KR20080057352A - 인공 보철 다리의 조절 검사 방법 및 조절 방법, 및 인공보철 다리에서 힘 또는 토크의 측정 장치 - Google Patents

인공 보철 다리의 조절 검사 방법 및 조절 방법, 및 인공보철 다리에서 힘 또는 토크의 측정 장치 Download PDF

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오토 복 헬스케어 이페 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은, 대퇴부 절주에 인공 보철 무릎 관절을 고정시키기 위해 관절 축을 중심으로 선회 가능하게, 인공 보철 발이 고정될 수 있는 정강이 골간을 대퇴부 골간과 연결시키는 인공 보철 무릎 관절의 조절 검사 방법에 관한 것이며, 이때 대퇴부 골간은 관절 축에 대해 변위될 수 있다. 인공 보철이 사용되는 경우, 무릎 토크와, 정강이 골간에서 작용하는 축방향 힘은 센서들에 의해 측정된다. 이들 변수로부터, 대퇴부 골간에서 작동점을 갖는 힘 벡터가 계산된다. 또한, 관절 축에 대한 힘 벡터의 수평 거리 및 상태가 계산되어, 힘 벡터가 시상면에서 관절 축의 전방에 위치하는 지 또는 후방에 위치하는 지, 또는 얼마나 멀리 위치하는 지가 검사된다. 또한 본 발명은, 인공 보철 관절 상부 부분과 대퇴부 골간 사이의 연결 수단이 시상면에서 변위 가능하게 상부 부분에 지지되고 무릎 힘 또는 토크를 검출하기 위한 장치가 연결 어댑터 또는 상부에 제공되는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
인공 보철, 대퇴부 골간, 정강이 골간, 무릎 관절, 힘 벡터, 토크

Description

인공 보철 다리의 조절 검사 방법 및 조절 방법, 및 인공 보철 다리에서 힘 또는 토크의 측정 장치{Method for Verifying the Adjustment and Adjusting a Leg Prosthesis, and Apparatus for the Measurement of Forces or Moments in a Leg Prosthesis}
본 발명은, 인공 보철 무릎 관절을 포함하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법 및 조절 방법에 관한 것이며, 상기 무릎 관절은 인공 보철 다리를 인공 보철 캐리어에 고정시키기 위해 상측 연결부, 특히 대퇴부 골간(shaft)과 정강이 골간을 서로 선회 가능하게 연결시키고, 상기 정강이 골간에는 인공 보철 발이 고정되며, 상기 상측 연결부 또는 대퇴부 골간은 관절 축에 대해 변위될 수 있다. 또한, 본 발명은 예를 들어 고관절 이단(exarticulation) 인공 보철 또는 대퇴부 인공 보철과 같은 인공 보철 다리에서 힘 및 토크를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.
대퇴부 골간과 본래의 인공 보철 무릎 관절 사이의 상대적인 위치는 인공 보철의 기능과 편안함을 위해 중요한 의미를 갖는다. 이러한 상대적인 위치는 시상면에서 의도하지 않은 인공 보철의 꺽임에 대한 안전에 대해 그리고 대퇴부 골간과 대퇴부 절주(stump) 사이의 작용력에 대해 강하게 영향을 미친다. 특히, “구조”로도 기술되는, 시상면에서 인공 보철의 설정은 중요하다.
각각의 인공 보철 구조에서, 서 있는 단계에서의 충분한 안전성과 보행 중의 가능한 한 작은 힘 소모 사이에 일정한 절충이 이루어져야 한다. 시상면에서의 안전성이 클수록, 보행 중의 힘 소모는 커진다. 보행 중의 힘 소모를 최소화하면, 인공 보철 무릎 관절의 불안정한 구조를 유도할 수 있는데, 이는 고관절 근육의 능동적인 사용에 의해 보상되어야 한다. 이는 인공 보철 사용자에게는 불리하다.
시상면에서의 안전성은 기본적으로, 대퇴부 골간에 대한 인공 보철 무릎 관절 또는 관절 축의 후방 변위에 의해 달성된다. 이로써, 신체로부터 기인하는 인공 보철 캐리어의 중량 벡터는 서 있는 경우 인공 보철 무릎 관절의 관절 축 앞에서 진행하는 것이 보장되며, 이에 의해 인공 보철은 신장된 위치에 남아 있게 된다.
보행하는 동안 인공 보철은 점프 단계에서 꺽여야 하며, 이를 위해 중량 벡터는 인공 보철 무릎 관절의 관절 축 뒤로 진행해야 한다. 이는 환자가 고관절 토크를 제공함으로써 달성된다. 이를 위해 제공되는 신체의 힘은, 위에서 설명한 바와 같이 인공 보철 무릎 관절의 구조에 따라 매우 심하게 좌우된다. 상기 구조가 지나치게 확실한 경우, 점프 단계에서의 개시는 큰 힘 소모와 관련된다. 이는 대퇴부 절주에서 조기 피로 또는 통증을 초래한다.
현재, 대퇴부 골간에 대한 인공 보철 무릎 관절의 위치 설정은 정적으로 그리고 경험값들에 근거하여 이루어진다. 보행 중의 동력학적 효과, 예를 들어 시스 템 또는 대퇴부의 변형은 고려되지 않고 있다.
독일 특허 출원 제DE 101 39 333 A1호에는 센서 장치 및 센서 장치를 갖는 인공 보철이 기재되어 있으며, 센서 장치는 인공 무릎 관절 하부의 경골 내에 배치된다. 상기 센서 장치는 링 형태의 폐쇄되어 형성된 외부 본체와, 외부 본체의 서로 대면하여 위치하는 두 내부면을 연결하고 연결 축 방향으로 작용하는 힘을 측정하기 위한 센서 요소를 구비한 내부 본체를 갖는다. 상기 센서 장치에 의해 보행 분석을 위한 바닥 작용력이 검출될 수 있다.
