JP7337085B2 - プロテーゼ - Google Patents

Description

本発明は、プロテーゼの分野に関し、更に具体的には、足－足首プロテーゼに関する。

プロテーゼは、多くの異なる形状因子を有する多くの異なる身体部分に対して提供される。プロテーゼは、バネ及びダンパーのような受動部品のみならずアクチュエータのような能動部品を備えることもある。

特許文献１は、義足を開示している。

国際特許出願公開第２０１７／１７１１０４号パンフレット

周知のプロテーゼは、種々の構成部品を備える点を考慮すれば、調整が複雑である。より単純なプロテーゼも存在するが、このようなプロテーゼは、調整の選択枝が乏しい。より高い融通性を有するプロテーゼを提供することが望まれている。

第１の態様によれば、プロテーゼのための関節が提示される。関節は、身体関節部分と、プロテーゼに接続され、回転軸を中心として身体関節部分に対して回転するように構成されたプロテーゼ関節部分と、身体関節部分及びプロテーゼ関節部分を互いに接続するように構成された接続部分とを備えている。この関節において、身体関節部分及び接続部分の第１の側の一方は、第１の周期的配列を有する第１の組の当接部を備え、プロテーゼ関節部分及び接続部分の第２の側の一方は、第２の周期的配列を有する第２の組の当接部を備えている。更に、身体関節部分及び接続部分の第１の側の他方は、第１の組の当接部の内の当接部と係合するように構成された第３の組の当接部を備え、プロテーゼ関節部分及び接続部分の第２の側の他方は、第２の組の当接部の内の当接部と係合するように構成された第４の組の当接部を備えている。接続部は、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置の間で平行移動するように構成されている。第１の位置において、第３の組の当接部の少なくとも一部が、第１の組の当接部の少なくとも一部と係合し、第４の組の当接部の少なくとも一部が、第２の組の当接部の少なくとも一部と係合する。第２の位置において、第３の組の当接部の少なくとも一部が、第１の組の当接部の少なくとも一部と係合し、第４の組の当接部は、第２の組の当接部と係合しない。第３の位置において、第３の組の当接部は、第１の組の当接部と係合せず、第４の組の当接部は、第２の組の当接部と係合しない。

係合可能な組の当接部の２つの対を設けることによって、仮にこれらの２つの対が制限された数の当接部しか備えていなくても、身体関節部分及びプロテーゼ関節部分の高い自由度の角度位置が得られることになる。

比較的わずかな数の当接部によって粗い精度しか得られなくても特定の調整には十分である場合、接続部分は、第２の位置に移動されるとよい。

一実施形態では、身体関節部分は、第１の開口を備え、プロテーゼ関節部分は、第２の開口を備え、第１の開口及び第２の開口は、回転軸と真っすぐに並んでおり、接続部分は、実質的に円筒状であり、第２の開口内に少なくとも部分的に配置されるように構成されている。

このような実施形態によれば、接続部分は、関節に対して軸として機能することが可能である。

他の実施形態では、第１の組の当接部は、身体関節部分の第１の開口内に設けられ、第２の組の当接部は、プロテーゼ関節部分の第２の開口内に設けられ、第３の組の当接部及び第４の組の当接部は、接続部分の外側に設けられている。この実施形態によれば、接続部分を種々の位置に平行移動させることによって、組の当接部の対を係合させ且つ離脱させることが可能である。

更なる実施形態では、第１の組の当接部及び第２の組の当接部の少なくとも一方は、外径が第１の位置の方向において増大するように、円錐形に形作られ、第３の組の当接部及び第４の組の当接部の少なくとも一方は、外径が第１の位置の方向において減少するように、円錐形に形作られている。

この実施形態では、第１及び第２の組の当接部の一方が、第３及び第４の組の当接部の一方と十分に位置ずれする必要がない。もし対応する円錐部分が互いに離れる方に移動したなら、これらの部分の組の当接部は、組の当接部が依然として部分的に重なっていても離脱することになる。

更に他の実施形態は、接続部分を第１の位置に付勢するように構成された第１の剛性を有する第１の付勢要素を更に備えている。これによって、解除時に接続部分を第１の位置にしっかりと係止することが可能である。

更に他の実施形態は、接続部分を第２の位置に付勢するように構成された第２の剛性を有する第２の付勢要素を更に備え、第１の剛性は、第２の剛性よりも低い。この実施形態によって、わずかな労力によって接続部分を第１の位置から第２の位置に移動させ、これによって、迅速な調整が可能になる。接続部分を第２の位置から第３の位置に移動させることによって精緻な調整を行うためには、より多くの労力が必要である。この第２の付勢要素によって、第２の位置及び第３の位置の間の選択の見極めが改良される。

更に他の実施形態では、第１の周期的配列及び第２の周期的配列は、１よりも大きい最大公約数を有していない。この実施形態によれば、第１の周期的配列の当接部の数と第２の周期的配列の当接部の数との積に対応する角度を選択することによって、最もきめの細かい調整を行うことが可能である。

第２の態様によれば、第１の態様による関節を備えるプロテーゼが提示される。このプロテーゼでは、身体関節部分は、脚接続部に接続され、プロテーゼ関節部分は、足プロテーゼに接続されるように構成され、足プロテーゼは、第１の湾曲帯片を備えている。第１の湾曲帯片は、第１の湾曲区域及び近位端において第１の湾曲区域に設けられた第１の直線区域を備えている。このプロテーゼでは、足プロテーゼは、第１の湾曲区域の凹面側においてプロテーゼ関節部分に接続されるように構成され、足プロテーゼは、弾性的に屈曲するように構成されている。

一実施形態は、第２の湾曲帯片を更に備え、第２の湾曲帯片は、第２の湾曲区域及び近位端において第２の湾曲区域に設けられた第２の直線区域を備えている。この実施形態では、第２の湾曲区域の凹面側が第１の湾曲区域の凹面側に接続され、第２の湾曲区域は、第２の湾曲区域が実質的に第２の直線区域に移行すると共に第１の湾曲区域が実質的に第１の直線区域に移行する交点において、第１の湾曲区域と交差し、第１の直線区域の遠位端及び第２の直線区域の遠位端は、実質的に平行に突出している。

