KR20010013639A

KR20010013639A - 쿠션이 있는 발목 부분을 가지는 의족 장치

Info

Publication number: KR20010013639A
Application number: KR1019997011649A
Authority: KR
Inventors: 반 엘. 필립스
Original assignee: 반 엘. 필립스
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2001-02-26
Also published as: DK0988004T3; EP1332737B1; US6206934B1; DE69905830D1; US20040162623A1; US20050234563A1; ES2192844T3; US7879110B2; AU3744499A; CA2293486A1; ATE234053T1; DE69938877D1; JP4307572B2; US7648533B2; US6280479B1; BR9906349A; JP2002504007A; EP1332737A3; ATE397429T1; AU743488B2

Abstract

본 발명에 따른 단순하면서, 경제적인 의족(10)은 탄성 재료로 구성된 발목 블록(16) 또는 원하는 컴플라이언스와 에너지 회복 특성을 가지는 주머니(19)를 포함하는 쿠션이 달린 발목을 포함한다. 상기 발목 블록(16)이나 주머니(19)는 발판 요소(12)와 발목 판 요소(14) 사이에 샌드위치 형태로 끼워진다. 하나 또는 그 이상의 최적 스프링 요소(18)는 발목 블록(16) 또는 주머니(19) 안에 끼워져서 의족(10)의 강도를 증가시키고 에너지 저장 및 회복도를 높인다. 상기 스프링 인서트(18)의 형태는 발가락과 뒤꿈치가 회전할 때와 같은, 발목 판 요소(14)와 발판 요소(12) 의 각 회전할 때 압축 및, 수직 충격 하중에 감응할 때와 같은 수직 압축을 지지하는 형태로 만들어지는 것이 선호된다.

Description

쿠션이 있는 발목 부분을 가지는 의족 장치{FOOT PROSTHESIS HAVING CUSHIONED ANKLE}

의족 장치의 시장에서, 종래의 SACH(solid-ankle, cushion-heel) 의족은 지난 35년동안 가장 널리 처방되어온 인공 의족이다. 이 SACH 의족은 발목을 통과하는 힌지축을 따라 사지에 끼워지는 단단한 발목과 쿠션이 달린 뒤꿈치가 있는 의족이다. 상기 SACH 의족은 간단하고 경제적이므로 많이 이용되었지만, 동적 반응 특성이라는 점에서 단점을 가진다. 특히, 낮은 단부 SACH 의족은 많은 에너지를 저장하고 방출할 수 없다.

대부분의 현재 사용되는 의족 장치는 보행 에너지를 저장하고 방출하기 위한 일정한 형태의 에너지 저장 요소를 포함한다. 종래 기술에 따르면, 이것은 금속 코일 스프링이나 고무 탄성 부재로 이루어진 스프링이 달린 발목 조인트를 포함한다. 비경제적인 의족 장치는 보행 에너지를 저장하고 방출하기 위해 단단한 고무나 거품 발목 블록을 가지게 만들어진다. 이 발목 블록은 탄성 발목 블록을 가지는 의족장치라는 제목으로 공개된 본원과 동일 출원인의 미국 특허 제 5,800,569에서 설명되는데, 이 내용은 참고로 기재된다. 고체, 압축 가능한 발목 블록은 탄성 압축하고 에너지를 저장 및 방출하기 위해서 상부 지지부재와 하부 지지부재 사이에 고정될 수 있다. 발목 블록 부재를 사용하면 제작 및 비용면에서 많이 이롭다. 그러나 특정 용도에 대해 탄성, 점도 및 최대 압축이라는 점에서 포함된 재료의 고유 한계 때문에 단단한 발목 블록을 사용할 때 바람직한 정도의 스프링 컴플라이언스와 에너지 복구 특성을 얻기는 어렵다.

따라서, 수족 절단 수술을 받은 사람마다 다른 몸무게, 키 및 활동 정도에 맞도록 보다 광범위하게 바뀔 수 있는 선택 가능한 컴플라이언스와 에너지 복구 특성을 가지는 발목 블록을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 의족 장치에 관련되고, 특히 향상된 기능 특성을 가지는 간단히 제작할 수 있는, 저-프로파일 의족 장치에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 의족의 사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 의족의 횡단면도.

도 3 은 본 발명에 따른 발목 블록에 삽입되는 스프링 요소의 사시도.

도 4 는 길이를 따라 점점 더 가늘어지는 두께를 가지는 발판을 보다 명확하게 나타낸 의족의 측면도.

도 5a 는 보행할 때 뒤꿈치를 내린 위치에서 의족의 단면도.

도 5b 는 보행할 때 평평한 위치에서 의족의 단면도.

도 5c 는 보행할 때 뒤꿈치를 올린 위치에서 의족의 단면도.

도 5d 는 보행할 때 발가락이 떨어진 위치에서 의족의 단면도.

도 6 은 개조된 스프링 요소를 포함한 본 발명에 따른 의족의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도.

도 7 은 개조된 발목 블록을 포함한 본 발명에 따른 의족의 다른 실시예를 나타낸 횡단면도.

도 8 은 개조된 발목 블록을 포함한 본 발명에 따른 의족의 또다른 실시예를 나타낸 횡단면도.

도 9와 10 은 팽창 가능한 주머니를 가지는 발목 블록을 포함한 본 발명에 따른 의족의 또다른 실시예를 나타낸 횡단면도.

*부호 설명

10 ... 의족 12 ... 발판 성분

14 ... 발목 판 성분 16 ... 발목 블록

18 ... 스프링 인서트 19 ... 주머니

선행 기술의 문제점에 대해, 본 발명은 스프링 인서트를 가지는 발목 블록을 포함하는 간단하면서 경제적인 의족 장치를 제공한다. 이 발목 블록은 원하는 컴플라이언스와 에너지 복구 특성을 가지는 압축 가능한 재료로 구성된다. 이 발목 블록은 발 요소와 발목 요소 사이에서 샌드위치 형태로 끼워진다. 하나 이상의 스프링 인서트는 발목 블록 안으로 끼워져서 의족 장치의 강도를 높이고 에너지 저장 및 복구 정도를 높인다. 스프링 인서트의 형태는, 발가락과 뒤꿈치가 로울링할 때처럼 발목 판과 발판 요소가 각 회전할 때 압축 및, 수직 충격 하중에 감응하는 것과 같은 수직 압축을 유지하게 만들어지는 것이 선호된다.

첫째, 본 발명에 의하면 기본적인 의족 장치는 하부 발판, 상부 발목 판, 이 두 판을 연결하는 거품 발목 블록 및 발목 블록에 끼워진 스프링으로 구성된 향상된 기능 특성을 가지게 구비된다. 발판과 발목판은 강하면서, 유연성이 있는 재료, 특히 복합물 층으로 구성된다. 이 발판은 교체되는 인체 발과 동일한 크기를 가지는 반면에, 발목 판은 비슷한 너비를 가지지만 발판보다 짧은 길이를 가진다. 상기 발목 블록은 발목 판과 거의 동일한 길이 및 너비를 가지고 정렬된다. 상기 스프링 성분은 단부에서 분리되고 중간 부분에 고정된 두 개의 비교적 평평한 탄소 섬유 복합물 부재로 이루어진다. 이것은 스프링에 유리한 형태의 보타이(bowtie) 또는 이중 위시본(wishbone)을 제공한다. 유리하게도, 연결 부재는 발목판을 착용자의 하부-사지 필론 또는 절주에 연결한다. 보행하는 동안, 삽입된 스프링과 유연성이 있는 판을 가지는 탄성 발목 블록 결합체는 뒤꿈치가 닿는 위치에서 발가락이 떨어지는 위치까지 쉽게 구부려질 수 있도록 한다.

