Un pie protésico (1, 53) que comprende: una quilla de pie resiliente,

(2, 33, 38, 40, 42, 43, 54), que se extiende en sentido longitudinal, un fuste de pantorrilla resiliente (6, 44 - 51, 55), vertical, alargado con una porción inferior (7) que forma un área de articulación del tobillo del pie protésico, una porción intermedia, y una porción proximal para su conexión con una estructura de soporte sobre la pierna residual de una persona, terminando dicha porción inferior posteriormente en un extremo del fuste y extendiéndose anteriormente hacia arriba hasta dicha porción intermedia por medio de una superficie curvada de forma convexa de orientación anterior, siendo dicho fuste comprimible y expansible en la dirección longitudinal (A - A) de la quilla de pie durante la marcha para simular la flexión plantar y la flexión dorsal de la articulación del tobillo humano; en el que el fuste se extiende hacia arriba en una forma sustancialmente curvilínea por encima del área de la articulación del tobillo para formar una parte protésica inferior de una pierna por encima del área de la articulación del tobillo; una disposición de sujeción (8, 11, 56, 57, 58) que incluye al menos un medio de sujeción liberable (8, 57, 58), que conecta y sitúa firmemente la porción inferior del fuste sobre la quilla de pie para crear una capacidad de respuesta dinámica y un resultado de desplazamiento del pie durante la marcha; en el que el fuste soporta y transfiere únicamente la fuerza de soporte del peso del cuerpo sobre el pie protésico durante dicha marcha para oponerse a la fuerza de reacción del suelo creada en el pie protésico durante dicha marcha

Campo técnico

La presente invención se refiere a un pie protésico de grandes prestaciones que proporciona unas capacidades de respuesta dinámica mejoradas en cuanto estas capacidades se refieren a la mecánica de la fuerza aplicada.

Técnica antecedente

Un pie artificial no articulado para una prótesis de pierna se divulga por Martin et al. en la Patente estadounidense No. 5,897,594. A diferencia de las soluciones anteriores, en las que el pie artificial presenta una estructura rígida dotada de una articulación con el fin de imitar la función del tobillo, el pie artificial sin articulación de Martin et al. emplea un inserto de pie resiliente el cual está dispuesto dentro de un molde del pie. El inserto es un diseño con forma aproximada de C en sección longitudinal, con la abertura hacia la parte trasera, y asume la carga de la prótesis con su miembro superior en forma de C y por medio de su miembro inferior en C transmite esa carga a un muelle de lámina conectado a aquél. El muelle de lámina, tal y como se aprecia desde el lado inferior, presenta un diseño convexo y se extiende aproximadamente en paralelo con la zona de la planta del pie, hacia delante más allá del inserto del pie hacia el interior de la zona de la punta del pie. La invención de Martin et al. se basa en el objetivo de mejorar el pie artificial sin articulación, con respecto a la amortiguación del impacto del talón, a la elasticidad, a la marcha talón -dedos y a la estabilidad lateral, con el fin de que, de esta manera, se permita al usuario caminar de forma natural, siendo lo que se persigue posibilitar tanto que el usuario camine normalmente como que lleve a cabo ejercicio físico y practique deportes. Sin embargo, las características de respuesta dinámica de este pie artificial conocido son limitadas. Se necesita un pie protésico con unas prestaciones mayores que presente unos elementos distintivos de diseño mecánicos aplicados mejorados, los cuales puedan mejorar las prestaciones atléticas de la persona amputada incluyendo actividades tales como correr, saltar, esprintar, arrancar, parar y driblar, por ejemplo.

Se han propuesto otros pies protésicos por parte de Van L. Phillips los cuales supuestamente proporcionan a la persona amputada una agilidad y una movilidad para emprender una amplia variedad de actividades que en el pasado estaban excluídas debido a las limitaciones estructurales y a las prestaciones correspondientes de las prótesis de la técnica anterior. Correr, saltar y otras actividades pueden supuestamente llevarse a cabo mediante estos pies conocidos los cuales, se dice, pueden ser utilizados de la misma manera que el pie normal del usuario. Véanse las Patentes Nos. 6,071,313; 5,993,488; 5,899,944; 5,800,569: 5,800,568: 5,728,177; 5,728,176; 5,824,112, 5,593,457; 5,514,185; 5,181,932 y 4,822,363, por ejemplo. Otro ejemplo relevante de pie protésico se divulga en el documento WO 02/02034, el cual se ajusta a los términos del apartado 3, del Artículo 54 del CPE.

