KR20230074159A

KR20230074159A - 하중 경감식 관절 보조 기구

Info

Publication number: KR20230074159A
Application number: KR1020237010561A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 티. 존슨; 빅토리아 하비; 벤 사이어; 잭 랜즈먼
Original assignee: 이카루스 메디컬, 엘엘씨
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2023-05-26
Also published as: CA3190909A1; JP2023548643A; EP4203867A4; EP4203867A1; WO2022046043A1; AU2020464643A1

Abstract

골관절염에 걸린 무릎 관절에서 하중을 경감시킴으로써 고통을 줄이고 이동성을 향상시키는 조정형 인장 무릎 보조기는, 하중 경감식 힌지 어셈블리에 의해 연결된 상부 및 하부 프레임, 그리고 장력 조정형 힌지 어셈블리, 선택적으로는 보조기 장력의 원격 또는 자동 제어를 가능하게 하는 센서 및 프로세서를 포함한다. 일부 실시예에서, 본 보조기는, 보조기 착용 중에 인장 요소(tensioning element)를 조정할 수 있는 사용자 기구를 포함한다. 다른 실시예의 경우, 보조기 성능 및 사용자 상호작용을 개선하기 위해 전자 모터, 센서 및 표시등이 보조기에 포함될 수 있다.

Description

언로딩 조인트 브레이스 장치

본 명세서에 개시되는 발명은 전반적으로 무릎 관절에 가해지는 무게를 신체의 다른 부위들로 재분배하고/하거나 관절 신전(extension)을 보조하여 관절에 대한 하중을 경감시킴으로써 통증과 불편함을 완화시키는 정형보조기용 무릎 보조기에 관한 것이다.

골관절염(OA)은 만성 염증, 쇠약 및 관절 연골의 궁극적인 손실이 특징인 퇴행성 관절 질환으로서, 기본 뼈의 악화를 유발한다. 특히 슬개대퇴 구획은 OA 환자가 가장 빈번하게 경험하는 무릎 통증 부위들 중 하나이다. 하중 경감식 보조기(unloading brace)는 무릎 OA에 대한 저가 치료 해법으로 사용되어 왔지만 관절 통증을 예방하고 줄이는 데는 절대적으로 비효율적이었다. 본 발명의 다양한 실시예의 목적은 무릎 관절에 대한 하중을 경감시키면서 OA로 손상된 무릎 관절의 통증을 감소시키는 무릎 보조기를 설계하는 데에 있다.

관절염은 현재 미국 성인들 사이에서 신체적 장애의 가장 흔한 원인이다. 100가지가 넘는 다양한 류마티스성 질환이 관절염에 속하며, 그 중 가장 흔한 것이 관절 연골과 기본 뼈의 만성 악화로 특징되는 퇴행성 관절 질환인 골관절염(OA)이다. OA는 미국에서 가장 흔한 관절 장애 중 하나이며, 이로 고통받는 환자수는 인구 고령화와 비만도 증가로 인해 당연히 많아질 것으로 예상된다. 미국에서만 2,700만 명의 성인이 이 질환을 앓고 있는 실정이다. 관절염의 가장 대표적인 유형으로, 이 장애는 무릎에 가장 많이 영향을 미치며 특히 무릎 관절 내 슬개대퇴(PF) 구획은 외래 환자들에게 가장 빈번한 무릎 통증 부위들 중 하나이다. PF 구획은 일상적인 움직임과 활동에서 핵심적인 역할을 수행하며, 관련 구성요소들의 굴곡(flexion), 신전 및 회전을 통해 다양한 범위의 동작을 가능하게 한다. 무릎 관절 내 관절 연골의 추가 쇠약을 예방하기 위한 가장 비침습적이고 널리 인정되는 방법들 중 하나는 무릎 보조기를 사용하는 것이다. 기본 연골을 포함한 관절 자체는 연골이 마모되기 시작하기까지 일정량의 힘만 지탱할 수 있으며, 하중 경감식 무릎 보조기는 관절에서 힘의 양을 감소시키는 역할을 한다.

미국 정형외과학회와 미국 질병통제예방센터에 따르면 미국인의 거의 절반이 85세가 되면 무릎 OA로 인한 증상을 보이며 PF 통증 증후군의 발생률이 연간 성인 1000명당 약 22명인 것으로 보고되었다. 또한, 미국 인구의 최대 10%가 슬개골 관절염과 연골 마모로 인한 통증과 기능 상실을 겪고 있다. 이러한 부상의 높은 유병률은 해당 질환이 성인 인구의 대다수에 영향을 미치고 향후 의료 시스템에 점점 더 큰 영향을 미칠 것임을 시사한다. 평균적으로 슬관절 전치환술 또는 무릎 인공관절 대체술은 $10,000 내지 $30,000의 비용이 들며 매년 600,000건 이상의 수술이 시행된다. 관절 연골 복원, 절골술, 단일구획 슬관절 치환술과 같은 다른 외과적 시술 뿐만 아니라, 각각 염증을 줄이고 충격을 흡수하도록 하는 코르티코스테로이드 및 히알루론산 주사도 매우 고가이다. 따라서 환자의 삶의 질을 향상시키고 잠재적인 의료 비용을 줄이기 위해서는 무릎에 가해지는 응력, 압력 및 침습적 시술의 양을 줄이는 예방적 치료가 필요하다.

또한, 심각한 관절 손상을 입은 사람들이 관절 치환술을 받기에는 적절하지 않을 때 견고한 보조기 덕분에 계속 활동할 수 있다. 미국에서는 2,700만 명의 성인이 골관절염을 앓고 있는 것으로 추산되며, 2004년에는 심각한 관절 손상과 관절염을 동반한 454,652명의 환자가 슬관절 치환술을 받았다. 현재 무릎 골관절염 치료에는 비약물학적 접근 방식(이를테면, 물리치료)과 약리학적 방법이 주로 이용되고 있다. 이들 방법이 효과가 없는 것으로 판명되면, 치료법은 수술로 이어지며, 수술 부작용으로 관절 내부 출혈, 뼈 치유 실패, 신경 또는 조직 손상 및 감염이 있다. 따라서, 무릎 OA 치료에 대한 순전히 비약물학적 보조기 접근 방식을 확립하는 것과 관련된 문제점들을 해결하기 위해, 고통받는 관절에 가해지는 하중을 상당히 덜어주면서, 통증 및 장애를 예방하고, 그 외 다른 많은 치료를 함께 받지 않아도 되는 무릎 보조기를 개발할 필요가 있다. 본 발명의 다양한 실시예의 주된 목적은 골관절염에 걸린 무릎 관절의 슬개대퇴 구획에서 하중을 상당히 덜어주어 통증 및 장애를 완화시키는 무릎 보조기를 개발하는 데에 있다.

OA 무릎 보조기

골관절염 무릎 보조기는, 전방 대퇴부에 가로로 놓이는 "상부 커프"라 불리는 상부 프레임 부재 및 전방 또는 후방 경골에 가로로 놓이는 "하부 커프"를 갖는 강성 또는 반강성 프레임으로 주로 이루어지며; 이들 커프의 반대쪽에 스트랩이 있어 프레임을 사용자의 다리에 고정시킨다. 상부 커프와 하부 커프는 사용자의 정상적인 동작 범위, 또는 부상 정도에 따라 그 미만의 범위를 통해 피봇 이동하는 회전식 힌지 어셈블리에 의해 연결된다.

OA의 경우, 질병 진행 과정에 관절연골을 미란시키는(erode) 분해효소가 있어 뼈와 뼈 사이의 접촉이 발생하는데 이는 사용자의 무릎 통증의 주요 원인이다. "하중 경감식" 보조기로 분류되는 OA 무릎 보조기는 대퇴골과 경골 사이를 벌리므로 사용자가 걷기, 서 있기, 운동 등과 같이 하중의 부담을 받을 때 뼈와 뼈 사이의 접촉이 발생되지 않는다. 이러한 효과는 보조기를 사용하여 대퇴골을 위로 올리고/올리거나 경골을 아래로 당김으로써, 또는 대퇴골 관절구와 경골 관절구를 서로 상대적 위치에 고정시키는 상부 커프 및 하부 커프의 작용을 통해 대퇴골 관절구와 경골 관절구가 직접 접촉하지 않도록 함으로써 달성된다.

하중 경감식 무릎 보조기는 또한 내측(medial)에서 외측(lateral) 방향으로 힘을 가하여 무릎 관절을 안쪽으로 밀어서 대퇴골 관절구와 경골 관절구를 분리시키는 힌지 어셈블리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조기, 이를테면 좌내측 구획의 OA를 치료하기 위한 보조기의 경우, 힌지 어셈블리가 무릎 관절의 내측면에 구비될 수 있거나, 양 측면에 힌지 어셈블리가 구비될 수 있다. 힌지 어셈블리는 무릎 관절을 외측 방향으로, 예컨대 안쪽 방향으로 및/또는 이격시키는 방향으로, 미는 구성요소(예컨대, 팽창식 패드)를 포함하여, 무릎의 내측면에 가해지는 하중을 덜어내어 환자의 통증을 감소시킬 수 있다.

하중 경감식 무릎 보조기의 힌지는 또한 내장형 브레이킹 시스템과 유사한 구성요소들을 포함할 수 있어, 사용자는 무릎을 구부릴 때 무릎이 주저앉지 않도록 장력이 증가하는 것을 경험하게 된다. 전체 동작 범위를 통해 무릎 관절을 안정시키기 위해 다리 근육들이 수행하는 일의 대부분에 힌지 어셈블리 및 커프들이 관여한다.

더 최근에는, 자신의 의학적 병태에도 불구하고 활동적인 라이프 스타일을 유지하고자 하는 소비자들에게 많은 OA 무릎 보조기가 판매되었다. 현재는, 사용자의 동작을 보조("스윙 보조" 또는 "무릎 신전 보조"으로 알려짐)하도록 힘을 가하는 기능이 있는 힌지 어셈블리를 포함하는 OA 무릎 보조기가 시판 중에 있다. 힌지가 가하는 복원력은 사용자의 원래 이동 방향과 반대 방향일 수 있다. 이를테면, 사용자가 몸을 아래로 구부렸을 때 사용자의 무릎을 굴곡 위치에서 신전 위치로 밀어내는 것일 수 있다. 힌지 어셈블리는 스프링 부재 및/또는 탄성 부재(인장 요소(tensioning element))로 주로 구성되어, 사용자가 다리를 구부리고 있을 때, 이를테면 쭈그리고 앉아 있을 때, 스프링 부재가 압축 또는 신장되거나 탄성 부재가 신장되는 식으로 위치 에너지를 저장하게 된다. 이러한 압축 또는 신장으로 인해 생성되는 복원력은 사용자가 다리를 펴기 위해 움직일 때 사용자를 보조하는 데 사용된다.

그러나 OA 무릎 보조기 산업에서 필요한 것은 무릎 관절에 가해지는 사용자의 체중을 효과적으로 줄이는 동시에 하향력을 완화하는 것은 물론, 약해진 근육을 지지하고 안정성을 제공하는 복원 저항력을 생성하는 무릎 보조기다. 무릎 보조기가 활동적인 사용자의 무릎 신전 기능을 보조하는 것도 유리할 수 있다.

또한 무릎을 안쪽으로 밀지 않아도 되고 대신 잘 맞는 강성 또는 반강성 프레임과 스트랩, 및/또는 필요 시 사용자가 작동시킬 수 있는 조정 가능 장력과, 대퇴골 관절구 및 경골 관절구를 당기면서 무릎 근육에 의해 일반적으로 수행되는 기계적 일에 관여하도록 종래 기술의 것보다 현저히 더 높은 수준의 장력을 갖는 힌지 어셈블리를 활용하는, 개선된 하중 경감식 기구가 또한 요구된다.

본 발명의 다양한 실시예는 환자가 무릎 OA로 인해 경험하는 통증의 양을 줄이도록 설계된 새로운 유형의 하중 경감식 무릎 보조기로 구성된다. 본 명세서에 개시된 무릎 보조기 및 힌지 어셈블리는 무릎 관절의 굽힘 또는 수축/굴곡에 맞서는 힘을 생성한다. 본 보조기는 무릎 관절이나 팔꿈치 관절에 적합할 수 있지만, 당업자가 본 발명을 무릎 보조기에 쉽게 적용할 수 있도록 본 명세서에서는 무릎 관절에 대해서만 상세히 설명하기로 한다. 본 보조기는 본 명세서에 기술되는 낮은 장력에서 높은 장력까지의 저항 기구를 사용하고 힘을 신체의 다른 부위들로 분산시킴으로써 무릎 내의 상당한 양의 하중을 효과적으로 감소시킨다. 그 결과, OA에 걸린 무릎 부위들에서의 접촉 압력이 감소하고 이에 따라 통증이 줄어든다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 사용자가, 일부 양태의 경우 보조기를 착용하고 있을 때를 포함하여 필요에 따라, 각각의 관절 기구에서 장력을 신속하게(예를 들어, 일부 양태의 경우 약 1 내지 5초) 가감할 수 있도록 하고; 보조기를 착용하고 있을 때를 포함하여, 의료 전문가의 도움 없이, 장력 수준을 조정할 수 있도록 하며; 굴곡 정도 증가에 따라 장력을 증가시킬 수 있도록 하고; 관절의 신전-굴곡 범위를 제한할 수 있도록 한다. 본 장치는 슬개대퇴 골관절염(OA), 연골 손상, 반월판 손상, 무릎 안정성 문제, 및 무릎을 구부리거나 수축할 때 통증이 심해지는 기타 유형의 무릎 상태로 고통받는 사람들, 및 운동 또는 단순한 생활 기능들(이를테면, 앉았다 일어 서기) 도중 무릎을 펴기 위한 근력(예컨대, 대퇴사두근 약화)이 부족한 환자들에 특히 적합하다. 본 명세서에 개시된 보조기 및 힌지 어셈블리의 다양한 실시예는 무릎 관절을 안정화시키기 위한 개선된 지지 효과를 제공하며, 신전 보조 효과를 제공함으로써 사용자의 신체 기능을 개선할 수 있다. 보조기의 또 다른 형태는 인장 요소들을 구비하여, 보조기가 신전에 저항하고 굴곡을 보조하도록 유도한다. 인장 기구는 장치와 함께 또는 장치 없이 사용 가능하다. 이러한 유형의 장치는 무릎 굴곡 구축을 치료할 수 있으며, 인공관절 대체술에서 회복 중인 환자가 운동 범위를 개선하는 데 도움을 주도록 사용 가능하다.

본 명세서에 개시된 보조기 및 힌지 어셈블리의 다양한 실시예는 팔꿈치, 어깨, 발목, 손목 및 둔부와 같은 여타 인간 관절을 치료하도록 설계된 다른 보조구(orthotic)에도 적용될 수 있으며, 이때 관절 부위들 사이의 힘의 양을 변화시킬 수 있는 후술되는 다양한 인장 기구를 통해, 관절의 한 부위에 있는 지지대(support)가 동일한 관절의 다른 부위에 작동적으로 연결된다. 예를 들어, 어깨 보조기는 후방 측으로 향하는 힘을 가함으로써 전방 측 방향 또는 다른 방향(들)의 하중을 경감시켜 통증을 완화할 수 있다. 이러한 예에서, 어깨 보조기의 일부는 신체의 부상 부위에 부착되고 신체의 다른 부위(이를테면, 부상당한 어깨의 반대쪽 어깨)에 고정된다. 관절에 바람직한 힘 환경을 생성하기 위해 인장 기구와 함께 강성 및 반강성 부품들을 사용할 수 있다.

하중 경감식 보조기 수직하중 지지대

본 발명의 다양한 실시예는, 일부 양태에 의하면 사용자의 대퇴골 및 경골을 부분적으로 또는 완전히 커버하는 강성 또는 반강성 수직하중 지지대를 통해, 그리고 수직하중 지지대의 상부 부분과 하부 부분을 연결하는 피봇이동 힌지 어셈블리를 사용하여, 무릎 관절에 가해지는 사용자의 체중으로 인한 하중을 효과적으로 경감시키는 무릎 보조기를 포함한다. 일부 실시예에서, 수직하중 지지대의 후방 측에는 1개 내지 3개의 스트랩이 상부 부분 및 하부 부분에 구비되거나, 또는 장치를 예를 들어 무릎, 팔꿈치 또는 발목에 연결하며 수직하중 지지대를 상대로 다양한 방식으로 배향될 수 있는 다른 기구가 구비된다.

또한 본 발명의 수직하중 지지대는 무릎 환자들이 무릎 관절에 가해지는 하중을 효과적으로 경감시키기 위해 사용하는 것으로 당업계에 예전부터 알려져 있는 다양한 유형의 힌지 어셈블리와 함께 사용될 수 있다는 점에 유의한다. 이러한 어셈블리 중 하나는 강성 소재와 반강성 소재의 조합으로, 관절을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 탄성 슬리브 또는 지지대에 보조기가 연결되거나 그 내부에 수용될 수 있도록 한다.

무릎 보조기의 다양한 실시예는 (보조기 내측 또는 외측용) 한 측면 상의 힌지 어셈블리를 통해 또는 (보조기 전체용) 2개의 힌지 어셈블리를 통해 상부 프레임과 하부 프레임이 연결된 구성의 수직하중 지지대를 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 수직하중 지지대는, 무릎 위와 아래에 배치되며 일부 예로 기어식 또는 비-기어식 피봇이동 힌지 어셈블리를 통해 연결되는, 아치형, 곡선형 또는 반원형의 강성 또는 반강성 유닛을 포함한다. 상부 프레임과 하부 프레임은 보조기를 사용자의 다리에 고정하기 위한 적어도 하나의 스트랩 또는 다른 연결 기구를 추가로 포함할 수 있으며, 수직하중 지지대의 상부 부분은 무릎에 가해지는 힘을 효과적으로 분산시키기 위해 허벅지 뒤쪽을 지지하는 스트랩들 및/또는 소재를 가질 수 있다. 또한 상부 부분과 하부 부분은 후크-루프 유형의 소재, 클립 유형의 패스너 또는 유사한 방법으로 고정될 수도 있다.

