JPH0898854A - 膝関節矯正器 - Google Patents

膝関節矯正器

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JPH0898854A
JPH0898854A JP7104965A JP10496595A JPH0898854A JP H0898854 A JPH0898854 A JP H0898854A JP 7104965 A JP7104965 A JP 7104965A JP 10496595 A JP10496595 A JP 10496595A JP H0898854 A JPH0898854 A JP H0898854A
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JP
Japan
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knee
joint
leg
shell
rail
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JP7104965A
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English (en)
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Armin Zepf
アルミン・ツェプフ
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Otto Bock Orthopadische Industrie KG
Original Assignee
Otto Bock Orthopadische Industrie KG
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Publication date
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    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F5/0123—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations for the knees
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は従来の膝関節矯正器の構造及び
作用方法をなお一層改善することである。 【構成】本発明は、少なくとも１本のジョイントレール
（５）の揺動は、前記下方の枢着点（１０）を中心に、
伸ばした脚の位置から膝曲げへと、揺動に逆らう力に抗
して行われ、この力は、約３０度乃至４０度の膝曲げま
で上昇し、約９０度の曲げ（ピーク位置）の際に再度減
少することを特徴として構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、包帯等によって患者の
上腿に取着される上腿シェルと、同様に包帯等によって
下腿に取着される下腿シェルと、側方で対向し合い、脚
を伸ばしたときにほぼ垂直であり、２つの下肢シェルす
なわち上腿シェル及び下腿シェルを互いに関節結合する
ジョイントレール、すなわち上端は上方の枢着点を介し
て上腿シェルと結合され、下端は下方の枢着点を介して
下腿シェルと結合されているので、２つの枢着点相互の
間隔は、脚を伸ばしたときの最大値から膝を完全に曲げ
たときの最低値へと減少するジョイントレールとを具備
する膝関節矯正器に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記種類の実施例はＥＰ０５６７６７３
Ａ１から読み取れる。該公報に開示された実施例の場合
には、２本のジョイントレールのいずれもが入れ子式に
縦方向可変に形成されている。更に、ジョイントレール
を元の位置に戻すことによって下腿の背側を作用させる
手段が具備されており、該手段は側方のジョイントレー
ルの回りを案内される腹側の弾性的な引張りベルトによ
り形成される。夫々のジョイントレールは、内側のゴム
製引張り部材によって互いに結合される入れ子状に入れ
込まれる２本の入れ子棒により構成される。ジョイント
レールの２つの下方の枢着点は背側の吊り輪により互い
に結合されている。
【０００３】こうした既知の矯正器の重要な特徴は、個
々の膝関節機構を模倣する機械的な関節が１最早具備さ
れていない点に見られる。むしろ、生理的な運動をスム
