JP2023548643A - 除荷関節装具装置 - Google Patents

Abstract

変形性関節症に罹患した膝関節から重量を除荷し、したがって、疼痛を低減し、可動性を改善するための調節可能な張力膝装具であって、除荷ヒンジアセンブリによって接続された上側フレーム及び下側フレームと、張力調節可能なヒンジアセンブリと、を備え、装具張力の遠隔又は自動制御を可能にするセンサ及びプロセッサを任意選択的に備える、調節可能な張力膝装具。実施形態では、本装具は、本装具が装着されている間に張力要素を調節することができるユーザ機構を含む。他の実施形態では、電子モータ、センサ、及びインジケータが、装具性能及びユーザ相互作用を改善するために、装具内に含まれ得る。

Description

本明細書に開示される本発明は、概して、膝関節上の重量を身体の他の部分に再分配することによって、及び／又は関節の伸展の補助を提供することによって、関節から除荷することにより、疼痛及び不快感を軽減するための整形膝装具に関する。

変形性関節症（ＯＡ）は、慢性的な炎症、破壊、及び関節軟骨の最終的な喪失によって特徴付けられる変性関節疾患であり、下にある骨の劣化を引き起こす。特に、膝蓋大腿コンパートメントは、ＯＡ患者が経験する膝痛の最も頻繁なポイントのうちの１つである。除荷装具は、膝ＯＡのための安価な治療解決策として使用されてきたが、それらは、関節の疼痛を予防及び低減することにおいて圧倒的に効果がなかった。本発明の種々の実施形態は、膝関節から除荷し、ＯＡによって損なわれた膝関節の疼痛を低減する膝装具を設計することを目的とする。

関節炎は現在、米国における成人の身体障害の最も一般的な原因である。１００を超える異なるリウマチ状態が関節炎に分類され、その最も一般的なものは、関節軟骨及びその下にある骨の慢性劣化を特徴とする変性関節疾患である変形性関節症（ＯＡ）である。ＯＡは、米国において最も一般的な関節障害のうちの１つであり、罹患している人の数は、老年人口の中ほどで、また肥満レベルの増加に伴って増加すると専ら推定されている。米国だけで２７００万人の成人がこの疾患に罹患している。最も典型的なタイプの関節炎として、この障害は一般的に膝に影響を及ぼしており、特に膝関節内の膝蓋大腿（ＰＦ）コンパートメントは、外来患者の状況において最も頻繁な膝痛点のうちの１つであった。ＰＦコンパートメントは、日々の運動及び活動において重要な役割を果たし、その関連構成要素の屈曲、伸展、及び回転を通して、広い可動域にわたる可動性を可能にする。膝関節内の関節軟骨の更なる劣化を防止するための最も非侵襲的で広く受け入れられている方法のうちの１つは、膝装具を使用することによるものである。その下にある軟骨を含む関節自体は、軟骨が摩耗し始める前にある量の力を支持することができるだけであり、除荷膝装具は、関節に対する力の量を減少させる。

米国整形外科学会及び米国疾病管理予防センターによれば、アメリカ人のほぼ半数が、８５歳までに膝ＯＡに起因する症状を発症し、ＰＦ疼痛症候群の発生率は、１年につき成人１０００人当たり成人約２２人であると報告されている。加えて、米国人口の１０パーセントまでが、膝蓋骨関節炎及び軟骨摩耗による疼痛及び機能喪失を患っている。これらの損傷の有病率が高いことは、この状態が成人人口のかなり大きな部分に影響を及ぼし、将来的に医療制度に対する影響が大きくなることを示唆している。平均して、人工膝関節全置換術又は膝関節置換手術は、１０，０００ドル～３０，０００ドルの費用がかかり、毎年６００，０００を超える手術が行われる。関節軟骨修復、骨切り術、及び人工膝関節単顆置換術などの他の外科的処置、並びにそれぞれ炎症を低減し、ショックを吸収するためのコルチコステロイド及びヒアルロン酸注射もまた、非常に費用がかかる。したがって、患者の生活の質を改善し、潜在的な医療費を削減するために、膝に対する応力、圧力、及び侵襲的処置の量を低減する予防的治療が必要である。

加えて、頑強な装具は、関節置換術が適切でない場合に、重度の関節損傷を有する人が活動し続けることを可能にする。米国では２７００万人の成人が変形性関節症を患っており、２００４年には４５４，６５２人の重度の関節損傷及び関節炎患者が膝関節置換手術を受けたと推定されている。現在、理学療法などの非薬理学的アプローチ及び薬理学的方法が、主に、膝ＯＡを治療するために使用されている。これらが非効果的であることが分かった場合、治療方法は手術に至り、欠点は、内部関節出血、骨治癒不全、神経又は組織損傷、及び感染を伴う。したがって、膝ＯＡを治療するための純粋に非薬理学的な矯正アプローチを確立することに関連する課題に対処するためには、罹患した関節に対する力を大幅に除荷し、疼痛及び障害を防止し、併せて多くの他の治療を必要としない膝装具の開発が必要である。本開示の種々の実施形態の主な目的は、疼痛及び障害を軽減するために、変形性関節症に罹患した膝関節の膝蓋大腿コンパートメントから力を大幅に除荷する膝装具を開発することである。

ＯＡ膝装具
変形性関節症の膝装具は、主に、大腿前部を横切って位置する「上側カフ」と呼ばれる上側フレーム部材と、頸骨前部又は後部を横切る「下側カフ」と、を有する、剛性又は半剛性のフレームを備え、ストラップが、カフの反対側にあり、フレームをユーザの脚に固定する。上側カフ及び下側カフは、ユーザの通常の可動域を通して、又は損傷に応じてより少なく枢動する回転ヒンジアセンブリによって接続されている。

ＯＡにおいて、疾病過程は、関節カートリッジを侵食する分解酵素を含み、ユーザの膝痛の主な原因である、骨と骨との接触をもたらす。「除荷」装具として分類されるＯＡ膝装具は、大腿骨及び脛骨を引き離すことで、歩行、起立、運動などのような、ユーザが荷重を担っているときの、骨と骨との接触が存在しない。これは、装具が大腿骨を持ち上げること、及び／若しくは脛骨を引き下げること、又は別様に、大腿骨及び脛骨を互いに対して定位置に係止させる上側カフ及び下側カフの作用を通じて大腿骨顆及び脛骨顆が直接接触しないようにすることによって達成される。

除荷膝装具はまた、膝関節を内側に押すことで大腿骨顆と脛骨顆とを分離するために、内側から外側の方向に力を加えるヒンジアセンブリを備えてもよい。例えば、膝関節の内側にヒンジアセンブリを有する、左内側コンパートメント内のＯＡを治療するための装具の場合など、装具内に１つのヒンジアセンブリが存在するか、又は両側にヒンジアセンブリが存在してもよい。ヒンジアセンブリは、膝関節を横方向に、例えば内向きに及び／又は離れるように押して、膝の内側に対する力を除荷し、したがってユーザの疼痛を低減する構成要素（例えば膨張可能パッド）を備えてもよい。

除荷膝装具内のヒンジはまた、ユーザの膝が曲げている間につぶれるのを防止するために、膝が曲げられるときにユーザが張力の増加を経験する、内蔵式破壊システムと同様の構成要素を備えてもよい。ヒンジアセンブリ及びカフは、そうでなければ脚の筋肉が膝関節をその可動域全体にわたって安定させるために行うであろう作業の大部分に関与する。

より最近では、多くのＯＡ膝装具が、消費者の病状にかかわらず活発な生活スタイルを維持することを望む消費者に市販されている。現在、「スイング補助」又は「膝伸展補助」としても知られる、ユーザの動きを補助するために力を加える能力を有するヒンジアセンブリを備えるＯＡ膝装具が利用可能である。ヒンジの加えられる復元力は、ユーザがかがんだ後にユーザの膝を屈曲位置から伸展位置に推進するなど、ユーザの元の動きの方向と反対であり得る。ヒンジアセンブリは、主に、ばね及び／又は弾性部材（張力要素）を備え、これらは、ユーザがしゃがむなどして自身の脚を曲げているときに位置エネルギーを蓄積し、その間、弾性部材は伸長されるか、又はばね部材は圧縮若しくは伸長される。圧縮又は伸長から発生する復元力は、ユーザが自身の脚を伸展させるように動くときにユーザを補助するために使用される。

しかしながら、ＯＡ膝装具産業において必要とされているのは、ユーザの体重を膝関節から効果的に除荷すると同時に、下向きの力を減衰させ、弱った筋肉に安定性及び支持を提供する復元抵抗力を発生させる膝装具である。また、膝装具が活動中のユーザに膝伸展補助を提供する場合も有益であろう。また、膝を内向きに押すことを必要とせず、代わりに、ユーザが必要に応じて作動させることができる調節可能な張力のものであり、大腿骨顆及び脛骨顆を引き離しながら膝の筋肉によって通常は行われる機械的作業に関与するために従来技術よりも大幅に高い張力レベルのものである、良好に適合する剛性若しくは半剛性のフレーム及びストラップ、並びに／又はヒンジアセンブリに依存する、改善された除荷機構も必要とされている。

本開示の種々の実施形態は、膝ＯＡの結果として患者が経験する疼痛の量を低減するように設計された、新規のタイプの除荷膝装具を含む。本明細書に開示される膝装具及びヒンジアセンブリは、膝関節の曲げ又は収縮／屈曲に対抗する力を発生させる。装具は、膝関節又は肘関節のいずれかに好適であり得るが、当業者が本開示を肘装具に容易に適用することができるように、膝関節のみを本明細書で詳細に説明する。装具は、本明細書に記載される低から高への張力抵抗機構を使用することによって、及び身体の他の領域に力を分散させることによって、膝内のかなりの量の力を効果的に除荷する。これにより、ＯＡに罹患した膝の領域における接触圧が低減され、したがって疼痛が少なくなる。本明細書に記載される実施形態は、ユーザが以下を行うことを可能にする。態様では装具が装着されている間を含めて、必要に応じて各関節機構において張力を迅速に（例えば、態様では例えば約１～５秒間）係合及び係合解除し、装具が装着されている間を含め、医療専門家の支援を必要とすることなく、張力の量を調整し、屈曲の程度の増加に伴って張力が増加することを可能にし、関節における伸展及び屈曲の範囲を制限する。デバイスは、膝蓋大腿変形性関節症（ＯＡ）、軟骨損傷、半月板損傷、膝安定性問題、及び膝の曲げ又は収縮中に疼痛が増大する他のタイプの膝疾患に罹患した人々、並びに運動中、又は座位からの起立などの単純な生活機能中に自身の膝を伸展させる力が不足している（例えば、四頭筋衰弱）患者に特に好適である。本明細書に開示される装具及びヒンジアセンブリの種々の実施形態は、膝関節を安定させるための強化された支持を提供し、それらは、伸展補助を提供することによって、ユーザの身体能力を強化することができる。装具の別のバージョンは、装具が伸展に抵抗し、屈曲を補助するように配向された張力要素を有してもよい。張力機構は、デバイスとともに、又はデバイスなしで使用されてもよい。このタイプの装置は、膝屈曲拘縮を治療することができ、関節置換手術から回復している患者が可動域を改善するのを助けるために使用され得る。

本明細書に開示される装具及びヒンジアセンブリの種々の実施形態はまた、肘、肩、足首、手首、及び股関節などの他のヒト関節を治療するように設計された他の矯正器具に適用されてもよく、関節の一部における支持体が、関節の部分間の力の量を変更し得る、以下に記載される様々な張力機構を介して、関節の別の部分に動作可能に接続される。例えば、肩装具は、肩を通して後方に向けられた力を加え、前方方向又は他の方向において除荷し、疼痛を軽減し得る。この例では、肩装具の一部は、身体の損傷部分に取り付けられ、損傷した肩の反対側の肩などの、身体の別の部分に係留される。剛性及び半剛性部分は、関節のための所望の力環境を生み出すために、張力機構と併せて使用されてもよい。

除荷装具垂直支持体
本開示の種々の実施形態は、態様では、ユーザの大腿骨及び脛骨を部分的又は完全に覆う剛性又は半剛性の垂直支持体を介して、かつ垂直支持体の上側部分及び下側部分を接続する枢動ヒンジアセンブリを用いて、膝関節からユーザの体重を効果的に除荷する膝装具を含む。いくつかの実施形態では、垂直支持体の後側は、上側部分及び下側部分に１つ～３つのストラップ、又は、例として、デバイスを膝、若しくは肘、若しくは足首に接続するための他の機構を備え、これは、垂直支持体に対して様々な方法で配向され得る。

本開示の垂直支持体はまた、膝関節から重量を効果的に除荷するために、膝患者による使用のための当該技術分野において以前から知られている多種多様なタイプのヒンジアセンブリとともに使用され得ることに留意されたい。１つのそのようなアセンブリは、装具が、関節を部分的若しくは完全に包囲する弾性スリーブ若しくは支持体に接続されるか、又はその中に収容されることを可能にする、剛性及び半剛性材料の組み合わせであってもよい。

膝装具の種々の実施形態は、一方の側でヒンジアセンブリを介して（内側若しくは外側装具の場合）、又は２つのヒンジアセンブリを介して（フル装具の場合）接続されている上側フレーム及び下側フレームを有する垂直支持体を備える。更に、実施形態では、垂直支持体は、膝の上及び下に位置し、例ではギア付き又はギアなしの枢動ヒンジアセンブリを介して接続されている、弓状、湾曲、半円形の剛性又は半剛性ユニットを備える。上側フレーム及び下側フレームは、装具をユーザの脚に固定するための少なくとも１つのストラップ又は他の接続機構を更に備えてもよく、上側部分は、膝から離れる方向に力を効果的に分散させるように大腿部の後部を支持するためのストラップ及び／又は材料を有してもよい。上側部分及び下側部分はまた、フックアンドループ型材料、又はクリップ型締結具、又は同様の方法で固定されてもよい。

装具は、片側又は両側（右及び左、又は内側及び外側支持体におけるように）であってもよく、その決定は、膝が内側若しくは外側に損傷しているか、又はほぼ中央である大腿コンパートメントに損傷しているかに基づく。張力をかけられた装具ヒンジアセンブリは、膝の損傷部分の近位にあるべきである。高張力装具から恩恵を受けるユーザは、理想的には、両側でトルクを発生させるために、外側及び内側の両方の支持体を有する装具を使用するであろう。

トルクの量は、弾性材料の強度及び数によって修正されることができ、トルクの量は、ユーザの特定のＯＡ疾患に対処するために、各側で変わってもよい。本明細書に開示される装具フレームは、膝蓋大腿コンパートメントへの損傷を標的化することができる。しかしながら、他のタイプの膝の損傷及び病状が、片側のみの支持垂直部材及び／又は１つのみのヒンジアセンブリから恩恵を得る場合がある。

装具はまた、患者の膝に存在する単顆ＯＡの反対側に力を加えることによって、膝の１つのコンパートメントにおいて他のコンパートメントよりも多くのＯＡの症状を経験する患者に適応することができる。これは、当該技術分野で既知の様々な方法によって達成することができる。例えば、関節の一方の側の顆状パッドは、関節の他方の側の顆状パッドよりも硬いか又は厚くてもよい。サイドプレート又はヒンジカプセルに接続され、ユーザの膝に存在する内反／外反の程度に基づいて調節され得るシムの使用も適用され得る。

