RU2345736C2 - Foot prosthesis with adjustable characteristics - Google Patents

Foot prosthesis with adjustable characteristics Download PDF

Info

Publication number
RU2345736C2
RU2345736C2 RU2006138501/14A RU2006138501A RU2345736C2 RU 2345736 C2 RU2345736 C2 RU 2345736C2 RU 2006138501/14 A RU2006138501/14 A RU 2006138501/14A RU 2006138501 A RU2006138501 A RU 2006138501A RU 2345736 C2 RU2345736 C2 RU 2345736C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foot
keel
leg
lower leg
prosthetic
Prior art date
Application number
RU2006138501/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138501A (en
Inventor
Барри В. ТАУНСЕНД (US)
Барри В. ТАУНСЕНД
Байрон К. КЛАУДИНО (US)
Байрон К. КЛАУДИНО
Original Assignee
Барри В. ТАУНСЕНД
Байрон К. КЛАУДИНО
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/814,260 external-priority patent/US7611543B2/en
Application filed by Барри В. ТАУНСЕНД, Байрон К. КЛАУДИНО filed Critical Барри В. ТАУНСЕНД
Publication of RU2006138501A publication Critical patent/RU2006138501A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345736C2 publication Critical patent/RU2345736C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: prosthetic foot incorporate foot keel and elastic calf shank, whose lower portion is connected to foot keel to form ankle joint of prosthetic foot. Foot keel has forefoot and hindfoot portions, and midfoot portion between forefoot and hindfoot portions. Calf shank goes upward from foot keel in form of frontward convexly curved ankle part and is attached to foot keel with connecting element, which is integrated into foot foreportion. Lower part of calf shank is reversely curved and is placed into reversely curved part of connecting element.
EFFECT: increase of kinetic energy during walk and possibility to adjust prosthesis.
26 cl, 40 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится протезу стопы, имеющему хорошие рабочие показатели, улучшенные возможности динамических характеристик в связи с тем, что эти возможности соответствуют механике действующих усилий.The invention relates to a prosthetic foot having good performance, improved dynamic performance due to the fact that these capabilities correspond to the mechanics of the current efforts.

Уровень техникиState of the art

Искусственная безшарнирная стопа ножного протеза описывается в патенте США №5897594, Martin и др. В противоположность прошлым техническим решениям, в которых искусственная стопа имеет жесткую конструкцию с шарниром для имитации функции лодыжки, безшарнирная искусственная стопа согласно Martin и др. использует упругую вставку стопы, установленную внутри выполненной формованием стопы. Эта вставка имеет приблизительно С-образную конструкцию в продольном сечении, открытую назад, и воспринимает нагрузку протеза своего верхнего С-образного конца, и посредством своего нижнего С-образного конца передает нагрузку на пластинчатую пружину, соединенную с ним. Эта пластинчатая пружина, при виде снизу, имеет выпуклую конструкцию и проходит приблизительно параллельно области подошвы вперед за пределы вставки стопы в область оконечности стопы. Это изобретение согласно Martin и др. имеет своей целью усовершенствование безшарнирной искусственной стопы в отношении амортизации ударной нагрузки пятки, упругости, ходьбы с пятки на пальцы и в отношении поперечной устойчивости, чтобы пользователь мог ходить естественной походкой; также цель упомянутого изобретения заключается в обеспечении пользователю возможности нормальной ходьбы и выполнения физических упражнений, участия в спортивных играх. Но динамические характеристики этой искусственной стопы известного уровня техники ограничены и не копируют биомеханические функции стопы человека, лодыжки, голени, мягкой опорной ткани. Искусственная стопа согласно Martin и др. и прочие протезные стопы известного уровня техники, которые используют эту конструкцию лодыжки и жесткий пилон как голень, не могут аккумулировать достаточное количество упругой энергии, чтобы создавать кинетическую энергию в сагиттальной плоскости нормального голеностопного сустава во время ходьбы. Испытания показали, что протезы стопы известного уровня техники таких конструкций дают только около 25% кинетической энергии в сагиттальной плоскости от нормального голеностопного сустава во время ходьбы.An articulated jointless foot of a foot prosthesis is described in US Pat. inside molded foot. This insert has an approximately C-shaped structure in longitudinal section, open back, and takes the load of the prosthesis of its upper C-shaped end, and through its lower C-shaped end transfers the load to the leaf spring connected to it. This leaf spring, when viewed from below, has a convex design and extends approximately parallel to the sole area forward beyond the insertion of the foot into the area of the tip of the foot. This invention, according to Martin et al., Aims to improve the articulated artificial foot in terms of shock absorption of the heel, elasticity, walking from heel to toes and in terms of lateral stability, so that the user can walk with a natural gait; also the purpose of the aforementioned invention is to provide the user with the possibility of normal walking and performing physical exercises, participating in sports games. But the dynamic characteristics of this artificial foot of the prior art are limited and do not copy the biomechanical functions of the human foot, ankle, lower leg, soft supporting tissue. An artificial foot according to Martin et al. And other prior art prosthetic feet that use this ankle design and a rigid pylon as a shin cannot accumulate enough elastic energy to create kinetic energy in the sagittal plane of the normal ankle while walking. Tests have shown that foot prostheses of the prior art of such structures provide only about 25% of kinetic energy in the sagittal plane from the normal ankle joint during walking.

Другие искусственные стопы предлагались Ван. Л. Филлипсом; эти стопы направлены на обеспечение подвижности человеку с ампутированной конечностью, чтобы тот смог заниматься разнообразной деятельностью, которая в прошлом была невозможной из-за конструкционных ограничений и соответствующих рабочих показателей протезов известного уровня техники. Эти известные искусственные стопы будто бы обеспечивают возможность бега и прыжков и других видов активности и согласно сообщениям ими можно пользоваться как обычной естественной стопой. Например, см. патенты США №6071313; 5993488; 5899944; 5800569; 5800568; 5728177; 5728176; 5824112; 5593457; 5514185; 5181932 и 4822363. Эти протезы имеют стопу, лодыжку и голень, выполненные из композитного материала, при этом механическая форма лодыжки обращена назад и имеет выпуклую изогнутость. Испытания показали, что протезы известного уровня техники этой конструкции дают приблизительно 40% кинетической энергии в сагиттальной плоскости нормального голеностопного сустава во время ходьбы. Существует необходимость обеспечения протеза с более высокими рабочими показателями, которые смогут обеспечить человеку с ампутированной конечностью улучшение таких действий, как ходьба, бег, прыжки, спринт, старт, остановка и резкая остановка.Other artificial feet were offered by Wang. L. Phillips; these feet are aimed at providing mobility to an amputee, so that he can engage in a variety of activities that in the past were impossible due to structural limitations and the corresponding performance indicators of prostheses of the prior art. These well-known artificial feet seem to provide the possibility of running and jumping and other types of activity, and according to reports they can be used as a normal natural foot. For example, see US Pat. Nos. 6,071,313; 5,993,488; 5,899,944; 5,800,569; 5,800,568; 5,728,177; 5,728,176; 5,824,112; 5,593,457; 5,514,185; 5181932 and 4822363. These prostheses have a foot, ankle and lower leg made of composite material, while the mechanical shape of the ankle is turned back and has a convex curvature. Tests have shown that prior art prostheses of this design provide approximately 40% kinetic energy in the sagittal plane of the normal ankle joint during walking. There is a need to provide a prosthesis with higher performance indicators that can provide an amputee with an improvement in such actions as walking, running, jumping, sprinting, starting, stopping and stopping abruptly.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Для обеспечения человеку с ампутированной конечностью более высокого уровня действий и функций необходима протезная стопа с высокими рабочими показателями, с улучшенной прикладной механикой, рабочие показатели которой смогут превысить показатели естественной стопы человека и превзойти показатели протезной стопы известного уровня техники. Люди с ампутированной конечностью заинтересованы в том, чтобы иметь протезную стопу с высокими рабочими показателями, с усовершенствованной прикладной механикой, с высокими и низкими динамическими реакциями, с регулируемым выравниванием взаимного положения компонентов с точной настройкой для улучшения горизонтальных и вертикальных составляющих движений, которые могут быть настроены в соответствии со спецификой движений.To provide a person with an amputated limb with a higher level of actions and functions, an orthopedic foot with high performance, with improved applied mechanics is needed, the performance of which can exceed the performance of the human natural foot and surpass the performance of the prosthetic foot of the prior art. Amputee people are interested in having a prosthetic foot with high performance, advanced applied mechanics, high and low dynamic responses, with adjustable alignment of the relative positions of the components with fine tuning to improve horizontal and vertical components of movements that can be customized in accordance with the specifics of the movements.

Протезная стопа согласно настоящему изобретению решает эти задачи. Согласно раскрываемому здесь, приводимому в качестве примера осуществления протезная стопа согласно изобретению содержит продольно проходящий киль стопы, имеющий передний отдел стопы на одном конце, задний отдел стопы на противоположном конце и относительно длинный средний отдел стопы, проходящий между передним отделом стопы и задним отделом стопы и вверх от них. Также обеспечена стойка голени, содержащая изогнутый выпуклостью вниз нижний конец. Регулируемое крепление прикрепляет искривленный нижний конец стойки голени к выгнутому вверх среднему отделу стопы киля и образует область голеностопного сустава протезной стопы. Стойка голени представляет собой упругий элемент, формирующий лодыжку и голень протеза, и упомянутый упругий элемент проходит вверх от киля стопы в виде обращенной вперед выпукло-изогнутой части этого элемента. За счет этой ориентации механической формы угловая скорость механической формы увеличивается при реагировании на сжимающее усилие при нагрузке на поздней стадии средней позиции стопы. Вследствие этого, при использовании этого протеза повышается кинетическая энергия протеза в сагиттальной плоскости во время ходьбы.The prosthetic foot according to the present invention solves these problems. According to an exemplary embodiment disclosed herein, the prosthetic foot according to the invention comprises a longitudinally extending keel of the foot having an anterior foot at one end, a rear foot at an opposite end and a relatively long middle foot extending between the forefoot and hindfoot and up from them. A shank post is also provided comprising a lower end curved downwardly convex. An adjustable mount attaches the curved lower end of the calf to the middle portion of the keel that is curved upwards and forms the ankle of the prosthetic foot. The tibia is an elastic element forming the ankle and lower leg of the prosthesis, and said elastic element extends upward from the keel of the foot in the form of a convex-curved part of the element facing forward. Due to this orientation of the mechanical form, the angular velocity of the mechanical form increases when responding to compressive force under load at a late stage of the midfoot position. As a result of this, when using this prosthesis, the kinetic energy of the prosthesis in the sagittal plane increases during walking.

Регулируемое крепление обеспечивает возможность регулирования выравнивания стойки голени и киля стопы относительно друг друга в продольном направлении киля стопы для настройки рабочих показателей протезной стопы. За счет регулирования выравнивания противостоящих выгнутого вверх среднего отдела киля стопы и направленного вниз выпукло искривленного нижнего конца стойки голени по отношению друг к другу характеристики динамической реакции и образуемое движение стопы изменяются сообразно конкретной необходимости по отношению к нужным/желательным горизонтальным и вертикальным линейным скоростям. Данное изобретение обеспечивает протезную стопу многоцелевого использования, с возможностями обеспечения высоких и низких динамических характеристик, и также характеристик движения в двух плоскостях, которые улучшают функциональные возможности людей с ампутированной конечностью в повседневных движениях, в спорте и/или развлечениях. Также предусмотрена стопа специально для спринта.An adjustable mount provides the ability to adjust the alignment of the calf and foot keel relative to each other in the longitudinal direction of the keel of the foot to adjust the performance of the prosthetic foot. Due to the adjustment of the alignment of the opposing upward middle part of the keel of the foot and the convex curved lower end of the lower leg of the leg pointing downwards with respect to each other, the characteristics of the dynamic reaction and the formed foot movement vary according to the specific need with respect to the desired / desired horizontal and vertical linear speeds. This invention provides a multi-use prosthetic foot, with the ability to provide high and low dynamic characteristics, as well as two-plane motion characteristics, which improve the functionality of people with amputated limbs in everyday movements, in sports and / or entertainment. A foot specifically for sprinting is also provided.

Согласно некоторым осуществлениям в стойке голени ее нижний конец обращенно изогнут в виде спирали, и при этом стойка голени проходит вверх в направлении вперед от спирали к ее вертикальному верхнему концу. За счет этого обеспечена стойка голени с выполненной заодно лодыжкой на ее нижнем конце, когда стойка голени прикреплена к килю стопы, причем создаваемое движение в результате реагирования согласно изменяющимся радиусам аналогично движениям, создаваемым имеющей форму параболы стойкой голени согласно изобретению. Стойка голени со спиральным нижним концом прикреплена к килю стопы соединительным элементом. Этот соединительный элемент может содержать стопор, чтобы ограничивать сгибание назад стойки голени во время ходьбы. В некоторых осуществлениях соединительный элемент выполнен заодно с передним отделом киля стопы. Согласно еще одному признаку изобретения соединительный элемент проходит в направлении назад в виде консоли над средним отделом стопы и частью заднего отдела стопы киля. Элемент связи может быть реверсно изогнут вверх, чтобы образовывать обращенную вперед вогнутость, в которой располагается нижний конец стойки голени; при этом реверсно изогнутый нижний конец стойки голени своим концом опирается на соединительный элемент. Получаемый при этом протез имеет повышенную эффективность.According to some embodiments, in the tibial position, its lower end is turned in a helical direction, and the tibial position extends upward from the helix to its vertical upper end. Due to this, the tibia is provided with an ankle made at the same time at its lower end when the tibia is attached to the keel of the foot, and the generated movement as a result of reaction according to varying radii is similar to the movements created by the parabola-shaped tibia according to the invention. The lower leg with a spiral lower end is attached to the keel of the foot with a connecting element. This connecting element may include a stopper to limit the bending of the tibia post back while walking. In some implementations, the connecting element is made integral with the front of the keel of the foot. According to another feature of the invention, the connecting element extends in a rearward direction in the form of a cantilever over the midfoot and a portion of the back of the keel. The communication element may be reversed upward to form a forward concavity in which the lower end of the tibia is located; wherein the reverse curved lower end of the tibial leg rests with its end on the connecting element. The resulting prosthesis has increased efficiency.

Эти и другие признаки и преимущества изобретения поясняются в приводимом ниже подробном описании раскрываемых примеров его осуществления и на прилагаемых чертежах.These and other features and advantages of the invention are explained in the following detailed description of the disclosed examples of its implementation and the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 схематически показывает два примыкающих друг к другу радиуса кривизны R1 и R2, один напротив другого, киль стопы и стойку голени протезной стопы согласно изобретению, которые создают характеристики динамической реакции и результирующее движение стопы при ходьбе в направлении стрелки В, перпендикулярной к касательной А, соединяющей эти два радиуса.Figure 1 schematically shows two adjacent radii of curvature R 1 and R 2 , one opposite to the other, the keel of the foot and the tibia of the prosthetic foot according to the invention, which create dynamic response characteristics and the resulting foot movement when walking in the direction of arrow B, perpendicular to tangent A connecting these two radii.

Фиг.2 - вид, аналогичный Фиг.1, но показывающий расположение двух радиусов, которое изменено в протезной стопе согласно изобретению в целях увеличения горизонтальной составляющей и уменьшения вертикальной составляющей динамической реакции и результирующего движения стопы во время ходьбы, при этом стрелка, перпендикулярная касательной линии А1, имеет более горизонтальное направление, чем в случае, иллюстрируемом на чертеже Фиг.1.Figure 2 is a view similar to Figure 1, but showing the location of two radii, which is changed in the prosthetic foot according to the invention in order to increase the horizontal component and reduce the vertical component of the dynamic reaction and the resulting foot movement while walking, with the arrow perpendicular to the tangent line A1 has a more horizontal direction than in the case illustrated in the drawing of Figure 1.

Фиг.3 - боковая проекция протезной стопы согласно приводимому в качестве примера осуществлению изобретения: с адаптером пилона с соединенным с ним пилоном для прикрепления стопы к низу ноги человека с ампутированной конечностью;Figure 3 is a side view of the prosthetic foot according to an exemplary embodiment of the invention: with a pylon adapter with a pylon connected to it for attaching the foot to the lower leg of an amputee;

Фиг.4 - вид спереди протезной стопы с адаптером пилона с соединенным с ним пилоном согласно Фиг.3.Figure 4 is a front view of the prosthetic foot with a pylon adapter with a connected pylon according to Figure 3.

Фиг.5 - вид сверху осуществления, показанного на фиг.3 и 4.5 is a top view of the implementation shown in figure 3 and 4.

Фиг.6 - боковая проекция еще одного киля стопы согласно изобретению, в частности для спринта, который можно использовать в протезной стопе согласно настоящему изобретению.6 is a side view of another keel of the foot according to the invention, in particular for a sprint that can be used in the prosthetic foot according to the present invention.

Фиг.7 - вид сверху киля стопы, показанного на Фиг.6.Fig.7 is a top view of the keel of the foot shown in Fig.6.

Фиг.8 - вид снизу киля стопы в протезной стопе согласно Фиг.3, который обеспечивает высокие и низкие динамические характеристики, а также возможность двухплоскостного движения.Fig. 8 is a bottom view of the keel of the foot in the prosthetic foot according to Fig. 3, which provides high and low dynamic characteristics, as well as the possibility of two-plane movement.

Фиг.9 - боковая проекция еще одного киля стопы согласно изобретению для протезной стопы, особо целесообразной для спринта, выполняемого человеком, у которого стопа ампутирована по Сайму.Fig.9 is a side view of another keel of the foot according to the invention for the prosthetic foot, especially suitable for a sprint performed by a person whose foot is amputated along the Saimaa.

Фиг.10 - вид сверху киля стопы, показанного на Фиг.9.Figure 10 is a top view of the keel of the foot shown in Figure 9.

Фиг.11 - еще один вариант киля стопы протезной стопы согласно изобретению для человека с ампутацией по Сайму; киль стопы обеспечивает протезной стопе высокие и низкие динамические характеристики, а также возможности двухплоскостного движения.11 is another version of the keel of the foot of the prosthetic foot according to the invention for a person with Saima amputation; keel of the foot provides the prosthetic foot with high and low dynamic characteristics, as well as the possibility of two-plane movement.

Фиг.12 - вид сверху киля стопы, показанного на чертеже Фиг.11.Fig - top view of the keel of the foot shown in the drawing of Fig.11.

Фиг.13 - боковая проекция киля стопы согласно изобретению, в котором толщина киля уменьшается, например, равномерно уменьшается от среднего отдела стопы к заднему отделу стопы киля.Fig - lateral projection of the keel of the foot according to the invention, in which the thickness of the keel is reduced, for example, uniformly decreases from the middle section of the foot to the hindfoot of the keel.

Фиг.14 - боковая проекция еще одной формы киля стопы, в котором толщина уменьшается от среднего отдела стопы к переднему отделу стопы и к заднему отделу стопы киля.Fig - lateral projection of another shape of the keel of the foot, in which the thickness decreases from the middle part of the foot to the forefoot and to the rear foot of the keel.

Фиг.15 - вид сбоку и немного сверху имеющей форму параболы стойки голени протезной стопы согласно изобретению; толщина стойки голени уменьшается к ее верхнему концу.Fig. 15 is a side view and a little top view of a parabola-shaped shank post of the prosthetic foot according to the invention; the thickness of the tibia is reduced to its upper end.

Фиг.16 - боковая проекция, аналогичная Фиг.15, но показана другая стойка голени, суживающаяся от середины и к ее верхнему, и к ее нижнему концам.Fig. 16 is a side view similar to Fig. 15, but another tibia is shown tapering from the middle to both its upper and lower ends.

Фиг.17 - боковая проекция С-образной стойкой голени для протезной стопы; толщина стойки голени уменьшается от середины к ее верхнему и ее нижнему концам.Fig - lateral projection of a C-shaped resistant leg for the prosthetic foot; the thickness of the tibial strut decreases from the middle to its upper and lower ends.

Фиг.18 - боковая проекция еще одного примера С-образной стойки голени протезной стопы; толщина стойки голени равномерно уменьшается от ее центра к ее верхнему концу.Fig. 18 is a side view of another example of a C-shaped leg support of the prosthetic foot; the thickness of the tibia is evenly reduced from its center to its upper end.