보조기를 (우측과 좌측, 또는 내측과 외측 지지대에서와 같이) 일방향 또는 양방향으로 착용할 수 있으며, 이는 무릎의 내측 또는 외측이 손상되었는지 또는 대략 중앙 부분에 해당하는 대퇴골 구획이 손상되었는지에 따라 결정된다. 장력 보조기 힌지 어셈블리는 무릎의 손상된 부위의 근위 쪽에 있어야 한다. 높은 장력 보조기가 필요한 사용자라면 양쪽에 토크가 생성되도록 내측 지지대와 외측 지지대를 구비한 보조기를 사용하는 것이 이상적일 수 있다.

토크의 양은 탄성 소재의 강도 및 개수에 의해 변경될 수 있다. 또한 사용자의 특정 OA 상태에 대응하도록 양쪽에서의 토크의 양을 다르게 할 수 있다. 본 명세서에 개시된 보조기 프레임의 대상은 손상된 슬개대퇴 구획일 수 있지만 그 외 다른 유형의 무릎 부상 및 의학적 병태의 경우는 한쪽 수직하중 지지 부재 및/또는 하나의 힌지 어셈블리만으로도 도움이 될 수 있다.

또한 환자가 무릎의 한 구획에서 나머지 구획들보다 더 많은 OA 증상을 경험하는 경우에도, 환자의 무릎에 존재하는 단일 구획 OA의 반대쪽에 힘을 가하는 식으로 본 보조기의 도움을 받을 수 있다. 이는 당업계에 알려져 있는 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 관절의 한쪽에 놓일 관절구 패드를 관절의 다른 쪽에 놓일 관절구 패드보다 더 단단하고 더 두껍게 만들 수 있다. 측면 판 또는 힌지 캡슐에 연결 가능하며 사용자의 무릎에 존재하는 내반/외반 정도에 따라 조절 가능한 끼움쇠(shim)를 사용하는 것도 한 방법이다.

본 보조기의 또 다른 응용으로, 본 명세서에 교시된 것과 동일한 인장 기구를 사용하여 관절의 굴곡에 맞서는 대신 굴곡을 보조하는 것을 예로 들 수 있다. 이는 인장 요소의 위치를 바꾸어 인장 요소를 힌지 어셈블리의 후방 측에 위치시키고 인장 요소의 장력을 유지함으로써 인장 요소로 하여금 관절의 굴곡을 도와주게 하는 식으로 달성될 수 있다. 관절의 붓기가 빠지면서 무릎이 해낼 수 있는 동작(굴곡)의 범위는 회복 후 무릎 건강의 지표이므로, 본 장치의 이러한 응용은 부상에서 회복 중이거나 물리 치료를 받고 있는 사람들에게 유용할 수 있다.

보조기 소재: 일부 실시예에서, 수직하중 지지대는, 대부분 비탄성이되 유연성이 있어, 무릎에 가해지는 하중을 분산시키는, 강성 및/또는 반강성 플라스틱, 금속, 그 외 다른 경량 소재, 이를테면 탄소섬유 또는 다른 적합한 소재로 제조된다. 일반적인 열가소성 수지를 사용하는 3D 프린팅은 본 명세서에 기술된 보조기를 제조하는 데 이상적인 소재이다.

무릎 보조기는 힌지 어셈블리로부터 높은 장력 또는 높은 토크를 받기 때문에 몸에 꼭 맞는 형태로 밀착되는 접촉이 바람직하다. 보조기는 상부 부분과 하부 부분에, 및/또는 스트랩 또는 다른 연결 기구에 라이닝으로 덧대어지는 경량 패딩을 추가로 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 피팅 및 소재 구성은 보조기와 사용자의 다리 사이의 마찰계수를 높여 사용자 다리로의 접착력을 증가시키도록 설계됨에 따라, 편안한 착용감을 유지하는 동시에, 무릎 관절의 하중을 다른 곳으로 수월하게 분산시킨다. 상부 부분과 하부 부분, 및/또는 스트랩 또는 다른 연결 기구를 탄성 슬리브 내부에 수용하거나 내장함으로써 몸/보조기 계면에서의 마찰계수를 낮출 수 있다. 강하면서 경량인 소재를 사용하는 제조 방법은 이러한 설계 특징을 용이하게 만든다. 또한 본 보조기는 편조 인장 요소와 같은 일반적인 소재로 제조 가능하므로, 보통은 기능성 보조기를 구입할 여력이 없는 사용자들이라도 더 저렴하고 더 쉽게 구매할 수 있다. 3D 프린팅된 형태의 보조기 프레임의 경우, 통합형으로 3D 프린팅되거나 별도로 부착되는 패딩을 포함할 수 있다. 3D 프린팅된 패딩은, 몸에 맞게 변형되고 쿠션 효과를 제공하는 압축성 매트릭스로 구성된다.

일부 양태에서, 보조기 프레임 또는 수직하중 지지대는, 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 위쪽의 사용자 대퇴골에 맞는 크기의 상부 강성 또는 반강성 프레임과, 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 아래쪽의 사용자 경골에 맞는 크기의 하부 강성 또는 반강성 프레임을 포함한다.

크기: 무릎 보조기는 다음 중 하나 이상을 기반으로 사용자에게 맞춤 제작될 수 있다: 사용자의 체격, 체중, 신체 활동 수준; 또는 보조기의 무게와 유연성 등. 대안으로, 무릎 보조기는 크기(예를 들어, 소형, 중형 또는 대형) 및/또는 장력 수준(낮음/중간/높음)별로 처방전 없이 매장에서 판매 가능하다. 대안으로, 보조기는 디지털 이미징을 사용하여 특정 사용자에게 맞도록 맞춤 제작될 수 있다. 바람직한 일 실시예에 의하면, 장치를 하중 경감용으로 사용하는 경우, 무릎 관절의 하중을 재분배하기 위해 보조기를 무릎 관절, 하부 대퇴골 및 상부 경골 형태에 꼭 맞도록 제작한다. 디지털 이미지 또는 3차원 스캔을 따라 보조기를 만들 수도 있으며, 이러한 피팅 과정을 자동화 또는 부분 자동화시킬 수 있다. 다리를 올바른 방향으로 배향시키고 다리와 보조기의 크기를 정확히 재는 용도로 소프트웨어를 사용할 수 있다.

힌지 어셈블리

일부 실시예에서, 본 발명은 낮은, 중간 또는 높은 장력의 적어도 하나의 인장 요소(예를 들어, 인장 요소, 탄성 밴드 또는 스프링), 사용자가 무릎 관절을 구부리거나 펼 때 이와 함께 회전하는 2개의 치합 톱니형 기어, 및 사용자가 보조기 착용 시 달성할 수 있는 관절의 신전-굴곡 정도를 제어하는 방법으로 이루어진다.

힌지 어셈블리는 본 명세서에 개시된 하중 경감식 보조기 수직하중 지지대와 함께, 및/또는 당업계에 알려져 있는 다른 무릎 보조기 또는 관절 보조기와 함께 사용 가능하다.

본 명세서에 개시된 힌지 어셈블리에서, 하중 경감을 위한 장력의 양은, 예를 들어, 동일하거나 상이한 장력 수준의 인장 요소들을 더 많이 추가함으로써 조정 가능하거나; 동일하거나 상이한 직경의 인장 요소들을 더 많이 추가함으로써 조정 가능하거나; 다른 탄성 특성의 인장 요소들로 대체함으로써 조정 가능하거나(예컨대, 더 단단한 밴드 또는 스프링을 사용함으로써 더 많은 장력 생성); 힌지 구성요소를 움직여 인장 요소의 한 단부 및/또는 중심이 고정되도록 하여 인장 요소의 추가 신전을 방지하는 식으로 요소 내 장력을 증가시킴으로써(예컨대, 이하 힌지 어셈블리의 실시예 2 내지 4 참조) 조정 가능하다. 힌지 어셈블리에는 매끄러운 부분들이 포함되어 있어, 인장 요소(들)의 손상을 방지하고 인장 요소(들)와 회전 기어의 접촉 여부에 상관없이 인장 요소가 힌지 위로 끌어당겨지고 늘려지며 신장될 수 있다.

하나 이상의 인장 요소를 사용하는 경우, 인장 요소들은 특정 양태에 의하면 힌지 어셈블리의 전방 측 및/또는 후방 측에 종방향으로 인접하게(이를테면, 병렬로) 배치되거나 위로 켜켜이(이를테면, 직렬로) 배치될 수 있다. 일부 양태에서의 또 다른 설계 특징은 복수의 인장 요소를 사용하는 것으로서, 드문 경우지만 밴드가 끊어지거나 떼어지는 경우에 백업 지지를 제공하여 보조기의 안정성을 향상시키는 것이다.

하나의 인장 요소를 사용하는 경우, 일부 실시예로, 1/8 인치 내지 3/4 인치 직경의 밴드를 갖는 힌지가 가능하며, 이보다 더 크거나 더 작은 밴드들을 동일한 보조기에 사용할 수도 있다.

다양한 장력 수준의 인장 요소들은, 예를 들어, 천연 고무, 편조 합성 고무 코드, 특이한 탄성 소재, 또는 그 외 다른 탄성 소재로 구성된다. 편조 밴드는 탄성 소재를 보호하며, 다른 밴드는 얇은 보호용 커버나 습식 또는 건식 윤활제를 사용하여 힌지 위로 부드럽게 당겨질 수 있도록 되어 있다. 바람직한 인장 요소는 장력 방향으로 배향된 여러 개별 탄성 띠를 3D 프린팅한 밴드로 이루어질 수 있다.

무릎 관절의 미끄럼 동작과 구르기 동작에 비교되는 추가적인 힌지 어셈블리가 가능하다. 이러한 형태는 무릎의 미끄럼 동작과 구르기 동작을 허용하는 슬롯을 포함할 수 있으며, 이때 슬롯은 상부 또는 하부 프레임의 핀이다. 인장 요소는 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 고정되어, 무릎의 자연스러운 움직임에 가장 비슷한 방식으로 무릎 관절의 전방 움직임을 늦추거나 저지할 수 있다.

신전-굴곡 정지부: 실시예 1 내지 5에 기술된 바와 같은 조정형 인장 기구에 더하여, 예를 들어, 사용자가 이미 부상을 쉽게 입을 수 있는 관절의 과신전 또는 과굴곡을 방지하는 것은 물론 단순히 굴곡 또는 신전 정도를 제한하는 신전-굴곡 정지부를 사용할 수 있다. 본 명세서에 개시된 힌지 어셈블리에서, 보조기 힌지는 관절의 신전-굴곡 정도를 제어하는 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 힌지의 피봇이동 지점에 대해 방사상으로 배향되는 슬롯을 힌지를 절단하여 형성하거나 보조기 제조 시 형성할 수 있다. 다시 말해, 힌지는 슬롯을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 힌지의 피봇이동 지점에 대해 방사상으로 배향된 슬롯일 수 있다. 분절식(articulated) 관절 움직임 중에 보조기의 두 프레임 간에 가능한 각도인 신전-굴곡 정도는 사전-제조된 인서트들을 상기 방사상으로 배향된 슬롯 안의 선택된 위치들에 배치함으로써 제어 가능하다. 이들 사전-제조되는 인서트는 골절되거나 구부러지거나 슬롯 밖으로 미끄러지지 않으면서 관절 및 강렬한 관절 움직임을 견딜 수 있는 강도와 형상을 갖는 소재로 제조될 수 있다. 힌지/치합 톱니형 기어의 부드러운 움직임을 제한하지 않으면서 인서트를 힌지 내에 고정시키는 데 있어서 측면 판 또는 힌지 캡슐이 도움이 될 수 있다. 보조기의 다양한 지점에 위치하는 인서트들 및 슬롯 덕분에, 사용자는 힌지 지점에서 장치에 허용되는 신전-굴곡 정도를 자신에 맞춤 설정할 수 있다.

신전-굴곡 정지부의 또 다른 변형은 제조 공정을 통해 이루어진다. 이 경우, 상부 및 하부 프레임 힌지의 전방 측 및/또는 후방 측 사이에 배치 가능한 인서트를 활용하여 예를 들어 힌지 지점에서의 관절의 신전-굴곡 정도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 인서트를 기어 사이 프레임 힌지의 전방 측에 배치하여 관절의 신전 정도를 제한할 수 있고, 대안으로는 인서트를 힌지의 후방 측에 배치하여 관절의 굴곡 정도를 제한할 수도 있다.

보조기 사용 시 관절이 수행할 수 있는 신전-굴곡 정도를 제한하거나 장치의 힌지 지점에 의해 허용되는 신전-굴곡 정도를 제한하기 위해, 일련의 힌지를 제조할 때 톱니형 기어들과 힌지(들)의 기하학적 구조를 변경할 수도 있다. 예를 들어, 한 기어의 기하학적 구조는 특정 굴곡 또는 신전 정도에서는 반대쪽 치합 기어에 끼워맞춤 되지 않도록 설계될 수 있다. 톱니형 기어/힌지는 바람직하게는 관절의 신전 또는 굴곡 시 잘 움직이지 않을 수 있는 내구성 있는 소재로 구성된다.

튜브: 또 다른 실시예에서, 힌지 어셈블리는, 보조기 및/또는 보조기 프레임의 기어식 구성요소들을 통과하는 튜브 또는 튜브들, 및 지지 구조 내부의 튜브 또는 튜브들을 포함한다. 이들 튜브는 프레임 내부에 부분적으로 또는 완전히 통합되거나 프레임 외부에 제공될 수도 있다. 보조기 구성요소들 내 튜브(들)의 균형을 맞춤으로써 해당 구성요소의 부피 및 무게를 최소화하는 동시에 충분한 강도를 제공할 수 있다. 크기가 더 크거나 더 작은 보조기 구성요소들을 허용하는 소재를 선택할 수 있다. 튜브들은 보조기 프레임 내부의 어디에나 위치할 수 있으며, 밴드들의 배향은 사용자의 요구사항, 치료, 선호도, 편안함, 부상, 성능 요건 등에 따라 여러 방식으로 정해질 수 있다.

또 다른 특징은 캠의 역할을 하는, 힌지의 한 부분 위로 끌어당겨지는 밴드의 양을 제한함으로써, 인장 요소의 길이와 구성요소의 길이에 기초하여 굴곡 정도를 제한하는 별도의 종료 지점이 있는 인장 요소를 사용한다는 것이며, 이는 인장 요소(들)가 고정되어 있던 단부로부터 인장 요소(들)를 떼어 내어 끌어당기는 것이므로 기계적 이점을 제공한다. 예를 들어, 실시예 1에서는 밴드들이 양쪽 단부에 고정되어 있고; 후술되는 실시예 2와 실시예 4에서는 예를 들어 밴드(들)가 원위 단부에만 고정되어 있어 장력 조정은 근위 단부에서 가능하며; 후술되는 실시예 3에서는 밴드(들)가 양쪽 단부에 고정되어 있되 장력 조정이 양쪽 단부 모두에서 가능하다. 캠의 형상을 변경함으로써 인장 요소의 연신율을 늘리거나 줄일 수 있으며 이에 따라 토크에 영향을 미칠 수 있다.

힌지 어셈블리에서의 장력 또는 반력(反力) 조정은 인장 요소의 개수를 증가시켜 장력을 높이고/높이거나 강성도가 더 높은 인장 요소를 사용하여 장력을 높이는 식으로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 무릎 보조기는 특정 수준의 장력(낮음, 중간 및 높음)을 갖도록 제조된다. 다른 실시예(예컨대, 후술되는 힌지의 제2 내지 제5 실시예)에서는, 힌지 기구의 작동을 중지시켜 인장 요소(들)이 신장될 수 있게 하거나, 힌지 기구를 작동시켜 인장 요소가 한쪽 또는 양쪽 단부로 신장되는 것을 방지함으로써 밴드(들)에서의 장력이 높아지게 하는 식으로, 장력 조정이 이루어질 수 있다.

다수의 밴드를 포함하는 또 다른 실시예의 경우, 사용자의 선호도 또는 요구사항에 기초하여 다양한 강도 및 크기의 인장 요소들을 함께 조합한 후 이러한 여러 인장 요소를 서로 다른 굴곡 정도로 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 한 밴드를 이를테면 5 내지 20도 굴곡 상태로 결합할 수 있으며, 이 지점에 다른 밴드를 결합하여 저항력을 증가시킬 수 있다.

인장 요소를 통과하거나 인장 요소가 결합될 수 있는 클램프 또는 핀 또는 앵커를 사용하는 등 여러가지 방법을 통해 밴드를 고정시킬 수 있으며, 보조기의 구멍(들)에는 보조기가 장력을 받는 동안 밴드 단부들이 구멍(들)에서 빠져나가지 못하게 하는 구성요소가 포함될 수 있다. 그 외 다른 기하학적 구조의 밴드, 이를테면 원형 밴드를 보조기의 상단 및 하단 구성요소들에 연결하여 사용할 수 있다.

원위 및 근위 힌지는 바람직하게는 수직하중 지지대들과 통합형 소재로서 제조되거나, 대안으로는 볼트, 리벳, 핀, 나사 또는 다른 유사한 부착 기구에 의해 보조기 프레임에 고정된다. 보조기 지지대는 플라스틱 또는 탄소 섬유 재질일 수 있으며, 인장 요소 지지대와 기어 기구를 포함하는 형태일 수 있다. 하중 경감식 보조기는 3D 프린팅, 사출 성형, 물 분사, 주조, 압출, 인발 성형 또는 기타 유사한 방법을 조합하여 제조될 수 있다. 본 보조기에는 여러 사출 성형된 구성요소가 사용될 수 있으며, 튜브, 인장 요소 및/또는 와이어가 이들 구성요소 상에 또는 그 내부에 부분적으로 혹은 완전히 수용된다. 이들 구성요소는 다리 또는 다른 사지(limb)를 따른 형상의 금속 프레임 부품들에 연결될 수 있다. 이러한 형태의 보조기는 저비용 또는 대량 생산의 대안으로서, 3D 프린팅 형태의 대안 형태일 수 있다.

