JP7365356B2 - 医療用歩行器 - Google Patents

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、「医療用歩行器」と題され、２０１７年１２月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／５９９，０５７号の出願日の優先権及びその利益を主張するとともに、「医療用歩行器」と題され、２０１８年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／６６２，３９２号の出願日の優先権とその利益を主張し、それらの開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。

理学療法及びリハビリテーションは、障害のある肢（compromised limbs）又は片側の不動（unilateral immobility）を有する患者にとって長くて難しいプロセスである。手術後、切断患者（amputation patients）は、リハビリテーションのニーズを満たすための十分な医療リソースを受けられないことがよくある。片方の脚の一部が切断患者は、義肢（prosthetic limb）が作製されるまで少なくとも６～８週間待機する。多くの場合、治癒及び義肢が作製されるまでに必要な時間は、それよりも長い。この待機期間中、大多数の患者は車椅子のみで移動を行っている。同様に、下肢の完全又は部分的な麻痺、又は下肢の機能不全を引き起こす他の状態の患者は、回復するまでの間は車椅子に拘束される場合がある。数週間、患者は車椅子に拘束され、したがって適切な生体力学（biomechanics）、典型的な骨盤の歩行運動、又は筋肉の活性化を経験していない。下肢が車椅子に拘束されて動かされないは、筋萎縮、関節拘縮、幻肢症候群、及び末梢動脈疾患の加速等の深刻な結果を伴う不可逆的な生理学的機能不全につながる可能性がある。さらに、患者の血管疾患のために切断が必要になった場合、不動により、切断されていない残りの肢の血管疾患が加速し、追加の治療が必要になる可能性がある。脳卒中や切断等の病気や怪我を経験した患者が短期間入院リハビリを受けることはあまりにも一般的であるが、自分の家に戻ると、運動訓練のための支援技術がないため、患者は急速に衰退する。

一般に、切断患者は、補綴装置（prosthetic device）が製造される前に、その歩行及びリハビリを、車椅子、松葉杖、及び歩行器に依存している。同様に、片麻痺又は脳卒中の被害者の患者は、従来の車椅子、松葉杖、及び歩行器で苦労している。これらの患者は完全に回復することはない。さらに、これらの患者は通常、リハビリテーション運動のための理学療法セッションの時間と場所に制限される。これらの既存のデバイスは、通常、障害のある肢に体重をかけることを許容せず、最近切断された肢又は残りの健康な肢のために、不可逆的な生理学的影響を回避し、さらなる医学的介入を回避するために必要な正常な歩行運動の生体力学を促進しない。

以下に、請求項の主題のいくつかの態様の基本的な理解を提供するため、簡単な概要を提示する。この要約は、広範な概要ではない。請求項の主要な要素又は重要な要素を特定したり、請求項の主題の範囲を説明したりすることは意図されていない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明の前置きとして、いくつかの概念を簡略化した形で提示することである。

本明細書における装置及び方法は、医療機器に関し、より具体的には、片側の運動能力が低下した人（those with unilaterally compromised mobility）のための医療用歩行器に関する。従来の歩行器は、歩行中の患者の安定に役立つが、障害のある肢に十分なサポートや筋肉の活性化を提供しないため、切断患者や片麻痺患者には適していない。その結果、そのような患者は、移動のために従来の歩行器を使用することが困難である又は不可能であると感じる可能性がある。肢切断患者に可動性を提供する他の手段は、車椅子等の自然な歩行動作に基づいて障害のある肢を運動させることを許可せず、又は、外骨格ロボット等、法外な費用を必要とする。

本開示に係る医療用歩行器は、ある態様では、生体力学的に適切な歩行動作に基づいて障害のある肢を案内する歩行器へ柔軟に連結する脚装具支持体（leg brace support）を障害のある肢に提供することによって患者に可動性を提供し、これにより、障害のある肢を動かす練習を可能にする。いくつかの態様では、本開示に係る医療用歩行器は、歩行サイクルにおける筋肉の活性化を備える、通常の歩行動作の生体力学を促進する。切断患者又は他の原因で障害のある肢を持つ患者の場合、歩行器の実施形態は、障害のある肢が体重を支え、障害のある肢の筋肉を活性化し、患者が適切な生体力学で通常の歩行パターンを歩くことを可能にする。これにより、病気のプロセスが加速するのを防ぎ、痛みを軽減し、障害のある肢の骨と筋肉を強化する。さらに、本開示に係る歩行器の実施形態は、携帯可能であってもよく、患者が、理学療法セッションの時間及び場所の制約の外で歩行を練習することを可能にする。比較的合理化された設計により、歩行者は、理学療法、病院、診療所、及び自宅等の、又は、これらに限定されない様々な設定環境において使用することができる。さらに、手術後の回復期間の、義肢が製造又は使用されることができるようになるよりもずっと前において、本開示に係る歩行器の使用を開始することができる。できるだけ早く歩行に戻ることは、回復と理学療法に対する患者の態度に加え、患者の筋肉と骨の強化にも役立つ。

実施形態では、障害のある肢を有するユーザーが使用する医療用歩行器は、床面に沿って移動し、ユーザーの体重の少なくとも一部を支持するようになっている車輪付きフレームと、車輪付きフレームに取り付けられた障害肢歩行システムとを備える。障害肢歩行システムは、ユーザーの障害のある肢に連結され、シミュレーションされた歩行動作（simulated gait motion）に基づいて障害のある肢を案内するように構成されている。障害肢歩行システムは、脚装具（leg brace）を障害肢歩行システムに連結するヨークを備え、装具はユーザーの障害のある肢及び少なくとも一つのスイングリンケージに連結され、スイングリンケージはヨークを車輪付きフレームに連結し、実質的に単一の平面での移動を可能にする。障害肢歩行システムには、スイングリンケージの後方への動きを制限するハードストップも備える。

