JP7397013B2 - 整形外科用ブレースの偏心および多中心連結張力ジョイント - Google Patents

Description

本発明は、人体の関節、例えば膝、肘、足首、肩の関節などのリハビリテーションのために設計された整形具すなわち整形外科用ブレースの偏心および多中心連結張力ジョイントに関する。

本発明による偏心および多中心連結張力ジョイントは、行われた回転に比例して、回転中心に対して可変距離で、固定部分に対して２つ以上の部分を回転させることができる連結ジョイントに関する。

本発明によれば、実際には、回転部分は、固定部分の主軸に対するそれらの角度位置を変えることに加えて、固定部分の事前に規定された点に位置する回転中心からのそれらの相対距離も変えることができると想定される。

したがって、回転部分は、それらが被駆動部分であるか駆動部分であるかに関係なく、回転部分間で測定される角度に応じてシステム全体の全長を変化させる。

本発明は、医療および整形外科の分野、特に一般的な整形具、並びに主に保存的な、外傷後のリハビリテーションおよび術後の治療に使用するためのプロテーゼおよびブレースの製造に適用される。

整形外科分野でよく知られているように、怪我や病変によって衰弱した四肢や関節の動きを改善または支援するために、整形外科ブレースとも呼ばれるいわゆる整形具が使用され、これは、とりわけ怪我や損傷の場合、または以前の外科的処置の結果として、膝関節などの関節、および足首や肘の関節などの他の関節に整形外科の問題を抱えている個人によって着用される。

一般に、整形外科ブレースすなわち整形具は、関節自体に損傷を与える可能性のある応力をサポートすることにより、関節、例えば膝の場合には大腿骨と脛骨との間の関節に対するヒンジ連結による拘束の機能を、また、関節、例えば肘の他のレバーピボット点に対するヒンジ連結による拘束の機能を保証または制御するように設計されている。

整形具の機能は、一般に、怪我や関節炎、その他の病変、靭帯の捻挫、または外科的処置を受けた関節の相対的な固定または制限を保証することである。

整形具の別の用途は、機能的リハビリテーションまたは再教育と組み合わせたものであり、整形具は関節への負荷を軽減し、その痛みを軽減するために使用され得、または骨粗鬆症または骨量減少の場合の予防目的に採用され得る。

整形具は通常、四肢を取り囲む硬いまたは柔らかいフレームで構成され且つ負傷した、および／または回復期の人が歩いているときに靭帯や滑膜にストレスがかかるのを防ぐ目的で、関節の適切な利用を保証するように設計されている。

従来技術によれば、関節用の整形具のフレーム、例えば膝ブレースの典型的な場合の整形具のフレームは、大腿骨および脛骨を拘束する手段と、膝自体のレベルに配置された連結ジョイントからなる、前記手段を接続するセクションとを備える。

拘束手段は通常、負傷した被験者の大腿骨と脛骨の両方の周りを包む適切なストラップによって固定された事前に形成されたバー、または機械的な連結ジョイントの端部と四肢との間に拘束が形成されることを可能にする布で作られた他のバンド、ストラップ、またはスリーブから構成される。

機械的な連結ジョイントは、脚への適用例の場合、大腿骨と脛骨に対して横方向に配置される。歯付きプロファイルのおかげで互いに比較的拘束された２つの回転中心からなるその構成のおかげで、前記連結ジョイントは膝の運動学によく近似して従う。

標準的な多中心連結ジョイントは、各々がその独自の回転中心を有する２つのヒンジ連結されたバーで構成されるシステムであり、前記回転中心は、平行に且つ既知の距離で互いに拘束されている。

標準的な多中心連結ジョイントでは、２つのバーは、各バーに存在する円形の歯付きプロファイルのおかげで互いに接続され、歯付きプロファイルは、それらを互いに対して同期運動させる。

前記連結ジョイントでは、定義によって、回転中心および歯付きプロファイルは、バーを２つの平行軸の周りでのみ回転させることができ、したがってそれらの回転運動は１つの平面にある。

