2015CastroFF_MoskovitzAP

Наш перевод патента на изобретение: Castro FF, Fisher JMO, Moskovitz AP. Semi-constrained ball and socket joints. US9060862B2 (Полуограниченные шарнирные и гнездовые соединения, 2015). Оригинал на английском языке доступен по ссылке: 2015CastroFF_MoskovitzAP.

US9060862B2 США

Изобретатели: Флойд Франклин Кастро, Джеймс Марк Оукли Фишер, Алекс Пол Московиц

Текущий правопреемник: CASTRO FLOYD

Приложения по всему миру 2012 US

Заявка US13/544,479 события:

2012-07-09 Заявка подана физическим лицом

2012-07-09 Приоритет US13/544,479

2013-01-10 Публикация US20130013079A1

2014-09-10 Назначено CASTRO, FLOYD

2015-06-23 Заявка удовлетворена

2015-06-23 Публикация US9060862B2

Статус: Истек срок действия — связан с оплатой пошлины

2032-07-09 Ожидаемое истечение срока действия

Полуограниченные шарнирные и гнездовые соединения

Флойд Франклин Кастро, Джеймс Марк Оукли Фишер, Алекс Пол Московиц

Аннотация

Изобретение касается полуограниченных искусственных шаровидных (головка) и гнездовых (чашечных) суставов, таких как тазобедренный или плечевой сустав, которые допускают определенное количество градусов вращения по трем независимым осям. Например, один вариант исполнения создает по крайней мере две оси вращения через суперсферическое пространство, вырезанное из внутренней поверхности чашки, с чашечно-кабельным соединением, соединяющим две точки вдоль суперсферического пространства, и перпендикулярным головочно-кабельным соединением, обвивающим головку и чашечно-кабельное соединение внутри суперсферического пространства, и с головочно-кабельным соединением, находящимся в канавке. Другой вариант исполнения создает две оси вращения посредством комбинации 1) шарнира с рычагом и/или 2) троса, прикрепленного к круговой дорожке (с ручкой или кольцом вокруг троса, обращенным внутрь или наружу), оба из которых имеют центр головы в качестве центра вращения. Третья ось может быть создана горизонтальным шарниром и пространством для маневра.

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

В данной заявке испрашивается преимущество предварительной заявки США № 61/505,970, поданной 8 июля 2011 г. с тем же названием и теми же изобретателями.

ПРЕДЫСТОРИЯ

Естественные шаровидные суставы (такие как тазобедренный (РИС. 1) и плечевой суставы (РИС. 2)) допускают определенные степени вращения по трем независимым осям. Например, вы можете пинать ногу вперед/назад, наружу/внутрь и поворачивать ногу. (В этом случае шаровидный сустав — это конец бедренной кости, который помещается внутри охватывающей его впадины бедра.) Пожилые люди и другие лица, нуждающиеся в искусственных шаровидных суставах (таких как замена тазобедренного и плечевого суставов), хотят максимально увеличить диапазон движений без высокого риска смещения шаровидного сустава из впадины. Достижение этой цели позволяет носителю протеза, помимо прочего, максимально участвовать в фитнесе, который может помочь предотвратить ухудшение здоровья, а также избегать болезненных корректирующих операций, которые еще больше нарушают соединение шара и гнезда и рискуют еще большим вывихом. Таким образом, существует чрезвычайно существенная потребность в протезном аппарате, который обеспечивает максимальный диапазон вращательного движения без вывиха.

В прошлом было много попыток ограничить шар гнездом: например, патенты США №№ 7,780,737; 7,766,971; 7,749,277; 7,335,231; 7,192,449; 7,179,298; 7,179,296; 7,169,186; 7,160,332; 7,144,427; 7,115,145; 7,074,24; 7,022,142; 6,986,792; 6,923,833; 6,527,808; 6,299,647; 6,042,612; 6,042,611; 5,916,270; 5,782,930; 5,639,280; 5,556,434; 5,092,897; 5,062,823; 4,960,427; 4,770,661; 3,996,625; Заявки США 20100174380; 20100087930; 20080125866; 20090088853 20070225818; 20070135927; 20070106392; 20070106389; 20060241780; 20060101; 20030050703; 20030191537; 20030212458; 20010032021. Однако все они ограничены либо по скорости смещения, либо по диапазону плавного движения. Таким образом, эта чрезвычайно существенная потребность в протезном шаровидном аппарате, который обеспечивает максимальный диапазон движения вдоль каждой из плоскостей вращения и вдоль линии скручивания без смещения, оставалась неудовлетворенной в течение довольно долгого времени. РЕЗЮМЕ

Варианты изобретения позволяют увеличить степень вращения головки кости (например, бедренной кости 112 или плечевой кости 402) вдоль трех независимых осей относительно чашечной кости (например, тазовой кости 102 или плечевого каркаса 404), при этом все еще ограничивая головку кости от смещения относительно чашечной кости.

Во-первых, чтобы объяснить некоторые термины — представьте себе голову как землю, видимую из космоса, с экватором, северным полюсом, южным полюсом, северным полушарием, широтными линиями (проходящими вбок), продольными линиями (проходящими на север и юг). Теперь представьте себе голову из предпочтительного варианта из первой версии 108 внутри гнезда 104 чашки 106 (см. РИС. 12). Северный полюс головки 1202 находится ближе всего к вершине внутренней поверхности чашки 702 (хотя, когда вращается головка 108, вращается и северный полюс головки 1202). Вершина внутренней поверхности чашки может также называться «северным полюсом внутренней поверхности чашки». Южный полюс головки 1204 находится дальше всего от вершины 702 внутренней поверхности чашки 802. Экватор головки 1206 контактирует там, где ободок внутренней поверхности чашки 532 встречается с головкой 108 через вкладыш чашки 531 (за исключением случаев, когда вращается головка 108). В нейтральном положении (когда головка 108 еще не сочленилась ни в одном направлении) северный полюс 514 чашки и экватор 532 находятся примерно в той же точке, что и северный полюс 1202 и экватор 1206 головки (это неверно, когда головка 108 вращается либо вдоль линии чашечки-кабеля 526, либо перпендикулярно вдоль линии головки-кабеля 202). Пригодное для использования вращение головы означает геометрию различных частей, которые при объединении в воплощение и/или версию позволяют вращать голову, удовлетворяющую определенной функции (ходьба по умолчанию, альтернативно нормальное движение или движение, достаточное для выполнения определенной деятельности и/или других функций), и, очевидно, не ломается после недели использования (альтернативно, и не приводит к избыточному накоплению токсичных материалов, например, металлического мусора, вымываемого в организм в результате трения металла о металл). Например, термин «горизонтальный» (обычно используемый в контексте «горизонтального поворота») означает достаточно широтный для удобного поворота головы (термин «горизонтальный» определяется альтернативно и более конкретно ниже).

На всех РИС. 1–12 изображен вариант исполнения (который является предпочтительным вариантом исполнения первой версии и всех версий) первой версии. Эта версия включает (см. РИС. 5, а также РИС. 2 для большинства деталей) A) стержень от головы до головы 218 (с одним концом для вставки в головную кость, такую как бедренная кость 112 или плечевая кость 402, и вторым концом, соединенным с головкой 108), B) головку 108 и C) чашку 106, окружающую головку 108, причем чашку 106 нужно вставить в чашечную кость (такую как тазовая кость 102 или плечевой каркас 404), и D) вкладыш для чашки 531, расположенный между чашкой 106 и головкой 108.

Для первого варианта:

A. Стержень от головы до черепной кости 218 крепится одним концом к «примерно южному полюсу головы», а на другом конце содержит стержень, который вставляется в черепную кость. (См., например, РИС. 2). [«Примерно южный полюс головы» означает достаточно близко к южному полюсу головы, чтобы обеспечить удобное вращение головы.] В качестве альтернативы стержень от головы до черепной кости может крепиться к южному полюсу (без квалификации «примерно») или к чему-либо между «примерно» и «точно». Если головной кабель 202 проходит «около южного полюса головы» [«около южного полюса головы» означает достаточно близко к южному полюсу, чтобы обеспечить удобное вращение головы], то стержень голова-головная кость 218 имеет отверстие примерно на южном полюсном конце головы 1204, чтобы позволить головной канавке 204 и головному кабелю 202 проходить около южного полюса 1204. (См. РИС. 9). B. Головка: Головка 108 имеет «приблизительно шарообразную форму» [имея в виду сферические части поверхности головки 108, которые позволяют ей плотно прилегать к сферическим частям 506 внутренней поверхности чашки 802, даже когда головка 108 поворачивается вдоль любой оси на любое количество градусов (в контексте всех частей, собранных вместе), а также имея место для кабеля чашки 526 внутри суперсферической полости 804], которая помещается внутри чашки 106 и контактирует со сферическими частями 506 внутренней поверхности чашки 802 через вкладыш чашки 531. «Головка, помещающаяся внутри внутренней поверхности чашки» означает то же самое, что и «приблизительно шарообразная форма». Фраза «контакт со сферической частью внутренней поверхности чашки» подразумевает прямой контакт со сферической частью внутренней поверхности чашки и/или косвенно через вкладыш чашки. В идеале головка контактирует со всеми сферическими частями внутренней поверхности чашки, но в качестве альтернативы головка контактирует с достаточным количеством сферических частей, чтобы обеспечить полезное вращение головки или больше. Головка 108 имеет «примерно продольную канавку» [что означает достаточно продольную, чтобы обеспечить полезное вращательное движение головки 108 вдоль оси чашки-кабеля 526 в обоих направлениях и определяется как «канавка головки» 204], петлеобразную по окружности головки 108, проходящую «примерно от полюса к полюсу» [что означает как 1) идущую от северного полюса головки 1202 к южному полюсу 1204 и обратно, так и 2) меняющую направление в своей петле с севера на юг (и наоборот), достаточно близко к каждому полюсу, чтобы обеспечить полезное вращение головки, включая, помимо прочего, вращательное движение головки 108 вдоль оси чашки-кабеля 526 в обоих направлениях]. В качестве альтернативы, канавка для головки может быть полностью продольной и проходить полностью от полюса к полюсу, или что-то среднее между этой точностью и той, которая допускает полезное вращение головки. Фраза «входит в канавку для головки, когда кабель головки находится между головкой и сферической частью внутренней поверхности чашки» означает, что те части кабеля головки, которые в данный момент находятся между сферической частью внутренней поверхности чашки и головкой, находятся внутри канавки для головки, чтобы не зацепиться или не защемиться между сферической поверхностью головки и сферической частью внутренней поверхности чашки. В качестве альтернативы кабель головки может «обвиваться вокруг части головки», когда головка не может поступательно двигаться от внутренней поверхности северного полюса чашки без натяжения или зацепления кабеля головки. Это служит той же цели ограничения поступательного движения головки, что и в случае, когда кабель головки «прикрепляется к головке» по крайней мере двумя концами. Обратите внимание, что хотя в предпочтительном варианте исполнения между головкой 108 и головкой-кабелем 202 включены шарикоподшипники 602, позволяющие головке 108 вращаться независимо от головки-кабеля 202, тем самым позволяя головке-кабелю 202 сохранять свою форму, когда он обвивается вокруг чашки-кабеля 526, тем самым устраняя необходимость в гибкости головки-кабеля 202, если головка-кабель 202 гибкая, то она может изменять свою форму по мере изменения растяжения головки-кабеля, образующего петлю вокруг чашки-кабеля 526. (Это изменение формы также может позволить головке 108 потенциально вращаться дальше, чем если бы головка-кабель 202 была прямой — см., например, РИС. 11D, показывающий линию головки-кабеля, вращающуюся дальше вдоль головки 108, чем в суперсферической полости 804 — см. также РИС. 16D.) Кроме того, даже если головка-кабель 202 не является гибкой, и головка 108 не вращается независимо от головки-кабеля 202, все равно будет место для маневра, прежде чем либо конец петли головки-кабеля 108 ударится о чашку 106, либо головка-кабель 108 зацепится за чашку-кабель 526. В другом варианте исполнения оболочка 1304 охватывает головку-кабель 202 для части головки-кабеля 202, которой не нужно выходить из канавки головки 204, чтобы начать петлять вокруг чашечки-кабеля 526 (опционально и предпочтительно вся длина не должна выходить из паза) во время вращения полезной головки (см. РИС. 13А).

