TR202022508A2 - Yürüme, oturma-kalkma, merdiven tırmanışı için bir transfemoral protez. - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş kullanıcının bacağıyla birleştirilebilen bir diz eklemi (4); ayak bileği parçasında (44) konumlandırılan ayak bileği parçası yuvasına (41.1) yerleştirilen dengeleme yayı (77), sürücü dişli (63), sürülen dişli (72), orta dişli (76) ve dişli çubuğu (70) içeren depolama yayı-dişli mekanizması (D) ve dorsifleksiyon yayı (60) içeren bir ayak kısmı (5); bir diz eklemi (4) ve bir ayak kısmı (5) birbirine bağlantısını sağlayan, içerisinde bir ağırlık kabul elemanı (6) konumlandırılan bir alt bacak kısmı (2); ayak kısmına (5) bağlantı tüpü ikinci yuvası (16) ve dişli çubuğu pimi (68) vasıtasıyla ve diz eklemine (4) bağlantı tüpü birinci yuvası (7) ve diz ekleminin birinci yuvası (17.1) vasıtasıyla bağlanan salınım depolama mekanizması (1) içeren bir protez veya ortez cihazı (C) olup, karakterize edici özelliği protez veya ortez cihazının (C) ayrıca ağırlık kabul elemanı (6) ve bunu devreye alıp çıkartmakla görevli sıkıştırma kolu (30, 37) ve kilit çatalını (34) içeren ağırlık kabul mekanizması (3) içermesidir.

Description

TARIFNAME YÜRÜME, OTURMA-KALKMA, MERDIVEN TIRMANISI IÇIN BIR TRANSFEMORAL PROTEZ TEKNIK ALAN Bulus, transfemoral protez cihazi veya ortez ile ilgilidir. TEKNIGIN BILINEN DURUMU Transfemoral protez cihazlarinin tasarimi, amputelerin kullanilabilirliginin hayati etkisi nedeniyle güncel arastirma projelerinde büyük ilgi görmektedir. Ancak bu cihazlarda, enerjiyi verimli bir sekilde kullanarak yeterli hareketlilik saglamak oldukça zordur. Metabolik enerjiyi korumak ve bir kisinin dogal yürüyüs döngüsündeki enerjiyi verimli bir sekilde taklit etmek için ayak bileginde ve dizde enerji depolanabilmeli ve salinabilmelidir. Dogal yürüyüs döngüsü, bir kisinin yürümesine izin vermek için uylugun, baldirin, ayak bileginin ve ayagin hareketini içerir. Dogal yürüyüs döngüsü sirasinda bu vücut kisimlarinin hareketinin ve birbirleriyle kinematik iliskilerinin anlasilmasi transfemoral protez cihazi tasarlanabilmesi için gereklidir. Su anda piyasada bulunan diz protez cihazlari pasif, mikroislemci kontrollü veya motorlu olarak siniflandirilabilir. Pasif gruptakiler yürümenin kinematigine göre tasarlanip sabit karakteristiklere sahip oldugundan degisen ortam kosullari, yürüme hizi ve hareketlere elverisli degildirler. Fakat ucuz, hafif, kompakt yapida ve estetik açidan hostur. Bu pasif protez cihazlardan bazilari alt ekstremite protez cihazinin farkli parçalarini hareket ettirmek için özel kinematik konfigürasyonlar kullanir. Söz konusu cihazlar yürüme ile ilgili dinamiklerden bazilarini kullanmak üzere tasarlanarak islevsel hale getirilmeye çalisilmaktadir. Bununla birlikte, ampütasyonu olan bireyler, var olan tasarimlarda enerji depolama ve eklemler arasi dönüsümü olmadigindan biyolojik bacaktaki kas ve tendonlar tarafindan saglanan enerji verimliligini yerine getiremediginden yaklasik olarak %65 daha fazla metabolik enerji harcamaktadirlar. Dogal yürüyüs döngüsünü taklit eden bir protez cihazi saglamak için mikroislemci kontrollü protez cihazlar kullanilir. Bu mikroislemci kontrollü cihazlar özünde pasif olup degisen ortam ve yürüme hizina uyum saglamak için dahili aktüatörler ve bu aktüatörleri algilamak ve kontrol etmek için bir mikroislemci kullanir. Böylece, insan yürüyüsü taklit edilip, kontrollü protez cihazinin uyumu pasif protezlere göre gelistirilir. Fakat, motor ve pil ihtiyaci agirligi arttirmakla beraber pasiflere nazaran oldukça pahalidirlar. Ayrica, bu cihazlarin kontrolü de zorluk getirmektedir. Pasif ve mikroislemci kontrollü protezler, ekleme net güç saglamadigindan metabolik enerji tüketimini arttirmaktadirlar ve yürüme disindaki hareketlere elverisli degildirler. Bu sorunu gidermek için kullanilan aktif protez cihazlarda yürüyüs döngüsü sirasinda protez cihazin diz eklemine net(pozitif) güç verilerek merdiven çikmayi kolaylastirmak amaçlanmistir. Bu tip protez cihazi, dogal yürüyüs döngüsünü taklit etmek için motorlu kisimlari kontrol ederek dizleri bükmek ve düzeltmek için gerçek kas aktivitesini degistirerek ekstra metabolik enerji tüketimini de azaltabilir. Fakat büyük motor ve pil ihtiyaci oldugundan oldukça büyük, agir ve de çok pahalidir. Piyasada bulunan bu pasif, mikroislemci