連結ジョイントの様々な解決策および種類が、異なる問題を修正するために使用され、例えば、特殊な膝サポートおよびブレースで使用するように設計された連結ジョイントであって、一般に、連結ジョイントに適用される横方向スラスト領域に近接してブレースに挿入された様々な種類のスペーサを使用して、関節のずれを修正することも目的としている連結ジョイントが使用される。

それらは臨床的に且つ少なくとも部分的に上記の四肢の問題を解決するが、今日まで使用されている解決策には、実質的に整形具の使用に結びついている問題がないわけではない。

１つの欠点は、歩行中、とりわけ病変または他の問題について膝の関節などの人体の関節が不規則に、すなわち、正確に１つの回転平面上ではなく動くという事実によって表される。したがって、従来の整形具は角度運動には適しておらず、回転部分は、固定部分の主軸に対するそれらの角度位置を変更するだけであるので、建設的な概念を考えると、また、固定部分の正確な点にある回転中心からの相対距離を変更することは不可能である。すなわち、四肢の解剖学的な動きに追従する際に、システム全体の全長を変えることは不可能なままである。

したがって、関節の角度運動中に発生する、長さにおいて解剖学的変化に追従するとは考えられていない標準タイプのこのようなブレースは、実際には四肢の運動中に付着を失い、整形具を四肢自体にしっかりと固定したままにすることを不可能にし、その結果としてそれが設計された機能の喪失を伴う。

別の欠点は、膝関節を再び考慮に入れると、例えば歩行中などの運動中に、張力が膝の位置に応じて変化し、伸展において３０°から０°の範囲の角度で、つまり、体重が関節に最もかかるセクタでは、正確には、より高い安定性を必要とする瞬間に、過負荷になる傾向があることがわかっているという事実によって表される。

これらの問題を解決するために、行われた回転に比例して、単一の回転中心に対して可変距離で、固定部分に対して２つ以上の部分を回転させる可能性を目的とした概念に従って実現された偏心連結張力ジョイントを備えた整形具を使用することを想定した解決策が考案され実現された。

この解決策により、例えば、結合された整形外科ブレースの部分を、それが適用される体の部分によりしっかりと固定するために、回転部分は、被駆動部分であれ駆動部分であれ、回転部分間で測定される角度に応じて、システム全体の全長に変化をもたらすことが可能になり、その結果、その性質上、その動きの間に長さが変化する傾向がある関節の動きをより適切に追従する。

しかしながら、整形具の機能を改善するにもかかわらず、この解決策にも、単一の回転中心に接続されているバーは自由に動くことができるが、膝ブレースの構造に固定することによってガイドされる必要がある、または、例えば、それらは縫製されるか、ベルクロ（登録商標）で取り付けられるか、または特別なポケットに挿入される必要があり、したがって、完成品のコストに悪影響を及ぼす、整形具の製造段階での一定の労力を必要とする、という点でいくつかの制限がある。

本発明は、膝のリハビリテーションのために設計された整形具すなわち整形外科用ブレース、または膝、足首、肘などの人体の関節の補助として適用可能な他の整形外科用ブレースのための、上記の欠点を排除するか、または少なくとも軽減することができる偏心および多中心連結張力ジョイントを提供することを目的とする。

本発明はさらに、整形具のさらに良好な安定性を目的とした概念に従って実現される、整形具すなわち整形外科ブレースの偏心および多中心連結張力ジョイントを提供することを目的とし、これは、少なくとも２つの回転中心を持つ固定部分に対して２つ以上の回転部分を使用して、より適切な方法で関節の動きに追従でき、したがって、行われた回転に比例して、回転中心に対して２倍の可変距離を持つ多中心連結ジョイントが得られる。

これは、主請求項にその特徴が記載されている、四肢のリハビリテーション用に設計された整形具すなわち整形外科ブレースの連結ジョイントによって達成される。

問題となる解決策の従属請求項は、本発明の有利な実施形態を概説している。

この解決策の主な利点は、とりわけ、連結ジョイントの回転部分が、固定部分の主軸に対するそれらの角度位置を変更することに加えて、固定部分に対して非常に正確な点に位置する二重回転中心に対するそれらの距離も変更するという事実に関する。