둘째, 본 발명에 따르면 의족 장치의 발목 블록은 발목 블록의 앞부분과 뒤부분에 실린더형 구멍을 가질 수 있다. 이 구멍은 추가 인서트나 보강재를 배치함으로써 블록에 원하는 강도를 부여할 수 있다. 선호되는 실시예에서, 발목 성분의 두께는 점점 더 좁아진다. 또, 발목 요소는 융기된 뒤꿈치와 발가락 단부 및 그 사이의 아치형 부분을 포함한다.

선행 기술에 대해 달성된 장점과 본 발명을 요약하기 위해, 본 발명의 목적과 장점이 위에서 기술되었다. 본 발명의 어떤 특정 실시예에 따라서만 모든 목적과 장점이 달성되는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 그러므로 예를 들어 당해 분야에 종사하는 업자들은, 본원에서 기술한 다른 목적 또는 장점을 반드시 달성하지 않으면서도 본원에 설명한 한 가지 장점 또는 여러 가지 장점을 달성할 수 있게 실시된다는 것을 이해할 것이다.

모든 실시예는 여기에서 설명된 본 발명의 범위 내에 포함된다. 첨부 도면을 참고로 선호되는 실시예에 대한 하기 상세한 설명을 정독함으로써 당해 업자들은 본 발명의 실시예를 쉽게 이해할 것이다. 본 발명은 본원에 기술한 특정 선호되는 실시예에만 국한되지 않는다.

도 1과 2에서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 의족(10)의 사시도 및 횡단면도가 도시되어 있다. 이 의족(10)은 일반적으로 하부 발판(12), 보다 작은 상부 발목 판(14), 탄성 물질로 만들어진 발목 층 또는 블록(16)으로 구성되는데, 발판(12)은 발목 판(14)에 연결되고 스프링 요소(18)는 발목 블록(16) 안에 끼워진다. 상기 발판(12)은 수족 절단 수술을 받은 환자 발의 길이 및 너비와 거의 일치하는 길이 및 너비를 가지고 가상선으로 나타낸, 휘어질 수 있는 바깥쪽 부분(30) 안에 끼워지도록 크기가 정해진다. 상기 발목 판(14)과 탄성 발목 블록(16)은 거의 동일한 수평 횡단면적을 가진다. 상기 발목 판(14), 발목 블록(16) 및, 스프링 요소(18)는 발판(12)의 후반부에 대해 배치되고 여기에 대해 횡단하여 중심에 놓인다. 발목 블록(16)은 발판(12)과 발목 판(14) 사이에 샌드위치 형태로 끼워지고 폴리우레탄 접착제 또는 그밖의 다른 공지된 고정 기술을 이용해 두 판에 결합된다.

스프링 요소(18)는 탄성 발목 블록(16) 안에 삽입된 탄성 지지부재이다. 도 3에 나타낸 것처럼, 스프링 요소(18)는 상부 및 하부 판 모양의 부재(22,24)로 구성되는데, 각각은 비교적 평평하고 직사각형 수직 돌출부를 가진다. 이 부재는 패스너(26)에 의해 중심에 고정되고 단부(80,82)에서 분리된다. 이 상부 부재(22)는 위쪽으로 향해 오목한 곡선 부분을 가지는 반면에, 하부 부재(24)는 아래쪽으로 향해 오목한 곡선 부분을 가진다. 이것은 스프링 요소(18)에 이중 위시본 또는 보타이 형태를 제공한다.

도 1에 나타난 것처럼, 스프링 요소(18)는 바깥쪽에서 볼 수 없도록 발목 블록(16) 안에 완전히 끼워진다. 도 2에서, 스프링 요소(18)는 발목 블록(16)의 길이를 가로질러 세로로 뻗어있고, 발목 블록(16)의 너비와 거의 같은 너비를 가진다. 패스너(26)는 이 분야에 종사하는 사람들에게 알려진 대로 볼트, 용접 또는 그밖의 다른 고정 수단을 포함한다. 선호되는 실시예에서, 패스너(26)는 두 부재(22,24)의 중심부 둘레에서 적층된 스트랩이다. 탄성 엘라스토머의 쐐기 부재(28)는 두 판 부재(22,24) 사이에 놓여서 부재의 안쪽 면을 보호하고 스프링 요소(18)에 추가 지지력을 제공한다. 이 쐐기(28)는 두 판 부재(22,24) 사이에 지레 작용을 부여하도록 작동하고 스프링(18)의 굽힘 특성을 조절할 수 있다. 또는, 영구히 제자리에 결합시키거나 판 부재(22,24) 중 하나 또는 두 개와 일체형으로 만들 수 있다. 비록 스프링(18)이 이중 위시본 또는 보타이 구조를 가지는 것으로 설명되었지만, 발목 블록(16)에 지지력을 제공하기 위해 다른 형태와 크기도 적합하다. 또, 하나 이상의 스프링 요소가 발목 블록에 제공되어서 의족(10)을 지지하고 에너지를 회복한다.

도 1과 2에 나타난 것처럼, 의족(10)은 수족 절단 수술을 받은 사람의 절주에 고정될 수 있는 필론 부재(32)를 포함하고 일반적으로 세로 방향으로 아래쪽으로 뻗어있다. 선호되는 실시예에서 필론 부재(32)는 모든 방향으로 굽힘을 제한하도록 모든 방향으로 동일한 관성 모멘트를 가지는 관상 구조로 이루어진다. 이 관상 부재(32)는 공동이 있어서 비교적 무게가 가볍고 재료가 적게 들므로 생산비를 낮출 수 있다. 필론 부재(32)는 표준 30mm 의족과 상호교환할 수 있도록 크기가 설정된다. 하나 또는 두 개의 가로 축 둘레에서 비교적 큰 관성 모멘트를 가지는 직사각형 횡단면처럼, 강도를 부여하는 다른 구조는 본원에 기술한 장점을 얻도록 이용될 수 있다. 도 1에 나타낸, 필론(32)의 중심선(70)은 힘의 하향 적용 방향을 정의한다.

도 1과 2에 나타낸 것처럼, 발목 판(14)은 수직으로 배향된 상부 부착 부재(34)를 통하여 필론 부재(32)에 고정된다. 상부 부착 부재(34)는 발목판(14)에 연결된, 곡선의 발목 부분(36)에 부착된다. 유리하게도, 상기 세 부분은 최적의 강도와 내구성을 위해 서로 일체 구성된다. 이 부착 부재(34)는 도 2에 나타난 것처럼, 후방면(38) 및, 이 면과 평행을 이루는 전방면(40)을 가진다. 상기 부착 부재(34)는 단단하고 의족에 의해 눌러지는 비틀림, 충격 및 다른 하중을 지탱할 수 있다. 또, 부착 부재의 고유 강도는 실질적으로 비틀려지는 것을 방지하고 알맞은 보조 필론(32)으로 효과적으로 하중을 전달할 수 있도록 한다.