この実施形態によれば、自然な足の動力学、特に内反／外反の改良された模倣が可能になる。

他の実施形態によれば、第１の直線区域の遠位端は、第２の直線区域の遠位端よりも更に突出している。この実施形態は、大きな爪先を模倣することが可能である。

第２の態様の実施形態は、第１の態様の使用例及びそれらの実施形態を提示しているが、少なくともいくつかの実施形態は、他の形式の関節と共に用いられる態様自体の基礎を提示している。

以下、図面と関連して、種々の態様及び実施形態について説明する。

プロテーゼを示す図である。 関節の分解図である。 第１の位置における接続部分を含む断面図である。 第２の位置における接続部分を含む断面図である。 第３の位置における接続部分を含む断面図である。 足プロテーゼを示す図である。 モールドと共に足プロテーゼを示す図である。

図１は、関節２００と、身体関節部分２１０と、プロテーゼ関節部分２２０と、足プロテーゼ３００とを備えるプロテーゼ１００を示している。足プロテーゼ３００は、プロテーゼ関節部分２２０に接続され、回転軸２０１を中心として身体関節部分２１０に対して回転するように構成されている。関節２００は、プロテーゼ関節部分２２０に対する身体関節部分２１０の回転を可能とするように配置されている。

足プロテーゼ３００は、湾曲区域３０２を備え、湾曲区域３０２の凹面部は、プロテーゼ関節部分２２０に取り付けられているとよい。足プロテーゼ３００の凹面部がプロテーゼ関節部分２２０に取り付けられているので、比較的大きい湾曲区域３０２によって弾力性をもたらしながら、プロテーゼ１００によって占められる全容積を比較的小さくすることができる。更に、プロテーゼ１００が足首プロテーゼとして用いられる時、該足首プロテーゼを足プロテーゼ３００の凹面に取り付けることによって、足及び脚に対する足首の自然な位置に対応する自然な回転点が得られることになる。

図１は、足及び足首に対するプロテーゼ１００を示しているが、想定される他の実施形態では、プロテーゼ１００は、どのような他の身体部分、例えば、肩、肘、腕、指、膝、股関節、等と置き換えられるように構成されてもよい。

図２Ａは、身体関節部分２１０、プロテーゼ関節部分２２０、及び接続部分２４０を備える関節２００の一実施形態を示している。接続部分２４０は、身体関節部分２１０及びプロテーゼ関節部分２２０を互いに接続するように構成されている。接続部分２４０は、回転軸２０１に対して実質的に軸対称に設けられているとよい。

身体関節部分２１０は、身体部分との接続をもたらすための接続要素２１６を備えている。接続要素２１６は、雄型又は雌型ピラミッドアダプタ、チューブクランプ、４ホールアダプタ、任意の他のプロテーゼコネクタ、又は任意のそれらの組合せの少なくとも一部であるとよい。

関節２００の一実施形態では、接続部分２４０は、身体関節部分２１０とプロテーゼ関節部分２２０との間の回転軸２０１を中心とする回転を一時的に可能にするように構成されている。この回転を可能にするために、プロテーゼ１００へのユーザーの介入が必要である。このような介入によって、回転の永久的又は一時的な係止又は係止解除又それらの任意の組合せがなされるとよい。ユーザーの介入は、ボタンを押すか、ノブを回転させるか、レバーを引くか、又はどのような他の手段によって行われてもよい。代替的又は追加的に、接続部分２４０の平行移動は、ロータリー式又はリニア式電動モータのようなアクチュエータによって行われてもよい。回転の係止は、例えば、摩擦要素を用いる力閉鎖機構、又は例えば、表面上又は表面内のカム、凹部、および他の変形物によってなされる当接部の係合に基づく形状閉鎖機構によってもたらされるとよい。

関節２００の他の実施形態では、身体関節部分２１０の第１の部分は、第１の周期的配列を有する第１の組の当接部２４１を備えている。接続部分２４０の第１の側は、第１の周期的配列を有する第３の組の当接部２４３を備えている。プロテーゼ関節部分２２０の第１の部分は、第２の周期的配列を有する第２の組の当接部２４２を備えている。接続部分２４０の第２の側は、第２の周期的配列を有する第４の組の当接部２４４を備えている。第３の組の当接部２４３は、第１の組の当接部２４１の一部の当接部に当接するように構成されている。第４の組の当接部２４４は、第２の組の当接部２４２の一部の当接部と当接するように構成されている。

関節２００の一実施形態では、接続部分２４０は、接続部分２４０を回転軸２０１を中心として平行移動させることによって、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置の間で移行するように構成されている。第１の位置では、第３の組の当接部２４３の少なくとも一部が第１の組の当接部２４１の少なくとも一部と係合し、第４の組の当接部２４４の少なくとも一部が第２の組の当接部２４２の少なくとも一部と係合するようになっている。これは、図２Ｂに示されている。

第２の位置では、第３の組の当接部２４３の少なくとも一部が第１の組の当接部２４１２の少なくとも一部と係合し、第４の組の当接部２４４は、第２の組の当接部２４２と係合しない。これは、図２Ｃに示されている。第４の組の当接部が設けられた接続要素の円錐部分によって、第４の組の当接部２４４及び第２の組の当接部２４２は、接続要素２４０の第２の位置において離脱し、第１の組の当接部２４１及び第３の当接部２４３は、依然として係合されていることに留意されたい。

第３の位置では、第３の組の当接部２４３は、第１の組の当接部２４１と係合せず、第４の組の当接部２４４は、第２の組の当接部２４２と係合しない。これは、図２Ｄに示されている。

