RU2760258C1

RU2760258C1 - Functional finger prosthesis

Info

Publication number: RU2760258C1
Application number: RU2020141518A
Authority: RU
Inventors: Зилир Зуфарович Валеев
Original assignee: Зилир Зуфарович Валеев; Демин Семен Николаевич
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-11-23

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to a functional prosthetic finger with at least partially preserved proximal phalanx. The prosthesis contains a wrist lock and a lever mechanism. The lever mechanism is fixed to the wrist lock on the back of the palm and includes a control rod with a receiving sleeve for the proximal phalanx and the frames of the middle and distal phalanx, which are connected in series with each other. The prosthesis contains an arcuate guide that wraps around the metacarpophalangeal joint. The control rod is fixed on the guide with the possibility of moving along it.EFFECT: maximum correspondence of the trajectory of the control rod with the receiving sleeve to the trajectory of the movement of the proximal phalanx of the finger placed in the sleeve is achieved.9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области протезирования, в частности к функциональным протезам, то есть к таким, которые воспроизводят функции имитируемого органа или конечности.The invention relates to the field of prosthetics, in particular to functional prostheses, that is, to those that reproduce the functions of the simulated organ or limb.

Из уровня техники широко известны различные конструкции функциональных протезов пальцев рук, в том числе предназначенные для использования с по меньшей мере частично сохранившейся проксимальной фалангой и воспроизводящие движение сгибания/разгибания средней и дистальной фаланг. Некоторые из таких конструкций имеют механический привод, а именно приводятся в действие исключительно системой рычагов и/или тяг. В таких конструкциях зачастую имеется управляющая тяга с приемной гильзой для проксимальной фаланги, при этом под «управляющей» следует понимать такую тягу, воздействуя на которую посредством движения помещенной в приемную гильзу проксимальной фаланги, приводят в соответствующее движение весь рычажный механизм.Various designs of functional finger prostheses are widely known in the art, including those intended for use with at least partially preserved proximal phalanx and reproducing the flexion / extension movement of the middle and distal phalanges. Some of these designs have a mechanical drive, namely, are driven exclusively by a system of levers and / or rods. In such designs, there is often a control rod with a receptacle for the proximal phalanx, while "control" should be understood as such a rod, acting on which through the movement of the proximal phalanx placed in the receptacle, the entire lever mechanism is set in motion.

Конструкции подобных протезов раскрыты, например, в патентах КНР №209933083, США №10327920, РФ №190504, а также в международной заявке №2005025462.The designs of such prostheses are disclosed, for example, in patents of the People's Republic of China No. 209933083, US No. 10327920, RF No. 190504, as well as in international application No. 2005025462.

В патенте РФ №190504, выбранном в качестве прототипа заявляемого изобретения, раскрыта конструкция протеза пальца руки с по меньшей мере частично сохранившейся проксимальной фалангой, содержащего запястный фиксатор и рычажный механизм, закрепленный на запястном фиксаторе с тыльной стороны ладони. Рычажный механизм, в свою очередь, содержит последовательно шарнирно соединенные между собой управляющую тягу с приемной гильзой для проксимальной фаланги и каркасы средней и дистальной фаланги. Недостатком указанной конструкции, как и многих других, известных из уровня техники, является то, что управляющая тяга с приемной гильзой крепится к запястному фиксатору (непосредственно или опосредовано) при помощи шарнирного соединения. Такое соединение, независимо от того, где оно расположено (в конструкции прототипа оно расположено над пястно-фаланговым суставом) не может обеспечить полноценного удобства использования протеза. Указанная проблема возникает ввиду того, что тяга, имея фиксированную длину, в том числе фиксированное расстояние от приемной гильзы до центра вращения тяги, при движении проксимальной фаланги пальца, помещенной в приемную гильзу, совершает движение по траектории, не совпадающей с траекторией движения самой проксимальной фаланги, ведь вращение последней осуществляется вокруг центра пястно-фалангового сустава. Совершенно очевидно, что ввиду того, что центры вращения двух предметов фиксированной длины (тяги с приемной гильзой и проксимальной фаланги) не совпадают, траектории их движения при вращении тоже не будут совпадать. Из этого явным образом следует, что взаимоположение проксимальной фаланги пальца и приемной гильзы, в которую она помещена, в разогнутом состоянии будет отличаться от их взаимоположения в согнутом состоянии. Таким образом, приемная гильза будет скользить по фаланге пальца, создавая существенное неудобство при использовании протеза такой конструкции.RF patent No. 190504, selected as a prototype of the claimed invention, discloses the design of a finger prosthesis with at least partially preserved proximal phalanx, containing a wrist retainer and a lever mechanism attached to the wrist retainer on the back of the hand. The lever mechanism, in turn, contains a control rod with a receptacle for the proximal phalanx and the frameworks of the middle and distal phalanx connected in series with each other. The disadvantage of this design, as well as many others known from the prior art, is that the control rod with the receiving sleeve is attached to the wrist restraint (directly or indirectly) by means of a hinge joint. Such a connection, regardless of where it is located (in the design of the prototype, it is located above the metacarpophalangeal joint) cannot provide the full convenience of using the prosthesis. This problem arises due to the fact that the rod, having a fixed length, including a fixed distance from the receiving sleeve to the center of rotation of the rod, when moving the proximal phalanx of the finger placed in the receiving sleeve, it moves along a trajectory that does not coincide with the trajectory of the most proximal phalanx , because the rotation of the latter is carried out around the center of the metacarpophalangeal joint. It is quite obvious that due to the fact that the centers of rotation of two objects of fixed length (the rod with the receiving sleeve and the proximal phalanx) do not coincide, the trajectories of their movement during rotation will also not coincide. From this it clearly follows that the relative position of the proximal phalanx of the finger and the receiving sleeve, in which it is placed, in the unbent state will differ from their relative position in the bent state. Thus, the receiving sleeve will slide along the phalanx of the finger, creating a significant inconvenience when using a prosthesis of this design.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание такого функционального протеза пальца руки с по меньшей мере частично сохранившейся проксимальной фалангой, конструкция которого позволила бы достичь технический результат, заключающийся в том, чтобы обеспечить максимальное соответствие траектории движения управляющей тяги с приемной гильзой траектории движения помещенной в гильзу проксимальной фаланги пальца и, таким образом, нивелировать нежелательные перемещения гильзы относительно фаланги пальца в процессе использования протеза, а следовательно, повысить удобство его использования.Therefore, the object of the present invention is to create such a functional finger prosthesis with at least partially preserved proximal phalanx, the design of which would allow to achieve the technical result, which consists in ensuring maximum correspondence of the trajectory of movement of the control rod with the receiving sleeve to the trajectory of movement placed in the sleeve of the proximal phalanges of the finger and, thus, to level the unwanted movement of the sleeve relative to the phalanx of the finger during the use of the prosthesis, and, consequently, to increase the convenience of its use.

