專利名稱：具有可調(diào)性能的假足的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可提供由于涉及應(yīng)用力學(xué)而增強的動態(tài)響應(yīng)能力的高性能假足。
背景技術(shù)：
在Martin等人的美國專利No.5897594中公開了一種用于假腿的無關(guān)節(jié)式人造足。與早期的具有設(shè)置了關(guān)節(jié)以模仿踝功能的剛性結(jié)構(gòu)的人造足的解決方案不同，Martin等人的無關(guān)節(jié)式人造足采用了設(shè)置于足模制物中的彈性的足嵌件。該嵌件在縱向截面上為大致C形設(shè)計，具有朝向后方的開口，采用其上方C形肢狀物來承接假腿的負載，并通過其下方C形肢狀物來將該負載傳遞到與之相連的板簧上。在從下方看去時，板簧為凸起的設(shè)計，并且基本上平行于腳底區(qū)域延伸，向前超過足嵌件而進入到足尖區(qū)域中。Martin等人的發(fā)明的目的是針對減小腳跟的沖擊、彈性、跟-趾行走以及橫向穩(wěn)定性來改善無關(guān)節(jié)式人造足，從而允許穿用者可自然地行走，其意圖是允許穿用者正常行走，并且還可進行身體鍛煉以及進行體育運動。然而，這種公知的人造足的動態(tài)響應(yīng)特性是有限的。需要提供一種具有提高的應(yīng)用力學(xué)設(shè)計特征的能夠改善截肢者在例如跑步、跳躍、短跑、起跑、制動以及急停等活動中的運動性能的高性能假足。
Van L. Philips提出了另外的假足，據(jù)稱其能夠給截肢者提供可從事多種活動的靈活性和機動性，這些活動在過去因結(jié)構(gòu)限制和現(xiàn)有技術(shù)假體的相應(yīng)性能而無法進行。這些已知的假足可支持跑步、跳躍和其它活動，據(jù)報道，它可以與穿用者的正常足相同的方式來使用。例如可參見美國專利No.6071313；No.5993488；No.5899944；No.5800569；No.5800568；No.5728177；No.5728176；No.5824112；No.5593457；No.5514185；No.5181932；和No.4822363。

發(fā)明內(nèi)容
為了能夠使截肢者得到更高水平的性能，需要有具有增強的應(yīng)用力學(xué)特性的高性能假足，該假足在性能上優(yōu)于人足并且也優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的假足。對截肢者來說感興趣的是穿上具有增強的應(yīng)用力學(xué)特性、高、低動態(tài)響應(yīng)以及可以精確調(diào)整以增強活動的水平和垂直分量的定位可調(diào)性的高性能假足，這些在本質(zhì)上是任務(wù)特定型的。
本發(fā)明的假足旨在滿足這些需求。根據(jù)本申請所公開的一個示例性實施例，本發(fā)明的假足包括縱向延伸的足龍骨件，其具有位于一端的前足部分、位于另一端的后足部分，以及在前足和后足部分之間延伸并向上拱起的相對長的中足部分。還提供了包括向下凸出的彎曲下端的小腿脛骨件(小腿脛骨件)?？烧{(diào)節(jié)的緊固裝置將小腿脛骨件的彎曲下端連接到足龍骨件的向上拱起的中足部分上，從而形成了假足的踝關(guān)節(jié)區(qū)域。
可調(diào)緊固裝置允許在足龍骨件的縱向上調(diào)節(jié)小腿脛骨件和足龍骨件相互之間的定位，以便調(diào)整該假足的性能。通過在足龍骨件的縱向上調(diào)節(jié)相對的足龍骨件的向上拱起的中足部分和小腿脛骨件的向下凸出的彎曲下端相互之間的定位，就可將假足的動態(tài)響應(yīng)特性和運動輸出改變成針對所需/所希望的水平和垂直線速度的任務(wù)特定型。公開了一種具有高、低動態(tài)響應(yīng)能力以及雙平面運動特性的多用途假足，其增強了參與體育和/或娛樂活動的截肢者的功能輸出。還公開了一種尤其用于短跑的假足。
假足也可以包括在使用假足期間響應(yīng)小腿脛骨件的作用力加載和卸載來限制小腿脛骨件上端的運動的范圍的裝置。在一個實施例中，該裝置是連接在小腿脛骨件的上端和下端之間的具有至少一種壓力流體的活塞—缸單元，其用于限制運動范圍以及衰減在小腿脛骨件壓縮和膨脹期間存儲的或釋放的能量。在其它的一些實施例中，后部的小腿裝置在假體的作用力加載期間儲存其自己的潛能并在作用力卸載期間送回存儲的能量，以補充總的彈性能量存儲能力，由此增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率。
通過考慮以下對本發(fā)明的所公開示例性實施例的詳細描述和附圖，可以更加清楚本發(fā)明的這些和其它的目的、特征及優(yōu)點。


圖1是示意性圖示，顯示了本發(fā)明假足的足龍骨件和小腿脛骨件的兩個相鄰并相互靠著的曲率半徑R1和R2，其在步態(tài)中產(chǎn)生了沿著箭頭B方向上的動態(tài)響應(yīng)能力和運動輸出，該箭頭B的方向垂直于連接兩個半徑的切線A；圖2是類似于圖1的視圖，但是顯示了在根據(jù)本發(fā)明的假足中改變了這兩個半徑的定位，以提高該足在步態(tài)中的動態(tài)響應(yīng)能力和運動輸出的水平分量而降低其垂直分量，因此，垂直于切線A1的箭頭B1比圖1所示的情形更水平指向；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的假足的側(cè)視圖，其具有用于將假足緊固到截肢者小腿上的暫用假肢轉(zhuǎn)接器和與之相連的暫用假肢；圖4是帶有圖3所示的暫用假肢轉(zhuǎn)接器和暫用假肢的假足的正視圖；圖5是圖3和4所示實施例的頂視圖；圖6是本發(fā)明的尤其用于短跑的另一足龍骨件的側(cè)視圖，其可應(yīng)用在本發(fā)明的假足中；圖7是圖6所示足龍骨件的頂視圖；圖8是圖3所示假足中的足龍骨件的底視圖，其提供了高、低動態(tài)響應(yīng)特性和雙平面運動性能；圖9是用于假足的本發(fā)明另一足龍骨件的側(cè)視圖，其尤其適用于足部做過Symes切斷術(shù)的截肢者進行短跑；圖10是圖9所示足龍骨件的頂視圖；圖11是用于Symes截肢者的本發(fā)明假足的足龍骨件的另一變型，該足龍骨件為假足提供了高、低動態(tài)響應(yīng)特性以及雙平面運動性能；圖12是圖11所示足龍骨件的頂視圖；圖13是本發(fā)明足龍骨件的側(cè)視圖，其中龍骨件的厚度從龍骨的中足部分到后足部分變細，例如逐漸減??；圖14是足龍骨件的另一形式的側(cè)視圖，其中該厚度從龍骨件的中足朝向前足和后足均變細；圖15是本發(fā)明假足的拋物線形小腿脛骨件的從稍上方到正面看去的側(cè)視圖，小腿脛骨件的厚度朝向其上端變細；圖16是與圖15類似的側(cè)視圖，但顯示了從中間朝向其上端和下端均變細的另一小腿脛骨件；圖17是用于假足的C形小腿脛骨件的側(cè)視圖，該小腿脛骨件的厚度從中間朝向其上端和下端變細；圖18是用于假足的C形小腿脛骨件的另一實例的側(cè)視圖，該小腿脛骨件的厚度從其中間部分到其上端逐漸減??；圖19是用于假足的S形小腿脛骨件的側(cè)視圖，其厚度從其中間到兩個端部逐漸減?。粓D20是S形小腿脛骨件的另一實例，其厚度僅在其上端處變細；圖21是用于本發(fā)明假足的在各端處變細的J形小腿脛骨件的側(cè)視圖；圖22是與圖21類似的視圖，但是顯示了在厚度上僅朝向其上端逐漸減小的J形小腿脛骨件；圖23是從稍上方看去的金屬合金或塑料連接件的側(cè)視圖，其用在如在圖3所示的將小腿脛骨件緊固到足龍骨件上的本發(fā)明的可調(diào)緊固裝置中；
圖24是應(yīng)用在圖3-5所示假足上的暫用假肢轉(zhuǎn)接器的從側(cè)面和稍靠正面看去的視圖，該轉(zhuǎn)接器還可應(yīng)用在圖28和29所示的足上，以將足連接到附在截肢者腿上的暫用假肢上；圖25是與圖3所示類似的本發(fā)明另一假足的側(cè)視圖，但其顯示了帶有兩個縱向隔開的可松開緊固件的連接件，這兩個緊固件分別將連接件連接到小腿脛骨件和足龍骨件上；圖26是圖25所示連接件的放大側(cè)視圖；圖27是圖25所示假足的小腿脛骨件的放大側(cè)視圖；圖28是類似于圖3和25的假足的另一實施例的側(cè)視圖，其中一個運動限制與衰減裝置連接在小腿脛骨件的各端，用于在使用假足期間響應(yīng)小腿脛骨件的作用力加載和卸載來限制小腿脛骨件上端的運動范圍；圖29是圖28所示假足從左側(cè)看的假足前視圖，其示出了該足的小腿脛骨件中的縱向狹槽；圖30是圖28所示假足從右側(cè)看的假足后視圖；圖31是圖28所示假足的底視圖；圖32是圖28所示假足的小腿脛骨件和足龍骨件的側(cè)視圖，說明在使用假足期間由小腿脛骨件的作用力加載和卸載產(chǎn)生的小腿脛骨件上端的運動的一個實例；圖33是類似于圖28至32中的假足的另一個實施例的側(cè)視圖，不同的是采用撓性帶僅僅限制小腿脛骨件上端的伸展運動的范圍；圖34是假足的另一實施例的側(cè)視圖，其中帶有位于轉(zhuǎn)接器上的定位連接器裝置，其連接到小腿脛骨件的上端，用于將假足固定到連接在截肢者腿上的假足關(guān)節(jié)槽中，定位連接器裝置允許相對于假足關(guān)節(jié)槽對假足進行內(nèi)側(cè)—外側(cè)和前端—后端的滑動調(diào)節(jié)；圖35是圖34所示的足從左側(cè)看的假足前視圖；圖36是圖34所示的足從右側(cè)看的假足后視圖；
圖37是本發(fā)明的右假足的另一個足龍骨件的頂視圖，其中足的后端平行于前平面，例如垂直于足的縱向軸線A-A，并且近端后足凹面的縱向軸線F-F也垂直于縱向軸線A-A；圖38是從足龍骨件的橫向側(cè)看時，圖37的足龍骨件的側(cè)視圖；圖39是類似于圖37和38中的本發(fā)明的另一個足龍骨件的頂視圖，但是近端后足凹面的縱向軸線F’-F’與縱向軸線A-A之間成鈍角Δ′，使得后足的外側(cè)支撐比內(nèi)側(cè)支撐更長和更柔軟，以輔助步態(tài)中足跟接觸時足的外翻；圖40是圖39所示的足龍骨件從足龍骨件外側(cè)看的側(cè)視圖；圖41是假足的另一個實施例的側(cè)視圖，其具有連接在小腿脛骨件的上部分和將小腿脛骨件連接到足龍骨件上的連接件之間的彈性后小腿裝置，該裝置在步態(tài)中作用力加載時將能量存儲在裝置的彈簧中并且在作用力卸載時送回該存儲的能量以便增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；圖42是圖41所示假體的后視圖；圖43是假足的另一個實施例的側(cè)視圖，其具有用于增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率的后小腿裝置，其中該裝置的可以調(diào)節(jié)長度的帶被張緊在小腿脛骨件的上部分和足龍骨件的前端之間；圖44是圖43的假體的后視圖；圖45是圖43和44的假體的底視圖，示出了連接在足龍骨件的各側(cè)上并且向后延伸的張力纜；圖46是假足的另一個實施例的側(cè)視圖，其中小腿脛骨件和足龍骨件以及后小腿裝置是一體形成的，該裝置的彈簧的遠端可以樞軸轉(zhuǎn)動地連接到足龍骨件的后部；圖47是圖46的假體的后視圖；圖48是類似于圖46和47中的假足的一個實施例的側(cè)視圖，但是足龍骨件、小腿脛骨件和后小腿裝置與三個并排的縱向部分一體地形成，該三個并排的縱向部分在它們的遠端處可以相互相對地自由移動但是在小腿脛骨件的近端處被連接起來，中間的部分比其它部分較寬并且在其遠端的表面處較高；圖49是圖48的假體的頂視圖；圖50是圖48和49的假體的前視圖；圖51是圖48至50的假體的后視圖；圖52是另一種形式的本發(fā)明的小腿脛骨件和足龍骨件的側(cè)視圖，其中脛骨件與足龍骨件的后端部分一體形成，其用緊固件連接到形成假體的前腿和中腿上；圖53是圖52的小腿脛骨件和足龍骨件頂視圖；圖54是圖52和53的小腿脛骨件和足龍骨件的后視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，從圖3到5中的示例性實施例中可以看到，假足1包括縱向延伸的足龍骨件2，該足龍骨件2具有位于一端的前足部分3、位于另一端的后足部分4，以及在前足和后足部分之間延伸的向上拱起的中足部分5。在該示例性實施例中，中足部分5在前足和后足部分之間在其整個縱向范圍上向上凸出彎曲。
