JP5764177B2 - 関節のためのサポート器具 - Google Patents

Description

本発明は、広くサポート器具に関し、より詳しくは、人体の関節のためのサポート器具に関する。

運動の様々な動作によって、足首、膝、肘、または手首を含むが、これらに限られない人体の様々な関節に極端な力が作用することがある。例えば、バスケットボールやテニスの競技者が行う素早い横方向の動作により、競技者の靴、足、および足首の全体に亘り極端な力が伝達されることがよくある。動作の方向により、これらの力が、靴のソールが内側面に向かって内側に捻られる足首の過剰な内反、または靴のソールが外側面に向かって外側に捻られる足首の過剰な外反の原因となることがある。

人体の関節とその周囲の解剖学的構造(anatomy)も、コンタクトスポーツにおいて極端な力にさらされる。例えば、フットボールの競技者の手首と膝は、相手をブロックしたときや、相手にタックルされたときに、極端な力にさらされる。その衝撃の性質に応じて、これらの力は、痛みのある過進展、過屈曲、または様々な他の関節の怪我の原因となり得る。

行われるスポーツまたは怪我の特定の原因にかかわらず、体の関節の一時的な望ましくない変位により、関節に外傷性損傷が生じ得る。そのような望ましくない変位やその結果としての怪我のリスクは、関節とその周囲の解剖学的構造の動作を部分的に制限し、それらを外部の衝撃から保護することによって、大幅に減少させることができる。上述したリスクを減少させるための公知の試行方法としては、関節のテーピングやラッピング、または関節の周りに高剛性サポート器具を配置することが挙げられる。

弾性バンドによる競技者の関節のテーピングやラッピングは、時間がかかり、かつ比較的高くつく手法となることがある。一般に、この手法は競技者自身により実施できない。テーピングやラッピングは典型的に、アスレチック・トレーナーや、関節を適切かつ効果的に固定するための特別な知識を持った他人によって実施する必要がある。ある場合には、単純なテープとバンドは、制御動作で本当には効果的ではないかもしれず、競技者にとっての精神的な支えに過ぎないこともよくある。さらに、これらの器具は、関節表面を外的衝撃から保護することはほとんどなく、テープは、使用してほんの数分で弱まる傾向にある。

より剛性の高いサポート器具が使用される場合、典型的に、堅いサポート部材が可撓性スリーブおよび／または単純なストラップと結合される。そのような器具は、潜在的に、テープやバンドよりもいくぶん改善された安定性を提供するが、不快で、かなり余分な重さが加わることが多い。さらに、そのような器具は、競技者の性能が損なわれたり妨げられたりする程度に、ある方向における関節の自然な動作範囲を制限することがよくある。その上、これらの器具の堅い部材の外形と配置は、関節や周囲の解剖学的構造に与えられる極端な衝撃力の作用を緩和するというよりむしろ、増幅させる傾向がよくある。

これまでに記載された関節サポート器具は、関節とその周りの人体構造を機械的に固定化することだけを目的としている。より進歩した関節サポート器具は、関節をサポートする作用に寄与するために体自体を刺激するための手段を備えることもある。ある関節サポート器具は、体の固有受容応答(proprioceptive response)を刺激することを意図した要素を備えており、この要素は、筋肉、腱、靱帯、および関節皮膜区域内に配置された受容体(receptor)により作動される。

固有受容体(proprioceptive receptor)は、これらの受容体の近傍にある皮膚の部分間の相対運動、または皮膚部分上の他の触感を検出した後に関連する筋肉内に適切な緊張を開始させることができる。関節サポート器具を着用中にこれらの受容体を作動させる感度を増加させるために、皮膚に対する摩擦係数が比較的高い要素を、皮膚と接触するサポート器具の内面に配置することができる。これらの高摩擦要素のために、それを取り囲むサポート器具の関節の動きによる揺動が、サポートすべき関節の周りの皮膚の表面に直接伝達されやすい。これらの高摩擦要素の正確な位置が、どの受容体が作動されるか（よって、どの筋肉が緊張させられるか）を決定する。それゆえ、固有受容応答を用いて、望ましくない関節の変位に抵抗する（または少なくともその速度を遅くさせる）のを補助するより迅速な筋肉反応を開始させることができる。

関節サポート器具内に固有受容部材を組み込む公知の方法には、多くの欠点がある。多くの場合、固有受容部材は、競技に参加している間、サポート器具を扱いにくくしすぎて着用できなくする他の構造要素と対にされる。その上、固有受容部材を収容する関節サポート器具の本体は、着用者をさらに深刻な怪我から保護できないかもしれない。さらに、多くの固有受容部材は、望ましくない動作に抵抗する体の能力を最大にする解剖学的位置に配置されない。

したがって、上述した制限の１つ以上を克服できる関節サポート器具が必要とされている。

本発明の実施の形態は、足首のためのサポート器具に関し、このサポート器具は、足首の周りに配置される内側(medial)部分と外側(lateral)部分、および内面を有する本体；本体の内側部分内のキャビティに配置された内側サポート部材および本体の外側部分内のキャビティに配置された外側サポート部材の内の少なくとも一方；本体の近位(proximal：体の中心に近い)部分上に配置されたストラップであって、足首に対して直接的に近位の下肢の前側に第１のレベルの圧力を生じ、足首に対して直接的に近位の下肢の後側に第２のレベルの圧力を生じるように適合された留め具手段を有するストラップ；および本体の内面に配置された１つ以上の固有受容部材を備えている。

本発明の実施の形態は、足首のためのサポート器具に関し、このサポート器具は、足首の周りに配置される内側部分と外側部分、および内面を有する本体；本体の内側部分内のキャビティに配置された内側サポート部材および本体の外側部分内のキャビティに位置された外側サポート部材の内の少なくとも一方；本体の近位部分上に配置されたストラップ；および足首の周りの本体の内面の内側部分と足首の周りの本体の内面の外側部分に配置された固有受容部材を備えている。

