JP5421383B2 - 誂えの装具、ギブス及びデバイスと設計及び製作方法 - Google Patents
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Description
腕、手根及び/又は手を囲むギブスである。長腕ギブスは手から腋窩下約5.08cm(2インチ)まで該上腕を囲み、指及び拇指を自由に残す。対照的に短腕ギブスは肘下だけを止める。両種は、損傷と医者の決定に左右されて、1本以上の指又は該拇指を含んでもよく、その場合該ギブスは指スパイカ(spica)ギブス又は拇指スパイカギブスと呼ばれる。下肢ギブスは同様に分類され、足と、脚から大腿までとの両者を囲むギブスは長脚ギブスと呼ばれ、一方足と膝下の長脚とのみをカバーするギブスは短脚ギブスと呼ばれる。回復期中に不動四肢上で歩くことを期待される患者には、歩行踵が適用されか、又はカンバス、革又はゴムのギブス靴が提供される(重さ支持していると呼ばれる)。患者が損傷四肢上で歩くべきでない場合、松葉杖又は車椅子が提供されてもよい。又脚ギブスの足底は、もし靴底鋲(toeplate)を提供するなら、足指の先端まで延ばされてもよい。この追加は、中足骨への支持を提供し、中足骨を安定させ、そして足指を追加の外傷から保護するよう行われる。これは損傷した足用の普通の治療である。或る場合、ギブスは上腕及び下腕と肘とを含むが、手根及び手を自由に残すか、又は上脚及び下脚と膝とを含むが、足と足根関節を自由に残してもよい。この様なギブスは円柱ギブスと呼ばれるか又は単に長腕又は長脚ギブスと呼ばれる。
と共に繰り返しベースで作業するが、患者に適合する装具を創る患者のモデルはその臨床的使用に際して適当なパッド及び支持部を有することがなお必要である。
でコード化されてもよい。識別された領域での変形の程度又は量、窓の種類又は他の装具の特徴を示すために種々のコード化が使われてもよい。マーキングは追加的情報を提供する3次元的な物(複数を含む)であってもよい。例えば、ロッド、矢印又は他の物体マーカーが関節の回転軸又は他の特徴を示してもよい。
カメラは、適当な角度と位置から患者の画像を取り込むレンズシステムに結合されてもよい。
用に使われる時有用である。本発明のモジュール型ギブスは、患者が治癒するにつれシーケンシャルに除去され得る幾つかのモジュールセクションを有してもよい患者用に設計される。医者は種々のモジュールセクションを示すよう患者にマーク付けし、該モジュールセクションマーキングは写真測定により検出され、該装具はマーク付けされたモジュールセクションを有するよう設計される。該装具は次いで製作され、種々のモジュールは、患者が治癒するにつれ、種々のセクションが個別に取り除かれるよう、関節機構又は何等かの他のタイプの取り外し可能なファスナーで相互に固定される。もし患者が上腕を損傷するなら、上腕全体は最初に、指から肩まで延びるモジュール型装具内で不動化される。約2、3週間の第1期間後、上腕モジュールが取り除かれる。約2、3週間の第2期間後に、肘及び/又は拇指モジュールが取り除かれ得る。骨が治癒するまで、下腕(短い腕ギブス)モジュールは該上腕を支持するため着用される。該モジュールは簡単に取り除かれるので、ギブスは破壊されず、新ギブスを要しない。遙かに少ない時間と資源しか要しないので、これは患者及び医者への実質的利点となる。同様なモジュール型装具は損傷した手、脚又は足用に用いられてもよい。患者が治癒するにつれ、快適性、動き及び換気を許容するよう装具の各部分が取り除かれる。
of Dassault Systems,S.A.)によるソリッドワーク(SolidWorks)を含む。簡単のため、本発明の誂え装具、ギブス又はデバイスは背部装
具として説明されるが、しかしながら、同じ過程が前腕又は脚の装具又は何等かの他の身体の装具、ギブス又はデバイスを形成するため使われてもよい。該装具は体又は四肢の損傷部分を囲み、支持するよう設計された硬く、強い構造体であってもよい。
提供する、対象上に置かれた可視マークであってもよい。各写真上には少なくとも12の良く分布した基準点と対象の面全体について少なくとも20の点が存在すべきである。該基準点は対象上にそして写真を通して等しく分布されるべきである。基準点の数が多い程、対象の面はより精密に測定され得る。
greater trochanter)に十字111を、肩甲骨に破線113をマーク付けした。これらの解剖構造の位置は装具の設計に重要であり、従ってボデイスーツ103上にマーク付けされる。写真測定は写真を使うので、デジタル映像はその線又は他のマーキングを全部記録する。
