Искусственный коленный сустав с юстировочным устройством
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к искусственным коленным суставам, не имплантируемым в тело человека. Искусственный коленный сустав содержит бедренную часть с опорой для крепления и регулируемого поворота приемной гильзы бедра со средствами фиксации и голенную часть с опорой для крепления голени, установленные на оси вращения. Опора приемной гильзы бедра имеет цилиндрический хвостовик с кольцевой проточкой и установлена в отверстии корпуса бедренной части с возможностью поворота вокруг собственной оси симметрии. Средства фиксации выполнены в виде двух пар резьбовая бобышка - втулка, размещенных в параллельных сквозных отверстиях в бедренной части по обе стороны от кольцевой проточки цилиндрического хвостовика и установленных с возможностью поджатия винтами их кромок к поверхности кольцевой проточки. Бобышки, выполненные с острыми кромками, расположены со стороны одной боковой поверхности корпуса, а втулки, имеющие закругленные кромки, - с противоположной, при этом между каждой резьбовой бобышкой и втулкой установлена пружина сжатия. Изобретение позволяет осуществлять поворот искусственного коленного сустава относительно приемной гильзы бедра с любыми типами опор без снятия приемной гильзы, снизить трудоемкость корректировки индивидуальной схемы построения протеза, обеспечить возможность изготовления протеза бедра на длинную культю. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к искусственным коленным суставам, и может быть использовано при протезировании нижних конечностей.
Процесс построения схемы протеза включает в себя нахождение оптимального, учитывающего все многообразие индивидуальных особенностей инвалида взаиморасположения модульных узлов. В общем случае, для построения и корректировки (юстировки) индивидуальной схемы протеза регулировочно-соединительные устройства (РСУ) должны обеспечивать регулируемые перемещения модулей друг относительно друга. Это - линейное перемещение, изменение угла (между продольными осями модулей), а также поворот вокруг продольной оси. Кроме перечисленных функций РСУ, как правило, обеспечивает модульное соединение узлов протеза и состоит из двух разъемных частей, встроенных в соединяемые модули. Существует также большое количество РСУ разнообразных конструкций в виде самостоятельных изделий.
Фирмы "Otto Bock", PKK “ЭНЕРГИЯ” и другие для соединения приемной гильзы бедра с ИКС применяют РСУ, одна часть которого представляет собой пирамидку, а ответная - втулку с четырьмя винтами, встроенными в ИКС и приемную гильзу. Это РСУ позволяет осуществлять изменение угла, однако не обеспечивает поворота соединяемых модулей.
В изобретении по патенту US 5759206, 02.06.1998 для осуществления поворота соединяемых модулей вокруг оси пирамидки последняя имеет резьбовое отверстие для соединения приемной гильзы голени с помощью шайбы и винта, устанавливаемых с внутренней стороны приемной гильзы. Основным недостатком представляется необходимость снятия протеза с культи для выполнения юстировки.
В изобретении по патенту US 6013105, 11.01.2000 для соединения приемной гильзы бедра с ИКС используется РСУ, снабженное средствами для линейного перемещения пирамидки и поворота ее вокруг собственной оси. Юстировка также сопровождается снятием протеза с культи.
В комбинированном юстировочном устройстве протеза нижней конечности (RU 2142758 С1, 20.12.1999) обеспечиваются независимые друг от друга линейные, угловые и поворотные перемещения за счет использования соединения с регулируемым зазором посредством болтов и гаек. Однако в этом изобретении не показаны средства соединения с ИКС, что не позволяет оценить возможность реализации устройства в протезе бедра на длинную культю.
В патенте US 6231618 B1, 15.05.2001 (ближайший аналог) искусственный коленный сустав содержит бедренную часть с опорой для крепления и регулируемого поворота приемной гильзы бедра и голенную часть с опорой для крепления голени, установленные на оси вращения (см. фиг. 8, 9, 11). Пирамидка соединяется посредством конической посадки с элементом опорной поверхности. Фиксация осуществляется за счет трения в конической посадке при затягивании, поэтому не гарантирована фиксация от несанкционированного поворота. Это техническое решение не влечет увеличения габаритов ИКС, однако оно не может быть реализовано для опор других типов, не использующих пирамидки (например, опор типа “втулка с четырьмя винтами”). Кроме того, для стопорения после поворота и для крепления гильзы к ИКС используется один и тот же механизм фиксации (четыре винта, упирающиеся в пирамидку), что приводит при ослаблении винтов к появлению углового люфта между опорой и гильзой.
Задачей настоящего изобретения является создание ИКС с встроенным юстировочным устройством, позволяющим осуществлять поворот ИКС относительно приемной гильзы бедра с любыми типами опор без снятия приемной гильзы.
Технический результат - снижение трудоемкости корректировки индивидуальной схемы построения протеза, а также отсутствие углового люфта. Дополнительный технический результат состоит в возможности изготовления протеза бедра на длинную культю, так как габаритные размеры ИКС от введения регулировочного устройства не увеличиваются.
