JP6793406B2 - 人体装具 - Google Patents

Description

本発明は、患者の下肢又は上肢などに装着される人体装具に関し、特に、例えば脳血管障害又は神経障害などによる身体の姿勢異常の矯正、軽減又は予防に適用可能なものに関する。

脳血管障害又は神経障害の患者はしばしば下肢又は上肢の姿勢異常を発症する。その一つの例は尖足である。尖足とは、足が底屈してつま先立ちのように足首が伸び、その状態で足の姿勢が固定化してしまう症状である。また、足底が内側へ向くように足首が右または左に屈曲し（この動きを内転という）、その状態で足の姿勢が固定化してしまう症状も観られ、これを内反足という。この両方の症状がしばしが合併して現れ、それを内反尖足という。

このような姿勢障害の原因の一つは、脳血管や神経の障害に起因して患者の意志のコントロール外で筋肉の緊張（収縮）が亢進して、下肢又は上肢の屈曲や捩じれなどを生じさせることである。その異常姿勢を矯正せずに長く放置すると、筋肉が収縮したまま固まり、その異常姿勢が固定化する。

特許文献１に開示された短下肢装具においては、足底部を乗せる足載置体と、ふくらはぎ部にあてがうふくらはぎ添体とが、踝部の軸で底屈・背屈可能に枢着される。ふくらはぎ添体と、足載置体の踵部後部位とに、足載置体の底屈を弾止する圧縮スプリングが掛けられる。

特許文献２に開示された尖足・内反成形歩行具は、布、皮等の柔軟性材料で形成され少なくとも足先の大半部分を覆う整形具本体と、足首等の脚部に着脱自在に巻回わされる係止バンドと、整形具本体の甲部外側部分の適宜位置と係止バンドの前部適宜位置との二点間に緊結される緊縮バンドとから成る。

特開平９−１０３４４３号公報 実開昭６３−１６３８２６号公報

異常姿勢の症状の種類と程度は患者により異なる。例えば、ある患者は内反尖足となったが、別の患者は外反尖足となったり、ある患者は症状が軽いが、別の患者は重いなどである。障害の種類や部位や程度、及び筋肉や関節の特性などが、患者により異なるからである。

しかし、上述した従来技術による装具は、患者による症状の違いに柔軟に対応することが難しい。

本発明の一つの目的は、下肢又は上肢などの身体部位の姿勢異常の矯正、軽減又は防止のための人体装具を、いっそう柔軟に患者の症状の違いに対応できるように改良することである。

本発明の他の目的は、後の説明により提示される。

本開示の一実施形態に従う人体装具は、患者の下肢に装着されるものであって、患者の足に装着される足サポータと、患者の下腿に装着される下腿サポータと、足サポータを下腿サポータに連結する足連結機構と、足サポータと下腿サポータの相互間に弾性力を加える足付勢機構とを備える。

足連結機構は、足サポータのピッチング（例えば、背屈と底屈）とローリング（例えば、内転と外転）を可能にする回動機構を有する。

足付勢機構は、足のピッチングの方向での姿勢異常に対抗する弾性的な第一対抗力と、足の前記ローリングの方向での姿勢異常に対抗する弾性的な第二対抗力とを、足サポータと下腿サポータの相互間に加える複数の弾性部品を有する。

足付勢機構は、また、複数の弾性部品を調節することで、第一対抗力の調節と、第二対抗力の調節とを、相互に分離して又は独立して行なうことを可能にする第一の調節機構を有する。

このように構成された人体装具によれば、患者の足に対して、尖足に対抗するための背屈方向の第一対抗力を加えるとともに、内反足又は外反足に対抗するための第二対抗力を加えることができる。そして、第一対抗力と第二対抗力を分離して調節できるから、患者の足の症状や特性に応じ柔軟な対処が可能である。

同人体装具は、さらに次の構成を備えてよい。その構成とは、患者の大腿に装着される大腿サポータと、下腿サポータを大腿サポータに連結する膝連結機構と、下腿サポータと大腿サポータの相互間に弾性力を加える膝付勢機構である。

膝連結機構は、下腿サポータの大腿サポータに対する屈曲を可能にする屈曲機構を有する。

膝付勢機構は、患者の下肢の膝での屈曲による姿勢異常に対抗する弾性的な第三対抗力を、下腿サポータと大腿サポータの相互間に加える追加の弾性部品を有する。

膝付勢機構は、また、追加の弾性部品を調節することで、第三対抗力の調節を可能にする第二の調節機構を有する。

このように構成された人体装具によれば、足の姿勢異常だけでなく、下肢が膝で屈曲し固化した姿勢異常にも対処できる。そして、その膝の姿勢異常に対抗する第三対抗力を調節できるから、患者の症状や特性に応じた柔軟な対処ができる。

同人体装具は、また、上記した第一対抗力の調節が、第一対抗力の強度の調節を含み、上記した第二対抗力の調節が、第二対抗力の向きの選択と、第二対抗力の強度の調節とを含むように構成されてよい。

このように構成された人体装具は、とくに、第一対抗力の強度の調節と、第二対抗力の向きの選択と強度の調節とができるので、尖足、内反足、外反足、内反尖足及び外反尖足のいずれにも対処できる。