Поставленная задача решается тем, что разработан функциональный протез пальца руки с по меньшей мере частично сохранившейся проксимальной фалангой, содержащий запястный фиксатор и рычажный механизм, закрепленный на запястном фиксаторе с тыльной стороны ладони, включающий последовательно шарнирно соединенные между собой управляющую тягу с приемной гильзой для проксимальной фаланги и каркасы средней и дистальной фаланги, при этом протез содержит дугообразную направляющую, огибающую пястно-фаланговый сустав, а управляющая тяга зафиксирована на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее.The problem is solved by the fact that a functional finger prosthesis with at least partially preserved proximal phalanx has been developed, containing a carpal retainer and a lever mechanism fixed on a wrist retainer on the back of the hand, including a control rod with a receptacle for the proximal phalanx connected in series with each other. and the frameworks of the middle and distal phalanx, wherein the prosthesis contains an arcuate guide, enveloping the metacarpophalangeal joint, and the control rod is fixed on the guide with the ability to move along it.

Таким образом, посредством использования в конструкции протеза дугообразной направляющей, огибающей пястно-фаланговый сустав и заменяющей, по сути, шарнирный способ крепления управляющей тяги в конструкции протеза-прототипа, обеспечивается задание центра вращения управляющей тяги, максимально приближенного к оси вращения проксимальной фаланги пальца. Указанное обеспечивается ввиду того, что центр кривизны дуги направляющей при огибании ею пястно-фалангового сустава оказывается приближенным к оси вращения проксимальный фаланги. Из этого следует, что приемная гильза, закрепленная на управляющей тяге, будет двигаться по траектории, максимально приближенной или полностью совпадающей с траекторией вращения проксимальной фаланги пальца, и, таким образом, не будет совершать нежелательные перемещения относительно фаланги в процессе использования протеза. При этом должно быть понятно, что полное устранение указанного недостатка конструкции прототипа может быть достигнуто в случае, если дугообразная направляющая имеет такую кривизну и такое расположение относительно пястно-фалангового сустава, что центр ее кривизны совпадает с осью вращения проксимальной фаланги пальца. Thus, by using an arcuate guide in the design of the prosthesis, enveloping the metacarpophalangeal joint and replacing, in fact, the hinged method of attaching the control rod in the design of the prototype prosthesis, it is possible to set the center of rotation of the control rod, as close as possible to the axis of rotation of the proximal phalanx of the finger. This is ensured due to the fact that the center of curvature of the guide arc, when it bends around the metacarpophalangeal joint, is close to the axis of rotation of the proximal phalanx. It follows from this that the receiving sleeve, fixed on the control rod, will move along a trajectory that is as close as possible or completely coincides with the trajectory of rotation of the proximal phalanx of the finger, and, thus, will not make undesirable movements relative to the phalanx during the use of the prosthesis. It should be clear that the complete elimination of the indicated disadvantage of the prototype design can be achieved if the arcuate guide has such a curvature and such an arrangement relative to the metacarpophalangeal joint that the center of its curvature coincides with the axis of rotation of the proximal phalanx of the finger.

Также должно быть понятно, что дугообразная направляющая в предпочтительном варианте реализации должна иметь такую конфигурацию, в частности, длину, чтобы обеспечивать полноценный поворот проксимальной фаланги пальца, а рычажный механизм в целом должен иметь такую конфигурацию, чтобы движение разгибания/сгибания протеза было равномерно распределено на движение полного разгибания/сгибания проксимальной фаланги пальца соответственно.It should also be understood that the arcuate guide in the preferred embodiment should have such a configuration, in particular the length, so as to ensure full rotation of the proximal phalanx of the finger, and the lever mechanism as a whole should be such a configuration that the extension / flexion movement of the prosthesis is evenly distributed over movement of full extension / flexion of the proximal phalanx of the finger, respectively.

Также должно быть понятно, что возможны различные варианты реализации заявляемого протеза, в частности в отношении того, как приводятся в движение различные его конструктивные элементы.It should also be understood that various variants of the implementation of the inventive prosthesis are possible, in particular with regard to how its various structural elements are driven.

Так в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения приведение в движение протеза, а именно его рычажного механизма, обеспечивается в целом благодаря использованию рычага, противодействующего управляющей тяге. В предпочтительном варианте реализации рычажный механизм содержит тягу дистальной фаланги, первым концом шарнирно соединенную с каркасом дистальной фаланги дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение каркасов средней и дистальной фаланги, и противодействующий управляющей тяге двуплечий рычаг, шарнирно установленный на каркасе средней фаланги дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение управляющей тяги с каркасом средней фаланги, при этом первое плечо двуплечего рычага от места установки на каркасе средней фаланги шарнирно соединено с направляющей, а второе – шарнирно соединено со вторым концом тяги дистальной фаланги. Thus, in a preferred embodiment of the present invention, the actuation of the prosthesis, namely its linkage, is generally achieved through the use of a lever opposing the control rod. In a preferred embodiment, the linkage mechanism comprises a linkage of the distal phalanx, with the first end pivotally connected to the frame of the distal phalanx farther in the direction of the finger flexion than the hinge connection of the frames of the middle and distal phalanx, and a two-armed lever opposing the control rod, hingedly mounted on the frame further along the middle phalanx bending of the finger than the pivot connection of the control rod with the frame of the middle phalanx, while the first arm of the two-armed lever from the installation site on the frame of the middle phalanx is pivotally connected to the guide, and the second is pivotally connected to the second end of the rod of the distal phalanx.

