протез стопы с регулируемой функцией

Формула изобретения

1. Способ генерирования кинетической энергии для движущей силы в протезе нижней конечности, включающем в себя проходящую в продольном направлении стопу, лодыжку и удлиненную прямостоящую упругую голень над лодыжкой, заключающийся в том, что обеспечивают упругий элемент, который образует лодыжку и голень в протезе, причем этот упругий элемент имеет длину, обеспечивающую нижний участок для крепления к стопе, образующий голеностопную область, средний участок, проходящий, по существу, вверх выше высоты голеностопного сустава человека, при этом голеностопная область в, по существу, криволинейно изогнутом виде определяет нижнюю часть протеза ноги, и проксимальный участок для соединения с опорной структурой на культе ноги человека, при этом упругий элемент, по меньшей мере, в области лодыжки является изогнутым выпуклостью вперед, и упругий элемент изгибается в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию; и содействуют движению назад верхнего конца упругого элемента и управляют движением вперед верхнего конца упругого элемента во время использования протеза, с помощью икроножного устройства, предусмотренного на протезе.

2. Способ по п.1, в котором упомянутое управление движением вперед ограничивает диапазон движения вперед верхнего конца упругого элемента с помощью указанного устройства, предусмотренного на протезе.

3. Способ по п.1, в котором упомянутое управление движением вперед включает в себя сопротивление движению вперед верхнего конца упругого элемента с помощью указанного устройства, предусмотренного на протезе.

4. Способ по п.1, в котором упомянутое управление движением вперед включает в себя упругое отклонение указанного устройства, предусмотренного на протезе, во время движения вперед верхнего конца упругого элемента с силовой нагрузкой протеза при ходьбе, причем это устройство во время силовой разгрузки протеза вносит вклад в продвижение вперед тела человека при ходьбе.

5. Способ по п.1, в котором упомянутое содействие и упомянутое управление увеличивают соотношение крутящих моментов лодыжки протеза при ходьбе, причем соотношение крутящих моментов лодыжки определяется как частное от деления пикового крутящего момента лодыжки при дорсальном изгибе, возникающего в более поздней фазе отталкивания при ходьбе, на крутящий момент лодыжки при подошвенном изгибе, возникающий при начальной реакции нагрузки при постановке стопы плоско после удара пяткой при ходьбе.

6. Способ по п.5, предусматривающий увеличение соотношения крутящих моментов лодыжки для имитации соотношения крутящих моментов лодыжки, которое возникает в человеческой стопе при ходьбе.

7. Способ по п.5, предусматривающий увеличение соотношения крутящих моментов лодыжки таким образом, что упомянутый пиковый крутящий момент лодыжки при дорсальном изгибе, который возникает в протезе, имеет порядок величины больший, чем упомянутый крутящий момент лодыжки при подошвенном изгибе в этом протезе.

8. Способ по п.5, предусматривающий увеличение соотношения крутящих моментов лодыжки примерно до 11:1.

9. Способ по п.1, в котором упомянутый нижний участок и средний участок упругого элемента оба являются изогнутыми выпуклостью вперед.

10. Способ по п.9, в котором стопе придают высокую и низкую динамическую реакцию, причем упомянутая стопа включает в себя киль стопы, а упомянутое придание стопе высокой и низкой динамической реакции включает в себя выполнение среднего отдела стопы киля стопы с продольной дугой, медиальная сторона которой имеет больший радиус и более высокую динамическую реакцию, чем латеральная сторона дуги.

11. Протез стопы, содержащий проходящий в продольном направлении киль стопы, упругий стержень голени, имеющий длину, обеспечивающую нижний участок, соединенный с килем стопы, для образования голеностопной области протеза ноги, средний участок, проходящий, по существу, вверх выше высоты голеностопного сустава человека, при этом голеностопная область в, по существу, криволинейно изогнутом виде определяет нижнюю часть протеза ноги, и проксимальный участок для соединения с опорной структурой на культе ноги человека, при этом нижний и средний участки упругого стержня голени являются обращенными вперед выпукло изогнутыми, упругий стержень голени выполнен с возможностью изгиба в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию, причем верхний конец выполнен с возможностью продольного движения относительно киля стопы в ответ на силовую нагрузку и разгрузку стержня голени во время использования протеза стопы, и устройство, соединенное с верхней частью стержня голени и нижней частью протеза стопы для содействия движению назад верхнего конца стержня голени и управления движением вперед верхнего конца стержня голени.