同人体装具において、上記した複数の弾性部品が、足サポータの左側部分に背屈方向の第一の弾性力を加える第一の弾性部品と、足サポータの右側部分に背屈方向の第二の弾性力を加える第二の弾性部品とを含むように構成され、そして、第一の調節機構が、第一の弾性部品の第一の弾性力の強度を調節する第一の調節部品と、第二の弾性部品の第二の弾性力の強度を調節する第二の調節部品とを含むように構成されてよい。

このような構成によれば、第一の弾性部品の弾性力と第二の弾性部品の弾性力をそれぞれ調節することで、尖足に対抗する第一対抗力の調節と、内反足又は外反足に対抗する第二対抗力の調節が、分離して行える。

同人体装具において、上記第一の調節機構が、第一と第二の対抗力をそれぞれ無段階で調節できるように構成されてよい。それにより柔軟な調節が容易である。

同人体装具において、上記回動機構が、患者の足首関節を左右方向に通るピッチ軸を中心にして前記足サポータをスウィング可能にするピッチング機構と、患者の足首関節を左前後方向に通るロール軸を中心にして前記足サポータをスウィング可能にするローリング機構とを含んでよい。

この構成によれば、ピッチ軸とロール軸がともに患者の足首関節を通っているので、足サポータのピッチング（背屈と底屈）とローリング（内転と外転）が患者の足首関節を中心になされる。したがって、ピッチング（背屈と底屈）とローリング（内転と外転）のとき、患者の足と足サポータとの間の相対的な位置の変化がほとんどなく、足サポータから患者の足への作用を適切な状態に維持できる。

別の一実施形態に従う人体装具は、患者の上肢に装着されるものであって、患者の手に装着される手サポータと、患者の前腕に装着される前腕サポータと、手サポータを前腕サポータに連結する手連結機構と、手サポータと前腕サポータの相互間に弾性力を加える手付勢機構とを備える。

手連結機構は、前記手サポータのピッチング（例えば、掌屈と背屈）とヨーイング（例えば、回内と回外）を可能にする回動機構を有する。

手付勢機構は、手のピッチングの方向での姿勢異常に対抗する弾性的な第一対抗力と、手の前記ヨーイングの方向での姿勢異常に対抗する弾性的な第二対抗力とを、前記手サポータと前記前腕サポータの相互間に加える複数の弾性部品を有する。

前記手付勢機構は、また、複数の弾性部品を調節することで、前記第一対抗力の調節と、前記第二対抗力の調節とを、相互に分離して又は独立して行なうことを可能にする第一の調節機構を有する。

このように構成された人体装具によれば、患者の手に対して、手のピッチングの方向での姿勢異常（例えば、手が掌屈した姿勢異常）に対抗するための背屈方向の第一対抗力を加えるとともに、手のヨーイングの方向での姿勢異常（例えば、手が回内又は回外した姿勢異常）に対抗するための第二対抗力を加えることができる。そして、第一対抗力と第二対抗力を分離して調節できるから、患者の手の異常姿勢の症状や特性に応じ柔軟な対処が可能である。

同人体装具は、さらに次の構成を備えてよい。その構成とは、患者の上腕に装着される上腕サポータと、前腕サポータを上腕サポータに連結する肘連結機構と、前腕サポータと上腕サポータの相互間に弾性力を加える肘付勢機構である。

肘連結機構は、前腕サポータの上腕サポータに対する屈曲を可能にする屈曲機構を有する。

肘付勢機構は、患者の上肢の肘での屈曲による姿勢異常に対抗する弾性的な第三対抗力を、前腕サポータと上腕サポータの相互間に加える追加の弾性部品を有する。

肘付勢機構は、また、上記した追加の弾性部品を調節することで、第三対抗力の調節を可能にする第二の調節機構を有する。

このように構成された人体装具によれば、手の姿勢異常だけでなく、上肢が肘で屈曲し固化した姿勢異常にも対処できる。そして、その肘の姿勢異常に対抗する第三対抗力を調節できるから、患者の症状や特性に応じた柔軟な対処ができる。

一つの実施形態に係る人体装具の側面図を示す。 同装具の正面図を示す。 同装具の背面図を示す。 別の実施形態に係る人体装具の側面図を示す。 また別の実施形態に係る人体装具の側面図を示す。

以下、いくつかの実施形態を説明する。本明細書及び請求の範囲において、「前」、「後」、「左、「右」、「上」泳簿「下」という用語は、患者が人体装具を装着して直立した状態において患者本人から見た前、後、左、右、上及び下をそれぞれ意味する。

図１は一つの実施形態に係る人体装具の側面図を示す。図２は同装具の正面図を示す。図３は同装具の背面図を示す。

図１〜図３に示された人体装具１は患者の下肢の姿勢異常、特に尖足、内反足及び外反足、並びにそれらの合併症状の矯正、軽減又は予防に役立たせることができる。この人体装具１は下肢に装着されるものであり、図１〜図３は右脚用のものを例示する。因みに、左脚用のものは、図示の人体装具１とは構造的には同じであるが、各部品の形状と配置がそれとは左右対称である。

