專(zhuān)利名稱(chēng)：用于調(diào)節(jié)腿假肢和檢驗(yàn)該調(diào)節(jié)的方法以及用于測(cè)量腿假肢中的力或力矩的裝置的制作方法
用于調(diào)節(jié)腿假肢和檢驗(yàn)該調(diào)節(jié)的方法 以及用于測(cè)量腿假肢中的力或力矩的裝置
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)腿假肢和檢驗(yàn)該調(diào)節(jié)的方法，該腿假肢具有 一個(gè)假膝關(guān)節(jié)，該假膝關(guān)節(jié)使一個(gè)用于將該腿假肢固定在腿假肢穿戴者上 的上側(cè)連接件、尤其是大腿桿和一個(gè)小腿桿可擺動(dòng)地彼此連接，在該小腿 桿上固定著一個(gè)假腳，其中，該上側(cè)連接件或該大腿桿可相對(duì)于關(guān)節(jié)軸線 移位。本發(fā)明還涉及用于測(cè)定腿假肢、例如髖關(guān)節(jié)離斷假肢或大腿假肢中 的力及力矩的裝置。
大腿桿與實(shí)際的假膝關(guān)節(jié)之間的相對(duì)位置對(duì)于假肢使用的功能性及舒 適性具有重要意義。該相對(duì)位置對(duì)于防止在站立時(shí)相中假肢無(wú)意向內(nèi)彎曲 的安全性及對(duì)于大腿桿與大腿殘肢之間的反作用力具有很強(qiáng)的影響。在此 特別重要的是假肢在矢狀面中的取向，這也被描述為"結(jié)構(gòu)"。
在任何假肢結(jié)構(gòu)中必須在站立時(shí)相中足夠的安全性與行走時(shí)盡可能少 的力投入之間尋求折中。站立時(shí)相中的安全性愈高，在行走時(shí)力投入就愈 大。如果在行走時(shí)力投入減到最小，則可導(dǎo)致假膝關(guān)節(jié)的不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)， 這必須通過(guò)主動(dòng)使用髖部肌肉系統(tǒng)來(lái)平衡。這對(duì)于假肢使用者是不利的。
站立時(shí)相中的安全性原則上通過(guò)假膝關(guān)節(jié)或關(guān)節(jié)軸線相對(duì)于大腿桿后 移來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此保證在站立時(shí)假肢穿戴者的源于身體的重力矢量在假膝關(guān) 節(jié)的關(guān)節(jié)軸線的前面延伸，由此使假肢保持在伸展位置中。
在走步期間假肢要向內(nèi)彎曲到擺動(dòng)時(shí)相中，為此，重力矢量必須在假 膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)軸線的后面延伸。這由患者通過(guò)引入髖力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此要 施加的體力如上所述與假膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)極其相關(guān)。如果該結(jié)構(gòu)過(guò)于安全， 則擺動(dòng)時(shí)相中的觸發(fā)與大的力投入相聯(lián)系。這導(dǎo)致過(guò)早疲勞或也導(dǎo)致大腿 殘肢疼痛。
現(xiàn)在，假膝關(guān)節(jié)相對(duì)于大腿桿的定位靜態(tài)地并且基于經(jīng)驗(yàn)值來(lái)進(jìn)行。 動(dòng)態(tài)的效果、例如在行走期間該系統(tǒng)或大腿桿的變形不予考慮。
DE 101 39 333 Al描述了一個(gè)傳感器裝置及一個(gè)具有傳感器裝置的假
肢，其中，該傳感器裝置設(shè)置在人造膝關(guān)節(jié)下方的一個(gè)滑動(dòng)部分中。該傳 感器裝置提出一個(gè)構(gòu)造得環(huán)形閉合的外體及兩個(gè)使外體的對(duì)置的內(nèi)側(cè)相連 接的具有傳感器元件的內(nèi)體，傳感器元件用于測(cè)量在連接軸線的方向上起 作用的力。通過(guò)該傳感器裝置可測(cè)定用于行走分析的地面反作用力。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種方法及裝置，通過(guò)該方法及該裝置可改 善大腿假肢的假肢結(jié)構(gòu)并且尤其是可測(cè)定和調(diào)節(jié)對(duì)于行走的站立時(shí)相有利 的假肢結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1及17的特征的方法及具有權(quán) 利要求19的特征的裝置來(lái)解決。本發(fā)明中有利的構(gòu)型及進(jìn)一步構(gòu)型在從屬 權(quán)利要求中描述。
根據(jù)本發(fā)明的方法提出，通過(guò)一些傳感器來(lái)測(cè)量在假肢使用時(shí)的膝力 矩及在小腿桿中起作用的軸向力。這通過(guò)優(yōu)選設(shè)置在假膝關(guān)節(jié)中和小腿桿 中的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。由膝力矩并且由軸向力計(jì)算出一個(gè)合成力矢量以及該 力矢量與關(guān)節(jié)軸線或膝軸線在軸向力法向上的距離。該力矢量可具有一個(gè) 作用在上部連接件、尤其是大腿桿上的作用點(diǎn)。計(jì)算相對(duì)于與軸向力具有 相同方向的假肢縱向軸線的法向距離以及合成力矢量相對(duì)于關(guān)節(jié)軸線的位 置和取向并且基于法向距離來(lái)檢驗(yàn)合成力矢量在矢狀面中是位于關(guān)節(jié)軸線 的前面還是位于該關(guān)節(jié)軸線的后面以及位于該關(guān)節(jié)軸線的前面或后面多 遠(yuǎn)。如果合成力矢量位于關(guān)節(jié)軸線的前面，則膝關(guān)節(jié)是穩(wěn)定的，如果合成 力矢量位于關(guān)節(jié)軸線的后面，則稱(chēng)其為不穩(wěn)定的假膝關(guān)節(jié)。也提出，在一 個(gè)步態(tài)周期的過(guò)程中測(cè)定最遠(yuǎn)地位于臀部上的力矢量，以便可考察在該步 態(tài)周期的過(guò)程中出現(xiàn)的最不穩(wěn)定的狀況。因此除穩(wěn)定狀況與不穩(wěn)定狀況之 間的區(qū)別外還作出關(guān)于不穩(wěn)定性程度的陳述。在此總體上假定力矢量平 行于軸向力延伸，在修復(fù)學(xué)中絕大多數(shù)是該情況。上側(cè)連接可通過(guò)一個(gè)設(shè) 置在大腿殘肢上的大腿桿或與骨組合的適配器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在髖關(guān)節(jié)離斷的情 況下，從膝關(guān)節(jié)到髖關(guān)節(jié)的連接部分被視為上側(cè)連接件。
