专利名称：用于假肢脚的平稳翻转鞋内底的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种假肢脚，并且更具体地，涉及一种具有鞋内底的假肢脚，所述鞋内 底在使用期间有助于假肢脚的平稳翻转。
背景技术：
在本领域中公知不同设计的假肢脚。各种传统的设计已经解决与假肢脚相关联的 各种局限性。许多传统的假肢脚设计通常需要接近人脚的自然步幅的运动的感觉和流体范围。 所述自然步幅的一个方面能够在脚的运动期间从脚后跟着地(heel-strike)流畅地过渡 到脚趾离地(toe-off)。一些传统的设计试图通过装入不同类型(例如，板簧)和形状(例如，C形、U形) 的弹簧以在假肢脚的运动期间存储和释放能量来提供所述流体过渡。然而，这种能量存储 和能量释放设计没有提供在脚运动期间接近自然人脚的运动的步幅流动性和翻转特征的 期望程度。例如，传统的假肢脚设计可能会受到当假肢脚的跖骨部分初始接触地面时的突 然冲击(其中，假肢脚的负载中心首先极快地移动)，从而在走动期间提供不自然且不舒服 的步态。因此，需要一种具有改进的步幅流动性和翻转性能的假肢脚。
发明内容
根据一个实施例，本发明包括被构造成模仿健全肢体的自然活动，具体地模仿人 脚的移动的假肢装置。所述装置可以包括被构造成在翻转期间模仿自然脚的内侧-外侧运 动的脚构件。假肢装置还可以包括进一步模仿在翻转期间自然脚运动的鞋内底。根据另一个实施例，提供一种假肢脚，所述假肢脚包括脚构件和连接到脚构件的 脚后跟构件，脚构件和脚后跟构件中的一个或两个包括限定凹面的脚弓部分，所述凹面面 对在走动期间接触假肢脚的支撑表面。假肢脚还包括被构造成接触脚弓部分的鞋内底构 件，鞋内底构件具有在假肢脚的运动期间接触支撑表面的底面，其中底面在假肢脚不受负 载时具有凹入形状，当假肢脚受到负载并且处于静立位置时具有大致平坦的形状，以及在 假肢脚的脚后跟着地时具有凸起底面。根据另一个实施例，提供了一种假肢脚，所述假肢脚包括具有轮廓部分的脚构件， 所述轮廓部分面对在走动期间接触假肢脚的支撑表面。假肢脚还包括鞋内底构件，所述鞋 内底构件被构造成接触所述轮廓部分，鞋内底构件被构造成在走动期间有助于使假肢脚沿 外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻转，其中鞋内底构件被构造成在假 肢脚的走动期间保持脚构件至少从脚后跟着地位置到中间立脚位置与支撑表面连续接触。根据又一个实施例，提供了一种假肢脚，所述假肢脚包括限定轮廓部分的脚构件， 所述轮廓部分面对在使用期间接触假肢脚的支撑表面。假肢脚还包括袜套，所述袜套被 构造成在所述袜套内容纳脚构件，袜套包括鞋内底构件，所述鞋内底构件被构造成在假肢脚的走动期间接触所述轮廓部分，鞋内底构件被构造成在走动期间有助于使假肢脚沿外 侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻转，其中鞋内底构件被构造成在假肢 脚的走动期间保持脚构件至少从脚后跟着地位置到中间立脚位置基本上与支撑表面连续 接触。根据又一个实施例，提供了一种假肢脚。该假肢脚包括主体，所述主体的形状大致 与自然人脚一样，所述主体内限定空腔，所述空腔被构造成容纳假肢脚构件，所述假肢脚构 件具有面对支撑表面的部分，所述假肢脚在使用期间接触所述支撑表面。假肢脚还包括鞋 内底构件，所述鞋内底构件设置在主体内并被构造成接触所述部分，鞋内底构件被构造成 在走动期间有助于使假肢脚沿外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻转， 其中鞋内底构件被构造成在假肢脚的走动期间保持所述假肢脚构件至少从脚后跟着地位 置到中间立脚位置基本上与支撑表面连续接触。
图1是假肢脚的一个实施例的示意性前视立体图；图2是图1的假肢脚的示意性俯视图；图3是图1的假肢脚的示意性正视图；图4A-4C是图1的具有鞋内底的一个实施例的假肢脚的示意性侧视图；图5是与自然人脚的翻转相比当图1-3的假肢脚从脚后跟着地翻转到脚趾离地时 绘制该假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面图；图6是与自然人脚的翻转相比当假肢脚从脚后跟着地翻转到脚趾离地时绘制图 4A-4C的假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面图；图7是与自然人脚的翻转相比当图1-3的假肢脚从脚后跟着地翻转到脚趾离地时 绘制该假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面图，其中袜套设置在假肢脚上；图8是与自然人脚的翻转相比当图4A-4C的假肢脚从脚后跟着地翻转到脚趾离地 