装具の別の用途は、屈曲に対抗するのではなく屈曲を補助するために、本明細書で教示される同一の張力機構を使用することを伴ってもよい。これは、張力要素がヒンジアセンブリの後側に位置付けられ、張力要素における張力を維持することにより関節の屈曲を促進するように、張力要素の位置を変更することによって達成することができる。回復後の膝の健康の指標は、腫脹が関節において減少するにつれて膝が達成することができる可動域（屈曲）であるため、デバイスのこの適用は、損傷から回復している人又は理学療法を受けている人にとって有用であろう。

装具材料：実施形態では、垂直支持体は、剛性及び／又は半剛性プラスチック、金属、炭素繊維などの他の軽量材料、又は大部分が非弾性であるが可撓性であり、したがって、重量負荷膝力を分散させる別の好適な材料から作製される。一般的な熱可塑性プラスチックを用いた３Ｄ印刷は、本明細書に記載される装具を製作するのに理想的な材料である。

膝装具は、ヒンジアセンブリからの高い張力又は高いトルクを受けるため、身体との緊密な形状適合接触が好ましい。装具は、上側部分及び下側部分、並びに／又はストラップ若しくは他の接続機構を裏打ちする軽量パッドを更に備えてもよい。態様では、適合性及び材料組成は、装具とユーザの脚との間の摩擦係数を提供して、ユーザの脚への付着を増加させ、したがって、快適な装着を維持しながら、膝関節からの重量負荷力の伝達を容易にするように設計されている。上側部分及び下側部分、並びに／又はストラップ若しくは他の接続機構は、弾性スリーブ内に収容又は構築されて、身体／装具界面における摩擦係数を低減することができる。頑丈で軽量の材料を使用することと組み合わせた製作方法は、この設計特徴を容易にする。更に、装具は、編組張力要素などの一般的な材料から作製されることができ、したがって、より安価であり、通常は性能装具を提供することができない場合があるユーザにとってより入手しやすくなり得る。装具フレームの３Ｄ印刷バージョンは、連続的に又は別個に取り付けられた３Ｄ印刷されたパッドを有し得る。３Ｄ印刷されたパッドは、身体に一致し、クッションを提供する圧縮性マトリックスを備える。

態様では、装具フレーム又は垂直支持体は、ユーザの膝関節に隣接し、かつその上にあるユーザの大腿骨に適合するようにサイズ決めされた上側剛性又は半剛性フレームと、ユーザの膝関節に隣接し、かつその下にあるユーザの脛骨に適合するようにサイズ決めされた下側剛性又は半剛性フレームと、を備える。

サイズ：膝装具は、ユーザのサイズ、体重、身体活動のレベル、装具の重量及び可撓性などのうちの１つ以上に基づいて、ユーザに合わせてカスタムメイドすることができる。あるいは、膝装具は、サイズ（例えば、小、中若しくは大）に基づいて、及び／又は張力のレベル（低／中／高）によって、店頭で販売することができる。あるいは、装具は、デジタル撮像を使用して特定のユーザに適合するようにカスタムメイドされてもよい。好ましい実施形態では、装具は、デバイスが力を除荷するために使用されているときに、膝関節から負荷を再分配するために、膝関節、下部大腿骨、及び上部脛骨に形状適合する。装具は、デジタル画像又は３次元スキャンに一致してもよく、この適合プロセスは、自動化又は部分的に自動化されてもよい。ソフトウェアが、脚を適切な方向に向け、脚及び装具を適切にスケーリングすることができる。

ヒンジアセンブリ
実施形態では、本発明は、低張力、中張力、又は高張力の少なくとも１つの張力要素（例えば、張力要素、弾性バンド、又はばね）と、ユーザが膝関節を屈曲及び伸展させるときに一体となって回転する２つの噛み合った歯付きギアと、ユーザが装具を装着している間に関節が達成することができる伸展及び屈曲の程度を制御する方法と、を含む。

ヒンジアセンブリは、本明細書に開示される除荷装具垂直支持体とともに、及び／又は当該技術分野で既知の他の膝装具若しくは関節装具とともに使用されることができる。

本明細書に開示されるヒンジアセンブリでは、除荷のための張力の量は、例えば、同一若しくは異なるレベルの張力のより多くの張力要素を追加すること、同じ若しくは異なるレベルの直径のより多くの張力要素を追加すること、並びに／又は張力要素を異なる弾性特性（例えば、より多くの張力を生み出すためのより剛性のバンド若しくはばね）で置換すること、並びに／又はヒンジ構成要素を移動させて張力要素の一端部及び／若しくは中心を固定し、それが更に延びることを防止し、したがって要素における張力を増加させること（例えば、ヒンジアセンブリの実施形態２～４を参照されたい、以下））によって調節されることができる。ヒンジアセンブリは、張力要素が回転ギアと接触するか否かにかかわらず、張力要素への損傷を防止し、ヒンジにわたって張力要素を引き－伸長させ－延ばすことを可能にするために、平滑化されたセクションを含んでもよい。

２つ以上の張力要素が使用されるとき、張力要素は、特定の態様では、ヒンジアセンブリの前側及び／又は後側に長手方向に隣接して、例えば、平行に、又は一方が他方の上に、例えば直列に位置付けられ得る。別の設計の特徴は、態様では、複数の張力要素が、万一バンドが破損又は分離した場合にバックアップ支持を提供することによって、装具の安全性を向上させることである。

張力要素が使用される場合、実施形態では、直径が３／４インチ程度の大きさ及び１／８インチ程度の小ささのバンドを伴うヒンジが想定され、より大きい及びより小さいバンドが、同一装具内で使用され得る。

異なるレベルの張力を有する張力要素は、例では、本物のゴム、編組合成ゴムコード、新種の弾性又は他の弾性材料などの材料を含む。編組バンドは、弾性材料に対する保護を提供し、他のバンドは、態様では、ヒンジにわたる滑らかな引き込みを可能にするために、薄い保護シース又は湿式若しくは乾式潤滑剤を使用することができる。張力の方向に配向された多くの個々の弾性ストランドで３Ｄ印刷されたバンドは、好ましい張力要素を作製する。

膝関節の滑動及び転動に匹敵する追加のヒンジアセンブリが想定され得る。このバージョンは、膝の滑動及び転動の動きを可能にするスロットを伴うことができ、スロットは、上側フレーム及び／又は下側フレーム内のピンである。張力要素は、膝の自然な動きに最もよく合致するように、膝関節の前方への動きを減速又は妨げるために、上側フレームと下側フレームとの間に係留されてもよい。

伸展－屈曲停止部：実施形態１～５に記載されるような制御可能な張力機構に加えて、例えば、伸展－屈曲停止部が、屈曲又は伸展の程度を単に制限するだけでなく、ユーザが、既に損傷を受けやすい可能性がある関節を過伸展又は過屈曲させることを防止するために使用されてもよい。本明細書に開示されるヒンジアセンブリでは、装具ヒンジは、関節の伸展及び屈曲の程度を制御する種々の方法を含み得る。本発明の一実施形態では、ヒンジの枢動点に対して半径方向に配向されたスロットが、ヒンジから切り抜かれるか、又は継手の製作中に形成されることができる。換言すれば、ヒンジは、スロット、例えば、ヒンジの枢動点に対して半径方向に配向されたスロットを備え得る。関節運動式の関節の動きの間に装具の２つのフレーム間の角度が達成することができる屈曲及び伸展の程度は、半径方向に配向されたスロット内の選択された位置に予め作製されたインサートを配置することによって制御することができる。予め作製されたインサートは、破損、曲げ、又はスロットからの滑落を伴わずに、関節運動式の激しい関節の動きに耐えるための材料強度及び形状を伴って製作されることができる。サイドプレート又はヒンジカプセルのいずれかは、ヒンジ／噛み合った歯付きギアの滑らかな動きを制限することなく、インサートをヒンジ内に固定するのを助ける。装具内の種々の点におけるこのスロット及びインサートは、ヒンジ点においてデバイスによって可能となる屈曲及び伸展の程度のユーザカスタマイズを可能にする。

伸展－屈曲停止部の別の変形例は、製作プロセスによるものであり、上側フレームヒンジ及び下側フレームヒンジの前方及び／又は後方の間に配置され得るインサートが、例えば、ヒンジ点における関節の屈曲及び伸展の程度を制御するために使用されることができる。例えば、インサートは、関節の伸展の程度を制限するために、ギア間のフレームヒンジの前側に配置されてもよい。代替的には、インサートは、関節の屈曲の程度を制限するためにヒンジの後側に配置されてもよい。

歯付きギア及びヒンジの幾何学形状はまた、装具の使用中に関節が行うことができる伸展及び屈曲の程度を制限するために、又はデバイス上のヒンジ点によって可能になる屈曲及び伸展の程度に対する制限を制限するために、ヒンジグループの製作時に変更されてもよい。例えば、１つのギアの幾何学形状は、ある程度の屈曲又は伸展において、対向する噛み合うギア内に嵌合しないように設計されることができる。歯付きギア／ヒンジは、好ましくは、関節の伸展又は屈曲中の動きの傾向に抵抗することができる耐久性材料を含む。

管：別の実施形態では、ヒンジアセンブリは、装具及び／又は装具フレーム内のギア付き構成要素を通る管を備え、支持構造内の管を備える。管は、フレーム内に部分的若しくは完全に一体化されてもよく、又はフレームの外部にあってもよい。装具構成要素内の管は、構成要素の嵩及び重量を最小限に抑えながら、十分な強度を提供するようにバランスがとられてもよい。材料は、より小さい又はより大きいサイズの装具構成要素を可能にするように選択することができる。管は、装具のフレーム内のどこに位置付けられてもよく、ユーザの必要性、治療、選好、快適性、損傷、性能要件などに応じて、複数の方法でバンドを配向してもよい。

別の特徴は、カムとして作用するヒンジのセクションにわたって引っ張られるバンドの量を制限することによって、張力要素の長さ及び構成要素の長さに基づいて屈曲の程度を制限する明確な終点を有する張力要素を使用することを含み、ヒンジは、張力要素をその係留された端部から引き離すときに機械的利点を生む。例えば、実施形態１では、バンドは両端部で固定されている。以下の実施形態２及び４では、例えば、バンドは、遠位端部のみで固定されており、張力は、近位端部で調節可能であり、以下の実施形態３では、バンドは、両端部で固定されているが、張力について調節可能である。カムの形状は、張力要素上の伸びを増加又は減少させ、したがって、発生するトルクに影響を及ぼすように修正されることができる。

ヒンジアセンブリにおける張力又は反力は、張力を増加させるために張力要素の数を増加させることによって、及び／又はより高い張力のためにより剛性の張力要素を使用することによって、調節されてもよい。一実施形態では、膝装具は、特定の張力（低、中、及び高）に合わせて製造される。別の実施形態（例えば、以下の第２～第５のヒンジ実施形態）では、張力は、ヒンジ機構を作動停止して、張力要素が伸長することを可能にすることによって、又は機構を作動させて、張力要素が一端部若しくは両端部で伸長することを阻止し、したがって、バンドにおける張力を増加させることによって、調節可能である。

複数のバンドを備える別の実施形態では、要素は、ユーザの選好又は必要性に基づいて、異なる強度及びサイズで混合又は組み合わせられることができ、異なる要素は、異なる屈曲度で係合されることができる。例えば、１つのバンドは、専ら例として、５～２０度の屈曲で係合することができ、その点で、別のバンドが係合して抵抗を増加させる。

バンドは、張力要素を通る、又は張力要素がそれを通して係合され得る、クランプ又はピン又はアンカの使用を含む、いくつかの方法によって固定されることができ、装具内の孔が、装具が張力下にある間、バンド端部が孔から滑り出ることを防止するための構成要素を備え得る。装具の上部構成要素及び下部構成要素にフック留めされる円形バンドなど、他のバンド形状を使用することができる。

遠位ヒンジ及び近位ヒンジは、好ましくは、垂直支持体と連続した材料として製作されるか、又は代替的に、ボルト、リベット、ピン、ねじ、若しくは別の同様の取り付け機構によって装具フレームに固定される。装具支持体は、プラスチック又は炭素繊維であってもよく、張力要素支持体及びギア機構を含むように成形され得る。除荷装具は、３Ｄ印刷、射出成形、水噴射、鋳造、押出成形、引抜成形、又は他の同様の方法の任意の組み合わせによって作製されることができる。この装具は、複数の射出成形された構成要素を使用することができ、これらの構成要素は、管、張力要素、及び／又はワイヤを、構成要素上で、又は構成要素内で部分的に若しくは完全に、一緒に接続して収納する。これらの構成要素は、脚又は他の肢の周囲に概して成形される金属フレーム部品に接続されてもよい。装具のこのバージョンは、より低コスト又はより大量生産の代替案として、３Ｄ印刷バージョンの代替バージョンであり得る。

膝の外側及び／又は内側のヒンジ構成要素は、幅狭のプロファイルを保つようにぴったりと離隔されることができる。複数の弾性材料がヒンジを横切って引っ張られる場合、それらは、装具の所望の寸法及び／又は張力に対して垂直又は水平に配向され得る。構成要素は、対称であってもよく、又は脚の輪郭に合わせて成形されてもよい。

装具の上部構成要素と下部構成要素とを接続するヒンジは、態様では、装具に横方向安定性を提供するＵ字形継手又は別の構成要素とすることができる。これらは、Ｅクリップ（サークリップ）を使用するか、又は構成要素を適所にプレスするなど、サイズ及びプロファイルを最小限に抑えるようにねじ切りされるか、又は設計され得る。

追加の用途
本明細書に記載されるヒンジ及び張力アセンブリは、限定はされないが、足首、肩、股関節、肘、及び手首関節を含む、他のヒト関節に適用されてもよい。本発明のこれらの実施形態は、同じ関節の別の部分の支持体に動作可能に接続されている関節の１つの部分の支持体を含むことができる。この接続は、装具が関節のリハビリテーション又は支持に好ましい方向に力を加えることができるように、調節可能である場合もない場合もある張力要素を備え得る。

例えば、一実施形態において、足首装具は、足首カフと、足の領域に接続する下側部分とを備えてもよい。足首カフは、足首により多くの支持を提供するために、足首及び足の所望の位置に力を加える１つ以上の材料及び／又は調節可能な張力要素によって、足首装具の下側部分に接続されてもよい。

別の実施形態では、装具は、一端部がユーザの股関節に固定され、他端部がユーザの脚に固定され得る部分を備えてもよい。装具のこれらの２つの端部を張力要素によって接続することによって、股関節の球関節は、患者にとって物理的に好ましい方法で大腿骨及び骨盤をより良好に整合させるように調節され得る。

この装具の任意の追加の実施形態は、他の関節に適用されるときに、直列又は並列の張力要素の組み合わせなどの、様々な任意選択的に調節可能な張力要素を採用してもよく、張力要素の強度は、関節のタイプ及びユーザ毎に必要とされる治療に応じて調節されてもよい。これらの追加の実施形態はまた、装具の動的使用を可能にするために、以下の調節可能な張力機構を採用してもよい。