ースに実行することができる自由空間が膝関節機構に与
えられる。その時々の運動中心点は、ジョイントレール
の枢着点同士の間の個別的な解剖学的関係に応じて調節
される。上腿シェルと下腿シェルとを結合することによ
り、矯正器機構が独自であることから来る外れ、位置の
ずれ及び擦り剥きが防止される。下腿が上腿に接触する
まで膝を甚だしく曲げることができるように、各々のシ
ェルは背側の膝窩の領域に開口部を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、包帯
等によって患者の上腿に取着される上腿シェルと、同様
に包帯等によって下腿に取着される下腿シェルと、側方
で対向し合い、脚を伸ばしたときにほぼ垂直であり、２
つの下肢シェルすなわち上腿シェル及び下腿シェルを互
いに関節結合するジョイントレール、すなわち上端は上
方の枢着点を介して上腿シェルと結合され、下端は下方
の枢着点を介して下腿シェルと結合されているので、２
つの枢着点相互の間隔は、脚を伸ばしたときの最大値か
ら膝を完全に曲げたときの最低値へと減少するジョイン
トレールとを具備する膝関節矯正器の、構造及び作用方
法をなお一層改善することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明に基
づいて、少なくとも１本のジョイントレールの揺動が、
下方の枢着点を中心に、伸ばした脚の位置から膝曲げへ
と、揺動に逆らう力に抗して行われ、この力は約３０度
乃至４０度の膝曲げまで上昇し、約９０度の曲げ（ピー
ク位置）の際に再度減少することにより解決される。
【０００６】本発明に基づいて、膝曲げの開始すなわち
ジョイントレールの揺動の際に、曲げ抵抗が生起され
る。従って、ジョイントレールの折曲は所定の力の消費
の下でのみ可能である。好ましくは調節可能なこの力
は、矯正器の下腿シェルの末端を脛骨の頭へ押圧する様
を描く。前方の十字靭帯機能を促進するために、僅かな
膝曲げの際に、腹側の脛骨部分への押圧メカニズムが形
成されて、３０度乃至４０度で最大の作用に達し、９０
度の膝曲げすなわちピーク位置で再度減少する。従っ
て、十字靭帯が損傷を受けた膝関節の有効な基本調節
は、僅かな屈曲位置で保証される。本発明とは異なり、
正にこの位置で、通常、膝関節の折曲に繋がりかつ「崩
れ」(Giving-Way)と呼ばれる不安定が生じる。
【０００７】好ましい実施例では、少なくとも１本のジ
ョイントレールは、下腿シェルに設けられたカムへとば
ね弾性力によって押圧されるカムローラ等を具備してい
る。この場合、カムカーブはジョイントレールのほぼ垂
直の位置を規定する部分から、３０度乃至４０度のジョ
イントレールの回動角度にあるカム先端へと上昇する。
特別な構造的解決策では、ジョイントレールが上方の枢
着点を形成するガイド内で縦方向移動自在に案内され、
かつ該ガイド内で縦方向に移動自在に支承されるプッシ
ュロッドを囲繞する管により構成され、プッシュロッド
の下端がカムローラを具備し、上端が予め付勢されたば
ねに抗して自らを支えることは好ましい。
【０００８】実際の膝関節の曲げ運動は２つの枢着点の
間隔の短縮と偏向を組み合わせることによって実現され
るが、２つの枢着点はその都度動かないように結合され
ている。従って、機械的関節、関節軸従って又機械的回
転点は存在しない。
【０００９】ジョイントレールの上方の枢着点は膝回転
領域に近接して設けられており、生理的な膝回転点の、
好ましくは３０乃至４０ｍｍ上方にある。このことによ
り、屈曲すれば、ジョイントレールは元の膝関節領域に
戻る。屈曲が甚だしい場合であっても、矯正器の変形は
カム機構によって防止される。
【００１０】ジョイントレールの上端を上腿シェルに回
転自在かつ縦方向移動可能に設置することにより、上腿
シェル及び下腿シェルが、膝関節の屈伸中の全運動の際
に及び回転の際に強制案内又は変形を被らないことが保
証される。むしろ、矯正器は脛骨の前縁で背側の押圧作
用を生起する。他の矯正器で生じる非生理的な強制案内
が防止される。脛骨の前方への移動に対する十分な防止
が達成される。
【００１１】ジョイントレールの上端を、該ジョイント
レールに関連して設けられた上方の枢着点に容易に組み
込むために、ガイドは横断面がほぼ半円状の留め部材と
して形成されており、該留め部材へは副木を形成する管
を押し込むだけでよい。
【００１２】快適さを高めるために、カムローラをカム
へ押圧するばねは組み込まれたダンパを具備する。この
タイプのダンパはオイル又はガスで作動して、プッシュ
ロッドの運動を緩衝する。
【００１３】前記カムを下腿シェルと一体形成すること
