ITBG20090020A1 - Piede protesico da camminare - Google Patents

Description

“Piede protesico da camminare

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un piede protesico da camminare.

In particolare la presente invenzione si riferisce ad un piede protesico dedicato a soggetti amputati di arto inferiore con mobilità medio bassa.

Per soddisfare le esigenze di pazienti amputati dagli anni '80 sono stati lanciati sul mercato piedi protesici a restituzione di energia che, grazie all’utìlizzo di materiali compositi, come la fibra di carbonio, sono in grado di immagazzinare energia nella prima fase di appoggio, durante il cosiddetto caricamento, e di restituirla nella seconda fase dell’appoggio a terra, detta appunto di risposta, prima della fase di volo.

Lo scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un piede protesico dedicato principalmente a persone con mobilità medio-bassa, con maggiore attenzione alla stabilità e al comfort durante la fase di appoggio al terreno.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un piede protesico che permetta di restituire energia, durante gli istanti dell’appoggio al terreno, in modo più graduale e costante per venire incontro alle esigenze, soprattutto delle persone anziane, aventi una velocità media di cammino molto più ridotta rispetto a quella di persone più giovani. Inoltre il piede consente una efficace plantarflessione, garantendo un contributo elastico ed energetico attivo, nella fase finale dell’appoggio al terreno, quando il piede protesico à ̈ caricato in corrispondenza delle “dita virtuali†e durante il quale il soggetto anziano ricerca il contributo energetico nel piede protesico onde minimizzare la propria fatica muscolare.

Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un piede protesico secondo le rivendicazioni allegate.

Vantaggiosamente, il piede protesico secondo il trovato deve essere resistente nel rispetto della normativa ISO 10328, ma allo stesso tempo flessibile in modo da consentire l’applicazione e la gestione del carico in una camminata fluida e naturale.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 mostra una vista laterale del piede protesico completo;

la figura 2 mostra una vista laterale esplosa secondo il trovato;

la figura 3 mostra una vista isometrica del piede protesico completo;

la figura 4 mostra una vista isometrica esplosa secondo il trovato.

Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un piede protesico indicato complessivamente con il numero di riferimento 1 .

Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure, si nota come il piede protesico 1 comprende una lamina in materiale composito 1 a e uno snodo caviglia 1 b , costituito da una parte superiore 2 che termina a forma piramidale, in titanio, alluminio, o sua lega, tramite il quale il carico applicato viene trasferito dalla protesi al piede protesico 1 e da una parte inferiore 3 vincolata alla superiore tramite un perno 6 e alla lamina tramite fissaggio meccanico.

La parte superiore 2 Ã ̈ libera di ruotare attorno al perno 6.

All’interno dello snodo caviglia à ̈ alloggiata una molla torsionale 4; all’estremità posteriore della parte superiore 2 dello snodo caviglia 1 b à ̈ fissato uno smorzatore 5; lo snodo caviglia 1 b à ̈ rivestito di una cover estetica 8.

La lamina 1a à ̈ costituita da un tratto 9 curvilineo con concavità verso l’alto (nella configurazione di normale utilizzo del piede) e rappresentativo del calcagno, un tratto curvilineo a gobba 10 che rappresenta l’arco plantare con il suo vertice Vsup, un tratto rettilineo 11 che raccorda il tratto 10 con il tratto finale 12 definente l’avampiede che presenta una concavità verso l’alto e può possedere o meno un flesso.

Il vertice Vsup passa in corrispondenza di un asse 13 parallelo all’asse mediano 14 dell’estremità piramidale dello snodo caviglia, lungo il quale viene scaricato il peso dell’utilizzatore e spostato in avanti di 30 ± 10 mm, in pratica tale asse mediano 14 à ̈ la retta di carico. E’ possibile variare la posizione dell’asse di carico, passante per il centro della piramide deilo snodo caviglia, rispetto alla punta del piede tra il 70% e Γ 80 % .

