WO2012098733A1 - 膝装具及び外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセット - Google Patents

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WO2012098733A1
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WO
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leg side
knee
connecting means
joint
inner leg
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PCT/JP2011/071047
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Inventor
武志 岡田
井上　誠二
Original Assignee
有限会社愛トリノ
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    • A61F2005/0146—Additional features of the articulation combining rotational and sliding movements, e.g. simulating movements of a natural joint
    • A61F2005/0148—Floating pivotal axis

Definitions

  • the present invention relates to a knee brace and a set of an outer leg side joint and an inner leg side joint, and in particular, a knee that corrects the movement of the knee joint of a knee osteoarthritis patient who is accompanied by a varus knee or a valgus knee during flexion and extension.
  • the present invention relates to a set of an orthosis, an outer leg side joint, and an inner leg side joint.
  • Osteoarthritis of the knee is known as a typical example of a symptom of knee joint pain.
  • knee joint function is reduced due to muscle weakness, aging, obesity, etc., and the cartilage of the knee cartilage is loosened and the meniscus is loosened, deformed, torn, and inflammation caused by joint fluid. It causes excessive retention and is painful in walking.
  • the knee osteoarthritis progresses, it may cause varus deformity due to joint destruction, and may become a varusal knee commonly called an O-leg.
  • the varus knee is considered to be one of the causes of knee osteoarthritis together with the valgus knee commonly called the X leg, and is closely related to knee osteoarthritis.
  • the cartilage inside the knee joint is damaged, and in the case of the valgus knee, the outer cartilage is likely to be damaged.
  • the pathology of knee osteoarthritis progresses along with varusal or valgus knees, the curvature of the legs progresses further, the inclination of the lower leg becomes steeper, and the cartilage of the joints is further polished. .
  • the bones rub against each other directly due to cartilage depletion, they feel strong pain and are unable to walk.
  • Treatment of knee osteoarthritis includes surgical therapy that cuts the knee joint and joins a metal prosthesis, and conservative therapy that continues rehabilitation using a gait training machine and recalls the memory of the correct walking method.
  • surgical therapy the pain of walking disappears, but there are disadvantages such as being able to sit only on a chair because the rotation angle of the artificial joint is narrow, and to stand up when using both legs. Further, as aging progresses, the bone becomes brittle and the strength balance with the metal is lost, so that the service life is about 10 years, and there is a disadvantage that reoperation is required after the service life has elapsed. Surgical therapy is expensive.
  • FIG. 20 shows the relationship between the movement of the knee joint and the angle range necessary for correction in a patient with knee osteoarthritis who has a varus knee or a valgus knee.
  • FIG. 20C shows a 90 ° bent state when sitting on a chair
  • FIG. 20D shows a completely bent state when sitting straight.
  • the angle between the thigh and the lower leg is about 18 °
  • the extension is 0 °
  • the angle is 162 °.
  • no force is applied to the knee joint, and correction is not necessary.
  • the knee angle is approximately 0 °, and a force is applied to the knee joint, so correction is necessary.
  • the front foot is about 6 °, and the rear foot is bent about 45 ° at the maximum, and the knee angle is 0 ° to 45 °. In the region, the most force is applied to the knee joint, so correction is necessary.
  • the angle range necessary for correction is such that when the knee is fully extended, the knee is approximately 0 °.
  • the bending angle is between 0 and 45 °.
  • JP 2010-69059 (Claims 2, 3, paragraphs 0023 to 0026, 0034 to 0037, FIGS. 1 and 10)
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a knee brace that can correct the knee joint of a patient with knee osteoarthritis only in an angular range that requires correction and that has good operability. There is to do. Another object of the present invention is to provide a healthy knee by generating a twist to the outside when the knee joint is fully extended, as well as two-dimensional movement in the direction of raising a fallen leg. An object of the present invention is to provide a three-dimensional motion knee brace capable of reproducing the screw home movement of the joint on the knee joint of a knee osteoarthritis patient.
  • a thigh fixing means attached to a patient's thigh, a crus fixing means attached to the patient's thigh, and the thigh
  • a deformable body having both ends fixed to the thigh fixing means and the thigh fixing means, and an outer leg side joint and an inner leg side joint which are arranged on the outer leg side and the inner leg side of the knee joint of the patient and bend and stretch
  • the outer leg side joint and the inner leg side joint include first connecting means arranged along a side part of the thigh, and Second connection means arranged along the side part, respectively, the first connection means and the second connection means are connected by a connection part arranged on a side part of the knee joint
  • the connecting portion includes a cam groove provided in each first connecting means or each second connecting means, and each second connecting means.
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, Because the second connecting means on the outer leg side moves upward and the second connecting means on the inner leg side moves downward, a slight gap can be provided at the site where the bones of the knee joint come into contact, and walking immediately Since knee pain can be reduced, walking training becomes easier and muscles can be gradually strengthened through daily walking.
  • walking training can be performed independently without a physical therapist. By continuing training, the body remembers the correct walking trajectory and strengthens the muscles, so that you can return to a life where you do not feel pain even if you remove your knee brace.
  • the connecting portion slides in the long groove, the cam groove provided in each first connecting means or each second connecting means, the long groove provided in each second connecting means or each first connecting means, A rotation fulcrum shaft provided in the first connection means or each second connection means, and a cam shaft that slides in the cam groove and is provided in each second connection means or each first connection means.
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, respectively, so that the second connecting means is centered on the connecting portion with respect to the first connecting means. Since the outer leg side joint and the inner leg side joint are configured to bend and stretch, the overall weight can be reduced and the weight of the knee brace using racks and gears can be reduced.
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, so that the second connecting means on the outer leg side moves upward and rearward. Since the second connecting means on the inner leg side moves downward and forward, the outer leg side of the patient's leg can be pulled upward and the inner leg side can be pulled downward.
  • the knee of a knee osteoarthritis patient with an anti-knee can be corrected in the direction of raising a fallen leg. Further, when the patient extends the leg, the outer leg side is pulled backward and the inner leg side is pulled forward, so that correction can be made to reproduce a normal screw home movement.
  • both ends are fixed to the thigh fixing means, the crus fixing means, the crus fixing means and the thigh fixing means, and are attached to the outer leg side and the inner leg side of the knee joint of the patient. Because it is equipped with an outer leg side joint and an inner leg side joint that are placed and bent, the knee orthosis surrounds the front, rear, left and right of the knee, and the knee itself becomes an open part that does not cover it When the patient walks, a tension state where force is applied to the knee joint and a relaxed state where force is not applied alternately occur, and the muscles around the patient's knee can be strengthened.
  • the cam groove is provided in each of the first connecting means, the long groove is provided in each of the second connecting means, and the pivot fulcrum shaft is provided in each of the first connecting means,
  • a shaft is provided in each of the second connecting means, and the long groove on the outer leg side is configured so that the rotation fulcrum shaft is located when the outer leg side joint extends with respect to the length direction of the second connecting means.
  • the end to be arranged is inclined so as to be positioned in front of the patient, and the long groove on the inner leg side is extended when the inner leg side joint extends with respect to the length direction of the second connecting means. It is preferable that the end portion on which the pivot fulcrum shaft is disposed is inclined so as to be positioned behind the patient.
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, so that the outer leg side joint
  • the two connecting means move backward, and the second connecting means on the inner leg side can move forward, and as a result, the normal screw home movement when the patient extends the leg can be reproduced.
  • a natural screw home movement occurs due to the knee joint structure and the tension of the Achilles tendon, whereas patients with knee osteoarthritis do not have this movement. Therefore, by reproducing a normal screw home movement on the knee of a patient with knee osteoarthritis, the knee brace can be guided to a normal walking locus that does not force the skeleton.
  • the long groove is inclined with respect to the length direction of the second connecting means so that the lower end is positioned forward of the upper end, and the rotation fulcrum shaft on the outer leg side is connected to the outer leg side joint.
  • the shaft is positioned so as to be positioned at the lower end of the long groove when the inner leg side joint is bent at a substantially right angle and to be positioned at the upper end of the long groove when the inner leg side joint is extended. It is preferable.
  • the distance r1 from the lower end of the cam groove on the outer leg side to the rotation fulcrum shaft on the outer leg side is substantially the same, and from the upper end of the cam groove on the outer leg side to the outer leg side
  • the distance r3 to the rotation fulcrum shaft is formed larger than the distance r1 and the distance r2, and the cam shaft on the inner leg side is positioned when the inner leg joint is bent at a right angle.
  • a distance r5 from a point in the cam groove on the inner leg side to the rotation fulcrum shaft on the inner leg side, and an upper end of the cam groove on the inner leg side to the rotation fulcrum shaft on the inner leg side is substantially the same as the distance from the lower end of the cam groove on the inner leg side to the rotation on the inner leg side.
  • the distance to the fulcrum shaft r6 is preferable to configure as being larger than the distance r4 and the distance r5.
  • the cam groove on the outer leg side has a curved shape that protrudes forward
  • the cam groove on the inner leg side has a curved shape that protrudes rearward.
  • the thigh fixing means and the crus fixing means are provided between a rigid supporting part that supports a part of the thigh and the crus in the circumferential direction, and both ends of the supporting part in the circumferential direction.
  • a flexible connecting portion extending in the length direction, and the support portion includes a bent portion extending in the length direction of the thigh and the lower leg, and can be folded by folding the support portion at the bent portion. It is preferable to be configured.
  • the patient can carry the knee brace in the bag and put it on when the knee begins to hurt.
  • a rigid and compact knee brace that has not been conventionally known. Even a single bent portion can be folded in the middle and placed in a bag, so that patients with knee arthropathy can enjoy travel and outings. Since the patient does not always wear the knee brace on the knee, the knee brace can be folded even when the knee brace is not worn, and a highly convenient knee brace can be provided.
  • a foldable knee brace can be provided, so that the stiffness is close to that of a soft supporter.
  • the bent portion extends in the length direction of the thigh and crus, the rigidity in the length direction of the thigh and crus of the thigh fixing means and the crus fixing means may be reduced. And a foldable knee brace with sufficient rigidity can be provided.
  • the bent portion is a notch provided on the outer surface of the support portion and extending in the length direction of the crus.
  • the bent portion is preferably formed by connecting adjacent band members with pins. With this configuration, it is possible to provide a foldable rigid knee brace with a simple configuration.
  • the thigh fixing means to be attached to the patient's thigh, the crus fixing means to be attached to the patient's thigh, and the crus fixing means A valgus knee having both ends fixed to the thigh fixing means, and an outer leg side joint and an inner leg side joint which are arranged on the outer leg side and the inner leg side of the knee joint of the patient and bend and extend.
  • a knee brace for a patient with osteoarthritis of the knee wherein the outer leg side joint and the inner leg side joint are arranged along a side of the thigh, and the lower leg Second connecting means arranged along the side of each part, and the first connecting means and the second connecting means are connected by a connecting part arranged on the side of the knee joint.
  • the connecting portion includes a cam groove provided in each of the first connecting means or each of the second connecting means, and each of the first connecting means.
  • a long groove provided in the connecting means or each of the first connecting means; a rotation fulcrum shaft provided in each of the first connecting means or each of the second connecting means; and the cam groove.
  • Each of the second connecting means or the cam shaft provided in each of the first connecting means and when the patient bends and extends the knee, the pivot fulcrum shaft and the cam shaft However, by sliding in the long groove and the cam groove, the second connecting means rotates about the connecting portion with respect to the first connecting means, and the outer leg side joint and When the inner leg side joint bends and stretches and the outer leg side joint and the inner leg side joint extend, the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove.
  • the second connecting means on the outer leg side is downward and rearward Moving said second coupling means of the inner leg to be moved upwardly and forwardly is solved by.
  • the thigh fixing means to be attached to the thigh of a knee osteoarthritis patient and the crus fixing means to be attached to the lower leg of the patient Are provided on the outer leg side and the inner leg side of the knee joint of the patient, and bend and stretch at the side of the knee joint.
  • the outer leg side joint and the inner leg side joint bend and extend, and when the outer leg side joint and the inner leg side joint extend,
  • the second connecting means on the outer leg side moves upward and rearward, and the second leg on the inner leg side moves. Solved by moving the connecting means downward and forward .
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, so Since the two connecting means move upward and the second connecting means on the inner leg side move downward, a slight gap can be provided in the area where the bones of the knee joint come into contact, and the knee pain during walking is immediately Can be reduced, making walking training easier, and gradually strengthening muscles through daily walking.
  • walking training can be performed independently without a physical therapist. By continuing training, the body remembers the correct walking trajectory and strengthens the muscles, so that you can return to a life where you do not feel pain even if you remove your knee brace.
  • the connecting portion slides in the long groove, the cam groove provided in each first connecting means or each second connecting means, the long groove provided in each second connecting means or each first connecting means, A rotation fulcrum shaft provided in the first connection means or each second connection means, and a cam shaft that slides in the cam groove and is provided in each second connection means or each first connection means.
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, respectively, so that the second connecting means is centered on the connecting portion with respect to the first connecting means. Since the outer leg side joint and the inner leg side joint are configured to bend and stretch, the overall weight can be reduced and the weight of the knee brace using racks and gears can be reduced.
  • the rotation fulcrum shaft and the cam shaft slide in the long groove and the cam groove, so that the second connecting means on the outer leg side moves upward and rearward. Since the second connecting means on the inner leg side moves downward and forward, the outer leg side of the patient's leg can be pulled upward and the inner leg side can be pulled downward.
  • the knee of a patient with knee osteoarthritis accompanied by an anti-knee can be corrected in the direction of falling. Further, when the patient extends the leg, the outer leg side is pulled backward and the inner leg side is pulled forward, so that correction can be made to reproduce a normal screw home movement.
  • the knee brace S1 of the present embodiment is a brace worn around the knee 2 of a patient with knee osteoarthritis, and as shown in FIG. 1, the thigh fixed around the thigh 1 is fixed.
  • Upper cuff 10 as means
  • lower cuff 20 as lower leg fixing means wound around lower leg 3
  • both ends are fixed to upper cuff 10 and lower cuff 20, and the part around the patient's knee joint
  • the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 arranged on both sides of the main part are the main components.
  • FIG. 1 shows a knee brace S1 for a right leg for a patient with varus knee.
  • the upper cuff 10 includes a substantially semi-cylindrical thigh support portion 11 made of a rigid material, and an upper belt 12 fixed to one end side in the lateral direction of the thigh support portion 11.
