(57)【要約】  義肢のための重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置。歩行により、真空ポンプが、装着者の体重の作用によって義肢ソケットのキャビティから空気を引出し、ソケット内に真空を形成する。真空は、残留肢をソケット内に引き付けこのソケットとしっかりとかつ完全に接触させ、残留肢における体液の損失を阻止する。衝撃吸収装置は、真空ポンプと協働して、歩行によって生じる装着者への衝撃を低減する。
2005509448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
義肢のための重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置であって、前記義肢がソケットを有しており、該ソケットが、ソケット内のキャビティ内に残留肢を収容させ、また、真空の作用によって残留肢を引き込み、ソケットとしっかりとかつ完全に接触させ、さらに、真空を用いて残留肢における体液の損失に抗することによってこのような損失を防止するものにおいて、
ａ）第１の壁部と、第２の壁部と、側壁とを有するシリンダと、
ｂ）該シリンダ内において往復運動するピストンと、
ｃ）ピストンとシリンダの側壁との間に設けられたシールと、
ｄ）ピストンと、シールと、側壁と、第１の壁部とによって形成された真空チャンバと、
ｅ）真空チャンバをソケットキャビティに接続する吸入ポートと、
ｆ）真空チャンバを大気に接続する排出ポートと、
を有する義肢のための重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置。
【請求項２】
衝撃吸収装置をさらに有している請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記衝撃吸収装置がさらに、義肢の装着者の重量によって圧縮されるばねを有している請求項２記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記衝撃吸収装置がさらに、流体で充填された圧縮チャンバを有しており、該圧縮チャンバ内の流体が、義肢の装着者の重量が加えられるとピストンによって圧縮される請求項２記載の真空ポンプ。
【請求項５】
前記圧縮チャンバが、ピストンと、シールと、側壁と、第２の壁部とによって形成されている請求項４記載の真空ポンプ。
【請求項６】
前記流体が空気である請求項４記載の真空ポンプ。
【請求項７】
前記衝撃吸収装置がさらに、流体で充填された圧縮チャンバと、オーバフローチャンバと、圧縮チャンバをオーバフローチャンバに接続する弁とを有しており、義肢の装着者の重量が加えられると圧縮チャンバ内の流体がピストンによってオーバフローチャンバ内へ押し流される請求項２記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記流体が液圧流体である請求項７記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記圧縮チャンバ内の流体の最大圧縮が、義肢の装着者によって調整可能である請求項４記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記圧縮チャンバからオーバフローチャンバへの流体の流量が、義肢の装着者によって調整可能である請求項７記載の真空ポンプ。
【請求項１１】
義肢のための重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置であって、前記義肢がソケットを有しており、該ソケットが、ソケット内のキャビティ内に残留肢を収容させ、また、真空の作用によって残留肢を引き込み、ソケットとしっかりとかつ完全に接触させ、さらに、真空を用いて残留肢における体液の損失に抗することによってこのような損失を防止するようになっているものにおいて、
ａ）第１の壁部と、第２の壁部と、側壁とを有するシリンダと、
ｂ）該シリンダ内において往復運動するピストンと、
ｃ）ピストンとシリンダの側壁との間に設けられたシールと、
ｄ）ピストンと、シールと、側壁と、第１の壁部とによって形成された真空チャンバと、
ｅ）真空チャンバをソケットキャビティに接続する吸入ポートと、
ｆ）真空チャンバを大気に接続する排出ポートと、
ｇ）衝撃吸収装置と、
を有する義肢のための重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置。
【請求項１２】
前記衝撃吸収装置がさらに、義肢の装着者の重量が加えられると圧縮させられるばねを有している請求項１１記載の真空ポンプ。
【請求項１３】
前記衝撃吸収装置がさらに、流体で充填された圧縮チャンバを有しており、義肢の装着者の重量が加えられると圧縮チャンバ内の流体がピストンによって圧縮される請求項１１記載の真空ポンプ。
【請求項１４】
前記圧縮チャンバが、ピストンと、シールと、側壁と、第２の壁部とから形成されている請求項１３記載の真空ポンプ。
【請求項１５】
前記流体が空気である請求項１３記載の真空ポンプ。
【請求項１６】
前記衝撃吸収装置がさらに、流体で充填された圧縮チャンバと、オーバフローチャンバと、圧縮チャンバをオーバフローチャンバに接続させた弁とを有しており、義肢の装着者の重量が加えられると圧縮チャンバ内の流体がピストンによってオーバフローチャンバへ押し流される請求項１１記載の真空ポンプ。
【請求項１７】
前記流体が液圧流体である請求項１６記載の真空ポンプ。
【請求項１８】
前記圧縮チャンバ内の流体の最大圧縮が、義肢の装着者によって調整可能である請求項１３記載の真空ポンプ。
【請求項１９】
前記圧縮チャンバからオーバフローチャンバへの流体の流量が、義肢の装着者によって調整可能である請求項１６記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１９９９年６月３日に出願された「義肢のための低圧で制御されるソケット」という名称の出願番号第０９／３２５２９７号の継続出願である、２０００年３月２３日に出願されたところの、以前に出願されかつ共に係属中の出願番号第０９／５３４２７４号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、補綴装置、特に義肢のための真空ポンプ及び衝撃吸収装置のさまざまな形態に関する。
【背景技術】
【０００３】
切断された者とは、足又は腕のような末端部又は手足の一部を失った者のことであり、この一部は通常残留肢と呼ばれている。残留肢は、断端に関して様々なサイズ及び形状を有する。つまり、もっとも新たな切断物は、僅かに球根状又は円筒状であるのに対し、大きな萎縮を生じたより古い切断物は、概してより円錐状である。さらに残留肢は、断端の容積及び形状、可能な傷、植皮、骨突出、不均一な肢体容積、神経腫、痛み、水腫又は柔らかい組織構成を含む、様々な個々の問題又は構成によって特徴づけられる。
【０００４】
図１及び図２を参照すると、膝下の残留肢１０が、膝下で切断され、断端１４において終わっている足１２として図示及び説明されている。この場合、残留肢１０は、柔らかい組織と、大腿骨１６と、膝関節１８と、切断された脛骨２０と、ひ骨２２とを有している。柔らかい組織によって包囲されたこれらの骨構造に沿って、神経の束及び管経路が存在し、これらの神経の束及び管経路は、神経腫、麻痺、不快感及びその他の問題を回避するために外部圧力から保護されていなければならない。膝下の残留肢１０は、概してより骨っぽい構造として特徴付けられる断端１４を有しているのに対し、膝上の残留肢は、より柔らかい組織及び管経路及び神経束を有するものとして特徴付けられてよい。
【０００５】
図２を参照すると、断端２８において終わった、腕２６の一部を損失した切断者も、管経路、神経束及び柔らかくかつ骨っぽい組織を有するものとして特徴付けられてよい。残留肢１０は、上腕骨３０を有しており、この上腕骨は、肩の下方から肘まで延びており、肘から、撓骨３４と尺骨３６とが切断個所まで旋回可能に延びている。上腕骨３０に沿って、二頭筋３８及び三頭筋４０が存在し、これらの二頭筋及び三頭筋は、それぞれ撓骨３４と尺骨３６とに依然として結合されている。
【０００６】