时绘制该假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面图，其中袜套设置在假肢脚上；图9是与自然人脚的翻转相比当图1-3的假肢脚从脚后跟着地翻转到脚趾离地时 绘制该假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面图，其中袜套和鞋设置在假肢脚上；图10是与自然人脚的翻转相比当图4A-4C的假肢脚从脚后跟着地翻转到脚趾离 地时绘制该假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面图，其中袜套和鞋设置在假肢脚上；图11A-11D是图6的自然人脚和假肢脚的性能的计算机屏幕视图；图12A-12D是图7的自然人脚和假肢脚的性能的计算机屏幕视图；图13是具有鞋内底部分的假肢脚的另一个实施例的横截面侧视图；图14A是图13中的假肢脚的袜套的俯视图；图14B是图14A的沿线14B-14B截得的袜套的横向剖视图；图15A是绘制健全人脚的压力中心的移动的扫描图的平面图；图15B是绘制图1-3的具有传统袜套的假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面 图；图15C是绘制当具有图14A-14B的袜套的图13的假肢脚从脚后跟着地翻转到脚 趾离地时该假肢脚的压力中心的移动的扫描图的平面6
图16是比较自然人脚和图15A-15C中的假肢脚的翻转性能的图表；以及图17是比较自然人脚和图15A-15C中的假肢脚的翻转性能的另一个图表。
具体实施例方式图1-3显示包括脚构件或支撑件10以及脚后跟构件或支撑件20的假肢脚100A。 假肢脚100A还可以具有用于可移除地将假肢脚100A连接到截肢者(例如，通过关节窝或 假肢膝盖)的接合器30。在所述的实施例中，接合器30是锥体形接合器。然而，在其它实 施例中，接合器可以具有其它适当的结构，例如，管夹。在所述的实施例中，脚构件10包括两个脚趾构件10a、10b，所述两个脚趾构件从 脚构件100A的前端向后延伸，并且在所述两个脚趾构件之间限定纵向狭槽。在另一个实施 例中，脚构件可以具有多于两个的脚趾构件，且狭槽限定在相邻脚趾构件之间。在又一个实 施例中，脚构件可以是单个元件，且在所述单个元件中没有限定狭槽。在另一个实施例中， 脚构件10可以是基本上平坦的，并且沿该脚构件的长度具有基本上为矩形的横截面。在所 述的实施例中，假肢脚100A具有板状结构(例如，脚100A可以具有脚板和脚后跟板)。在一个实施例中，假肢脚100A可以具有在该假肢脚的前端12与后端14之间的长 度L，其中长度L大致对应于自然人脚的长度。在一个实施例中，脚构件10可以从假肢脚 100A的后端14延伸到前端12。在另一个实施例中，脚构件10可以从假肢脚100A的后端 14延伸到假肢脚100A的前端12后面的点。在又一个实施例中，脚构件10可以从假肢脚 100A的前端12延伸到假肢脚100A的后端14前面的点。在又一个实施例中，脚构件10可 以从假肢脚100A的后端14前面的点延伸到假肢脚100A的前端12后面的点。另外，脚构 件10可以包括例如彼此横向或纵向分离的多个元件。在另一个实施例中，脚构件10可以 是一体件，可以是基本上平坦的，并且沿该脚构件的长度L具有基本上为矩形的横截面。继续参考图1-3，脚后跟构件20可以具有细长结构。在一个实施例中，脚后跟构 件20的至少一部分可以大致平行于脚构件10的一部分延伸。在所述的实施例中，脚后跟 构件20从在假肢脚100A的前端12和后端14中间的点向后延伸。在另一个实施例中，脚 后跟构件20可以从假肢脚100A的前端12延伸。在所述的实施例中，脚后跟构件20可以 从脚构件10向后延伸。在另一个实施例中，脚后跟构件20的后端可以与脚构件10的后端 对准。在又一个实施例中，脚后跟构件20的前端可以与脚构件10的前端对准。在所述的实施例中，脚后跟构件20通过至少一个紧固件18直接紧固到脚构件10， 所述至少一个紧固件可以是任何适当的紧固件(例如，螺栓、铆钉、胶粘剂、弹性带、夹具)。 在另一个实施例中，脚后跟构件20通过中间构件(未示出)操作性地连接到脚构件10。在 又一个实施例中，脚后跟构件20和脚构件10可以是单个元件。在所述的实施例中，脚后跟构件20可以具有两个分开的纵向部分20a、20b，所述 两个分开的纵向部分在假肢脚100A的走动期间可以独立于彼此弯曲，其中在部分20a、20b 之间限定狭槽对。在另一个实施例中，脚后跟构件20可以具有多于两个的纵向部分，且相 邻的所述部分之间限定狭槽。在又一个实施例中，脚后跟构件20可以是单个部分，且在所 述单个部分中没有限定狭槽。在一个实施例中，脚后跟构件20的至少一部分可以是基本上平坦的，并且沿该脚 后跟构件的长度具有基本上为矩形的横截面。在一个实施例中，脚后跟构件20可以是单个元件，并且可以包括例如彼此横向或纵向分开的多个元件。还要认识到的是脚后跟构件20 可以具有提供脚后跟支撑并且不需要具有细长结构的其它结构。