kontrollü ve motorlu diz protez cihazlan ayak eklemiyle baglantiya sahip olmadiklarindan yürüme ve diger hareketlerde oldukça önemli olan enerji dönüsümüne sahip degildirler. Bu nedenle dogalina uygun bacak fonksiyonlarini ve dahasi amputenin kendi metabolik enerjisinin yetmedigi durumlarda gereken dis enerjiyi saglayamamaktadirlar. Son zamanlarda, bu hareketlere sahip olan transfemoral protez cihazlarinin tasarimlari, bir yürüyüs döngüsü sirasinda transfemoral protez cihazin güç tüketimini azaltmak için enerji depolama bilesenleri kullanilarak gelistirilmeye çalisildi, ancak, bu gelistirmeler, dogal yürüyüs döngüsünden üretilen toplam enerjiyi en üst düzeye çikarmayi basaramadi. Transfemoral Prosthesis Based on Biological Quasi-Stiffness: The CYBERLEGS Beta- Prosthesis" adli bir makale, sagital düzlemde hem dizde hem de ayak bileginde ortalama seviyede zemin yürüyüsü olusturmak için aktif transfemoral protez açiklar. Ancak, bu protezi daha iyi kullanmak için daha verimli kilitleme mekanizmalari bulunmalidir. Ayrica, kullanicilarin protezi kullanirken dogal yürüyüs döngüsünden saptiklari belirtilmistir. çikis ve inis kontrolü için aparat ve yöntem açiklanmistir. Sistem gerçek zamanli sensörden aldigi verileri isleyerek protezin sadece diz eklemini ve ayak eklemini kontrol etmektedir. Ancak, dogal yürüyüs döngüsünü taklit edebilmek için bu iki eklem yeterli olmamaktadir. WO213 157965 numarali patent dokümaninda ise diz eklemi ve ayak bilegi eklemini bir elektrik motoru tarafindan tahrik eden bir protez açiklanmistir. Ancak, protez sahip oldugu motor ve disli sistemiyle oldukça büyük ve agirdir. Teknikte bilinen tasarimlar göz önüne alindiginda, oturma-kalkma, merdiven çikma-inme ve farkli hizlara, egimlere ve yüzeylere dogal bir sekilde adapte olan yürüyüs gibi farkli hareketler sirasinda üretilen enerjinin emilimini, depolanmasini ve salinimini en üst düzeye çikaran, gerekli enerji verimliligini saglayan, dogal bir insan yürüyüs döngüsü sirasinda meydana gelen enerjik davranisi taklit eden, bir aktif veya mikroislemci kontrollü protez cihazinin islevselligine ve pasif transfemoral protez cihazinin basitligine sahip gelistirilmis bir protez cihazina hala ihtiyaç vardir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulusun özel sekillenmeleri, pasif protez gibi çalisan ve mini motorlarla kontrol edilen hafif ve kompakt ürünle yürümede dogal hiz ve metabolik enerji tüketimi saglayan akilli/mikroislemci kontrollü protez ve biyolojik bacak fonksiyonlarini (merdiven çikma gibi) tamamen gerçeklestiren aktif protez içermektedir. Dolayisiyla, bulusa göre cihaz bir ayak kismi, bir diz eklemi ve bir ayak bilegi eklemi içerir, burada kullanicinin üst bacak kismi diz eklemi vasitasiyla alt bacak kismina baglanir ve burada alt bacak kismi ayak bilegi eklemi vasitasiyla ayak kismina baglanir. Bu transfemoral protez her iki eklemde, yani ayak bileginde ve dizde enerji depolayabilir ve serbest birakabilir. Diz eklemi salinim asamasinda enerji depolar ve bunu baglanti elemani araciligiyla itme sirasinda ayak bilegi eklemine aktarir. Salinim depolama yayi-disli mekanizmasi, depolanan enerjiyi dogal bir sekilde serbest birakmak için itme (ankle push-off, topugun yerden kalkmasi ile ayak parmaklarinin yerden kalkmasi arasindaki faz) sirasinda bu elemani hareket ettirir. Itme bittikten sonra ayagin 0 dereceye gelip, tekrar yere çarpmamasi için dengeleme yayi kullanir. Bu, salinim sirasinda güvenli zemin boslugu saglar ve topuk vurusundan (heel strike) önce ayagi baslangiç pozisyonuna (0 derece ayak bilegi eklemi) getirir. Topuk vurmadan sonra, diz eklemindeki agirlik kabul yayi güvenli inis ve verimli bir ayak bilegi yuvarlanma (roll-over) hareketi saglamak için ayni eklemde enerji depolar ve serbest birakir. Bu yay, salinim sirasinda devreden çikarilir ve topuk vurmayla devreye alinir. Ayni yay, enerji tasarruflu oturma-kalkma (sit-to-stand) saglamak için oturma sirasinda enerjiyi depolar ve ayaga kalkarken bunu geri vererek oturma kalkma destegini saglar. Ayni yay, robotik protezlere enerji tasarruflu ve hafif bir çözüm saglamak için merdiven tirmanisi sirasinda bir motora paralel olarak enerji depolamak için de kullanilir. Agirlik kabul yayinin moment kolu, farkli yürüme hizlarina göre diz ekleminin etrafindaki torku arttirmak ve azaltmak için