WO2010032476A1 - 膝装具および膝装具用ジョイント部材セット - Google Patents

膝装具および膝装具用ジョイント部材セット Download PDF

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WO2010032476A1
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gear
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rack
foot side
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Inventor
岡田武志
山崎準平
本窪義親
Original Assignee
有限会社愛トリノ
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F5/0123—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations for the knees
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F2005/0132—Additional features of the articulation
    • A61F2005/0137—Additional features of the articulation with two parallel pivots
    • A61F2005/0139—Additional features of the articulation with two parallel pivots geared
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F2005/0132—Additional features of the articulation
    • A61F2005/0146—Additional features of the articulation combining rotational and sliding movements, e.g. simulating movements of a natural joint

Definitions

  • the present invention relates to a brace that is worn on a knee and used for correcting walking.
  • Patent Document 1 describes a knee brace for correcting rotation of the tibia with respect to the femur.
  • the knee brace disclosed in Patent Document 1 includes a thigh fixing part and a crus fixing part that fix the thigh and crus of the wearer, respectively, and enables the knee bending and stretching movement of the wearer.
  • the thigh fixing part and the crus fixing part are pivotally connected by pivot joints located on the left and right side surfaces of the wearer's knee, and are connected to the wearer's thigh bone.
  • the upper and lower ends of the third and fourth arms corresponding to the lower ends of the first and second arms are pivotally attached to form two pairs of upper and lower arms.
  • the third and fourth arms are configured to rotate around the pivot portion corresponding to the movement of the knee.
  • the arm includes a gear and a rack that meshes with the gear.
  • a guide groove along the axis of the tibia is provided opposite to the end of the arm that forms a pair on the left and right, and the arm that forms a pair on the upper and lower sides is located inside the guide groove while the gear meshes with the rack.
  • the slidably pivotally connected Due to the engagement of the rack and the gear, the first arm and the third arm move in parallel with each other as the first and second arms rotate, and the second arm located on the opposite side of the knee.
  • the arm and the fourth arm translate in the opposite direction by the same distance.
  • the movement of lifting the outer leg side of the lower limb and the action of pushing the inner leg side of the lower limb down by the same distance, or vice versa promotes rotation of the tibia with respect to the femur and normalizes valgus and club Correct the condition.
  • Japanese Patent No. 3740638 Japanese Patent No. 3740638
  • the knee brace of Patent Document 1 has an action of correcting rotation of the tibia with respect to the femur and correcting valgus and varus to a normal state. For example, for a patient with degenerative knee joint disease, etc. Is highly effective.
  • Patent Document 1 cannot correct the position of the rotation center of the tibia. Further, Patent Document 1 neither describes nor suggests correcting the position of the rotation center.
  • An object of the present invention is to provide a knee brace and a knee brace joint member set that can correct the position of the center of rotation of the tibia during walking.
  • the joint member set for knee orthosis is: a) a joint member set for a knee orthosis having an inner foot side joint member and an outer foot side joint member, b)
  • the inner foot side joint member has a substantially belt-like thigh member and a substantially belt-like lower leg member, and one of the thigh member and the lower leg member is provided with a rack, Is provided with a gear that meshes with the rack, and the thigh member and the lower leg member are rotatably connected to each other by the engagement of the rack and the gear.
  • the outer foot side joint member has a substantially belt-like thigh member and a substantially belt-like lower leg member, and one of the thigh member and the lower leg member is provided with a rack, Is provided with a gear that meshes with the rack, and the thigh member and the lower leg member are rotatably connected to each other by the engagement of the rack and the gear.
  • the knee orthosis of this invention is a) Inner foot side joint member, outer foot side joint member, thigh fixing member attached to the upper ends of the inner foot side joint member and the outer foot side joint member, the inner foot side joint member and the outer foot side A knee brace having a crus fixing member attached to the lower end of the joint member, b)
  • the inner foot side joint member has a substantially belt-like thigh member and a substantially belt-like lower leg member, and one of the thigh member and the lower leg member is provided with a rack, Is provided with a gear that meshes with the rack, and the thigh member and the lower leg member are rotatably connected to each other by the engagement of the rack and the gear.
  • the outer foot side joint member has a substantially belt-like thigh member and a substantially belt-like lower leg member, and one of the thigh member and the lower leg member is provided with a rack, Is provided with a gear that meshes with the rack, and the thigh member and the lower leg member are rotatably connected to each other by the engagement of the rack and the gear.
  • the crus member moves in the direction from the end side of the thigh member toward the center side, d) The diameters of the gears of the inner foot side joint member and the outer foot side joint member are different, e) accelerating the rotational movement of the femur and tibia in the wearer's knee bending and stretching movement, f) The center position of the rotational movement between the femur and the tibia is corrected by the difference in the diameter of the gear of the inner foot side joint member and the gear of the outer foot side joint member. It is characterized by that.
  • a rack for the inner foot side joint member is provided near the upper end of the crus member
  • a rack for the outer foot side joint member is provided near the lower end of the thigh member
  • each rack is large. You may provide inclining with respect to the length direction of a thigh member or a crus member.
  • the center position of the rotational movement between the femur and the tibia can be corrected by the difference in the diameter of the gear of the inner foot side joint member and the gear of the outer foot side joint member. It has the effect of being able to.
