JP4544994B2 - 切断患者の経過をモニタするためにセンサを組込んだソケットライナー - Google Patents

Description

本分野は、概ね、人の手足の状態をモニタするための装置および方法に関する。さらに詳細には、いくつかの実施形態は、切断患者の手足の状態に影響するデータの分析に関する。いくつかの実施形態は、ソケットライナーの使用を通じて手足をモニタすることを目的とする。

絶えず改良される技術を利用することによって、切断患者は、人工装具を使用している間により多くの手段が役に立つことが分かっている。切断患者は、手足に配置されるソケットを使用することが多く、それにより、手足が人工装具に取り付けられる。人工装具は、切断患者のための脚、腕、足あるいは手として機能し得る。

しかしながら、ソケットの使用は、ユーザに、刺激、体積収縮および他の悪影響をもたらす場合がある。ライナー、ソックス、スリーブおよび他の手足のカバーは、ソケットが所定位置にある間、手足を傷つけにくくするために使用されることが多い。ライナーが保護するにもかかわらずなお、手足への損傷が生じる場合がある。

ソケットを使用する切断患者に、機能をさらに提供する新規な装置および方法への要請がある。

簡潔に述べるが、本発明の実施形態は、切断患者、あるいは医者または義肢装具士などの人が、手足の種々の特性をモニタ可能な装置および方法を提供する。さらに詳細には、手足を受け容れるように適合された受容部を有するソケットまたは他のアイテムなどのガーメントにより、手足が覆われると、モニタが開始される。手足は、ソケットライナーで覆うことが好ましい。任意選択的に、ライナーは、単一のまたは複数の層構成にすることができる。ライナーは、一日を通じて手足からのデータを受信するように適合された生理学的センサなどのセンサを保持するように構成する。センサは、手足から種々の生理学的な特性を受信するように構成可能である。ライナーは、センサからデータを受信し、コンピューター、ユーザ、医者または義肢装具士にそのようなデータを送信するように構成された送信機をさらに備えることが好ましい。それにより、データの受信機は、覆われた手足の状態をモニタすることに役立つ。

したがって、一実施形態では、切断患者の手足を受け容れるソケットが提供される。ソケットは、切断患者の手足を受け容れるように適合されたライナーと、ライナー内に設けられた１つまたはそれ以上のセンサとを備え、センサは、受信された生理学的データをモニタするように適合されている。一実施形態では、ライナーは、センサを受け容れる複数の溝を含んでいる。一実施形態におけるセンサは、ライナーの表面に沿って設けられるストリップである。他の実施形態では、センサは、様々な形状およびサイズにすることができる。例えば、ライナーのまわりにまたはライナー内に、リング状のセンサを配置することができる。さらに、ライナーの長さに沿って、別個の位置に、より小さなセンサを配置することができる。これらのより小さなセンサは、環状または他の幾何学的形状にすることができる。一実施形態では、ライナーは、２つの部分を接着して形成する。

ソケットライナーの一実施形態は、ライナーと、データをモニタするように適合されライナー内に設けられた１つまたはそれ以上のセンサとを含んでいる。１つのライナーは、内側層と、外側層と、手足の生理学的特性をモニタするために使用される、チャネル内のセンサとを含んでいる。別のライナーは、手足からデータを受信する生理学的センサと、受信機へデータを送信する送信機とを保持している。別の実施形態では、複数のセンサを保持する受容部を有するガーメントを開示しており、このガーメントでは、エンドユーザに受信データを送信するように構成されている。さらに、１つの生理学的センサが内側に配置されたライナーにより蓄積されたデータを用いることによって、手足の生理学的特性をモニタする方法が提供される。

