь. Таким образом, возможно, что заглушка 45 может укладываться на основной пружине 40, основная пружина 40 может укладываться на заглушке 45, или задний конец основной пружины 40 может вводиться в прорезь заглушки 45. Закрепление заглушки 45 на заднем конце основной пружины 40 может осуществляться посредством силового, геометрического и/или замыкания по материалу.

На переднем конце держателя 30 можно увидеть отверстие для приема осевого пальца 112, который установлен во втулках 114 внутри отверстий в носителе 600. Носитель 600 выполнен в виде моста и имеет две опорные области, так что контакт между носителем 600 и основной пружиной 40 осуществляется при помощи обоих промежуточных элементов 71, 72 на расстоянии друг от друга. Введение усилий в основную пружину 40 при давящей нагрузке сверху осуществляется таким образом в продольном распространении основной пружины 40 на расстоянии друг от друга, так что держатель 30 опирается через носитель 600 и промежуточные элементы 71, 72 при помощи двухточечной установки на основную пружину 40.

Расположенные на расстоянии от промежуточных элементов 71, 72 в продольном распространении точки опоры основной пружины 40 на ее переднем конце и заднем конце на направляющем элементе 80 и дистальном компоненте 52 пятки образуют таким образом в целом четырехточечную установку основной пружины 40.

Оба компонента 51, 52 пятки выполнены предпочтительно в виде вспененных элементов или вспененных блоков и могут иметь различные упругости и демпфирующие свойства. Компоненты 51, 52 пятки могут быть установлены с возможностью замены, в частности без необходимости разрушений с возможностью замены внутри вставного узла 10 стопы протеза. После снятия зажимного элемента 90 может, например, держатель 30 откидываться вокруг шарнира 110 вверх, и проксимальный компонент 51 пятки может извлекаться. Это происходит соответствующим образом с дистальным компонентом 52 пятки.

На фиг. 14 собранный вставной узел 10 стопы протеза согласно фиг. 12 снабжен косметикой 5 стопы, которая имитирует форму естественной стопы. Косметика 5 стопы служит в частности для защиты механических компонентов вставного узла 10 стопы протеза от внешних воздействий, для защиты обуви, в которой носится вставной узел 10 стопы протеза, а также окружающей среды. Чтобы не происходили повреждения или ранения из-за остроугольных или твердых компонентов вставного узла 10 стопы протеза, косметика протеза выполнена предпочтительно из мягкого, податливого материала, например, полиуретана, полиэтилена или силикона или комбинации нескольких материалов.

Изобретение относится к медицинской технике. Вставной узел стопы протеза, включающий проксимальное крепежное устройство для фиксации вставного узла стопы протеза на проксимальном компоненте, расположенный дистально относительно крепежного устройства и соединенный с крепежным устройством держатель. Упругий элемент пятки расположен на держателе. Основная пружина проходит в область передней части стопы и соединена с держателем. Основная пружина установлена на упругом элементе пятки между проксимальным компонентом пятки и дистальным компонентом пятки. Упругий элемент пятки соединен по меньшей мере одним зажимным элементом с держателем, который удерживает элемент пятки в ненагруженном исходном положении в сжатом состоянии. Технический результат состоит в обеспечении оптимального использования материалов при простой конструкции и малом установочном пространстве. 24 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Вставной узел (10) стопы протеза, включающий в себя проксимальное крепежное устройство (20) для фиксации вставного узла (10) стопы протеза на проксимальном компоненте (2), расположенный дистально относительно крепежного устройства (20) и соединенный с крепежным устройством (20) держатель (30), упругий элемент (50) пятки, который расположен на держателе (30), и основную пружину (40), которая проходит в область передней части стопы и соединена с держателем (30), причем основная пружина (40) установлена на элементе (50) пятки между проксимальным компонентом (51) пятки и дистальным компонентом (52) пятки, отличающийся тем, что элемент (50) пятки соединен по меньшей мере одним зажимным элементом (90) с держателем (30), который удерживает элемент (50) пятки в ненагруженном исходном положении в сжатом состоянии.

2. Вставной узел стопы протеза по п. 1, отличающийся тем, что дистальный компонент (52) пятки выполнен неподвижным, а проксимальный компонент (51) пятки зафиксирован на держателе (30) и основной пружине (40).

3. Вставной узел стопы протеза по п. 1, отличающийся тем, что основная пружина (40) соединена с проксимальным компонентом (51) пятки без передачи растягивающих усилий.

4. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что дистальный компонент (52) пятки является более твердым, чем проксимальный компонент (51) пятки.

5. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что основная пружина (40) уложена между проксимальным и дистальным компонентами (51, 52) пятки.

6. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что основная пружина (40) выполнена в виде листовой пружины.

7. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что держатель (30) имеет выступающий в направлении области передней части стопы за крепежный элемент (20) выступ (34), который опирается на основную пружину (40).

8. Вставной узел стопы протеза по п. 7, отличающийся тем, что держатель (30) опирается на основную пружину (40) в двух отстоящих друг от друга в продольном распространении основной пружины (40) областях (71, 72).

9. Вставной узел стопы протеза по п. 7 или 8, отличающийся тем, что держатель (30) опирается на основную пружину (40) через промежуточную пружину (60) или промежуточную пластину.

10. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что на элементе (50) пятки закреплен направляющий элемент (80), который установлен на основной пружине (40).

11. Вставной узел стопы протеза по п. 10, отличающийся тем, что направляющий элемент (80) закреплен на переднем конце основной пружины (40).

12. Вставной узел стопы протеза по п. 10 или 11, отличающийся тем, что направляющий элемент (80) выполнен с возможностью уменьшения или блокирования смещения элемента (50) пятки в медиально-латеральном направлении и с возможностью обеспечения сжатия или расширения элемента (50) пятки.

13. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что зажимной элемент (90) проведен дистально относительно дистального компонента (52) пятки.

14. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что зажимной элемент (90) при нагружении передней части стопы зажимает дистальный компонент (52) пятки относительно основной пружины (40).

15. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что на дистальном компоненте (52) пятки или на направляющем элементе (80) расположен элемент (100) подошвы.

16. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что держатель (30) соединен шарниром (110) с основной пружиной (40), промежуточной пружиной (60) или промежуточной пластиной.

17. Вставной узел стопы протеза по п. 16, отличающийся тем, что шарнир (110) расположен в области плюсны.

18. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что на переднем конце основной пружины (40) закреплен элемент (120) пальцев стопы.

19. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-18, отличающийся тем, что компоненты (51, 52) пятки состоят из вспененного материала, полого тела, эластомерного элемента, углеродного элемента, эластомерного элемента с полостью в качестве нагнетательной камеры и/или спиральных пружинных элементов.

20. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-19, отличающийся тем, что пружины (40, 60, 120) выполнены в виде прямых листовых пружин.

21. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-20, отличающийся тем, что между держателем (30) и основной пружиной (40) расположен демпфер (200) или исполнительный элемент.

22. Вставной узел стопы протеза по п. 21, отличающийся тем, что демпфер (200) выполнен с возможностью блокировки.

23. Вставной узел стопы протеза по п. 21 или 22, отличающийся тем, что демпфер (200) содержит следящий клапан.

24. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-23, отличающийся тем, что держатель (30) выполнен с возможностью регулировки, чтобы устанавливать проксимально-дистальное расстояние между крепежным устройством (20) и основной пружиной (40).

25. Вставной узел стопы протеза по любому из пп. 1-24, отличающийся тем, что крепежное устройство (20) установлено подвижно, шарнирно или с возможностью поворота на держателе (30).