JP6444374B2 - 双方向性緩和及び補助ユニット - Google Patents
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Description
本出願は、「Bi−Directional Dampening/Assisting Unit」という題名の、2013年4月10日に出願されたU.S.Provisional Application No.61/810,412の優先権を主張する。上記で特定した関連出願は、参照により、本明細書に組み込まれる。
本発明の実施形態を組み込んだ矯正デバイス/ブレースは、大人と小児科の両方で、さまざまな神経的症状と整形外科的症状とに関連する動きの低下を扱うための治療上の使用を意図されている。神経的症状は、脳性まひと、脳卒中と、脊椎披裂と、外傷性脳損傷と、上腕神経叢損傷と、脊椎損傷と、多発性硬化と、反射性交感神経性ジストロフィーとを含む。整形外科的症状は、靱帯裂傷と、腱断裂/修復と、つま先歩きと、やけどと、四肢欠損と、リウマチ性関節炎と、重度の骨折/外傷と、関節拘縮と、筋ジストロフィーと、人工膝関節全置換術とを含む。禁忌は、固定化した変形を含む。
・近位ストラット12:解剖学的関節の近くの矯正用外殻に沿い、それに固定されたアルミニウムの縦型の棒。
・固定ハンドル38:プラットフォーム10を固定するために使用される青色のハンドル。
・動力装置キャッチ26:動力装置100のキャッチレシーバ112の中に入るバネ仕掛けラッチで、プラットフォーム10と動力装置100との間の係合を維持する役割を果たす。
・スプライン18:動力装置100のスプラインレシーバ(受け入れスロット)104に一致する、中央に位置し、溝のあるシャフト。
・可動域(ROM)ホイールまたはギア28:位置を調整して、伸展または屈曲の可動域限度を変更することができる、円形の、隆線のあるギア。
・停止角マーク52:ROMホイール上に置かれ、ROMホイール28がプラットフォーム10の特定の可動域で停止する角度を測定するために使用される、2つの赤色の参照マークのうちの1つ。
・ウォーム30:回転させると、ROMホイール28と停止角マーク52との位置を変えて、プラットフォーム10の可動域停止を設定するギア。
・遠位ストラット14:解剖学的関節から遠い矯正用外殻に沿い、それに固定されたアルミニウムの縦型の棒。
・動力装置開放ボタン53:上方向に押す(直線的に平行移動させる)と、動力装置100をプラットフォーム10から取り外すことを可能にする。
・プラットフォーム固定装置35:プラットフォーム10の枢着部16及び中心の固定具であって、それは、また、その上に係合された工具(治具)と共に使用されて、矯正用関節を互いに適切に揃えることを容易にする。
・範囲端ねじ穴54:4つの範囲端ねじ穴54(A、B、C、D)は、(図9bに示す通り)プラットフォーム10の裏面に提供されている。各範囲端ねじ穴54A、54B、54C、54Dは、範囲端ねじ55を受け入れて、各関節の通常の解剖学的範囲にプラットフォーム10を設定するように設計され、治療と、動力装置100の適切な機能を保証することとを目的とする。範囲端ねじ55は、各範囲端ねじ穴54から、遠位ストラット14になる部材の弓状スロット56の中まで伸びる。1つまたは2つの範囲端ねじ55が、通常、使用される(たとえば、穴Aと穴Bとで、穴Cのみで、穴Dのみで)。図9bを参照すると、2つの範囲端ねじ55(穴Aと穴Bとの各々に1つ)が、予めインストールされて工場から出荷されている。穴Aと穴Bとの中のみの範囲端ねじ55が、足首または手首への適用に推奨される。穴Cの中の範囲端ねじ55は、右膝または左肘への適用に推奨される。穴Dの中の範囲端ねじ55(図12eを参照)は、左膝または右肘への適用に推奨される。
・キャッチレシーバ112:動力装置100の近位側に位置する貫通形状(壁厚を有する開口部)であって、動力装置キャッチ26と相互作用するように設計されている。
