Протез стопы

 

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для использования в протезах нижних конечностей. Протез стопы содержит облицовку стопы, голеностоп, киль, шарнирно соединенный с голеностопом, а также размещенный в голеностопе винт с установленными на нем ходовыми гайками, которые через систему соединенных с ними тяг шарнирно связаны с верхней частью киля. В голеностоп дополнительно введена опорная стенка, расположенная в зоне винта со стороны, противоположной килю, кроме того, на поверхности опорной стенки, обращенной к винту, выполнен радиальный паз, продольная ось которого параллельна оси винта, одновременно оба конца винта закреплены в голеностопе посредством сферических подшипников, а ходовые гайки имеют на сторонах, обращенных к опорной стенке, выступающие участки сферической формы, контактирующие с радиальном поверхностью паза. Технический результат заключается в том, что перерезывающие составляющие результирующей силы, возникающей в элементах стопы при наступании на ее носок, через ходовые гайки и имеющиеся на них сферические выступы, взаимодействующие с пазом, передаются, минуя винт, на опорную стенку. В результате этого исключается изгиб винта, на который в этом случае воздействуют только продольные составляющие результирующей силы, направленные вдоль оси винта. 6 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для использования в протезах нижних конечностей.

При разработке протезов стоп, особенно для инвалидов-женщин, актуальной является задача использования одного и того же протеза с обувью, имеющей разную высоту каблука. В связи с этим известно достаточно большое количество протезов, в которых предлагаются различные варианты решения этой задачи, например, патент Великобритании 2163961, США 4636220 и др. Известен также протез стопы по патенту США 4306320 от 22.12.81 г., в котором регулировка по высоте каблука достигается за счет отклонения киля, расположенного в переднем отделе стопы и шарнирно соединенного с неподвижным голеностопом.

Основным недостатком конструкции протеза стопы по вышеупомянутому протезу США является отсутствие между голеностопом и килем жесткой однозначной связи, следствием этого является определенная "силовая несимметричность" конструкции, в результате которой может произойти разрушение протеза стопы, например, при спотыкании.

Известен, кроме того, протез стопы по патенту РФ 2150916 от 03.07.1998 г., взятый в данном случае за прототип.

Данный протез стопы содержит облицовку, киль, шарнирно прикрепленный к голеностопу, и размещенный в голеностопе винт, который закреплен своими концами в стенках голеностопа с возможностью вращения, при этом половинки винта имеют противоположно направленные резьбы, на которых установлены ходовые гайки с соответствующим направлением резьб. Кроме того, каждая из гаек через системы шарнирно скрепленных с нею тяг соединена с концами шарнирно установленной в сагиттальной плоскости стопы осью, установленной в центральном отверстии сферического подшипника, который размещен в гнезде верхней части киля.

Основным недостатком данной конструкции протеза является то, что нагрузки, возникающие в стопе при наступании на носок в процессе эксплуатации ее инвалидом и передаваемые через киль, систему тяг и ходовые гайки на винт, имеют значительную перерезывающую составляющую, которая приводит к изгибной деформации винта при каждом шаге на протезе стопы.

Все это, учитывая циклический характер нагружения протеза стопы в процессе эксплуатации, а также наличие на винте концентраторов напряжения в виде резьбовых канавок, значительно снижает работоспособность и надежность работы винта, а следовательно, и всего протеза стопы в целом.

Сущность изобретения заключается в том, что в протезе стопы, содержащем облицовку стопы, голеностоп, киль, шарнирно соединенный с голеностопом, а также размещенный в голеностопе винт с установленными на нем ходовыми гайками, которые через систему соединенных с ним тяг шарнирно связаны с верхней частью киля, в голеностоп дополнительно введена опорная стенка, расположенная в зоне винта со стороны, противоположной килю, кроме того, на поверхности опорной стенки, обращенной к винту, выполнен радиальный паз, продольная ось которого параллельна оси винта, при этом оба конца винта закреплены в голеностопе посредством сферических подшипников, а ходовые гайки имеют на сторонах, обращенных к опорной стенке, выступающие участки сферической формы, контактирующие с радиальной поверхностью паза.

Протез стопы обеспечивает то, что перерезывающие составляющие результирующей силы, возникающей в элементах стопы при наступании на ее носок, через ходовые гайки и имеющиеся на них сферические выступы, взаимодействующие с пазом, передаются, минуя винт, на опорную стенку. Таким образом, исключается изгиб винта, на который в этом случае воздействуют только направленные вдоль его оси составляющие. Следует отметить, что передача перерезывающих сил на стенку через паз позволяет парировать не только силы, направленные по нормали к опорной стенке, но и силы, направленные под некоторым углом к ней. Последний случай является более общим, т.к. связан с неизбежной несимметричностью, возникающей как при изготовлении протеза стопы, так и в процессе его нагружения в ходе эксплуатации.

