JP2002523182A - 整形具、閉チェーン運動を行う方法、運動神経を鍛錬する協調運動を行う方法及び計測器付き運動装置 - Google Patents
整形具、閉チェーン運動を行う方法、運動神経を鍛錬する協調運動を行う方法及び計測器付き運動装置Info
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Abstract
Description
リに使用可能な整形具に関する。
可能な体重を支持する応力が加わる骨折部分は、応力が全く加わらない骨折部分
よりも予測通り且つより迅速に治癒することがしばしばである。適正な応力を加
えることに基づく治癒の増進は、また、腱及び特定の軟骨のような接続組織の場
合にも妥当すると考えられている。
えば、アイソメトリック運動は、全体として、肢体の動作を全く許容しない、比
較的移動不能な物に対し力を加えることを含む。アイソメトリック運動を行うた
めには、特定の運動手順の間、実質的に不変の位置を有する拘束装置を使用する
ことができる。アイソトニック張運動は、ある運動範囲に亙って同一の体重又は
抵抗に対して力を加えることを含む。アイソカイネテック運動は、競技場等にて
生ずる運動を模擬することを目的としている。模擬された環境内でアイソカイネ
テック運動を行うとき、運動者が力を付与する方向に比例する方向に抵抗力を提
供するためにマシーンが使用される。
場合に、特に、有用である。また、アイソメトリック運動は静止位置にて行われ
るために、これら運動は極めて位置特定的な療法を可能にする。例えば、階段を
上るためには、人間は、下方腰及び踝の関節と組み合わさったとき、約60°の
膝の曲がり角度にてより強さを必要とする。このため、アイソメトリック運動は
、更なる強さが必要とされる最適な角度にて関節を集中的に強化し得る設計とす
ることができる。制御された仕方にて行うならば、アイソメトリック運動は、回
復速度を速めるため立直り期間中、早期に行うことができる。患者の回復に伴い
、アイソメトリック運動又はその他の運動は、関節の周りのある範囲の運動を通
じて所望の強さを再設定し得るよう使用することができる。回復が進むに伴い、
最終的に、患者は全範囲運動を行うことができる。
となったり、又は過剰な応力が加わる虞れを含む。このことは、治癒を損ない且
つ/又は損傷した組織を更に傷付ける可能性がある。このように、運動は、適正
な程度の応力を提供し得るように入念に計画する必要がある。また、損傷の虞れ
を軽減し得るように運動の実施も正確に監視する必要がある。更に、運動を入念
に計画し且つ正確に監視することが必要であることは、望ましい量の運動を評価
するためのコストを増し且つやる気を失わせる結果となる。
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にある第二の身体部分の周りに装着する
第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジと、 ヒンジの回転に対する抵抗力を付与し得るようにヒンジに接続された抵抗力作
用器とを備え、該抵抗力作用器が、 第一の面と、 該第一の面に対して全体として平行で且つ第一の面に対して選択的に可動で
ある第二の面と、 第一の面と第二の面との間に配置され、第一の面に対して回転可能であるク
ランクと、 第一の面と第二の面との間に配置された圧縮装置であって、第一の面に対す
るクランクの回転に対し抵抗力を付与し、その抵抗力の大きさが第一の面から第
二の面までの距離に関係した、圧縮装置とを備える整形具に関するものである。
きる。圧縮装置は、複数のハウジングリングに対して配分され且つ該複数のハウ
ジングリングと摩擦接触した複数のクランクリングを備えることができ、該クラ
ンクリングは、クランクと共に回転し、ハウジングリングは第一の面と共に回転
する。
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジと、 ヒンジの周りの回転に対し選択的な抵抗力を付与する抵抗力作用器と、 第一の支持部分に作用可能に接続された歪みセンサと、 該歪みセンサの電気的抵抗力を利用してヒンジを回転させるべく加えられた力
を測定し得るように較正された制御装置とを備える整形具に関するものである。
えている。 更に、本発明は、閉チェーン運動を行う方法であって、 患者の外部の力より空間内に固定された状態で保持された力変換器に対し、デ
ジタルマイクロプロセッサ利用の携帯型制御装置により特定された反復率及び目
標力にて力を付与する工程と、 力変換器に作用可能に接続された制御装置を使用して、力変換器に加えられた
力を測定する工程と、 力変換器に付与された力を表示する工程とを備える方法に関するものである。
るために使用することができる。 更なる特徴の形態において、本発明は、運動神経系の鍛錬のための協調運動を
行う方法であって、 ディスプレイ上のカーソルが選択された所定の時点にてディスプレイ上の目標
位置に到達し得るように関節を曲げ、このカーソルの動きを関節の周りに配置さ
れた整形具内のセンサを介して関節の動作又は歪みと相関させる方法を特徴とし
ている。
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 位置センサが第二の支持部分に対する第一の支持部分の相対的な方向を検知し
得るように撓み接続部に作用可能に接続された位置センサとを備えている。
作用可能に接続することができる。これと代替的に、計器、光群又は可聴出力フ
ィードバックに接続されたレジスタ回路網を有する低コストのアナログ決定アレ
ーを使用しても良い。この目的のための適当なアナログ制御装置は、LM391
4集積回路LED駆動装置である。
コードに接続された変換器と、 該変換器に作用可能に接続されたディスプレイとを備える、計測器付き運動装
置に関するものである。
きる。該マイクロプロセッサは、変換器の出力に基づいて計算及び統計学的分析
を行うために更に使用することができる。
に接続された変換器と、 変換器に作用可能に接続されたディスプレイとを備える計測器付き運動装置に
関するものである。
ようにヒンジの各々から伸びる2つのフレーム要素と、 4つのスリーブであって、該スリーブがフレーム要素を受け取り且つ該フレー
ム要素を確実に保持し、各スリーブが身体部分のカバーに取り付けられる4つの
スリーブと、 フレーム部材に接続された歪みセンサと、 歪みセンサにより測定された歪みに関する測定値を表示する制御装置とを備え
るキットに関するものである。
るフレーム要素を解放可能に保持することができる。これと代替的に、スリーブ
は、相応するフレーム要素を不可逆的に保持することができ、また、フレーム要
素を損傷させずにスリーブを切断することができる。
ンジから伸びる2つのフレーム要素と、 2つのスリーブであって、1つのスリーブがフレーム要素を受け入れ且つ該フ
レーム要素を確実に保持する2つのスリーブと、 硬く且つ処分可能な2つの身体部分カバーであって、一方の身体部分カバーが
患者の関節の一側部にて身体部分の上に装着し、第二の身体部分カバーが患者の
関節の第二の側部にて身体部分の上に装着する2つの身体部分カバーと、 フレーム部材に接続された歪みセンサと、 歪みセンサにより測定された歪みに関する出力を表示する制御装置とを備える
整形具に関するものである。
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジであって、釦を押すこと
により解放される係止機構を有するヒンジとを備える整形具に関するものである
。
ド部材を更に備えることができる。 更に、本発明は、整形具であって、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 支持部分の一方に接続された固着カフであって、支持部分が身体部分に対して
動くのを阻止し得るように骨組系の狭小な部分にて相応する身体部分の周りで可
逆的に締め付けることのできる固着カフとを備える整形具に関するものである。
ンサの可変抵抗値がアナログ信号として出力されるようにバイアスした信号を増
幅する信号調節装置と、 信号調節装置の出力を受け取るアナログ対デジタル変換器と、 アナログ対デジタル変換器の出力を受け取り且つアナログ対デジタル変換器の
精度及び信号調節装置の特性に基づいて歪み測定値の誤差を評価し、デジタル対
アナログ変換器への出力信号を設定し、歪み測定値の基準値を調節し測定誤差を
許容公差範囲内にするデジタルプロセッサと、 デジタルプロセッサからのデジタル信号を受け取り且つ信号調節装置への基準
信号としてアナログ信号を出力するデジタル対アナログ変換器とを備える歪み測
定回路に関するものである。
ログ変換器からの入力値に基づいて増幅を行うようにする工程と、 アナログ対デジタル変換器を使用して合算増幅器回路の出力をデジタル化する
工程と、 アナログ対デジタル変換器の出力のビット数及び増幅器回路の利得に基づいて
歪み測定値の誤差を推定する工程と、 推定誤差が許容公差の範囲内にあるかどうかを決定する工程と、 誤差推定値が許容公差範囲外にあるならば、デジタル対アナログ変換器への出
力を変更する工程とを備える較正方法に関するものである。
変化させるように、矯正力に対抗する力を分配する力分配器と、 矯正力に関係した量を測定する力変換器と、 矯正力に関係した値を表示するプロセッサとを備える関節力作用器に関するも
のである。
プロセッサとすることができる。力分配器は、ストラップを備えることができ、
力変換器は、ストラップに作用可能に接続された歪みセンサを備えることができ
る。力変換器は、力作用器に作用可能に接続された圧力センサを備えることがで
きる。
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 位置センサが第二の支持部分に対する第一の支持部分の相対的な方向を検知す
るように撓み接続部に作用可能に接続された位置センサと、 位置センサに接続されたマイクロプロセッサ利用の携帯型制御装置とを備え、 第一の支持部分及び第二の支持部分の各々が、連続的な受動型動作装置へ取り
付けるための接続部を備える整形具に関するものである。該整形具は、連続的な
受動型動作(CPM)装置を更に備えることができ、該CPM装置は、モータと
、第一の支持部分及び第二の支持部分へ取り付けるための釣合ったコネクタを有
するフレームとを備え、該フレームが、モータの動作がフレームを移動させ且つ
第一の支持部分を第二の支持部分に対して移動させるようにモータに作用可能に
接続されている。
であって、 携帯型制御装置を使用して一連の質問に対する患者の応答を促す工程と、 質問に対する応答性を検査することにより、運動プログラム中の患者の状態を
評価する工程とを備える評価方法に関するものである。
きる。その質問は、患者が感じた苦痛に関するものとすることができる。 別の特徴において、本発明は、患者を1つの運動手順を通じて導き得るように
携帯型制御装置をプログラム化する方法であって、 健康管理専門家によりコンピュータに入力された運動プログラムに基づいてコ
ンピュータが組み立てるプログラムをコンピュータから携帯型制御装置にダウン
ロードする工程とを備える方法に関するものである。
パラメータに従って、マイクロプロセッサ利用型制御装置に対し1つのマイクロ
プロセッサプログラムを組み立て得るようにプログラム化されたデジタルコンピ
ュータと、 マイクロプロセッサプログラムを制御装置にダウンロードする形態とされたポ
ートとを備える監視ステーションに関するものである。
て、第一のレバーアーム及び第二のレバーアームの相対的な方向に関係した出力
を提供する位置センサを備え、接続した2つの回転軸を有する双軸方向ヒンジと
、 双軸方向ヒンジの位置センサに接続された出力装置とを備える計測器付きヒン
ジに関するものである。
プロセッサに接続することができる。双軸方向ヒンジに接続されたレバーアーム
の一方又は双方は、歪みセンサを備えることができる。また、該計測器付き双軸
方向ヒンジは、計測器付き整形具であって、 関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する双軸方向ヒンジであって、第一
の支持部分及び第二の支持部分の相対的な方向に関係した出力を提供する位置セ
ンサを備え、接続した2つの回転軸を有する双軸方向ヒンジと、 双軸方向ヒンジの位置センサに接続された出力装置とを備える計測器付き整形
具内に組み込むことができる。
支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の外側に固定し得る
設計とされた第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するコネクタと、 捩れ力が変換器により測定されるようにレバーアームに接続された変換器と、 変換器に作用可能に接続された出力装置とを備える整形具に関するものである
。
果的に使用することができる。特に、整形具は、運動の実施を監視し且つ支援す
るマイクロプロセッサを備えることができる。該マイクロプロセッサは、患者の
運動の実施を追跡し且つその実施状態を中央処理ステーション又は健康管理専門
家に報告する手段を提供することもできる。マイクロプロセッサ監視による整形
具を効率的に使用することを可能にする重要な特徴を備えることが分かった。マ
イクロプロセッサを通じて患者に命令することでリハビリ用の整形具の使用を簡
単にし且つ運動の監視を簡略化し、また、改良することにより、効果的なリハビ
リ運動レベルに達する可能性が大幅に向上する。マイクロプロセッサ制御さえも
行うことなく、改良された整形具にて改良された幾つかの特徴を効果的に使用す
ることが可能となる。
