(57)【要約】  開示の実施態様は、損傷された人体部分を支持し且つ／或いは伸ばすのに使用するための固定装置に関する。例示的に開示される固定装置は、接合部の制御された回転微動作をもたらすために、サムホイール制御素子を使用する。制御素子及びその関連駆動系は、特定の軸に沿う動作を可能にするのに対し、その位置は他の軸に対して一定のままである。加えて、固定装置と固定装置によって支持される影響された人体部分との間に共通の回転起点をもたらすために、固定装置は、回転と同時の長手方向並進を導入する駆動系を組み込み得る。
2008538527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御素子を含み、
該制御素子に結合される駆動素子を含み、前記制御素子は、第一軸について前記駆動素子を回転可能であり、前記駆動素子は、前記第一軸に対して実質的に直角な軸について少なくとも第一位置と第二位置との間で回転可能であり、
前記駆動素子を支持する筐体を含み、
前記駆動素子に結合される被駆動物品を含み、前記駆動素子が前記第一位置にあるとき、前記駆動素子の回転が前記被駆動物品を第一方向に移動させ、前記駆動素子が前記第二位置にあるとき、前記駆動素子の回転は、前記被駆動物品を第二方向に移動させる、
装置。
【請求項２】
前記被駆動物品及び前記駆動素子は、摩擦的に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動素子は、コグ付きホイールを含み、前記被駆動物品は、前記コグを受容するような大きさとされた複数の陥凹を有する基板を含み、前記駆動ホイールの前記コグと前記基板の前記陥凹との間の係合は、前記被駆動物品と前記駆動素子とを結合する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記制御素子及び前記駆動素子は、前記制御素子の回転が前記駆動素子の回転をもたらすよう、剛的に共に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記制御素子及び前記駆動素子は、前記制御素子の回転が前記駆動素子の回転をもたらすよう、ギア列によって共に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
係止機構をさらに含み、該係止機構は、前記駆動素子が前記第一位置と前記第二位置との間で回転されるときにいつでも、前記筐体に対する前記被駆動物品の位置を固定するよう作用する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記係止機構は、前記筐体に結合され、前記係止機構は、前記被駆動物品に摩擦的に接触することによって、前記被駆動物品を前記筐体に対して所定位置に固定する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
係止機構をさらに含み、該係止機構は、前記駆動素子が前記第一位置と前記第二位置との間で回転されるときはいつでも、前記筐体に対して前記被駆動物品の位置を固定するよう作用する、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記係止機構は、その底縁部に沿って歯を備えるシースを含み、該シースの前記歯と前記基板の前記陥凹との間の接触は、前記筐体に対する前記基板の位置を固定するよう作用する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記被駆動物品は、前記駆動素子に結合される接触表面を有するソケット部材を含み、
該ソケット部材は及び前記筐体は、回転可能に接合される、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記筐体は、スロットを含み、
前記制御素子は、前記スロットを通じて前記駆動素子に結合され、
前記スロットは、前記駆動素子が前記第一位置から前記第二位置に回転されるのを可能にする、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記筐体は、下方縁部を含み、前記ソケット部材は、上方縁部を含み、前記下方縁部の外径は、前記上方縁部の内径よりも大きく、前記筐体の前記下方縁部は、前記ソケット部材及び前記筐体を回転可能に接合するよう、前記ソケット部材の下で前記ソケット部材内に嵌入する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記筐体又は前記ソケット部材のいずれかに結合されるクランプ組立体をさらに含み、前記筐体に対する前記ソケット部材の回転が前記クランプ組立体の長手方向並進をもたらす、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
駆動ネジをさらに含み、該駆動ネジは、前記制御素子の回転が前記筐体に対する前記ソケット部材の回転を引き起こし、同時に、前記クランプ組立体の長手方向並進をもたらすよう、前記クランプ組立体を前記制御素子に結合する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記クランプ組立体は、前記クランプ組立体を損傷された人体部分に取り付けるために１つ又はそれよりも多くの骨ネジをさらに含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記クランプ組立体は、一定距離で骨に取り外し可能に取り付けられ、前記クランプ組立体の長手方向並進の量は、前記クランプ組立体と前記骨との間の一定距離と前記筐体に対する前記ソケット部材の回転の量の余弦との積に近似する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第一部分と、
第二部分と、
前記第一部分が前記第二部分に対して少なくとも２つの異なる平面で回転し得るよう、前記第一部分と前記第二部分とを回転可能に接続する調節可能な接合部と、
前記第一部分に結合されるクランプ組立体とを含み、
前記第二部分に対する前記第一部分の回転は、前記第一部分の長さに沿う前記クランプ組立体の長手方向並進と同時に起こる、
装置。
【請求項１８】
前記クランプ組立体は、前記第一部分が一定距離で骨に解放可能に取り付けられることを可能にする１つ又はそれよりも多くの骨ネジを含み、前記クランプ組立体の長手方向並進の量は、前記第一部分と前記骨との間の距離と前記第二部分に対する前記第一部分の回転の量の余弦との積に近似する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記調節可能な接合部は、制御素子をさらに含み、
該制御素子は、前記第二部分に対する前記第一部分の回転の２つの平面に対応して前記第一位置と前記第二位置との間で移動可能であり、
前記制御素子は、同時に、前記第二部分に対して前記第一部分を回転し、且つ、前記第二部分に対して前記クランプ組立体を並進するよう動作可能である、
請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記クランプ組立体は、前記第一部分が一定距離で骨に解放可能に取り付けられることを可能にする１つ又はそれよりも多くの骨ネジを含み、前記クランプ組立体の長手方向並進の量は、前記第一部分と前記第二部分との間の一定距離と前記第二部分に対する前記第一部分の回転の量の余弦との積に近似する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