假肢脚100A包括限定脚弓C的弯曲纵向轮廓。在所述的实施例中，脚弓C由脚后 跟构件20限定。在另一个实施例中，脚弓C可以由脚构件10限定。在又一个实施例中，脚 弓C可以由脚构件10和脚后跟构件20限定。在又一个实施例中，假肢脚100A可以具有大 致平坦的纵向轮廓。假肢脚100A可以由在假肢行业中使用的任何适当的材料制造而成。可以在 美国专利 No. 5，037，444 ；No. 5，181，933 ；No. 5，514，185 ；No. 5，776，205 ；No. 6，071，313 ； No. 5，486，209 ；No. 5，514，186 ；No. 5，593，457 ；No. 5，728，176 ；No. 6，165，227 ； No. 5，976，191 和美国公开文献 No. 2005-0038524 ；No. 2007-0106395 ；No. 2005-0267603 和 No. 2005-0137717中得到可以与这里公开的实施例一起使用的假肢脚设计的进一步细节， 所有这些专利的整个内容通过引用在此全文并入，并且应该认为是该说明书的一部分。图4A-4C显示了在如下进一步所述的假肢脚100B的走动期间在不同阶段时的假 肢脚100B的侧视图。如图4A-4B所示，假肢脚100B包括鞋内底构件200，所述鞋内底构件 设置在由假肢脚100A的脚弓C限定的空间中，所述空间在所述的实施例中限定在脚后跟构 件20中。然而，如上所述，脚弓C也可以限定在假肢脚100的其它部分中(例如，在脚构件 10中，在脚构件10和脚后跟构件20中)。在一个实施例中，鞋内底构件200可以通过粘合剂紧固到脚弓C，使得该鞋内底构 件固定地连接到假肢脚100B。在另一个实施例中，鞋内底构件200可以可移除地连接到脚 弓C，并且可以被容易地移除以允许使用者在需要时更换该鞋内底构件。在一个实施例中， 鞋内底构件200可以包括两个单独的部分，且每一部分连接到脚后跟部分20a、20b中对应 的一个。在一个实施例中，鞋内底构件200可以包括弹性材料，例如，开口泡沫塑料、闭孔 泡沫塑料、氨基甲酸酯、硅酮橡胶或任何其它弹性体。另外，鞋内底构件200可以具有在大 约10肖式硬度(Shore Α)与大约100肖氏硬度之间的肖氏密度。在另一个实施例中，鞋内 底构件200可以具有在大约20肖式硬度与大约80肖氏硬度之间的肖氏密度。在所述的实施例中，鞋内底构件200限定当假肢脚未受到负载时的大致凹入的底 面210，如图4A中所示。参照图4B，鞋内底构件200的接触表面210具有当假肢脚100B受 到负载并且在停止位置时相对于地面大致平坦的形状，这有利地使得假肢脚100B的稳定 性增加。如图4C中所示，鞋内底构件200的接触表面210在假肢脚100B在脚后跟着地受 到负载并且准备向前推进时是大致凸起的。因此，鞋内底构件200在步态循环期间变形，以 提供假肢脚100B的质心的平稳前进，从而提供接近自然人脚的翻转的翻转性能。然而，在 其它实施例中，鞋内底构件200可以具有其它适当的形状，并且假定在假肢脚100B的走动 期间具有不同于以上公开的形状的不同形状。鞋内底构件200的尺寸和形状优选地被形成为在走动期间流畅地推进假肢脚 100B的翻转。鞋内底构件200有利地在脚后跟着地时存储动能(例如，来自走动的动能)， 并使所述动能以期望的时序沿期望的方向返回。动能通过鞋内底构件200的释放阶段优选 地在脚后跟20的加载阶段已经在脚后跟着地处结束时就开始，这有利地产生更稳定和更 舒适的假肢脚100B。
有利地，在具有鞋内底构件200的假肢脚100B的走动期间在脚后跟着地处产生更 大的工作量，从而使得脚后跟构件20产生更大的弯曲，这导致鞋内底构件200的凸起形状 (参见图4C)。这进而产生最佳的预加载的翻转形状，当假肢脚100B伸直(例如，从脚后跟 着地移动到脚趾离地)时，所述形状产生平稳的、渐进的、不费力并且更加自然的步态。鞋内底构件200有利地有助于当脚100B从脚后跟着地翻转到脚趾离地时沿着预 定路径引导假肢脚100B的质心。例如，鞋内底构件200可以至少包括具有第一刚度的第一 区域和具有第二刚度的第二区域，其中第一刚度不同于第二刚度。在其它实施例中，鞋内底 构件200可以包括具有不同刚度的多于两个的区域。在一个实施例中，具有鞋内底构件200 的假肢脚100B的刚度在内侧方向/外侧方向上可以不同，使得脚100B的质心可以在翻转 期间朝向脚100B的内侧(medial side)移动。例如，鞋内底构件200的内侧/外侧形状和 刚度可以变化，使得假肢脚100B的质心可以在翻转期间朝向脚100B的内侧移动。在另一 个示例中，脚100B的内侧(例如，脚构件10和/或脚后跟构件20的内侧)和/或鞋内底 构件200的内侧可以相对较软，而脚100B和/或鞋内底构件200的外侧(lateral side) 可以相对较硬。