degistirilir. Buradaki çesitli düzenlemelerin sayisiz avantajlari, özellikleri ve islevleri, asagidaki açiklama ve eslik eden çizimler isiginda kolayca anlasilacak ve daha iyi anlasilacaktir. Asagidaki tarif, transfemoral protez düzeneginin kapsamini sinirlamak için tasarlanmamistir, bunun yerine sadece anlasilmasi kolay olmasi için örnek teskil eden düzenlemeler sunmaktadir. Bundan sonra, mevcut bulus çogunlukla bir protez cihaza referansla tarif edilecektir. Bununla birlikte, bulusun benzer etkilerle bir ortez cihazina benzer sekilde uygulandigi anlasilmalidir. Mevcut bulusa göre bir cihazin bir örnegi, yürüyüs döngüsü sirasinda enerjinin tasarruflu bir sekilde dogal bir diz eklemi ve ayak bilegi eklemi tarafindan emilimini ve salinmasini taklit eden bir transfemoral protez cihazidir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Bu bulusun bir uygulamasi, eslik eden çizimlerle daha kolay anlasilabilmek için örnek olarak gösterilmistir ve bunlarin kullanimi, referans numaralarinin ayni veya benzer ögeleri gösterdigi ayrintili açiklama ve asagidaki sekillerin bulundugu ayrintili açiklama göz önüne alindiginda daha kolay görülecektir: Sekil `1, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin bir görünümüdür. Sekil 2, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin farkli açilardan görünümlerini içemiektedir. Sekil 3, mevcut bulusun bir uygulamasinda salinim depolama mekanizmasinin farkli açilardan görünümlerini içermektedir. Sekil 4, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin diz ekleminin farkli açilardan görünümlerini içermektedir. Sekil 5, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin agirlik kabul mekanizmasinin farkli açilardan görünümlerini içermektedir. Sekil 6, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin ayak kisminin yandan bir görünümüdür. Sekil 7, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin ayak bilegi kilit mekanizmasinin bir görünümüdür. Sekil 8, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin ayak kisminda yer alan dorsifleksiyon enerji depolama mekanizmasinin bir görünümüdür. Sekil 9, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin salinim depolama yayi-disli mekanizmasinin bir görünümüdür. Sekil 10, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin salinim depolama yayi-disli mekanizmasinin dislilerinden ikisinin bir görünümüdür. Sekil 11, mevcut bulusun bir uygulamasinda protezin ayak kisminda yer alan dengeleme yayinin bir görünümüdür. Sekil 12, mevcut bulusun bir uygulamasinda yer alan durus adaptasyon mekanizmasinin bir görünümüdür. Sekil 13, mevcut bulusun bir uygulamasinda yer alan dorsifleksiyon enerji depolama mekanizmasinin bir baska açidan görünümüdür. Sekillerde gösterilen elemanlar asagidaki gibi numaralandirilmistir: Salinim depolama mekanizmasi Alt bacak kismi 2.1. Alt bacak yuvalari Agirlik kabul mekanizmasi Diz eklemi Ayak kismi Agirlik kabul elemani Baglanti tüpü birinci yuvasi Yayli kapak . Salinim depolama yayi Kilavuz vida BLDC motor Baglanti tüpü ikinci yuvasi Sol kulakçik 17.1. Diz eklemi birinci yuvasi Potansiyometre Sag kulakçik Dizin üst kismi 26.1. Dizin üst yuvalari Sol sikistirma kolu .1. Sikistirma yayi yuvasi .2. Agirlik kabul yayinin yuvasi Destek kolu Kilit çatali 34.1. Kilit çatali yuvasi Sag sikistirma kolu Ayak orta kismi Sag ayak yani 41.1. Ayak bilegi parçasi yuvasi Sol ayak yani Ayak bilegi parçasi Sag topuk yayi tutucu Sol topuk yayi tutucu Topuk yayi çubugu Topuk yaylari Topuk yayi konektörü Ayak bilegi rnil dislisi Ayak bilegi kilidi birinci parçasi Ayak bilegi kilidi ikinci parçasi Ayak bilegi kilidi üçüncü parçasi Ayak bilegi kilidi dördüncü parçasi Ayak bilegi kilidi besinci parçasi Dorsifleksiyon yayi tüpü Dorsifleksiyon yayi Sürücü disli Disli çubugu pimi Disli çubugu Sürülen disli Atalet sensörü Orta disli Dengeleme yayi Kilavuz ray Tasiyici Piston kolu Ayak uç yuvalari C. Protez veya ortez cihazi D. Salinim depolama yayi-disli mekanizmasi DA. Durus adaptasyon mekanizmasi K. Ayak bilegi kilit mekanizmasi BULUSUN DETAYLI TARIFI Bir ortez veya protez cihazi, farkli hareketler sirasinda ortaya çikan enerjik ve kinematik iliskiler analiz edilerek farkli vücut parçalarinin dogal hareketlerinin ve enerjik davranislarinin taklit edilmesiyle gelistirilir. Bir ayak bilegi ve diz, dogal bir insan yürüyüs döngüsü