KR102196765B1 - 인체 하지를 위한 정형외과용 장치 및 이 장치를 구비한 신발 및 의족 - Google Patents
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Abstract
본 발명은,
- 발의 전족부 바닥을 수용하도록 구성된 전방 세그먼트(2),
- 상기 발의 뒤꿈치 하단면을 수용하도록 구성된 후방 세그먼트(10)를 포함하는 인체 하지를 위한 정형외과용 장치에 관한 것으로,
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 서로 분리된 두 개의 부품으로 형성되고,
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 적어도 하나의 탄성적인 상부 아치(8)에 의해 연결되며,
상기 상부 아치(8)는:
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트 위로 연장되어 발 수용 하우징을 제공하고,
ㅇ 정지 상태에서 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트를 지지하도록 구성되며,
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 하고, 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는 것을 특징으로 한다.
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Description
본 발명은 인체 하지를 위한 정형외과용 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 정강이 부위를 포함하는 정형외과용 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기한 정형외과용 장치가 구비된 신발과 상기한 정형외과용 장치가 구비된 의족에 관한 것이다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 보행에 어려움이 있는 사람들, 예컨대 다리 및 발의 마비와 같은 말초 및 중추 신경계 질환을 앓고 있는 사람들 또는 특정 근병증성(myopathic)을 가진 사람들에게 유용한다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 외상성 또는 비 외상성 관절 질환 또는 일부 절단을 겪은 환자들에게 유용하다.
본 명세서에서, "정형외과용 장치"라는 용어는 인체 하지를 지탱 및/또는 인체 하지의 기능 장애를 완화하기 위한 모든 장치, 또는 경우에 따라 인체 하지의 적어도 일부분을 대체하기 위한 모든 장치를 뜻한다.
보행은 인간 몸체 전반의 많은 근육을 사용하는 복잡한 메커니즘이다. 이러한 메커니즘에서 하지는 몸체의 안정과 추진력을 동시에 보장해야 한다.
인체 각 하지의 보행 사이클은 입각기와 유각기를 포함한다. 입각기는 발이 지면에 닿는 모든 단계를 포함한다. 유각기는 발이 지면에 닿지 않고 하지의 전진을 가능케 하는 모든 단계를 포함한다.
유각기 단계에서 걸음 시작 시 다리는 허공에서 다른 다리에 대하여 전방으로 뒤꿈치가 지면과 닿을 때까지 이동하여 첫 번째 지지를 얻는다. 입각기는 뒤꿈치가 지면에 닿는 제1 단계, 발바닥이 닿는 제2 단계 및 전족부(forefoot)와 발가락들, 특히 엄지발가락이 닿는 마지막 제3 단계를 포함한다. 따라서 걸음의 마지막 단계에서 발과 지면의 접지 상실은 생리적으로 엄지발가락 부위에서 이루어진다.
계상보행은 가장 일반적인 보행 장애 중 하나이며 원인은 매우 다양할 수 있다. 상기 장애는 후천성 또는 선천성 질환 및 근병증성(myopathic) 질환, 샤르코 마리 투스 질환, 길렝 - 바레 증후군, 다발성 경화증, 뇌졸증으로 인한 신경계 편마비 또는 각종 사고 부상에 따라 나타는 질환의 병리학에서 볼 수 있다. 이는 또는 발등굽힘(dorsiflexion)(몸체 상부를 향한 발의 굽힘 운동)에 영향을 주거나 또는 방해하는 발의 상승운동 근육 장애로 이루어진다. 따라서 발이 처지거나 건들거리는 사람은 전족부(forefoot)이 보행 유각기 동안 지면에 닿지 않기 위해 걸음의 시작 단계에서 다리를 과하게 들어 올려야 한다.
이 같은 문제를 해결하기 위해, 예를 들면 US 6083184에 기재된 발 홈통 형태의 발목 보조기가 있다. 이와 같은 발목 보조기는 일부분은 발목을 둘러싸고 발목 상부에 보조기의 고정 부위가 있으며 발아래, 발목에서 발가락까지 연장되는 하나의 밑창을 포함한다. 이와 같은 발목 보조기는 보행 시 움직임에 대한 동적 동반이 가능하지 않고 오직 정적인 역할 만을 한다.
FR 2953126는 다리와 발의 후면에 탄성 잭을 포함하는 발바닥 밑창과 다리고리를 포함하는 동적 보조기를 제안한다. 잭의 작동은 걸음의 마지막 단계에서 발을 들어 올리도록 밑창이 발목 관절 주위로 회전하는 것을 가능케 한다.
이러한 동적 보조기는 복잡한 추가 기능의 첨가가 필요하고, 환자가 장착한 이후 의료진의 정기적인 조정을 요한다. 또한, 이러한 동적 보조기는 보행 시 움직임에 대한 충분하고 만족스럽게 동적인 동반이 가능하지 않고, 걸음의 마지막 단계에서 인체 이족 보행의 특징적이고 생리적인 추진효과 또한 제공하지 않는다.
따라서, 본 발명은 이러한 단점들을 완화하고 아래 사항이 가능한 인체 하지를 위한 정형외과용 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다:
- 발 상승운동 근육의 결함 완화,
- 보행 시 걸음의 시작 단계에서 상승효과 제공,
- 보행 시 또는 경우에 따라 러닝 시, 걸음의 마지막 단계에서 추진 효과 제공,
- 안정 효과 제공, 특히 인체 하지의 측면 안정 효과 제공, 특히 보행 시 또는 경우에 따라 러닝 시 걸음의 다양한 단계에서 안정 효과 제공,
- 보행에 적합하고 정상적인 포지션에 발을 유지,
- 인체 하지 근육, 특히 하지 근육에 영향을 미친 사고 또는 질병 후와 특히 발 상승운동 근육에 대한 고유 및 특수 자극을 통한 근육 회복을 촉진,
- 필요 시 신발, 특히 운동화, 도시화 또는 교정화 및 특히 발목 고정 신발에 장착.
본 발명은 또한 환자를 위해 최소한의 부작용 및 인체공학적 장점(가볍고 콤팩트)을 가지는 정형외과용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 달성하기 위해, 본 발명은 인체 하지를 위한 정형외과용 장치에 관한 것으로:
- 발의 전족부 바닥을 수용하도록 구성된 전방 세그먼트,
- 상기 발의 뒤꿈치 하단면을 수용하도록 구성된 후방 세그먼트를 포함하는 인체 하지를 위한 정형외과용 장치에 있어서:
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 서로 분리된 두 개의 부품으로 형성되고,
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 적어도 하나의 탄성적인 상부 아치에 의해 연결되며,
상기 상부 아치는:
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트 위로 연장되어 발 수용 하우징을 제공하고,
ㅇ 정지 상태에서 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트를 지지하도록 구성되며,
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 하고, 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 전방 세그먼트와 후방 세그먼트 상에 각각 발, 전족부 및 뒤꿈치를 수용하도록 구성되고 상기 세그먼트들은 상부 아치를 통해 탄성적으로 연결 및 지지된다.
