ES2235907T3

ES2235907T3 - Dispositivo en una protesis de pierna provista de un pie.

Info

Publication number: ES2235907T3
Application number: ES00944506T
Authority: ES
Inventors: Finn Gramnas
Original assignee: Gramtec Innovation AB
Current assignee: Gramtec Innovation AB
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2005-07-16
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DK1191909T3; US7052519B1; ATE287687T1; WO2000076429A1; DE60017740D1; CA2377384A1; EP1191909B1; DE60017740T2; CA2377384C; SE9902193D0; EP1191909A1; SE515958C2; SE9902193L; AU5859500A

Abstract

Disposición para una prótesis (10) de pierna provista de un pie (12), el cual está conectado a la prótesis de pierna por medio de un eje (11) articulado, de acuerdo con lo cual se disponen unos primeros medios (13, 14, 16-18, 30- 33, 38) para proporcionar una rotación limitada del pie con relación a la prótesis de pierna desde una posición ajustada inicial, en cuya posición la prótesis de pierna y el pie forman un ángulo fijo ajustado inicial de uno con relación a otro, y unos segundos medios (16-26) para el ajuste gradual de dicho ángulo fijado entre la prótesis de pierna y el pie, en la que los primeros medios (13, 14, 16- 18, 30-33, 38) comprenden un elemento elástico (14) que tiene una fuerza elástica que limita el movimiento giratorio del pie con relación a la prótesis de pierna en la posición ajustada inicial al andar, caracterizada porque los segundos medios (16-26) comprenden un elemento (17), que puede ser desplazado con relación a la prótesis (10) de pierna, y medios (18, 21) paramantener el elemento que puede ser desplazado en una posición de desplazamiento deseada, por lo que el elemento (17) que puede ser desplazado, establecido en su posición ajustada inicial, en un extremo se apoya sobre una porción (38) del pie (12) y en su segundo extremo sobre el elemento elástico (14), que por medio de un elemento alargado (13) está conectado al pie

Description

Dispositivo en una prótesis de pierna provista de un pie.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo en una prótesis de pierna provista de un pie, el cual está conectado a la prótesis de pierna por medio de un eje articulado, de acuerdo con lo cual se disponen unos primeros medios para proporcionar una rotación limitada del pie con relación a la prótesis de pierna desde una posición de ajuste inicial, en cuya posición la prótesis de pierna y el pie han fijado un ángulo de ajuste inicial uno con relación a otro, y unos segundos medios para un ajuste gradual de dicho ángulo fijado entre la prótesis de pierna y el pie, en el que los primeros medios comprenden un elemento elástico que tiene una fuerza elástica que limita el movimiento giratorio del pie con relación a la prótesis de pierna en la posición ajustada inicial al andar.

Antecedentes de la invención

Se conoce bien entre los usuarios de prótesis que andar cuesta abajo es problemático. Si el usuario de la prótesis no tiene la posibilidad de ajustar el ángulo del pie, al andar cuesta abajo lo hace de modo que solamente el tacón hace contacto con el terreno. Por encima de un cierto valor del ángulo de pie es difícil sostener el peso del cuerpo de modo que la rodilla no se aplaste debido a la carencia de grupos esenciales de músculos. Por lo tanto, los usuarios de prótesis escogen a menudo andar de costado cuando andan cuesta abajo.

Además, los usuarios de prótesis que no han obtenido un pie que sea verticalmente ajustable, tienen problemas al cambiar de un zapato a otro zapato con una altura de tacón diferente, y escogen rápidamente andar sin zapatos. El ajuste vertical individual del pie reduce incluso problemas de dolor en la espalda y desgaste de caderas.

Por medio de, por ejemplo, el documento de Patente de EE.UU. Nº 2.749.557 se conoce un pie ajustable; no obstante, es solamente ajustable en tres diferentes posiciones angulares.

La Patente de EE.UU. Nº 2.470.480 muestra un pie artificial que tiene medios de amortiguación hidráulicos entre el tobillo y la placa de la suela. Una válvula de aguja se proporciona para controlar el paso de fluido hidráulico de modo que la acción de andar pueda ser adaptada para una persona en particular.

Además, el documento SE-B-456 134 muestra un pie de prótesis en el que las posiciones angulares del pie se ajustan con un tornillo que existe en el tacón del pie. El usuario de la prótesis debe hacer girar el tornillo un cierto número de vueltas para cambiar la posición angular, lo cual requiere un cierto esfuerzo de trabajo. El principio del cambio de ángulo mostrado en este documento tiene el gran inconveniente de que la longitud de la pierna cambia, lo cual origina que el usuario de la prótesis pueda tener una pierna más corta o más larga que la otra en ciertas situaciones.

