Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом



Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом
Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом

 


Владельцы патента RU 2488367:

ОТТО БОК ХЕЛТКЭР ГМБХ (DE)

Группа изобретений относится к медицине. Ортопедический коленный сустав содержит верхнюю часть, на которой расположены верхние соединительные средства, установленную с возможностью поворота на верхней части нижнюю часть, соединительные средства для ортопедических компонентов и упор ограничения движения распрямления. Упор выполнен с возможностью перемещения и соединен с перестановочным устройством, которое связано с управляющим устройством для приведения в действие перестановочного устройства в зависимости от данных датчиков и изменения положения упора таким образом, что для ходьбы упор ограничения движения распрямления перемещается вперед, а при стоянии упор ограничения движения распрямления отодвигается назад. Способ управления ортопедическим коленным суставом содержит упор распрямления и перестановочное устройство, с помощью которого можно изменять положение упора распрямления. Положение упора распрямления изменяют в зависимости от данных датчиков таким образом, что для ходьбы упор ограничения движения распрямления перемещается вперед, а при стоянии упор ограничения движения распрямления отодвигается назад. Изобретения обеспечивают возможность удобной ходьбы и расслабленного стояния. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к ортопедическому коленному суставу, содержащему верхнюю часть, на которой расположены верхние соединительные средства, установленную с возможностью поворота на верхней части нижнюю часть с соединительными средствами для протезных компонентов и упор для ограничения движения распрямления, а также к способу управления ортопедическим коленным суставом.

Целью снабжения протезом является, в принципе, обеспечение возможно лучшей замены утерянных частей тела при минимальных функциональных ограничениях. Если для пациента должен быть предусмотрен протез бедра с протезом коленного сустава, то имеется множество конструктивных возможностей выполнения такого протеза коленного сустава.

Простой, пассивный, моноцентричный протезный коленный сустав особенно прост по конструкции и в изготовлении, однако воспроизводит естественный коленный сустав лишь неполноценно и не обеспечивает, в частности, естественную походку. Защиту от подкашивания протезного коленного сустава можно выполнять с помощью соответствующего стабильного выполнения, т.е. согласования отдельных протезных компонентов друг с другом и с телом, при необходимости с поддержкой блокировочного устройства при так называемом коленном суставе с замковым устройством. В таком протезном коленном суставе колено в конце фазы маха всегда полностью распрямлено, за счет чего моноцентричные коленные суставы, из-за требования статически надежного выполнения также при наступании на пятку, не имеют или имеют лишь небольшую склонность к наклону внутрь. Это приводит к тому, что ударная нагрузка при наступании на пятку передается непосредственно в культю бедра или в бедро, в то время как физиологически при наступании на пятку происходит сгибание естественного коленного сустава примерно на 25°, что приводит к значительному демпфированию наступания.

Наряду с моноцентричными протезными коленными суставами имеются полицентричные протезные коленные суставы, которые при соответствующем высоком положении мгновенной точки поворота положения разгибания имеют ярко выраженную внутреннюю стабильность не только при стоянии, но также при нагрузке на пятку в начале фазы опоры при ходьбе. Кроме того, с помощью такого полицентричного протезного коленного сустава можно достигать гармоничного перехода в фазу маха и инициирования сгибания колена при нагрузке на плюсну. За счет этого происходит сближение с естественной походкой. Полицентричные протезные коленные суставы часто имеют демпфирующие устройства, с помощью которых можно инициировать упруго пружинящее или демпфированное сгибание колена без потери устойчивости. Описание полицентричного протезного коленного сустава с регулируемым упором поворота приведено в DE 4004988 A1.

Кроме того, известны так называемые активные протезные коленные суставы, которые с помощью электродвигателя инициируют сгибание и распрямление на основе данных датчиков. Имеются также активные демпфирующие устройства для согласования демпфирования с конкретными потребностями. Такие протезные коленные суставы являются чрезвычайно затратными по конструкции и в изготовлении.

Исходя из этого уровня техники, в основу изобретения положена задача создания дешевого протезного коленного сустава и способа управления протезным коленным суставом, с помощью которых пользователю обеспечивается возможность удобной ходьбы и расслабленного стояния.