무릎의 외측 및/또는 내측 상의 힌지 구성요소들을 밀착되게 이격 배치하여, 폭이 좁은 프로파일을 유지하도록 할 수 있다. 여러 개의 탄성 소재를 힌지 전체로 끌어당기는 식으로 이들 소재를 보조기의 바람직한 치수 및/또는 장력에 따라 수직 또는 수평으로 배향할 수 있다. 힌지 구성요소들은 다리의 윤곽을 따른 형상이거나 대칭일 수 있다.

일부 양태에서, 보조기의 상부 구성요소와 하부 구성요소를 연결하는 힌지는 U자형 조인트일 수 있거나, 보조기에 외측 안정성을 제공할 수 있는 다른 구성요소일 수 있다. 이러한 힌지는, E-클립(서클립)을 사용하거나 구성요소들을 제자리에 가압하는 것과 같은, 크기 및 프로파일을 최소화하는 방식으로 설계되거나 나사형으로 구성될 수 있다.

기타 적용예

본 명세서에 기술된 힌지 어셈블리와 인장 어셈블리는 사람의 다른 관절에 적용될 수 있다. 적용 가능한 관절의 예로, 발목 관절, 어깨 관절, 고관절, 팔꿈치 관절 및 손목 관절이 있지만 이에 국한되지 않는다. 본 발명의 실시예들에서, 관절의 한 부위의 지지대는 동일한 관절의 다른 부위의 지지대에 작동적으로 연결될 수 있다. 이 연결은 보조기가 관절을 재활시키거나 지지하는데 유리한 방향으로 힘을 가할 수 있도록 조정형 또는 비-조정형 인장 요소로 구성될 수 있다.

예를 들어, 일 실시예에서, 발목 보조기는 발목 커프, 및 발의 부위(들)에 연결되는 하부 부분을 포함할 수 있다. 발목 커프는, 발목을 더 지지하도록 발목과 발의 바람직한 위치들에 힘을 가할 수 있는 하나 이상의 소재 및/또는 조정형 인장 요소에 의해 발목 보조기의 하부 부분에 연결될 수 있다.

다른 실시예에서는, 보조기의 한 부분의 일 단부가 사용자의 둔부에 그리고 다른 단부가 사용자의 다리에 고정될 수 있다. 보조기의 이들 두 단부를 인장 요소와 연결함으로써, 둔부의 볼-소켓 조인트를 조정하여 대퇴골과 골반을 환자에 신체적으로 바람직한 방식으로 더 잘 정렬할 수 있게 된다.

다른 관절들에 적용되는 경우, 본 보조기의 임의의 추가 실시예들은 선택적으로 조정 가능한 다양한 인장 요소(이를테면, 직렬 또는 병렬 배치된 인장 요소들의 조합)를 활용할 수 있으며, 사용자별로 필요한 치료 및 관절 유형에 따라 인장 요소의 강도를 조절할 수 있다. 이들 추가 실시예는 또한 보조기의 동적 사용이 가능하도록, 후술되는 조정형 인장 기구를 활용할 수도 있다.

장력 조정 및 결합/해제 기능

본 명세서에 교시된 보조기 설계의 또 다른 특징은, 후술되는 실시예 2 내지 실시예 5에서와 같이, 사용자가 인장 기구를 완전히 또는 부분적으로 해제할 수 있다는 것이다. 장력 결합-해제 기능 덕분에, 예를 들어 계단을 오를 때 사용자는 힌지 어셈블리의 장력을 증가시켜 무릎에 더 많은 안정성을 제공하고 무릎에서 하중을 경감시킬 수 있고, 예를 들어 계단 끝에 이르렀을 때와 같이 장력이 더 이상 필요 없을 때에는 인장 기구를 끄거나 장력을 낮출 수 있게 되어, 사용자가 더 넓은 범위의 동작으로 쉽게 걷거나 조깅할 수 있다. 본 발명은 이러한 조정을 사용자가 보조기를 착용하고 있는 동안 실시간으로 또는 거의 실시간으로 할 수 있도록 한다.

실시예 1: 고정 장력

힌지 어셈블리 1: 실시예 1에서, 피봇이동 힌지 어셈블리는 길이가 짧은 근위 단부(상단) 및 원위 단부(하단)와 전방 측면(전면) 및 후방 측면(후면)을 갖는 2개의 대향 서브유닛을 포함한다. 각 서브유닛은, 분절식 관절 움직임 중에 반대쪽 기어와 치합되는 기어, 예컨대, 근위 및 원위 기어; 기어의 전방 측면에 있는 서브유닛들 사이에 뻗어 있고 밴드 단부가 서브유닛의 후방 측에 고정 연결되는 적어도 하나의 인장 요소; 및 기어가 회전할 수 있도록 하면서 서브유닛들을 함께 고정시키는(pinning) 내측면 및 외측면 상의 커넥터를 수용한다. 힌지 어셈블리에 제공된 인장 요소의 강도에 따라 힌지의 장력이 다를 수 있으며, 이는 보조기 제조 시 결정될 수 있다. 대안으로, 힌지는 톱니형 기어 없이 자유롭게 회전할 수 있다.

힌지 어셈블리 - 실시예 2: 핸들 및 슬라이더를 통해 조정 가능한 장력

힌지 어셈블리 2: 본 발명의 다양한 실시예는 본 명세서에 개시된 보조기, 또는 관절의 하중을 경감시킬 필요가 있는 의학적 병태를 치료하기 위한 다른 무릎 보조기에 사용되는 힌지 어셈블리의 실시예 2를 추가로 포함한다. 실시예 2의 힌지 어셈블리는 기구에 부착된 핸들 또는 노브를 포함한다는 점을 제외하면 실시예 1과 유사하다. 상기 핸들 또는 노브는 사용자가 인장 요소(들)의 한 단부 상의 장력을 실시간으로 또는 거의 실시간으로 조정할 수 있게 하고, 일부 양태에서, 사용자는 보조기를 착용하고 있는 동안 핸들 또는 노브를 한 방향으로 당김으로써 장력을 높일 수 있고 핸들 또는 노브를 다른 방향으로 이동시킴으로써 장력을 낮추거나 해제할 수 있다.

일 실시예에서, 인장 요소(들) 근위 단부는, 수직으로(예컨대, 근위-원위 또는 원위-근위 방향으로) 이동하며 일부 양태의 경우 밴드를 팽팽하게 당겨 장력을 높이는 슬라이드 부재에 부착된다. 예를 들어, 사용자가 무릎 위(또는 일부 양태의 경우, 무릎 아래 또는 옆)에 위치한, 힌지의 바깥쪽에 위치한 핸들 또는 다른 기구를 이동시키면 후방 쪽으로 움직인다. 이러한 핸들 움직임은 연결 슬라이드 부재를 위-근위 쪽으로 움직이게 하여, 인장 요소(들)의 근위 단부를 신장시킨다. 따라서, 일 실시예에서, 사용자는 힌지 핸들을 후방 쪽으로 움직임으로써 보조기/힌지/인장 요소의 안정성 및/또는 강성도 및/또는 장력을 높일 수 있고, 힌지 핸들을 전방 쪽으로 움직임으로써 장력을 해제하거나 낮추어 보조기를 더 신축적으로 만드는 식으로, 더 넓은 범위의 동작을 구성할 수 있다. 다른 양태에서, 핸들은 앞쪽에서 뒤쪽으로, 뒤쪽에서 앞쪽으로 또는 대각선 방향으로 슬라이딩이 가능하다. 일부 양태에서, 사용자는 힌지 핸들을 앞쪽, 위쪽, 아래쪽, 옆쪽 또는 대각선 방향으로 움직임으로써 안정성 및/또는 강성도 및/또는 장력을 높일 수 있고, 핸들을 그 반대 방향 또는 다른 방향으로 움직임으로써 장력을 해제하거나 낮출 수 있다.

힌지 어셈블리 - 실시예 3: 래칫-폴을 통한 장력 조정

힌지 어셈블리 3: 또 다른 실시예에서, 각 서브유닛은, 분절식 관절 움직임 중에 반대쪽 기어와 치합되는 기어, 예컨대, 근위 및 원위 기어; 및 기어의 한 측면(또는 기어 위 또는 아래)에 있는 서브유닛들 사이에 뻗어 있고 단부가 서브유닛의 후방 측에 고정 연결되는 적어도 하나의 인장 요소를 수용한다. 일부 양태에서, 코어 브라켓 부재는 서브유닛들의 개방 공간 사이에 있는 인장 요소를 완전히 또는 부분적으로 커버함으로써 인장 요소(들)를 보호하고, 기어들을 함께 고정시키되 기어들이 서로를 상대로 움직이도록 계속 허용한다.

본 실시예는 밴드 또는 밴드들의 장력을 변화시키기 위해 보조기의 상부 및/또는 하부 프레임에 회전식 또는 선형의 래칫-폴 부재를 추가로 포함할 수 있다. 사용자는 핸들을 돌리거나 레버를 다른 위치로 슬라이딩시켜 인장 요소(들)를 더 세게 당겨 유효 길이가 줄어들도록 할 수 있는데, 이는 래칫-폴 부재가 회전할 때 인장 요소의 일부(예를 들어, 와이어)를 코일 주위에 감음으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 래칫-폴 부재를 시계 방향으로 돌리면 힌지 어셈블리의 장력이 높아지며, 이로써 힌지 어셈블리의 신축성이 떨어지고 무릎 관절에서 사용자의 체중이 더 많이 경감되며, 더 큰 안정성이 제공된다. 이어서 사용자는 래칫-폴 부재와 같은 위치에 있는 비활성화 레버 또는 노브를 위로 당기거나 아래로 눌러(또는, 노브를 반대 방향 또는 다른 방향으로 돌리거나 회전시켜) 래칫-폴 부재를 해제할 수 있고/있거나, 결국, 사용자는 노브를 제2의 반대 방향으로 회전시켜 기어들 사이에 뻗어 있는 인장 요소의 장력을 완화할 수 있을 것이다.

힌지 어셈블리 - 실시예 4: 조정형 장력 - 스풀 와이어

힌지 어셈블리 4: 본 발명의 다양한 실시예는 본 명세서에 개시된 무릎 보조기, 또는 관절의 하중을 경감시킬 필요가 있는 의학적 병태를 치료하기 위한 다른 보조기에 사용되는 힌지 어셈블리의 또 다른 실시예를 추가로 포함할 수 있다. 본 실시예는 원위 서브유닛에 단부가 각각 고정된 인장 요소들의 하나 이상의 스트랜드를 포함한다. 근위 단부의 인장 요소(들) 종점은 그를 둘러싸는 와이어에 의해 당겨지게 되어 있다.

본 실시예에서, 회전식 노브는 예를 들어 와이어 스풀에 연결되어 있다. 사용자가 노브를 회전하면 상기 와이어 스풀에 의해 인장 요소의 근위 단부가 당겨진다(노브가 근위 부분에 있는 경우; 노브가 원위 단부에 있는 경우에는, 원위 단부가 당겨진다). 일부 양태에서, 노브는 고정된 위치들로 회전 가능하게 구성됨에 따라, 사용자는 인장 요소의 장력을 원하는 수준으로 조정할 수 있고 노브를 반대 방향 또는 다른 방향으로 회전시켜 장력을 해제할 수 있다. 일부 양태의 경우, 노브를 더 많이 돌리거나 더 오래 돌리면 인장 요소의 장력이 높아지고, 사용자의 무릎 관절에 가해지는 하중을 더 많이 경감시킬 수 있다.

힌지 어셈블리 - 실시예 5: 장력 조정이 가능한 와이어-연결 밴드

힌지 어셈블리 5: 본 발명의 다양한 실시예는 본 명세서에 개시된 무릎 보조기, 또는 관절의 하중을 경감시킬 필요가 있는 의학적 병태를 치료하기 위한 다른 보조기에 사용되는 힌지 어셈블리의 또 다른 실시예를 추가로 포함한다. 본 실시예는 보조기의 프레임 내부의 근위 프레임 부분과 원위 프레임 부분 둘 다에 완전히 또는 부분적으로 수용되는 하나 이상의 인장 요소를 포함한다. 상기 하나 이상의 인장 요소는 또한 기어 어셈블리 위로 신장되는 와이어에 의해 서로 연결되며, 한쪽 또는 양쪽 밴드는 다른 와이어(들)에 의해 조정형 인장 기구에 연결된다.

본 실시예에서는, 힌지 어셈블리 내의 하나 이상의 밴드에 동일한 장력이 가해져야 하며, 보조기의 프레임 내부에 장력이 생성되어 굴곡에 대한 저항력을 생성한다. 예를 들어 전술한 바와 같이 실시예 2, 실시예 3 및 실시예 4의 조정형 인장 기구는 밴드들 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 연결된다.

사용 방법 - 실시예 1 내지 5

본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 사용자의 체격, 체중, 부상, 치료 요구사항 및/또는 원하는 운동 능력에 기초하여, 경감시킬 무게 하중의 양(또는 보조기에서 생성되는 저항력 또는 장력)을 사용자에게 맞게 쉽게 조정할 수 있다. 본 명세서에 기술된 보조기는 경량이고 견고하면서 폭이 좁은 프로파일을 가질 수 있으며 사용자에게 잘 맞을 수 있다. 종래 기술의 보조기들과는 달리, 본 명세서에 개시된 보조기는 폭이 좁고 가벼워 옷 안에 착용 가능한데, 이는 일반적으로 운동 능력 향상을 위한 보조기에서는 불가능하다. 이러한 이유들로 인해 본 보조기는 다양한 부상 유형과 중증도에 이상적일 뿐만 아니라 운동 능력을 향상시키는 방법이 될 수 있다.

본 발명의 무릎 보조기의 다양한 실시예는 다음과 같이 사용될 수 있다. 비제한적인 예로, 부상을 막기 위한 예방법으로서; (예컨대, 일상 활동, 신체 운동 또는 운동 경기 중) 관절 통증을 줄이기 위해; 기존 부상의 재활 치료를 위해; 수술 후에(관절을 편안한 수준으로 고정시키기 위한 높은 장력 보호기); 일정 범위의 동작을 통해 적절한 무릎 정렬을 위한 어느 정도의 안정성 지지와 함께, 골관절염과 같은 의학적 병태를 위한 신전 보조 장치로서; (예컨대, 운동 선수가 점프하거나 달리기를 시작할 때 예를 들어 폭발력을 제공하기 위해 무릎 관절 신전 시 힘을 가하는 식으로) 운동 능력을 향상시키기 위해; 및/또는 골관절염이나 그 외 다른 무릎 부상으로 고통받는 선천적 무릎의 수명을 연장하거나, 가능하게는 무릎 수술을 지연, 방지 또는 피하기 위해 보철 관절의 수명을 연장하는 데 사용될 수 있다.

마찬가지로, 본 명세서에 개시된 무릎 보조기 및/또는 힌지 어셈블리는, 사용자가 서 있을 때와 같이 다리에 하중을 받고 있을 때 무릎 관절에 가해지는 무게, 힘 및/또는 압력을 낮출 수 있다. 또한, 무릎 보조기 및 힌지 어셈블리는 걸을 때, 구부릴 때, 앉았다 일어설 때, 운동할 때 또는 기타 경우에 무릎 신전 보조 기능을 제공할 수 있으므로 사용자는 굴곡과 신전 간에 무릎을 움직이는 데 물리적 노력을 더 기울이지 않아도 된다.

일 실시예에서, 무릎 관절에 부담을 주는 하중을 경감시키기 위한 사용 방법은, 예를 들어 위에 열거한 실시예들 중 하나에 따른 무릎 보조기를 사용자의 무릎에 부착하되, 상부 부분과 하부 부분을 포함하는 보조기 수직하중 지지대의 내부 표면이 사용자의 다리에 맞닿게 부착하는 단계; 보조기 스트랩들, 이를테면, 여러 개의 스트랩들을 사용자의 대퇴골 주위에 그리고 여러 개의 스트랩들을 사용자의 경골 주위에 단단히 조이거나 그 외 다른 방식을 이용하여 보조기를 사용자에게 연결하는 단계; 및 사용자의 무릎 관절에서 하중을 부담하되, 이때 무릎 관절에 가해지는 하중 및/또는 압력은 무릎 보조기가 없이 부담하게 되는 하중과 비교하여 사용자가 통증 감소 또는 움직임 개선을 경험할 정도로 경감된 하중을 부담하는 단계를 포함한다.

사용 방법은, 추가로 또는 대안으로, 사용자가 무릎 관절을 구부릴 때 힌지 인장 요소를 신장시키거나 힌지 인장 요소에 반력 또는 복원력을 생성하여 힌지를 구부러진 굴곡 위치에서 곧은 신전 위치로 이동시키는 단계로 이루어진 신전 보조를 포함하며; 이때 보조기는 보조기 힌지(및 무릎 관절)를 구부러진 위치에서 신전 위치로 되돌리기 위해 사용자의 다리와 무릎 및 관련 근육이 제공해야 할 힘의 양을 감소시키고; 사용자의 무릎 관절에 가해지는 하중 및/또는 압력은 무릎 보조기 없이 사용자의 무릎을 구부리고 펴는 것과 비교하여 사용자가 통증 감소 또는 움직임 개선을 경험할 정도로 경감된다.

