JPH11505161A - ２以上の治療システムを支持するための外科用装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 外科用制止装置（１００）は、可搬式のプログラム可能な制御ユニット（１０６）を介して、２つの機能的に異なる外科治療を制御し、監視する。この機能的に異なる外科治療は、運動に基づく治療と、エネルギー伝播変換器に基づく治療から選択される。運動に基づく治療構造は、等尺性治療構造または非等尺性治療構造とすることができる。エネルギー伝播変換器に基づく治療構造には、超音波治療構造、パルス電磁治療構造、電気誘導に基づく治療構造が含まれる。非等尺性運動のために支持構造（１０８）にヒンジ（１１６）を備えた装置も存在し、ヒンジ（１１６）内の抵抗及び範囲を制御ユニット（１０６）からの電気信号によって制御できる。本発明は、コントロールユニットを介して調整され、監視された種々の治療方法を使用することにより、医者に、患者のための完全な治療プログラムを設計する力を与えるものである。本発明によって、治療結果を最適化するため、選択された各治療の制御が統一される。

Description

【発明の詳細な説明】 ２以上の治療システムを支持するための外科用装置及びその方法 発明の属する技術分野 本発明は、監視可能な外科用治療システムに関する。特に、本発明は、監視可 能な運動プログラムを含む治療及び種々のエネルギー伝播変換器を使用する治療 の選択を可能にするインテリジェント外科用装具(brace)に関する。 発明の背景 強度を維持するためには、筋肉及び骨の両方を鍛えなければならないことが知 られている。また、許容可能な重量による耐えうる応力を加えて骨折の治療を行 った場合の方が、全く応力がかからない状態で骨折を治療する場合よりも、より 確実かつ迅速に回復することも知られている。これはまた、靱帯やある種の軟骨 組織等の結合組織に対しても当てはまると信じられている。 さらに、現在では、適切な環境下で、傷を受けた領域にある種のエネルギーを 加えることによって、筋肉、骨、または結合組織の回復が促進されることも知ら れている。適用される種々のエネルギーには、超音波、電磁場、電流等が含まれ る。運動に基づく治療を利用するため、また、エネルギー伝播変換器のために、 以下に要約される治療システムが開発された。 患者の運動プログラムを支援し、監視するために、２つのインテリジェント（ マイクロプロセッサによって制御された）汎用タイプの外科用装具が開発された 。これらの装具は、一般的には、膝、肘、すね、手首、肩、首、腰、等の肢、関 節、または一連の関節、その他患者の体の一部の回りに巻き付けるように設計さ れている。運動の間に関節が固定される等尺性の運動(isometric exercise)を支 援するために設計される場合と、患者が関節を活動的に曲げることを含む運動の ように、非等尺性の運動(nonisometric exercise)を支援するために設計される 場合とでは、使用される装具が異なる。 スターク等（ Stark et al）に付与された米国特許第５，０５２，３７５号及 び米国特許第５，３６８，５４６号の各々には、等尺性の運動の履行を監視し、 支援するインテリジェント装具が開示されている。この装具は、１つ以上の応力 センサが取り付けられた固定フレームを有するのが好適である。この装具の１つ の実施例においては、上記固定フレームの２つの部分を結合するためのヒンジが 設けられている。このヒンジは運動の最中にはロックされているが、患者の関節 の選択された角度における運動を許容するため、ヒンジ角度を調節することがで きる。他の実施例においては、角度的な方向を測定するため、ポテンショメータ 機構を有する段階的に調整することのできる電子機械式ヒンジが設けられるとと もに、角度的な方向の選択的な調整を可能とするため、ブレーキまたはクラッチ 機構、あるいはこれらの両方が備えられている。ポテンショメータ機構は、治療 の進展に応じて患者が影響を受けやすい運動の範囲を監視するために使用するこ とができる。 上記装具には、好適には、応力センサ及び（存在する場合には）電子機械的ヒ ンジに接続されたマイクロプロセッサを有する制御ユニットが備えられる。この 制御ユニットは、患者の運動プログラムを支援する上で、種々の目的に利用され る。この制御ユニットによって、少なくとも、適当な応力レベルが適用されてい るかを表示するため、通常は表示装置を介して患者にフィードバックが行われる 。この制御ユニットは、また、以後の解析を可能とするため、応力測定値を蓄積 するための記憶装置を備えるべきである。この制御ユニットは、運動をする時間 になったとき、及び時間的に十分な運動がなされたときに、これらを患者に知ら せるためにプログラムされる。 この制御ユニットによって、また、運動結果を近傍または遠隔地へ送信するこ とも可能である。例えば、制御ユニット出力端を電気的にプリンタ、プロッタ外 部記憶装置、モデムまたは他のコンピュータに接続することができる。同様に、 制御ユニットを、その近傍の監視ステーションに控えている受信者に無線で送信 するための送信機に取り付けることも可能である。さらに、患者の家庭から医院 までといった長距離にわたって応力の読みを送信するために使用されるより強力 な送信機に上記制御ユニットを取り付けることも可能である。応力結果を送信す ることによって、医者または他の健康管理業者は、運動がされるのと同時に、ま たはその後、運動プログラムの進捗状況を監視することができる。応力の測定値 を分析することによって、運動プログラムを調整することができる。 装具によって、リハビリ的な治療の拡張プログラムのために必要な支持、制御 、及び動機を受ける患者の能力が高揚される。手足を強化する過程は、その治療 において必須の要素である。損傷した、または病気の手足を強化することは、そ れが達成された場合、機能を向上させるための安全かつ通常は効果的な方法であ る。従来の監視された下での肉体治療プログラムは、その肉体治療が行われる集 中指導及び支援的環境によって、好適に機能することが多い。インテリジェント 装具を使用することにより、上記例示された患者の場合のように、付添のための 費用を必要とせず、人手を煩わせることなく、便利な、監視された状態での肉体 的な治療プログラムのいくつかの特徴を再現することができる。 等尺的方法、これは主に上述の装具によって採用されるが、この方法には、利 点及び欠点の両面が存在するけれども、価値のある、また確実な強化効果を提供 するため、等尺的手段を使用した強化プログラムが実施される。これらの効果は 、個人の状態、または個人の体の構造に対して非常に特効性を有するものである ことが多い。この等尺的方法は、臨時の場合、すなわちある特別の場合には、特 別の傷害、病気、その他の変化について唯一考えられる運動方法と考えられる。 例えば、患者は、等尺的運動によって最も大きいトルクを発生させることができ る。しかし、等尺的方法の最も大きな利点は、傷害を受けた、または病気の手足 を動作させることなく、好適には、より小さい痛みで、またより組織を痛める可 能性を小さくした状態で強化することが出来る点にあると思われる。適当な改良 を加えることによって、等尺的運動を使用することによって、ある特殊な状態に おいて、アイソキネティックな運動（筋肉の収縮を一定の速度で行う運動）(iso kinetic exxercises)が不可能な場合に、一般的にアイソキネティックな運動に よって得られる結果を手に入れ始めるという結果を得るために使用されるであろ う。 エアリー等（Airy et al.）に付与された、身体関節のための組合せ装具及び 着装可能な運動装置という発明名称の米国特許第５，０５２，３７９号には、監 視運動用の組合せ可能な外科用装具（以後「エアリー装具」という。）が記載さ れている。このエアリー装具は、肢を安定させ、ヒンジによって決定される１つ の角度に沿った限定された動作範囲を許容し、関節に曲げ抵抗を加えることによ って関節の運動を行うように設計されている。このエアリー装具には、機械的な ヒンジに結合された、回動可能な腕を有するフレームが設けられる。ヒンジの角 度的な動作範囲は、移動可能なストッパを有する制御板によって制御される。こ れらのストッパによって、ヒンジの運動範囲に機械的な制限が加えられる。 患者の運動を制御するため、角度運動に抵抗を与えるための種々の抵抗ユニッ トを使用することができる。身体の関節の動作範囲、身体の関節が曲がる速度及 び拡がる速度、フレームを関節で繋ぐ際に身体の関節によって発生するトルクを 含む種々のパラメータを測定するため、測定するために測定ユニットが使用され る。取り外し可能な抵抗ユニットを使用することにより、抵抗の調整をすること はできるが、エアリー装具には、抵抗の強さを固定し、電気的に制御できないよ うにすることができるという利点がある。 典型的には、傷害を受けた身体を回復させる過程では、傷害を受けた後または 手術の後、関節を一定の時間動かない状態に保つことが必要である。一定の期間 経過後、関節を、その関節の回りに、制御された制限を受けた角度で動かせるこ とが許される。この治療には、選択された強さの抵抗に対して、制御された範囲 の運動を介して関節を回転させることが含まれることが多い。動作範囲及び抵抗 の強さは、通常時間が経過するに従って増加される。 上述の装具は、おそらく、患者の傷害の治療過程における異なるタイミングで 使用する際に最も適するものであろう。例えば、傷害を受けた後の直後に最も適 切に使用することができ、一方、他の装具はある程度の回復がなされた時により 適切に使用される。両装具を使用するためには、ある時点で装具を取り替える必 要があり、１つの型の運動から他の型の運動に徐々に切り替える場合に容易では ない。 次に、エネルギー伝播変換器に基づく治療に移ると、タリッシュ等（talish e t al.）に付与された、生体組織または細胞、あるいはこれらの両方の超音波療 法のための医療装置という発明名称の米国特許第５，００３，９６５号には、骨 折、疑似変性関節炎、またはこれらと同等の傷害を体を傷つけないで治療するた めに超音波変換器を使用することが記載されている。超音波変換器によって、周 波数が１００ヘルツから１０００ヘルツの範囲の音波が発生する。