相反，为了横向引导质心，脚100B的内侧和/或鞋内底构件200的内侧可 以相对较硬，而脚100B的外侧和/或鞋内底构件200的外侧可以相对较软。本领域的技术人员将认识到虽然鞋内底构件200在一个实施例中可以具有不同 刚度或可压缩性的区域，但是其它技术也可以用于改变鞋内底200的可压缩性。例如，在鞋 内底构件200的所需位置处可以设置小孔或穿孔。在这些位置的材料缺乏可以理想地增加 鞋内底构件200的可压缩性或降低鞋内底构件200的刚度。能够预期为鞋内底构件200在 所需的位置处提供改变的刚度的任何这种实施例。具体地，能够预期改变鞋内底构件200 在特定的位置处的刚度以帮助引导假肢脚100B的期望翻转的任何实施例。图5-10示出了假肢脚100B获得的有利地引导的翻转。图5是当假肢脚100A从 脚后跟着地翻转到脚趾离地时由假肢脚100A施加到行走表面的压力的扫描图。右侧图上 的图像描绘了由假肢脚100A施加的压力，而左侧图上的图像描绘了由穿用者自然的左脚F 施加的压力。每一个图像中的圆点分别示出了当假肢脚100A和自然人脚F从脚后跟着地 翻转到脚趾离地时压力中心的前进。为了模仿自然人脚跟随的路径，该压力中心优选地在脚后跟的中心处开始并沿大 致直线移动，直到所述压力中心近似到达脚的中心为止。然后，所述压力中心在中间弯曲 并继续朝向穿用者的第一脚趾和第二脚趾。优选地，每一个圆点之间的距离基本上一致， 这表示平稳的翻转且速度没有突然变化。可以在2004年9月20日提出申请的美国申请 No. 11/184，011中得到用于测量和显示假肢脚的性能以及用于根据所述测量性能设计或修 改假肢脚的方法和系统的进一步论述，所述申请的整个内容通过引用在此并入本文，并应 该被认为是本说明书的一部分。图5中右侧的跟随假肢脚100A的压力中心的路径的扫描图指示出在脚后跟着地 位置与前脚立脚位置(例如，中间立脚位置)之间具有少量圆点，而在中间立脚位置与脚趾 离地之间具有更多个圆点。此外，脚后跟着地位置与中间立脚位置之间的圆点的间距明显 大于中间立脚位置与脚趾离地之间的圆点的间距。此外，脚后跟着地处的压力区相对较小， 这表示在脚100A从脚后跟着地朝向中间立脚位置移动之前假肢脚100A的脚后跟部分20 没有很大的弯曲。这表示假肢脚100A在脚后跟着地位置与中间立脚位置之间翻转得很快，而在中间立脚位置与脚趾离地之间翻转得相对较慢。这种急剧(不平稳)翻转性能可能会 产生不自然的步态，所述不自然的步态可能会导致截肢者的不适并使截肢者在走动期间消 耗更多的努力。图6显示具有鞋内底构件200的假肢脚100B相对于自然人脚F的性能。与图5 中的假肢脚100A相比，图6中右侧的跟随假肢脚100B的压力中心的路径的扫描图指示出 在脚后跟着地位置与中间立脚位置之间的压力中心的更均勻的前进，以及在中间立脚位置 期间更均勻的压力分布。即，圆点基本上均勻地间隔开。此外，圆点在脚后跟的中心开始并 沿大致直线移动，直到所述圆点近似到达脚100B的隆起部分。然后，所述圆点在中间弯曲 并继续朝向穿用者的第一和第二脚趾。因此，假肢脚100B提供改进的翻转性能。另外，与 图5中的相比，图6中的扫描图显示在脚后跟着地和脚趾离地处更大的压力区，这表示在脚 后跟着地处产生更多的工作量，从而增加脚后跟部分20的弯曲，脚后跟部分20的弯曲产生 更渐进的、不费力并且自然的步态。图7显示具有袜套(未示出)的假肢脚100A的性能，其中所述袜套设置在假肢脚 100B上。如右侧图像所示，许多圆点在中间立脚位置处彼此靠近，这表示中间立脚位置处的 死点。这种翻转性能将导致穿用具有袜套的假肢脚100A的截肢者消耗更多的能量来完成 步态循环。再次，脚后跟着地处的压力区相对较小，这意味着脚后跟部分20在脚后跟着地 处不会发生很大的弯曲。图8显示具有袜套(未示出)的假肢脚100B的性能，其中所述袜套设置在假肢脚 100B上。如右侧图像所示，具有袜套的假肢脚100B获得脚后跟着地位置与脚趾离地之间的 压力中心的更均勻的前进，其中脚后跟着地位置与脚趾离地位置之间的圆点大致是等间距 的。因此，与图7中的假肢脚100A相比，具有袜套的假肢脚100B获得更平稳的翻转性能和 更不费力且自然的步态。再次，脚后跟着地处的压力区比图7中的压力区大，这意味着脚后 跟部分20在脚后跟着地处发生更大的弯曲。图9显示具有袜套(未示出)和鞋(未示出)的假肢脚100A的性能，其中所述袜 套和鞋设置在假肢脚100A上。如与图7中的情况一样，右侧图像显示中间立脚位置处的死 点(例如，大量圆点被密集显示在一起并且在压力中心的前进中形成扭结。这种翻转性能 是不利的，因此不能提供平稳且自然的步态。图10显示具有袜套(未示出)和鞋(未示出)的假肢脚100B的性能，其中所述 袜套和鞋设置在假肢脚100B上。如与图8中的情况一样，与图9中相比，右侧图像显示脚 后跟着地位置与脚趾离地位置之间的压力中心的更均勻的前进。