В еще одном варианте осуществления (см. РИС. 15А-15В) отклоняющая головка-кабель 1502 и/или канавка отклоняющей головки 1506 в принимающей головке 1504 не огибают южный полюс 1204 головки 1504, хотя отклоняющая головка-кабель 1502 делает полную петлю (без разрывов в отклоняющей головке-кабеле 1502), устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая ранее зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Опять же, геометрия отклонения вокруг южного полюса головки 1204 должна 1) допускать полезное вращение головки и 2) если вокруг отклоняющей головки-кабеля 1502 не используется оболочка (подобная оболочке 1304 на РИС. 13А), не допускать отклонения головной кабель 1502 выскальзывает из отклоняющегося паза головки 1506 во время полезного вращения головки.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 13B) головной кабель 202 и/или паза головки 204 не доходят до южного полюса головки 1204 и не обвиваются вокруг него, а прикрепляются 1302 к вмещающей головке 1308 на определенных широтах над южным полюсом головки 1204 на каждом конце. Широты на каждом прикрепленном конце должны обеспечивать полезное вращение головки.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 14A-14B) головной кабель разветвляется 1406 (с вмещающей раздвоенной головной канавкой 1404) вокруг южного полюса головки 1204, снова устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом 1204 головки 1402, превращая ранее зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Опять же, геометрия поворота вокруг южного полюса головки 1204 должна 1) обеспечивать возможность полезного вращения головки и 2) если вокруг раздвоенного головного кабеля 1406 не используется оболочка (подобная оболочке 1304 на РИС. 13A), не допускать выскальзывания раздвоенного головного кабеля 1406 из раздвоенной головной канавки 1404 во время использования. вращение головки.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 16A-16B) вместо одного кабеля головки 202 используется кабель головки номер один 1604 в пазу головки номер один 1606 с одной стороны южного полюса головки 1204, а кабель головки номер два 1608 в пазу головки номер два 1610 в размещающей головке 1602 используется с другой стороны южного полюса головки 1204, снова устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая ранее зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Опять же, геометрия каждого кабеля головки вокруг южного полюса головки 1204 должна 1) обеспечивать пригодное для использования вращение головки и 2) если нет оболочки (аналогично оболочка 1304 на РИС. 13А) используется вокруг головки-кабеля номер один 1604 или головки-кабеля номер два 1608, не позволяя ни одному из головок-кабелей выскользнуть из канавки головки 1610 во время полезного вращения головки. Обратите внимание, что можно использовать любое количество головок-кабелей, если они позволяют полезное вращение головки. Лучше всего (и необязательно) иметь головки-кабели параллельно и близко к линии северный полюс-южный полюс головки 1602, но они могут быть непараллельными и/или дальше друг от друга, если они все еще позволяют полезное вращение головки.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 17) вышеприведенное исполнение (в предыдущем абзаце) с несколькими головками-кабелями изменяется путем замены чашки-кабеля 526 на два мини-чашки-кабеля 1702. Опять же, геометрия должна обеспечивать полезное вращение головки. При желании можно использовать растягивающиеся головные кабели, чтобы получить больше градусов в диапазоне движения вдоль каждой оси. В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 20) укороченный головной кабель 2004 не имеет канавки 204, но крепится к вмещающей головке 2002 в двух точках 2006 в северном полушарии вмещающей головки 2002, снова устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая ранее зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Оптимально укороченный головной кабель 2004 крепится на каждом конце под углом 45 градусов от северного полюса головки 1202 на противоположных сторонах северного полюса, чтобы позволить головке 2002 поворачиваться на 45 градусов в каждом направлении вдоль линии укороченного головного кабеля 2004 перед 1) точкой крепления 2006 Головной кабель 2004 ударяется о внутреннюю поверхность чашки 804, или 2) укороченный головной кабель 2004 зацепляется за чашку-кабель 526.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 2106) вместо использования головной кабеля 202 и чашечки-кабеля 526 головной-чашечный-кабель 2104 соединяет внутреннюю поверхность чашки 802 с вмещающей головкой 2102 с точкой крепления 2106 (опционально и предпочтительно соединяя северный полюс головки с северным полюсом чашки для максимального диапазона движения во всех направлениях). Полезно, чтобы головной-чашечный-кабель 2104 был растяжимым и имел место для того, чтобы разворачиваться и становиться длиннее (как раскручивающаяся змея), чтобы увеличить диапазон движения, пока он не запутывается внутри себя.

Еще раз отметим, что в приведенных выше вариантах исполнения, не требующих отверстия 570 для кабеля головки 202, имеется не имеющая зубцов часть 1306, прикрепляющая стержень к южному полюсу головки 1204. Все эти варианты исполнения опционально, но оптимально имеют кабели, параллельные линии полюса север-юг и как можно ближе к ней (за исключением достаточно прочного стержня для удобного вращения головки).

Если не требуется, чтобы головной кабель скользил линейно относительно паза головки, то головной кабель должен просто соответствовать следующим требованиям: 1) он должен иметь возможность образовать петли вокруг чашечного кабеля(ов) во время пригодного вращения головки; 2) он не должен цепляться за экватор чашки между головкой и внутренней поверхностью чашки (через подкладку чашки).)

Хотя это и не оптимально, головному кабелю не обязательно находиться в пазу головки на всем протяжении головки (кроме петлеобразования вокруг чашечного кабеля), пока достигается пригодное вращение головки.

Хотя на рисунках чаша 106 показана простирающейся до экватора головки и не дальше, чаша может простираться вниз за экватор головки в южное полушарие, пока достигается пригодное вращение головки. Это может быть использовано в качестве дополнительной меры предосторожности, чтобы не допустить смещения головки из гнезда, но при этом теряется диапазон движения в той степени, в которой она охватывает головку.

B. Чашка: Чашка 106 состоит из внутренней поверхности 802 и внешней поверхности 511, внешняя поверхность 511 прикреплена к кости чашки (например, тазовой кости 102 или плечевому каркасу, прилегающему к чашке 404), а головка 108 помещается во внутреннюю поверхность чашки 802. Внутренняя поверхность состоит из сферической части 506 и суперсферической (выемчатой за пределами сферичности) части 508. (См., например, РИС. 5 для компонентов, упомянутых в этом параграфе).

Необязательно и предпочтительно, что суперсферическая часть 508 внутренней поверхности чашки 802, рассматриваемая сбоку, представляет собой часть круга с центром, совпадающим со сферической частью 506, но с большим радиусом, также необязательно с выступающими внутрь сторонами, позволяющими чашечному кабелю 526 контактировать с внутренней поверхностью чашки 802 под перпендикулярным углом. Однако, пока суперсферическая полость 804 оставляет место для головки-кабеля 202, чтобы обвить чашечный кабель 526 и вращаться для полезного вращения, в суперсферической полости 804 достаточно вогнутости.

Сферическая часть:

Сферическая часть 506 внутренней поверхности чашки 802 «проходит примерно по всей длине вокруг внутренней поверхности чашки вдоль линий широты, расположена примерно ближе к экватору чашки, чем суперсферическая часть, и простирается примерно вверх от экватора до определенной широты на внутренней поверхности чашки» [что также означает покрытие достаточной площади поверхности вдоль экватора головки 1206 для выполнения следующего: 1) после установки в сферическую часть 506 гнезда/чашки головка 108 не может перемещаться поступательно дальше в гнездо; и 2) площадь поверхности части, где головка 108 контактирует с вкладышем чашки 531, достаточна, чтобы любое накопление мусора, вызванное трением головки 108 и внутренней поверхности чашки 802 о вкладыш чашки 531, не наносило чрезмерного ущерба работе аппарата или здоровью пациента, делая имплантат тазобедренного сустава небезопасным для имплантации]. В качестве альтернативы, «внутренняя поверхность, в которой часть внутренней поверхности, идущая от экватора чашки до более северной широты», определяется как проходящая по всему пути вокруг внутренней поверхности чашки вдоль линий широты, простирается вверх от экватора чашки до определенной широты (например, 5, 10, 20, 45 градусов вверх от экватора чашки, эти примеры не являются ограничивающими). Суперсферическая часть:

Сверхсферическая часть 508 внутренней поверхности чашки 802 «проходит примерно по всему пути вокруг чашки вдоль линий широты, расположена примерно ближе к северному полюсу чашки и простирается вниз примерно от внутренней поверхности северного полюса чашки до указанной определенной широты на внутренней поверхности чашки» [что также означает покрытие достаточной площади поверхности, чтобы обеспечить полезное вращательное движение как вдоль линии чашка-кабель 526, так и вдоль линии головка-кабель 202]. В качестве альтернативы может быть «часть внутренней поверхности, проходящая от более северной широты к северному полюсу чашки», где сверхсферическая (то же значение, что и «выдолбленная сверхсферически») часть проходит по всему пути вокруг чашки вдоль линий широты и проходит вниз по широте от северного полюса внутренней поверхности чашки до широты, на которой начинается сферическая часть.

Соединение чашки с чашечкой-косточкой:

Чашка 106 крепится к чашечке-косточке, напрямую или косвенно, через монтажную пластину 302 (или другую комбинацию деталей), инкапсулирующую чашку 106 (опционально и предпочтительно двумя винтами в чашечке-косточке, и чашкой 106, соединяющейся с монтажной пластиной 302 через пазы для фиксации с наружной и внутренней резьбой).

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 22A-C) части чашки 106 вдоль экватора чашки утоплены вдоль линии головки-кабеля 202 (с одной выемкой 2202 с одной стороны и другой выемкой 2204 с противоположной стороны), что позволяет стержню 110 поворачиваться более чем на 180 градусов (см. РИС. 22B). Обратите внимание, что вкладыш чашки 531 также должен быть утоплен аналогичным образом.

По желанию, вкладыш чашки 531 выстилает по крайней мере сферические части 506 внутренней поверхности чашки 802 и контактирует с внутренней поверхностью чашки 802 с одной стороны и головкой с другой стороны. (См., например, РИС. 3, 5).

По желанию, фиксирующее кольцо для вкладыша чашки удерживает вкладыш чашки на месте, как это описано в патенте США № 7,766,971.