Эта задача решена согласно изобретению с помощью ортопедического коленного сустава с признаками п.1 формулы изобретения, а также способа управления ортопедическим коленным суставом с признаками п.7 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения и модификации изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В предложенном ортопедическом коленном суставе, содержащем верхнюю часть, на которой расположены верхние соединительные средства, установленную с возможностью поворота на верхней части нижнюю часть, соединительные средства для протезных компонентов и упор для ограничения движения распрямления, предусмотрено, что упор выполнен с возможностью перемещения и соединен с перестановочным устройством, которое, в свою очередь, соединено с управляющим устройством, которое приводит в действие перестановочное устройство в зависимости от данных датчиков и изменяет положение упора. Под ортопедическим коленным суставом понимаются как протезные коленные суставы, так и ортезные коленные суставы. Если в последующем речь идет о коленных суставах, то имеются в виду ортезные и протезные коленные суставы, естественные коленные суставы обозначаются отдельно как таковые. Если в коленном суставе, в частности в одноосном коленном суставе, предусмотрено регулируемое положение упора распрямления, то для ходьбы упор распрямления может быть перемещен вперед, за счет чего может быть реализован больший наклон при наступании на пятку для сгибания коленного сустава и, тем самым, повышенное демпфирование при инициировании фазы стояния. Для стояния перестановочное устройство может приводиться в действие так, что упор распрямления отодвигается назад, так что может быть реализована статически более надежная конструкция протеза или ортеза. За счет активной перестановки действующего положения упора распрямления пользователю может обеспечиваться более удобная ходьба за счет активизирующего смещения вперед и расслабленное стояние вследствие устойчивой конструкции.

Предпочтительно, в перестановочном устройстве предусмотрен электродвигатель, который за счет соответствующего управления обеспечивает возможность очень точного позиционирования упора в зависимости от данных датчиков.

В качестве альтернативного решения, перестановочное устройство может перестанавливать упор гидравлически, при этом за счет основных демпфирующих свойств гидравлической перестановочной системы одновременно реализуется демпфирование упора. При перестановке чисто с помощью электродвигателя упор может быть снабжен демпфированием упора для разгрузки как механических компонентов коленного сустава, так и культи бедра.

Данные датчиков предпочтительно получают с помощью датчиков, которые могут быть выполнены в виде датчиков угла сгибания, датчиков наклона, датчиков ускорения и/или датчиков силы, с целью обеспечения необходимых для детектирования соответствующего состояния движения данных с возможно более высокой точностью и доступностью.

Упор может быть соединен с перестановочным устройством с помощью резьбы, так что можно осуществлять шпиндельную перестановку, при этом может приводиться в движение либо сам шпиндель, либо шпиндельная гайка, т.е. внутренняя резьба или наружная резьба, при этом не приводимый непосредственно элемент перемещается в соответствующем направлении.

Ортезные или протезные коленные суставы часто имеют демпфирующие устройства или другие гидравлические устройства, при которых через гидролинии движется гидравлическая текучая среда, когда нижняя часть перемещается относительно верхней части. В таких коленных суставах упор распрямления можно переставлять за счет того, что запирающее устройство, которое расположено в гидравлическом контуре, закрывается с помощью перестановочного устройства, когда достигается желаемое или расчетное угловое положение при движении распрямления. Запирающее устройство, дроссель или клапан могут затем при достижении положения распрямления, при необходимости с замедлением за счет перестановки, закрываться, так что гидравлическая текучая среда не может протекать дальше, за счет чего останавливается движение распрямления. Выполнение упора распрямления в виде гидравлического упора имеет дополнительно то преимущество, что меньше нагружаются механические компоненты коленного сустава.

Согласно изобретению способ управления ортопедическим коленным суставом, содержащим упор распрямления и перестановочное устройство, с помощью которого можно изменять положение упора распрямления, предусматривает, что положение упора распрямления изменяют в зависимости от данных датчиков, в частности, относительно скорости ходьбы и/или ширины шага. При этом скорость ходьбы и/или ширина шага определяются с помощью датчиков, причем рутинная программа регулирования, соответственно, рутинная программа управления предусматривает, что при скорости ходьбы, равной 0, т.е. при стоянии, устанавливается максимальное распрямление, с целью обеспечения максимально надежной конструкции.

