(57)【要約】ヒンジを組み入れたニーブレースであって、前記ヒンジにより、ブレースが屈曲及び／又は伸展するにつれて屈曲−伸展軸及び縦回転軸の周りを同時に回転することができる、ニーブレースを開示する。前記ヒンジは、内側ヒンジ及び外側ヒンジを含む。前記内側ヒンジは、内側回転軸を画定し、前記外側ヒンジは、外側回転軸を画定する。前記内側回転軸は、前記外側回転軸と一致せず、どちらの軸も屈曲−伸展軸と一致しない。各ヒンジのふくらはぎ部は、各々のアプライトに対して、縦回転軸と略平行する軸の周りを回転可能である。ふくらはぎ部がふくらはぎフレームに関して回転できることにより、応力は除去される。この応力は、もし回転できなければ、ブレースが屈曲及び／又は伸展するにつれて、ヒンジに発生する。
2007517592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側回転軸を画定する内側ヒンジと、
外側回転軸を画定する外側ヒンジとを備え、
前記内側回転軸および前記外側回転軸は、互いに一致しない整形外科用ニーブレース。
【請求項２】
前記内側回転軸および前記外側回転軸のいずれもニーブレースの屈曲−伸展軸と一致しない請求項１に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項３】
前記ブレースが屈曲するにつれて、前記屈曲−伸展軸が前記外側回転軸に対して後方に移動する請求項２に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項４】
前記ブレースが屈曲するにつれて、前記屈曲−伸展軸が前記内側回転軸に対して前方に移動する請求項２に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項５】
剛性腿フレームと、
剛性ふくらはぎフレームとを備え、
前記腿フレームおよび前記ふくらはぎフレームは、ブレースが屈曲および／または伸展するにつれて、略水平な屈曲−伸展軸および略鉛直な縦回転軸の周りを互いに相対的に同時に回転するように適合されている整形外科用ニーブレース。
【請求項６】
内側ヒンジを更に備える請求項５に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項７】
外側ヒンジを更に備える請求項５に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項８】
剛性内側アプライトおよび剛性外側アプライトの少なくとも１つを含む剛性フレームと、
前記少なくとも１つのアプライトの端部に固定される部分を含むヒンジとを備え、
前記ヒンジ部分は、前記ブレースの屈曲−伸展軸に対して略垂直な軸の周りを前記フレームに対して回転するように適合されている整形外科用ニーブレース。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアプライトが、ファセットバーとして成形された突起を含む請求項８に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項１０】
前記ヒンジ部が前記ファセットバーを受ける凹部を含む請求項９に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項１１】
前記ヒンジ部分は、前記ヒンジ部分のスリーブの表面が前記ファセットバーの表面に接触するまで、前記突起の縦軸の周りを前記突起に対して自由に回転可能である請求項１０に記載の整形外科用ニーブレース。
【請求項１２】
整形外科用ニーブレースにおける使用のために適合されるヒンジであって、
主プレート部およびスリーブ部を含むふくらはぎ部を含み、前記スリーブ部が第１および第２のパネルの間で前記主プレート部を受けるヒンジ。
【請求項１３】
前記ふくらはぎ部に回転可能に固定された腿部を更に備える請求項１０に記載のヒンジ。
【請求項１４】
前記腿部は、前記ふくらはぎ部を中間で受ける第１および第２のプレートを備える請求項１３に記載のヒンジ。
【請求項１５】
請求項１０に記載のヒンジと共同する整形外科用ニーブレースであって、
内側アプライトおよび外側アプライトの少なくとも１つを含む剛性ふくらはぎフレームを備え、
前記ふくらはぎ部が、前記少なくとも１つのアプライトの上方端部に固定される整形外科用ニーブレース。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのアプライトが、ファセットバーとして成形された突起を含む請求項１５に記載の共同。
【請求項１７】
前記ふくらはぎ部が、前記ファセットバーを受ける凹部を含む請求項１６に記載の共同。
【請求項１８】
前記ふくらはぎ部が、前記ブレースの屈曲−伸展軸に対して略垂直な軸の周りを前記ふくらはぎフレームに対して回転可能である請求項１７に記載の共同。
【請求項１９】
前記ブレースが、前記剛性ふくらはぎフレームに回転可能に固定された剛性腿フレームを更に備える請求項１８に記載の共同。
【請求項２０】