В такой ситуации указанное противодействие рычага основывается на том, что при сгибании/разгибании проксимальной фаланги пальца и соответствующем движении управляющей тяги последняя движется по отличной от данного рычага траектории. Следовательно, происходит изменение взаимоположения управляющей тяги и указанного рычага, обеспечивающее привод всего рычажного механизма.In such a situation, the specified resistance of the lever is based on the fact that when flexing / unbending the proximal phalanx of the finger and the corresponding movement of the control rod, the latter moves along a path different from the given lever. Consequently, there is a change in the relative position of the control rod and the specified lever, providing the drive of the entire linkage mechanism.

Таким образом, противодействующий управляющей тяге двуплечий рычаг в составе конструкции протеза выполняет одновременно две функции. Во-первых, будучи шарнирно установленным на каркасе средней фаланги дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение управляющей тяги с каркасом средней фаланги, противодействуя толкающему движению управляющей тяги при сгибании проксимальной фаланги пальца, двуплечий рычаг способствует повороту каркаса средней фаланги вокруг его шарнирного соединения с управляющей тягой. Таким образом осуществляется воссоздание движения сгибания средней фаланги пальца относительно проксимальной. Во-вторых, за счет шарнирного соединения второго плеча двуплечего рычага с тягой дистальной фаланги изменение положения двуплечего рычага относительно каркаса средней фаланги при повороте приводит к тому, что второе плечо двуплечего рычага тянет тягу дистальной фаланги в направлении от дистальной фаланги, и ввиду того, что шарнирное соединение тяги дистальной фаланги находится дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение каркасов средней и дистальной фаланги, происходит поворот каркаса дистальной фаланги относительно каркаса средней фаланги. Таким образом осуществляется воссоздание движения сгибания дистальной фаланги пальца относительно средней.Thus, the two-armed lever opposing the control traction in the structure of the prosthesis performs two functions simultaneously. Firstly, being pivotally mounted on the middle phalanx frame further in the direction of bending of the finger than the pivot connection of the control rod with the frame of the middle phalanx, counteracting the pushing movement of the control rod when the proximal phalanx of the toe is flexed, the double-arm lever facilitates the rotation of the middle phalanx frame from its hinge around its hinge control thrust. Thus, the movement of flexion of the middle phalanx of the finger relative to the proximal is recreated. Secondly, due to the articulated connection of the second arm of the two-armed lever with the distal phalanx pull, the change in the position of the two-armed lever relative to the frame of the middle phalanx when turning leads to the fact that the second arm of the two-armed lever pulls the distal phalanx pull in the direction from the distal phalanx, and due to the fact that the hinge joint of the distal phalanx traction is located further in the direction of finger flexion than the hinge joint of the frames of the middle and distal phalanx; the frame of the distal phalanx rotates relative to the frame of the middle phalanx. Thus, the movement of flexion of the distal phalanx of the finger relative to the middle is recreated.

Что касается реализации двуплечего рычага, он предпочтительно содержит вилку и Г-образный элемент, с которым ножками жестко соединена вилка, при этом угол Г-образного элемента является местом установки двуплечего рычага на каркасе средней фаланги, первое плечо двуплечего рычага образовано вилкой и первым плечом Г-образного элемента, проходящим в направлении сгибания пальца при разогнутой проксимальной фаланге, при этом первое плечо двуплечего рычага соединено с направляющей основанием вилки, второе плечо двуплечего рычага образовано вторым плечом Г-образного элемента и соединено со вторым концом тяги дистальной фаланги его свободным концом. Такая составная конструкция двуплечего рычага (вилка и Г-образный элемент) обусловлена тем, что часть его является внешней (вилка) и огибает каркас средней фаланги с боковых сторон, а другая – внутренней, расположенной «внутри» каркаса средней фаланги. В таких условиях конструктивно целесообразным является описанное составное исполнение двуплечего рычага, обеспечивающее, таким образом, не только возможность осуществления возлагаемых на него функций, но и, в целом, удобство сборки заявляемого протеза.As for the implementation of the two-armed lever, it preferably contains a fork and an L-shaped element, with which the fork is rigidly connected by the legs, while the angle of the L-shaped element is the place where the two-armed lever is installed on the frame of the middle phalanx, the first shoulder of the two-armed lever is formed by the fork and the first shoulder G -shaped element extending in the direction of bending of the finger when the proximal phalanx is extended, while the first arm of the two-armed lever is connected to the guide base of the plug, the second arm of the two-armed lever is formed by the second arm of the L-shaped element and is connected to the second end of the distal phalanx rod by its free end. Such a composite design of a two-armed lever (fork and L-shaped element) is due to the fact that part of it is external (fork) and bends around the frame of the middle phalanx from the sides, and the other - the inner one, located "inside" the frame of the middle phalanx. In such conditions, the described composite design of the two-armed lever is structurally expedient, thus providing not only the possibility of performing the functions assigned to it, but also, in general, the convenience of assembling the proposed prosthesis.