12. Протез стопы по п.11, в котором упомянутое устройство включает в себя, по меньшей мере, одну гибкую перемычку, обеспечивающую ограниченное упругое растяжение.

13. Протез стопы по п.12, в котором упомянутое устройство включает в себя средства для регулируемого натяжения упомянутой, по меньшей мере, одной перемычки.

14. Протез стопы по п.11, в котором нижняя часть протеза стопы, с которой соединено упомянутое устройство, является либо нижней частью стержня голени, либо килем стопы, либо соединительным элементом, соединяющим стержень голени и киль стопы.

15. Протез стопы по п.11, в котором упомянутое устройство расположено сзади стержня голени.

16. Протез стопы по п.11, в котором упомянутое устройство включает в себя, по меньшей мере, одну гибкую перемычку, соединяющую верхнюю часть стержня голени и нижнюю часть протеза стопы, и, по меньшей мере, одну пружину, которая упруго отклоняется упомянутой, по меньшей мере, одной перемычкой в ответ на движение вперед верхнего конца стержня голени для запасания энергии.

17. Протез стопы по п.16, включающий в себя средство для регулирования длины перемычки, допускающее предварительную нагрузку упомянутой, по меньшей мере, одной пружины.

18. Протез стопы по п.16, в котором упомянутая, по меньшей мере, одна пружина находится рядом с упомянутой, по меньшей мере, одной гибкой перемычкой, вызывая изменение направления этой перемычки.

19. Протез стопы по п.16, в котором упомянутая, по меньшей мере, одна гибкая перемычка соединена с упругой частью киля стопы, которая служит в качестве упомянутой, по меньшей мере, одной пружины.

20. Протез стопы, содержащий проходящий в продольном направлении киль стопы, упругий стержень голени, имеющий нижний конец, соединенный с килем стопы, обращенную вперед выпукло изогнутую нижнюю часть, проходящую вверх от киля стопы, и верхний конец для соединения с гильзой протеза нижней конечности на культе ноги человека, упругий стержень голени является изгибающимся в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию, для запасания и высвобождения энергии, причем верхний конец выполнен с возможностью продольного движения относительно киля стопы в ответ на силовую нагрузку и разгрузку стержня голени во время использования протеза стопы, упругое икроножное устройство, соединенное с верхней частью стержня голени и нижней частью протеза стопы, причем это устройство способно изгибаться, запасая энергию во время силовой нагрузки протеза стопы и возвращая запасенную энергию во время силовой разгрузки для увеличения кинетической энергии, генерируемой для движущей силы протезом стопы при ходьбе, при этом стержень голени и икроножное устройство, выполнены монолитно.

21. Протез стопы по п.20, в котором, по меньшей мере, задняя часть киля стопы также выполнена монолитно со стержнем голени и икроножным устройством.

22. Протез стопы по п.20, в котором нижний конец икроножного устройства шарнирно соединен с задней частью киля стопы.

23. Протез стопы по п.20, в котором киль стопы также выполнен монолитно со стержнем голени и икроножным устройством.

24. Протез стопы, содержащий проходящий в продольном направлении киль стопы, упругий стержень голени, имеющий нижний конец, соединенный с килем стопы, обращенную вперед выпукло изогнутую нижнюю часть, проходящую вверх от киля стопы, и верхний конец для соединения с гильзой протеза нижней конечности на культе ноги человека, упругий стержень голени является изгибающимся в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию, для запасания и высвобождения энергии, причем верхний конец выполнен с возможностью продольного движения относительно киля стопы в ответ на силовую нагрузку и разгрузку стержня голени во время использования протеза стопы, упругое икроножное устройство, соединенное с верхней частью стержня голени и нижней частью протеза стопы, причем это устройство способно изгибаться, запасая энергию во время силовой нагрузки протеза стопы и возвращая запасенную энергию во время силовой разгрузки для увеличения кинетической энергии, генерируемой для движущей силы протезом стопы при ходьбе, при этом протез стопы включает в себя множество продольных секций, каждая из которых включает в себя соответствующие секции киля стопы, стержня голени и икроножного устройства, причем эти продольные секции на своих дистальных концах подвижны независимо друг от друга, а их проксимальные концы выполнены как единое целое друг с другом.

25. Протез стопы по п.24, в котором продольные секции включают в себя секции разной ширины.