  • FIG. 1 is a right side view showing a joint member set for a knee orthosis
  • FIG. 1 (a) is a right side view showing an inner foot side joint member
  • FIG. 1 (b) is a right side view showing an outer foot side joint member
  • FIG. FIG. 2 is a front view showing the inner foot side joint member
  • FIG. 3 is a rear view showing the outer foot side joint member.
  • the knee orthosis joint member set shown in FIG. 1 is for the right foot. Naturally, the present invention can also be applied to the left foot and may be implemented symmetrically with respect to the right foot example.
  • the knee brace joint member set and the knee brace will be described based on an example for the right foot.
  • the joint device set for knee orthosis has one inner foot side joint member 100 and one outer foot side joint member 200, respectively.
  • the inner foot side joint member 100 has a substantially belt-like lower leg member 102 similar to the substantially belt-like thigh member 101.
  • One of the thigh member 101 and the crus member 102 is provided with a rack 103, and the other is provided with a gear 104 that meshes with the rack 103.
  • the thigh member 101 and the crus member 102 are rotatably connected to each other. When the thigh member 101 and the crus member 102 are rotated in a direction in which the angle ⁇ is widened, the crus member 102 is The thigh member 101 moves in a direction from the center side to the end side.
  • the rack 103 of the inner foot side joint member 100 is provided near the upper end of the crus member 102, and the gear 104 is provided near the lower end of the thigh member 101.
  • FIG. 4 is a right side view showing a thigh member of the inner foot side joint member.
  • the thigh member 101 is made of a plate material having rigidity such as a stainless steel plate.
  • the upper part has a belt shape with a width of about 20 mm, and the length is selected according to the patient's body shape. For example, in the case of a normal adult male, it is about 150 mm.
  • a gear 104 is attached to the lower end portion, and a screw hole is formed in the center portion of the gear 104.
  • the lower leg member 102 is also made of a plate material such as a stainless steel plate, and the lower part has a belt-like shape having a width of about 20 mm.
  • the length is, for example, about 100 mm in the case of a normal adult male.
  • An elongated hole 105 is provided in the substantially rectangular portion.
  • a pressing plate 106 having substantially the same shape is provided to face the substantially rectangular portion.
  • FIG. 5 is a right side view showing the crus member main body of the inner foot side joint member
  • FIG. 6 is a left side view showing the presser plate.
  • the holding plate 106 is also provided with a long hole 107.
  • a rack 103 is provided in parallel with the elongated hole 107.
  • the holding plate 106 is provided with a screw hole 108.
  • a hole 109 corresponding to the screw hole of the pressing plate 106 is formed in a substantially rectangular portion of the main body portion of the crus member 102.
  • the center of the gear 104 is aligned with the elongated holes 105 and 107, and the lower end portion of the thigh member 101 is combined with the substantially rectangular portion of the main body portion of the crus member 102 and the holding plate 106.
  • the thigh member 101 and the crus member 102 are connected by aligning the hole 109 of the body part of the crus member 102 with the position of the screw hole 108 of the holding plate 106 and attaching a screw.
  • a screw and washer are also attached to the screw hole at the center of the gear 103.
  • the rack 103 and the gear 104 are configured to mesh with each other.
  • the rack 103 is in contact with the gear 104 from the right side in FIG.
  • the rack 103 is inclined to the left, that is, to the rear side of the body by an angle of about 30 ° in FIG.
  • the outer leg side joint member 200 includes a substantially belt-like thigh member 201 and a substantially belt-like lower leg member 202.
  • One of the thigh member 201 and the crus member 202 is provided with a rack 203, and the other is provided with a gear 204 that meshes with the rack 203.
  • the thigh member 201 and the crus member 202 are rotatably connected to each other.
  • the crus member 202 is The thigh member 201 moves in a direction from the end side toward the center side.
  • the rack 203 of the outer leg side joint member 200 is provided near the lower end of the thigh member 201, and the gear 204 is provided near the upper end of the crus member 202.
  • FIG. 7 is a right side view showing a crus member of the outer foot side joint member.
  • the lower leg member 202 is also made of a plate material such as a stainless steel plate, and the lower part has a belt-like shape with a width of about 20 mm, and the length is, for example, about 100 mm in the case of a normal adult male.
  • a gear 204 is attached to the upper end portion, and a screw hole is formed in the center portion of the gear 204.
  • the thigh member 201 is also made of a stainless steel plate or the like.
  • the upper part has a belt shape with a width of about 20 mm, and the length is a normal adult male, for example, about 120 mm.
  • the upper end is substantially rectangular.
  • a slot 205 is provided in the substantially rectangular shape.
  • it has the press board 206 of the same shape as this substantially rectangular part.
  • FIG. 8 is a right side view showing the thigh member main body of the outer foot side joint member
  • FIG. 9 is a left side view showing the holding plate.
  • the holding plate 206 is also provided with a long hole 207.
  • a rack 203 is provided in parallel with the elongated hole 207.
  • the presser 206 is provided with a screw hole 208.
  • a hole 209 corresponding to the screw hole of the pressing plate 206 is formed in a substantially rectangular portion of the main body portion of the crus member 202.
