PL243148B1 - Proteza kolana - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest proteza kolana. Proteza kolana osadzona pomiędzy górnym korpusem wyposażonym w górny adapter mocujący i korpusem wyposażonym w dolnym adapter mocujący oraz wyposażona w amortyzator, charakteryzuje się tym, że w korpusie (7) na tłoczysku amortyzatora (19) zamocowana jest rolka (8) w elemencie prowadzącym rolkę (9), a nad rolką (8) usytuowana jest krzywka mechanizmu spowalniania zamocowana w górnym korpusie (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest proteza kolana.

Mechanizm przegubowy znany z polskiego opisu patentowego nr PL219055, składa się z pierwszego członu, połączonego przegubowo z drugim członem oraz z zespołu napędowego. Pierwszy człon składa się z trzpienia i osadzonej na nim głowicy, na której opiera się wózek drugiego członu. Do gło wicy zamocowany jest obrotowo pierwszy łącznik oraz drugi wahacz, które łączą głowicę z wózkiem. Natomiast pierwszy drążek stanowi element zespołu napędowego, który zawiera siłownik, zamocowany do trzpienia drugiego członu.

Przegub kolanowy do protezy znany z europejskiego opisu patentowego nr EP2316390, ma układ sterowania fazą wymachu z tłokiem, który jest połączony z łącznikiem udowym i ruchomy względem cylindra, i cylindrem połączonym z łącznikiem podudziowym, przy czym cylinder jest wokół przynajmniej jednej osi odchylny względem łącznika podudziowego, który za pośrednictwem punktu połączenia przegubowego, oddalonego od osi. Cylinder połączony jest ze środkiem sprężystym opierającym się o łącznik podudziowy.

Przegub kolanowy protezy nogi z urządzeniem hamującym znany z niemieckiego opisu patentowego nr DE19506426, złożony jest z dolnej części przegubu, z górnej części przegubu, z połączonej z jedną z części przegubu w sposób zabezpieczony od obrotu osi przegubu, z tworzącej środkową część przegubu dźwigni wahliwej, której wystający koniec jest przymocowany do osi obrotu, równoległej i przesuniętej do przodu względem osi przegubu i obejmującą swym odgiętym końcem tę oś przegubu, wyposażony w urządzenie hamujące sterowane obciążeniem nogi. Część środkowa przegubu jest zaopatrzona w zespół dwóch obwodowych komór wyporowych wypełnionych olejem hydraulicznym i otaczających, przynajmniej częścią swego obwodu oś przegubu. Komory te są wzajemnie oddzielone za pomocą obrotowego tłoka osadzonego na osi przegubu i wzajemnie połączone za pomocą przewodu olejowego. Część środkowa jest również zaopatrzona w osadzony przesuwnie tłok zaworu, współpracujący z jednej strony ze sprężyną utrzymującą go w położeniu otwartym, z drugiej zaś z umieszczonym w dolnej części przegubu urządzeniem nastawczym zamykającym zawór w trakcie zginania przegubu.

Przegub protezy z urządzeniem hamującym znany z europejskiego opisu patentowego nr EP0739615, stanowi przegub kolanowy protezy nogi z urządzeniem hamującym, złożony z górnej części przegubu, z dolnej części przegubu i osi przegubu, stanowiącej oś urządzenia hamującego, łączącej obie części przegubu w sposób wahliwy i połączonej w sposób zabezpieczony od obrotu z dolną częścią (przegubu, ułoży skowanej w tulei hamującej, połączonej w sposób zabezpieczony od obrotu z elementem zaciskowym, na którym górna część przegubu jest ułożyskowana przegubowo przez wahliwą oś w taki sposób, że górna część przegubu przy obciążeniu naciska na element zaciskowy, i poprzez to na tuleję hamującą, przenosząc działanie hamujące na oś przegubu.