足1的直立小腿脛骨件6通過可松開的緊固件8和連接件11而在其向下凸出的彎曲下端7的一部分處連接到龍骨件中足部分5的貼近的后表面上。在該示例性實施例中，緊固件8是帶有螺母和墊圈的單個螺栓，然而它也可以是可松開的壓板或其它緊固件，用來在緊固件擰緊時將小腿脛骨件可靠地定位和保持在足龍骨件上。
參見圖8，在龍骨件中足部分5的貼近后表面上形成有縱向延伸的開口9。在小腿脛骨件6的彎曲下端7內(nèi)也形成有例如圖15所示的縱向延伸的開口10?？伤砷_的緊固件8延伸穿過開口9和10，這樣，在將緊固件8松開或釋放時便可在圖5中縱向方向A-A上調(diào)整小腿脛骨件和足龍骨件相互之間的定位，從而假足的性能調(diào)節(jié)為任務(wù)特定型的。因而，緊固件8、連接件11以及縱向延伸的開口9和10構(gòu)成了用于將小腿脛骨件連接到足龍骨件上以形成假足的踝關(guān)節(jié)區(qū)域的可調(diào)緊固裝置。
通過考慮圖1和2可以看到調(diào)整小腿脛骨件6和足龍骨件2的定位的效果，其中兩個相互緊鄰的半徑R1和R2代表足龍骨件中間部分5和小腿脛骨件6的相鄰且相互面對的拱形或凸出彎曲的表面。當(dāng)把兩個這種半徑看作相互緊鄰時，在與畫在兩個半徑之間的圖1中的切線A和圖2中的切線A1垂直的方向上存在運動能力。這兩個半徑之間的相互關(guān)系決定了運動輸出的方向。結(jié)果，足1的動態(tài)響應(yīng)力的施加取決于這種關(guān)系。凹面的半徑越大，動態(tài)響應(yīng)能力就越強。然而，半徑越小，響應(yīng)就越快。
本發(fā)明假足中的小腿脛骨件和足龍骨件的定位能力可允許半徑移動，以便在體育運動中對足的水平或垂直線速度施加影響。例如，為了增強假足1的水平線速度能力，可進行定位變更以影響小腿脛骨件半徑和足龍骨件半徑的關(guān)系。換句話說，為了增強水平線速度特性，與圖1相比，圖2中足龍骨件的底部半徑R2比其起始位置更靠近遠端。這就將足1的動態(tài)響應(yīng)特性和運動輸出改變成更指向水平方向，從而可通過相同的作用力來獲得更大的水平線速度。
當(dāng)截肢者的需求涉及到水平和垂直的線速度時，他/她可通過實踐來找到能滿足其需求的用于各種運動的設(shè)置。例如，跳高運動員和籃球運動員比短跑運動員需要更多的垂直升程。連接件11是夾在相連的足龍骨件2和小腿脛骨件6之間的塑料或金屬合金的定位連接件(參見圖3、4和23)?？伤砷_的緊固件8延伸穿過連接件中的孔12。連接件沿小腿脛骨件和龍骨件中足部分5的貼近后表面的相連部分而延伸。
小腿脛骨件6的彎曲下端7為拋物線形，該拋物線的最小曲率半徑位于下端，并且以拋物線形最初向前、然后向上延伸。如圖3所示，小腿脛骨件的曲率形成了向后的凹度。拋物線形狀是有利的，因為它具有增強的動態(tài)響應(yīng)特性，產(chǎn)生了與其相對更大半徑的近端相關(guān)聯(lián)的提高的水平線速度，同時在其下端具有更小的曲率半徑，以實現(xiàn)更快的響應(yīng)特性。拋物線形狀的上端處的更大曲率半徑使得參見圖1和2來介紹的切線A通過定位變化保持更加垂直定向，這可以產(chǎn)生提高的水平線速度。
拋物線形的小腿脛骨件通過其自身的壓縮或卷曲而在人的步態(tài)中對初始觸地力作出響應(yīng)。這就使拋物線的半徑變小，因而降低了對壓縮的阻力。相反，由于拋物線形小腿脛骨件通過伸展而在人的步態(tài)中對腳跟離地的地面反作用力(GRF)作出響應(yīng)。這就使拋物線的半徑變大，因此阻力比前述壓縮阻力更大。這些阻力與人步態(tài)中的人的小腿前、后部小腿肌肉的功能相關(guān)。在人的步態(tài)中初始接觸到腳掌時，較小的小腿前部肌肉群通過偏置收縮來對GRF作出響應(yīng)，從而將足放到地面上，并且產(chǎn)生了背屈力矩。在從腳掌到腳趾離地時，較大的小腿后部肌肉群同樣通過偏置收縮來對GRF作出響應(yīng)，并產(chǎn)生了更大的足底屈曲力矩。這種力矩的大小與小腿前部和后部的肌肉群的大小差異有關(guān)。結(jié)果，可以模仿假體小腿脛骨件對人步態(tài)中的背屈力矩和足底屈曲力矩的阻力，并可實現(xiàn)正常的步態(tài)。拋物線形式變化的阻力性能可以模仿人步態(tài)以及跑步和跳躍活動中的人體小腿肌肉組織功能，結(jié)果就可實現(xiàn)假體的功效。
人大約每小時步行3英里。可4分鐘跑一英里的賽跑運動員每小時可跑12英里，可10秒鐘跑100米的短跑運動員每小時可跑21英里。這是一個1∶4∶7的比例。隨著運動速度的提高，每項任務(wù)的水平分量變得更大。因此，可以預(yù)先確定假體小腿脛骨件的半徑的大小。行走者比一英里賽跑運動員和短跑運動員需要更小半徑的拋物線形的小腿脛骨件。短跑運動員需要七倍大的拋物線形小腿脛骨件。這種關(guān)系顯示了對于行走者、跑步者和短跑運動員來說如何確定拋物線的半徑。這是很重要的，因為短跑運動員具有增大的運動范圍要求，并且他們的小腿脛骨件必須更強壯，以接受與此活動有關(guān)的增大負載。更寬或更大的拋物線形小腿脛骨件將會是相對更平的曲線，這相當(dāng)于具有增大運動范圍的更大的結(jié)構(gòu)強度。
暫用假肢轉(zhuǎn)接器13通過緊固件14連接在小腿脛骨件6的上端。轉(zhuǎn)接器13轉(zhuǎn)而通過緊固件16緊固到暫用假肢15的下端上。暫用假肢15通過連接到腿殘端上的支承結(jié)構(gòu)(未示出)緊固到截肢者的下肢上。
在該示例性實施例中，足龍骨件2的前足、中足和后足部分由一體彈性材料形成。例如，可以采用實質(zhì)上為塑料的材料的實心件，其具有在被地面反作用力偏轉(zhuǎn)時保持形狀的特性。更具體地說，足龍骨件還有小腿脛骨件可由具有由聚合母體材料層壓而成的具有加強纖維的層壓復(fù)合材料形成。尤其是可使用與熱固性環(huán)氧樹脂層壓在一起的高強度石墨或商品名稱為Delran的擠壓塑料或脫氣的聚氨酯共聚物來形成足龍骨件以及小腿脛骨件。與這些材料相關(guān)的功能性質(zhì)提供了具有低重量和最小蠕變的高強度。利用假體工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在真空下層壓熱固性環(huán)氧樹脂?？蓪⒕郯滨ス簿畚餄沧⒌疥幠Ｖ?，并對擠壓塑料進行機加工。每種材料的使用都具有其優(yōu)點和缺點。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用于足龍骨件和小腿脛骨件的層壓復(fù)合材料還可優(yōu)選為由增強纖維和熱塑性聚合母體材料按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制成的熱成型(預(yù)浸漬)層壓復(fù)合材料，以實現(xiàn)優(yōu)良的機械伸展性質(zhì)。合適的可買到的這種復(fù)合材料為由美國馬里蘭州Havre de Grace的Cytec Fiberite公司制造的CYLON。小腿脛骨件和足龍骨件也可以是例如由彈簧鋼、不銹鋼、鈦合金或其它金屬合金制成的彈性金屬構(gòu)件。
由于涉及剛度、撓度和強度，彈性材料的物理性質(zhì)全部由材料的厚度決定。較薄材料比同樣密度的較厚材料更容易偏轉(zhuǎn)。所采用的材料及物理性能與假足龍骨件和小腿脛骨件的剛度和撓度特性相關(guān)。在圖3到5所示的示例性實施例中，足龍骨件和小腿脛骨件的厚度是一致的或均勻的，但是，厚度可在這些部件的長度上以下面將討論的方式變化，例如可使后足和前足區(qū)域更薄一些，并且對中足區(qū)域的偏轉(zhuǎn)更敏感。
為了幫助向假足1提供高、低動態(tài)響應(yīng)能力，將中足部分5形成為縱向的拱形，使得縱向拱形的內(nèi)側(cè)比縱向拱形的外側(cè)具有相對更高的動態(tài)響應(yīng)能力。為此，在該示例性實施例中，縱向拱形的凹面的內(nèi)側(cè)在半徑上比其外側(cè)更大。
中足部分5的縱向拱形凹面的內(nèi)側(cè)與外側(cè)半徑大小之間的相互關(guān)系進一步限定為足龍骨件2的前后足底面的承重表面區(qū)域。在圖8中中足部分5的前部上的線T1-T2代表前足底面承重區(qū)域。線P1-P2代表中足部分5的后足底面承重區(qū)。T1-P1之間的距離代表足側(cè)面上的足底承重表面。P2-T2之間的距離代表足2內(nèi)側(cè)上的足底承重表面。T1-P1和P2-T2所代表的距離決定了半徑大小，并且結(jié)果，可通過使這兩條線T1-T2和P1-P2會聚或發(fā)散來確定并影響高、低動態(tài)響應(yīng)的相互關(guān)系。結(jié)果，可在結(jié)構(gòu)設(shè)計中確定高、低動態(tài)響應(yīng)。T1-T2前足底面承重面可以與垂直于足龍骨件的縱向軸線A-A方向具有小至5°的偏移，以形成這種高、低動態(tài)響應(yīng)，參見圖8。
后足部分4的后端17成形為向上彎曲的拱形，可在腳跟沖擊期間通過壓縮反作用地面反作用力作出以便進行減震。后足部分4所形成的腳跟形成有后外角部18，該角部18比內(nèi)側(cè)角部19更靠后側(cè)和更靠外側(cè)，以促進后足在步態(tài)的初始接觸階段中進行外翻。前足部分3的前端20成形為向上彎曲的拱形，以模擬在步態(tài)最后站立階段中的腳跟抬起腳趾離地位置中處于背屈狀態(tài)下的人腳趾。在前足和后足的下部設(shè)有作為緩沖墊的橡膠或泡沫襯墊63和64。
假足的增強的雙平面運動能力由在前足部分3的背面和足底面之間延伸穿過前足部分3的內(nèi)側(cè)和外側(cè)伸展接合孔21和22產(chǎn)生。伸展連接部分23和24從相應(yīng)孔中向前延伸到前足部分的前邊沿，以形成內(nèi)側(cè)、中部和外側(cè)的伸展支撐25、26和27，其產(chǎn)生足龍骨件的前足部分的增強的雙平面運動能力。伸展接合孔21和22沿圖5中的線B-B定位在相對于足龍骨件縱向軸線A-A成35°的α角延伸的橫向平面內(nèi)，其中內(nèi)側(cè)伸展接合孔21比外側(cè)伸展接合孔22更靠前。
在圖5中，線B-B相對縱向軸線A-A的角α可小至5°，并仍然可得到高、低動態(tài)響應(yīng)。隨著該角α的變化，圖8中的線T1-T2的角Z也會改變。投射在矢狀面上的伸展接合孔21和22相對于橫向平面傾斜成45°角，其中孔的背面比足底面更靠前。采用這種設(shè)置，從可松開的緊固件8到外側(cè)伸展接合孔22的距離比從可松開的緊固件到內(nèi)側(cè)伸展接合孔21的距離更短，使得假足1的外側(cè)部分比內(nèi)側(cè)具有更短的腳趾杠桿，以實現(xiàn)中足的高和低的動態(tài)響應(yīng)。此外，線T1所代表的從可松開的緊固件8到外側(cè)足底承重表面的距離比線T2所代表的從可松開的緊固件到內(nèi)側(cè)足底承重表面的距離更短，使得假足1的外側(cè)部分具有比內(nèi)側(cè)更短的腳趾杠桿，以實現(xiàn)中足的高、低動態(tài)響應(yīng)。
