一種假肢的製作方法
2023-05-27 21:41:06
專利名稱：一種假肢的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種假肢，具體地說，涉及一種製作便宜的下肢假體。
假肢的大量開發能生產這樣一種假體，這種假體儘可能輕而且堅固並且功能完善。結果導致這樣的假體傾向於使用昂貴的材料和製造技術。因此就需要這樣一種假體，這種假體可廉價地大量製作，但仍然重量輕、耐用、而且穿用舒適。
按照本發明的第一個方面，提供了一種內骨骼假肢，這種內骨骼假肢包括一個由熱塑性材料注塑而成的細長的承載構件，並且具有一個縱向腹板和至少一個沿該腹板橫向安置的整體式縱向凸緣。優選地，至少所述構件的一部分是直的並具有恆定的截面，並且具有沿上述腹板的相對兩邊定位的至少兩個整體式縱向凸緣，所述截面是H形狀或I形狀。
這樣可確定一種假肢的尺寸，以便重量輕，而且強度還足以抵抗橫向彎曲力矩。它還有另外的優點，就是具有一些扭轉彈性，對於下肢假體的情況，這種扭轉彈性減少了作用在截肢者的殘肢和殘肢承窩座之間的剪切力。
在本發明的一個具體的實施例中，假肢是一種下肢假體，其中，上述構件至少包括一個基本上是恆定截面的脛部分。在這個具體的實施例中，所述構件包括一個腳龍骨，這個腳龍骨具有前和後延伸部分，它在一次單獨的注塑操作中與上述脛部分整體地形成為一體。所述腳龍骨可具有沿前後方向延伸的腹板，該腹板與上述脛部分的腹板共平面並與其鄰接。所述龍骨還可具有一個凸緣，這個凸緣在腳底部沿長度方向延伸並在上述龍骨腹板的末端邊緣處形成整體。所述凸緣在上述龍骨腹板的兩側橫向延伸。優選地，使這一底部凸緣沿腳的縱向彎曲，以便具有一個凸形下表面。
龍骨可相對於脛部分向前、後延伸，並且還可以有一些上部凸緣，對於所述脛部分具有兩個縱向凸緣的情況，這些上部凸緣與那些縱向凸緣鄰接，所述那些上部凸緣由腳向近側彎曲，以便直接合併進入上述脛部分的那些縱向凸緣中。
上述恆定截面的部分優選地延伸到細長構件的近端，肢體還包括一個與所述端部配合的夾具，以便封閉縱向腹板和凸緣，並用於安裝到一個上部肢體組件上。所述夾具是一個具有一凹槽的熱塑性部件，這個凹槽的截面對應於上述構件的截面，由此，所述部件封閉上述構件的近端。夾具可具有一些開口，這些開口在構件的相對兩側沿該構件的縱向延伸，所述那些開口由各自的夾緊螺栓跨過，所述這些夾緊螺栓在上述夾具的相對方向的兩個外表面之間延伸，由此，可通過擰緊那些螺栓來施加夾緊力，以便夾住上述構件的所述凸緣或該構件的每個凸緣。所述夾緊螺栓或每個夾緊螺栓具有使夾具材料扭曲或變形的作用，以便夾緊該構件。
可用夾具把一些不同的上部肢體組件連接到構件上。對於下肢假體的情況，所述夾具可連接到一個膝蓋組件或構成該膝蓋組件的一個末端部件。或者，可以用或不用一個插入式對準裝置使構件與一個殘肢承窩座連接。如果要求夾具可從一個上部或近端肢體組件上拆下來，該夾具可包括一個用於構件的夾具外殼和一個近側的板，這個近側的板在所述夾具外殼的近側構成一個橋形件，這個橋形件與所述外殼整體地形成為一個注塑而成的單獨組件。對於用於一個膝蓋以上截肢者的假體的情況，另一種可能性是要將脛的上部分形成為膝蓋的外殼，這個膝蓋外殼具有一個整體式夾具外殼，用於容納構件的近端。
