JP4750956B2 - 膝義肢 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整形された脛骨に固定手段を介して固定された水平な支持用脛骨板を含む脛骨部と、通常プラスチック材で作られて脛骨板上に固定又は可動にセットされる脛骨インサート又は半月板部分、及び２つの関節丘と１つの解剖学的にいうトロクレア部（ｔｒｏｃｈｌｅａ ｐａｒｔ、滑車形関節部）を含む大腿骨部を備えた型式の膝義肢に関する。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
大腿骨部に設けられる１以上の関節丘は通常球状の外面を有する。矢状面（ｓａｇｉｔｔａｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ）、即ち、膝が曲げられた時の脛骨の軸線及び／又は大腿骨の軸線に平行な、従ってまた前後方向軸線（ｐｒｅ−ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ ａｘｉｓ）にも平行な、面から見た場合、関節丘の形状は円弧をなし、その角度は通常的な膝の屈伸範囲、即ち、０°から１２０°又は１３０°の間、である。関節丘の球状面は、これと相補形状をなす脛骨インサートの上面と係合し、これらの両面の間には摺動する動きが行われる。
【０００３】
この型式の膝義肢は、例えばブリティッシュ・テクノロジー・グループ社の国際特許出願ＷＯ９２／０３１０８に開示されている。この型式の従来の膝義肢は、後部交差靱帯（ＰＣＬ）を保全した状態でこの膝義肢を用いることが好ましいという不具合がある。従来の膝義肢においては、大腿骨部は、角度０°、即ち、脛骨と大腿骨が垂直で互いに平行をなす位置、を超えて、即ち、回転のマイナス角度範囲において、摺動することができる。このマイナス角度は、通常は膝を曲げた時に脛骨が足の後方から大腿骨方向に閉じることゝは反対に、脛骨が足の前方から大腿骨方向に閉じる状態に相当する。この状態は、後部交差靱帯が保全されていない状態で膝義肢を用いる場合に、脛骨インサート又は大腿骨部の脱臼を引起す結果となる。
【０００４】
上記の型式の膝義肢はまた、ＰＣＴ特許出願ＷＯ９４／２６２１２によるウォーカー社の欧州特許第０，６５３，９２７号に記載されている。関節丘には凹部が設けられており、これが膝の屈伸角度０°（膝が伸長された状態）において完全に一致する係合をなす。この膝義肢においても、前述の例と同様に、後部交差靱帯が保全された状態でこの膝義肢を用いることが好ましいとされている。
【０００５】
本発明は、回転の角度がマイナス５°又はマイナス１０°を超えることを許容せず、後部交差靱帯の保全の有無を問わず、特に後部交差靱帯が欠落した場合に、用いることのできる膝義肢を提供することにより、上述の不具合を解消することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による膝義肢は次のような手段により構成される。即ち、本発明の膝義肢は、２つの関節丘と１つのトロクレア部を有する膝義肢大腿骨部と脛骨インサートを備えた膝義肢であって、前記関節丘の各々は、少くとも通常の屈伸範囲の部分において、脛骨インサートの上面と相補形状をなしてこれに係合する外面を有するものに関する。こゝにおいて、トロクレア部には少くとも１つの凹部が形成され、この凹部の各々と脛骨インサートの前縁上部の相対配置と形状は、大腿骨部がマイナス角度で回転し曲げられる場合に、所定のマイナス角度限度を超えて、脛骨インサートの前縁上部に当接し停止することを防止するように設定される。
【０００７】
大腿骨部のトロクレア部に形成された凹部は、膝の前方側において、脛骨インサートの前縁上部に当接し、これにより大腿骨部は、例えば屈伸角度マイナス５°において停止することができる。即ち、大腿骨部は、脛骨インサートとトロクレア部に形成された凹部との当接により停止し、これ以上のマイナス角度に回転し曲げられることが防止される。これにより、膝義肢は、後部交差靱帯が欠落している場合でも過度にマイナス角度に曲げられることがなくなる。
【０００８】
従来の技術では、後部交差靱帯の働きにより過度のマイナス角度への曲げが防止されていたが、本発明によれば、後部交差靱帯がない場合でもマイナス角度への過度の曲げが防止される。
【０００９】
本発明の実施の形態によれば、上記の所定のマイナス角度限度は、角度０°〜マイナス１０°の間、好ましくはマイナス５°、である。
【００１０】
同じく本発明の実施の形態によれば、脛骨インサートの前縁上部は少くとも１つの突出部を有し、この突出部の各々は、前記凹部に当接し停止するように、矢状面において、この凹部と相補形状に形成される。
