DE10393458B4

DE10393458B4 - Fußprothese mit elastischem Knöchel und schräger Befestigung

Info

Publication number: DE10393458B4
Application number: DE10393458.8T
Authority: DE
Inventors: Roland J. Christensen
Original assignee: Freedom Innovations LLC
Current assignee: Proteor USA LLC
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: DE10393458T5; WO2004032809A1; AU2003279838A1; IS7771A

Abstract

Fußprothesenvorrichtung (10, 110, 310, 410, 510), mit: a) einem langgestreckten Vorderfußteil (14, 114, 314), der sich 1) nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt (22), der dazu ausgelegt ist, mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt zu werden, 2) nach unten durch einen Knöchelabschnitt (26), der an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, 3) nach vorn durch einen Spannabschnitt (30) und 4) zu einem Zehenabschnitt (34), der an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, erstreckt; und b) einem langgestreckten hinteren Knöchelteil (12, 112), der sich 1) nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt (138), der am Befestigungsabschnitt (22) des Vorderfußteils (14, 114) befestigt ist, 2) nach unten durch einen Knöchelabschnitt (42, 52), 3) nach vorn unter den Knöchelabschnitt (26) des Vorderfußteils (14, 114, 314) und 4) nach hinten zu einem Fersenabschnitt (50), der an einer Fersenstelle einer natürlichen Ferse angeordnet ist, erstreckt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fußprothesen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Fußprothese mit einem elastischen Knöchel, einem langgestreckten Vorderfuß und einer schrägen Befestigung.
Stand der Technik
Viele Personen haben aus verschiedenen Gründen, einschließlich Krieg, Unfall oder Krankheit, eine Gliedmaße verloren. In den meisten Fällen können diese Personen nicht nur relativ normale Leben führen, sondern ebenso körperlich aktive Leben. Häufig wird diesen Personen in ihren täglichen Leben durch eine Gliedmaßenprothese geholfen. Das Ziel einer Prothese besteht darin, eine künstliche Gliedmaße bereitzustellen, die die Funktion und das natürliche Gefühl der ersetzten Gliedmaße simuliert.
Mit Bezug auf Fußprothesen war die Entwicklung eines funktionalen und natürlichen künstlichen Fußes nur durch das Material und die Vorstellung begrenzt. Viele Entwürfe haben versucht, die Anatomie des Fußes zu kopieren oder seine Handlungen zu simulieren, indem die Knochen und der Muskel durch verschiedene mechanische Komponenten ersetzt wurden. Andere Entwürfe sind radikal von der lediglichen anatomischen Kopie oder mechanischen Simulation abgewichen, indem sie den ganzen Fuß durch ein Energiespeicherelement wie z. B. eine Feder ersetzt haben. Wenn der Benutzer auf den Fuß tritt, drückt das Gewicht des Benutzers die Feder zusammen. Wenn der Benutzer vorwärts läuft, verlagert sich das Gewicht des Benutzers vom Fuß weg und die in der Feder gespeicherte Energie wird verwendet, um den Benutzer vorwärts zu treiben.
Außerdem wurde die Leistung dieser Energiespeicherfüße in verschiedenen Weisen verändert, wie z. B. unter Verwendung von mehreren Federn in verschiedenen Anordnungen, unter Verwendung von Blasen oder elastischen Materialien, die zwischen verschiedenen Elementen angeordnet sind, und unter Verwendung von mehreren Federn, die sich in verschiedenen Intervallen der Fußbeugung biegen, um Widerstand hinzuzufügen.
Wie vorstehend beschrieben, weisen solche Energiespeicher-Fußprothesen typischerweise entweder eine J-förmige oder eine C-förmige Gestaltung oder ein J-förmiges oder ein C-förmiges Profil auf. Die J-förmigen Füße weisen einen vertikalen Befestigungsabschnitt auf, während die C-förmigen Füße einen horizontalen Befestigungsabschnitt aufweisen. Obwohl der vertikale Befestigungsabschnitt der J-förmigen Füße in Abhängigkeit von der Länge der restlichen Gliedmaße des Amputierten relativ lang sein kann, ist der horizontale Befestigungsabschnitt der C-förmigen Füße gewöhnlich aufgrund der Einschränkung, dass die Fußprothese in einem allgemeinen Umriss eines natürlichen Fußes enthalten ist, relativ kurz. Es ist zu erkennen, dass die Form und die Abmessungen des Fußes die Leistung oder die Biegeeigenschaften des Fußes beeinflussen oder begrenzen können.
Verschiedene Arten von Fußprothesen sind aus der US 4 822 363 A , US 5 037 444 A1 , US 6 197 068 B1 , WO 02/030 340 A1 , US 5 776 205 A und US 5 944 760 A bekannt.
ZUSAMMFASSUNG DER ERFINDUNG
Die fortgeführte Entwicklung von verbesserten Fußprothesen ist ein weitergehendes Ziel. Es wurde erkannt, dass es vorteilhaft wäre, eine Fußprothese mit verbesserter Stoßdämpfung oder einer weicheren Ferse zu entwickeln.
Die Erfindung schlägt eine Fußprothesenvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen dieser Fußprothesenvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 beschrieben. Gemäß eines nebengeordneten Aspektes der Erfindung wird eine Fußprothesenvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 12 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in Ansprüchen 13 und 14 definiert. Gemäß eines weiteren nebengeordneten Aspektes der Erfindung mit einer Fußprothesenvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 15 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 16 und 17 definiert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der ausführlichen Beschreibung, die folgt, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, die zusammen beispielhaft Merkmale der Erfindung darstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a ist eine Seitenansicht einer Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1b ist eine Draufsicht auf die Fußprothese von 1a;
2 ist eine Seitenansicht einer Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Draufsicht auf eine Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Seitenansicht einer Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Seitenansicht einer Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Seitenansicht einer Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7a ist eine Seitenansicht einer weiteren Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7b ist eine Seitenansicht einer weiteren Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8a ist eine Seitenansicht einer weiteren Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8b ist eine weitere Seitenansicht einer Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
und
8c ist eine Seitenansicht einer weiteren Fußprothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nun wird auf die beispielhaften Ausführungsformen Bezug genommen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und eine spezifische Sprache wird hierin verwendet, um dieselben zu beschreiben. Trotzdem ist es selbstverständlich, dass keine Begrenzung des Schutzbereichs der Erfindung dadurch beabsichtigt ist. Veränderungen und weitere Modifikationen der hierin dargestellten erfindungsgemäßen Merkmale und zusätzliche Anwendungen der Prinzipien der Erfindungen, wie hierin dargestellt, die einem Fachmann im Besitz dieser Offenbarung in den Sinn kommen würden, sollen als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung betrachtet werden.
Wie in 1a und b dargestellt, ist eine erfindungsgemäße Fußprothese, die im Allgemeinen mit 10 angegeben ist, mit einem langgestreckten hinteren Knöchelteil 12 zum Aufnehmen eines Stoßes und Dämpfen einer Gliedmaße oder eines Stumpfs eines Amputierten gezeigt. Die Fußprothese 10 kann einen langgestreckten, oberen Vorderfußteil oder Vorderfuß 14 umfassen. Der Vorderfußteil 14 kann einen oberen Befestigungsabschnitt 22 umfassen, der mit der Gliedmaße oder mit dem Stumpf des Amputierten gekoppelt werden soll. Der Vorderfußteil 14 kann sich nach hinten und nach unten durch den Befestigungsabschnitt 22, nach unten durch einen Knöchelabschnitt 26, nach vorn und nach unten durch einen Spannabschnitt 30 und nach vorn zu einem Zehenabschnitt 34 erstrecken. Der Knöchelabschnitt 26 ist an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Ebenso ist der Zehenabschnitt 34 an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Die Zehenstelle ist ein Bereich nahe dem Vorderende des Fußes, wo die Zehen eines natürlichen Fußes angeordnet wären.