駆動ネジをさらに含み、該駆動ネジは、前記制御素子の回転が前記第二部分に対する前記第一部分の回転を引き起こし、同時に、前記クランプ組立体の長手方向並進を引き起こすよう、前記クランプ組立体を前記制御素子に結合する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
第二部分に回転可能に取り付けられる第一部分を有する外部固定装置を用いて損傷された人体部分を適切に指示するための方法であって、
前記外部固定装置の前記第一部分を骨から一定距離で前記骨に取り外し可能に取り付けるステップと、
前記固定装置の前記第二部分に対して前記固定装置の前記第一部分を回転するステップと、
前記外部固定装置及び前記骨が共通の回転起点を有するよう、前記固定装置の前記第一部分の取付地点の長手方向並進を前記骨に提供するステップとを含む、
方法。
【請求項２３】
前記長手方向並進の量は、前記固定装置の前記第一部分と前記骨との間の前記一定距離と前記固定装置の前記第二部分に対する前記第一部分の回転の量の余弦との積に近似する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第二部分に対する前記第一部分の前記回転と前記長手方向並進は同時に起こる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記固定装置の前記第二部分に対する前記固定装置の前記第一部分の前記回転は、１つの場所に起こり、当該方法は、第二平面において前記固定装置の前記第二部分に対して前記固定装置の前記第一部分を回転するステップをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
回転の前記第二平面は、回転の前記第一平面に対して直交する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記固定装置は、制御素子をさらに含み、
当該方法は、
前記第二部分に対する前記第一部分の回転の前記２つの平面の間で切り換えるために、前記制御素子を２つの位置の間で移動するステップと、
前記第二部分に対して前記第一部分を回転し、前記骨に対する前記固定装置の前記第一部分の取付地点の長手方向並進を引き起こすために、制御素子を調節するステップとを含む、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
制御素子を使用して、調節可能な接合部によって回転可能に接続される第一部分と第二部分とを備える固定装置を調節するための方法であって、
骨ネジを用いて、前記固定装置の前記第一部分を骨に解放可能に取り付けるステップと、
同時に、前記第二部分に対して前記第一部分を回転し、前記第二部分に対して前記骨ネジの位置を並進するために、前記調節可能な接合部の前記制御素子を調節するステップとを含む、
方法。
【請求項２９】
前記骨ネジは、前記第一部分の長さに沿って長手方向に並進され、前記第一部分は、前記骨から一定距離に保持される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記長手方向並進の量は、前記骨からの前記第一部分の前記一定距離と前記第一部分と前記第二部分との間の回転の量の余弦との積に近似する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記制御素子は、前記第二部分に対する前記第一部分のための回転の２つの平面に対応して２つの位置の間で移動され得る、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記回転の第一平面は、前記回転の第二平面に対して実質的に直角である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも２つの位置の間で移動し得る制御素子を備える調節可能な接合部によって接続される第一部分と第二部分とを含む固定装置を調節する方法であって、
回転の起点について第一平面において前記第二部分に対して前記第一部分を回転するために、前記調節可能な接合部の前記制御素子を調節するステップと、
前記制御素子を再位置決めするステップと、
回転基点について第二平面において前記第二部分に対して前記第二部分に対して前記第一部分を回転するために、前記制御素子を調節するステップとを含み、前記第二平面は、前記第一平面に対して実質的に直角である、
方法。
【請求項３４】
前記第一部分は、骨から一定距離で前記骨に取り外し可能に取り付けられ、前記取付地点を長手方向に並進するステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記補が手方向並進は、前記固定装置及び前記骨が共通の回転基点を有するよう、前記第二部分に対する前記第一部分の回転を伴う、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記長手方向並進の量は、前記骨からの前記第一部分の一定距離と前記第一部分と前記第二部分との間の回転の量の余弦との積である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記制御素子が再位置決めされるときにはいつでも、前記第二部分に対する前記第一部分の位置を係止するステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記第一部分が回転の両方の平面内で前記第二部分に対して回転可能に調節されるや否や、前記第二部分に対する前記第一部分の位置を係止するステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示されている実施態様は、一般的には、医療装置技術に関し、より具体的には、拘縮を処置するための整形外科固定装置に関し、且つ、そのような固定装置の位置決め及び係止の正確な制御を可能にする駆動系に関する。
【背景技術】
【０００２】
しばしば、関節(joint)又は骨への外傷が、影響された人体部分のための通常範囲の動作を阻止するよう作用し得る拘縮、筋肉及び／又は靱帯の異常な締付け又は短縮を引き起こす。拘縮は、動作を制限する先天性の状態でもあり得る。拘縮のための処置療法は、典型的には、添え木のような固定装置の使用を含む。添え木機構は、普通、治癒プロセス中に影響された人体部分を伸ばし且つ／或いは支持し、影響された人体部分を処置のための正しい位置に保持するような方法で医療人員によって影響された患者の上に配置される。
【０００３】
関節は広範囲の動作を受け得るので、関節における拘縮の処置は特に問題であることが分かり得る。結果的に、効果的な処置選択肢を提供するために、広範囲の動作に適合し且つ医療専門家が影響された人体部分を正確に方向付けることを可能にし得る固定装置が必要とされ得る。典型的な処置療法は、固定装置が定期的に調節されよう医療専門家への反復的な訪問必要とし、影響された人体部分に必要な方向をもたらし、治癒のための適切な量の伸び及び支持を設定する。よって、効果的な処置を提供するために、医療専門家は、正確に較正された変更を固定装置の位置に、それによって、影響された関節に導入し得ることが必要である。
【０００４】