足龍骨件2的后足部分4的前部還包括在后足部分4的背面和足底面之間延伸穿過后足部分4的伸展接合孔28。伸展連接部分29從孔28向后延伸到后足部分的后邊沿，以形成伸展支撐30和31。這樣產(chǎn)生了假足的后足部分的增強雙平面運動能力。作為一種變形方案，伸展接合孔28，21和22可以各具有另一個小孔，28A，21A和22A，參見圖8，其是在與伸展接合部相鄰的區(qū)域鉆孔產(chǎn)生的，起著應(yīng)力消除孔的作用。附加的小孔改變了執(zhí)行波形的方向并且降低了足龍骨件的撕裂和/或斷裂。
在圖3中，足龍骨件2的中足部分5和前足部分3的背面形成了朝上的凹面32，使得它能夠在功能上模仿人足的第五趾運動軸線。也就是說，凹面32具有定位成相對于足龍骨件縱向軸線A-A成5°到35°的角β的縱向軸線C-C，其中，內(nèi)側(cè)比外側(cè)更靠前，以便促進步態(tài)的第五趾運動和處于人足中的第二到第五趾骨的旋轉(zhuǎn)的傾斜的低速檔旋轉(zhuǎn)軸線中一樣。
當(dāng)截肢者在不平的地勢上行走或運動員在足上向內(nèi)或向外急停時，便可理解到雙平面運動能力的重要性。地面作用力矢量的方向從矢狀定位改變到具有額平面分量。地面將在與足向外作用相反的方向上向內(nèi)作用。結(jié)果，小腿脛骨件向內(nèi)側(cè)傾斜，并且重力施加到足龍骨件的內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)上。響應(yīng)于這些壓力，足龍骨件2的內(nèi)側(cè)伸展連接支撐25和31背屈(向上偏轉(zhuǎn))并內(nèi)翻，而外側(cè)伸展連接支撐27和30足底屈曲(向下偏轉(zhuǎn))并外翻。這一運動用來將腳掌的足底面放在地面上(足底觸地)。
參見圖6和7，在本發(fā)明的假足中可以使用本發(fā)明的尤其適用于短跑的另一足龍骨件33。在短跑中，身體的重心變成基本上僅沿矢狀面定位。假足不需要具有低動態(tài)響應(yīng)特性。結(jié)果，不需要象在足龍骨件2中那樣的前足、中足凹面的縱向軸線的5°到35°的外部旋轉(zhuǎn)定位。更確切的，如在圖6和7中所示，凹面的縱向軸線D-D的方位應(yīng)當(dāng)變成與額平面平行。這就使得短跑足僅在矢狀方向作出反應(yīng)。另外，沿著線E-E的前足和中足部分中的伸展接合孔34和35的方位平行于額平面，即外側(cè)孔35向前移動到與內(nèi)側(cè)孔34成一直線，并平行于額平面。足龍骨件33的前末端36也制成為與額平面平行。足龍骨件的后末端腳跟區(qū)域37也平行于額平面。這些修改會對假足的多用途性能帶來不利影響。然而，它的性能特征是針對特定任務(wù)的。短跑足龍骨件33的另一個變型在該假足的前足部分的腳趾區(qū)域中，其中將足龍骨件2中的15°背屈增大為足龍骨件33中的25-40°背屈。
圖9和10顯示了本發(fā)明的另一足龍骨件38，它可用在尤其適用于做過Symes切斷術(shù)的截肢者進行短跑的假足中。為此，足龍骨件38的中足部分包括靠后的向上凹面39，其中可通過可松開的緊固件來將小腿脛骨件的彎曲下端連接到足龍骨件上。所有的下肢截肢者都可采用這種足龍骨件。足龍骨件38可適用于與Symes級截肢者相關(guān)的較長余肢。它的性能特征在動態(tài)響應(yīng)性能方面快得多。它的應(yīng)用并不專門用于這種程度的截肢。可將其應(yīng)用在所有穿過脛骨和穿過股骨的截肢狀況中。在圖11和12的示例性實施例中，足龍骨件40還具有用于Symes截肢者的凹面41，該足龍骨件向假足提供了與圖3-5和8所示示例性實施例中的相似的高、低動態(tài)響應(yīng)特性，以及雙平面運動性能。
用于假足1的幾個足龍骨件的功能特征與形狀和設(shè)計特征相關(guān)，它們涉凹面、凸面、半徑大小、伸展、壓縮以及材料的物理性能，所有這些性質(zhì)涉及到對行走、跑步和跳躍活動中的地面作用力作出反應(yīng)。
圖13中的足龍骨件42與圖3-5和8所示示例性實施例中的相類似，不同之處在于，足龍骨件的厚度從中足部分朝向后足的后部變細。圖14中的足龍骨件43的厚度在其前端和后端處逐漸減小或變細。圖15中的小腿脛骨件44和圖16中的小腿脛骨件45顯示了厚度上的類似變化，它們都可以用在假足1中。足龍骨件和小腿脛骨件的每一項設(shè)計都會產(chǎn)生不同的功能輸出，這是因為這些功能輸出涉及到水平和垂直的線速度，而這些速度在不同的運動任務(wù)中對于提高性能來說是特定的。多種小腿脛骨件結(jié)構(gòu)以及足龍骨件和小腿脛骨件之間的設(shè)置調(diào)整的能力產(chǎn)生了假足小腿脛骨件的關(guān)系，該關(guān)系使得截肢者和/或修復(fù)學(xué)家具備在各種各樣的體育和休閑活動中的一種選出活動中將假足調(diào)節(jié)到最高性能的能力。
在圖17-22中顯示了用于假足1的其它小腿脛骨件，包括C形小腿脛骨件46和47，S形小腿脛骨件48和49，以及J形小腿脛骨件50和51。小腿脛骨件的上端還可包括筆直的垂直端，其帶有連接到該最近末端上的棱形連板。可將凸錐形螺栓(凸角錐)穿過該小腿脛骨件的垂直端而形成螺栓接合，如圖28-30和33-36中所示。脛骨件近端連接的另一個實施例可以是截肢者的假體關(guān)節(jié)槽和/或其它假體部件的前側(cè)和/或后側(cè)。還可在小腿脛骨件的近端和遠端處的延伸開口內(nèi)設(shè)置用來接收相鄰公錐形螺栓和遠端足龍骨件的塑料或鋁填充物。本發(fā)明的假足是優(yōu)選由標(biāo)準(zhǔn)化的單元或尺寸構(gòu)造成的模塊化系統(tǒng)，以便滿足使用中的靈活性和多樣性。連接到小腿脛骨件的最近末端上的棱形連板的一個實例示于圖28實施例中的88處。
所有與軌道相關(guān)的賽跑運動都是以逆時針方向進行的。本發(fā)明的另一可選特征考慮到了作用在沿著這種彎曲路徑前進的足上的力。當(dāng)物體沿彎曲路徑運動時，向心加速度朝向旋轉(zhuǎn)中心起作用。牛頓第三定律適合于能量作用。存在有相等且相反的反作用力。因此，對每一“向心”力來說，都存在有一個“離心”力。向心力朝向旋轉(zhuǎn)中心作用，而離心力即反作用力遠離旋轉(zhuǎn)中心作用。當(dāng)運動員在跑道上圍繞曲線跑步時，向心力會將跑步者拉向曲線的中心，而離心力會將跑步者拉離曲線的中心。為了抵消試圖讓跑步者向外傾斜的離心力，跑步者要向內(nèi)傾斜。如果跑步者在跑道上的旋轉(zhuǎn)方向一直是逆時針的，則左側(cè)是跑道的內(nèi)側(cè)。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的特征，可將左、右假足小腿脛骨件的左側(cè)制成為比右側(cè)更厚，以增強截肢跑步者的曲線性能。
在若干實施例中，足龍骨件2、33、38、42和43均是29厘米長，其與鞋子1的長度成一定比例以便在圖3、4和5以及不同小腿脛骨件和足龍骨件的若干視圖中按比例示出。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解，假足的具體尺寸可根據(jù)要配備此足的截肢者的大小、重量和其它特征的情況而變。小腿脛骨件的長度和它的回彈模量形成其儲存彈性能量的潛力和能力。該儲存的彈性能量通過機械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成動態(tài)功率，其變成具有方向和大小的矢量力。因此，脛骨件長度越長，推進力就越大。對于要求極高成績的運動員來說，脛骨件近端連接點應(yīng)該保持在假體部件允許的最近端處。
現(xiàn)在來看假足1在行走和跑步站立階段的步態(tài)周期內(nèi)的工作情況。涉及到慣性、加速度以及作用力與反作用力定律的牛頓運動三定律是足2的運動學(xué)基礎(chǔ)。從牛頓第三定律即作用力與反作用力定律中已知，地面對足的作用力與足對地面的作用力方向相等且大小相反。它們稱為地面反作用力。關(guān)于人的步態(tài)、跑步以及跳躍活動已經(jīng)進行了許多科學(xué)研究。測力板的研究向我們顯示，在步態(tài)中遵循牛頓第三定律。從這些研究中可以知道地面對足的作用力的方向。
可將行走/跑步活動的站立階段進一步分解成減速和加速階段。當(dāng)假足接觸地面時，足向前對地面施加力，地面以相等且方向相反的方式進行反作用，也就是說，地面對假足向后施加作用。這一作用力使假足運動。行走和跑步活動的站立階段分析從圖5和8中的作為后外角部18的接觸點開始，其比足的內(nèi)側(cè)更向后和向外偏移。在初始接觸時，這種偏移導(dǎo)致足向外翻，而小腿脛骨件向足底屈曲。小腿脛骨件總是在尋找可通過其脛骨來傳遞體重的位置，例如，其傾向于將其較長的垂直件置于可抵抗地面作用力的位置。這就是為何它使向后的足底屈曲移動到可抵抗向后作用在足上的地面反作用力。
地面作用力導(dǎo)致小腿脛骨件44、45、46、47、50和51壓縮，并且其近端向后移動。采用小腿脛骨件48和49時，根據(jù)遠端凹面定向的不同情況，小腿脛骨件的遠端的1/2將要被壓縮。如果遠端凹面響應(yīng)GRF(地面反作用力)壓縮，則近端凹面會伸展，整個小腿脛骨件單元將向后移動。地面作用力導(dǎo)致小腿脛骨件壓縮，并且其近端向后移動。小腿脛骨件較小半徑壓縮，以模擬人的踝關(guān)節(jié)足底屈曲，通過壓縮來將前足放在地面上。同時，龍骨件的后側(cè)17即后足4通過壓縮而向上壓。這兩種壓縮作用力起作吸震的作用。一旦小腿脛骨件停止運動到足底屈曲中并且地面對足向后施加作用，那么后外側(cè)腳跟18的偏移可進一步增強這種吸震作用，該偏移會導(dǎo)致足外翻，也起到吸震的作用。
然后，足龍骨件和小腿脛骨件的已壓縮件開始卸載，即它們設(shè)法回到其初始形狀并釋放掉所儲存的能量，這導(dǎo)致小腿脛骨件的近端以加速的方式向前移動。當(dāng)小腿脛骨件接近其垂直的初始位置時，地面作用力由對足向后作用改變?yōu)閷ψ愦怪毕蛏献饔?。由于假足具有后?cè)和前側(cè)足底面承重區(qū)域，并且這些區(qū)域由非承重的長拱形中間部分相連，因此來自假肢的垂直方向的作用力促使該長拱形的中間部分通過伸展來承受負荷。后側(cè)和前側(cè)承重表面是分開的。由于地面作用力在性質(zhì)上從垂直地轉(zhuǎn)變成指向前側(cè)，因此這些垂直方向的作用力存儲在足的長拱形中間部分內(nèi)。小腿脛骨件伸展，以模擬踝的背屈。這會導(dǎo)致假足樞軸轉(zhuǎn)動而離開前側(cè)足底承重表面。當(dāng)發(fā)生重量卸載時，中足部分5的縱向拱形和伸展后的脛骨件從伸展態(tài)中產(chǎn)生變化并試圖回到其初始形狀，這樣可產(chǎn)生模擬的足底屈肌肌肉群的型態(tài)和結(jié)果。其結(jié)果是機械的假體結(jié)構(gòu)釋放出儲存的彈性能量成為動態(tài)功率。
足龍骨件和小腿脛骨件的長拱形可阻礙它們各自結(jié)構(gòu)的伸展。結(jié)果，小腿脛骨件的前向運動被阻止，足就開始樞軸轉(zhuǎn)動而離開前側(cè)足底承重表面。在圖3-5和8、圖11和12、圖13和圖14的示例性實施例所示的足龍骨件中，足龍骨件的中足部分的伸展具有高、低響應(yīng)能力。由于這些足龍骨件的中足與前足過渡區(qū)域從足長軸線向外偏離15°到35°，因此內(nèi)側(cè)長拱形部分比外側(cè)長拱形部分更長。這是很重要的，因為在正常的足中，在加速或減速過程中要使用到足的內(nèi)側(cè)。