  • the thigh support portion 11 has a substantially semi-cylindrical shape that is curved so as to surround the front side of the patient's thigh 1.
  • the upper belt 12 has a strap provided with a fixing means such as a button or a hook-and-loop fastener on the free end side, and the strap of the upper belt 12 is fixed to the thigh support portion 11 by this fixing means, whereby the patient's thigh It is comprised so that the back side of 1 can be supported.
  • the lower cuff 20 includes a substantially semi-cylindrical crus support portion 21 made of a rigid material, and a lower belt 22 fixed to one lateral end of the crus support portion 21.
  • the crus support part 21 has a substantially semi-cylindrical shape curved so as to surround the front side of the patient's crus part 3.
  • the lower belt 22 has a strap having a fixing means such as a button or a hook-and-loop fastener on the free end side, and the strap of the lower belt 22 is fixed to the lower leg support portion 21 by this fixing means, so that the lower leg portion of the patient 3 is configured to be able to support the rear side.
  • the lower leg support portion 21 of the lower cuff 20 is formed of a material having higher rigidity than the thigh support portion 11 of the upper cuff 10.
  • the outer leg side joint 30 includes an outer leg side upper arm 31 as a first connecting means and an outer leg side lower arm 35 as a second connecting means.
  • the outer leg side upper arm 31 and the outer leg side lower arm 35 are made of a rigid material in which about 70% by weight of plastic and about 30% by weight of carbon are mixed.
  • the outer leg side upper arm 31 is formed of a substantially plate-like body provided with a wide portion 32 having a slightly wider width on the lower end side.
  • the wide portion 32 is provided with a fulcrum shaft hole 33 and a substantially arc-shaped cam groove 34 provided so as to surround one side of the fulcrum shaft hole 33.
  • the cam groove 34 is formed in a substantially arc shape with the virtual center point 34c as the center.
  • the fulcrum shaft hole 33 is included in a sector shape formed by the cam groove 34 and the virtual center point 34 c of the cam groove 34.
  • 3 is a position where the center of the cam shaft 39 is disposed when the cam shaft 39 is positioned at the lower end of the cam groove 34.
  • the upper end 34u is a position where the center of the cam shaft 39 is disposed when the cam shaft 39 is positioned at the upper end of the cam groove 34.
  • a point 34m is a point where the horizontal plane 33H including the center 33c of the fulcrum shaft hole 33 intersects the center line of the cam groove 34, and the cam shaft 39 is positioned when the patient bends the knee joint at a right angle. is there.
  • the angle between the straight line connecting the upper end 34u and the center 33c and the straight line connecting the point 34m and the center 33c is substantially a right angle as shown in FIG.
  • the fulcrum shaft hole 33 is provided at a position closer to the lower end 34l than the upper end 34u.
  • the distance between the fulcrum shaft hole 33 and the cam groove 34 is formed so as to increase from the lower end 34l of the cam groove 34 upward.
  • the distance r1 from the lower end 34l to the center 33c of the fulcrum shaft hole 33 and the distance r2 from the point 34m to the center 33c are substantially the same.
  • the distance r3 from the upper end 34u to the center 33c is formed larger than r1 and r2, and r1 ⁇ r2 ⁇ r3.
  • the point 34m is a point where the cam shaft 39 is positioned when the patient bends the knee joint at a right angle, and the outer leg side joint 30 rotates with the cam shaft 39 while the patient bends the knee joint at a right angle.
  • the moving fulcrum shafts 42 are arranged on the horizontal plane 33H.
  • the outer leg side lower arm 35 is formed of a substantially plate-like body whose upper end is slightly wide.
  • a fulcrum shaft hole 36 is formed near the upper end of the outer leg side lower arm 35, and an inclined groove 37 as a linear long groove is formed below the fulcrum shaft hole 36.
  • the inclined groove 37 is formed so as to incline at a predetermined angle, for example, an angle of 20 ° to 30 ° with respect to the length direction of the outer leg side lower arm 35.
  • the inclined groove 37 of the outer leg side lower arm 35 is formed such that the lower end side is inclined forward of the crus 3. Accordingly, when the knee shown in FIGS. 9A and 9O is bent at a right angle from the state where the knee shown in FIGS. 9C and 9O is extended, the outer leg side lower arm 35 is moved to the rear of the patient. It moves and pulls the outer leg side of the lower leg 3 backward through the part of the lower cuff 20 on the outer leg side.
  • a cam shaft 39 is inserted into the cam groove 34 and the fulcrum shaft hole 36 from the fulcrum shaft hole 36 side, and is screwed into a set bolt 38 inserted from the cam groove 34 side.
  • a washer 40 is inserted into the cam shaft 39 and the set bolt 38 between the cam groove 34 and the fulcrum shaft hole 36.
  • the rotation fulcrum shaft 42 is inserted into the fulcrum shaft hole 33 and the inclined groove 37 from the inclined groove 37 side, and is screwed into the set bolt 41 inserted from the fulcrum shaft hole 33 side.
  • a washer 43 is inserted between the fulcrum shaft hole 33 and the inclined groove 37 in the rotation fulcrum shaft 42 and the set bolt 41.
  • the cam shaft 39 and the rotation fulcrum shaft 42 are inserted through the fulcrum shaft hole 36 and the cam groove 34, and the fulcrum shaft hole 33 and the inclined groove 37.
  • the present invention is not limited to this.
  • a protrusion protruding from the position where the fulcrum shaft holes 36 and 33 are provided is formed. You may comprise so that the inside of the inclined groove
  • the inner leg side joint 50 includes an inner leg side upper arm 51 as a first connecting means and an inner leg side lower arm 55 as a second connecting means.
  • the inner leg side upper arm 51 and the inner leg side lower arm 55 are made of a rigid material in which about 70% by weight of plastic and about 30% by weight of carbon are mixed.
  • the inner leg side upper arm 51 is formed of a substantially plate-like body provided with a wide portion 52 having a slightly wider width on the lower end side.
  • the wide portion 52 is provided with a fulcrum shaft hole 53 and a substantially arc-shaped cam groove 54 provided so as to surround one side of the fulcrum shaft hole 53.
  • the cam groove 54 is formed in a substantially arc shape with the virtual center point 54 c as the center.
  • the fulcrum shaft hole 53 is included in the sector shape formed by the cam groove 54 and the virtual center point 54 c of the cam groove 54.
  • the lower end 54l is a position where the center of the cam shaft 62 is disposed when the cam shaft 62 is positioned at the lower end of the cam groove 54.
  • the upper end 54u is a position where the center of the cam shaft 62 is disposed when the cam shaft 62 is positioned at the upper end of the cam groove 54.
  • the point 54m is a point on the center line of the cam groove existing between the point where the horizontal plane 53H including the center 53c of the fulcrum shaft hole 53 intersects the center line of the cam groove 54 and the upper end 54u.
  • the point 54m is a point where the cam shaft 62 is located in a state where the patient bends the knee joint at a right angle.
  • the angle between the straight line connecting the upper end 54u and the center 53c and the straight line connecting the point 54m and the center 53c is an acute angle of about 60 to 70 °.
  • the fulcrum shaft hole 53 is provided at a position closer to the upper end 54u than to the lower end 54l. A distance between the fulcrum shaft hole 53 and the cam groove 54 is formed so as to increase downward.
  • the distance r4 from the upper end 54u to the center 53c of the fulcrum shaft hole 53 and the distance r5 from the point 54m to the center 53c are substantially the same.
  • the distance r6 from the lower end 54l to the center 53c is formed larger than r4 and r5, and r4 ⁇ r5 ⁇ r6.
  • the point 54m is a point where the rotation fulcrum shaft 59 is located in a state where the patient bends the knee joint at a right angle.
  • the inner leg side joint 50 has a cam in a state where the patient bends the knee joint at a right angle.
  • the shaft 62 is positioned obliquely above the rotation fulcrum shaft 59.
  • the cam grooves 34 and 54 are formed on a substantially circular arc. As shown in FIG. 13, the cam groove 34 has a curvature that increases downward, and the cam groove 54 has a curvature that increases upward. You may form as follows. By configuring in this way, the above two equations r1 ⁇ r2 ⁇ r3, r4 ⁇ r5 ⁇ r6 can be achieved. Further, when the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 are extended, the length of the cam groove 34 on the outer leg side is reduced, that is, in this embodiment, the cam groove 34 on the outer leg side has a curved shape protruding forward, the extending side, That is, in this embodiment, the cam groove 54 on the inner leg side has a curved shape that protrudes rearward.
  • the inner leg side lower arm 55 is formed of a substantially plate-like body whose upper end is slightly wide. As shown in FIG. 2, the inner leg side lower arm 55 is connected to the inner leg side upper arm 51, and is continuous from the vertical plane 55a and the vertical plane 55a which is substantially vertical when attached to the patient's leg.
  • the inclined surface 55b is inclined so as to approach the leg side at an angle of about 10 ° to 15 ° with respect to the plane 55a, and the vertical plane 55c is continuous from the inclined surface 55b and parallel to the vertical plane 55a. Since it is comprised in this way, the inner leg side joint 50 comes to fit a patient's leg.
  • a straight inclined groove 57 as a long groove is formed near the upper end of the vertical plane 55 a of the inner leg side lower arm 55, and a fulcrum shaft hole 56 is formed below the inclined groove 57.
  • the inclined groove 57 is formed so as to be inclined with a predetermined angle, for example, an angle of 20 ° to 30 °, with respect to the length direction of the inner leg side lower arm 55.
  • the inclined groove 57 is formed such that the upper end side is inclined rearward of the crus 3. Accordingly, when the knee in FIGS. 9A and 9I is bent at a right angle from the state in which the knee in FIGS. 9C and 9I is extended, the inner leg side lower arm 55 is moved forward of the patient.
  • the inclined groove 57 is not limited to a linear shape, and may be formed in a curved shape that is slightly convex in a diagonally downward direction.
  • the side to which the joint extends is larger than the side to which the joint contracts, but the inclined groove 57 has a longer moving distance of the rotation fulcrum shaft 59 than the rotation fulcrum shaft 42.
  • the movement of the pivot point 59 on the inner leg side that receives a larger resistance can be made smooth.
  • a cam shaft 62 is inserted into the cam groove 54 and the fulcrum shaft hole 56 from the fulcrum shaft hole 56 side, and is screwed into a set bolt 61 inserted from the cam groove 54 side.
  • a washer 63 is inserted into the cam shaft 62 and the set bolt 61 between the cam groove 54 and the fulcrum shaft hole 56.
  • the pivot fulcrum shaft 59 is inserted into the fulcrum shaft hole 53 and the inclined groove 57 from the inclined groove 57 side, and is screwed into a set bolt 58 inserted from the fulcrum shaft hole 53 side.
  • a washer 60 is inserted between the pivot fulcrum shaft 59 and the set bolt 58 between the fulcrum shaft hole 53 and the inclined groove 57.
  • the distance from the upper end 54u to the lower end 54l of the cam groove 54 is formed to be about 10 to 20% shorter than the distance from the upper end 34u to the lower end 34l of the cam groove 34.
  • the outer leg side joint 30 has an upper end side of the outer leg side upper arm 31 fixed to the inner surface of the outer leg side of the upper cuff 10 with a rivet 13, and a lower end of the outer leg side lower arm 35.
  • the side is fixed to the upper cuff 10 and the lower cuff 20 by being fixed to the inner surface of the outer side of the lower cuff 20 with a rivet 23.
  • the inner leg side joint 50 has an upper end side of the inner leg side upper arm 51 fixed to the inner surface of the inner leg side of the upper cuff 10 with a rivet (not shown). Is fixed to the upper cuff 10 and the lower cuff 20 by being fixed to the inner surface of the inner side of the lower cuff 20 with a rivet 23.
  • the outer leg side upper arm 51 and the inner leg side upper arm 31 of FIGS. 9 and 10 show examples in which the shapes of the wide portions 52 and 32 are slightly different.
  • the cam shaft 39 In the process where the patient loosens the knee joint from a state such as a straight seat where the knee joint is bent to a state where the knee joint is bent at a right angle, the cam shaft 39 has a lower end in the cam groove 34 as shown in FIGS. 3, but the r1 and r2 in FIG. 3 are substantially the same length, so that the rotation fulcrum shaft 42 does not move within the inclined groove 37 and is positioned at the upper end of the inclined groove 37. to continue. In the process in which the patient extends from a state where the knee joint is bent at a right angle, the cam shaft 39 moves from the point 34m toward the upper end 34u in the cam groove 34 as shown in FIGS. 3, the distance from the center 33c of FIG.
  • the state shown in FIGS. 5 and 6 when the patient bends the knee 2 at a right angle is the reference position.
  • the rotation fulcrum shaft 42 and the rotation fulcrum shaft 59 are on the same bending center line A1 at the reference position, and the bending center line A1 coincides with the bending motion axis of the patient's knee joint.
  • the inner leg side pivot fulcrum shaft 59 is positioned at the substantially lower end of the inclined groove 57, and the cam shaft 62 is the large cam groove 54. The position is about 1/4 from the upper end 54u on the upper side of the thigh 1.
  • the rotation fulcrum shaft 59 on the inner leg side is located at the upper end of the inclined groove 57 and the cam shaft 62 is , Located at the lower end of the cam groove 54.
  • the rotation fulcrum shaft 42 is located at the lower end of the inclined groove 37, and the cam shaft 39 is located at the upper end of the cam groove 34.
  • the axis connecting the rotation fulcrum shaft 42 and the rotation fulcrum shaft 59 is the axis A2
  • the axis connecting the cam shaft 39 and the cam shaft 62 is the axis A3 inclined so that the inner leg side is lowered. It becomes.
  • FIGS. 9 (A) and 9 (O) are views of the outer leg side joint 30 in FIG. 5 as viewed from the arrow Ro1
  • FIG. 9 (A) and (I) are views of the inner leg side joint 50 in FIG. (C) and (O) are Ro2 arrow views of the outer leg side joint 30 in FIG. 7, and
  • FIGS. 9C and 9I are Ri2 arrow views of the inner leg side joint 50 in FIG.
  • FIGS. 9C and 9I are Ri2 arrow views of the inner leg side joint 50 in FIG.
  • the rotation fulcrum shaft 42 and the rotation fulcrum shaft 59 are on the same horizontal centerline A1 as shown in FIGS.