Для минимального потребления энергии и достижения равномерной походки во время фазы маха выполняется изменение положения упора распрямления, предпочтительно выполняется непрерывное согласование положения концевого упора, что приводит к тому, что учитываются также изменения в скорости ходьбы, соответственно, в ширине шага. За счет этого возможно, что стабильная конструкция, которая предпочтительна при стоянии, при ходьбе изменяется так, что динамический в фазе стояния коленный сустав даже при высоких скоростях ходьбы может способствовать демпфированию при наступании.

Изменение положения упора разгибания происходит независимо от возможного изменения сопротивления движению в направлении сгиба и распрямления. Упор разгибания можно осуществлять, наряду с перестановкой чисто механических упоров, которые могут быть выполнены в виде упорных плеч, пальцев или т.п., также посредством закрывания клапанов. Коленные суставы, которые имеют регулируемое демпфирующее устройство, могут быть выполнены так, что управляющее устройство в зависимости от полученных данных датчиков закрывает клапан демпфирования распрямления в определенном положении нижней части относительно верхней части, с целью достижения за счет этого ограничения движения поворота. Клапан предпочтительно выполнен в виде запорного клапана, который закрывается при достижении заданного положения, но можно применять также регулируемый дроссель, который используется при согласовании демпфирования распрямления, в качестве запорного клапана.

Ниже приводится подробное пояснение примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. При этом на чертежах одинаковые компоненты обозначены одинаковыми позициями. При этом на фигурах схематично изображено:

фиг.1 - протез бедра в слегка согнутом положении;

фиг.2 - протез бедра в полностью распрямленном положении;

фиг.3 - протез бедра с изменяемым по длине управляющим блоком;

фиг.4 - протез бедра по фиг.3 с регулируемым с помощью электродвигателя управляющим блоком;

фиг.5 - протез бедра с изменяемым по длине соединительным элементом;

фиг.6 - протез бедра с изменяемым по длине с помощью электродвигателя соединительным элементом;

фиг.7 - протез бедра с установленным с возможностью сдвига в управляющем блоке соединительным элементом; а также

фиг.8 - протез бедра с переставляемым с помощью электродвигателя механическим упором.

На фиг.1 показана принципиальная конструкция ортопедического коленного сустава в виде протеза 1 бедра с верхней частью 2 и нижней частью 3, на которой закреплена протезная ступня 4. Верхняя часть 2 и нижняя часть 3 соединены друг с другом с возможностью поворота вокруг поворотной оси 5. На проксимальном конце верхней части 2 расположено соединительное средство 20 в виде приемной гильзы протеза. При выполнении ортопедического коленного сустава в виде ортеза соединительные средства выполнены в виде частично окружающей бедро чаши или в виде ремня или других крепежных средств. В этом случае верхняя часть 2 и нижняя часть 3 проходят медиально или латерально относительно естественной ноги, и ортопедическим компонентом 4 является подставка для ступни, в которую устанавливается естественная ступня.

Между верхней частью 2 и нижней частью 3 расположен управляющий блок 6, который имеет верхнюю крепежную точку 21 и нижнюю крепежную точку 31. Верхняя крепежная точка 21 относится к верхней части 2, в то время как нижняя крепежная точка 31 относится к нижней части 3. Управляющий блок 6 опирается шарнирно на крепежные точки 21, 31.

Управляющий блок 6 имеет в данном примере цилиндр 61 и поршневой шток 62, которые установлены с возможностью перемещения друг относительно друга. Поршневой шток 62 расположен в верхней крепежной точке 21, в то время как цилиндр 61 расположен в нижней крепежной точке 31. При повороте нижней части 3 относительно верхней части 2, например, при сгибании, поршневой шток 62 входит в цилиндр 61, а при движении разгибания или распрямления оба компонента 61, 62 раздвигаются. Внутри управляющего блока 6 можно устанавливать величину, на которую поршневой шток 62 может выдвигаться из цилиндра 61. В показанном положении коленный сустав максимально распрямлен, при этом продольные оси 22, 33 верхней части 2 и нижней части 3 находятся под углом друг к другу, который не равен 180°. В данном случае верхняя часть 2 слегка согнута к нижней части 3, несмотря на полностью распрямленный протез, который прилегает к упору, который образован поршневым штоком 62 в цилиндре 61.

