RU2482819C2

RU2482819C2 - Shin prosthesis

Info

Publication number: RU2482819C2
Application number: RU2009119088/14A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Николаевич Буров; Владимир Александрович Большаков; Константин Константинович Щербина
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2013-05-27
Also published as: RU2009119088A

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to field of medical equipment, namely to prosthetics and prosthesis manufacturing. Shin prosthesis contains curvilinear support (1), which forms anterior part of foot in lower part, and in upper part - resilient shin post, connected with receiving sleeve (2), and immovably connected with support resilient plate (3), complementing posterior part of foot. Bearing bracket (4) and pneumatic damper are additionally included into prosthesis. Bracket (4) is immovably connected with one end with resilient shin post, and with the other end in hinged manner with double-arm lever (9). Pneumatic damper contains rod (5) with piston (6), provided with gasket (7) of one-way action, which is hingedly connected with resilient plate in posterior part of foot, and cylinder (8), which is hingedly connected with the first end of double-arm lever (9). The second end of lever (9) is hingedly connected with resilient post by means of conrod (10). Resilient plate (3), complementing posterior part of foot, is immovably connected with curvilinear support (1) in the region of anterior part of foot.

EFFECT: invention provides comfort for disabled person due to delay if foot extension in the process of bringing extremity with prosthesis above support surface, which contributes to increase of level of anthropomorfism of walking on shin prosthesis.

Description

Предлагаемое устройство относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению.The proposed device relates to medical equipment, namely to prosthetics and prosthetics.

Известен «Голеностопный узел протеза стопы» по патенту №2137443, кл. A61F 2/66, 1998 г., содержащий каркас с передней и задней опорными площадками и упругий вкладыш в задней части стопы.Known "Ankle node of the prosthetic foot" according to patent No. 2137443, class. A61F 2/66, 1998, containing a frame with anterior and posterior support platforms and an elastic insert in the back of the foot.

Недостатком указанного устройства является то, что после заднего толчка стопа сразу возвращается в исходное положение относительно стойки голени.The disadvantage of this device is that after a back push, the foot immediately returns to its original position relative to the tibia.

Известна бессуставная искусственная стопа по патенту №2168962, кл. A61F 2/66, 1997 г., содержащая в своем основании плоскую пружину и соединенный с ней упругий C-образный вкладыш.Known artificially artificial foot patent No. 2168962, class. A61F 2/66, 1997, containing at its base a flat spring and an elastic C-shaped liner connected to it.

Недостатком указанного устройства является то, что после заднего толчка стопа быстро упруго возвращается в исходное положение относительно стойки голени, не обеспечивая антропоморфного подгибания при ее переносе над опорной поверхностью.The disadvantage of this device is that after a back push, the foot quickly elastically returns to its original position relative to the tibia, without providing anthropomorphic bending when it is transferred above the supporting surface.

Наиболее близким по функциональной и технической сущности является выбранный авторами в качестве прототипа протез голени, который содержит криволинейную опору, образующую в нижней части переднюю часть стопы и переходящую в упругую стойку голени, которая соединена с приемной гильзой, а заднюю часть стопы дополняет неподвижно соединенная с опорой упругая пластина.The closest in functional and technical essence is the shank prosthesis selected by the authors as a prototype, which contains a curved support that forms the forefoot in the lower part and passes into the elastic shank of the leg, which is connected to the receiving sleeve, and the back of the foot is supplemented by motionlessly connected to the support elastic plate.

Недостатком указанного устройства является то, что после заднего толчка стопа также быстро упруго возвращается в исходное положение вместе со стойкой голени, не обеспечивая антропоморфного подгибания при ее переносе над опорной поверхностью.The disadvantage of this device is that after the back push of the foot, it also quickly elastically returns to its original position together with the tibia, without providing anthropomorphic bending when it is transferred above the supporting surface.

Задачей предлагаемого изобретения является создание простого и надежного протеза ноги, при использовании которого обеспечивается удобство инвалида в процессе ходьбы путем сохранения подогнутого положения стопы при ее переносе над поверхностью опоры.The objective of the invention is the creation of a simple and reliable prosthesis of the leg, the use of which provides the convenience of a disabled person in the process of walking by maintaining the bent position of the foot when it is transferred above the surface of the support.