Технический результат достигается тем, что искусственный коленный сустав содержит бедренную часть с опорой для крепления и регулируемого поворота приемной гильзы бедра со средствами фиксации и голенную часть с опорой для крепления голени, установленные на оси вращения. Опора для крепления и регулируемого поворота приемной гильзы бедра имеет цилиндрический хвостовик с кольцевой проточкой и установлена в отверстии корпуса бедренной части с возможностью поворота вокруг собственной оси симметрии. Средства фиксации выполнены в виде двух пар резьбовая бобышка - втулка, размещенных в параллельных сквозных отверстиях в бедренной части по обе стороны от кольцевой проточки цилиндрического хвостовика и установленных с возможностью поджатия винтами их кромок к поверхности кольцевой проточки. Причем бобышки, выполненные с острыми кромками, расположены со стороны одной боковой поверхности корпуса, а втулки, имеющие закругленные кромки, - с противоположной, при этом между каждой резьбовой бобышкой и втулкой установлена пружина сжатия.
Сустав может характеризоваться тем, что средства фиксации содержат крышки, прикрепленые к обеим боковым поверхностям корпуса напротив друг друга, при этом между одной из крышек и бобышками размещены упругие элементы, выполненные из жесткой резины или полиуретана, а другая крышка имеет отверстия напротив гнезд под ключ винтов.
Сустав может характеризоваться и тем, что опора для крепления голени и/или приемной гильзы бедра включает элементы для модульного крепления, выполненные в виде четырехгранной пирамидки и опорной поверхности.
Сустав может характеризоваться также тем, что опора для крепления приемной гильзы бедра включает элементы для модульного крепления, выполненные в виде втулки с опорной поверхностью и четырех винтов.
Сустав может характеризоваться также и тем, что опора для крепления голени включает модульное крепление типа втулка - хомут.
Сустав может характеризоваться и тем, что содержит замковый механизм, включающий размещенные на бедренной и голенной частях подпружиненную защелку и гнездо, при этом пружина сжатия с направляющим стаканом установлена в цилиндрическом хвостовике.
Патентуемое техническое решение, обеспечивающее регулируемый поворот при построении и юстировке схемы протеза, может быть реализовано как в моно-, так и полицентрических ИКС.
Существо изобретения поясняется на чертежах, где
на фиг.1 представлена конструкция ИКС в разрезе;
на фиг.2 - то же, что на фиг.1, разрез по А-А;
на фиг.3 - то же, что на фиг.1, вид сбоку;
на фиг.4 - конструкция ИКС с вариантами модульных соединительных элементов.
На фигурах 1-3 раскрывается конструкция регулировочного устройства на примере одноосного ИКС с замковым механизмом.
ИКС содержит две составные части - бедренную 10 и голенную 12, установленные на оси 14. Бедренная часть 10 включает корпус 16 и опору 18. Замковый механизм 19 включает защелку 20, расположенную на дополнительной оси 22 корпуса 16. Защелка 20 имеет цапфу 26 для крепления троса 30 дистанционного управления. Ответная часть замкового механизма 19 - гнездо 32 выполнено в отдельной детали 34, прикрепленной к голенной части 12.
Опора 18 включает элементы для модульного крепления приемной гильзы бедра: опорную площадку 36 и пирамидку 38, а также цилиндрический хвостовик 40, установленный в отверстии корпуса 16. В отверстии хвостовика 40 помещена пружина 42 сжатия, действующая на защелку 20 через направляющий стакан 44.
Голенная часть 12 состоит из корпусной детали 46, в пазе которой закреплена посредством болта 48 деталь 34 с гнездом 32 замкового механизма. Опорная площадка 50 модульного крепления голени выполнена в корпусной детали 46, а пирамидка 52 представляет собой самостоятельную деталь с резьбой под болт 48.
Защелка 20 имеет хвостовик 58, предназначенный для ограничения вращения защелки при переустановке цапфы 26 под правую или левую ногу. На корпусе 16 в зоне контакта с упорной поверхностью 60 голенной части 12 установлен упругий элемент 62.
Опора 18 с элементами 36, 38 модульного крепления приемной гильзы бедра установлена с возможностью поворота вокруг своей оси с последующей фиксацией. Фиксация осуществляется путем поджатия резьбовых бобышек 63 и втулок 64 посредством винта 66 к кольцевой проточке 72, выполненной на цилиндрическом хвостовике 40. Бобышки 63 и втулки 64 размещены в корпусе 16 в двух параллельных между собой отверстиях 73.
Между резьбовыми бобышками 63 и втулками 64 размещены цилиндрические пружины сжатия 74. Отверстия 73 с обеих сторон закрыты крышками 76, 78, прикрепленными винтами 80 к корпусу 16. Крышка 78 имеет два отверстия 82 напротив гнезд “под ключ” винтов 66. Между бобышками 63 и крышкой 76 размещены упругие элементы 84, выполненные, например, из жесткой резины или полиуретана.
