本申请是申请日为2013年10月28日、申请号为201380068799.1、发明名称为“可调整承窝系统、方法和套件”的专利申请的分案申请。本发明涉及由上肢或下肢截肢的人或动物穿戴的假肢，并且特别涉及假肢与使用者的肢体直接接触的部分。它还涉及应用并穿戴以支撑或补充弱化或异常的关节或肢体的矫正支撑设备。它还涉及在矫正外科领域固定受伤的骨骼结构和相关联肌肉、关节和韧带，例如，使用矫正支撑设备。最后，它涉及外骨骼支撑设备和相关联的机器或系统的人类或动物接触部件。
背景技术：
：：常规的假肢承窝(socket)在横截面上通常是圆形的，并且由内承窝和在其上的外承窝组成，所述内承窝与使用者的皮肤接触，而所述外承窝与包括额外结构或设备的机构结合以起脚或夹持设备的功能，所述结构例如人造关节。内承窝和外承窝可以是分开的结构，或者可以由单个元件组成。术语“接口”被本领域的一些人用作承窝的代名词，但在本公开中仅使用术语“承窝”。术语“敷料”通常是指湿石膏浸渍的纱布薄层，其绕残肢和周围身体部位缠绕，然后允许硬化以复制肢体的形状。在石膏硬化时，来自石膏技术人员的手的压力经常更改形状以适应下层骨解剖。术语“阳模型”指的是用石膏或相似的材料填充敷料所得到的石膏模型。在其外表面被用来限定用户承窝的形状之前，通过添加和减去石膏而对正模型做出修改。术语“检查承窝”是利用正模型制成并用来测试所述修改是否已在所得到承窝的装配上有了所期望效果的临时承窝。在历史上，用于假肢应用的承窝一直是用一些近端边缘的轮廓仅仅围绕残肢部分的大致圆柱形的承窝，使得它会适应邻近的近侧关节或身体部位的形状。通常地，这种承窝是通过取下在肢体上的石膏敷料并用石膏填充它以形成肢体的阳模型而做出的。对这种形状做出细微的改变以符合骨突起。当阳模型用于通过在模型上层压或热成型塑料层而创建承窝时，所得的承窝主要包封肢体部分。一些改进已经在传统承窝中做出。特别地，许多技术人员用具有一个或多个开口的框架替换完全包封的外承窝。伴随着这种变化的是用柔性材料制作内承窝。由此产生的框架式设计通常是更舒服的。诸如碳纤维复合材料的新材料增加了在开口框架设计中特别需要的刚性。新的柔性材料允许承窝壁为了舒适在某些区域弯曲。即便在使用了这些更新的柔性材料时，软衬垫仍然如以往那样完全地包封了残肢，并由此在肢体的所有软组织上施加了压缩或弹性力。当阳模型的表面依照肢体外表面的大致轮廓朝向外凸起时，在阳模型上的常规叠片效果最好。装配常规承窝是一个多阶段过程，它涉及创建辅料，等待它变干，做出最初敷料的阳模型，等待它变干，创建测试承窝，等待它变干，调整所述阳模型，然后最终创建最后的承窝。为了进一步定制对患者的所述装配，从每个模具移除的敷料通常必须被进一步成形以实现用户所需的舒适度和穿着性能，所述成形往往用手工。由此，这些常规承窝的用户面临着花费大量的时间装配所述承窝的缺点，并且在使承窝装配的过程中可能需要几次拜访承窝设计者的办公室。因为需要熟练的专业人员在时间密集的装配过程中手工制做所述承窝，这种制作承窝的常规方法的次要缺点是它的费用。技术实现要素：常规承窝的一种被忽视的缺点是，承窝壁与下层骨骼结构之间当力施加在两者之间时的空动，这在截肢者试图整体移动假肢时会发生。在常规承窝中，当骨头在施加力到承窝壁之前朝向所述壁运动相当的距离时，空动发生。常规承窝仅容纳所述软组织，而对防止承窝壁与下层骨骼结构之间的空动做的很少或什么都没做。由此，常规承窝的用户没有选择，只能接受在承窝中身体部位的物理运动与承窝和附接假肢的所得运动之间一定程度的不协调。矫正术、矫正外科和外骨骼支撑设备领域同样忽略了这个缺点。在矫正术或矫正外科的情况下，这个缺点可导致重新损伤、较差的矫正或更长的成功复原时间。通过骨骼压缩或组织位移捕捉空动的概念可以从使用诸如本段所描述的过程的简单观察来理解。一个人(“受试者”)将她的手臂保持在固定的位置，使得观察者不能轻易地将手臂从一边移动到另一边。观察者然后用手指在上臂的长骨之上的肉质区域(fleshyarea)推动。在压缩期间，组织移动到一边，远离压缩区域。通常地，在手指将软组织压到骨头上，并且除非受试者移动则进一步的运动不可能之前，手指会推入软组织一厘米或更多的距离。相反也是如此。如果手指保持稳定，只是接触肉质区域，而受试者对着手指推动她的手臂，手指在手臂停止之前将以相等的距离推入软组织，因为手指已经如在第一个例子中那样地将组织压靠到骨头上。手指在手臂停止之前行进的这个距离代表空动。一旦手臂已经停止，空动已经被按照本发明的原理捕捉，如果受试者继续对着手指移动他或她的手臂，将不会有额外的空动。同样可以理解的是，受试者的手臂在下层骨骼的压缩点处的横截面尺寸在压缩方向上将小于它在压缩之前的(当手臂是“静止”时)。相反地，靠近压缩点处的手臂横截面尺寸在压缩方向上将大于它在压缩之前的。在各种情况下，这是因为所述组织流动远离压缩并逆着相邻的组织向上凸起，其方式与水流动远离压缩力，并逆着相邻的水向上凸起产生比压缩前“静止”水位高的波峰的方式相同。由此，空动捕捉概念的原则是，除非受到约束，相对于静止的身体部位的横截面尺寸，在下层骨骼上承受压缩的身体部位的横截面尺寸将通过骨骼压缩和组织移位降低并增加(reducedandincreased)。