26. Протез стопы по п.24, в котором продольные секции включают в себя секции с дистальными поверхностями килей стоп, находящимися на разных высотах.

27. Протез стопы по п.24, в котором имеются три продольные секции, расположенные бок о бок, при этом центральная секция имеет дистальную поверхность киля стопы на высоте большей, чем у дистальной поверхности соседних секций.

28. Протез стопы по п.24, в котором каждая из продольных секций выполнена монолитно, и они выполнены монолитно друг с другом на проксимальных концах своих секций стержней голени.

29. Протез стопы, содержащий проходящий в продольном направлении киль стопы, упругий стержень голени, имеющий нижний конец, соединенный с килем стопы крепежным приспособлением, обращенную вперед выпукло изогнутую нижнюю часть, проходящую вверх от киля стопы, и верхний конец для соединения с гильзой протеза нижней конечности на культе ноги человека, упругий стержень голени выполнен с возможностью изгиба в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию, для запасания и высвобождения энергии, причем верхний конец выполнен с возможностью продольного движения относительно киля стопы в ответ на силовую нагрузку и разгрузку стержня голени во время использования протеза стопы, устройство, соединенное с верхней частью стержня голени и нижней частью протеза стопы для изменения характеристики изгиба в сагиттальной плоскости при продольном движении верхнего конца стержня голени относительно киля стопы во время использования протеза стопы, при этом нижняя часть протеза стопы, с которой соединено упомянутое устройство, является либо нижней частью стержня голени, либо килем стопы, либо соединительным элементом крепежного приспособления, соединяющим стержень голени и киль стопы, при этом крепежное приспособление включает соединительный элемент и первый и второй съемные крепежные элементы, соединительный элемент соединен с нижним концом стержня голени первым съемным крепежным элементом, а стержень голени присоединен к килю стопы вторым съемным крепежным элементом, при этом первый съемный крепежный элемент в соединительном элементе находится на расстоянии в переднем направлении от второго съемного крепежного элемента для увеличения активной длины стержня голени, и тем самым динамической реакции стержня голени при ходьбе.

30. Способ генерирования кинетической энергии для движущей силы в протезе стопы, заключающийся в том, что обеспечивают протез стопы, имеющий проходящий в продольном направлении киль стопы, прикрепленный к упругому стержню голени, образующему лодыжку и нижнюю часть протеза ноги, для соединения с гильзой протеза нижней конечности на культе ноги человека, причем упомянутый стержень голени включает в себя обращенную вперед выпукло изогнутую часть, проходящую вверх от киля стопы, и верхний конец, который изгибается в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию, для запасания и высвобождения энергии, и верхний конец совершает продольное движение относительно киля стопы при силовой нагрузке и разгрузке протеза стопы, используют икроножное устройство на протезе стопы для запасания энергии во время силовой нагрузки протеза стопы и возврата запасенной энергии во время силовой разгрузки для увеличения кинетической энергии, генерируемой для движущей силы протезом стопы при ходьбе, при этом запасание энергии икроножным устройством включает в себя упругое отклонение, по меньшей мере, одной пружины икроножного устройства во время движения вперед верхнего конца стержня голени.

31. Способ по п.30, предусматривающий начальную нагрузку упомянутой, по меньшей мере, одной пружины икроножного устройства для упругого отклонения верхнего конца стержня голени для осуществления движения назад при ходьбе.

32. Способ по п.30, предусматривающий регулирование величины начальной нагрузки упомянутой, по меньшей мере, одной пружины для изменения характеристики относительной гибкости стержня голени для осуществления движения назад и движения вперед с силовой нагрузкой и разгрузкой при ходьбе.

33. Способ по п.32, в котором упомянутое регулирование осуществляют таким образом, что соотношение крутящих моментов лодыжки протеза стопы при ходьбе достигает соотношения крутящих моментов лодыжки человеческой стопы, причем соотношение крутящих моментов лодыжки определяется как частное от деления пикового крутящего момента лодыжки при дорсальном изгибе, возникающего в более поздней фазе отталкивания при ходьбе, на крутящий момент лодыжки при подошвенном изгибе, возникающий при начальной реакции нагрузки при постановке стопы плоско после удара пяткой при ходьбе.