Очевидно, что для обеспечения корректного функционирования протеза необходимо такое его конструктивное исполнение, которое бы обеспечивало ограничение его движения в крайних согнутом и разогнутом положениях. В отношении данного аспекта предпочтительным является вариант реализации заявляемой конструкции, при котором тяга дистальной фаланги содержит пологую выемку и пологий выступ, расположенные с возможностью ограничения ее движения посредством упора в шарнирное соединение каркасов средней и дистальной фаланги при движении каркаса дистальной фаланги в направлении сгибания/разгибания соответственно. Необходимость наличия именно выемки и выступа обусловлена тем, что при движении разгибания/сгибания тяга дистальной фаланги совершает движение по дуге (вокруг шарнирного соединения двуплечего рычага с каркасом средней фаланги), следовательно, в одном из крайних положений неподвижное относительно нее шарнирное соединение каркасов средней и дистальной фаланги будет утапливаться в указанную выемку и упираться в ее края, а в другом – находясь относительно выше выемки, упираться в край выступа. Кроме того, в предпочтительном варианте реализации управляющая тяга содержит по меньшей мере один пологий выступ, расположенный с возможностью ограничения ее движения в направлении сгибания/разгибания посредством упора в направляющую. Должно быть понятно, что пологие края указанных выступов и выемки необходимы для того, чтобы соответствующие детали стопорились плавно, без жесткого удара, что является важным не только с точки зрения аспектов конструкции как таковой, но и с точки зрения ощущений пользователя при ее использовании. Следует понимать, что наличие указанных элементов, выступающих в конструкции протеза в качестве ограничителей движения, является неисключительным, и возможно наличие других элементов, прямо или косвенно ограничивающих движение тех или иных подвижных элементов заявляемой конструкции. Obviously, in order to ensure the correct functioning of the prosthesis, its design is necessary, which would ensure the limitation of its movement in the extreme bent and unbent positions. With regard to this aspect, a preferred embodiment of the claimed design is in which the distal phalanx thrust contains a gentle recess and a gentle projection located with the possibility of restricting its movement by resting on the articulated connection of the frames of the middle and distal phalanx when the frame of the distal phalanx moves in the direction of flexion / extension, respectively ... The need for the presence of a notch and a protrusion is due to the fact that during the extension / flexion movement, the distal phalanx traction moves along an arc (around the articulation of the two-armed lever with the frame of the middle phalanx), therefore, in one of the extreme positions, the hinge joint of the middle and distal frames is stationary relative to it. the phalanx will sink into the indicated recess and abut against its edges, and in the other, being relatively higher than the recess, abut against the edge of the protrusion. In addition, in a preferred embodiment, the control rod comprises at least one gently sloping projection arranged so as to restrict its movement in the flexion / extension direction by abutting against the guide. It should be understood that the shallow edges of said projections and recesses are necessary in order for the respective parts to lock smoothly without a hard impact, which is important not only from the point of view of aspects of the structure as such, but also from the point of view of the user experience when using it. It should be understood that the presence of these elements acting in the design of the prosthesis as movement restraints is non-exclusive, and there may be other elements that directly or indirectly restrict the movement of certain movable elements of the claimed design.

В предпочтительном варианте реализации заявляемый протез содержит корпусы средней и дистальной фаланги, закрывающие каркасы средней и дистальной фаланги соответственно. Наличие таких корпусов, с одной стороны, обеспечит защиту рычажного механизма от воздействия извне, с другой – обеспечит возможность придания протезу любого желаемого визуального исполнения. Так, указанные корпусы могут иметь форму, минимально достаточную для сокрытия деталей рычажного механизма, или же могут иметь форму, имитирующую соответствующие фаланги пальцев. Также должно быть понятно, что данные каркасы могут быть выполнены из различных материалов, более того, могут содержать несколько элементов из отличных материалов, например, иметь жесткую основу, надевающуюся на каркас соответствующей фаланги, и покрытие из эластичного материала, визуально подобного человеческой коже.In a preferred embodiment, the claimed prosthesis comprises bodies of the middle and distal phalanx, which cover the frames of the middle and distal phalanx, respectively. The presence of such bodies, on the one hand, will provide protection of the lever mechanism from external influences, on the other hand, it will provide the ability to give the prosthesis any desired visual performance. Thus, these housings can have a shape that is minimally sufficient to hide the parts of the linkage mechanism, or they can have a shape that mimics the corresponding phalanges of the fingers. It should also be understood that these scaffolds can be made of different materials, moreover, they can contain several elements of different materials, for example, have a rigid base that fits over the frame of the corresponding phalanx, and a cover made of an elastic material visually similar to human skin.

Что касается конструктивного исполнения управляющей тяги, дугообразной направляющей и их взаимосвязи, в предпочтительном варианте реализации протеза управляющая тяга по бокам содержит пальцы скольжения, а дугообразная направляющая содержит два параллельных отстоящих друг от друга продольных элемента, по бокам которых выполнены прорези, при этом управляющая тяга установлена между продольными элементами дугообразной направляющей, а пальцы скольжения входят в прорези продольных элементов. При этом предпочтительно наличие двух пар пальцев скольжения, причем пальцы скольжения, входящие в одну прорезь продольного элемента, предпочтительно отстоят друг от друга на расстояние, обеспечивающее совершение полноценного рабочего хода управляющей тяги с приемной гильзой. Под полноценным рабочим ходом следует понимать такой, при котором полноценному движению проксимальной фаланги пальца из крайнего разогнутого в крайнее согнутое положение соответствует полноценное движение управляющей тяги с приемной гильзой от одного ее крайнего положения в другое и, соответственно, от одного конца направляющей к другому.With regard to the design of the control rod, the arcuate guide and their interconnection, in the preferred embodiment of the prosthesis, the control rod on the sides contains sliding fingers, and the arcuate guide contains two parallel longitudinal elements spaced apart from each other, on the sides of which there are slots, while the control rod is installed between the longitudinal elements of the arcuate guide, and the sliding fingers enter the slots of the longitudinal elements. In this case, it is preferable to have two pairs of sliding fingers, and the sliding fingers included in one slot of the longitudinal element are preferably spaced from each other at a distance that ensures a full working stroke of the control rod with the receiving sleeve. A full-fledged working stroke should be understood as one in which the full-fledged movement of the proximal phalanx of the finger from the extreme unbent to the extreme bent position corresponds to a full-fledged movement of the control rod with the receiving sleeve from one of its extreme positions to the other and, accordingly, from one end of the guide to the other.