Для решения указанной задачи в протез голени, содержащий криволинейную опору, образующую в нижней части переднюю часть стопы, а в верхней упругую стойку голени, соединенную с приемной гильзой, и неподвижно соединенную с опорой упругую пластину, дополняющую заднюю часть стопы, введены дополнительно несущий кронштейн, одним концом неподвижно соединенный с упругой стойкой голени, а вторым шарнирно с двуплечим рычагом, и пневматический демпфер, содержащий шток с поршнем, снабженным уплотнением одностороннего действия, который шарнирно соединен с упругой пластиной в заднем отделе стопы, и цилиндр, соединенный шарнирно с первым концом двуплечего рычага, при этом второй конец этого рычага посредством шатуна шарнирно соединен с упругой стойкой, а упругая пластина, дополняющая заднюю часть стопы, соединена неподвижно с криволинейной опорой в области переднего отдела стопы.To solve this problem, an additional supporting bracket is introduced into the lower leg prosthesis containing a curvilinear support that forms the forefoot in the lower part and the elastic lower leg strut connected to the receiving sleeve and the elastic plate supplementing the back of the foot motionlessly fixed to the support, one end is fixedly connected to the elastic leg of the lower leg, and the other is articulated with a two-arm lever, and a pneumatic damper comprising a rod with a piston equipped with a one-way seal, which is articulated inen with an elastic plate in the back of the foot, and a cylinder pivotally connected to the first end of the two shoulders of the lever, while the second end of this lever by means of a connecting rod is pivotally connected to the elastic stand, and the elastic plate complementary to the back of the foot is fixedly connected with a curved support in the region forefoot.

На фиг.1 представлена конструктивная кинематическая схема предлагаемого устройства.Figure 1 presents a constructive kinematic diagram of the proposed device.

Протез голени содержит криволинейную опору 1, образующую в нижней части переднюю часть стопы, а в верхней упругую стойку голени, соединенную с приемной гильзой 2, упругую пластину 3, дополняющую заднюю часть стопы, несущий кронштейн 4 и пневматический демпфер, содержащий шток 5 с поршнем 6, снабженным уплотнением 7 одностороннего действия и цилиндр 8. Упругая пластина 3, дополняющая заднюю часть стопы, соединена неподвижно с криволинейной опорой 1 в области переднего отдела стопы. Несущий кронштейн 4 одним концом неподвижно закреплен на криволинейной опоре 1 в нижней части упругой стойки, а вторым концом шарнирно соединен с двуплечим рычагом 9. Двуплечий рычаг 9 одним концом посредством шатуна 10 шарнирно соединен с упругой стойкой криволинейной опоры 1, а вторым концом соединен шарнирно с цилиндром 7 пневматического демпфера. Шток 4 демпфера шарнирно соединен с упругой пластиной 2 в области заднего отдела стопы.The lower leg prosthesis comprises a curved support 1, forming the forefoot in the lower part, and an elastic lower leg strut connected to the receiving sleeve 2, an elastic plate 3, supplementing the back of the foot, the supporting bracket 4 and the pneumatic damper containing the rod 5 with the piston 6 in the upper part equipped with a single-acting seal 7 and a cylinder 8. An elastic plate 3 supplementing the back of the foot is fixedly connected to the curved support 1 in the forefoot region. The bearing bracket 4 at one end is fixedly mounted on a curved support 1 in the lower part of the elastic strut, and the second end is pivotally connected to the two-arm lever 9. The two-arm lever 9 at one end is pivotally connected to the elastic strut of the curved support 1 by a connecting rod 10, and the other end is articulated with cylinder 7 of the pneumatic damper. The damper rod 4 is pivotally connected to the elastic plate 2 in the region of the hindfoot.

