(57)【要約】【課題】患者の体型や断端の形状などの個人差に対応して安定した検出を実現することができる、新規な構造の義肢ソケット用センサを提供すること。【解決手段】四肢の一部を切断によって欠損した患者の断端４２と、患者の断端４２に装着される義肢のソケット４６との間に差し入れられた状態で使用される義肢ソケット用センサ１０であって、検出素子１２を備える柔軟な検出帯１４が並列的に複数設けられて、それら複数の検出帯１４が相対的に変位可能とされていると共に、それら複数の検出帯１４が柔軟な連結部１６によって相互に連結されており、患者の断端４２とソケット４６の間に差し入れられた複数の検出帯１４が、ソケット４６の周方向に並んでソケット４６の深さ方向に延びるように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四肢の一部を切断によって欠損した患者の断端と、該患者の断端に装着される義肢のソケットとの間に差し入れられた状態で使用される義肢ソケット用センサであって、
検出素子を備える柔軟な検出帯が並列的に複数設けられて、それら複数の検出帯が相対的に変位可能とされていると共に、それら複数の検出帯が柔軟な連結部によって相互に連結されており、
前記患者の断端と前記ソケットの間に差し入れられた複数の検出帯が、該ソケットの周方向に並んで該ソケットの深さ方向に延びるように配置されることを特徴とする義肢ソケット用センサ。
【請求項２】
前記複数の検出帯の長手方向一方の端部が前記連結部によって連結されていると共に、該複数の検出帯の長手方向他方の端部が相互に独立しており、該複数の検出帯の長手方向他方側が前記患者の断端と前記ソケットの間に差し入れられるようにした請求項１に記載の義肢ソケット用センサ。
【請求項３】
前記複数の検出帯の長手方向の中間部分が前記連結部によって連結されている請求項１又は２に記載の義肢ソケット用センサ。
【請求項４】
隣り合って配された前記検出帯の間に隙間が形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の義肢ソケット用センサ。
【請求項５】
前記検出帯が先細形状とされており、該検出帯における幅狭の先端側が前記患者の断端と前記ソケットの間に差し入れられるようにした請求項１〜４の何れか一項に記載の義肢ソケット用センサ。
【請求項６】
前記検出帯には複数の前記検出素子が長手方向に並んで設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載の義肢ソケット用センサ。
【請求項７】
前記検出素子が、柔軟な弾性中間層の両面に対して該弾性中間層に追従して変形可能とされた第一の電極と第二の電極の各一方が固着されており、それら第一の電極と第二の電極が該弾性中間層を挟んで対向配置されて、それら第一の電極と第二の電極の対向方向での距離の変化に基づいて作用した圧力を検出する圧力検出素子とされている請求項１〜６の何れか一項に記載の義肢ソケット用センサ。
【請求項８】
複数の前記検出素子を備えるセンサシートから前記患者の断端に対応して前記検出帯および前記連結部を備える所定形状で切り出されて形成されている請求項１〜７の何れか一項に記載の義肢ソケット用センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、四肢の一部を切断によって欠損した患者の断端と、患者の断端に装着される義肢のソケットとの間に差し入れられた状態で検出を行う義肢ソケット用センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、四肢の一部を切断によって欠損した患者は、欠損肢の形態又は機能を復元する目的で義肢を装用する場合がある。この義肢は、義肢の端部に設けられたソケットに患者の断端が差し入れられて、ソケット内の陰圧による吸着や、患者の断端に装着されたライナーのソケットへの固定などによって、患者の断端に装着される。
【０００３】
ところで、例えば義肢を装着した患者の断端の状態などを確認するために、ソケットへの接触によって患者の断端に作用する力や、断端の周囲の酸素、温度、湿度などを測定する各種のセンサを採用する場合がある。具体的には、例えば、特許第４５４４９９４号公報（特許文献１）には、ソケット又はライナーを内側層と外側層を備える構造として、内側層と外側層の間にセンサを配することで、切断患者の経過をモニタできるようにした構造が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１においてソケットにセンサを設ける場合には、センサを内蔵したソケットが規格品として予め準備されることになって、患者の体型や断端の形状などによっては必ずしもセンサが患者の断端に密着した状態とならず、正確に検出できないおそれもあった。しかも、センサがソケットの内側層と外側層の間に固着されていることから、断端に作用する力を一時的に検出したい場合などにも、センサをソケットから取り外すことはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５４４９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、患者の体型や断端の形状などの個人差に対応して安定した検出を実現することができる、新規な構造の義肢ソケット用センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【０００８】
