CN212346846U - 一种人体膝关节支具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人体膝关节支具，包括上固定带和下固定带，以及一对用于设置在膝关节内侧和外侧的膝关节保护盘，所述上固定带上设置两根刚性的上支撑杆，末端固定设置在所述膝关节保护盘上，所述下固定带上设置两根刚性的下支撑杆，末端可枢转地设置在所述膝关节保护盘上，所述下支撑杆的末端包括与杆体垂直的短轴，每个所述膝关节保护盘包括一J形滑槽，用于容纳所述下支撑杆末端的短轴。本实用新型具有轻巧的结构，能够对局部病变部位进行有效的矫形、支撑和保护，并最大限度地消除关节活动阻碍，促进局部病变的康复。

Description

一种人体膝关节支具

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及一种针对膝关节局部病变的矫形支具。

背景技术

人体膝关节软骨随着年龄的增长而逐渐磨损，随之引发各种膝关节疾病，导致变形、发炎，引起疼痛等症状，严重时影响正常走路。因此老龄人群普遍经受着膝关节问题的困扰。

现在，针对膝关节问题也出现了一些辅助性器械，用于缓解疼痛，辅助病人走路。然而这些设备普遍可以分为两类，各有各的缺陷，无法满足人们的康复和提升生活质量的需求。

一类器械为了模拟行走中的膝关节运动特征，提供复杂的支撑机构，如中国专利文献CN 105012056A公布的下肢外骨骼结构体，以充分分担膝关节所承受的压力和摩擦，消减疼痛，承担下肢行走功能。这种机构由于结构复杂同时也非常笨重，对于已经基本失去行走功能的人群来讲，有一定的帮助，而对于那些只是面临下肢局部病变的患者而言，例如骨性关节炎、半月板损伤，没有移位的平台骨折，小孩子的内外八字畸形，膝关节内外翻畸形这类患者而言，这种机构将带来额外的负担，严重影响生活质量，长期使用产生依赖性，不利于康复。

另一类器械则着重实现对损伤部位的固定，结构过于简单，未能充分考虑关节和骨骼的结构和力学特征，舒适性差，影响关节活动自由，同样不利于康复。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中复杂的膝关节支具笨重且不适用于局部病变的康复，或者轻巧的膝关节支具影响关节活动自由不能给予符合人体工学的支撑和保护，提出一种膝关节支具，既具有轻巧的结构不增加病人额外的负担，又能够对局部病变部位进行有效的矫形、支撑和保护，并最大限度地消除关节活动阻碍，最终促进局部病变的康复。

(二)技术方案

为了达到上述目的之一，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种膝关节支具，包括一个上固定带，一个下固定带，以及一对膝关节保护盘，所述上固定带上设置两根刚性的上支撑杆，所述两根上支撑杆用于在所述上固定带固定在大腿外周时分别沿大腿的内侧和外侧向下延伸，末端固定设置在所述膝关节保护盘上，所述下固定带上设置两根刚性的下支撑杆，所述两根下支撑杆用于在所述下固定带固定在小腿外周时分别沿小腿的内侧和外侧向上延伸，末端活动地设置在所述膝关节保护盘上，每个所述膝关节保护盘包括一J形滑槽，所述下支撑杆的所述末端能够沿所述J形滑槽移动并相对于所述膝关节保护盘转动。

优选地，所述下支撑杆的末端包括与杆体垂直的短轴，容纳在所述J 形滑槽中。

优选地，所述短轴和/或所述J形滑槽中的至少一个包括减摩材料层。

优选地，至少一个所述上支撑杆上设置有适于操作的长度调节机构。

优选地，所述长度调节机构包括调节盘和齿轮，所述上支撑杆的至少一部分包括齿条，所述调节盘适于调节所述齿轮与所述齿条的啮合位置以调整所述上支撑杆的长度。

优选地，两个所述上支撑杆之间和两个所述下支撑杆之间均包括膝关节助力半环，所述膝关节助力半环之间设置弹性带。

优选地，所述下支撑杆的下端能够绕自身轴线相对于所述下固定带枢转。

优选地，所述下支撑杆的下端可枢转且防脱出地安装在一安装座中，所述安装座固定在所述下固定带上，所述安装座中设置用于所述下支撑杆的角度控制器。

优选地，还包括一髌骨矫正器，所述髌骨矫正器包括一个髌骨固定环和两个弹力带，所述弹力带将所述髌骨固定环可拆卸地固定在所述膝关节保护盘上。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：以轻便的结构对膝关节局部病变部位进行支撑，减轻膝关节压力继而减轻病痛，于此同时，允许胫骨相对于股骨枢转时沿瞬心轨迹移动，符合膝关节运动的生物学特征，在提供矫形和保护的同时最大限度地保证了穿戴舒适度。