本発明の好ましい実施形態は、切断患者のためのインターフェースの開発を目的とし、本実施形態では、手足用の物理的なデータを、通常の行動が行われている間中に集めることができる。一実施形態では、ソケットを、手足と人工装具との間のインターフェースとして使用する。切断患者は、ソケット内にサスペンションおよび快適さを提供するライナーを使用する場合がある。ライナーは、シリコンまたは他の材料から製作可能であり、ソケットをロック機構に提供することができる。ロックライナーは、ピンを組み込み、ソケットのサスペンションに役立つ。ロック解除ライナーまたは衝撃緩和ライナーは、一般に、快適さのために使用され、ソケットのサスペンションを提供するベルトまたは他の機構を使用する。ライナーという用語は、広義の用語と解釈するものとし、切断患者の手足に配置されたソックス、スリーブ、インサートまたは他のカバーを含める場合がある。同時に、ライナーは、普通のかつ通常の意味で使用するものとする。さらに後述する一実施形態では、センサは、手足とソケットとの間に配置されるソケットライナー内に組み込まれる。代替実施形態では、センサは、ソケットソックスに、またはソケット自体内に組み込まれる場合がある。一般に、ソックスは、手足に対する衝撃を緩和することができ、また、一日を通じて失われるボリュームを手足へ加える。

好ましくは、センサは、ソケットライナーを形成するシリコンあるいは他の高分子材料（例えば、熱可塑性エラストマーまたはポリウレタン）内に配置される。センサは、次のものを含み得るが、それらに限定はされない。
・高感度のＳｐｏ２センサアレイによってなど、周囲の酸素の測定およびマッピング用の酸素センサ、
・手足周りにおけるソケットおよび／またはライナーの適合性を検出する圧力センサ、
・温度センサ、
・血圧測定センサ、
・湿度センサ、
・グルコース測定センサ、
・歩行中においてライナーおよび／またはソケット内における手足の動きを測定するセンサ、
・一日を通じて手足のボリュームの変動を測定するセンサ、
・体脂肪測定センサ、
・活動、すなわち、人工装具を毎日どれぐらいの時間着用しているか、また激しい活動期間があるかをモニタするセンサ。
・ソケットおよび／またはライナーにより手足にかかる剪断力を測定するセンサ。

異なる応用のための、また他の診断または生理学的な測定のための他のセンサを、ライナー内において使用可能であることが理解されるだろう。

センサによって得られたデータは、ライナー内に組み込まれライナーと通信する装置を使用して、遠隔地のリハビリテーション専門医および／またはＣＰＯ（認定された義肢装具士）へ送信可能である。この方法は、切断患者を社会に溶け込ませることに役立ち、人工装具の快適さを最大限にし人工装具が最大限に活用されるようにする。別の目的は、統計学的方法で切断患者に関する医学情報を収集することであり、それにより、よりよい治療を行うことができる。センサは、溝、チャネルまたはポケットを用いて、ライナー内の所定位置に保持され得る。ポケットは、両端が開いているかまたは閉じているものにすることができる。あるいは、溝、チャネルおよびポケットを組み合わせることができる。さらに、センサをライナー上に延ばすことができる。センサは、剛性のある材料から作製するか、軟質材料から作製するか、あるいは剛性のある材料と軟質材料とを組み合わせて作製することができる。

ソケットライナーにセンサを組み込み可能な２つの方法が、一体型センサ、およびソケットライナーの層同士の間に配置されたセンサである。しかしながら、センサは、ソックス、ソケットインサート、ソケット自体の中に配置することができ、また切断患者の手足に配置された装置に組み込み可能な他の材料の層内に配置することができる。

図１は、生理学的センサ、さらに好ましくは圧力センサ１４、１６および酸素センサ１２を組み込んだソケットライナーの一実施形態を示す。「生理学的センサ」という用語は、広義の用語でありかつ通常の意味であるものとする。生理学的センサは、周囲の酸素、温度、湿度、体脂肪、血液ガス、血圧、血糖値および上述のような他の関連データを測定するために使用可能である。生理学的圧力センサ１４、１６は、患者の状態の基準として用いることができる、手足によりライナーにかかる圧力をモニタするために使用可能である。圧力センサ１４、１６は、さらに、ライナー１０および／またはソケットにより手足にかかる圧力をモニタ可能である。酸素センサ１２は、上述のような周囲の酸素を測定するために使用可能である。