因此，与图9中的脚100A 相比，具有袜套和鞋的假肢脚100B还获得更平稳的翻转性能和更不费力且自然的步态。图1IA-IID和图12A-12D显示表示假肢脚100A、100B相对于自然人脚F的性能的 图表。左上侧的图表(图11A、图12A)说明了自然人脚F的反掌性能。左下侧的图表(图 11C、图12C)说明了自然人脚F的平衡半径性能。右上侧的图表(图11B、12B)显示了假肢 脚100AU00B的反掌性能。右下侧的图表(图11D、图12D)显示假肢脚100AU00B的平衡 半径性能。在图1IA-IID中，右手侧的图表(图11B、图11D)显示假肢脚100A的性能。对于 平衡半径图表(右下侧-图11D)，中间曲线是在走动期间假肢脚100A的压力中心之间的距 离的图表(例如，如图5中所示)。如图IlD中的圆形区域中所示，中间曲线具有大致盒状形状，这表示不希望有的翻转性能。在图12A-12D中，右手侧的图表(图12B、图12D)显示假肢脚100B的性能。对于 平衡半径图表(右下侧-图12D)，中间曲线(例如，在圆形区域中)具有接近自然人脚F的 平衡半径图表中的中间曲线的形状的更均勻的线性形状。因此，假肢脚100B显示出更平稳 和自然的步态(例如，如图6中所示)。图13显示假肢脚100C的另一个实施例。假肢脚100C可以包括从近端12'延伸 到远端14'的脚构件10'。在一个实施例中，近端12'对应于用于将假肢脚100C连接到 诸如暂用假肢或关节窝的另一个假肢部件的连接部分16'。在一个实施例中，脚构件10' 的远端14'与自然人脚的脚趾部分相一致。在另一个实施例中，远端14'与设置在自然人 脚的脚趾的近端的部分相一致。假肢脚100C还可以包括从近端22'延伸到远端的脚后跟构件20'。在一个 实施例中，远端从脚构件10'的远端延伸，并且在脚后跟构件20'与脚构件10'之间 限定狭槽S。在一个实施例中，脚后跟构件20'的近端22'可以大致平行于脚构件10'延 伸。脚后跟构件20'可以连接到脚构件10'。在另一个实施例中，脚后跟构件和脚构件可 以一体形成。假肢脚100C还可以包括袜套300(参见图13和图14A)，所述袜套可移除地连接到 脚构件10'和脚后跟构件20'中的一个或同时连接到脚构件10'和脚后跟构件20'。在 所述的实施例中，袜套300可以包括类似于上述鞋内底部分200的鞋内底部分200'。在 所述的实施例中，鞋内底部分200'与袜套300 —体形成。如图13中所示，袜套300的鞋 内底部分200'可以接触脚后跟构件20'和脚构件10'中的一个或同时接触脚后跟构件 20'和脚构件10'。在优选的实施例中，鞋内底构件200'可以包括接触脚后跟构件20' 和脚构件10'的相似的轮廓表面C'的轮廓C"。在一个实施例中，轮廓C'、c"为拱形轮 廓。在另一个实施例中，轮廓C'、c"可以是大致平坦的轮廓。在一个实施例中，鞋内底构 件200'连接到脚构件10'和脚后跟构件20'中的一个或同时连接到脚构件10'和脚后 跟构件20'，使得在假肢脚100C的走动期间鞋内底构件200'恒定接触脚构件10'和/或 脚后跟构件20'。可以在2005年5月沈日提出申请的美国申请第11/139,009号中得到 袜套的进一步信息，所述申请的整个内容通过引用在此并入本文，并应该被认为是本说明 书的一部分。有利地，鞋内底部分200'在假肢脚100C的步态循环期间变形，以提供假肢脚 100C的质心的平稳前进，从而提供接近自然人脚的翻转的翻转性能。有利地，鞋内底构件 200,200'在假肢脚100BU00C的走动期间从至少脚后跟着地到中间立脚位置保持脚后跟 构件20、20'(和/或脚构件10、10')与支撑表面(例如，地板)大致连续接触。在一个 实施例中，鞋内底构件200'具有大致为平面的表面210'，所述表面例如从袜套300的远 端延伸到袜套300的近似跖骨部分。鞋内底部分200'的尺寸和形状优选地被形成为在走 动期间流畅地推进假肢脚100C的翻转。在走动期间，鞋内底部分200'有利地在脚后跟着 地处存储动能，并在随后的步态阶段中，例如中间立脚位置和脚趾离地中，使所述动能以期 望的时序沿期望的方向返回。动能通过鞋内底部分200'的释放阶段优选地在脚后跟构件 20'的加载阶段在脚后跟着地处已经结束时就开始，这有利地产生更稳定和更舒适的假肢 脚 100C。