図１〜図３に示されるように、下肢（右脚）用の人体装具１は、患者の下腿３に装着される下腿サポータ７と、患者の足５に装着される足サポータ９とを備える。

下腿サポータ７は、適度な柔軟性と剛性をもつ素材（例えば合成樹脂や布やそれらの複合材又は組合せなど）で作られ、患者の下腿３の少なくとも一部の表面にフィットする形状をもつ。図示の例では、下腿サポータ７は下腿３の後面（ふくらはぎ部分の表面）と左右両側面にフィットするが、必ずしもそうでなければならないわけではない。下腿サポータ７が下腿５の前面（向う脛部分の表面）と両側面にフィットするようになっていてもいい。要するに、下腿サポータ７は、下腿５に固定可能であれば、どのような形状でもいい。図示の例では、下腿サポータ７は、例えば締結ベルト１１のような適当な締結具により、下腿３に固定される。

足サポータ９は、適度な柔軟性と剛性をもつ素材（例えば合成樹脂や布やそれらの複合材又は組み合わせなど）で作られ、患者の足５の少なく一部の表面にフィットする形状をもつ。図示の例では、足サポータ９は靴型の形状をもち、足５の底面と後面（踵の表面）と左右両側面と上面（甲部の表面）全部又は一部にフィットするが、必ずしもそうでなければならないわけでない。足サポータ９が、サンダルや草履のような形状を有して、患者の足９の主に底面にフィットするようになっていてもよい。要するに、足サポータ９は、患者の足５に固定可能であって、患者の足５に対して尖足、内反足及び外反足に対抗する力（後に説明される）を加えることが可能になっていれば、どのような形状でもいい。

足サポータ９は、下腿サポータ７に対して、少なくとも二つの異なる方向へスウィング可能である。

上記二つの異なる方向の内の一つは、足サポータ９が下腿サポータ７に対して（換言すれば、患者の足首５が下腿３に対して）上下に屈伸する方向、つまり背屈と底屈の方向である。この方向でのスウィングを本明細書では「ピッチング」といい、そのスウィングの中心軸を「ピッチ軸」という。図１に示すように、足サポータ９のピッチングの可動角度範囲αは、例えば、患者の足５のピッチング（背屈と底屈）の可動角度範囲をほぼカバーする。足サポータ９のピッチ軸は、患者の足５のピッチ軸と一致する、つまり患者の足首の関節を左右方向に通るように配置される。したがって、足サポータ９のピッチングは患者の足首関節を中心にして可能であるから、ピッチングを行なうとき足サポータ９と患者の足５の間の相対的な位置の変化がほとんどなく、足サポータ９から患者の足５への作用を適切な状態に維持できる。

足サポータ９のもう一つのスウィング方向は、図２と図３に示すように、足サポータ９が下腿サポータ７に対して（足首５が下腿３に対して）左右に屈曲する方向、つまり、内転と外転（内反と外反）の方向である。この方向のスウィングを本明細書では「ローリング」といいい、そのスウィングの中心軸を「ロール軸」という。足サポータ９のローリングの可動角度範囲βは、患者の足５のローリングの可動角度範囲をほぼカバーする。足サポータ９のロール軸は、患者の足５のロール軸と一致するように、つまり患者の足首の関節を前後方向に通るように配置される。したがって、足サポータ９のローリングは患者の足首関節を中心にして可能であるから、ローリングを行うとき患者の足５と足サポータ９との間の相対的な位置の変化がほとんどなく、足サポータ９から患者の足５への作用を適切な状態に維持できる。

上述した足サポータ９のピッチングとローリングを可能にするために、下腿サポータ７と足サポータ９との連結機構は例えば以下のような複合的な回動機構をもつ。

すなわち、下腿サポータ７と足サポータ９との間に軸受け部材１３が設けられ、軸受け部材１３を介して下腿サポータ７と足サポータ９が連結される。軸受け部材１３は、例えばリング状の部材であって、その内側の空間はそこに患者の足５を容易に通せる程度のサイズをもつ。軸受け部材１３は、患者の足首の関節の高さとほぼ同じ高さに配置される。

下腿サポータ７の下端部の左右両側の二つの部分７１，７３に、それぞれ二つの回転シャフト１５，１７を介して、軸受け部材１３の左右両側の二つの個所が回動自在に結合される。回転シャフト１５，１７の中心軸は一直線で並び、その一直線がピッチ軸となる。足サポータ９のピッチ軸は、患者の足首関節を左右方向つまり真横方向に通るように、つまり、患者の足５のピッチ軸（背屈及び底屈のスウィングの中心軸）に一致するように配置される。したがって、足サポータ９は、患者の足５にフィットした状態を維持しながら、患者の足首関節を中心として患者の足５と一緒にピッチング（背屈及び底屈）し得る。

足サポータ９の上端部の前後両側の二つの部分９１，９３が、それぞれ二つの回転シャフト１９，２１を介して、軸受け部材１３の前後両側の二つ個所に回動自在に結合される。回転シャフト１９，２１の中心軸は一直線に並び、その一直線がロール軸となる。そのロール軸は、患者の足首関節を前後方向に通るように、つまり、患者の足５のロール（内転及び外転）軸に一致するように配置される。したがって、足サポータ９は、患者の足５にフィットした状態を維持しながら、患者の足首関節を中心として患者の足５と一緒にローリング（内転及び外転）し得る。

