PL228031B1 - Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego - Google Patents
Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiegoInfo
- Publication number
- PL228031B1 PL228031B1 PL419888A PL41988816A PL228031B1 PL 228031 B1 PL228031 B1 PL 228031B1 PL 419888 A PL419888 A PL 419888A PL 41988816 A PL41988816 A PL 41988816A PL 228031 B1 PL228031 B1 PL 228031B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- rotary drive
- joint
- central rotary
- femur
- tibia
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims description 22
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 title claims description 18
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 title claims description 7
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims description 21
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 claims description 19
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 2
- 208000010040 Sprains and Strains Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 210000000588 acetabulum Anatomy 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Prostheses (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego.
Z opisu zgłoszeniowego PL 212152 B1 znany jest przegub stawu kolanowego będący endoprotezą mocowaną do kości udowej i goleniowej walcowymi, wielowpustowymi końcówkami, połączonymi z głowicami główki i panewki, zespolonymi przegubem z trzpieniem napiętym sprężyną. Przegub st awu kolanowego posiada mechaniczne połączenie części udowej z podkolanową, przenoszone poprzez trzpień i przegub bez udziału ścięgien i mięśni, których rola ogranicza się do zginania przegubu. W przypadku gwałtownego niekontrolowanego zgięcia kolana o kąt większy niż dziewięćdziesiąt stopni sprężyna, napinająca trzpień, poddaje się, a następnie dokonuje powrotu do pozycji normalnego ugięcia.
Z opisu zgłoszeniowego PL 219 055 B1 znany jest mechanizm przegubowy działający następująco. W wyniku wysuwania się tłoczyska z siłownika następuje obrót w prawo członu, przy czym jednocześnie pierwsze kółko i drugie kółko toczą się w prawo, tak że środek obrotu drugiego członu zmienia swoje położenie. W tym czasie pierwszy łącznik i drugi łącznik obracają się synchronicznie, zaś pierwszy wahacz obraca się w kierunku przeciwnym niż drugi wahacz. Łączniki jak i wahacze zapewniają stabilną pracę mechanizmu oraz jego zwartą konstrukcję.
Istota mechanizmu z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego polega na tym, że jest on wyposażony w trzy napędy, gdzie pierwszy napęd stanowi napęd obrotowy centralny, który jest połączony jednym końcem poprzez element dolny napędu obrotowego centralnego zakończony przegubem dolnym napędu obrotowego centralnego z kością piszczelową, a drugim końcem poprzez element górny napędu obrotowego centralnego zakończony przegubem górnym napędu obrotowego centralnego z kością udową, drugi napęd stanowi napęd obrotowy przedni, który jest połączony jednym końcem poprzez element górny przedni zakończony przegubem górnym przednim z kością udową, a drugim końcem poprzez element dolny przedni zakończony przegubem dolnym przednim z kością piszczelową, natomiast trzeci napęd obrotowy tylny jest połączony jednym końcem poprzez element górny tylny zakończony przegubem górnym tylnym z kością udową, a drugim końcem poprzez element dolny tylny zakończony przegubem dolnym tylnym z kością piszczelową.
Korzystnie napęd obrotowy przedni jest osadzony pomiędzy elementem dolnym przednim i elementem górnym przednim, napęd obrotowy tylny jest osadzony pomiędzy elementem górnym tylnym a elementem dolnym tylnym, natomiast napęd obrotowy centralny jest osadzony pomiędzy elementem dolnym napędu obrotowego centralnego a elementem górnym napędu obrotowego centralnego łączących się bezpośrednio z kością udową i piszczelową.
Zaletą mechanizmu według wynalazku jest jego przydatność szczególnie w przypadku różnego rodzaju urazów miękkich jak skręcenia lub uszkodzenia ścięgien i więzadeł. Zaprojektowany innowacyjny mechanizm jest przewidziany do zastosowania w różnych urządzeniach do wspierania ludzkiego kolana - ortezy i urządzeniach rehabilitacyjnych oraz jako element zastępczy stawu kolanowego implanty i protezy, aby dostosowywać się w czasie rzeczywistym do wymaganego ruchu kolana.
Zaletą urządzenia jest prosta struktura i mało skomplikowana budowa.
Zaletą urządzenia jest monitorowanie bardzo dokładnej kontroli ruchów.
Zaletą urządzenia jest szeroki zakres możliwych do uzyskania trajektorii chwilowego środka obrotu.
Zaletą mechanizmu jest to, że w czasie gdy stopa jest ustalona względem podłoża i w kolanie występuje największe obciążenie pionowe to układ mechatroniczny blokuje napędy utrzymując je sztywne do chwili wykrycia zmniejszania się obciążenia.
Ponadto zaletą mechanizmu jest to, że istnieje możliwość dostosowywania w czasie rzeczywistym elementów mechanizmu tj. odległości przyczepów dwuwahaczy, zapewniając właściwe położenie chwilowego środka obrotu.
Dodatkowo uzyskiwana jest bardzo dokładna regulacja trajektorii chwilowego środka obrotu dla indywidualnych potrzeb oraz istnieje możliwość płynnej dynamicznej adaptacji do wymaganej trajektorii.
