Голеностопный узел протеза

(19) (11) 1)5 А 61 Р 2/6 РЕТ ДЕТЕЛЬСТ ходьбе и осторонн ь изобрет ит каркас 4,гнездо ерьгу, опо илие 9, орную пл бление 14 ны 16, вту , гайку 21 ю гайку 2 вку 27. 10 18, серьгу 19. 22, винт 23, спрокладки 26 члво ибли 29 СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСА К АВТОРСКОМ(54) ГОЛЕНОСТОПНЫЙ УЗЕЛ ПР(57) Использование: повышениести при стоянии и передвижении жении к естественнои двухсторонней и одн цией голеней. Сущност ностопный узел содерж опорные площадки 3 и тизатор, гнездо 6 под с лотку 8, опорный и передний прилив 11, оп задний прилив 13, углу тор - буфер 15, проушишплинт 20 егментну и облицо Р 7 бО нвалидов с ей ампутаения: голе стопы 2, 5 под аморру 7, щикошины 10, ощадку 12, амортизалку 17, ось отверстие 5, жесткие1747062Составитель Г.Дорохов Редактор А,Долинич Техред М,Моргентал Корректор М.Де аказ 2452 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного кОмитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101Изобретение относится к протезированию и протезостроению и может быть использовано в протезах нижних конечностей,Известны голеностопные узлы (ГУ) шиннокожанных протезов, которые содержат щиколотку и стопу (каркас с эластичной облицовкой), соединенные с помощью оси, серьги и гайки.В голеностопном узле при передвиже 10 нии инвалида, за счет шарнира ГУ попеременно поворачивается относительно друг к другу то стопа с серьгой и гайкой крепления стопы, то каркас протеза с щиколоткой с осью шарнира ГУ.Недостатками известных ГУ шиннокожанных протезов являются плохая устойчи 15 вость при стоянии, неудобство в ходьбе при двухсторонней ампутации (необходима третья точка опоры): при односторонней ам. путации перегрузка на здоровую ногу; затруднено естественное передвижение (ботинок носком цепляет за дорогу); щиколотка, стопа, шины, шарнирные соединения, элементы крепления щиколотки, оси серьги недолговечны и преждевременно выходят и строя; ГУ неприменим для обуви с каблуками разной высоты и т.д,Наиболее близким к предлагаемому является голеностопный узел для шинноко 20 25 30 жанных протезов, включающий щиколотку полусварную - нижняя часть литая алюминиевая с проушинами для крепления оси серьги шарнира ГУ, верхняя часть сварная алюминиевая из штампованых с ребрами 35 жесткости боковинок для крепления к ним металлических шин каркаса протеза при помощи медных заклепок и металлических пластин, приклепываемых с внутренней стороны щиколотки, Щиколотка спереди и гайкой) шарнира ГУ крепится неподвижно при помощи гайки и специальных металлических втулок, запрессованных в проушинах щиколотки; каркас стопы в верхней части имеет скос, в средней части которого имеется углубление (посадочное место) для серьги шарнира ГУ и отверстия под наконечник (с резьбой) серьги, благодаря кото 50 рому гайкой серьги крепится стопа к щиколотке; каркас стопы в эластичной облицовке; серьга устанавливается на оси шарнира ГУ; гайка серьги шарнира ГУ имеет лыску для стопорения от самопроизвольного отворачивания в каркасе стопы; величинаповорота стопы ограничивается жесткостью эластичных скосов. Недостатком голеностопного узла (ГУ)является плохая устойчивость инвалида при сзади в нижней части имеет опорные скосы 40для упора в эластичные скосы стопы; осьсерьги (специальный дорогостоящий болт с стоянии, что приводит к необходимости применения третьей точки опоры на протезах при двухсторонней ампутации. При ходьбе носок ботинка цепляется за опору (землю), что вызывает неестественное перемещение протезов как при двухсторонней, так и при односторонней ампутации. В момент соприкосновения каблука ботинка, (стопы) с землей протез вибрирует вследствие ограниченного поворота стопы