Голеностопный узел протеза

 

Использование: повышение устойчивости при стоянии и передвижении и приближении к естественной ходьбе инвалидов с двухсторонней и односторонней ампутацией голеней. Сущность изобретения: голеностопный узел содержит каркас 1 стопы 2, опорные площадки 3 и 4, гнездо 5 под амортизатор , гнездо 6 под серьгу, опору 7, щиколотку 8, опорный прилив 9. шины 10, передний прилив 11, опорную площадку 12. задний прилив 13, углубление 14, амортизатор-буфер 15, проушины 16, втулку 17, ось 18, серьгу 19.шплинт 20, гайку 21, отверстие 22, винт 23, сегментную гайку 25, жесткие прокладки 26 и облицовку 27. 10 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСГ|УБЛИК (51)5 А 61 F 2/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

4 )

1 (ь ) 29

3U2 I (21) 4757809/14 (22) 09.11.8,9 (46) 15.07.92, Бюл, N 26 (75) Г.В,Дорохов (53) 615.472(088,8) (56) Конструкции протезно-ортопедических изделий/Под ред. А.П.Кужекина. Легкая и пищевая промышленность, 1984, с. 62, рис, 50. (54) ГОЛЕНОСТОПНЫЙ УЗЕЛ ПРОТЕЗА (57) Использование: повышение устойчивости при стоянии и передвижении и прибли. Ж„„1747062 А1 жении к естественной ходьбе инвалидов с двухсторонней и односторонней ампутацией голеней. Сущность изобретения: голеностопный узел содержит каркас 1 стопы 2, опорные площадки 3 и 4, гнездо 5 под амортизатор, гнездо 6 под серьгу, опору 7, щиколотку 8, опорный прилив 9, шины 10, передний прилив 11, опорную площадку 12, задний прилив 13, углубление 14, амортизатор — буфер 15, проушины 16, втулку 17, ось

18, серьгу 19. шплинт 20, гайку 21, отверстие

22, винт 23, сегментную гайку 25, жесткие прокладки 26 и облицовку 27. 10 ил.

1747062

Изобретение относится к протезированию и протезостроению и может быть использовано в протезах нижних конечностей, Известны голеностопные узлы (ГУ) шиннокожанных протезов, которые содержат щиколотку и стопу (каркас с эластичной облицовкой}, соединенные с помощью оси, серьги и гайки.

В голеностопном узле при передвиже10 нии инвалида, за счет шарнира ГУ попеременно поворачивается относительно друг к другу то стопа с серьгой и гайкой крепления стопы, то каркас протеза с щиколоткой с осью шарнира ГУ.

Недостатками известных ГУ шиннокожанных протезов являются плохая устойчи15 вость при стоянии, неудобство в ходьбе при двухсторонней ампутации (необходима третья точка опоры): при односторонней ам..путации перегрузка на здоровую ногу; затруднено естественное передвижение (ботинок носком цепляет за дорогу); щиколотка, стопа, шины, шарнирные соединения, элементы крепления щиколотки, оси серьги недолговечны и преждевременно выходят и строя; ГУ неприменим для обуви с каблуками разной высоты и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является голеностопный узел для шинноко20

30 жанных протезов, включающий щиколотку полусварную — нижняя часть литая алюминиевая с проушинами для крепления оси серьги шарнира ГУ, верхняя часть сварная алюминиевая из штампованых с ребрами

35 жесткости боковинок для крепления к ним металлических шин каркаса протеза при помощи медных заклепок и металлических пластин, приклепываемых с внутренней стороны щиколотки. Щиколотка спереди и гайкой) шарнира ГУ крепится неподвижно при помощи гайки и специальных металлических втулок, запрессованных в проуши- 45 нах щиколотки; каркас стопы в верхней части имеет скос, в средней части которого имеется углубление (посадочное место) для серьги шарнира ГУ и отверстия под наконечник (с резьбой) серьги, благодаря кото50 рому гайкой серьги крепится стопа к щиколотке; каркас стопы s эластичной облицовке; серьга устанавливается на оси шарнира ГУ; гайка серьги шарнира ГУ имеет лыску для стопорения от самопроизвольного отворачивания в каркасе стопы; величина поворота стопы ограничивается жесткостью эластичных скосов.