軸受け部材１３は、それに結合された下腿サポータ７の下端部の二つの部分７１，７３、及び足サポータ９の上端部の二つの部分９１，９９のいずれよりも、外側（つまり、患者の下腿からより遠い位置）に配置される。それにより、患者の足首に軸受け部材１３が直接触れて患者の不自然感を与えることが殆どない。

人体装具１は、さらに、例えば二つの付勢部材３１，３３を有し、それらは下腿サポータ７と足サポータ９の相互間にピッチングとローリングの二つの運動方向への弾性力を印加する。

付勢部材３１，３３の各々は、例えば細長い棒のような全体形状を有し、その一端部が下腿サポータ７に取り付けられ、その他端部が足サポータ９に取り付けられて、下腿サポータ７と足サポータ９との間に懸架され、そして、下腿サポータ７と足サポータ９の間に引っ張り弾性力を加える。

すなわち、第一の付勢部材３１は、引張コイルバネ３１１、直棒状の第１アーム３１３、直棒状の第２アーム３１５、及び調節ネジナット３１７を有する。引張コイルバネ３１１の一端部に第１アーム３１３の一端部が結合される。引張コイルバネ３１１の他端部に調節ネジナット３１７が、引張コイルバネ３１１の中心軸周りに回転自在に結合される。調節ネジナット３１７は第２アーム３１５の外面に形成された雄ネジに螺合される。

第一の付勢部材３１の一端部は、下腿サポータ７の左側（内側）寄りの個所、例えば左側外面の所定個所に、接手４１を介して取り付けられる。第一の付勢部材３１の他端部は、足サポータ９の左側（内側）寄りの個所、例えば左側外面の所定個所に、接手４３を介して取り付けられる。つまり、第一の付勢部材３１は、下腿サポータ７の左側（内側）寄り個所と足サポータ９の左側（内側）寄り個所との間に懸架される。接手４１，４３は自在式又は柔軟な接手であり、足サポータ９のピッチング及びローリングの時、第一の付勢部材３１の下腿サポータ７及び足サポータ９に対する相対角度の変化を受容する。

第一の付勢部材３１の引張コイルバネ３１１が、下腿サポータ７の左側（内側）寄り個所と足サポータ９の左側（内側）寄り個所との間に引っ張り力を加える。この引っ張り力は、足サポータ９（つまり、患者の足５）を背屈させると共に内転させる働きをする。調節ネジナット３１７を回すことで、引張コイルバネ３１１と第２アーム３１５との相対的位置がほぼ無段階で変わるため、引っ張り力の強度をほぼ無段階で加減することができる。

第二の付勢部材３３も、上述した第一の付勢部材３１と同様の構成を有するが、左右の関係がそれとは逆である。

すなわち、第二の付勢部材３３は、引張コイルバネ３３１、直棒状の第１アーム３３３、直棒状の第２アーム３３５、及び調節ネジナット３３７を有する。引張コイルバネ３３１の一端部に第１アーム３３３の一端部が結合される。引張コイルバネ３３１の他端部に調節ネジナット３３７が、引張コイルバネ３３１の中心軸周りに回転自在に結合される。調節ネジナット３３７は第２アーム３３５の外面に形成された雄ネジに螺合される。

第二の付勢部材３３の一端部は、下腿サポータ７の右側（外側）寄りの個所、例えば右側外面の所定個所に、接手４５を介して取り付けられる。第二の付勢部材３３の他端部は、足サポータ９の右側（外側）寄りの個所、例えば右側外面の所定個所に、接手４７を介して取り付けられる。つまり、第二の付勢部材３３は、下腿サポータ７の右側（外側）寄り個所と足サポータ９の右側（外側）寄り個所との間に懸架される。接手４５，４７は自在式又は柔軟な接手であり、足サポータ９のピッチング及びローリングの時、第二の付勢部材３３の下腿サポータ７及び足サポータ９に対する相対角度の変化を受容する。

第二の付勢部材３３の引張コイルバネ３３１が、下腿サポータ７の右側（外側）寄り個所と足サポータ９の右側（外側）寄り個所との間に引っ張り力を加える。この引っ張り力は、足サポータ９（つまり、患者の足５）を背屈させると共に外転させる働きをする。調節ネジナット３３７を回すことで、引張コイルバネ３３１と第２アーム３２５との相対的位置がほぼ無段階で変わるため、引っ張り力の強度をほぼ無段階で加減することができる。

下腿サポータ７と足サポータ９の間に加わる第一の付勢部材３１の引っ張り力（以下、第一の引っ張り力という）と第二の付勢部材３３の引っ張り力（以下、第二の引っ張り力）の和が、足サポータ９から患者の足５に加わる背屈方向の力である。この背屈方向の力が、患者の足５の尖足を矯正、軽減又は予防する作用をなす。調節ネジナット３１７，３３７により、この背屈方向の力の強度がほぼ無段階で調節できる。

上記第一と第二の引っ張り力の差が、足サポータ９から患者の足５に加わる外転又は内転方向の力である。第二の引っ張り力が第一の引っ張り力より強く設定されたときは、患者の足５に外転方向の力がかかり、その逆のときは内転方向の力がかかる。この外転又は内転方向の力が、患者の足５の内反足又は外反足を矯正、軽減又は予防する作用をなす。調節ネジナット３１７，３３７により、この力の向きを外転方向か内転方向かに選択でき、かつ、その力の強度がほぼ無段階で調節できる。