在一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型中提出，通過(guò)一個(gè)踝力矩傳感器來(lái)檢測(cè)假腳與小腿 桿之間的踝力矩并且在將踝力矩及小腿桿長(zhǎng)度考慮在內(nèi)的情況下確定合成 力矢量。由此可將地面反作用力的水平分量加入到合成力矢量的位置的計(jì) 算中。在此可由踝力矩與小腿桿中的軸向力的商來(lái)計(jì)算合成力矢量在腳上
的力作用點(diǎn)。由此即使在軸向力相對(duì)于力矢量不平行取向時(shí)也可求得力矢 量的位置，由此可實(shí)現(xiàn)計(jì)算時(shí)的精確度提高。
為了在測(cè)定及優(yōu)化結(jié)構(gòu)時(shí)能夠考慮在使用大腿假肢時(shí)的動(dòng)態(tài)效果，本 發(fā)明提出在行走期間測(cè)量膝力矩及軸向力，必要時(shí)也測(cè)量踝力矩，并且 基于在步幅上的、即在步持續(xù)時(shí)間的意義上的力及力矩分析來(lái)求得膝力矩 或合成力矢量，由此在行走期間的任何時(shí)刻可作出關(guān)于結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定還是不 穩(wěn)定的陳述。因此可確定在行走期間的站立時(shí)相中假肢結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以 便由此在評(píng)估假肢結(jié)構(gòu)時(shí)可一起考慮動(dòng)態(tài)效果。由傳感器數(shù)據(jù)可求得軸向 力、膝力矩及踝力矩，由此再求得在矢狀面中地面反作用力的矢量。為了 在慣性坐標(biāo)系中更好地檢驗(yàn)結(jié)果及將相應(yīng)值精確地配置給一個(gè)步的各個(gè)時(shí) 相，本發(fā)明提出，在測(cè)定當(dāng)前膝角度的情況下求得合成力矢量，例如通過(guò) 一個(gè)膝角度傳感器或一個(gè)大腿角度傳感器來(lái)測(cè)定，這些傳感器測(cè)定相對(duì)于 鉛垂線的絕對(duì)角度。在大腿角度已知的情況下可進(jìn)行從與假肢固定的坐標(biāo) 系到慣性坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。但對(duì)于結(jié)構(gòu)分析，考察與假肢固定的坐標(biāo)系就已 足夠，這種考察可在不考慮當(dāng)前膝角度的情況下進(jìn)行，其中，擺動(dòng)時(shí)相的 識(shí)別可通過(guò)軸向力測(cè)定來(lái)進(jìn)行。如果軸向力值為零或測(cè)量出拉力而非壓力， 則可假定存在擺動(dòng)時(shí)相。膝角度尤其是可用于估計(jì)髖力矩。
此外還提出，測(cè)定小腿桿與假腳之間的角度，以便檢測(cè)腳的跖屈與小 腿桿的關(guān)系。這是必要的，因?yàn)轳R蹄足調(diào)節(jié)對(duì)假膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性或不穩(wěn)定 性具有很強(qiáng)的影響。通過(guò)增大馬蹄足角度可在假膝關(guān)節(jié)內(nèi)產(chǎn)生過(guò)伸展的并 且由此起穩(wěn)定作用的力矩，由此通過(guò)改變馬蹄足角度可部分地補(bǔ)償差的后 移調(diào)節(jié)。馬蹄足調(diào)節(jié)尤其是對(duì)膝力矩及踝力矩的變化曲線具有大的影響， 其中，在馬蹄足角度變小時(shí)，觸發(fā)擺動(dòng)時(shí)相所需的伸展力矩變小并且開(kāi)始 建立伸展力矩較晚。馬蹄足角度愈大，假腳的腳后跟的負(fù)載愈小。
如果要確定出在行走時(shí)的站立時(shí)相中合成力矢量在假膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié) 軸線的后面移動(dòng)，即在站立時(shí)相中涉及不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，則本發(fā)明提出，調(diào) 整或移動(dòng)關(guān)節(jié)軸線，直到合成力矢量在關(guān)節(jié)軸線的前面延伸或直到關(guān)節(jié)軸 線設(shè)置在合成力矢量的后面。除膝關(guān)節(jié)軸線外也可移動(dòng)假腳的關(guān)節(jié)軸線， 以便達(dá)到穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)。作為補(bǔ)充或作為替換方案，也可改變、尤其是 同步地改變膝關(guān)節(jié)的伸展止擋及腳關(guān)節(jié)的伸展止擋、即背側(cè)止擋。如果腳
關(guān)節(jié)的背側(cè)止擋及膝關(guān)節(jié)的伸展止擋被彼此相反地調(diào)整，則可改變上側(cè)連 接件或大腿桿的撓曲，這與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的移動(dòng)相比較不導(dǎo)致彼此相對(duì)應(yīng)的結(jié) 果。大腿桿的撓曲對(duì)于靜態(tài)結(jié)構(gòu)不是理想的，但可考慮用來(lái)在站立與行走 之間作出區(qū)分。因此為了確定結(jié)構(gòu)可進(jìn)行迭代評(píng)估過(guò)程，在該迭代評(píng)估過(guò) 程中確定合成力矢量相對(duì)于關(guān)節(jié)軸線的位置并且一直改變假肢結(jié)構(gòu)，直到 在行走周期過(guò)程中的站立時(shí)相中達(dá)到足夠穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。如果患者期望動(dòng)態(tài) 的結(jié)構(gòu)，則這樣調(diào)節(jié)假肢，使得力矢量直接在關(guān)節(jié)軸線的前面延伸。但該 方法及結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)系統(tǒng)指示出力矢量在何處延伸，由此可進(jìn)行假膝關(guān)節(jié)的合 格的且定量檢測(cè)的、必要時(shí)有記錄的調(diào)節(jié)。
尤其是在電子控制的膝關(guān)節(jié)或腳關(guān)節(jié)中可有效使用關(guān)節(jié)軸線的移動(dòng)或 伸展止擋或背側(cè)止擋的變化，其方式是在行走與站立之間作出區(qū)分。在行 走期間力圖盡可能小的后移，以便使力投入降到最小，而在站立時(shí)力圖安 全的后移，以便保證穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)及安全的站立。通過(guò)踝力矩傳感器及 膝力矩傳感器來(lái)測(cè)定當(dāng)前有效的力矩。可調(diào)節(jié)的止擋、例如具有相應(yīng)致動(dòng) 器的可閉鎖的液壓缸根據(jù)所測(cè)量的力矩及所測(cè)定的矢量位置來(lái)調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)軸 線或止擋的最佳位置，其中，借助于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或假肢使用者的個(gè)人喜好來(lái) 預(yù)給定待占據(jù)的位置。
