протез стопы

Формула изобретения

Протез стопы, содержащий эластичную облицовку, голеностопную часть, консоль, винт регулировки и элементы соединений, отличающийся тем, что голеностопная часть, консоль и винт регулировки связаны единым шарниром взаимных угловых перемещений в саггитальной плоскости, ось которого пропущена в основании голеностопной части через проушины консоли с размещенной между ними серьгой, в которой зафиксирован винт регулировки, его концевая часть помещена с зазорами в гнездо вверху голеностопной части, а на резьбовом участке установлена сферическая ходовая гайка, расположенная со стопорением от проворота в подвижном относительно винта регулировки звене, прикрепленном одним концом поперечной осью к консоли, а другим концом поджатым к голеностопной части, причем в эластичной облицовке выполнена полость, в которой опорная часть консоли установлена с возможностью упругой деформации подошвы облицовки в зоне переднего переката при перемещениях по дуге относительно единого шарнира.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам узлов протезов для наружного протезирования нижней конечности.

Характерное для современного протезостроения расширение эксплуатационных возможностей протезов за счет универсализации комплектующих узлов или, наоборот, за счет их специализации подтверждается работами по созданию эргономически совершенных искусственных стоп с регулировкой по высоте каблука обуви без перестройки или демонтажа протеза.

Известно достаточно много запатентованных устройств подобных стоп. В них, как правило, учитывается, что носковая часть стоп за зоной переднего переката настолько эластична, что принимает форму обуви без какой-либо механизации, а регулировка по высоте каблука обуви сводится к изменению положения средней части и (или) пятки стопы. Соответственно этому известные патенты могут быть систематизированы следующим образом:

а) патент Великобритании 2163961, 1986 г. и др., в которых средняя часть фиксирована относительно пятки и вся стопа при регулировке на более высокий каблук поворачивается относительно исходного положения на более низкий каблук. Недостаток - новая форма стопы не соответствует форме обуви, отсюда недостаточная устойчивость протеза и безопасность его эксплуатации;

б) патент США 4306320, 1981 г., в котором регулировка осуществляется поворотом консоли средней части стопы относительно пятки голеностопной части, соединенных между собой упругим листом. Недостатки - сомнительна целостность соединения в условиях реальной эксплуатации, а также отсутствие удобного доступа к винту регулировки;

в) патент ЕР 0280004, 1989 г., в котором реализуется не только перемещение пятки (горизонтирование) к форме обуви, но очевиден и поворот стопы. Однако конструкция крепления поворотной пятки винтом, работающим на изгиб при штатных циклических нагрузках, недостаточно прочна и безопасна.

Сравнительная оценка патентов по упомянутым характеристикам со значениями величины характеристики 0 - для менее совершенного устройства, 1 - для более совершенного, с возможными промежуточными значениями, представлена в таблице.

При этом оценки степени соответствия стоп форме обуви проводились на основе дополнительного анализа геометрии подошвы обувных колодок и форм стоп.

По сумме значений величин характеристик в качестве прототипа настоящего изобретения принято представляющееся более совершенным устройство по патенту США 4306320, 1981 г., представляющее эластичную облицованную стопу, включающую голеностопную часть и переднюю консоль, соединенные между собой упругим листом, а также зафиксированной на голеностопной части винт регулировки углового положения консоли за счет вращения винта и перемещения установленного на нем клина в зазоре между консолью и голеностопной частью. Недостатком устройства являются: во-первых, сомнительная прочность и целостность конструкции, поскольку на каждом шаге при толчке концом консоли возникают большие силы, отрывающие лист от основания голеностопной части, а в самом листе возникают большие напряжения изгиба; во-вторых, отсутствие доступа к винту регулировки при опирании на стопу, тем более в обуви.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение безопасности при эксплуатации и обеспечение доступа к винту регулировки без снятия обуви.

Сущность этого конструктивного решения в том, что в протезе стопы, содержащем эластичную облицовку, голеностопную часть, консоль, винт регулировки и элементы соединений, голеностопная часть, консоль и винт регулировки связаны единым шарниром взаимных угловых перемещений в саггитальной плоскости, ось которого пропущена в основании голеностопной части через проушины консоли с размещенной между ними серьгой, в которой зафиксирован винт регулировки, его концевая часть помещена с зазорами в гнездо вверху голеностопной части, а на резьбовом участке установлена сферическая ходовая гайка, расположенная со стопорением от проворота в подвижном относительно винта регулировки звене, прикрепленным одним концом поперечной осью к консоли, а другим концом поджатым к голеностопной части, причем в эластичной облицовке выполнена полость, в которой опорная часть консоли установлена с возможностью упругой деформации подошвы облицовки в зоне переднего переката при перемещениях по дуге относительно единого шарнира.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1, 2 изображены общие виды протеза стопы на более низкий каблук обуви (10 - 15 мм) и соответственно на более высокий каблук (свыше 30 мм).

