JPH0576556A - 義足と人工器官に用いられる袋 - Google Patents

義足と人工器官に用いられる袋

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JPH0576556A
JPH0576556A JP4078383A JP7838392A JPH0576556A JP H0576556 A JPH0576556 A JP H0576556A JP 4078383 A JP4078383 A JP 4078383A JP 7838392 A JP7838392 A JP 7838392A JP H0576556 A JPH0576556 A JP H0576556A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】荷重状態にあるときに、従来達成できたよりも
緩やかな機械的な動作を達成する袋を含んでいる義足を
提供すること。 【構成】義足１０は、装着者の断端に容易に作動的に接
続するための付着手段２６、２８、３０と、複数個のエ
ネルギを蓄積する曲線状の構造部材であって付着手段と
或いはまた互いに作動的に付着している構造部材１２
と、構造部材に隣接して設けられこれらと共働して義足
のエネルギ蓄積特性を決定する袋手段１４とで構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は人工器官に係り、特に、
義足などの人工器官に於て調節可能な袋を用いることに
係る。かかる袋は、人工器官の動作特性を変更若しくは
微調整するのに用いられる。特に、本発明に於ける袋
は、人工器官の種々の構造部材に並置され、その動きを
和らげる（これをクッション作用と呼ぶ。）、即ち動き
を制限し、修正することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】正常な足の運動を模擬するべく、多くの
義足が用いられているが、実質上、それらの動作特性を
容易に調節できるものはない。かかる動作特性を調節で
きるということは、義足を必要とする者のうちエネルギ
の蓄積及び放出についての特性の程度を変化する必要の
ある身体的な運動を行う者の間で、特に望まれている。
【０００３】確かに、幾つかの従来の義足に於て、その
他のものに比べて上記の如く望まれる調節が容易に行え
るようになっているものがある。例えば、本発明の発明
者の米国特許公報第４，５４７，９１３号明細書に記載
された「複合型義足及義脚」、米国特許第４，８２２，
３６３号明細書に記載された「モジュール式複合型義足
及義脚」を参照されたい。また、本発明者による米国特
許出願第０７／３３７，３７４号、０７／５８５，９２
０号及び０７／２９３，８２４号には、類似の好ましい
材料を用いて作られ、それ相当の利点を有する義足及び
その製造方法が開示されている。
【０００４】前記の発明の各々は、軽量で細長い構造で
あり、重畳され所望の形状に維持された強化層の重合体
含浸により構成されていることを特徴としている。かか
る形状及び構造により、義足を構成する部材は、望まし
い強度及び可撓性を有し、従来では達成できなかった正
常な足の動作を模擬できるようになっている。かかる義
足は、モジュラー式の組立体として提供され、個々の義
足のその動作特性を個々の患者の必要及び運動の程度に
適合し且容易に調節できるようになっている。
【０００５】前記の本発明者による特許及び特許出願に
かかる発明は、それ相当の効果及び特徴、特にそのモジ
ュール式の構造、を有しているのであるが、これらの義
足は、本発明の義足に比べると、更に、調節を必要とす
る。これらの義足の動作特性を調節しようとする場合に
は、一般に、カバー側板の分解（もしそれが存在すれ
ば）及び構造部材の分解を（例えばボルト、ナット及び
ワッシャの組合せを介して）行わなくてはならない。そ
して、構造部材の新な組合せを選択した後で、構造部材
は再び、同様に、組立てられなければならないのであ
る。
【０００６】その他の義足に於ても、容易に調節できる
ものはない。他の義足としては、ガジョー（Ｇａｊｊ
