(57)【要約】  可調節装具は患者の一表面を支持するための支持表面及び装具の断面の調節を可能にする可調節部を有する。四肢が傷ついた場合、患者は腫脹した四肢を有することがあり、可調節装具は大きな断面に設定することができる。四肢が治癒するにつれて、腫脹は縮小し、四肢の断面も萎縮のために縮小する。治癒過程中に患者の四肢に適切に適合するように断面を縮小させるために、可調節締結具を用いることができる。
2014524336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可調節装具において、
四肢の第１の表面を支持するための第１の部分、
前記四肢の前記第１の表面に対して装具の前記第１の部分を確実に固定するための、前記第１の部分の第１の縁端に結合された可調節部材、及び
前記第１の部分の第２の縁端に取り付けられた可調節締結具であって、解放可能な態様で前記可調節部材に結合される可調節締結具、
を有し、
前記第１の部分の内表面は前記四肢の前記第１の表面のデジタル表現に対応する、
ことを特徴とする可調節装具。
【請求項２】
前記可調節部材の幅が約０.５インチ（１２.７ｍｍ）より狭いことを特徴とする請求項１に記載の可調節部材。
【請求項３】
前記可調節部材が前記可調節装具の一体部品として作製されることを特徴とする請求項１に記載の可調節装具。
【請求項４】
前記可調節部材が解放可能な態様で前記第１の部分の前記第１の縁端に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の可調節装具。
【請求項５】
前記可調節部材が前記可調節装具の一部の断面を変えるために調節できることを特徴とする請求項１に記載の可調節装具。
【請求項６】
前記可調節部材が前記可調節部材の一端に取り付けられたフックを有し、前記可調節締結具が複数のスロットまたは穴を有することを特徴とする請求項１に記載の可調節装具。
【請求項７】
前記フックが前記可調節装具を前記四肢に確実に固定するために前記複数のスロットまたは穴の内の１つに入れられることを特徴とする請求項６に記載の可調節装具。
【請求項８】
可調節装具において、
四肢の第１の表面を支持するための支持構造体であって、第１の縁端及び、前記第１の縁端の反対の側にある、第２の縁端を有する支持構造体、
可撓性細長構造体である可調節部材であって、前記支持構造体の前記第１の縁端に結合された第１の末端及び前記第１の縁端の反対の側の第２の末端を有する可調節部材、
及び
前記支持構造体の前記第２の縁端に近接して取り付けられた可調節締結具、
を有し、
前記支持構造体の内表面は前記四肢のデジタル表現に基づき、前記可調節部材は前記四肢の周りに配され、前記支持構造体に対して前記四肢の前記第１の表面を保持するために前記可調節締結具に取り付けられる、
ことを特徴とする可調節装具。
【請求項９】
前記可調節部材が前記可調節装具の断面を変えるために調節できることを特徴とする請求項８に記載の可調節装具。
【請求項１０】
前記可調節締結具が複数のスロットまたは穴を有することを特徴とする請求項８に記載の可調節装具。
【請求項１１】
前記複数のスロットまたは穴が相互に隣接していることを特徴とする請求項１０に記載の可調節装具。
【請求項１２】
前記複数のスロットまたは穴が前記支持構造体の前記第２の縁端から異なる距離に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の可調節装具。
【請求項１３】
前記可調節部材が前記複数のスロットまたは穴のそれぞれの中に嵌まるフックを前記第２の縁端に有することを特徴とする請求項１０に記載の可調節装具。
【請求項１４】
前記可調節装具の前記内表面が凸面を有することを特徴とする請求項８に記載の可調節装具。
【請求項１５】
可調節装具において、
四肢の第１の表面を支持するための支持構造体、
前記支持構造体に結合された可調節部材、及び
前記可調節装具の断面を調節するための可調節締結具、
を有し、
前記支持構造体の内表面が前記四肢のデジタル表現に対応する、
ことを特徴とする可調節装具。
【請求項１６】
前記可調節締結具が第１の複数のスロットまたは穴を有することを特徴とする請求項１５に記載の可調節装具。
【請求項１７】
前記複数のスロットまたは穴が、前記可調節部材が前記支持構造体に結合される点から異なる距離に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の可調節装具。
【請求項１８】
前記可調節部材が、前記四肢に対して前記支持構造体を保持するための、解放可能な態様で前記可調節締結具に結合される可撓性細長構造体であることを特徴とする請求項１５に記載の可調節装具。