Фиг.19 - боковая проекция S-образной стойки голени для протезной стопы; толщина обоих концов равномерно уменьшается от ее середины.Fig. 19 is a side view of an S-shaped tibia for the prosthetic foot; the thickness of both ends evenly decreases from its middle.

Фиг.20 - еще один пример S-образной стойки голени, толщина которой уменьшается только на ее верхнем конце.FIG. 20 is another example of an S-shaped tibia, the thickness of which decreases only at its upper end.

Фиг.21 - боковая проекция J-образной стойки голени, сужающейся на каждом конце, для протезной стопы согласно изобретению.Fig. 21 is a side view of a J-shaped tibial leg tapering at each end for a prosthetic foot according to the invention.

Фиг.22 - вид, аналогичный Фиг.21, но толщина J-образной стойки голени равномерно уменьшается только к ее верхнему концу.Fig. 22 is a view similar to Fig. 21, but the thickness of the J-shaped leg of the tibia evenly decreases only to its upper end.

Фиг.23 - вид сбоку и немного сверху соединительного элемента из металлического сплава или пластмассы, используемого в регулируемом креплении согласно изобретению, для прикрепления стойки голени к килю стопы, показанному на Фиг.3.FIG. 23 is a side view and a little top view of a metal alloy or plastic connecting member used in the adjustable mount according to the invention for attaching a calf stand to the keel of the foot shown in FIG. 3.

Фиг.24 - вид сбоку и немного спереди адаптера пилона, используемого в протезе стопы согласно Фиг.3-5, и также применимого со стопой согласно Фиг.28 и 29 для соединения стопы с пилоном, прикрепляемым к ноге человека с ампутированной конечностью.Fig is a side view and a little front view of the adapter of the pylon used in the prosthesis of the foot according to Fig.3-5, and also applicable to the foot according to Fig.28 and 29 for connecting the foot with a pylon attached to the leg of an amputee.

Фиг.25 - боковая проекция еще одной протезной стопы согласно изобретению, аналогичной протезной стопе согласно Фиг.3, но показывающей использование соединительного элемента с двумя отсоединяемыми крепежными деталями, расположенными с интервалом в продольном направлении, соединяющими элемент со стойкой голени киля стопы, соответственно.Fig - side view of another prosthetic foot according to the invention, similar to the prosthetic foot according to Fig.3, but showing the use of a connecting element with two detachable fasteners spaced in the longitudinal direction connecting the element with the leg keel of the foot, respectively.

Фиг.26 - увеличенная боковая проекция соединительного элемента, показанного на чертеже Фиг.25.Fig. 26 is an enlarged side view of the connecting member shown in Fig. 25.

Фиг.27 - увеличенная боковая проекция стойки голени протезной стопы согласно Фиг.25.Fig. 27 is an enlarged side view of the prosthetic calf of the prosthetic foot according to Fig. 25.

Фиг.28 - боковая проекция еще одного осуществления протезной стопы, в которой стойка голени находится внутри декоративного футляра.Fig. 28 is a side view of another embodiment of the prosthetic foot, in which the tibia is located inside the decorative case.

Фиг.29 - вид сверху протезной стопы, показанной на Фиг.28.Fig.29 is a top view of the prosthetic foot shown in Fig.28.

Фиг.30 - поперечное сечение протезной стопы, показанной на Фиг.28 и 29 по линии 30-30, показанной на Фиг.29.Fig. 30 is a cross section of the prosthetic foot shown in Figs. 28 and 29 along line 30-30 shown in Fig. 29.

Фиг.31А и 31В - сечения клиньев разной толщины, которые можно использовать в стопоре тыльного сгибания соединительного элемента, показанного на Фиг.30.Figa and 31B are sections of wedges of different thicknesses, which can be used in the stopper rear bending of the connecting element shown in Fig.30.

Фиг.32 - боковая проекция еще одного осуществления протезной стопы, согласно которому нижний конец стойки голени имеет реверсное искривление в виде спирали и помещен в соединительный элемент, сформированный как одно целое с передним отделом стопы киля стопы, и опирается на этот элемент.Fig. 32 is a side view of another embodiment of the prosthetic foot, according to which the lower end of the tibial leg has a reverse curvature in the form of a spiral and is placed in a connecting element formed integrally with the front part of the foot of the keel of the foot and rests on this element.

Фиг.33 - вертикальная проекция протеза согласно Фиг.32.Fig.33 is a vertical projection of the prosthesis according to Fig.32.

Фиг.34 - вид сзади протеза согласно Фиг.32.Fig. 34 is a rear view of the prosthesis according to Fig. 32.

Фиг.35 - боковая проекция еще одного осуществления протеза, в котором задний компонент киля стопы соединен с реверсно искривленным верхним концом соединительного элемента, сформированного как одно целое с передним отделом стопы киля.Fig. 35 is a side view of yet another embodiment of a prosthesis in which the posterior component of the keel of the foot is connected to a reverse curved upper end of the connecting member formed integrally with the forefoot of the keel.

Фиг.36 - боковая проекция еще одного вида изобретения, где соединительный элемент выполнен как одно целое с килем стопы.Fig - side view of another view of the invention, where the connecting element is made integrally with the keel of the foot.

Фиг.37 - боковая проекция еще одного варианта протеза согласно изобретению, причем соединительный элемент соединен на его заднем конце с килем стопы крепежной деталью.Fig. 37 is a side view of yet another embodiment of a prosthesis according to the invention, the connecting element being connected at its rear end to the keel of the foot with a fastener.

Фиг.38 - боковая проекция еще одного осуществления протеза, в котором соединительный элемент соединен с килем стопы на заднем конце киля стопы.Fig. 38 is a side view of yet another embodiment of a prosthesis in which a connecting element is connected to the keel of the foot at the trailing end of the keel of the foot.

Фиг.39 - боковая проекция стойки голени и расположенного сзади голени устройства согласно осуществлениям Фиг.35-38, показанного отсоединенным от киля стопы и его соединительного элемента.Fig. 39 is a side view of the tibial leg and the posterior tibia of the device according to the embodiments of Figs. 35-38, shown disconnected from the keel of the foot and its connecting member.

Фиг.40 - изображение в перспективе слева и сзади протезной стопы еще одного осуществления изобретения, в котором скомбинированы признаки нескольких других осуществлений.FIG. 40 is a perspective view of the left and back of the prosthetic foot of yet another embodiment of the invention in which the features of several other embodiments are combined.

Оптимальный вариант осуществления изобретенияOptimum Embodiment

Обращаясь к чертежам, протезная стопа 1 согласно приводимому в качестве примера осуществлению в соответствии с Фиг.3-5 содержит проходящий в продольном направлении киль 2 стопы, имеющий передний отдел 3 стопы на одном конце, задний отдел 4 стопы на противоположном конце и выгнутый вверх средний отдел 5 стопы между передним и задним отделами стопы. Средний отдел 5 стопы искривлен выпукло вверх по всей его продольной протяженности между передним и задним отделами стопы в приводимом в качестве примера осуществлении.Turning to the drawings, the prosthetic foot 1 according to an exemplary embodiment of FIGS. 3-5 comprises a longitudinally extending keel 2 of the foot having a front section 3 of the foot at one end, a rear section of 4 feet at the opposite end, and an upwardly curved middle Division 5 of the foot between the front and rear sections of the foot. The midfoot section 5 of the foot is curved upwardly over its entire longitudinal length between the front and rear sections of the foot in an exemplary embodiment.

Вертикальная стойка 6 голени стопы 1 прикреплена на части ее направленного вниз выпукло-изогнутого нижнего конца 7 к проксимальной задней поверхности среднего отдела 5 стопы киля отсоединяемой крепежной деталью 8 и соединительным элементом 11. Крепежная деталь 8 в этом приводимом в качестве примера осуществлении представляет собой один болт с гайкой и шайбами, но она также может быть и съемным зажимом или другой крепежной деталью для закрепляющего позиционирования и фиксирования стойки голени на киле стопы при затягивании крепежной детали.The vertical leg 6 of the foot of the foot 1 is attached on a part of its convex-curved lower end 7 directed downward to the proximal rear surface of the middle part 5 of the keel foot with a detachable fastener 8 and a connecting element 11. The fastener 8 in this exemplary embodiment is one bolt with a nut and washers, but it can also be a removable clamp or other fastener for fixing positioning and fixing the calf shank on the keel of the foot when tightening the fastener .

Продольное отверстие 9 сформировано на проксимальной задней поверхности среднего отдела 5 стопы киля - Фиг.8. Продольное отверстие 10 также сформировано в изогнутом нижнем конце 7 стойки 6 голени, например, согласно Фиг.15. Съемная крепежная деталь 8 проходит через отверстия 9 и 10 и обеспечивает возможность регулирования выставления стойки голени и киля стопы относительно друг друга в продольном направлении А-А на чертеже Фиг.5 при ослаблении или съеме крепежной детали 8 в целях точного регулирования рабочих показателей протезной стопы для ее настройки на конкретную задачу. Таким образом, крепежная деталь 8, соединительный элемент 11 и продольные отверстия 9 и 10 образуют регулируемое крепление для прикрепления стойки голени к килю стопы для образования области голеностопного сустава протезной стопы.A longitudinal hole 9 is formed on the proximal posterior surface of the middle section 5 of the foot of the keel - Fig. 8. A longitudinal hole 10 is also formed in the curved lower end 7 of the lower leg 6, for example, according to FIG. The removable fastener 8 passes through the holes 9 and 10 and makes it possible to control the alignment of the tibia and foot keel with respect to each other in the longitudinal direction AA in Figure 5 when loosening or removing the fastener 8 in order to precisely control the performance of the prosthetic foot for its settings for a specific task. Thus, the fastener 8, the connecting element 11, and the longitudinal holes 9 and 10 form an adjustable mount for attaching the tibia to the keel of the foot to form the ankle joint of the prosthetic foot.

Результаты регулирования выравнивания стойки 6 голени и киля стопы 2 относительно друг друга представлены на чертежах Фиг.1 и 2, где два соседних радиуса R1 и R2 представляют примыкающие друг к другу, обращенные друг к другу куполообразные или выпукло искривленные поверхности среднего отдела 5 стопы киля и стойки 6 голени. Если эти два радиуса рассматривать рядом друг с другом, то способность к движению имеет место перпендикулярно к касательной линии А на Фиг.1, А1 на Фиг.2 между двумя радиусами. Взаимосвязь этих двух радиусов определяет направление результирующего движения. Поэтому в стопе 1 сила динамической реакции зависит от этой взаимосвязи. Чем больше будет радиус вогнутости, тем больше будет возможность динамической реакции. Но чем меньше будет радиус вогнутости, тем быстрее будет его реакция.The results of adjusting the alignment of the shank rack 6 of the lower leg and keel of the foot 2 with respect to each other are presented in the drawings of Figures 1 and 2, where two adjacent radii R 1 and R 2 are adjacent to each other, facing each other dome-shaped or convexly curved surfaces of the middle section 5 of the foot keel and racks of 6 legs. If these two radii are considered next to each other, then the ability to move takes place perpendicular to the tangent line A in Figure 1, A 1 in Figure 2 between two radii. The relationship of these two radii determines the direction of the resulting movement. Therefore, in foot 1, the strength of the dynamic reaction depends on this relationship. The larger the concavity radius, the greater the possibility of a dynamic reaction. But the smaller the concavity radius, the faster its reaction.

Возможность выравнивания стойки голени и киля стопы в протезной стопе относительно друг друга позволяет смещать радиусы, чтобы изменять горизонтальные или вертикальные линейные скорости сообразно спортивным движениям стопы. Например, для повышения горизонтальной линейной скорости протезной стопы 1 выравнивание можно изменить, чтобы повлиять на взаимосвязь между радиусом стойки голени и радиусом киля стопы. То есть для улучшения характеристики горизонтальной линейной скорости нижний радиус R2 киля стопы смещают дистальнее от его исходного положения: Фиг.2 по сравнению с Фиг.1. За счет этого изменяются динамические реакции, и результирующее движение стопы 1 теперь направлено более горизонтально, и за счет этого можно обеспечить увеличение горизонтальной линейной скорости при тех же прилагаемых силах.The ability to align the tibia and keel of the foot in the prosthetic foot relative to each other allows you to shift the radii to change horizontal or vertical linear speeds in accordance with the sports movements of the foot. For example, to increase the horizontal linear speed of the prosthetic foot 1, alignment can be changed to affect the relationship between the radius of the tibia and the radius of the keel of the foot. That is, to improve the characteristics of horizontal linear velocity, the lower radius R 2 of the keel of the foot is displaced distal from its initial position: Figure 2 in comparison with Figure 1. Due to this, the dynamic reactions change, and the resulting movement of the foot 1 is now directed more horizontally, and due to this, it is possible to increase the horizontal linear velocity with the same applied forces.

Человек с ампутированной конечностью может на практике определить необходимое положение для каждого вида нужных ему/ей движений в отношении горизонтальных и вертикальных линейных скоростей. Для прыжков или баскетбола, например, нужен подъем, более вертикальный, чем для спринтерского бега. Соединительный элемент 11 является выравнивающим соединением, выполненным из пластмассы или металлического сплава (Фиг.3, 4 и 23) и расположенным между прикрепленными килем стопы 2 и стойкой 6 голени. Отсоединяемая крепежная деталь 8 проходит через отверстие 12 в соединительном элементе. Соединительный элемент проходит по прикрепленной части стойки голени и по проксимальной задней поверхности среднего отдела 5 стопы киля.An amputee can, in practice, determine the necessary position for each kind of movements he / she needs with respect to horizontal and vertical linear speeds. For jumping or basketball, for example, you need a lift that is more vertical than for sprinting. The connecting element 11 is a leveling connection made of plastic or a metal alloy (Figs. 3, 4 and 23) and located between the attached keel of the foot 2 and the leg 6 of the lower leg. Detachable fastener 8 passes through hole 12 in the connecting element. The connecting element extends along the attached part of the tibia and along the proximal posterior surface of the middle section of the 5th foot of the keel.

Изогнутый нижний конец 7 стойки 6 голени имеет форму параболы, и наименьший радиус кривизны этой параболы находится на нижнем конце и проходит вверх, и первоначально вперед в форме параболы. Обращенная назад вогнутость образована кривизной стойки голени, как показано на Фиг.3. Параболическая форма имеет то преимущество, что обеспечивает повышенные динамические характеристики с точки зрения создания увеличенной горизонтальной линейной скорости, что обусловлено относительно большими радиусами ее проксимального конца, и при этом она имеет меньший радиус кривизны на своем нижнем конце, который обеспечивает более быстрое реагирование. Благодаря большим радиусам кривизны на верхнем конце параболы касательная А согласно Фиг.1 и 2 остается более горизонтально ориентированной при изменениях выравнивания, за счет чего повышается горизонтальная линейная скорость.The curved lower end 7 of the lower leg 6 has a parabolic shape, and the smallest radius of curvature of this parabola is at the lower end and extends upward and initially forward in the shape of a parabola. The backward concavity is formed by the curvature of the tibia, as shown in FIG. 3. The parabolic shape has the advantage that it provides increased dynamic characteristics in terms of creating an increased horizontal linear velocity, which is due to the relatively large radii of its proximal end, and it has a smaller radius of curvature at its lower end, which provides a faster response. Due to the large radii of curvature at the upper end of the parabola, the tangent A according to FIGS. 1 and 2 remains more horizontally oriented with alignment changes, thereby increasing the horizontal linear velocity.

Параболическая стойка голени реагирует на силы первоначального контакта с землей при ходьбе тем, что сжимается или спирально сворачивается. При этом радиусы кривой параболы уменьшаются, и вследствие этого снижается сопротивление к сжатию. Напротив, поскольку параболическая стойка голени реагирует расширением на силы реакции опоры для отрыва пятки от земли во время ходьбы, это делает радиусы кривой параболы больше, и вследствие этого сопротивление намного возрастает по сравнению с упомянутым сопротивлением сжатию. Эти сопротивления относятся к функции передней мышцы и задней мышцы икры человека во время ходьбы. При первоначальном контакте с плоскостью стопы во время ходьбы на силы реакции опоры реагирует меньшая передняя группа мышц икры - эксцентрически сокращается для опускания стопы на землю, и при этом создается момент тыльного сгибания. С момента плоской подошвы до момента отрыва пальцев более крупная группа задних мышц икры реагирует на силы реакции опоры тоже эксцентрическим сокращением, и при этом создается более сильный момент подошвенного сгиба. Величина этого момента относится к разнице между размерами передней и задней групп мышц икры. Как следствие, имитируется сопротивление протезной стойки голени моментам тыльного и подошвенного сгибания во время ходьбы, и при этом обеспечивается нормальная походка. Изменяемое сопротивление параболических кривых имитирует функцию мускулатуры икры человека во время ходьбы, бега и прыжков, и вследствие этого повышается эффективность протеза. Испытания показали, что протезная стопа согласно изобретению дает 86% генерирования кинетической энергии нормального голеностопного сустава человека, больше, чем в два раза по сравнению с результатами испытаний обычной протезной стопы упомянутого выше типа, имеющего обращенные назад, выпукло-искривленные лодыжку и голень. Предполагается, что по меньшей мере один фактор этого значительного увеличения кинетической энергии в сагиттальной плоскости, генерируемой протезом данного изобретения, заключается в том, что за счет выпукло-изогнутой вперед упругой лодыжки и выполненной как одно целое с ней упругой голени угловая скорость повышается при реагировании на сжимающее усилие при нагрузке на поздней стадии средней позиции стопы, в то время как угловая скорость протеза известного уровня техники при реагировании на эту нагрузку уменьшается. Это усовершенствование согласно настоящему изобретению снижает затраты энергии пользователя при ходьбе, повышает скорость ходьбы и обеспечивает более нормальную походку.The parabolic stance of the tibia responds to the forces of the initial contact with the ground when walking with the fact that it contracts or spirals. In this case, the radii of the parabola curve decrease, and as a result, the resistance to compression decreases. On the contrary, since the parabolic stance of the lower leg responds by expanding to the reaction forces of the support to lift the heel off the ground while walking, this makes the radii of the curve of the parabola larger, and as a result, the resistance increases much compared to the mentioned compression resistance. These resistances relate to the function of the anterior muscle and the posterior muscle of a person’s calf while walking. At initial contact with the plane of the foot while walking, the smaller front group of calf muscles reacts to the reaction forces of the support - it eccentrically contracts to lower the foot to the ground, and this creates a moment of back flexion. From the moment of the flat sole to the moment the fingers are torn off, the larger group of the posterior calf muscles responds to the reaction forces of the support with an eccentric contraction, and a stronger moment of the plantar bend is created. The magnitude of this moment refers to the difference between the size of the front and rear muscle groups of the calf. As a result, the resistance of the prosthetic leg shank is simulated by the moments of dorsal and plantar flexion during walking, and a normal gait is ensured. The variable resistance of the parabolic curves imitates the muscle function of the human calf during walking, running and jumping, and as a result, the effectiveness of the prosthesis increases. Tests have shown that the prosthetic foot according to the invention provides 86% of the kinetic energy generation of a normal human ankle joint, more than twice as compared to the test results of a conventional prosthetic foot of the above type, having a convex-curved ankle and lower leg, which are turned back. It is assumed that at least one factor of this significant increase in kinetic energy in the sagittal plane generated by the prosthesis of the present invention is that due to the ankle convexly bent forward and executed as a single elastic shin, the angular velocity increases when responding to compressive force under load in the late stage of the midfoot position, while the angular speed of the prior art prosthesis decreases in response to this load. This improvement according to the present invention reduces the user's energy expenditures when walking, increases walking speed and provides a more normal gait.