第１の位置に配置された時、接続部分２４０は、身体関節部分２１０及びプロテーゼ関節部分２２０を互いに接続し、これによって、身体関節部分２１０及びプロテーゼ関節部分２２０は、回転軸２０１を中心として互いに回転することができない。これは、接続部分２４０の第３の組の当接部２４３と係合する身体関節部分２１０の第１の組の当接部２４１と、接続部分の第４の組の当接部２４４に係合する第２の組の当接部２４２とによって達成される。これによって、接続部分２４０は、身体関節部分２１０とプロテーゼ関節部分２２０との間に実質的に剛性の接続をもたらすことになる。

第２の位置に配置された時、接続部分２４０は、身体関節部分２１０に接続され、これによって、回転軸２０１を中心とする接続部分２４０の回転は、回転軸２０を中心とする身体関節部分２１０の回転に連動される。換言すれば、接続部分２４０及び身体関節部分２１０は、離脱可能に剛性接続されたことになる。しかし、この位置では、プロテーゼ関節部分２２０は、身体関節部分２１０に剛性連結された接続部分２４０に対して回転軸２０１を中心として自在に回転することが可能である。何故なら、これらの対応する当接部が互いに係合していないからである。

接続部分２４０がこの第２の位置に配置された時、プロテーゼのユーザーは、プロテーゼ関節部分２２０を身体関節部分２１０に対して第１の周期的配列に対応して得られる角度で配置することが可能になる。所望の角度が設定されたなら、接続部分２４０は、第１の位置に後退されるとよい。この第２の位置は、身体関節部分２１０とプロテーゼ関節部分２２０との間の迅速な角度調整を可能にする。

第３の位置に配置された時、接続部分２４０は、身体関節部分２１０及びプロテーゼ関節部分２２０のいずれにも剛性接続されない。このような構成では、接続部分２４０、身体関節部分２１０、及びプロテーゼ関節部分２２０は、いずれも互いに対して自在に回転することが可能である。接続部分２４０がこの第３の位置に配置された時、第１の周期的配列と第２の周期配列とが１よりも大きい最大公約数を有していない限り、プロテーゼ関節部分２２０を身体関節部分２１０に対して第１の周期的配列（第１の当接部２４１の数）に第２の周期的配列（第２の当接部２４２）を掛けた値に対応して得られる角度で配置することが可能になる。所望の角度が設定されたなら、前述したように、接続部分２４０は、対応する当接部が互いに係合される第１の位置に後退されるとよい。

接続部分２４０を第１の位置、第２の位置、及び第３の位置に配置する能力によって、ユーザーは、接続部分２４０の第２の位置及び第３の位置のそれぞれにおいて、プロテーゼ関節部分２２０と身体関節部分２１０との間の角度をより大きい値又はより小さい値に設定することが可能になる。

第１の組の当接部２４１、第２の組の当接部２４２、第３の組の当接部２４３、及び第４の組の当接部は、１つのみの当接部を含むどのような数の当接部であってもよい。もし第１の組の当接部２４１が１つのみの当接部であってなら、第３の当接部２４３は、１つよりも多い数の当接部であるとよく、又はその逆であってもよいことに留意されたい。もし第２の組の当接部２４２が１つのみの当接部であったなら、第４の当接部２４４は、１つよりも多い数の当接部であるとよく、又はその逆であってもよい。関節２００の好ましい実施形態では、第１の周期的配列及び第２の周期的配列は、１よりも大きい最大公約数を有していない。前記最大公約数は、整数である。これによって、身体関節部分２１０に対するプロテーゼ関節部分２２０の角度をより正確に設定することが可能になる。

例えば、第１の周期的配列が２であり、第２の周期的配列が８の場合、身体関節部分２１０に対するプロテーゼ関節部分２２０の角度として8通りの角度値しかもたらさないが、第１の周期的配列が２であり、第２の周期的配列が７の場合、身体関節部分２１０に対するプロテーゼ関節部分２２の角度として１４通りの角度値をもたらす。想定される更なる実施形態では、対応する第１の周期的配列及び第２の周期的配列によって、５０、２５０、５００、又はそれを超える数の角度値も考えられ、これによって、身体関節部分２１０及びプロテーゼ関節部分２２０間の角度の正確な設定が可能になる。関節２００の実施形態では、第１の周期的配列は、第２の周期的配列よりも小さい。関節２００の他の実施形態では、第１の周期的配列が第２の周期的配列よりも大きくてもよい。第１の周期的配列が１９で、第２の周期的配列が５８であると好ましい。これは、第１の組の当接部２４１及び第３の組２４３の当接部の少なくとも一方が１９個の歯から成っており、第２の組の当接部２４３及び第４の当接部２４４の少なくとも一方が５８個の歯又はカムから成っていることを意味している。

任意選択的に、関節２００は、第１の付勢要素２５１を備えているとよい。本明細書では、第１の付勢要素２５１は、接続部分２４０を第１の位置に向かって付勢するように構成されている。更なる選択枝として、代替的又は付加的に、関節２００は、第２の付勢要素２５２を備えていてもよい。第２の付勢要素２５２は、接続部分２４０を第２の位置に向かって付勢するように構成されている。第１の付勢要素２５１の第１の剛性は、好ましくは、第２の付勢要素２５２の第２の剛性よりも低いとよい。剛性の差は、例えば、約２倍、５倍、１０倍、又はそれよりも大きいとよい。この剛性の差によって、プロテーゼ３００のユーザーは、接続部分２４０をより容易に所望の位置に位置決めすることが可能である。所望の位置は、好ましくは、きめ細かく角度を設定することができる第２の位置である。代替的に、この所望の位置は、身体関節部分２１０とプロテーゼ関節部分２２０との間でより小さい間隔を隔てた複数の角度を設定することができる第３の位置であってもよい。