有利地，在具有鞋内底部分200'的假肢脚100C走动的期间在脚后跟着地处产生 更多的工作量，从而使脚后跟构件20'产生更大的弯曲。这进而产生最佳的预负载的翻转 形状，当假肢脚100C伸直(例如，从脚后跟着地移动到脚趾离地)时，所述形状导致平稳、 渐进、不费力并且更自然的步态，从而避免脚100C的脚后跟着地位置与中间立脚位置之间 的翻转中断或减速。鞋内底部分200'有利地有助于当脚100C从脚后跟着地翻转到脚趾离地时沿预 定路径引导假肢脚100C的质心。例如，鞋内底部分200'可以至少包括具有第一刚度的第 一区域和具有第二刚度的第二区域，其中第一刚度不同于第二刚度。在其它实施例中，鞋内 底部分200'可以具有多于两个的区域，所述区域具有不同的刚度。在一个实施例中，具有鞋内底构件200'的假肢脚100C的刚度可以在内侧方向/ 外侧方向上变化，使得在翻转期间脚100C的质心可以朝向脚100C的内侧移动。例如，在 一个实施例中，鞋内底部分200'的厚度210'可以沿袜套300的前-后方向变化，如图13 所示。另外，在一个实施例中，鞋内底部分200'的厚度210'可以在从内侧M到外侧L的 内侧-外侧方向上变化，如图14A-14B中所示。在所述的实施例中，袜套300的鞋内底部分 200'具有横截面，且外侧L处的厚度210'大于内侧M处的厚度，使得在假肢脚100C的走 动期间假肢脚100C的质心可以被朝向脚100C的内侧M引导。在优选的实施例中，外侧L与 内侧M之间的厚度210'的差可以在大约12mm与大约2mm之间。然而，在其它实施例中，外 侧L与内侧M之间的厚度210'的差可以小于大约1. 2mm或大于大约2mm。在一个实施例 中，内侧M的厚度210'在假肢脚100C的期望部分处可以不同于外侧L的厚度210'(例 如，厚度210'可以在假肢脚100C的跖骨部分处改变)。在另一个实施例中，内侧M的厚度 210'可以在沿着假肢脚100C的长度的多于一个的部分处不同于外侧L的厚度210'。在 另外一个实施例中，内侧M的厚度210'可以沿着假肢脚100C的整个长度不同于外侧L的 厚度210'。在另一个示例中，脚构件10'和/或脚后跟构件20'的内侧M、和/或鞋内底部 分200'的内侧M可以相对较软，而脚构件10'和/或脚后跟构件20'的外侧L和/或鞋 内底部分200'的外侧L可以相对较硬。相反，在另一个实施例中，为了横向引导质心，脚构 件10'和/或脚后跟构件20'的内侧M和/或鞋内底部分200'的内侧M可以相对较硬， 而脚构件10'和/或脚后跟构件20'的外侧L和/或鞋内底部分200'的外侧L可以相对 较软。图15A示出了自然人脚的翻转性能。在所述的实施例中，扫描图显示了右脚从脚 后跟着地到脚趾离地的翻转。如可以从图15A中所示，压力中心的前进(如由圆点表示) 从脚后跟着地到中间立脚位置是大致均勻的(例如，圆点大致均勻地间隔开)，并且当脚从 中间立脚位置移动到脚趾离地时，压力中心的前进趋向于内侧。图15B示出了具有传统袜套的假肢脚100A的翻转性能。如图15B中所示，圆点 (所述圆点表示假肢脚的压力中心的前进)之间的间距在脚后跟着地位置与中间立脚位置 之间是不均勻的，这表示假肢脚100A的不平稳的翻转性能。另外，圆点的间距恰好在脚后 跟着地之后较多，然后随着翻转继续朝向中间立脚位置而减小，从而表示出中间立脚位置 处的死点(即，在中间立脚位置处翻转减速)。这种翻转性能将致使穿用假肢脚的截肢者消 耗更多的能量来完成步态循环。脚后跟着地处的压力指示相对较小，这意味着脚后跟部分20在脚后跟着地处不会发生很多弯曲，并且在翻转减速之前，假肢脚100A相对迅速地从脚 后跟着地朝向中间立脚位置过渡，如以上所述。图15C显示具有袜套300的假肢脚100C的性能，其中所述袜套具有鞋内底构件 200'，所述鞋内底构件提供比图15B中所示的性能改进的翻转性能。如图15C中所示，压力 中心的前进在脚后跟着地位置与中间立脚位置之间是大致均勻的(例如，均勻地间隔开的 圆点)，与图15B中的假肢脚100A的翻转性能相比，这表示假肢脚100C的相对更平稳的翻 转性能。另外，由于在脚后跟着地处具有更多数量的圆点，脚后跟着地处的压力指示更大， 这表示与图15B中的翻转性能相比脚后跟部分20'在脚后跟着地处的弯曲增加。因此，图 15C中的假肢脚100C的翻转性能更接近图15A中所示的体格健全的个体的自然人脚的翻转 性能。图16和图17显示表示图15A中的自然人脚的性能、图15B中的假肢脚100A的性 能和图15C中的假肢脚100C的性能的图表。图16显示平衡半径性能的图表。如可以从图 16中所示，最亮色调线显示在走动期间假肢脚100A的压力中心之间的距离的图表，中间色 调线显示在走动期间假肢脚100C的压力中心之间的距离的图表，而最暗色调线显示在走 动期间自然人脚的压力中心之间的距离的图表。假肢脚100C的曲线更接近自然人脚的曲 线。另外，假肢脚100A的曲线具有大致盒状形状，且在大约200ms处产生拐点，这意味着不 希望有的翻转性能。图17显示图15A中的自然人脚的垂直地面反作用力(最暗色调线)、图15B中的 假肢脚100A的垂直地面反作用力(最亮色调线)和图15C中的假肢脚100C的垂直地面反 作用力(中间色调线)的比较。如可以在图17中所示，假肢脚100C的线更接近自然人脚 的性能，这显示出假肢脚100C更接近自然人脚的翻转性能。虽然本发明在特定的优选实施例和示例的背景下公开，但是本领域的技术人员要 理解的是本发明可扩展到具体公开的实施例之外并扩展到其它可选的实施例和/或本发 明的使用和显而易见的修改及其等效形式。