本発明の実施の形態は、さらに、足首のための組込式サポート器具を有する履物に関し、この履物は、足首の周りに配置された内側部分と外側部分を有するアッパー；アッパーの下に配置されたソール；アッパーの内側部分内のキャビティに配置された内側サポート部材およびアッパーの外側部分内のキャビティに配置された外側サポート部材の内の少なくとも一方；アッパーの近位部分上に配置されたストラップ；およびアッパーの内面に配置された１つ以上の固有受容部材を備えている。

本発明の実施の形態は、さらにまた、足首のためのサポート器具に関し、このサポート器具は、内面を有する本体であって、中に内側キャビティが形成された内側部分と、中に外側キャビティが形成された外側部分と、外側部分から延在するタブとを有し、タブが、タブの内面と外面に配置された留め具手段を有している本体；内側キャビティに配置された内側サポート部材；外側キャビティに配置された外側サポート部材；本体の内側部分に取り付けられた固定端と自由端を有するストラップであって、固定端でストラップの外面に配置された外部留め具手段と、自由端で内面に配置された内部留め具手段とを有し、内側タブ留め具手段が外部ストラップ留め具手段に動作可能に連結され、外部タブ留め具手段が内部ストラップ留め具手段に動作可能に連結されているストラップ；および足首上の本体の内面の内側部分と、足首上の本体の内面の外側部分に配置された固有受容部材を備えている。

本発明のさらに別の実施の形態、特徴および利点、並びに本発明の様々な実施の形態の構造および動作が、添付の図面を参照して、以下に詳しく記載されている。

ここに包含され、明細書の一部を構成する添付の図面は、制限としてではなく例として本発明のいくつかの実施の形態を図解しており、その説明と共に、本発明の原理を説明し、当業者に本発明を実施させ、使用させる働きをする。

本発明の特定の実施の形態に関して、右または左の関節サポート器具のみが記載されている限り、本体の反対側の対応する関節に適したサポート器具は、具体的に記載されていないが、記載されたサポート器具の鏡像を含むことが当業者には明らかであろう。
本発明のある実施の形態による足首のためのサポート器具の外側図 本発明のある実施の形態による足首のためのサポート器具の内側図 本発明のある実施の形態による足首のためのサポート器具の背面図 本発明のある実施の形態による足首のためのサポート器具の正面図 本発明のある実施の形態による、可撓性前側部分が取り外され、ストラップの一部が取り外され、関節サポート部が開かれた、足首のためのサポート器具の内面の正面図 本発明のある実施の形態による第１のサポート部材の正面図 本発明のある実施の形態による図６Ａに示された第１のサポート部材の側面図 本発明のある実施の形態による足首のためのサポート器具の本体の内側部分の断面図 本発明のある実施の形態による関節サポート器具の本体から取り外されたストラップの内面図 本発明のある実施の形態による関節サポート器具の本体から取り外されたストラップの外面図 本発明のある実施の形態による足首のための組込式サポート器具を有する履物の内側図 本発明のある実施の形態によるインテリジェント関節サポート器具のブロック図 本発明のある実施の形態による関節サポート器具の本体の一部分の正面図

本発明を、添付の図面に図解された実施の形態を参照して、ここに詳しく説明する。特定の構成および配置が論じられているが、これは、例示目的のためだけに行われることが理解されよう。「ある実施の形態」、「１つの実施の形態」、「別の実施の形態」などへの言及は、記載された実施の形態が、特別な特性、構造、または特徴を含んでよいことを示すが、全ての実施の形態が、その特別な特性、構造、または特徴を必ずしも含まなくてもよい。さらに、そのような語句は、必ずしも同じ実施の形態を称しているものではない。またさらに、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、他の構成および配置を使用して差し支えないことが当業者には理解されよう。

本発明のある実施の形態による関節のためのサポート器具１０は、関節の周りに配置された本体１００を含む。第１のサポート部材２０３を収容する第１のキャビティ２１１が、本体１００の第１の部分１２４内に配置されている。第２のサポート部材２０５を収容する第２のキャビティ２１３が、本体１００の第２の部分１２６内の第１のキャビティ２１１の反対に配置されている。ストラップ３００が本体１００の近位部分１０１に配置されており、１つ以上の固有受容部材４００が本体１００の内面１０８に配置されている。

本発明のサポート器具１０の実施の形態は、人体の様々な関節をサポートするために用いてよい。図１〜５には、足関節を収容するように特別に設計されたサポート器具１０の例が一般的に示されている。しかしながら、以下に限られないが、膝、股関節、肘、または手首を含む１つ以上の他の関節に使用するためのサポート器具１０が、本発明の範囲および精神に含まれるものと考えられる。

図１〜４に示されるような本発明の１つの実施の形態において、本体１００はスリーブの形態をとっている。しかしながら、以下に限られないが、シート、カプセル、グローブ、または履物を含む、対象となる関節の形状に一般に適応できる他の適切な構造を用いてもよいと考えられる。

本体１００は、１つの材料または複数の材料から構成されてもよい。異なる材料が、重ねられて層状に接合されてもよく、またはその材料は、以下に限られないが、縫付けや接着を含む様々な手段によって、パッチワーク配置で縁と縁とで接合されてもよい。本体１００の構成に適した材料としては、以下に限られないが、様々な天然または合成の織物、皮革、プラスチック、またはゴムが挙げられる。より可撓性であることが望ましい本体１００の部分は、比較的柔軟な織物または材料を含んでよいのに対し、より剛性であることが望ましい本体１００の部分は、それほど柔軟ではない織物または材料を含んでよい。

図３および４に示されるような本発明の１つの実施の形態において、本体１００は、互いに向かい合って配置された第１と第２の部分１２４および１２６を備えている。本発明の１つの実施の形態において、第１と第２の部分１２４および１２６は、本体１００の他の部分に対してそれほど柔軟ではない材料から構成される。第１と第２の部分１２４および１２６の縁は、関節サポート器具１０の本体１００を形成するように、互いに向かい合って配置された、より柔軟な第３と第４の部分１２８および１３０の縁に接合されている。この構成において、対象の関節の動作の一方向の制限範囲が達成される一方で、それでも、別の方向の動きは比較的自由にできる。