もできるだろう。しかし、カムが下腿シェルに動かない
ように結合されたレールの上端であることは、製造上の
理由から好都合である。
【００１４】２つの下肢シェルすなわち上腿シェル及び
下腿シェルが、その位置を確定するために、内張りを具
備していることは好都合である。このために、矯正器は
２シェル技術(Zweischalentechinik) で構成されてい
る。外側のシェルが矯正器の、デザインに適合した形状
を形成しているのに対し、内側のシェルはクッションと
して作用している。外側のシェルを好ましくは熱可塑性
プラスチックで射出成形によって製造するので、補強リ
ブ及び機能部分を組み込むことができる。クッションが
成形されたポリエチレン発泡体により構成されるのは目
的に適っている。矯正器シェルの可撓性は、圧縮箇所を
引き起こすことなく、矯正器シェルが動きに応じた筋肉
容量の変化に適合するように選択される。２つのシェル
同士を新式に結合することにより、矯正器のシャフトを
非常に短く保つことができる。これにより、最大限の屈
曲をも保証する自由な運動範囲が生まれる。
【００１５】上腿シェルの解剖学的構造が下方に向かっ
て錐形であるので上方のシェルが滑ってずれるのを防止
するために、上腿シェルの内側は内側の上腿顆の上方に
顆支持部を有することは好都合である。該顆支持部は例
えばマジックファスナによって所望の位置に取り付けら
れる個別に位置決め可能な別個のトラスパッドにより形
成されている。しかし、上方のシェルの（対応の）内側
領域を変形可能に形成して、内側領域を個々の条件に適
合させることもできる。このためには、自己調整的に形
成することもできる水クッション又はガスクッション(W
asser-oderGasfuellung)を備えることができる。
【００１６】本発明の矯正器は、膝関節の、個別的な、
解剖学的に所定の運動経過を妨げないようにし、脛骨の
頭部の前側への力の生起を膝窩付近で実現することがで
きる。特に、新鮮な前側の十字靭帯損傷を被ったときに
は、手当てとして本発明の膝関節矯正器を用い、最初の
治療後にも十字靭帯の不安定さが残っても、本発明の膝
関節矯正器を用いればスポーツをすることもできるし、
あるいは手術によっては十字靭帯の不安定さを手当てさ
れないときには、本発明の矯正器をプロテクタとして用
いることができる。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。（図１に）図示した膝関節矯正器は上腿１に取着
される上腿シェル２と、下腿３に取着される下腿シェル
４と、側方で対向し合い、脚を伸ばしたときにほぼ垂直
であり、２つの下肢シェルすなわち上腿シェル２及び下
腿シェル４を互いに関節結合するジョイントレール５と
を有する。上腿シェル２が背側で上腿１を覆い、腹側で
開放されており、この領域ではマジックファスナ６によ
って閉じられるのに対して、下腿シェル４は腹側で下腿
３を覆い、背側で開放されており、ここではマッジクフ
ァスナ７によって閉じられる。
【００１８】各ジョイントレール５の上端は上方の枢着
点８を介して上腿シェル２と結合され、下端は下方の枢
着点１０を介して下腿シェル４と結合されているので、
２つの枢着点８，１０相互の間隔は、脚を伸ばしたとき
の最大値から膝を完全に曲げたときの最低値へと減少す
る。その際に、上方の枢着点８が膝回転領域９に近接し
て設けられており、従って生理的な膝回転点の上方にあ
るのに対し、ジョイントレール５の下方の枢着点１０は
膝窩１１の領域にある。このことによって、脚を伸ばし
たときに脚の矢状面の内側で、脚に対しほぼ中央に位置
するジョイントレール５は、膝を曲げるに連れて、膝回
転領域９の後方に移動する。上方の枢着点８と生理的な
膝回転点との垂直方向の間隔が３０乃至４０ｍｍである
ことは好ましい。屈曲の際のジョイントレール５の元へ
の戻りは下腿シェル４に伝達され、これは矯正器の重要
な作動原理である。
【００１９】ジョイントレール５は上端がガイド１３内
で縦方向移動自在に案内される管１２により構成され、
ガイド１３は横断面がほぼ半円状の留め部材として形成
されると同時に、上方の枢着点８を形成する。管１２は
ガイド１３内で縦方向に移動自在に支承されるプッシュ
ロッド１４を囲繞し、該プッシュロッド１４の下端はカ
ムローラ１５を具備し、上端は予め付勢されたばね１６
に抗して自らを支える。管１２の上端は調整ねじ１７に
よって閉じられ、該調整ねじ１７はばね１６用の軸方向
に調整可能な受面を形成し、調整ねじ１７の頭１７ａは
同時にガイド１３に対するストッパを形成している（特
に図４及び５を参照せよ）。
【００２０】図３に図示されたジョイントレール５にお