상기 전방 및 후방 세그먼트는 각각 두 개의 개별 부품으로 형성되는데, 즉 바닥 아치의 하부면 전체에 펼쳐지는 연속된 밑창과 달리 동일한 연속 세그먼트로 형성되지 않고 (정지 상태에서) 동일면에서 서로 연결되지도 않는 두 개의 개별 세그먼트들로 형성된다. 다른 말해, 전방 세그먼트와 후방 세그먼트는 발의 길이방향을 따라 서로 상대적으로 떨어져 있고 구분되며, 또 발의 길이방향을 포함하고 시상면(sagittal plan)과 직각인 평면(즉 발바닥 아치의 하부면에 평행인 평면)에서 서로 상대적으로 떨어지고 구분되는 두 개의 개별 부품으로 형성된다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 특히 인체 하지를 위한 보조기에 관한 것이다. 경우에 따라 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 적어도 인체 하지 일 부위의 의족이 될 수 있으며, 이와 같은 경우, 보조기는 예를 들면 발 및/또는 다리의 의족과 결합된다.
본 명세서에서, "전족부"라는 용어는 발가락들과 중족골의 다섯 개의 뼈를 포함하는 발의 전방 부위를 지칭한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 정지 상태에서, 예를 들어 기립 정지 상태에서, 및 하지의 모든 다른 움직임 중, 특히 보행 또는 러닝에 연관된 움직임에서 이를 방해 하지 않고 해부학적으로 적절한 위치에 발을 지지한다. 따라서, 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 상부 아치로 인해 전방 및 후방 세그먼트의 정지 상태로의 복원력을 가하면서 발의 움직임에 따라 발을 동반하도록 구성된다.
발명자는 놀랍게도, 특히 유연한 판형 밑창과 달리, 본 발명에 따른 정형외과용 장치가, 특히 정지 상태에서, 특히 예를 들어 기립 정지상태와 같은 정적 포지션에서, 해부학적으로 올바른 포지션에 발을 지지할 뿐 아니라, (발에 지탱되는 몸체 무게에 따른 효과에 따라) 탄성 위치 에너지를 축척한 후 (유각기 초반에 발의 발사 형태로) 운동 에너지를 복원하는 탄성 활 또는 탄성 스프링과 같이 걸음의 마지막 단계에서 추진 동력 효과를 제공하는 것을 확인하였다.
또한, 발명자는 놀랍게도, 본 발명에 따른 정형외과용 장치가 인체 하지 근육의 결함, 특히 보행 메커니즘에 가장 중요한 역할을 하는 단족지 신전근(extensor digitorum brevis muscle)(또는 발가락의 짧은 신근)의 결함을 완화하는 것을 확인하였다. 실제로, 발명자는 발목 관절을 둘러싸는 타 근육들을 조절하는 수축 활성 센서의 역할을 하는 것 같은 단족지 신전근(extensor digitorum brevis muscle) 기능의 큰 향상을 확인하였다.
걸음의 마지막 단계에서 새로운 걸음으로 향하는 추진력의 향상 또는 복원을 가능케 하는 상기 에너지 복원 메커니즘은 적어도 두 개의 개별 세그먼트, 상부 아치를 통해 탄성적으로 연결된 전방 세그먼트와 후방 세그먼트의 존재에 의한 것이다.
또한, 발명자는, 본 발명에 따른 정형외과용 장치가 외상 또는 수술 후 단족지 신전근의 기능 손실 또는 기능 상실 시 재활 도구로서 특히 효과적인 것을 확인하였다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 발목 관절 염좌, 건염 또는 건 파열(특히 아킬레스건), 복합부위통증증후군 1 유형(Complex regional pain syndrome type 1)의 경우와 발 또는 하지 상의 외과 수술 후 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 위 언급된 경우에서 부족해진 추진력을 제공하고 이에 따라 걸음과 걸음의 진행을 정적이 아닌 동적 운동 패턴으로 조율할 수 있게 한다.
전방 세그먼트는 제1 부품으로, 후방 세그먼트는 제2 부품으로 형성되고, 제1 부품과 제2 부품은 각각 개별적이며, 이는 즉 발바닥 아치 하부면과 평행인 표면 상에서 서로 상대적으로 떨어져 있고 개별적인 것에 유의해야 한다. 따라서 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 발바닥 아치 하부 전체면에 뻗어있는 연속 밑창을 제시하지 않는다.
전방 및 후방 세그먼트는 각각 전족부 바닥과 뒤꿈치를 받치기 위한 모든 임의의 형상을 가질 수 있다. 특히 바람직하게는 본 발명에 따르면, 전방 세그먼트는 제1 플레이트로 형성되고 후방 세그먼트는 제1 플레이트와 별개의(그리고 떨어진) 제2 플레이트로 형성된다.
후방 세그먼트는 뒤꿈치를 수용하고 그 아래에 배치되도록 구성되고, 전방 세그먼트는 전족부을 수용하고 그 아래에 배치되도록 구성되며, 후방 및 전방 세그먼트는 서로의 종단 연장선(그리고 특히 시상(sagittal))에 배치된다. 실제로 바람직하게는, 본 발명에 따르면, 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 서로의 종단 연장선상에 뻗어있고 적어도 정지 상태에서 서로 길이방향으로 떨어져 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 상부 아치 외에는, 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 결속되어 있지 않고 밑창처럼 발 하단면의 수용평면 상에서 서로 연속되어 연결되어 있지 않다. 반대로, 바람직하게는, 본 발명에 따르면, 전방 세그먼트와 후방 세그먼트는 발 위의 적어도 하나의 상부 아치만으로 탄성적으로 서로 연결된다.
따라서, 전방 세그먼트와 후방 세그먼트의 상대적 이동은, 특히 발의 종방향(이는 시상 방향(sagittal direction)이기도 함)과 동시에 시상면(sagittal plan) 상에서 발의 종방향에 직각인 방향을 따라 허용된다. 따라서 본 발명에 따른 정형외과용 장치가 장착된 발의 전족부 및 뒤꿈치의 이동, 특히 보행 또는 러닝 시 이동이 허용된다.
사실상, 바람직하게는 본 발명에 따르면, 각 상부 아치는 시상면 상에서, 포괄적으로는 발의 종방향을 따라, 정지 상태로부터 전방 세그먼트와 후방 세그먼트의 상대적 이동이 가능하도록 구성되어 있다.
정지 상태에 대비한 전방 세그먼트 및/또는 후방 세그먼트 각각의 상대적 이동 시, 상부 아치(들)은 전방 세그먼트 및/또는 후방 세그먼트에 정지 상태로의 복원력을 가한다.
각 상부 아치는 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트 위에 뻗어있고 이는 세그먼트들을 탄성적으로 연결 가능하며, 정지 상태에서 세그먼트들을 지지하고, 또는 발, 보행 동력 및 몸체의 무게에 의해 전방 및 후방 세그먼트에 가해지는 힘으로 이동된 후 정지 상태로의 복원시키도록 구성된다.