図１〜４に示されるような、足首に適合されたサポート器具１０の実施の形態において、内側部分１０３（第１の部分１２４に対応）および外側部分１０５（第２の部分１２６に対応）は、足関節を横切って互いに向かい合って配列されている。内側部分１０３および外側部分１０５は、本体１００の他の部分に対して、それほど柔軟ではない。後方部分１０２（第３の部分１２８に対応するむ）および前方部分１０４（第４の部分１３０に対応する）は、足関節を横切って互いに反対に配置されており、よって、図１〜４に示されるように、内側、外側、後側および前側の部分１０３、１０５、１０２および１０４が互いに接合されて、本体１００を形成している。後側部分１０２および前側部分１０４は、内側部分１０３および外側部分１０５よりも、柔軟である。この配列によって、内反と外反の足首の怪我を防ぐとき（この場合、足首の回転速度を遅くすることが望ましい）に有用であるが、ランニングやジャンプなどの運動動作の性能にとって、足首の屈曲と伸展が比較的抑制されていない必要がある。例えば、バスケットボールやテニスの競技者は、そのような特性を備えた足首の固定具を着用することにより恩恵を受けるであろう。

図１〜５に示されるようなある実施の形態において、本体１００は、足裏の底を包む下側部分１３２をさらに備えている。下側部分１３２は、内側部分１０３および外側部分１０５と一体であっても、または下側部分１３２は、その縁が内側部分１０３および外側部分１０５に接合された別個の材料片であってもよい。足首のためのサポート器具１０における下側部分１３２は、特定の方向における関節の動作を制限するのに役立つこともある。例えば、足首のためのサポート器具１０の下側部分１３２は、足が体重を支えていないときに、上向きの圧縮力を生じ、足関節における自然な隙間を閉じるように、少なくとも部分的に踵骨の下で、踵領域に向かって足下に位置している。ある実施の形態において、この構成は、様々な望ましくない足首の変位を防ぐのに役立つように適合される。

図１および２に最もよく示されているような本発明の１つの実施の形態において、サポート器具１０は、第１と第２の部分１２４および１２６などの、本体１００の他の比較的剛性の部分の境界内に局部的伸縮性部分１０６を備えている。伸縮性部分１０６は、本体１００に局部的な可撓性を与えるので、伸縮性部分１０６は、特定の着用者の関節とその周りの解剖学的構造によりよいフィット感を提供し、望ましい方向におけるより大きい関節の動作が可能になる。

本発明のある実施の形態において、伸縮性部分１０６は、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）の薄いバンドで被覆された弾性合成層から製造される。しかしながら、第１と第２の部分１２４および１２６などの、本体１００の比較的より剛性の部分よりも柔軟な他の適切な材料を用いてもよいと考えられる。ある実施の形態において、伸縮性部分は、関節サポート器具１０の総質量を減少させる軽量材料、または対象の関節とその周りの解剖学的構造の皮膚の通気性を考慮した材料から構成されている。伸縮性部分１０６のサイズ、色、および形状は、サポート器具１０の全体の外観に寄与するように変えられる。さらに、１つの伸縮性部分１０６または複数の伸縮性部分１０６を本体１００に含めてもよい。

本体１００に連結したときに、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、特定の方向の動作に対する機械抵抗を与えることによって、関節が望ましくなく変位するのを防ぐように働く。第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、例えば、サポート部材２０３または２０５の表面全体に亘る局部的な衝撃により生じる力を分散させることによって、関節を衝撃から保護する働きもする。

図６Ａおよび６Ｂにより最もよく示されているような第１のサポート部材２０３は、本体１００の第１の部分１２４内に形成された第１のキャビティ２１１により収容される。第２のサポート部材２０５は、本体１００の第２の部分１２６内の第１のキャビティ２１１の反対に形成された第２のキャビティ２１３により収容される。本発明の１つの実施の形態において、第１と第２の部分１２４および１２６は、上述した本体１００の比較的剛性の部分から構成される。第１のサポート部材２０３および第２のサポート部材２０５の所望の位置は、特定の関節の解剖学的構造および避けるべき変位および／または怪我の特定のタイプに応じて様々である。

図１〜４に示されるような、主に足首における内反および外反の怪我を減少させるために設計されたサポート器具１０の実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５の内の一方は、足首の内側踝近くの本体１００の内側部分１０３に配置され、一方で、他方のサポート部材は、踵の外側踝近くの本体１００の外側部分１０５に配置される。

主に手首における過剰な橈骨−尺骨の偏りを減少させるために適合された実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、内側部分と外側部分に配置される。手首の過剰な屈曲と伸展を減少させるために適合された手首サポートの実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、背側および腹側（または手のひら側）の位置に配置される。

第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、以下に限られないが、プラスチック、金属、複合材、またはそれらの組合せを含む、いくつの適切な材料から製造されてもよい。本発明のある実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、ポリエチレン、または、例えば、ポリアミド、ポリエーテルブロックアミド、および／またはＴＰＵなどの類似の材料を射出成形することによって形成される。どの材料を使用するとしても、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、過剰な関節変位を防ぎ、外部からの衝撃力を緩和するほど十分に剛性であるが、所望の方向における可撓性が見込まれるほど十分に柔軟であることが望ましいであろう。このようにして、サポート器具１０は、特定の活動に要求される動作の比較的正常な自由を可能にしながら、関節を保護する。

第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、特定の関節の解剖学的構造および避けることが望ましい怪我および／または関節の変位の特定のタイプに応じて、様々な異なる形状とサイズで形成してよい。一般に、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、サポートすべき関節およびその周りの解剖学的構造の形状に適応し、かつ関節および／またはその周りの解剖学的構造の望ましくない変位または動きを防ぐように設計される。関節の反対側はわずかに異なる幾何学形状を有することが多いので、第１と第２のサポート部材２０３および２０５のサイズ、形状および位置は、互いに異なるものであってよい。ある実施の形態において、関節の反対側が比較的似ている場合には、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は同一であってもよい。ある実施の形態において、同一の第１と第２のサポート部材２０３および２０５を使用することにより、製造コストを減少させ、互換性を増してもよく、一方で、異なる第１と第２のサポート部材２０３および２０５を使用することにより、より良好にフィットさせてもよい。