固定装置が、関節／骨のための自然な動作範囲に対応するような方法で関節又は骨を支持することも重要である。従来的な固定装置は、望ましくない圧縮を関節ソケット又は骨間隙に導入する傾向がある。何故ならば、回転のためのそれらの起点は、関節／骨から位置ずれしているからである。回転地点は、影響された人体部分及び固定装置のために同一でないため、人体部分は、典型的には、骨間の間隙を圧縮するよう撓むことによって、差を吸収するよう強いられる。これは治癒の標的である関節／骨に望ましくない応力を導入し、治癒プロセスを遅らせ、場合によっては、追加的な偶発的な外傷を引き起こし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、医療専門家が損傷された人体部分への効果的な較正された調節を行うのを可能にする改良された固定装置の必要がある。追加的に、固定装置と損傷された人体部分との間の回転のための共通の起点をもたらし、偶発的な外傷を防止し且つ支持される関節／骨が自然な整列位置に保持されることを保証することによって治癒を促進する固定装置の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願は、典型的には固定装置のためのスプリント型素子を制御し且つ固定するために使用される多方向駆動系のための実施態様を開示している。整形外科の分野においては、回復中に損傷された人体部分を確実に固定する必要がしばしばある。最適な治癒のために損傷された人体部分を位置決めすることに加え、損傷された組織を伸ばすために、しばしば、外部固定装置が長期に亘って動的に使用され得る。長期に亘って、医療専門家は、そのような伸びを連続的にもたらすために、固定装置を調節することが必要であり得る。これらの仕事を効果的に遂行するために、多方向において独立して固定装置の正確に較正された位置決めを可能にし、医療専門家が外部固定装置をより容易に位置決めし且つ調節するのを助けることの必要がある。加えて、治癒は、不用意な応力が固定装置によって導入されないよう、固定装置が損傷された人体部分を外部固定装置及び接合部(joint)が共通の回転起点を有するよう回転するならば、強化され得る。本固定装置実施態様は、これらの関心に対処するよう設計される。
【０００７】
駆動系は、サムホイールのような制御素子と、制御素子に結合された駆動ホイールのような駆動素子とを含み、駆動素子は、制御素子の回転によって第一軸について回転されるよう駆動され得るようされる。筐体が制御素子及び駆動素子を支持する。基板のような被駆動物品が、駆動素子の回転によって再位置決めされるよう駆動素子と結合される。
【０００８】
被駆動物品が再位置決めされる方向は、駆動系が第一位置又は第二位置にあるかに依存する。しばしば、駆動素子は２つの係止位置を有し、それらは９０度だけ互いに角度的に変位されるよう方向付けられ、駆動素子の２つの位置の間で切り換えることによって、被駆動物品は、他の軸に沿う被駆動物品の位置に影響を及ぼすことなしに、１つの軸に沿って位置決めされ得る。これは、単一の制御素子によって制御された駆動素子を使用して被駆動物品の正確な方向付けを可能にする。
【０００９】
駆動系が第一位置に回転されると、駆動素子の回転は、被駆動物品を第一方向に移動させるのに対し、駆動系が第二位置に回転されると、駆動素子の回転は、被駆動物品を第二方向に移動させる。例示的な実施態様は、互いに９０°だけ角度的に変位された第一位置及び第二位置を有し得るが、軸は広範囲の角度を通じて位置決めされ得る。まさに、代替的実施態様は、単に２つの軸に沿う範囲の動作だけでなく、駆動素子がその角度範囲の動作を通じて旋回するときに、駆動素子が被駆動物品と相互作用することを可能にすることによって、広範囲の角度を通じた動作をも許容し得る。
【００１０】
典型的な実施態様において、そのような駆動系は接合部の２つの動作を制御し且つ固定するために使用され得る。これは、患者の接合部が正しい整列で保持され得るよう医療専門家が様々な固定装置のスプリント状素子を較正する簡単且つ効果的な手段を提供する。簡単なサムホイール制御素子を使用することで、医者は、（他の方向は所定位置に確実に保持されながら）一度に１つの方向に大きな精度を持って、固定装置の素子を位置決めし且つ較正し得る。この種類の制御された回転微動作は、意図的な作動のみが起こることを保証することによって、医療専門家が一般的なボール接合系によってもたらされる自由回転よりも適切な整列を設定するのをより助ける。
【００１１】
そのような駆動系を組み込む接合部を有する外部固定装置も開示されている。外部固定装置は、調節可能な接合部によって接続される第一部分及び第二部分を含む。調節可能な接合部は、第二部分に対して第一部分を回転するために使用され得る制御素子を含む駆動系を含む。第一部分は、１つ又はそれよりも多い骨ネジを介して第一部分を骨に固定するためのクランプ組立体を含み得る。クランプ組立体が第二部分により接近して或いは第二部分から離れて移動され得るよう、クランプ組立体は第一部分に沿って延びる長手軸に沿って再位置決めされ得る。
【００１２】
一部の実施態様において、クランプ組立体の位置は、制御素子が第二部分に対する第一部分の回転と第二部分に対するクランプ組立体の並進とを同時に引き起こし得るよう、制御素子によって制御され得る。長手方向における並進を損傷された人体部分と同時に結合することは特に有用であり得る。そのような実施態様は、（治癒を助けるために損傷された人体部分を伸ばし且つ支持するよう）固定装置の正確に較正された位置決めをもたらすために単一の簡単な制御素子を可能にするし、固定装置及び骨が共通の回転起点を有することを提供することによって骨の自然な整列も保証する。
【００１３】
そのような固定装置における制御素子は、第一位置と第二位置との間で移動され得る。第一位置において、制御素子は、概ね水平な平面において第二部分に対して第一部分を回転するよう動作可能であり得る。第二位置において、制御素子は、概ね垂直な平面において第二部分に対して第一部分を回転するよう動作可能であり得る。典型的には、一体化された係止機構は、一度に１つの方向のみの回転も許容し、２つの位置の間で切り換えるとき、固定装置の被駆動物品に対する駆動素子の位置を固定する。これは偶発的な動作を導入する恐れなしに固定装置の正確な較正を可能にする。本開示の教示を組み込む駆動系を使用することによって、概ね垂直及び水平な方向の双方における第一部分の回転は、共通の回転基点について達成され得る。
【００１４】
実施態様が、添付の図面中に一例として例証されている。図面中、同等の参照番号は、類似の部分を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、多方向駆動系１００の実施態様を示している。駆動系１００は、駆動ホイール１０２を含み、駆動ホイールは、サムホイール１０６の回転によって回転するよう駆動され得る駆動素子として作用し、サムホイールは、制御素子として作用する。サムホイール１０６及び駆動ホイール１０２は、駆動シャフト１０４によって接続されている。駆動シャフト１０４（部分的に破線で示されている）は、長手軸Ａ−Ａに沿って延在し、サムホイール１０６が回転されるときに軸Ａ−Ａについて回転するようサムホイール１０６に固定されている。駆動ホイール１０２は、駆動シャフト１０４に固定され、駆動シャフト１０４が回転するときに回転する。よって、駆動ホイール１０２の回転は、サムホイール１０６の回転によって直接的に制御され得る。例えば、駆動ホイール１０２は、サムホイールを矢印１１０によって表示される方向に回転することによって、矢印１０８によって表示される方向に回転され得る。反対方向へのサムホイール１０６の回転は、駆動ホイール１０２を反対方向に回転させる。
【００１６】
駆動ホイール１０２、駆動シャフト１０４、及び、サムホイール１０６は、支持筐体１１２によって全て支持されている。支持筐体１１２は、駆動ホイール１０２がサムホイール１０６の回転と共に自由に回転するときに、駆動ホイール１０２が進行せず、むしろ所定位置で回転するよう、駆動ホイール１０２を所定位置に保持する。
【００１７】
