(57)【要約】【課題】骨再生のための最も自然な方法を提供する。【解決手段】骨再生のための生体力学的刺激装置は、生物の身体の少なくとも１つの部位に接触して、身体の当該部位に機械的刺激を与えるように構成された少なくとも１つの変位可能要素（１０１）と、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を動かすように構成された移動手段（１０３〜１０６）とを含む。本装置は、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）が、生体測定波に従って動作を実行するように、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を動かすように構成される。また、本発明は、生体力学的刺激方法、および前記装置をプログラムする方法にも関する。
2009545416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物の身体の少なくとも１つの部位に接触して、身体の当該部位に機械的刺激を与えるように構成された、少なくとも１つの変位可能要素（１０１）と、
前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を変位させるように構成された変位手段（１０３〜１０６）と、を含む骨再生のための生体力学的刺激装置であって、
前記装置は、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）が、生体測定波に対応した動作を実行するように、前記少なくとも１つの変位可能要素を変位させる構成であること、を特徴とする装置。
【請求項２】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出された波である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出可能な波である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記生物は人間である、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記動作はウォーキング動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記動作はランニング動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記動作はジャンプ動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記動作は、つま先立ちして降りることによって生成される動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記生体測定波は、生物の身体に連結されたセンサ（９１）を利用して取得されるか、または取得可能である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記センサは加速度センサまたは圧力センサである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサは、前記生物の一部に連結される、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記変位可能要素は、前記生体測定波の二重積分によって得られる変位パターンに従って変位するように配設される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの変位可能要素が、０．１〜１Ｈｚの間の繰り返し周波数および５〜７０ｍｍの間の振幅を持つ動作を実行するように、前記少なくとも１つの変位可能要素を変位させる構成である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記動作は、１〜３ｇの間の加速度の少なくとも１つの位相を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記動作は、１０〜５０マイクロストレインの間で発生するように構成される、請求項１３および１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記装置の動作中に、前記変位可能要素の連続動作サイクルの間で一時停止し、前記一時停止は、０．１秒〜１秒の間で継続するように構成される、請求項１３〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
電子制御システム（１１２）と、前記電子制御システム（１１２）の制御下で、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を変位させるように構成された変位手段（１０３〜１０６）と、を更に含み、前記電子制御システム（１１２）は、前記変位手段（１０３〜１０６）を用いて、前記生体測定波に応じた前記変位可能要素（１０１）の変位を発生させるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記電子制御システム（１１２）は、前記生体測定波に関するデータが保存される、少なくとも１つのメモリを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置の少なくとも１つのメモリには、特徴の異なる複数の人に対応する複数の生体測定波のデータが保存され、前記装置は、選択手段を更に含み、前記複数の生体測定波から選択された生体測定波に従って前記変位可能要素を変位させることができるように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
外部センサ（９１）から信号を受信する手段と、前記信号に従って前記装置の動作の少なくとも１つの局面を変更する手段（１１４）とを付加的に含む、請求項１７〜１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記変位可能要素（１０１）は、人が当該変位可能要素の上に足を載せた状態で立てるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
骨再生のための生体力学的刺激方法であって、
生物の骨構造に対応する目標物に対する変位を繰り返して生成し、前記骨構造を機械的に刺激するステップを含み、
前記変位は、生体測定波に従って生成されること、を特徴とする方法。
【請求項２３】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出された波である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出可能な波である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記生物は人間である、請求項２２〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記動作はウォーキング動作である、請求項２３〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記動作はランニング動作である、請求項２３〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記動作はジャンプ動作である、請求項２３〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記動作は、つま先立ちして降りることによって生成される動作である、請求項２３〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記生体測定波は、生物の身体に連結されたセンサを利用して取得されるか、または取得可能である、請求項２２〜２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記センサは加速度センサまたは圧力センサである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記センサは、前記生物の肢に連結される、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記変位は、前記生体測定波の二重積分を利用して得られる変位パターンに従って生成される、請求項２３〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記変位は、０．