前述の目的及び関連する目的を達成するために、特許請求の範囲の主題の特定の例示的な態様が、以下の説明及び添付の図面に関連して本明細書で説明される。これらの態様は、主題を実施することができる様々な方法を示しており、それらの全ては、特許請求の範囲の主題の範囲内にあることが意図されている。他の利点及び新規の特徴は、図面と併せて検討すると、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

装置（apparatuses）、デバイス（devices）、及び方法（methods）は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによってよりよく理解されるであろう。ここで、様々な図において、同様の数字は、同様の構造要素及び特徴を示す。図中の構成要素は必ずしも縮尺通りではなく、単に装置、デバイス、及び方法の原理を示している。添付の図面は、装置、デバイス、及び方法の可能な実施形態のみを示しており、したがって、特許請求の範囲を限定するものと見なされるべきではない。

図１は、医療用歩行器の実施形態の斜視図である。 図２は、図１に示す医療用歩行器の他の方向から見た斜視図である。 図３は、図１に示す医療用歩行器の左側面図である。 図４は、図１に示す医療用歩行器の正面図である。 図５は、図１に示す医療用歩行器の上面図である。 図６は、障害肢歩行システム及び連結された装具の実施形態の斜視図である。 図７は、図６に示す障害肢歩行システム及び装具の他の方向から見た斜視図である。 図８は、図６に示す障害肢歩行システム及び装具の左側面図である。 図９Ａは、装具が踵着地位置（heel strike position）にある、医療用歩行器の実施形態の左側面図である。図９Ｂは、装具が歩幅中間位置（mid-stride position）にある、医療用歩行器の実施形態の左側面図である。図９Ｃは、装具がつま先蹴り出し位置（toe off position）にある医療用歩行器の実施形態の左側面図である。 図１０は、装具及び重量軽減ハーネスに連結された医療用歩行器の実施形態の斜視図である。 図１１は、図１０に示す医療用歩行器、装具及び重量軽減ハーネスの他の方向から見た斜視図である。 図１２は、図１０に示す医療用歩行器、装具及び重量軽減ハーネスの左側面図である。 図１３は、図１０に示す医療用歩行器、装具、及び重量軽減ハーネスの背面図である。 図１４は、図１０に示す医療用歩行器、装具、及び重量軽減用ハーネスの上面図である。 図１５は、油圧式重量軽減システムの実施形態の斜視図である。 図１６は、図１５に示す油圧式重量軽減システムの正面図である。 図１７は、図１５に示す油圧式重量軽減システムの右側面図である。 図１８は、図１５に示す油圧式重量軽減システムの左側面図である。 図１９は、医療用歩行器の別の実施形態の斜視図である。 図２０は、図１９に示す医療用歩行器の他の方向から見た斜視図である。 図２１は、図１９に示す医療用歩行器の左側面図である。 図２２は、図１９に示す医療用歩行器の正面図である。 図２３は、図１９に示す医療用歩行器の上面図である。 図２４Ａは、装具が踵着地位置にある医療用歩行器の実施形態の左側面図である。図２４Ｂは、装具が歩幅中間位置にある医療用歩行器の実施形態の左側面図である。図２４Ｃは、装具がつま先蹴り出し位置にある医療用歩行器の実施形態の左側面図である。

システム及び方法の態様は、例示的な実施形態を参照して以下に説明される。以下の例示的な実施形態の参照は、特許請求の範囲の主題の範囲を限定するために行われるものではない。一方、例示的な実施形態は、デバイスの様々な態様の説明を助けるために使用される。実施例による説明及び例示的な参照への参照は、特許請求の範囲の主題の任意の態様に関して限定することを意味するものではない。

本開示に係る装置は、医療機器に関し、より具体的には、片側の運動能力が低下した人のための医療用歩行器に関する。「医療用歩行器（medical walker）」及び「歩行器（walker）」という用語は、本明細書では互換的に使用される。いくつかの態様では、本開示に係る医療用歩行器は、歩行サイクルにおける筋肉の活性化を備える、通常の歩行動作の生体力学を促進する。切断患者又は他の原因によって障害のある肢を持つ患者の場合、歩行器の実施形態は、障害のある肢が体重を支え、障害のある肢の筋肉を活性化し、患者が適切な生体力学で通常の歩行パターンを歩くことを可能にする。これにより、病気のプロセスが加速するのを防ぎ、痛みを軽減し、障害のある肢の骨と筋肉を強化する。さらに、本開示に係る歩行器の実施形態は、携帯可能であってもよく、患者が、理学療法セッションの時間及び場所の制約の外で歩行を練習することを可能にする。比較的合理化された設計により、歩行者は、理学療法、病院、診療所、及び自宅等の、又は、これらに限定されない様々な設定環境において使用することができる。さらに、手術後の回復期間の、義肢が製造又は使用されることができるようになるよりもずっと前において、本開示に係る歩行器の使用を開始することができる。できるだけ早く歩行に戻ることは、回復と理学療法に対する患者の態度に加え、患者の筋肉と骨の強化にも役立つ。

従来の歩行器は、歩行中の患者の安定化を支援し、上半身の支持を提供するが、障害のある肢に十分なサポート又は筋肉の活性化を提供しないため、切断者又は片麻痺患者にはあまり適していない。さらに、従来の歩行器は骨盤の動きを促進しない。したがって、従来の歩行器のユーザーは、依然として生理学的破壊に対して脆弱である。従来の歩行器の短所の結果として、切断患者又は片麻痺患者は、従来の歩行器を移動に使用することが困難である又は不可能であると感じる可能性がある。肢切断患者に可動性を提供する他の手段は、車椅子等の自然な歩行動作に基づいて障害のある肢を運動させることを許可せず、又は、外骨格ロボット等の法外な費用を必要とする。本開示に係る医療用歩行器は、ある態様では、生体力学的に適切な歩行動作に基づいて障害のある肢を案内する歩行器への柔軟に連結する脚装具支持体を障害のある肢に提供することによって切断患者に可動性を提供し、これにより、障害のある肢を動かす練習を可能にする。
［概観］