另外，虽然已经详细显示和说明了本发明的许 多变化，但是在本发明的保护范围内的其它修改根据此公开对本领域的技术人员来说是显 而易见的。还能够预期到可以进行所述实施例的具体特征和方面的不同组合或再组合，并 且所述不同组合或再组合仍然落入本发明的一个或多个中。例如，这里公开的一个或多个 方法的步骤可以以不同于所述实施例中公开的次序的次序执行，并且另外的、更少的或不 同的步骤可以被执行并仍然落入本发明的保护范围内。因此，应该理解的是公开的实施例 的各种特征和方面可以相互组合或彼此替代以形成所公开的发明的实施方式。因此，意味 着这里公开的本发明的保护范围不应该受到由上述公开的具体实施例的限制。
权利要求
1.一种假肢脚，包括脚构件，所述脚构件包括脚弓部分，所述脚弓部分限定面对支撑表面的轮廓部分，所述 假肢脚在走动期间接触所述支撑表面；和鞋内底构件，所述鞋内底构件被构造成接触所述轮廓部分，所述鞋内底构件被构造成 在走动期间有助于使所述假肢脚沿外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻 转，其中，所述鞋内底构件被构造成在所述假肢脚的走动期间保持所述脚构件至少从脚后 跟着地位置到中间立脚位置与所述支撑表面连续接触。
2.根据权利要求1所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件一体形成在袜套中，所述袜套 被构造成在所述袜套中容纳所述脚构件。
3.根据权利要求2所述的假肢脚，其中，所述袜套能够移除地连接到所述脚构件。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的假肢脚，其中，所述脚构件包括脚板和操作性地 连接到所述脚板的脚后跟板，所述鞋内底构件被构造成在所述假肢脚的走动期间保持所述 脚板和所述脚后跟板中的一个或两个至少从所述脚后跟着地位置到中间立脚位置与所述 支撑表面连续接触。
5.根据权利要求4所述的假肢脚，其中，所述脚板和所述脚后跟板被一体形成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件具有在所述假肢 脚的运动期间接触所述支撑表面的底面，其中所述底面在所述假肢脚不受负载时具有凹入 形状，在所述脚受到负载并且处于静立位置时具有大致平坦的形状，以及在所述假肢脚的 脚后跟着地时具有凸起底面。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括弹性材料。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括泡沫材料。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括具有第一刚 度的第一部分和具有第二刚度的第二部分，所述第二刚度不同于所述第一刚度。
10.根据权利要求9所述的假肢脚，其中，所述第一部分包括所述假肢脚的内侧部分， 所述第二部分包括所述假肢脚的外侧部分。
11.根据权利要求9所述的假肢脚，其中，所述第一部分包括所述假肢脚的近端部分， 所述第二部分包括所述假肢脚的远端部分。
12.根据权利要求9所述的假肢脚，其中，具有所述第一刚度的所述第一部分具有第一 厚度，而具有所述第二刚度的所述第二部分具有第二厚度，所述第二厚度不同于所述第一 厚度。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件能够移除地连 接到所述脚弓部分。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的假肢脚，其中，所述轮廓部分包括弯曲表面。
15.一种假肢脚，包括主体，所述主体的形状基本上与自然人脚一样，所述主体内限定空腔，所述空腔被构造 成容纳假肢脚构件，所述假肢脚构件限定面对支撑表面的部分，所述假肢脚在使用期间接 触所述支撑表面；和鞋内底构件，所述鞋内底构件设置在所述主体内并被构造成接触所述部分，所述鞋内 底构件被构造成在走动期间有助于使所述假肢脚沿外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻转，其中，所述鞋内底构件被构造成在所述假肢脚的走动期间保持所述假 肢脚构件至少从脚后跟着地位置到中间立脚位置基本上与所述支撑表面连续接触。
16.根据权利要求15所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括具有第一刚度的第一 部分和具有第二刚度的第二部分，所述第二刚度不同于所述第一刚度。
17.根据权利要求16所述的假肢脚，其中，具有所述第一刚度的所述第一部分具有第 一厚度，而具有所述第二刚度的所述第二部分具有第二厚度，所述第二厚度不同于所述第 一厚度。