駆動ホイール１０２は、基板１１４が、駆動ホイール１０２の回転によって加えられる駆動力の影響下で自由に移動するよう、基板１１４と摩擦的に結合されている。例えば、矢印１０８によって表示される方向への駆動ホイール１０２の回転は、１１６に表示されるようにページに入り込む方向に基板１１４を駆動する。同様に、矢印１０８によって表示される方向と反対方向への駆動ホイール１０２の回転は、ページから延出する方向に基板１１４を駆動する。よって、図１Ａ中の基板１１４は、サムホイール１０６の回転によって２つの方向に駆動され得る。
【００１８】
支持筐体１１２は、駆動ホイール１０２の並進動作を阻止するよう、所定位置に固定されている。しかしながら、支持筐体１１２は、軸Ｂ−Ｂについて回転され得る。１つの実施例において、支持筐体１１２は、１２０に表示されるようなページに入り込む方向にサムホイール１０６を押すことによって、矢印１１８によって表示される方向に回転され得る。
【００１９】
図１Ｂは、第二位置にある駆動系１００を示しており、そこでは、駆動系１００は、図１Ａに示されるような駆動系１００の位置に比べ９０°回転されている。駆動系１００がこの第二位置に位置付けられた状態で、基板１１４は、矢印１２２によって表示される方向に駆動され得る。基板１１４が駆動ホイール１０２と摩擦的に結合される状態で、矢印１２４によって表示される方向への駆動ホイール１０２の回転は、基板１１４の上部表面の上に力を加え、基板１１４を矢印１２２によって表示される方向に駆動させる。駆動ホイール１０２は、矢印１２４によって表示される方向と反対方向にも回転され、それは基板を矢印１２２によって表示される方向と反対方向に駆動させる。
【００２０】
図１Ａ及び１Ｂに示される駆動系１００は、物品を複数の非平行方向に駆動するための機械的に単純で効率的な機構を提供する。図１Ａに示される図面は、例示的な被駆動物品として、基板１１４をページに入り込み且つ延出する方向に駆動するための、第一位置にある駆動系１００を示している。図１Ｂに示される図面は、基板１１４をページを横断して左右に延びる方向に駆動するための、第二位置にある駆動系１００を示している。典型的には、駆動系１００は、基板１１４の並進の所望方向に従って第一位置又は第二位置に配置されるよう回転され得る。しかしながら、駆動系１００が図１Ａ及び１Ｂに示される２つの位置以外の位置に回転され、追加的な代替的な駆動ベクトルを可能にすることが想定される。
【００２１】
図１Ａ及び１Ｂにおいて、基板１１４は、駆動ホイール１０２の外部表面と基板１１４の上部表面との間に十分な摩擦が存在することを条件として、駆動ホイール１０２の回転の故に移動するよう強いられる。十分な摩擦が欠落する場合には、駆動ホイール１０２の回転は、基板１１４を駆動するためには不十分であり得る。例えば、駆動ホイール１０２と基板１１４との間の不十分な摩擦結合は、基板１１４の間欠的な移動をもたらし、或いは、基板の移動をもたらさない。この点に関して、駆動ホイール１０２と基板１１４との間の十分な摩擦を保証するために取られ得る幾つかの手段がある。駆動ホイール１０２の外部表面及び／又は基板１１４の上部表面は、十分な摩擦接合をもたらすように伝導的な材料で形成され得るし、或いは、そのような材料で塗工され得る。例えば、摩擦−接合表面地域を増大する表面隆起又は他の不規則製が、駆動ホイール１０２の外部表面及び／又は基板１１４の上部表面の上に設けられ得る。
【００２２】
図２Ａ及び２Ｂは、駆動ホイール１０２の外部表面と基板１１４の上部表面との間の摩擦接合を変更し或いは置換するために図１Ａ及び１Ｂに示される実施態様がどのように変更され得るかの実施例を示している。図２Ａはコグ付き駆動ホイール２０２の平面図を示しており、コグ付きホイールは代替的な駆動素子として作用し、それは（駆動ホイール１０２の代わりに）図１Ａ及び１Ｂに示される駆動系のような駆動系と共に使用され得る。図２Ｂは、図２Ａ中の２Ｂ−２Ｂ断面に沿って取られた断面図を示している。図２Ａ及び２Ｂに示される実施態様では、駆動系１００の幾つかの構成部品が明瞭性のために省略されていることに留意せよ。
【００２３】
コグ付き駆動ホイール２０２は、複数のコグ２０６を含み、基板２０４を駆動するのにふさわしくし、基板は被駆動物品として作用し、複数の孔又は陥凹２０８を有する。図２Ａに示されるように、コグ２０６は、駆動ホイール２０２が回転するときに基板２０４を駆動するための確実な接合をもたらすために、陥凹２０８と噛み合い得る。コグ２０６及び／又は陥凹２０８の特性は、図２Ａに示されるものと異なり得ることに留意せよ。例えば、コグ２０６及び／又は陥凹２０８のサイズ、形状、及び、間隔は、異なり得る。コグ２０６及び陥凹２０８の好適な配置は、駆動ホイール２０２が回転するときにコグ２０６が連続的な陥凹２０８内に少なくとも幾分嵌入することを可能にする。
【００２４】
コグ付き駆動ホイール２０２は、基板２０４を再位置決めするために、駆動系、例えば、駆動系１００によって、その中心軸又はハブ２１０（図２Ｂに示されている）について回転され得る。図２Ａを参照すると、コグ付きホイール２０２は、駆動ホイール２０２がハブ２１０について回転するときに基板２０４が移動する方向を変更するために、例えば、矢印２１２によって表示されるようにも回転され得る。第一位置（実線で示されている）において、駆動ホール２０２は、ページを横断して左右に延在する２つの方向のいずれかに基板２０４を再位置決めするために、ハブ２１０について回転され得る。駆動ホイール２０２は、第一位置から第二位置（破線で示されている）に矢印２１２によって表示されるように回転され得る。第二位置において、駆動ホイール２０２は、ページを上下して延在する２つの方向のいずれかに基板２０４を再位置決めするために、ハブ２１０について回転され得る。基板２０４がページに亘って上下左右に延在する４つの方向のいずれにも再位置決めされ得るよう、駆動ホイール２０２は、図２Ａに示される２つの位置のいずれかに位置決めされるよう回転され得る。一部の実施態様において、駆動ホイール２０２は、それが回転される間、特に、もしコグ２０６がさもなければホイール２０２の回転能力と干渉するように配置されるならば、基板２０４から離れる方向に移動され得る。
【００２５】
図３Ａ及び３Ｂは、駆動系１００の代替的な実施態様として作用し得る駆動系３００を示している。駆動系３００は、駆動素子として作用するコグ付き駆動ホイール３０２を含み、制御素子として作用するサムホイール３０６の回転によって回転するよう駆動され得る。サムホイール３０６及び駆動ホイール３０２は、ギア系３０４によって接続されている。１つの実施態様において、ギア系３０４は、ウォーム３０９とウォームホイール３１０とを含むウォームギア３０８を含む。ギア系３０４は、駆動ホイール３０２を駆動するためにウォームホイール３１０に固定されるギア３１０も含む。
【００２６】
サムホイール３０６は、シャフト３１４を介してウォーム３０９及びウォームギア３０８に接続されている。シャフト３１４は、ウォーム３０９がサムホイール３０６の回転に従って回転するよう、サムホイール３０６の回転をウォーム３０９に転換する。ウォーム３０９は、ウォームホイール３１０の歯３１６と噛合する。ウォーム３０９が回転されると、それはウォームホイール３１０の連続的な歯３１６に対して力を加え、ハブ３１８についてのウォームホイール３１０の回転がもたらす。ギア３１２は、ウォームホイール３１０がハブ３１８について回転するときにギア２１３がハブ３１８について回転するよう、ウォームホイール３１０に固定されている。ギア３１２は、駆動ホイール３０２のコグ３２２と噛合する歯３２０を有する。ギア３１２が回転すると、連続的な歯は、駆動ホイール３０２の連続的なコグ３２２に対して力を加え、駆動ホイール３０２をハブ３２４について回転させる。よって、駆動ホイール３０２の回転は、サムホイール３０６の回転によって制御され得る。例えば、駆動ホイール３０２は、サムホイール３０６を矢印３２８によって表示される方向に回転することによって、矢印３２６によって表示される方向に回転され得る。反対方向へのサムホイール３０６の回転は、反対方向への駆動ホイール３０２の回転を引き起こす。
