KR102637141B1 - 보조기, 보조기 조절 시스템 및 조절 방법 - Google Patents

보조기, 보조기 조절 시스템 및 조절 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 조인트 장치(30)를 통해 회전 축(40)을 중심으로 회전할 수 있도록 서로 결합된 상단부(10) 및 하단부(20)를 포함하는 보조기로서, 이때 신체의 일부 또는 팔다리를 지지하거나, 또는 보조기(1)를 신체의 일부 또는 팔다리에 고정하기 위한 장치(50, 52, 54)는 상기 상단부(10) 및/또는 하단부(20)에 배열되어 있으며, 상단 지지요소(110)는 상단부(10)의 일 측, 하단 지지요소(120)는 하단부(20)의 일 측에 고정되고, 이때 상기 두 지지요소는 제2 조인트 장치(130)를 통해 회전 축(40)을 중심으로 회전할 수 있도록 서로 결합되어 있는 그러한 보조기에 있어서, 베어링 플레이트(200)는 상기 제2 조인트 장치(130)를 고정하기 위한 적어도 하나의 체결장치(160)를 통해 상단부(10) 및/또는 하단부(20)에 체결 또는 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

보조기, 보조기 조절 시스템 및 조절 방법
본 발명은 회전 축을 중심으로 회전할 수 있도록 제1 조인트 장치(joint device)를 통해 서로 연결된 상단부와 하단부를 포함하는 보조기, 보조기와 기능요소(functional element)로 구성된 시스템 및 보조기를 환자에 맞게 조절하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이때 신체의 일부 또는 팔다리를 지지하거나, 또는 보조기를 신체의 일부 또는 팔다리에 고정하기 위한 장치는 상단부 및/또는 하단부에 배열되어 있다.
보조기(orthesis)는 팔다리에 고정되며, 일반적으로 개별 지지레일 또는 지지 부를 팔다리에 지지하기 위한 장치를 포함하는 지지레일 또는 지지 부를 구비한다. 상기 지지레일 또는 지지 부는 조인트 장치를 통해 서로 연결되어 있기 때문에, 상기 보조기의 교차 조인트 배열이 팔다리에서 실시될 수 있다. 상기 보조기를 통해 움직임이 가이드 되고, 조인트 축을 중심으로 회전하는 회전 앵글이 제한되며, 회전 운동이 억제되거나, 또는 팔다리의 방향이 지지(support) 되거나, 또는 고정될 수 있다. 또한, 조인트 축을 중심으로 실행되는 회전운동을 댐핑 하기 위해 댐핑 요소(damping element)가 상기 보조기에 제공될 수 있다. 상기 댐핑 장치에 제어장치(control device)가 제공될 수 있기 때문에, 부하(load), 회전 앵글 또는 센서 데이터에 따라 굴곡 방향(flexion direction) 또는 확장 방향(extension direction)으로 변화된 댐핑이 제공될 수 있다.
에너지 저장장치(energy storage)가 상단부와 하단부에 배치될 수 있기 때문에, 회전 운동에 대해 저항은 첫 번째 방향에서 스프링 또는 탄성 중합체 요소(elastomer element) 또는 유압식 또는 공압식 에너지 저장장치의 초기장력(preload)을 통해 제공되고 증가하며, 상기 에너지 저장장치의 이완을 통해 대향 운동(opposite movement)이 실시된다. 상기 조인트 장치에는 각각의 회전 앵글을 조정하기 위한 단부 스토퍼(end stopper)가 조절 가능하게 형성될 수 있고, 마찬가지로 엔드 스토퍼(end stopper) 쪽으로 제동되지 않은 스토퍼를 억제하기 위해 댐퍼(damper)가 제공될 수 있다.
또한, 능동형 구동장치(active drive)를 구비한 보조기가 제공되며, 이러한 보조기에서 예를 들어, 회전 축을 중심으로 하단부에 대한 상단부의 이동은 전동기(electric motor)를 통해 능동적으로 실시된다. 보조기는 단지 관절, 예를 들어 무릎 관절 또는 발목 관절만 커버 할 수 있으며, 마찬가지로, 상기 보조기가 복수의 관절, 예를 들어 무릎 관절 및 발목 관절 또는 고관절, 무릎 관절과 발목 관절을 커버 할 수 있도록 제공될 수도 있다. 복수의 자연 관절(natural joint)을 커버 하는 보조기에서 각각의 근위 구성요소(proximal component)는 상단부에 해당하고, 원위 구성요소(distal component)는 하단부에 해당한다. 이로써, 무릎-발목-보조기의 경우, 하퇴 지지레일은 무릎을 커버 하는 부분과 관련하여 하단부에 해당하며, 그 이유는 상기 하퇴 지지레일이 허벅지 지지레일에 대해 원위(distal)에 배열되어 있기 때문이다. 발 지지레일 또는 발 지지 부와 관련하여, 하퇴 지지레일은 상단부에 해당하는 반면, 발 지지레일 또는 발 지지 부, 즉 하퇴 지지레일과 보조기-발목 관절을 통해 연결된 그러한 발 지지 부는 하단부를 형성한다.
고-부하가 걸린 보조기, 예를 들어, KAFO(knee-ankle-foot orthosis)로 축약되는 무릎-발목-발-보조기에서 보조기를 구성하기 위해 무릎 영역에 양측 조인트(bilateral joint)가 제공된다. 이때, 무릎 관절의 내측면뿐 아니라, 측면에 조인트 장치가 배열되며, 이러한 조인트 장치는 각각 서로 연결된 허벅지 지지레일 및 하퇴 지지레일을 구비한다. 지지레일을 다리 양측에 배열할 경우, 서로 다른 다리 둘레에 맞게 지지레일을 조절하는 것은 매우 난해하며, 치료되지 않은 다리와 충돌할 수 있는 내측 조인트 장치는 방해가 되고, 특히 테스트 치료시 큰 비용이 소요되는 문제가 발생한다.
미국 특허출원공개공보 US2013/0296746호(2013.11.07.)
본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 극복한 보조기, 보조기와 기능요소로 구성된 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 독립항의 특징을 포함하는 보조기 및 종속항의 특징을 포함하는 시스템과 방법을 통해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예와 실시 예는 종속항, 발명의 상세한 설명 및 도면에서 설명된다.