根据本发明的原理，通过将本身也是装配工具的压缩设备与移位多余组织的拨片(paddles)结合，使用可选以确保穿戴性能的最佳组织压缩捕捉下层骨骼结构，并且在装配过程完成时允许用户将所述装配工具和拨片简单地作为承窝穿戴，可调整的承窝系统、方法和套件(本文中共同地称为“可快速调整承窝系统(therapidlyadaptablesocketsystem)”或“ras系统”)解决了骨骼结构与承窝壁之间的空动以及昂贵并耗时的装配过程的问题。本发明另外的实施例通过允许手动的或自动的装配后调整增强了本实施方案，因此用户体重、组织体积、或活动水平，或装配修正上的变化可以由用户或承窝设计者做出，而无需重复常规的装配过程。最后，其他的实施例变体通过在ras上安装电子器件或外部装配工具或两者而解决装配和适应过程的问题，所述电子器件或外部装配工具允许根据本发明的原理检测、记录或控制ras装配。以下术语在本公开中具有以下意义：术语“放松区域”描述了在ras中靠近一个或多个拨片的区域，其中，移位的组织在它流动远离被这样的拨片压缩的区域后被放松。术语“拨片”描述了用来压缩目标的骨骼结构的棒。术语“最佳组织压缩”描述了ras拨片对覆盖骨骼结构的软组织的压缩力，其使得ras与下层骨骼结构之间的空动被最小化，而不会在可用时间量内导致用户的不舒服。术语“可用时间量”描述了ras设计者或用户期望在典型的一天内或为一个计划好的活动穿戴所述承窝的时间量。术语“目标”指的是截止者的残肢、需要矫正复原或支撑的区域、需要固定的受伤区域或装配有外骨骼支撑设备的身体部位。术语“目标区域”与“压缩区域”同义，并且指的是承窝设计者为ras拨片选择的区域，例如在美国专利编号8,323,353中所公开的，所述专利以多种实施例公开了与残肢的主骨或骨头的长轴平行的多个压缩区域，并且以其整体通过用于并入本文。术语“无拨片区域”描述了目标的不是目标区域的区域。ras的实施例包括通过拨片连接器附接到一个或多个压缩拨片的适配器。压缩拨片在目标方向上延伸远离所述适配器，形成碗状、杯状或盒状的容器构造，其中所述适配器在容器的底部，而所述拨片以及在拨片之间的放松区域沿着容器侧面或壁与拨片的平坦表面交替，所述平坦表面与这样的容器壁的内表面大致平齐。根据本发明的原理，所述容器形成可以接收目标的骨骼结构，并通过将所述拨片向内朝向容器中心移动而压缩所述骨骼结构的插口或开口笼。在一个实施例中，承窝设计者从多个不同形状的拨片中选择各个拨片，包括不同的宽度、长度、厚度和曲率。例如，承窝设计者可以目视检查特定的拨片选择在压力转移时是否端至端地摇摆，在这种情况下，承窝设计者会选择不会端至端地摇摆的不同形状的拨片。在这种实施例的变体中，多个拨片可以是预制的，并在套件中与适配器一起销售。在另一实施例中，承窝设计者可以根据需要制造拨片，并且保持他自己的预制拨片形状库存可用以适合各种用户。在一个优选的实施例中，拨片的长度选择为使得它们在目标中的骨头的几乎整个长度上延伸，仅在恰巧不到骨头端部的地方结束，然而，可以在特定的应用中选择更短的拨片长度。在压缩时，拨片的内表面将所述目标的组织压靠在骨头上以施加最佳组织压缩。在一个优选的实施例中，其中目标中骨头的长度显著地短于覆盖骨头的身体部位的长度，拨片的长度选择为使得它们延伸超出目标中骨头的长度，以便对超出骨头端部的组织施加压缩，从而通过也捕捉超出骨头端部的组织的运动，补充骨头的物理运动与所导致的拨片的物理运动之间的关联。在这种实施例中，最佳组织压缩也描述了ras拨片上对超出骨头端部的软组织的这种补充压缩力。ras的实施例包括一旦它们为目标调整后不动的拨片，或者承窝设计者或使用者可以从容器中心分别地向内或向外移动以增加或减少压缩的可调节拨片，以便为体重或体积上的变化进行调整，或为不同活动的最佳组织压缩上的变化进行调整，例如细调压缩。在一些实施例中，压缩可使用手动压缩来实现。在其他实施例中，致动器和控制器被用来压缩拨片。在手动或自动压缩实施例两者中，来自检测预编程拨片位置、实时活动水平、压力水平、目标生理状况的传感器的反馈或这样的反馈的组合允许对压缩进行手动或自动的优化和调整。在一些实施例中，所述ras是包括用于定位拨片并实现最佳组织压缩的外部定位工具的系统的一部分，所述工具可以包括该工具自身的传感器和电子器件。所述ras系统还可以包括安装在所述拨片上的定制垫片以实现与目标的更好贴合。其他实施例包括稳定器或稳定器环，以抵消距适配器一定距离的拨片上的弯曲力。在一些实施例中，膜可作为安装用于监测和控制压缩的传感器和其它电子器件的位置，或者在步态周期的所有阶段中并且在例如用户站立或坐着时增加所述目标与ras之间的摩擦，以通过降低目标在所述ras内的垂直、旋转和平移运动而增强ras的稳定性、控制和悬挂。在另一实施例中，所述适配器被略去，一个或多个环状稳定器维持拨片围绕容器的相对位置。在ras的矫正术或矫正外科实施例中，拨片特别地构造为与身体的不同部位接触，以纠正或稳定这些身体部位。在ras的外骨骼实施例中，拨片特别地构造为与身体的不同部位接触，以对所需的外骨骼应用提供的附接点。在ras系统的一些实施例中，用户在目标与ras之间穿戴衬垫以增加所述目标与ras之间的摩擦，从而通过降低目标在所述ras内的垂直、旋转和平移运动而增强ras的稳定性、控制和悬挂，并且支撑和容纳软组织，使得在负重或非负重的情况下，在步态周期的所有阶段中并且在例如用户站立、坐着或躺下时，所述目标被舒适地支撑并容纳。在其他实施例中，衬垫结合一个或多个半柔性材料的环或片以在承窝设计者选择的区域中增加软组织的支撑和容纳。一些衬垫的实施例如以往那样完全地包封目标，由此对肢体的所有软组织提供压缩或弹性力，以尽量减少水肿。