図６Ａおよび６Ｂに示したようなある実施の形態において、第１と第２のサポート部材は、略平面状であり、一方向において長いものである。このようにして、サポート部材は、関節の望ましくない動きを減少させ、関節自体を外部の衝撃から保護する。一般に、内側サポート部材２０２などの平面状の第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、比較的広い区域に亘り関節への任意の外部衝撃を分散させ、より狭いサポートにより生じるかもしれない圧点を制限するという利点も提供する。図６Ａおよび６Ｂに示したように、内側サポート部材２０２は、この関節を外部の衝撃から保護することのできる足関節の下にある内果に相当する区域において比較的広い平面構造を有する。

他の実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、以下に限られないが、様々な多角形または湾曲形状、または棒型、管型、ブロック型などの非平面構造、もしくは対象とする関節をサポートし、保護することのできる任意の他の形状を含む、他の適切な構造を有していてもよい。

図６Ａおよび６Ｂに示したような１つの実施の形態において、サポート部材２０２は、サポート部材の先端にある端部２１６を含む。端部２１６は、固定すべき関節に対して直接的に近位と遠位の解剖学的構造部分と間接的に接触して配置される。この接触は、一般に、サポート部材が本体１００のキャビティに収容される程度に間接的である。第１と第２のサポート部材２０３および２０５の端部２１６を、固定すべき関節に対して直接的に近位と遠位の解剖学的構造部分と間接的に接触して配置することによって、サポートを、この関節を取り囲むより大きい下にある骨格の強度と安定性に依存させることができる。

例えば、本発明の１つの実施の形態による内側サポート部材２０２が図６Ａおよび６Ｂに示されている。内側サポート部材２０２は、足首の内反を遅くし、防ぐことによって、足首の内側をサポートする。内側サポート部材２０２の端部２１６の一方は、足関節に対して直接的に近位の下肢の内側に間接的に接触し、他方の端部２１６は、足関節に対して直接的に遠位の踵領域の内側に間接的に接触する。この幾何学形状と配向性のために、内側サポート部材２０２は、足首の内反に対する抵抗性を提供することができる。

より詳しくは、下にある脛骨を含む下肢の内側と、下にある踵骨を含む踵領域の内側の、足関節の周りの互いに対して内反する可能性は、その端部２１６が、これらの解剖学的構造の表面に対して間接的に押し付けられ、その中央部分がかなりの曲げに対しても抵抗性を示すサポート部材の存在によって、減少されるか、またはなくなるであろう。

本発明のある実施の形態において、サポートすべき関節およびその周りの解剖学的構造の形状に精確に適応する必要性のために、第１と第２のサポート部材２０３および２０５が、関節における下にある骨または他の構造に適応するための、それら表面における突出部または湾曲領域を含むことになるであろう。図６Ａおよび６Ｂはその一例を示しており、ここで、内側サポート部材２０２は、足首の内果の形状により精密に適応するように、その中心から外方に突出する湾曲部分２０８を備えている。他の実施の形態において、様々な骨または他の解剖学的構造に適応するために、同様の突出部または湾曲部材を用いてもよい。

本発明のある実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、関節サポート器具１０の特定の着用者のために、その着用者から得られる情報またはデータに基づいて、特注生産されてもよい。着用者の関節およびその周りの解剖学的構造の寸法、並びに着用者の任意の他の要件または嗜好が、着用者または別の個人により記録され、第１と第２のサポート部材２０３および２０５の製造業者に提供されてもよい。フィット感に関連するパラメータを得るために、以下に限られないが、定規、メジャー、２次元または３次元スキャナ、圧力センサ、写真、ビデオ、または他の類似の手段を含む従来の測定技法を用いてよい。特注生産の挿入物の製造技法としては、所望のパラメータを実現するために、機械加工、熱成形、または加圧成形が挙げられる。特注生産プロセスは、望ましくない圧点を減らしまたはなくし、下にある関節のものに似た、より自然な曲げ特徴を提供し、全体的なデザインの美観を増すようなサポート部材を提供するために適合されてよい。

ある実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、性能および／または外観を変えるための構造的特徴を１つ以上備えていてもよい。図６Ａおよび６Ｂに示したような１つの実施の形態において、内側サポート部材２０２は、内側サポート部材２０２の長手方向に沿って近位−遠位方向に延在する一連の溝２０６を備えている。溝２０６は、一方向において追加の強度を与えるために方向付けられている。このようにして、例えば、関節サポート器具１０は、足首の内反または外反に対する抵抗を提供しても、ランニングまたはジャンプ中に足首が屈曲および伸展することを可能にする。以下に限られないが、うね、隆起、窪み、または穴を含む他の構造的特徴も、本発明の範囲に含まれると考えられる。

図１〜５に示したような本発明のある実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、第１と第２のキャビティ２１１および２１３内に配置されている。上述したように、サポート部材およびそれらの対応するキャビティの所望の位置（すなわち、それぞれ、本体１００の第１の部分１２４および第２の部分１２６）は、特定の関節の解剖学的構造および避けることが望ましい怪我および／または関節の変位の特定のタイプに応じて、様々である。

第１と第２のキャビティ２１１および２１３は、本体１００内に第１と第２のサポート部材２０３および２０５を収容するための受入部として働く。第１と第２のキャビティ２１１および２１３は、一般に、本体１００の外面１１０と内面１０８との間の空間として定義される。ある実施の形態において、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、それぞれ、第１と第２のキャビティ２１１および２１３により少なくとも部分的に収容されているが、その中に完全に含まれなくてもよい。ある実施の形態において、サポート部材は、それらのそれぞれのキャビティ内に完全に含まれてもよい。