Der Vorderfußteil 14 oder der Knöchelabschnitt 26 kann im Wesentlichen bogenförmig sein. Der durch den Knöchelabschnitt gebildete Bogen kann sanft gekrümmt sein oder kann sowohl aus geraden als auch gekrümmten Abschnitten gebildet sein. Der Vorderfußteil 14 oder der Knöchel 26 bildet einen vertikal orientierten Bogen, der sich zwischen dem Befestigungsabschnitt 22 und dem Spann oder dem Zehenabschnitt erstreckt. Somit kann der Vorderfußteil oder der Knöchelabschnitt einen gekrümmten Federteil bilden.
Der Knöchelteil 12 umfasst einen oberen Befestigungsabschnitt 38, der am Befestigungsabschnitt 22 des Vorderfußteils 14 befestigt ist. Der Knöchelteil 12 bildet vorteilhafterweise ein elastisches Federelement, um einen Stoß aufzunehmen und den Vorderfußteil 14 und den Stumpf oder die Gliedmaße des Amputierten abzupolstern. Der Knöchelteil 12 erstreckt sich nach hinten und nach unten durch den Befestigungsabschnitt 38, nach unten durch einen Knöchelabschnitt 42, nach vorn und nach unten durch einen Zwischenabschnitt 46 unter dem Knöchelabschnitt 26 des Vorderfußteils 14 und nach hinten und nach unten durch einen Fersenabschnitt 50. Der Fersenabschnitt 50 ist an einer Fersenstelle einer natürlichen Ferse angeordnet. Somit kann der Knöchelteil 12 ein im Allgemeinen oder im Wesentlichen s-förmiges Profil aufweisen. Der Befestigungsabschnitt 38 und der Knöchelabschnitt 42 des Knöchelteils 12 können dem Befestigungsabschnitt 22 und dem Knöchelabschnitt 26 des Vorderfußteils 14 entsprechen und an diesem anliegen.
Der Befestigungsabschnitt 38, der Zwischenabschnitt 46 und der Fersenabschnitt 50 können relativ gerade oder linear sein und können sich nach vorn und nach hinten oder in einer Rückwärts- und Vorwärtsrichtung erstrecken. Gekrümmte oder abgewinkelte Abschnitte sind zwischen den geraden Abschnitten ausgebildet. Ein erster oder oberer gekrümmter Abschnitt 52 ist zwischen dem Befestigungsabschnitt 38 und dem Zwischenabschnitt 46 ausgebildet, während ein zweiter oder unterer gekrümmter Abschnitt 54 zwischen dem Zwischenabschnitt 46 und dem Fersenabschnitt 50 ausgebildet ist. Der Knöchelteil 12 biegt sich oder beugt sich während der Verwendung, um die Fußvorrichtung abzupolstern und eine vertikale Stoßdämpfung vorzusehen. Somit kann sich der Fersenabschnitt 50 in Richtung des Knöchelabschnitts 26 des Vorderfußteils 14 verschieben, wenn eine Last oder Kraft während der Verwendung aufgebracht wird. Ebenso kann sich der Zwischenabschnitt 46 in Richtung des Knöchelabschnitts 26 des Vorderfußteils 14 verschieben. Somit bildet der Knöchelteil 12 eine elastische Feder, die sich zusammendrücken kann, um während der Verwendung Stöße aufzunehmen und eine Polsterung vorzusehen. Die geraden Abschnitte sehen mehrere Federelemente vor.
Die Fußprothese 10 kann auch eine untere Fußplatte 18 umfassen, die unter dem Vorderfußteil 14 und dem Knöchelteil 12 angeordnet ist, und kann sich auf einer Länge des Fußes von der Ferse zur Zehe erstrecken. Die untere Fußplatte 18 kann am hinteren Knöchelteil 12 befestigt sein. Die untere Fußplatte 18 kann einen Fersenabschnitt 56 umfassen, der am Fersenabschnitt 50 des Knöchelteils 12 befestigt ist. Die Befestigung der unteren Fußplatte 18 am Knöchelteil 12 kann die primäre oder einzige Befestigung der Fußplatte 18 an der Fußprothese 10 bilden. Die Befestigung kann durch Umwickeln der Fersenabschnitte 50 und 56 mit Fasern in einer Harzmatrix ausgebildet werden. Die untere Fußplatte 18 kann sich nach vorn durch den Fersenabschnitt 56, durch einen Spannabschnitt 57 und zu einem Zehenabschnitt 58 erstrecken. Der Fersenabschnitt 56 ist an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Ebenso ist der Zehenabschnitt 58 an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Ein Spalt kann zwischen dem Zehenabschnitt 58 der unteren Fußplatte 18 und dem Zehenabschnitt 34 des oberen Vorderfußes 14 ausgebildet sein, so dass die Zehenabschnitte 34 und 58 nicht zwangsläufig oder direkt befestigt sind. Ein Polsterelement 59 kann zwischen den Zehenabschnitten 34 und 58 angeordnet sein. Das Polsterelement 59 kann aus einem biegsamen Material ausgebildet sein, das sich zusammendrücken kann, wenn sich der Zehenabschnitt 58 der unteren Fußplatte 18 in Richtung des Zehenabschnitts 34 des oberen Vorderfußes 14 bewegt.
Der Fuß 10 kann auch ein Befestigungselement 60 umfassen, um den oberen Vorderfußteil 14 an einer Fassung zu befestigen, die für die speziellen Bedürfnisse des Amputierten ausgelegt ist. Solche Fassungen weisen typischerweise einen Teil auf, der für eine Standardbefestigung ausgelegt ist. Das Befestigungselement 60 kann einen Pyramidenverbindungsstecker 64 an einem oberen Ende oder einer oberen Oberfläche umfassen, wie es auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, um mit einer Fassung am Stumpf des Amputierten zu verbinden. Die Befestigungsabschnitte 22 und 38 des Vorderfuß- und des Knöchelteils 14 und 12 können mit dem Befestigungselement 60 durch Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Bolzen 76 gekoppelt werden. Die Bolzen 76 können sich beispielsweise durch Öffnungen in den Befestigungsabschnitten 22 und 38 des Vorderfuß- und des Knöchelteils 14 und 12 und in Gewindebohrungen im Befestigungselement 60 erstrecken. Natürlich ist es selbstverständlich, dass eine beliebige Art von Befestigungsvorrichtung oder Verbindung verwendet werden kann, einschließlich beispielsweise Schrauben, Klemmen usw.
Die Fußprothese 10 kann eine schräge Befestigung oder eine Befestigung, die einen schrägen Winkel bildet, umfassen. Die Befestigungsabschnitte 22 und 38 können schräg sein oder können in einem schrägen Winkel angeordnet sein. Außerdem kann das Befestigungselement 60 eine untere schräge Oberfläche 68 umfassen. Die Befestigungsabschnitte 22 und 38 des Vorderfuß- und des Knöchelteils 14 und 12 können eine obere schräge Oberfläche 72 umfassen, die der unteren schrägen Oberfläche 68 entspricht und sich an dieser befestigt.
Die Befestigungsabschnitte 22 und 38 des Vorderfuß- und des Knöchelteils 14 und 12 und die obere und die untere schräge Oberfläche 72 und 68 sind schräg oder in einem schrägen Winkel Θ orientiert. In einem Aspekt können die Befestigungsabschnitte 22 und 38 zwischen ungefähr 20 und 70 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein. In einem weiteren Aspekt können die Befestigungsabschnitte 22 und 38 zwischen ungefähr 30 und 60 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein. In einem weiteren Aspekt können die Befestigungsabschnitte 22 und 38 in ungefähr 45 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein, wie gezeigt. Somit erstreckt sich der obere Vorderfußteil 14 nach hinten und nach unten durch den Befestigungsabschnitt 22. Der Knöchelteil 12 erstreckt sich ebenso nach unten und nach hinten durch den Befestigungsabschnitt 38.