第１の付勢要素２５１及び第２の付勢要素２５２は、コイルバネ、螺旋バネ、べレヴィルワッシャー、任意の他の付勢要素、又は任意のそれらの組合せとして設けられるとよい。

関節２００の他の実施形態では、身体関節部分２１０は、第１の開口２１１を備え、プロテーゼ関節部分２２０は、第２の開口２２１を備えている。第１の開口２１１及び第２の開口２２１は、回転軸２０１を中心として実質的に軸対称に設けられ、これによって、互いに真っすぐに並んでいる。この実施形態では、接続部分２４０は、第２の開口２２１内に少なくとも部分的に配置されると共に、任意選択的に第１の開口２１１内に少なくとも部分的に配置されるように構成されている

関節２００の一実施形態では、第１の組の当接部２４１は、第１の開口２１１の内側に設けられ、第２の組の当接部２４２は、第２の開口２２１の内側に設けられている。第３の組の当接部２４３及び第４の組の当接部２４４は、接続部分２４０の外側に設けられている。

関節２００の更に他の実施形態では、第１の組の当接部２４１及び第２の組の当接部２４２の一方が設けられた接続部分２４０の少なくとも一部は、円錐状に形作られ、接続要素のこの当接部の外径は、第１の位置に向かって増大している。また、第３の組の当接部２４３及び第４の組の当接部２４４の少なくとも一方は、円錐形に形作られ、これらの当接部の外径は、第１の位置に向かって減少している。このような実施形態では、第１の位置と第２の位置との間の距離は、円錐状の組の当接部間の接触面を保った状態で小さく維持されるとよい。

図２Ａに示される実施形態では、第４の組の当接部２４４が設けられた接続部分２４０の一部には、第３の組の当接部２４３に近づくにつれてより小さい直径になるようなテーパが付されている。第２の開口２２１に設けられた第２の組の当接部２４２には、相補的な形状のテーパが付されている。従って、第３の組の突起２４３がプロテーゼ関節部分２２０から突出するように接続部分２４０が第２の開口２２１に配置されると、第２の組の突起２４２が第４の組の突起２４４と係合する。これらのテーパ形状の利点は、接続部分２４０を第４の組の当接部２４４が第２の組の当接部２４２を完全に超えて配置されるように平行移動させなくてもよいことにある。これらの組の当接部の円錐形状によって、第２の組の当接部２４２を第４の組の当接部２４４に対して部分的に移動させることによって、これらの当接部を離脱させることができる。

関節２００の更なる実施形態では、この関節は、第２の身体関節部分部材２１２を備えている。第２の身体関節部分部材２１２は、接続部分２４０の軸方向の平行移動を拘束するように構成されている。この目的を達成するために、第２の身体関節部分部材２１２は、身体関節部分２１０に剛性的に接続されるとよい。

身体関節部分２１０は、プロテーゼ関節部分２１２を身体関節部分２１０に対して真っすぐに並べるように構成された第１の位置合せ当接部２１５を備えているとよく、これによって、身体関節部分２１０の中心線及びプロテーゼ関節部分２１２の中心線が回転軸２０１と真っすぐに並ぶことになる。好ましくは、第１の開口２１１は、第２の開口２２１と真っすぐに並んでいる。第２の身体関節部分部材２１２を備える関節２００の実施形態では、第２の身体関節部分部材２１２は、プロテーゼ関節部分２１２を回転軸２０１に沿って第２の身体関節部分部材２１２と真っすぐに並べるように構成された第２の位置合せ当接部２２５を備えているとよい。

図３Ａは、第１の湾曲帯片３１０、第２の湾曲帯片３２０、及び踵部分３３０を備える足プロテーゼ３００を示している。第１の湾曲帯片３１０は、その近位端に第１の湾曲区域３１１を備え、その遠位端に第１の直線区域３１２を備えている。第２の湾曲帯片３２０は、その近位端に第２の湾曲区域３２１を備え、その遠位端に第２の直線区域３２２を備えている。

第１の湾曲帯片３１０は、プロテーゼ３００のユーザーとユーザーが直立している地面との間に弾性支持をもたらすように配置されている。プロテーゼ３００に加えられるユーザーの体重がプロテーゼ３００を圧縮し、この体重が解放されると、例えば、歩行中に脚を持ち上げると、プロテーゼ３００は、所定の形状に戻ることによる。

プロテーゼ３００のユーザーとプロテーゼ３００が置かれる地面との間に弾性支持をもたらすために、プロテーゼ３００は、少なくとも第２の湾曲帯片３２０、任意選択的に第１の湾曲帯片３１０、及び選択的に踵部分３３０を備えている。この配置の理由は、図３Ａに示されるように、プロテーゼ３００は、第２の直線端３２２のような親指として機能する部分を備えると好ましいからである。踵部分３３０は、プロテーゼ関節部分２２０が身体関節部分に対して所定範囲の角度内にある時にのみ、プロテーゼ３００のユーザーと地面との間に支持をもたらすように更に構成されているとよい。例えば、プロテーゼ３００が走行に用いられる時、ユーザーは、踵部分３３０が直接的であっても又は間接的であっても走行している地面と接触することを望まない。これは、例えば、前述したようにプロテーゼ３００の関節を旋回させることによって達成される。

足プロテーゼ３００の実施形態では、足プロテーゼ３００は、第１の湾曲帯片３１０を備えている。第１の湾曲帯片３１０は、第１の湾曲区域３１１の凹面側においてプロテーゼ関節部分２２０に取り付けられるように構成されている。第１の湾曲帯片３１０の湾曲形状、特に、その材料の弾性特性によって、第１の湾曲帯片３１０は、足プロテーゼ３００の上側に加えられる負荷によって屈曲するように構成されている。

