DE69324930T2

DE69324930T2 - Befestigungssystem für prothese

Info

Publication number: DE69324930T2
Application number: DE69324930T
Authority: DE
Inventors: Van Lehn Phillips
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: EP0680293B1; TW238244B; DE69324930D1; JP2863314B2; CA2132948C; KR100274836B1; EP0680293A1; FI944420A0; ATE179878T1; FI944420L; CA2132948A1; AU3966593A; JPH07506990A; WO1993018723A1; FI110058B

Description

Diese Erfindung betrifft Prothesen im allgemeinen, und insbesondere eine Konstruktion, welche die Befestigung eines Prothesenelementes mit einer relativ flachen Oberfläche an der Außenseite einer Prothesenstütze ermöglicht, welche eine im allgemeinen gekrümmte Außenoberfläche aufweist.
Auf dem Gebiet der Prothetik und insbesondere auf dem Gebiet der Unterschenkelprothetik ist es allgemein bekannt, eine zylindrische rohrförmige Stütze zwischen dem Stumpf eines Träger und einem weiteren Prothesenelement, wie z. B. einer Fußprothese, vorzusehen. Solche Stützen ergeben eine starke, leichtgewichtige Verlängerungsstruktur zwischen dem Stumpf und weiteren Prothesen, wobei die Struktur üblicherweise auf die erforderliche Länge für einen spezifischen Träger zurechtgeschnitten werden kann.
Obwohl sicherlich auch andere Stützenkonfigurationen für diesen Zweck verwendet werden können, weist die zylindrische, rohrförmige Stütze zahlreiche wünschenswerte Eigenschaften auf, und wurde daher zur Konfiguration der Wahl vieler Prothetisten und Amputierter. Beispielsweise sind, obwohl Prothetisten feste Stützen oder Stützen mit einer quadratischen oder rechteckigen Querschnitt benutzen könnten, solche anderen Stützen typischerweise nicht so stark und leichtgewichtig wie eine zylindrische rohrförmige Stütze. Ferner kann eine zylindrische rohrförmige Stütze weniger aufwendig herzustellen sein als Stützen, welche komplexere Querschnittskonfigurationen aufweisen, oder mehr Material erfordern.
Das U.S. Patent US-A 3,820,169 offenbart eine Unterschenkelprothese einschließlich eines Kniegelenkes, an welchem eine Fußprothese mittels einer rohrförmigen Stütze befestigt ist. Die Fußprothese weist einen festen Längsträger mit einer für die Aufnahme der Stütze ausgebildeten zylindrischen Fassung auf. Flansche sind an der Außenseite des Längsträgers angeordnet, durch welche Kopfschrauben durchgesteckt werden, um die Fassung zu spannen und die Rohrstütze darin festzuklemmen.
Die PCT-Anmeldung WO93/06795, der nach dem Artikel 54(3) EPC zu betrachtende Stand der Technik, offenbart eine energiespeichernde Unterschenkelprothesenstütze, und obere und untere Stützelemente, die betriebsmäßig über ein oder mehrere Federelemente miteinander verbunden sind. Die Stützenelemente bewegen sich so zueinander hin und her, daß auf die Stütze ausgeübte Kräfte zu einer in den Federelementen gespeicherten Energie führen. Nach dem Entfernen der Kraft können die Federelemente die gespeicherte Energie abgeben. Das untere Stützenelement kann als zylindrische rohrförmige Stütze ausgebildet sein. Die Fußprothese weist einen flachen Abschnitt auf, welcher mit der rohrförmigen Stütze durch eine Zwischenverbindungseinrichtung verbunden ist.
Andere herkömmliche Prothesenelemente enthalten üblicherweise relativ flache Befestigungsoberflächen für eine Betriebsbefestigung an den Träger, unabhängig davon, ob eine Zwischenstütze verwendet wird, oder nicht. Somit müssen diese anderen Prothesenelemente, um mit solchen Stützen verwendbar zu sein, speziell so ausgelegt sein, daß sie spezielle Befestigungsstrukturen und/oder Konfigurationen enthalten, welche eine Befestigung an den Stützen ermöglichen.
Die speziellen Auslegungen und Modifikationen nach dem Stand der Technik sind nicht ohne Nachteile. Beispielsweise addiert sich jede derartige spezielle Befestigungsstruktur typischerweise zu den Kosten der Herstellung der Prothese hinzu. In bestimmten Fällen sind diese Befestigungsstrukturen ziemlich unförmig, schwer und komplex, da die Befestigung der vorgenannten weiteren Prothesenelemente an der Stütze zuverlässig und sicher sein müssen, um eine unerwünschte Bewegung zwischen der Stütze und dem weiteren Prothesenelement zu verhindern. Ferner können, was vielleicht noch wichtiger ist, die erforderlichen Strukturen und Konfigurationen zur Ermöglichung einer Befestigung an der Stütze das Verhalten der Prothese nachteilig beeinflussen und/oder den Bereich von Trägern einschränken, welche andererseits aus deren Gebrauch Nutzen ziehen könnten.