на оси шарнира ГУ и отсутствия регулировки жесткости задней эластичной опоры стопы, Крепление шин каркаса протеза в верхней сварной штампованной части щиколотки при помощи медных и других заклепок недостаточно долговечное, так как преждевременно ослабляется, особенно у инвалидов с крупным телосложением. Скосы опорных площадок щиколотки при движении инвалида вызывают значительные горизонтальные составляющие силы от веса инвалида, которые действуют на шарнир ГУ, на гайку крепления стопы, на эластичные опоры стопы, на посадочное место металлических втулок в проушинах щиколотки, на посадочное место серьги в каркасе стопы; вызывая их преждевременный износ, ухудшая условия при эксплуатации. Кроме того, недостатком ГУ является отсутствие возможности регулирования стопы под разную обувь (по разной высоте каблука),Цель изобретения - повышение устойчивости при стоянии, передвижении, а также приближение к естественной ходьбе инвалидов с двухсторонней и односторонней ампутацией голеней, повышение надежности и долговечности деталей ГУ и каркаса шин (шиннокожанного протеза).Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем голеностопный шарнир, стопы с передней и задней опорными площадками и углублением в средней части каркаса (вставки) стопы под голеностопный шарнир, щиколотку овальной формы с ребрами жесткости с проушинами для фиксации голеностопного шарнира и с опорными площадками в нижней части, в нижней литой части щиколотки. выполнен опорный прилив с резьбовым отверстием для крепления шин каркаса протеза, опорные площадки.в переднем приливе под жесткие прокладки и в заднем приливе под буфер-амортизатор выполнены в горизонтальной плоскоСти, каркас (вставка) стопы с опорными площадками спереди под жесткие прокладки и сзади под буфер-амортизатор, выполненными в горизонтальной плоскости, Каркас (вставка) стопы иэ ударопрочного пластика снизу имеет опору из дерева, в стопе в эластичной облицовке вы50 55 полнено углубление под щиколотку для свободного ее поворота.Жесткие регулировочные сменные прокладки, установленные между передними опорными площадками каркаса (вставки) стопы и щиколотки, позволяют регулировать стопу под высоту каблука обув.: и устраняют балансировку инвалида при стоянии на протезах, что повышает его устойчивость, Опорный прилив с резьбовым отверстием в литой нижней части щ.,калотки для крепления шин каркаса пратеза позволяет создать.долговечное разборное соединение, при котором ни щиколотка, ни шины каркаса протеза преждевременно не выходят из строя- зто соединение удобно в эксплуатации, Форма щиколотки с приливами, величина формы плоскостей, расстояние между функциональными элементами определяет оптимальное распределение сил и моментов сил, действующих на стопу, щиколотку и шины при, ходьбе и стоянии на протезах, Величина аасстояния вертикальной оси передней опоры каркаса стопы от вертикальной оси шарнира голенастопного узла в соответствии с размерами стоп позволяет произвести индивидуальный подбор стоп с тем, чтобы устранить излишние отклонения передней части опорь:, т.е, избавиться от зацепления эа поверхность дороги при ходьбе на протезах, т.е, повысить безопасность передвижения и повысить естественность и эстетичность ходьбы.На фиг, 1 изображен голенастопный узел протеза, общий вид; на фиг, 2 - щиколотка (нижняя литая часть ГУ); на фиг, 3 - каркас (вставка) стопы из дерева с эластичной облицовкой; на фиг. 4 - каркас (вставка) стопы из удара-прочнога пластика с эластичной облицавкаи: на фиг. 5 - сегментная гайка для крепления шин; на фиг. 6 - каркас (вставка) стопы из удара-прочного пластика; на фиг, 7 - опора каркаса (вставки) стопы иэ удара-прочного пластика; на фиг, 8 - втулка проушин с накаткой; на фиг. 9 - распределение сил и крутящих моментов в голеностопном узле; на фиг. 10 - крепление щиколотки к шинам.