幾つかの態様においては、切断された腕２６を有する残留肢切断者は、義肢のための圧力支持問題を有していないが、肘で曲がる及び掴む能力等の、完全な腕の典型的な機能を提供するように関節連結可能な義肢を有することについて懸念する。麻痺した肢体を有する個人も、同様の問題を有し、この個人は、麻痺した肢体が、ある程度の可動性及びひいては機能を有することを望んでいる。
【０００７】
歴史的に、足の切断者によって通常使用される義肢は、ほとんどの部分が、全てアップランドウィロウ等の木材から形成されている。義肢には、残留肢１０の断端１４を収容するためのソケットが、手作業で彫刻される。ソケットの下方には、脛骨下部の足のすね部分がある。これらの木材製の義肢は、生皮で被覆されており、この生皮はしばしば塗装されていた。ほとんどの木材義肢のソケットは、中空であり、肢体は、断端１４の遠位端部においてではなく、断端１４に隣接した周囲組織によって義肢に通常支持されていた。
【０００８】
欧州における幾つかの義肢は、中空の、鍛造された金属片から形成されていた。繊維義肢が使用され、この繊維義肢は、型の周囲に引き伸ばされ、この後、乾燥及び硬化させられた。やはり、これらの義肢は中空であり、断端１４に隣接した周囲組織の周囲において残留肢を支持した。
【０００９】
これらの様々な義肢は、切断者の断端１４を挿入するためのソケットを有している。通常ソケットの２つのカテゴリがある。硬いソケットがあり、この場合、断端は、ソケット内に隙間なくはまり込み、実際にいかなるタイプのライナ又は断端カバーなしにソケット壁部に接触する。別のソケットのカテゴリは、ライナ又は挿入体を利用するソケットである。ソケットの両カテゴリは、通常、端部が開放されたソケットであり、ソケットは底部において中空室を有しており、ソケットのいかなる部分も、断端１４の遠位端部に接触しなかった。したがって、断端は、ソケットの内壁にはめ込まれた場合に、断端の周囲に沿って支持された。
【００１０】
これらのタイプのソケットは、断端１４に大きなせん断力を生じた上、肢に対するソケットの周囲圧力効果によって神経束及び流体の管流れに圧力又は摩擦の問題を生じた。この圧力効果は、ソケットの端部内への膨張を生じるおそれがあり、切断者は、断端１４の端部において深刻な水腫及び結節を生じるおそれがある。
【００１１】
次第に、補綴学者は、ソケットの中空室を充填し、断端とソケットとの接触全体を増大させることによって、腫れ及び水腫の問題を排除することを学んだ。しかしながら、骨の突出等の、問題のある組織構造は、ソケットに挿入されるための柔らかい又は柔軟な材料を付加する等の特別な考慮を必要とした。
【００１２】
今日では、ほとんどの義肢は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン及びポリエチレン等の熱可塑性樹脂から形成されておりい、これらの材料はおそらく、様々な樹脂によって含浸されてもよいナイロンメリヤス上にラミネートされる。
【００１３】
過去には、ほとんどの義肢は、何らかの形式のプーリ、ベルト又はストラップ吊り下げによって切断者の体から吊り下げされ、これらのプーリ、ベルト又はストラップ吊り下げは、しばしば様々なハーネス及びおそらく皮革レースと共に使用された。義肢を吊り下げする別の方法は、くさび吊り下げとして知られており、この場合、実際のくさびが、上部開口においてより閉鎖されているソケット内に組み込まれる。ソケット内のくさびは、管状外転筋において大腿部内側顆又は膝関節突起にはまる。さらに別の吊り下げ形式は、シャトルシステム又は機械的引っ掛け又はリンクアップと呼ばれ、薄い吸引ライナが断端上に被され、この吸引ライナは、遠位端部にドッキング装置を有しており、このドッキング装置は、ソケット室の底部における対応部材と機械的に連結する。スリーブ吊り下げも使用され、切断者は、ゴム状スリーブに形成されたラテックスゴムチューブを使用してよく、このスリーブは、義肢の上部及び切断者の大腿部に巻きつけられる。スリーブ吊り下げは、別の形式の吊り下げ技術と組み合わせて使用されてきた。
【００１４】
補綴学の分野では、正圧システムの使用と負圧システムの使用（又は低圧の閉鎖された室）が利用されてきた。ある時には、圧力システムに関して、ソケットにはめ込むために、“膨張可能な内部チューブ”が使用された。現在は、空圧式“バッグ”が存在し、この空圧式バッグは、ソケット内の容積変化に対応するのを助けるために圧力を高めるために、良好な重量支持領域であると考えられる場所に戦略的に配置される。
【００１５】
これに関する問題は、それが極めて特定の圧力であり、これらの高圧領域に亘って劇的に組織の萎縮及び損失を生じるということである。これらのシステムは、ソケット内の容積変化に対応するために、残留肢と義肢との間の接触領域全体に亘って分配される正圧を使用しない。
負圧態様は、閉鎖された室のために利用され、ソケットは、ソックスと共に引き込み、ソケットからカバーを引き出し、次いで弁で開口を閉鎖することにより装着される。このことは、底部においてシールを形成し、断端は、低圧シールによってソケット内に保持される。しかしながら、残留肢を義肢にロックするために、真空ポンプによって生ぜしめられる負圧を使用するシステムは存在しない。
【００１６】
より古いシステムは最初はドイツにおいて開始された。これらのシステムは、端部が開放したソケットであり、ソケットの底部に空気室が存在することを意味する。このことは、特に成功したわけではない。なぜならば、このシステムは、チャンバ内への残留肢の膨張を生じるからであり、この膨張は、足の重量を吊り下げしかつ制限された領域の下の負の引っ張りによって形成される。このことは、深刻な水腫につながり、水腫は、断端の破損及び排水を生じるほど十分に深刻である。
【００１７】
後にアメリカで分かったことは、残留肢とソケットとの間において完全な接触が重要であり、完全な接触が生じたならば、重量が均一に分配されるか、又は吊り下げは、ソケットの開放した室部分のみではなく、肢の表面全体に亘って分配された。
【００１８】
人体は概して、海面レベルにおいて約１気圧にさらされている。このことは、体内の正常な体液系統を維持している。切断者が、補綴物を装着し、体の重量を残留肢の表面積を介して伝達する圧力を骨に受け始めると、残留肢にかかる圧力が増大し、この圧力は、１気圧に、付加的な圧力が重量の支持によって形成されたものを加えたものに等しい。この増大した圧力は、より低い圧力にさらされている体の大部分への、残留肢内の体液の結果的な損失を生じる。この体液の損失は、日中に残留肢の容積を減少させる。これは切断者ごとに異なるが、全ての切断者の間で一定であり、残留肢がより“肉っぽく”かつより柔らかいと、より大きな容積変動が生じる。重量がより大きくかつ表面積がより小さくなると、より大きな圧力が生じ、体液における“スイング”が生じる。従来、切断者は、義肢を取り外し、減少した残留肢容積を補償するために付加的な断端ソックスを装着することによって、この容積減少を補償しなければならなかった。
【００１９】
特開平７−１５５３４３号は、義肢を肢の断端に取り付けるために、義肢ソケットに圧力又は吸引力を加えるためのポンプを開示している。しかしながら、この特許は、残留肢をソケットにしっかりと完全に接触させるために真空を使用することは開示しておらず、重量支持圧力による残留肢の体液の損失を回避するために真空を使用することも開示していない。
【００２０】
米国特許第５８８８２３０号明細書は、肢とライナとの間に接続された真空ポンプを使用することを開示している。しかしながら、この発明は、実質的に実行不能である。なぜならば、ライナは、締まりばめによって常時断端に適合しており、残留肢とライナとの間には、真空を生じるために空間が存在しないからである。いかなる場合にも、この特許は、残留肢をソケット内部に対してしっかりとかつ完全に引き付けるようにソケットに真空を提供することは開示していない。それに対して、この特許は、ライナとソケットとの間に詰め物を使用することを開示している。残留肢とソケットとの完全な接触なしに、残留肢は、肢とソケットとの間に空間内へ膨張する。また、この特許は、重量支持圧力による義肢の容積の減少を防止するために真空を使用することは開示していない。
【００２１】
米国特許第５５４９７０９号明細書は、低圧制御される義肢の幾つかの実施形態を開示している。しかしながら、これらの実施形態は全て２つのソケット、すなわち外部ソケットと内部ソケットとを必要とした。出願人は、本発明が、２つのソケットを必要とすることなく性能を高めることが分かった。１つのソケットは、２つのソケットと等しく又はそれよりも優れて機能する。
【００２２】