計に役立つよう使われる。
る。尖り部分のみを調整するより、該プログラムは装具の周囲部分への同様な調整を行うので、矯正装具は患者に適当に適合する。例えば、装具は、各々が異なる棘突起に対応する多くの異なる薄い水平セクションに分けられてもよい。1つのセクションが動かされると、他のセクションはより少ない程度に動くので、側弯湾曲は整復される。CAD設計上で装具の他のセクションの動きを縮尺するアルゴリズムが使われてもよい。1つのセクションが動かされる時、装具の種々のセクションを自動的に調整することにより、装具設計は簡単化され、精密になる。
造体として作るよりも寧ろ、後で組み立てられる3つの別々の部品で該装具を作ることはより効率的である。1つのパネルを異なる材料で作ることも可能である。例えば、中央パネル424は側部より柔軟な材料であってもよい。背部装具428の側部パネル422は可成り堅い材料で作られる必要があるが、中央パネル424は同じ強度を要せず、もっと柔軟な材料製であってもよい。中央パネル424は次いで適当なファスナーで装具418の残りに固定されてもよい。
して該装具を囲む‘境界線’とを具備し、望まれる所の構造的特性を高める。水平ビームは、この例では、圧縮を拘束する垂直ビームが無いので、前方へ圧縮されてもよい。これは前方への屈曲を可能にする。しかしながら、横屈曲は装具の側部上の垂直ビームにより拘束される。後方屈曲は装具の背に沿い上方へ延びる輪郭を成す垂直の縁により拘束される。
体部分内の換気孔は柔らかい多孔性パッドの遙かに大きい内面への換気を提供する。
が隣接セルと交叉するので、該‘井戸’を超えて、壁厚さは成長する。これは、(各パッドの切り株の周りで)望ましければ柔軟で、それでも(各切り株間で)望ましければ強い様な、比較的強い構造体を創らせる。強度と適合性の両者が1つの面内で充たされる。このレバー手段(stalk approach)への接触点は皮膚接触を多くの個別点上に分布させる。これらの点接触は接触点間の皮膚への血流を許すことにより低循環範囲を最小化する。圧縮範囲はかくして拡散過程により血液供給を受けることが出来る。この戦略は大きな虚血帯又は皮膚破れ範囲のポテンシャルを最小化する。加えて、接触点を支えるレバーの機械的特性を変えることにより、皮膚での剪断応力量は最小化される。もし該レバーが充分柔軟なら、装具内の皮膚の動きに伴って、動きは、接触点と装具の間では起こらず、代わりにレバーのレベルで、接触パッドと装具の外骨格外層の間で起こる。剪断と虚血を最小化することにより、この様なパッド構造体は皮膚破断のポテンシャルを最小化出来る。
/4インチ平方)から約32.25cm2(約5インチ平方)に及び、ステムのばね比は約0.00179kg/cm(約.01ポンド/インチ)から約17.9kg/cm(約100ポンド/インチ)以上に及ぶ。
置を位置決めする。この構成はラッチが脚の前に設置されることを可能にするが、該ラッチは装具又はギブスが容易に取り除かれる又は取り付けられることを可能にする。例えば、脚装具の背部の最長の直線は該脚のふくらはぎ範囲の背部にある。設計システムはヒンジを、ふくらはぎ範囲の背部に沿って延びる線に沿うよう、そして該線から約1.27から約2.54cm(1/2から1インチ)の様な予め決められた距離内にあるよう集積化する。該設計システムは該ヒンジと装具の湾曲との間のギャップ内をフィラー材料で充たす。ラッチ、クランプ、ラチェット又は他の閉じ機構でもよい閉じ機構が該装具の反対側に結合される。該閉じ機構は装具の内部容積が可変であるように調整可能であってもよい。該閉じ機構は堅くクランプされるので、もし肢が萎縮で小さくなっても、該装具も又適当な嵌合を保持するために小さくされ得る。該装具は、もし該肢が筋肉寸法の増大又は腫れのために大きくなっても拡大され得る。
いてもよい。
、従来の手ギブスを作り、除去するのは難しい。1つの装具のみが必要で、モジュールは患者の治癒につれて簡単に除去されるので、本発明のプロセスは回復過程を大いに簡単化する。
で使われる従来の手段は個別製造の多くの部品と、それに続く該部品の組立を要した。かくして、例え個別部品はそれら自身は作るのに非常に僅かなコストしか掛からなくても、組立は著しいコスト追加を要した。
