RU2402995C2 - Способ проведения анализа функционирования искусственной конечности - Google Patents
Способ проведения анализа функционирования искусственной конечности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402995C2 RU2402995C2 RU2008120663/14A RU2008120663A RU2402995C2 RU 2402995 C2 RU2402995 C2 RU 2402995C2 RU 2008120663/14 A RU2008120663/14 A RU 2008120663/14A RU 2008120663 A RU2008120663 A RU 2008120663A RU 2402995 C2 RU2402995 C2 RU 2402995C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- artificial limb
- sensor device
- prosthesis
- functional unit
- function
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 claims description 11
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims description 9
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010230 functional analysis Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 7
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 5
- 244000309466 calf Species 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 2
- 0 C*1CCCC1 Chemical compound C*1CCCC1 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/60—Artificial legs or feet or parts thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30359—Pyramidally- or frustopyramidally-shaped protrusion and recess
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2002/5016—Prostheses not implantable in the body adjustable
- A61F2002/5018—Prostheses not implantable in the body adjustable for adjusting angular orientation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
- A61F2002/7615—Measuring means
- A61F2002/7635—Measuring means for measuring force, pressure or mechanical tension
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
- A61F2002/7615—Measuring means
- A61F2002/764—Measuring means for measuring acceleration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/76—Means for assembling, fitting or testing prostheses, e.g. for measuring or balancing, e.g. alignment means
- A61F2002/7615—Measuring means
- A61F2002/7645—Measuring means for measuring torque, e.g. hinge or turning moment, moment of force
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2220/00—Fixations or connections for prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2220/0025—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2220/0033—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementary-shaped recess, e.g. held by friction fit
Abstract
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к протезированию, в частности к способу проведения анализа функционирования искусственной конечности у лица, пользующегося ею, причем искусственная конечность выполнена с возможностью регулирования своей основной функции и выполнена по модульному принципу, по меньшей мере, с одним съемным функциональным элементом для выполнения дополнительной функции. Способ проведения анализа функционирования искусственной конечности у лица, пользующегося ею. Причем искусственная конечность выполнена по модульному принципу, с возможностью регулирования своей основной функции и снабжена, по меньшей мере, одним съемным функциональным элементом, в частности для выполнения дополнительной функции. Вместо съемного функционального элемента устанавливают сенсорное устройство, соответствующее по основным габаритам функциональному элементу. Посредством сенсорного устройства обеспечивают измерения усилия, ускорения и/или моментов во время использования искусственной конечности и осуществляют оптимизацию регулировок основной функции искусственной конечности. После чего сенсорное устройство заменяют функциональным элементом при сохранении оптимизированных регулировок. Изобретение обеспечивает возможность проведения функционального анализа искусственной конечности без комплекса дорогостоящей измерительной аппаратуры. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
Изобретение относится к способу проведения анализа функционирования искусственной конечности у лица, пользующегося ею, причем искусственная конечность выполнена с возможностью регулирования своей основной функции и выполнена по модульному принципу по меньшей мере с одним съемным функциональным элементом для выполнения дополнительной функции.
Искусственные конечности используются в высокоразвитых разработанных формах выполнения. Для особенно важных с точки зрения безопасности пациента протезов нижних конечностей, включающих искусственный коленный сустав, для выполнения функций «ходьбы» и «стояния» используются, например, точные технологии, которые, с одной стороны, обеспечивают надежное стояние, а с другой - процесс движения при ходьбе, максимально приближенный к естественной ходьбе. Для этого, например, необходимо, чтобы с учетом усилия, прилагаемого пациентом, например при движении культи бедра, полностью обеспечить вынос вперед голени, избежав, однако, при этом резкого толчка со стороны элемента голени в упор, ограничивающий разгибательное движение. При этом по мере необходимости очевидно использование прогрессивной амортизации, обеспечивающей желательную функцию амортизации лишь при ее правильном дозировании для соответствующего пациента. То же самое относится к началу ходьбы после стояния и к устойчивому стоянию после ходьбы.