Как на нижней части 3, так и на верхней части 2 расположены датчики 8, 9, которые могут измерять возникающие внутри протеза 1 моменты, силы или ускорения. Также предусмотрено, что эти датчики 8, 9 определяют информацию о наклоне верхней части 2 или нижней части 3 либо друг относительно друга, либо абсолютно. Также внутри коленного сустава 1 расположен датчик 10 угла сгибания в зоне поворотной оси 5 для определения углового положения осей 22, 23 относительно друг друга и, тем самым, верхней части 2 относительно нижней части 3. Эти датчики 8, 9, 10 соединены с управляющим устройством 6, так что на основе данных датчиков с помощью не изображенного перестановочного устройства можно оказывать влияние на степень распрямления посредством изменения длины выдвижения поршневого штока 62. В управляющем устройстве 6 предусмотрены соответствующие средства обработки данных, которые на основе имеющихся данных вычисляют положение упора и путь перестановки.

На фиг.2 показан коленный сустав 1, который по существу соответствует показанному на фиг.1 коленному суставу. При этом поршневой шток 62 снабжен гильзой 63, которая установлена на поршневом штоке 62 с возможностью сдвига или с возможностью поворота и с помощью которой можно регулировать длину. Если, например, поршневой шток 62 поворачивается с помощью перестановочного устройства, то он может ввинчиваться или вывинчиваться из гильзы, которая снабжена резьбой, с целью реализации при остающемся одинаковым концевом упоре внутри цилиндра 61 изменения коленного угла. В показанном на фиг.2 варианте выполнения коленный сустав 1 изображен в полностью распрямленном положении, что означает, что продольные оси 22, 33 находятся под углом 180° друг к другу, что представляет предпочтительное положение во время стояния, поскольку за счет этого достигается стабильная конструкция.

Показанный на фиг.3 протез отличается от показанного на фиг.2 протеза тем, что управляющий блок 6 выполнен с возможностью изменения по длине, например, с помощью резьбовой гильзы 65 и выполненных с возможностью вращения в противоположных направлениях резьбовых устройств, так что за счет вращения резьбовой гильзы 65, которая в увеличенном виде показана слева от коленного сустава 1, часть управляющего устройства 6 перемещается в направлении к верхней крепежной точке 21 или же удаляется от неё, как обозначено двойной стрелкой. Это происходит за счет соответствующего поворота резьбовой гильзы 65, так что изменение длины управляющего блока 6 вызывает перемещение положения упора, что приводит, в свою очередь, к изменению максимального угла колена в распрямленном положении. При этом часть управляющего блока 6, которая соединена с нижней крепежной точкой 31, остается неподвижной.

На фиг.4 показано, что перемещение можно осуществлять с помощью приводного электродвигателя 64, который представляет перестановочное устройство. В этом случае перестановка происходит на основе вычисления внутри управляющего блока 6, которое выполняется на основе поставляемых датчиками 8-10 данных.

На фиг.5 показан вариант выполнения согласно фиг.2, вместе с увеличенным изображением управляющего блока 6. Резьбовая гильза 65 может вызывать изменение длины поршневого штока 62, т.е. соединительного элемента между нижней частью 3 и верхней частью 2. В данном случае упор также реализован внутри управляющего блока 6, так что при изменении длины соединительного элемента между верхней частью 2 и нижней частью 3 может происходить изменение положения упора. На фиг.6 показано, что это изменение длины соединительного элемента, в данном случае поршневого штока 62, осуществляется с помощью электродвигателя 64. В этом случае перестановку можно выполнять также с помощью поворотного резьбового стержня или поворотной резьбовой гильзы 63, которая входит в зацепление с наружной резьбой поршневого штока 62.