Der schräge Winkel der Befestigungsabschnitte 22 und 38 ermöglicht, dass sich die Befestigungsabschnitte 22 und 38 auf einem horizontalen Abstand L_b erstrecken, während sie eine längere Länge L aufweisen. Es ist zu erkennen, dass ein horizontaler Befestigungsabschnitt, wie in gestrichelten Linien gezeigt, eine Länge L_b aufweist, die im Vergleich zur Länge L der Befestigungsabschnitte 22 und 38 relativ kurz ist. Außerdem ermöglicht der schräge Winkel der Befestigungsabschnitte 22 und 38, dass die Befestigungsabschnitte 22 und 38 eine längere Länge L aufweisen, während sie sich zur vertikalen Höhe E erstrecken. Es ist zu erkennen, dass ein vertikaler Befestigungsabschnitt, wie in gestrichelten Linien gezeigt, mit derselben Länge sich zu einer relativ höheren vertikalen Höhe E_b erstreckt als der relativ niedrigeren vertikalen Höhe E der Befestigungsabschnitte 22 und 38. Folglich können die Befestigungsabschnitte 22 und 38 einen längeren Hebelarm bereitstellen, während sie eine kürzere vertikale Höhe aufweisen. Somit ermöglichen die Befestigungsabschnitte 22 und 38 der vorliegenden Erfindung, die sich in einem schrägen Winkel erstrecken, eine längere Länge L, ohne sich über eine vertikale Höhe eines vertikalen Befestigungsabschnitts mit einer J-Form hinauszuerstrecken. Die längeren Befestigungsabschnitte 22 und 38 sehen einen längeren Hebelarm vor der die Beugung oder Biegung am Knöchelabschnitt 26 erhöhen und somit die Leistungseigenschaften des Fußes verbessern kann. Die längere Länge des Vorderfußteils ermöglicht eine zusätzliche Länge zum Speichern und Zurückgeben von Energie während der Verwendung, trägt zu einer zusätzlichen Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Außerdem kann der Pyramidenverbindungsstecker 64 längs oder vorwärts oder rückwärts bewegt werden, um die Biegeeigenschaften des Vorderfußteils 14 oder des Fußes 10 zu ändern. In einem Aspekt kann der Pyramidenverbindungsstecker 64 oder ein anderer Verbindungsstecker ungefähr im ersten Drittel des Fußes 10 bezüglich des hintersten Teils des Fußes oder gemessen von diesem angeordnet werden, wie in 1a und 1b gezeigt. Alternativ kann der Verbindungsstecker ungefähr im ersten Viertel angeordnet werden, wie in 2 und 3 gezeigt. Die Anordnung des Verbindungssteckers im ersten Drittel sieht einen längeren Hebelarm vor, um Energie während der Verwendung zu speichern und zurückzugeben, trägt zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Der gesamte Fuß 10 oder der obere Vorderfußteil 14 und die untere Fußplatte 18 kann ein Energiespeicherelement sein, das sich unter einer Last beugt und biegt, um Energie zu speichern, und in seine ursprüngliche Anordnung zurückkehrt, während die Last entfernt wird, um die gespeicherte Energie freizusetzen. Der Vorderfußteil 14, der Knöchelteil 12 und die Fußplatte 18 können ein biegsames und elastische Material umfassen oder aus diesem bestehen. Das Material kann beispielsweise ein Verbundstoff mit Fasern, die in einer Harzmatrix angeordnet sind, sein. Die Faser kann unidirektional in einem Vlies oder Gewebe mit mehreren Schichten angeordnet sein. Wenn der Amputierte auf der Fußprothese 10 schreitet oder sich nach vorn beugt, biegen sich der Vorderfußteil 14 und die untere Fußplatte 18. Da der Vorderfußteil 14 und die untere Fußplatte 18 aus einem elastischen Material bestehen, wirken der Vorderfußteil 14 und die untere Fußplatte 18 als Feder und speichern die Energie, die freigesetzt werden soll, wenn sich der Benutzer vorwärts bewegt. Wenn der Benutzer auf die Fußplatte 18 tritt, biegen sich ebenso die Fußplatte und der Knöchelteil 12 und speichern Energie, die freigesetzt werden soll, wenn der Amputierte sich nach vorn beugt.
Die Knöchelabschnitte 26 und 42 des Vorderfußes und die Knöchelteile 14 und 12 können jeweils einen diskreten, geraden Abschnitt umfassen, der im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Mit Bezug auf den Vorderfußteil 14 kann dieser einen ersten gekrümmten Abschnitt 82 umfassen, der den Befestigungsabschnitt 22 und den Knöchelabschnitt 26 miteinander verbindet. Ebenso kann ein zweiter gekrümmter Abschnitt 84 den Knöchelabschnitt 26 und den Spannabschnitt 30 miteinander verbinden. Somit kann der Knöchelabschnitt 26 den diskreten, geraden Abschnitt zwischen zwei gekrümmten Abschnitten 82 und 84 umfassen. Der Vorderfußteil 14 kann sich somit 1) nach hinten und/oder nach unten durch den Befestigungsabschnitt 22, 2) nach hinten und nach unten durch den ersten gekrümmten Abschnitt 82, 3) nach unten durch den geraden Abschnitt oder den Knöchelabschnitt 26, 4) nach unten und nach vorn durch den zweiten gekrümmten Abschnitt 84, 5) nach vorn und/oder nach unten durch den Spannabschnitt 30 und 6) zum Zehenabschnitt 34 erstrecken. Der diskrete gerade Abschnitt des Knöchelabschnitts 26 ermöglicht, dass der Vorderfußteil 14 länger ist und folglich mehr Energie während der Verwendung speichert und zurückgibt, zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes beiträgt und die vertikale Stoßbeständigkeit verbessert.
Außerdem kann der Knöchelabschnitt 26 des Vorderfußteils 14 an einer hintersten Stelle der Fußvorrichtung 10 und über dem Fersenabschnitt 46 der unteren Fußplatte 18 oder dem Knöchelteil 12 angeordnet sein. Somit erstreckt sich der Vorderfußteil 14 vom Zehenabschnitt 34 an der Vorderseite des Fußes bis über den Fersenabschnitt 46 an der Rückseite des Fußes. Folglich kann der Vorderfußteil 14 weiter verlängert werden, um während der Verwendung Energie zu speichern und zurückzugeben, um zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes beizutragen und die vertikale Stoßbeständigkeit zu verbessern.
Die Fußprothese 10 oder der Knöchelteil 12 können auch ein Energieübertragungselement 90 umfassen, das zwischen dem Fersenabschnitt 54 des Knöchelteils 12 und dem Knöchelabschnitt 26 des Vorderfußteils 14 angeordnet ist. Das Energieübertragungselement 90 kann zwischen dem Zwischenabschnitt 46 und dem Fersenabschnitt 54 des Knöchelteils 12 angeordnet sein. Wenn sich der Fersenabschnitt 54 des Knöchelteils 12 während der Verwendung beugt oder verschiebt, wird das Energieübertragungselement 90 folglich zusammengedrückt. Das Energieübertragungselement 90 kann Energie variabel vom Fersenabschnitt 54 des Knöchelteils 12 auf den Fuß übertragen, welche von einer kleinen Menge an Energie während kleinen Biegungen bis zu einer großen Menge an Energie während großen Biegungen reicht. Das Energieübertragungselement 90 kann ein Schaummaterial umfassen. Außerdem kann das Energieübertragungselement 90 ein oder mehrere solcher Elemente wie z. B. ein permanentes Element 92 und ein entfernbares Element 94 umfassen. Das permanente Element 92 kann fest am Knöchelteil 12 befestigt sein, während das entfernbare Element 94 entfernbar angeordnet sein kann. Folglich können verschiedene unterschiedliche entfernbare Elemente 94 mit verschiedenen unterschiedlichen Steifigkeiten selektiv zur Verwendung angeordnet werden. Die Energieübertragungselemente können Puffer bilden und können zusätzliche Festigkeit und zusätzliche Steifigkeit für anstrengende Aktivitäten bereitstellen.
Mit Bezug auf 2 ist eine weitere Fußprothese 110 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zum vorstehend beschriebenen Fuß ähnlich ist. Der Fuß 110 kann einen oberen Vorderfußteil 114 ähnlich zum obigen und einen Knöchelteil 112 umfassen. Die Befestigungsteile 122 und 138 des Vorderfuß- und des Knöchelteils 114 und 112 können horizontal orientiert sein. Ebenso kann das Befestigungselement 160 eine untere Befestigungsoberfläche umfassen, die auch horizontal ist.