Уже известно управление функционированием такого протеза с помощью датчиков, определяющих переход от одной фазы движения при ходьбе в его другую фазу или переход от движения при ходьбе к стоянию и, наоборот, на основании измеренных усилий, ускорений, моментов и подобного и осуществляющих регулировки протеза для очередной рабочей фазы. Примером такого протеза является протез ноги, разработанный и распространяемый заявителем под названием С-Leg. Однако даже такой высокотехнологичный протез нуждается в регулировке для оптимизации функций протеза под соответствующего пациента. Такая регулировка может проводиться с учетом субъективных впечатлений пациента от использования протеза. Однако недостаток заключается в том, что количественная оценка впечатлений вряд ли является возможной. Поэтому оптимизация регулировок протеза для их приближения к оптимизированным значениям должна осуществляться методом проб и ошибок.
Известны устройства, обеспечивающие пациенту, пользующемуся протезом, объективную форму анализа стояния и ходьбы. Для этого необходимы затратные и потому дорогие измерительные системы, которые могут позволить себе лишь немногие лаборатории, например реабилитационные центры. Для стандартной подгонки протеза ортопедом такие измерительные системы являются недоступными, так что стандартная подгонка без помощи таких измерительных систем, по существу, производится на основе субъективных впечатлений пациента.
В основу изобретения положена задача обеспечения анализа функций искусственной конечности без дорогостоящей аппаратуры.
Для решения этой задачи согласно изобретению способ вышеупомянутого типа характеризуется тем, что вместо съемного функционального элемента встраивается сенсорное устройство, соответствующее по основным габаритам устанавливаемому функциональному элементу, при этом сенсорное устройство измеряет усилия, ускорения и/или моменты во время использования искусственной конечности, используемые для оптимизации регулировки основной функции искусственной конечности, при этом сенсорное устройство заменяют функциональным элементом при сохранении оптимизированной регулировки.
Таким образом, данное изобретение обеспечивает проведение измерений на полностью работоспособном протезе, предусмотренном для пациента и подходящем ему. Поэтому протез со встроенным сенсорным устройством для анализа измеренных значений может использоваться пациентом сколь угодно долго, чтобы можно было установить, требуется ли дальнейшая оптимизация регулировок протеза и не появляются ли, например, в результате длительного использования протеза изменения походки пациента, то есть не нужны ли другие регулировки протеза.
В этом состоит существенное отличие от специальных измерительных протезов, используемых для получения первых результатов измерения у пациента при изготовлении протеза, подходящего ему. Такой измерительный протез не приспособлен для индивидуального использования пациентом и поэтому не может служить для получения отправных данных для конкретного пациента. В противоположность этому согласно изобретению используется протез, изготовленный для пациента, целиком подходящий ему и полностью работоспособный по своей основной функции.
Благодаря компактности устройства и надежности получаемых данных сенсорное устройство по изобретению позволяет демонтировать функциональный элемент протеза, предусмотренный для выполнения дополнительной функции, и заменять его сенсорным устройством, укладывающимся в установочные габариты. Само собой разумеется, что сенсорное устройство при этом должно быть выполнено с таким расчетом, чтобы оно при измерениях обходилось без относительных движений, заметных при использовании. Поэтому предпочтение отдается исполнению сенсорного устройства с тензорезисторами, пьезоэлементами и подобным, которым для формирования измеряемого сигнала достаточно относительных движений или деформаций в долях миллиметра.
Примером съемного функционального элемента протеза ноги является вращающийся адаптер, устанавливаемый над коленным суставом для обеспечения, в частности, при сидении, вращения голени относительно бедра, благодаря чему облегчается, например, сидячее положение с ногой, закинутой за ногу. Для проведения анализа работы пациент может просто отказаться от этой дополнительной функции, не влияющей на выполнение основной функции протеза ноги, а именно на ходьбу или стояние. Однако само собой разумеется, что при модульном устройстве протеза можно также укоротить участок трубки, составляющий голень и бедро, ровно настолько, насколько потребуется для установления сенсорного устройства. Потом при демонтаже сенсорного устройства к укороченному участку трубки можно прифланцевать соответствующую надставку или заменить укороченный участок трубки на более длинный.