在实施例的变体中，ras系统包括传感器(例如，加速计、应变计、滑移检测器、压力传感器、血氧计、角位置传感器或致动器)、处理器、放大器、输入/输出设备或存储设备，以及用于传感、记录、发送或控制适配器、膜、拨片或稳定器的位置、方向和相对运动以及目标的生理参数(例如，温度或血氧水平)的电源。一些ras系统的实施例集成有计算机，它可以是智能手机设备，使得用户或承窝设计者可以通过到计算机的有线或无线通信连接控制或监测所述ras。虽然上面公开的实施例具有在假肢领域中的应用，在矫正术或矫正外科的实施例中，本发明的空动捕捉和可调节原理可使用ras拨片应用到跨越骨折或共享共同关节的骨头控制骨头的运动，以固定这样的骨折或关节或支撑关节，从而促进愈合或矫正，同时为了治疗上的益处、舒适度，或为了可能需要更多或更少的固定或支撑的特定活动，其允许压缩力随时间变化。本发明的原理也适用于外骨骼的实施例，其中用户例如不是截肢者，但需要承窝设备，其捕捉承窝附接到其上的下层骨骼结构的空动，以便例如固定关节、增加骨骼结构的承载强度、或增加骨骼结构的物理运动与所导致的ras的物理运动之间的关联。外骨骼应用中的ras系统的另一优点是，它允许在现场的用户调整，并且ras可以被调整，以适应可能需要在不同时间使用所述外骨骼应用的不同用户。附图说明图1是一种有稳定器、拨片连接器、拨片、可旋转连接器以及假肢设备的ras透视图；图2是在外部定位工具上的ras透视图；图3是使用外部定位工具装配到截肢者上的ras透视图；图4是示出拨片调整机构的ras俯视图；图5是上适配器板的底部的透视图；图6是底适配器板的透视图；图7是上适配器板的俯视图；图8是描绘了细调丝杠和向外倾斜的预构造拨片连接器的ras侧视图；图9是已组装的适配器的透视图；图10是底适配器板的仰视图；图11是拨片调整机构的透视图；图12是有使用锁定销连接的拨片连接器、拨片、适配器的ras透视图；图13是有拨片和拨片柱的ras透视图；图14是有传感器、控制器，和致动器，和外部智能手机的ras透视图；图15是以升起和凹入特征示出垫片、衬垫、拨片和稳定器的ras透视图；图16是没有适配器的ras透视图；图17是有大的稳定器的ras透视图；图18是在两个拨片之间有单个膜的ras透视图；图19是有圆周膜的ras的剖切透视图；图20是用作受伤关节上的膝护具的ras透视图；图21是用作上肢上的外骨骼设备的ras透视图；图22是具有不同硬度的环和片的衬垫的透视图；图23是有线性致动器的ras透视图；图24是有可充气环状稳定器箍、输入设备和控制器的ras透视图；图25是有传感器、控制器，和致动器，和外部通用计算机的ras和ras装配工具的透视图；图26是流程图，其示出了在一种用于基于氧饱和度控制拨片压缩的本发明实施例的过程中的步骤；图27是流程图，其示出了在一种用于基于压力水平控制拨片压缩的本发明实施例的过程中的步骤；图28是流程图，其示出了在一种用于基于检测到的压力模式和水平控制拨片压缩的本发明实施例的过程中的步骤；图29是流程图，其示出了在一种用于基于拨片相对于关联拨片连接器的角度控制拨片压缩的本发明实施例的过程中的步骤；图30是流程图，其示出了在一种用于控制可充气环状稳定器箍的本发明实施例的过程中的步骤；图31是流程图，其示出了在一种基于实际压力水平读数用于自校准控制信号的本发明实施例的过程中的步骤。具体实施方式图1描绘一个实施例，其包括假肢设备101以及附接的ras压缩设备和拨片。所述ras压缩设备和拨片包括适配器1，其具有绕所述适配器方位角地布置的附接点2，使得附接以不同的间隔围绕适配器的圆周排列，其中，这些附接点的位置是参照目标区域的骨骼结构，以及通过目标的形状和尺寸确定的。在一个变体中，该适配器具有四个附接点。当目标是具有骨骼结构位于其内的人类肢体时，这些附着点是以例如约90度相隔的。适配器1具有面向目标的内适配器表面3、与内适配器表面相对的外适配器表面(未示出)，以及将内适配器表面连接到外适配器表面的侧面4。在这个实施例的一个变体中，内适配器表面3是圆形的或卵圆形的。附接点2可通过拨片连接器6连接到压缩拨片5。在通过拨片连接器6附接到适配器1时，所述压缩拨片5在目标方向上从适配器的内适配器表面3延伸远离，形成碗状、杯状或盒状容器构造，其中所述适配器在容器的底部，而所述拨片以及在拨片之间的放松区域沿着容器侧面或壁与拨片7的平坦表面交替，所述平坦表面与这样的容器壁的内表面大致平齐。根据本发明的原理，所述容器形成可以接收目标的骨骼结构，并通过将所述拨片向内朝向容器中心移动而压缩所述骨骼结构的插口或开口笼。虽然在本实施例中，拨片5具有大致相同的形状，更一般地，承窝设计者从多个不同形状的拨片中选择各个拨片，包括不同的宽度、长度、厚度和曲率。例如，承窝设计者可以目视检查特定的拨片选择在压力转移时是否端至端地摇摆，在这种情况下，承窝设计者会选择不会端至端地摇摆的不同形状的拨片。在这种实施例的变体中，多个拨片可以是预制的，并在套件中与适配器一起销售。在另一实施例中，承窝设计者可以根据需要制造拨片，并且保持他自己的预制拨片形状库存可用以适合各种用户。在图1所描绘的实施例中，拨片5的长度选择为使得它们在目标中的骨头的几乎整个长度上延伸，仅在恰巧不到骨头端部的地方结束，例如沿骨头长度的百分之八十并且更加优选地至少百分之九十延伸，然而，可以在特定的应用中选择更短的拨片长度而不脱离本发明的精神和范围。在压缩时，拨片的内表面7将所述目标的组织压靠在骨头上，以施加最佳组织压缩。