・張力レベルインジケータ124:筐体の窓を通して、動力装置100の現在の張力設定を示す。張力設定は、0.5ずつ増加して、最小0から最大7までに及ぶことができる。初期工場出荷設定は、1であり得る。
・スプラインレシーバ(受け入れスロット)104:プラットフォーム10のスプライン18を係合する、溝のある(内側にねじ山の付いた)形状。
・補助方向インジケータ126:動力装置100によって生成される補助の方向を示す、動力装置の筐体上の印(時計回りまたは反時計回り)。
・張力調整器128:動力装置100によって生成される張力を増加/減少させるために使用される機構。
・固定するには、(図9aに示す通り、)固定ハンドル38を押し下げ、近位ストラット12の縦軸に沿って、(固定ハンドル38の遠位端に接続された)歯付き固定スライド22が、ROMホイール28の歯付き外周縁に完全に係合するまで、固定ハンドル38を直線的に平行移動させる。
・解除するには、(図11aに示す通り、)固定ハンドルを(近くに)引き上げ、近位ストラット12の縦軸に沿ってROMホイール28から離れるように、歯付き固定スライド22が、ROMホイール28の歯付き外周から完全に外れるまで、固定ハンドル38を直線的に平行移動させる。
固定ハンドル38が上手く固定または解除されると、聞き取り可能な「パチンという音」が聞こえる。
・(上記で詳細に述べた通り、)プラットフォーム10を解除する。
・プラットフォーム10の初期工場出荷位置を図11aに示す。近位ストラット12と遠位ストラット14との位置は180°の関係にあり、赤い停止角マーク(SAM)52の位置は、5時と7時の位置にあることに留意する。(図11aに示す、5時と7時の)初期工場出荷位置では、ROMホイール28は、プラットフォーム10の可動域に影響を与えない。
・ウォーム30をボールドライバー200を用いて回転させることによって、ROMホイール28の位置を調整する(図11bと図11cとを参照)。ウォーム30をどちらの方向にも回転させることができる。
・初期工場出荷位置から開始して、ウォーム30を回転させた方向によって、SAM52のうちの1つが、他方のSAM52と比較して、近位ストラット12のより近くに移動する。「より近くの」SAM52が停止位置を表す。プラットフォーム10は、SAM52が近位ストラット12の正中線と交わる領域を超えて移動可能(回転可能)ではなく、自由可動域は、他方の方向で得られる。図11b及び図11cは、ROMホイール28の2つの可能な設定を示している。図11bでは、遠位ストラット14に対する近位ストラット12の可動域は、(矢印で)示す方向に約35°に制限されている。図11cでは、遠位ストラット14に対する近位ストラット12の可動域は、(矢印で)示す方向に約90°に制限されている。
・(上記で詳細に述べた通り)ROMホイール28をその初期工場出荷位置に設定する。
・プラットフォーム14の遠位ストラット14を、補助される方向の最大範囲端まで移動させる。
たとえば、足首背屈を補助するために、遠位ストラット14を、その最大に背屈させた位置(+75°背屈)まで移動させる。プラットフォーム10を補助される方向の最大範囲端まで移動させない場合、動力装置100の内部停止が、プラットフォーム10の可動域を制限し、それによって、動力装置100の補助出力を減少させる。
・プラットフォーム10を補助される方向の最大範囲端の位置に固定する。図12aは、右肘の伸展補助(及び/または左膝の伸展補助)のために配向されたプラットフォーム10を示している。図12aに示す通り、肘の最大伸展範囲端は、15°の過伸展である。
・動力装置100を配向して、(取り付け後、プラットフォームから離れている側面上の)補助方向インジケータ126は、補助を希望する動きの方向(時計回りまたは反時計回り)を示す。図12bは、右肘の伸展(及び/または左膝の伸展)を補助するように配向された動力装置100を示している。
・図12cに示す通り、プラットフォーム10のスプライン18と動力装置キャッチ26とを、動力装置のスプラインレシーバ(受け入れスロット)104とキャッチレシーバ112とに揃える。動力装置100をプラットフォーム10に押し付ける。動力装置100が上手く留まると、動力装置100のキャッチが正しい位置に「ぴたりと収まる」音が聞こえるべきである。