Przegub do protez kończyn dolnych znany z polskiego wzoru użytkowego nr RU060154, ma postać wzajemnie prostopadle usytuowanych wobec siebie dwóch tulei, to jest górnej i dolnej osadzonych na sworzniach, utwierdzonych w widłowych uchwytach, stanowiących przegub dwuosiowy. Osie obrotu tych tulei są oddalone od siebie o wielkość, a ponadto uchwyty są zaopatrzone w płytki górną i dolną. Górna płytka uchwytu górnego połączona jest nierozłącznie z górnym gwintowanym łącznikiem, zaś płytka dolna uchwytu dolnego połączona jest nierozłącznie z dolnym gwintowanym łącznikiem. Tuleje są osadzone na sworzniach ruchomo w zakresie 120-180°.

Przegubowa proteza kolana znana z europejskiego opisu patentowego nr EP1849439, w której protetyczny staw kolanowy ma cztery śruby osiowe. Dwa przeciwległe człony stawowe biegnące ukośnie są połączone z protezowym trzonem z jednej strony i połączone protetyczną stopą z drugiej strony. Pozostałe dwa człony stawowe obracają się ze sobą jako podłużne człony stawowe w pozycji stojącej i pozycji odchylającej. Śruba osiowa członu stawowego obraca się i wyznacza element mimośrodowy połączony z protezą stopy, przez którego obrót odległość między obydwoma śrubami osi zmienia się.

Sztuczne połączenie kończyn z łącznikiem czworokątnym znane z opisu patentowego USA nr US6752835, ma cztery osiowe sworznie, przy czym cztery osiowe sworznie łączą ze sobą główkę kolana, dwie płytki łączące, widelec i siedzisko do łączenia z dolną częścią nogi i tworzą trójkątne podparcie. Ponadto środek ciśnienia znajduje się na końcu odwróconego trójkąta utworzonego przez cztery osiowe sworznie.

Hamowany staw kolanowy znany z opisu patentowego USA nr US4685927, ma część udową i część dolną nóg, które są wyposażone w powierzchnie hamujące dostosowane do siebie i które, z powodu możliwości osiowego ruchu części udowej względem części dolnej nogi, są dociskane do siebie podczas Ładuję. Powierzchnie hamujące mają zasadniczo kontur, który jest okrągły w przekroju pionowym i który ma stały promień względem osi obrotu. Złącze zawiera odpowiedni ogranicznik, który zapewnia wolne od szarpnięć zakończenie ruchu przedłużenia stawu kolanowego z pozycji zgiętej. Ogranicznik jest utworzony przez zapewnienie powierzchni hamującej części udowej przednią częścią końcową, która znajduje się w odległości, która wzrasta od osi obrotu i jest większa niż stały promień, oraz przez zapewnienie odpowiedniej przedniej części końcowej powierzchni hamowania dolna część nogi tak, że wraz ze wzrostem wydłużenia stawu kolanowego w stanie nieobciążonym, stale zwiększający się obszar powierzchni hamujących wchodzi w kontakt cierny, co powoduje zatrzymanie.

Istota protezy kolana według wynalazku polega na tym, że w korpusie na tłoczysku amortyzatora zamocowana jest rolka w elemencie prowadzącym rolkę, a nad rolką usytuowana jest krzywka mechanizmu spowalniania zmocowana w górnym korpusie. Element prowadzący rolkę osadzony jest w tulejce prowadzącej zamontowanej w korpusie prowadnicy, natomiast tłoczysko amortyzatora osadzone jest w amortyzatorze hydraulicznym zamontowanym w korpusie prowadnicy poprzez tulejkę mocującą, hydrauliczny amortyzator regulowany zamocowany jest do korpusu prowadnicy, jednocześnie hydrauliczny amortyzator regulowany połączony jest poprzez element regulacyjny amortyzatora, prowadnicę mechanizmu załączania i korpus zaworu hydraulicznego z korpusem dolnym, natomiast adapter mocujący połączony jest z głowicą zaworu hydraulicznego, ponadto na hydraulicznym amortyzatorze regulowanym osadzona jest sprężyna, przy czym korpus zaworu hydraulicznego i głowica zaworu hydraulicznego stanowią mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego. W górnym korpusie zamocowana jest pierwsza oś obrotu z łożyskowaniem i trzecia oś obrotu z łożyskowaniem, przy czym na pierwszej osi obrotu z łożyskowaniem osadzony jest obrotowo pierwszy koniec cięgna mechanizmu czteroosiowego stawu kolanowego, którego drugi koniec osadzony jest obrotowo na drugiej osi obrotu z łożyskowaniem zamocowanej w korpusie, natomiast na trzeciej osi obrotu z łożyskowaniem osadzony jest pierwszy koniec krzywki mechanizmu spowalniania, zaś drugi koniec krzywki mechanizmu spowalniania usytuowany jest w korpusie nad rolką zamocowaną w elemencie prowadzącym rolkę względem korpusu.