또 다른 실시예에서, 사용 방법은, 사용자가 힌지 기구를 작동시켜 인장 요소(들)의 한쪽 단부(또는 양쪽 단부)를 더 팽팽하게 당김으로써 힌지 어셈블리 및 무릎 보조기의 장력과 안정성을 높이고, 더 이상 필요하지 않은 경우(또는 장력을 감소시켜야 하는 경우)에는 힌지 기구의 작동을 중지시키는 단계를 포함한다. 힌지 기구의 다양한 실시예로, 슬라이딩 레버에 부착되는 핸들 또는 결합부(engaging piece) (핸들을 뒤쪽으로(또는 앞쪽, 위쪽, 아래쪽 또는 대각선 방향으로) 움직이면 슬라이딩 레버가 인장 요소(들)의 한쪽 단부(또는 양쪽 단부)를 팽팽하게 당기게 됨(예컨대, 전술한 실시예 2 참조)); 힌지의 한쪽 단부 또는 양쪽 단부(또는, 힌지의 위, 아래 혹은 옆)에 구비되는 회전식 또는 선형 래칫-폴 기구 (사용자는 회전식 또는 선형 래칫-폴 기구를 시계 방향 또는 반시계 방향으로(또는, 위 혹은 아래로) 이동시켜 인장 요소(들)에 충돌하게 만들어 인장 요소(들)의 장력을 높인 후, 해제함(예컨대, 실시예 3 참조)); 및 일부 양태의 경우, 접힌 상태의 인장 요소에 부착된, 내부 수용된 강선 또는 와이어 스풀에 연결되는 회전식 노브(노브를 돌리면 인장 요소가 당겨져 밴드의 장력이 높아지고, 노브를 반대 방향으로 돌리면 장력을 해제 또는 감소시킴(예컨대, 실시예 4 참조))가 포함된다.

제조 방법

본 발명의 다양한 실시예는 기존의 무릎 보조기 제조 공정을 이용할 수 있고/있거나, 프로토타입 또는 최종 형태의 구성요소(이를테면, 힌지 어셈블리의 기어 및/또는 서브유닛)를 3D 프린팅한 후 사출 성형, 압출, 인발 성형으로 생산하는 방식 혹은 부품에서 전체 보조기에 이르기까지 전부 3D 성형 및/또는 프린팅하는 방식을 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 보조기는 사용자에게 맞는 크기일 수 있으며 사용자를 위한 맞춤형으로 형성될 수 있다. 이러한 맞춤형 보조기 형성은 특정 제조 방법과 소재를 사용함으로써 가능하다. 예를 들어, 2차원 또는 3차원 사진, 비디오 또는 스캔을 사용하여, 사용자의 다리 또는 다른 관절의 윤곽을 따르거나 그 크기 모양에 맞는 모델 또는 최종 제품(또는 부품)을 생성할 수 있으며, 일부 양태에서는, 재료 특성을 기반으로 예를 들어 외측 방향으로 일정량의 유연성을 가질 수 있되, 보조기 용도에 따라 신전 또는 신전 방향으로 유연성이 더 낮을 수 있다.

상술한 제조 기법에 의한 본 발명의 보조기는 종래 기술에는 없는 이점들(제조 및 성능 상의 이점들)을 가질 수 있다. 따라서, 본 명세서에 교시된 발명에 의해, 기능성, 안전성, 효과 및 편안함이 향상된, 더 잘 맞는 보조기가 가능하다. 상술한 제조 방법 및 재료 또한 종래 기술보다 생산 비용을 더 저렴하게 유지하는 데 도움이 될 수 있다.

보조기의 프레임을 사출 성형 및 3D 프린팅하는 것 외에도, 제조 후 특정 환자의 다리 주위를 따라 열성형 가능한 소재로 전부 보조기를 구성할 수도 있다. 또는 유사하게, 주어진 위치의 환자 다리에 특정 힘이 생성되어 예를 들면 내반/외반 지지를 제공하도록, 보조기의 일부 구획을 열성형 가능한 소재로 만들 수 있다. 또한, 보조기에 패딩이 보조기 프레임의 연장부로서 3D 프린팅되거나 다른 방법을 이용하여 별도로 부착되기도 하며, 어느 경우든 이러한 보조기 상의 패딩이 환자의 다리에 열성형 가능한 것이 바람직할 수 있다. 이는 보조기를 다시 제조할 필요 없이 환자가 원할 때 (패딩이 보조기와 통합되지 않은 경우라면) 패딩을 교체하거나 수정할 수 있다는 이점이 있다. 인발 성형 및 압출 기법도 가능하다.

하중 경감 및 토크

본 발명의 무릎 보조기 수직하중 지지대는 일반적으로 무릎 내의 상당한 양의 하중을 덜어준다는 점에서 종래 기술과 다르다. 슬개대퇴 통증의 원인은 많은 양의 하중이 작은 부위에 분산되어 있기 때문이다. 이 표면이 손상되면 심각한 통증과 장애/부상이 발생할 수 있고, 연골 표면이 퇴화되어, 뼈와 신경이 빠른 시간 내에 노출될 수 있다. 본 발명에 따른 무릎 보조기의 장력-생성 하중 경감식 기구는 무릎에서 경험하는 하중을 다른 신체 부위들로 분산시키고 골관절염에 걸린 관절에 고통을 줄 수 있는 충격을 완화한다. 보조기의 작용 효과는 사용자의 상당한 체중 감량과 동일하다. 골관절염 환자의 가장 근본적인 치료법은 체중 감량이다.

본 발명의 무릎 보조기에서 경감되는 힘의 양은 힌지에 대해 측정되는 상대 토크(예컨대, 인치-파운드[in-lbs] 단위), 및 경감되거나 상쇄되는 무게의 양(파운드[lbs] 단위)으로 특징지어진다. 예를 들어, 본 발명의 무릎 보조기의 일반적인 강도 또는 장력은 보통 세 가지 범주로 나뉜다:

낮음: 3 파운드 미만의 하중 경감

중간: 3 내지 15 파운드 범위의 하중 경감

높음: 15 파운드 이상의 하중 경감

본 보조기 및/또는 힌지 어셈블리를 사용함으로써, OA에 걸린 무릎 관절에서 하중이 덜어지므로, 사용자의 무릎은 일반적으로 통증으로 인해 할 수 없었던 더 깊은 굴곡 동작을 할 수 있게 된다. 이러한 더 깊은 굴곡 동작은 쇠약 통증으로 인해 평상시라면 사용자가 피하려고 했을 정도로 사용자의 대퇴사두근을 더욱 적극적으로 사용하게 하므로 사용자가 운동을 통해 근력을 쉽게 얻을 수 있도록 한다. 또한, 보조기가 생성하는 저항력은 운동 시 지지 연조직을 강화할 수 있다. 예를 들어, 대퇴사두근의 장력에 저항하는, 본 명세서에 개시된 보조기 수직하중 지지대 및/또는 힌지 어셈블리를 통해, 슬굴곡근(hamstring)을 강화할 수 있다.

관절구 스페이서 사용

본 명세서에 기술된 무릎 보조기는 무릎의 내반 또는 외판 정렬의 중증도에 따라 폭이 증가 또는 감소될 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 관절구 패드를 포함할 수 있다. 관절구 스페이서는 무릎의 Q각, 또는 경골에 대한 대퇴골의 상대 각도를 변경하는 데 사용된다. Q각과 내반-외반의 정렬 정도 사이의 상관 관계를 밝히는 방법이 개발되었으며, 해당 방법은, 의학적 병태를 충분히 만회하기 위해, 제조되는 보조기의 디지털 모델로의 입력을 자동으로 생성할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 보조기의 관절구 부분들을 삽통식(telescoping manner)으로 조정하여, 관절의 한쪽에 가해지는 압력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 공인 의지보조기 기사가 사용자 무릎의 Q 각도를 평가한 후 보조기의 조정 가능한 관절구 힌지 영역 내에 삽입해야 할 특정 개수의 관절구 스페이서를 지정할 수 있다. 관절구 스페이스의 삽입은 관절구 힌지의 나사와 캡을 제거하고, 원하는 개수의 관절구 스페이서를 보조기의 관절구 부위에 삽입하고, 조정 후 캡과 나사를 다시 제자리에 체결함으로써 이루어질 수 있다. 본 실시예는 환자에게 점진적으로 진행되는 치료 경로가 요구되는 경우 관절구 영역의 폭을 재조정하거나 넓힐 수 있는 장점을 제공한다. 또 다른 변형예는, 해당 위치에 잠기거나 스냅 체결될 수 있고 관절구 간격을 빠르게 조정할 수 있게 하는 장부(tongue-and-groove) 형태의 크기가 다양한 슬라이딩 스페이서를 포함할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 기설정된 폭의 관절구 간격 영역이 바람직할 수 있다. 이러한 실시예에서, 관절구 영역의 폭은 환자의 치료 과정 내내 변경되지 않을 것으로 예상되며, 힌지의 폭은 보조기 제조 시 결정될 것이므로, 보조기의 관절구 힌지 캡은 무릎의 Q각에 바람직한 교정에 기반하여 결정되는 두께를 가질 수 있다.

센서 및 모터 사용

본 명세서에 기술된 무릎 보조기는 보조기의 다리 또는 다른 부분 중 하나 또는 둘 다에 대한 보조기의 상대 위치를 측정하고 모니터링하는 자리에 센서를 구비할 수 있다. 이 위치 데이터는 보조기를 위한 프로세서 또는 모니터링 시스템으로의 입력으로 사용되는 속도 및 가속도 데이터를 제공할 수 있다. 속도 및 가속도는 포지셔닝 센서 또는 다른 센서로 측정 가능하다. 장력을 높이거나 낮춤으로써 관절을 보조하거나 지지하는 데 있어서 상술한 데이터는 모터 시스템에 의한 조정의 기초를 제공할 수 있다.

센서는 또한 보조기나 관절 보조 장치에 존재하는 장력의 양, 및 관절의 신전 또는 굴곡에 따라 변하는 가변량을 포함한, 관절에서 경감되는 하중량을 측정하고 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 관절에 존재하는 장력의 아날로그 값을 다양한 방식을 통해 디지털 신호로 변환하여, 보조기에 얼마나 많은 장력이 존재하는지 보조기 사용자가 언제든 알도록 하거나, 장력의 변화를 센서가 인식하도록 한다.

센서(들)는 보조기 상에 또는 보조기 내부에 제조될 수 있다. 센서(들)는 디지털 신호나 전자 신호를 출력할 수 있으며, 이들 센서는 보조기에 대한 정보, 이를테면 임의의 시점에서의 보조기의 힘 또는 장력의 양을 표시할 수 있는 하나 이상의 LED 표시등에 연결될 수 있다. 또한 센서(들)는 보조기의 힘이나 장력의 양에 따라 다른 색상의 빛을 내는 하나 이상의 조명에 연결될 수 있다. 예를 들어, 조명은 최대 하중에 대해서 한 가지 색상의 빛을 낼 수 있고, 더 가벼운 양의 하중에 대해서는 다른 색상의 빛을 낼 수 있다.

보조기 모터, 센서 및 제어 프로세서 시스템은 또한 전위차계, 기어링 시스템의 기어 박스, 및 하나 이상의 서보 아암 또는 레버를 포함할 수 있다. 모터는, 센서들로부터의 입력에 기초하여, 컨트롤러나 프로세서에 의해 관리되는 기어 시스템 또는 다른 방법(이를테면, 장력을 모으거나 해제시킬 수 있는 나사)을 통해 인장 요소에 작동적으로 연결된다.

센서(들)는 또한, 보조기 내부에 생성된 힘이나 보조기에 의해 경감된 무게(이를테면, 사용자와 관련된 단위 값)와 같은 정보를 전달하는, 보조기 상의 스크린에 연결될 수 있다. 센서(들)는 또한 스마트 기기(이를테면, 스마트폰, 태블릿 또는 컴퓨터)의 애플리케이션에 동기화되어, 보조기가 인가하는 힘의 양 및/또는 관절에 과부하가 걸리는 방향이나 관절이 굴곡 또는 신전되고 있는 방향에 관한 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다. 이들 센서로부터의 데이터는 기록 및 분석되어 패턴을 식별하는 데 사용되며, 모터들이 어떻게 보조 또는 지원 방식으로 기능해야 하는지 결정하는 컨트롤러로의 입력으로 사용될 수 있다.

센서는 또한 인장 기구에 연결될 수 있다. 예를 들어, 센서로부터의 피드백을 사용하여 인장 기구는, 수신한 피드백과 사용자가 결정한 미리 설정된 원하는 장력 수준에 근거하여, 인장 요소들의 장력을 풀거나 조일 수 있다. 이에 따라 사용자는 보조기 사용 시 보조기에 존재하는 장력의 양을 조정하지 않아도 된다. 일 실시예에서, 사용자는 특정 매개변수를 설정하고, 센서로부터의 피드백을 프로세서가 처리하면 이를 기반으로 보조기는 예를 들어 모터, 유압 장치 또는 마이크로드라이브를 사용하여 장력을 자동으로 조정하거나, 사용자에게 저항력을 변경하도록 경보 알림을 줄 수 있다. 일부 양태에서, 센서 및 관련 프로세서는 서버 또는 인터넷에 연결될 수 있어, 장력을 조정할지 여부를 프로세서에 알릴 수 있거나, 장력 권장사항 또는 치료나 보조기 사용과 관련된 다른 정보에 대해 사용자에게 조언을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 프로세서와 함께 사용되는 센서가 의사에게 무릎 보조기의 장력, 또는 보조기 및 보조기 사용과 관련된 다른 정보를 알려줌에 따라, 예를 들어 치료 의사는 환자를 진단하고, 환자를 모니터링하고, 치료를 모니터링하고, 치료 옵션을 제공하고, 사용자에게 문제점을 경고하고, 장력을 조정하고, 보조기의 부적절한 사용 시기를 판단하고, 부상이 발생했는지 여부를 판단하고, 성능을 모니터링할 수 있게 된다. 따라서, 프로세서와 함께 사용되는 센서는, 무릎 보호기의 장력을 조정하거나 아니면 무릎 보호기의 사용을 모니터링하고 제어하기 위해 미리 정해진 매개변수들이 구현된 소프트웨어를 사용하는 것을 비롯하여, 보호기의 자동 사용 및 자동 조정 기능을 더욱 가능하게 한다. 센서가 없는 경우에도 장력을 전자적으로 조정할 수 있다. 하나의 버튼 또는 입력으로 장력을 높이고, 다른 버튼 또는 입력으로 장력을 낮출 수 있다. 이는 토글 스위치, 회전식 노브 또는 터치 버튼을 사용하여 수행 가능하다.

근전도(EMG) 센서는 장치가 적용되는 관절에 가해지는 무게의 하중을 경감시키기 위해 관절 보조 기구를 작동시키는 데 사용될 수 있다. 이는 다른 센서 및 모터의 사용 유무와 상관없이 수행될 수 있다. 사용자의 요구사항에 맞게 지원 정도를 수정 및 보정할 수 있다.

다른 양태에서, 예를 들어 래칫-폴 시스템을 비롯한 조정형 인장 기구는 이를테면 모터에 의해 전자적으로 제어될 수 있으며, 보조기 착용자는 예를 들어 버튼, 스위치, 노브, 레버 또는 기타 물리적 기구를 작동시킴으로써 장력을 조정할 수 있되, 이러한 시스템 또는 보조기에 센서가 구비되지 않을 수도 있다.

하기 설명, 첨부된 청구범위 및 첨부된 도면과 관련하여 상기 및 다른 특징, 양태 및 이점을 더 잘 이해할 수 있다.
도 1은 신전된 상태의 무릎 보조기 프레임의 전방 좌측도를 나타낸다.
도 2는 신전된 상태의 무릎 보조기 프레임의 후방 우측도로서, 톱니형 기어가 노출된 모습을 나타낸다.
도 3은 굴곡된 상태의, 본 발명에 따른 무릎 보조기의 전방 좌측 사시도로서, 톱니형 기어가 노출된 모습과 신전-굴곡 정지부의 분해도를 나타낸다.
도 4는 신전된 상태의 무릎 보조기의 좌측면도로서, 조정형 인장 기구를 구비한 모습을 나타낸다.
도 5는 신전-굴곡 정지부의 분해도를 포함한, 치합된 톱니형 기어 어셈블리의 분해도이다.
도 6은 래칫-폴 어셈블리, 스풀 및 회전식 손잡이를 사용하는, 조정형 인장 기구의 가능한 응용에 대한 여러 도면이다.
도 7은 조정형 인장 기구 및 스트랩을 포함한, 완전히 조립된 보조대의 전방 좌측도를 나타낸다.
도 8은 3개의 구획이 표시된 무릎 내부를 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "근위"라는 용어는 무릎 위와 같은 위쪽 혹은 상부, 또는 사용자의 몸통에 가장 가까운 측과 동의어이다. 마찬가지로, "원위"라는 용어는 무릎 아래와 같은 아래쪽 혹은 하부, 또는 사용자의 몸통에서 가장 먼 측과 동의어이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "전방"이라는 용어는 무릎 및/또는 보조기의 전면측을 지칭하고 "후방"은 후면측을 지칭한다. 도면에서 알 수 있듯이, 힌지가 위아래로 배향되었을 때에는 위쪽이 전방이 되고 아래쪽이 후방이 된다.

이하 상세한 설명 전체에서, 동일한 참조 번호는 모든 도면에서 동일한 요소를 나타낸다.

무릎 보조기 수직하중 지지

아래의 표 1에는 무릎 보조기 프레임을 위한, 도 1 내지 도 4에 나타낸 구성요소들을 열거하였다. 무릎 보조기는 무릎 보조기 프레임(12) 또는 수직하중 지지대, 기어식 피봇이동 힌지 어셈블리(22), 및 조정형 인장 기구(6)를 포함한다. 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 수직하중 지지대는 상부(근위) 프레임(1)과 하부 프레임(2)을 포함한다. 본 특정 실시예에서, 이들 부분(1 및 2)은 사용자의 무릎 바로 위와 무릎 바로 아래에 해당하는 사용자 다리의 전면측 또는 전방 표면에 맞춰진다. 일 실시예에서, 무릎 보조기 프레임(12)의 크기는 사용자의 허벅지 둘레에 따라 소형, 중형 또는 대형이거나; 무릎 보조기는 특정 환자의 무릎에 꼭 맞게 맞춤 설계되어 제작되며, 전기 디지털 스캔으로 이를 수행할 수 있다. 일반적으로 상부 프레임(1)의 직경과 둘레는 하부 프레임(2)의 것보다 크다.