すなわち、本発明の第一の態様は、四肢の一部を切断によって欠損した患者の断端と、該患者の断端に装着される義肢のソケットとの間に差し入れられる義肢ソケット用センサであって、検出素子を備える柔軟な検出帯が並列的に複数設けられて、それら複数の検出帯が相対的に変位可能とされていると共に、それら複数の検出帯が柔軟な連結部によって相互に連結されており、前記患者の断端と前記ソケットの間に差し入れられた複数の検出帯が、該ソケットの周方向に並んで該ソケットの深さ方向に延びるように配置されることを、特徴とする。
【０００９】
このような第一の態様に従う構造とされた義肢ソケット用センサによれば、複数の検出帯がソケットの周方向に並んでソケットの深さ方向に延びるように配されることにより、それら検出帯に設けられた検出素子を患者の断端の周囲に配することができる。しかも、柔軟な検出帯が互いに並列的に設けられていると共に、それら検出帯がそれぞれ変形可能とされていることにより、各検出帯が患者の体格や患者の断端の形状などに応じて変形することで、検出帯に設けられた検出素子が適切な配設状態とされる。従って、患者の体格などの個人差が検出精度などに影響するのを防いで、目的とする検出を有効に実施することができる。
【００１０】
また、複数の検出帯が連結部によって相互に連結されていることにより、それら複数の検出帯を一体的に取り扱うことができて、複数の検出帯を患者の断端とソケットの間に差し入れて配置する作業などが容易である。更に、連結部が変形を許容された柔軟な構造とされていることから、検出帯および検出素子の変位が連結部によって制限され難く、検出素子を適切に配設することができる。
【００１１】
さらに、検出帯と連結部が変形可能とされた柔軟な構造であることにより、検出帯と連結部を備えた義肢ソケット用センサを、予め患者の断端やソケットの内面の形状に合わせて形成する必要がなく、例えば、義肢ソケット用センサを製造し易い平面形状で形成して、患者の断端やソケットの内面の形状に合わせて適宜に変形させることもできる。
【００１２】
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、前記複数の検出帯の長手方向一方の端部が前記連結部によって連結されていると共に、該複数の検出帯の長手方向他方の端部が相互に独立しており、該複数の検出帯の長手方向他方側が前記患者の断端と前記ソケットの間に差し入れられるようにしたものである。
【００１３】
第二の態様によれば、患者の断端の先端側（末梢側）に配される複数の検出帯の長手方向他方の端部が互いに独立していることにより、一般的に先端に向けて先細形状とされる患者の断端に沿うように検出帯を変形させ易くなって、検出素子を断端に沿って配置し易くなる。また、複数の検出帯の長手方向一方の端部が連結部で連結されていることにより、複数の検出帯の他端側での変形を十分に許容しながら、それら検出帯を一体的に取り扱うことが可能とされる。
【００１４】
本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、前記複数の検出帯の長手方向の中間部分が前記連結部によって連結されているものである。
【００１５】
第三の態様によれば、複数の検出帯が長手方向の中間部分で連結部によって相互に連結されていることにより、複数の検出帯が長手方向一方の端部だけで連結されている場合に比して、連結部による連結位置から検出帯の端部までの距離が短くされて、検出帯のまとまりが良くなる。また、検出帯を患者の断端とソケットの間に配置する際に、検出帯の変形が連結部によって制限され易くなることで、検出素子をソケットの周方向で意図する位置に配置し易くなる。
【００１６】
本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか１つの態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、隣り合って配された前記検出帯の間に隙間が形成されているものである。
【００１７】
第四の態様によれば、複数の検出帯が患者の断端の形状などに沿って変形しても互いに干渉し難くなって、検出帯を患者の断端の表面やソケットの内面に沿わせ易くなると共に、変形した検出帯が互いに重なり合うなどして検出素子が適切に配置されなくなるのを防ぐこともできる。
【００１８】
本発明の第五の態様は、第一〜第四の何れか１つの態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、前記検出帯が先細形状とされており、該検出帯における幅狭の先端側が前記患者の断端と前記ソケットの間に差し入れられるようにしたものである。
【００１９】
第五の態様によれば、検出帯が一般的に先細形状とされる患者の断端の表面形状に沿って変形する際に、変形による変位量が大きくなる検出帯の先端側が幅狭とされていることにより、互いに一層干渉し難くなると共に、変形後の検出帯の間に大きな隙間が形成されるのを防ぐことができて、複数の検出帯が位置決めされる。