Чашечный кабель 526 проходит «примерно параллельно поверхности головки над северным полушарием и примерно перпендикулярно канавке головки» [то есть достаточно параллельно поверхности головки и достаточно перпендикулярно относительно канавки головки, чтобы обеспечить полезное вращение головки], прикрепленный на каждом конце в точке на суперсферической части внутренней поверхности чашки (по желанию с выступом, который позволяет чашечному кабелю контактировать с внутренней поверхностью чашки под перпендикулярным углом). (См., например, РИС. 13A-B). В качестве альтернативы, чашка-кабель может проходить точно параллельно поверхности головы над северным полушарием.

Интерфейс чашка-кабель/голова-кабель:

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 18-19) голова-кабель 202 может скользить линейно относительно интерфейса 1802, в то время как чашка-кабель 526 также может скользить линейно (хотя и перпендикулярно голове-кабелю) относительно интерфейса 1802. Это позволяет расстоянию между чашкой-кабелем 526 и головой-кабелем 202 оставаться фиксированным для более легкого движения. Интерфейс 1802 состоит из 1) субблока 1804 с отверстием 1808 для головы-кабеля 202, в котором размещен роликовый подшипник над головой-кабелем 1902 и роликовый подшипник под головой-кабелем 1904; и 2) субблок 1806 с отверстием 1810 для чашки-кабеля 526, в котором размещен роликовый подшипник над чашкой-кабелем 1906 и роликовый подшипник под чашкой-кабелем 1908.

Обратите внимание, что можно использовать любое количество роликовых подшипников (или других подшипников, таких как шарикоподшипники или наборы подшипников), при условии, что головка-кабель 202 и чашка-кабель 526 могут скользить независимо. Также возможно, чтобы только чашка-кабель 526 могла скользить, если шарикоподшипники в канавке головки позволяют головке вращаться независимо от кабеля-головки.

Подробнее о шарнире:

Шарнир позволяет головной кости вращаться вдоль оси z (когда вы поворачиваете ногу (для тазобедренного сустава) или поворачиваете плечо (для плечевого сустава) по оси, указывающей от внутренней поверхности северного полюса чашки вниз к головной кости, обсуждаемой ранее как «широтно»). Вращение вдоль этой оси z называется «горизонтальным», что приводит к термину «горизонтальный шарнир». Шарнир может быть горизонтальным или примерно горизонтальным, достаточно горизонтальным, чтобы обеспечить пригодный поворот головы, или чем-то средним. Шарнир может находиться в любой рабочей точке между головной костью и чашечной костью — таким образом, если он не мешает работе других частей аппарата, такие точки должны быть очевидны для обычного специалиста в этой области. Например, шарнир также может находиться между внутренней поверхностью чашки 802 и чашечной костью (например, тазовой костью 102 или плечевым каркасом 404), или между внутренней поверхностью чашки 802 и головкой 108, или между южным полюсом 1204 головки и головной костью (например, бедренной костью 112 или плечевой костью 402), или делить пополам головку 108 (при условии, что это не мешает скольжению троса головки 202 в любых пазах головки 204 и является достаточно прочным, чтобы часть, прилегающая к шарниру ближе к чашечной кости (например, тазовой кости 102 или плечевому каркасу 404), оставалась «в значительной степени фиксированной» [то есть не подверженной поломке или неиспользуемому изгибу] (кроме горизонтального скручивания, обеспечиваемого шарниром) относительно части, прилегающей к шарниру дальше от чашечной кости (например, тазовой кости 102 или плечевого каркаса 404)). Шарнир является необязательным, так как головка 108 все еще может поворачиваться горизонтально до того, как головка-кабель 202 войдет в чашечку-кабель, становясь менее перпендикулярными друг другу. Для обычного специалиста в данной области должно быть очевидно, что, используя основные концепции и первую версию для работы, можно изготавливать и использовать различные версии, используя a) различные средства соединения (вместо винтов, заменяя другие способы соединения деталей); b) разделяя заданную часть на несколько частей (например, чтобы обеспечить сборку большинства деталей вне тела и чтобы обеспечить более легкую замену деталей (например, чтобы не пришлось сверлить кость)), и/или объединяя части; c) изменяющиеся числа в диапазонах (например, размер головки, точная форма суперсферической полости, пока она выполняет свою функцию, точная широта, на которой внутренняя поверхность чашки переходит от суперсферической к сферической, точное размещение и конструкция горизонтального шарнира и т. д.); и/или d) пропуск характеристик, пока функция полезного вращения головки все еще выполняется. Хотя на протяжении всего документа упоминаются головки разных типов (или другие детали), использование конкретной ссылочной цифры (например, 108) не подразумевает ограничения смысла, если другие геометрии (включая, но не ограничиваясь деталями из других вариантов и/или других версий) являются работоспособными в рамках общей изобретательской концепции, а просто является примером. Для человека с обычными навыками в данной области должно быть очевидно, как собрать любую из ранее упомянутых версий, со следующими дополнительными советами:

1. Чтобы собрать комплекс головка 108/кабель головки 202/стержень головка-головная кость 218, когда на конце стержня головка-головная кость 570 имеется отверстие южного полюса, через которое проходят кабель головки 202 и паз головки 204, стержень головка-головная кость 218 может иметь два зубца 571, которые вставляются в головку 108 на южном полюсе головки 1204, где кабель головки 202 обвивается вокруг начал зубцов в отверстии для зубцов 570 и поворачивается вместе с зубцами 571 до тех пор, пока зубцы 571 не будут полностью вкручены. (Одной альтернативой (не в предпочтительном варианте) было бы, если бы паз головки 204 полностью обвился вокруг южного полюса головки 1204, затем после того, как головной кабель 202 вставлен между двумя зубцами 571, деталь с участком головной канавки 577, обращенной к началу зубцов 571, может быть прикреплена между двумя зубцами, чтобы завершить головной канавку 204 между зубцами 571.) Или, вместо того, чтобы обматывать головной кабель 202 вокруг зубцов 571 в стержне головка-голова-кость 218 до того, как зубцы 571 будут вкручены в головку 108, часть одного из зубцов 571 может быть вырезан и заменена (или просто вставлена) после скольжения головной кабеля 202 между двумя зубцами 571. Существует много других методов сборки этих частей, которые должны быть очевидны для обычного специалиста в этой области.

2. Чтобы обернуть головной кабель 202 вокруг чашечного кабеля 526, в то время как оба в конечном итоге окажутся в закрытой полости 804 между внутренней поверхностью чашки 802 и северным полушарием головы, должно быть отверстие, достаточное для того, чтобы чашечный кабель 526 был правильно вставлен между головным кабелем 202 и головой 108 (если предпочтительный способ воплощения, подробно описанный выше, сдавливания чашечного кабеля 526 между двумя частями чашки 106 не используется) — с (см. РИС. 8B) отверстием 808 на каждом конце, где чашечный кабель 526 крепится с помощью вмещающей чашки 810 к чашке, или (см. РИС. 8C) ближе к верхней части чашки, начиная с вмещающей чашки 812 с вмещающим отверстием в верхней части 814, через которое сначала чашечный кабель 526 вставляется в полость 804, а затем отверстие 814 закрывается вмещающей деталью 816 для установки в чашку 812.

Любое количество вариаций двух вышеупомянутых методов сборки и/или других методов должно быть очевидным для обычного специалиста в данной области.

Каждая версия может использоваться для создания независимых осей вращательного движения (через комбинацию вращения вдоль линии головка-кабель 202 (см. примеры РИС. 11A-11B), вдоль линии чашка-кабель 526 (см. РИС. 11C-11D) и скручивания через вертлюг — попеременно используя естественное скручивание, допускаемое головка-кабель и чашка-кабель вместо вертлюга), при этом по-прежнему ограничивая головку поступательно относительно чашки. Степени вращения вдоль каждой оси ограничены физическими ограничениями — т. е. когда одна часть (например, головка-кабель 202) входит в другую часть (например, внутреннюю поверхность чашки 802). В другой версии каждая ось вращения создается по частям посредством «поворотных устройств», которые образуют узел устройства (который соединяет чашечковую кость (такую как тазовая кость 102 или плечевой каркас 404) с головкой (такой как бедренная кость 112 или плечевая кость 402).

Каждая ось вращения создается по частям посредством «поворотного устройства», которое вращается вокруг того места, где будет находиться центр головки 108, либо посредством 1) поворотного устройства с рычагом (см., например, РИС. 30A-C), включающего поворотное устройство, ось вращения которого пересекает центр головки с рычагом 3004, простирающимся перпендикулярно указанной оси вращения и наружу от центра, где будет находиться головка 108, или 2) троса, который захвачен внутри, но плавно скользит по круговой дорожке вдоль фиксированного радиуса от центра головки (опционально с шарикоподшипниками, взаимодействующими между тросом, захваченным в дорожку, и дорожкой), кабель является перестановкой переменных a) внутри головной дорожки (вверху слева на РИС. 26, 29) по сравнению с чашечной дорожкой (вверху слева на РИС. 27, 28) и b) тип дорожки (например, ручка внутри дорожки (вверху слева на РИС. 26, 27) или кольцо вокруг кабеля (вверху слева на РИС. 29, 28)). Для создания двух независимых осей вращения ось, вокруг которой вращается каждое устройство, перпендикулярна оси другого устройства. Обратите внимание, что каждое устройство может быть прикреплено к отдельным сторонам головы (см., например, РИС. 24A-24B, 31A-31B) или друг к другу (см., например, вверху слева на РИС. 25A) — единственным ограничением при выборе устройств является то, что рычажное устройство (см., например, РИС. 30A-30C) может использоваться только при указании наружу от центра головы. Каждое устройство или комбинация (когда устройства не находятся на разных сторонах головы, а соединены друг с другом) устройств прикрепляет голову либо к головной кости, либо к чашечке, а соединение между головой и костью, не соединенное комбинацией (чашечкой или головной костью, если не используются два отдельных устройства), не обязательно должно вращаться (но может, например, через другое устройство).

Добавление дополнительных устройств даже после того, как уже созданы две оси вращения, может использоваться для получения дополнительных градусов вращения (например, если и головная кость, и чашечка по отдельности прикреплены к кабелям, которые вставляются вдоль одной и той же дорожки (вдоль одной и той же оси вращения, что позволяет, возможно, вращаться более чем на 180 градусов вдоль этой оси)). (Например, см. РИС. 25A-C, где две ручки находятся на дорожке 2313 в голове).

Поворот с рычагом:

РИС. 30A-30C изображен предпочтительный вариант исполнения шарнирного соединения с рычагом 3004 (внутренние детали см. на РИС. 30B-30C). Вмещающая головка 3006 (с дополнительной фиксированной точкой 3008 на противоположной стороне головки 3006) приспособлена для установки шарнира с рычагом 3004, простирающимся перпендикулярно оси вращения и наружу от центра головки 3006, шарнир включает рычаг 3004, который вращается кольцом 3002, вращающимся вокруг центральной части 3012, прикрепленной к головке 3006 через шарикоподшипники 3014. Вмещающая головка 3006 содержит прорезь, так что рычаг 3004 может вращаться на определенное количество градусов, не останавливаясь вмещающей головкой 3006.

Внутренняя дорожка:

Внутренняя дорожка — это место, где что-то захвачено, но плавно скользит по круговой дорожке вдоль фиксированного радиуса от центра головки, и где фиксированная точка находится дальше от центра головки (например, на чашке), чем дорожка. Например, 1) (см., например, РИС. 27) часть гантели с ручкой 2320 в дорожке 2313 и часть палки 2306, простирающаяся до фиксированных точек на чашке 2702 и на дне 2504 (опционально с шарикоподшипниками 2704) (см. РИС. 27, две ручки 2320) внутри головки 2502 или 2) (см., например, РИС. 29) кольцо 2904 вокруг кабеля 2906 в пазу 2902 на внутренней стороне головки 2908.