Устройство (фиг. 1-10) содержит каркас (вставка) 1 стопы 2; в верхней части которой выполнены передние и задние горизонтальные опорные площадки 3, 4 и гнездо 5 под буфер-амортизатор и гнездо 6 пад серьгу шарнира ГУ и опора 7 вставки 1 с тремя отверстиями; щиколотку 8 овальной формы сварную, состоящую из деталей: нижняя . часть - литая выполнена с опорным приливом 9 (в средней части) для крепления шин 10 каркаса протеза, верхняя часть- сварная из штампованных с ребрами жесткости се 5 15 20 25 30 35 40 45 рийно выпускаемых боковинок для крепления шин 10 каркаса протеза, Передний прилив 11 в литой нижней части имеет опорную площадку 12, расположенную в горизонтальной плоскости. Задний прилив 13 в литой нижней части имеет углубление 14 под амортизатор-буфер 15, расположенное в госиэангальной плоскости. Ниже опорного прилива 9 (в средней части) щиколотки 8 по бокам выполнены проушины 16 с отверстиями под втулки 17, ьставляемые в отверстия для неподвижнага соединения, Ось 18 серьги 19 шарнира ГУ, установленная во втулках 17, соединяет щиколотку 8 с серьгой 19 и фиксируется от праворачивания во втулках 17 шплинтом 20. Серьга 19 при помощи гайки 21 закрепляет каркас (вставку) 1 стопы 2 к щиколотке 8. В опорном приливе 9 выполнено отверстие 22 с резьбой для крепления шин каркаса протеза к щиколотке с помощью винта 23 и винта 24 и сегментной гайки 25, Амортизирующий буфер 15. установленный в гнезда 5 каркаса 1 стопы 2. и углубление 14 под амортизатор-буфер 15. выполненный; например, из резины в виде цилиндра, Передняя опорная площадка 3 каркаса ". стопы 2 выполнена в горизонтальной пласкост" а задн:"апарная площадка 4 выполнена с гнездом 5 для обеспечения свабоднага поворота щиколотки 8. На передней горизонтальной опорной площадке 3 каркаса , стопы 2 помещены жесткие прокладки 26,. выпслненные иэ кожи. полимера или других жестких материалов, количествам которых можно правильно выставлять стопу, что необходима при различной высоте каблука обуви в соответствии с индивидуальными запросами инвалида, Каркас (вставка) 1 стопы 2 покрыт эластичной облицовкой 27.Каркас 1 стопы 2 может выполняться в двух вариантах; каркас (вставка) 1 стопы 2 из дерева (липы) фиг. 3; каркас (вставка) 1 стопы 2 из удара-прочного пластика в виде бруска и опорой-подошвой из фанеры с 7-10 слоями (8-12) мм (фиг, 4 и 6, 7).Укаэанные выше каркасы стопы практически преждевременно не изнашиваются и долговечность стопы увеличивается дажебез тщательного ухода,Крепление щиколотки 8 к шинам каркаса протеза (фиг, 10) осуществляют стандартными винтами, например, М 8 20, М 6 20 с потайными головками и сегментной гайкой 25 (для винта М 6 20), а к каркасу стопы -серийными серьга 19 с гайкой 21Устройство работает следующим образом.При стоянии и полной опоре на протезвес тела определяет основную силу 61, направленную вертикально вниз (см. фиг. 9). Точка приложения этой силы все время меняется. Сила 01 действует на шину 10 каркаса протеза на элементы крепления, опорный прилив 9, щиколотку 8 и проушины 16 на каркас 1 стопы 2 и ее элементы крепления, раскладываясь на вертикально действующие составляющие в следующих элементах и точках приложений: ось 18 шар-. нира ГУ, опорная площадка 12 щиколотки 8 через жесткие прокладки 26, соприкасающаяся с горизонтальной опорной площадкой 3. каркаса 1 стопы 2, ось буфера 15, опору 7 каркаса 1 стопы 2, ось 30 поворота протеза передней опоры 31 каркаса 1 стопы 2. Так как силовое воздействие на опорные площадки 12 щиколотки 8 через жесткие прокладки 26 передается на жесткую