用于控制假体或矫形器的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分(10)以及通过膝关节(1)与所述上部分(10)连接的下部分(20)，所述下部分绕着关节轴(15)相对于所述上部分(10)能摆动地被支承，其中，在所述上部分(10)和所述下部分(20)之间布置能调节的阻力装置(40)，通过所述阻力装置基于传感器数据改变屈曲阻力(Rf)，其中，作用于下部分的轴向力(FA)由至少一个传感器(54)检测并且作为用于改变屈曲阻力(Rf)的基础被使用，其中，在减小的轴向力(FA)和/或腿部肌腱(70)的几乎垂直的位置和/或伸展的膝关节(1)的情况中，减小所述屈曲阻力(Rf)，其中，当时在确定的时间间隔内未探测到膝屈曲和/或所述膝关节(1)和/或所述腿部肌腱(70)和/或所述轴向力(FA)低于或超过确定的极限值时，又增大所述屈曲阻力(Rf)。(Rf)。(Rf)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制假体或矫形器的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分以及通过膝关节与上部分连接的下部分，所述下部分绕着关节轴相对于上部分能摆动地被支承，其中，在上部分和下部分之间布置能调节的阻力装置，通过所述阻力装置基于传感器数据改变屈曲阻力，其中，作用于下部分的轴向力由至少一个传感器检测并且作为用于改变屈曲阻力的基础被使用。

技术介绍

[0002]人造的膝关节被使用在假体和矫形器以及作为矫形器的例外情况的外骨骼中。人造的膝关节具有上部分和下部分，所述上部分和下部分绕着关节轴、膝关节轴相对彼此能摆动地被支承。在最简单的情况中，膝关节构造为单轴膝关节，其中，例如销或布置在摆动轴上的两个支承部位构成单个的膝关节轴。同样公知了人造的膝关节，该人造的膝关节不构成上部分和下部分之间的固定的旋转轴，而是具有滑动的或滚动的表面或多个铰接地彼此连接的转向件。为了可以影响膝关节的运动特性并且获得矫形器或假体或外骨骼的近似于自然行走状态的运动状态，在上部分和下部分之间设置阻力装置，通过所述阻力装置可以改变相应的阻力。纯无源的阻力装置是无源的阻尼器、例如液压阻尼器、气动阻尼器或基于磁流变效应改变运动阻力的阻尼器。同样存在有源的阻力装置、例如马达或另外的驱动装置，所述另外的驱动装置能够通过相应的电路作为发电机或蓄能器被驱动。
[0003]相应的膝关节、即假体关节或矫形器膝关节通过相应的连接件固定在患者上。在假体膝关节的情况中，固定通常通过大腿筒进行，所述大腿筒接收肢体残端。替换的固定方式同样是可能的，其例如通过骨集成的连接件或者通过皮带和另外的装置实现。在矫形器和外骨骼的情况中，上部分和下部分直接固定在大腿和小腿上。为此设置的固定装置例如是皮带、绑带、护套或框架结构。矫形器也可以具有用于放置脚或鞋的脚部件。脚部件可以铰接地被支承在下部分上。
[0004]DE 10 2013 011 080 A1涉及一种用于控制下肢的矫形外科技术关节装置的方法，所述矫形外科技术关节装置具有上部分和铰接地被支承在所述上部分上的下部分，在所述上部分和下部分之间布置转换装置，通过所述转换装置在上部分相对于下部分摆动期间将来自相对运动的机械功转换并且由至少一个蓄能器存储。被存储的能量时间延迟地又被输送到关节装置，以便在运动的过程中支持上部分和下部分的摆动。相对运动的支持受控地进行。除了转换装置以外还可以设置呈液压阻尼器或气动阻尼器形式的单独的阻尼器，所述阻尼器能调节地构造，从而通过阻尼器装置可以不仅沿着屈曲方向而且沿着伸展方向影响在行走期间的阻力。
[0005]人造的膝关节在结构上能达到的最大伸展上具有180
°
的膝关节角度，通常不设置过度伸展，这相应于在后侧大于180
°
的角度。下部分相对于上部分向后的摆动称为膝屈曲，向前或向前方的摆动沿着这个方向称为伸展。
[0006]由DE 10 2006 021 802 A1公知了通过屈曲阻力的能调节的阻尼对无源的假体膝
关节的控制。所述调整根据上楼梯行走进行，其中，探测到假脚的低力矩的抬起并且屈曲阻尼在抬起阶段中下降到小于适用于在平地上行走的水平。屈曲阻尼可以根据膝关节角度的改变并且根据作用于小腿的轴向力而增大。
[0007]对于在平地上交替的行走还存在控制方法，所述控制方法实现根据相应的行走情况对屈曲阻力的调整。需要使膝关节弯曲的特殊情况、例如特别是借助假体或矫形器从站立开始行走是有问题的。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的任务在于，提供一种方法，通过所述方法可以对于使用者更舒适地使用人造的膝关节。
[0009]根据本专利技术，该任务通过具有独立权利要求的特征的方法来解决。本专利技术的有利的设计方案和进一步方案在从属权利要求、说明书以及附图中公开。