Exemplarisch für solche Konstruktionsanpassungen ist die in Fig. 1 hierzu dargestellte Konfiguration, in welcher eine Fußprothese A an einer rohrförmigen zylindrischen Stütze B durch Einfügung eines gekrümmten Abschnittes C und das Vorsehen eines Befestigungsmechanismus D betriebsmäßig befestigt ist. Gemäß Darstellung in Fig. 1 erlaubt die Kombination des gekrümmten Abschnittes C, dessen Befestigungsabschnittes C&sub1;, des Befestigungsmechanismus D, und dessen Befestigungsabschnittes D&sub1;, daß die relativ flache Struktur C&sub1; betriebsmäßig angrenzend an den relativ flachen Boden des Rohres B gehalten wird. Eine solche Struktur ist komplex und teuer und bringt Einschränkungen im Verhalten mit sich, welches dann weniger als optimal ist.
Ferner erfordert eine derartige Struktur einen erheblichen Freiraum zwischen dem Stützrohr B für die Aufnahme der Komponenten A, C, C&sub1;, D und D&sub1;, und schränkt damit den Bereich von Amputierten ein, welche mit einer solchen Konstruktion versorgt werden können.
Es ist daher eine Aufgabe meiner Erfindung eine Prothesenkonstruktion bereitzustellen, welche die vorgenannten Probleme überwindet, und unter anderem die Verwendung von rohrförmigen zylindrischer Stützen mit anderen Prothesenelementen, die andererseits relativ nicht gekrümmte Befestigungsoberflächen aufweisen, ohne weiteres erlaubt. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird jedoch erkennen, daß verschiedene Ausführungsformen meiner Erfindung mit anderen Arten zylindrischer Stützen ausgeführt werden können; wie z. B. mit festen Stützen, Stützen mit ovalen oder anderen gekrümmten Außenquerschnittskonfigurationen.
Die Prothese meiner Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Die Konstruktion erlaubt ohne weiteres, daß die vorstehend beschriebene beliebte, rohrförmige Stütze mit jedem von einem breiten Bereich weiterer Prothesenelemente mit Befestigungsoberflächen verwendet wird, und erlaubt eine einfache Fertigung und eine leichte Auswechselbarkeit eines Bereichs von Prothesenelementen und Stützen. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung und Standardisierung von Teilen, der leichte Zusammenbau und Ersatz von Prothesenelementen und die Einstellbarkeit der gesamten Prothese werden verbessert und weiterentwickelt.
Die vorliegende Unterschenkelprothese enthält eine Befestigungseinrichtung, bevorzugt Muttern-, Schrauben- und/oder Klemmelemente, um die verschiedenen Komponenten in der gewünschten zusammengebauten Konfiguration zu halten. Eine etwas verwandte Ausführungsform meiner Erfindung enthält eine paarig gekrümmte Oberfläche, die durch ein Material gebildet wird, das an der relativ ebenen Befestigungsoberfläche oder Abschnitt befestigt oder festgeklebt ist.
Sicherlich kann für Prothesenvorrichtungen, welche Befestigungsabschnitte mit Oberflächen enthalten, welche weder eben sind, noch eine entsprechende paarige Konfiguration im Bezug auf die gekrümmte Außenoberfläche des vorstehend beschriebenen zylindrischen Rohres aufweisen, eine Ausführungsform in einer Konfiguration vorgesehen werden, welche die gewünschte paarige Anpassung zwischen der Stütze und dem anderen Prothesenelement ermöglicht. Demzufolge können die Prothetisten und Träger aus einem breiten Bereich von Prothesenelementen auswählen, und ohne weiteres dieselben an der Stütze nach deren Belieben auswählen. Durch das Bereitstellen einer bevorzugt zerlegbaren Befestigungseinrichtung, wie z. B. einer Mutter/Schrauben-Anordnungen oder Greifklammern zur Befestigung der Prothesenelementes an der Stütze, kann die Stütze in Standardlängen vorgesehen werden, und trotzdem ohne weiteres auf einen weiten Bereich effektiver Längen speziell angepaßt werden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, welche nur dem Zwecke der Darstellung dienen.
Fig. 1 ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenaufrißansicht einer Prothese, welche ein bekanntes Verfahren zur Be festigung einer Fußprothese unter einer rohrförmigen, zylindrischen Stütze darstellt;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform einer Befestigungskonstruktion gemäß den Lehren der Erfindung;
Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht entlang einer Linie 4-4 von Fig. 3;
Fig. 5 stellt eine alternative Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung für eine andererseits zu Fig. 2 ähnliche Konstruktion dar;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Befestigungskonstruktion gemäß den Lehren der Erfindung;