Наружная дорожка:

Наружная дорожка — это то, где что-то захватывается внутри, но плавно скользит по круговой дорожке вдоль фиксированного радиуса от центра головки, и где фиксированная точка находится ближе к центру головки (например, в головке). Например, 1) (см., например, РИС. 26) часть гантели с ручкой 2308 в дорожке 2312 и часть палки 2306, простирающаяся вниз к центру вмещающей головки 2604 (опционально с шарикоподшипниками 2606 и с опциональной фиксированной точкой 2602 на другой стороне вмещающей головки 2604) или 2) (см., например, РИС. 28) кольцо 2804 вокруг кабеля 526 в пазу 2806 на вмещающей чашке 2808. Горизонтальный шарнир (с осью, перпендикулярной оси двух устройств) может быть создан так же, как в версии с кабелями (см., например, РИС. 28). В отличие от некоторых вариантов исполнения с кабелями, шарнир, делящий пополам головку, не будет мешать работе любого кабеля, потому что его нет.

Как и в случае с версией с кабелями, существует множество способов реализации деталей поэлементной версии, таких как количество деталей (например, больше наборов шарикоподшипников для рычага), тип деталей (например, использование роликовых подшипников вместо шарикоподшипников), геометрия (не обязательно должна быть точной, если выполняется функция полезного вращения головки) и любой другой фактор, очевидный для обычного специалиста в этой области.

В качестве альтернативы поэлементной версии две или три оси вращения могут быть созданы с помощью карданного подвеса для каждой оси вращения (опционально с гибкой крышкой). (Например, см. РИС. 32). Третья ось создается с помощью горизонтального шарнира, как указано выше.

Сборка версий по частям и на дорожке должна быть очевидна для специалиста в данной области.

Материалы, используемые для каждого варианта реализации в каждой версии, являются материалами, которые обычно используются для изготовления искусственных тазобедренных суставов. У изобретателя нет предпочтений.

До тех пор, пока пригодный для использования поворот головы может поддерживаться без определенной функции в комбинации функций, эта функция является необязательной. Конечно, части разных версий могут быть объединены, когда они производят пригодный для использования поворот головы. Опять же, все упомянутые выше варианты реализации предназначены только для примеров и не предназначены для ограничения объема изобретения — специалист в данной области будет знать множество вариантов реализации деталей без изменения изобретательских концепций.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопроводительные чертежи, которые включены в спецификацию и являются ее частью, иллюстрируют предпочтительные (но не обязательно необходимые) варианты реализации настоящего изобретения и вместе с описанием и резюме раскрывают принципы изобретения. Примечание: не все признаки варианта реализации и/или версии обязательно присутствуют на одном чертеже.

РИС. 1 представляет собой перспективный вид варианта реализации изобретения, соединяющего бедренную кость с тазовой костью.

РИС. 2 представляет собой частично разобранный вид варианта реализации изобретения с головным кабелем.

РИС. 3А представляет собой перспективный разобранный вид тазовой кости, варианта реализации вкладыша чашки и чашки.

РИС. 3В представляет собой перспективный частично разобранный вид варианта реализации РИС. 3А.

РИС. 3С представляет собой неразобранный перспективный вид варианта реализации РИС. 3А.

РИС. 4А представляет собой перспективный вид варианта реализации изобретения, образующего плечевой сустав.

РИС. 4B представляет собой перспективный вид варианта исполнения РИС. 4A, но с увеличенным плечевым суставом.

РИС. 5 представляет собой перспективный, разобранный, частичный поперечный вид варианта исполнения с головным кабелем.

РИС. 6 представляет собой перспективный, разобранный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5.

РИС. 7 представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5.

РИС. 8A представляет собой поперечный вид варианта исполнения чашки.

РИС. 8B представляет собой перспективный вид первого способа сборки чашки-кабеля в вариант исполнения чашки.

РИС. 8C представляет собой перспективный вид второго способа сборки чашки-кабеля в вариант исполнения чашки.

РИС. 9 представляет собой перспективный частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5.

РИС. 10 представляет собой частично разобранный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5.

РИС. 11A представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5 с головкой, повернутой вдоль линии головка-кабель.

РИС. 11B представляет собой другой перспективный вид варианта исполнения РИС. 5 с головкой, повернутой вдоль линии головка-кабель.

РИС. 11C представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5 с головкой, повернутой вдоль линии головка-кабель и повернутой вдоль линии чашка-кабель.

РИС. 11D представляет собой другой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5 с головкой, повернутой вдоль линии головка-кабель и повернутой вдоль линии чашка-кабель.

РИС. 12A представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения РИС. 5.

РИС. 12B представляет собой вид сбоку, частичный поперечный разрез варианта исполнения РИС. 5.

РИС. 13A представляет собой перспективный частичный поперечный вид варианта исполнения с удерживающей оболочкой вокруг головка-кабель.

РИС. 13B представляет собой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения с кабелем для головы, прикрепленным к голове на каждом конце кабеля для головы.

РИС. 14A представляет собой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения с раздвоенным кабелем вокруг южного полюса головы.

РИС. 14B представляет собой другой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения РИС. 14A.

РИС. 15A представляет собой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения с кабелем, обходящим вокруг южного полюса головы.

РИС. 15B представляет собой другой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения РИС. 15A.

РИС. 16A представляет собой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения с двумя кабелями для головы.

РИС. 16B представляет собой другой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения РИС. 16A.

РИС. 17 представляет собой перспективный частичный поперечный разрез варианта исполнения с двумя кабелями для головы, каждый из которых обвивает отдельный кабель-чашку.

РИС. 18А представляет собой перспективный вид интерфейса (и окружающих частей), позволяющий чашечному кабелю и головному кабелю скользить по соответствующей линии каждого кабеля относительно интерфейса.

РИС. 18В представляет собой другой перспективный вид варианта исполнения РИС. 18А.

РИС. 19А представляет собой перспективный вид варианта исполнения РИС. 18А, увеличенный относительно РИС. 18А-В.

РИС. 19В представляет собой перспективный вид с частичным поперечным сечением варианта исполнения РИС. 18А, увеличенный относительно РИС. 18А-В.

РИС. 20 представляет собой перспективный вид с частичным поперечным сечением варианта исполнения, в котором головной кабель крепится на каждом из двух его концов в некоторой точке вдоль северного полушария головы.

РИС. 21 представляет собой перспективный вид с частичным поперечным сечением варианта исполнения, в котором головной кабель крепится от северного полюса чашки к северному полюсу головы.

РИС. 22A - перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения на РИС. 5 с выемкой в чашке на каждом конце вдоль линии головка-кабель.

РИС. 22B - перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения на РИС. 22A с добавленной головкой и другими частями.

РИС. 22C - перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения на РИС. 22A с добавленной головкой и другими частями и шарнирной головкой.

РИС. 23A - перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения с внешней дорожкой с ручкой, также с горизонтальным шарниром.

РИС. 23B представляет собой перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения РИС. 23A с шарнирно сочлененной головкой.

РИС. 24A представляет собой перспективный вид варианта исполнения двух перпендикулярных внутренних дорожек с ручками на противоположных сторонах головки и шарниром между ними.

РИС. 24B представляет собой другой перспективный вид варианта исполнения РИС. 24A.

РИС. 25A представляет собой перспективный вид варианта исполнения с одной внешней дорожкой с ручкой, объединенной с двумя параллельными внутренними дорожками с ручками.

РИС. 25B представляет собой другой перспективный вид варианта исполнения РИС. 25A с головкой, вращаемой вдоль различных линий.

РИС. 25C представляет собой другой перспективный вид варианта исполнения РИС. 25A.

РИС. 26 представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения с одной внешней дорожкой с ручкой.

РИС. 27 представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения с двумя внутренними дорожками с ручкой.

РИС. 28 представляет собой перспективный, частичный поперечный вид варианта исполнения с внешней дорожкой с кольцом вокруг кабеля с горизонтальным шарниром.

РИС. 29 представляет собой перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения с одной внутренней дорожкой с кольцом вокруг кабеля.

РИС. 30A представляет собой перспективный вид в разрезе варианта исполнения с шарниром с прикрепленным рычагом, выступающим из центра.

РИС. 30B представляет собой перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения РИС. 30A с шарнирно сочлененной головкой.

РИС. 30C представляет собой перспективный частично разобранный вид варианта исполнения РИС. 30A.

РИС. 31A представляет собой перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения с внешней дорожкой с кольцом вокруг кабеля с горизонтальным шарниром и шарниром с прикрепленным рычагом, выступающим из центра на противоположной стороне головки.

РИС. 31B представляет собой перспективный частичный вид в разрезе варианта исполнения РИС. 31A с шарнирно сочлененной головкой.

РИС. 32A представляет собой перспективный вид варианта исполнения с карданным подвесом, прикрепленным к горизонтальному шарниру.

РИС. 32B представляет собой другой перспективный вид варианта исполнения РИС. 32A.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Варианты изобретения позволяют увеличить степень вращения головной кости вдоль трех независимых осей относительно чашечной кости, при этом все еще ограничивая головную кость от смещения от чашечной кости.

Во-первых, чтобы объяснить некоторые термины — представьте себе голову как землю, видимую из космоса, с экватором, северным полюсом, южным полюсом, северным полушарием, широтными линиями (проходящими вбок), продольными линиями (проходящими на север и юг). Теперь представьте себе голову из предпочтительного варианта из первой версии 108 внутри гнезда 104 чашки 106 (см. РИС. 12). Северный полюс головы 1202 находится ближе всего к вершине внутренней поверхности чашки 702 (хотя, когда голова 108 вращается, северный полюс головы 1202 вращается). Вершина внутренней поверхности чашки может также называться «северным полюсом внутренней поверхности чашки». Южный полюс головки 1204 находится дальше всего от вершины 702 внутренней поверхности чашки 802. Экватор головки 1206 контактирует там, где обод внутренней поверхности чашки 532 встречается с головкой 108 через вкладыш чашки 531 (за исключением случаев, когда головка 108 вращается). В нейтральном положении (когда головка 108 еще не сочленилась ни в каком направлении) северный полюс чашки 514 и экватор 532 находятся примерно в той же точке, что и северный полюс головки 1202 и экватор 1206 (это неверно, когда головка 108 вращается либо вдоль линии кабеля чашки 526, либо перпендикулярно вдоль линии кабеля головки 202). Пригодное для использования вращение головы означает геометрию различных частей, которые при объединении в воплощение и/или версию позволяют вращать голову, что удовлетворяет определенной функции (ходьба по умолчанию, альтернативно нормальное движение или движение, достаточное для выполнения определенной деятельности и/или других функций), и, очевидно, не ломается после недели использования (альтернативно, и не приводит к избыточному накоплению токсичного материала, например, металлического мусора, вымываемого в организм в результате трения металла о металл). Например, термин «горизонтальный» (обычно используемый в контексте «горизонтального поворота») означает достаточно широтный для пригодного для использования вращения головы (термин горизонтальный определяется альтернативно и более конкретно ниже).