本発明のある実施の形態において、第１と第２のキャビティ２１１および２１３は、サポート部材が取り外せないように密閉されていてもよい。本発明の別の実施の形態において、第１と第２のキャビティ２１１および２１３は、関節サポート器具１０の製造が完了した後、第１と第２のサポート部材２０３および２０５、または他の要素が、まだ、キャビティから取り外せるか、またはキャビティに加えられる程度に、開かれたままである。このようにして、第１と第２のサポート部材２０３および２０５は、先に記載したように、サポート部材の互換性または特注生産されたサポート部材の挿入が望ましい程度まで、取り外せるおよび／または交換できるものであってよい。

図７に示すように、第１と第２のキャビティ２１１および２１３は、第１と第２のサポート部材２０３および２０５と共に、追加の緩衝材すなわちパッド２１４を備えてもよい。パッド２１４は、本体１００の第１の部分１２４の内面と第１のサポート部材２０３との間、および／または本体１００の第２の部分１２６の内面１０８と第２のサポート部材２０５との間に配置されていてよい。パッド２１４は、より良好でより快適なフィット感を着用者に提供し、全体のデザインにそれほど質量を加えずにそのようにするであろう。その上、パッド２１４は、衝撃力を分散させるのに役立つであろう。

図１〜４に示したような本発明のある実施の形態において、第１と第２のキャビティ２１１および２１３の外部を形成する本体１００の外面１１０は、１つ以上の窓１１４を備えてもよい。窓１１４により、第１と第２のサポート部材２０３および２０５の少なくとも一部分が、本体１００の外側から少なくとも部分的に見ることができる。本発明のある実施の形態において、窓１１４はメッシュ材料から製造される。しかしながら、半透明または透明な中実表面などの他のタイプの窓１１４も本発明の範囲および精神に含まれると考えられる。

さらに、窓１１４は、フレーム１１２により取り囲まれている。フレーム１１２は、本体１００の外面１１０上で窓を適所に保持しても、または単に窓に隣接して配置されてもよい。フレーム１１２および窓１１４は、接着、縫付け、または他の従来の手段によって、互いにおよび／または本体１００に固定されていてよい。さらに、多数の別個の窓１１４が、サポート部材の各々の近くに配置されていてもよい。

窓１１４により、サポート部材の少なくとも一部分が本体の外側から見ることができるので、サポート部材の着用者は、例えば、お気に入りの色、お気に入りのチームロゴやチームカラー、または他の個別化された個人の印をキャビティ内に配置することによって、サポート部材をさらに特別仕様にすることを選択できる。着用者は、サポートの様々なレベル、材料の組成、または様々な他のパラメータを選択することもできる。

内側と外側のキャビティ２１０および２１２内に配置された内側と外側のサポート部材２０２および２０４の両方を、本発明の特定の実施の形態について説明してきた点では、ある状況下で、上述したサポート器具１０の片側のみに、サポート部材と対応するキャビティを含むことが望ましいかもしれないことが当業者には明白であろう。言い換えれば、一方の側のみに１つのサポート部材を有する関節サポート器具１０が、本発明の精神と範囲内に含まれると考えられる。

図５により最もよく示されるような本発明のある実施の形態において、サポートすべき関節に対して近位に位置するストラップ３００が本体１００の部分１０１上に配置されている。本体１００に連結されると、ストラップ３００は、本体１００の近位部分１０１を関節とその直接的に近位の解剖学的構造に固定する。ある場合には、ストラップ３００は、サポートされる関節に直接的に近位の解剖学的構造の主要骨格にほぼ平行に延在する軸の周りの関節の回転を抑制するように働く。遠位部分などの、本体１００の他の部分に追加のストラップを配置してもよい。

図１および２に最もよく示されるような特定の構成において、ストラップ３００は、本体１００の外面１１０の一部分とも重複し、第１または第２のサポート部材２０３または２０５の近位端部２１６を覆う。この場合、ストラップ３００は、第１または第２のサポート部材２０３または２０５およびその周囲の本体１００を補強し、固定すべき関節に固定するように働く。第１または第２のサポート部材２０３または２０５がこのようにして固定されたときに、関節サポート器具１０の全体の効果が増すであろう。

本発明のある実施の形態において、ストラップ３００は、ストラップの固定端３０６で本体１００の近位部分１０１にしっかりと取り付けられ、ストラップの自由端３０８に取外し可能に取り付けられる。ストラップ３００は、本体１００および固定すべき関節の周りに巻き付けることができる。例えば、面ファスナーなどの固定手段３１８により、ストラップ３００を本体１００に固定する。以下に限られないが、スナップ、フック、留め具、ボタン、またはジッパーを含む他の適切な固定手段３１８を用いてもよい。

ある実施の形態において、ストラップは、固定される関節に直接的に近位の下にある解剖学的構造を含む、本体１００の近位部分１０１の周りに巻き付けられる。例えば、足首のために設計された関節サポート部材について、ストラップ３００は、本体１００の近位部分１０１の少なくとも部分的に周りに巻き付けることができ、一方で、足首に直接的に近位の着用者の下肢の一部分は、本体１００の近位部分１０１の境界内に含まれる。

図１〜５、８Ａおよび８Ｂに示したような、ある実施の形態において、ストラップ３００は、ストラップ３００を本体１００に固定するための２区域(two-zone)留め具システムを有していてもよい。この２区域は、同じストラップ上に位置する２つの別個の留め具手段３１８を有することによって作製できる。留め具手段３１８の一方は、ストラップ３００が本体１００に固定して接続された地点から、第１の留め具手段３１８が本体１００に接続された地点まで、ストラップ３００の長手方向に沿って、本体１００の周りに張力を生じ、本体１００に圧縮力を与えることができる。他方の留め具手段３１８は、第１の留め具手段３１８が本体１００に接続された地点から、第２の留め具手段３１８が本体１００に接続された地点まで、ストラップ３００の長手方向に沿って、本体１００の周りに張力を生じる、本体１００に圧縮力を与えることができる。