【００２７】
駆動ホイール３０２、ギア系３０４、シャフト３１４、及び、サムホイール３０６は、駆動筐体３３０によって全て支持されている。支持筐体３３０は、駆動ホイール３０２がサムホイール３０６の回転でハブ３２４について自由に回転する間、駆動ホイール３０２が進行せず、所定位置で回転するよう、駆動ホイール３０２を所定位置に保持する。
【００２８】
駆動ホイール３０２は、基板３３２の表面に形成された陥凹３３４と噛合し得る駆動ホイール３０２のコグ３２２を介して、被駆動物品として作用する基板３３２と結合する。選択的な弾性部材３３６が、駆動ホイール３０２を基板３３２に向かって付勢するために設けられ得る。弾性部材３３６は、例えば、バネであり得る。弾性部材３３６は、例えば、駆動ホイール３０２を回転するために、駆動ホイール３０２が必要に応じて基板３３２の表面から引き抜かれることを可能にする。
【００２９】
基板３３２は、駆動ホイール３０２の回転によって加えられる駆動力の影響下で自由に移動するよう配置される。矢印３２６によって表示される方向への駆動ホイール３０２の回転は、基板３３２を矢印３３８によって表示される方向に駆動する。同様に、矢印３２６によって表示される方向と反対方向への駆動ホイール３０２の回転は、基板３３２を矢印３３８によって表示される方向と反対方向に駆動する。よって、基板３３２は、サムホイール３０６の回転によって２つの方向に駆動され得る。
【００３０】
支持筐体３３０は、駆動ホイール３０２の並進動作を阻止するよう、所定位置に固定される。しかしながら、支持筐体３３０は、軸Ｃ−Ｃについて回転され得る。支持筐体３３０は、３４２に表示されるようにページに入り込む方向にサムホイール３０６を押すことによって、矢印３４０によって表示される方向に回転され得る。
【００３１】
図３Ｂは、第二位置にある駆動系３００を示しており、そこでは、駆動系３００は、図３Ａに示されるような駆動系３００の位置に比べ９０°回転されている。この第二位置に位置付けられた駆動系３００を用いることで、基板３３２は、ページに入り込んだり延出する方向に駆動され得る。駆動ホイール３０２のコグ又は複数のコグ３２２と噛合される基板３３２の１つ又はそれよりも多くの陥凹３３４を用いることで、矢印３４４によって表示される方向への駆動ホイール３０２の回転は、３４６で表示されるようなページに入り込む方向に基板３３２を駆動し得る。矢印３４４によって表示される方向への駆動ホイール３０２の回転は、矢印３４８によって表示される方向へのサムホイール３０６の回転によって生成され得ることに留意せよ。駆動ホイール３０２は、矢印３４４によって表示される方向と反対方向にも回転され得る。それは基板を３４６で表示される方向と反対方向のページから延出する方向に駆動させる。
【００３２】
図３Ｄは、図３Ａ及び３Ｂに示される基本機構と共に使用され得る他の選択的な素子を例証している。具体的には、図３Ｄは、上向き動作を阻止するよう基板３３２と係合するよう設計される組込み係止機構３８０を備える実施態様を例証している。一般的に、駆動系３００内への係止機構３８０の組込みは、駆動系３００の意図的な活性化を通じてのみ起こる制御された回転微動作をもたらす。被駆動素子は、互いに対して自由に回転することが許容されないが、制御素子３０６の動作に基づいて同時に単一方向にのみ回転し得るよう係止される。換言すれば、駆動系３００が被駆動物品の基板３３２と係合しないときにはいつでも（例えば、駆動系３００が位置間で旋回しているときには）、係止機構３８０は、被駆動物品を駆動系３００に対して所定位置に保持する。
【００３３】
開示されている実施態様において、係止機構３８０は、駆動系３００について配置される円筒形シース３８１を含む。シリンダ３８１は、その底縁部に沿って歯３８２を有し、歯は、係止機構３８０が係合されるときにはいつでも基板３３２の移動を阻止するよう、基板３３２の陥凹３３４と噛合する。バネ機構３８６が、開示されている係止機構３８０のための係合の下向き力をもたらし得る。
【００３４】
この実施態様において、バネ３８６は、駆動系３００が位置間で旋回しているときはいつでも、シリンダ３８１を基板３３２に対して所定位置に保持する。シャフト３１５は、ギアのための駆動ロッド及び係止機構３８０を係合／分離するためのレバーの双方として動作し得る。一例として、シャフト３１４は、係合をもたらすために基板３３２に対して上向き及び下向きに旋回することを許容するヒンジ３８４を含み得る。シャフト３１４は、係止機構３８０を基板３３２から離させながら、駆動系３００を基板３３２と係合させるよう旋回し得る。同様に、シャフト３１４は、係止機構３８０を基板３３２と係合させながら、駆動系３００を基板３３２から離れさせるために使用され得る（例えば、駆動系３００をその２つの位置の間で旋回するよう準備するとき）。係止機構３８０及び駆動系３００の両者の係合は、バネ機構３８６によって補助され得る。
【００３５】
そして、そのような装置３００が（以下に記載されるような）接合素子３９０と共に使用されるとき、接合筐体３９１内のスロット３９３が、係止機構３８０の係合及び分離の双方の助けるよう成形され得る。接合筐体３９１のためのそのようなスロット３９３は図３Ｅに例証されており、それはキー孔オフセットを備えるスロット３９３を示しており、キー孔オフセットは係止機構３８０を位置間に案内するためにシャフト３１４と共に使用され得る。例証として、もし駆動系３００のシャフト３１４がキー孔３９５内に移動されるならば、それは係止機構３８０を基板３３２から分離し且つ駆動系３００と係合するレバーとして作用する。効果的にそうするために、シャフト３１４は、接合筐体３９１の中心に向かって押し下げられるときにキー孔３９５内に入ることを許容するノッチを有し得る。代替的に、シャフト３１４が（キー孔３９５ではなくむしろ）スロット３９３内のどこかに配置されるときにはいつでも、係止機構３８０は係合され、駆動系３００はいずれかの９０°位置に回転され得る。
【００３６】
そのような係止機構３８０は、図１Ａ及び１Ｂのそれのような、摩擦結合駆動系とも使用され得るし、基板３３２とのシリンダの摩擦係合を除き、同様に動作する。当業者であれば、駆動系３００の位置が変更されるときにはいつでも、基板３３２を所定位置に係止するために、他の種類の係止機構３８０も使用され得ることを理解するであろう。図３Ｄの係止機構３８０は、単に１つの実施例であり、如何なる均等な係止機構もこの開示の範囲内に含まれる。
【００３７】
よって、図１Ａ及び１Ｂに示される駆動系１００と図３Ａ及び３Ｂに示される駆動系３００との間の相違は、駆動系３００が、サムホイール３０６と駆動ホイール３０２との間にギア系（ギア系３０４）を含むことである。駆動系１００は摩擦駆動系として示され、駆動系３００はコグ付きホイール駆動系として示されているが、２つの実施態様のこれらの特徴は置換可能であると考えられ得る。即ち、駆動系１００は、駆動ホイール１０２上にコグを含むよう容易に修正され得るし、駆動系３００は、コグ３２２のない駆動ホイールを有するよう容易に修正され得る。また、被駆動物品の断面形状が異なり得ることも留意されよう。駆動系１００及び駆動系３００は、例えば図１Ａ及び１Ｂに示されるような実質的に平面的な断面、又は、例えば図３Ａ及び３Ｂに示されるような実質的に非平面的な断面若しくは他の非平面的な形状を有する基板又は被駆動物品と共に使用され得る。