  • the lower side arm 35 and the inner leg side lower arm 55 are substantially horizontal, and no vertical correction force is applied to the patient's knee joint.
  • the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55 are arranged at the same height along the bending center line A1, and the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 are both at right angles. Is bent.
  • the extension / contraction distance in the up / down and front / rear direction of the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 will be described with reference to FIG.
  • the distance by which the outer leg side joint 30 is contracted is substantially equal to the length component b1 of the inclined groove 37 in the length direction of the outer leg side lower arm 35.
  • the distance to which the outer leg side joint 30 is pulled later is substantially equal to the length component a1 in the direction perpendicular to the length direction of the outer leg side lower arm 35 of the inclined groove 37.
  • the distance that the inner leg side joint 50 extends is substantially equal to the length component b2 of the inclined groove 57 in the length direction of the inner leg side lower arm 55.
  • the distance to which the inner leg side joint 50 is pulled forward is substantially equal to the length component a2 in the direction perpendicular to the length direction of the inner leg side lower arm 55 of the inclined groove 57. Therefore, in the state where the knee brace S1 is extended, an expansion / contraction difference of b1 + b2 occurs in the vertical direction between the outer leg joint 30 and the inner leg joint 50. Further, in the state in which the knee orthosis S1 is extended, there is a longitudinal displacement of a1 + a2 between the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50, and this deviation causes a twist to reproduce the screw home movement. appear.
  • the outer leg side lower arm 35 is moved upward and the inner leg side lower arm 55 is moved downward at the time of extension.
  • one of the holes 37 and 57 as a shaft hole having no length, one of the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55 is not moved in the vertical direction, and only the other is moved upward or downward. You may comprise so that it may move.
  • the inclined groove 37 of the outer leg side lower arm 35 is formed such that the lower end side is inclined forward of the crus 3, so that the knee shown in FIGS. C)
  • the outer leg side lower arm 35 moves rearward of the patient, and the outer leg of the lower leg 3 through the outer leg side portion of the lower cuff 20. Pull the side backwards. Therefore, when the patient extends from a state where the knee is bent, the outer leg side lower arm 35 moves rearward as shown in FIGS. 9C and 9O, and the outer leg side portion of the lower cuff 20 moves rearward.
  • the inner leg side lower arm 55 moves forward and pulls the inner leg side portion of the lower cuff 20 forward.
  • a normal screw home movement can be reproduced.
  • the inclined grooves 37 and 57 are inclined with respect to the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55, respectively, and the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower side are extended when the knee brace S1 is extended.
  • the arm 55 is moved backward and forward, respectively, to generate an outward twist along the screw home movement of a normal knee joint, but the means for generating the outward twist is limited to this.
  • the inclined groove 57 shorter than the inclined groove 37, the movement of the rotation fulcrum shaft 42 on the outer leg side is stopped first, and the movement of the rotation fulcrum shaft 42 stops, and then the movement on the inner leg side is stopped.
  • the outward twist can be realized.
  • the upper end 54u side of the cam groove 54 on the outer leg side is positioned slightly below and slightly shorter than the cam groove 34 on the inner leg side, so that the cam shaft 62 moves first when the knee brace S1 is extended. If the movement of the camshaft 39 is further continued after stopping and the movement of the camshaft 62 is stopped, the outward twist can be realized.
  • the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55 are arranged on the side in contact with the leg, and the outer leg side upper arm 31 and the inner leg side upper arm 51.
  • the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55 may be overlapped with each other.
  • outer leg side upper arm 31 and the inner leg side upper arm 51 are attached to the upper cuff 10 by the rivet 13, and the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55 can be detached by bolts and nuts (not shown).
  • the lower leg cuff 20 By attaching the lower leg cuff 20 to the right leg knee brace S1 shown in FIG. 1 to the left leg knee brace, or the varus knee knee brace S1 shown in FIG. 1 as the valgus knee brace. Can be reassembled. Therefore, it is not necessary to make parts for the right leg and the left leg, and it can be used for the right leg and the left leg only by changing the overlapping direction of the arms 31, 35, 51, 55.
  • the knee brace S1 for correcting the varusal knee of the right leg is configured such that when the knee is extended, the outer leg side joint 30 is contracted and the inner leg side joint 50 is extended.
  • the knee brace that corrects the anti-knee is configured such that the outer leg joint attached to the outside of the leg contracts and the inner leg joint attached to the inside of the leg extends.
  • the inner leg side joint 30X and the outer leg side joint 50X are moved to the upper cuff 10 and the lower cuff 20 so that the inner leg side joint 30X contracts and the outer leg side joint 50X extends.
  • the knee brace S1 of FIG. 1 is symmetrical, and the tilting directions of the tilted grooves 37 and 57 are reversed, and the tilted surface 55b is tilted. The one with the direction reversed is used.
  • the inner leg side joint 30X and the outer leg side joint 50X of the knee brace for valgus knee are shown in FIG.
  • the inner leg side upper arm 31X of the inner leg side joint 30X is the same member as the outer leg side upper arm 31 of the knee brace S1.
  • the inner leg side lower arm 35X has the same configuration as the outer leg side lower arm 35 except that the inclined direction of the inclined groove 37X is opposite to that of the inclined groove 37.
  • the outer leg side upper arm 51X of the outer leg side joint 50X is the same member as the inner leg side upper arm 51 of the knee brace S1.
  • the outer leg side lower arm 55X has the same configuration as the inner leg side lower arm 55 except that the inclination direction of the inclined groove 57X is opposite to that of the inclined groove 57 and the inclination direction of the inclined surface 55b is opposite. is there. Since the other configuration of the knee brace for valgus knee is the same as that of the knee brace S1, the description thereof is omitted.
  • the knee deformable knee joint of the valgus knee As shown in FIG. Pull up the inner leg side of the lower leg 3 of the patient and press down the outer leg side. Thereby, the valgus knee can be corrected in a direction to return to the normal knee state as shown in FIG. Also, in patients with knee osteoarthritis of the valgus knee, the cartilage on the outer leg side of the knee joint often wears and feels pain when the bones come into contact with each other. By pushing down the outer leg side, a space can be created between the upper and lower bones on the outer leg side of the knee joint, and pain due to contact between the bones can be reduced.
  • a cam groove 34 is provided in the outer leg side upper arm 31, and an inclined groove 37 is provided in the outer leg side lower arm 35.
  • an inclined groove 37 is provided in the outer leg side upper arm 31, and the outer leg side is provided.
  • the present invention can be implemented even if the cam groove 34 is provided in the lower arm 35.
  • the cam groove 54 is provided in the inner leg side upper arm 51, and the inclined groove 57 is provided in the inner leg side lower arm 55, but the inclined groove 57 is provided in the inner leg side upper arm 51, The present invention can be implemented even if the cam groove 54 is provided in the inner leg side lower arm 55.
  • each arm 31, 35, 51, 55 is formed of a plate, a knee brace that is not thin and bulky and can be worn even under trousers can be provided. Since each arm 31, 35, 51, 55 has a simple part shape and can be made of reinforced plastic, it is possible to provide a knee brace that is low in cost and smooth and has no metal sound.
  • the inclined grooves 37, 57 are provided so as to be inclined with respect to the length direction of the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55.
  • the inclined grooves 37, 57 As shown in FIG. 13, it is good also as longitudinal grooves 37 'and 57' parallel to the length direction of the outer leg side lower arm 35 and the inner leg side lower arm 55.
  • the longitudinal grooves 37 ′ and 57 ′ are not inclined, when the patient extends from a state where the knee is bent at a right angle, the outer leg side lower arm 35 is upward and the inner leg side lower arm 55 is downward. Because it moves to, there is a correction effect on the varus knee.
  • the magnetic pad 500 of FIG. 14 may be fixed to the knee brace S1, and effects such as correction of the knee joint by the knee brace S1 and blood circulation promotion by the magnetic pad 500 may be obtained at the same time.
  • the magnetic pad 500 of FIG. 14 includes a covering portion 501 made of a stretchable fabric, a substantially egg-shaped soft magnetic pad body 502 formed of a soft synthetic resin such as silicone rubber, and the magnetic pad 500 as a knee orthosis S1.
  • a strap 505 and an extension 507 for fixing are provided.
  • a substantially elliptical opening 503 is provided in the center of the magnetic pad main body 502 so as to face the kneecap.
  • a plurality of known granular magnets 504 are embedded and fixed on the entire peripheral surface of the periphery of the opening 503, as appropriate.
  • the magnetic pad main body 502 is fixed to the substantially center of the covering portion 501 by fusing or sewing the entire periphery.
  • Straps 505 are integrally provided on the left and right sides of the covering portion 501 so as to be lined up two vertically.
  • a button 506 is fixed near the tip of each strap 505, and is attached to each of the outer leg side upper arm 31, the outer leg side lower arm 35, the inner leg side upper arm 51, and the inner leg side lower arm 55 of the knee orthosis S 1.
  • Each strap 505 can be fixed to the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 by locking with buttons (not shown) provided one by one.
  • extension portions 507 are provided for extending the length of the covering portion 501 in the vertical direction.
  • a hook-and-loop fastener 508 is attached to each of the extension portions 507, and can be fixed by being attached to the back surfaces of the upper cuff 10 and the lower cuff 20, respectively.
  • FIG. 15 Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
  • a knee brace S2 in FIG. 15 is a folding brace worn around the knee 2 of a patient with knee osteoarthritis.
  • the knee orthosis S2 of the present embodiment has an upper cuff 10 'fixed to the thigh 1, a lower cuff 20' fixed to the lower leg 3, and both ends fixed to the upper cuff 10 'and the lower cuff 20'.
  • the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 arranged on both sides of the site around the knee joint of the patient are the main components.
  • FIG. 15 shows a knee brace S2 for the right leg for a patient with varus knee.
  • the upper cuff 10 ′ includes a substantially semi-cylindrical thigh support portion 11 ′ made of a rigid material, and an upper belt 12 ′ fixed to one end side in the lateral direction of the thigh support portion 11 ′.
  • the thigh support portion 11 ′ includes an outer leg side member 11 a and an inner leg side member 11 b, each of which is a substantially semi-cylindrical shape that is curved so as to surround the front side of the patient's thigh 1.
  • a hinge portion 64 is provided between the outer leg side member 11a and the inner leg side member 11b so as to foldably connect the outer leg side member 11a and the inner leg side member 11b. As shown in FIG.
  • the hinge part 64 includes a cylindrical part 64a, a cylindrical part 64b, a cylindrical part 64c, a pin 64d, and a stopper 64e.
  • the cylindrical portions 64a and 64c are integrally formed at the end of the outer leg side member 11a on the knee center side, and the cylindrical portion 64b is integrally formed at the end of the inner leg side member 11b on the knee center side.
  • a through hole 65a is formed in the center of the cylindrical portion 64a along the longitudinal direction.
  • a concave portion 66 for accommodating the head of the pin 64d is formed at one end of the cylindrical portion 64a, and an attachment portion (not shown) for attaching the spring 67a is formed at the other end.
  • a through hole 65b is formed at the center of the cylindrical portion 64b along the longitudinal direction. Then, locking grooves 69b1 and 69b2 into which a part of the spherical member 68a can be fitted are formed at one end of the cylindrical portion 64b. In addition, two locking grooves (not shown) into which a part of the spherical member 68c can be fitted are formed at the other end.
  • a through hole 65c is formed at the center of the cylindrical portion 64c along the longitudinal direction.
  • An attachment portion 69c for attaching the spring 67c is formed at one end of the cylindrical portion 64c, and a recess (not shown) for accommodating the stopper 64e is formed at the other end.
  • a spring 67a is attached to an attachment portion (not shown) of the cylindrical portion 64a, and a spherical member 68a is attached to the tip of the spring 67a.
  • a spring 67c is attached to the attachment portion 69c of the cylindrical portion 64c, and a spherical member 68c is attached to the tip of the spring 67c.
  • the hinge portion 64 supports the outer leg side member 11a and the inner leg side member 11b in a foldable manner.
  • the spherical members 68a and 68c are moved between the locking grooves 69b1 and 69b2 and between the two locking grooves (not shown) provided on the other end side of the cylindrical portion 64b, so that the outer leg side member is moved. It is possible to fix 11a and the inner leg side member 11b to the mutually expanded state and the folded state.
  • the lower cuff 20 ′ includes a substantially semi-cylindrical crus support portion 21 ′ made of a rigid material, and a lower belt 22 ′ fixed to one lateral end of the crus support portion 21 ′.
  • the lower leg support portion 21 ′ includes an outer leg side member 21 a and an inner leg side member 21 b, which are divided into a left and right substantially semi-cylindrical shape so as to surround the front side of the patient's lower leg part 3.
  • a hinge portion 74 having the same configuration as the hinge portion 64 is provided between the outer leg side member 21a and the inner leg side member 21b. Since the configuration and operation of the hinge portion 74 are the same as those of the hinge portion 64, description thereof is omitted.
  • the rest of the configuration of the knee brace S2 is the same as that of the knee brace S1, and thus the description thereof is omitted.
  • the thigh support portion 11 ′ and the lower thigh support portion 21 ′ are bent at the hinge portions 64 and 74, and the upper belt 12 ′ and the lower belt 22 ′ formed of a soft material are folded, whereby the knee orthosis S2 is vertically Can be folded.
  • the thigh support portion 11 ′ and the crus support portion 21 ′ are formed of a rigid material, and the hinge portions 64 and 74 are formed to form the upper belt 12 ′ and the lower belt 22 ′ of a soft material.
  • the hinge portions 64 and 84 and the upper belt 12 'and the lower belt 22' are configured to be folded.
  • the thigh support portion 11 'and the lower leg support portion 21' are configured.
  • it may be configured to be foldable by forming a plurality of longitudinal cuts 83 and 93.
  • the knee orthosis S3 of FIG. 17 is made of a hard plastic plate, a thigh support member 81 fixed to the thigh 1 and a crus support member 91 fixed to the crus 3, and both ends of the thigh support member 81,
  • the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 which are fixed to the lower leg support member 91 and are arranged on both sides of the part around the knee joint of the patient, the thigh support member 81, the lower leg support member 91, the outer leg side joint 30,
  • the cover 85 that wraps the inner leg side joint 50 is a main component.