この変換器は 、外科用支持部の上に設けられる治療ヘッドの一部である。持ち運び可能な遠隔 制 御ユニットによって、治療ヘッドに電気的な結合が行われる。この治療ヘッドに は、超音波を発生させるための電源が設けられる。制御パルスは、遠隔制御ユニ ットによって、光ファイバーケーブルを介して、超音波を適用する際に治療ヘッ ドに送信される信号である。 「骨及び関節手術」という名称の雑誌２６乃至３４（１９９４）の７６Ａにお ける、体を傷つけずに、低強度のパルス状超音波を利用した治療による頸骨骨折 治療の促進という名称の、Ｊ．Ｄ．ヘックマン（Heckman）博士等による論文に おいて、低エネルギー超音波の治療的効果が記載されている。５ミリワット／平 方センチメートル乃至３００ワット／平方センチメートルのエネルギーの範囲を 使用する超音波の異なる医療的応用ではあるが、ヘックマンの原稿における治療 においては、３０ミリワット／平方センチメートルの低いエネルギーの超音波が 使用されている。この治療ヘッドでは、１．５メガヘルツの周波数において２０ ０マイクロ秒で、繰り返し割合が１キロヘルツの音波パルスが製造される。治療 は、骨折後７日以内に開始され、毎日一回２０分の治療が行われる。この治療は ２０日間続けられ、または傷害が完全に治癒するまで続けられる。この超音波を 利用した治療によって、超音波を使用した１つのグループの患者が、音波照射し ないプラセボ装置によって治療された他のグループに比較して、十分に短い期間 で回復した。 エリクソン等（Erickson et al.）に付与された、ＰＥＭＦ治療法のための三 角形の外形を有する変換器システムという発明名称の米国特許第５，１９５，９ ４１号、及びエリクソン等（Erickson et al.）に付与された米国特許第５，２ ６９，７４７号及び米国特許第５，１８１，９０２号は、ともにＰＥＭＦ治療法 のための二重変換器システムという発明名称であるが、各々には、筋骨格システ ムの抵抗問題を処理するために有用なパルス状の電磁場（ＰＥＭＦ）を発生させ るための２つのコイル変換器の使用について記載されている。ＰＥＭＦについて 処理すべき重要な問題点として、脊髄の融解、合成骨折、関節固定不良、骨壊死 、慢性免疫性腱炎、床ずれ、靱帯損傷、腱損傷、骨粗鬆症、シャルコー脚がある 。米国特許第５，１９５，９４１号において言及されているコイルは、平らに巻 かれているものであって、半剛性シェルに封入されている。この変換器には、各 々 ７回巻かれた２つの第１巻き部と、約３５回巻かれた第２巻き部と、少なくとも １回巻かれた検知のための巻き部が設けられる。第２巻き部によってエネルギー が回収され、電磁場の適合が支援される。制御ユニットによって、ＰＥＭＦ変換 器が制御され、監視される。 Ｖ．ムーニー（ Mooney ）博士による、体内腰椎融解のためのパルス電磁場の 効能に関するランダムな二重盲展望研究と名付けられた刊行物、１５脊柱、第７ ０８頁乃至第７１２頁（１９９０）において、体内腰椎融解を治療するためのＰ ＥＭＦの効果を試した医療学的な結果が記載されている。病気が進行している患 者、すなわち治療されていないグループの患者には、単一のコイル（１．８ガウ ス）または二重コイル（４ガウス）を有する電磁装具が装着される。この装具は また患者によって監視された状態で使用される。１日当たり８時間以内の使用は 一貫した使用とは見なさない。このＰＥＭＦの使用によって、治癒の可能性が大 きくなり、二重コイル装具を使用した患者は、単一コイル装具を使用した患者よ りもより高い成功率が得られた。 電流もまた治療過程において、骨の成長刺激を形成し、筋肉を強化するために 適用される。Ｄ．Ｆ．クルーク（Crook）に付与された、分配骨成長刺激装置と いう発明名称の米国特許第５，３０４，２１０号には、骨の治療を支援するため に、電気的刺激を提供するための装置が開示されている。人の身体の傷害を有す る部位のちょうど反対側に骨組みが設けられる。この装置は、また、骨の成長過 程を反映する組織の抵抗値を読み取るためにも備えられる。一体的なフレームに よって、傷害部を安定化させるために圧力が与えられる。このフレームに導体網 部を装着することも可能である。このフレームを直接、手術が必要な骨構造の下 に装着することを考慮してもよい。 エリクソン等（Erickson et al.）に付与された、移植可能な骨成長刺激及び 動作方法という発明名称のヨーロッパ特許第５６１，０６８号には、容易に取り 替えることができるとともに、完全に取り外すことが可能な移植電極を有する電 気的な骨成長刺激装置が記載されている。この移植が可能であることは、装置の 損傷を回避することができ、患者を確実に従順させることができる点で優れてい ると記載されている。この装置は、交流及び直流を兼用できるように設計されて いる。交流を使用した場合には、電界の強さは、０．３ミリボルト／センチメー トル（ｍＶ／ｃｍ）乃至３ミリボルト／センチメートル（ｍＶ／ｃｍ）となる。 また、直流を使用した場合には、２０マイクロアンペア（μＡ）の電流が供給さ れる。この装置は、プログラム可能に設計され、治療を監視するため外部装置と 従来の無線通信を可能にしている。 「骨及び関節手術」という名称の雑誌１０２５乃至１０３６（１９９１）の７ ３Ａにおける、前面十字靱帯の再構築後の大腿筋の電気的刺激という名称の、Ｌ ．スナイダー・マケラー等（Snyder-Mackeler et al.）による論文において、筋 肉の強化を促進するための電気的刺激の使用について報告されている。患者は、 ２つのグループに分けられ、１つのグループはこの電気的刺激を使用して運動を 行い、第２のグループは、運動のみを行った。患者は、手術後の第３週から第６ 週の間、一週間に３日上記要領で治療された。電気的刺激では、４００マイクロ 秒（μＳ）のパルスを一秒間に７５パルスが与えられた。電気エネルギーは、２ ５００ヘルツの周波数で付与された。このパルス列は、５０秒間のパルス列の停 止後１５秒間与えられ、一回当たりの治療において、最高で１５回のパルス列の 付与が繰り返された。電流の大きさは、一般的には、治療の間は増加される。こ の実験によって、神経・筋肉刺激を受けた患者が、筋肉の強度が大きくなり、筋 肉の使用機能が向上するという医学的結論が得られた。 Ｌ．スナイダー・マケラー等（Snyder-Mackeler et al.）によるその後の研究 における、後面十字靱帯の再構築後の患者の大腿四頭筋の筋力の生成の回復を高 揚させるための電気的刺激の使用という名称の、身体的治療法９０１，９０７（ １９９４）に掲載された論文において、患者が家庭で使用することのできる可搬 式装置と病院に設置された装置による治療の比較がなされている。この研究では 、病院に設置された装置による治療が、家庭における治療よりも効果が大きいと 結論付けられている。電流値レベルは比較可能であり、これレベルは実際には、 家庭の装置が８３ｍＡ、病院の装置が５５ｍＡと、家庭で使用する装置の方が病 院の装置よりも高いため、病院に設置された装置による治療の効果を異なる刺激 装置による電流値レベルの相違のためであると結論付けることはできない。この 相違は、適用された特定の電気的刺激によってもたらされた筋肉の収縮のためで あると結論付けることができた。家庭による治療の方が効果が少なかったことを 説明するための仮説として、手足を安定させるための装置が欠如していたことが 考えられる。 上記外科的治療システムの説明では、代表的なシステムを説明したものであっ て、すべてのシステムを説明したものではない。 発明の要約 本発明にかかる改良された外科用装置は、少なくとも２つの機能的に区別され る治療法を提供する構造体を有する。この機能的に区別される治療法は、１つの エネルギー伝播変換器に基づく治療構造体を有する１つの運動治療手段と、２つ の機能的に別個のエネルギー伝播変換器に基づく治療構造体と、１つの監視され た抵抗等尺運動手段を有する１つの監視された抵抗非等尺運動手段のいずれかで ある。また、これらの区別される治療法は、可搬式のプログラム可能な制御ユニ ットによって制御され、監視される。上記運動治療に適する外科用装置に関連す る構造体には、監視された等尺運動構造体と、監視された非等尺運動構造体があ る。エネルギー変換器に基づく治療構造体には、超音波治療構造体、パルス電磁 場治療構造体、電気誘導に基づく治療構造体、電気誘導治療構造体が含まれる。 本発明にかかるもう１つの外科治療装置には、患者の関節で結合される部位を 制止するための支持構造と、前記支持構造の２つの部分の間に備えられたヒンジ と、可搬式のプログラム可能な制御ユニットと、制御ユニットからの電気信号が ヒンジ内の抵抗を決定するように前記制御ユニットに動作可能に接続された抵抗 手段が含まれる。このヒンジは、前記支持構造の第２の部分に対する前記支持構 造の１つの部分の選択可能な角度位置を決定し、支持構造の第１の部分が患者の 関節で結合される部位の１つを支持し、前記支持構造の第２の部分が前記患者の 関節で結合される第２の部位を支持する。 本発明にかかる外科的傷害を治療する方法は、外科用装置を個人使用者の筋骨 格的傷害を有する部位の近傍に接続し、前記外科用装置を、２つの機能的に別個 の治療プロトコル手段の各々に動作可能に接続された、可搬式のプログラム可能 な制御ユニットによって制御される少なくとも２つの機能的に別個の治療プロト コル手段を利用するため、前記外科用装置を構成する。また、これらの機能的に 別個の治療プロトコル手段が、１つのエネルギー伝播変換器に基づく治療構造体 を有する１つの運動治療手段と、２つの機能的に別個のエネルギー伝播変換器に 基づく治療構造体と、１つの監視された抵抗等尺運動手段を有する１つの監視さ れた抵抗非等尺運動手段おいずれかである。この治療方法において、治療装置に は、少なくとも２つの機能的に別個の外科治療手段の各々に動作可能に接続され る可搬式のプログラム可能な制御ユニットが設けられる。 本発明のもう１つの外科的傷害を治療する方法には、患者の状態を評価し、２ 以上の異なる治療方法を含む治療計画を作成し、上述のように、この治療方法は 制御ユニットによって制御及び監視可能であり、前記治療計画を実施するために 外科用装置を構成し、前記治療計画に基づいて前記制御ユニットをプログラムし 、前記外科用装置を前記患者に接続し、前記制御ユニットを駆動する。