有害な動きに対して膝を抑制すると同時に、膝が自然に屈曲および伸展できるように膝を支持する方法であって、該方法は、
剛性腿フレームおよび剛性ふくらはぎフレームを含む整形外科用ニーブレースを膝に適用するステップを備え、
前記腿フレームおよび前記ふくらはぎフレームは、前記ブレースが屈曲および／または伸展するにつれて、略水平な屈曲−伸展軸および略鉛直な縦回転軸の周りを互いに相対的に同時に回転するように適合されている方法。
【請求項２１】
有害な動きに対して膝を抑制すると同時に、膝が自然に屈曲および伸展できるように膝を支持する方法であって、該方法は、
内側回転軸を画定する内側ヒンジ、および、外側回転軸を画定する外側ヒンジを含む整形外科用ニーブレースを膝に適用するステップを備え、
前記内側回転軸および前記外側回転軸は、互いに一致しない方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整形外科用ブレーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００４年１月７日に出願された米国特許出願番号６０／５３４，７５３の仮出願の優先権を主張する。この出願の全体内容は、参照としてこの明細書に明白に組み込まれている。
【０００３】
ニーブレースヒンジが果す２つの機能は、自然な動きの経路に沿って着用者の膝を案内すること、および、不自然かつ有害な動きに対して着用者の膝を抑制することである。これらの機能を果すために、多くのニーブレースヒンジ設計は、膝の自然な動きをまねするよう試みている。１つの中心を有するヒンジ、多中心のヒンジ、４つのバーが連結するヒンジ、及び、カムヒンジを含む設計もある。
【０００４】
しかしながら、人間の膝は、屈曲及び伸展する時、やや複雑な経路に従う。一般的に、矢状平面で見た場合、膝は、膝が屈曲する時に大腿骨が膝蓋骨の上で部分的に後方に後退するスライド及びグライド様式で動く。膝の動きのほとんどは、矢状平面で生じる。しかしながら、以下で詳細に示されるように、膝の動きの相当量は、この２次元の面以外でも生じる。
【０００５】
多くの研究者達は、膝の三次元の動きを測定すること、および、模ることを試みてきた。研究に基づいて、多くのデザイナーが、この三次元の動きに近づくニーブレースヒンジを構築してきた。例えば、米国特許第５，１０７，８２４号、第５，６１１，７７４号および第５，７９２，０８６号は３つのこのようなヒンジを開示している。これらのデザインは全てカムスロットタイプであり、湾曲したプレートを含む。カムスロット配置により、ヒンジは複合的な動きのパターンをうけることができ、湾曲したプレートにより、回転は矢状平面以外で生じることができる。しかし、これらのデザインは、多くの欠点を有している。
【０００６】
第１に、カムスロットヒンジは、ヒンジプレート内で切断される長いキャビティーを必要とする。これらのキャビティーは、結果として、大きく、かさばったヒンジになり、伸展及び屈曲コントロールストップのような他の特徴にわずかな空間しか残さない。第２に、湾曲したヒンジプレートは、シートメタルスタンピングのような安い工程により製造され得る平らなプレートと比べて、製造するのにコストがかかる。第３に、これらのデザインにおけるヒンジプレートの湾曲は、内側ヒンジと外側ヒンジとの間で間隔をおくことに基づいている。このように、異なるサイズの患者の要求を満たすために、種々のサイズや形状の湾曲した部品が製造されなければならない。もし、ヒンジが正確にサイズされ、形作られなければ、ヒンジは、動きの間、なめらかに作動しない。
【０００７】
最近の研究は、人間の膝の三次元の動きが、脚の骨に対して固定された２つの軸に関して同時に起こる回転により描かれ得ることを示している。（チャーチル（Ｃｈｕｒｃｈｉｌｌ）著，「臨床整形外科学及び関連する研究（Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）」１９９８年，第３５６号，ｐ．１１１−１１８）。第１の軸は、よく知られている屈曲―伸展軸である。この軸は、大腿骨に対して固定されており、内側−外側方向に延び、そして、大腿骨の外側及び内側上顆を通して進む。第２の軸は、脛骨の回転軸である（縦回転軸とも呼ばれる）。この軸は脛骨に固定され、脛骨の縦に平行しており、そして、脛骨の平坦域の中央に対してわずかに内側に配置されている。一般的に、膝が屈曲するにつれて、脛骨は、脛骨の回転軸に関して内部に同時に回転する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの好ましい実施形態は、いくつかの特徴を有しており、それらのいずれも、単にそれらの好ましい特性の原因とはならない。特許請求の範囲により表現されるこれらのニーブレースヒンジの範囲に限定せず、さらに顕著な特徴が簡単に論じられる。議論を考慮した後、特に「好ましい実施形態の詳細な説明」の段落を読んだ後、好ましい実施形態の特徴がどのように利点を提供するかを理解するであろう。この利点とは、有害な動きに対して膝を抑制する一方、２つの回転軸モデルに従った膝の自然な動きをたどる能力を含む。