горизонтальную опорную площадку 3 каркаса 1стопы 2 и силы воздействия без горизонтальных составляющих. балансирование при стоянии на протезе исключено, поэтому устойчивость. инвалида повышается, что особенно важно при односторонней и двухсторонней ампутации голени. Кроме того, устойчивость повышается за счет увеличения расстояния Ь (фиг, 3, 4, 9) от оси 30 поворота протеза передней опоры 31 каркаса 1 стопы 2 до оси 18 шарнира ГУ и за счет наиболее оптимальных величин расположения узлов конструкции. Необходимость применения третьей точки опоры (например, палочки) для.таких протезов при односторонней, и двухсторонней ампутации голени отпадает,.,В динамике точка приложения центра тяжести инвалида все время меняется как по вертикали, так и по горизонтали, Вертикально действующая сила от веса инвалида заставляет в заданном угле поворачивать стопу с серьгой 19, щиколотку 8 с осью 18 и шины 10 каркаса протеза вокруг шарнира ГУ. Жесткая опорная площадка 12 щиколотки 8 и жесткое соединение серьги 19 каркасом 1 стопы 2 исключают изменения заданного высотой прокладки 26 угла поворота щиколотки 8 с каркасом протеза вокруг шарнира ГУ,Смещение центра тяжести инвалида вперед за ось поворота протеза в плюснефаланговом шарнире стопы (за расстояние Ь, фиг. 9) вызывает йеремещение д 1 оугой ноги; При нормальных размерах Ь (от оси шарнира ГУ до оси 30 поворота протеза в передней опоры 31 каркаса 1 стопы 2, т.е, оси плюснефалангового шарнира) в движении протез приподнимается на высоту 15-25 мм, чтогарантирует то, что носок обуви эа дорогу не цепляется. При перемещении протеза в точке соприкосновения каблука50 лотки. 8 со стопой посредством опорнойплощадки 12 (фиг. 1) и горизонтальной площадки 3 каркаса 1 стопы 2 (фиг, 9) позволяет повысить устойчивость при стоянии и ходьбе, а при повороте протеза вокруг тачки В 55 (оси плюснефалангового шарнира стопы)обеспечивается подъем протеза на (15-25) мм и нормальное волнообразное движение, Количеством жестких прокладок 26 правильно устанавливается стопа для обуви с разной высотой каблука, Расположение 5 10 15203040 обуви с дорогой происходит поворот сгопы с серьгой 19 вокруг оси 18 шарнира 1 У до соприкосновения опорной площадки 12 щиколотки 8 с горизонтальной площадкой 3 каркаса 1 стопы 2, при этом. сжатый амортизатор-буфер 15 помогает повороту протеза, что облегчает передвижение инвалида, Далее процесс перемещения протеза повторяется в последовательности, описанной выше. При необходимости подогнать стопу под определенную обувь и нормальное перемещение требуется увеличить или уменьшить высоту прокладки 26. Предложенная конструкция позволяет упростить конструкцию голеностопного узла, повысить его надежность, технологичность изготовления, повысить ремонтоспособность протеза, применять материалы, как алюминиево-. магниевые сплавы, удара-прочный пластик.Это значительно снизит стоимость иэготовления протеза. Крепление шин к щиколотке при помощи винтов позволяет исправлять. дефекты каркаса протеза инвалиду самостоятельно, заменять детали, регулировать установку стопы под обувь с каблуками разной высоты, не обращаясь в мастерские.Нормальное расстояние Ь от оси шарнира ГУ до точки В (фиг. 3, 4, 9) до плюснефалангового шарнира каркаса стопыпозволяет значительно повысить устойчивость инвалида при стоянии и ходьбе и обеспечит волнообразные перемещения, чтоприближает ходьбу на протезе к естественной, При этом, в момент:поворота протезавокруг точки. В опорная:часть его поднимается на (15-25) мм, что исключает цепляниеноска обуви за дорогу. Правильно выбранное расстояние а от вертикальной оси шарнира ГУдо вертикальной осй амортизатора-буферазначительно уменьшает силу воздействия буфера на