ИСКУССТВЕННАЯ СТОПА

ИСКУССТВЕННАЯ СТОПА


RU (11) 2219878 (13) C1

(51) 7 A61F2/66 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 18.07.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.12.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2002123449/14 
(22) Дата подачи заявки: 2002.09.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.09.02 
(45) Опубликовано: 2003.12.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2112466 C1, 10.06.1998. RU 2062075 C1, 20.06.1996. WO 00/09046 A1, 24.02.2000. WO 96/04869 A1, 22.02.1996. US 5695526 A, 09.12.1997. FR 2745488 A1, 05.09.1997. DE 19717298 C1, 07.05.1998. SU 1747062 A1, 15.07.1992. 
(72) Имя изобретателя: Смольский Ю.И.; Коченков А.И.; Толмачёв И.А.; Стукалов В.Д. 
(73) Имя патентообладателя: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" 
(98) Адрес для переписки: 141070, Московская обл., г. Королев, ул. Ленина, 4а, ОАО РКК "Энергия" им. С.П. Королева, лаборатория промышленной собственности и инноватики 

(54) ИСКУССТВЕННАЯ СТОПА 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к техническим средствам протезирования нижней конечности, в частности к устройствам искусственных стоп. Искусственная стопа содержит упругие вкладыши, эластичную облицовку, в полости которой закреплен на упругом вкладыше корпус, имеющий спереди консоль П-образного поперечного сечения и перемещаемую вдоль нее опорную планку. Дно консоли выполнено параллельным поверхности упругого вкладыша. Опорная планка сопряжена с дном своей верхней частью, а на ее боковых плоскостях установлены на резьбе цапфы, пропущенные через пазы, выполненные по линии перемещения опорной планки в стенках консоли. Одна из цапф снабжена фиксирующей головкой под инструмент с внутренней стороны искусственной стопы, на облицовке которой в этой зоне выполнено по крайней мере одно отверстие для доступа к фиксирующей головке. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных возможностей регулировки жесткости стопы путем минимизации свободного хода упругого вкладыша до контакта с опорной планкой во всем диапазоне ее перемещений и обеспечения доступа к ней и контроля ее фактического положения. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к медицинской технике, а именно к техническим средствам протезирования нижней конечности, в частности к устройствам искусственных стоп.

Среди множества таких устройств выделяются стопы с упругими вкладышами, которые к тому же в некоторых случаях оснащены элементами регулировки их жесткости. Примером подобного устройства является искусственная стопа, разработанная фирмой "Blatchford" по патенту Великобритании 2241440, А 61 F 2/66. Эта стопа имеет двухконтурный по горизонтали вкладыш с верхним жестким и нижним упругим контурами и эластичную облицовку, открытую с боковых сторон. Регулировка жесткости обеспечивается межконтурным перемещаемым упором, расположенным в зоне пятки. Кроме того, имеется неподвижный упор с изменяемой жесткостью на передней кромке верхнего контура в средней части стопы. Стопа по указанному патенту представляется несколько переусложненной, с неоднозначной регулировкой жесткости.

Известна также искусственная стопа по патенту RU 2062075, А 61 F 2/66, содержащая упругий вкладыш, эластичную облицовку, корпус, закрепленный на упругом вкладыше и имеющий переднюю консоль, развитую до зоны переката, а также установленную на нижних направляющих консоли опорную планку, перемещаемую и фиксируемую в клинообразном зазоре между консолью и упругим вкладышем. Однако для перемещения опорной планки и соответственно регулировки жесткости необходим демонтаж корпуса из стопы из-за отсутствия доступа в зону регулировки.

С целью устранения этого недостатка стопа подверглась модернизации с дооснащением ее механизмом перемещения опорной планки, такая искусственная стопа по патенту RU 2112466, А 61 F 2/66 принимается далее за прототип изобретения.