본 발명에 따른 다수의 실시형태가 상부 아치의 갯수, 형태, 크기, 재질, 상대적 배치에 따라 가능하다. 바람직하게는 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 하나의 상부 아치를 포함하고, 이 상부 아치는 비스듬한 형태로, 전방 세그먼트의 측면 말단부와 후방 세그먼트의 측면 말단부 사이에서 발의 상부면에 접촉하여 뻗어있다. 특히 상부 아치는 전방 세그먼트의 측면 말단부와 후방 세그먼트의 측면 말단부 사이에서 둘러싸는 형태로 뻗어있고 발과 접촉 시 나선형 붕대의 임의적 형태 또는 자체 감겨진 밴드 형태로 형성된다. 구체적으로, 각 아치는 발목의 위와 주변을 지나도록 구성되고 특히 다섯 개의 중족골 뼈 시작부분 및/또는 다섯 개의 중족골 부위를 지나도록 구성된다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 특히 바람직한 하나의 실시 형태에 따르면, 상부 아치는 전방 세그먼트의 외측 말단부와 후방 세그멘트의 내측 말단부 사이에 뻗어있다. 이런 방식으로 정형외과용 장치는 전방 세그먼트의 내측 말단부에서 후방 세그먼트의 외부 측면 가장자리까지 하나의 연속 구조를 형성한다.
전방 세그먼트는 전족부 하부면의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성되고, 전족부 하부면의 적어도 일 부분을 마주하도록 아래에 배치된다. 전방 세그먼트는 따라서 발의 적어도 하나의 중족골 아래에 전족부 하부면의 적어도 일 부위를 받치고 정지 상태을 벗어나는 세그먼트의 상대적 이동 시 정지 상태로의 전족부 복원력을 가할 수 있도록 뻗어있다.
특히 바람직하게는 본 발명에 따르면 전방 세그먼트는 발의 엄지발가락을 수용하도록 구성된다. 따라서 전방 세그먼트는 발의 엄지발가락의 하단면과 마주하여 아래에 배치되도록 구성된다. 기립 정지 상태 또는 보행 또는 러닝 시 지지 단계 상태에서, 엄지발가락은 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 전방 세그먼트 상에 놓인다. 따라서, 보행 시, 발이 지면에 엄지발가락으로 지지되어 굽어지고 뒤꿈치가 지면에서 올려졌을 때, 탄성적인 상부 아치는 발을 앞을 향한 동적 추진, 즉 유각기로 진입 가능하게 한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 전방 세그먼트는 엄지발가락을 수용하도록 구성된 내측 가장자리와 발의 제5번 중족골을 수용하도록 구성된 외측 가장자리, 특히 새끼 발가락 근처 부위와 특정적으로 제5번 중족골 머리 부위와 가까운 부위 (새끼발가락의 지골 전) 사이를 횡단하여 뻗어있다. 따라서 전방 세그먼트는 발의 전체 너비에 뻗어있고 전족부에 최적화된 받침을 행하도록 배치된다.
후방 세그먼트는 뒤꿈치의 하부면의 적어도 일 부분을 수용하고 뒤꿈치 하부면의 적어도 일 부분과 마주하여 아래에 위치하도록 구성되며, 이는 뒤꿈치 하부면을 적어도 부분적으로 받치며 정지 상태을 벗어나는 세그먼트들의 상대적 이동 시 정지 상태로 발 후방 부위에 복원력을 가하도록 구성된다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 후방 세그먼트는 뒤꿈치 너비 전반에서 내측 말단부와 외측 가장자리 사이를 횡단하도록 뻗어있다.
바람직한 일 실시형태에 따르면 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 전족부과 뒤꿈치만의 받침만이 아니라 발바닥의 아치 또한 받칠 수 있다. 이와 같은 받침은 발바닥 아치의 감퇴가 동반된 보행 장애 또는 부서진 발과 같은 경우에도 매우 중요하다. 바람직하게는 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 발바닥 아치를 수용하고 특히 발바닥 아치의 받침을 형성하도록 구성된 하나의 부속물을 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 상부 아치는 발바닥 아치와 마주하도록 뻗어있는 하나의 부속물을 가진다. 상기 부속물은 특히 발이 정지 상태에 있을 때 발바닥 아치와 접촉하도록 구성된다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 특히 바람직한 일 실시예에 따르면, 상부 아치는 발바닥 아치의 받침을 형성하도록 측면 아래로 연장되며 전방 및 후방 세그먼트 사이에 종방향으로 배치된 내부 부속물을 가진다. 상기 상부 아치의 내부 부속물은 발의 내측에 위치하고 발의 내측 하단 중앙 가장자리를 수용하도록 구성된다. 상기 내부 부속물은 특히 발아래에 연장되고, 발 너비의 적어도 일부, 예를 들어 발 너비의 반 또는 바람직하게는 발 너비의 거의 전반에 발바닥 아치의 더 많은 수용 표면을 보장하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 신발 내부, 특히 앞이 막힌 신발의 내부에 추가 고정 없이도 장착될 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 특히 바람직한 일 실시예에 따르면, 전방 세그먼트는 엄지발가락을 측면으로 받치도록 구성된 내측 플랜지를 가진다. 이와 같은 전방 세그먼트의 내측 플랜지는 제1 플레이트의 수직 연장부로 이루어진다. 이는 신발 내부에서 발을 해부학적으로 올바른 포지션에 지지할 수 있게 하고 특히 신발 내 전족부의 측면 변형을 방지한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 일 실시형태에 따르면, 후방 세그먼트는 위를 향해 연장되고 뒤꿈치 후면을 수용하도록 구성될 수 있다. 이러한 뒤꿈치 부속물은 후방 세그먼트로부터 다리와 장딴지를 향해 연장되도록 구성되고 예를 들면 뒤꿈치 수용에 적합한 홈을 형성하도록 발 받침 테두리의 형태이다. 이와 같은 뒤꿈치 부속물은 정형외과용 장치 내에 발의 지지를 향상시키며, 보행의 다양한 주기에서, 특히 걸음의 초기 단계에서, 뒤꿈치로 지면에 지지할 때, 발을 안정화한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 또 다른 일 실시형태에 따르면, 정형외과용 장치는 후방 세그먼트에 탄성적으로 연결되어 발목과 접촉하도록 구성된 부분을 포함한다.
따라서 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 발을 수용하고 지탱하도록 구성된 하나의 부분, 하부 부분으로 지칭되는 부분을 가진다. 하부 부분은 적어도 전방 세그먼트, 후방 세그먼트 및 상부 아치를 포함한다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 상기 하단 부분으로만 제작되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 또 다른 형태는, 하부부분에서 위로 연장되어 (다리를 향하며 경우에 따라 허벅지까지 연장) 정강이 부분으로 지칭된 부분으로 연장된 부분을 포함한다. 따라서 본 발명에 따른 특히 바람직한 일 실시형태에서, 정형외과용 장치는 인체 하지 상 다리의 적어도 일 부분을 수용하도록 구성된 상부 세그먼트를 포함한다.
본 명세서에서, "다리"라는 용어는 인체 각 하지 부위로서 발에서 무릎까지의 부위를 지칭한다.
본 명세서에서, "전방근"이라는 용어는 전경골근(Musculum tibialis anterior), 장모지 신근(Musculum Extensor Hallucis Longus), 단지신근 (짧은 발가락 폄근(extensor digitorum brevis)) 및 제삼비골근(Musculus peroneus tertius)을 포함하는 다리부위를 지칭한다.
본 명세서에서, "외 하퇴근" 또는 "측 하퇴근"이라는 용어는 긴비골근(fibularis longus) 및 짧은비골근(fibularis brevis)을 포함하는 다리부위를 지칭한다.
본 명세서에서, "전-외 하퇴근" 또는 "전-측 하퇴근"이라는 용어는 전 하퇴근과 외 하퇴근 (또는 측 하퇴근)을 포함하는 다리부위를 지칭한다.