本発明に かかる他の方法には、前記治療計画に基づく前記治療の進捗状況を監視し、前記 監視結果に基づいて前記治療計画を評価し、適切であれば、前記治療計画を改変 するステップが含まれる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明にかかる制御ユニットと種々の考えられ得る治療システムの関 係を示す概略構成図である。 図２は、本発明にかかる外科治療装置を示す側面図である。 図３は、図２の外科治療装置の構成要素を示す概略図である。 図４は、関節ヒンジを有する支持構造を装着した患者の脚部の斜視図である。 図５は、患者の腹部のまわりに装着した関節支持構造を有する患者用胴部装着 体を示す側面図である。 図６は、図３の電磁ヒンジの６−６線断面図である。 図７は、図６の電磁ヒンジの７−７線断面図である。 図８は、取付部を含む超音波変換器の斜視図である。 図９は、図８に示す、その中心軸及びその支持部を含む超音波変換器の治療ヘ ッドの破断断面図であって、中心軸から上方半分、及び中心軸から下方半分は、 各々中心軸に交差し、直角に交わる平面についての断面図である。 図１０は、図８の超音波変換器の治療ヘッド内の電子回路を図式的に示すブロ ック図である。 図１１は、ＰＥＭＦ変換器を示す斜視図である。 図１２は、図１１に示すＰＥＭＦ変換器の１２−１２線断面図である。 図１３は、ＰＥＭＦ変換器内の電気的結線状態を示す概略図である。 図１４は、Ｈ型誘導変換器を示す一部破断斜視図である。 図１５は、移植可能な誘導変換器を示す斜視図である。 図１６は、図１５に示す誘導変換器の一部分解斜視図である。 図１７は、図１５に示す移植可能な誘導変換器の電子部品を示すブロック図で ある。 図１８は、２つの筋肉刺激電極を示す上面図である。 図１９は、筋肉刺激電極を示す底面図である。 図２０は、制御ユニットの他の実施例を示す概略図である。 図２１は、制御ユニットの第２改変例を示す概略図である。 図２２は、制御ユニットの電子部品の一実施例を示すブロック図である。 図２３は、本発明に使用する治療の一般的手順を示すフロー図である。 上記図面は、概念的に描いたものであって、その寸法は問題にはならない。ま た、上記図面は、単に本発明を説明するために描いたものであって、本発明の技 術的範囲を何ら限定するものでもない。 発明の詳細な説明 医者は、外科的またはこれに関係する傷害のいくつかの公知の治療法の中から １つを選択しなければならないという問題に遭遇することが多い。しかし、治療 の際に行われる多くの外科的治療では、患者が医者の元に出向くこと、またはこ の反対に医者が患者のところに出向くことが必要であるとともに、必要な医者に よる調整のための費用が増加する。公知の治療法を使用した、上記いくつかの治 療法を同時に行うことは、非常に困難で、多くの場合は不可能である。これを行 うためには、多額の費用を必要とし、治療の調整が必要であり、患者、その家族 及び関係するすべての健康管理業者には多くの訓練が必要となる。さらに、その ような可能性を認めていなければ、上記組み合わせた治療法を遂行することので きる装置が不足することになりかねない。 上記治療法が調整され、医者によるその後の重荷となるような看護を必要とせ ず、各々の患者に合わせた養生法を完全に実施することができる、いくつかの異 なる型の治療法を使用した同時のまたは一連の治療が良好に調整されたならば、 コスト的に効果がある改良された治療法を提供することができるであろう。この ような改良された治療システムによって、治療の進行状態を監視し、患者の応答 によって治療法を最適化するために治療法を迅速に変更するため、患者及び医者 の両者にとって便利な方法が提供される。この改良された治療システムには、利 用することのできる特定の、またはすべての運動またはエネルギー変換器に基づ く治療を監視し、制御するためにプログラムされた単一の中央制御ユニットが設 けられる。 いくつかの運動に基づく治療システム及びエネルギー伝播変換に基づく治療シ ステムは、現在では、傷害を受けた骨または筋肉組織、あるいはこれらの両方の 治癒を促進することが知られている。これらのシステムはそれぞれ独立してある 程度有利に使用されているけれども、本発明は、それら使用法を大きく変更し、 各々の患者の必要性に応じた個人的に調整された治療プログラムにおけるいくつ かの治療技術を調整し、一体化させることにより、患者の治療に大きく貢献する ものである。いくつかの同時に行うべきまたは連続して行うべき治療技術に基づ き、医者によって設計された治療プログラムは、患者の治療及び回復にとってよ り効率的であり、より効果的である。 多くの場合、新たに治療法を組み合わせることにより、直接患者の回復が促進 されることとなる。例えば、上述のように、家庭環境下における筋肉の電気的刺 激は、手足を良好に支持することができないため、病院において装置を使用した 場合に比較して効果が少ないことが見出された。しかし、このような、運動に基 づく治療のために設計された革新的な装具との組合せで刺激を行った場合には、 上記のような支持が必要であり、また、家庭における電気刺激治療のよりよい監 視を可能とするために適用される収縮力の測定が行われる。患者の治療に関する 本発明の衝撃性を示すもう１つの例としては、現在では、２つ以上の異なる型の 装具の間で切替を行わなくとも、等尺性運動から非等尺性の運動に徐々に切り替 えられていることが挙げられる。 しかし、一般的には、本発明の最も大きな利点としては、治療設計における柔 軟性を大きくしたこと、医者にとって広範囲の治療プログラムを作成することを 可能とする効率及び効能を大きくしたこと、及びそのプログラムを効率よく監視 できることが挙げられる。監視結果に基づく改良することのできる全体の治療期 間にわたって治療プログラムを設計することができる。 本発明の好適例においては、種々の異なる治療方法を選択的に使用することが 可能である。医者は、上記制御され、監視された運動に基づく治療法を含む１つ の治療法のグループ、及び刺激治療が要求される部位に適当なエネルギーを当て るためエネルギー伝播変換器に基づく治療法からいくつかの治療法を選択する。 この運動治療には、関節の回りの制御された曲げを行うかどうかによって区別さ れる、等尺性運動法と、非等尺性運動法が含まれる。これらの運動法の両方にお いて、傷害を有する場所の近傍の関節のまわりに装具が使用される。上記エネル ギー伝播変換器に基づく治療法には、超音波治療法、パルス電磁治療法、及び電 気伝導治療法が含まれる。本発明に関し、種々の機械的実施例が考えられるが、 以下に示す例は、本発明において採用することのできる実施例を開示するために 有用である。 一般的に、本発明を実施するための治療装置１００には、治療状況を制御し、 調整し、監視するための制御ユニット１０６、及び特定の選択された治療法を実 施するために必要な構造が含まれる。一実施例におけるこの治療装置１００にお いては、上述の治療法のすべてから治療法を選択することができる。治療装置１ ００と種々の治療手段との関係を図示すると図１のようになる。治療手段につい て、以下にさらに詳述する。上記装置の代表的なものを図２に示す。この装置で は、治療装置１００が、患者１０４の膝１０２の近傍の傷害を有する部分の治療 のために取り付けられる。適当な改良を行うことにより、上記装置を、足首、首 、肘、手首、肩、背中、または骨盤等の他の接合部に直接適用することが可能で ある。 図２及び図３を参照して、治療装置１００には、制御装置１０６及び適当な治 療法のために設計された種々の構成が含まれる。好適例によって種々の治療法か ら選択することができるため、治療装置１００には、運動治療に必要であって、 そのため等尺性運動手段１０９及び非等尺性運動手段１１１の一部を構成する支 持構造１０８または装具が含まれる。支持構造１０８には、左方制止部１１２及 び右方制止部１１４及びヒンジ１１６で構成されるフレーム１１０を設けること ができる。フレーム１１０の各制止部１１２、１１４の各々には、それぞれ第１ 及び第２の末端部１１８、１２０が含まれる。この特別な実施例においては、制 止部１１２、１１４に歪みゲージ１２２が取り付けられている。 制止部１１２、１１４は、鋼、アルミニウムその他の金属及び合金等の種々の 剛性材料によって形成することができる。しかし、制止部１１２、１１４の材料 としては、エネルギー伝播変換器の性能に影響を与えないようにするため、非金 属または特に非導電性材料から選択することが好適である。制止部１１２、１１ ４のための適当な材料には、ファイバーグラス、合成材料及びこれらに類似の材 料が含まれるが、これらに限定されるものではない。 フレーム１１０は、人体の変化する傷害を有する部位を覆うため、他の型の支 持構造１０８と取り替えることも可能である。例えば、支持構造１０８によって 、手足または体の一部の周囲全体を囲むこともできる。ヒンジは、支持構造１０ ８の２カ所の相対的動作を許容するものであれば略々いかなる材料によっても構 成することができる。 患者の体の特定の箇所には、より特別に設計された支持構造及びヒンジを使用 することが適している。例えば、人間の膝は、１つの点のまわりを回転する単純 なヒンジというよりはむしろカム構造である。従って、図４に示すように、脚部 をかこみ、膝のいずれかの側部を支持する部分１２５、１２７の間に関節ヒンジ １２３を有する支持構造１２１により良好な支持を提供することができる。応力 センサ１２２を上記支持構造に内蔵させることも可能である。他の特別な関節支 持構造についても背中に傷害を受けた場合の支持のために適している。そのよう な支持構造１２９の例が、関節ヒンジ１３１とともに、図５に示される。 支持構造１０８は運動治療に必要となるものであるが、エネルギー伝播変換器 に基づく治療においても、直接エネルギー変換器を支持するため、または、間接 的に治療される手足の部分を安定化させるために役立つという利益がある。この 支持構造１０８の設計そのものが、他の要素の適当な特徴に組み入れることがで きる。図２の治療装置１００には、超音波変換器１２４、パルス電磁場変換器１ ２６、骨の治療刺激のための移植可能な電流変換器１２８、骨の治療刺激のため の表面接触電流変換器１３０、及び電気筋肉収縮刺激発生器１３２を含む治療方 法の選択可能な組合せも含まれる。 