・図12dは、プラットフォーム10に上手く取り付けられた動力装置100を上面から示している。図12eは、プラットフォーム10に同様に取り付けられた動力装置100を後側面から示している(また、範囲端ねじ穴54(具体的には、範囲端ねじ穴54D、図9bも参照)に挿入され、弓状スロット56の中に伸びる、1つの範囲端ねじ55も示している)。
・プラットフォーム10を解除し、アセンブリをテストして、正しい可動域であることを確認する。(上記で詳細に述べた)肘または膝のアセンブリでは、プラットフォーム10は、135°の屈曲から15°の過伸展までの可動域を有すべきであり、必ず正しい方向で抵抗を感じるようにする。
・(上記で詳細に述べた通り)プラットフォーム10の固定ハンドル38を解除位置まで移動させる。
・動力装置100をプラットフォーム10から取り外すために、プラットフォーム10は、ここでも、補助される方向の範囲端になければならない。固定ハンドル38を使用して、プラットフォーム10をこの位置に固定する。
・動力装置開放ボタン53を上側に押す(近くに、枢着部から直線的に離れるように、図9b参照)。動力装置開放ボタン53を上側に(バネ付勢に反して)維持している間に、動力装置100をプラットフォーム10から持ち上げる。
・(上記で詳細に述べた通り、)動力装置100を取り外し、ROMホイール28をその初期工場出荷位置に取り付ける。
・遠位ストラット14を最大屈曲範囲(右肘または左膝の場合、135°)に移動させる。
・プラットフォーム10をこの位置に(固定ハンドル38を使用して)固定する。
・上向きの(つまり、取り付け後、プラットフォーム10から離れている)側面上の補助方向インジケータ126が、補助を希望する方向(時計回りまたは反時計回り)(ここでは、右肘または左膝の屈曲力のための反時計回り)を示す(指す)ように、動力装置100を配向する。
・動力装置100をプラットフォーム10に取り付ける。
・動力装置100を、最小レベルの0と最大レベルの7との間の張力に調整することができる。その初期工場出荷設定では、動力装置100は、レベル1に設定された張力を有する(張力調整器の位置138、ウォーム120の動作について、図10参照)。
・張力を、プラットフォーム10にかけるために、またはプラットフォーム10から除くために、動力装置100を調整することができる。含まれているボールドライバー200を使用して、ウォーム120(張力調整器位置138)を回転させて、動力装置100(ねじりバネ102)の張力を増加/減少させる。張力調整器138は、ウォーム120のどちら側からも(ボールドライバー200を用いて)アプローチし得る。調整が行われるように選択された動力装置100(具体的には、ウォーム120)の側面によって、また、選択された補助の方向によって、張力を増加(減少)させるために、張力調整器138(ウォーム120)を、手前または奥(時計回りまたは反時計回り)のいずれかに回転させる必要があり得、張力レベルインジケータ124に注意する。
・張力を減少させるためには、単に、張力調整器138(ウォーム120)を反対方向に回転させる。
Claims (20)
- 人体関節に力をかけるためのヒンジスプリントデバイスであって、
第1のストラットと第2のストラットと、
その枢着部にねじ山の付いたスプラインを有する関節アセンブリであって、前記ねじ山の付いたスプラインが、前記第1のストラットまたは前記第2のストラットのうちの1つに動作可能に固定され、前記第1のストラットまたは前記第2のストラットのうちの他方が、前記枢着部の半径方向に位置するキャッチを有し、前記第1のストラット及び前記第2のストラットが、前記枢着部の周りを互いに対して枢動する、関節アセンブリと、
を含むプラットフォームと、
動力装置であって、
ねじりバネと、