因?yàn)橥ㄟ^(guò)改變結(jié)構(gòu)、尤其是通過(guò)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)關(guān)節(jié)軸線或止擋來(lái)改 變假腳的取向，所以本發(fā)明提出，在移動(dòng)關(guān)節(jié)軸線之前對(duì)假腳相對(duì)于小腿 桿的相對(duì)位置作出標(biāo)記并且在關(guān)節(jié)軸線移動(dòng)之后恢復(fù)假腳相對(duì)于小腿桿的 相對(duì)位置。由此保證通過(guò)調(diào)整關(guān)節(jié)軸線改變的幾何關(guān)系對(duì)腳取向無(wú)影響。
用于標(biāo)記及恢復(fù)原來(lái)的假腳調(diào)節(jié)的一個(gè)簡(jiǎn)單方法提出，測(cè)定假腳相對(duì) 于小腿桿的相對(duì)位置，其方式是將一個(gè)激光指示器固定地設(shè)置在大腿桿上。 將一個(gè)激光束指向假腳并且對(duì)投射點(diǎn)作出標(biāo)記。在關(guān)節(jié)軸線移位之后在激 光指示器未改變的情況下這樣調(diào)整假腳，使得標(biāo)記再與激光束重合。取代 激光指示器也可使用尤其是光學(xué)的其它標(biāo)記裝置。
在關(guān)節(jié)軸線移動(dòng)及假腳取向之后也可校正假腳的跖屈調(diào)節(jié)。為此提出， 在關(guān)節(jié)軸線移動(dòng)之前從小腿桿起直到假腳畫(huà)出一個(gè)參考線并且在關(guān)節(jié)軸線 移動(dòng)之后使假腳這樣取向，使得該參考線再重合，由此保證假腳如原來(lái)那 樣站立在水平面上。只要參考線與處于膝關(guān)節(jié)假肢與假腳之間的校準(zhǔn)芯的 軸線、即在踝區(qū)域中重疊，就可在很大程度上避免桿預(yù)屈曲方面的錯(cuò)誤。 參考線可被布置得通過(guò)假膝關(guān)節(jié)的遠(yuǎn)中的校準(zhǔn)軸線。
該方法的一個(gè)進(jìn)一步構(gòu)型提出，在求得合成力矢量并且給定假肢幾何 特征的情況下求得當(dāng)前的髖力矩。在理想情況下，假腳在站立時(shí)或站立時(shí) 相期間僅應(yīng)具有很小的髖力矩。如果不是這樣的情況，則兩個(gè)髖關(guān)節(jié)中的 力矩不相同，由此出現(xiàn)水平力。
用于調(diào)節(jié)腿假肢的方法，該腿假肢具有一個(gè)假膝關(guān)節(jié)，該假膝關(guān)節(jié)使 一個(gè)用于將腿假肢固定在腿假肢穿戴者上的上側(cè)連接件和一個(gè)小腿桿可擺 動(dòng)地彼此連接，在該小腿桿上固定著一個(gè)假腳，其中，上側(cè)連接件可相對(duì) 于假膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)軸線移位和/或假腳的位置可相對(duì)于小腿桿移位，該方法 提出通過(guò)一些傳感器來(lái)測(cè)量在假肢使用時(shí)的膝力矩及軸向力，由該膝力 矩及該軸向力計(jì)算出一個(gè)合成力矢量；計(jì)算合成力矢量到關(guān)節(jié)軸線的法向
距離和相對(duì)于關(guān)節(jié)軸線的位置，檢驗(yàn)合成力矢量在矢狀面中是位于關(guān)節(jié)軸 線的前面還是位于關(guān)節(jié)軸線的后面以及位于關(guān)節(jié)軸線的前面或后面多遠(yuǎn)并 且根據(jù)合成力矢量的所測(cè)定的位置進(jìn)行上側(cè)連接件相對(duì)于假膝關(guān)節(jié)軸線的 和/或用于該假膝關(guān)節(jié)的伸展止擋的和/或假腳關(guān)節(jié)的調(diào)整。
這樣調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)軸線、腳關(guān)節(jié)軸線和/或伸展止擋，使得在站立時(shí)相期 間合成力矢量位于膝關(guān)節(jié)軸線的前面。
根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)量腿假肢中的、尤其是大腿假肢或髖關(guān)節(jié)離斷假 肢中的力或力矩的裝置具有一個(gè)用于調(diào)節(jié)假肢結(jié)構(gòu)或檢驗(yàn)該調(diào)節(jié)的假膝關(guān)
節(jié)，該裝置提出存在一個(gè)用于與上側(cè)連接件、尤其是大腿桿相連接的上 部分及一個(gè)與上部分鉸接地相連接的下部分，其中，設(shè)置有用于將上部分 固定在上側(cè)連接件上的連接裝置，其中，連接裝置優(yōu)選具有一個(gè)可在矢狀 面中移動(dòng)地支承在上部分上的適配器并且在連接裝置或上部分上安置有一 些用于檢測(cè)膝力或膝力矩的裝置。通過(guò)本發(fā)明裝置可檢測(cè)假膝關(guān)節(jié)內(nèi)的起 作用的力及力矩并且還可優(yōu)選通過(guò)調(diào)節(jié)連接裝置這樣測(cè)定或改變關(guān)節(jié)軸線 相對(duì)于大腿桿的位置，使得可獲得最佳的假肢結(jié)構(gòu)。適配器在此可通過(guò)一 個(gè)夾緊裝置固定在上部分上。作為對(duì)此的替換方案，設(shè)置有例如呈絲杠構(gòu) 型的可從外部接近的調(diào)節(jié)螺釘，通過(guò)這些調(diào)節(jié)螺釘舒適地使關(guān)節(jié)軸線相對(duì) 于上部分或上側(cè)連接件、尤其大腿桿移動(dòng)，以便可改變假肢結(jié)構(gòu)并且可直
接在實(shí)踐中檢驗(yàn)由此獲得的關(guān)于假肢結(jié)構(gòu)的知識(shí)。
本發(fā)明的一個(gè)構(gòu)型提出，在上部分與適配器之間設(shè)置有一個(gè)橋元件和/ 或承載件，該適配器可移動(dòng)地支承在其上。在此，橋或承載件優(yōu)選對(duì)力矩 剛性地固定在上部分上并且在直接設(shè)置在大腿桿上的適配器與上部分之間 構(gòu)成一個(gè)中間件，該中間件被相應(yīng)地裝備用于測(cè)定在膝關(guān)節(jié)中起作用的力 及力矩。在橋上可構(gòu)造一個(gè)測(cè)量梁，在施加以力矩或力時(shí)該測(cè)量梁在這樣 的程度上變形，使得例如可通過(guò)應(yīng)變片以大的測(cè)量信號(hào)來(lái)單義地測(cè)定起作 用的膝力及膝力矩。因此形成雙向測(cè)量單元的一個(gè)便宜的構(gòu)型。但必須這 樣確定測(cè)量梁的尺寸，使得橋不會(huì)失效并且即使達(dá)到最大負(fù)荷值時(shí)也保持 其構(gòu)造。優(yōu)選這樣構(gòu)造適配器或適配器連同橋及承載件，使得安裝高度相 應(yīng)于在假肢結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)之后所使用的連接裝置的安裝高度。在該方案中還提 出，在測(cè)定出最佳假肢結(jié)構(gòu)之后將本發(fā)明裝置除去并且由一個(gè)常規(guī)的連接 裝置來(lái)代替。