Прототип содержит упругий вкладыш, эластичную облицовку, в полости которой на упругом вкладыше закреплен корпус, имеющий переднюю консоль П-образного поперечного сечения и перемещаемую опорную планку, установленную на нижних направляющих консоли, а также ходовой винт, закрепленный внутри консоли и соединенный с планкой. В корпусе и в облицовке выполнены сквозные соосные отверстия со стороны пятки для доступа ключа к ходовому винту. К недостаткам устройства следует отнести отсутствие визуального контроля фактического положения опорной планки при вращении ходового винта ключом. При биомеханических испытаниях выявилась также неполная реализация возможностей регулировки жесткости, заложенных в принципиальную схему устройства, из-за свободного хода упругого вкладыша под нагрузкой до контакта с опорной планкой.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных возможностей регулировки жесткости стопы путем минимизации свободного хода упругого вкладыша до контакта с опорной планкой во всем диапазоне ее перемещений и обеспечение доступа к ней и контроля ее фактического положения.

Задача решается тем, что в искусственной стопе, содержащей упругий вкладыш и эластичную облицовку, в полости которой закреплен на упругом вкладыше корпус, имеющий спереди консоль П-образного поперечного сечения и перемещаемую вдоль нее опорную планку, дно консоли выполнено параллельным поверхности упругого вкладыша, опорная планка сопряжена с дном верхней частью, а на ее боковых плоскостях установлены на резьбе цапфы, пропущенные через пазы, выполненные по линии перемещения опорной планки в стенках консоли, причем одна из цапф снабжена фиксирующей головкой под инструмент с внутренней стороны искусственной стопы, на облицовке которой в этой зоне выполнено, по крайней мере, одно отверстие для доступа к фиксирующей головке.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид искусственной стопы, на фиг.2 - ее поперечный разрез, на фиг.3 - вид сверху на стопу с местным разрезом по горизонтали, на фиг.4, 5 показаны варианты исполнения внутренней стороны стопы.

Искусственная стопа фиг.1, 2, 3 содержит упругий вкладыш 1, эластичную облицовку 2, в полости 3 которой на упругом вкладыше 1 закреплен на закладных резьбовых элементах 4 корпус 5, имеющий спереди консоль 6 П-образного поперечного сечения 7 и перемещаемую вдоль нее опорную планку 8. Дно 9 консоли 6 выполнено параллельным обращенной к нему поверхности 10 упругого вкладыша 1, опорная планка 8 сопряжена с дном 9 своей верхней частью 11. В опорную планку 8, в запрессованную резьбовую втулку 12 на боковых плоскостях 13 ввернуты цапфы 14, 15, пропущенные через пазы 16, выполненные вдоль линии 17 перемещения опорной планки 8 в стенках 18 консоли 6. Причем цапфа 15 снабжена фиксирующей головкой 19 под инструмент с внутренней стороны 20 стопы, например, в виде головки болта с внутренним шестигранником. Опорная планка 8, как правило, находится в одном из крайних положений -а на конце консоли 6 в зоне переката стопы (на чертеже показана сплошной линией), -b в основании консоли 6 или в некотором промежуточном положении -с (показаны пунктирной линией). Расстояние от дна 9 консоли 6 до поверхности 10 упругого вкладыша 1, выполненное в зоне а-b-с постоянным, а также высота опорной планки 8, выбраны такими, чтобы зазоры 21 между опорной планкой 8 и поверхностью 10 были бы минимальными технологическими. На внутренней стороне 20 стопы (более предпочтительной для разделки отверстий по характеру наклона поверхности, степени деформирования под нагрузкой и менее уязвимой с точки зрения потерь дизайна) - фиг.2, 3, 4, 5 на облицовке 2 выполнены одно продольное отверстие 22 либо два-три локальных 23 соответствующих, по возможности минимальных, размеров, обеспечивающих доступ к фиксирующей головке 19 и опорной планке 8, перемещение ее в положения-а-b-с в любой последовательности, а также визуальный контроль ее фактического положения. Продольное отверстие 22 в отличие от локальных 23 не предъявляет требований по величине шага перемещения опорной планки 8, однако использование его вероятно потребует применения декоративной заглушки 24.