Además, el documento SE-B-469 780 muestra un ejemplo adicional de un pie de prótesis en el que la posición angular del pie puede ser ajustada, en este caso usando un tornillo de bola y una tuerca de bola.

Además, el documento WO 96/25898 muestra un dispositivo de la clase mencionada en el preámbulo.

La invención se refiere a un dispositivo de la clase mencionada en el preámbulo, que puede ser ajustado fácilmente al peso y modo de andar del usuario de la prótesis y que es fiable, sencillo y de fabricación económica.

Sumario de la invención

Este objeto se logra por medio de un dispositivo en una prótesis de pierna provista de un pie, de la clase expuesta en el preámbulo de la reivindicación 1. Según la invención los segundos medios para proporcionar el ajuste gradual del ángulo entre el pie y la prótesis de pierna comprenden un elemento que se dispone de modo que puede ser desplazado con relación a la prótesis de pierna, y medios para mantener el elemento que puede ser desplazado en la posición de desplazamiento deseada, por lo que el elemento que puede ser desplazado, establecido en su posición de ajuste inicial, apoya un extremo en una porción del pie y su otro extremo sobre el elemento elástico, que por medio de un elemento alargado está conectado al pie.

En una realización preferida los medios que pueden ser desplazados están constituidos por un émbolo con bridas anulares dirigidas hacia fuera, cuyo émbolo está dispuesto de modo que puede ser desplazado en un cilindro fijado a la prótesis de pierna, y los medios para mantener el émbolo en una posición de desplazamiento deseada con relación al cilindro están constituidos por una pared anular que sobresale hacia el interior del cilindro, cuya pared divide el espacio entre las bridas anulares del émbolo en dos cámaras, y una válvula de dos vías que, en su posición abierta, permite la circulación del medio existente en las cámaras entre estas y, en su posición cerrada, impide esa circulación. El elemento alargado se extiende a través de un canal axial central en el émbolo y a través de un pasaje axial central en el elemento elástico y está conectado, por medio de una arandela de material rígido, a ese extremo del elemento elástico, que es el extremo opuesto al que se apoya sobre el émbolo. El elemento alargado se compone de un material flexible y puede ser una cuerda, alambre o correa de un material con poca extensibilidad.

Lista de dibujos

A continuación se describirá la invención con referencia las figuras que se incluyen, en las cuales:

la figura 1 muestra una sección transversal longitudinal a través de una prótesis de pierna y pie según una realización de la invención en posición no cargada;

la figura 2 muestra una sección correspondiente a la figura 1, pero en otra posición inicial para el ángulo entre el pie y la prótesis de pierna;

la figura 3 muestra la prótesis de pierna y pie según la figura 1 justamente después de haber sido establecida la prótesis de pie, y

la figura 4 es una sección a lo largo de la línea IV-IV en la figura 1.

Descripción de las realizaciones

Las figuras muestran una prótesis 10 de pierna en forma de bastidor de tubo cilíndrico, el cual por medio de un eje 11 articulado, que forma una junta de tobillo, está conectado a una porción 12b de un pie 12. El pie 12 puede estar provisto de una hoja 12a de pie, que puede estar provista de cosméticos de pie. El elemento flexible 13 en forma de cuerda, alambre, correa o similar está fijado excéntricamente a la porción 12b del pie con relación a su eje 11 articulado. La cuerda 13 se extiende a través de un canal central 29 que se extiende a través de un émbolo 17 y está fijado a un manguito 30 de unión con su segundo extremo, cuyo manguito 30 de unión se extiende a través de un pasaje central en el cuerpo elástico 14. Un tornillo 31 está atornillado en el manguito 30 y una tuerca 32 está atornillada en el exterior del tornillo. Preferiblemente, una arandela 33 de metal u otro material rígido está dispuesta entre la tuerca 32 y el cuerpo elástico 14. Adecuadamente, la cuerda 13 tiene una longitud tal que el cuerpo elástico 14 está detenido entre un extremo 17b del émbolo 17 y la arandela 33 en un estado algo comprimido. La figura 1 muestra el vástago y el pie en la posición inicial, en la que el ángulo entre estas partes es de alrededor de 90º. En la posición inicial el extremo 17a del émbolo 17 se apoya cobre un cuerpo 38 semiesférico, que descansa en un rebaje en forma de taza en la porción 12b de pie.

El émbolo 17 y el cuerpo elástico 14 se extienden dentro de un cilindro 16, que se extiende diagonalmente a través de la parte inferior de la prótesis de pierna por encima del eje 11 articulado. Los extremos 17a, 17b del émbolo 17 están formados por bridas anulares dirigidas hacia el exterior, cuyos bordes de obturación se apoyan contra la pared del cilindro 16. El cilindro 16 tiene una pared anular 18 dirigida hacia el interior, que está dispuesta entre las bridas anulares del émbolo 17 y que se apoya de modo hermético contra la pared de tubo del émbolo 17. La pared anular 18 del cilindro y las bridas anulares respectivas 17a, 17b delimitan dos cámaras anulares 19, 20, que están llenas de un medio hidráulico. Estas cámaras anulares pueden comunicarse una con otra por medio de una válvula 21 de rebose. La válvula 21 de rebose puede ser ajustada entre las posiciones abierta y cerrada por medio de una palanca 22 ajustable en el exterior de la prótesis de pierna.