进一步地，还提供了对髌骨平台左右磨损不均的矫正功能、髌骨外翻或内翻的矫正功能、内八或外八的矫正功能。

更进一步地，支具允许深屈膝动作中，胫骨相对于股骨向外自然偏转。

更进一步地，支具帮助提供伸膝屈膝的力量并锻炼伸膝屈膝的力量。

附图说明

图1显示了根据本实用新型实施例1的膝关节支具的正向使用状态示意图；

图2显示了根据本实用新型实施例1的膝关节支具的内侧使用状态示意图；

图3a显示了根据本实用新型实施例1的膝关节支具的膝关节保护盘的分解视图；

图3b显示了图3a中A的局部放大图；

图4显示了根据本实用新型实施例1的膝关节支具的结构示意图；

图5显示了图4中A-A向局部剖视图；

图6显示了根据本实用新型实施例2的膝关节支具的内侧使用状态示意图；

图7显示了根据本实用新型实施例2的膝关节支具的结构示意图；

图8显示了根据本实用新型实施例3的膝关节支具的内侧使用状态示意图；

图9显示了根据本实用新型实施例3的膝关节支具的上支撑杆长度调节机构的结构示意图；

图10显示了根据本实用新型实施例4的膝关节支具的结构示意图；

图11显示了根据本实用新型实施例5的膝关节支具的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

本说明书涉及的内外、上、下、左、右、前、后等方位表达，均表示在本实用新型应用于人体时，以人体为参照的相对位置，不意欲限制产品的各部分自身的空间关系。

实施例1

图1-2显示了本实用新型实施例1的膝关节支具，包括一个用于可拆卸地缠绕固定在大腿外周的上固定带11，一个用于可拆卸地缠绕固定在小腿外周的下固定带12，以及一对用于设置在膝关节内侧和外侧的膝关节保护盘13a、13b。所述上固定带11上设置两根刚性的上支撑杆14a、 14b，所述两根上支撑杆14a、14b用于在所述上固定带11固定在大腿外周时分别沿大腿的内侧和外侧向下延伸，末端固定设置在所述膝关节保护盘13a或13b上。

所述下固定带12上设置两根刚性的下支撑杆15a、15b，所述两根下支撑杆15a、15b用于在所述下固定带11固定在小腿外周时分别沿小腿的内侧和外侧向上延伸，末端可枢转地设置在所述膝关节保护盘13a或13b 上，所述枢转的轴线与所述下支撑杆15a或15b垂直。

所述上固定带11和所述下固定带12包括至少一层柔性材料层以及至少一层加强层。所述柔性材料层作为贴合人体衣物或皮肤的内衬和/或作为形成良好触感或观感的表皮。所述加强层包括复合材料、尼龙等。所述上支撑杆14a、14b借助于铆钉或其他常用的固定手段固定于所述加强层，或同时也固定于所述柔性材料层。

所述上固定带11和所述下固定带12均包括缠绕大腿或小腿的固定结构111或121，例如采用魔术贴。

为了简明起见，后文中仅针对与上固定带11和所述下固定带12连接的位于大腿或小腿内侧的一组上支撑杆14a、下支撑杆15a和膝关节固定盘13a的结构进行详细描述。若无特殊说明，位于大腿或小腿外侧的一组与内侧一组对称地相同设置。

在图1的实施例中，上支撑杆14a和上固定带11或膝关节保护盘13a 之间均借助于铆钉或其他固定装置固定连接；下支撑杆15a和下固定带 12之间借助于铆钉或其他固定装置固定连接。

所述下支撑杆朝向膝关节保护盘13a的末端设置一短轴151a，所述短轴151a与杆体垂直。在图4-5所示的实施例中，所述短轴151a为单独的部件，固定地连接于下支撑杆15a的末端。当然，短轴151a也可以与下支撑杆15a的末端一体地形成。所述短轴151a用于与所述膝关节保护盘13a接合。

每个所述膝关节保护盘13a包括本体，由具有一定强度的材料制成，如金属、ABS、陶瓷等，以保证结构稳定性。膝关节保护盘13a包括一J 形滑槽131a，用于容纳所述下支撑杆末端的短轴151a。图中所示，J形滑槽131a贯穿膝关节保护盘13a的厚度，可选地，J形滑槽131a也可以不贯穿地设置，只要使短轴151a可靠地在其中滑动，不易脱出即可。本实用新型的支具固定在用户下肢使用，当膝关节屈伸，所述下支撑杆15a 围绕一短轴151a相对于所述上支撑杆14a(及膝关节保护盘13a)旋转，与此同时，所述短轴151a沿着J形滑槽131a移动，以适应胫骨相对于股骨的瞬心变化。