Человек ходит со скоростью приблизительно три мили в час. Человек, пробегающий одну милю за четыре минуты, пробегает 12 миль за 1 час и 10 сек; спринтер на 100-метровке бежит со скоростью 21 миля/час. То есть получается отношение 1:4:7. Горизонтальная составляющая каждого из этих видов движения увеличивается с увеличением скорости данного вида движения. Поэтому величину радиусов стойки голени протеза можно определять заранее. Для ходока нужна параболически искривленная стойка голени с меньшими радиусами, чем для бегуна на длинные дистанции и для спринтера. Для спринтера нужна параболически искривленная стойка голени, которая в семь раз больше. Эта взаимосвязь показывает, как определять радиусы параболы для ходоков, бегунов и спринтеров. Это важно, т.к. для спринтеров требуется соблюдение более широкого диапазона требований к движению, и их стойки голени должны быть прочнее, чтобы воспринимать повышенные нагрузки этого вида движения. Более широкая или большая параболическая стойка голени будет иметь относительно более плоскую кривую, соответственную повышенной конструкционной прочности для более широкого диапазона движения.A person walks at a speed of approximately three miles per hour. A person running one mile in four minutes runs 12 miles in 1 hour and 10 seconds; a 100-meter sprinter runs at 21 mph. That is, the ratio is 1: 4: 7. The horizontal component of each of these types of movement increases with increasing speed of this type of movement. Therefore, the magnitude of the radii of the leg of the prosthesis can be determined in advance. A walker needs a parabolic curved tibia with shorter radii than a long-distance runner or sprinter. For a sprinter, you need a parabolic curved stance of the lower leg, which is seven times larger. This relationship shows how to determine the radii of a parabola for walkers, runners and sprinters. This is important because sprinters need to comply with a wider range of motion requirements, and their calf shafts must be stronger to absorb the increased loads of this type of movement. A wider or larger parabolic tibia will have a relatively flatter curve corresponding to increased structural strength for a wider range of motion.

Адаптер 13 пилона соединен с верхним концом стойки 6 голени крепежными деталями 14. В свою очередь адаптер 13 прикреплен к нижнему концу пилона 15 крепежными деталями 16. Пилон 15 закреплен на нижней конечности человека с ампутированной конечностью при помощи опорной конструкции (не показана), прикрепленной к культе ноги.The adapter 13 of the pylon is connected to the upper end of the leg stand 6 by the fasteners 14. In turn, the adapter 13 is attached to the lower end of the pylon 15 by the fasteners 16. The pylon 15 is mounted on the lower extremity of the amputated person using a supporting structure (not shown) attached to stump of the feet.

В приводимом в качестве примера осуществлении передний, средний и задний отделы стопы киля 2 сформированы из цельного упругого материала. Например, можно использовать сплошной пластмассовый материал, сохраняющий форму при изгибе под действием силы реакции опоры. В частности, киль стопы и также стойку голени можно выполнить из слоистого материала с упрочняющим волокном в слоях полимерного основного материала. Например, для формирования киля стопы и стойки голени можно использовать высокопрочный графит, ламинированный эпоксидными термоотверждающимися смолами, либо экструдированную пластмассу с товарным обозначением Delran, или дегазированные полиуретановые сополимеры. Функциональные качества этих материалов обеспечивают высокую прочность с низким весом и с минимальной пластической деформацией. Термоотверждающиеся эпоксидные смолы ламинируют в вакууме в соответствии с промышленными нормами изготовления протезов. Полиуретановые сополимеры можно лить в негативные формы, а экструдированную пластмассу можно подвергать механической обработке. Каждый из этих используемых материалов имеет свои преимущества и недостатки. Обнаружено, что слоистый композитный материал для киля стопы и стойки голени может также преимущественно быть формуемым листовым термоформованным слоистым композитным материалом (препрегом), изготавливаемым по промышленным нормам, с упрочняющим волокном и с термопластным полимерным материалом матрицы для обеспечения хороших характеристик механического растяжения. Соответствующий выпускаемый промышленностью композитный материал такого вида известен под названием CYLON, который выпускает компания Cytec Fiberite Inc., г.Хавр-де-Грас, шт.Мэриленд. Альтернативно, киль стопы и стойка голени в соответствии с этим и другими осуществлениями согласно этому описанию можно выполнить из упругого металлического сплава, например, из титанового сплава сорта 5 с термической обработкой на твердый раствор и с последующим старением (STOA), и с дробеструйной обработкой в соответствии с техническими условиями, повышающими усталостную стойкость за счет введения сжимающих напряжений на поверхности.In an exemplary embodiment, the forefoot, middle and hindfoot sections of the keel 2 are formed from a single elastic material. For example, you can use a solid plastic material that retains its shape when bent under the influence of the reaction force of the support. In particular, the keel of the foot and also the tibia can be made of a layered material with a reinforcing fiber in the layers of the polymer base material. For example, high-strength graphite laminated with epoxy thermosetting resins, or extruded plastic with the Delran brand name, or degassed polyurethane copolymers can be used to form the keel of the foot and leg support. The functional qualities of these materials provide high strength with low weight and with minimal plastic deformation. Thermosetting epoxies are laminated in vacuo in accordance with industry standards for the manufacture of prostheses. Polyurethane copolymers can be cast in negative forms, and extruded plastic can be machined. Each of these materials used has its advantages and disadvantages. It was found that the layered composite material for the keel of the foot and the tibia can also be predominantly molded sheet thermoformed laminated composite material (prepreg), manufactured according to industry standards, with a reinforcing fiber and a thermoplastic polymer matrix material to provide good mechanical tensile characteristics. The corresponding commercially available composite material of this kind is known as CYLON, which is manufactured by Cytec Fiberite Inc., of Havre de Grace, Maryland. Alternatively, the keel of the foot and the calf of the leg in accordance with this and other implementations according to this description can be made of an elastic metal alloy, for example, of grade 5 titanium alloy with heat treatment for solid solution and subsequent aging (STOA), and with shot peening in accordance with specifications that increase fatigue resistance due to the introduction of compressive stresses on the surface.

Все физические свойства упругого материала в отношении жесткости, гибкости и прочности определяются толщиной материала. Более тонкий материал изгибается легче, чем более толстый материал той же плотности. Применяемые материалы, как и их физические свойства, связаны с характеристиками жесткости в зависимости от гибкости протезного киля стопы и стойки голени. Толщина киля стопы и стойки голени единообразная или симметричная в осуществлении согласно Фиг.3-5, но толщина по длине этих компонентов может изменяться согласно приводимому ниже описанию, например, задний и передний отделы стопы можно сделать более тонкими и в большей степени реагирующими на изгиб среднего отдела стопы.All the physical properties of an elastic material with respect to stiffness, flexibility and strength are determined by the thickness of the material. Thinner material bends more easily than thicker material of the same density. The materials used, as well as their physical properties, are related to the stiffness characteristics depending on the flexibility of the prosthetic keel of the foot and lower leg. The thickness of the keel of the foot and lower leg is uniform or symmetrical in the embodiment according to FIGS. 3-5, but the thickness along the length of these components can vary according to the description below, for example, the back and front sections of the foot can be made thinner and more responsive to the average bend department of the foot.

Для обеспечения протезной стопы 1 высокими и низкими характеристиками динамической реакции средний отдел 5 стопы формируют в виде продольной дуги, таким образом, чтобы срединный аспект продольной дуги имел относительно более высокие характеристики динамической реакции, чем фланговый аспект продольной дуги. Для этой цели в этом осуществлении срединный аспект вогнутости продольной дуги имеет больший радиус, чем ее фланговый аспект.To provide the prosthetic foot 1 with high and low dynamic response characteristics, the middle section 5 of the foot is formed in the form of a longitudinal arc, so that the median aspect of the longitudinal arc has relatively higher dynamic response characteristics than the flank aspect of the longitudinal arc. For this purpose, in this embodiment, the median aspect of the concavity of the longitudinal arc has a larger radius than its flank aspect.

Взаимосвязь значений срединного радиуса и флангового радиуса вогнутости продольной дуги среднего отдела 5 стопы также определяется как несущие вес области поверхности передней и задней подошвенной поверхности киля 2 стопы. Линия Т12 на передней секции 5 на Фиг.8 представляет несущую вес область передней подошвенной поверхности. Линия Р12 представляет заднюю подошвенную несущую вес поверхность секции 5. Подошвенные несущие вес поверхности на латеральной стороне стопы представлены расстоянием Т11. Подошвенные несущие вес поверхности на медиальной стороне стопы 2 представлены расстоянием Р22. Расстояния, представленные Т11 и Р22, определяют величину радиусов, и поэтому соотношение высоких и низких динамических реакций определяется и зависит от схождения или расхождения этих двух линий Т12 и Р12. Таким образом, высокие и низкие динамические реакции могут быть определены при проектировании структуры.The relationship between the values of the median radius and the flank radius of concavity of the longitudinal arch of the middle section of the 5th foot is also defined as bearing the weight of the surface area of the front and rear plantar surface of the keel of the 2nd foot. The T 1 -T 2 line on the front section 5 of FIG. 8 represents the weight-bearing region of the front plantar surface. Line P 1 -P 2 represents the rear plantar weight bearing surface of section 5. The plantar weight bearing surfaces on the lateral side of the foot are represented by the distance T 1 -P 1 . Sole weight-bearing surfaces on the medial side of the foot 2 are represented by the distance P 2 -T 2 . The distances represented by T 1 -P 1 and P 2 -T 2 determine the magnitude of the radii, and therefore the ratio of high and low dynamic reactions is determined and depends on the convergence or divergence of these two lines T 1 -T 2 and P 1 -P 2 . Thus, high and low dynamic reactions can be determined when designing the structure.

Задний конец 17 заднего отдела 4 стопы имеет форму изогнутой вверх дуги, которая реагирует на силы реакции опоры, когда пятка опускается на землю, своим сжатием для амортизации. Пятка, образуемая задним отделом 4 стопы, сформирована задним боковым углом 18, расположенным дальше назад и более латерально, чем медиальный угол 19, чтобы содействовать вывороту заднего отдела стопы во время фазы первоначального контакта при ходьбе. Передний конец 20 переднего отдела 3 стопы имеет форму изогнутой вверх дуги, моделируя пальцы стопы человека, сгибаемые тыльно в положении поднятия пятки в последней фазе позиции стопы при ходьбе. Снизу переднего и заднего отделов стопы в качестве подушек установлены резиновые или пенопластовые прокладки 53 и 54.The posterior end 17 of the posterior part 4 of the foot has the shape of an upwardly curved arc that responds to the reaction forces of the support when the heel is lowered to the ground with its compression to absorb. The heel formed by the posterior portion of the foot 4 is formed by the posterior lateral angle 18 located further back and more laterally than the medial angle 19 to facilitate eversion of the posterior portion of the foot during the initial contact phase when walking. The front end 20 of the anterior section 3 of the foot has the shape of an upwardly curved arc, simulating the fingers of a person’s foot flexing backwardly in the heel raising position in the last phase of the foot position when walking. From the bottom of the front and rear sections of the foot, rubber or foam pads 53 and 54 are installed as pillows.

Характеристика улучшенного двухплоскостного движения протезной стопы создается медиальным и латеральным компенсационными отверстиями 21 и 22, проходящими сквозь передний отдел 3 стопы, расположенными между его дорсальной и подошвенной поверхностями. Компенсационные стыки 23 и 24 проходят вперед от соответствующих отверстий к переднему краю переднего отдела стопы, формируя медиальную, среднюю и латеральную плоскости 25-27 продольного изгиба, за счет которых улучшается способность к двухплоскостному движению переднего отдела стопы киля стопы. Компенсационные отверстия 21 и 22 расположены по линии В-В на Фиг.5 в поперечной плоскости, которая проходит под углом α 35° к продольной оси А-А киля стопы, и при этом компенсационное медиальное отверстие 21 смещено вперед далее латерального компенсационного отверстия 22.The characteristic of the improved two-plane movement of the prosthetic foot is created by the medial and lateral compensation openings 21 and 22, passing through the front section 3 of the foot, located between its dorsal and plantar surfaces. Compensatory joints 23 and 24 extend forward from the corresponding holes to the front edge of the forefoot, forming the medial, middle and lateral longitudinal bending planes 25-27, due to which the ability to two-plane movement of the forefoot of the keel of the foot improves. The compensation holes 21 and 22 are located along the line BB in FIG. 5 in the transverse plane, which extends at an angle α 35 ° to the longitudinal axis AA of the keel of the foot, while the compensation medial hole 21 is shifted forward further than the lateral compensation hole 22.

Угол α линии В-В к продольной оси А-А на Фиг.5 может составлять 15° и все же обеспечивать высокие и низкие динамические характеристики. При изменении этого угла α должен также изменяться угол Z линии Т12, показанный на Фиг.8. Компенсационные отверстия 21 и 22 в проекции на сагиттальную плоскость наклонены под углом 45° к поперечной плоскости, причем дорсальный аспект этих отверстий смещен вперед по отношению к подошвенному аспекту. При этом расстояние от отсоединяемой крепежной детали 8 до компенсационного латерального отверстия 22 короче расстояния от отсоединяемой крепежной детали до медиального компенсационного отверстия 21, и поэтому латеральная часть протезной стопы 1 имеет более короткий рычаг пальцев, чем медиальная, тем самым обеспечивая высокие и низкие динамические характеристики среднего отдела стопы. Помимо этого, расстояние от отсоединяемой крепежной детали 8 до латеральной подошвенной несущей вес поверхности, представленное линией Т1, короче расстояния от отсоединяемой крепежной детали до представленной линией Т2 несущей вес поверхности медиальной подошвенной поверхности, в результате чего латеральная часть протезной стопы 1 имеет более короткий рычаг пальцев, чем медиальная, обеспечивая высокие и низкие динамические характеристики среднего отдела стопы.The angle α of line B-B to the longitudinal axis AA in FIG. 5 can be 15 ° and still provide high and low dynamic characteristics. When this angle α is changed, the angle Z of the line T 1 -T 2 shown in FIG. 8 must also change. The compensation openings 21 and 22 in the projection onto the sagittal plane are inclined at an angle of 45 ° to the transverse plane, the dorsal aspect of these holes being shifted forward with respect to the plantar aspect. The distance from the detachable fastener 8 to the compensation lateral hole 22 is shorter than the distance from the detachable fastener to the medial compensation hole 21, and therefore the lateral part of the prosthetic foot 1 has a shorter finger lever than the medial, thereby ensuring high and low dynamic characteristics of the middle department of the foot. In addition, the distance from the detachable fastener 8 to the lateral sole of the weight bearing surface represented by the T 1 line is shorter than the distance from the detachable fastener to the weight of the surface of the medial sole surface represented by the T 2 line, as a result of which the lateral part of the prosthetic foot 1 has a shorter the lever of the fingers than the medial, providing high and low dynamic characteristics of the middle part of the foot.

Передняя часть заднего отдела 4 стопы киля 2 также имеет компенсационное отверстие 28, проходящее сквозь заднего отдела 4 стопы между его дорсальной и подошвенной поверхностями. Компенсирующий стык 29 проходит назад от отверстия 28 к заднему краю заднего отдела стопы, формируя компенсирующие плоскости 30 и 31 продольного изгиба. За счет этого повышается способность к двухплоскостному движению заднего отдела стопы.The front of the rear section 4 of the foot of the keel 2 also has a compensation hole 28 passing through the rear section of the 4 feet between its dorsal and plantar surfaces. The compensating joint 29 extends back from the opening 28 to the posterior edge of the hindfoot, forming compensating planes 30 and 31 of the longitudinal bend. Due to this, the ability to two-plane movement of the back of the foot increases.

Дорсальный аспект среднего отдела 5 стопы и переднего отдела 3 стопы киля 2 формирует обращенную вверх вогнутость 32, Фиг.3, в результате чего имитируется функция пятилучевой оси движения стопы человека. То есть вогнутость 32 имеет продольную ось С-С, ориентированную под углом β в 15°-35° к продольной оси А-А киля стопы, при этом медиальная часть выдается вперед далее латеральной, содействуя пятилучевому движению во время ходьбы как в наклонной оси поворота «низшей передачи» плюсен со второй по пятую в стопе человека.The dorsal aspect of the middle section 5 of the foot and the anterior section 3 of the foot of the keel 2 forms an upward concavity 32, Fig. 3, as a result of which the function of the five-beam axis of movement of the human foot is simulated. That is, concavity 32 has a longitudinal axis CC, oriented at an angle β of 15 ° -35 ° to the longitudinal axis AA of the keel of the foot, while the medial part extends forward further lateral, facilitating a five-beam movement during walking, as in an inclined axis of rotation "Lower gear" metatarsus from second to fifth in the foot of a person.

Способность к двухплоскостному движению имеет важное значение, когда человеку с ампутированной конечностью приходится идти по неровной местности или когда спортсмен ставит ногу медиально или латерально. Направление вектора силы реакции опоры изменяется от сагиттально ориентированного к направлению, имеющему составляющую во фронтальной плоскости. Сила реакции опоры будет действовать медиально в противоположном направлении к стопе, отталкивающейся латерально. Вследствие этого стойка голени наклоняется медиально, и вес прилагается к медиальной структуре киля стопы. Реагируя на эти давления, медиальные плоскости 25-31 продольного изгиба компенсационного стыка киля 2 стопы тыльно сгибаются (выгибаются вверх) и обратно, и латеральные компенсационные плоскости 27 и 30 подошвенно изгибаются (изгибаются вниз) и выворачиваются. Это движение ставит подошвенную поверхность стопы плоско на землю (подошвенная стадия).The ability to move in two planes is important when an amputee has to walk on rough terrain or when an athlete puts his foot medially or laterally. The direction of the support reaction force vector changes from sagittally oriented to a direction having a component in the frontal plane. The reaction force of the support will act medially in the opposite direction to the foot, repelling laterally. As a result of this, the tibia stance is tilted medially, and weight is applied to the medial structure of the keel of the foot. In response to these pressures, the medial planes 25-31 of the longitudinal bend of the compensating joint of the keel 2 feet are dorsally bent (bent up) and vice versa, and the lateral compensation planes 27 and 30 are plantarly bent (bent down) and twisted. This movement puts the plantar surface of the foot flat on the ground (plantar stage).

В протезной стопе еще одного варианта выполнения согласно изобретению можно использовать еще один киль стопы 33 согласно изобретению, особенно для спринта, см. Фиг.6 и 7. Центр тяжести тела в спринте становится почти исключительно ориентированным в сагиттальной плоскости. Для протезной стопы не требуется иметь низкую динамическую реакцию. Поэтому не нужна наружная поворотная ориентация в пределах 15°-35° продольной оси вогнутости переднего, среднего отделов стопы как в киле стопы 2. Напротив, продольная ось D-D ориентации вогнутости должна стать параллельной фронтальной плоскости согласно Фиг.6 и 7. В результате этого стопа в спринте реагирует только в сагиттальном направлении. При этом ориентация компенсационных отверстий 34 и 35 в переднем и среднем отделах стопы по линии Е-Е параллельна фронтальной плоскости, т.е. латеральное отверстие 35 смещено в направлении вперед и находится на одной линии с медиальным отверстием 34 и параллельно вертикальной плоскости. Передний конец 36 киля стопы 33 также стал параллельным фронтальной плоскости. Задняя оконечная область 37 пятки киля стопы также параллельна фронтальной плоскости. Эти модификации отрицательно сказываются на многоцелевом характере протезной стопы. Тем не менее, эти рабочие показатели соответствуют специальной настройке. Еще одно изменение киля стопы 33 при беге на короткую дистанцию происходит в области пальцев в лучевой области переднего отдела стопы, где 15° тыльного изгиба в киле стопы 2 увеличиваются до 25-40° тыльного изгиба в киле стопы 33.In the prosthetic foot of yet another embodiment according to the invention, another keel of the foot 33 according to the invention can be used, especially for the sprint, see FIGS. 6 and 7. The center of gravity of the body in the sprint becomes almost exclusively oriented in the sagittal plane. A prosthetic foot does not require a low dynamic response. Therefore, there is no need for an external rotational orientation within the range of 15 ° -35 ° of the longitudinal axis of concavity of the forefoot, middle sections of the foot as in the keel of foot 2. On the contrary, the longitudinal axis DD of the concavity orientation should become parallel to the frontal plane according to FIGS. 6 and 7. As a result of this stop in the sprint reacts only in the sagittal direction. In this case, the orientation of the compensation holes 34 and 35 in the fore and middle sections of the foot along the line Е-Е is parallel to the frontal plane, i.e. the lateral opening 35 is displaced in the forward direction and is in line with the medial opening 34 and parallel to the vertical plane. The front end 36 of the keel of the foot 33 also became parallel to the frontal plane. The posterior end region 37 of the heel of the keel of the foot is also parallel to the frontal plane. These modifications adversely affect the multipurpose nature of the prosthetic foot. However, these performance metrics are tailored to a specific setting. Another change in the keel of the foot 33 when running for a short distance occurs in the area of the fingers in the radial region of the forefoot, where the 15 ° of the back bend in the keel of the foot 2 increases to 25-40 ° of the back bend in the keel of the foot 33.

