JP6896428B2 - 義足、義足と靴からなるシステム、ならびに義足の踵高さをフィッティングする方法 - Google Patents

Description

本発明は、足部分と、足部分と旋回可能に結合された近位の接続手段と、足部分を接続手段に対して相対的に位置調節可能である位置調節装置とを有する義足に関する。本発明は、このような義足と靴からなるシステム、および、踵高さマーキングが付属している靴に合わせて義足の踵高さをフィッティングする方法も対象とする。

下肢に義肢装着をする場合、患者のためにフィッティングされた構造を提供することが必要となる。構造とは、すべての義肢コンポーネントの相互の対応配置とアライメントを意味する。人工膝関節をもつ患者の場合、人工膝関節とその旋回軸の向きおよび位置決めを正確にアライメントし、下腿管の長さならびに適切な義足を選択して組み付けることが必要である。患者に応じて、動的な構造または安定的な構造を選択することが可能である。立脚期に合成される力ベクトルが膝の軸から遠く前に位置しているほど、構造は安定的になり、合成される力ベクトルが人工膝関節の旋回軸へ近づくように移動するほど、構造は動的になる。構造が安定的であるとき、人工膝関節の意図しない内方屈曲の危険が減るが、歩行時には比較的高いエネルギー消費が必要となる。動的な構造は、踵を蹴るときだけでなく立脚期の終了時ならびに遊脚期にも、立脚期での人工膝関節の内方屈曲を容易にする。歩行のために利用者は比較的少ない力消費しか必要としないが、人工膝関節が内方屈曲しやすい傾向があり、このことは、いくつかの状況では望ましくないと思われる。

人工膝関節の構造以外に義足も過小評価できない役割を演じるが、それは、義足を介して地面との接触が成立するからである。義足は多種多様な構成を有することができ、単純な丸木にプラスチック被覆を付けたものから、油圧制御で駆動される義足に至るまで、多様な選択肢が存在する。通常の義足は靴を履いて身につけることができ、したがって、標準的な足の形に近似する外面上の見かけを有している。スポーツ用義足は通常、靴を履かずに身につける。下肢の義肢を使用するときの１つの問題は、靴を取り替えたときに、標準設定または当初の設定と比べて相違する踵高さに合わせて、義足のフィッティングを行わなければならないことにある。整形外科技工士はそれまで義肢の最善の構造を標準踵高さ値について設定しており、それ以外の踵高さが別の靴で選択されたり、たとえば異なるスプリングと異なる踵高さを有する別の靴モデルが使用されるときには、下腿管に対して相対的な義足の傾きを変更して、踵高さフィッティングを行うことが必要になる場合がある。そうしないと義肢の構造全体が変わってしまう。幾何学的に同じ靴が使用される場合にも、踵高さ調整が必要になることがある。相違する靴底の剛性に基づき、異なる踵高さを設定せざるを得ないことが必要になり得る。軟質のヒールは、硬質のヒールとは相違する踵高さを必要とすることがある。

従来技術より、油圧式の位置調節装置を装備する義足が知られており、それにより整形外科技工士は、変化した踵高さに合わせた義足のフィッティングを行うことができる。このような解決法の欠点は、靴を替えるたびに、静的および動的に正しい構造を確保する目的のために、原則として成形外科技工士のもとを訪れなければならないことにある。それに加えて調整結果の再現性が与えられない。

Ｆｒｅｅｄｏｍ社により”Ｒｕｎｗａｙ”の名称で義足が提供されている。調整は、選択的に、押ボタン調節を通じて行うか、または六角ナットスパナを用いて行われる。

Ｓｔｒｅｉｆｅｎｄｅｒ社は、最大５１ｍｍの高さ調節を実現可能である踵高さ調節部が組み込まれた義足インサートを”Ａｃｃｅｎｔ”の名称で販売している。

本発明の課題は、義足利用者がそのつどの靴に合わせて義足をフィッティングすることができ、その調整を再現可能に実行することができ、それにより最適化された義肢構造を維持することができる義足、義足と靴からなるシステム、ならびに靴に合わせて義足の踵高さをフィッティングする方法を提供することにある。

本発明によるとこの課題は、主請求項の構成要件を有する義足、並置された請求項の構成要件を有する義足と靴からなるシステム、ならびに、並置された方法請求項によるこのような方法によって解決される。本発明の好ましい実施形態と発展例は、従属請求項、発明の詳細な説明、および図面に開示されている。本発明により、改善された義肢装着を提供することが可能となる。下腿切断をしている患者の場合、誤った踵高さ調整は、脚を装着しているときでも装着していないときでも関節包や靭帯の損傷につながり、経大腿切断の場合、最適化されていない踵高さ調整や義肢構造の変化は、未装着の脚の膝の関節包・靭帯器官における伸長や、個々の筋肉の過負荷をもたらすことがある。本発明により、このような不都合を回避もしくは防止することができる。