在一个实施例中，拨片5、拨片连接器6和适配器1由铝构造，但是，也可以使用其他的材料，包括玻璃纤维、碳纤维复合材料、塑料或电活性聚合材料，并且仍然在本发明的精神和范围内。拨片连接器6附接到适配器1上的附接点2。所述附接点例如位于内转接器表面3上。但是，该附接点也可以位于外适配器表面上或沿适配器的侧面4定位。在图1描绘的实施例中，附接点位于所述适配器的侧面上，并且所述拨片连接器穿过在适配器侧面上的附接开口8。在可选实施例中，内适配器表面在这样的侧附接点处是凹入的，露出凹入区域内的附接点。图12描绘了一个实施例，其中，在被调整以实现最佳组织压缩之后，拨片5被使用拨片锁定销1201刚性地固定到拨片连接器6，而拨片连接器用连接器锁定销1202刚性地固定到适配器1，使得拨片相对于适配器是固定的。在图1中，在为初始最佳组织压缩调整之后，拨片5可以被调整以从容器中心分别地向内或向外移动，从而增加或减少压缩，以便细调压缩，或为体重或组织体积上的变化，或为不同活动的最佳组织压缩上的变化进行调整。在这种实施例中，使用在拨片连接器6与拨片之间并且耦合到二者的可旋转连接器9，拨片从容器中心向内或向外倾斜。在图13描绘的另一变体中，拨片5也可以通过绕拨片柱1301旋转而绕其长轴转动，以实现最佳组织压缩调整。在调整后，用户可以使用固定螺钉1302将拨片锁定就位。在图1描绘的另一变体中，拨片连接器6可沿适配器侧面滑动，以沿容器的虚拟壁改变相关联拨片的位置。在图1中，运动可以被限制，使得拨片5和拨片连接器6可以在沿其运动路径的任何位置上被锁定，例如，通过使用在拨片连接器与拨片之间的可旋转连接器9上的固定螺钉(未示出)。在图14描绘的实施例中，在接收到来自控制器1402的指示压力传感器1403已检测到最佳组织压缩已达成的控制信号之后，旋转致动器1401将拨片锁定就位。图14描绘的实施例还包括安装在适配器1中的电源1413，其提供动力到控制器、致动器以及任何需要动力的其他设备。应当理解的是，也可以使用将部件锁定就位的其他装置而不脱离本发明的精神和范围，所述装置包括锁定力通过气动或液压设备施加的那些。也应当理解的是，代替致动器或拨片，电活性聚合物材料可以被构造为自身在目标区域上施加最佳组织压缩，而不脱离本发明的精神和范围。图4-11描绘了一种实施例，其中预构造拨片连接器可从所述拨片上拆除。在图4中，预构造拨片连接器14可用拨片连接螺钉13附接到拨片5或从拨片5分离。一旦附接之后，预构造拨片连接器以多种固定角度从容器中心向内或向外倾斜，以使承窝设计者可以选择最匹配目标形状的预构造拨片连接器。例如，图8描绘了本实施例的预构造拨片连接器14向外倾斜的构造，因此拨片也相对于容器中心向外倾斜。图4描绘了预构造拨片连接器14，其使用粗调螺钉16(在图4中示出)附接到拨片调整机构15(在图6和图11中示出)中的拨片连接器底座46。在完全紧固粗调螺钉之前，承窝设计者沿着粗调螺钉可滑动联接器45(在图4中描绘)向内或向外移动拨片连接器，以将拨片置于为了实现最佳组织压缩所必需的大致位置上。在将拨片放置在这个初始压缩位置之后，承窝设计者紧固粗调螺钉以将预构造拨片连接器在拨片连接器底座上固定就位。在这个实施例中，拨片调整机构15使用细调丝杠44(在图6和图8中描绘)将施加到丝杠头部52(在图8中描绘)上的旋转运动转化为直线运动。拨片连接器底座46(在图4中描绘)用作丝杠螺母。丝杠头部的旋转转动细调丝杠已经插入到拨片连接器内的螺杆特征，使得当细调丝杠被转动时，拨片连接器底座移动可选的直线距离，以将拨片连接器底座从容器中心向内或向外移动，其效果是，附接的拨片移动对应的距离和方向。因此，通过转动细调丝杠，承窝设计者或用户能够在拨片位置上做出精细调整以实现最佳组织压缩。图7描绘了从底适配器板18(在图6中描绘)分离的上适配器板17。在图9中，上适配器板使用板连接螺钉43安装在底适配器板上。图11描绘了拨片调整机构销19，其从拨片调整机构15的底部延伸。在底适配器板相对于上适配器板绕凸轮轴41转动时，所述拨片调整机构销沿着在底适配器板的顶表面上的凸轮滑道40滑动，如图6中所描绘的。这种转动将分别地将所述拨片调整机构朝容器中心向内拉动，或从所述容器中心向外拉离，这接着对应地将预构造拨片连接器14和拨片5(在图4中描绘)从容器中心向内或向外移动。如在图8中所描绘的，底适配器板和上适配器板两者都具有凸轮销孔47，承窝设计者或用户可以将凸轮紧固棒(未示出)插入，以增加在上适配器板和下适配器上的杠杆作用，从而相对于另一板转动各板。图11还描绘了滚动销插入孔49，一旦细调丝杠被插入拨片调整机构主体50之内后，滚动销(未示出)可插入所述孔，从而通过将所述滚动销装配到在细调丝杠上的圆周凹插座内而将细调丝杠直线地锁定就位。图5描绘了上适配器板17的底视图。当上适配器板的匹配表面44放置在底适配器板18的顶部上时(在图6中示出)，上适配器板与底适配器板耦合的构造产生了用于拨片调整机构15的进出运动的通道53，所述进出运动发生在底适配器板相对于上适配器板转动期间，拨片调整机构销19沿凸轮滑道40滑动时。图10描绘了底适配器板18的底表面，其包括凸轮锁定螺栓42。所述凸轮锁定螺栓将底适配器板锁定到上适配器板17(在图7中示出)，以防止所述板相对于彼此的转动。在图4-11描绘的实施例中，当所述板相对于彼此转动时，拨片调整机构15在拨片调整机构销19达到凸轮滑道40的对应端部时被完全地拉入或完全地推出，模拟传统承窝的穿上和脱下。