【０００９】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの１実施形態は、整形外科用ニーブレースを備える。前記ブレースは、内側回転軸を画定する内側ヒンジと、外側回転軸を画定する外側ヒンジとを備える。前記内側回転軸および前記外側回転軸は、互いに一致しない。
【００１０】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの他の実施形態は、整形外科用ニーブレースを備える。前記ブレースは、剛性腿フレームと、剛性ふくらはぎフレームとを備える。前記腿フレームおよび前記ふくらはぎフレームは、ブレースが屈曲および／または伸展するにつれて、略水平な屈曲−伸展軸および略鉛直な縦回転軸の周りを互いに相対的に同時に回転するように適合されている。
【００１１】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの他の実施形態は、整形外科用ニーブレースを備える。前記ブレースは、剛性内側アプライトおよび剛性外側アプライトの少なくとも１つを含む剛性フレームを備える。前記ブレースは、更に、前記少なくとも１つのアプライトの端部に固定される部分を含むヒンジを備える。前記ヒンジ部分は、前記ブレースの屈曲−伸展軸に対して略垂直な軸の周りを前記フレームに対して回転するように適合されている。
【００１２】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの他の実施形態は、整形外科用ニーブレースにおける使用のために適合されるヒンジを備える。前記ヒンジは、主プレート部およびスリーブ部を含むふくらはぎ部を備える。前記スリーブ部は、第１および第２のパネルの間で前記主プレート部を受ける。
【００１３】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの他の実施形態は、有害な動きに対して膝を抑制すると同時に、膝が自然に屈曲および伸展できるように膝を支持する方法を備える。該方法は、剛性腿フレームおよび剛性ふくらはぎフレームを含む整形外科用ニーブレースを膝に適用するステップを備え、前記腿フレームおよび前記ふくらはぎフレームは、前記ブレースが屈曲および／または伸展するにつれて、略水平な屈曲−伸展軸および略鉛直な縦回転軸の周りを互いに相対的に同時に回転するように適合されている。
【００１４】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの他の実施形態は、有害な動きに対して膝を抑制すると同時に、膝が自然に屈曲および伸展できるように膝を支持する方法を含む。該方法は、内側回転軸を画定する内側ヒンジ、および、外側回転軸を画定する外側ヒンジを含む整形外科用ニーブレースを膝に適用するステップを備え、前記内側回転軸および前記外側回転軸は、互いに一致しない。
【００１５】
本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの特徴を示す好ましい実施形態は、次に詳細に述べられる。これらの実施形態は、実例の目的のみの添付図面に示される、新規かつ自明ではないニーブレースヒンジを表す。これらの図は、以下の図を含み、図において同一の符号は同一の部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ここで使われる際、外側（lateral）は、身体の鉛直中心線から離れる方を意味し、内側（medial）は、身体の鉛直中心線に向かう方を意味し、前方（anterior）は、身体の前に向かう方を意味し、後方（posterior）は、身体の後に向かう方を意味し、上方（superior）は、身体のより高位を意味し、下方（inferior）は、身体のより下位を意味する。以上の各用語は、ブレース３４の構成要素に適用される際、図１に示されるブレース３４の構成であって、着用者の脚が全て伸び、着用者が起立している時にブレース３４がとる構成を参照する。明確さのために、着用者の脚は示されていない。
【００１７】
図１及び図２に示される本ニーブレース３４ヒンジ３０、３２の一実施形態は、上述された２つの回転軸モデルに基づく人間の膝の動きに近づく。こうして、ヒンジ３０、３２は、屈曲−伸展軸ＡＦ−Ｅおよび脛骨回転軸ＡＴＲに関する連成動を結合する。この種の動きを達成するために、着用者の脚が屈曲するにつれて、腿フレーム３６の内側サイドは、ふくらはぎフレーム３８に対して前方に動き（図３〜図５）、腿フレーム３６の外側サイドは、ふくらはぎフレーム３８に対して後方に動く（図６〜図８）。加えて、脛骨回転軸ＡＴＲは、着用者の膝の内側面の近くに配置されるので、外側ヒンジ３２は、内側面と比較して大きな並進成分を有する（図３〜図８）。着用者の膝が伸展するにつれて、上述した動きは戻される。
【００１８】
