Коленный узел к протезу бедра Советский патент 1992 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к медицине, точнее к протезированию и протезострое- нию, и может быть использовано для протезов бедра.

Цель изобретения - снижение энергозатрат инвалида и повышение антропомор- фности походки путем сохранения функционального укорочения протеза.

На чертеже показан полней механизм в закрытом положении, разрез.

Коленный механизм содержит верхнее переходное звено 1. закрепленное на трубке бедра, толкатель 2. выполненный в виде серьги с фигурным пазом 3 в виде секторов 4 и 5 разной кривизны. Сектор 4 работает при ходьбе, сектор 5 - при сидении. Толкатель 2 установлен на штифте 6 и оси 7 коленного шарнира, закрепленных на верхнем переходном звене 1. На оси 7 коленного шарнира установлен трубчатый опорный элемент 8 с упором 9, смещенным кпереди относительно оси с прорезью 10 для перемещения серьги толкателя 2, и с проушинами 11. К толкателю 2 с помощью вращающегося ролика Т2, установленного в пазу 3, присоединена тяга 13. Тяга 13 установлена на нижнем переходном звене 14 для закрепления в нем голенной части протеза. Между нижним переходным звеном 14 и опорным элементом 8 установлена возвратная пружина 15, которая служит одновременно и голенооткидывателем. Между упорным элементом 8 и тягой 13 установлена прокладка 16 скольжения. На упоре 9 опорного элемента 8 установлен амортизатор 17 из упругого материала. Для обеспечения подкосоустойчивости осевая линия 18 бедра наклонена по отношению к осевой линии 19 голени, величина которого в зависимости от уровня ампутации бедра регулируется толщиной упругого амортизатора 17. Ось 7 коленного шарнира смещена кзади относительно оси 19 голени,

Коленный узел работает следующим образом.

При опоре на протез вертикальная составляющая нагрузки от веса тела инвалида через бедренную часть протеза и верхнее переходное звено 1 передается на тело толкателя 2, амортизатор 17, ролик 12, тягу 13, нижнее переходное звено 14 и далее на голенную часть протеза. При этом за счет существующего угла смещения между осями 18 и 19 и вынесенных вперед упора 9 и амортизатора 17 обеспечивается достаточная подкосоустойчивость протеза, что снижает требования к увеличению контактной площадки стыкуемых деталей по сравнению с известным узлом, позволяет паз серьги толкателя 2 выполнить с плавной конфигурацией и в момент перехода из состояния опоры в состояние сгибания уменьшить энергозатраты инвалида.

В процессе ходьбы при переносе нагрузки на носок стопы, происходит сгибание в коленном шарнире. Трубчатый опорный элемент 8 вместе с голенной частью протеза плавно поворачивается вокруг оси 7 коленного шарнира. Так как ось 7 смещена относительно оси 19 голени, а толкатель 2 закреплен на верхнем переходном звене 1 неподвижно и связан посредством ролика 12с тягой 13, происходит подтягивание тяги 13 вверх и подкатывание ролика 12 по малому сектору 4 паза 3, т.е. происходит укорочение длины голени. При этом пружина 15 сжимается, запасая энергию для выброса голени вперед при переносе протеза вперед. Укорочение голенной части протеза дает возможность перенести протез над опорной поверхностью не задевая за нее носком стопы. Пружина 15, разжимаясь, работает как голенооткидыватель и постоянно поддерживает ролик 12 в поджатом положении к стенке паза 3, устраняя металлический стук и повышая плавность угловых перемещений в коленном узле. Управление угловыми перемещениями протеза в фазу переноса происходит за счет сил разжатия

пружины без дополнительных энергозатрат инвалида.

При переходе механизма в положение сидя сгибание протеза в коленном шарнире осуществляется за счет перемещения ролика12 вначале по малому сектору паза 4, а после достижения угла сгибания 65° за счет воздействия сил разжатия пружины 15 ролик 12 перемещается по большому пазу 5, при этом восстанавливается функциональная длина голени. Максимальный угол сгибания в коленном шарнире составляет 115°, что достаточно для положения инвалида сидя, При вставании инвалида и разгибании протеза в коленном шарнире ролик 12, прокатываясь по пазу 3 серьги толкателя 2, вначале укорачивает длину голени, сжимая пружину 15 за счет воздействия силы веса инвалида, а после прохождения угла 65й пружина 15. распрямляясь, восстанавливает функциональную длину голени, приводя коленный механизм в исходное состояние для работы.

Все перемещения в коленном узле про- исходят плавно с уменьшенной нагрузкой под действием функциональных изменений нагрузки, поэтому контактирующие детали подвергаются меньшему износу в процессе угловых перемещений, что повышает надежность и долговечность узла.

Таким образом, предлагаемый узел позволяет выполнять протез нормальной функциональной длины, равной сохранившейся конечности, обеспечить функциональное укорочение протеза при переносе, достаточную регулируемую подкосоустойчивость при опоре на протез, повысить плавность перемещений контактирующих деталей коленного узла, что повышает антропоморфность походки, и снизить энергозатраты инвалида, так как управление коленным механизмом производится естественным изменением нагрузки веса тела человека на конечность при ходьбе и сидении. Все это позволяет повысить уровень протезирования, а следовательно, и уровень социально- трудовой реабилитации инвалидов. Формула изобретения Коленный узел к протезу бедра, содержащий верхнее и нижнее переходные звенья, закрепленные соответственно на трубках бедра и голени, ось коленного шарнира, установленную на верхнем переходном звене со смещением ее кзади относительно осевой линии, толкатель, закрепленный на верхнем переходном звене и контактно связанный с ним ролик, о т л ичающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат инвалида и повышения антропоморфности походки путем сохранения функционального укорочения протеза, в него введены трубчатый опорный элемент с

упором, смещенным кпереди относительно оси, и проушинами, подвижно установленными на оси коленного шарнира, амортизатор, размещенный на упоре, возвратная пружина, закрепленная между опорным

элементом и нижним переходным звеном, выполненным в виде тяги, размещенной внутри трубчатого опорного элемента, причем толкатель выполнен в виде серьги с фигурным пазом, который имеет два сектора

разной кривизны, при этом ролик размещен в пазу и закреплен на тяге, а осевая линия голени смещена относительно осевой линии бедра.

Использование: протезирование инвалидов с ампутациями бедра на разных уровнях. Снижение энергозатрат инвалида и повышение антропоморфности походки путем сохранения функционального укороче19 ния протеза. Коленный узел содержит верхнее и нижнее переходные звенья 1, закрепленные соответственно на трубках бедра и голени; ось 7 коленного шарнира, установленную на верхнем переходном звене со смещением ее кзади относительно осевой линии, трубчатый опорный элемент 8 с упором 9, прорезью 10 и проушинами 11, подвижно установленными на оси коленного шарнира; амортизатор 17, размещенный на упоре; нижнее переходное звено, выполненное в виде тяги 13с роликом, соединенной с трубкой и размещенной внутри трубчатого опорного элемента 8; толкатель 2, выполненный в виде серьги с фигурным пазом, который имеет два сектора разной кривизны, ролик размещен в пазу серьги, а осевая линия голени смещена относительно осевой линии бедра на (5 - 7)°. 1 ил. 20 сл С 2 сл ю СА) О