SE468032B - Protes foer ett underben - Google Patents

Description

A i 68 052 2 Ehuru teknikens ståndpunkt, exempelvis den ovannämnda amerikanska patentskriften 4 395 783, kommer med tanken att utnyttja i moduler uppbyggda komponenter i samverkan med fastsättningsanordningar vid låret och vristen, så att prote- ser med olika skenbenslängd kan tillhandahållas, finns det ingen anvisning om den nedan beskrivna tankegången med en en- da modulstolpe som är anordnad att kapas så att man kan få nedre benpartier med olika längd utan att behöva tillhanda- hålla olika moduler.

Tidigare benproteser, med undantag av den som är beskri- ven i den amerikanska patentskriften 4 547 913, har utmärkts av dålig styvhet, en ganska mekanisk verkan, och svårighet att anslutas till extremiteten hos personen som protesen är avsedd för.

Föreliggande uppfinning avser en sammansatt fot- och ben- gprotes som möjliggör en hög grad av rörlighet hos en ampute- rad person. I fot- och benprotesen används en hartsimpregnerad filamentkonstruktion med stor styrka för benpartiet, fotpar- tiet och hälpartiet, varvid alla tre dessa områden har be- tydande elastisk böjlighet, företrädesvis högenergiâtergångs- egenskaper, varför bäraren får god rörlighet och en förhåll- andevis naturlig känsla. Alla tre partierna i fot- och ben- protesen är stelt förbundna, varvid flexibiliteten hos ben- partiet tillfogas till flexibiliteten hos fot- och hälpartier- na såsom gensvar på båda vridmomenten kring fotleden ävensom kring en vertikal axel, samtidigt som konstruktionen blir styv i sidled.

Vidare avser uppfinningen en protes av den allmänna typen enligt den ovannämnda patentskriften 4 547 913, vilken protes inkluderar ett modulskenbensparti, som utmärks av två områden, nämligen ett nedre, flexibelt område och ett övre, stelt fast- sättningsområde. Det nedre flexibla området har normalt en längd av ca 25 cm (10 tum), medan det övre, stela fastsätt- ningsområdet kan ha en godtycklig längd men är så dimensione- rat att det kan kapas för att uppfylla behoven i ett vidsträckt spektrum av benlängder. Man gör sig således av med behovet av att tillhandahålla ett flertal moduler av skenbenspartiet hos benet, varjämte fastsättningspartiet lätt kan kapas för att 468 052 göras lämpligt för just den person på vilken protesen håller på att passas in.

Ett av-huvudproblemen som påträffas vid utformning, till- verkning och anpassning av benproteser till behoven hos en viss person är det stora antalet variabler som förekommer vid anpassning av tidigare kända proteser till sådana personer.

Bland huvudvariablerna är givetvis vikten, längden, normalt gångsätt och aktivitetsnivån hos den person som håller på att förses med protesen.

Ehuru längden hos protesens skenbensparti kan vara kon- stant då den avpassas för personens längd har ett antal olika moduler tillhandahàllits för protesens skenbensparti för att ta hänsyn till vikten och aktivitetsfaktorerna som man möter vid inpassning av protesen till olika personer.

Förutom de nya inställnings- och monteringsorganen för protesens skenbensparti har en nästan oändlig mängd inregle- ringar anordnats för protesens tå- och hälpartier, varvid det har blivit möjligt för tå- och hälpartierna att anpassas till de mest subtila variationerna i gångsättet resp orienteringen hos häl- och tåpartierna i förhållande till varandra.

Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l är en perspektivvy av en utföringsform av en fot- och benprotes i enlighet med teknikens ståndpunkt, fig 2 är en sidovy av 'anordningen enligt fig 1, fig 3 är en underifrån tagen vy av anordningen enligt fig 1, fig 4 är en tvärsektion av anord- ningen enligt fig l tagen genom dennas fotledparti, fig 5 är en perspektivvy av en protes framställd i enlighet med anvis- ningarna enligt denna uppfinning, vilken protes inkluderar ett skenbensparti, vars längd kan anpassas till längden hos en stor mängd människor, fig 6 är en från sidan tagen vy av den i fig 5 åskådliggjorda protesen och visar dennas montering och modifiering så att den kan anpassas till längden hos den amputerade personen som håller på att förses med protesen, 468 052 4 fig 7 är en sidovy av en alternativ utföringsform av uppfin- ningen, fig 8 är en uppifrån tagen planvy, delvis i sektion, fig 9 är en från sidan tagen delvy som visar alternativa hällängder och inregleringar som kan användas i samband med protesen enligt uppfinningen, fig 10 är en från den streck- prickade linjen i fig 9 tagen vy som åskådliggör inpassningen av ett utvalt hälparti till protesens främre fotparti, fig ll är en sidovy av protesen och åskådliggör läget hos en fjädran- de eftergivande kil mellan protesens hälparti och främre fotparti, och fig 12 är en perspektivvy som visar en fjädrande eftergivande kil 16 som kan införas mellan protesens hälparti och främre fotparti.