在另一個實施例中，用具有一個凹槽的外殼來替代上述夾具，這個凹槽的截面對應於上述構件的截面，所述凹槽的尺寸是這樣的，使得所述構件緊密配合在所述凹槽中。可簡單地通過摩擦或鎖合件、或者通過粘合劑使上述構件保持就位。
與使假肢具有最少數量的組件以及最低成本的思想一致，對於下肢假體的情況，腳優選地是一種整體的泡沫結構，這種整體的泡沫結構現場模塑在上述腳龍骨上面。一個直的脛部分的中心縱軸可穿過上述腳，距所述腳的最後端的距離為該腳總長度的0.29到0.33。更具體地說，該比例是在0.30到0.32之間。
可以把例如由一種彈性聚氨酯材料製成的在腳趾處截斷的帶條連接到龍骨的末端表面，以便延伸該龍骨的前部。
考慮構件的材料，該材料優選地是一種載有纖維的熱塑性材料，例如載有玻璃纖維(一般長度短於10毫米)的尼龍。纖維佔所述材料總重量的重量比優選地在35％到60％之間。
通過注塑具有不同龍骨尺寸的有限範圍的構件，並把一個泡沫腳現場模塑在每一構件的龍骨上面，使構件相對於用於所述腳的模具保持在一個預定位置，以便現場形成一個整體的脛和腳的組件，可廉價地製成上述肢體。在裝配階段，選擇所需尺寸的一個脛和腳的組件，把脛部分切成所需長度並在近端連接到一個殘肢承窩座，或者，對於用於一個膝蓋以上的截肢者的假體情況，連接到一個膝關節，這個膝關節又連接到一個承窩座上。可把一個對準裝置夾在上述承窩座和脛部分之間。如果需要的話，可使一個裝飾性的柔軟的泡沫覆蓋物在脛部分上滑動。
按照本發明的第二個方面，本發明還包括一種製作假肢的方法，這種方法包括選擇具有一個脛部分的整體的脛和腳的組件，所述脛部分包括一個構件，這個構件用一種熱塑性材料注塑而成而且在至少一個近端部分上面是恆定截面，該構件具有一個腹板以及至少一個橫向凸緣；把所述脛部分切成所需長度；把所述脛部分的切開端固定在一個插座中；並把所述插座固定在一個殘肢承窩座上。
按照本發明的第三個方面，提供了一種用於假肢的脛部分，該脛部分包括一種注塑而成的熱塑性構件，該構件具有一個縱向腹板以及至少一個沿所述腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣。
按照本發明的第四個方面，一種用於假肢的組件包括一個脛部分，這個部分具有一個縱向腹板和至少一個沿所述腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣以及一個腳龍骨，所述脛部分和龍骨整體地形成為一個注塑而成的單件構件。
現在參照附圖舉例說明本發明，在附圖中
圖1是用於膝蓋以下截肢者的一個下肢假體的側視圖；圖2是沿圖1的2-2線剖開的圖1假體的主要構件的平面圖；圖3是沿圖1中的3-3線剖開的腳龍骨的截面圖；圖4A、圖4B和圖4C分別是用於圖1所示膝蓋以下截肢者的一個近側夾具的側視圖、底視圖和正視圖；圖5是用於膝蓋以上截肢者的一個下肢假體的側視圖；以及圖6A到圖6C是一種用於帶有一踝關節的下肢假體的構件的側視圖、正視圖和平面圖。
參照附圖的圖1，用於膝關節以下截肢者的本發明的下肢假體具有一個內部構件10，該內部構件10包括一個脛部分10A和一個與脛部分10A形成整體的腳龍骨10B。構件10是由載有玻璃纖維的尼龍材料製成的注塑而成的一個單件部件，所述載有玻璃纖維的尼龍材料可從LNP工程塑料有限公司(LNP Engineering Plastics)(英國)買到，名稱為VERTON。脛部分是直的，而且在其整個長度範圍內都是恆定截面，此截面是H形狀，而且有一個中央縱向腹板12，這個中央縱向腹板12位於一個基本上是沿前、後方向延伸的平面內，而前和後凸緣14、16沿腹板12的邊緣安置，而且，每一個凸緣在中間橫向延伸。從圖2中可更清楚地看到脛部分10A的截面，該截面清楚地顯示了H形狀。