Недостатком голеностопного узла (ГУ) является плохая устойчивость инвалида при сзади в нижней части имеет опорные скосы 40 для упора в эластичные скосы стопы; ось серьги (специальный дорогостоящий болт с стоянии, что приводит к необходимости применения третьей точки опоры на протезах при двухсторонней ампутации. При ходьбе носок ботинка цепляется -за опору (землю), что вызывает неестественное перемещение протезов как при двухсторонней, так и при односторонней ампутации. В момент соприкосновения каблука ботинка. (стопы) с землей протез вибрирует вследствие ограниченного поворота стопы на оси шарнира ГУ и отсутствия регулировки жесткости задней эластичной опоры стопы, Крепление шин каркаса протеза в верхней сварной штампованной части щиколотки при помощи медных и других заклепок недостаточно долговечное, так как преждевременно ослабляется, особенно у инвалидов с крупным телосложением. Скосы опорных площадок щиколотки при движении инвалида вызывают значительные горизонтальные составляющие силы от веса инвалида, которые действуют на шарнир ГУ, на гайку крепления стопы, на эластичные опоры стопы, на посадочное место металлических втулок в проушинах щиколотки, на посадочное место серьги в каркасе стопы; вызывая их преждевременный износ, ухудшая условия при эксплуатации. Кроме того, недостатком ГУ является отсутствие возможности регулирования стопы под разную обувь (по разной высоте каблука).

Цель изобретения — повышение устойчивости при стоянии, передвижении, а также приближение к естественной ходьбе инвалидов с двухсторонней и односторонней ампутацией голеней, повышение надежности и долговечности деталей ГУ и каркаса шин (шиннокожанного протеза).

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве. содержащем голеностопный шарнир, стопы с передней и задней опорными площадками и углублением в средней части каркаса (вставки) стопы под голеностопный шарнир, щиколотку овальной формы с ребрами жесткости с проушинами для фиксации голеностопного шарнира и с опорными площадками в. нижней части, в нижней литой части щиколотки. выполнен опорный прилив с резьбовым отверстием для крепления шин каркаса протеза, опорные площадки.в переднем приливе под жесткие прокладки и в заднем приливе под буфер-амортизатор выполнены в горизонтальной плоскоСти, каркас (вставка) стопы с опорными площадками спереди под жесткие прокладки и сзади под буфер-амортизатор, выполненными в горизонтальной плоскости. Каркас (вставка) стопы иэ ударопрочного пластика снизу имеет опору из дерева, в стопе в эластичной облицовке вы1747062

55 полнено углубление под щиколотку для свободного ее поворота.

Жесткие регулировочные сменные прокладки, установленные между передними опорными площадками каркаса (вставки) стопы и щиколотки, позволяют регулировать стопу под высоту каблука обув.: и устраняют балансировку инвалида при стоянии на протезах. что повышает его устойчивость, Опорный прилив с разьбовым отверстием в литой нижней части щ.,колотки для крепления шин каркаса протеза позволяет создать долговечное разборное соединение, при котором ни щиколотка, ни шины каркаса протеза преждевременно не выходят из строя - зто соединение удобно в эксплуатации, Форма щиколотки с приливами, величина формы плоскостей, расстояние между функциональными элементами определяет оптимальное распределение сил и моментов сил, действующих на стопу, щиколотку и шины при, ходьбе и стоянии на протезах. Величина оасстояния вергикальной оси передней опоры каркаса стопы or вертикальной оси шарнира голеностопного узла в соответствии с размерами стоп позволяет произвести индивидуальный подбор стоп с тем, чтобы устранить излишние отклонения передней части опорь:. т.е. избавиться от зацепления эа поверхность дороги при ходьбе на протезах, т.е, повысить безопасность передвижения и повысить естественность и эстетичность ходьбы.