下面借助于附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖表示-


圖1 一個(gè)帶有設(shè)置在其中的傳感器的腿假肢的示意性視圖2在根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)中作用力的視圖3力矩和力情況以及角度的立體視圖4 圖3的一個(gè)示意性視圖5 膝力矩變化曲線與后移量之間的關(guān)系；
圖5a調(diào)節(jié)伸展止擋的示意性視圖6 恢復(fù)腳位置的示意性視圖7 恢復(fù)跖屈的示意性視圖8 在組裝好的狀態(tài)中根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施例；
圖9圖8的一個(gè)變型方案的轉(zhuǎn)動(dòng)了的視圖10該裝置的一個(gè)俯視圖；及
圖11沿圖10的A-A的一個(gè)剖面視圖。
圖1中示出了一個(gè)具有大腿桿2的腿假肢1，該大腿桿可固定在一個(gè)未 示出的大腿殘肢上。在大腿桿2上固定著一個(gè)膝關(guān)節(jié)3，該膝關(guān)節(jié)可繞一個(gè) 膝軸線31擺動(dòng)地被支承著。在假膝關(guān)節(jié)3上固定著一個(gè)小腿桿4，該小腿 桿使膝關(guān)節(jié)3與一個(gè)假腳6通過(guò)一個(gè)耦合部位5相連接。在膝關(guān)節(jié)3中安
置有一個(gè)用于測(cè)量膝力矩MK的傳感器10，其中，傳感器10的測(cè)量軸線31 相應(yīng)于膝3的關(guān)節(jié)軸線。膝角度<D既可通過(guò)傳感器10也可通過(guò)另一個(gè)例如 處于小腿桿4中的傳感器來(lái)測(cè)定。作為大腿桿2替換方案，也可設(shè)置一個(gè) 與骨組合的上側(cè)連接件，該上側(cè)連接件使膝關(guān)節(jié)3與大腿殘肢相連接。在 髖關(guān)節(jié)離斷的情況下不存在大腿殘肢，由此，從膝關(guān)節(jié)3到髖關(guān)節(jié)的連接 部分被視為上側(cè)連接件。
為了確定踝力矩MT，在小腿桿4與假腳6之間的連接區(qū)域中設(shè)置有一 個(gè)傳感器11，該傳感器用于測(cè)量在小腿桿4內(nèi)部起作用的軸向力Fax及踝 力矩MT，傳感器11的測(cè)量軸線51平行于膝軸線31。
圖2中繪入了高度和長(zhǎng)度以及力和力矩的取向，踝力矩傳感器11或傳 感器軸線51的高度用Hs標(biāo)記。
膝軸線31到踝力矩傳感器11的測(cè)量軸線51的距離用LT標(biāo)記。踝力矩 MT與膝力矩MK—樣逆時(shí)針為正地繪入，同樣，小腿桿4中的軸向力FAx 向上作用、即在朝膝關(guān)節(jié)3的方向上假定為正。
圖3中以立體視圖示出了其它作用力，其中， 一個(gè)接觸力FK被假定為 地面反作用力FCRF，該地面反作用力根據(jù)圖4中的坐標(biāo)系總是被視為在y 方向上為正地起作用。如果大腿桿2逆時(shí)針擺動(dòng)一個(gè)角度O，則一個(gè)合成 力Fr與接觸力Fk相反作用，其中，由作為力矢量FR與膝軸線31的法向距 離的距離X可導(dǎo)出假膝關(guān)節(jié)3的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定還是不穩(wěn)定。該模型的 陳述適用于任何考察的坐標(biāo)系，即也適用于與小腿固定的坐標(biāo)系。只要對(duì) 髖的情況估計(jì)不是必需的或不是感興趣的，就不需要膝角度信息。
在圖4中所示的腳后跟以假肢縱向軸線與鉛垂線之間的角度《踩踏的 狀況中X為負(fù)，由此，合成力矢量FR在矢狀面中位于關(guān)節(jié)軸線31的后面。 假膝關(guān)節(jié)3由此應(yīng)是穩(wěn)定的。為了可提供一個(gè)穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)軸線 31在矢狀面中必須在負(fù)的x方向上移位。由此，關(guān)節(jié)軸線31的后移對(duì)于膝 力矩、踝力矩及軸向力的變化曲線具有重要影響。
在穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)中，膝力矩在站立時(shí)相中在給定時(shí)刻基于當(dāng)前的機(jī) 械特征、即基于當(dāng)前的杠桿長(zhǎng)度而應(yīng)與后移量線性相關(guān)。如果假肢結(jié)構(gòu)非 常不穩(wěn)定，則假肢穿戴者必須通過(guò)施加髖伸展力矩來(lái)主動(dòng)防止假肢在其下 面向外彎曲。這在理論上起到減小站立時(shí)相中的最大膝力矩的作用。原則
上應(yīng)這樣構(gòu)造假肢，使得可實(shí)現(xiàn)站立時(shí)相屈曲，因?yàn)橛纱藴p小假肢置于地 面上時(shí)的接觸沖擊。出于該原因，假肢結(jié)構(gòu)不應(yīng)過(guò)遠(yuǎn)地后移，以便可實(shí)現(xiàn) 一定的屈曲力矩，但不迫使假肢穿戴者主動(dòng)防止假肢進(jìn)一步向內(nèi)彎曲。但 在一種假肢結(jié)構(gòu)中應(yīng)接受假肢使用者的個(gè)體愿望。在站立時(shí)相中允許的屈 曲力矩很強(qiáng)地服從于個(gè)體差別，這種個(gè)體差別也經(jīng)受動(dòng)態(tài)的影響，由此， 關(guān)節(jié)軸線的最佳取向通常不能以靜態(tài)狀態(tài)中的取向來(lái)進(jìn)行，而是迄今必須 通過(guò)一系列麻煩的試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法及根據(jù)本發(fā)明的裝 置可顯著縮短這種調(diào)節(jié)過(guò)程。