【００１１】
同じく本発明の実施の形態によれば、上記の突出部の各々は、脛骨インサートの平らな底面からの高さにおいて、脛骨インサートの後縁上部の高さよりも高く形成される。
【００１２】
同じく本発明の実施の形態によれば、上記の関節丘の各々は、球状に形成される。
【００１３】
同じく本発明の実施の形態によれば、上記の関節丘の各々は、矢状面において、中間部円形部分をなす第一円形部分と端部円形部分をなす第二円形部分の２つの円形部分を有し、前記第一円形部分の曲率半径は前記第二円形部分の曲率半径よりも大きくされる。
【００１４】
同じく本発明の実施の形態によれば、上記の凹部は、矢状面において、前記トロクレア部の膨らみに相当する円形部分に沿って前記関節丘の端から角度１０°〜３０°の範囲において前記トロクレア部内に形成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明を添付の図面を参照して実施の形態により説明する。
【００１６】
図１において、膝の屈伸角度は、大腿骨部ピン１１の軸線と脛骨部１の取付けの軸線とがなす角度である。図１において、この屈伸角度は０°である。大腿骨が定置状態の脛骨に関して反時計方向に回転した時、屈伸角度はプラスである。例えば、図３において、屈伸角度はプラス６０°である。大腿骨が定置状態の脛骨に関して時計方向に回転した時、屈伸角度はマイナスである。例えば、図２において、屈伸角度はマイナス５°である。
【００１７】
図１は、膝が伸長した状態にある完成された膝義肢を示している。この完成された膝義肢において、脛骨部１は脛骨部１の軸線から横方向に伸びるように取付けられた脛骨板２を有し、この脛骨板２が脛骨の上端に乗るように固定される。ポリエチレン材で作られた脛骨インサート又は半月板部分３が、脛骨板２上に乗せられる。脛骨インサート３は、脛骨板２に固定されたほぞ部４（図６）と脛骨インサート３内に設けられた空所５の組合せを介して脛骨板２と係合する。脛骨インサート３は、この組合せの許容範囲内において、ほぞ部４の軸線に関して回転することができ、かつ、左右方向（ｍｅｄｉｏ−ｌａｔｅｒａｌ）及び前後方向（ａｎｔｅｒｏ−ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）に並進的な（ｔｒａｎｓｌａｔｏｒｙ）動きをすることができる。本出願人の１９９９年２月２日付仏特許出願第９，９０１，１５８号同じく１９９９年７月５日付仏特許出願第９，９０８，６３２号には、この完成された膝義肢についてより詳細な説明がなされているが、これらは本発明の部分とは直接関係しない。完成された膝義肢にはまた、大腿骨部６が含まれる。
【００１８】
大腿骨部６は、２つの球状の関節丘７，８と解剖学的にいうトロクレア部２０を有し、これら２つの関節丘７，８の間には中間間隙部が設けられている。矢状面において、即ち、膝が曲げられた時に脛骨の軸線と大腿骨の軸線の双方に平行をなす面において、関節丘７，８はそれぞれ円形であり、これらの円形の各々は、互いに並び合う第一及び第二の２つの円形部分、即ち、第一の主部円形部分９及び第二の端部円形部分１０を有する。端部円形部分１０は角度３０°〜４０°の間に、また、主部円形部分９は角度８０°〜９０°の間に延在する。端部円形部分１０の曲率は、主部円形部分９の曲率よりも小さい。主部円形部分９の曲率は、端部円形部分１０の曲率の１．２５倍である。
【００１９】
大腿骨部ピン１１は２つあり（図６には１つのみが示されている）、これらのピン１１が大腿骨内にはめ込まれて、大腿骨部６が大腿骨に固定される。図１において、膝は伸長された状態にあり、この時大腿骨部ピン１１は角度０°であり、脛骨部１の軸線に平行をなしている。
【００２０】
通常的な膝の屈伸範囲、即ち、０°〜１２０°又は１３０°の範囲、において、関節丘７，８の各々は、脛骨インサート３の上面１２と係合する。矢状面において、上面１２も円形であり、こうして上面１２は関節丘７，８の球形状と相補形状をなしている。上面１２の曲率は、主部円形部分９の曲率と同じである。これにより、屈伸角度約８０°までは完全に一致する係合が得られる。
【００２１】
トロクレア部２０の当接する外面は、関節丘７，８及びその中間の間隙部を超えて設けられ、こゝに、図７に見られるように、水路形状のトロクレア部軌道１３が形成されている。矢状面において、このトロクレア部軌道１３の形状も円形であり、その曲率半径は主部円形部分９の曲率半径よりも大きい。
【００２２】
トロクレア部２０の外面には２つの凹部１４，１５が設けられる。これらの凹部１４，１５は、例えば、切削加工により形成される。
【００２３】