Версия с кабелями

Версии изобретения позволяют увеличить степень вращения черепной кости вдоль трех независимых осей относительно чашечной кости, при этом все еще ограничивая черепную кость от смещения от чашечной кости.

Версия с кабелями:

На всех РИС. 1-12 изображен вариант (который является предпочтительным вариантом) первой версии. Эта версия включает (см. РИС. 5, а также РИС. 2 для большинства частей) A) стержень от головы до головы 218 (с одним концом, вставляемым в головную кость, такую как бедренная кость 112 или плечевая кость 402, и вторым концом, соединенным с головкой 108), B) головку 108 и C) чашку 106, окружающую головку 108, с чашкой 106, вставляемой в чашечную кость (такую как тазовая кость 102 или плечевой каркас 404), и D) чашечную подкладку 531, расположенную между чашкой 106 и головкой 108.

A. Стержень от головы до головы 218 состоит из i) стержня 110, стержень 110 на одном конце соединяется с головкой 108, а на втором конце соединяется с ii) стержнем от головы до кости 114, указанный стержень от головы до кости 114 для вставки в головку черепа (например, бедренную кость 112 или плечевую кость 402). i) Стержень 110 состоит из a) зубчатой части стержня 564, указанная зубчатая часть стержня включает отверстие на конце без зубцов 576 для вставки зубчатой-незубчатой резьбовой части незубчатой части стержня 572, два параллельных зубца 571 с отверстием между зубцами 570 и два отверстия для двух винтов с потайной головкой 568 (для прохождения через головку 108), и b) незубчатой части 574, состоящей из зубчатой-незубчатой резьбовой части 572 и резьбовой части, соединяющей головку с костью 574, с резьбой 575, указанная резьбовая часть, соединяющая головку с костью 574, имеет отверстие 578 для вставки соединительного винта, соединяющего головку с костью 214, соединяющего указанную часть 574 со стержнем головки с костью 114 и головкой с костью (например, бедренная кость 112 или плечевая кость 402). ii) Стержень головки 114 состоит из охватываемой части, которая вставляется в середину головки (например, бедренной кости 112 или плечевой кости 402), выступа, отверстия в выступе 212 для указанного соединительного винта головки 214 (соединяющего резьбовую часть головки, соединяющую резьбовую часть стержня 574 со стержнем головки 114 и головкой (например, бедренной кости 112 или плечевой кости 404)), и охватывающей части 216 для вставки резьбовой части 575 незубчатой части 574 стержня 110.

B. Головка 108 состоит из i) левой полусферы 542, соединенной с ii) центральной частью 556 с канавкой, шарикоподшипниками вокруг канавки 602, оболочкой вокруг шарикоподшипников 204 и головным кабелем вокруг оболочки 202, указанная центральная часть 556 соединена с iii) правой полусферой 544. i) Левая полусфера 542 содержит прорезь 546 для первого винта с потайной головкой 538, соединяющего две полусферы, прорезь 547 для второго винта 540, соединяющего две полусферы, и прорезь 554 для одного из зубцов стержня 571. ii) Центральная часть 556 имеет две прорези 558 для винтов с потайной головкой. iii) Правая полусфера 544 имеет первый паз 548 и второй паз 550 для потайных винтов, а также паз 547 для одного из зубцов стержня 571. Головка 108 имеет северный полюс 1202, южный полюс 1204 и экватор 1206.

i. Внешняя оболочка 502 включает сферическую часть 506, ближайшую к экватору внешней оболочки 516 и поднимающуюся до определенной широты на головке 108, где внешняя оболочка выдолблена за пределами сферической формы (где радиус больше), называемую суперсферической частью внешней оболочки 508. Внешняя оболочка помогает охватить суперсферическую полость 804. Обратите внимание на северный полюс внутренней поверхности внешней оболочки 514. Обратите внимание, что внешняя оболочка 510 выступает внутрь на нижних концах, так что внутренняя поверхность чашки 802 перпендикулярна чашечному кабелю 526 при встрече с концами чашечного кабеля 526 (это может помочь предотвратить защемление головки-кабеля 202 между чашечным кабелем и внутренней поверхностью чашки 802). Внешняя оболочка соединена с головкой кости, например, с тазовой костью 102 или плечевым каркасом 404, двумя винтами 504. Внешняя оболочка соединена с внутренней оболочкой двумя винтами 536, которые входят в два паза во внешней оболочке 906.

ii. Средняя оболочка 517 включает в себя a) среднюю суперсферическую внутреннюю оболочку 518, которая входит во внутреннюю поверхность внешней оболочки и имеет форму 902 для установки шарикоподшипников 522 между ней и средней кольцевой частью 520 (с северным полюсом на ее внутренней поверхности 702); b) среднюю среднюю кольцевую часть 520, имеющую форму для установки шарикоподшипников 522 между ней и средней суперсферической оболочкой 518, с выемками на дне 604 для захвата чашеобразного кабеля 526 между средней средней кольцевой частью 520 и средней нижней оболочкой 524; c) средне-нижняя оболочка 524 содержит кольцеобразную часть с выемками наверху для размещения чашеобразного кабеля 526 между ней и средне-средней кольцеобразной частью 520.

iii. Внутренняя оболочка 530 имеет сферические части 506, но отверстие, вырезанное сверху, чтобы соответствовать средней суперсферической внутренней оболочке 518. Внутренняя оболочка 530 окружает чашеобразную оболочку 531, и обе имеют выступ 534, так что внешняя оболочка 502 может опираться на внутреннюю оболочку 530. Внешняя оболочка соединена с внутренней оболочкой двумя винтами 536, которые входят в два паза во внутренней оболочке 904.

Обратите внимание, что внутренняя поверхность чашки 802 имеет как сферическую часть 506, так и суперсферическую часть 508.

D. Чашеобразная оболочка 531 расположена между чашкой 106 и головкой 108, но не блокирует суперсферическую полость 804.

Примечание: Вышеизложенное представляет собой один из вариантов реализации первой версии изобретения — один конкретный способ его создания — но это конкретное выражение не охватывает все изобретательские концепции, используемые в этой версии. Многие другие способы создания и использования этой версии с использованием тех же концепций, которые используются в этой версии, будут очевидны для человека со средним уровнем навыков в этой области. Основные концепции, следующие:

Подробнее о пригодном вращении головы: например, термин «горизонтальный» (обычно используемый в контексте «горизонтального поворота») означает достаточно широтный для пригодного вращения головы. Например, Osteoarthritis.com дает следующие значения для нормального вращения бедра (минимального и максимального): сгибание (сгибание) 0-125; разгибание (выпрямление) 115-0; гиперэкстензия (выпрямление за пределами нормального диапазона) 0-15; отведение (отклонение от центральной оси тела) 0-45; приведение (движение к центральной оси тела) 45-0; латеральное вращение (вращение от центра тела) 0-45; медиальное вращение (вращение к центру тела) 0-45. Для ходьбы необходимо сгибание на десять-тридцать градусов (Spina Bifida Association of America, sbaa.org), хотя более низкие степени сгибания все еще позволяют двигать суставом. Для вращения плечевого сустава сгибание плеча 0-90; разгибание плеча 0-50; отведение плеча 0-90; приведение плеча 90-0; латеральное вращение плеча 0-90; медиальное вращение плеча 0-90. Таким образом, любое воплощение в рамках изобретательских концепций, подробно описанных в этой патентной заявке, которое обеспечивает пригодное для использования вращение головы, поэтому пригодно для использования. Обратите внимание, что для версии с кабелями вращение вдоль чашки-кабеля и независимо вдоль головы-кабеля ограничено 180 градусами, если чашка не утоплена (см. ниже). Обратите внимание, что «пригодное для использования вращение головы» означает многократное использование в течение обычного срока службы искусственного тазобедренного сустава, что не достигается, если, например, кабель головы 202 выскользнет из паза 204 и не позволит использовать вращение головы после недели (например) использования.

A. Стержень от головы к голове крепится одним концом к «примерно южному полюсу головы» (или точнее), а на другом конце содержит стержень, который вставляется в голову. (См., например, РИС. 2). [«Примерно южный полюс головы» означает достаточно близко к южному полюсу головы, чтобы обеспечить пригодное вращение головы.] В качестве альтернативы, стержень голова-головная кость может быть прикреплен к южному полюсу (без квалификации «примерно»), или к чему-либо между грубо и точно. Если кабель головы 202 проходит через «около южного полюса головы», [«около южного полюса головы» означает достаточно близко к южному полюсу, чтобы обеспечить пригодное вращение головы], то стержень голова-головная кость 218 имеет отверстие примерно на южном полюсном конце головы 1204, чтобы позволить канавке для головы 204 и кабелю головы 202 проходить через южный полюс 1204. (См. РИС. 9).

B. Головка: Головка 108 имеет «приблизительно шарообразную форму» [имея в виду сферические части поверхности головки 108, которые позволяют ей плотно прилегать к сферическим частям 506 внутренней поверхности чашки 802, даже когда головка 108 поворачивается вдоль любой оси на любое количество градусов (в контексте всех частей, собранных вместе), а также имея место для кабеля чашки 526 внутри суперсферической полости 804], которая помещается внутри чашки 106 и контактирует со сферическими частями 506 внутренней поверхности чашки 802 через вкладыш чашки 531. «Головка, помещающаяся внутри внутренней поверхности чашки» означает то же самое, что и «приблизительно шарообразная форма». Фраза «контакт со сферической частью внутренней поверхности чашки» подразумевает прямой контакт со сферической частью внутренней поверхности чашки и/или косвенно через вкладыш чашки. В идеале головка контактирует со всеми сферическими частями внутренней поверхности чашки, но в качестве альтернативы головка контактирует с достаточным количеством сферических частей, чтобы обеспечить полезное вращение головки или больше. Головка 108 имеет «примерно продольную канавку» [что означает достаточно продольную, чтобы обеспечить полезное вращательное движение головки 108 вдоль оси чашка-кабель 526 в обоих направлениях и определяется как «головная канавка» 204], петлеобразную по окружности головки 108, проходящую «примерно от полюса к полюсу» [что означает как 1) идущую от северного полюса головки 1202 к южному полюсу 1204 и обратно, так и 2) меняющую направление в своей петле с севера на юг (и наоборот), достаточно близко к каждому полюсу, чтобы обеспечить полезное вращение головки 108, включая, помимо прочего, вращательное движение головки 108 вдоль оси чашка-кабель 526 в обоих направлениях]. В качестве альтернативы, канавка для головки может быть полностью продольной и проходить полностью от полюса к полюсу, или что-то среднее между этой точностью и той, которая допускает полезное вращение головки. Фраза «входит в канавку для головки, когда кабель головки находится между головкой и сферической частью внутренней поверхности чашки» означает, что те части кабеля головки, которые в данный момент находятся между сферической частью внутренней поверхности чашки и головкой, находятся внутри канавки для головки, чтобы не зацепиться или не защемиться между сферической поверхностью головки и сферической частью внутренней поверхности чашки. В качестве альтернативы кабель головки может «обвиваться вокруг части головки», когда головка не может поступательно двигаться от внутренней поверхности северного полюса чашки без натяжения или зацепления кабеля головки. Это служит той же цели ограничения поступательного движения головки, что и в случае, когда кабель головки «прикрепляется к головке» по крайней мере двумя концами. Обратите внимание, что хотя в предпочтительном варианте исполнения между головкой 108 и головкой-кабелем 202 включены шарикоподшипники, позволяющие головке 108 вращаться независимо от головки-кабеля 202, тем самым позволяя головке-кабелю 202 сохранять свою форму, когда он обвивается вокруг чашки-кабеля 526, тем самым устраняя необходимость в гибкости головки-кабеля 108 202, если головка-кабель 108 гибкая, то она может изменять свою форму по мере изменения растяжения головки-кабеля, образующего петлю вокруг чашки-кабеля 526. (Это изменение формы также может позволить головке 108 потенциально вращаться дальше, чем если бы головка-кабель была прямой — см., например, РИС. 11D, показывающий линию головка-кабель, вращающуюся дальше вдоль головки 108, чем в суперсферической полости 804 — см. также РИС. 16D.) Кроме того, даже если головка-кабель 202 не была гибкой, и головка 108 не вращалась независимо от головки-кабеля 202, все равно будет место для маневра, прежде чем либо конец петли головки-кабеля 108 ударится о чашку 106, либо головка-кабель 108 зацепится за чашку-кабель 526.