Что касается конструктивного исполнения приемной гильзы, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения она образована нижним и боковым держателями, установленными на управляющей тяге с возможностью фиксации проксимальной фаланги пальца в направлении сгибания и боковых направлениях соответственно, а управляющая тяга установлена с возможностью фиксации проксимальной фаланги пальца в направлении разгибания. Следует понимать, что управляющая тяга с приемной гильзой с точки зрения функционирования рычажного механизма протеза представляется единым элементом ввиду того, что приемная гильза является, по сути, элементом, обеспечивающим удобство воздействия проксимальной фаланги пальца на управляющую тягу. Следовательно, должно быть понятно, что приемная гильза может быть как отдельным элементом, закрепляемым на управляющей тяге, так и, как было описано выше касательно предпочтительного варианта реализации, может образовывать с управляющей тягой единое целое. Под этим имеется в виду, что некоторые конструктивные элементы, составляющие «управляющую тягу с приемной гильзой», могут одновременно выполнять функции приемной гильзы, обеспечивая фиксацию проксимальной фаланги пальца в соответствующем направлении, и выполнять функции управляющей тяги, передавая управляющее воздействие на рычажный механизм. Таким образом, термины «приемная гильза», «управляющая тяга» и, соответственно, «управляющая тяга с приемной гильзой» в составе данной конструкции следует понимать максимально широко.With regard to the design of the receiving sleeve, in a preferred embodiment of the present invention, it is formed by lower and lateral holders mounted on the control rod with the possibility of fixing the proximal phalanx of the finger in the flexion direction and lateral directions, respectively, and the control rod is installed with the possibility of fixing the proximal phalanx of the finger in the direction extension. It should be understood that the control rod with the receiving sleeve from the point of view of the functioning of the lever mechanism of the prosthesis is a single element in view of the fact that the receiving sleeve is, in fact, an element that provides the convenience of the action of the proximal phalanx of the finger on the control rod. Therefore, it should be clear that the receiving sleeve can be either a separate element fixed to the control rod, and, as described above with respect to the preferred embodiment, can form a single whole with the control rod. This means that some of the structural elements that make up the "control rod with a receptacle" can simultaneously act as a receptacle, ensuring the fixation of the proximal phalanx of the finger in the appropriate direction, and perform the functions of a control rod, transmitting a control action to the linkage. Thus, the terms "receptacle", "control rod" and, accordingly, "control rod with a receptacle" as part of this design should be understood as broadly as possible.

Что касается конструктивного исполнения запястного фиксатора, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения он содержит пластину, расположенную на тыльной стороне запястья, имеющую прямую прорезь, проходящую в поперечном запястью направлении, и по меньшей мере одну дугообразную прорезь, расположенную ближе к пальцам от прямой прорези, при этом ее наибольшая хорда является параллельной прямой прорези, а рычажный механизм закреплен на запястном фиксаторе посредством соединителя, установленного с возможностью перемещения в прорезях пластины. Такое конструктивное исполнение, с одной стороны, обеспечит фиксацию рычажного механизма на запястном фиксаторе, с другой – посредством возможности перемещения соединителя по дугообразной прорези обеспечит возможность изменения положения рычажного механизма относительно запястного фиксатора в плоскости, параллельной ладони, в пределах угла, ограниченного дугообразной прорезью. Таким образом обеспечивается свобода в движении проксимальной фаланги в плоскости, параллельной ладони, в требуемой для такого движения степени. Кроме того, должно быть понятно, что указанный запястный фиксатор может обеспечивать возможность установки нескольких рычажных механизмов одновременно, в случае если необходимо использование протезов для нескольких пальцев, причем предпочтительно, чтобы соединитель каждого из рычажных механизмов был установлен в отдельной дугообразной прорези. При этом не исключается одновременное использование конструктивно отличных друг от друга рычажных механизмов, например, в случае если у одного пальца отсутствуют средняя и дистальная фаланги, а у другого – только дистальная. Кроме того, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения запястный фиксатор также содержит соединительный элемент с прорезями, зафиксированный на вышеописанной пластине, и ремешок, продеваемый в прорези соединительного элемента и выполненный с возможностью фиксации на запястье. With regard to the design of the wrist restraint, in a preferred embodiment of the present invention, it comprises a plate located on the back of the wrist having a straight slit extending in the transverse direction of the wrist and at least one arcuate slit located closer to the fingers from the straight slit, when its largest chord is parallel to the straight slit, and the linkage mechanism is fixed to the wrist rest by means of a connector movable in the slits of the plate. Such a design, on the one hand, will ensure the fixation of the lever mechanism on the wrist rest, on the other hand, through the possibility of moving the connector along the arcuate slot, it will provide the possibility of changing the position of the lever mechanism relative to the wrist lock in a plane parallel to the palm within the angle bounded by the arcuate slot. This provides freedom of movement of the proximal phalanx in a plane parallel to the palm, to the extent required for such movement. In addition, it should be understood that said wrist restraint may provide the ability to mount multiple linkages at the same time in the event that multiple fingers are to be used, it being preferred that the connector of each of the linkages is mounted in a separate arcuate slot. At the same time, the simultaneous use of structurally different lever mechanisms is not excluded, for example, if one finger lacks the middle and distal phalanges, and the other has only the distal phalanx. In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the wrist restraint also includes a slotted connector fixed to the above-described plate and a strap threaded through the slot of the connector and adapted to be locked onto the wrist.

Указанные предпочтительные варианты реализации функционального протеза согласно настоящему изобретению приведены в качестве примера и не ограничивают объем притязаний по данной заявке, при этом заявляемый протез может быть выполнен в любом другом виде, характеризующемся заявляемой конструкцией.These preferred embodiments of the functional prosthesis according to the present invention are given as an example and do not limit the scope of the claims in this application, while the inventive prosthesis can be made in any other form, characterized by the inventive design.

Заявляемое изобретение поясняется при помощи графических материалов, приведенных ниже.The claimed invention is illustrated using the graphic materials below.