図８Ａおよび８Ｂに示したような、１つの実施の形態において、ストラップ３００は、ストラップ内面３０２およびストラップ外面３０４を備えている。ストラップ外面３０４は、ストラップ３００の固定端３０６の近くに位置する外面ストラップ留め具手段３１０を有する。ストラップ内面３０２は、ストラップ３００の自由端３０８近くに位置する内面ストラップ留め具手段３１２を有している。

それに対応して、図４および５に示されるように、本体１００は、本体１００の近位部分１０１から延在するタブ３２０を備えている。タブ３２０は、内面に内面タブ留め具手段３１４を、外面に外面タブ留め具手段３１６を有している。タブ３２０が枝分れした地点に最も近い本体１００の近位部分１０１の区域は、ストラップスロット１１８も備えている。ストラップスロット１１８は、ストラップ３００の一部分がその中を通ることのできる本体１００の開口である。本体１００は、ストラップ３００が関節の周りに巻き付けられたときに、そのストラップを案内するための、図１〜３に示したような、追加のストラップガイド１２０を備えてもよい。

サポートすべき関節およびその直ぐ周りの解剖学的構造の周りにストラップ３００を締め付けるために、ストラップ３００は、本体１００の近位部分の周りに巻き付けられ、一方で、外面と内面のストラップ留め具手段３１０および３１２は、内面と外面のタブ留め具手段３１４および３１６に接続される。

例えば、右骨根関節をサポートするように設計され、図１〜５、８Ａおよび８Ｂに示したようなストラップ構造を備えた本発明のある実施の形態の動作をここに説明する。この実施の形態において、ストラップ内面３０２が骨根関節に向かって内側に面している状態で、ストラップ３００の自由端３０８が、骨根関節の前側の周りに巻き付けられ、ストラップスロット１１８を通される。ストラップ３００がストラップスロット１１８を通してピンと引っ張られると、外面ストラップ留め具手段を担持するストラップ外面３０４は、一般に、骨根関節の上の前方外側位置で終わる。外面ストラップ留め具手段３１０のある部分は、ストラップスロット１１８を通して引っ張られてもよい。ストラップ３００がピンと引っ張られる間、タブ３２０は、内面タブ留め具手段３１４が、外面ストラップ留め具手段３１０の一部分と係合するように、折り重ねられてもよい。それゆえ、ストラップ３００は、本体１００の前側と下にある骨根関節の周りに張力を生じ、それに圧縮力を与える。

ストラップ３００は、今度は、本体１００の近位の後方部分１０２の周りに再びピンと引っ張られるストラップ３００の自由端３０８は、本体１００の近位後方部分１０２の周りに導くために、後方のストラップスロット１１８に通されてもよい。ある実施の形態において、ストラップが足首の周りに巻き付けられる方向に追加の利点があるであろう。内側から外側に巻き付けることによって、着用者は、より良好な機械的利点を達成することができる。これは、反対方向に巻き付ける自然の傾向とは対照的である。

次いで、ストラップ３００は、本体１００の近位内側部分１０３の周りに巻き付けられ、次いで、骨根関節の前方に巻き戻されるように最終的にピンと引っ張られ、よって、ストラップ３００の自由端３０８の一部分が固定端３０６の一部分と重複する。この時点で、内面ストラップ留め具手段３１２は、外面ストラップ留め具手段３１０と係合される。タブ３２０は外面ストラップ留め具手段３１０の一部分上に折り重ねられて、外面タブ留め具手段３１６がサポート器具の外面に露出されるので、内面留め具手段３１２の一部分も、外面タブ留め具手段３１６と係合される。それゆえ、ストラップは、本体１００の後側とその下にある骨根関節の周りに張力を生じ、それに圧縮力を与える。

上述した２区域留め具システムを採用した例示の実施の形態において、張力と圧縮力の２つの別個の区域が形成される。これには、近接する周囲またはその周りの解剖学的構造の周りに張力および圧縮力をより均一に分布させる効果があるであろう。それゆえ、そのような配置により、従来のストラップ留め具配置において生じるであろう、不快さの締付け源または他の源が減少するか、なくなるであろう。

図５に示すような、本発明のある実施の形態において、本体１００の内面１０８に１つ以上の固有受容部材４００が配置されている。本体１００に結合されたときに、固有受容部材４００は、体の固有受容応答を選択的に刺激して、望ましくない関節の動きに抵抗するまたはその速度を遅くするのを補助するために特定の筋肉の張力を増加させるように機能する。したがって、固有受容部材４００は、怪我の可能性を減らすために、関節サポート器具の他の要素（第１と第２のサポート部材２０３および２０５などの）により提供される初期抵抗と協働するように機能する。

体の皮膚、筋肉、靱帯、および腱のまさに下に、固有受容体として知られる受容体がある。当業者に明らかなように、固有受容体は、これらの受容体の近傍にある皮膚の部分の間の相対運動を検知した後、またはその上の他の触感を検出した後、それらに関連する筋肉における増加した緊張を開始することができる。

関節サポート器具を着用している間にこれらの受容体を活性化させる感度を増加させるために、皮膚に対して比較的高い摩擦係数を有する固有受容部材４００を、皮膚と接触する関節サポート器具１０の本体１００の内面１０８に配置してもよい。これらの高摩擦要素のために、関節の動きによるその周りのサポート器具１０の摂動が、サポートすべき関節の周りの皮膚の表面に、直接伝達され易い。

本発明のある実施の形態において、固有受容部材４００は、ＴＰＵから製造されてよい。しかしながら、以下に限られないが、皮革、ゴム、プラスチック、または複合材を含む、本体１００の内面を構成する他の材料の大半よりも、皮膚に対する摩擦係数がより高い他の適切な材料を用いてもよいと考えられる。

固有受容部材４００は、様々な形状、サイズ、およびパターンで形成してもよい。本発明のある実施の形態において、固有受容部材４００は、ＴＰＵの実質的に平面状の多角形シートであってよい。本発明の別の実施の形態において、固有受容部材４００は、一連の接近して間隔がおかれたＴＰＵリブであってよい。これらのリブは、皮膚と十分な摩擦を生じるのに実質的に十分であるが、着用者に関節サポート器具の使用を思いとどまらせるような不快さを生じるほどは大きくないように適合される。