Фиг.9 и 10 показывают еще один киль стопы 38 согласно настоящему изобретению для протезной стопы, особо применимой для спринта человеком с ампутированной по Сайму стопой. Для этого средний отдел стопы киля 38 имеет заднюю, обращенную вверх вогнутость 39, в которой искривленный нижний конец стойки голени прикреплен к килю стопы при помощи съемной крепежной детали. Этот киль стопы могут использовать все люди с ампутированной нижней конечностью. Киль стопы 38 соответствует более длинной оставшейся конечности у человека с ампутированной по Сайму конечностью. Его рабочие показатели явно более быстрые с точки зрения динамической реакции. Его использование не ограничивается этим уровнем ампутации. Его можно использовать на всех чрезбольшеберцовых и чрезбедренных ампутациях. Киль 40 стопы в осуществлении согласно Фиг.11 и 12 тоже имеет вогнутость 41 для человека с конечностью, ампутированной по Сайму, причем этот киль обеспечивает протезную стопу с высокой и низкой динамической реакцией и также со способностью к двухплоскостному движению, аналогично осуществлению согласно Фиг.3-5 и 8.Figures 9 and 10 show another keel of the foot 38 according to the present invention for the prosthetic foot, especially applicable for sprint by a Saimaa amputated foot. To do this, the middle part of the foot of the keel 38 has a rear, concavity upward 39, in which the curved lower end of the tibial leg is attached to the keel of the foot with a removable fastener. This keel of the foot can be used by all people with an amputated lower limb. The keel of foot 38 corresponds to the longer remaining limb in a person with a Saimaa amputated limb. Its performance is clearly faster in terms of dynamic response. Its use is not limited to this level of amputation. It can be used on all tibial and femoral amputations. The keel 40 of the foot in the implementation according to FIGS. 11 and 12 also has concavity 41 for a person with a Saima amputated limb, which keel provides an orthopedic foot with high and low dynamic response and also with the ability to two-plane movement, similar to the implementation according to FIG. 3 -5 and 8.

Функциональные характеристики нескольких килей стопы для протезной стопы 1 связаны с особенностями формы и конструкции, т.к. они относятся к вогнутостям, выпуклостям, размеру радиусов, растяжению, сжатию и к физическим свойствам материала, и все эти свойства относятся к силам противодействия опоры во время ходьбы, бега и прыжков и реагируют на эти силы.The functional characteristics of several keels of the foot for the prosthetic foot 1 are associated with features of shape and design, because they relate to concavities, bulges, size of radii, stretching, compression, and physical properties of the material, and all these properties relate to the forces of resistance of the support during walking, running and jumping and react to these forces.

Киль 42 стопы согласно Фиг.13 аналогичен килю осуществления согласно Фиг.3-5 и 8, за тем исключением, что толщина киля стопы уменьшается от среднего отдела стопы к задней части заднего отдела стопы. Киль 43 стопы согласно Фиг.14 имеет единообразно уменьшающуюся толщину на его переднем и заднем концах. Аналогичные изменения толщины показаны в стойке 44 голени на Фиг.15 и в стойке 45 голени на Фиг.16, которые можно использовать в протезной стопе 1. Каждая конструкция киля стопы и стойки голени дают разные функциональные результаты, т.к. они относятся к горизонтальной и вертикальной линейным скоростям, улучшающим показатели по разным спортивным видам движения. Возможность многих конфигураций и регулировок в отношении стойки голени во взаимных настройках киля стопы и стойки голени создает взаимосвязь стойки голени протезной стопы, которая дает человеку с ампутированной конечностью и/или протезисту возможность точной регулировки протезной стопы для максимальных рабочих показателей в выбираемом одном действии из числа разнообразных действий ходьбы или активного отдыха.The keel of the foot 42 according to FIG. 13 is similar to the keel of the implementation according to FIGS. 3-5 and 8, except that the thickness of the keel of the foot decreases from the midfoot to the back of the hindfoot. The keel 43 of the foot according to FIG. 14 has a uniformly decreasing thickness at its front and rear ends. Similar changes in thickness are shown in lower leg 44 in FIG. 15 and lower leg 45 in FIG. 16, which can be used in prosthetic foot 1. Each design of the foot keel and lower leg provides different functional results, because they relate to horizontal and vertical linear speeds that improve performance in various sports modes of movement. The possibility of many configurations and adjustments in relation to the tibia in the mutual settings of the keel of the foot and the tibia creates the relationship between the tibia of the prosthetic foot, which gives the person with an amputated limb and / or prosthetist the ability to fine tune the prosthetic foot for maximum performance in a single action from among various walking or outdoor activities.

Прочие стойки голени для протезной стопы 1 показаны на Фиг.17-22 и включают в себя С-образные стойки 46 и 47 голени, S-образные стойки 48 и 49 голени и модифицированные J-образные стойки 50 и 51 голени. Верхний конец стойки голени может также иметь прямой вертикальный конец с пирамидальной крепежной пластиной, прикрепленной к этому проксимальному концу. Охватываемую пирамиду можно привинтить к этому вертикальному концу стойки голени и через него. В удлиненных отверстиях проксимального и дистального концов стойки голени можно также предусмотреть пластмассовые или алюминиевые наполнители для вмещения проксимальной охватываемой пирамиды и дистального киля стопы. Протезная стопа согласно изобретению является модульной системой, предпочтительно конструируемой унифицированными компонентами и с унифицированными габаритами для гибкости и разнообразия использования.Other lower leg racks for the prosthetic foot 1 are shown in FIGS. 17-22 and include C-leg legs 46 and 47, S-leg legs 48 and 49 and modified J-legs 50 and 51. The upper end of the tibia can also have a straight vertical end with a pyramidal mounting plate attached to this proximal end. The male pyramid can be screwed to and through this vertical end of the calf shank. Plastic or aluminum fillers can also be provided in the elongated holes of the proximal and distal ends of the calf shank to accommodate the proximal male pyramid and distal keel of the foot. The prosthetic foot according to the invention is a modular system, preferably constructed with unified components and with unified dimensions for flexibility and variety of use.

Все легкоатлетические виды бега происходят против часовой стрелки. Еще одна дополнительная особенность изобретения учитывает силы, воздействующие на стопу, двигающуюся по такой искривленной траектории. Центростремительное ускорение действует к центру вращения, когда объект двигается по искривленной траектории. Третий закон Ньютона применим для действия энергии. Имеется равная противодействующая сила. Т.е. для каждой «центростремительной» силы имеется «центробежная» сила. Центростремительная сила действует к центру вращения, а центробежная, т.е. противодействующая, сила действует от центра вращения. Если спортсмен бежит по дорожке по криволинейной траектории, то центростремительная сила притягивает бегуна к центру криволинейной траектории, а центробежная сила отталкивает его от центра криволинейной траектории. Чтобы противодействовать центробежной силе, которая выталкивает бегуна наружу, бегун наклоняется в направлении внутрь. Если направление вращения бегуна на дорожке всегда против часовой стрелки, то левая сторона является внутренней стороной дорожки. Поэтому согласно настоящему изобретению левую сторону правой и левой стоек голеней протезной стопы можно сделать тоньше, чем правую сторону, и улучшить показатели бега по криволинейной траектории у человека с ампутированной конечностью.All track and field athletics run counterclockwise. Another additional feature of the invention takes into account the forces acting on the foot moving along such a curved path. Centripetal acceleration acts toward the center of rotation when an object moves along a curved path. Newton’s third law applies to the action of energy. There is an equal opposing force. Those. for each “centripetal” force there is a “centrifugal” force. The centripetal force acts toward the center of rotation, while the centrifugal force, i.e. counteracting, the force acts from the center of rotation. If an athlete runs along a path along a curved path, then the centripetal force pulls the runner to the center of the curved path, and the centrifugal force pushes him away from the center of the curved path. To counteract the centrifugal force that pushes the runner out, the runner leans inward. If the direction of rotation of the runner on the track is always counterclockwise, then the left side is the inside of the track. Therefore, according to the present invention, the left side of the right and left racks of the legs of the prosthetic foot can be made thinner than the right side, and to improve the running performance on a curved path in a person with an amputated limb.

Кили 2, 33, 38, 42 и 43 стопы в нескольких осуществлениях все имеют длину 29 см с пропорциями стопы 1, показанными в масштабе на Фиг.3, 4 и 5, и в нескольких видах разных стоек голеней и килей стопы.The keels 2, 33, 38, 42 and 43 of the foot in several embodiments all have a length of 29 cm with the proportions of the foot 1 shown in scale in FIGS. 3, 4 and 5, and in several views of different racks of the legs and keels of the foot.

Но специалисту, очевидно, что конкретные габариты протезной стопы можно изменять в зависимости от размера, веса и др. характеристик данного человека, пользующегося данным килем стопы. Стопа, лодыжка, голень и мягкие опорные ткани человека нагружаются кинетической энергией во время фазовых позиций стопы при ходьбе и во время бега. Более длинная протезная стойка голени аккумулирует большее количество энергии. Поэтому большее количество кинетической энергии голеностопного сустава используется для совершения работы при ходьбе, во время бега и прыжка. Поэтому протез стойки голени можно прикрепить к самым проксимальным участкам лунки культи, например, на высоте большеберцового бугра.But the specialist, it is obvious that the specific dimensions of the prosthetic foot can be changed depending on the size, weight and other characteristics of the person using this keel of the foot. The foot, ankle, lower leg and soft supporting tissues of a person are loaded with kinetic energy during the phase positions of the foot when walking and while running. A longer prosthetic leg stand stores more energy. Therefore, a greater amount of kinetic energy of the ankle joint is used to perform work when walking, while running and jumping. Therefore, the prosthesis of the tibia can be attached to the most proximal sections of the stump hole, for example, at the height of the tibial tubercle.

Ниже приводится описание действия протезной стопы 1 в циклах фазовых позиций стопы при ходьбе и во время бега. Три закона Ньютона о движении, которые относятся к закону инерции, ускорения и действия-противодействия, являются основой кинематики движения стопы 2. Из третьего закона Ньютона, закона действия и противодействия известно, что опора отталкивает стопу в направлении, которое аналогично и противоположно направлению, в котором стопа опускается на опору. Это отталкивание известно как силы реакции опоры. В области изучения ходьбы, бега и прыжка, совершаемых человеком, проведено много научных исследований. Исследования с использованием измеряющих усилие пластин показали, что при ходьбе действует третий закон Ньютона. Из этих исследований нам известно направление действия на стопу со стороны опоры.The following is a description of the action of the prosthetic foot 1 in cycles of the phase positions of the foot when walking and while running. Newton’s three laws of motion, which relate to the law of inertia, acceleration and action-reaction, are the basis of the kinematics of the movement of the foot 2. From Newton’s third law, the law of action and reaction, it is known that the support repels the foot in a direction that is similar and opposite to the direction which foot is lowered on a support. This repulsion is known as support reaction forces. In the field of study of walking, running and jumping, committed by man, a lot of scientific research has been conducted. Studies using force-measuring plates have shown that Newton’s third law applies when walking. From these studies, we know the direction of action on the foot from the side of the support.

Фазы позиции стопы при ходьбе/беге можно подразделить на фазы замедления и ускорения. Когда протезная стопа касается земли, то стопа сначала опускается на землю, а земля отталкивает ее в аналогичном и противоположном направлении, т.е. земля отталкивает протезную стопу в направлении назад. За счет этого протезная стопа двигается. Анализ фаз позиции стопы при ходьбе и беге начинается с точки контакта, которая является задним латеральным углом 18, Фиг.5 и 8, который смещен больше назад и латерально, чем медиальная сторона стопы. Это смещение при первоначальном контакте обусловливает выворот стопы и подошвенный изгиб стойки голени. Стойка голени всегда стремится в положение, которое передает вес тела через голень, например, стремится к тому, чтобы ее длинный вертикальный элемент был в положении, противоположном силам реакции опоры. По этой причине она перемещает заднеподошвенные изгибы, чтобы противодействовать силе реакции опоры, которая отталкивает стопу назад.The phases of the foot position when walking / running can be divided into phases of deceleration and acceleration. When the prosthetic foot touches the ground, the foot first falls to the ground, and the ground pushes it in the same and opposite direction, i.e. the ground pushes the prosthetic foot backward. Due to this, the prosthetic foot moves. The analysis of the phases of the foot position when walking and running starts from the contact point, which is the rear lateral angle 18, Figs. 5 and 8, which are shifted more backward and laterally than the medial side of the foot. This displacement at the initial contact causes the eversion of the foot and plantar bend of the tibia. The tibia stand always tends to a position that transfers the body weight through the tibia, for example, tends to ensure that its long vertical element is in a position opposite to the reaction forces of the support. For this reason, it moves the back plantar bends to counteract the reaction force of the support, which pushes the foot back.

Под воздействием противодействующих сил реакции опоры стойки голени 6, 44, 45, 46, 47, 50 и 51 и стойки голени в других осуществлениях сжимаются, и при этом проксимальный конец двигается назад. В стойках 48 и 49 голени, если дистальная вогнутость сжимается при реагировании на противодействующие силы реакции опоры, то проксимальная вогнутость будет расширяться, и стойка голени целиком будет двигаться назад. Под действием сил реакции опоры, первоначально нагружающих, нижний конец стойки голени сжимается, и при этом проксимальный конец перемещается назад. Нижний меньший радиус стойки голени сокращается, моделируя подошвенный изгиб голеностопного сустава человека, и передний отдел стопы за счет сжатия снижается к земле. Одновременно задний аспект киля, представленный задним отделом 4 стопы и обозначенный позицией 17, сжимается вверх за счет сжатия. Обе эти сжимающие силы действуют как амортизаторы. Эта амортизация также усиливается смещенной назад латеральной пяткой 18, которая обусловливает выворот стопы, и это обстоятельство также действует как амортизатор после того, как стойка голени перестала перемещаться в подошвенном изгибе и когда сила реакции опоры стала отталкивать стопу сзади.Under the influence of the opposing reaction forces, the legs of the lower leg 6, 44, 45, 46, 47, 50, and 51 and the lower leg are compressed in other embodiments, and the proximal end moves backward. In the racks 48 and 49 of the lower leg, if the distal concavity is compressed in response to the opposing reaction forces of the support, the proximal concavity will expand, and the lower leg will move fully backward. Under the influence of the reaction forces of the support, which are initially loading, the lower end of the tibial strut is compressed, and the proximal end moves back. The lower smaller radius of the tibial strut is reduced, simulating the plantar bend of the human ankle joint, and the front of the foot due to compression is reduced to the ground. At the same time, the rear aspect of the keel, represented by the rear foot 4 and indicated by 17, is compressed upward due to compression. Both of these compressive forces act as shock absorbers. This cushioning is also enhanced by the laterally displaced lateral heel 18, which causes the eversion of the foot, and this also acts as a shock absorber after the tibia has stopped moving in the plantar bend and when the reaction force of the support began to push the foot back.

Сжатые элементы киля стопы и стойки голени затем начинают разгружаться, т.е. они начинают принимать свою первоначальную форму, и аккумулированная энергия высвобождается, в результате чего проксимальный конец стойки голени ускоренно перемещается вперед. Когда стойка голени приближается к своему вертикальному исходному положению, то силы реакции опоры изменяются: перестают действовать в направлении назад и действуют теперь вертикально вверх навстречу стопе. Поскольку протезная стопа имеет передние и задние несущие вес области подошвенной поверхности, и эти области соединены не несущим средним отделом стопы в форме длинной дуги, поэтому направленные вертикально силы от протеза нагружают расширением средний отдел стопы в форме длинной дуги. Задняя и передняя несущие вес поверхности расходятся. Эти вертикально направленные силы аккумулируются в имеющем форму длинной дуги среднем отделе стопы, т.к. противодействующие силы реакции опоры изменяются с вертикально направленных на направленные вперед силы. Нижний конец стойки голени расширяется, моделируя тыльное сгибание лодыжки. В результате этого протезная стопа поворачивается с передней подошвенной несущей вес поверхности. При разгрузке веса длинная дуга среднего отдела 5 стопы перестает расширяться и начинает принимать свою первоначальную форму, в результате чего происходит моделируемое распрямление подошвенной группы мышц-сгибателей. При этом происходит высвобождение аккумулированной энергии вертикальной силы сжатия с увеличением расширения.The compressed elements of the keel of the foot and legs of the lower leg then begin to unload, i.e. they begin to take their original shape, and the accumulated energy is released, as a result of which the proximal end of the tibia is accelerated forward. When the tibia is approaching its vertical initial position, the reaction forces of the support change: they cease to act in the backward direction and now act vertically upward towards the foot. Since the prosthetic foot has front and rear weight-bearing areas of the plantar surface, and these areas are connected by the non-supporting middle part of the foot in the form of a long arc, therefore, vertically directed forces from the prosthesis load the middle part of the foot in the form of a long arch with extension. The rear and front weight-bearing surfaces diverge. These vertically directed forces accumulate in the long arc-shaped midfoot, as the opposing reaction forces of the support change from vertically directed forward forces. The lower end of the tibial strut expands to simulate the back flexion of the ankle. As a result of this, the prosthetic foot rotates from the front plantar weight bearing surface. When unloading the weight, the long arc of the middle section of the 5th foot stops expanding and begins to take its original shape, as a result of which the simulated straightening of the plantar group of flexor muscles occurs. In this case, the accumulated energy of the vertical compression force is released with an increase in expansion.

Длинная дуга киля стопы и стойки голени противодействуют расширению их соответствующих структур. В результате этого передвижение вперед стойки голени останавливается, и стопа начинает поворачивается с передней несущей площади подошвенной поверхности. Расширение среднего отдела стопы киля имеет высокую и низкую динамическую реакцию в случае килей стопы в соответствии с осуществлениями согласно Фиг.3-5, 11 и 12, 13 и 14. Поскольку в этих килях область перехода от среднего отдела стопы в передний отдел стопы отклоняется на 15-35° в направлении наружу от продольной оси стопы, поэтому медиальная длинная дуга длиннее латеральной длинной дуги. Это важно, поскольку в естественной стопе во время ускорения или замедления используется медиальный аспект стопы.The long arch of the keel of the foot and the legs of the lower leg counteract the expansion of their respective structures. As a result of this, the forward movement of the tibial strut stops, and the foot begins to turn from the front bearing area of the plantar surface. The extension of the midfoot of the keel has a high and low dynamic response in the case of the keels of the foot in accordance with the embodiments according to Figs. 15-35 ° outward from the longitudinal axis of the foot, so the medial long arc is longer than the lateral long arc. This is important because the medial aspect of the foot is used in the natural foot during acceleration or deceleration.

Более длинная медиальная дуга протезной стопы имеет по сравнению с латеральной дугой лучшие динамические характеристики. Латеральный более короткий рычаг пальца используется при ходьбе или беге с низкой скоростью. Центр тяжести тела движется в пространстве по синусоиде. Он движется в медиальном, латеральном, проксимальном и дистальном направлениях. При медленной ходьбе или беге центр тяжести тела двигается больше в медиальном и латеральном направлениях, чем при быстрой ходьбе или при быстром беге. При этом момент или инерция меньше, и способность преодоления более высоких динамических реакций меньшая. Протезная стопа согласно изобретению учитывает эти принципы прикладной механики.A longer medial arch of the prosthetic foot has better dynamic characteristics compared to the lateral arch. The lateral shorter finger lever is used when walking or running at low speed. The body's center of gravity moves in space along a sinusoid. It moves in the medial, lateral, proximal and distal directions. When walking slowly or running, the center of gravity of the body moves more in the medial and lateral directions than when walking fast or when running fast. In this case, the moment or inertia is less, and the ability to overcome higher dynamic reactions is less. The prosthetic foot according to the invention takes into account these principles of applied mechanics.

