JPWO2018051898A1 - 膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法、並びに膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法 - Google Patents
膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法、並びに膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018051898A1 JPWO2018051898A1 JP2018539673A JP2018539673A JPWO2018051898A1 JP WO2018051898 A1 JPWO2018051898 A1 JP WO2018051898A1 JP 2018539673 A JP2018539673 A JP 2018539673A JP 2018539673 A JP2018539673 A JP 2018539673A JP WO2018051898 A1 JPWO2018051898 A1 JP WO2018051898A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- knee joint
- correction tool
- subject
- transition state
- correction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 title claims abstract description 216
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 claims abstract description 7
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 29
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims description 25
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 23
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 14
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 4
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002659 cell therapy Methods 0.000 abstract 1
- 208000003947 Knee Osteoarthritis Diseases 0.000 description 21
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 15
- 201000008482 osteoarthritis Diseases 0.000 description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 4
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 3
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 206010017577 Gait disturbance Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 206010060820 Joint injury Diseases 0.000 description 1
- 206010062575 Muscle contracture Diseases 0.000 description 1
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 208000006111 contracture Diseases 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1075—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof for measuring dimensions by non-invasive methods, e.g. for determining thickness of tissue layer
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1077—Measuring of profiles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1079—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof using optical or photographic means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computerised tomographs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- 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
- A61F5/02—Orthopaedic corsets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
- A61H1/024—Knee
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3835—Designing moulds, e.g. using CAD-CAM
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H2003/007—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about secured to the patient, e.g. with belts
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Nursing (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Robotics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
日常生活において非侵襲に自然治療又は再生細胞治療の促進を行うことができる。対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して得られる測定データを３次元解析して膝関節モデルを構築し、膝関節モデルを基準として、膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションし、遷移状態に基づいて、膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計する。
Description
本発明は、膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法、並びに膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法に関し、特に変形性膝関節症患者のための装着型関節矯正具の設計装置及び設計方法に適用して好適なるものである。