その結果、例えば、連結整形外科ブレースの部分を、それが適用される身体の部分によりしっかりと固定するために、回転部分は、被駆動部分であろうと駆動部分であろうと、回転部分間で測定される角度に従って、システム全体の全長に変動をもたらし、その結果、その性質上、その動きの間に長さが変化する傾向がある関節の動きに、より適切な方法で追従する。

この連結ジョイントの別の使用は、関節自体の不安定性が変化するときに、関節を収容するためのストラップの牽引力を変化させるその機能に関する。

この側面は、生理学的限界を超える内反または外反角度によって影響を受ける関節の矯正にとって決定的である。

一例は、膝関節の場合に関するものであり、脚の伸展（および、したがって連結ジョイントの伸展）の増加とともに増加するストラップの張力が、関節自体の内反／外反の不整合に矯正効果をもたらす。

連結ジョイントが関節に対して横方向に配置されている場合、正しい歩行を保証するために、連結ジョイントは大腿骨と脛骨を正しいアライメントに戻す反内反力を関節に対して与える。一方で、連結ジョイントが膝の内側に配置されている場合、連結ジョイントは膝関節を反対方向に再調整する反外反スラストを与える。

本発明によって得られる利点の１つは、連結ジョイントの運動学が膝の運動学をより忠実に再現し、したがって、ユーザにとって最適な操作機能および快適さを達成するという事実に関する。

さらなる利点は、連結ジョイントの中央本体に対する２つのバーの角度運動の対称性に関するものであり、バーは単一の中心に対して自由に動くことができるが、例えば縫製されるか、ベルクロ（登録商標）で取り付けられるか、または特別なポケットに挿入されるなど、膝ブレースの構造に締め具によってガイドされる必要があるより悪い現在の状況と比較して、整形具の構造への締め具の必要性を回避する。

本発明による連結ジョイントは、連結ジョイントを構成する部品が２つの回転中心に分散され且つもはや単一の軸に沿って整列されないため、連結ジョイントがより薄いプロファイルを有するという事実により、従来の解決策と比較してさらなる利点を提供する。

本発明によって達成される重要な目的は、中央本体に対して対称的な角度運動を行うバーが、上部ストラップと下部ストラップに等しい態様で張力をかけることを可能にするという事実に関する。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図に示される図面の助けを借りて非限定的な例として提供される、本発明の実施形態の以下の説明を読むことでより明らかになるであろう。
本発明による偏心および多中心連結張力ジョイントの分解図を表す。 図１による偏心および多中心連結張力ジョイントの詳細な平面図を示す。 図２の線ＡＡによる、本発明による連結ジョイントの詳細な断面図を示す。 それぞれ、０°、約３０°の中間位置、および約６０°のより鋭角の位置に配置された角度を有する本発明による連結ジョイントの図を表す。 それぞれ、０°、３０°、および６０°の３つの異なる角度位置での連結ジョイントの詳細の図を示す。

最初に図１を参照すると、番号１０は、制御可能な角度可動域を備えた、人体の関節に適用される整形外科ブレースの偏心および多中心連結張力ジョイントを全体として示す。

本発明による連結ジョイント１０は、治療され、それが置かれることが意図されている関節のタイプおよび適用領域に応じて、ほぼ円形または楕円形または別のより適切な形状を有する２つの実質的に円盤状の接続要素１１および１２からなる基本構造を備える。関節のタイプは、例えば、膝または肘、または相互に結合されて接続要素１１および１２内部に、接合された端部を含むように意図されている別の関節などである。当該接合された端部は、各々が円形穴あき端部２０を備えた第１の対のコプレーナ接合バー１３および１４の端部、および各々が内部に歯２６を備えた部分を備えたスロット形状の穴あき端部２３、２４を備えた第２の対のダブルコプレーナ接合ループ要素１５および１６の端部である。