【００２０】
本発明の第六の態様は、第一〜第五の何れか１つの態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、前記検出帯には複数の前記検出素子が長手方向に並んで設けられているものである。
【００２１】
第六の態様によれば、検出帯の長手方向の複数箇所において、検出素子による検出が可能となって、より信頼性の高い検出結果やより高精度な検出結果などを得ることができる。また、検出素子が患者の断端とソケットとの間に作用する力を検出する場合には、より多くの箇所で検出することにより、患者の断端とソケットの内面との接触状態をより詳細に把握することができる。
【００２２】
本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか１つの態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、前記検出素子が、柔軟な弾性中間層の両面に対して該弾性中間層に追従して変形可能とされた第一の電極と第二の電極の各一方が固着されており、それら第一の電極と第二の電極が該弾性中間層を挟んで対向配置されて、それら第一の電極と第二の電極の対向方向での距離の変化に基づいて作用した圧力を検出する圧力検出素子とされているものである。
【００２３】
第七の態様によれば、患者の断端とソケットとの間に作用する圧力の検出結果に基づいて、患者の断端とソケットの内面との接触状態を確認することができることから、患者の断端に対するソケットの装着状態の良否を、客観的なデータに基づいて正確に把握することができる。しかも、検出素子を構成する弾性中間層と第一の電極と第二の電極が、何れも柔軟に変形可能とされていることから、検出帯の変形が検出素子によって制限され難く、且つ検出素子が患者の断端に接触していても違和感を生じ難い。
【００２４】
本発明の第八の態様は、第一〜第七の何れか１つの態様に記載された義肢ソケット用センサにおいて、複数の前記検出素子を備えるセンサシートから前記患者の断端に対応する前記検出帯および前記連結部を備えた所定形状で切り出されて形成されているものである。
【００２５】
第八の態様によれば、例えば、簡単な矩形シート状で多数の検出素子が縦横に並んで配されたセンサシートを予め準備し、このセンサシートを患者の断端の形状や大きさなどに応じて適宜に切断することで、検出帯および連結部を備える義肢ソケット用センサを、患者の体格や切断部位などに対応する形状や大きさとすることができる。これにより、汎用性に優れたセンサシートを製造することにより、各患者の個人差に高度に対応する義肢ソケット用センサを提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数の検出帯がソケットの周方向に並んでソケットの深さ方向に延びるように配されることで、それら検出帯に設けられた検出素子を患者の断端の周囲に配することができる。更に、互いに並列的に設けられた複数の検出帯が柔軟で変形可能とされており、検出帯が患者の体格や断端の形状などに応じて変形することによって、各検出帯に設けられた検出素子が適切な配設状態とされる。また、複数の検出帯が連結部によって相互に連結されていることにより、それら複数の検出帯を一体的に取り扱うことができて、複数の検出帯を患者の断端とソケットの間に差し入れて配置する作業などが容易であると共に、連結部が変形を許容された柔軟な構造とされていることで、検出帯および検出素子の変位が連結部によって制限され難い。更に、例えば、平面形状で形成された義肢ソケット用センサを、患者の断端やソケットの内面の形状に合わせて適宜に変形させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施形態としての義肢ソケット用センサを示す図。
【図２】図１に示す義肢ソケット用センサの分解斜視図。
【図３】図１に示す義肢ソケット用センサを切り出す前のセンサシートを示す図。
【図４】図１に示す義肢ソケット用センサを筒状に変形させた状態を示す図。
【図５】図１に示す義肢ソケット用センサをソケットに差し入れた状態を示す図。
【図６】本発明に係る義肢ソケット用センサに相当する圧力センサを用いた実測結果を示す圧力分布図。
【図７】本発明の第二の実施形態としての義肢ソケット用センサを示す図。
【図８】図７に示す義肢ソケット用センサを切り出す前のセンサシートを示す図。
【図９】図７に示す義肢ソケット用センサを筒状に変形させた状態を示す図。
【図１０】図７に示す義肢ソケット用センサをソケットに差し入れた状態を示す図。
【図１１】本発明の第三の実施形態としての義肢ソケット用センサを示す図。
【図１２】本発明の別の一実施形態としての義肢ソケット用センサを患者の断端に巻き付けて装着した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１には、本発明の第一の実施形態としての義肢ソケット用センサ１０が示されている。義肢ソケット用センサ１０は、柔軟な薄肉シート状とされており、撓み変形や伸縮変形が許容されている。
【００３０】
より詳細には、義肢ソケット用センサ１０は、図１に示すように、複数の検出素子１２を備えた検出帯１４が並列的に複数設けられていると共に、それら検出帯１４が長手方向一方の端部において連結部１６で相互に連結された構造を有している。