본 발명의 목적은 대퇴부 인공 보철의 인공 보철 구조가 개선되고 특히 보행의 정지 단계를 위해 바람직한 인공 보철 구조를 검출하고 조절할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제1항 및 제17항의 특징을 갖는 방법 및 제19항의 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 구현예는 종속항에 제시된다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 인공 보철 사용자에서 센서에 의해 무릎 토크와, 정강이 골간 내에 작용하는 축방향 힘이 측정된다. 이는 바람직하게 인공 보철 무릎 관절 내에 그리고 정강이 골간 내에 배치된 센서들에 의해 이루어진다. 무릎 토크 및 축방향 힘으로부터, 형성되는 힘 벡터와, 관절 축 또는 무릎 축으로부터의 힘 벡터의 거리가 축방향 힘에 대해 정상적으로 계산된다. 힘 벡터는 상측 연결부, 특히 대퇴부 골간에서 작동점을 가질 수 있다. 축방향 힘과 동일한 방향을 갖는 인공 보철 세로축에 대한 정상 거리와, 형성되는 힘 벡터의 관절 축에 대한 상태 또는 배향이 계산되고 정상 거리에 근거하여 형성되는 힘 벡터가 시상면에서 관절 축의 전방에 위치하는 지 또는 후방에 위치하는 지, 그리고 얼마나 멀리 위치하는 지가 검사된다. 형성되는 힘 벡터가 관절 축의 전방에 위치하는 경우 무릎 관절은 안정하고, 후방에 위치하는 경우 불안정한 인공 보철 무릎 관절이라 언급된다. 또한, 보행 사이클이 진행되는 동안 가장 멀리 위치하는 힘 벡터를 측정하여 보행 사이클의 진행 중 발생하는 불안정한 상태를 관측할 수 있게 된다. 따라서, 안정한 상태와 불안정한 상태 사이의 결정 이외에 불안정도에 대한 상태 보고도 결정될 수 있다. 이러한 경우 전체적으로, 힘 벡터는 축방향 힘에 대해 평행하게 진행하는 것으로 추정되며, 이는 인공 보철학에서 중요한 사안이다. 상측 연결부는 대퇴부 절주에 배치된 대퇴부 골간 또는 골 통합된 어댑터에 의해 이루어질 수 있다. 고관절 이단의 경우, 무릎 관절의 고관절에 대한 연결부가 상측 연결부로서 간주된다.
실시예에 따르면, 인공 보철 발과 정강이 골간 사이에 발목 토크는 발목 토크 센서에 의해 검출되며 발목 토크 및 정강이 골간 길이와 관련하여 형성되는 힘 벡터가 결정된다. 이로써, 형성되는 힘 벡터 상태의 계산에 바닥 작용력의 수평 성분을 도입시킬 수 있다. 발에서 형성되는 힘 벡터의 힘 작동점은 발목 토크와 정강이 골간 내의 축방향 힘 사이의 비율로부터 계산될 수 있다. 이로써, 힘 벡터에 대한 축방향 힘이 평행하지 않게 설정되는 경우, 힘 벡터의 상태가 검출됨으로써 계산 시의 정확성이 더욱 향상된다.
구조를 검출 및 최적화하는 경우 대퇴부 인공 보철의 사용자에서 동력학적 효과를 고려할 수 있기 위해, 무릎 토크 및 축방향 힘, 경우에 따라서 발목 토크는 보행하는 동안 측정되고 보행 길이에 대한 힘 및 토크 분석에 근거하여 보행 기간의 의미에서 무릎 토크 또는 형성되는 힘 벡터가 측정되어, 보행하는 동안 각각의 시점에서 구조가 안정한 지 또는 불안정한 지에 대한 설명이 이루어질 수 있다. 따라서, 서 있는 단계에서의 인공 보철 구조의 안정성은 보행 중에 결정되어 이에 의한 동력학적 효과가 인공 보철 구조의 평가 시에 고려될 수 있다. 센서들로부터 축방향 힘, 무릎 토크 및 발목 토크가 검출될 수 있으며, 이로부터 다시 바닥 작용력의 벡터가 시상면에서 측정된다. 비활성 좌표 평면에서 결과를 더욱 양호하게 가시화하기 위해 그리고 보행 단계에 대한 각각의 값의 정확한 할당을 위해, 형성되는 힘 벡터는, 예를 들어 수직선에 대한 절대 각도를 측정하는 무릎 각도 센서 또는 대퇴부 각도 센서에 의해 현재의 무릎 각도를 측정하여 검출된다. 공지된 대퇴부 각도에서 인공 보철 고정된 좌표 평면으로부터 비활성 좌표 평면으로의 전환이 이루어질 수 있다. 그러나, 구조 분석을 위해 인공 보철 고정된 좌표 평면의 관측으로 충분하며, 상기 관측은 현재의 무릎 각도를 고려하지 않고 실행될 수 있으며, 점프 단계의 규정은 축방향 힘의 측정을 통해 실행될 수 있다. 축방향 힘값이 0이거나 가압력 대신에 견인력이 측정되는 경우, 점프 단계가 존재하는 것으로 추정된다. 무릎 각도는 특히 고관절 토크의 예측을 위해 사용될 수 있다.
또한, 발에서 발바닥 골격을 대퇴부 골간과 비교하여 검출하기 위해 정강이 골간과 인공 보철 발 사이의 각도가 측정된다. 이는 내번첨족(talipes equinus) 조절이 인공 보철 무릎 관절의 안정성 또는 불안정성에 강하게 영향을 미치기 때문에 필요하다. 내번첨족 각도의 상승에 의해 과도 신장되고 그로 인해 안정하게 작용하는 토크가 인공 보철 무릎 관절 내에서 생성되어, 내번첨족 각도의 변경에 의해 불량한 후방 변위 조절이 부분적으로 보상될 수 있다. 특히 내번첨족 조절은 무릎 토크 및 발목 토크의 진행 상태에 큰 영향을 미치며, 내번첨족 각도가 작아지는 경우 점프 단계의 개시를 위해 필요한 신장 요소는 더 작아지고 신장 토크의 형성은 더 늦게 시작된다. 내번첨족 각도가 클수록 인공 보철 발의 뒤꿈치는 더 짧게 부하된다.
서 있는 단계에서 형성되는 힘 벡터가 보행시 인공 보철 무릎 관절의 관절 축 뒤에 위치하는 것이 확인되면, 즉 서 있는 단계에서 불안정한 구조가 확인되면, 관절 축은 형성되는 힘 벡터가 관절 축 앞에서 진행하거나 관절 축이 형성되는 힘 벡터 뒤에 배치되기까지 조절되거나 변위된다. 무릎 관절 축 이외에, 안정한 인공 보철 구조를 달성하기 위해 인공 보철 발의 관절 축도 변위될 수 있다. 마찬가지로 보충되거나 대안적으로 무릎 관절의 신장 정지부 및 발 관절의 신장 정지부, 즉 등쪽면 정지부가 변경되며, 특히 동시에 변경될 수 있다. 발 관절의 등쪽면 정지부 및 무릎 관절의 신장 정지부가 서로 반대 방향으로 조절되는 경우, 상측 연결부 또는 대퇴부 골간의 굴곡이 변경되며, 이는 회전축의 변위에 비해 서로 상응하는 결과를 유도하지 않는다. 대퇴부 골간의 굴곡은 정적 구조를 위해 이상적이지 않지만, 서 있는 상태와 보행 상태 사이의 구별을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 구조를 결정하기 위해 상호 작용하는 평가 과정이 실행되며, 상기 과정에서 관절 축에 대한 형성되는 힘 벡터의 상태가 결정되고, 인공 보철 구조는 서 있는 상태에서 충분히 안정한 구조가 보행 사이클의 진행 시에 달성되기까지 변경된다. 환자가 동력학적 구조를 원하는 경우, 인공 보철은 힘 벡터가 직접 관절 축 앞에서 진행하도록 조절된다. 그러나, 이러한 과정 및 구조 조절 시스템은 힘 벡터가 어디에서 진행하는 지를 나타내어, 인공 보철 무릎 관절의 질적 조절 및 양적으로 검출되는 조절, 경우에 따라 기록된 조절이 이루어질 수 있다.