В другом варианте исполнения оболочка 1304 охватывает головной кабель 202 на часть (необязательно и предпочтительно на всю длину) головной кабель 202, которой не нужно выходить из головной канавки 204, чтобы начать петлю вокруг чашечкового кабеля 526 во время полезного вращения головы (см. РИС. 13А). В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 15A-15B) головной кабель 1502 и/или канавка головки 1506 в головке 1504 не огибают южный полюс головки 1204, хотя головной кабель 1502 делает полную петлю (без разрывов в головном кабеле 1502), устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая ранее зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Опять же, геометрия поворота вокруг южного полюса головки 1204 должна 1) обеспечивать возможность полезного вращения головки и 2) если вокруг головного кабеля 1502 не используется оболочка (подобная оболочке 1304 на РИС. 13A), не допускать головной кабель 1502 выскользнуть из паза головки 1506 во время полезного вращения головки.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 13B) головной кабель 202 и/или головной канавка 204 не доходят до южного полюса головки 1204 и не обвиваются вокруг него, а прикрепляются 1302 к головке 1308 на определенных широтах выше южного полюса головки 1204 на каждом конце. Широты на каждом конце, где головной кабель 202 прикрепляется 1302 к головке 1308, должны обеспечивать полезное вращение головки, а ранее зазубренная часть становится не зазубренной 1306, поскольку головному кабелю 202 больше не нужно отверстие 570 для прохода.

В другом варианте исполнения (см. РИС. 14A-14B) головной кабель разветвляется 1406 (с вмещающей вилкообразной головной канавкой 1404) вокруг южного полюса 1204 вмещающей головки 1402, снова устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Опять же, геометрия поворота вокруг южного полюса головки 1204 должна 1) обеспечивать возможность полезного вращения головки и 2) если вокруг головного кабеля 1502 не используется оболочка (подобная оболочке 1304 на РИС. 13A), не допускать выскальзывания головного кабеля 1406 из головной канавки 1404 во время полезного вращения головки. В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 16A-16B) вместо одного кабеля головки 108 используется один кабель головки 1604 в пазу головки 1606 с одной стороны южного полюса головки 1204, а другой кабель головки 1608 в пазу головки 1610 в размещающей головке 1602 используется с другой стороны южного полюса головки 1204, снова устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Опять же, геометрия каждого кабеля головки 1608 вокруг южного полюса головки 1204 должна 1) обеспечивать возможность полезного вращения головки и 2) если нет оболочки (аналогичной оболочке 1304 на РИС. 13А) используется вокруг кабеля головки 1502, не позволяя кабелю головки 1608 выскальзывать из паза головки 1610 во время полезного вращения головы. Обратите внимание, что можно использовать любое количество кабелей головки 1608, если они позволяют полезное вращение головы. Лучше всего, чтобы кабели головки 1608 были параллельны, но они могут быть непараллельными, если они все еще позволяют полезное вращение головы.

В еще одном варианте (см. РИС. 17) вышеуказанный вариант (в предыдущем абзаце) с несколькими кабелями головки изменяется путем замены чашечки-кабеля 526 на два чашечки-кабеля 1702. Опять же, геометрия должна позволять полезное вращение головы. Необязательно полезно иметь растягивающиеся кабели головки, чтобы получить больше градусов в диапазоне движения вдоль каждой оси.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 20) головной кабель 2004 не имеет канавки 204, но крепится к головке 2002 в двух точках 2006 в северном полушарии головки 2002, снова устраняя необходимость в отверстии 570 между стержнем 110 и южным полюсом головки 1204, превращая зубчатую часть 564 в незубчатую часть 1306. Оптимально головной кабель 2004 крепится на каждом конце под углом 45 градусов от северного полюса головки 1202 на противоположных сторонах северного полюса, чтобы позволить головке 2002 поворачиваться на 45 градусов в каждом направлении вдоль линии головного кабеля 2004 до того, как 1) точка крепления 2006 головного кабеля 2004 ударится о внутреннюю поверхность чашки 802 или 2) головка-кабель 2004 зацепляется за чашку-кабель 526.

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 2106) вместо использования головки-кабеля 202 и чашки-кабеля 526, головка-чашка-кабель 2104 крепит внутреннюю поверхность чашки 802 к вмещающей головке 2102 с точкой крепления 2106. Полезно, чтобы головка-чашка-кабель 2104 был растяжимым и имел место для того, чтобы разворачиваться и становиться длиннее (как раскручивающаяся змея), чтобы увеличить диапазон движения.

Если головка-кабель не обязательно должен скользить линейно относительно головки-канавки, то головка-кабель должен просто соответствовать следующим требованиям: 1) он должен иметь возможность петлять вокруг чашки-кабеля во время полезного вращения головы; 2) он не должен зацепляться за экватор чашки между головкой и внутренней поверхностью чашки (через вкладыш чашки).)

Хотя это и не оптимально, не обязательно, чтобы кабель головки находился в пазу головки по всей длине головы, пока достигается полезное вращение головы.

Хотя чашечка 106 показана на рисунках простирающейся до экватора головы и не дальше, чашечка может простираться вниз за экватор головы в южное полушарие, пока достигается полезное вращение головы. Это может использоваться в качестве дополнительной меры предосторожности, чтобы головка не выбивалась из гнезда, но жертвует диапазоном движения в той степени, в которой она охватывает голову.

C. Чашка: Чашка состоит из внутренней поверхности 802 и внешней поверхности 511, внешняя поверхность 511 прикреплена к кости чашки, а головка вставлена во внутреннюю поверхность чашки 802. (См., например, РИС. 5 для компонентов, упомянутых в этом параграфе). Внутренняя поверхность 802 состоит из сферической части 506 и суперсферической (полой за пределами сферической) части 508.

Необязательно и предпочтительно суперсферическая часть 508 внутренней поверхности чашки 802, рассматриваемая сбоку, представляет собой часть круга с центром, таким же, как у сферической части 506, но с большим радиусом, также необязательно со сторонами, которые выступают внутрь, позволяя чашечному кабелю 526 контактировать с внутренней поверхностью чашки 802 под перпендикулярным углом. Однако, пока полость 804 позволяет головке-кабелю 202 обвиваться вокруг чашки-кабеля 526 и вращаться для полезного вращения, в суперсферической полости 804 достаточно вогнутости.

Сферическая часть:

Сферическая часть 506 внутренней поверхности чашки 802 «проходит примерно по всей внутренней поверхности чашки вдоль линий широты, расположена примерно ближе к экватору чашки, чем суперсферическая часть, и простирается примерно вверх от экватора до определенной широты на внутренней поверхности чашки» [что также означает покрытие достаточной площади поверхности вдоль экватора головки 1206 для выполнения следующего: 1) после установки в сферическую часть 506 гнезда/чашки 106 головка 108 не может перемещаться поступательно дальше в гнездо 106; и 2) площадь поверхности части, где головка 108 контактирует с вкладышем чашки 531, достаточна, чтобы любое накопление мусора, вызванное трением головки 108 и внутренней поверхности чашки 802 о вкладыш чашки 531, не наносило чрезмерного ущерба работе аппарата или здоровью пациента, делая имплантат тазобедренного сустава небезопасным для имплантации]. В качестве альтернативы, «внутренняя поверхность, в которой часть внутренней поверхности, идущая от экватора чашки до более северной широты», определяется как проходящая по всему пути вокруг внутренней поверхности чашки вдоль линий широты, простирается вверх от экватора чашки до определенной широты (например, 5, 10, 20, 45 градусов вверх от экватора чашки, эти примеры не являются ограничивающими). Суперсферическая часть:

Сверхсферическая часть 508 внутренней поверхности чашки 802 «проходит примерно по всему периметру чашки вдоль линий широты, расположена примерно ближе к северному полюсу чашки и простирается вниз примерно от северного полюса чашки до указанной определенной широты на внутренней поверхности чашки» [что также означает покрытие достаточной площади поверхности, чтобы обеспечить полезное вращательное движение как вдоль линии чашка-кабель 526, так и вдоль линии головка-кабель 202]. В качестве альтернативы может быть «часть внутренней поверхности, проходящая от более северной широты к северному полюсу чашки», где сверхсферическая (то же значение, что и «выдолбленная сверхсферически») часть проходит по всему периметру чашки вдоль линий широты и проходит вниз по широте от северного полюса внутренней поверхности чашки до широты, на которой начинается сферическая часть.

Соединение чашки с чашечной костью:

Чашка 106 крепится к чашечной кости напрямую или косвенно через монтажную пластину (или другую комбинацию деталей) (опционально и предпочтительно двумя винтами в чашечной кости).

Деление чашки:

Чашка 106 состоит из внутренней поверхности 802 и внешней поверхности 511, внешняя поверхность 511 крепится к чашечной кости (например, тазовая кость 102 или плечевой каркас, прилегающий к чашечке 404), а головка 108 устанавливается внутри внутренней поверхности чашки 802. Внутренняя поверхность 802 состоит из сферической части 506 и суперсферической части 508 (выемчатой за пределами сферичности).

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 22A-C) части чашки вдоль экватора чашки утоплены вдоль линии головки-кабеля 202 (с одной выемкой 2202 с одной стороны и другой выемкой 2204 с противоположной стороны), что позволяет стержню 110 поворачиваться на 180 градусов (см. РИС. 22B) вдоль линии головки-кабеля. Обратите внимание, что вкладыш чашки 531 также должен быть утоплен аналогичным образом.

Необязательно, вкладыш чашки 531 покрывает по крайней мере сферические части внутренней поверхности чашки 802 и контактирует с внутренней поверхностью чашки 802 с одной стороны и головкой 108 с другой стороны. (См., например, РИС. 3, 5).

Необязательно, стопорное кольцо для вкладыша чашки 531 удерживает вкладыш чашки 531 на месте, как это описано в патенте США. № 7,766,971, настоящим включенным посредством ссылки.

Чашка-кабель 526 проходит «примерно параллельно поверхности головы над северным полушарием и примерно перпендикулярно канавке головы» [что означает достаточно параллельно поверхности головы и достаточно перпендикулярно относительно канавки головы, чтобы обеспечить удобное вращение головы], прикрепленный на каждом конце в точке на суперсферической части внутренней поверхности чашки (опционально с выступом, который позволяет чашке-кабелю контактировать с внутренней поверхностью чашки под перпендикулярным углом). (См., например, РИС. 13A-B). В качестве альтернативы чашка-кабель может проходить точно параллельно поверхности головы над северным полушарием.