На фиг.7 показан вариант изменения упора. В этом случае упор также реализован в управляющем устройстве 6 посредством изменения максимальной длины выдвижения поршневого штока 62. Это происходит за счет сдвига поршневого штока 62, соответственно, соединительного элемента 62 в направлении нижней крепежной точки 31 в цилиндре 61, например, посредством открывания клапана 66 в байпассной линии 67, так что гидравлическая текучая среда может проникать в верхнюю камеру цилиндра, так что поршневой шток 62 может глубже погружаться в цилиндр 61. Одновременно изменяется положение упора в направлении распрямления, поскольку поршневой шток 62 раньше упирается в максимальный упор внутри цилиндра 61, соответственно, оказывает давление на гидравлическую жидкость. Таким образом, за счет сдвига соединительного звена, соответственно, поршневого штока 62 в управляющем блоке 6 происходит ограничение подлежащих изменению углов колена при полностью распрямленном коленном суставе 1. Полностью распрямленный коленный сустав имеется тогда, когда нижняя часть 3 не может быть больше распрямлена, хотя еще и не достигнуто угловое положение 180°.

На фиг.8 показан альтернативный вариант выполнения, в котором упор выполнен независимо от выполненного, как правило, в виде гидравлического демпфирующего блока управляющего блока 6. Отдельный упор 7 приводит за счет перемещения с помощью электродвигателя гильзы к тому, что конечное разгибание достигается при различных углах колена. Сигналы управления электродвигателем 64, который образует перестановочное устройство, подаются из управляющего устройства 6, которое соединено с датчиками 8-10. В зависимости от определяемых датчиками данных, например, наклона верхней части 2 или нижней части 3, осевой нагрузки за счет наступания протезной или ортезной ступней 4 или угла колена, определяемого с помощью датчика 6 сгибания, устанавливаются различные положения упора, так что достигается улучшенное согласование с естественной походкой. На фиг.8 перестановка упорной гильзы 71 и упора 7 происходит в целом с помощью резьбы 72, которая соединена с электродвигателем 64.

Приведенные относительно показанных примеров выполнения протезного коленного сустава 1 выкладки справедливы, соответственно, также для ортезных коленных суставов, в которых максимальный угол распрямления также можно изменять в зависимости от данных датчиков.

Наряду с показанным вариантом выполнения перестановочного устройства 64 в виде электродвигателя, можно осуществлять также гидравлическую перестановку упора, как показано на фиг.7. Приведение в действие клапана 6 можно осуществлять как гидравлически, так и электромеханически, например, с помощью переключателя или переключаемого клапана. Могут быть также предусмотрены другие сенсорные устройства, которые могут подавать в управляющее устройство помимо указанных данных датчиков дополнительные данные. Внутри управляющего устройства 6, которое одновременно выполнено в качестве демпфирующего устройства, имеются вычислительные устройства, которые вычисляют соответствующую перестановку положения упора и выдают данные управления в перестановочное устройство.

1. Ортопедический коленный сустав, содержащий верхнюю часть (2), на которой расположены верхние соединительные средства (20), установленную с возможностью поворота на верхней части (2) нижнюю часть (3), соединительные средства для ортопедических компонентов (4) и упор (7) ограничения движения распрямления, отличающийся тем, что упор (7) выполнен с возможностью перемещения и соединен с перестановочным устройством (64), которое связано с управляющим устройством (6) для приведения в действие перестановочного устройства (64) в зависимости от данных датчиков и изменения положения упора (7) таким образом, что для ходьбы упор ограничения движения распрямления перемещается вперед, а при стоянии упор ограничения движения распрямления отодвигается назад.

2. Ортопедический коленный сустав по п.1, отличающийся тем, что перестановочное устройство (64) является электродвигателем.

3. Ортопедический коленный сустав по п.1, отличающийся тем, что перестановочное устройство (64) выполнено с возможностью гидравлической перестановки упора (7).

4. Ортопедический коленный сустав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для определения данных предусмотрены датчики (8, 9), которые выполнены в виде датчиков угла сгибания, датчиков ускорения, датчиков наклона и/или датчиков силы.

5. Ортопедический коленный сустав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что упор (7) соединен с перестановочным устройством (64) с помощью резьбы (72).

6. Ортопедический коленный сустав по п.4, отличающийся тем что упор (7) соединен с перестановочным устройством (64) с помощью резьбы (72).

7. Ортопедический коленный сустав по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что упор (7) выполнен в виде запирающего устройства в гидравлической линии, причем запирающее устройство соединено с перестановочным устройством (64).