[0010]提出用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分以及通过膝关节与上部分连接的下部分，所述下部分绕着关节轴相对于上部分能摆动地被支承，其中，在上部分和下部分之间布置能调节的阻力装置，通过所述阻力装置基于传感器数据改变屈曲阻力，其中，作用于下部分的轴向力由至少一个传感器检测并且作为基础用于改变屈曲阻力被使用，所述方法设置，在减小的轴向力和/或腿部肌腱的几乎垂直的位置和/或伸展的膝关节的情况中减小屈曲阻力，其中，当在确定的时间间隔内未探测到膝屈曲和/或膝关节和/或腿部肌腱和/或轴向力超过确定的极限值时，又增大屈曲阻力。当膝关节在轴向方向上在很大程度上或完全被卸载时，则例如不再满脚前述的条件。轴向力例如通过轴向力传感器来检测，所述轴向力传感器布置在假体或矫形器上，特别是作为固定在下部分上的部件布置在下部分上。如果探测到关节轴的向前旋转，这可以例如在通过脚的滚动运动期间或者通过小腿绕着踝关节轴的弯曲进行，则减小屈曲阻力。关节轴的向前旋转和由此也整个膝关节的向前旋转意味着，关节轴和由此下部分的近端的端部也绕着远端的旋转点摆动，其中，远端的旋转点可以是踝关节上的关节轴或脚底区域上的移动点。同样当替换地或补充地探测到腿部肌腱的垂线位置时，减小屈曲阻力。腿部肌腱特别是定义为上部分和下部分或与下部分连接的构件上的两个确定的点之间的连接线。一个优选的设计方案设置，相对于关节轴在近端在上部分上的点与相对于关节轴在远端在下部分上的隔开间距的点之间、例如髋旋转点与脚点之间的连接线定义为腿部肌腱。髋旋转点在使用假体膝关节时总归由矫形外科技术人员确定并且确定大腿或上部分的区段长度，所述区段长度定义为关节轴或膝关节轴与髋旋转点之间的间距。下部分的区段长度通过膝关节轴与脚点之间的间距来定义。例如脚中心、滚动运动的瞬时中心、小腿的铅垂线在脚部分、假脚的脚底水平上或在地面上的最终点可以定义为脚点，另外的接近于地面的点同样是适用于定义脚点。因为在矫形器或外骨骼中不需要用于支承还存在的自然的脚的脚部分，所以也可以使用地面与关节轴的间距。腿部肌腱中的位置和/或长度可靠地提供关于腿的取向和运动进展的信息。腿部肌腱可以通过绝对角度传感器结合已知的区段长度、绝对角度传感器和膝关节角度传感器来计算或评估。当腿部肌腱在矢状面中沿着向后方向倾斜时，则存在正的腿部肌腱角度。当例如脚或踝关节轴沿着向前行走方向观察处于膝盖或膝关节轴之前时，则是这种情况。当腿部肌腱向前倾斜时，当例如膝关节和髋关节处于膝关节轴之前时，则存
在负的腿部肌腱角度。在正的腿部肌腱角度下，腿部肌腱与垂线增大的距离作为增大或增加被计算为正的。在负的腿部肌腱角度下，腿部肌腱与垂线增大的距离作为减小或降低被计算为负的。
[0011]同样当替换地或补充地探测到伸展的膝关节时，减小屈曲阻力。屈曲阻力的减小仅仅在确定的时间范围内维持并且又被取消，其中，增大的屈曲阻力可以被增大到相同的屈曲阻力水平或与其不同不同的屈曲阻力水平。当在确定的时间间隔内未探测到膝屈曲时，则特别是进行屈曲阻力的增大。
[0012]替换地或补充地，当膝关节和/或腿部肌腱不再处于几乎垂直的位置中和/或膝关节在轴向方向上不再在很大程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分(10)以及通过膝关节(1)与所述上部分(10)连接的下部分(20)，所述下部分绕着关节轴(15)相对于所述上部分(10)能摆动地被支承，其中，在所述上部分(10)和所述下部分(20)之间布置能调节的阻力装置(40)，通过所述阻力装置基于传感器数据改变屈曲阻力(Rf)，其中，作用于所述下部分的轴向力(FA)由至少一个传感器(54)检测并且作为用于改变所述屈曲阻力(Rf)的基础被使用，其特征在于，a.在减小的轴向力(FA)和/或腿部肌腱(70)的几乎垂直的位置和/或伸展的膝关节(1)的情况中，减小所述屈曲阻力(Rf)，b.其中，当在确定的时间间隔内未探测到膝屈曲和/或所述膝关节(1)和/或所述腿部肌腱(70)和/或所述轴向力(FA)低于或超过确定的极限值时，又增大所述屈曲阻力(Rf)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述屈曲阻力(Rf)在从站立开始行走时减小。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述屈曲阻力(Rf)根据轴向力(FA)的减小而减小。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述屈曲阻力(Rf)减小到站立阶段阻力以下的水平。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述屈曲阻力(Rf)的减小根据所述轴向力(FA)、腿部肌腱角度(α
LC
)和/或所述下部分(20)的空间角度(αs)进行。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述轴向力(FA)减小到极限值以上的水平时，并且在所求得的正的腿部肌腱角度(α
LC
)在极限值以上、特别是5
°
以上时，不进行所述屈曲阻力(Rf)的减小。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述轴向力(FA)减小到极限值以下的水平时，并且在所求得的腿部肌腱角度(α
LC
)在围绕垂线(G)的确定的角度范围以外时，特别是在正的腿部肌腱角度(α
LC
)大于30
°
以及负的腿部肌腱角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：奥托，
类型：发明
国别省市：