sirasinda farkli enerji emme araliklarina sahiptir. Ayak bilegi ve diz etrafinda olusan bu enerji sogurma araliklari dogal bir yürüyüs döngüsünün taklit edilebilmesi için kullanilarak bir itme için gerekli enerjinin üretilmesi optimize edilebilir. Dogal bir yürüyüs döngüsü durus, ön-salinim ve salinim fazlarindan olusur ve bu fazlar sirasinda diz eklemi esas olarak bir enerji emici iken ayak bilegi eklemi esas olarak bir enerji üreticisidir. Durus fazinda, yani adimin yaklasik %0 ila yaklasik %45'i arasinda, diz, diz tleksiyonu sirasinda enerji emer ve diz ekstansiyonu için yaklasik esit miktarda enerji üretir. Bu arada, ayak bilegi eklemi, ayak bileginin dorsifleksiyonu sirasinda, adimin yaklasik %10 ile (gait cycle) yaklasik %50 ila yaklasik %70'i arasinda enerjiyi emer. Diger yandan, ayak bilegi, itme için gereken enerjinin çogunlugunu (tüm yürüme döngüsü boyunca meydana gelen toplam Salinim asamasinda diz, yürüme döngüsünün yaklasik %80 ve %95'i arasinda enerjiyi emerken, ayak bilegi etrafindaki güç akisi dikkate alinmayacak kadar azdir. Sonuç olarak, bir kisinin diz ve ayak bilegi eklemi etrafinda olusan bu emilim ve enerji üretiminin iliskisine dayanarak bir transfemoral protez cihazina dogal yürüyüs güç akisi saglanabilir. Bu kinetik iliskileri kullanarak olusturulan transfemoral protez cihazi (C) dogal bir yürüyüs döngüsü sirasinda diz ve ayak bilegi eklemleri çevresinde meydana gelen farkli enerji emilimini ve üretim araliklarini taklit etmek üzere, salinim depolama mekanizmasi (1), alt bacak kismi (2), agirlik kabul mekanizmasi (3), diz eklemi (4) ve ayak kismi (5) içerir. Salinim depolama mekanizmasi (1), diz eklemini (4) ayak kismina (5) baglayarak diz ekleminin enerji emilimini taklit eder. Enerjinin salinim fazinda emiliminden ve bu enerjinin ayak kismina (5) aktarilmasindan sorumludur. Böylece dizde depolanan enerjinin ayak bileginde kullanilmasi mümkün kilinmistir. Cihazin bir uygulamasinda, salinim depolama mekanizmasi (1) iç içe geçmis üst tüp (8) ve alt tüpten (15) olusur. Sekil 5 `te görülebilecegi gibi salinim depolama mekanizmasi (1) ayak kismina (5) baglanti tüpü ikinci yuvasindan (16) disli çubugu pimi (68) vasitasiyla baglanir. Diz eklemine (4) de baglanti tüpü birinci yuvasindan (7) diz ekleminin birinci yuvasina (17.1) bir mil (24) vasitasiyla baglanir. Iç içe geçmis üst tüp (8) ve alt tüp (15) içinde yer alan yayli kapak (9), baglanti elemani yayinin (10) aktivasyon konumunu degistirmek için kilavuz vida (13) ile hareket eder. Salinim depolama mekanizmasi (l) ayrica, yürüyüs döngüsünün durus fazinin ayak bilegi yuvarlanma (roll-over) kisminda enerjinin kismi bir sekilde emilmesi ve bu enerjinin itme (push-off) için ayak bilegi kismina aktarilmasinda görev alir. Salinim depolama mekanizmasi (l), enerjiyi emebilen ve serbest birakabilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon içerebilir. Ayrica pimler, vidalar, civatalar veya salinim depolama mekanizmasi (l) baglanti tüpü birinci yuvasinin (7) konumlandirilmasini sabitleyen diger mekanik vasitalar gibi teknikte iyi bilinen sabitleme mekanizmalari ile diz eklemine (4) tutturulabilir. Salinim depolama mekanizmasi (1) diger ucu baglanti tüpü ikinci yuvasi (16), bir slider, Civata, pin, tasima, rulo veya diger kaydirilabilir aygit gibi hareketli bir cihaza baglanir. Böylece, salinim depolama mekanizmasi (1) bir kilavuzlu yol boyunca ayak kisminda (5) en az iki pozisyon arasinda tasinabilir. Teknikte uzman bir kisi, sözü geçen baglanti noktalarinin (7, 16) ters çevrilebilecegini veya yeniden konumlandirilabilecegini takdir edecektir. Cihazin bir uygulamasinda, yayli kapak (9), kilavuz Vida (13) ve motor (14) baglanti elemani salinim depolama mekanizmasinin (1) içindeki adaptasyon mekanizmasini olusturur. Bu mekanizma salinim depolama yayinin (10) pozisyonunu degistirerek farkli yürüme hizlarina göre salinim depolama yayini (10) farkli zamanlarda aktive eder ve dizin salinim açisini ayarlar. Bu sayede salinim depolama yayinin (10) pozisyonu, dolayisiyla depoladigi enerji, farkli yürüme hizlarinda olusan enerjiyi depolamak üzere adapte edilir. Salinim adaptasyon mekanizmasi, salinim depolama yayi (10) yerine pozisyonunu degistirebilen hidrolik veya pnömatik silindir gibi baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyonda kullanilabilir. Alt bacak kismi (2), ayak kisminda (5) yer alan bir mi] (24) ile ayak kisminin (5) ayak bilegi parçasina (44) ayak bilegi parçasi yuvasindan (41.1) baglanir. Cihazin bir uygulamasinda, alt bacak kismi (2) içerisinde durus fazinda güvenli inis ve etkin ayak bilegi yuvarlanmasini (roll- over) saglayan agirlik kabul elemani (6) bulunur. Alt bacak kismi (2) bir alüminyum alasimindan, çelik, karbon fiber, plastik veya uygun mukavemet ve fiziksel özelliklere sahip benzer bir malzemeden yapilabilir. Bulusun temel uygulamasinda agirlik kabul elemani (6) olarak yay kullanilmaktadir. Ayrica agirlik kabul elemani (6) olarak bulusun diger uygulamalarinda enerjiyi emebilen ve serbest birakabilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon kullanilabilir. Agirlik kabul mekanizmasi (3) durus fazinda güvenli inisi ve etkin ayak bilegi yuvarlanmasini (roll-over) mümkün kilmak için kullanilir. Cihazin bir uygulamasinda, agirlik kabul mekanizmasinin (3) agirlik kabul elemanini (6) sikistirmasi için sol sikistirma kolu (30) ve sag sikistirma kolu (37) yapilandirilmistir (bundan sonra sikistirma kolu (30, 37) olarak anilacaktir). vasitasiyla diz eklemine (4) baglanir. Bu baglanti bir mil (24) araciligiyla gerçeklestirilir. Agirlik kabul mekanizmasi (3), ayrica agirlik kabul elemanina (6) agirlik kabul yayinin yuvasindan (30.2) baglanir. Burada agirlik kabul mekanizmasinin (3) devreye alinmasi ve devre disi birakilmasi için yapilandirilmis kilit çatali (34) mevcuttur. Kilit çatali (34). alt bacak yuvalari (2.1) ile destek kolu (33) vasitasiyla alt bacak kismina (2) kilit çatali yuvasindan (34.1) baglanir. Agirlik kabul elemanina (6) sikistirma yayi yuvasindan (30.1) baglanan agirlik kabul mekanizmasi (3) ayak yerden kalktiginda serbest hale gelir ve sikistirma kolu (30, 37) agirlik kabul elemanina (6) basmaz, böylelikle diz salinim fazinda serbest hale gelir. Ayak yere deger degmez de sikistirma kolu (30, 37) agirlik kabul elemaninin (6) üzerine tam oturur ve agirlik kabul elemanina (6) basar. Oturma-kalkma destek mekanizmasi ile. oturma sirasinda dizin fleksiyonuna imkân verecek sekilde yapilandirilmis agirlik kabul mekanizmasinin (3) agirlik kabul elemanina (6) basarak enerjiyi depolamasi ve ayaga kalkarken bunu geri vermesiyle oturma kalkma destegi saglanir. Bulusun diger bir yapilandirilmasinda, oturma-kalkma destek mekanizmasi ile, oturma sirasinda dizin 750-170O fleksiyonuna, daha özel olarak 1 10 derece fleksiyonuna imkân verecek sekilde yapilandirilmis agirlik kabul mekanizmasinin (3) agirlik kabul elemanina (6) basarak enerjiyi depolamasi ve ayaga kalkarken bunu geri vermesiyle oturma kalkma destegi saglanir. Mevcut bulusta, sikistirma kolu (30, 37) ve kilit çatali (34) bir alüminyum alasimindan, çelik, karbon fiber, plastik veya uygun mukavemet ve fiziksel özelliklere sahip benzer bir malzemeden yapilabilir. Bulusun bir diger yapilandirilmasinda, agirlik kabul mekanizmasi (3) yerine agirlik kabul elemanini (6) sikistiran ve serbest birakabilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon kullanilabilir. Sikistirma kolu (30, 37), pimler, vidalar, civatalar ile diz eklemine (4) tutturulabilir veya sikistirma kolunun (30, 37) sikistirma yayi yuvasindan (30.1) konumlandirilmasini sabitleyen diger mekanik vasitalar gibi teknikte iyi bilinen sabitleme mekanizmalari ile diz eklemine (4) tutturulabilir. Sikistirma kolunun (30, 37) alt ucu, agirlik kabul yayi yuvasina (302) tam oturarak agirlik kabul elemanini (6) sikistirir ve agirlik kabul yayi yuvasindan (30.2) çikarak agirlik kabul elemanini (6) serbest birakir. Mevcut bulusa göre, kilit çatali (34) pimler, vidalar, civatalar veya kilit çatalini (34) alt bacak yuvalari (2.1) ile alt bacak kismina (2) sabitleyen diger mekanik vasitalar gibi teknikte iyi bilinen sabitleme mekanizmalari ile alt bacak kismina (2) tutturulabilir. Kilit çatali (34) yerine sikistirma kolunu (30, 37) kilitleyen veya serbest birakabilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon kullanilabilir. Kullanicinin üst bacagini cihazin alt bacak kismina (2) diz eklemi (4) baglar. Cihaz bir uygulamasinda kullanicinin üst bacak kismini, cihazin diz ekleminin (4) üst kismindaki (26) üst yuvalari (26.1) vasitasiyla baglar. Alt bacak kismi (2) bir mil (24) vasitasiyla diz ekleminin ikinci yuvasina (17.2) baglanir. Alt bacak kismi (2) ayrica diz eklemine (4) mil vasitasiyla döner bir sekilde baglanir. Sol kulakçik (17) ve sag kulakçik (22) agirlik kabul mekanizmasinin (3) sikistirma kolunu (30, 37) bir mil (24) araciligiyla diz ekleminin üçüncü yuvasina (17.3) sabitler. Salinim depolama mekanizmasi (1) diz eklemine (4) baglanti tüpü birinci yuvasi (7) ve diz ekleminin birinci yuvasi (17.1) vasitasiyla baglanir. Diz ekleminin açisini ölçmek için potansiyometre (19) içermektedir. Bulusun diger bir yapilandirmasinda, kullanicinin üst bacak kismini alt bacak kismina (2) baglayan veya serbest birakabilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon kullanilabilir. Bulusun diger bir yapilandirmasinda, agirlik kabulü sirasinda sikistirma kolunun (30, 37) yerini degistirerek diz etrafinda olusan torku yürüme hizina göre artirip azaltacak durus adaptasyon mekanizmasi (DA) yapilandirilmistir. Sikistirma kolu diz ekseninde yürüme hizina göre bir tasiyicinin (80) kilavuz rayda (79) hareketi ile ayarlanir, Dizin açi ve açisal hizlarinin potansiyometre (19) ile ölçülmesi vasitasi ile yürüme hizini tayin edilir ve buna bagli olarak dize etrafinda olmasi gereken torku saglayabilmek için motor (81) tasiyiciyi (80) kilavuz rayda (79) hareket ettirir. Böylece, sikistirma kolunun agirlik kabul elemanina (6) basma kuvveti degistirilebilir. Mevcut bulusa uygun cihazin ayak kismi (5), ayak kisminin (5) iskeletini olusturan ayak orta kismi (40), sag ayak yani (41), sol ayak yani (42), ayak bilegi parçasinda (44) konumlandirilan ayak bilegi parçasi yuvasina (41.1) yerlestirilen dengeleme yayi (77), salinim depolama yayi- disli mekanizmasi (D), ayak bilegi kilit mekanizmasi (K) ve topuk yaylari (49) içerir. Burada, topuk yaylari (49) yere vurusu yumusatmak için kullanilir. Sag ayak yani (41) ve sol ayak yani (42) bosluklu yapida düzenlenmistir. Bu yapi protezin büyük ölçüde hafifletilmis ve ergonomik bir yapida olmasini saglamaktadir. Ayak bilegi kilit mekanizmasi (K) ayak bilegi mil dislisi (51), ayak bilegi kilidi birinci parçasi (52), ayak bilegi kilidi ikinci parçasi (53), ayak bilegi kilidi üçüncü parçasi (54), ayak bilegi kilidi dördüncü parçasi (55), ve ayak bilegi kilidi besinci parçasi (56) tarafindan olusturulur. Ayak bilegi kilidi besinci parçasinin (56) yere degmesiyle ayak bilegi mil dislisi (51) ve ayak bilegi kilidi birinci parçasi (52) birlesir ve ayak bilegi eklemi kilitlenir. Içerisinde dorsifleksiyon yayi (60) bulunduran dorsifleksiyon yayi tüpü (57) ayak kisminin (5) ön tarafina ayak uç yuvalarindan (83) baglanmistir ve tüpe (57) basan pistonun kolu (82) ayagin arka kisminda ayak bilegi parçasina (44) baglanmistir. Dorsifleksiyon yayi (60) ayak bileginin dorsitleksiyonu sirasinda, adimin yaklasik %10 ile %45 arasinda meydana gelen, enerjiyi depolar. Mevcut bulusa uygun dengeleme yayi (77), ayagin itmeden sonra normal pozisyonuna geri dönmesini saglayacak sekilde yapilandirilmistir. Bulusun bir uygulamasinda dengeleme yayi (77) ile ayagin ön kismi ve ayak bilegi parçasi (44) arasinda konumlandirilmistir. Ayagin itmeden sonra normal pozisyonuna geri dönmesini/sifirlanmasini saglayacak bir yapi ile degistirebilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon içerebilir. Itme sirasinda dogala yakin enerji üretimi yapilabilmesi için yapilandirilmis salinim depolama yayini (10) hareket ettiren mekanizmasini, cihazin bir uygulamasinda sürücü disli (63), sürülen disli (72), orta disli (76) ve disli çubugu (70) olusturur. Sürücü disli (63) ayak bileginin hareketine göre dönecek sekilde yapilandirilmistir. Sürücü disli (63) ayak sol yan tarafi (42) üzerine baglanmistir. Orta disli (76) sürücü dislinin (63) hareketini sürülen disliye (72) aktaracak sekilde yapilandirilmistir. Ayak sol yan tarafi (42) ve sürülen disli (72) arasinda bir mil (24) vasitasiyla baglanmistir. Sürülen disli (72) disli çubugunun (70) ve ona bagli salinim depolama mekanizmasi (1) ileri geri hareketi yapmasini saglayacak sekilde yapilandirilmistir. Salinim depolama yayini (10) hareket ettiren mekanizma ayrica, bir slider, Civata, pin, tasima, rulo veya diger kaydirilabilir aygit gibi hareketli bir cihaz ile degistirebilen baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon olabilir. Böylece, salinim depolama mekanizmasi (1) bir kilavuzlu yol boyunca hareket ederek ayak kisminda (5) en az iki