8. Ортопедический коленный сустав по п.4, отличающийся тем, что упор (7) выполнен в виде запирающего устройства в гидравлической линии, причем запирающее устройство соединено с перестановочным устройством (64).

9. Ортопедический коленный сустав по п.5, отличающийся тем, что упор (7) выполнен в виде запирающего устройства в гидравлической линии, причем запирающее устройство соединено с перестановочным устройством (64).

10. Ортопедический коленный сустав по п.6, отличающийся тем, что упор (7) выполнен в виде запирающего устройства в гидравлической линии, причем запирающее устройство соединено с перестановочным устройством (64).

11. Способ управления ортопедическим коленным суставом, содержащим упор распрямления и перестановочное устройство, с помощью которого можно изменять положение упора распрямления, отличающийся тем, что положение упора распрямления изменяют в зависимости от данных датчиков таким образом, что для ходьбы упор ограничения движения распрямления перемещается вперед, а при стоянии упор ограничения движения распрямления отодвигается назад.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что на основе данных датчиков определяют скорость ходьбы и/или ширину шага и в зависимости от них изменяют положение упора распрямления.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что при скорости ходьбы, равной 0, устанавливают максимальное распрямление.

14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что изменение положения упора распрямления выполняют во время фазы маха.

15. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что выполняют непрерывное согласование положения упора распрямления.

16. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что упор распрямления перестанавливают посредством закрывания запирающего устройства в гидравлической линии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к области медицины, в частности к управлению пассивным протезом коленного сустава. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к искусственным частям тела, и предназначено для протезирования нижних конечностей. .

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии. .

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию нижних конечностей. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, предназначенным для соединения с возможностью поворота частей ортопедического аппарата, такого как, в частности, протез коленного сустава для людей с ампутированными ногами.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к экзопротезам коленного сустава. .

Изобретение относится к протезированию нижних конечностей. Механизм коленного шарнира содержит верхнюю опорную головку с креплением гильзы бедра, нижний опорный кронштейн с креплением трубки голени, переходное кинематическое звено, по меньшей мере две оси вращения, а также голенно-откидное устройство. Переходное кинематическое звено выполнено в виде вилки с выступами, соединяющейся с верхней опорной головкой посредством первой оси вращения. Верхняя опорная головка опирается на переходное кинематическое звено. Вторая ось вращения установлена в проушины нижнего опорного кронштейна, охватывающие переходное кинематическое звено и соединенное с ними посредством второй оси вращения. На верхней опорной головке закреплены элементы фиксации от поворота относительно второй оси вращения, взаимодействующие с выполненными на проушинах нижнего опорного кронштейна упорами. Выступы переходного кинематического звена взаимодействуют с выступающими площадками на верхней опорной головке. Первая ось вращения смещена относительно линий действия нагрузки при вертикальном положении нижнего опорного кронштейна к тыльной стороне коленного шарнира. Голенно-откидное устройство с одной стороны связано с верхней опорной головкой, а с другой оно закреплено на нижнем опорном кронштейне со стороны крепления трубки голени. Изобретение обеспечивает улучшение эргономических характеристик протеза, а также обеспечение большей устойчивости при ходьбе за счет того, что механизм коленного шарнира выполнен с дискретно-переменным положением его оси вращения. 8 ил.