ｏ）の米国特許第３，３３５，４２８号に記載される人
間の正常な足の骨格及び肌を複製すべくなされた発明、
ランゲ（Ｌａｎｇｅ）の米国特許第２，０７５，５８３
号に記載された硬い金属コアに繋がれて作動するよう取
付けられたゴム状体を含む発明、及びポギー（Ｐｏｇｇ
ｉ）の米国特許第４，６４５，５０９号に記載された、
比較的多きな比重を占める頑強なキール即ち梁を含み、
これが歩行中、疾走中、跳躍中等に於ける使用者の体の
重量に対して反作用して、蓄積されたエネルギを放出
し、足を上昇させ、強制的に使用者の自然な歩幅を完全
にするように意図された義足を教示する発明がある。
【０００７】更に、殆んどの従来の義足の機械的な動作
は、比較的硬く、又、直接的であり、構造部材と共に本
発明の袋を用いることによって達成し得る緩やかなクッ
ション作用を達成できるものではない。
【０００８】更に、義足に袋が用いられている場合で
も、その形状によって動作及び有用性が比較的限定され
たものとなっている。例えば、米国特許第７０８，６８
５号明細書は、その図２に於て、空気圧式底部３６を開
示しており、該底部は、ピストン３６（本特許に於ては
誤って、符号３６が二つの異る部位に使用されてい
る。）及び３７と底部３６の部分３５とが相互作用して
正常な足の屈曲作用及びクッション作用を真似るように
なっている。ウォフェ（Ｗｏｆｅ）等の米国特許第１、
１５１，１４４号に於ては、空気袋３（図４）に空気が
弁４（図２）を通して所望の圧力まで充填されている。
これら二つの特許は、義足に於て空気式装置を用いると
いうこと基本的に開示しているのであるが、重要な欠
点、例えば装着者が、特に横方向の安定性に関して、
「中心が高い」という感覚を経験し得るといった明らか
に予想される欠点を含んでいる。
【０００９】
【発明の概要】以上により、本発明の目的は、荷重状態
にあるときに、従来達成できたよりも緩やかな機械的な
変化を達成する袋を含んでいる義足を提供することであ
る。義足は、好ましくは、複数個の構造部材を含んでお
り、これら構造部材は、例えば、列記した特許及び特許
出願に係る発明に於て開示されているものと同様の材料
及び方法から製作される。また、かかる部材は、望まし
いエネルギ蓄積及び放出特性を提供し、容易に組立てら
れ、しかもここに記載する形式の袋を受入れてこれと相
互作用できるように構成されている。
【００１０】本発明のもう一つの目的は、前記の如き特
徴を有する義足であって、装着者に経験される該義足の
感覚及び動作の調節を容易に行えるようにするために、
袋若しくは袋部材の圧力が容易に調節されるようになっ
ている義足を提供することである。
【００１１】更に、本発明の袋の好ましい実施例は、種
々の形状に製作され、かかる種々の形状には、複数個の
チャンバ及び傾斜した断面を有するものがある。このよ
うな形状によって、袋若しくは複数個の袋を義足及びそ
の構造部材の中の通常ではないが有用な場所に配置でき
るようになり、また上記の如き「中心が高い」という感
覚が低減されるなどの更なる利点が得られる。
【００１２】本発明の更なる目的は、上記の特徴を有す
る義足のような義足に用いることのできる袋を提供する
ことである。一つの好ましい実施例に於ては、上記に示
した如く、内部圧力と、これに対応する袋及び袋が組込
まれている義足の感覚及び作動特性とを調節するための
手段を含んでいる。
【００１３】本発明の義足は、構造部材と袋とを含み、
好ましくは、モジュラー式に構成されて、前記の本発明
者による発明の如く組立及び調節が容易に行えるように
なっている。本発明の義足の多くの構成要素は、好まし
くは、それらと同様に構成された構成要素、或いは、そ
れと異るよう構成された構成要素とでさえ容易に交換で
きるようになっているので、該義足の大きさ及び動作の
調節が可能であり、そして、使用者の足の大きさ、或い
は、使用者の歩幅、高さ、重さ及び運動の程度に合せて
調節することができるようになっている。従って、使用
者は、歩行中に於ける自然な歩幅及び弾力性を達成する
べく、ばね係数、調節可能性、及び大きさの組合せを或