ライナー１０は、単一または複数の層を備え得る。ライナー１０は、２つの層１８、２０で製造することが好ましい。一実施形態では、内側層１８は、センサ１２、１４、１６が配置される、６つまでの長手方向の溝またはチャネル２２を含むことが好ましい。センサ１２、１４、１６は、溝２２の１つまたはそれ以上の溝に配置することができる。一度センサ１２、１４、１６を正確な位置に配置すると、外側層２０を内側層１８にかぶせる。次に、内側層１８と外側層２０とを接着する。他の適切な材料を同様に使用してもよいが、両方の部分をシリコンから製造することが好ましい。

図２および図３は、６つの圧力センサ１４、１６を設けたライナー１０の内側層１８を示す。図６から図９にさらに詳細を示すように、一実施形態では、短い５つの圧力センサ１４と、長い１つの圧力センサ１６とが設けられている。短い５つの圧力センサ１４は、ライナー１０の円周に沿って約４５°の間隔をおいて設けられ、また、長い１つの圧力センサ１６は、短い５つのセンサ１４の最も中央に対して１８０°反対側に配置されることが好ましい。長さが３００ｍｍのシリコンライナー１０が使用される例では、好ましくは、短いセンサ１４は長さが約２６０ｍｍであり、長い１つのセンサ１６は、長さが約４１０ｍｍで、内側層１８の底まわりを反対側へ巻きついている。上に定めたこれらの長さは、各センサ１４、１６の可撓性のある部分の全長を指す。センサ１４、１６は、さらに、剛性のある部分２６を含み、この剛性のある部分２６は、（図６から図９に示したように）ライナー１０の上部縁２４の上方に配置されることが好ましい。センサのどんな部分も、軟質または剛性材料から作製することができる。センサは、シリコンおよび他の同様の高分子材料から作製することができる。一実施形態では、センサは、金属とフォームとの組み合わせにより作製可能である。ここに示した実施形態では、剛性のある部分２６の長さは、約３０ｍｍにすることが好ましい。

図４および図５は、酸素センサ１２を設けたライナーの内側層１８を示す。酸素センサ１２は、圧力センサ１４、１６に隣接して、その下に、またはその上を延びるなど、種々の位置に配置可能である。図４および図５に示すように、酸素センサ１２は、圧力センサ１４上に設けられ、また、酸素センサ１２と、圧力センサ１４、１６との両方は、ライナー１０の縁２４の上を延びる。別の実施形態（図示せず）では、センサ１２、１４、１６は、完全に、ライナー１０の内側層１８と外側層２０との間に配置される。別の実施形態では、酸素センサ１２は、圧力センサ１４、１６に接続されずに、ライナー１０内に組み込まれる。あるいは、酸素センサ１２は、ライナー１０、ソックス、インサート、および／またはソケット内に、前述の生理学的センサ１２、１４、１６のどれかと組み合わせて、または単独で組み込み可能である。図１に示すように、組み立てたライナー１０の一実施形態では、３つの酸素センサ１２をライナー１０内に設けている。

ライナー１０のセンサ１２、１４、１６の数および構成を変更可能であることが理解されるだろう。ライナー１０内にセンサ１２、１４、１６を組み入れる他の方法を同様に利用可能であることが、さらに理解されるだろう。さらに、センサ１２、１４、１６は、ライナー１０内に配置しなくてもよいし、ソケット自体の中に配置してよい。既述の装置の他の変更も考えられる。したがって、本発明の範囲は、上述の好ましい実施形態には限定されない。

２層のソケットライナーを組み立てた一実施形態を示す。 底側の層に圧力センサを巻きつけた内側ライナーを示す。 図２の内側ライナーの別の図である。 酸素センサおよび圧力センサを有するソケットライナーの内側層の一実施形態を示す。 図４のソケットライナーの別の図である。 ２層のライナーの側面図である。 図６のライナーについての上端面図である。 センサを有する内側の層の側面図である。 ２層のライナーの断面図である。 圧力センサを有する内側層の等角図である。