いて、ばね１６は組み込まれたダンパ１８を具備し、該
ダンパ１８はオイル又はガスで作動して、プッシュロッ
ド１４の運動を緩衝制御する。
【００２１】図示した実施例では、ジョイントレール５
の下方の枢着点１０は、動かないように下腿シェル４に
結合されたレール１９の上端にあり、レール１９の自由
な上端はカム１０として形成され、前記カムローラ１５
はばね１６によって加えられた力によってカム１０へ押
圧される。特に図４及び５に図示するように、カムカー
ブはジョイントレール５のほぼ垂直の位置を規定する部
分２０ａから、３０度乃至４０度のジョイントレール５
の回動角度αにあるカム先端２０ｂへと上昇する。
【００２２】図６に示したダイアグラムは、単位ニュー
トンで表わしたばね力Ｆが、ジョイントレール５の回動
角度αに亘って、すなわち角度α＝０の脚を伸ばした位
置から始まる膝曲げに亘って描く推移を示している。下
方のカーブはガイド１３の上方の枢着点８における押圧
力Ｆ１を示し、上方のカーブは脚作用点（膝回転領域
９）に作用する押圧力Ｆ２を示す。このダイアグラムに
よって、膝曲げ従って又ジョイントレール５の回動の開
始時に曲げ抵抗が徐々に生起することが明らかとなる。
従って、ジョイントレール５の折曲は所定の力の消費の
下でのみ可能である。調整ねじ１７によって調整される
この力は、ばね１６のばね力とばね特性曲線とから、カ
ム２０の形状から及び枢着点８，１０によって規定され
るてこ比から生じる。
【００２３】上腿シェル２の内側は内側の上腿顆の上方
に顆支持部(Kondylenbettung) ２１を有し、該顆支持部
２１は図３に図示のように円形の領域２２の幾分後方に
ある。顆支持部２１を個別に位置決め可能な別個のトラ
スパッドとして形成し、あるいは変形可能な領域によっ
て形成することもできる。
【００２４】２つの下肢シェルすなわち上腿シェル２及
び下腿シェル４は、その位置を確定するために、内張り
（詳細に図示せず）を具備している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は伸ばした脚に取着された膝関節矯正器の
側面図である。
【図２】図２は膝を曲げたときの図１に基づく図であ
る。
【図３】図３は矯正器のみを示した図１に図示した図及
びジョイントレールの縦断面図である。
【図４】図４は図３に図示したジョイントレールの変形
例の図である。
【図５】図５は図４に図示したジョイントレールの曲げ
位置にある図である。
【図６】図６は有効な押圧力に関するダイアグラムであ
る。
【符号の説明】
１…上腿、２…上腿シェル、３…下腿、４…下腿シェ
ル、５…ジョイントレール、６…マジックファスナ、８
…枢着点、９…回転領域、１０…枢着点、１１…膝窩、
１２…管、１３…ガイド、１４…プッシュロッド、１５
…カムローラ、１６…ばね、１７…調整ねじ、１７ａ…
頭、１８…ダンパ、１９…レール、２０…カム、２０ａ
…部分、２０ｂ…カム先端、２１…顆支持部、α…回転
角度。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 包帯等によって患者の上腿（１）に取着
    される上腿シェル（２）と、同様に包帯等によって下腿
    （３）に取着される下腿シェル（４）と、側方で対向し
    合い、脚を伸ばしたときにほぼ垂直であり、２つの下肢
    シェルすなわち上腿シェル（２）及び下腿シェル（４）
    を互いに関節結合するジョイントレール（５）、すなわ
    ち上端は上方の枢着点（８）を介して前記上腿シェル
    （２）と結合され、下端は下方の枢着点（１０）を介し
    て前記下腿シェル（４）と結合されているので、２つの
    枢着点（８，１０）相互の間隔は、脚を伸ばしたときの
    最大値から膝を完全に曲げたときの最低値へと減少する
    ジョイントレール（５）とを具備する膝関節矯正器にお
    いて、 少なくとも１本のジョイントレール（５）の揺動は、前
    記下方の枢着点（１０）を中心に、伸ばした脚の位置か
    ら膝曲げへと、揺動に逆らう力に抗して行われ、この力
    は、約３０度乃至４０度の膝曲げまで上昇し、約９０度
    の曲げ（ピーク位置）の際に再度減少すること、を特徴
    とする膝関節矯正器。
  2. 【請求項２】 前記力の大きさは調節可能であること、
    を特徴とする請求項１に記載の膝関節矯正器。
  3. 【請求項３】 少なくとも１本のジョイントレール
    （５）は、前記下腿シェル（４）に設けられたカム（２
    ０）へとばね弾性力によって押圧されるカムローラ（１