足部分と、足部分と旋回可能に結合された近位の接続手段と、足部分を接続手段に対して相対的に位置調節可能である位置調節装置とを有する本発明の義足は、位置調節装置に、信号生成部材と結合された少なくとも１つのポジション送信器が付属することを意図している。踵高さを調整するには、接続手段に対して相対的な足部分の傾きを変更することが必要である。整形外科技工士によって調整された踵高さを前提とした上で、義肢構造が整形外科技工士により最適化される。初期位置を前提とした上で、踵高さが変更されて足部分が足底方向に屈曲すると、すなわちつま先が地面に向かう方向へ旋回し、それにより踵が相対的に持ち上げられると、義足が下腿管に取付られる近位の接続手段に対して相対的な足部分の角度位置をポジションセンサが検出する。信号生成部材は能動的な信号生成部材として構成されていてよく、ポジションセンサから信号生成部材へ送られる信号に依存して、たとえば制御ユニットでの評価後に、光学式、音響式、または触覚式の信号を出力し、それにより義肢利用者は、踵高さ設定のどの段階が現在成立しているのかを知る。この出力は、たとえばそのつど到達した踵高さ段階が表示される音声出力によって、音響式に行うことができる。同様に、そのつど次の踵高さ段階に達した後に信号が出力されることが可能であり、この場合、そのつどの踵高さ段階にそれぞれ異なる信号音を割り当てることができる。異なる音の高さ、信号パターン、あるいは信号シーケンスがそれぞれの踵段階に割り当てられることも可能である。たとえば６つの踵高さ段階がある場合、その各々が対応する数の音で特徴づけられ、第３段階は３つの連続する信号音で、第４段階は４つの信号音で特徴づけられ、以下同様となる。音響式の信号出力以外に、たとえば振動、振動パターン等によって、触覚式の信号出力を意図することが可能である。さらに、その代替または追加として光学信号、たとえば光信号、光信号パターン、または場合により現在成立している踵高さ段階の表示などを出力することが可能である。すべての信号は各々の段階について択一的に、または累積的に適用することができる。異なる踵高さ段階について異なる信号形式を出力することも可能であり、たとえば、特定の踵高さ段階は音響式にのみ表示し、その他は光学式にのみ、さらに別のものは触覚的にのみ表示することができる。光学式の表示は、たとえばそれぞれ異なる色信号を通じて行うこともできる。信号出力により、踵高さが変わるたびに整形外科技工士を訪れる必要はなくなり、むしろ、さまざまに異なる踵高さについてそれぞれ踵高さ段階を信号に割り当てるだけで足り、それにより、義肢構造がいったん調整された後に、および場合により異なる踵高さを有する異なるヒールがそれぞれの信号に割り当てられた後に、患者はそれぞれの靴モデルのそれぞれの踵高さがわかっていれば、そのつどの踵高さに合わせた義足のフィッティングを自分で行うことができる。上述した能動的な信号出力部材または出力装置のほか、信号生成のために別個のエネルギー源を必要としない受動的な信号生成部材が設けられることも可能であり意図される。たとえば位置調節におけるラスター化を通して、触覚式の信号をいわゆるチャターマークにより出力することができ、それにより義肢利用者または整形外科技工士は、どれだけの数の係止ステップまたは踵高さ設定の分だけ足部分が接続手段に対して旋回したかを知る。音響式のコンポーネントも有することができる受動的な触覚式の出力装置のほか、たとえばのぞき窓にあるカラーマーキング、アルファベット文字やその他の記号による特定の係止段階の表示などを通じて、踵高さ設定の光学式の表示が存在することも可能である。

信号の割り当て、ならびにそのつどの踵高さ設定を時間順に行うこともできる。整形外科技工士および／または患者は、義肢構造を正しく調整するために、任意の踵高さを適用することができる。そしてこの踵高さに、設定された時点に依存して、それに対応する信号が割り当てられる。それが１番目に設定された踵高さであれば、たとえば１回の信号音または１回の光信号または１回の触覚信号が行われる。１回目の踵高さと相違する第２の踵高さには、時間順に第２の信号、たとえば２つの信号音、光信号、または触覚式の信号出力が与えられる。踵高さの３番目の保存には第３の信号が与えられ、以下同様であり、その際に踵高さは任意であってよく、第１の踵高さは平均的なヒールを表すことができ、第２の保存は高い踵高さ、第３のものは非常に低い踵高さを表すことができる。

信号生成部材による踵高さ信号の出力は絶対的に行うことができ、それにより初期位置に関わりなく、そのつど占めているポジションが表示される。その別案として、常に標準初期位置を前提として信号出力を行うことができ、それにより、たとえば設定モードの作動化後に、その時点で実行された踵高さ調節段階の回数だけがそのつど出力される。

位置調節装置は係止部材を有することができ、該係止部材を介して、接続手段に対して相対的な足部分の位置調節が離散的なステップで行われる。ラスター化は十分に細かく選択することができ、それにより、できる限り精密な調整をそのつどの踵高さに合わせて行うことができ、他方ではラスター化は、調整時に紛らわしくなる恐れがある多すぎる信号が出力されない程度に大まかに選択することができる。通常の靴モデルでは、十分に細かい踵高さ設定のための０ｃｍから５ｃｍの間の効率的な踵高さ変更のために、１６から２０の踵高さステップがあれば十分であることが判明している。

ポジションセンサは、位置センサ、相対角センサ、慣性角センサ、機械式のセンサおよび／またはスイッチとして構成されていてよい。相対角センサの場合、たとえば離散的なステップで配置された磁石、誘導、ホールセンサ等を通じて、接続手段と足部分の間の相対的なポジションが検出される。同様に、さまざまなマーカーを相互に離散的な角度間隔で配置し、これらのマーカーが検出器により認識され、この検出器から対応する信号が信号生成部材へ直接送信され、または制御装置へ送信されることが可能である。これとの関連で、足部分に位置センサまたは慣性角センサを設け、これを通じて、定置の基準量に対して相対的な足部分の絶対位置が、通常は重力方向で判定されることが可能である。たとえば靴なしに１つの位置で足部分が１回アライメントされた後、設定モードで重力方向に対して相対的に足部分の姿勢を変更することで、足底屈方向の位置調節がどれくらいの度合いで行われるかを確認することができ、それをもとに義足長さとの関連で、どのような足部分位置のときに特定の踵高さステップが達成されるかを算出することができる。踵高さの調整は通常は負荷のもとで行われ、すなわち、患者は整形外科技工士のもとで均等に負荷をうけながら立つ。このことは、体重の通常５０％が装着した脚部で支えられ、５０％が未装着の脚部で支えられることを意味する。それぞれの靴または靴モデルに対するそれぞれの踵高さ設定の保存は、整形外科技工士による義肢構造の静的および動的なフィッティングの後に行われる。慣性角センサはジャイロスコープとして構成されていてよい。ポジションセンサが、機械的な操作部材を介して切換られる単純なスイッチとして構成されていて、それにより切換回路が開かれ、もしくは遮断されることも可能である。切換回路の開閉に応じて、それに対応する信号が出力される。このようなスイッチは、切換時点を手動で作動化可能である機械式のタイムスイッチと同様に、個別的な段階付けを惹起するために別個に作動化させることもできる。機械式のセンサとしての構成は、たとえば光学表示または音響信号が純粋に機械式の方式で生成または変更されることによって、電気コンポーネントや電子コンポーネントなしにポジションセンサが機能できることを意図する。このとき機能形態はスイッチの機能形態に相当するが、接点の開閉はなされない。