На фиг, 1 изображен голеностопный узел протеза, общий вид; на фиг. 2 — щиколотка (нижняя литая часть ГУ); на фиг, 3— каркас (вставка) стопы из дерева с эластичной облицовкой; на фиг. 4 — каркас (вставка) стопы из ударо-прочного пластика с эластичной облицовкои: на фиг. 5 — сегментная гайка для крепления шин; на фиг. 6 — каркас (вставка) стопы из ударо-прочного пластика; на фиг, 7 — опора каркаса (вставки) стопы иэ ударо-прочного пластика; на фиг, 8 — втулка проушин с накаткой; на фиг. 9 — распределение сил и крутящих моментов в голеностопном узле; на фиг. 10 — крепление щиколотки к шинам.

Устройство (фиг. 1-10) содержит каркас (вставка) 1 стопы 2; в верхней части которой выполнены передние и задние горизонтальные опорные площадки 3, 4 и гнездо 5 под буфер-амортизатор и гнездо 6 под серьгу шарнира ГУ и опора 7 вставки 1 с тремя отверстиями; щиколотку 8 овальной формы сварную, состоящую из деталей: нижняя . часть — литая выполнена с опорным приливом 9 (в средней части) для крепления шин

10 каркаса протеза, верхняя часть- сварная из штампованных с ребрами жесткости се5

45 рийно выпускаемых боковинок для крепления шин 10 каркаса протеза. Передний прилив 11 в литой нижней части имеет опорную площадку 12, расположенную в горизонтальной плоскости. Задний прилив 13 в литой нижней части имеет углубление 14 под амортизатор-буфер 15, расположенное в го,."иэон .альной плоскости. Ниже опорного прилива 9 (в средней части) щиколотки 8 по бокам выполнены проушины l6 с отверстиями под втулки 17, ьставляемые в отверстия для неподвижного соединения, Ось 18 серьги 19 шарнира ГУ, установленная во втулках

17, соединяет щиколотку 8 с серьгой 19 и фиксируется от проворачивания во втулках

17 шплинтом 20. Серьга 19 при помощи гайки 21 закрепляет каркас (вставку) 1 стопы 2 к щиколотке 8. В опорном приливе 9 выполнено отверстие 22 с резьбой для крепления шин каркаса протеза к щиколотке с помощью винта 23 и винта 24 и сегментной гайки 25, Амортизирующий буфер 15. установленный в гнездо 5 каркаса 1 стопы 2. и углубление 1 4 под амортизатор-буфер 15. выполненный; например, из резины в виде цилиндра. Передняя опорная площадка 3 каркаса ". стопы 2 выполнена в горизонтальной плоскости, а задн:".; эпорная площадка

4 выполнена с гнездом 5 для обеспечения свободного поворота щиколотки 8. На передней горизонтальной парной площадке 3 каркаса:, стопы 2 помещены жесткие прокладки 26,. выпслненные иэ кожи. полимера или других жестких материалов, количест80М которых можно правильно выставлять стопу, что необходимо при различной высоте каблука обуви в соответствии с индивидуальными запросами инвалида, Каркас (вставка) 1 стопы 2 покрыт эластичной облицовкой 27.

Каркас 1 стопы 2 может выполняться в двух вариантах; каркас (вставка) 1 стопы 2 из дерева (липы) фиг. 3; каркас (вставка) 1 стопы 2 из ударо-прочного пластика в виде бруска и опорой-подошвой из фанеры с 7-10 слоями (8-12) мм (фиг. 4 и 6, 7).

Укаэанные выше каркасы стопы практи- чески преждевременно не изнашиваются и долговечность стопы увеличивается даже без тщательного ухода, Крепление щиколотки 8 к шинам каркаса протеза (фиг, 10) осуществляют стандартными винтами. например, М8 20, М6 20 с потайными головками и сегментной гайкой

25 (для винта М6 20), а к каркасу стопы— серийными серьга 19 с гайкой 21

Устройство работает следующим образом.

При стоянии и полной опоре на протез вес тела определяет основную силу G>, на1747062 правленную вертикально вниз (см. фиг. 9).