固有受容部材４００は、縫付け、接着、射出成形、塗装、または任意の他の適した手段によって、本体１００の内面１０８に取り付けてよい。

固有受容部材４００の数と位置により、どの受容体が活性化されるのか（それゆえ、どの筋肉が緊張するのか）が決まる。固有受容部材４００が適切に配置された場合、適切な筋肉が作動されて、所定の望ましくない関節の動きを最良に妨げる。ある場合には、要求される反応を開始するのに、１つの固有受容部材で十分であるであろう。他の場合には、複数の固有受容部材によって、より良好な結果が生じるであろう。

図５に示すような右の骨根関節をサポートするために設計された本発明の１つの実施の形態において、２つの別個の固有受容部材４００が用いられる。この実施の形態において、固有受容部材４００は、足首の上の本体１００の内面の近位外側部分１０１，１０５と、足首の上の近位内側部分１０１，１０３に位置している。内側と外側の部分１０３および１０５に配置された固有受容部材は、それぞれ、腓骨筋、下腿三頭筋、および前脛骨筋を作動させるように位置している。

本発明のある実施の形態において、本体１００は、気体または液体を収容できる袋(bladder)に結合させてもよい。袋は、関節サポート器具１０の本体１００中のどこに位置していてもよく、または袋は、本体１００に対して外部に取り付けられてもよい。袋は、本体の内面１０８または外面１１０上、または本体１００の内面と外面との間に位置していてもよい。袋が内面１０８と外面１１０との間に位置している実施の形態において、袋は、第１または第２のキャビティ２１１または２１３内に位置していても、またはそれらの外に位置していてもよい。袋が第１または第２のキャビティ２１１または２１３内に位置している場合、袋自体が、第１または第２のサポート部材２０３または２０５として機能してもよい。本発明のある実施の形態において、袋は、液体を充填でき、それゆえ、袋が、冷却要素またはアイスパックとして働かせてもよい。袋は、怪我による腫れを減少させるのに役立てるために、または使用前に筋肉を暖めるために、加熱されても、加熱要素を収容してもよい。

袋は、以下に限られないが、ゴムまたはプラスチックを含む、気体または液体を保持できるどのような適切な物質から製造されていてもよい。袋は、本体１００内に永久的に収容されていても、取外し可能、すなわち、交換可能であってもよい。袋は、本体１００内に収容される前に、気体か液体が予め充填されていても、後の時点で充填可能または補充可能であってもよい。袋が充填される場合、その袋は、ノズル、オリフィス、または他の適切な充填要素を備えている。袋は、充填を容易にするためのポンプをさらに備えていてもよい。本体１００内に、１つの袋または複数の袋が含まれていてもよい。

本発明のある実施の形態において、関節の安定化とサポートを補助するために、関節サポート器具１０の本体１００に１つ以上の圧縮バンド１３４を加えてもよい。圧縮バンド１３４は、本体の内面１０８または外面１１０に含まれていてもよい。圧縮バンド１３４は、関節サポート器具の本体１００に、関節、その直ぐ周りの解剖学的構造、およびその下にある筋肉の自然な屈曲、膨張および収縮をよりよくサポートさせることができる。本発明のある実施の形態において、圧縮バンド１３４は高弾性ＴＰＵバンドである。ＴＰＵバンドは、本体１００上に積層、吹付け塗装、印刷、接着されていても、またはそれに縫い付けられていてもよい。図１１に示したように、圧縮バンド１３４は、様々な形状とサイズで供給されてもよい。図１１に示した例示の実施の形態において、「Ｘ」および「Ｖ」形のＴＰＵ圧縮バンド１３４が、足首用のサポート器具１０の前側部分１０４の表面上に積層されている。

骨根関節をサポートするように設計された本発明の実施の形態において、足首用のサポート器具１０は、競技用シューズなどの、別個の履物５００と共に着用されてもよい。あるいは、足首用のサポート器具１０は、履物５００中に永久的にまたは取外し可能に組み込まれてもよい。図９に示されるように、本発明の１つの実施の形態による足首用の一体型サポート器具１０を有する履物５００は、足首の周りに配置されたアッパー５０２およびアッパー５０２の下に配置されたソール５０４を備えている。内側サポート部材２０２を収容する内側キャビティ２１０が、アッパー５０２の内側部分１０３内に配置されている。外側には（図９には示されていない）、外側サポート部材２０４を収容する外側キャビティ２１２が、アッパー５０２の外側部分１０５内の内側キャビティ２１０の反対に配置されている。ストラップ３００がアッパー５０２の近位部分１０１に配置されており、１つ以上の固有受容部材４００（図９には示されていない）がアッパー５０２の内面１０８に配置されている。足首用の一体型サポート器具１０を有する履物５００の構造的特徴および機能性は、本発明による単純な関節サポート器具１０のいくつかの実施の形態の構造的特徴および機能性に類似している。

ある実施の形態において、アッパー５０２は、本発明の様々な実施の形態による関節サポート器具１０の本体１００と同じ機能の多くを果たすことができる。ある実施の形態において、別個の本体１００をアッパー５０２と一体化してもよい。本発明の別の実施の形態において、アッパー５０２または本体１００は、フィット感と快適さを改善するために、流体充填可能袋を組み込んでいてもよい。当業者に理解されるように、流体充填可能袋システムは、例えば、その開示がここに引用される、マーヴィン(Marvin)等の米国特許第６７８５９８５号明細書に開示されているような、ポンプに動作可能に連結される袋を含んでもよい。

本発明のある実施の形態において、関節サポート器具１０は「インテリジェント」関節サポートシステム６００を備え、よって、調節可能なサポート制御素子６０８が、着用者の必要性および／または環境に応じて、所望のレベルのサポートを提供するように動的に操作されてもよい。