また、断端と、第５５４９７０９号に開示されたソケットとの間に完全な気密シールを維持することは実質的に不可能であることが分かった。その結果、ソケット内へゆっくりと空気が漏出することにより、ソケット内の真空が低減される。真空が低減されることにより、真空の有益な効果もゆっくりと低減する。その結果、シールを通過して空気が漏出している場合にソケットキャビティ内の真空を維持するための手段が必要とされている。
【００２３】
これらの装置の幾つかは、プロテーゼに関連する問題の幾つかを指摘していたが、義肢、ライナ及びソケットのいずれも、個々に又は組み合わせて、残留肢と完全に接触させ、義肢によって肢組織に伝達されるせん断、衝撃及び機械的な力を吸収及び散逸させ、残留肢の容積を制御し、残留肢をソケット内に保持するためのロック装置として負圧を使用するプロテーゼは提供していない。
【００２４】
シールを通過して空気が漏出している場合にキャビティ内の真空を維持するために義肢のための真空ポンプ及び衝撃吸収装置が必要とされている。
【００２５】
【特許文献１】特開平７−１５５３４３号
【特許文献２】米国特許第５８８８２３０号明細書
【特許文献３】米国特許第５５４９７０９号明細書
【発明の開示】
【００２６】
本発明の主たる課題及び利点は、装着者が義肢を装着して歩行する場合に義肢ソケットのキャビティ内に自動的に真空を維持する、重量作動式真空ポンプを有している、ということである。
【００２７】
本発明の別の主たる課題及び利点は、衝撃吸収機能を提供するということである。
【００２８】
本発明の別の主たる課題及び利点は、衝撃吸収の程度が、装着者によって調整可能であるということである。
【００２９】
本発明の別の主たる課題及び利点は、回転防止機能を提供するということである。
【００３０】
本発明の別の主たる課題及び利点は、回転防止の程度が、装着者によって調整可能であるということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図３は、低圧式(hypobarically)に制御される義肢５０を示している。低圧式に制御される義肢５０は、外部ソケット５２と、脛５４と、足部５６とを有している。外部ソケット５２は、間に空間５８を形成しながら残留肢１４の実質的な部分を収容するための容積及び形状を有している。
【００３２】
低圧式に制御される義肢５０の第１実施例が図４に示されている。低圧式に制御される義肢５０はさらに、キャビティ６２を備えたフレキシブルな内部ソケット６０を有しており、前記キャビティ６２は、残留肢１４の実質的な部分を収容するための容積及び形状を有しており、内部ソケットは、外部ソケット５２と残留肢１４との間の空間５８内に取り付けられている。内部ソケット６０は、残留肢１４と向き合った内面６４と、外部ソケット５２と向き合った外面６６とを有している。
【００３３】
真空源７０が、脛若しくはパイロン５４に好都合に取り付けられていてよい。真空源７０は、好適には機械的に又はモータで駆動されるポンプ７２であってよい。真空源７０は電源８３に接続されており、この電源８３は電池であってよい。
【００３４】
真空弁７４が適切に真空源７０に接続されている。真空弁７４は好適には外部ソケット５２に配置されている。真空チューブ７６は真空弁７４をキャビティ６２に接続させている。真空源が、残留肢１４を引き込んで、内部ソケット６０の内面６４としっかりと接触させることが分かる。
【００３５】
低圧制御される義肢５０は、真空源７０を制御するためのレギュレータ手段８０をも有している。好適には、レギュレータ手段８０はデジタルコンピュータ８２であってよい。それに代えて、レギュレータ手段は真空レギュレータであってよい。レギュレータ手段８０は、電池であってよい電源８３に接続されている。
【００３６】
シール手段８４が、残留肢１４と外部ソケット５２との間に気密シールを形成している。好適には、シール手段８４は、発泡されていない、非多孔質のポリウレタン吊り下げスリーブ８６であり、この吊り下げスリーブ８６は、外部ソケット５２と、残留肢１４の一部との上に巻き広げられこれらを被覆する。それに代えて、シール手段８４は、気密であるシールのあらゆるタイプのものであってよい。
【００３７】
低圧制御される義肢５０は、残留肢１４と内部ソケット６０の内面６４との間に薄いシース９０を有していてもよい。真空がキャビティ６２に加えられると、シース９０は、真空がキャビティ６２全体に均一に加わることを可能にする。シース９０が設けられていないと、残留肢１４が内面６４に対して付着し、シールを形成するおそれがあり、このシールは、キャビティ６２への真空の均一な加わりを妨げる。シース９０は、内部ソケット６０内への滑らかでかつ容易な装着のために切断者を補助するために使用されてもよい。シース９０は好適には薄い編まれたナイロンから形成されている。
【００３８】
低圧制御される義肢５０は、発泡されていない、非多孔質のライナ９２を有していてもよく、このライナは、残留肢１４を収容し、シース９０と残留肢１４との間に配置されている。ライナ９２は、全体接触低圧吸着式の均等重量分配ソケットライナを提供する。ライナ９２は、残留肢１４の皮膚に容易に付着し、残留肢１４との完全な接触を提供する。ライナ９２は、歩行に通常関連した衝撃、機械的力、せん断力を吸収及び散逸する。
【００３９】
低圧制御式義肢５０は、吊り下げスリーブ８６上に巻き広げかつ被覆するために、伸長可能なナイロンの第２のスリーブ９４を有していてもよく、これにより、衣服が吊り下げスリーブ８６にくっついたりまとわりつくことを防止する。
【００４０】
図３を参照すると、ポリウレタン製の管状のスリーブ８６が、単独で、及びウレタンライナ９２と、任意のナイロン製のシース９０と、第２の伸長可能なナイロン製のスリーブ９４と共に組合わせて示されている。
【００４１】
より具体的には、切断者は、伸長可能なナイロンの第２のスリーブ９４を装着し、このスリーブ９４は、スパンデックスのような材料から形成されていると好適であり、断端１４に、残留肢の上部まで、好適には脚部の大腿部１２までたくし上げられる。次いで、ポリウレタンスリーブ８６も、残留肢１０において上方へたくし上げられる。その後、ライナ９２が選択的に装着される。
【００４２】
次いで、切断者は選択的にナイロンのシース９０を使用してよく、このシースは、非伸長性の、薄い、摩擦を低減するナイロンから形成されていると適している。前述のように、シース９０は、選択的に、内部ソケット６０への滑らかでかつ容易な装着のために切断者を補助するように使用されてもよい。それに代えて、シース９０は省略されてもよく、ライナ９２が単に義肢５０の内部ソケット６０へ挿入されてもよい。
【００４３】
次いで、切断者は、単にポリウレタンスリーブ８６のたくし上げられた部分を掴み、外部ソケット５２の実質的な部分に被さるように巻き広げる。スリーブ８６は、残留肢１４と外部ソケット５２との間に気密シールを形成する。
【００４４】
認められるように、ポリウレタンスリーブ８６は粘着質である。その結果、伸長可能なナイロンの第２のスリーブ９４が、使用され、ポリウレタンスリーブ８６上に巻き広げられてよい。
【００４５】
次いで、切断者はレギュレータ手段８０を設定し、真空源７０が真空弁７４及び真空チューブ７６を介してキャビティ６２に真空を加えるようにする。十分な真空が提供され、これにより、残留肢（選択的な被覆物を備えている）が、フレキシブルな内部ソケット６０の内面６４に対してしっかりと引き付けられる。真空源７０は、好適には、０〜２５水銀柱インチ（１５〜２０インチであると理想的である）の範囲の真空を維持する。
【００４６】
内部ソケット６０内の真空により、低圧制御される義肢５０が残留肢１４から吊り下げられることが分かる。真空は、残留肢のソケット内への膨張なしに、内部ソケット６０内に残留肢１４をロックする。なぜならば、残留肢１４が内部ソケット６０と完全に接触するからである。すなわち、残留肢を引っ張り込む開放チャンバが残留肢１４と内部ソケット６０との間には存在しない。
【００４７】
重量支持圧力によって日中に残留肢１４の容積が減少すると、レギュレータ手段７０は真空源７０を適切に調整し、これにより、残留肢１４を内部ソケット６０に対してさらにしっかりと引き付け、残留肢容積の損失を補償する。真空は、重量支持圧力によって生ぜしめられる残留肢からの体液の損失にも部分的に抗する。
【００４８】