図１～５を参照すると、一実施形態では、医療用歩行器１００は、フレーム１０２、上半身支持体（upper body support）１０４、障害肢歩行システム（compromised limb gait system）１０６、及び重量軽減システム（unweighting system）１０８を備える。フレーム１０２は、医療用歩行器１００の一般的な支持又は構造を提供し、様々な方法で実装可能である。一般に、患者の体重のほとんど又は全てを支えるのに十分な強度を備えた軽量で耐久性のある材料から形成されている。フレーム１０２は、典型的な歩行動作における患者の脚の動きを妨げない一方で、安定性を提供するように形作られている。実施形態では、フレーム１０２は、患者が歩くときに患者と共に歩行器１００が移動することを可能にする１組の車輪１１２によって支持されるベース１１０を備える。

実施形態において、上半身支持体１０４はフレーム１０２に取り付けられ、患者が上半身の少なくとも一部を上半身支持体１０４上に載せたり又はもたせかけたりでき、それにより、障害のある肢に課される重量の量を低減する。いくつかの態様では、上半身支持体１０４は、患者が直立姿勢（upright posture）又は位置をとることを容易にし、適切な歩行動作を達成するのに有益である。これは、患者に歩行器１００を操縦又は方向づけするための簡易なグリップを提供してもよい。図示された実施形態では、上半身支持体１０４は、前腕レスト（forearm rest）１１４及びハンドグリップ（hand grips）１１６を備える。他の実施形態では、上半身支持体１０４は、以下でより詳細に示され説明される腹部支持体（abdominal support）１９００である。

実施形態では、重量軽減システム１０８は、患者の下肢に課される患者の体重の量を低減する。重量軽減システム１０８は、歩行又は立っている間の肢の身体的要求を減らすことにより、患者ができるだけ早く可動性を取り戻すのを支援することができる。一実施形態では、重量軽減システム１０８は、患者のサイズ及び支持される重量の量に関して調整可能であり、患者の下肢によって支持される重量が患者の強度が増加するにつれて徐々に増加することを可能にする。１つの態様では、重量軽減システム１０８は、以下の図１０－図１８にさらに詳細に示され、説明されるように、歩行器１００のフレーム１０２に取り付けられ、そこから吊り下げられるハーネスを備える。患者はハーネスに座ることができ、又は、ハーネスを患者に取り付けることによって患者を支持することができる。

実施形態では、障害肢歩行システム１０６は、シミュレーションされた歩行動作に基づいて患者の障害のある肢を案内する。以下で説明され、図６－図８に示されるカスタマイズ可能な脚装具６００は、患者の障害のある肢に取り付けられる。次に、カスタマイズ可能な脚装具６００は、障害肢歩行システム１０６を介して歩行器１００に取り付けられる。障害肢歩行システム１０６は、障害のある肢の動きを制限又は指示して、適切な生体力学的歩行における肢の動きを促進することができる。実施形態では、障害肢歩行システム１０６は、フレーム１０２が患者の体重の一部を吸収するように、取り付けられた脚装具６００に少なくとも部分的な支持を提供することができる。さらに、以下でより詳細に説明するように、脚装具６００は、障害のある肢及び患者に支持を提供することができる。歩行器１００は、患者が体重のいくらかを障害のある肢に移し、徐々に肢を強化し、それらの筋肉を活性化し、運動性及びリハビリテーションを促進することを奨励する。患者にかかる体重を減らし、及び／又は、適切な歩行動作を促進することにより、本開示に係る歩行器は、従来の歩行器よりも速く患者の可動性を改善することができる。
［フレーム］

図１～５に示すように、フレーム１０２は、医療用歩行器１００に一般的な支持又は構造を提供する。当然、このフレーム１０２は、歩行器１００の要素を支持するために様々な方法で実装することができる。実施形態では、フレーム１０２は、車輪付きベース（wheeled base）１１０と、車輪付きベース１１０から垂直に延びる支持構造体（support structure）１１８とを備える。フレームは、フレームが歩行器の重量及び患者の体重を支持するのに十分な強さを有するように、アルミニウム又は鋼等の材料で形成されてもよい。図示された実施形態では、ベース１１０は、患者がまっすぐ前を歩いているときの患者の動きの方向に実質的に平行な２つのほぼ水平なバー１１１からなる。水平バー（horizontal bars）１１１は歩行器１００の左側と右側にあり、使用中、患者は水平バー１１１の間に位置する。ベース１１０は、患者がベース１１０に衝突したり衝撃を与えたりせずに通常のステップや運足（strides）を行えるように構成されている。示されるように、ベース１１０の前部又はその近くに位置する１つ又は複数の連結バー１１３は、水平バー１１１を連結する。連結バー１１３は、患者の通常の運足を妨げないように配置される。ベース１１０は、安定であり、患者の運足との干渉を回避する任意の構成で実装されてもよいことが理解される。

複数の車輪１１２は、水平バー１９０６の底部から延びる。図示された実施形態では、車輪１１２は、各水平バー１１１の前端及び後端に配置され、合計４つの車輪１１２がある。ベース１１０及び車輪１１２は、歩行器１００の安定性を高め、使用中に歩行器１００が転倒して患者をさらに傷つける可能性を低減する。また、車輪１１２は、患者が歩くときに患者と共に歩行器１００が滑らかに動くことを可能にする。実施形態では、１つ又は複数の車輪１１２は、患者が歩行器１００の位置を固定できるようにするブレーキ機構（braking mechanism）を備えることができる。患者は、歩行器１００に入るとき又は歩行器１００から出るときに、歩行器１００を所定の位置に保持するためにブレーキ機構を作動することを選択できる。

図１－図５及び図９－図１８に示すように、フレーム１０２は、車輪付きベース１１０から上方に延出して上半身支持体１０４に連結する支柱として示される支持構造体１１８を備える。一実施形態では、支持構造体１１８は、伸縮可能に調整されることができ、高さの異なるユーザーに対応することができる。例えば、支持構造体１１８は、伸縮自在のロッドを使用して実装することができ、伸縮自在のロッドは、内部ロッドの周りの外部ロッドの周囲を締めることによって所定の位置に固定することができる。他の実施形態では、伸縮ロッドは、一連の開口を備えることができ、図２に示すように、支持構造体１１８の長さは、外部ロッドと内部ロッドの開口を位置合わせし、ピンを当該開口に挿入することによって固定できる。一実施形態では、上半身支持体１０４が前腕レスト１１４を備える場合、取り付けられた前腕レスト１１４がほぼ患者の肩の高さとなるように、支持構造体１１８を調整することができる。一実施形態では、上半身支持体１０４が腹部支持体１９００である場合、図１９～２３に示されるように、取り付けられた腹部支持体１９００がほぼ患者の腹部の高さとなるように、支持構造体１１８を調整することができる。支持構造体１１８は、上半身支持体１０４の重量及び患者の体重を支持するのに十分な強度を有している。一実施形態では、支持構造体１１８が重量軽減システム１０８によって支持された患者の体重の一部を支えるように、重量軽減システム１０８を支持構造体１１８の一部に連結してもよい。したがって、支持構造体１１８は、１つの態様では、患者の体重および支持構造体１１８に取り付けられた上半身支持体１０４を支持するのに十分頑丈である。他の実施形態では、支持構造体１１８を構成する要素の構成は異なっていてもよいが、重量軽減システム１０８は骨盤の高さに取り付けられ、上半身支持体１０４は適切な高さに取り付けられることによって、患者の上半身を支える。

図１～５に示される実施形態では、上半身支持体１０４は前腕レスト１１４を備える。図示された前腕レスト１１４は、左腕レスト、右腕レスト、及び中央の連結部分を備えるほぼ平坦な表面である。左腕レストと右腕レストは、使用時に患者の左と右の前腕がそれぞれ快適に左腕レスト及び右腕レストに載せることができるように、中央部分から斜めに延出している。２つのハンドル又はハンドグリップ１１６は、患者が歩行器１００を握ることができるように、前腕レスト１１４の中央部分から垂直に延在している。ハンドグリップ１１６は、患者が歩行器１００を快適に握ることができる任意の形状であればよく、例えば、図示されている２つの垂直シリンダ（vertical cylinders）であってもよい。前腕レスト１１４の中央部分の下側は、支持構造体１１８（この実施形態では、支柱）に取り付けられている。したがって、支持構造体１１８の高さを調整することにより、前腕レスト１１４の高さが調整され、歩行器１００が使用されている際、患者の肩及び骨盤が自然な歩行動作に適切な高さになり、患者は直立姿勢を保つことができる。

前腕レスト１１４は、従来の歩行器のバーよりも優れた支持を提供することができる。患者は前腕を支えることにより、従来の歩行器のように前腕と手首の筋肉を利用する代わりに、肩と上腕の筋肉を利用して体重を支えることができる。前腕レスト１１４を備えた歩行器１００により、患者は、回復プロセスの早い段階で、又は、患者が肩及び上腕二頭筋のより大きな筋肉群の利用により従来の歩行器を使用できないときに、歩行器１００を使用することができる。実施形態において、前腕レスト１１４の表面は、患者が褥瘡を発症する可能性を低減し、患者の肩にかかる重量を低減するように緩衝される。

図１９～２３に示される実施形態では、歩行器１００は、前腕レスト１１４に加えて、又はその代わりに、上半身支持体１０４として腹部支持体１９００を備える。腹部支持体１９００は、患者が歩行器１００を使用している間、患者の腹部を受容及び支持するように形作られている。腹部支持体１９００は、患者の側面をぴったりと保持できるように湾曲し、患者が腹部支持体１９００に入ることができるように後部に開口部を有する。腹部支持体１９００は、従来の歩行器よりも多くの重量を支えることができる。使用中、腹部支持体１９００は、患者が腕を自由に振ることができるようにしながら、患者に自然な直立姿勢で立って歩くように促すことができる。
［障害肢歩行システム］

ここで、図６～８を参照すると、障害肢歩行システム１０６の実施形態が、脚装具６００が取り付けられた状態で示されている。図示された実施形態では、障害肢歩行システム１０６は、障害肢歩行システム１０６をフレーム１０２に取り付けるコネクタ６０２、少なくとも１つのスイングリンケージ６０４、ヨーク６０６、及びハードストップ６０８を備える。図示されるように、コネクタ６０２は、支持構造体１１８に対して垂直にスライドし、所望の位置に固定することができるクランプとして実装することができる。これにより、障害肢歩行システム１０６の高さを支持構造体１１８に対して上昇又は下降させ、患者の高さに合わせてカスタマイズすることができる。他の実施形態では、任意の適切なコネクタ６０２を使用して、障害肢歩行システム１０６を、調整可能な高さ又は固定された高さのいずれかでフレーム１０２に取り付けてもよい。図示されたコネクタ６０２は、支持構造体１１８からのオフセットを提供する。支持構造体１１８がフレーム１０２のほぼ中心にある場合、オフセットは、障害肢歩行システム１０６を障害のある肢に位置合わせをすることができる。図示された実施形態は、障害のある左脚用の脚装具６００とともに示されているが、コネクタ６０２及び障害肢歩行システム１０６は、脚装具６００及び障害のある右脚に連結して支持するように向きを変えることができる。

スイングリンケージ６０４は、装具６００及び障害のある肢を単一の平面で移動させ、ヨーク６０６を車輪付きフレーム１０２に連結する。図示された実施形態では、スイングリンケージ６０４は、１つ又は複数のヒンジジョイント（hinge joints）６１２を介して連結された１つ又は複数のアーム６１０を備える。ヒンジジョイント６１２は、アーム６１０の実質的に平面的な動きを可能にする一方、側方方向（lateral）の動きを制限する。ヨーク６０６は、装具６００を障害肢歩行システム１０６に連結する。しばしば、障害のある肢を有する患者は、歩幅を適合させて、障害のある肢の弱点を補う。しかし、歩行機構のこの変化は、他の筋肉や関節を傷つけたり、ストレスを加えたりする可能性がある。障害肢歩行システム１０６は、歩行中の肢の典型的な、概して縦方向の進行（generally longitudinal progress）に、装具６００及び障害のある肢を案内する。スイングリンケージ６０４とヨーク６０６は、肢の回動運動と長手方向運動（longitudinal movement）の双方に合わせて可動であるが、側方運動（lateral movement）を制限して、肢の自然な歩行に近づける。

図示されるように、ヨーク６０６は、ピンジョイント（pin joint）又は回動ジョイント（revolute joint）で脚装具６００のそれぞれの側部に連結される。これにより、脚装具６００のヨーク６０６に対する自由な回動を可能にする一方、側方方向の動きを制限することができる。実施形態では、脚装具６００は、患者の障害のある肢に取り付けることができるように取り外し可能である。脚装具６００が肢に取り付けられた後、装具６００は、ピンジョイントを介して障害肢歩行システム１０６に取り付けられ、自然に動くことができる。ヨーク６０６及びスイングリンケージ６０４は、装具６００及び障害のある肢の動きを制御し、通常の歩行力学（normal gait mechanics）を容易にし、適切な歩行動作（proper walking motion）を促進する。

スイングリンケージ６０４上のハードストップ６０８は、スイングリンケージ６０４の後方への動きを制限し、これにより、スイングリンケージ６０４が歩行器１００の後方に過度に伸びることを防ぐ。これは、患者が障害のある肢で歩き始めることを奨励し、肢を引きずることを防ぐことができる。図６～図８に示されるように、ハードストップ６０８は、ヒンジジョイント６１２の回動を制限し、それによってアーム６１０の動きを制限する単純なバーとして実装されてもよい。スイングリンケージ６０４の後方運動を停止することにより、特定のステップでシミュレーションされた歩行動作が完了した際、及び別のステップを開始してシミュレーションされた歩行動作を継続するときが来た際、ハードストップ６０８は、患者に知らせることができる。

ここで、図９Ａ～図９Ｃに示されるように、ヨーク６０６を介してカスタマイズ可能な脚装具６００に連結されたスイングリンケージ６０４は、使用中の通常の歩行動作における障害のある肢の動きを案内する。患者が障害のある肢を使用して一歩を踏むと、患者は当該肢を前方に回動させ、図９Ａに示すように、患者が義肢を着用する場合と同じ方法で装具６００を蹴り出す。障害肢歩行システム１０６のスイングリンケージ６０４は鋭角を形成し、装具６００はヨーク６０６に対して回動する。患者が前に歩き、肢に体重をかけると、図９Ｂに示すように、装具６００の障害のある肢はほぼ垂直になる。障害肢歩行システム１０６のスイングリンケージ６０４は、より鋭くない角度を形成し、装具はヨーク６０６に対してほぼ垂直になるまで回動する。患者が障害のある肢から体重を移動させ、肢を持ち上げると、図９Ｃに示すように、障害肢歩行システム１０６のスイングリンケージ６０４はほぼ直角を形成し、上部スイングリンケージ６０４はハードストップ６０８と接触する。これは、シミュレーションされた歩行動作の次のステップを開始する時が来たことを患者に示す。患者が歩き続けると、図９Ａに示されるように、患者は装具６００及び障害のある肢を蹴り出し、サイクルを繰り返す。これにより、障害のある肢が、通常の歩行動作に近づき、健康な歩行サイクルの角度力学（angle mechanics）を実現するように、動く。スイングリンケージ６０４とヨーク６０６は側方方向の動きを防ぎ、障害のある肢が自然な歩行動作で動くように促す。
［装具］

図６～１４に示される実施形態では、脚装具６００は、患者の障害のある肢をぴったりと受け入れるようにカスタマイズすることができる。歩行器１００が使用されているとき、脚装具６００の上端は患者の大腿上部に取り付けられ、肢切断者の場合、脚装具６００の下端は障害のある肢の端を越えて伸びて、義肢を装着した肢に近似させる。切断箇所の上に装具６００を取り付けることにより、切断によって引き起こされる創傷が圧力を受けるのを防ぐ。図示された実施形態では、示されている装具６００は、膝の上の切断を有する患者のためのものである。しかしながら、他の実施形態では、カスタマイズ可能な脚装具６００は、障害のある肢の下部に取り付けられるか、又は肢のより大きな表面積にわたって延在していてもよい。例えば、膝下切断を有する患者の場合、カスタマイズされた装具６００は、膝関節の上又は下のいずれかに取り付けて、膝の下の障害のある肢を支持するように設計されてもよい。一実施形態では、脚装具６００は、障害のある肢の褥瘡の可能性を最小限にするために、頑丈であるが可撓性のある材料から形成される。片麻痺（monoplegic）又は障害のある肢の機能が低下しているが、切断者ではない患者の場合、脚装具６００の実施形態は、障害のある肢に取り付けられてもよく、患者の大腿から足まで又は任意の部分まで延在されていてもよい。この実施形態では、脚装具６００は、膝又は足首の関節の動きを支持及び制御するか、又はそれらの関節を所定の位置に固定することができる。カスタマイズ可能な脚装具６００を歩行器１００から取り外して、患者が歩行器１００に入る前に、障害のある肢にカスタマイズ可能な脚装具６００を取り付けることができる。