  • the thigh support member 81 is a long, substantially rectangular plate that is slightly curved so that the center is slightly convex upward, and a plurality of cuts 83 shown in FIGS. 17 and 18 are formed on the surface opposite to the patient. It is configured to be bent as shown in FIG. 18 by bending along the patient's thigh 1.
  • the crus support member 91 is formed of a long rectangular plate, and is provided with a plurality of cuts 93 shown in FIGS. 17 and 18 on the surface opposite to the patient, and cuts 93 along the patient's crus 3. It is configured to bend by bending outward.
  • the number of cuts 93 in the crus support member 91 is smaller than the number of cuts 83 in the thigh support member 81.
  • the thigh support member 81 and the crus support member 91 are connected to the outer leg side joint 30 and the inner leg side joint 50 by rivets 84 and 94 as shown in FIG.
  • the thigh support member 81, the crus support member 91, the outer leg side joint 30, and the inner leg side joint 50 are covered with a cover 85 in a state where they are connected to each other.
  • the cover 85 is made of chloroprene rubber sponge and covers the thigh support member 81, the lower leg support member 91, the outer leg side joint 30, and the inner leg side joint 50, and a strap extending to the inner leg side of the thigh support member 81. 87 and a strap 88 extending to the inner leg side of the lower leg support member 91.
  • Hook fasteners 87m and 88m are fixed to the back surfaces of the straps 87 and 88, respectively.
  • the straps 87 and 88 are rotated from the back of the patient's knee to the outer leg side, and the hook and loop fasteners 87m and 88m are connected to the thigh support member 81.
  • the knee brace S3 is configured to be attachable to the patient by being attached to the side surface of the lower leg support member 91 on the outer leg side.
  • FIG. 19 shows a crus support member 91 ′ formed in a watch band shape, and includes a plurality of band members 95 and pins 96 for connecting the plurality of band members 95.
  • the band member 95 has a C-shaped part 97 provided with a concave part whose center is cut out in a rectangular shape on one end side, and a rectangular convex part 98 formed slightly smaller than the concave part on the one end side on the other end side, It consists of a plate body on which is formed.
  • the lower leg support member 91 ′ is formed by connecting a plurality of band members 95 by passing a pin 96 through a C-shaped part 97 of one band member 95 and a convex part 98 of the other band member 95.
  • a watchband-shaped thigh support member (not shown) is configured in the same manner as the crus support member 91 ′, and will not be described.
  • the rotation fulcrum shaft on the outer leg side is adjusted when receiving a force pulling both ends of the outer leg side joint and the inner leg side joint so as to extend from the bent state.
  • the cam shaft on the outer leg side slides from the lower end of the cam groove on the outer leg side to a predetermined position while being positioned at the end of the long groove on the outer leg side, and rotates on the inner leg side.
  • the cam shaft on the inner leg side slides from the upper end of the cam groove on the inner leg side to a predetermined position, thereby
  • the procedure for expanding the bending angle of the leg side joint from an obtuse angle to a right angle the cam shaft on the outer leg side slides from a predetermined position in the cam groove to the upper end, and the rotation fulcrum shaft on the outer leg side It slides from the upper end to the lower end in the long groove on the outer leg side, and the cam shaft on the inner leg side moves from the predetermined position of the cam groove on the inner leg side.

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Abstract

【課題】必要な角度域のみで矯正し、健全なスクリューホームムーブメントを変形性膝関節症患者の膝関節に再現可能な膝装具を提供する。 【解決手段】外，内脚側ジョイント３０，５０は、膝関節側部の連結部で連結される第一，第二連結手段３１，３５，５１，５５を備え、連結部は、第一又は第二連結手段のカム溝３４，５４と、第二又は第一連結手段の長溝３７，５７と、長溝を摺動する第一又は第二連結手段の回動支点軸４２，５９と、カム溝を摺動する第二又は第一連結手段のカム軸３４，５４を備え、膝屈伸時に、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝を摺動して、第二連結手段が、連結部を中心として第一連結手段に対して回動して外，内脚側ジョイントが屈伸し、外，内脚側ジョイント伸展時に、回動支点軸，カム軸が、長溝，カム溝内を摺動して外脚側の第二連結手段が上後方に、内脚側の第二連結手段が下前方に移動する。

Description

膝装具及び外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセット
　本発明は膝装具及び外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットに係り、特に、内反膝又は外反膝を併発した変形性膝関節症患者の膝関節の屈伸時の動きを矯正する膝装具及び外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットに関する。
　膝関節の痛みがある症状の代表例として、変形性膝関節症が知られている。変形性膝関節症は、筋力低下，加齢，肥満などのきっかけにより膝関節の機能が低下して、膝軟骨の磨り減りや半月板のかみ合わせの緩み，変形，断裂や、炎症による関節液の過剰滞留を起こすもので、歩行に痛みを伴う。
　変形性膝関節症が進行すると、関節破壊による内反変形を生じることがあり、俗にＯ脚と呼ばれる内反膝になることがある。
　また、内反膝は、俗にＸ脚と呼ばれる外反膝と共に、変形性膝関節症の原因の一つとも考えられており、変形性膝関節症との関連が深い。
　内反膝の場合は、膝関節の内側の軟骨に損傷が発生し、外反膝の場合は、外側の軟骨に損傷が発生し易い。内反膝又は外反膝を併発して変形性膝関節症の病状が進行すると、脚の湾曲が更に進んで下腿部の傾斜が更に急になり、関節の軟骨が更に磨り減るようになる。軟骨の消耗により、骨が直接相互に擦れあうようになると、強い痛みを感じるようになり、歩行不可能となる。
　変形性膝関節症の治療には、膝関節を切断して金属製の人工関節を接合する手術療法と、歩行訓練機を用いてリハビリを続け、正しい歩行方法の記憶を呼び戻させる保存療法とが知られている。
　手術療法では、歩行の痛みは消えるが、人工関節の回動角度が狭いために椅子にしか座れない，両脚にすると立ち上がれない等の不利益がある。また、老化が進行すると骨が脆くなり、金属との強度バランスが崩れるため、耐用年数が約１０年であり、耐用年数経過後は再手術が必要になるという不利益がある。また、手術療法は高額である。
　一方、保存療法は、膝装具を用いて歩行の痛みを緩和させ、毎日定期的に歩くことによって、筋肉を強化させる方法であって、長期的治療になり、患者の体力と根気が必要ではあるが、手術療法特有の不利益はない。
　そこで、保存療法で用いる膝装具が、種々提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
　しかし、この特許文献１の膝装具では、外脚側，内脚側のジョイント部材にラックとギアを用いているために、膝装具全体の重量が重かった。また、装着して歩行したときにギア音が発生し、装着する患者に不快感を与えるものであった。
　また、外脚側，内脚側のジョイント部材に、ラックとギアを用いているために、矯正の必要のない角度域にまで亘って矯正効果が発揮されるばかりでなく、屈曲９０°以内では逆方向への矯正となるので、スムーズな膝の動作の妨げになっていた。
　ここで、図２０に、内反膝又は外反膝を併発した変形性膝関節症患者における膝関節の動きと矯正の必要な角度域との関係を示す。
　図２０（Ｃ）は、椅子に座ったときの９０°屈曲状態を示し、図２０（Ｄ）は正座時の完全屈曲状態を示す。通常、図２０（Ｄ）の正座時は、大腿部と下腿部間の角度は約１８°であり、伸展時を０°とすると、１６２°屈曲したことになる。９０°以上の屈曲状態では、膝関節に力が掛からず、矯正は不要である。
　図２０（Ｂ）の起立時の完全伸展状態において、膝の角度は略０°であり、膝関節に力が掛かるため、矯正が必要である。
　図２０（Ａ）の健常人の歩行の状態では、前の踏み出し足は、約６°、後の残り足は最大約４５°曲がった状態の繰り返しであり、０°～４５°の膝の角度域では、膝関節に最も力が掛かるため、矯正が必要な領域である。
　この図２０で示すように、内反膝又は外反膝を併発した変形性膝関節症患者では、矯正の必要な角度域は、膝を完全伸展した状態を略０°とした場合、膝の屈曲角度が０～４５°の間である。
　特許文献１の膝装具では、外脚側，内脚側のジョイント部材に、ラックとギアを用いているため、膝関節への矯正効果は一定でかつ直線的になる。膝関節が屈曲可能な全角度範囲に亘って矯正効果が発揮されてしまい、却って、９０°を超える屈曲角度においてスムーズな膝の動作の妨げになって、椅子に座りにくい、正座ができない等の支障が生じていた。
特開２０１０－６９０５９（請求項２，３，段落００２３～００２６，００３４～００３７，図１，図１０）
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、矯正が必要な角度域のみにおいて変形性膝関節症患者の膝関節を矯正可能で、動作性のよい膝装具を提供することにある。
　また、本発明の他の目的は、単純な構造で、倒れた脚を起こす方向への二次元の動きだけでなく、膝関節を伸ばしきるときに外側に捻りを発生させることにより、健全な膝関節のスクリューホームムーブメントを変形性膝関節症患者の膝関節に再現させることが可能な三次元モーションの膝装具を提供することにある。
　前記課題は、請求項１に係る発明によれば、患者の大腿部に装着される大腿部固定手段と、前記患者の下腿部に装着される下腿部固定手段と、該下腿部固定手段と前記大腿部固定手段とに両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に配置されて屈伸する外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントと、を備える変形性膝関節症患者用の膝装具であって、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントは、前記大腿部の側部に沿って配置される第一連結手段と、前記下腿部の側部に沿って配置される第二連結手段とを、それぞれ備え、前記第一連結手段と、前記第二連結手段とは、前記膝関節の側部に配置される連結部で連結され、前記連結部は、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられたカム溝と、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられた長溝と、該長溝内を摺動し、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられた回動支点軸と、前記カム溝内をそれぞれ摺動し、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、前記患者が膝を屈伸したときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内をそれぞれ摺動することにより、前記第二連結手段が、前記連結部を中心として、前記第一連結手段に対して回動して、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが屈伸し、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが伸展するときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内を摺動することにより、前記外脚側の前記第二連結手段が上方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が下方及び前方に移動すること、により解決される。