pozisyon arasinda tasinabilir. Topuk yaylari (49), sok emilimi saglar. Bulusun bir uygulamasinda, topuk yaylari (49) ve topuk yayi çubugu (48) ayak kismina sag topuk yayi tutucu (46) ve sol topuk yayi tutucu (47) vasitasiyla alt uçtan sabitlenir. Bir mil (24) sayesinde topuk yaylarinin (49) hareketi sinirlandirilmistir. Topuk yaylari (49) üst uçtan topuk yayi konektörü (50) vasitasiyla ayak sag ve sol yanlarina (41, 42) sabitlenmistir. Ayrica, sok emilimi saglayan baska bir mekanik cihaz veya konfigürasyon kullanilabilir. Bu transfemoral protez her iki eklemde, yani ayak bileginde ve dizde enerji depolayabilir ve geri verebilir. Diz eklemi salinimi sirasinda enerji depolar ve bunu salinim depolama mekanizmasi (l) araciligiyla itme sirasinda ayak bilegi eklemine aktarir. Salinim depolama yayi hareket mekanizmasi, depolanan enerjiyi dogal bir sekilde serbest birakmak için itme sirasinda salinim depolama mekanizmasini (1) hareket ettirir. Itme sonrasinda dengeleme yayi (77) ayak bilegi eklemi 0 derece olacak sekilde ayagi geri çeker. Bu, salinim sirasinda güvenli zemin boslugu saglar ve topuk vurmadan önce ayagi baslangiç pozisyonuna sifirlar. Topuk vurmasindan sonra, diz eklemindeki agirlik kabul elemani (6) güvenli inis ve verimli ayak bilegi yuvarlanma (rollover) hareketi saglamak için ayni eklemde enerji depolar ve geri verir. Bu eleman (6), salinim sirasinda devreden çikarilir ve topuk vurrnayla devreye alinir. Ayni yay, enerji tasarruflu oturma-kalkma saglamak için oturma sirasinda enerjiyi depolar ve ayaga kalkarken geri verir. Ayni yay, robotik protezlere enerji tasarruflu ve hafif bir çözüm saglamak için merdiven tirmanisi sirasinda bir motora paralel olarak enerji depolamak için de kullanilir. Salinim depolama mekanizmasi (l) enerji depolama kapasitesi, farkli yürüme hizlari için salinim fazi diz açisal hizina uyum saglamak ve ayak bilegi itme varyansina göre artirilir ve azaltilir. Agirlik kabul yayinin moment kolu, farkli yürüme hizlarina göre diz ekleminin etrafindaki torku arttirmak ve azaltmak için degistirilir. Bulusun bir uygulamasinda atalet sensorü (75), adaptif ve robotik transfomeral protezin kontrolünde ayagin açisal hizini ölçmek için ayagin ön kisminda yapilandirilmistir. Protezin alt bacak kisminda (2) yer alan agirlik kabul elemanina (6) ve salinim depolama mekanizmasina (1) motor ve mikroislemci kontrolü saglanarak dogal yürüyüs döngüsünün farkli asamalarinda enerjiyi depolayan ve geri veren, basitlestirilmis ve hantal olmayan, insanin dogal diz ve ayak bilegi eklemlerinin hareketini ve enerjik davranislarini taklit eden aktif bir cihaz da saglanmis olur. Yukaridaki somutlasmis örnekler ile tarif edilmis ve gösterilmis olmakla birlikte, bu düzenlemelerin baskalari tarafindan önerilenler gibi altematiflerinin ve modifikasyonlarinin tarifnamenin kapsamina girebilecegi anlasilmaktadir. Ayrica, burada tarif edilen prensiplerin herhangi biri, burada tarif edilen yapisal elemanlarin benzer fonksiyonlarini gerektiren diger ortopedik cihazlara, protez cihazlara genisletilebilir. Örnegin, bu yukaridaki elemanlarin kullanimi, bir transfemoral protez cihazinda kullanim ile sinirli degildir, ayni zamanda bir transtibial protez cihazinda veya benzer alt bacak protez cihazinda da kullanilabilir. Mevcut bulus diz ve ayak bilegini yürümenin dogalina uygun enerji dönüsümüyle birlestiren pasif protez olup günlük hayattaki bacak fonksiyonlarinin %90'ini olusturan yürümeye göre optimize edilip diger fonksiyonlari da yapmaya olanak saglayarak, fazla metabolik enerji tüketimini azaltip, kullanicinin normal yürüme hizini artiran bir pasif protez cihazi saglar. Ayrica, proteze motor ve mikroislemci kontrolü saglanarak dogal yürüyüs döngüsünün farkli asamalarinda enerjiyi depolayan ve serbest birakan, basitlestirilmis ve hantal olmayan, insanin dogal diz ve ayak bilegi eklemlerinin hareketini ve enerjik davranislarini taklit eden aktif bir SEKILLERDEKI YAZILARIN ANLAMLARI A: Sürücü dislisi içindeki Civata için 25 derecelik hareket araligi için oluk. Dorsifleksiyon sirasinda sürücü disliyi döndürmek için degil. B: Yüzey, ayak bileginin konumuna göre sifirlama yayinin aktivasyonunu belirler. C: Moment kol diz eksenine vida-motor aktivasyonu ile ayarlanir. TR TR TR TR TR TR TR TR

Claims (8)

ISTEMLER