특히, 전자식으로 제어되는 무릎 관절 또는 발 관절의 경우, 관절 축의 변위 또는 신장 또는 등쪽면 정지부의 변경은 유효하게 사용될 수 있으며, 이때 보행 상태와 서 있는 상태가 구별된다. 힘 소모를 최소화하기 위해 보행 시 가능한 한 작은 후방 변위가 추구되는 반면, 안정한 인공 보철 구조 및 안전하게 서 있는 상태를 보장하기 위해, 서 있는 경우 안전한 후방 변위가 추구된다. 발목 토크 센서 및 무릎 토크 센서에 의해 현재 작용하는 토크가 검출된다. 조절 가능한 정지부들, 예를 들어 상응하는 액추에이터를 갖는 차단 가능한 유압 실린더는 측정된 토크 및 검출된 벡터 상태에 따라 관절 축 또는 정지부의 최적의 위치를 조절하며, 선택된 위치는 인공 보철 사용자의 경험적인 데이터 또는 개인적인 선호에 따라 사전 제공된다.
구조의 변경, 특히 관절 축 또는 정지부의 변위에 의해 인공 보철 발의 배열이 변경되기 때문에, 관절 축의 변위 이전에 정강이 골간에 대한 인공 보철 발의 상대적인 위치가 표시되고, 관절 축의 변위 이후 정강이 골간에 대한 인공 보철 발의 상대적인 위치가 다시 형성되는 것이 제공된다. 이로써, 관절 축의 조절에 의해 변경된 기하구조적 비율이 발의 배열에 작용하지 않는 것이 보장된다.
본래의 인공 보철 발의 조절 표시 및 재형성을 위한 간단한 방법은, 정강이 골간에 대한 인공 보철 발의 상대적인 위치가 검출되고, 이때 레이저 포인터는 대퇴부 골간에 견고하게 배치된다. 레이저 빔이 인공 보철 발에 조사되어 빔의 충돌 위치가 표시된다. 관절 축의 변위 이후, 변경되지 않은 레이저 포인터에서 표시부가 다시 레이저 빔으로 커버되도록 인공 보철 발이 조절된다. 레이저 포인터 대신에 또 다른 수단, 특히 광학 표시 수단이 사용될 수도 있다.
인공 보철 발의 관절 축 변위 및 배열 이후, 인공 보철 발의 발바닥 굴곡 조절이 교정될 수 있다. 이를 위해, 관절 축 변위 이전에 대퇴부 골간으로부터 시작되는 기준선은 인공 보철 발까지 표시되고 인공 보철 발의 관절 축 변위 이후 기준선이 다시 커버되도록 배열됨으로써, 인공 보철 발이 본래와 같이 수평면에 위치하도록 보장된다. 기준선이 인공 보철 무릎 관절과 인공 보철 발 사이, 즉 발목 영역에서의 조절 코어의 축과 일치하는 경우, 골간 사전 굴곡에서의 에러는 광범위하게 방지될 수 있다. 기준선은 인공 보철 무릎 관절의 단부 조절 축에 의해 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 현재의 고관절 토크는 형성되는 힘 벡터 및 제공되는 인공 보철 기하 구조의 검출하에 측정된다. 이상적인 경우, 서 있는 상태에서 또는 서 있는 단계 동안 인공 보철 다리는 단지 작은 고관절 토크를 포함한다. 그렇지 않은 경우, 토크는 두 개의 고관절에서 동일하지 않게 되어, 수평 힘들이 발생한다.
인공 보철 무릎 관절을 포함하는 인공 보철 다리의 조절 방법으로서, 무릎 관절은 인공 보철 다리를 인공 보철 캐리어에 고정시키기 위한 상측 연결부와, 인공 보철 발이 고정되는 정강이 골간을 서로 선회 가능하게 연결시키며, 이때 상측 연결부는 인공 보철 무릎 관절의 관절 축에 대해 변위될 수 있고 그리고/또는 인공 보철 발의 위치는 정강이 골간에 대해 변위될 수 있는 인공 보철 다리의 조절 방법은, 인공 보철이 사용되는 경우 센서들에 의해 무릎 토크 및 축방향 힘이 측정되며, 이로부터 형성되는 힘 벡터가 계산되며, 관절 축에 대한 정상 거리 및 형성되는 힘 벡터의 관절 축에 대한 상태가 계산되어, 상기 형성되는 힘 벡터가 시상면에서 관절 축의 전방에 위치하는 지 또는 후방에 위치하는 지 그리고 얼마나 멀리 위치하는 지가 검사되고, 인공 보철 무릎 관절 축에 대한 그리고/또는 인공 보철 무릎 관절 및/또는 인공 보철 발의 관절을 위한 신장 정지부에 대한 상측 연결부의 조절은 형성되는 힘 벡터의 검출된 상태에 따라 이루어지는 것을 제공한다.
무릎 관절 축, 발 관절 축 및/또는 신장 정지부는 형성되는 힘 벡터가 서 있는 단계 중에 무릎 관절 축 앞에 위치하도록 조절될 수 있다.
인공 보철 구조의 조절을 검사하기 위해 또는 인공 보철 구조를 조절하기 위해 인공 보철 관절을 갖는 인공 보철 다리에서, 특히 대퇴부 인공 보철 또는 고관절 이단 인공 보철에서 힘 또는 토크를 측정하기 위한 본 발명에 따른 장치에 따르면, 특히 대퇴부 골간인 상측 연결부와의 연결을 위한 상부 부분, 및 상기 상부 부분과 관절식으로 연결되는 하부 부분이 제공되며, 상부 부분을 상측 연결부에 고정하기 위한 연결 수단이 제공되며, 연결 수단은 바람직하게 시상면에서 변위 가능하게 상부 부분에 지지된 어댑터를 포함하고, 무릎 힘 또는 무릎 토크의 측정을 위한 장치가 연결 수단에 또는 상부 부분에 제공된다. 이러한 장치에 의해, 인공 보철 무릎 관절 내에서 유효 힘 및 토크가 측정되고, 이로부터 바람직하게 연결 수단의 조절에 의해 대퇴부 골간에 대한 관절 축의 상태가 검출되거나 변경됨으로써 최적의 인공 보철 구조가 달성될 수 있다. 이러한 경우 어댑터는 클램핑 장치를 통해 상부 부분에 고정될 수 있다. 이에 대한 대안으로서, 외부로부터 접근 가능한 조절 나사들이, 예를 들어 스핀들의 형태로 제공되며, 이를 통해 상부 부분 또는 상측 연결부, 측히 대퇴부 골간에 대해 관절 축이 편리하게 변위되어, 인공 보철 구조가 변경되고 이를 통해 수득된 인공 보철 구조에 대한 인식이 직접 실제로 검사될 수 있다.