【請求項１９】
前記可調節装具が前記可調節装具の一体部分であることを特徴とする請求項１５に記載の装具。
【請求項２０】
前記可調節部材が解放可能な態様で前記可調節装具に結合されることを特徴とする請求項１５に記載の可調節装具。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１１年８月１９日に出願された、名称を「可調節装具(Adjustable Brace)」とする、米国特許出願第１３/２１４０９６号への優先権を主張する。上記特許出願の明細書はその全体が本明細書に参照として含められる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は全般には装具に関し、特に断面の大きさを調節可能な装具に関する。
【背景技術】
【０００３】
硬いギプスにともなう問題は大きさが調整可能ではないことである。患者がギプスを着ける場合、四肢の大きさが萎縮または腫脹縮小により変化することが多い。そのような変化がおこった場合に、その減じた大きさを補償するためにギプスを調節することはできない。個々の装具またはギプスの個々の領域を患者の身体に合わせて調整することができるように調節することができる、可調節装具が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決試料とする課題】
【０００４】
本発明の課題は、患者の身体の変化に合わせて個々の領域を調節することができる、調節可能な装具またはギプスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は個々に調節が可能であり、装具の長さに沿って延びることができる、領域を有することができる可調節装具に向けられる。そのような個々の領域は、患者の傷ついた四肢が適切に支持されるように、適切な大きさに調節することができる。例えば、傷ついた領域には傷によって腫脹が生じることがあり得る。１つ以上の色付きステッカーを患者の四肢に貼ることができ、可視光またはＩＲ光の複数の印または点を患者の四肢に投影することができる。次いで、複数の可視光またはＩＲ光のカメラで四肢の写真を撮ることができる。写真から、写真測量法、画像補正、デプスマッピングまたはいずれか他の適するＩＲ光及び／または可視光写真ベース表面トポグラフィ検出法によって、四肢の三次元表現を作成することができる。四肢の表面トポグラフィの三次元表現から、患者の四肢の三次元表現に対応する内表面を有する、可調節装具を設計することができる。
【０００６】
医師は患者の傷ついた領域に、ペン、ステッカーまたはいずれか他の適するマーカーを用いて印を付けることができる。印のいくつかは、骨折、腫脹領域、等のような、患者が傷ついた領域を示すことができる。他の印は装具の縁端または継目を示すことができる。これらの印はデジタル写真画像で取り込むことができ、印の場所は可調節装具の設計に用いることができる。
【０００７】
一実施形態において、装具は、患者の四肢の一方の側を支持する第１の区画及び装具の第１の区画を四肢に確実に固定する１つ以上の調節可能な区画を有することができる。１つ以上の調節可能な区画は四肢の反対側を包み込むことができる。調節可能な区画はヒンジ及び／または調節可能で解放可能な連結具によって第１の区画に取り付けることができる。解放可能な連結具を解放することによって、調節可能な区画を開くことができ、患者が装具に四肢を入れるかまたは装具から四肢を抜くことができる。装具を四肢に確実に固定するため、装具の第１の区画に四肢がおかれ、１つ以上の可調節部材が四肢を包み込み、１つ以上の解放可能な連結具を閉位置で確実に固定することができる。非位置にある１つ以上の連結具により、装具は四肢に確実に取り付けられ、通常の装具またはギプスのような保護を患者の四肢の一方の側に与える。腫脹、治癒または萎縮により四肢の断面は変化するから、完全に治癒するまで患者に適切な適合を与えるため、１つ以上の調節可能な区画を調節することができる。
【０００８】
可調節装具は異なる様々な構成を有することができる。一実施形態において、第１の区画は一方の縁端に沿って１つ以上の可調節部材に、また反対側の縁端のまたは反対側の縁端に隣接する１つ以上の可調節締結具に、結合させることができる。患者の表面は時間の経過にともなって変化するから、１つ以上の可調節部材は可調節部材を回転させて移動させ、可調節部材の一部を可調節締結具に差し込むことができる。これにより、１つ以上の可調節部材の特定の断面寸法への設定が可能になり、断面の拡大が防止される。一実施形態において、調節可能な区画が適切な位置にある時に、可調節締結具を留めることができる。装具は、患者の四肢の断面が萎縮または腫脹縮小により変化したときに可調節装具を患者の四肢に対して確実に固定しておくために、必要に応じて何回でも調節することができる。密な適合は患者の回復に役立つ。