Mit Bezug auf 3 ist eine weitere Fußprothese 210 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zu den vorstehend beschriebenen ähnlich sein kann. Der Fuß 210 kann einen oberen Vorderfußteil 214, einen Knöchelteil 212 und eine untere Fußplatte 218 ähnlich zu den vorstehend beschriebenen umfassen. Der Vorderfußteil 214 kann zwei oder mehr Teile wie z. B. einen ersten und einen zweiten Teil 214a und b umfassen, die benachbart zueinander in einer Nebeneinanderbeziehung angeordnet sind. Die zwei Teile 214a und b können seitlich um einen Spalt getrennt sein. Die zwei Teile ermöglichen, dass der Vorderfußteil die Zehendrehung eines natürlichen Fußes nachahmt. Der erste und der zweite Teil 214a und b können unabhängig relativ zueinander beweglich sein. Da der Fuß 10 die zwei Teile umfasst, kann der Fuß 10 auf unebenes Gelände mehr wie ein natürlicher Fuß mit drehenden Zehen reagieren. Außerdem kann der Fuß 10 besser die Zehen- und axiale Fußdrehung simulieren. Der Vorderfußteil kann entlang im Wesentlichen der gesamten Länge unterteilt sein. Die Fußplatte oder der Fersenteil kann ebenso unterteilt sein. Es ist natürlich selbstverständlich, dass der Vorderfußteil, die Fußplatte und/oder der Fersenteil teilweise oder ganz unterteilt sein kann. Der erste und der zweite Teil können Spiegelbilder voneinander sein oder können so gestaltet sein, dass sie einem tatsächlichen Fuß ähneln. Außerdem können der erste und der zweite Teil verschiedene Federkräfte oder Steifigkeiten aufweisen, um einen natürlichen Fuß besser zu simulieren. Der Knöchelteil 212 und die untere Fußplatte 218 können ebenso unterteilt sein.
Mit Bezug auf 4 ist eine weitere Fußprothese 310 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zu der vorstehend beschriebenen Fußprothese ähnlich ist. Der Fuß 310 kann einen Vorderfußteil 314 umfassen, der sich nur durch den Spannabschnitt 30 erstreckt.
Mit Bezug auf 5 ist eine weitere Fußprothese 410 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zur vorstehend beschriebenen Fußprothese ähnlich ist. Der Fuß 410 kann eine untere Fußplatte 18 umfassen, die am oberen Vorderfußteil 114 im Gegensatz zum Knöchelteil, wie in 1a und 2 gezeigt, befestigt ist. Die untere Fußplatte 18 kann einen Zehenabschnitt 58 aufweisen, der am Zehenabschnitt 34 des oberen Vorderfußteils 114 befestigt ist. Die Fußplatte 18 kann sich nach hinten durch den Spann 57 zum Fersenabschnitt 56 erstrecken. Die Befestigung der unteren Fußplatte 18 am Vorderfußteil 12 kann die primäre oder einzige Befestigung der Fußplatte 18 an der Fußprothese 10 bilden. Die Befestigung kann durch Umwickeln der Zehenabschnitte 34 und 58 mit Fasern in einer Harzmatrix gebildet werden. Ein Spalt kann zwischen dem Fersenabschnitt 56 der unteren Fußplatte 18 und dem Fersenabschnitt 50 des Knöchelteils 112 ausgebildet sein, so dass die Fersenabschnitte 50 und 56 nicht zwangsläufig oder direkt befestigt sind. Ein Polsterelement kann zwischen den Fersenabschnitten angeordnet sein.
Mit Bezug auf 6 ist eine weitere Fußprothese 510 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zur vorstehend beschriebenen Fußprothese ähnlich ist. Der Fuß 510 umfasst nur einen Vorderfußteil 114 und einen Fersenteil 112 ohne Fußplatte, wie vorstehend beschrieben. Außerdem kann die Fußprothese 510 ein Knochelverstärkungselement 514 umfassen, um den Knöchelteil 112 zu verstärken und um zusätzliche Festigkeit und/oder zusätzliche Steifigkeit für anstrengende Aktivitäten bereitzustellen. Das Knöchelverstärkungselement 514 kann benachbart oder nahe zum Knöchelteil 112 angeordnet sein. Das Knöchelverstärkungselement kann einen Befestigungsabschnitt umfassen, der am Befestigungselement 160 befestigt ist, und kann sich zu einem Fersenabschnitt 518 erstrecken, der vom Fersenabschnitt 50 des Knöchelteils 112 beabstandet ist und über diesem liegt. Während extremer Verwendung oder Biegung des Knöchelteils 112 steht folglich das Knöchelverstärkungselement 514 in Eingriff. Ein Energieübertragungselement 524 kann zwischen den Fersenabschnitten 518 und 50 angeordnet sein. Verschiedene unterschiedliche Elemente 524 mit veränderlichen Steifigkeiten können vorgesehen sein, um die Festigkeit und/oder Steifigkeit des Fußes selektiv zu ändern. Die Steifigkeit oder Festigkeit des Knöchelteils 112 und des Knöchelverstärkungselements 514 kann auf der Basis des Körpergewichts des Benutzers, wie z. B. bei 1 g (Erdbeschleunigung), so gestaltet werden, dass der Fersenabschnitt 50 des Knöchelteils 112 mit dem Fersenabschnitt 518 des Knöchelverstärkungselements in Kontakt oder in Eingriff kommt.
Wie in 7a dargestellt, ist eine erfindungsgemäße Fußprothese, die im Allgemeinen mit 610 angegeben ist, mit einer schrägen Befestigung oder einer Befestigung, die einen schrägen Winkel bildet, gezeigt. Der Fuß 610 kann einen langgestreckten, oberen Vorderfußteil oder Vorderfuß 614 und eine untere Fußplatte 618 umfassen. Der Vorderfußteil 614 kann einen oberen Befestigungsabschnitt 622 umfassen, der mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt werden soll. Wie nachstehend erörtert, kann der Befestigungsabschnitt 622 schräg sein oder kann in einem schrägen Winkel angeordnet sein. Der Vorderfußteil 614 kann sich nach unten und nach hinten durch den Befestigungsabschnitt 622, nach unten durch einen Knöchelabschnitt 626, nach vorn durch einen Spannabschnitt 630 und zu einem Zehenabschnitt 634 erstrecken. Der Knöchelabschnitt 626 ist an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Ebenso ist der Zehenabschnitt 634 an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Die Zehenstelle ist ein Bereich nahe dem Vorderende des Fußes, wo die Zehen eines natürlichen Fußes angeordnet wären.
Der Vorderfußteil 614 oder der Knöchelabschnitt 622 kann im Wesentlichen bogenförmig sein. Der durch den Knöchelabschnitt gebildete Bogen kann sanft gekrümmt sein oder kann aus sowohl geraden als auch gekrümmten Abschnitten gebildet sein. Der Vorderfußteil 614 oder der Knöchel 622 bildet einen vertikal orientierten Bogen, der sich zwischen dem Befestigungsabschnitt 622 und dem Spann- oder dem Zehenabschnitt erstreckt. Somit kann der Vorderfußteil oder der Knöchelabschnitt einen gekrümmten Federteil bilden.
Die untere Fußplatte 618 kann am oberen Vorderfußteil 614 befestigt und unter dem oberen Vorderfußteil 614 angeordnet sein. Die untere Fußplatte 618 kann sich durch einen Zehenabschnitt 638, durch einen Spannabschnitt 642 und zu einem Fersenabschnitt 646 nach hinten erstrecken. Der Zehenabschnitt 368 ist an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Ebenso ist der Fersenabschnitt 646 an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Die Fersenstelle ist ein Bereich nahe dem hinteren Ende des Fußes, wo die Ferse eines natürlichen Fußes angeordnet wäre. Der Zehenabschnitt 638 der unteren Fußplatte 618 kann am Zehenabschnitt 634 des oberen Vorderfußteils 614 befestigt sein. Die Befestigung 650 kann durch Umwickeln der Zehenabschnitte 634 und 638 mit Fasern in einer Harzmatrix ausgebildet werden.