도 2에서, 부착 부재(34)는 선호되는 실시예에서 필론 부재(32)에 고정될 수 있도록 수직으로 배향된다. 커플링 장치(42)는, 수직 부착 부재(34)가 고정될 수 있는 평면을 구비한 필론 부재(32)의 하측 단부에 배치된다. 이 커플링 장치(42)는 필론 부재(32)의 실린더형 바깥쪽 면과 결합하는 부착면(44) 및 부착 부재(34)와 결합하는 제 2 평평한 부착면(46)을 가진다. 선호되는 실시예에서, 부착면(44)은 관상 필론 부재(32)의 바깥쪽 면과 결합하도록 구부려지고, 부착면(46)은 평평해서 부착 부재(34)의 전방면(40)을 수용한다.

바람직하게, 커플링 장치(42)는 필론 부재(32)에 결합되고 두 개의 구멍(도시되지 않음)을 가지는데 이 구멍 안으로 두 개의 볼트(48)가 끼워지고 고정된다. 상기 부착 부재(34)는 두 개의 구멍을 가지는데 이 구멍은 부착 부재(34)와 커플링 장치(42)를 통하여 두 개의 볼트(48)를 놓고 고정하도록 커플링 장치의 구멍과 일렬로 놓인다. 전체적인 내용이 참고로 실려있는 미국 특허 제 5,514,186에 기술된 대로, 필론 부재를 발 부분에 고정하는 다른 방법도 고려할 수 있는데, 일체 성형된 구조물을 이용할 수 있다.

설명한 것처럼, 발목 판(14)과 일체 구성된 부착 부재(34)는 수직으로 배열되어서 이것은 필론 부재(32)에서 커플링 장치(42)로부터 아래쪽으로 뻗어있다. 도 2에 나타난 것처럼, 수직면을 따라 부착 부재(34)의 두께는 발 부분을 따라 수평으로 정렬된 발목 판(14)의 두께보다 비교적 두껍다. 이 부착 부재(34)는 연결부에서 과도한 굽힘을 제한할 뿐만 아니라 의족 장치에 가해진 종방향 하중을 지지하도록 비교적 두껍게 만들어진다. 부착 부재(34)의 전체 상부 수직-정렬된 면은 일정한 두께와 너비를 가지도록 형성된다.

나머지 의족 장치를 대체하지 않으면서 필론 부재를 바꿀 수 있도록 상기 관상 필론 부재(32)는 의족 장치에서 제거할 수 있다. 이것은, 출원인의 발명이 보다 광범위하게 이용될 수 있도록 허용한다. 예를 들어, 출원인의 발명에 따른 관상 부재는 성장기의 절단 수술을 받은 사람을 포함해 다른 절주 길이를 가지는 절단 수술을 받은 사람들에 의해 사용하기에 적합하게 절단될 수 있다. 단지 표준 관상 의족을 적합한 길이로 절단하기만 하면 된다. 그리고, 이것은 인공기관의 일부로서 길고 단단한 다리 부분을 제작할 필요성을 없앤다. 따라서, 본 발명에 따른 의족을 제작하는데 보다 적은 재료가 필요하므로 제작 비용을 줄일 수 있다.

본 발명의 선호되는 실시예는 보강재(52,53)를 끼우도록, 도 2에 나타낸 것처럼 발목 블록(16)의 앞부분과 뒤 부분에 실린더형 슬롯 또는 구멍(50,51)을 포함한다. 이 실린더형 구멍(50,51)은 상부 및 하부 판상 부재(22,24) 사이에서, 전진 보행 운동 방향을 횡단하여 수평으로 배치된다. 보강재(52,53)는 이 구멍 안에 분리할 수 있게 배치되어서 의족(10)에 추가 지지력과 강도를 제공하고 의족의 스프링 특성을 바꾼다. 예로, 추가 에너지 저장 및 복구는 높은 탄성 계수를 가지는 발목 블록(16) 안으로 보강재(52,53)를 삽입함으로써 보다 활동적인 수족 절단 수술을 받은 사람에게 제공될 수 있다. 다른 한편, 보다 많은 통제가 필요할 때, 낮은 탄성 계수를 가지는 보강재는 보다 큰 감쇠 특성을 가지는 발목 블록(16)을 생산하기 위해서 삽입될 수 있다. 또는, 상기 실린더형 구멍(50,51)은 빈 상태로 유지되므로, 컴플라이언스 특성은 발목 블록(16)과 스프링 요소(18)에만 의존하게 된다.

선호되는 재료 및 구성

선호적으로 발판(12)과 발목 판(14)은 유연성이 있는 물질로 형성되어서 판을 구부리면 발목 블록(16)과 판(12,14) 사이의 경계면에 가해지는 과다한 전단응력을 제거할 수 있다. 발판(12)과 발목 판(14)은 강도와 유연성을 제공하는 유리섬유로 만들어진다. 발목 판(14)과 발판(12)에 유리한 물질은 Quantum Composites of Midland, Michigan에서 시판하는 Quantum #QC-8800과 같은, 비닐 에스테르 판 몰딩 화합물이다. 또, 이 판은 경화된 유연성이 있는 고분자에 끼워진 다수의 층으로 형성될 수 있다. 다른 배치에서, 이 판은 당해 업자들이 알고 있는 것처럼 탄소 섬유 합성물과 같은 다른 재료로 형성될 수 있다. 이 판의 바람직한 특성은, 굽힘 강도를 반복 적용할 때 갈라지는 것을 방지하기 위해서 탄성을 가지고 있으며 탄성 발목 블록의 특성과 더불어 착용자가 느끼는 성능 특성을 증진시키도록 충분한 유연성을 가진다는 것이다. 상기 필론 부재(32)는 섬유 보강된 복합물 층과 같은 단단한 물질로 만들어지는 것이 선호된다. 필론 부재(32)의 강도는 보다 단단하고 밀도가 높은 재료로 제공될 수 있다.

발목 블록(16)은 도 1과 2에 나타난 것처럼 발판(12)과 발목 판(14) 사이에 샌드위치 형태로 끼워지고 두 판에 결합된다. 이 발목 블록은 우레탄, 고무 또는 그밖의 다른 알맞은 컴플라이언스와 에너지 복구 특성을 가지는 물질로 만들어진다. 발목 블록에 선호되는 물질은 Pleiger Plastics Company of Washington, Pennsylvania에서 제조하고 있는 것과 같은 약 500㎏/m³의 밀도를 가지는, cellular Vulkolka^ⓡPurcell No.15-50과 같은 팽창된 폴리우레탄 포옴이다. 또, 발목 블록(16)은 천연 또는 합성 고무, 플라스틱, 벌집 구조물이나 그밖의 다른 재료와 같은, 바람직한 여러 가지 탄성 재료로 만들어지고 몰딩될 수 있다. 그러나 다공질의 포옴은 고체 엘라스토머 재료와 관련된 제한된 압축 및 강도에 대한 단점 없이 보다 자연스러운 느낌으로 걷을 수 있도록 바람직한 점탄성 스프링에 고도의 압축성을 제공한다. 또, 거품 블록의 다공질 성질은 고체 엘라스토머에 비해 보다 가볍도록 한다. 약 150 내지 1500㎏/m³범위의 거품 밀도는 본 발명의 장점을 얻는데 사용될 수 있다.