【００３８】
図３Ａに示される図は、例示的な被駆動物品としての基板３３２をページを横断して左右に延びる方向に駆動するために第一位置にある駆動系３００を示している。図３Ｂに示される図面は、基板３３２をページに入り込み且つ延出する方向に駆動するために第二位置にある駆動系３００を示している。駆動系３００は、基板３３２の並進の所望方向に従って第一又は第二位置に配置されるよう回転され得る。駆動系３００が、図３Ａ及び３Ｂに示される２つの位置以外の位置に回転され得ることで、追加的な代替的な駆動ベクトルを可能にすることが想定される。
【００３９】
図３Ｃは、（図１Ａ及び１Ｂに示されるような）摩擦駆動ホイール１０２がコグ付き駆動ホイール３０２の代わりに使用されている点を除き、駆動系３００に類似する駆動系３５０を示している。また、駆動ホイール１０２を回転するために、ギア３１２の代わりにホイール３５２が使用されている。ホイール３５２は、ウォームホイール３１０に固定され、駆動ホイール１０２と摩擦的に結合されている。よって、サムホイール３０６の回転は、ウォームギア３０８及びホイール３５２を介して駆動ホイール１０２の回転を引き起こす。駆動ホイール１０２は、被駆動物品として作用する基板３５４の表面と摩擦的に結合される。駆動ホイール１０２の外部表面及び／又は基板３５４の上部表面は、十分な摩擦接合をもたらすよう伝導的な材料から成り或いはそのような材料で塗工され得る。
【００４０】
次に図４Ａ乃至４Ｃに転じると、ここに記載された実施態様のいずれかのような駆動系を組み込む調節可能な接合部(joint)４００が記載されている。そのような調節可能な接合部４００は、一例として、固定装置の素子を位置決めするのに有用であり、治癒のために固定装置の（故に損傷された人体部分）の適切な整列をもたらすために、正確な較正された動作を可能にする。調節可能な接合部４００の１つの特徴は、共通基点の回転についての２つの異なる平面において一方の素子に対する他方の素子の回転を可能にすることである。接合部４００は、筐体４０２と、ソケット部材４０４とを含む。図４Ａに示される図は、明瞭性の目的のためにソケット部材４０４の一部切欠き図を含む。筐体４０２は、駆動系４０６を少なくとも部分的に収容する。駆動系１００、３００、若しくは、３５０、又は、それらの均等物のいずれかが、駆動系４０６として使用され得る。例証されている実施態様において、駆動系４０６は、制御素子として機能するサムホイール４０８と、シャフト４１２によって接続されたウォーム４１０とを含む。駆動系４０６は、駆動素子として作用する駆動ホイール４１４も含む。駆動ホイール４１４は、サムホイール４０８の回転によって回転される。駆動ホイール４１４は、サムホイール４０８の回転が駆動ホイール４１４に対する移動を引き起こすよう、ソケット部材４０４の接触表面４１６と摩擦的に結合される。
【００４１】
図４Ａに示される図に方向付けられるように、筐体４０２は、ソケット部材４０４の上方縁部４２０の下でソケット部材４０４内に嵌入する下方縁部を有する。ソケット部材４０４及び筐体４０２が一体に保持されるよう、下方縁部４１８の外径は、上方縁部４２０の内径よりも大きい。同様に、調節可能な接合部４００を形成するために、代替的な構造が採用され得る。１つの代替策は、一例として、上記された構造の本質的に逆の構造であり、筐体の下方縁部の上で筐体内に嵌入する上方縁部を有して形成され且つ上方縁部の直径が下方縁部の内径よりも大きいソケットを備える。
【００４２】
追加的に図４Ｂを今や参照すると、ソケット部材４０４は、筐体４０２に対して回転され得る。ソケット部材４０４の角変位は、サムホイール４０８を回転することによって制御される。例えば、図４Ｂに示されるように、サムホイール４０８を矢印４２２によって表示される方向に回転することによって、ソケット部材４０４は、矢印４２４によって表示される方向に実線で示される位置から破線で示される角変位位置に回転され得る。ソケット部材４０４は、例えば、矢印４２２によって表示される方向と反対方向にサムホイール４０８を回転することによって、矢印４２４によって表示される方向と反対方向に、破線で示される位置から実線で示される位置にも回転され得る。
【００４３】
よって、図４Ａ及び４Ｂに示される構成において、ソケット部材４０４は、サムホイール４０８の回転によって、ページを横断して左右に延びる方向に第一平面内で角度的に変位され得る。駆動系４０６は図４Ａに示される位置から図４Ｃに示される位置に約９０°回転され得る。シャフトスロット４２６は、シャフト４１２が図４Ａに示される位置と図４Ｃで示される位置との間で移動する遊びをもたらす。駆動系４０６が図４Ｃに示される位置にある状態で、ソケット部材４０４は、サムホイール４０８の回転によって、ページに入り込み且つ延出する方向に第二平面内で角度的に変位され得る。例えば、矢印４２８によって表示される方向にサムホイール４０８を回転することによって、ソケット部材４０４は、角度的に変位された位置に４３０で表示される方向に回転され得る。ソケット部材４０４は、矢印４２８によって表示される方向と反対方向にサムホイール４０８を回転することによって、４３０で表示される方向と反対方向にも回転され得る。
【００４４】
よって、図４Ｂ及び４Ｃに提供される図並びに上記に提供された記載によって、回転の共通起点について２つの異なる平面に一方の素子に対する他方の素子の回転を可能にする調節可能な接合部が実現され得る。例えば、図４Ｂに示される構成において、ソケット部材４０４は、第一平面において（筐体４０２に対して）回転され得るのに対し、図４Ｃに示される構造において、ソケット部材４０４は、第一平面に対して概ね直交する第二平面において（筐体４０２に対して）回転され得る。図４Ｂ及び４Ｃの双方において、ソケット部材４０４は、回転の共通起点について回転する。
【００４５】
図４Ｄは、シャフトスロット４２６が湾曲シャフトスロット４５２と置換されている点を除き調節可能な接合部４００と類似する、調節可能な接合部(joint)４５０を示している。湾曲シャフトスロット４５２は、駆動系４０６が図４Ａ及び４Ｃに示される２つの位置の間で回転されるときに、ソケット部材４０４から離れる方向に駆動系４０６を移動させる。駆動系４０６が回転されると、シャフト４１２は湾曲スロット４２６の輪郭に支えられて動く。駆動系４０６の残余の構成部品はシャフト４１２の位置に対して固定されたままであるので、シャフト４１２がソケット部材４０４から離れて移動され且つ湾曲スロット４５２の輪郭によって支持されるときに、駆動系４０６の残部も同様に移動される。
【００４６】
ソケット部材４０４から離れる方向に駆動系４０６を移動することは、さもなければ駆動系４０６の回転に抗する駆動ホイール４１４と（図４Ａに示される）表面４１６との間の摩擦を低減することによって、駆動系４０６を回転するために必要とされる努力を軽減し得る。図示されていないが、一部の実施態様では、駆動系４０６が回転されるとき或いはソケット部材４０４の所望変位が得られるとき係止機構としてソケット部材４０４を一時的に所定位置に保持するために、シリンダ状の機構が筐体４０２内に並びに駆動系４０６の周りに配置され得る。実際には、ソケット部材を所定位置に保持するために、シャフト４１２は、シリンダ状機構又は係止シリンダをソケット部材４０４に対して押し付ける。例証として、図３Ｄ及び３Ｅに示されるような係止機構が採用され得る。
【００４７】