Функционирование патентуемого ИКС с регулировочным устройством не изменяется при использовании иных модульных элементов. Так, вместо опоры 18 с элементами 36 и 38 для модульного крепления приемной гильзы бедра может применяться опора 90 с элементами для модульного крепления - втулкой 91 с шаровой поверхностью 92 и четырьмя винтами 93. То же самое относится к элементам 50, 52, которые могут быть заменены на модульное крепление типа “втулка-хомут”, состоящее из втулки 94 с прорезью и винта 96. При этом втулка 94 выполнена в корпусной детали 95, к которой болтом 97 и гайкой 98 прикреплена деталь 34.
Функционирование ИКС как узла протеза является известным и не меняется от введения в его конструкцию регулировочного устройства поворота, поэтому в данном описании не приводится.
Поворот ИКС относительно приемной гильзы бедра, выполняемый при юстировке схемы построения протеза, проводится следующим образом. Ослабляют винты 66, при этом головки винтов 66 упираются в крышку 78, пружины 74 отжимают втулки 64 от поверхности кольцевой проточки 72. При дальнейшем отворачивании винтов 66 резьбовые бобышки 63, сжимая упругие элементы 84, также отходят от поверхности кольцевой проточки 72. При выполнении поворота гильза вместе с опорой будет перемещаться без углового люфта, что является важным преимуществом ИКС. После поворота опоры 18 с закрепленной на ней приемной гильзой бедра на нужный угол производят фиксацию опоры 18 путем затягивания винтов 66. При этом винты 66 будут вворачиваться в бобышки 63, а упругие элементы 84, поджимающие бобышки 63 в осевом направлении, не дадут возможности последним проворачиваться вместе с винтами.
Фиксация обеспечивается поджатием резьбовых бобышек 63 и втулок 64 к кольцевой проточке 72 на цилиндрическом хвостовике 40. Бобышки 63 выполнены с острыми кромками 86, а кромки 88 втулок 64 скруглены. При затягивании винтов 66 одна из острых кромок 86, врезаясь в тело цилиндрического хвостовика 40, препятствует проворачиванию опоры 18 в одном направлении, а другая - в противоположном. Контактирующие с цилиндрическим хвостовиком 40 кромки 88 втулок 64 скруглены, поэтому они не врезаются в тело хвостовика 40 при затягивании винтов 66 и легко отводятся пружинами 74 от хвостовика при их отворачивании.
Таким образом, предложенная конструкция ИКС позволяет осуществить точный поворот ИКС на заданный угол относительно приемной гильзы при построении и юстировке схемы протеза бедра без снятия протеза с культи.
1. Искусственный коленный сустав, содержащий бедренную часть с опорой для крепления и регулируемого поворота приемной гильзы бедра со средствами фиксации и голенную часть с опорой для крепления голени, установленные на оси вращения, отличающийся тем, что опора для крепления и регулируемого поворота приемной гильзы бедра имеет цилиндрический хвостовик с кольцевой проточкой и установлена в отверстии корпуса бедренной части с возможностью поворота вокруг собственной оси симметрии, а средства фиксации выполнены в виде двух пар резьбовая бобышка - втулка, размещенных в параллельных сквозных отверстиях в бедренной части по обе стороны от кольцевой проточки цилиндрического хвостовика и установленных с возможностью поджатия винтами их кромок к поверхности кольцевой проточки, причем бобышки, выполненные с острыми кромками, расположены со стороны одной боковой поверхности корпуса, а втулки, имеющие закругленные кромки, - с противоположной, при этом между каждой резьбовой бобышкой и втулкой установлена пружина сжатия.
2. Сустав по п.1, отличающийся тем, что средства фиксации содержат крышки, прикрепленные к обеим боковым поверхностям корпуса напротив друг друга, при этом между одной из крышек и бобышками размещены упругие элементы, выполненные из жесткой резины или полиуретана, а другая крышка имеет отверстия напротив гнезд под ключ винтов.
3. Сустав по п.1, отличающийся тем, что опора для крепления голени и/или приемной гильзы бедра включает элементы для модульного крепления, выполненные в виде четырехгранной пирамидки и опорной поверхности.
4. Сустав по п.1, отличающийся тем, что опора для крепления приемной гильзы бедра включает элементы для модульного крепления, выполненные в виде втулки с опорной поверхностью и четырех винтов.
5. Сустав по п.1, отличающийся тем, что опора для крепления голени включает модульное крепление типа втулка - хомут.
6. Сустав по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержит замковый механизм, включающий размещенные на бедренной и голенной частях подпружиненную защелку и гнездо, при этом пружина сжатия с направляющим стаканом установлена в цилиндрическом хвостовике.