【０００９】
別の実施形態において、可調節装具は可調節締結具側及びヒンジ側を有することができる。可調節締結具側及びヒンジ側のいずれも、可調節装具の断面を変えるために調節可能とすることができる。一方の側で、またはいずれの側でも、装具を調節することにより、患者に一層良く適合させるために断面を調節することができる。この実施形態において、ヒンジに隣接する装具の第１の領域の縁端に調節機構を取り付けることができる。調節機構を所定の場所に確実に固定するため、ロック機構を用いることができる。所定の位置にロックされた両縁端の可調節機構により、装具の断面は拡大するかまたは圧縮することができない。他の実施形態において、ヒンジ、可調節機構及びロック機構の様々な他の組合せを可調節装具に用いることができる。
【００１０】
他の実施形態において、装具は装具の外部構造に脱着可能な態様で結合させることができる、複数のパッドセットを有することができる。装具外部構造は通気のため及び装具重量を減じるための開口を有することができる。パッドセットは開口に嵌る連結具を有することができる。一実施形態において、パッドは、患者の四肢を支持し、通気を与える、多数の平滑な可撓面を有することができる。患者の傷ついた四肢の表面に対応する内表面を有するように第１のパッドセットを設計することができる。傷の腫脹の縮小後の、または萎縮またはその他の予想される表面変化による四肢の断面の変化後の、傷ついた四肢に対応する別の表面をもつ、別のパッドセットを設計することができる。他の実施形態において、以前のパッドと取り替えることができる新しいパッドセットをつくるために用いることができる現時点の表面データを得るために、患者の四肢から装具を外して、四肢の写真を再び撮ることができる。これらの実施形態において、ある期間にわたり、また患者の解剖学的構造への変化に対して、患者に適切な適合を与えるために複数のパッドセットをもつ固定の、または可調節装具シェルを用いることができる。
【００１１】
本発明のカスタム設計プロセスは、実デバイスの作製に先立って装具の患者への仮想適合を提供するから独特である。仮想態様で調節可能なカスタム装具を設計することができる能力を提供するシステムは他にない。特に、本発明のプロセスは身体上に配された印を検出して、可調節装具を印の場所に基づいて設計するためにこの情報を用いることができる。
【００１２】
また別の実施形態において、複数のアクセス可能な領域を有する装具またはギプスを設計することができる。それぞれの領域は、装具の一部での患者へのアクセスを可能にする、ヒンジまたはその他の解放可能な締結具に取り付けることができる。これは注目する特定の領域、例えば、清浄にするかまたは定期的にチェックし、次いで再び保護する必要がある、負傷領域にかけて設計することができる。多数のそのようなアクセス領域を相互に隣接して配することにより、それぞれの領域を個々に開けることによって、身体の残りの部分は装具内に保持したまま、身体を清浄にすることができる。本発明の装具により、向上した快適さ及び衛生状態が可能になり、しかも治癒過程中の患者の保護が可能になる。例えば、医療手順によっては患者にピンまたはその他の物体を入れることが必要になり得る。そのような領域との接触を避け、そのような領域の検診を可能にすることが必要になり得る。そのような領域を覆うアクセス領域を用いることにより、医師がその領域を検診して患者が適切に治癒していることを保証できるであろう。アクセス可能領域構造は定期的に清浄にすることが必要であろう幼児に特に有用であり得る。本発明の装具は、子供の清浄化を可能にする、胴体下部領域へのアクセスを含めて設計することができる。その領域は清浄化のために開けることができ、次いで清浄化完了後に閉じることができる。この設計は、清浄化のために子供にアクセスするためには部分的に鋸で切り取らなければならないギプスに優る大きな改善である。
【００１３】
一実施形態において、装具またはギプスは走査された四肢表面のデジタル表現と同形の平滑な内表面を有する。装具の内表面は患者と正確に同形で極めて密な適合を提供するから、四肢の表面は装具の内表面に整合し、患者はパッド無しで装具を着けることができる。装具は硬質プラスチック材でつくることができ、装具の内表面は極めて平滑でもあるべきである。快適であるためには、５００マイクロインチ（１２.７μｍ）Ｒａより小さい表面仕上げを有することができる。パッド無しで患者が着けることができる装具またはギプスは、簡易化された装具の設計及び構成、軽量、ロープロファイル、高い通気性、水吸収がない。清掃が容易、等を含むいくつかの利点を有する。
