[发明专利]矫形外科膝关节以及用于控制矫形外科膝关节的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矫形外科膝关节，该矫形外科膝关节具有：上部件，在该上部件上设置有上部的连接装置；可摆动地支承在该上部件上的下部件，该下部件具有用于矫形外科部件的连接装置；以及用于限制伸开运动的止挡。本发明还涉及一种用于控制矫形外科膝关节的方法。

背景技术

假肢学照料的目的基本上在于，尽可能在无功能限制的情况下提供失去的肢体的尽可能好的替代。如果必须在患者那里设置具有假膝关节的大腿假肢，则得到多个构造这种假膝关节的结构可能性。

简单的被动的单中心的假膝关节在结构和制造方面特别简单，但仅仅不完全地模拟自然膝关节并且尤其是不可实现自然行走步态。防止假膝关节弯开的保险可通过相应稳定的结构即各个假肢部件相互间的和与身体的配置来进行，必要时在所谓闭锁膝关节的情况下通过锁止装置来支持。在这种假膝关节中，膝在摆动时相结束时始终完全伸展，由此，单中心的膝关节由于静态可靠结构的要求而即使在后脚跟着地时也不具有或者具有很小的内屈倾向。这使得在后脚跟着地时的冲击负荷直接引入到大腿残肢或髋中，而在生理学上考察，当后脚跟着地时自然膝关节屈曲大约25°，这导致显著的着地阻力。

除了单中心的假膝关节，还存在多中心的假膝关节，这种假膝关节不仅在站立时而且在行走的站立时相开始时的脚后跟负荷下当伸展位置的瞬时转动点的位置相应高时具有明显的固有的稳定性，由此，假膝关节在伸展位置中在没有施加髋伸展力矩的情况下也可靠。也可通过这种多中心的假膝关节实现到摆动时相的协调过渡以及在前脚负荷下膝屈曲的引入。由此接近自然行走步态。多中心的假膝关节通常具有阻尼装置，通过所述阻尼装置可在无稳定性损失的情况下引入弹性弹动的或被阻尼的膝屈曲。DE4004988A1中描述了具有可调节的摆动止挡的多中心的假膝关节。

此外，公知了所谓的主动的假膝关节，这种假膝关节借助于电动支持引起屈曲的引入以及基于传感器数据的伸展。也存在主动的阻尼装置，以便使阻尼与对应的要求相匹配。这种假膝关节在结构和制造方面特别麻烦。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种廉价的假膝关节和一种用于控制假膝关节的方法，通过该假膝关节和该方法可允许使用者舒适地行走和放松地站立。

根据本发明，该任务通过具有权利要求1特征的矫形外科膝关节以及具有权利要求7特征的用于控制矫形外科膝关节的方法来解决。本发明的有利构型和进一步构型在对应的从属权利要求中描述。

根据本发明的矫形外科膝关节具有：上部件，在该上部件上设置有上部的连接装置；可摆动地支承在上部件上的下部件，该下部件具有用于矫形外科部件的连接装置；以及用于限制伸开运动的止挡，本发明提出，止挡构造成可移位的并且与调节装置耦合，调节装置又与控制装置耦合，该控制装置根据传感器数据激活调节装置并且使止挡的位置变化。对于矫形外科膝关节不仅理解为假膝关节，而且理解为矫正膝关节。如果在后面提到膝关节，则是指矫正膝关节和假膝关节，自然膝关节被分开地称为自然膝关节。如果在膝关节中、尤其是在单轴膝关节中设置有可调节的伸开止挡位置，则对于行走而言伸开止挡可向前移位，由此可在脚后跟着地时为了膝关节屈曲实现较大的倾斜度并且由此在引入站立时相时实现提高的阻尼。对于站立而言，调节装置可这样激活，使得伸开止挡后撤，由此可实现静态更可靠的矫正器结构或假肢结构。通过主动调节伸开止挡的有效位置，由此可为使用者通过动态向前移位提供舒适的行走并且基于可靠结构提供着地阻尼和放松的站立。

调节装置有利地是电动机、例如步进电机，该电动机允许通过相应控制来根据传感器数据实现止挡的高精度定位。

作为对此的替换方案，调节装置可液压地调节止挡，其中，基于液压调节系统的基本阻尼特性同时实现止挡阻尼。在纯电动的调节中，止挡也可配备有止挡阻尼，以便不仅使膝关节的机械部件放松而且使大腿残肢放松。

优选传感器数据通过传感器测定，这些传感器可构造成屈曲角度传感器、倾斜度传感器、加速度传感器和/或力传感器，由此，可精度和可支配性尽可能高地提供对应的运动状态的探测所需的数据。

止挡可通过螺纹与调节装置耦合，由此可进行丝杠调节，其中，或者丝杠本身或者丝杠螺母即内螺纹或外螺纹可被驱动，其中，不直接地被驱动的元件分别在相应方向上移位。