る幅をもって選択できることとなり、このようなことは
従来の義足に於ては全く得ることができなかった。
【００１４】纏めると、本発明の義足は、非常に軽量で
あること、作用する荷重に対し瞬間的に応答すること、
及び装着者の歩き方が蓄積されたエネルギを放出すべき
であると示す時に該蓄積されたエネルギを瞬間的に供給
できるようになっていることを特徴とする。義足の装着
者は、広範囲に亙る運動を行うことができるようにな
り、また、個々の運動に応じて容易に且正確に、義足の
硬さ及びばね特性を調節できるようになるのである。
【００１５】本発明のその他の目的及び利点は、以下の
説明及び添付の図面から明らかになろう。但し、これら
の説明及び図面は、例示する目的でのみ記載されるもの
である。
【００１６】
【実施例】図面、特に図１を参照すると、本発明の教示
するところにより構成された足の人工器官（義足）１０
が示されており、この義足は、構造部材１２とそれに作
動的に組合された袋部材１６の如き袋手段１４を含んで
いる。靴１８が、義足と共に装着された状態で破線にて
示されている。
【００１７】既に述べた如く、構造部材１２は、様々な
形状、大きさ及び動作特性を有するように製作され、接
続されそして組立てられるようになっており、好ましく
は、前記の本発明者の特許及び特許出願に記載されてい
る材料及び方法から構成される。例示の目的で、図１
は、踵部分２０、前足部分２２及び補助部材２４を含む
構造部材を開示している。
【００１８】好ましい実施例に於て、前足部分２２及び
補助部材２４は、ナット及びボルトの組合せ２８若しく
は同様の手段を用いて、支柱２６へ作動的に取付けられ
るか、若しくは装着者の断端上に作動的に配置できるよ
う構成されている。踵部分２０は、ナット及びボルトの
組合せ３０若しくは同様のものを用いて前足部分２２へ
作動的に（好ましくは取外しができるように）接続され
ている。
【００１９】袋部材１６の如き袋手段１４は、好ましく
は、適当に強く、可撓性があり漏洩の生じない軽量な材
料、例えばウレタンなどのような材料から製作される。
例として、図４及び図５に於ける袋手段１４は、適当な
大きさ及び形状を有する材料片３２及び３４を互いに熱
シールすることによって形成することができる。適当な
ウレタンの厚さは、０．０２５４〜０．０５０８ｃｍ
（０．０１〜０．０２インチ）であることが解っている
が、袋を成す材料片の厚さ及び材料は、その効果によっ
てより広い範囲にて選択されてよいであろう。袋の圧力
は８０psi まで効果的に用いられている。
【００２０】袋手段１４は、好ましくはケブラー（Ｋev
lar)若しくは同様の強さの材料から製作されたカバー手
段３６により包まれており、これにより該袋手段１４が
高い圧力によって破裂してしまうことを避け、該袋手段
１４の最終的に膨張した形を郭定することを助ける。図
２、４−７の好ましい実施例に於いて、カバー手段３６
は、部分３８及び４０を含んでおり、これらは、所望の
最終的な形状へ切断される前若しくは後に、袋部材１６
の周縁部にて互いに（４２にて示されているように）閉
じ合わされるようになっている。当業者に於て理解され
ることであるが、種々のカバー用材料とその製作及び組
立方法が、本発明の教示するところを逸脱することなく
効果的に用いることができるであろう。
【００２１】袋手段１４は、好ましくは、空気、ＣＯ2
若しくは同様のガス状物質を収容している。しかしなが
ら、その他の液体若しくはゲル、例えば水、シリコン等
を収容していてもよい。上記の如きものであれば、かか
る組立体は、所望の変形可能性、これによるクッション
作用若しくはエネルギ蓄積、吸収及び放出作用が得られ
るのである。
【００２２】ばね係数及び義足の動作が装着者によって
容易に調節できるようにするために、袋手段１４は、好
ましくは、調節手段４４、例えばＰＶＣ若しくはウレタ
ンチューブ４６を含んでおり、該チューブは、袋部材１
６へ溶媒接合等により適当に（４８に示すように）取付
けられ、袋部材の内側と連通するようになっている。
【００２３】調節手段４４は、更に好ましくは、チュー