본 명세서에서, "후방근"이라는 용어는 하퇴삼두근, 긴엄지굽힘근 장무지굴근(Flexor hallucis longus), 긴발가락굽힘근 장지굴근(Flexor digitorum longus), 후경골근(posterior tibial muscle)을 포함하는 다리부위를 지칭한다.
상부 세그먼트는 정형외과용 장치가 장착된 다리의 적어도 하나 이상의 부위와 접촉하여 연장되도록 구성된다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 특히 바람직한 일 실시예에 따르면, 상부 세그먼트는 적어도 부분적으로 다리의 전방근과 접촉하여 연장되도록 구성된다.
따라서, 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 상부 세그먼트는 현존 기술상 알려진 하나의 상승운동 장치처럼 다리의 후방근에만 접촉하여 뻗어있는 것이 아니라 다리의 전방근과 접촉하여 뻗어있다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 다리의 전방근과 접촉 시 하나의 전방 지지대를 형성하도록 구성된 적어도 하나 이상의 부분을 갖춘 상부 세그먼트를 포함한다.
특히, 본 발명에 따른 정형외과용 장치는,
- 후방 세그먼트 위로 연장되어 다리 수용 하우징을 제공하는 상부 세그먼트를 포함하고,
- 상기 상부 세그먼트는:
ㅇ 다리의 전방근과 접촉할 때 전방 지지대를 형성하는 적어도 하나의 부분, 및,
ㅇ 다리의 후방근과 접촉할 때 후방 지지대를 형성하는 적어도 하나의 부분을 포함하며,
상기 상부 세그먼트는 상기 후방 세그먼트에 탄성적으로 연결되어:
- 정지 상태에서 상기 후방 세그먼트를 지지하고,
- 상기 상부 세그먼트 및 후방 세그먼트의 상대적 이동을 가능하게 하고, 상기 상부 세그먼트 및 후방 세그먼트를 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 한다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 상부 세그먼트는 시상면(sagittal plan) 상에서 상부 세그먼트와 후방 세그먼트의 서로 상대적 이동을 허용하도록 후방 세그먼트에 탄성적으로 연결된다.
상부 세그먼트는 (복사뼈 축 주변으로) 발을 향해 다리의 배측굴곡(dorsiflexion)을 허용하면서 발 지탱 효과를 강화하여 하지 지탱 향상을 가능케 한다. 정형외과용 장치가 장착된 다리 주변으로 상부 세그먼트에 의해 형성된 지지대는 정형외과용 장치 전족부의 상승운동 효과 향상과 특히 걸음의 마지막 단계에서 정형외과용 장치가 제공하는 추진효과의 증폭을 가능케 한다.
상부 세그먼트는 다리 전방근, 특히 전-측 하퇴근과 접촉하여 하나의 전방 지지대를 형성하는 적어도 하나 이상의 부분과 다리 후방근과 접촉하여 후방 지대를 형성하는 적어도 하나 이상의 부분 사이에서 뻗어있으며, 정지 상태에서나 보행 또는 러닝 중 발과 다리의 측면 안정 향상을 또한 가능케 하고 이는 같은 시상면 상에서 다리와 발의 지탱을 도와준다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 정강이 부분은 해당 인체 하지의 둘레로 뻗어있는 펼쳐지는 개폐 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 같은 방식으로 걸음 마지막 단계에서 정형외과용 장치가 제공하는 추진효과의 증폭을 가능케 하면서 발목과 접촉하여 전방 지지대를 형성하도록 구성된 적어도 하나 이상의 부분을 또한 포함한다.
본 발명에 따른 다른 실시형태에서, 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 정강이 부분은 해당 인체 하지의 무릎 위로 펼쳐지도록 위를 향해 연장되는 상부 부분을 포함한다. 본 발명에 따른 이와 같은 변형의 정형외과용 장치는 따라서 하퇴-발 보조기를 구성할 수 있으며 이는 특히 다리의 외상에 따른 근육 장애 또는 선천적 장애와 같은 경우에서 유용하다.
정강이 부분이 추가되거나 또는 추가되지 않은 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 적어도 하나 이상의 상부 아치로 탄성적으로 연결된, 본 발명에 따른 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트와 함께 발 받침에 적합한 하부 파트의 구성을 위해 적합한 모든 재질로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 특히 금속 재질, 폴리머 재질 및 폴리머 및/또는 금속 매트리스 혼합 재질 중에서 선택된 임의의 재질로 형성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 (특히 보행 시 발과 다리의 움직임에 따른 변형)사용 시 겪는 반복적 변형을 버티도록 개선된 내피로성 성질을 가진 모든 재질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 특히 바람직한 일 실시형태에 따르면, 정형외과용 장치는 단일 부속물로 구성될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 몰드로 얻어진 단일 블록으로 전체적으로 구성될 수 있다. 따라서 정형외과용 장치는 이에 가해지는 힘들을 효과적으로 전달하고 하지를 지탱하도록 구성된 하나의 연속 구조로 만들어진 동일 재질로 형성될 수 있다. 따라서 바람직하게는 본 발명에 따르면, 전방 세그먼트, 아치 및 후방 세그먼트는 보행 시 또는 발의 모든 움직임 시 정형외과용 장치의 다양한 파트에 가해지는 효과를 전달하도록 구성된 하나의 연속 구조로 만들어진 동일 재질로 형성될 수 있다.
전방 세그먼트, 아치 및 후방 세그먼트 모두를 형성하기 위한 단일 구성 재질의 선택은 또한 정형외과용 장치의 생산 방법 및 비용을 단순하게 하는 장점을 가진다.
또한, 발명자는 섬유보강재를 포함하는 폴리머 혼합 재질로 (정형외과용 장치의 정,동적 메커니즘 운동을 정의하는) 하나의 중요 기계구조를 형성하기 적합한 기계적 받침 및 기계적 저항을 보이면서도 가볍고 적은 부피의 위 기능의 정형외과용 장치를 구현할 수 있다는 사실을 확인하였다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 정형외과용 장치는 섬유형태의 적어도 하나 이상의 보강재와 섬유가 내부에 함유된 적어도 하나 이상의 폴리머 재질을 포함하는 하나의 복합 재질로 형성된 주 기계 구조를 가진다. 바람직하게는 본 발명에 따르면, 상기 정형외과용 장치의 주 기계 구조는 짜여진(woven) 또는 짜여지지 않은(no-woven) ㅅ섬유를 함유한 복합 재질 및 섬유가 내부에 함유된 적어도 하나 이상의 폴리머 재질로 형성된다. 섬유 형태의 각 보강재는 예를 들면 카본 섬유, 아라미드 섬유 및 유리 섬유 중에서 선택된다. 섬유를 함유한 폴리머 재질은 본 발명에 따른 정형외과용 장치를 준비하기 적합한 열경화성 재질과 열가소성 재질 중에서 선택된다. 폴리머 재질은 예를 들면 에폭시 수지 또는 비닐 에스테르 수지 중에서 선택된다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 상기 주 기계 구조는 미리 형성된 하나의 얇은 밴드이며, -적어도 하나 이상의 나선형 부분을 포함하고- 특히 굴절 시 탄성적이며 강성 복합 재질의 밴드이다.