図３を参照すると、実施例においては、制止部１１２、１１４の各々に２個の 歪みゲージ１２２が備えられ、合計で４個の歪みゲージ１２２が配置される。こ の歪みゲージの取付部分の一例を示す。特定の制止部１１２、１１４の２個の歪 みゲージ１２２は、制止部１１２、１１４の相対向する縁部に取り付けられる。 歪みゲージ１２２には箔型の歪みゲージを使用することができる。歪みゲージ１ ２２は歪みゲージワイヤ１３４を介して制御ユニット１０６に電気的に接続され る。 ヒンジ１１６、１２３、１３１には種々の構造を採用することができる。ヒン ジ１１６の構造の一例として、図３、図６及び図７に示される電子機械的ヒンジ が含まれる。１つのヒンジ１１６が各制止部１１２、１１４の第１及び第２の末 端部１１８、１２０に固定される。第２の末端部１２０には、第１、第２及び第 ３のショルダーピン、すなわちボルトセグメント１３６、１３８、１４０の一体 化ユニットが含まれる。ヒンジ１１６には、第１末端部１１８に固定されるクラ ッチハウジング１４２が含まれる。この第１末端部はショルダーピンセグメント １３８のまわりを回転する。第２ショルダーピンセグメント１３８には、第１末 端部１１８を第２末端部１２０に接続するためのナット１４６を受けるため外ね じ１４４が備えられる。ナット１４６は、ヒンジ１１６が電磁機械的ブレーキま たはクラッチによって回転可能となった際に、第１末端部１１８がボルトセグメ ント１３８のまわりを自由に回転できるように、ワッシャ１４８を第１末端部１ １８に固定する。 第３のショルダーピンセグメント１４０が、磁気的に誘引される鉄片１５０の 開口（図示されていない）を貫通する。この鉄片１５０には、スプライン１５２ が形成され、このスプライン１５２は、第３のショルダーピンセグメント１４０ に位置する、スプライン１５２を受けるための鉄片の溝１５４に係合されるため 、鉄片１５０はショルダーピンセグメント１３６、１３８、１４０とともに回転 運動のみが可能である。ねじが形成されたねじ腕部１５６がショルダーピンセグ メント１４０から延設される。ねじ腕部１５６とショルダーピンセグメント１４ ０の間の境界によって、ワイパーアーム１５８が固定される肩部が形成される。 ねじ腕部１５６の外ねじによって、第２のナット１６０が受けられ、この第２の ナット１６０によって、ワイパーアーム１５８が第３のショルダーピンセグメン ト１４０に固定される。 ねじ腕部１５６には、ワイパーアーム１５８の成形絶縁エレメント１６２を回 転させるためのキーを提供する平側部１６１が設けられる。この成形絶縁エレメ ント１６２は、ワイパーアーム１５８の導電エレメント１６４に結合される。成 形絶縁エレメント１６２は、第３のショルダーピンセグメント１４０を通常はワ イパーアーム１５８の導電エレメント１６４を介して流れる電流から絶縁するた め、適当なポリマー材料で形成される。 ワイパーアーム１５８がねじ腕部１５６にキー止めされているため、ワイパー アーム１５８はねじ腕部１５６及びすべてのショルダーピンセグメント１３６、 １３８、１４０と同じように回転する。ワイパーアーム１５８が回転しても、導 電エレメント１６４は、順番に電気的に制御ユニット１０６に接続されている第 １のリード線１６８に接続されている接触腕部１６６との接触を保つ。第２のリ ード線１７０が抵抗スライドラインエレメント１７２に接続されるとともに、制 御ユニット１０６にも接続される。導電エレメント１６４の抵抗スライドライン エレメント１７２との電気的接続によって、電気的に制御ユニット１０６に接続 され制御ユニット１０６に、抵抗スライドラインエレメント１７２とワイパーア ーム１５８との間の接触点の相対位置、従って、制止部１１２、１１４のそれぞ れの末端部１１８、１２０間の角度を指示するために調整することのできる出力 を与える、ポテンショメータ的なメカニズム１７４が形成される。 電子機械的ヒンジ１１６には、本発明の属する技術分野において標準的に使用 されるものに類似の電子機械的ブレーキまたはクラッチ１７６が含まれる。好適 な電子機械的クラッチメカニズム１７６が、クラッチのリード線１７８から延び る電線を有する制御ユニット１０６に結合される。クラッチのリード線１７８は 、電流がステータコイル１８０を通って流れることによって十分な磁界が形成さ れた場合に鉄片１５０を吸引するように設計されたステータハウジング１８２内 において、電気的にステータコイル１８０に接続され、これによって鉄片１５０ がステータコイル１８０に対して回転するのを防止している。電流は制御ユニッ ト１０６内の電源から送られる。独立した電線またはコネクタによって制御ユニ ット１０６がポテンショメータ的なメカニズム１７４に接続される。 各々鉄片１５０をステータコイル１８０に対して自由に回転させるための、制 御ユニット１０６上のリリースボタン、すなわちブレーキボタン（図示されてい ない）を押すか、そのプログラムに応じた制御ユニット１０６の応答によって、 ヒンジ１１６の電子機械的ブレーキ／クラッチ機構１７６を制御することができ る。リリースボタンが押されると、鉄片１５０がステータコイル１８０に対して 自由に回転することが可能になり、それぞれの末端部１１８、１２０間の角度を 手動で調整することができる。ある実施例では、それぞれの末端部１１８、１２ ０間の角度をを調整する際に、制御ユニット１０６上の読み取り表示器（図示さ れていない）を見ることによって監視することができる。この角度が所望の角度 になると、再びブレーキボタンを押すことによってブレーキを働かすことが可能 となり、ここで、１つの回路によって、ステータコイル１８０内を電流が通過で きるようなり、これによって、鉄片１５０を吸引するための磁場が形成され、鉄 片１５０がステータコイル１８０に対して回転するのが防止される。 図６を参照すると、鉄片１５０がステータコイル１８０に吸引されると、一対 の自由な、載置された円環ディスク１８４、１８６が、クラッチハウジング１８ ８内において鉄片１５０とステータハウジング１８２の間に把持される。上記表 面による把持を円滑に行うとともに、これらの間の摩耗を防止するため、円環デ ィスク１８６は適当な金属によって形成されるのが好適であり、円環ディスク１ ８４は適当なポリマー材料によって形成されるのが好適である。自由に載置され たディスク１８４、１８６は、鉄片１５０の中心部を取り囲む。ステータコイル １８０と鉄片１５０との間の磁気吸引力が不十分なため、鉄片１５０をステータ ハウジング１８２から離れる方向に付勢するコイルスプリング１９０の機械的な 力に打ち勝つことができない場合に、コイルスプリング１９０は鉄片１５０をス テータハウジング１８２から離れる方向に付勢する。 本発明の一実施例においては、電子機械的ブレーキ／クラッチ機構１７６が制 御ユニット１０６内のマイクロプロセッサ（例えば図２２に示すもの）によって 制御される。一般的には、ヒンジは等尺性運動の期間中、ある位置に係止される 。等尺運動を特定の回数繰り返した後、制御ユニット１０６によってブレーキが 解かれ、回転を止めるために再びブレーキが働き、ヒンジが新たな角度に達する まで移動することが可能となる。この新たな角度において、もう１つの一連の等 尺性運動が行われる。このような、すべての等尺性運動のルーチンを制御ユニッ ト１０６によって制御することができる。等尺性運動の間、ヒンジを係止するこ とができる。 非等尺性運動を行うため、ヒンジ１１６に選択した抵抗値を付与するため、制 御ユニットによって、ヒンジ１１６を係止する場合よりも弱い、調整された電流 が電子機械的ブレーキ１７６へ流される。制御ユニット１０６はまた、ヒンジ１ １６にブレーキを加え、ある一定の角度範囲の外側への運動を防止するため選択 的により強い電流を供給することもできる。このように、制御ユニット１０６に よって、関節の曲げ等に関わる非等尺性運動のルーチンを制御することができる 。 ヒンジを他の形態を有するように設計することもできる。ブレーキまたはクラ ッチメカニズムに電流が流れない場合にヒンジ１１６が係止され、十分な電流が 流れている場合にヒンジ１１６の係止状態が解かれるようにヒンジ１１６を設計 することもできる。その代わりに、例えば米国特許５，０５２，３７９号に示さ れるように、シリコン等からなる高粘度流体によって前記回転への抵抗を与える ことも可能である。さらに、与えられた電界または他の手段に応じて変化するこ とのできる粘度可変装置を形成するように機能する一種類の流体または二種類以 上の流体を使用することもでき、これによって、ヒンジ１１６の回転に対する抵 抗を制御ユニット１０６によって変化させることができる。上記係止メカニズム は、電子機械的、電気的または機械的メカニズムのいずれによっても実現するこ とができる。機械的係止メカニズムの例としては、制御ユニット１０６を介して 電気的に制御されるようなものよりも、むしろ、手動ねじメカニズムに締め付け られる係合部材を有するものが考えられる。 本発明によれば、ヒンジは、支持部材の２点間で曲げられるものであればいか なるものも使用することができる。支持構造の２つの位置の相対的な動きに対し て加えられる抵抗を、電子的に制御される手段また電子的に制御されない手段の いずれかによるヒンジに内蔵させることもできる。ヒンジ１２３、１３１を曲げ るため、ヒンジの曲げ部分のまわりの空間に抵抗手段を内蔵させることができる 。 図８を参照すると、代表的な超音波変換器１２４は、米国特許５，００３，９ ６５号公報に開示されているものに類似の変換器であるが、この超音波変換器１ ２４には、治療ヘッド２００及び取付部２０２が備えられる。治療ヘッド２００ は、ケーブル２０４を介して制御ユニット１０６に接続される。一実施例におい ては、ケーブル２０４は、２個の各々独立した被覆光ファイバー線２０６、２０ ８を有する。所望であれば、これらの光ファイバー線２０６、２０８を電気接続 に置き換えることもできる。 治療ヘッド２００には、その外側端部において内側に向いたフランジ２１４を 有する、管状に突出した管状壁２１２に一体的に形成されたハウジング２１０が 備えられる。カップ状のシェル２１６が管状壁２１２から突出している。ハウジ ング２１０から、半径方向の反対側の位置に、スタッド２１８が突出し、スタッ ド２１８に対して９０度の角度でアクチュエータのスイッチボタン２２０が取り 付けられている。