センサ装置には調整可能またはプログラミング可能な信号発生器が付属していてよく、それにより、出力される各信号の間隔ばかりでなく、それぞれの信号の種類も規定することができる。希望される位置調節が行われたときに初めて、かつその場合に限り、信号が出力されることも可能である。たとえば特定の踵高さが検知ないし設定されたとき、操作装置を通じて、そのつど設定された踵高さポジションに達したときにだけ信号が出力されることを定義することができる。このようにして、自動式の踵高さ認識を通じて、近位の接続手段に対して相対的な足部分の向きのフィッティングを惹起することも可能である。後は信号の有無に留意するだけでよいからである。正しい設定に達すると、信号が出力され、またはその逆に中断される。このことは義肢利用者にとって、位置調節を中止して見出されたポジションを固定する合図となる。

位置調節装置には靴識別データの少なくとも１つの受信器または検出器が付属していてよく、それにより、どのような靴モデルが、ないしはどのような踵高さが、そのつどの義足に配置されているかを自動的に認識することができる。義足は受信器または検出器を通じてどのような靴に挿入されたかを認識し、それにより、信号発生器または制御装置の自動的な適合化が行われ、そのようにして、そのつどの踵高さの自動的な検出に基づいて簡素化されたフィッティングを行うことができる。検出器によって、たとえばどの踵高さが生じているかが自動的に認識され、それにより、特定の位置調節角に達したときに初めて相応の信号が出力されることが制御装置を通じて決定される。このようにして、足部分についての直接的な角度調整が自動的かつ再現可能に実行される。

受信器または検出器は、上に説明した信号または信号発生の自動的な調整を行えるようにするために、センサ装置および／または信号生成部材と結合される。

信号生成部材も同じく送信器と結合されていてよく、それにより、センサの検出された信号を義肢装置で直接出力しなくてよくなり、距離をおいて配置された装置へ伝送することができる。たとえば携帯電話、タブレット、コンピュータ、またはその他の出力装置へ信号伝送を行うことができ、それにより、携帯電話であれば光学式にも音響式および／または触覚式にも行うことができる信号出力または信号表示に加えて、数値や適用される靴ないし踵高さ設定の保存も行うことができる。それによって得られるデータを、義肢構造の設定を最適化するために利用することができる。

位置調節装置は足部分に偏心的に支承されるシャフトを有することができ、該シャフトがさらに接続手段に支承される。それにより、偏心シャフトを回すことで、足部分に対して相対的な近位の接続手段の位置調節を惹起するという選択肢が簡単な仕方で与えられる。たとえばねじ付きロッド、係止装置、またはその他の形状接合式のロックを介しての位置調節装置の別案の構成も、同じく可能であり意図される。偏心シャフトを介しての構成は、空間的に小型の構成を、十分に細かい位置調節と確実なロックとで可能にする。偏心シャフトは、接続手段も旋回可能に支承されるヨークに支承されていてよく、それにより、偏心シャフトを接続手段の旋回軸および支承軸と実質的に平行に構成するという選択肢がある。回転時に発生する偏心シャフトの長手方向変位を補償するために、シャフトは接続手段にある長孔案内部の中で案内されるのが好ましい。この長孔は接続手段を貫通することができる。当然ながら、接続手段と結合された偏心的なシャフトが接続手段に支承されることも可能であり意図される。また、長孔案内部が接続手段ではなく足部分に構成されることもあり得る。このように、位置調節装置は偏心的に支承されるシャフトを介して接続手段と結合され、シャフトは長孔案内部の中で案内されるのが好ましい。

接続手段は、接続手段に対して相対的な足部分の回転をロックする不作動化可能なロック装置を有することができ、それにより、接続手段に対して相対的にいったん見出された足部分の向きが維持される。ロック装置は解除可能な形状接合部材を有しているのが好ましく、それにより作動化ないし不作動化が容易に可能となる。

信号生成部材は、設定された踵高さに関して容易に受取可能な一義的な信号を利用者へ供給するために、能動的な信号生成部材として構成されるのが好ましい。

上に説明した義足と靴とからなるシステムは、読み取り可能な踵高さマーキングを靴に意図しており、それにより、そのつど成立している踵高さ段階が光学式、オプトエレクトロニクス式、または電子式に読み取られ、制御装置、ポジションセンサ、または信号生成部材に伝送され、次いで、正しい踵高さ設定に達したときに相応の信号を出力することができる。踵高さマーキングはＲＦＩＤチップ、トランスポンダ、光学式もしくはオプトエレクトロニクス式に読み取り可能なコードに設けられていてよい。踵高さマーキングは靴に貼り付けられ、刻印され、埋設され、またはその他の仕方で取付られていてもよい。