具有這種構型的脛部分在前、後以及中間橫向平面內具有高強度，而且在有限程度上是柔軟可扭轉的，由此，使得龍骨10B能夠圍繞脛部分的中央縱軸17進行一定程度的轉動。
脛部分10A在前、後方向上的深度在25毫米到35毫米範圍內，並且最好小於32毫米。在附圖所示的優選實施例中，所述深度是30毫米。構件在中間橫向方向上的寬度優選地具有相同的尺寸限度。腹板和凸緣的厚度基本上是均勻的並且是在2.5毫米到5毫米的範圍內，優選的為均勻4毫米的厚度。
如從圖1、圖2和圖3一起所看到的那樣，龍骨10B形成一個前橋部分18和一個後跟部分19，前橋部分18和後跟部分19二者與脛部分10A整體地形成，所述橋部分延伸進腳的蹠骨區域，也就是說，對應於自然腳的蹠骨位置的一個區域，而且，龍骨10B還有一個沿前、後方向延伸的中央腹板20，這個中央腹板20與脛部分10A的腹板12共平面並與後者形成整體。一個底部的凸緣22沿龍骨腹板20的末端邊緣延伸並在後者的兩側橫向延伸。凸緣22被彎曲，以便形成一個在前、後方向上是凸面的下表面，從而到達脛之軸17的後部，凸緣22向上傾斜到軸17後部的程度大於傾斜到軸17前部的程度。凸緣22的一般寬度為40毫米，以便為假體提供一個穩定的基座。
沿著龍骨腹板20的上邊緣有一個上部前凸緣24，凸緣24鄰接脛部分的前部凸緣14並圍繞龍骨10B的前端延伸與下部凸緣22會合。一個類似的凸緣26從鄰接脛部分的凸緣16向後延伸，以便在腳的跟部區域與下部凸緣22會合。
龍骨10B的前端位於對應於自然腳中蹠球的位置的後面，而且僅以圖1中所示的彈性塑料條形式的一個龍骨延伸部分28連接到龍骨的前部，以便延伸進腳的腳趾區域。延伸部分28由一種熱塑性彈性體製成，這種熱塑性彈性體可從杜邦(Dupont)公司買到，其註冊商標為HYTREL，而且，延伸部分28利用雙側膠帶粘到龍骨10B的凸緣22的下表面或末端表面。
如圖1所示，龍骨10B和脛部分10A的一小部分埋在一個模塑而成的腳30中。用於腳模塑物的材料是彈性泡沫材料。使下部凸緣22在腳的後跟區域中向上傾斜的這樣一種龍骨結構導致在所示後跟區域中龍骨10B下面的泡沫厚度比在足背區域中厚，由此，腳對應於通常的硬踝墊足跟(SACH)腳的結構。彎曲的下部凸緣22在行走循環的站立階段期間提供了結構10B的連續的起伏運動，而在腳趾處截斷的條28同時在腳趾離地時為前腳提供了彈性支撐。
在這個實施例中，在腳30的後部末端30P和軸17之間的距離大約為腳30總長度的0.305倍。
如圖1所示，由於脛部分10A具有恆定的截面，在給病人裝配時，可以把它鋸成所需的長度並藉助於一個夾具32固定到殘肢承窩座52上。參照圖4A到圖4C，夾具32是一個注塑而成的部件，優選地由與脛和龍骨相同的材料模塑而成，並且具有兩個整體形成的部分。就如同把圖4B與圖2作比較時所看到的那樣，第一個部分是一個夾具外殼32H，這個夾具外殼32H具有一個末端敞開的槽34，槽34的截面對應於脛部分10A的截面。在這個實施例中，外殼32H的材料完全包圍著槽34，沒有裂口。