    ５）等を具備していること、を特徴とする請求項１又は
    ２に記載の膝関節矯正器。
  4. 【請求項４】 カムカーブは前記ジョイントレール
    （５）のほぼ垂直の位置を規定する部分（２０ａ）か
    ら、３０度乃至４０度の前記ジョイントレール（５）の
    回動角度（α）にあるカム先端（２０ｂ）へと上昇する
    こと、を特徴とする請求項３に記載の膝関節矯正器。
  5. 【請求項５】 前記ジョイントレール（５）の前記上方
    の枢着点（８）は膝回転領域（９）に近接して設けられ
    ていること、を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
    に記載の膝関節矯正器。
  6. 【請求項６】 前記ジョイントレール（５）の前記下方
    の枢着点（１０）は膝窩（１１）の領域にあること、を
    特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の膝関節
    矯正器。
  7. 【請求項７】 前記ジョイントレール（５）は、脚を伸
    ばしたときに脚の矢状面の内側で、脚に対しほぼ中央に
    位置し、膝を曲げるに連れて、前記膝回転領域（９）の
    後方に移動すること、を特徴とする請求項１乃至６のい
    ずれか１に記載の膝関節矯正器。
  8. 【請求項８】 前記ジョイントレール（５）は前記上方
    の枢着点（８）を形成するガイド（１３）内で縦方向移
    動自在に案内され、かつ該ガイド（１３）内で縦方向に
    移動自在に支承されるプッシュロッド（１４）を囲繞す
    る管（１２）により構成され、前記プッシュロッド（１
    ４）の下端は前記カムローラ（１５）を具備し、上端は
    予め付勢されたばね（１６）に抗して自らを支えるこ
    と、を特徴とする請求項３乃至７のいずれか１に記載の
    膝関節矯正器。
  9. 【請求項９】 前記管（１２）の上端は前記ばね（１
    ６）用の軸方向に調整可能な受面を形成する調整ねじ
    （１７）によって閉じられていること、を特徴とする請
    求項８に記載の膝関節矯正器。
  10. 【請求項１０】 前記調整ねじ（１７）の頭（１７ａ）
    は同時に前記ガイド（１３）に対するストッパを形成し
    ていること、を特徴とする請求項９に記載の膝関節矯正
    器。
  11. 【請求項１１】 前記カムローラ（１５）を前記カム
    （２０）へ押圧するばね（１６）は組み込まれたダンパ
    （１８）を具備すること、を特徴とする請求項３乃至１
    ０のいずれか１に記載の膝関節矯正器。
  12. 【請求項１２】 前記ガイド（１３）は横断面がほぼ半
    円状の留め部材として形成されていること、を特徴とす
    る請求項８乃至１１のいずれか１に記載の膝関節矯正
    器。
  13. 【請求項１３】 前記カム（２０）は前記下腿シェル
    （４）に動かないように結合されたレール（１９）の上
    端であること、を特徴とする請求項３乃至１２のいずれ
    か１に記載の膝関節矯正器。
  14. 【請求項１４】 前記上腿シェル（２）が背側で前記上
    腿（１）を覆い、マジックファスナ（６）によって閉じ
    られるのに対し、前記下腿シェル（４）は腹側で下腿
    （３）を覆い、背側でマッジクファスナ（７）によって
    閉じられること、を特徴とする請求項１乃至１３のいず
    れか１に記載の膝関節矯正器。
  15. 【請求項１５】 前記上腿シェル（２）の内側は内側の
    上腿顆の上方に顆支持部（２１）を有すること、を特徴
    とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載の膝関節矯
    正器。
  16. 【請求項１６】 前記顆支持部（２１）は個別に位置決
    め可能な別個のトラスパッドにより形成されているこ
    と、を特徴とする請求項１５に記載の膝関節矯正器。
  17. 【請求項１７】 前記顆支持部（２１）は変形可能な領
    域によって形成されていること、を特徴とする請求項１
    ５に記載の膝関節矯正器。
  18. 【請求項１８】 前記２つの下肢シェルすなわち上腿シ
    ェル（２）及び下腿シェル（４）は、その位置を確定す
    るために、内張りを具備していること、を特徴とする請
    求項１乃至１７のいずれか１に記載の膝関節矯正器。
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