身体部分となる。この整形具は、例えば、膝、腰、踝、下方腰部、肘、肩、脊椎
/背中を含む任意の関節又は一連の関節の周りに装着し得る設計とされている。
全体として、整形具は、ヒンジ又は同等の接続具によって接続された複数の支持
部分を有する。少なくとも1つの支持部分が関節の一側部にて1つの身体部分に
装着する一方、1つ以上の他の支持部分は関節の反対側にて第二の身体部分に装
着する。このヒンジは、従来の設計又は以下に説明する改良された設計の1つを
備えることができる。外部固定器又はその他の同様の取付け方法を使用して1つ
以上の支持部分を患者に固着することができる。
特に、アイソメトリック運動の実施を監視するためこの整形具を使用可能である
ことが好ましい。アイソメトリック運動は、全体として、損傷し且つ/又は弱く
なった関節のリハビリの比較的早期に行うことができる。その他の好ましい実施
の形態において、該整形具は、ある範囲内の運動、自己刺激感応性運動、アイソ
トニック運動及び/又は閉チェーン運動等の実施を監視することもできる。同様
に、整形具は、関節の磨耗した部品に力を加え且つその加えられた力を軽減すべ
く選択的な圧力を監視する設計とすることができる。
ェーン運動を行うことを可能にする追加の構成要素を備える。閉チェーン運動は
、自然の運動を模倣するため又は関節に対し釣合った応力を提供するため、抵抗
力に抗する筋肉の動作を伴う。閉チェーン運動は、手足自体の重さ以外、動作に
対する抵抗力を何も伴うことなく、手足等を空間内で動かし又は応力を加える開
チェーン運動と対照的なものとすることができる。閉チェーン運動は、患者の手
足又は体幹内の色々な筋肉群のより釣合った運動を可能にすることができる。閉
チェーンの構成要素は、整形具の構成要素を支持する関節を物理的に接続するこ
とができるが、接続しなくてもよい。
みセンサ又は歪み計を使用することができる。比較的安価な機器を使用して有用
な歪み測定値を得るため制御装置の幾つかの設計上の特徴を使用することができ
る。これらの特徴については、以下に説明する。
することにより、マイクロプロセッサ利用の制御装置により取り扱うことが好ま
しい。一般に、この制御装置は、健康管理専門家が選んだ目標運動手順によりプ
ログラム化されている。この制御装置は、その目標手順に対して運動の実施を評
価するため直ちにフィードバックすることにより、患者が運動を行う点にて患者
を支援する。この制御装置は、患者による運動の実施に関する選んだ情報を記憶
することができる。この情報は、健康管理専門家が適合性及び運動の実施を評価
するためダウンロードすることができる。
き治療用抵抗力(ストレッチ)コードとを備えている。これらの計測器付き運動
装置は、単独で使用し又は計測器付き整形具と組み合わせて使用することができ
る。これらの運動装置に計測器を設けることは、計測器付き整形具と共に、監視
及び評価方法を使用することを可能にする。 1.整形具の構造 当該整形具は、関節支持構成要素と、1つ以上の変換器と、制御装置と、オプ
ション的に、1つ又は2つ以上の追加的な治療構成要素とを備えている。全体と
して、整形具の全体は、患者が移動可能である限り、患者の相応する身体部分に
より関節支持構成要素を完全に支持できる意味において携帯型である。このよう
に、ギプス等のような整形具は、移動可能である、すなわち、患者が運動する間
、患者が支持するものである。任意の追加的な治療構成要素は、関節支持構成要
素と物理的に接続することができるが、接続しなくてもよい。関節支持構成要素
は、撓み接続部又はヒンジにより接続された支持部分を備えている。
の支持部分を備えている。関節の一側部における1つ又は2つ以上の支持部分は
、撓み接続部により関節の反対側部にて1つ又は2つ以上の支持部分に接続され
ている。該撓み接続部は、該撓み接続部を特別な形態にて係止させ得るように選
択的に可撓性であることが好ましい。勿論、特に、背中整形具の場合、適当な整
形具は、1つ以上の関節をカバーすることができる。しかし、整形具を構成する
一組みの関節動作要素の一端に他の特徴が存在しなければ、これらの要素は、支
持部分として識別することができる。支持部分は、多岐に亙る構造を備えること
が可能である。
の形態が図示されている。整形具100は、ヒンジ108、110により接続さ
れた支持部分104、106を備えている。該ヒンジは、以下に更に説明するよ
うに、機械的、エレクトロメカニカル的又はその組み合わせとすることができる
。支持部分104は、可撓性のストラップ124、126により接続された左側
フレーム部材120と、右側フレーム部材122とを備えている。
属又は合金、繊維ガラス、複合材、その他の同様の材料又はその組み合わせのよ
うな硬い材料で出来ている。可撓性のストラップ124、126は、支持部分1
04を患者に装着し得るように調節可能であることが好ましい。可撓性のストラ
ップ124、126の調節は、フックアンドループ締結部により、又は従来の締
結部を含む多岐に亙るその他の締結具の任意のものにより行うことができる。可
撓性のストラップ124、126は、代替的な実施の形態において、フックアン
ドループ締結具により、又は従来の締結部を含むその他の締結具により調節する
ことのできる織地等のシートと置換することができる。同様に、支持部分106
は、可撓性のストラップ144、146により接続された左側フレーム部材14
0と、右側フレーム部材142とを備えている。
142上にて連続的な受動型動作(CPM)装置に取り付けるための接続部14
8を含むことができる。整形具を損傷させることなく、CPM装置から整形具の
フレームまで力を伝達することのできる多岐に亙る接続部の任意のものを使用す
ることができる。適当な接続部は、スナップ、クリップ、枢着ピン等のような多
岐に亙る解放可能な任意の締結具を使用して行うことができる。CPM装置は、
関節を曲げるためにモータが使用される点にて受動型である。筋肉が未だ同等の
動作を活発に行うのに十分に治癒していないとき、特定の動作範囲に亙って関節
を曲げることができるため、CMP装置は、アイソメトリック運動と組み合わせ
て使用可能である。相応するCPMマシーンは、整形具に取り付けるためのコネ
クタの適当な構成要素を備えることができる。CPMマシーンは、整形具100
に対する制御装置に接続することができる。制御装置は、モータ速度等を制御す
るために使用することができる。この接続は、RF232接続、赤外線接続、無
線接続等を介して行うことができる。
れている。コード利用の調節可能な締結具は、プーリー162の間に巻かれるコ
ード160を備えている。プーリー162は、プーリーカバー164にて覆うこ
とができる。コード160は、ハンドル166まで伸びている。ハンドル166
は、相応する身体部分の周りに部分的に巻かれる織地カバー170の上に相応す
るループシート168に取り付けられるフックを備えている。ハンドルをフック
アンドループ締結具で所定の位置に配置するならば、整形具を所望の程度に拘束
することが可能となる。フックアンドループ締結具の形態は、ループがハンドル
114と関係するように逆にすることができる。コードを手で締め付けたり緩め
たりするためハンドルを使用することに代えて、モータを使用して張力を調節す
ることができる。かかるモータ駆動のコード利用の調節は、その双方を参考とし
て利用し本明細書に含めた、ハインズ(Heinz)及びその他の者への米国特
許第5,226,874号及び米国特許第5,346,461号の背中副木に使
用可能なものとして記載されている。
は、図4に図示するように、適正な身体部分に装着する伸長した要素を含む。支
持部分202、204は、全体として硬く且つ多岐に亙る材料にて製造すること
ができる。支持部分202、204を製造するのに好ましい材料は、例えば、成
形プラスチック殻体、石膏、熱成形可能な熱可塑剤、水活性化繊維ガラス、ヒー
トシュリンクプラスチック及びその他のギプス形成材料を含む。支持部分202
、204は、患者の測定値に基づいて1つの特定の寸法が選ばれるように色々な
寸法にて予め成形することができる。これと代替的に、支持部分202、204
は、特定の患者に装着し得る構造とすることができる。これらの別製の成形支持
部分は、熟達した医者又は技術者が特定の患者の身体部分に装着し得るように成
形する。
により接続されている。関節動作式ヒンジ206は、曲げ可能なストロー、互い
に摺動して関節動作することのできる摺動部分、又はその他の同様の構造のよう
な弾性的な折畳み可能な材料にて形成することができる。摺動部分は、ある範囲
の動作を画成するスロット209に取り付けられたクランプ208により互いに
対し係止することができ、この場合、クランプは、翼ナット等による手操作によ
り又はソレノイド等を使用して電子的に締め付けられる。図5を参照すると、一
つの代替的な実施の形態において、支持部分202、204は、右側フレーム要
素210、212と接続されている。硬いフレーム要素210、212は、硬い
ヒンジ214により接続されている。同等の左側フレーム要素及び左側ヒンジが
患者の関節の反対側部に配置されている。
が形成されるとき、支持部分202、204内に成形することができる。幾つか
の好ましい実施の形態において、シース220、222が支持部分202、20
4内に成形されている。右側フレーム要素210、212は、シース220、2
22内に係止し、右側フレーム要素210、212が支持部分202、204に
対して硬く保持されるようにする。例えば、該シースは、一連のリッジが単一の
方向に進むのを許容してレーム要素がシース内に装着するが、除去することがで
きないようにするフランジを備えることができる。同様の係止要素として、プラ
スチック製タイが使用される。これと代替的に、例えば、係止ピン等をシースを
通じてフレーム要素内に挿入する場合、可逆的係止機構を使用してもよい。
20、222を破壊することにより、シース220、222から非係合状態にす
ることができる。シース220、222は、安価ではあるが、耐久性のあるポリ
マーにて製造することができる。このように、フレーム要素210、212及び
ヒンジ214は、別の整形具にて再使用することができる。支持部分の左側部を
固着するため、同等の取付け具を使用することができる。右側ヒンジ214、右
側フレーム要素210、212、シース220、222を1つのキット内に配置
することができる。全体として、該キットは、以下に説明するように、相応する
左側要素及び/又は歪みセンサ並びに制御装置を更に含むことになる。該キット
は、所望であるならば、多数の包装体を使用することができるが、単一の包装体
内に配置することが好ましい。
えている。これらの歪みセンサは、選択的な撓み接続具/ヒンジが係止位置にあ
る状態にてアイソメトリック運動を行い且つその運動を監視する上で有用である
。また、該歪みセンサは、アイソトニック運動中、力を測定するのに有用である
。歪みセンサは、全体として、選択的な撓み接続具/ヒンジにトルクが加わった
とき、応力を受ける硬い要素の上に配置されている。このように、歪みセンサの
好ましい位置は、整形具の特定の構造に依存する。図2を参照すると、歪みセン
サ230は、フレーム部材140、142に取り付けられている。歪みセンサ2
30は、線234を介して制御装置232に接続することができる(図1)。こ
れと代替的に、歪みセンサは、何らかの形態の遠隔測定法を介して制御装置23
2に接続してもよい。図4を参照すると、歪みセンサ230は、支持部分204
に取り付けられている。
を変更し勝ちとなる。この変位は、整形具により行われる運動の効果を低下させ
且つ適正に装着し得るように整形具を整合し直すことを必要とする。該整形具は
、この変位を軽減し又は解消し得る設計とすることができる。
たように、膝の真上の顆上の大腿部領域内に陥凹部250、252を備える整形
具の構造とすることである。好ましくは、この整形具は、計測器付きであるよう
にする。整形具と患者との接触を更に改良するため、陥凹部250、252のよ
うな場所にて、両面接着剤パッドを患者に取り付けることができる。この実施の
形態において、陥凹部又はフレーム要素254、256外に形成された陥凹部は
、ヒンジ258、260の上方に突き出している。その他の整形具の構造及びそ
の他の関節用に設計された整形具に対し、同様の陥凹部を使用し、整形具がその
下側の骨構造体を把持するようにすることができる。
0及び/又は271を使用することを伴う。固着カフ270、271は、運動手
順中、整形具を関節に対して固着するのを支援し得るようにより緊密に締め付け
る設計とされている。カフ270は、把持要素272を備えている。膝の上方で
脚に対して配置すべき把持要素272の上側部は、略四角の形状を有し、締め付
けたときに、把持要素272が膝蓋の上方に圧力を加え且つ脈管構造及びリンパ
管排液組織を後方に押すことなく、膝を押すようにすることが好ましい。カフ2
71は、踝の真上にて脛の両側部に配置された把持要素273を備えている。カ
フ271は、整形具を下方から安定化させる。カフ270、271は、フックア
ンドループ締結具を含む多岐に亙る締結具により締め付けることができ、また、
図3に図示したものと同様のプーリー又は急速ラチェット装置を含むことができ
る。これと代替的に、カフは、支点が中間にあり、底部にストラップがあるレバ
ーを使用して締め付け、レバーを支点の一側部から他方まで動かしたとき、スト
ラップが締め付けられるようにしてもよい。
用して整形具274をベルト275に固着することを含む。好ましい実施の形態
において、ストラップ276及びベルト275は、該ベルト275の上にて電子
構成要素277と電子構成要素278との間の電気的接続路を提要する。フック
アンドループ締結具、フック又は任意のその他の的確な締結具を使用して、スト