このように、付勢部材３１，３３は、足サポータ９から患者の足５へ、尖足を矯正、軽減又は予防するための背屈方向の弾性力（以下、この力を尖足対抗力という）と、内反足又は外反足を矯正、軽減又は予防するための外転方向又は内転方向の弾性力（以下、この力を内外反足対抗力という）とを加える役目を果たす。そして、尖足対抗力はその強度が調節可能である。また、内外反足対抗力はその向き（外転方向か内転方向か）が選択可能であり、かつ、その強度が調節可能である。

二つの調節ネジナット３１７，３３７により第一と第二の引っ張り力をそれぞれ調節することで、尖足対抗力の調節と、内外反足対抗力の調整とを、互いに分離して、つまり独立して行うことができる。例えば、第一と第二の引っ張り力の強度の差を同じに維持しつつ、第一と第二の引っ張り力の強度を共に増す又は減らせば、内外反足対抗力は変化しないが、尖足対抗力が増加又は減少する。また、例えば、第一と第二の引っ張り力の強度の和を同じに維持しつつ、第一と第二の引っ張り力の一方の強度を増し、他方の強度を減らせば、内外反足対抗力の向き又は強度が変化するが、尖足対抗力は変化しない。

したがって、調節ネジナット３１７，３３７による第一と第二の引っ張り力の強度の調節することで、患者の症状の種類（例えば、尖足、内反足、外反足、内反尖足、又は外反尖足）、その症状の程度、患者の足の特性、患者の要望や好みなどに応じた適切な強度と方向の力を患者の足５に加えることができる。

なお、尖足対抗力と内外反足対抗力を提供する目的に、必ずしも上述した構成の付勢部材３１，３３を用いなければならないわけではなく、それとは異なる構造の付勢部材を用いてもよい。例えば、ピッチングのための回転シャフト１５，１７又はその周辺に、それぞれ、ピッチング方向への弾性力を発するバネ（例えば、捩じりコイルバネ、ぜんまいバネ又は板バネ）を取り付け、それらのバネから足サポータ９に尖足対抗力を加えるようにしてもよい。また、ローリングのための回転シャフト１９，２１又はその周辺に、それぞれ、ローリング方向への弾性力を発するバネ（例えば、捩じりコイルバネ、ぜんまいバネ又は板バネ）を共に取り付け、それらのバネから足サポータ９に内外反足対抗力を加えるようにしてもよい。その場合、それらのバネの下腿サポータ７、足サポータ９又は軸受け部材１３に対する相対的な位置関係を変化させ得る調節具を、それぞれのバネに付属させることで、それらの調節具を用いて、尖足対抗力の強度の調節と、内外反足対抗力の向き（外転方向か内転方向か）の選択と強度の調節が可能である。また、バネの代わりに、ゴムやある種の合成樹脂など、弾性的に屈曲、捻転又は伸縮することが可能な弾性材料を用いることもできる。

図４は、別の実施形態に係る人体装具１００の側面図を示す。図４において、図１〜図３に示された人体装具１と共通の部品には同じ参照番号を付し、以下では重複した説明を省略する。

図４に示された人体装具１００は、図１〜図３に示された人体装具１と同じ構成に加えて、患者の大腿５１に装着される大腿サポータ５３を備える。図４では、大腿サポータ５３の左側半分の部分のみが示され、右側半分の部分は見えないが、後者は前者とほぼ同様な構造とほぼ左右対称の形状とをもつ。

大腿サポータ５３は、適度な柔軟性と剛性をもつ素材（例えば合成樹脂や布やそれらの複合材又は組合せなど）で作られ、患者の大腿５１の少なくとも一部の表面にフィットする形状をもつ。図示の例では、大腿サポータ５３は大腿５１の後面と左右両側面にフィットするが、必ずしもそうでなければならないわけでない。大腿サポータ５３が大腿５１の例えば前面と両側面にフィットするようになっていてもいい。要するに、大腿サポータ５３は、大腿５１に固定可能であれば、どのような形状でもいい。図示の例では、大腿サポータ５３は、例えば締結ベルト５５，５７のような適当な締結具により、大腿５１に固定される。

大腿サポータ５３は、下腿サポータ７に対して、患者の膝関節を中心にスウィングするように連結され、それにより、大腿サポータ５３と下腿サポータ７が膝関節を中心に屈曲できる。すなわち、大腿サポータ５３の下端部の左右両側の二つの部分５３１が、下腿サポータ７の上端部の左右両側の二つの部分７５に、それぞれ二つの回転シャフト５９を介して、回動自在に結合される。左右二つの回転シャフト５９の中心軸は一直線で並び、その一直線が膝屈曲の中心軸となる。この膝屈曲の中心軸は、患者の膝関節を左右方向つまり真横方向に通るように配置される。したがって大腿サポータ５３と下腿サポータ７は、患者の下腿３と大腿５１にそれぞれフィットした状態を維持しながら、患者の膝関節を中心として患者の下腿３と大腿５１と一緒に屈曲し得る。

大腿サポータ５３と下腿サポータ７の間に、例えば二つの付勢部材６１が設けられる。それらの付勢部材６１は大腿サポータ５３と下腿サポータ７の相互間に膝屈曲に対抗する弾性力（以下、この力を膝屈曲対抗力という）を印加する。