当拨片调整机构被完全地拉入时，底适配器板中的凸轮锁定螺栓和上适配器板中对应的螺纹孔(未示出)排成直线，使得当凸轮锁定螺栓被旋入螺纹孔时，上适配器板相对底适配器板的转动被防止。这将拨片锁定在它们的完全在内的位置上。继续使用图4-11识别结构，在这种凸轮构造的另一实施例中，以拨片调整机构销19沿凸轮滑道40定位，而不是定位在凸轮滑道的端部，上适配器板的附加螺纹孔允许底适配器板18相对于上适配器17的部分转动和锁定。其结果是，拨片调整机构被部分地拉入或部分地拉出通道53，并且通过将凸轮锁定螺栓旋入附加螺纹孔中的一个而锁定到位。在这种实施例的没有螺纹孔的变体中，通过将凸轮锁定螺栓42旋拧压靠在上适配器板的底部上，从而使用来自螺栓端部的压力将上适配器板夹紧到底部适配器板，上适配器板和底适配器板的相对转动被锁定。当用户的活动需要较少的压缩时，诸如坐下较长时间并且用户不希望失去先前建立的细调螺钉设置时，本发明的这种部分穿上和脱下可能是有利的。图10还描绘了四孔通用假肢附装接口51，以允许使用有标准假肢设备的ras，诸如在图1中描绘的假肢设备101。在一个实施例中(未示出)，承窝设计者从多个不同形状的拨片中选择，所述拨片被预先构造以将拨片的结构和构造与拨片连接器相结合形成单个单元，其可直接连接到所述适配器，并且预构造为从容器中心向内或向外以各种固定角度倾斜。这些预构造的拨片和适配器可以是套件的一部分。承窝设计者从多个拨片中选择以最好地匹配目标的形状，例如，一个或多个所选择的拨片以适合圆锥形目标的特定角度向外倾斜。在一个实施例中(未示出)，所选择拨片的适配器连接端包括可以滑入和滑出所述适配器的导轨，并且能够使用适配器夹具可调节地夹入到固定位置，以允许所选择拨片的内表面朝向或远离容器中心移动，并且在调整后被固定在期望的位置上，以提供最佳组织压缩。图2描绘了所述ras系统的一种可调整实施例，其包括外部定位工具20，诸如biodesigns,inc销售的hifitmimager。在这种实施例中，拨片5和拨片连接器6也可以使用外部定位工具定向，以将拨片定位用于最佳组织压缩的位置。继续使用图2的参考符号识别结构，在一些可调整实施例中，拨片5和拨片连接器6的位置可以由用户调整。在其他实施例中，一个或多个拨片垫片可以固定到选定拨片的内表面以对目标形状的具体特征定制这样的表面。例如，在图15描绘的实施例中，厚度在其整个长度上渐缩的垫片1501用来定制拨片内表面7以匹配目标下层骨骼结构的对应曲率。根据本发明原理的其他垫片实施例包括非均匀宽度、长度和厚度的垫片，以适应独特的用户体型(例如，圆锥形或球形)、骨突或神经瘤的存在，或对使用从多种不同预构造形状的拨片中选择拨片的实施例细调匹配。在一个实施例中，所述垫片由模制聚氨酯制成，但也可以选择其他合适的材料而不脱离本发明的精神和范围。在上述实施例的变体中，稳定器将选定的拨片5在沿着它们长轴的一个或多个点处连接到彼此，使得它们连接到所述拨片的大约在与拨片连接器6相对的拨片端部处的一部分，从而抵抗拨片上在远离拨片连接器的点处的弯曲力。图1描绘了以环状稳定器48的形式的一个稳定器实施例，其使用钩环紧固带54(例如，尼龙搭扣(velcro))附接到拨片5，并围绕所有的拨片和放松区域以环绕容器的虚拟壁。在本实施例中，环状稳定器附着到外拨片表面10，但所述环状稳定器也可以连接到内表面7或连接到拨片侧面12，而不脱离本发明的精神和范围。在图1描绘的实施例中，环状稳定器48通过钩环紧固带构造，但也可以使用柔性、半柔性或刚性的材料，包括玻璃纤维、碳纤维复合材料、有机硅、塑料、铝或电活性聚合物材料，而不脱离本发明的精神和范围。在另一实施例(未示出)中，稳定器48仅附接到由承窝设计者选择的特定拨片上，并且连接到相关联拨片的外拨片表面10，使得它们连接到所述拨片的大约在与拨片连接器6相对的拨片端部处的一部分。在其他实施例中，稳定器可以连接到内表面7或连接到拨片侧面12，而不脱离本发明的精神和范围。图17描绘了一种使用一个或多个半柔性环状稳定器和拨片的实施例，其足以抵抗在拨片5上的弯曲力，并连接到所述拨片的大约在与拨片连接器6相对的拨片端部处的一部分。在本实施例中，所述一个或多个稳定器48充分地支撑并容纳目标的软组织，使得在负重或非负重条件下，目标被舒适地支撑并容纳在所述ras的由承窝设计者选择的区域内，所述区域例如在与适配器1相对的容器顶部围绕目标的边缘区域1701中。应当理解的是，所述一个或多个稳定器可能彼此重叠。在图16描绘的一个实施例中，所述适配器被省去，而一个或多个环状稳定器48覆盖每个拨片的一部分并保持拨片5围绕容器的相对位置，所述容器由于省去了适配器是无底的。所示的环状稳定器由钩环紧固带构造，但是它们可以由一个或多个用滑轨和夹紧连接器连接的部分组成，以允许用户增加或减少在拨片上的压缩，从而实现最佳组织压缩。在图3所描绘的一个实施例中，一旦拨片5在肢体上施加压缩，放松区域允许组织向外流出30超过拨片内表面。组织被允许向外流出超过拨片内表面的体积由拨片压缩等级、放松区域的尺寸、拨片的形状和位置，以及目标是否负重或者以何种方式(例如，当用户坐、站、走、跑、骑自行车、提起或举起时)负重来确定。图14描绘了一种包括张开拨片1404的实施例，所述张开拨片有内表面7和在内表面的一侧或两侧上的支撑侧面1423，使得张开拨片在距离拨片连接器6最远的端部处是显著较宽的，使得所述较宽部分在远离拨片连接器的点处抵抗在拨片上的弯曲力，并且所述支撑侧面支撑并容纳目标的软组织，使得在负重条件下，目标被舒适地支撑并容纳在所述ras内。