Изобретение относится к медицине. Коленный шарнир экзоскелетона содержит роликовую обгонную муфту 1 с поводковой вилкой 2, электродвигатель 10, нормально замкнутый управляемый выключатель 12, выключатель 13, установленный на валу 7 голенного звена 8 датчик момента 29, управляемый переключатель 14, резистор 15, первый 22, второй 23, третий 28 и четвертый 31 пороговые элементы, датчик 24 угла относительного поворота бедренного 5 и голенного 8 звеньев экзоскелетона, элемент «И» 30, задатчик 26 требуемого угла фиксации коленного шарнира, элемент сравнения 27. Обойма 3 обгонной муфты встроена в выполненный в виде втулки 4 конец бедренного звена экзоскелетона. Ступица 6 обгонной муфты смонтирована на выполненном в виде вала конце голенного звена экзоскелетона. На валу голенного звена установлен датчик момента. На опорной части 20 голеностопного звена 21 смонтирован башмак 19. В переднюю и заднюю части подошвы 18 башмака встроены первый 16 и второй 17 датчики силы. Корпус датчика угла относительного поворота бедренного и голенного звеньев смонтирован на втулке бедренного звена. Вал голенного звена выполнен полым. Вал поводковой вилки соединен с валом 36 электродвигателя. Корпус электродвигателя смонтирован внутри вала голенного звена, а вал электродвигателя расположен соосно ступице. Применение изобретения позволит упростить конструкцию коленного шарнира, снизить металлоемкость, повысить удобство в обслуживании и эксплуатации, а также повысить надежность работы коленного шарнира. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Способ управления искусственным ортезом или протезом сустава нижней конечности содержит создающее сопротивление приспособление, которое снабжено по меньшей мере одним исполнительным механизмом, с помощью которого изменяется сопротивление сгибанию и/или сопротивление разгибанию в зависимости от данных датчиков. Во время пользования суставом с помощью датчиков обеспечивается информация состояния. Сопротивление сгибанию в фазе стояния повышают или не уменьшают, когда выявляют уменьшающийся в направлении вертикали угол инерции голенной части и одновременно нагруженную плюсну. Устройство для осуществления упомянутого способа содержит регулируемое создающее сопротивление приспособление, которое расположено между двумя установленными шарнирно друг относительно друга компонентами искусственного ортеза или протеза коленного сустава, управляющий блок и датчики для получения информации о состоянии устройства. В устройстве предусмотрено регулировочное приспособление, и с помощью этого регулировочного приспособления обеспечивается возможность активирования или деактивирования изменения сопротивления в зависимости от нагрузки. Изобретения обеспечивают возможность того, что колено можно автоматически нагружать или блокировать при ходьбе назад с помощью повышенного сопротивления, без необходимости сознательного включения или выключения режима. 2 н. и 14 з.п.ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к области протезирования и к устройствам для гашения механических колебаний, предназначенным для производства искусственных частей тела, в частности, нижних конечностей. Пневматический демпфер для коленного модуля по первому варианту содержит цилиндр с верхней и нижней торцевыми крышками, поршень, формирующий штоковое и подпоршневое пространства в цилиндре, и канал, соединяющий через запорную и регулирующую арматуру штоковое пространство с подпоршневым. Верхняя крышка выполнена выступающей во внутреннюю полость цилиндра и снабжена эластичным клапаном. В поршне выполнена проточка, обеспечивающая взаимодействие поршня с выступающей во внутреннюю полость цилиндра крышкой. Шток поршня выполнен полым и соединяющим штоковое пространство цилиндра с внешней средой через клапан, выполненный в штоке. На конце штока выполнена серьга, обеспечивающая возможность подсоединения к ней насоса. Пневматический демпфер по второму варианту содержит цилиндр с верхней и нижней торцевыми крышками, поршень, формирующий штоковое и подпоршневое пространства в цилиндре, и канал, соединяющий через запорную и регулирующую арматуру штоковое пространство с подпоршневым. Верхняя часть поршня снабжена эластичным клапаном. Верхняя крышка содержит вставку с проточкой, обеспечивающей заход в нее верхней части поршня. Шток поршня выполнен полым и соединяющим штоковое пространство цилиндра с внешней средой через клапан. На конце штока выполнена серьга, обеспечивающая возможность подсоединения к ней насоса. Коленный модуль включает верхнюю часть сустава, нижнюю часть сустава, демпфирующее устройство и шарнирную ось, поворотно-связывающую указанные части сустава и демпфирующее устройство. В качестве демпфирующего устройства коленный модуль содержит пневматический демпфер для коленного модуля по любому из вышеуказанных вариантов. Изобретения обеспечивают повышение стабильности характеристик устройств, улучшение их эксплуатационных характеристик без использования дополнительных внешних средств (насоса) и в обеспечении высокой адаптации к темпу ходьбы. 3 н.