  • the center of the gear 204 is aligned with the elongated holes 205 and 207, and the lower end portion of the thigh member 201 is combined with the substantially rectangular portion of the main body portion of the crus member 202 and the holding plate 206.
  • the thigh member 201 and the crus member 202 are connected by aligning the hole 209 of the main body part of the crus member 202 with the position of the screw hole 208 of the holding plate 206 and attaching a screw.
  • a screw and washer are also attached to the screw hole at the center of the gear 203.
  • the rack 203 and the gear 204 are configured to engage with each other.
  • the thigh members 101 and 201 and the crus members 102 and 202 are connected by meshing the rack and the gear, respectively.
  • the gear 104 of the inner foot side joint member 100 and the gear 204 of the outer foot side joint member 200 have different diameters. The ratio of the two diameters is selected depending on the degree of correction of the center position of the rotational movement between the femur and the tibia as will be described later.
  • the rack 103 is in contact with the gear 104 from the front side of the wearer's body. Therefore, when the thigh member 101 and the crus member 102 rotate in the direction in which the angle ⁇ widens, that is, when the crus member 102 rotates counterclockwise in FIG. 102 descends, that is, moves in the direction from the center side to the end side of the thigh member 101. Conversely, when the thigh member 101 and the crus member 102 rotate in a direction in which the angle ⁇ decreases, the crus member 102 rises. The amount of rotation is regulated by the long hole 105.
  • the reverse movement occurs. Accordingly, when the angle ⁇ between the thigh member 201 and the crus member 202 rotates in the direction in which the angle ⁇ increases, the crus member 202 rises, and when the angle ⁇ decreases, the crus member 202 descends. That is, the thigh member 201 moves in the direction from the center side to the end side.
  • the gear 104 of the inner foot side joint member 100 and the gear 204 of the outer foot side joint member 200 have different diameters, the lower leg member 102 and the outer foot side joint member of the inner foot side joint member 100 are different.
  • the crus members 202 of the 200 move by different lengths in opposite directions. For example, if the diameter of the gear 204 of the outer foot side joint member 200 is made larger than the gear 104 of the inner foot side joint member 100 by 20%, the movement amount of the crus member 202 of the outer foot side joint member 200 is only 20%. growing.
  • Each rack is provided to be inclined with respect to the length direction of the thigh member or the crus member.
  • the rack 103 is inclined in the front direction of the user's body with respect to the length direction of the crus member 102.
  • the crus member 102 rotates relative to the thigh member 101, the rack 103 moves while contacting the gear 104, but the amount of movement of the crus member 102 relative to the thigh member 101 is smaller than that. .
  • the crus member 102 moves in the front-rear direction of the wearer's body.
  • the gear 204 moves along the rack 203.
  • the amount of movement relative to the member 201 is smaller than that, and the crus member 202 moves in the front-rear direction of the wearer's body.
  • FIG. 10 is a partially sectional front view showing the knee brace
  • FIG. 11 is a partially sectional left side view.
  • the knee orthosis 1 includes an inner foot side joint member 100 and an outer foot side joint member 200 facing each other.
  • the gear 104 and the gear 204 are arranged so as to be located at a location corresponding to the wearer's knee joint.
  • a thigh fixing member 2 is provided at the upper part, and is attached to the upper ends of the inner foot side joint member 100 and the outer foot side joint member 200.
  • a lower leg fixing member 3 is provided at the lower part, and is attached to the lower ends of the inner foot side joint member 100 and the outer foot side joint member 200.
  • the rear portion of the thigh fixing member 2 is a thigh pressing portion 4 having a shape obtained by bending a rigid strip-shaped plate material such as a steel plate into a substantially semicircular shape.
  • the dimension of the substantially semicircular thigh pressing portion 4 is determined according to the thickness of the user's thigh.
  • a belt 5 is attached to the thigh pressing portion 4, and at least one end of the belt 5 is detachable with a hook-and-loop fastener or the like.
  • the front portion of the lower fixing member 3 is a crus pressing portion 6 in which a rigid belt-like plate material is bent into a substantially semicircular shape.
  • the dimension of the lower leg pressing part 6 is also determined according to the thickness of the user's lower leg.
  • a belt 7 is attached to the crus pressing portion 6, and at least one end of the belt 7 is detachable with a hook-and-loop fastener or the like.
  • Hard members such as the inner foot side joint member 100, the outer foot side joint member 200, the thigh pressing portion 4, and the lower leg pressing portion 6 are covered with a cloth or the like and come into soft contact with the body. Yes. In particular, portions where the racks 103 and 203 of the inner foot side joint member 100 and the outer foot side joint member 200 are covered with a member having flexibility and elasticity.
  • the usage method of a knee orthosis is demonstrated. Wear a knee brace on the knee that requires correction.
  • the knee brace in this example is for the right foot and is worn on the right knee.
  • the knee brace 1 Is worn on the knee.
  • Rotation is corrected by walking in a worn state.
  • the angle between the thigh members 101 and 201 and the crus members 102 and 202 changes.
  • the gears 104 and 204 rotate on the racks 103 and 203.
  • the crus member 102 of the inner foot side joint member 100 and the crus member 202 of the outer foot side joint member 200 move in opposite directions.