Помимо этого, в шаговом цикле человека в средней позиции стопы центр тяжести тела перемещается латерально в необходимой для ходьбы степени. Из средней позиции стопы до отрыва пальцев от поверхности центр тяжести тела (ЦТТ) перемещается из латерального положения в медиальное. Поэтому центр тяжести тела проходит по латеральной стороне киля 2 стопы. Сначала (низшая передача) и с перемещением ЦТТ вперед он движется в медиальном направлении на киле 2 стопы (высшая передача). Вследствие этого протезный киль 2 стопы имеет эффект автоматической трансмиссии. То есть начинает на низшей передаче и переходит на более высокую передачу с каждым шагом человека с ампутированной конечностью.In addition, in a person’s walking cycle in the midfoot, the center of gravity of the body moves laterally to the extent necessary for walking. From the middle position of the foot to the detachment of the fingers from the surface, the center of gravity of the body (CTT) moves from the lateral position to the medial. Therefore, the center of gravity of the body passes along the lateral side of the keel of 2 feet. At first (lower gear) and with the CTT moving forward, it moves in the medial direction on the keel of 2 feet (highest gear). As a result, the prosthetic keel of 2 feet has the effect of an automatic transmission. That is, it starts in a lower gear and switches to a higher gear with each step of a person with an amputated limb.

Когда сила реакции опоры воздействует спереди на протезную стопу, которая отталкивает землю в направлении назад, и когда пятка начинает подниматься, передняя часть длинной дуги среднего отдела стопы прилагает эти направленные назад силы перпендикулярно к подошвенной поверхности. Это наиболее эффективный и действенный способ приложения этих сил. То же самое можно сказать и о заднем отделе протезной стопы. Он тоже имеет такую форму, вследствие которой направленным назад силам реакции опоры при первоначальном контакте противодействует подошвенная поверхность киля стопы, перпендикулярная к направлению их приложения.When the reaction force of the support acts in front of the prosthetic foot, which pushes the ground backward, and when the heel starts to rise, the front of the long arch of the midfoot applies these backward forces perpendicular to the plantar surface. This is the most effective and efficient way of applying these forces. The same can be said about the back of the prosthetic foot. It also has such a form, due to which the backward reaction forces of the support during initial contact are opposed by the plantar surface of the keel of the foot, perpendicular to the direction of their application.

На последующих стадиях подъема пятки, при ходьбе и беге с отрывом пальцев, лучевой участок переднего отдела стопы тыльно сгибается на 15-35°. Это проходящая вверх дуга позволяет направленным вперед силам реакции опоры сжимать этот участок стопы. Этому сжатию оказывается сопротивление, меньшее, чем расширению, и происходит плавный переход в фазу замаха ходьбы и бега на протезной стопе. На последующих стадиях фазы позиции стопы при ходьбе расширяемая стойка голени и расширяемая длинная дуга среднего отдела стопы высвобождают свою аккумулированную энергию, суммируясь с движением вперед нижней конечности, вскоре начинающей маховое движение нижней конечности у человека с ампутированной конечностью.At the subsequent stages of heel lifting, when walking and running with fingers apart, the radial section of the forefoot dorsally bends by 15-35 °. This upward arc allows the forward reaction forces of the support to compress this portion of the foot. This compression is less resistant than expansion, and there is a smooth transition into the swing phase of walking and running on the prosthetic foot. In the subsequent stages of the foot position phase, when walking, the expandable tibia and the expandable long arch of the midfoot release their accumulated energy, summing up with the forward movement of the lower limb, which soon begins to swing the lower limb in a person with an amputated limb.

Один из главных механизмов сообщения движения вперед у идущего человека называется фазой активного движения. Когда пятка поднимается, вес тела находится впереди опорной конечности, и центр тяжести опускается. Когда вес тела опускается на передний отдел стопы согласно Фиг.5 по линии С-С, происходит ускорение вниз, в результате чего тело воспринимает наибольшую вертикальную силу. Ускорение ноги вперед лодыжкой, связанное с подъемом пятки, приводит к сдвигу назад с упором в землю. Когда центр давления движется вперед к оси поворота плюсен, это приводит к постоянно нарастающему крутящему моменту тыльного сгибания. При этом создается падение полностью вперед, которое генерирует главную силу продвижения вперед при ходьбе. Признаки действенной функции лодыжки во время активного сообщения движения вперед: подъем пятки, минимальное движение голеностопного сустава и почти нейтральное положение лодыжки. Для нормальной последовательности подъема пятки существенно важным является стабильный средний отдел стопы.One of the main mechanisms for communicating forward movement in a walking person is called the phase of active movement. When the heel rises, the body weight is in front of the supporting limb, and the center of gravity drops. When the body weight falls to the front of the foot according to Figure 5 along the line CC, acceleration goes down, as a result of which the body receives the greatest vertical force. The acceleration of the leg forward by the ankle, associated with the lifting of the heel, leads to a shift back with an emphasis on the ground. When the center of pressure moves forward to the pivot axis, this leads to a constantly increasing torque of the back flexion. This creates a fall completely forward, which generates the main force to move forward when walking. Signs of an effective function of the ankle during an active forward movement message: heel lift, minimal ankle joint movement and an almost neutral position of the ankle. For a normal heel lift sequence, a stable midfoot is essential.

Задний аспект заднего и переднего отделов киля стопы имеют компенсационные отверстия и компенсационные плоскости продольного изгиба в нескольких осуществлениях, как отмечалось выше. Ориентация компенсационных отверстий действует как скошенный под углом 45о шарнир, и возможности двухплоскостного движения улучшены в целях повышения характеристик полного контакта подошвенной поверхности стопы при ходьбе по неровной местности.The posterior aspect of the rear and forefoot keel sections have compensation openings and compensation bending planes in several embodiments, as noted above. Exposure compensation acts as chamfered holes 45 of the hinge, and two-plane motion capabilities are improved in order to enhance full contact characteristics of the plantar surface of the foot when walking on uneven terrain.

На Фиг.9-12 кили стопы в случае ампутированных по Сайму конечностей явно разные с точки зрения возможностей динамической реакции, т.к. эти возможности связаны с ходьбой, бегом и прыжками. Эти кили стопы отличаются в четырех определенных моментах, включающих наличие проксимально расположенной вогнутости в задней части среднего отдела стопы для лучшего, чем это делает плоская поверхность, вмещения дистальной остаточной формы ампутированной по Сайму конечности. Эта вогнутость также снижает высоту киля стопы для вмещения более длинной остаточной конечности у человека с ампутированной по Сайму конечностью. Для этой выравнивающей взаимное положение вогнутости требуется, чтобы соответствующие передний и задний радиусы имеющего форму дуги среднего отдела стопы киля были более действенными и меньшими по величине. Поэтому все радиусы длинной дуги среднего отдела стопы и радиусы заднего отдела стопы более компактные и меньшего размера. Это обстоятельство существенно сказывается на динамических реакциях. Меньшие радиусы создают меньший потенциал для динамической реакции. Но протезная стопа реагирует быстрее на все упомянутые противодействующие силы реакции опоры, действующие при ходьбе, беге и прыжке. Результатом является более быстрая стопа с меньшей динамической реакцией.In Figs. 9-12, the keels of the foot in the case of Saimaa amputated limbs are clearly different in terms of the possibilities of a dynamic reaction, because these opportunities are related to walking, running and jumping. These keels of the foot differ in four distinct points, including the presence of a proximal concavity in the back of the midfoot for better than a flat surface to accommodate the distal residual shape of the Saimaa amputated limb. This concavity also reduces the height of the keel of the foot to accommodate a longer residual limb in a person with Saimaa amputated limb. For this alignment of the mutual position of the concavity, it is required that the corresponding front and rear radii of the arc-shaped midfoot of the keel are more effective and smaller in size. Therefore, all the radii of the long arch of the midfoot and the radii of the hindfoot are more compact and smaller. This circumstance significantly affects dynamic reactions. Smaller radii create less potential for a dynamic response. But the prosthetic foot reacts faster to all the mentioned opposing support reaction forces that act when walking, running and jumping. The result is a faster stop with less dynamic response.

Улучшенного специально построенного функционирования можно достигнуть за счет изменений выравнивания взаимного положения при помощи протезной стопы согласно настоящему изобретению, поскольку эти изменения выравнивания влияют на вертикальную и горизонтальную составляющие каждого конкретного задаваемого движения. Стопа человека является многофункциональным устройством - для ходьбы, бега и прыжков. С одной стороны, структура голени малоберцовой кости и большеберцовой кости не является многофункциональным устройством. Это - простой рычаг, который прилагает свои усилия при ходьбе, беге, прыжке параллельно своей удлиненной проксимально дистальной ориентации. Это - несжимаемая структура, и она не имеет возможности аккумулирования энергии. С другой стороны, протезная стопа согласно изобретению имеет возможности динамических реакций, и эти возможности относятся к составляющим горизонтальной и вертикальной линейных скоростей при спортивной ходьбе, беге и прыжках, и по своим показателям эти возможности превосходят показатели больше- и малоберцовой костей. Поэтому существует возможность улучшить спортивные показатели у человека с ампутированной конечностью. В этих целях согласно изобретению крепежную деталь 8 ослабляют и выравнивание стойки голени и киля стопы относительно друг друга регулируют в продольном направлении киля стопы. Это изменение показано в связи с Фиг.1 и 2. Стойку голени затем прикрепляют к килю стопы в отрегулированном положении при помощи крепежной детали 8. Во время этой регулировки болт крепежной детали 8 проходит относительно одного или обоих противоположных, относительно более длинных, продольно проходящих отверстий 9 и 10 в киле стопы и стойке голени, соответственно.Improved purpose-built functioning can be achieved by adjusting the alignment of the mutual position with the prosthetic foot according to the present invention, since these alignment changes affect the vertical and horizontal components of each specific motion set. The human foot is a multifunctional device - for walking, running and jumping. On the one hand, the structure of the tibia of the fibula and tibia is not a multifunctional device. This is a simple lever that exerts its efforts when walking, running, jumping parallel to its elongated proximal distal orientation. This is an incompressible structure, and it does not have the ability to accumulate energy. On the other hand, the prosthetic foot according to the invention has the potential for dynamic reactions, and these capabilities relate to the horizontal and vertical linear speed components during athletic walking, running and jumping, and in terms of their performance, these capabilities are superior to those of the tibia. Therefore, it is possible to improve athletic performance in an amputee. For these purposes, according to the invention, the fastener 8 is loosened and the alignment of the tibia and foot keel with respect to each other is regulated in the longitudinal direction of the foot keel. This change is shown in connection with FIGS. 1 and 2. The tibia leg is then attached to the keel of the foot in an adjusted position using the fastener 8. During this adjustment, the bolt of the fastener 8 passes relative to one or both of the opposite, relatively longer, longitudinally extending holes 9 and 10 in the keel of the foot and the tibia, respectively.

Изменение выравнивания улучшает показатели бегуна, который первоначально контактирует с землей плоской стопой; например, у бегуна, наступающего на землю средней частью стопы, киль стопы проходит вперед относительно стойки голени, и подошва стопы согнута к стойке голени. Это новая взаимосвязь улучшает горизонтальную составляющую бега. То есть, когда стойка голени плантарно согнута к стопе, и стопа контактирует с землей в положении плоской стопы в противоположность первоначальному пяточному контакту, земля сразу отталкивает стопу назад, а стопа толкает землю в направлении вперед. В результате этого стойка голени двигается быстро вперед (с расширением) и вниз. Силы динамической реакции создаются расширением, которое сопротивляется направлению стойки голени в первоначальном движении. В результате этого стопа поворачивается на несущей вес области плюсневой подошвенной поверхности. Это вызывает растяжение области средней части киля, которому оказывается большее сопротивление, чем сжатию. Итогом расширения стойки голени и расширения средней части стопы является то, что последующему продвижению вперед стойки голени оказывается сопротивление, в результате чего удлинители колена и бедра пользователя могут более эффективно перемещать центр тяжести тела вперед и проксимально (т.е. повышается горизонтальная скорость). В этом случае более вперед, чем вверх, в противоположность бегуну, ставящему стопу от пятки к пальцу, у которого последовательное продвижение вперед стойки голени встречает меньшее сопротивление по причине начального большего тыльного сгибания (вертикально) стойки голени по сравнению с плоско ставящим стопу бегуном.A change in alignment improves the performance of the runner who initially contacts the ground with a flat foot; for example, in a runner stepping on the ground with the middle part of the foot, the keel of the foot passes forward relative to the tibia, and the sole of the foot is bent to the tibia. This new relationship improves the horizontal running component. That is, when the tibia is plantarly bent to the foot, and the foot is in contact with the ground in the flat foot position, as opposed to the initial heel contact, the ground immediately pushes the foot back, and the foot pushes the ground forward. As a result, the tibia stance moves quickly forward (with expansion) and down. The forces of the dynamic reaction are created by the extension, which resists the direction of the tibia in the initial movement. As a result of this, the foot rotates on the weight-bearing area of the metatarsal plantar surface. This causes an extension of the region of the middle part of the keel, which is more resistant than compression. The result of expanding the tibia and expanding the middle part of the foot is that resistance to subsequent movement of the tibia forward leads to resistance, as a result of which the extension of the knee and hips of the user can more effectively move the center of gravity of the body forward and proximal (i.e., increases horizontal speed). In this case, it is more forward than upward, as opposed to a runner placing the foot from the heel to the finger, in which successive advancement of the tibial leg encounters less resistance due to the initial greater dorsiflexion (vertically) of the tibial leg compared to the runner flat-footed.

Для изучения функции стопы спринтера изменяют выравнивание стойки голени относительно киля стопы. Преимущество получено, когда продольную ось всех вогнутостей киля стопы ориентируют параллельно передней плоскости. Стойка голени сгибается к подошве и перемещается назад на киле стопы. Тем самым дистальные окружности уменьшаются даже больше, чем у плоско ставящего стопу бегуна с многоцелевым килем стопы, например, согласно Фиг.3-5 и 8. Вследствие этого имеется даже больший потенциал горизонтального движения и динамические реакции направлены на эту улучшенную способность к горизонтальному движению.To study the function of the foot of the sprinter, the alignment of the tibial position relative to the keel of the foot is changed. The advantage is obtained when the longitudinal axis of all concavities of the keel of the foot is oriented parallel to the front plane. The tibia is bent to the sole and moves back on the keel of the foot. Thus, the distal circles are reduced even more than that of a runner flat-footed with a multi-purpose keel of the foot, for example, according to FIGS. 3-5 and 8. As a result, there is even greater horizontal movement potential and dynamic reactions are directed towards this improved horizontal movement ability.

У спринтеров повышен диапазон движения, усилий и момент (инерции), причем момент является первичным движителем. Поскольку у них фаза замедления в фазах позиций стопы короче, чем фаза ускорения, обеспечиваются повышенные горизонтальные скорости. Это означает, что при первоначальном контакте, когда пальцы касаются земли, земля толкает стопу в заднем направлении, а стопа толкает землю в переднем направлении. Стойка голени, силы которой повышены и момент которой увеличен, вынуждена сгибаться даже в большей степени и сильнее двигаться вниз, чем при первоначальном контакте плоско ставящего стопу бегуна. Вследствие действия этих сил длинная дуга вогнутости стопы нагружается расширением, и стойка голени нагружается расширением. Этим силам расширения оказывается противодействие, большее, чем всем другим упоминаемым выше силам, связанным с бегом. Вследствие этого возможности динамической реакции стопы пропорциональны прилагаемой силе. Реагирование малоберцовой кости и большеберцовой кости голени человека связано только с потенциалом силы энергии, т.к. это прямая конструкция, и она не может аккумулировать энергию. Эти силы расширения в протезной стопе согласно изобретению во время спринтерского бега имеют величину, превышающую все другие упоминаемые выше силы, связанные с ходьбой или бегом. Поэтому возможности динамической реакции стопы пропорциональны прилагаемым силам и возможны повышенные спортивные показатели человека с ампутированной конечностью по сравнению с функцией человеческого тела.Sprinters have an increased range of motion, effort and moment (inertia), and the moment is the primary mover. Since their deceleration phase in the phases of the foot position is shorter than the acceleration phase, increased horizontal speeds are provided. This means that during initial contact, when the fingers touch the ground, the ground pushes the foot in the rear direction, and the foot pushes the ground in the forward direction. The tibia, whose strength is increased and whose moment is increased, is forced to bend even more and move down more strongly than with the initial contact of the runner who is flat-footed. Due to the action of these forces, a long arc of concavity of the foot is loaded with expansion, and the tibia is loaded with expansion. These expansion forces are opposed more than all the other running forces mentioned above. As a result of this, the possibilities of a dynamic foot reaction are proportional to the applied force. The reaction of the tibia and tibia of the human leg is associated only with the potential of energy, since it is a direct construction and it cannot accumulate energy. These forces of expansion in the prosthetic foot according to the invention during sprinting have a value exceeding all the other forces mentioned above associated with walking or running. Therefore, the possibilities of the dynamic reaction of the foot are proportional to the applied forces and increased athletic performance of a person with an amputated limb is possible in comparison with the function of the human body.

Протезная стопа согласно Фиг.25 аналогична стопе согласно Фиг.3 за исключением крепления между стойкой голени и килем стопы, и конструкции верхнего конца стойки голени для соединения с нижним концом пилона. В этом приводимом в качестве примера осуществлении киль стопы 54 регулируемым образом соединен со стойкой 55 голени соединительным элементом 56, выполненным из пластмассы или металлического сплава. Соединительный элемент прикреплен к килю стопы и к голени икры соответствующими отсоединяемыми крепежными деталями 57 и 58, которые отделены друг от друга интервалом в соединительном элементе в направлении вдоль продольного направления киля стопы. Крепежная деталь 58, соединяющая элемент связи со стойкой голени, имеет более заднее положение, чем крепежная деталь 57, соединяющая киль стопы и соединительный элемент. Путем увеличения активной длины стойки голени таким образом возможности динамической реакции самой стойки голени повышаются. Изменения выравнивания делают во взаимодействии с продольными отверстиями в стойке голени и киле стопы, как в других осуществлениях.The prosthetic foot according to FIG. 25 is similar to the foot according to FIG. 3 except for the attachment between the tibia and the keel of the foot, and the design of the upper end of the tibia for connection with the lower end of the pylon. In this exemplary embodiment, the keel of the foot 54 is controllably connected to the lower leg 55 by a connecting member 56 made of plastic or a metal alloy. The connecting element is attached to the keel of the foot and to the calf of the calf with corresponding detachable fasteners 57 and 58, which are separated from each other by the interval in the connecting element in the direction along the longitudinal direction of the keel of the foot. The fastener 58 connecting the coupling element to the tibia leg has a more rearward position than the fastener 57 connecting the keel of the foot and the connecting element. By increasing the active length of the calf stance in this way, the dynamic response of the calf stance itself is enhanced. Alignment changes are made in conjunction with the longitudinal holes in the tibia and foot keel, as in other implementations.

Верхний конец стойки 55 голени имеет удлиненное отверстие 59 для вмещения пилона 15. После того, как он будет вставлен в это отверстие, пилон можно надежно зажать в стойке голени затягиванием болтов 60 и 61, чтобы стянуть вместе свободные края 62 и 63 стойки голени вдоль отверстия. Это соединение пилона регулируется ослаблением болтов, выдвижением пилона относительно стойки голени в нужное положение и путем повторного зажатия пилона в отрегулированном положении затягиванием болтов.The upper end of the leg stand 55 has an elongated hole 59 for holding the pylon 15. After it is inserted into this hole, the pylon can be firmly clamped in the leg stand by tightening the bolts 60 and 61 to pull together the free edges 62 and 63 of the leg stand along the hole . This connection of the pylon is controlled by loosening the bolts, extending the pylon relative to the shank to the desired position and by re-clamping the pylon in the adjusted position by tightening the bolts.