본 발명의 구성에 따라, 상부 부분과 어댑터 사이에 브릿지 요소 및/또는 캐리어가 배치되며, 이들에는 어댑터가 변위 가능하게 지지된다. 이러한 경우 브릿지 또는 캐리어는 바람직하게 상부 부분에 고정되고, 대퇴부 골간에 직접 배치된 어댑터와 상부 부분 사이 중간 부재를 형성하며, 이러한 중간 부재는 무릎 관절 내에 작용하는 힘 및 토크의 검출을 위해 상응하게 구성된다. 토크 또는 힘이 가해지는 경우, 예를 들어 인장 게이지를 통해 유효 무릎 힘 및 무릎 토크가 높은 측정 신호를 사용하여 분명하게 검출될 수 있는 크기로 변형되는 측정 바아가 브릿지에 형성될 수 있다. 따라서, 저렴한 비용의 양방향 측정 유닛의 구성이 형성된다. 그러나 측정 바아의 크기는, 브릿지가 파괴되지 않고 최대 부하값에 도달한 경우에도 구조가 유지되도록 설정되어야 한다. 바람직하게, 어댑터 또는 브릿지와 캐리어를 갖는 어댑터는 조립 높이가 연결 수단의 조립 높이에 상응하도록 구성되며, 상기 연결 수단은 인공 보철 구조의 조절 이후에 삽입된다. 이러한 변형예에 따르면, 최적의 인공 보철 구조가 검출된 이후 장치가 제거되고 정상적인 연결 수단에 의해 대체된다. 본 발명의 실시예는 이하에서 도면을 참조로 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 센서들이 내부에 배치된 인공 보철 다리의 개략도이다.
도 2는 도 1에 따른 배치에서 작용하는 힘을 도시한 도면이다.
도 3은 토크와 힘의 비율 및 각도를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 개략도이다.
도 5는 무릎 토크의 진행 상태와 후방 변위의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5a는 서 있는 정지 위치의 개략도이다.
도 6은 발 위치의 재형성을 도시한 개략도이다.
도 7은 발바닥 굴곡의 재형성을 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 장치의 조립된 상태에서의 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 변형예를 회전된 상태에서 도시한 도면이다.
도 10은 장치의 평면도이다.
도 11은 도 10의 선 A-A에 따른 단면도이다.
도 1에는 도시되지 않은 대퇴부 절주에 고정될 수 있는 대퇴부 골간(2)을 갖는 인공 보철 다리(1)가 도시된다. 대퇴부 골간(2)에는 무릎 관절(3)이 고정되며, 상기 무릎 관절은 무릎 축(31)을 중심으로 선회 가능하게 지지된다. 인공 보철 무릎 관절(3)에는 정강이 골간(4)이 고정되며, 상기 정강이 골간은 커플링부(5)를 통해 무릎 관절(3)을 인공 보철 발(6)과 연결시킨다. 무릎 관절(3) 내에는 무릎 토크(MK)를 측정하기 위한 센서(10)가 제공되며, 이때 센서(10)의 측정 축(31)은 무릎의 관절 축(3)에 상응한다. 무릎 각(φ)은 센서(10)를 통해 또는 예를 들어 정강이 골간(4) 내의 다른 센서에 의해 측정될 수 있다. 대안적으로, 골 통합된 상측 연결부가 대퇴부 골간(2)에 제공될 수 있으며, 상기 연결부는 무릎 관절(3)을 대퇴부 절주와 연결시킨다. 고관절 이단의 경우 대퇴부 절주가 존재하지 않아서, 고관절에 대한 무릎 관절(3)의 연결부가 상측 연결부로서 간주된다.
발목 토크(MT)의 결정을 위해, 정강이 골간(4)과 인공 보철 발(6) 사이의 연결 영역 내에는, 정강이 골간(4) 내에 작용하는 축방향 힘(FAX) 및 발목 토크(MT)를 측정하기 위한 센서(11)가 배치되며, 센서(11)의 측정 축(51)은 무릎 축(31)에 대해 평행하다.
도 2에는 힘 및 토크의 크기와 길이뿐만 아니라 방향이 도시되며, 발목 토크 센서(11) 및 센서 축(51)의 크기는 도면 부호 hS로 표시된다.
발목 토크 센서(11)의 측정 축(51)에 대한 무릎 축(31)의 거리는 도면 부호 lT로 표시된다. 또한, 발목 토크(MT)는 무릎 토크(MK)와 마찬가지로 시계 반대 방향으로 포지티브 표시되며, 마찬가지로 정강이 골간(4)에서 축방향 힘(FAX)은 위쪽으로, 즉 무릎 관절(3)의 방향으로 작용하는 것이 포지티브로 표시된다.
도 3에는 다른 유효 힘들이 사시도로 도시되며, 접촉 힘(FK)은 바닥 작용력(FGRF)으로 간주되며, 이 힘은 항상 도 4에서의 좌표 평면에 따라 y방향으로 항상 포지티브 작용하는 것으로 간주된다. 대퇴부 골간(2)이 각도(φ) 만큼 시계 반대 방향으로 선회하면, 접촉 힘(FK)의 형성되는 힘(FR)은 반대로 작용하며, 거리(λ)로부터 힘 벡터(FR)의 정상 거리로서 무릎 축(31)에 의해, 무릎 관절(3)의 현재 순간의 구조가 안정한 지 또는 불안정한 지가 도출된다. 이러한 모델의 상태는 각각 관측된 좌표 평면 시스템, 즉 정강이에 고정된 좌표 평면 시스템에 적용된다. 고관절에 대한 비율의 예측이 필요하지 않거나 이와 무관한 경우, 무릎 각도에 대한 정보는 필요하지 않다.
도 4에 도시된, 인공 보철 세로축과 수직선 사이의 각도(ξ)를 갖는 발뒤꿈치 상태에서 λ는 네거티브 값이어서, 시상면에서 형성되는 힘 벡터(FR)는 관절 축(31) 후방에 위치한다. 따라서, 인공 무릎 관절(3)은 불안정할 수 있다. 안정한 인공 보철 구조를 제공할 수 있도록, 관절 축(31)은 시상면에서 네거티브 x-방 향으로 변위되어야 한다. 따라서, 관절 축(31)의 후방 변위는 무릎 토크, 발목 토크 및 축방향 힘의 진행에 실질적인 영향을 미친다.