二つの付勢部材６１の各々は、すでに説明した足サポータ９と下腿サポータ７との間の付勢部材３１と基本的に同様の構造をもつ。すなわち、それら付勢部材６１の各々は、例えば細長い棒のような全体形状を有し、その一端部が大腿サポータ５３に取り付けられ、その他端部が下腿サポータ７に取り付けられて、大腿サポータ５３と下腿サポータ７との間に懸架され、そして、大腿サポータ５３と下腿サポータ７の間に膝屈曲対抗力を加える。

図示された左側の付勢部材６１は、引張コイルバネ６１１、直棒状の第１アーム６１３、直棒状の第２アーム６１５、及び調節ネジナット６１７を有する。引張コイルバネ６１１の一端部に第１アーム６１３の一端部が結合される。引張コイルバネ６１１の他端部に調節ネジナット６１７が、引張コイルバネ６１１の中心軸周りに回転自在に結合される。調節ネジナット６１７は第２アーム６１５の外面に形成された雄ネジに螺合される。

左側の付勢部材６１の一端部は、大腿サポータ５３の左側（内側）寄りの個所、例えば左側外面における回転シャフト５９より前方に位置する所定個所に、接手６３を介して取り付けられる。左側の付勢部材６１の他端部は、下腿サポータ７の左側（内側）寄りの個所、例えば左側外面における回転シャフト５９より前方に位置する所定個所に、接手６５を介して取り付けられる。つまり、左側（内側）の付勢部材６１は、大腿サポータ５３の左側（内側）寄り個所と下腿サポータ７の左側（内側）寄り個所との間に懸架される。接手６３は自在式又は柔軟な接手であり、下腿サポータ７が大腿サポータ５３に対して屈曲する時、付勢部材６１の大腿サポータ５３及び下腿サポータ７に対する相対角度の変化を受容する。

大腿サポータ５３及び下腿サポータ７における上述の左側（内側）の付勢部材６１とほぼ左右対称な右側（外側）位置にも、図示されてない右側（外側）の付勢部材が懸架される。右側（外側）の付勢部材も、上述の左側の付勢部材６１とほぼ同じ構造をもつ。

大腿サポータ５３及び下腿サポータ７の間に設けられた上記の二つの付勢部材６１の引張コイルバネ６１１が、大腿サポータ５３及び下腿サポータ７の相互間に弾性的な膝屈曲対抗力を加える。この膝屈曲対抗力の強度は、二つの付勢部材６１の調節ネジナット６１７を回すことでほぼ無段階で加減できる。

この膝屈曲対抗力は、患者の下肢が膝関節で屈曲して固化してしまう姿勢異常を矯正、軽減又は予防する作用をなす。患者の症状の程度や患者の下肢の屈曲特性や要望や好みなどに応じて、膝屈曲対抗力が調節可能である。

なお、膝屈曲対抗力を提供する目的に、必ずしも上述した構成の付勢部材６１を用いなければならないわけではなく、それとは異なる構造の付勢部材を用いてもよい。例えば、膝屈曲のための回転シャフト５９又はその周辺に、それぞれ、屈曲とは逆方向への弾性力を発するバネ（例えば、捩じりコイルバネ、ぜんまいバネ又は板バネ）を取り付け、それらのバネから大腿サポータ５３と下腿サポータ７間に膝屈曲対抗力を加えるようにしてもよい。あるいは、下腿サポータ７と大腿サポータ５３の回転シャフト５９より後方のそれぞれの所定個所間に、圧縮コイルバネを用いた付勢部材を懸架して、圧縮コイルバネが膝屈曲対抗力を発生するようにしてもよい。それらの場合、それらのバネの大腿サポータ５３又は下腿サポータ７に対する相対的な位置関係を変化させ得る調節具を、それぞれのバネに付属させることで、それらの調節具を用いて、膝屈曲対抗力の強度の調節が可能である。また、バネの代わりに、ゴムやある種の合成樹脂など、弾性的に屈曲、捻転又は伸縮することが可能な弾性材料を用いることもできる。

図５は、また別の実施形態に係る人体装具２００の側面図を示す。図５において、図１〜図４に示された人体装具１、１００と共通の部品には同じ参照番号を付し、以下では重複した説明を省略する。

図５に示された人体装２００は、図４に示された人体装具１００において、足サポータ９と下腿サポータ７との間の連結構造に改変を加えて、足サポータ９が下腿サポータ７の長手方向の軸を中心にして回旋できる（換言すれば、患者の足５が下腿３の長手方向の軸を中心にして回旋できる、つまり、外旋及び内旋できる）ようにしたものである。この足サポータ９（足５）の回旋を本明細書では「ヨーイング」という。

すなわち、左右二本の足支持アーム８１（図５では左側の足支持アーム８１だけが示され。左側の足支持アームは見えない）の上端部が、下腿サポータ７の外面の左右両側の二つの個所に、二つの回転シャフト８３を介してそれぞれ結合される。二つの回転シャフト８３の回転中心軸は一直線に並び、その一直線は下腿サポータ７（下腿３）を左右方向に真横に通る。二本の足支持アーム８１は、二つの回転シャフト８３をそれぞれ中心にして、前後に揺動可能である。二本の足支持アーム８１の下端部に、ピッチングのための二つの回転シャフト１５，１７を介して、軸受け部材１３がピッチング可能に結合される。この構成が、足サポータ９の大腿サポータ７に対するヨーイング（つまり、患者の足５の回旋）を可能にする。