Med hänvisning först till fig 1 ser man i denna figur en perspektivvy av en protes enligt amerikansk patentskrift 5 547 913 med samma uppfinnare som i förevarande fall. Pro- tesen enligt fig 1 kan karakteriseras såsom ett aggregat, i och med att fotpartiet 20, hälpartiet 22 och benpartiet 24 alla är fastsatta vid varandra i fotledsområdet medelst en bindning 26. Anordningen enligt fig 1 är emellertid inte styv, eftersom den hartsimpregnerade filamentkonstruktion med s::: styrka som bildar anordningen, i förening med den speciella geometrin hos de enskilda elementen, ger betydande medvernf anordningen med avseende på vissa bestämda typer av belaf'- ningar och närmare bestämt medverkan utan energibortförir: att den energi som bibringas anordningen under böjning à'- förs till anordningen då böjningen upphör ungefär på satr sätt som en spänd muskel skulle göra i kombination med er fotled eller de skilda fotbenen och -muskulaturen.

Fotpartiet 20 och hälpartiet 22 är så dimensionerade, de tjänar såsom plana, fjäderlika organ, varigenom foten : hälen båda ger en kraftig fjädrande verkan samt lagring av energi såsom gensvar på vertikala belastningar på den respff- tive delen av protesen. Fjäderkonstanterna hos dess båda crçs- är låga, varigenom nämnda organ, beroende på den exakta rikz- ningen hos belastningen, kommer att medföra en mycket betydan- de medverkan, utan energiabsorption, i vertikal led. I detta avseende bör det såsom ett exempel noteras att fotpartiets område 28 är tjockare än fotpartiets område 30, vilket är 468 052 önskvärt av ett antal skäl.

För det första är den plana formen hos fotpartiet 20, som är visad i fig 3 såsom en bottenvy av protesen, mera lik plandelen hos en vanlig fot, varigenom bättre anpassning kan ske till en konventionell sko då protesen bärs i samverkan med ett lätt skumgummi- eller något annat hölje 32, såsom är visat med streckprickade linjer i fig 2. Dessutom ger avsmalningen i tjocklek från det tjockare området 28 till det tunnare området 30 en konstruktion som är mindre eftergivlig i omràderna för högre böjmoment. Detta har den dubbla verkan att minska den maximala påkänningen hos fotpartiet och att mycket bättre fördela fotpartiets avböjning i huvuddelen av fotpartiets längd för att åstadkomma större vertikal eftergivlighet hos fotpartiet, särskilt om bäraren har det motsvarande knäet framåtfört för att koncentrera tyngden som bärs upp av det benet helt och hållet till tåområdet.

Såsom har nämnts ovan är hälpartiet 22 också så utformat att det avsiktligt ger naturlig flexibilitet såsom gensvar på vertikala belastningar, också nu väsentligen utan att absorbe- ra energi. Eftersom hälstödet i regel ligger mycket närmare fotledomràdet vid benpartiets 24 nedre ände än vad som gäller för mark- eller golvkontakten hos fotpartiet 20, utformas hälpartiet 22 avsiktligt såsom en U-formad konstruktion för att ge större längd i den filamentförstärkta konstruktionen för ökad eftergivlighet samtidigt som den totala lastbärande förmågan upprätthålls. I fig l och 2 används an elastrometrisk häldyna 34 dessutom i syfte att öka eftergivligheten. I detta avseende indikerar prov som hittills har utförts med prototy- per av proteser framställda i enlighet med föreliggande upp- finning att eftergivligheten som lätt kan erhållas i tàpartiet 30 är ungefär rätt men att protesens häl och användarens rörlighet t o m kan förbättras något genom att man gör hälpar- tiet 22 mera eftergivligt. Detta kan ske genom att man ut- formar hälpartiet tunnare så att fjäderkonstanten hos hälpar- tiet blir lägre, ehuru eftergivligheten som kan erhållas enbart på detta sätt förefaller att vara begränsad på grund av åtföljande pàkänningsökning och motsvarande minskning i den lastbärande förmågan som sammanhänger med den mera eftergiv- 468 052 6 liga konstruktionen. Hälpartiet 22 kan bringas att bli mera eftergivligt genom att man gör den filamentförstärkta kon- struktionen tunnare i böjningsomràdet så att man erhåller ytterligare böjningsförmåga, varjämte en del ytterligare medel utnyttjas för att gemensamt uppbära eller uppbära huvuddelen av belastningen utan att hela den ökade eftergivligheten upphävs såsom en följd av den tunnare konstruktionen.

'Det föredragna sättet för framställning av fot- och ben- protesen är att man använder sig av en kombination av lång- sträcka längsgående filament i ben-, fot- och hälpartierna interfolierade med en tvärfilamentfraktion för att binda samman de längsgående filamenten och hindra dessa från att skilja sig åt under belastning. Ett förhållande mellan ca 70 procent längsgående eller 90-gradiga filament och 30 procent tvärgående eller O-gradiga filament har visat sig vara lämp- ligt. De i längdriktningen orienterade filamenten anordnas i laminat som är belägna i direkt kontakt med varandra.

Utmärkta resultat har uppnåtts med användning av kolfila- ment och ett epoxibindemedel. Den första enheten som skall utvärderas har benbredden ca 5 cm (två tum), tjockleken 0,76 cm (0,3 tum), tålängden 13,65 cm (5,375 tum) och benlängden 30,5 cm (12 tum) (som skall kapas för inpassning alltefter behov). Den beräknade maximala pàkänningen i fot- och hälom- rådena för belastningen 61,2 kg (135 pounds) är 1805 bar (25286 psi) i drag- och tryck (böjpåkänning) och 24,1 bar (338 psi) i ark eller skiva.