踵高さマーキングが付属している靴に合わせて、上で説明したような義足の踵高さをフィッティングする本発明の方法は、踵高さマーキングが制御装置に伝送され、それぞれのマーキングがポジションセンサの検出されたポジションデータと照合され、それぞれの踵高さマーキングに事前に割り当てられたポジション信号が検出されたポジション信号と一致したときに操作信号が出力されることを意図する。踵高さマーキングは近さに依存して検出器で検出して、これに対応する信号を制御装置に伝送することができ、それはたとえば検出器または送信器が十分な近さに達したとき、または踵高さマーキングと直に接触したときである。光学式の検出器、たとえばスキャナを通じて対応するコードを読み取って制御装置に伝送することも可能であり、それにより、相応のコードが読み取られて処理された後に相応の信号割り当てや信号出力が行われる。

踵高さマーキングの自動式の検出と読み取り、および制御装置への自動式の伝送のほか、たとえばキー、遠隔操作、ラスター化、特定の係止位置の操作などによって、そのつどの踵高さを手動式に制御装置へ伝送することも原則として可能である。

本発明の１つの変形例では義足に駆動装置が付属しており、それにより、接続手段が足部分に対して相対的にモータによって変位し、この変位は検出された踵高さに依存して行われ、それにより、相応の踵高さマーキングを備える靴を着用したとき、接続手段に対して相対的な足部分の位置の自動的なフィッティングが常に行われる。

次に、図面を参照しながら本発明の実施例について詳しく説明する。図面は次のものを示している：

靴の中の義足である。 義足インサートを示す側面図である。 靴装飾具を備える図２に示す義足インサートである。 位置調節された義足インサートである。 靴装飾具を備える図４の義足インサートである。 接続手段とヨークを示す側面図である。 図６の斜視図である。 位置調節装置を示す分解図である。 位置調節装置を示す断面図である。 本発明の変形例を示す側面図である。 ポジションセンサを示す詳細図である。

図１は、靴１およびその中にある義足を示しており、義足は足部分２と、下腿管４に接続するための近位の接続手段３とを有している。近位の接続手段３は、足部分２に旋回可能に支承されるとともに位置調節装置５を有しており、これを通じて接続手段３ないし下腿管４に対して相対的な足部分２の傾きを調整することができる。足部分２の傾き調整を通じて、靴を取り替えたときに相違する踵高さを補償することができる。靴１には、図示した実施例ではヒールの領域に踵高さマーキング１１が配置されており、これを通じてそのつどの踵高さを認識し、手動式または自動式に位置調節装置３へ、ないしは図１には示さない制御装置、信号生成部材１０、またはセンサ装置へ伝送することが可能である。位置調節装置５には、音響式、触覚式、および／または光学式の信号のための出力装置の形態の信号生成部材が配置されており、これを通じて、踵高さのそのつどの設定に関して義肢利用者に情報提供をすることができる。

図２は、前足スプリング２１と、踵スプリング２２と、ベーススプリング２３とを有する足部分２を備える義足インサートを足装飾具なしに示している。前足スプリング２１の後側端部には、近位の方向に延び、近位の接続手段３を収容する役目をするヨーク６が配置されている。ヨーク６は前足スプリング２１と固定的にねじ止めされる。接続手段３は、角錐アダプタ３１を備える本体３０を有している。下側部分３２が本体３０に取付られ、ヨーク６を横方向に貫通する旋回軸７の収容部としての役目を果たす。接続手段３はヨーク６の両方の脚部の間に配置されるとともに、旋回軸７を中心として旋回可能に支承される。さらに、ヨーク６には旋回軸７に対して近位側に位置調節装置５が支承されており、その構造については後で説明する。位置調節装置５を通じて、接続手段３に対して相対的な足部分２の角度位置を変更することが可能である。足部分２に対して相対的にさまざまに異なる接続手段３の傾きによって、図示しない靴のさまざまに異なる踵高さを補償することが可能である。

図３は、義足インサートがヨーク６および接続手段３の各部分とともに中に挿入された足装飾具８とともに、図２の義足インサートを示している。義足インサートは足装飾具とともに、靴へ挿入される義足を形成する。足装飾具８は義足の遠位の終端部を形成し、弾性的な特性に基づいて義足の機能的挙動に寄与する。図示した実施例では、足部分２に対して相対的な接続手段３のアライメントは比較的低い踵高さが生じるように選択されており、足装飾具３の足底すなわち下面は、その接地点のところでほぼ水平方向のレベルにある。

図４は、図２の態様を最大限に折り曲げた位置で示しており、すなわち、足部分２は最大の足底屈を有しており、接続手段３は旋回軸７を中心としてヨーク６に対して相対的に時計と反対回りに最大限に回転している。つま先は、踵よりもはるかに低いところにある。このような足位置が必要になるのは、患者の他方ないし未装着の側でヒールの高い靴が着用される場合である。図２に示す足位置がさらに増大した踵高さで使用されれば、そのことは、制御可能でないローリング挙動および非常に非生理的な歩行像をもたらすことになる。

図５には、図４の足位置が足装飾具とともに示されている。

図３および５の足位置を、整形外科技工士により調整された義肢構造とともに適用できるようにするためには、踵高さを調整可能なように構成することが必要である。そのために、接続手段３の領域で支承部に位置調節装置５が設けられている。

図６は、角錐アダプタ３１、本体３０、および下側部分３２を備える上側の接続手段３のヨーク６への結合部を単独図として示している。近位の旋回軸７も、これに対して遠位に配置された位置調節装置５と同様に見ることができる。図６は、軸受ディスク５２が中で支承された円形の切欠きを有する支持体６１またはヨーク脚部の側面図を示している。軸受ディスク５２および位置調節装置５の機能形態については後で説明する。

