-
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 Benut zers 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.
-
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 schafft eine Fußprothesenvorrichtung
mit einem langgestreckten Knöchelteil,
um Stoßaufnahme
oder -dämpfung
während
der Verwendung bereitzustellen. Die Fußvorrichtung kann den Knöchelteil
umfassen, der an einem langgestreckten Vorderfußteil befestigt ist und diesen
abstützt.
Der Vorderfußteil
kann sich 1) nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt,
2) nach unten durch einen Knöchelabschnitt,
3) nach vorn durch einen Spannabschnitt und 4) zu einem Zehenabschnitt
erstrecken. Der Knöchelteil
kann sich 1) nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt,
2) nach unten durch einen Knöchelabschnitt, 3)
nach vorn unter dem Knöchelabschnitt
des Vorderfußteils,
und 4) nach hinten zu einem Fersenabschnitt erstrecken. Der Vorderfußteil und
der Knöchelteil
können
biegsam sein, um Energie zu speichern, und elastisch sein, um Energie
zurückzugeben.
Somit kann der Knöchelabschnitt
ein im Wesentlichen s-förmiges
Profil aufweisen. Die Gestaltung des Knöchelabschnitts stellt eine
vertikale Stoßdämpfung oder
-dämpfung
für den
Amputierten bereit. Der Befestigungsabschnitt des oberen Vorderfußes und
der Befestigungsabschnitt des Knöchelteils können aneinander
befestigt und mit dem Stumpf des Amputierten gekoppelt werden.
-
Gemäß einem
detaillierteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können der
Vorderfußteil
und der Knöchelteil
ein Verbundmaterial mit einer Faser in einer Harzmatrix umfassen.
-
Gemäß einem
weiteren detaillierteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
die Fußvorrichtung
ferner eine untere Fußplatte
umfassen, die am Knöchelteil
befestigt ist. Die Fußplatte
kann einen Fersenabschnitt umfassen, der am Fersenabschnitt des
Knöchelteils
befestigt ist, und kann sich zu einem Zehenabschnitt, der an einer
Zehenstelle eines natürlichen
Fußes
angeordnet ist, nach vorn erstrecken.
-
Gemäß einem
weiteren detaillierteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
die Fußvorrichtung
ferner eine untere Fußplatte
umfassen, die am Vorderfußteil
befestigt ist. Die Fußplatte
kann einen Zehenabschnitt umfassen, der am Zehenabschnitt des Vorderfußteils befestigt
ist, und kann sich nach hinten zu einem Fersenabschnitt erstrecken,
der an einer Fersenstelle eines natürlichen Fußes angeordnet ist.
-
Gemäß einem
weiteren detaillierteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind
der obere Befestigungsabschnitt des oberen Vorderfußteils und der
obere Befestigungsabschnitt des Knöchelteils in einem schrägen Winkel
angeordnet. Der obere Befestigungsabschnitt kann mit einem Befestigungselement
mit einer unteren schrägen
Oberfläche
gekoppelt sein.
-
Gemäß einem
weiteren detaillierteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
der Knöchelabschnitt
des Vorderfußteils
einen diskreten, geraden Abschnitt umfassen, der im Wesentlichen
vertikal orientiert ist. Ein erster gekrümmter Abschnitt kann den Befestigungsabschnitt
und den geraden Abschnitt miteinander verbinden und ein zweiter
gekrümmter
Abschnitt kann den geraden Abschnitt und den Spannabschnitt miteinander
verbinden. Der diskrete, gerade Knöchelabschnitt mit gekrümmten Abschnitten
auf beiden Seiten ermöglicht
zusätzliche Länge, um
Energie während
der Verwendung zu speichern und zurückzugeben, trägt zu zusätzlicher Federung
oder Polsterung des Fußes
bei und verbessert die vertikale Stoßbeständigkeit.
-
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 1b 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 12 und
dem Knöchelteil 14 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 Befestigungsvor richtung 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 Lb erstrecken,
während
sie eine längere Länge L aufweisen.
Es ist zu erkennen, dass ein horizontaler Befestigungsabschnitt,
wie in ge strichelten Linien gezeigt, eine Länge Lb 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
Eb 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 und können
die Beugung oder Biegung am Knöchelabschnitt 26 erhöhen und
können
somit die Leistungseigenschaften des Fußes verbessern. 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 27 und 28 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 27,
3) nach unten durch den geraden Abschnitt oder den Knöchelabschnitt 26,
4) nach unten und nach vorn durch den zweiten gekrümmten Abschnitt 28,
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 Knö chelabschnitt 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
Knöchelverstärkungselement 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 Fachge biet 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 Lb erstreckt, während er eine längere Länge L aufweist. Es
ist zu erkennen, dass ein horizontaler Befestigungsabschnitt, wie
in gestrichelten Linien gezeigt, eine Länge Lb 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 Eb 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 Verbindungs stecker 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 Spannab schnitt 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 7b 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 7b kann
der Knöchel abschnitt 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 Be festigungsabschnitt 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 Fer senteil 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 8b 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 Lb erstreckt, während er eine längere Länge L aufweist. Es
ist zu erkennen, dass ein horizontaler Befestigungsabschnitt, wie
in gestrichelten Linien gezeigt, eine Länge Lb 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 Eb 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.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Fußprothesenvorrichtungumfasst
einen langgestreckten oberen Vorderfußteil, einen Knöchelteil
und eine untere Fußplatte.
Der Vorderfußteil kann
sich nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt, nach
unten durch einen Knöchelabschnitt,
nach vorn durch einen Spannabschnitt und zu einem Zehenabschnitt
erstrecken. Der Knöchelteil kann
sich am Vorderfußteil
befestigen und kann sich nach hinten durch einen oberen Befestigungsabschnitt,
nach unten durch einen Knöchelabschnitt, nach
vorn unter dem Knöchelabschnitt
des Vorderfußteils
und nach hinten zu einem Fersenabschnitt in einem im Wesentlichen
s-förmigen
Profil erstrecken. Die untere Fußplatte kann sich am Knöchel- oder
am Vorderfußteil
befestigen und kann sich durch einen Fersenabschnitt, einen Spannabschnitt
und zu einem Zehenabschnitt erstrecken. Der obere Vorderfuß, der Knöchelteil
und die untere Fußplatte
sind jeweils biegsam, um Energie zu speichern, und elastisch, um Energie
zurückzugeben.
Der Befestigungsabschnitt kann schräg sein. Die Knöchelabschnitte
können
einen diskreten, geraden Abschnitt zwischen zwei gekrümmten Abschnitten
umfassen.