스트랩: 일부 양태에서, 보조기는 스트랩을 포함한다. 본 실시예에서, 수직하중 지지대는, 무릎 보조기(12)의 후면 후방 측에, 보조기를 사용자의 다리에 고정하는 하나 이상의 수평 스트랩을 무릎 위와 아래에 추가로 포함한다. 도 1 내지 도 4에 나타낸 실시예의 경우, 상부 프레임의 후방 측에 2개의 외부 루프(4)가 존재하고, 하부 프레임의 후방 측에 2개의 외부 루프(5)가 존재하며, 각각의 프레임은 내측면 및 외측면 둘 다에 루프를 갖는다. 도 7에 나타낸 실시예는 스트랩(27, 28, 29, 30), 인장 요소(18), 및 노브(19)가 있는 조정형 인장 기구(6)가 모두 완전히 조립된 상태의 보조기를 도시한다. 적어도 하나의 스트랩(27)은, 보조기(12)의 후방 측에서, 보조기 상부 부분(1)의 내측면과 외측면 간에 상부 프레임 외부 루프(4) 내에서 수평 방향으로 연장되고, 적어도 하나의 스트랩(30)은 보조기 하부 커프(2)의 내측면과 외측면 간에 하부 프레임 외부 루프(5) 내에서 수평 방향으로 연장된다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 스트랩(28, 29)은 추가적인 지지를 위해 상부 프레임 내부 루프(7)와 하부 프레임 내부 루프(9) 사이에서 연장된다. 이들 스트랩은 다리의 전방 측과 후방 측 둘 다 에워쌀 수 있다. 스트랩(27, 28, 29, 30)의 단부에는 스트랩 단부들을 중첩 방식으로 견고하게 부착시키기 위한 고정 부재가 구비되어 있어, 스트랩 단부(들)가 사용자의 다리에 평평하게 놓이도록 하고, 매달려 늘어지거나 아래로 처지지 않도록 한다. 고정 부재는 일반적으로 알려져 있는 소재, 이를테면 벨크로와 유사한 소재, 버클(암형 단부가 프레임에 결합될 수 있는 방식의 버클), 등으로 구성될 수 있다.

무릎 보조기

도면 참조번호	구성요소 명칭
1	상부 프레임
2	하부 프레임
3	조정형 인장 기구의 암형 단부
4	상부 프레임 외부 후방 루프
5	하부 프레임 외부 후방 루프
7	상부 프레임 내부 스트랩 루프
9	하부 프레임 내부 스트랩 루프

힌지 어셈블리

표 2에는 도 5에 나타낸, 힌지 어셈블리를 위한 구성요소들을 열거하였다. 일부 양태에서, 본 발명은 적어도 5개의 다양한 피봇이동 힌지 어셈블리를 포함한다. 일부 양태에서, 피봇이동 힌지 어셈블리는 적어도 하나의 인장 요소(18), 및 근위 기어(13)와 원위 기어(14)로 이루어진 2개의 기어 톱니를 포함한다. 각 유형의 힌지 어셈블리는 보조기 한쪽 면(힌지 내측면 또는 외측면)에 또는 무릎 보조기 전체(힌지 내측면과 외측면)에 장력을 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 힌지 어셈블리 근위 단부는 보조기 상부 프레임(1)에 연결되고, 힌지 어셈블리 원위 단부는 하부 부분(2)에 연결되거나, 또는 종래 기술을 통해 알려져 있는, 무릎 관절에 가해지는 무게의 하중을 경감시키기 위한 다양한 무릎 보조기와 유사한 방식으로, 연결된다.

힌지 어셈블리(22)의 2개의 대향하는 기어(13, 14)는 중앙 코어 브라켓(8)을 통해 연결되며; 프레임에는 인장 요소(18)를 수용하는 근위 및 원위 개구(10, 11)가 있어, 인장 요소가 치합 기어들을 가로질러 신장될 수 있게 함으로써 굴곡에 저항하도록 한다. 각각의 톱니형 기어에 중앙 구멍(16)이 형성되어 있고, 중앙 코어 브라켓들에는 기어의 중앙 구멍들(16)과 일직선을 이루는 구멍들(20)이 형성되어 있다. 이들 기어가 중앙 코어 브라켓(8)에 기능상 결합되어, 기어 주위로 회전을 가능하게 하면서 장력(또는 파단력 또는 역(counter)-복원력)을 생성함으로써, 보조기 착용자가 더 쉽게 구부리거나 펼 수 있게 한다. 기어와 브라켓은 나사, 볼트, 또는 당업계에 알려져 있는 다른 방법을 이용하여 기능상 결합될 수 있다. 중앙 코어 브라켓들은 서브유닛의 내측 및 외측에 위치하며, 기어가 함께 회전할 수 있도록 하면서 서브유닛들을 함께 고정시키는 기능, 기어 및 인장 요소 보호하는 기능, 및 힌지 어셈블리의 최대 굴곡도를 제한하는 기능을 수행할 수 있다. 다른 실시예의 경우, 인장 요소는 기어 아래로 신장되어 굴곡 동작을 보조할 수 있으며, 이를 부상 후 무릎 재활을 돕도록 설계된 보조기에 활용할 수 있다.

서브유닛은 캠 장치를 추가로 포함할 수 있다. 상기 캠 장치는 서브유닛의 내부 하우징에 새겨지거나(carve) 성형되는 식으로 서브유닛 내부에 위치하되 기어의 약간 전방 측에 위치함으로써 인장 요소가 캠 및 기어 위로 끌어당겨지도록 한다. 캠 장치는 사용자 무릎의 굴곡 정도가 증가하면 인장 요소의 장력을 증가시킨다. 캠의 기하학적 형상은 가변적이며, 하중 경감 요구에 상응하는 힘을 생성하도록 설계된다.

톱니형 기어는 신전-굴곡 정지부(17) 및 일부 양태에서는 방사상으로 배향된 슬롯(15)을 사용하여 인장 요소와 힌지 어셈블리의 최대 신전을 제한하는 기구를 추가로 제공함으로써 무릎의 과신전을 방지한다. 슬롯(15)을 통해 신전-굴곡 정지부(17)가 삽입될 수 있으며, 이러한 정지부는 관절의 동작 범위를 제한하는 사전-제조된 인서트이다. 신전-굴곡 정지부(17)와의 접촉이 일단 이루어지면 기어나 힌지는 더 이상 회전하지 못하게 된다. 기어의 접촉 지점 사이의 허용 표면 각도는 사용자 요구사항을 충족시키도록 수정 가능한 설계 변수이다. 또한, 신전-굴곡 정지부(17)는 첨부된 도면에 예시하지 않은 방식으로 설계될 수도 있다. 예를 들어, 신전-굴곡 정지부는 힌지 어셈블리의 후방 측 또는 전방 측 상의 기어들 사이에 끼워 맞춰지도록 설계될 수 있다.

힌지 어셈블리(22)

도면 참조번호	구성요소 명칭
8	중심 코어 브라켓
10	상부 프레임 근위 나사 개구
11	하부 프레임 원위 나사 개구
13	근위 톱니형 기어
14	원위 톱니형 기어
15	방사상으로 배향된 슬롯
16	톱니형 기어 중앙 구멍
17	신전/굴곡 정지부
20	중심 코어 브라켓 구멍
21	고정용 튜브 및 슬롯

힌지 어셈블리는 상부 및 하부 힌지 어셈블리의 각 측면에 부착되는 적어도 하나의 인장 요소(18)와 통합된다. 무릎 보조기 착용자가 무릎을 구부리면 인장 요소가 힌지를 가로질러 끌어당겨지면서 에너지를 저장하게 된다. 인장 요소를 힌지 또는 지지 부재에 있는 개구들(10, 11)을 통과시킨 후, 고정용 튜브(anchoring tube) 및 슬롯(21)을 사용하여 보조기의 근위 또는 원위 단부나 둘 다에서의 제 위치에 고정된다. 예를 들어, 인장 요소(들)는 근위 및 원위 서브유닛 내부에 고정되어 있다가 굴곡 정도 및 기어의 관절 이동이 증가하면 기어들 위로 분리된다. 인장 요소는 굴곡에 맞서 일정량의 저항을 생성하여, 무릎 관절에 가해지는 힘과 OA에 걸린 부위에서의 마찰량을 줄인다.

표 3에는 도 6에 나타낸, 조정형 인장 어셈블리를 위한 구성요소들을 열거하였다. 도 6에서와 같이, 인장 요소(18)는 보조기(3)의 프레임에 마련된 암형 수용부에 삽입되었거나 보조기의 프레임에 직접 인쇄된 조정형 인장 기구(6)에 고정될 수도 있다. 인장 기구는 노브(19)가 있는 래칫-폴 어셈블리(24, 25), 및 인장 요소(18)가 감겨 있는 스풀(23)을 포함할 수 있다. 스풀의 저부에는 복수의 폴을 연결하기 위한 폴 연결판(26)이 부착되되, 이들 폴(24)이 복수의 톱니/래칫(25)으로 구성된 링과 상호작용하는 방식으로 부착된다. 노브(19)가 제1 방향으로 회전되는 경우 스풀(23)이 인장 요소(18)를 감으며, 노브가 반대쪽 제2 방향으로 회전되는 경우에는 래칫-폴 기구가 결합된다. 이는 다이얼의 움직임에 맞서는 것으로서, 래칫-풀 기구의 결합이 해제된 경우 외에는 인장 요소가 풀리지 않도록 한다.

대안적 설계들은 사용자의 요구사항에 기초하며, 무릎 보조기의 내측면이나 외측면 중 하나의 또는 둘 다의 힌지 어셈블리 내부에, 또는 힌지 위나 아래에, 하나 또는 다수의 인장 요소를 구비한다. 이러한 대안적 설계들은 또한 서로 다른 양의 저항을 생성하는 다양한 크기의 밴드도 포함한다. 2개 이상의 밴드를 사용하여, 굴곡 정도가 증가하면 그에 맞추어 결합하여 장력을 증가시키도록 할 수 있다.

조정형 인장 기구(6)

도면 참조번호	구성요소 명칭
1	상부 프레임
18	인장 요소
19	회전형 노브
23	스풀
24	폴
25	래칫/복수의 톱니
26	폴 연결판

장치에 하나 이상의 센서, 그리고 일부 양태의 경우, 선택적으로 프로세서를 구비하는 본 발명의 실시예들은 또한 하나 이상의 컴퓨터 파일을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 하나 이상의 컴퓨터 파일에는 본 명세서에 기술 및/또는 도시된 여러 계산, 단계, 프로세스 또는 처리 작업 중 하나 이상을 수행하기 위한 컴퓨터 실행 가능 명령어 세트가 포함된다. 예시적 실시예에 의하면, 이들 파일은 컴퓨터 판독 가능 매체에 연속적으로 또는 비연속적으로 저장될 수 있다. 일부 실시예는 상술한 컴퓨터 파일들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을, 선택적으로는 패키징을 통해 소비자에게 제공되거나 대안으로는 전자 배포를 통해 소비자에게 제공되며 해당 컴퓨터 파일들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체의 형태로 포함할 수 있다. 본 명세서와 관련하여 사용되는 "컴퓨터 판독 가능 매체"는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이며, 그 예로 모든 종류의 컴퓨터 메모리, 이를테면 플로피 디스크, 통상적 하드 디스크, CD-ROM, 플래시 ROM, 비휘발성 ROM, 전기적 소거 기록 가능형 ROM(EEPROM) 및 RAM을 들 수 있다. 예시적 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 매체에는 명령어 세트가 저장되어 있으며, 이러한 명령어 세트는 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 본 명세서에 기술된 전자 데이터베이스 또는 메모리에 저장된 데이터에 기초하여 작업을 수행하도록 한다. 프로세서는 본 개시내용에 기술된 임의의 절차를 통하거나 임의의 대등한 절차를 통해 해당 프로세스를 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 컴퓨터 실행 가능 명령어 세트를 포함하는 파일들은 한 컴퓨터의 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되거나 여러 컴퓨터에 나누어 분배될 수 있다. 당업자는, 본 개시내용을 고려하여, 소프트웨어에 추가로 하드웨어 또는 펌웨어를 사용하여 본 발명을 구현하는 방법을 더 잘 이해할 것이다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 본 발명의 여러 조작을 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어를 조합하여 포함한 시스템에서 구현할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 본 명세서에 기술된 컴퓨터 실행 가능 명령어 세트가 로딩된 하나 이상의 컴퓨터 또는 장치를 포함한다. 이때 컴퓨터 또는 장치는 범용 컴퓨터, 특수 목적용 컴퓨터, 또는 특정 기계를 제작하기 위한 기타 프로그래밍 가능 데이터 처리 장치일 수 있으며, 이로써 상기 하나 이상의 컴퓨터 또는 장치는 본 개시내용의 여러 계산, 프로세스, 단계, 연산, 알고리즘, 통계적 방법, 공식 또는 계산 루틴을 수행할 것을 명령 받으며 그에 따라 구성된다. 본 개시내용의 특정 계산, 프로세스, 단계, 연산, 알고리즘, 통계적 방법, 공식 또는 계산 루틴을 수행하는 컴퓨터 또는 장치는 적어도 하나의 프로세싱 요소(이를테면, 중앙 처리 장치(즉, 프로세서)), 및 RAM(Random-Access Memory) 또는 ROM(Read-Only Memory)을 포함할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 메모리를 구비할 수 있다. 컴퓨터 실행 가능 명령어는 컴퓨터 하드웨어에 내장되거나 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되어, 컴퓨터 또는 장치에게 본 명세서에 기술 및/또는 도시된 여러 계산, 단계, 프로세스 또는 연산 중 하나 이상을 수행하도록 지시할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예는 본 개시내용의 컴퓨터 구현 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 시스템을 포함한다. 컴퓨터 시스템은 컴퓨터 실행 가능 명령어를 실행하기 위한 프로세서, 본 명세서에 기술된 데이터 또는 정보를 보관하는 하나 이상의 전자 데이터베이스, 입력/출력 인터페이스 또는 사용자 인터페이스, 및 상술한 방법을 실행하기 위한 명령어 세트(예컨대, 소프트웨어)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 독립형 컴퓨터(이를테면, 데스크탑 컴퓨터), 휴대용 컴퓨터(이를테면, 태블릿, 랩탑 컴퓨터, PDA 또는 스마트폰), 또는 클라이언트-서버 구성 및 하나 이상의 데이터베이스 서버를 비롯한 네트워크를 통해 연결된 일련의 컴퓨터를 포함할 수 있다. 네트워크는 IP, UDP 또는 ICMP를 비롯한 임의의 적절한 네트워크 프로토콜을 사용할 수 있으며, LAN, WAN, 인터넷 네트워크, 통신 네트워크, Wi-Fi 사용가능 네트워크 또는 Bluetooth 사용가능 네트워크를 비롯한 임의의 적합한 유선 또는 무선 네트워크일 수 있다. 일 실시예에서, 컴퓨터 시스템은 내부 전자 데이터베이스에 작동적으로 연결된 메모리에 컴퓨터 실행 가능 명령어가 저장되어 있는 인터넷-연결된 중앙 컴퓨터를 포함한다. 중앙 컴퓨터는 인터넷을 통해 원격 컴퓨터들로부터 수신된 입력 및 명령어(command)에 기초하여 컴퓨터 구현 방법을 수행할 수 있다. 중앙 컴퓨터는 효과적으로 서버 역할을 할 수 있고 원격 컴퓨터들은 클라이언트 컴퓨터 역할을 할 수 있으므로 서버-클라이언트 관계가 성립되며 클라이언트 컴퓨터는 네트워크를 통해 서버로 쿼리를 전송하거나 출력을 수신한다.

입력/출력 인터페이스는 컴퓨터 실행 가능 코드 및 전자 데이터베이스와 함께 사용될 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 포함할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스는 사용자가 텍스트 필드, 체크 박스, 풀다운, 명령 버튼 등을 사용하여 작업을 수행할 수 있도록 한다. 당업자는 본 개시내용의 작업을 수행하기 위해 이러한 그래픽 특징을 어떻게 구현할 수 있는지 이해할 것이다. 인터넷에 연결된 컴퓨터를 통해 사용자 인터페이스에 선택적으로 액세스할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 산업 표준 웹 브라우저를 통해 인터넷 주소를 입력하고 웹 페이지에 로그인함으로써 사용자 인터페이스에 액세스할 수 있다. 사용자 인터페이스는 네트워크 연결을 통해 웹 페이지에 접속하여 서버로 쿼리를 전송하거나 출력을 수신하는 원격 컴퓨터(클라이언트 컴퓨터)를 통해 작동될 수 있다. 또한, 일부 양태에서, 보조기는 사용자가 그 외 다른 인터페이스, 이를테면 비제한적으로 풋 페달, 물리적 버튼, 햅틱 피드백, 또는 투사 인터페이스 요소를 사용하여 보조기와 상호작용할 수 있도록 하며, 서로 조합된 다수의 인터페이스 옵션을 포함함으로써 사용자가 보조기와 상호작용할 수 있는 방식에 최대 유연성을 허용한다.

위에서 언급한 예들을 본 발명의 다양한 실시예의 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안 되지만, 이들 예는 무릎 보조기 및 힌지 어셈블리가 팔꿈치 보조기에 사용되도록 구성될 수 있음을 시사한다. 당업자는 보조기 및 힌지 어셈블리의 치수들을 변경하여, 다양한 팔꿈치 장애와 관련된 통증 및 염증을 치료할 수 있음을 알 것이다. 발목 및 그 외 다른 관절의 경우도 마찬가지이다.