Claims (20)

1. 切断患者の手足を受け容れるためのソケットであって、
   切断患者の手足を受け容れるように適合され、内側層と前記内側層を覆うように構成される外側層とを有するライナーと、
   前記ライナー内に設けられ、受信したデータをモニタするように適合され、前記内側層と外側層との間に配置可能な１つまたはそれ以上の生理学的センサと、
   を備えるソケット。
2. 前記センサは、圧力センサである請求項１に記載のソケット。
3. 前記センサは、酸素センサである請求項１に記載のソケット。
4. 前記センサは、圧力センサと酸素センサの両方を備える請求項１に記載のソケット。
5. 前記ライナーは、前記センサを受け容れる複数の溝を含んでいる請求項１に記載のソケット。
6. 前記ライナーは、前記センサを受け容れる複数のポケットを含んでいる請求項１に記載のソケット。
7. 前記センサは、前記ライナーの表面に沿って設けられたストリップである請求項１に記載のソケット。
8. 前記ライナーは、２つの部分を接着して作製されている請求項１に記載のソケット。
9. １つのセンサは、前記内側層の底の周りに巻き付けられている請求項７に記載のソケット。
10. 切断患者の手足を受け容れるためのライナーであって、
    内側層及び外側層を備え、
    前記内側層または外側層は、前記内側層及び外側層の間に画定された少なくとも１つのチャネルを有し、
    前記少なくとも１つのチャネル内に備えられ、手足の生理学的特性をモニタするために使用する少なくとも１つの生理学的センサと、
    を備えるライナー。
11. 前記チャネルは、ポケットである請求項１０のライナー。
12. 前記センサは、酸素センサである請求項１０のライナー。
13. 前記センサは、圧力センサである請求項１０のライナー。
14. 前記センサは、ストリップである請求項１０のライナー。
15. 前記センサは、前記内側層の底の周りに巻き付けられている請求項１４に記載のライナー。
16. 切断患者の手足を受け容れるためのソケットライナーであって、
    内側層と前記内側層を覆うように構成される外側層を有し、生理学的センサを収納するよう構成されたライナーと、
    生理学的特性に関するデータを手足から受信するように構成され、前記内側層と外側層との間に配置可能な生理学的センサと、を備え、
    前記センサは送信機と通信し、
    前記送信機は、エンドユーザが、手足の生理学的特性を分析することができるように、受信機へデータを送信するように構成されているソケットライナー。
17. 前記ライナーは、内側層および外側層を有し、
    前記内側層は、前記センサを保持するように構成され、
    前記外側層は、前記内側層と前記ソケットとの間にインターフェースを提供することに役立つ請求項１６に記載のソケットライナー。
18. 前記センサは、前記内側層の底の周りに巻き付けられる請求項１７に記載のソケットライナー。
19. 切断患者の手足を受け容れるガーメントであって、
    手足を受け容れ複数のセンサを保持するように適合された受容部であって、内側層と前記内側層を覆うように構成される外側層を有する、切断患者の手足を覆うためのライナーを含む前記受容部と、
    手足から生理学的データを受信するように適合され、前記内側層と外側層との間に配置可能なセンサと、
    を備え、
    手足の状態をモニタするために、エンドユーザへ生理学的データを送信するように構成されているガーメント。
20. 手足の生理学的特性をモニタするよう形成されたライナーの使用方法であって、
    ライナーを手足に装着するステップであって、前記手足は前記ライナーの内側層と外側層の間に配置された少なくとも1つの生理学的センサを有しており、前記手足に装着され
    たライナーは前記少なくとも１つの生理学的センサが前記手足に近接して配置されるよう構成され、前記少なくとも１つの生理学的センサは前記手足の少なくとも１つの生理学的特性を感知するよう構成されているステップと、
    前記手足の生理学的特性を含むデータに対応する信号を通信するステップと、
    前記通信されたデータを蓄積するステップと、を備える方法。

Images