スタッド２１８には溝２２２が形成される。アクチュエータの スイッチボタン２２０は、ハウジング２１０の局部的なランド形成部２２４から 突出する。 取付部２０２は、略々矩形状に形成され、裁頭ピラミッド壁２２８のまわりか ら周囲に向かって延設された外側フランジ２２６を有する。裁頭ピラミッド壁２ ２８によって、裁頭面２３０が形成される。裁頭面２３０の中心部は、治療ヘッ ド２００の管状壁２１２を挿入型望遠鏡状に受けるため一体的に形成された円筒 フランジ２３４によって形成される開口２３２によって特徴づけられる。裁頭面 ２３０には、２つのスロット２３６が形成される。これらのスロット２３６は、 半径方向に相対向する位置にある２つの拡張部２３８に向かって開口している。 治療ヘッド２００及び取付部２０２は、銃剣型の係止手段によって係合する。 スタッド２１８は、スロット２３６の対応する端部において、拡張部２３８に侵 入することができる。溝２２２によって、取付部２０２の厚さを裁頭面２３０に おいて受け入れることができる。銃剣型係止手段を係止するため、スタッド２１ ８が拡張部２３８に挿入され、治療ヘッド２００が取付部２０２に対して回転し 、スタッド２１８とスロット２３６の係止が完了する。ハウジング２１０のラン ド形成部２２４が、裁頭面２３０の表面２３９に配置されるように、裁頭面２３ ０の傾斜面２３７に乗り上げる。銃剣型係止手段による係止によって、スイッチ ボタン２２０が押し下げられ、アクチュエータのスイッチ２４０が閉じられる。 アクチュエータのスイッチ２４０が開くと、変換器２４２への動力の供給が遮断 される。 図９を参照すると、変換器２４２がカップ状シェル２１６の閉じた端壁の内表 面に結合される。変換器２４２には、例えば、ＰＺＴ−４として知られる鉛−ジ ルコニウム−チタン酸塩材料によって形成される市販の圧電セラミックディスク を使用することができる。変換器２４には、それぞれがその前面、後面に貼着さ れたそれぞれ離れた位置にある箔電極（図示されていない）が設けられ、これに よって結線２４３を介して与えられた励起状態に応じて厚みの変動を許容する。 カップ状シェル２１６には基部フランジ２４４が備えられる。内壁２４６はカッ プ状シェル２１６に固定される。内壁２４６は変換器２４２から離れた位置にあ り、成形プラスチック２４８の円筒状胴部を支持する。成形プラスチック２４８ の円筒状胴部の他方の端部は、突出壁２４９によって支持される。成形プラスチ ック２４８の円筒状胴部によって、カップ状シェル２１６が柔らかく衝撃を受け ないように支持されている。 選択可能な可撓性プラスチック製スリーブ２５０が、ビニールまたはシリコン によって形成される。プラスチック製スリーブ２５０は円周方向をカップ状シェ ル２１６の外側縁部に貼着され、変換器２４２を適切に使用するため、プラスチ ック製スリーブ２５０は管状壁２１２に対するカップ状シェル２１６の曲げには 干渉されない。 図９に示すように、発振器を駆動するため、治療ヘッド２００には電気部品を 保持する回路基板２５２が備えられる。結線２４３は変換器２４２から回路基板 ２５２へ導かれる。図１０には、治療ヘッド２００内における電機部品とそれら の適切な電気接続状態が示されている。制御ユニット１０６との交信のため、光 レシーバ２５６と光ドライバ２５８が、それぞれ光ファイバー２０６、２０８に 接続される。治療ヘッド２００にはまた、発振器２６０、信号監視手段２６２、 固定インターロック手段２６４、及び治療ヘッド２００に電力を供給するための 電池が備えられる。 光レシーバ２５６には、制御ユニット１０６から光ファイバー２０６を介して 制御パルスを受けるフォトダイオードを使用することができる。制御パルスによ って、変換器２４２のオンオフ制御に応じて、発振器２６０をオンすべきかオフ すべきかが指示される。結線２６８によって、信号監視手段２６２が発振器２６ ０の出力を監視することができる。出力信号を光ドライバ２５８に送信するため 、監視信号が信号監視手段２６２によって使用され、これによって、監視信号が 光ファイバー２０８を介して制御ユニット１０６に戻される。光ドライバ２５８ には、発光ダイオードを使用することができる。発振器２６０の典型的な周波数 は１．５メガヘルツである。実際の使用周波数は、変換器２４２の特性に基づい て選択される。 上記超音波治療ヘッド２００によって、超音波治療装置に適した設計がなされ るが、本発明において、他の設計による超音波治療装置も好適に使用することが できる。一般的には、ゲル２７２、これは図９においては仮想線で表現されてい るが、変換器２４２と近傍の体組織の間を結合するために使用される。変換器２ ４２と体組織の間の結合が不十分な場合には、信号監視手段２６２によって検出 され、図１０に示すように、制御ユニット１０６に交信される。その時点で、治 療ヘッド２００の動作は停止する。 代表的なパルス電磁界変換器３００には、米国特許第５，１９５，９４１号公 報に開示されているように、例えば図１１に示されるものがある。ＰＥＭＦ変換 器３００は、患者の関節のまわりに密着するような形状を有する。ＰＥＭＦ変換 器３００は、曲がり部を伴う略々三角形状を有し、上記関節または傷害を有する 身体の部位のまわりに装着することが可能となっている。この三角形は、３つの 辺３０８、３１０、３１２によって形成される３つの角３０２、３０４、３０６ で形成される。辺３１２はこの三角形が存在する平面の外側に曲がり、これによ って、変換器３００を患者の所望の傷害を有する部位または治療を受けている体 の部位のまわりに密着させることができる。辺３１２は、関節の側部に位置する いずれかの辺によって形成される角度３０２、３０４で関節の近傍の略々患者の 体の部分を横切る。駆動電子部品３１４はＰＥＭＦ変換器３００の構造と一体化 される。ＰＥＭＦコード３１６によって、ＰＥＭＦ変換器３００が制御ユニット １０６に接続される。 ＰＥＭＦ変換器３００のコイル３１８は略々平坦に巻回される。図１２を参照 すると、ＰＥＭＦ変換器３００は、コイル３１８が平坦に巻回されていることか ら、略々平坦な断面を有する。コイル３１８には、第１コイル３２０、第２コイ ル３２２及び検知コイル３２４が備えられる。ＰＥＭＦ変換器３００には、各々 ７巻きの２つの第１コイル３２０と、約３５巻きの第２コイル３２２と、少なく とも１巻きの検知コイル３１８が備えられる。第１コイル３２０及び第２コイル ３２２には市販の１８ゲージ磁気ワイヤが巻回され、検知コイル３２４には２２ ゲージ磁気ワイヤが巻回される。巻回束は略々０．７５インチ乃至０．１２イン チである。ワイヤには、ポリウレタン接着剤等の市販の接着性被覆を施したもの が使用される。巻回後、巻回束は接着剤を養生するため炉の中で加熱される。 第２コイル３２２によって、エネルギーの回収がなされ、ＰＥＭＦ変換器３０ ０からの電界出力の調整が支援される。第２コイル３２２を不要とすることの可 能で、この機能をより効率的な電子部品によってまかなうことも可能である。駆 動電子部品３１４は半剛性シェル３２６に埋め込まれた回路基板に載置される。 駆動電子部品３１４は第１コイル３２０、第２コイル３２２、検知コイル３２４ 、及び制御ユニット１０６にＰＥＭＦコード３１６を介してに接続される。 コイル３１８は、半剛性シェル３２６によって覆われる。半剛性シェル３２６ はＰＥＭＦ変換器３００の外形を維持するが、半剛性シェル３２６はその外形を 各々の患者に合わせるため曲折可能に形成されている。半剛性シェル３２６は、 選択された剛性を有するポリウレタン等のプラスチック化されたエラストマから 製造される。このシェルは、イソシアン酸塩及びポリオールからなるポリウレタ ンを含むことも可能である。このシェルは、略々、１．５インチｘ０．３１イン チの断面寸法を有する。養生された巻回束は、シェルを製造するため、成形型の 中に置かれる。駆動電子部品３１４が成形型の中に位置決めされ、成型体にエラ ストマが付加される前に、コイル３１８及びＰＥＭＦコード３１６に電気的に接 続される。エラストマを添加した後、成形型が養生のために炉の中に置かれる。 駆動電子部品３１４によって、ＰＥＭＦ変換器３００内のＰＥＭＦフィールド の生成が制御される。図１３には、ＰＥＭＦ変換器３００の電気的な構成要素が 描かれている。駆動電子部品３１４には、第１コイル３２０の一方の側に接続さ れたＦＥＴスイッチ３２８が含まれる。ＦＥＴスイッチには、制御電子部品に結 合されたその制御ゲートが備えられる。ＦＥＴスイッチ３２８によってＰＥＭＦ 変換器３００への電力の供給が制御される。第１コイル３２０の他方側は制御ユ ニット１０６の電源に接続される。ＦＥＴスイッチがオフにされると、ＰＥＭＦ 変換器３００にエネルギーが与えられないため、電流が第２コイル３２２を介し て流れる。４つのエネルギー回復キャパシター３３０が、変換器にエネルギーが 付与されない間、エネルギーを蓄積し、変換器にエネルギーが付与される間は、 エネルギーを放出する。ダイオード３３２とともに、エネルギー回復キャパシタ ー３３０は第２コイル３２２とともに動作し、エネルギーを蓄積し、これによっ てエネルギーが保全される。 検知コイル３２４は、制御ユニット１０６に結合される。検知コイル３２４に よって、制御ユニット１０６がＰＥＭＦ変換器３００の動作を監視できるように するための、ＰＥＭＦ変換器３００によって形成される電磁場が検知される。変 換器へのエネルギーの供給は、ＰＥＭＦ変換器３００または制御ユニット１０６ の中に位置する電池（図示しない）によって行うのが便利である。ＰＥＭＦ変換 器の設計を上記とは異なる形態とした場合でも、同様に、本発明に適用すること ができる。 図１４には、骨の成長を刺激するために使用される米国特許第５，３０４，２ １０号公報に記載されたものと類似のＨ型フレーム誘導変換器３５０が描かれて いる。Ｈ型フレーム誘導変換器３５０には、空隙３５４，３５６を含む装具３５ ２が備えられる。空隙３５４、３５６は、骨の刺激、治療の監視、痛みの制御そ の他の機能を発揮させるための電子部品を含む。電池３６０にもまた、空隙３５ ４、３５６が形成される。空隙３５４、３５６は、接合部材３６６によって固定 されるか、所定の位置に溶接された板３６２、３６４によって覆われる。