近年、わが国は、高齢化社会を迎えて加齢変化を基盤とした変性疾患が確実に増加しており、整形外科疾患において変形性関節症は最も多い疾患の一つとなっている。このうち変形性膝関節症は、主に老化に伴う膝軟骨の磨耗により引き起こされ、膝関節の疼痛や炎症、拘縮などの症状が生じ、徐々に膝関節の変形が進行して歩行障害に発展することになるため、ＱＯＬ（Quality of Life）を大きく下げてしまう。
変形性膝関節症の進行を抑制したり改善するためには、変形に対する矯正を行うことが効果的であると言われているが、十分な自己治癒には至らないことが多く、最終的には外科手術が施される。
一方、高位脛骨骨切り術や人工関節置換などの外科手術では、合併症に起因するリスクや精神的及び身体的負担が大きいため、身体への侵襲を伴わない新たな手法の開発が求められている。
従来、膝関節の患者固有の運動学的データを収集・分析するとともに、患者の膝関節の移動によって発生する音（振動）のパターン及び空間分布を収集・分析することにより、損傷の存在の有無と、損傷の種類（診断）と、靱帯、筋肉、骨、半月板及び軟骨が損傷の影響を受ける程度とを自動的に判断するための膝関節診断システムが提案されている（特許文献１参照）。
この膝関節診断システムにおいては、学習ニューラルネットワークによって患者固有の基準に基づいて生成される運動学習データ及び音データを分析し、膝関節の損傷の存在、損傷の種類及び損傷の重篤度に関する出力を自動的に行うようになされている。
ところが、上述の膝関節診断システムは、現時点での膝関節の損傷の種類や度合いを超音波を利用して診断するにとどまるものであり、患者の膝関節の治療状態をリアルタイムで自重も考慮しながらモニタリングし続けるものではない。
また診断のための膝関節の損傷状態を把握した後でどのように、当該膝関節を矯正しながら治療していくかについては言及していない。軽度の変形性膝関節症の患者には自然治癒による治療方法を提供し、重度の変形性膝関節症の患者には幹細胞注入による再生医療方法も提供するなど考慮することを望ましい。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、日常生活において非侵襲に自然治療又は再生細胞治療の促進を行うことができる膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法並びに装着式の膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するために本発明においては、対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して得られる測定データを３次元解析して膝関節モデルを構築するモデル構築部と、モデル構築部による膝関節モデルを基準として、対象者の自重により膝関節部にかかる負荷が、大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションする遷移状態予測部と、遷移状態予測部による遷移状態に基づいて、膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計するモールド設計部とを設けるようにした。
このように、膝関節矯正具製造装置では、対象者の膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計することができる。この結果、外骨格モールドを装着した患者が軽度の変形性膝関節症の場合は、日常生活で非侵襲に自然治療することが可能となり、重度の変形性膝関節症の場合は、膝関節部の内部空間に幹細胞等を外部から注入して軟骨細胞を再生させながら治療することも可能となる。特に、膝関節部の内部空間が常に一定の圧力で保持されることから、変形性膝関節症の重度の患者に対して、膝関節部の内部空間を細胞再生に適した安定な環境を作り出すことが可能となる。
さらに本発明においては、遷移状態予測部は、膝関節部の外郭形状及び内部空間形状が現在の開始状態から装着者の理想的な健康状態まで滑らかに変形するように、膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションするようにした。
この結果、膝関節矯正具を装着した患者が軽度の変形性膝関節症の場合は、膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整していくだけで、日常生活で非侵襲に自然治療することが可能となる。
さらにモールド設計部により設計された外骨格モールドは、対象者の大腿下部に密着して締結される大腿固定部と、当該対象者の脛上部に固定される脛固定部と、大腿固定部及び脛固定部を連結し、かつ対象者の膝関節部を屈曲方向及び伸展方向に回転自在に軸支するヒンジ部と、ヒンジ部の回転角度を調整可能な調整機構とを有する装着式の膝関節矯正具からなるようにした。
この結果、膝関節矯正具の大腿固定部及び脛固定部に連結されるヒンジ部が膝関節の屈曲方向又は伸展方向に併せて回転することから、調整機構を用いて矯正方向へ連続的又は段階的に微調整すれば、対象者は膝関節矯正具を装着した状態で歩行動作をするなど日常生活を過ごしながら変形性膝関節症を治療することが可能となる。
さらに本発明においては、上述の膝関節矯正具製造装置により製造された膝関節矯正具に取り付けられ、膝関節矯正具を装着した対象者の膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出する圧力検知部と、圧力検知部の検出結果に基づいて、膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、膝関節矯正具の調整量を検出する状態維持検出部とを設けるようにした。
この結果、対象者の膝関節部にかかる圧力が常に安定した基準範囲内を維持するように膝関節矯正具を調整することにより、対象者の膝関節部を安心して矯正方向へ遷移させることができる。
さらに本発明においては、上述の膝関節矯正具製造装置により製造された膝関節矯正具を装着した対象者の大腿固定部及び脛固定部にそれぞれ取り付けられ、膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出する圧力検知部と、圧力検知部の検出結果に基づいて、膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、調整機構の調整量を検出する状態維持検出部とを設けるようにした。
この結果、対象者の膝関節部にかかる圧力が常に安定した基準範囲内を維持するように調整機構を調整することにより、対象者の膝関節部を安心して矯正方向へ遷移させることができる。
さらに調整機構は、アクチュエータ駆動機構を有し、状態維持調整部により検出された調整量に応じてヒンジ部の回転角度を自動的に調整するようにした。この結果、対象者は自ら何もしなくても自動的に膝関節部が矯正方向へ遷移されるため、日常生活を過ごしながら自然に治療が行われる利点がある。
本発明によれば、膝関節矯正具を装着した対象者が軽度の変形性膝関節症の場合は、日常生活で非侵襲に自然治療することができる一方、重度の変形性膝関節症の場合は、膝関節部の内部空間にて軟骨細胞を培養させながら治療することもできる膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法並びに装着式の膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法を実現することができる。
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
（１）本発明による膝関節矯正具製造装置の構成
図１は本実施の形態における膝関節矯正具製造装置１を示し、いわゆるＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータに本発明を適用した膝関節矯正具設計プログラムをインストールすることなどにより構築することができる。
図１は本実施の形態における膝関節矯正具製造装置１を示し、いわゆるＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータに本発明を適用した膝関節矯正具設計プログラムをインストールすることなどにより構築することができる。
