JP2004321810A - ずれのない脛骨スタッドを具えた後部安定化人工補装具 - Google Patents

Abstract

【課題】 安全であり、かつ９０°以上の大きさの屈曲に対して変位の危険性を低減できる後方安定化人工補装具と称される膝用人工補装具を提供する。
【解決手段】 後方安定化人工補装具の脛骨インサートは、前記インサートのベースから垂直に突出している脛骨スタッド（２）を有すると共に、後方に向けて曲がった面（６）を有し、前後方向面における横断面において、後方面（６）は、少なくとも部分的に後方側に向けて曲げられた凹面を有する凹曲面形状をなす、いわゆる接触曲線と称される曲線を形成し、頂点における前記曲線上の一つの点（２２）は、ベースから離れ、頂点において前記曲線上の他の点、特に前記曲線の他の点よりも後方であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、いわゆる後部安定化人工補装具と称される膝用人工補装具に関する。この人工補装具は、特に係止手段によって大腿骨に固定されるように意図された大腿骨部分と、特に係止手段によって脛骨の基端部に固定されるよう意図された脛骨部分とを有している。脛骨部分と大腿骨部分との間にはインサート（半月板とも云う）が挿入され、これは、通常は、大腿骨部分と脛骨部分の材料よりも柔らかい材料、例えばポリエチレンなどで作られている。このインサートはその上方部分にほぼ凹んだ面を有し、大腿骨部分から突出した二つの隆起部がこれに滑り又は転がり接触している。脛骨スタッドと称されるスタッドがインサートのベースへ垂直方向に突出している。大腿骨部分のこれら二つの隆起部の間には、隆起部間空間と称される開口部が形成され、これを脛骨スタッドが通過している。この開口部の後側の限界を定めるために、一方の隆起部から他方の隆起部まで脛骨スタッドを横切って延在するいわゆる大腿骨スタッドが設けられている。

膝の回転或いは屈曲の際に、この大腿骨スタッドは脛骨スタッドに、約３０°の屈曲角度から接触する。最近の人工補装具においては、屈曲が９０°を越えると、大腿骨部分は後方への後退によって高い危険性が生じ、恐らくはかなりの歪みが起こって最後には人工補装具が変位するであろう。

本発明は、安全であり、かつ９０°以上の大きさの屈曲に対して変位の危険性を低減できる後方安定化人工補装具と称される膝用人工補装具を提案することによって、従来技術のこれらの欠点を解消することを目的とする。

本発明は、請求項１に記載の完全膝用人工補装具である。屈曲が増大するにつれて接触点が下降するようにすることにより、脛骨部からの大腿部の変位の可能性が改善され、大腿骨スタッドは、脛骨インサートへより突き出す傾向を持ち、その結果、脛骨スタッドの上端から外れる傾向がより少なくなる。

本発明の改良は、請求項２ないし９に定義されている。

本発明は、請求項１０に明らかにされているように、インサートに関するものでもある。

この人工補装具においては、大腿骨スタッド、例えば、円柱形状をなし、膝が屈曲するに伴って、脛骨スタッドの後面上を回動またはスライドする。従来技術の人工補装具において、大腿骨スタッドと脛骨スタッドとの間の接触点は、接触曲線上でより後方の頂点を与えることにより、膝の屈曲に伴って上昇（すなわち、インサートのベースから離れて移動する）する傾向がある。大きな屈曲角で、外れる可能性がなくなり、その結果、より安全な人工補装具が得られる。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記接触カーブは、ベースと頂点との間の中間部分に直線状セグメントを有している。

本発明の１つの改良によれば、前記曲線の少なくとも一部が、所与の点から前記頂点に至るまで、曲線上の点が頂点に近づくほど後方に位置するような形状をなしている。

増大する後方カーブと称されるこの種のカーブと共に、大腿骨スタッドと脛骨スタッドとの間の接触点は、屈曲が進行するにつれて下降し、これによってずれの危険性が減少するであろう。

本発明は、当該発明におけるインサートを有する膝用人工補装具を提供することをも目的としている。

本発明の膝用人工補装具の大腿骨部は、いわゆる後方安定化人工補装具であって、脛骨インサートの脛骨スタッドを挿入することを意図した開口部を形成するために、円柱形の大腿骨スタッドが両者の間に延在している二つの隆起部と、前記脛骨スタッドは前記隆起部の凸状外面に接触する凹状上面とを有し、この接触が、中心点を有する接触域によって形成され、大腿骨スタッドの横断面の限界を定める曲線は、接触域の中心点の後方へ移動が、８０〜９０°の屈曲角度に対しては０になるまで屈曲角に従って減少し、かつ１２０〜１３０°の最大屈曲に対して０を維持するように形成されている。