На фиг. 3 - вид сверху и разрез стопы по горизонтали вдоль полости эластичной облицовки.

На фиг. 4, 5, 6 изображено место установки винта регулировки и единый шарнир.

Протез стопы содержит эластичную облицовку 1, голеностопную часть 2, консоль 3, винт регулировки 4 и элементы соединений 5. Голеностопная часть 2, консоль 3 и винт регулировки 4 связаны единым шарниром 6 угловых перемещений в саггитальной плоскости, ось 7 которого пропущена в основании 8 голеностопной части 2 через проушины 9 консоли 3 с размещенной между ними серьгой 10, в которой зафиксирован своей головкой 11 винт регулировки 4, при этом он установлен в серьгу 10 через радиальное отверстие 12 с возможностью вращения.

Верхний конец 14 винта регулировки 4 имеет внутренний шестигранник 15 под ключ и помещен с радиальными зазорами 16 в гнездо 17 в виде сквозной втулки 18, ввернутой в полку 19 голеностопной части 2 в зоне доступа к верхнему концу 14 винта регулировки 4 снаружи сверху стопы.

На резьбовом участке 20 винта регулировки 4 установлена сферическая ходовая гайка 21, помещенная в профилированный паз 22 подвижного по высоте винта регулировки 4 звена 23. Гайка 21 удерживается от проворота вместе с винтом регулировки 4 в звене 23 стопором 24. Звено 23 одним концом 25 прикреплено поперечной осью 26 к удаленной от единого шарнира 6 точке 27 консоли 3, а другим концом 28 поджато к поперечной стенке 29 голеностопной части 2.

Величина радиального зазора 16 между верхним концом 14 винта регулировки 4 и стенками втулки 18 выбрана таким образом, чтобы компенсировать всевозможные отклонения в размерах сопрягаемых частей консоли 3, винта регулировки 4 и серьги 10 при сборке в едином шарнире 6, а также в соединении винта регулировки 4 со звеном 23.

В эластичной облицовке 1 выполнена полость 30, в которой опорная часть 31 консоли 3 установлена с возможностью упругой деформации подошвы 32 облицовки 1 в зоне переднего переката 33 при перемещениях консоли 3 по дуге относительно единого шарнира 6.

При этом предусмотрены запасы по зазору 16 на угловые перемещения винта регулировки 4 в едином шарнире 6, вызванные силой упругости подошвы 32 эластичной облицовки 1, что обеспечивает поджатие конца 28 звена 23 к поперечной стенке 29. Для большей надежности поджатия звена 23 в поперечной стенке 29 может предусматриваться установка юстировочного упора 34.

В завершение сборки после установки в полость 30 голеностопная часть 2 крепится винтами 35 к пластине с резьбовыми элементами 36, заформованной в зоне пятки 37 вместе с армирующим ремнем 38 в облицовку 1.

Регулировка протеза стопы по высоте каблука обуви осуществляется специальным ключом через втулку 18 вращением винта регулировки 4. При этом звено 23 своим концом 25 перемещает точку 27 относительно единого шарнира 6, вызывая перемещение опорной части 31 консоли 3 по дуге и соответственно деформацию и перемещение подошвы 32 в зоне переднего переката 33 и в средней части 39.

Причем по сравнению с исходной формой носковой части 40 стопы форма ее 41, получаемая при регулировки стопы на более высокий каблук вне обуви, зависит от общей и локальных жесткостей подошвенного и тыльного участков и возможной связи последнего с консолью 3, что корректируется по результатам экспериментальной отработки.

Для перехода с более высокого каблука на более низкий вращение винта регулировки 4 осуществляется в обратную сторону. При любых регулировках и при всех возможных положениях консоли 3 звено 23 остается поджатым к поперечной стенке 29, голеностопной части 2, а по верхнему концу 14 винта регулировки 4 имеется зазор до стенки втулки 18.

В процессе движения основные нагрузки для описанной конструкции реализуются в фазе опирания при заднем толчке. При этом нагрузки с консоли 3 через единый шарнир 6 и звено 23 передаются на голеностопную часть 2, а на винт регулировки 4 приходят только силы растяжения.

Предлагаемое устройство протеза стопы с регулировкой по высоте каблука обуви отличается от прототипа и других известных устройств аналогичного назначения конструктивно-силовой схемой, обеспечивающей достаточную работоспособность, прочность, необходимые надежность, безопасность и возможности эксплуатационной регулировки стопы в обуви без дополнительной подгонки протеза. Фрагменты устройства прошли натурное моделирование и испытания и подтвердили требуемые характеристики.