張力調節及び係合／係合解除特徴部
本明細書で教示される装具設計の別の特徴は、以下の実施形態２～５では、ユーザが張力機構を完全に又は部分的に係合解除することができることである。張力係合－係合解除特徴部は、ユーザが、階段を上るときなど、ヒンジアセンブリにおける張力を増加させ、より安定性を提供し、自身の膝から自身の体重の負荷を除き、次いで、階段の上部においてなど、もはや必要とされないときに、機構をオフにするか、又は張力を減少させることを可能にし、それによって、ユーザは、より完全な可動域を伴って、より容易に歩行又はジョギングすることができる。本発明は、リアルタイム又はほぼリアルタイムで、かつユーザが装具を装着している間に、この調節を可能にする。

実施例１－固定張力
ヒンジアセンブリ１：第１の実施形態では、枢動ヒンジアセンブリは、近位（上部）及び遠位（下部）短端部と、前方（前部）及び後方（後部）側とを有する、２つの対向する対面サブユニットを備える。各サブユニットは、関節運動式の関節の動きの間に対向するギアと噛み合う１つのギア、例えば、近位ギア及び遠位ギアと、ギアの前側でサブユニット間に延在し、バンドの端部上でサブユニットの後側に固定して接続された少なくとも１つの張力要素と、ギアが回転することを可能にしながらサブユニットを一緒にピン留めする内側及び外側のコネクタと、を収納している。張力は、ヒンジアセンブリ内に提供される張力要素の強度に応じて、ヒンジ内で変わり得る。これは、装具の製作時に決定することができる。代替的に、ヒンジは、歯付きギアなしで自由に枢動してもよい。

ヒンジアセンブリ－実施形態２－調節可能な張力－ハンドル及びスライダを介して
ヒンジアセンブリ２：本開示の種々の実施形態は、本明細書に開示されるような装具、又は関節の除荷を必要とする病状を治療するための他の膝装具において使用するためのヒンジアセンブリの第２の実施形態を更に含む。実施形態２のヒンジアセンブリは、実施形態１と同様であるが、機構に取り付けられたハンドル又はノブが追加されており、このハンドル又はノブは、リアルタイム又はほぼリアルタイムで、また態様ではユーザが装具を装着している間に、ハンドル又はノブを一方向に引っ張ることによって張力を増加させ、次いで別の方向に移動させることによって張力を減少又は解放することによって、ユーザが張力要素の一端部の張力を調節することを可能にする。

一実施形態では、張力要素の近位端部は、垂直に（例えば、近位－遠位に、又は遠位－近位に）移動して、態様では、バンドをピンと引っ張り、その張力を増加させるスライド部材に取り付けられている。例えば、ユーザがヒンジの外側部分に位置付けられたハンドル又は他の機構を膝の上（又は態様では膝の下若しくは横）で動かすと、ハンドル又は他の機構は後ろ－後方に移動する。このハンドル移動は、接続スライド部材を近位方向に上に移動させ、したがって、張力要素の近位端部を伸長させる。したがって、一実施形態では、ユーザは、ヒンジハンドルを後ろに移動させることによって、装具／ヒンジ／張力要素の安定性及び／又は剛性及び／又は張力を増加させ、次いでそれを前－前方に移動させて、張力を解放又は減少させ、装具をより可撓性にすることができ、これは、より完全な可動域を含み得る。他の態様では、ハンドルは、前から後ろに、後ろから前に、又は斜めにスライドしてもよい。態様では、ユーザは、ヒンジハンドルを前方、上方、下方、側方、又は斜めに移動させることによって、装具／ヒンジ／張力要素の安定性及び／又は剛性及び／又は張力を増加させ、次いで、ハンドルを反対又は異なる方向に移動させることによって、張力を解放又は減少させることができる。

ヒンジアセンブリ－実施形態３－ラチェット－爪を介した調節可能な張力
ヒンジアセンブリ３：別の実施形態では、各サブユニットは、関節運動式の関節の動きの間に対向するギアと噛み合う１つのギア、例えば、近位ギア及び遠位ギアと、少なくとも１つの張力要素であって、ギアの側面上（又はギアの上若しくは下）でサブユニット間に延在し、張力要素の端部上でサブユニットの後側に固定して接続された、少なくとも１つの張力要素と、を収納している。態様では、コアブラケット部材が、サブユニットの開放空間の間で張力要素を完全に又は部分的に覆って、要素を保護し、ギアが互いに対して移動することを可能にし続けながら、ギアを一緒にピン留めする。

この実施形態は、バンドにおける張力を変えるために、装具の上側フレーム及び／又は下側フレーム上に回転可能な又は線形のラチェット－爪部材を更に備え得る。ユーザは、ノブを回転させるか、又はレバーを異なる位置にスライドさせて、張力要素をよりきつく引っ張る一方で、それらの有効長を低減することができる。これは、部材が回転されるときに、張力要素、例えばワイヤの一部をコイルの周りに巻き付けることによって達成され得る。例えば、ラチェット－爪部材を時計回りに回転させることは、ヒンジアセンブリにおける張力を増加させ、ヒンジアセンブリの可撓性を低下させ、ユーザの体重のより多くの負荷を膝関節から除き、より高い安定性を提供する。次に、ユーザは、部材とともに位置付けられたノブ又は作動停止レバーを引き上げるか又は押し下げる（又はノブを反対若しくは異なる方向又は回転に回す）ことによって、ラチェット－爪部材を解放することができ、並びに／又は、更に、ユーザは次に、ノブを第２の反対方向に回転させて、ギア間で伸長された張力要素における張力を軽減することができる。

ヒンジアセンブリ－実施形態４－調節可能な張力－スプール付きワイヤ
ヒンジアセンブリ４：本開示の種々の実施形態は、本明細書に開示されるような膝装具、又は関節の除荷を必要とする病状を治療するための他の装具において使用するためのヒンジアセンブリの別の実施形態を更に含んでもよい。実施形態は、張力要素の１つ以上のストランドを含み、要素のそれぞれの端部は、遠位サブユニットにおいて固定されている。近位端部上の要素の端点は、それを取り囲むワイヤによって引っ張られる。

この実施形態では、回転可能なノブが、例えば、ユーザがノブを回転させると張力要素の近位端部を引っ張るワイヤのスプールに接続されている（ノブが近位部分上にある場合。ノブが遠位部分上にある場合は、遠位端部が引っ張られる）。態様では、ノブは固定位置まで回転可能であり、それによって、ユーザは、張力要素における張力を所望のレベルに調節し、ノブを異なる又は反対方向に回転させることによって、張力を解放することができる。態様では、ノブをより多く回すか又はより長く回すと、張力要素における張力がより高くなり、ユーザの膝関節における力の負荷がより多く除かれる。

ヒンジアセンブリ－実施形態５－調節可能な張力を有するワイヤ連結バンド
ヒンジアセンブリ５：本開示の種々の実施形態は、本明細書に開示されるような膝装具、又は関節の除荷を必要とする病状を治療するための他の装具において使用するためのヒンジアセンブリの別の実施形態を更に含む。この実施形態は、近位フレーム部分及び遠位フレーム部分の両方において、装具のフレーム内に完全に又は部分的に収納された１つ以上の張力要素を含む。１つ以上の張力要素は、ギアアセンブリにわたって伸長するワイヤによって互いに更に接続されており、一方又は両方のバンドは、別のワイヤを使用して調節可能な張力機構に接続されている。

この実施形態では、等しい張力が、ヒンジアセンブリ内の１つ以上のバンドに加えられるべきであり、張力は、屈曲に対する抵抗を発生させるように装具のフレーム内で発生される。例えば上記で説明したような、実施形態２、３、及び４の調節可能な張力機構は、直接又は間接的のいずれかでバンドのうちの少なくとも１つに接続されている。

使用方法－実施形態１～５
本開示の様々な実施形態では、体重除荷（又は装具内で発生する抵抗若しくは張力）の量は、ユーザのサイズ、体重、損傷、治療必要性、及び／又は所望の運動能力に基づいて、ユーザに合わせて容易に調整されることができる。本明細書に記載されるような装具は、軽量であり、頑強であり、幅狭の側部プロファイルを有し、ユーザに良好に適合することができる。従来技術における装具とは異なり、本明細書に開示される装具は、衣服の下に装着されるように幅狭かつ軽量であることができ、これは、通常、運動能力装具では不可能である。これらの理由により、装具は、ある範囲の損傷タイプ及び重症度、並びに運動能力を向上させる方法にとって理想的であり得る。

本開示の膝装具の種々の実施形態は、非限定的な例として、損傷を予防するために予防的に、（例えば、通常の活動、身体運動、若しくは運動競技中の）関節痛を低減するために、既存の損傷をリハビリするために、術後に（関節を快適なレベルに固定するための高張力装具）、可動域を通した適切な膝の整合のための何らかの安定性支持を用いた、変形性関節症などの病状のための伸展補助デバイスとして、（例えば、アスリートがジャンプ若しくは走り始めるとき、膝関節が伸展するときに力を加え、例えば爆発性を加えることによって）運動能力を向上させるために、及び／又は、場合によっては膝の手術を遅延、予防、若しくは回避するために、変形性関節症若しくは他の膝損傷に罹患した天然の膝の寿命を延ばすか、又は人工関節の寿命を延ばすために、使用することができる。

同様に、本明細書に開示される膝装具及び／又はヒンジアセンブリは、ユーザが、起立するなど、自身の脚で荷重を担っているときに、膝関節に対する体重、力、及び／又は圧力を低減することができる。及び／又は、膝装具及びヒンジアセンブリは、歩行、曲げ、着座から起立への移動、運動などのときに、膝伸展補助を提供することができる。したがって、ユーザは、自身の膝を屈曲と伸展との間で動かすために、より少ない身体的努力を行えばよい。

一実施形態では、膝関節上で担う荷重を低減するための使用方法は、例えば、上記で列挙した実施形態のうちの１つの膝装具を、ユーザの膝に取り付けるステップであって、上側部分及び下側部分を含む装具垂直支持体の内側表面をユーザの脚に押し当てることと、ユーザの大腿骨の周りの複数のストラップ及びユーザの脛骨の周りの複数のストラップなど、装具ストラップ又は装具をユーザに接続する他の方法を閉じることと、を含む、取り付けるステップと、ユーザの膝関節に対する荷重を担うステップであって、膝関節に対する荷重及び／又は圧力は、ユーザが、膝装具なしで担う荷重に比べて、疼痛の低減又は運動の改善を経験する程度まで低減される、荷重を担うステップと、を含む。

使用方法は、更に又は代替的に、伸展補助を含み、伸展補助は、ユーザが膝関節を屈曲させるときに、ヒンジ張力要素を伸長させ、かつヒンジ張力要素において反力又は復元力を発生させ、曲がった屈曲位置から真っ直ぐな伸展位置にヒンジを戻すように推進するステップを含み、装具は、装具ヒンジ（及び膝関節）を曲がった位置から伸展位置に戻すためにユーザの脚及び膝並びに関連する筋肉によって加えられる必要がある力の量を低減し、ユーザの膝関節に対する荷重及び／又は圧力は、ユーザが、膝装具なしでユーザの膝を屈曲及び伸展させることと比較して、疼痛の低減又は改善された運動を経験する程度まで低減される。

また別の実施形態では、使用方法は、ユーザにヒンジ機構を作動させて、張力要素の一端部（又は両端部）をよりピンと引っ張り、ヒンジアセンブリ及び膝装具における張力及び安定性を増加させ、次いで、機構がもはや必要とされなくなったときに機構を作動停止させる（又は張力を減少させる）ことを含む。ヒンジ機構の種々の実施形態は、スライドレバーに取り付けられたハンドル又は係合部品であって、ハンドルを後ろに（又は前に、上方に、下方に、若しくは斜めに）移動させることにより、張力要素の一端部（又は両端部）をピンと引っ張るようにスライドレバーを移動させる（例えば、上記の第２の実施形態を参照されたい）、ハンドル又は係合部品と、ユーザが時計回り又は反時計回りに（又は上若しくは下に）移動させて張力要素に衝突させ、張力要素における張力を増加させ、次に解放することができる、ヒンジの一端部又は両端部（又はヒンジの上若しくは下若しくは横）上の回転可能な又は線形のラチェット－爪機構（例えば、第３の実施形態を参照されたい）と、態様では、折り畳まれた張力要素に取り付けられた剛性の線又はワイヤの、内部に収納されたスプールに接続された回転可能なノブであって、ノブを回すと張力要素が引っ張られてバンドの張力が増加し、ノブを反対方向に回転させると張力が解放又は減少する、回転可能なノブ（例えば、第４の実施形態を参照されたい）と、を含む。

作製方法
本開示の種々の実施形態は、膝装具のための従来の製造プロセス、及び／又は３Ｄ印刷を使用して、構成要素（ヒンジアセンブリのギア及び／若しくはサブユニットなど）のプロトタイプ若しくは最終バージョンを生産し、その後、部品から装具全体に射出成形、押出成形、引抜成形されてもよく、又は完全に３Ｄモデル化及び／若しくは印刷されてもよい。一実施形態では、装具は、ユーザに適合するようにサイズ決めされ、ユーザに形状適合することができる。独自の製作方法及び材料により、この形状適合装具が可能になる。例えば、２次元若しくは３次元の写真、ビデオ、又はスキャンを使用して、ユーザの脚又は他の関節の輪郭を描くか又は適合するモデル又は最終製品（若しくは部品）を作り出すことができ、材料の特性は、態様では、例えば、横方向にある量の可撓性を有し、装具の目的に応じて、伸長又は伸長の方向により少ない可撓性を有する。

本明細書の装具の製作技術は、製造及び性能の利点を含め、従来技術に含まれない予期せぬ利点を装具が含むことを可能にする。したがって、より高い機能であり、より安全で、より効果的で、かつより快適である改善された適合装具が、本明細書で教示される本発明によって可能である。製作方法及び材料はまた、生産コストを従来技術よりも低く維持するのを助けることができる。

装具のフレームの射出成形及び３Ｄ印刷に加えて、装具はまた、製作後に特定の患者の脚の周りに熱成形されることを可能にする材料で全体的に構成されてもよく、又は同様に、装具のセクションは、例えば内反／外反支持を提供する、所与の位置における患者の脚に対する特定の力を生成するように熱成形され得る材料で作製されてもよい。加えて、装具上のパッドは、装具のフレームの延長部として３Ｄ印刷されるか、又は別の方法を使用して別個に接着されるかにかかわらず、患者の脚に対して熱成形可能であることが望ましい場合がある。この利点は、パッドが、装具の再製作を必要とすることなく、患者の所望に応じて、（パッドが装具と連続していない場合に）場合によっては取り替えられるか、又は修正され得ることである。引抜成形及び押出成形技術も想定される。

除荷及びトルク
本開示の膝装具垂直支持体は、膝内で通常加えられるかなりの量の力を除荷することを含めて、従来技術とは異なる。膝蓋大腿痛の理由は、大きな力が小さな領域にわたって分散されることである。この表面への損傷は、重度の疼痛及び欠損／損傷をもたらし得、軟骨表面は劣化し得、したがって加速された時間枠で骨及び神経を露出させる。本開示の膝装具における張力発生除荷機構は、膝において経験される力を他の身体部分に分散させ、変形性関節症に罹患した関節に苦痛を与えるであろう衝撃を減衰させることに対処する。装具の作用の効果は、ユーザによる体重の大幅な低減に等しい。変形性関節症を患う人に対する最も基本的な治療は、体重減少である。