図６～図１４、図１９～図２４に示される脚装具６００の実施形態は、また、カスタマイズ可能な脚装具６００の底部に取り付けられた疑似足（pseudo-foot）６１４を示す。実施形態では、疑似足６１４は、脚装具６００の底部において吊り下げられた延長部であり、最終的な義肢の動きを模倣し、及び／又は装具６００及び障害のある肢を支持することができる。疑似足６１４は、義肢と同じように動き、これにより、患者が歩行器１００を使用しながら足の配置を練習できる。実施形態では、脚装具６００はヒンジを有する受動膝関節を備え、これにより、疑似足６１４が脚装具６００の底部から自由にスイングすることを可能となる。装置を使用する際、患者の筋肉は力を発揮するため、疑似足６１４は、自然な歩行動作に対応する時間に地面と接触し、それにより、患者は、自然な歩行動作をシミュレーションし、自然な歩行動作中に利用される筋肉を活性化するように訓練することができる。
［重量軽減システム］

図１０～１４を参照すると、実施形態では、重量軽減システム１０８は、ハーネス１０００、一連の滑車及びケーブル１００２、及びケーブルを車輪付きフレーム１０２に取り付ける調整可能な留め具１００４を備える。図示されるように、ハーネス１０００は、滑車及びケーブル１００２によって、上半身支持体１０４から吊り下げられている。ハーネス１０００は、患者が適切な歩行動作の全範囲で動くことを可能にし、自然な歩行動作となるように骨盤を適切な位置にすることを容易にする。図示された実施形態では、ハーネス１０００は、従来の登山で用いられるハーネス（climber’s harness）と同様であり、自由な可動範囲を残しながら患者の腰と脚の周りに固定される。一連の滑車及びケーブル１００２により、ハーネス１０００が、患者の下肢の動きを妨げることなく、シミュレーションされた歩行動作全体にわたって垂直及び水平に動くことができる。ケーブルをフレーム１０２に連結する留め具は、いくつかの異なる方法で実装することができる。例えば、１つの態様では、留め具１００４は、ハーネス１０００を固定位置に吊るす単純なフック又は固定アタッチメントであってもよく、又は留め具１００４は、ハーネス１０００の高さを制御するように調整可能であってもよい。留め具１００４は、ばねで付勢されており、患者に柔軟な支持を提供してもよい。

ここで、図１５～１８を参照すると、ハーネス１０００を吊るすケーブルの張力（tension）及び変位（displacement）を制御できる油圧システム１５００が示されている。１つの態様において、ハーネス１０００を吊るすケーブルは、油圧システム１５００によって制御されるピストンシリンダ１５０２に取り付けられてもよい。実施形態において、油圧システム１５００は、電気モーター１５０４、油圧ポンプ１５０６、ピストンシリンダ１５０２、及びブラダ型アキュムレーター（bladder accumulator）１５０８を備える。電気モーター１５０４は、油圧ポンプ１５０６に動力を提供し、油圧ポンプ１５０６は、油圧作動液（hydraulic fluid）をブラダ型アキュムレーター１５０８及びピストンシリンダ１５０２に送る。ピストンシリンダ１５０２への油圧作動液の流れは、ピストンシリンダ１５０２内の圧力を変化させて、ピストンシリンダ１５０２の引張力を制御し、重量軽減システム１０８を調整可能にし、重量軽減システム１０８が、シミュレーションされた歩行動作中に患者がハーネス１０００に加える力の変化に反応することを可能にする。ブラダ型アキュムレーター１５０８に向けられた油圧作動液は、ピストンシリンダ１５０２及び油圧ポンプ１５０６の双方に一定の圧力を供給し、したがって、油圧システム１５００全体にわたって一定の圧力を維持する。
［歩行器の追加の実施形態］

図１９～２３を参照すると、歩行器１００の別の実施形態が示されている。この実施形態では、図示されたフレーム１０２は、縦ポール（vertical poles）１９０４に連結された一対のハンドバー（hand bars）１９０２を備える。一対の水平バー１９０６が縦ポール１９０４を連結し、１つ又は複数のクロスバー（crossbars）が安定性を提供する。結果として得られるフレーム１０２は、ほぼＵ字形である。ハンドバー１９０２は、歩行器１００の左側及び右側にあり、使用時、患者は、ハンドバー１９０２の間に配置される。ハンドバー１９０２は、縦ポール１９０４に取り付けられ、歩行器１００の運動方向に対して平行に延びる。ハンドバー１９０２は、ほぼ患者の腰の高さに配置される。患者は、歩行器１００を使用する際、着座位置から起立位置への起立を補助するために、ハンドバー１９０２を使用することができる。したがって、１つの態様では、ハンドバー１９０２は、患者の体重を支持するのに十分な強度を有する。ハンドバー１９０２は、両端において、縦ポール１９０４に取り付けられる。他の実施形態では、支持構造体１１８を構成する要素の構成は異なり得るが、依然として、重量軽減システム１０８（この実施形態では、シート１９２２として示される）が骨盤の高さに取り付けられ、上半身支持体１０４（この実施形態では腹部支持体１９００として示される）が上半身の高さに取り付けられることを可能にする。

図１９～２３に示される実施形態では、水平バー１９０６及び縦ポール１９０４は、下側クロスバー１９０８及び２つの中間クロスバー（middle crossbar）１９１０を備える複数のクロスバーを介して連結される。下側クロスバー１９０８は、水平バー１９０６の前端で水平バー１９０６に取り付けられ、歩行器１００を使用する患者の歩幅を妨げることなく安定性を高める。図示された実施形態では、下側クロスバー１９０８は、水平バー１９０６のわずかに上に配置され、２つの小さな縦セグメント（vertical segments）によって水平バー１９０６に連結されている。これは、歩行器１００が使用されている際に患者の脚又は脚装具が下側クロスバー１９０８と接触する可能性を低減する。図示された実施形態では、障害肢歩行システム１０６の一部は、下側クロスバー１９０８に取り付けられて支持される。このため、１つの態様では、下側クロスバー１９０８は、障害のある肢、カスタマイズ可能な脚装具６００、及び障害肢歩行システム１０６の重量を支持するのに十分な強度を有する。他の実施形態では、クロスバーの構成が異なっていてもよく、クロスバーの代わりに、例えば、堅固な前面（ a solid front）が設けられてもよいが、依然として、重量軽減システム１０８が骨盤の高さに取り付けられ、上半身支持体１０４が上半身の高さに取り付けられることを可能にする。