足プロテーゼ３００の他の実施形態では、足プロテーゼ３００は、第１の湾曲帯片３１０及び第２の湾曲帯片３２０を備えている。第２の湾曲帯片３２０は、その近位端に第２の湾曲区域３２１を備え、その遠位端に第２の直線区域３２２を備えている。第２の湾曲帯片３２０は、第１の湾曲帯片３１０の凹面側に接続されている。第１の湾曲帯片３１０は、交点３１２において第２の湾曲帯片３２０と交差している。この交点３１２において、第１の湾曲帯片３１０は、第２の湾曲帯片３２０に接続されているとよい。このような接続は、固定されていてもよいし、又は代替的に、第２の湾曲帯片に対する第１の湾曲帯片３１０の回転運動又は平行運動の少なくとも一方を可能にするようになっていてもよい。

交点３１２の遠位側において、第１の直線区域３１２及び第２の直線区域３２２は、それぞれ、第１の直線区域３１２の遠位端及び第２の直線区域３２２の遠位端に向かって突出している。一実施形態では、第１の直線区域３１２は、第２の直線区域３２２よりも更に突出している。他の実施形態では、第２の直線区域３２２は、第１の直線区域３１２よりも更に突出している。第１の直線区域３１２と直線区域３２２との間のこの長さの差は、人の足の親指及び小指に類似し、足プロテーゼ３００の安定性を高めるようになっているとよい。走行のような活動時には、足プロテーゼ３００のユーザーは、最遠部まで突出する直線区域によってのみ支持されるとよい。

第１の直線区域３１２及び第２の直線区域３２２を備える足プロテーゼ３００の実施形態では、足プロテーゼ３００は、捩じり力が加えらえた時に捻ることが可能である。この所謂外反／内反は、以下の事実、すなわち、第１の直線区域３１２及び第２の直線区域３２２が互いに対して移動することが可能であり、特に、互いに対して少なくとも屈曲又は偏移することが可能であり、且つ関節に接続する箇所に近い端部において互いに捻じれることが可能であるという事実によって可能になる。これは、でこぼこ面を歩行する時にユーザーの安定性を増大することになる。

歩行時に、人は、最初、踵を地面に置く。次に、足を動かし、ユーザーの体重が爪先に掛かるまで、更に足を動かす。このような挙動を模倣するために、足プロテーゼ３００では、第１の湾曲帯片３１０及び任意選択的な第２の湾曲帯片３２０は、曲げモーメントによって屈曲するように構成された弾性要素として設けられている。このような曲げモーメントは、ユーザーが地面に対して足を動かす時に生じる。

足プロテーゼ３００の更に他の実施形態では、足プロテーゼ３００は、第１の湾曲区域３１１、第１の直線区域３１２、及び第２の直線区域３２２を備える第１の湾曲帯片３１０を備えている。この実施形態では、第２の直線区域３２２は、第２の直線区域３２２の近位端において第１の湾曲帯片３１０に接続されている。

足プロテーゼ３００の他の実施形態では、足プロテーゼ３００は、第１の湾曲帯片３１０、第２の湾曲帯片３２０、及び踵部分３３０を備えている。足プロテーゼ３００の一実施形態では、踵部分３３０は、その第１の端において第１の湾曲帯片３１０に接続されている。足プロテーゼ３００の他の実施形態では、踵部分３３０は、その第２の端において第２の湾曲帯片３１０に接続されている。足プロテーゼ３００の更に他の実施形態では、踵部分３３０は、その第１の端において第１の湾曲帯片３１０に接続され、その第２の端において第２の湾曲帯片３２０に接続されている。

第１の湾曲帯片３１０及び第２の湾曲帯片３２０は、負荷が加えられ、次いで、負荷がと除かれた後、所定の形状に戻るように構成された弾性材料から成っている。この材料は、プラスチック、炭素繊維、チタン、他の金属、レジン、任意の他の材料、又はそれらの任意の組合せ、例えば、複合材料の形態にある組合せであるとよい。

更に他の実施形態では、第１の湾曲帯片３１０及び第２の湾曲帯片３２０は、単一部品として製造されている。更に、第１の湾曲帯片３１０、第２の湾曲帯片３２０、及び踵部分３３０は、単一部品として製造されてもよい。また、第１の湾曲帯片３１０、第２の湾曲帯片３２０、及び踵部分３３０の２つの任意の他の組合せが、単一部品として製造されてもよい。このような単一部品又は多重部品は、例えば、３Ｄ印刷、成型、任意の他の製造方法、又はそれらの任意の組合せによって製造されるとよい。

図３Ｂは、足モールド３５１、踵モールド３５２、及び底面モールド３５３を更に備えるプロテーゼ１００を示している。足モールド３５１は、第１の湾曲帯片３１０及び第２の湾曲帯片３２０の少なくとも１つに取り付けられるとよい。

図３Ｂでは、プロテーゼ１００は、斜面４００上に置かれている。身体関節部分２１０に対するプロテーゼ関節部分２２０の角度は、この構成では、プロテーゼによってユーザーが可能な限り斜面を寛いで歩くことが可能になるように選択されている。

図３Ｂに示されるように、プロテーゼ１００は、足モールド３５１、踵モールド３５２、及び底面モールド３５２を備えている。しかし、足モールド３５１、踵モールド、及び底面モールド３５３の１つのみ又は２つを有する他の実施形態も考えられる。

足モールド３５１、踵モールド３５２、及び底面モールドの少なくとも１つは、足プロテーゼ３００の外観又は性能を変更するために、交換可能に設けられているとよい。例えば、水泳に用いられる時、第１の設定として足の形状を模倣した足モールド３５１は、ひれ足の形状を模倣した足モールド３５１と交換されてもよい。

身体関節部分２１０に対するプロテーゼ関節部分２２０の角度の更なる設定も考えられる。これらの角度の設定は、歩行、ランニング、下り坂のジョギング、寛いだ着座、階段昇降、水泳、（テニス、フットボール、ホッケー等の）スポーツ、ハイヒールでの歩行、子供との遊戯、又は任意の他の活動に対応する。