안정한 인공 보철 구조의 경우, 제공된 시점의 무릎 토크는 서 있는 단계에서 제공된 역학 구조에 근거하여, 즉 제공된 레버 깊이에 근거하여 후방 변위에 선형으로 의존해야 한다. 매우 불안정한 인공 보철 구조의 경우, 인공 보철 캐리어는 고관절 신장 토크를 제공함으로써 인공 보철이 인공 보철 캐리어 밑으로 꺽이는 것을 능동적으로 방지해야 한다. 이는 이론적으로 서 있는 단계에서 최대 무릎 토크의 감소로서 작용한다. 기본적으로, 인공 보철은 서 있는 단계에서 굴곡이 가능하게 구성되어야 하는데, 이로써 인공 보철이 바닥에 닿는 경우의 접촉 충격이 감소되기 때문이다. 이러한 이유로 인해 인공 보철 구조는, 임의의 굽힘 토크를 가능하게 하기 위해, 그러나 인공 보철의 추가의 꺽임을 능동적으로 방지하도록 인공 보철 캐리어를 강제하기 위해, 지나치게 많이 후방 변위되지 않아야 한다. 그러나, 인공 보철 구조에 대해서는 인공 보철 사용자의 개별적인 요구도 고려되어야 한다. 서 있는 단계에서 허용되는 굴곡 토크는, 매우 개별적이며 동력학적 영향을 받는 차이에 귀속되므로, 통상적으로 관절 축의 최적 구조는 정적인 상태에서 이루어질 수 있는 것이 아니라, 지금까지는 수고스러운 일련의 시도에 의해 결정되어야 했다. 이러한 조절 과정은 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치에 의해 현저하게 단축될 수 있다.
도 5에는 무릎 토크의 진행 상태와 후방 변위 사이의 관계가 보행 사이클에 의해 예시적으로 도시된다. 여기서 시간은 퍼센트 단계 길이로서 규격화되며, 100%는 완전 보행 사이클에 상응한다. 제2수평 축에 대해, 관절 축의 후방 변위는 조립 관련선, 즉 인공 보철 발의 중심에 대한 정강이 골간의 중심의 연결선과 관련하여 도시된다. 무릎 토크가 0인 경우, 안정한 인공 보철 구조로부터 불안정한 인공 보철 구조로의 전환이 제공된다. 포지티브 무릎 토크의 경우 불안정한 인공 보철 구조에 도달된다. 안정한 인공 보철 구조로부터 불안정한 인공 보철 구조로 전환되는 경우, 서 있는 단계의 굴곡으로부터 인공 보철 구조의 조절을 위한 중요한 표준값인 안정성 한계에 도달된다. 이러한 안정성 한계의 상태가 공지된 경우, 인공 보철 사용자의 개별적인 요구 사항을 용이하게 고려할 수 있어서, 요청되는 안정한 구조에서 인공 보철은 후방 변위되고, 요청되는 동력학적 구조에서 전방 변위가 이루어질 수 있다.
인공 보철 구조의 안정성에 대한 영향을 갖는 다른 변수는 내번첨족의 조절이다. 많은 발바닥 굴곡을 갖는 내번첨족 각도의 상승에 의해, 무릎에서 과도 신장되어 안정하게 작용하는 토크가 생성된다. 기본적으로 내번첨족 조절의 변경에 의해 후방 변위 조절이 보상될 수 있으며, 내번첨족 각도가 큰 경우, 인공 보철 무릎 관절은 매우 일찍 과도 신장된다. 따라서, 점프 단계의 개시를 위해 필요한 신장 토크는 크고 비교적 오랜 시간 동안 제공되어야 한다. 내번첨족 각도가 작을 수록 점프 단계의 개시를 위해 필요한 신장 토크는 더 작아지며, 신장 토크의 형성도 더 늦어진다. 또한, 인공 보철이 부하되는 경우 내번첨족 각도가 무릎 토크 진행 상태에 영향을 미치며, 내번첨족의 조절 목적은 가능한 한 규칙적인 무릎 토크의 진행 상태를 제공하는 것이다.
사용하는 동안 인공 보철 무릎 관절의 조절을 검사할 수 있도록, 무릎 축(31)의 형성되는 힘 벡터(FR)의 정상 거리(λ)를 서 있는 단계인 동안 각각의 시점 또는 스캐닝 시점에서 검출하는 것이 필요하다. 정상 거리(λ)를 얻기 위해, 형성되는 힘 벡터(FR) 또는 바닥 작용력(FK)의 배향 및 작동점이 검출되는 것이 필요하다. 서 있는 단계에서 인공 보철 구조가 안정한 상태에 또는 불안정한 상태에 있는 지를 판단하기 위해, 시상면 내에서 단지 하나의 변위가 관측될 수 있기 때문에, 평면적인 문제가 발생한다. 발목 토크 센서(11)뿐 아니라 축방향 힘(FAX)을 검출하기 위한 센서 및 무릎 토크(MK)를 검출하기 위한 센서(10)뿐 아니라 앞서 검출된 길이(hS 및 lT)로부터, 형성된 힘 벡터(FR) 또는 상응하는 접촉 힘(FK)의 위치 및 배향을 검출하는 것이 가능하다. 이때, 무릎 관절(3) 상부에서 발생하는 모든 것은 형성되는 힘 벡터(FR)로 감소될 수 있는데, 이는 특히 능동적으로 제공된 고관절 토크(MH)가 전혀 고려되지 않으며 발목 토크(MT)에 대한 바닥 작용력(FGRF)의 수평 분력의 영향이 무시될 수 있음을 의미한다. 고관절 토크(MH)가 무시될 수 있다는 추정은, 인공 보철 구조가 극도로 불안정하지는 않은 경우에 적합한 방식으로 적용될 수 있다. 고관절 토크(MH)를 고려할 수 있도록 하기 위해서는 우선 추가의 센서가 제공되어야 하는데, 이는 비용이 들 수도 있다.
고관절 토크(MH)를 예측할 수 있기 위해서는, 고관절에서 토크 평형을 통해 MH=L2*FK 및 L2=LF*sin(φ-α)+λ의 관계식과 함께 검출된 접촉 힘(FK)에서 계산될 수 있으며, 상기식에서 LF는 측정된 대퇴부 길이이고, L2는 무릎 각도(φ)를 갖는 고관절 토크(MH)의 작동점으로부터의 형성된 힘 벡터의 거리이다. 발목 토크 센서(5)의 높이에 대한 유효한 레버 길이(L1)를 계산할 수 있도록, 측정된 발목 토크(MT) 및 정강이 골간에서의 축방향 힘(FAX)으로부터의 비율이 형성된다. 레버 길이(L1)는 발목 토크 센서(11)의 높이에 대한 발목 관절로부터의 힘 발생점의 거리를 제공한다. 발목 관절에서 토크 평형은 MT = -L1× FK이다.
