CONTROL DE UNA PRÓTESIS PASIVA DE ARTICULACIÓN DE RODILLA CON AMORTIGUAMIENTO AJUSTABLE.

Control de una articulación pasiva de prótesis de rodilla con amortiguamiento ajustable en la dirección de flexión para adaptar un equipo de prótesis con medios de conexión por el lado superior y un elemento de unión con un pie artificial,

fijado a la prótesis de articulación de la rodilla, a la subida de escaleras, caracterizado por las siguientes etapas: - detección de una fase de elevación mediante detección de un levantamiento con un momento reducido del pie de prótesis y - descenso del amortiguamiento de flexión en la fase de levantamiento hasta por debajo de un nivel adecuado para marchar en llano

Control de una prótesis pasiva de articulación de rodilla con amortiguamiento ajustable.

La invención se refiere al control de una prótesis pasiva de articulación de rodilla con amortiguamiento ajustable en la dirección de flexión, para adaptar un equipo de prótesis, con medios de conexión en la parte superior y un elemento de unión con un pie artificial, que están fijados a la prótesis de articulación de rodilla, a la subida de escaleras.

Los portadores de prótesis que necesitan una prótesis de rodilla, deben aceptar compromisos en el ajuste de su prótesis en cuanto al amortiguamiento de la flexión y la extensión, ya que las prótesis pasivas de articulación sólo están optimizadas para determinadas aplicaciones, con lo que modelos de movimiento que se desvíen significativamente no son posibles o lo son muy difícilmente. Así la secuencia del movimiento de andar en llano, para la que están diseñadas las múltiples prótesis pasivas de articulación de rodilla con amortiguamiento de flexión y extensión, precisa de otra curva característica bastante diferente de la de subir escaleras. Por ello realiza el portador de la prótesis la subida de escaleras con las prótesis de articulación de rodilla tradicionales tal que cuando está delante de la escalera la pierna sana se levanta hasta el primer escalón y la pierna contralateral es arrastrada detrás hasta el mismo escalón. Puede lograrse un aumento de la velocidad de marcha dado el caso asentando la pierna sana sobre cada segundo escalón, pero esto precisa mucho esfuerzo.

El documento US 2005/0015156 A1 describe un equipo de prótesis con una resistencia ajustable en una prótesis pasiva de articulación de rodilla, con la que debe resultar posible o facilitarse un contrapié al subir escalones o pendientes. Esto se realiza mediante un equipo para modificar la fuerza de resistencia al doblar o extender la pierna. El grado de fuerza de resistencia se controla mediante un equipo para captar el movimiento anterior-posterior sobre la base de un movimiento del muslo. Mediante un movimiento relativo de la parte superior de la articulación de prótesis de rodilla en la parte inferior, ajusta el portador de la prótesis la resistencia de amortiguamiento. El control de la resistencia de doblado lo realiza a voluntad el portador de la prótesis.

Es tarea de la presente invención proporcionar una articulación pasiva de rodilla con la que le sea posible a un portador de la prótesis una subida de escaleras con alternancia. En el marco de la invención se resuelve esta tarea mediante un control con las características de la reivindicación 1. Ventajosas mejoras y perfeccionamientos de la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas.

En las prótesis de articulación de rodilla tradicionales diseñadas para marchar en llano, da lugar el necesario pequeño amortiguamiento de extensión de la prótesis de articulación de rodilla a que al subir escaleras se produzca una extensión brusca al presionar hacia arriba y con ello una inaceptable carga de choque para el portador de la prótesis. Tampoco es posible equilibrar cuando se presiona hacia arriba con la pierna dotada de la prótesis, porque se encuentran tres articulaciones, es decir, la articulación del pie, la articulación de la rodilla y la cadera, una sobre otra, y el portador de la prótesis sólo puede controlar directamente la articulación de la cadera. Ya al levantar el pie de prótesis para alcanzar el siguiente escalón más alto de la escalera se presenta el problema de que el pie de prótesis es conducido a la parte vertical del escalón o bien al borde inferior del siguiente escalón más alto de la escalera, ya que el necesario amortiguamiento de flexión en el control de la fase de impulsión para la marcha en llano imposibilita alcanzar la cara superior del siguiente escalón más alto en la escalera. El accionamiento de flexión previsto en articulaciones de rodilla activas para levantar el pie y el accionamiento de extensión al presionar sobre la rodilla y levantar el cuerpo sobre la pierna dotada de la prótesis, es muy costoso y muy difícil. Además, el control de la fase de impulsión para la marcha en llano queda fuertemente limitado en estas prótesis de articulación de rodilla activas.

El control correspondiente a la invención prevé que la prótesis pasiva de articulación de rodilla con un amortiguamiento ajustable en la dirección de flexión para adaptar un equipo de prótesis con un medio de conexión para el lado superior y un elemento de unión con un pie artificial, que están fijados a la articulación de rodilla de prótesis, prevea en la subida de escaleras primeramente la detección de un levantamiento del pie de la prótesis con un momento reducido. Tras la detección de un levantamiento del pie de la prótesis con un momento reducido, se reduce el amortiguamiento de flexión en la fase de levantamiento, precisamente por debajo de un nivel que está optimizado o bien que es adecuado para la marcha en llano. Mediante la reducción de la resistencia de flexión, al reducirse el amortiguamiento de flexión, es posible lograr un ángulo de la rodilla al levantar el pie de prótesis que posibilite el pisar con el pie de prótesis sobre el siguiente escalón más alto. En una flexión de la cadera y un levantamiento con un momento reducido del pie de prótesis, es posible, debido a la inercia de la masa del pie de prótesis, un ángulo de la rodilla en una prótesis pasiva de articulación de rodilla que sea suficiente al llevar hacia adelante la cadera o en la correspondiente extensión debida a la fuerza de la gravedad para superar el borde de la escalera y posicionar el pie de prótesis sobre el escalón de la escalera. Al respecto es ventajoso configurar la distribución de masas en la prótesis tal que el centro de gravedad de la masa esté dispuesto lo más distal posible, por ejemplo en el elemento de unión con el pie de prótesis o en el propio pie de prótesis. Para ello puede disponerse por ejemplo la unidad de control del sistema de rodilla distal en lugar de próximo a la rodilla, con lo que sin aumentar el peso de la prótesis mediante pesos extra en el pie de la prótesis se alcanza el efecto deseado de la flexión de la rodilla cuando se levanta el pie de la prótesis con un momento bajo.