상기 스프링 요소(18)는 발가락과 뒤꿈치를 회전할 때처럼, 상부 및 하부 부재(12,14)의 각 회전시에 압축과, 수직 충격 하중에 감응할 때 수직 압축을 견딜 수 있는 높은 탄성을 가지는 재료로 만들어진다. 한가지 선호되는 재료는 에폭시 매트릭스 내에 제직된 섬유 매트와 같은 탄소 섬유 복합재이다. 그러나, 비슷한 강도와 무게 특성을 가지는 다른 재료는 당해 업자들에게 알려져 있고 효과적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 수족 절단수술을 받은 사람들의 요구에 부합하는 구조와 동적 특성 및 가벼운 중량을 보장하도록 유리, Kevlar 및 나일론과 같은 다른 필라멘트 형태가 이용될 수 있다. 쐐기(28)는 천연, 합성 고무, 엘라스토머 폴리우레탄을 포함한, 다양한 탄성 재료로 만들어질 수 있다.

스프링 요소(18)를 포함하는 발목 블록(16)은 경화를 허용하는 몰드 안으로 폴리우레탄 엘라스토머를 주입함으로써 가공될 수 있다. 이 스프링 요소(18)는 폴리우레탄을 주입하게 전에 몰드 안으로 끼워져서 경화하는 동안, 폴리우레탄은 스프링 부재와 결합한다. 보강재(52,53)를 끼우기 위한 실린더형 슬롯 또는 구멍(50,51)은 폴리우레탄을 주입하기 전에 블록 안으로 실린더형 플러그를 끼워줌으로써 발목 블록(16)에 제공될 수 있다. 또는, 발목 블록 부분을 절단함으로써 경화한 후에 블록에 구멍이 제공될 수 있다.

구멍에 제공된 보강재는 바람직한 컴플라이언스 특성에 따라 선택된 밀도를 가지는 거품 물질로 이루어진 관이다. 유리한 물질은 약 150 내지 1500㎏/m³의 거품 밀도를 가지는 팽창된 폴리우레탄이다. 특히, 발의 에너지 저장 및 복구 특성을 알맞게 조절하는데 약 250 내지 750㎏/m³의 밀도가 선호된다.

선호되는 치수

도 4에 나타난 것처럼, 발판(12)은 곡선 형태로 만들어진다. 발판(12)의 두께 t는 그 길이를 따라 점점 가늘어지고, 이런 점점 가늘어지는 형태는 수족 절단 수술을 받은 사람의 체중에 맞도록 형성된다. 즉, 몸무게가 많이 나가는 수술 받은 사람에 대해서는, 몸무게가 가벼운 사람에 비해 길이를 따라 두께가 더 두껍다. 일반적으로, 체중은, 저체중, 중간 체중, 고체중으로 분류된다.

표 1은 남자 "A" 너비 신발에 해당하는 크기의, 단위 사이즈 C/D/E로서, 선호되는 그룹을 나타낸다. 이 크기는 발의 앞쪽 부분에서 길이 L, 너비 B로 나타내고 뒤꿈치에서 너비 H로 나타내었다.

남자 "A" 너비 신발에 대한 30부분의 사이즈

모듈	길이 L(cm)	너비 B(cm)	너비 H(cm)
C	22	2.88	2.19
	23	3.00	2.25
	24	3.12	2.31
D	25	3.25	2.44
	26	3.38	2.50
	27	3.50	2.56
E	28	3.62	2.69
	29	3.75	2.75
	30	3.88	2.81

표 2는 다양한 체중의 수족 절단 수술 받은 사람들에 대한 선호되는 모듈 크기를 나타낸다.

모듈 vs 몸무게

모듈	몸무게별 그룹
모듈	저 체중	중간 체중	고 체중
C	CL	CM	-
D	CL	DM	DH
E	-	EM	EH

표 3은 거리 x=1인치(2.54cm)의 간격으로 놓인 위치에서, 평균 또는 "DM" 사이즈 발판(12)에 대해 점점 가늘어지는 두께(t)를 나타낸다.

DM 발판에 대한 두께 t

위치 (x =2.54cm)	두께 t(cm)
a	0.16
b	0.16
c	0.32
d	0.52
e	0.69
f	0.78
g	0.71
h	0.60
i	0.48
j	0.28

발판(12)은 도 4에서 좌측을 향한, 뒤꿈치 단부(54)를 가지는데, 이것은 발판(12)의 뒤꿈치 단부(54)와 접하는 수평면 P₁에서 약간 융기되거나 위로 오목한 형태이다. 이처럼, 도 4의 우측에 있는 발가락 단부(56)는 위로 오목하거나 발판(12)의 앞쪽 부분과 접하는 수평면 P₂에서 약간 위로 상승되어 있다. 아치형 부분(58)은 뒤꿈치와 발가락 단부 사이에 형성되고 도시된 대로 아래쪽으로 오목한 형태이다.

30 부분(도시되지 않음) 내에서 뒤꿈치 단부(54)의 접하는 평면 P₁은 나타난 대로, 발가락 단부(56)의 접하는 평면 P₂에 대해 거리 y만큼 상승되어 있다는 것을 알아야 한다. 표 3의 DM 사이즈의 발판은 y = 0.5인치(1.27cm)를 가진다. 이 발판(12)은 30의 바닥에서 0.25인치(0.63cm) 떨어져 있다. 30 부분은 해부학적으로 조각된 발 모양을 사용해 몰딩된 인서트인데, 세세한 부분과 크기는 일반적인 발 크기를 나타내는 계수화된 데이터 및 마스터 패턴을 기초로 한다.

발판(12)의 아치형 부분을 포함하는 중간 영역(58)은 가장 두꺼운 발판(12) 두께를 가진다. 아치형 부분(58)의 곡률은 신발 바닥 형태에 의해 정의되고, 일반적으로 인간의 발 길이에서 선택된다.

의족(10)의 발판(12)은 약 5 내지 15인치(약 13-38㎝) 범위 내의 길이를 가지고, 보다 선호적으로 표 1에 주어진 발 사이즈에 대해 약 8 내지 12인치(약 20-30㎝)의 길이를 가진다. 발판(12)의 너비는 약 1 내지 4인치(약 2.5 내지 8㎝)이다. DM 사이즈의 발판(12)에 대한 표 3에 주어진 예에서, 판(12)의 길이는 약 9인치(약 23㎝)이고 그 너비는 약 2인치(약 5㎝)이다. 발판(12)은 약 0.05 내지 0.4인치(약 0.1 내지 1㎝)의 두께를 가지는데, 이것은 표 3에 나타난 것처럼 점점 더 좁아진다.