본 발명에 따른 보조기, 즉 제1 조인트 장치를 통해 회전 축을 중심으로 회전할 수 있도록 서로 결합된 상단부 및 하단부를 포함하는 그러한 보조기에 관한 것으로서, 이때 신체의 일부 또는 팔다리를 지지하거나, 또는 보조기를 신체의 일부 또는 팔다리에 고정하기 위한 장치는 상단부 및/또는 하단부에 배열되어 있으며, 상단 지지요소는 상단부의 일 측, 특히 측면으로 고정되어 있고, 하단 지지요소는 하단부의 일 측, 특히 측면으로 고정되어 있으며, 이때 상기 두 지지요소(support element)는 제2 조인트 장치를 통해 회전 축을 중심으로 회전할 수 있도록 서로 결합 되어 있으며, 베어링 플레이트(bearing plate)는 상기 제2 조인트 장치를 고정하기 위한 적어도 하나의 체결장치를 통해 상단부 및/또는 하단부에 체결 또는 형성된다. 전술한 상단부와 하단부, 또한 경우에 따라 상단부와 하단부에 배열 또는 형성된 지지레일 또는 구성요소의 일 측, 특히 측면으로 두 지지요소를 배열함으로써, 바람직하게는 상기 보조기에서 발생하는 비틀림 토크(torsional moment) 및 관상 면(frontal plane)에서 발생하는 토크를 흡수할 수 있다. 이때, 이러한 보조기의 기능이 제한되지 않으며, 그 이유는 상단 및 하단 지지요소를 회전 가능하게 서로 연결하는 제2 조인트 장치로 인해 두 개의 조인트 장치가 공통 회전 축을 중심으로 회전할 수 있기 때문이다. 상기 조인트 장치의 회전 축은 동 축으로 제공되며, 가능하면 자연 팔다리(natural limb)의 제약 없는 움직임이 가능하도록 회전 축은 바람직하게는 자연 관절 축(natural joint axis) 또는 중간 관절 축(halfway house joint axis)에 대해 동축으로 뻗어 있다. 특히, 상기 제2 조인트 장치는 가상의 조인트 축(virtual joint axis)을 구비할 수 있기 때문에, 상단 및 하단 지지요소는 상단부 및 하단부와 함께 공통의 회전 축을 중심으로 회전할 수 있다. 전술한 상단부 및/또는 하단부에는 베어링 플레이트가 체결 및 형성되어 있고, 상기 베어링 플레이트는 제2 조인트 장치가 고정될 수 있는 적어도 하나의 체결장치를 구비한다. 상기 베어링 플레이트 및 체결장치를 통해 서로 다른 조인트 장치가 상단부 및/또는 하단부에 체결될 수 있으며, 이때 상기 제2 조인트 장치, 특히 상단 지지요소 및 하단 지지요소에 맞게 조절할 필요는 없다. 이로 인해, 상기 보조기의 모듈 구성이 완화될 수 있고, 예를 들어, 테스트 목적으로 조립하기 위해 서로 다른 다수의 제2 조인트 장치로부터 특히 다양한 선택이 제공될 수 있다. 특히, 복수의 체결장치가 상기 베어링 플레이트의 상이한 지점에 배열 또는 형성될 경우, 서로 다른 제2 조인트 장치의 조립이 쉬워질 수 있다. 전술한 상단 및 하단 지지요소를 직접적으로 상단부 또는 하단부에 고정할 필요가 없고, 오히려 고정은 일반적으로 상단부 및/또는 하단부의 형태와 무관하게 실시될 수 있다. 상기 체결장치는 상기 베어링 플레이트에 이동 가능하게 배열될 수 있다. 이동 가능한 체결장치, 예를 들어, 나사 삽입, 볼트, 고정형 슬라이딩 가이드(sliding guide) 또는 이와 유사한 것으로 인해, 서로 다른 제2 조인트 장치의 고정 기능이 향상될 수 있다. 상기 베어링 플레이트는 그 자체로 형성될 수 없으며, 이러한 베어링 플레이트에 마찬가지로 만곡(curvature)이 제공될 수 있다. 상기 베어링 플레이트는 상단부뿐만 아니라, 하단부에 배열될 수 있으며, 선택적으로 이러한 베어링 플레이트가 상단부에 배열되거나, 또는 하단부에 배열되어 상기 제2 조인트 장치를 고정하기 위해 사용된다. 단지 하나의 베어링 플레이트가 제공될 경우, 이러한 베어링 플레이트에 고정되지 않은 또 다른 지지요소가 상단부 및 하단부에 고정된다. 상기 베어링 플레이트는 어댑터(adaptor)이며, 상기 어댑터는 상기 제1 조인트 장치에 배열되어 있고, 이러한 어댑터를 통해 제2 조인트 장치가 쉽게 체결될 수 있다.
전술한 상단 면과 하단 면의 일 측, 특히 측면에 추가로 제공된 지지요소를 배열하고, 자연 팔다리와 함께 상단부와 하단부의 일 측, 특히 측면 배열로 인해, 보조기를 특히 하지(lower extremity) 보조기로서 사용할 경우, 특히 팔다리의 반대쪽, 특히 내측 영역(medial region)에 공간이 제공되기 때문에, 꽉 조이는 견고한 구성이 달성되고, 또한 측면 배열시, 대 측면(contralateral side) 또는 동체(torso)와 보조기 구성요소의 충동이 발생하지 않는다. 두 팔다리에 측면 배열된 그러한 보조기가 특히 다리(lower limb)에 제공될 경우, 다리가 움직일 수 있는 여유 공간이 내측 면에 제공되므로, 쾌적한 착용감이 증가한다.
상기 보조기는 신체의 일부, 팔다리를 지지하기 위한 장치 또는 상기 보조기를 신체의 일부 또는 팔다리에 고정하기 위한 체결장치를 구비할 수 있다. 종종, 이러한 보조기는 벨트 시스템 또는 벨트 시스템을 포함하는 지지 부 고정장치의 결합을 통해 보조기 이용자에 고정된다. 이중 조인트 장치(double joint device) 및 조인트 장치로부터 떨어져 팔다리를 따라 뻗어 있는 지지레일 또는 지지 부의 일 측, 특히 측면 배열로 인해, 보조기를 팔다리의 서로 다른 사이즈에 맞게 쉽게 조절할 수 있기 때문에, 바람직하게는 그러한 보조기가 테스트 보조기로서 사용될 수 있으며, 최적으로 환자를 치료하기 위해 최종적으로 결합된 개별 구성요소가 그러한 테스트 보조기에 배열될 수 있거나, 또는 대체될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1 조인트 장치 및 제2 조인트 장치는 서로 측면으로 간격을 두도록 제공된다. 상기 조인트 장치가 서로 간격을 유지함으로써, 회전하는 프레임 구조가 제공되며, 이로 인해 바람직하게는 비틀림 토크가 보조기의 종방향 연장부를 따라 흡수될 수 있다. 마찬가지로, 두 개의 조인트 장치 사이에 제공된 간격으로 인해, 토크가 바람직하게는 비교적 넓은 형태의 보조기 관상 면에서 흡수될 수 있기 때문에, 상기 조인트 장치가 팔다리의 단지 일 측, 측면으로 배열되더라도 상기 보조기의 안정적인 형태가 제공될 수 있다.
상기 지지요소는 개별 구성요소를 용이하게 교환하기 위해, 서로 분리 가능하게 고정될 수 있고, 상기 제2 조인트 장치를 통해 서로 연결될 수 있다. 상이한 상단 지지요소는 단지 하나의 하단 지지요소와 분리 가능하게 연결될 수 있기 때문에, 개별 환자에 맞게 조절이 필요할 경우, 상이한 형태, 치수 또는 커넥터가 상기 상단 지지요소에 제공 및 손쉽게 교환될 수 있다. 이로 인해, 서로 결합될 수 있는 서로 다른 상단 및 하단 지지요소를 통해 개인에 맞게 조절 가능한 다수의 보조기가 제공될 수 있다.
지지레일을 분리 가능하게 고정하기 위한 체결장치 또는 신체의 일부 또는 팔다리를 지지하기 위한 장치는 전술한 상단부와 하단부에 형성 또는 배열될 수 있다. 바람직하게는, 상기 체결장치는 소위 지지레일 박스 또는 지지레일, 예를 들어, 나사 또는 분리 가능하게 이와 유사한 형상 끼워 맞춤 요소를 통해 상단부에 형상 끼워 맞춤 방식으로 고정된 그러한 지지레일을 위한 지지 부에 해당한다. 이로 인해, 서로 다른 지지레일 또는 신체의 일부 또는 팔다리를 지지하기 위한 장치, 예컨대 지지 부, 발 받침대 또는 이와 유사한 것을 상단부와 하단부에 가변적으로 고정할 수 있으며, 이것은 이용자의 필요에 맞게 쉽게 조절하기 위한 것이다.