ラップ276を固着することができる。
を含む。例えば、図11Aにおいて、膝の周りにポリマースリーブ279を装着
し、スリーブ279の上に整形具を配置する。スリーブ279は、ネオプレーン
のシート又はメッシュから形成することができる。整形具は、フックアンドルー
プ締結具、スナップ又はリブ或いは摩擦固着等によりスリーブ279に固着され
る。同様に、図11Bに図示するように、整形具が配置される場所の上方の領域
の全て又は一部を覆い得るように下方に伸びる高摩擦下着280は、整形具の動
きを少なくするのに役立つ。
1を膝の後方に配置することを含む。ストラップ281は、該ストラップ281
を膝の折重ね部分内に保つ傾向の力を加える。更に、膝の整形具の場合、該整形
具は、踵カップ282にて終わり、又は足の周りでストラップ283等にて支持
して、整形具の底部を足の踵の周りにて保持する。膝の整形具は、適当なコネク
タにより踵カップ282に固着されて、図3に図示するように、膝にてヒンジの
位置を固定する。整形具の移動に抵抗し得るように、同様のアンカー型構造体を
整形具上に配置し、その他の身体部分を覆うことができる。
は、抑制力を十分に分配し、皮膚に傷を付け且つ神経又は循環器の機能を損い又
は妨害する可能性がある過度の圧力が皮膚の何れの部分にも加わることがないよ
うにする。
る。該整形具は、該整形具を関節の周りに快適に固着し且つ整形具に力が加わっ
たとき、整形具の動きに抵抗し得るように適正に設計されている。それぞれの身
体部分を取り巻く計測器付き整形具を使用することの一つの代替例として、該計
測器付き整形具は、患者に対する1つ又は2つ以上の硬い取付け部を備えること
ができる。これらの整形具の代替的な形態は、取り付けのため外部固定器等のよ
うな構造体を使用する。外部の硬いフレームをピンにて患者の骨に取り付けるこ
とにより骨折部を固着し且つ破損を少なくするため外部固定器が使用されている
。本明細書に記載した計測器付き整形具内に一体化したとき、外部固定器の構造
は、外部フレームを1つ又は2つ以上のヒンジ要素に取り付けることを含む。外
部固定器構造を有する整形具と共に使用するのに適したヒンジ要素は、純粋たる
外部骨組み体を備える整形具に適したこれらヒンジ要素と同一である。
13に図示されている。フレーム要素284、285は、コネクタ286により
接続されている。コネクタ286は、ヒンジのような撓みコネクタとし、又は第
一の支持部分及び第二の支持部分を一定の角度にて保持する硬い接続部とするこ
とができる。コネクタ286がヒンジであるならば、該ヒンジは取り外し可能な
抵抗要素に取り付けるための締結具を含むことができる。これと代替的に、該ヒ
ンジは固有の抵抗要素を含むことができる。該抵抗要素は、ヒンジの回転に対す
る所望の抵抗力を選ぶことができるように調節可能な抵抗力を付与するものが好
ましいことが分かった。
13に図示するように、所望であるならば、1つ又は2つ以上のクランプをフレ
ーム要素の各々に固着することができるが、各フレーム要素284、285には
2つのクランプ287が固着されている。クランプ284、285の各々は、ピ
ン288に更に固着されている。ピン288は、患者の体内に侵入し、図13に
仮想線で図示するように骨内に挿入される。全体として、骨に対する所望の方向
を得ることができるように、クランプ及びフレーム要素を配置することができる
。ピン及びヒンジ要素により固着されたフレーム要素の間にて所望の方向が得ら
れるように、追加的なフレーム要素を使用することができる。
ランプは、その内容を引用して本明細書に含めた、ハインズ及びその他の者への
「改良されたクランプを有する外部固定器及びその使用方法(Improved
Clamp And Methods For Use)」という名称の米国
特許第5,674,221号、及びその内容を参考として引用し本明細書に含め
た、マータ(Mata)及びその他の者への「外部固定器(External
Fixator)」という名称の米国特許第5,891,144号に更に記載さ
れている。全体として、制御装置232に接続された変換器は、純然たる外部骨
組み体を有する整形具と同等の仕方にて外部固定器構造により整形具に取り付け
られる。
変換器299は、レバーアーム内の歪みを測定することができる歪みセンサとす
ることができる。これと代替的に、変換器299は、コネクタがヒンジであるな
らば、位置センサとしてもよい。該位置センサは、レバーアームの相対的な方向
を測定する。骨/組織を変形させる力を測定すべく追加的な変換器299を含め
ることができる。例えば、ピン内の歪みが測定されるように歪みセンサをピンに
追加することができる。
図14に図示されている。この実施の形態において、フレーム要素289、29
0は、身体部分の一側部に配置されている。クランプ291がフレーム要素28
9、290に固着され且つ図14に仮想線で図示するように、患者の骨内に進む
ピン292に固着されている。フレーム要素289、290は、ヒンジ要素29
5、296によりフレーム要素293、294に接続されている。フレーム要素
293、294は、ストラップ297により患者に固着されている。ピン292
は、運動中、整形具の全体の動きを防止する働きをする。図13及び図14の整
形具の実施の形態の色々な特徴は、以下に説明するように組み合わせることがで
きる。
おいて、ピンに代えて、脊椎フック又はねじを使用することができる。適当な脊
椎取付け装置は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、アラード(A
llard)及びその他の者への「脊椎インプラント装置(Spinal Im
plant System)」という名称の米国特許第5,281,222号に
更に記載されている。
動作要素等とすることができる。好ましい実施の形態において、撓み接続具は、
制御装置232により接続具の相対的な方向を測定し且つ監視し得るように位置
センサを備えている。その内容を参考として引用し本明細書に含めた、スターク
(Stark)及びその他の者への「計測器付き変形矯正拘束装置及びその使用
方法(Instrumented Orthopedic Restraini
ng Device and Method of Use)」という名称の米
国特許第5,052,375号には、位置センサとして使用される電位差計状機
構の使用が開示されている。その他の適当な位置センサを使用することができる
。位置を感知することは、ある範囲の動作運動及びその他の同等の運動を評価す
る上で有用である。
続具を係止することができるならば、その係止した姿勢にてアイソメトリック運
動を行うことができる。この係止は新たな姿勢のとき、その新たな位置にて追加
的な運動を行い得るように解放し且つ再係止することができる。一対の係止機構
が上述した米国特許第5,052,375号に記載されている。同様に、撓み接
続具は、回転に対する所定の量の抵抗力を付与し得ることが有用である。選択し
た量の抵抗力を付与することができる場合、整形具は、アイソトニック運動を行
い得るようにより効果的に使用することができる。その内容を参考として引用し
本明細書に含めた、スタークへの「2つ又はより多数の治療装置を支持する変形
矯正装置及びそれに関係する方法(An Orthopedic Device
Supporting Two or More Treatment Sy
stems and Associated Methods)」という名称の
同時出願係属中の米国特許出願第08/442,945号には、制御装置を使用
して所望の量の機械的な抵抗力を電子的に選択することが記載されている。
コスト及び設計上の簡略さのためには、純然たる機械的ヒンジが有利である。歪
みセンサの測定値は、機械的な抵抗力作用器の設定値に対してヒンジを動かすべ
く加えられる力を反映し得るように正確に較正することができる。このように、
抵抗力が電子的に制御されない場合であっても、アイソトニック運動を監視する
ため、制御装置を使用することができる。この点に関して、抵抗力作用器300
(図15乃至図29)は、ヒンジと共に使用可能な設計とされている。抵抗力作
用器は、ヒンジと一体に形成することができるが、好ましい実施の形態において
、抵抗力装置300はヒンジから分離し、抵抗力が不要の場合、抵抗力が全くヒ
ンジに加わらないようにすることができる。抵抗力作用器300は、容易に為さ
れたノブの位置の変化に相関する抵抗力の僅かな変化を増幅し得る設計とされて
いる。
図が図示されている。同様に、図16には、図15の線16−16に沿った断面
図が図示されている。抵抗力作用器300は、ハウジング304と、クランク3
06と、圧縮構造体308と、ノブ310と、ベアリング装置312と、座金3
14と、スペーサ316とを備えている。
ン328、330とを備えている。係止ピン328、330は、抵抗力作用器3
00をヒンジに取り付けるための解放可能な接続具を提供する。摩擦作用器をヒ
ンジに取り付けるため、代替的な係止方法を使用することができる。基部326
は、ノブ310に係合するねじ穴332と、係止ピン328、330にそれぞれ
係合する、ねじ穴334、336を有している。基部326は、圧縮構造体30
8に係合する突出部338を更に備えている。係止ピン328は、ねじ穴334
に係合するねじ部340有し、係止ピン330は、ねじ穴336に係合するねじ
部342を有している。これと代替的に、係止ピン328、330は、基部32
6に溶接又はその他の方法で接続することができる。
ム部分352とを備えている。中央部分350は、圧縮構造体308に係合する
切欠き354を有している。アーム部分352は、リッジ356と、パッド35
8とを備えている。リッジ356及びパッド358は、フレーム部材122(図
1及び図2)又は整形具の同等のフレーム部材に係合し、整形具のヒンジを回転
させると、クランク306がハウジング304に対して回転するようにする。
4との間の距離の変化に起因して抵抗力が僅かに変化することを可能にし、これ
により、ノブを介して抵抗力の変化を増幅する。圧縮構造体308は、全体とし
て、ハウジング304及びクランク306の相対的な動作に起因する圧縮構造体
308内のせん断力の結果として、全体として摩擦を生じさせる。図15乃至図
29に図示した実施の形態において、圧縮構造体308は、多数のクラッチ板を
形成する交互のクランクディスク370(図24A)及びハウジングディスク3
72(図24B)を備えている。圧縮構造体308は、圧縮ばね373を更に備
えている。
に回転するように、切欠き354に係合する突出部374を備えている。ハウジ
ングディスク372は、ハウジングディスク372がハウジング304と共に回
転するようにハウジング304の突出部338に係合する形状とした中央穴37
6を有する。圧縮ばね373は、中央穴379を有する弾性的な突出部分378
を備えている。圧縮ばね373は、ばね座金等と置換することができる。一つの
好ましい実施の形態において、圧縮構造体は、交互の層内に7つのハウジングデ
ィスク372と、6つのクランクディスク370とを備えている。クランクディ
スク370及びハウジングディスク372の使用数は、所望に応じてその他の数
とすることができる。
ジング304のねじ穴332のねじ部と係合するのに適したねじ部及び直径を有
するねじ付き軸382とを備えている。図28及び図29を参照すると、ベアリ
ング装置312は、ベアリングケース386内にボールベアリング384のリン
グを含んでいる。ベアリング装置312に代えて、ハイドロベアリングのような
その他のベアリング構造体又はその他の摩擦減少方法を使用することができる。
12は貫通し得ないような適当な内径を有する。座金314は、該座金314が
クランク306の中央部分350の上に休止し、ハウジング304とクランク3
06との間にて圧縮装置308に対する開口部を覆うような外径を有する。圧縮
装置308の各側部に1つずつ2つのオプション的なスペーサ316を配置する
ことが好ましい。スペーサ316は、該スペーサ316がクランク306とハウ
ジング304との間のキャビティ内に装着し、圧縮構造体308を保持するよう
な座金の形状を有するが、内径が座金314よりも適宜に大きく且つ外径が座金
314よりも適宜に小さいようにする。
とが好ましい。ハウジング及びクランクの構成要素の製造にはアルミニウム合金
及びステンレス鋼が適当な金属である。ハウジング及びクランクの要素に対し、
金属に代えて硬いポリマーを使用することができる。スペーサは黄銅製であるこ
とが好ましい。ハウジングディスクは、ばね鋼で出来ており、クランクディスク
は、ばね焼戻しした燐青銅にて出来ていることが好ましい。ベアリングケースは
、ナイロン(登録商標名)にて形成することができる。
6がヒンジの反対側部に取り付けられたフレーム部材と共に移動する間、ハウジ
ング304がヒンジの一側部に取り付けられたフレーム部材と共に移動するよう
にヒンジに取り付け得る設計とされている。このように、ヒンジが回転すると、
ハウジング304はクランク306に対して回転する。ノブ310を締め付ける
と、座金314は圧縮装置308の上に下方に締め付けられる。ハウジングリン
グ372及びクランクリング370は、ハウジング304がクランク306に対
して移動したとき、互いに対して回転する。圧縮装置308に対する圧力を増大
させると、ハウジングリング372とクランクリング370との間の摩擦のため
、クランク306に対してハウジング304が回転するときの抵抗力が増す。ハ
ウジングリング372及びクランクリング370の双方又はその何れか一方の数
を増大させると、抵抗力が増大する。この設計は、ノブ310を回転させること
により抵抗力作用器300に提供される回転抵抗力を感知可能に調節することを