의족(10)의 발목 판(14)은 거의 평면이고 발판(12)보다 길이가 짧으며 다양한 체중의 착용자에 의해 정의된 두께를 가진다. 발목 판의 두께는 약 0.05 내지 0.4인치(0.1 내지 1㎝)이다. 선호적으로, 본원 실시예에서 대응하는 발목 판(14)은 뒤쪽 부분(62)에서 약 0.2인치(약 0.5㎝)이고, 앞쪽 부분(60)에서 약 0.1인치(약 0.25㎝)의 두께로 가늘어진다. 발목 판(14)은 약 3 내지 7인치(약 8 내지 18㎝)의 길이를 가지고 약 1 내지 3인치(약 2.5 내지 8㎝)의 너비를 가지며, 보다 선호적으로 5*2인치(약 13*5㎝)의 길이-너비 크기를 가진다. 앞쪽 끝부분(60)이 뒤쪽 끝부분(68)에 비해 앞쪽 판(12)과 보다 가까이에 놓이도록 발목 판(14)은 일정한 각도로 기울어져 배치된다. 도 4에 나타낸 평면 P₃에 대해, 뒤쪽 끝부분은 약 5 내지 30도, 보다 선호적으로 약 10도의 각 γ로 상승된다.

상부면이 평면이 되고 발목 판(14)의 길이 및 너비와 일치하도록 발목 블록(16)의 크기는 설정된다. 발목 블록(16)의 하부면은 발판(12)의 곡선 표면과 결합하도록 곡선 형태이다. 본원의 예에서, 블록(16)은 앞부분(66)에 약 1 내지 3인치(약 2.5 내지 8㎝)의 선호되는 두께를 가지고 보다 선호적으로 약 1.3인치(약 3.4㎝)를 가진다. 이 두께는 약 0.5 내지 1인치(약 1-2.54㎝)의 최소값으로 가늘어지고, 보다 선호적으로 아치 부분(58)과 인접해 약 0.8인치(약 2㎝)로 가늘어진다. 블록(16)의 뒷부분(64)은 1 내지 4인치(약 2.5 내지 10㎝) 두께를 가지고, 보다 선호적으로 2.6인치(약 6.6㎝)의 두께를 가지는데, 이것은 블록(16)의 앞부분(66) 두께의 두 배가 된다. 이것은 발목 블록에 쐐기 형태를 부여한다. 뒤꿈치가 닿는 동안 축(70)에 대해 축에서 벗어나 작용하는 힘에 의해 야기되는 의족 뒷 부분의 압축력이 보다 크기 때문에 발목 블록의 뒷 부분(64)에서 추가 지지력을 제공할 수 있도록 블록(16) 뒷부분에서 두께는 보다 두껍다(도 5a).

발목 블록(16)은 원하는 대로 다른 높이 및 두께를 가지지만, 약 1 내지 4인치(약 2.54 내지 10㎝)의 두께를 가질 때 아주 효과적이다. 발목 블록(16)의 앞부분과 뒤쪽 면은 평면 P₃와 발판(14)에 의해 정의된 각에 따라 기울어져 있다. 즉, 발목 블록은 수직 부분에서 각 γ를 이루며 앞쪽으로 기울어져 있는 앞면과 뒷면을 가진다. 발목 블록은 비교적 단단하지만 다양한 착용자에게 맞도록 구부려질 수 있는 발목 부분을 구비한다. 체중이 무거운 착용자는 발목 블록에 대해 밀도가 높은 탄성 재료를 필요로 하는 반면에, 체중이 가벼운 착용자는 밀도가 낮고 두께가 얇은 물질을 필요로 한다.

도 2와 3에 나타난 것처럼, 패스너(26)의 위치에서 스프링(18)의 중심은 발판(12)의 아치 부분(58) 위에 놓이도록 스프링(18)은 발목 블록에 배치된다. 스프링(18)의 두 부재(22,24)는 약 0.05 내지 0.2인치(약 0.1 내지 0.5㎝)의 일정한 두께를 가진다. 발(10)에 어떠한 하중도 가해지지 않을 때, 앞쪽 단부(82)에서 두 부재 사이의 거리는 약 0.5 내지 2인치(약 1 내지 5㎝)이고, 선호적으로 약 0.7인치(약 1.8㎝)이다. 뒤쪽 단부(80)에서, 어떠한 하중도 발(10)에 가해지지 않을 때, 부재(22,24) 사이의 거리는 약 1 내지 3인치(약 2.5 내지 7.5㎝)이고, 선호적으로 약 1.4인치(약 3.5㎝)이다. 아래에 보다 자세히 설명된 대로, 발의 뒤꿈치가 아래에 닿을 때, 스프링 요소의 뒤쪽 단부(80)는 압축된다. 발가락이 떨어져 있을 때, 스프링 요소의 앞쪽 단부(82)는 압축된다.

발판(12), 발목 판(14), 발목 블록(16)과 스프링 요소(18)의 길이, 너비 및 두께는 착용자의 대략적인 체중 뿐만 아니라 발 사이즈에 따라 착용자에 적합하게 맞출 수 있다. 이처럼, 이 요소에 대한 재료 선택 및 크기는 착용자의 발 사이즈 및 몸무게에 따라 바뀔 수 있다.

발목 블록(16)의 앞부분과 뒷부분에 구비된 실린더형 구멍(50,51)은 약 0.1 내지 0.4인치(약 0.25 내지 1㎝)의 직경, 선호적으로 약 0.2인치(약 0.5㎝)의 직경을 가진다. 도 2에 나타낸 구멍(50,51)이 동일한 직경을 가지는 반면에, 이 구멍의 직경은 다른 크기의 보강재를 수용하도록 다를 수 있다. 예를 들어, 구멍(51)의 직경은 뒷 부분(64)에서 발목 블록(16)의 보다 큰 체적과 일치하도록 구멍(50)의 직경보다 길게 만들어질 수 있다.

성능 특성

본 발명에 따른 의족(10)의 개선된 성능 특성을 충분히 설명하기 위해서 도 5a-5d는 다양한 보행 위치에서 "스냅사진" 형태로 의족을 나타낸다. 특히, 도 5a는 뒤꿈치가 닿는 위치를 나타내고, 도 5b는 평평한 중간-스탠스 위치를 나타내며, 도 5c는 뒤꿈치를 뗀 위치를 나타내고, 도 5d는 발가락이 떨어진 위치를 나타낸다. 보행할 때 나타낸 여러 위치에 대해, 본 발명에 따른 의족(10)은 착용자에게 불편함이 없고 실제와 같은 반응을 제공한다. 보행하는 동안, 발목 블록(16)은 발판(12)과 발목 판(14)에 의해 가해진 힘을 전달하고, 뒤쪽에서 앞쪽으로 점진적으로 롤오버하거나 압축된 영역을 옮긴다.