Устройство работает следующим образом. В процессе ходьбы при переносе нагрузки на протезированную конечность с последующим перекатом происходит упругая деформация криволинейной опоры 1. При этом точка присоединения шатуна 10 перемещается вместе с упругой стойкой опоры, удаляясь от исходного вертикального положения протеза. Несущий кронштейн 4 перемещается вместе со стойкой, но стойка удаляется от верхнего конца кронштейна, так как она упруго деформируется. Шатун 10 поворачивает двуплечий рычаг 9, который вторым концом воздействует на шарнирно с ним соединенный цилиндр 8 пневматического демпфера. Цилиндр 8 свободно перемещается вверх относительно поршня 6, соединенного со штоком 5, так как уплотнение 7 одностороннего действия не препятствует заполнению цилиндра воздухом, а упругая пластина 3 остается неподвижной. При дальнейшей упругой деформации криволинейной опоры 1 и отрыве задней части стопы от поверхности опоры к началу заднего толчка цилиндр заполняется воздухом. В момент отрыва стопы от поверхности опоры криволинейная опора 1 стремится упруго вернуться в исходное состояние. Однако уплотнение 7 препятствует перемещению поршня 6 со штоком 5 внутрь цилиндра 8. Воздух в предпоршневом пространстве сжимается препятствуя распрямлению криволинейной опоры. Благодаря этому стопа сохраняет подогнутое положение при переносе над поверхностью опоры. По мере утечки воздуха из-под поршня стопа возвращается в исходное состояние. При переднем толчке, когда нагрузка воспринимается задним отделом стопы, пневматический демпфер выполняет функцию амортизатора ударной нагрузки, воздействующей на протезированную конечность.The device operates as follows. In the process of walking, when the load is transferred to the prosthetic limb, followed by a roll, elastic deformation of the curved support 1 occurs. In this case, the connecting point of the connecting rod 10 moves together with the elastic support of the support, moving away from the initial vertical position of the prosthesis. The support bracket 4 moves with the stand, but the stand is removed from the upper end of the bracket, as it is elastically deformed. The connecting rod 10 rotates the two-arm lever 9, which, by the second end, acts on the cylinder 8 of the pneumatic damper pivotally connected to it. The cylinder 8 freely moves upward relative to the piston 6 connected to the rod 5, since the single-acting seal 7 does not prevent the cylinder from filling with air, and the elastic plate 3 remains stationary. With further elastic deformation of the curved support 1 and the separation of the back of the foot from the surface of the support to the beginning of the back push, the cylinder is filled with air. At the time of separation of the foot from the surface of the support, the curved support 1 tends to resiliently return to its original state. However, the seal 7 prevents the movement of the piston 6 with the rod 5 inside the cylinder 8. The air in the pre-piston space is compressed, preventing the straightening of the curved support. Due to this, the foot maintains a taut position when moving above the surface of the support. As the air leaks from under the piston, the foot returns to its original state. In the front shock, when the load is perceived by the hindfoot, the pneumatic damper acts as a shock absorber of the shock load acting on the prosthetic limb.

Положительный эффект заявляемого изобретения заключается в следующем: обеспечивается удобство инвалида благодаря задержке разгибания стопы в процессе переноса протезированной конечности над опорной поверхностью, что способствует повышению уровня антропоморфности ходьбы на протезе голени. Предлагаемое устройство может быть применено и в протезах бедра.The positive effect of the claimed invention is as follows: the convenience of the disabled person is ensured due to the delay in extension of the foot during the transfer of the prosthetic limb over the supporting surface, which helps to increase the level of anthropomorphism of walking on the shank prosthesis. The proposed device can also be used in hip prostheses.

Claims

A shin prosthesis comprising a curved support forming in the lower part the forefoot, and in the upper, an elastic leg shank connected to the receiving sleeve, and an elastic plate motionlessly connected to the support, supplementing the hindfoot, characterized in that an additional support bracket is inserted into it , one end fixedly connected to an elastic leg support, and the other pivotally with a two-arm lever, and a pneumatic damper comprising a rod with a piston provided with a one-way seal, which is pivotally connected n with an elastic plate in the back of the foot, and a cylinder pivotally connected to the first end of the two shoulders of the lever, while the second end of this lever by means of a connecting rod is pivotally connected to the elastic stand, and the elastic plate complementary to the back of the foot is fixedly connected with a curved support in the region forefoot.