상기 상단 지지요소 및 하단 지지요소에는 댐퍼, 구동장치, 제어장치 및/또는 센서를 위한 고정부가 배열 또는 형성될 수 있으며, 이것은 상기 지지요소를 통해 보조기의 기능을 확장하기 위한 것이다. 이때, 이러한 상단 및 하단 지지요소는 보조기의 회전운동에 영향을 주기 위한 또 다른 구성요소, 예컨대 댐핑장치 또는 구동장치를 위한 지지대(support)로서 사용된다. 상기 댐핑장치 또는 스프링과 같은 수동 구성요소(passive component)는 상기 지지요소를 통해 보조기에 부착될 수 있기 때문에, 이러한 지지요소는 모듈 지지대(module support)로서 사용된다. 상기 댐핑장치는 조절될 수 있으며, 특히 센서 데이터(sensor data)를 통해 조절 기능이 제공될 수 있으며, 이를 위해 상기 댐핑장치 내에 센서장치를 구비한 조절장치가 제공되어야 하며, 이러한 조절장치에 의한 댐핑 조절은 센서 데이터를 토대로 실시된다. 마찬가지로, 구동장치, 특히 모터 구동장치 또는 펌프를 통해 작동되는 액추에이터(actuator)는 상단 및 하단 지지요소를 통해 보조기에 체결될 수 있기 때문에, 이러한 모터 구동장치를 통해 팔다리가 자유롭게 움직일 수 있거나, 또는 이러한 움직임을 가능하게 한다. 상기 모터 구동장치는 동시에 댐퍼(damper)로서 사용될 수 있다. 상기 지지요소는 삽입될 구성요소를 위해 적합한 고정부를 구비하며, 상기 구성요소는 상기 지지요소에 나사 체결되거나, 또는 힘을 전달하는 다른 방식과 방법으로, 특히 형상 끼워 맞춤 방식으로 상기 지지요소에 결합될 수 있으며, 이때 전술한 구성요소로서 특히 스프링 메커니즘, 확장 장치, 잠금 해제장치 및 잠금장치, 액추에이터, 에너지 저장장치, 펌프, 모터, 댐퍼 제어장치 및/또는 센서가 제공된다.
바람직하게는, 상기 지지요소를 쉽게 교환하기 위해, 상기 지지요소는 상기 베어링 플레이트를 통해 분리 가능하게 상단부 및 하단부에 고정된다. 상단 지지요소뿐 아니라, 하단 지지요소의 측면 배열로 인해, 고정된 보조기에서 교환이 쉽게 실시될 수 있으며, 이것은 개별 이용자에 맞게 용이한 조절을 위한 것이다. 서로 다른 베어링 플레이트를 조립하기 위해, 바람직하게는 교환 가능한 상기 베어링 플레이트가 상단부 또는 하단부에 체결될 수 있으며, 이러한 베어링 플레이트는 서로 다른 체결장치를 구비할 수 있거나, 또는 서로 다른 지점에 제공된, 또는 서로 다르게 배열된 체결장치를 구비할 수 있다.
상단 및/또는 하단 지지요소는 회전 축에 대해 앵글 조절 가능하게 형성될 수 있기 때문에, 보조기의 연장된 지점의 관상 면에서 틸팅(tilting) 될 수 있다. 이러한 틸팅은 회전 축의 동축도(coaxiality)에 손상을 주지 않으며, 개별 이용 조건에 맞게 최적으로 조절하기 위해 필요할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보조기는 하지의 편측(unilateral) 보조기, 특히 무릎을 커버하는 보조기, 무릎-발목-발 보조기, 엉덩이-무릎-발목-발 보조기 또는 발목-발 보조기로서 형성될 수 있으며, 그 이유는 비교적 높은 힘과 토크, 즉 상기 제2 조인트 장치를 통해 흡수될 수 있는 그러한 힘과 토크가 하지 보조기에서 흡수 및 전달될 수 있기 때문이다. 이를 위해, 바람직하게는 상기 지지요소가 힘과 토크를 전달하도록 상단부와 하단부에 고정되는 것이다. 특히, 상기 지지요소는 상단부 및 하단부와 나사 체결되어 있으며, 경우에 따라 성형 된 돌출부 또는 리세스(recess)에 삽입될 수 있으며, 이로 인해, 견고한 배열 및 이와 함께 확실한 힘과 토크 전달이 보장될 수 있다. 상기 지지요소는 금속 또는 섬유 강화 플라스틱으로 구성될 수 있으며, 이것은 보조기에서 작용하는 힘과 토크를 전달하기 위해 충분한 견고성과 안정성을 보장하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따라, 상기 지지요소 가운데 적어도 하나의 지지요소는 기능요소(functional element)로서 형성될 수 있거나, 또는 적어도 하나의 지지요소에 그러한 기능요소가 체결될 수 있다. 상기 기능요소는 구동장치, 댐퍼, 제동장치, 잠금장치, 측정값 리시버 및/또는 에너지 저장장치로서 형성될 수 있다. 상기 구동장치는 전동기로서 또는 유압식 구동장치로서 형성될 수 있으며, 이러한 유압식 구동장치는 펌프 및/또는 에너지 저장장치, 예를 들어 기계식 스프링 또는 공압식 스프링과 결합할 수 있다. 피스톤, 예를 들어 리니어 피스톤(linear piston) 또는 회전 피스톤을 이동시키고, 보조기 구성요소를 또 다른 보조기 구성요소에 대해 이동시키기 위해, 유압 볼륨(hydraulic volume)은 상기 구동장치 또는 에너지 저장장치를 통해 가압 될 수 있다. 이로 인해, 하단부에 대해 조인트 장치의 상단부 회전이 가능하며, 이것은 굴곡(flexion) 및/또는 확장(extension)을 야기하거나, 또는 적어도 그렇게 되도록 보조하기 위한 것이다. 또한, 상기 기능요소가 댐핑장치, 특히 유압식 댐퍼로서 형성될 수 있으며, 이러한 유압식 댐퍼에서 굴곡 방향 및/또는 확장 방향으로 진행되는 회전 운동은 유압 저항 변화의 영향을 받을 수 있다. 전술한 제동장치 또는 조절 가능한 단부 스토퍼도 마찬가지로 기능요소로서 형성될 수 있거나, 또는 이러한 기능요소의 부품일 수 있다. 또한, 상기 기능요소는 측정값 리시버로서 형성될 수 있거나, 또는 그러한 측정값 리시버를 구비할 수 있으며, 이것은 상단부, 하단부의 운동 데이터 및/또는 부하 데이터 또는 보조기 또는 보조기 시스템의 또 다른 구성요소를 측정하기 위한 것이다. 상기 측정값 리시버는 장력 센서, 앵글 센서, 행정 센서, 토크 센서 또는 위치 센서로서 형성될 수 있다. 또한, 상기 측정값 리시버는 가속도 또는 속도와 같은 운동 데이터를 기록할 수 있으며, 전술한 것은 기능요소, 예컨대 저항의 변화 또는 댐핑장치 또는 구동장치의 조절을 위한 제어장치를 통해 실시하기 위한 것이다. 상기 측정값 리시버를 통해 측정된 측정값에 따라, 보조기가 제어될 수 있으며, 이것은 보조기를 이용자 또는 개별 운동 또는 운동 상황에 맞게 조절하기 위한 것이다. 상기 기능요소로서 에너지 저장장치는 특히 스프링으로서 형성될 수 있기 때문에, 예를 들어 운동을 멈출 때 운동 에너지가 변형 에너지(deformation energy)로 변환되고, 저장되며, 또 다른 시점을 위해 다시 컨트롤된 상태로 제공될 수 있다. 이로 인해, 전기 에너지로 운동 에너지의 변환 및 축압기(accumulator)에 전기 에너지를 저장하는 일이 생략된다. 기능요소로서 지지요소의 내장된 형태와 함께, 그러한 기능요소는 적어도 하나의 지지요소에 체결될 수 있으며, 이것은 팔다리를 가이드 하는 것과 함께 개별 운동을 분석 및/또는 그러한 운동에 영향을 주기 위한 것이다.