１〜１Ｈｚの間の繰り返し周波数、かつ、５〜７０ｍｍの間の振幅の動作で実行される、請求項２２〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記動作は、１〜３ｇの間の加速度の少なくとも１つの位相を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記動作は、１０〜５０マイクロストレインの間で発生するように構成される、請求項３４および３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
連続した動作サイクルの間で一時停止が行われ、前記一時停止は、０．１秒〜１秒の間である、請求項３４〜３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
前記変位は、変位手段（１０３〜１０６）に作用する電子制御システム（１１２）の制御下で生成され、前記変位手段（１０３〜１０６）は、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を変位させて、前記変位を生成するように構成される、請求項２２〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記生体測定波は、保存されている複数の生体測定波から選択され、この選択は、前記生体力学的刺激が適用される生物の少なくとも１つの特徴に応じて行われる、請求項２２〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
実験目的で、骨構造を刺激するための、請求項２２〜３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
人間の骨構造を刺激するための、請求項２２〜３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
前記目標物に対する変位の結果を測定して、前記変位の少なくとも１つの効果に関するデータを取得し、前記データを用いて、前記目標物に対する連続した変位の生成方式が修正される、請求項２２〜４１のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
請求項１７〜２０のいずれかに記載の装置をプログラムする方法であって、
生物の動作から信号を取得するステップと、前記信号、または前記信号から導出される信号を用いて、前記装置の前記電子制御システム（１１２）をプログラムし、前記装置が、前記信号に対応する生体測定波に従って前記変位可能要素（１０１）を変位させるようにするステップとを含むこと、を特徴とする方法。
【請求項４４】
前記生物から取得される前記信号は、前記生物の一部の加速度を表す信号であり、前記信号を積分することで、位置または変位を表す信号が取得される、請求項４３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨再生のための装置、システム、および方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨疾患、たとえば、骨粗鬆症を治療する多数の方法があり、薬理学的治療が多く知られているが、これらの治療は問題のある副作用をもたらす可能性がある。また、副作用のない「自然」療法もあるが、その効果は疑わしいものである。波形および周波数の異なるいくつかの電磁気療法（たとえば、国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００４／０８９４６７号明細書および米国特許第ＵＳ−Ａ−６３２１１９号明細書を参照）、外科的療法、レーザ療法、および圧電療法（欧州特許第ＥＰ−Ａ−０８２１９２９号明細書）も知られている。また、超音波を利用した機械的刺激に基づく療法（米国特許出願第ＵＳ−Ａ−２００１／０２７２７８号明細書）、および機械的システムに基づく療法（米国特許第ＵＳ−Ａ−５３７６０６５号明細書、スペイン特許第ＥＳ−Ａ−２１５５４５１号明細書、国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００４／０４３３２４号明細書）も知られている。
【０００３】
１９８１年以降、長期にわたる運動およびトレーニングは、長骨の維持および再生に有利な効果をもたらすことがよく知られている（ウー（Ｗｏｏ）他による「Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｏｎｇ  Ｂｏｎｅ：ａ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｗｏｌｆｆ‘ｓ  Ｌａｗ（長骨の特性に対する長期間の身体トレーニングの効果：ウォルフの法則の研究）」  Ｊ  Ｂｏｎｅ  Ｊｏｉｎｔ  Ｓｕｒｇ  Ａｍ、１９８１年、６３（５）：７８０−７）。１９８９年に、アラン・ハルパーン（Ａｌａｎ  Ａ．  Ｈａｌｐｅｒｎ）は、激しい運動を行わずに、低い骨密度を改善し、骨組織の調子を向上させる手段として、固定プラットフォームからの垂直降下方式を提案した（米国特許第ＵＳ−Ａ−４８５８６９８号明細書）。その後まもなく、オステオダイン社（Ｏｓｔｅｏ−Ｄｙｎｅ，Ｉｎｃ）は、骨疾患を治療する装置の特許を取得したが、この装置は、連続的な衝撃を利用して患者を機械的に圧迫することに基づいており、人間の骨の圧電特性の結果として、骨の成長を促進できる電気信号を生成するものである（米国特許第ＵＳ−Ａ−５４８４３８８号明細書）。ただし、強い衝撃および約５Ｈｚ以上の高い周波数によって特徴付けられるこれらの処置は、骨密度の低い年配者にとっては継続することが難しいか、または危険でさえあり得る上に、人間に対する振動の許容値の国際規格ＩＳＯ２６３１に準拠していないため、これらの処置を治療に応用することは望ましくない可能性がある。
【０００４】
１９９８年に、フリージャー（Ｊ．Ｆｌｉｅｇｅｒ）は、振動という形での機械的刺激が、ネズミにおいて骨密度の低下を予防することを証明した（フリージャ他著の「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｅｖｅｎｔｓ  Ｐｏｓｔｍｅｎｏｐａｕｓａｌ  Ｂｏｎｅ  Ｌｏｓｓ  ｉｎ  Ｏｖａｒｉｅｃｔｏｍｉｚｅｄ  Ｒａｔｓ（振動形式の機械的刺激による卵巣摘除ラットにおける閉経後骨量減少の予防」Ｃａｌｃｉｆｉｅｄ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（出版社：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）、Ｖｏｌ．６３、Ｎｏ．６、ページ５１０−５１４）。また、ルビン（Ｃ．Ｒｕｂｉｎ）らは、高周波かつ低振幅の機械的刺激による骨量低下の防止法を開発し続け、振動に基づく刺激装置に関して多数の特許取得および特許出願を行っている（米国特許第ＵＳ−Ａ−５３７６０６５号明細書、欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０６４２３３１号に対応するスペイン特許第ＥＳ−２１５５４５１号明細書、国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００４／０４３３２４号明細書、日本特許第ＪＰ−Ａ−２００４−１４７９０８号明細書、オーストラリア特許第ＡＵ−Ｂ−２００２３００１４９号明細書、オーストリア特許第３０６９６９Ｔ号明細書、ドイツ特許第ＤＥ６９８２７８６０Ｔ号明細書、国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００５／１１５２９８号明細書）。これらの装置のすべてにおける基本的な考え方は、正弦波振動、通常は、高周波（１０〜１００Ｈｚ程度）かつ微小変位（０．０１〜２．０ｍｍ）での正弦波振動は、骨の再生および成長を促進できるというものである。しかし、これらの「超生理的（hyperphysiological）」な周波数は、自然なプロセスで骨に与えられる基本的な一次高調波周波数、たとえば、ウォーキングやランニングによって誘導される周波数とはかけ離れている。
【０００５】
スペイン実用新案第ＥＳ−Ｕ−１０４１０２６号明細書には、人の足に対して、特殊な形状を持つカムを利用してプラットフォーム上に生成された複数回の衝撃を与える治療的振動装置が記載されている。この装置は、ウォーキング中またはランニング中に生じるものと「同様」の振動をユーザに送達しようとするものである。
【０００６】
スペイン特許第ＥＳ−Ｂ１−２１７８９７１号明細書には、前述した衝撃よりも低い周波数を持つ周期的な力に基づいて、骨疾患の予防、治療、および回復させるための治療システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００４／０８９４６７号明細書
【特許文献２】米国特許第ＵＳ−Ａ−６３２１１９号明細書
【特許文献３】欧州特許第ＥＰ−Ａ−０８２１９２９号明細書
【特許文献４】米国特許出願第ＵＳ−Ａ−２００１／０２７２７８号明細書
【特許文献５】米国特許第ＵＳ−Ａ−５３７６０６５号明細書
【特許文献６】スペイン特許第ＥＳ−Ａ−２１５５４５１号明細書
【特許文献７】国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００４／０４３３２４号明細書
【特許文献８】米国特許第ＵＳ−Ａ−４８５８６９８号明細書
【特許文献９】米国特許第ＵＳ−Ａ−５４８４３８８号明細書
【特許文献１０】米国特許第ＵＳ−Ａ−５３７６０６５号明細書
【特許文献１１】欧州特許第ＥＰ−Ｂ−０６４２３３１号に対応するスペイン特許第ＥＳ−２１５５４５１号明細書
【特許文献１２】国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００４／０４３３２４号明細書
【特許文献１３】日本特許第ＪＰ−Ａ−２００４−１４７９０８号明細書
【特許文献１４】オーストラリア特許第ＡＵ−Ｂ−２００２３００１４９号明細書
【特許文献１５】オーストリア特許第ＡＴ３０６９６９Ｔ号明細書
【特許文献１６】ドイツ特許第ＤＥ６９８２７８６０Ｔ号明細書
【特許文献１７】国際公開特許第ＷＯ−Ａ−２００５／１１５２９８号明細書
【特許文献１８】スペイン実用新案第ＥＳ−Ｕ−１０４１０２６号明細書
【特許文献１９】スペイン特許第ＥＳ−Ｂ１−２１７８９７１号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ウー（Ｗｏｏ）他による「Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｏｎｇ  Ｂｏｎｅ：ａ  Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｗｏｌｆｆ‘ｓ  Ｌａｗ（長骨の特性に対する長期間の運動およびトレーニングの効果：ウォルフの法則の研究）」  Ｊ  Ｂｏｎｅ  Ｊｏｉｎｔ  Ｓｕｒｇ  Ａｍ、１９８１年、６３（５）：７８０−７
【非特許文献２】フリージャ他著の「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｅｖｅｎｔｓ  Ｐｏｓｔｍｅｎｏｐａｕｓａｌ  Ｂｏｎｅ  Ｌｏｓｓ  ｉｎ  Ｏｖａｒｉｅｃｔｏｍｉｚｅｄ  Ｒａｔｓ（振動形式の機械的刺激による卵巣摘除ラットにおける閉経後骨量減少の予防」、Ｃａｌｃｉｆｉｅｄ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（出版社：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）、Ｖｏｌ．６３、Ｎｏ．６、ページ５１０−５１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、骨再生のための最も自然な方法、すなわち、身体運動と骨の形成を制御する細胞への刺激との関係に基づいたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、骨再生のための生体力学的刺激装置に関し、本装置は、生物の身体の少なくとも一部（たとえば、足）と接触して、前記身体の一部に機械的刺激を与えるように構成された、少なくとも１つの変位可能要素と、前記少なくとも１つの変位可能要素を変位させるように構成された変位手段とを含む。
【００１１】
本発明によれば、この装置は、前記少なくとも１つの変位可能要素が生体測定波に対応する移動を実行するように、前記少なくとも１つの移動可能要素を変位させる構成である。
【００１２】
この生体測定波は、少なくとも１体の生物（たとえば、人間または１群の人間）の動作から導出されるか、または導出可能な波であり得る。変位可能要素は、生物の自然な動作、たとえば、ウォーキングや、ランニングや、ジャンプや、つま先立ちでのジャンプなどから得られる、あらゆる種類の加速度プロファイルを生物に伝達することができる。生物に伝達されるのは、予め取得された加速度プロファイルを二重積分した後の変位または振幅であってよい。
【００１３】
前述の動作は、たとえば、ウォーキング動作、ランニング動作、ジャンプ動作、またはつま先立ちして降りることによって生じる動作であり得る。
【００１４】
生体測定波は、生物の身体、たとえば、生物の肢（たとえば、足首）に連結されたセンサ（たとえば、加速度計や圧力センサ）を用いて取得されるか、または取得可能なものであってよい。加速度が測定された場合、位置または変位の値は、変位可能要素に対して、加速度曲線の二重積分を利用して取得できる。
【００１５】
生体測定波を二重積分することによって取得されるか、または取得可能な変位パターンに従って変位可能要素を変位させるように、本装置を構成して、変位可能要素を配設することができる（換言すると、たとえば、生物を測定することによって得られる生体測定加速度波は、変位可能要素の変位を制御することに適用し得る、距離波と、位置波と、変位波とのうちの少なくともいずれかに変化することになる）。
【００１６】
論理的には、測定された波、または同一の人間（または他の種類の生物）または複数の人物（または他の生物）に関して測定された複数の波の平均を基準として採用することができる。
【００１７】
本装置は、前記少なくとも１つの変位可能要素が、０．１〜１Ｈｚの間の繰り返し周波数かつ５〜７０ｍｍの間の振幅を持つ動作を実行できるように、当該少なくとも１つの変位可能要素を変位させる構成とすることができる。この動作は、１〜３ｇの間の加速度の少なくとも１つの位相を含むことができる。この動作は、１０〜５０マイクロストレイン（microstrain）の間で生じるように構成することができる。マイクロストレインの用語は（少なくとも本明細書内において）、身体の歪み（strain）の測定に関し、歪み方向に測定された合計量の割合を表す。したがって、１０マイクロストレインは、歪み方向の骨の長さの１０／１，０００，０００倍の歪みを意味し、５０マイクロストレインは、前記長さの５０／１，０００，０００倍の歪みを意味する。
【００１８】
本装置は、当該装置の動作中に、変位可能要素の連続した動作サイクルの間で、０．１秒から１秒の間にわたる一時停止を行えるように構成することができる。
【００１９】
本装置は、電子制御システムを更に含むことができ、前記変位手段は、前記電子制御システムの制御下で、前記少なくとも１つの変位可能要素を変位させるように構成され、前記電気制御システムは、変位手段を用いて、前記生体測定波に応じた変位可能要素の変位を発生させるように構成される。
【００２０】
電子制御システムは、前記生体測定波に関するデータが保存される少なくとも１つのメモリを含むことができる。たとえば、本装置の少なくとも１つのメモリ内に、異なる特性を持つ複数の人に対応する複数の生体測定波のデータを保存することができる。本装置は選択手段を更に含み、この選択手段は、前記変位可能要素が、前記複数の生体測定波から選択される生体測定波に従って変位できるようにする構成である。したがって、生体測定波の「ライブラリ」（たとえば、年齢、体重、および性別などのうちの少なくともいずれかに基づいて編纂されたライブラリ）を利用することができ、特定の人に対する測定を行ってその人に固有の「生体測定波」を取得しなくても、当該特定の人に最も適した波をこのライブラリから選択することができる。この生体測定波の選択は、たとえば、本装置、または装置外部の命令装置もしくは制御装置（たとえば、遠隔制御装置）に対応付けられたキーボードを利用して、手動で実行することができる。このように、人の固有の特性（たとえば、その人の年齢、性別、身長、体重など）に応じた「最も適切な」波と考えられる生体測定波は、その人に対して測定を実行しなくても選択され得る。
【００２１】
生体測定波は、複数の異なる人に対して実行した測定によって得られる生体測定波の平均と、代替的または補足的に対応することができる。
【００２２】
本装置は、（たとえば、本装置を用いた処置が行われる対象である人の肢に取り付けられた）外部センサ（たとえば、加速度センサや圧力センサ）から信号を受信する手段と、前記信号に従って装置の動作の少なくとも１つの局面を修正する手段とを付加的に含むことができる。したがって、処置が行われる対象である人についての変位を計測することができ、適用される生体測定波に合わせて、前記人によって「受け取られ」かつ「感じられる」変位が最適に調整されるように、装置の動作を適合させることができる。このことは、センサによって検出される変位と、電子制御システムのメモリ内に保存されている「望ましい」変位データとを最小化するように構成されたソフトウェアを用いて実現できる。
【００２３】
変位可能要素は、人が、当該変位可能要素の上に足を載せて立つことができるように構成できる。また、この要素は、身体の他の部分にも作用し、かつ、他の角度または他の方向からであっても足または身体の他の部分を処置するように構成することもできる。また、たとえば、微小重力環境（たとえば、宇宙船や宇宙ステーション内の環境）に対応した用途の場合、本装置は、変位の結果として人が装置から外れることを防止するため、人に「連結」されるように構成することができる。
【００２４】
各変位可能要素は、軸を中心として回動可能に配設されて、ウォーキング動作を「シミュレート」することができる。
【００２５】
本発明の他の態様は、生物の骨生成のための生体力学的刺激方法に関し、骨構造に関連する対象物（たとえば、足の裏）に対する変位を繰り返し生成して、前記骨構造を機械的に刺激するステップを含む。本発明によれば、この変位は、生体測定波、たとえば、生物の動作から導出されるか、または導出可能な波に従って生成される。
【００２６】
装置について前述した内容は、必要な変更を加えた状態で本方法にも準用される。
【００２７】
たとえば、生物は、人間であってよい。
【００２８】
動作は、たとえば、ウォーキング動作、ランニング動作、ジャンプ動作、またはつま先立ちして降りることによって生じる動作であってよい。
【００２９】
生体測定波は、生物の身体に連結されたセンサを用いて取得されるか、または取得可能なものであってよく、このセンサは、たとえば、加速度計や圧力センサであり得る。前記センサは、たとえば、生物の肢（たとえば、足首）に連結することができる。
【００３０】
変位は、生体測定波の二重積分によって得られる変位パターンに従って生成することができる。換言すると、たとえば、生物についての測定によって得られる生体測定加速度波は、骨構造に関連する対象物の変位を直接的に誘導する距離波と、位置波と、変位波とのうちの少なくともいずれかに変わりうる。
【００３１】
変位は、たとえば、０．１〜１Ｈｚの間の繰り返し振動数で、５〜７０ｍｍの間の振幅を持つ動作で実行することができ、この動作は、任意構成として、１〜３ｇの間の加速度の少なくとも１つの位相を含むことができる。
【００３２】
前記動作は、１０〜５０マイクロストレインの間で生じるように構成できる。
【００３３】
連続した動作サイクルの間で一時停止を行うことができ、この一時停止は、たとえば、０．１秒から１秒の間である。
【００３４】
前記変位は、少なくとも１つの変位可能要素を動かして前記変位を生成するように構成された変位手段に作用する電気制御システムの制御下で生成することができる。
【００３５】
本発明の実現可能な実施形態によれば、生体測定波は、保存されている複数の生体測定波から、生体力学的刺激を与える対象である生物の少なくとも１つの特性に応じて選択することができる。すなわち、保存された生体測定波の「ライブラリ」（たとえば、年齢、体重、身長、および性別などのうちの少なくともいずれかの特性別に編纂されたライブラリ）を利用することができ、特定の人の特性に対応した、その特定の人にとって最適な生体測定波は、当該特定の人についての測定を行う必要なしに、選択することが可能である。このことは、特定の人に対して実行される測定によりその人に固有の生体測定波を取得するステップを削減できるため、人の治療に関連した作業を削減することができ、実用的であり得る。
【００３６】
本方法は、実験目的で骨構造を刺激する方法であり得る。
【００３７】
本方法は、人間の骨構造を刺激する方法であり得る。
【００３８】
本発明の実現可能な実施形態によれば、対象物についての変位の結果を測定して、前記変位の少なくとも１つの効果に関するデータを取得することができ、前記データは、対象物への今後の変位を生成する方式を修正するために利用される。すなわち、これは、「受け取られた」変位が所望の特性（すなわち、生体測定波）に合わせて調整されるように、生成された変位のパラメータを調整する「フィードバック」システムである。
【００３９】
他の態様は、前述した内容に係る装置をプログラムする方法に関し、この方法は、生物の動作から信号を取得するステップと、前記信号を用いて、または、前記信号から導出される信号を用いて前記装置をプログラムして、前記装置が、前記信号に対応する生体測定波に従って変位可能要素を変位させるようにするステップとを含む。生物から得られる信号は、生物の身体の一部位の加速度を表す信号であってよく、前記信号を連続的に積分することで、位置または変位を表す信号を取得できる。
【００４０】
したがって、本発明は、自然な動作が実行されるとき（たとえば、ウォーキング中、ランニング中、またはジャンプ中）に実際に生じていることに基づいて機械的刺激を生成することを意図したものであると言うことができる。
【００４１】
本発明の好ましい実用的実施形態に従って、明細書を補足し、本発明の特性のより適切な理解を助けることを目的として、本明細書の不可分の一部として一連の図面を添付し、図面において、例示的かつ非限定的な特徴と共に下記の内容を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ウォーキング中の人の足首の加速度に対応する生体測定波を示す図である。
【図２】図１に示す波を積分することで得られる生体測定速度波を示す図である。
【図３】図２に示す波を積分することで得られる生体測定位置波または変位波を示す図である。
【図４】骨基質を刺激する実験構成を示す図である。
【図５】取得した実験データを示す図である。
【図６】取得した実験データを示す図である。
【図７】刺激のない状態での７日後の状況に対応する骨基質の写真を示す図である。
【図８】刺激のある状態での７日後の状況に対応する骨基質の写真を示す図である。
【図９】自然な動作波パターンを特定するために用いられる加速度計システムを示す模式図である。
【図１０Ａ】本発明の実現可能な実施形態に係る装置の電気機械部を実現する機構を示す、長手方向断面立面図、底面断面図、断面図、斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の実現可能な実施形態に係る装置の電気機械部を実現する機構を示す、長手方向断面立面図、底面断面図、断面図、斜視図である。
【図１０Ｃ】本発明の実現可能な実施形態に係る装置の電気機械部を実現する機構を示す、長手方向断面立面図、底面断面図、断面図、斜視図である。
【図１０Ｄ】本発明の実現可能な実施形態に係る装置の電気機械部を実現する機構を示す、長手方向断面立面図、底面断面図、断面図、斜視図である。
【図１１】本発明の好ましい実施形態に係る装置の主要な機能構成要素を示す模式図である。
【図１２Ａ】６人の異なる人について、図１と同様の加速度曲線を示す図である。
【図１２Ｂ】６人の異なる人について、図１と同様の加速度曲線を示す図である。
【図１２Ｃ】６人の異なる人について、図１と同様の加速度曲線を示す図である。
【図１２Ｄ】６人の異なる人について、図１と同様の加速度曲線を示す図である。
【図１２Ｅ】６人の異なる人について、図１と同様の加速度曲線を示す図である。
【図１２Ｆ】６人の異なる人について、図１と同様の加速度曲線を示す図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【図１３Ｂ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【図１３Ｃ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【図１３Ｄ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【図１３Ｅ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【図１３Ｆ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【図１４Ａ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【図１４Ｂ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【図１４Ｃ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【図１４Ｄ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【図１４Ｅ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【図１４Ｆ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【図１５Ａ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【図１５Ｂ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【図１５Ｃ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【図１５Ｄ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【図１５Ｅ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【図１５Ｆ】図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
身体プロファイル（性別、身長、体重）の異なる人間集団に関して、いくつかの自然な動作（ウォーキングや、ランニングや、ジャンプ）の加速特性は、図９に模式的に示すように、足首の高さで足に連結された加速度計測システムと、データ記録処理システム（この例では、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）およびＭａｔｌａｂ（登録商標）を含む）とを用いて分析および定義されている。脚の動作は、右足（この例では、脚の内側）に足首の高さで加速度センサ９１を配置することによってモニタされ、この加速度センサ９１は、ｘ（垂直）軸およびｙ（水平）軸方向の加速度を検出する。この例では、足の裏側を垂直方向に刺激することになる機械に適用することが意図された生体測定波または曲線が得られるため、求められた情報は、ｘ軸に関するものである。加速度データは、ナショナルインスツルメンツ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標））のＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）ソフトウェア９２を利用して取り込みおよび保存され、一方、グラフは、後にＭａｔｌａｂ（登録商標）で処理および取得される。
【００４４】
各動作の波形は類似し、主に強度が異なることが検証されている。そして、前述の波は、細胞培養担体と人の骨芽細胞とを備えるシミュレーションシステムを利用して、骨芽細胞の代謝と成長を刺激できることが検証されている。
【００４５】
ウォーキング中、ランニング中、ジャンプ動作中、つま先立ちして降りる動作中の人の動作に対応する加速度曲線または加速度波に対して、生体計測学的研究が行われている。ウォーキングに対応する動作から始めると特に適する可能性がある（したがって、骨細胞は、ウォーキング中に人の足首によって経験されるものと同一の加速度で刺激されることになる）。このことは、ウォーキングは人間における主要な運動であり、そのため、より激しい動作であるランニングや、ジャンプや、つま先立ちして降りることと比べ、細胞の成長および活性化の観点から見てより日常的に行われるという事実に起因する。また、年配者は、歩くことはできてもランニングやジャンプを行うことが困難な場合がある。
【００４６】
図１（垂直軸：加速度（ｍ／ｓ２）、水平軸：時間（秒））は、人（この具体例では女性）の足首で測定した加速度を示している。すなわち、この曲線は、ウォーキング中の女性の足首の加速度を表す。
【００４７】
図２は、図１に示した曲線を積分することによって得られる信号を示す図で、垂直軸は速度（ｍ／ｓ）、水平軸は時間（秒）を表す。適切な刺激は、この速度プロファイルに従って動かされる要素を利用して実現できると考えられる。そこで、この速度曲線を積分して、特定の振幅または変位可能要素の変位を持つ時間に関する曲線を得る。さらに、従来の変位制御システムを利用して装置をプログラムすれば、変位可能要素が、各時間において、前記変位曲線に応じた位置（たとえば、高さ）に適合するように、前記装置が変位可能要素を変位させるように構成できる。図３（垂直軸：メートル（ｍ）を単位とする変位、水平軸：秒（ｓ）を単位とする時間）は、図２の速度曲線を積分することによって得られる変位曲線を示している。
【００４８】
図３に示した波の刺激作用の一例として、骨をシミュレーションするリン酸カルシウム基質４１（ベクトンディッキンソン（Ｂｅｃｋｔｏｎ＆Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ）ブランドで市販されている基質）（図４を参照）内に配置された骨細胞（骨芽細胞）の培養物に対して、前記波が機械的な刺激として適用される（図４を参照）。これは、前述の波を適用することによって得られる結果を、いずれの刺激も与えられなかった場合に得られる結果と比較することを意図したものである。そのため、９６ウェルプラスチックプレート内の細胞培養用のリン酸カルシウム基質と、生体測定波を再現できる動作シミュレータとを利用する。基質４１は、シリコンバッファを用いてプレート内に固定して維持した。
【００４９】
シミュレーション基質４１に、ＡＴＣＣ細胞株ＣＲＬ−１１３７２から５×１０５個の細胞をシードし、３７℃において６時間、攪拌しながら培養した後、遠心分離した（１４５００ｒｐｍで５分）。このようにシードされた基質を、最終的な検査ウェル４３内にピンセットを用いて慎重に配置し、２５０μｌの新鮮な培養液を追加した。シードされた基質は、２４時間、通常の培養で維持し、最小の初期個体群を確立させた。その日以降、毎朝、ウェルから培養液を取り除いて、１２０μｌ（基材を覆う十分な程度）の新鮮な培養液を追加した。その後、シリコン膜４４でカバーし、シミュレーション装置内に圧力嵌入し、更にそのシミュレーション装置をＣＯ２オーブンに挿入した。この時点から、３７℃の閉じたオーブンで、生体測定波を利用して刺激を与えるコンピュータ生成プログラムを毎日５時間起動した。５時間後に、シミュレーション装置／オーブンからプレートを取り外し、フードの下で、膜のカバーも取り除いた。古い培養液を除去し、２５０μｌの新しい培養液と入れ替えた。この処理は、７日にわたって実行し、その間に検査を続行した。対照試料は、検査の最初と最後に採取した。アルカリ性ホスファターゼ（ＡＬＰ）活動（図６：グラフの垂直軸は、ピコグラムでアルカリ性ホスファターゼ（ｐｇＡＬＰ）を示す）と、試料内のＤＮＡ量（図５）と、基質構造の変化（図７は、刺激のない状態での７日後の構造を示し、図８は、刺激のある状態での７日後の構造を示す）とを、各期間（０日目、４日目、７日目）において分析した。
【００５０】
見て判るように、人の骨芽細胞の成長と代謝活動を刺激する波の能力（図８を参照）により、細胞の増殖および活動がかなり向上する（図５および図６を参照）。
【００５１】
人に刺激を与えることは、図１０Ａ〜１０Ｄに示すような、２つのプラットフォーム１０１を含むデバイスまたは装置を用いて実行することができる。各プラットフォーム１０１は、軸１０２を中心に回動可能に構成されて、ウォーキング中に足によって引き起こされる動作をある程度模倣した回動動作または揺動動作を行えるようになっている。プラットフォームの純粋に直線的な動作は、人に不快な「ジャンプ」感覚を与えるため、前述の回動動作は好ましいものであり得ることが判明している。人に治療的処置が与えられる際に、その人は、各プラットフォームに足が支持された状態で機械の上に立つことができる（本発明の他の実用的実施形態は、水平位置または任意の他の位置で人に処置を適用するように設計することができ、本発明の他の実施形態は、更に、足のみではなく、身体の他の領域にも処置を適用するように構成することができる）。
【００５２】
プラットフォーム１０１の移動は、それぞれ個別の電動機１０３を用いて誘導され、この電動機１０３は、ねじ切りされた各スピンドル１０４を回転させ、このスピンドルには、プラットフォームの支持システム１０６に連結された個別のナット１０５がそれぞれねじ止めされる。したがって、スピンドル１０４が一方向または他方に回転すると、対応するナット１０５が上下に移動し、この移動に対応する上方または下方へのプラットフォーム１０１の揺動が生じる。
【００５３】
この移動は、モータの回転速度、ひいてはスピンドルの回転速度を制御する「電子カム」を利用することによって制御される。モータの回転速度を（変速器を用いて）制御することによって、スピンドルのナットに求められる変位が得られる。足をそれぞれ支持する各支持板すなわちプラットフォーム１０１は、同一の加速度プロファイルに従ってそれぞれ独立して動作させることができる。患者の足を支持する支持板すなわちプラットフォームは、プラットフォームの前方端において、前述したように軸１０２上で回動する。
【００５４】
プラットフォームの動作を制御するソフトウェアは、加速度プロファイルを積分して速度プロファイルおよび変位プロファイルを得ることによって開発できる。いくつかの動作曲線は、これらのプロファイルを用いて電子カムにプログラムされる。その後、複数の基準となる複数の人の足首、すなわち、異なるタイプの身体構造を示す複数の人において生じる加速度を検証することができる。これらの検証を利用して、治療的機械によって適用される加速度プロファイルが、ウォーキング中に人について測定されるものと同様になることを保証できる。この検証を実行するために、加速度計を用いて、機械の動作中に適用される人の足首における加速度を測定することができ、測定した加速度は、電子カムをプログラムするために利用される加速度プロファイルと比較することができる。
【００５５】
この機械は、下記のサブアセンブリおよび主要構成要素を含むことができ、その一部は図１０Ａ〜１０Ｄに示されている。
・モータ制御装置／振動器
・モータ１０３
・再変速機（retransmission）１０７
・スピンドル１０４
・スピンドル支持サブアセンブリ１０８
・スピンドルに連結されたナット１０５
・ナット回転防止ガイド１０９
・回動軸１０２
・人を持ち上げて支持するプラットフォーム１０１
・各スピンドルの動作を対応するプラットフォームに適用するためのサブアセンブリ１０６
・全体構造およびケーシング１１０
・オンオフ制御部
・規制に対応した安全装置を備える電気戸棚１１１
【００５６】
図１１に、本発明の好ましい実施形態に係る機械を模式的に示す。人１１０は、機械の電気機械部１１１の上に位置し、この電気機械部１１１は図１０Ａ〜１０Ｄに示したような機構を含むことができ、図１０の機構の場合、人は、前述したプラットフォーム１０１それぞれに片足ずつ載せた状態で立っていることができる。また、この機械は、電子手段１１３を含む電子制御モジュールまたはシステム１１２を含み、電気機械部のモータ（たとえば、前述したモータ１０３）を駆動して、前記電子手段１１３のメモリに保存されている、対応する生体測定波に従ってプラットフォームを変位させる。
【００５７】
また、本発明の実現可能な実施形態によれば、前記機械は、生体測定波に応じた変位をユーザが実際に受け取ることを保証するデータフィードバックを利用するか、及び／または、人物の類型に対応する装置を”有効にする”か、のいずれかを行うように構成できる。この機械がユーザに与えた波は、ユーザが受け取る波ほど重要ではない。ユーザによって受け取られるはずの波と、ユーザが実際に受け取る波とを最大限一致させるため、加速度計またはセンサ９１（このセンサは、図９に関連して記載したように、当初の生体測定波を取得するために利用するものと同一または同様のものであってよい）に基づいたフィードバックシステムを組み込むことができる。このセンサは、ユーザ（たとえば、ユーザの足首）に連結され、センサの出力信号は、ユーザによって受け取られる波と望ましい波との間の差異を特定し、その差異を最小化するように機械の動作を修正するために、計算手段１１４を有する電子制御システム１１２内で受信される。この特定の場合に用いられるハードウェアに対応した適切なソフトウェアは、当業者であれば容易に開発できるため、この点についての更に詳しい説明は行う必要がないであろう。
【００５８】
図１２Ａ〜１２Ｆは、ウォーキング中の６人の異なる人物についての、図１と同様の加速度曲線を示したものである（図１２Ａ〜１２Ｃは、異なる３人の女性の足首で測定した加速度を示し、図１２Ｄ〜１２Ｆは、異なる３人の男性の足首で測定した加速度を示す）。図から判るように、これらの曲線は、かなり異なっており、言い換えると、ウォーキング中の加速度曲線は、人よってそれぞれ変化する。
【００５９】
人にとって適した処置を適用するために、それぞれ固有の生体測定波（たとえば、同一人物について測定された加速度の二重積分から得られる変位曲線）を各人ごとに利用すること、または、複数の人について測定された生体測定波の平均から算出した生体測定波（すなわち、特定の動作に関する「典型的な」波になるもの）を利用することができる。また、生体測定波の「ライブラリ」（たとえば、年齢、体重、身長、性別などに基づいて編纂されたライブラリ）を備えることで、特定の人についての測定を行わなくても、その特定の人に最も適した波をライブラリから選択することができる。
【００６０】
図１３Ａ〜１３Ｆは、それぞれ図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ランニング動作について示す図である。
【００６１】
図１４Ａ〜１４Ｆは、それぞれ図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、ジャンプ動作について示す図である。
【００６２】
図１５Ａ〜１５Ｆは、それぞれ図１２Ａ〜１２Ｆと同様の内容を、つま先立ちして降りる動作について示す図である。
【００６３】
加速度曲線は、実行される動作のタイプに大きく依存することを観測できる。
【００６４】
本明細書において、「含む」という用語とその変形語（たとえば、「含んでいる」など）は、排他的な意味に解釈されるべきではない。すなわち、これらの用語は、他の要素、ステップなどを含め、記載された内容の他の可能性を排除するものではない。
【００６５】
また、本発明は、記載した具体的な実施形態に限定されるものではなく、請求項から推測される範囲内で、たとえば、当業者によって実施されている変形物（たとえば、材料、寸法、構成要素、構造などの選択に関する変形物）も包含するものである。
【符号の説明】
【００６６】
９１  センサ、１０１  プラットフォーム、１０２  軸、１０３  電動機、１０４  スピンドル、１０５  ナット、１０６  サブアセンブリ、１０７  再変速機、１０８  スピンドル支持サブアセンブリ、１０９  ナット回転防止ガイド、１１０  ケーシング／人、１１１  電気機械部、１１２  電子制御モジュール、１１３  電子手段、１１４  計算手段。
【図１】
2009545416.tif 000003
【図２】
2009545416.tif 000004
【図３】
2009545416.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009545416.tif 000007
【図６】
2009545416.tif 000008
【図７−８】
2009545416.tif 000009
【図９】
2009545416.tif 000010
【図１０Ａ】
2009545416.tif 000011
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
2009545416.tif 000013
【図１０Ｄ】
2009545416.tif 000014
【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
2009545416.tif 000018
【図１２Ｄ】
2009545416.tif 000019
【図１２Ｅ】
2009545416.tif 000020
【図１２Ｆ】
2009545416.tif 000021
【図１３Ａ】
2009545416.tif 000022
【図１３Ｂ】
2009545416.tif 000023
【図１３Ｃ】
2009545416.tif 000024
【図１３Ｄ】
2009545416.tif 000025
【図１３Ｅ】
2009545416.tif 000026
【図１３Ｆ】
2009545416.tif 000027
【図１４Ａ】
2009545416.tif 000028
【図１４Ｂ】
2009545416.tif 000029
【図１４Ｃ】
2009545416.tif 000030
【図１４Ｄ】
2009545416.tif 000031
【図１４Ｅ】
2009545416.tif 000032
【図１４Ｆ】
2009545416.tif 000033
【図１５Ａ】
2009545416.tif 000034
【図１５Ｂ】
2009545416.tif 000035
【図１５Ｃ】
2009545416.tif 000036
【図１５Ｄ】
2009545416.tif 000037
【図１５Ｅ】
2009545416.tif 000038
【図１５Ｆ】
2009545416.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月1日(2008.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物の身体の少なくとも１つの部位に接触して、身体の当該部位に機械的刺激を与えるように構成された、少なくとも１つの変位可能要素（１０１）と、
前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を変位させるように構成された変位手段（１０３〜１０６）と、を含む骨再生のための生体力学的刺激装置であって、
前記装置は、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）が、生体測定波に対応した動作を実行するように、前記少なくとも１つの変位可能要素を変位させ、
前記装置の動作中に、前記変位可能要素の連続動作サイクルの間で一時停止し、前記一時停止は、０．１秒〜１秒の間で継続するように構成されること、を特徴とする装置。
【請求項２】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出された波である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出可能な波である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記生物は人間である、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記動作はウォーキング動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記動作はランニング動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記動作はジャンプ動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記動作は、つま先立ちして降りることによって生成される動作である、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記生体測定波は、生物の身体に連結されたセンサ（９１）を利用して取得されるか、または取得可能である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記センサは加速度センサまたは圧力センサである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサは、前記生物の脚に連結される、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記センサは、前記生物の足首に連結される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記変位可能要素は、前記生体測定波の二重積分によって得られる変位パターンに従って変位するように配設される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの変位可能要素が、０．１〜１Ｈｚの間の繰り返し周波数および５〜７０ｍｍの間の振幅を持つ動作を実行するように、前記少なくとも１つの変位可能要素を変位させる構成である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記動作は、１〜３ｇの間の加速度の少なくとも１つの位相を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記動作は、１０〜５０マイクロストレインの間で発生するように構成される、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