Den vertikala fjäderkonstanten hos denna första enhet är ca 131 kg/cm (735 pounds per tum), varvid man under den statiska belastningen 61,2 kg (135 pounds) får en avböjning som uppgår till nästan 0,5 cm (1/5 tum). Uppenbarligen är avböjningen ännu kraftigare under dynamiska belastningar, såsom vid promenader eller ännu kraftigare aktiviteter, såsom löpning eller tennisspel, ofta mycket högre. Här kan anmärkas att tack vare den mycket låga vikten som fot- och benprotesen har, dess flexibilitet och dess förmåga att återföra energi som bibringas benet under avböjning då belastningen på benet minskas, kan användaren deltaga i sådana sporter som tennis på ett mycket kraftigt och effektivt sätt. 468 032 7 Ehuru en del tidigare kända fot-och benproteser har upp- nått en viss grad av vinkelfrihet vid fotleden erhålls enligt det kända utförandet i fig 1-3, genom att ett lämpligt lager anordnas i det läget, samma frihet medelst en betydande efter- givlighet kring vertikalaxeln 60 (se fig 1) såsom följd av tvärsektionen och längden hos benpartiet 24.

Härvid har den första ovan beskrivna enheten en sträckfjä- derkonstant kring den vertikala axeln lika med ca 16 cm kg per grad (14 tum-pounds per grad) rotation mellan den övre delen av benpartiet och fot- och hälpartierna. Slutligen bör det observeras att konfigurationen hos benpartiet i fig 1-3, särskilt det förhållandevis höga tröghetsytmomentet hos tvär- sektionen i benpartiet 24 tagen utefter en längdaxel 62 och det förhållandevis låga tröghetsytmomentet med samma tvärsek- tion tagen längs en tväraxel 64, ger en mycket styv eller stel konstruktion kring axeln 62 men en betydande eftergivlighet, som inte absorberar energi, kring axeln 64, vilken bibringar fot- och benprotesen vridningsegenskaperna hos en fotled.

Denna eftergivlighet är givetvis begränsad, men den är till- räckligt stor för att öka protesens prestanda i betydande grad.

En andra enhet har också framställts och undersökts, varvid denna enhet också har framställts med användning av epoxiimpregnerat kolfilament. Den andra enheten har också bredden 5 cm (2 tum) men ett något tjockare ben, nämligen 0,81 cm (0,32 tum). Den andra enheten har tålängden 14,6 cm (5,75 tum), benlängden 33 cm (13 tum), den maximala böjpåkän- ningen l630,4 bar (23684 psi) för belastningen 61,2 kg (135 pounds) och 22,6 bar (316 psi) i ark eller skiva. Vertikalfjä- derkonstanten hos den andra enheten uppgår till 137,9 kg/cm (772 pounds per tum), och torsionsfjäderkonstanten är 18 cm kg per grad (15,6 tum-pounds per grad).

Båda enheterna har givit utmärkta resultat då de har undersökts. De har båda mycket låg vikt, vilket kräver mindre energi från användarens sida och minskar belastningarna som påförs ryggsidan på den avskilda extremiteten och möjliggör betydande minskning av rem- eller bandåtdragning för att hålla fast protesen vid extremiteten. Detta medför en betydande J> ON. (fl 8 ökning i användarens bekvämlighet och medger normal blodcirku- lation i extremiteten. Ehuru de båda ovan beskrivna utföran- dena har använt sig av kolfilament kan andra filamenttyper även användas, exempelvis glas, Keylar och nylon, för att säkerställa egenskaper i fråga om låg vikt och konstruktion och dynamik, vilka är förenliga med personen som har ampute- rats. Härvid kan protesens hållfasthet och styvhet skräddarsys individuellt i varje frihetsaxel genom enkla ändringar i dimensioner och/eller kvoter, varigenom fleraxliga muskelsys- tem i en naturlig fotled och fot simuleras. Skillnaderna i filamenttyp (kol, glas, etc) påverkar också fjäderkonstanterna i hög grad och ger ytterligare en möjlighet till val och reglering av anordningens egenskaper.

Det ovannämnda utförandet av en sammansatt fot- och ben- protes ger en amputerad person en rörlighet som möjliggör många aktiviteter som hittills ansetts vara omöjliga. Anord- 'ningen har emellertid en olägenhet i det att eftersom den väsentligen är utformad såsom ett aggregat i ett enda stycke är ett utbyte av de skilda delarna för att hopmontera en protes med en storlek som överensstämmer med storleken hos den amputerade personens naturliga ben inte möjlig. Eftersom på likartat sätt böjligheten hos benpartiet beror på benpartiets längd och benpartiet måste ha en längd som överensstämmer med behoven hos den aktuella amputerade personen krävs vidare att protesen skräddarsys för att man på ett tillfredsställande sätt skall kunna uppfylla särdragen och behoven hos varje amputerad person. Förbättringen som har uppnåtts i utförings- formen enligt figurerna 4 och 5 löser emellertid detta problem och möjliggör tillverkning och lagerhållning av vissa begrän- sade standarddelar, vilka sedan kan inpassas för vilken som helst av de flesta amputerade personerna och ändå uppnå alla de önskade egenskaperna hos anordningen.