Функциональный элемент, полученный в результате установки сенсорного устройства, также может быть несущим модульным элементом, например трубчатым модулем. Сменный модульный элемент не является определяющим для выполнения основной функции, как это было бы, например, в случае коленного сустава или элементов искусственной стопы, определяющих ее перекат с пятки на носок. Таким образом, сенсорное устройство может выполняться также в комбинации с оставшимся модульным элементом, причем вес и распределение веса, в основном, должны быть такими же, как у замененного модульного элемента. Примером такого сенсорного устройства является измерительный датчик с остальной частью трубки голени, с помощью которых заменяется трубка голени протеза ноги.
Хотя в вышеприведенном описании, в первую очередь, речь идет о нижней конечности, абсолютно ясно, что изобретение относится также к использованию протезов верхних конечностей, то есть, рук, кистей рук и плеч.
Во всех случаях благодаря самому сенсорному устройству, а также дополнительным датчикам, установленным в протезе, получают дополнительные результаты измерений, как-то: величины поворота, углов, изменения углов и подобного.
Далее изобретение поясняется более подробно на примере выполнения со ссылкой на чертежи, а также на основе описания сенсорного устройства, особенного удобного для осуществления изобретения.
Фиг.1 изображает вид сбоку первого элемента сенсорного устройства, в изометрии;
фиг.2 - вид первого элемента на фиг.1 снизу под углом, в изометрии;
фиг.3 - вид сбоку второго элемента сенсорного устройства, в изометрии;
фиг.4 - вид второго элемента на фиг.3 снизу под углом, в изометрии;
фиг.5 - вид сбоку сенсорного устройства, составленного из обоих элементов, в изометрии;
фиг.6 - вид сенсорного устройства на фиг.5 снизу под углом, в изометрии;
фиг.7 - схематически сечение сенсорного устройства при аксиальной нагрузке (в направлении оси z) со схематическим изображением линейных областей сжатия на втором фланце;
фиг.8 - момент вращения вокруг горизонтальной оси (оси x) на фиг.7;
фиг.9 - схематическое изображение по фиг.7 при боковом воздействии;
фиг.10 - схематически момент вращения вокруг вертикальной оси (оси z) на фиг.7;
фиг.11 - вид сбоку протеза ноги с вращающимся адаптером;
фиг.12 - вид сбоку на фиг.11, в котором вращающийся адаптер заменен сенсорным устройством в соответствии с фиг.1-10.
Фиг.1-6 показывают пример выполнения сенсорного устройства согласно изобретению. Последнее состоит из первого элемента 1, собранного из цилиндрического присоединительного элемента 2 в виде шляпки и примыкающего к нему квадратного фланца 3. Квадратный фланец 3 имеет по углам сквозные отверстия 4 для крепежных болтов (не показаны).
Присоединительный элемент 2 в виде шляпки выполнен с цилиндрической боковой поверхностью 5, в которой со смещением на угол 90° по дуге выполнены резьбовые отверстия 6. Присоединительный элемент 2 в виде шляпки с верхней стороны содержит дно 7 в виде кругового цилиндра, а с нижней стороны - фланец 8 в виде круглого кольца, соединенного в одно целое с прямоугольным фланцем 3 и усиливающим его.
На фиг.2 показано, что присоединительный элемент 2 в виде шляпки имеет прямоугольную приемную полость 9, служащую для приема юстировочного адаптера, имеющего четыре юстировочные поверхности, расположенные под углом, в которые упираются юстировочные винты, проходящие сквозь резьбовые отверстия 6.
Такой юстировочный адаптер 10 выполнен на втором элементе 11 сенсорного устройства. Второй элемент 11 имеет второй квадратный фланец 12, размеры которого соответствуют размерам первого фланца 3. Оба фланца 3, 12 соединяются друг с другом посредством стоек 13, выполненных заодно со вторым элементом 11, которые по углам второго фланца 12 простираются вниз, так что они располагаются на первом фланце 3 радиально снаружи присоединительного элемента 2 в виде шляпки. Стойки 13 с нижней стороны снабжены, соответственно, глухими резьбовыми отверстиями, которые могут быть соосными сквозным отверстиям 4 первого фланца.
Из фиг.3 и 4 видно, что стойки 13 имеют прямоугольное сечение и в направлении своих нижних свободных концов, т.е. в направлении вниз сужаются за счет скоса 16, обращенного в сторону промежутка 15 между двумя стойками 13.