접촉 힘(FK)의 수직 성분을 정확히 계산하기 위해, 방정식 MT = FAX·L1 - FKX·hS은 상응하게 해결된다. 무릎 토크(MK)는 정상 거리(λ) 및 접촉 힘(FK)으로부터 네거티브 곱한 값에 상응한다. FK cos(α) + FAX = 0 및 기하학적 관계식 sin(α) = (λ-L1)/lT를 사용하는 정강이 골간(4)에서의 힘 평형으로부터, 목적하는 값이 계산되는 비선형 방정식 시스템이 제공된다.
이러한 경우 각도(α)는 힘 벡터와 인공 보철 세로축 사이의 각도이다. FKX 및 FKY는 X-방향 및 Y-방향으로 접촉 힘 성분들이다. 필요한 변수들 FKX, FKY, L1 및 λ의 계산은, 기하학적 변수 및 측정값뿐만 아니라 측정된 토크, 각도 및 힘들이 입력된 컴퓨터에서 이루어진다. 실제 측정값은 인터페이스를 통해 컴퓨터내에 전 송될 수 있으며, 측정값들은 수동 입력될 수 있다. 무릎 축(31)으로부터 바닥 작용력 벡터(FGRF) 또는 접촉 힘 벡터(FK)의 정상 거리(λ)가 서 있는 단계의 모든 시점에서 계산될 수 있다는 사실로부터, 서 있는 단계의 모든 시점에서 인공 보철 구조가 안정하게 또는 불안정하게 제공되어 있는 지의 여부를 검출할 수 있다. 인공 보철 구조가 안정하게 또는 불안정하게 제공되어 있는 지의 여부는, 안정한 또는 불안정한 또는 동력학적 구조를 위해 규정된 거리를 사용하여 검출된 거리의 비교로부터 이루어질 수 있다.
인공 보철 구조를 더욱 최적화하기 위해, 내번첨족 조절은 힘 벡터가 서 있는 상태에서 발의 중심을 통해 진행되도록 선택되어야 한다. 이는 컴펜세이터 장치를 통해 구현될 수 있으며, 상기 장치에는 플레이트 중심이 인공 보철 발의 원하는 부하 인가 위치에 존재하도록 인공 보철을 장착한 사람이 서게 된다. 플레이트에 표시하여 발의 중심이 회전점을 거쳐 제공되며, 뒤꿈치와 발가락은 표시한 곳으로부터 동일한 거리로 떨어져서 위치해야 한다. 편하게 선 경우, 발바닥 굴곡은 플레이트가 평형 상태에 있고 표시부의 하부에 제공된 로드(rod)가 시소 운동을 할 때까지 변경된다. 평형이 도달되면, 힘 근원점은 발의 중심에 위치한다.
실행된 발바닥 굴곡 조절 및 인공 보철 내에서 토크와 힘들의 측정 및 인공 보철 구조 특성의 검출에 따라, 관절 축은 시상면에서 값(λ＇)만큼 상향 또는 하향 변위된다. 서 있는 단계의 굴곡에서 무릎 관절(3)에서의 목표 토크(M＇)에 도달하기 위해 필요한 변위(λ＇)가 계산될 수 있다. 대안적으로 상기 변위는 아크 탄젠트(λ＇/lT) 만큼 신장 정지부들의 반대방향 변경에 의해 이루어질 수 있다.
도 5a에는 대퇴부 골간(2)이 관절 축(31)을 갖는 인공 보철 무릎 관절을 거쳐 정강이 골간(4)과 연결되는 인공 보철 다리가 개략적으로 도시되어 있다. 정강이 골간(4)은 정강이 골간의 말단 단부에서 인공 보철 발(6)을 지지하며, 상기 발은 관절 축(61)을 통해 선회될 수 있고 경우에 따라 정강이 골간(4)에 조절 가능하게 고정된다. 정강이 골간(4)과 대퇴부 골간(2) 사이에는 조절 가능한 신장 정지부(24)가 존재하며, 상기 정지부는 도면에 화살표로 표시되어 있다. 상기 신장 정지부(24)는 변경될 수 있으며, 예를 들어 도면에는 인공 보철 발(6)이 더욱 앞으로 변위되어 도시된다. 그러면 인공 보철 발(6)은 점선으로 도시된 위치(6')에 존재하는 동안, 정강이 골간(4')은 보행 방향 전방으로 선회된다. 무릎 관절(3)의 신장 정지부(24')는 형성된 힘 벡터의 검출된 위치에 따라 안정한 구조 또는 동력학적 구조를 구현하기 위해 적응되었다. 동시에, 인공 보철 발(6)의 등쪽면 정지부(46')가 조절될 수 있다. 이어서, 제공된 등쪽면 정지부(46')는 발 조절을 위해 적응된다. 신장 정지부들(24, 46)의 조절은, 예를 들어 로킹 가능한 유압 실린더와 같은 액추에이터에 의해 전자식으로 제어될 수 있다. 따라서, 적응은 상이한 인공 보철 사용자 또는 상이한 사용 조건에서 이루어질 수 있다. 또한, 관절 축(31)에 대한 정강이 골간(4)의 변위의 경우, 인공 보철 발의 조절은 자동으로 교정될 수 있어서, 인공 보철 구조는 인공 보철 사용자의 예비 조절 이후 실질적으로 제공된 인공 보철 구조, 사용 조건 및 인공 보철의 위치에 따라 인공 보철 사용자 에게서 구현될 수 있다.
무릎 관절(3)의 조절에 의한 후방 변위의 적응 이후 발 위치를 예전과 같이 설정하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 대퇴부 골간(2)에 고정된 레이저 포인터(7)를 통해 인공 보철 발(6)의 상부면에 광 스폿(light spot)을 조절 이전에 제공하여 표시한다. 이어서, 관절 축(3)은 계산된 값(λ＇) 만큼 변위된다. 변위 후 인공 보철은 투영된 점이 다시 표시부와 일치할 때까지 회전된다.
마찬가지로, 후방 변위 이전에 인공 보철 발(6)의 내번첨족 조절 또는 발바닥 굴곡은 조정되어야 한다. 이는 바람직하게 인공 보철 발이 위에서 기술된 바와 같이 레이저 포인터에 의해 설정된 이후에 이루어진다. 본래의 발바닥 굴곡의 재 형성 시, 발목 피라미드(9)에서 나사들이 풀어지고, 인공 보철 캐리어가 편하게 위치하여, 시스템은 세팅될 수 있고 신발창은 항상 바닥에 접하게 된다. 그러면 다시 나사를 조인다. 대안적으로 발바닥 굴곡을 조절하기 위해 위에서 기술된 컴펜세이터가 사용되거나 후방 변위에 앞서 기준선(9)이 골간(4)과 인공 보철 발(6)에 그려질 수도 있다. 후방 변위 이후 경우에 따라 서로 옵셋된 선 부분들이 서로 일치하게 설정되어, 본래의 내번첨족 조절이 다시 형성된다. 제1 후방 변위, 인공 보철 발(6)의 설정 및 발바닥 굴곡 교정 이후, 인공 보철 구조는 복수의 보행 사이클을 통해 평면에서 새롭게 평가되고 경우에 따라 교정된다.