本開示の膝装具において除荷される力の量は、ヒンジの周りで測定されるその相対トルク（例えば、インチ－ポンド［ｉｎ－ｌｂｓ］の単位）、及び除荷又は相殺される体重の量（ポンド［ｌｂｓ］の単位）によって特徴付けられる。例えば、本開示の膝装具の概略的な強度又は張力は、概して、３つのカテゴリに分類される。

本装具及び／又はヒンジアセンブリの使用による、ＯＡ罹患膝関節における低減された力は、通常は疼痛のために妨げられるであろう、ユーザの膝のより深い屈曲を可能にする。このより深い屈曲は、衰弱させる疼痛のためにユーザによって通常は回避されるであろう程度までユーザの大腿四頭筋に係合し、したがって、ユーザが運動を通じて体力を付けることを容易にする。加えて、装具によって発生する抵抗は、運動中に支持軟組織を強化することができ、例えば、ハムストリングは、大腿四頭筋に対する張力に抵抗する、本明細書に開示されるような装具垂直支持体及び／又はヒンジアセンブリを介して強化されることができる。

顆スペーサの使用
本明細書に記載される膝装具は、膝の内反又は外反整合の重症度に応じて幅が増加又は減少してもしなくてもよい顆パッドを含んでもよい。顆スペーサは、膝のＱ角、すなわち脛骨に対する大腿骨の角度をシフトさせるために使用される。Ｑ角を内反及び外反の程度に相関させる方法が開発されており、これは、病状を十分に補うために、製作される装具のデジタルモデルへの入力を自動的に発生させ得る。

本発明の実施形態では、装具の顆部分は、関節の一方の側の圧力を増加又は減少させるように入れ子式に調節することができる。例えば、認定された義肢装具士は、ユーザの膝のＱ角を評価し、次いで、装具の調節可能な顆ヒンジ領域内に挿入されるべきである特定の数の顆スペーサを割り当てることを要求され得る。顆スペーサは、顆ヒンジのねじ及びキャップを取り外し、装具の顆領域内に所望の数の顆スペーサを挿入し、かつ調節後にキャップ及びねじを交換することによって挿入され得る。この実施形態は、患者に対して漸進的な治療経路が望まれる場合に、顆領域の幅を再調節又は追加することができるという利点をもたらす。別の変形例は、定位置に係止又はスナップ留めし、顆間隔の迅速な調節を可能にし得る、さねはぎ（tongue-and-groove）内の異なるサイズのスライドスペーサを伴う。

本発明の追加の実施形態では、顆間隔領域の所定の幅が望ましい場合がある。この実施形態では、顆領域の幅は、患者の治療の過程を通して変化することが予期されず、ヒンジの幅は、装具の顆ヒンジキャップが、膝のＱ角の所望の矯正に基づいて決定される厚さを有することができるように、装具の製作中に決定される。

センサ及びモータの使用
本明細書に記載される膝装具は、脚及び装具の別の部分のいずれか又は両方に対する装具の位置を測定及び監視するセンサを適所に有してもよい。この位置データは、装具のプロセッサ又は監視システムへの入力として使用される速度及び加速度データを提供することができる。速度及び加速度は、位置決めセンサ又は他のセンサによって測定され得る。このデータは、張力を増加又は減少させることによって関節を補助又は支持するために、モータシステムによる調節のための基礎を提供し得る。

センサはまた、装具又は関節補助デバイス内に存在する張力の量、及び関節が伸展又は屈曲されるにつれて変化する可変量を含む、関節に加えられる除荷力の量を測定及び監視するために使用されてもよい。関節に存在する張力のアナログ値は、装具のユーザが、どれだけの張力が装具に存在するかの知識をいつでも有するように、又は張力の変化がセンサによって認識されるときに、様々な方法でデジタル信号に変換され得る。

センサは、装具上又は装具内に製作されてもよい。センサは、デジタル又は電子信号を出力してもよく、任意の所与の瞬間の装具における力又は張力の量などの装具に関する情報を示し得る１つ以上のＬＥＤライトに接続してもよい。加えて、センサは、装具内の力又は張力の量に応じて異なる色を点灯する１つ以上のライトに接続されてもよい。例えば、ライトは、最大の力に関して１つの色を点灯し、より軽い力の量に関しては別の色を点灯することができる。

装具モータ、センサ、及び制御プロセッサシステムはまた、ポテンショメータ、ギアシステムのギアボックス、及び１つ以上のサーボアーム又はレバーを含み得る。モータは、コントローラ又はプロセッサによって管理されるセンサからの入力に基づいて、張力を収集又は解放することができる、ギアシステム又はねじなどの別の方法を介して、張力要素に動作可能に接続されている。

センサはまた、装具内で発生する力、又は装具によって除荷される重量などの情報を、ユーザについての関連単位値などで通信する、装具上の画面に接続されてもよい。センサはまた、装具によって加えられている力の量、及び／又は関節が過負荷をかけられている方向、又は関節が屈曲若しくは伸展されている方向に関するフィードバックをユーザに提供する、スマートフォン、タブレット、又はコンピュータなどのスマートデバイス上のアプリケーションに同期されてもよい。これらのセンサからのデータは、記録及び分析され、パターンを識別するために使用されてもよく、モータが補助的又は支持的にどのように機能すべきかを決定するコントローラへの入力として使用されてもよい。

センサはまた、張力機構に接続されてもよい。例えば、センサからのフィードバックを使用して、張力機構は、それが受信するフィードバックと、ユーザによって決定されるような所望の張力の事前設定されたレベルとに基づいて、張力要素における張力を緩めるか又は締め付けてもよい。これは、ユーザが装具の使用中に装具に存在する張力の量を調節する必要性を排除する。一実施形態では、ユーザは、あるパラメータを設定し、プロセッサによって処理されるようなセンサからのフィードバックに基づいて、装具は、例えば、モータ、油圧、若しくはマイクロドライブを使用して張力を自動的に調節するか、又はユーザに抵抗を変化させるように警告することができる。態様では、センサ及び関連するプロセッサは、サーバ又はインターネットに接続されてもよく、サーバ又はインターネットは、張力を調整するかどうかをプロセッサに通知してもよく、又は、張力の推奨又は装具の治療若しくは使用に関連する他の情報についてのアドバイスをユーザに提供してもよい。同様に、プロセッサに付随するセンサは、膝装具における張力又は装具からの他の情報及び装具の使用を医者に通知してもよく、それによって、治療する医師は、例えば、患者を診断し、患者を監視し、治療を監視し、治療オプションを提供し、問題をユーザに注意し、張力を調節し、装具の不適切な使用があるときを判定し、損傷が生じたかどうかを判定し、性能を監視するなどすることができる。したがって、プロセッサとともに使用されるセンサは、膝装具の張力を調節するか又は別様に使用を監視及び制御するために、ソフトウェアが実装する所定のパラメータを使用することを含め、装具のより自動的な使用及び調節を提供することが可能であり得る。張力はまた、センサの不在下で電子的に調節されてもよく、この場合、１つのボタン又は入力部が張力を増加させ、別のボタン又は入力部が張力を減少させてもよい。これは、トグルスイッチ、回転可能なノブ、又はタッチボタンを用いて行うことができる。

筋電図（ＥＭＧ）センサが、関節補助機構を作動させて、デバイスが適用される関節における重量を除荷するために使用され得る。これは、他のセンサを用いても用いなくても、またモータを用いても用いなくても行うことができる。補助の程度は、ユーザの必要性に合わせて修正及び較正されてもよい。

他の態様では、例えばラチェット－爪システムを含む調節可能な張力機構は、モータなどによって電子的に制御することができ、装具の装着者は、例えばボタン、スイッチ、ノブ、レバー、又は他の物理的機構を作動させることによって張力を調節することができるが、センサはシステム又は装具に含まれない場合もある。

本発明の上記及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面に関してよりよく理解されるであろう。
伸展位置にある膝装具フレームの左前図である。 伸展位置にある、歯付きギアが露出した状態の膝装具フレームの右後図である。 歯付きギアが露出した状態の、屈曲位置における本開示の膝装具の左前斜視図、及び伸展－屈曲停止部の分解図である。 調節可能な張力機構を備えた伸展位置にある膝装具の左側面図である。 伸展及び屈曲停止部の分解図を伴う、噛み合っている歯付きギアアセンブリの分解図である。 ラチェット－歯止めアセンブリ、スプール、及び回転可能ノブを使用する、調節可能な張力機構の可能な用途の複数の図である。 調節可能な張力機構及びストラップを含む、完全に組み立てられた装具の左前図である。 ３つの区画がラベル付けされた膝の内部の図である。

本明細書で使用される場合、「近位」という用語は、膝の上、又はユーザの胴体に最も近い側のように、上部又は上側と同義である。同様に、「遠位」という用語は、膝の下、又はユーザの胴体から最も遠い側のように、底部又は下側と同義である。

本明細書で使用される場合、「前方」という用語は、膝及び／又は装具の前部を指し、「後方」は背部を指す。図に見られるように、ヒンジが上下に配向されるとき、前方は上方であり、後方は下方である。

以下の詳細な説明を通して、同じ参照符号は、全ての図において同じ要素を指す。

膝装具垂直支持体
以下の表１は、膝装具フレームに関して図１～４に示される構成要素を列挙するものである。膝装具は、膝装具フレーム１２又は垂直支持体と、ギア付き枢動ヒンジアセンブリ２２と、調節可能な張力機構６と、を備える。図１～４に示すように、垂直支持体は、上側（近位）フレーム１と、下側フレーム２とを備える。この特定の実施形態では、両方の部分１及び２は、ユーザの膝のすぐ上及びすぐ下の脚の前側又は前面に適合する。一実施形態では、膝装具フレーム１２は、ユーザの大腿の外周に応じて、小、中、又は大のサイズにされる。又は、膝装具は、特定の患者の膝に適合するようにカスタム設計及び製作され、これは、電気デジタルスキャンによって行うことができる。通常、上側フレーム１の直径及び外周は、下側フレーム２の直径及び外周より大きい。

ストラップ：態様では、装具はストラップを備える。この実施形態では、垂直支持体は、膝装具１２の背部、後側に、装具をユーザの脚に固定するために膝の上下の少なくとも１つの水平ストラップを更に備える。図１～４に示される実施形態では、２つの外部ループ４が、上側フレームの後側に存在し、２つの外部ループ５が、下側フレームの後側に存在し、各フレームは、内側及び外側の両方にループを有する。図７に示される実施形態は、ストラップ（２７、２８、２９、３０）と、張力要素１８と、ノブ１９を有する調節可能な張力機構６とで完全に組み立てられた装具を示す。少なくとも１つのストラップ２７が、装具上側部分１の内側と外側との間で、上側フレーム外部ループ４内で装具１２の後側に水平に延在し、少なくとも１つのストラップ３０が、装具下側カフ２の内側と外側との間で、下側フレーム外部ループ５内で水平に延在する。

図７に見られるように、ストラップ（２８、２９）は、追加の支持のために上側フレーム内部ループ７と下側フレーム内部ループ９との間に延在する。これらのストラップは、脚の前側及び後側の両方を取り囲むことができる。ストラップ（２７、２８、２９、３０）の端部は、ストラップの端部がユーザの脚の上に平らに横たわり、自由にぶら下がるか又は垂れ下がらないように、ストラップの端部を重なり合うように固定するための固定部材を備える。固定部材は、ベルクロ様材料、雌側端部をフレームに組み込むことができるバックルなどの、一般に知られている材料を含む。

ヒンジアセンブリ
表２は、ヒンジアセンブリに関して図５に示される構成要素を列挙するものである。態様では、本開示は、態様では少なくとも１つの張力要素１８と、近位ギア１３及び遠位ギア１４を備える２つのギア歯と、を備える、少なくとも５つの異なる枢動ヒンジアセンブリを含む。各タイプのヒンジアセンブリは、片側装具（ヒンジ内側若しくは外側）又はフル膝装具（ヒンジ内側及び外側）において張力を発生させるために使用されることができる。実施形態では、ヒンジアセンブリ近位端部は、装具上側フレーム１に接続されており、ヒンジアセンブリ遠位端部は、下側部分２に接続されるか、又は膝関節から重量を取り除くための従来技術において既知の様々な膝装具と同様の方法で接続されている。

ヒンジアセンブリ２２の２つの対向するギア１３、１４は、中心コアブラケット８を介して接続されている。フレームは、近位開口部１０と、張力要素１８を収納し、張力要素が、噛み合うギアを横切って伸長し、屈曲に抵抗することを可能にする遠位開口部１１と、を有する。歯付きギアは中心孔１６を有し、中心コアブラケットは、中心コアブラケット８に機能的に取り付けられた、ギア中心孔１６と整列した孔２０を有し、張力（又は破壊力、若しくは逆復元力）を発生させながらギアの周りの回転を可能にし、したがって装具の装着者がより容易に屈曲及び伸展することを可能にする。ギア及びブラケットは、ねじ、ボルト、又は当該技術分野で既知の別の方法を使用して、機能的に取り付けることができる。中心コアブラケットは、サブユニットの内側及び外側に位置決めされており、以下のように機能することが可能である。ギアが一体となって回転することを可能にしながら、サブユニットを一緒にピン留めすることと、ギア及び張力要素を保護することと、ヒンジアセンブリの最大屈曲度を制限すること。別の実施形態では、要素は、屈曲を補助するように、ギアの下で伸長され得る。これは、損傷後の膝のリハビリを助けるように設計された装具において使用され得る。

サブユニットは、カムユニットを更に備えてもよく、カムユニットは、例えば、サブユニットの内部ハウジング内に刻まれるか又は成形されるようにサブユニット内に位置付けられ、張力要素がカム及びギアにわたって引っ張られるように、ギアのわずかに上方前方に存在する。カムユニットは、ユーザの膝の屈曲度が増加するにつれて張力要素の張力を増加させる。カム形状は可変であり、除荷要件に対応する力を発生させるように設計されている。

歯付きギアは、伸展及び屈曲停止部１７、及び態様では、半径方向に配向されたスロット１５を使用して、膝の過伸展を防止するために、張力要素及びヒンジアセンブリの最大伸展を制限する機構を更に提供する。スロット１５は、関節の可動域を制限する予め作製されたインサートである伸展屈曲停止部１７の挿入を可能にする。伸展及び屈曲停止部１７は、ギア又はヒンジがいったん停止部と接触すると更に回転することを可能にしない。ギアの接触点間の許容可能な表面角度は、ユーザの要件を満たすように修正することができる設計変数である。加えて、伸展及び屈曲停止部１７は、図面に存在しない方法で設計されてもよい。例えば、伸展及び屈曲停止部は、関節の可動域を制限するために、ヒンジアセンブリの後側又は前側のいずれかのギア間に嵌合するように設計することができる。