Предлагаемое устройство искусственной стопы используют в процессе примерки и опробывания протеза следующим образом:

- пользователь садится, стопу выдвигают вперед с опорой на пятку, снимают (с помощью отвертки) заглушку 24 (в случае ее наличия),

- ключом или отверткой (в зависимости от варианта исполнения фиксирующей головки 19) с внутренней стороны 20 стопы через отверстия 22, 23 выворачивают на несколько оборотов фиксирующую головку 19 из резьбовой втулки 12 и перемещают опорную планку 8 в требуемое положение a, b или с. Перемещение осуществляют внутри П-образного поперечного сечения 7 консоли 6, смещая фиксирующую головку 19 либо непосредственно опорную планку 8, при этом ее верхняя часть 11 движется вдоль дна 9 в консоли 6 за счет того, что боковые плоскости 13 и цапфы 14, 15 скользят по стенкам 18 в пазах 16 по линии 17. Заворачивают фиксирующую головку 19 цапфы 15 до упора в стенку 18 консоли 6. Размеры и расположение отверстий 22, 23, фиксирующей головки 19 и опорной планки 8 обеспечивают визуальный контроль ее фактического положения.

- опробывают стопу в движении, по ощущениям пользователя или используя программно-аппаратные биомеханические комплексы, например "ДиаСлед", для оценки результатов протезирования принимают решение о дальнейших регулировках или завершении работ, устанавливают заглушку 24 (если таковая предусматривается).

В процессе движения при опоре на стопу в фазу заднего толчка, определяющую в большой степени функциональность, упругий вкладыш 1 под действием вертикальной составляющей нагрузки прогибается до контакта с опорной планкой 8 консоли 6 и соответственно реализуются кинематические и динамические характеристики переката и функции системы "человек-протез". Изменение положения опорной планки согласно результатам стендовых и биомеханических испытаний приводит к изменению жесткости переднего отдела стопы и характеристик переката, меняются функциональность протеза и ощущения человека. Минимальные зазоры между контактирующей поверхностью 10 упругого вкладыша 1 и опорной планкой 8 во всем диапазоне ее положений позволяют обеспечить минимальные величины свободного хода упругого вкладыша 1 и наиболее полно реализовать возможности регулировки жесткости. Прочность консоли 6 под действием вертикальных нагрузок, выполненной, например, из алюминиевого сплава типа АК6Т1, вполне обеспечивается размерами ее П-образного поперечного сечения 7, а многоточечное крепление корпуса 5 к упругому вкладышу 1 на закладных резьбовых элементах 4 обеспечивает прочность и заданные ресурсные характеристики стопы в целом. При этом неподвижность опорной планки 8 под действием относительно меньших поперечных нагрузок и нагрузок вдоль консоли 6 обеспечивается затяжкой фиксирующей головки 19 цапфы 15.

Что же касается вопросов попадания пыли и влаги через отверстия 22, 23 в полость 3 облицовки 2 стопы, то многолетний опыт эксплуатации подобных стоп с отверстиями на боковой поверхности, созданных авторами ранее, не показал, что их свойства по этой причине хуже свойств иных стоп. К тому же в устройстве английской стопы-аналога, указанном выше, облицовка вообще открыта с боковых сторон.

Предлагаемое устройство создает новые возможности для регулировки жесткости стопы в процессе эксплуатации протеза самим пользователем, имеющим некоторые навыки регулировок, например, при смене обуви.

Разработке предлагаемого устройства предшествовал опыт длительной эксплуатации отечественных изделий аналога и прототипа, большой объем стендовых механических и биомеханических испытаний модели устройства. Тем не менее предлагаемые решения при всей их кажущейся простоте потребуют подтверждения прочностными и эксплуатационными испытаниями, положительный результат которых предсказуем с достаточно высокой вероятностью. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Искусственная стопа, содержащая упругий вкладыш и эластичную облицовку, в полости которой закреплен на упругом вкладыше корпус, имеющий спереди консоль п-образного поперечного сечения и перемещаемую вдоль нее опорную планку, отличающаяся тем, что дно консоли выполнено параллельным поверхности упругого вкладыша, опорная планка сопряжена с дном своей верхней частью, а на ее боковых плоскостях установлены на резьбе цапфы, пропущенные через пазы, выполненные по линии перемещения опорной планки в стенках консоли, причем одна из цапф снабжена фиксирующей головкой под инструмент с внутренней стороны искусственной стопы, на облицовке которой в этой зоне выполнено, по крайней мере, одно отверстие для доступа к фиксирующей головке.