Der Fuß 610 kann auch ein Befestigungselement 660 umfassen, um den oberen Vorderfußteil 614 an einer Fassung zu befestigen, die für die speziellen Bedürfnisse des Amputierten ausgelegt ist. Solche Hülsen weisen typischerweise einen Teil auf, der für eine Standardbefestigung ausgelegt ist. Das Befestigungselement 660 kann einen Pyramidenverbindungsstecker 64 an einem oberen Ende oder einer oberen Oberfläche umfassen, wie es auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, um mit einer Fassung am Stumpf des Amputierten zu verbinden. Außerdem kann das Befestigungselement 660 eine untere schräge Oberfläche 668 umfassen. Der Befestigungsabschnitt 622 des oberen Vorderfußteils 14 kann eine obere schräge Oberfläche 672 umfassen, die der unteren schrägen Oberfläche 668 entspricht und an dieser befestigt. Der Befestigungsabschnitt 622 kann mit dem Befestigungselement 660 durch Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Bolzen 76 gekoppelt werden. Die Bolzen 76 können sich beispielsweise durch Öffnungen im Befestigungsabschnitt 622 des Vorderfußteils 614 und in Gewindebohrungen im Befestigungselement 660 erstrecken. Es ist natürlich selbstverständlich, dass eine beliebige Art von Befestigungsvorrichtung oder Verbindung verwendet werden kann, einschließlich beispielsweise Schrauben, Klemmen, Umwickelung aus mit Harz imprägnierter Faser usw.
Wie vorstehend erörtert, sind der Befestigungsabschnitt 622 des oberen Vorderfußteils 614 und die obere und die untere schräge Oberfläche 672 und 668 schräg oder in einem schrägen Winkel Θ orientiert. In einem Aspekt kann der Befestigungsabschnitt 622 zwischen ungefähr 20 und 70 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein. In einem anderen Aspekt kann der Befestigungsabschnitt 622 zwischen ungefähr 30 und 60 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein. In einem weiteren Aspekt kann der Befestigungsabschnitt 622 in ungefähr 45 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein, wie gezeigt. Der Befestigungsabschnitt 622 kann sich nach oben und nach vorn vom Knöchelabschnitt 626 erstrecken. Folglich erstreckt sich der obere Vorderfußteil 614 nach hinten und nach unten durch den Befestigungsabschnitt 622, nach unten durch den Knöchelabschnitt 626 und nach vorn und nach unten durch den Spann- und den Zehenabschnitt 630 und 634.
Der schräge Winkel des Befestigungsabschnitts 622 ermöglicht, dass sich der Befestigungsabschnitt 622 auf einem horizontalen Abstand L_b erstreckt, während er eine längere Länge L aufweist. Es ist zu erkennen, dass ein horizontaler Befestigungsabschnitt, wie in gestrichelten Linien gezeigt, eine Länge L_b aufweist, die im Vergleich zur Länge L des Befestigungsabschnitts 622 relativ kurz ist. Außerdem ermöglicht der schräge Winkel des Befestigungsabschnitts 622, dass der Befestigungsabschnitt 622 eine längere Länge L aufweist, während er sich zur vertikalen Höhe E erstreckt. Es ist zu erkennen, dass ein vertikaler Befestigungsabschnitt, wie in gestrichelten Linien gezeigt, mit derselben Länge sich zu einer relativ höheren vertikalen Höhe E_b erstreckt als der relativ niedrigeren vertikalen Höhe E des Befestigungsabschnitts 622. Somit kann der Befestigungsabschnitt 622 einen längeren Hebelarm bereitstellen, während er eine kürzere vertikale Höhe aufweist. Somit ermöglicht der Befestigungsabschnitt 622 der vorliegenden Erfindung, der sich in einem schrägen Winkel erstreckt, eine längere L, ohne sich über eine vertikale Höhe eines vertikalen Befestigungsabschnitts mit einer J-Form hinauszuerstrecken. Die längere Länge des Befestigungsabschnitts 622 ermöglicht eine zusätzliche Länge zum Speichern und Zurückgeben von Energie während der Verwendung, trägt zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Außerdem kann der Pyramidenverbindungsstecker 64 längs oder vorwärts oder rückwärts bewegt werden, um die Biegeeigenschaften des Vorderfußteils 614 oder Fußes 610 zu ändern. In einem Aspekt kann der Pyramidenverbindungsstecker 64 oder ein anderer Verbindungsstecker ungefähr im ersten Drittel des Fußes 610 bezüglich des hintersten Teils des Fußes oder von diesem gemessen angeordnet sein, wie in 7a gezeigt. Alternativ kann der Verbindungsstecker ungefähr im ersten Viertel angeordnet sein, wie in 7b gezeigt. Die Anordnung des Verbindungssteckers im ersten Drittel stellt einen längeren Hebelarm bereit, um während der Verwendung Energie zu speichern und zurückzugeben, trägt zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Der gesamte Fuß 610 oder der obere Vorderfußteil 614 und die untere Fußplatte 618 können ein Energiespeicherelement sein, das sich unter einer Last beugt und biegt, um Energie zu speichern, und in seine ursprüngliche Gestalt zurückkehrt, während die Last entfernt wird, um die gespeicherte Energie freizusetzen. Der Vorderfußteil 614 und die Fußplatte 618 können ein biegsames und elastisches Material umfassen oder aus diesem bestehen. Das Material kann beispielsweise ein Verbundstoff mit Fasern, die in einer Harzmatrix angeordnet sind, sein. Die Faser kann unidirektional in einem Vlies oder Gewebe mit mehreren Schichten angeordnet sein. Wenn der Amputierte auf der Fußprothese 610 schreitet oder sich nach vorn beugt, beugt sich der Vorderfußteil 614. Da der Vorderfußteil 614 aus einem elastischen Material besteht, wirkt der Vorderfußteil 614 als Feder und speichert die Energie, die freigesetzt werden soll, wenn sich der Benutzer vorwärts bewegt. Wenn der Benutzer auf die Fußplatte 618 tritt, biegt sich ebenso die Fußplatte und speichert Energie, die freigesetzt werden soll, wenn sich der Amputierte nach vorn beugt.
Mit Bezug auf 7b ist eine weitere Fußprothese 710 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zum vorstehend beschriebenen Fuß ähnlich ist. Der Fuß 710 kann einen oberen Vorderfußteil 714 ähnlich zum obigen und einen Fersenteil 718 umfassen. Der Fersenteil 718 kann einen Befestigungsabschnitt 720 aufweisen, der am Spannabschnitt 730 des oberen Vorderfußteils 714 befestigt ist und sich nach hinten zu einem Fersenabschnitt 746 erstreckt, der an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist. Die Befestigung kann durch Umwickeln des Befestigungsabschnitts 720 des Fersenteils 718 und des Spannabschnitts 730 des oberen Vorderfußteils 714 mit Fasern in einer Harzmatrix ausgebildet werden. Wie vorstehend können der Vorderfuß- und der Fersenteil 714 und 718 Energiespeicherelemente sein.
Wie vorstehend beschrieben, können die Füße in 7a und b einen Vorderfußteil umfassen, der zwei oder mehr Teile umfassen kann, wie z. B. einen ersten und einen zweiten Teil, die benachbart zueinander in einer Nebeneinanderbeziehung angeordnet sind. Die zwei Teile können durch einen Spalt seitlich getrennt sein. Die zwei Teile ermöglichen, dass der Vorderfußteil die Zehendrehung eines natürlichen Fußes nachahmt. Der erste und der zweite Teil können unabhängig relativ zueinander beweglich sein. Da der Fuß die zwei Teile umfasst, kann der Fuß auf unebenes Gelände mehr wie ein natürlicher Fuß mit drehenden Zehen reagieren. Außerdem kann der Fuß die Zehen- und axiale Fußdrehung besser simulieren. Der Vorderfußteil kann entlang im Wesentlichen der gesamten Länge unterteilt sein. Die Fußplatte oder der Fersenteil kann ebenso unterteilt sein. Es ist natürlich selbstverständlich, dass der Vorderfußteil, die Fußplatte und/oder der Fersenteil teilweise oder ganz unterteilt sein kann. Der erste und der zweite Teil können Spiegelbilder voneinander sein oder können so ausgelegt sein, dass sie einem tatsächlichen Fuß ähneln. Außerdem können der erste und der zweite Teil verschiedene Federkräfte oder Steifigkeiten aufweisen, um einen natürlichen Fuß besser zu simulieren.