特定の活動において身体関節部分２１０に対してプロテーゼ関節部分２２０が位置決めされる角度を示す角度指示計が、プロテーゼ１００に設けられてもよい。

プロテーゼ１００の任意の部分の設計は、特定のユーザーに着用されるように、例えば、ユーザーの身長、体重、任意の他のパラメータ、又はそれらの任意の組合せに適するように構成されているとよい。更に、プロテーゼ１００のいくつかの部品は、特定の目的、例えば、ランニング又は水泳に適合するように作製されてもよいし、又は特定の靴、例えば、スニーカー、ビーチサンダル、又はハイヒールに適合するように作製されてもよい。

足プロテーゼ３００の任意の部品、例えば、第１の湾曲帯片３１０、第２の湾曲帯片３２０、及び踵部品３３０は、少なくとも部分的に中空部品として作製されてもよい。更に、足プロテーゼ３００を構成する部品は、チタン、他の金属、樹脂、カーボン、カーボン繊維、テフロン（登録商標）、任意の他の材料、又はそれらの任意の組合せ、例えば、複合材料の形態にある組合せから作製されるとよい。プロテーゼ１００を構成する材料は、特定の目的、例えば、水中での使用に適合しているとよい。

第２の態様によるプロテーゼ１００は、第１の態様による関節によって、プロテーゼ関節部分２２０を身体関節部分２１０に対して回転軸２０１を中心としてある角度だけ回転させることが可能である。プロテーゼ関節部分２２０が身体関節部分２１０に対して回転する角度の大きさは、身体関節部分２１０が取り付けられた脚の裏に踵モールド３５２が衝突する第１の限界位置によってのみ制限される。第２の限界位置は、身体関節部分２１０が取り付けられた脚の正面に足モールド３５１、第１の直線区域３１２、又は第２の直線区域３２２の１つが衝突する位置である。

ユーザーは、プロテーゼ関節部分２２０と身体関節部分２１０との間の角度を変化させた後、個別的な第１の周的配列及び個別的な第２の周期的配列に起因してプロテーゼ関節部分２２０と身体関節部分２１０との間の特定の大きさの回転角が適していることに気付いた時、この特定の大きさの回転角を再び設定することができる。この再現性は、前述の種々の状況でプロテーゼ１００を用いるユーザーにとって特に有利である。

要約すると、プロテーゼ用関節は、プロテーゼ部分及び身体部分を備えている。これらの２つの部分は、接続部分によって互いに接続されている。第１の対の互いに係合する当接部の組が接続部分及びプロテーゼ部分に設けられ、第２の対の互いに係合する当接部の組が接続部分及び身体部分に設けられている。接続部分の位置を調整することによって、第１の対の当接部の組が離脱され、接続部分の位置を更に調整することによって、第２の対の当接部の組も離脱される。これによって、関節の調整を２段階で行うことが可能になる。プロテーゼは、弾性材料から成る２つの帯片を備え、これらの帯片の少なくとも１つは、湾曲部分及び直線部分を有している。関節は、その遠位端に凹面状の帯片を備えている。直線部分において、これらの帯片は、交差し、一方の帯片が他方の帯片を超えて延びている。

前述の説明において、層、領域、又は基板のような要素が他の要素の「上に」位置すると記載される時、この要素は、他の要素の上に直接位置するか又は介在要素が存在してもよいことを理解されたい。また、前述の説明において提示される値は、単なる例示にすぎず、他の値も可能であり及び／又は他の値が考えられてもよいことを理解されたい。

更に、本発明は、本明細書に記載される実施形態において提示される構成要素よりも少ない構成要素によって実施されてもよく、この場合、１つの構成要素が多数の機能を果たすことになる。同様に、本発明は、図面に示される要素よりも多い要素を用いて実施されてもよく、この場合、提示される実施形態において１つの構成要素によって実施される機能が多数の構成要素に分配されることになる。

図面は、非制限的な例によって与えられる本発明の実施形態を単に概略的に表しているにすぎないことに留意されたい。明瞭且つ正確な説明のために、特徴は、同一又は個別の実施形態の一部として本明細書において記載されるが、本発明の範囲は、記載される特徴の全て又は一部の組合せを有する実施形態を含むことを理解されたい。「comprising（備える）」という語は、請求項に列挙される以外の特徴又はステップの存在を排除するものではない。更に、冠詞の「ａ」及び［an］は、「１つのみ」に制限されると解釈されるべきではなく、代わって、「少なくとも１つ」を意味するために用いられ、複数を排除するものではない。

当業者であれば、明細書に開示される種々のパラメータ及び値が修正され得ること及び開示される種々の実施形態及び／又は請求項に係る種々の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく組み合わされ得ることを容易に理解するだろう。