Протезная стопа 70 согласно еще одному осуществлению изобретения показана на Фиг.28-31В. Эта стопа 70 содержит киль 71 стопы, стойку 72 голени и соединительный элемент 73. Стопа 70 аналогична протезной стопе 53 согласно осуществлению в соответствии с Фиг.25-27, за тем исключением, что стойка 72 голени имеет направленный вниз, обращенный вперед выпукло-изогнутый нижний конец 74, имеющий форму спирали 75. Стойка голени проходит вверх в переднем направлении от спирали к ее вертикальному верхнему концу, как показано на Фиг.28. Эта стойка голени может быть преимущественно выполнена из такого металла как титан, как упомянуто выше, но для изготовления полужесткой упругой стойки голени можно использовать и другие упругие материалы.An orthopedic foot 70 according to another embodiment of the invention is shown in FIGS. 28-31B. This foot 70 contains the keel 71 of the foot, the tibia foot 72 and the connecting member 73. The foot 70 is similar to the prosthetic foot 53 according to the embodiment of FIGS. 25-27, except that the tibia foot 72 has a downwardly convex curved forward the lower end 74, in the form of a spiral 75. The tibial leg extends upward in the front direction from the spiral to its vertical upper end, as shown in FIG. 28. This tibia can be advantageously made of a metal such as titanium, as mentioned above, but other elastic materials can be used to make the semi-rigid elastic tibia.

Спиральная форма нижнего конца стойки голени имеет радиус кривизны, который последовательно увеличивается по мере прохождения спирали стойки голени в направлении наружу от радиально внутреннего конца 76 и по мере того, как стойка голени проходит вверх от своего нижнего спирального конца к своему верхнему концу, который может быть искривлен в продольном направлении или может быть прямым. Обнаружено, что эта конструкция создает протезную стопу с выполненным как одно целое голеностопным суставом и стойкой голени, с изменяющейся регулирующей реакцией радиусов, аналогично параболической стойке голени согласно изобретению, причем соединительный элемент 73 и стойка 72 голени занимают на киле 71 стопы более заднее положение. Поэтому стойка голени и соединительный элемент больше скрыты в центре в лодыжке и ноге косметического покрытия 77, см. Фиг.28.The spiral shape of the lower end of the calf shank has a radius of curvature that increases sequentially as the shank of the calf shafts extends outward from the radially inner end 76 and as the calf shank extends upward from its lower spiral end to its upper end, which may be curved in the longitudinal direction or may be straight. This design was found to create a prosthetic foot with the ankle joint and the tibia resistant as a whole, with a varying regulatory reaction of the radii, similar to the parabolic tibia according to the invention, with the connecting element 73 and the tibia 72 occupying a more posterior position on the keel 71. Therefore, the leg of the lower leg and the connecting element are more hidden in the center at the ankle and foot of the cosmetic coating 77, see Fig. 28.

Соединительный элемент 73 выполнен из пластмассы или металлического сплава и регулируемым образом прикреплен своим передним концом к задней части киля 71 стопы резьбовой крепежной деталью 78, см. Фиг.30. Киль стопы имеет продольное отверстие 79 в его дугообразной изогнутой вверх части, и в это отверстие входит крепежная деталь 78 для регулирования выравнивания стойки голени и киля стопы относительно друг друга в продольном направлении, например, по линии 30-30 на Фиг.29 в соответствии с пояснением, приводимым выше по другим осуществлениям.The connecting element 73 is made of plastic or a metal alloy and is adjustable mounted with its front end to the rear of the keel 71 of the foot with a threaded fastener 78, see Fig. 30. The keel of the foot has a longitudinal hole 79 in its arcuate upwardly curved part, and a fastener 78 is included in this hole for adjusting the alignment of the calf shank and the keel of the foot relative to each other in the longitudinal direction, for example, along line 30-30 of FIG. 29 in accordance with the explanation given above for other implementations.

Задний конец соединительного элемента содержит поперечный элемент 80, закрепленный между двумя продольно расположенными пластинами 81 и 82 соединительного элемента металлическими винтами 83 и 84 на каждом конце поперечного элемента. Радиально внутренний конец 76 спирали 75 прикреплен к поперечному элементу 80 соединительного элемента резьбовой крепежной деталью 85, см. Фиг.30. От этой точки соединения с поперечным элементом стойка голени идет по спирали вокруг радиально внутреннего конца 76 над пяточной частью киля стопы и проходит вверх в переднем направлении от спирали через отверстие 85 сквозь соединительный элемент между пластинами 81 и 82 спереди от поперечного элемента 80. Поперечный элемент 86 в переднем конце соединительного элемента 73 закреплен между пластинами 81 и 82 крепежными деталями 87 и 88 на каждом конце, см. Фиг.28 и 30. Крепежная деталь 78 размещена в резьбовом отверстии в поперечном элементе 86.The rear end of the connecting element comprises a transverse element 80 fixed between two longitudinally arranged plates 81 and 82 of the connecting element with metal screws 83 and 84 at each end of the transverse element. The radially inner end 76 of the spiral 75 is attached to the transverse element 80 of the connecting element by a threaded fastener 85, see Fig. 30. From this point of connection with the transverse element, the tibia leg spirals around the radially inner end 76 above the heel of the keel of the foot and passes upward in the forward direction from the spiral through the hole 85 through the connecting element between the plates 81 and 82 in front of the transverse element 80. The transverse element 86 at the front end of the connecting element 73 is fixed between the plates 81 and 82 by fasteners 87 and 88 at each end, see Fig.28 and 30. The fastener 78 is placed in the threaded hole in the transverse element 86.

На задней поверхности поперечного элемента 86 установлен клин 89, выполненный, например, из пластмассы или резины, и прикреплен 90 к поперечному элементу клеем. Этот клин служит стопором, ограничивающим во время ходьбы тыльное сгибание проходящей вверх стойки голени. Размер клина можно подобрать более широким - поз.89' на Фиг.31А, или более узким - поз.89'' на Фиг.31В для регулирования нужной степени тыльного сгибания. Множество клиньев можно использовать единовременно, один поверх другого и приклеенных к соединительному элементу для уменьшения допускаемого тыльного сгибания.On the rear surface of the transverse element 86, a wedge 89 is mounted, for example made of plastic or rubber, and is attached 90 to the transverse element with glue. This wedge serves as a stopper, limiting during walking the back bending of the tibial leg extending upward. The wedge size can be selected wider - pos. 89 'in Fig. 31A, or narrower - pos. 89' 'in Fig. 31B to adjust the desired degree of back flexion. Many wedges can be used at a time, one on top of the other and glued to the connecting element to reduce the allowable back bending.

Протезную гильзу (не показана), прикрепленную к культе, можно соединить с верхним концом стойки 72 голени посредством адаптера 92, прикрепленного к верхнему концу стойки голени крепежными деталями 93 и 94, см. Фиг.28. Адаптер имеет крепление 91 в виде перевернутой пирамиды, соединенное с крепежной пластиной, прикрепленной к верхней поверхности адаптера. Пирамидальное крепление установлено в имеющем ответную форму гнездовом креплении на соответствующей протезной гильзе для соединения протезной стопы и протезной гильзы.A prosthetic sleeve (not shown) attached to the stump can be connected to the upper end of the lower leg 72 by means of an adapter 92 attached to the upper end of the lower leg by fasteners 93 and 94, see FIG. 28. The adapter has a mount 91 in the form of an inverted pyramid connected to a mounting plate attached to the upper surface of the adapter. The pyramidal mount is mounted in a mating mount having a reciprocal shape on a corresponding prosthetic sleeve for connecting the prosthetic foot and the prosthetic sleeve.

Протезная стопа 100 осуществления изобретения согласно Фиг.32-34 имеет продольный киль 101 стопы с передним отделом 102 стопы на одном конце, задним отделом 103 стопы на противоположном конце и средним отделом 104 стопы, проходящим между передним и задним отделами стопы. Вертикальная стойка 105 голени прикреплена к килю стопы на нижнем конце стойки голени и образует голеностопный сустав протезной стопы, и проходит вверх от киля стопы в виде обращенной вперед выпукло-изогнутой части 106 стойки голени. Стойка голени прикреплена к килю стопы соединительным элементом 107, выполненным монолитно с передним отделом стопы 102 киля стопы. Соединительный элемент проходит назад от переднего отдела стопы как консоль над средним отделом 104 стопы и частью заднего отдела 103 стопы. Задний отдел стопы и средний отделы стопы киля выполнены монолитно и соединены с выполненными монолитно передним отделом стопы и соединительным элементом при помощи крепежных деталей 108 и 109.32-34, the prosthetic foot 100 of the invention has a longitudinal foot keel 101 with the front foot 102 at one end, the rear foot 103 at the opposite end and the middle foot 104 extending between the front and rear foot. The vertical leg of the leg 105 is attached to the keel of the foot at the lower end of the leg of the leg and forms the ankle joint of the prosthetic foot, and extends upward from the keel of the foot in the form of the convex-curved portion 106 of the leg of the leg. The tibia is attached to the keel of the foot with a connecting element 107, which is integral with the forefoot 102 of the keel of the foot. The connecting element extends backward from the forefoot as a cantilever over the midfoot 104 and part of the hindfoot 103. The rear foot and the middle sections of the keel foot are made in one piece and are connected to the forefoot and made in one piece with the fasteners 108 and 109.

Нижний конец стойки 105 голени реверсно искривлен в виде спирали 110. Радиально внутренний конец спирали 110 прикреплен к соединительному элементу соединителем 111 в виде резьбового болта и гайки, проходящих через совпадающие отверстия в стойке голени и соединительном элементе. Задняя часть 112 соединительного элемента реверсно искривлена, вмещая нижний конец спирали стойки голени, опирающейся в верхнем конце искривленной части 112 на соединитель 111.The lower end of the leg stand 105 is curved reversely in the form of a spiral 110. The radially inner end of the leg 110 is attached to the connecting element by a connector 111 in the form of a threaded bolt and nut passing through matching holes in the leg and the connecting element. The back portion 112 of the connecting element is reversely curved, accommodating the lower end of the shank of the tibia, resting at the upper end of the curved portion 112 on the connector 111.

Стопор 113, соединенный с соединительным элементом киля стопы крепежными деталями 114 и 115, ограничивает тыльное сгибание стойки голени. Косметическое покрытие спереди стойки голени в форме стопы человека и нижней части ноги может находиться над килем стопы 101 и по меньшей мере на нижнем конце стойки 105 голени со стойкой голени, проходящей вверх от киля стопы внутри покрытия нижней части ноги согласно пояснению и описанию осуществления в соответствии с Фиг.28.The stopper 113, connected to the connecting element of the keel of the foot by fasteners 114 and 115, limits the back bending of the tibia. The cosmetic coating in front of the lower leg strut in the shape of a human foot and lower leg may be located above the keel of the foot 101 and at least at the lower end of the lower leg strut 105 with the lower leg extending upward from the keel of the foot inside the lower leg covering according to the explanation and description of implementation in accordance with Fig. 28.

Протезная стопа 100 осуществления согласно Фиг.32-34 имеет повышенную пружинистость киля стопы. Увеличение длины упругого киля стопы от области пальцев до соединения с нижним концом стойки голени при помощи монолитно сформированных переднего отдела стопы и соединительного элемента дает значительное улучшение упругих характеристик пружины. Когда область пальцев в киле стопы нагружена в поздней фазе средней позиции стопы во время ходьбы, то обращенная вниз вогнутость консольного соединительного элемента расширяется и реверсно искривляется, обращенная вперед вогнутость на заднем конце соединительного элемента сжимается, причем каждый из этих упругих изгибов соединительного элемента киля стопы аккумулирует энергию для последующего ее высвобождения, во время разгрузки в направлении, которое содействует движению вперед конечности во время ходьбы. Лодыжка, формируемая нижним концом стойки голени протеза, повторяет функцию голеностопного сустава, причем протез помогает сохранять количество движения вперед и инерцию. Конфигурация киля стопы в этом осуществлении не ограничивается показываемой конфигурацией, но может быть любой упоминаемой выше конфигурацией киля стопы, включая конфигурации только с «низшей передачей» или с «высшей передачей», с одним или несколькими компенсирующими стыками, или с несколькими сформированными продольными секциями, например. Аналогично, верхний конец стойки голени этого осуществления, например, над лодыжкой и над обращенной вперед выпукло-изогнутой частью, проходящей вверх от киля стопы, сконфигурирован по-другому, например, как конфигурация согласно любому другому раскрываемому здесь осуществлению. Верхний конец стойки голени может быть соединен с гильзой на нижней конечности для использования при помощи адаптера, например, согласно Фиг.2, Фиг.27 или 28, или при помощи другого известного адаптера.The prosthetic foot 100 of the embodiment of FIGS. 32-34 has an increased springiness of the keel of the foot. An increase in the length of the elastic keel of the foot from the toe region to the connection with the lower end of the tibial leg with the help of the monolithically formed front part of the foot and the connecting element gives a significant improvement in the elastic characteristics of the spring. When the area of the fingers in the keel of the foot is loaded in the late phase of the middle position of the foot while walking, the downward concavity of the cantilever connecting element expands and bends reversely, the forward concavity at the rear end of the connecting element is compressed, and each of these elastic bends of the connecting element of the foot keel accumulates energy for its subsequent release, during unloading in a direction that facilitates the forward movement of the limb during walking. The ankle, formed by the lower end of the leg of the prosthesis, repeats the function of the ankle joint, and the prosthesis helps maintain momentum and inertia. The configuration of the keel of the foot in this embodiment is not limited to the configuration shown, but may be any configuration of the keel of the foot mentioned above, including configurations with only “low gear” or “high gear”, with one or more compensating joints, or with several longitudinal sections formed, eg. Similarly, the upper end of the tibia of this embodiment, for example, above the ankle and above the convex-curved portion extending upward from the keel of the foot, is configured differently, for example, as a configuration according to any other embodiment disclosed herein. The upper end of the tibia can be connected to a sleeve on the lower limb for use with an adapter, for example, according to FIG. 2, FIG. 27 or 28, or with another known adapter.

Протезная стопа 100 согласно Фиг.32-33 также имеет заднее устройство 114, размещенное сзади голени, которое аккумулирует дополнительную энергию при движении вперед верхнего конца стойки голени во время ходьбы. То есть активная фаза сообщения движения вперед нагрузки от усилия ходьбы упругого протеза расширяет вогнутость в сагиттальной плоскости стойки 105, сформированной обращенной вперед выпукло-изогнутой частью 106 стойки голени, в результате чего происходит движение вперед верхнего конца стойки голени относительно нижнего конца стойки голени и киля стопы. Гибкий удлиненный элемент 116, предпочтительно в виде ремня, устройства 114 соединен с верхней частью стойки голени крепежными деталями 119 и с нижней частью протезной стопы, то есть с соединительным элементом 107 и с нижним концом 110 голени соединителем 111, согласно приводимому выше описанию. Длина гибкого ремня, который может быть упругим и/или неупругим, натягивается во время ходьбы, и его длину можно зафиксировать или регулировать при помощи скользящего регулятора 117 между перекрывающимися участками длины ремня.The prosthetic foot 100 according to FIGS. 32-33 also has a rear device 114 located at the back of the lower leg, which accumulates additional energy when the upper end of the lower leg is moved forward while walking. That is, the active phase of the message forward movement of the load from the walking force of the elastic prosthesis expands the concavity in the sagittal plane of the rack 105, formed by the convex-curved part of the calf of the leg facing forward, resulting in forward movement of the upper end of the calf of the leg relative to the lower end of the calf and foot keel . A flexible elongated element 116, preferably in the form of a belt, of the device 114 is connected to the upper part of the lower leg strut by fasteners 119 and to the lower part of the prosthetic foot, i.e., to the connecting element 107 and to the lower end 110 of the lower leg by connector 111, as described above. The length of the flexible belt, which may be resilient and / or inelastic, is stretched while walking, and its length can be fixed or adjusted using a sliding adjuster 117 between overlapping sections of the length of the belt.

Изогнутая пружина 118 своим основанием опирается регулируемым образом на верхний конец стойки голени, например, между стойкой голени и адаптером (не показан), прикрепленным к стойке голени крепежными деталями 119. Нижний, свободный конец пружины выполнен с возможностью взаимодействия с гибким ремнем. При натягивании ремня пружина изменяет направление продольного прохождения ремня. Движение вперед верхнего конца стойки голени во время ходьбы натягивает/дополнительно натягивает (если к ремню первоначально предварительно приложено натяжение) ремень и нагружает/дополнительно нагружает пружину для аккумулирования энергии при силовой нагрузке протезной стопы во время ходьбы. Аккумулированная энергия возвращается пружиной, когда силовая нагрузка протезной стопы перестает действовать, в результате чего увеличивается кинетическая энергия, генерируемая для придания движущей силы протезной стопой во время ходьбы.The curved spring 118 rests on its base in an adjustable manner on the upper end of the lower leg, for example, between the lower leg and an adapter (not shown) attached to the lower leg by fasteners 119. The lower, free end of the spring is adapted to interact with a flexible belt. When pulling the belt, the spring changes the direction of the longitudinal passage of the belt. The forward movement of the upper end of the tibial strut during walking pulls / additionally pulls (if tension was originally applied to the belt) the belt and loads / additionally loads the spring to accumulate energy during the power load of the prosthetic foot during walking. The accumulated energy is returned by the spring when the power load of the prosthetic foot ceases to act, as a result of which the kinetic energy generated to give the driving force to the prosthetic foot during walking increases.

В случае укорачивания ремня 116 при помощи скользящего регулятора 117 для первоначального предварительного натяжения до использования протезной стопы натяжение ремня служит движению назад верхнего конца упругой стойки, а также для регулирования движения вперед стойки голени во время использования протеза. Содействие движению назад может быть целесообразным для достижения быстрого реагирования плоской стопы протезной стопы при касании пяткой в первоначальной позиции стопы во время ходьбы, подобно тому, что происходит в стопе и лодыжке человека при опускании на землю пятки во время ходьбы, когда происходит сгибание подошвы стопы.In the case of shortening the belt 116 by means of a sliding adjuster 117 for the initial pre-tension before using the prosthetic foot, the belt tension serves to move backward the upper end of the elastic post, and also to control the forward movement of the lower leg during use of the prosthesis. Facilitating backward movement may be appropriate in order to achieve a quick response of the flat foot of the prosthetic foot when the heel touches the original position of the foot while walking, similar to what happens in a person’s foot and ankle when the heel is lowered to the ground while walking, when the sole of the foot is bent.

Содействие движению назад и управление движением вперед верхнего конца упругой стойки голени при использовании протеза с устройством 114, размещенным сзади голени, оба эффективны для изменения отношения крутящего момента лодыжки протезной стопы во время ходьбы за счет изменения характеристики изгиба в сагиттальной плоскости для продольного движения верхнего конца стойки голени при реагировании на силовую нагрузку и на прекращение этой нагрузки во время использования протезной стопы. Отношение крутящего момента лодыжки в естественной стопе человека во время ходьбы, определяемое как отношение крутящего момента лодыжки при максимальном тыльном сгибании, происходящего в поздней последней позиции стопы во время ходьбы, деленного на крутящий момент лодыжки при сгибании подошвы, создаваемый при реагировании на первоначальную нагрузку плоской стопы после опускания пятки во время ходьбы, согласно сообщаемым данным равно 11,33:1. Цель изменения изгиба в сагиттальной плоскости, характерного для продольного движения верхнего конца стойки голени при использовании устройства 114, размещенного сзади голени, заключается в повышении крутящего момента лодыжки, чтобы имитировать то, что происходит в стопе человека во время ходьбы. Это важно для обеспечения надлежащей походки с протезом и для людей с одной природной стопой и одной протезной стопой для обеспечения симметричной походки. Предпочтительно, за счет регулирования движения вперед и возможного содействующего движения назад с помощью устройства 114, размещенного сзади голени, увеличивается отношение крутящего момента лодыжки в протезе, в результате чего возникающий в протезе крутящий момент лодыжки при максимальном тыльном сгибании на порядок превышает крутящий момент лодыжки при сгибе подошвы. Более предпочтительно, крутящий момент лодыжки увеличивается до значения около 11:1 по сравнению с отношением 11,33:1 в случае естественной лодыжки, по имеющимся данным.Facilitating the backward movement and controlling the forward movement of the upper end of the elastic leg support using a prosthesis with the device 114 located behind the leg, both are effective for changing the ratio of the ankle torque of the prosthetic foot during walking by changing the bending characteristics in the sagittal plane for the longitudinal movement of the upper end of the leg lower legs when responding to a power load and to the cessation of this load during use of the prosthetic foot. The ratio of the ankle torque in a person’s natural foot while walking, defined as the ratio of ankle torque at maximum back flexion occurring in the late last position of the foot during walking, divided by the ankle torque when bending the sole, created by reacting to the initial flat foot load after lowering the heel while walking, according to the reported data is 11.33: 1. The purpose of changing the bend in the sagittal plane, characteristic of the longitudinal movement of the upper end of the tibial leg when using the device 114 located at the back of the tibia, is to increase the torque of the ankle to simulate what happens in the foot of a person while walking. This is important to ensure proper gait with the prosthesis and for people with one natural foot and one prosthetic foot to ensure a symmetrical gait. Preferably, by adjusting the forward movement and possibly facilitating backward movement with the device 114 located behind the lower leg, the ratio of the ankle torque in the prosthesis increases, as a result of which the ankle torque in the prosthesis at maximum back flexion is an order of magnitude higher than the ankle torque when bent soles. More preferably, the ankle torque is increased to a value of about 11: 1 compared to a ratio of 11.33: 1 in the case of a natural ankle, according to available data.