En la realización mostrada, la válvula 21 de rebose está formada por un cuerpo de válvula cilíndrico giratorio con dos aberturas 23 y 24, que en la posición abierta de la válvula (figura 1) están enfrentadas y se comunican a través de orificios 25 y 26 en la pared del cilindro con una cámara 19 y 20 respectivamente cada una. Por tanto, las cámaras se comunican una con otra en esta posición y el rebose de medio hidráulico puede existir entre las cámaras. En otra posición, que se muestra en las figuras 2, 3 y 4, la válvula 21 está cerrada por lo que las aberturas 23 y 24 están enfrentadas hacia fuera de los orificios 25 y 26.

Un extremo de la cuerda 13 está fijado a la porción delantera de la porción 11 de pie por medio de un tornillo 27 de fijación que se extiende a través de una ranura curva 28 en dicha porción, que funciona como un cambiador de dirección. La cuerda 13 se extiende además a través del cuerpo semiesférico 38, que tiene una superficie curva 38a, que coopera con y puede girar en una superficie 39 de soporte de forma de taza en la porción 12 de pie, y una superficie plana 38b que coopera con el extremo 17a del émbolo 17. El cuerpo 38 se mantiene en su lugar en la porción 12a de pie por medio de un resorte 40. En la posición inicial según la figura 1, la superficie extrema 17a del émbolo 17 está comprimida en contacto con la superficie plana 38b del cuerpo 38 debido a la precarga del elemento elástico 14, que es efectuada por la detención del mismo entre el émbolo 17 y la arandela 33. El pie está también sustancialmente descargado en la porción de talón. En la posición mostrada en la figura 1, el cilindro 16 puede ser desplazado con relación al émbolo 17. Después de ser llevada la palanca 22 hacia arriba a la posición de cierre de la válvula 21, el émbolo 17 ya no puede ser desplazado con relación al cilindro 18 y la prótesis de pierna proporcionada con un pie está en su posición de utilización.

Cuando se aplica un pie al andar, el tacón se posa primero y después de ello el peso se lleva sucesivamente sobre ese pie, que acaba de ser aplicado. En la posición mostrada en la figura 3 el pie acaba de ser aplicado y la transferencia del peso acaba de empezar. Durante la transferencia del peso al pie que se apoya, la fuerza hacia arriba sobre el tacón generará un momento, tal como se indica con flechas en la figura 3, que por efecto de la fuerza del resorte en el elemento elástico 14 hará girar el pie hacia abajo hasta que la hoja de pie entre en contacto con el terreno. En este caso, el cuerpo elástico 14 funciona como un amortiguador de choques que absorbe la fuerza que surge cuando se apoya el tacón. El ángulo máximo que la prótesis de pierna puede formar con el pie en la posición representada en la figura 3, está limitado por la compresión máxima posible del elemento elástico 14. El ángulo que la prótesis de pierna debería ser capaz de formar con el pie en la posición de apoyado de la figura 3 para proporcionar una andadura cómoda, depende de la longitud de los pasos del usuario de la prótesis. El efecto de absorción de choques del elemento elástico depende del peso y modo de andar del usuario de la prótesis. El elemento elástico 14 que funciona como absorbedor de choques puede ser ajustado individualmente mediante una precarga que se consigue mediante los medios de variación del apriete de la tuerca 32 y escogiendo la longitud máxima de compresión del elemento. Como el elemento elástico se desmonta y monta fácilmente, puede ser cambiado fácilmente por otro elemento que sea más adecuado para el peso del cuerpo y el modo de andar del usuario de la prótesis. Los elementos elásticos que estén gastados pueden ser cambiados fácilmente por unos nuevos.

Un pie descargado se desplazará automáticamente a la posición inicial debido al hecho de que el elemento elástico 14 siempre trata de alcanzar su posición extendida.

Si se desea cambiar la posición inicial, es decir cambiar el ángulo entre la prótesis 10 de pierna y el pie 12, por ejemplo, cuando se cambia a zapatos con tacones altos, la válvula 21 de rebose se abre por medio de la palanca 22, por lo que un rebose de medio hidráulico puede producirse entre las cámaras 19 y 20. Esto conlleva que el cilindro 16 se desplace de modo continuo con relación al émbolo 17 y al elemento elástico 14, lo cual permite que la prótesis de pierna gire con relación al pie dentro de los límites de desplazamiento posibles de la pared anular 18 del cilindro 16 en las cámaras 19,20.