假足的更長內(nèi)側(cè)拱形具有比外側(cè)更大的動態(tài)響應(yīng)特性。在慢速的行走或跑步時，采用了外側(cè)更短的腳趾杠桿。身體的重心以正弦曲線在空間中運動。它向內(nèi)側(cè)、外側(cè)、近端和遠端運動。在慢速地行走或跑步時，身體的重心比在快速行走或跑步時更向內(nèi)側(cè)和外側(cè)運動。此外，動量或慣性更小，并且克服更高動態(tài)響應(yīng)能力的能力更小。本發(fā)明的假足適合于適應(yīng)這些應(yīng)用力學(xué)中的這些原理。
此外，在人的步態(tài)周期內(nèi)，在站立中期，身體的重心盡可能遠地位于外側(cè)。從站立中期到腳趾離地，身體的重心(BCG)從外側(cè)移向內(nèi)側(cè)。結(jié)果，身體的重心運動越過足龍骨件2的側(cè)面。首先(低速檔)以及隨著BCG前向運動，其在足龍骨件2上向內(nèi)側(cè)移動(高速檔)。結(jié)果，假足龍骨件2具有自動變速的作用。也就是說，截肢者所走的每一步均從低速檔開始，并運動到高速檔。
當(dāng)?shù)孛孀饔昧υ诩僮闵舷蚯笆┘幼饔们壹僮阍诘孛嫔媳幌蚝笫┘幼饔脮r，由于腳跟開始提升，因此中足部分的長拱形的前部的輪廓形成為可垂直于足底面來施加這些后面向的作用力。這是施加這些作用力的最有效果和最有效率的方法。關(guān)于假足的后側(cè)后足部分存在相同的情況。它還成形為使得在初始接觸時的向后指向的地面作用力與足龍骨件的垂直其施力方向的足底面相反。
在腳跟提升、腳趾離地的行走和跑步活動的隨后階段中，前足部分的趾區(qū)域產(chǎn)生15°-35°的背屈。這種向上延伸的弓形允許向前地面作用力來壓縮足的該區(qū)域。這種壓縮比伸展受到更少的阻力，并且在假足的步態(tài)和跑步的搖擺階段中實現(xiàn)平穩(wěn)的過渡。在步態(tài)站立階段的隨后過程中，伸展的小腿脛骨件和伸展的中足長拱形部分將它們儲存的能量釋放出來，增加到下垂肢體和截肢者身體的重心的向前和向后的推進力中。
在人步態(tài)中的一個主要推進機理稱作主動推進階段。當(dāng)腳跟抬起時，身體重量處于支撐下肢之前，且重心下降。當(dāng)身體重量落在圖5中的線C-C處的前足搖軸時，存在有向下的加速度，這會導(dǎo)致身體受到最大的垂直作用力。與腳跟提起相關(guān)的腿在踝之前的加速度會帶來作用于地面上的向后剪力。當(dāng)壓力中心向前側(cè)移動到趾骨頭的旋轉(zhuǎn)軸線時，其結(jié)果會是產(chǎn)生還更大的背屈扭矩。這樣就產(chǎn)生了完全向前下落的情況，生成了在行走中所用的主要前進作用力。在主動推進期間，有效踝功能的標(biāo)志是腳跟抬起、較小的關(guān)節(jié)運動，以及大致居中的踝位置。穩(wěn)定的中足對于正常順序的腳跟抬起是必需的。
在前面提到的幾個實施例中，足龍骨件的后足的后部和前足區(qū)域結(jié)合伸展接合孔和伸展接合支撐。當(dāng)在不平坦的地勢上步態(tài)中，伸展接合孔的方位起到斜接鉸鏈的作用，增強了雙平面運動性能，以便改善足底面的整體接觸特性。
圖9-12中的Symes足龍骨件在動態(tài)響應(yīng)性能方面是顯著不同的，這是因為這些性能與行走、跑步和跳躍活動相關(guān)。這些足龍骨件在四個顯著特征上不同。這些情況包括在中足部分的貼近后部中存在有凹面，其可比平坦表面更好地適應(yīng)Symes遠端殘肢形狀。這種凹面還可使足龍骨件的高度降低，其可適應(yīng)與Symes級截肢者相關(guān)的更長殘肢。定位凹面要求拱形足龍骨件的中間部分的對應(yīng)前側(cè)和后側(cè)半徑更具活動性，并且尺寸更小。結(jié)果，所有中足長拱形半徑和后足半徑都是更密且更小的。這會顯著地影響動態(tài)響應(yīng)特性。更小的半徑導(dǎo)致更小的動態(tài)響應(yīng)。然而，假足對所有上述行走、跑步和跳躍的地面作用力的響應(yīng)更快。結(jié)果是具有更小動態(tài)響應(yīng)的更快的足。
采用本發(fā)明的假足便可通過定位變更來實現(xiàn)增強的任務(wù)特定型運動性能，這是因為這些定位變更會影響各任務(wù)的垂直和水平分量。人足是多功能的單元，其可行走、跑步和跳躍。另一方面，人的脛腓骨小腿脛骨結(jié)構(gòu)不是多功能的單元。它是可在行走、跑步和跳躍活動中平行于其較長的近端-遠端方位施加其作用力的簡單杠桿。它是不可壓縮的結(jié)構(gòu)，并且不能存儲能量。另一方面，本發(fā)明的假足具有動態(tài)響應(yīng)能力，這是因為這些動態(tài)響應(yīng)能力與運動員的行走、跑步和跳躍活動的水平和垂直線速度分量相關(guān)，并且優(yōu)于人的脛骨和腓骨。結(jié)果就可以增強截肢者的運動性能。為此，根據(jù)本發(fā)明，可松開緊固件8并沿足龍骨件的縱向來調(diào)整小腿脛骨件和足龍骨件相互之間的定位。在圖1和2中顯示了這種變化。然后，在調(diào)整后的位置上用緊固件8將小腿脛骨件緊固到足龍骨件上。在調(diào)整期間，緊固件8的螺栓可相對于分別位于足龍骨件和小腿脛骨件內(nèi)的相對且較長的縱向延伸開口9和10中的一個或兩個滑動。
增強了跑步者的性能特征的定位變更是一種足龍骨件相對于小腿脛骨件向前滑動且足底在小腿脛骨件上屈曲的定位變更，其中跑步者以腳掌來與地面進行初始接觸，如同中足觸地的跑步者一樣。這種新的關(guān)系提高了跑步的水平分量。換句話說，由于小腿脛骨件的底面向足屈曲，并且與最初的腳跟接觸相反，足以腳掌位置與地面接觸，因此地面會直接向后對足施加作用，而足會向前對地面施加作用。這會使得小腿脛骨件向前(通過伸展)和向下快速運動。通過會阻礙小腿脛骨件的初始運動方向的伸展而產(chǎn)生了動態(tài)響應(yīng)力。結(jié)果，足就在趾骨足底面承重區(qū)域上樞軸轉(zhuǎn)動。這會導(dǎo)致龍骨件的中足區(qū)域伸展，伸展比壓縮受到的更大阻礙。小腿脛骨件的伸展和中足的伸展的總效應(yīng)是小腿脛骨件的進一步前向運動受到阻礙，這便允許使用者體內(nèi)的膝伸展結(jié)構(gòu)和臀伸展結(jié)構(gòu)以更有效的方式向前和朝向近端來移動身體的重心(即水平速度增加)。在這種情況下，與跟趾跑步者相比，重心更向前而非更向上，跟趾跑步者的小腿脛骨件的前向運動受到小腿脛骨件的更少阻礙，并且開始受到比腳掌著地跑步者更多的背屈(垂直的)。
為在功能上分析該短跑用足，對小腿脛骨件和足龍骨件進行了定位變更?？梢圆捎盟邪济婢哂衅叫杏陬~平面的縱向軸線方位的足龍骨件的優(yōu)點。小腿脛骨件是足底屈曲的，并可在足龍骨件上向后滑動。與帶有類似于例如在圖3-5和8中所示的多用途足龍骨件的平足跑步者相比，這使遠端圓進一步減小。結(jié)果，實現(xiàn)了進一步增強的水平運動，并且將動態(tài)響應(yīng)融入到這種增強的水平能力中。
短跑運動員具有增加的運動、作用力和動量(慣性)的范圍，其中動量是主導(dǎo)力。由于他們的站立階段中的減速階段短于其加速階段，因此可實現(xiàn)增加的水平線速度。這意味著在初始接觸中，當(dāng)腳趾接觸地面時，地面會向后對足施加作用，而足會向前對地面施加作用。與腳掌著地跑步者的初始接觸相比，具有增加的作用力和動量的小腿脛骨件就被迫進入到還更大的屈曲和向下運動中。由于這些作用力的結(jié)果，通過伸展來對足的長拱形凹面加載，并且通過伸展來對小腿脛骨件加載。這些伸展作用力比與跑步相關(guān)的所有其它上述作用力受到更大程度的阻礙。結(jié)果，足的動態(tài)響應(yīng)能力與所施加的力成比例。人的脛腓骨小腿脛骨響應(yīng)只與能量力勢有關(guān)，它是筆直的結(jié)構(gòu)且不能儲存能量。在短跑中，本發(fā)明假足內(nèi)的這些伸展力比所有其它與行走和跑步相關(guān)的上述力更大。結(jié)果，足的動態(tài)響應(yīng)能力與所施加的力成比例，并且與人體功能相比，有可能實現(xiàn)增強的截肢者運動性能。
除了在小腿脛骨件和足龍骨件之間的可調(diào)緊固結(jié)構(gòu)以及用于與暫用假肢下端相連的小腿脛骨件上端結(jié)構(gòu)之外，圖25所示的假足53與在圖3所示的類似。在該示例性實施例中，足龍骨件54通過塑料或金屬合金的連接件56可調(diào)節(jié)地連接到小腿脛骨件55上。連接件通過相應(yīng)的可松開緊固件57和58連接到足龍骨件和小腿脛骨件上，這些緊固件57和58在沿著足龍骨件縱向的方向上在連接件中相互間隔開。將連接件連接到小腿脛骨件上的緊固件58比將足龍骨件和連接件相連的緊固件57更靠后。通過以這種方式提高小腿脛骨件的有效長度，可以增加小腿脛骨件本身的動態(tài)響應(yīng)能力。與其它示例性實施例中的一樣，可以與在小腿脛骨件和足龍骨件中的縱向延伸開口協(xié)同操作，以便進行定位變更。
小腿脛骨件55的上端形成有用于容納暫用假肢15的延伸開口59。一旦容納到開口中，就可將暫用假肢可靠地夾緊到小腿脛骨件上，這可通過上緊螺栓60和61以沿著開口將小腿脛骨件的自由邊62和63拉到一起來實現(xiàn)。通過松開螺栓、使暫用假肢相對于小腿脛骨件滑入到所需位置，并通過上緊螺栓來將暫用假肢重新夾緊到調(diào)整后的位置上，就可以容易地調(diào)整這種暫用假肢的連接。
在圖28-32中顯示的假足70類似于圖3-5，8，23和24以及圖25-27中的假足，但是還包括位于假足上的小腿脛骨件運動范圍限制與衰減裝置71，用于在截肢者使用假足期間利用小腿脛骨件的作用力加載和卸載限制小腿脛骨件的上端的運動程度。該特征在具有相對較長的小腿脛骨件的假足中尤其有用，此時的假足穿戴者是要進行諸如跑步和跳躍這樣的活動，這種活動在小腿脛骨件中產(chǎn)生的力是穿戴者體重的許多倍，例如，跑步時是體重的5-7倍和跳躍時是體重的11-13倍。相反，行走時產(chǎn)生的力只是體重的1-11/2倍。
在示例性實施例中的裝置71是雙向作用的活塞缸裝置，其中的壓力流體，諸如空氣這樣的氣體或液壓液體通過各自的配件73和74提供。該裝置具有兩個變化控制器，一個用于壓縮，另一個用于伸展，從而可以調(diào)節(jié)在作用力加載和卸載時在小腿脛骨件壓縮和伸展中的小腿脛骨件72的上端的允許的運動程度。裝置71也會衰減在小腿脛骨件壓縮和伸展期間儲存的或釋放的能量?；钊籽b置71的相對的端部被連接到小腿脛骨件的上端和足的下部分，在該示例性實施例中，優(yōu)選連接到在樞轉(zhuǎn)連接部75和76處的小腿脛骨件的各端上，該樞轉(zhuǎn)連接部優(yōu)選為球節(jié)。
在小腿脛骨件壓縮和伸展時足70的小腿脛骨件72的上端的運動示于圖32中。小腿脛骨件的大體上的拋物線形狀使得隨著小腿脛骨件在其作用力加載和卸載中進行壓縮和伸展，小腿脛骨件的上端可以相對于足龍骨件77和連接其上的小腿脛骨件的下端沿縱向移動，例如，沿著圖5和32中的方向A-A移動。因此，假足的增強的動態(tài)反應(yīng)能力在圖28-32的示例性實施例中得到保持。
裝置71不限于所述的活塞缸裝置，也可以是另一種速度控制和/或運動限制裝置。例如，可以設(shè)想應(yīng)用在假足小腿脛骨件上的后端運動范圍的限制與衰減裝置71可以是微機控制的具有壓縮和伸展階段控制器的液力裝置，如現(xiàn)在在人造膝關(guān)節(jié)中用于控制運動的那些液力裝置。在該情況下，設(shè)置了用于讀出和調(diào)節(jié)各單個運動的在線傳感器。通過使用專門的軟件和個人計算機，可以進行精細的調(diào)節(jié)以使微機控制的液力裝置與截肢者相匹配。可以在每秒中進行多達50次的力拒測量，保證了動態(tài)的步態(tài)盡可能地與自然行走相似。由于液力裝置的響應(yīng)能力，它可以適合范圍很廣的下肢截肢者。裝在裝置中的鋰離子電池提供了足夠液力裝置工作一整天的能量。壓縮阻力的調(diào)節(jié)與伸展調(diào)節(jié)是獨立進行的。復(fù)式集成傳感器將步態(tài)分析數(shù)據(jù)輸送給在線微機，其每秒50次地自動調(diào)節(jié)裝置的站立和搖擺階段特性。