　このように構成した本発明の膝装具によれば、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が上方に移動し、内脚側の第二連結手段が下方に移動するため、膝関節の骨が接触する部位にわずかな隙間を設けることができ、即時に歩行時の膝の痛みを軽減できるので、歩行訓練がやりやすくなり、毎日の歩行を通じて徐々に筋肉を強化可能となる。また、膝装具が正しい歩行軌跡へとリードするので、理学療法士が付き添わなくても単独で歩行訓練ができる。
　訓練を続けることにより、体が正しい歩行軌跡を記憶し筋肉も強化されるので、いずれ膝装具を外しても痛みを感じない生活にもどれる。
　また、連結部は、各第一連結手段又は各第二連結手段に設けられたカム溝と、各第二連結手段又は各第一連結手段に設けられた長溝と、長溝を摺動し、各第一連結手段又は各第二連結手段に設けられた回動支点軸と、カム溝内をそれぞれ摺動し、各第二連結手段又は各第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、患者が膝を屈伸したときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内をそれぞれ摺動することにより、第二連結手段が、連結部を中心として、第一連結手段に対して回動して、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが屈伸するように構成しているため、ラックとギアを用いた膝装具のように重くなく、全体の重量を軽く出来ると共に、脚の屈伸が滑らかで静かになって、違和感なく脚に装着できる。また、カム溝を長くすれば、本発明の膝装具を装着したままで膝を直角よりも更に曲げて正座することも可能となる。
　また、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が上方及び後方に移動し、内脚側の第二連結手段が下方及び前方に移動するように構成しているため、患者の脚の外脚側を上方に牽引し、内脚側を下方に牽引でき、内反膝を併発した変形性膝関節症患者の膝を、倒れた脚を起こす方向に矯正できる。また、患者が脚を伸展するときに、外脚側を後方に内脚側を前方に牽引するので、正常なスクリューホームムーブメントを再現するよう矯正できる。
　更に、大腿部固定手段と、下腿部固定手段と、該下腿部固定手段と前記大腿部固定手段とに両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に配置されて屈伸する外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントとを備えているため、膝装具が膝の前後左右を囲む構成となって、膝自体の周りは覆うものがない開放部分となることから、患者が歩行したとき、膝関節に、力が掛かる緊張状態と力が掛からない緩和状態とが交互に起こり、患者の膝周辺の筋肉を強化することが可能となる。
　また、前記カム溝は、各前記第一連結手段に設けられ、前記長溝は、各前記第二連結手段に設けられ、前記回動支点軸は、各前記第一連結手段に設けられ、前記カム軸は、各前記第二連結手段に設けられ、外脚側の前記長溝は、前記第二連結手段の長さ方向に対して、前記外脚側ジョイントが伸展したときに前記回動支点軸が配置される端部が、前記患者の前方に位置するように傾斜し、内脚側の前記長溝は、前記第二連結手段の長さ方向に対して、前記内脚側ジョイントが伸展したときに前記回動支点軸が配置される端部が、前記患者の後方に位置するように傾斜しているように構成すると好適である。
　このように構成しているため、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が後方に移動し、内脚側の第二連結手段が前方に移動することが可能となり、その結果、患者が脚を伸展するときの正常なスクリューホームムーブメントを再現可能となる。健常人では、膝関節の構造とアキレス腱の緊張により自然なスクリューホームムーブメントが発生するのに対し、変形性膝関節症の患者には、この動きがない。そこで、変形性膝関節症の患者の膝に、正常なスクリューホームムーブメントを再現させることにより、骨格に無理のかからない正常な歩行軌跡へと膝装具で導くことができる。
　また、ラックとギアを用いた膝装具では、スクリューホームムーブメントを再現させるためには、ギア比を左右で変える必要があり、ラックとギアの設計が煩雑となるが、本発明では、カム溝及びカム軸を設ける構成としているため、長溝の傾斜角や長さを調整するだけでスクリューホームムーブメントを再現可能で、簡単な構成でスクリューホームムーブメントの矯正が達成可能となる。
　さらに、前記長溝は、前記第二連結手段の長さ方向に対して、前記下端が上端よりも前方に位置するように傾斜し、外脚側の前記回動支点軸は、前記外脚側ジョイントが略直角に屈曲したときに、前記長溝の前記上端に位置し、前記外脚側ジョイントが伸展したときに、前記長溝の前記下端に位置するように配置され、内脚側の前記回動支点軸は、前記内脚側ジョイントが略直角に屈曲したときに、前記長溝の前記下端に位置し、前記内脚側ジョイントが伸展したときに、前記長溝の前記上端に位置するように配置されると好適である。
　このように構成しているため、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が後方に移動し、内脚側の第二連結手段が前方に移動することが可能となり、その結果、患者が脚を伸展するときの正常なスクリューホームムーブメントを再現可能となる。
　前記外脚側ジョイントが直角に屈曲したときに、前記外脚側の前記カム軸が位置する前記外脚側の前記カム溝内の点から前記外脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ２と、前記外脚側の前記カム溝の下端から前記外脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ１とは、略同じであり、前記外脚側の前記カム溝の上端から前記外脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ３は、前記距離ｒ１及び前記距離ｒ２よりも大きく形成され、前記内脚側ジョイントが直角に屈曲したときに、前記内脚側の前記カム軸が位置する前記内脚側の前記カム溝内の点から前記内脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ５と、前記内脚側の前記カム溝の上端から前記内脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ４とは、略同じであり、前記内脚側の前記カム溝の下端から前記内脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ６は、前記距離ｒ４及び前記距離ｒ５よりも大きく形成されているように構成すると好適である。
　このように構成しているため、屈曲した外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントを伸展するとき、カム軸が距離ｒ１及びｒ４の地点から距離ｒ２及びｒ５の地点に移動するまでの間は、回動支点軸が動かず、カム軸が距離ｒ２及びｒ５の地点を過ぎて初めて回動支点軸が移動を開始するように構成できるので、正座のように、膝を大きく屈曲したときには、膝装具による矯正効果を働かせず、膝を所定の角度よりも伸展した時点から矯正効果を作動させることが可能となる。その結果、内反膝又は外反膝を併発した変形性膝関節症において、深く屈曲したときには矯正が不要で、屈曲角度が約４５°未満の伸展状態に近い角度のみにおいて矯正が必要であるという実情に沿った矯正を行うことが可能となる。
　前記外脚側の前記カム溝は、前記前方に凸になった湾曲形状からなり、前記内脚側の前記カム溝は、前記後方に凸になった湾曲形状からなると好適である。
　このように構成しているので、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が上方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が下方及び前方に移動することが可能となる。
　前記大腿部固定手段及び前記下腿部固定手段は、前記大腿部及び前記下腿部の周方向の一部を支持する剛性の支持部と、該支持部の前記周方向の両端部間に延びる軟質の連結部とを備え、前記支持部は、前記大腿部及び前記下腿部の長さ方向に延びる折り曲げ部を備え、該折り曲げ部で前記支持部を折り曲げることにより、折り畳み可能に構成されていると好適である。
　このように構成しているため、患者は、膝装具をバッグに携帯しておき、膝が痛み始めると装着することが可能となる。従来から知られている軟質のサポーターと異なり、従来知られていなかった硬性のコンパクトな膝装具を提供できる。一箇所の折り曲げ部だけであっても、中央で二つ折りにしてバッグに入れることができるため、膝関節症の患者でも旅行や遠出を楽しむことができるようになる。患者は、膝装具を常時膝に装着している訳ではないため、装着していないときでも、膝装具を折り畳んでしまうことでき、利便性の高い膝装具を提供できる。
　また、比較的軽症の患者は、病的イメージを与えかねない硬性膝装具を好まない傾向があるが、本発明によれば、折り畳み式の膝装具を提供できるため、柔らかいサポーターのイメージに近い硬性の膝装具を提供できる。意匠性が高くスポーティーな雰囲気の硬性の膝装具を提供可能となるため、比較的軽症の患者や患者予備軍をも取り込んだ市場開拓が期待できる。
　更に、比較的軽症の患者や患者予備軍が、硬質の膝装具を敬遠することを防止できるため、軽症のうちに矯正を開始させることにより、症状が重症化することを防止可能となる。
　また、折り曲げ部が、大腿部及び下腿部の長さ方向に延びるため、大腿部固定手段及び下腿部固定手段の大腿部及び下腿部の長さ方向の剛性を減じることがなく、十分な剛性を保った折り畳み可能な膝装具を提供できる。
　前記折り曲げ部は、前記支持部の外側面に設けられた、前記下腿部の長さ方向に延びる切込みからなると好適である。
　前記折り曲げ部は、隣り合うバンド部材をピンで接続してなると好適である。
　このように構成することにより、簡単な構成で、折り畳み式の硬性の膝装具を提供可能となる。
　請求項９に係る発明によれば、患者の大腿部に装着される大腿部固定手段と、前記患者の下腿部に装着される下腿部固定手段と、該下腿部固定手段と前記大腿部固定手段とに両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に配置されて屈伸する外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントと、を備える外反膝を併発した変形性膝関節症患者用の膝装具であって、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントは、前記大腿部の側部に沿って配置される第一連結手段と、前記下腿部の側部に沿って配置される第二連結手段とを、それぞれ備え、前記第一連結手段と、前記第二連結手段とは、前記膝関節の側部に配置される連結部で連結され、前記連結部は、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられたカム溝と、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられた長溝と、該長溝内を摺動し、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられた回動支点軸と、前記カム溝内をそれぞれ摺動し、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、前記患者が膝を屈伸したときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内をそれぞれ摺動することにより、前記第二連結手段が、前記連結部を中心として、前記第一連結手段に対して回動して、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが屈伸し、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが伸展するときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内を摺動することにより、前記外脚側の前記第二連結手段が下方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が上方及び前方に移動すること、により解決される。
　このように構成しているため、外反膝を併発した変形性膝関節症患者向けの膝装具を提供可能となる。
　請求項１０に係る発明によれば、変形性膝関節症患者の大腿部に装着される大腿部固定手段と、前記患者の下腿部に装着される下腿部固定手段と、に両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に設けられ、前記膝関節の側部で屈伸する前記変形性膝関節症の膝装具用の外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットであって、前記大腿部の側部に沿って配置される第一連結手段と、前記下腿部の側部に沿って配置される第二連結手段を、それぞれ備え、前記第一連結手段と、前記第二連結手段は、前記膝関節の側部に配置される連結部で連結され、前記連結部は、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられたカム溝と、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられた長溝と、該長溝内を摺動し、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられた回動支点軸と、前記カム溝内を摺動し、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、前記患者が膝を屈伸したときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内をそれぞれ摺動することにより、前記第二連結手段が、前記連結部を中心として、前記第一連結手段に対して回動して、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが屈伸し、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが伸展するときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内を摺動することにより、前記外脚側の前記第二連結手段が上方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が下方及び前方に移動すること、により解決される。
　本発明の膝装具によれば、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が上方に移動し、内脚側の第二連結手段が下方に移動するため、膝関節の骨が接触する部位にわずかな隙間を設けることができ、即時に歩行時の膝の痛みを軽減できるので、歩行訓練がやりやすくなり、毎日の歩行を通じて徐々に筋肉を強化可能となる。また、膝装具が正しい歩行軌跡へとリードするので、理学療法士が付き添わなくても単独で歩行訓練ができる。
　訓練を続けることにより、体が正しい歩行軌跡を記憶し筋肉も強化されるので、いずれ膝装具を外しても痛みを感じない生活にもどれる。
　また、連結部は、各第一連結手段又は各第二連結手段に設けられたカム溝と、各第二連結手段又は各第一連結手段に設けられた長溝と、長溝を摺動し、各第一連結手段又は各第二連結手段に設けられた回動支点軸と、カム溝内をそれぞれ摺動し、各第二連結手段又は各第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、患者が膝を屈伸したときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内をそれぞれ摺動することにより、第二連結手段が、連結部を中心として、第一連結手段に対して回動して、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが屈伸するように構成しているため、ラックとギアを用いた膝装具のように重くなく、全体の重量を軽く出来ると共に、脚の屈伸が滑らかで静かになって、違和感なく脚に装着できる。また、カム溝を長くすれば、本発明の膝装具を装着したままで膝を直角よりも更に曲げて正座することも可能となる。
　また、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、回動支点軸及びカム軸が、長溝及びカム溝内を摺動することにより、外脚側の第二連結手段が上方及び後方に移動し、内脚側の第二連結手段が下方及び前方に移動するように構成しているため、患者の脚の外脚側を上方に牽引し、内脚側を下方に牽引でき、内反膝を併発した変形性膝関節症患者の膝を倒れを起こす方向に矯正できる。また、患者が脚を伸展するときに、外脚側を後方に内脚側を前方に牽引するので、正常なスクリューホームムーブメントを再現するよう矯正できる。