Интерфейс «чашка-кабель/головка-кабель»:

В еще одном варианте исполнения (см. РИС. 18-19) головка-кабель 202 может скользить линейно относительно интерфейса 1802, в то время как чашка-кабель 526 также может скользить линейно (хотя и перпендикулярно головке-кабелю 202) относительно интерфейса 1802. Это позволяет расстоянию между чашкой-кабелем 526 и головкой-кабелем 202 оставаться фиксированным для более легкого движения. Интерфейс 1802 состоит из 1) субблока 1804 с отверстием 1808 для головки-кабеля 202, в котором размещен роликовый подшипник над головкой-кабелем 1902 и роликовый подшипник под головкой-кабелем 1904; и 2) субблок 1806 с отверстием 1810 для чашки-кабеля 526, в котором размещен роликовый подшипник над чашкой-кабелем 1906 и роликовый подшипник под чашкой-кабелем 1908. Обратите внимание, что может использоваться любое количество роликовых подшипников (или других подшипников, таких как шарикоподшипники, или несколько наборов подшипников), при условии, что головка-кабель 202 и чашка-кабель 526 могут скользить независимо. Также возможно, чтобы только чашка-кабель 526 могла скользить, если шарикоподшипники 602 в канавке головки 204 позволяют головке 108 вращаться независимо от головки-кабеля 202.

Подробнее о шарнире:

Шарнир позволяет головной кости вращаться вдоль оси z (когда вы поворачиваете ногу (для тазобедренного сустава) или поворачиваете плечо (для плечевого сустава) по оси, указывающей от внутренней поверхности северного полюса чашки вниз к головной кости, обсуждаемой ранее как «протяженно»). Вращение вдоль этой оси z называется «горизонтальным», что приводит к термину «горизонтальный шарнир». Шарнир может быть горизонтальным или достаточно приблизительно горизонтальным, чтобы обеспечить полезный поворот головы, или чем-то средним между ними. Шарнир может находиться в любой рабочей точке между головной костью и чашечной костью, если это не мешает работе других частей аппарата, в таких точках, которые должны быть очевидны любому специалисту в этой области. Шарнир также может находиться между внутренней поверхностью чашки 802 и чашечной костью (например, тазовой костью 102 или плечевым каркасом 404), или между внутренней поверхностью чашки 802 и головкой 108, или между южным 1204 полюсом головки и головкой (например, бедренной костью 112 или плечевой костью 402), или делить пополам головку 108 (так что плечевой каркас 404) остается «в значительной степени фиксированным» [то есть не подверженным поломке или неиспользуемому изгибу, который сделал бы имплантат бедра небезопасным для имплантации] (кроме горизонтального скручивания, обеспечиваемого шарниром) относительно части, прилегающей к шарниру, дальше от чашечной кости (например, бедра, пока оно не мешает скольжению кабеля головки 202 в любых пазах головки 204, и достаточно прочным, чтобы часть, прилегающая к поворот ближе к чашечке-кости (например, тазовой кости 102 или кости 102 или плечевому каркасу 404)). Поворот является необязательным, так как головка 108 может по-прежнему вращаться вдоль любой оси, даже если горизонтально головка-кабель 202 не строго перпендикулярна чашечке-кабелю 526. Для обычного специалиста в данной области должно быть очевидно, что, используя основные концепции и первую версию для работы, можно изготавливать и использовать различные версии, используя a) различные средства соединения (вместо винтов, заменяя другие способы соединения деталей); b) разделяя заданную часть на несколько частей (например, чтобы обеспечить сборку большинства деталей вне тела и чтобы обеспечить более легкую замену деталей (например, чтобы не пришлось сверлить кость)), и/или объединяя части; c) изменяющиеся числа в диапазонах (например, размер головки, точная форма суперсферической полости, пока она выполняет свою функцию, точная широта, на которой внутренняя поверхность чашки переходит от суперсферической к сферической, точное размещение и конструкция горизонтального шарнира и т. д.); и/или d) пропуск характеристик, пока функция полезного вращения головки все еще выполняется. Хотя на протяжении всего документа упоминаются головки разных типов (или другие детали), использование конкретной ссылочной цифры (например, 108) не подразумевает ограничения смысла, если другие геометрии (включая, но не ограничиваясь деталями из других вариантов и/или других версий) являются работоспособными в рамках общей изобретательской концепции, а просто является примером. Для человека с обычными навыками в этой области должно быть очевидно, как собрать любую из ранее упомянутых версий, со следующими дополнительными советами:

1. Для сборки комплекса головка 108/кабель головки 202/стержень головка-головная кость 218, когда на конце стержня головка-головная кость 570 имеется отверстие южного полюса, через которое проходят кабель головки 202 и паз головки 204, стержень головка-головная кость 218 может иметь два зубца 571, которые входят в головку 108 на южном полюсе головки 1204, где кабель головки 202 обвивается вокруг начал зубцов в отверстии для зубцов 570 и поворачивается вместе с зубцами 571 до тех пор, пока зубцы 571 не будут полностью вкручены. (Одной альтернативой (не в предпочтительном варианте) было бы, если бы паз головки 204 полностью обвивался вокруг южного полюса головки 1204, затем после того, как кабель головки 202 вставлен между двумя зубцами 571, то деталь с участком головки-паза 577, обращенным к началу зубцов 571, может быть прикреплена между двумя зубцами, чтобы завершить головку-паз 204 между зубцами 571.) Или, вместо того, чтобы обматывать головку-кабель 202 вокруг зубцов 571 в стержне головка-головка-кость 218 до того, как зубцы 571 будут вкручены в головку 108, часть одного из зубцов 571 может быть вырезан и заменена (или просто вставлена) после скольжения головки-кабеля 202 между двумя зубцами 571. Существует много других методов сборки этих частей, которые должны быть очевидны для обычного специалиста в этой области.

2. Чтобы обернуть головной кабель 202 вокруг чашечного кабеля 526, в то время как оба в конечном итоге окажутся в закрытой полости 804 между внутренней поверхностью чашки 802 и северным полушарием головы, должно быть отверстие, достаточное для того, чтобы чашечный кабель 526 был правильно вставлен между головным кабелем 202 и головой 108 (если предпочтительный способ воплощения, подробно описанный выше, сдавливания чашечного кабеля 526 между двумя частями чашки 106 не используется) — с (см. РИС. 8B) отверстием 808 на каждом конце, где чашечный кабель 526 крепится с помощью вмещающей чашки 810 к чашке 810, или (см. РИС. 8C) ближе к верхней части чашки, начиная с вмещающей чашки 812 с вмещающим отверстием в верхней части 814, через которое сначала проходит чашечный кабель 526 вставляется в полость 804, а затем отверстие 814 закрывается вмещающей деталью 816 для вставки в чашку 812.

Любое количество вариаций двух вышеприведенных методов сборки и/или других методов должно быть очевидно для обычного специалиста в данной области.

Каждая версия может использоваться для создания независимых осей вращательного движения (через комбинацию вращения вдоль линии головка-кабель 202 (см. примеры РИС. 11A-11B), вдоль линии чашка-кабель 526 (см. РИС. 11C-11D) и скручивания через шарнир), при этом все еще ограничивая головку поступательно относительно чашки. Степени вращения вдоль каждой оси ограничены физическими ограничениями, т. е. когда одна часть (например, головка-кабель 202) входит в другую часть (например, внутреннюю поверхность чашки 802).

Поэтапная версия:

В другой версии каждая ось вращения создается по частям посредством «поворотных устройств» или «устройств», которые образуют узел устройства (который соединяет чашечковую кость (такую как тазовая кость 102 или плечевой каркас 404) с головкой (такой как бедренная кость 112 или плечевая кость 402).

Каждая ось вращения создается по частям посредством «поворотного устройства», которое вращается вокруг того места, где будет находиться центр головки 108, либо посредством 1) поворотного соединения с рычагом (см., например, РИС. 30A-C), включающего поворотное соединение, ось вращения которого пересекает центр головки 108 с рычагом 3004, простирающимся перпендикулярно указанной оси вращения и наружу от центра, где будет находиться головка 108, или 2) троса, который захвачен внутри, но плавно скользит по круговой дорожке вдоль фиксированного радиуса от центра головки (опционально с шарикоподшипники, взаимодействующие между кабелем, захваченным в дорожку, и дорожкой), причем кабель является перестановкой переменных a) внутри головной дорожки (вверху слева на РИС. 26, 29) по сравнению с чашечной дорожкой (вверху слева на РИС. 27, 28) и b) ручка внутри дорожки (вверху слева на РИС. 26, 27) по сравнению с кольцом вокруг кабеля (вверху слева на РИС. 29, 28). Для создания двух независимых осей вращения ось, вокруг которой вращается каждое устройство, перпендикулярна оси другого устройства. Обратите внимание, что каждое устройство может быть прикреплено к отдельным сторонам головы (см., например, РИС. 24A-24B с размещающими сторонами головы 2402 и 2404 и поворотом в середине головы 2406, 31A-31B), или друг к другу (см., например, верхний левый угол РИС. 25A) — единственным ограничением при выборе устройств является то, что рычажное устройство (см., например, РИС. 30A-30C) может использоваться только при указании наружу от центра головы. Каждое устройство или комбинация (когда устройства не находятся на отдельных сторонах головы, а соединены друг с другом) устройств прикрепляет голову либо к головной кости, либо к чашечке, а соединение между головой и костью, не соединенной комбинацией (чашечкой или головной костью, если не используются два отдельных устройства), не обязательно (но может) вращаться. Добавление дополнительных устройств даже после того, как две оси вращения уже созданы, может быть использовано для получения дополнительных градусов вращения (например, путем присоединения как головной кости, так и чашечной кости по отдельности к кабелям, которые вставляются вдоль одной и той же дорожки (вдоль одной и той же оси вращения, что позволяет, возможно, вращаться более чем на 180 градусов вдоль этой оси)). (Например, см. РИС. 25A-C, где две ручки находятся на дорожке в головке).

Теперь мы подробно обсудим предпочтительное воплощение каждого устройства (обратите внимание, что, как и в версии с кабелями, будет много других воплощений, отличных от предпочтительного, выполняющих те же функции, которые очевидны для обычного специалиста в данной области, но не используйте все детали, показанные в примерах ниже):

Шарнир с рычагом:

РИС. 30А-30С изображают предпочтительный вариант исполнения шарнира с рычагом 3004 (внутренние детали см. на РИС. 30В-30С). Головка 3006 (с дополнительной фиксированной точкой 3008 на противоположной стороне головки 3006) приспособлена для установки шарнира с рычагом 3004, простирающимся перпендикулярно оси вращения и наружу от центра головки 3006, шарнир включает рычаг 3004, который вращается кольцом 3002, вращающимся вокруг центральной части 3012, прикрепленной к головке 3006 через шарикоподшипники 3014. Головка 3006 содержит прорезь, так что рычаг 3004 может вращаться на определенное количество градусов, не останавливаясь головкой 3006.