まず対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して３次元測定データを取得する必要がある。具体的には、膝関節部の外郭形状は、３Ｄレーザスキャナ（図示せず）を用いてレーザースキャンニングして計測され、膝関節部の内部空間形状は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ：Computed Tomography）や核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）で計測される。
図１に示すように、膝関節矯正具製造装置１は、入力部２、モデル構築部３、遷移状態予測部４、モールド設計部５、データ記憶部６及び出力部７を有する。入力部２は、装置内システムを利用する操作者が当該システムに対して入力操作を行う際に用いられるとともに、ネットワークを介して３Ｄレーザスキャナのような外部機器等から送信されるデータを受信するための通信インタフェースとしての役割を果たすものである。
入力部２は、計測された対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を表す３次元測定データＳ１を受信してモデル構築部３に送出する。
モデル構築部３は、３次元測定データＳ１を例えば３次元有限元素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）などを用いて３次元解析することにより、膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を細部にわたってコンピュータ上で擬似的に再現された膝関節モデルを構築する。
またモデル構築部３は、３次元解析時に膝関節部の内部空間形状において応力解析する。すなわちモデル構築部３は、膝関節部の内部空間形状についてメッシュ分割した後、各メッシュについて、骨や軟骨など指定された材料固有のヤング率及びポアソン比によって決まる剛性マトリクスを生成するとともに、指定された境界条件により部位表面に加わる荷重ベクトルを生成する。
続いてモデル構築部３は、荷重ベクトルと剛性マトリクスから解いて求めた各要素の変位ベクトルとに基づいて、当該各要素にたまる応力ベクトルを算出する。モデル構築部３は、応力ベクトルを基準として、等しい点を結んだ応力分布の等高線を生成することにより、膝関節部の内部空間に対して応力分布が反映された膝関節モデルを構築する。
データ記憶部６は、モデル構築部３による応力解析に必要なデータ（骨や軟骨などの材料固有のヤング率やポアソン比等の物性値）が予め記憶されており、モデル構築部３により必要に応じて読み出されるようになされている。
遷移状態予測部４は、モデル構築部３による膝関節モデルを基準として、膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションする。具体的には、遷移状態予測部４は、モデル構築部３から得られた膝関節モデルについて、膝関節部の内部空間における応力分布に基づいて、対象者の自重により膝関節部にかかる負荷が大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、すなわち応力集中が分散されるように、変位ベクトル及び応力ベクトルを再計算する。
遷移状態予測部４は、再計算する前から後までの変位ベクトル及び応力ベクトルを時系列的に繋ぎ合せるようにして、膝関節モデルの矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションする。
モールド設計部５は、遷移状態予測部４による遷移状態に基づいて、膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計する。すなわちモールド設計部５は、遷移状態予測部４による遷移状態に伴う時系列的な変位ベクトル及び応力ベクトルに基づいて、上述のような各メッシュの座標値及び応力ベクトルに基づく応力分布の等高線図を描画したグラフィックデータを生成した後、出力部に送出する。
出力部７は、外骨格モールドの設計結果を装置内システムの操作者に出力する回路であり、いわゆるディスプレイ等で構成されるとともに、ネットワークを介して外部機器等に設計結果を表す設計データＳ２を送信するための通信インタフェースとしての役割を果たすものである。
このように、膝関節矯正具製造装置１では、対象者の膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計することができる。特に、膝関節部の内部空間が常に一定の圧力で保持されることから、変形性膝関節症の重度の患者に対して、膝関節部の内部空間を細胞再生に適した安定な環境を作り出すことが可能となる。
（２）本発明による装着式の膝関節矯正具の構成
続いて上述の膝関節矯正具製造装置１において設計された外骨格モールドをもとに、３Ｄプリンタや金型加工等による製造工程を経て、装着式の膝関節矯正具を製造する。実際に膝関節矯正具が対象者の膝関節部に正しく取り付けられているか否かは、取り付け前後における膝関節モデルの変化をＣＴにて測定して確認される。
続いて上述の膝関節矯正具製造装置１において設計された外骨格モールドをもとに、３Ｄプリンタや金型加工等による製造工程を経て、装着式の膝関節矯正具を製造する。実際に膝関節矯正具が対象者の膝関節部に正しく取り付けられているか否かは、取り付け前後における膝関節モデルの変化をＣＴにて測定して確認される。
（２−１）手動式の膝関節治療支援装置
例えば図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装着式の膝関節矯正具１０は、対象者の大腿下部に密着して締結される大腿固定部１１と、当該対象者の脛上部に固定される脛固定部１２と、大腿固定部１１及び脛固定部１２を連結し、かつ対象者の膝関節部を屈曲方向及び伸展方向に回転自在に軸支するヒンジ部１３と、ヒンジ部１３の回転角度を調整可能な調整機構１４とを有する。
例えば図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装着式の膝関節矯正具１０は、対象者の大腿下部に密着して締結される大腿固定部１１と、当該対象者の脛上部に固定される脛固定部１２と、大腿固定部１１及び脛固定部１２を連結し、かつ対象者の膝関節部を屈曲方向及び伸展方向に回転自在に軸支するヒンジ部１３と、ヒンジ部１３の回転角度を調整可能な調整機構１４とを有する。
すなわち剛性の高いヒンジ部１３の一端が大腿固定部１１に固定されるとともに他端が脛固定部１２に固定されていることから、ヒンジ部１３の回転軸を中心にその回転角度を調整機構１４が微細レベルで調整するようになされている。
この調整機構１４は、図示しないが、外部操作に応じてヒンジ部１３を回転軸を中心に時計周り及び反時計周りにそれぞれ所望角度で係止させるためのロック機構と、その係止状態を解除するためのロック解除機構とからなる。
この結果、膝関節矯正具１０の大腿固定部１１及び脛固定部１２に連結されるヒンジ部１３が膝関節の屈曲方向又は伸展方向に併せて回転することから、調整機構１４を用いて矯正方向へ連続的又は段階的に微調整させながらロックすれば、対象者は膝関節矯正具１０を装着した状態で歩行動作をするなど日常生活を過ごしながら変形性膝関節症を治療することが可能となる。
（２−２）自動式の膝関節治療支援装置
図２（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図３（Ａ）及び（Ｂ）において、装着式の膝関節矯正具２０は、これを装着した対象者の膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出する圧力センサ（圧力検知部）２１が取り付けられている。圧力センサ２１としては、ＭＥＭＳ圧力センサ、静電容量式圧力センサ及び半導体式圧力センサなど種々の圧電変換素子を適用すればよい。