電子制御システム（１１２）と、前記電子制御システム（１１２）の制御下で、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を変位させるように構成された変位手段（１０３〜１０６）と、を更に含み、前記電子制御システム（１１２）は、前記変位手段（１０３〜１０６）を用いて、前記生体測定波に応じた前記変位可能要素（１０１）の変位を発生させるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記電子制御システム（１１２）は、前記生体測定波に関するデータが保存される、少なくとも１つのメモリを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置の少なくとも１つのメモリには、特徴の異なる複数の人に対応する複数の生体測定波のデータが保存され、前記装置は、選択手段を更に含み、前記複数の生体測定波から選択された生体測定波に従って前記変位可能要素を変位させることができるように構成される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
外部センサ（９１）から信号を受信する手段と、前記信号に従って前記装置の動作の少なくとも１つの局面を変更する手段（１１４）とを付加的に含む、請求項１７〜１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記変位可能要素（１０１）は、人が当該変位可能要素の上に足を載せた状態で立てるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記変位可能要素（１０１）は２つ設けられ、前記２つの変位可能要素のそれぞれが、前記生体測定波に応じた回動運動を行うため、軸（１０２）を中心に回動可能に構成され、生物の脚を支持するプラットフォーム（１０１）を備えている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
骨再生のための生体力学的刺激方法であって、
生物の骨構造に対応する目標物に対する変位を繰り返して生成し、前記骨構造を機械的に刺激するステップを含み、
前記変位は、生体測定波に従って生成され、
連続した動作サイクルの間で一時停止が行われ、前記一時停止は、０．１秒〜１秒の間である、方法。
【請求項２４】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出された波である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記生体測定波は、少なくとも１体の生物の動作から導出可能な波である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記生物は人間である、請求項２３〜２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記動作はウォーキング動作である、請求項２４〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
前記動作はランニング動作である、請求項２４〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
前記動作はジャンプ動作である、請求項２４〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記動作は、つま先立ちして降りることによって生成される動作である、請求項２４〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
前記生体測定波は、生物の身体に連結されたセンサを利用して取得されるか、または取得可能である、請求項２３〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】
前記センサは加速度センサまたは圧力センサである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記センサは、前記生物の脚に連結される、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記センサは、前記生物の足首に連結される、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記変位は、前記生体測定波の二重積分を利用して得られる変位パターンに従って生成される、請求項２４〜３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記変位は、０．１〜１Ｈｚの間の繰り返し周波数、かつ、５〜７０ｍｍの間の振幅の動作で実行される、請求項２３〜３５のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記動作は、１〜３ｇの間の加速度の少なくとも１つの位相を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記動作は、１０〜５０マイクロストレインの間で発生するように構成される、請求項３６および３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記変位は、変位手段（１０３〜１０６）に作用する電子制御システム（１１２）の制御下で生成され、前記変位手段（１０３〜１０６）は、前記少なくとも１つの変位可能要素（１０１）を変位させて、前記変位を生成するように構成される、請求項２３〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記生体測定波は、保存されている複数の生体測定波から選択され、この選択は、前記生体力学的刺激が適用される生物の少なくとも１つの特徴に応じて行われる、請求項２３〜３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
実験目的で、骨構造を刺激するための、請求項２３〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
人間の骨構造を刺激するための、請求項２３〜４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４３】
前記目標物に対する変位の結果を測定して、前記変位の少なくとも１つの効果に関するデータを取得し、前記データを用いて、前記目標物に対する連続した変位の生成方式が修正される、請求項２３〜４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記生体測定波に応じた回動運動を行うために軸（１０２）を中心に回動可能に構成され、生物の脚をそれぞれ支持する２つのプラットフォーム（１０１）により、生物の２本の脚を変位させる、請求項２３〜４３のいずれかに記載の装置。
【請求項４５】
請求項１７〜２０のいずれかに記載の装置をプログラムする方法であって、
生物の動作から信号を取得するステップと、前記信号、または前記信号から導出される信号を用いて、前記装置の前記電子制御システム（１１２）をプログラムし、前記装置が、前記信号に対応する生体測定波に従って前記変位可能要素（１０１）を変位させるようにするステップとを含むこと、を特徴とする方法。
【請求項４６】
前記生物から取得される前記信号は、前記生物の一部の加速度を表す信号であり、前記信号を積分することで、位置または変位を表す信号が取得される、請求項４５に記載の方法。
【国際調査報告】
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