도 5a에서, 보행의 제 1 위치는 뒤꿈치가 닿는 순간인데, 여기에서 착용자는 그의 전 체중을 앞쪽 발의 뒤꿈치로 옮긴다. 이 경우에, 발판(12)의 뒷부분(54)은 30부분을 통하여 지면(68)과 접한다. 발판(12)의 구부릴 수 있는 성질은 뒷부분(54)에서 약간 구부려질 수 있도록 허용하지만, 착용자의 체중으로부터 의족(10)을 통하여 발판(12)까지 대부분의 압축력은 스프링 요소(18)를 가지는 발목 블록(16)의 뒷부분(64)에 의해 흡수된다. 뒷부분에서 스프링 요소(18)는 접하여서, 뒤쪽 단부(80)에서 부재(22,24) 사이의 거리는 감소한다. 발목 블록(16)의 앞쪽 영역(66)에서, 스프링 요소(18)는 약간 팽창하여서 뒤쪽 단부(80)에서 부재(22,24) 사이의 거리는 감소한다. 발목 블록(16)의 앞쪽 영역(66)에서, 스프링 요소(18)는 약간 팽창하여서 앞쪽 단부(82)에서 부재(22,24) 사이의 거리는 증가한다. 발목 블록(16)의 앞 부분(66)은 발판(12)을 가지는 발목 블록의 전체 하부 가장자리를 따라 부착되기 때문에 신장되고 장력을 받는 반면에, 뒷부분(64)은 압축된다. 단부(80)에서 스프링 요소(18)가 수축되고 단부(64)에서 발목 블록(16)이 수축되면 의족(10)은 뒤꿈치가 닫는 동안 압축 응력으로부터 에너지를 흡수하고 저장할 수 있다. 또, 발목 판(14)의 뒤쪽 영역(68)에서 굽힘 양은 작다. 부재(22,24) 사이의 뒤쪽 보강재(53)는 압축되어서 의족에 필요한 지지력을 제공하고 쐐기(28)로부터 부재(22,24)가 분리되는 것을 방지한다. 앞쪽 보강재(52)는 발목 블록(16)의 앞부분(66)에서 인장력 때문에 수직으로 신장된다.

다음에, 도 5b에 나타난 것처럼 착용자는 평평한 미드-스탠스(mid-stance) 위치에 도달하여서, 발판(12)은 30부분을 통하여 전체 길이를 따라 지면(68)과 접한다. 이 위치에서 착용자의 중량은 아래쪽으로 향하므로, 발목 블록(16)의 길이를 따라 압축되는 양은 앞 부분(66)에서보다 뒷부분(64)에서 약간 크다. 왜냐하면 힘이 중심에서 벗어나 작용하기 때문이다. 스프링(18)의 앞쪽, 뒤쪽 단부에서, 부재(22,24)는 서로 향하여 압축되고, 뒤쪽 단부(80)는 전방 단부(82)보다 원위치에서 보다 많이 압축된다. 이처럼, 보강재(52,53)는 아래쪽으로 작용하는 힘 때문에 압축된다. 비록 이 도면은 고정된 압축 응력 분배를 나타내지만, 실제로 착용자의 몸무게는 부착 부재(34)의 중심선(70) 뒤에서 앞쪽으로 계속 움직인다. 따라서, 착용자가 계속 걷을 때 발목 블록(16) 및 안에 끼워진 요소의 압축은 뒷부분(64)에서 앞 부분(66)을 향해 움직인다. 압축된 영역의 이동은 "롤오버(rollover)"로 불려진다.

다음 보행 과정에서, 도 5c는 "뒤꿈치가 떨어진" 위치에서 의족(10)을 나타낸다. 이것은, 착용자가 발의 볼(72)과 발가락(74)을 사용해 밀어낼 때의 예이다. 따라서, 큰 압축력은 발목 블록(16)의 앞쪽 영역(66)에서 발생되고, 뒤쪽 부분(64)은 많이 분리되고 장력을 받는다. 뒤쪽 단부(80)에서 스프링 요소(18)가 두 부재(22,24) 사이에서 팽창하는 반면에, 이것은 앞쪽 단부(82)에서 압축된다. 발판(12)의 앞 발가락(56)은 압축 응력의 일부를 흡수하도록 구부려질 수 있다. 발목 판(14)의 앞 발가락(60)은 이 위치에서 약간 구부려질 수 있다. 비록 발목 블록(16)이 착용자에 의해 발생된 다량의 압축력을 흡수할지라도, 발판(12)과 발목 판(14)은 탄성이 있는 발목 블록과 스프링 요소와 함께 작용하고 향상된 동적 성능을 부여하도록 디자인된다. 또, 발판(12)과 발목 판(14)을 구부리면 발목 블록(16)과 판 사이의 접촉면에 가해지는 과다한 전단 응력의 일부를 제거할 수 있어서, 그 사이에 형성된 결합부의 유효 수명을 증가시킨다. 발목 블록(16)의 앞쪽 부분(66)에 위치한 보강재(52)는 착용자에게 균형감을 주게, 앞쪽 단부(82)에서 압축을 제한하고 쐐기(28)로부터 부재(22,24)가 분리되지 않게 압축한다. 보강재(53)는 뒤쪽 부분(64)에서 발목 블록(16)의 분리 때문에 연장된다.

도 5d에서, 마지막 보행 위치가 나타나 있는데, 여기에서 의족(10)은 지면(68)과 접한 상태로 유지되지만, 착용자의 중량 일부는 반대쪽 발로 전달되고 이것은 앞쪽으로 움직인다. "발가락이 떨어진" 위치에서, 발판(12)의 앞 발가락(56)을 보다 적게 구부리고 스프링 요소(18)의 앞쪽 단부(82)와 발목 블록(16)의 앞 부분(66)을 보다 적게 압축한다. 이처럼, 발목 판(14)의 앞쪽 끝부분(60)은 사용되는 두께와 재료에 따라, 약간 구부려질 수 있다. 발목 블록(16)이 가장 많이 압축된 영역은 가장 멀리 떨어진 전방 영역(66)에서 유지하지만, 이것은 도 5c의 뒤꿈치가 떨어진 위치의 압축도에서 감소된다. 그러므로, 발목 블록(16)의 뒷부분(64)은 적은 양의 장력을 받는다.

본 발명에 따른 의족의 "느낌"은 발판, 발목 판, 발목 블록 및 스프링 인서트 사이의 협동 작용에 의해 상당히 향상된다는 것을 알 수 있다. 착용자가 계속 걷을 때 의족으로부터 동적 반응은 스프링 인서트를 가지는 발목 블록이 다른 영역에서 압축될 때처럼 평탄하다. 또, 발목과 발판을 구부리면 울퉁불퉁한 노면에서 발견되는 여러 가지 충돌과 진동을 우둘투둘하지 않게 전달할 수 있도록 돕는다.