図２（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図３（Ａ）及び（Ｂ）において、装着式の膝関節矯正具２０は、これを装着した対象者の膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出する圧力センサ（圧力検知部）２１が取り付けられている。圧力センサ２１としては、ＭＥＭＳ圧力センサ、静電容量式圧力センサ及び半導体式圧力センサなど種々の圧電変換素子を適用すればよい。
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）圧力センサは、カンチレバー（片持ち梁）部分の両面にかかる圧力差によってカンチレバーが変形し、その変形を抵抗変化として計測するセンサである。
また静電容量式圧力センサは、ガラスの固定極とシリコンの可動極を対向させてコンデンサを形成し、外部からの力（圧力）によって可動極が変形して発生する静電容量の変化を電気信号に変換するセンサである。
さらに半導体式圧力センサは、ダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージを形成していて、外部からの力（圧力）によってダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換するセンサである。
膝関節矯正具２０は、圧力センサ２１の検知結果に基づいて、膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、膝関節矯正具２０の調整量を検出する状態維持検出部２２を有する。
この状態維持検出部２２は、外部圧力によって膝関節部の矯正方向とは異なる方向に変位したときに、当該変位を矯正方向に戻すことにより、矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を常に維持するように調整量を検出する。
実際に本発明の膝関節治療支援装置では、上述した圧力センサ２１を膝関節矯正具２０を装着した対象者の大腿固定部１１及び脛固定部１２の内側面にそれぞれ取り付けておき、膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出するようになされている。
そして状態維持検出部２２は、大腿固定部１１及び脛固定部１２の内側面における圧力検出結果を所定の基準値と比較することにより、矯正方向に対する変位量を算出する。続いて状態維持検出部２２は、この矯正方向に対する変位量に基づいて、膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、ヒンジ部１３の回転角度を調整するための調整機構２３の調整量を検出する。
本発明における調整機構２３は、アクチュエータ駆動機構を有し、状態維持検出部２２により検出された調整量に応じてヒンジ部１３の回転角度を自動的に調整するようになされている。対象者は自ら何もしなくても自動的に膝関節部が矯正方向へ遷移されるため、日常生活を過ごしながら自然が治療が行われる利点がある。
（３）本実施の形態による動作
上述のように膝関節矯正具製造装置１においては、図４の設計処理手順に示すように、対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して得られる測定データを３次元解析して膝関節モデルを構築した後（ステップＳＰ１）、当該膝関節モデルを基準として、対象者の自重により膝関節部にかかる負荷が、大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションする（ステップＳＰ２）。
上述のように膝関節矯正具製造装置１においては、図４の設計処理手順に示すように、対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して得られる測定データを３次元解析して膝関節モデルを構築した後（ステップＳＰ１）、当該膝関節モデルを基準として、対象者の自重により膝関節部にかかる負荷が、大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションする（ステップＳＰ２）。
続いて、膝関節矯正具製造装置１は、シミュレーションした遷移状態に基づいて、膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計する（ステップＳＰ３）。この外骨格モールドを装着した患者が軽度の変形性膝関節症の場合は、日常生活で非侵襲に自然治療することが可能となり、重度の変形性膝関節症の場合は、膝関節部の内部空間に幹細胞等を外部から注入して軟骨細胞を再生させながら治療することも可能となる。
このように、膝関節部の内部空間が常に一定の圧力で保持されることから、変形性膝関節症の重度の患者に対して、膝関節部の内部空間を細胞再生に適した安定な環境を作り出すことが可能となる。
その後、対象者は、膝関節矯正具製造装置１により製造された膝関節矯正具１０、２０を装着した際、当該対象者の膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出しながら、当該検出結果に基づいて、膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、膝関節矯正具１０、２０の調整量を検出する。
この結果、対象者の膝関節部にかかる圧力が常に安定した基準範囲内を維持するように膝関節矯正具１０、２０を手動又は自動的に調整することにより、対象者の膝関節部を安心して矯正方向へ遷移させることができる。
（４）本実施の形態による効果
上述のように膝関節矯正具製造装置１により製造された膝関節矯正具１０、２０を対象者が装着すれば、膝関節部にかかる負荷が圧力集中が偏ることなく大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションすることにより、膝関節部の内部空間環境を細胞再生に適した安定な環境を作り出すことができる。この結果、対象者が軽度の変形性膝関節症であれば自己治癒の促進を図ることができる一方、重度の変形性膝関節症であれば幹細胞等の注入による再生医療を兼ねながら治療させることができる。
上述のように膝関節矯正具製造装置１により製造された膝関節矯正具１０、２０を対象者が装着すれば、膝関節部にかかる負荷が圧力集中が偏ることなく大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションすることにより、膝関節部の内部空間環境を細胞再生に適した安定な環境を作り出すことができる。この結果、対象者が軽度の変形性膝関節症であれば自己治癒の促進を図ることができる一方、重度の変形性膝関節症であれば幹細胞等の注入による再生医療を兼ねながら治療させることができる。
すなわち自己の疾患状態の膝空間をセルカルチャーシステム（細胞培養システム）とすることができる従来にない新しいシステムとして、装着型の膝関節治療支援装置を構築することができる。従来の変形性膝関節症に起因する重度の変形を矯正する治療はこれまでは手術のみであったが、本発明のように生体内膝環境を細胞育成促進環境とすることができるシステムであり、非侵襲的に活用できるため、当該分野の新しい治療手法として展開されることが期待でき、これまで手術が適用できなかった重症の変形性膝関節症に対する有効な治療とすることが可能となる。
（５）他の実施形態
なお上述の本実施の形態においては、膝関節矯正具製造装置１を、図１に示すようなコンピュータから構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定する測定手段と、モールド設計部により設計された外骨格モールドから実際の膝関節矯正具を製造する３Ｄプリンタや金型加工機などの製造手段とをコンピュータに接続したり、全て一体型の装置を構成するようにしても良い。