На фиг. 1 представлен вид протеза с разнесенными составными частями согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения.FIG. 1 is an exploded view of a prosthesis in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

На фиг. 2 представлен общий вид протеза в сборе согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения.FIG. 2 is a perspective view of an assembled prosthesis in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

На фиг. 3 представлен вид снизу протеза в сборе согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения.FIG. 3 is a bottom view of an assembled prosthesis in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

Представленный на фиг. 1 протез содержит запястный фиксатор, включающий ремешок, охватывающий запястье (на фигурах не изображен), и пластину 1, прикрепляемую к указанному ремешку и имеющую прямую прорезь 2 и дугообразные прорези 3, расположенные так, что наибольшая хорда каждой из них является параллельной прямой прорези 2, а также рычажный механизм, закрепляемый на запястном фиксаторе посредством соединителя 4, устанавливаемого с возможностью перемещения в прорези 2 и в одной из дугообразных прорезей 3. Рычажный механизм включает последовательно шарнирно соединяемые между собой управляющую тягу, образуемую элементами 5 и 6, с приемной гильзой для проксимальной фаланги, образуемой нижним и боковым держателями 7 и 8 соответственно, устанавливаемыми на управляющей тяге, и каркасы 9 и 10 средней и дистальной фаланги соответственно. Протез также содержит дугообразную направляющую 11, образованную двумя параллельными отстоящими друг от друга продольными элементами 12, по бокам которых выполнены прорези, при этом элемент 5 управляющей тяги по бокам содержит пальцы 13 скольжения и устанавливается между продольными элементами 12 дугообразной направляющей 11 так, что пальцы 13 скольжения входят в прорези продольных элементов 12. The embodiment shown in FIG. 1, the prosthesis contains a wrist retainer, including a strap covering the wrist (not shown in the figures), and a plate 1 attached to the specified strap and having a straight slot 2 and arcuate slots 3 located so that the largest chord of each of them is parallel to the straight slot 2 , as well as a lever mechanism secured to the wrist restraint by means of a connector 4 installed with the ability to move in the slots 2 and in one of the arcuate slots 3. The lever mechanism includes a control rod, which is pivotally connected in series with each other, formed by elements 5 and 6, with a receiving sleeve for the proximal phalanx, formed by the lower and lateral holders 7 and 8, respectively, mounted on the control rod, and the frameworks 9 and 10 of the middle and distal phalanx, respectively. The prosthesis also contains an arcuate guide 11 formed by two parallel spaced apart from each other longitudinal elements 12, on the sides of which slots are made, while the control rod element 5 on the sides contains sliding fingers 13 and is installed between the longitudinal elements 12 of the arcuate guide 11 so that the fingers 13 slides enter the slots of the longitudinal elements 12.

В представленном предпочтительном варианте реализации протеза рычажный механизм включает тягу 14 дистальной фаланги, первым концом 15 шарнирно соединяемую с каркасом 10 дистальной фаланги дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение каркасов 9 и 10 средней и дистальной фаланги, и противодействующий управляющей тяге двуплечий рычаг, содержащий вилку 16 и Г-образный элемент 17, с которым ножками 18 жестко соединяется вилка 16, при этом угол Г-образного элемента 17 является местом шарнирной установки двуплечего рычага на каркасе 9 средней фаланги, первое плечо двуплечего рычага образуется вилкой 16 и первым плечом 19 Г-образного элемента 17, проходящим в направлении сгибания пальца при разогнутой проксимальной фаланге, при этом первое плечо двуплечего рычага соединяется с направляющей 11 основанием 20 вилки 16 (посредством крепежного элемента 21), второе плечо двуплечего рычага образуется вторым плечом 22 Г-образного элемента 17 и соединяется со вторым концом 23 тяги 14 дистальной фаланги его свободным концом.In the presented preferred embodiment of the prosthesis, the linkage mechanism includes a rod 14 of the distal phalanx, the first end 15 pivotally connected to the frame 10 of the distal phalanx further in the direction of flexion of the finger than the hinge connection of the frames 9 and 10 of the middle and distal phalanx, and a two-armed lever opposing the control rod containing the fork 16 and the L-shaped element 17, with which the fork 16 is rigidly connected by the legs 18, while the angle of the L-shaped element 17 is the place of the hinged installation of the two-armed lever on the frame 9 of the middle phalanx, the first shoulder of the two-armed lever is formed by the fork 16 and the first shoulder 19 G -shaped element 17, extending in the direction of flexion of the finger when the proximal phalanx is extended, while the first shoulder of the two-armed lever is connected to the guide 11 by the base 20 of the fork 16 (by means of the fastening element 21), the second shoulder of the two-armed lever is formed by the second shoulder 22 of the L-shaped element 17 and connects to the second end 23 of the rod 14 the distal phalanx with its free end.

Тяга 14 дистальной фаланги содержит пологую выемку 24 и пологий выступ 25, расположенные с возможностью ограничения ее движения посредством упора в шарнирное соединение каркасов 9 и 10 средней и дистальной фаланги соответственно при движении каркаса 10 дистальной фаланги в направлении сгибания/разгибания соответственно. Элемент 5 управляющей тяги содержит два пологих выступа 26, расположенных с возможностью ограничения ее движения в направлении сгибания/разгибания посредством упора в направляющую 11.The rod 14 of the distal phalanx contains a shallow recess 24 and a shallow protrusion 25, located with the possibility of limiting its movement by abutting the hinge connection of the frames 9 and 10 of the middle and distal phalanx, respectively, when the frame 10 of the distal phalanx moves in the direction of flexion / extension, respectively. The control rod element 5 contains two shallow protrusions 26 arranged so as to restrict its movement in the flexion / extension direction by stopping against the guide 11.

В представленном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения протез также содержит корпус средней фаланги, образуемый элементами 27 и 28, и корпус 29 дистальной фаланги, закрывающие каркасы 9 и 10 средней и дистальной фаланги соответственно.In the presented preferred embodiment of the present invention, the prosthesis also comprises a middle phalanx body formed by elements 27 and 28, and a distal phalanx body 29, covering the frameworks 9 and 10 of the middle and distal phalanx, respectively.