【００３１】
本実施形態の検出素子１２は、圧力を検出する圧力センサ素子とされており、図２にも示すように、弾性中間層としての誘電体層１８の両面に第一の電極２０と第二の電極２２の各一方が重ね合わされて、それら第一の電極２０と第二の電極２２が誘電体層１８を挟んで対向配置された構造を有している。そして、検出素子１２は、第一の電極２０と第二の電極２２の対向方向に作用する圧力を、第一の電極２０と第二の電極２２の対向面間距離の変化に基づく静電容量値の変化として検出するようにされている。要するに、本実施形態の検出素子１２は、静電容量型の圧力センサ素子とされている。
【００３２】
もっとも、検出素子は、必ずしも静電容量の変化に基づいて圧力を検出する検出素子１２に限定されず、例えば、弾性中間層として導電性フィラーを混合した導電性エラストマが採用されて、第一の電極２０と第二の電極２２の対向面間距離の変化による電気抵抗値の変化に基づいて、作用する圧力を検出する電気抵抗型の圧力センサ素子とされていても良い。また、検出素子は、必ずしも圧力を検出する検出素子１２に限定されず、例えば、周囲の酸素濃度、温度、湿度、体脂肪、血中ガス濃度、血圧、血糖値などを検出する各種公知のセンサ素子を検出素子として採用することもできる。要するに、検出素子は、後述する患者の断端４２に対する義肢４４のソケット４６の装着状態の良否に関する値を検出するものであって、患者の断端４２とソケット４６の間に作用する圧力を検出する本実施形態の検出素子１２は、好適な一態様にすぎない。
【００３３】
この検出素子１２は、複数の検出帯１４にそれぞれ設けられており、複数（本実施形態では四つ）が各検出帯１４の長手方向に並んで配されている。本実施形態では、検出素子１２と検出帯１４の両方が柔軟に変形可能とされており、撓み変形や伸縮変形を許容されている。検出帯１４は、全体として弾性を有しており、後述する患者の断端４２のソケット４６への挿入時に、患者の断端４２の挿入に追従して、患者の断端４２の表面やソケット４６の内面に対応する形状に容易に変形可能な柔軟性や伸縮性を備えている。
【００３４】
また、検出素子１２を備える検出帯１４は、複数が幅方向に並んで配置されており、それぞれ変形可能とされていることで、相対的に変位可能とされている。幅方向で隣り合う検出帯１４，１４は幅方向で相互に所定の距離を隔てて配置されており、それら幅方向で隣り合う検出帯１４，１４の間に隙間２４が形成されている。本実施形態では、幅方向で隣り合う検出帯１４，１４の間に形成される隙間２４が所定の幅を有しているが、例えば、検出帯１４，１４は幅方向で相互に接触して配されて、それら検出帯１４，１４が切り込みによって互いに相対変位可能とされていても良い。
【００３５】
さらに、検出帯１４は、薄肉の帯状とされており、厚さ寸法が１ｍｍ以下とされていることが望ましく、より好適には、０．５ｍｍ以下とされている。これにより、検出帯１４が後述するように患者の断端４２と義肢４４のソケット４６との間に配された装用状態において、良好な装用感などが実現され得る。
【００３６】
また、幅方向に並ぶ複数の検出帯１４は、長手方向の一端（図１中の上端）において連結部１６で相互に連結されている。連結部１６は、検出帯１４の幅方向に延びる長手状とされており、連結部１６の幅方向一方側（図１中の下側）へ延び出す六つの検出帯１４，１４，・・・１４が、連結部１６の長手方向（図１中の左右方向）に所定の距離を隔てて略等間隔に配されている。本実施形態では、連結部１６が検出帯１４と一体形成されているが、連結部１６が検出帯１４とは別体で形成されて、それら連結部１６と検出帯１４が接着などの手段で互いに後固定されるようにしても良い。
【００３７】
また、本実施形態の連結部１６は、検出帯１４と同様に柔軟に変形可能とされて、撓み変形や伸縮変形を許容されている。更に、並列的に設けられた複数の検出帯１４は、長手方向一方の端部が連結部１６で相互に連結されていると共に、長手方向他方の端部が相互に独立している。これらにより、複数の検出帯１４は、長手方向の一方側が相対的な変位を連結部１６の変形によって許容されていると共に、長手方向の他方側が連結部１６による連結箇所から離れていることで相互に略独立して変位可能とされている。
【００３８】
さらに、連結部１６には、複数の検出素子１２に一端を接続された配線２６が形成されており、配線２６の他端が連結部１６の幅方向他方側（図１中の上側）へ突出する接続部２８において計測回路３０に接続されている。この計測回路３０は、各検出素子１２に対する所定の検出電流の走査的な供給を制御すると共に、各検出素子１２において検出された静電容量値の信号を受信して、静電容量から電圧への変換処理やフィルタリング処理、信号の増幅処理などの各種の検出処理を実行する。
【００３９】
また、計測回路３０は、有線又は無線によって、表示装置３２などの外部機器に電気的に接続されるようになっている。表示装置３２は、各検出素子１２の検出結果をモニタに表示するようになっている。尤も、表示装置３２による表示は、検出結果を音声で出力するなどであっても良く、視覚的な表示には限定されない。なお、本実施形態の計測回路３０は、無線による入出力機能を備えており、表示装置３２に対して無線による送受信を実行可能とされている。