다른 실시예

본 발명에 따른 특징과 장점을 가지는 다양한 실시예에 따른 의족이 만들어지고 효과적으로 사용될 수 있다. 한 가지 실시예는 도 6에 나타나 있다. 도 6의 부호 번호는 동일 부분에 대해 도 1-5d에 사용되는 부호 번호와 일치한다. 따라서, 도 6에 나타낸 의족(10)은 하부 발판(12), 보다 작은 상부 발목 판(14), 탄성재로 만들어진 발목 층 또는 블록(16)으로 구성되는데, 상기 발판(12)은 발목 판(14)에 연결되고, 발목 블록 내에 스프링 요소(18)가 끼워진다. 발판(12)은 가상선으로 나타낸 유연성을 가지는 바깥쪽 부분(30) 안에 끼워 맞추어지도록 크기가 정해지고 수족 절단 수술을 받은 사람의 발의 길이와 너비와 거의 같은 길이와 너비를 가진다. 도 6에 나타난 것처럼, 발목 판(14)은 일체 구성된 부착 부재(34)로부터 발목 판(14)의 앞부분까지 뻗어있는 아치형 곡률 부분을 포함한다.

특히, 도 6에 나타낸 것처럼 스프링 요소(18)는 탄성이 있는 발목 블록(16) 안에 끼워진 탄성 지지부재이다. 도 6에 나타낸 스프링 요소(18)는 아래쪽으로 오목한 곡선과 직사각형 수직 돌출부를 가지는 판 모양의 부재이다. 이 스프링 요소(18)는 전술한 것과 같은 탄소 섬유 복합재로 만들어지는데, 다른 유사한 물질도 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸다. 동일한 부호 번호는 동일한 요소를 나타내기 위해서 사용된다. 그러므로 도 7에 나타낸 의족(10)은 하부 발판(12), 보다 작은 상부 발목 판(14) 및 고체 또는 거품 고무나 폴리우레탄과 같은 탄성 재료로 만들어진 발목 층 또는 블록(16)으로 구성되고, 이 발판(12)은 발목 판(14)에 연결된다. 상기 발판(12)은 가상선으로 나타낸 구부려질 수 있는 바깥쪽 부분(30) 안으로 끼워 맞추어지도록 크기가 정해지고 수족 절단 수술을 받은 사람의 발의 길이 및 너비와 거의 같은 길이와 너비를 가진다. 도 7에 나타난 것처럼, 발목 판(14)은 부착 부재(34)와 발목 판(14) 사이에 일체 구성된 아치형 또는 구부려진 발목 부분(36) 안으로 이동한다.

도 8은 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸다. 동일한 부호 번호는 동일한 요소를 나타내는데 사용된다. 따라서 도 8에 나타낸 의족(10)은 하부 발판(12), 보다 작은 상부 발목 판(14) 및 고체나 거품 고무 또는 폴리우레탄과 같은 탄성 재료로 만들어진 하나 이상의 발목 블록(16a,16b)으로 구성되고, 발판(12)은 발목판(14)에 연결된다. 필요하다면, 의족 발목 블록(16a)은 앞의 발목 블록(16b)보다 보다 유연하고 휘어지기 쉽도록, 상기 발목 블록(16b)의 밀도 및 컴플라이언스 특성과 다른 밀도 및 컴플라이언스 특성을 가진다. 예를 들어, 이 구조는 뒤꿈치가 닿는 동안 보다 휘어지기 쉬운 뒤꿈치 반응을 부여한다.

발목 블록(16a,16b)은 필요에 맞게, 일체 구성되거나 분리되어 구성된다. 유리하게도, 이것은 발판(12)과 발목 판(14) 사이의 전체 공간을 차지하도록 서로 바로 인접해 배치된다. 이 발판(12)은 가상선으로 나타낸, 유연성이 있는 바깥쪽 부분(30) 내에 끼워 맞추어지도록 크기가 정해지고 수족 절단 수술을 받은 환자의 발의 길이 및 너비와 거의 일치하는 길이 및 너비를 가진다. 도 8에 나타난 대로, 발목 판(14)은 아치형 또는 구부려진 발목 부분(36)으로 옮겨지는데 이 발목 부분은 부착 부재(34)와 발목 판(14) 사이에 일체 구성된다.

도 9와 10은 본 발명의 또다른 두 가지 실시예를 나타낸다. 동일한 부호 번호는 동일한 요소를 나타내는데 사용된다. 따라서, 도 9에 나타낸 의족(10)은 하부 발판(12), 작은 상부 발목 판(14) 및, 발판(12)과 발목 판(14) 사이에 배치된 팽창 가능한 주머니(19)로 이루어진다. 이 주머니(19)는, 주머니(19) 내 압력을 조절함으로써 환자가 의족의 성능 특성을 바꿀 수 있는 장점을 가진다. 이것은 주머니(19)와 연결되어 구비된, 밸브(21)에 의하여 달성될 수 있다. 선호되는 실시예에서, 밸브(50)는 공기 펌프(도시되지 않음)나 CO₂카트리지(도시되지 않음)로부터 바늘을 수용하기에 적합하고 도 9와 10에 나타난 것처럼, 브래킷(27)에 적절히 배치될 수 있다. 이 밸브(21)는 관 또는 그밖의 다른 적합한 연결 통로를 통하여 주머니에 연결되어 작동한다.

상기 주머니(19)는 연결 및 지지하기 위한 밑창을 사이에 제공하도록 하부 발판(12)과 상부 발목 판(14)에 접착제 또는 그밖의 알맞은 부착 수단을 통하여 고정될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 리테이닝 끈(23)은 요구되는 바에 따라, 제 1 또는 제 2 연결 지지부를 제공하는데 사용될 수 있다. 이 끈(23)은 에폭시가 주입된 캔버스와 같은 알맞은 강도와 유연성을 가지는 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들어 끈(23)은 접착제나 너트 및 볼트를 통하여 도 9에 나타낸 것처럼 의족(10)의 앞발 부분에 작동할 수 있게 부착되고 Velcro^R형 패스너나 이와 유사한 방법에 의해 구조 부재(12,14) 둘레에 뗄 수 있게 부착될 수 있다.

스트랩(23)은 여러 가지 장점을 가진다. 예를 들어, 만일 주머니 부재(19)와 나란히 배치된다면, 이 끈은 꽉 죄어져서 주머니를 평평하게 하므로, 구조 부재(12,14)와 주머니 사이의 접촉 면적을 증가시킨다. 또, 끈(23)과 같은 리테이닝 장치는, 관련된 구조 부재(12,14)가 서로에 대해 움직일 수 있는 거리를 제한하도록 포함될 수 있다. 이 끈(23)은 구조 부재(12,14) 및 주머니(19)의 바람직하지 못한 과도한 하중 및 압력을 막는데 사용될 수 있다.

이 주머니(19)는 우레탄과 같은 알맞은 강도, 유연성을 가지고, 누수 방지 되며, 경량의 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 상기 주머니는 알맞은 크기와 모양을 가지는 우레탄 시트를 서로에 대해 열 밀봉함으로써 형성될 수 있다. 알맞은 우레탄 시트 물질의 두께는 0.01 내지 0.02인치(0.25-0.50mm)이지만, 다양한 두께와 재료가 효과적으로 사용될 수 있다. 80psi(5.5bar)까지의 주머니 압력이 효과적으로 이용되어 왔다.