Юстировочный адаптер 10 располагается на верхней стороне 17 второго фланца 12, противоположной стойкам 13. Он выполнен известным способом в виде перевернутой усеченной пирамиды и потому имеет четыре плоские юстировочные поверхности 18, расположенные под углом, которые в целях юстировки могут взаимодействовать с юстировочными винтами. Юстировочный адаптер 10 переходит в основание 19 с увеличенным диаметром, которое со своей выпуклой поверхностью образует переход ко второму квадратному фланцу 12.
Юстировочный адаптер 10 образует второй присоединительный элемент сенсорного устройства. Между этим вторым присоединительным элементом 10 и стойками 13, расположенными по углам второго фланца 12, т.е. по диагоналям этого фланца 12, находятся углубления 20 в виде сквозных отверстий, через которые может оказываться воздействие на описанное ниже более подробно формирование областей сжатия или растяжения.
На фиг.5 и 6 изображено сенсорное устройство в собранном виде (но без крепежных винтов), состоящее из обеих деталей 1, 11. Очевидно, что между приемной полостью 9 первого присоединительного элемента 2 и вторым юстировочным адаптером 10, образующим второй присоединительный элемент, необходима незначительная монтажная высота порядка 2-3 см.
На фиг.7-10 схематически показаны вертикальные сечения сенсорного устройства согласно фиг.1-6 со схематическим изображением тензорезисторов 21 в качестве чувствительных элементов, наклеенных на обе поверхности фланца 12.
Виды сверху, показанные на фиг.7-10 внизу, поясняют позиционирование тензорезисторов 21 в том смысле, что они благодаря наличию областей 22 и 23 сжатия или растяжения, соответственно, изображенных в виде линий, изменяют свое положение, так что происходит изменение сопротивления.
Фиг.7 поясняет падение силового воздействия в направлении оси z, т.е., в аксиальном направлении скелета трубчатого протеза для голени. При этом тензорезисторы 21, расположенные на верхней стороне 17 второго фланца 12, находятся в областях сжатия 22, протянувшихся в виде линий, параллельных кромкам второго фланца 12, от сквозных отверстий 20 до соседних кромок, соответственно. В результате соответственно сориентированные тензорезисторы 21 изменяют величину своего сопротивления в направлении сжатия.
Согласно фиг.8 на юстировочный адаптер 10 действует момент вращения вокруг оси, перпендикулярной плоскости чертежа (в направлении оси x). Момент вращения приводит тензорезисторы 22, расположенные на верхней стороне 17 со стороны, в которую направлен момент вращения (см. нарисованную стрелку Mx на фиг.8), к сжатию, в то время как с противоположной стороны он приводит их к образованию областей растяжения 23.
На фиг.9 показана боковая сила, действующая на юстировочный адаптер 10 в плоскости чертежа (в направлении оси y), вследствие чего создаются только те области растяжения 23 и сжатия 22, которые расположены перпендикулярно действующей силе, в то время как остальные тензорезисторы 21 на верхней стороне 17 второго фланца 12 остаются без измеряемого сигнала.
При изображенном на фиг.10 моменте Mz вращения, действующем в направлении оси z, у каждого углубления 20 появляются область 23 сжатия и область 22 растяжения, причем если смотреть в направлении момента Mz вращения, то область 23 сжатия опережает область 22 растяжения на 90°.
Из приведенных примеров ясно, что с помощью тензорезисторов 21 в качестве чувствительных элементов могут обнаруживаться однозначно различные действующие силы и моменты.
Тензорезисторы 21 с нижней стороны второго фланца 12 подают сигналы, являющиеся дополнительными к сигналам тензорезисторов 21 с верхней стороны 17 второго фланца 12, так что при соответствующем сложении они могут способствовать усилению измеряемого сигнала.
На фиг.11 изображен известный протез 30 с приемной воронкой 31 для культи бедра. В приемную воронку 31 вставлена приятная для кожи прокладка 32 (liner), которая устанавливает безболезненный контакт с культей бедра.
К нижнему концу приемной воронки 31 посредством обычной юстировочной пирамиды подсоединен вращающийся адаптер 33. Соединение вращающегося адаптера 33 с элементом 34 голени также осуществляется с помощью юстировочной пирамиды.