Proteza charakteryzuje się tym, że podczas obciążenia jej przez użytkownika mechanizm spowalniania ruchu zginania kolana jest aktywny i ułatwia użytkownikowi szczególnie schodzenie po schodach. Mechanizm ten jest regulowany i użytkownik może dopasować siłę tłumienia (spowalniania ruchu zginania) do swojej wagi i upodobań. W sytuacji gdy proteza nie jest obciążona mechanizm spowalniający ruch zginania kolana jest wyłączony i proteza może się swobodnie zginać bez dodatkowych oporów co zdecydowanie ułatwia wykonywanie wymachu nogi podczas przenoszenia jej do przodu w powietrzu - ruch „swing”. Mechanizm ten może być zastosowany w protezach stawu kolanowego wieloosiowych jak również w protezie stawu kolanowego jednoosiowej. Może on być częścią składową protezy aktywnej (posiadającej własny napęd) lub częścią protezy stawu kolanowego pasywnej (bez napędu).

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia uproszczony schemat protezy kolana z mechanizmem załączania amortyzatora hydr aulicznego, Fig. 2 - wyprostowaną czteroosiową protezę kolana luźno zmieniająca wartość wychylenia kątowego z nieuruchomionym mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego, Fig. 3 - zgiętą czteroosiową protezę kolana luźno zmieniającą wartość wychylenia kątowego z nieuruchomionym mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego, Fig. 4 - wyprostowaną czteroosiową protezę kolana luźno zmieniającą wartość wychylenia kątowego z uruchomionym mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego, Fig. 5 - zgiętą czteroosiową protezę kolana luźno zmieniającą wartość wychylenia kątowego z uruchomionym mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego, Fig. 6 - jednoosiową protezę kolana z mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego, Fig. 7 - krzywkę czteroosiowego mechanizmu stawu kolanowego, a Fig. 8 - krzywkę jednoosiowego mechanizmu stawu kolanowego.

Przykład 1

Proteza kolana stanowiąca czteroosiową protezę kolana, ma korpus 7 połączony przegubowo z górnym korpusem 2, w którym zamocowana jest krzywka mechanizmu spowalniania 6 osadzona nad rolką 8 zamocowaną na tłoczysku amortyzatora 19 hydraulicznego amortyzator regulowanego 11, który wyposażony jest w mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego 14 stanowiący zawór składający się z korpusu zaworu hydraulicznego 14a i głowicy zaworu hydraulicznego 14b. Głowica zaworu hydraulicznego 14b osadzona jest na prowadnicy mechanizmu załączania 13 wyposażonej w sprężynę 22. Proteza ma adapter mocujący górny 1 zamocowany na górnym korpusie 2, w którym zamocowa na jest pierwsza oś obrotu z łożyskowaniem 3 i trzecią oś obrotu z łożyskowaniem 16, przy czym na pierwszej osi obrotu z łożyskowaniem 3 osadzony jest obrotowo pierwszy koniec cięgna mechanizmu czteroosiowego stawu kolanowego 4, którego drugi koniec osadzony jest obrotowo na drugiej osi obrotu z łożyskowaniem 5 zamocowanej w korpusie 7, natomiast na trzeciej osi obrotu z łożyskowaniem 16 osadzony jest pierwszy koniec krzywki czteroosiowego mechanizmu spowalniania 6a osadzony również na czwartej osi obrotu z łożyskowaniem 17 w korpusie 7. Drugi koniec krzywki czteroosiowego mechanizmu spowalniania 6a usytuowany jest w korpusie nad rolką 8 zamocowaną w elemencie prowadzącym rolkę 9 względem dolnego korpusu 7, przy czym element prowadzący rolkę 9 zamocowany jes t na tłoczysku amortyzatora 19 wyposażonego w korpus prowadnicy 20. Element prowadzący rolkę 9 osadzony jest w tulejce prowadzącej 10 zamontowanej w korpusie prowadnicy 20. Tłoczysko amortyzatora 19 osadzone jest poprzez hydrauliczny amortyzator regulowany 11, element regulacyjny amortyzatora 12, prowadnicę mechanizmu załączania 13 i mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego 14 z dolnym adapterem mocującym 15 osadzonym na korpusie 7, ponadto hydrauliczny amortyzator regulowany 11 zamocowany jest do korpusu prowadnicy 20 za pomocą tulejki mocującej 21, zaś na hydraulicznym amortyzatorze regulowanym 11 osadzona jest sprężyna 22. Mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego 14 ma korpus zaworu hydraulicznego 14a i głowicę zaworu hydraulicznego 14b wykonane w postaci zaworu.