ヒンジアセンブリは、上側及び下側ヒンジアセンブリの各側に取り付けられた少なくとも１つの張力要素１８を組み込む。張力要素は、膝装具の装着者による膝屈曲時にヒンジを横切って引っ張られるときにエネルギーを貯蔵する。張力要素は、ヒンジ又は支持部材内の孔（１０、１１）を通してポートされ、係留管及びスロット２１を使用して、近位端部若しくは遠位端部のいずれか、又はその両方において、装具内の適所に固定される。例えば、張力要素は、近位サブユニット及び遠位サブユニットの中及びそれらに係留されており、屈曲及びギア関節運動を増加させると、ギアにわたって引き離される。張力要素は、屈曲に対抗する抵抗の量を発生させ、それによって、膝関節における力の量及びＯＡに罹患した領域における摩擦の量を低減する。

表３は、調節可能な張力アセンブリに関して図６に示される構成要素を列挙するものである。張力要素１８はまた、図６におけるように、装具のフレーム内の雌側レセプタクル３内に挿入されるか、又は装具のフレーム内に直接印刷される、調節可能な張力機構６に係留されてもよい。張力機構は、ノブ１９と、張力要素１８が巻き付けられたスプール２３とを有するラチェット及び爪アセンブリ２４、２５を備え得る。複数の爪２４が複数の歯／ラチェット２５から構成されたリングと相互作用するように複数の爪を接続するために、爪接続プレート２６がスプールの底部に取り付けられている。スプール２３は、ノブ１９が第１の方向に回転されるときに張力要素１８を巻き上げ、ラチェット及び爪機構は、ノブが第２の反対方向に回転されるときに係合される。これは、ダイヤルの動きに対抗し、ラチェット及び爪機構が係合解除されない限り、張力要素が解けるのを防止する。

代替の設計は、ユーザの必要性に基づくものであり、膝装具の内側又は外側のいずれか又は両方のヒンジアセンブリ内、あるいはヒンジの上又は下に１つ又は複数の張力要素を含む。これらの代替の設計はまた、異なる量の抵抗を発生させる様々なサイズのバンドを含む。２つ以上のバンドを使用することは、屈曲の程度が増加するにつれて、係合し、張力を増加させるように調整されることができる。

デバイス上に１つ以上のセンサを含み、態様ではデバイス上又はデバイス外のプロセッサを含む本発明の実施形態は、本明細書で記載及び／又は示される計算、ステップ、プロセス、及び動作のうちの１つ以上を実行するためのコンピュータ実行可能命令のセットを含む１つ以上のコンピュータファイルを含むコンピュータ可読媒体も含む。例示的な実施形態では、ファイルは、コンピュータ可読媒体上に連続的に又は不連続的に記憶され得る。実施形態は、コンピュータファイルを含むコンピュータ可読媒体の形態であり、任意選択的にパッケージングを通じて消費者に利用可能にされるか、又は代替的に電子配布を通じて消費者に利用可能にされる、コンピュータファイルを含むコンピュータプログラム製品を含み得る。本明細書の文脈で使用される場合、「コンピュータ可読媒体」は、非一時的コンピュータ可読媒体であり、フロッピーディスク、従来のハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、不揮発性ＲＯＭ、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びＲＡＭなどの任意の種類のコンピュータメモリを含む。例示的な実施形態では、コンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行されると、本明細書に記載される電子データベース又はメモリに記憶されたデータに基づいて、プロセッサにタスクを実行させる命令のセットを記憶している。プロセッサは、本開示で説明される手順のいずれかを通して、又は任意の同等の手順を通して、このプロセスを実施し得る。

本発明の他の実施形態では、コンピュータ実行可能命令のセットを含むファイルは、単一のコンピュータ上のコンピュータ可読メモリに記憶されてもよく、又は複数のコンピュータにわたって分散されてもよい。当業者は、本開示に照らして、ソフトウェアに加えて、ハードウェア又はファームウェアを使用して本発明がどのように実施され得るかを更に理解するであろう。したがって、本明細書で使用される場合、本発明の動作は、ソフトウェア、ハードウェア、又はファームウェアの組み合わせを備えるシステムにおいて実施され得る。

本開示の実施形態は、本明細書に記載のコンピュータ実行可能命令のセットがロードされた１つ以上のコンピュータ又はデバイスを含む。コンピュータ又はデバイスは、１つ以上のコンピュータ又はデバイスが、本開示の計算、プロセス、ステップ、動作、アルゴリズム、統計的方法、式、又は計算ルーチンを実行するように命令及び構成されるように、特定の機械を生産するための汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置であってもよい。本開示の指定された計算、プロセス、ステップ、動作、アルゴリズム、統計的方法、式、又は計算ルーチンを実行するコンピュータ又はデバイスは、中央処理装置（すなわち、プロセッサ）などの少なくとも１つの処理要素と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含み得るコンピュータ可読メモリの形態とを備え得る。コンピュータ実行可能命令は、コンピュータ又はデバイスが、本明細書に示し及び／又は記載される計算、ステップ、プロセス、及び動作のうちの１つ以上を実行するように指示され得るように、コンピュータハードウェアに埋め込まれるか、又はコンピュータ可読メモリに記憶されることができる。

本開示の追加の実施形態は、本開示のコンピュータ実装方法を実行するためのコンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、コンピュータ実行可能命令を実行するためのプロセッサと、本明細書に記載されるデータ又は情報を含む１つ以上の電子データベースと、入力／出力インターフェース又はユーザインターフェースと、方法を実行するための命令のセット（例えば、ソフトウェア）と、を備え得る。コンピュータシステムは、デスクトップコンピュータなどのスタンドアロンコンピュータ、タブレット、ラップトップ、ＰＤＡ、若しくはスマートフォンなどのポータブルコンピュータ、又はクライアント－サーバ構成及び１つ以上のデータベースサーバを含むネットワークを介して接続されたコンピュータのセットを含むことができる。ネットワークは、ＩＰ、ＵＤＰ、又はＩＣＭＰを含む、任意の好適なネットワークプロトコルを使用してもよく、任意のローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、インターネットネットワーク、電気通信ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉ対応ネットワーク、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ対応ネットワークを含む、任意の好適な有線又は無線ネットワークであってもよい。一実施形態では、コンピュータシステムは、内部電子データベースに動作可能に接続されたメモリに記憶されたコンピュータ実行可能命令を有する、インターネットに接続された中央コンピュータを含む。中央コンピュータは、インターネットを介してリモートコンピュータから受信した入力及びコマンドに基づいて、コンピュータ実装方法を実行することができる。中央コンピュータは、サーバとして効果的に機能することができ、リモートコンピュータは、サーバ－クライアント関係が確立されるようにクライアントコンピュータとして機能することができ、クライアントコンピュータは、ネットワークを介してクエリを発行するか、又はサーバから出力を受信する。

入力／出力インターフェースは、コンピュータ実行可能コード及び電子データベースと併せて使用され得る、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を含んでもよい。グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが、テキストフィールド、チェックボックス、プルダウン、コマンドボタンなどの使用を通して、これらのタスクを行うことを可能にし得る。当業者は、本開示のタスクを実行するために、そのようなグラフィカルな特徴部がどのように実装され得るかを理解するであろう。ユーザインターフェースは、任意選択的に、インターネットに接続されたコンピュータを介してアクセス可能であってもよい。一実施形態では、ユーザインターフェースは、業界標準ウェブブラウザを介してインターネットアドレスをタイプ入力し、ウェブページにログインすることによってアクセス可能である。次いで、ユーザインターフェースは、ウェブページにアクセスし、ネットワーク接続を介してクエリを送信するか、又はサーバから出力を受信するリモートコンピュータ（クライアントコンピュータ）を介して操作され得る。加えて、態様では、装具は、ユーザが、フットペダル、物理的ボタン、触覚フィードバック、又は投影インターフェース要素などであるが、それらに限定されない他のインターフェースを使用して、装具と相互作用することを可能にし、ユーザが装具と相互作用することができる方法において最大の自由度を可能にするために、複数のインターフェースオプションを互いに組み合わせて含み得る。

上述の例は、本開示の様々な実施形態の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないが、これらの例は、膝装具及びヒンジアセンブリが肘装具で使用するために構成され得ることを示す。当業者が、装具及びヒンジアセンブリの寸法を修正して、種々の肘障害に関連する疼痛及び炎症を治療することができることは明白である。足首及び他の関節についても同様である。

また、本発明の範囲内で、とりわけアーム部材の構成に異なる弾性の材料を選択することによって、アーム部材に異なる長手方向若しくは断面寸法を選択することによって、又は異なる一定の厚さ若しくは異なる範囲の調節可能な厚さのパッドを選択することによって、装具の調節可能性の範囲が容易に明らかである。

更に、本発明の膝装具及びヒンジアセンブリが、変形性関節症を治療するように適合されたいくつかの実施形態に関してのみ上記で説明されてきたが、これらの実施形態が、種々の膝障害に関連する疼痛の治療に容易に適合可能であることが当業者に明らかであることは明白である。例えば、本開示の範囲で想定される追加の実施形態は、ユーザの大腿骨上の例示的な実施形態に対して、ユーザの脛骨上のユーザ張力調節ハンドル、ノブなどを有するヒンジアセンブリを備える。

当業者が、本明細書に開示される実施形態と同等レベルの疼痛緩和を達成するために、張力要素の寸法、材料、数、及び種類などを容易に修正し得ることも明白である。

本発明の様々な特徴を単一の実施形態の文脈で説明することができるが、これらの特徴は別々に又は任意の好適な組み合わせで提供することもできる。逆に、本発明は、明確にするために別個の実施形態の文脈において本明細書で説明され得るが、本発明はまた、単一の実施形態において実施されてもよい。

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、述べられた値のプラス又はマイナス５単位（例えば、パーセンテージ）を指す。

本明細書における「いくつかの実施形態」、「実施形態」、「一実施形態」、又は「他の実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくともいくつかの実施形態に含まれるが、必ずしも全ての実施形態に含まれるわけではないことを意味する。

本明細書で使用される場合、「実質的な」及び「実質的に」という用語は、当業者が容易に認識できるものを指す。

本明細書で使用される表現及び用語は、限定するものとして解釈されるべきではなく、専ら説明目的であることを理解されたい。

本明細書に記載される詳細は、本発明の用途に対する限定を解釈するものではないことを理解されたい。

更に、本発明を、様々な方法で実行又は実施することができ、本発明を、上記の説明で概説したもの以外の実施形態で実施することができることを理解されたい。

更に、本開示において引用される参考文献の全ては、それぞれ個々にそれらの全体が参照により本明細書に援用され、したがって、本発明の実施可能な開示を補足する効率的な方法を提供するとともに、当該技術分野における通常の技術のレベルを詳述する背景を提供することが意図される。

「含む」、「備える」、「からなる」という用語及びそれらの文法上の変形は、１つ以上の構成要素、特徴、ステップ、若しくは整数、又はそれらの群の追加を排除せず、これらの用語は、構成要素、特徴、ステップ、又は整数を明記するものとして解釈されるべきであることを理解されたい。

Claims (83)