정형외과용 장치가 신발 내부에 장착될 예정이거나 또는 단일 사용될 경우, 탄성적인 강성 밴드는 바람직하게는 환자와 접촉될 내부면에 적어도 하나 이상의 충전재질 층으로, 특히 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리에틸렌 발포체로 형성된 그룹에서 선택된 폴리머 발포체의 하나의 얇은 층으로 보충된다.
폴리머 매트릭스 복합 재질로 형성된 하나의 주 기계 구조를 가진 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 얇다는 이점을 가지며, 따라서 신발, 특히 운동화 또는 도시화의 내부 장착 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 기립 정지 상태, 보행 및 러닝에 일반적으로 연계되는 발, 발목 및 다리의 모든 상대적 움직임, 즉 발목 관절에 일반적으로 허용된 움직임을 허용하도록 구성된 정강이 부분을 가진다. 바람직하게는 본 발명에 따르면, 발 부분과 정강이 부분은 둘 사이에 60° 및 120°도 사이의 각을 형성하도록 구성된다.
본 발명은, 본 발명에 따른 정형외과용 장치를 장착한 신발를 포함한다. 즉, 본 발명은 인체 하지를 위한 정형외과용 장치를 장착한 신발에 관한 것으로:
- 발의 전족부 바닥을 수용하도록 구성된 전방 세그먼트,
- 상기 발의 뒤꿈치 하단면을 수용하도록 구성된 후방 세그먼트를 포함하는 인체 하지를 위한 정형외과용 장치를 장착한 신발에 있어서:
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 서로 분리된 두 개의 부품으로 형성되고,
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 적어도 하나의 탄성적인 상부 아치에 의해 연결되며,
상기 상부 아치는:
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트 위로 연장되어 발 수용 하우징을 제공하고,
ㅇ 정지 상태에서 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트를 지지하도록 구성되며,
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 하고, 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 신발에 장착된 정형외과용 장치는 앞서 기술한 바와 같은 상부 세그먼트를 가질 수 있다. 바람직한 다른 실시형태에 따르면, 이와 같은 상부 세그먼트는 발목과 접촉하여 전방 지지대를 형성하도록 구성된 부위를 가진다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 모든 타입의 신발에 장착될 수 있고 특히 폐쇄형 신발 타입, 예를 들여 발목 지지을 위해 발목 위까지 올라오는 신발에 장착될 수 있다. 정형외과용 장치는 발과 신발의 내부 하우징 사이에 배치되도록 신발 내부에 삽입된다. 따라서 본 발명에 따른 정형외과용 장치가 장착된 신발은 외부 환경으로부터 발을 보호하기 위해, 더 심미적이고 실용적인 형태를 유지하면서, 발의 지지를 향상시켜 본 발명에 따른 발 보조기 효능의 최적화가 가능하게 한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 정형외과용 장치를 장착한 인체 하지의 적어도 하나 이상의 부위의 의족을 포함한다. 즉, 본 발명은 인체 하지의 적어도 일 부위의 의족에 관한 것으로,
- 발의 전족부 바닥을 수용하도록 구성된 전방 세그먼트,
- 상기 발의 뒤꿈치 하단면을 수용하도록 구성된 후방 세그먼트를 포함하는 정형외과용 장치를 장착한 의족에 있어서:
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 서로 분리된 두 개의 부품으로 형성되고,
- 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트는 적어도 하나의 탄성적인 상부 아치에 의해 연결되며,
상기 상부 아치는:
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트 위로 연장되어 발 수용 하우징을 제공하고,
ㅇ 정지 상태에서 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트를 지지하도록 구성되며,
ㅇ 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 하고, 상기 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트가 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 따르며, 상기 의족은 다리 수용 하우징을 제공하면서 후방 세그먼트 위로 연장되는 상부 세그먼트를 포함하는 본 발명에 따른 정형외과용 장치를 구비하며:
- 상부 세그먼트는:
ㅇ 다리의 전방근과 접촉할 때 전방 지지대를 형성하는 적어도 하나의 부분, 및,
ㅇ 다리의 후방근과 접촉할 때 후방 지지대를 형성하는 적어도 하나의 부분을 포함하며,
상기 상부 세그먼트는 상기 후방 세그먼트에 탄성적으로 연결되어:
- 정지 상태에서 상기 후방 세그먼트를 지지하고,
- 상기 상부 세그먼트 및 후방 세그먼트의 상대적 이동을 가능하게 하고, 상기 상부 세그먼트 및 후방 세그먼트를 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 한다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 정형외과용 장치가 구비된 인체 하지의 적어도 한 부위의 의족은 발목 축 주변으로(즉 두 복사뼈의 축 주변으로) 발등굽힘 움직임과 족저굴전(바닥쪽 굽힘(plantar flexion)) 움직임을 허용하도록 구성된 인체 하지 의족들(특히 발 의족 또는 발과 다리 의족) 중에서 선택된다. 이와 같은 의족은 또한 바람직하게는 의족을 착용한 사람 몸무게의 적어도 일부분에 대해 수직 지지가 가능하도록 구성된 하나의 기계저항력을 가진다. 따라서 이와 같은 의족의 이동성은 특히 보행 또는 달리기에 연관된 모든 움직임에서 인체 하지의 이동성과 매우 유사하고, 살아있는 다리와 발을 모방한 저항력을 나타낸다. 이를 위해서 전자적으로 컨트롤 되는 의족의 사용이 꼭 필요치 않고 인체 하지가 일반적으로 행하는 움직임을 허용하는 보조기로 충분하다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제조방법을 포함한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치는 폴리머 매트릭스 복합 재질의 실행방법 및 준비에 따른 모든 방법으로 제조될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 모든 몰딩 방법으로 제조될 수 있으며 예를 들어 주형을 사용한 몰딩 또는 폴리머 매트릭스가 선 주입된 직물을 사용한 몰딩으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제조 방법은 진공 및/또는 가압 중합 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 정형외과용 장치는 또한 액체 폴리머 수지의 주입 또는 주사 방법으로도 제조될 수 있다. 이를 위해 인체 하지 부위 또는 발 부위를 모방한 주형을 사용할 수 있다.
본 발명은 또한 상기한 또는 하기의 특징의 전부 또는 일부가 결합된 특징을 가진 정형외과용 장치, 신발 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 또 다른 목적, 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 비제한적 실시예를 통하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다:
- 도 1은 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제1 실시예의 사시도,
- 도 2는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제1 실시예의 저면도,
- 도 3은 정강이 부분을 포함하는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제2 실시예의 사시도,
- 도 4는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제3 실시예의 사시도,
- 도 5는 정강이 부분을 포함하는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제4 실시예의 사시도이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제1 실시예의 사시도,
- 도 2는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제1 실시예의 저면도,
- 도 3은 정강이 부분을 포함하는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제2 실시예의 사시도,
- 도 4는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제3 실시예의 사시도,
- 도 5는 정강이 부분을 포함하는 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제4 실시예의 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 본 발명에 따른 제1 실시예에 따르면, 정형외과용 장치는 발 보조기로서 전반적으로 나선형으로 감싸는 밴드 형태이며 강성 재질의 외부 층을 포함하여 전족부부터 뒤꿈치까지 밴드가 발 둘레는 감싸는 듯한 발의 하우징을 제공한다.
도 1과 도 2에 도시된 본 발명에 따른 발 보조기는 인체 오른쪽 발을 수용하기에 적합하다.
