CN101212929B - 矫形外科技术辅助装置、尤其是用于肢体的假肢 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矫形外科技术辅助装置、尤其是用于肢体的假肢，具有至少一个用于建立应有取向的可调整的元件，在该矫形外科技术辅助装置、尤其是用于肢体的假肢中，该应有取向可在无外部测量装置的情况下通过一个探测装置来检验，该探测装置这样定位和构造，使得一个区段在该应有取向中和在稳定的静态的承受负荷位置期间在测量面中无转矩以及当与该稳定的承受负荷位置偏离小时在测量面中产生转矩，并且该探测装置具有一些用于指示在两个彼此相反的方向上在测量面中出现的转矩的指示器(15，16；26，27，28)。

Description

矫形外科技术辅助装置、尤其是用于肢体的假肢

本发明涉及一种矫形外科技术辅助装置、尤其是用于肢体的假肢，具有至少一个用于建立应有取向的可调整的连接器。

矫形外科技术辅助装置、如矫正器和假肢的适配需要特别仔细，尤其是当涉及下肢体时。不正确地调节的假肢可引起假肢穿戴者的显著不安全，在最坏情况下甚至导致摔倒和由此引发的受伤。

为了适配矫正器、尤其是假肢，已公知了一些测量装置，这些测量装置测定在稳定的静态的承受负荷位置期间矫形外科技术辅助装置的合身程度，其方式是对作用在支承面上的力进行分析处理和适当的显示。申请人的这种系统已作为激光对线测力平台(LASARPosture)公知和使用。但问题在于，这种装置并非可供所有矫形外科机械师使用。

因此，本发明的任务在于，在适配矫形外科技术辅助装置时即使没有昂贵的测量系统也可实现确定的调整。

该任务通过开头所述类型的矫形外科技术辅助装置来解决，该矫形外科技术辅助装置的特征在于：设置有一个探测装置，该探测装置这样定位和构造，使得一个区段在应有取向中和在稳定的静态的承受负荷位置期间在测量面中无转矩以及当与该稳定的承受负荷位置偏离小时在测量面中产生转矩，并且该探测装置具有一些用于指示在两个彼此相反的方向上在测量面中出现的转矩的指示器。

根据本发明的矫形外科技术辅助装置允许在个体患者上通过在指示器上这样确定测量面中没有转矩来检验应有取向：在两个彼此相反的方向上没有产生转矩或者在稳定的静态的承受负荷位置之外可能波动运动时在两个方向上产生转矩。

在本发明的一个优选实施形式中，探测装置具有至少一个可绕转动点摆动的杠杆，其中，转动点位于稳定的承受负荷位置的承受负荷线上。所述可摆动的杠杆优选在一个端部上具有转动点并且所述可摆动的杠杆具有一个形成所述设计得无转矩的区段的转动的自由端部。

探测装置可固定地安装到矫形外科技术辅助装置中。在此优选的是，自由端部在该辅助装置使用时借助于一个固定装置、优选一个固定螺钉与该矫形外科技术辅助装置的一个结构部分固定地相连接并且为了检验应有取向可松开很小程度，以便允许所述区段在测量面中在两个方向上摆动。矫形外科技术辅助装置的应有取向的检验通过松开固定装置来进行，由此，杠杆的自由端部可在取向正确时在优选形成矢状面的测量面中既不向上也不向下运动，而是保持在松开的固定装置的止挡之间的平衡位置中。在患者稍微进行平衡运动时，即与稳定的静态的承受负荷位置如通过直立时的平衡运动引起地稍微偏离时，杠杆的自由端部在两个彼此相反的方向上相应运动。反之，如果与应有取向存在显著偏离，即存在矫形外科技术辅助装置的误调整，则杠杆在固定装置松开时紧紧贴靠在一个止挡上，由此可识别误调整。在校正了矫形外科技术辅助装置的调整之后可重新进行检验。如果然后建立了应有取向，则可操作固定装置并且使用调整正确的矫形外科技术辅助装置。

在一个作为替换方案的实施形式中，探测装置包括两个借助于转动点彼此相连接的杠杆，这些杠杆具有自由端部，这些自由端部在应有取向中在稳定的承受负荷位置期间构成一些彼此相对无转矩的区段。指示器在此可通过逆着自由端部的相对运动起作用的止挡构成。