圖5中示例性地示出了在一個(gè)步態(tài)周期上膝力矩變化曲線與后移量之 間的關(guān)系。時(shí)間在此被歸一化為按百分比計(jì)算的步幅，其中，100%相應(yīng)于 一個(gè)完整的步態(tài)周期。在第二水平軸線上以毫米為單位示出了關(guān)節(jié)軸線相 對(duì)于一個(gè)安裝基準(zhǔn)線、即從小腿桿中心到假腳心的連接線的后移量。當(dāng)膝 力矩為零時(shí)存在從一個(gè)穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)到一個(gè)不穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)的過(guò)渡。 在正的膝力矩的情況下獲得不穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)。在從穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)到不穩(wěn)定 的結(jié)構(gòu)過(guò)渡時(shí)獲得一個(gè)穩(wěn)定邊界值，該穩(wěn)定邊界值是用于從站立時(shí)相屈曲 起調(diào)節(jié)假肢結(jié)構(gòu)的有意義的標(biāo)準(zhǔn)值。如果該穩(wěn)定邊界值的位置已知，則可 容易地接受假肢使用者的個(gè)體要求，其方式是在期望的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的情況下 使假肢后移，在期望的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的情況下可進(jìn)行前移。
對(duì)假肢結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有影響的另一個(gè)參數(shù)是馬蹄足調(diào)節(jié)量。通過(guò)以更大 的跖屈增大馬蹄足角度來(lái)在膝中產(chǎn)生過(guò)伸展的并且由此起穩(wěn)定作用的力 矩。原則上可通過(guò)改變馬蹄足調(diào)節(jié)量來(lái)補(bǔ)償次最佳的后移調(diào)節(jié)，其中，在 馬蹄足角度大的情況下假膝關(guān)節(jié)很早就過(guò)伸展。觸發(fā)擺動(dòng)時(shí)相所需的伸展 力矩則很大并且必須被施加相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間。馬蹄足角度愈小，觸發(fā)擺動(dòng)時(shí) 相所需的伸展力矩則愈小，其中，開(kāi)始建立伸展力矩也較晚。并且馬蹄足 角度對(duì)假肢承受負(fù)荷期間的膝力矩變化曲線具有影響，其中，馬蹄足角度
調(diào)節(jié)的目的在于提供盡可能均勻的膝力矩變化曲線。
為了可以在使用期間檢驗(yàn)假膝關(guān)節(jié)的調(diào)節(jié)，需要在站立時(shí)相期間的任何時(shí)刻或檢測(cè)時(shí)刻求得合成力矢量FK與膝軸線31的法向距離人。為了獲得 法向距離X，需要求得合成力矢量FR或地面反作用力FK的取向及作用點(diǎn)。 因?yàn)闉榱嗽u(píng)價(jià)在站立時(shí)相中是存在假肢結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)還是不穩(wěn)定狀態(tài)僅
需考察在矢狀面內(nèi)部的移位，所以存在一個(gè)面的問(wèn)題。由踝力矩傳感器11 及用于測(cè)定軸向力FAX的傳感器和用于測(cè)定膝力矩MK的傳感器10以及先
前測(cè)定的長(zhǎng)度Hs和lt可求得合成力矢量FR或?qū)?yīng)的接觸力Fk的位置及取 向。在此情況下，在膝關(guān)節(jié)3上方所發(fā)生的全部可歸結(jié)為合成力FR，這尤 其意味著不考慮主動(dòng)施加的髖力矩Mh并且可忽略地面反作用力Fgrf的 水平分量對(duì)踝力矩MT的影響。當(dāng)假肢結(jié)構(gòu)不是極其不穩(wěn)定時(shí)，可正確地作 出髖力矩MH可被忽略的假設(shè)。為了可考慮髖力矩MH，必須設(shè)置至少一個(gè) 另外的傳感器，這使得投入過(guò)高。
為了可估計(jì)髖力矩MH，可通過(guò)髖關(guān)節(jié)上的力矩平衡在求得了接觸力 Fk的情況下用MfL,FK及關(guān)系式Lfl^sin(0-a)+人來(lái)進(jìn)行計(jì)算，其中， LF作為所測(cè)量的大腿長(zhǎng)度，L2作為合成力矢量與髖力矩MH的作用點(diǎn)在膝 角度O下的距離。為了可計(jì)算踝力矩傳感器5的高度上的有效的杠桿長(zhǎng)度 LP由所測(cè)量的踝力矩MT和小腿桿中的軸向力FAx來(lái)構(gòu)成商。杠桿長(zhǎng)度L, 描述力引入點(diǎn)與踝關(guān)節(jié)在踝力矩傳感器11的高度上的距離。踝關(guān)節(jié)上的力 矩平衡表達(dá)為M產(chǎn)-L! X FK。
為了明確計(jì)算接觸力FK的垂直分量，對(duì)方程式Fax'L廠Fkx'Hs相應(yīng) 求解。膝力矩MK相應(yīng)于法向距離入與接觸力FK的負(fù)乘積。由小腿桿4上 的力平衡FkCOS (a) +FAx=0及幾何關(guān)系sin (a) = a-L》/Lt得到一個(gè)非 線性方程組，由該非線性方程組可計(jì)算出所需要的值。
在此，角度a是力矢量與假肢縱向軸線之間的角度。Fkx及Fky是X方 向及Y方向上的接觸力分量。在一個(gè)計(jì)算機(jī)中進(jìn)行所需的參量FKx、 FKY、 "及入的計(jì)算，將幾何參量和尺寸以及所測(cè)量的力矩、角度及力輸入到該 計(jì)算機(jī)中。當(dāng)前的測(cè)量值可通過(guò)一個(gè)接口發(fā)送到計(jì)算機(jī)中，所述尺寸可手 動(dòng)地輸入。地面反作用矢量FeRF或接觸力矢量FK與膝軸線31的法向距離 X可在站立時(shí)相的任何時(shí)刻計(jì)算，由于該事實(shí)，也可在站立時(shí)相的任何時(shí)刻 測(cè)定是存在穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)還是存在不穩(wěn)定的假肢結(jié)構(gòu)。存在穩(wěn)定的結(jié) 構(gòu)還是存在不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可由所測(cè)定的距離與一個(gè)用于穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)或不穩(wěn) 定或者說(shuō)動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)的確定距離比較來(lái)進(jìn)行。
為了進(jìn)一步優(yōu)化假肢結(jié)構(gòu)，必須這樣選擇馬蹄足調(diào)節(jié)量，使得在站立 時(shí)力矢量延伸通過(guò)腳心。這可通過(guò)一個(gè)搖擺裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，裝帶假肢的人這
樣站立在該搖擺裝置上，使得板中心位于假腳的期望的負(fù)荷引導(dǎo)位置上。 借助于板上的一個(gè)標(biāo)記可使腳心放置到轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)上，其中，腳后跟及足尖必 須于該標(biāo)記相同遠(yuǎn)地間隔開(kāi)。在放松地站立時(shí)一直改變跖屈，直到板處于 平衡并且在一個(gè)安置在標(biāo)記下方的棒上搖擺。
一達(dá)到平衡，力原點(diǎn)就位于 腳心中。