所述J形滑槽131a包括第一端1311a和第二端1312a，J形的主体滑槽轨道在此两端之间延伸。所述J形滑槽的第一端1311a具有向上扩大的头部空间，并与J形滑槽131a的主体滑槽轨道之间通过弧形过渡面连接，其作用是在下肢直立时，下支撑杆末端的短轴151a容纳在所述向上扩大的头部空间中，抵顶头部空间的顶部以形成支撑，并在膝盖弯曲时通过弧形过渡面顺利进入主体滑槽轨道。

J形滑槽131的主体滑槽轨道需要针对个体进行个性化制作，才能满足个体舒适性需求，因此，需要依据个体差异对J形滑槽进行测绘。所述测绘可借助于一测绘装置，包括朝向膝关节垂直固定在小腿上的涂色笔，以及固定在大腿上贴合膝关节设置的涂色板。借助于所述测绘装置，将针对个体的J形滑槽的延伸轨迹画出，从而保证后续制造出的膝关节支具提供最理想的支撑和保护。

基于测绘到的J形滑槽的延伸轨迹采用3D打印、注塑或机加工的方式获取带有所述J形滑槽的所述膝关节保护盘；其中，所述获取针对个体的J形滑槽的延伸轨迹包括，将所述涂色板贴合膝关节内侧或外侧固定于大腿，将所述涂色笔固定于小腿并指向所述涂色板；使个体进行屈伸膝动作，使所述涂色笔在所述涂色板上形成轨迹。在形成轨迹的过程中，始终保持所述涂色笔与所述涂色板保持垂直。

优选地，如图5所示，所述短轴151a包括L形结构，所述L形结构的尾部1511a穿过J形滑槽131a并沿膝关节保护盘15a的表面向垂直于 J形滑槽走向的方向延伸，钩住膝关节保护盘15a的表面，使所述下支撑杆不易与所述膝关节保护盘脱离连接。

为了在伸屈膝盖时运动不受阻，优选选用减摩材料形成短轴和/或J 形滑槽131a，这样伸屈膝运动将得以轻松实现。

所述膝关节保护盘13a的本体上包括下支撑杆安装槽132a，所述下支撑杆安装槽132a从本体的一个侧面向内凹进，并允许下支撑杆15a的末端卡入所述J形滑槽131a后所述下支撑杆15a的整个厚度容纳在所述安装槽中，并且，所述下支撑杆安装槽132a允许所述下支撑杆15a到达J形滑槽131a的任何一个位置。所述本体上还设置有上支撑杆安装槽 134a，所述上支撑杆安装槽134a适于所述上支撑杆固定安装在其中并且全部厚度容纳其中。

所述上支撑杆14a和下支撑杆15a位于所述膝关节保护盘13a的末端具有弧形的轮廓，以最大程度节省安装的空间。特别是，所述下支撑杆 15a的末端为圆弧形，所述下支撑杆安装槽132a的至少部分边缘沿着所述下支撑杆15a的圆弧形末端沿J形滑槽运动时的包络线设置。

如此，上支撑杆14a和下支撑杆15a最好设置成片状，至少在末端形成片状，以便于整体上减少上固定带11、下固定带12、膝关节保护盘13a 的厚度。在实施例1-3、5中均采用这种构造(并非限制)，在实施例4 中针对下支撑杆15a的运动需求，结构有所变化。

优选地，所述下支撑杆安装槽和上支撑杆安装槽均设置在所述本体的同一侧面。更优选地，该侧面设置一缓冲层133a，将所述上支撑杆和下支撑杆部分覆盖。在使用中，缓冲层133a接近膝盖，避免对皮肤或衣物造成磨损或擦伤。

实施例2

与实施例1相比，图6-7显示的实施例2还包括髌骨矫正器16，所述髌骨矫正器16包括一个髌骨固定环161和两个弹力带162a和162b，所述弹力带162a或162b中至少有一个可拆卸地与所述膝关节保护盘连接，例如将所述弹力带162a上的开口挂在膝关节保护盘13a上设置的钩或扣上。两个弹力带162a和162b之间固定设置有髌骨固定环161。优选地，所述髌骨固定环161由高弹力材料柔性材料制成。当弹力带162a和 162b与膝关节保护盘13a固定，所述髌骨固定环161向理想的方向施加拉力，形成偏移的趋势，从而对髌骨错位或其他髌骨损伤进行矫正。所述弹力带162a或162b的长短可以调节。