전술한 보조기 및 서로 다른 다양한 기능요소, 예컨대 서로 다른 구동장치, 서로 다른 댐퍼, 제동장치, 측정값 리시버 및/또는 스프링과 같은 그러한 기능요소로 구성된 본 발명에 따른 시스템은 서로 다른 체결장치의 서로 다른 기능요소가 적어도 하나의 상기 베어링 플레이트를 통해 상단부 및/또는 하단부에 고정되도록 제공된다. 서로 다른 기능을 수행하는 서로 다른 기능요소와 함께, 동일한 기능을 갖는 기능요소의 변형된 형태도 조립, 테스트 및 조절될 수 있다. 상기 베어링 플레이트의 체결장치를 통해 서로 다른 기능요소가 쉽게 교환될 수 있기 때문에, 기능요소 및 표준화된 배열 및 베어링 플레이트의 체결장치에 대해 기능요소의 체결장치의 방향과 관련된 모듈 형태로 인해, 손쉬운 교환과 개별 환자 또는 개별 이용 의도에 맞는 손쉬운 조절이 달성된다. 상기 기능요소는 환자, 사용목적 및/또는 치료의 또 다른 조건에 따라 선택될 수 있고, 표준화된 보조기에 맞게 조절될 수 있다. 이러한 기능요소로 인해, 개별 이용자에 맞는 보조기의 개별화 및 조절이 실시될 수 있다. 이를 위해, 시스템의 부품에 해당하는 모든 기능요소에 체결장치 또는 체결요소가 배열 또는 형성되어 있으며, 상기 체결장치 또는 체결요소는 전술한 것을 위해 제공된 베어링 플레이트의 체결장치 또는 고정부에 대응하여 상단부 및/또는 하단부에 배치된다. 이로 인해, 예를 들어 유압 구동장치로서 형성된 기능요소에 대해 수동형 유압 댐퍼로서 형성된 기능요소를 교환함으로써, 수동형 보조기로부터 능동형 보조기가 제공되며, 운동을 통해 개시, 실행 또는 지원될 수 있다. 마찬가지로, 보조기의 운동에 영향을 주는 기능요소 대신, 측정유닛이 배열될 수도 있으며, 상기 측정유닛은 치료 과정 또는 영향의 정도를 기록하기 위해 운동 데이터를 측정한다.
본 발명에 따른 시스템의 실시예에 따라, 모든 기능요소는 체결요소를 구비할 수 있으며, 상기 체결요소는 상기 베어링 플레이트를 통해 상단부 및/또는 하단부에 고정하기 위해 제공된 체결요소의 고정부에 대응하여 배열된다. 체결요소의 고정부에 대해 체결요소의 대응하는 배열은 특히, 개별 환자에 맞는 개별 조절을 보장하기 위해 보조기와 기능요소 사이에 적어도 하나의 스페이서 요소(spacer element)가 배열되도록 한다. 하지에서, 예컨대 X-다리-지점은 상단부 또는 하단부에 대해 O-다리-지점과 다른 간격이 필요하기 때문에, 상기 스페이서 요소는 상단부 및/또는 하단부 또는 베어링 플레이트 및 기능요소 사이에 배열될 수 있으며, 전술한 것은 특히, 상기 기능요소가 특별한 방향성을 가져야 하거나, 또는 또 다른 구성요소 쪽을 향하도록 제공될 경우에 해당한다.
본 발명에 따른 시스템에서 상기 기능요소는 바람직하게는 교체 가능하게 상기 베어링 플레이트 및 경우에 따라 상단부 및 하단부에 고정될 수 있으며, 이것은 개별 사용 목적 또는 환자에 맞는 손쉬운 조절을 위한 것이다. 상단 지지요소 및 하단 지지요소는 모듈로 통합되어 조립될 수 있기 때문에, 모듈 구성 및 이와 함께 교체 및 조절이 더욱 용이하게 실시될 수 있다.
전술한 것처럼, 보조기를 환자의 신체의 일부 또는 팔다리에 맞게 조절하기 위한 방법으로서, 상기 보조기는 신체의 일부 또는 팔다리를 지지 또는 고정하기 위한 장치를 통해 신체의 일부 또는 팔다리에 체결되며, 경우에 따라 서로 다른 다수의 제1 조인트 장치로부터 제1 조인트 장치가 선택되고, 이러한 제1 조인트 장치가 신체의 일부 또는 팔다리를 지지 또는 고정하기 위한 장치를 통해 연결되고 난 후, 서로 다른 다수의 조인트 장치로부터 제2 조인트 장치가 선택되고, 이어서 선택된 제2 조인트 장치를 통해 서로 연결된 상단 및 하단 지지요소는 상기 제1 조인트 장치의 상단부 및 하단부와 연결되며, 전술한 것은 조인트 장치를 교체함으로써 서로 다른 보조기 유형의 다양한 변형된 형태를 서로 다른 조인트 또는 조인트 장치의 선택을 기반으로 제공하고, 개별 환자에 맞게 조절하기 위한 것이다. 개별 구성요소, 특히 제1 조인트 장치 및 제2 조인트 장치의 모듈 구성은 상호 교환을 쉽게 한다. 본 발명의 실시예에 따라, 우선 다수의 제1 조인트 장치로부터 환자에게 적합한 조인트 장치가 선택되고, 지지레일과 체결장치가 제공되는 것이다. 가장 적합한 것으로서 상기 제1 조인트 장치가 선택되고 난 후, 다수의 제2 조인트 장치가 지지요소를 통해 상기 제1 조인트 장치에 체결되고, 테스트 또는 교체되기 때문에, 개별화 또는 조절은 개별 환자, 사용 목적 또는 환자의 변화된 상황에 맞게 실시될 수 있다. 기본 조인트(basis joint), 즉 상기 제1 조인트 장치를 위해, 특히 부하(load)가 내측-측면-방향으로 흡수되는 반면, 상기 제2 조인트 장치를 통해 부하가 앞쪽-뒤쪽-방향으로 흡수 및 배출될 수 있다. 기본 조인트는 특히 프리 휠 조인트(free wheel joint)로서 형성되어 있는 반면, 제2 조인트 장치는 특히 기능요소, 예컨대 구동장치, 댐퍼, 측정값 리시버, 잠금 해제장치 또는 잠금장치, 확장장치, 스프링 또는 또 다른 에너지 저장장치와 같은 그러한 기능요소를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 첨부된 도면을 통해 아래와 같이 상세하게 설명된다:
도 1 내지 도 3은 KAFO를 전방-내측-측면도로 도시하고 있고;
도 4 내지 도 8은 본 발명의 제1 변형된 형태를 단면도, 정면도, 측면도, 후면도 및 내측면도로 도시하고 있고;
도 9 내지 도 13은 제2 변형된 형태를 단면도, 정면도, 측면도, 후면도 및 내측면도로 도시하고 있고;
도 14 내지 도 18은 제3 변형된 형태를 단면도, 정면도, 측면도, 후면도 및 내측면도로 도시하고 있고;
도 19 내지 도 21은 보조기 시스템을 측면도로 도시하고 있고;
도 19a 내지 도 21a는 도 19 내지 도 21을 내측 측면도로 도시하고 있다.
도 1은 다리에 설치하기 위한 소위 KAFO(knee-ankle-foot-orthosis)를 정면도로 도시하고 있다. 상기 보조기는 지지장치(50, 52, 54)를 통해 지지 되며, 경우에 따라 도시되어 있지 않은 벨트를 통해 추가로 지지 된다. 허벅지(upper leg)는 허벅지 지지 부(50)에 지지 되고, 하퇴(lower leg)는 하퇴 지지 부(52)에 지지 되며, 발은 발판(54) 위에 놓인다. 신체의 일부를 지지하기 위한 장치(50, 52, 54)는 지지레일(60)에 체결되며, 상기 지지레일은 각각의 팔다리를 따라 뻗어 있으며, 도시된 실시 예에서 도시되어 있지 않은 다리에 대해 측면으로 뻗어 있다. 허벅지 지지레일(60)은 허벅지 지지 부(50)로부터 상단부(10)까지 뻗어 있고, 상기의 소위 지지레일 박스에서 나사를 통해 형상 끼워 맞춤 방식으로 고정된다. 이로 인해, 상기 상단부(10)는 허벅지 지지레일(60)의 원위 엔드 피스(end piece)를 형성한다. 상단부(10)에는 회전 축(40)을 중심으로 하단부(20)가 체결되어 있기 때문에, 상단부(10)는 하단부(20)와 함께 조인트 장치(30)를 형성하며, 상기 조인트 장치는 자연 무릎 관절 높이로 배열된다. 하단부(20)에는 하퇴 지지레일(60)이 체결되어 있으며, 이로 인해 하단부(20)는 하퇴 지지레일(60)의 근위 방향 끝 부분을 형성한다. 하퇴 지지레일(60)의 원위 단부에는 발목 관절(230)이 자연 발목 관절(ankle joint) 높이로 배열되어 있으며, 이때, 지지레일 구성요소(60)가 발목 관절에 연결되어 있고, 이러한 지지레일 구성요소는 발판(54)을 보조기 발목 관절(230)과 연결한다. 상기 발판(54)은 상기 보조기 발목 관절(230)을 통해 상기 하퇴 지지레일(60)과 회전 가능하게 연결된다.