为了避免两个杠杆彼此相对的显著运动，指示器可以是电子的力传感器，通过这些电子的力传感器可测量出现的转矩。

这样来避免电子结构元件及其能量供应装置：指示器是弹性的缓冲器，这些缓冲器可通过自由端部的相对运动变形。但这种指示器以杠杆彼此相对显著运动为先决条件，由此，探测装置符合目的地构造成可更换的适配器并且可仅为了检验应有取向取代一个相同大小的结构元件安装在该矫形外科技术辅助装置中。该适配器于是可以以固定的取向嵌入到矫形外科技术辅助装置中，以便检验应有取向。为了使用矫形外科技术辅助装置则将相同大小的结构元件安装在适配器的位置上，因为使用具有该适配器的矫形外科技术辅助装置由于弹性的缓冲器而会导致对于患者不安全的运动经历。

优选该实施形式用于具有膝关节的假肢。但也可构造成其它关节、尤其是髋关节。

下面借助于附图中所示的实施例来详细描述本发明。附图表示：

图1具有通过固定螺钉固定的探测装置的人造的脚的示意性纵向剖面；

图2固定螺钉被松开时根据图1的视图；

图3在膝关节上方具有探测装置的假肢的示意性视图；

图4根据图3的探测装置的细节视图。

图1和图2中示出了一个脚假肢，该脚假肢在功能上的结构部分安置在一个构成脚轮廓的装饰性外壳1中。一个脚掌结构件基本上在该脚的整个长度上延伸，该脚掌结构件由一个条状的下部的脚掌弹簧2和一个设置在该下部的脚掌弹簧上的、也在脚的长度上延伸的控制弹簧3组成。两个弹簧2、3可由合适的弹性材料构成，例如由碳纤维增强的塑料构成。在通过两个弹簧2、3构成的脚掌结构件上方设置有一个杠杆4形式的刚性的脚上部件，在该脚上部件的上侧上设置有一个(未示出的)适配器，一个小腿管件6的调整套管5伸过该适配器。在调整套管5的下端部上设置有四个调整螺钉J，通过这些调整螺钉可调节调整套管5相对于脚结构件的位置并且由此调节小腿管件6相对于脚结构件的位置，其方式是调整螺钉J与棱锥台表面(在根据图4的适配器上可看到)共同作用。

脚上部件的杠杆4从脚跟端部延伸直到大致位于脚中部的前端部，在该前端部上杠杆4与控制弹簧3和脚掌弹簧2在中间各连接有一个扁平的减振器7、8的情况下相连接。该连接借助于销栓9这样进行，使得杠杆4可相对于控制弹簧3并且相对于脚掌弹簧2以及使得控制弹簧3相对于脚掌弹簧2在矢状面中进行摆动运动，而在垂直于该矢状面的冠状面中给定至少降低的运动自由度。

在脚跟端部上，杠杆4借助于一个固定螺钉10与控制弹簧3的后端部相连接。在控制弹簧3的后端部与脚掌弹簧2的后端部之间嵌入一个弹性泡沫材料块形式的脚跟减振器11，该脚跟减振器当脚跟踩踏时承受压力负荷以及当脚在脚趾区域上滚动时承受拉力负荷。拉力负荷通过一个分别在外部缠绕脚掌弹簧2和控制弹簧3的带12限制，该带不妨碍脚跟减振器11压缩，但限制脚跟减振器在拉力作用下伸长。

在脚趾区域中的前端部上脚掌弹簧与控制弹簧3通过另一个减振器13彼此相连接。

当脚跟踩踏时，脚跟减振器11压缩，由此，小腿假肢的小腿管6的位置相对于脚掌结构件2、3向后摆动，由此产生脚相对于小腿管6的期望的跖屈。控制弹簧3在此作为双臂杠杆起作用，该双臂杠杆的脚跟区段相对于脚掌弹簧2的脚跟区段向下压，由此，控制弹簧3在朝向脚趾区域的前脚掌区域中使脚掌弹簧2抬高并且因此模拟脚跟踩踏时自然的脚趾运动，该脚趾运动使脚的滚动容易。当脚超过直立阶段滚动时，有凸度地朝底侧外凸地成形的脚掌弹簧在前脚掌区域中承受负荷，由此，脚掌弹簧2在脚跟区域中相对于杠杆4向下压，由此，减振器11卸荷或承受拉力负荷。所述负荷通过柔性的、但非弹性的带12限制。