なお上述の本実施の形態においては、膝関節矯正具製造装置１を、図１に示すようなコンピュータから構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定する測定手段と、モールド設計部により設計された外骨格モールドから実際の膝関節矯正具を製造する３Ｄプリンタや金型加工機などの製造手段とをコンピュータに接続したり、全て一体型の装置を構成するようにしても良い。
また上述の本実施の形態においては、遷移状態予測部４（図１）は、膝関節部の内部空間を応力解析によって圧力集中が分散されるように、膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、膝関節部の内部空間が常に一定の圧力で保持して細胞再生に適した安定な環境を作り出すことができれば、応力解析に基づく荷重の偏りの少ない変形遷移など種々の方法を適用してもよい。
例えば、遷移状態予測部４は、膝関節部の外郭形状及び内部空間形状が現在の開始状態から装着者の理想的な健康状態まで滑らかに変形（いわゆるモーフィング）するように、膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションするようにしても良い。
この結果、膝関節矯正具を装着した患者が軽度の変形性膝関節症の場合は、膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整していくだけで、日常生活で非侵襲に自然治療することが可能となる。
さらに上述の実施の形態に加え、自動式の膝関節治療支援装置の膝関節矯正具２０において、ヒンジ部１３に衝撃センサや加速度センサをさらに取り付けておき、対象者の歩行時の状態を計測しながら、状態維持検出部２２は、膝関節矯正具２０が対象者の膝関節部に対して位置ずれしているか否かを判断するようにしてもよい。さらに大腿固定部１１及び脛固定部１２の内面に温度センサを設けて、膝関節部の内部空間が細胞培養の環境に適しているか否かを判断するようにしてもよい。状態維持検出部２２による判断結果はリアルタイムで対象者に通知するための通知部（図示せず）を設けることが望ましい。この結果、対象者は現在の治療状態の不都合をリアルタイムで把握して対処することが可能となる。
１……膝関節矯正具製造装置、２……入力部、３……モデル構築部、４……遷移状態予測部、５……モールド設計部、６……データ記憶部、７……出力部、１０、２０……膝関節矯正具、１１……大腿固定部、１２……脛固定部、１３……ヒンジ部、１４、２３……調整機構、２１……圧力センサ、２２……状態維持検出部。
Claims (12)
- 対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して得られる測定データを３次元解析して膝関節モデルを構築するモデル構築部と、
前記モデル構築部による前記膝関節モデルを基準として、前記対象者の自重により前記膝関節部にかかる負荷が、大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、前記膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションする遷移状態予測部と、
前記遷移状態予測部による前記遷移状態に基づいて、前記膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計するモールド設計部と、
を備えることを特徴とする膝関節矯正具製造装置。 - 前記遷移状態予測部は、前記膝関節部の外郭形状及び内部空間形状が現在の開始状態から前記装着者の理想的な健康状態まで滑らかに変形するように、前記膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションする
ことを特徴とする請求項１に記載の膝関節矯正具製造装置。 - 前記モールド設計部により設計された前記外骨格モールドは、
前記対象者の大腿下部に密着して締結される大腿固定部と、当該対象者の脛上部に固定される脛固定部と、前記大腿固定部及び前記脛固定部を連結し、かつ前記対象者の前記膝関節部を屈曲方向及び伸展方向に回転自在に軸支するヒンジ部と、前記ヒンジ部の回転角度を調整可能な調整機構とを有する装着式の膝関節矯正具からなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の膝関節矯正具製造装置。 - 請求項１または２に記載の膝関節矯正具製造装置により製造された前記膝関節矯正具に取り付けられ、
前記膝関節矯正具を装着した前記対象者の膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出する圧力検知部と、
前記圧力検知部の検出結果に基づいて、前記膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、前記膝関節矯正具の調整量を検出する状態維持検出部と
を備えることを特徴とする膝関節治療支援装置。 - 請求項３に記載の膝関節矯正具製造装置により製造された前記膝関節矯正具を装着した前記対象者の前記大腿固定部及び前記脛固定部にそれぞれ取り付けられ、前記膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出する圧力検知部と、
前記圧力検知部の検出結果に基づいて、前記膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、前記調整機構の調整量を検出する状態維持検出部と
を備えることを特徴とする膝関節治療支援装置。 - 前記調整機構は、アクチュエータ駆動機構を有し、前記状態維持調整部により検出された調整量に応じて前記ヒンジ部の回転角度を自動的に調整する
ことを特徴とする請求項５に記載の膝関節治療支援装置。 - 対象者の膝関節部の外郭形状及び内部空間形状を測定して得られる測定データを３次元解析して膝関節モデルを構築し、
前記膝関節モデルを基準として、前記対象者の自重により前記膝関節部にかかる負荷が、大腿骨先端と脛骨先端との間で接触押圧力を分散させるように、前記膝関節部の症状改善に向けた矯正方向への遷移状態を連続的又は段階的にシミュレーションし、
前記遷移状態に基づいて、前記膝関節部を矯正方向へ連続的又は段階的に微調整可能な外骨格モールドを設計する
ことを特徴とする膝関節矯正具製造方法。 - 前記膝関節部の外郭形状及び内部空間形状が現在の開始状態から前記装着者の理想的な健康状態まで滑らかに変形するように、前記膝関節モデルの矯正方向への遷移状態をシミュレーションする
ことを特徴とする請求項７に記載の膝関節矯正具製造方法。 - 設計された前記外骨格モールドは、
前記対象者の大腿下部に密着して締結される大腿固定部と、当該対象者の脛上部に固定される脛固定部と、前記大腿固定部及び前記脛固定部を連結し、かつ前記対象者の前記膝関節部を屈曲方向及び伸展方向に回転自在に軸支するヒンジ部と、前記ヒンジ部の回転角度を調整可能な調整機構とを有する装着式の膝関節矯正具からなる
ことを特徴とする請求項７または８に記載の膝関節矯正具製造方法。 - 請求項７または８に記載の膝関節矯正具製造方法により製造された前記膝関節矯正具において、
前記膝関節矯正具を装着した前記対象者の膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出し、
当該検出結果に基づいて、前記膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、前記外骨格モールドの調整量を検出する
ことを特徴とする膝関節治療支援方法。 - 請求項９に記載の膝関節矯正具製造方法により製造された前記膝関節矯正具を装着した前記対象者の前記大腿固定部及び前記脛固定部において、前記膝関節部の外力作用点にかかる圧力を検出し、
当該検出結果に基づいて、前記膝関節部の矯正方向への遷移状態が所定の基準範囲内を維持するように、前記調整機構の調整量を検出する
ことを特徴とする膝関節治療支援方法。 - 前記調整機構は、アクチュエータ駆動機構を有し、前記状態維持調整部により検出された調整量に応じて前記ヒンジ部の回転角度を自動的に調整する