請求項における参照符号は、請求項の範囲を制限するものではなく、請求項の読みやすさを高めるためにのみ付されたものであることを理解されたい。
［請求項１］
プロテーゼのための関節であって、
－身体関節部分と、
－プロテーゼに接続され、回転軸を中心として前記身体関節部分に対して回転するように構成されたプロテーゼ関節部分と、
－前記身体関節部分及び前記プロテーゼ関節部分を互いに接続するように構成された接続部分と、
を備え、
－前記身体関節部分及び前記接続部分の第１の側の一方は、第１の周期的配列を有する第１の組の当接部を備え、
－前記プロテーゼ関節部分及び前記接続部分の第２の側の一方は、第２の周期的配列を有する第２の組の当接部を備え、
－前記身体関節部分及び前記接続部分の前記第１の側の他方は、前記第１の組の当接部の内の当接部と係合するように構成された第３の組の当接部を備え、
－前記プロテーゼ関節部分及び前記接続部分の前記第２の側の他方は、前記第２の組の当接部の内の当接部と係合するように構成された第４の組の当接部を備え、
－前記接続部分は、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置の間で平行移動するように構成され、
－前記第１の位置において、
－前記第３の組の当接部の少なくとも一部が、前記第１の組の当接部の少なくとも一部と係合し、
－前記第４の組の当接部の少なくとも一部が、前記第２の組の当接部の少なくとも一部と係合し、
－前記第２の位置において、
－前記第３の組の当接部の少なくとも一部が、前記第１の組の当接部の少なくとも一部と係合し、
－前記第４の組の当接部は、前記第２の組の当接部と係合せず、
－前記第３の位置において、
－前記第３の組の当接部は、前記第１の組の当接部と係合せず、
－前記第４の組の当接部は、前記第２の組の当接部と係合しない、
関節。
［請求項２］
－前記身体関節部分は、第１の開口を備え、
－前記プロテーゼ関節部分は、第２の開口を備え、
－前記第１の開口及び前記第２の開口は、前記回転軸と真っすぐに並んでおり、
－前記接続部分は、実質的に円筒状であり、前記第２の開口内に少なくとも部分的に配置されるように構成されている、
請求項１に記載の関節。
［請求項３］
－前記第１の組の当接部は、前記身体関節部分の前記第１の開口内に設けられ、
－前記第２の組の当接部は、前記プロテーゼ関節部分の前記第２の開口内に設けられ、
－前記第３の組の当接部及び前記第４の組の当接部は、前記接続部分の外側に設けられている、
請求項２に記載の関節。
［請求項４］
－前記第１の組の当接部及び前記第２の組の当接部の少なくとも一方は、外径が前記第１の位置の方向において増大するように、円錐形に形作られ、
－前記第３の組の当接部及び前記第４の組の当接部の少なくとも一方は、外径が前記第１の位置の方向において減少するように、円錐形に形作られている、
先行する請求項のいずれかに記載の関節。
［請求項５］
前記接続要素は、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記第３の位置の間で前記回転軸と平行に移動されるように、更に好ましくは、前記回転軸を中心として平行移動されるように構成されている、先行する請求項のいずれかに記載の関節。
［請求項６］
前記接続部分は、前記接続部分を摺動させることによって平行移動するように構成されている、請求項５に記載の関節。
［請求項７］
前記接続部分を前記第１の位置に付勢するように構成された第１の剛性を有する第１の付勢要素を更に備える、先行する請求項のいずれかに記載の関節。
［請求項８］
前記接続部分を前記第２の位置に付勢するように構成された第２の剛性を有する第２の付勢要素を更に備え、前記第１の剛性は、前記第２の剛性よりも低い、請求項７に記載の関節。
［請求項９］
前記第１の周期的配列及び前記第２の周期的配列は、１よりも大きい最大公約数を有していない、先行する請求項のいずれかに記載の関節。
［請求項１０］
先行する請求項のいずれかに記載の関節を備えるプロテーゼであって、
－前記身体関節部分は、脚接続部に接続され、
－前記プロテーゼ関節部分は、足プロテーゼに接続されるように構成され、
－前記足プロテーゼは、第１の湾曲帯片を備え、前記第１の湾曲帯片は、
－第１の湾曲区域と、
－近位端において前記第１の湾曲区域に設けられた第１の直線区域と、
を備え、
－前記足プロテーゼは、前記第１の湾曲区域の凹面側において前記プロテーゼ関節部分に接続されるように構成され、
－前記足プロテーゼは、弾性的に屈曲するように構成されている、
プロテーゼ。
［請求項１１］
－前記足プロテーゼは、第２の湾曲帯片を更に備え、前記第２の湾曲帯片は、第２の湾曲区域と、近位端において前記第２の湾曲区域に設けられた第２の直線区域と、を備え、
－前記第２の湾曲区域の凹面側が、前記第１の湾曲区域の凸面側に接続され、
－前記第２の湾曲区域は、前記第２の湾曲区域が実質的に前記第２の直線区域に移行すると共に前記第１の湾曲区域が実質的に前記第１の直線区域に移行する交点において、前記第１の湾曲区域と交差し、
－前記第１の直線区域の遠位端及び前記第２の直線区域の遠位端は、実質的に平行に突出している、
請求項１０に記載のプロテーゼ。
［請求項１２］
－前記足プロテーゼは、第２の直線区域を更に備え、
－前記第２の直線区域は、近位端において前記第１の湾曲区域に取り付けられ、
－前記第２の直線区域の遠位端は、前記第１の湾曲帯片の前記第１の直線区域と実質的に平行に突出している、
請求項１０に記載のプロテーゼ。
［請求項１３］
前記第１の直線区域の遠位端は、前記第２の直線区域の遠位端よりも更に突出している、請求項１１又は１２に記載のプロテーゼ。
［請求項１４］
前記第１の湾曲帯片は、実質的に前記交点において前記第２の湾曲帯片に接続されている、請求項１１又は１３に記載のプロテーゼ。
［請求項１５］
前記足プロテーゼは、第１の端において前記第１の湾曲帯片に取り付けられた踵部分を更に備える、請求項１１－１４のいずれかに記載のプロテーゼ。
［請求項１６］
前記踵部分は、第２の端において前記第２の湾曲帯片に取り付けられている、請求項１１，１３，及び１４のいずれか１つに従属する場合の請求項１５に記載のプロテーゼ。
［請求項１７］
足、踵、及び底面の少なくとも１つのモールドを更に備える、請求項１０－１６のいずれかに記載のプロテーゼ。

Claims (16)