  • the lower leg member 102 of the inner leg side joint member 100 is raised, the lower leg member 202 of the outer leg side joint member 200 is lowered.
  • the inner leg side of the lower leg of the foot wearing the knee brace 1 is pushed down, while the outer leg side of the lower leg is pushed up.
  • rotation of the tibial axis relative to the femoral axis is facilitated.
  • the movement amount of the lower leg member 102 of the inner foot side joint member 100 and the outer foot side joint are different.
  • the amount of movement of the lower leg member 202 of the member 200 is also different.
  • the amount of movement of the lower leg member on the side of the larger diameter gear is increased, and a large vertical movement is also promoted on the lower limb on that side.
  • the position of the axis of the rotational movement tends to move to the side with the large gear. In this way, the position of the axis of the rotational movement can be corrected.
  • the diameter of the gear 204 of the outer foot side joint member 200 is made larger for a patient whose rotational motion axis is shifted to the inner foot side from the original position.
  • the axis of the rotation motion can be guided to the outer foot side and corrected to the original position.
  • the degree of correction can be adjusted by increasing or decreasing the ratio of the diameters of the gear 104 of the inner foot side joint member 100 and the gear 204 of the outer foot side joint member 200.
  • each rack is provided to be inclined with respect to the length direction of the thigh member or the crus member.
  • movement of the wearer's body in the front-rear direction occurs in the crus member 102, and the position of the axis of the rotation motion can be corrected in the front-rear direction of the body.
  • the rack 103 of the inner foot side joint member 100 is inclined in the front side direction of the user's body with respect to the length direction of the crus member 102, the axis of the rotational motion is guided to the front side of the body.
  • the amount of movement of the crus member 202 relative to the thigh member 201 is reduced by inclining each rack with respect to the length direction of the thigh member or crus member, and the degree of promoting rotation Will fall.
  • the movement of the lower leg member with respect to the thigh member facilitates the rotational movement and tries to correct the varus.
  • an action to correct the varus is not necessary, or it is preferable that such an action is small.
  • many patients who have damaged the anterior cruciate ligament have not lost the habit of trying to rotate.
  • each rack may be inclined with respect to the length direction of the thigh member or the crus member, or a gear having a smaller diameter than that required for correcting the rotation of 13 degrees may be used.