상기 조인트 장치(30)를 포함하는 보조기 무릎 관절에는 지지요소(110, 120)가 지지레일(60)에 대해 측면으로 체결된다. 상단 지지요소(110)는 상단부(10) 및 경우에 따라 허벅지 지지레일(60)에 토크 및 힘을 전달하도록 체결된다. 이에 대응하여, 하단 지지요소(120)는 힘 및 토크를 전달하도록 하단부(20)에 체결, 특히 나사 체결되거나, 또는 형상 끼워 맞춤 요소를 통해 전술한 하단부에 체결된다. 상기 상단 지지요소(110)는 제2 조인트 장치(130)가 제공된 상태에서 하단 지지요소(120)와 회전 가능하게 연결되기 때문에, 회전 축(40)을 중심으로 평행하게 동 축으로 회전할 수 있는 제2 조인트 장치(130)는 상단부(10)와 하단부(20) 사이에 제공된 제1 조인트 장치(30)에 대해 측면으로 간격을 둔 상태로 보조기 무릎 관절 영역에서 형성된다. 대응하는 형태는 보조기 발목 관절 또는 보조기 고관절에서도 형성될 수 있다.
상기 두 개의 지지요소(110, 120)는 특히 상단부(10)와 하단부(20)에 분리 가능하게 체결될 수 있으며, 이것은 선택적으로 형성되어, 측면으로 배열된 제2 조인트 장치(120)를 포함하는 발 보조기를 쉽게 조절하기 위한 것이다.
상단 지지요소(110)에는 또 다른 구성요소, 예컨대 구동장치, 댐핑 장치, 제어장치, 센서 또는 이와 유사한 것을 위한 고정부(112)가 제공된다.
도 2는 도 1에 따른 KAFO를 내측면도로 도시하고 있다. 상단부(10)에는 나사를 포함하는 지지레일 박스(15)가 형성되어 있으며, 상기 지지레일 박스에는 허벅지 지지레일(60)이 삽입되어 있고, 형상 끼워 맞춤 방식으로 고정되어 있다. 상기 허벅지 지지레일(60)에는 허벅지 지지 부(50)가 체결되어 있다. 하단부(20)는 회전 축(40)을 중심으로 회전 가능하게 상단부(10)에 대해 원위(distal) 방향으로 고정되어 있다. 하퇴 지지레일(60)은 하단부(20)를 포함하는 지지레일 박스(25)에 나사 체결되어 있다. 내측 면도에서, 고정부(122)는 예를 들어, 피스톤 로드를 고정하기 위해 제공된 볼트 고정용 관통 구 형태로 제공될 수 있고, 상단 지지요소(110)에 제공된 고정부는 식별되지 않으며, 하단 지지요소(120)는 단지 부분적으로 식별될 수 있다. 상단부(10)에는 베어링 플레이트(200)가 배열되어 있으며, 상기 베어링 플레이트는 상단부(10)를 지나 근위 방향으로 뻗어 있고, 일반적으로 상단부(10)보다 넓게 형성되어 있다. 상기 베어링 플레이트(200)에는 상단 지지요소(110)가 고정되어 있으며, 상단 지지요소(110)를 베어링 플레이트(200)에 체결하는 것은 다음에 상세하게 설명된다. 하단 지지요소(120)는 분리 가능하게 하단부(20) 바로 근처에 체결되어 있다.
도 3은 도 1에 따른 보조기를 측면도로 도시하고 있으며, 상기에서 상단 지지요소(110)뿐 아니라, 하단 지지요소(120)도 명확하게 식별할 수 있다. 상기 제2 조인트 장치(130)의 회전 가능한 형태 및 상단부(10)와 하단부(20)의 제1 조인트 장치(30)의 회전 축에 대해 동축으로 제공된 제2 조인트 장치(130)의 회전 축(40) 형태와 마찬가지로 상단 지지요소(110)에 제공된 고정부(122) 및 하단 지지요소(120)에 제공된 고정부(122)도 식별할 수 있다. 하우징일 수 있는 상기 고정부(112)는 상단부(10)와 상단 지지요소(110) 사이에 제공된 베어링 플레이트(200)를 완전히 커버하고 있다.
도 4 내지 도 8은 지지레일(60) 및 허벅지, 하퇴 및 발을 지지하기 위한 장치(50, 52, 54)가 제공되지 않은 조인트 장치의 형태를 앞 측 단면도, 정면도, 측면도, 후면도 및 내측면도로 상세하게 도시하고 있다.
도 4는 상단부(10), 하단부(20) 및 지지레일을 분리 가능하게 체결하기 위해 상단부와 하단부에 형성된 체결장치(15, 25)를 포함하는 보조기의 일부를 단면도로 도시하고 있다. 상기 체결장치(15, 25)에 지지레일이 삽입되어 있고, 나사를 통해 나사 체결된다. 나사는 상단부(10)와 하단부(20)의 내부의 나사 구멍에 나사 삽입되어 있다.
상단부(10)와 하단부(20)는 조인트 장치(30)가 제공된 상태에서 회전 축(40)을 중심으로 서로 연결된다. 도시되어 있지 않은 지지레일과 상단부(10) 및 하단부(20)에 대해 측면으로 두 개의 지지요소(110, 120)가 상단부(10)와 하단부(20)에 체결, 도시된 실시예에서 나사 체결된다. 상단 지지요소(110)는 힘과 토크를 전달하도록 베어링 플레이트(200)를 통해 상단부(10)에 나사 체결된다. 상기 베어링 플레이트(200)는 분리된 부품으로서 형성되어 있고, 상단부에 분리 가능하게 체결되어 있다. 이에 대응하여, 하단 지지요소(120)는 힘과 토크를 전달하도록 스페이서(90) 연결을 통해 하단부(20)에 체결된다. 두 개의 지지요소(110, 120)는 회전 가능하게 서로 연결되어 있고, 제2 조인트 장치(130)를 형성하며, 이러한 제2 조인트 장치의 회전 축은 제1 조인트 장치(30)의 회전 축에 대해 동축으로 뻗어 있다. 이로 인해, 뒤틀림 또는 압력이 없는 상태에서 보조기 구성요가 회전 축(40)을 중심으로 회전할 수 있다.