특히 아암 부재 구성을 위해 다른 탄성의 소재를 선택하거나, 아암을 위해 다른 종방향 또는 단면 치수를 선택하거나, 고정 두께가 다양한 또는 조절 가능한 두께 범위가 다양한 패드들을 선택함으로써, 본 발명의 범주 내에서 보조기를 광범위하게 조정할 수 있다는 것도 분명하게 이해된다.

또한 위에서는 본 발명의 무릎 보조기 및 힌지 어셈블리를 골관절염 치료 목적으로 구성된 몇 가지 실시예에 관해서만 설명하였지만, 당업자는 이들 실시예를 다양한 무릎 질환과 관련된 통증을 치료하는 목적으로 쉽게 구성할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 범위로 가능한 추가 실시예는 사용자의 대퇴골에 적용되는 예시적 실시예와 달리, 사용자의 경골에 적용되는 사용자 장력 조정 핸들, 노브 등을 구비한 힌지 어셈블리를 포함한다.

당업자가 인장 요소의 치수, 소재, 개수 및 유형 등을 쉽게 변경하여 본 명세서에 개시된 실시예들과 동등한 수준의 통증 완화를 달성할 수 있다는 것도 분명하다.

본 발명의 다양한 특징을 단 하나의 실시예와 관련하여 설명할 수 있지만, 이들 특징을 개별적으로 또는 임의로 적절하게 조합하여 제공하는 것도 가능하다. 역으로, 명료함을 위해 본 발명을 개별 실시예들과 관련하여 본 명세서에서 설명할 수 있지만, 본 발명을 단 하나의 실시예로 구현하는 것도 가능하다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "약(대략)"은 명시된 값의 ±5 단위(예컨대, 백분율)를 나타낸다.

본 명세서에서 "일부 실시예", "실시예", "일 실시예" 또는 "(그 외) 다른 실시예"에 대한 언급은 해당 실시예와 관련하여 설명된 구체적인 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 일부 실시예에 포함된다는 것을 의미하며, 본 발명의 모든 실시예에 반드시 포함된다는 것을 의미하지는 않는다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적인" 및 "실질적으로"는 당업자가 쉽게 인식할 수 있는 것을 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며 단지 설명을 위한 것임을 이해해야 한다.

본 명세서에 기재된 세부사항은 본 발명의 적용에 대한 제한으로 해석되지 않음을 이해해야 한다.

더 나아가, 본 발명을 다양한 방식으로 수행하거나 실시할 수 있으며, 본 발명을 전술한 설명에서 개략적으로 기술된 것 이외의 실시예들로 구현할 수 있음을 이해해야 한다.

또한, 본 명세서에 인용된 모든 참조문헌은 그 전체가 본 명세서에 참조로 각각 개별적으로 포함되었으며, 이를 통해 본 발명의 가능한 개시내용을 보완하는 효율적인 방법을 제공할 뿐만 아니라 당해 분야의 일반적인 기술 수준을 상세히 설명하는 배경을 제공하고자 한다.

용어 "포함하는", "이루어지는", "구성된" 및 이들의 문법적 변형은 하나 이상의 구성요소, 특징, 단계, 또는 단일 요소나 이들의 그룹이 추가되는 것을 배제하지 않으며 이들 구성요소, 특징, 단계 또는 단일 요소를 명시하는 것으로 해석되어야 함을 이해해야 한다.