Zaletą mechanizmu jest również to, że występuje usprawnienie procesu rehabilitacji poprzez zwiększenie komfortu pacjentów oraz zmniejszenie poziomu bólu, ponieważ właściwa trajektoria ruchu chwilowego środka obrotu kolana może być osiągnięta w małych krokach.
PL 228 031 B1
Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym ponadto pozwala na uzyskanie płynnej zmiany dystansu między parami obrotowymi 9 i 16 oraz 14 i 17 realizowanej dzięki napędom obrotowym, i dodatkowo wykrywa moment maksymalnego obciążenia pionowego w kolanie i blokuje napędy utrzymując je sztywne do chwili wykrycia zmniejszania się tego obciążenia.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie jego wykonania oraz na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia widok mechanizmu na tle kolana ludzkiego, fig. 2 - widok z boku kolana prawego z elementami mechanizmu i jego napędami.
P r z y k ł a d 1
Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana lud zkiego znamienny tym, że jest wyposażony w trzy napędy, gdzie pierwszy napęd stanowi napęd obrotowy centralny 12, który jest połączony jednym końcem poprzez element dolny napędu obrotowego centralnego 7 zakończony przegubem dolnym napędu obrotowego centralnego 10 z kością piszczelową 2, a drugim końcem poprzez element górny napędu obrotowego centralnego 8 zakończony przegubem górnym napędu obrotowego centralnego 13 z kością udową 1, drugi napęd stanowi napęd obrotowy przedni 15, który jest połączony jednym końcem poprzez element górny przedni 4 zakończony przegubem górnym przednim 16 z kością udową 1, a drugim końcem poprzez element dolny przedni 3 zakończony przegubem dolnym przednim 9 z kością piszczelową 2, natomiast trzeci napęd obrotowy tylny 11 jest połączony jednym końcem poprzez element górny tylny 5 zakończony przegubem górnym tylnym 14 z kością udową 1, a drugim końcem poprzez element dolny tylny 6 zakończony przegubem dolnym tylnym 17 z kością piszczelową 2.
P r z y k ł a d 2
Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana lud zkiego ma napęd obrotowy przedni 15, który jest osadzony pomiędzy elementem dolnym przednim 3 i elementem górnym przednim 4, napęd obrotowy tylny 11, który jest osadzony pomiędzy elementem górnym tylnym 5, a elementem dolnym tylnym 6, natomiast napęd obrotowy centralny 12 jest osadzony pomiędzy elementem dolnym napędu obrotowego centralnego 7, a elementem górnym napędu obrotowego centralnego 8 łączących się bezpośrednio z kością udową 1 i piszczelową 2.
Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana lud zkiego odwzorowuje złożony ruch stawu kolanowego czyli względny ruch między kością udową 1 i kością piszczelową 2. Napęd obrotowy centralny 12 zapewnia pośrednio ruch całego mechanizmu i zgięcie kolana. Bezpośrednio napęd obrotowy centralny 12 zapewnia ruch obrotowy względny elementu górnego napędu obrotowego centralnego 8 i elementu dolnego napędu obrotowego centraln ego 7 łącząc ze sobą w sposób obrotowy te dwa elementy. Element górny napędu obrotowego centralnego 8 zamocowany jest przegubem górnym napędu obrotowego centralnego 13 do kości udowej 1, a element dolny napędu obrotowego centralnego 7 zamocowany jest przegubem dolnym napędu obrotowego centralnego 10 do kości piszczelowej 2 na zarysie kolana 18.
W celu poruszenia kości udowej 1 lub kości piszczelowej 2 należy wykonać ruch napędu obrotowego centralnego 8. Odwzorowanie złożonego ruchu stawu kolanowego, zwłaszcza trajektorii chwilowego środka obrotu jest możliwe dzięki zastosowaniu napędu obrotowego przedniego 15 i napędu obrotowego tylnego 11. Napęd obrotowy przedni 15 zapewnia ruch obrotowy względny elementu dolnego przedniego 3 i elementu górnego przedniego 4, łącząc je w sposób obrotowy. Podobnie napęd obrotowy tylny 11 zapewnia ruch obrotowy względny elementu dolnego tylnego 6 i elementu górnego tylnego 5, łącząc je w sposób obrotowy. Sterowanie w czasie rzeczywistym kątem obrotu tych dwóch napędów powoduje zmianę położenia chwilowego środka obrotu według żądanej trajektorii. Kąty obu napędów można zmieniać niezależnie od siebie nawzajem dzięki obrotowemu zamocowaniu napędzanych elementów do kości udowej 1 i kości piszczelowej 2. Element górny przedni 4 jest zamocowany do kości udowej 1 przegubem górnym przednim 16, a element dolny przedni 3 do kości piszczelowej 2 przegubem dolnym przednim 9. Element górny tylny 5 jest zamocowany do kości udowej 1 przegubem górnym tylnym 14, a element dolny tylny 6 do kości piszczelowej 2 przegubem dolnym tylnym 17. Odpowiednie dostosowanie trajektorii jest zapewnione poprzez wprowadzenie elementów 3, 4, 5 i 6 (dwa dwuwahacze) oraz pełnej kontroli odległości między przegubami obrotowymi 9, 14, 16 i 17, będącymi punktami ich zamocowania do kości udowej 1 i piszczelowej 2, poprzez zastosowanie mechatronicznych napędów obrotowych: napęd obrotowy przedni 15 oraz napęd obrotowy tylny 11. W celu określenia prawidłowej trajektorii, mogą być wykorzystane wcześniej zarejestrowane dane o ruchu pacjenta. Ponadto, ruch drugiego stawu kolanowego może być traktowany jako odniesienie i może być mierzony przez ten sam mechanizm.