図１及び図２を参照して、ヒンジ３０、３２の一実施形態は、上方フレーム３６又は腿フレーム３６、および、下方フレーム３８又はふくらはぎフレーム３８を備えるニーブレース３４内に示されている。図示されたブレース３４は、着用者の左脚に着用されるように適合される。逆の構成を有するブレースが着用者の右脚に着用されるように適合されるのことを、当業者なら理解するであろう。図示されたブレース３４は、限定されないことを意味する。
【００１９】
引き続き図１を参照して、一実施形態において、腿フレーム３６及びふくらはぎフレーム３８は、それぞれ、金属や複合材のような剛性素材の単一の全長を備えることができる。代わりに、各フレームは、互いに固定された複数の部品から構成されていてもよい。腿フレーム３６は、着用者の腿の前方部分を横切って延びるように適合された、上方横断部４０を含んでいる。内側腿アプライト４２及び外側腿アプライト４４は、それぞれ、上方横断部４０から下方へ延びる。アプライト４２、４４は、それぞれ、ブレース３４が着用された時に、着用者の腿の内側面及び外側面に沿って延びる。ふくらはぎフレーム３８は、着用者のふくらはぎの後方部分を横切って延びるように適合された下方横断部４６を含む。内側ふくらはぎアプライト４８及び外側ふくらはぎアプライト５０は、それぞれ、下方横断部４６から上方に延びる。アプライト４８、５０は、それぞれ、ブレース３４が着用された時、着用者のふくらはぎの内側面及び外側面に沿って延びる。
【００２０】
一実施形態において、ブレース３４は、着用者の脚（図示せず）に配置されるので、内側ヒンジ３０は、着用者の膝の内側面に隣接して配置され、外側ヒンジ３２は、着用者の膝の外側面に隣接して配置される。複数のストラップ（図示せず）は、ブレース３４を脚に固定する。
【００２１】
図３を参照して、図示された外側ヒンジ３２は、ふくらはぎ部５２及び腿部５４を含む。腿部５４は、第１ヒンジプレート５６及び第２ヒンジプレート５８を含む。ヒンジプレート５６、５８は、内側−外側軸に沿って互いに間隔をおいており、第１ヒンジプレート５６は、着用者の膝に対して比較的近くに位置し、第２ヒンジプレート５８は、着用者の膝から比較的遠くに位置する。第１ヒンジプレート５６と第２ヒンジプレート５８との間の間隔は、ふくらはぎ部５２を受ける。ヒンジプレート５６、５８は、互いに略同一であり、それぞれ、略円形の下方部６０と、下方部６０から延びる細長い上方部６２とを備えている。ヒンジプレート５６、５８は、金属のような頑丈な材質から構成されていることが好ましい。
【００２２】
各ヒンジプレート５６、５８は、腿フレーム３６上の外側アプライト４４の下方端部に固定されている。各ヒンジプレート５６、５８の上方部６２は、第１及び第２の固定孔６４を含んでいる。固定孔６４は、ボルトやリベットのような、ヒンジプレート５６、５８を腿フレーム３６上の外側アプライト４４に固定するために使用できる固定部材（図示せず）を受けるように適合される（例えば、ボルトやリベットのような）固定部材の他の、接着剤、溶接、挿入成形などの種々の方法により、ヒンジプレート５６、５８を外側アプライト４４に固定できることを、当業者なら理解するであろう。取り付けの正確な方法は、本ヒンジ３０、３２の機能に対して重要ではない。
【００２３】
引き続き図３を参照して、図示されたヒンジプレート５６、５８の下方部６０は、更に、複数の屈曲停止孔６６及び複数の伸展停止孔６８を備えている。各停止孔６６、６８は、ピンのような停止部材（図示せず）を受けるために適合される。停止部材は、停止孔６６、６８に対して除去することができると共に再挿入することができ、または、停止孔６６、６８内に永久に固定され得る。以下に更に詳細に述べられるように、屈曲停止部材は、外側ヒンジ３２のために屈曲の最大角度を画定するために、ふくらはぎ部５２上の屈曲停止表面に係合する。また、以下に更に詳細に述べられるように、伸展停止部材は、外側ヒンジ３２のために伸展の最大角度を画定するために、ふくらはぎ部上の伸展停止表面に係合する。
【００２４】
図示されたヒンジプレート５６、５８の下方部６０は、更に、ピボット孔７０を備える。以下に更に詳細に述べられるように、ピン又はリベットのようなピボット部材７２は、腿部５４をふくらはぎ部５２に固定するために、ピボット孔７０を通して延びる。
【００２５】
図５〜図８を参照して、ふくらはぎ部５２は、ふくらはぎフレーム３８上の外側アプライト５０の上方端部に回転可能に固定された主プレート部７４を含む。特に図８を参照して、外側アプライトの上方端部は、アプライト５０の前方−後方中心線上に置かれる突起７６を含む。第１及び第２のフラットショルダー７８は、突起７６の両側面に位置する。突起７６は、主プレート部７４の下方端部における略Ｕ形の凹部８０内に受けられる。突起７６は、切子面のある棒状に成形されている。図示された実施形態において、突起７６は、ひし形の断面を有している。突起７６の幅は、主プレート部７４における凹部８０の幅よりわずかに狭い。図６及び図７に示されるように、主プレート部７４は、こうして、アプライト５０の縦軸の周りを外側アプライト５０の頂上で回転可能である。以下に、より詳細に示されるように、外側アプライト５０に関して回転する主プレート部７４の能力は、膝関節運動の２つの回転軸モデルをまねする本ヒンジ３０、３２の能力に寄与する。