図７は、図６の構造を斜視図として示している。下側部分３が本体３０に固定されており、本体３０と下側部分がいずれも２つの支持体６１，６２またはヨーク６のヨーク脚部の間に配置されている様子を見ることができる。位置調節装置５は、位置調節装置５のさまざまなコンポーネントを防護するために、第２の支持体６２の側にカバーキャップ５４を有している。図示した実施例では、接続手段３は、本体３０およびこれに直接取付られた角錐アダプタ３１として構成されている。このような構成以外に、角錐アダプタ３１とヨーク６または足部分２との間にアダプタを設けることも可能であり、それは、たとえばいっそう簡素な長さ調整を行うためであり、あるいは、このアダプタに位置調節装置５のコンポーネントを格納するためである。たとえばこのアダプタに、出力装置、制御装置、そのつどの踵高さのプログラミングや信号への割り当てのための入力装置などが格納されていてよい。位置調節そのものをアダプタで実行することもでき、それにより、必ずしも直接的に位置調節装置３の本体３０に角錐アダプタ３１が配置、構成、または取付されていなくてよくなる。角錐アダプタ３１は、介在する中間片またはアダプタを介して本体３１と、またはその他の仕方で旋回可能に足部分２と、たとえばヨーク６を介して、あるいはその他の仕方の旋回可能な取付で足部分２に取付られていてもよい。ヨークの両方の支持体６１，６２の間への上側の接続手段３の配置以外に、本体３を片側でのみ単一の支持体に配置するか、あるいは、中央の支持体を上側の接続手段３のコンポーネントの両側で取り囲むことも可能であり、それにより、図示した実施例と比較したときに反転した配置が具体化される。

図８は、旋回軸７を収容するために支持体６１，６２の遠位領域に貫通孔６７を有するヨーク６の分解図を示している。旋回軸７は、滑り軸受として構成される軸受７０で貫通孔７０に支承されている。旋回軸７は組付状態のとき、支持体６１，６２だけでなく下側部分３２の内部にある貫通孔３７も貫き、それにより、ボルト３４を介して本体３０とねじ止めされる下側部分３２が旋回可能なようにヨーク６に支承される。このとき旋回軸７は回転軸をなす。

貫通孔６７の上方に、すなわち近位の方向に、別の軸受孔６５が穿設されており、この軸受孔では右側の支持体６２の外面に内歯６３が形成されている。軸受孔６５の内部には、同じく滑り軸受として構成される軸受リング５０が配置されて、偏心的に支承されるシャフト５１の軸受ディスク５２を収容する。シャフト５１は、貫通スリットとして構成される本体３０の長孔案内部３３の中で案内されるとともに、軸受ディスク５０の内部で回転したときに、旋回軸７を中心とする接続手段３の旋回を惹起する。たとえばシャフト５１が初期位置から義足の後側端部に向かう方向へ回転すると、接続手段３が相対的に後方に向かって傾動し、それにより足部分２の足底屈が行われ、シャフト５１がつま先の方向に回転すると、このことは背屈を惹起し、すなわちつま先が人工膝関節の方向に持ち上げられる。

本実施例で右側の軸受ディスク５２には、支持体６２の内歯６３と対応するように製作された外歯５３が形成されており、それにより、歯５３，６３が噛み合うと軸受孔６５での軸受ディスク５２の回転がロックされる。それによってシャフト５１が動かせなくなり、接続手段３は設定された位置のまま固定される。歯６３，６３によって構成されるロック部またはロック装置を解除するには、左側の軸受ディスク５２を押圧し、それによりシャフト５１および右側の軸受ディスク５２を、カバーキャップ５４に向かう方向へ変位させる。それにより、内歯６３への形状接合部材として作用する外歯５３が係合を外されて連結解除され、それにより、軸受孔６５の内部で軸受ディスク５２の自由な回転可能性を行えるようになる。

図８には、ヨーク６と固定的にねじ止めされて結合された足部分２のポジションを接続部分３に対して相対的に検出するポジションセンサ９も同じく見ることができる。ポジションセンサ９は、調整モード中に空間内での足部分の向きを検出する位置センサとして構成されていてよく、または、初期位置を前提とした上で、接続手段３に対するヨーク６の相対位置に関して足部分２の相対位置を検出する相対センサとして構成されていてよい。

さらに、センサ９には調整可能な信号発生器９１が配置されており、これを通じて、出力されるべき信号の事前選択を惹起するために、センサ９のポジション信号がいつ出力されるかを設定することができる。

センサ９は、１つの磁石が多数のコイルに対して相対的に、または多数の磁石が１つのコイルに対して相対的に、シャフト５１もしくは軸受ディスク５２の回転に基づいてセンサ９に対して相対的に変位するホールセンサとして構成されるのが好ましい。ホール効果に基づいて信号が生起されて評価され、これを基礎とした上で、出力装置１０によって信号出力が行われる。

図９は、図８のものに実質的に相当する実施形態の断面図を示している。ポジションセンサは図示していない。図９では、接続手段３はロックされた状態で示されている。互いに実質的に平行にアライメントされた支持体６１，６２を有するヨーク６が、両方の支持体６１，６２の間で接続手段３および特に本体３０と下側部分３２を収容する。旋回軸７は軸受７０を介して旋回可能なようにヨーク６で支承されている。本体３０の長孔案内部の内部で、偏心的なシャフト５１が支承される。両方の軸受ディスク５２は、軸受孔６５の中の軸受シェル５０で回転可能に支承されている。右側の軸受ディスク５２にある外歯５３が、右側の支持体６２にある内歯６３に係合し、そのようにして、旋回軸７を中心とする接続手段３の旋回をロックする。

カバーキャップ５４の内部に、外歯５３を有する軸受ディスク５２を内歯６３に向かう方向へ押圧する圧縮ばね５５が支承されている。それにより、ヨーク６に対して相対的なシャフト５１の形状接合式のロックが確保される。ロックを解除するために、カバーキャップ５４と反対を向いている側で軸受ディスク５２に対して押圧力が印加され、それにより、シャフト５１が右方に向かってスライドして、歯５３，６３が係合を外される。