도 1과 도 2에 도시된 발 보조기의 외부 층은, 카본 섬유가 보강재로서 뻗어 있는 에폭시 수지로 형성되고, 예를 들면 바람직하게는 단일방향이 아닌 태피터(taffetas) 또는 서지 천의 두 개 또는 세 개의 층과 같은 형태를 취한다.
보조기를 형성하는 밴드는 신발 내부 장착이 가능한 두께를 가진다. 보조기를 형성하는 재질의 두께는(충전재 층의 두께는 제외), 예컨대 0.2mm 및 5mm 사이, 특히 0.5mm 및 2mm 사이이다. 보조기를 형성하는 밴드는, 예컨대 1cm 및 7cm 사이, 특히 1.5cm 및 4cm 사이의 평균 너비를 가진다.
전족부의 발의 내측면(엄지발가락 쪽)에서, 보조기는 발의 엄지발가락을 측면으로 받치도록 구성된 내측 플랜지(6)와 발의 제5 중족골을 수용하도록 구성된 외측 가장자리(5) 사이에서 전방 세그먼트(2)를 형성하도록 구성된다.
즉, 전방 세그먼트(2)는 제1 플레이트 형태로 엄지를 수용하도록 구성된 측면 가장자리와 발의 제5 중족골을 수용하도록 구성된 외측 가장자리(5) 사이에 뻗어있다. 전방 세그먼트는 전족부의 전체 너비에 뻗어있고, 전족부의 최적화된 받침, 즉 각각의 다섯 중족골을 받칠 수 있도록 구성된다.
전방 세그먼트(2)는 엄지 발가락을 수용하도록 구성된 전방 부속물(4)을 가진다. 전방 부속물(4)은 발의 엄지 발가락의 하단면을 마주하도록 배치된다. 엄지 발가락(또는 hallux)은 보조기를 착용한 사람이 발을 딛고 서있거나 걷거나 달릴 때 전방 세그먼트(2)의 전방 부속물(4) 상에 적어도 부분적으로 놓인다.
새끼 발가락(또는 quintus)이 위치한 전족부의 외측면에서, 보조기의 전방 세그먼트(2)의 외측 가장자리(5)는 강성이나 굴절 시 탄성적인 상부 아치(8)의 형태로 발의 위, 몸통을 향해 연장된다. 상부 아치(8)는 자체적으로 둘러싸는 밴드 부분으로 형성되고, 발의 내측 복사뼈 영역까지 연장되고 뒤꿈치까지 연장되어 하나의 후방 세그먼트(10)을 형성한다. 상부 아치(8)는 전방 세그먼트(2)의 외측 말단부와 후방 세그먼트(10)의 내측 말단부 사이에서 발의 상부면과 접촉하면서 비스듬하게 뻗어있다. 따라서 상부 아치(8)는 신발과 같은 방식으로 적어도 정지 상태(rest position)에서 발이 삽입될 수 있는 하나의 하우징을 형성한다.
후방 세그먼트(10)는 뒤꿈치 너비 전체에 뻗어있으며 뒤꿈치를 받치도록 내측말단부와 외측 플랜지(12) 사이에서 제2 플레이트 형태로 뻗어있다.
상부 아치(8)는 적어도 부분적으로 발바닥 아치를 받치도록 구성된 내측 부속물(14)을 가진다. 상부 아치(8)의 내측 부속물(14)은 발의 내측에 배치되고 발바닥 아치의 곡선을 따라 구성된 내부 구조를 형성하도록 측면과 발 아래로 뻗어있다.
따라서, 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)는 발을 위한 두 개의 지지대 각각 전족부과 뒤꿈치를 위한 두 개의 지지대를 구성한다. 상기 두 세그먼트는 강성이나 굴절시 탄성적인 상부 아치(8)을 통해 연결되는데, 이는 한편으로는 정지 상태에서 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)을 지지하도록 구성되고 다른 한편으로는 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로부터 서로 상대적인 이동과 정지 상태로의 탄성적 복원을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 보조기의 정지 상태는 발이 내부에 투입된 상태나 보조기만 있는 상태나 거의 동일하다. 보조기의 정지 상태는 특히 발과 다리의 일반적 포지션, 예를 들면 기립 상태에서의 포지션에 해당한다.
본 발명에 따른 발 보조기는 발과 접촉하도록 또는 선택적으로 특히 정지 상태에서 발과 접촉되게 자체 조정되도록 구성된다. 이와 같은 보조기는 전방 세그먼트(2), 후방 세그먼트(10) 및 상부 아치(8)로 조성된 발 수용 하우징 내부로 발을 단순히 집어 넣음으로써 쉽게 착용된다.
상부 아치(8)는, 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)가 발의 종방향과 횡방향으로 서로 상대적으로 이동할 수 있도록 한다. 따라서, 보조기는 특히 보행 또는 러닝시 전족부과 뒤꿈치의 모든 이동을 수반할 수 있다.
상부 아치(8)는 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)이 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 할 뿐 아니라 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로 탄성적 복원이 가능하게 한다.
따라서 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)을 연결하는 상부 아치(8)는, 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로 이동할 때 상부 아치(8)의 탄성 변형에 따라 축적된 위치 에너지를 걸음의 마지막 단계에서 뒤꿈치 추진효과 및 전족부의 동적 상승운동 효과를 허용하는 운동 에너지 형태로 반환하는 활 또는 스프링과 같은 방식으로 작용한다.
따라서 보조기는 해부학적으로 올바른 포지션에 발을 지지하고 더불어 걸음의 마지막 단계에서 추진 효과를 제공하여 보행을 용이하게 한다. 보행 시, 추진 효과는, 특히 입각기 말기, 뒤꿈치가 들리고 전족부과 발가락만이 지면과 접지된 상태일 때 나타난다. 이때 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(10)는 서로 상대적으로 정지 상태을 벗어나도록 이동하고 상부 아치(8)는 팽창된다. 보행의 상기 단계를 동반하는 전방을 향한 다리의 굴절 시 보조기에 축적되는 탄성 위치 에너지는 이후 반환되어 걸음의 마지막 단계에서 발가락이 지면 접지 상태를 떠날 때 전방을 향한 발의 추진 효과를 생성한다.
또한, 보조기는 특히 전방을 향하여 다리가 굴절되고 뒤꿈치가 들릴 때 발바닥 아치를 효과적으로 지지한다. 보조기의 팽창은 발바닥 아치의 받침을 형성하는 내부 부속물(14)의 팽창을 또한 유발하고 이에 따라 발바닥 아치를 더 받치고 받침의 늘어짐을 방지한다.
또한, 편안함을 향상시키기 위해 합성 폼과 같은 발포성 재질의 얇은 필름(11)이 보조기의 내부 표면상, 즉 발과 접촉되는 면에 배치되고 접착된다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제2 실시예에 따르면, 정형외과용 장치는 발 보조기로서 강성 재질로 형성된 나선형 밴드 형태이며 밴드가 전족부에서 뒤꿈치까지 그리고 발목 둘레 무릎 아래까지 감싸는 듯한 인체의 오른쪽 하지를 위한 하우징을 제공한다.