より正確には、最初に図１の実施形態を参照すると、円盤状の要素１１は、内部に一対の円形ピン１７および１８を備えており、円形ピン１７および１８のそれぞれは、２つのレベルに配置された２つの本体で作られている。すなわち、円盤状の要素１１に対して配置され且つ２つのバー１３および１４の円形穴あき端部２０を受け入れることを意図した第１の円形下部本体１９と、部分的に滑らか且つ部分的に歯２２を有し、ダブル接合ループ要素１５および１６のうちの細長いスロット形状の穴あき端部２３および２４を受け入れることを意図した第２の本体２１である。

接合ループ要素１５および１６のそれぞれは、一対のストラップループスロットを備えており、第１のストラップループスロットは４０、第２のストラップループスロットは４１として示され、これらはブレースの反対側にあるさらなる連結ジョイントと正しく協調するように、事前に規定された角度に従って互いに対して配置されている。

ストラップループスロット４０および４１は、それぞれのループ要素のギザギザのあるエッジ４２の内側に位置し、これらのエッジ４２は、ストラップの張力運動の安定化のために協働する。

２つのバー１３および１４の対向する端部は、相互に噛み合うように配置された歯２５を備えており、その結果、一方の回転は、他方の等しく且つ対称的な回転に対応する。

さらに、ダブルループ要素１５および１６の細長いスロット形状の穿孔２３および２４は、同様に、ピン１７および１８の前述の歯２２と噛み合う歯２６を備える。

最後に、前記ダブルコプレーナ接合ループ要素１５および１６は、ねじ２８が挿入されるシート２７を備え、ねじ２８は、バー１３および１４の各々にそれぞれ形成された、ねじ自体がスライドできるスロット形状の開口部２９および３０を通過し、以下に見られるように、実質的に円盤状の外側要素１２は、連結ジョイントを締めてその使用を可能にするようにピン１７および１８を通過するねじ３２によって押さえられる（intercepted）小さな突出穴あきシリンダ３１を備える。

連結ジョイントの組み立ては、円形穴２０が支持体１１の第１の滑らかな本体１９に挿入されるようにピン１７および１８への２つのバー１３および１４の導入、その穴あき端部２３および２４が第２の本体２１の近くに配置されるダブル接合ループ要素１５および１６の同じピン１７および１８への導入、同じねじ２８およびそれらに接続されたループ要素をスロット形状の開口部２９および３０内で自由にスライドさせながら、回転を拘束する２つのバー１３および１４の、ダブル接合ループ要素１５および１６との間の、ねじ２８による接続、および円盤状の支持体１２の導入による全体の閉鎖を伴い、その結果、図２および３に表されるアセンブリに到達するように、それぞれの小さな突出穴あきシリンダ３１が、ピン１７および１８を通過するねじ３２によって押さえられ得る。

動作の観点から、本発明による連結ジョイントの機能原理は、２つの対向するバー／各ピン１７および１８を構成する接合ループ要素グループの間で同期される角度運動に基づき、ループ要素１５および１６がスロット形状の開口部２９および３０に沿って、それぞれのバー１３および１４上で長手方向に自由にスライドする。

図４から６および７から９に示されるように、２つのバー１３および１４が歯付き端部２５で相互に噛み合うので、バー１３および接合ループ要素１５の角度運動は、バー１４および接合ループ要素１６の角度運動に対してよく似ており且つ対称である。同じ２つのバー１３および１４は、対応するそれぞれの接合ループ要素１５および１６に拘束され、接合ループ要素１５および１６は、ピン１７および１８の歯２２と噛み合う歯２６を備えた穴あき端部２３および２４を備える。結果は、バーおよびループ要素の角度運動の対称性だけでなく、歯２６がピン１７および１８の歯２２と噛み合っている間のスロット２９および３０に沿ったピン２８のスライドによる、接合ループ要素１５および１６の回転中心に対して近づくまたは離れる接合ループ要素１５および１６のスライドでもある。

ピン１７および１８に対するバー１３および１４の角度運動は、ダブルループ要素１５および１６の角度運動、並びに同じバー１３および１４に沿ったそれらの同時並進をもたらし、したがって、それぞれの回転中心から、またはそれぞれの回転中心へのそれらの相互の離間または接近を可能にする。