  • this knee orthosis corrects the patient so that the center of rotation is shifted from the original center axis position so that the patient is guided to the original position, or at a position appropriate for the patient whose center of rotation of the tibia cannot be determined. It can be corrected as prescribed.

Abstract

膝装具用ジョイント部材セットは、内足側ジョイント部材と外足側ジョイント部材を有し、内足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と下腿部部材を有し、一方にはラックが他方にはギアが設けられ、ラックとギアで大腿部部材と下腿部部材は回転自在に連結され、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は下方向に移動し、外足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と下腿部部材を有し、その一方にはラックが他方にはギアが設けられており、ラックとギアで大腿部部材と下腿部部材は回転自在に連結され、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は上方向に移動し、内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径が異なることにより、歩行時における脛骨の回旋中心の位置を矯正する。

Description

膝装具および膝装具用ジョイント部材セット
この発明は、膝部に着用し歩行の矯正に使用するための装具に関するものである。
人の歩行において膝の曲げ伸ばしを行うときに、脛骨の軸が大腿骨の軸に対して１３度程度回旋する。特許文献１には、脛骨の大腿骨に対する回旋を矯正するための膝ブレースが記載されている。この特許文献１の膝ブレースは、装着者の大腿部と下腿部を夫々固定する大腿部固定部と下腿部固定部とを有し、装着者の膝の屈伸運動を可能にするために前記大腿部固定部と前記下腿部固定部とを装着者の膝の左右側面に位置する枢着ジョイントにより回動可能に接続したもので、装着者の大腿骨に沿わせて大腿部左右対向側面に固定される左右１対の第１、２のア－ムと、脛骨に沿わせて下腿部左右対向側面に固定される左右１対の第３、４のア－ムとを有し、第１、２のア－ムの下端部と対応する第３、４のア－ムの上端部とを枢着して上下２対のア－ムを形成し、装着者の膝の運動に対応して前記枢着部を中心として第３、４のア－ムが回動するように構成されてなり、ギヤと、該ギヤと噛合するラックを備え装着者の大腿骨若しくは脛骨の軸心に沿うガイド溝とが左右対となる前記ア－ムの端部に対向して設けられ、前記上下対となるア－ムは前記ギヤが前記ラックと噛合しながら前記ガイド溝内をスライド可能に枢着接続されている。ラックとギヤの係合によって、第１、２のア－ムの回動に合わせて第１ア－ムと第３ア－ムは相互に平行移動するとともに、膝の反対側に位置する第２ア－ムと第４ア－ムは同じ距離分を逆方向に平行移動する。例えば、下肢の外足側を持ち上げる動きと下肢の内足側を同じ距離分だけ押し下げる作用、あるいはその逆の作用が働き、脛骨の大腿骨に対する回旋を促進するとともに、外反や内反を正常な状態に矯正する。
特許公報第３７４０６３８号
特許文献１の膝ブレースは、脛骨の大腿骨に対する回旋を矯正するとともに、外反や内反を正常な状態に矯正する作用を有し、例えば、変形性膝関節疾患症などの患者に対しては有効性の高いものである。
しかし、膝部の靭帯を損傷している患者らにおいては、回旋の量的な問題よりも、むしろ脛骨の回旋中心が定まらなかったり、回旋中心が本来の中心軸の位置とずれているということが主要な問題となる。しかし、特許文献１の膝ブレースは、脛骨の回旋中心の位置を矯正することはできない。また、特許文献１には、回旋中心の位置を矯正することについて、記載も示唆もない。
この発明は、歩行時における脛骨の回旋中心の位置を矯正することができる膝装具および膝装具用ジョイント部材セットを提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、この発明の膝装具用ジョイント部材セットは、
ａ）内足側ジョイント部材と外足側ジョイント部材とを有する膝装具用ジョイント部材セットであって、
ｂ）内足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の中央部側から端部側へ向う方向に移動するようになっており、
ｃ）外足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の端部側から中央部側へ向う方向に移動するようになっており、
ｄ）内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径が異なっている、
ことを特徴とする。
また、この発明の膝装具は、
ａ）内足側ジョイント部材と、外足側ジョイント部材と、内足側ジョイント部材および外足側ジョイント部材の上端部に取り付けられた大腿部固定部材と、内足側ジョイント部材および外足側ジョイント部材の下端部に取り付けられた下腿部固定部材とを有する膝装具であって、
ｂ）内足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の中央部側から端部側へ向う方向に移動するようになっており、
ｃ）外足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の端部側から中央部側へ向う方向に移動するようになっており、
ｄ）内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径が異なっており、
ｅ）着用者の膝の曲げ伸ばし運動における大腿骨と脛骨との回旋運動を促進するとともに、