Точка приложения этой силы все время MBняется. Сила G1 действует на шину 10 каркаса протеза на элементы крепления, опорный прилив 9, щиколотку 8 и проушины

16 на каркас 1 стопы 2 и ее элементы крепления, раскладываясь на вертикально действующие составляющие в следующих элементах и точках приложений: ось 18 шар-. нира ГУ, опорная площадка 12 щиколотки 8 через жесткие прокладки 26, соприкасающаяся с горизонтальной опорной площадкой 3. каркаса 1 стопы 2, ось буфера 15, опору 7 каркаса 1 стопы 2, ось 30 поворота протеза передней опоры 31 каркаса 1 стопы

2. Так как силовое воздействие на опорные площадки 12 щиколотки 8 через жесткие прокладки 26 передается на жесткую горизонтальную опорную площадку 3 каркаса 1

° стопы 2 и.силы воздействия без горизонтальных составляющих. балансирование при стоянии на протезе исключено, поэтому устойчивость. инвалида повышается, что особенно важно при односторонней и двухсторонней ампутации голени. Кроме того, устойчивость повышается за счет увеличения расстояния Ь (фиг. 3, 4, 9) от оси 30 поворота протеза передней опоры 31 каркаса 1 стопы 2 до оси 18 шарнира ГУ и за счет наиболее оптимальных величин расположения узлов конструкции. Необходимость применения третьей точки опоры (например, палочки} для.таких протезов при односторонней, и двухсторонней ампутации голени отпадает. . В динамике точка приложения центра тяжести инвалида все время меняется как по вертикали, так и по горизонтали. Вертикально действующая сила от веса инвалида заставляет в заданном угле поворачивать стопу с серьгой 19. щиколотку 8 с осью t8 и шины 10 каркаса протеза вокруг шарнира

ГУ. Жесткая опорная площадка 12 щиколотки 8 и жесткое соединение серьги 19 каркасом 1 стопы 2 исключают изменения заданного высотой прокладки 26 угла поворота щиколотки 8 с каркасом протеза вокруг шарнира ГУ.

Смещение центра тяжести инвалида вперед за ось поворота протеза в плюснефаланговом шарнире стопы (за расстояние

b, фиг. 9) вызывает йеремещение другой ноги; При нормальных размерах h (от оси шарнира ГУ до оси 30 поворота протеза в передней опоры 31 каркаса 1 стопы 2, т.е. оси плюснефалангового шарнира) в движении протез приподнимается на высоту 15-25 мм, что гарантирует то, что носок обуви эа дорогу не цепляется. При перемещении протеза в точке соприкосновения каблука обуви с дорогой происходит поворот сгопы с серьгой 19 вокруг оси 18 шарнира j У до соприкосновения опорной площадки 12 щиколотки 8 с горизонтальной площадкой 3 каркаса 1 стопы 2, при этом сжатый амортизатор-буфер 15 помогает повороту протеза, что облегчает передвижение инвалида. Далее процесс перемещения протеза повторяется в последовательности,. описанной выше. При необходимости подогнать стопу под определенную обувь и нормальное перемещение требуется увеличить или уменьшить высоту прокладки 26. Предложенная конструкция позволяет упростить.конструкцию голеностопного узла, повысить его надежность, технологичность изготовления, повысить ремонтоспособность протеза, применять материалы, как алюминиево- . магниевые сплавы. удара-прочный пластик.

20. Это значительно снизит стоимость иэготовления протеза. Крепление шин к щиколотке при помощи винтов позволяет исправлятьдефекты каркаса протеза инвалиду самостоятельно, заменять детали, регулировать установку стопы под обувь с каблуками разной высоты, не обращаясь в мастерские.

Нормальное расстояние Ь от оси шарнира ГУ до точки В (фиг. 3, 4, 9) до плюснефалангового шарнира каркаса стопы

30 позволяет значительно повысить устойчивость инвалида при стоянии и ходьбе и обеспечит волнообразные перемещения, что приближает ходьбу на протезе к естественной. При этом, в момент:поворота протеза

40 значительно уменьшает силу воздействия буфера на протез и ногу инвалида. Это повышает устойчивость инвалида при стоянии и при ходьбе. исключает вибрацию протеза при соприкосновении каблука с дорогой., При этом кинетическая энергия амортизаторабуфера при ходьбе увеличивается (кинетическая энергия сжатого буфера), что облегчает поворот протеза вокруг оси шарнира ГУ. Жесткое соприкосновение щико-.