도 3에 도시된 본 발명에 따른 발 보조기는 발을 위한 하우징을 제공하는 하부 파트와 다리를 위한 하우징을 제공하는 상부 파트를 포함한다. 제2 실시예에 따른 보조기의 하부 파트는 상기한 제1 실시예와 도 1 및 도 2에 따른 보조기와 동일하다. 다만, 후방 세그먼트(10)의 외부 측면 가장자리가 외부 복사뼈 부근에서 멈추지 않고 연장되어 보조기의 상부 파트를 형성한다.
상기 보조기의 상부 파트는, 보조기를 착용하는 다리의 적어도 일부분과 접촉하여 연장되는, 특히 다리 전면의 지지부를 형성하는 다리의 전-외 하퇴근과 적어도 부분적으로 접촉하도록 연장되는 상부 세그먼트(19)로 형성된다.
상부 세그먼트(19)는 보조기 하단 파트의 후방 세그먼트(10)부터 위 방향으로 다리의 전-외 하퇴근 접촉 시 하나의 지지대를 형성하도록 연장되는 제1 곡선부(13)을 포함한다. 제1 곡선부(13)는 외부 복사뼈에서 장딴지의 중간 높이까지 연장되는 원호 형태를 가진다. 이는 장딴지 뒤쪽 둘레로 이어지는 상부 세그먼트(19)의 제2 부분(17)으로 연장된다. 제2 부분(17)은 상부 세그먼트(19)의 제3 부분(15)을 형성하는 상부로 연장된다. 제3 부분(15)은 장딴지의 내측면에서 위를 향해 이어지는 원호 형태를 가진다. 무릎 아래에서, 제3 부분(15)은 제4 부분(16)으로 연장되는데, 이는 후면과 장딴지 상부 둘레로 연장되어 제5 부분(18)까지 이어지며, 다리 앞쪽에서 개방된 고리를 형성한다. 제5 부분(18)은 자동 부착 탄력 밴드(20)를 가진 고정구가 부착된 상단 가장자리를 가진다. 자동 부착 탄력 밴드(20)가 관통할 수 있는 고리가 제3 부분(15)에 부착되어 개폐 장치를 형성할 수 있다.
상부 세그먼트(19)는 발의 지탱 효과를 강화하여 하지의 지지를 향상시킨다. 보조기를 장착한 다리 둘레에 상부 세그먼트(19)로 형성된 지지대는 보조기 전족부의 상승 효과의 향상과 발 보조기로 인해 얻어진 걸음 끝단계의 추진효과의 증폭을 가능케 한다. 상부 세그먼트(19)는 또한 발과 다리의 측면 안정 효과를 향상시켜 발에 대한 다리의 측면 움직임을 방해하지 않으면서 동일한 시상면 상에 다리와 발의 유지하는 것을 돕는다.
제2 실시예에 따른 보조기는 해부학적으로 올바른 포지션에 발과 다리를 지지할 뿐만이 아니라 걸음의 마지막 단계에서 추진 효과를 제공하여 보행이 용이하게 한다. 추진 효과는 본 발명에 따른 보조기의 제1 실시예보다 더 증폭되고 (즉 상부 파트를 가지는 경우) 상부 세그먼트(19)의 제1 부분(13)과 제5 부분(18)은 전방 받침 및 전방-외부 지지대를 형성하고 상부 세그먼트(19)의 제2 부분(17)과 제4 부분(16)은 후방 지지대를 형성하며 그 집합은 또한 보조기의 팽창을 가능케 하고 걸음의 마지막 단계에서 다리와 발의 향상된 추진 효과를 제공한다.
제2 실시예에 따른 발 보조기는 쉽게 착용이 가능하며, 예를 들면 한 손으로 상부 파트를 뒷면 또는 밖으로 유지하면서 전방 세그먼트(2), 후방 세그먼트(10) 그리고 상부 아치(8)로 조성된 발 수용 하우징 안으로 발을 먼저 집어 넣고 이후 상부 파트를 다리 주변으로 두르면서 가져오는 것으로 쉽게 착용된다.
보조기가 신발 내부에 사용될 경우 발포성 재질의 얇은 필름(11) 형태의 합성 폼이 발과 다리에 접촉할 보조기 내부면에 접착된다. 합성 폼은 바람직하게는 인체 피부 접촉에 적합한 합성 폼 중에서 선택된다(특히 비알레르기성 폼).
도 4에 도시된 본 발명에 따른 제3 실시예에 따르면, 정형외과용 장치는 발 보조기로서 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예의 보조기와 같이 강성 재질로 형성된 나선형 밴드의 형태를 가지고 발을 위한 하우징을 제공하지만 발목과 접촉하도록 구성된 부분(22)을 통해 외측 플랜지(12)에서부터 발목 관절 앞까지 연장된 형태를 가진다. 따라서 밴드는 전족부에서 뒤꿈치까지 그리고 발등에서 발목 부근까지 발 둘레에 감긴 형태로 보인다.
상부 아치(8)는 적어도 부분적으로 발바닥 아치를 지지하도록 구성된 내부 부속물(14)을 가진다. 특히 바람직한 실시예에서 내부 부속물은 발바닥 아치 아래 연장되도록 구성된 탄성 직물 형태를 가질 수 있으며 발바닥 아치의 지지부를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 제3 실시예에 따른 보조기는 예를 들어 단독적으로 또는 워킹화 또는 등산화와 같이 목이 긴 신발 내 장착되어 사용될 수 있다.
보조기가 신발에 장착될 경우, 보조기는 신발 내부에 탈착 가능하게 배치되거나 또는 예를 들어 발바닥 아치 지지을 위한 내부 부속물을 형성하는 탄성직물의 가장자리를 재봉하여 고정되도록 배치될 수 있다.
이와 같이 보조기의 착용은 해부학적으로 올바른 포지션에 발을 지지함과 동시에 걸음의 마지막 단계에서 추진 효과를 제공함으로써 보행이 용이하게 한다. 걸음의 마지막 단계에서의 추진 효과는 특히 보조기의 발목 부근의 부분(22)으로 형성된 전방 지지대에 의해 향상되었다. 따라서 보행 시, 입각기 말기에서, 뒤꿈치가 올려지고 전족부와 발가락만이 지면과 닿아 있을 때 전방 세그먼트와 후방 세그먼트는 정지 상태을 벗어나 서로 상대적으로 이동하고 상부 아치는 팽창된다. 보조기의 발목 부근 부분(22)은 또한 발목 관절을 지지하여 전방을 향해 이동하고 보조기를 팽창시키는데 기여한다. 전방을 향한 다리의 굴절 시 보조기가 축적한 위치 에너지는 이후 걸음 마지막 단계에서 발가락이 지면 접지를 떠날 때 전방을 향한 발의 추진효과를 생성하면서 반환된다.
보조기의 상기 부분(22)은 발을 더 잘 지지하기 위해 발목관절의 후방으로 연장될 수 있다.
또한, 다리를 전방으로 굽힐 때(뒤꿈치가 올려짐), 보조기의 팽창은 또한 발바닥 아치 지지를 형성하는 내부 부속물의 팽창을 유발하여 발바닥 아치를 더 지지할 수 있게 하고 특히 보행 단계 시(다리 굴절, 뒤꿈치는 올려짐 및 전족부가 지면에 지지됨) 발바닥 아치의 늘어짐으로 방지한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제3 실시예에 따른 보조기는 운동화 또는 워킹화 또는 또 다른 형태의 보조신발과 같이 발목관절 위로 올라가는 신발 내부에 일체화되거나 별도 장착될 수 있다. 이는 보조기의 상기 부분(22)으로 형성된 발목 부근의 전방 지지대에 의해 제1 실시예에 따른 보조기에 비하여 향상된 추진 효과를 제공한다. 이러한 보조기는 보행을 용이하게 하고 러닝 또는 산책과 같은 육체활동 시 요구되는 힘을 쉽게 발휘할 수 있게 한다.