Внутренняя дорожка:

Внутренняя дорожка — это место, где что-то захватывается, но плавно скользит по круговой дорожке вдоль фиксированного радиуса от центра головки, и где фиксированная точка находится дальше от центра головки (например, на чашке), чем дорожка. Например, 1) (см., например, РИС. 27) часть гантели с ручкой 2320 в дорожке 2313 и часть палки 2306, простирающаяся до фиксированных точек на чашке 2702 и на дне 2504 (опционально с шарикоподшипниками 2606) (см. РИС. 27, две ручки 2320) внутри вмещающей головки 2502 или 2) (см., например, РИС. 29) кольцо 2904 вокруг кабеля 2906 в прорези 2902 на внутренней стороне головки 2908.

Внешняя дорожка:

Внешняя дорожка — это то, где что-то захвачено внутри, но плавно скользит по круговой дорожке вдоль фиксированного радиуса от центра головки, и где фиксированная точка находится ближе к центру головки (например, в головке). Например, 1) (см., например, РИС. 26) часть гантели с ручкой 2308 в дорожке 2312 и часть палки 2306, простирающаяся вниз к центру вмещающей головки 2604 (опционально с шарикоподшипниками 2606 и с опциональной фиксированной точкой 2602 на другой стороне вмещающей головки 2604) или 2) (см., например, РИС. 28) кольцо 2804 вокруг кабеля 526 в пазу 2806 на вмещающей чашке 2808. Горизонтальный шарнир (с осью, перпендикулярной оси двух устройств) может быть создан так же, как в версии с кабелями (см., например, РИС. 28). В отличие от некоторых вариантов исполнения с кабелями, шарнир, разделяющий головку пополам, не будет мешать работе любого кабеля, поскольку его нет. Как и в случае с версией с кабелями, существует множество способов реализации деталей поэлементной версии, таких как количество деталей (например, больше наборов шарикоподшипников для рычага), тип деталей (например, использование роликовых подшипников вместо шарикоподшипников), геометрия (не обязательно должна быть точной, если выполняется функция полезного вращения головы) и любой другой фактор, очевидный для обычного специалиста в этой области. Конечно, части версий могут быть объединены, когда они производят полезное вращение головы.

Версия с карданным подвесом:

В качестве альтернативы поэлементной версии две или три оси вращения могут быть созданы с помощью карданного подвеса для каждой оси вращения (опционально версия имеет гибкую крышку). (Например, см. РИС. 32). В этом предпочтительном варианте исполнения стержень 3208 проходит через другой стержень 3210, проходящий перпендикулярно первому стержню, где концы первого стержня соединены с шарикоподшипниками, окруженными концами С-образного зажима 3204, и аналогично со вторым С-образным зажимом 3206, позволяя каждому С-образному зажиму вращаться перпендикулярно другому, создавая вращение по двум осям и передавая эту способность, например, чашке 106 (с внутренней частью 3212 и внешней частью 3214) относительно фиксированной точки 2602.

Версия флюгера:

Кроме того, одна дорожка в сочетании с горизонтальным шарниром может создавать две оси вращения, действуя как флюгер (например, см. РИС. 23A-23B). Например, внешняя дорожка с ручкой (см. РИС. 23A-23B) может вращаться по одной оси. Если давление на левой стороне головки отличается от давления на правой стороне вмещающей головки 2304, то вмещающая головка 2304 будет поворачиваться все больше и больше, пока не достигнет точки, где она будет вращаться только вокруг оси дорожки 2312. Обратите внимание на шарикоподшипники 2318 в пазу 2316, снаружи чашки 2310, дорожку 2312 и деталь, удерживающую их вместе 2314, вместе с головкой 2304, стержнем без отверстий 2302 и стержнем головной кости 114.

Обратите внимание, что хотя внутренние и внешние дорожки могут использоваться с «чашкой», имплантированной в гнездо чашечной кости, внутренние и внешние дорожки также могут использоваться с «чашкой», прикрепленной к головной кости.

Сборка поэлементной и трековой версий должна быть очевидна для обычного специалиста в этой области.

Материалы, используемые для каждого варианта реализации в каждой версии, являются теми, которые обычно используются для изготовления искусственных тазобедренных суставов. У изобретателя нет предпочтений. Пока пригодный для использования поворот головы может поддерживаться без определенной функции в комбинации функций, эта функция является необязательной. Конечно, части различных версий могут быть объединены, когда они производят пригодный для использования поворот головы. Опять же, все упомянутые выше варианты осуществления и альтернативы предназначены только для того, чтобы быть примерами, и не предназначены для ограничения объема изобретения — обычный специалист в данной области будет знать множество вариантов реализации деталей без изменения изобретательских концепций. Примечание: реферат является чрезмерным упрощением и не полностью включает все версии и все аспекты всех предполагаемых версий. Подробное описание включает резюме посредством ссылки.

Претензии:

Заявлено следующее:

1. Протезный шаровидный аппарат, включающий:

a) чашку, содержащую внутреннюю поверхность, в которой часть внутренней поверхности, идущая от экватора чашки, простирающаяся вверх от экватора до северной границы, которая проходит по всему пути вокруг внутренней поверхности на существенной широте, так что любое накопление мусора, вызванное трением головки и внутренней поверхности чашки о вкладыш чашки, не наносит чрезмерного ущерба работе аппарата или здоровью пациента, делая имплантат тазобедренного сустава небезопасным для имплантации, такая часть является сферической, а часть внутренней поверхности, идущая от самых северных точек сферической внутренней поверхности до северного полюса чашки, выдолблена сверхсферически, указанная чашка прикреплена к чашечной кости;

b) головка, вставленная во внутреннюю поверхность чашки и контактирующая со сферической частью внутренней поверхности чашки через вкладыш чашки, паз для головки в указанной головке;

c) вкладыш чашки, вставленный между головкой и сферической частью внутренней поверхности;

d) стержень от головы до черепной кости, один конец которого прикреплен к черепной кости, а другой конец прикреплен к южному полюсу головы;

e) паз для головы, образующий приблизительно продольную петлю, позволяющую свободно вращать голову вокруг головы;

f) гибкий трос для головы:

i) помещается внутри паза для головы, когда трос для головы находится между головой и сферической частью внутренней поверхности чашки;

ii) образует петлю вокруг троса для чашки в точке ниже северного полюса внутренней поверхности чашки; и

iii) образует продольную петлю, позволяющую свободно вращать голову вокруг головы, и

g) трос для чашки:

i) идет параллельно, позволяя свободно вращать голову к части внешней поверхности головы над северным полушарием головы;

ii) идет перпендикулярно, позволяя свободно вращать голову к тросу для головы; и

iii) крепится на каждом конце в отдельных точках на суперсферической части внутренней поверхности чашки.

2. Аппарат по п. 1, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

3. Аппарат по п. 1, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей внутренней поверхности на широте 5 градусов к северу.

4. Аппарат по п. 3, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

5. Аппарат по п. 1, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей внутренней поверхности на широте 10 градусов к северу.

6. Аппарат по п. 5, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

7. Аппарат по п. 1, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всему пути вокруг внутренней поверхности на широте 20 градусов к северу.

8. Аппарат по п. 7, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

9. Аппарат по п. 1, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всему пути вокруг внутренней поверхности на широте 45 градусов к северу.

10. Аппарат по п. 9, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

11. Протезный шаровидный аппарат, включающий:

c) вкладыш чашки, вставленный между головкой и сферической частью внутренней поверхности;

d) стержень от головы до черепной кости, один конец которого прикреплен к черепной кости, а другой конец прикреплен к южному полюсу черепа;

e) паз черепа, образующий петлю вокруг черепа в продольном направлении;

f) гибкий трос черепа:

i) помещается внутри паза черепа, когда трос черепа находится между черепом и сферической частью внутренней поверхности чашки;

ii) петля вокруг чашечного кабеля в точке ниже северного полюса внутренней поверхности чашки; и

iii) петляя в значительной степени продольно вокруг головы, и

g) чашка-кабель:

i) проходящий по существу параллельно части внешней поверхности головы над северным полушарием головы;

ii) проходящий по существу перпендикулярно кабелю головы; и

iii) закрепленный на каждом конце в отдельных точках на суперсферической части внутренней поверхности чашки.

12. Устройство по п. 11, в котором стержень от головы до кости головы имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

13. Устройство по п. 11, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всему пути вокруг внутренней поверхности, по существу, на широте 5 градусов к северу.

14. Аппарат по п. 13, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

15. Аппарат по п. 11, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей внутренней поверхности на широте 10 градусов к северу.

16. Аппарат по п. 15, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

17. Аппарат по п. 11, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей внутренней поверхности на широте 20 градусов к северу.

18. Аппарат по п. 17, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

19. Аппарат по п. 11, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей длине внутренней поверхности, по существу, на широте 45 градусов к северу.

20. Аппарат по п. 19, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

21. Протезный шаровидный аппарат, включающий:

c) вкладыш чашки, вставленный между головкой и сферической частью внутренней поверхности;

e) паз черепа, продольная петля вокруг черепа;

f) гибкий трос черепа:

ii) петля вокруг троса черепа в точке ниже северного полюса внутренней поверхности чашки; и

iii) петля продольно вокруг черепа, и

g) трос черепа:

i) проходит параллельно части внешней поверхности черепа над северным полушарием черепа;

ii) проходит перпендикулярно тросу черепа; и

iii) закреплен на каждом конце в отдельных точках на суперсферической части внутренней поверхности чашки.

22. Аппарат по п. 21, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

23. Аппарат по п. 21, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей внутренней поверхности на широте 5 градусов к северу.

24. Аппарат по п. 23, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

25. Аппарат по п. 21, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей внутренней поверхности на широте 10 градусов к северу.

26. Аппарат по п. 25, в котором стержень от головы до черепной кости имеет отверстие, позволяющее кабелю головы проходить через южный полюс головы.

27. Устройство по п. 21, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всему периметру внутренней поверхности, по существу, на широте 20 градусов к северу.

28. Устройство по п. 27, в котором стержень, соединяющий голову с костями черепа, имеет отверстие, позволяющее пропустить кабель головы через южный полюс головы.

29. Устройство по п. 21, в котором сферическая внутренняя поверхность чашки простирается от экватора до северной границы, которая проходит по всей длине внутренней поверхности, по существу, на широте 45 градусов к северу.

Внешние ссылки

Castro FF, Fisher JMO, Moskovitz AP. Semi-constrained ball and socket joints. US9060862B2 July 9, 2012. 2015. patents.google

Авторы и принадлежность

Floyd Franklin Castro (Флойд Франклин Кастро), Oakland, CA (US)

James Mark Oakley Fisher (Джеймс Марк Оукли Фишер), Walnut Creek, CA (US)

Alex Paul Moskovitz (Алекс Пол Московиц), Berkeley, CA (US)

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, эндопротез, протез, изобретение, двухполюсной, тотальный

NB! Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Фиксаторы и эндопротезы

21-й ВЕК

Поиск по этому блогу

2015CastroFF_MoskovitzAP

Ярлыки

Комментарии

Отправить комментарий

Популярные статьи

2024АрхиповСВ. Девятый месяц, одиннадцатый день

Ваша публикация в блоге

Нижний портал

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

ЭКСПЕРИМЕНТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ

2024MiglioriniF_MaffulliN

Имитация взаимодействия всех связок, вертлужной губы и отводящей группы мышц

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ САЙТА (28.09.2024 - )

2024АрхиповСВ. Глава 2