【００４０】
ところで、本実施形態の義肢ソケット用センサ１０は、図２に示すように、弾性中間層としての誘電体層１８の両面に第一の電極層３４と第二の電極層３６の各一方が重ね合わされて固着された構造を有している。
【００４１】
誘電体層１８は、ゴムや樹脂エラストマで形成された弾性変形可能なシート状の電気絶縁体であって、好適には発泡性のゴムや樹脂エラストマで形成されている。なお、誘電体層１８は、後述する第一の電極層３４および第二の電極層３６に一体形成され得る。
【００４２】
第一の電極層３４は、電気絶縁性でシート状とされた基体３８に対して、導電性を有する矩形の第一の電極２０が複数形成された構造を有している。第一の電極２０は、ゴムなどの弾性材料にカーボンフィラーや金属粉などの導電材料を混合して形成されており、撓み変形や伸縮変形を許容されている。なお、第一の電極２０は、基体３８の下面に対して、例えばスクリーン印刷などによって形成され得る。
【００４３】
第二の電極層３６は、第一の電極層３４と同様に、電気絶縁性でシート状とされた基体３８に対して、導電性で撓み変形および伸縮変形を許容された矩形状の第二の電極２２が複数形成された構造を有している。第二の電極２２の形成材料などは第一の電極２０と同様であり、第二の電極２２は、基体３８の上面に対して、例えばスクリーン印刷などによって形成され得る。なお、第一の電極層３４における第一の電極２０と、第二の電極層３６における第二の電極２２は、互いに対応する位置に設けられている。
【００４４】
そして、第一の電極層３４と第二の電極層３６が、誘電体層１８に対して厚さ方向の各一方側から重ね合わされて、接着や溶着などの手段によって相互に固着される。かかる誘電体層１８と第一，第二の電極層３４，３６の重ね合わせ状態において、互いに対応する位置に設けられた第一の電極２０と第二の電極２２が、誘電体層１８を挟んで対向配置されており、それら第一の電極２０と第二の電極２２の対向部分に検出素子１２が構成される。従って、複数の検出素子１２が分散して配置された構造を有する義肢ソケット用センサ１０は、面に作用する圧力の分布を静電容量の変化に基づいて検出可能とされた静電容量型の圧力分布センサとされている。
【００４５】
本実施形態の義肢ソケット用センサ１０は、図３に示すセンサシート４０から所定の形状で切り出されて形成されている。即ち、センサシート４０は、誘電体層１８を含む矩形の中間シートの両面に対して、第一の電極層３４を含む矩形の電極シートと第二の電極層３６を含む矩形の電極シートの各一方が重ね合わされて固着された構造を有しており、縦横に並ぶ複数の検出素子１２を備えた略矩形シート状とされている。そして、図３中に一点鎖線で示すように、必要な検出素子１２を備える複数の検出帯１４と、それら検出帯１４を長手方向の一端で相互に連結する連結部１６とを、センサシート４０から一体的に切り出すことにより、義肢ソケット用センサ１０が形成される。これによれば、義肢ソケット用センサ１０における検出帯１４の長さや数は、患者の断端４２の形状や大きさなどに応じて適宜に調節可能であることから、患者の体格などの個人差に応じて適切な形状および大きさの義肢ソケット用センサ１０を、共通のセンサシート４０から簡単に得ることができる。
【００４６】
なお、センサシート４０から義肢ソケット用センサ１０を切り出す際には、使用する検出素子１２とそれに接続された配線２６を切断しないように切断後の形状を設定する一方、使用しない検出素子とそれに接続された配線を適宜に切断することで、検出帯１４の長さを調節したり、検出帯１４の間に隙間２４を形成することができる。センサシート４０には、あらかじめ想定される切断予定線（切断可能線）が複数設定されていることが望ましく、それら各切断予定線は、残存させて使用する何れの検出素子１２に対しても配線２６が接続状態とされるように、各検出素子１２に接続される配線２６が切断されない態様で設定される。このような条件を満足するためには、例えば、各検出素子１２へ接続された配線２６を、センサシート４０に対して複数のパターンで並列的に設けておいて、何れの切断予定線で切り出された場合にも、何れかの配線パターンによって各検出素子１２に対する配線２６の接続が確保される態様とすることもできる。
【００４７】
もっとも、義肢ソケット用センサ１０は、誘電体層１８と第一の電極層３４と第二の電極層３６が、予め複数の検出帯１４の構成部分と連結部１６の構成部分を備える形状で形成されていても良い。この場合には、例えば、検出帯１４や連結部１６の長さや数などが互いに異なる複数種類の義肢ソケット用センサ１０を予め準備し、それら複数種類の義肢ソケット用センサ１０から患者により適合するものを選択するようにしても良い。
【００４８】
このようにして形成された義肢ソケット用センサ１０は、四肢の一部を切断によって欠損した患者の断端４２と、患者が装用する義肢４４のソケット４６との間に差し入れられた状態で使用される。以下では、下肢を膝よりも先端側（末梢側）で切断した患者が使用する下腿義足４４に本発明を適用する場合について説明するが、本発明は、下肢を膝よりも股関節側で切断した場合に用いられる大腿義足や、上肢を切断した場合に用いられる義手など、下腿義足４４以外の各種義肢にも適用可能である。