低圧制御される義肢５０の第２実施形態が図５及び図６に示されている。低圧制御される義肢５０の第２実施例は、内部ソケット６０Ａが圧縮可能でありかつフレキシブルであることを除いては上記と同様である。真空源の代わりに、第２実施例は、正の空気圧力源１００を有しており、この正の空気圧力源は好適にはモータ駆動式ポンプ１０２であってよい。デジタルコンピュータ８２であってよいレギュレータ手段８０は、正の空気圧力源１００を制御する。レギュレータ手段及び正の空気圧力源１００は、電池であってよい電源８３に接続されている。正圧弁１０４は空間５８を正の空気圧力源１００に接続させており、残留肢の容積が減少すると内部ソケット６０Ａを圧縮する。
【００４９】
重量支持圧力によって日中に残留肢１４の容積が減少すると、レギュレータ手段８０が正の空気圧力源１００を制御して、空気圧が内部ソケット６０Ａを圧縮し、図６に示したように、残留肢の減少した容積を補償することが分かるであろう。
【００５０】
低圧制御される義肢５０の第３実施例が図７に示されている。第３実施例は、前記第１及び第２実施例の組み合わせである。
【００５１】
機械的なモータ駆動式ポンプ７２は、真空源７０及び正の空気圧力源１００として働いてよい。レギュレータ手段８０と、真空源７０と、正の空気圧力源１００とは、電池であってよい電源８３に接続されている。
【００５２】
真空源７０は、レギュレータ手段８０の制御により、減少した残留肢の容積をある点まで補償する。その時点から、レギュレータ手段８０は、正の空気圧力源１００を作動させ、上記のように減じられた残留肢容積をさらに補償する。したがって、第３実施例は、残留肢１４を内部ソケット６０内でロックし、残留肢１４における体液損失を補償するためのソケット容積を減じるために協働する真空及び正の空気圧を使用する。真空式補償と正の空気圧式補償との切り替えが行われる時点は、レギュレータ手段８０によって制御され、このレギュレータ手段８０は、前述のように、ソケット環境のために適切にプログラムされたデジタルコンピュータであってよい。
【００５３】
低圧制御される義肢５０の第４実施例が図８に示されている。第４実施例は第１実施例と同様であるが、２つの真空弁、つまり第１の真空弁１０６と第２の真空弁１１０とを有しており、これらの真空弁は真空源７０に接続されている。第１の真空弁１０６は、真空源７０を空間５８に接続している。空間５８は、米国特許第４８２８３２５号に開示されているように、ポリスチレンビーズ等の半圧縮可能材料１０８を有している。前記米国特許は引用により本願に導入される。
【００５４】
義肢５０を装着するために、切断者は前記のような手順を行う。残留肢１４（随意に被覆物を備えている）を、圧縮可能かつ膨張可能な内部ソケット６０Ｂ内に挿入し、吊り下げスリーブ８６を外部ソケット５２上に巻き出した後、切断者はレギュレータ手段８０を作動させ、真空源７０が真空を空間５８に加える。これにより、材料１０８は互いにロックして剛性のものとなり、残留肢１４の形状に適応する。内部ソケット６０Ｂは、残留肢１４の重量によって、及び真空の作用によって、僅かに膨張してよい。
【００５５】
半圧縮可能な成形材料１０８は、あつらえたソケットを製造するためのあつらえの製造プロセスを使用することなく、残留肢１４の輪郭に合うように成形されることができることがわかるであろう。外部ソケット５２は、標準サイズ、例えば小、中、大のように適切に提供されてよい。内部ソケット６０Ｂも、小、中、大等の標準サイズで提供されてもよい。残留肢１４の輪郭への内部ソケット６０Ｂの適応は、真空の作用により材料１０８を固化させることにより行われる。
【００５６】
第２の真空弁１１０は、残留肢１４を内部ソケット６０Ｂ内でロックするために、前記のように真空源７０をキャビティ６２に接続している。
【００５７】
第４実施例は、内部ソケット６０Ｂのサイズを調整して、減少した残留肢容積を補償するために、前記のように正の空気圧力源１００を有していてもよい。
【００５８】
第４実施例は、前記のように、薄いシース９０と、ライナ９２と、第２のスリーブ９４とを有していてもよい。
【００５９】
正の空気圧力源１００は、接続部１２０によって、義肢５０の踵部及び足部における衝撃吸収及びダイナミック応答のために使用されてもよい。
【００６０】
低圧制御される義肢５０の第５実施例が図１０に示されている。この実施例は、図４に示した第１実施例と同様であるが、幾つかの変更点を備える。第１に、真空源７１は手動操作式真空ポンプ７１に接続されており、手動操作式真空ポンプ７１は、約１５〜２５水銀柱インチまでキャビティ６２から空気を除去する。適切な手動操作式真空ポンプは、カリフォルニア州クカモンガ所在のNeward Enterprises, Inc.によって製造されている商標名MITY VAC II の名称で市販されている。
【００６１】
第５実施例も、シール手段８４を有しており、このシール手段８４は、好適には、残留肢１４の一部の上に巻き広げられてこれを被覆するための、発泡されていない、非多孔質のポリウレタン吊り下げスリーブ８６から成っている。シール手段８６の一部は、外部ソケット５２と内部ソケット６０との間に配置される。スリーブは、様々な空気不透過性エラストマのうちのいずれから形成されていてもよい。
【００６２】
図１０に示した第５実施例は、内部ソケット６２を外部ソケット５２とロックさせるための機械的なインタロック６７，５９をも有している。好適には、機械的なインタロックは、内部ソケット６２に設けられた第１の突出部６７と、外部ソケット５２に設けられた第２の突出部５９とから成っている。第１の突出部６７は第２の突出部５９と係合し、内部ソケット６０を外部ソケット５２内にロックする。
【００６３】
本発明の低圧制御される義肢の第６実施例が図１１及び図１２に示されている。第６実施例は、図４に示した第１実施例と同様であるが、幾つかの変更点を備える。
【００６４】
第１に、内部ソケットは、特に、外部ソケットから取り外し可能になっている。内部ソケットと外部ソケットとの間にポジティブな機械的結合を提供し、さらに内部ソケットが容易に取り外されるようにするために、第６実施例は、内部ソケット６０と外部ソケット５２とに係合する機械的インタロック１０３を有している。好適には、機械的なインタロックは、内部ソケット６０に取り付けられた延長部１０４と、外部ソケット５２に取り付けられていてかつ延長部１０４を収容するドッキング装置１０６とであってよく、ロッキング機構１０５は、延長部１０４とドッキング装置１０６とに係合する。
【００６５】
延長部は、内部ソケットからのあらゆる種類の突出部、例えば張出し部又はタブであってよい。好適には、延長部１０４はシャトルピン１０８を有している。
【００６６】
ロッキング機構は、延長部１０４及びドッキング装置１０６に係合するあらゆる種類の部材、例えばねじ、ワイヤ又はピンであってよい。好適には、ロッキング機構１０５は、第２のピン１１０を有しており、この第２のピン１１０は、アクセス可能であるように外部ソケット５２の外部へ延びている。
【００６７】
第２に、第６実施例は、１つではなく、２つの薄いシースを有している。第１の内部シース９０は、好適には、残留肢１４と内部ソケット６０の内面６４との間に配置されていてよい。真空がキャビティ６２に加えられると、内部シース９０により、真空がキャビティ６２全体に均一に加えられる。内部シース９０が設けられていないと、残留肢１４が内面６４に対して“付着して”、シールを形成し、このシールは、キャビティ６２への真空の均一な提供を妨げる。内部シース９０は、内部ソケット６０への滑らかでかつ容易な装着のために切断者を補助するために使用されてもよい。
【００６８】
外部シース９３は、好適には吊り下げスリーブ８６と内部ソケット６０との間に配置されており、これにより、吊り下げスリーブが内部ソケット６０に付着することを防止している。このような付着は、内部ソケット６０とスリーブ８６との間に摩擦を生ぜしめ、このことは、スリーブを磨耗させる。このような付着は、残留肢の運動をも制限する。外部シース９３は、内部ソケット６０との摩擦によって損傷されることから吊り下げスリーブ８６も保護している。
【００６９】
第６実施例は、好適には外部シース９３と、吊り下げスリーブ８６と、第２のスリーブ９４とをカバーし、内部ソケット６０に対して外部シース９３と、吊り下げスリーブ８６と、第２のスリーブ９４とをシールするための、接着圧力テープ９５をも有している。テープ９５は、内部ソケットに対してこれらの層の全てをロックし、これにより、これらの層は移動中に緩むことがない。