Divulgación de la invención

Con el fin de permitir que un atleta amputado consiga un nivel de prestaciones más elevado, se necesita un pie protésico que presente una mecánica aplicada mejorada, pie que pueda desarrollar las prestaciones del pie humano y, así mismo, desarrollar las prestaciones de los pies protésicos de la técnica anterior. Interesa que el atleta amputado tenga un pie protésico de elevadas prestaciones que incorpore una mecánica aplicada mejorada, una respuesta dinámica elevada y débil, y una ajustabilidad de la alineación que presente un ajuste perfecto para mejorar los componentes horizontales y verticales de las actividades, las cuales puedan ser de naturaleza específica para una tarea.

El pie protésico de la presente invención da respuesta a estas necesidades. De acuerdo con una forma de realización ejemplar divulgada en la presente memoria, el pie protésico de la invención comprende una quilla de pie que se extiende en sentido longitudinal que presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en otro extremo opuesto, y una porción de la parte media del pie relativamente larga que se extiende entre y que está arqueada hacia arriba desde las porciones de la parte anterior del pie y de la parte posterior del pie. Así mismo, se proporciona un fuste de pantorrilla que incluye un extremo inferior curvado de forma convexa hacia abajo. Tal posición durante su posición ajustable fija el extremo exterior curvado del fuste de pantorrilla a la porción de la parte intermedia del pie arqueada hacia arriba de la quilla de pie para formar un área de articulación del tobillo del pie protésico.

La disposición de sujeción ajustable permite el ajuste de la alineación del fuste de pantorrilla y de la quilla de pie uno con respecto a otra en la dirección longitudinal del pie para regular las prestaciones del pie protésico. Mediante el ajuste de la alineación de la porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba de la quilla de pie y del extremo inferior curvado de forma convexa hacia abajo del fuste de pantorrilla uno con respecto a otra en la dirección longitudinal del pie, las características de respuesta dinámica y los resultados del movimiento del pie son modificados para que se ajusten a unas tareas específicas en relación con las velocidades lineales horizontales y verticales requeridas / deseadas. Se divulga un pie protésico multiusos que presenta unas capacidades de respuesta dinámica máximas y mínimas, así como unas características de movimiento biplanares, las cuales mejoran los resultados funcionales de las personas amputadas que participan en actividades deportivas y / o recreativas. Así mismo, se divulga un pie protésico para esprintar.

Estos y otros objetivos, características distintivas y ventajas de la presente invención, resultarán más evidentes a partir de un examen de la descripción detallada subsecuente de formas de realización ejemplares divulgadas de la invención y de los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una ilustración esquemática que representa los dos radios de curvatura adyacentes R1 y R2, uno contra el otro, de una quilla de pie y de un fuste de pantorrilla de un pie protésico de la invención el cual crea una capacidad de respuesta dinámica y un resultado de movimiento del pie durante la marcha en la dirección de la flecha B perpendicular a la línea tangencial A que conecta los dos radios.

La Fig. 2 es una vista similar a la de la Fig. 1 pero que muestra que la alineación de los dos radios ha sido modificada en el pie protésico de acuerdo con la invención, para incrementar el componente horizontal y reducir el componente vertical de la capacidad de respuesta dinámica y el resultado de movimiento del pie durante la marcha, de manera que la flecha B1, perpendicular a la línea tangencial A1, está más horizontalmente dirigida del supuesto mostrado en la Fig. 1.

La Fig. 3 es una vista lateral de un pie protésico de acuerdo con una forma de realización ejemplar de la invención con un adaptador de pierna artificial y una pierna artificial conectada a aquél para fijar el pie a la pierna de un amputado.

La Fig. 4 es una vista frontal del pie protésico con el adaptador de la pierna artificial y la pierna artificial de la Fig. 3.

La Fig. 5 es una vista desde arriba de la forma de realización de las Figs. 3 y 4.

La Fig. 6 es una vista lateral de otra una quilla de pie de la invención, especialmente para esprintar, la cual puede ser utilizada en el pie protésico de la invención.