Tras descender el amortiguamiento de flexión, durante la fase de asentamiento y extensión de la cadera, en la que la pierna dotada de la prótesis se extiende, se incrementa el amortiguamiento de flexión y dado el caso el amortiguamiento de extensión a un nivel por encima del amortiguamiento de un control de la fase de impulsión para la marcha en llano, con lo que puede realizarse una extensión controlada tanto de la articulación de cadera como también de la articulación de rodilla y de la articulación de pie.

Tras superar el borde de la escalera, se extiende la rodilla debido a la fuerza de la gravedad. Para hacer posible un posicionado del pie de prótesis que se encuentra encima del escalón de la escalera, aumenta el amortiguamiento de flexión antes de la extensión de la articulación de rodilla de prótesis, con lo que puede realizarse el posicionado del pie de prótesis mediante el ángulo de cadera, que puede controlar directamente el paciente.

El amortiguamiento de flexión aumenta en la fase de asentamiento y dado el caso la fase de extensión de la cadera preferiblemente hasta un valor máximo, para reducir o evitar un descenso con un momento de extensión de la cadera insuficiente. Al respecto está previsto que el amortiguamiento de flexión en la fase de asentamiento y de extensión de la cadera se mantenga hasta la extensión completa de la cadera.

Para facilitar el posicionado del pie de prótesis se prevé un ajuste del amortiguamiento de extensión durante la fase de levantamiento así como de asentamiento y extensión de la cadera, para evitar durante la fase de levantamiento una extensión de la articulación de rodilla de prótesis debida a la fuerza de la gravedad o bien una caída hacia abajo del pie de prótesis y para poder asentar de manera controlada el pie durante la fase de asentamiento y de extensión de la cadera. Si no hubiese en absoluto un amortiguamiento de extensión durante la fase de extensión de la cadera, se realizaría una aceleración antinatural del paciente hacia arriba, lo cual llevaría a un tope y a una interrupción abrupta en la extensión máxima de la articulación de rodilla. Un levantamiento del pie de prótesis sin amortiguamiento de extensión puede dar lugar en escaleras abiertas, es decir, sin parte vertical del escalón,...

1. Control de una articulación pasiva de prótesis de rodilla con amortiguamiento ajustable en la dirección de flexión para adaptar un equipo de prótesis con medios de conexión por el lado superior y un elemento de unión con un pie artificial, fijado a la prótesis de articulación de la rodilla, a la subida de escaleras,

caracterizado por las siguientes etapas:

- detección de una fase de elevación mediante detección de un levantamiento con un momento reducido del pie de prótesis y

- descenso del amortiguamiento de flexión en la fase de levantamiento hasta por debajo de un nivel adecuado para marchar en llano.

2. Control según la reivindicación 1,

caracterizado porque el amortiguamiento de extensión y/o flexión se eleva en una fase de asentamiento y extensión de la cadera hasta un nivel por encima de un amortiguamiento de un control de la fase de impulsión para la marcha en llano.

3. Control según la reivindicación 2,

caracterizado porque el amortiguamiento de flexión se incrementa en la fase de asentamiento hasta un valor máximo.

4. Control según la reivindicación 2 ó 3,

caracterizado porque el amortiguamiento de flexión se mantiene en la fase de asentamiento y extensión de la cadera hasta la completa extensión de la cadera.

5. Control según una de las reivindicaciones 2 a 4,

caracterizado porque el amortiguamiento de flexión se incrementa en función de la variación del ángulo de la rodilla.

6. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el amortiguamiento de flexión se incrementa o reduce en función de la fuerza axial que actúa sobre la caña de la pierna.

7. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el amortiguamiento de extensión se ajusta durante la fase de levantamiento, así como la fase de asentamiento y extensión de la cadera.

8. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque se realiza la detección del levantamiento con momento reducido mediante un sensor de fuerza o momento.

9. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque la detección del levantamiento con un momento reducido se realiza mediante una medición de una aceleración horizontal del pie de prótesis y captación del doblado de la prótesis de articulación de rodilla.

10. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque la detección de un levantamiento con momento reducido se realiza mediante la captación de un momento de antepié en el pie de la prótesis.

11. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque se apoya la flexión en la fase de levantamiento mediante un mecanismo de resorte pretensado.

12. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque aumento del amortiguamiento de flexión y extensión se inicia cuando el pie de prótesis se asienta de nuevo tras el levantamiento.

13. Control según la reivindicación 12,

caracterizado porque el asentamiento se detecta mediante una medición de la fuerza axial en la caña de la pierna o en el pie de prótesis.

14. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque el amortiguamiento de flexión se reduce en la fase de levantamiento hasta un valor mínimo.

15. Control según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque tras realizarse la reducción del amortiguamiento de flexión se ajusta una extensión libre con control por el tiempo.

16. Control según la reivindicación 15,

caracterizado porque la extensión libre se realiza apoyada por resorte.

17. Control según la reivindicación 15 ó 16,

caracterizado porque el control por tiempo se realiza mecánica o electrónicamente.