【００７０】
第６実施例においては、吊り下げスリーブ８６が内部ソケット６０と外部ソケット５２との間に配置されるので、スリーブ８６は損傷から保護されている。
【００７１】
第６実施例では、内部ソケット６０は、剛性の下部９８と、実質的にフレキシブルな上部９６とを有している。剛性の下部は重量支持を補助するのに対し、実質的にフレキシブルな上部は、残留肢１４の運動を可能にする。膝が完全に延びた状態から完全に曲げられた状態になると、膝の幅はかなり著しく変化し、硬い、フレキシブルではないソケット縁部においては、残留肢１４に過剰な圧力が加えられるおそれがある。実質的にフレキシブルな上部９６は、義肢５０をより快適で、これらの変化に対しより適応性のあるものにする。同じ理由から、外部ソケット５２は、剛性の下部１０２と実質的にフレキシブルな上部１００とを有している。
【００７２】
好適には、内部ソケット６０の上縁部は、外部ソケット５２の上縁部よりも下方に位置しているので、スリーブ８６は衝撃から保護されている。好適には、内部ソケット６０の上縁部は、外部ソケット５２の上縁部から１６分の３インチだけ下方に配置されていてよい。
【００７３】
第６実施例は、真空システムに対して大幅な変更を加えている。
【００７４】
第１に、真空チューブ７６を取り付けるために、内部ソケット６０に真空取付け具７８が付加された。真空取付け具７８により、キャビティ６２内の真空の程度を検出するための真空センサ７９の取付けが可能となり、センサ７９にはセンサ導線８１が取り付けられており、このセンサ導線はセンサ７９をレギュレータ手段８０に接続しており、これにより、検出された真空をレギュレータ手段８０に伝送する。
【００７５】
真空弁７４は、キャビティ６２内に真空を維持するためにキャビティ６２と真空源７０との間に配置されている。通常、真空弁７４は一方向弁又は逆止め弁である。
【００７６】
第６実施例では、真空源７０と、真空チューブ７６と、真空弁７４と、レギュレータ手段８０と、電源８３とは全て、外部ソケット５２と内部ソケット６０との間の空間５８において、外部ソケット５２に取り付けられている。このように、これらのデリケートな構成部材は、衝撃による損傷から保護されている。レギュレータ手段８０が外部ソケット５２内に配置されているので、レギュレータ手段８０の手動制御を可能にするために、真空制御装置７７が外部ソケット５２の外部へ延びている。
【００７７】
切断者は、前述のものと同様の形式で第６実施例を装着するが、幾つかの変更点がある。第１に、外部シース９３は、吊り下げスリーブ８６を残留肢上に上方へ巻き上げた後でかつライナ９２を装着する前に残留肢１４に取り付けられる。ライナ９２上に内部シース９０を装着した後、切断者は、残留肢１４を内部ソケット６０内に挿入する。次いで、外部シース９３と、吊り下げスリーブ８６と、第２のスリーブ９４とが、内部ソケット６０上に巻き広げられ、接着圧力テープ９５が適用される。次いで、装着者は、真空制御装置７７によって適切な真空レベルにレギュレータ手段８０を設定し、真空チューブ７６を真空取付け具７８に接続する。次いで、内部ソケット６０は外部ソケット５２内に配置され、これにより、シャトルピン１０８がドッキング装置１０６と係合し、ロッキングピン１１０は、シャトルピン１０８及びドッキング装置１０６に係合するようにセットされ、ポジティブな機械的インタロックを提供する。
【００７８】
本発明の低圧制御される義肢の第７実施例が図１３に示されている。第７実施例は第６実施例と同様であるが、幾つかの変更点を有する。
【００７９】
第１に、機械的なインタロック１０３は内部ソケット６０に係合しない。その代わりに、機械的なインタロックは外部ソケット５２と吊り下げスリーブ８６とに係合する。これを行うために、吊り下げスリーブ８６は内部ソケット６０全体を被覆し、吊り下げスリーブ８６は、図１４に示したように吊り下げスリーブの遠位端部において吊り下げスリーブに埋設された延長部１０４又はシャトルピン１０８を有している。好適には、延長部１０４は、吊り下げスリーブに埋設された部分１０４Ａを有している。この部分１０４Ａは、ディスク又は傘１０４Ａであってよい。延長部１０４は次いで前述のようにドッキング装置１０６に係合する。
【００８０】
第２に、吊り下げスリーブ８６は、外部ソケット５２と義肢とにより吊り下げスリーブ８６に課せられる付加的な重量を支持するように変更されている。特に、吊り下げスリーブ８６は、周方向の膨張を許容するが、義肢の重量が加わることによる長手方向の伸長には抵抗するような材料から形成されている。このような材料は米国特許第５５７１２０８号に記載されており、この米国特許は引用により本願に組み込まれる。
【００８１】
スリーブ８６は好適には、スリーブの周囲に周方向に配置された織物の糸を有している。糸は、ダブルニットのポリウレタンから成っている。糸はナイロンを含んでいてもよい。糸により、スリーブ８６は周方向で膨張することができ、これにより、スリーブが残留肢１４に滑り被せられ、下部は内部ソケット５２に滑り被せられる。糸は好適にはクロスリンクと結合されており、このクロスリンクは、好適にはポリウレタンから形成されてもよい。クロスリンクと糸とはマトリックスを形成しており、このマトリックスは、周方向の膨張を許容するが、義肢の重量が加わることによる長手方向伸長には抵抗する。例えば、スリーブ８６の、長手方向伸長と周方向伸長との比は、１対４であってよい。
【００８２】
スリーブ８６は、柔軟性を高めるために、垂直方向及び水平方向の伸長を許容する材料から形成された部分を内部ソケット５２の上方に有していてよい。
【００８３】
本発明の低圧制御される義肢の第８実施例が図１５に示されている。
【００８４】
これまでの実施例とは異なり、第８実施例の義肢５０は、内部及び外部のソケットを有しておらず、１つのソケット６０のみを有しており、ひいては著しく単純である。
【００８５】
ソケット６０は、間にキャビティ６２を備えながら残留肢１４の大部分を収容するための容積及び形状を有している。
【００８６】
発泡されていない、非多孔質のポリウレタンライナ９２は、好適には、残留肢１４を収容し、残留肢１４とソケット６０との間に配置される。
【００８７】
真空源７０は、真空弁７８によってキャビティ６２に接続されており、これにより、残留肢１４をソケット６０内へ引き込み、ソケット６０としっかりと接触させる。
【００８８】
シール手段８４は、残留肢１４とソケット６０との間にシールを形成し、キャビティ６２内への空気漏出を最小限に抑制する。完全なシールを形成することは不可能であり、その結果、空気漏出は、毎分３０ｃｃの量で生じるおそれがあることが分かった。空気がキャビティ６２内へ漏出すると、キャビティ内の真空を回復させるために真空源７０を作動させる必要がある。さらに、キャビティ内の真空が約５水銀柱インチである場合に、残留肢が、日中にその容積の６〜１５％を損失するのに対し、キャビティ内の真空が１５〜２５水銀柱インチである場合、残留肢は、日中にその容積の約１％しか損失しない、ということが分かった。
【００８９】
真空ポンプ７２等の真空源がキャビティ内に真空を維持するために運転する必要がある時間を最小限にするために、義肢５０の第９実施例が図１６に示されている。第９実施例は第８実施例と同様であるが、真空源７０と真空弁７８との間に真空リザーバ１１０が付加されている。真空リザーバ１１０は、キャビティ６２よりも著しく大きな容積を有している。適切には、真空リザーバは２ガロン又は９０００ｃｃの容積を有していてよいのに対し、キャビティ６２の容積は、約１００ｃｃ又はそれ以下であってよい。
【００９０】
空気がキャビティ６２内へ漏出すると、空気が真空リザーバ１１０内へ引き込まれ、これによりキャビティ６２内に真空を維持することが分かるであろう。
【００９１】
リザーバ１１０内の真空が所定の最小しきい値に達すると、真空源７０が作動させられ、真空リザーバ１１０に真空を回復させる。真空源７０は、手動で、又はレギュレータ手段（図示せず）によって作動させられてよい。
【００９２】
義肢５０は通常、図３に示したように、脛若しくはパイロン５４と、足部５６とを有している。好適には、ソケット６０と足部５６との間において脛５４に真空リザーバ１１０が取り付けられている。しかしながら、真空リザーバは、例えばバックパックに設けられる等、別個に運搬されてもよい。真空リザーバ１１０の配置に応じて、真空リザーバ１１０を真空弁７８に接続するために真空チューブ７６が必要である。
【００９３】