이어서, 발생하는 최대 부하가 조정된다. 만족스러운 조절이 발견되면, 무릎 관절(3) 내에서 토크 센서는 적합하게 조절된 변위 어댑터에 의해 대체될 수 있다.
이러한 경우, 토크 센서는 도 8에 따라 유리하게 구성되며, 상기 센서에서 피라미드 수용부(30)는 대퇴부 골간 내에 삽입되기 위해 배치된다. 피라미드 수용부(30)는 클램핑 장치(32)를 통해 원하는 위치에서 캐리어(34)에 고정되며, 상기 클램핑 장치는 도 10에 상세하게 도시된다. 피라미드 수용부(30)는, 양방향 화살표로 표시한 바와 같이, 화살표 축으로 변위될 수 있으며, 피라미드 수용부(30)는 세로축으로 웨지형 가이드를 통해 변경 없이 유지된다. 피라미드 수용부(30)에는 레이저 포인터(7)를 위한 유지 장치(17)가 배치된다. 레이저 포인터(7) 및 유지 장치(17)는 배쪽면에 배치되며, 유지 장치(17)는 회전 축을 중심으로 가로방향 평면에서 선회 가능하게 지지된다. 마찬가지로 시상면에서 축을 중심으로 레이저 포인터(7)의 회전이 지지된다. 클램핑 장치(32)는 시상면에 위치하는 보어(33)를 통해 접근할 수 있는 클램핑 나사(39')를 통해 해체 및 로킹 가능하여, 피라미드 수용부(30)는 캐리어(34)에 변위 가능하게 고정될 수 있다. 피라미드 수용부(30), 캐리어(34) 및 브릿지 요소(35)는 도시되지 않은 인공 보철 무릎 관절의 상부 부분을 대퇴부 골간과 고정시키기 위한 연결 수단을 형성한다.
상기 캐리어(34)에는, 또한 도시되지 않은 무릎 관절의 상부 부분에 고정된 브릿지 요소(35)가 고정된다. 이러한 브릿지 요소(35)에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 인공 무릎 관절(3)에 작용하는 힘들과 토크를 검출하기 위해 인장 게이지(37)가 제공된다. 인장 게이지(37)는 도 8에서와 같이 보호 커버(36)에 의해 보호된다. 브릿지 요소(35)는 측정 바아(metering bar)를 형성하며 공간 상의 이유로 개방된 다리를 사용하여 말단에 배치된다. 브릿지 요소(35) 또는 측정 바아의 가능한 한 균일한 변형을 달성하기 위해, 이는 인공 보철 상부 부분과 관절식으로 연결된다. 이를 위해 회전 관절(38) 및 병진 관절(38')은 인공 보철 상부 부분에 대한 연결부에 형성되며, 회전 관절(38)은 탄성 변형으로 인해 회전을 가능하게 하는 반면, 병진 관절(38')은 길이 보상을 허용하여 세로 방향 응력을 방지한다. 상부 부분에서의 베어링은 회전 축(31)의 하부에 배치된다.
도 9에는 뒤쪽에서 본 도면으로 인장 게이지(37)를 갖는 토크 센서가 도시되며, 상기 인장 게이지는 관절 축(31)과 병진 관절(38') 또는 회전 관절(38) 사이에 배치된다.
도 10에는 클램핑 장치(32)가 부분 절단된 평면도로 도시되며, 클램핑 장치는 클램핑 나사(39')를 통해 클램핑 웨지(39)를 변위시킨다. 레이저 포인터(7)에 할당된 클램핑 나사(39')가 회전하는 경우, 클램핑 웨지(39)를 통해 힘은 정면 방향으로 작용하며, 변위 어댑터로서 형성된 피라미드 수용부(30)는 이에 의해 캐리어(34)에 고정된다. 클램핑 나사(39')의 반대 방향 회전 운동에 의해 클램핑 웨지(39)는 다른 방향으로 진행되고 이에 상응하게 클램핑이 해제된다. 이러한 경우 클램핑 나사(39')는, 양 측으로부터 접근이 가능하도록 형성된다. 상응하는 클램핑 나사(39')의 베어링에 의해, 양 측으로부터의 고정 또는 클램핑의 개방뿐만 아니라 폐쇄도 가능하도록 형성될 수 있다.
유지 장치(34)의 상부면에 플러그 또는 인터페이스가 형성되며, 이는 센서 데이터의 읽기 및 예를 들어 컴퓨터와 같은 평가 장치에의 전달을 가능하게 한다. 도11에는 정면에서 이루어진 단면 A-A가 도시된다. 여기서 피라미드 수용부(30)의 웨지 가이드는 클램핑 나사(39') 및 PC에 대한 인터페이스(40)를 갖는 클램핑 장치(32)와 같이, 캐리어(34)에서도 마찬가지로 인식될 수 있다.
피라미드 수용부(30)와, 캐리어(34)와, 브릿지 요소(35)와, 인장 게이지(37)를 사용하여 무릎 토크를 측정하기 위한 전체적인 장치는, 인공 보철 구조의 평가 이후 무릎 관절(3)을 대퇴부 골간(2)에 고정시키기 위해 통상적인 어댑터에 대해 교체될 수 있다. 이를 위해 통상적인 어댑터의 수치에서와 같이 상기 장치의 수치가 형성된다. 또한, 도시된 장치를 지속적으로 사용하는 것도 가능하며, 측정값은 지속적으로 계산기에 의해 평가되고 경우에 따라 댐퍼 장치의 제어를 위해 평가된다. 교체가 이루어지는 경우, 데이터는 인터페이스(40)를 통해 컴퓨터에 전달되며, 상기 컴퓨터는 관절 축(31)에 대한 피라미드 어댑터(30)의 변위가 어떤 경로만큼 이루어져야 하는 지를 계산하여, 안정적, 중립적 또는 동력학적 구조가 달성된다. 조절 크기 또는 현재의 조립 상태는 디스플레이에 제공될 수 있다.
도시된 실시예에 대해 대안적으로, 또 다른 무릎 토크 센서가 제공되어 사용될 수도 있다.