覆い３ ６２、３６４には開口３６８が形成され、Ｈ型フレーム誘導変換器３５０を制御 ユニット１０６に接続するためのワイヤ３７９の通路を確保している。開口３７ ２は前記接合部材を取り付けるために備えられ、Ｈ型フレーム誘導変換器３５０ を傷害を有する骨の部位に固定するため、例えば、ボルト、ネジ等が使用される 。上記の代わりに、前記Ｈ型フレーム誘導変換器を保持するための手術を未然に 回避するため、Ｈ型フレーム誘導変換器３５０をフレーム１１０の制止部１１２ 、１１４に固定することもできる。 図１５には、発明名称が骨成長の刺激である、ヨーロッパ特許出願第５６１， ０６８号に記載の移植可能なＡＣ誘導変換器４００が開示されている。図１６に は、最終組立前のＡＣ誘導変換器４００が描かれている。ＡＣ誘導変換器４００ には、弾性ポリマーで形成され、薄く延設された延設腕部４０２が設けられる。 延設腕部４０２によって、第１の電極４０４と第２の電極４０６が接続される。 延設腕部４０２は、手術で移植されたときに、ＡＣ誘導変換器を患者の体に適合 させるように電極４０４、４０６を位置決めする。延設腕部４０２は、ウレタン 、シリコン−ウレンタンポリマー等の他の材料を使用することも可能であるが、 ダウ−コーニングシリコンに基づくポリマーＭＤＸ４−４５１６によって製造さ れるのが好適である。電極４０４、４０６はチタンによって製造することができ る。 第１の電極４０４は、電子部品ハウジング４０８の表面を介して露出する。電 子部品ハウジング４０８は、パリレン等の不導体によって覆われているため、第 １の電極４０４を除いて導体は露出していない。チューブ４１０によって、第２ の電極４０６を電子部品ハウジング４０８の内部に接続する電気導線４１２のた めの通路が確保される。電気導線４１２はＭＰ３５Ｎ等の医療用金属のヘリカル コイルとすることができる。電子部品ハウジング４０８には、粗い表面を有する ２つの唇状部４１４が設けられ、電子部品ハウジング４０８の延設腕部４０２へ の装着を容易にしている。ＡＣ誘導変換器４００は約６インチの長さ、及び０． ２インチの厚さを有する。 ＡＣ誘導変換器４００によって、電極４０４、４０６の間に交流電流が流れる 。この交流電流によって、組織の治癒または活動を刺激するために使用する電界 が形成される。電極の間隔及びＡＣ電流の性質によって、ＡＣ誘導変換器４００ を骨からある程度離れた位置の皮下に移植することができる。好ましくない筋肉 への刺激を最小限に留めるため、電極は外側に向かって移植される。 図１７には、電子部品ハウジング４０８の構成要素が示されている。これらの 構成要素によって、パッド１乃至２８の、２８の外部端子を有する集積回路４１ ６が形成される。集積回路４１６には、水晶発振回路４１８、電源オンリセット 回路４２０、主時間基本回路４２２、出力ドライバ回路４２４、送信回路４２６ 、ＰＰＭデコーダ回路４２８、通信モデム回路４３０、リード状態回路４３２、 受信回路４３４、電池状態回路４３６及び電圧基準／調整回路４３８が含まれる 。 水晶発振回路４１８によって、例えば、典型的な周波数として７６．８ｋＨｚ のクロック信号が発生する。電源オンリセット回路４２０によって、３つのリセ ット出力が発生し、電源がオンされた後、他のすべての回路が初期状態に設定さ れる。主時間基本回路４２２によって、患者へ送信される出力信号を制御する出 力ドライバ回路４２４を制御するためのパルス時間信号が発生する。送信回路４ ２６によって、ＰＰＭデコーダ回路４２８からのパルス時間パラメータが、通信 モデム回路４３０からのデータ出力と組み合わされ、低周波数の電磁信号が制御 ユニット１０６の外部受信機に送信される。ＰＰＭデコーダ回路４２８によって 、送信回路４２６のためのパルス位置プロトコルが発生し、受信回路４３４から の情報が有効なダウンリンク通信であるか否かを決定する。 通信モデム回路４３０は、電池状態回路４３６及びリード状態回路４３２から 信号を受信し、送信回路４２６に送信するための１１ビットの通信ワードを発生 させる。通信モデム回路４３０もまた、２つの出力ビットを介して、４つのモー ドから、集積回路４１６の動作モードを制御する。リード状態回路４３２によっ て、出力導線のインピーダンスがしきい値と比較される。受信回路４３４によっ て、制御ユニット１０６内の外部通信機から受信したアナログ信号に基づいてデ ジタル信号が発生する。電池状態回路４３６は、関係する電池によって回路に供 給される電圧を監視し、電池電圧があるトリップ点に達したときには、通信モデ ム回路４３０に信号を送信する。電圧基準／調整回路４３８によって、集積回路 ４１６において使用されるバイアス電流が発生する。 図１８及び図１９を参照すると、筋肉刺激電極４５０、４５２が描かれている 。電極４５０、４５２の上部４５４は絶縁性ポリマー材料によって形成される。 電極４５０、４５２には、制御ユニット１０６と電気的に接続するため、導線４ ５６が接続されている。電極４５０、４５２の底面には、導電性金属、グラファ イトその他の類似材料で形成された導電部４５８が備えられる。制御ユニット１ ０６によって、電極４５０、４５２への電流の流れが制御される。本発明におい て、上述の装置以外の骨及び筋肉刺激誘導治療変換器を使用することも可能であ る。 上記本発明に適するいくつかのエネルギー変換器に基づく治療装置について説 明する。例えば、治療領域に熱を与える加熱ユニット（図示されていない）、治 療領域を押圧するために使用される膨張体（図示されていない）等、本発明に適 する他のエネルギー変換器を使用することもできる。さらに、本発明は、特定の 実施例または上述の種々のエネルギー変換器に限定されるものではない。 図２には、支持構造１０８に装着された可搬式の制御ユニット１０６が描かれ ている。この制御ユニット１０６は、例えば図２０に示されるような患者の腰４ ８０に巻き付けるもの、または、図２１に示されるような天板可搬式モデル等他 の形式のものも使用できる。さらに、制御ユニット１０６は多重ハウジングの中 に配置することもできる。 図２２には、制御ユニット１０６のブロック図が示される。制御ユニット１０ ６の種々の構成要素が適切に電気的に接続される。制御ユニット１０６の基本的 な機能としては、種々の治療装置を制御すること、治療装置の機能を監視するこ と、治療装置からのフィードバックを解析すること、この解析に基づいて治療方 法を変更すること、また、適用可能であれば、結果を選択可能な監視ステーショ ン（図示されていない）に送信し、適用可能であれば、監視ステーションからの 入力に基づいて治療プログラムを改変することが挙げられる。 制御ユニット１０６には、マイクロプロセッサ５００が設けられる。本発明で は、他の類似の、または異なるマイクロプロセッサを利用することも可能である 。多くの製造業者からの種々のマイクロプロセッサを適用することができる。マ イ クロプロセッサはまた不揮発性データメモリ５０２及び不揮発性プログラムメモ リ５０４を含むものとして描かれている。不揮発性データメモリ５０２には、読 み書き可能な低電力消費型ＣＭＯＳメモリを使用することができる。不揮発性プ ログラムメモリ５０４には、電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（Ｅ ＰＲＯＭ）を使用することができる。制御ユニット１０６は、警報機能を有する リアルタイムクロック５０６を有するものとして描かれている。 制御ユニット１０６には、電源５０８と、ニッケル−カドミウム電池等の適当 な電池５１０が備えられる。図２０では、１つの電源５０８しか描かれていない が、制御ユニット１０６で種々の電力供給が必要であれば、２つ以上の電源を設 ける必要がある。また、制御ユニット１０６には、電池５１０の取り替えまたは 補助ため、標準電源出力端に接続するためのコード（図示されていない）が備え られる。電源５０８及び電池５１０はまた、制御ユニット１０６との接続を介し ていくつかの治療装置へ電力を供給することも可能である。 代替実施例として、使用者に音声での命令及び情報を与えるため、例えば、Ｐ ＣＭＣＩＡ技術または類似手段を使用したスピーカー及び音声シンセサイザー（ 図示されていない）を使用することも可能である。図２２において、制御ユニッ ト１０６には、制御ユニット１０６へ使用者が入力するためのキーパッド５１２ が描かれている。例えば、個別キーを有するキーパッド、タッチセンサーパッド 等の種々の使用者入力装置を利用することができる。制御ユニット１０６は、グ ラフィック、テキスト情報、使用者への警報等を表示することのできる解像度を 有する種々のグラフィック液晶表示装置５１４を有するものとして描かれている 。本発明では、種々の型の表示装置を使用することができる。患者に音声警報を 供給するため、圧電警報器５１６を使用することができる。同様に、触知警報を 供給するため電磁バイブレータ５１８を使用することもできる。 制御ユニット１０６は、遠隔装置と通信するためのＥＩＡ２３２Ｃ非同期電送 ポート５２０を有するものとして描かれている。もちろん、多重通信プロトコル を使用することもできる。通信ポートを、プリンタまたはプロッタによって選択 された情報を印刷すること、遠隔地への転送を可能とするため取り外し可能な媒 体を有する外部記憶装置にメモリの内容をダウンロードすること等の多くの目的 に使用することができる。このポートをモデムに接続することにより、遠隔地に あるコンピュータまたは近傍に位置するコンピュータと直接通信することが可能 になる。外部受信機及び送信機に接続するための非同期通信ポート５２０を使用 することにより、または、制御ユニット１０６に監視ステーションとの通信のた めに内部送信機５２２及び受信機５２４を設けることにより、遠隔地の監視ステ ーションへの無線電送も可能である。 内部送信機５２２及び内部受信機５２４では、監視ステーションまでの距離、 監視ステーションの位置等の通信の要求に応じて種々の通信プロトコルを使用す ることができる。そのようなプロトコルの例が開示されているが、同一の出願人 による同時に係属している米国特許出願第０８／２９８，５９１号（１９９４年 ８月３１日出願）、第０８／３８８，８７９号（１９９５年２月１５日出願）及 び第０８／３８９，６８０号（１９９５年２月１５日出願）に記載のものに限定 されるものではない。尚、上記特許出願のすべては本明細書に参考として記載さ れている。 