протез и ногу инвалида. Это повышает устойчивость инвалида при стоянии и при ходьбе, исключает вибрацию протеза при соприкосновении каблука с дорогой., Приэтом кинетическая энергия амортизаторабуфера при ходьбе увеличивается (кинетическая энергия сжатого буфера), что облегчаетповорот протеза вокруг оси шарнира ГУ, Жесткое соприкосновение щико-.1747062 20 30 40 9амортизатора 15, оси 18, шарнира ГУ и гнезда 5 под амортизатор в каркасе 1 стопы 2 позволяет исключить выхляние протеза относительно задней точки опоры, что также приближает ходьбу на протезе к естественной и исключает преждевременный износ каркаса 1 стопы 2 и шарнира ГУ, расширяет угол свободного поворота щиколотки 8 с протезом вокруг шарнира ГУ. Щиколотка 8 через опорный прилив 9 соединяется с шинами 10 каркаса протеза посредством стандартных винтов под резьбу М 8(2 шт) и Мб(2 шт), Это крепление более надежное и дает возможность легко отделять голеностопный узел от протеза, что повышает ремонтопригодность. Передний 11 и задний 13 прилив овальной формы щиколотки (нижней литой части) 8 обеспечивают плотное соприкосновение эластичной облицовки 27 стопы 2 со щиколоткой 8 и свободное поворачивание как стопы, так и щиколотки. Предлагаемая конструкция голеностопного узла может .быть использована для шиннокожанных протезов голени и бедра для лиц с крупным и малым телосложением, и предусматрива, ет использование существующего оборудования для серийно выпускаемых деталей протезов; стопы, серьги шарнира ГУ, айки ., с лыской, верхней сварной части щиколотки из штампованных с ребрами жесткости боковинок для крепления шин, винтов с потайной головкой под резьбы М 8 и Мб.Таким образом, предложенный голеностойный узел повышает устойчивость инва- .лида при стоянии нэ протезах, особенно при двухсторонней ампутации голеней, повышает функциональность стоп при ходьбе; зэ счет рациенального размещения в конструкции фуйкциональных элементов повышается естественность ходьбы (устраняется зацепление носка протеза за опору при переносе протезов, а воздействие амортизационного буфера смягчает ходьбу), Это позволяет на более высоком уровне проводить социально-трудавую реабилитацию инвалидам с односторонней и двухсторонней ампутацией голени и бедра.5 . Предлагаемой конструкцией опротезировано два инвалида. Один с двухсторонней ампутацией голеней (верхняя 1/3. нижняя 1/3), активно пользуется протезами, работает у станка. У второго с односто 10 ронней ампутацией голени (верхняя 1/3 после рабочего дня прогулка по 6 км и бег на 25 м боли в культе не вызывают. Нарушение кровообращения от манжетки бедра при носке протеза не обнаруживается, Эти инвалиды отмечают; значительное удобство в ходьбе и повышение устойчивости,культи не устают, повышена эстетичностьходьбы, надежность голеностопного шарни-:ра и посадочного места серьги в каркасе стопы и удобство в эксплуатации Формула изобретения Голеностопный узел протеза, содержащий стопу с каркасом, опорными площадка 25 ми под щиколотку и углублением под голеностопный шарнир, металлическую щи- .колотку с проушинами и опорными площадками в нижней части, соединенныепосредством голеностопного шарнира, ось которого размещена в проушинах щиколотки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения устойчивости при стоянии и передвижении и приближения к естественной ходьбе инвалидов с двухсторонней и односторонней ампутацией голеней, в него введены шины, размещенные по бокам нижней части щиколотки. опорные приливы, к которым прикреплены шины каркаса протеза, и винты, при помощи которых шины связаны с опорными приливами, причем каркас стопы выполнен в виде бруска с опорой-подошвой и посадочным местом под голеностопный шарнир.