1. プロテーゼのための関節であって、
   －身体関節部分と、
   －プロテーゼに接続され、回転軸を中心として前記身体関節部分に対して回転するように構成されたプロテーゼ関節部分と、
   －前記身体関節部分及び前記プロテーゼ関節部分を互いに接続するように構成された接続部分と、
   を備え、
   －前記身体関節部分及び前記接続部分の第１の側の一方は、第１の周期的配列を有する第１の組の当接部を備え、
   －前記プロテーゼ関節部分及び前記接続部分の第２の側の一方は、第２の周期的配列を有する第２の組の当接部を備え、
   －前記身体関節部分及び前記接続部分の前記第１の側の他方は、前記第１の組の当接部の内の当接部と係合するように構成された第３の組の当接部を備え、
   －前記プロテーゼ関節部分及び前記接続部分の前記第２の側の他方は、前記第２の組の当接部の内の当接部と係合するように構成された第４の組の当接部を備え、
   －前記接続部分は、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置の間で、前記回転軸と平行に移動するように又は前記回転軸を中心として平行移動するように構成され、
   －前記第１の位置において、
   －前記第３の組の当接部の少なくとも一部が、前記第１の組の当接部の少なくとも一部と係合し、
   －前記第４の組の当接部の少なくとも一部が、前記第２の組の当接部の少なくとも一部と係合し、
   それによって、前記接続部分は、前記身体関節部分及び前記プロテーゼ関節部分を互いに剛性接続し、その結果、前記身体関節部分及び前記プロテーゼ関節部分は、前記回転軸を中心として互いに回転することができず、
   －前記第２の位置において、
   －前記第３の組の当接部の少なくとも一部が、前記第１の組の当接部の少なくとも一部と係合し、
   －前記第４の組の当接部は、前記第２の組の当接部と係合せず、
   それによって、前記接続部分は、前記身体関節部分に剛性接続され、その結果、前記回転軸を中心とする前記接続部分の回転は、前記回転軸を中心とする前記身体関節部分の回転に連動され、その一方で、前記プロテーゼ関節部分は、前記接続部分に対して前記回転軸を中心として自在に回転することが可能であり、
   －前記第３の位置において、
   －前記第３の組の当接部は、前記第１の組の当接部と係合せず、
   －前記第４の組の当接部は、前記第２の組の当接部と係合せず、
   それによって、前記接続部分、前記身体関節部分、及び前記プロテーゼ関節部分は、いずれも互いに対して自在に、前記回転軸を中心として回転することが可能である、
   関節。
2. －前記身体関節部分は、第１の開口を備え、
   －前記プロテーゼ関節部分は、第２の開口を備え、
   －前記第１の開口及び前記第２の開口は、前記回転軸と真っすぐに並んでおり、
   －前記接続部分は、実質的に円筒状であり、前記第２の開口内に少なくとも部分的に配置されるように構成されている、
   請求項１に記載の関節。
3. －前記第１の組の当接部は、前記身体関節部分の前記第１の開口内に設けられ、
   －前記第２の組の当接部は、前記プロテーゼ関節部分の前記第２の開口内に設けられ、
   －前記第３の組の当接部及び前記第４の組の当接部は、前記接続部分の外側に設けられている、
   請求項２に記載の関節。
4. －前記第１の組の当接部及び前記第２の組の当接部の少なくとも一方は、外径が前記第１の位置の方向において増大するように、円錐形に形作られ、
   －前記第３の組の当接部及び前記第４の組の当接部の少なくとも一方は、外径が前記第１の位置の方向において減少するように、円錐形に形作られている、
   請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の関節。
5. 前記接続部分は、前記接続部分を摺動させることによって平行移動するように構成されている、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の関節。
6. 前記接続部分を前記第１の位置に付勢するように構成された第１の剛性を有する第１の付勢要素を更に備える、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の関節。
7. 前記接続部分を前記第２の位置に付勢するように構成された第２の剛性を有する第２の付勢要素を更に備え、前記第１の剛性は、前記第２の剛性よりも低い、請求項６に記載の関節。
8. 前記第１の周期的配列及び前記第２の周期的配列は、１よりも大きい最大公約数を有していない、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の関節。
9. 請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の関節を備えるプロテーゼであって、
   －前記身体関節部分は、脚接続部に接続され、
   －前記プロテーゼ関節部分は、足プロテーゼに接続されるように構成され、
   －前記足プロテーゼは、第１の湾曲帯片を備え、前記第１の湾曲帯片は、
   －第１の湾曲区域と、
   －近位端において前記第１の湾曲区域に設けられた第１の直線区域と、
   を備え、
   －前記足プロテーゼは、前記第１の湾曲区域の凹面側において前記プロテーゼ関節部分に接続されるように構成され、
   －前記足プロテーゼは、弾性的に屈曲するように構成されている、
   プロテーゼ。
10. －前記足プロテーゼは、第２の湾曲帯片を更に備え、前記第２の湾曲帯片は、第２の湾曲区域と、近位端において前記第２の湾曲区域に設けられた第２の直線区域と、を備え、
    －前記第２の湾曲区域の凹面側が、前記第１の湾曲区域の凸面側に接続され、
    －前記第２の湾曲区域は、前記第２の湾曲区域が実質的に前記第２の直線区域に移行すると共に前記第１の湾曲区域が実質的に前記第１の直線区域に移行する交点において、前記第１の湾曲区域と交差し、
    －前記第１の直線区域の遠位端及び前記第２の直線区域の遠位端は、実質的に平行に突出している、
    請求項９に記載のプロテーゼ。
11. 前記第１の湾曲帯片は、実質的に前記交点において前記第２の湾曲帯片に接続されている、請求項１０に記載のプロテーゼ。
12. －前記足プロテーゼは、第２の直線区域を更に備え、
    －前記第２の直線区域は、近位端において前記第１の湾曲区域に取り付けられ、
    －前記第２の直線区域の遠位端は、前記第１の湾曲帯片の前記第１の直線区域と実質的に平行に突出している、
    請求項９に記載のプロテーゼ。
13. 前記足プロテーゼは、第１の端において前記第１の湾曲帯片に取り付けられた踵部分を更に備える、請求項１０～請求項１２のいずれか１つに記載のプロテーゼ。
14. 前記踵部分は、第２の端において前記第２の湾曲帯片に取り付けられている、請求項１３が請求項１０又は請求項１１に従属する場合の、請求項１３に記載のプロテーゼ。
15. 前記第１の直線区域の遠位端は、前記第２の直線区域の遠位端よりも更に突出している、請求項１０～請求項１４のいずれか１つに記載のプロテーゼ。
16. 足、踵、及び底面の少なくとも１つのモールドを更に備える、請求項９～請求項１５のいずれか１つに記載のプロテーゼ。