【００２６】
更に図８を参照して、突起の下方端部は半円であり、外側アプライト５０の上方端部における半円の凹部８２にぴったりはまる。外側アプライト５０及び突起７６は、構成において単一であることが好ましいが、互いに固定される別々の部品として製造されることもできる。以下に詳細に述べるように、下方端部は、固定部材８６を受ける孔８４を含む（図５〜図７）。突起７６の前方−後方中心に位置する突起７６の最大の厚みは、外側アプライト５０の隣接する部分の厚みと略等しい。突起７６の厚みは、最大の厚みの位置から、前方及び後方両方向において、一定の割合でしだいに小さくなる。
【００２７】
図６及び図７を参照して、スリーブ８８は、主プレート部７４上に嵌まる。スリーブ８８は、互いに間隔をあけ、それぞれの一方の縁に沿って結合する第１パネル９０及び第２パネル９２を含む。各パネル９０、９２の周辺形状は、主プレート部７４の周辺形状と略等しい。第１パネル９０と第２パネル９２との間隔は、主プレート部７４の厚みと略等しい。図５に示すように、こうして、スリーブ８８は、主プレート部７４を受けるように構成される。スリーブ８８は、金属（例えば、スチール又はアルミニウム）や一定のプラスチックのような、丈夫な材質から構成されることが好ましい。
【００２８】
引き続き図６及び図７を参照して、各パネル９０、９２の下方端部は、外側アプライト５０の上方端部における半円凹部８２と略等しい径の半円タブ９４を含む。孔９６は、各タブ９４と各パネル９０、９２との接合部にまたがる。タブ９４及び孔９６は、スリーブ８８が主プレート部７４上に適合するときに外側アプライト５０上の凹部８２及び孔８４とそれぞれ一致するように、大きさを合わせて作られ、配置されている。図５に図示されるように、この構成において、孔８４、９６は、ピン又はリベットのような、スリーブ８８を突起７６に固定する固定部材８６を受ける。スリーブ８８が適切な位置にある状態で、ファセット突起７６は、外側アプライト５０に対する、ヒンジ３２のふくらはぎ部５２の回転限界を画定する。ふくらはぎ部５２がどちらかの回転限界に到達すると、パネル９０、９２の内面は、突起７６の隣接しない切子面に接触し、回転方向におけるふくらはぎ部の更なる回転を止める。
【００２９】
図５を参照して、外側ふくらはぎ部５２は、後方部における略上方−下方の中央に位置するピボット孔９８を含む。ピボット孔９８は、外側腿部５６、５８におけるピボット孔７０と同軸である（図３）。図３に示されるように、ピン又はリベットのような固定部材７２は、腿部５４をふくらはぎ部５２に回転可能に固定するために、同軸の全ての孔７０、９８を通過する。
【００３０】
更に図５を参照して、ふくらはぎ部５２は、ピボット孔９８から間隔をおいたアーチ形の溝１００を更に含む。図示された溝１００は、略７５°の円弧に沿って延び、ピボット孔９８の上方及び前方の両方に位置する。溝１００によって描かれる円弧は、略７５°より小さくても大きくてもよいことを、当業者なら理解するであろう。腿部５４上の屈曲停止孔６６（図３）は、ふくらはぎ部５２及び腿部５４が互いに相対的にピボット部材７２の周りを回転するにつれて、円弧を描く。溝１００の後方端部１０２（図５）は、屈曲停止表面１０２を備える。このように、もし、屈曲停止部材が屈曲停止孔６６の一つに配置されると、屈曲停止部材と屈曲停止表面１０２との間の接触がヒンジ３２の更なる屈曲を制限する。図示された実施形態において、複数の屈曲停止孔６６が備えられているので、屈曲停止部材を第１の孔６６から除去し、他の孔６６に配置することにより、ヒンジ３２の最大屈曲角度を望み通りに調整することができる。例えば、屈曲停止孔６６は、４５°、６０°、７５°及び９０°の最大屈曲角度を提供するように配置されてもよい。
【００３１】
図５を更に参照して、ふくらはぎ部の上方エッジ１０４は、略後方を向くショルダー１０６を含む。ショルダー１０６は、伸展停止表面１０６を備えている。このように、もし、伸展停止部材が腿部５４上の伸展停止孔６８の一つに配置されると（図３）、伸展停止部材と伸展停止表面１０６との接触がヒンジ３２の更なる伸展を制限する。図示された実施形態において、複数の伸展停止孔６８が備えられているので、伸展停止部材を第１の孔６８から除去し、他の孔６８に配置することにより、ヒンジ３２の最大伸展角度を望み通りに調整することができる。例えば、伸展停止孔６６は、４０°、３０°、２０°、１０°及び０°の最大伸展角度を提供するように配置されてもよい。溝１００の前方端部１０８もまた、屈曲停止孔６８の一つに位置する停止部材と係合することができる伸展停止表面１０８を備える。
【００３２】