상기 주머니(19)는, 주머니(19)가 고압하에 파열하는 것을 막고 최종 팽창된 주머니의 형태를 가지도록 Kevlar 또는 이와 유사한 강도가 큰 재료의 커버링 물질에 감싸 있다. 선호되는 실시예에서, 커버링은 주머니(19)의 둘레(25)에 함께 꿰매어진 상부 및 하부 영역을 포함한다. 당해 분야의 업자들은, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 커버링 물질과 가공 방법 및 조립이 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

주머니(19)는 공기, CO₂또는 이와 유사한 기체 형태의 물질을 포함하고, 또는 물, 실리콘 등과 같은 액체나 겔을 포함할 수도 있다. 이 모든 조립품은 바람직한 변형성 및 '완충' 효과 또는 에너지-저장, 완충 및 방출을 제공하도록 선택되고 조절된다.

이 주머니(19)는 도 9에 나타난 것처럼 단일 챔버 주머니를 포함하거나, 선택적으로 이것은 인접한 챔버 사이에 구비된 배출구를 가지거나 가지지 않은 다수의 챔버 주머니를 포함한다. 예를 들어, 상기 주머니는 앞 뒤 챔버(19a,19b)로 나누어져서 뒷 부분(19a)은 앞 부분에 비해 보다 큰 컴플라이언스 및 유연성을 제공하도록 앞 부분(19b)의 컴플라이언스와 다른 컴플라이언스 특징을 가지게 조절될 수 있다. 이것은 뒤꿈치가 닿을 때 보다 유연한 뒤꿈치 반응을 제공하기 위해서 바람직하다. 만일 필요하다면, 주머니(19)는 발목 판(14)과 발판(12) 사이에서 주머니를 적절히 정렬하고 작동하게 하도록 점점 더 가늘어진다.

도 2-5를 참고로 전술한 바와 유사한 스프링 요소는 발판과 발목 판 사이에 1차 또는 보충 지지력을 제공하도록 주머니(19)(도 9) 안에 완전히 구비될 수 있다. 예를 들어, 스프링 요소는 단부에서 분리되고 중심부에서 고정된 두 개의 비교적 평평한 탄소 섬유 복합재로 이루어진다. 이것은 스프링 요소에 보타이 또는 위시본과 같은 선호되는 형태를 제공한다. 보행하는 동안, 탄성 스프링 요소와 팽창 가능한 주머니의 복합체는 뒤꿈치가 닿는 위치에서 발가락이 떨어진 위치까지 순조롭고 조절가능한 롤오버를 제공한다.

발판(12)은 가상선으로 나타낸, 유연성이 있는 바깥쪽 부분(30) 내에 끼워 맞추어지도록 크기가 정해지고 수족 절단 수술을 받은 환자의 발의 길이 및 너비와 거의 같은 길이와 너비를 가진다. 도 9와 10에 나타낸 것처럼, 발목 판(14)은 부착 부재(34)와 발목 판(14) 사이에 일체 구성된 아치형 또는 구부려진 발목 부분(36)으로 이동한다.

비록 본 발명은 특정 선호되는 실시예를 참고로 설명되었지만, 당해업자들은 본 발명이 본원에 기술한 실시예 이외에 다른 실시예로 확장 이용할 수 있고 개조할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본원에 기술한 본 발명의 범위는 전술한 특정 실시예에 의해 국한되는 것이 아니라 하기 청구항에 의해서만 결정될 것이다.

Claims

인간의 발 길이와 동일한 길이를 가지고, 길이를 따라 구부려질 수 있는 탄성 재료로 이루어진 발판;

발판 요소보다 짧은 길이를 가지고 발판 위에서 떨어져 배치된 발목 판;

발목 판 요소와 발판 요소 사이에 샌드위치 형태로 끼워진 비교적 유연하고 압축 가능한 물질로 형성된 주머니 또는 발목 블록으로 구성되고, 이 주머니 또는 발목 블록 내에 완전히 삽입된 하나 이상의 스프링 요소를 포함하며, 발판 요소와 발목 판 요소 사이에서 지지하고 연결하는 밑창을 구비한 쿠션이 있는 발목 부재로 구성되고;

발판 요소와 발목 블록은 뒤꿈치가 닿는 위치에서 발가락이 떨어진 위치까지 원활하고 연속적으로 롤오버 이동하도록 협동 작용하여 구부려지는 의족.
제 1 항에 있어서, 발판 요소는 길이를 따라 점점 더 가늘어지는 두께를 가져서, 이 두께는 뒤꿈치 부분에서 아치형 부분까지 증가하고 아치형 부분에서 발가락 부분까지 감소하는 것을 특징으로 하는 의족.
제 1 항에 있어서, 쿠션이 있는 발목 부재는 부드럽고, 압축 가능한 물질로 이루어진 단일 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제 1 항에 있어서, 쿠션이 있는 발목 부재는 발목 판 요소와 발판 요소 사이에 샌드위치 형태로 끼워지고 서로에 대해 이웃하여 배치된 유연하고, 압축 가능한 물질로 형성된 두 부분으로 이루어지고, 상기 발목 블록은 발판 요소와 발목 판 요소 사이에서 지지하고 연결하기 위한 밑창을 구비하며 발목 블록의 하나 이상의 부분은 발목 블록의 다른 한 부분과 상이한 컴플라이언스 특성을 가지는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 의족.
제 4 항에 있어서, 발목 블록의 하나 이상의 부분은 150 내지 1500㎏/㎥의 밀도를 가지는 거품 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 의족.
제 1 항에 있어서, 쿠션이 있는 발목 부재는 상부 발목 판과 하부 발판 사이에 배치되고 상부 판을 하부 판에서 분리하는 압축 가능한 주머니를 포함하며, 이 주머니는 발판과 발목 판 사이에서 지지하는 밑창을 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제 6 항에 있어서, 상기 주머니는 둘 이상의 챔버를 포함하고 하나의 챔버는 다른 하나의 챔버의 컴플라이언스와 다른 컴플라이언스를 가지도록 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 의족.
제 1 항에 있어서, 스프링 요소는 패스너에 의해 중심에 고정되고 단부에서 분리된 상부 및 하부 스프링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제 8 항에 있어서, 상부 스프링 부재는 위로 오목한 곡선 형태이고 하부 스프링 부재는 아래로 오목한 곡선 형태인 것을 특징으로 하는 의족.
제 1 항에 있어서, 발목판은 아치형 또는 구부려진 발목 부분과 수직 부착 부분으로 이동하는데 각 부분은 발목 판과 일체 구성되는 것을 특징으로 하는 의족.
제 10 항에 있어서, 발목 부분은 처음에 뒤쪽으로 위로 구부려지고 그 후 상향 수직 부착 부분에서 앞으로 위로 끝나는 것을 특징으로 하는 의족.
제 11 항에 있어서, 실린더형 수직 필론의 원위 단부에 부착되는 것을 특징으로 하는 의족.
제 12 항에 있어서, 부착 부분과 실린더형 필론 사이에 배치된 커플링 부재를 포함하고 하나 이상의 평평한 결합 면 및 보철 의족과 필론 사이에 단단한 연결부를 제공하기 위한 반대쪽에 배치된 실린더형 결합면을 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제 1 항에 있어서, 30 부분의 커버와 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 의족.