【００４９】
すなわち、義肢ソケット用センサ１０は、図４に示すように、患者の断端４２の外周面に沿うように周方向に丸められて、本実施形態では、患者の断端４２を挿入可能な筒状となるように変形せしめられる。そして、筒状とされた義肢ソケット用センサ１０は、義肢４４のソケット４６に対して検出帯１４の長手方向の他方の端部側から差し入れられる。なお、義肢ソケット用センサ１０を筒状に丸めた変形状態で保持するために、例えば連結部１６の周方向端部を粘着テープなどによって連結することもできる。
【００５０】
義肢４４は、一般的に知られているように、支持部材４８の両端部にソケット４６と足部５０の各一方を備える構造とされており、ソケット４６が患者の断端４２に装着されることにより、患者が切断によって欠損した下肢の形態や機能を補うものとされている。
【００５１】
ソケット４６は、良く知られているように患者の断端４２を挿入可能な略カップ状とされており、義肢４４の上端部に設けられている。そして、図５に示すように、筒状に変形せしめられた義肢ソケット用センサ１０が義肢４４のソケット４６に差し入れられることにより、義肢ソケット用センサ１０がソケット４６の内面に重ね合わされた状態で配設される。更に、ソケット４６に差し入れられた義肢ソケット用センサ１０は、ソケット４６の内面に沿って、下方へ向けて次第に先細となるように変形せしめられている。本実施形態では、義肢ソケット用センサ１０の複数の検出帯１４が、幅方向で隙間２４を隔てて相互に離れて配置されていることから、義肢ソケット用センサ１０が下方へ向けて先細となるように検出帯１４が変形せしめられても、それら複数の検出帯１４が互いに干渉することなく配置され易くなっている。なお、図５では、ソケット４６の内面形状と、ソケット４６内の義肢ソケット用センサ１０が、破線で図示されている。また、図４，５では、見易さのために配線２６の図示が省略されている。
【００５２】
また、義肢ソケット用センサ１０を配されたソケット４６に患者の断端４２が差し入れられて、ソケット４６が患者の断端４２に装着されることにより、義肢４４が患者の断端４２に装着される。患者の断端４２に対するソケット４６の装着態様は、特に限定されるものではなく、例えば、ソケット４６内の陰圧によってソケット４６を患者の断端４２に吸着させる吸着式や、患者の断端４２に装着された図示しないライナーに対してソケット４６を機械的に固定させる又は陰圧で吸着させるライナー式などの公知の装着態様が採用され得る。
【００５３】
かくの如き義肢４４の患者への装着状態において、義肢ソケット用センサ１０は、患者の断端４２とソケット４６の間に配設されており、複数の検出帯１４が患者の断端４２とソケット４６の間でソケット４６の周方向に並んで配置されると共に、それら検出帯１４が患者の断端４２とソケット４６の間でソケット４６の深さ方向に延びるように配置される。
【００５４】
そして、患者の断端４２とソケット４６の内面との間に作用する圧力が、義肢ソケット用センサ１０によって検出可能とされている。即ち、患者の断端４２とソケット４６の内面が義肢ソケット用センサ１０を介して当接すると、患者の断端４２とソケット４６の間で挟まれた義肢ソケット用センサ１０に作用する圧力が各検出素子１２において測定される。
【００５５】
これにより、外部からは確認し難い患者の断端４２とソケット４６の内面との接触状態が、各検出素子１２が検出する圧力に基づいて客観的に把握可能とされる。従って、各検出素子１２の検出する圧力が小さくなるように、ソケット４６の内面の形状などを調節することにより、患者の断端４２がソケット４６に強く押し当てられることによる痛みや負傷などを防ぐことができる。
【００５６】
特に本実施形態では、各検出帯１４にそれぞれ複数の検出素子１２が設けられていることから、より多くの検出素子１２によって圧力分布を測定することができて、患者の断端４２とソケット４６の当接状態を詳細に把握することができる。
【００５７】
また、本発明に係る義肢ソケット用センサ１０によれば、患者の体格や断端４２の形状などに応じて筒状に変形させることで、患者の断端４２とソケット４６の間に作用する圧力を患者ごとに異なる体格や断端４２の形状などに関わらず有効に検出することができる。
【００５８】
また、第一の電極と第二の電極の対向面間距離の変化などに基づいて圧力を検出する検出素子を備えた義肢ソケット用センサは、患者の断端４２とソケット４６の間に作用する圧力を適切に検出するために、患者の断端４２とソケット４６の間において突っ張ることなく配されて、義肢ソケット用センサの検出素子が患者の断端４２の外面とソケット４６の内面に適切に接触していることが求められる。ここにおいて、本実施形態の義肢ソケット用センサ１０は、検出素子１２を備える複数の検出帯１４が相対的に移動可能とされていることから、それら検出帯１４が患者の断端４２の周方向で突っ張ることなく、患者の断端４２の外面とソケット４６の内面に接触せしめられる。それ故、患者の断端４２とソケット４６の間に作用する圧力が、複数の検出素子１２によって精度よく検出されて、患者の断端４２とソケット４６の当接状態を正確に把握することが可能となる。
【００５９】