図４を参照して、図示された内側ヒンジ３０は、ふくらはぎ部１１０及び腿部１１２を含む。腿部１１２は、第１ヒンジプレート１１４及び第２ヒンジプレート１１６を含む。ヒンジプレート１１４、１１６は、内側−外側軸に沿って互いに間隔をおいており、第１ヒンジプレート１１４は、着用者の膝に対して比較的の近くに位置し、第２ヒンジプレート１１６は、着用者の脚から比較的遠くに位置する。第１ヒンジプレート１１４と第２ヒンジプレート１１６との間隔は、ふくらはぎ部１１０を受ける。ヒンジプレート１１４、１１６は、互いに略同一であり、それぞれ、略円形の下方部１１８と、下方部１１８から延びる細長い上方部１２０とを含んでいる。ヒンジプレート１１４、１１６は、金属のような丈夫な材質から構成されていることが好ましい。
【００３３】
各ヒンジプレート１１４、１１６は、腿フレーム３６上の内側アプライト４２の下方端部に固定されている。各ヒンジプレート１１４、１１６の上方部１２０は、第１及び第２の固定孔１２２を含んでいる。固定孔１２２は、ボルト又はリベットのような、ヒンジプレート１１４、１１６を腿フレーム３６上の内側アプライト４２に固定するために使用できる固定部材（図示せず）を受けるように適合される。（例えば、ボルトやリベットのような）固定部材の他の、接着剤、溶接、挿入成形などの種々の方法により、ヒンジプレート１１４、１１６を外側アプライト４２に固定できることを、当業者なら理解するであろう。取り付けの正確な方法は、本ヒンジ３０、３２の機能に対して重要ではない。
【００３４】
引き続き図４を参照して、図示されたヒンジプレート１１4、１１６の下方部１１８は、複数の屈曲停止孔１２４及び複数の伸展停止孔１２６を更に備えている。各停止孔１２４、１２６は、ピンのような停止部材１２７を受けるために適応される。停止部材１２７は、停止孔１２４、１２６に対して除去することができると共に再挿入することができ、又は、停止孔１２４、１２６内に永久に固定され得る。以下に更に詳細に述べられるように、屈曲停止部材は、ヒンジ３０のために屈曲の最大角度を画定するために、ふくらはぎ部１１０上の複数の屈曲停止表面の１つに係合する。また、以下に更に詳細に述べられるように、伸展停止部材は、ヒンジ３０のために伸展の最大角度を画定するために、ふくらはぎ部１１０上の伸展停止表面に係合する。
【００３５】
図示されたヒンジプレート１１４、１１６の下方部１１８は、ピボット孔１２８を更に備える。以下に更に詳細に述べられるように、ピン又はリベットのようなピボット部材１３０は、腿部１１２をふくらはぎ部１１０に固定するために、ピボット孔１２８を通して延びる。
【００３６】
図９〜図１２を参照して、ふくらはぎ部１１０は、ふくらはぎフレーム３８上の内側アプライト４８の上方端部に回転可能に固定された主プレート部１３２を含む。特に図１２を参照して、内側アプライト４８の上方端部は、アプライト４８の前方−後方中心線上に置かれるファセット突起１３４を含む。第１及び第２のフラットショルダー１３６は、突起１３４の両側面に位置する。突起１３４は、主プレート部１３２の下方端部における略Ｕ形の凹部１３８内に受けられる。突起１３４及び凹部１３８は、外側ヒンジ３２の対応する構成要素に類似した大きさ及び形に成形されている。さらに、内側ふくらはぎ部１１０は、タブ１４２及び孔１４４を備えるスリーブ１４０と、スリーブ１４０を主プレート部１３２に固定する固定部材１４６とを含む。これらの構成要素の全ては、外側ヒンジ３２の対応する構成要素に類似して構成されている。したがって、これらの構成要素の構成及び機能は、図１０及び図１１に示されるように、主プレート部１３２が内側アプライト４８の頂上でアプライト４８の縦軸周りに回転可能であることに留意することを除いて、ここでは繰り返し述べられない。以下に、より詳細に示すように、内側アプライト４８に関して回転する主プレート部１３２の能力は、膝関節運動の２つの回転軸モデルをまねする本ヒンジ３０、３２の能力に寄与する。最後に、スリーブ１４０の周辺形状は、主プレート部１３２の周辺形状と略等しい。
【００３７】
特に図９を参照して、内側ふくらはぎ部１１０は、上方部において、ふくらはぎ部１１０の前方−後方中心線の後方に配置されたピボット孔１４８を含む。ピボット孔１４８は、内側腿部１１４、１１６におけるピボット孔１２８と同軸である（図４）。図４に示されるように、ピン又はリベットのような固定部材１３０は、腿部１１２をふくらはぎ部１１０に回転可能に固定するために、同軸の孔１２８、１４８の全てを通過する。
【００３８】
ふくらはぎ部１１０の後方表面の下方端部１５０は、屈曲停止表面１５０を備える。このように、もし、屈曲停止部材が腿部１１２における屈曲停止孔１２４の一つに配置されると（図４）、屈曲停止部材と屈曲停止表面１５０との接触がヒンジ３０の更なる屈曲を制限する。図示された実施形態において、複数の屈曲停止孔１２４が備えられているので、屈曲停止部材を第１の孔１２４から除去し、他の孔１２４に配置することにより、ヒンジ３０の最大屈曲角度を望み通りに調整することができる。例えば、屈曲停止孔１２４は、４５°、６０°、７５°及び９０°の最大屈曲角度を提供するように配置されてもよい。
【００３９】