本発明の一実施形態に係る膝装具を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットを示す分解図である。 本発明の一実施形態に係る外脚側上アームを示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る内脚側上アームを示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る膝装具を患者が装着して膝を直角に屈曲した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る膝装具を患者が装着して膝を直角に屈曲した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る膝装具を患者が装着して膝を伸展した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る膝装具を患者が装着して膝を伸展した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットを直角，４５°に屈曲した状態と伸展した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントの伸縮距離を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る膝装具を装着したときに掛かる矯正力を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る外反膝を併発した変形性膝関節症患者用の外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットを示す説明図である。 外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットの参考例を示す説明図である。 本発明の膝装具に取り付け可能な磁気パッドの説明図である。 本発明の他の実施形態に係る膝装具を示す斜視図である。 図１５の膝装具のヒンジ部を示す説明図である。 本発明の更に他の実施形態に係る膝装具を示す説明図である。 図１７の膝装具の下腿支持部材を示す説明図である。 下腿支持部材の更に他の実施例を示す説明図である。 内反膝又は外反膝を併発した変形性膝関節症患者における膝関節の動きと矯正の必要な角度域との関係を示す説明図である。
Ａ１　屈伸中心線
Ａ２，Ａ３　軸
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３　膝装具
ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５，ｒ６　距離
１　大腿部
２　膝
３　下腿部
１０，１０´　上カフ
１１，１１´　大腿支持部
１２，１２´　上ベルト
１３，２３，８４，９４　リベット
２０，２０´　下カフ
２１，２１´　下腿支持部
２２，２２´　下ベルト
３０，５０Ｘ　外脚側ジョイント
３１，５１Ｘ　外脚側上アーム
３２，５２　幅広部
３３，３６，５３，５６　支点軸孔
３３ｃ，５３ｃ　中心
３３Ｈ，５３Ｈ　水平面
３７´，５７´　縦溝
３４，５４　カム溝
３４ｃ，５４ｃ　仮想中心点
３４ｌ，５４ｌ　下端
３４ｍ，５４ｍ　点
３４ｕ，５４ｕ　上端
３５，５５Ｘ　外脚側下アーム
３７，３７Ｘ，５７，５７Ｘ　傾斜溝
３８，４１，５８，６１　止めボルト
３９，６２　カム軸
４０，４３，６０，６３　ワッシャ
４２，５９　回動支点軸
５０，３０Ｘ　内脚側ジョイント
５１，３１Ｘ　内脚側上アーム
５５，３５Ｘ　内脚側下アーム
５５ａ，５５ｃ　鉛直平面
５５ｂ　傾斜面
１１ａ，２１ａ　外脚側部材
１１ｂ，１１ｂ　内脚側部材
６４，７４　ヒンジ部
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ　円筒部
６４ｄ　ピン
６４ｅ　止め具
６５ａ，６５ｂ，６５ｃ　貫通孔
６６　凹部
６７ａ，６７ｃ　バネ
６８ａ，６８ｃ　球状部材
６９ｂ１，６９ｂ２　係止溝
６９ｃ　取付部
８１　大腿支持部材
８３，９３　切込み
８５　カバー
８６　被覆部
８７，８８　ストラップ
８７ｍ，８８ｍ　面ファスナー
９１，９１´　下腿支持部材
９５　バンド部材
９６　ピン
９７　Ｃ字状部
９８　凸部
５００　磁気パッド
５０１　被覆部
５０２　磁気パッド本体
５０３　開口部
５０４　粒状磁石
５０５　ストラップ
５０６　ボタン
５０７　延長部
５０８　面ファスナー
　以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
　本実施形態の膝装具Ｓ１は、変形性膝関節症の患者の膝２の周囲に装着する装具であって、図１に示すように、大腿部１周囲に巻回される大腿部固定手段としての上カフ１０と、下腿部３周囲に巻回される下腿部固定手段としての下カフ２０と、両端が上カフ１０，下カフ２０に固定され、患者の膝関節周辺の部位の両側に配置される外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０を主要構成要素とする。図１は、内反膝の患者用の右脚用の膝装具Ｓ１を示している。
　上カフ１０は、剛性材料からなる略半円筒形の大腿支持部１１と、大腿支持部１１の横方向の一端側に固定された上ベルト１２を備えている。大腿支持部１１は、患者の大腿部１の前方側を囲むように湾曲した略半円筒形からなる。上ベルト１２は、自由端側にボタンや面ファスナー等の固定手段を備えたストラップを有し、この固定手段で上ベルト１２のストラップを大腿支持部１１に固定することにより、患者の大腿部１の後方側を支持可能に構成されている。
　下カフ２０は、剛性材料からなる略半円筒形の下腿支持部２１と、下腿支持部２１の横方向の一端側に固定された下ベルト２２を備えている。下腿支持部２１は、患者の下腿部３の前方側を囲むように湾曲した略半円筒形からなる。下ベルト２２は、自由端側にボタンや面ファスナー等の固定手段を備えたストラップを有し、この固定手段で下ベルト２２のストラップを下腿支持部２１に固定することにより、患者の下腿部３の後方側を支持可能に構成されている。
　下カフ２０の下腿支持部２１は、上カフ１０の大腿支持部１１よりも剛性の高い素材から形成されている。
　外脚側ジョイント３０は、図２に示すように、第一連結手段としての外脚側上アーム３１と第二連結手段としての外脚側下アーム３５とを備えている。外脚側上アーム３１と外脚側下アーム３５は、プラスチック約７０重量％とカーボン約３０重量％を混合した剛性素材からなる。
　外脚側上アーム３１は、下端側に、幅が若干広く形成された幅広部３２を備えた略板状体からなる。幅広部３２には、支点軸孔３３と、支点軸孔３３の一方側を囲むように設けられた略円弧状のカム溝３４が設けられている。
　カム溝３４は、図３に示すように、仮想中心点３４ｃを中心とした略円弧状に形成されている。支点軸孔３３は、カム溝３４とカム溝３４の仮想中心点３４ｃとで形成される扇形図形の内部に含まれる。
　図３の下端３４ｌは、カム軸３９がカム溝３４の下端に位置したときに、カム軸３９の中心が配置される位置である。上端３４ｕは、カム軸３９がカム溝３４の上端に位置したときに、カム軸３９の中心が配置される位置である。また、点３４ｍは、支点軸孔３３の中心３３ｃを含む水平面３３Ｈがカム溝３４の中心線と交わる点であり、患者が膝関節を直角に屈曲した状態において、カム軸３９が位置する点である。上端３４ｕと中心３３ｃを結ぶ直線と、点３４ｍと中心３３ｃを結ぶ直線との角度は、図３に示すように、略直角である。
　支点軸孔３３は、上端３４ｕよりも下端３４ｌに近い位置に設けられている。
　支点軸孔３３とカム溝３４との間の距離は、カム溝３４の下端３４ｌから上方に向かうに従って大きくなるように形成されている。
　下端３４ｌから支点軸孔３３の中心３３ｃまでの距離ｒ１と、点３４ｍから中心３３ｃまでの距離ｒ２は略同じである。また、上端３４ｕから中心３３ｃまでの距離ｒ３は、ｒ１，ｒ２よりも大きく形成されており、ｒ１≒ｒ２＜ｒ３となっている。点３４ｍは、患者が膝関節を直角に屈曲した状態において、カム軸３９が位置する点であり、外脚側ジョイント３０では、患者が膝関節を直角に屈曲した状態で、カム軸３９と回動支点軸４２が水平面３３Ｈ上に並ぶ。
　外脚側下アーム３５は、上端が若干幅広の略板状体からなる。外脚側下アーム３５の上端近くには、支点軸孔３６が形成され、支点軸孔３６より下側には、直線状の長溝としての傾斜溝３７が形成されている。傾斜溝３７は、外脚側下アーム３５の長さ方向に対して所定の角度，例えば２０°～３０°の角度を持って傾斜するように形成されている。
　外脚側下アーム３５の傾斜溝３７は、下端側が下腿部３の前方に傾斜して形成されている。従って、図９（Ａ）（Ｏ）の膝を直角に屈曲した状態から図９（Ｃ）（Ｏ）の膝を伸展した状態に変位させると、外脚側下アーム３５は、患者の後方に移動し、下カフ２０の外脚側の部分を介して下腿部３の外脚側を後方へ牽引する。
　カム溝３４及び支点軸孔３６には、支点軸孔３６側からカム軸３９が挿通され、カム溝３４側から挿通される止めボルト３８に螺合する。カム軸３９及び止めボルト３８には、カム溝３４と支点軸孔３６の間に、ワッシャ４０が挿通されている。
　また、支点軸孔３３及び傾斜溝３７には、傾斜溝３７側から回動支点軸４２が挿通され、支点軸孔３３側から挿通される止めボルト４１に螺合する。回動支点軸４２及び止めボルト４１には、支点軸孔３３と傾斜溝３７の間に、ワッシャ４３が挿通されている。
　なお、本実施形態では、カム軸３９，回動支点軸４２が、支点軸孔３６とカム溝３４、支点軸孔３３と傾斜溝３７に挿通されているが、これに限定されるものでなく、例えば、支点軸孔３６，３３及びカム軸３９，回動支点軸４２の代わりに、支点軸孔３６，３３が設けられた位置から突出する突起を形成し、この突起が、カム溝３４，傾斜溝３７内をそれぞれ摺動するように構成してもよい。
　内脚側ジョイント５０は、図２に示すように、第一連結手段としての内脚側上アーム５１と第二連結手段としての内脚側下アーム５５とを備えている。内脚側上アーム５１と内脚側下アーム５５は、プラスチック約７０重量％とカーボン約３０重量％を混合した剛性素材からなる。
　内脚側上アーム５１は、下端側に、幅が若干広く形成された幅広部５２を備えた略板状体からなる。
　幅広部５２には、支点軸孔５３と、支点軸孔５３の一方側を囲むように設けられた略円弧状のカム溝５４が設けられている。
　カム溝５４は、図４に示すように、仮想中心点５４ｃを中心とした略円弧状に形成されている。支点軸孔５３は、カム溝５４とカム溝５４の仮想中心点５４ｃとで形成される扇形図形の内部に含まれる。
　下端５４ｌは、カム軸６２がカム溝５４の下端に位置したときに、カム軸６２の中心が配置される位置である。上端５４ｕは、カム軸６２がカム溝５４の上端に位置したときに、カム軸６２の中心が配置される位置である。
　また、点５４ｍは、支点軸孔５３の中心５３ｃを含む水平面５３Ｈがカム溝５４の中心線と交わる点と上端５４ｕとの間に存在するカム溝の中心線上の点である。点５４ｍは、患者が膝関節を直角に屈曲した状態において、カム軸６２が位置する点である。上端５４ｕと中心５３ｃを結ぶ直線と、点５４ｍと中心５３ｃを結ぶ直線との角度は、６０～７０°程度の鋭角である。
　支点軸孔５３は、下端５４ｌよりも上端５４ｕに近い位置に設けられている。
　支点軸孔５３とカム溝５４との間の距離は、下方に向かうに従って大きくなるように形成されている。
　上端５４ｕから支点軸孔５３の中心５３ｃまでの距離ｒ４と、点５４ｍから中心５３ｃまでの距離ｒ５は略同じである。また、下端５４ｌから中心５３ｃまでの距離ｒ６は、ｒ４，ｒ５よりも大きく形成されており、ｒ４≒ｒ５＜ｒ６となっている。なお、点５４ｍは、患者が膝関節を直角に屈曲した状態において、回動支点軸５９が位置する点であり、内脚側ジョイント５０では、患者が膝関節を直角に屈曲した状態で、カム軸６２が回動支点軸５９の斜め上方に位置する。
　カム溝３４，５４は、略円弧上に形成されているが、図１３のように、カム溝３４は、下方に行くに従って曲率が大きくなり、カム溝５４は、上方に行くに従って曲率が大きくなるように形成してもよい。このように構成することにより、上記二つの式ｒ１≒ｒ２＜ｒ３，ｒ４≒ｒ５＜ｒ６を達成できる。
　また、外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０を伸展したときに全長が縮む側，つまり、本実施形態では、外脚側のカム溝３４は、前方に凸となる湾曲形状、伸びる側，つまり本実施形態では、内脚側のカム溝５４は、後方に凸となる湾曲形状となっている。
　内脚側下アーム５５は、上端が若干幅広の略板状体からなる。内脚側下アーム５５は、図２に示すように、内脚側上アーム５１と連結され、患者の脚に取り付けたときに略鉛直となる鉛直平面５５ａと、鉛直平面５５ａから連続し、鉛直平面５５ａに対して１０°～１５°程度の角度を持って脚側に寄るように傾斜した傾斜面５５ｂと、傾斜面５５ｂから連続し、鉛直平面５５ａと平行な鉛直平面５５ｃからなる。このように構成されているため、内脚側ジョイント５０が、患者の脚によりフィットするようになる。
　内脚側下アーム５５の鉛直平面５５ａには、上端近くに長溝としての直線状の傾斜溝５７が形成され、傾斜溝５７の下側には、支点軸孔５６が形成されている。傾斜溝５７は、内脚側下アーム５５の長さ方向に対して所定の角度，例えば２０°～３０°の角度を持って傾斜するように形成されている。
　傾斜溝５７は、上端側が下腿部３の後方に傾斜して形成されている。従って、図９（Ａ）（Ｉ）の膝を直角に屈曲した状態から図９（Ｃ）（Ｉ）の膝を伸展した状態に変位させると、内脚側下アーム５５は、患者の前方に移動し、下カフ２０の内脚側の部分を介して下腿部３の内脚側を前方へ牽引する。
　傾斜溝５７は、直線状に限らず、斜め下方向にわずかに凸になった湾曲形状に形成してもよい。ジョイントが縮む側よりもジョイントが伸びる側の方が、受ける抵抗が大きいが、傾斜溝５７は、回動支点軸４２よりも回動支点軸５９の移動距離を長くしているため、膝屈伸時に、より大きい抵抗を受ける内脚側の回動支点軸５９の動きを滑らかにすることができる。
　カム溝５４及び支点軸孔５６には、支点軸孔５６側からカム軸６２が挿通され、カム溝５４側から挿通される止めボルト６１に螺合する。カム軸６２及び止めボルト６１には、カム溝５４と支点軸孔５６の間に、ワッシャ６３が挿通されている。
　また、支点軸孔５３及び傾斜溝５７には、傾斜溝５７側から回動支点軸５９が挿通され、支点軸孔５３側から挿通される止めボルト５８に螺合する。回動支点軸５９及び止めボルト５８には、支点軸孔５３と傾斜溝５７の間に、ワッシャ６０が挿通されている。
　カム溝５４の上端５４ｕから下端５４ｌまでの距離は、カム溝３４の上端３４ｕから下端３４ｌまでの距離よりも、１０～２０％程度短く形成されている。
　外脚側ジョイント３０は、図１に示すように、外脚側上アーム３１の上端側が、リベット１３で上カフ１０の外脚側の側部内面に固定され、外脚側下アーム３５の下端側が、リベット２３で下カフ２０の外脚側の側部内面に固定されることにより、上カフ１０及び下カフ２０に固定されている。
　内脚側ジョイント５０は、図１に示すように、内脚側上アーム５１の上端側が、不図示のリベットで上カフ１０の内脚側の側部内面に固定され、内脚側下アーム５５の下端側が、リベット２３で下カフ２０の内脚側の側部内面に固定されることにより、上カフ１０及び下カフ２０に固定されている。
　次いで、本実施形態の膝装具Ｓ１の動作及び作用について説明する。
　まず、図９に基づき、カム軸３９，６２と回動支点軸４２，５９の動きについて説明する。なお、図９，図１０の外脚側上アーム５１，内脚側上アーム３１は、幅広部５２，３２の形状が若干異なる例を示している。
　患者が膝関節を最大屈曲した正座等の状態から膝関節を直角に屈曲した状態まで緩める過程では、図９（Ａ）（Ｏ）のように、カム軸３９は、カム溝３４内において、下端３４ｌから点３４ｍまで移動するが、このとき、図３のｒ１とｒ２が略同じ長さであるため、回動支点軸４２は、傾斜溝３７内で動かず、傾斜溝３７の上端に位置し続ける。
　患者が膝関節を直角に屈曲した状態から伸展する過程では、図９（Ｃ）（Ｏ）のように、カム軸３９は、カム溝３４内において点３４ｍから上端３４ｕ方向へ移動するが、このとき、図３の中心３３ｃからカム溝３４までの距離は、点３４ｍから上端３４ｕへ近づくに従って徐々に大きくなるため、回動支点軸４２は、傾斜溝３７内で押されて下端方向へ移動する。
　従って、膝関節の屈曲角度が９０°以上となる正座や椅子に座った状態などでは、膝関節に、下腿部３を上下前後方向へ牽引又は圧縮する力はかからない。それに対し、膝関節の屈曲角度が９０°以下となる歩行中や起立した状態などでは、カム軸３９が傾斜溝３７内で下端方向へ移動するため、下腿部３を上方及び後方へ牽引する力がかかる。
　患者が膝関節を最大屈曲した正座等の状態から膝関節を直角に屈曲した状態まで緩める過程では、図９（Ａ）（Ｉ）のように、カム軸６２は、カム溝５４内において、図４の上端５４ｕから点５４ｍまで移動するが、このとき、図４のｒ４とｒ５が略同じ長さであるため、回動支点軸５９は、傾斜溝５７内で動かず、傾斜溝５７の下端に位置し続ける。