ことを特徴とする請求項１１に記載の膝関節治療支援方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016179208 | 2016-09-14 | ||
| JP2016179208 | 2016-09-14 | ||
| PCT/JP2017/032352 WO2018051898A1 (ja) | 2016-09-14 | 2017-09-07 | 膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法、並びに膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2018051898A1 true JPWO2018051898A1 (ja) | 2019-07-11 |
| JP6757413B2 JP6757413B2 (ja) | 2020-09-16 |
Family
ID=61619628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018539673A Active JP6757413B2 (ja) | 2016-09-14 | 2017-09-07 | 膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法並びに膝関節治療支援装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20190209357A1 (ja) |
| EP (1) | EP3513770A4 (ja) |
| JP (1) | JP6757413B2 (ja) |
| WO (1) | WO2018051898A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018175859A1 (en) * | 2017-03-23 | 2018-09-27 | Georgia Tech Research Corporation | Orthotic devices and methods of using the same |
| WO2020070952A1 (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | コニカミノルタ株式会社 | 装具、装具製造装置、装具表面処理装置、および装具製造システム |
| CN110368165B (zh) * | 2019-08-01 | 2021-10-01 | 安徽一锤通物联科技股份有限公司 | 一种膝关节矫正器械的控制系统 |
| CN111283695A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-06-16 | 中冶置业集团有限公司 | 一种集安防与看护一体的智能家居机器人 |
| KR102497495B1 (ko) * | 2021-07-30 | 2023-02-08 | 한국과학기술원 | 사용자의 움직임에 따라 발목의 2축 강성을 보조하는 발목 보조 장치 |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0751308A (ja) * | 1993-07-09 | 1995-02-28 | Smith & Nephew Donjoy Inc | 回り止め機構を有する整形外科装具用蝶番組立体 |
| JPH08507446A (ja) * | 1993-01-04 | 1996-08-13 | ジェネレイション・ザ・セカンド・オーソティックス・インコーポレーテッド | 膝ブレース |
| US5827208A (en) * | 1995-11-28 | 1998-10-27 | Breg, Inc, | Hinge for an orthopedic brace having a selectively positionable stop to limit rotation |
| JP2002189448A (ja) * | 2000-10-12 | 2002-07-05 | Seiko Epson Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子を含む駆動回路及び電子機器及び電気光学装置 |
| JP2002523182A (ja) * | 1998-09-01 | 2002-07-30 | アイゼックス・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 整形具、閉チェーン運動を行う方法、運動神経を鍛錬する協調運動を行う方法及び計測器付き運動装置 |
| EP1302184A1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-16 | F.G.P. Srl | Joint brace for the control and the regulation of the knee joint bending |
| JP2005501606A (ja) * | 2001-09-03 | 2005-01-20 | バウアーファイント・アクチェンゲゼルシャフト | 膝装具 |
| JP2006512178A (ja) * | 2002-12-30 | 2006-04-13 | イノベーション スポーツ インコーポレイテッド | 膝関節の屈曲及び伸展を調整する蝶番システム |
| JP2006167313A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Honda Motor Co Ltd | 脚体運動補助装具の補助モーメント制御方法 |
| JP2012508075A (ja) * | 2008-11-09 | 2012-04-05 | ビスポーク・イノベーシヨンズ・インコーポレーテツド | 誂えの装具、ギブス及びデバイスと設計及び製作方法 |
| JP2012183277A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Sakamoto Kk | リハビリ用膝装具 |
| JP2013504351A (ja) * | 2009-09-11 | 2013-02-07 | マテリアライズ・ナムローゼ・フエンノートシャップ | 外科用、治療用または診断用の道具 |
| JPWO2012086202A1 (ja) * | 2010-12-22 | 2014-05-22 | 株式会社 ｕＤｅｓｉｇｎ | 関節支持装具およびリハビリ装置 |
| JPWO2012098733A1 (ja) * | 2011-01-19 | 2014-06-09 | 有限会社 愛トリノ | 膝装具及び外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセット |
| US20140163444A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Ossur Hf | Electrical Stimulation for Orthopedic Devices |
| JPWO2013038709A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2015-03-23 | 保 佐喜眞 | 関節アシスト装置及び関節アシスト装置の調整方法 |
| JP2016097300A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 補助力設定方法及び装置 |
| JP2016097168A (ja) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 財團法人瑪利亜社會福利基金會 | 関節機能回復装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140040A (en) | 1978-04-21 | 1979-10-30 | Komatsu Ltd | Fluid temperature increasing device |