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Устройство для осуществления способа управления искусственным ортезом или протезом сустава нижней конечности содержит регулируемое создающее сопротивление приспособление, которое расположено между двумя установленными шарнирно относительно друг друга компонентами искусственного ортеза или протеза коленного сустава, управляющий блок и датчики для получения информации о состоянии устройства. В устройстве предусмотрено регулировочное приспособление, и с помощью этого регулировочного приспособления обеспечивается возможность активирования и/или деактивирования изменения сопротивления в зависимости от нагрузки. При осуществлении способа с помощью датчиков обеспечивается информация состояния. Сопротивление сгибанию в фазе стояния или во время стояния повышают от исходного значения в зависимости от силы реакции грунта вплоть до блокирования сустава. При этом сопротивление после повышения уменьшают в зависимости от угла инерции. Группа изобретений обеспечивает ответную реакцию на усилие реакции опоры регулирования сгибания и/или разгибания более точным образом с большим количеством настроек для обеспечения улучшенной походки пользователя, а также позволяет избежать состояния блокирования, даже если усилие реакции опоры находится на том же уровне, за счет использования угла инерции. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к медицине. Шарнирное устройство для коленного ортеза или коленного протеза с первой частью и выполненной с возможностью поворота относительно нее второй частью и средствами соединения для крепления шарнирного устройства на пользователе коленного ортеза или коленного протеза, а также с блокирующим устройством, которое препятствует повороту обеих частей относительно друг друга в направлении сгибания посредством расположенного на второй части с возможностью смещения элемента геометрического замыкания, который в положении блокировки входит с геометрическим замыканием в согласованную с первой частью выемку. Элемент геометрического замыкания установлен на второй части с возможностью поворота и имеет контур, который в положении блокировки выступает в выемку и в освобожденном положении позволяет поворот первой части мимо места опоры элемента геометрического замыкания. Изобретение обеспечивает для активного пациента с протезом возможность блокироваться пользователем даже в разогнутом (вытянутом) положении, чтобы обеспечить полное нагружение в особых ситуациях и, в частности, обеспечить надежную ходьбу и стояние во влажных зонах. 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к медицине. Протезный коленный сустав содержит верхнюю часть, которая имеет верхние средства соединения, и установленную с возможностью поворота на верхней части нижнюю часть, которая имеет нижние средства соединения. Протезный коленный сустав снабжен имеющим вход и выход вакуумным насосом, который приводится в действие за счет относительного движения верхней части относительно нижней части. Вакуумный насос снабжен выпускным трубопроводом с обратным клапаном. Вакуумный насос интегрирован в верхнюю часть и соединен с вакуумным стволом. Изобретение обеспечивает улучшение фиксации на культе бедра. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к способу управления ортезом или протезом сустава нижней конечности. Способ содержит создающее сопротивление приспособление, которое снабжено по меньшей мере одним исполнительным механизмом, с помощью которого изменяется сопротивление сгибанию и/или сопротивление разгибанию в зависимости от данных датчиков. Причем во время использования сустава с помощью датчиков обеспечивается информация состояния. Посредством датчиков по меньшей мере одного приспособления для измерения моментов и/или сил определяют по меньшей мере один момент и одну силу, или два момента и одну силу, или две силы и один момент. Данные датчиков по меньшей мере двух определяемых величин связывают друг с другом с помощью математической операции и вычисляют за счет этого по меньшей мере одну вспомогательную переменную, которую используют в качестве основы для управления сопротивлением сгибанию и/или сопротивлением разгибанию. Причем в качестве вспомогательной переменной вычисляют расстояние вектора силы реакции грунта от приспособления для измерения моментов и/или сил посредством деления момента на силу. Использование изобретения обеспечивает возможность согласования в зависимости от ситуации сопротивления сгибанию и сопротивления разгибанию. 4 н. и 45 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к способу управления искусственным ортезом или протезом коленного сустава, на котором располагают компонент голени и взаимодействующее с ним создающее сопротивление приспособление, содержащее по меньшей мере один исполнительный механизм, с помощью которого изменяется сопротивление сгибанию в зависимости от данных датчиков, которые определяются посредством датчика во время использования ортеза или протеза коленного сустава, при этом исключительно с помощью по меньшей мере одного инерциального датчика определяют абсолютный угол компонента голени, определенный угол сравнивают по меньшей мере с одним предельным значением и при достижении предельного значения изменяют сопротивление сгибанию. Изобретение позволяет создать гармоничную картину ходьбы. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх