KR20030070019A

KR20030070019A - 완충발목을 가지는 의족

Info

Publication number: KR20030070019A
Application number: KR10-2003-7005853A
Authority: KR
Inventors: 반 엘. 필립스; 힐러리 포우착
Original assignee: 플렉스-푸트, 인크.; 반 엘. 필립스
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-08-27
Also published as: AU2002237740A1; WO2002034173A2; WO2002038087A3; ATE471704T1; DE60142451D1; CN1529573A; WO2002038087A2; US20030093158A1; JP2004522471A; RU2003112210A; WO2002034173A3; AU2002231278A1; CA2426729A1; US7063727B2; EP1395209B1; EP1395209A2

Abstract

원하는 유연성과 에너지 되돌림특성을 가지는 탄력적인 재질 혹은 주머니로 형성된 발목블럭을 포함하는 완충발목을 갖추어 단순하고 비싸지 않은 의족이 마련된다. 하나 이상의 구멍은 발목블럭을 관통하여 실질적으로는 전진보행 동작에 대해 가로방향으로 형성된다. 이러한 구멍들의 크기와 모양은, 다른 종류의 보강재를 그 안에 삽입할 수도 있고, 발목블럭에 원하는 성능을 부여한다. 발목블럭이 하나이상의 부풀릴 수 있는 주머니의 형태인 경우, 이러한 주머니들의 압력은 의족의 위치에 따라 원하는 성능을 부여하기위해 밸브에 의해 각각 제어된다. 펌프시스템이 이러한 주머니들에 유체압을 제어하고 발생하기위해 사용될 수 있다. 바람직한 펌프시스템은 의족에 연결되는 망원경처럼 포개어 끼울 수 있는 두개의 파일런에 대한 착용자의 움직임에 기초하여 유체압력을 발생한다.

Description

완충발목을 가지는 의족{Foot prosthesis having cushioned ankle}

인공보철분야에서, 종래의 새치(SACH: solid-ankle, cushion-heel)발은 지난 35년 동안 가장 널리 처방된 의족이다. 새치발은 일반적으로 단단한 발목과 그 발목을 통과한 대략 힌지축을 따라 가지에 부착된 충격완화 굽을 가지는 발을 포함한다. 새치발은 그 단순성과 이에 따른 경제성으로 인기를 누려왔지만, 동적인 반응 특성의 관점에서는 어느 정도의 결점을 가지고 있다. 특히, 단순한 새치발은 좀더 복잡한 의족들처럼 많은 에너지를 저장하고 되돌릴 수 없다.

대부분의 현대 의족들은 보행에너지를 저장했다가 되돌리기 위한 에너지 저장부품의 일부 형태를 반영하고 있다. 일반적으로, 이러한 의족은 금속으로 된 코일스프링이나 더 일반적으로는 고무탄력부재를 포함하는 스프링내장형발목관절로 이루어져 있다. 또한, 비싸지 않으면서 보행에너지를 저장했다가 되돌리기 위한 단단한고무나 발포발목블럭을 가지는 의족이 고안된 적이 있다. 이러한 발목블럭은 본 출원인의 미국특허출원번호 5,800,569에 "탄력있는 발목블럭을 장착한 보철기구"라는 제목으로 공개되어 있다. 단단하고 압축가능한 발목블럭은 탄력있는 압축과 에너지 저장과 되돌림을 위해 상하 지지부재 에 의해 고정되어 있다. 발목블럭부재의 사용은 제조와 비용의 뚜렷한 장점을 제공한다. 그러나, 특정 응용에서, 재료가 가지는 탄성, 점착력, 최대압축률과 같은 그 고유의 한계 때문에, 단단한 발목블럭을 사용하여 원하는 스프링의 탄력정도와 에너지되돌림특성을 달성하기엔 어려움이 있다.

본 발명은 의족에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단순한 구조의 향상된 특성을 가지며 쉽게 눈치채기 어려운 의족에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 의족의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 의족의 단면도이고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발목블럭에 끼워지는 스프링요소의 사시도이고,

도 4는 길이를 따라 끝으로 갈수록 두께가 점점 가늘어지는 발판을 더욱 명확하게 보여주는 의족의 측면도이고,

도 5A는 보행시 뒤꿈치가 충격을 받는 자세에서 의족의 단면도이고,

도 5B는 보행시 편평한 자세에서 의족의 단면도이고,

도 5C는 보행시 뒤꿈치가 떨어지는 자세에서 의족의 단면도이고,

도 5D는 보행시 발가락이 떨어지는 자세에서의 의족의 단면도이고,

도 6은 변경된 스프링요소를 반영한 본 발명의 다른 실시예에 따른 의족의 단면도이고,

도 7은 변경된 발목블럭을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 단면도이고,

도 8은 변경된 발목블럭을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 단면도이고,

도 9는 부풀게 할 수 있는 공기주머니를 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 단면도이고,

도 10은 복수의 부풀게 할 수 있는 공기주머니를 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 단면도이고,

도 11A는 원통형 구멍들을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 부분단면도이고,

도 11B ~ 11D는 도 11A의 구멍들에 삽입되는 보강재들의 사시도들이고,

도 12는 이중 발목판들과 원통형 구멍들을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 부분단면도이고,

도 13은 발가락과 뒤꿈치 공기주머니들을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 부분단면도이고,

도 14는 도 13의 발가락과 뒤꿈치 공기주머니들의 사시도이고,

도 15A는 충격펌프시스템을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 구성요소들의 사시도이고,

도 15B는 도 15A의 의족에 있는 복합밸브의 개략도이고,

도 16A는 도 15A의 구성요소들을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 사시도이고,

도 16B는 이산화탄소(CO₂) 카트리지를 반영한 본 발명의 일실시예에 따른 의족의 사시도이고,

도 17과 18은 빈공간을 가지는 우레탄을 반영한 본 발명의 부가적인 실시예에 따른 의족의 부분단면도들이고,

도 19는 회전가능한 캠을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 부분단면도이고,

도 20은 액츄에이터와 움직이는 보강재들을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 부분단면도이고,

도 21은 조절가능한 띠와 삽입가능한 뒤꿈치쐐기조각을 반영한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의족의 부분단면도이고,

도 22는 조절가능한 띠를 팽팽하게 하기 위한 "C" 형태를 가지는 삽입물을도시한 도 21의 의족의 부분 단면도이고,

도 23은 활동적 쇼크모듈과 유동체를 교환하여 부풀게 할수 있는 공기주머니를 가지는 의족의 부분단면도이다.

본 발명의 일실시예는 절단 수술을 받은 사람들의 몸무게, 키, 활동성의 차이에 따라 넓은 범위에 걸쳐 변화가능한 에너지되돌림 특성을 선택할 수 있는 발목블럭을 반영한 단순하고, 비싸지 않은 의족을 제공한다. 발목블럭은 바람직한 탄력과 에너지되돌림 특성을 가지는 압축가능한 금속으로 형성된다. 발목블럭은 발요소와 발목요소의 사이에 삽입된다. 의족의 강도를 높이고 에너지 저장및 되돌림특성을 향상시키기 위하여 발목블럭의 내부에는 하나 이상의 스프링삽입물이 끼워진다. 스프링삽입물의 모양은 바람직하게, 발가락과 뒤꿈치를 회전시킬 때처럼 발목판요소와 발판요소의 상대적인 각회전 동안의 압력과, 또한 수직충격부하에 응답하는 수직압력을 지탱하도록 되어 있다.

본 발명에 따른 기본적인 의족은 향상된 특성과 함께 하부발판, 상부발판, 이둘을 결합시키는 발포발목블럭, 상기 발목블럭에 끼워진 스프링요소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 발판과 발목판은 둘다 강하고 유연한 재질, 바람직하게는 합성물의 얇은 판인것이 바람직 하다. 발판은 대체될 사람발과 대략 같은 크기인데, 발목판은 발판보다는 짧지만 비슷한 폭을 가지고 있다. 발목블럭은 발목판과대략 동일한 길이와 폭을 가지고 발목판에 정렬된다. 상기 스프링요소는 가운데서 묶이고, 양 끝에서 서로 벌어지는 두개의 비교적 납작한 탄소섬유 합성부재를 포함한다. 이것은 스프링요소가 나비 넥타이나 이중 창사골의 바람직한 모양을 갖게 한다. 바람직하게, 결합부는 발목판을 착용자의 파일런 마디나 하부림브와 연결한다. 보행시, 탄력적인 스프링요소를 내장한 발목블럭과 유연한 판의 결합은 발뒤꿈치디딤에서부터 발가락뗌위치까지 부드러운 롤오버를 제공한다.

그리고, 의족의 발목블럭은 그 앞과 뒷부분에서 원통형개구들을 가지고 있을 수 있다. 이러한 개구들은 블럭에 원하는 강도를 주기위해 부가적인 삽입물이나 보강재들을 배치할 수 있게한다. 바람직한 실시예로, 발판요소는 끝으로 갈수록 두께가 가늘어질 수 있다. 그리고, 발판요소는 뒤꿈치와 발가락부분에서 상향으로 올라가있으며 그들 사이에 장심영역이 있다.

그리고, 의족은 발판요소와, 적어도 하나의 발목판요소와, 상기 발판요소와 발목판요소 사이에 놓이는 발목블럭을 포함한다. 발판요소는 사람의 발길이와 거의 동일한 길이를 가지고, 그길이를 따라 구부러질 수 있는 재질을 포함한다. 적어도 하나의 발목판요소는 실질적으로 발판요소보다 짧다. 발목블럭은 비교적 부드럽고 압축가능한 재질을 포함하여 실질적으로 발판요소와 발목판요소 간의 지지연결하는 앞꿈치 수단을 제공한다. 적어도 하나의 개구는 발목블럭을 관통하여 연장되고 실질적으로 전진보행 동작에 대해 가로방향으로 형성된다. 발판요소와 발목블럭은 뒤꿈치디딤으로부터 발가락뗌까지의 실질적으로 부드럽고 연속적인 롤오버를 제공하기 위해 유연하게 상호작동한다.

그리고, 착용자의 파일런에 연결하기위한 의족이 마련된다. 의족은 사람의 발길이와 거의 동일한 발판요소와, 실질적으로 발판요소보다 짧은 발목판요소와, 발목판요소와 발판요소 사이에 놓여지는 적어도 하나의 부풀릴 수 있는 주머니를 가진다. 발판요소는 그 길이를 따라 구부러질 수 있는 탄력적인 재질을 포함한다. 적어도 하나의 부풀릴수 있는 주머니는 실질적으로 발판요소와 발목판요소 간의 지지연결을 위한 앞꿈치 수단을 제공한다. 유체펌프는 파일런에 대한 착용자의 움직임에 기초한 유체압을 발생시킨다. 유체의 경로는 적어도 하나의 부풀릴 수 있는 주머니로 유체를 안내한다.

그리고, 의족용 펌프시스템이 마련된다. 상기 시스템은 적어도 하나의 부풀게 할 수 있는 주머니와, 플런저와 실린더를 포함하는 주사기와, 주사기를 상기 적어도 하나의 부풀게 할 수 있는 주머니에 연결하는 유체통로와, 망원경처럼 포개어 끼울 수 있는 제1 및 제2파일런을 포함한다. 플런저는 제1파일런과 연결되고 실린더는 제2파일런에 연결되어. 제1 및 제2파일런의 상대적인 움직임이 플런저를 실린더에 들어가고 나가게 하여, 적어도 하나의 부풀게 할 수 있는 주머니의 내부에 압력을 발생시킨다.

그리고, 망원경처럼 포개어 끼워 결합되는 내부와 외부파일런을 포함하는 의족이 마련된다. 압축가능한 부재가 내부와 외부파일런 사이에서 형성되는 방에 마련된다. 의족에 가해지는 압축력이 가해지고 해제되는 것에 따라 내부파일런은 외부파일런에 대해 상대적으로 움직인다. 유체라인은 상기 방에 결합하여 마련된다. 적어도 하나의 부풀릴 수 있는 주머니는 유체라인과 결합하고, 유체압력은 내부와외부파일런 간의 상대적인 움직임에 기초한 부풀게 할 수 있는 주머니 안에서 발생한다. 또한, 의족은 그 길이를 따라 구부러질 수 있는 탄력적인 재질을 포함하는 발판요소와, 적어도 하나의 발목판요소를 포함한다. 발목블럭은 발목판요소와 발판요소 사이에 놓여지는 비교적 부드럽고 압축가능한 재질이다. 발목판은 실질적으로 발판요소와 발목판요소 간의 지지연결을 위한 앞꿈치 요소이다. 적어도 하나의 개구가 전진보행 동작에 대해 실질적으로 가로방향으로 형성되고 발목블럭을 관통하여 연장된다. 적어도 하나의 캠이 적어도 하나의 개구에 삽입되는데, 캠은 발목블럭의 강도를 조절하기 위해 회전가능하다.

그리고, 발판요소와, 적어도하나의 발목판요소와, 그들 사이에 놓여지는 발목블럭을 가지는 의족은 발목블럭을 통해 연장되는 제1실 및 제2실을 포함한다. 제1실은 블럭의 전방에 위치하고, 제2실은 블럭의 후방에 위치한다. 상기 제1실 및 제2실은 전체적으로 전진보행 동작에 대해 가로방향으로 형성된다. 제1 및 제2보강재는 제1실 및 제2실에 각각 위치한다. 제1 및 제2보강재는 상기 각 실에서 움직일 수 있다.

그리고, 의족은 그 길이를 따라 구부러질 수 있는 재질을 포함하는 발판요소와, 적어도 하나의 발판요소를 포함한다. 발목블럭은 발목판요소와 발판요소사이에 놓여지는 비교적 부드럽과 압축가능한 재질이다. 발목블럭은 발판요소와 발목판요소 간의 지지연결을 위한 실질적인 앞꿈치 수단이다. 발목블럭은 발목블럭의 후방에 쐐기절취부를 포함한다. 일실시예로, 의족은 상기 쐐기절취부에 삽입되는 쐐기조각을 포함한다.

그리고, 발판요소와, 적어도 하나의 발목판요소와, 그들 사이에 놓여지는 발목지지부재를 가지는 의족은 상기 발목판요소와 발판요소를 연결하는 띠를 더 포함한다. 상기 띠는 전진보행 동작에 대해 발목블럭의 뒷부분에 위치하여, 상기 발목판요소와 상기 발판요소 간의 상대적인 유연성을 조절할 수 있다.

본 발명과 종래기술을 극복하는 장점을 요약하기 위해서, 본 발명의 특정 목적과 장점이 상기에 서술되었다. 물론, 상기의 목적과 장점이 본 발명의 어떤 특정 실시예에서 반드시 모두 달성되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, 당업자들은 본발명이 여기서 논의되거나 제안되는 다른 목적과 장점을 반드시 달성하는것이 아니라, 여기서 논의하는 하나 혹의 여러개의 장점 달성하거나 최적화하는 방식으로 실시되고 이행된 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다.

이러한 실시예들 모두는 여기서 기술되는 본 발명의 사상안에 있다. 본 발명의 이러한 혹은 다른 실시예들은 첨부되 도면을 참조하여 다음의 바람직한 실시예들의 상세한 설명을 통해 당업자들에게 쉽게 명백해질 것이다. 그러나 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않는다.

도 1과 2에서, 본 발명에 따른 의족(10)의 제1실시예는 각각 사시도와 단면도로 나타내고 있다. 의족(10)은 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 탄력적인 재질로 만들어져 발판(12)을 발목판(14)에 연결하는 발목층 혹은 블럭(16)과, 발목블럭(16) 내부에 끼워진 스프링요소(18)를 포함한다. 발판(12)은 절단수술을 받은 특정 착용자의 발 길이, 폭과 대략 동일하고 인체모형에서 보여지는 외부의 구부리기 쉬운 미용부(30) 안에 들어 맞는 정도의 길이와 폭을 가진다. 발목판(14)과 탄력적인 발폭블럭(16)은 수평횡단면의 크기가 대략 동일하다. 발목판(14)과 발목블럭(16)과 스프링요소(18)는 발판(12)에 대해 가로로 중심을 두고 있으며, 일반적으로 발판(12)의 뒤쪽 반 너머에 위치한다. 발목블럭(16)은 발판(12)과 발목판(14) 사이에 끼워지고, 바람직하게는 폴리우레탄접착제나 다른 알려진 고정기술을 사용하여 양 판에 부착하거나 결합시킨다..

스프링요소(18)는 탄력적인 발목블럭(16) 내부에 삽입된 탄력적인 지지부재이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스프링요소(18)는 각각 평평하고 실질적으로는 직사각형의 곧추선 돌출부를 가지는 상,하부판형부재(22,24)로 이루어져 있다. 이러한 상,하부판형부재들(22,24)은 그 중심에서 잠금부(26)에의해 묶여있고 양 끝단(80,82)에서 서로 벌어진다. 바람직하게, 상부판형부재(22)는 위쪽으로 볼록한곡선형이며, 하부판형부재(24)는 아래쪽으로 볼록한 곡선형이다. 이로써, 스프링요소(18)는 실질적으로 이중 창사골이나 나비넥타이 모양을 갖게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스프링요소(18)는 외부에 보이지 않도록 발목블럭(16)에 완전히 파묻힌다. 도 2를 참조하면, 스프링요소(18)는 발목블럭(16)의 길이를 가로지르며 길이방향으로 연장되어있고, 발목판(16)의 폭과 거의 동일한 폭을 가진다. 잠금부(26)는 볼트, 용접, 혹은 당업자들에게 알려진 다른 잠금수단을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예로, 잠금부(26)는 두 판형부재(22,24)의 가운데를 두르는 얇은 판형의 고리이다. 두 판형부재(22,24)의 사이에는 두 판형부재(22,24)의 내면을 보호하고 스프링요소(18)를 추가로 지지하기 위한 쐐기부재(28)가 마련된다. 바람직하게, 쐐기부재(28)는 탄력있는 엘라스토머로 되어 있다. 쐐기부재(28)는 두 판형부재(22,24) 사이에서 지레의 작용을 하며, 스프링요소(18)의 구부러짐을 원하는 대로 조절가능하게 한다. 또한, 쐐기부재(28)는 필요에 따라 두 판형부재(22,24)의 한쪽 혹은 둘다에 영구히 부착되거나 일체로 형성될 수 있다. 스프링요소(18)가 이중 창사골이나 나비넥타이 모양을 한 것으로 설명되었지만, 발목블럭(16)을 지지하게 하는 다른 모양과 크기도 가능하다. 그리고, 의족(10)을 지탱하고 에너지 되돌림을 위하여 발목블럭에 하나 이상의 스프링요소가 마련될 수도 있다.

도 1과 2에 보여진 바와 같이, 의족(10)은 절단수술을 받은 사람의 잘린부분에 고정될 수 있게, 일반적으로 수직방향으로 아래로 연장된 파일런부재(32)를 더 포함한다. 바람직한 실시예에서, 파일런부재(32)는 모든 방향으로의 구부러짐을 제한하기 위해 실질적으로 모든 방향에서 같은 관성모멘트를 가지는 관모양구조이다. 바람직하게, 관모양부재(32)는 내부가 비어있어서, 비교적 무게가 가볍고 재료가 적게 들어 생산비를 줄인다. 파일런부재(32)는 30mm 규격의 파일런과 호환가능하도록 특정 치수로 만들어진다. 여기서 논의된 장점들을 얻기 위해, 하나 혹은 두개의 횡축에 대해 비교적 큰 관성모멘트를 가지는 직사각형 단면을 가지는 형태와 같이 다양한 형태를 가져서 강성을 분배하도록 하는것도 물론 가능하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파일런부재(32)를 통과하는 중심선(70)은 힘의 아래쪽 적용 방향을 정의한다.

도 1과 2에 도시된 바와같이, 발목판(14)은 수직으로 휘어진 상부결합부(34)에 의해 파일런부재(32)와 결합한다. 상부결합부(34)는 곡선으로 된 발목부분(36)에 붙여 발목판(14)과 연결된다. 바람직하게는, 이러한 세 부분들이 최적의 강도와 내구성을 위해 서로 일체로 형성된다. 결합부(34)는 도2에 도시된 바와 같이 실질적으로 서로 평행한 뒷면(38)과 앞면(40)을 가진다. 결합부(34)는 실질적으로 견고하여 인공보철에 의해 가해지는 비틀리는 충격이나 부하를 지탱할 수 있다. 덧붙여, 결합부(34)의 고유강도는 어떤 실질적인 방법에 의해 비틀려지는 것을 막을수 있으며 적당한 보조 인공 파일런부재(32)에 가해지는 전술한 부하의 효과적인 전달을 가능하게 한다.

도 2를 참조하면, 결합부(34)는 바람직한 실시예에서 수직으로 휘어져있으므로 파일론부재(32)에 결합할 수 있다. 연결장치(42)는 수직의 결합부(34)가 결합될수 있도록 평평한 면을 제공하는 파일론부재(32)의 하단에 위치한다. 연결장치(42)는 파일런부재(32)의 원통형 외부면에 맞는 제1연결면(44)과 결합부(34)에 맞도록 실질적으로 평평한 제2연결면(46)을 가진다. 바람직한 실시예에서, 제1연결면(44)은 관모양의 파일런부재(32)의 외부면과 일치하는 곡면이고, 제2연결면(46)은 결합부(34)의 앞면(40)과 결합하기위한 평면이다.

바람직하게, 연결장치(42)는 파일런부재(32)에 용접되거나 접착되고, 두개의 볼트(48)가 삽입되어 고정되는 두개의 구멍(미도시)을 가진다. 또한, 결합부(34)도 연결장치(42)의 두 구멍과 맞추어져 두개의 볼트(48)가 결합부(34)와 연결장치(42)를 관통하여 고정결합되도록 하는 두개의 구멍(미도시)을 가진다. 파일런부재를 족부에 고정결합시키는 다른 방법들은 본 출원인의 미국특허출원번호 5,514,186호에 개시된 것들 전부와 그것의 완성된 구조들을 참고적으로 반영하여 고려할 수 있다.

언급한 대로, 발목판(14)과 일체로 형성된 결합부(34)는 수직으로 세워져서 파일런부재(32) 위에 마련된 연결장치(42)보다 비교적 아래로 연장된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 결합부(34)의 종단면 두께는 실질적으로 족부를 따라 수평으로 놓여지는 발목판(14)의 두께보다 비교적 크다. 또한, 결합부(34)는 이러한 접합점에서 과도한 구부러짐을 제한할 뿐만 아니라 인공보철장치에 가해지는 수직방향 부하를 지탱하기 위해 비교적 두껍게 만든다. 바람직하게, 수직으로 세워진 결합부(34)의 상부전체는 실질적으로 두께와 폭이 균일하다.

바람직하게, 관모양의 파일런부재(32)는 인공보철장치 전부 교체할 필요없이 파일런부재만 교체할수 있도록 인공보철장치로 부터 착탈이 가능하다. 이는 본 출원인의 발명을 넓은 응용 범위에 걸쳐 유용하게 한다. 예를 들어, 본 출원인의 발명에 따른 관모양부재는 잘라서, 절단부가 자라고 있는 사람을 포함해 절단부의 길이가 다른 사람이 쓰기에 맞게 맞춰질 수 있다. 절단수술을 받은 사람은 단지 규격의 관모양의 파일런부재를 적절한 길이로 자르기만 하면된다. 더우기, 이는 길고 견고한 다리부를 인공보철부로서 만들 필요성을 없앤다. 따라서, 본 출원인의 발명에 따른 인공보철물을 만드는 데에는 재료가 적게들어, 결과적으로 생산비를 줄인다.

바람직한 실시예는, 도 2에 도시된 바와 같이, 발목블럭(16)의 전방과 후방에 각각 보강재들(52,53)을 수용하기위한 원통형구멍 혹은 개구들(50,51)을 더 포함한다. 원통형개구(50,51)들은 전방으로 걷는 동작에 일반적으로 가로지르는 방향으로 수평으로 상,하부판부재(22,24)사이에 배치된다.보강재들(52,53)은 의족(10)에 지지력과 강도를 높이고 탄성력을 조절하기 위해 이러한 개구들(50,51)에 착탈가능하게 놓여질 수 있다. 예를 들어, 보다 활동적인 절단수술을 받은 사람을 위해 높은 탄성계수를 가지는 발목블럭(16)에 보강재들(52,53)을 삽입함으로써 부가적인 에너지 저장과 되돌림이 제공된다. 한편, 조절을 더 원하면, 더 큰 완충효과를 위해 낮은 탄성계수를 가지는 보강재를 발목블럭(16)에 삽입할 수 있다. 또한, 원통형구멍들(50,51)을 비어 있는 상태로 두어, 오로지 발목블럭(16)과 스프링요소(18)만의 탄성력을 이용할 수 있다.

바람직한 재료와 제조법

바람직하게, 발판(12)와 발목판(14)는 모두 유연성있는 재질로 만들어져, 발목블럭(16)과 두 판(12,14) 사이의 접점에 가해지는 급격한 전단응력을 해제하는데도움을 준다. 바람직하게, 발판(12)과 발목판(14)은 모두 강도와 유연성을 함께 가지는 유리섬유로 구성된다. 발목판(14)과 발판(12)의 바람직한 재료는 미시간 주 중부지방의 퀀텀합성회사(Quantum Composites)에서 입수할 수 있는 퀀텀 #QC-8800와 같은 비닐에스테르를 기반으로한 판 주조 화합물이다. 그 밖에, 상기 판들은 유연한 중합체를 경화시킨 것에 복수의 얇은 층들을 끼워넣어 만들어질 수도 있다. 다른 장치에서는, 상기 판들이 당업자에게는 자명한 탄소섬유화합물과 같은 다른 재질로 형성될 수 있다. 상기 판들은 착용자의 만족감을 향상시키기위해 발목블럭이 충분히 탄력적이어도 반복되는 변형력에 기인한 균열을 막을 수 있을 만큼 비교적 탄력적인 것이 바람직하다. 파일런부재(32)는 섬유보강혼합 적층물같은 딱딱한 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 또한, 파일런부재(32)의 경도는 경화제나 더욱 고밀도한 재질에 의해서 제공될 수 있다.

발목블럭(16)은 도 1과 2에 보여진 바와 같이 발판(12)과 발목판(14)의 사이에 끼워지고, 두 판들(12,14)에 접착되는것이 바람직하다. 발목블럭은 우레탄고무나, 원하는 탄성력과 에너지 되돌림 성능을 가지는 다른 적합한 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 발목블럭의 바람직한 재료는 펜실베니아주 워싱턴에 있는 플레이거 플라스틱 회사(Pleiger Plastics Company)에서 입수할 수 있는 대략 500kg/m³의 밀도를 가지는 셀룰러 불콜카 퓨어-셀 넘버 15-50(Cellular Vulkolka Pur-Cell No. 15-50)와 같은 부풀린 폴리우레탄발포체이다. 이외에도, 발목블럭(16)은 천연이나 합성고무, 플라스틱, 벌집무늬 구조, 또는 다른 재료와 같이 원하는 대로 아주 다양한 탄성력있는 재료로 주조되거나 제조될 수 있다. 그런데, 속이 꽉찬 고무재료에서의 단단함과 압축의 제한없이, 다공질의 발포체는 더욱 자연스런 느낌의 보행에 바람직한 점탄성의 경쾌함과 높은 압축률을 제공한다. 그리고, 다공질의 발포체블럭은 속이 꽉찬 고무재료를 사용하는 것에 비해 의족의 무게를 더 가볍게 할 수 있다. 여기서 언급한 본 발명의 장점을 얻기 위해 대략 150kg/m³에서 1500kg/m³사이의 밀도를 가지는 발포체를 사용할 수 있다.

스프링요소(18)는 발가락과 뒤꿈치에서의 선회시와 같은 상,하판부재(12,14)의 상대적인 각회전시 압력과 수직충격부하에 응답하는 것과 같은 수직압력을 지지할 수 있을 정도의 높은 탄성의 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직한 재료의 하나는 에폭시 주형의 직물섬유그물과 잘린 섬유와 같은 탄소섬유화합물이다. 그러나, 비슷한 강도와 무게특성을 가지는 다른 재질이 당업자에게 알려져 효과적으로 쓰일 수도 있다. 예를 들어, 특정 절단 수술을 받은 사람의 필요성에 적합한 가볍고 구조적이며 동적인 특성을 확보하기위해 유리, 케블라, 나일론과 같은 실 형태의 재료가 쓰일 수 있다.

쐐기부재(28)는 천연과 합성고무, 탄력있는 폴리우레탄 또는 그와 비슷한 것을 포함하는 탄력있는 재료들로 다양하게 만들어 질 수 있다.

스프링요소(18)를 내포하는 발목블럭(16)은 폴리우레탄을 굳히는 주형에 주입하여 제조할 수 있다. 스프링요소(18)는 폴리우레탄을 주입하기 전에 주형에 삽입하여 폴리우레탄이 굳으면서 스프링요소에 붙게 할 수 있다. 보강재(52,53)의 삽입을 위한 원통형구멍 혹은 개구(50,51)는 폴리우레탄을 주입하기전에 발목블럭 내부에 마개들을 삽입함으로써 발목블럭(16)에 마련될 수 있다. 이외에도, 상기 개구들은 발목블럭이 굳은 후 그 일부를 단순히 잘라내거나 구멍을 뚫어서 마련될 수 있다.

개구에 놓여지는 보강재들은 원하는 탄성률에 따라 밀도를 선택하여 관모양의 발포재료인 것이 바람직하다. 바람직한 재료는 대략 150kg/m³에서 1500kg/m³사이의 발포밀도를 가지는 부풀린 폴리우레탄이다. 발의 에너지 저장과 되돌림이 적절한 조정을 제공하기 위해서는 대략 250 ~ 750kg/m³의 밀도가 더욱 바람직하다.

바람직한 크기

도 4에 도시된 바와 같이, 발판(12)은 곡선형인것이 바람직하다. 발판(12)의 두께(t)는 그 길이를 따라 점점 가늘어지는 것이 바람직하고, 그 가늘어지는 단면은 대략 절단 수술을 받은 사람의 무게에 대응한다. 즉, 무거운사람일 경우, 가벼운 사람에 비해 길이에 따른 두께가 두껍다. 일반적으로, 무게는 가벼움, 보통, 무거움으로 분류된다.

아래에 있는 표 I는 남자의 구두골(shoe-last)의 폭"A"에 대응하는 미용크기를 C/D/E 기준단위로의 바람직한 분류를 나타낸것이다. 그 크기들은 각각 길이 "L", 앞발의 폭 "B", 뒤꿈치의 폭 "H"로 표현되었다.

표 I. 남자의 구두골 폭 "A"용 미용크기

단위	길이 L(cm)	폭 B(cm)	폭 H(cm)
C	22	2.88	2.19
	23	3.00	2.55
	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

아래의 표 II는 바람직한 절단 수술을 받은 사람의 다양한 무게에 따른 바람직한 기준단위 분류를 나타낸것이다.

표 II. 무게분류에 대한 기준단위

단위	무게분류
단위	가벼움	보통	무거움
C	CL	CM	-
D	DL	DM	DH
E	-	EM	EH

아래의 표 III는 보통 혹은 "DM" 크기의 발판(12)에서 점점 가늘어지는 바람직한 두께(t)를 1인치(2.54cm)의 간격으로 나타낸것이다.

표 III. "DM" 크기의 발판에서의 점점 가늘어지는 두께

위치 (x=2.54)	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 4의 왼쪽에 있는 뒤꿈치단(54)을 포함한다. 뒤꿈치단(54)은 발판(12)의 뒤꿈치단(54)에 접하는 수평면(P₁)으로부터 위쪽으로 오목하거나 가볍게 들어올려져있다. 마찬가지로, 도 4의 오른쪽에 있는 발가락단(56)도 발판(12)의 앞부분에 접하는 수평면(P₂)으로부터 위쪽으로 오목하거나 다소 들려올려져있다. 장심부(58)은 뒤꿈치단과 발가락단의 사이에 형성되어 보다시피 아랫쪽으로 오목한 것이 바람직하다.

보다시피 미용부(30:미도시)의 범위 내에서 뒤꿈치단(54)의 접면(P₁)은 발가락단(56)의 접면(P₂)보다 "y"의 간격만큼 약간 위에 있다. 표 III의 "DM"크기 발판은 예를들어 y=0.5인치(1.27cm)이다. 발판(12)은 미용부(30)의 바닥 혹은 밑창으로부터 0.25인치(0.63cm)에 있는게 바람직하다. 미용부(30)는 전형적인 발크기를 표현한 원형혹은 디지털화된 데이터에 기초한 세밀함과 측정으로 자동 조각된 발모형을 사용하여 사출성형될 수 있다.

발판(12)의 장심부를 포함하는 중간영역(58)은 발판(12)의 가장 두꺼운부분이다. 장심영역(58)의 곡률은 미용부나 신발 밑창의 윤곽에 의해 정해지고, 일반적으로 사람 발 길이의 선택영역에 대응한다.

의족(10)의 발판(12)은 표 I에서 주어진 발 사이즈에 대해 1대략 5인치에서 15인치(대략 13cm 에서 38cm) 사이의 길이를 가지는게 바람직하고, 8인치에서 12인치(대략 20cm 에서 30cm) 사이의 길이를 가지는게 더욱 바람직하다. 발판(12)의 폭은 대략 1인치에서 4인치(대략 2.5cm에서 8cm)인 것이 바람직하다. 예를 들어, "DM"크기의 발판(12)을 위한 표 III에서 주어진 예들의 경우, 발판(12)의 길이는 대략 9인치(대략 23cm)이고, 그 폭은 대략 2인치(대략 5cm)이다. 발판(12)은 대략 0.05에서 0.4인치(대략 0.1에서 1cm) 사이의 두께를 가지고, 더욱 바람직하게는 표 III에서 가리킨 바와 같이 끝으로 갈수록 점점 가늘어진다.

의족(10)의 발목판(14)은 실질적으로 평판이고, 발판(12)보다 길이가 짧은 것이 바람직하며, 착용자의 무게분류에 따라 두께가 정해진다. 발목판의 두께는 대략 0.05인치에서 0.4인치(0.1cm 에서 1cm)인것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 본 실시예에 대응하는 발목판(14)은 대략 후방부(62)에서 대략 0.2인치(대략 0.5cm)로 두껍고 전방부(60)에서 대략 0.1인치(대략 0.25cm)로 가늘어진다. 발목판(14)은 대략 3인치에서 7인치(대략 8cm에서 18cm)의 길이를 가지는 것이 바람직하고, 그 폭은 대략 1인치에서 3인치(대략 2.5cm에서 8cm)를 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 발목판(14)은 대략 5×2인치(대략 13×5cm)의 길이-폭 치수를 가지는 것이 좋다. 발목판(14)은 그 앞끝(60)이 뒤끝(68)보다 발판(12)에 가깝게 위치하도록 기울어져있다. 도 4에 보여진 평면(P₃)에 대해, 뒤끝은 대략 5도에서 30도정도의각도(γ)로 올라가 있는 것이 바람직하고, 대략 10도가 더욱 바람직하다.

발목블럭(16)은 일반적으로 그 윗면이 평평하고 발목판(14)의 길이와 폭에 맞는 크기로 맞추어진다. 발목블럭(16)의 아랫면은 실질적으로 발판(12)의 곡면에 맞는 곡선을 이루고 있다. 본 실시예에서, 발목블럭(16)은 그 전방부(66)에서 대략 1인치에서 3인치(대략 2.5cm에서 8cm) 사이의 두께를 가지는 것이 바람직하고, 대략 1.3인치(대략 3.4cm)의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 발목블럭(16)의 두께는 최소 0.5인치에서 1인치(대략 1cm에서 2.54cm) 사이까지 점점 가늘어지는데, 장심부(58) 근처에서 대략 0.8인치(대략 2cm)인것이 더욱 바람직하다. 발목블럭(16)은 그 후방부(64)에서 대략 1인치에서 4인치(대략 2.5cm에서 10cm) 사이의 두께를 가지는 것이 바람직하고, 그 정면(66)에서의 두께의 거의 두배인 대략 2.6인치(대략 6.6cm)의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 이로써 발목블럭은 실질적으로 쐐기꼴이 된다. 발목블럭(16)이 후방에서 큰 두께를 갖는 것은 뒤꿈치를 디딜 때 (도 5A 참조) 중심선(70)을 벗어나는 힘이 의족의 후방에 큰 압력을 주기 때문에 발목블럭(16)의 후방부(64)에 부가적인 지지력을 주기 위함이다.

발목블럭(16)은 원하는 대로 다양한 높이와 두께로 마련될 수 있지만, 가장 효과적인 두께는 대략 1인치에서 4인치(대략 2.54cm에서 10cm) 사이의 두께이다. 발목블럭(16)의 전방부와 후방면은 평면(P₃)와 발목판(14)에 의해 정의된 각도(γ)에 따라 기울어져 있는 것이 바람직하다. 다시 말해, 발목블럭은 바람직하게 수직선에 대해 각도(γ)만큼 앞쪽으로 기울어져 있는 앞,뒷면을 가진다. 발목블럭은 발목영역의 탄력성이 다양한 착용자에 의해 주문제작될 수 있음에도 불구하고, 비교적 단단하다. 무거운 착용자는 발목블럭을 고밀도의 탄성재료로 하는 반면, 가벼운 착용자는 저밀도의 탄성재료나 그 두께를 줄일 수 있다.

도 2와 3에 도시된 바와 같이, 스프링요소(18)는 그 중심, 즉 잠금부(26)의 위치가 발판(12)의 장심부(58) 위에 오도록 발목블럭 내에 위치한다. 스프링요소(18)의 두 판부재들(22,24)은 대략 0.5인치에서 0.2인치(대략 0.1cm에서 0.5cm) 사이의 일정한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 의족(10)에 아무런 부하도 가해지지 않았을 때, 앞쪽 끝단(82)에서 두 판부재(22,24) 사이의 거리는 대략 0.5인치 에서 2인치(대략 1cm에서 5cm)인 것이 바람직하고, 대략 0.7인치(대략(1.8cm)인 것이 더욱 바람직하다. 의족(10)에 아무런 부하도 가해지지 않았을 때, 뒤쪽 끝단(80)에서 두 판부재(22,24) 사이의 거리는 대략 1인치 에서 3인치(대략 2.5cm에서 7.5cm)인 것이 바람직하고, 대략 1.4인치(대략(3.5cm)인 것이 더욱 바람직하다. 아래에서 더 자세히 설명하겠지만, 발이 뒤꿈치를 디디는 상태일 때, 스프링요소의 뒤쪽 끝단(80)은 압착된다. 발이 발가락을 뗀 상태일때는, 스프링요소의 압쪽 끝단(82)이 압착된다.

발판(12), 발목판(14), 발목블럭(16), 스프링요소(18)의 각각 길이, 폭, 두께들은 착용자의 대략 무게분류 뿐만아니라 그의 발사이즈에 따라 착용자에 맞게 주문 제작될 수 있다. 마찬가지로, 이러한 요소들의 재질선택과 크기는 착용자의 발사이즈와 몸무게에 따라 다양하게 바뀔 수 있다.

발목블럭(16)의 전방과 후방에 마련된 원통형개구(50,51)들은 대략 0.1인치에서 0.4인치(대략 0.25cm에서 1cm) 사이의 지름을 가지는 것이 바람직하고, 대략 0.2인치(대략 0.5cm)의 지름을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 도 2에서는 원통형개구(50,51)들이 서로 똑같은 지름을 가진 것으로 도시되었지만, 원통형개구들의 지름은 다른 크기의 보강재를 수용하기위해 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 개구(51)의 지름이 발목블럭(16)의 후방부(64)가 큰 부피를 가짐에 대응하여 개구(50)보다 크게 만들어 질 수 있다.

성능

본 의족(10)의 향상된 성능을 더 충분히 설명하기위해, 보행시 의족의 몇몇 상태를 스냅사진형태로 도 5A 내지 5D에 도시하였다. 더 상세하게는, 도 5A는 뒤꿈치를 디딘 상태를 도시한 것이고, 도 5B는 일반적으로 편평한 중간자세 상태를 도시한 것이고, 도 5C는 뒤꿈치를 뗀 상태를 도시한 것이고, 도 5D는 발가락을 뗀 상태를 도시한 것이다. 보행시 다양한 상태 동안, 본 의족(10)은 착용자에게 부드럽고 일반적으로 본인의 몸처럼 느끼게 한다. 보행시, 발목블럭(16)은 발판(12)과 발목판(14)에 의해 가해진 힘을 전달하고, 뒤에서 앞까지 점진적인 롤오버(rollover) 혹은 압착영역의 이동을 경험하게된다.

특히 도 5A를 참조하여, 보행의 첫번째 상태는 일반적으로 뒤꿈치를 디디것을 수반한다. 이때, 착용자는 모든 자신의 무게를 이끄는 발의 뒤꿈치로 옮긴다. 이러한 경우, 발판(12)의 후방부(54)는, 실질적으로 미용부(30)이기는 하나, 지면(68)과 접촉한다. 발판(12)의 유연성은 발판(12)의 후방부(54)에서 약간 구부러질 수 있게 만들지만, 의족(10)을 통하여 발판(12)으로 전달되는 착용자의 무게에 의한 압축력은 스프링요소(18)와 함께 발목블럭(16)의 후방영역(64)에서 대부분 흡수된다. 후방영역의 스프링요소(18)는 수축하여, 뒤쪽 끝단(80)의 판부재(22,24)들 사이 거리는 좁혀진다. 발목블럭(16)의 전방(66)에서는 스프링요소(18) 약간 팽창하여, 앞쪽 끝단(82)의 판부재(22,24)들 사이 거리는 벌어진다. 발목블럭(16)은 그 하부 가장자리가 발판(12)과 부착되어 있어 전방부(66)는 팽창 혹은 신장되는 반면, 후방부(64)는 압축된다. 끝단(80)에서의 스프링요소(18)와 후방부(64)에서의 발목블럭(16)의 수축은 보행시의 압축력을 의족(10)이 흡수 저장하게 한다. 그리고, 발목판(14)의 후방영역(68)에서 약간의 구부러짐이 일어날 수 있다. 판부재(22,24)들 사이의 뒤쪽 보강재(53)는 의족을 지지하고 쐐기부재(28)로 부터 판부재(22,24)들의 분리되지 않도록 압축된다. 전반 보강재(52)는 발목블럭(16)의 전방부(66)에서의 팽창력 때문에 실질적으로 수직으로 약간 팽창된다.

다음으로, 도 5B에서, 착용자는 일반적으로 편평한 발 혹은 중간자세 상태에 도달한다. 이에 의해, 발판(12)은, 실질적으로 미용부(30)이긴 하지만, 그 길이 전체가 지면(68)과 접촉한다. 이러한 상태에서, 착용자의 몸무게는 실질적으로 아래로 향하게 되는데, 정확히 중심으로 작용하는 힘이 아니라서 발목블럭(16)의 길이를 따라 일어나는 압축은 전방부(66)보다 후방부(64)에서 아주 약간 크다. 스프링요소(18)의 양 끝단에서, 판부재(22,24)들은 서로를 향해 압축된다. 여기서, 뒤쪽 끝단(80)이 앞쪽 끝단(82)보다 그 원래 상태에서 약간 더 압축된다. 마찬가지로, 보강재(52,53)들은 아래쪽으로 작용하는 힘에 의해 압축된다. 이와 같이 보기에는 압력의 분산이 정지한 것처럼 보이지만, 실제로는 중심선(70) 뒤쪽의 결합부(34)로부터 그 전방부로 빈번히 착용자의 무게가 이동하고 있다. 따라서, 착용자가 보행을 계속함에 따라, 발목블럭(16)과 그 내부에 심어놓은 요소들의 압축력은 후방부(64)로부터 전방부(66)로 이동한다. 압축된 영역의 이러한 이동은 롤오버(rollover)라고 불리우기도 한다.

보행의 다음 스냅사진형태로서, 도 5C는 뒤꿈치가 떨어진 상태의 의족을 도시하고 있다. 이것은 착용자가 발의 앞꿈치(72)와 발가락(74) 영역을 사용하여 밀어내는 순간이다. 따라서, 발목블럭(16)의 후방부(64)가 큰 팽창력을 받는 동시에, 큰 압축력이 발목블럭(16)의 전방부(66)에 발생한다. 마찬가지로, 스프링요소(18)는 뒤쪽 끝단(80)에서 두 판부재(22,24)들은 벌어지는 반면, 앞쪽 끝단(82)에서 압축된다. 발판(12)의 앞단(56)은 실질적으로 약간의 압축력을 흡수하여 구부러질수있다. 비슷하게, 발목판(14)의 앞단(60)도 이 부분에서 다소 구부러질 수 있다. 발목블럭(16)이 착용자에 의해 발생된 압축력의 대다수를 흡수할지라도, 발판(12)와 발목판(14)은 탄력있는 발목블럭과 스프링요소와 더불어 작용해 향상된 동적 성능을 제공하는 것이 중요하다. 그리고, 발판(12)과 발목판(14)의 유연함은 발목블럭(16)과 판들사이의 접하는 면에 가해지는 극단적인 응력의 일부를 해제하여, 그들사이의 결합수명을 증가시킨다. 발목블럭(16)의 전방부(66)에 위치한 보강재(52)는 착용자에게 균형감을 주면서 앞단(82)의 앞축을 제한하고, 쐐기부재(28)로부터 판부재(22,24)가 이탈되는 것을 막기 위해 압축된다. 보강재(53)는 후방부(64)에서 발목블럭(16)의 넓어짐에 기인하여 팽창된다.

도 5D에서, 보행의 마지막 상태가 보여진다. 여기서, 의족(10)은 지면과 접촉하고 있으나, 착용자의 몸무게의 일부는 앞으로 움직이고 있는 반대편 발로 이동되는 중이다. 이러한 발가락을 뗀 상태에서, 발판(12)의 앞단(56)의 구부러짐은 줄어들고 발목블럭(16)의 전방부(66)와 스프링요소의 앞단(82)의 압축은 줄어든다. 마찬가지로, 발목판(14)의 앞끝(60)은 재료와 두께에 따라 약간만 구부러질 수 있다. 발목블럭(16)의 가장 많이 압축된 영역은 가장 전방영역(66)이지만, 도 5C의 뒤꿈치를 뗀 상태의 압축정도보다는 약하다. 따라서, 발목블럭(16)의 후방부(64)는 작게 팽창 혹은 신장된다.

이로써, 본 의족의 착용감은 발판, 발목판, 발목블럭, 삽입된 스프링간의 협력작용에 의해 매우 향상됨을 말할 수 있다. 착용자가 보행을 하는 동안, 스프링을 삽입하고 있는 발목블럭이 다르게 압축됨에 따라 의족의 동적인 응답이 부드럽다. 그리고, 발목과 발판의 유연성은 울퉁불퉁한 지면에서 생기는 다양한 충격과 삐걱거림이 부드럽게 전달되도록한다.

다양한 실시예들

본 발명에 따른 특징과 장점을 가지는 의족의 많은 다양한 실시예들이 구성되어 효율적으로 쓰일수 있음은 물론이다. 그러한 다양한 실시예의 하나가 도 6에 도시되어있다. 도 6의 참조번호들은 도 1 내지 도 5에의 유사한 구성요소들을 위해 쓰인 참조번호와 일반적으로 대응한다. 도 6에 도시된 의족(10)은 일반적으로 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 탄력적인 재료로 만들어져 발판(12)과 발목판(14)을 연결하는 발목층 혹은 블럭(16)과, 발목블럭에 끼워지는 스프링요소(18)를 포함한다. 발판(12)은 절단수술을 받은 특정 착용자의 발 길이,폭과 대략 동일하고 인체모형에서 보여지는 외부의 유연한 미용부(30) 안에 들어 맞는 정도의 길이와 폭을 가진다. 도 6에 도시된 바와 같이, 발목판(14)은 실질적으로 아치형의 곡선을 그리며 결합부(34)로부터 발목판(14)의 전방부까지 일체로 연장되어 있다.

특히, 스프링요소(18)은 도 6에 도시된 바와 같이 탄력적인 발목블럭(16) 내부에 삽입된 탄력지지부재이다. 도 6에 도시된 스프링요소(18)는 아래쪽으로 오목한 면이 향하는 모양을 가지는 판형부재이고 실질적으로 직사각형의 곧추선 돌출부인 것이 바람직하다. 스프링요소(18)는 전술한 바와 같은 탄소섬유화합물로 만들어지는 것이 바람직하지만, 다른 유사한 재질로 만들 수 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 것이다. 여기서도, 유사한 참조번호는 일반적으로 유사한 구성요소를 가리키도록 쓰였다. 도 7에 도시된 의족(10)은 일반적으로 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 속이 꽉 차거나 다공질로된 고무 혹은 폴리우레탄과 같은 탄력적인 재료로 만들어져 발판(12)과 발목판(14)을 연결하는 발목층 혹은 블럭(16)을 포함한다. 발판(12)은 절단수술을 받은 특정 착용자의 발 길이, 폭과 대략 동일하고 인체모형에서 보여지는 외부의 유연한 미용부(30) 안에 들어 맞는 정도의 길이와 폭을 가진다. 도 7에 도시된 바와 같이, 발목판(14)은 실질적으로 아치형 혹은 곡선를 그리며 결합부(34)와 발목판(14) 사이에 바람직하게 일체로 형성된 발목부(36)를 가지는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시예 중 또 다른 것이다. 여기서도, 유사한 참조번호는 일반적으로 유사한 구성요소를 가리키도록 쓰였다. 도 8에 도시된 의족(10)은 일반적으로 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 속이 꽉 차거나 다공질로된 고무 혹은 폴리우레탄과 같은 탄력적인 재료로 만들어져 발판(12)과 발목판(14)을 연결하는 하나 이상의 발목층 혹은 블럭(16)을 포함한다. 원한다면, 꼬리쪽 발목블럭(16a)은 머리쪽 발목블럭(16b)과 다른 밀도나 탄력성을 가지도록, 예를들어 머리쪽 발목블럭(16b)보다 더 부드럽고 유연하도록 만들 수 있다. 예를 들어, 이러한 구성은 뒤꿈치를 내디딜 때 뒤꿈치의 반응을 더 유연하게 할 수 있다.

발목블럭(16a,16b)들은 필요나 편의에 따라 일체로 만들어지거나 별도로 만들어질 수 있다. 이들은 발판(12)과 발목판(14) 사이의 공간을 완전히 채우기 위해 서로의 근처에 가까이 위치해 있는 것이 바람직하다. 발판(12)은 절단수술을 받은 특정 착용자의 발 길이, 폭과 대략 동일하고 인체모형에서 보여지는 외부의 유연한 미용부(30) 안에 들어 맞는 정도의 길이와 폭을 가지는 것이 바람직하다. 도 8에 도시된 바와 같이, 발목판(14)은 실질적으로 아치형 혹은 곡선를 그리며 결합부(34)와 발목판(14) 사이에 바람직하게 일체로 형성된 발목부(36)를 가지는 것이 바람직하다.

도 9와 도 10은 두개의 다른 가능한 본 발명의 다양한 실시예를 보여주고 있다. 여기서도, 유사한 참조번호는 일반적으로 유사한 구성요소를 가리키도록 쓰였다. 도 9에 도시된 의족(10)은 일반적으로 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 발판(12)과 발목판(14)의 사이에 놓여지는 부풀게 할 수 있는 공기주머니(19)를 포함한다. 공기주머니(19)는 환자나 인공보철물을 사용하는 사람이 공기주머니의 압력을 조절하여 인공보철물의 성능을 변화시킬 수 있다는 점에서 더나은 장점을 가진다. 이것은 예를 들어 공기주머니(19)와 통해 있는 밸브수단(21)을 제공하여 달성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 밸브(21)는 공기펌프(미도시)나 도 16B를 참조하여 후술할 이산화탄소카트리지의 바늘을 수용하기에 적합하고, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같은 브라켓(27)에 적절히 위치할 수 있다. 밸브(21)는 움직일 수 있게 공기주머니(19)와 관이나 다른 적합한 연결통로를 통해 연결된다.

공기주머니(19)는 접착제나 다른 적절한 접착수단에 의해 상부의 발목판(14)과 하부의 발판(12)에 고정되어, 실질적으로 그들 사이에서의 연결과 지지를 위한 밑창수단으로서 제공된다. 선택적으로, 하나이상의 고정유지하는 띠(23)가 필요에 따라 주 혹은 보조로 연결 지지를 하는데 쓰일 수 있다. 띠(23)는 에폭시가 주입된 삼베나 이와 비슷한 적절히 강하고, 유연한 재질 몇개로 제조된다. 구체적으로, 띠(23)는 도 9에 도시된 바와 같이 움직일 수 있게 의족(10)의 앞발부분에 부착되는 데, 접착제나, 볼트-너트나, 벨크로(Velcro)형 잠금장치나 비슷한 방법을 통하여 구조 부재(12,14) 둘레에 풀 수 있게 부착될 수 있다.

띠(23)는 많은 이득을 제공한다. 예를 들어, 띠가 공기주머니(19)와 병치한다면, 띠는 공기주머니를 평평해지도록 적적히 묶을 수 있어 구조부재(12,14)들과 공기주머니 사이의 접촉영역을 증가시킬 수 있다. 더구나, 띠(23)와 같은 고정유지 수단은 연결된 구조부재(12,14)가 서로로부터 멀어질 수 있는 거리를 제한하도록 마련될 수 있다. 띠(23)는 또한 구조부재들(12,14) 및 공기주머니(19)의 원치 않는 과도한 부하나 압력을 방지하는 데 유용하다.

공기주머니(19)는 적절한 강도와, 유연함, 누출에한 강도, 우레탄이나 이와 비슷한 가벼운 재질을 고려하여 제조되는 것이 바람직하다. 예로써, 공기주머니는 적절한 크기와 모양으로 우레탄 판들을 서로 가열 밀봉하여 만든다. 우레탄 판 재료의 적절한 두께는 0.01인치에서 0.02인치(0.25에서 0.50mm)로 발견되었으나, 적절한 두께와 재료는 효능에 따라 다양한 범위가 가능하다. 공기압은 효능에 따라 80psi(5.5bar)까지 가능하다.

공기주머니(19)는 고압에서 공기주머니가 터지는 것을 막고 부풀게 할수 있는 공기주머니의 최종 모양을 정하기 위하여 케블러(Kevlar)나 유사한 강도의 덮개재료로 감싸는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예로, 덮개는 상부와 하부로 나누어져 공기주머니(19)의 둘레에서 서로 꿰매질 수 있다. 당업자들은 본 발명을 벗어나지 않고 효능에 따라 다양한 덮개재료와 다양한 제조와 조립방법이 쓰일 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

공기주머니(19)는 공기나, 이산화탄소나, 이와 유사한 기체로 채워질 수 있고, 이외에도 물이나, 실리콘이나, 이와 유사한 액체나 젤을 채우는 것도 가능하다. 바람직하게는, 원하는 변형력과, 그에 따른 완충효과 혹은 에너지 저장 흡수 와 되돌림을 제공하기만 하면 어떠한 조립이라도 선택되고 조정될 수 있다.

공기주머니(19)는 도 9에 도시된 바와 같이 단독공기실로 이루어져 있거나, 인접한 공기실간에 통기구멍이 마련될 수도 있고 없을 수도 있는 복수의 공기실들로 이루어져 있을 수 있다. 예를 들어, 공기주머니는 전방실(19a)와 후방실(19b)의 두갈래로 나누어져, 후방이 전방보다 더 부드럽고 유연하도록 후방실(19a)의 탄력이 전방실(19b)과 다르게 조정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 구성은 뒤꿈치를 내디딜 때 뒤꿈치의 반응을 더 유연하게 할 수 있다. 필요나 편의에 의해, 공기주머니(19)는 끝으로 갈수록 점점 가늘어지는 모양으로 만들어져, 발목판(14)와 발판(12) 사이에 공기주머니가 움직이거나 적절히 정돈될 수 있게 한다.

선택적으로, 도 2 내지 도 5와 관련하여 상기 서술한 것과 동일하거나 비슷한 스프링요소가 공기주머니(19: 도 9참조) 내부에 실질적으로 완전히 삽입되어, 필요에 따라 발판과 발목판 사이에서 주 혹은 보충의 지지력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 스프링요소는 가운데에서 매듭지어지고 끝부분에서 분리된 두개의 비교적 평평한 탄소섬유화합물 부재들을 포함한다. 이는 스프링요소가 나비 넥타이나 이중 창사골의 바람직한 모양을 갖게 한다. 보행시, 탄력적인 스프링요소와 부풀어지는 공기주머니의 결합은 필요에 따라 뒤꿈치를 내딛는 상태로부터 발가락을 뗀 상태까지 부드럽고 조절가능한 롤오버를 제공한다.

발판(12)은 절단수술을 받은 특정 착용자의 발 길이, 폭과 대략 동일하고 인체모형에서 보여지는 외부의 유연한 미용부(30) 안에 들어 맞는 정도의 길이와 폭을 가진다. 도 9와 10에 도시된 바와 같이, 발목판(14)은 실질적으로 아치형 혹은 곡선를 그리며 결합부(34)와 발목판(14) 사이에 바람직하게 일체로 형성된 발목부(36)를 가지는 것이 바람직하다.

도 11A는 이하 서술할 몇몇 변경을 제외하고는 상기의 도 1 내지 도4에서 설명된 것과 비슷한 또 다른 의족(10)을 도시하고 있다. 이에 의하면, 도 11A의 의족(10)은 일반적으로 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 탄력적인재료로 만들어져 발판(12)과 발목판(14)을 연결하는 발목층 혹은 블럭(16)과, 선택적인 보강재(52,53: 도 11B 내지 11D 참조)들을 삽입하기 위한 원통형 구멍 혹은 개구(50)를 포함한다. 발판(12)은 절단수술을 받은 특정 착용자의 발 길이, 폭과 대략 동일하고 인체모형에서 보여지는 외부의 유연한 미용부(30) 안에 들어 맞는 정도의 길이와 폭을 가진다. 도 11A에 도시된 바와 같이, 발목판(14)은 결합부(34)에서 발목판(14)의 전방까지 연장된 실질적으로 아치형 혹은 곡선형을 가지고 있다.

도 11A의 발목블럭(16)은 발목판(14)에서 발판(12)을 향하여 아래로 경사진 전면부를 가지는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 발목판의 후면부도 발목판(14)의 후방에서 발판(12)을 향하여 앞쪽으로 경사지는 것이 바람직하다. 상기에 서술한 띠(23)는 발목판(14), 발목블럭(16), 발판(12)을 감싸며 바람직하게는 의족의 뒷부분에 마련된다.

도 11B 내지 11D는 공동(50,51)에 삽입되는 보강재의 세가지 예를 나타낸 것이다. 도 11B는 실질적으로 원통형 모양에 발포형으로 만들어진 보강재(52 or 53)를 도시하고 있다. 도 11C는 보강재의 속이 비어 실질적으로는 관구조를 가지도록 양 끝이 열려있고 보강재를 관통하는 통로(96)를 가지는 유사한 원통형 보강재(52)이다. 통로(96)의 크기는 보강재(52)의 원하는 탄력정도를 얻기 위해 다양하게 변할 수 있다. 도 11D는 양쪽이 막힌 원통형 공동(96)을 가지는 보강재(52)를 도시하고 있다. 보강재의 탄력정도를 조절하기 위해 공기나, 다른 종류의 기체나, 유동체를 공동에 원하는 압력으로 유입 및 유출시킬 수 있게 관(98)이 공동(96)에 연결되어있다. 따라서, 공동(96)은 부풀릴 수 있는 공기주머니 역할을 한다. 공기주머니(96)에 유입 및 유출되는 량을 조절하기 위해 하나 이상의 밸브(미도시)가 관(98)에 연결될 수 있다.

도 12는 서로 미끄러질 수 있게 위에 올려진 두개의 발목판(14,15)들을 가진다는 것을 제외하고는 도 11A에 보여진 것과 비슷한 의족의 또 다른 실시예이다. 상부발목판(14)은 상기에 서술한 바와 같은 곡선의 발목부(36)와 위쪽의 결합영역(34)을 일체로 형성하고 있는 고강도의 화합물 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 하부발목판(15) 또한 곡선의 발목부(37)와 위쪽의 결합영역(35)과 함께 일체로 만들어지는 것이 바람직하다. 위쪽의 결합부(34,35)들은 연결장치(42)를 통해 파일런부재(32)에 부착된다. 여기서, 볼트(미도시)나 나사(미도시)들은 위쪽의 결합부(34,35)와 연결장치(42)를 통과하여 파일런부재(32) 속으로 연장된다.

하부발목판(15)는 상부발목판(14)의 전방을 너머 앞쪽으로 연장돌출되어 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 하부발목판(15)이 발목블럭(16)까지 연장되는 것이 바람직하다. 띠(23a)는 상,하부발목판(14,15)과, 발목블럭(16)과, 발판(12)을 발목블럭 후방에서 묶는다. 띠(23b)는 상,하부발목판(14,15)을 상부발목판의 전방에서 묶는다. 상,하부발목판(14,15)을 각각 제공함으로써, 이러한 판들은 구부러지면서 서로 미끄러질 수 있다. 이로 인해, 적절한 수직 지지지력을 유지하는 동안, 의족의 구부러짐저항을 줄일 수 있다.

도 13과 도 14는 도 10에서 보여진 실시예와 비슷한 의족(10)의 다른 실시예를 나타내고 있다. 이에 의하면, 의족(10)은 일반적으로 하부의 발판(12)과, 상부의 작은 발목판(14)과, 발판(12)과 발목판(14)의 사이에 놓여지는 복수의 부풀릴 수 있는 공기주머니들을 포함한다. 더욱 바람직하게, 뒤꿈치공기주머니(19a)는 발목판(14)의 후방 가까이에 마련되고, 한쌍의 발가락공기주머니(19b)는 발목판(14)의 전방에 마련되어 서로 유체를 교환하는 것이 바람직하다 (도 14 참조). 띠(23)는 발목판(14)의 후방에 마련되어 뒤꿈치공기주머니(19a)와 발판(12)를 감싼다. 선택적으로, 보조판(29a,29b,29c,29d)들이 공기주머니들과 발목판(14) 혹은 공기주머니들과 발판(12)의 사이에 마련될 수 있다.

뒤꿈치공기주머니(19a)의 압력은 밸브(21a)에 의해 조절되고, 발가락공기주머니(19b)의 압력은 밸브(21b)에 의해 조절된다. 도 13은 하나의 밸브(21b)가 두개의 발가락공기주머니(19b)의 압력을 조절하는 것을 도시하고 있지만, 각 발가락공기주머니(19b)가 별도의 밸브로 각각 조절될 수 있음은 물론이다. 밸브들(21a and 21b)은 연결관이나 다른 적절한 연결통로를 거쳐 움직일 수 있게 공기주머니에 연결되어 있다. 도 13에 도시된 실시예에서, 연결관(17a,17b)들은 뒤꿈치공기주머니(19a)와 발가락공기주머니(19b)를 적당한 밸브들과 각각 연결시킨다. 밸브(21a,21b)들을 지나, 연결관(17a,17b)들은 가스나 공기의 입출근원(21d)로부터 연장된 단일연결관(17c)으로 서로 연결되는 것이 바람직하다. 밸브(21c)는 단일연결관(17c)에서 압력을 조절한다.

도 13과 도 14를 참조하여 설명한 밸브조절시스템은 다른 형태의 부풀릴 수 있는 공기주머니에 쓰일 수 도 있다. 예를 들어, 도 13과 도 14에 도시된 밸브들은 상기 도 11D에 도시된 것과 같은 보강재(52)를 부풀리는 데 사용할 수도 있다. 또한, 도 11A를 참조하여 설명한 발목블럭에 마련된 복수의 보강재들의 압력을 조절하는데 별도의 연결관들을 사용할 수 있다.

도 15A 내지 도 16A는 부풀릴 수 있는 공기주머니의 내부 압력을 능독적이거나 수동적으로 제어하기 위한 에어펌프시스템을 갖춘 의족(10)의 실시예를 보여주고 있다. 이러한 시스템의 구성요소는 도 15A에 도시되어 있다. 주사기형에어펌프(90)는 체크밸브를 가진 공기흡입구(92)를 포함한다. 주사기형펌프(90)는 연결관(88)에 의해 축압기(86)와 연결되어 있다. 축압기(86)는 연결관(88)에 의해 밸브집합을 포함하는 전자제어시스템(84)과 연결되어 있다. 또한 제어시스템(84)은 통풍구(87)와, 부풀릴 수 있는 공기주머니(19a,19b)의 유체교환을 위한 각각의 연결관(83a,83b)과 연결되어있다.

이러한 요소들은 통합적으로 도 16에 보여진 바와 같은 의족(10)내부에 정렬된다. 도 16A에서의 구성요소들의 정렬은 순전히 예시적인 것이고, 다른 정렬도 가능함은 물론이다. 상기의 설명한 다양한 실시예들과 같이, 부풀릴 수 있는 공기주머니(19a,19b)는 발목판(14)과 발판(12)의 사이에 마련된다. 의족(10)의 위쪽에 있는 결합부에 연결되는 것은 대략 망원경처럼 포개어 끼울 수 있게 도시된 파일런들(95,97)이다. 그리고, 본 발명의 실시예들에 사용되는 망원경처럼 포개어 끼울수 있거나 다른 형태의 파일런들에 관련된 상세한 설명들은 아래와, 각각 여기에 참고로 반영되는 "쇼크모듈인공보철"이라는 제목의 본 출원인의 1999년 4월 19일 출원된 출원번호 09/289,533의 코펜딩 출원(copending application)과 미국특허출원번호 5,458,656에 설명되어 있다. 하부파일런(95)은 상부파일러(97)와 망원경처럼 포개어 끼울 수 있게 결합되어, 파일런(95,97)들은 서로 슬라이딩 및 회전가능하게 맞물려 있는 것이 바람직하다. 바람직하게, 압축코일스프링과 같은 탄성부재가 상부파일런(97)의 내부 가까이에 고정되고 하부파일런(95)의 내부 멀리에 고정된다. 이에 의해, 의족에 힘이 가해질 때는 파일런(95,97)들이 압축된 상태로 서로를 향해 움직인다. 힘이 해제될 때는 파일런들이 분리된 상태로 그대로 있을 수 있다.

주사기형펌프(90)은 플런저(91)과 실린더(93)를 포함하는 것이 바람직하다. 플런저(91)는 브라켓(99)나 다른 수단에 의해 상부파일런(95)에 부착된다. 마찬가지로, 실린더(93)는 하부파일런(97)에 부착되는 것이 바람직하다. 제어시스템(84)과 축압기(86)도 또한 하부파일런(97)에 부착되는 것이 바람직하다. 따라서, 힘이 의족(10)에 가해질때, 파일런들의 상대적인 움직임이 플런저(91)을 실린더(93)의 안쪽 바깥쪽으로 움직이게 하여, 연결관(88)과 연결된 공기의 압력을 발생시킨다. 공기는 공기흡입구(92: 도 16에는 도시되지 않음)를 포함하는 필터요소를 통하여 가져오는 것이 바람직하다. 유체는 축압기(86)에 저장되어 전자제어시스템(84)의 밸브집합체를 지난다. 밸브집합체는 얼만큼의 공기가 공기주머니(19a,19b) 각각에 공급되는 지와 얼만큼의 공기가 통풍구(87)을 통해 배출되어야 할지를 전기적으로 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 15A 내지 도 16의 펌프시스템은 착용자 자신의 동작에 의해 만들어진 압력을 사용하여 각각의 공기주머니에 제공될 적정한 압력을 결정한다.

예를 들어, 도 15B는 제어시스템(84)의 밸브집합체의 일실시예를 간략히 도시하고 있다. 공기주머니(19a,19b)가 부가적인 지지를 위해 더 많이 공기를 필요로 하는 경우, 제어시스템(84)은 밸브(103,105,107)을 열어 공기가 축압기(86)으로부터 연결관(83a,83b)를 거쳐 공기주머니(19a,19b)로 지나가게 한다. 공기주머니(19a,19b)의 공기를 빼기 원하는 경우, 공기가 공기주머니(19a,19b)로 부터 연결관(83a,83b)과 통풍구(87)을 거쳐 지나가도록 밸브(101)는 열리고 밸브(103)은 닫힐 수 있다. 덧붙여, 한 공기주머니가 다른공기주머니보다 더 많거나 혹은 더 적은 공기를 요구할 때, 밸브들(105,107)는 각각 공기주머니(19a,19b)를 부풀리거나 공기를 빼기 위해 밸브들(101,103) 중 하나를 열어놓은 상태로 선택적으로 조절될 수 있다. 밸브들은 컴퓨터에 의해 전기적으로 감지되고 제어될 수 있다. 공기주머니(19a,19b)의 압력을 적절히 선택적으로 조절하기 위해 다양한 구조의 밸브구조가 쓰일 수 있음은 물론이다.

그리고, 도 16A는 주사기형펌프를 파일런들의 외부에 부착되는 것으로 도시하고 있으나, 주사기형펌프가 파일런 내부에 부착될 수 있음은 물론이다. 또한, 축압기와 밸브집합 같은 펌프시스템의 다른 구성요소들도 파일런의 내부에 마련될 수 있음은 물론이다. 이러한 실시예의 하나가 이하 도 23에 도시되었다.

도 16B는 공기주머니(19)와, 그 공기주머니의 내부 압력을 조절하기 위한 이산화탄소 카트리지를 갖춘 의족을 도시하고 있다. 도 16B의 실시예는 도 9의 의족과 비슷하고, 상부발목판(14)과 하부발판(12)의 사이에 놓여지는 부풀릴 수 있는 공기주머니(19)를 포함한다. 파일런(32)은 수직으로 휘어진 위쪽의 결합부와 구부러진 발목부(36)을 통해 발목판(14)에 바람직하게 일체형으로 부착된다. 이산화탄소 카트리지(132)는 파일런(32)의 외부표면에 부착되는 것이 바람직하고, 밸브(21)를 가진 유체관(134)을 통하여 공기주머니(19)에 연결된다. 한 실시예로, 밸브(21)는 공기주머니에 전달되는 이산화탄소의 량을 조절하는 압력센서와 함께 전기전으로 제어된다.

도 17은 의족(10)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예는 두개의 발목판들(14,15), 발목블럭(16), 발판(12)을 포함한다는 점에서 상기 도 12에 보여진 것과 비슷하다. 그러나, 도 17에 도시된 의족(10)에서는, 두개의 발목판들(14,15)이 둘다 발목블럭(16)의 전방까지 연장되어 있다. 그리고, 발목블럭(16)은 그 내부를 통해 연장된 복수의 구멍들을 가진 우레탄을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 원통형구멍(50,51)에 더하여, 도 17의 발목블럭(16)은 실질적으로 옆에서 봤을때 타원형이고 발목블럭(16)의 가로크기에 가로로 연장된 구멍(55)을 가진다. 상기 서술한 실시예들과 비슷하게, 구멍(55)은 블럭의 단단함을 조절하기 위해 다른 재질로 채워질 수 있다. 구멍들은 필요에 따라 공기와 같은 압축가능한 유체로 채워 폐쇄실을 형성하며 닫혀있을 수 있다.

도 18은 원통형구멍(50,51)에 더하여 세개의 추가구멍(55a,55b,55c)들을 가지는 발목블럭(16)을 빼면, 도 17과 비슷한 실시예를 보여주고 있다. 더욱 바람직하게, 구멍들(55a,55c)은 구멍들(50,51)과 비슷한 원통형인 반면, 구멍(55b)은 실질적으로 옆에서 봤을 때 이중오목형이다. 이러한 구멍들 다섯개 모두는 비워진 채로 남아있거나, 보강재 및 상기 서술한 유체로 채워질 수 있다. 이러한 구멍들의 수와 모양은 원하는 의족의 목적을 고려하여 다양하게 주어질 수 있다. 이러한 구멍들은 의족(10)의 원하는 성능을 얻기 위해, 아무도 보강재로 채우지 않을 수도 있고, 일부만 채울 수도 있고, 모두 다 채울 수도 있다.

도 19는 의족(10)의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 상기 서술한 실시예들과 같이, 본 의족은 두개의 발목판(14,15)과, 발목블럭(16)과, 발판(12)을 가지고 있다. 발목블럭(16)은 상기 서술한 실시예들처럼 원통형구멍(50,51)들을 가지고 있다. 상기 구멍들(50,51)의 내부에는 축(113,115)에 대해 회전하는 캠(112,114)들이 각각 삽입된다. 이러한 회전가능한 캠들은 삽입되었을 때 구멍의 모양을 캠의 모양에 대응하여 탄성적으로 변형시킨다. 이러한 회전은 각 캠의 방향에 의존하여 발목블럭의 탄력성을 조절한다. 따라서, 도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 캠이 실질적으로 전진보행 동작에 대해 그 단면이 가로로 배열되 듯 기울어지고, 다른 하나의 캠은 전진보행 동작에 대해 실질적으로 그 단면이 평행하게 배열되 듯 기울어질 수 있다. 이와같이, 이러한 캠들은 발목블럭(16)의 내부에서 다른 방향으로 회전할 수 있다.

캠들은 발목블럭(16) 보다 단단한 재질로 만들어지는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 금속 혹은 다른 재료로 만들어진다. 따라서, 캠을 발목블럭(16)에 삽입하는 것은 발목블럭의 그 부분에 강도를 높인다. 그리고, 도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 캠(112)이 실질적으로 전진보행 동작에 가로로 기울어지고 다른 캠(114)이 실질적으로 전진보행에 평행하게 평행하게 기울어지면, 가로로 된 캠(112)은 나머지 캠(114)보다 발목블럭의 그 부분에 큰 강도를 주게된다. 또한, 캠들이 회전가능하기 때문에, 발목블럭의 각부분에서의 강도가 조절가능하다. 도19는 두개의 캠만 도시하고 있지만, 발목블럭에 갖추어진 회전가능한 캠의 수는 더 작을 수도 있고 클 수도 있음은 물론이다.

또한, 도 19는 발목판(15)의 상부결합영역(35)의 후면에 부착된 띠(110)를 도시하고 있다. 이 띠(110)를 아래로 연장되어 발판(12)에 부착되는 것이 바람직하다. 이 띠(110)를 발목판과 발판 사이의 상대적인 유연성을 조절하고 상기 각 판들의 최대거리를 제어하기 위해 편리하게 마련된다. 도 19에 마련된 띠(110)는 발목판과 발판 사이에 발목 지지부재가 마련되어 있는 상기의 어떤 실시예에서도 적용될수 있다.

도 20은 의족(10)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 발목블럭(16)은 전방실(119)과 후방실(121)을 포함하고, 이 전방실과 후방실은 전진보행 동작에 대해 가로로 놓여진 보강재(118,120)를 각각 수용하고 있다. 전방실(119)과 후방실(121)은 보강재(118,120)들이 전진보행 동작에 대해 그 안에서 앞뒤로 움직일 수 있을 정도의 크기를 가진다. 따라서, 도 20에 보여진 바와 같이, 보강재들이 일반적으로 옆에서 봤을 때 원형이면, 각 전방실과 후방실은 타원형이다. 보강재(118,120)들을 발목블럭(16) 내부에서 움직일 수 있게 함으로써, 사용자는 보강재들의 위치를 바꾸어 선택적으로 의족의 강도를 조절할 수 있다.

도 20에서 보여진 실시예에서, 보강재(118,119)들은 각각 아암(122,124)에 부착된 원통형 막대이다. 이러한 아암은 중간실(117)에서 도 20에서 간략히 보이는 액츄에이터(116)에 의해 결합된다. 일실시예로서, 액츄에이터(116)는 발목블럭(16)의 특정위치에서 원하는 강도를 얻기 위해 전방실(119)과 후방실(121) 안에서 보강재들(118,120)의 위치를 조절하는 모터인 것이 바람직하다. 모터(116)은 예를 들어 수동모터 혹은 서보모터이다. 일실시예로서, 아암(122,124)은 전방보강재(118)와 후방보강재(120) 사이의 거리를 일정하게 하도록 일체형으로 형성된다. 그러면, 모터(116)는 보강재들이 전방실과 후방실에서 상대적으로 각각 동일한 위치에 있게 하는 아암의 위치를 조절하게 된다.

또한, 다른 실시예들이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 일정거리로 강도가 분산될 필요가 없으면 그들사이의 거리를 짧거나 길게 조절가능하다. 이것은 예를 들어 한쪽 방향으로 돌리면 보강재들 사이의 거리를 짧게 하고, 다른쪽 방향으로 돌리면 보강재들 사이의 거리를 늘리는 손잡이로 액츄에이터(116)를 마련하여 달성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 아암(112,124)은 서로 다른 방향으로 나사선을 가지고 액츄에이터와 맞물릴 수 있다. 그리고, 액츄에이터(116)가 전방실과 후방실에 있는 보강재들의 일정한 간격을 유지하며 그 위치를 조절하기 위해 돌리는 손잡이인 경우, 보강재들은 일체로 형성된 아암(122,124)들에 의해 일정한 간격 떨어져 있을 수 있다.

도 21은 의족(10)의 또 다른 실시예이다. 상기의 실시예들과 비슷하게, 본 의족(10)은 발목판들(14,15)와 발판(12) 사이에 있는 발목블럭(16)을 포함한다. 바람직하게, 발목블럭(16)은 단일의 원통형구멍(50)을 블럭의 전방부에 갖고 있다. 구멍(50)은 그 내부가 보강재(52)로 채워져 있다. 그러나, 상기 서술한 바와 같이 추가의 구멍들이 발목블럭에 마련될 수 있음은 물론이다.

도 21에 도시된 바와 같이, 발목블럭(16)은 발판(12)근처에 발판(12)까지 연장된 쐐기절취부(125)를 뒷부분에 가지고 있다. 절취부(125)는 파일런(32)의 바로 아래에 실질적으로 사람의 뒤꿈치 위치에 대응하는 위치하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 쐐기조각(126)이 발목블럭(16)의 절취부(125)에 삽입되어 의족(10)의 뒤꿈치 부분에 추가의 지지력을 제공한다. 도 21에 보여진 바와 같이, 일실시예로, 쐐기조각(126)은 실질적으로 발목블럭의 뒷면과 평평한 뒷면을 가지고, 쐐기 절취부(125)에 들어 맞는 볼록한 형태를 가진다. 쐐기조각은 우레탄고무로 제조되는 것이 바람직하지만, 다른 재료가 대신 쓰일 수 있다. 쐐기조각(126)은 발목블럭(16)으로부터 착탈 가능하기 때문에, 쐐기조각의 강도를 바꾸어 쐐기절취부에 삽입함으로써 원하는 정도의 강도를 뒤꿈치에 제공할 수 있다. 예를 들어, 발목블럭보다 크거나 작은 강도를 가지는 쐐기조각을 쐐기절취부에 삽입할 수 있다. 다른 크기와 모양의 쐐기조각을 사용함으로써 원하는 탄성력을 만들수 있음은 물론이다. 따라서, 의족의 성능을 위해 상기의 쐐기조각(126)이 아닌 다양한 크기와 강도를 가지는 쐐기조각이 사용될 수 있다.

또한, 도 21은 파일런(32)에 관련된 조절메커니즘과 연결된 띠(110)를 도시하고 있다. 상기 띠를 수용하기위한 하우징(128)은 상부 결합영역(35)의 뒷면에 마련되고, 그 내부를 수직 관통하는 통로(129)을 갖고 있다. 띠(110)는 도면에서 화살표로 표시한 것과 같이 발판(12)과의 연결을 조이거나 느슨하게 하기 위해 통로(129)를 통하여 움직일 수 있는 것이 바람직하다. 통로(129) 내에서 띠는 프레스-핏(press-fit), 나사, 핀, 브라켓 등과 같은 적절한 수단에 의해 붙잡히거나 고정될 수 있다. 나아가, 도 22는 띠의 장력을 조절하기위해 "C" 형태의 삽입물(130)과 같은 삽입물을 띠(110)의 이음부분에 삽입하는 것을 도시하고 있다.

다른 실시예로, 도 15A 내지 16에 도시된 것과 비슷한 주사기형에어펌프 시스템은 도 23에 보여진 바와 같이 망원경처럼 포개어 끼울 수 있는 파일런의 작동에 의해 만들어질 수 있다. 이러한 실시예에서, 내부파일런(214)은 주사기의 플런저로서 작동하고, 외부파일런(212)은 주사기의 실린더로서 작동한다. 내부파일런(214)이 외부파일런(212)에 대해 가까워지고 멀어지는 압축과 팽창을 스프링(220)이나 다른 압축부재와 함께 행할때, 두개의 파일런들에 의해 만들어지는 방 내부에 유체압력이 발생한다. 내부파일런(214)이 두개의 파일런 중 위에 있는 것일때, 내부파일런은 상기 방의 윗면을 밀봉하고, 외부파일런(212)은 상기방의 아랫면을 밀봉하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 유체의 방으로의 유입, 유출을 조절하기 위해 밸브(224,248)를 이용하여 방을 밀봉한다. 방의 아랫면 외부파일런에 마련된 밸브(248)는 외부파일런 내부나 외부파일런과 별도로 마련된 유체저장실(250)과 통해있다. 상기의 축압기와 함께, 저장실(250)은 유체라인(236)을 통해 의족을 지지하기 위해 부풀어지는 주머니(206)와 연결될 수 있다.

더욱 바람직하게, 도 23은 도 9에서 보여준 것과 비슷한 부풀릴 수 있는 주머니를 가진 의족(200)을 도시하고 있다. 상기 서술한 의족과 비슷하게, 본 의족(200)은 일반적으로 하부의 발판(202)과, 상부의 작은 발목판(204)과, 발판(212)과 발목판(214) 사이에 놓여진 부풀릴 수 있는 주머니(206)를 포함한다. 주머니(206)는 상기 판들에 띠(208)나 상기 서술한 다른 수단에 의해 고정되는 것이 바람직하다.

주머니(206)의 압력은 활동적 쇼크모듈(210)과 연결되어 제어된다. 쇼크모듈(210)은 상대적인 동작에 적절한 모양의 외부파일런(212)과 내부파일런(214)을 포함한다. 파일런(212,214)들은 외부파일런(212)의 안쪽 크기와 내부파일런(214)의 바깥쪽 크기 사이에 비교적 밀착을 통하여 그들 서로의 수평 정렬을 유지하며 미끄럼운동과 회전운동이 가능하게 서로 맞물려 있는 것이 바람직하다. 내부파일런(214)은 외부파일런(212)의 바깥쪽지름과 대략 동일하게 가까운쪽 끝에서 바깥쪽 지름이 넓어진다. 따라서, 이러한 내부파일런(214)의 넓혀진 지름부는 외부파일런(212)의 가까운 끝을 넘어 연장되어 외부파일런(212)의 안쪽으로 연장되지 않는다.

내부파일런(214)은 잘린구멍(미도시)에 부착하기 위해 가까운 그 끝에서 암피라미드맞춤을 가진다. 외부파일런(212)은 종래의 의족커플러를 사용하는 다양한 의족의 결합을 위해 원통형 외표면을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 외부파일런(212)의 하단은 피라미드커플러(218)와 암피라미드맞춤(220)을 이용해 의족(200)과 결합할 수 있다. 암커플러(218)은 외부파일런(212)의 하부말단 위를 미끄러지면서 자리를 잡아 결합된다.

쇼크모듈(210)은 공기와 같은 압축가능한 유체와 압축코일스프링(220)을 포함하여, 스프링-유체 혼성의 탄력요소를 혼합하는 것이 바람직하다. 스프링(220)은 스프링지지부(222)를 통하여 내부파일런(214)에 대해 가깝고 외부파일런(212)에 대해 멀게 고정되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 밸브(224)는 쇼크모듈(210)의 내부 유체의 압력을 변화시키기 위해 내부파일런(214)에 마련된다.토크방지테두리(226)는 의족에 비틀림-저항을 제공하며, 또한 파일런들(212,214)사이에 먼지나 부스러기들이 들어오지 못하게 막고 그들의 상대적인 운동에 영향을 주지 못하게 한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 관련하여 쓰이는 쇼크모듈에 관한 상세한 설명은 2000년 4월24일 출원된 "활동적 쇼크모듈 의족"이라는 제목의 미국출원번호 09/556,249에 나타나 있고, 이는 참고로 여기서 반영할 수 있다.

끝마개(228)는 외부파일런(212)의 내부에 스프링지지부(222)의 아래에 마련되는 것이 바람직하다. 끝마개(228)와 스프링지지부(222)는 모두 외부파일런(212)의 내부 나사선과 맞물리도록 나사선이 형성되는 것이 바람직하다. 스프링지지부(22)와 끝마개(228)는 둘다 압축가능한 유체를 후술할 유체저장실(250)로 흘러가도록 내부구멍(232,234)을 가지는 것이 바람직하다. 덮개(238)은 끝마개(228)의 아래에서 구멍(232,234)을 밀폐시킨다. 이러한 덮개는 외부파일런(212)의 나사선이 형성된 제2내부면(240)과 나사선 결합하는 것이 바람직하다. 여기서, 나사선이 형성된 제2내부면(240)은 나사선이 형성된 제1내부면(230)의 지름보다 크다. 끝마개(228)을 고정하는 표면을 따라서, 덮개(238)는 표면들(230,240) 사이의 수평면(244)에 접하는 오링홈(O-ring notch:242)을 갖는다. 오링(246)을 이 홈에 끼움으로써, 덮개가 수평면(244)에 대해 나사선이 형성된 내부면(240)으로 죄어질때, 오링(246)은 파일런(212)의 내부를 밀폐하며 압축된다.

덮개(238)는 내부파일런의 내부로 부터 외부파일런의 내부에 마련된 저장실(250)까지의 유체의 경로를 제어하기 위해 밸브(248)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 저장실은 나사선이 형성된 내부면(240)의 측면과, 덮개(238)의 한끝과, 저장실덮개(252)의 다른끝에 의해 한정된다. 여기서, 저장실덮개(252)도 내부면(240)과 나사선에 의해 맞물린다. 내부면(240) 아래에, 외부파일런(212)의 하단 내부면(254)은 나사선이 형성되지 않는 것이 바람직하고, 저장실덮개(252)는 내부면(240,254)들 사이의 수평면(256)에 접하는 그 바닥에 큰 지름부를 가진다. 오링홈(258)이 저장실덮개에 마련되고, 오링(260)은 유체를 꼼꼼하게 밀봉하기위해 수평면(256)에 대해 압축되는 홈에 삽입된다.

토크방지테두리(226)는 외부파일런과 내부파일런이 상대적으로 멀어지도록 움직일 때의 비교적 곧바로 수직인 위치와 외부파일런과 내부파일런이 상대적으로 서로 압축되는 때의 구부러진 위치사이에서 진동되도록 구성된다. 도 23은 완전히 압축되어 테두리(226)가 구부러지고 내부파일런(214)이 외부파일런(212)의 내부로 가능한한 들어간 상태의 쇼크모듈(210)을 도시하고 있다. 특히, 완전히 압축되었을때, 내부파일런(214)의 확장된 외부 지름부는 외부파일런(212)의 가까운 끝에 접하는 것이 바람직하다.

상기 도 15A 내지 16A를 참조하여 서술된 주사기형 시스템과 같이, 활동적 쇼크모듈(210)의 망원경처럼 포개어 끼울수 있는 파일런들은 착용자의 동작에 의해 서로 가까워졌다 멀어졌다 하면서 주머니(206)의 내부에 압력을 발생시킨다. 특히, 파일런들의 상대적인 동작은 파일런들 내부의 압축가능한 유체 및 스프링 혹은 다른 압축가능한 매체와 연관되어 내부파일런 내부의 유체압력이 서서히 변하게 한다. 또한, 압력은 밸브(224)를 통하여 내부파일런에서 조정될 수 있다. 내부파일런의 바닥에 있는 밸브(248)는 유체의 압력을 조절하고 유체를 저장실(250)로 보내기위해 열릴 수 있다. 유체라인(236)은 저장실을 주머니(206)과 연결시키고, 밸브(264)는 주머니(206) 내부의 압력을 조절하기 위해 주머니로 흐르는 유체의 흐름을 제어한다. 파일런들의 상대적인 크기를 바꾸어 압력을 증가시키거나 증폭하는 것이 가능함은 물론이다.

활동적 쇼크모듈이 부풀게 할 수 있는 주머니(206)와 함께 설명되었지만, 쇼크모듈은 도 11D의 보강재와 같이 다른 부풀게 할수 있는 부재와 함께 쓰일수 있음은 물론이다. 또한 활동적 쇼크모듈은 도 10, 도13, 도 14에 도시된 바와 같이 복수의 부풀게 할수 있는 부재와 함께 쓰일 수 있음은 물론이다.

본 발명은 한정된 실시예와 예들을 배경으로 서술 되었지만, 본 발명의 범위는 본 명세서에 한정되지 아니하고 다른 가능한 실시예, 용례들, 명백한 변경, 그에 상응하는 것들로 확장 될 수 있음은 당업자들에게 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 여기에 서술된 본 발명의 범위는 여기에 설명되는 실시예들에 의해서는 한정되지 않고, 뒤따르는 청구항들에 의해서만 한정될 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 원하는 스프링의 탄력정도를 조절하고와 에너지되돌림효율이 좋은 의족이 제공된다.

Claims

의족에 있어서,

사람의 발길이와 거의 같은 길이를 가지고 그 길이를 따라 구부러질수 있는 탄력적인 재질을 포함하는 발판요소와;

실질적으로 상기 발판요소보다 짧은 적어도 하나의 발목판요소와;

상기 발목판요소와 상기 발판요소 사이에 놓여지는 비교적 부드럽고, 압축가능한 재질로 이루어진 발목블럭과;

상기 발목블럭을 관통하여 연장되고 실질적으로 전진보행 동작에 대해 가로방향으로 형성된 적어도 하나의 구멍과;

상기 발목판요소를 상기 발판요소에 연결하는 띠를 포함하고,

상기 발판요소와 상기 발목블럭이 뒤꿈치디딤으로부터 발가락뗌까지의 실질적으로 연속적인 롤오버 이동을 제공하기 위해 유연하게 상호작동하는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 띠는 상기 발목판요소와 상기발판요소의 사이에 상대적인 유연성을 조절하는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 띠는 전진보행 동작에 대해 상기 발목블럭의 뒤쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 발목판요소와 상기 발판요소의 사이에 있는 상기 띠의 길이는 조절가능한 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 띠 내부에 위치하는 삽입물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제5항에 있어서,

상기 삽입물의 측면에서 "C" 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 띠는 전진보행 동작에 대해 발목블럭의 뒤쪽 부분 근처에서 상기 발목판요소와 상기 발목블럭을 감사는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

제1구멍과 제2구멍은 상기 발목블럭을 통하여 연장되고, 상기 제1구멍은 상기 발목블럭의 전방부에 위치하고 상기 제2구멍은 상기 발목블럭의 후방부에 위치하며, 상기 제1 및 제2구멍들은 일반적으로 전진보행 동작에 대해 가로로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 의족.
제8항에 있어서,

상기 제1 및 제2구멍 사이에 제3구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제9항에 있어서,

상기 제3구멍은 측면에서 봤을 때 실질적으로 타원형인 것을 특징으로 하는 의족.
제8항에 있어서,

상기 제1 및 제2구멍들 사이에 세개의 추가구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제11항에 있어서,

상기 세개의 추가구멍 중 가운데 것은 측면에서 봤을 때 실질적으로 양쪽이 오목한 모양을 가지고, 상기 세개의 추가구멍의 나머지 두개는 실질적으로 원통형인것을 특징으로하는 의족.
제8항에 있어서,

상기 제1 및 제2구멍에는 각각 제1 및 제2 보강재가 위치하고, 상기 제1 및 제2 보강재는 각 구멍에서 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 의족.
제13항에 있어서,

상기 각각의 보강재는 아암에 의해 제1 및 제2구멍들 사이에 위치한 액츄에이터에 연결되는 것을 특징으로 하는 의족.
제14항에 있어서,

상기 아암들은 일체로 형성되고, 상기 보강재들은 일정한 간격으로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 의족.
제14항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 구멍들 내에서 상기 보강재들의 위치를 조절하는 모터인 것을 특징으로 하는 의족.
제14항에 있어서,

상기 액츄에이터는 손잡이인 것을 특징으로 하는 의족.
제17항에 있어서,

상기 손잡이가 한쪽 방향으로 돌때 상기 보강재들은 서로 가까이 움직이고, 상기 손잡이가 다른 방향으로 돌때 상기 보강재들은 서로 멀어지도록 움직이는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 구멍 안에 위치하는 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제19항에 있어서,

상기 보강재는 속이 비어있는 것을 특징으로 하는 의족.
제19항에 있어서,

상기 보강재는 부풀릴 수 있는 것을 특징으로 하는 의족.
제19항에 있어서,

상기 보강재는 발포체로 만들어지는 것을 특징으로 하는 의족.
제19항에 있어서,

상기 보강재는 회전가능한 캠인 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 발목블럭은 쐐기절취부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제24항에 있어서,

상기 발목블럭은 상기 쐐기절취부에 삽입되는 쐐기조각을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제25항에 있어서,

상기 쐐기조각은 볼록한 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 의족.
제25항에 있어서,

상기 쐐기조각은 상기 발목블럭보다 큰 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제25항에 있어서,

상기 쐐기조각은 상기 발목블럭보다 작은 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 발목판요소는 서로의 위에 쌓여 층을 이루는 상부발목판과 하부발목판을 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제29항에 있어서,

전진보행 동작에 대해 상기 발목판의 전방부의 위쪽에서 상기 상부발목판과 상기 하부 발목판을 감싸는 띠를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
의족에 있어서,

사람의 발길이와 거의같은 길이를 가지고 그 길이를 따라 구부러질수 있는 탄력적인 재질을 포함하는 발판요소와;

실질적으로 상기 발판요소보다 짧은 적어도 하나의 발목판요소와;

상기 발목판요소와 상기 발판요소 사이에 놓여지는 비교적 부드럽고, 압축가능한 재질로 이루어진 발목블럭과;

상기 발목블럭을 관통하여 연장되고 실질적으로 전진보행 동작에 대해 가로방향으로 형성된 적어도 하나의 구멍을 포함하고,

상기 발목블럭은 쐐기절취부를 포함하며,

상기 발판요소와 상기 발목블럭이 뒤꿈치디딤으로부터 발가락뗌까지의 실질적으로 부드럽고 연속적인 롤오버 이동을 제공하기 위해 유연하게 작동하는 것을 특징으로 하는 의족.
제31항에 있어서,

상기 발목블럭은 상기 쐐기절취부에 삽입되는 쐐기조각을 더 포함하는 것을특징으로 하는 의족.
제32항에 있어서,

상기 쐐기조각은 볼록한 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 의족.
제32항에 있어서,

상기 쐐기조각은 상기 발목블럭보다 큰 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제32항에 있어서,

상기 쐐기조각은 상기 발목블럭보다 작은 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제31항에 있어서,

상기 적어도 하나의 발목판요소는 서로의 위에 쌓여 층을 이루는 상부발목판과 하부발목판을 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제36항에 있어서,

전진보행 동작에 대해 상기 발목판의 전방부의 위쪽에서 상기 상부발목판과 상기 하부 발목판을 감싸는 띠를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제31항에 있어서,

상기 발목판요소를 상기 발판요소에 연결하는 띠를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제38항에 있어서,

상기 띠는 상기 발목판요소와 상기 발판요소의 사이에 상대적인 유연성을 조절하는 것을 특징으로 하는 의족.
제38항에 있어서,

상기 띠는 전진보행 동작에 대해 상기 발목블럭의 뒤쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 의족.
제38항에 있어서,

상기 발목판요소와 상기 발판요소의 사이에 있는 상기 띠의 길이는 조절가능한 것을 특징으로 하는 의족.
제38항에 있어서,

상기 띠 내부에 위치하는 삽입물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의족.
제42항에 있어서,

상기 삽입물의 측면에서 "C" 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 의족.
제38항에 있어서,

상기 띠는 전진보행 동작에 대해 발목블럭의 뒤쪽 부분 근처에서 상기 발목판요소와 상기 발목블럭을 감사는 것을 특징으로 하는 의족.