カバーキャップ５４の内部には、ポジションセンサ９の受信されたポジション信号を前提とした上で、光学式および／または音響式および／または触覚式の信号のための出力装置１０を作動化させる制御装置１２が配置されている。出力装置１０はたとえば踵高さ段階をリズム信号によって表示し、同様に、音声出力を意図したり、事前設定された目標ポジションへの到達を操作信号を通じて報知することも可能である。目標ポジションは制御装置１２によって決定することができ、それはたとえば検出器１９が、たとえばＲＦＩＤ受信器が、踵高さマーキング１１の信号を受信して、接続手段３に対して相対的な足部分２の対応する角度位置を目標ポジションとして規定することによる。接続手段３に対して相対的な足部分２の位置調節のときにこの目標ポジションに到達すると、操作信号が鳴り、または別の操作信号が出力される。踵高さマーキングがそれ以外の仕方で制御装置１２へ伝送されることも可能であり、それはたとえば手動での調節装置の回転、相応の踵高さ段階を入力するためのスイッチの押圧ないし操作の繰返し、音声入力、遠隔操作、またはそれ以外の仕方による。また、特定のスイッチまたはマイクロスイッチを手動で作動化させることもでき、それにより、対応する角度位置が成立したときに操作信号が出力され、あるいは、正しくない踵高さ設定を表す警告信号が止まる。

制御装置１２には送信器１３が付属しており、これを通じて、図示しないセンサ９の信号を離れた出力装置１０へ、たとえば携帯電話、コンピュータなどへ伝送することが可能である。さらに制御装置１２には、図示した実施例ではカバーキャップ５４にある確認ボタンとして構成される確認装置１４が付属している。確認ボタン１４は、それぞれの踵高さを信号へ割り当てるときに確認を実行する役目を果たす。たとえば踵高さが時間順に設定される場合、設定された第１の踵高さに第１の信号が割り当てられるが、それは、設定された踵高さが制御装置１２の確認ボタン１４を通じて確認されることによる。制御装置１２はこの踵高さに第１の信号を割り当てる。第２の踵高さが設定されて確認ボタン１４があらためて操作されると、この踵高さに第２の出力信号が割り当てられ、これは第２の踵高さが第１の踵高さよりも大きいか小さいかに左右されない。１つの踵高さ設定が消去されるとそこが空き、あらためて設定をすることができ、その場合にも、それぞれの踵高さを特定の順序で保存もしくは並べることは重要ではない。そのつどの踵高さの設定と確認、およびそれぞれの信号の割り当ての後、義足を使用することができる。靴が取り替えられると、位置調節装置５が操作されることによって踵高さが調節される。そのために、ばね５５の圧縮力に抗してのスライドによって歯５３，６３の係合を外し、信号が出力されるまで、足部分２を接続手段３に対して相対的に傾動させる。この信号は出力装置１０を通じて光信号の形態で、および音響式の信号発生器を通じて利用者に出力することができる。接続手段３に対して相対的な足部分２の希望される位置に達したときに、歯５３，６３を係止する。係止が行われたとき、義足の使用準備が整ったことを報知する追加の信号を出力することができる。

上述した能動的な信号出力のほか、信号出力のためのエネルギー源を提供するのでなく、位置調節そのものによって信号出力を惹起することが可能である。そのために、上側の接続手段３に対して相対的な足部分２の位置調節を触覚式および音響式に出力する、いわゆるチャターマークを利用することができる。ラスター化に追加して、たとえば踵高さ段階を到達または超過したときに突き出するばねによって音響信号を発信する音響式の出力部材が設けられることが可能である。これに加えて、光学表示が位置調節に割り当てられていてよい。

この義足により、整形外科技工士によって調整された全体義肢構造でさまざまに異なる踵高さを再現可能にフィッティングするために、義足の調整補助を提供することが可能である。制御装置１２を通じて、特定の踵高さ段階を事前に選択しておくことが可能であり、それにより、たとえば踵高さがそれぞれ異なる利用できる靴を検分した後に、整形外科技工士によって分類が行われる。たとえば４つの異なる踵高さを利用できる場合、各々の踵高さについて、接続手段３に対して相対的な足部分２の最善の角度位置をプログラミング入力することができる。制御装置１２へのプログラミング入力は手動式に押しボタン、ロータリースイッチ、あるいはワイヤレス接続を通じて行うことができる。それにより、多数の可能な踵高さ設定から、患者にとって関連性のある残りの設定へのフィルタリングが整形外科技工士によって行われる。そして、設定されるべき踵高さについての信号出力を患者に合わせて行うことができ、それにより、後は４つの選択された踵高さを選ぶだけでよく、非常に細かく段階付けされて存在する場合がある全部の踵高さ段階を考慮に含めたり認識しなくてすむ。このように、関連する踵高さ設定の信号報知が整形外科技工士による事前選択の後に行われるので、関連しない位置信号によって患者が惑わされることがない。整形外科技工士により選択された各位置が、たとえば音色、音量、発光色などの相違によって、その他の係止位置とは異なる信号を付与されるという選択肢もある。

踵高さマーキング１１は音声コマンドを通じて入力することもでき、それにより、相応のマーキングをもつ特定の靴が義足に通知され、音声認識を通じてそれぞれ割り当てられる踵高さが相応の信号を付与される。