Närmare bestämt är avståndet från änden på stumpen hos en genomsnittlig amputerad person till golvet ca 33 cm (13 tum), varvid 98 procent av de amputerade personerna ligger mellan 25 cm och 43,2 cm (10 tum och 17 tum). Detta innebär i sin tur att om den övre gränsen för skembenspartiet hos fot- och benprotesen enligt ovan skulle kunna kapas av under inpass- 468 D52 9 ningen utan att protesens elastiska egenskaper skulle störas av detta skulle delarna för proteserna kunna tillverkas såsom standardkomponenter samt väljas ut, kapas och inpassas allt- efter behov med utgångspunkt från de i lager liggande delarna.

Detta i sin tur kan uppnås genom att man inte utformar benpartiet med väsentligen konstant tvärsektion, såsom är visat i fig 1 t o m 4, utan i stället framställer fot- och benpartiet så att det har de önskade flexibilitets- och fjä- deregenskaper innehâllna i sina partier under en nivå av ca 25 cm (10 tum), varvid protesens ände är betydligt styvare och företrädesvis med i stort sett konstant tvärsektion för att medge bekväm fastsättning därav, oberoende av nivån vid vilken ifrågavarande ände kapas.

Den önskade styvheten eller stelheten hos den övre änden kan uppenbarligen nås genom att man ökar både bredden och tjockleken hos sektionen i ifrågavarande område, ehuru fjäder- raten kring en vertikal axel och kring en horisontell tväraxel båda är mera beroende på tjockleken, varför den önskade styv- heten måste uppnås i första hand genom att man gör änden tjockare, oberoende av huruvida eller inte ifrågavarande ans» också breddas.

Fig 5 och 6 visar en enligt uppfinningen utförd filarv-f- förstärkt fot- och benprotes med de ovan beskrivna egenfrizfr- na. I denna utföringsform framställs fotpartiet, som har :- generella beteckningen 70, och skenbenspartiet, som ha: :-" generella beteckningen 72, såsom en integral filamentf::>' fi~ ningskonstruktion, varvid både benets fotparti 70 och a- skenbensparti 74 är så dimensionerade, att de har de cr:-11 böjlighets- och fjäderegenskaperna kring både den ver:.ri. torsionsaxeln och en horisontell tväraxel såsom gensvar ;> en användare står på den främre delen av fotpartiet 70.

Den övre änden 76 är å andra sidan betydligt tjockare a: fotpartiet 70 och det böjliga eller flexibla skenbenspartzet 74 hos benet, varigenom den övre änden 76 blir i stort set: styv. Änden kan också göras bredare än det böjliga skenbens- partiet 74, om så önskas, detta för lätthet i fastsättningen, vilken kommer att beskrivas nedan, ehuru styvheten erhålls i första hand av den ytterligare tjockleken och inte av bredden. 468 032 10 Den övre änden 76 kan också företrädesvis ha väsentligen rektangulär sektion och kan vara rak och likformig i tvärsek- tion utefter sin längdsträckning, varigenom nämnda övre ände på fot- och benprotesen kommer att ha en känd storlek och sektion oberoende av var ifrågavarande ände kapas under in- passningen. Generellt sett bör den styva eller stela övre än- den 76 sträcka sig till ca 25 cm (10 tum) från golvnivån, eller uttryckt på annat sätt, bör det böjliga skenbenpartiet 74 sträcka sig uppåt till en nivå som inte överskrider 25 cm (10 tum) från golvet för att den styva övre änden 76 skall kunna kapas alltefter behov för att uppfylla kraven hos näs- tan alla amputerade personer, samtidigt som en tillräcklig längd av den styva övre änden 76 kvarlämnas för fastsättning av stumpbeslaget.

Man ser också i den i fig 5 visade utföringsformen att hälorganet 78 inte är integralt sammanfogat med fot- och ben- organet utan i stället är fäst därvid medelst skruvar 80. Man har funnit att genom att använda sig av lämpliga stödplattor under skruvarnas skallar och muttrar och givetvis en lämplig anordning för fastlåsning av muttrarna vid skruvarna kan de båda delarna sammanskruvas med tillräcklig styvhet för att delarna skall hållas ihop på önskat sätt utan att detta in- verkar störande på delens önskade böjlighet. I detta avseende ger användningen av den löstagbara hälen ytterligare flexibi- litet då det gäller tillverkningen och anpassningen av de skilda delarna till kraven hos en enskild amputerad person.

Den föredragna fastsättningen av fot- och benprotesen en- ligt denna utföringsform är åskådliggjord i fig 5. Närmare bestämt sammanfogas den styva övre änden 76, när denna väl har kapats till önskad längd, medelst skruvar 84 vid en fäststång 82, varvid fäststången 82 är infångad i en filamentförstärkt fattning 86 genom laminering och härdning av en med harts im- pregnerad filamentvävnad med stor hållfasthet. Detta skall särskiljas från fastsättningar där benpartiet är permanent inbäddat i en laminerad fattning på så sätt att ingen av de- larna kan bytas ut om de blir slitna eller skadade av någon anledning. I denna förbättrade utföringsform kan således fot- eller benprotesen eller delar därav behållas medan fattningen kastas bort. 'a r \. ll Med hänvisning till ritningarna och särskilt till fig 7-12 är en protes 100 visad, vilken utgör en väsentlig förbättring i förhållande till de tidigare beskrivna utföringsformerna.