可能にする。ハウジングリング372及びクランクリング370は、抵抗力の程
度が回転角度の関数として変化するように不均一な厚さ又は不均一な形状を有す
る。
形態が図30乃至図32に図示されている。このヒンジは、患者が片手でロック
を特に容易に解放することを可能にする構造を有する。このヒンジの方向は、位
置センサによって測定し、患者が所望の方向にロックを再設定することを助ける
。右側ヒンジは、図30乃至図32のヒンジの鏡像となろう。
リングレバー408と、電気抵抗ディスク410と、内側プレート412とを備
えている。外側プレート402はフレーム部材418に接続されている。歪みセ
ンサ230をフレーム部材418に取り付けることができる。外側プレート40
2及び内側プレート412は、同心状の停止穴420と、ボルト穴422と、接
続穴424と、スロット426とを有する。相応する穴は、左側外側プレート4
02と内側プレート412との間にて整合されている。
端部を画定し得るように外側プレート402及び内側プレート412の2つの整
合した停止穴420を通じて配置することができる。雄型部材434及び雌型部
材436又はその他の締結具を含む筒形ボルト432(図34)は、ヒンジ40
0を共に保持し得るようにボルト穴422を通じて固着されている。抵抗力作用
器300の係止ピン328、330は、接続穴424を通じて固着し、抵抗力作
用器300をヒンジ400に対して作用可能な位置に解放可能に固着することが
できる。電気抵抗ディスク410は、内側プレート412内の中空部438内に
休止する。電気抵抗ディスク410は線440と電気的に接触する。
ばね450と、係止ラッチ452とを備えている。制御ディスク446は、スラ
イダー448が摺動するスリット454を有する。スライダー448は、溝45
6と、拘束部460が設けられた陥凹部458とを備えている。係止ラッチ45
2は、ノブ462と、バー464とを備えている。バー464は、スロット42
6内を摺動し、溝456内に装着して、スライダー448を引込んだ非係止位置
に保持することができる。
408は、制御ディスク446の直径よりも僅かに大きい直径の開口部472を
有し、制御ディスク446が開口部472内に装着し得るようにする。制御ディ
スク446は、リングレバー408よりも僅かに厚い厚さであることが好ましい
。一組みの同心状の切欠き474がリングレバー408の開口部472の端縁の
周りに配置されている。スライダー448が伸長位置にあるとき、スライダー4
48の拘束部460は切欠き474内に装着し、ヒンジを特定の方向に係止する
。ばね450の力に抗してスライダー448を押すと、拘束部460は切欠き4
74の1つから非係合状態となり、ヒンジ400は、任意の停止ピン430によ
り設定された境界内にて回転自在となる。リングレバー408は、電気抵抗ディ
スク410に接触する、穴478内に配置された電気接点476を有する。電気
接点476は、線480により制御装置232又は代替的な抵抗計に接続されて
いる。外側プレート402と制御ディスク446との間に座金404を配置する
ことができる。
446、係止ラッチ452及びスライダー448は、硬い耐久性のある材料で製
造することが好ましい。特に、外側プレート402及び内側プレート412は、
アルミニウム合金で製造し、リングレバー408、制御リング446、係止スラ
イド452及びスライダー448はステンレス鋼にて製造されることが好ましい
。ばね450は、全体として、弾性鋼等にて製造されることが好ましい。座金4
04及び停止ピン430は、全体としてポリテトラフロロエチレン等にて製造さ
れている。電気抵抗ディスク410は、その表面に抵抗要素がスクリーン印刷さ
れた回路板材料にて製造することができる。
対して移動することがヒンジ400の回転を伴うようにヒンジの両側部まで伸び
ている。ヒンジ400が回転すると、外側リング402及び内側リング412は
リングレバー408に対して回転する。外側リング402、内側リング412及
び制御ディスク446は、ボルト穴422を通って伸びるボルトを介して互いに
固定状態に保持されている。スライダー448を押して、拘束部460が切欠き
472から引き出されない限り、ヒンジ400の方向は係止されている。係止ス
ライド452は、スライダー448を引込んだ非係止位置に保持することができ
る。内側リング412に対するリングレバー408の位置は、電気抵抗ディスク
410に沿った電気接点476の位置を介して測定することができる。電気抵抗
ディスク410に沿った電気接点476の相対的な位置は、位置/方向の感知に
有用な可変電気抵抗を提供する。
第5,052,375号は、制御装置からの命令を使用してヒンジを解放するこ
とを可能にする。簡単な機械的な遠隔解放を行い得るようにすることが望ましい
。簡単な写真機シャッターリリース490(図35)をこの目的に適応させるこ
とができる。シャッターリリース490は、制御リング446(図32)のねじ
穴494にてヒンジ400内にねじ付き先端492をねじ込むことができる。圧
力プランジャ496は、ケーブル498を前進させる。シャッターリリース49
0をヒンジ400内にねじ込んだとき、前進するケーブル498は、スライダー
448を押し付け、これによりヒンジ400を非係止状態にする。ノブ500を
回すと、プランジャ496はその伸長位置まで反発して戻り、拘束部460が切
欠き472に係合するようにスライダー448が伸びるとき、ケーブル498及
び係止ヒンジ400を引き出す。手動のヒンジリリースを取り付ける代替的な設
計は、プランジャを引張り、該プランジャはスライダー448を引張り、ロック
が非係合状態となり、プランジャを解放することでヒンジロックが再設定される
ようにすることを含む。
ムの動作をより正確に近似するために、双軸方向ヒンジを使用することができる
。ヒンジ400の構造と全体として同様の双軸方向ヒンジ510が図36乃至図
41に図示されている。双軸方向ヒンジ510は、基端アーム512と、末端ア
ーム514とを備えている。基端アーム512は、末端アーム514の歯518
に係合する歯516を有する。基端アーム512は、係止切欠き530と、位置
(方向)感知のための電気接点532とを更に備えている。制御リング534は
、ヒンジ400における制御リング446と同様に作用して、ヒンジの係止/係
止解除を制御する。内側プレート536は、電気抵抗ディスク540を固着する
陥凹部538を有する。電気抵抗ディスク540は、電気抵抗ディスク540に
対する電気接点532の相対的な位置のためヒンジの方向に従って電気抵抗が可
変となることを可能にする。
ディスプレイとしか備えないようにすることができる。好ましい実施の形態にお
いて、制御装置232は、患者に対しより巧緻な相互境界面を提供し且つより正
確な監視機能を果たし得るようにデジタルプロセッサを備えている。該デジタル
プロセッサは、マイクロプロセッサであることが好ましい。デジタルプロセッサ
は、例えば、ベーシック、アセンブラー、C、C++等を含む多岐に亙るコンピ
ュータ言語の任意のものにてプログラム化することができる。好ましくは、制御
装置232は、携帯型であるようにし、このことは、本明細書にて患者が手で持
つのに十分に小型の制御装置であることを意味する。より好ましくは、制御装置
232は、標準的なシャツのポケットに入れるのに十分に小型であるようにする
。
うな電源、以下に説明するように変換器バイアス回路、A/D変換器、マイクロ
プロセッサ、リアルタイムクロック、フラッシュ及びEEPROMのような非揮
発性記憶装置、相応するドライバを有する64×128画素のLCDディスプレ
イのような図形ディスプレイ、キーパッド、可聴又は触覚フィードバック装置、
変換器へのデータリンク、直列接続又はモデムアクセス用のRS232標準出力
を含む幾つかのサブ装置を備えている。
プログラム化可能な直列インターフェースと、8チャネル、8ビットA/D変換
器との間にて電力を節約するため組み込んだ深い睡眠作動停止モードを備えるモ
トローラMC68HC11A1FN8ビットマイクロコントローラである。この
実施の形態において、制御装置232は、0.0乃至+5.0Vの範囲に亙って
8アナログ入力信号までアナログ増倍し且つA/D変換を行うことができる。例
えば、3つのチャネルは、3つの歪みセンサまで信号調節を行う機能を果たし、
チャネルは3つの位置(角度)センサまで信号を調節する機能を果たすようにす
ることができる。次に、追加的な処理装置に対し残りの2つの入力チャネルを使
用することができる。
仕切られている。部分の各々は、独立的に呼び出し可能である。一つの特別な実
施の形態において、フラッシュは128K語数であり、EEPROMは1語数当
り8ビット(1バイト)を有する32K語数である。SRAMの16K部分は、
記憶の管理に使用される。EEPROMは、コードの更新のためマイクロコント
ローラの直列チャネルを介して回路内の再プログラミング化を支える。SRAM
は、電池バックアップを有し、フラッシュは、マイクロプロセッサが作動してい
ない間、記録されたデータを揮発不能に記憶することを可能にする。リアルタイ
ムクロックは、また、マイクロプロセッサの回路がオフとされているとき、時間
の表示を続行することが可能であるように電池作動型である。このリアルタイム
クロックは、警告作動モード中、プログラム化可能な率にて周期的な遮断信号を
発生させ、スイッチ回路を作動させてマイクロコントローラを作動させることが
できる。
のエレクトロニクスの電源を自動的にオンにし得るよう機械的スイッチを有する
3導体(TxD、RxD及びGND)ジャック型コネクタから成っている。イン
ターフェースのボー率は9600及び19200のような標準的な率にてプログ
ラム化可能である。適当なディスプレイは、日立HD61202及びHD612
03LCDコントローラチップセットを有するハントロニクス(Hantron
ix)HGS13Y又はデニトロン(Densitron)(登録商標名)LE
3328LCDである。ディスプレイは、別個としすなわち制御装置232の他
の部分に対する電源と別個のものからの5Vの給電により作動可能である。この
実施の形態において、4つキーパットがマイクロコントローラと相互に接続され
ている。
に入れることができる。制御装置232の構成要素は、単一の包装体に一体化し
又は1つ又は2つ以上の小型のケース内に配置された整形具フレーム及び/又は
部分に取り付けられている部分となるように物理的に仕切ることができる。この
ことは、図42に概略図的に図示されており、この場合、整形具の側部と持運び
可能な装置の側部との間の接続は、硬線接続又は遠隔測定の接続が可能であるこ
とを示す。全体として、構成要素は、二重に設けられておらず、このため、チャ
ートの選択した経路に従って色々な組み合わせが可能である。一つの好ましい実
施の形態において、制御装置232は、整形具フレームに解放可能に取り付けら
れた単一のケース内に取り付けられ、このため、そのケースをフレーム上に保持
し且つ所望のときに取り外して、ディスプレイをより容易に読むことができる。
一つの代替的な好ましい実施の形態において、残りの構成要素を整形具のフレー
ムに取り付ける一方、ディスプレイ及び相応するドライバは、一層見易くするた
め、移動させることができる1つのケース内に取り付けることができる。このデ
ィスプレイは、線、無線通信又は赤外線通信により制御装置の他の部分と相互に
接続することができる。広帯域のビデオを制御装置232内のアナログNTSC
信号に変換するRFモジュレータを有するビデオカードを図形ディスプレイでは
なくて、テレビ装置に取り付けることができる。ディスプレイは顕著な量の電池
電力を消費するから、テレビを使用することは、一層優れた画像を提供し且つ電
池の電力を節約することになる。視覚障害のある人に対する一つの代替的な出力
は目標に到達したときピッチ又はボリュームを変化させることを通じて変化する
認識可能な音の形態による、又は患者に対し「もっと強く押す」、「良好」又は
「現在休止中」といったようなことを話す音声合成装置による何れかの可聴フィ
ードバックを提供する。
プログラムを記憶することが好ましい。該ソフトウェアは、可聴及び/又は振動
信号を使用して患者に対し運動を行うための予定時間について注意することを可
能にする。制御装置232は、患者に対し運動に関する命令、フィードバック及
び強化メッセージを提供することが好ましい。制御装置の作用に関する更なる詳
細は以下に説明する。
視する健康管理専門家にダウンロードされる。この情報のダウンロードは、多岐
に亙る方法にて行うことができる。患者が健康管理専門家のオフィスに出向くな
らば、制御装置232は、RS232ポートを使用して、モニターステーション
/コンピュータに、又は標準的な処理手順を含む適当な処理手順を使用して他の
ポートに直接、接続することができる。これと代替的に、制御装置232は、R
S232ポート又は他の適当なポートを介してモデムに取り付けてもよい。特定
の実施の形態では、ファイルの寸法は比較的小さいため、単一チップの9V給電
ロックウェル(Rockwell)(登録商標名)2400ボーモデムを使用す
ることができる。制御装置232は、モニターステーションと無線通信可能とす
ることができる。この場合、制御装置232は、無線トランスミッタを備え、ま
た、オプション的に、レシーバを備えることになる。モニターステーションとの
無線通信は、「計測器付き変形矯正用の拘束装置用の通信装置及びその方法(C
ommunication System For an Instrumen
ted Orthopedic Restraining Device an