도 5에 도시된 본 발명에 따른 제4 실시예에 따르면, 정형외과용 장치는 하나의 의족 형태를 가진다. 본 실시예에서는, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 제2 실시예의 보조기가 하지 의족(26)에 결합된다. 도 3에 도시된 보조기가 얇은 판처럼 인체 하지 의족에 동시 몰딩 또는 접착 또는 단순하게 의족의 테두리에 둘러지거나 또는 의족 내부에 결합된다. 의족(26)의 외관 및 이동성(특히, 발목 관절의 이동성)은 인체 하지의 이동성과 매우 유사하다. 또한 의족(26)은 살아 있는 다리와 발을 모방하는 저항력을 가진다. 하지 의족(26)은 경골의 잘린 단부에 고정될 수 있는 상부 말단부(25)을 포함한다. 특히, 의족(26)은 살아있는 다리와 발과 유사한 저항력을 나타내면서 양 복사뼈 축 주변의 배측굴곡(Dorsiflexion) 및 족관절 족저굴전(바닥쪽 굽힘, plantar flexion) 운동을 가능케 한다.
따라서, 제4 실시예에 따른 의족은 인체 하지를 대체할 뿐 아니라 하지의 다양한 관절의 생리적 진폭을 자유롭게 유지하면서 인체 하지의 안정과 지지, 더불어 전족부의 상승효과와 걸음 끝 단계의 추진 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 정형외과용 장치의 제4 실시예에서는, 합성 폼 재질의 얇은 필름(11)은 필요하지 않다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조기는 예를 들면 의족(26)에 통합되는 경우 자동 부착 밴드를 사용한 개폐 장치(20)를 꼭 구비할 필요가 없다.
도 1, 2, 3, 4 및 5에 도시된 본 발명에 따른 정형외과용 장치들은 오른발 및/또는 오른쪽 다리를 수용하기에 적합하다. 물론 본 발명에 따른 모든 정형외과용 장치는 오른발에 대한 걸과 같이 왼발에 대해서도 실시 가능하다(대칭으로).
본 발명은 매우 다양하고 많은 실시예를 포함할 수 있다. 특히, 보조기는 신발의 외부에 사용될 수 있고(이 경우 내부 충전 재질 층이 필요치 않다), 또는 단독으로(신발의 외부 또는 내부가 아닌) 사용하는 것도 가능하다. 또한, 경우에 따라서 한 사람이 본 발명에 따른 정형외과용 장치를 한쪽 발에 착용하거나, 또는 각 발에 착용할 수도 있다.
Claims (16)
- - 발의 전족부 바닥을 수용하도록 구성된 전방 세그먼트(2),
- 상기 발의 뒤꿈치 하단면을 수용하도록 구성된 후방 세그먼트(10)를 포함하는 인체 하지를 위한 정형외과용 장치에 있어서,
- 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)는 서로 분리된 두 개의 부품으로 형성되고,
- 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)는 적어도 하나의 탄성적인 상부 아치(8)에 의해 연결되며,
상기 상부 아치(8)는:
ㅇ 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10) 위로 연장되어 발 수용 하우징을 제공하고,
ㅇ 정지 상태에서 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)를 지지하도록 구성되며,
ㅇ 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 하고, 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는,
것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전방 세그먼트(2)는 제1 플레이트로 구성되고, 상기 후방 세그먼트(10)는 상기 제1 플레이트와 구별되는 제2 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)는 서로의 종단 연장선에 뻗어있고, 적어도 정지 상태에서 길이방향으로 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제3항에 있어서,
상기 상부 아치는, 하나의 시상면 상에서 정지 상태로부터 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)의 상대적 이동을 가능하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 세그먼트(2)는 발의 엄지발가락을 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 아치(8)는, 상기 전방 세그먼트(2)의 외측 말단부와 상기 후방 세그먼트(10)의 내측 말단부 사이에 뻗어있는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 세그먼트(2)는, 엄지발가락을 수용하도록 구성된 내부 측면 가장자리와 발의 제5 중족골을 수용하도록 구성된 외부 측면 가장자리 사이를 횡단하여 뻗어있는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후방 세그먼트(10)는, 내부 측단부와 외부 측면 플랜지(12) 사이를 횡단하여 뻗어있는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 아치(8)는 측면 아래로 연장된 내부 부속물(14)을 가지며, 상기 내부 부속물(14)은 발바닥 아치 지지부를 형성하도록 전방 세그먼트 및 후방 세그먼트 사이에 길이방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 세그먼트(2)는, 발의 엄지발가락을 측면에서 지지하도록 구성된 내부 측면 플랜지(6)를 가지는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후방 세그먼트(10)는, 위로 연장되어 뒤꿈치 후면을 수용하도록 구성된 뒤꿈치 부속물을 포함하는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 후방 세그먼트(10) 위로 연장되어 다리 수용 하우징을 제공하는 상부 세그먼트(19)를 포함하고,
- 상기 상부 세그먼트(19)는:
ㅇ 다리의 전방근과 접촉할 때 전방 지지대를 형성하는 적어도 하나의 부분, 및,
ㅇ 다리의 후방근과 접촉할 때 후방 지지대를 형성하는 적어도 하나의 부분을 포함하며,
상기 상부 세그먼트(19)는 상기 후방 세그먼트(10)에 탄성적으로 연결되어:
- 정지 상태에서 상기 후방 세그먼트(10)를 지지하고,
- 상기 상부 세그먼트(19) 및 후방 세그먼트의 상대적 이동을 가능하게 하고, 상기 상부 세그먼트(19) 및 후방 세그먼트(10)를 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는,
것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 섬유 형태의 보강재와 내부에 섬유가 함유된 적어도 하나의 폴리머 재질을 포함하는 적어도 하나의 복합 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 장치. - - 발의 전족부 바닥을 수용하도록 구성된 전방 세그먼트(2),
- 상기 발의 뒤꿈치 하단면을 수용하도록 구성된 후방 세그먼트(10)를 포함하는 인체 하지를 위한 정형외과용 장치를 구비한 신발에 있어서,
- 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)는 서로 분리된 두 개의 부품으로 형성되고,
- 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)는 적어도 하나의 탄성적인 상부 아치(8)에 의해 연결되며,
상기 상부 아치(8)는:
ㅇ 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10) 위로 연장되어 발 수용 하우징을 제공하고,
ㅇ 정지 상태에서 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)를 지지하도록 구성되며,
ㅇ 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로부터 상대적 이동이 가능하게 하고, 상기 전방 세그먼트(2) 및 후방 세그먼트(10)가 정지 상태로 탄성적으로 복귀하도록 하는,
것을 특징으로 하는 신발. - 제14항 있어서,
상기 전방 세그먼트(2)는 제1 플레이트로 구성되고, 상기 후방 세그먼트(10)는 상기 제1 플레이트와 구별되는 제2 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 신발. - 인체 하지의 적어도 일 부분의 의족으로서,
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 정형외과용 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 의족.
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