1. 除荷関節装具であって、
   ａ．上側部分及び下側部分を備える垂直支持体であって、
   前記上側部分が、装着者の関節に隣接し、かつその上にある装着者の第１の身体部分に適合するようにサイズ決めされた上側剛性、半剛性、又は軟質部分を含み、前記下側部分が、前記装着者の関節に隣接し、かつその下にある装着者の第２の身体部分に適合するようにサイズ決めされた下側剛性、半剛性、又は軟質部分を含む、垂直支持体と、
   ｂ．少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリであって、ヒンジアセンブリ近位端部が前記上側部分に接続されており、ヒンジアセンブリ遠位端部が前記下側部分に接続されており、
   ｃ．前記枢動ヒンジアセンブリが、後側及び前側を有する近位サブユニット及び遠位サブユニットを更に備え、各サブユニットが、関節運動式の関節の動きの間に任意選択的な対向するギアと噛み合うギアを任意選択的に収納する、少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリと、
   ｄ．前記近位ヒンジサブユニットと前記遠位ヒンジサブユニットとの間に延在する少なくとも１つの張力要素であって、前記近位ヒンジサブユニット及び前記遠位ヒンジサブユニット上にあるか、又は前記近位ヒンジサブユニット及び前記遠位ヒンジサブユニット内に一体化されており、前記近位ヒンジサブユニット及び／又は前記遠位ヒンジサブユニットによって部分的に、大部分が、又は完全に覆われており、前記少なくとも１つの張力要素の第１の端部が、前記上側部分に直接又は間接的に取り付けられており、前記少なくとも１つの張力要素の第２の端部が、前記下側部分に直接又は間接的に取り付けられており、前記少なくとも１つの張力要素は、前記少なくとも１つの張力要素が、前記上側部分に直接又は間接的に取り付けられている場所と、前記少なくとも１つの張力要素が、前記下側部分に直接又は間接的に取り付けられている場所とで、実質的に等しい引張力を加えることによって、前記ヒンジアセンブリが屈曲位置に移動されるときに、前記少なくとも１つの張力要素内の張力を増加させることができ、それによって装着者の関節に対する負荷力を低減する、少なくとも１つの張力要素と、の構成要素を備え、
   ｅ．前記関節装具が片側装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記装着者の関節の片側にあり、前記膝装具がフル装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記装着者の関節の両側にある、除荷関節装具。
2. 前記ヒンジアセンブリの前記少なくとも１つの張力要素が、前記任意選択的に収納されたギアの前側で前記サブユニット間に延在する前記少なくとも１つの張力要素を更に備え、２つ以上の張力要素がある場合、前記２つ以上の張力要素が、互いに隣接し、長手方向に配向される、請求項１に記載の除荷関節装具。
3. 前記除荷関節装具は、前記装着者が前記少なくとも１つの張力要素を係合及び係合解除し、かつ／又は前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加及び減少させることを可能にすることができる除荷機構を更に備える、請求項１に記載の除荷関節装具。
4. 前記除荷機構が、前記少なくとも１つの張力要素の前記近位端部に取り付けられたスライド部材と、前記ヒンジアセンブリの外面上のノブ又は回転可能なハンドルであって、ユーザが前記ノブ又は回転可能なハンドルを時計回り又は反時計回りに回転させると、前記スライド部材及び前記少なくとも１つの張力要素の近位端部を上方に移動させ、それによって前記少なくとも１つの張力要素における張力を増加させることができ、前記ノブ又は回転可能なハンドルが反対方向に回転されるときに、前記張力を解放することができる、ノブ又は回転可能なハンドルと、を備え、前記ノブ又は回転可能なハンドルが、異なるレベルの張力を生成する複数の位置に回転されることができる、請求項３に記載の除荷関節装具。
5. 前記除荷機構が、
   前記少なくとも１つの張力要素を前記回転部材に係留することができ、回転時に前記少なくとも１つの張力要素に張力を引き込む、前記ヒンジアセンブリの遠位端部及び／又は近位端部上の回転可能なラチェット－爪システムと、
   前記ラチェット－爪システムを迅速に解放して前記張力を低減又は解放することができる係合解除部材と、を備える、請求項３に記載の除荷関節装具。
6. 前記除荷機構が、前記少なくとも１つの張力要素に取り付けられたノブ又は回転可能なハンドルを備え、前記ノブ又は回転可能なハンドルが、前記少なくとも１つの張力要素における張力を増加させる第１の方向に移動され、１つ以上の位置に係止することによって張力を維持することができ、張力が、前記ノブ又は回転可能なハンドルを第２の位置に移動させることによって低減又は解放されることができる、請求項３に記載の除荷関節装具。
7. 枢動ヒンジアセンブリを有する関節装具であって、
   ａ．近位サブユニット及び遠位サブユニットであって、各サブユニットが、任意選択的に歯付きのギアを収納している、近位サブユニット及び遠位サブユニットと、
   ｂ．遠位の任意選択的に歯付きのギア及び近位の任意選択的に歯付きのギアであって、ギアが存在する場合に、関節運動式の関節の動きの間に噛み合うことができる、遠位の任意選択的に歯付きのギア及び近位の任意選択的に歯付きのギアと、
   ｃ．近位バンド端部及び遠位バンド端部を有する少なくとも１つの張力要素であって、前記サブユニット間に延在し、前記遠位バンド端部が前記遠位サブユニットに固定されており、かつ／又は前記近位バンド端部が前記近位サブユニットに固定されている、少なくとも１つの張力要素と、
   ｄ．調節可能な除荷機構であって、装着者が伸展関節位置と屈曲関節位置との間で往復して動くときに、前記ヒンジアセンブリが、前記装着者の関節から力を恒久的及び／又は一時的に除荷することができ、前記調節可能な除荷機構は、前記装着者が前記関節装具を装着している間に、前記少なくとも１つの張力要素を短くすること、前記少なくとも１つの張力要素を長くすること、前記少なくとも１つの張力要素を引っ張ること、前記少なくとも１つの張力要素を締めること、前記少なくとも１つの張力要素に対する張力の一部若しくは全部を解放すること、又はそれらの組み合わせによって、前記装着者が前記少なくとも１つの張力要素における張力を増加及び減少させることを可能にすることができる、調節可能な除荷機構と、を備える、枢動ヒンジアセンブリを有する関節装具。
8. 前記除荷機構が、前記少なくとも１つの張力要素のバンドの前記近位端部を延ばすために、前記少なくとも１つの張力要素の前記近位端部に取り付けられたスライド部材と、前記ヒンジアセンブリの外面上の回転可能なハンドルであって、ユーザが前記回転可能なハンドルを回転させると、前記スライド部材及び前記少なくとも１つの張力要素の近位端部を上方に移動させ、それによって前記少なくとも１つの張力要素における張力を増加させることができ、又は前記回転可能なハンドルが逆回転されると、前記張力を解放又は減少させることができる、回転可能なハンドルと、を備え、前記回転可能なハンドルが、異なるレベルの張力を生成する複数の位置に回転されることができる、請求項７に記載の枢動ヒンジアセンブリを有する関節装具。
9. 前記除荷機構が、前記少なくとも１つの張力要素の一端部又は両端部に取り付けられており、前記ヒンジアセンブリが、
   －前記ヒンジアセンブリの遠位端部及び／又は近位端部上の回転可能なラチェット－爪システムであって、前記少なくとも１つの張力要素に衝突して、前記バンドが伸長するのを防止し、前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加させることができる、回転可能なラチェット－爪システムと、
   －前記ラチェット－爪システムを解放して前記張力を低減することができる係合解除部材と、を更に備える、請求項７に記載の枢動ヒンジアセンブリを有する関節装具。
10. 前記サブユニットが離隔され、前記サブユニット間に存在するか、又は前記サブユニットを収納し、前記少なくとも１つの張力要素を覆って保護することができるコアブラケット部材を更に備える、請求項７に記載の枢動ヒンジアセンブリを有する関節装具。
11. 前記調節可能な除荷機構は、前記装着者が、前記少なくとも１つの張力要素を、装着者が選択した張力において又は装着者が選択した張力に位置決め、設定、又は調節することを可能にすることができるラチェット－爪部材を備える、請求項７に記載の枢動ヒンジアセンブリを有する関節装具。
12. 関節装具の装着者によって関節から力を除荷する方法であって、
    ａ．枢動ヒンジアセンブリを有する前記関節装具を装着者の関節に取り付けるステップであって、前記枢動ヒンジアセンブリが、
    －近位部分及び遠位部分であって、各部分がギアを収納している、近位部分及び遠位部分と、
    －関節運動式の関節の動きの間に噛み合うことができる遠位ギア及び近位ギアと、
    －近位端部及び遠位端部を有する少なくとも１つの張力要素であって、前記ギアの前側で前記近位部分と前記遠位部分との間に延在し、前記遠位バンド端部が、前記遠位部分に固定されているか、又は前記近位バンド端部が、前記近位部分に固定されている、少なくとも１つの張力要素と、を備え、
    －前記関節装具が、前記少なくとも１つの張力要素に対する前記張力を増加させることができる調節可能な除荷機構を備え、前記少なくとも１つの張力要素に対する張力は、前記少なくとも１つの張力要素が前記近位部分に直接又は間接的に取り付けられている場所と、前記少なくとも１つの張力要素が前記遠位部分に直接又は間接的に取り付けられている場所とで、実質的に等しい引張力を加えることによって生じる、取り付けるステップと、
    ｂ．前記装着者が前記関節装具における増加した安定性及び／又は張力を必要とするときに、前記除荷機構を係合させるステップと、
    ｃ．前記装着者が前記増加した安定性及び／若しくは張力をもはや必要としないとき、又は前記装着者が同じ量の増加した安定性及び／若しくは張力をもはや必要としないときに、前記除荷機構を係合解除又は調節するステップと、を含む、関節装具の装着者によって関節から力を除荷する方法。
13. 前記除荷機構が、前記少なくとも１つの張力要素の前記近位端部に取り付けられたスライド部材と、前記ヒンジアセンブリの外面上の回転可能なハンドルであって、装着者が前記回転可能なハンドルを回転させると、前記スライド部材及び前記少なくとも１つの張力要素の近位端部を上方に移動させ、それによって前記少なくとも１つの張力要素における張力を増加させることができる回転可能なハンドルと、を更に備え、前記除荷機構が、前記回転可能なハンドルが逆回転されるときに、前記張力を解放又は低下させることができ、前記回転可能なハンドルが、異なるレベルの張力を生成する複数の位置に回転されることができる、請求項１２に記載の関節装具の装着者によって関節から力を除荷する方法。
14. 前記除荷機構が、前記ヒンジアセンブリの遠位端部及び／又は近位端部上の回転可能なラチェット－爪システムであって、前記少なくとも１つの張力要素に衝突して、前記少なくとも１つの張力要素が伸長するのを防止し、前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加させることができる、回転可能なラチェット－爪システムを更に備え、前記ラチェット－爪システムを解放して前記少なくとも１つの張力要素の張力を低減することができる係合解除部材を備える、請求項１２に記載の関節装具の装着者によって関節から力を除荷する方法。
15. 前記関節装具が、
    ａ．内側及び外側を有する上側部分及び下側部分を備える垂直支持体を更に備え、
    前記上側部分が、
    －ユーザの関節に隣接し、かつその上にある装着者の身体部分に適合するようにサイズ決めされた上側ユニットと、
    －前記上側ユニットを前記装着者の身体部分に取り付けることができる少なくとも１つのストラップと、を備え、前記下側部分が、
    －前記装着者の関節に隣接し、かつその下にある装着者の身体部分に適合するようにサイズ決めされた下側ユニットと、
    －前記下側ユニットを前記装着者の身体部分に取り付けることができる少なくとも１つのストラップと、を備え、
    ｂ．前記関節装具が片側装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記関節の外側又は内側にあり、前記関節装具がフル装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記関節の外側又は内側のいずれか又は両方にある、請求項１２に記載の関節装具の装着者によって関節から力を除荷する方法。
16. 前記構成要素のうちの１つ以上が、３次元印刷され、及び／又は前記関節装具は、前記装着者の関節又は隣接する身体部分のデジタル撮像を使用してサイズがカスタマイズされる、請求項１に記載の除荷関節装具。
17. 除荷膝装具であって、
    ａ．上側部分及び下側部分を備える垂直支持体であって、
    前記上側部分が、ユーザの膝関節に隣接し、かつその上にあるユーザの大腿骨に適合するようにサイズ決めされた上側剛性又は半剛性湾曲ユニットを備え、前記下側部分が、ユーザの膝関節に隣接し、かつその下にあるユーザの脛骨に適合するようにサイズ決めされた下側剛性又は半剛性湾曲ユニットを備える、垂直支持体と、
    ｂ．少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリであって、ヒンジアセンブリ近位端部が前記上側部分に接続されており、ヒンジアセンブリ遠位端部が前記下側部分に接続されており、
    ｃ．前記枢動ヒンジアセンブリが、後側及び前側を有する近位サブユニット及び遠位サブユニットを更に備え、各サブユニットが、関節運動式の関節の動きの間に任意選択的な対向するギアと噛み合うギアを任意選択的に収納する、少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリと、
    ｄ．前記近位ヒンジサブユニット及び前記遠位ヒンジサブユニット内に一体化され、かつそれらの間に延在する少なくとも１つの張力要素であって、前記ヒンジアセンブリが屈曲位置に移動されたときに前記少なくとも１つの張力要素内の張力を増加させることができ、それによってユーザの膝に対する負荷力を低減する、少なくとも１つの張力要素と、の構成要素を備え、
    ｅ．前記膝装具が片側装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記膝の外側又は内側にあり、前記膝装具がフル装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記ユーザの膝の外側、前記ユーザの膝の内側、又は前記ユーザの膝の外側及び内側の両方にあり、
    ｆ．前記ヒンジアセンブリが、
    －前記サブユニット内の前記任意選択的に収納されたギアとともに位置付けられたカムユニットであって、前記カムユニット上で、前記少なくとも１つの張力要素が、前記カムユニット及び前記任意選択的に収納されたギアにわたって引っ張られて、膝屈曲中の張力を増加させる、カムユニットを更に備え、
    －前記ヒンジアセンブリが、前記サブユニットの前側で接続している前記近位サブユニット及び前記遠位サブユニットによって、前方への過伸展が防止される、除荷膝装具。
18. 除荷膝装具であって、
    ａ．上側部分及び下側部分を備える垂直支持体であって、
    前記上側部分が、ユーザの膝関節に隣接し、かつその上にあるユーザの大腿骨に適合するようにサイズ決めされた上側剛性又は半剛性湾曲ユニットを備え、前記下側部分が、ユーザの膝関節に隣接し、かつその下にあるユーザの脛骨に適合するようにサイズ決めされた下側剛性又は半剛性湾曲ユニットを備える、垂直支持体と、
    ｂ．少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリであって、ヒンジアセンブリ近位端が前記上側部分に接続されており、ヒンジアセンブリ遠位端が前記下側部分に接続されており、
    ｃ．前記枢動ヒンジアセンブリが、後側及び前側を有する近位サブユニット及び遠位サブユニットを更に備え、各サブユニットが、関節運動式の関節の動きの間に任意選択的な対向するギアと噛み合うギアを任意選択的に収納する、少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリと、
    ｄ．前記近位ヒンジサブユニットと前記遠位ヒンジサブユニットとの間に延在する少なくとも１つの張力要素であって、前記近位ヒンジサブユニット及び前記遠位ヒンジサブユニット内に一体化されており、前記近位ヒンジサブユニット及び／又は前記遠位ヒンジサブユニットによって部分的に、大部分が、又は完全に覆われており、前記少なくとも１つの張力要素の第１の端部が、前記上側部分に直接又は間接的に取り付けられており、前記少なくとも１つの張力要素の第２の端部が、前記下側部分に直接又は間接的に取り付けられており、前記少なくとも１つの張力要素は、前記少なくとも１つの張力要素が、前記上側部分に直接又は間接的に取り付けられている場所と、前記少なくとも１つの張力要素が、前記下側部分に直接又は間接的に取り付けられている場所とで、実質的に等しい引張力を加えることによって、前記ヒンジアセンブリが屈曲位置に移動されるときに、前記少なくとも１つの張力要素内の張力を増加させることができ、それによってユーザの膝に対する負荷力を低減する、少なくとも１つの張力要素と、の構成要素を備え、