d Method Therefore)」という名称のスターク及びその他の
者の同時出願係属中の米国特許出願第08/389,680号及び「計測器付き
変形矯正用の拘束装置用の局部的監視装置及びその方法(Local Moni
toring System For an Instrumented Or
thopedic Restraining Device and Meth
ods Therefore)」という名称の米国特許出願第08/804,9
50号に更に記載されており、その双方の内容は参考として引用し本明細書に含
めてある。ディスプレイ又はテレビ装置は、同様に、無線伝送又は赤外線通信を
介して制御装置232と通信可能とすることができ、このため、線の取り付けは
不要である。
の測定値として使用可能であるようにするため、整形具に全く歪みが付与されな
いときの値に概ね相応する「零」価を基準値としなければならない。この零値は
、健康管理専門家又は患者が行う手操作の調節により設定することができる。し
かし、「零」値は、ユーザによる較正を必要とせずに自動的に設定されるように
することが好ましい。更に、歪みセンサに起因する抵抗値の変化は、電圧値に変
換し、この電圧値は特定の数の二進数を有するアナログ対デジタル(A/D)変
換器を効率的に使用し得るように増幅することが好ましい。
合算増幅器600は、デジタル対アナログ(D/A)変換器602からの入力信
号に対する歪みセンサの抵抗値に基づいて信号を増幅する。合算増幅器600か
らの信号は、A/D変換器604に送られる。A/D変換器604からの信号は
、プロセッサ(CPU)606に送られる。プロセッサ606は、A/D変換器
からの信号が所望の範囲内にあるかどうかを評価し、適当な場合、A/D変換器
からの信号を所定の範囲内にするため、A/D変換器への信号を調節する。ナシ
ョナルセミコンダクタ(登録商標名)8ビットの8チャネルD/Aチップを使用
することができる。プロセッサ606は、運動手順を監視し且つその結果を表示
する信号を更に使用し、又はこれら機能を果たし得るようにその信号を異なるプ
ロセッサに送る。
0は、第一の増幅器回路612及び第二の増幅器回路614を有する二段の増幅
器である。第一の増幅器回路612は、接地618に接続された歪みセンサ抵抗
RSG616と、基準電圧VREFと、電源電圧VCCと、D/A基準電圧VD/Aとを有
する。第一の増幅器回路612は、増幅器624と、コンデンサC36626と、
レジスタR13628と、R15630と、R16632と、R19634とを含む。第
一の増幅器回路612は、第二の増幅器回路614へ電圧V01を出力する。
42と、R21644と、R210646とを含む。レジスタR210は更に接地接続さ
れている。第二の増幅器回路614はA/D変換器604へ電圧V02及び電流i 02 を出力する。
に、1%の許容公差を有するレジスタを使用して適正な精度が得られる。適当な
歪み計/センサは、ヴィシャイ・マイクロメジャーメント・グループ(Vish
ay Micromeasurements Group)(ノースカロナイナ
州、ラレイ)(例えば、二重銅パッドを有する型125AD、部品番号EK−X
X−125AD−350)又はジェイピー・テクノロジース(JP Techn
ologies)(カリフォルニア州、サンベルナルディーノ)から入手可能で
ある。入力電圧VCCは0.5V±0.1%に設定し、VREFは2.5V±0.1
%に設定することができる。この場合、レジスタ及びコンデンサに対する1つの
適当な値の組みは、R13=1KΩ、R15=150KΩ、R16=100KΩ、R17 =1.5KΩ、R18=32KΩ、R19=350KΩ±0.1%、R21=2.5K
Ω、R210=2.5KΩ、RSG=350Ω±0.3%、C36=0.01μFであ
る。構成要素のこれら値の場合、出力電圧を約0Vから約5Vに変化させるため
の歪み計の抵抗値の変化は、1.2515Ω乃至1.3568Ωの範囲にある。
合算増幅器は、約+/−0.125ft−1bsの精度にて約2300の公称利
得を提供する。
の較正は、患者が整形具に加える応力は零であると想定して、合算増幅器600
へのD/Aの出力を中間範囲の値に設定することにより、開始される662。次
に、CPU606によりA/Dの入力を読み取る。デジタル化した歪み測定値の
誤差は、合算増幅器600のパラメータ及びA/D変換器604の特性を考慮し
て、所望の設定値に基づいて計算される666。この誤差は、許容公差の値と比
較する668。誤差が許容公差値の範囲内にあるならば、較正は終了させる67
0。誤差が許容公差値の範囲外にあるならば、D/A変換器からの出力の新たな
値を計算し672、A/D変換器からの出力の誤差を許容公差の範囲内にする。
D/A変換器からの出力の値は、調整値に設定される674。次に、A/D変換
器からの入力を再度、読み取り664、誤差が許容公差値の範囲内となる迄、ス
テップ664乃至668を繰り返す。
せることができる。例えば、制御装置232は、エネルギを伝達する変換器の処
理と共に、イソメトリック及び/又はアイソトニック運動治療を調和させること
ができる。運動/変換器を組み合わせた治療方法は、全体として、その内容を参
考として引用し本出願に含めた、スタークの「2つ以上の治療装置を支持する整
形具及びそれに関する方法(An Orthopedic Device Su
pporting Two or More Treatment Syste
ms and Associated Methods)」という名称の同時出
願係属中の米国特許出願第08/442,945号に記載されている。エネルギ
伝達変換器利用の治療方法は、例えば、超音波治療法、パルス式電磁治療法、及
び電気コンダクタンス治療法を含む。
等の制御装置により監視することができる。骨関節炎治療装置は、単独にて、又
は運動整形具と組み合わせて効果的に使用することができる。関節は、不均一に
磨耗することがしばしばである。その結果、軟骨が磨耗する骨又は骨との接続箇
所に痛みが生ずる。応力を関節の磨耗程度の少ない部分に移動させ、これにより
痛みを緩和するため、支持体を関節の周りに配置することができる。
骨関節炎支持体680は、拘束具682と、力作用器684とを備えている。膝
は、膝の中間(内)側にて過度に磨耗することがしばしばである。膝の横(外)
側部に力を加えると、膝の中間側から横側部に応力が移動することになる。場合
によっては、膝が横側部にて過度に磨耗することがあり、この場合、これに応じ
て支持体を調節することができる。力作用器684は、パッド、嚢状体又は同様
の装置とすることができる。力作用器684は、皮膚が傷付き、また、循環系又
は神経の機能が甚だしく妨害されないようにするため、力を妥当な領域に亙って
分配しなければならない。拘束具682は、関節から変位した適当な位置にて力
が釣合うように、任意の適当なストラップ等とすることができる。
を監視するため測定することが好ましい。付与された横方向力は、力作用器68
4内に又はその上に設けられた圧力センサまたは歪みセンサ686を使用し且つ
/又は拘束具682に設けられた歪みセンサ688を使用して測定することがで
きる。圧力センサ/歪みセンサ686、688は、線690を介して制御装置2
32に接続することができる。
妥当な型式のものとすることができる。多岐に亙る適当な圧力センサが商業的に
入手可能である。好ましい圧力センサは、その線形の出力及び小さい寸法の点に
て、モトローラ社が製造するMPXシリーズの圧力センサを含む。その他の適当
な圧力センサは、応力が加わったときに電圧を発生する誘電材料又は圧電材料で
分離された酸化銀インク表面を使用する。適当な圧力センサは、表面歪みが嚢状
体内の圧力の関数であるから、嚢状体の表面に取り付けられた歪みセンサを含む
。
が好ましい。アイソメトリック又はアイソトニック運動を行うと、関節内の自然
の潤滑性流体の浸出が刺激される。このため、支持体は、運動を行うのに十分な
程度にまで痛みを緩和し、その結果、潤滑性流体が浸出するため痛みが更に緩和
されることになる。運動整形具及び骨関節炎支持体680を組み合わせることで
、患者の状態を著しく改善することができる。骨関節炎支持体680は、その他
の関節用として又は特定の関節の異常な磨耗に関係する痛みを緩和するため、容
易に設計変更可能である。
又は整形具/副木の代替として、単独にて、その他の計測器付き運動装置を使用
することができる。かかる代替的な運動装置の1つは、外転/内転運動装置であ
る。計測器付き外転/内転運動装置700の第一の実施の形態は、図47に図示
されている。運動装置700は整形具702と共に使用される。
る。レバーアーム704、706は、ヒンジ708にて接続されている。運動装
置700のレバーアーム706は、コネクタ712により整形具702のヒンジ
710に解放可能に取り付けられる。レバーアーム704は、フックアンドルー
プ締結具等により患者の脚の周りに固着することができるパッド付きカフ714
に取り付けられる。
ある。ヒンジ708は、アイソメトリック運動を行い得る方向に係止される。こ
れと代替的に、ヒンジ708は、回転自在とし、レバーアーム704、706は
、ばね716により公称位置に保持され且つ力を加えることにより、互いの方向
に動かすことができる。レバーアーム704、706を動かすのに必要な力の程
度は、ばね716を適宜に選択することにより変化させることができる。
ため歪みセンサ718等を有している。歪みセンサ718は、制御装置232に
又は別個の制御装置に接続されている。このように、運動手順の一環として、患
者が運動装置700を曲げ又は応力を加え且つその運動装置を解放すると、患者
が加えた圧縮力は、整形具に加えられる力と同様に、測定し、促進し且つ監視す
ることができる。
って曲がるような設計とされている。患者の腕をその体幹に対して動かすことに
より曲がる運動装置のような、他の可撓性の身体部分と共に使用するために同等
の運動装置を設計すべく簡単な改変が可能である。
は、レバーアーム732、734を有する。レバーアーム732、734は、可
変抵抗力ヒンジ736に接続されている。可変抵抗力は、例えば、図15乃至図
29に関して上述した機械的抵抗力作用器によって付与することができる。これ
と代替的に、上述した電子制御式の可変抵抗力ヒンジを使用することができる。
レバーアーム732、734は、患者の脚又はその他の適当な身体部分に係合す
る設計とされたカフ738、740に取り付けられる。
び/又は位置センサ744のような、適当な変換器を有している。変換器742
、744は、制御装置232に又は別の適当な制御装置/ディスプレイに接続さ
れている。変換器からの測定値を使用して、患者が行う運動を監視し、促進し且
つ評価することができる。
又はチューブである。これら装置の計測器無しの型式のものが、テラバンド(T
hera−Band)(登録商標名)、メディコーズ(MediCordz)(
登録商標名)、ストレッチコーズ(StretchCordz)(登録商標名)
という商標名で販売されている。計測器付き治療コードは、単独にて、又は本明
細書に記載したように、計測器付き整形具と組み合わせて使用することのできる
多機能型、低コストの運動装置の代替例を提供する。これら装置の共通の理論は
、患者による運動に対する抵抗力を提供する弾性的コードが存在することである
。
治療コード750は、弾性的コード756に接続された2つのハンドル/クラン
プ752、754を備えている。ハンドル/クランプの1つ又は2つ以上は、図
50Aに図示するように、カフ758にて置換することができる。カフ758は
、特定の運動を行い得るように患者の腰又は四肢の周りに又はテーブルの脚又は
その他の堅固な物の周りに装着し得る設計とすることができる。図50Bを参照
すると、1つ又は2つ以上のハンドル/クランプは、固定のハンドル762に接
続するフックのような締結具760と置換することができる。運動を行うため計
測器付き治療コードを固定物に締結するため、多岐に亙る方法を使用することが
できる。所望に応じて、特定の運動を行うため、追記的なハンドル/クランプ又
はカフを使用することができる。
続される。図49及び図50Aに図示するように、変換器764はコード756
の他の部分に取り付けることもできるが、該変換器764はコード756とハン
ドル754又はカフ758の間に取り付けられている。変換器764を間接的に
取り付けるならば、該変換器はコード756に力が加わったとき歪みを受けるハ
ンドル等に取り付ける必要があり、その何れの実施の形態においても、変換器に
より測定された力はコードに加えられた力の関数である。変換器764は歪みセ
ンサ又は伸長センサとすることができる。適当なセンサは、圧電変換器、分子、
格子抵抗変換器等を利用するものが商業的に入手可能である。変換器は、取り付
けのため適当な基板に取り付けることができる。変換器760は、制御装置23
2又はその他の適当な制御装置に接続することができる。
、754の1つを閉じたドアのドアノブのような固定の物に取り付けることがで
きる。次に、患者は手、足、肢体又はその他の身体部分により他のハンドル部分
/クランプ752、724、カフ758等を使用して、コードを引伸ばし相応す
る筋肉の運動を行う。これと代替的に、患者は、2つのハンドル/クランプ75
2、754のような2つ又はそれ以上の点にて治療コード750に接触しつつ、
コード756を引伸ばす。治療コードの配置を適宜に選択することにより、極め
て多岐に亙る運動を行うことができる。
する治療コードが商業的に入手可能である。所望であるならば、抵抗力の程度の
相違は、コード、ハンドル又はコードの一部分を色コード化して表わすことがで
きる。抵抗力の程度が相違するコードの各々を較正し、変換器の測定値が付与し