Элемент 34 голени выполнен в качестве элемента протеза с компьютерным управлением, каким он известен под названием «C-Leg» общества с ограниченной ответственностью «Otto Bock Health Care GmbH». Элемент 34 голени содержит полицентричный коленный сустав 35, выполненный в виде, известном как четырехсуставная цепь. К элементу 34 примыкает снизу модульная трубка 36, устанавливающая связь с искусственной бессуставной стопой, возможное строение которой также известно, и на котором здесь нет необходимости останавливаться более подробно. Как искусственная стопа 37, так и протез ноги, снабжены косметическим покрытием.
Основная функция протеза 30 заключается в обеспечении инвалиду, пользующемуся протезом, возможно более естественной походки и устойчивого стояния, а также удобного усаживания. Вращающийся адаптер 33 во время выполнения основной функции протеза 30 заблокирован и может быть разблокирован, если элемент 34 голени не испытывает никакой нагрузки. С помощью вращающегося адаптера 33 голень протеза 30 может вращаться относительно бедра, в частности, когда пользователь протеза 30 сидит.
Для подгонки протеза 30, а при необходимости и на более поздней стадии испытания протеза 30, вращающийся адаптер 33 может быть заменен сенсорным устройством, поясняемым на фиг.1-10 и обозначенным здесь позицией 33′. В результате замены вращающегося адаптера 33 сенсорным устройством 33′ основная функция протеза остается неизменной, если конструктивные размеры сенсорного устройства 33′ соответствуют конструктивным размерам вращающегося адаптера 33. Исчезает только дополнительная функция вращения голени относительно бедра, отчего, однако, основная функция протеза 30, а именно обеспечение походки, стояния и усаживания, не нарушается. Поэтому данные, необходимые для анализа функционирования протеза 33, могут быть получены на индивидуально подобранном и полностью работоспособном протезе 30 с помощью сенсорного устройства 33′. При этом сенсорное устройство 33′ для первой примерки протеза, то есть, для кратковременного использования, пригодно так же, как и для долговременного испытания движения пациента с помощью протеза 30, специально подобранного и отрегулированного для него.
Claims (3)
1. Способ проведения анализа функционирования искусственной конечности (30) у лица, пользующегося ею, причем искусственная конечность (30) выполнена по модульному принципу, с возможностью регулирования своей основной функции и снабжена по меньшей мере одним съемным функциональным элементом (33), в частности, для выполнения дополнительной функции, отличающийся тем, что вместо съемного функционального элемента (33) устанавливают сенсорное устройство (33′), соответствующее по основным габаритам функциональному элементу (33), при этом посредством сенсорного устройства (33′) обеспечивают измерения усилия, ускорения и/или моментов во время использования искусственной конечности (30) и осуществляют оптимизацию регулировок основной функции искусственной конечности (30), при этом сенсорное устройство (33′) заменяют функциональным элементом (33) при сохранении оптимизированных регулировок.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что искусственной конечностью (30) является протез ноги.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сенсорное устройство (ЗЗ1) соответствует по размерам вращающемуся адаптеру (33), устанавливаемому над искусственным коленным суставом.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005051496A DE102005051496A1 (de) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Verfahren zur Durchführung einer Funktionsanalyse an einer künstlichen Extremität |
| DE102005051496.0 | 2005-10-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008120663A RU2008120663A (ru) | 2009-12-10 |
| RU2402995C2 true RU2402995C2 (ru) | 2010-11-10 |
Family
ID=37697949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008120663/14A RU2402995C2 (ru) | 2005-10-26 | 2006-10-10 | Способ проведения анализа функционирования искусственной конечности |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8251928B2 (ru) |