ｆ）内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径の違いによって大腿骨と脛骨との回旋運動の中心位置を矯正するようになした、
ことを特徴とする。さらに、この構成加えて、内足側ジョイント部材のラックを下腿部部材の上端部付近に設け、外足側ジョイント部材のラックを大腿部部材の下端部付近に設け、各ラックをそれぞれ大腿部部材または下腿部部材の長さ方向に対して傾斜して設けてもよい。
この発明の膝装具および膝装具用ジョイント部材セットは、内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径の違いによって大腿骨と脛骨との回旋運動の中心位置を矯正することができるという効果を有する。
膝装具用ジョイント部材セットを示す右側面図である。 内足側ジョイント部材を示す正面図である。 外足側ジョイント部材を示す背面図である。 内足側ジョイント部材の大腿部部材を示す右側面図である。 内足側ジョイント部材の下腿部部材本体部を示す右側面図である。 内足側ジョイント部材の押さえ板を示す左側面図である。 外足側ジョイント部材の下腿部部材を示す右側面図である。 外足側ジョイント部材の大腿部部材本体部を示す右側面図である。 外足側ジョイント部材の押さえ板を示す右側面図である。 膝装具を示す一部断面正面図である。 同じく一部断面左側面図である。
１．膝装具
２．大腿部固定部材
３．下腿部固定部材
４．大腿部押し当て部
５，７　ベルト
６．下腿部押し当て部
１００．内足側ジョイント部材
２００．外足側ジョイント部材
１０１，２０１　大腿部部材
１０２，２０２　下腿部部材
１０３，２０３　ラック
１０４，２０４　ギア
１０５，１０７，２０５，２０７　長穴
１０６，２０６　押さえ板
この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は膝装具用ジョイント部材セットを示す右側面図であって、図１（ａ）は内足側ジョイント部材を示す右側面図、図１（ｂ）は外足側ジョイント部材を示す右側面図である。また、図２は内足側ジョイント部材を示す正面図、図３は外足側ジョイント部材を示す背面図である。この内足側ジョイント部材および外足側ジョイント部材を膝装具に組み込んで患者に装着したときに、図１において右側が患者の体の前側になり、左側が患者の体の後側になる。
図１に示す膝装具用ジョイント部材セットは右足用のものである。この発明は左足用にも適用できるのは当然であり、右足用の例に対して左右対称に実施すればよい。以下、膝装具用ジョイント部材セットおよび膝装具について、右足用の例に基いて説明する。
膝装具用ジョイント部材セットは、内足側ジョイント部材１００と外足側ジョイント部材２００をそれぞれ１つずつ有する。
まず、内足側ジョイント部材について説明する。内足側ジョイント部材１００は略帯状の大腿部部材１０１と同じく略帯状の下腿部部材１０２を有する。大腿部部材１０１と下腿部部材１０２のうち一方にはラック１０３が設けられており、他方にはこのラック１０３にかみ合うギア１０４が設けられており、このラック１０３とギア１０４の係合によって大腿部部材１０１と下腿部部材１０２は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材１０１と下腿部部材１０２の角度θが広がる方向に回転するときに下腿部部材１０２は大腿部部材１０１の中央部側から端部側へ向う方向に移動するようになっている。本例においては、内足側ジョイント部材１００のラック１０３は下腿部部材１０２の上端部付近に設けられており、ギア１０４は大腿部部材１０１の下端付近に設けられている。
図４は、内足側ジョイント部材の大腿部部材を示す右側面図である。大腿部部材１０１はステンレス板など剛性を有する板材で作られている。上部は幅２０ｍｍ程度の帯状になっており、長さは患者の体型に合わせて選択されるが、例えば通常の成人男性の場合で、１５０ｍｍ程度である。下端部にはギア１０４が取り付けられており、このギア１０４の中心部にはネジ孔が形成されている。
下腿部部材１０２もステンレス板などの板材で作られていて、下部は幅２０ｍｍ程度の帯状になっており、長さは例えば通常の成人男性の場合で例えば１００ｍｍ程度である。上端には略長方形状の部分がありその四隅の角には丸みが付けられている。この略長方形部には、長穴１０５が設けられている。また、この略長方形部に対向してほぼ同形状の押さえ板１０６を有する。
図５は内足側ジョイント部材の下腿部部材本体部を示す右側面図で、図６は押さえ板を示す左側面図である。押さえ板１０６にも長穴１０７が設けられている。また、この長穴１０７と平行にラック１０３が設けられている。さらに、押さえ板１０６にはネジ孔１０８が設けられている。一方、下腿部部材１０２の本体部の略長方形部には、押さえ板１０６のネジ孔に対応する孔１０９があけられている。
ギア１０４の中心を長穴１０５，１０７に合わせ、大腿部部材１０１の下端部を下腿部部材１０２の本体部の略長方形部と押さえ板１０６で挟むようにして組み合わせる。押さえ板１０６のネジ孔１０８の位置に下腿部部材１０２の本体部の孔１０９を合わせ、ネジを取り付けることによって、大腿部部材１０１と下腿部部材１０２が連結される。また、ギア１０３の中心のネジ孔にもネジとワッシャを取り付ける。このとき、ラック１０３とギア１０４がかみ合うように構成されている。ラック１０３は図１（ａ）において右側、すなわち体の前側よりギア１０４に接している。
ラック１０３は、下腿部部材１０２の帯状部の長さ方向に対して、図１（ａ）において３０°程度の角度だけ左方向、すなわち体の後ろ側に傾いている。
ついで、外足側ジョイント部材について説明する。外足側ジョイント部材２００は略帯状の大腿部部材２０１と、同じく略帯状の下腿部部材２０２を有する。大腿部部材２０１と下腿部部材２０２のうち一方にはラック２０３が設けられており、他方にはこのラック２０３にかみ合うギア２０４が設けられており、このラック２０３とギア２０４の係合によって大腿部部材２０１と下腿部部材２０２は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材２０１と下腿部部材２０２の角度θが広がる方向に回転するときに下腿部部材２０２は大腿部部材２０１の端部側から中央部側へ向う方向へ移動するようになっている。本例においては、外足側ジョイント部材２００のラック２０３は大腿部部材２０１の下端部付近に設けられており、ギア２０４は下腿部部材２０２の上端付近に設けられている。