特に、ループ要素１５および１６の離間は、バーの曲げ中にもたらされ、その接近は、バーがそれらの長手方向の整列に向かう傾向があるときにもたらされる。

ピン１７および１８に対するダブルループ要素１５および１６の前記離間または接近動作は、それぞれ、ループ要素自体の開口部４０を通過し且つジョイントの反対側のセクタに拘束されているストラップの解放または張力をもたらし、その結果として整形具のより良い安定性をもたらす。

既に前述したように、本発明による連結ジョイントの機能は、ジョイント自体の不安定性が変化するときにジョイントを含むストラップの牽引力を変化させることであり、そのような変化は、生理学的限界を超える内反または外反角度によって影響を受ける関節の矯正にとって決定的であると考える。

膝関節の特定のケースでは、脚（および、したがって連結ジョイント）の伸展の増加に伴って増加するストラップの張力が、関節自体の内反／外反の不整合に矯正効果をもたらす。

連結ジョイントが関節に対して横方向に配置されている場合、正しい歩行を保証するために、連結ジョイントは大腿骨と脛骨を正しいアライメントに戻す反内反力を与える。一方で、連結ジョイントが膝の内側に配置されている場合、連結ジョイントは膝関節を反対方向に再調整する反外反スラストを与える。

本発明は、その好ましい実施形態を参照して上記に記載されている。しかしながら、本発明は、技術的等価の枠内で、その範囲内にある多数の変形を許容することは明らかである。

Claims (5)

1. ユーザの身体の関節に対応して配置される、調節可能な角度可動域を備えた、整形外科用ブレースの偏心および多中心連結張力ジョイントであって、
   ２つのバーを備え、
   前記２つのバーのそれぞれは、基本構造の要素上に配置された対応する回転ピンにヒンジ状に連結されており、
   前記２つのバーは、互いに対して同期して移動するように、各バーの円形端部に設けられたそれぞれの歯付きプロファイルによって互いに接続されており、
   前記偏心および多中心連結張力ジョイントは、
   一対のループ部材であって、当該一対のループ部材の各々それ自体に複数のループが形成された一対のループ部材をさらに含み、
   各ループ部材が、前記複数のループとして予め設定された角度で互いに対して配置された２つの細長いスロット形状のストラップループ要素と、前記対応する回転ピンが挿入される、第１の歯を備えた細長い穴あき端部と、を備え、
   前記回転ピンは、前記第１の歯と協働する第２の歯を備えており、
   前記２つのバーのそれぞれは、細長い開口部を備え、
   前記細長い開口部は、前記２つのバーの一方を前記一対のループ部材の一方に接続するねじ要素のシャンクがその内部をスライドすることを可能にし、その結果、前記２つのバーの相互回転運動は、前記一対のループ部材に対応する接近または離れる並進運動をもたらす、偏心および多中心連結張力ジョイント。
2. 前記基本構造が、前記２つのバーおよび前記一対のループ部材の、結合されたそれぞれの端部を含むように相互に結合された２つの対向する円盤状の要素を備える、請求項１に記載の偏心および多中心連結張力ジョイント。
3. 各回転ピンが、前記２つの対向する円盤状の要素のうちの一方上に配置され且つ前記２つのバーのうちの一方の円形端部を受け入れる第１の円形下部本体と、第２の上部本体であって、その一部が滑らかであり、その他部は前記第２の歯を有し、前記第２の歯が前記一対のループ部材のうちの一方の前記細長い穴あき端部を受け入れる第２の上部本体と、を備える、請求項２に記載の偏心および多中心連結張力ジョイント。
4. 前記細長いスロット形状のストラップループ要素が、それぞれのループ部材に設けられたギザギザのあるエッジの内側に位置し、前記エッジは、前記整形外科用ブレースに接続されたストラップの張力運動の安定化のために作用する、請求項１に記載の偏心および多中心連結張力ジョイント。
5. 前記円盤状の要素が、前記対応する回転ピンを貫通して前記偏心および多中心連結張力ジョイントの締め付けを可能にするねじによって押さえられる小さな突出した穴あきシリンダを備える、請求項２に記載の偏心および多中心連結張力ジョイント。

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