但应该理解的是，承窝设计者可以选择附加的拨片形状和支撑侧面宽度，以支撑目标的其他区域，从而实现附加的弯曲强度、组织支撑和负重目标。图18描绘了一个包括膜1801的实施例，所述膜在各拨片的外表面10上的点处将两个拨片5连接到彼此，并通过卡扣1802保持以限制组织通过所述放松区域的外流，但所述膜也可以连接到各拨片的内表面7或相邻的拨片侧面11，而不脱离本发明的精神和范围。在未被这种实施例中的膜限制的区域中，组织1803被允许凸出。图19描绘了一种实施例，其中膜1901附接到拨片10的外表面并围绕所有的拨片5和放松区域，以完全地封闭容器壁的至少一部分。可选地，所述膜可以被连接到拨片内表面7，或者膜部分可预置到邻近的拨片侧11之间，而不脱离本发明的精神和范围。在膜的一种实施例中，所述膜相比稳定器定位更靠近适配器1。然而，所述膜可以定位在沿拨片5长度的其他地方，而不脱离本发明的精神和范围。所述膜的一种实施方案是由诸如可伸缩织物的柔性材料组成的。然而，实施例也可包括半柔性或刚性材料，而不脱离本发明的精神和范围。图19中的实施例也对膜1901使用半柔性材料，其对目标的软组织1902提供向上的支撑和容纳，使得在负重或非负重条件下，通过控制例如目标在ras内坐落或悬挂的多深多浅，目标被舒适地支撑并容纳在所述ras内。所述膜的另外目标是在放松的组织上提供摩擦，以便通过在步态周期的所有阶段中并且在例如用户站立或坐着时降低目标在所述ras内的垂直、旋转和平移运动而增强ras的稳定性、控制和悬挂。在一个描绘于图3中的ras的假肢实施例中，拨片5特别地构造为与经股肢体(transfemorallimb)31接触，但是所述拨片也可以构造为与其他身体部位接触，包括小腿肢体、经桡肢体、经肱肢体，而不脱离本发明的精神和范围。图20描绘了ras的膝护具矫正和矫正外科支撑设备的实施例，其中拨片5特别构造为与受伤的膝关节2001接触，但在其他矫正和矫正外科支撑设备的实施例中，拨片可构造为矫正或稳定其他身体部位，而不脱离本发明的精神和范围。在所描绘的实施例中，拨片用指旋螺钉压杆2003连接到膝护具2002，所述指旋螺钉压杆拧入并贯穿在膝护具中的螺纹孔，并且可旋转地连接到所述拨片，使得用户可以转动指旋螺钉以增加或减少压缩，从而实现最佳组织压缩。图21描绘了ras的上肢外骨骼设备实施例，其中拨片5特别构造为与前臂和上臂接触，但是在其他外骨骼实施例中，拨片可构造为与身体的其他位置接触，而不脱离本发明的精神和范围。在所描绘的实施例中，拨片用指旋螺钉压杆2102连接到上肢外骨骼设备2101，所述指旋螺钉压杆拧入并贯穿在上肢外骨骼设备中的螺纹孔，并且可旋转地连接到所述拨片，使得用户可以转动指旋螺钉以增加或减少压缩，从而实现最佳组织压缩。所描绘的实施例还包括胸部支撑件2103。在描绘于图3中的另一实施例中，用户在目标与ras之间穿戴衬垫32，使得组织流动包括衬套的流动，并且在皮肤上的摩擦被替换为在衬垫材料上的摩擦。在本实施例的一个变体中，通过增加衬垫材料的硬度，所述衬垫将组织流动限制在放松区域内。衬垫可以由例如氨基甲酸乙酯、硅酮、或氯丁橡胶基材料构造出来。衬垫的一些实施例如传统做法那样完全地环绕所述目标，并由此提供了对肢体的所有软组织的压缩或弹性力，以便例如最小化水肿。继续使用图3的参考符号识别结构，在其他实施例中，衬垫32的特征增加衬垫与所述ras的摩擦或互连，从而通过降低目标在所述ras内的垂直、旋转和平移运动而增强ras的稳定性、控制和悬挂，并且支撑和容纳软组织，使得在负重或非负重的情况下，在步态周期的所有阶段中并且在例如用户站立、坐下或躺下时，所述目标被舒适地支撑并容纳图22描绘了一种实施例，其中衬垫32结合一个或多个不同硬度的环或片，以在由承窝设计者选定的区域中增加或减少对软组织的支撑和容纳，例如，硬度更硬的材料制成的环在边缘区域2203中提供组织支撑，所述边缘区域在与适配器相对的容器顶部围绕目标。类似的纵向支撑件设置有纵向片2201。替代材料片2202替换并被缝入到衬垫的需要硬度更少的特征的部分内。在描绘于图15中的另一实施例中，衬垫32具有升高的凸起1502以增加与拨片5的摩擦。在此实施例的变体中，在拨片上的凹入特征1503、稳定器48和膜(未示出)互锁并增加与衬垫上的凸起特征的摩擦。凹入特征也是在一个或多个垫片1501上，而不是在垫片附着到其上的拨片上。可选的实施例可以被构造为具有互锁特征，诸如钩环紧固件、互锁棱或相反极性的磁铁，而不脱离本发明的精神和范围。在上面公开的实施例的变体中，所述ras系统包括传感器(例如，加速计、应变计、滑移检测器、压力传感器、血氧计、角位置传感器或致动器)、处理器、放大器、输入/输出设备或存储设备，以及用于感测、记录、发送或控制适配器、膜、拨片或稳定器的位置、方向和相对运动以及目标的生理参数(例如，温度或血氧水平)的电源例如，图14描绘了一种实施例，其中光度血氧计1405邻近目标地附到膜1406的内表面上，在那里它可以检测目标血液的氧饱和度。血氧计的传感器输出通过有线通信连接1407被电子地发送到控制器1402，所述有线通信连接嵌入在膜中并通过拨片连接器6连接到安装在适配器1上的控制器。所述控制器将检测到的氧水平显示在安装于适配器侧面4上的lcd显示器1408上。应当理解的是，代替在这个实施例和本公开的其他实施例中的嵌入电线，可以使用无线通信连接技术，而不脱离本发明的精神和范围。