전술한 두 개의 조인트 장치(30, 130)는 서로 간격을 유지하면서 측면으로 배열되어 있기 때문에, 이러한 조인트 장치(30, 130) 사이에 여유 공간(80)이 형성된다. 지지레일의 지지영역에서 조인트를 이중으로 제공함으로써, 고-부하 상태의 보조기 영역에서 힘과 토크를 효과적으로 흡수하고 전달할 수 있다. 바람직하게는, 보조기에서 발생하는 힘은 프레임 같은 구성으로 인해 두 개의 조인트 장치(30, 130)를 포함하는 보조기 조인트에서 흡수되고 전달된다. 힘의 전달 라인은 종 방향 연장부, 즉 근위 방향으로부터 원위 방향으로 연장된 지점으로 분배되고, 상단부와 하단부의 두 구성부품 사이에 형성된 제1 조인트 장치(30)와 상단 지지요소(110), 하단 지지요소(120) 및 전술한 지지요소 사이에 형성된 제2 조인트 장치(130)를 포함하는 상단부(10)뿐 아니라, 하단부(20)를 지나 뻗어 있다. 상단부 및 하단부(10, 20)에 지지요소(110, 120)가 연결되는 영역에서 힘과 토크가 분배 및 합류하기 때문에, 응력이 종료된다. 이로써, 측면으로 배열된 조인트 장치(30)는 프리 휠 조인트로서 작동한다. 상기 두 개의 조인트 장치(30, 130) 간의 간격은 지지레일의 두 배의 두께에 대응한다. 조인트 장치(30, 130)의 서로 간의 간격이 넓을수록, 전체 보조기 조인트는 안정적이지만, 매우 넓은 간격은 쾌적한 착용감에 대해 단점으로 작용할 수 있다.
도 5는 도 4에 따른 보조기의 단면을 앞쪽 상면도로 도시하고 있다. 서로 측면으로 간격을 두면서, 즉 회전 축(40)을 따라 서로 간격을 두고 있는 조인트 장치(30, 130)와 함께 상단부(10)뿐 아니라, 하단부(20) 및 상단 및 하단 지지요소(110, 120)가 식별될 수 있다. 상기 조인트 장치(30, 130) 사이에는 여유 공간(80)이 제공되어 있다. 하단 지지요소(120)의 평평한 구조에도 불구하고, 여유 공간(80)과 조인트 장치(30, 130) 사이에 간격을 제공하기 위해, 하단부(20)와 하단 지지요소(120) 사이에 스페이서(90)가 배열되며, 이러한 스페이서는 두 조인트 장치(30, 130) 사이의 여유 공간(80)에 대응한다. 분리된 스페이서 요소(90) 대신, 하단 지지요소(120)에 성형 된 간격을 통해 여유 공간(80)이 제공될 수 있다. 상단 지지요소(110)에는 도 4에 도시된 스페이서 요소(95)를 통해 상기 베어링 플레이트(200) 쪽으로 간격 보정이 실시된다.
도 6은 도 4 및 도 5에 따른 실시예를 외부, 즉 측면 상면도로 도시하고 있다. 외장재 및 하단 지지요소(120) 뒤에 제공된 상단 지지요소(110)와 함께, 하단부(20)는 백그라운드에서 단지 부분적으로 식별할 수 있다. 상단 지지요소(110)에는 또 다른 구성요소, 예컨대 제어장치, 센서 또는 액추에이터와 같은 그러한 구성요소를 위한 고정부(112)가 형성되어 있다. 하단 지지요소(20)에는 지지레일 박스가 형성되어 있으며, 이것은 하단부(20)에 있는 그것과 유사하다. 상기 지지레일 박스에는 고정 스트럿(140)이 삽입되어 있고, 나사를 통해 하단 지지요소(120)와 연결된다. 스트럿(140)은 힘과 토크를 전달하도록 스페이서(90)를 지나 하단부(20)와 또 다른 나사를 통해 연결된다. 상기 스트럿(140) 및 스페이서 요소(90)를 통해 하단부(20)에 하단 지지요소(120)를 연결함으로써, 서로 다른 사용 조건 또는 상단부(10)와 하단부(20)를 포함하는 서로 다른 보조기에 맞게 조절하는 조절 기능이 용이하게 달성될 수 있다. 식별할 수 없는 상단부(10)에 베어링 플레이트(200)가 배열되어 있으며, 상기 베어링 플레이트에 다시 상단 지지요소(110)가 체결된다. 상기 베어링 플레이트(200)에는 다수의 체결장치(160)가 배열되어 있거나, 또는 형성되어 있으며, 이러한 체결장치를 통해 상단 지지요소(110)가 상기 베어링 플레이트(200)의 서로 다른 방향 및 서로 다른 지점에 체결될 수 있다. 서로 다른 지점에 상단 지지요소(110)를 배치하는 것과 함께, 서로 다른 상단 지지요소(110)를 보조기에 체결하는 것도 가능하며, 이것은 평행한 제2 조인트 장치(130)를 형성하고, 구성의 변형된 형태를 용이하게 테스트하고, 또한 영구적으로 배치하기 위한 것이다. 또한, 상기 베어링 플레이트(200)와 다수의 체결장치(160)로 인해, 추가 구성요소, 예컨대 에너지 저장장치, 제어장치, 조작 요소 및 이와 유사한 것을 보조기에 배열하고, 상단부(10)와 결합시킬 수 있다. 상기 베어링 플레이트(200)가 하단부(20)에 배열될 경우, 하단부(20)에 대응하는 추가 구성요소가 배열될 수 있다.
도 7은 보조기 구성요소를 후면도로 도시하고 있다. 상단부 및 하단부(10, 20), 조인트 장치(30, 130) 및 상단 및 하단 지지요소(110, 120)와 마찬가지로 스페이서(90, 95)가 식별될 수 있다. 두 개의 조인트 장치(30, 130)를 위해 동축으로 제공된 회전 축(40)과 마찬가지로 허벅지 지지레일을 위한 체결 지지레일(140) 및 지지 부(15)도 도시되어 있다.
도 8은 도 4 내지 도 7에 따른 실시예를 내측면도로 도시하고 있으며, 상기에서 체결장치(15, 25)는 도시되어 있지 않은 지지레일(60)을 위한 지지레일 박스 형태로 도시되어 있고, 평면에 대해 수직 방향으로 뻗어 있는 회전 축(40)이 도시되어 있으며, 백그라운드에서 상단 지지요소(110)의 고정부(112)가 식별될 수 있다. 내측면도에서, 다수의 체결장치(160)를 포함하는 베어링 플레이트(200)가 식별될 수 있으며, 상기 베어링 플레이트는 상단부(10)에 체결되어 있다. 예를 들어, 서로 다른 고정 요소를 중심으로 배열하거나, 또는 또 다른 구성요소를 베어링 플레이트에 체결하기 위해, 관통구(penetration)가 제공된 베어링 플레이트(200)에는 다수의 체결장치(160)가 형성되어 있고, 상기 체결장치를 통해 서로 다른 제2 조인트 장치(130)가 서로 다른 지점에 고정될 수 있다.
본 발명의 변형된 형태는 도 9 내지 도 13에 도시되어 있다. 기본적인 구성은 도 4 내지 도 8에 대응하기 때문에, 여기서 단지 차이만 설명된다. 도 4 내지 도 8에 따른 실시예와 달리, 상단 지지요소(110)는 일반적으로 상단부(10)에 대해 평행한 방향으로 배열되는 것이 아니라, 측면으로 약간 경사진 형태로 제공되며, 이러한 경사는 고정부(112)와 베어링 플레이트(200) 사이의 근위 방향 스페이서 요소(95)를 통해 보정된다. 내측-측면 방향의 경사는 조절될 수 있으며, 이를 위해 조인트 장치(130)는 예컨대, 내측-측면-회전하는 회전 축을 통해 조절되도록 형성될 수 있으며, 이때 상기 제2 조인트 장치(130)의 회전 축(40)의 방향은 변하지 않는다. 전술한 것을 위해, 예를 들어 회전 축(40)에 대해 근위 방향으로 조인트가 제공될 수 있으며, 상기 조인트는 보조기의 연장된 지점에서 보행 방향을 가리키는, 즉 앞쪽으로부터 뒤쪽으로 평면에 대해 수직 방향으로 뻗어 있는 회전 축을 구비한다. 상기 스페이서 요소(95)를 통해 지원(support)되거나, 또는 나사를 통해 조절될 수 있는 그러한 앵글 조절을 통해, 고정부(112)에 배열된 구성요소, 예컨대 구동장치, 댐퍼 또는 제어장치와 같은 그러한 구성요소가 조절될 수 있다. 도 9에 따른 단면도에서 고정부(112)는 공동(cavity)으로서 형성되어 있으며, 이러한 공동에 예를 들어 유압식 댐퍼 또는 전동 구동장치가 삽입될 수 있고, 상기 공동에서 고정될 수 있다.