Fig. 7 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht entlang der Linie 7-7 von Fig. 6; und
Fig. 8 ist eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht entlang einer Linie 8-8 von Fig. 7.
Gemäß den Zeichnungen zeige ich eine Prothesenbefestigungskonstruktion, die gemäß den in den Fig. 2 bis 8 dargestellten Ausführungsformen meiner Erfindung zusammengebaut ist. Die Stütze 72 ist mit einer zylindrischen, rohrförmigen Konstruktion dargestellt, wobei der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen wird, daß auch andere Stützenkonfigurationen aus den Vorteilen meiner Erfindung Nutzen ziehen können.
Zum Zwecke der Veranschaulichung ist die Prothese 8 zusammen mit einer Fußprothese 70 dargestellt, welche einen Befestigungsabschnitt 10 mit einer Befestigungsoberfläche 12 an ihrem oberen Ende zur betriebsmäßigen Befestigung der Fußprothese an der Stütze 72 darstellt. Das obere Ende der Stütze 72 ist für eine Befestigung an dem (nicht dargestellten) Unterschenkel des Amputierten gedacht. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird jedoch erkennen, daß auch andere Fußprothesen mit einer Stütze verwendet, und aus meiner Erfindung Nutzen ziehen können.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Stütze 72 an ihrem (nicht dargestellten) ersten oberen Ende mit einer Aufnahme oder einem anderen Hilfsmittel für eine betriebliche Verbindung mit dem Träger ausgestattet. Ferner sind die Stütze 72 und die Fußprothese 70 bevorzugt aus leichtgewichtigen, starken Materialien, wie z. B. Glasfaser, Kohlefaser oder dergleichen hergestellt, und stellen bevorzugt die gewünschte Energieverhaltenseigenschaften bereit, um den Gebrauchsnutzen der Prothese für den Benutzer zu verbessern.
In der bevorzugten Ausführungsform enthält die Stütze 72 ein zweites oder unteres Ende 18, an welchem eine weitere Prothese, wie z. B. eine Fußprothese 70, zu befestigen ist. Um eine große Kontaktfläche für einen paarigen Eingriff zwischen dem unteren Ende 18 und der Fußprothese 70 bereitzustellen, ist die Fußprothese an der oberen Befestigungsfläche 10 gekrümmt. Die relativ große Kontaktfläche verbessert die Stabilität der Befestigung der Fußprothese 70 an der Stütze 72, und führt dieses in einer einfachen wirtschaftlichen Weise aus.
In der bevorzugten Ausführungsform kann der Befestigungsabschnitt 10 zweckmäßigerweise als über eine erste Oberfläche 12 verfügend beschrieben werden, welche paarig der gekrümmten Außenoberfläche des zweiten Endes 18 der Stütze 72 entspricht. Gewichts-, Kosten- und Leistungsbetrachtungen deuten daraufhin, daß sich die Befestigungskonstruktion 10 bevorzugt nur über eine minimale Distanz entlang der Stütze 72 erstreckt.
Gemäß Darstellung in Fig. 6 umfassen alternative Ausführungsformen das Vorsehen eines Befestigungsabschnittes 80 mit einer Dicke, welche die Fußprothese 82 relativ weiter von der Stütze 84 auf Abstand hält, wobei aber ein solcher Abstand zusätzliche Materialien erfordern könnte, und zusätzlich das Fußprothesenelement 82 aus der Längsachse der Stütze 84 ver schieben könnte, was möglicherweise ein unerwünschtes Verhalten bewirkt.
Zusätzlich enthält eine bevorzugte Ausführungsform eine Befestigungseinrichtung wie z. B. eine Mutter/Schrauben-Kombination 76. Die Befestigungseinrichtung hält bevorzugt die Stütze 72 und die Unterschenkelprothese 70 in einer Betriebsbeziehung zueinander. Eine alternative Befestigungseinrichtung umfaßt Schlauchklammern oder ein andere Reibungsgreifklammer wie die in Fig. 5 dargestellte, welche durch Umfassen des Stützendes 18 funktioniert.
Die bevorzugten Schrauben 32 sind bevorzugt Gewindescheiben (manchmal auch als Spannschloßmuttern bezeichnet), welche gemäß bester Darstellung in Fig. 3 und 4 gekrümmt sind, um deren unmittelbares Anliegen an der Innenwand der rohrförmigen Stütze 72 zu ermöglichen. Um einen einfachen Zusammenbau zu ermöglichen, sind die Spannschloßmuttern 32 bevorzugt an der Innenseite der Stütze 72 befestigt oder verklebt. Um eine leichte Montage zu ermöglichen, sind die Spannschloßmuttern 32 bevorzugt an der Innenseite der Stütze 72 befestigt oder verklebt. Für eine Dauerbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Rost oder andere Verschlechterung sind die Spannschloßmuttern bevorzugt aus rostfreiem Stahl, Titan oder einem anderen ähnlichen Material hergestellt.