| WO2002087444A1 (fr) * | 2001-04-26 | 2002-11-07 | Teijin Limited | Procede de mesure d'une structure articulaire tridimensionnelle |
| US7283883B2 (en) * | 2004-03-17 | 2007-10-16 | Ortho Solutions Ohg | Method and device for obtaining orthosis models |
| US8311306B2 (en) * | 2008-04-30 | 2012-11-13 | Otismed Corporation | System and method for image segmentation in generating computer models of a joint to undergo arthroplasty |
| US8444564B2 (en) * | 2009-02-02 | 2013-05-21 | Jointvue, Llc | Noninvasive diagnostic system |
| JP2013530757A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-01 | スリーディー システムズ インコーポレーテッド | 開窓、限定された柔軟性及びモジュール構成を有する特注の装具、ギプス及び用具並びに設計及び製作の方法 |
| US20140063220A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Ossur Hf | Method and Device for Ordering a Custom Orthopedic Device |
| JP6006630B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2016-10-12 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | モデル予測制御を用いたパワーアシストシステム |
| DE102013102473A1 (de) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Hicat Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Protrusionsschiene |
| CN105310811A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-02-10 | 上海交通大学 | 载荷平衡式膝关节矫形支具及其实现方法 |
-
2017
- 2017-09-07 WO PCT/JP2017/032352 patent/WO2018051898A1/ja unknown
- 2017-09-07 JP JP2018539673A patent/JP6757413B2/ja active Active
- 2017-09-07 US US16/333,559 patent/US20190209357A1/en not_active Abandoned
- 2017-09-07 EP EP17850801.6A patent/EP3513770A4/en active Pending
-
2022
- 2022-01-07 US US17/570,616 patent/US20220125614A1/en active Pending
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08507446A (ja) * | 1993-01-04 | 1996-08-13 | ジェネレイション・ザ・セカンド・オーソティックス・インコーポレーテッド | 膝ブレース |
| JPH0751308A (ja) * | 1993-07-09 | 1995-02-28 | Smith & Nephew Donjoy Inc | 回り止め機構を有する整形外科装具用蝶番組立体 |
| US5827208A (en) * | 1995-11-28 | 1998-10-27 | Breg, Inc, | Hinge for an orthopedic brace having a selectively positionable stop to limit rotation |
| JP2002523182A (ja) * | 1998-09-01 | 2002-07-30 | アイゼックス・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 整形具、閉チェーン運動を行う方法、運動神経を鍛錬する協調運動を行う方法及び計測器付き運動装置 |
| JP2002189448A (ja) * | 2000-10-12 | 2002-07-05 | Seiko Epson Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子を含む駆動回路及び電子機器及び電気光学装置 |
| JP2005501606A (ja) * | 2001-09-03 | 2005-01-20 | バウアーファイント・アクチェンゲゼルシャフト | 膝装具 |
| EP1302184A1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-16 | F.G.P. Srl | Joint brace for the control and the regulation of the knee joint bending |
| JP2006512178A (ja) * | 2002-12-30 | 2006-04-13 | イノベーション スポーツ インコーポレイテッド | 膝関節の屈曲及び伸展を調整する蝶番システム |
| JP2006167313A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Honda Motor Co Ltd | 脚体運動補助装具の補助モーメント制御方法 |
| JP2012508075A (ja) * | 2008-11-09 | 2012-04-05 | ビスポーク・イノベーシヨンズ・インコーポレーテツド | 誂えの装具、ギブス及びデバイスと設計及び製作方法 |
| JP2013504351A (ja) * | 2009-09-11 | 2013-02-07 | マテリアライズ・ナムローゼ・フエンノートシャップ | 外科用、治療用または診断用の道具 |
| JPWO2012086202A1 (ja) * | 2010-12-22 | 2014-05-22 | 株式会社 ｕＤｅｓｉｇｎ | 関節支持装具およびリハビリ装置 |
| JPWO2012098733A1 (ja) * | 2011-01-19 | 2014-06-09 | 有限会社 愛トリノ | 膝装具及び外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセット |
| JP2012183277A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Sakamoto Kk | リハビリ用膝装具 |
| JPWO2013038709A1 (ja) * | 2011-09-15 | 2015-03-23 | 保 佐喜眞 | 関節アシスト装置及び関節アシスト装置の調整方法 |
| US20140163444A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Ossur Hf | Electrical Stimulation for Orthopedic Devices |
| JP2016097168A (ja) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 財團法人瑪利亜社會福利基金會 | 関節機能回復装置 |