도 10은 하우징으로서 상단 지지요소의 실시예를 도시하고 있으며, 이러한 하우징에 고정부(112)가 형성되어 있다. 상단 지지요소(110)는 상단부(10)를 포함하는 두 개의 체결지점(114, 116)에 베어링 플레이트(200)를 통해 결합 되어 있고, 이러한 지점에 나사 또는 볼트를 통해 힘을 전달하고, 교체할 수 있도록 결합 되어 있다.
도 11은 측면도를 도시하고 있고, 이러한 측면도에서 상단 지지요소(110)의 고정부(112) 및 하단 지지요소(120)의 고정부(122)를 식별할 수 있다. 상기 하단 지지요소(120)는 도 4 내지 도 8의 실시 예의 경우처럼 지지레일 박스를 구비하는 것이 아니라, 스페이서 요소(90)를 통해 직접 하단부(20)에 나사 체결된다. 이러한 하단 지지요소(120)의 고정부(122)는 링 형태의 베어링 하우징(bearing housing)으로서 제공되며, 이러한 베어링 하우징에 예를 들어 구동장치 또는 댐퍼를 위한 피스톤 로드의 볼트가 고정될 수 있으며, 전술한 것은 회전 축(40)을 중심으로 상단부(10)에 대해 하단부(20)의 회전을 촉발시키거나, 또는 약화시키기 위한 것이다.
도 12에 따른 후면 도는 하단 고정부(122)의 링 형태와 마찬가지로 고정부(112)를 구비한 상단 지지요소(110)를 중공 형태(hollow form)로 도시하고 있다.
도 13은 상단부(10)와 지지레일 박스(15), 지지레일 박스(25) 및 회전 축(40)을 중심으로 회전하는 제1 조인트 장치(30)를 포함하는 하단부(20)를 구비한 보조기 무릎 조인트를 도시하고 있다. 상기 베어링 플레이트(200)에서 체결지점(114, 116) 및 상단 지지요소(110)를 고정하기 위한 체결장치(160)를 식별할 수 있다.
본 발명의 세 번째 변형된 형태는 도 14 내지 도 18에 도시되어 있다. 고관절, 무릎 관절, 또는 발목 관절 또는 팔꿈치 관절로서 형성될 수 있는 보조기 조인트의 구성은 기본적으로, 도 9 내지 도 13에 따른 변형된 형태, 즉 상단부(10)와 베어링 플레이트(200)에 대해 평행하게 제공된 상단 지지요소(110)를 포함하는 그러한 변형된 형태의 구성에 대응한다. 상단 지지요소(110)의 하우징 형태로 인해, 상단 스페이서 요소의 배열은 필요하지 않다. 또한, 두 조인트 장치(30, 130) 사이에 여유 공간(80)이 형성되어 있기 때문에, 힘의 전달 라인은 제1 조인트 장치(30) 및 제2 조인트 장치(130)로 인해 서로 간격을 유지하면서 보조기의 종 방향 연장부 쪽으로 뻗어 있다. 전반적으로, 구조의 높은 안정성을 달성하기 위해 상단 체결지점(116)은 회전 축(40)으로부터 상대적으로 떨어져 있다. 상기 하단 지지요소(120)와 하단부(20) 사이에는 다시 스페이서 요소(90)가 배열되어 있다.
도 15에 따른 정면도에서 보조기 조인트의 콤팩트한 구성 및 얇은 형태로 제공된 상단 지지요소(110)가 식별될 수 있다. 도 16에 따른 측면도는 상단과 하단 체결지점(116, 114) 및 고정부(122)를 하단 지지요소(120)의 베어링 아이(bearing eye) 형태로 도시하고 있다. 도 17에 따른 배면 도는 상단 지지요소(110)를 중공 하우징 형태로 도시하고 있으며, 이러한 상단 지지요소(110)는 충분한 힘 전달과 힘 흡수가 제공되도록 형태 안정적으로 형성될 수 있다. 도 18에 따른 내부 도는 상단부에 근위 방향으로 연결된 플레이트 형태의 확장부를 포함하는 상단부(10)를 도시하고 있으며, 이것은 상단 지지요소(110)를 고정하기 위해 충분한 지지 면을 제공하기 위한 것이다. 지지레일 박스(25)를 포함하는 하단부(20)는 나사를 통해 하단 지지요소(120) 및 베어링 볼트를 위한 고정부(122)와 형상 끼워 맞춤 방식으로, 그리고 가역적으로 연결된다.
도 19 내지 도 21은 일반적으로, 도 1, 도 2 및 도 3에 따른 보조기 구성에 대응하는 동일한 기본 구성의 보조기 시스템을 측면도로 도시하고 있다. 도 19는 도 3에 따른 변형된 실시예를 도시하고 있고, 도 20은 도 6에 따른 변형된 실시예를 도시하고 있고, 도 21은 도 11에 따른 변형된 실시예를 도시하고 있다. 모든 보조기는 도 3에 도시되어 있는 것처럼 지지장치(50, 52, 54)를 포함하는 기본 구성을 공통점으로 삼고 있으며, 각각 발을 발판(54)에 체결 및 고정하기 위한 벨트(56)가 제공된다. 또한, 발뒤꿈치 브래킷(55)이 족부에 배열되어 있기 때문에, 발판(54)에 착용된 발은 두 개의 체결 벨트(56)를 통해 발판(54)에 고정될 뿐 아니라, 발뒤꿈치 브래킷(55) 쪽으로 가압되거나, 또는 전술한 곳에 고정된다. 조절 가능한 스토퍼 또는 스프링과 같은 기능요소가 배열될 수 있는 발목 관절(230)에 하퇴 지지레일(60)이 근위 방향으로 연결되며, 이때 하퇴 지지레일에서 하퇴 지지 부(52)는 높이뿐 아니라, 앞쪽-뒤쪽-방향 및 하퇴 지지레일(60)의 종 방향 연장부에 대해 앵글 지점으로 조절 가능하게 고정된다. 무릎 관절 축(40) 주변에는 상단부(10)가 하단부(20)에 대해 회전할 수 있도록 형성되어 있다. 허벅지 지지 부(50)가 체결되어 있는 허벅지 지지레일(60)은 상단부(10)에 대해 근위 방향으로 뻗어 있다. 이러한 허벅지 지지레일(60)에 허벅지 지지 부(50)를 체결하는 것은 하퇴 지지레일(60)에 하퇴 지지 부(52)를 체결하는 것에 대응하여 어댑터에서 실시되며, 상기 어댑터는 허벅지 지지레일(60)의 종방향 연장부를 따라 이동할 수 있고, 이러한 어댑터로 인해 앵글 지점뿐 아니라, 앞쪽-뒤쪽-방향 및 내측-측면-방향, 즉 허벅지 지지레일로부터 멀리 또는 허벅지 지지레일 쪽으로 허벅지 지지 부의 조절이 가능하다.
이러한 기본 구성은 도 19 내지 도 21에 도시된 시스템과 동일하다. 보조기는 서로 다른 기능요소(150)를 통해 구분되며, 이러한 기능요소 가운데 단지 하나의 기능요소만 상기 도면에서 확인될 수 있다. 도 19에 따른 실시예에서, 고정부(112)에 기능요소로서 유압식 댐핑 장치가 배열되어 있으며, 이러한 댐핑 장치는 상기 고정부(112)를 통해 상단부(10)와 결합되고, 예를 들어 이러한 고정부(122)는 하단 지지요소(120)를 통해 하단부(20)와 연결된다.