实施例3

与实施例1相比所不同的是，图8-9中的上支撑杆上设置有长度调节装置。在图9所显示的实施例中，所述长度调节装置17a包括调节盘171a 和齿轮172a，所述上支撑杆分为上下两段153a和154a，每一段都具有与所述齿轮172a啮合的齿条155a，所述调节盘适于调节所述齿轮与所述齿条的啮合位置以调整上下两段153a和154a重叠的长度，从而调节所述上支撑杆的长度。

实施例4

与实施例1相比所不同的是，图10所示的实施例4中，下支撑杆25a 与下固定带12的连接关系为枢转连接而非固定连接，并且所述下支撑杆 25a朝向下固定带12的一杆段251a设计为圆柱形，以充当所述下支撑杆 25a相对于下固定带12的枢转轴线。

优选地，所述下支撑杆25a与所述膝关节保护盘连接的末端仍为板状，并逐渐向杆段251a形成过渡形状。

所述下固定带12上设置有安装座252a，所述杆段251a插入其中并由轴承253a可转动地支承。优选地，所述杆段251a末端设置沿轴向回弹的弹簧装置254a，以吸收轴向的冲击。

优选地，所述安装座252a中还设置角度控制器(未示出)，以控制所述下支撑杆25a相对于安装座252a转动的角度。借此，该装置能够对内八或外八型骨关节移位或行为习惯进行矫正，以及允许膝关节弯曲过程中，特别是深蹲动作中，小腿相对于大腿自然向外旋转。

实施例5

与实施例1相比所不同的是，图11所示的实施例5中，在两个上支撑杆之间以及在两个下支撑杆之间固定地各设置一个环抱大腿或小腿的膝关节助力半环18a和18b，所述膝关节助力半环18a和18b本身为刚性结构并与支撑杆之间刚性连接，上下两个所述膝关节助力半环18a和18b 之间设置至少一根弹性带19。具体地，所述膝关节助力半环18a和18b 可以同时从大腿或小腿的前侧环抱并借助于弹性带19增强伸膝力量；或同时从大腿或小腿的后侧环抱并借助于弹性带19锻炼伸膝力量和/或增强屈膝力量。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；各个实施例之间互相无冲突，可以单独使用或任意组合使用；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种人体膝关节支具，其特征在于，包括一个上固定带，一个下固定带，以及一对膝关节保护盘，

所述上固定带上设置两根刚性的上支撑杆，所述两根上支撑杆用于在所述上固定带固定在大腿外周时分别沿大腿的内侧和外侧向下延伸，末端固定设置在所述膝关节保护盘上，

所述下固定带上设置两根刚性的下支撑杆，所述两根下支撑杆用于在所述下固定带固定在小腿外周时分别沿小腿的内侧和外侧向上延伸，末端活动地设置在所述膝关节保护盘上，

每个所述膝关节保护盘包括一J形滑槽，所述下支撑杆的所述末端能够沿所述J形滑槽移动并相对于所述膝关节保护盘转动。

2.根据权利要求1所述的人体膝关节支具，其特征在于，所述J形滑槽第一端和第二端，所述第一端在膝关节直立时容纳所述下支撑杆的所述末端，所述第二端在膝关节弯曲至极限时容纳所述下支撑杆的所述末端，所述第一端包括向上扩大的头部。

3.根据权利要求1所述的人体膝关节支具，其特征在于，所述下支撑杆的末端包括与杆体垂直的短轴，容纳在所述J形滑槽中。

4.根据权利要求3所述的人体膝关节支具，其特征在于，所述短轴和/或所述J形滑槽中的至少一个包括减摩材料层。

5.根据权利要求1所述的人体膝关节支具，其特征在于，至少一个所述上支撑杆上设置有适于操作的长度调节机构。

6.根据权利要求5所述的人体膝关节支具，其特征在于，所述长度调节机构包括调节盘和齿轮，所述上支撑杆的至少一部分包括齿条，所述调节盘适于调节所述齿轮与所述齿条的啮合位置以调整所述上支撑杆的长度。

7.根据权利要求1所述的人体膝关节支具，其特征在于，两个所述上支撑杆之间和两个所述下支撑杆之间均包括膝关节助力半环，所述膝关节助力半环之间设置弹性带。

8.根据权利要求1所述的人体膝关节支具，其特征在于，所述下支撑杆的下端能够绕自身轴线相对于所述下固定带枢转。

9.根据权利要求8所述的人体膝关节支具，其特征在于，所述下支撑杆的下端可枢转且防脱出地安装在一安装座中，所述安装座固定在所述下固定带上，所述安装座中设置用于所述下支撑杆的角度控制器。

10.根据权利要求1或5或7或8所述的人体膝关节支具，其特征在于，还包括一髌骨矫正器，所述髌骨矫正器包括一个髌骨固定环和两个弹力带，所述弹力带将所述髌骨固定环可拆卸地固定在所述膝关节保护盘上。

Images