Unter erneutem Bezug auf 7a und b kann der Knöchelabschnitt 626 des Vorderfußteils 614 oder 714 einen diskreten, geraden Abschnitt umfassen, der im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Ein erster gekrümmter Abschnitt 627 kann den Befestigungsabschnitt 622 und den Knöchelabschnitt 626 miteinander verbinden. Ebenso kann ein zweiter gekrümmter Abschnitt 628 den Knöchelabschnitt 626 und den Spannabschnitt 630 oder 730 miteinander verbinden. Folglich kann der Knöchelabschnitt 626 den diskreten, geraden Abschnitt zwischen zwei gekrümmten Abschnitten 627 und 628 umfassen. Der Vorderfußteil 614 oder 714 kann sich folglich 1) nach hinten und/oder nach unten durch den Befestigungsabschnitt 622 oder 722, 2) nach hinten und nach unten durch den ersten gekrümmten Abschnitt 627, 3) nach unten durch den geraden Abschnitt oder Knöchelabschnitt 626, 4) nach unten und nach vorn durch den zweiten gekrümmten Abschnitt 628, 5) nach vorn und/oder nach unten durch den Spannabschnitt 630 oder 730 und 6) zum Zehenabschnitt 634 oder 734 erstrecken. Der diskrete gerade Abschnitt des Knöchelabschnitts 626 ermöglicht, dass der Vorderfußteil 614 oder 714 länger ist und folglich während der Verwendung mehr Energie speichert und zurückgibt, zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes beiträgt und die vertikale Stoßbeständigkeit verbessert.
Außerdem kann der Knöchelabschnitt 626 des Vorderfußteils 614 oder 714 an einer hintersten Stelle der Fußvorrichtung 610 oder 710 und über dem Fersenabschnitt 646 oder 746 der unteren Fußplatte 618 oder dem Fersenteil 118 angeordnet sein. Somit erstreckt sich der Vorderfußteil 614 oder 718 vom Zehenabschnitt 634 oder 734 an der Vorderseite des Fußes bis über den Fersenabschnitt 646 oder 746 an der Rückseite des Fußes. Somit kann der Vorderfußteil 614 oder 714 weiter verlängert werden, um während der Verwendung Energie zu speichern und zurückzugeben, um zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes beizutragen und um die vertikale Stoßbeständigkeit zu verbessern.
Die vorstehend offenbarten Fußprothesen können mit dem oberen Vorderfußteil allein ohne eine untere Fußplatte oder einen Fersenteil versehen sein.
Wie in 8a dargestellt, ist eine weitere erfindungsgemäße Fußprothese, die im Allgemeinen bei 810 angegeben ist, gezeigt. Der Fuß 810 kann einen langgestreckten, oberen Vorderfußteil oder Vorderfuß 814 und eine untere Fußplatte 818 umfassen. Der Vorderfußteil 814 kann einen oberen Befestigungsabschnitt 822 umfassen, der mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt werden soll. Der Vorderfußteil 814 kann sich nach hinten durch den Befestigungsabschnitt 822, nach unten durch einen Knöchelabschnitt 826, nach vorn durch einen Spannabschnitt 830 und zu einem Zehenabschnitt 834 erstrecken. Der Knöchelabschnitt 826 ist an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Ebenso ist der Zehenabschnitt 834 an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Die Zehenstelle ist ein Bereich nahe dem Vorderende des Fußes, wo die Zehen eines natürlichen Fußes angeordnet wären.
Der Knöchelabschnitt 826 des Vorderfußteils 814 kann einen diskreten, geraden Abschnitt umfassen, der im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Ein erster gekrümmter Abschnitt 827 kann den Befestigungsabschnitt 822 und den Knöchelabschnitt 826 miteinander verbinden. Ebenso kann ein zweiter gekrümmter Abschnitt 818 den Knöchelabschnitt 826 und den Spannabschnitt 830 miteinander verbinden. Folglich kann der Knöchelabschnitt 826 den diskreten, geraden Abschnitt zwischen zwei gekrümmten Abschnitten 827 und 828 umfassen. Der Vorderfußteil 814 kann sich folglich 1) nach hinten und/oder nach unten durch den Befestigungsabschnitt 822, 2) nach hinten und nach unten durch den ersten gekrümmten Abschnitt 827, 3) nach unten durch den geraden Abschnitt oder Knöchelabschnitt 826, 4) nach unten und nach vorn durch den zweiten gekrümmten Abschnitt 828, 5) nach vorn und/oder nach unten durch den Spannabschnitt 830 und 6) zum Zehenabschnitt 834 erstrecken.
Der Vorderfußteil 814 oder der Knöchelabschnitt 822 können im Wesentlichen eine Block-C-Form bilden, die vertikal orientiert ist. Der Vorderfußteil oder der Knöchelabschnitt bildet einen Federteil, der sich biegen und beugen kann. Der diskrete gerade Abschnitt des Knöchelabschnitts 826 ermöglicht, dass der Vorderfußteil 814 länger ist und somit während der Verwendung mehr Energie speichert und zurückgibt, trägt zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Die untere Fußplatte 818 kann am oberen Vorderfußteil 814 befestigt sein und unter dem oberen Vorderfußteil 814 angeordnet sein. Die untere Fußplatte 818 kann sich nach hinten durch einen Zehenabschnitt 838, durch einen Spannabschnitt 842 und zu einem Fersenabschnitt 846 erstrecken. Der Zehenabschnitt 838 ist an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Der Fersenabschnitt 846 ist ebenso an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet. Die Fersenstelle ist ein Bereich nahe dem hinteren Ende des Fußes, wo die Ferse eines natürlichen Fußes angeordnet wäre. Der Zehenabschnitt 838 der unteren Fußplatte 818 kann am Zehenabschnitt 834 des oberen Vorderfußteils 814 befestigt sein. Die Befestigung 850 kann durch Umwickeln der Zehenabschnitte 834 und 838 mit Fasern in einer Harzmatrix gebildet werden.
Der Knöchelabschnitt 822 des Vorderfußteils 814 kann an einer hintersten Stelle der Fußvorrichtung 810 und über dem Fersenabschnitt 846 der unteren Fußplatte 818 angeordnet sein. Somit erstreckt sich der Vorderfußteil 814 vom Zehenabschnitt 834 an der Vorderseite des Fußes bis über den Fersenabschnitt 846 an der Rückseite des Fußes. Somit kann der Vorderfußteil 814 weiter verlängert werden, um während der Verwendung Energie zu speichern und zurückzugeben, um zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes beizutragen und um die vertikale Stoßbeständigkeit zu verbessern.
Der Fuß 810 kann auch ein Befestigungselement 860 umfassen, um den oberen Vorderfußteil 814 an einer Fassung zu befestigen, die für die speziellen Bedürfnisse des Amputierten ausgelegt ist. Solche Fassungen weisen typischerweise einen Teil auf, der für eine Standardbefestigung ausgelegt ist. Das Befestigungselement 860 kann einen Pyramidenverbindungsstecker 64 an einem oberen Ende oder einer oberen Oberfläche umfassen, wie es auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, um mit einer Fassung am Stumpf des Amputierten zu verbinden. Der Befestigungsabschnitt 822 kann mit dem Befestigungselement 860 durch Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Bolzen 76 gekoppelt werden. Die Bolzen 76 können sich beispielsweise durch Öffnungen im Befestigungsabschnitt 822 des Vorderfußteils 814 und in Gewindebohrungen im Befestigungselement 860 erstrecken. Es ist natürlich selbstverständlich, dass eine beliebige Art von Befestigungsvorrichtung oder Verbindung verwendet werden kann, einschließlich beispielsweise Schrauben, Klemmen usw.