在實(shí)施了跖屈調(diào)節(jié)及測(cè)量假肢內(nèi)部的力矩和力并且測(cè)定假肢結(jié)構(gòu)特性 之后，使關(guān)節(jié)軸線在矢狀面中向前或向后移動(dòng)一個(gè)數(shù)值人'。可計(jì)算在站立
時(shí)相屈曲時(shí)在膝關(guān)節(jié)3中達(dá)到用M'表示的目標(biāo)力矩所需的移動(dòng)量X'。作為 替換方案，可通過(guò)伸展止擋反向變化arctan a7LT)來(lái)進(jìn)行移動(dòng)。
圖5a中示出了一個(gè)腿假肢的示意性視圖，在該腿假肢中，大腿桿2通 過(guò)具有關(guān)節(jié)軸線31的假膝關(guān)節(jié)與小腿4相連接。小腿4在其遠(yuǎn)中端部上承 載一個(gè)假腳6，該假腳可通過(guò)關(guān)節(jié)軸線61擺動(dòng)并且必要時(shí)可調(diào)節(jié)地固定在 小腿桿4上。在小腿桿4與大腿桿2之間存在一個(gè)可調(diào)節(jié)的伸展止擋24， 該伸展止擋由一個(gè)箭頭指示。該伸展止擋24可變化，例如這樣變化，使得 假腳6進(jìn)一步前移。于是假腳6位于虛線所示的位置6'中，而小腿桿4'在 行走方向上向前擺動(dòng)。膝關(guān)節(jié)3的于是被占據(jù)的伸展止擋24'已被適配來(lái)根 據(jù)合成力矢量的所測(cè)定的位置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的或動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，或者可同 步地調(diào)節(jié)假腳6的背側(cè)止擋46。于是存在的背側(cè)止擋46'引起腳位置的適配。 伸展止擋24、 46的調(diào)整可被電子控制地通過(guò)致動(dòng)器、例如可鎖止的液壓缸 來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此可與不同的假肢使用者或不同的使用條件來(lái)適配。也可在小 腿4相對(duì)于關(guān)節(jié)軸線31移動(dòng)時(shí)自動(dòng)地校正假腳位置，由此可按照假肢使用 者的意見(jiàn)根據(jù)實(shí)際存在的假肢結(jié)構(gòu)、使用條件及假肢在假肢使用者上的位 置來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)假肢結(jié)構(gòu)。
為了在通過(guò)膝軸線3的調(diào)整來(lái)適配后移之后如以往那樣對(duì)腳位置取向， 如圖6中所示，在調(diào)整之前通過(guò)一個(gè)固定在大腿桿2上的激光指示器7在 假腳6的上側(cè)上施加一個(gè)光斑并且對(duì)其作出標(biāo)記。接著使關(guān)節(jié)軸線3移動(dòng) 計(jì)算出的數(shù)值X'。在移動(dòng)之后一直轉(zhuǎn)動(dòng)假肢，直到所投影的點(diǎn)又與標(biāo)記重 疊。
在后移之前也應(yīng)檢査假腳6的馬蹄足調(diào)節(jié)或跖屈。這有利地在如上所 述假腳取向之后通過(guò)激光指示器來(lái)進(jìn)行。在原來(lái)的跖屈恢復(fù)時(shí)松開(kāi)踝棱錐9
上的螺釘，假肢穿戴者舒適地站立，以便可使該系統(tǒng)下沉并且使鞋底緊密 貼靠在地面上。然后再擰緊螺釘。作為替換方案，也可使用上述搖擺件來(lái)
調(diào)節(jié)跖屈或在后移之前在桿4及假腳6上畫(huà)出一個(gè)連續(xù)的參考線9。在后移 之后使可能情況下彼此錯(cuò)位的線部分彼此對(duì)準(zhǔn)地取向，由此使原來(lái)的馬蹄 足調(diào)節(jié)恢復(fù)。在第一次后移、假腳6取向及跖屈校正之后，假肢結(jié)構(gòu)重新 在多個(gè)步態(tài)周期上在一個(gè)平面上得到評(píng)估并且必要時(shí)得到校正。
最后檢查所出現(xiàn)的最大負(fù)荷。只要達(dá)到了令人滿(mǎn)意的調(diào)節(jié)，就可通過(guò) 一個(gè)調(diào)節(jié)得適合的移動(dòng)適配器來(lái)代替假膝關(guān)節(jié)3中的力矩傳感器。
在此有利地根據(jù)圖8來(lái)構(gòu)造力矩傳感器，在該力矩傳感器中設(shè)置有一 個(gè)用于安置到大腿桿中的棱錐接收器30。棱錐接收器30通過(guò)一個(gè)在圖10 中詳細(xì)示出的夾緊裝置32在期望位置中固定在一個(gè)承載件34上。棱錐接 收器30如通過(guò)雙箭頭所指示的那樣可沿箭頭軸線移動(dòng)，其中，棱錐接收器 30通過(guò)一個(gè)楔形導(dǎo)向裝置在縱向軸線上保持不可變化。在棱錐接收器30上 設(shè)置有一個(gè)用于激光指示器7的保持件17。激光指示器7及保持件17設(shè)置 在腹側(cè)，其中，保持件17可繞一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線擺動(dòng)地支承在一個(gè)橫向面中。 激光指示器7繞一個(gè)軸線的扭轉(zhuǎn)也被支承在矢狀面中。夾緊裝置32通過(guò)一 些可通過(guò)位于矢狀面中的孔33被接近的夾緊螺釘39'松開(kāi)和鎖止，由此， 棱錐接收器30可移位地可固定在承載件34上。棱錐接收器30、承載件34 及橋元件35構(gòu)成用于固定未示出的假膝關(guān)節(jié)上部分與大腿桿的連接裝置。
在該承載件34上固定著一個(gè)橋元件35，該橋元件又固定在膝關(guān)節(jié)的未 示出的上部分上。在該橋元件35上施加有如圖9中所示的應(yīng)變片37，以便 測(cè)定作用在假膝關(guān)節(jié)3上的力及力矩。應(yīng)變片37在圖8中由一個(gè)保護(hù)覆蓋 裝置36保護(hù)。橋元件35構(gòu)成測(cè)量梁，出于位置原因以張開(kāi)的腿朝遠(yuǎn)中取 向。為了實(shí)現(xiàn)橋元件35或測(cè)量梁盡可能均勻地變形，該測(cè)量梁鉸接地與假 肢上部分相連接。為此在與假肢上部分的連接部分上構(gòu)造有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈 38及一個(gè)滑動(dòng)鉸鏈38'，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈38允許由于彈性變形引起的扭轉(zhuǎn)， 而滑動(dòng)鉸鏈38'允許縱向補(bǔ)償并且由此防止縱向應(yīng)力。在上部分上的支承裝 置設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線31下方。
圖9以后視圖示出了帶有應(yīng)變片37的力矩傳感器，這些應(yīng)變片設(shè)置在 關(guān)節(jié)軸線31與滑動(dòng)鉸鏈38'或轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈38之間。
圖10中以帶有部分剖面的俯視圖示出了夾緊裝置32，該夾緊裝置通過(guò) 夾緊螺釘39'來(lái)使一個(gè)夾緊楔39移動(dòng)。如果配置給激光指示器7的夾緊螺 釘39'被旋入，則通過(guò)夾緊楔39在朝冠狀面的方向上施加一個(gè)力，由此使 在此構(gòu)造成移動(dòng)適配器的棱錐接收器30固定在承載件34上。通過(guò)夾緊螺 釘39'的反向轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)使夾緊楔39在另一個(gè)方向上移動(dòng)并且與此相應(yīng)地使 夾緊松開(kāi)。在此這樣構(gòu)造夾緊螺釘39'，使得可從兩側(cè)接近。通過(guò)夾緊螺釘 39'的相應(yīng)支承可實(shí)現(xiàn)所述固定或夾緊的打開(kāi)以及閉合都可從兩側(cè)實(shí)現(xiàn)。
在保持件34的上側(cè)上構(gòu)造有插接器40或接口，這些插接器或接口可 實(shí)現(xiàn)讀出傳感器數(shù)據(jù)和傳送給一個(gè)分析處理裝置、例如計(jì)算機(jī)。在圖11中 示出了一個(gè)剖面A-A，該剖面構(gòu)造在冠狀面中。在其中可看到承載件34中 的棱錐接收器30的楔形導(dǎo)向裝置，也可看到帶有夾緊螺釘39'及與PC的接 口40的夾緊裝置32。
在成功評(píng)估假肢結(jié)構(gòu)之后，可通過(guò)用于將假膝關(guān)節(jié)3固定在大腿桿2 上的傳統(tǒng)適配器來(lái)替換具有棱錐接收器30、承載件34、橋元件35及應(yīng)變 片37的用于檢測(cè)膝力矩的整個(gè)裝置。為此，該裝置的尺寸構(gòu)造得與傳統(tǒng)適 配器的尺寸一樣。也可持續(xù)地使用所述的裝置，其中，測(cè)量值持續(xù)地由計(jì) 算機(jī)分析處理并且必要時(shí)為了控制減振裝置而被分析處理。在預(yù)設(shè)置的替 換中，數(shù)據(jù)通過(guò)接口40傳輸給一個(gè)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)計(jì)算棱錐適配器3相 對(duì)于關(guān)節(jié)軸線31的移位必須進(jìn)行多少距離，以便獲得穩(wěn)定的、中性的或動(dòng) 態(tài)的結(jié)構(gòu)。調(diào)整的尺度或當(dāng)前的安裝狀態(tài)可在一個(gè)顯示器上輸出。
作為所述實(shí)施形式的替換方案，也可設(shè)置及使用其它膝力矩傳感器。
權(quán)利要求
1.用于檢驗(yàn)腿假肢的調(diào)節(jié)的方法，該腿假肢具有一個(gè)假膝關(guān)節(jié)，該假膝關(guān)節(jié)使一個(gè)用于將該腿假肢固定在腿假肢穿戴者上的上側(cè)連接件和一個(gè)小腿桿可擺動(dòng)地彼此連接，在該小腿桿上固定著一個(gè)假腳，其中，該上側(cè)連接件可相對(duì)于該假膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)軸線移位，其特征在于通過(guò)一些傳感器來(lái)測(cè)量在假肢使用時(shí)的膝力矩及軸向力，由該膝力矩及該軸向力計(jì)算出一個(gè)合成力矢量；計(jì)算該合成力矢量到該關(guān)節(jié)軸線的法向距離和相對(duì)于該關(guān)節(jié)軸線的位置，檢驗(yàn)該合成力矢量在矢狀面中是位于該關(guān)節(jié)軸線的前面還是位于該關(guān)節(jié)軸線的后面以及位于該關(guān)節(jié)軸線的前面或后面多遠(yuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于計(jì)算該合成力矢量與作用在該 上側(cè)連接件上的作用點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于確定該合成力矢量到該關(guān) 節(jié)軸線的法向距離。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于通過(guò)一個(gè)踝力矩傳感 器來(lái)檢測(cè)踝力矩；在將該踝力矩、該膝力矩、該軸向力及小腿桿長(zhǎng)度考慮 在內(nèi)的情況下確定該合成力矢量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于由該踝力矩與該小腿桿中的軸 向力的商來(lái)計(jì)算該合成力矢量的力作用點(diǎn)。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于在行走期間測(cè)量該膝 力矩及該軸向力。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于在得知相對(duì)于鉛垂線 的當(dāng)前膝角度和/或大腿角度的情況下求得該合成力矢量。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于求得該小腿桿與該假 腳之間的角度并且在檢測(cè)所求得的角度的基礎(chǔ)上計(jì)算該膝力矩和/或該踝力 矩。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于由傳感器數(shù)據(jù)求得軸 向力、膝力矩及踝力矩并且由該軸向力、該膝力矩及該踝力矩求得在矢狀 面中地面反作用力的矢量。
10. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于當(dāng)在站立時(shí)相中合成力矢量處于該關(guān)節(jié)軸線的后面時(shí)，將該關(guān)節(jié)軸線一直移動(dòng)到該合成力矢 量的后面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于在移動(dòng)該關(guān)節(jié)軸線之前對(duì)該 假腳相對(duì)于該小腿桿的相對(duì)位置作出標(biāo)記，在該關(guān)節(jié)軸線移動(dòng)之后恢復(fù)該 假腳相對(duì)于該小腿桿的相對(duì)位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于確定該假腳的所述相對(duì)位置， 其方式是通過(guò)一個(gè)固定地設(shè)置在該大腿桿上的激光指示器將一個(gè)激光束指 向假腳，對(duì)投射點(diǎn)作出標(biāo)記并且在該關(guān)節(jié)軸線移位之后使該假腳上的標(biāo)記 再與該激光束重合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12中一項(xiàng)的方法，其特征在于在關(guān)節(jié)軸線移 動(dòng)之后校正該假腳的跖屈調(diào)節(jié)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于為了校正假腳跖屈調(diào)節(jié)，在 關(guān)節(jié)軸線移動(dòng)之前從該小腿桿起在該假腳及該小腿桿上畫(huà)出一個(gè)參考線并 且在該關(guān)節(jié)軸線移動(dòng)之后使該假腳這樣取向，使得該參考線再重合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于將該參考線布置得通過(guò)該假 膝關(guān)節(jié)的校準(zhǔn)軸線。
16. 根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的方法，其特征在于在求得該合成力矢量并且給定假肢幾何特征的情況下求得當(dāng)前的髖力矩。
17. 用于調(diào)節(jié)腿假肢的方法，該腿假肢具有一個(gè)假膝關(guān)節(jié)，該假膝關(guān)節(jié) 使一個(gè)用于將該腿假肢固定在腿假肢穿戴者上的上側(cè)連接件和一個(gè)小腿桿 可擺動(dòng)地彼此連接，在該小腿桿上固定著一個(gè)假腳，其中，該上側(cè)連接件 可相對(duì)于該假膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)軸線移位和/或該假腳的位置可相對(duì)于該小腿桿 移位，其特征在于通過(guò)一些傳感器來(lái)測(cè)量在假肢使用時(shí)的膝力矩及軸向 力，由該膝力矩及該軸向力計(jì)算出一個(gè)合成力矢量；計(jì)算該合成力矢量到該關(guān)節(jié)軸線的法向距離和相對(duì)于該關(guān)節(jié)軸線的位置，檢驗(yàn)該合成力矢量在 矢狀面中是位于該關(guān)節(jié)軸線的前面還是位于該關(guān)節(jié)軸線的后面以及位于該 關(guān)節(jié)軸線的前面或后面多遠(yuǎn)并且根據(jù)該合成力矢量的所求得的位置進(jìn)行該 上側(cè)連接件相對(duì)于該假膝關(guān)節(jié)軸線的調(diào)節(jié)和/或用于該假膝關(guān)節(jié)的伸展止擋 的調(diào)節(jié)和/或假腳關(guān)節(jié)的調(diào)節(jié)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于這樣調(diào)節(jié)該膝關(guān)節(jié)軸線、該腳關(guān)節(jié)軸線和/或這些伸展止擋，使得在站立時(shí)相期間該合成力矢量位于該 膝關(guān)節(jié)軸線的前面。
19. 用于測(cè)量腿假肢中的力或力矩的裝置，該腿假肢具有一個(gè)假關(guān)節(jié)， 該假關(guān)節(jié)具有一個(gè)用于與上側(cè)連接件相連接的上部分及一個(gè)與該上部分鉸 接地相連接的下部分，該上側(cè)連接件用于固定在假肢穿戴者上，其中，在 該上部分上設(shè)置有用于將該上部分固定在該上側(cè)連接件上的連接裝置，其 特征在于在所述連接裝置(30， 34， 35)或該上部分上安置有一些用于 檢測(cè)膝力或膝力矩的裝置(37)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其特征在于所述連接裝置(30， 34， 35) 具有一個(gè)可在矢狀面中移動(dòng)地支承在該上部分上的適配器(30)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或20的裝置，其特征在于該適配器(30)通過(guò) 一個(gè)夾緊裝置(32)固定在一個(gè)保持件(34)上。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19至21中一項(xiàng)的裝置，其特征在于在該上部分與 該適配器(30)之間設(shè)置有一個(gè)承載件(34)和/或橋元件(35)，該適配器(30)可移動(dòng)地支承在該承載件和/或該橋元件上并且該承載件和/或該橋元 件固定在該上部分上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19至22中一項(xiàng)的裝置，其特征在于:在該橋元件(35) 上安置有一些用于測(cè)定起作用的膝力及膝力矩的應(yīng)變片(37)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19至23中一項(xiàng)的裝置，其特征在于該適配器(30) 或該適配器(30)連同該承載件(34)和/或該橋元件(35)具有一個(gè)安裝 高度，該安裝高度相應(yīng)于在假肢結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)之后所使用的連接裝置的安裝高 度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19至24中一項(xiàng)的裝置，其特征在于在所述連接裝 置(34， 35)上固定著一個(gè)用于標(biāo)記裝置、尤其激光指示器(7)的承載件(17)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求19至25中一項(xiàng)的裝置，其特征在于該上側(cè)連接件 構(gòu)造成大腿桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢驗(yàn)假膝關(guān)節(jié)的調(diào)節(jié)的方法，該假膝關(guān)節(jié)使一個(gè)小腿桿可繞關(guān)節(jié)軸線擺動(dòng)地與一個(gè)用于將該假膝關(guān)節(jié)固定在大腿殘肢上的大腿桿相連接，在該小腿桿上固定著一個(gè)假腳，其中，該大腿桿可相對(duì)于該關(guān)節(jié)軸線移位。通過(guò)一些傳感器來(lái)測(cè)量在假肢使用時(shí)的膝力矩及在該小腿桿中起作用的軸向力。由這些參量計(jì)算出一個(gè)合成力矢量與一個(gè)在該大腿桿上的作用點(diǎn)。另外，計(jì)算該合成力矢量相對(duì)于該關(guān)節(jié)軸線的水平距離和位置并且檢驗(yàn)該合成力矢量在矢狀面中是位于該關(guān)節(jié)軸線的前面還是位于該關(guān)節(jié)軸線的后面以及位于該關(guān)節(jié)軸線的前面或后面多遠(yuǎn)。此外，本發(fā)明還涉及一種尤其是用于實(shí)施該方法的裝置，其中，假關(guān)節(jié)上部分與大腿桿之間的連接裝置可在矢狀面中移動(dòng)地支承在該上部分上并且在一個(gè)連接適配器或該上部分上安置有一些用于檢測(cè)膝力或力矩的裝置。
文檔編號(hào)A61F2/76GK101346110SQ200680049243
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日
發(fā)明者M·普施, R·奧伯格 申請(qǐng)人:奧托·博克保健Ip兩合公司