| EP (1) | EP1940325B1 (ru) |
| JP (2) | JP4885970B2 (ru) |
| CN (1) | CN101296673B (ru) |
| AT (1) | ATE474529T1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0617743A2 (ru) |
| CA (1) | CA2627005C (ru) |
| DE (2) | DE102005051496A1 (ru) |
| RU (1) | RU2402995C2 (ru) |
| TW (1) | TW200716069A (ru) |
| WO (1) | WO2007048374A1 (ru) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7922774B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-04-12 | Orthocare Innovations Llc | Method for aligning a prosthesis |
| US10842653B2 (en) | 2007-09-19 | 2020-11-24 | Ability Dynamics, Llc | Vacuum system for a prosthetic foot |
| DE102008024746A1 (de) | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Orthopädietechnische Einrichtung |
| US8409297B2 (en) | 2008-07-11 | 2013-04-02 | Orthocare Innovations Llc | Robotic prosthesis alignment device and alignment surrogate device |
| EP2866746B1 (en) * | 2012-06-27 | 2020-01-22 | Össur hf | Alignment adapter for prosthetic sport feet |
| WO2014033877A1 (ja) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | ナブテスコ株式会社 | 荷重およびモーメントの検知装置、ならびにその検知装置を含む義肢 |
| SG11201507270VA (en) * | 2013-03-15 | 2015-10-29 | William L Hunter | Devices, systems and methods for monitoring hip replacements |
| CN103239307B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-03-25 | 西南交通大学 | 一种助力型外骨骼用负重承载效率检测方法 |
| US10531968B2 (en) * | 2014-05-23 | 2020-01-14 | Joseph Coggins | Prosthetic limb test apparatus and method |
| CA2998709A1 (en) | 2014-09-17 | 2016-03-24 | Canary Medical Inc. | Devices, systems and methods for using and monitoring medical devices |
| EP3432781A4 (en) | 2016-03-23 | 2020-04-01 | Canary Medical Inc. | IMPLANTABLE REPORTING PROCESSOR FOR ALARM IMPLANT |
| WO2020041491A1 (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | University Of Utah Research Foundation | Force and torque sensor for prosthetic and orthopedic devices |
| US10653307B2 (en) | 2018-10-10 | 2020-05-19 | Wm & Dg, Inc. | Medical devices for airway management and methods of placement |
| US11497394B2 (en) | 2020-10-12 | 2022-11-15 | Wm & Dg, Inc. | Laryngoscope and intubation methods |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2149309B (en) * | 1982-03-02 | 1985-11-20 | Blatchford & Sons Ltd | Making artificial limbs |
| US4911023A (en) * | 1986-07-15 | 1990-03-27 | Ricoh Company, Ltd. | Force sensing apparatus |
| AT393954B (de) * | 1990-02-28 | 1992-01-10 | Bock Orthopaed Ind | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von gebrauchseigenschaften eines prothesenschaftes |
| CA2057108C (en) * | 1991-12-05 | 1996-12-31 | Kelvin B. James | System for controlling artificial knee joint action in an above knee prosthesis |
| US5413611A (en) * | 1992-07-21 | 1995-05-09 | Mcp Services, Inc. | Computerized electronic prosthesis apparatus and method |
| DE9408556U1 (de) * | 1994-05-25 | 1994-07-21 | Biedermann Motech Gmbh | Testprothese |
| US5733292A (en) * | 1995-09-15 | 1998-03-31 | Midwest Orthopaedic Research Foundation | Arthroplasty trial prosthesis alignment devices and associated methods |
| DE19718580A1 (de) * | 1997-05-05 | 1998-11-19 | Biedermann Motech Gmbh | Schaftadapter zum Verbinden einer Stumpffassung mit einem Prothesenschaft |
| DE19754690A1 (de) * | 1997-12-10 | 1999-07-01 | Biedermann Motech Gmbh | Beinprothese mit einem künstlichen Kniegelenk mit einer Regeleinrichtung |
| DE19859931A1 (de) * | 1998-12-24 | 2000-07-06 | Biedermann Motech Gmbh | Beinprothese mit einem künstlichen Kniegelenk und Verfahren zur Steuerung einer Beinprothese |
| GB9921026D0 (en) * | 1999-09-06 | 1999-11-10 | Blatchford & Sons Ltd | A lower limb prosthesis |
| FI110159B (fi) * | 1999-12-17 | 2002-12-13 | Respecta Oy | Alaraajaproteesi |
| DE10000781A1 (de) * | 2000-01-11 | 2001-11-29 | Biedermann Motech Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Fernwartung einer elektronisch ansteuerbaren Prothese |