隆起部とインサートとの接触点をこのように動かすことによって、即ち８０〜９０°から完全な屈曲（１２０〜１３５°）に至るまでの屈曲に対し、この点からの後退を無くすことは、大腿骨部分の後退やずれのリスクおよびインサートの磨耗を大幅に減少させる。こうして、より安全で且つ自然の膝の動きに一層精密に似せた、より長持ちする人工補装具が得られる。

本発明の好適な実施態様によれば、横断面の限界を定める前記曲線が、いわゆる頂点において出会っている少なくとも二つの円弧状の凸状セグメントを有し、該頂点から前記二つの凸状セグメントを接続する直線状セグメントまでの垂直投影によって形成される点が、１／３〜１／６の比率で該直線状セグメントの後端の方に近い位置にある。

本発明の好適な実施態様によれば、大腿骨スタッドの横断面の限界を定める前記曲線の凸状セグメントは、隆起部の外面の前後方向平面における横断面によって規定される曲線のセグメントに、相似関係の範囲内において実質的に対応している。

本発明の好適実施形態を、単に例示のためにのみ図面を参照して説明する。

図１は、前後方向平面、即ち膝が屈曲した際の大腿骨と脛骨の長手方向軸によって規定される平面における、ポリエチレン製の脛骨インサート１を示し、これはインサートのベースから垂直方向に突出した脛骨スタッド２を有し、このベースは隆起部４の外表面が接触する二つの上部接触表面３を有している。

左右二つの隆起部４（断面を示す図面には一つだけが示されている）の間には、隆起部間空間が形成され、これを脛骨スタッド２が通過している。大腿骨スタッド５が一方の隆起部から他方の隆起部まで中央横方向（図の平面に垂直）に延在している。
膝が伸ばされた位置にある場合、脛骨スタッドと大腿骨スタッドは互いに離れている。

３０°の屈曲から、大腿骨スタッドは脛骨スタッドの後面６に接触する。各隆起部は中心点８を有する接触域においてインサートに接触する。

大腿骨スタッドの横断面は、前記の点８が８０〜９０°と１３０°との間の角度のいずれの屈曲に対しても固定されるように、隆起部、インサートの接触表面及び脛骨スタッドの後面の形状を考慮して選ばれる。

特に、好ましい実施形態において、後方と前方の二つの曲線１２、１３のセグメントが延び出す後端１１と前端１６を有する直線状セグメント１０によって、大腿骨スタッドの横断面を準備することができる。この曲線の二つのセグメントは、凸面をなし、特にこの場合は、円弧状をなしている。これらは頂点１４で出会っている。この頂点１４から直線状区域への垂直投影１５は、前端１６よりも後端１１の近くに位置している。特に、１５から１６までの距離に対する１５から１１までの距離の比率は、１／３〜１／６の間にある。

特に、図１に示されているように、閉曲線１０−１２−１３の形状は、相似関係の範囲内で、膝が水平セグメント２０（図２に点線で部分的に示されている）によって補われた伸びた状態にある場合に対応している。

脛骨スタッドはその頂点に、後方に突出した一種の先端２２を有する。大腿骨スタッドの後面６は皿型をなし、この皿の底２５は実質的に平坦で、スタッドの縦方向の実質的に全域にわたって延在している。

図１の横断面において、後面６は、接触曲線を形成している。

前記頂点２２は、直線セグメント２５の始点から頂点２２に至る脛骨スタッドの全ての点よりも、より後方にある。さらに、その曲線上の点は、頂点２２に近いほど屈曲点２６から後方へと、より接近している。

従って、脛骨スタッドの後面の形状は、大腿骨スタッドと脛骨スタッドの間の接触点３０が、図３及び図４に示すように８０〜９０°以上の大きな屈曲角の領域において、屈曲角度が増大するに伴って下降するように選択されている。

図４にも示されるように、例えば、ベースと頂点２２との間の直線セグメント２５は、脛骨インサートのベース、特に、脛骨プレート上に置かれているインサートのより低い面に対して直角である。

膝が伸びた状態（０°の屈曲）におけるいわゆる後部平面における脛骨プレート上に載せられることを意図した脛骨インサート上の後部安定化人工補装具の大腿骨部分を示す図である。 ４５°の屈曲に対する図１の大腿骨部分を示す図である。 ９０°の屈曲に対する図１の大腿骨部分を示す図である。 １２０°の屈曲に対する図１の大腿骨部分を示す図である。