ブ４６の反対側の端部に適当な弁手段５０を含んでい
る。好ましい実施例に於ては、ここに詳しく述べられる
如く、弁５０は、空気ポンプ（図示せず）、ＣＯ2 カー
トリッジ（図示せず）からのニードルを受入れるよう構
成され、図２及び図３に示す如く、装着者が容易に操作
できるよう適当なブラケット５２上に配置することがで
きるようになっている。弁部材は、チューブ４６の端部
を拡張し該弁を装入して、若しくはアダプタ５４を用い
ることによってチューブ４６と作動的に接続できるよう
になっている。
【００２４】もし指示されれば、構造部材１２内に孔５
８の如きチューブ４６を収容するための通路が設けられ
てよい。通路５８は、好ましくは、チューブ４６を閉塞
したり損傷したりすることなく、容易に義足を組立て移
動できるような大きさ及び位置に設定されている。
【００２５】袋手段１４のもう一つの実施例６０が図６
及び図７に描かれており、これは、上記の如き態様にて
製作され操作される。しかしながら、この実施例は、チ
ャンバ６２及び６４を含むように分岐若しくは分割され
ている。この分岐は、袋６０の全長に亙って（図示せ
ず）若しくはその一部分に亙ってストリップ６６を熱シ
ールすることによって達成される。またかかる分岐は、
その他の多くの手法によりなされてよい。この構造は、
様々な形状を含んでいてよく（図６の変形されたＵ字形
など）、またチャンバの数も任意の有効な数が選択され
てよい。かかるチャンバは、袋に望まれる動作に応じて
互いに流体的に連通されていてもそうでなくてもよい。
【００２６】袋６０に於て熱シールされたストリップ６
６を構成することにより、義足の装着者に幾つかの利点
が提供される。例えば、ストリップ６６は、図７に於て
よりよく示されているように、袋手段１４の長さ方向に
沿った断面に於て先の細くなった、即ち低減した形状を
構成するのに用いることができる。先の細くなった袋
は、そうでないものと比べて、義足１０に於ける或る部
分、例えば、図２の踵部分の構造部材６８の下などに容
易に配置することができるようになる。また、このよう
な袋はそうでないものと比べて、より望ましい即ちより
緩やかなクッション作用を行うことができるのである。
【００２７】更に、チャンバ６２及び６４の如き複数個
のチャンバを設けることによれば、上記の如き「中心が
高い」という感覚についての問題を低減し、或いはまた
取除くことさえできるのである。図２の如き義足では、
袋部材６０とその上に載る踵部分の構造部材６８との中
心部分でしか接触がなされないのに対し、チャンバ６２
及び６４によって、複数個の接触面が形成され、踵部分
の部材６８の中心から横方向に接触領域が設けられるこ
ととなるのである。
【００２８】本発明について更にもう一つの有利な改良
事項は、図１のストラップ７０の如き拘束手段、即ち保
持手段を設けるということである。ストラップ７０は、
適当に強靭で可撓性のある材料、例えば含浸された帆布
の如き材料から製作され、構造部材１２或いは又袋手段
１４と共に義足に於て所望の応力蓄積及び放出動作を達
成するべく形成され組立てられる。
【００２９】例えば、ストラップ７０は、前記のナット
及びボルトの組合せ３０により前足部分２２へ作動的に
取付けられ、ベルクロ型（Ｖelcro-Ｐype ）止具若しく
は同様の手段を用いることにより補助構造部材２４の周
りに取外すことができるように取付けられてよい。
【００３０】ストラップ７０は幾つかの利点を提供す
る。例えば、ストラップが袋部材１６と並置されていれ
ば、該ストラップは適当に該袋を平坦にするよう拘束す
ることができ、かくして構造部材と袋手段との間の接触
領域を増大し、上記の「中心が高い」という問題を低減
することができるのである。
【００３１】更に、ストラップ７０の如き拘束手段は、
義足１０の種々の場所に組込まれ、関連する構造部材１
２の移動距離を制限することができるようになる。該保
持手段は、或る特定の部材１２の望ましくない過剰な荷
重及び応力を回避し、或る荷重状態に於ける関連する構
造部材１２のばね応力応答特性を組合せるのに用いられ
る。例えば、図１に組み込まれている如きストラップ７