50 лотки. 8.со стопой посредством опорной площадки 12 (фиг. 1) и горизонтальной площадки 3 каркаса 1 стопы 2 (фиг, 9) позволяет повысить устойчивость при стоянии и ходьбе, а при повороте протеза вокруг тачки В

55 (оси плюснефалангового шарнира стопы) обеспечивается подъем протеза на (15-25) мм и нормальное волнообразное движение.

Количеством жестких прокладок 26 правильно устанавливается стопа для обуви с разной высотой каблука. Расположение

35 вокруг точки. B опорная:часть его поднимается на (15 25) мм, что исключает цепляние носка обуви за дороту. Правильно выбранное расстояние а от вертикальной оси шарнира.

ГУдо вертикальной осй амортизатора-буфера

1747062

20

40

9 амортизатора 15, оси 18. шарнира ГУ и гнезда 5 под амортизатор в каркасе 1 стопы 2 позволяет исключить выхляние протеза относительно задней точки опоры, что также приближает ходьбу на протезе к естественной и исключает преждевремемный износ каркаса 1 стопы 2 и шарнира ГУ, расширяет угол свободного поворота щиколотки 8 с протезом вокруг шарнира ГУ. Щиколотка 8 через опорный прилив 9 соединяется с шинами 10 каркаса протеза посредством стаидартных винтов под резьбу М8(2 шт) и М6(2 шт). Это крепление более надежное и дает воэможность легко отделять голеностопный узел от протеза. что повышает ремонтопригодность. Передний 11 и задний 13 прилив овальной формы щиколотки (нижней литой части) 8 обеспечивают плотное соприкосновение эластичной облицовки 27 стопы 2 со щиколоткой 8 и свободное поворачивание как стопы, так и щиколотки. Предлагаемая конструкция голеностопного узла может . быть использована для шиннокожанных . протезов голени и бедра для лиц с крупным и малым телосложением, и предусматрива, ет использование существующего оборудования для серийно выпускаемых деталей протезов; стопы, серьги шарнира ГУ, гайки .. с лыской, верхней сварной части щиколотки из штампованных с ребрами жесткости боковииок для крепления шим, винтов с потайной головкой под резьбы М8 и Мб.

Таким образом. предложенный голеностоймый узел повышает устойчивость инва- . лида при стоянии нэ протезах, особенно при двухсторомней ампутации голеней, повышает функциональность стоп при ходьбе; ээ счет рациенального размещения в конструкции фуйкциональных элементов повы- . шается естественность ходьбы (устраняется зацепление моска протеза эа опору при переносе протезов, а воздействие амортизационного буфера смягчает ходьбу), Это позволяет на более высоком уровне проводить социально-трудовую реабилитацию инвалидам с односторонней и двухсторонней ампутацией голени и бедра.

5 . Предлагаемой конструкцией опротезирована два инвалида. Один с двухсторонней ампутацией голеней (верхияя 1/3. нижняя 1/3). активно пользуется протезами, работает у станка. У второго с одиосто10 ронней ампутацией голени (верхняя 1/3 после рабочего дня прогулка по 6 км и бег на 25 м боли в культе не вызывают. Нарушение кровообращения от манжетки бедра при носке протеза не обнаруживается. Эти инвалиды отмечают; значительное удобство в ходьбе и повышение устойчивости, культи не устают. повышена эстетичность ходьбы, надежность голеностопного шарни-: ра и посадочного места серьги в каркасе стопы и удобство в эксплуатации

Формула изобретения

Голеностопиый узел протеза, содержащий стопу с каркасом, опорными площадка-

25 ми под щиколотку и углублением под голеностопный шарнир, металлическую щи- . колотку с проушинами и опорными площадками в нижней части, соединенные посредством голеностопного шарнира, ось которого размещена в проушинах щиколотки, отличающийся тем, что. с целью повышения устойчивости при стоянии и передвижении и приближения к естественной ходьбе инвалидов с двухсторонней и односторонней ампутацией голеней, в него введены вины, размещенные по бокам нижней части щиколотки. опорные приливы, к которым прикреплены шины каркаса протеза, и винты, при помощи которых шины связаны с опорными приливами, причем каркас стопы выполнен в виде бруска с опорой-подошвой и посадочным местом под голеностопный шарнир.

1747062

1747О62

3747062

1747062

1747062

Составитель Г Дорохов

Редактор А.Долинич Техред М,Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 2452 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101