| JP2016097300A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 補助力設定方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3513770A4 (en) | 2020-09-23 |
| JP6757413B2 (ja) | 2020-09-16 |
| WO2018051898A1 (ja) | 2018-03-22 |
| US20190209357A1 (en) | 2019-07-11 |
| US20220125614A1 (en) | 2022-04-28 |
| EP3513770A1 (en) | 2019-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2018051898A1 (ja) | 膝関節矯正具製造装置及び膝関節矯正具製造方法、並びに膝関節治療支援装置及び膝関節治療支援方法 | |
| US20210145608A1 (en) | Quantitative Design And Manufacturing Framework For A Biomechanical Interface Contacting A Biological Body Segment | |
| Portnoy et al. | Real-time patient-specific finite element analysis of internal stresses in the soft tissues of a residual limb: a new tool for prosthetic fitting | |
| US9307929B2 (en) | Apparatus and methods for balancing a joint | |
| US10789858B2 (en) | Method for creating a computer model of a joint for treatment planning | |
| JP2017536954A (ja) | カスタム３次元装具にセンサおよびエフェクタを統合するための方法 | |
| JP2005520630A (ja) | 関節に取り付けられてつり合っている人工器官のためのシステム及び方法 | |
| Cardiff | Development of the finite volume method for hip joint stress analysis | |
| Kia et al. | A multibody knee model corroborates subject-specific experimental measurements of low ligament forces and kinematic coupling during passive flexion | |
| Al-Sukhun et al. | Modelling of orbital deformation using finite-element analysis | |
| Lewis et al. | In vitro assessment of a motion-based optimization method for locating the talocrural and subtalar joint axes | |
| Bhadane-Deshpande | Towards a shape memory alloy based variable stiffness ankle foot orthosis | |
| Guo et al. | Articular geometry reconstruction for knee joint with a wearable compliant device | |
| Park et al. | The effect of abductor muscle and anterior-posterior hip contact load simulation on the in-vitro primary stability of a cementless hip stem | |
| Guo et al. | Multibody dynamics modeling of human mandibular musculoskeletal system and its applications in surgical planning | |
| Al-Sukhun et al. | Orbital stress analysis—part I: simulation of orbital deformation following blunt injury by finite element analysis method | |
| Chitsazan et al. | Alteration of strain distribution in distal tibia after triple arthrodesis: experimental and finite element investigations | |
| Tseng et al. | Normal mode analysis of a human fibula | |
| Sartori et al. | Electromyography‐driven modeling for simulating subject‐specific movement at the neuromusculoskeletal level | |
| CN112089430A (zh) | 骨折和关节置换患者固定钢板制作方法 | |
| Dao et al. | Estimation of patient specific lumbar spine muscle forces using multi-physical musculoskeletal model and dynamic MRI | |
| Zuniga et al. | Future directions in biomechanics: 3D printing | |
| Theilen et al. | Validation of a finite element simulation for predicting individual knee joint kinematics | |
| CN112263330B (zh) | 传感器在膝关节假体垫片上的布局方法 | |
| EP3094285B1 (en) | Method and apparatus for determining implant positions of two medical implant components forming a joint |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190312 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20190312 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200225 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200317 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200811 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200828 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6757413 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |