JP4082742B2 - 治療・運動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、限定案内式の膝関節運動用の治療・運動ユニットに関する。このユニットは、案内構造体に配置された２つの下脚受け体を有し、これら下脚受け体は、関節デバイスにより案内構造体の伝達要素に結合され、また、伝達要素は、膝の屈曲の結果として、一方の下脚の回動運動で他方の下脚に反対方向への回動運動を生起させるように、下脚受け体を互いに動的に結合している。
上記タイプの治療・運動ユニットはＷＯ９６／２９０４０から公知である。この治療・運動ユニットは伝達要素としてのケーブルを有し、このケーブルに関節デバイスが接続されている。関節デバイスは、関節レバーを介して下脚受け体に接続されている。ケーブルにより互いに動的に結合された関節デバイスは、水平配置された案内構造体内で案内される。この案内構造体は、案内レールの形式をとり、治療を受ける患者が位置する地面やこの地面より下方の面に置かれる。従って、従来公知の治療・運動ユニットでは、下脚受け体はその操作中、関節デバイスの上方に配置される。
従来公知の治療・運動ユニットの操作中、個々の場合において、治療を受ける患者にとって、伸長した脚をその伸長位置から移動させるのが困難になる。
本発明の目的は、最初に述べたタイプの治療・運動ユニットを提案するものであり、この治療・運動ユニットは、運動治療を継続するべく、患者が伸長した脚を伸長位置から容易に移動可能とするものである。
上記目的は、特許請求の範囲の請求項１、請求項３又は請求項５の特徴を有する治療・運動ユニットにより達成される。
請求項１の解決策においては、関節デバイスに下脚受け体を接続するためのレバーが設けられ、このレバーは、回動方向でみて脚の伸長の場合とは逆向きの復元モーメントを関節デバイスの枢軸の回りに発生させる。
本発明において、関節デバイスに対する下脚受けの結合は、伸長した脚の全重量がその伸長位置にて安定させるように作用するのではなく、下脚受け体に載せた下脚の少なくとも一部分が上述の安定化を妨げるようなモーメントを関節デバイスの枢軸の回りに確実に生じさせる。一方の脚の屈曲が開始されるとき、他方の脚は伸長位置から少なくとも僅かに移動され、患者はかなり容易に他方の脚を持ち上げることができる。
レバーがその有効長さを可変可能である場合、有効長さは、運動中、又は、患者における両脚のレバー比に適合させる際に可変される。
本発明の更なる解決策によれば、関節デバイスは、屈曲状態の下脚と下脚受け体を介して組みをなす関節デバイスが伸長状態にある脚と下脚受け体を介して組みをなす関節デバイスよりも高い位置にあるように、案内構造体に配置される。
屈曲した脚のエネルギポテンシャルは、伸長した脚のものよりも大きく、従って、屈曲状態の脚のエネルギポテンシャルを利用して、患者は伸長状態の脚を伸長位置から移動させることができる。
本発明における上記解決策の好適な実施態様では、案内構造体は、関節デバイスのための傾斜した案内部を備えている。
本発明の更なる解決策によれば、下脚受け体は、伸長した脚の力の軸線が関節デバイスの枢軸の下方に位置するように、関節デバイスに配置される。
これにより、屈曲状態の脚がその屈曲の終端位置から伸長位置へ移動する間、伸長位置に置かれた脚に伝達要素を介して力が確実に伝達される。この結果、回動方向でみて上記脚の伸長運動とは逆向きとなる復元モーメントが関節デバイスの枢軸の回りに発生する。この解決策によれば、患者は、脚が伸長位置にあるときに治療・運動ユニット内に生じる運動の死点を容易に克服できる。
既に述べたように、本発明の基礎となる問題点に対する独立した解決策は互いに好適に組み合わせ可能であって、治療・運動ユニット内での運動の死点を顕著に克服する解決策の効果を更に高めることができる。
以下、請求項１、請求項３及び請求項５の独立した解決策に対し、その好適な実施態様を詳細に説明する。
本発明の解決策の各々において、伝達要素に対する関節デバイスの配置を可変できる構成にすれば、利点となることが分かっている。例えば、患者に対する治療・運動ユニットの位置を変化させることなく、案内部に沿う直線運動の範囲を可変することができる。
更に、本発明の解決策の全てにおいて、関節デバイスに回動範囲の制限デバイスを設けることにより、運動の所望範囲を決定する弧角を正確に固定できるという利点が得られる。
関節デバイスに填め込み接続部を介して下脚受け体が取り外し可能に接続されている場合、各々の解決策において治療・運動ユニットの実用上の取り扱い性が向上する。
従って、例えば、患者に下脚受け体が突出することなく、治療・運動ユニットを隣接して位置付けることができ、患者にとって快適にユニットを配置することができる。
特に有効となる填め込み接続部の構成は、下脚受け体側に填め込みピンの形式の接続ピボットピンを設けることである。ピボットピンは、関節デバイスの回動軸受孔内に係合させることを企図したものである。
以下、添付図面を参照して、治療・運動ユニットの好適態様を詳細に説明する。添付図面において、
図１は、治療・運動ユニットの側面図、
図２は、図１に示した治療・運動ユニットの正面図、
図３は、治療・運動ユニットの関節デバイスの詳細図、
図４は、図３に示した関節デバイスを図３の切断線ＩＶ−ＩＶに沿って示す断面図である。
図１は、患者によって使用中の治療・運動ユニット１０を示す。図１に示す実施態様において、治療・運動ユニット１０は４つのガイドロッド１２、１３、１４、１５を備えた案内構造体１１を有している。これらのガイドロッドは、それぞれの端において柱部品１６、１７により結合され、案内構造体１１を形成している。各々の柱部品１６，１７は、２つのクランプ半部１８、１９（図２を参照）を備えている。柱部品１６及び１７の底部端には、足部２０、２１及び２２がそれぞれ位置づけられ、これらの足部により、図１に示すように、患者の両脚の間に治療・運動ユニット１０をセットアップ可能である。
案内構造体１１の両側、すなわち、図１でみて手前側及び向こう側には、関節デバイス２３、２４が位置付けられている。各関節デバイスは、ガイド部品２５により案内構造体１１に結合されている。ガイド部品２５は、２つのガイドロッド１２、１４又は１３、１５に沿う長手方向に変位可能に配置され、各ガイド部品２５は２つの長手方向ガイド２６、２７を備えている。これら長手方向ガイドは、ガイドロッド１２、１４又は１３、１５に沿う案内の信頼度を高める一方、関節デバイス２３、２４が側方に回転して案内構造体１１から離反するのを防止する。
関節デバイス２３、２４間の動的結合のため、ここでは伝達要素としての歯付きベルト２８が設けられている。この歯付きベルト２８は、柱部品１６の背面及び柱部材１７の前面に位置付けられた２つのガイドプーリ２９、３０により、案内構造体１１の回りを走行する。関節デバイス２３、２４を歯付きベルト２８に接続するため、関節デバイス２３、２４は駆動体３１を有し、この駆動体３１はその関節デバイスに回転自在に配置され、歯付きベルト２８を受け入れている。歯付きベルト２８は、駆動体３１と対応する側の関節デバイスのガイド部品２５との間に確実にクランプされている。この場合、駆動体３１と歯付きベルト２８との噛み合いは、圧力スプリング（ここでは特に図示しない）により確実なものとなっている。歯付きベル２８に対する駆動体３１の噛み合いを解除するため、駆動体３１は、スプリング力に抗して、駆動軸線３２の回りを回転可能であっても良い。このような解除位置において、関節デバイス２３、２４間の距離ｇは大きく変化可能であり、或いは、所望の距離ｇを維持しつつ、案内構造体１１に沿う一方向又は他方向に同一量だけ関節デバイスは変位可能である。
患者の両下脚３２、３３を載せるための下脚受け体３５、３６がレバー構造体３４を介して関節デバイス２３、２４に枢着されている。図１において、患者の左下脚３２（その外側輪郭を図示する）は、左脚が屈曲位置となるように、関節デバイス２３に接続された下脚受け体３５に載せられている。これに対し、患者の右下脚（その下脚軸線３３のみを図示する）は、右脚が伸長位置となるように、関節デバイス２４の下脚受け体３６上に位置付けられている。
患者が左脚を屈曲位置から伸長位置へ移すとき、すなわち、左上脚に対して左下脚が回転されるとき、下脚受け体３５及びレバー構造体３４を介して関節デバイス２３に力が伝達され、この結果として、関節デバイス２３は案内構造体１１の長手方向でみて右側に変位する。このような関節デバイス２３の変位は、歯付きベルト２８、関節デバイス２４及びレバー構造体３４を介して下脚受け体３６に伝達されることから、下脚受け体３６は下脚受け体３５と同程度に変位し、この結果、下脚受け体３６に載せられている患者の右脚は、図１に示す伸長位置から屈曲位置へと反対方向へ運動する。
図１に示され、また、図３及び図４からより明確となるように、関節デバイス２３、２４の回動軸受孔３７には接続ピボットピン３８が挿入され、この接続ピポットピン３８を介してレバー構造体３４は関節デバイス２３、２４に枢着されている。更に図４に示すように、接続ピボットピン３８は窪んだ周溝３９を有し、この周溝３９にばね付勢されたロックピン４０が係合されている。関節デバイス２３、２４の回動軸受孔３７に接続ピボットピン３８を挿入する際には、ロックピン４０のばね付勢力に抗して、ロックピン４０が周溝３９に填り込むまで、接続ピボットピン３８が回動軸受孔３７内へ押し入れられる。この押し入れ操作は、接続ピボットピン３８の端に形成された導入コーン４１により助けられる。回動軸受孔３７から接続ピボットピン３８を取り外すには、ばね（ここでは特に図示しない）の付勢力に抗してロックピン４０を移動させ、ロックピン４０をガイド孔４２から充分に出して周溝３９から抜け出させることで、回動軸受孔３７から接続ピボットピン３８を取り外し可能にする。
図３に示すように、レバー構造体３４は直角に折り曲げられており、下脚受け体３５，５６の重量Ｇによって生じ、且つ、下脚受け体の接続部４３を介してレバー構造体３４のレバー端４４に加わる力は、重量モーメントを発生させる。この重量モーメントは、レバー構造体３４の直角に屈曲したレバー長ｈと重量Ｇとの積に起因した力に相当する。重量モーメントを変化させるべく、直角に屈曲したレバー長ｈは可変可能であってもよい。
図１の重量モーメントＧ・ｈが伝達されることから明らかなように、重量モーメントは、図１でみて患者の右脚がその伸長位置から抜け出す動きを助ける。伸長位置は、案内構造体１１に沿う関節デバイス２３、２４の往復運動の終点すなわち死点位置に合致している。
図１から更に明らかなように、患者の右脚が図示した伸長位置にあるとき、その下脚の軸線３３が関節デバイス２４の枢軸４５に対してオフセット量ｖだけ下方へオフセットして位置付けられるべく、下脚受け体３６はレバー構造体３４により接続されている。患者の左脚の伸長運動は、歯付きベルト２８及び下脚受け体３６を介して患者の右脚、すなわち、右下脚の軸線３３の方向に伝達され、この結果として、患者の右脚に復元力Ｒとともに復元モーメントＲ・ｖが作用する。この復元モーメントＲ・ｖは既述の重量モーメントＧ・ｈと同様に、患者の右脚が伸長位置から抜け出す動きを助ける。
例えば、レバー構造体３４を好適に設計し、ｖを可変にすることによって、復元モーメントの大きさを変化させるようにしても良い。
図１からより明確なように、案内構造体１１が傾斜しているので、屈曲した脚側の関節デバイス２３は、伸長した脚側の関節デバイス２４よりも高いレベルに位置付けられる。従って、屈曲した脚の重量による力を利用して、伸長した脚をその伸長位置から抜け出す動きを助けることができる。
図３に示すように、関節デバイス２３又は２４は回動制限デバイス４６を有し、この回動制限デバイス４６は２つのアングル型の止め具４７、４８からなる。関節デバイス２３、２４に対する止め具の位置は可変でき、これらの止め具は、レバー構造体３４のストップピン４９と協働して、関節デバイス２３、２４に対するレバー構造体３４の回動運動を制限する。
図２に追加的に示すように、本実施態様の場合、図１中、左側の柱部品１６が備える足部２０、２１は、対応する側のロッド収容体５２、５３内の延長可能なロッド５０、５１を介して柱部品１６に接続されている。従って、必要であれば、足部２０、２１を柱部品１６から完全に取り外し可能であり、或いは、ロッド収容体５２、５３内にてロッド５０，５１をその長手方向に移動させてロッド収容体から延出する長さａ（図２）を変化させ、条件に応じて柱部品に対する足部の位置を選択可能である。

Claims (9)

1. 案内構造体に配置された２つの下脚受け体を有し、前記下脚受け体を関節デバイスにより前記案内構造体の伝達要素に接続し、この伝達要素が膝の屈曲の結果として、一方の下脚の回動運動により他方の下脚に反対方向の回動運動を生起させるように、前記下脚受け体を互いに動的に結合してなる限定案内式の膝関節運動用の治療・運動ユニットにおいて、
   前記関節デバイスに前記下脚受け体（３５、３６）を接続するためにレバー（３４）が設けられ、このレバー（３４）は脚の伸長の場合とは逆向きの回動方向に、前記関節デバイスの枢軸（４５）の回りに復元モーメント（Ｇ・ｈ）を発生させることを特徴とする治療・運動ユニット。
2. 前記レバー（３４）はその有効長さが可変であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の治療・運動ユニット。
3. 案内構造体に配置された２つの下脚受け体を有し、前記下脚受け体を関節デバイスにより前記案内構造体の伝達要素に接続し、この伝達要素が膝の屈曲の結果として、一方の下脚の回転運動により他方の下脚に反対方向の回動運動を生起させるように、前記下脚受け体を互いに動的に結合してなる限定案内式の膝関節運動用の治療・運動ユニットにおいて、
   前記関節デバイス（２３，２４）は、屈曲状態の脚と下脚受け体（３５）を介して組みをなす関節デバイスが伸長状態にある脚と下脚受け体（３６）を介して組みをなす関節デバイス（２４）よりも高い位置にあるように、前記案内構造体（１１）に配置されていることを特徴とする治療・運動ユニット。
4. 前記案内構造体（１１）は前記関節デバイス（２３、２４）のための傾斜した案内部（１２、１３、１４、１５）を備えることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の治療・運動ユニット。
5. 案内構造体に配置された２つの下脚受け体を有し、前記下脚受け体を関節デバイスにより前記案内構造体の伝達要素に接続し、この伝達要素が膝の屈曲の結果として、一方の下脚の回動運動により他方の下脚に反対方向の回動運動を生起させるように、前記下脚受け体を互いに動的に結合してなる限定案内式の膝関節運動用の治療・運動ユニットにおいて、
   前記下脚受け体（３５、３６）は、伸長した脚の力の軸線が前記関節デバイス（２３、２４）の枢軸（４５）の下方に位置するように、前記関節デバイス（２３、２４）に配置されることを特徴とする治療・運動ユニット。
6. 前記関節デバイス（２３、２４）は、前記伝達要素（２８）に対する配置に関し、可変可能であることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の治療・運動ユニット。
7. 前記関節デバイス（２３、２４）は、回動範囲の制限デバイス（４６）を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の治療・運動ユニット。
8. 前記下脚受け体（３５、３６）は、填め込み接続部（３７、３８）により前記関節デバイス（２３、２４）に取り外し可能に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の治療・運動ユニット。
9. 前記填め込み接続部は、前記下脚受け体（３５、３６）側の填め込みピンの形式の接続ピボットピン（３８）と、前記関節デバイス側の回動軸受孔（３７）とを備えることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の治療・運動ユニット。

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