| US6500138B1 (en) * | 2000-04-07 | 2002-12-31 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Electromechanical joint control device with wrap spring clutch |
| US6905519B2 (en) * | 2001-06-15 | 2005-06-14 | Bionix Prosthetic Solutions, Inc. | Method of forming transfemoral sockets and lock adapter therefor |
| DE10139333A1 (de) | 2001-08-10 | 2003-03-06 | Biedermann Motech Gmbh | Sensoreinrichtung, insbesondere für eine Prothese und Prothese mit einer solchen Sensoreinrichtung |
| EP1511418B1 (en) * | 2002-02-07 | 2009-04-08 | Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) | Body movement monitoring device |
| US7591857B2 (en) * | 2002-09-20 | 2009-09-22 | Prosthetic Design, Inc. | Prosthetic knee-joint assembly including adjustable proximal and/or distal couplings |
| WO2004041132A2 (en) | 2002-11-01 | 2004-05-21 | Otto Bock Healthcare Lp | Pressure/temperature monitoring device for prosthetics |
| CA2525548C (en) * | 2003-05-22 | 2009-04-14 | Hokkaido Technology Licensing Office Co., Ltd. | Apparatus and method for applying cutaneous sense stimulus |
| DE102004004678B4 (de) * | 2004-01-29 | 2005-12-29 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Drehmomentsensor |
| US7338532B2 (en) * | 2004-05-27 | 2008-03-04 | Engineered Silicone Products L.L.C. | Alignment assembly for a prosthesis |
| US7794499B2 (en) * | 2004-06-08 | 2010-09-14 | Theken Disc, L.L.C. | Prosthetic intervertebral spinal disc with integral microprocessor |
| CN100389733C (zh) * | 2004-11-29 | 2008-05-28 | 西安理工大学 | 孔结构呈梯度变化的球形内孔人工骨的制备方法 |
| CN101155557B (zh) * | 2005-02-02 | 2012-11-28 | 奥瑟Hf公司 | 用于监控步态动态的感应系统和方法 |
| DE102005031185A1 (de) * | 2005-07-01 | 2007-01-04 | Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg | Orthopädietechnisches Hilfsmittel, insbesondere Prothese für eine Extremität |
| US7507215B2 (en) * | 2005-07-08 | 2009-03-24 | Jri Development Group, Llc | Orthotic brace |
| US7485152B2 (en) * | 2005-08-26 | 2009-02-03 | The Ohio Willow Wood Company | Prosthetic leg having electronically controlled prosthetic knee with regenerative braking feature |
| DE102005051495A1 (de) * | 2005-10-26 | 2007-05-03 | Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg | Sensoranordnung für die Messung von Kräften und/oder Momenten und Verwendung der Sensoranordnung |
| US7885705B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-02-08 | Murphy Stephen B | System and method for facilitating hip surgery |
| US20070239165A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Farid Amirouche | Device and method of spacer and trial design during joint arthroplasty |
| US7922774B2 (en) * | 2006-09-11 | 2011-04-12 | Orthocare Innovations Llc | Method for aligning a prosthesis |
| US7769422B2 (en) * | 2006-09-29 | 2010-08-03 | Depuy Products, Inc. | Apparatus and method for monitoring the position of an orthopaedic prosthesis |
| US20080146969A1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Kurtz William B | Total joint replacement component positioning as predetermined distance from center of rotation of the joint using pinless navigation |
| US20090005708A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Johanson Norman A | Orthopaedic Implant Load Sensor And Method Of Interpreting The Same |
| US20100331733A1 (en) * | 2009-06-30 | 2010-12-30 | Orthosensor | Sensing device and method for an orthopedic joint |
-
2005
- 2005-10-26 DE DE102005051496A patent/DE102005051496A1/de not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-10-05 TW TW095137069A patent/TW200716069A/zh unknown
- 2006-10-10 EP EP06805385A patent/EP1940325B1/de active Active
- 2006-10-10 US US12/091,883 patent/US8251928B2/en active Active
- 2006-10-10 WO PCT/DE2006/001767 patent/WO2007048374A1/de active Application Filing
- 2006-10-10 BR BRPI0617743-3A patent/BRPI0617743A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2006-10-10 DE DE502006007497T patent/DE502006007497D1/de active Active