然而，一些開口形成在所述外殼的每一側上，形成在槽「H」的中央臂的相對側面上，這些開口36從夾具外殼32H的中間和橫向表面延伸進槽34的中央部分內一個短的距離。一些孔38在槽36的相對側面上垂直於開口36貫穿外殼32H，而且在這個實施例中，是沿著前、後方向。當把脛部分10A裝配進槽34中時，用容納在孔38中的螺栓40(見圖1)壓緊外殼32H的側面，外殼32H的側面是柔軟可變形的並夾緊脛部分凸緣14、16的邊緣，以便把脛部分10A固定在外殼32H中。開口36是盲孔的這一事實意味著連續的材料支撐塊保留在脛部分10A的凸緣14和16中間。螺栓40還起到拉杆的作用，以便防止外殼32H當受到前、後力矩時而損壞。
在這個實施例中，夾具32的上部是一個安裝板42，安裝板42形成為一個橋形件，這個橋形件與外殼32H鄰近隔開，並在前側和後側與外殼32H連接。板42的上表面垂直於軸17，並被容納連接螺栓46的中心孔44所貫穿(見圖1)用於把夾具32連接到假體的上部，在這種情況下，是一個通常的對準裝置48。通過把殘肢承窩座52的末端夾在座板50和一個部分球形的杯形座54之間，把殘肢承窩座52裝在對準裝置中，杯形座54壓靠在夾具板42的近表面上。藉助於橋形件42末端的螺母56來固定螺栓42。通過一個大墊圈58把上述螺母和螺栓所產生的夾緊負荷分布在整個板42上。利用上述板42與一個具有延伸過上述板之大部分近表面的相應平坦下表面墊圈相結合，與一個壓靠著板42末端表面的大墊圈一起就能產生一種連接，這種連接能夠經受由病人施加在假體上的彎曲力矩，儘管夾具32使用了一種熱塑性材料。
在夾具32和上述承窩座之間插入一個對準裝置48並不是必需的。在假體的一種更簡單的改型中，橋板42可以直接連接到殘肢承窩座。
圍繞脛部分10A，鄰接於腳的裝飾性部分30配置一種裝飾性的泡沫覆蓋物59(在圖1中以點劃線示出)。
優選地以組件的形式製作和提供上述肢體，也就是說，作為一種脛和腳部件、一個夾具、一個對準裝置以及一個殘肢承窩座來製作和提供。把脛和腳部件作為一個單獨件來提供，也就是說，把腳30現場模塑在構件10的遠端。在裝配階段，把脛部10A切成所需長度，把夾具32裝配和固定在近端，如果有對準裝置的話，將它與殘肢承窩座一起裝配。在優選的實施例中，假體沒有可機械移動的部件，而且，在脛部分10A的近端下面沒有可拆卸的緊固裝置。此外，在脛部的近端的下面沒有金屬部件。
夾具32中的螺栓40的功能不僅僅是固定脛部分10A，而且還要增強夾具外殼32H，以便防止製作夾具外殼32H的熱塑性材料裂開。然而，如果需要的話，夾具32H可由更強固的材料製成而省掉螺栓40，利用其它方法、例如用粘接方法把脛部分10A固定在外殼32H中。
如圖5所示，上述脛和腳組件(10，30)可用在用於膝蓋以上截肢者的假體中。在這種情況下，通過夾緊或粘接將脛部分10A固定在膝蓋支架組件60中。支架60相對於一個膝蓋底架64圍繞膝蓋軸62旋轉，膝蓋底架64有一個類似於上述夾具32之板42的橋板66。一個對準裝置和殘肢承窩座以和上述用於膝蓋以下截肢者的相同方式固定到板66上。
參照圖1、圖4A、圖4B和圖4C，膝蓋支架60在其末端可以包括一個類似於上述外殼32H那樣的夾具外殼32H。所示外殼可圍繞支架60旋轉，以便調節腳的腳趾向內或向外。