前記動力装置の対向する筐体側面の各々の中央に位置する、内側にねじ山の付いた受け入れスロットを有する筐体であって、前記受け入れスロットが、前記ねじりバネの第1の端部に動作可能に取り付けられ、前記筐体が、前記動力装置の対向する筐体側面の各々に同様に位置するキャッチレシーバをさらに有し、前記キャッチレシーバが、前記ねじりバネの第2の端部に動作可能に取付けられている、筐体と、
を含む、動力装置と、
を備え、
第1の筐体側面が、前記プラットフォームから離れた反対側に露出した状態で、前記動力装置が前記プラットフォームに付いて、2つの相対する方向のうちの第1の方向における前記第1のストラットと前記第2のストラットとの間の相対枢動運動に反する付勢力をかけ、前記相対する方向のうちの第2の方向の枢動運動を補助し、
第2の筐体側面が、前記プラットフォームから離れた反対側に露出した状態で、前記動力装置が前記プラットフォームに付いて、前記相対する方向のうちの第2の方向における前記第1のストラットと前記第2のストラットとの間の相対枢動運動に反する付勢力をかけ、前記相対する方向のうちの前記第1の方向の枢動運動を補助する、
前記ヒンジスプリントデバイス。 - 工具の使用なしに、前記プラットフォームから離れた反対側に露出した前記第1の筐体側面から、前記プラットフォームから離れた反対側に露出した前記第2の筐体側面に、前記動力装置が、取り外され、ひっくり返され、前記プラットフォームに再度取り付けられる、請求項1に記載のデバイス。
- 前記動力装置と前記プラットフォームとの間の接着点が、前記動力装置の各筐体側面の中央に位置する前記1つの受け入れスロットと、前記プラットフォームの前記1つのスプラインと、前記動力装置の各筐体側面に同様に軸方向に位置する前記1つのキャッチレシーバと、前記枢着部の半径方向に位置する、前記プラットフォームの前記1つのキャッチと、からのみ成る、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プラットフォームが、前記枢着部を中心とするギアとねじ係合して前記第2のストラットに対する前記第1のストラットの枢動運動を阻む、軸方向に水平移動可能なハンドルをさらに備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記動力装置が、
前記ねじりバネの外周の周りに位置し、前記枢着部を中心とし、前記ねじりバネの前記第2の端部に動作可能に取り付けられた、外側にねじ山の付いたバネ帯と、
前記動力装置筐体の内部で、軸方向に回転可能であるがそれ以外は固定され、前記バネ帯の外周の周りに位置する、前負荷をかけられたウォームギアであって、前記バネ帯にねじで繋がって前記ねじりバネに前負荷をかける、前負荷をかけられたウォームギアと、
をさらに備える、請求項1に記載のデバイス。 - 前記ねじりバネ、前記バネ帯、及び前記ウォームギアが同一平面に位置し、前記同一平面が、前記スプラインと前記受け入れスロットとの縦軸に垂直である、請求項5に記載のデバイス。
- 前記ねじりバネが、円形リーフスプリングである、請求項1に記載のデバイス。
- 前記キャッチが、前記各ストラットから垂直に伸び、その遠位端に、前記枢着部に向かって垂直に伸びるリップを含み、前記キャッチが、前記枢着部に向かってバネ付勢されており、前記各ストラットの縦軸に沿って直線的に平行移動可能であり、前記キャッチレシーバが、前記動力装置の各筐体側面に同様に、また対向して位置する開口部であり、前記バネ付勢されたキャッチが、前記動力装置が前記プラットフォームに取り付けられた時に、前記リップの前記開口部へのスナップ接続を引き起こす、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プラットフォームが、前記枢着部を中心とするギアとねじ係合して前記第2のストラットに対する前記第1のストラットの枢動運動を阻む、軸方向に並行移動可能なハンドルをさらに備え、前記キャッチが、前記軸方向に並行移動可能なハンドルの内部から、前記各ストラットから垂直に伸び、また、前記軸方向に並行移動可能なハンドルによって囲まれている、請求項8に記載のデバイス。