Claims

하기 구성요소들을 포함하는 하중 경감식 관절 보조기에 있어서,
상부 부분과 하부 부분을 포함하는 수직하중 지지대(vertical support)로서, 상기 상부 부분은 착용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 위쪽의 착용자 제1 신체 부위에 맞는 크기의 상부 강성, 반강성 또는 연성 부분들로 이루어지고, 상기 하부 부분은 착용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 아래쪽의 착용자 제2 신체 부위에 맞는 크기의 하부 강성, 반강성 또는 연성 부분들로 이루어지는 것인, 수직하중 지지대;
근위 단부가 상기 상부 부분에 연결되고 원위 단부가 상기 하부 부분에 연결된 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리로서, 후방 측면과 전방 측면을 갖는, 근위 힌지 서브유닛 및 원위 힌지 서브유닛을 추가로 포함하되, 각 서브유닛에는 분절식(articulated) 관절 움직임 중에 선택적 반대쪽 기어와 치합되는 기어가 선택적으로 수용되는 것인, 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리;
근위 힌지 서브유닛과 원위 힌지 서브유닛 사이에 뻗어 있고, 근위 서브유닛과 원위 힌지 서브유닛 상에 또는 내부에 통합되며, 근위 및/또는 원위 힌지 서브유닛에 의해 부분적으로, 대부분 또는 완전히 커버되는 적어도 하나의 인장 요소(tensioning element)로서, 상기 상부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착되는 제1 단부와 상기 하부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착되는 제2 단부를 가지며, 힌지 어셈블리가 굴곡 위치로 이동하는 경우, 상기 상부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳과 상기 하부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳에 실질적으로 동일한 인장력(pulling force) 또는 인장력들을 가함으로써 내부의 장력을 높여 착용자의 관절에서 하중 또는 하중들을 감소시키는, 적어도 하나의 인장 요소
를 포함하며,
관절 보조기가 일방향 보조기(one-sided brace)인 경우 힌지 어셈블리는 착용자의 관절 한쪽 면에 배치되고, 무릎 보조기가 전체 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 착용자의 관절 양쪽 면에 배치되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
힌지 어셈블리의 적어도 하나의 인장 요소는 선택적으로 수용된 기어의 전방 측면 상의 서브유닛들 사이에 뻗어 있고, 2개 이상의 인장 요소가 구비된 경우 상기 2개 이상의 인장 요소는 서로 인접하게 종방향으로 배향되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
착용자가 적어도 하나의 인장 요소의 결합 및 해제시킬 수 있게 하고/하거나 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 증가 및 감소시킬 수 있게 하는 하중 경감식 기구
를 추가로 포함하는, 하중 경감식 관절 보조기.
제3항에 있어서,
하중 경감식 기구는, 적어도 하나의 인장 요소의 근위 단부에 부착된 슬라이드 부재 및 힌지 어셈블리의 외부 표면에 구비된 노브 또는 회전식 핸들을 포함하며, 사용자가 상기 노브 또는 회전식 핸들을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하면 상기 슬라이드 부재와 상기 적어도 하나의 인장 요소의 근위 단부를 위쪽으로 이동시킴으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높일 수 있고, 사용자가 상기 노브 또는 회전식 핸들을 반대 방향으로 회전하면 장력을 해제할 수 있으며,
상기 노브 또는 회전식 핸들은 복수의 위치로 회전되어 다양한 수준의 장력을 생성할 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제3항에 있어서, 하중 경감식 기구는,
힌지 어셈블리의 원위 및/또는 근위 단부에 구비되며 적어도 하나의 인장 요소를 회전 부재에 고정시킬 수 있는 회전식 래칫-폴 시스템으로서, 상기 회전 부재는 회전 시 상기 적어도 하나의 인장 요소에 장력을 야기하는 것인, 래칫-폴 시스템; 및
장력을 낮추거나 해제하기 위해 상기 래칫-폴 시스템을 신속하게 해제할 수 있는 해제 부재
를 포함하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제3항에 있어서, 하중 경감식 기구는,
적어도 하나의 인장 요소에 부착된 노브 또는 회전식 핸들로서, 제1 방향으로 이동됨으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높이고, 하나 이상의 위치로 잠금됨으로써 장력을 유지할 수 있고, 제2 방향으로 이동됨으로써 장력을 낮추거나 해제시킬 수 있는 노브 또는 회전식 핸들
을 포함하는, 하중 경감식 관절 보조기.
피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기에 있어서,
각각 선택적 톱니형 기어(optionally teethed gear)를 수용하는, 근위 서브유닛과 원위 서브유닛;
구비된 경우, 분절식 관절 움직임 중에 치합될 수 있는, 원위 및 근위 선택적 톱니형 기어;
근위 밴드 단부와 원위 밴드 단부를 갖는 적어도 하나의 인장 요소로서, 서브유닛들 사이에 뻗어 있되, 원위 밴드 단부가 상기 원위 서브유닛에 부착되고/되거나 근위 밴드 단부가 상기 근위 서브유닛에 부착된 것인, 적어도 하나의 인장 요소;
무릎 보조기를 착용하고 있는 동안 착용자가 상기 적어도 하나의 인장 요소를 짧게 하거나, 상기 적어도 하나의 인장 요소를 늘리거나, 상기 적어도 하나의 인장 요소를 잡아당기거나, 상기 적어도 하나의 인장 요소를 팽팽하게 조이거나, 상기 적어도 하나의 인장 요소 상의 장력의 일부 또는 전체를 해제하거나, 이들의 조합을 통해, 착용자가 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높이거나 낮출 수 있게 하는 조정형 하중 경감식 기구
를 포함하며,
상기 힌지 어셈블리는 착용자가 관절 신전 위치와 관절 굴곡 위치 간에 전후로 이동할 때 착용자의 관절에서 하중 또는 하중들을 영구적으로 및/또는 일시적으로 경감시킬 수 있는 것인, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기.
제7항에 있어서,
적어도 하나의 인장 요소 밴드의 근위 단부를 연장하기 위한 하중 경감식 기구는 적어도 하나의 인장 요소의 근위 단부에 부착된 슬라이드 부재 및 힌지 어셈블리의 외부 표면에 구비된 회전식 핸들을 포함하며, 사용자가 상기 회전식 핸들을 회전하면 상기 슬라이드 부재와 상기 적어도 하나의 인장 요소의 근위 단부를 위쪽으로 이동시킴으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높일 수 있고, 사용자가 상기 회전식 핸들을 반대 방향으로 회전하면 장력을 해제하거나 낮출 수 있으며,
상기 회전식 핸들은 복수의 위치로 회전되어 다양한 수준의 장력을 생성할 수 있는 것인, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기.
제7항에 있어서,
하중 경감식 기구는 적어도 하나의 인장 요소의 한쪽 단부 또는 양쪽 단부에 부착되고,
힌지 어셈블리는,
힌지 어셈블리의 원위 및/또는 근위 단부에 구비되며, 상기 적어도 하나의 인장 요소에 충돌함으로써 밴드의 신장을 방지하고 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 증가시킬 수 있는 것인, 회전식 래칫-폴 시스템; 및
장력을 낮추기 위해 상기 래칫-폴 시스템을 해제할 수 있는 해제 부재
를 추가로 포함하는 것인, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기.
제7항에 있어서,
서브유닛들이 서로 이격되어 있으며,
서브유닛들 사이에 위치하거나 서브유닛들을 수용하고, 적어도 하나의 인장 요소를 커버하여 보호할 수 있는 코어 브래킷 부재 또는 부재들을 추가로 포함하는, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기.
제7항에 있어서, 조정형 하중 경감식 기구는,
착용자가 선택한 장력으로, 착용자가 적어도 하나의 인장 요소를 위치 조절, 설정 또는 조정할 수 있게 하는 래칫-폴 부재
를 포함하는 것인, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기.
관절 보조기의 착용자가 관절에서 하중 또는 하중들을 경감시키는 방법에 있어서,
피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 관절 보조기를 착용자의 관절에 부착하는 단계로서, 상기 피봇이동 힌지 어셈블리는,
각각 기어를 수용하는, 근위 부분과 원위 부분;
분절식 관절 움직임 중에 치합될 수 있는, 원위 기어 및 근위 기어; 및
근위 밴드 단부와 원위 밴드 단부를 갖는 적어도 하나의 인장 요소로서, 기어의 전방 측면 상의 근위 부분과 원위 부분 사이에 뻗어 있고, 근위 밴드 단부가 상기 근위 부분에 고정되거나 원위 밴드 단부가 상기 원위 부분에 고정된, 적어도 하나의 인장 요소를 포함하고,
상기 관절 보조기는 적어도 하나의 인장 요소 상의 장력을 높일 수 있는 조정형 하중 경감식 기구를 포함하며, 적어도 하나의 인장 요소 상의 장력은 적어도 하나의 인장 요소가 상기 근위 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳과 적어도 하나의 인장 요소가 상기 원위 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳에 실질적으로 동일한 인장력 또는 인장력들을 가함으로써 생성되는 것인, 부착 단계;
관절 보조기에 높은 안정성 및/또는 장력이 필요한 경우 착용자가 상기 하중 경감식 기구를 결합하는 단계; 및
높은 안정성 및/또는 장력이 더 이상 필요하지 않은 경우 또는 동일한 양의 높은 안정성 및/또는 장력이 더 이상 필요하지 않은 경우 착용자가 상기 하중 경감식 기구를 해제하거나 조정하는 단계
를 포함하는, 방법.
제12항에 있어서,
하중 경감식 기구는 적어도 하나의 인장 요소의 근위 단부에 부착된 슬라이드 부재 및 힌지 어셈블리의 외부 표면에 구비된 회전식 핸들을 포함하며, 사용자가 상기 회전식 핸들을 회전시키면 상기 슬라이드 부재와 상기 적어도 하나의 인장 요소의 근위 단부를 위쪽으로 이동시킴으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높일 수 있고, 사용자가 상기 회전식 핸들을 반대 방향으로 회전하면 장력을 해제하거나 낮출 수 있으며,
상기 회전식 핸들은 복수의 위치로 회전되어 다양한 수준의 장력을 생성할 수 있는 것인, 관절 보조기의 착용자가 관절에서 하중 또는 하중들을 경감시키는 방법.
제12항에 있어서, 하중 경감식 기구는,
힌지 어셈블리의 원위 및/또는 근위 단부에 구비되며, 적어도 하나의 인장 요소에 충돌함으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 신장을 방지하고 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 증가시킬 수 있는, 회전식 래칫-폴 시스템, 및
상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 낮추기 위해 상기 래칫-폴 시스템을 해제할 수 있는 해제 부재
를 추가로 포함하는 것인, 관절 보조기의 착용자가 관절에서 하중 또는 하중들을 경감시키는 방법.
제12항에 있어서, 관절 보조기는,
내측면과 외측면을 갖는 상부 부분 및 하부 부분을 포함하는 수직하중 지지대로서, 상기 상부 부분은,
사용자의 관절에 인접한 곳과 그 위쪽의 착용자 신체 부위에 맞는 크기의 상부 유닛과,
상기 상부 유닛을 착용자 신체 부위에 부착할 수 있는 적어도 하나의 스트랩
을 포함하고,
상기 하부 부분은,
사용자의 관절에 인접한 곳과 그 아래쪽의 착용자 신체 부위에 맞는 크기의 하부 유닛과,
상기 하부 유닛을 착용자 신체 부위에 부착할 수 있는 적어도 하나의 스트랩
을 포함하는 것인, 수직하중 지지대를 추가로 포함하며,
관절 보조기가 일방향 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 관절의 외측면 또는 내측면에 배치되고, 관절 보조기가 전체 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 착용자의 관절의 외측면이나 내측면 중 하나 또는 둘 다에 배치되는 것인, 관절 보조기의 착용자가 관절에서 하중 또는 하중들을 경감시키는 방법.
제1항에 있어서,
구성요소들 중 하나 이상은 3D 프린팅되고/되거나,
관절 보조기는 착용자의 관절 또는 인접한 신체 부위 또는 부위들의 디지털 이미징을 사용하여 맞춤형 크기로 제작되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
하기 구성요소들을 포함하는 하중 경감식 무릎 보조기에 있어서,
상부 부분과 하부 부분을 포함하는 수직하중 지지대로서, 상기 상부 부분은 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 위쪽의 사용자 대퇴골에 맞는 크기의 상부 강성 또는 반강성 만곡형 유닛으로 이루어지고, 상기 하부 부분은 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 아래쪽의 사용자 경골에 맞는 크기의 하부 강성 또는 반강성 만곡형 유닛으로 이루어지는 것인, 수직하중 지지대;
근위 단부가 상기 상부 부분에 연결되고 원위 단부가 상기 하부 부분에 연결된 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리로서, 후방 측면과 전방 측면을 갖는, 근위 힌지 서브유닛 및 원위 힌지 서브유닛을 추가로 포함하되, 각 서브유닛에는 분절식 관절 움직임 중에 선택적 반대쪽 기어와 치합되는 기어가 선택적으로 수용되는 것인, 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리;
근위 힌지 서브유닛과 원위 힌지 서브유닛 사이에 뻗어 있고, 근위 힌지 서브유닛 및 원위 힌지 서브유닛 내부에 통합된 적어도 하나의 인장 요소로서, 힌지 어셈블리가 굴곡 위치로 이동하는 경우 내부의 장력이 높아짐으로써, 사용자의 무릎에 가해지는 하중 또는 하중들을 경감시킬 수 있는 적어도 하나의 인장 요소
를 포함하며,
무릎 보조기가 일방향 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 무릎의 외측면 또는 내측면에 배치되고, 무릎 보조기가 전체 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 사용자 무릎의 외측면, 사용자 무릎의 내측면, 또는 사용자 무릎의 외측면과 내측면 둘 다에 배치되고,
힌지 어셈블리는,
서브유닛 내부에 선택적으로 수납된 기어와 같은 위치에 있는 캠 장치로서, 무릎이 구부러질 때 장력을 높이기 위해 적어도 하나의 인장 요소가 캠 장치 및 선택적으로 수용된 기어 위로 끌어당겨지는 것인, 캠 장치를 추가로 포함하며,
서브유닛의 전방 측면 상에 연결되어 있는 근위 서브유닛과 원위 서브유닛에 의해 전방으로의 과신전이 방지되는 것인,
하중 경감식 무릎 보조기.
하기 구성요소들을 포함하는 하중 경감식 무릎 보조기에 있어서,
상부 부분과 하부 부분을 포함하는 수직하중 지지대로서, 상기 상부 부분은 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 위쪽의 사용자 대퇴골에 맞는 크기의 상부 강성 또는 반강성 만곡형 유닛으로 이루어지고, 상기 하부 부분은 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 아래쪽의 사용자 경골에 맞는 크기의 하부 강성 또는 반강성 만곡형 유닛으로 이루어지는 것인, 수직하중 지지대;
근위 단부가 상기 상부 부분에 연결되고 원위 단부가 상기 하부 부분에 연결된 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리로서, 후방 측면과 전방 측면을 갖는, 근위 힌지 서브유닛 및 원위 힌지 서브유닛을 추가로 포함하되, 각 서브유닛에는 분절식 관절 움직임 중에 선택적 반대쪽 기어와 치합되는 기어가 선택적으로 수용되는 것인, 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리;
근위 힌지 서브유닛과 원위 힌지 서브유닛 사이에 뻗어 있고, 근위 힌지 서브유닛 및 원위 힌지 서브유닛 내부에 통합되며, 근위 및/또는 원위 힌지 서브유닛에 의해 부분적으로, 대부분 또는 완전히 커버되는 적어도 하나의 인장 요소로서, 상기 상부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착되는 제1 단부와 상기 하부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착되는 제2 단부를 가지며, 힌지 어셈블리가 굴곡 위치로 이동하는 경우, 상기 상부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳과 상기 하부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳에 실질적으로 동일한 인장력 또는 인장력들을 가함으로써 내부의 장력을 높여 착용자의 무릎에서 하중 또는 하중들을 경감시키는, 적어도 하나의 인장 요소
를 포함하며,
무릎 보조기가 일방향 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 관절의 외측면 또는 내측면에 배치되고, 무릎 보조기가 전체 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 사용자 무릎의 외측면, 사용자 무릎의 내측면, 또는 사용자 무릎의 외측면과 내측면 둘 다에 배치되고,
힌지 어셈블리는,
서브유닛의 내측면과 외측면에 위치하는 적어도 하나의 커넥터로서, 선택적으로 수용된 기어가 회전할 수 있게 하면서 서브유닛들을 함께 연결할 수 있으며, 상기 서브유닛들에 선택적 기어가 수용된 경우, 상기 선택적으로 수용된 기어와 상기 적어도 하나의 인장 요소를 보호하는, 적어도 하나의 커넥터
를 추가로 포함하는 것인, 하중 경감식 무릎 보조기.
하기 구성요소들을 포함하는 하중 경감식 무릎 보조기에 있어서,
상부 부분과 하부 부분을 포함하는 수직하중 지지대로서, 상기 상부 부분은 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 위쪽의 사용자 대퇴골에 맞는 크기의 상부 강성 또는 반강성 만곡형 유닛으로 이루어지고, 상기 하부 부분은 사용자의 무릎 관절에 인접한 곳과 그 아래쪽의 사용자 경골에 맞는 크기의 하부 강성 또는 반강성 만곡형 유닛으로 이루어지는 것인, 수직하중 지지대;
근위 단부가 상기 상부 부분에 연결되고 원위 단부가 상기 하부 부분에 연결된 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리로서, 후방 측면과 전방 측면을 갖는, 근위 힌지 서브유닛과 원위 힌지 서브유닛을 추가로 포함하되, 각 서브유닛에는 분절식 관절 움직임 중에 선택적 반대쪽 기어와 치합되는 기어가 선택적으로 수용되는 것인, 적어도 하나의 피봇이동 힌지 어셈블리;
근위 힌지 서브유닛과 원위 힌지 서브유닛 사이에 뻗어 있고, 근위 힌지 서브유닛 및 원위 힌지 서브유닛 내부에 통합되며, 근위 및/또는 원위 힌지 서브유닛에 의해 부분적으로, 대부분 또는 완전히 커버되는 적어도 하나의 인장 요소로서, 상기 상부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착되는 제1 단부와 상기 하부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착되는 제2 단부를 가지며, 힌지 어셈블리가 굴곡 위치로 이동하는 경우, 상기 상부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳과 상기 하부 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳에 실질적으로 동일한 인장력 또는 인장력들을 가함으로써 내부의 장력을 높여 착용자의 무릎에서 하중 또는 하중들을 경감시키는, 적어도 하나의 인장 요소
를 포함하며,
무릎 보조기가 일방향 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 관절의 외측면 또는 내측면에 배치되고, 무릎 보조기가 전체 보조기인 경우 힌지 어셈블리는 사용자 무릎의 외측면, 사용자 무릎의 내측면, 또는 사용자 무릎의 외측면과 내측면 둘 다에 배치되고,
하중 경감식 무릎 보조기는 사용자가 상기 적어도 하나의 인장 요소를 결합 및 해제할 수 있게 하고/하거나 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높이고 낮출 수 있게 하는 하중 경감식 기구를 추가로 포함하며,
상기 적어도 하나의 인장 요소의 한 단부가 원위 또는 근위 서브유닛에 연결되고, 상기 하중 경감식 기구는,
제1 단부가 상기 적어도 하나의 인장 요소에 부착되고 제2 단부가 스풀에 부착된 실질적으로 비탄성인 라인 또는 와이어; 및
외부 회전식 노브에 작동적으로 연결된 스풀
을 포함하며,
사용자는 노브를 제1 방향으로 회전시킴으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높일 수 있고, 상기 실질적으로 비탄성인 라인 또는 와이어는 스풀에 연결되며,
사용자는 노브를 반대 방향 또는 제2 방향으로 회전시키거나 노브에 작동적으로 연결된 래칫-폴 시스템 기구 또는 잠금 플랜지 와셔 시스템을 해제함으로써 장력을 낮출 수 있는 것인, 하중 경감식 무릎 보조기.
피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 무릎 보조기 또는 팔꿈치 보조기에 있어서,
각각 톱니형 기어를 수용하는 근위 서브유닛과 원위 서브유닛;
분절식 관절 움직임 중에 치합될 수 있는, 원위 및 근위 톱니형 기어;
근위 밴드 단부와 원위 밴드 단부를 가지며, 서브유닛들 사이에 뻗어 있되, 원위 밴드 단부가 상기 원위 서브유닛에 부착되고/되거나 근위 밴드 단부가 상기 근위 서브유닛에 부착된 것인, 적어도 하나의 인장 요소;
사용자가 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높이고 낮출 수 있게 하는 조정형 하중 경감식 기구로서, 힌지 어셈블리는 사용자가 무릎 또는 팔꿈치의 신전 위치와 굴곡 위치 간에 전후로 이동할 때 사용자의 무릎 또는 팔꿈치에서 하중 또는 하중들을 영구적으로 및/또는 일시적으로 경감시킬 수 있는 것인, 조정형 하중 경감식 기구
를 포함하며,
상기 조정형 하중 경감식 기구는,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소를 잡아당김으로써,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소와 동일하거나 상이한 수준의 장력 및/또는 직경을 갖는 인장 요소들을 더 많이 추가하되, 2개 이상의 인장 요소가 구비된 경우에는 인장 요소들이 종방향으로 서로 인접하게 배치함으로써,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소를 하나 이상의 더 단단한 인장 요소(들)로 대체함으로써,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소를 접은 후 상기 적어도 하나의 인장 요소가 팽팽해지거나 더욱 팽팽해질 때까지 인장 요소의 중심점을 연장시킴으로써, 및/또는
- 다양한 굴곡 정도로 결합되도록 설정된 다수의 인장 요소를 사용함으로써
장력을 높이는 능력을 갖는 것인, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 무릎 보조기 또는 팔꿈치 보조기.
피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 무릎 보조기 또는 팔꿈치 보조기에 있어서,
각각 톱니형 기어를 수용하는 근위 서브유닛과 원위 서브유닛;
분절식 관절 움직임 중에 치합될 수 있는, 원위 및 근위 톱니형 기어;
근위 밴드 단부와 원위 밴드 단부를 가지며, 서브유닛들 사이에 뻗어 있되, 원위 밴드 단부가 상기 원위 서브유닛에 부착되고/되거나 근위 밴드 단부가 상기 근위 서브유닛에 부착된 것인, 적어도 하나의 인장 요소;
사용자가 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높이고 낮출 수 있게 하는 조정형 하중 경감식 기구로서, 힌지 어셈블리는 사용자가 무릎 또는 팔꿈치의 신전 위치와 굴곡 위치 간에 전후로 이동할 때 사용자의 무릎 또는 팔꿈치에서 하중 또는 하중들을 영구적으로 및/또는 일시적으로 경감시킬 수 있는 것인, 조정형 하중 경감식 기구
를 포함하며,
상기 하중 경감식 기구는,
양쪽 단부가 근위 서브유닛, 원위 서브유닛 또는 둘 다에 부착된 적어도 하나의 인장 요소;
스풀에 연결된 상기 적어도 하나의 인장 요소에 고정된 와이어
를 포함하되, 상기 스풀은 외부 회전식 노브에 연결되며,
사용자는, 노브를 상기 와이어와 상기 적어도 하나의 인장 요소가 팽팽하게 또는 더욱 팽팽하게 당겨지는 제1 방향으로 회전시킴으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높일 수 있고, 노브를 제2 방향으로 회전시키거나 래칫-폴 기구 또는 잠금 플랜지 와셔 시스템을 해제함으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 낮출 수 있는 것인, 피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 무릎 보조기 또는 팔꿈치 보조기.
무릎 보조기의 사용자가 무릎에서 하중 또는 하중들을 경감시키는 방법에 있어서,
피봇이동 힌지 어셈블리를 구비한 무릎 보조기를 사용자의 무릎에 부착하는 단계로서, 상기 피봇이동 힌지 어셈블리는,
각각 기어를 수용하는, 근위 부분과 원위 부분;
분절식 관절 움직임 중에 치합될 수 있는, 원위 기어 및 근위 기어; 및
근위 밴드 단부와 원위 밴드 단부를 갖는 적어도 하나의 인장 요소로서, 기어의 전방 측면 상의 근위 부분과 원위 부분 사이에 뻗어 있고, 근위 밴드 단부가 상기 근위 부분에 고정되거나 원위 밴드 단부가 상기 원위 부분에 고정된, 적어도 하나의 인장 요소를 포함하고,