Przykład 2

Proteza kolana wykonana jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że oś obrotu z łożyskowaniem 17 jest wyposażona w hamulec 18.

Przykład 3

Proteza kolana wykonana jak w przykładzie pierwszym i pierwszym z tą różnicą, że jest jednoosiową protezą kolana wyposażoną w krzywkę jednoosiowego mechanizmu stawu kolanowego 6b. Proteza z mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego 14 spowalniającym ruch zginania kolana i układem aktywującym ten mechanizm tylko w przypadku obciążenia protezy przez użytkownika.

Czteroosiowa proteza kolana (Fig. 2, Fig. 3) wyposażona jest w mechanizm spowalniania ruchu zginania. Mechanizm ten składa się z krzywki czteroosiowego mechanizmu stawu kolanowego 6a, rolki 8 z nią współpracującej osadzonej na elemencie prowadzącym rolkę 9, hydraulicznego amortyzatora regulowanego 11 rozpraszającego energię, elementu regulacyjnego amortyzatora 12 do regulacji siły spowalniania ruchu zginania protezy kolana oraz układu aktywującego działanie mechanizmu załączania amortyzatora hydraulicznego 14 rozpraszającego energię, który działa tylko wówczas, gdy proteza jest obciążona. Proteza stawu kolanowego nie obciążona przez użytkownika kolejno w pozycji wyprostowanej i częściowo zgiętej z nieuruchomionym mechanizmem załączania amortyzatora hydraulicznego 14 spowalnia ruch zginania i luźno - bez większych oporów zmienia wartość wychylenia kątowego. Mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego 14 spowalniający ruch zginania kolana jest nieaktywny, co pozwala bardzo łatwo zgiąć staw kolanowy podczas przenoszenia nogi w powietrzu do przodu. Mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego 14 jest odsunięty od korpusu 7 co skutkuje, że hydrauliczny amortyzator regulowany 11 wyposażony w korpus zaworu hydraulicznego 14 a i głowicę zaworu hydraulicznego 14b jest całkowicie otwarty i nie wprowadza oporów podczas zginania protezy. Układ spowalniania ruchu zginania kolana jest wyłączony i użytkownik może swobodnie zgiąć protezę stawu kolanowego.

Protezę stawu kolanowego obciążoną przez użytkownika (Fig. 4, Fig. 5), ma aktywny mechanizm spowalniania ruchu zginania kolana i w tej sytuacji ruch zginania kolana jest spowolniony, co jest przydatne w szczególności podczas schodzenia po schodach.

Mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego 14 jest dosunięty do korpusu 7 co skutkuje tym, że hydrauliczny amortyzator regulowany 11 wyposażony w korpus zaworu hydraulicznego 14a i głowicę zaworu hydraulicznego 14b jest zamknięty i wprowadza opór hydrauliczny podczas zginania protezy. Wartość tego oporu jest regulowana i dopasowywana do użytkownika tak, aby prędkość zginania protezy stawu kolanowego była właściwa. Wartość tej prędkości jest zależna kształtu krzywki czteroosiowego mechanizmu stawu kolanowego 6a oraz ustawionej siły oporowej pochodzącej z wciskania tłoczyska 19 hydraulicznego amortyzatora regulowanego 11.

Wykaz oznaczeń na rysunku:

1. Adapter mocujący,

2. Górny korpus,

3. Pierwsza oś obrotu nr z łożyskowaniem,

4. Cięgno mechanizmu czteroosiowego stawu kolanowego,

5. Druga oś obrotu z łożyskowaniem,

6. Krzywka mechanizmu spowalniania,

6a. Krzywka czteroosiowego mechanizmu stawu kolanowego,

6b. Krzywka jednoosiowego mechanizmu stawu kolanowego,

7. Korpus,

8. Rolka,

9. Element prowadzący rolkę,

10. Tulejka prowadząca,

11. Hydrauliczny amortyzator regulowany,

12. Element regulacyjny amortyzatora,

13. Prowadnica mechanizmu załączania,

14. Mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego,

14a. Korpus zaworu hydraulicznego,

14b. Głowica zaworu hydraulicznego,

15. Dolny adapter mocujący,

16. Trzecia oś obrotu z łożyskowaniem,

17. Czwarta oś obrotu z łożyskowaniem,

18. Hamulec,

19. Tłoczysko amortyzatora,

20. Korpus prowadnicy,

21. Tulejka mocująca,

22. Sprężyna

Claims (1)

1. Proteza kolana osadzona pomiędzy górnym korpusem wyposażonym w górny adapter mocujący i korpusem wyposażonym w dolny adapter mocujący oraz wyposażona w amortyzator, znamienna tym, że w korpusie (7) na tłoczysku amortyzatora (19) zamocowana jest rolka (8) w elemencie prowadzącym rolkę (9), a nad rolką (8) usytuowana jest krzywka mechanizmu spowalniania (6) zamocowana w górnym korpusie (2), przy czym element prowadzący rolkę (9) osadzony jest w tulejce prowadzącej (10) zamontowanej w korpusie prowadnicy (20), natomiast tłoczysko amortyzatora (19) osadzone jest w amortyzatorze hydraulicznym (11) zamontowanym w korpusie prowadnicy (20) poprzez tulejkę mocującą (21), hydrauliczny amortyzator regulowany (11) zamocowany jest do korpusu prowadnicy (20) jednocześnie hydrauliczny amortyzator regulowany (11) połączony jest poprzez element regulacyjny amortyzatora (12), prowadnicę mechanizmu załączania (13) i korpus zaworu hydraulicznego (14a) z korpusem dolnym (7), natomiast adapter mocujący (15) połączony jest z głowicą zaworu hydraulicznego (14b), ponadto na hydraulicznym amortyzatorze regulowanym (11) osadzona jest sprężyna (22), przy czym korpus zaworu hydraulicznego (14a) i głowica zaworu hydraulicznego (14b) stanowią mechanizm załączania amortyzatora hydraulicznego (14), ponadto w górnym korpusie (2) zamocowana jest pierwsza oś obrotu z łożyskowaniem (3) i trzecia oś obrotu z łożyskowaniem (16), przy czym na pierwszej osi obrotu z łożyskowaniem (3) osadzony jest obrotowo pierwszy koniec cięgna mechanizmu czteroosiowego stawu kolanowego (4), którego drugi koniec osadzony jest obrotowo na drugiej osi obrotu z łożyskowaniem (5) zamocowanej w korpusie (7), natomiast na trzeciej osi obrotu z łożyskowaniem (16) osadzony jest pierwszy koniec krzywki mechanizmu spowalniania (6), zaś drugi koniec krzywki mechanizmu spowalniania (6) usytuowany jest w korpusie (7) nad rolką (8) zamocowaną w elemencie prowadzącym rolkę (9) względem korpusu (7).