二本の足支持アーム８１と下腿サポータ７との間に、足サポータ９のヨーイング（つまり足５の回旋）に対抗する弾性力（以下、この力を回旋対抗力という）を加える二つの付勢部材８５が設けられる。

各付勢部材８５は、弾性力を発する弾性部品、例えば捩じりコイルバネ８６を有する。捩じりコイルバネ８６の一端部は各足支持アーム８１に取り付けられ、他端部は下腿サポータ７上に配置された調節ネジナット８７に取り付けられる。調節ネジナット８７は調節ネジボルト８８に螺合される。調節ネジボルト８８は下腿サポータ７上の一定個所に、ボルトシャンクの中心軸周りに回転可能な状態で、取り付けられる。調節ネジボルト８８の頭部８９を手で回すことで調節ネジボルト８８が回転し、調節ネジナット８７が移動し、捩じりコイルバネ８６の捩じり量が変わり、その結果、足支持アーム８１に加わるその揺動に対抗する弾性力の強度が変わる。

二本の足支持アーム８１に加わる上記弾性力の差が、足サポータ９に対する回旋対抗力となる。二本の足支持アーム８１に加わる上記弾性力の強度を調節ネジボルト８７で調節することで、回旋対抗力の向き（外旋方向か内旋方向か）の選択と、回旋対抗力の強度の調節ができる。

なお、回旋対抗力を発生するために、上述した捩じりコイルバネ８６を用いた構成に代えて、他の種類の弾性部品（引っ張りコイルバネ、圧縮コイルバネ、板バネ、その他の弾性材料など）を利用した様々な構成が採用し得る。

以上説明したいくつかの実施形態は、説明のための単なる例示であり、本発明の範囲をそれらの実施の形態のみに限定する趣旨ではない。本発明は、上記の実施の形態とは違うさまざまな形態で、実施することができる。

例えば、上述した実施形態に係る人体装具１，１００，２００はいずれも、下肢の姿勢異常に対処するためのものである。しかし、本発明の要旨の範囲内で、上肢の姿勢異常に対処するための人体装具を構成することもできる。

例えば、手が掌屈し（掌が前腕に近づくように手が手首関節で屈曲し）かつ回内又は回外し（手が前腕を回転軸にして親指方向又はその逆方向へ回旋し）、更に前腕が肘関節で屈曲した異常姿勢で固化することが、脳血管障害の患者の多くにみられる。

このような上肢の異常姿勢を矯正、軽減又は予防するために、例えば、次のような構成をもつ上肢用の人体装具が、本発明の要旨の範囲内で提供できる。

すなわち、その上肢用の人体装具は、患者の手、前腕及び上腕にそれぞれ装着可能な手サポータ、前腕サポータ及び上腕サポータを備える。

手サポータは、前腕サポータに対して、患者の手首関節を中心に掌屈及び背屈（つまりピッチング）可能であり、かつ前腕サポータの長手軸を中心に回内及び回外（つまりヨーイング）可能であるように、複合的な回動機構を介して連結される。前腕サポータは、上腕サポータに対して、患者の肘関節を中心に屈曲できるように連結される。

さらに、その上肢用の人体装具は、付勢機構を備える。その付勢機構は、手のピッチング、とくに掌屈に対抗する方向の弾性的な力（掌屈対抗力）と、手のヨーイングつまり回内と回外に対抗する弾性的な力（回内外対抗力）とを、手サポータと前腕サポータの間に加える。

その付勢機構は、掌屈対抗力の強度の調節と、回内外対抗力の向き（回外方向か回内方向か）の選択と、回内外対抗力の強度の調節とを行うための調節機構を有する。その調節機構は、上記の掌屈対抗力の強度の調節と、回内外対抗力の向きと強度の調節とを、互いに分離してつまり独立して行うことを可能にする。

またさらに、その上肢用の人体装具は、別の付勢機構を備え、それが、腕の肘関節での屈曲に対抗する方向の弾性的な力（肘屈曲対抗力）を、前腕サポータと上腕サポータの間に加える。その肘付勢機構は調節機構を有し、それが、肘屈曲対抗力の強度の調節を可能にする。

上記のような構成をもつ上肢用の人体装具は、当業者であれば、図５に示された下肢用の人体装具２００の構成を応用し若干の改変を加えることで、容易に設計できるはずである。

例えば、図５に示された下肢用の人体装具２００の足サポータ９、下腿サポータ７及び大腿サポータ５３を、手、前腕及び上腕への装着に適した形状と構造にそれぞれ適宜変更することができる。また、手のピッチング（掌屈と背屈）とヨーイング（回内と回外）の特性に適合するように、足サポータ９と下腿サポータ７との間の連結と付勢の構造を適宜変更することができる。さらに、肘関節での屈曲の特性に適合するように、下腿サポータ７と大腿サポータ５３との間の連結と付勢の構造を適宜変更することができる。このように、図５とその説明を基礎にして、下肢と上肢の違いに応じた適宜の変更を加えることで、当業者は、上述したような上肢用の人体装具を容易に設計できる。