特に図９を参照して、ふくらはぎ部１１０の上方端部１５２は、略後方を向くショルダー１５４を含む。ショルダー１５４は、伸展停止表面１５４を備えている。このように、もし、伸展停止部材が腿部１１２における伸展停止孔１２６の一つに配置されると（図４）、伸展停止部材と伸展停止表面１５４との接触がヒンジ３０の更なる伸展を制限する。図示された実施形態において、複数の伸展停止孔１２６が備えられているので、伸展停止部材を第１の孔１２６から除去し、他の孔１２６に配置することにより、ヒンジ３０の最大伸展角度を要求に従って調整することができる。例えば、伸展停止孔１２６は、４０°、３０°、２０°、１０°及び０°の最大伸展角度を提供するように配置されてもよい。
【００４０】
図１、図２及び図１３〜図１８を参照して、内側ピボット部材１３０は、外側ピボット部材１３２と同軸に位置しない。このように、内側ヒンジ３０の回転軸は、外側ヒンジ３２の回転軸と一致しない。このオフセットにより、着用者の脚が屈曲するにつれて、腿フレーム３６およびふくらはぎフレーム３８は、水平な屈曲−伸展軸ＡＦ−Ｅおよび鉛直な脛骨回転軸ＡＴＲの周りを互いに相対的に回転する（図１及び図２）。
【００４１】
さらに、ヒンジ回転軸は、屈曲−伸展軸（図１３〜図１８において「＋」で表されている）とも一致せず、膝の屈曲及び／又は伸展を通じて固定されたままである。内側ヒンジ３０（図１６〜図１８）において（ピボット部材１３０と一致する）ヒンジ回転軸は、屈曲−伸展軸に対してわずかに上方及び前方に配置されており、ヒンジ３０が屈曲する時に屈曲−伸展軸が回転軸に対して前方に移動する原因となる。外側ヒンジ３２（図１３〜図１５）において（ピボット部材１３２と一致する）ヒンジ回転軸は、屈曲−伸展軸に対してわずかに下方及び後方に配置されており、ヒンジ３２が屈曲する時に屈曲−伸展軸が回転軸に対して後方に移動する原因となる。このように、膝が屈曲する間、腿フレーム３６の内側サイド４２は、ふくらはぎフレーム３８に対して前方に移動し（図１、図２及び図１６〜図１８）、腿フレーム３６の外側サイド４４は、ふくらはぎフレーム３８に対して後方に移動する（図１、図２及び図１３〜図１５）。加えて、脛骨回転軸ＡＴＲは、着用者の膝の内側面の近くに配置されるので、外側ヒンジ３２は、内側面と比較して大きな並進成分を有する（図１３〜図１８）。着用者の膝が伸展するにつれて、上述した動きが戻される。
【００４２】
腿フレーム３６及びふくらはぎフレーム３８が互いに相対的に、鉛直の脛骨回転軸ＡＴＲの周りを回転するので、ヒンジ３０、３２のふくらはぎ部５２、１１０が、ブレース３４が屈曲及び伸展するにつれて、ふくらはぎフレーム３８に対して回転する（図１及び図２）。上述のように、ふくらはぎフレーム３８に関するふくらはぎ部５２、１１０の回転限界は、スリーブ８８、１４０とファセット突起７６、１３４との相互作用により画定される。ふくらはぎ部５２、１１０がふくらはぎフレーム３８に対して回転できることにより、応力は除去される。この応力は、もし回転できなければ、腿フレーム３６及びふくらはぎフレーム３８が互いに相対的に、鉛直の脛骨回転軸ＡＴＲの周りを回転するにつれて、ヒンジ３０、３２に発生する。
【００４３】
ふくらはぎ部５２、１１０とふくらはぎフレーム３８とのインターフェースの構成により、一つの軸の周りを相対的に回転することができるが、追加の自由度はない。このようにして、ブレース３４は、着用者の膝を支持すると共に有害な動きに対して抑制するために適合される。また、この構成は、ヒンジ３０とヒンジ３２との間隔から好都合に独立している。こうして、この特徴により、患者のいずれのサイズにおいても、単独の設計で関節を滑らかにつなぐことができる。
【００４４】
上述したブレースヒンジ３０、３２の実施形態は、各ヒンジ３０、３２において、唯一のピボット孔９８、１４８を好都合に含む。追加のピボット孔の欠如は、停止部材孔６６、６８、１２４、１２６を収容することができる自由な空間を残す。ブレース３４に停止部材を追加することにより、ブレース３４は、動きの範囲を選択的に制限することができる。これらの動きの限界の範囲により、ブレース３４が着用者の膝を保護する能力が高まる。もちろん、ヒンジ３０、３２の総合的な目的から離れることなく、ヒンジ３０、３２が追加のピボット孔を含んでもよいことを、当業者なら理解するであろう。
【００４５】
また、上述の実施形態は、平坦なヒンジプレート５６、５８、７４、１１４、１１６、１３２を好都合に含む。平坦なヒンジプレートは、例えばスタンピングを通して製造され得るので、製造するのにコストがかからない。ヒンジ３０、３２の総合的な目的から離れることなく、ヒンジプレート５６、５８、７４、１１４、１１６、１３２が平坦でない形状であってもよいことを、当業者なら理解するであろう。
【００４６】