- 前記プラットフォームが、
前記枢着部の周りに取り付けられ、前記第1と前記第2とのストラットとに対して回転可能な、歯付き可動域(ROM)ホイールと、
前記ROMホイールの外周の周りに位置し、ROMウォーム筐体内で、軸方向に回転可能であるがそれ以外は固定されているROMウォームギアであって、前記ROMホイールとねじでつながって、前記第2のストラットに対する前記第1のストラットの可動域を調整する、ROMウォームギアと、
をさらに備える、請求項1に記載のデバイス。 - 前記関節アセンブリが、
前記第1と前記第2とのストラットのうちの1つに対して回転可能に固定された、少なくとも1つの範囲端ねじ穴と、
前記少なくとも1つの範囲端ねじ穴に挿入され、そこから伸びる、少なくとも1つの範囲端ねじと、
前記第1と前記第2とのストラットのうちの他方に対して回転可能に固定された弓状スロットであって、前記少なくとも1つの範囲端ねじが、前記弓状スロットの中に伸びて前記デバイスの可動域を制限する、弓状スロットと、
をさらに備え、
前記プラットフォームが、前記第1と前記第2とのストラットの最大150°の可動域を提供する、
請求項1に記載のデバイス。 - その中に前記少なくとも1つの範囲端ねじが挿入された状態の、前記少なくとも1つの範囲端ねじ穴の位置が、前記弓状スロット内の前記少なくとも1つの範囲端ねじの動きを、135°の屈曲から15°の過伸展まで可能にし、それによって、膝の正しい解剖学的可動域を提供する、請求項11に記載のデバイス。
- それぞれが、その中に範囲端ねじが挿入された状態で、75°の足底屈から75°の背屈までの前記弓状スロット内の前記範囲端ねじの動きを可能にする位置を有し、それによって、手首または足首の正しい解剖学的可動域を提供する、第2の範囲端ねじ穴をさらに備える、請求項11に記載のデバイス。
- 前記関節アセンブリが、
前記枢着部の周りに取り付けられ、前記第1と前記第2とのストラットに対して回転可能な、歯付き可動域(ROM)ホイールと、
前記ROMホイールの外周の周りに位置し、ROMウォーム筐体の内部で、軸方向に回転可能であるがそれ以外は固定されいるROMウォームギアであって、前記ROMホイールとねじでつながって、前記少なくとも1つの範囲端ねじ穴と前記少なくとも1つの範囲端ねじと前記弓状スロットとによって確立された固定限度内で、前記第2のストラットに対する前記第1のストラットの可動域を調整する、ROMウォームギアと、
をさらに備える、請求項11に記載のデバイス。 - 前記ROMホイールが、その外周に、1つのマークが伸展範囲限度に対応し、もう1つのマークが屈曲範囲限度に対応する、少なくとも2つの停止角マークを含み、前記ROMウォームギアが、前記停止角マークのうちの1つを、前記第1のストラットの正中線に対する角度で回転可能に位置付けて、デバイス可動域を微調整するために使用され、プラットフォーム角運動が、各屈曲範囲または伸展範囲内の前記角度に制限される、請求項14に記載のデバイス。
- 前記ROMウォームギアが、前記動力装置が前記プラットフォームに取り付けられたときに、デバイス可動域を微調整するように構成される、請求項15に記載のデバイス。
- 矯正デバイス、人工装具デバイス、またはリハビリテーションデバイスのための、ヒンジアセンブリによってかけられる力の角度方向を反転させる方法であって、前記ヒンジアセンブリが、
第1のストラットと第2のストラットと、
その枢着部にねじ山の付いたスプラインを有する関節アセンブリであって、前記ねじ山の付いたスプラインが、前記第1のストラットまたは前記第2のストラットのうちの1つに動作可能に固定され、前記第1のストラットまたは前記第2のストラットのうちの他方が、前記枢着部の半径方向に位置するバネ付勢されたキャッチを有し、前記第1のストラット及び前記第2のストラットが、前記枢着部の周りを、互いに対して枢動する、関節アセンブリと、
を含むプラットフォームと、
前記プラットフォームに取り付けられた動力装置であって、
ねじりバネと、