　患者が膝関節を直角に屈曲した状態から伸展する過程では、図９（Ａ）（Ｉ）のように、カム軸６２は、カム溝５４内において点５４ｍから下端５４ｌ方向へ移動するが、このとき、図４の中心５３ｃからカム溝５４までの距離は、点５４ｍから下端５４ｌへ近づくに従って徐々に大きくなるため、回動支点軸５９は、傾斜溝５７内で押されて上端方向へ移動する。
　従って、膝関節の屈曲角度が９０°以上では、膝関節に、下腿部３を上下前後方向へ牽引又は圧縮する力はかからない。それに対し、膝関節の屈曲角度が９０°以下では、回動支点軸５９が傾斜溝５７内で上端方向へ移動するため、下腿部３を下方及び前方へ牽引する力がかかる。
　本実施形態の膝装具Ｓ１では、患者が膝２を直角に屈曲したときの図５，図６の状態が、基準位置とされる。膝装具Ｓ１は、基準位置において、回動支点軸４２と回動支点軸５９が同一の屈伸中心線Ａ１上にあり、この屈伸中心線Ａ１が、患者の膝関節の屈曲運動の軸に一致するように装着される。このとき、図６，図９（Ａ）（Ｉ）に示すように、内脚側の回動支点軸５９は、傾斜溝５７の略下端に位置し、カム軸６２は、カム溝５４の大腿部１上側の上端５４ｕから１/４程度の位置にある。
　患者が膝２を伸展した状態では、図８，図９（Ａ）（Ｉ）に示すように、内脚側の回動支点軸５９は、傾斜溝５７の上端に位置し、カム軸６２は、カム溝５４の下端に位置する。また、図９（Ｃ）（Ｏ）に示すように、回動支点軸４２は、傾斜溝３７の下端に位置し、カム軸３９は、カム溝３４の上端に位置する。図７に示すように、回動支点軸４２と回動支点軸５９とを結ぶ軸は軸Ａ２となり、カム軸３９とカム軸６２を結ぶ軸は、内脚側が低くなるように傾斜した軸Ａ３となる。
　次いで、図５～図８で示した膝装具Ｓ１の動作について、膝関節の屈伸による外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０の上下方向の長さの変化について、両ジョイント３０，５０に着目して説明する。
　図９（Ａ）（Ｏ）は、図５の外脚側ジョイント３０のＲｏ１矢視図，図９（Ａ）（Ｉ）は、図５の内脚側ジョイント５０のＲｉ１矢視図，図９（Ｃ）（Ｏ）は、図７の外脚側ジョイント３０のＲｏ２矢視図，図９（Ｃ）（Ｉ）は、図７の内脚側ジョイント５０のＲｉ２矢視図である。
　膝関節を直角に屈曲した状態の基準位置では、図５，図６のように、回動支点軸４２と回動支点軸５９が、略水平の同一の屈伸中心線Ａ１上にあり、外脚側下アーム３５と内脚側下アーム５５は略水平で、患者の膝関節には、上下方向の矯正力が掛かっていない。このとき、外脚側下アーム３５と内脚側下アーム５５は、屈伸中心線Ａ１上に沿って、同じ高さに配置され、外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０は、いずれも直角に屈曲している。
　患者が膝関節を伸展した状態では、図７，図８，図９（Ｃ）のように、カム軸６２がカム溝５４の図４の下端５４ｌに移動し、カム軸３９がカム溝３４の図４の上端３４ｕに移動する。そのため、図９（Ｃ）（Ｏ），（Ｉ）のように、外脚側下アーム３５は、カム軸３９に引き上げられて上昇し、内脚側下アーム５５は、カム軸６２に押し下げられて降下して、外脚側下アーム３５の下端は、内脚側下アーム５５の下端よりも、伸縮差だけ上方に位置する。
　外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０の上下前後方向の伸縮距離について、図１０に基づき説明する。
　外脚側ジョイント３０が縮む距離は、傾斜溝３７の外脚側下アーム３５長さ方向の長さ成分ｂ１に略等しい。外脚側ジョイント３０が後に牽引される距離は、傾斜溝３７の外脚側下アーム３５の長さ方向に垂直な方向の長さ成分ａ１に略等しい。
　内脚側ジョイント５０が伸びる距離は、傾斜溝５７の内脚側下アーム５５長さ方向の長さ成分ｂ２に略等しい。内脚側ジョイント５０が前に牽引される距離は、傾斜溝５７の内脚側下アーム５５の長さ方向に垂直な方向の長さ成分ａ２に略等しい。
　従って、膝装具Ｓ１を伸展した状態において、外脚側ジョイント３０と内脚側ジョイント５０との間には、上下方向でｂ１＋ｂ２の伸縮差が生じる。
　また、膝装具Ｓ１を伸展した状態において、外脚側ジョイント３０と内脚側ジョイント５０との間には、ａ１＋ａ２の前後方向のずれが生じ、このずれがスクリューホームムーブメントを再現させるための捻りを発生する。
　本実施形態では、患者が膝関節を伸展した状態において、図１１（Ｂ）のように、内反膝の変形性膝関節症患者の下腿部３の外脚側を引き上げ、内脚側を押し下げる。これにより、内反膝を図１１（Ａ）のような正常な膝の状態に戻す方向へ、矯正することができる。
　また、内反膝の変形性膝関節症患者は、膝関節の内脚側の部分の軟骨がすり減り、骨同士が接触して痛みを感じることが多いので、下腿部３の内脚側を押し下げることにより、膝関節の内脚側の上下の骨の間に空間を作ることができ、骨同士の接触による痛みを軽減することができる。
　なお、本実施形態では、伸展時、外脚側下アーム３５を上方へ、内脚側下アーム５５を下方へ移動させるように構成しているが、これに限定されるものでなく、傾斜溝３７，５７の一方を、長さのない軸孔として形成することにより、外脚側下アーム３５又は内脚側下アーム５５の一方は上下方向で移動させず、他方だけを上又は下方向に移動させるように構成してもよい。
　外脚側下アーム３５の傾斜溝３７は、下端側が下腿部３の前方に傾斜して形成されているため、図９（Ａ）（Ｏ）の膝を直角に屈曲した状態から図９（Ｃ）（Ｏ）の膝を伸展した状態に変位させると、外脚側下アーム３５は、患者の後方に移動し、下カフ２０の外脚側の部分を介して下腿部３の外脚側を後方へ牽引する。
　従って、患者が膝を屈曲した状態から伸展すると、外脚側下アーム３５は、図９（Ｃ）（Ｏ）のように、後方へ移動して下カフ２０の外脚側の部分を後方へ牽引し、内脚側下アーム５５は、図９（Ｃ）（Ｉ）のように、前方へ移動して下カフ２０の内脚側の部分を前方へ牽引するため、患者の膝関節には、外脚側へ捻る力が掛かり、膝関節を伸展する度に、正常なスクリューホームムーブメントを再現可能となる。
　本実施形態では、傾斜溝３７，５７をそれぞれ外脚側下アーム３５，内脚側下アーム５５に対して傾斜させて、膝装具Ｓ１の伸展時に、外脚側下アーム３５，内脚側下アーム５５をそれぞれ後方及び前方に移動させることにより、正常な膝関節のスクリューホームムーブメントに沿った外方向への捻りを発生させているが、外方向への捻りを発生させる手段は、これに限定されない。
　例えば、傾斜溝５７を傾斜溝３７よりも短く形成することにより、外脚側の回動支点軸４２の動きを先に止めて、回動支点軸４２の動きが止まった後、内脚側の回動支点軸５９の動きを更に継続させれば、外方向への捻りを実現可能である。
　また、外脚側のカム溝５４の上端５４ｕ側を少し下の位置として、内脚側のカム溝３４よりも少し短くすることにより、膝装具Ｓ１の伸展時に、カム軸６２の動きを先に止めて、カム軸６２の動きが止まった後、カム軸３９の動きを更に継続させれば、外方向への捻りを実現可能である。
　本実施形態では、図１，図２に示すように、外脚側下アーム３５と内脚側下アーム５５を脚に接する側に配置し、外脚側上アーム３１と内脚側上アーム５１を、それぞれ外脚側下アーム３５と内脚側下アーム５５の外側に重ねるように構成しているが、重ね方を逆にし、外脚側上アーム３１と内脚側上アーム５１を、それぞれ外脚側下アーム３５と内脚側下アーム５５の内側に重ねてもよい。
　また、外脚側上アーム３１と内脚側上アーム５１をリベット１３で上カフ１０に取付け、外脚側下アーム３５と内脚側下アーム５５を、不図示のボルトとナットにより取り外し可能に下カフ２０に取り付けることにより、図１の右脚用の膝装具Ｓ１を左脚用の膝装具にする左右振替や、図１の内反膝用の膝装具Ｓ１を外反膝用の膝装具に組み立て直すことが可能となる。従って、右脚用，左脚用のそれぞれの部品を作る必要がなく、各アーム３１，３５，５１，５５の重ね方向を変えるだけで、右脚用，左脚用に対応可能である。
　本実施形態では、右脚の内反膝を矯正する膝装具Ｓ１において、膝を伸ばすと外脚側ジョイント３０が縮み、内脚側ジョイント５０が伸びるように構成しているが、左脚の内反膝を矯正する膝装具も同様に、脚の外側に装着する外脚側ジョイントが縮み、脚の内側に装着する内脚側ジョイントが伸びるように構成する。
　また、外反膝を矯正する膝装具は、内脚側ジョイント３０Ｘが縮み、外脚側ジョイント５０Ｘが伸びるように、内脚側ジョイント３０Ｘ及び外脚側ジョイント５０Ｘを上カフ１０及び下カフ２０に取り付ける。
　外反膝の変形性膝関節症患者用の膝装具としては、図１の膝装具Ｓ１の左右対称のものであって、傾斜溝３７，５７の傾斜方向が逆になり、傾斜面５５ｂの傾斜方向が逆になったものが用いられる。
　外反膝用の膝装具の内脚側ジョイント３０Ｘ及び外脚側ジョイント５０Ｘを、図１２に示す。内脚側ジョイント３０Ｘの内脚側上アーム３１Ｘは、膝装具Ｓ１の外脚側上アーム３１と同じ部材である。内脚側下アーム３５Ｘは、傾斜溝３７Ｘの傾斜方向が傾斜溝３７と逆であることを除き、外脚側下アーム３５と同様の構成である。外脚側ジョイント５０Ｘの外脚側上アーム５１Ｘは、膝装具Ｓ１の内脚側上アーム５１と同じ部材である。外脚側下アーム５５Ｘは、傾斜溝５７Ｘの傾斜方向が傾斜溝５７と逆であり、傾斜面５５ｂの傾斜方向が逆になっていることを除き、内脚側下アーム５５と同様の構成である。外反膝用の膝装具のその他の構成は、膝装具Ｓ１と同様であるので、説明を省略する。
　この外反膝の変形性膝関節症患者用の不図示の膝装具を装着したとき、患者が膝関節を伸展した状態において、図１１（Ｃ）のように、外反膝の変形性膝関節症患者の下腿部３の内脚側を引き上げ、外脚側を押し下げる。これにより、外反膝を図１１（Ａ）のような正常な膝の状態に戻す方向へ、矯正することができる。
　また、外反膝の変形性膝関節症患者は、膝関節の外脚側の部分の軟骨がすり減り、骨同士が接触して痛みを感じることが多いので、このように、下腿部３の外脚側を押し下げることにより、膝関節の外脚側の上下の骨の間に空間を作ることができ、骨同士の接触による痛みを軽減することができる。
　膝装具Ｓ１では、外脚側上アーム３１にカム溝３４を設け、外脚側下アーム３５に傾斜溝３７を設けているが、外脚側上アーム３１に傾斜溝３７を設け、外脚側下アーム３５にカム溝３４を設ける構成にしても本発明を実施可能である。同様に、本実施形態では、内脚側上アーム５１にカム溝５４を設け、内脚側下アーム５５に傾斜溝５７を設けているが、内脚側上アーム５１に傾斜溝５７を設け、内脚側下アーム５５にカム溝５４を設ける構成にしても本発明を実施可能である。
　従って、例えば、外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０を、上下逆にして上カフ１０，下カフ２０に固定した場合であっても、本実施形態の膝装具Ｓ１と同様に、下カフ２０の外脚側を上方及び後方へ、内脚側を下方及び前方へ牽引する。
　膝装具Ｓ１では、各アーム３１，３５，５１，５５を板体から構成しているため、薄く嵩張らず、ズボンの下にでも装着可能な膝装具を提供できる。
　各アーム３１，３５，５１，５５の部品形状が単純で、強化プラスチックで製作できるので、低コストかつ滑らかで金属音のない膝装具を提供できる。
　膝装具Ｓ１では、傾斜溝３７，５７を、外脚側下アーム３５及び内脚側下アーム５５の長さ方向に対して傾斜するように設けているが、傾斜溝３７，５７の代わりに、図１３に示すように、外脚側下アーム３５及び内脚側下アーム５５の長さ方向に対して平行な縦溝３７´，５７´としてもよい。この場合、縦溝３７´，５７´は、傾斜していないため、患者が膝を直角に屈曲した状態から伸展したとき、外脚側下アーム３５は上方に、内脚側下アーム５５は下方に移動するため、内反膝の矯正効果がある。
　また、膝装具Ｓ１に、図１４の磁気パッド５００を固定し、膝装具Ｓ１による膝関節の矯正と、磁気パッド５００による血行促進等の効果を同時に得るようにしてもよい。
　図１４の磁気パッド５００は、伸縮自在の布地で構成された被覆部５０１、シリコーンゴム等の軟質合成樹脂で形成された略卵形状の軟質性磁気パッド本体５０２、磁気パッド５００を膝装具Ｓ１に固定するためのストラップ５０５及び延長部５０７を備えている。
　磁気パッド本体５０２の中央には膝頭を臨ませるための略楕円形状の開口部５０３が透設されている。開口部５０３周辺の全周面、適宜箇所に、複数個の公知の粒状磁石５０４が埋設固定されている。
　磁気パッド本体５０２は、被覆部５０１の略中央に、全周囲を融着又は縫製することにより固定されている。
　被覆部５０１の左右には、上下に二つずつ並ぶようにストラップ５０５が一体に設けられている。各ストラップ５０５の先端近くには、ボタン５０６が固定され、膝装具Ｓ１の外脚側上アーム３１，外脚側下アーム３５，内脚側上アーム５１，内脚側下アーム５５のそれぞれに一つずつ設けられた不図示のボタンと係止することにより、各ストラップ５０５を外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０に固定可能になっている。
　被覆部５０１の上下には、被覆部５０１の長さをそれぞれ上下方向に延長する延長部５０７が設けられている。延長部５０７には、面ファスナー５０８がそれぞれ取り付けられ、それぞれ、上カフ１０，下カフ２０の裏面に貼着することにより、固定可能になっている。
　本発明の他の実施形態を図１５に示す。図１５の膝装具Ｓ２は、変形性膝関節症の患者の膝２の周囲に装着する折り畳み式の装具である。
　本実施形態の膝装具Ｓ２は、大腿部１に固定される上カフ１０´と、下腿部３に固定される下カフ２０´と、両端が上カフ１０´，下カフ２０´に固定され、患者の膝関節周辺の部位の両側に配置される外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０を主要構成要素とする。図１５は、内反膝の患者用の右脚用の膝装具Ｓ２を示している。
　上カフ１０´は、剛性材料からなる略半円筒形の大腿支持部１１´と、大腿支持部１１´の横方向の一端側に固定された上ベルト１２´を備えている。大腿支持部１１´は、患者の大腿部１の前方側を囲むように湾曲した略半円筒形が左右に二分割された外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂを備えている。
　外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂとの間には、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂとを折り畳み可能に連結するヒンジ部６４が設けられている。
　ヒンジ部６４は、図１６に示すように、円筒部６４ａと、円筒部６４ｂと、円筒部６４ｃと、ピン６４ｄと、止め具６４ｅとを備えている。円筒部６４ａ及び６４ｃは、外脚側部材１１ａの膝中央側の端部に一体形成され、円筒部６４ｂは、内脚側部材１１ｂの膝中央側の端部に一体形成されている。
　円筒部６４ａには、長手方向に沿って、中央に貫通孔６５ａが形成されている。そして、円筒部６４ａの一端には、ピン６４ｄの頭部を収納するための凹部６６が、他端には、バネ６７ａを取り付けるための不図示の取付部が、それぞれ形成されている。
　円筒部６４ｂの中央には、長手方向に沿って、中央に貫通孔６５ｂが形成されている。そして、円筒部６４ｂの一端には、球状部材６８ａの一部を嵌合可能な係止溝６９ｂ１と，６９ｂ２とが、それぞれ形成されている。また、他端には、球状部材６８ｃの一部を嵌合可能な不図示の二つの係止溝が、それぞれ形成されている。
　円筒部６４ｃの中央には、長手方向に沿って、中央に貫通孔６５ｃが形成されている。そして、円筒部６４ｃの一端には、バネ６７ｃを取り付けるための取付部６９ｃが形成され、他端には、止め具６４ｅを収納するための不図示の凹部が、形成されている。
　円筒部６４ａの不図示の取付部には、バネ６７ａが取り付けられ、更にバネ６７ａの先端に、球状部材６８ａが取り付けられている。また、円筒部６４ｃの取付部６９ｃには、バネ６７ｃが取り付けられ、更にバネ６７ｃの先端に、球状部材６８ｃが取り付けられている。そして、この状態で、ピン６４ｄが、円筒部６４ａの凹部６６側から、貫通孔６５ａ，６５ｂ，６５ｃに貫通され、ピン６４ｄの先端が、止め具６４ｅで止められている。
　このような構成により、ヒンジ部６４は、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂとを、折り畳み可能に支持している。また、球状部材６８ａ，６８ｃを、係止溝６９ｂ１と６９ｂ２との間及び円筒部６４ｂの他端側に設けられた不図示の二つの係止溝の間で移動させることによって、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂとを相互に展開した状態と折り畳んだ状態とに固定させることが可能である。
　つまり、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂとを持って相互に離間させると、球状部材６８ａ，６８ｃが、円筒部６４ｂの両端面上で移動し、係止溝６９ｂ１及び円筒部６４ｂの他端面上の対応位置にある係止溝に嵌合し、バネ６７ａ，６７ｃにより付勢されて、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂが相互に展開した状態で固定される。