Protesen 100 är en protes för ett underben, dvs en protes som är särskilt lämpad att användas av en amputerad person, vars underben har tagits av på så sätt att en reststump finns kvar under knäet, vilken kan mottas i en stumpfattning 102 för att medge fixering av protesen 100 vid stumpen genom en mångfald kända medel.

Såsom är bäst visat i fig 7-12 på ritningarna inkluderar protesen 100 en i stort sett vertikalt orienterad stolpe 104 som är framställd av hartsimpregnerade filamentmaterial. Ty- piska material som används är kolfiberfilament impregnerade med epoxihartser. Det är önskvärt att filamentens längd skall vara så vald, att de sträcker sig från stolpens 104 övre ände 106 genom stolpens skenbenparti 100 och ned i stolpens framåt- riktade fotparti 110. Vid impregnering med epoxi eller andra lämpliga hartser upprättar de långsträckta fiber- eller fila- mentmaterialen en kontinuerlig enhet som ger den ovan nämnde eftergivligheten för minimienergiabsorption, varigenom stolpe: får den inbyggda eftergivligheten och livslika rörelsen sov bibringar protesen den naturliga rörelsen som nära efterlik- nar böjligheten och gångsättet hos en normal extremitet.

Då de integrerade områdena av stolpen 104 diskuteras lr det bekvämt att betrakta den nedre bågformiga änden hos stz. pen mellan skenbenpartiet 108 och det framåtskjutande fo:;a- tiet 110 såsom ett fotledparti 112.

Såsom är bäst visat i fig 7 på ritningarna har stolpeaz 104 övre ände 106 sådan tjocklek att nämnda övre ände blå: styv, varigenom en avgränsningslinje 114 väsentligen bildas mellan det eftergivliga, fjädrande skenbenpartiet 108 och cr' övre änden 106.

Såsom har angivits vid beskrivning av utföringsformen en- ligt fig 5 och 6 på ritningarna uppgår generellt sett den vertikala längden hos stolpen under den förtjockade, styva övre änden 106 till ca 25 cm (10 tum), varvid inregleringen av stolpens längd utförs genom att man ger den övre änden 106 tillräcklig längd för att den övre änden skall kunna kapas 468 032 12 till en önskad längd för att stolpens totallängd skall uppnås.

Såsom har nämnts ovan kan följaktligen en bestämd längd _ på stolpen 104 användas i samband med personer med olika to- tallängd eller olika längder hos underbenet utan att det är nödvändigt att anordna stolpar med individuella längder.

Emellertid underlättar styvheten som bibringas stolpens 104 övre ände 106 i hög grad fastsättningen av stolpen 104 så att denna kan samverka med stumpfattningen 102 medelst olika fast- sättnings- eller monteringsorgan på sätt som kommer att be- skrivas mera i detalj nedan.

Ehuru ovan har beskrivits hur man uppnår styvhet hos stolpens 104 övre ände 106 genom att göra den övre änden 106 tjockare i riktning framåt och bakåt torde det vara uppenbart för fackmannen att nämnda övre ände 106 kan bringas att bli styv eller stel medelst alternativa organ, såsom genom att man införlivar ett styvt metallelement för att bringa nämnda övre ände att bli styv eller genom att man ökar bredden hos nämnda övre ände i stället för att göra den tjockare.

Det bör observeras att stolpen avtar successivt i tjock- lek genom fotledsdelen 112 och slutar i det framskjutande fotpartiet 110. För att fullborda protesens 100 fot finns ett fotparti 120 som sträcker sig bakåt och som har en något båg- formad främre ände 122 som är anordnad att ansluta sig till den undre ytan på det framskjutande fotpartiet 110 samt är demonterbart fixerad vid detta medelst ett flertal fästorgan 124 som består av ett par kombinationer av skruv, mutter och brickor. Protesens 100 hälparti 120 är således löstagbart fix- erat vid undersidan på det framskjutande fotpartiet 110 för att underlätta fixering av utbytbara hälhöjder eller längder av hälpartier 120 så att de samverkar med det framskjutande fotpartiet 110. _ Det bör observeras att såsom är bäst visat i fig 8 och 10 på ritningarna, har protesens 100 framskjutande fotparti 110 sådan kontur och storlek att det ansluter sig till behoven hos den enskilda amputerade personen.

Möjligheten att anordna hälpartier 120 med olika längd är åskådliggjord i fig 10 på ritningarna, som visar hur man ut- nyttjar en monteringsjigg 128 för ett hälparti, varvid instal- få 468 032 13 lationen och arbetssättet hos nämnda monteringsjigg kommer att beskrivas mera i detalj nedan.

Vid undersidan på den främre änden på det framskjutande fotpartiet 110 är en fjädrande eftergivande dyna eller kudde 130 fastsatt medelst bindemedel, och en likartad dyna 132 är fäst medelst bindemedel vid undersidan på den bakre änden av hälpartiet 120. Höjderna och längderna hos dessa dynor kan skräddarsys så att de anpassas till behoven hos just den per- son som protesen är avsedd för.

Exempelvis kan hälhöjden förekomma i moduler om 1,9 cm (0,75 tum) och 5,08 cm (två tum), varjämte hälhöjden kan kor- releras med den förutbestämda lutningsinställningen hos stol- pen. Följaktligen ger möjligheten till olika längder hos häl- partierna 120 i förening med variationerna i häldynornas 132 höjd en modulkarakteristik åt protesens 100 hälparti 120, vilken karakteristik inte kan erhållas medelst tidigare kända konstruktioner.