machines)を含む。同様の製作過程は、付加的製造、迅速製造、積層製造、3次元プリンティング(3D printing)、レーザーシンタリング、電子ビーム溶融{イービーエム}、他の名前により既知である。全てのこれらの製作過程は、部品全体が完成するまで、各層を形成するために精密パターンの材料を固体化するよう、材料の槽上でエネルギー付与したビームを走査する同じ動作原理を使う。
法は又、動物用装具及びギブスそして馬及び騎手用誂えサドル用に使われてもよい。説明される装置と方法は又、自動車ボデイ修理及び表面輪郭の再生を要する他の物体の修理又は再生、を含む他の応用に使われてもよい。実施例では、本発明の過程は宝石の様な彫刻的及び特にデザインされた品物の修理又は取り換えに使われてもよい。これらの品物は芸術家により作られ、次いで撮影され、デジタル表現が記憶されてもよい。該品物がもし損傷され、粉失され、破壊されたならば、該デジタルデータが該品物を再生又は修理するよう型を作るため使われてもよい。説明された誂えのギブス、装具及びデバイスは種々の部品を有するが、これらの部品と説明された構成は種々の他の構成に変型され、再配置されてもよいことは良く理解される。
Claims (22)
- 装具を設計する方法であって、
身体上にペンを、該装具のエッジの位置を示すインクマーキングを該身体上に創るために、置く過程と、
該身体及び該インクマーキングの複数のデジタル写真を得る過程と、
該身体の表面と該装具のエッジの該位置とのデジタル表現を得るために該デジタル写真を処理する過程と、
該身体の表面と該装具のエッジの該デジタル表現をコンピュータメモリー内に記憶する過程と、そして
外面と、該身体の表面に対応する内面と、そして該インクマーキングに対応する該装具のエッジと、を有する装具用設計をコンピュータ上で創る過程と、を具備する方法。 - 該身体上にインクマーキングを創る過程の前に該身体を適合する材料でカバーする過程を更に具備する請求項1記載の方法。
- 該身体上に該ペンを、該装具の第1モジュールと第2モジュールの間の接合部の位置を示すインク接合部マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上にインク接合部マーキングで示された位置で該装具の継ぎ目を組み入れるよう該装具の設計を調整する過程と、を更に具備する請求項1記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、該装具内の孔の位置を示すインク孔マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上に該インク孔マーキングで示された位置で該孔を組み入れるよう該装具の設計を調整する過程と、を更に具備する請求項1記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、敏感範囲の位置を示すインク敏感範囲マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上にインク敏感範囲マーキングで示された位置上で凹部範囲を組み入れるよう該装具の設計を調整する過程と、を更に具備する請求項1記載の方法。 - 該装具の柔軟特性を入力する過程と、そして
該装具の柔軟特性を組み入れるよう該装具の設計を調整する過程と、を更に具備する請求項1記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、関節の位置を示すインク関節マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、
該関節用の回転軸を決定する過程と、そして
該身体上の該インク関節マーキングの位置に隣接してヒンジを組み入れ、該関節の回転軸に該ヒンジを整合させるよう、該装具の設計を調整する過程と、を更に具備する請求項1記載の方法。 - 誂えデバイスを設計する方法であって、
身体上にペンを、該デバイスのエッジの位置を示すインクマーキングを該身体上に創るよう、置く過程と、
該身体及び該インクマーキングの複数のデジタル写真を取り込む過程と、
該身体の表面と該デバイスのエッジの該位置とのデジタル表現を得るよう該デジタル写真を処理する過程と、
コンピュータメモリー内に該身体の表面と該デバイスのエッジとの該デジタル表現を記憶する過程と、そして
外面と、該身体の表面と対応する内面と、そして該インクマーキングと対応する該デバイスのエッジと、を有する該デバイスの設計を創る過程と、を具備する方法。 - 該身体上に該インクマーキングを創る過程の前に該身体を適合する材料でカバーする過程を更に具備する請求項8記載の方法。