所示的脚的构造基于：杠杆4与脚掌结构件2、3之间的通过减振器7、8和销栓9构成的并且形成转动点的活节结构位于患者在直立时的竖直的承受负荷线14上，这如图2中所示。据此，患者的重心位于转动点7、8、9的正上方。如果情况并非如此——因为患者的重心由于假肢的调节不是位于转动点7、8、9的正上方而是如图2中对于承受负荷线14′所描绘的那样与该假肢形成一个角，则在杠杆4上施加一个转矩，使得杠杆4以其自由端部压在螺钉10的上部的头部上。反之，如果承受负荷线14位于转动点7、8、9的正上方，则杠杆4的脚跟端部不承受负荷，即杠杆4关于转动点7、8、9无转矩。

为了检验小腿管件6相对于杠杆4的正确调整，将固定螺钉10松开，由此对于杠杆4的脚跟端部获得一个垂直的运动区域，该运动区域通过一个由螺钉头部形成的上部的止挡15和一个在此由控制弹簧3的脚跟端部形成的下部的止挡16限制。如果竖直的承受负荷线14位于转动点7、8、9的正上方，则杠杆4的脚跟端部不承受负荷并且因此可在通过止挡15、16限制的运动区域内占据一个平衡位置。反之，如果承受负荷线14′在相对于竖直线成角度的情况下通入到转动点7、8、9中，则在杠杆4上施加一个转矩，该转矩在承受负荷线14′的情况下使杠杆4的脚跟端部压在上部的止挡15上。杠杆4的自由的脚跟端部在此在相应的误调整时保持在上部的止挡15上，即使患者在直立时进行通常的平衡-补偿运动。

反之，如果调整是正确的，使得重心位于竖直的承受负荷线14中，则患者的平衡-补偿运动导致杠杆4的脚跟端部在上部的止挡与下部的止挡之间运动，这如从杠杆称所已知的那样。如果调整进行得正确，则在矢状面中向前或向后得到的两个平衡-补偿运动可通过杠杆4的脚跟端部在运动区域中向上和向下相应运动识别。在其它情况下，杠杆4的自由端部由于误调整而保留在止挡15、16中的一个上。

如果已经确定调整正确，则可拧紧固定螺钉10，以便建立杠杆4与脚掌结构件2、3的固定连接并且对于患者在行走期间不通过脚结构部分内部的运动间隙产生不安全感。

图3和图4中示出了另一个实施例。可看到脚假肢的装饰性外壳1和连接在其上的小腿管件6。在小腿管件6的上端部上设置有一个人造的膝关节17，该膝关节使小腿管件6与用于患者大腿残肢的接收喇叭筒18相连接。图3中绘入了竖直的承受负荷线14，该承受负荷线应在矢状面中延伸通过患者的重心。在理想情况下，竖直的承受负荷线14延伸通过脚假肢的转动点7、8、9并且在膝关节的转动轴19之前约20mm处延伸。

在使用中，膝关节17通过一个(未示出的)固定适配器与接收喇叭筒18固定地相连接。固定适配器在此可配备有附加功能。为了检验该假肢装置的调整，将一个具有探测装置的适配器20嵌入到膝关节17与接收喇叭筒18之间。该探测装置具有一个下部的杠杆21和一个上部的杠杆22，这些杠杆在它们的前侧端部上通过一个转动活节23可转动地彼此相连接。下部的杠杆设置有一个具有调整螺钉J的适配器衬套24，以便建立与小腿管件的可调整的连接，该小腿管件在上侧上设置有一个具有截锥表面的适配器。上部的杠杆22平行于下部的杠杆21延伸并且在其上侧上设置有一个适配器25，通过该适配器可使在底侧上设置有一个用于与适配器25相连接的适配器衬套件(相应于24)的接收喇叭筒18可调整地相连接。