    ｅ．前記膝装具が片側装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記膝の外側又は内側にあり、前記膝装具がフル装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記ユーザの膝の外側、前記ユーザの膝の内側、又は前記ユーザの膝の外側及び内側の両方にあり、
    ｆ．前記ヒンジアセンブリが、前記サブユニットの内側及び外側に位置決めされた少なくとも１つのコネクタを更に備え、前記コネクタが、前記任意選択的に収納されたギアが回転することを可能にしながら、前記サブユニットを一緒に接続することができ、前記サブユニットが任意選択的なギアを収納している場合、前記コネクタが、前記任意選択的に収納されたギア及び前記少なくとも１つの張力要素を保護する、除荷膝装具。
19. 除荷膝装具であって、
    ａ．上側部分及び下側部分を含む垂直支持体であって、前記上側部分が、ユーザの膝関節に隣接し、かつその上にあるユーザの大腿骨に適合するようにサイズ決めされた上側剛性又は半剛性湾曲ユニットを備え、前記下側部分が、ユーザの膝関節に隣接し、かつその下にあるユーザの脛骨に適合するようにサイズ決めされた下側剛性又は半剛性湾曲ユニットを備える、垂直支持体と、
    ｂ．少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリであって、ヒンジアセンブリ近位端が前記上側部分に接続され、ヒンジアセンブリ遠位端が前記下側部分に接続され、
    ｃ．前記枢動ヒンジアセンブリが、後側及び前側を有する近位サブユニット及び遠位サブユニットを更に備え、各サブユニットが、関節運動式の関節の動きの間に任意選択的な対向するギアと噛み合うギアを任意選択的に収納する、少なくとも１つの枢動ヒンジアセンブリと、
    ｄ．前記近位ヒンジサブユニットと前記遠位ヒンジサブユニットとの間に延在する少なくとも１つの張力要素であって、前記近位ヒンジサブユニット及び前記遠位ヒンジサブユニット内に一体化されており、前記近位ヒンジサブユニット及び／又は前記遠位ヒンジサブユニットによって部分的に、大部分が、又は完全に覆われており、前記少なくとも１つの張力要素の第１の端部が、前記上側部分に直接又は間接的に取り付けられており、前記少なくとも１つの張力要素の第２の端部が、前記下側部分に直接又は間接的に取り付けられており、前記少なくとも１つの張力要素は、前記少なくとも１つの張力要素が、前記上側部分に直接又は間接的に取り付けられている場所と、前記少なくとも１つの張力要素が、前記下側部分に直接又は間接的に取り付けられている場所とで、実質的に等しい引張力を加えることによって、前記ヒンジアセンブリが屈曲位置に移動されるときに、前記少なくとも１つの張力要素内の張力を増加させることができ、それによってユーザの膝に対する負荷力を低減する、少なくとも１つの張力要素と、の構成要素を備え、
    ｅ．前記膝装具が片側装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記膝の外側又は内側にあり、前記膝装具がフル装具である場合、前記ヒンジアセンブリが、前記ユーザの膝の外側、前記ユーザの膝の内側、又は前記ユーザの膝の外側及び内側の両方にあり、
    ｆ．前記除荷膝装具は、前記ユーザが前記少なくとも１つの張力要素を係合及び係合解除すること、並びに／又は前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加及び減少させることを可能にすることができる、除荷機構を更に備え、
    ｇ．前記少なくとも１つの張力要素は、一端部が前記遠位サブユニット又は前記近位サブユニットに接続されており、前記除荷機構は、
    －第１の端部が前記少なくとも１つの張力要素に取り付けられ、第２の端部がスプールに取り付けられた、実質的に非弾性の線又はワイヤと、
    －外部の回転可能なノブに動作可能に接続されたスプールと、を備え、
    －前記ユーザが、前記ノブを第１の方向に回転させることによって、前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加させることができ、前記実質的に非弾性のライン又はワイヤが、前記スプールに接続されており、
    －前記ユーザが、前記ノブを反対方向若しくは第２の方向に回転させることによって、又は前記ノブに動作可能に接続されたラチェット爪システム機構若しくは係止フランジワッシャシステムを解放することによって、前記張力を減少させることができる、除荷膝装具。
20. 枢動ヒンジアセンブリを有する膝装具又は肘装具であって、
    ａ．近位サブユニット及び遠位サブユニットであって、各サブユニットが、歯付きギアを収納している、近位サブユニット及び遠位サブユニットと、
    ｂ．遠位歯付きギア及び近位歯付きギアであって、関節運動式の関節の動きの間に噛み合うことができる、遠位歯付きギア及び近位歯付きギアと、
    ｃ．近位バンド端部及び遠位バンド端部を有する少なくとも１つの張力要素であって、前記遠位バンド端部が前記遠位サブユニットに固定され、かつ／又は前記近位バンド端部が前記近位サブユニットに固定された状態で、前記サブユニット間に延在する、少なくとも１つの張力要素と、
    ｄ．調節可能な除荷機構であって、前記ヒンジアセンブリは、前記ユーザが伸展された膝又は肘位置と屈曲された膝又は肘位置との間で往復して動くときに、前記ユーザの膝又は肘から力を恒久的及び／又は一時的に除荷することができ、前記調節可能な除荷機構は、前記ユーザが前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加及び減少させることを可能にする、調節可能な除荷機構と、を備え、
    ｅ．前記調節可能な除荷機構が、
    －前記少なくとも１つの張力要素を引っ張ること、
    －前記少なくとも１つの張力要素と同じ又は異なるレベルの張力及び／又は直径のより多くの張力要素を追加することであって、２つ以上の張力要素が存在する場合、前記張力要素が、長手方向の向きに互いに隣接する、追加すること、
    －前記少なくとも１つの張力要素を１つ以上のより剛性の張力要素で置換すること、
    －前記少なくとも１つの張力要素を折り畳み、前記少なくとも１つの張力要素がピンと張るか又はよりピンと張るまで、張力要素の中心点を延ばすこと、並びに／あるいは
    －異なる屈曲度で係合するように設定された複数の張力要素を使用すること、によって、前記張力を増加させる能力を含む、枢動ヒンジアセンブリを有する膝装具又は肘装具。
21. 枢動ヒンジアセンブリを有する膝装具又は肘装具であって、
    ａ．近位サブユニット及び遠位サブユニットであって、各サブユニットが、歯付きギアを収納している、近位サブユニット及び遠位サブユニットと、
    ｂ．遠位歯付きギア及び近位歯付きギアであって、関節運動式の関節の動きの間に噛み合うことができる、遠位歯付きギア及び近位歯付きギアと、
    ｃ．近位バンド端部及び遠位バンド端部を有する少なくとも１つの張力要素であって、前記サブユニット間に延在し、前記遠位バンド端部が前記遠位サブユニットに固定されており、かつ／又は前記近位バンド端部が前記近位サブユニットに固定されている、少なくとも１つの張力要素と、
    ｄ．調節可能な除荷機構であって、前記ヒンジアセンブリが、前記ユーザが伸展された膝又は肘位置と屈曲された膝又は肘位置との間で往復して動くときに、前記ユーザの膝又は肘から力を恒久的及び／又は一時的に除荷することができ、前記調節可能な除荷機構が、前記ユーザが前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加及び減少させることを可能にする、調節可能な除荷機構と、を備え、
    ｅ．前記除荷機構が、
    －前記１つ以上の張力要素のいずれかの端部において、前記近位サブユニット、前記遠位サブユニット、又はその両方に取り付けられた前記少なくとも１つの張力要素と、
    －スプールに接続された前記少なくとも１つの張力要素に係留されたワイヤと、を備え、
    －前記スプールが、外部の回転可能なノブに接続されており、
    －前記ユーザが、前記ノブを一方向に回転させることによって、前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加させることができ、前記ワイヤ及び前記少なくとも１つの張力要素が、ピンと張られるか、又はよりピンと張られ、
    －前記ユーザが、前記ノブを第２の方向に回転させることによって、又はラチェット爪機構若しくは係止フランジワッシャシステムを解放することによって、前記張力を減少させることができる、枢動ヒンジアセンブリを有する膝装具又は肘装具。
22. 膝装具のユーザによって膝から力を除荷する方法であって、
    ａ．枢動ヒンジアセンブリを有する膝装具をユーザの膝に取り付けるステップであって、前記枢動ヒンジアセンブリが、
    －近位部分及び遠位部分であって、各部分がギアを収納している、近位部分及び遠位部分と、
    －関節運動式の関節の動きの間に噛み合うことができる遠位ギア及び近位ギアと、
    －近位バンド端部及び遠位バンド端部を有する少なくとも１つの張力要素であって、前記ギアの前側で前記近位部分と前記遠位部分との間に延在し、前記遠位バンド端部が、前記遠位部分に固定されているか、又は前記近位バンド端部が、前記近位部分に固定されている、少なくとも１つの張力要素と、を備え、
    －前記膝装具が、前記少なくとも１つの張力要素に対する前記張力を増加させることができる調節可能な除荷機構を備え、前記少なくとも１つの張力要素に対する張力は、前記少なくとも１つの張力要素が前記近位部分に直接又は間接的に取り付けられている場所と、前記少なくとも１つの張力要素が前記遠位部分に直接又は間接的に取り付けられている場所とで、実質的に等しい引張力を加えることによって生じる、取り付けるステップと、
    ｂ．前記ユーザが前記膝装具における増加した安定性及び／又は張力を必要とするときに、前記除荷機構を係合させるステップと、
    ｃ．前記ユーザが前記増加した安定性及び／若しくは張力をもはや必要としないとき、又は前記ユーザが同じ量の増加した安定性及び／若しくは張力をもはや必要としないときに、前記除荷機構を係合解除又は調節するステップと、を含み、
    ｄ．前記除荷機構が、
    －第１の端部が前記近位部分に取り付けられた前記少なくとも１つの張力要素、又は第１の端部が前記遠位部分に取り付けられた前記少なくとも１つの張力要素と、
    －前記少なくとも１つの張力要素の第２の端部に取り付けられたワイヤであって、スプールに取り付けられている、ワイヤと、を備え、
    －前記スプールが、外部のノブに接続されており、
    －前記ユーザが、前記ノブを第１の方向に回転させることによって、前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加させることができ、前記ワイヤ及び前記少なくとも１つの張力要素が、ピンと張られるか、又はよりピンと張られ、
    －前記ユーザが、前記ノブを第２の方向に回転させることによって、及び／又はラチェット爪機構若しくは係止フランジワッシャシステムを解放することによって、前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を減少させることができる、膝装具のユーザによって膝から力を除荷する方法。
23. 除荷関節装具であって、
    ａ．近位サブユニット及び遠位サブユニットであって、各サブユニットが、枢動継手又は歯付きギアを収納しており、前記ギアが、関節運動式の関節の動きの間に噛み合うことができる、近位サブユニット及び遠位サブユニットと、
    ｂ．近位バンド端部及び遠位バンド端部を有する少なくとも１つの張力要素であって、前記遠位バンド端部が前記遠位サブユニットに固定され、かつ／又は前記近位バンド端部が前記近位サブユニットに固定された状態で、前記サブユニット間に延在する、少なくとも１つの張力要素と、
    ｃ．調節可能な除荷機構であって、装着者が伸展関節位置と屈曲関節位置との間で往復して動くときに、前記枢動点が、前記装着者の関節から力を恒久的及び／又は一時的に除荷することができ、前記調節可能な除荷機構が、前記装着者が前記少なくとも１つの張力要素における前記張力を増加及び減少させることを可能にする、調節可能な除荷機構と、を備え、
    ｄ．前記調節可能な除荷機構が、
    ｉ．前記少なくとも１つの張力要素を引っ張ること、
    ｉｉ．前記少なくとも１つの張力要素と同じ又は異なるレベルの張力及び／又は直径のより多くの張力要素を追加することであって、２つ以上の張力要素が存在する場合、前記張力要素が、長手方向の向きに互いに隣接する、追加すること、
    ｉｉｉ．前記少なくとも１つの張力要素を１つ以上のより剛性の張力要素で置換すること、
    ｉｖ．前記少なくとも１つの張力要素を折り畳み、前記少なくとも１つの張力要素がピンと張るか又はよりピンと張るまで、張力要素の中心点を延ばすこと、並びに／あるいは
    ｖ．異なる屈曲度で係合するように設定された複数の張力要素を使用すること、によって、前記張力を増加させる能力を含む、除荷関節装具。
24. 関節装具であって、
    ａ．少なくとも１つの一中心又は二中心ヒンジによって接続された、上側フレーム及び下側フレームであって、前記ヒンジにおけるトルクを増加させ、前記関節の屈曲に対抗する力を発生させることができる１つ以上の張力要素を備える、上側フレーム及び下側フレームを備え、
    ｂ．前記ヒンジは、装着者が前記関節を屈曲させるときに相互作用する噛み合うギアを任意選択的に備えてもよく、前記ヒンジが、前記任意選択的なギアを収納する１つ以上のサイドプレート、キャップ、又はヒンジカプセルに任意選択的に隣接しており、
    ｃ．前記１つ以上の張力要素が、直列又は並列であり、前記１つ以上の張力要素が、調節可能な張力機構に接続されており、前記装具上の点に係留されており、前記上側フレーム若しくは前記下側フレームのいずれか若しくは両方における１つ以上の管内に含まれており、前記上側フレーム若しくは前記下側フレームのいずれか若しくは両方における孔を通り抜けており、複数の張力要素がある場合に、互いに接続されており、及び／又は前記装具の前記ヒンジにわたって延在する１つ以上のワイヤに接続されており、
    ｄ．前記装具が、前記ヒンジにわたって伸長する少なくとも１つの張力要素を任意選択的に備えてもよく、前記少なくとも１つの任意選択的な張力要素は、張力機構に接続されることができるように、屈曲又は伸展の程度が増加するにつれて引っ張られる、関節装具。
25. 前記１つ以上の張力要素が、１つ以上の弾性バンド又は１つ以上のばねを備える、請求項２３又は２４に記載の除荷関節装具。
26. 関節装具であって、
    ａ．１つ以上の張力要素を備える上側フレーム及び下側フレームであって、少なくとも１つの一中心又は二中心ヒンジによって接続されており、前記上側フレーム又は前記下側フレーム内又はその上に部分的又は完全に一体化された１つ以上の管又は孔を備え、前記１つ以上の管又は孔が、前記１つ以上の張力要素を収容することができる、上側フレーム及び下側フレームを備え、
    ｂ．前記１つ以上の張力要素が、前記１つ以上の管又は孔によって任意選択的に固定又は保護されており、
    ｃ．前記１つ以上の張力要素が、前記１つ以上の張力要素を前記上側フレーム若しくは前記下側フレームに固定するために、又は前記１つ以上の張力要素を前記上側フレーム若しくは前記下側フレーム上の適所に保つために、前記１つ以上の孔に任意選択的に挿入されるか又は孔を通り抜けており、
    ｄ．前記１つ以上の張力要素が、互いに接続されているか、又は前記関節装具に係留されており、張力機構に接続されているか、又は前記装具の前記ヒンジを横切って位置決めされた１つ以上のワイヤに接続されており、前記１つ以上の張力要素が、前記ヒンジにおけるトルクを増加させ、前記ヒンジの上側及び下側の両方で前記関節の屈曲に対抗する等しい力を発生させることができ、
    ｅ．前記ヒンジが、装着者が前記関節を屈曲させるときに相互作用する噛み合うギアを任意選択的に含んでもよく、前記ヒンジが、前記任意選択的なギアを収納している１つ以上のサイドプレート、キャップ、又はヒンジカプセルに任意選択的に隣接しており、
    ｆ．前記１つ以上の張力要素が、前記上側フレーム若しくは前記下側フレーム内の固定点に、又は調節可能な張力機構に任意選択的に係留されている、関節装具。
27. ヒンジにおいてトルクを発生させることができる膝又は肘装具フレームであって、
    ａ．さねはぎ機構又は噛み合いギアなどの様々な連動機構を介して継手で動作可能に接続することができる上側フレーム及び下側フレームであって、互いに対して回転することができる、上側フレーム及び下側フレームと、
    ｂ．前記フレーム内の管内に部分的若しくは完全に一体化された、又は前記装具の前記フレームに動作可能に接続された種々の張力要素のシステムであって、前記張力要素の向きに応じて屈曲時又は伸展時に張力を発生させ、調節可能な張力機構と任意選択的に組み合わせられ得る、種々の張力要素のシステムと、
    ｃ．バックル法など、前記装具をユーザの四肢に固定するためのストラップの取り付けを可能にするために前記装具の前記フレーム内に組み込まれたリング及び孔のネットワークであって、前記雌側端部が前記装具の前記フレーム内に組み込まれて位置付けられてもよい、リング及び孔のネットワークと、を備える、膝又は肘装具フレーム。
28. 前記張力要素が、前記装具の前記ヒンジを横切って延在する、請求項１に記載の除荷関節装具。