開示された実施態様の調節可能な接合部４００及び４５０は、特にもし単一の回転軸について複数時限に回転するよう制御され得る結合部が望まれるならば、回転可能な接合部が望まれる如何なる系においても使用され得る。そのような接合部は、接合素子（典型的にはソケット部材及び接合筐体）の簡単でありながら精密な制御を可能にし、広範囲の医療装置において有用であり得る。特別な一例として、そのような接合部は、治癒のために損傷された人体部分の正確な方向付けを可能にすることによって、以下に記載される種類の固定装置内で有用であることを証明し得る。
【００４８】
次に図５に転じると、本開示の教示を組み込む外部固定装置５００の図面が示されている。例えば、装置５００は、手首拘縮を処置するために、患者の腕及び手（図示せず）に取り付けられ得る。そのような外部固定装置５００は、先天性であれ後天性であれ、骨格接合部における多種多様な拘縮を処置するために使用され得る。しかしながら、本開示の教示を組み込む固定機器及び方法は、骨折及び骨伸張を含む他の整形外科用途においても使用され得るが、それらに限定されない。外部固定装置５００は、多種多様な整形外科兆候を処置するために満足に使用され得る。本開示の教示を組み込む固定装置は、多種多様な材料から形成され得る。一部の用途のために、外部固定装置５００は、整形外科兆候の処置に使用するのに満足なアルミニウム及び／又はステンレス鋼又は他の金属合金から形成され得る。他の用途のために、外部固定装置５００と関連付けられる様々な構成部品及び部分が、高強度複合材料及び／又はサーメットから形成され得る。
【００４９】
図５に示される固定装置５００の具体的な実施態様は、２つの別個であるが関連する目標を達成するよう設計されている。第一に、それは治癒のために損傷された人体部分を適切な向きに伸ばし且つ／或いは支持するために医療専門家が固定装置５００を適切に方向付けることを可能にするために必要とされる正確で較正された動作を可能にする制御−駆動系を採用している。この正確な制御は、固定装置５００の効果的な初期的な方向付けを可能にすると共に、処置プロセスを通じて固定装置５００の如何なる周期的な再方向付けをも単純化する。加えて、開示されている実施態様は、固定装置５００によって導入される回転にも拘わらず、自然な骨整列を可能にすることによって、固定装置５００の有効性を向上する。固定装置５００及び損傷された人体部分の療法のために回転の共通起点を維持し、よって、治癒を遅延し得る骨への望ましくない圧縮力を阻止し得る。
【００５０】
従って、以下に開示される固定装置５００は、これらの目標の一方又は両方に取り組むよう構成され得ることによって、治癒プロセスを助ける。図５に例証されている実施態様は両方の目標を同時に達成するよう設計されているが、当業者であれば、固定装置がこれらの目的のいずれかのみを達成するようにも構成され得ることを理解しよう。さらに、当業者であれば、図５がそのような固定装置の１つの例示的な実施態様だけを開示していることを認識しよう。これらの並びに全ての他の実施態様が開示の範囲内に含まれることが意図されている。
【００５１】
図５に開示されている実施態様において、外部固定装置５００は、調節可能な接合部(joint)５０６によって接続された第一部分５０２及び第二部分５０４を含む。例えば、ここに記載される調節可能な接合部４００又は４５０が調節可能な接合部５０６として使用され得る。よって、調節可能な接合部５０６は、被駆動物品として作用する第一部分５０２を第二部分５０４に対して所望に移動するために使用され得る。例えば、第一部分５０２は、例えば、図４Ｂ及び４Ｃに示されるように、第二部分５０４に対して所望に回転され或いは関節接合され得る。
【００５２】
第一部分５０２は、一対の骨ネジ５１０及び５１２を固定するためのクランプ組立体５０６を含む。第二部分５０４は、一部の実施態様では、用途に依存して第一部分のために設けられるものと同一又は類似の骨ネジ（図示せず）及びクランプ組立体も備え得る。第一部分５０２は、概ね細長い矩形構造を有する筐体５１４も含む。駆動ネジ５１６が筐体５１４内に配置されている。一部の実施態様において、第二部分５０４は、用途に依存して第一部分と同一の或いは実質的に異なる筐体及び駆動ネジ（図示せず）も備え得る。
【００５３】
筐体５１４は、細長いスロット又は開口５１８を含む。駆動ネジ５１６は、細長いスロット５１８内に回転可能に配置され得る。ネジ山５２０が駆動ネジ５１６の外面に形成され、クランプ組立体５０８と係合され、それによって、駆動ネジ５１６の回転は、調節可能な接合部５０６及び第二部分５０４に対するクランプ組立体５０８の長手動作をもたらす。
【００５４】
調節可能な接合部５０６は、第一部分５０２及び第二部分５０４と回転可能に接続する。図５に示される実施態様において、調節可能な接合部５０６は、骨ネジ５１０及び５１２を通じて延びる平面とも概ね一致する第二部分５０４に対して概ね水平方向に第一部分５０２の制御された回転を可能にする。調節可能な接合部５０６は、骨ネジ５１０及び５１２を通じて延びる平面に対して垂直な動作とも概ね一致する第二部分５０４に対して概ね垂直な平面に制御された回転も可能にする。
【００５５】
調整可能な接合部５０６は、第二部分５０４に対する第一部分５０２の所望に制御された回転又は関節接合をもたらすための駆動系５２２を含む。駆動系１００、３００、若しくは、３５０、又は、それらの均等物のいずれかが駆動系５２２として使用され得る。駆動系５２２は、制御素子として作用するサムホイール５２４と、シャフト５２６とを含む。サムホイール５２４及びシャフト５２６は、駆動系５２２を回転するために（実線で示される）第一位置と（破線で示される）第二位置との間で移動され得る。第一位置において、サムホイール５２４は、第一部分５０２を概ね水平方向に回転するために回転され得る。第二位置において、サムホイール５２４は、第一部分５０２を概ね垂直方向に回転するために回転され得る。このようにして、調節可能な接合部５０６の使用は、駆動系及びサムホイール５２４と相俟って、固定装置５００の素子の位置決めに対する制御を向上する。
【００５６】
駆動系５２２を回転の共通基点が維持されるように構成することも有益であり得る。一般的に、これは、圧縮力が損傷された人体部分に不注意で導入されないことを保証するために、任意の回転を伴う同時の長手方向並進を提供することによって達成される。例証として、駆動系５２２は（駆動装置５００の第一部分５０２を第二部分５０４に対して方向付けることに加え）駆動ネジ５１６を回転するためにも使用され、矢印５２８によって表示されるようなクランプ組立体５０８並びに骨ネジ５１０及び５１２の長手方向並進をもたらし得る。換言すれば、サムホイール５２４の回転は、同時の第一部分５０２の回転並びにクランプ組立体５０８及び骨ネジ５１０，５１２の並進をもたらし得る。従って、外部固定装置５００は、駆動ネジ５１６を回転するために、第一部分５０２と第二部分５０４との間の動作を概ね利用する。この点に関して、駆動ネジ５１６の回転は、サムホイール５２４を回転することの間接的な結果であると考えられ得る。
【００５７】
同時の第一部分５０２の回転並びに骨ネジ５１０及び５１２の並進は、図６Ａ乃至６Ｃを参照して記載される理由のために好適である。先ず図６Ａを参照すると、第一部分５０２の長手軸を示す軸Ｄ−Ｄが示されている。固定装置５００の第一部分５０２（図６Ａ乃至６Ｃには示されていない）を第一骨６０８に固定するための骨ネジ６００が示されている。第一回転基点６０２は、接合部５０６が第一部分５０２を概ね水平方向に回転するために制御されるときに固定装置５００が回転する地点を示している。回転基点６０４は、第一骨６０８と第二骨６１０との間の接合部(joint)６０６のための回転の自然基点を示している。第一基点６０２及び第二基点６０４は一定距離Ｘだけ偏心(offset)され、それは図６Ａ乃至６Ｃのそれぞれについて一定である。