如圖6A到圖6C所示，可帶有一個踝關節，圖6A到圖6C是一個整體式脛部分和踝關節組件70的視圖，組件70由如上所述的載有玻璃纖維的尼龍材料製成。在這種情況下，組件70的下端有柔軟的中央鉸接部分72，這個柔軟的中央鉸接部分72是矩形截面，而且在前、後方向上比在中間橫向更薄，以便能夠使背側和足底彎曲。脛部分10A的前和後延伸部分74、76與止動件78、80對準並與止動件78、80鄰近隔開，止動件78、80鄰接腳的分界面82，以便當鉸接部分72在載荷下彎曲時限制沿兩個方向上的彎曲。
在這種情況下，藉助於一些螺栓(未示出)能夠將脛和踝相結合的組件70從一個腳龍骨(未示出)上拆下來，所述這些螺栓容納在腳分界面82上的四個孔84中。完全可以使腳龍骨與組件70形成整體。
在附圖中未示出的本發明的另一個實施例中，脛部分的末端終止在一個圓柱形突出部中，這個圓柱形突出部與H截面部分形成整體，以便能夠夾緊在一個圓柱套中，這個圓柱套構成例如一個踝關節或者一個硬踝墊足跟(SACH)腳底部的部分。
權利要求
1.一種內骨骼假肢，這種內骨骼假肢包括一個由熱塑性材料注塑而成的承載細長構件，並且該構件具有一個縱向腹板以及至少一個沿該腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣。
2.如權利要求1所述的假肢，其特徵是所述腹板和凸緣形成上述構件的至少一部分，這部分是直的並且具有恆定截面。
3.如權利要求2所述的假肢，其特徵是上述脛部具有兩個整體式縱向凸緣，這兩個整體式縱向凸緣沿上述腹板的相對的各自邊緣定位，而且截面是H形狀或I形狀。
4.如權利要求1所述的假肢，其特徵是所述構件包括一個整體式向前延伸的腳部分。
5.如權利要求1所述的假肢，其特徵是所述構件包括一個整體式向後延伸的腳跟部分。
6.如權利要求1所述的假肢，其特徵是所述構件由載有纖維的熱塑性材料模塑而成。
7.如權利要求1所述的假肢，其特徵是具有一個基本上是恆定截面的脛部分。
8.如權利要求7所述的假肢，其特徵是所述構件包括一個與所述脛部分整體形成的腳龍骨。
9.如權利要求8所述的假肢，其特徵是所述龍骨有一個中央腹板，這個中央腹板在前、後方向上延伸並且與所述脛部分的縱向腹板共平面。
10.如權利要求9所述的假肢，其特徵是所述龍骨相對於上述脛部分前、後延伸，並且具有一個縱向凸出的彎曲下部凸緣以及一個上部凸緣，而該上部凸緣鄰接所述縱向凸緣。
11.如權利要求10所述的假肢，其特徵是所述脛部分具有整體式縱向凸緣，這些整體式縱向凸緣沿所述腹板的相對各個邊緣定位；上述龍骨的向前和向後延伸的部分具有各自的上部凸緣，這些上部凸緣合併入所述縱向凸緣的各凸緣中。
12.如權利要求7所述的假肢，它還包括一個固定到上述具有恆定截面的脛部分上的可拆卸夾具。
13.如權利要求12所述的假肢，其特徵是所述夾具具有一個夾具外殼，這個夾具外殼包括一個末端敞開的槽，這個末端敞開槽的截面對應於上述脛部分的截面。
14.如權利要求12所述的假肢，其特徵是所述夾具包括至少一個用於緊固上述夾具或脛部分的連接螺栓。
15.如權利要求7所述的假肢，它包括一個整體的脛和腳組件，這個整體的脛和腳組件包括一個整體模塑而成的脛部分和龍骨以及一個包圍所述龍骨的模塑而成的泡沫腳。