真空リザーバ１１０の容積が約９０００ｃｃであり、空気が毎分約７５ｃｃでキャビティ６２内に漏出するならば、真空源７０の作動の間隔は約１２０分ごとであることができる。
【００９４】
第８及び第９実施例の義肢５０は、好適には、さらに以下のことを含んでいてよい。
【００９５】
内部シース９０は、ライナ９２とソケットとの間に配置されていてよく、これにより、前述のようにキャビティ６２内の真空の均一な分布を保証する。好適には、内部シース９０は薄いニットのナイロンであってよい。シース９０は、ライナ９２の外側に取り付けられていてもよい。
【００９６】
シール手段８４は好適には、前述のようにソケット６０及び義肢１４の一部の上に巻き広げられかつこれらを被覆するための、発泡されていない、非多孔質のポリウレタン吊り下げスリーブ８６である。
【００９７】
吊り下げスリーブ８６の上に巻き広げかつこれを被覆するための、伸長可能なナイロンの第２のスリーブ９４が、前述のように衣服が吊り下げスリーブ８６に付着したり及びこれを捕捉することを防止するために付加されていてよい。
【００９８】
真空源７０は、好適には、前述のように、モータによって又は機械的に駆動される真空ポンプ７２である。真空ポンプ７２の配置に応じて、真空ポンプ７２を真空弁７８に接続するために真空チューブ７６が必要である。
【００９９】
キャビティ内に真空を維持するために真空リザーバを使用する代わりに、重量作動式真空ポンプが用いられてよい。
【０１００】
義肢のための真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第１実施例が図１７〜図２５に示されている。
【０１０１】
１つの態様における真空ポンプ及び衝撃吸収装置２００は、ハウジング２１０を有しており、このハウジングは、ソケット６０に固定的に取り付けられており、ハウジング上壁２１２とハウジング側壁２１４とを有している。
【０１０２】
シリンダ２２０は、ハウジング２１０内を往復運動し、ハウジング側壁２１４とシール係合する。シリンダ２２０は、シリンダ上壁２２２とシリンダ側壁２２４とを有している。
【０１０３】
シリンダ２２０は、キャップ２３０に固定的に取り付けられており、キャップ２３０はパイロン５４に固定的に取り付けられている。
【０１０４】
ピストン２６０は、ハウジング２１０に固定的に取り付けられており、シリンダ２２０内を往復運動する。好適には、ピストン２６０はハウジング２１０にねじ固定されている。
【０１０５】
シリンダ上壁２２２と、シリンダ側壁２２４と、ピストン２６０とは協働して第１のチャンバ２４０を形成している。
【０１０６】
シリンダ上壁２２２と、ハウジング上壁２１２と、ハウジング側壁２１４とは協働して第２のチャンバ２５０を形成している。
【０１０７】
ピストン２６０と、シリンダ側壁２２４と、キャップ２３０とは協働して第３のチャンバ２４１を形成している。
【０１０８】
第１の弁手段２７０は、第１のチャンバ２４０及び第２のチャンバ２５０をキャビティ６２と大気とに接続させている。第２の弁手段２８０は、第２のチャンバ２５０及び第１のチャンバ２４０をキャビティ６２と大気とに接続させている。第１の弁手段２７０と第１のチャンバ２４０との間には吸入／排出ポート２７２とが配置されている。吸入ポート２７４は第２のチャンバ２５０を第１の弁手段２７０に接続している。排出ポート２８４は第２のチャンバ２５０を第２の弁手段２８０に接続している。
【０１０９】
好適には、第１の弁手段２７０は、３方向弁２７２であってよく、第２の弁手段２８０は第２の３方向弁２８２である。
【０１１０】
重量作動式真空ポンプ２００は、好適には、シリンダ２２０とハウジング２１０との間に回転防止カラー２９０をも有している。
【０１１１】
ピストン２６０とシリンダ側壁２２４との間には第１のシール３００が配置されており、シリンダ側壁２２４とハウジング側壁２１４との間には第２のシール３１０が配置されている。好適には、キャップ２３０とハウジング側壁２１４との間には第１のブシュ３２０が配置されており、シリンダ側壁２２４とハウジング側壁２１４との間には第２のブシュ３３０が配置されている。
【０１１２】
好適には、ハウジング上壁２１０は中空のコア２１６を有しており、ピストン２６０は、中空のコア２１６と摺動可能に係合したステム２６２を有している。最も好適には、吸入／排出ポート２７２がステム２６２を横切っている。
【０１１３】
重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置２００も、好適には、シリンダ２２０をハウジング上壁２１２に向かって押し付けるばね３４０を有している。それに代えて、第３チャンバ２４１内の圧縮空気がシリンダ２２０をハウジング上壁２１２に向かって押し付ける。ピストン２６０とキャップ２３０との間の圧縮空気の圧力を変化させるために、調整弁３５０が設けられていてよい。
【０１１４】
ここで、重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置２００の第１実施例の作用を説明する。
【０１１５】
図２２は、装着者がパイロン５４にいかなる体重をも加えていない状態、例えば座っている又は歩行中の踏み出し段階が完了した時のポンプ２００を示している。図示したように、ピストン２６０はシリンダ上壁２２０に当接しており、第３チャンバ２４１内の圧縮空気によって又はばね３４０によってその位置に強制されている。ピストン２６０に取り付けられたハウジング２１０は、ピストンの行程の最上部に位置しており、第２のチャンバ２５０は最大容積にまで膨張させられている。第１の弁手段２７０は閉鎖されており、キャビティ６２をポンプ２００からシールしている。第２の弁手段２８０は、大気へ開放されている。
【０１１６】
図２３は、装着者が体重をパイロン５４に加え始めた時に何が生じるかを示している。コネクタ２１８によってソケット６０に取り付けられたハウジング２１０は、下方へ押し付けられ、ピストン２６０を連行する。ハウジング側壁２１４はシリンダ側壁２２４に沿って摺動する。シリンダ２２０はパイロン５４に固定されていて移動しないので、ハウジング２１０のこの動作は、第２のチャンバ２５０の容積を減少させ、暗い矢印で示したように、第２のチャンバ２５０から第２の弁手段２８０を介して空気を押し出す。同時に、明るい矢印で示したように、第１のチャンバ２４０内を下方へ移動するピストン２６０は、第１の弁手段２７０を介してキャビティ６２から空気を引き込み、第１の弁手段２７０は、吸入／排出ポート２７２をキャビティ６２に接続しており、キャビティ６２内に真空を生ぜしめる。ピストン２６０の動作は、ピストン２６０とキャップ２３０との間の第３チャンバ２４１内の空気をも圧縮し、衝撃吸収機能を提供する。
【０１１７】
図２４は、装着者が全体重をパイロン５４に加えた状態を示しており、ハウジング２１０及びピストン２６０は、シリンダ２２０に対して最大行程に位置している。第１チャンバ２４０は最大容積を有しており、第２チャンバ２５０は最小容積を有している。第１の弁手段２７０は、第２のチャンバ２５０をキャビティ６２に接続するように切り換えられている。
【０１１８】
図２５は、装着者が体重をパイロン５４から除去する場合、例えば歩行の振り出し段階の開始において何が生じるかを示している。第３チャンバ２４１内の圧縮空気又はばね３４０の作用により、ハウジング２１０及びピストン２６０は上方へ押し付けられ、暗い矢印によって示したように、第１のチャンバ２４０内の空気を、第１のチャンバ２４０から、吸入／排出ポート２７２及び第２の弁手段２８０を介して大気中へ押し出す。同時に、ハウジング２１０の動作は第２チャンバ２５０の容積を増大させ、明るい矢印で示したように、空気が、第１の弁手段２７０を介してキャビティ６２から第２チャンバ２５０内へ引き込まれ、キャビティ６２内の真空の程度を再び増大させる。
【０１１９】
ポンプ２００の操作を通じて、回転防止カラー２９０は、シリンダ２２０がハウジング２１０内で回転するのを防止している。
【０１２０】
重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第２実施例は、図２６〜図２９に示されている。複動式ポンプである第１実施例とは異なり、第２実施例は、単動式ポンプである。
【０１２１】
重量作動式真空ポンプ４００は、シリンダ４１０を有しており、このシリンダ４１０は、パイロン５４に取り付けられていてかつ第１のチャンバ４２０を有している。ピストン４３０は、第１のチャンバ４２０内を往復運動する。ピストン４３０は、シリンダ４１０の外側に延びており、例えばコネクタ２１８によってソケット６２に固定的に取り付けられている。好適には、シリンダ４１０は、開口４１４を備えた上壁４１２を有しており、ピストン４３０は、開口４１４と摺動可能に係合するステム４３２を有している。
【０１２２】
ピストンは、円周に沿ってシール４３６を有しており、このシールは、第１のチャンバ４２０を、ピストン４３０とシリンダ上壁４１２との間の第２チャンバ４２２から隔てている。
【０１２３】
シリンダ上壁４１２は、好適にはさらに、閉鎖端部４１６Ａと開放端部４１６Ｂとを備えた複数のチューブ４１６を有しており、開放端部４１６Ｂはソケット６０に面している。ステム４３２は、前記チューブ４１６と摺動可能に係合した複数の突出部４３４を有している。チューブ４１６内を摺動する突出部４３４は、ステム４３２が開口４１４内で回転することを防止する。
【０１２４】
吸入／排出ポート４４０は、第１のチャンバ４２０に接続されている。第１の一方向弁４５０は、吸入／排出ポート４４０をキャビティ６２に接続させている。第２の一方向弁４６０は、吸入／排出ポートを大気へ接続させている。
【０１２５】
随意に、ばね４７０がピストン４３０をソケット６０に向かって押し付ける。それに代えて、第１のチャンバ４２０内の圧縮空気がピストン４３０をソケット６０に向かって押し付ける。第１のチャンバ４２０内の圧縮空気の圧力を変化させるために、調整弁４８０が使用されてよい。
【０１２６】
出願人は、装着者が７歩歩くとポンプがキャビティ内に２２水銀柱インチの真空を生ぜしめることが分かった。
【０１２７】
ここで第２実施例の作用を説明する。
【０１２８】
装着者が体重をパイロン５４に載せると、ピストン４３０が、圧縮空気又はばね４７０に抗してシリンダ４１８内を下方へ押し付けられ、衝撃吸収効果を提供する。これと同時に、空気が、第１の一方向弁４５０及び吸入／排出ポート４４０を介してキャビティ６２から第２のチャンバ４２２内へ引き込まれ、キャビティ６２内に真空を生ぜしめる。
【０１２９】
装着者がパイロン５４から体重を除去すると、ピストン４３０が、ばね４７０又は圧縮空気によって第１のシリンダ４１０内を上方へ押し付けられ、空気を第２のチャンバ４２２から吸入／排出ポート４４０及び第２の一方向弁４６０を介して大気中へ排出する。
【０１３０】
重量作動式真空ポンプの第３実施例が図３０〜図３４に示されている。
【０１３１】
ポンプ５１０の第３実施例は、第１の壁部５１４と、第２の壁部５１６と、側壁５１８とを備えたシリンダ５１２を有している。図３１に最もよく示されているように、第１の壁部５１４と、第２の壁部５１６と、側壁５１８とは、チャンバ５２０を形成している。
【０１３２】
ピストン５３０は、シリンダ５１２内において、チャンバ５２０内を往復運動する。ピストン５３０とシリンダ側壁５１８との間にシール５３２が配置されている。
【０１３３】
図３２に最もよく示されているように、ピストンがシリンダ５１２内を往復運動すると、ピストン５３０と、シール５３２と、側壁５１８と、第１の壁部５１４とによって真空チャンバ５４０が形成される。
【０１３４】
図３４に最もよく示されているように、吸入ポート５５０は真空チャンバ５４０をソケットキャビティ６２に接続して。この接続は、あらゆる適切な形式で行うことができるが、好適には真空チューブ７６によって形成されている。
【０１３５】
排出ポート５５２は、真空チャンバ５４０を大気に接続している。
【０１３６】
第３実施例は、歩行によって生ぜしめられる、残留肢の装着者に対する衝撃を吸収するための衝撃吸収装置５６０をも有していてよい。
【０１３７】
１つの実施例では、衝撃吸収装置５６０はさらにばね５６２を有しており、このばねは義肢の装着者の重量がかけられることによって圧縮される。ばねは、衝撃吸収の程度を設定するために調整ねじ５６３によって調整可能である。
【０１３８】
衝撃吸収装置５６０は、流体で充填された圧縮チャンバ５６４をも有しており、圧縮チャンバ５６４内の流体は、義肢の装着者の重量が加わることによりピストン５３０によって圧縮される。１つの実施例において、圧縮チャンバ５６４は、ピストン５３０と、シール５３２と、側壁５１８と、第２の壁部５１６とによって形成されており、圧縮される流体は空気である。圧縮チャンバ内の流体の最大圧縮は、衝撃吸収の程度を設定するために使用者によって調整可能であってよい。例えば、圧縮空気は、タンク弁５６６を使用することによって特定の圧力で圧縮チャンバ５６４内へ導入されてよい。
【０１３９】
装着者が体重をシリンダヘッド５１３（ソケット６０に結合されている）に加えると、矢印で示したようにピストン５３０が上方へ移動し、図３２に最もよく示されているように、圧縮チャンバ５６４内の空気とばね５６２とを圧縮する。それと同時に、真空チャンバ５４０の容積が増大し、空気をソケットキャビティ６２から、真空ホース７６及び一方向逆止め弁５５１とを介して、真空チャンバ５４０内へ、吸入ポート５５０を介して引き込む。
【０１４０】
装着者がシリンダヘッド５１３から体重を除去すると、現在の圧縮チャンバ５６４内の圧縮空気及び／又は圧縮ばね５６２が、シリンダヘッド５１３及びシリンダをソケット６０に向かって上方へ押付け、これにより、ピストン５３０は、図３３に矢印で示したように下方へ移動する。この動作は、真空チャンバ５４０の容積を減少させ、一方向弁５５３及び排出ポート５５２を介して空気を真空チャンバ５４０から大気中へ排出する。
【０１４１】
重量作動式真空ポンプの第４実施例が図３５〜図３８に示されている。
【０１４２】
ポンプ６１０の第４実施例は、第１の壁部６１４と、第２の壁部６１６と、側壁６１８とを有するシリンダ６１２を有する。第１の壁部６１４と、第２の壁部６１６と、側壁６１８とは、チャンバ６２０を形成している。チャンバ６２０は空気で充填されていてよい。
【０１４３】
ピストン６３０は、シリンダ６１２内において、チャンバ６２０内を往復運動する。ピストン６３０とシリンダ側壁６１８との間にはシール６３２が配置されている。
【０１４４】
図３６に最もよく示されているように、ピストンがシリンダ６１２内を往復運動すると、ピストン６３０と、シール６３２と、側壁６１８と、第１の壁部６１４とによって真空チャンバ６４０が形成される。
【０１４５】
図３９ａに最もよく示されているように、吸入ポート６５０は真空チャンバ６４０をソケットキャビティ６２に接続させている。この接続は、あらゆる適切な形式で行うことができるが、好適には真空チューブ７６によって行われる。
【０１４６】
排出ポート６５２は真空チャンバ６４０を大気に接続している。吸入ポート６５０及び６５２は同じであってよいが、望ましくない空気流を防止するために外部の一方向弁（図示せず）を備えている。
【０１４７】
第４実施例は、歩行によって生ぜしめられる残留肢の装着者に対する衝撃を吸収するために衝撃吸収装置６６０を有していてもよい。
【０１４８】
衝撃吸収装置６６０は、流体で充填された、壁部６６６を備えた圧縮チャンバ６６４を有していてよい。流体は、空気又は液圧流体であってよい。第２のピストン６３４がチャンバ６６４内を往復運動する。第２のピストン６３４はシール６３６を有している。第２のピストン６３４と、シール６３６と、壁部６６６とは、オーバフローチャンバ６６８を形成している。チャンバ６６４内の流体の最大圧縮は、衝撃吸収の程度を設定するために使用者によって調整可能であってよい。例えば、チャンバ６６４からチャンバ６６８への流体の流れを制限するために、ニードル弁６７０は弁調整装置６８０によって調整可能であってよい。
【０１４９】
図３６及び図３７に最もよく示されているように、装着者が体重をピストン６３０（ソケット６０に結合されている）に加えると、ピストン６３０は、矢印によって示したように下方へ移動する。これにより、真空チャンバ６４０の容積が減少し、ソケットキャビティ６２から真空ホース７６と外部の一方向逆止め弁（図示せず）とを介して真空チャンバ６４０内へ吸入ポート６５０を介して空気を引き込む。それと同時に、チャンバ６２０内の空気が、ピストン６３０の下方移動によって圧縮される。
【０１５０】
それと同時に、第２のピストン６３４がチャンバ６６４内の流体に対抗して移動する。第２のピストン６３４の力が加わることにより、流体は、チャンバ６６４からニードル弁６７０を通ってオーバフローチャンバ６６８へ排出され、衝撃吸収効果を提供し、衝撃吸収効果の程度はニードル弁６７０によって調整される。