た力と相関し得るようにする必要がある。制御装置232は、各抵抗力の程度に
対して別個の検索表を有するようにプログラムすることができる。コードの抵抗
力の程度が制御装置に入力されるならば、制御装置は適当な相関を行うことがで
きる。
る。この表面は、床、壁、テーブル表面等とすることができる。付与される力を
監視するために、身体部分と表面との間に配置されたセンサを使用する、例えば
、図1において、整形具100は足支持体800を備えている。足支持体800
は、接続部材802と、圧力センサ804とを備えている。
して、力センサを別個の装置とすることができる。特に、足支持体800に代え
て図51及び図52に図示するように、体重計810等を使用することができる
。体重計810は、制御装置232に対する線814と接続されるポート812
を有することが好ましい。これと代替的に、体重計810は、制御装置232に
測定値を伝送する無線トランスミッタ816を備えるようにしてもよい。
ことができる。例えば、図53に図示するように、手でテーブル上のパッドセン
サ818を押し付け又はパッドセンサ820を壁に対して押し付けることにより
、肘の運動を行うことができる。これらのセンサは、体重計810と同一の方法
にて制御装置に接続することができる。
は、患者に対し2つの力センサに対するそれぞれの力を変更するように命令する
ことができる。例えば、2つの計測器付き体重計を使用し、その一方の体重計は
負傷した脚により力が加えられ、もう一方の第二の体重計は負傷していない脚に
より力が加えられるようにすることができる。患者には、予め設定した率にて2
本の脚の間で力を切り換えるよう命令することができる。
ンを使用することができる。この機能を果たすため、任意のコンピュータを使用
することができる。特に、ユニックス(Unix)(登録商標名)、マッキント
ッシュ(Macintosh)(登録商標名)、リナックス(LINUX)(登
録商標名)、html利用又はジャバ(JAVA)(登録商標名)の装置が使用
可能ではあるが、ウィンドウズ(Windows)(登録商標名)利用の装置が
適している。モニターステーションは、制御装置232に接続するため適当なポ
ートを有する必要がある。
ー並びに計測器付き整形具自体を含む追加的な治療装置の任意のものにおいて、
患者に対する色々なデータの集計及び統計値を提供するためにディスプレイを使
用することができる。表示すべき適当な統計値は、例えば、運動時間、反復回数
、消費カロリー、曲線の下側の領域が運動サイクル中患者が行った仕事量を示す
曲線を含む。同様に、目標値と運動中の実際の成績との差も表示することができ
る。 2.整形具の制御 上述した制御装置は、適当な健康管理専門家の制御の下、プログラム化するこ
とが好ましい。所望のプログラムの選択に関しては、以下に更に詳細に説明する
。この部分において、マイクロプロセッサ利用の制御装置を使用する選択した型
式の治療方法の監視に関して説明する。
全作動という4つの作動モードを有している。不作動モードにおいて、一次及び
補助電池の電力を除去し、制御装置では何らの操作も行われない。待機モードに
おいて、一次電池の電力は接続されず、補助電池の電力を使用してリアルタイム
クロック及びSRAMを維持する。補助電力は、コイン電池等により供給するこ
とができる。一次電池が置換され又は再充電されている間は、一般に待機モード
が使用される。
ニクス構成要素を作動させ得るようにプログラム化した周期的な間隔にて信号を
発生する。注意−作動補助モードにて全ての回路が作動可能である。一般に、注
意−作動モード中に運動が行われる。注意−睡眠補助モードにおいて、リアルタ
イムクロック及びSRAMの記憶装置のみが作動状態を保つ。注意−睡眠モード
は、運動を促す間の標準的な作動モードである。補助モードの間で切り換えるこ
とを許容し得るように、注意モード中、一次及び補助電池電力が利用可能でなけ
ればならない。患者に対し、運動時間となったことを促すため、ビーという音の
音発生機能を使用することができる。
て使用される。回路板上の全てのエレクトロニクス及びディスプレイは、作動状
態にある。インターフェースケーブルを接続したとき、完全作動モードは自動的
に作動することができる。
る範囲の運動、自己刺激感応性運動及び/又はアイソトニック運動の実施を促し
且つ監視することができる。健康管理専門家が制御装置のプログラムを設定する
と、このプログラムによる所望の運動が選択した運動に対する関係するパラメー
タ及びタイミング状態と共に選択される。また、制御装置は、リハビリの開始に
関する異なる時間間隔にて使用することのできる二組み以上の運動手順を記憶さ
せ得ることが好ましい。換言すれば、ある一定の時間、第一の組みの運動手順が
終了した後、制御装置は、患者が行うための全体としてより困難な第二の組みの
運動を選択する。これら運動は、任意の選択した関節に対して行うことができる
。
る。幾つかの実施の形態において、患者は、運動を行う準備ができたときにキー
を押す。モニターにおけるディスプレイは、その特定の運動に対する適当な座標
にて患者の動作を図形的に示し且つ適当であるならば、その図形を目標値と比較
する。制御装置は、ある時間に亙って行われた一組みの運動に亙る全てのデータ
値又は平均値を記憶することができる。幾つかの実施の形態において、制御装置
の1つの釦は、患者が運動中に痛みを感じたときに患者が押す痛み釦である。釦
を押した時点からの痛みデータ値を時間、位置及び動作と相関させ、運動手順の
評価のための更なる情報が入手可能であるようにすることができる。
調節する。手動ヒンジを使用するならば、該ヒンジは、手操作で調節する。制御
装置は、患者に対しヒンジが所望の角度にあるかどうかを知らせる。正確な角度
にて、患者は、一方向又は反対方向に向けて固定のヒンジに対し応力を加える。
制御装置は、患者に対し、付与された応力が目標値の許容公差範囲内にあるかど
うかを知らせる。制御装置は、繰り返し率及び付与された応力を保つ時間を含む
運動のタイミングに関して患者を促すことが好ましい。選択した繰り返し回数が
行われた後、その運動を終了し又は新たなヒンジの角度を選択する。この過程は
、運動が全ての所望の角度にて行われる迄、繰り返す。
ことによる利点をもたらす。ROMは、上述したように、適当な位置感知ヒンジ
/撓みコネクタを有する整形具を使用して監視することができる。ヒンジは、可
能な回転範囲の少なくとも一部に亙って回転を許容し得るように設定される。R
OM運動の実施は、極座標を使用して図54に概略図的にプロットされている。
この角度座標は、整形具のヒンジ角度を表わし、半径方向座標は時間を表わす。
4つの手順が図示されている。これら手順は、4週間の運動に又はその他の適当
な4つの時間に対して使用することができる。これよりも多い回数の手順の各々
は、増大した角度範囲に亙る動作を表わす。
の位置を患者が感じることを意味する。一見、本能的なこの知識は、センサから
の神経の感覚を処理し且つフィードバック及び補正と組み合わせた複雑な相互作
用を伴う後天的な現象である。関節は単一細胞の測定センサを数十個組み合わせ
たもの、すなわち、ゴルジ腱器官、パニニアン様受容体、ルフィニ小体等である
。脳及び脊椎索は、これらの細胞センサからの情報を処理する。1つの関節が損
傷したとき、数十個のセンサが永久に失われることになる。例えば、膝の前方の
十字形腱は、腱が引裂かれたとき、60個以上のセンサ/受容体細胞を失うこと
になる。隣接する箇所から新たなセンサ情報を補充することにより、身体は失わ
れた受容体を補充する。神経系は、新たな経路及び分析を学習しなければならな
い。適正に設計した整形具であるならば、この過程を加速し且つ増進させること
ができる。
に戻すために制御装置ディスプレイは図形ディスプレイを通じて動作を促し、患
者は、リハビリ中の関節が整形具内にある状態でボールをスクリーン上で動かし
得るように反射的に迅速に反応しなければならない。スクリーン上におけるボー
ルの位置は、制御装置に作用可能に接続された整形具内の位置センサを介して関
節の位置と相関させる。例えば、膝のような関節の位置を変更することにより、
患者は、ボールを円内に又は同一型式の別の目標まで動かすことができる。患者
がこの動作を行うための時間は制限されている。患者が回復するに伴い、全体と
して、回復が完了する迄、患者が応答する時間は益々短くなる。四肢における関
節の場合、対側の四肢における関節に対する回復程度を評価することができる。
この運動は、多岐に亙るゲーム型環境に組み込むことができ、この場合、入力は
ジョイステッキ等ではなくて、整形具から供給される。これらの運動は、協働及
び調和状態を改良する。歪み計により測定される歪み程度を使用して、カーソル
を動かす場合、アイソメトリック運動を行うための同様のゲーム形態を使用する
ことができる。
肢は、損傷した四肢の自己刺激感応性の効果に重大な影響を与える可能性がある
。負傷した脚及び負傷してない脚のような、四肢を鍛錬することが好ましい。負
傷していない四肢に簡単な副木を配置することができる。適当な自己刺激感応性
副木780は、図55に図示されている。副木780は、ヒンジ786により接
続された上側フレーム部材782と、下側フレーム部材784とを備えている。
副木780を負傷していない四肢に固着するため適当なストラップ788等を使
用することができる。ストラップ788は、フックアンドループ締結具又はその
他の簡単な締結装置により取り付けることができる。
ことが好ましい。一つの適用例において、負傷した四肢(例えば、脚)に計測器
付き整形具を装着し且つ負傷してない四肢(例えば、脚)に自己刺激感応性副木
を装着する患者には、制御装置のスクリーンに示された物の動作により表示され
た特定のタイミングにて一方の四肢から他方の四肢へ力を移動させるように命令
することができる。例えば、患者には、一連の閉チェーン、すなわち、体重を支
持する自己刺激感応性運動中、一方の脚から他方の脚へと体重を移動させるよう
に命令することができる。
を除いて、ある範囲の動作運動と同様である。上方の抵抗装置300のような手
動装置により、又は制御装置が作動させる電気抵抗ヒンジにより抵抗力が提供さ
れる。何れの場合でも、所望の程度の抵抗力は手動で又は自動的に設定される。
次に、関節を予め設定した範囲の動作に亙って曲げる。制御装置は、位置センサ
を使用して関節の曲がり程度を監視し且つ及び歪みセンサを使用して曲がる間に
付与される力の程度を監視することができる。歪みセンサは、歪み測定値がヒン
ジに付与される相応するトルクと釣合うように較正することができる。計測器付
き整形具が歪みセンサ及び位置センサの双方を備えるならば、2つの異なる変換
器に関する出力は、カーソル等のディスプレイの上に二次元的な動作にて表示す
ることができ、それぞれの方向の位置は、相応する変換器の測定値により決定さ
れる。
節丘センサ等のような多岐に亙る追加の装置に取り付け、治療を支援することが
できる。全体として、これら追加的な装置の作動の監視は、制御装置により簡単
な方法にて行うことができる。閉チェーン運動装置の使用に関しては、以下によ
り詳細に説明する。
モードの何れかにて行うことができる。静的モードにおいて、患者は、膝又はそ
の他の関節を所望の角度まで曲げて、次に、反対側の面に寄りかかって所望の程
度の力を付与する。ヒンジは、この運動中、係止し又は非係止状態とすることが
できる。プログラム化した回数を繰り返した後、患者には、関節を別の方向に動
かすように命令する。この新たな方向にて、患者は、予めプログラム化した目標
程度の力に従って再度、力を付与する。この過程は、選択した全ての方向にて運
動が行われる迄、繰り返す。再度、運動は、スラロームスキーヤー、野球の自由
投球、ロードレースのコース、簡単な移動棒グラフ「ポン(pong)」等のよ
うな多岐に亙るゲームの形態に組み込むことができる。
に概略図的に図示されている。図56のプロットは、極座標であり、この場合、
角度座標はヒンジの周りの回転を表わし、半径方向座標は閉チェーン力センサに
加えられた力を表わす。この角度及び力は、制御装置により監視し且つそれ以後
の評価のため記憶させることができる。同様に、運動中、患者に対して直ちにフ
ィードバックし得るようにその角度及び力を表示することができる。
。この整形具は、最初、特定の方向に設定する。次に、ある時間、その方向にて
所望の程度の力を付与する。力が閉チェーン力センサに対して加えられている間
、ヒンジは別の選択した方向に回転させる。新たな方向にて、付与された力の程
度を変化させ且つ特定の時間、維持する。この場合にも、力が付与されている間
に方向を変更する。制御装置内のプログラムに従ってこの過程を繰り返す。動的
閉チェーン運動は、小さいが有用で且つ制御された程度の関節のせん断力を発生
させる。
されている。この角度座標は、関節矯正器のヒンジの角度方向に相応し、半径方
向座標は閉チェーン力センサに付与される力の程度である。矢印は、患者が付与
した力又は方向の変化を表示する一方、点は、力及び方向の時間一定に維持され
る停止点を表示する。運動の全体は、所定のプログラムに従って同一のパラメー
タ又は異なるパラメータにて繰り返すことができる。また、患者がより大きい角
度からより小さい角度までヒンジを動かし得るように方向の変化を逆にすること
ができる。
できる。特に、運動手順を開始時、運動手順の終了時又はその他の時点にて患者
に対し質問することができる。回答は、プログラム化した運動の実施に関する適
当な情報と共に健康管理専門家にダウンロードし得るように記憶する。質問の型
式に関する更なる情報は以下に更に説明する。
連続的に監視することが好ましい。この偶発的処理の一つの実施の形態が図58
に概略図で図示されている。運動を始めようとする患者が参照番号902で示し