裝置71的該微機控制的液力裝置反應(yīng)快于機械的液力裝置。電控制的壓縮(足底屈曲)閥每秒調(diào)節(jié)50次。裝置中的壓縮閥在預(yù)擺動期間自動地全開。這樣，裝置非常容易在低速度下在限制區(qū)域中和在類似的條件下壓縮彎曲肢體。裝置的伺服馬達的速度允許它響應(yīng)微機每秒發(fā)送50次的指令非常迅速地關(guān)閉壓縮(足底屈曲)和伸展背屈閥。當(dāng)閥幾乎關(guān)閉時，裝置衰減力變得非常高，使得快速行走、甚至跑步成為可能。獨特的假體調(diào)節(jié)動態(tài)因素允許液力裝置針對從慢的到迅速的步態(tài)速度和動作的所有步態(tài)的型態(tài)進行最優(yōu)化設(shè)計。這種針對各人獨特的步態(tài)的型態(tài)″調(diào)節(jié)″微機控制的液力裝置的能力使得在假足中能夠獲得寬廣范圍的節(jié)奏，同時具有高的步態(tài)效率和舒適性。亦即，使用微機液力裝置作為裝置71增強了活潑的截肢者在使用假足時要求的變化節(jié)奏。
圖28-32中的假足70的縱向延伸的足龍骨件77具有前足、中足和后足部分，如圖3和25中的足龍骨件。足的小腿脛骨件72通過連接件78連接到足龍骨件，用兩個可松開的緊固件79和80縱向相間地將連接件分別地連接到小腿脛骨件和足龍骨件上，如在圖25-27的示例性實施例中那樣。小腿脛骨件72包括小腿脛骨件的端部之間縱向延伸的伸展槽口81。伸展接合孔82和83位于伸展槽口的端部。足龍骨件的前足和后足部分也相對于伸展槽口成形，如在圖29，30和31中所見。
連接到截肢者的假腿下端上的假體關(guān)節(jié)槽通過用緊固件86和87固定在小腿脛骨件的上端的轉(zhuǎn)接器85與小腿脛骨件72的上端連接，如附圖中所示。轉(zhuǎn)接器具有倒置的角錐形連接配件88，其與連接到轉(zhuǎn)接器的上表面上的連接板相連接。角錐配件由形狀互補的假體關(guān)節(jié)槽型的配件安置在懸置的假體關(guān)節(jié)槽上，用于連接假足和假體關(guān)節(jié)槽。這種連接示于圖34-36的實施例中。
在圖28-32的示例性實施例中所示的運動限制與衰減裝置71在小腿脛骨件的壓縮和伸展中均限制小腿脛骨件的上端的運動程度，相反也可以采用只是在小腿脛骨件的壓縮和伸展中之一的情況下限制小腿脛骨件的上端的運動程度的類似的裝置。在圖33的示例性實施例中示出了只限制在作用力加載和卸載時小腿脛骨件的上端的伸展的運動限制與衰減裝置84。裝置84此時是撓性帶，該帶可以做受限制的彈性的延伸，由此伸展小腿脛骨件同時在小腿脛骨件壓縮加載時不會限制小腿脛骨件的上端的運動。該彈性裝置84在應(yīng)用時可以張緊，由此彈性裝置可以預(yù)先使脛骨件的近端向后部移動。
圖34-36示出了本發(fā)明的另一個小腿脛骨件90，其可以與圖28-32中的假足的足龍骨件77一起使用或與這里公開的其它足龍骨件之一一起使用。小腿脛骨件90具有大體上為拋物線的形狀，該拋物線的最小曲率半徑位于下端，并且最初向前、然后向上延伸，在其近端末端處形成較大的半徑。面向后部的凹面由小腿脛骨件的彎曲部分形成，如圖34所示。小腿脛骨件的遠端具有縱向延伸的孔91，當(dāng)緊固件79或80被松弛或松開時，該孔與連接件78、可松開的緊固件79和80以及足龍骨件中的縱向延伸的孔一起，允許在縱向上相互相對地調(diào)節(jié)小腿脛骨件和足龍骨件的定位，用于針對特定的任務(wù)來調(diào)節(jié)假足的性能。
小腿脛骨件90的遠端彎曲的程度更大，例如具有小于圖28-32中的小腿脛骨件72的曲率半徑，并且在更短的縱向距離上向上和向前延伸。該小腿脛骨件的形狀在美觀上令人感覺更友好。亦即，其遠端更多地位于踝區(qū)域中，而假足的人足形狀的外部覆蓋物的內(nèi)側(cè)和外側(cè)平衡棒則位于正常的位置。小腿脛骨件插入假足的外部覆蓋物中較好。其功能性特性是它對初始觸地反作用力反應(yīng)更快，盡管其動態(tài)反應(yīng)能力小于具有更寬的，例如，如上所述的更長的曲率半徑的拋物線的小腿脛骨件。因此，那些用假足跑步和跳躍的活潑的人將會從使用可以提供更大水平速度的更寬的拋物線或曲率半徑中得到好處。
圖34-36中的小腿脛骨件90還包括定位連接器裝置92，其位于用緊固件94和95連接到小腿脛骨件的上端的塑料或金屬轉(zhuǎn)接器93和固定在使用者殘腿上的假體關(guān)節(jié)槽96的下端之間。使用者例如可以是膝上方或膝下方的膝截肢者。定位連接器裝置帶有相互間以直角布置的并且位于與地面平行的屏幕中的一對滑塊97和98。通過松開用于調(diào)節(jié)各個滑塊97和98的螺紋緊固件99，改變假體關(guān)節(jié)槽與假足的小腿脛骨件和足龍骨件的相對方向，可以調(diào)節(jié)每個滑塊部件的相對位置。支撐裝置92的轉(zhuǎn)接器93的頂部在用假足處于步態(tài)的站立階段中優(yōu)選為平行于地面。
裝置92的上滑塊98的頂部上固定有倒置的角錐形狀的配件101，其利用螺紋緊固件103可調(diào)節(jié)地夾持在假體關(guān)節(jié)槽96上的對應(yīng)的配件102中。在配件101和102之間的這種連接允許在假體關(guān)節(jié)槽和足之間進行角度改變的彎曲/伸展和外展/內(nèi)收。裝置92的滑塊允許在內(nèi)側(cè)—外側(cè)和前側(cè)—后側(cè)上線性的滑動調(diào)節(jié)。因此，裝置92是允許假體關(guān)節(jié)槽在所有方向上移動的定位固定裝置，其影響地面反作用力如何對小腿脛骨件和足龍骨件的機械結(jié)構(gòu)進行反應(yīng)的情況。
圖37和38中的足龍骨件110和圖39和40中的足龍骨件120是可以用于本發(fā)明的假足中的足龍骨件的另一些實施例。足龍骨件用于右足并且除了在后足部分以外具有類似地構(gòu)造。兩個足龍骨件的內(nèi)外側(cè)具有相同的形狀。通過在后足區(qū)域用縱向延伸的伸展接合部或槽口113分開的相同的內(nèi)側(cè)和外側(cè)伸展支撐111和112，將足龍骨件110矢狀地切割。足龍骨件110的后部末端腳后跟區(qū)114平行于前平面，例如，垂直于足龍骨件的縱向軸線A-A。類似地，足龍骨件后足背的凹面115的縱向軸線F-F平行于前平面，例如，垂直于縱向軸線A-A，亦即，角Δ是90°。
與足龍骨件110相反，足龍骨件120在后足區(qū)不是矢狀地切割，而是將其后足背的凹面121切割成使得凹面的縱向軸線F′-F′傾斜地位于前平面的橫向上，例如，與縱向軸線A-A成鈍角Δ′，優(yōu)選為110-125°，并且其外側(cè)比內(nèi)側(cè)更靠近前部。足背凹面的這種定向使得外側(cè)伸展支撐122在更大的長度上比內(nèi)側(cè)伸展支撐123更細，由此有效地比支撐123更長和更柔性。柔韌性的提高使后足通過外翻更易于響應(yīng)初始接觸地面反作用力，這是一種沖擊吸收機構(gòu)。這有助于通過足龍骨件的后足在步態(tài)中高效地傳遞人體重心的力以實現(xiàn)更正常的步態(tài)模式。
圖41和42中的假足124具有足龍骨件165、小腿脛骨件126和后小腿裝置125，以便通過步態(tài)中小腿脛骨件上端的前向運動存儲附加能量。也就是說，在步態(tài)的主動推進階段，彈性假體的作用力加載伸展小腿脛骨件的面向前部凸出的彎曲部分127形成的脛骨件126的矢狀平面凹面，這導(dǎo)致小腿脛骨件上端的向前移動。裝置125的撓性帶128連接到小腿脛骨件的上部和假足的下部，也就是連接到連接件129，該連接件129如上文所述連接小腿脛骨件和足龍骨件。可以是彈性和/或非彈性的撓性帶的長度在步態(tài)中拉緊并且可以通過使用帶的重疊長度之間的滑動調(diào)節(jié)器130來進行調(diào)節(jié)。
在小腿脛骨件和用緊固件134固定在小腿脛骨件上的轉(zhuǎn)接器133之間，兩個彈簧131和132可調(diào)節(jié)地支撐在它們在小腿脛骨件的上端上的基體處。彈簧的自由下端與撓性帶相互作用。當(dāng)帶被張緊時，彈簧改變帶的縱向范圍的方向。小腿脛骨件上端在步態(tài)中的前向運動會張緊/進一步張緊(如帶初始預(yù)加載成拉緊狀態(tài))該帶并且加載/進一步加載該彈簧，以在步態(tài)中的假足的作用力加載時儲存能量。該儲存的能量在假足的作用力卸載時由彈簧返回，以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率。
當(dāng)將帶128縮短以便在使用假足之前初始將帶預(yù)加載到拉緊狀態(tài)時，帶的張緊用于在使用假體期間輔助彈性件上端的后向運動以及控制小腿脛骨件的前向運動。輔助后向運動可以有助于在步態(tài)的初始站立階段在腳后跟著地時獲得假足的快速腳掌響應(yīng)，類似于在步態(tài)中的人足和踝在足發(fā)生足底屈曲的腳后跟著地時發(fā)生的那樣。
在采用后小腿裝置125的假體的使用期間，彈性小腿脛骨件上端的輔助后向運動以及彈性小腿脛骨件上端的控制前向運動分別對改變步態(tài)中的假足的踝扭矩比是有效的，其影響響應(yīng)在人使用假足過程中的作用力加載以及卸載的小腿脛骨件的上端的縱向運動的矢狀平面屈曲特征變化。由在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商定義為在步態(tài)中的人腳中的正常生理踝扭矩比，其據(jù)報道為11.33比1。使用后小腿裝置125改變小腿脛骨件的上端的縱向運動的矢狀平面屈曲特征的目的是增加假體的踝扭矩比以便模仿步態(tài)中人足中出現(xiàn)的踝扭矩比。這對于利用假體實現(xiàn)正常步態(tài)并且對于具有一個真足和一個假足的人在步態(tài)中實現(xiàn)對稱是重要的。優(yōu)選的是，通過使用后小腿裝置125控制前向運動并可能地富足后向運動，增加假體的踝扭矩比，使得在假體出現(xiàn)的所述峰值背屈踝扭矩比其中的所述腳底屈曲踝扭矩大一個數(shù)量級。更優(yōu)選的，踝扭矩比增加到大約11∶1，以便可與報道的踝11.33∶1的自然扭矩比相比較。
后小腿裝置的另一目的是增強假足在步態(tài)中的效率，通過在假體的作用力加載過程中在裝置的彈簧131和132內(nèi)存儲附加能量并且并在作用力卸載過程中返回所存儲的彈性能量來增加步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用作推進力的動態(tài)功率。該裝置125在假足中在步態(tài)中對人足、踝和小腿起作用的的人體小腿肌肉組織的目的，也就是利用在足的作用力加載過程中的體內(nèi)勢能的形成，并且在足的作用力卸載過程中將勢能轉(zhuǎn)換成用于推進力的動能來在人體上有效產(chǎn)生推進力。例如具有后小腿裝置的本發(fā)明的假足接近甚至超越人足的效率對于截肢者恢復(fù)“正常功能”是很重要的。
通過后小腿裝置125控制小腿脛骨件126的上端的前向運動有效限制了小腿脛骨件的上端的前向運動范圍，如圖28-33的前述實施例中那樣。通過其彈性縱向拱形的伸展，假足124的足龍骨件也對步態(tài)中的作用力加載過程的能量存儲作出貢獻。這種勢能在步態(tài)的作用力卸載過程中作為動態(tài)功率返回以便產(chǎn)生推進力。