상기 무릎 보조기는 적어도 하나의 인장 요소 상의 장력을 높일 수 있는 조정형 하중 경감식 기구를 포함하며, 적어도 하나의 인장 요소 상의 장력은 적어도 하나의 인장 요소가 상기 근위 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳과 적어도 하나의 인장 요소가 상기 원위 부분에 직접 또는 간접적으로 부착된 곳에 실질적으로 동일한 인장력 또는 인장력들을 가함으로써 생성되는 것인, 부착 단계;
무릎 보조기에 높은 안정성 및/또는 장력이 필요한 경우 사용자가 상기 하중 경감식 기구를 결합하는 단계; 및
높은 안정성 및/또는 장력이 더 이상 필요하지 않은 경우 또는 동일한 양의 높은 안정성 및/또는 장력이 더 이상 필요하지 않은 경우 사용자가 상기 하중 경감식 기구를 해제하거나 조정하는 단계
를 포함하며,
상기 하중 경감식 기구는,
제1 단부가 상기 근위 부분에 부착되거나 제1 단부가 상기 원위 부분에 부착된 적어도 하나의 인장 요소;
상기 적어도 하나의 인장 요소의 제2 단부에 부착된 와이어
를 포함하되,
상기 와이어는 외부 노브에 연결된 스풀에 부착되며,
사용자는, 노브를 상기 와이어와 상기 적어도 하나의 인장 요소가 팽팽하게 또는 더욱 팽팽하게 당겨지는 제1 방향으로 회전시킴으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높일 수 있고, 노브를 제2 방향으로 회전시키고/시키거나 래칫-폴 기구 또는 잠금 플랜지 와셔 시스템을 해제함으로써 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 낮출 수 있는 것인, 무릎 보조기의 사용자가 무릎에서 하중 또는 하중들을 경감시키는 방법.
하중 경감식 관절 보조기에 있어서,
각각, 분절식 관절 움직임 중에 치합될 수 있는 톱니형 기어 또는 피봇 조인트를 수용하는, 근위 서브유닛과 원위 서브유닛,
근위 밴드 단부와 원위 밴드 단부를 가지며, 서브유닛들 사이에 뻗어 있되, 원위 밴드 단부가 상기 원위 서브유닛에 부착되고/되거나 근위 밴드 단부가 상기 근위 서브유닛에 부착된 것인, 적어도 하나의 인장 요소;
착용자가 상기 적어도 하나의 인장 요소의 장력을 높이고 낮출 수 있게 하는 조정형 하중 경감식 기구로서, 피봇 지점은 착용자가 관절의 신전 위치와 굴곡 위치 간에 전후로 이동할 때 착용자의 관절에서 하중 또는 하중들을 영구적으로 및/또는 일시적으로 경감시킬 수 있는 것인, 조정형 하중 경감식 기구
를 포함하며,
상기 조정형 하중 경감식 기구는,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소를 잡아당김으로써,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소와 동일하거나 상이한 수준의 장력 및/또는 직경을 갖는 인장 요소들을 더 많이 추가하되, 2개 이상의 인장 요소가 구비된 경우에는 인장 요소들이 종방향으로 서로 인접하게 배치함으로써,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소를 하나 이상의 더 단단한 인장 요소(들)로 대체함으로써,
- 상기 적어도 하나의 인장 요소를 접은 후 상기 적어도 하나의 인장 요소가 팽팽해지거나 더욱 팽팽해질 때까지 인장 요소의 중심점을 연장시킴으로써, 및/또는
- 다양한 굴곡 정도로 결합되도록 설정된 다수의 인장 요소를 사용함으로써
장력을 높이는 능력을 갖는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
관절 보조기에 있어서,
적어도 하나의 단일중심 또는 이중중심 힌지에 의해 연결되어 있고, 힌지의 토크를 증가시킬 수 있으며 관절의 굴곡에 맞서는 힘을 생성할 수 있는 하나 이상의 인장 요소를 포함하는, 상부 프레임과 하부 프레임
을 포함하며,
상기 힌지는 착용자가 관절을 구부릴 때 상호작용하는 치합 기어들을 선택적으로 포함하고, 선택적으로는 이러한 선택적 기어들을 수용하는 하나 이상의 측면 판, 캡 또는 힌지 캡슐에 인접해 구비되며,
상기 하나 이상의 인장 요소는 직렬 또는 병렬로 배치되되, 상기 하나 이상의 인장 요소는, 조정형 인장 기구에 연결되거나, 보조기 상의 한 지점에 고정되거나, 상부 프레임 또는 하부 프레임 중 하나 또는 둘 다에 있는 하나 이상의 튜브 내부에 수용되거나, 상부 프레임 또는 하부 프레임 중 하나 또는 둘 다에 형성되어 있는 개구들을 통해 직조되거나, 다수의 인장 요소가 구비된 경우에는 서로 연결되거나, 보조기의 힌지 위로 뻗어 있는 하나 이상의 와이어에 연결되고,
보조기는 힌지 위로 신장되는 적어도 하나의 인장 요소를 선택적으로 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 선택적 인장 요소는 굴곡 또는 신전 정도가 증가하면 당겨져 인장 기구에 연결될 수 있도록 구성되는 것인, 관절 보조기.
제23항 또는 제24항에 있어서,
하나 이상의 인장 요소는 하나 이상의 탄성 밴드 또는 하나 이상의 스프링을 포함하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
관절 보조기에 있어서,
하나 이상의 인장 요소를 포함하고, 적어도 하나의 단일중심 또는 이중중심 힌지에 의해 연결된, 상부 프레임과 하부 프레임으로서, 상부 또는 하부 프레임 상에 또는 내부에 부분적으로 또는 완전히 통합되어 형성되어 상기 하나 이상의 인장 요소를 수용할 수 있는 하나 이상의 튜브 또는 개구를 포함하는, 상부 프레임과 하부 프레임
을 포함하며,
상기 하나 이상의 인장 요소는 선택적으로 상기 하나 이상의 튜브 또는 개구에 의해 고정되거나 보호되고,
상기 하나 이상의 인장 요소는 선택적으로 상기 하나 이상의 개구를 통해 직조되거나 삽입되어, 상부 프레임 또는 하부 프레임에 고정되거나 상부 프레임 또는 하부 프레임 상의 제위치에 유지되며,
상기 하나 이상의 인장 요소는, 서로 연결되거나, 관절 보조기에 고정되거나, 인장 기구에 연결되거나, 보조기의 힌지를 가로질러 배치된 하나 이상의 와이어에 연결되고; 힌지의 토크를 증가시킬 수 있으며 힌지의 상측면과 하측면에 관절의 굴곡에 맞서는 동일한 힘을 생성할 수 있고,
상기 힌지는 착용자가 관절을 구부릴 때 상호작용하는 치합 기어들을 선택적으로 포함할 수 있고, 선택적으로는 이러한 선택적 기어들을 수용하는 하나 이상의 측면 판, 캡 또는 힌지 캡슐에 인접해 구비되며,
상기 하나 이상의 인장 요소는 상부 프레임 또는 하부 프레임의 고정 지점에, 또는 조정형 인장 기구에 선택적으로 고정되는 것인, 관절 보조기.
힌지 내에 토크를 생성할 수 있는, 무릎 또는 팔꿈치 보조기 프레임에 있어서,
장부(tongue and groove) 형태의 기구 또는 치합 기어와 같은 다양한 상호체결 기구를 통해 관절에 작동적으로 연결될 수 있고 서로 상대 회전할 수 있는, 상부 프레임과 하부 프레임;
보조기의 프레임에 구비된 튜브 내부에 부분적으로 또는 완전히 통합되거나 보조기의 프레임에 작동적으로 연결된 다양한 인장 요소의 시스템으로서, 인장 요소의 배향에 따라 굴곡 또는 신전 시 장력을 생성하며, 조정형 인장 기구와 선택적으로 조합될 수 있는, 다양한 인장 요소의 시스템; 및
보조기의 프레임에 암형 단부를 결합시킬 수 있는 버클 방식과 같은, 보조기를 사용자의 사지(limb)에 고정시키기 위한 스트랩들을 부착할 수 있도록 보조기의 프레임 내부에 포함된 고리-구멍 망조직
을 포함하는, 무릎 또는 팔꿈치 보조기 프레임.
제1항에 있어서,
인장 요소는 보조기의 힌지를 가로질러 연장되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
힌지 및 적어도 2개의 프레임 구성요소들을 포함하는 인체 관절용 보조기 프레임에 있어서,
상기 힌지는 하나 이상의 슬롯을 프레임 구성요소들의 원위 및 근위 단부에 포함하여 -5도 내지 160도의 굴곡 또는 신전 정도를 가능하게 하고,
상기 하나 이상의 슬롯은 힌지의 굴곡 및 신전의 양을 제어하는 데 사용될 수 있고, 힌지의 피봇 지점을 에워싸며,
인간 관절의 굴곡 및/또는 신전 정도를 제한하기 위해 상기 하나 이상의 슬롯에 인서트들이 삽입되는 것인, 인체 관절용 보조기 프레임.
제29항에 있어서,
인서트들은 상이한 크기로 구성되며, 상기 상이한 크기들로 인해 인서트 크기에 따라 신전 또는 굴곡 허용량이 달라지는 것인, 인체 관절용 보조기 프레임.
제29항에 있어서,
하나 이상의 슬롯은 분절식 관절 움직임에도 불구하고 인서트를 슬롯 내부에 고정시킬 수 있으며,
인서트는 하나 이상의 측면 판, 캡, 힌지 캡슐 또는 이들의 조합에 의해 제자리에 유지되는 것인, 인체 관절용 보조기 프레임.
제29항에 있어서,
인서트는 힌지 아래에 삽입되며, 굴곡 또는 신전의 한계를 제공하는 것인, 인체 관절용 보조기 프레임.
제29항에 있어서,
보조기용 패딩을 추가로 포함하며,
상기 패딩은 3D 프린팅될 수 있고, 상기 패딩의 격자는 해당 사용자 또는 적용예에 바람직한 양의 쿠션 효과를 제공하도록 맞춤화될 수 있는, 인체 관절용 보조기 프레임.
제33항에 있어서,
패딩은 보조기 프레임에 직접 인쇄될 수 있는 후크-루프 또는 머쉬룸 패턴을 포함하는 것인, 인체 관절용 보조기 프레임.
인체 관절용 보조기의 제조 방법으로서,
인체 관절을 3차원으로 스캐닝하여 3차원 스캔 또는 이미지를 제공하는 단계;
상기 3차원 스캔 또는 이미지로부터 보조기, 상부 프레임 또는 하부 프레임의 디자인, 크기, 무게 또는 형상을 자동으로 측정하는 단계; 및
상기 3차원 스캔 또는 이미지를 기반으로, 보조기, 상부 프레임 또는 하부 프레임의 디자인, 크기, 무게 또는 형상을 인체 관절에 맞도록 조정하는 단계
를 포함하는 방법.
제35항에 있어서,
보조기, 상부 프레임 또는 하부 프레임을 자동으로 생성하여 사용자의 관절에 맞추는 단계와, 3차원 스캔 또는 이미지에 기반하여, 인체 관절의 하나 이상 측면에 압력을 높이거나 낮추는 것을 포함한, 다리 부상을 만회하기 위한 보조기, 상부 프레임 또는 하부 프레임의 설계 단계,
를 추가로 포함하는, 인체 관절용 보조기의 제조 방법.
제35항에 있어서,
보조기, 상부 프레임 또는 하부 프레임의 디자인, 크기, 무게 또는 형상은, 부상을 다루고 치료하기 위해, 착용자의 부상 중증도, 부상 유형, 부상 치료법 및/또는 요구사항에 따라 컴퓨터 구현 소프트웨어에 의해 맞춤화하거나 형성되는 것인, 인체 관절용 보조기의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상부 프레임 및/또는 하부 프레임은 3D 프린팅, 사출 성형, 인발 성형, 압출, 기계 가공 또는 이들의 조합으로 제조되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
상부 프레임 및/또는 하부 프레임은 착용자의 다리 크기 또는 형상에 맞도록 열성형되거나,
보조기를 이루는 구성요소들 또는 구획들은 열 또는 빛을 사용하여 성형 또는 조각될 수 있는 소재(들)를 포함하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
패딩을 추가로 포함하며, 상기 패딩에 사용되는 소재의 전부 또는 일부가 착용자의 다리에 맞도록 열성형될 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
착용자의 단일구획성 골관절염의 반대쪽 또는 대향하는 쪽에 추가적인 힘이 가해지고, 편안 위치(resting position)의 보조기는 단일구획성 골관절염을 치료하기 위한 힘을 가하되, 이때 가해지는 힘은 보조기 프레임 기하학적 구조를 변경함으로써 야기될 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
하나 이상의 측면 판, 캡 또는 힌지 캡슐을 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 측면 판, 캡 또는 힌지 캡슐은 착용자의 단일구획성 골관절염에 대향하는 관절구에 가해지는 힘을 증가시키는 데 사용되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제1항에 있어서,
힌지 캡(들)을 추가로 포함하며,
상기 힌지 캡(들)이 착탈식 캡과 나사들로 구성됨으로써, 다양한 개수의 관절구 이격용 패드를 힌지 캡(들) 내부에 배치시켜 관절구 끼움쇠(condyle shim)로서 기능할 수 있도록 하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제43항에 있어서,
힌지 캡(들)은, 힌지 캡(들) 내부에 배치될 관절구 간격을 늘리기 위해 힌지 캡(들)에 부착되어 관절구 끼움쇠로서 기능하기 위한 추가 끼움쇠를 포함하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
하나 이상의 인장 요소 및 조정형 인장 기구를 포함하는 관절 보조기에 있어서,
상기 조정형 인장 기구는 하나 이상의 인장 요소에 결합되며, 착용자와 조정형 인장 기구 사이에 인터페이스를 포함하고, 착용자가 상기 하나 이상의 인장 요소에 존재하는 장력의 양을 조정하는 데 사용할 수 있는 노브, 슬라이드, 버튼, 탭, 디지털 스크린, 프로세서, 컨트롤러, 모터, 마이크로드라이브, 스위치, 풀리, 블록-태클 시스템 또는 레버를 구비할 수 있으며,
상기 조정형 인장 기구를 조정하는 것은 장력을 높이거나 낮추는 것이고,
상기 조정형 인장 기구는 착용자가 장력을 변경할 때까지 정적 위치(static position)에 유지되는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
보조기의 위치를 측정하고 모니터링하는 하나 이상의 센서를 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 센서는 선택적으로 속도(velocity) 또는 가속도를 측정하고 모니터링할 수 있되, 위치 데이터, 속도 데이터, 또는 가속도 데이터는 관절 보조기를 위한 프로세서 또는 모니터링 시스템으로의 입력으로 사용되며, 상기 위치 데이터, 속도 데이터 또는 가속도 데이터는 관절 보조기 상의 모터 또는 다른 인장 시스템에 명령하여, 관절 보조기의 저항력 또는 상기 하나 이상의 인장 요소의 장력을 증가시키거나 감소시킴으로써 관절을 보조 또는 지지하도록 하는 데 사용되는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
하나 이상의 센서는 관절 보조기 또는 하나 이상의 인장 요소에 존재하는 장력의 양, 또는 착용자의 관절에 가해진 하중 경감량을 측정하고 모니터링할 수 있는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
착용자의 관절에서의 하중 경감량은 착용자의 관절이 신전되거나 굴곡됨에 따라 변하는 가변량을 포함하는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
착용자의 관절에 가해진 장력의 아날로그 값을 디지털 신호로 변환하는 것인, 관절 보조기.
제49항에 있어서,
디지털 신호는 관절 보조기에 얼마나 많은 장력이 존재하는지에 관해 관절 보조기 착용자에게 알리거나, 장력의 변화를 하나 이상의 센서가 인식하는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
하나 이상의 센서는 보조기 상에 또는 보조기 내부에 제조되는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
하나 이상의 센서는 디지털 또는 전자 신호를 출력하며,
하나 이상의 센서는, 관절 보조기에 존재하는 힘 또는 장력을 비롯한 관절 보조기에 관한 정보를 표시하는, 관찰 포트(viewing port)를 비롯한 하나 이상의 조명 또는 다른 표시등에 연결되는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
모터 및 제어 프로세서 시스템을 추가로 포함하며,
선택적으로, 전위차계, 기어 박스 또는 기어 시스템, 컨트롤러, 풀리 또는 블록-태클 시스템, 또는 하나 이상의 서보 아암 또는 레버를 추가로 포함하는, 관절 보조기.
제53항에 있어서,
모터는, 하나 이상의 센서들로부터의 입력에 기초하여, 컨트롤러나 프로세서에 의해 관리되는, 장력을 모으거나 해제시킬 수 있는 기어들 또는 나사(들)의 시스템을 통해 하나 이상의 인장 요소에 작동적으로 연결되는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
하나 이상의 센서는, 관절 보조기 내부에 생성된 힘이나 관절 보조기에 의해 경감된 무게와 같은 정보를 전달하는, 보조기 상의 스크린에 연결되는 것인, 관절 보조기.
제45항에 있어서,
하나 이상의 센서는 전자 장치의 컴퓨터-구현 소프트웨어 애플리케이션에 동기화되어, 관절 보조기가 인가하는 힘의 양, 착용자의 관절에 과부하가 걸리는 방향이나 착용자의 관절이 굴곡 또는 신전되고 있는 방향에 관한 피드백을 착용자에게 제공하며, 상기 하나 이상의 센서로부터의 데이터는 분석되어 패턴을 식별하는 데 사용되고, 관절 보조기 상의 하나 이상의 모터가 어떻게 보조 또는 지원 방식으로 기능해야 하는지 결정하는 컨트롤러로의 입력으로 사용될 수 있는 것인, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
장력, 가속도, 위치 및/또는 속도 측정 센서 또는 기구를 추가로 포함하며,
상기 측정 센서 또는 기구로부터의 측정값은 선택적으로 디지털 신호로 변환되어 보조기 또는 외부 전자 장치 상에 시각적 또는 청각적 출력으로 디스플레이되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제57항에 있어서,
디지털 신호는, 장력의 양을 표시하도록, 보조기 상의 하나 이상의 조명을 활성화하는 데 사용되는 것인, 하중 경감식 무릎 관절 또는 팔꿈치 관절 보조기.
제57항에 있어서,
디지털 신호는, 착용자에게 관절 보조기에 존재하는 장력의 양을 전달하도록, 하나 이상의 인장 요소의 장력의 양을 표시하는 여러 색상 또는 조명을 나타내는, 관절 보조기 상의 시각적 표시등을 활성화하는 데 사용되는 것인, 하중 경감식 무릎 관절 또는 팔꿈치 관절 보조기.
제1항에 있어서,
모터 및 제어 프로세서 시스템을 추가로 포함하며,
선택적으로, 전위차계, 기어 박스 또는 기어링 시스템, 또는 하나 이상의 서보 아암 또는 레버를 추가로 포함하는, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
하나 이상의 모터와 하나 이상의 센서를 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 모터는, 상기 하나 이상의 센서들로부터의 입력에 기초하여, 컨트롤러나 프로세서에 의해 관리되는, 장력을 모으거나 해제시킬 수 있는 기어들 또는 나사들의 시스템을 통해 하나 이상의 인장 요소에 작동적으로 연결되는 것인, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
하나 이상의 모터와 하나 이상의 센서를 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 센서는, 관절 보조기 내부에 생성된 힘이나 관절 보조기에 의해 경감된 무게와 같은 정보를 착용자에게 전달하는, 관절 보조기 상의 스크린에 연결되는 것인, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
하나 이상의 모터와 하나 이상의 센서를 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 센서는 전자 장치 상의 컴퓨터-구현 소프트웨어 애플리케이션에 동기화되어, 관절 보조기가 인가하는 힘의 양, 착용자의 관절에 과부하가 걸리는 방향이나 착용자의 관절이 굴곡 또는 신전되고 있는 방향에 관한 정보를 착용자에게 제공하는 것인, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
하나 이상의 모터와 하나 이상의 센서를 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 센서로부터의 정보는 자동으로 분석되어 패턴을 식별하는 데 사용되고, 착용자에게 보조 또는 지원 방식으로 기능하는 상기 하나 이상의 모터를 제어하기 위해 컨트롤러에 입력으로 전송되는 것인, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
장력, 가속도, 위치 및/또는 속도 측정 센서 또는 기구를 추가로 포함하며,
상기 측정 센서 또는 기구로부터의 측정값은 선택적으로 디지털 신호로 변환되어 관절 보조기 또는 외부 전자 장치 상에 시각적 또는 청각적 출력으로 디스플레이되는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제65항에 있어서,
디지털 신호는, 장력의 양을 표시하도록, 관절 보조기 상의 하나 이상의 조명을 활성화하는 데 사용되는 것인, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
착용자에게 관절 보조기에 존재하는 장력의 양을 전달하도록, 하나 이상의 인장 요소의 다양한 장력을 표시하는 다양한 색상 또는 조명을 사용하는 시각적 표시등을 추가로 포함하는, 관절 보조기.
제1항에 있어서,
하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 컨트롤러, 하나 이상의 모터 또는 이들의 조합을 추가로 포함하며,
상기 하나 이상의 프로세서는, 보조기 또는 외부 전자 장치, 이를테면 컴퓨터, 컴퓨터 처리 장치, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 전화기, 스마트폰, 서버, 인터넷, 클라우드 또는 이들의 조합 상에 위치하는 것인, 관절 보조기.
관절 보조기에 있어서,
관절 위의 부속기관(appendage)에 연결된 상부 부분과 관절 아래의 부속기관에 연결된 하부 부분;
하나 이상의 인장 요소;
상기 하나 이상의 인장 요소의 장력을 조정할 수 있는 조정형 인장 기구; 및
하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합
을 포함하며,
상기 하나 이상의 센서는 상기 하나 이상의 인장 요소 및/또는 관절 보조기의 장력을 측정하고;
상기 하나 이상의 프로세서는 보조기 또는 외부 전자 장치 상에 위치하며.
상기 하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합은 상기 조정형 인장 기구 및/또는 상기 하나 이상의 인장 요소를 조정할 수 있는 것인, 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 센서는 착용자가 하나 이상의 인장 요소를 과도하게 인장시키는 것을 제한하는 데 사용될 수 있는 장력 측정 센서이거나,
상기 장력 측정 센서는 장력 정보를 전송할 수 있고/있거나 조정형 인장 기구를 직접 또는 간접적으로 제어할 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 센서는 하나 이상의 인장 요소의 장력을 측정하고 하나 이상의 프로세서에 장력 데이터를 전송하며,
상기 하나 이상의 프로세서는 하나 이상의 컨트롤러 및/또는 하나 이상의 모터에 명령어를 전송하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 프로세서는, 관절 보조기, 또는 상기 관절 보조기나 하나 이상의 센서와 통신하는 외부 전자 장치, 이를테면 컴퓨터, 컴퓨터 처리 장치, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 전화기, 스마트폰, 서버, 인터넷, 클라우드 또는 이들의 조합 상에 위치하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기
제69항에 있어서,
하나 이상의 컨트롤러 또는 하나 이상의 모터는 관절 보조기 및/또는 하나 이상의 인장 요소의 장력을 조정할 수 있으며, 이때 조정은 상기 하나 이상의 센서로부터의 데이터에 기반하는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합은 관절 보조기 및/또는 하나 이상의 인장 요소의 장력을 자동으로 조정할 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합은 미리 설정된 장력 상한 및/또는 하한 범위를 기반으로 관절 보조기 및/또는 하나 이상의 인장 요소의 장력을 자동으로 조정할 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합은 착용자에게 관절 보조기의 장력 및/또는 관절의 움직임에 관한 피드백을 제공할 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제XX항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합은 관절 보조기 및/또는 하나 이상의 인장 요소가 과부하 상태임을 착용자 및/또는 다른 사람에게 알릴 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
하나 이상의 센서, 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 모터, 하나 이상의 컨트롤러 또는 이들의 조합은, 착용자 및/또는 다른 사람에게, 관절 보조기, 장력, 하나 이상의 인장 요소, 힌지, 처방된 치료, 관절 움직임, 관절 건강, 부상, 치료 옵션 또는 이들의 조합과 관련된 정보를 알릴 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
제69항에 있어서,
관절 보조기 또는 관절 보조기의 사용에 관한 정보를 착용자 또는 다른 사람에게 전달하고, 상기 정보에 기초하여 관절 보조기의 성능 또는 기능을 수정할 수 있는 것인, 하중 경감식 관절 보조기.
관절 보조기로서,
재활 또는 물리 치료에 사용되고,
근육이 수축하도록 자극하는 전기 충격(electric impulse)을 생성하여 조직을 강화하거나 회복시키는, 이를테면 부상이나 질환으로 인해 단축, 약화 또는 위축된(atrophied) 근육을 강화하거나 회복시키는, 관절 보조기.
제80항에 있어서,
전기 근육 자극(EMS 또는 E-STIM 요법) 장비 또는 전기 근자극(EMS) 또는 신경근 전기 자극(NMES) 장비가 연결되어 있거나 내부에 통합된, 관절 보조기.
관절 보조기로서,
재활 또는 물리 치료에 사용되고,
착용자의 뇌로 향하는 통증 신호를 관리하거나 차단하기 위해 경피적 전기 신경 자극(TENS)을 사용하는 전기 충격을 발생시켜 신경을 자극하며,
배터리와 전극들이 연결되어 있거나 내부에 통합된, 관절 보조기.
관절 보조기 또는 관절 랩(joint wrap)으로서,
물리 치료를 위한, 관절이나 조직을 재활시키기 위한, 또는 착용자의 통증을 줄이기 위한 비침습적 기구로서 사용되며,
온/오프 모드로 또는 지속적으로 펄스화될 수 있는 진동을 유발하는 음파를 생성하는 장치에 연결되거나 해당 장치를 구비하는, 관절 보조기 또는 관절 랩.