도 20에 따른 실시예에서, 도 19에 따른 구성의 유압식 댐퍼 대신, 기능요소(150)로서 상단 지지요소(112)에 작동하는 잠금장치 및 잠금 해제장치가 배열되어 있다. 전술한 것에 대해 선택적으로, 도 19에 따른 고정부(112)에 기능요소로서 구동장치가 배열될 수 있다. 상기 구동장치는 회전 축(40)을 중심으로 회전운동을 개시 또는 적어도 지지하며, 상기 회전 축은 도 20의 도면에서 구동장치 뒤에 제공되어 있다.
도 21은 도 11에서 이미 설명된 것처럼 보조기에 컴퓨터 제어된 유압식 댐퍼 배열을 도시하고 있다. 기능요소로서 상기 유압식 댐퍼는 고정부(112)에 배열되어 있고, 고정부(122)를 포함하는 커플링 요소(coupling element)를 통해 하단 지지요소(120)에 결합될 수 있다.
도 19 내지 도 21에 따른 실시예에서, 지지장치(50, 52, 54, 56), 지지레일(60) 및 제1 조인트 장치(10, 20)를 포함하는 기본 구성은 변하지 않으며, 상기 제2 조인트 장치는 체결장치를 구비하도록 형성되어 있고, 상단 및 하단 지지요소에 배열된 기능요소(150), 예컨대 유압식 댐퍼, 잠금장치 및 잠금 해제장치, 모터 구동장치 또는 컴퓨터 제어된 유압식 댐퍼 시스템을 포함하는 상단 및 하단 지지요소(110, 120)를 통해 연결되며, 이때 상기 체결장치는 모듈로서 형성된 서로 다른 제2 조인트 장치(130)를 상단부(10)와 하단부(20)를 포함하는 기본 구성 및 제1 조인트 장치에 고정할 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 건강상태가 악화된 경우, 도 19에 도시된 단순한 유압식 댐퍼 시스템으로부터 도 21에 따른 컴퓨터 제어된 유압식 댐퍼 시스템을 지나 도 20에 따른 모터로 작용하는 능동 보조기 시스템 또는 잠금 해제장치와 잠금장치를 포함하는 보조기에 맞는 조절이 실시되거나, 또는 건강상태가 호전된 경우, 도 21에 따른 구동 시스템으로부터 어댑터 제어된 보조기 시스템을 지나 도 19에 따른 수동 보조기 시스템, 그리고 잠금장치 시스템과 잠금 해제 시스템으로 전달될 수 있다.
도 19a 내지 도 21a는 각각 도 19 내지 도 21에 따른 실시예를 내측면도로 도시하고 있다. 내측면도에서 알 수 있는 것은 허벅지 지지레일(60)에 체결장치(160)가 배열되어 있거나, 또는 형성되어 있으며, 상단 지지요소(110)는 이러한 체결장치에 나사, 볼트 또는 이와 유사한 것을 통해 체결될 수 있다. 대응하는 체결은 하단 지지요소(120)를 통해 직접 하단부(20)에 실시되거나, 또는 하퇴 지지레일(60)에 실시될 수 있다. 모든 기능요소(150) 또는 모든 지지요소(110, 120)는 대응하는 체결지점(114, 116)을 구비하며, 상기 체결지점은 예를 들어 보어 또는 핀으로서 형성되어 있고, 체결장치(160)와 일직선상에 놓이거나, 또는 상기 체결장치와 맞물릴 수 있으며, 전술한 것은 지지요소와 상단부 및 하단부 사이의 결합을 통해 제1 조인트 장치(30)에 제2 조인트 장치(130)를 고정하기 위한 것이다. 상기 체결장치(160)가 상단부(10) 또는 하단부(20)에 직접적으로 배열될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 제1 조인트 장치(30)를 통해 회전 축(40)을 중심으로 회전할 수 있도록 서로 결합된 상단부(10) 및 하단부(20)를 포함하는 보조기에 있어서,
    신체의 일부 또는 팔다리를 지지하거나, 또는 보조기(1)를 신체의 일부 또는 팔다리에 고정하기 위한 장치(50, 52, 54)는 상기 상단부(10) 및 하단부(20) 중 적어도 하나에 배열되어 있고,
    상단 지지요소(110)는 상단부(10)의 일 측, 하단 지지요소(120)는 하단부(20)의 일 측에 고정되고,
    상기 두 지지요소는 제2 조인트 장치(130)를 통해 회전 축(40)을 중심으로 회전할 수 있도록 서로 결합되고,
    베어링 플레이트(200)는 상기 베어링 플레이트의 여러 지점에서 제2 조인트 장치(130)를 고정하기 위한 다수의 체결장치(160)를 가지고,
    상기 베어링 플레이트(200)는 적어도 하나의 체결장치(160)를 통해 상단부(10) 및 하단부(20) 중 적어도 하나에 체결 또는 형성되고,
    지지요소(110, 120)는 베어링 플레이트(200)를 통해 상단부(10)와 하단부(20)에 분리 가능하게 체결되어 있는, 보조기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 조인트 장치(30)와 제2 조인트 장치(130)는 측면으로 서로 간격을 두고 배열되는, 보조기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    지지요소(110, 120)는 상기 제2 조인트 장치(130)를 통해 분리 가능하게 서로 연결되어 있는, 보조기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    지지레일(60)을 분리 가능하게 체결하기 위한 체결장치(15, 25)는 상단부(10)와 하단부(20)에 형성되어 있거나, 또는 배열되어 있는, 보조기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    댐퍼, 잠금 해제장치 및 잠금장치, 구동장치, 제어장치, 스프링 메커니즘, 확장 장치 및 센서 중 적어도 하나를 위한 고정부(112, 122)는 상단 지지요소(110) 및 하단 지지요소(120)에 배열 또는 형성되어 있는, 보조기.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상단 지지요소 및 하단 지지요소(110, 120) 중 적어도 하나는 회전 축(40) 쪽으로 앵글을 조절할 수 있도록 형성되어 있는, 보조기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    보조기는 무릎을 커버 하는 보조기, KAFO 또는 발목-발-보조기로서 형성되어 있는, 보조기.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지요소(110, 120)는 힘과 토크를 전달하도록 상단부(10)와 하단부(20)에 고정되어 있는, 보조기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지요소(110, 120)는 금속 또는 섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있는, 보조기.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지요소(110, 120) 중 적어도 하나의 지지요소는 기능요소(150)로서 형성되거나, 또는 적어도 하나의 지지요소(110, 120)에 기능요소(150)가 고정되어 있거나, 또는
    상기 지지요소(110, 120) 중 적어도 하나의 지지요소는 기능요소(150)로서 형성되고, 적어도 하나의 지지요소(110, 120)에 기능요소(150)가 고정되며,
    상기 기능요소(150)는 구동장치, 댐퍼, 제동장치, 잠금장치, 측정값 리시버 및 에너지 저장장치 중 적어도 하나인, 보조기.
  12. 청구항 1에 따른 보조기 및 베어링 플레이트(200)의 체결장치(160)에 고정될 수 있는 기능요소(150)로 구성되고,
    상기 기능요소(150)는 구동장치, 댐퍼, 제동장치, 잠금장치, 측정값 리시버 및 에너지 저장장치 중 적어도 하나인, 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    기능요소(150) 또는 지지요소(110, 120)는 체결지점(114, 116)을 구비하며, 이러한 체결지점은 상단부(10)와 하단부(20)를 체결하기 위한 체결지점(114, 116)의 체결장치(160)에 대응하여 배열되어 있는, 시스템.
  14. 청구항 12 또는 13에 있어서,
    각각의 기능요소(150)와 상단부(10) 및 하단부(20) 중 적어도 하나 또는 베어링 플레이트(200) 사이에 적어도 하나의 스페이서 요소(90, 95)가 배열되어 있는, 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 기능요소(150)는 베어링 플레이트(200)에 교체 가능하게 고정되어 있는, 시스템.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상단 지지요소(110)와 하단 지지요소(120)는 모듈로서 조립되어 있는, 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
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