1. Bir protez veya ortez cihazi (C) olup - kullanicinin bacagiyla birlestirilebilen bir diz eklemi (4); - ayak bilegi parçasinda (44) konumlandinlan ayak bilegi parçasi yuvasina (41.1) yerlestirilen ve itme bittikten sonra ayagin yere göre 0 dereceye gelip, tekrar yere çarpmamasi için yapilan- dinlmis dengeleme yayi (77), sürücü disli (63), sürülen disli (72), orta disli (76) ve disli çubugu (70) içeren depolama yayi-disli mekanizmasi (D) ve dorsifleksiyon yayi (60) içeren bir ayak - bir diz eklemine (4) baglanmak ve ayrica bir ayak kismina ayak bilegi parçasi yuvasindan (41.1) baglanmak suretiyle bir diz eklemi (4) ve bir ayak (5) kisminin birbirine baglantisini saglayan, içerisinde bir agirlik kabul elemani (6) konumlandirilan bir alt bacak kismi (2); - ayak kismina (5) baglanti tüpü ikinci yuvasi (16) ve disli çubugu pimi (68) vasitasiyla ve diz eklemine (4) baglanti tüpü birinci yuvasi (7) ve diz ekleminin birinci yuvasi (17.1) vasitasiyla baglanan salinim depolama mekanizmasi (1) içerir, burada salinim depolama mekanizmasi (1), iç içe geçmis baglanti elemani tüpleri (8, 15) ve bu tüplerin içinde yer alan baglanti elemani yayi (10), yayli kapak (9), kilavuz vida (13) ve motordan (14) olusan ve farkli yürüme hizlarinda olusan enerjiyi depolayan salinim adaptasyon mekanizmasini içerir, burada ayak kismi (5), ayak uç yuvalarindan (83) ayak kisminin (5) ön tarafina baglanmis olan ve içinde dorsiIleksiyon yayi (60) bulunan bir dorsifleksiyon yayi tüpünü (57) ve söz konusu tüpe (57) basan ve ayagin arka kisminda ayak bilegi parçasina (44) baglanan bir pistonun kolunu (82) içerir, burada salinim depolama yayi-disli mekanizmasi (D) vasitasiyla salinim depolama mekanizmasi (1) ayak kisminda (5) en az iki pozisyon arasinda tasinir; karakterize edici özelligi; protez veya ortez cihazinin (C) ayrica - agirlik kabul elemani (6); - agirlik kabul elemanini (6) devreye alip çikartmakla görevli ve sikistirma yayi yuvasi (30.1) ile diz ekleminin üçüncü yuvasi (17.3) ve bir mil (24) vasitasiyla diz eklemine (4) ve agirlik kabul elemanina (6) agirlik kabul yayi yuvasindan (30.2) baglanan sikistirma kolu (30, 37); - kilit çatalini (34) içeren agirlik kabul mekanizmasini (3) ve, - bir ucu alt bacak yuvalarindan (2.1) alt bacak kismina (2) sabitlenen ve diger ucu kilit çatali yuvasindan (34.1) kilit çatalina (34) baglanan bir destek kolunu (33) içerir.

2. Istem l,e göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup, burada agirlik kabul elemani (6) yaydir.

3. Istem 1 veya 2,ye göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup, ayrica diz eklemine (4) bagli bir kilavuz ray (79) ve sikistirma koluna (30, 37) bagli bir tasiyici (80) içeren ve diz etrafinda olusan torku yürüme hizina göre artirip azaltmak için sikistirma kolunu (30,37) diz ekseninde yürüme hizina göre bir tasiyicinin (80) kilavuz rayda (79) hareketi ile ayarlayan bir durus adaptasyon mekanizmasi (DA) içerir.

4. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup, ayrica ayak bilegini kilitli tutmak için yapilandirilmis ayak bilegi mil dislisi (51), ayak bilegi kilidi birinci parçasi (52), ayak bilegi kilidi ikinci parçasi (53), ayak bilegi kilidi üçüncü parçasi (54), ayak bilegi kilidi dördüncü parçasi (55) ve ayak bilegi kilidi besinci parçasini (56) içeren ayak bilegi kilit mekanizmasi (K) içerir.

5. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup, dizin oturma sirasinda 75°-110° Ileksiyonuna imkân verecek sekilde yapilandirilan ve oturma sirasinda agirlik kabul elemanina (6) basarak enerjinin depolanmasini ve ayaga kalkarken bu enerjiyi geri vermesiyle oturma kalkma destegi saglayan agirlik kabul mekanizmasini (3) içerir.

6. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup, ayrica ayak kismina (5) sag topuk yayi tutucu (46) ve sol topuk yayi tutucu (47) vasitasiyla alt uçtan baglanmis ve topuk yayi konektörü (50) vasitasiyla ayak sag ve sol yanlarina (41, 42) üst uçtan baglanmis olan, sok emilimi saglamasi için yapilandirilmis topuk yaylarini (49) içerir.

7. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup ayrica agirlik kabul elemaninin (6) bir ucunda yer alan ve bu elemana (6) basarak bir güç saglayan bir motor

8. Önceki istemlerden herhangi birine göre bir protez veya ortez cihazi (C) olup ayrica cihazin (C) içerdigi motorlarin kontrol edilmesi için uyarlanmis bir kontrol ünitesi içerir.