Außerdem kann der Pyramidenverbindungsstecker 64 längs oder vorwärts oder rückwärts bewegt werden, um die Biegeeigenschaften des Vorderfußteils 814 oder des Fußes 810 zu ändern. In einem Aspekt kann der Pyramidenverbindungsstecker 864 oder ein anderer Verbindungsstecker ungefähr im ersten Drittel des Fußes 810 bezüglich des hintersten Teils des Fußes oder gemessen von diesem angeordnet sein, wie in 8a gezeigt. Alternativ kann der Verbindungsstecker ungefähr im ersten Viertel angeordnet sein, wie in 8b gezeigt. Die Anordnung des Verbindungssteckers im ersten Drittel stellt einen längeren Hebelarm bereit, um während der Verwendung Energie zu speichern und zurückzugeben, trägt zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Der gesamte Fuß 810 oder der obere Vorderfußteil 814 und die untere Fußplatte 818 können ein Energiespeicherelement sein, das sich unter einer Last beugt und biegt, um Energie zu speichern, und zurückkehrt, während die Last entfernt wird, um die gespeicherte Energie freizusetzen. Der Vorderfußteil 814 und die Fußplatte 818 können ein biegsames und elastisches Material umfassen oder aus diesem bestehen. Das Material kann beispielsweise ein Verbundstoff mit Fasern, die in einer Harzmatrix angeordnet sind, sein. Die Faser kann unidirektional in einem Vlies oder Gewebe mit mehreren Schichten angeordnet sein. Wenn der Amputierte auf der Fußprothese 810 schreitet oder sich nach vorn beugt, biegt sich der Vorderfußteil 814. Da der Vorderfußteil 814 aus einem elastischen Material besteht, wirkt der Vorderfußteil 814 als Feder und speichert die Energie, die freigesetzt werden soll, wenn sich der Benutzer vorwärts bewegt. Wenn der Benutzer auf die Fußplatte 818 tritt, biegt sich ebenso die Fußplatte und speichert Energie, die freigesetzt werden soll, wenn sich der Amputierte nach vorn beugt.
Mit Bezug auf 8b ist eine weitere Fußprothese 910 gezeigt, die in vielerlei Hinsicht zum vorstehend beschriebenen Fuß ähnlich ist. Der Fuß 910 kann einen oberen Vorderfußteil 914 ähnlich dem obigen und einen Fersenteil 918 umfassen. Der Fersenteil 918 kann einen Befestigungsabschnitt 920 aufweisen, der am Spannabschnitt 930 des oberen Vorderfußteils 914 befestigt ist und sich zu einem Fersenabschnitt 946, der an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, nach hinten erstreckt. Die Befestigung kann durch Umwickeln des Befestigungsabschnitts 920 des Fersenteils 918 und des Spannabschnitts 930 des oberen Vorderfußteils 914 mit Fasern in einer Harzmatrix gebildet werden. Wie vorstehend können der Vorderfuß- und der Fersenteil 914 und 918 Energiespeicherelemente sein.
Wie vorstehend beschrieben, können die Vorderfußteile in 8a und b zwei oder mehr Teile umfassen, wie z. B. einen ersten und einen zweiten Teil, die benachbart zueinander in einer Nebeneinanderbeziehung angeordnet sind. Die zwei Teile können seitlich durch einen Spalt getrennt sein. Die zwei Teile ermöglichen, dass der Vorderfußteil die Zehendrehung eines natürlichen Fußes nachahmt. Der erste und der zweite Teil können unabhängig relativ zueinander beweglich sein. Der Vorderfußteil kann entlang im Wesentlichen der gesamten Länge unterteilt sein. Die Fußplatte oder der Fersenteil kann ebenso unterteilt sein. Es ist natürlich selbstverständlich, dass der Vorderfußteil, die Fußplatte und/oder der Fersenteil teilweise oder ganz unterteilt sein können. Der erste und der zweite Teil können Spiegelbilder voneinander sein oder können so gestaltet sein, dass sie einem tatsächlichen Fuß ähneln. Außerdem können der erste und der zweite Teil verschiedene Federkräfte oder Steifigkeiten aufweisen, um einen natürlichen Fuß besser zu simulieren.
Mit Bezug auf 8c ist eine Fußprothese, die im Allgemeinen bei 1010 angegeben ist, gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer schrägen Befestigung oder einer Befestigung, die einen schrägen Winkel bildet, gezeigt. Der Fuß 1010 kann einen langgestreckten, oberen Vorderfußteil oder Vorderfuß 1014 umfassen, der in vielerlei Hinsicht zu den vorstehend beschriebenen ähnlich ist. Außerdem kann der Fuß eine untere Fußplatte oder einen unteren Fersenteil umfassen, wie vorstehend beschrieben. Der Befestigungsabschnitt 1022 kann schräg sein oder kann in einem schrägen Winkel angeordnet sein. Außerdem kann das Befestigungselement 1060 eine untere schräge Oberfläche 1068 umfassen. Der Befestigungsabschnitt 1022 des oberen Vorderfußteils 1014 kann eine obere schräge Oberfläche 1072 umfassen, die der unteren schrägen Oberfläche 1068 entspricht und sich an dieser befestigt. Der Befestigungsabschnitt 1022 kann mit dem Befestigungselement 1060 durch Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Bolzen 76 gekoppelt sein. Die Bolzen 76 können sich beispielsweise durch Öffnungen im Befestigungsabschnitt 1022 des Vorderfußteils 1014 und in Gewindebohrungen im Befestigungselement 1060 erstrecken. Es ist natürlich selbstverständlich, dass eine beliebige Art von Befestigungsvorrichtung oder Verbindung verwendet werden kann, einschließlich beispielsweise Schrauben, Klemmen usw.
Der Befestigungsabschnitt 1022 des oberen Vorderfußteils 1014 und die obere und die untere schräge Oberfläche 1072 und 1068 sind schräg oder in einem schrägen Winkel Θ orientiert. In einem Aspekt kann der Befestigungsabschnitt 1022 zwischen ungefähr 20 und 70 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein. In einem anderen Aspekt kann der Befestigungsabschnitt 1022 zwischen ungefähr 30 und 60 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein. In einem weiteren Aspekt kann der Befestigungsabschnitt 1022 in ungefähr 45 Grad bezüglich einer horizontalen Achse orientiert sein, wie gezeigt. Der Befestigungsabschnitt 1022 kann sich vom Knöchelabschnitt 826 nach oben und nach vorn erstrecken. Somit erstreckt sich der obere Vorderfußteil 1014 durch den Befestigungsabschnitt 1022 nach hinten und nach unten.
Der schräge Winkel des Befestigungsabschnitts 1022 ermöglicht, dass sich der Befestigungsabschnitt 1022 auf einem horizontalen Abstand L_b erstreckt, während er eine längere Länge L aufweist. Es ist zu erkennen, dass ein horizontaler Befestigungsabschnitt, wie in gestrichelten Linien gezeigt, eine Länge L_b aufweist, die im Vergleich zur Länge L des Befestigungsabschnitts 1022 relativ kurz ist. Außerdem ermöglicht der schräge Winkel des Befestigungsabschnitts 1022, dass der Befestigungsabschnitt 1022 eine längere Länge L aufweist, während er sich zur vertikalen Höhe E erstreckt. Es ist zu erkennen, dass ein vertikaler Befestigungsabschnitt, wie in gestrichelten Linien gezeigt, mit derselben Länge sich zu einer relativ höheren vertikalen Höhe E_b erstreckt als der relativ niedrigeren vertikalen Höhe E des Befestigungsabschnitts 1022. Somit kann der Befestigungsabschnitt 1022 einen längeren Hebelarm vorsehen, während er eine kürzere vertikale Höhe aufweist. Somit ermöglicht der Befestigungsabschnitt 1022 der vorliegenden Erfindung, der sich in einem schrägen Winkel erstreckt, eine längere Länge L, ohne sich über eine vertikale Höhe eines vertikalen Befestigungsabschnitts mit einer J-Form hinauszuerstrecken. Die längere Länge des Befestigungsabschnitts 1022 ermöglicht eine zusätzliche Länge, um während der Verwendung Energie zu speichern und zurückzugeben, trägt zu zusätzlicher Federung oder Polsterung des Fußes bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
Die vorstehend offenbarten Fußprothesen können mit dem oberen Vorderfußteil allein ohne eine untere Fußplatte oder einen Fersenteil versehen sein.