Såsom ett betydande bidrag till att hälpartiet 120 kan anpassas till behoven hos den person på vilken protesen 100 inpassas finns block 140 för hävarmsverkan, såsom är bäst vi- sat i fig 7 och 12 på ritningarna, varvid nämnda block för hävarmsverkan är bildade av hälkilar 142 med en krökt övre yta 144 som kan ansluta sig till undersidan på det framskju- tande fotpartiet 110 vid skärningen 146 mellan hälpartiet 120 och protesens framskjutande fotparti 110. Undersidan 148 på hälkilarna är förhållandevis plan så att den ansluter sig till den övre ytan hos det i riktning bakåt skjutande fotpar- tiet 120.

Hälkilarna 142 är framställda av uretangummi och är införda i skärningsutrymmet mellan undersidan på det framskjutande fotpartiet 110 och den övre ytan på hälpartiet 120 samt hålls på så sätt att de kan samverka med nämnda ytor medelst ett godtyckligt bindemedel bland ett antal sådana. Hälkilarna 142 finns i olika längder och tjocklekar, och de bestämmer således längden hos hävarmen på det i riktning bakåt utskjutande häl- partiet 120 och den därmed sammanhängande styvheten hos nämn- da hälparti hos protesen. I 468 052 14 Såsom har nämnts ovan fastställs storleken och konfigura- tionen hos foten innan protesen sänds från tillverkaren, vil- ket alltså gäller för de vänstra och högra profilerna hos foten hos protesens bärare.

Dessutom erbjuds fem olika hälmoduler som ger olika styv- hetsgrad, varjämte två olika profiler hos hälpartiet 120 finns för att möjliggöra användning av skor med förhållandevis låg klack samt skor med förhållandevis högre klack. Klackhöjden kan således variera från noll cm (tum) till 5,08 cm (två tum).

Såsom har nämnts ovan bestäms läget hos den främre änden på hälpartiet 120 i förhållande till det i riktning framåt utskjutande fotpartiet 110 på protesen av att man använder sig av en borrjigg 128, som består av på avstånd från varandra belägna låsstänger 152 som är anordnade att hållas i låsläge med det hopmonterade framskjutande fotpartiet 110 och det sig i riktning bakåt sträckande hälpartiet 120, såsom är bäst åskådliggjort i fig 9 och 10 på ritningarna. Låsstängerna 152 hålls i låsläge och samverkande läge med de hopmonterade fot- och hälpartierna 110 resp 120 medelst aggregat 154 av skruv, mutter och brickor, vilka dras åt för att säkerställa att det utvalda läget hos hälpartiet 120 i förhållande till det fram- skjutande fotpartiet 110 kan upprätthållas under tiden som korresponderande hål 156 i nämnda fot- och hälpartier bildas, såsom är bäst visat i fig 7 på ritningarna.

Hålen 156 bildas genom att man använder sig av borrstyr- ningar 158 i låsfixturen 128, och noggrann inreglering av häl- partiet 120 i förhållande till fotpartiet 110 kan således ut- föras.

Det torde vara uppenbart för fackmannen att låsfixturen 128 utnyttjas under inpassningsförfarandet för att medge maxi- mal och optimal inreglering av hälpartiet 120 i förhållande till fotpartiet 110 samtidigt som hela protesen inregleras till de speciella behoven hos personen som bär protesen. När vad som förefaller att vara optimal inreglering har utförts fixeras läsningen ordentligt genom att man använder sig av kombinationerna 154 av skruv och mutter, varefter borrnings- förfarandet med hjälp av borrstyrningarna 158 utförs. Sedan införs kombinationerna 124 av skruv och mutter i de korre- 41.* J! 468 052 15 sponderande öppningarna 156 i fot- och hälpartierna 110 resp 120 så att hälpartiet 120 fastlåses ordentligt i optimal fy- sisk anslutning till fotpartiet 110.

Det bör observeras att de mot varandra korresponderande figurerna 7 och 11 på ritningarna åskådliggör hur man använ- der olika höjder på hälkilarna 142 för att inreglera hävarmen hos det respektive hälpartiet 120 och hälpartiets eftergivlig- het som endast absorberar ringa energi, såsom kommer att för- klaras nedan.

För att bästa resultat skall uppnås då det gäller att ta hänsyn till de anatomiska egenskaperna och de skilda aktivi- teterna hos olika personer finns fem stolpar som kan användas för personer som väger mellan 45,4 och 102 kg (100 till 225 pounds) i steg om 11,3 kg (25 pounds). Antalet laminat i stol- pen för personen som väger 45,4 kg (100 pounds) uppgår till ca 40 med den totala tjockleken 0,533 cm (0,210 tum), medan antalet laminat för personen som väger 102 kg (225 pounds) uppgår till ca 70, varvid man erhåller den totala tjockleken 0,864 cm (0,340 tum). Följaktligen ökar tjockleken hos sken- benpartiet 108 och på motsvarande sätt fotledpartiet 112 och fotpartiet 110 i protesens stolpe 104 efter hand som vikten eller aktivitetsnivån hos den avsedda användaren ökar.

Om exempelvis en person som väger 90,7 kg (200 pounds) är ytterst aktiv genom att vederbörande engagerar sig i skilda idrotter förses vederbörande med stolpen 104 för 102 kg (225 pounds) i stället för med stolpen för 90,7 kg (200 pounds).