　また、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂとを持って相互に閉じると、球状部材６８ａ，６８ｃが、円筒部６４ｂの両端面上で逆方向に移動し、係止溝６９ｂ２及び円筒部６４ｂの他端面上の対応位置にある係止溝に嵌合し、バネ６７ａ，６７ｃにより付勢されて、外脚側部材１１ａと内脚側部材１１ｂが相互に折り畳まれた状態で固定される。
　下カフ２０´は、剛性材料からなる略半円筒形の下腿支持部２１´と、下腿支持部２１´の横方向の一端側に固定された下ベルト２２´を備えている。下腿支持部２１´は、患者の下腿部３の前方側を囲むように湾曲した略半円筒形が左右に二分割された外脚側部材２１ａと内脚側部材２１ｂを備えている。
　外脚側部材２１ａと内脚側部材２１ｂとの間には、ヒンジ部６４と同様の構成のヒンジ部７４が設けられている。ヒンジ部７４の構成及び作用は、ヒンジ部６４と同様であるので説明を省略する。
　膝装具Ｓ２のその他の構成は、膝装具Ｓ１と同様であるので、説明を省略する。
　膝装具Ｓ２では、ヒンジ部６４，７４で大腿支持部１１´と下腿支持部２１´を折り曲げ、柔らかい素材で形成された上ベルト１２´，下ベルト２２´を畳むことにより、膝装具Ｓ２を縦に折り畳むことが可能である。
　図１５の膝装具Ｓ２では、大腿支持部１１´と下腿支持部２１´を剛性素材で形成すると共に、ヒンジ部６４，７４を形成して上ベルト１２´，下ベルト２２´を軟質素材で形成することにより、ヒンジ部６４，８４と上ベルト１２´，下ベルト２２´で折り畳めるように構成しているが、図１７，図１８に示すように、大腿支持部１１´と下腿支持部２１´に、縦方向の複数本の切込み８３，９３を形成することにより、折り畳み可能に構成してもよい。
　図１７の膝装具Ｓ３は、硬質プラスチックの板体からなり、大腿部１に固定される大腿支持部材８１及び下腿部３に固定される下腿支持部材９１と、両端が大腿支持部材８１，下腿支持部材９１に固定され、患者の膝関節周辺の部位の両側に配置される外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０と、大腿支持部材８１，下腿支持部材９１，外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０を包むカバー８５と、を主要構成要素とする。
　大腿支持部材８１は、中央が上方にわずかに凸になるように若干湾曲した長尺略矩形の板体からなり、患者と逆側の面に、図１７，図１８に示す複数の切込み８３が設けられ、患者の大腿部１に沿うように曲げることにより、図１８のように湾曲するように構成されている。
　下腿支持部材９１は、長尺矩形の板体からなり、患者と逆側の面に、図１７，図１８に示す複数の切込み９３が設けられ、患者の下腿部３に沿うように切込み９３を外側にして曲げることにより、湾曲するように構成されている。下腿支持部材９１の切込み９３の数は、大腿支持部材８１の切込み８３の数より少なくなっている。このように構成することにより、大腿部１と、大腿部１より細い下腿部３に合うような形状とすることが可能となる。
　外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０の構成は、膝装具Ｓ１と同様であるため、説明を省略する。
　大腿支持部材８１と下腿支持部材９１は、図１７に示すように、リベット８４，９４で外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０に連結されている。
　大腿支持部材８１，下腿支持部材９１，外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０は、相互に連結された状態で、カバー８５に被覆されている。
　カバー８５は、クロロプレンゴムスポンジからなり、大腿支持部材８１，下腿支持部材９１，外脚側ジョイント３０，内脚側ジョイント５０を被覆する被覆部８６と、大腿支持部材８１の内脚側に延びるストラップ８７と、下腿支持部材９１の内脚側に延びるストラップ８８と、を備えている。
　ストラップ８７，８８の裏面には、面ファスナー８７ｍ，８８ｍがそれぞれ固定されており、ストラップ８７，８８を患者の膝の裏から外脚側に回して、面ファスナー８７ｍ，８８ｍを大腿支持部材８１と下腿支持部材９１の外脚側の側面に貼着することにより、膝装具Ｓ３を患者に取り付け可能に構成されている。
　また、大腿支持部材８１と、下腿支持部材９１は、切込み８３，９３を設けた板体とする代わりに、図１９に示すように、時計バンド状に形成してもよい。図１９は、時計バンド状に形成した下腿支持部材９１´を示すものであり、複数のバンド部材９５と、複数のバンド部材９５を連結するためのピン９６と、を備えている。バンド部材９５は、一端側に、中央が矩形に切り欠かれた凹部を備えたＣ字状部９７と、他端側に、一端側の凹部より若干小さく形成された矩形の凸部９８と、が形成された板体からなる。下腿支持部材９１´は、ピン９６を、一方のバンド部材９５のＣ字状部９７と、他方のバンド部材９５の凸部９８に通すことにより、複数のバンド部材９５が連結されてなる。
　不図示の時計バンド状の大腿支持部材は、下腿支持部材９１´と同様に構成されるため、説明を省略する。
　膝装具Ｓ１を用いた膝関節の矯正方法は、屈曲状態から伸展させるよう、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントの両端を牽引する力を受けたときに、外脚側の回動支点軸が、外脚側の長溝の膝側の端部に位置したままで、外脚側のカム軸が、外脚側のカム溝の下端から所定の位置まで摺動すると共に、内脚側の回動支点軸が、内脚側の長溝の下端に位置したままで、内脚側のカム軸が、内脚側のカム溝の上端から所定の位置まで摺動することにより、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントの屈曲角度を、鈍角から直角まで展開する手順と、外脚側のカム軸が、カム溝内の所定の位置から上端まで摺動すると共に、外脚側の回動支点軸が、外脚側の長溝内の上端から下端まで摺動し、内脚側のカム軸が、内脚側のカム溝の所定の位置から下端まで摺動すると共に、内脚側の回動支点軸が、内脚側の長溝の下端から上端まで摺動することにより、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントを伸展した状態まで展開する手順と、を実行することにより、外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントが伸展するときに、外脚側の第二連結手段が上方及び後方に移動し、内脚側の第二連結手段が下方及び前方に移動して、患者の膝関節を内脚側に押し込むと同時に外脚側に捻る。

Claims (10)

  1. 　患者の大腿部に装着される大腿部固定手段と、前記患者の下腿部に装着される下腿部固定手段と、該下腿部固定手段と前記大腿部固定手段とに両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に配置されて屈伸する外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントと、を備える変形性膝関節症患者用の膝装具であって、
    　前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントは、前記大腿部の側部に沿って配置される第一連結手段と、前記下腿部の側部に沿って配置される第二連結手段とを、それぞれ備え、前記第一連結手段と、前記第二連結手段とは、前記膝関節の側部に配置される連結部で連結され、
    　前記連結部は、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられたカム溝と、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられた長溝と、該長溝内を摺動し、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられた回動支点軸と、前記カム溝内をそれぞれ摺動し、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、
    　前記患者が膝を屈伸したときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内をそれぞれ摺動することにより、前記第二連結手段が、前記連結部を中心として、前記第一連結手段に対して回動して、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが屈伸し、
    　前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが伸展するときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内を摺動することにより、前記外脚側の前記第二連結手段が上方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が下方及び前方に移動することを特徴とする膝装具。
  2. 　前記カム溝は、各前記第一連結手段に設けられ、前記長溝は、各前記第二連結手段に設けられ、前記回動支点軸は、各前記第一連結手段に設けられ、前記カム軸は、各前記第二連結手段に設けられ、
    　外脚側の前記長溝は、前記第二連結手段の長さ方向に対して、前記外脚側ジョイントが伸展したときに前記回動支点軸が配置される端部が、前記患者の前方に位置するように傾斜し、
    　内脚側の前記長溝は、前記第二連結手段の長さ方向に対して、前記内脚側ジョイントが伸展したときに前記回動支点軸が配置される端部が、前記患者の後方に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の膝装具。
  3. 　前記長溝は、前記第二連結手段の長さ方向に対して、前記下端が上端よりも前方に位置するように傾斜し、
    　外脚側の前記回動支点軸は、前記外脚側ジョイントが略直角に屈曲したときに、前記長溝の前記上端に位置し、前記外脚側ジョイントが伸展したときに、前記長溝の前記下端に位置するように配置され、
    　内脚側の前記回動支点軸は、前記内脚側ジョイントが略直角に屈曲したときに、前記長溝の前記下端に位置し、前記内脚側ジョイントが伸展したときに、前記長溝の前記上端に位置するように配置されることを特徴とする請求項２に記載の膝装具。
  4. 　前記外脚側ジョイントが直角に屈曲したときに、前記外脚側の前記カム軸が位置する前記外脚側の前記カム溝内の点から前記外脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ２と、前記外脚側の前記カム溝の下端から前記外脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ１とは、略同じであり、前記外脚側の前記カム溝の上端から前記外脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ３は、前記距離ｒ１及び前記距離ｒ２よりも大きく形成され、
    　前記内脚側ジョイントが直角に屈曲したときに、前記内脚側の前記カム軸が位置する前記内脚側の前記カム溝内の点から前記内脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ５と、前記内脚側の前記カム溝の上端から前記内脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ４とは、略同じであり、前記内脚側の前記カム溝の下端から前記内脚側の前記回動支点軸までの距離ｒ６は、前記距離ｒ４及び前記距離ｒ５よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項３に記載の膝装具。
  5. 　前記外脚側の前記カム溝は、前記前方に凸になった湾曲形状からなり、前記内脚側の前記カム溝は、前記後方に凸になった湾曲形状からなることを特徴とする請求項４に記載の膝装具。
  6. 　前記大腿部固定手段及び前記下腿部固定手段は、前記大腿部及び前記下腿部の周方向の一部を支持する剛性の支持部と、該支持部の前記周方向の両端部間に延びる軟質の連結部とを備え、
    　前記支持部は、前記大腿部及び前記下腿部の長さ方向に延びる折り曲げ部を備え、該折り曲げ部で前記支持部を折り曲げることにより、折り畳み可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の膝装具。
  7. 　前記折り曲げ部は、前記支持部の外側面に設けられた、前記下腿部の長さ方向に延びる切込みからなることを特徴とする請求項６記載の膝装具。
  8. 　前記折り曲げ部は、隣り合うバンド部材をピンで接続してなることを特徴とする請求項６記載の膝装具。
  9. 　患者の大腿部に装着される大腿部固定手段と、前記患者の下腿部に装着される下腿部固定手段と、該下腿部固定手段と前記大腿部固定手段とに両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に配置されて屈伸する外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントと、を備える外反膝を併発した変形性膝関節症患者用の膝装具であって、
    　前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントは、前記大腿部の側部に沿って配置される第一連結手段と、前記下腿部の側部に沿って配置される第二連結手段とを、それぞれ備え、前記第一連結手段と、前記第二連結手段とは、前記膝関節の側部に配置される連結部で連結され、
    　前記連結部は、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられたカム溝と、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられた長溝と、該長溝内を摺動し、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられた回動支点軸と、前記カム溝内をそれぞれ摺動し、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、
    　前記患者が膝を屈伸したときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内をそれぞれ摺動することにより、前記第二連結手段が、前記連結部を中心として、前記第一連結手段に対して回動して、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが屈伸し、
    　前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが伸展するときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内を摺動することにより、前記外脚側の前記第二連結手段が下方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が上方及び前方に移動することを特徴とする膝装具。
  10. 　変形性膝関節症患者の大腿部に装着される大腿部固定手段と、前記患者の下腿部に装着される下腿部固定手段と、に両端が固定され、前記患者の膝関節の外脚側及び内脚側に設けられ、前記膝関節の側部で屈伸する前記変形性膝関節症の膝装具用の外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセットであって、
    　前記大腿部の側部に沿って配置される第一連結手段と、前記下腿部の側部に沿って配置される第二連結手段を、それぞれ備え、前記第一連結手段と、前記第二連結手段は、前記膝関節の側部に配置される連結部で連結され、
    　前記連結部は、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられたカム溝と、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられた長溝と、該長溝内を摺動し、各前記第一連結手段又は各前記第二連結手段に設けられた回動支点軸と、前記カム溝内を摺動し、各前記第二連結手段又は各前記第一連結手段に設けられたカム軸と、を備え、
    　前記患者が膝を屈伸したときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内をそれぞれ摺動することにより、前記第二連結手段が、前記連結部を中心として、前記第一連結手段に対して回動して、前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが屈伸し、
    　前記外脚側ジョイント及び前記内脚側ジョイントが伸展するときに、前記回動支点軸及び前記カム軸が、前記長溝及び前記カム溝内を摺動することにより、前記外脚側の前記第二連結手段が上方及び後方に移動し、前記内脚側の前記第二連結手段が下方及び前方に移動することを特徴とする外脚側ジョイント及び内脚側ジョイントのセット。
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