図１０に示すような１つの実施の形態において、マイクロプロセッサ６０４およびセンサ６０６を含む制御装置６０２が、関節サポート器具１０内に配置されたサポート制御素子６０８に動作可能に連結されている。センサ６０６は、例えば、着用者またはサポート器具自体に関連するデータを提供するために、サポート器具１０のキャビティ２１１または２１３内、下側部分１３２内、もしくは他の適切な部分内に位置していてもよい。以下に限られないが、圧力センサ、力変換器、ホール効果センサ、歪みゲージ、圧電素子、ロードセル、近接センサ、光センサ、加速度計、ホール素子またはセンサ、キャパシタンスセンサ、インダクタンスセンサ、超音波振動子および受信器、高周波エミッタおよび受信器、磁気抵抗素子、または巨大時期抵抗素子を含むセンサ６０６を用いてよい。センサ６０６は、例えば、サポート器具１０に作用するねじれ力または圧縮力などの、１つ以上の性能状況の値を検出するものであってよい。

センサ６０６が、モニタされた状況に関する値を検出すると、マイクロプロセッサ６０４内に記憶された命令が、サポート制御素子６０８によって、その状況に対する所望の反応を示す。例えば、センサ６０６が、足首の内反が生じていることを示す関節位置を検出した場合、マイクロプロセッサ６０４は、内側面に向かう足裏の内向きへの回転に対する抵抗の増加が要求されることを決定する。

次いで、マイクロプロセッサ６０４は、サポート制御素子作動手段６１０に命令を出し、次に、この手段が、サポートが増加するようにサポート制御素子６０８内の調節可能素子６１２を作動させる。作動手段６１０は、調節可能素子６１２を作動させるための機械式、電気機械式、水圧式、または他の適切な手段を備えている。この調節可能素子は、第１または第２のサポート部材２０３または２０５、袋、ストラップ３００、またはサポート器具１０の他の適切な構成要素であってもよい。

フィードバック・ループ６１４が、制御装置６０２に、サポート制御素子６０８の減少についての情報を更新し、関節サポート器具１０の性能状況が連続的にモニタされてもよい。

１つの実施の形態において、例えば、電池などの電源６１６が、インテリジェント関節サポートシステム６００に動作可能に接続されている。電源６１６は、関節サポート器具１０内またはその上に配置され、関節サポート器具１０から取外し可能であってもよく、またはインテリジェント関節サポートシステム６００に選択的に接続される外部電源であってもよい。ある実施の形態において、ユーザインターフェース６１８が、インテリジェント関節サポートシステム６００に動作に接続されている。ユーザインターフェース６１８は、所望の動作モード（例えば、抵抗の少ないランニングモードまたは抵抗の大きいバスケットボールモード）を選択するため、またはマイクロプロセッサ６０４に所望の命令を入力するために使用してもよい。ユーザインターフェース６１８は、特定のデータまたは状況の出力をユーザに提供してもよい。当業者に理解されるように、例えば、その開示をここに引用する、ディベネデット(DiBenedetto)等の米国特許第７１８８４３９号明細書に開示されたものを含む、「インテリジェント」サポートシステムの他の特徴を組み込んでもよい。

本発明の広がりと範囲は、上述した例示の実施の形態のいずれによっても制限されるものではなく、以下の特許請求の範囲およびそれらの同等物によってしか定義されない。

１０ 関節サポート器具
１００ 本体
２０３，２０５ サポート部材
３００ ストラップ
４００ 固有受容部材
５００ 履物
５０２ アッパー
５０４ ソール
６００ インテリジェント関節サポートシステム
６０２ 制御装置
６０４ マイクロプロセッサ
６０８ サポート制御素子
６１０ 作動手段
６１２ 調節可能素子
６１４ フィードバック・ループ
６１６ 電源
６１８ ユーザインターフェース

Claims (13)

1. 足首の周りに配置された内側部分と外側部分、および内面を有する本体、
   前記本体の内側部分内のキャビティ内に配置された内側サポート部材および該本体の外側部分内のキャビティ内に配置された外側サポート部材の少なくとも一方、
   足首に対して直接的に近位の下肢の前方に第１のレベルの圧力を生じ、該足首に対して直接的に近位の下肢の後方に第２のレベルの圧力を生じるように適合された留め具手段を有する、前記本体の近位部分上に配置されたストラップ、および
   前記本体の内面に配置された、複数のＴＰＵリブを含む１つ以上の固有受容部材、
   を備えてなる足首用のサポート器具。
2. 前記本体が、互いに反対側に配置された可撓性前側部分および可撓性後側部分をさらに備え、該前側部分および該後側部分の縁が、前記内側部分および前記外側部分の縁に連結されていることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
3. 前記内側部分および前記外側部分の各々が、その中に配置された伸縮性部分を有することを特徴とする請求項２記載の足首用のサポート器具。
4. 前記内側サポート部材および前記外側サポート部材の少なくとも一方の一部分が、前記本体の外面を通して少なくとも部分的に目に見えることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
5. 前記内側サポート部材および前記外側サポート部材の少なくとも一方がそのキャビティから取り外せることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
6. 前記内側サポート部材および前記外側サポート部材の少なくとも一方の上に配置された複数の溝をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
7. 前記内側サポート部材および前記外側サポート部材の少なくとも一方が、前記本体の下にある前記足首の関節の形状に適応するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
8. 前記内側サポート部材および前記外側サポート部材の少なくとも一方が、前記足首用のサポート器具の着用者のために、該着用者から得た情報に基づいて特注生産されることを特徴とする請求項７記載の足首用のサポート器具。
9. 前記本体が流体充填可能な袋に連結されていることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
10. 前記内側サポート部材および前記外側サポート部材の少なくとも一方と、その下にある前記足首の関節との間に配置されたパッドをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
11. 前記本体の表面上に配置された１つ以上の圧縮バンドをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
12. 前記ストラップの前記留め具手段が、該ストラップの反対側に配置された外面と内面のストラップ留め具手段を含み、前記本体が、前記外面と内面のストラップ留め具手段と操作可能に繋がるように適合された留め具手段を有することを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。
13. 前記１つ以上の固有受容部材が、前記本体の内面の内側部分、および該本体の内面の外側部分の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の足首用のサポート器具。

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