てある。運動の実施は、運動が行われているか904を決定するために評価する
。運動が行われていないならば、警告限界点に達したか906を決定するため、
カンウタを評価する。警告限界点でないならば、運動を開始させるための注意喚
起手段すなわち信号が繰り返され908、運動が行われているか904どうかの
評価が繰り返される。警告回数限界点に達したならば、不活動期間の限界点に達
しているか910を評価する。不活動期間の限界点に達していないならば、制御
装置は、睡眠モード912に入る。不活動の時間の限界点に達しているならば、
患者は受診するように命令される914。
範囲内で行われているか916どうかを決定するために、変換器パラメータが評
価される。そのパラメータが許容公差範囲内にあるならば、運動は、完了してい
る918かどうかが評価される。運動が完了しているならば、制御装置は睡眠モ
ード920に入る。運動が完了していないならば、その運動の実施916の評価
が繰り返される。
922どうかを決定するため、その運動が評価される。過剰な力が付与されてい
るならば、警報音が発生し924、運動の評価916が繰り返される。過剰な力
が加えられていないならば、運動が正確に行われていない旨が患者に対し最大回
数、それ以前に警告されたかどうか926が決定される。最大回数の警告が為さ
れていないならば、患者には再度通知され928、評価916は続行する。患者
に対しそれ以前、所定の回数の警告が為されているならば、それらがプログラム
化した限界値でないかどうか決定する930ため、運動パラメータが評価される
。否であるならば、パラメータは変更され932、評価916が続行する。パラ
メータが予めプログラム化した限界値にあるならば、パラメータがその限界値に
ある旨の間違い警告が予め為されたかどうかが決定される934。間違い警告が
それ以前に与えられていなかったならば、警告が与えられ936、監視916が
繰り返される。それ以前に警告が与えられていたならば、患者は受診するように
命令を受け938、制御装置は睡眠モード940に入る。
ドされる。この情報をダウンロードする色々な方法について上記に説明した。原
理的に、制御装置は、特定の組みの運動手順の実施に関する全ての情報を記憶し
且つこの情報の全てを分析のため、ダウンロードすることができる。これと代替
的に、制御装置は、記憶し且つ伝送しなければならないデータ量を少なくし得る
ように幾つかの最初のデータ分析を行うようにしてもよい。このように、未処理
データ又は分析済みのデータを伝送することができる。
に亙る及び/又は一日の特定の時点で行われた運動の群及び/又はその群の平均
値を含むことができる。この分析は、健康管理専門家が患者が十分に回復してい
るかどうかを評価し且つ制御装置のプログラム化した運動手順が適当であるかど
うかを評価するのを支援すべく、時間の経過に伴う変化の評価を含むことができ
る。一つの実施の形態において、制御装置は、行われた運動の日、時間、繰り返
した回数、フォース曲線、ある範囲の動作の停止点、自己刺激感応性ゲームの得
点数、患者が痛み釦を押した回数及び時間をダウンロードする。 3.整形具の使用 本明細書に記載した整形具を使用する患者が自分自身を傷付ける機会を軽減す
るため、患者は、整形具を使用する前に訓練を受けた健康管理専門家によって検
査を受けることが好ましい。患者の状態を評価するとき、制御装置は、適当な運
動に対しプログラム化される。好ましい実施の形態において、モニターステーシ
ョンは、健康管理専門家(HCP)によるプログラム化過程を支援する。特に、
モニターステーションは、所望の型式の運動手順について設計するように、一組
みの質問を通じてプログラマを導くことができる。その質問に対する回答に基づ
いて、モニターステーションは、その制御装置に対するプログラムを接続する。
適当な処理手順を使用して、制御装置がRS232接続、モデム接続部、無線接
続、赤外線接続又はその他の適当な接続を介して一度びモニターステーションに
接続されたならば、プログラムは制御装置にダウンロードされる。
CPは、モニターステーションに対し、患者が新たな患者であるか又は従来から
の患者であるかどうかを最初に知らせる。最初の質問は、一組みの範囲内で患者
の年令、患者の性別、該当する関節及び負傷の種類を含むことが好ましい。
つの異なる時間迄、運動の実施に関する情報を満たすようにモニターは一連のス
クリーンを通じてHCPを導く。HCPは、各フェーズが継続する日を表示する
ことができる。次に、各フェーズにて行うべき各種類の運動に対するパラメータ
を設定する。図60乃至図64を参照。モニターは、患者に関して入力した情報
に基づいて運動手順を提示し得るようにプログラム化することができる。HCP
は、その提示された手順を所望に応じて変更することができる。
置と通信する手段に関する情報を提供するため、追加的なスクリーンを使用する
ことができる。一度び、HCPが運動手順の特定を完了したならば、制御装置は
、モニターステーションに接続し、制御装置は、運動手順をプログラム化する。
モニターステーションにダウンロードすることができる。この時間間隔は、制御
装置の記憶容量、HCPによる回復状態の評価のための適当な長さ及びその他の
同様の事項に基づいて決定することができる。制御装置からモニターステーショ
ンへの情報のダウンロードは、モニターステーションが配置された健康管理施設
又は遠隔の位置にて行うことができる。健康管理施設にて行われるならば、その
情報は、制御装置を直接的に又はモデム、無線接続、赤外線接続等を通じてモニ
ターステーションに接続することでダウンロードすることができる。遠隔接続は
、モデム接続、無線通信又は例えば、インターネットを含むその他のより長距離
の接続を通じて行うことができる。
れたデータは、未処理の形態にて又は何らかの形態のデータ平均化又は選択方法
に従ってプロットすることができる。その例は図65及び図66に図示されてい
る。HCPは、ダウンロードされたデータの評価に基づいてその最初にプログラ
ムした形態にて運動プログラムを維持し又は予想しない進歩を考慮に入れるべく
その運動プログラムを変更することができる。好ましい実施の形態において、患
者が健康管理施設に出向くことを必要とせずに、その手順に任意の所望の変更を
加えることができるようにHCPは制御装置を遠隔からプログラム変更すること
ができる。
理専門家が受け取ることができるようにリアルタイムで電気通信することができ
る。同様に、患者及び健康管理専門家は、リアルタイムで通信を交換することが
できる。リアルタイムの電気通信は、遠隔地間の会議又はビデオ会議を含むこと
ができる。更に、患者及び医療管理専門家の双方又はその何れか一方は、データ
ベースの情報にアクセスし又はその情報を維持し或いは通信入口としてウェブサ
イトと相互に接続することができる。これら遠隔監視方法に関する更なる情報は
、その内容を参考として引用し、本明細書に含めた、オーエン(Oyen)及び
その他の者の「計測器付き整形具の遠隔モニタリング(REMOTE MONI
TORING OF AN INSTRUMENTED ORTHOSIS)」
という名称の米国特許出願第09/266,866号に記載されている。
に適合しているかどうかを監視する点である。適合性監視機能のための有用な補
助機能は、患者の心理学的評価を行うことにより実現することができる。この心
理学的試験は、プログラム化した運動の適正を評価すると共に、その運動に直接
関係しない治癒過程に伴うその他の問題を表示するために使用することができる
。
を実施する前及び運動の効果に関する運動後の患者に対する質問を含むことがで
きる。質問は、幸福な顔、不快な顔等のような代表的な図形の表現を選ぶことで
選択可能な形態とすることができる。より精緻な試験は、患者が感じる痛みに関
する質問を含むことができる。痛みに関する1つの典型的な体系的な質問は、マ
ックギル大学(McGill University)で開発されており且つマ
ックギル痛さ質問(the McGill Pain Questionnai
re)として公知である。これら質問は、痛む程度、痛む場所、痛みの変化及び
痛みの感覚に関する。回答は、所定の等式に従った得点とされる数値として提供
することができる。マックギル痛さ質問の更なる説明は、その内容を参考として
引用し本明細書に含めたR.メルザック(Melzack)によるペイン(Pa
in)1:277−299(1975)における「マックギル痛さ質問の主な特
徴及び得点方法(The McGill Pain Questionnair
e:Major Properties and Scoring Metho
ds)」に記載されている。該質問は、更新し且つ適宜に修正することができる
。
順は、その運動との更なる適合性を保証し且つ患者の快適さのレベルを増すのに
役立ち得るように、主として患者の心理的状況に対し応答し得るように修正する
ことができる。これらファクタの全てを釣合わせることは、患者がより迅速にリ
ハビリすることにつながる。整形外科的治療の1つの補助的手段として心理学的
評価を使用することに関する更なる説明は、その内容を引用して本明細書に含め
たスターク及びその他の者の「リハビリ可能な整形具(REHABILITAT
IVE ORTHOSES)」という名称の米国特許出願第09/339,07
1号に記載されている。
するものである。更なる実施の形態は、特許請求の範囲に記載されている。好ま
しい実施の形態に関して本発明を説明したが、当業者は、本発明の精神及び範囲
から逸脱せずに、その形態及び細部の点にて変更を加え得ることが理解されよう
。
の形態の側面図である。
具の一つの実施の形態の側面図である。
の実施の形態の側面図である。
整形具の正面図である。
者の膝の周りの整形具の側面図である。
るのに役立ち得るようにベルトに取り付けられた、患者の膝の周りの整形具の斜
視図である。
た高摩擦スリーブの正面図である。 11Bは、患者の膝の周りの運動整形具が下着の一部分の頂部に位置する、患
者が着用した高摩擦下着の正面図である。
分の部分平面図である。
分の一つの代替的な実施の形態の部分平面図である。
ある。
る。
る。
素を分割する状態を示す概略図である。
図である。
形態の回路図である。
。
行う患者の斜視図である。
視図である。
図である。
る。
ピュータスクリーンウィンドウの概略図である。
ュータスクリーンウィンドウの概略図である。
示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。
す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。
、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。
態を示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。
ンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。
る未処理データのプロット状態を示す概略図である。
れている。コード利用の調節可能な締結具は、プーリー162の間に巻かれるコ
ード160を備えている。プーリー162は、プーリーカバー164にて覆うこ
とができる。コード160は、ハンドル166まで伸びている。ハンドル166
は、相応する身体部分の周りに部分的に巻かれる織地カバー170の上に相応す
るループシート168に取り付けられるフックを備えている。ハンドルをフック
アンドループ締結具で所定の位置に配置するならば、整形具を所望の程度に拘束
することが可能となる。フックアンドループ締結具の形態は、ループがハンドル 166 と関係するように逆にすることができる。コードを手で締め付けたり緩め
たりするためハンドルを使用することに代えて、モータを使用して張力を調節す
ることができる。かかるモータ駆動のコード利用の調節は、その双方を参考とし
て利用し本明細書に含めた、ハインズ(Heinz)及びその他の者への米国特
許第5,226,874号及び米国特許第5,346,461号の背中副木に使
用可能なものとして記載されている。
13に図示するように、所望であるならば、1つ又は2つ以上のクランプをフレ
ーム要素の各々に固着することができるが、各フレーム要素284、285には
2つのクランプ287が固着されている。クランプ287は、ピン288に更に
固着されている。ピン288は、患者の体内に侵入し、図13に仮想線で図示す
るように骨内に挿入される。全体として、骨に対する所望の方向を得ることがで
きるように、クランプ及びフレーム要素を配置することができる。ピン及びヒン
ジ要素により固着されたフレーム要素の間にて所望の方向が得られるように、追
加的なフレーム要素を使用することができる。
変換器289は、レバーアーム内の歪みを測定することができる歪みセンサとす
ることができる。これと代替的に、変換器289は、コネクタがヒンジであるな
らば、位置センサとしてもよい。該位置センサは、レバーアームの相対的な方向
を測定する。骨/組織を変形させる力を測定すべく追加的な変換器289を含め
ることができる。例えば、ピン内の歪みが測定されるように歪みセンサをピンに
追加することができる。
図14に図示されている。この実施の形態において、フレーム要素298、29
0は、身体部分の一側部に配置されている。クランプ291がフレーム要素29
8、290に固着され且つ図14に仮想線で図示するように、患者の骨内に進む
ピン292に固着されている。フレーム要素298、290は、ヒンジ要素29
5、296によりフレーム要素293、294に接続されている。フレーム要素
293、294は、ストラップ297により患者に固着されている。ピン292