しかも、本実施形態では、複数の検出帯１４の幅方向間にそれぞれ所定幅の隙間２４が形成されており、複数の検出帯１４が幅方向で互いに離れて設けられている。これにより、それら複数の検出帯１４は、相対的な移動がより有利に許容されており、患者の断端４２とソケット４６の間に差し入れられた状態において、患者の断端４２の外面とソケット４６の内面に沿って変形し易くなっていると共に、相互に干渉し難くなっている。従って、各検出帯１４の検出素子１２による圧力の検出が、より安定して精度よく実現される。
【００６０】
加えて、複数の検出帯１４は、一端が連結部１６によって相互に連結されていると共に、ソケット４６への差入れ先端側となる他端が互いに独立して変位可能とされている。それ故、複数の検出帯１４を一体的に取り扱うことができると共に、一般的に末梢に向けて先細形状となる患者の断端４２の外面に沿った各検出帯１４の変形が有利に許容されて、検出帯１４の検出素子１２が患者の断端４２の外面とソケット４６の内面に対して適切に重ね合わされることによる検出精度の向上が図られ得る。
【００６１】
なお、このような患者の断端４２とソケット４６の間に差し入れられる義肢ソケット用センサ１０によって、患者の断端４２とソケット４６の間に作用する圧力が有効に測定され得ることは、実験によって確認されている。即ち、図６には、患者の断端４２に相当する挿入体を発泡ウレタンなどの弾性体で形成すると共に、義肢４４のソケット４６に相当するカップ状部材を硬質の樹脂などで形成し、カップ状部材の内周面に義肢ソケット用センサ１０に相当する圧力センサを配した状態で、圧力センサを備えたカップ状部材に挿入体を差し入れて、挿入体とカップ状部材の間に作用する圧力を検出した結果が示されている。なお、カップ状部材を透明な合成樹脂で形成することで、挿入体とカップ状部材の接触状態を目視によっても確認可能とし、圧力センサによる圧力の検出結果が実際の接触状態と適合しているか否かを評価可能とした。
【００６２】
図６の検出結果は、各検出素子１２の位置を展開状態で連続したマップ状に示した出力図であって、各検出素子１２の出力の大きさが図中の数値および色によって認識可能とされている。図６の検出結果によれば、義肢ソケット用センサ１０を模した圧力センサが、患者の断端４２を模した挿入体と、ソケット４６を模したカップ状部材との間に作用する圧力を、有効に検出可能であることが確認できた。しかも、目視による挿入体とカップ状部材の接触状態に対して、図６の検出結果が有効に対応していることも、確認した。なお、ソケット４６を模したカップ状部材の周方向が、図６中の上下方向とされている。
【００６３】
図７には、本発明の第二の実施形態としての義肢ソケット用センサ６０が示されている。本実施形態の義肢ソケット用センサ６０は、複数の検出帯６２を備えている。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことで説明を省略する。
【００６４】
すなわち、本実施形態の検出帯６２は、連結部１６で連結された一方の端部（図７の上端部）からソケット４６への差入れ先端側である他端側（図７中の下側）に向けて次第に幅狭となる先細形状とされている。本実施形態では、検出帯６２の幅方向両端が検出帯６２の長手方向に対して略一定の角度で傾斜する直線的な形状とされているが、例えば、検出帯６２の幅方向両端は湾曲形状とされていても良い。また、幅方向で隣り合う検出帯６２，６２の間に形成された隙間６４は、幅方向寸法が検出帯６２の先端側（図７中の下側）に向けて次第に大きくなっている。
【００６５】
本実施形態に係る義肢ソケット用センサ６０は、第一の実施形態の義肢ソケット用センサ１０と同様に、図８に示す矩形シート状のセンサシート４０から所定形状を切り出すことにより形成され得る。なお、図８では、センサシート４０から切り出される義肢ソケット用センサ６０の形状を一点鎖線で示した。
【００６６】
図８に示すセンサシート４０は、第一の実施形態と同一の構造を採用可能であることから、センサシート４０から切り出す形状を適宜に選択することで、第一の実施形態の義肢ソケット用センサ１０と、第二の実施形態の義肢ソケット用センサ６０との何れかを、共通のセンサシート４０から選択的に得ることができる。なお、本実施形態の義肢ソケット用センサ６０は、第一の実施形態と同様に、必ずしもセンサシート４０から切り出すものに限定されず、例えば、予め複数の検出帯６２の形成部分と連結部１６の形成部分とを備えた誘電体層および第一，第二の電極シートを重ね合わせて固着することによっても形成され得る。
【００６７】
このような構造の検出帯６２を備えた義肢ソケット用センサ６０は、図９に示すように周方向に丸められて筒状とされた状態で、検出帯６２が幅狭側である長手方向他方の端部側から義肢４４のソケット４６に差し入れられる。そして、義肢ソケット用センサ６０を配したソケット４６が、患者の断端４２に装着されることにより、義肢ソケット用センサ６０が患者の断端４２とソケット４６の間に差し入れられた状態で配設される。
【００６８】