Die bevorzugte Ausführungsform meiner Erfindung wird zusammengebaut, indem Schrauben 76 durch Öffnungen in dem Fußprothesenelement 70 und der Stütze 72 eingeführt, und mit den Spannschloßmuttern 32 verschraubt werden. Eine weitere alternative Ausführungsform würde die Notwendigkeit der Spannschloßmuttern 32 erübrigen. Eine solche Ausführungsform würde Gewindelöcher in der Stütze 72 bereitstellen und die Schrauben 76 würden nur in diese Löcher anstelle der Spannschloßmuttern 32 geschraubt.
Zusätzlich kann bei den alternativen Ausführungsformen des Stützrohres 72 dieses an dem unteren Ende offen oder geschlossen sein. Wenn Spannschloßmuttern innerhalb der Stütze 72 einzubauen sind, um die vorgenannte Befestigungseinrich tung bereitzustellen, würde ein derartiger Einbau vor dem Verschließen des Rohres erfolgen.
Wie der Fachmann auf diesem Gebiet leicht erkennen kann, kann die Befestigungskonstruktion 10 entweder an der (nicht dargestellten) vorderen oder an der hinteren Seite der Stütze angeordnet sein. In jeder dieser Ausrichtungen stellt die Befestigungskonstruktion 10 eine Befestigungsoberflächen- Schnittstelle bereit, an welcher eine Vielfalt von Prothesen befestigt werden kann.
Die gewünschte paarige Schnittstelle der unteren Prothese 70 und der Stütze 72 wird durch Formen des oberen Endes 10 der Prothese 70 in eine paarige Konfiguration bereitgestellt. Dieses wird bevorzugt erreicht, indem die gewünschte Krümmung in dem Befestigungsabschnitt 10 der Prothese 70 ausgebildet wird. Wenn die Prothese 70 aus bestimmten verformbaren Materialien (wie z. B. aus Aluminium oder dergleichen) hergestellt ist, kann jedoch die Krümmung durch anschließende Herstellungsschritte, wie z. B. durch Stauchen der Krümmung in die Prothese 70 hergestellt werden.
Indem die untere Verlängerung der Befestigungsoberfläche 10, wie sie beispielsweise bei 74 in Fig. 3 dargestellt ist, begrenzt wird, bewirkt die Befestigungsoberfläche eine minimale Störung des Beugungsverhaltens der Prothese 70. Obwohl eine Mutter-, Schrauben- und die Spannschloßmutterkombination 76 die in Fig. 2 bis 4 für die Befestigung der Komponenten dieser Ausführungsform dargestellt ist, können viele andere alternative Befestigungseinrichtungen verwendet werden.
Die Ausführungsformen von Fig. 6 bis 8 sind ähnlich den von Fig. 2 bis 5, stellen aber eine Alternative des Verfahrens zur Ausbildung der gekrümmten Befestigungsoberfläche 80 an dem oberen Ende der Prothese 82 dar. In dieser Ausführungsform wird der Befestigungsabschnitt 82 bevorzugt während der Herstellung oder Fertigung der Prothese 82 erzeugt, und wird so geformt, daß er paarig an der Außenoberfläche der Stütze 84 angreift. Alternative Verfahren der Herstellung würden das Anbringen eines Befestigungsmaterials (Graphit oder dergleichen) an der Prothese 82 nach der Herstellung der Prothese umfassen.
Ähnlich zu den Ausführungsformen von Fig. 2 bis 5 können die Komponenten von Fig. 6 bis 8 betriebsmäßig in ihrer gewünschten zusammengebauten Form durch jedes beliebige Hilfsmittel, wie z. B. durch Muttern-, Schrauben- und Spannschloßschraubenkombinationen gehalten werden.
Die Prothesenkonstruktion stellt eine einfache Konstruktion bereit, welche die unmittelbare und wirtschaftliche Verwendung einer beliebten zylindrischen, rohrförmigen Stütze mit jedem von einem breiten Bereich weiterer Prothesenelementen erlaubt. Die Konstruktion erlaubt eine einfache Austauschbarkeit und Herstellung der Stütze und der anderen Prothesenelemente.
Ferner können die verschiedenen Komponenten und Abschnitte der vorliegenden Erfindung in einer Vielfalt von Größen, Dicken, und von Materialien bereitgestellt werden, welche mit entsprechend geformten Komponenten austauschbar sind, um eine Feinabstimmung der Prothese auf die Bedürfnisse ihres Trägers zu ermöglichen. Die Stützenanordnung meiner Erfindung kann auch in Kombination mit zahlreichen Prothesenelementen nach dem Stand der Technik verwendet werden, um das Verhalten solcher Elemente nach dem Stand der Technik zu verbessern.
Die Prothesenkonstruktion meiner Erfindung wurde mit einer gewissen Spezifizierung geschrieben, wobei aber die offenbarten spezifischen Auslegungen und Konstruktionen nicht als Einschränkung der Erfindung anzunehmen sind, da zahlreiche offensichtliche Modifikationen sofort dem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sind, wovon alle durch die beigefügten Ansprüche mit eingeschlossen sein sollen.