16.一種製作假肢的方法，這種方法包括選擇一個具有脛部分的整體的脛和腳組件，所述這個脛部分包括一個構件，這個構件由熱塑性材料模塑而成包括一個腹板和至少一個橫向凸緣而且至少在近端部分具有恆定截面；將所述脛部分切成所需長度；把所述脛部分的切開端固定在一個插座中；以及把所述插座固定到一個殘肢承窩座上。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵是所述脛部分至少有兩個橫向凸緣且截面是H形狀或I形狀。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵是所述固定步驟包括可拆卸地把上述脛部分夾緊在一個夾緊外殼中，這個夾緊外殼具有一個截面對應於所述恆定截面的槽。
19.如權利要求16所述的方法，其特徵是把上述插座固定到所述殘肢承窩座上的所述步驟包括利用或者不用一個中間膝關節把所述插座連接到一個對準裝置。
20.一種用於假肢的脛部分，該部件包括一個注塑而成的熱塑性構件，這個注塑而成的熱塑性構件具有一個縱向腹板以及至少一個沿該腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣。
21.如權利要求20所述的脛部分，該部件至少具有兩個沿所述腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣。
22.如權利要求20所述的脛部分，其特徵是上述腹板以及所述凸緣或每個凸緣形成上述構件的至少一部分，這一部分是直的而且具有恆定截面。
23.如權利要求20所述的脛部分，其特徵是上述構件是由一種載有纖維的熱塑性材料構成。
24.一種用於假肢的組件，該組件包括一個脛部分，這個脛部分具有一個縱向腹板以及至少一個沿該腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣，還包括一個腳龍骨，所述脛部分和所述龍骨整體地形成為一個注塑而成的單件構件。
25.如權利要求24所述的組件，其特徵是所述脛部分至少具有兩個沿所述腹板橫向延伸的整體式縱向凸緣。
26.如權利要求24所述的組件，其特徵是所述龍骨具有一個與所述脛部分的腹板共平面的中央腹板以及上部凸緣，這些上部凸緣鄰接於所述縱向凸緣的各個凸緣。
27.如權利要求26所述的組件，其特徵是上述脛部分的遠離上述腳的至少一個端部分是直的而且具有恆定截面。
28.如權利要求24所述的組件，其特徵是所述構件是由一種載有纖維的熱塑性材料構成。
29.如權利要求28所述的組件，其特徵是所述構件中的纖維長度絕大部分短於10毫米。
全文摘要
一種假肢,它具有一種內骨骼脛部分(10A),這種內骨骼脛部分(10A)一般是H形狀截面並由熱塑性材料注塑而成。在一個優選的實施例中,所述肢體具有一個腳龍骨(10B),這個腳龍骨(10B)與脛部分(10A)整體模塑而成,龍骨(10B)具有一個縱向腹板(20),這個縱向腹板(20)與脛部分(10A)的一個中央腹板(12)共平面。龍骨(10B)還具有上部凸緣(24,26),這些上部凸緣(24,26)鄰接於脛部分(10A)的前和後凸緣(14,16)。可把這樣一種肢體製作成重量輕、強度足以承受橫向彎曲力矩、並且造價低廉。上述脛部分的恆定截面使得它能被切成所需的長度並能被夾緊到一個上部肢體組件(52,60)上。
文檔編號A61F2/60GK1199331SQ9619747
公開日1998年11月18日 申請日期1996年8月14日 優先權日1995年8月18日
發明者J·J·肖特, V·J·烏爾勞, G·J·哈裡斯 申請人:蔡斯A·布拉奇福特父子有限公司