符号の説明

１ 脛骨インサート
２ 脛骨スタッド
４ 隆起部
５ 大腿骨スタッド
６ 脛骨スタッドの後面
８ 中心点
１０ 直線状セグメント
１１ 後端
１２ 曲線
１３ 曲線
１４ 頂点
１５ 垂直投影
１６ 前端
２０ 水平セグメント
２１ 外面
２２ 先端
２５ 底
３０ 接触点
Ａ 曲線

Claims (10)

1. 完全な膝用人工補装具であって、
   大腿骨スタッドを有する大腿骨部分と、脛骨部と、インサートとを有し、
   前記インサートは、大腿骨部分と脛骨部分との間に挿入されると共に、前記インサートのベースから突出している脛骨スタッドを有し、前後方向面平面における接触曲面に沿って大腿骨スタッドに接触可能であり、
   前記脛骨スタッドおよび前記大腿骨スタッドの形状および配置は、前記大腿骨スタッドと前記脛骨スタッドの接触点が、前記大腿骨スタッドの移動に対する脛骨部分の相対的な屈曲に伴い、接触曲面上において下降するようになっていることを特徴とする完全膝用人工補装具。
2. 前記脛骨スタッドは、後方側へと向けて曲がる面（６）を有し、前後方向平面における横断面において、前記後面６は、少なくとも部分的に、後方側に向けて曲げられた凹面を有する凹曲面形状の接触曲面を形成し、前記曲面上の一点（２２）は、頂点においてベースから離れ、前記曲面上の他の点（２５，２６）、すなわち曲面上の殆どの点よりも後方にあることを特徴とする請求項１に記載の完全膝用人工補装具。
3. 前記接触曲面は、直線セグメント（２６）を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の完全膝用人工補装具。
4. 前記直線セグメントは、前記ベースと前記頂点の中間部分に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の完全膝用人工補装具。
5. 前記直線セグメントは、前記インサートのベースに実質的に直角であることを特徴とする請求項３または４に記載の完全膝用人工補装具。
6. 前記曲線は、少なくとも部分的に、所与の点から前記頂点において、曲線上の一点が
   より頂点に近づくほど後方に位置するような形状をなしていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の完全膝用人工補装具。
7. 前記大腿骨部分は、二つの隆起部を有し、その隆起部の間には、脛骨インサートから突出しているいわゆる脛骨スタッドを挿入することを意図した開口部を形成するために、円柱状の大腿スタッドが延在し、前記脛骨インサートは、前記隆起部の外側の凸面に接触する凹面状の上面を有し、その接触は、中心点を有する接触領域を形成してなり、
   前記大腿骨スタッドの横断面を定める曲線は、前記接触領域の中心点が後方への移動（後退）を行い、その移動は８０〜９０°の屈曲角までは０となるまで屈曲角に従って行われ、かつ最大１２０〜１３０°の屈曲に対しては０を維持するように形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の完全膝用人工補装具。
8. 前記横断面を定める曲線は、いわゆる頂点において出会っている円弧状の二つのセグメントを有し、該頂点から、前記二つのセグメントを接続する直線セグメントへの垂直投影によって形成される点が、１／３〜１／６の割合によって前端よりも、前記直線セグメントの後端に近い位置にあることを特徴とする請求項７に記載の完全膝用人工補装具。
9. 前記大腿骨スタッドの横断面を定める曲線の前記凸状セグメントは、前記隆起部の外面の前後方向面における横断面によって規定される曲線のセグメントに実質的に対応していることを特徴とする請求項７または８に記載の完全膝用人工補装具。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載された完全膝用人工補装具において使用される脛骨インサート（１）であって、前記脛骨インサートは、
    ベースから突出している脛骨スタッドと、
    後方側へ向けて曲げられた面を有する脛骨スタッドと、
    前後方向面における横断面において、前記後面（６）は、少なくとも部分的に後方側に向けて曲げられた凹面を有する凹曲面形状をなす接触曲面を形成し、前記曲面上の一点２２、すなわち頂点は、前記ベースから離れ、前記曲面上の他の点（２５，２６）、すなわち前記曲面上の大部分の他の点よりも後方にあり、
    前記接触曲面は、前記ベースと頂点との間の中間部分に配置された直線部分を有し、前記直線セグメントは、前記インサートのベースに実質的に直角であることを特徴とする脛骨インサート。
    
    

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