- 2006-10-10 AT AT06805385T patent/ATE474529T1/de active
- 2006-10-10 JP JP2008536919A patent/JP4885970B2/ja active Active
- 2006-10-10 CN CN2006800400046A patent/CN101296673B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-10 CA CA2627005A patent/CA2627005C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-10 RU RU2008120663/14A patent/RU2402995C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-09-12 JP JP2011198299A patent/JP5730725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102005051496A1 (de) | 2007-05-10 |
| TW200716069A (en) | 2007-05-01 |
| EP1940325B1 (de) | 2010-07-21 |
| CN101296673A (zh) | 2008-10-29 |
| ATE474529T1 (de) | 2010-08-15 |
| JP2012050825A (ja) | 2012-03-15 |
| CN101296673B (zh) | 2012-04-25 |
| WO2007048374A1 (de) | 2007-05-03 |
| CA2627005A1 (en) | 2007-05-03 |
| CA2627005C (en) | 2013-11-26 |
| EP1940325A1 (de) | 2008-07-09 |
| RU2008120663A (ru) | 2009-12-10 |
| DE502006007497D1 (de) | 2010-09-02 |
| JP5730725B2 (ja) | 2015-06-10 |
| BRPI0617743A2 (pt) | 2011-08-02 |
| US20080287834A1 (en) | 2008-11-20 |
| JP4885970B2 (ja) | 2012-02-29 |
| US8251928B2 (en) | 2012-08-28 |
| JP2009513198A (ja) | 2009-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2402995C2 (ru) | Способ проведения анализа функционирования искусственной конечности | |
| Boone et al. | Influence of malalignment on socket reaction moments during gait in amputees with transtibial prostheses | |
| Laszczak et al. | A pressure and shear sensor system for stress measurement at lower limb residuum/socket interface | |
| RU2392905C2 (ru) | Ортопедически-техническое вспомогательное средство, в частности протез конечности | |
| Zahedi et al. | Alignment of l owe-limb prostheses | |
| Goujon-Pillet et al. | Three-dimensional motions of trunk and pelvis during transfemoral amputee gait | |
| Zhang et al. | Clinical investigation of the pressure and shear stress on the trans-tibial stump with a prosthesis | |
| Kobayashi et al. | Effect of alignment changes on socket reaction moments while walking in transtibial prostheses with energy storage and return feet | |
| Kobayashi et al. | Effect of transtibial prosthesis alignment changes on out-of-plane socket reaction moments during walking in amputees | |
| Zahedi et al. | Repeatability of kinetic and kinematic measurements in gait studies of the lower limb amputee | |
| Blumentrttt et al. | Effects of sagittal plane prosthetic alignment on standing trans-tibial amputee knee loads | |
| Andres et al. | Prosthetic alignment effects on gait symmetry: a case study | |
| Sensinger et al. | Contribution of prosthetic knee and ankle mechanisms to swing-phase foot clearance | |
| Knox | The role of prosthetic feet in walking | |
| Hashimoto et al. | Influence of coronal and sagittal prosthetic foot alignment on socket reaction moments in transtibial prostheses during walking | |
| Jia et al. | Effects of alignment on interface pressure for transtibial amputee during walking | |
| Goh et al. | Static and dynamic pressure profiles of a patellar-tendon-bearing (PTB) socket | |
| Bellmann et al. | The 3D LASAR—a new generation of static analysis for optimising prosthetic and orthotic alignment | |
| Ko et al. | Development of a sensor to measure stump/socket interfacial shear stresses in a lower-extremity amputee | |
| US20210247249A1 (en) | Force and torque sensor for prosthetic and orthopedic devices | |
| Buis et al. | A preliminary evaluation of a hydro-cast trans-femoral socket, a proof of concept | |
| Andrysek et al. | A method to measure the accuracy of loads in knee-ankle-foot orthoses using conventional gait analysis, applied to persons with poliomyelitis | |
| Devin et al. | Assessing Socket Fit Effects on Pressure and Shear at a Transtibial Residuum/Socket Interface | |
| SU1621914A1 (ru) | Протез голени | |
| Calverley et al. | Dynamic testing system for evaluation of the mechanical integrity of prosthetic sockets |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171011 |