図７は、外足側ジョイント部材の下腿部部材を示す右側面図である。下腿部部材２０２もステンレス板などの板材で作られていて、下部は幅２０ｍｍ程度の帯状になっており、長さは例えば通常の成人男性の場合で例えば１００ｍｍ程度である。上端部にはギア２０４が取り付けられており、このギア２０４の中心部にはネジ孔が形成されている。
大腿部部材２０１もステンレス板などで作られている。上部は幅２０ｍｍ程度の帯状になっており、長さは通常の成人男性の場合で、例えば１２０ｍｍ程度である。上端部は略長方形である。この略長方形には、長穴２０５が設けられている。また、この略長方形部と同形状の押さえ板２０６を有する。
図８は外足側ジョイント部材の大腿部部材本体部を示す右側面図で、図９は押さえ板を示す左側面図である。押さえ板２０６にも長穴２０７が設けられている。また、この長穴２０７と平行にラック２０３が設けられている。さらに、押さえ２０６にはネジ孔２０８が設けられている。一方、下腿部部材２０２の本体部の略長方形部には、押さえ板２０６のネジ孔に対応する孔２０９があけられている。
ギア２０４の中心を長穴２０５，２０７に合わせ、大腿部部材２０１の下端部を下腿部部材２０２の本体部の略長方形部と押さえ板２０６で挟むようにして組み合わせる。押さえ板２０６のネジ孔２０８の位置に下腿部部材２０２の本体部の孔２０９を合わせ、ネジを取り付けることによって、大腿部部材２０１と下腿部部材２０２が連結される。また、ギア２０３の中心のネジ孔にもネジとワッシャを取り付ける。このとき、ラック２０３とギア２０４がかみ合うように構成されている。
以上、内足側ジョイント部材１００および外足側ジョイント部材２００において、それぞれ大腿部部材１０１，２０１と下腿部部材１０２，２０２はラックとギアのかみ合わせによって連結される。そして、内足側ジョイント部材１００のギア１０４と外足側ジョイント部材２００のギア２０４は、異なる径になっている。この両者の径の比は、後述するように大腿骨と脛骨との回旋運動の中心位置を矯正する程度によって選択される。
内足側ジョイント部材１００においては、ラック１０３は着用者の体の前側よりギア１０４に接している。したがって、大腿部部材１０１と下腿部部材１０２の角度θが広がる方向に回転するとき、すなわち、下腿部部材１０２が図１（ａ）において反時計回りに回転するとき、下腿部部材１０２は下降する、つまり、大腿部部材１０１の中央部側から端部側へ向う方向に移動する。逆に大腿部部材１０１と下腿部部材１０２の角度θが小さくなる方向に回転するとき、下腿部部材１０２は上昇する。そして、この回転量は長穴１０５によって規制される。ギア１０４の中心が長穴１０５の最上端にあるとき、大腿部部材１０１と下腿部部材１０２はほぼ真直ぐとなり（θ＝１８０度）、ギア１０４の中心が長穴１０５の最下端まで下がるとき、下腿部部材１０２は大腿部部材１０１に対して１３５度程度回転する。
一方、外足側ジョイント部材２００においては、逆の動きが生じる。したがって、大腿部部材２０１と下腿部部材２０２の角度θが広がる方向に回転するとき下腿部部材２０２は上昇し、角度θが小さくなる方向に回転するとき下腿部部材２０２は下降する、つまり、大腿部部材２０１の中央部側から端部側へ向う方向に移動する。ここで、内足側ジョイント部材１００のギア１０４と外足側ジョイント部材２００のギア２０４は、異なる径になっているので、内足側ジョイント部材１００の下腿部部材１０２と外足側ジョイント部材２００の下腿部部材２０２は、相互に逆方向に異なる長さ分だけ移動する。たとえば、外足側ジョイント部材２００のギア２０４の径を２０％だけ内足側ジョイント部材１００のギア１０４より大きくすれば、外足側ジョイント部材２００の下腿部部材２０２の移動量が２０％だけ大きくなる。
各ラックはそれぞれ大腿部部材または下腿部部材の長さ方向に対して傾斜して設けられている。内足側ジョイント部材１００においては、ラック１０３は、下腿部部材１０２の長さ方向に対して使用者の体の前側方向に傾いている。下腿部部材１０２が大腿部部材１０１に対して回転するとき、ラック１０３はギア１０４に接しながら移動するが、下腿部部材１０２の大腿部部材１０１に対する移動量はそれよりも小さくなる。一方、下腿部部材１０２には着用者の体の前後方向の移動が生じる。
外足側ジョイント部材２００においても同様に、下腿部部材２０２が大腿部部材２０１に対して回転するとき、ギア２０４はラック２０３に沿って移動するが、下腿部部材２０２の大腿部部材２０１に対する移動量はそれよりも小さくなり、下腿部部材２０２には着用者の体の前後方向の移動が生じる。
つぎに、膝装具用ジョイント部材セットを含む膝装具について説明する。図１０は膝装具を示す一部断面正面図、図１１は同じく一部断面左側面図である。
膝装具１は、内足側ジョイント部材１００と外足側ジョイント部材２００を対向して備える。大腿部部材および下腿部部材がほぼ一直線状になったときに、ギア１０４およびギア２０４は着用者の膝関節に対応する場所に位置するように配置されている。上部には大腿部固定部材２が設けられており、内足側ジョイント部材１００および外足側ジョイント部材２００の上端部に取り付けられている。また、下部には下腿部固定部材３が設けられており、内足側ジョイント部材１００および外足側ジョイント部材２００の下端部に取り付けられている。
大腿部固定部材２の後部は、鋼板など剛性のある帯状の板材を略半円状に曲げた形状の大腿部押し当て部４となっている。この略半円状の大腿部押し当て部４の寸法は使用者の大腿部の太さに合わせて定められる。大腿部押し当て部４にはベルト５が取り付けられており、このベルト５の少なくとも一端は面ファスナー等によって着脱可能になっている。
下部固定部材３の前部は、剛性のある帯状の板材を略半円状に曲げた形状の下腿部押し当て部６となっている。下腿部押し当て部６の寸法も使用者の下腿部の太さに合わせて定められる。下腿部押し当て部６にはベルト７が取り付けられており、このベルト７の少なくとも一端は面ファスナー等によって着脱可能になっている。
内足側ジョイント部材１００、外足側ジョイント部材２００、大腿部押し当て部４、下腿部押し当て部６などの硬い部材は布などで覆われており、体にやわらかく接するようになっている。特に、内足側ジョイント部材１００および外足側ジョイント部材２００のラック１０３，２０３のある部分は柔軟性および伸縮性のある部材で覆われている。