図１９及び図２０は、それぞれ、外側ヒンジ２００及び内側ヒンジ３００の代替の構成を示す。図１９の外側ヒンジ２００は、形及び機能が図３の外側ヒンジ３２に類似する。ヒンジ２００は、中央プレート２０２と第１及び第２外側プレート２０４を含む、３つの部品の腿部を含む。中央プレート２０２の下方の縁は、ふくらはぎ部の主プレート部２０６に接する。主プレート部２０６は、さかさまのＵ状に形成され、後方頂点２１０の外側の縁に取り付けられたピボット孔２０８を備えている。主プレート部２０２は、図３の外側ヒンジ３２におけるように、外側アプライト５０の頂上でファセットバー７６にまたがる。図６のスリーブ８８と類似の形状のスリーブ２１２は、中央プレート２０２、主プレート部２０６及びファセットバー７６を挟む。固定部材２１４は、下方孔２１６、８４を通して、スリーブ２１２及びファセットバー７６に延び、これらの構成要素を一緒に固定する。腿部の外側プレート２０４は、スリーブ２１２の表面に外向きに接し、ピボット部材２１８は、ピボット孔２０８、２２０、２２２を通して，外側プレート２０４上かつスリーブ２１２上で、主プレート部２０６に延び、これらの構成要素を一緒に固定する。最後に、外側プレート上の固定孔２２４は、中央プレート２０２上の固定孔２２６と一直線上に並び、固定部材（図示せず）は、これらの孔２２４、２２６を通して、これらを一緒に固定するように延びる。
【００４７】
図２０の内側ヒンジ３００は、形及び機能が図４の内側ヒンジ３０に類似する。ヒンジ３００は、中央プレート３０２と第１及び第２外側プレート３０４を含む、３つの部品の腿部を含む。中央プレート３０２の下方の縁は、ふくらはぎ部の主プレート部３０６に接する。主プレート部３０６は、ほぼさかさまのＵ状に形成され、後方頂点３１０の外側の縁に取り付けられたピボット孔３０８を備えている。主プレート部３０６は、図４の内側ヒンジ３０におけるように、内側アプライト４８の頂上でファセットバー１３４にまたがる。図１０のスリーブ１４０と類似の形状のスリーブ３１２は、中央プレート３０２、主プレート部３０６及びファセットバー１３４を挟む。固定部材３１４は、下方孔３１６、３１７を通して、スリーブ３１２及びファセットバー１３４に延び、これらの構成要素を一緒に固定する。腿部の外側プレート３０４は、スリーブ３１２の表面に外向きに接し、ピボット部材３１８は、ピボット孔３０８、３２０、３２２を通して、外側プレート３０４上かつスリーブ３１２上で、主プレート部３０６に延び、これらの構成要素を一緒に固定する。最後に、外側プレート３０４上の固定孔３２４は、中央プレート３０２上の固定孔３２６と一直線上に並び、固定部材（図示せず）は、これらの孔３２４、３２６を通して、これらを一緒に固定するように延びる。
【００４８】
上記は、本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジを実施するために考えられたベストモードの説明と、それらを製造すること及び使用することの方法及び工程の説明とを、関連する技術分野に属する当業者がこれらのニーブレースヒンジを製造することができ、かつ使用することができるように、完全、明瞭、簡潔かつ正確な言葉で示している。しかしながら、これらのニーブレースヒンジは、上述の構成から、完全に同等である構成に変形することができ、かつ置き換えることができる。それゆえ、これらのニーブレースヒンジは、開示された特定の実施形態に限定されない。一方、これらのニーブレースヒンジは、これらのニーブレースヒンジの内容を特に示し、かつ明確に請求する、特許請求の範囲により全体として表されるニーブレースヒンジの意図及び範囲内にある全ての変形、及び代替の構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本２つの回転軸を有するニーブレースヒンジの一実施形態を含むブレースの左側透視図である。
【図２】図１のブレースの左側透視図である。
【図３】図１の外側ヒンジの左側透視図である。
【図４】図１の内側ヒンジの左側透視図である。
【図５】図３のヒンジの構成要素の左側透視図である。
【図６】図５のヒンジ要素の左側分解斜視図である。
【図７】図５のヒンジ要素の左側分解斜視図である。
【図８】図５のあるヒンジ要素の左側分解斜視図である。
【図９】図４のヒンジの構成要素の左側透視図である。
【図１０】図９のヒンジ要素の左側分解斜視図である。
【図１１】図９のヒンジ要素の左側分解斜視図である。
【図１２】図９のあるヒンジ要素の左側分解斜視図である。
【図１３】図３の外側ヒンジの左側面図である。
【図１４】図３のヒンジの左側面図である。
【図１５】図３のヒンジの左側面図である。
【図１６】図４の内側ヒンジの左側面図である。
【図１７】図４のヒンジの左側面図である。
【図１８】図４のヒンジの左側面図である。
【図１９】図１のブレースの外側ヒンジの他の実施形態の分解斜視図である。
【図２０】図１のブレースの内側ヒンジの他の実施形態の分解斜視図である。
【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】
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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１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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