На фигуре также изображены различные соединительные элементы (оси, винты), обеспечивающие как подвижные шарнирные, так и неподвижные жесткие соединения соответствующих элементов. Указанные соединительные элементы на фигуре не обозначены.The figure also depicts various connecting elements (axles, screws) providing both movable hinge and fixed rigid connections of the respective elements. These connecting elements are not indicated in the figure.

На фиг. 2 и 3 описанная конструкция протеза представлена в сборе. Идентичные составные элементы протеза, изображенные на фигурах 1, 2 и 3, обозначены одинаково. Элементы, скрытые ввиду представления конструкции в сборе, на фигурах 2 и 3 не обозначены. FIG. 2 and 3, the described design of the prosthesis is presented in assembly. Identical components of the prosthesis depicted in Figures 1, 2 and 3 are identified in the same way. Elements hidden due to the representation of the assembly are not indicated in Figures 2 and 3.

Заявляемый функциональный протез, выполненный согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения, представленному на фигурах, работает следующим образом.The claimed functional prosthesis, made according to the preferred embodiment of the present invention, shown in the figures, works as follows.

Предварительно протез надевают на руку, вставляя проксимальную фалангу пальца в приемную гильзу, образованную нижним и боковым держателями 7 и 8 соответственно, и фиксируя запястный фиксатор на запястье посредством ремешка. Далее, совершая сгибание проксимальной фаланги, вставленной в приемную гильзу, воздействуют на управляющую тягу, образованную элементами 5 и 6, которая при этом совершает перемещение вдоль направляющей 11, скользя пальцами 13 по прорезям продольных элементов 12 направляющей 11. Таким образом управляющую тягу перемещают по дуге вокруг пястно-фалангового сустава из первого крайнего положения, соответствующего разогнутому положению проксимальной фаланги, при котором первый из выступов 26, расположенный ближе в проксимальном направлении, упирается в направляющую 11, во второе крайнее положение, при котором второй из выступов 26, расположенный дальше в дистальном направлении, упирается в направляющую 11. Таким образом управляющей тягой оказывают толкающее усилие на каркас 9 средней фаланги. При этом двуплечий рычаг, образованный вилкой 16 и Г-образным элементом 17, будучи шарнирно установленным на каркасе 9 средней фаланги дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение управляющей тяги с каркасом 9 средней фаланги, а также шарнирно соединенным первым плечом, а именно основанием 20 вилки 16, с направляющей 11, противодействуя толкающему движению управляющей тяги при сгибании проксимальной фаланги пальца, способствует повороту каркаса 9 средней фаланги вокруг его шарнирного соединения с управляющей тягой. Таким образом осуществляют воссоздание движения сгибания средней фаланги пальца относительно проксимальной. При этом посредством шарнирного соединения второго плеча двуплечего рычага, а именно свободного конца второго плеча 22 Г-образного элемента 17, со вторым концом 23 тяги 14 дистальной фаланги, изменяя положение двуплечего рычага относительно каркаса 9 средней фаланги при повороте последнего, перемещают тягу 14 дистальной фаланги в направлении от дистальной фаланги. Посредством шарнирного соединения первого конца 15 тяги 14 дистальной фаланги с каркасом 10 дистальной фаланги, которое находится дальше по направлению сгибания пальца, чем шарнирное соединение каркасов 9 и 10 средней и дистальной фаланги соответственно, осуществляют поворот каркаса 10 дистальной фаланги относительно каркаса 9 средней фаланги. Так осуществляют перемещение тяги 14 дистальной фаланги из первого крайнего положения, при котором шарнирное соединение каркасов 9 и 10 средней и дистальной фаланги соответственно упирается в край выступа 25, во второе крайнее положение, при котором оно утоплено в выемку 24 и упирается в ее края. Таким образом осуществляют воссоздание движения сгибания дистальной фаланги пальца относительно средней. При совершении разгибания проксимальной фаланги пальца, установленной в приемной гильзе, описанная конструкция работает в обратном направлении.Preliminarily, the prosthesis is put on the hand by inserting the proximal phalanx of the finger into the receiving sleeve formed by the lower and lateral holders 7 and 8, respectively, and fixing the wrist restraint on the wrist by means of a strap. Further, performing bending of the proximal phalanx inserted into the receiving sleeve, act on the control rod formed by elements 5 and 6, which moves along the guide 11, sliding fingers 13 along the slots of the longitudinal elements 12 of the guide 11. Thus, the control rod is moved along the arc around the metacarpophalangeal joint from the first extreme position corresponding to the extended position of the proximal phalanx, in which the first of the protrusions 26, located closer in the proximal direction, abuts against the guide 11, in the second extreme position, in which the second of the protrusions 26, located further in the distal direction, abuts against the guide 11. Thus, the control rod exerts a pushing force on the frame 9 of the middle phalanx. In this case, the two-armed lever formed by the fork 16 and the L-shaped element 17, being pivotally mounted on the frame 9 of the middle phalanx further in the direction of the bending of the finger, than the pivot connection of the control rod with the frame 9 of the middle phalanx, and also pivotally connected by the first shoulder, namely the base 20 of the fork 16, with the guide 11, counteracting the pushing movement of the control rod when the proximal phalanx of the finger is flexed, facilitates the rotation of the frame 9 of the middle phalanx around its articulated connection with the control rod. Thus, the movement of flexion of the middle phalanx of the finger relative to the proximal is recreated. In this case, by means of the articulated connection of the second arm of the two-armed lever, namely the free end of the second arm 22 of the L-shaped element 17, with the second end 23 of the rod 14 of the distal phalanx, changing the position of the two-armed lever relative to the frame 9 of the middle phalanx when the latter is turned, the rod 14 of the distal phalanx is moved in the direction from the distal phalanx. By pivoting the first end 15 of the distal phalanx rod 14 with the distal phalanx frame 10, which is located further in the direction of bending of the finger than the hinged connection of the frames 9 and 10 of the middle and distal phalanx, respectively, the frame 10 of the distal phalanx is rotated relative to the frame 9 of the middle phalanx. This is how the rod 14 of the distal phalanx moves from the first extreme position, at which the hinged connection of the frames 9 and 10 of the middle and distal phalanx, respectively, abuts against the edge of the protrusion 25, in the second extreme position, in which it is recessed into the recess 24 and abuts against its edges. Thus, the movement of flexion of the distal phalanx of the finger relative to the middle is recreated. When performing extension of the proximal phalanx of the finger, installed in the receiving sleeve, the described design works in the opposite direction.