Verschiedene Aspekte von solchen Energiespeicher-Fußprothesen sind im US-Patent Nrn. 5 944 760 ; 6 197 068 und 6 241 776 gezeigt und beschrieben, die durch den Hinweis hierin aufgenommen werden.
Es soll selbstverständlich sein, dass die vorstehend angeführten Anordnungen die Anwendung für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung nur erläutern. Zahlreiche Modifikationen und alternative Anordnungen können ausgedacht werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Besonderheit und Detail in Verbindung mit dem, was derzeit als praktischste und bevorzugteste Ausführungsform(en) der Erfindung erachtet wird, in den Zeichnungen gezeigt und vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist es für Fachleute ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung, wie in den Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims

Fußprothesenvorrichtung (10, 110, 310, 410, 510), mit: a) einem langgestreckten Vorderfußteil (14, 114, 314), der sich 1) nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt (22), der dazu ausgelegt ist, mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt zu werden, 2) nach unten durch einen Knöchelabschnitt (26), der an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, 3) nach vorn durch einen Spannabschnitt (30) und 4) zu einem Zehenabschnitt (34), der an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, erstreckt; und b) einem langgestreckten hinteren Knöchelteil (12, 112), der sich 1) nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt (138), der am Befestigungsabschnitt (22) des Vorderfußteils (14, 114) befestigt ist, 2) nach unten durch einen Knöchelabschnitt (42, 52), 3) nach vorn unter den Knöchelabschnitt (26) des Vorderfußteils (14, 114, 314) und 4) nach hinten zu einem Fersenabschnitt (50), der an einer Fersenstelle einer natürlichen Ferse angeordnet ist, erstreckt.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510) nach Anspruch 1, wobei der Vorderfußteil (14, 114, 314) und der Knöchelteil (12, 112) biegsam sind, um Energie zu speichern, und elastisch sind, um Energie zurückzugeben.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510) nach Anspruch 2, wobei der Vorderfußteil (14, 114, 314) und der Knöchelteil (12, 112) ein Verbundmaterial mit einer Faser in einer Harzmatrix umfassen.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510) nach Anspruch 1, welche ferner umfasst: eine untere Fußplatte (18), die am Knöchelteil (12) befestigt ist und sich nach vorn 1) durch einen Fersenabschnitt (56), der am Fersenabschnitt (50) des Knöchelteils (12) befestigt ist, 2) einen Spannabschnitt (57) und 3) zu einem Zehenabschnitt (58), der an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, erstreckt.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510) nach Anspruch 4, welche ferner ein Polsterelement (59) umfasst, das zwischen dem Zehenabschnitt (34) des Vorderfußteils (14, 114, 314) und dem Zehenabschnitt (58) der unteren Fußplatte (18, 118) angeordnet ist.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510) nach Anspruch 1, welche ferner umfasst: eine untere Fußplatte (18, 118), die am Vorderfußteil (14, 114, 314) befestigt ist und sich nach hinten 1) durch einen Zehenabschnitt (58), der am Zehenabschnitt (34) des Vorderfußteils (14, 114, 314) befestigt ist, 2) einen Spannabschnitt (57) und 3) zu einem Fersenabschnitt (50), der an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, erstreckt.
Vorrichtung (10, 110) nach Anspruch 1, wobei der Knöchelteil (12, 112) ein im Wesentlichen s-förmiges Profil aufweist.
Vorrichtung (110) nach Anspruch 1, wobei der Vorderfußteil (114) mindestens zwei seitlich getrennte und benachbarte Vorderfußteile (214a, 214b) umfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der obere Befestigungsabschnitt (22) des oberen Vorderfußteils (14) und der obere Befestigungsabschnitt (38) des Knöchelteils (12) in einem schrägen Winkel angeordnet sind.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei: der Knöchelabschnitt (26) des Vorderfußteils (14) einen diskreten, geraden Abschnitt umfasst, der im Wesentlichen vertikal orientiert ist; und der Vorderfußteil (14) ferner einen ersten gekrümmten Abschnitt, der den Befestigungsabschnitt (22) und den geraden Abschnitt miteinander verbindet, und einen zweiten gekrümmten Abschnitt, der den geraden Abschnitt und den Spannabschnitt (30) miteinander verbindet, umfasst.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, welche ferner umfasst: mindestens ein Energieübertragungselement (90), das zwischen dem Fersenabschnitt (50) und dem Knöchelabschnitt (42) des hinteren Knöchelteils (12) angeordnet ist, um Energie vom Fersenabschnitt (50) des Knöchelteils (12) auf den Knöchelabschnitt (42) des Knöchelteils (12) während der Verwendung zu übertragen.
Fußprothesenvorrichtung (10, 610, 710, 1010) mit: a) einem langgestreckten oberen Vorderfußteil (14, 614, 714, 1014) mit einem oberen Befestigungsabschnitt (22), der dazu ausgelegt ist, mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt zu werden, wobei sich der Vorderfußteil (14) nach hinten und nach unten durch den Befestigungsabschnitt (22) und nach unten durch einen Knöchelabschnitt (26), der an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, durch einen Spannabschnitt (30), zu einem Zehenabschnitt (34), der an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, erstreckt; und b) wobei der Befestigungsabschnitt (22) in einem schrägen Winkel bezüglich der Horizontalen, wenn die Fußprothesenvorrichtung nicht belastet ist, zwischen ungefähr 20 und 70 Grad angeordnet ist.
Vorrichtung (10, 610, 710, 1010) nach Anspruch 12, welche ferner umfasst: ein Befestigungselement (60), das dazu ausgelegt ist, mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt zu werden, mit einer unteren schrägen Oberfläche (68); und wobei der obere Befestigungsabschnitt (22) des Vorderfußteils (14, 614, 714, 1014) an der unteren schrägen Oberfläche (68) des Befestigungselements (60) befestigt ist.
Vorrichtung (10, 610, 710, 1010) nach Anspruch 12, wobei sich der Befestigungsabschnitt (22) des oberen Vorderfußteils (14, 614, 714, 1014) zu einer Position ungefähr im ersten Drittel einer Länge der Fußprothesenvorrichtung (10) von einem hintersten Teil der Fußprothesenvorrichtung (10) erstreckt; und wobei der Knöchelabschnitt (26) des oberen Vorderfußteils am hintersten Teil der Fußprothesenvorrichtung (10) angeordnet ist.
Fußprothesenvorrichtung (10, 110, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010) mit: einem langgestreckten Vorderfußteil (14, 114, 314, 614, 714, 814, 914, 1014) mit einem oberen Befestigungsabschnitt (22), der dazu ausgelegt ist, mit einer Gliedmaße eines Amputierten gekoppelt zu werden, und sich 1) nach unten und nach hinten durch einen ersten gekrümmten Abschnitt, 2) nach unten durch einen diskreten und geraden Knöchelabschnitt (26), der an einer Knöchelstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist und im Wesentlichen vertikal orientiert ist, 3) nach unten und nach vorn durch einen zweiten gekrümmten Abschnitt, 4) nach vorn durch einen Spannabschnitt (30) und 5) nach vorn zu einem Zehenabschnitt (34), der an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, erstreckt.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010) nach Anspruch 15, welche ferner umfasst: eine untere Fußplatte (18), die am oberen Vorderfußteil (14, 114, 314, 614, 714, 814, 914, 1014) befestigt ist, mit einem Zehenabschnitt (58), der an einer Zehenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, welche sich durch einen Spannabschnitt (57) zu einem Fersenabschnitt (56), der an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist, nach hinten erstreckt.
Vorrichtung (10, 110, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010) nach Anspruch 16, wobei der Knöchelabschnitt (26) des Vorderfußteils (14, 114, 314, 614, 714, 814, 914, 1014) an einer hintersten Stelle der Fußprothesenvorrichtung (10, 110, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010) über dem Fersenabschnitt (56) der unteren Fußplatte (18) angeordnet ist.