前記動力装置の対向する筐体側面の各々の中央に位置する、内側にねじ山の付いた受け入れスロットを有する筐体であって、前記受け入れスロットが、前記ねじりバネの第1の端部に動作可能に取り付けられ、前記筐体が、前記動力装置の対向する筐体側面の各々に同様に位置するキャッチレシーバをさらに有し、前記キャッチレシーバが、前記ねじりバネの第2の端部に動作可能に取り付けられている、筐体と、
を含む、動力装置と、
を備え、
前記第1のストラットまたは前記第2のストラットのうちの前記他方の縦軸に沿って、前記枢着部から離れるように、かつ前記キャッチの前記バネ付勢に反して、前記キャッチを直線的に平行移動させるステップと、
前記動力装置を前記第1と前記第2とのストラットに垂直な方向に引き、前記動力装置を前記スプラインから持ち上げ、前記動力装置を前記プラットフォームから取り外すステップと、
前記動力装置をひっくり返すステップと、
工具を使用せずに、また前記プラットフォームまたは前記動力装置の上に、またはそれらの間に、他の接着点を使用する必要なしに、前記筐体の前記キャッチレシーバを前記キャッチに揃えている間に、前記筐体の前記受け入れスロットを前記スプラインにねじ係合するステップと、
前記バネ付勢されたキャッチが、前記キャッチの前記キャッチレシーバへのスナップ接続を引き起こすまで、前記動力装置を前記プラットフォームに押し付け、それによって、前記動力装置を前記プラットフォームに取り付けて、前記第1と前記第2とのストラットの間の相対枢動運動に反する付勢力を、前記動力装置をひっくり返す前にかけられていた力の方向とは反対の方向にかけ、前記動力装置をひっくり返す前に提供されていた方向とは反対の方向の枢動運動を補助するステップと、
を備える、前記方法。 - 矯正デバイス、人工装具デバイスまたはリハビリテーションデバイスのためのヒンジアセンブリであって、
枢着部において互いに枢動可能に取り付けられた第1のストラットと第2のストラットと、
前記第1のストラットと前記第2のストラットとを垂直に貫通する第1の方向に伸び、前記枢着部としての役割を果たすスプラインであって、前記第1のストラットと前記第2のストラットとのうちの1つに対して回転可能に固定されている、スプラインと、
第1の端部と第2の端部とを有するねじりバネと、
を備え、
前記第1のストラットと前記第2のストラットとのうちの他方が、前記枢着部の半径方向に位置し、前記第1の方向に伸びる1つのキャッチを有し、
前記ねじりバネの前記第1の端部が、前記伸長スプラインに取り外し可能に取り付けられ、前記ねじりバネの前記第2の端部が、前記1つの伸長キャッチに取り外し可能に取り付けられ、前記ねじりバネが、2つの相対する方向のうちの第1の方向における前記第1のストラットと前記第2のストラットとの間の相対枢動運動に反する付勢力をかけ、前記相対する方向のうちの第2の方向の枢動運動を補助し、
前記ねじりバネが、前記伸長スプラインと前記1つの伸長キャッチから取り外され、前記ねじりバネがひっくり返され、前記ねじりバネの前記第1の端部が、前記伸長スプラインに再び取り外し可能に取り付けられ、前記ねじりバネの前記第2の端部が、1つの伸長キャッチに再び取り外し可能に取り付けられて、その後、前記相対する方向のうちの前記第2の方向における前記第1と前記第2とのストラットの間の相対枢動運動に反する付勢力をかけ、前記相対する方向のうちの前記第1の方向の枢動運動を補助する、
前記ヒンジアセンブリ。 - 前記ねじりバネが、円形リーフスプリングである、請求項18に記載のアセンブリ。
- 前記枢着部の周りに取り付けられ、前記スプラインに対して回転可能に固定された歯付きテンションホイールと、
前記テンションホイールの外周の周りに位置し、軸方向に回転可能であるがそれ以外は固定されているウォームギアであって、前記テンションホイールにねじでつながって前記ねじりバネに前負荷をかける、ウォームギアと、
をさらに備える、請求項18に記載のアセンブリ。
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