PL 228 031 B1
W wielu przypadkach właściwa trajektoria może być również wcześniej zaprogramowana lub określona przez fizjoterapeutę podczas sesji treningowej. Ten ruch może być zmierzony, zapisany i odtworzony przez mechanizm.
Claims (2)
1. Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego, znamienny tym, że jest wyposażony w trzy napędy, gdzie pierwszy napęd stanowi napęd obrotowy centralny (12), który jest połączony jednym końcem poprzez element dolny napędu obrotowego centralnego (7) zakończony przegubem dolnym napędu obrotowego centralnego (10) z kością piszczelową (2), a drugim końcem poprzez element górny napędu obrotowego centralnego (8) zakończony przegubem górnym napędu obrotowego centralnego (13) z kością udową (1), drugi napęd stanowi napęd obrotowy przedni (15), który jest połączony jednym końcem poprzez element górny przedni (4) zakończony przegubem górnym przednim (16) z kością udową (1), a drugim końcem poprzez element dolny przedni (3) zakończony przegubem dolnym przednim (9) z kością piszczelową (2), natomiast trzeci napęd obrotowy tylny (11) jest połączony jednym końcem poprzez element górny tylny (5) zakończony przegubem górnym tylnym (14) z kością udową (1), a drugim końcem poprzez element dolny tylny (6) zakończony przegubem dolnym tylnym (17) z kością piszczelową (2).
2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że napęd obrotowy przedni (15) jest osadzony pomiędzy elementem dolnym przednim (3) i elementem górnym przednim (4), napęd obrotowy tylny (11) jest osadzony pomiędzy elementem górnym tylnym (5) a elementem dolnym tylnym (6), natomiast napęd obrotowy centralny (12) jest osadzony pomiędzy elementem dolnym napędu obrotowego centralnego (7) a elementem górnym napędu obrotowego centralnego (8) łączących się bezpośrednio z kością udową (1) i kością piszczelową (2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL419888A PL228031B1 (pl) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL419888A PL228031B1 (pl) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL419888A1 PL419888A1 (pl) | 2017-07-31 |
PL228031B1 true PL228031B1 (pl) | 2018-02-28 |
Family
ID=59383832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL419888A PL228031B1 (pl) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL228031B1 (pl) |
-
2016
- 2016-12-20 PL PL419888A patent/PL228031B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL419888A1 (pl) | 2017-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11684494B2 (en) | Orthopedic knee joint and method for controlling an orthopedic knee joint | |
US6387066B1 (en) | Self-aligning adjustable orthopedic joint brace | |
KR102645015B1 (ko) | 교정 장치 및 이를 제어하는 방법 | |
RU2768455C2 (ru) | Шарнирное устройство | |
JP6647225B2 (ja) | 脚矯正器具及び矯正器具 | |
US20110166674A1 (en) | Ankle prosthesis | |
CN111212623B (zh) | 步行辅助装置及具有该步行辅助装置的步行机器人 | |
CN111093571B (zh) | 关节装置 | |
CA2905267C (en) | Rehabilitation apparatus with mechanical linkage | |
US20230125274A1 (en) | Prosthetic Foot and Ankle System with Damper | |
SE538280C2 (sv) | Ortopedteknisk knäled | |
EP3986353B1 (en) | A wearable lower extremity exoskeleton | |
PL228031B1 (pl) | Mechanizm z dostosowaniem trajektorii w czasie rzeczywistym, zwłaszcza ortezy kolana ludzkiego | |
PL229343B1 (pl) | Mechatroniczny układ nadążnej modyfikacji trajektorii, zwłaszcza ortezy kolana | |
CN112203620A (zh) | 可调式膝盖支架 | |
PL228032B1 (pl) | Mechatroniczny układ do modyfikacji trajektorii, zwłaszcza protezy kolana | |
PL228030B1 (pl) | Mechatroniczny układ adaptacji trajektorii, zwłaszcza protezy kolana ludzkiego | |
JP6793406B2 (ja) | 人体装具 | |
CN116194064A (zh) | 用于控制假体或矫形器的方法 | |
PL241977B1 (pl) | Mechatroniczny mechanizm mimośrodowy dla ludzkiego stawu kolanowego | |
PL238438B1 (pl) | Mechanizm dla protezy kolana |