脛骨インサート３は、２つの後縁部１６，１７を有する。後縁部１６，１７はそれぞれ、脛骨インサート３の後部側において球状の上面１２を形成する。脛骨インサート３はその前方側を前縁部１８で区切られている。前縁部１８は２つの突出部１９を有し、これらの突出部１９は脛骨インサート３の平らな底面２１からの高さが後縁部１６，１７の高さよりも大きく作られている。矢状面において、突出部１９は円状に丸味をつけられており、その形状は凹部１４，１５の形状と相補形状になっている。これにより、膝の屈伸角度が所定のマイナス角度、即ち、図２に示されたようにマイナス５°に曲げられた時、大腿骨部６は前縁部１８に当接する。即ち、凹部１４，１５が背の高い突出部１９に当接し、動きが止まる。こうして、所定の最大マイナス角度、例えばマイナス５°、を超える回転は防止される。これにより、過度のマイナス角度への曲げを回避するために、後部交差靱帯を使用することが不要となる。凹部１４，１５の形状は円状に限らず、凹部１４，１５の形状が脛骨インサート３の矢状面における突出部１９の形状と相補形状をなし、凹所１４，１５が突出部１９に当接して動きが止まるものである限り、どんな形状であってもよい。
【００２４】
図２に示した完成された膝義肢は、脛骨と大腿骨とがなす角度がマイナス５°である状態で曲げが停止された様子を示している。
【００２５】
図４は、矢状面における大腿骨部の断面を示している。関節丘７，８における円９，１０は、屈伸角度がプラス方向において、全体として１３０°、大腿骨部ピン１１から１２０°において延在している。この角度は通常的な屈伸範囲に相当し、この範囲において関節丘は、大腿骨の脛骨に関する屈伸に応じて、脛骨インサート、即ち、半月板部分、上を摺動する。
【００２６】
図４において、凹部１４は、関節丘７の端（ＯＰ軸線）からトロクレア部２０にかけて、矢状面におけるトロクレア部２０の膨らみに相当する円形に沿って角度１０°〜３０°の範囲において形成される。前縁部１８の突出部１９の高さは、突出部１９が凹部１４に当接し動きを止めた時に屈伸角度がマイナス５°になるように設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】膝が伸長された状態、即ち、屈伸角度０°における本発明の膝義肢の断面図。
【図２】マイナス５°の最大マイナス屈伸角度の状態における図１の膝義肢の断面図。
【図３】プラス６０°の屈伸角度の状態における図１の膝義肢の断面図。
【図４】本発明の膝義肢大腿骨部の矢状面における断面図。
【図５】本発明の膝義肢における脛骨インサートの斜視図。
【図６】本発明の膝義肢の分解斜視図。
【図７】図６の膝義肢の組立斜視図。
【符号の説明】
１ 脛骨部
２ 脛骨板
３ 脛骨インサート
４ ほぞ部
５ 空所
６ 大腿骨部
７，８ 関節丘
９ 第一円形部分
１０ 第二円形部分
１１ 大腿骨部ピン
１２ 上面
１３ トロクレア部軌道
１４，１５ 凹部
１６，１７ 後縁部
１８ 前縁部
１９ 突出部
２０ トロクレア部

Claims (4)

1. 両者間に間隔をもって分離された２つの関節丘及び同関節丘と前記関節丘の間隔を越えて伸びている１つのトロクレア部（２０）を有する膝義肢大腿骨部及び前縁上部と後縁上部を有する脛骨インサート（３）を備え、さらに、前記トロクレア部（２０）内において形成された２つの凹部（１４、１５）を備える膝義肢において、前記凹部と前記脛骨インサートの前縁上部の寸法と形状は、前記脛骨インサートの前記前縁上部が前記凹部に当接すると前記大腿骨部が所定のマイナス角度限度を越えて回転によって屈曲するのを防止されるように設定されており、かつ、前記前縁上部は前記脛骨インサートの平らな底面からの高さにおいて後縁上部の高さより高く形成された少なくとも１つの突出部（１９、１９）を有しており、前記凹部は、矢状面において、前記トロクレア部の膨らみに相当する円形部分に沿って前記関節丘の端から角度１０°〜３０°の範囲において前記トロクレア部内に形成されていることを特徴とする膝義肢。
2. 前記所定のマイナス角度限度は、角度０°〜マイナス１０°の間、好ましくはマイナス５°にあることを特徴とする請求項１記載の膝義肢。
3. 前記関節丘の各々は、球状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の膝義肢。
4. 前記関節丘の各々は、矢状面において、中間部円形部分をなす第一円形部分と端部円形部分をなす第二円形部分の２つの円形部分を有し、前記第一円形部分の曲率半径は前記第二円形部分の曲率半径よりも大きくされてなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の膝義肢。

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