在图14中描绘的实施例的变体中，安装在适配器1上的控制器1402在图26的步骤s11中确定血氧计1405检测到的氧水平是否低于预先存储在控制器内存中的最小可接受水平。如果所述水平低于可接受水平，在步骤s12，控制器发送控制信号到一个或多个旋转致动器1401，其转动拨片5以从容器中心向外倾斜拨片，从而减小组织压缩直到所检测到的氧水平上升到最小可接受水平。描绘在图14中的实施例也具有一个或多个压力传感器1403，其邻近目标附到一个或多个拨片5的内表面7上，在那里该压力传感器可感测拨片与目标之间的压力。压力传感器输出通过有线通信连接1409被电子地发送到安装在适配器1上的控制器1402，所述有线通信连接沿着各拨片和拨片连接器6运行并附到其上。控制器将到所述控制器的压力传感器输出转换为来自传感器的控制信号，以便将检测到的压力水平显示于安装在适配器侧面4上的一个或多个lcd显示器1408上。在本实施例的一个变体中，用户或承窝设计者在施加组织压缩之前将拨片5手动地定位在选定骨骼结构上，并随着压力的施加观察压力读数，以便确定拨片在下层骨架结构上的相对压缩，从而确定最佳匹配。图14还描绘了一种实施例，其中，控制器1402在图27的步骤s21中确定由压力传感器1403检测到的压力水平对于用户活动是否是最优化的，所述用户活动是用户通过安装在适配器1侧面的输入设备1410上的一组用户可操作控制输入按钮选择的，用户活动包括例如休息、散步、跑步、或提举。每个控制按钮对应于在所述控制器内存中存储的对该用户活动最适宜的压力范围。在步骤s22中，如果检测到的压力水平不在对于用户活动可接受的压力范围内，则控制器发送控制信号到一个或多个致动器，以指示致动器转动拨片5以从容器中心向内或向外倾斜拨片，从而增加或减小组织压缩，直到所检测到的压力水平处于对所述用户活动在控制器内存中存储的压力范围内。在图14所描绘的实施例的变体中，在图28的步骤s31中，控制器1402将压力尖峰和下降模式曲线与来自多个活动曲线中的最接近匹配活动曲线匹配，所述压力尖峰和下降模式曲线是由压力传感器1403在采样间隔期间检测到的，所述多个活动曲线各自与控制器内存中的一种活动相关联并且一起存储，其中，在控制器内存中的每个活动被预先分配一个对该特定活动最佳的压力范围。如果在采样间隔期间检测到的平均压力水平不在对应于最接近匹配活动曲线的预分配最佳压力范围内，则控制器在步骤s32中发送控制信号到一个或多个旋转致动器1401，以指示旋转致动器转动拨片5以将拨片从容器中心向内或向外倾斜，从而增加或减小组织压缩，直到在随后的采样间隔期间检测到的平均压力水平在最佳压力范围内。在这种变体的一个实施例中，采样间隔是100毫秒，并且采样以每500毫秒重复。在图14描绘的有可手动选择的活动的实施例变体中，各用户活动与对各旋转致动器1401存储在控制器内存中的角位置值相关联，其中，所述角位置是在拨片5与各拨片连接器6之间对用户活动实现最佳组织压缩的角度。一旦接受到用户使用输入设备1410上的用户可操作控制输入按钮输入的用户活动，控制器在图29的步骤s41中匹配用户的活动到各旋转致动器的相关联角位置，并在步骤s42中发送控制信号到各旋转致动器1401，指示所述旋转致动器转动拨片，以从容器中心向内或向外倾斜拨片，从而增加或减小组织压缩，直到由耦合到各旋转致动器的各角位置传感器(未示出)检测到的角位置值与对所选用户活动和各旋转致动器存储在控制器内存中的角度位置值匹配。图23描绘了构造有线性致动器2301的预构造拨片连接器的实施例，所述线性致动器附接到适配器1并可连接到所述预构造拨片连接器14，以将拨片5滑入或滑出适配器侧面，从而调整拨片压缩。在描绘于图14中的一个实施例中，衬垫1416可以包括用户可以与骨突起或目标的其他可容易地定位的物理特征对准的一个或多个衬垫磁体1411，使得与磁场传感器电源1420一起安装在拨片5上的磁场传感器1412可以被用户始终如一地定位在目标区域上。当拨片与衬垫磁体适当地对准时，所有的磁场都满足磁场传感器检测阈值。其结果是，磁场传感器通过有线通信连接1414向led显示器1415发送显示信号，所述显示器安装在拨片上并且构造为指示用户所述拨片是在相对于目标区域的适当位置上。在这个实施例描绘于图14中的一个变体中，衬垫1416明显地标记有物理特征对准标记1421，用户可以将其与骨突起或目标的其他可容易地定位的物理特征(未示出)对准。一旦如此对准，本实施例构造为使得目标区域标记1422将对用户提供在哪里放置拨片的轮廓，使得拨片是在相对于目标区域的适当位置上。本文所公开的若干实施例说明了在本发明的精神和范围内的多种实施例中的一些，所述实施例利用传感器、致动器、计算机存储器和微处理器设备来监测和控制所述ras的部件。除了上面描述的拨片方向之外，这样的电子设备也可以容易地适用于监测并控制使用本发明的原理的膜和稳定器。图24描绘了一种实施例，它包括空气压力泵2401、空气管道2402、可充气环状稳定剂箍2403、电源2405和控制器2406。在此实施例中，用户通过安装在适配器1侧面上的输入设备2404上的一组用户可操作控制输入按钮选择用户活动。在图30的步骤s51中，所述控制器将用户输入匹配到存储在控制器内存中用于用户输入的控制信号。用户活动包括，例如，休息、行走、跑步、或升降。在步骤s52中，控制器发送控制信号到空气压力泵，以指示空气压力泵根据所述控制信号经由空气管道对环绕拨片5的可充气环状稳定器箍进行充气。