34. Способ по п.33, в котором упомянутое регулирование осуществляют с увеличением пикового крутящего момента лодыжки при дорсальном изгибе, возникающего в более поздней фазе отталкивания при ходьбе, и уменьшением крутящего момента лодыжки при подошвенном изгибе, возникающего при начальной реакции нагрузки при постановке стопы плоско после удара пяткой при ходьбе таким образом, что первый имеет порядок величины больший, чем последний.

35. Способ по п.33, при котором соотношение крутящих моментов лодыжки увеличивают примерно до 11:1.

36. Способ по п.30, в котором упомянутый киль стопы включает в себя вогнутость, образованную продольной дугой среднего отдела упомянутой стопы, и при этом упомянутая вогнутость расширяется во время упомянутой силовой нагрузки для запасания энергии и высвобождает энергию на упомянутых последующих стадиях фазы отталкивания при ходьбе, внося вклад в движущую силу тела человека.

37. Способ по п.36, предусматривающий выполнение продольной дуги, при этом ее медиальная сторона имеет относительно более высокую динамическую реакцию, чем латеральная сторона продольной арки.

38. Способ по п.36, предусматривающий выполнение вогнутости продольной дуги, медиальная сторона которой имеет больший радиус, чем латеральная сторона продольной дуги.

39. Способ генерирования энергии для движущей силы в протезе стопы, заключающийся в том, что обеспечивают протез стопы, имеющий проходящий в продольном направлении киль стопы и упругий стержень голени, образующий лодыжку и вертикальную прямостоящую голень над лодыжкой, для соединения с гильзой протеза нижней конечности на культе ноги человека, вертикальная прямостоящая голень изгибается в продольном направлении при ходьбе человека, перенесшего ампутацию, для запасания и высвобождения энергии, причем упомянутый стержень голени включает в себя обращенную вперед выпукло изогнутую часть, проходящую вверх от киля стопы, и верхний конец, который во время использования протеза стопы совершает продольное движение относительно киля стопы во время силовой нагрузки и разгрузки протеза стопы, и изменяют соотношение крутящих моментов лодыжки протеза стопы при ходьбе путем использования икроножного устройства на протезе стопы для осуществления изменения характеристики изгиба в сагиттальной плоскости для продольного движения верхнего конца стержня голени в ответ на силовую нагрузку и разгрузку во время использования протеза стопы человеком, причем соотношение крутящих моментов лодыжки определяется как частное от деления пикового крутящего момента лодыжки при дорсальном изгибе, возникающего в более поздней фазе отталкивания при ходьбе, на крутящий момент лодыжки при подошвенном изгибе, возникающий при начальной реакции нагрузки при постановке стопы плоско после удара пяткой при ходьбе.

40. Способ по п.39, в котором соотношение крутящих моментов лодыжки изменяют для имитации соотношения крутящих моментов лодыжки человеческой стопы.

41. Способ по п.39, в котором соотношение крутящих моментов лодыжки изменяют таким образом, что упомянутый пиковый крутящий момент лодыжки при дорсальном изгибе, который возникает в протезе, имеет порядок величины больший, чем упомянутый крутящий момент лодыжки при подошвенном изгибе, возникающий при начальной реакции нагрузки при постановке стопы плоско после удара пяткой при ходьбе.

42. Способ по п.39, в котором соотношение крутящих моментов лодыжки изменяют примерно до 11:1.

43. Способ по п.39, в котором изменяют соотношение крутящих моментов лодыжки путем использования икроножного устройства, по меньшей мере, с одной из таких целей, как содействие движению назад верхнего конца стержня голени и ограничение движения вперед верхнего конца стержня голени.

44. Способ по п.43, в котором икроножное устройство содействует движению назад верхнего конца стержня голени, упруго отклоняя этот верхний конец для движения назад.

45. Способ по п.43, в котором икроножное устройство ограничивает движение вперед верхнего конца стержня голени, упруго отклоняя, по меньшей мере, один элемент икроножного устройства во время движения вперед стержня голени с силовой нагрузкой для запасания энергии с возвратом ее во время силовой разгрузки протеза стопы.

46. Способ по п.39, предусматривающий монолитное выполнение киля стопы, стержня голени и икроножного устройства.

47. Способ по п.39, предусматривающий выполнение киля стопы с упругой продольной дугой, которая может расширяться при ходьбе во время силовой нагрузки протеза стопы для запасания энергии, которая возвращается во время силовой разгрузки.

48. Способ по п.39, предусматривающий выполнение медиальной стороны продольной дуги имеющей больший радиус, чем латеральная сторона.

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.