29. ヒンジ及び少なくとも２つのフレーム構成要素を備える、ヒトの関節のための装具フレームであって、前記ヒンジが、最大－５度から最大１６０度の範囲の屈曲又は伸展の程度を可能にする、フレーム構成要素の遠位端部及び近位端部上の１つ以上のスロットを備え、前記１つ以上のスロットが、前記ヒンジの伸展及び屈曲の量を制御するために使用されることができ、前記１つ以上のスロットが、前記ヒンジの枢動点を取り囲み、インサートが、前記ヒトの関節の屈曲及び／又は伸展の程度を制限するために前記１つ以上のスロットに挿入され得る、ヒトの関節のための装具フレーム。
30. 前記インサートが、異なるサイズを含み、前記異なるサイズが、それらのサイズに基づいて可変の量の伸展又は屈曲の限界を生じる、請求項２９に記載のヒトの関節のための装具フレーム。
31. 前記１つ以上のスロットが、関節運動式の関節の動きにもかかわらず、前記１つ以上のスロット内に前記インサートを固定することができ、前記インサートが、１つ以上のサイドプレート、キャップ、ヒンジカプセル、又はそれらの組み合わせによって適所に保持される、請求項２９に記載のヒトの関節のための装具フレーム。
32. 前記インサートが、前記ヒンジの下に挿入されており、前記インサートが、屈曲又は伸展の制限を提供する、請求項２９に記載のヒトの関節のための装具フレーム。
33. 前記装具のためのパッドを更に備え、前記パッドが３次元印刷されてもよく、前記パッドの格子が、所与のユーザ又は用途に対して所望の量のクッションを提供するように調整されることができる、請求項２９に記載のヒトの関節のための装具フレーム。
34. 前記パッドが、前記装具フレームに直接印刷され得るフックアンドループ又はマッシュルームパターンを含む、請求項３３に記載のヒトの関節のための装具フレーム。
35. ヒトの関節のための装具を作製する方法であって、
    ａ．前記ヒトの関節を３次元スキャンし、３次元スキャン又は画像を提供することと、
    ｂ．前記３次元スキャン又は画像から、前記装具、上側フレーム、又は下側フレームの設計、サイズ、重量、又は形状を自動的に決定することと、
    ｃ．前記３次元スキャン又は画像に基づいて、前記ヒトの関節に適合するように、前記装具、上側フレーム、又は下側フレーム設計の前記設計、サイズ、重量、又は形状をスケーリングすることと、を含む、ヒトの関節のための装具を作製する方法。
36. 前記装具、上側フレーム、又は下側フレームを自動的に作り出し、前記装具、上側フレーム、又は下側フレームをユーザの関節に適合させることと、前記３次元スキャン又は画像に基づいて、前記脚への損傷を補うように前記装具、上側フレーム、又は下側フレームを設計することであって、前記ヒトの関節の１つ以上の側に圧力を追加すること又は減少させることを含む、設計することと、を更に含む、請求項３５に記載のヒトの関節のための装具を作製する方法。
37. 前記装具、上側フレーム、又は下側フレームの前記設計、サイズ、重量、又は形状が、損傷の重症度、損傷の種類、損傷治療、及び／又は装着者の必要性に応じて、損傷を考慮して治療するために、コンピュータ実装ソフトウェアによって調整又は形成される、請求項３５に記載のヒトの関節のための装具を作製する方法。
38. 前記上側フレーム及び／又は前記下側フレームが、３次元印刷、射出成形、引抜成形、押出成形、機械加工されるか、又はこれらの組み合わせである、請求項１に記載の除荷関節装具。
39. 前記上側フレーム及び／又は前記下側フレームが、装着者の脚のサイズ若しくは形状に適応するように熱成形されるか、又は前記装具が、熱若しくは光を使用して成形若しくは彫刻することができる材料を含む構成要素若しくはセクションを含む、請求項１に記載の除荷関節装具。
40. パッドを更に備え、前記パッドに使用される材料の全部又は一部が、装着者の脚に適合するように熱成形されることができる、請求項１に記載の除荷関節装具。
41. 追加の力が、装着者における単顆変形性関節症の反対側又は対向する側に対して加えられ、前記装具の静止位置が、単顆変形性関節症を治療するために力を加え、前記加えられた力が、装具フレーム形状に対する修正の結果であり得る、請求項１に記載の除荷関節装具。
42. １つ以上のサイドプレート、キャップ、又はヒンジカプセルを更に備え、前記１つ以上のサイドプレート、キャップ、又はヒンジカプセルが、前記装着者における単顆変形性関節症に対向する顆に対する力を増加させるために使用される、請求項１に記載の除荷関節装具。
43. ヒンジキャップを更に備え、前記ヒンジキャップが、取り外し可能なキャップとねじとを備え、可変数の顆間隔パッドを前記ヒンジキャップ内に配置して顆シムとして作用させることを可能にする、請求項１に記載の除荷関節装具。
44. 前記ヒンジキャップが、前記ヒンジキャップ内に配置されて顆間隔を増加させ、顆シムとして作用するように、前記ヒンジキャップに取り付けられている付加的なシムを備える、請求項４３に記載の除荷関節装具。
45. １つ以上の張力要素と、調節可能な張力機構と、を備える、関節装具であって、前記調節可能な張力機構が、前記１つ以上の張力要素に連結されており、前記調節可能な張力機構が、前記調節可能な張力機構と装着者との間のインターフェースを含み、前記装着者が前記１つ以上の張力要素における張力の量を調節するために使用することができる、ノブ、スライド、ボタン、タブ、デジタル画面、プロセッサ、コントローラ、モータ、マイクロドライブ、スイッチ、プーリ、滑車システム、又はレバーを含んでもよく、前記調節可能な張力機構を調節することが、張力を増加又は減少させ、前記調節可能な張力機構が、装着者が張力を変化させるまで静止位置に保持される、関節装具。
46. 前記装具の位置を測定及び監視する１つ以上のセンサを更に備え、前記１つ以上のセンサが、任意選択的に、速度又は加速度を測定及び監視することができ、前記位置データ、速度データ、又は加速度データが、前記関節装具のプロセッサ又は監視システムへの入力として使用され、前記位置データ、速度データ、又は加速度データが、前記関節装具上のモータ又は他の張力システムに、前記関節装具内の抵抗、又は前記１つ以上の張力要素における張力を増加又は減少させることによって、関節を補助又は支持するように命令するために使用される、請求項４５に記載の関節装具。
47. 前記１つ以上のセンサが、前記関節装具若しくは前記１つ以上の張力要素に存在する張力の量、又は装着者の関節において加えられる除荷力の量を測定及び監視することができる、請求項４５に記載の関節装具。
48. 装着者の関節における除荷力の量が、前記装着者の関節が伸展又は屈曲されるにつれて変化する可変量を含む、請求項４５に記載の関節装具。
49. 装着者の関節において加えられた張力のアナログ値が、デジタル信号に変換される、請求項４５に記載の関節装具。
50. 前記デジタル信号が、どれだけの張力が前記関節装具に存在するかに関して、又は張力の変化が前記１つ以上のセンサによって認識されるときに、前記関節装具の装着者に通知する、請求項４９に記載の関節装具。
51. 前記１つ以上のセンサが、前記装具上又は前記装具内に製作される、請求項４５に記載の関節装具。
52. 前記１つ以上のセンサが、デジタル又は電子信号を出力し、前記１つ以上のセンサが、前記関節装具における力又は張力の量を含む、前記関節装具に関する情報を示す、観察ポートを含む、１つ以上のライト又は他のインジケータに接続する、請求項４５に記載の関節装具。
53. モータ及び制御プロセッサシステムを更に備え、ポテンショメータ、ギアボックス又はギアシステム、コントローラ、プーリ、又は滑車システム、又は１つ以上のサーボアーム若しくはレバーを更に任意選択的に備える、請求項４５に記載の関節装具。
54. 前記モータが、前記１つ以上のセンサからの入力に基づいて張力を収集又は解放することができる、ギア又はねじのシステムを通じて、前記１つ以上の張力要素に動作可能に接続されており、前記システムが、コントローラ又はプロセッサによって管理される、請求項５３に記載の関節装具。
55. 前記１つ以上のセンサが、前記関節装具内で発生した力、又は前記関節装具によって除荷された重量などの情報を伝達する、前記装具上の画面に接続されている、請求項４５に記載の関節装具。
56. 前記１つ以上のセンサが、電子デバイス上のコンピュータ実装ソフトウェアアプリケーションに同期されて、前記関節装具によって加えられている力の量、装着者の関節が過負荷をかけられている方向、又は装着者の関節が屈曲若しくは伸展されている方向に関するフィードバックを装着者に提供し、前記１つ以上のセンサからのデータが、パターンを識別するために分析され、前記関節装具上の１つ以上のモータが補助的又は支持的にどのように機能すべきかを決定するコントローラへの入力として使用されることができる、請求項４５に記載の関節装具。
57. 張力、加速度、位置、及び／若しくは速度測定センサ又は機構を更に備え、前記測定センサ又は機構からの測定値が、デジタル信号に任意選択的に変換され、前記装具又は外部電子デバイス上に視覚又は音声出力として表示される、請求項１に記載の除荷関節装具。
58. 前記デジタル信号が、前記装具上の１つ以上のライトを作動させて、張力の量を示すために使用される、請求項５７に記載の除荷膝関節又は肘関節装具。
59. 前記デジタル信号が、色又は光を示す前記関節装具上の視覚インジケータを作動させて、前記１つ以上の張力要素上の張力の量を示し、前記関節装具における張力の量を前記装着者に伝達するために使用される、請求項５７に記載の除荷膝関節又は肘関節装具。
60. モータ及び制御プロセッサシステムを更に備え、ポテンショメータ、ギアボックス若しくはギアシステム、又は１つ以上のサーボアーム若しくはレバーを更に任意選択的に備える、請求項１に記載の関節装具。
61. １つ以上のモータ及び１つ以上のセンサを更に備え、前記１つ以上のモータが、前記１つ以上のセンサからの入力に基づいて張力を収集又は解放することができる、ギア又はねじのシステムを通じて、前記１つ以上の張力要素に動作可能に接続されており、前記システムが、コントローラ又はプロセッサによって管理される、請求項１に記載の関節装具。
62. １つ以上のモータ及び１つ以上のセンサを更に備え、前記１つ以上のセンサが、前記関節装具内で発生した力、又は前記関節装具によって除荷された重量などの情報を前記装着者に伝達する、前記関節装具上の画面に接続されている、請求項１に記載の関節装具。
63. １つ以上のモータ及び１つ以上のセンサを更に備え、前記１つ以上のセンサが、電子デバイス上のコンピュータ実装ソフトウェアアプリケーションに同期されて、前記関節装具によって加えられている力の量、前記関節が過負荷をかけられている方向、又は前記関節が屈曲若しくは伸展されている方向に関する情報を前記装着者に提供する、請求項１に記載の関節装具。
64. １つ以上のモータ及び１つ以上のセンサを更に備え、前記１つ以上のセンサからの情報が自動的に分析されてパターンを識別し、かつ入力をコントローラに送信して前記１つ以上のモータを制御し、前記１つ以上のモータが、前記装着者に対して補助的又は支持的に機能する、請求項１に記載の関節装具。
65. 張力、加速度、位置、及び／若しくは速度測定センサ又は機構を更に備え、前記測定センサ又は機構からの測定値が、デジタル信号に任意選択的に変換され、前記関節装具又は外部電子デバイス上に視覚又は音声出力として表示される、請求項１に記載の関節装具。
66. 前記デジタル信号が、前記関節装具上の１つ以上のライトを作動させて、張力の量を示すために使用される、請求項６５に記載の関節装具。
67. 前記１つ以上の張力要素における異なる張力を示し、前記関節装具における張力の量を前記装着者に伝達するために、異なる色又はライトを使用する視覚インジケータを更に備える、請求項１に記載の関節装具。
68. １つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のコントローラ、１つ以上のモータ、又はそれらの組み合わせを更に備え、前記１つ以上のプロセッサが、前記装具上、又はコンピュータ、コンピュータ処理ユニット、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電話、スマートフォン、サーバ、インターネット、クラウド、若しくはそれらの組み合わせを含む外部電子デバイス上に位置付けられている、請求項１に記載の関節装具。
69. 関節装具であって、
    －前記関節の上の付属器に接続された上側部分、及び前記関節の下の付属器に接続された下側部分と、
    －１つ以上の張力要素と、
    －前記１つ以上の張力要素における張力を調節することができる調節可能な張力機構と、
    －１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせと、を備え、
    －前記１つ以上のセンサが、前記１つ以上の張力要素及び／又は前記関節装具における張力を測定し、
    －前記１つ以上のプロセッサが、前記装具上又は外部電子デバイス上に位置付けられており、
    －前記１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせが、前記調節可能な張力機構及び／又は前記１つ以上の張力要素を調節することができる、関節装具。
70. 前記１つ以上のセンサが、装着者が前記１つ以上の張力要素に過度に張力をかけることを制限するために使用されることができる張力測定センサであるか、又は前記張力測定センサが、張力情報を送信することができ、かつ／又は前記調節可能な張力機構を直接若しくは間接的に制御することができる、請求項６９に記載の除荷関節装具。
71. 前記１つ以上のセンサが、前記１つ以上の張力要素上の張力を測定し、前記１つ以上のセンサが、張力データを前記１つ以上のプロセッサに送信し、前記１つ以上のプロセッサが、命令を前記１つ以上のコントローラ及び／又は前記１つ以上のモータに送信する、請求項６９に記載の除荷関節装具。
72. 前記１つ以上のプロセッサが、前記関節装具上に、又はコンピュータ、コンピュータ処理ユニット、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電話、スマートフォン、サーバ、インターネット、クラウド、若しくはそれらの組み合わせを含む、前記関節装具若しくは前記１つ以上のセンサと通信する外部電子デバイス上に位置付けられている、請求項６９に記載の除荷関節装具。
73. 前記１つ以上のコントローラ又は１つ以上のモータが、前記関節装具及び／又は前記１つ以上の張力要素における張力を調節することができ、前記調節が、前記１つ以上のセンサからのデータに基づく、請求項６９に記載の除荷関節装具。
74. 前記１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせが、前記関節装具及び／又は前記１つ以上の張力要素における張力を自動的に調節することができる、請求項６９に記載の除荷関節装具。
75. 前記１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせが、予め設定された張力の上限及び／又は下限に基づいて、前記関節装具及び／又は１つ以上の張力要素における張力を自動的に調節することができる、請求項６９に記載の除荷関節装具。
76. 前記１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせが、前記関節装具上の張力及び／又は前記関節の動きに関するフィードバックを装着者に提供することができる、請求項６９に記載の除荷関節装具。
77. 前記１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせが、前記関節装具及び／又は前記１つ以上の張力要素に過負荷がかけられていることを装着者及び／又は別の人に通知することができる、請求項ＸＸに記載の除荷関節装具。
78. 前記１つ以上のセンサ、１つ以上のプロセッサ、１つ以上のモータ、１つ以上のコントローラ、又はそれらの組み合わせが、前記関節装具、張力、前記１つ以上の張力要素、前記ヒンジ、処方された治療、関節運動、関節の健康状態、損傷、治療選択肢、又はそれらの組み合わせに関連する情報を装着者及び／又は別の人に通知することができる、請求項６９に記載の除荷関節装具。
79. 前記関節装具又は前記関節装具の使用に関する情報が、装着者又は別の人に伝達され、前記関節装具の性能又は機能が、前記情報に基づいて修正されることができる、請求項６９に記載の除荷関節装具。
80. 関節装具であって、リハビリテーション又は理学療法のために使用され、前記関節装具が、損傷又は疾患に起因して短縮、弱化、又は萎縮した筋肉を強化又は修復することを含む、筋肉を刺激して収縮させ、組織を強化又は修復する電気インパルスを発生させる、関節装具。
81. 前記関節装具が、前記関節装具に取り付けられているか、又は前記関節装具内に一体化された、電気筋肉刺激（ＥＭＳ若しくはＥ－ＳＴＩＭ療法）機器又は電気的筋刺激（ＥＭＳ）又は神経筋電気刺激（ＮＭＥＳ）機器を一体化している、請求項８０に記載の関節装具。
82. 関節装具であって、リハビリテーション又は理学療法のために使用され、前記関節装具が、経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）を使用して神経を刺激し、装着者の脳への疼痛信号を管理又は遮断する電気インパルスを発生させ、バッテリ及び電極が、前記関節装具に取り付けられているか、又は前記関節装具内に一体化されている、関節装具。
83. 関節装具又は関節ラップであって、理学療法のための非侵襲的機構として、又は関節若しくは組織をリハビリするために、又は装着者の疼痛を低減するために使用され、前記関節装具又は関節ラップが、断続的に又は連続的にパルス化され得る振動を引き起こす音波を発生させる装置に取り付けられているか、又はそれを収容している、関節装具又は関節ラップ。

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