【０１５１】
装着者がピストン６３０から体重を除去すると、図３８に矢印によって示したように、チャンバ６２０内のそれまで圧縮されていた空気が、ピストン６３０をソケット６０に向かって上方へ押し付ける。この動作は真空チャンバ６４０の容積を減少させ、チャンバ６４０内の空気を、一方向逆止め弁（図示せず）及び排出ポート６５２を介して大気中へ排出する。
【０１５２】
それと同時に、流体は、オーバフローチャンバ６６８からニードル弁６７０を通ってチャンバ６６４内へ排出され、ピストン６３０の急激な動作に対する緩衝効果を提供する。
【０１５３】
図３９ａ及び図３９ｂは、第４実施例６１０が、機械的な真空ポンプ及び衝撃吸収装置を提供するために、ソケット６０に取り付けられた義足Ｆに関連して使用されてよいことを示している。
【０１５４】
図４０及び図４１は、機械的な真空ポンプ及び衝撃吸収装置を提供するために、第４実施例６１０が、膝上義肢１０に関連して使用されてよいことを示している。膝上義肢１０において、ソケット６０は、旋回して膝関節の動作を行う継手Ｊに結合されている。図４０に示したように継手に重量が加えられると、重量がポンプ６１０に伝達され、このポンプが、前記のようにソケットキャビティ６２から真空キャビティ６４０内へ空気を引き込む。次いで、装着者が他方の足を前方へ踏み出すとき、継手Ｊが旋回し、膝を曲げさせ、前記のようにポンプ６１０が空気を真空チャンバ６４０から排出することができる。
【０１５５】
本発明は、本発明の思想及び本質的な特性から逸脱することなく別の特定の形式で実施されてよく、したがって、本実施例は、全ての点において例示的であって制限的ではなく、本発明の範囲を示すためには前記詳細な説明ではなく添付の請求項が参照される。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】切断者の残留肢の組織及び骨格の構造を示す側面図である。
【図２】残留肢の骨格及び筋肉の構造を示す、切断された腕である残留肢の側面図である。
【図３】義肢のポリウレタンスリーブ、伸長可能なナイロンスリーブ、ライナ、ナイロンシース及びソケットを装着した残留肢の分解図である。
【図４】義肢の第１実施例における、図３に示した義肢の縦断面図である。
【図５】義肢の第２実施例を示す、図４と同様の義肢の縦断面図である。
【図６】正の空気圧の影響による内部ソケットの圧縮を示す、図５と同様の図である。
【図７】義肢の第３実施例を示す義肢の縦断面図である。
【図８】義肢の第４実施例を示す義肢の縦断面図である。
【図９】破線で示された布を備えた、ソケット及び残留肢に被せられたポリウレタンスリーブ及び第２の伸長可能なナイロンスリーブを示す図である。
【図１０】義肢の第５実施例を示す、義肢の縦断面図である。
【図１１】義肢の第６実施例を示す、義肢の縦断面図である。
【図１２】図１１に示した真空機構の詳細な図である。
【図１３】義肢の第７実施例を示す、義肢の縦断面図である。
【図１４】図１３の真空機構及び吊り下げスリーブを示す詳細な図である。
【図１５】義肢の第８実施例を示す、義肢の縦断面図である。
【図１６】義肢の第９実施例を示す、義肢の縦断面図である。
【図１７】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第１実施例を示す分解斜視図である。
【図１８】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第１実施例を示す概略的な分解図である。
【図１９Ａ】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第１実施例を示す側面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａの線１９Ｂに沿ってみた断面図である。
【図２０】図１９Ｂの線２０に沿ってみた断面図である。
【図２１】図１９Ｂの線２１に沿ってみた断面図である。
【図２２】重量をかけられていない状態における、重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第１実施例の詳細な断面図である。
【図２３】装着者の重量が義肢のパイロンに提供されていることを除いては図２２と同じ図である。
【図２４】装着者の重量が義肢のパイロンに完全に加えられている、図２３と同じ図である。
【図２５】装着者の重量が義肢のパイロンから取り外されている、図２３と同じ図である。
【図２６】幾つかの構造が取り外されている、重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第２実施例の上面斜視図である。
【図２７Ａ】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第２実施例の側面斜視図である。
【図２７Ｂ】この実施例の吸気／廃棄ポート及び一方向弁の概略図である。
【図２８】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第２実施例の幾つかの内部構造を示す斜視図である。
【図２９Ａ】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第２実施例の上面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ａの線２９Ｂに沿った断面図である。
【図３０】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第３実施例を示す斜視図である。
【図３１】図３０の第３実施例の内部構造を示す断面図であり、ポンプに装着者のいかなる重量も加えられていないポンプを示している。
【図３２】図３１と同様の図であるが、装着者の重量が加えられている。
【図３３】図３２と同様の図であるが、装着者の重量が取り除かれている。
【図３４】義肢上の所定の位置における第３実施例のポンプを示す側面図である。
【図３５】いかなる装着者の重量も加えられていない、重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第４実施例の内部構造を示す断面図である。
【図３６】図３５と同様の図であるが、装着者の重量が加えられ始めている。
【図３７】図３６と同様の図であるが、装着者の重量が全て加えられている。
【図３８】図３７と同様の図であるが、装着者の重量が取り除かれている。
【図３９Ａ】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第４実施例を採用した義足を示す側面図である。
【図３９Ｂ】図３９Ａと同様の図であるが、９０°回転させられている。
【図４０】重量作動式真空ポンプ及び衝撃吸収装置の第４実施例を採用した、膝上切断者のための義肢を示す側面図である。
【図４１】図４０と同様の正面図である。
【図１】
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【図２】
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【図９】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２６】
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【図２４】
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【図２８】
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【図２３】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２５】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図４０】
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【図４１】
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【国際調査報告】
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