18.根据权利要求16所述的假肢脚，其中，所述第一部分包括所述假肢脚的内侧部分， 所述第二部分包括所述假肢脚的外侧部分。
19.根据权利要求15所述的假肢脚，其中，所述假肢脚构件包括脚板和脚后跟板。
20.根据权利要求15所述的假肢脚，其中，所述部分是脚弓部分。
21.根据权利要求15所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件被一体形成在所述主体内。
22.一种假肢脚，包括脚构件；脚后跟构件，所述脚后跟构件操作性地连接到所述脚构件，其中所述脚后跟构件和所 述脚构件中的一个或两个限定面对支撑表面的轮廓部分，所述假肢脚在使用期间接触所述 支撑表面；和鞋内底构件，所述鞋内底构件被构造成接触所述轮廓部分，所述鞋内底构件被构造成 在走动期间有助于使所述假肢脚沿外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻 转，其中，所述鞋内底构件被构造成在所述假肢脚的走动期间保持所述脚后跟构件和所述 脚构件中的一个或两个至少从脚后跟着地位置到中间立脚位置与所述支撑表面连续接触。
23.根据权利要求22所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括弹性材料。
24.根据权利要求22所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括泡沫。
25.根据权利要求22所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括具有第一刚度的第一 部分和具有第二刚度的第二部分，所述第二刚度不同于所述第一刚度。
26.根据权利要求25所述的假肢脚，其中，具有所述第一刚度的所述第一部分具有第 一厚度，而具有所述第二刚度的所述第二部分具有第二厚度，所述第二厚度不同于所述第 一厚度。
27.根据权利要求沈所述的假肢脚，其中，所述第一部分包括所述假肢脚的内侧部分， 所述第二部分包括所述假肢脚的外侧部分。
28.根据权利要求22所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件能够移除地连接到所述轮 廓部分。
29.根据权利要求22所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件被一体形成在袜套中，所述 袜套被构造成在所述袜套中容纳所述脚构件和所述脚后跟构件中的一个或两个。
30.根据权利要求22所述的假肢脚，其中，所述轮廓部分包括弯曲表面。
31.一种假肢脚，包括脚构件，所述脚构件限定面对支撑表面的轮廓部分，所述假肢脚在使用期间接触所述 支撑表面；袜套，所述袜套被构造成在所述袜套内容纳所述脚构件，所述袜套包括鞋内底构件，所述鞋内底构件被构造成在所述假肢脚的走动期间接触所述轮廓部分，所述鞋内底构件被构 造成在走动期间有助于使所述假肢脚沿外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方 向翻转，其中，所述鞋内底构件被构造成在所述假肢脚的走动期间保持所述脚构件至少从 脚后跟着地位置到中间立脚位置基本上与所述支撑表面连续接触。
32.根据权利要求31所述的假肢脚，其中，所述鞋内底构件包括具有第一刚度的第一 部分和具有第二刚度的第二部分，所述第二刚度不同于所述第一刚度。
33.根据权利要求32所述的假肢脚，其中，具有所述第一刚度的所述第一部分具有第 一厚度，而具有所述第二刚度的所述第二部分具有第二厚度，所述第二厚度不同于所述第 一厚度。
34.根据权利要求32所述的假肢脚，其中，所述第一部分包括所述假肢脚的内侧部分， 所述第二部分包括所述假肢脚的外侧部分。
35.根据权利要求31所述的假肢脚，其中，所述袜套能够移除地连接到所述脚构件。
36.根据权利要求31所述的假肢脚，其中，所述脚构件包括脚板和操作性地连接到所 述脚板的脚后跟板。
37.根据权利要求31所述的假肢脚，其中，所述轮廓部分包括弯曲表面。
全文摘要
假肢脚(100b，100c)包括脚构件(10，10′)，所述脚构件被构造成模仿健全肢体的自然活动。脚构件可以限定面对支撑表面的脚弓部分，假肢脚(100b，100c)在使用期间接触所述支撑表面。鞋内底构件(200，200′)接触所述脚弓部分，鞋内底构件被构造成在走动期间有助于使所述假肢脚沿外侧-内侧方向和内侧-外侧方向中的至少一个方向翻转。
文档编号A61F2/66GK102137641SQ200980134201
公开日2011年7月27日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年7月1日
发明者亚伯恩·维戈·克劳森, 克里斯托夫·勒孔特, 格里默·琼森 申请人:奥瑟Hf公司