さらに、膝装具の使用方法について説明する。矯正を要する側の膝に膝装具を着用する。この例の膝装具は右足用であり、右膝に着用する。大腿部押し当て部４を大腿部後方に、下腿部押し当て部６を下腿部前方に当てて、ベルト５，７を巻きつけて面ファスナー等で固定することによって、膝装具１は膝に装着される。
装着された状態で歩行することによって、回旋が矯正される。膝を曲げたり伸ばしたりすることによって、大腿部部材１０１，２０１と下腿部部材１０２，２０２の角度が変化する。これによってギア１０４，２０４がラック１０３，２０３上で回転する。このとき、内足側ジョイント部材１００の下腿部部材１０２と外足側ジョイント部材２００の下腿部部材２０２は相互に逆方向に移動する。例えば、内足側ジョイント部材１００の下腿部部材１０２が上昇するときには、外足側ジョイント部材２００の下腿部部材２０２は下降する。これによって、膝装具１を着用している足の下肢の内足側が押し下げられるのに対し、下肢の外足側は押し上げられる。こうして、脛骨の軸の大腿骨の軸に対する回旋が促進される。
ここで、内足側ジョイント部材１００のギア１０４と外足側ジョイント部材２００のギア２０４の径が異なっているので、内足側ジョイント部材１００の下腿部部材１０２の移動量と外足側ジョイント部材２００の下腿部部材２０２の移動量も異なる。より大きい径のギアの側の下腿部部材の移動量が大きくなり、下肢にもその側により大きな上下動が促進される。これによって、回旋運動の軸の位置が大きなギアのある側に移動しようとする。こうして、回旋運動の軸の位置を矯正することができる。
たとえば、回旋運動の軸が本来の位置よりも内足側にずれている患者に対しては、外足側ジョイント部材２００のギア２０４の径をより大きくする。これによって回旋運動の軸を外足側へ導き、本来の位置に矯正することができる。内足側ジョイント部材１００のギア１０４と外足側ジョイント部材２００のギア２０４の径の比を増減させることによって、矯正する度合いを調整することができる。
さらに、この例においては、各ラックはそれぞれ大腿部部材または下腿部部材の長さ方向に対して傾斜して設けられている。これによって、下腿部部材１０２には着用者の体の前後方向の移動が生じ、体の前後方向に回旋運動の軸の位置を矯正することができる。たとえば、内足側ジョイント部材１００のラック１０３が下腿部部材１０２の長さ方向に対して使用者の体の前側方向に傾いている場合には、回旋運動の軸を体の前側に導くよう作用する。
なお、各ラックをそれぞれ大腿部部材または下腿部部材の長さ方向に対して傾斜させることによって、下腿部部材２０２の大腿部部材２０１に対する移動量は小さくなり、回旋を促進する度合いは低下することになる。しかし、この発明においては、下腿部部材の大腿部部材に対する移動量は必ずしも大きくする必要はない。下腿部部材の大腿部部材に対する移動は回旋運動を促進するとともに内反を矯正しようとする。しかし、内反でない患者にとっては、内反を矯正する作用は必要でない、あるいは、そのような作用は少ないほうが好ましい。また、たとえば、前十字靭帯を損傷している患者のうちには、回旋を行おうとする習慣を失っていない者が多い。このような患者らにおいては、回旋の量的な問題よりも、むしろ脛骨の回旋中心が定まらなかったり、回旋中心が本来の中心軸の位置とずれているということが主要な問題となる。したがって、下腿部部材の大腿部部材に対する移動量が小さくなることは、かえって利点となる場合も多い。そこで、各ラックをそれぞれ大腿部部材または下腿部部材の長さ方向に対して傾斜させたり、１３度の回旋を矯正するのに必要なギアよりも小さい径のギアを使用してもよい。
以上、この膝装具によって、回旋中心が本来の中心軸の位置とずれている患者に対して本来の位置に導くように矯正したり、脛骨の回旋中心が定まらない患者に対して適切な位置で定めるように矯正することができる。

Claims (3)

  1. ａ）内足側ジョイント部材と外足側ジョイント部材とを有する膝装具用ジョイント部材セットであって、
    ｂ）内足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の中央部側から端部側へ向う方向に移動するようになっており、
    ｃ）外足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の端部側から中央部側へ向う方向に移動するようになっており、
    ｄ）内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径が異なっている、
    ことを特徴とする膝装具用ジョイント部材セット。
  2. ａ）内足側ジョイント部材と、外足側ジョイント部材と、内足側ジョイント部材および外足側ジョイント部材の上端部に取り付けられた大腿部固定部材と、内足側ジョイント部材および外足側ジョイント部材の下端部に取り付けられた下腿部固定部材とを有する膝装具であって、
    ｂ）内足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の中央部側から端部側へ向う方向に移動するようになっており、
    ｃ）外足側ジョイント部材は略帯状の大腿部部材と略帯状の下腿部部材を有し、大腿部部材と下腿部部材のうち一方にはラックが設けられており、他方にはこのラックにかみ合うギアが設けられており、このラックとギアの係合によって大腿部部材と下腿部部材は相互に回転自在に連結されており、大腿部部材と下腿部部材の角度が広がる方向に回転するときに下腿部部材は大腿部部材の端部側から中央部側へ向う方向に移動するようになっており、
    ｄ）内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径が異なっており、
    ｅ）着用者の膝の曲げ伸ばし運動における大腿骨と脛骨との回旋運動を促進するとともに、
    ｆ）内足側ジョイント部材のギアと外足側ジョイント部材のギアの径の違いによって大腿骨と脛骨との回旋運動の中心位置を矯正するようになした、
    ことを特徴とする膝装具。
  3. 内足側ジョイント部材のラックは下腿部部材の上端部付近に設けられており、外足側ジョイント部材のラックは大腿部部材の下端部付近に設けられており、各ラックはそれぞれ大腿部部材または下腿部部材の長さ方向に対して傾斜して設けられている、
    請求項２に記載の膝装具。
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