將足龍骨件的中足部分形成為縱向的拱形，使得內(nèi)側(cè)比外側(cè)具有更大的半徑和相對更高的動態(tài)響應(yīng)能力，如結(jié)合圖3-5和8中的實施例所討論的那樣，其結(jié)果是在該實施例中具有高、低動態(tài)反應(yīng)能力。但是，如在圖6和7中的用于短跑的足龍骨件或如參見圖9和10中的討論的用于足做了Symes切斷術(shù)的足龍骨件，可以用于假足124中。
除了可調(diào)節(jié)長度的撓性帶137通過連接纜138連接在小腿脛骨件的上端和足龍骨件前部之間以外，圖43-45中顯示的假足135具有類似于圖41和42的實施例的后小腿裝置136。纜138的末端分別連接到由伸展接合部141分開的內(nèi)側(cè)前支撐139和外側(cè)前支撐140。該纜通過安裝在連接件144上的滑輪142和143先向后延伸，然后向上延伸到連接在帶137的遠端上的半圓形回彎件145。足龍骨件的彈性拱形以及如在圖41和42的實施例中所述的安裝在小腿脛骨件的上端并且與帶接合的彈簧146都用來儲存和返回用于增加如上所述的在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的能量。
圖43中的轉(zhuǎn)接器133是凸角錐轉(zhuǎn)接器，而圖41和42中的是本發(fā)明的凹轉(zhuǎn)接器，其具有帶有倒圓的角部的方形假體關(guān)節(jié)槽，在其近端用于以一定的間隙安置下肢假體關(guān)節(jié)槽上的方形互補形狀的凸起或截肢者的殘腿上的其它部件。參見圖41中的虛線所示。沒有編號的、各位于方形的假體關(guān)節(jié)槽的每個側(cè)壁的中間的四個螺釘可以擰入或擰出而與凸起接合或脫開，用于將假體連接到截肢者的小腿殘端上的支撐結(jié)構(gòu)上。在凸起和假體關(guān)節(jié)槽之間的間隙以及凹轉(zhuǎn)接器的四個螺釘位置的調(diào)節(jié)允許進行前側(cè)—后側(cè)和內(nèi)側(cè)—外側(cè)調(diào)節(jié)并且也可以進行角度或傾斜調(diào)節(jié)假體和支撐結(jié)構(gòu)。按照凹轉(zhuǎn)接器的另一個特征，螺紋緊固件可以松開地將上部的、帶有轉(zhuǎn)接器部件的假體關(guān)節(jié)槽與下面的轉(zhuǎn)接器基體連接起來。暴露在轉(zhuǎn)接器的假體關(guān)節(jié)槽的基體中螺紋緊固件的頂部具有通用型假體關(guān)節(jié)槽用于接納通用扳手，以便可以松開帶有位于基體上的部件的轉(zhuǎn)接器假體關(guān)節(jié)槽，使得它可以相對于基體和假體轉(zhuǎn)動。因此，轉(zhuǎn)接器提供了橫向平面旋轉(zhuǎn)能力；這是個允許足在臨界極限內(nèi)，例如在1/8英寸內(nèi)很容易地伸進和伸出的特征。
圖46和47的實施例中假足147的特征是一體成形的小腿脛骨件148、足龍骨件149和后小腿裝置150。小腿脛骨件148具有如前述實施例中的自足龍骨件向上延伸的、向前突出彎曲的下部。后小腿裝置150的形式是伸長的、彈性的、彎曲的彈簧，其近端連接到小腿脛骨件的上部，而彈簧的遠端用安裝在彈簧的遠端上的帶有轉(zhuǎn)動銷151的支架可樞軸轉(zhuǎn)動地連接到足龍骨件的后部，該銷延伸穿過足龍骨件后端中的孔152。銷151的端部設(shè)置在足龍骨件中的孔152中，如附圖中所示。
當(dāng)在步態(tài)中小腿脛骨件的上端向前或后向運動時，彎曲的彈簧的凹面將被伸展或壓縮以在彈簧運動極限內(nèi)儲存能量。儲存的能量在步態(tài)中作用力卸載時將被返回以增加可用于使用者身體的推進力的動態(tài)功率。
圖48-51中的實施例是具有三個縱向部段153-155的假足152。每個縱向部段與足龍骨件156、小腿脛骨件157和后小腿裝置158一體成形。部段153-155的遠端可以相互獨立地運動，在遠端處它們由縫隙159隔開，但是在近端處例如在小腿脛骨件的上端處這些部段是一體的。該一體的構(gòu)造可以利用將各個分開成形的縱向部段的近端相互連接起來的緊固件來提供。或者，彈性的縱向部段可以相互一體成形，使得它們在其上端被連接起來，而在由縫隙159將這些部段分開的遠端處，它們可以相互相對地自由運動。
假體152中的中間的縱向部段154比內(nèi)側(cè)部段153和外側(cè)部段155要寬并且在遠端也是這樣，并且要高于部段153和155。該構(gòu)造提供的好處在于能夠支持在不平的或傾斜的表面上，如前面結(jié)合采用多個由伸展接合部分開的縱向前、后足龍骨件支撐所討論的那樣。在假體采用的多個縱向部段的數(shù)目可以不是三個并且部段的相關(guān)的寬度可以與所示實施例不同。各縱向部段的后小腿裝置158的彎曲彈簧的遠端是與其足龍骨件156的后足一體形成的而不是如圖46和47的實施例中那樣可樞軸轉(zhuǎn)動地連接到其上。未示出的合適的轉(zhuǎn)接器連接到假體152的小腿脛骨件的上端，以便與使用者小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽相連接，如在其它實施例描述和示出的那樣。
本發(fā)明的假足的另一種構(gòu)造形式示于圖52-54中，其中假足160包括與足龍骨件163的后部162一體成形的小腿脛骨件161。脛骨件和后足的彈性件通過緊固件165和166連接到形成足龍骨件的前足和中足部分的彈性件164上，如附圖中所示。圖52-54中沒有示出的后小腿裝置可以作為假體的一部分成形，如上所述。同樣，用于連接到下肢假體關(guān)節(jié)槽的轉(zhuǎn)接器將被連接到小腿脛骨件161的上端。
這就結(jié)束了本示例性實施例的描述。盡管已經(jīng)參照多個示范性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)該注意到，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出落在本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)的多種其他修改和實施例。例如，本發(fā)明的假足的小腿脛骨件的下端不局限于拋物線形狀或廣義上的拋物線形狀，而可以是以其他形式的向下凸出彎曲配置以便在連接到足龍骨件時產(chǎn)生所需要的足動作輸出，由此形成足的踝關(guān)節(jié)區(qū)域。各實施例的特征可以彼此結(jié)合使用。更具體地，在不脫離本發(fā)明精神的情況下在前述公開內(nèi)容、附圖以及所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以對主題結(jié)合配置的部件和/或配置進行合理的變化和修改。除了對部件和/或配置的變化和修改外，選擇性使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種在包括縱向延伸的足、踝和位于所述踝之上的長形直立的彈性脛骨件的下肢假體中產(chǎn)生用于推進力的動態(tài)功率的方法，所述方法包括提供一體形成的、形成所述假體中的所述踝和所述脛骨件的彈性件，所述彈性件至少在所述踝的區(qū)域是向前凸出彎曲的，所述彈性件在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量；和在使用假體期間利用提供在所述假體上的后小腿裝置輔助所述彈性件上端的后向運動和控制所述彈性件上端的前向運動。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述控制前向運動通過使用提供在所述假體上的所述裝置限制所述彈性件的所述上端的前向運動范圍。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述控制前向運動包括通過使用提供在所述假體上的所述裝置抵制所述彈性件的所述上端的前向運動。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述控制前向運動包括在所述彈性件上端的前向運動期間彈性地偏壓所述假體上的所述裝置，以便在所述假體在步態(tài)中的作用力加載而時在所述裝置中儲存能量，所述裝置在所述假體的作用力卸載期間返回所述儲存的能量以增加在步態(tài)中人的身體的推進力。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述輔助和所述控制增加在步態(tài)中所述假體的踝扭矩比，所述踝扭矩比定義為在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法包括增加所述踝扭矩比以便模仿在步態(tài)中發(fā)生在人足中的所述踝扭矩比。
8.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法包括增加所述踝扭矩比使得所述峰值背屈踝扭矩比所述腳底屈曲踝扭矩大一個數(shù)量級。
9.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法包括將所述踝扭矩比的值增加到大約11比1。
10.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述方法包括提供具有高、低動態(tài)反應(yīng)能力的足。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述足包括足龍骨件和所述提供具有高、低動態(tài)反應(yīng)能力的足包括將足龍骨件的中足部分成形為縱向拱形，所述拱形內(nèi)側(cè)比外側(cè)具有更大的半徑和相對更高的動態(tài)反應(yīng)能力。
12.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述彈性脛骨件在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的裝置，其用于輔助所述小腿脛骨件的上端的后向運動和控制所述小腿脛骨件的上端的前向運動。
13.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，所述裝置包括至少一個允許進行受限制的彈性延伸的撓性帶。
14.如權(quán)利要求13所述的假足，其特征在于，所述裝置包括可調(diào)節(jié)地張緊所述至少一個帶的裝置。
15.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，其上連接了所述裝置的所述假足的所述下部是所述小腿脛骨件的下部、足龍骨件和連接所述小腿脛骨件和足龍骨件的連接件中的一個。
16.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，所述裝置位于所述小腿脛骨件的后部。
17.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，所述裝置包括至少一個連接所述小腿脛骨件的所述上部和所述假足的下部的撓性帶，和由所述至少一個帶彈性響應(yīng)所述小腿脛骨件的上端的前向運動為儲存能量而偏壓的至少一個彈簧。
18.如權(quán)利要求17所述的假足，其特征在于，包括用于調(diào)節(jié)所述帶的長度以便允許預(yù)加載所述至少一個彈簧的裝置。
19.如權(quán)利要求17所述的假足，其特征在于，所述至少一個彈簧相鄰于所述至少一個撓性帶以引起所述帶中的方向改變。
20.如權(quán)利要求17所述的假足，其特征在于，所述至少一個撓性帶連接到所述足龍骨件的用作所述至少一個彈簧的彈性部分上。