【００５８】
図６Ｂは、第一部分５０２を概ね水平方向に第一地点６０２について角度αだけ回転した結果を示している。この場合には、第一部分５０２は定点されているが、地点６０２と骨ネジ５１２との間の距離は一定のままである。結果的に、調節可能な接合部５０６の地点についての回転は、接合部６０６で骨間隙の圧縮を引き起こす。
【００５９】
他方、図６Ｃは、骨ネジが矢印６１２によって表示される方向に距離δだけ並進される点を除き、第一部分５０２が図６Ｂにおいて回転されるのと同じ方法で第一部分５０２を回転した結果を示している。換言すれば、第一部分５０２は角度αだけ回転される間、骨ネジ５１２は地点６０２と骨ネジ５１２との間の距離が距離δだけ増大されるよう並進される。第一部分５０２が回転している間に骨ネジ５１２を並進することは、骨６０８の回転が接合部６０６のため本来の回転起点について維持され得るよう、回転起点６０４を効果的に移動する。好ましくは、骨ネジ５１２の並進の量δは、以下の関係に基づいて決定される。
等式（１）：  δ＝Ｘｃｏｓ（α）
よって、所望の並進量δは、調節可能な接合部５０６の回転量α並びに第一回転起点及び６０２第二回転起点６０４の間の偏心(offset)Ｘの関数に基づいて決定され得る。
【００６０】
図５に戻ると、駆動系５２２は、例えば、ギア系（図示せず）を介して駆動ネジ５１６と結合され得るので、サムホイール５２４が回転されるときに、駆動ネジ５１６は回転する。これは、第一部分５０２が回転されるときに、クランプ組立体５０８の、よって、骨ネジ５１０及び５１２の長手方向並進を可能にする。好ましくは、駆動ネジ５１６は、クランプ組立体５０８が上記に示された等式（１）に従って動くように回転するよう設定され、ここで、Ｘは、調節可能な接合部５０６の回転源と接合部（例えば、接合部６０６）の本来の回転源との間の距離であり、α、第一部分５０２が第二部分５０４に対して回転される角度である。
【００６１】
よって、サムホイール５２４を回転することは、接合部６０６がその本来の回転源６０４について回転されるよう、同時の第一部分の回転並びにクランプ組立体５０８及び骨ネジ５１０，５１２の並進をもたらし得る。よって、図５の例示的な実施態様において、単一の固定装置５００は、回転を導入しながら同時の並進をもたらす（損傷された人体部分のための適切な整列及び自然な支持を保証する）精細な制御−駆動機構を組み込む。駆動系５２２及び固定装置５００の回転と連動する同時並進の使用は別個に使用され得るが、これらの素子の両方を単一装置に結合することは特に有用である。
【００６２】
ここに開示される原理に従った様々な実施態様が上記に記載されたが、それらは例証としてのみ示されており、制限的ではないことが理解されるべきである。例えば、サムホイール以外の制御素子並びに駆動ホイール以外の駆動素子が想定される。よって、本発明の幅及び範囲は、上記の例示的な実施態様のいずれによっても限定されるべきではなく、請求項及びこの開示に由来するそれらの均等物に従ってのみ定められるべきである。さらに、上記の利点及び特徴は、記載された実施態様においてもたらされるが、そのように由来される請求項の用途を上記の利点のいずれか或いは全てを伴うプロセス及び構造に限定するべきではない。
【００６３】
追加的に、ここにおけるセクション標題は３７ＣＦＲ１．７７の下の提案に従って或いはさもなければ組織的手掛かりをもたらすために提供されている。これらの標題は、この開示に由来し得る如何なる請求項においても提示される本発明を制限しても特徴付けてもならない。具体的に並びに例証として、標題は「技術分野」及び「産業上の利用可能性」に言及するが、そのような請求項は、所謂技術分野を記載するこの標題下の言語によって或いはここに記載される使用及び産業に制限されるべきではない。さらに、「背景技術」における技術の記載は、技術がこの開示中のいずれかの発明に対する先行技術であることの自白として解釈されるべきでもない。「課題を解決するための手段」も由来される請求項に示される発明の特徴と考えられるべきではない。さらに、この開示における単一形の「発明」への如何なる言及も、この開示中に対いつの新規性のみがあることを議論するために使用されるべきではない。複数の発明がこの開示に由来する複数の請求項の制限に従って説明され得る。従って、そのような請求項は、それによって保護される発明並びにそれらの均等物を定める。全ての例において、そのような請求項の範囲は、この開示の観点からそれら独自の実体に基づいて考慮されなければならず、ここに示される標題によって制約されるべきではない。
【００６４】
開示された実施態様は、典型的には、ブレーシング及び／又はストレッチングを要する拘縮及び他の病気又は外傷の処置のために医療専門家によって使用される。医療業界内では、治癒を助けるよう損傷された人体部分を位置付けるために、外部固定装置が典型的に使用される。開示された実施態様は、医療専門家が外部固定装置を初期的に位置決め且つ後に調節するのを助ける。何故ならば、開示の実施態様によって具現される種類の較正された動作は、位置決めプロセスを単純化する制御された多方向動作を可能にするからである。さらに、開示された実施態様はそのような医療専門家にも有用である。何故ならば、それらは共通の回転起点をもたらし、治癒プロセスを阻害し得る応力を不注意に導入することなしに、骨を自然な位置に保持するからである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】第一位置にある多方向駆動系の実施態様を示す立面図である。
【図１Ｂ】第二位置にある図１Ａに示される多方向駆動系を示す立面図である。
【図２Ａ】駆動ホイールの代替的な実施態様を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの２Ｂ−２Ｂに沿って取られた断面を示す断面図である。
【図３Ａ】第一位置にある多方向駆動系の代替的な実施態様を示す立面図である。
【図３Ｂ】第二位置にある図３Ａに示される多方向駆動系を示す立面図である。
【図３Ｃ】代替的な駆動ホイールを備える図３Ａに示される多方向駆動系を示す立面図である。
【図３Ｄ】円筒形シース係止機構を備える多方向駆動系を示す切欠き立面図である。
【図３Ｅ】図３Ｄに示されるような係止多方向駆動系と共に使用するためのキー孔付きスロットを有する調節可能な接合部を示す立面図である。
【図４Ａ】第一位置にある駆動系を有する調節可能な接合部の実施態様を示す立面図である。
【図４Ｂ】図４に示される調節可能な接合部を示す立面図であり、接合部の回転動作の実施例を例証している。
【図４Ｃ】第二位置に位置付けられた駆動系を有する図４に示される調節可能な接合部を示す立面図である。
【図４Ｄ】代替的なシャフトスロット構造を備える図４に示される調節可能な接合部を示す立面図である。
【図５】固定装置の実施態様を示す斜視図である。
【図６Ａ】図５に示される固定装置の回転及び並進動作を説明するための平面図である。
【図６Ｂ】図５に示される固定装置の回転及び並進動作を説明するための平面図である。
【図６Ｃ】図５に示される固定装置の回転及び並進動作を説明するための平面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2008538527.tif 000008
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【国際調査報告】
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