Al mismo tiempo que el cilindro se desplaza con relación al émbolo, se hará girar el cilindro alrededor del eje 11 articulado, lo cual es seguido por una rotación del cuerpo 38, el émbolo 17 y el elemento elástico 14. La posición de la cuerda 13 en el canal 29 cambiará también, como se muestra en la figura 2. El diámetro del canal 29 se ajusta para permitir el cambio relativo en posición de la cuerda 13. Cuando se ha conseguido un ángulo deseado entre la prótesis de pierna y el pie, la válvula 21 se cierra.

En la práctica, el ajuste a una nueva posición inicial se hace de modo que se pone zapato con el tacón alto en el pie, para lo que se abre la válvula. La prótesis de pierna se coloca entonces en una posición vertical y la válvula se cierra.

En las realizaciones mostradas en las figuras, el elemento elástico 14 está compuesto de un cuerpo elástico 14, por ejemplo, de caucho u otro material polímero elástico. Dentro del alcance de la invención es posible por supuesto usar otros tipos de cuerpo elástico, por ejemplo resortes helicoidales o de taza. El elemento elástico 13 está constituido por un material que no se estira debido a las cargas que normalmente existen durante la utilización de la prótesis de pierna y puede ser de acero, plástico o material textil.

Naturalmente, son posibles modificaciones de la invención dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, la válvula 21 podría ser manejada por un motor eléctrico, por ejemplo un motor escalonado, y la prótesis de pierna podría comprender una batería y un conmutador, que se colocaría de modo que pudiera ser alcanzado fácilmente por el usuario. Además el émbolo 17 podría ser sustituido por un manguito rígido que se desplazase en un cilindro proporcionado con una corte, cuyo cilindro se proporciona con un dispositivo para fijar el cilindro contra el manguito. No es necesario que el elemento 13 sea elástico, la cuerda 13 puede, por el contrario, ser sustituida por una barra o similar que esté articulada con el cuerpo 38 y el manguito 30. Por lo tanto, la invención debe estar limitada solamente por el contenido de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Disposición para una prótesis (10) de pierna provista de un pie (12), el cual está conectado a la prótesis de pierna por medio de un eje (11) articulado, de acuerdo con lo cual se disponen unos primeros medios (13, 14, 16-18, 30-33, 38) para proporcionar una rotación limitada del pie con relación a la prótesis de pierna desde una posición ajustada inicial, en cuya posición la prótesis de pierna y el pie forman un ángulo fijo ajustado inicial de uno con relación a otro, y unos segundos medios (16-26) para el ajuste gradual de dicho ángulo fijado entre la prótesis de pierna y el pie, en la que los primeros medios (13, 14, 16-18, 30-33, 38) comprenden un elemento elástico (14) que tiene una fuerza elástica que limita el movimiento giratorio del pie con relación a la prótesis de pierna en la posición ajustada inicial al andar, caracterizada porque

los segundos medios (16-26) comprenden un elemento (17), que puede ser desplazado con relación a la prótesis (10) de pierna, y medios (18, 21) para mantener el elemento que puede ser desplazado en una posición de desplazamiento deseada, por lo que el elemento (17) que puede ser desplazado, establecido en su posición ajustada inicial, en un extremo se apoya sobre una porción (38) del pie (12) y en su segundo extremo sobre el elemento elástico (14), que por medio de un elemento alargado (13) está conectado al pie.

2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada porque,

los medios que pueden ser desplazados comprenden un émbolo (17) con bridas anulares dirigidas hacia fuera, cuyo émbolo está dispuesto de modo que puede ser desplazado en un cilindro (16) fijado a la prótesis (10) de pierna, y los medios para mantener el émbolo en la posición de desplazamiento deseada con relación al cilindro comprenden una pared anular (18) que sobresale hacia el interior del cilindro, cuya pared divide el espacio entre las bridas anulares del émbolo en dos cámaras, y una válvula (21) de dos vías, que en posición abierta permite la circulación del medio existente en las cámaras entre estas y en posición cerrada impide esa circulación.

3. Disposición según la reivindicación 2, caracterizada porque

el elemento alargado (13) se extiende a través de un canal axial central (29) en el émbolo (17) y a través de un paso axial central en el elemento elástico y está conectado, por medio de una arandela (33) de material rígido, a ese extremo del material elástico (14) que es opuesto al extremo que se apoya sobre el émbolo.

4. Disposición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque

el elemento alargado está constituido por un material flexible.

5. Disposición según la reivindicación 4, caracterizada porque

el elemento alargado (13) está constituido por una cuerda o alambre o correa de un material con pequeña extensibilidad.