La Fig. 7 es una vista desde arriba de la quilla de pie de la Fig. 6.

La Fig. 8 es una vista desde abajo de la quilla de pie del pie protésico de la Fig. 3, la cual proporciona unas características de respuesta dinámicas elevada y débil, así como unas capacidades de movimiento biplanares.

La Fig. 9 es una vista lateral de la quilla de pie adicional de la invención para el pie protésico de particular utilidad para esprintar por parte de un amputado que haya sido sometido a una amputación Symes del pie.

La Fig. 10 es una vista desde arriba de la quilla de pie de la Fig. 9.

La Fig. 11 es una variante adicional de la quilla de pie del pie protésico de la invención para un amputado Symes, proporcionando la quilla de pie del pie protésico unas características dinámicas elevada y débil así como unas capacidades de movimiento biplanares.

La Fig. 12 es una vista desde arriba... [Seguir leyendo]

1. Un pie protésico (1, 53) que comprende: una quilla de pie resiliente, (2, 33, 38, 40, 42, 43, 54), que se extiende en sentido longitudinal, un fuste de pantorrilla resiliente (6, 44 -51, 55), vertical, alargado con una porción inferior (7) que forma un área de articulación del tobillo del pie protésico, una porción intermedia, y una porción proximal para su conexión con una estructura de soporte sobre la pierna residual de una persona, terminando dicha porción inferior posteriormente en un extremo del fuste y extendiéndose anteriormente hacia arriba hasta dicha porción intermedia por medio de una superficie curvada de forma convexa de orientación anterior, siendo dicho fuste comprimible y expansible en la dirección longitudinal (A -A) de la quilla de pie durante la marcha para simular la flexión plantar y la flexión dorsal de la articulación del tobillo humano; en el que el fuste se extiende hacia arriba en una forma sustancialmente curvilínea por encima del área de la articulación del tobillo para formar una parte protésica inferior de una pierna por encima del área de la articulación del tobillo; una disposición de sujeción (8, 11, 56, 57, 58) que incluye al menos un medio de sujeción liberable (8, 57, 58), que conecta y sitúa firmemente la porción inferior del fuste sobre la quilla de pie para crear una capacidad de respuesta dinámica y un resultado de desplazamiento del pie durante la marcha; en el que el fuste soporta y transfiere únicamente la fuerza de soporte del peso del cuerpo sobre el pie protésico durante dicha marcha para oponerse a la fuerza de reacción del suelo creada en el pie protésico durante dicha marcha.

2. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende así mismo unos medios para ajustar la alineación de dicho fuste de pantorrilla y de dicho quilla de pie, uno con respecto a otra, en la dirección longitudinal de dicha quilla de pie para regular las prestaciones de dicho pie protésico para que resulten específicas de una tarea, en el que dicho medio incluye una abertura que se extiende en sentido longitudinal (9, 10) dentro de al menos uno entre dicha quilla de pie y dicho fuste de pantorrilla y un medio de sujeción liberable (8, 57, 58) que se extiende a través de dicha abertura para permitir la fijación de manera ajustable de dicho fuste de pantorrilla con dicha quilla de pie para ajustar dicha alineación.

3. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cada uno de dicha quilla de pie y dicho fuste de pantorrilla está provisto de una abertura que se extiende en sentido longitudinal (9, 10) a través de la cual se extiende dicho medio de sujeción liberable (8, 57, 58).

4. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende así mismo un elemento de acoplamiento (11, 56) situado entre dicho fuste de pantorrilla y dicha quilla de pie, y un medio de liberación (8, 57, 58) el cual se extiende a través de una abertura de dicho elemento de acoplamiento para fijar dicho fuste de pantorrilla a dicha quilla de pie por medio del elemento de acoplamiento.

5. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho medio de sujeción liberable conecta dicho elemento de acoplamiento con dicha quilla de pie y en el que está dispuesto otro medio de sujeción liberable, el cual conecta dicho elemento de acoplamiento con dicho fuste de pantorrilla para fijar dicho fuste de pantorrilla a dicha quilla de pie.

6. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicho medio de sujeción liberable y dicho otro medio de sujeción liberable están separados entre sí dentro de dicho elemento de acoplamiento en una dirección a lo largo de dicha dirección longitudinal de dicha quilla de pie.

7. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho otro medio de sujeción liberable es más posterior que dicho medio de sujeción liberable.

8. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha superficie curvada de forma convexa de orientación anterior presenta la forma de una parábola, situándose el radio más pequeño de curvatura de dicha parábola en el extremo inferior del fuste de pantorrilla y extendiéndose hacia arriba para formar dicha parábola.

9. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho fuste de pantorrilla tiene forma de S, formando una porción inferior con dicha forma de S dicha superficie curvada de forma convexa de orientación anterior de dicho fuste de pantorrilla.

10. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho fuste de pantorrilla tiene forma de J, formando una porción inferior de dicha forma de J dicha superficie curvada de forma convexa de orientación anterior de dicho fuste de pantorrilla.

11. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de los dos extremos separados verticalmente de dicho fuste de pantorrilla están redondeados de forma convexa dentro de los extremos libres respectivos que se extienden en la misma dirección a lo largo de dicha quilla de pie que se extiende en sentido longitudinal con una porción vertical relativamente recta de dicho fuste de pantorrilla que une dichos extremos redondeados sobre un lado opuesto al de dichos extremos libres.

12. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el fuste de pantorrilla que constituye la parte protésica inferior de una pierna se extiende hacia arriba de una forma sustancialmente curvilínea que está curvada de forma inversa para fusionarse con un extremo superior vertical recto del fuste de pantorrilla.

13. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción anterior del pie en un extremo, una porción posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que cada una de dichas porción de la parte anterior del pie y de dicha porción de la parte posterior del pie están curvadas de forma cóncava hacia arriba.

14. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que dicha porción de la parte media del pie de dicha quilla de pie está curvada de forma convexa hacia arriba a lo largo de la entera longitudinal entre dichas porciones de la parte anterior y posterior del pie.

15. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que dicha porción de la parte media del pie de dicha quilla de pie incluye una concavidad posterior encarada hacia arriba en la cual dicha porción inferior de dicho fuste de pantorrilla está fijada a dicha quilla de pie.

16. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte media del pie en un extremo, una porción de la parte anterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que dicha porción de la parte posterior del pie incluye un talón con una esquina lateral posterior el cual es más posterior y lateral que la esquina medial del talón para favorecer la desviación de la parte posterior del pie durante la fase de contacto inicial de la marcha.

17. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que la superficie planar de la porción de la parte media del pie de dicha quilla de pie presenta una concavidad arqueada longitudinal con una cara medial de radio mayor que la cara lateral de aquélla.

18. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, en el que una cara dorsal de la parte media del pie y de una porción de la parte anterior del pie de dicha quilla de pie está conformada con una concavidad orientada hacia arriba que imita en funcionamiento el eje de desplazamiento del quinto metatarso de un pie humano, presentando dicha concavidad un eje longitudinal el cual está orientado formando un ángulo de 20º a 35º con respecto al eje longitudinal de la quilla de pie siendo la cara medial más anterior que la cara lateral para favorecer el desplazamiento del quinto metatarso durante la marcha como en el eje de rotación de baja velocidad del segundo al quinto metatarsos del pie humano.

19. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que la cara posterior de la porción de la parte anterior del pie de dicha quilla incluye unos orificios de junta de expansión medial y lateral que se extienden a través de dicha porción de la parte anterior del pie entre sus superficies dorsal y plantar, y extendiéndose las juntas de expansión hacia delante desde unos orificios respectivos de dichos orificios hasta el borde anterior de la parte anterior del pie para formar unos tirantes medial, intermedio y lateral, los cuales crean una capacidad de desplazamiento biplanar mejorada de la porción anterior del pie de dicha quilla de pie.

20. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dichos orificios de junta de expansión están situados a lo largo de una línea en el plano transversal, la cual se extiende formando un ángulo de 20º a 35º con respecto al eje longitudinal de la quilla de pie con el orificio de junta de expansión medial más anterior que el orificio de junta de expansión lateral.

21. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dichos orificios de junta de expansión, tal y como se proyectan sobre el plano sagital están inclinados formando un ángulo de 45º con respecto al plano transversal, siendo la cara dorsal de los orificios más anterior que la cara plantar.

22. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 19, en el que la distancia desde el medio de sujeción hasta el orificio de junta de expansión lateral es más corta que la distancia desde el medio de sujeción hasta el orificio de junta de expansión medial, de tal manera que la porción lateral del pie protésico presenta una palanca de los dedos del pie más corta que la porción medial para posibilitar una respuesta dinámica elevada y débil de la parte media del pie.

23. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el extremo anterior de dicha quilla de pie está conformado en un arco curvado hacia arriba para simular los dedos del pie humano en flexión dorsal en la posición de elevación del talón de los dedos del pie despegados en la última fase de apoyo de la marcha.

24. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte anterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que la cara posterior de la porción de la parte posterior del pie de dicha quilla de pie incluye al menos un orificio de junta de expansión que se extiende a través de dicha porción de la parte anterior del pie entre sus superficies dorsal y plantar extendiéndose una junta de expansión hacia delante desde dicho orificio de junta de expansión hasta el borde anterior de la porción de la parte anterior del pie para formar varios tirantes de expansión, los cuales crean unas velocidad de desplazamiento biplanar mejorada de la porción anterior del pie de dicho pie.

25. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo y una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto y una porción de la parte media arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que dichas porciones de la parte anterior, de la parte media y de la parte posterior de dicha quilla de pie están formadas de una sola pieza de material resiliente.

26. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 25, en el que dicho material resiliente es un plástico semirrígido.

27. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie está formada de un material semirrígido con un arco longitudinal conformado para crear una capacidad de respuesta dinámica de dicho pie durante la marcha, de tal manera que la cara medial del arco longitudinal presenta una capacidad de respuesta dinámica relativamente más elevada y la cara lateral de dicho arco longitudinal presenta una capacidad de respuesta dinámica relativamente más débil.

28. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el extremo posterior de dicha quilla de pie está conformado en un arco curvado hacia arriba que reacciona a las fuerzas de reacción del suelo durante el apoyo del talón mediante la compresión para la absorción de choque.

29. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha quilla de pie presenta una porción de la parte anterior del pie en un extremo, una porción de la parte posterior del pie en un extremo opuesto, y una porción de la parte anterior del pie arqueada hacia arriba entre ellas, y en el que la porción anterior de la parte posterior del pie de dicha quilla de pie incluye un orificio de junta de expansión que se extiende a través de dicha porción de la parte posterior del pie entre las superficies dorsal y plantar de aquélla, extendiéndose la junta de expansión posteriormente desde dicho orificio de junta de expansión hasta el borde posterior de la porción de la parte posterior del pie para formar varios tirantes de expansión los cuales crean una capacidad de desplazamiento biplanar mejorada de la porción de la parte posterior del pie de dicho pie.

30. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende así mismo un adaptador (13) conectado al extremo superior del fuste de pantorrilla para su uso en la conexión del pie protésico a una estructura de soporte sobre un muñón de pierna de una persona.

31. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la quilla de pie presenta un área de soporte de peso de la superficie plantar anterior que incluye unos tirantes de expansión lateralmente separados (25 -27) los cuales crean una capacidad de desplazamiento biplanar de la quilla de pie.

32. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el fuste de quilla está formado de una sola pieza de material resiliente.

33. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la quilla de pie presenta unas áreas de soporte de peso de superficies plantares posterior y anterior y una porción de la parte media que no soporta ningún peso que se extiende entre las áreas de soporte de peso.

34. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 33, en el que el área de soporte de peso de la superficie plantar anterior está orientada formando un ángulo con respecto al eje longitudinal de la quilla de pie con su lado medial más anterior que su lado lateral.

35. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el fuste (50, 51) que constituye la parte inferior protésica de una pierna se extiende hacia arriba de una forma sustancialmente curvilínea que está curvada de manera inversa para fusionarse con un extremo superior recto del fuste.

36. El pie protésico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho miembro presenta una anchura en el plano frontal mayor que el grosor del miembro en el plano sagital a lo largo de la entera longitud del miembro, de tal manera que el miembro se flexiona en la dirección longitudinal del pie durante la marcha para almacenar y liberar energía para mejorar la respuesta dinámica de la prótesis durante la marcha.

37. La prótesis de acuerdo con la reivindicación 33, en la que dicho miembro resiliente tiene una forma genéricamente rectangular.