Еще одно назначение устройства, размещенного сзади голени, заключается в повышении эффективности протезной стопы во время ходьбы за счет аккумулирования дополнительной упругой энергии в пружине 118 устройства во время силовой нагрузки на протез и для возврата аккумулированной упругой энергии при прекращении действия силы, чтобы увеличить кинетическую энергию, генерируемую движущей силой протезной стопы во время ходьбы. Устройство 114 можно считать устройством, служащим в протезной стопе для того же, для чего служит и мускулатура в стопе, лодыжке и икре человека во время ходьбы, т.е. для эффективного генерирования движущей силы тела человека во время ходьбы за счет использования создаваемой потенциальной энергии тела во время силовой нагрузки на стопу и за счет преобразования этой потенциальной энергии в кинетическую для движущей силы при прекращении силовой нагрузки стопы. Приближение или даже превышении результативности стопы человека протезной стопой согласно изобретению с устройством, размещенным сзади голени, важно для восстановления «нормального функционирования» человека с ампутированной конечностью. Регулирование движения вперед верхнего конца стойки 105 голени устройством 114, расположенным сзади голени, эффективно для ограничения диапазона движения вперед верхнего конца стойки голени. Киль стопы в протезной стопе 100 за счет расширения своей упругой продольной дуги в соединительном элементе 107 и за счет сжатия реверсно изогнутой части 112 соединительного элемента также содействует аккумулированию энергии при силовой нагрузке во время ходьбы, согласно вышеизложенному. Эта потенциальная энергия возвращается как кинетическая энергия для генерирования движущей силы во время прекращения силовой нагрузки во время ходьбы.Another purpose of the device located at the back of the lower leg is to increase the effectiveness of the prosthetic foot during walking by accumulating additional elastic energy in the device spring 118 during the force load on the prosthesis and to return the accumulated elastic energy when the force ceases to increase the kinetic energy, generated by the driving force of the prosthetic foot while walking. The device 114 can be considered a device that serves in the prosthetic foot for the same purpose, for which the muscles in the foot, ankle and calf of a person serve while walking, i.e. to efficiently generate the driving force of the human body while walking by using the generated potential energy of the body during the power load on the foot and by converting this potential energy into kinetic energy for the driving force when the power load of the foot stops. Approaching or even exceeding the effectiveness of the human foot with the prosthetic foot according to the invention with a device located behind the lower leg is important for restoring the "normal functioning" of an amputated person. The forward movement control of the upper end of the calf shank 105 by the device 114 located behind the calf is effective for limiting the forward range of the upper end of the calf shank. The keel of the foot in the prosthetic foot 100 by expanding its elastic longitudinal arc in the connecting element 107 and by compressing the reverse curved portion 112 of the connecting element also contributes to the accumulation of energy under power load during walking, as described above. This potential energy is returned as kinetic energy to generate a driving force during the termination of the power load while walking.

Протез 120 согласно Фиг.35 имеет киль 121 стопы, стойку 122 голени и устройство 123, размещенное сзади голени. Адаптер 124 соединен соответствующими крепежными деталями (не показаны) с верхним концом стойки голени для прикрепления протеза к гильзе на нижней конечности пользователя. Аналогично осуществлению согласно Фиг.32-34, соединительный элемент 125 протеза выполнен монолитно с передним отделом стопы 126 киля. Задний отдел 127 стопы киля соединен с верхним концом реверсно изогнутой части соединительного элемента креплением 128, которое показано на фиг.39 в демонтированном виде до соединения с соединительным элементом и стойкой голени. Упомянутое крепление содержит радиально внутренний компонент 129 напротив радиально внутреннего конца реверсно изогнутой спирали нижнего конца стойки голени и радиально внешний компонент 130 напротив верхнего конца заднего отдела 127 стопы. Механическое крепление (не показано), которое, например, может быть сквозным болтом и гайкой, проходит через сцентрированные отверстия в компонентах 129 и 130 и ответно изогнутые части заднего отдела стопы, соединительного элемента и нижнего конца стойки голени, расположенных друг за другом и соединенных вместе креплением.The prosthesis 120 according to FIG. 35 has a keel 121 of the foot, an ankle 122 and a device 123 located behind the lower leg. An adapter 124 is connected by appropriate fasteners (not shown) to the upper end of the lower leg strut for attaching the prosthesis to the sleeve on the lower limb of the user. 32-34, the prosthesis connecting member 125 is integral with the forefoot 126 of the keel. The rear section 127 of the keel foot is connected to the upper end of the reverse curved part of the connecting element by a fastener 128, which is shown in Fig. 39 in a dismantled form prior to being connected to the connecting element and the leg leg. Said mount comprises a radially inner component 129 opposite the radially inner end of the reverse curved helix of the lower end of the tibial leg and a radially outer component 130 opposite the upper end of the back foot section 127. A mechanical fastener (not shown), which, for example, can be a through-bolt and nut, passes through the centered holes in components 129 and 130 and the responsely curved portions of the back of the foot, the connecting element, and the lower end of the lower leg, located one after another and connected together mount.

Устройство 123, размещенное сзади голени, на протезной стопе 120 имеет цилиндрическую пружину 131, один конец которой опирается на верхний конец стойки голени для перемещения с ним. Ко второму свободному концу цилиндрической пружины при помощи металлического зажима 133 прикреплен один конец гибкого удлиненного элемента - ремня 132. Зажим соединен одним концом с первым концом ремня, и его другой конец загнут в зажимающем зацеплении со свободным концом цилиндрической пружины согласно Фиг.35. Промежуточная часть гибкого ремня 132 проходит вниз к килю стопы и нижнему концу стойки голени, где он проходит вокруг возврата 134 в виде цилиндрического штифта 135, установленного на компоненте 130 крепления 128. Для сведения к минимуму сопротивления скольжению ремня по штифту этот штифт 134 можно установить в компоненте 130 с возможностью вращения. Второй конец ремня зажат у верхнего конца стойки голени между задней поверхностью голени и имеющим комплементарную форму элементом 135 удерживания пружины, который проходит частично вниз по длине голени. Верхний конец элемента 135 закреплен между верхним концом цилиндрической пружины и верхним концом голени соответствующими крепежными деталями (не показаны). Длина гибкого ремня, который может быть эластичным и/или неэластичным, натягивается во время ходьбы. Эта длина зафиксирована либо ее можно регулировать скользящим регулятором (не показан) между перекрывающими друг друга длинами ремня, например, вблизи соединения с металлическим зажимом 133.The device 123, located behind the lower leg, on the prosthetic foot 120 has a cylindrical spring 131, one end of which rests on the upper end of the lower leg strut to move with it. To the second free end of the coil spring with a metal clip 133, one end of the flexible elongated element, the belt 132, is attached. The clip is connected at one end to the first end of the belt and its other end is bent in clamping engagement with the free end of the coil spring according to Fig. 35. The intermediate portion of the flexible belt 132 extends down to the keel of the foot and the lower end of the calf shank, where it extends around the return 134 in the form of a cylindrical pin 135 mounted on the fastener component 130 130. To minimize the slip resistance of the belt over the pin, this pin 134 can be installed in component 130 rotatably. The second end of the belt is clamped at the upper end of the tibial strut between the back surface of the tibia and the spring holding member 135 having a complementary shape, which extends partially down the length of the lower leg. The upper end of the element 135 is secured between the upper end of the coil spring and the upper end of the lower leg with corresponding fasteners (not shown). The length of the flexible belt, which may be elastic and / or inelastic, is stretched while walking. This length is fixed or can be adjusted with a sliding regulator (not shown) between overlapping belt lengths, for example, near the connection to a metal clip 133.

Движение вперед верхнего конца голени относительно киля стопы и нижнего конца голени во время ходьбы преодолевает сопротивление от расширения цилиндрической пружины 131 и изгиба назад нижнего конца фиксатора 135, аккумулируя энергию во время силовой нагрузки протеза в поздней фазе средней позиции стопы во время ходьбы, и эта аккумулируемая энергия высвобождается при прекращении действия силы, тем самым содействуя генерированию энергии лодыжки в протезе и повышая эффективность. Цилиндрическая пружина 131 в данном осуществлении сделана из пружинной стали, но можно также использовать и другие сплавы или не являющиеся металлом материалы, например пластмассу. Элемент 135 удерживания пружины в данном осуществлении выполнен из углеродного волокна, инкапсулированного в эпоксидной смоле, но можно использовать и такие другие материалы, как металлический сплав или пластмасса. Гибкий ремень 132 аналогично ремню 116 согласно Фиг.32-34 выполнен из тканого кевлара (DuPont) шириной 5/8 дюйма и толщиной 1/16 дюйма, но специалисту в данной области техники будут очевидными и другие материалы и их габариты, которые можно будет использовать в данном осуществлении. Первый конец ремня 132 проходит через отверстие в конце металлического зажима 133 и накладывается вторым слоем назад на ремень, и там регулируемым образом фиксируется скользящим регулятором или другим креплением.The forward movement of the upper leg of the lower leg relative to the keel of the foot and the lower end of the lower leg during walking overcomes the resistance from the expansion of the coil spring 131 and bending backward of the lower end of the latch 135, accumulating energy during the force load of the prosthesis in the late phase of the middle foot position during walking, and this accumulated energy is released when the force ceases, thereby contributing to the generation of ankle energy in the prosthesis and increasing efficiency. The coil spring 131 in this embodiment is made of spring steel, but other alloys or non-metal materials, such as plastic, can also be used. The spring holding member 135 in this embodiment is made of carbon fiber encapsulated in an epoxy resin, but other materials such as a metal alloy or plastic can be used. The flexible belt 132 is similar to the belt 116 according to FIGS. 32-34 made of woven Kevlar (DuPont) 5/8 inch wide and 1/16 inch thick, but other materials and their dimensions that can be used will be obvious to a person skilled in the art in this implementation. The first end of the belt 132 passes through the hole at the end of the metal clip 133 and is applied back to the belt in a second layer, and there it is fixed in a controlled manner by a sliding regulator or other fastener.

Протез 140 в осуществлении согласно Фиг.36 использует стойку 122 голени и устройство 123, размещенное сзади голени, применяемое в протезе 120 согласно Фиг.35. Киль 141 протезной стопы 140 имеет реверсно изогнутый соединительный элемент 142, соединенный с нижним концом стойки голени креплением 128, для вмещения и установки нижнего конца спирали стойки голени. В этом осуществлении соединительный элемент сформирован монолитно с передним отделом 143 и задним отделом 144 киля стопы.The prosthesis 140 in the embodiment of FIG. 36 uses the tibia stand 122 and the device 123 located behind the lower leg used in the prosthesis 120 of FIG. The keel 141 of the prosthetic foot 140 has a reverse curved connecting member 142 connected to the lower end of the lower leg by a fastener 128 for receiving and installing the lower end of the spiral of the lower leg. In this embodiment, the connecting element is formed integrally with the front section 143 and the rear section 144 of the keel of the foot.

Протезная стопа 150 согласно осуществлению в соответствии с Фиг.37 аналогична осуществлениям согласно Фиг.35 и 36 за тем исключением, что соединительный элемент 151 сформирован как отдельный элемент, который прикреплен на заднем конце креплением 153 к килю стопы 152, образуя передний, средний и задний отделы стопы 155, 156 и 157 киля стопы. Область соединения у крепежной детали 153 находится позади соединения стойки голени и соединительного элемента для увеличения активной длины киля стопы и повышения упругой характеристики пружины в поздней фазе средней позиции стопы во время ходьбы. Этот эффект проявляется в еще большей степени в осуществлении согласно Фиг.38, в котором соединительный элемент 160 протеза 161 проходит к заднему концу киля стопы 163, где он соединен с килем стопы креплением 164. Крепление может быть механическим креплением, например, болт и гайка, или другим креплением, выполненным из композитного материала, состоящего из инкапсулированного углеродного волокна и эпоксидной смолы, либо из такого композитного материала, как инкапсулированное ароматическое полиамидное волокно - кевлар, выпускаемое компанией «DuPont», и эпоксидная смола. Нижний передний конец 165 соединительного элемента служит стопором движению вперед стойки голени при сгибании назад. Либо в позиции 113 осуществления согласно Фиг.32-34 можно предусмотреть отдельный стопор. В осуществлениях согласно Фиг.35 и 36 можно использовать оба типа стопоров.The prosthetic foot 150 according to the embodiment of FIG. 37 is similar to the embodiments of FIGS. 35 and 36, except that the connecting member 151 is formed as a separate member that is attached at the rear end by fastening 153 to the keel of the foot 152, forming the front, middle and rear sections of the foot 155, 156 and 157 keel of the foot. The connection area of the fastener 153 is located behind the connection of the tibia and the connecting element to increase the active length of the keel of the foot and increase the elastic characteristics of the spring in the late phase of the middle position of the foot while walking. This effect is manifested even more in the implementation according to Fig. 38, in which the connecting element 160 of the prosthesis 161 extends to the rear end of the keel of the foot 163, where it is connected to the keel of the foot with a fastener 164. The fastener can be a mechanical fastener, for example, a bolt and a nut, or another fixture made of a composite material consisting of encapsulated carbon fiber and epoxy resin, or of a composite material such as encapsulated aromatic polyamide fiber - Kevlar manufactured by Du Pont ", and epoxy. The lower front end 165 of the connecting element serves as a stopper for the forward movement of the lower leg when folding back. Or, in the implementation position 113 of FIGS. 32-34, a separate stop can be provided. In the embodiments of FIGS. 35 and 36, both types of stoppers can be used.

Протезная стопа 170 согласно Фиг.40 аналогична протезной стопе осуществления согласно Фиг.28-31В. Протез 170 содержит киль стопы 171, стойку голени 172 и соединительный элемент 173. Голень 172 имеет направленный вниз, обращенный вперед выпукло-изогнутый нижний конец 174, который реверсно изогнут в виде спирали 175. Стойка голени проходит вверх от спирали к ее вертикальному верхнему концу, который может быть изогнут в продольном направлении или может быть прямым.The prosthetic foot 170 of FIG. 40 is similar to the prosthetic foot of the implementation of FIGS. 28-31B. The prosthesis 170 contains the keel of the foot 171, the leg of the lower leg 172 and the connecting element 173. The lower leg 172 has a downward convex-curved lower end 174 that is reverse curved in the form of a spiral 175. The leg of the lower leg extends upward from the spiral to its vertical upper end, which may be curved in the longitudinal direction or may be straight.

Спиральная форма у нижнего конца стойки голени имеет некоторый радиус кривизны, последовательно увеличивающийся по мере спирального прохождения стойки голени в направлении наружу от радиально внутреннего верхнего конца 176, где он прикреплен к соединительному элементу соединителем (не показан) в виде резьбового болта и гайки, проходящих через совмещенные отверстия в стойке голени и соединительном элементе, как в осуществлениях согласно Фиг.32-38.The spiral shape at the lower end of the tibial strut has a radius of curvature that sequentially increases as the tibial strut spirals outward from the radially inner upper end 176, where it is attached to the connecting element by a connector (not shown) in the form of a threaded bolt and nut passing through combined holes in the leg of the leg and the connecting element, as in the implementations according to Fig.32-38.

Соединительный элемент 173 служит корпусом для спирали 175, и он регулируемым образом прикреплен к килю 171 стопы резьбовым креплением, Фиг.30. Киль стопы имеет продольное отверстие в его верхней дугообразной части, в которое входит крепежная деталь для регулирования выравнивания стойки голени и киля стопы относительно друг друга в продольном направлении, см. пояснения других осуществлений. Вместо продольных пластин 81 и 82, показанных на фиг.28-30, соединительный элемент 173 имеет открытые стороны и обращенное вперед отверстие, ограничиваемое сбоку расположенными с промежутком латеральными краями 177 передней стороны соединительного элемента. Стойка голени проходит вверх через обращенное вперед отверстие, как в осуществлении согласно Фиг.28-30. Стопор (не показан) можно обеспечить, как на Фиг.28-30, чтобы ограничить тыльное сгибание стойки голени во время ходьбы.The connecting element 173 serves as a housing for the spiral 175, and it is adjustable attached to the keel 171 feet threaded fastening, Fig.30. The keel of the foot has a longitudinal hole in its upper arcuate part, which includes a fastener for regulating the alignment of the tibia and the keel of the foot relative to each other in the longitudinal direction, see explanations of other implementations. Instead of the longitudinal plates 81 and 82 shown in FIGS. 28-30, the connecting element 173 has open sides and a forward-facing hole bounded laterally by laterally spaced lateral edges 177 of the front side of the connecting element. The leg of the lower leg extends upward through the forward facing opening, as in the embodiment of FIGS. 28-30. A stop (not shown) can be provided, as in FIGS. 28-30, to limit the back flexion of the tibia during walking.

Адаптер 124, аналогично осуществлениям согласно Фиг.35-39, соединен соответствующими крепежными деталями (не показаны) с верхним концом стойки голени для прикрепления протеза к гильзе на нижней конечности пользователя. Устройство 178, размещенное сзади голени, на протезной стопе 170 аналогично устройству 123 согласно Фиг.35 и имеет цилиндрическую пружину 179, один конец которой опирается на верхний конец стойки голени для перемещения с ним. Ко второму свободному концу цилиндрической пружины металлическим зажимом 181 прикреплен один конец гибкого удлиненного элемента - ремня 180. Один конец этого зажима прикреплен к первому концу ремня, а его другой конец загнут в зажимающем зацеплении со свободным концом цилиндрической пружины, как в устройстве, размещенном сзади голени, согласно Фиг.35. Промежуточная часть гибкого ремня 180 проходит вниз к килю стопы и нижнему концу стойки голени, где она проходит вокруг возврата 182 в виде цилиндрического штифта, установленного на компоненте 183 крепления 184, соединяющего соединительный элемент и нижний конец стойки голени. Для сведения к минимуму сопротивления скольжению штифт 182 можно установить в компоненте 183 с возможностью вращения. Второй конец ремня зажат у верхнего конца стойки голени между голенью и цилиндрической пружиной. Гибкий ремень может иметь фиксированную длину, либо ее длина может быть регулируемой при помощи скользящего регулятора (не показан) как в осуществлении согласно Фиг.35. Устройство 178 служит для аккумулирования энергии во время силовой нагрузки протеза в поздней фазе средней позиции стопы во время ходьбы, и эта аккумулируемая энергия высвобождается при прекращении силовой нагрузки, и это обстоятельство содействует генерированию энергии голени в сагиттальной плоскости, согласно описанию осуществления в соответствии с Фиг.35.The adapter 124, similar to the embodiments according to Figs. 35-39, is connected by corresponding fasteners (not shown) to the upper end of the lower leg strut for attaching the prosthesis to the sleeve on the lower limb of the user. The device 178, located behind the lower leg, on the prosthetic foot 170 is similar to the device 123 according to Fig. 35 and has a coil spring 179, one end of which rests on the upper end of the lower leg strut to move with it. One end of a flexible elongated element, a belt 180, is attached to the second free end of the coil spring by a metal clip 181. One end of this clip is attached to the first end of the belt and its other end is bent in clamping engagement with the free end of the coil spring, as in a device located behind the lower leg according to Fig. 35. The intermediate part of the flexible belt 180 extends down to the keel of the foot and the lower end of the calf shank, where it extends around the return 182 in the form of a cylindrical pin mounted on the attachment component 183 184 connecting the connecting element and the lower end of the calf shank. To minimize sliding resistance, pin 182 can be rotatably mounted in component 183. The second end of the belt is clamped at the upper end of the lower leg between the lower leg and the coil spring. The flexible belt may have a fixed length, or its length may be adjustable using a sliding adjuster (not shown) as in the embodiment of FIG. 35. The device 178 serves to accumulate energy during the force load of the prosthesis in the late phase of the midfoot position during walking, and this accumulated energy is released when the power load ceases, and this fact contributes to the generation of lower leg energy in the sagittal plane, according to the description of the implementation in accordance with FIG. 35.