０は、踵部分２０が装着者の前方で地面に衝突したとき
補助部材２４が義足１０の爪先部分の上昇を助け、ばね
エネルギの蓄積と放出とを行えるようにする。
【００３２】作動に於て、もし装着者が構造部材による
動作特性を望めば、袋は完全に収縮される。例えば、図
３に於て示されている組立体に於て、前方の袋手段１４
は、もし収縮されていれば、何等機能を果さず、前足部
分２２が充分に変位されて補助部材２４と接触した後に
のみ、補助部材２４のばね応力応答性が前足部分２２の
ばね応力応答性と結び付くこととなる。
【００３３】袋が膨張されると、その圧力及び体積は増
大するのであるが、前足部分２２のばね応力応答と補助
部材２４のばね応力応答とは、前足部分が僅かに変位し
た後で効果的に組み合わされる。もし袋部材が充分に膨
張されていれば、前脚部分２２と補助部材２４は常に一
致して作用及び反作用を行うことになる。
【００３４】更に、上記の袋手段１４のクッション作用
は、袋の膨張の程度に応じたものとすることができる。
袋は、好ましくは、常に或る程度圧縮することができ、
クッション作用を保持しているのであるが、かかる圧縮
可能性は、もし袋が充分に膨張されていれば、無視し得
る量となり、これにより、実質上、義足の歩行中に於て
如何なるクッション作用をも取除くこととなるのであ
る。
【００３５】当業者に於て理解されることであるが、本
発明の袋手段は、様々な人工器官に於て有効に利用する
ことができる。種々の人工器官には、図面に開示されて
いる義足とは実質的に異る形状の義足も含まれる。
【００３６】当業者にとって明らかなことであるが、本
発明の袋手段を任意の人工器官の構造部材に組込むこと
により、多種多様な動作特性を達成することができるよ
うになる。更に、或る一つの所望の動作特性を選択して
調節するということが、多くの部品を分解し再度組立て
るということなく、人工器官の装着者によって容易にな
されるのである。装着者は、僅かな時間若しくは労力を
も必要とすることなく、義足のばね応力応答特性を繰返
し調節することができるようになる。弁手段５０は、袋
の中の圧力を放出するための排出機能を含んでおり、上
記の如く、ハンドポンプ、ＣＯ2 カートリッジ等を用い
ることによって袋を容易に膨張することができるように
なっている。
【００３７】例えば、ある装着者が、スポーツ若しくは
その他の日常的に装着する場合よりも大きな荷重が義足
１０に課せられるような運動を行う場合、袋部材１６は
かかる大きな運動をするのに先立って適当に膨張され、
その後収縮される。
【００３８】本発明の人工器官及び袋手段は、或る程度
の特殊性をもって述べられているが、開示されている特
定の構成及び構造は、本発明を減縮するために用いられ
ているのではなく、当業者にとって種々の変更は、明ら
かなものであり、本発明の本質を逸脱することなく全て
の変形がなされ、かかる変更及び修正は特許請求の範囲
内に含まれているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示するところによって構成された一
つの袋手段を含んでいる義足の側面図である。
【図２】図１と同様の、本発明の教示するところにより
構成された義足のもう一つの実施例である。本実施例の
義足は、更にもう一つの袋部材と該袋部材の内部圧力を
調節するための手段を含んでいる。
【図３】図２の線３−３に沿って見た平面図である。
【図４】本発明の教示するところにより構成された調節
可能な袋手段の斜視図である。
【図５】図４の線５−５に沿って見た側方断面図であ
る。
【図６】本発明の教示するところにより構成された調節
可能な袋手段のもう一つの実施例の斜視図である。
【図７】図６の線７−７から見た側方断面図である。
【符号の説明】
１０…義足 １２…構造部材 １４…袋手段 １６…袋部材 １８…靴 ２０…踵部分 ２２…前足部分 ２４…補助部材 ２６…支柱 ２８、３０…ナット及びボルトの組合せ ３２、３４…袋部材の材料片 ３６…カバー手段 ４４…調節手段 ４６…チューブ ５０…弁手段 ５２…ブラケット ５４…アダプタ ５８…孔 ６０…袋のもう一つの実施例 ６２、６４…チャンバ ６６…ストリップ ７０…ストラップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月２７日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】義足であって、装着者の断端に容易に作動
    的に接続するための付着手段と、複数個のエネルギを蓄
    積する曲線状の構造部材であって前記付着手段と或いは
    また互いに作動的に付着している構造部材と、前記構造
    部材に隣接して設けられこれらと共働して前記義足のエ
    ネルギ蓄積特性を決定する袋手段とを組合せてなる義
    足。
  2. 【請求項２】請求項１による義足であって、前記袋手段
    のうちの少なくとも一つに、複数個のチャンバが設けら
    れている義足。
  3. 【請求項３】請求項１による義足であって、前記袋手段
    の少なくとも一つが変形されたＵ字形状に形成されてい
    る義足。
  4. 【請求項４】請求項１による義足であって、前記袋手段
    の少なくとも一つが該袋手段を複数個の部分に分割する
    部分的な分岐部分を含んでおり、前記複数個の部分に流
    体的連通が保たれている義足。
  5. 【請求項５】請求項１による義足であって、前記袋手段
    が下側後方に位置する構造部材の下方に作動的に置かれ
    た踵部分用袋を含んでいる義足。
  6. 【請求項６】請求項１による義足であって、前記袋手段
    が保護用材料により覆われている義足。
  7. 【請求項７】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
    ４、請求項５若しくは請求項６による義足であって、前
    記構造部材の複数個に並列され該構造部材の互いに対す
    る運動を制限する保持手段を含んでいる義足。
  8. 【請求項８】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
    ４、請求項５若しくは請求項６による義足であって、前
    記袋手段に作動的に結び付けられ、前記袋手段の圧力若
    しくは体積を容易に調節するための調節手段を含んでい
    る義足。
  9. 【請求項９】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
    ４、請求項５若しくは請求項６による義足であって、前
    記袋手段が空気の如き気体を含んでいる義足。
  10. 【請求項１０】人工器官に用いられる調節可能な袋であ
    って、袋部分と、前記袋部分に作動的に接続され前記袋
    部分の所望の調節を可能とする弁手段を含んでおり、前
    記袋部分が前記人工器官のエネルギ蓄積特性を作用する
    べく該人工器官内に作動的に配置され得る袋。
  11. 【請求項１１】請求項１０による袋であって前記袋部分
    が複数のチャンバを含んでいる袋。
  12. 【請求項１２】請求項１０による袋であって前記袋部分
    が変形されたＵ字形状に製作されている袋。
  13. 【請求項１３】請求項１０による袋であって、前記袋部
    分が該部分の長さ方向に沿った断面に於て、前記人工器
    官へ該部分を容易に並置することができるよう先が細く
    なっている袋。
  14. 【請求項１４】請求項１０、請求項１１、請求項１２若
    しくは請求項１３による袋であって、前記袋部分がウレ
    タンにより製作されている袋。
  15. 【請求項１５】請求項１０、請求項１１、請求項１２若
    しくは請求項１３による袋であって、前記袋手段が保護
    用材料により覆われている袋。
JP4078383A 1991-02-28 1992-02-28 義足と人工器官に用いられる袋 Pending JPH0576556A (ja)

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