は、運動中、整形具の全体の動きを防止する働きをする。図13及び図14の整
形具の実施の形態の色々な特徴は、以下に説明するように組み合わせることがで
きる。
対して移動することがヒンジ400の回転を伴うようにヒンジの両側部まで伸び
ている。ヒンジ400が回転すると、外側リング402及び内側リング412は
リングレバー408に対して回転する。外側リング402、内側リング412及
び制御ディスク446は、ボルト穴422を通って伸びるボルトを介して互いに
固定状態に保持されている。スライダー448を押して、拘束部460が切欠き 474 から引き出されない限り、ヒンジ400の方向は係止されている。係止ス
ライド452は、スライダー448を引込んだ非係止位置に保持することができ
る。内側リング412に対するリングレバー408の位置は、電気抵抗ディスク
410に沿った電気接点476の位置を介して測定することができる。電気抵抗
ディスク410に沿った電気接点476の相対的な位置は、位置/方向の感知に
有用な可変電気抵抗を提供する。
第5,052,375号は、制御装置からの命令を使用してヒンジを解放するこ
とを可能にする。簡単な機械的な遠隔解放を行い得るようにすることが望ましい
。簡単な写真機シャッターリリース490(図35)をこの目的に適応させるこ
とができる。シャッターリリース490は、制御リング446(図32)のねじ
穴494にてヒンジ400内にねじ付き先端492をねじ込むことができる。圧
力プランジャ496は、ケーブル498を前進させる。シャッターリリース49
0をヒンジ400内にねじ込んだとき、前進するケーブル498は、スライダー
448を押し付け、これによりヒンジ400を非係止状態にする。ノブ500を
回すと、プランジャ496はその伸長位置まで反発して戻り、拘束部460が切
欠き474に係合するようにスライダー448が伸びるとき、ケーブル498及
び係止ヒンジ400を引き出す。手動のヒンジリリースを取り付ける代替的な設
計は、プランジャを引張り、該プランジャはスライダー448を引張り、ロック
が非係合状態となり、プランジャを解放することでヒンジロックが再設定される
ようにすることを含む。
続される。図49及び図50Aに図示するように、変換器764はコード756
の他の部分に取り付けることもできるが、該変換器764はコード756とハン
ドル754又はカフ758の間に取り付けられている。変換器764を間接的に
取り付けるならば、該変換器はコード756に力が加わったとき歪みを受けるハ
ンドル等に取り付ける必要があり、その何れの実施の形態においても、変換器に
より測定された力はコードに加えられた力の関数である。変換器764は歪みセ
ンサ又は伸長センサとすることができる。適当なセンサは、圧電変換器、格子抵
抗変換器等を利用するものが商業的に入手可能である。変換器は、取り付けのた
め適当な基板に取り付けることができる。変換器764は、制御装置232又は
その他の適当な制御装置に接続することができる。
Claims (49)
- 【請求項1】 整形具において、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジと、 ヒンジの回転に対する抵抗力を提供し得るようにヒンジに接続された抵抗力作
用器とを備え、該抵抗力作用器が、 第一の面と、 該第一の面に対して全体として平行であり且つ第一の面に対して選択的に可
動である第二の面と、 第一の面と第二の面との間に配置され、第一の面に対して回転可能であるク
ランクと、 第一の面と第二の面との間に配置された圧縮装置であって、第一の面に対す
るクランクの回転に対して抵抗力を付与し、その抵抗力の程度が第一の面から第
二の面までの距離に関係した圧縮装置とを備える、整形具。 - 【請求項2】 請求項1の整形具において、圧縮装置が複数のハウジングリ
ングに対して分散され且つ該複数のハウジングリングと摩擦接触した複数のクラ
ンクリングを備え、該クランクリングが、クランクと共に回転し且つハウジング
リングが、第一の面と共に回転する、整形具。 - 【請求項3】 請求項1の整形具において、圧縮装置内の張力がノブの回転
により変化し、この変化が第一の面と第二の面との間の距離を変化させる、整形
具。 - 【請求項4】 請求項1の整形具において、抵抗力作用器が係止ピンにより
ヒンジに可逆的に取り付けられる、整形具。 - 【請求項5】 請求項1の整形具において、抵抗力作用器が第一の面と第二
の面との間にばねを備える、整形具。 - 【請求項6】 請求項1の整形具において、ヒンジが該ヒンジの回転可能な
範囲の限界点を設定する選択可能な端部ストッパを備える、整形具。 - 【請求項7】 請求項1の整形具において、抵抗力作用器がヒンジの方向と
共に変化する回転抵抗力を提供する、整形具。 - 【請求項8】 整形具において、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分
と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジと、 ヒンジの周りの回転に対する選択的な抵抗力を提供する抵抗力作用器と、 第一の支持部分に作用可能に接続された歪みセンサと、 歪みセンサの電気的抵抗を使用してヒンジを回転させるべく加えられた力を測
定し得るように較正された制御装置とを備える、整形具。 - 【請求項9】 請求項8の整形具において、抵抗力作用器の回転抵抗力が電
子的に制御される、整形具。 - 【請求項10】 請求項8の整形具において、抵抗力作用器の回転抵抗力が
手操作で制御される、整形具。 - 【請求項11】 請求項8の整形具において、増幅器の出力を所望の範囲内
で設定し得るように基準電圧にてバイアスされた合算増幅器に歪みセンサが接続
され、該合算増幅器の出力が制御装置に伝達される、整形具。 - 【請求項12】 請求項8の整形具において、ヒンジが該ヒンジの方向に関
する出力を提供する位置センサを備える、整形具。 - 【請求項13】 請求項12の整形具において、制御装置がデジタルマイク
ロプロセッサを備え、整形具が、マイクロプロセッサに作用可能に接続されたデ
ィスプレイを更に備え、該ディスプレイが、カーソルの動作を二次元的に表示し
、それぞれの方向への位置が、歪みセンサ及び位置センサの値に相応する、整形
具。 - 【請求項14】 請求項8の整形具において、制御装置がデジタルマイクロ
プロセッサを備える、整形具。 - 【請求項15】 閉チェーン運動を行う方法において、 デジタルマイクロプロセッサ利用の携帯型制御装置により特定された反復率及
び目標力にて力変換器に力を付与し、該力変換器が患者の外部の力により空間内
に保持された状態に保たれるようにする工程と、 力変換器に接続された制御装置を使用して力変換器に付与された力を測定する
工程と、 力変換器に付与された力を表示する工程とを備える、方法。 - 【請求項16】 請求項15の方法において、力変換器が計測器付き体重計
である、方法。 - 【請求項17】 請求項15の方法において、別個の身体部分を使用して第
二の力変換器に力を付与することを更に備える、方法。 - 【請求項18】 請求項15の方法において、力変換器が固定面に対して配
置されたパッドセンサである、方法。 - 【請求項19】 請求項15の方法において、静的閉チェーン運動を行い得
るように選択された角度にて関節を方向決めすることを更に備える、方法。 - 【請求項20】 請求項15の方法において、動的閉チェーン運動を行い得
るように力を加える間、関節の角度を調節することを更に備える、方法。 - 【請求項21】 請求項20の方法において、ディスプレイが目標力を付与
することにより到達可能である1つの目標値を表示する、方法。 - 【請求項22】 請求項20の方法において、ディスプレイが、関節を目標
の角度まで曲げることにより到達可能である1つの目標値を表示する、方法。 - 【請求項23】 請求項20の方法において、関節の角度の方向が計測器付
き整形具に接続されたディスプレイにより監視され、該ディスプレイが付与され
た力の程度を更に表示し、力の方向及び程度がカーソルの二次元的な動きにより
表示される、方法。 - 【請求項24】 運動神経を鍛錬する協調運動を行う方法において、 ディスプレイ上のカーソルが選択した所定の時点にてディスプレイ上の目標位
置に到達するように第一の関節を曲げ、該カーソルの動作が、関節内に配置され
た整形具のセンサを介して関節の動作又は歪みと相関するようにされる工程を備
える、運動神経を鍛錬する協調運動を行う方法。 - 【請求項25】 請求項24の方法において、整形具が、 関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第
二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 位置センサが第二の支持部分に対する第一の支持部分の相対的な方向を検知し
得るように撓み接続部に作用可能に接続された位置センサとを備える、方法。 - 【請求項26】 請求項24の方法において、センサが、デジタルマイクロ
プロセッサを備える携帯型の制御装置に作用可能に接続される、方法。 - 【請求項27】 請求項24の方法において、カーソルの動作が、歪みセン
サを介して関節の歪みと相関される、方法。 - 【請求項28】 請求項24の方法において、カーソルが、位置センサの出
力に相応する一方向への動作と共に及び歪みセンサの出力に相応する他の方向へ
の動作と共に2つの方向に移動する、方法。 - 【請求項29】 請求項24の方法において、第一の関節の動作と共にディ
スプレイを同時に変化させるべく第二の関節を曲げることを更に備え、第二の関
節の動作に起因するディスプレイの変化が、第二の関節における位置センサ又は
歪みセンサの出力により決定される、方法。 - 【請求項30】 請求項29の方法において、センサが、デジタルマイクロ
プロセッサを備える携帯型の制御装置に作用可能に接続され、該デジタルマイク
ロプロセッサが、第一及び第二の関節を曲げるための目標値をディスプレイ上に
提供する、方法。 - 【請求項31】 請求項24の方法において、センサが、歪みセンサと、位
置センサとから成る群から選択される、方法。 - 【請求項32】 計測器付き運動装置において、 弾性的コードと、 該コードに付与された力が変換器からの出力を変化させるように弾性的コード
に接続された変換器と、 該変換器に作用可能に接続されたディスプレイとを備える、計測器付き運動装
置。 - 【請求項33】 請求項32の計測器付き運動装置において、該コードに接
続されたハンドルを備える、計測器付き運動装置。 - 【請求項34】 請求項32の計測器付き運動装置において、身体部分の周
りに固着し且つコードに取り付けられたカフを更に備える、計測器付き運動装置
。 - 【請求項35】 請求項32の計測器付き運動装置において、前記コードが
弾性的バンド又は弾性的チューブから成る、計測器付き運動装置。 - 【請求項36】 請求項32の計測器付き運動装置において、変換器が歪み
センサ又は伸長センサである、計測器付き運動装置。 - 【請求項37】 請求項32の計測器付き運動装置において、変換器及びデ
ィスプレイに作用可能に接続されたデジタルマイクロプロセッサを更に備える、
計測器付き運動装置。 - 【請求項38】 請求項37の計測器付き運動装置において、完了した運動
手順に関する情報を表示し得るようにプログラム化された、計測器付き運動装置
。 - 【請求項39】 請求項37の計測器付き運動装置において、マイクロプロ
セッサが、直列接続部と、モデムと、無線トランスミッタと、赤外線トランスミ
ッタと、電話接続部とから成る群から選択された出力装置を備える、計測器付き
運動装置。 - 【請求項40】 計測器付き運動装置において、 関節にて接続された2つのレバーアームを備えるフレームと、 フレームに対して付与された捩れ力が変換器により測定されるようにフレーム
に接続された変換器と、 該変換器に作用可能に接続されたディスプレイとを備える、計測器付き運動装
置。 - 【請求項41】 請求項40の計測器付き運動装置において、関節がヒンジ
を備える、計測器付き運動装置。 - 【請求項42】 請求項41の計測器付き運動装置において、ヒンジが調節
可能な抵抗力を有する、計測器付き運動装置。 - 【請求項43】 請求項40の計測器付き運動装置において、レバーアーム
の動きがばねを圧縮するようにレバーアームニ取り付けられたばねを更に備える
、計測器付き運動装置。 - 【請求項44】 請求項40の計測器付き運動装置において、変換器が歪み
センサを備える、計測器付き運動装置。 - 【請求項45】 請求項44の計測器付き運動装置において、歪みセンサの
出力が付与された力と相関される、計測器付き運動装置。 - 【請求項46】 請求項40の計測器付き運動装置において、変換器が、位
置センサの出力がヒンジの方向と関係付けられるようにヒンジに接続された位置
センサを備える、計測器付き運動装置。 - 【請求項47】 請求項40の計測器付き運動装置において、身体部分に取
り付けられ且つレバーアームに取り付けられるカフを備える、計測器付き運動装
置。 - 【請求項48】 請求項40の計測器付き運動装置において、変換器及びデ
ィスプレイに接続されたデジタルマイクロプロセッサを更に備える、計測器付き
運動装置。 - 【請求項49】 請求項48の計測器付き運動装置において、マイクロプロ
セッサが、直列接続部と、モデムと、無線トランスミッタと、赤外線トランスミ
ッタと、電話接続部とから成る群から選択された出力装置を備える、計測器付き
運動装置。
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