Таким образом, заявляемая конструкция функционального протеза пальца руки с по меньшей мере частично сохранившейся проксимальной фалангой позволяет достичь технический результат, заключающийся в том, чтобы обеспечить максимальное соответствие траектории движения управляющей тяги с приемной гильзой траектории движения помещенной в гильзу проксимальной фаланги пальца и, таким образом, нивелировать нежелательные перемещения гильзы относительно фаланги пальца в процессе использования протеза, а, следовательно, повысить удобство его использования.Thus, the claimed design of a functional finger prosthesis with at least partially preserved proximal phalanx makes it possible to achieve the technical result, which consists in ensuring maximum correspondence of the trajectory of movement of the control rod with the receiving sleeve to the trajectory of movement of the proximal phalanx of the finger placed in the sleeve and, thus, to level the unwanted movement of the sleeve relative to the phalanx of the finger during the use of the prosthesis, and, consequently, to increase the convenience of its use.

Должно быть понятно, что заявляемый функциональный протез, как он определен в прилагаемой формуле изобретения, не обязательно ограничен конкретными признаками и вариантами осуществления, описанными выше. Напротив, конкретные признаки и варианты осуществления, описанные выше, раскрыты в качестве примеров, реализующих формулу, и другие эквивалентные признаки могут быть охвачены формулой настоящего изобретения.It should be understood that the claimed functional prosthesis, as defined in the appended claims, is not necessarily limited to the specific features and embodiments described above. On the contrary, the specific features and embodiments described above are disclosed as examples embodying the claims, and other equivalent features may be encompassed by the claims of the present invention.

Claims

1. Functional finger prosthesis with at least partially preserved proximal phalanx, containing

wrist restraint

and a lever mechanism attached to the wrist clamp on the back of the hand, including a control rod with a receptacle for the proximal phalanx and frames (9, 10) of the middle and distal phalanx connected in series with each other,

characterized in that it contains an arcuate guide (11), enveloping the metacarpophalangeal joint, while the control rod is fixed on the guide (11) with the ability to move along it.

2. The prosthesis according to claim 1, characterized in that the linkage mechanism contains

traction (14) of the distal phalanx, the first end (15) pivotally connected to the frame (10) of the distal phalanx further in the direction of finger flexion than the hinge connection of the frames (9, 10) of the middle and distal phalanx,

and a two-armed lever opposing the control rod, pivotally mounted on the frame (9) of the middle phalanx farther in the direction of bending of the pin than the pivot connection of the control rod with the frame (9) of the middle phalanx, while the first shoulder of the two-armed lever is from the place of installation on the frame (9) of the middle phalanx is pivotally connected to the guide (11), and the second is pivotally connected to the second end (23) of the rod (14) of the distal phalanx.

3. The prosthesis according to claim 2, characterized in that the two-arm lever contains a fork (16) and an L-shaped element (17), with which the fork (16) is rigidly connected by the legs (18), while the angle of the L-shaped element (17 ) is the place of installation of the two-armed lever on the frame (9) of the middle phalanx, the first shoulder of the two-armed lever is formed by the fork (16) and the first shoulder (19) of the L-shaped element (17), passing in the direction of flexion of the finger with the extended proximal phalanx, while the first the arm is connected to the guide (11) by the base (20) of the fork (16), the second arm is formed by the second arm (22) of the L-shaped element (17) and is connected to the second end (23) of the rod (14) of the distal phalanx by its free end.

4. The prosthesis according to claim 2, characterized in that the rod (14) of the distal phalanx contains a shallow notch (24) and a shallow protrusion (25), located with the possibility of limiting its movement by means of an abutment in the articulated connection of the frames (9, 10) of the middle and distal phalanx when the frame (10) of the distal phalanx moves in the direction of flexion / extension, respectively.

5. A prosthesis according to claim 1, characterized in that the control rod comprises at least one flat protrusion (26) arranged so as to restrict its movement in the flexion / extension direction by means of an abutment against the guide (11).

6. The prosthesis according to claim 1, characterized in that it comprises bodies of the middle and distal phalanx, which cover the frames (9, 10) of the middle and distal phalanx, respectively.

7. The prosthesis according to claim 1, characterized in that the control rod on the sides contains sliding fingers (13), and the arcuate guide (11) contains two parallel longitudinal elements (12) spaced apart from each other, on the sides of which slots are made, while the control rod is installed between the longitudinal elements (12) of the arcuate guide (11), and the sliding fingers (13) enter the slots of the longitudinal elements (12).

8. The prosthesis according to claim 1, characterized in that the receiving sleeve is formed by the lower and lateral holders (7, 8) mounted on the control rod with the possibility of fixing the proximal phalanx of the finger in the flexion direction and lateral directions, respectively, and the control rod is installed with the possibility of fixation the proximal phalanx of the finger in the direction of extension.

9. The prosthesis according to claim 1, characterized in that the wrist retainer comprises a plate (1) located on the back of the wrist, having a straight slit (2) extending transversely to the wrist, and at least one arcuate slit (3), located closer to the fingers from the straight slot (2), while its largest chord is parallel to the straight slot (2), and the lever mechanism is fixed to the wrist rest by means of a connector (4) installed with the ability to move in the slots (2, 3) of the plate ( 1).