Dessutom inregleras stolpens bredd så att stolparna för 45,4/56,7 kg (100/125 pounds) och 56,7/68 kg (125/150 pounds) får mindre bredd än de tre stolparna som används för personer med en vikt inom intervallet från 68 kg (150 pounds) till 102 kg (225 pounds). De båda stolparna med mindre bredd har en bredd av ca 2,54-1,9 cm (1-0,75 tum) i skenbenpartiet och 6,1 cm (2,4 tum) i fotpartiet. Den större bredden hos de tre kraf- tigare stolparna, som tillåter en högre vikt, är 5,08 cm (2 tum) i skenbenpartiet och 7,8 cm (2,8 tum i fotpartiet).

Generellt sett tilldelas de fem stolparna följande vikt- intervall: H 46 8 032 16 Nr 1 - 45,4/56,7 kg (100/125 pounds) Nr 2 - 56,7/68 kg (125/150 pounds) Nr 3 - 68 /79,4 kg (150/175 pounds) Nr 4 - 79,4/90,7 kg (175/200 pounds) Nr 5 - 90,7/102 kg (200/225 pounds) Tillsatslaminat tillfogas tydligen för att upprätthålla hållfastheten efter hand som stolpens bredd minskas. Normalt förekommer 70 skikt grafitfilament med tjockleken 0,013 cm (0,005 tum), av vilka vartdera uppnår den totala tjockleken 0,889 cm (O,35O tum) för stolpen. Var och en av de fem stol- parna som finns för de skilda viktkategorierna som är angivna nedan har en tjocklek som är ca 0,064 till 0,076 cm (0,025 till 0,030 tum) större än tjockleken hos stolpen med lägre siffervärde.

Hela protesen är framställd av kolfiber- eller grafitlami- nat, och laminatens uppläggningsmönster utmärks av att stolpens mittparti är orienterat i längdriktningen medan kanterna på stolpen är orienterade i vinkelriktning. Denna orientering sträcker sig från stolpens övre ände 106 genom fotpartiet 110, varigenom man uppnår en dynamisk kontinuitet i konstruk- tionen och även medger den energibevarande eftergivligheten som kommer att beskrivas mera nedan.

Såsom har nämnts ovan förekommer dessutom en successiv minskning i stolpens tjocklek i de skilda dynamiska områdena hos densamma. Exempelvis utmärks i en utvald stolpe skenbens- partiet 108 av att det har tjockleken 0,711 cm (O,280 tum), varjämte fotledpartiet 112 har tjockleken 0,635 cm (0,250 tum) och det framskjutande fotpartiet 110 samtidigt har tjockleken 0,279 cm (0,1l0 tum).

En av de viktigaste aspekterna i den nu beskrivna förbätt- ringen ligger i förhållandet att området i fot- och hälaggre- gatet som utsätts för den största påkänningen har utvecklats så att häl- och fotpartiernas hållfasthet och eftergivlighet har förbättrats. Den direkta fastsättningen av fotpartiet 120 vid hälpartiet 110 ger en mjukare övergång från det att hälen träffar marken eller golvet samt vidare genom mittfjädringen och fram till tåavstampet. Dessutom bildas mellanrummet 146 som möjliggör att man kan utnyttja hävarmskilarna 142 för att 468 032 17 åstadkomma ännu större reglering av fot- och hälpartiernas 110 resp 120 eftergivlighet och flexibilitet.

Ett kosmetiskt skydd kan anordnas för protesen 100, vil- ket företrädesvis framställs av etylvinylacetatskum som är beständigt mot rivning. En önskvärd metod att utnyttja skum- met är i form av på förhand skurna ark eller skivor som lätt kan appliceras och formas på protesen 100 så att man får över- ensstämmelse med den friska sidan på personen som håller på att förses med protesen 100.

På grund av det förhållandet att protesen 100 utmärks av moduler i stolpens 104 längd, inreglering av hälpartiet och det framskjutande fotopartiet, samt hävarmsinreglering av hälpartiet 120 blir det möjligt att uppnå avstämning så att man erhåller de nyanser i exakt rörelse och anpassning som protesen 100 kan utföra, varvid detta blir en funktion av an- slutningen eller monteringen av protesen 100 för samverkan med stumpfattningen 102.

Exempelvis kan stolpen 104, via sin styva övre ände 106, fixeras på så sätt att den effektivt samverkar med stumpfatt- ningen 102 genom att man utnyttjar kommersiellt tillgängliga metoder för förbindning och montering, såsom monteringslänken som är beskriven i den amerikanska patentskriften 3 659 294.

En sådan reglerbar länk kan modifieras för anslutning till stolpens 104 övre ände 106.

Dessutom har ett flertal medel för montering och förbind- ning utvecklats av föreliggande uppfinnare, vilka i ett fall är exemplifierade av stolpanslutningen eller -monteringen 160 i fig 7 och 11 på ritningarna.