制御ユニット１０６の多くの構成要素は、種々の治療装置と交信できるうよう に設計されている。制止部１１２、１１４の歪みゲージ１２２は増幅器５２６に 接続される。増幅器５２６からの出力は、背景ノズルその他の好ましくない信号 の干渉を排除するためローパスフィルタ５２８を通過する。ローパスフィルタ５ ２８からの信号の周波数は、約４００Ｈｚである。ローパスフィルタ５２８から の出力は、このローパスフィルタ５２８からの出力を周期的にサンプリングし、 サンプリングされた電気信号の値をアナログデジタル変換器５３２に出力するた めのサンプル保持回路５３０に転送される。 制御ユニット１０６は、制止部１１２、１１４の末端部１１８、１２０の相対 角度位置を検出するように構成された位置センサ（ポテンショメータに類似の構 造を有するもの）１７４からアナログ信号を受信する。位置センサ１７４は、適 当にアナログ信号をデジタル信号に変換する電気的にＡＤ変換器５３２に接続さ れる。電圧安定装置５３４が、ヒンジ１１６の回転抵抗を制御するため、適当に 電子機械的ブレーキ１７６またはこれに類似の装置に接続される。 一実施例において、超音波変換器２００が、光ファイバー２０６、２０８を介 して制御ユニット１０６と通信可能に接続される。光ファイバー２０６、２０８ を、制御ユニット１０６の対応する構成要素を変更するとともに、（図示しない ）電気的接続に取り替えできることに注意しなければならない。制御ユニット１ ０６内において、パルス発生器５３６は、パルス幅制御装置５３８、すなわち単 安定マルチバイブレータに接続され、特定の幅および周期を有する制御パルスを 発生させる。これらの制御パルスによって、超音波変換器２００のオン／オフ動 作が行われる。ＡＮＤ装置５４０が、治療タイマ５４２からの、マイクロプロセ ッサ５００によって開始された治療時間がまだ終了していないことを示す信号を 受信したと判断する限り、発生した制御パルスが進行する。ＡＮＤ装置５４０か らのパルス状の出力は、光ファイバー２０６の対応する光パルスを送信するため に超音波変換器２００に接続された発光ダイオード等の治療タイマ５４２に送信 される。 超音波変換器２００の信号監視手段２６２が、電池出力が低いことを検出した 場合には、信号が変化し、変換器２４２と患者との接続が不十分になる等の問題 、これは、光ファイバー２０８を介して制御ユニット１０６の光レシーバー５４ ４へ通信される。光レシーバー５４４によって受信された停止信号は、不服従／ 不可能手段５４６に送信される。警報回路５４８が、前記停止信号の受信に応答 してマイクロプロセッサ５００と交信する。マイクロプロセッサ５００に接続さ れている経過時間表示器５５０が、制御パルス転送出力ライン及び不服従／不可 能手段５４６にそれぞれ別々に接続される。経過時間表示器５５０によって、信 号監視手段２６２によって監視される信号パルスが患者への意図する信号の転送 と良好に比較される限り、治療時間の経過を示す全治療時間の進行状況がチェッ クされる。 ＰＥＭＦ変換器が、ＰＥＭＦコード３１６を介して、制御ユニット１０６に接 続される。マイクロプロセッサ５００及びインターバルタイム／パルスカウンタ ５５２によって変換器駆動増幅器５５４が制御される。変換器駆動増幅器５５４ によってＰＥＭＦ変換器３００への電力の供給停止が制御される。電圧安定化装 置５５６が、結果として発生する電磁場を測定するとともに、対向するマイクロ プロセッサ５００への信号を送信するために使用される。 電線３７０によって、Ｈ型フレーム誘導変換器３５０がマイクロプロセッサ５ ００に接続される。所望であれば、いくつかの電子部品またはすべての電子部品 をＨ型フレーム誘導変換器３５０から制御ユニット１０６に移動させることも可 能であることに留意すべきである。 移植可能な誘導変換器４００が、変換器送信機５５８及び変換器受信機５６０ を介して、制御ユニット１０６に接続される。ＰＰＭデコーダ５６２は、変換器 受信機５６０によって有効な情報が受信されたことを判断し、変換器送信機５５ ８で使用されるパルス位置プロトコルを発生させる。通信モデム５６４によって 、マイクロプロセッサ５００と移植可能な誘導変換器４００との間の通信が実現 する。 電圧電圧安定化装置５６６は、マイクロプロセッサ５００によって制御される 。電圧電圧安定化装置５６６は、電極４５０、４５２への電力の供給を直接制御 する。 上述の制御ユニット１０６は、１つの実施例に過ぎず、上述の一揃いの変換器 のための具体例として示したものである。異なる種類の変換器を使用して、また は同様の変換器を使用して異なる設計をすることによって、適当な改良を行うこ とができることは明白である。上記記載内容に基づいて、本発明の属する技術分 野における当業者が適当な改良を行うことができる。また、同一の変換器一式に よっても、本発明の技術的範囲を逸脱することなく、種々の構成を有する制御ユ ニット１０６を提供することができる。 本発明にかかる治療装置を患者に装着する方法によって、傷害を受けた部位に 適当に準備処理を行った後、薄いエネルギー変換器が最初に患者の皮膚に取り付 けられる。次に、編みストッキングを傷害を受けた部位の上、及び上述の薄い変 換器を取り付けた部位の上に置くことが好適である。この編みストッキングによ って傷害を受けた部位の近傍の組織を保護、安定化することができる。編みスト ッキングは、種々の天然材料または合成材料、あるいはこれらなの両方によって 製造することができる。このストッキングには、傷害を受けた部位に最も近接す る患者の関節の付近に開口がを形成される。そして、薄い変換器からのすべての 電線がこの開口を通じて制御ユニット１０６へ接続される。他のより厚い変換器 を利用するため、この編みストッキングを切断して穴を形成することもできる。 次に、傷害を受けた領域及び種々の治療装置を支持するため、剛性支持構造を 、好適には、患者の関節のまわりに置く。この剛性支持部は、図２に示すフレー ム１１０であってもよく、患者の傷害を有する領域のまわりを支持する適当な支 持部であれば利用できる。制御ユニット１０６は上述のように種々の形式を採る ことができるが、この制御ユニット１０６には種々の治療装置が提供され、接続 される。適当であれば、残りのエネルギー変換器を支持部とともに剛性支持構造 によって所定の位置に配置することができる。 本発明を機能させる際に、医者は大きな役割を果たす。図２３を参照すると、 医者は、まずステップ６００において、傷害を受けた部位に直接必要な治療をす ることから始める。例えば、折れた骨の接合手術等である。直接の治療が完了す ると、医者は、ステップ６０２において、傷害の程度、期待される自然治癒能力 、可能な治療に耐えられる範囲に基づいて、患者を評価する。次に、医者は、ス テップ６０４において、入手できる治療装置を使用した治療計画を作成する。こ の計画は治療の全過程を通じてのものであることが好適である。この治療計画に よって、医者は、ステップ６０６において、本発明の範囲内にある治療装置全体 を形成するための、最適な変換器の取り付け及び組合せ及び支持構造を設計する 。 設計された治療機械及び治療計画を与えられ、ステップ６０８において、制御 ユニット１０６にプログラムが与えられる。医者は、ステップ６１０において、 患者に治療装置を取り付け、ステップ６１２において、制御ユニットを駆動する 。治療の過程が、監視ステーションによって受信された入力によって、または、 制御ユニット１０６から直接ダウンロードされたデータによって定期的に監視さ れる。医者は、監視されたデータを解析し、ステップ６１６において、治療方法 が良好かつ適切であるかどうかを評価する。必要であれば、医者は、ステップ６ ２０において、制御ユニット１０６を再プログラムすることによって、ステップ ６１８において、治療計画を変更する。制御ユニット１０６は、監視ステーショ ンを介して、または直接制御ユニット１０６に入力することによって再プログラ ムすることができる。ステップ６１２において、再プログラミングの後、能動化 シーケスが繰り返しなされる。ステップ６２２において治療が完了したと判断さ れ るまで、ステップ６１４において、監視ステップ及びこれに引き続き行われるス テップが繰り返される。 上記外科治療過程における特徴は、医者が、すべて同時にまた便利に監視し、 制御することのできる種々の外科治療方法に基づいて、治療計画を作成すること にある。従って、最適な治療方法は、患者毎に設計され、治療過程の進行中にお いて適切に変更することができる。これによって、医者は、効率的かつ効果的に 、外科的傷害を有する患者に対する改良された治療を提供することができる。本 発明にかかる方法及び装置では、装置間及び装置内の干渉を最小限にしながら、 治療結果を最適化するため、各選択された治療法の制御が統括される。 本発明は上述のようにある程度具体的に記載され、図示されているが、本実施 例における開示内容は例示に過ぎず、本発明の技術分野における当業者であれば 、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内において 、構成要素のステップの構成及び組合せにおいて種々の改変が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 外科用装置であって、 （ａ）２つの機能的に別個の外科治療手段を設け、該２つの機能的に別個の外科 治療手段は、１つのエネルギー伝播変換器に基づく治療構造体を有する１つの運 動治療手段と、２つの機能的に別個のエネルギー伝播変換器に基づく治療構造体 と、１つの監視された抵抗等尺運動手段を有する１つの監視された抵抗非等尺運 動手段で構成されるグループから選択され、 （ｂ）可搬式のプログラム可能な制御ユニットを設け、該制御ユニットは、前記 ２つの機能的に別個の外科治療手段の各々に動作可能に接続され、該制御ユニッ トによって、前記２つの機能的に別個の外科治療手段が制御され、監視されるこ とを特徴とする外科用装置。 ２．前記運動治療手段が、監視される等尺運動手段と、監視される非等尺運動手 段を含み、前記外科用装置が、さらに、人体の関節で結合される部位を制止する ための支持構造を有することを特徴とする請求項１記載の外科用装置。 ３．前記監視される非等尺運動手段が、監視された抵抗運動手段と、監視された 非抵抗運動手段を含むことを特徴とする請求項２記載の外科用装置。 ４．前記監視される等尺運動手段が、支持構造の応力を測定し、前記制御ユニッ トに前記応力の測定電子信号を送信するための少なくとも１つの応力センサで構 成され、前記支持構造によって、選択的に、前記人体の関節で結合される第２の 部位に対する前記人体の関節で結合される１つの部位の相対運動を妨げることを 特徴とする請求項２記載の外科用装置。 ５．前記機能的に別個の外科治療手段であって、第１の外科治療手段が前記等尺 運動手段であって、第２の外科治療手段が前記エネルギー伝播変換器に基づく治 療構造体から選択されることを特徴とする請求項４記載の外科用装置。 ６．前記監視された抵抗運動手段が、 （ａ）前記支持構造の第２の部分に対する前記支持構造の１つの部分の選択可能 な角度位置を決定するためのヒンジを設け、該支持構造の第１の部分が人体の関 節で結合される部位の１つを制止し、前記支持構造の第２の部分が前記人体の関 節で結合される第２の部位を制止して、前記ヒンジによって決定された選択可能 な角度位置が、前記第１及び第２の人体の関節で結合される部位によって形成さ れる角度に相当するようにし、 （ｂ）前記ヒンジ内に、前記ヒンジの第１の角度位置から第２の角度位置までの 回転動作に対する選択された抵抗を与える抵抗手段を設け、 （ｃ）前記制御ユニットに動作可能に接続された変換器を設け、該変換器は、前 記ヒンジの前記角度位置を指示する電子信号を送信することを特徴とする請求項 ３記載の外科用装置。 ７．さらに、前記ヒンジによって決定される角度位置の許容範囲を選択的に制御 する範囲手段を有することを特徴とする請求項６記載の外科用装置。 ８．前記制御ユニットが前記角度位置の許容範囲を決定するように、前記範囲手 段が動作可能に前記制御ユニットに接続されることを特徴とする請求項７記載の 外科用装置。 ９．前記制御手段からの電気信号によって前記選択された抵抗手段が決定される ように、前記抵抗手段が動作可能に前記制御ユニットに接続されていることを特 徴とする請求項６記載の外科用装置。 １０．第１の前記機能的に別個の外科治療手段が監視された抵抗運動手段であっ て、第２の前記機能的に別個の外科治療手段が前記エネルギー伝播変換器基づく 治療構造体から選択されることを特徴とする請求項６記載の外科用装置。 １１．第１の前記機能的に別個の外科治療手段が監視された抵抗運動手段であっ て、第２の前記機能的に別個の外科治療手段が等尺性運動手段であって、該等尺 性運動手段が、支持構造の応力を測定し、前記制御ユニットに前記応力の測定電 子信号を送信するための少なくとも１つの応力センサで構成され、前記支持構造 が、前記ヒンジと協動して、選択的に、前記人体の関節で結合される第２の部位 に対する前記人体の関節で結合される１つの部位の相対運動を妨げることができ ることを特徴とする請求項６記載の外科用装置。 １２．さらに、１つの支持構造体を設け、エネルギーを人体の傷害を受けた部位 に向けるため、前記エネルギー伝播変換器に基づく外科治療構造体が該１つの支 持構造上に位置決めされることを可能としたことを特徴とする請求項２記載の外 科用装置。 １３．前記エネルギー伝播変換器に基づく治療構造体が、超音波治療構造体、パ ルス電磁場治療構造体、電気誘導治療構造体、加熱構造体及び膨張体の中から選 択されることを特徴とする請求項１記載の外科用装置。 １４．前記超音波治療構造体が、 （ａ）前記制御ユニットに動作可能に接続された治療ヘッドを設け、該治療ヘッ ドは超音波変換器を含み、 （ｂ）前記治療ヘッドを人体の選択された部位に取り付けるとともに、前記ヘッ ドを該選択された部位に近接した位置に保持する取付手段とで構成されることを 特徴とする請求項１３記載の外科用装置。 １５．前記パルス電磁場治療構造体が、 （ａ）導電性材料で形成されたコイルと、 （ｂ）該コイルを囲繞する絶縁ハウジングを設け、該絶縁ハウジングがエラスト マー材料で形成され、 前記コイルへの電流の流れが前記制御ユニットによって制御されることを特徴 とする請求項１３記載の外科用装置。 １６．前記電気誘導治療構造体が、筋肉刺激治療構造体及び電界骨成長刺激治療 構造体のいずれかから選択されることを特徴とする請求項１３記載の外科用装置 。 １７．前記電気誘導治療構造体が移植可能であることを特徴とする請求項１３記 載の外科用装置。 １８．外科治療装置であって、 （ａ）人体の関節で結合される部位制止するための支持構造と、 （ｂ）前記支持構造の第２の部分に対する前記支持構造の１つの部分の選択可能 な角度位置を決定するためのヒンジを設け、該支持構造の第１の部分が人体の関 節で結合される部位の１つを制止し、前記支持構造の第２の部分が前記人体の関 節で結合される第２の部位を制止して、前記ヒンジによって決定された選択可能 な角度位置が、前記第１及び第２の人体の関節で結合される部位によって形成さ れる角度に相当するようにし、 （ｃ）可搬式のプログラム可能な制御ユニットと、 （ｄ）前記ヒンジ内に、前記ヒンジの第１の角度位置から第２の角度位置までの 回転動作に対する選択された抵抗を与える抵抗手段を設け、前記制御手段からの 電気信号によって前記選択された抵抗手段が決定されるように、前記抵抗手段が 動作可能に前記制御ユニットに接続されていることを特徴とする外科用装置。 １９．さらに、前記制御ユニットに動作可能に接続された変換器を設け、該変換 器は、前記ヒンジの前記角度位置を指示する電子信号を送信することを特徴とす る請求項１８記載の外科用装置。 ２０．さらに、前記支持構造の応力を測定し、前記制御ユニットに前記応力の測 定電子信号を送信するための応力センサを有することを特徴とする請求項１８記 載の外科用装置。 ２１．さらに、前記ヒンジによって決定される角度位置の許容範囲を選択的に制 御する範囲手段を有することを特徴とする請求項１８記載の外科用装置。 ２２．前記制御ユニットが前記角度位置の許容範囲を決定するように、前記範囲 手段が動作可能に前記制御ユニットに接続されることを特徴とする請求項２１記 載の外科用装置。 ２３．外科的傷害を治療する方法であって、 （ａ）外科用装置を個人使用者の筋骨格的傷害を有する部位の近傍に接続し、 （ｂ）前記外科用装置を、２つの機能的に別個の治療プロトコル手段の各々に動 作可能に接続された、可搬式のプログラム可能な制御ユニットによって制御され る少なくとも２つの機能的に別個の治療プロトコル手段を利用するため、前記外 科用装置を構成し、 前記２つの機能的に別個の治療プロトコル手段が、１つのエネルギー伝播変換 器に基づく治療構造体を有する１つの運動治療手段と、２つの機能的に別個のエ ネルギー伝播変換器に基づく治療構造体と、１つの監視された抵抗等尺運動手段 を有する１つの監視された抵抗非等尺運動手段で構成されるグループから選択さ れることを特徴とする外科的傷害を治療する方法。 ２４．さらに、個人使用者が、前記制御ユニットによって指示された治療法のす べてに従うことを特徴とする請求項２３記載の外科的傷害を治療する方法。 ２５．外科的傷害を治療する方法であって、 （ａ）患者の状態を評価し、 （ｂ）２以上の異なる治療方法を含む治療計画を作成し、この治療方法は制御ユ ニットによって制御及び監視可能であり、 （ｃ）前記治療計画を実施するために外科用装置を構成し、 （ｄ）前記治療計画に基づいて前記制御ユニットをプログラムし、 （ｅ）前記外科用装置を前記患者に接続し、 （ｆ）前記制御ユニットを駆動し、 前記２つの異なる治療方法が、１つのエネルギー伝播変換器に基づく治療構造 体を有する１つの運動治療手段と、２つの機能的に別個のエネルギー伝播変換器 に基づく治療構造体と、１つの監視された抵抗等尺運動手段を有する１つの監視 された抵抗非等尺運動手段で構成されるグループから選択されることを特徴とす る外科的傷害を治療する方法。 ２６．さらに、 （ａ）前記治療計画に基づく前記治療の進捗状況を監視し、 （ｂ）前記監視結果に基づいて前記治療計画を評価し、 （ｃ）適切であれば、前記治療計画を改変することを特徴とする請求項２５記載 の外科的傷害を治療する方法。 ２７．さらに、前記請求項２６の（ａ）乃至（ｃ）のステップを治療が完了する まで周期的に繰り返すことを特徴とする請求項２６記載の外科的傷害を治療する 方法。 ２８．前記運動治療方法が、監視される等尺運動方法と、監視される非等尺運動 方法を含み、前記外科用装置が、さらに、人体の関節で結合される部位を制止す るための支持構造を有することを特徴とする請求項２７記載の外科的傷害を治療 する方法。 ２９．前記外科用装置が、さらに、支持構造の応力を測定し、前記制御ユニット に前記応力の測定電子信号を送信するための少なくとも１つの応力センサを有し 、前記支持構造によって、選択的に、前記人体の関節で結合される第２の部位に 対する前記人体の関節で結合される１つの部位の相対運動を妨げることを特徴と する請求項２８記載の外科的傷害を治療する方法。 ３０．前記外科用装置が、さらに、 （ａ）前記支持構造の第２の部分に対する前記支持構造の１つの部分の選択可能 な角度位置を決定するためのヒンジを設け、該支持構造の第１の部分が人体の関 節で結合される部位の１つを制止し、前記支持構造の第２の部分が前記人体の関 節で結合される第２の部位を制止して、前記ヒンジによって決定された選択可能 な角度位置が、前記第１及び第２の人体の関節で結合される部位によって形成さ れる角度に相当するようにし、 （ｂ）前記ヒンジ内に、前記ヒンジの第１の角度位置から第２の角度位置までの 回転動作に対する選択された抵抗を与える抵抗手段を設け、 （ｃ）前記制御ユニットに動作可能に接続された変換器を設け、該変換器は、前 記ヒンジの前記角度位置を指示する電子信号を送信することを特徴とする請求項 ２８記載の外科的傷害を治療する方法。 ３１．前記エネルギー変換器伝播治療方法が、超音波治療構造体、パルス電磁場 治療構造体、電気誘導治療構造体、加熱構造体及び膨張体を含む構造体に基づく ことを特徴とする請求項２５記載の外科的傷害を治療する方法。 ３２．前記制御ユニットによって、前記治療方法を実行する治療構造体の機能が 調整され、該調整が監視結果に基づいて行われるとともに、前記使用者の医学的 能力の範囲内で治癒効果が最大に近づくように変更されることを特徴とする請求 項２５記載の外科的傷害を治療する方法。