図示されているように、縦ポール１９０４は、縦ポール１９０４の上端で１つ又は複数の中間クロスバー１９１０によって連結されてもよい。ここで、２つの中間クロスバー１９１０は、縦ポール１９０４の上端の間を水平に延在し、おおよそ患者の腰の高さで重量軽減システム１０８を支持する。実施形態では、中間クロスバー１９１０は、それらが縦ポール１９０４上でより低く又はより高く配置されるように調整されてもよく、これにより、重量軽減システム１０８を上昇又は下降させることができる。重量軽減システムを上下させると、患者の脚にかかる重量を調整できるほか、患者の身長に基づいてカスタマイズすることもできる。他の実施形態では、重量軽減システム１０８は、重量軽減システム１０８を中間クロスバー１９１０に対してより高く又はより低く配置することを可能にする機構を用いて、中間クロスバー１９１０に連結されてもよく、高さ及び患者の脚に課される重量の量を調整してもよい。中間クロスバー１９１０は、１つの態様では、患者が重量軽減システム１０８にかける重量及び重量軽減システム１０８自体の重量を支持するのに十分な強度を有する。

図示された実施形態では、上側クロスバー１９１２は、中間クロスバー１９１０の１つに連結され、上半身支持体１０４（この実施形態では、腹部支持体１９００）に取り付けられる。実施形態では、上側クロスバー１９１２の高さ及び／又は上半身支持体１０４の位置は調整可能である。これにより、上半身支持体１０４を正しい高さに配置して患者の上半身を支持することができ、患者が歩行器１００を使用する際に自然で直立した姿勢をとることができる。縦ポール１９０４及び上側クロスバー１９１２は、１つの態様では、患者が上半身支持体１０４にかける重量及び上半身支持体１０４自体の重量を支えるのに十分な強度を有する。

一実施形態では、腹部支持体１９００は、上側クロスバー１９１２によって歩行器１００のフレーム１０２に連結されている。他の実施形態では、腹部支持体１９００は、異なる方法でフレーム１０２に連結されてもよいが、依然として、腹部支持体１９００は、患者の腹部の高さに取り付けられる。実施形態では、フレーム１０２の高さは、腹部支持体１９００が患者の腹部の高さに基づいて上下するように調整することができ、デバイスを使用する際、高さの異なる患者がそれぞれ自然な直立姿勢をとることができる。

別の実施形態では、障害肢歩行システム１０６は、図１９－図２４に示すように、それぞれが下部１９１６及び上部１９１８を備える２つの平行なアーム１９１４を備える。下部１９１６は、下部１９１６が歩行器１００の移動方向に平行に前方又は後方に回動できるようにする調整可能なジョイントによって下側クロスバー１９０８に連結されている。上部１９１８は、調整可能なジョイントで下部１９１６に連結され、これにより、下部１９１６が回動するのと同じ平面内で上部１９１８が下部１９１６に対して曲がることを可能になる。上部１９１８の上端は、カスタマイズ可能な脚装具６００に連結されている。調整可能なジョイントにより、カスタマイズ可能な脚装具６００を水平面で適切に位置合わせしながら、患者の障害のある肢の高さまで上げたり下げたりすることができる。調整の際、調整可能なジョイントは緩んでおり、アーム１９１４は自由に動くことができる。使用時には、調整可能なジョイントは締められて、アーム１９１４を所定の位置に固定することができる。

図１９～２４Ｃに示される実施形態では、アーム１９１４は、カスタマイズ可能な脚装具６００の両側にある１組のトラック（tracks）１９２０を介して脚装具６００に連結されており、トラック１９２０は、使用中の通常の歩行動作において、脚装具６００の動き、したがって障害のある肢を案内する。患者が肢に体重をかけると、図２４Ｂに示すように、障害肢歩行システム１０６は、トラックの上部に連結する。患者が障害のある肢から体重を移し、肢を持ち上げると、図２４Ｃに示すように、障害肢歩行システム１０６間の連結は、トラック１９２０に沿ってトラック１９２０の底部に向かってスライドする。患者が歩き続けると、図２４Ａに示すように、体重は障害のある肢に戻り、障害肢歩行システム１０６間の連結は、トラック１９２０に沿って、トラック１９２０の上部までスライドして戻る。トラック１９２０に沿ったアーム１９１４の端部の動きに加えて、トラック１９２０はアーム１９１４の端部に対して回動する。これにより、障害のある肢が正常な歩行動作で移動し、健康的な歩行サイクルの角度力学を実現する。

図１９～２３に示される実施形態では、重量軽減システム１０８は、中間クロスバーに取り付けられ、歩行器１００の後方に向かって延在している。この実施形態では、重量軽減システム１０８は、シート１９２２と、シート１９２２を歩行器１００のフレーム１０２に取り付けるシートリンク１９２４とを備える。歩行器１００の使用中、患者は人間工学的（ergonomic）であり得るシート１９２２に座るが、それでも患者が適切な歩行動作の全範囲で動くことを可能にする。例えば、図示された実施形態では、シート１９２２は自転車スタイルの座席である。シート１９２２の下側は、シートリンク１９２４に固定され、シート１９２２はフレーム１０２に連結されている。

実施形態では、シートリンク１９２４は、重量軽減システム１０８をクロスバーに対してより高く又はより低く配置することを可能にする機構を介して中間クロスバー１９１０に取り付けられ、重量軽減システム１０８を上昇させ又は下降させて、患者の脚にかかる重量を調整することを可能にする効果を有する。一実施形態では、取り付け機構は縦方向にばねによって付勢されていてもよく、これにより、患者は、重量軽減システム１０８に着座したまま、適切な歩行の自然な縦方向の運動（natural vertical motion）をすることができる。また、一実施形態では、取り付け機構は、中間クロスバーに沿って側方方向に自由にスライドすることができ、重量軽減システム１０８が適切な歩行の自然な水平運動に沿って動くことを可能にする。
［使用方法］