Claims

1. Unterschenkelprothese aufweisend eine Kombination einer zylindrischen Rohrstütze (72, 84) mit einer Vorderseite und einer Rückseite und einer Fußprothese (70, 82), wobei: die Stütze (72, 84) so bemessen und konfiguriert ist, daß sie sich von einem an dem Stumpf des Trägers befestigbaren ersten Ende zu einem zweiten Ende (18) für die Befestigung der Fußprothese (70, 82) erstreckt; die Fußprothese (70, 82) eine relativ flache Oberfläche aufweist und einen Befestigungsabschnitt (10, 80) mit einer Befestigungsoberfläche enthält, welche eine Konfiguration besitzt, die der gekrümmten Außenoberfläche des Stützrohres (72, 84) paarig entspricht; die Befestigungsoberfläche in direktem Kontakt mit der gekrümmten Außenoberfläche steht; und der Befestigungsabschnitt (10, 80) nach der Montage entweder an der Vorder- oder der Rückseite des zweiten Endes (18) des Rohrstütze (21, 84) angeordnet ist und die Fußprothese ferner eine Befestigungseinrichtung aufweist, welche die Rohrstütze und die Fußprothese in einer Betriebsbeziehung zueinander hält.

2. Unterschenkelprothese nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsoberfläche aus einem an dem Befestigungsabschnitt (80) befestigten oder damit verklebten Material ausgebildet ist, wodurch die Fußprothese (82) von der Stütze (84) relativ weiter entfernt ist.

3. Unterschenkelprothese nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Befestigungsabschnitt (10, 80) nach der Montage an der Vorderseite der Stütze (72, 84) angeordnet ist.

4. Unterschenkelprothese nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Befestigungsabschnitt (10, 80) nach der Montage an der Rückseite der Stütze (72, 84) angeordnet ist.

5. Unterschenkelprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fußprothese (70, 82) abnehmbar an der Rohrstüt ze (70, 84) durch die Befestigungseinrichtung befestigt ist, welche aus Schrauben besteht, die durch Öffnungen in der Fußprothese (70, 82) und der Stütze (72, 81) hindurchgesteckt sind und mit im Inneren der Rohrstütze angeordneten Spannschloßmuttern (32) in einem Gewindeeingriff stehen.

6. Unterschenkelprothese nach Anspruch 5, wobei die Spannschloßmuttern (32) an der Innenseite der Stütze (72) befestigt oder damit verklebt sind.

7. Unterschenkelprothese nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Spannschloßmuttern (32) aus Stahl oder Titan hergestellt sind.

8. Unterschenkelprothese nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Fußprothese (70, 82) abnehmbar an der Rohrstütze (72, 84) durch die Befestigungseinrichtung befestigt ist, welche aus Schrauben (76) besteht, die durch Öffnungen in der Fußprothese (70, 82) und entsprechende Gewindeöffnungen (72, 84) in der Stütze (72, 84) hindurch eingeführt sind.