两个杠杆21、22之间的转动活节23这样布置，使得该转动活节位于竖直的承受负荷线14上，即位于关节轴19前侧20mm处。杠杆21、22的朝向背侧的自由端部通过一个连接在中间的中部的减振器26、一个在外部安置在上部的杠杆22上的上部的减振器27、一个安置在下部的杠杆21上的外部的减振器28彼此相连接，其方式是具有外部的止挡片30的拉紧装置29这样连接该装置，使得减振器26至28被接触，但不被压缩。如果转动活节23以转动轴位于竖直的承受负荷线14上，则杠杆21、22的自由端部没有力，由此，减振器26至28保持不压缩。

反之，如果竖直的承受负荷线14由于误调整而设置在转动活节23的背侧，则两个杠杆21、22在它们的自由端部上相互压，由此，中部的减振器26压缩。导致中部的减振器26变形的压缩可简单地识别，由此，中部的减振器26作为用于竖直的承受负荷线14向后移位的指示器使用。

反之，如果承受负荷线14位于转动活节23的前侧，则出现将杠杆21、22的自由端部彼此压开的转矩，由此，外部的减振器27、28压缩并且由此变形。外部的减振器27、28由此作为用于承受负荷线14向前移位到理想状态之前的指示器使用。

显而易见，减振器26、28可用电子的力传感器(压力传感器，加速度传感器)来替代，以便确定作用在杠杆21、22上的转矩。因为这些电子的力传感器以不可察觉的测量行程工作，所以这种探测装置可在假肢正常使用期间保留在假肢中，因为测量装置在假肢装置中不导致间隙。

反之，为了正常使用假肢装置，具有减振器26至28的探测装置的简单且廉价的构型需要用适配器嵌件替换该探测装置。

在一个简单的实施形式中，转动活节23也可通过固定铰链构成。指示器在此也可通过开关构成。

Claims (11)

1.一种矫形外科技术辅助装置，具有至少一个用于建立应有取向的可调整的元件，其特征在于：设置有一个探测装置，该探测装置这样定位和构造，使得一个区段在该应有取向中和在稳定的静态的承受负荷位置期间在测量面中无转矩以及当与该稳定的承受负荷位置偏离小时在测量面中产生转矩，并且该探测装置具有一些用于指示在两个彼此相反的方向上在测量面中出现的转矩的指示器(15，16；26，27，28)。

2.根据权利要求1所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该探测装置具有至少一个可绕转动点(7，8，9；23)摆动的杠杆(4；21，22)；该转动点(7，8，9；23)位于该稳定的承受负荷位置的承受负荷线(14)上。

3.根据权利要求2所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：所述杠杆(4；21，22)在一个端部上具有该转动点(7，8，9；23)并且所述杠杆具有一个形成所述区段的转动的自由端部。

4.根据权利要求3所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该自由端部在该辅助装置使用时借助于一个固定装置(10)与该矫形外科技术辅助装置的一个结构部分固定地相连接并且为了检验该应有取向可松开很小程度，以便允许所述杠杆(4)的所述区段在测量面中在两个方向上摆动。

5.根据权利要求4所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该矫形外科技术辅助装置为脚假肢的形式。

6.根据权利要求2至4中一项所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该探测装置包括两个借助于该转动点(23)彼此相连接的杠杆(21，22)，所述杠杆具有自由端部，所述自由端部在该应有取向中在该稳定的承受负荷位置期间构成一些彼此相对无转矩的区段；所述指示器通过逆着所述自由端部的相对运动起作用的止挡(26，27，28)构成。

7.根据权利要求6所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：所述指示器是电子的力传感器。

8.根据权利要求6所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：所述指示器是弹性的减振器(26，27，28)，所述减振器可通过所述自由端部的相对运动变形。

9.根据权利要求1所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该探测装置构造成可更换的适配器(20)并且可仅为了检验该应有取向取代一个相同大小的结构元件安装在该矫形外科技术辅助装置中。

10.根据权利要求6所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该矫形外科技术辅助装置是具有膝关节(17)的假肢。

11.根据权利要求1所述的矫形外科技术辅助装置，其特征在于：该矫形外科技术辅助装置是用于肢体的假肢。

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