La molla torsionale 4 garantisce la dorsi-flessione e plantar-flessione della caviglia durante il cammino. Il particolare orientamento e la posizione della molla consente all’utente di caricare la stessa dal primo istante della fase di Initial Contact fino alla fase di Mid Stance, quando la retta di carico à ̈ perpendicolare al terreno. Una volta caricata la molla rilascia l’energia elastica accumulata, quando supera l’istante del Mid Stance, in cui la tibia à ̈ perpendicolare al terreno, fino all’ultimo istante della fase di Toe Off offrendo un momento torsionale alla caviglia che garantisce una graduale contatto con il terreno e aiuta il paziente nella fase propulsiva. La molla lavora in sinergia con la lamina di materiale composito, entrambe incamerano energia elastica con principi differenti: torsione nel primo caso, deformazione elastica nel secondo. Entrambi i componenti si caricano e rilasciano energia durante il contatto del piede protesico al terreno.

La molla torsionale à ̈ di diverso tipo in funzione del peso dell’utente e della sua mobilità e la sua rigidezza torsionale può essere regolata a seconda delle esigenze dell'utente. La regolazione della rigidezza torsionale può avvenire mediante tecniche note.

La molla torsionale à ̈ realizzata in acciaio al carbonio o in leghe leggere.

Nell'estremità posteriore della parte superiore 2 dello snodo caviglia 1 b , in prossimità dell'asse mediano 14 lungo il quale viene scaricato il peso dell'utilizzatore, à ̈ vincolato con un fissaggio meccanico uno smorzatore 5 che ha la funzione di ottimizzare il comfort durante il contatto con il terreno. Se si carica troppo il piede e/o si carica troppo la molla torsionale la parte superiore 2 si appoggia alla parte inferiore non direttamente ma sullo smorzatore 5.

Lo snodo caviglia 1 b risulta vincolato alla lamina 1a in corrispondenza del tratto rettilineo della stessa mediante due fori che garantiscono il fissaggio tramite un fissaggio a viti e bulloni. E’ eventualmente presente un distanziale (non mostrato) fra la parte inferiore 3 dello snodo caviglia e la lamina 1a.

Al di sotto dei tratti 9 e 12 della lamina 1 a sono posizionati due cuscinetti, non mostrati, di materiale elastomerico per impedire il contatto diretto tra la lamina in fibra di carbonio e il rivestimento cosmetico elastico al cui interno viene alloggiato il piede protesico.

La lunghezza complessiva della lamina 1 a approssima la lunghezza di un piede naturale; naturalmente essa sarà differenziata a seconda delle caratteristiche di ogni utilizzatore e quindi della taglia del piede protesico scelta in sua funzione.

La larghezza della sezione trasversale della lamina 1a si restringe partendo dal tratto 9 (che definisce il tallone), verso il tratto a gobba 10 (che definisce l’arco piantare) per poi riallargarsi raggiungendo il massimo valore in corrispondenza del punto 16, che delimita i tratti 11 e 12 della lamina inferiore 1a e che à ̈ indicativo del V° metatarso virtuale, in corrispondenza della massima larghezza dell’avampiede.

Lo spessore della lamina à ̈ preferibilmente costante, anche se in funzione del carico applicato e quindi del peso dell’utilizzatore e del suo livello di mobilità.

Le dimensioni del piede variano per 5 classi a seconda del numero di scarpa del soggetto utilizzatore: classe I n° 35-36, classe II n° 37-38, classe III n° 39-40, classe IV n° 41 -42, classe V n° 43-44. Naturalmente anche altre classi sono possibili.

Il materiale con cui viene prodotto questo piede protesico consente l'assorbimento e il rilascio di energia: esso à ̈ un materiale composito come tessuto in fibra di carbonio, di fibra aramidica, di fibra di vetro, ecc.

La presenza della molla torsionale, unita alla deformabilità elastica della lamina consente all’utilizzatore di caricare il piede protesico con la sola forza perso e restituire tale energia durante la fase di spinta.