一実施形態では、歩行器１００を使用するために、患者は、まず、例えば車椅子に座って、カスタマイズ可能な脚装具６００を障害のある肢にセットする。次に、患者は、後端の開口部を通って歩行器１００に入る。患者は、支持構造体１１８又は上半身支持体１０４を使用して、立位への移動を支援してもらうことができる。次に、患者は当該患者の体重を重量軽減システム１０８に移す。腹部支持体１９００を備える実施形態では、患者はこの時点で腹部支持体１９００の後部の開口部を通って移動し、その結果、腹部支持体１９００は患者の側面を支える。前腕レスト１１４が存在する場合、患者はその後、腕を前腕レスト１１４に置く。患者が安定したと感じたら、カスタマイズ可能な脚装具６００を障害肢歩行システム１０６に取り付ける。最初の一歩を開始し、患者は、障害のある肢の方で蹴る動作を開始し、健在な肢の力によって前進する。患者が自分の筋肉を活動化している間、障害肢歩行システム１０６によって、障害のある肢はその通常の歩行動作を真似て動くことができる。これにより、脚は歩行の適切な生体力学に基づいて動くことができ、障害のある肢の力は大腿と腰を通して吸収される。重量軽減システム１０８の動きにより、骨盤は適切な動きで歩行することができる。

上記で説明されたものは、請求項の主題の態様の例を備える。もちろん、クレームされた主題を説明する目的で構成要素又は方法の考えられる全ての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者は、開示された主題の多くのさらなる組み合わせ及び置換が可能であることを認識するであろう。したがって、開示された主題は、添付の特許請求の範囲の思想及び範囲内にある全てのそのような変更、修正、及び変形を包含することが意図されている。さらに、「含む（includes）」、「有する(“has” or “having”)」という用語又はそれらの形態の変形が詳細な説明又は請求項の何れかで使用される限り、そのような用語は「備える（comprising）」という用語と同様に包括的であることが意図され、そのような用語は、請求項において過渡的な単語（a transitional word）として使用される場合に、「備える（comprising）」として解釈される。

Claims (9)

1. 肢に障害のあるユーザーが使用する医療用歩行器であって、
   床面に沿って移動するようになっている車輪付きフレームと、
   前記ユーザーの障害のある肢に取り付けられるように構成された脚装具と、
   前記ユーザーの腰の下であって膝に近接した位置にある前記脚装具に連結し、シミュレーションされた歩行動作に基づいて前記障害のある肢を案内する、前記車輪付きフレームに取り付けられるとともに前記脚装具に連結された障害肢歩行システムと、
   前記車輪付きフレームに取り付けられ、前記ユーザーの体重の少なくとも一部を支持するように構成された重量軽減システムと、
   を備え、
   前記重量軽減システムは、前記ユーザーの骨盤、腰及び脚の周りの少なくとも１つに固定されるように構成されたハーネスを含み、前記ハーネスは、前記車輪付きフレームから前記ハーネスを吊り下げる一連の滑車及びケーブルと連結されており、
   前記障害肢歩行システムは、
   前記ユーザーの前記障害のある肢に連結されるように構成された前記脚装具を前記障害肢歩行システムに連結するヨークと、
   前記ヨークを前記車輪付きフレームに連結し、実質的に単一の平面内での移動を可能にする、少なくとも１つのスイングリンケージと、
   前記スイングリンケージの後方への動きを制限するハードストップと、
   を備える、医療用歩行器。
2. 前記脚装具が、前記ユーザーの肢に適合し、前記障害のある肢の手術部位に圧力がかかるのを回避するように前記障害のある肢の周囲を包むように構成される、請求項１に記載の医療用歩行器。
3. 前記脚装具は、さらに、前記脚装具の底部から突出する疑似足を備える、請求項１に記載の医療用歩行器。
4. 前記重量軽減システムは、前記ユーザーの脚及び障害のある肢によって支えられる体重の量を変更するように調整可能である、請求項１に記載の医療用歩行器。
5. 前記重量軽減システムは、
   シートと、
   前記シートを前記車輪付きフレームに高さ調節可能に取り付けるとともに前記シートを横方向に移動可能にするシートリンクと
   を備える、請求項１に記載の医療用歩行器。
6. 前記重量軽減システムは、前記ケーブルを前記車輪付きフレームに接続する、ばねで付勢された留め具をさらに備える、請求項１に記載の医療用歩行器。
7. 前記医療用歩行器は、肢が切断された前記ユーザーの単一の前記障害のある肢に連結されるように構成された単一の前記障害肢歩行システムのみを含む、請求項１に記載の医療用歩行器。
8. 車輪付きフレームと、
   ここで、前記車輪付きフレームは、
   車輪付きベースと、
   前記車輪付きベースから上方に突出する支持構造体と、
   前記支持構造体に取り付けられた重量軽減システムと、
   前記支持構造体に取り付けられた上半身支持体と、
   を備え、
   前記車輪付きフレームに取り付けられた障害肢歩行システムと、
   ここで、前記障害肢歩行システムは、
   装具を障害肢支持システムに連結するヨークと、
   前記ヨークを前記車輪付きフレームに連結し、実質的に単一の平面内での移動を可能にする、少なくとも１つのスイングリンケージと、
   前記スイングリンケージの後方への動きを制限するハードストップと、
   を備え、
   を備える、医療用歩行器。
9. 前記重量軽減システムは、前記車輪付きフレームに取り付けられ、ユーザーの体重の少なくとも一部を支持するように構成され、
   前記重量軽減システムは、前記ユーザーの骨盤、腰及び脚の周りの少なくとも１つに固定されるように構成されたハーネスを含み、前記ハーネスは、前記車輪付きフレームから前記ハーネスを吊り下げる一連の滑車及びケーブルと連結されている、請求項８に記載の医療用歩行器。

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