図１０には、基本構造に関しては図６のものに相当する本発明の変形例が側面図として示されている。ポジションセンサ９は、図示した実施例では機械式のセンサとして構成されていて、このセンサには、ヨーク６に対して相対的な近位の接続手段３の旋回経路に沿う円弧にわたって延びる、いわゆるディップスイッチ９０が組み込まれている。ディップスイッチ９０をスライドさせることで、係止装置がロックまたはリリースされ、接点がロックまたはリリースされ、もしくは両者が実行され、それにより、ヨーク６または位置調節装置５に対して相対的な本体３０の特定の位置への到達が表示され、感得され、または聴取され、および／または表示もしくは出力することができる。図示した実施例では左側の切欠きに、それぞれのディップスイッチ９０のさまざまな位置が示されている。

図１１は、図１０に示す機械式のポジションセンサ機構の機能形態と構造の模式図を断面図として示している。本体３０を備える近位の接続手段３は、図示しない旋回軸７を中心として同じく旋回可能なようにヨークに支承される。機械式のポジションセンサ９のディップスイッチ９０は、均等な相互間隔をおいて扇形に配置されており、全部で１０のディップスイッチ９０が図示した実施例では設けられている。それぞれ外側にある両方のディップスイッチ９０、ならびに中央のディップスイッチ９０は、旋回軸６に向かう方向を向く引き込まれたリリース位置に配置されており、その他はロック位置を向いている。リリース位置にあるとき、係止切欠き９２がディップスイッチ９０により解放され、その中にボールの形態の係止部材９３を入れて係止することができる。ボール９３は、係止切欠き９２に向かう方向へばね９４によって初期応力をかけられており、それにより、接続手段３が位置調節されると、それぞれ解放された係止切欠き９３の中でボール９３が係止される。ディップスイッチ９０の均等な扇形の配置により、接続手段３の旋回経路全体にわたって均等な角度間隔で、音響式および触覚式の形式での表示が可能となる。それぞれ外側の両方のディップスイッチ９０、およびこれに付属する係止切欠き９２は、旋回可能性の最終点をなす。図示した実施形態では、近位の接続手段３が中央の位置で位置決めされており、そこを起点として、場合によりロック解除の後にそれぞれの旋回方向へ旋回を行うことができる。

係止切欠き９２の中でボール９３が係止されることで、電子式の接触を閉じることも可能であり、それにより、特定の角度位置への到達に関する信号を、たとえばコンピュータ、携帯電話、または専用の装備をもつ表示装置を通じて、電子式の方式で出力することができる。接触により、係止切欠き９２でのボール９３の機械的な係止音をさらに超えて、たとえばスピーカの形態の信号発生器を通じて、または接触が閉じたときに作動化して係止音とは相違する信号を能動的に生成するその他の音響生成装置を通じて、別個に生成される音響信号を出力することもできる。

ディップスイッチ９０が閉じていると、ボール９３は、ロック位置のときに係止切欠き９２を閉止するディップスイッチの表面で転動し、それにより、触覚式および／または音響式のメッセージが利用者に行われることがなくなる。ディップスイッチ９０の相並んで均等に間隔をおいた配置のほか、これらを不均等な相互間隔で配置して、優先位置での正確な調整可能性を可能にすることが可能であり、それにより、中間ポジションを占めることもできるようになる。

図１０に示す軸受ディスク５１の周囲の上半分だけへのディップスイッチ９０の配置のほか、向かう合う下側にディップスイッチを追加的に配置することも可能であり、この場合、下側のディップスイッチはそこでピッチの半分だけオフセットされており、それによって角度調整可能性の段階を半分にすることが可能である。それにより、いっそう細かい調整可能性を、同時に十分なディップスイッチ９０のサイズで実現することができ、それによってディップスイッチ９０の取扱性が引き続き保証される。ディップスイッチは、案内部で長手方向スライド可能なように支承されるスライドスイッチとして構成されていてよい。ボールとしての形状接合部材９３の構成により、ばね９４によるある程度の抵抗に抗して、ディップスイッチの表面上での転動を閉止位置で可能にし、ボール９３を切欠き９２から出るように動かすことが可能である。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 足部分（２）と、足部分（２）と旋回可能に結合された近位の接続手段（３）と、足部分（２）を接続手段（３）に対して相対的に位置調節可能である位置調節装置（５）とを有する義足において、前記位置調節装置（５）に、信号生成部材（１０）と結合された少なくとも１つのポジションセンサ（９）が付属していることを特徴とする義足。
［２］ 前記信号生成部材（１０）は光学式、触覚式、および／または音響式の信号のための出力装置として構成されることを特徴とする、［１］に記載の義足。
［３］ 前記位置調節装置（５）は係止部材（５３，６３）を有しており、該係止部材を通じて接続手段（３）に対して相対的な足部分（２）の位置調節が離散的なステップで行われることを特徴とする、［１］または［２］に記載の義足。
［４］ 前記ポジションセンサ（９）は位置センサ、相対角センサ、慣性角センサ、および／またはスイッチとして構成されることを特徴とする、［１］から［３］のいずれか１項に記載の義足。
［５］ 前記ポジションセンサ（９）には調整可能またはプログラミング可能な信号発生器（９１）が付属していることを特徴とする、［１］から［４］のいずれか１項に記載の義足。
［６］ 前記位置調節装置（５）には靴識別データの少なくとも１つの受信器または検出器（１９）が付属していることを特徴とする、［１］から［５］のいずれか１項に記載の義足。
［７］ 前記受信器または前記検出器は前記ポジションセンサ（９）および／または前記信号生成部材（１０）と結合されていることを特徴とする、［６］に記載の義足。
［８］ 前記位置調節装置（５）に駆動装置が付属していることを特徴とする、［１］から［７］のいずれか１項に記載の義足。
［９］ 前記位置調節装置（５）は偏心的に支承されるシャフト（５１）を介して接続手段（３）と結合されていることを特徴とする、［１］から［８］のいずれか１項に記載の義足。
［１０］ 前記シャフト（５１）は長孔案内部（３３）の中で案内されることを特徴とする、［９］に記載の義足。
［１１］ 接続手段（３）は接続手段（３）に対して相対的な足部分（２）の回転をロックする不作動化可能なロック装置（５３，６３）を有していることを特徴とする、［１］から［１０］のいずれか１項に記載の義足。
［１２］ 前記ロック装置（５３，６３）は連結解除可能な形状接合部材（５３，６３）を有していることを特徴とする、［１１］に記載の義足。
［１３］ 前記信号生成部材（１０）は送信器（１３）と結合されていることを特徴とする、［１］から［１２］のいずれか１項に記載の義足。
［１４］ 前記信号生成部材（１０）は能動的な信号生成部材（１０）として構成されていることを特徴とする、［１］から［１３］のいずれか１項に記載の義足。
［１５］ ［１］から［１４］のいずれか１項に記載の義足と、読み取り可能な踵高さマーキング（１１）を有する靴（１）とからなるシステム。
［１６］ 前記踵高さマーキング（１１）はＲＦＩＤチップ、トランスポンダ、光学式またはオプトエレクトロニクス式に読み取り可能なコードとして行われることを特徴とする、［１５］に記載のシステム。
［１７］ 踵高さマーキング（１１）が付属している靴（１）に合わせて［１］から［１６］のいずれか１項に記載の義足の踵高さをフィッティングする方法において、前記踵高さマーキング（１１）が制御装置（１２）に伝送されて、ポジションセンサ（９）の検出されたポジションデータと照合され、それぞれの踵高さマーキング（１１）に事前に割り当てられているポジション信号が検出されたポジション信号と一致したときに確認信号が出力される方法。
［１８］ 前記踵高さマーキング（１１）が自動的に読み取られて前記制御装置（１２）に伝送されることを特徴とする、［１７］に記載の方法。
［１９］ 接続手段（３）が足部分（２）に対して相対的にモータによって変位することを特徴とする、［１７］または［１８］に記載の方法。

