[發明專利]控制人造矯形或假體關節的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080051453.7
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102762171A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: M·賽伊;P·肯帕斯;R·帕弗利克;S·卡騰伯恩
• 申請（專利權）人: 奧托·博克保健產品有限公司
• 主分類號: A61F2/64
• 分類號: A61F2/64;A61F2/68
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曾立

技術領域

本發明涉及一種利用阻力裝置控制人造下肢矯形或假體關節的裝置和方法，給所述阻力裝置配置至少一個執行器，根據傳感器數據通過執行器改變屈曲阻力和/或者伸展阻力，在關節的使用過程中通過傳感器提供狀態信息。

背景技術

給老年患者提供假體裝置需要面向患者的需要、相應的活動以及醫學必要性。居于首位的通常是安全要求，需要在站立期間鎖止膝關節。應當盡可能根據負荷及角度激活鎖止功能，并且應在任何站立情況下給人以穩定的感覺，因為這些患者的協調能力、靈活性和體力有時可能有限。

一旦患者動起來，那么在行走期間的站立相中應有很高的屈曲阻力來避免意外屈曲，因為伸展髖關節通常無法以足夠快的速度補償屈曲。

而坐姿則不同，不僅在伸展方向、而且在屈曲方向均需要較低的阻力，以使得患者能夠自由移動。

也可能需要提供一個擺動相觸發條件來使得患者行走更加舒適。

用于矯形器或者假肢的人工關節尤其是膝關節具有通過關節裝置相互連接的上連接件和下連接件。如果是膝關節，則將大腿殘端或者大腿夾板的支托布置在上連接件上，將脛骨柄或者小腿夾板布置在下連接件上。在最為簡單的情況下通過一個單軸關節將上連接件與下連接件相互連接使其可以擺動。這種裝置僅在特殊情況下足以保證所需的效果，例如使用矯形器保證予以輔助，或者用于假肢之中保證自然的步態。

為了盡可能自然表現或支持各種步態階段或者其它日常活動期間的不同要求，采用了可提供屈曲阻力或者伸展阻力的阻力裝置。通過屈曲阻力調整下連接件相對于上連接件在屈曲方向擺動的輕松程度。因此在膝關節的情況下可通過屈曲阻力調整脛骨柄或小腿夾板在受力時相對于股骨柄或大腿夾板向后擺動的輕松程度。伸展阻力約束脛骨柄或小腿夾板的向前運動，并且可以形成伸展限位。若為其它關節類型，如髖關節或者踝關節，這些設計均涉及運動情況。

通過可調的阻力裝置可以調整相應的屈曲阻力和/或者伸展阻力使之適合于假肢或矯形裝置的使用者，或者可以研究各種行走或運動情況，以便能夠在條件變化時提供適配的阻力。

DE?10?2008?008?284A1公開了一種矯形膝關節，具有一個上部和一個布置在上部可以擺動的下部，將多個傳感器分配給所述膝關節，例如屈曲角傳感器、加速度傳感器、傾斜傳感器和/或者力傳感器。根據所測定的傳感器數據調整伸展限位。

DE?10?2006?021?802A1描述了在屈曲方向利用可調阻尼控制被動假肢膝關節，從而調整具有上端連接構件和義足連接件的假肢裝置，使之適應爬樓動作，一旦檢測到低力矩抬起義足，就在抬起階段將屈曲阻尼降低到適合在平面中行走的水平以下。可以根據膝角變化并且根據作用于小腿的軸向力提高屈曲阻尼。

DE?10?2007?053?389A1描述了以至少一個自由度控制人造下肢矯形關節的一種方法和一種裝置，具有一個可調的執行器，可用來對具有上側肢體連接件并且具有鉸接布置在連接件遠心端的矯形關節的矯形裝置進行調整，使之適應不同于平面行走的行走情況。通過傳感器檢測矯形裝置的多個參數，將所檢測的參數與根據多個參數和/或者參數變化創建的并且保存在計算單元中的判據進行比較，并且根據所測定的參數或參數變化選擇一個合適的判據。根據所選的判據調整運動阻力、運動范圍、驅動力和/或者其變化過程，以便控制不同于平面行走的特殊功能。可以將矯形裝置某個部分的空間傾斜角和/或者矯形裝置某一部分的傾斜角變化過程作為參數。

此外還由現有技術公開了所謂的制動膝關節，可在軸向負荷增大時以機械方式提高屈伸阻力，最為簡單的方式是采用兩個可通過地面反作用力將其相互壓緊的制動面。這種實施方式無法應用于具有可控阻力裝置的現代假肢膝關節的制動裝置上。

已經證實，膝關節在行走或者站立過程中的站立相中提供較高的阻力，同時不完全鎖止關節。當膝關節完全伸展后，使得力矢量位于關節軸線前面并且迫使關節進入伸展限位，即可防止關節屈曲。一旦力矢量移動到關節軸線后面，則存在關節屈曲的危險。因此需要在略微屈曲的位置中同樣提供升高的阻力。關節在略微屈曲的位置中并不完全鎖止的好處在于關節的使用者還能干預關節的運動。例如當他站在樓梯上并且失去平衡時，將會因為關節鎖止而失控跌倒，但是如果尚可利用殘端力以較高的屈曲阻力使得關節屈曲，則可減輕跌倒的后果或者完全防止跌倒。站立期間較高的阻尼同樣有利于在狹窄空間中駕馭關節或者坐下。