In particolare, durante la fase del contatto iniziale, il caricamento della molla e l'abbassamento della parte superiore 2 dello snodo verso la lamina 1 a e la compressione dello smorzatore 5 garantiscono l’accettazione e l’assorbimento graduale del carico. Lo snodo caviglia 1 b e la lamina 1a svolgono la funzione di assorbimento del carico e anche l’azione del muscolo tibiale anteriore che garantisce un controllo del “rotolamento†del piede e quindi un graduale contatto al terreno, dal tallone fino all’avampiede, tratto 12 della lamina inferiore 1 a. Dopo la fase di caricamento della molla la parte superiore 2 dello snodo riprende la posizione iniziale tramite una sorta di “effetto catapulta†che regola il rotolamento del piede e consente la propulsione.

Il materiale di cui à ̈ costituita la lamina 1a à ̈ tale da consentire un abbassamento del piede piuttosto lento, garantendo comunque stabilità e supporto all’arto amputato per andare incontro alle esigenze delle persone con medio-bassa mobilità.

Dal momento in cui la lamina 1 a entra in contatto con il terreno, questa incomincia a caricarsi, insieme alia molla, ma allo stesso tempo offre una elevata stabilità in appoggio.

La molla 4, che ha iniziato a caricarsi già nella prima fase deH’appoggio, prolunga il suo caricamento fino alla fase di Mid Stance (quando il piede protesico à ̈ totalmente a contatto con il terreno) e subito dopo inizia a restituire energia favorendo il passaggio dal Mid Stance alla fase di Toe Off.

La lamina inferiore 1 a inizia a restituire energia, fin dalla fase di Initial Contact, accompagnando il piede fino al Mid Stance e dal Mid Stance al Toe Off garantendo un appoggio attivo anche nell’ultima fase del contatto a terra, quando il tratto terminale del piede 12 (l’avampiede virtuale) à ̈ ancora appoggiato al terreno, in modo da generare l’energia necessaria alla spinta propulsiva, minimizzando la fatica muscolare dell'erto amputato.

La morfologia della lamina assicura stabilità anche nella fase statica con appoggi naturali. Infatti, in condizione ortostatica, il peso viene scaricato sul tratto 9 della lamina inferiore 1 a (che simula il calcagno) e sul tratto 12 della stessa lamina inferiore 1a (che simula l’avampiede).

Il sistema così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti neH’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Piede protesico da camminare comprendente un attacco vincolabile ad un tubo di un arto artificiale, ed una lamina, associata a detto attacco, la quale à ̈ atta ad andare in appoggio sul pavimento caratterizzato dal fatto che detto attacco comprende una molla torsionale.
2. 2. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di comprendere un tratto iniziale definente un calcagno, un tratto intermedio a gobba, ed un tratto finale che definisce l’avampiede.
3. 3. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto tratto iniziale e detto tratto finale di detta lamina sono curvilinei con concavità rivolta verso l’alto, detta lamina presentando anche un tratto rettilineo interposto tra detto tratto a gobba e detto tratto finale curvilineo, ove la connessione tra detta lamina e detto snodo alla caviglia à ̈ realizzata in corrispondenza di detto tratto rettilineo di detta lamina.
4. 4. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto attacco comprende un fissaggio meccanico posto in corrispondenza della metà del piede.
5. 5. Piede protesico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che tratto intermedio a gobba presenta un vertice che passa in corrispondenza di un asse parallelo a distanza 30 ± 10 mm a quello lungo il quale viene scaricato il peso deH’utilizzatore.
6. 6. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la distanza di un asse lungo il quale viene scaricato il peso dell ’ uti I izzato re può essere variata rispetto alla punta del piede tra il 70% e Γ 80 % della lunghezza totale di detta lamina.
7. 7. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta molla torsionale può avere una rigidezza torsionale differente a seconda del peso e della mobilità dell'utente.
8. 8. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta molla torsionale ha una rigidezza torsionale regolabile.
9. 9. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di comprendere uno smorzatore posto in prossimità di un asse lungo il quale viene scaricato il peso dell’utilizzatore.
10. 10. Piede protesico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta lamina à ̈ associata a detto attacco mediante un perno.