控制信号以及所得的空气压力对于各用户活动是预定的，以在拨片长度上最小化由拨片上的弯曲力导致的拨片压缩损失，所述压缩力来自目标对用户活动的力或运动。图25描绘了一种外部定位工具设备的实施例，其包括传感器，使得ras本身不需要传感器或其他电子器件。相反，通过承窝设计者使用安装在该定位工具设备上的传感器，所述ras被调整并且其部件被锁定到位。在本实施例中，定位工具20包括附接到拨片5外侧的压杆33(如同样在图3中描绘的)。一个或多个压力传感器2501附接到定位工具的压杆，使得压力传感器定位在各压杆与拨片之间，以便测量压杆与拨片之间的压力。当通过将压杆压靠在拨片上而在拨片上施加压力，使拨片被压靠在所述目标上时，压力传感器通过有线通信连接2502电子地输出到安装在外部工具上的控制器2503，所述有线通信连接附接到各压杆并通过外部工具进一步连接到所述控制器。所述控制器发送控制信号到安装在外部工具上的lcd显示器2504以显示检测到的压力水平。除了压力传感器之外，所述实施例包括血氧传感器2510，但是所述实施例也可以只使用血氧传感器或有益于优化性能的不同传感器，而不脱离本发明的精神和范围。在本实施例的变体中，控制器2503被构造为通过通信连接与通用计算机2505无线地通信，所述通用计算机被特别地编程为接收所述控制器的输入并在计算机屏幕2506上显示压力或氧水平。应当理解的是，也可以用台式或笔记本计算机经由有线或无线通信连接对安装在外部工具或ras上的控制器进行编程。智能手机或平板计算机也可以用来执行与台式或笔记本计算机相同的功能在图25所描绘的实施例中，外部工具的压杆33被线性致动器2507控制，其施加由操作者通过操作者输入设备2508指定的力。所描绘的操作者输入设备是最佳组织压缩选择拨盘，所述拨盘安装在外部工具20上，并且可操作以从电源2509获得电压输入并改变到线性致动器的电压输出，从而用可变的压力将压杆压靠在拨片5上，以达到最佳组织压缩。这个实施例的一个变体包括结合在压杆与拨片之间的压力传感器。压力传感器将检测到的压力水平发送到控制器2503。控制器发送控制信号到lcd显示器2504以显示实际测得的压力水平。在这个实施例的另外的变体中，计算机2505控制可调电压调节器电路，使得计算机和可调电压电路替代所述最佳组织压缩选择拨盘2508，以用于控制线性致动器2507的目的。如在图25和图31中所描绘的，有在压杆33与拨片5之间的压力传感器2501的另一实施例提供了到控制器2503的反馈回路，其用于控制信号的自校准。在步骤s61中，在控制器发送控制信号到致动器2507之后，反馈回路将传感器输出与关联于控制信号的预期传感器值进行比较，其中所述预期传感器值与控制信号是相关联的，并且存储在控制器内存中。在步骤s62中，控制器修改控制信号以减小传感器输出与预期传感器值之间的差别，直到控制器在步骤s63中确定传感器输出与预期传感器值基本上匹配，并且控制器将控制信号在控制器内存中存储为修改过的。应当理解的是，控制器、可调电压调节器、致动器、电源和压力传感器可被构造并安装在所述ras本身上，以实现自校准、最佳组织压缩。图14描绘了最佳组织压缩选择拨盘实施例的一种变体，其中，该盘的两维表示1417显示在智能手机1418的触摸屏上。智能手机被编程以允许ras用户通过无线通信连接1402指示安装在所述ras上的控制器，以增加或减少到旋转致动器1401的电压。旋转致动器被构造为压缩或释放拨片5，使得用户可以根据用户的需要自己调整压缩，以控制在ras中的空动，并在开展不同类型的活动时保持舒适的水平，所述活动例如散步、跑步、或坐着。在本实施例的更加集成的变体中，旋转致动器经由有线或无线通信连接直接地接受来自智能手机(未示出)的指令。在图14中描绘的实施例的另一变体包括用光度血氧计替换(未示出)安装在拨片5的内表面7上的压力传感器1403。血氧计传感器输出通过有线通信连接1409被电子地发送到安装在适配器1上的控制器1402，所述通信连接嵌入在拨片中，并通过拨片连接器6进一步连接到所述控制器1402。所述控制器联接有数字发射器以经由与智能电话1418的无线通信连接发送控制信号，从而显示检测到的氧水平1419。在对此实施例的另一变体中，所述智能手机被进一步编程以在氧水平落在存储于智能手机存储器中的最低水平之下时提供声音警告。虽然上面公开的实施例具有在假肢的领域中的应用，在矫正术或矫正外科的实施例中，应理解的是，如在图20中所描绘的，本发明的空动捕捉和可调整原理可使用ras拨片应用到跨越骨折或共享共同关节的骨头控制骨头的运动，以固定这样的骨折或关节或支撑关节，从而促进愈合或矫正，同时为了治疗上的益处、舒适度，或为了可能需要更多或更少的固定或支撑的特定活动，其允许压缩力随着时间推移或不时地变化。同样应理解的是，如在图21中所描绘的，本发明的原理也可应用到外骨骼实施例，其中用户例如不是截肢者，但需要承窝设备，其捕捉承窝附接到其上的下层骨骼结构的空动，以便例如固定关节、增加骨骼结构的承载强度、或增加骨骼结构的物理运动与所导致的ras的物理运动之间的关联。外骨骼应用中的ras系统的另一优点是，它允许在现场的用户调整，并且ras可以被调整，以适应可能需要在不同时间使用所述外骨骼应用的不同用户。本领域技术人员显而易见的是，可在示出并描述的实施例中做出改变和修改，而不脱离本发明的精神和范围。由此，除由所附权利要求的范围指示的之外，本发明不局限于本文示出并描述的特定形式。当前第1页12当前第1页12