21.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述彈性脛骨件在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的彈性后小腿裝置，所述裝置屈曲以便在假足的作用力加載時存儲能量并且在作用力卸載時送回存儲的能量以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；其中所述小腿脛骨件和所述后小腿裝置是一體形成的。
22.如權(quán)利要求21所述的假足，其特征在于，至少所述足龍骨件的后部也是與所述小腿脛骨件和所述后小腿裝置一體形成的。
23.如權(quán)利要求21所述的假足，其特征在于，所述后小腿裝置的下端可樞軸轉(zhuǎn)動地連接到所述足龍骨件的后部。
24.如權(quán)利要求21所述的假足，其特征在于，所述足龍骨件也是與所述小腿脛骨件和所述后小腿裝置一體形成的。
25.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述彈性脛骨件在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的彈性后小腿裝置，所述裝置屈曲以便在假足的作用力加載時存儲能量并且在作用力卸載時送回存儲的能量以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；其中所述假足包括各包括各自的足龍骨件、小腿脛骨件和后小腿裝置部段的多個縱向部段，所述縱向部段在它們的遠端可以相互獨立地運動和在它們的近端相互是一體的。
26.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，所述縱向部段包括不同寬度的部段。
27.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，所述縱向部段包括足龍骨件的遠端表面處于不同高度的部段。
28.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，設(shè)有并列布置的三個縱向部段，其中中間的部段的足龍骨件的遠端表面高于相鄰部段的遠端表面。
29.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，所述縱向部段各是一體形成的和在它們的小腿脛骨件部段的近端處相互一體形成。
30.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述彈性脛骨件在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的裝置，其用于改變在使用所述假足期間相對于所述足龍骨件縱向移動所述小腿脛骨件上端的矢狀面屈曲特性；和其中所述裝置連接到其上的所述假足的所述下部是所述小腿脛骨件的下部、足龍骨件和連接所述小腿脛骨件和所述足龍骨件的連接件中的一個。
31.一種在假足中產(chǎn)生用于推進力的動態(tài)功率的方法，所述方法包括提供具有連接到彈性小腿脛骨件上的縱向延伸的足龍骨件的假足，所述小腿脛骨件形成踝和腿的假體下部，所述假體下部用于與人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接，所述小腿脛骨件包括自足龍骨件向上延伸的向前凸出彎曲的部分和在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量的上端，所述上端在所述假足的作用力加載和卸載中相對于足龍骨件縱向運動；使用所述假足上的后小腿裝置在所述假足的作用力加載期間儲存能量和在作用力卸載期間返回所述儲存的能量以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；其中所述使用所述后小腿裝置儲存能量包括在所述小腿脛骨件的上端的前向運動期間彈性地偏壓所述后小腿裝置的至少一個彈簧。
32.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于，包括初始加載所述后部小腿脛骨件的所述至少一個彈簧，以便在彈性地偏壓步態(tài)中后向運動的所述小腿脛骨件的上端。
33.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于，包括調(diào)節(jié)所述所述至少一個彈簧的所述初始加載的大小，用于改變在步態(tài)中隨著作用力加載和卸載的后向運動和前向運動的所述小腿脛骨件的相對屈曲特性。
34.如權(quán)利要求33的方法，其特征在于，實施所述調(diào)節(jié)，使得在步態(tài)中所述假足的踝扭矩比接近人足的踝扭矩比，所述踝扭矩比定義為在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商。
35.如權(quán)利要求34的方法，其特征在于，實施所述調(diào)節(jié)以增加在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)在所述假足中的所述峰值背屈踝扭矩和減小在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的所述腳底屈曲扭矩，使得前者大于后者一個數(shù)量級。
36.如權(quán)利要求34的方法，其特征在于，所述踝扭矩比增加到大約11比1的值。
37.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于，所述足龍骨件包括由所述足的中足中的縱向拱形形成的凹面，所述凹面在所述作用力加載期間被伸展，以儲存能量和在步態(tài)站立階段的后期階段中釋放所述儲存的能量，以增加人的身體的推進力。
38.如權(quán)利要求37的方法，其特征在于，包括形成所述縱向拱形，并且所述縱向拱形的內(nèi)側(cè)比外側(cè)具有相對更高的動態(tài)反應(yīng)能力。
39.如權(quán)利要求37的方法，其特征在于，包括形成其內(nèi)側(cè)的半徑比外側(cè)大的縱向拱形凹面。
40.一種在假足中產(chǎn)生用于推進力的功率的方法，所述方法包括提供具有縱向延伸的足龍骨件和彈性小腿脛骨件的假足，所述小腿脛骨件形成踝和在踝上方的長形的直立的脛骨件，用于與人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接，所述彈性直立的脛骨件在截肢者步態(tài)中沿縱向撓曲以儲存和釋放能量，所述小腿脛骨件包括自足龍骨件向上延伸的向前凸出彎曲的下部和在使用所述假足期間在所述假足的作用力加載和卸載時相對于所述足龍骨件縱向運動的上端；和使用所述假足上的后小腿裝置改變在步態(tài)中所述假足的踝扭矩比，以影響響應(yīng)在人使用所述假足過程中的作用力加載以及卸載的所述小腿脛骨件的上端的縱向運動的矢狀平面屈曲特征變化，所述踝扭矩比定義為在步態(tài)的后期站立中的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商。
41.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，改變所述踝扭矩比以模仿人足的踝扭矩比。
42.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，改變所述踝扭矩比以使得在步態(tài)的后期站立中產(chǎn)生的峰值背屈踝扭矩至少比在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩大一個數(shù)量級。
43.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，將所述踝扭矩比改變到大約11比1。
44.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，使用所述后小腿裝置改變所述踝扭矩比，以便至少達到輔助所述小腿脛骨件上端的所述后向運動和限制所述小腿脛骨件上端的所述前向運動中之一。
45.如權(quán)利要求44的方法，其特征在于，所述后小腿裝置通過彈性地偏壓所述后向運動的上端來輔助所述小腿脛骨件上端的所述后向運動。
46.如權(quán)利要求44的方法，其特征在于，在所述假足的作用力加載時的所述小腿脛骨件上端的前向運動期間，所述后小腿裝置通過彈性地偏壓所述后小腿裝置的至少一個部件來限制所述小腿脛骨件上端的所述前向運動，以儲存用于在所述假足的作用力卸載期間返回的能量。
47.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，包括一體地形成足龍骨件、小腿脛骨件和后小腿裝置。
48.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，包括提供具有彈性縱向拱形的足龍骨件，其可以在步態(tài)中在所述假足的作用力加載期間被伸展，用于儲存在作用力卸載期間被返回能量。
49.如權(quán)利要求48的方法，其特征在于，包括形成所述縱向拱形的具有比外側(cè)大的半徑的內(nèi)側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種在包括足、踝和位于所述踝之上的長形直立的脛骨件的下肢假體中產(chǎn)生用于推進力的動態(tài)功率的方法，所述方法包括提供一體形成的、形成所述假體中的所述踝和所述脛骨件的彈性件，所述彈性件至少在所述踝的區(qū)域是向前凸出彎曲的；和在使用假體期間輔助所述彈性件上端的后向運動和控制所述彈性件上端的前向運動。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述輔助后向運動包括使用提供在所述假體上的裝置彈性地偏壓后向運動的所述彈性件的所述上端。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述控制前向運動通過使用提供在所述假體上的裝置限制所述彈性件的所述上端的前向運動范圍。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述控制前向運動包括通過使用提供在所述假體上的裝置抵制所述彈性件的所述上端的前向運動。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述控制前向運動包括在所述彈性件上端的前向運動期間彈性地偏壓所述假體上的裝置，以便在所述假體在步態(tài)中的作用力加載而時在所述裝置中儲存能量，所述裝置在所述假體的作用力卸載期間返回所述儲存的能量以增加在步態(tài)中人的身體的推進力。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述輔助和所述控制增加在步態(tài)中所述假體的踝扭矩比，所述踝扭矩比定義為在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法包括增加所述踝扭矩比以便模仿在步態(tài)中發(fā)生在人足中的所述踝扭矩比。
8.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法包括增加所述踝扭矩比使得所述峰值背屈踝扭矩比所述腳底屈曲踝扭矩大一個數(shù)量級。
9.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述方法包括將所述踝扭矩比的值增加到大約11比1。