Таким образом, исключение воздействия на винт изгибающих составляющих позволяет увеличить ресурс его работы и повысить ресурс и надежность работы протеза стопы в целом.

Общий вид предлагаемого протеза стопы и входящих в него элементов представлен на фиг.1-6, при этом: - на фиг. 1 изображен общий вид протеза стопы в положении "на низкий каблук"; - на фиг.2 - вид в сечении А-А; - на фиг.3 - общий вид протеза стопы в положении на "высокий каблук"; - на фиг.4 - вид по стрелке Б - на фиг.5 - вид в сечении В-В; - на фиг.6 - вид по стрелке Г.

Протез стопы содержит облицовку 1 из микроячеистого полиуретана, заформованные в облицовку голеностоп 2 и киль 3, который посредством шарнира, ось 4 которого перпендикулярна сагиттальной плоскости стопы, соединен с голеностопом 2. Внутри голеностопа 2 расположен винт 5, каждая из половин которого имеет противоположно направленные резьбы, а концы посредством сферических подшипников 6 и 7 установлены либо в боковых 8 и 9, либо в верхней 10 и нижней 11 стенках голеностопа 2. На том конце винта, который выходит на верхнюю площадку или на внутреннюю боковую поверхность стопы, выполнено гнездо 12 под ключ для обеспечения регулировки. На обоих половинах винта установлены ходовые гайки 13 и 14, имеющие соответствующие направления резьб, при этом на каждой из гаек зацело с ними выполнено по две цапфы 15, 16 и 17, 18, на которые шарнирно установлены тяги 19, 20 и 21, 22 соответственно.

Вторые концы каждой из тяг шарнирно соединены с осью 23, которая через сферический подшипник 24 закреплена в специальном гнезде верхней части киля, при этом, если концы винта 5 размещены в боковых 8 и 9 стенках голеностопа 2, то ось 23 должна находиться в сагиттальной плоскости стопы, а если они размещены в верхней 10 и нижней 11 стенках голеностопа 2, то ось 23 должна быть перпендикулярна сагиттальной плоскости стопы.

Одновременно в голеностопе 2 в зоне расположения винта 5 со стороны, противоположной килю 3, выполнена опорная стенка 25, у которой на стороне, обращенной к винту 5, выполнен паз 26 радиальной формы, ось которого параллельна оси винта 5, при этом на ходовых гайках 12 и 13 нагруженные поверхности, обращенные к пазу, имеют выступающие участки 27 и 28, выполненные в виде сферы с радиусом, меньшим или равным радиусу паза, и контактирующие с его поверхностью.

Для осуществления регулировки протеза стопы необходимо, вставив ключ в гнездо 12 винта 5, установленного в боковых 8 и 9 или в верхней 10 и нижней 11 стенках голеностопа 2, начать вращать его в нужном направлении. Ходовые гайки 13 и 14 при этом могут сближаться или расходиться вдоль оси винта 5 и через цапфы 15, 16 и 17, 18, соединенные с ними тяги 19, 20 и 21, 22 и связанную с последними ось 23, установленную через сферический подшипник 24 на верхнем конце киля 3, будет отталкивать последний от винта 5 или подтягивать киль к нему, в зависимости от направления вращения винта.

Так как нижняя часть киля 3 через ось 4 шарнирно соединена с голеностопом 2, то киль 3 будет отклоняться вверх или вниз в сагиттальной плоскости стопы, обеспечивая соответствующие отклонения образованного облицовкой 1 носка стопы в положение на "высокий" или "низкий" каблук. При этом как в процессе регулировки протеза, так и в процессе хождения на нем сферические выступы 27 и 28 ходовых гаек постоянно контактируют с тем или иным участком радиального паза 26, выполненного в опорной стенке 25 голеностопа 2, обеспечивая тем самым передачу перерезывающих составляющих результирующей силы, возникающей при наступании на носок протеза стопы, на опорную стенку 25, минуя винт 5, что позволяет исключить его изгиб в ходе эксплуатации протеза стопы.

Таким образом, данный протез стопы позволяет не только осуществлять его регулировку в необходимое положение по высоте каблука, но и обеспечить ему больший ресурс работы и повышенную надежность в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

Протез стопы, содержащий облицовку стопы, голеностоп, киль, шарнирно соединенный с голеностопом, а также размещенный в голеностопе винт с установленными на нем ходовыми гайками, которые через систему соединенных с ним тяг шарнирно связаны с верхней частью киля, отличающийся тем, что в голеностоп дополнительно введена опорная стенка, расположенная в зоне винта со стороны, противоположной килю, кроме того, на поверхности опорной стенки, обращенной к винту, выполнен радиальный паз, продольная ось которого параллельна оси винта, при этом оба конца винта закреплены в голеностопе посредством сферических подшипников, а ходовые гайки имеют на сторонах, обращенных к опорной стенке, выступающие участки сферической формы, контактирующие с радиальной поверхностью паза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6