Claims (26)

  1. 인공 보철 무릎 관절을 포함하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법으로서, 상기 무릎 관절은 인공 보철 다리를 인공 보철 캐리어에 고정시키기 위한 상측 연결부와, 인공 보철 발이 고정되는 정강이 골간을 서로 선회 가능하게 연결시키며, 이때 상기 상측 연결부는 인공 보철 무릎 관절의 관절 축에 대해 변위될 수 있는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법에 있어서,
    인공 보철이 사용되는 경우 센서들에 의해 무릎 토크 및 축방향 힘이 측정되며, 이로부터 형성되는 힘 벡터가 계산되며, 관절 축에 대한 정상 거리 및 관절 축에 대한 형성되는 힘 벡터의 상태가 계산되어, 상기 형성되는 힘 벡터가 시상면에서 관절 축의 전방에 위치하는 지 또는 후방에 위치하는 지, 그리고 얼마나 멀리 위치하는 지가 검사되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 작동점을 갖는, 형성되는 힘 벡터는 상측 연결부에서 계산되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 형성되는 힘 벡터의 정상 거리는 관절 축에 대해 결정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 발목 토크 센서에 의해 발목 토크가 검출되고, 형성되는 힘 벡터는 발목 토크, 무릎 토크, 축방향 힘 및 정강이 골간 길이와 관련하여 결정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  5. 제4항에 있어서, 형성되는 힘 벡터의 힘 작동점은 발목 토크 및 축방향 힘의 비율로부터 정강이 골간에서 계산되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 무릎 토크 및 축방향 힘은 보행 중에 측정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 형성되는 힘 벡터는 수직선에 대한 현재의 무릎 각도 및/또는 대퇴부 각도의 검출하에 결정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 정강이 골간과 인공 보철 발 사이의 각도가 측정되고 무릎 토크 및/또는 발목 토크는 상기 측정된 각도의 검출에 근거하여 계산되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 데이터들로부터 축방향 힘, 무릎 토크 및 발목 토크가 측정되고 이로부터 시상면에서 바닥 작용력의 벡터가 측정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 관절 축의 후방에서 형성되는 힘 벡터의 경우에 서 있는 단계에서 관절 축은 형성되는 힘 벡터 후방까지 변위되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  11. 제10항에 있어서, 관절 축의 변위 이전에 정강이 골간에 대한 인공 보철 발의 상대적인 위치가 표시되고 관절 축의 변위 이후에 정강이 골간에 대한 인공 보철 발의 상대적인 위치가 다시 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조 절 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서, 대퇴부 골간에 고정 배치된 레이저 포인터를 통해 레이저 빔이 인공 보철 발에 제공되고, 생성 위치가 표시되고, 관절 축의 변위 이후 인공 보철 발에 있는 표시부가 레이저 빔으로 다시 커버되도록, 인공 보철 발의 상대적인 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 관절 축 변위 이후 인공 보철 발의 발바닥 굴곡 조절이 교정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  14. 제13항에 있어서, 관절 축 변위 이전에 인공 보철 발의 발바닥 굴곡 조절을 교정하기 위해 정강이 골간으로부터 출발하여 기준선이 인공 보철 발 및 정강이 골간에 표시되고 관절 축의 변위 이후 인공 보철 발은 기준선이 다시 커버되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  15. 제14항에 있어서, 기준선은 인공 보철 무릎 관절의 조절 축에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 현재의 고관절 토크는 형성되는 힘 벡터 및 제공되는 인공 보철 기하 구조의 검출하에 측정되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 검사 방법.
  17. 인공 보철 무릎 관절을 포함하는 인공 보철 다리의 조절 방법으로서, 상기 무릎 관절은 인공 보철 다리를 인공 보철 캐리어에 고정시키기 위한 상측 연결부와, 인공 보철 발이 고정되는 정강이 골간을 서로 선회 가능하게 연결시키며, 이때 상기 상측 연결부는 인공 보철 무릎 관절의 관절 축에 대해 변위될 수 있고 그리고/또는 인공 보철 발의 위치는 정강이 골간에 대해 변위될 수 있는 인공 보철 다리의 조절 방법에 있어서,
    인공 보철이 사용되는 경우 센서들에 의해 무릎 토크 및 축방향 힘이 측정되며, 이로부터 형성되는 힘 벡터가 계산되며, 관절 축에 대한 정상 거리 및 관절 축에 대한 형성되는 힘 벡터의 상태가 계산되어, 상기 형성되는 힘 벡터가 시상면에서 관절 축의 전방에 위치하는 지 또는 후방에 위치하는 지 그리고 얼마나 멀리 위치하는 지가 검사되고, 인공 보철 무릎 관절 축에 대한 그리고/또는 인공 보철 무 릎 관절 및/또는 인공 보철 발의 관절을 위한 신장 정지부에 대한 상측 연결부의 조절은 형성되는 힘 벡터의 검출된 상태에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 방법.
  18. 제17항에 있어서, 무릎 관절 축, 발 관절 축 및/또는 신장 정지부는 형성되는 힘 벡터가 서 있는 단계 중에 무릎 관절 축 앞에 위치하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 인공 보철 다리의 조절 방법.
  19. 인공 보철 관절을 갖는 인공 보철 다리에서 힘 또는 토크를 측정하기 위한 장치로서, 상기 인공 보철 관절은 인공 보철 캐리어에 고정하기 위한 상측 연결부와의 연결을 위한 상부 부분, 및 상부 부분과 관절식으로 연결되는 하부 부분을 포함하며, 상부 부분을 상측 연결부에 고정하기 위한 연결 수단이 상부 부분에 제공되는 힘 또는 토크 측정 장치에 있어서,
    무릎 힘 또는 무릎 토크의 측정을 위한 장치(37)가 연결 수단(30, 34, 35)에 또는 상부 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  20. 제19항에 있어서, 연결 수단(30, 34, 35)은 시상면에서 변위되는, 상부 부분 에 지지된 어댑터(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 어댑터(30)는 클램핑 장치(32)를 통해 유지 장치(34)에 고정되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 부분과 어댑터(30) 사이에는 캐리어(34) 및/또는 브릿지 요소(35)가 배치되며, 이들에는 어댑터(30)가 변위 가능하게 지지되고 이들은 상부 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 브릿지 요소(35)에는 유효 무릎 힘 및 토크의 측정을 위한 인장 게이지(37)가 제공되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 어댑터(30) 또는 캐리어(34) 및/또는 브릿지 요소(35)를 갖는 어댑터(30)는 조립 높이를 포함하며, 상기 조립 높이는 연결 수단의 조립 높이에 상응하며, 상기 연결 수단은 인공 보철 구조의 조절 이후에 삽입되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 수단(34, 35)에는 표시 장치를 위한, 특히 레이저 포인터(7)를 위한 캐리어(17)가 고정되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
  26. 제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상측 연결부는 대퇴부 골간으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 힘 또는 토크 측정 장치.
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