10.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述方法包括提供具有高、低動態(tài)反應(yīng)能力的足。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述足包括足龍骨件和所述提供具有高、低動態(tài)反應(yīng)能力的足包括將足龍骨件的中足部分成形為縱向拱形，所述拱形內(nèi)側(cè)比外側(cè)具有更大的半徑和相對更高的動態(tài)反應(yīng)能力。
12.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的裝置，其用于輔助所述小腿脛骨件的上端的后向運動和控制所述小腿脛骨件的上端的前向運動。
13.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，所述裝置包括至少一個允許進行受限制的彈性延伸的撓性帶。
14.如權(quán)利要求13所述的假足，其特征在于，所述裝置包括可調(diào)節(jié)地張緊所述至少一個帶的裝置。
15.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，其上連接了所述裝置的所述假足的所述下部是所述小腿脛骨件的下部、足龍骨件和連接所述小腿脛骨件和足龍骨件的連接件中的一個。
16.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，所述裝置位于所述小腿脛骨件的后部。
17.如權(quán)利要求12所述的假足，其特征在于，所述裝置包括至少一個連接所述小腿脛骨件的所述上部和所述假足的下部的撓性帶，和由所述至少一個帶彈性響應(yīng)所述小腿脛骨件的上端的前向運動為儲存能量而偏壓的至少一個彈簧。
18.如權(quán)利要求17所述的假足，其特征在于，包括用于調(diào)節(jié)所述帶的長度以便允許預(yù)加載所述至少一個彈簧的裝置。
19.如權(quán)利要求17所述的假足，其特征在于，所述至少一個彈簧相鄰于所述至少一個撓性帶以引起所述帶中的方向改變。
20.如權(quán)利要求17所述的假足，其特征在于，所述至少一個撓性帶連接到所述足龍骨件的用作所述至少一個彈簧的彈性部分上。
21.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的彈性后小腿裝置，所述裝置屈曲以便在假足的作用力加載時存儲能量并且在作用力卸載時送回存儲的能量以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；其中所述小腿脛骨件和所述后小腿裝置是一體形成的。
22.如權(quán)利要求21所述的假足，其特征在于，至少所述足龍骨件的后部也是與所述小腿脛骨件和所述后小腿裝置一體形成的。
23.如權(quán)利要求21所述的假足，其特征在于，所述后小腿裝置的下端可樞軸轉(zhuǎn)動地連接到所述足龍骨件的后部。
24.如權(quán)利要求21所述的假足，其特征在于，所述足龍骨件也是與所述小腿脛骨件和所述后小腿裝置一體形成的。
25.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的彈性后小腿裝置，所述裝置屈曲以便在假足的作用力加載時存儲能量并且在作用力卸載時送回存儲的能量以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；其中所述假足包括各包括各自的足龍骨件、小腿脛骨件和后小腿裝置部段的多個縱向部段，所述縱向部段在它們的遠端可以相互獨立地運動和在它們的近端相互是一體的。
26.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，所述縱向部段包括不同寬度的部段。
27.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，所述縱向部段包括足龍骨件的遠端表面處于不同高度的部段。
28.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，設(shè)有并列布置的三個縱向部段，其中中間的部段的足龍骨件的遠端表面高于相鄰部段的遠端表面。
29.如權(quán)利要求25所述的假足，其特征在于，所述縱向部段各是一體形成的和在它們的小腿脛骨件部段的近端處相互一體形成。
30.一種假足，包括縱向延伸的足龍骨件；彈性小腿脛骨件，其具有連接到足龍骨件上的下端，向前凸出彎曲的、自所述下端向上延伸的下部和與在人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接的上端，所述上端可以響應(yīng)在使用所述假足期間所述小腿脛骨件的作用力加載和卸載在足龍骨件的縱向上運動；和連接到所述小腿脛骨件的上部和所述假足的下部的裝置，其用于改變在使用所述假足期間相對于所述足龍骨件縱向移動所述小腿脛骨件上端的矢狀面屈曲特性；和其中所述裝置連接到其上的所述假足的所述下部是所述小腿脛骨件的下部、足龍骨件和連接所述小腿脛骨件和所述足龍骨件的連接件中的一個。
31.一種在假足中產(chǎn)生用于推進力的動態(tài)功率的方法，所述方法包括提供具有連接到彈性小腿脛骨件上的縱向延伸的足龍骨件的假足，所述小腿脛骨件形成踝和腿的假體下部，所述假體下部用于與人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接，所述小腿脛骨件包括自足龍骨件向上延伸的向前凸出彎曲的部分和在使用所述假足期間在所述假足的作用力加載和卸載中相對于足龍骨件縱向運動的上端；使用所述假足上的后小腿裝置在所述假足的作用力加載期間儲存能量和在作用力卸載期間返回所述儲存的能量以增加在步態(tài)中由假足產(chǎn)生的用于推進力的動態(tài)功率；其中所述使用所述后小腿裝置儲存能量包括在所述小腿脛骨件的上端的前向運動期間彈性地偏壓所述后小腿裝置的至少一個彈簧。
32.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于，包括初始加載所述后部小腿脛骨件的所述至少一個彈簧，以便在彈性地偏壓步態(tài)中后向運動的所述小腿脛骨件的上端。
33.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于，包括調(diào)節(jié)所述所述至少一個彈簧的所述初始加載的大小，用于改變在步態(tài)中隨著作用力加載和卸載的后向運動和前向運動的所述小腿脛骨件的相對屈曲特性。
34.如權(quán)利要求33的方法，其特征在于，實施所述調(diào)節(jié)，使得在步態(tài)中所述假足的踝扭矩比接近人足的踝扭矩比，所述踝扭矩比定義為在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商。
35.如權(quán)利要求34的方法，其特征在于，實施所述調(diào)節(jié)以增加在步態(tài)的后期站立中出現(xiàn)在所述假足中的所述峰值背屈踝扭矩和減小在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的所述腳底屈曲扭矩，使得前者大于后者一個數(shù)量級。
36.如權(quán)利要求34的方法，其特征在于，所述踝扭矩比增加到大約11比1的值。
37.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于，所述足龍骨件包括由所述足的中足中的縱向拱形形成的凹面，所述凹面在所述作用力加載期間被伸展，以儲存能量和在步態(tài)站立階段的后期階段中釋放所述儲存的能量，以增加人的身體的推進力。
38.如權(quán)利要求37的方法，其特征在于，包括形成所述縱向拱形，并且所述縱向拱形的內(nèi)側(cè)比外側(cè)具有相對更高的動態(tài)反應(yīng)能力。
39.如權(quán)利要求37的方法，其特征在于，包括形成其內(nèi)側(cè)的半徑比外側(cè)大的縱向拱形凹面。
40.一種在假足中產(chǎn)生用于推進力的功率的方法，所述方法包括提供具有縱向延伸的足龍骨件和彈性小腿脛骨件的假足，所述小腿脛骨件形成踝和在踝上方的長形的直立的脛骨件，用于與人的小腿殘端上的下肢假體關(guān)節(jié)槽連接，所述小腿脛骨件包括自足龍骨件向上延伸的向前凸出彎曲的下部和在使用所述假足期間在所述假足的作用力加載和卸載時相對于所述足龍骨件縱向運動的上端；和使用所述假足上的后小腿裝置改變在步態(tài)中所述假足的踝扭矩比，以影響響應(yīng)在人使用所述假足過程中的作用力加載以及卸載的所述小腿脛骨件的上端的縱向運動的矢狀平面屈曲特征變化，所述踝扭矩比定義為在步態(tài)的后期站立中的峰值背屈踝扭矩除以在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩所得的商。
41.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，改變所述踝扭矩比以模仿人足的踝扭矩比。
42.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，改變所述踝扭矩比以使得在步態(tài)的后期站立中產(chǎn)生的峰值背屈踝扭矩至少比在步態(tài)中足跟著地后在初始腳掌加載響應(yīng)中產(chǎn)生的腳底屈曲扭矩大一個數(shù)量級。
43.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，將所述踝扭矩比改變到大約11比1。
44.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，使用所述后小腿裝置改變所述踝扭矩比，以便至少達到輔助所述小腿脛骨件上端的所述后向運動和限制所述小腿脛骨件上端的所述前向運動中之一。
45.如權(quán)利要求44的方法，其特征在于，所述后小腿裝置通過彈性地偏壓所述后向運動的上端來輔助所述小腿脛骨件上端的所述后向運動。
46.如權(quán)利要求44的方法，其特征在于，在所述假足的作用力加載時的所述小腿脛骨件上端的前向運動期間，所述后小腿裝置通過彈性地偏壓所述后小腿裝置的至少一個部件來限制所述小腿脛骨件上端的所述前向運動，以儲存用于在所述假足的作用力卸載期間返回的能量。
47.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，包括一體地形成足龍骨件、小腿脛骨件和后小腿裝置。
48.如權(quán)利要求40的方法，其特征在于，包括提供具有彈性縱向拱形的足龍骨件，其可以在步態(tài)中在所述假足的作用力加載期間被伸展，用于儲存在作用力卸載期間被返回能量。
49.如權(quán)利要求48的方法，其特征在于，包括形成所述縱向拱形的具有比外側(cè)大的半徑的內(nèi)側(cè)。
全文摘要
一種假足(124)包括足龍骨件(165)和連接到足龍骨件上以形成所述假足的踝接合區(qū)的小腿脛骨件(126)。連接在所述小腿脛骨件的上端和所述假體的下部之間的裝置(125)可以用于在使用假體期間輔助所述小腿脛骨件上端的后向運動和控制所述小腿脛骨件上端的前向運動。裝置(125)具有彈簧，其在所述小腿脛骨件的上端在步態(tài)中前向運動時在作用力加載期間儲存能量和在作用力卸載期間返回所述儲存的能量，該能量作為動態(tài)功率用于增加由所述假體產(chǎn)生的在步態(tài)中使用者身體的推進力。
文檔編號A61F2/70GK1972650SQ200580017000
公開日2007年5月30日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者巴里·W·湯森, 拜倫·K·克勞丁諾 申請人:巴里·W·湯森, 拜倫·K·克勞丁諾