１，１００，２００ 人体装具
３ 下腿
５ 足
７ 下腿サポータ
９ 足サポータ
１３ 軸受部材
１５，１７ （足サポータのピッチング用の）回転シャフト
１９，２１ （足サポータのローリング用の）回転シャフト
３１，３３ （尖足対抗力と内外反足対抗力を生む）付勢部材
３１１，３３１ （尖足対抗力と内外反足対抗力を生む）引張コイルバネ
３１７，３３７ （尖足対抗力と内外反足対抗力の調節用の）調節ネジナット
５１ 大腿
５３ 大腿サポータ
５９ （膝の屈曲用の）回転シャフト
６１ （膝屈曲対抗力を生む）付勢部材
６１１ （膝屈曲対抗力を生む）引張コイルバネ
６１７ （膝屈曲対抗力の調節用の）調節ネジナット
８１ 足支持アーム
８３ （足サポータのヨーイング用の）回転シャフト
８５ （回旋対抗力を生む）付勢部材
８６ （回旋対抗力を生む）捩じりコイルバネ
８７ （回旋対抗力の調節用の）調節ネジナット
８８ （回旋対抗力の調節用の）調節ネジボルト

Claims (6)

1. 患者の下肢に装着される人体装具において、
   前記患者の足に装着される足サポータと、
   前記患者の下腿に装着される下腿サポータと、
   前記足サポータを前記下腿サポータに連結する足連結機構と、
   前記足サポータと前記下腿サポータの相互間に弾性力を加える足付勢機構と、
   を備え、
   前記足連結機構は、前記足サポータのピッチングとローリングを可能にする回動機構を有し、
   前記回動機構は、
   前記下腿サポータと前記足サポータとの間に設けられた軸受け部材と、
   前記患者の足首関節を左右方向に通るピッチ軸を中心にして回転可能に前記軸受け部材と結合されて、前記足サポータを前記ピッチ軸を中心にピッチング可能にする第１の回転シャフトと、
   前記患者の足首関節を前後方向に通るロール軸を中心にして回転可能に前記軸受け部材と結合されて、前記足サポータを前記ローリング軸を中心にローリング可能にする第２の回転シャフトと、
   を含み、前記軸受け部材と前記第１の回転シャフトと前記第２の回転シャフトとを介して、前記足サポータを前記下腿サポータに連結し、
   前記足付勢機構は、前記足の前記ピッチングの方向での姿勢異常に対抗する弾性的な第一対抗力と、前記足の前記ローリングの方向での姿勢異常に対抗する弾性的な第二対抗力とを、前記足サポータと前記下腿サポータの相互間に加える複数の弾性部品を有し、
   前記足付勢機構が、前記複数の弾性部品を調節することで、前記第一対抗力の調節と、前記第二対抗力の調節とを、相互に分離して又は独立して行なうことを可能にする第一の調節機構を有する
   人体装具。
2. 請求項１記載の人体装具において、
   前記患者の大腿に装着される大腿サポータと、
   前記下腿サポータを前記大腿サポータに連結する膝連結機構と、
   前記下腿サポータと前記大腿サポータの相互間に弾性力を加える膝付勢機構と、
   をさらに備え、
   前記膝連結機構は、前記下腿サポータの前記大腿サポータに対する屈曲を可能にする屈曲機構を有し、
   前記膝付勢機構は、前記患者の下肢の膝での屈曲による姿勢異常に対抗する弾性的な第三対抗力を、前記下腿サポータと前記大腿サポータの相互間に加える追加の弾性部品を有し、
   前記膝付勢機構は、前記追加の弾性部品を調節することで、前記第三対抗力の調節を可能にする第二の調節機構を有する
   人体装具。
3. 請求項１又は２のいずれか一項記載の人体装具において、
   前記第一対抗力の調節が、前記第一対抗力の強度の調節を含み、
   前記第二対抗力の調節が、前記第二対抗力の向きの選択と、前記第二対抗力の強度の調節とを含む
   人体装具。
4. 請求項３記載の人体装具において、
   前記複数の弾性部品が、
   前記足サポータの左側部分に背屈方向の第一の弾性力を加える第一の弾性部品と、
   前記足サポータの右側部分に背屈方向の第二の弾性力を加える第二の弾性部品と
   を含み、
   前記第一の調節機構が、
   前記第一の弾性部品の前記第一の弾性力の強度を調節する第一の調節部品と、
   前記第二の弾性部品の前記第二の弾性力の強度を調節する第二の調節部品と
   を含む
   人体装具。
5. 請求項１乃至４記載の人体装具において、
   前記第一の調節機構が、前記第一と第二の対抗力を無段階で調節できる
   人体装具。
6. 請求項１乃至５記載の人体装具において、
   前記回動機構は、さらに、前記足サポータが前記下腿サポータの長手方向の軸を中心にヨーイング可能にするように、前記足サポータを前記下腿サポータに対して支持する、足支持部材を含み、
   前記軸受け部材と前記第１の回転シャフトと前記第２の回転シャフトと前記足支持部材とを介して、前記足サポータを前記下腿サポータに連結する
   人体装具。
   

Images