本実施形態では、義肢ソケット用センサ６０がソケット４６に差し入れられる際に、図１０に示すように、複数の検出帯６２がソケット４６の内面に沿って変形せしめられて、義肢ソケット用センサ６０が患者の断端４２に沿う先細筒状とされる。ここにおいて、各検出帯６２がソケット４６への差入れ方向の先端側に向けて次第に幅狭とされていることから、ソケット４６の内面に沿った検出帯６２の変形によって、隣り合う検出帯６２，６２の干渉を避けながら、隙間６４をより小さくすることができる。これにより、ソケット４６内に配された検出帯６２が幅方向への変位を制限され易くなって、検出帯６２に設けられた検出素子１２を適切な位置に保持することができる。
【００６９】
図１１には、本発明の第三の実施形態としての義肢ソケット用センサ７０が示されている。本実施形態の義肢ソケット用センサ７０は、複数の検出帯１４が複数の連結部７２によって相互に連結された構造を有している。
【００７０】
連結部７２は、検出帯１４の幅方向に延びる長手矩形シート状とされており、複数の連結部７２が検出帯１４の長手方向に並んで配設されている。本実施形態では、連結部７２が検出帯１４と一体形成されており、二つの連結部７２，７２が検出帯１４の長手方向の中間部分に設けられている。
【００７１】
このような本実施形態に従う構造とされた義肢ソケット用センサ７０は、筒状に丸められた状態で図示しないソケットに差し入れられて、図示しない患者の断端とソケット内面との間に作用する圧力を検出する。ここにおいて、本実施形態の義肢ソケット用センサ７０は、複数の検出帯１４が長手方向の中間部分において連結部７２で連結されていることから、それら複数の検出帯１４の相対的な変位が抑制されて、患者の断端とソケットの間に配される検出帯１４の周方向での位置をコントロールし易くなる。しかも、義肢ソケット用センサ７０は、複数の検出帯１４を一体的に取扱い易く、患者の断端およびソケットへの装着が容易である。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態に示した検出帯１４の形状や形成数などは、患者の体格や断端４２の形状などに応じて、適宜に変更され得る。また、検出帯１４に形成される検出素子１２の形成数なども特に限定されるものではなく、例えば、複数の検出素子１２が検出帯１４の幅方向に並んで配されていても良い。更に、連結部１６の数や配置も特に限定されるものではない。
【００７３】
さらに、検出帯１４間の隙間２４は、必須ではなく、例えば、幅方向で隣り合う検出帯１４が、切り込みによって相対変位可能とされていると共に、幅方向で相互に接触して配されていても良い。換言すれば、複数の検出帯１４は相対変位が許容されていれば、それら検出帯１４間の隙間２４の幅寸法が実質的に０とされていても良い。
【００７４】
また、第一の電極２０と第二の電極２２は少なくとも一方が長手帯状とされていても良く、それら第一の電極２０と第二の電極２２の対向部分で検出素子１２が構成されるようにしても良い。これによれば、複数の検出素子１２の電極が共通化されることから、構造の簡略化が図られ得る。
【００７５】
また、義肢ソケット用センサ１０は、必ずしも筒状に変形せしめられた状態で患者の断端４２とソケット４６の間に差し入れられる必要はなく、例えば、半筒状に変形せしめられた義肢ソケット用センサ１０が患者の断端４２の前半部分に対して重ね合わされると共に、患者の断端４２の後半部分には義肢ソケット用センサ１０が重ね合わされないようにすることもできる。
【００７６】
また、前記実施形態では、義肢４４を患者の断端４２に装着する際に、筒状に変形させた義肢ソケット用センサ１０を義肢４４のソケット４６に差し入れた後、ソケット４６に対して患者の断端４２を差し入れる手順について説明したが、義肢４４の装着手順はこれに限定されない。具体的には、例えば、図１２に示すように、患者の断端４２に義肢ソケット用センサ１０の連結部１６を巻き付けて、連結部１６の周方向端部を粘着テープなどで連結した後、義肢ソケット用センサ１０を装着された患者の断端４２をソケット４６に差し入れることにより、患者の断端４２とソケット４６の間に義肢ソケット用センサ１０が差し入れられた状態で義肢４４が患者の断端４２に装着されるようにしても良い。これによれば、義肢ソケット用センサ１０が患者の断端４２に対して予め位置決めされることから、義肢ソケット用センサ１０の検出素子１２が患者の断端４２に対して所定の位置に配され易くなって、圧力などの検出を適切な位置で行うことができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０，６０，７０：義肢ソケット用センサ、１２：検出素子、１４，６２：検出帯、１６，７２：連結部、１８：誘電体層（弾性中間層）、２０：第一の電極、２２：第二の電極、２４，６４：隙間、４０：センサシート、４２：断端、４４：義肢、４６：ソケット
【図１】
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【図２】
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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９】
2018161162.tif 000011
【図１０】
2018161162.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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