Stolpens 104 övre ände 106 har kombinationer 166 av skruv, brickor och mutter införda genom nämnda stolpe och monterings- förbindning 160,

Claims (18)

468 032 I? PATENTKRAV

1. Protes för ett underben, innefattande en väsentligen vertikalt orienterad stolpe framställd av hartsimpregnerade fi1amentmateria1.med stor styrka, varvid nämnda stolpe inkluderar en övre ände (76, 106), ett mellanliggande skenbensparti (74, 108) och ett i riktning framåt orienterat fotparti (70, 110) jämte ett i riktning bakåt skjutande hälparti (78, 120) bildat av hartsimpregnerat filamentmaterial, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda hälparti (78, 120) är fixerat vid undersidan på nämnda framskjutande fotparti (70, 110) vid den bakre änden av nämnda fotparti (70, 110) och är demonterbart från detta.

2. Protes enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett organ (142) för att bestämma hävarmslängden är interfolierat mellan nämnda fot- (110) och hälpartier (120) för att bestämma längden hos nämnda hälpartis (78, 120) hävarm.

3. Protes enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda organ (142) för att bestämma hävarmslängden är bildat av ett elastorgan som är anbragt nællan nämnda fot- (110) och hälpartier (120) intill deras fixeringspunkt.

4. Protes enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda hälparti (78, 120), som är löstagbart fixerat vid nämnda fotparti (70, 110), underlättar fastsättningen av hälpartier (78, 120) med olika styvhet vid nämnda fotpartier (70, 110).

5. Protes enligt krav 1, vari nämnda övre ände (76, 106), mellanliggande skenbensparti (74, 108) och främre fotparti (70, 110) är utformade integralt med varandra och nämnda fotparti (70, 110) sträcker sig nedåt och framför nämnda skenbensparti (74, 108) så att det får 'väsentligen låg energiabsorptionsefter- givlighet såsom gensvar på belastningar därpå och nämnda skenbensparti (74, 108) hos nämnda stolpe har en tvärsektion med ett stort tröghetsmoment kring en axel som ligger väsentligen i linje med riktningen framåt och bakåt och ett relativt lågt yttröghetsmoment kring en horisontell axel som är vinkelrät mot riktningen framåt och bakåt, varvid nämnda skenbensparti (74, 108) och nämnda framåtriktade fotparti (70, 110) kan böjas i ett H' 468 052 19 främre och bakre vertikalplan men inte i ett vertikalt tvärplan, . k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda stolpe har rektangulär tvärsektion och att den övre änden (76, 106) hos nämnda stolpe är styv för att begränsa längden hos nämnda skenbensparti (74, 108) och möjliggöra modulinpassning av nämnda stolpe genom att kapas och inregleras för en amputerad person utan att det eftergivliga gensvaret hos nämnda skenbens- och fotpartier hos stolpen påverkas.

6. Protes enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda undersidesfastsättning av nämnda hälparti (78, 120) vid nämnda fotparti (70, 110) ger upphov till ett korsningsmellanrum och att ett block (142) med hävarmsverkan är beläget i nämnda korsningsmellanrum för att bestämma hävarmen hos nämnda fotparti (70, 110) med avseende på det främre partiet hos nämnda fot- och skenbensparti hos nämnda stolpe.

7. Protes enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att styvheten hos nämnda övre ände (76, 106) hos nämnda stolpe överförs till densamma genom att nämnda övre ände (76, 106) görs tjockare än skenbenspartiet (74, 108) hos nämnda stolpe.

8. Protes enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att tjockleken hos nämnda övre ände (76, 106) ligger i riktning framåt och bakåt.

9. Protes enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda tjocklek medelst vilken styvhet nås ligger i vinkelrät riktning mot riktningen framåt och bakåt.

10. Protes enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda övre ände hos nämnda stolpe är styv och att hela nämnda övre ände (76, 106), skenbensparti (74, 108) och fotparti (70, 110) är bildade integralt med varandra och har nämnda filament med stor hållfasthet sträckande sig från nämnda övre ände (76, 106) in i och genom nämnda framskjutande fotparti (70, 110).

11. ll. Protes enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att styvheten hos nämnda övre ände (76, 106) hos nämnda stolpe uppnås genom att nämnda övre ände (76, 106) görs tjockare genom att man utnyttjar ytterligare filament- och hartsmaterial. 468 052 20

12. Protes enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda övre ände (76, 106) är tjockare än det angränsande skenbenspartiet (74, 108) hos nämnda stolpe för att bibringa denna styvhet.

13. Protes enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda styva övre ände (76, 106) har i stort sett rektangulär tvärsektion.

14. Protes enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda hälparti (78, 120) är fäst vid. undersidan. på, nämnda framskjutande fotparti (70, 110) under bildande av ett korsningsmellanrum mellan nämnda hälparti (78, 120) och nämnda framskjutande fotparti (70, 110).

15. Protes enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett organ (142) för att bestämma längden av hävarmen är infört i nämnda korsningsmellanrum för att bestämma längden hos hävarmen hos nämnda hälparti (78, 120).

16. Protes enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda framskjutande fotparti (70, 110) och hälparti (78, 120) är försedda med stötabsorberande organ (130, 132) på sina undersidor.

17. Protes enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda styva övre ände (76, 106) hos nämnda stolpe kan kapas till en längd som är lämplig för anpassning till längden hos personen som använder protesen och att fästorgan (82, 84; 166, 168) är anordnade att fixera nämnda styva övre ände (76, 106) vid en stumpfattning (86, 102).

18. Protes enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att den nedre änden hos nämnda styva övre ände (76, 106) är vertikalt anordnad högst 25,4 cm (tio tum) över den uppbärande ytan hos nämnda fot- och hälpartier. t)