Claims (17)

1. 踵高さマーキング（１１）が付属している靴（１）に合わせて義足の踵高さをフィッティングする方法において、前記踵高さマーキング（１１）が制御装置（１２）に伝送されて、ポジションセンサ（９）で検出されたポジションデータと照合され、それぞれの踵高さマーキング（１１）に事前に割り当てられているポジション信号が検出されたポジション信号と一致したときに操作信号が出力される方法であって、
   前記義足は、足部分（２）と、前記足部分（２）と旋回可能に結合された近位の接続手段（３）と、前記足部分（２）を前記接続手段（３）に対して相対的に位置調節可能とする位置調節装置（５）とを有し、前記位置調節装置（５）に、信号生成部材（１０）と結合された少なくとも１つのポジションセンサ（９）が付属しており、前記信号生成部材（１０）は、前記少なくとも１つのポジションセンサ（９）の信号に依存して前記足部分（２）の位置の到達についての信号を出力し、前記信号生成部材（１０）は光学式、触覚式、及び／又は音響式の信号のための出力装置として構成され、前記位置の到達は踵高さを定めるものであることを特徴とする、方法。
2. 前記位置調節装置（５）は係止部材（５３，６３）を有しており、該係止部材を通じて前記接続手段（３）に対して相対的な前記足部分（２）の位置調節が離散的なステップで行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ポジションセンサ（９）は位置センサ、相対角センサ、慣性角センサ、および／またはスイッチとして構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ポジションセンサ（９）には調整可能またはプログラミング可能な信号発生器（９１）が付属していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記位置調節装置（５）には靴識別データの少なくとも１つの受信器または検出器（１９）が付属していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記受信器または前記検出器は前記ポジションセンサ（９）および／または前記信号生成部材（１０）と結合されていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記位置調節装置（５）に駆動装置が付属していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記位置調節装置（５）は偏心的に支承されるシャフト（５１）を介して前記接続手段（３）と結合されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記シャフト（５１）は長孔案内部（３３）の中で案内されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記接続手段（３）は前記接続手段（３）に対して相対的な前記足部分（２）の回転をロックする不作動化可能なロック装置（５３，６３）を有していることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記ロック装置（５３，６３）は連結解除可能な形状接合部材（５３，６３）を有していることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記信号生成部材（１０）は送信器（１３）と結合されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記信号生成部材（１０）は能動的な信号生成部材（１０）として構成されていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記踵高さマーキング（１１）が自動的に読み取られて前記制御装置（１２）に伝送されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記接続手段（３）が前記足部分（２）に対して相対的にモータによって変位することを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 足部分（２）と、前記足部分（２）と旋回可能に結合された近位の接続手段（３）と、前記足部分（２）を前記接続手段（３）に対して相対的に位置調節可能とする位置調節装置（５）とを有する義足であって、前記位置調節装置（５）に、信号生成部材（１０）と結合された少なくとも１つのポジションセンサ（９）が付属しており、前記信号生成部材（１０）は、前記少なくとも１つのポジションセンサ（９）の信号に依存して前記足部分（２）の位置の到達についての信号を出力し、前記信号生成部材（１０）は光学式、触覚式、及び／又は音響式の信号のための出力装置として構成され、前記位置の到達は踵高さを定める義足と、
    読み取り可能な踵高さマーキング（１１）を有する靴（１）とからなるシステムであって、
    前記踵高さマーキング（１１）が制御装置（１２）に伝送されて、前記ポジションセンサ（９）の検出されたポジションデータと照合され、それぞれの踵高さマーキング（１１）に事前に割り当てられているポジション信号が検出されたポジション信号と一致したときに操作信号が出力される、システム。
17. 前記踵高さマーキング（１１）はＲＦＩＤチップ、トランスポンダ、光学式またはオプトエレクトロニクス式に読み取り可能なコードとして設けられていることを特徴とする、請求項１６に記載のシステム。

Images