Одно из отличий протеза 170 согласно Фиг.40 от протеза 70 согласно Фиг.28-30 заключается в том, что лодыжка протеза 170 выше над землей, чем лодыжка в протезе 70. Нужно отметить, что нижний конец реверсно искривленного спирального соединения 174 лодыжки согласно Фиг.40 находится над дугообразно изогнутым вверх средним отделом киля 171 стопы согласно Фиг.40 по причине проходящей вверх и назад конфигурации соединительного элемента 173, в то время как нижний конец 75 спирали 74 в протезе 70 согласно Фиг.28-30 ниже, чем высота дугообразного изогнутого вверх среднего отдела стопы киля. Установлено, что высота этой области лодыжки над землей влияет на угловое изменение в сагиттальной плоскости лодыжки, которое происходит в фазе позиции стопы во время ходьбы. Более высокое местонахождение области лодыжки увеличит угловое изменение, в то время как более низкое положение лодыжки уменьшит угловое изменение. Поэтому более высокое местоположение лодыжки согласно Фиг.40 имеет более высокий потенциал угловой скорости при одинаковом значении углового изменения, происходящего на проксимальном конце голени. Это увеличение угловой скорости имеет большое значение, например, высота лодыжки в два дюйма имеет на 35% меньшее угловое изменение, чем при высоте в три с половиной дюйма. Высота лодыжки, как это будет очевидно специалисту в данной области техники, в протезе согласно изобретению определяется несколькими факторами, включая размер и конфигурацию соединительного элемента, высоту продольной дуги, длину переднего, среднего и заднего отделов стопы киля, и пр.One of the differences between the prosthesis 170 according to FIG. 40 and the prosthesis 70 according to FIGS. 28-30 is that the ankle of the prosthesis 170 is higher above the ground than the ankle in the prosthesis 70. It should be noted that the lower end of the reverse curved ankle joint 174 of FIG. .40 is located above the arcuate upwardly curved middle section of the foot keel 171 according to FIG. 40 due to the upward and backward configuration of the connecting element 173, while the lower end 75 of the spiral 74 in the prosthesis 70 according to FIGS. 28-30 is lower than the height of the arcuate bent up mid about the division of the foot of the keel. It has been established that the height of this ankle region above the ground affects the angular change in the sagittal plane of the ankle, which occurs in the phase of the foot position while walking. A higher location of the ankle area will increase the angular change, while a lower position of the ankle will decrease the angular change. Therefore, the higher location of the ankle according to Fig has a higher potential angular velocity at the same value of the angular change occurring at the proximal end of the leg. This increase in angular velocity is of great importance, for example, an ankle height of two inches has a 35% smaller angular change than at a height of three and a half inches. The height of the ankle, as will be obvious to a person skilled in the art, in the prosthesis according to the invention is determined by several factors, including the size and configuration of the connecting element, the height of the longitudinal arc, the length of the front, middle and rear sections of the foot of the keel, etc.

На этом изложение приводимых в качестве примера осуществлений заканчивается. Несмотря на то, что изобретение изложено на нескольких поясняющих примерах, нужно упомянуть, что специалисты в данной области техники смогут предусмотреть многие прочие модификации и осуществления в рамках идеи и объема принципов изобретения. Например, нижний конец стойки голени в протезной стопе согласно изобретению не ограничивается параболической или спиральной формой, и он может иметь гиперболическую конфигурацию или иную направленную вниз выпуклую криволинейную конфигурацию, чтобы обеспечивать нужные создаваемые движения стопы, в соединении с килем стопы для образования голеностопного участка стопы. Устройство, размещенное сзади голени, не ограничивается использованием в нем ремня в качестве гибкого удлиненного элемента, и могут быть использованы такие другие элементы, как гибкий трос. Аналогично, конфигурация пружины в устройстве может отличаться от поясняемых здесь конфигураций. Например, эластичная трубка из металла или пластмассы, проходящая поперечно продольному расположению протеза, может находиться между удлиненным элементом и верхней частью голени для аккумулирования и высвобождения энергии. Признаки различных осуществлений, включая материалы для конструкции, также можно использовать друг с другом. В частности, в рамках приводимого выше описания, чертежей и прилагаемой формулы изобретения можно выполнить целесообразные варианты и модификации компонентов и/или компоновок выполнения объекта изобретения. Специалистам будут очевидны альтернативные виды использования помимо вариантов и модификаций компонентов и/или компоновок.This completes the presentation of exemplary implementations. Despite the fact that the invention is set forth in several illustrative examples, it should be mentioned that those skilled in the art will be able to envisage many other modifications and implementations within the scope and concept of the principles of the invention. For example, the lower end of the tibial foot in the prosthetic foot according to the invention is not limited to a parabolic or spiral shape, and it may have a hyperbolic configuration or another downward convex curvilinear configuration to provide the desired generated foot movements, in conjunction with the keel of the foot to form the ankle of the foot. A device located behind the lower leg is not limited to using a belt therein as a flexible elongated member, and other elements such as a flexible cable may be used. Similarly, the spring configuration in the device may differ from the configurations explained here. For example, an elastic tube made of metal or plastic extending transversely to the longitudinal location of the prosthesis may be located between the elongated element and the upper part of the lower leg for energy storage and release. Signs of various implementations, including materials for construction, can also be used with each other. In particular, within the framework of the above description, drawings, and the appended claims, it is possible to carry out suitable variations and modifications of the components and / or arrangements of the subject matter. Alternative uses will be apparent to those skilled in the art in addition to variations and modifications to components and / or arrangements.

Claims (26)

1. Система для протеза нижней конечности, содержащая
продольную стопу, имеющую передний отдел стопы на одном конце,
задний отдел стопы на противоположном конце и средний отдел стопы, проходящий между упомянутыми передним и задним отделами стопы;
лодыжку, прикрепленную к стопе;
вертикальную голень, проходящую вверх от лодыжки;
в которой лодыжка и голень сформированы упругим элементом,
проходящим вверх от стопы и имеющим обращенную вперед выпукло-изогнутую спиральную часть; и
в которой упомянутый элемент прикреплен к стопе соединительным элементом, сформированным монолитно с передним отделом стопы.
1. The system for the prosthesis of the lower limb, containing
a longitudinal foot having a forefoot at one end,
the back of the foot at the opposite end and the middle part of the foot, passing between the forefoot and hindfoot;
ankle attached to the foot;
vertical tibia extending upward from the ankle;
in which the ankle and lower leg are formed by an elastic element,
passing upward from the foot and having a convex-curved spiral part facing forward; and
in which the said element is attached to the foot by a connecting element formed integrally with the forefoot.
2. Система по п.1, в которой соединительный элемент проходит в направлении назад от переднего отдела стопы как консоль над средним отделом стопы и частью заднего отдела стопы.2. The system according to claim 1, in which the connecting element extends backward from the forefoot as a cantilever over the midfoot and part of the hindfoot. 3. Система по п.2, в которой задний и средний отделы стопы сформированы монолитно и соединены со сформированными монолитно передним отделом стопы и соединительным элементом.3. The system according to claim 2, in which the rear and middle sections of the foot are formed integrally and connected to the forefoot and the connecting element formed integrally. 4. Система по п.1, в которой нижний конец упругого элемента является реверсно изогнутым.4. The system according to claim 1, in which the lower end of the elastic element is reverse curved. 5. Система по п.5, в которой соединительный элемент вмещает в себе реверсно изогнутый нижний конец упругого элемента.5. The system according to claim 5, in which the connecting element contains a reverse curved lower end of the elastic element. 6. Система по п.4, в которой реверсно изогнутый нижний конец упругого элемента выполнен в виде спирали, образуя упомянутую спиральную часть.6. The system according to claim 4, in which the reverse curved lower end of the elastic element is made in the form of a spiral, forming the said spiral part. 7. Система по п.6, в которой радиально внутренний конец спирали упругого элемента прикреплен к соединительному элементу.7. The system according to claim 6, in which the radially inner end of the spiral of the elastic element is attached to the connecting element. 8. Система по п.1, в которой соединительный элемент содержит стопор, ограничивающий тыльное сгибание упругого элемента.8. The system according to claim 1, in which the connecting element contains a stopper, limiting the back bending of the elastic element. 9. Система по п.1, которая также содержит косметическое покрытие в форме стопы человека и нижней части ноги, причем упомянутое косметическое покрытие расположено над стопой, лодыжкой и по меньшей мере нижним концом голени, причем голень проходит вверх от лодыжки в нижнем покрытии ноги.9. The system according to claim 1, which also contains a cosmetic coating in the form of a human foot and lower leg, said cosmetic coating being located above the foot, ankle and at least the lower end of the lower leg, the lower leg extending upward from the ankle in the lower leg covering. 10. Система по п.1, которая также содержит устройство, размещенное сзади голени, на протезе для аккумулирования энергии во время силовой нагрузки протеза и для возвращения аккумулированной энергии при прекращении силовой нагрузки, чтобы увеличивать кинетическую энергию, генерируемую для движущей силы протезом во время ходьбы.10. The system according to claim 1, which also contains a device located on the back of the lower leg, on the prosthesis to store energy during the power load of the prosthesis and to return the accumulated energy when the power load is stopped, in order to increase the kinetic energy generated for the driving force of the prosthesis during walking . 11. Система по п.10, в которой упомянутое устройство содержит по меньшей мере один удлиненный элемент, проходящий между верхней частью голени и нижней частью протезной стопы, и по меньшей мере одну пружину, упруго смещаемую по меньшей мере одним удлиненным элементом при реагировании на движение вперед верхнего конца голени для аккумулирования энергии.11. The system of claim 10, wherein said device comprises at least one elongated element extending between the upper part of the lower leg and the lower part of the prosthetic foot, and at least one spring elastically biased by at least one elongated element in response to movement forward the upper end of the lower leg for energy storage. 12. Система по п.11, в которой по меньшей мере одна пружина представляет собой цилиндрическую пружину, свободный конец которой соединен с удлиненным элементом, при этом цилиндрическая пружина выполнена с возможностью упругого расширения при реагировании на движение вперед верхнего конца голени во время ходьбы для аккумулирования энергии.12. The system according to claim 11, in which at least one spring is a cylindrical spring, the free end of which is connected to an elongated element, while the cylindrical spring is made with the possibility of elastic expansion in response to forward movement of the upper end of the lower leg during walking for accumulation energy. 13. Протезная стопа, содержащая
продольный киль стопы, имеющий передний отдел стопы на одном конце, задний отдел стопы на противоположном конце и средний отдел стопы, проходящий между упомянутыми передним и задним отделами стопы;
вертикально ориентированную упругую стойку голени, прикрепленную к килю стопы на нижнем конце стойки голени, который формирует область упругого голеностопного сустава протезной стопы, и проходящую в основном вверх от киля стопы и имеющую обращенную вперед выпукло-изогнутую часть упругой стойки голени;
в которой стойка голени прикреплена к килю стопы соединительным элементом, сформированным монолитно с передним отделом стопы киля.
13. Orthopedic foot containing
a longitudinal keel of the foot having the forefoot at one end, the hindfoot at the opposite end, and the midfoot between the forefoot and hindfoot;
a vertically oriented elastic shank of the leg attached to the keel of the foot at the lower end of the leg of the leg, which forms the region of the elastic ankle joint of the prosthetic foot, and extending mainly upward from the keel of the foot and having the convex-curved portion of the elastic leg of the leg facing forward;
in which the tibia is attached to the keel of the foot with a connecting element formed integrally with the forefoot of the keel.
14. Протезная стопа по п.13, в которой соединительный элемент проходит в направлении назад от переднего отдела стопы как консоль над средним отделом стопы и частью заднего отдела стопы киля.14. The prosthetic foot of claim 13, wherein the connecting member extends backward from the forefoot as a cantilever over the midfoot and a portion of the back of the keel. 15. Протезная стопа по п.14, в которой задний и средний отделы стопы киля сформированы монолитно и соединены со сформированными монолитно передним отделом стопы и соединительным элементом.15. The prosthetic foot according to 14, in which the rear and middle sections of the keel foot are formed integrally and connected to the forefoot and the connecting element formed integrally. 16. Протезная стопа по п.13, в которой нижний конец упругого элемента является реверсно изогнутым.16. The prosthetic foot according to item 13, in which the lower end of the elastic element is reverse curved. 17. Протезная стопа по п.16, в которой соединительный элемент вмещает в себя реверсно изогнутый нижний конец стойки голени.17. The prosthetic foot according to clause 16, in which the connecting element accommodates the reverse curved lower end of the lower leg. 18. Протезная стопа по п.16, в которой реверсно изогнутый нижний конец стойки голени выполнен в виде спирали.18. The prosthetic foot according to clause 16, in which the reverse curved lower end of the lower leg is made in the form of a spiral. 19. Протезная стопа по п.18, в которой радиально внутренний конец спирали стойки голени прикреплен к соединительному элементу.19. The prosthetic foot according to claim 18, wherein the radially inner end of the shank of the shank is attached to the connecting element. 20. Протезная стопа по п.13, в которой соединительный элемент содержит стопор, ограничивающий тыльное сгибание стойки голени.20. The prosthetic foot according to item 13, in which the connecting element contains a stopper, limiting the back bending of the tibia. 21. Протезная стопа по п.13, которая также содержит косметическое покрытие в форме стопы человека и нижней части ноги, причем упомянутое косметическое покрытие расположено над килем стопы и по меньшей мере нижним концом стойки голени, причем стойка голени проходит вверх от киля стопы в нижнем покрытии ноги.21. The prosthetic foot according to item 13, which also contains a cosmetic coating in the form of a human foot and lower leg, and said cosmetic coating is located above the keel of the foot and at least the lower end of the lower leg, and the lower leg extends upward from the keel of the foot in the lower covering the legs. 22. Протезная стопа по п.13, которая также содержит устройство, размещенное сзади голени, на протезе для аккумулирования энергии во время силовой нагрузки протеза и для возвращения аккумулированной энергии при прекращении силовой нагрузки, чтобы увеличивать кинетическую энергию, генерируемую для движущей силы протезом во время ходьбы.22. The prosthetic foot according to item 13, which also contains a device located on the back of the lower leg, on the prosthesis for storing energy during the power load of the prosthesis and for returning the accumulated energy when the power load ceases to increase the kinetic energy generated for the driving force of the prosthesis during walk. 23. Протезная стопа по п.22, в которой упомянутое устройство содержит по меньшей мере один удлиненный элемент, проходящий между верхней частью стойки голени и нижней частью протезной стопы, и по меньшей мере одну пружину, упруго смещаемую по меньшей мере одним удлиненным элементом при реагировании на движение вперед верхнего конца голени для аккумулирования энергии.23. The prosthetic foot according to claim 22, wherein said device comprises at least one elongated element extending between the upper part of the calf post and the lower part of the prosthetic foot, and at least one spring elastically biased by at least one elongated element in response forward movement of the upper end of the lower leg for energy storage. 24. Протезная стопа по п.23, в которой по меньшей мере одна пружина представляет собой цилиндрическую пружину, свободный конец которой соединен с удлиненным элементом, при этом цилиндрическая пружина выполнена с возможностью упругого расширения при реагировании на движение вперед верхнего конца голени во время ходьбы для аккумулирования энергии.24. The prosthetic foot according to item 23, in which at least one spring is a cylindrical spring, the free end of which is connected to the elongated element, while the cylindrical spring is made with the possibility of elastic expansion in response to forward movement of the upper end of the lower leg while walking for energy storage. 25. Система для протеза нижней конечности, содержащая
продольную стопу;
лодыжку, прикрепленную к стопе;
вертикальную голень, проходящую вверх от лодыжки;
причем лодыжка и голень образованы упругим элементом, реверсно изогнутый нижний конец которого прикреплен к стопе, образуя лодыжку, и который проходит вверх от стопы и имеет обращенную вперед выпукло-изогнутую спиральную часть; и
упругий элемент прикреплен к стопе соединительным элементом, вмещающим изогнутый нижний конец элемента.
25. System for a prosthetic lower limb containing
longitudinal foot;
ankle attached to the foot;
vertical tibia extending upward from the ankle;
moreover, the ankle and lower leg are formed by an elastic element, the reverse curved lower end of which is attached to the foot, forming an ankle, and which extends upward from the foot and has a convex-curved spiral part facing forward; and
the elastic element is attached to the foot by a connecting element containing the curved lower end of the element.
26. Система по п.25, в которой реверсно изогнутый нижний конец упругого элемента выполнен в виде спирали, образуя упомянутую спиральную форму. 26. The system according A.25, in which the reverse curved lower end of the elastic element is made in the form of a spiral, forming the aforementioned spiral shape.
RU2006138501/14A 2004-04-01 2005-04-01 Foot prosthesis with adjustable characteristics RU2345736C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US55811904P 2004-04-01 2004-04-01
US10/814,260 US7611543B2 (en) 2001-03-30 2004-04-01 Prosthetic foot with tunable performance
US10/814,155 2004-04-01
US60/558,119 2004-04-01
US10/814,260 2004-04-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138501A RU2006138501A (en) 2008-05-10
RU2345736C2 true RU2345736C2 (en) 2009-02-10

Family

ID=37955096

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138482/14A RU2336055C2 (en) 2004-04-01 2005-04-01 Talocrural prosthesis with controlled functionality
RU2006138478/14A RU2348380C2 (en) 2004-04-01 2005-04-01 Prosthesis foot with adjusted functional characteristics
RU2006138501/14A RU2345736C2 (en) 2004-04-01 2005-04-01 Foot prosthesis with adjustable characteristics

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138482/14A RU2336055C2 (en) 2004-04-01 2005-04-01 Talocrural prosthesis with controlled functionality
RU2006138478/14A RU2348380C2 (en) 2004-04-01 2005-04-01 Prosthesis foot with adjusted functional characteristics

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN1937974A (en)
RU (3) RU2336055C2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017127915A1 (en) * 2016-01-25 2017-08-03 B-Temia Inc. Load bearing assistance apparatus for lower extremity orthotic or prosthetic devices
JP2021058318A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 BionicM株式会社 Foot part of artificial leg, and artificial leg

Also Published As

Publication number Publication date
RU2348380C2 (en) 2009-03-10
RU2006138482A (en) 2008-05-10
RU2336055C2 (en) 2008-10-20
RU2006138478A (en) 2008-05-10
RU2006138501A (en) 2008-05-10
CN1937974A (en) 2007-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2291676C2 (en) Foot prosthesis with controlled function
CA2561323C (en) Prosthetic foot with tunable performance
RU2345737C2 (en) Foot prosthesis with adjustable characteristics
US7611543B2 (en) Prosthetic foot with tunable performance
US8236062B2 (en) Prosthetic foot with tunable performance
US8070829B2 (en) Prosthetic foot with tunable performance
US20060030950A1 (en) Prosthetic foot with tunable performance
EP2648657B1 (en) Resilient prosthetic and orthotic components which incorporate a plurality of sagittally oriented struts
US20080188950A1 (en) Method for the Continuous Implementation of Polymerisation Processes
US20070213841A1 (en) Prosthetic foot with tunable performance
RU2345736C2 (en) Foot prosthesis with adjustable characteristics
WO2006107329A1 (en) Prosthetic foot with tunable performance
RU2294177C2 (en) Foot prosthesis possessing controllable functional properties
WO2005097010A2 (en) Prosthetic foot with tunable performance