- 該身体上に該ペンを、該誂えデバイス上の特徴部の位置を示すインク特徴部マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上の該インク特徴部マーキングで示された位置で該特徴部を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項8記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、該誂えデバイス内の孔の位置を示すインク孔マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上のインク孔マーキングで示された位置で該孔を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項8記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、敏感範囲の位置を示すインク敏感範囲マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上の該インク敏感範囲マーキングで示される位置上で凹部範囲を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項8記載の方法。 - 該誂えデバイスの柔軟特性を入力する過程と、そして
該誂えデバイスの該柔軟特性を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項8記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、関節の位置を示すインク関節マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、
該関節用の回転軸を決める過程と、そして
該身体上の該インク関節マーキングの位置に隣接してヒンジを組み入れ、該関節の回転軸と該ヒンジを整合させるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項8記載の方法。 - 身体上にペンを、身体構造体の位置を示すインクマーキングを該身体上に創るために、置く過程と、
該身体及び該ペンマーキングの複数のデジタル画像を得る過程と、
該身体の表面と該身体構造体の位置とのデジタル表現を得るよう該デジタル画像を処理する過程と、
該身体の表面と該身体構造体の位置との該デジタル表現をコンピュータメモリー内に記憶する過程と、そして
外面と、該身体の表面に対応する内面と、そして該インクマーキングの位置に対応するデバイスの特徴部と、を有する該デバイス用設計を創る過程と、を具備する誂えデバイスを設計する方法。 - 該身体上に該インクマーキングを置く過程の前に適合する材料で該身体をカバーする過程を更に具備する請求項15記載の方法。
- 該身体上に該ペンを、該誂えデバイス内の孔の位置を示すインク孔マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上の該インク孔マーキングで示される位置で該孔を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項15記載の方法。 - 該身体上に該ペンを、敏感範囲の位置を示すインク敏感範囲マーキングを該身体上に創るために、置く過程と、そして
該身体上の該インク敏感範囲マーキングで示される位置上で凹部範囲を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項15記載の方法。 - 該誂えデバイスの柔軟特性を入力する過程と、そして
該誂えデバイスの該柔軟特性を組み入れるよう該誂えデバイスの設計を調整する過程と、を更に具備する請求項15記載の方法。 - 該身体をコード化されたインクマーキングでマーク付けする過程と、そして
該コード化されたインクマーキングを識別する過程と、を更に具備する請求項15記載の方法。 - 該コード化されたインクマーキングの一致に対応する該誂えデバイスの設計の特徴部を提供する過程を更に具備する請求項21記載の方法。
- 該コード化されたインクマーキングの位置に対応する該誂えデバイスの設計の特徴部を提供する過程を更に具備する請求項21記載の方法。
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