【００１４】
人間用の可調節装具またはギプスとしてデバイスを説明したが、別の実施形態は、調節可能な特注の椅子、座席、サドル、運動具、靴、パッド、ヘルメット、オートバイ及び自転車のシート、ハンドルバー及びハンドグリップ、等を含む、人間に用いられるその他の製品に本発明を用いることが可能である。説明される装置及び方法は動物用の装具及びギプスに、また馬及び馬術のための特注の鞍に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は可調節装具の一実施形態を示す。
【図２】図２は可調節装具の一実施形態を示す。
【図３】図３は可調節装具の一実施形態を示す。
【図４】図４は、薄い可調節領域を有する、可調節装具の一実施形態を示す。
【図５】図５は、装具の相互に対向する側に可調節連結具を有する、可調節装具の一実施形態を示す。
【図６】図６は、装具の相互に対向する側に可調節連結具を有する、可調節装具の一実施形態を示す。
【図７】図７は可調節連結具ロック機構の一実施形態を示す。
【図８】図８は可調節連結具ロック機構の一実施形態を示す。
【図９】図９は可調節連結具ロック機構の一実施形態を示す。
【図１０】図１０は患者の表面を検出するためのＩＲ光及び可視光写真撮影システムを示す。
【図１１】図１１は患者の表面を検出するためのＩＲ光及び可視光写真撮影システムを示す。
【図１２】図１２は患者の表面を検出するためのＩＲ光及び可視光写真撮影システムを示す。
【図１３】図１３は患者の表面を検出するためのＩＲ光及び可視光写真撮影システムを示す。
【図１４】図１４は、写真撮影システムによる検出のために、印が付けられた患者を示す。
【図１５】図１５はアクセス可能領域を有する装具を示す。
【図１６】図１６はアクセス可能領域を有する装具を示す。
【図１７】図１７はモジュール型装具を示す。
【図１８】図１８はモジュール型装具を示す。
【図１９】図１９はモジュール型装具を示す。
【図２０】図２０はモジュール型装具を示す。
【図２１】図２１はモジュール型装具を示す。
【図２２】図２２はモジュール型装具を示す。
【図２３】図２３は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図２４】図２４は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図２５】図２５は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図２６】図２６は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図２７】図２７は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図２８】図２８は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図２９】図２９は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３０】図３０は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３１】図３１は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３２】図３２は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３３】図３３は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３４】図３４は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３５】図３５は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３６】図３６は、モジュール型装具の異なる区画を継目に沿って連結するために用いられる、可調節締結具の一実施形態を示す。
【図３７】図３７は、装具の脱着可能内表面とすることができる、パッド構造体の一実施形態を示す。
【図３８】図３８は、装具の脱着可能な内表面とすることができる、パッド構造体の一実施形態を示す。
【図３９】図３９は、装具の脱着可能な内表面とすることができる、パッド構造体の一実施形態を示す。
【図４０】図４０は装具のための詰め物またはパッドの設計及び作製のフローチャートである。
【図４１】図４１は可調節装具の一実施形態の側面図を示す。
【図４２】図４２は可調節装具の一実施形態の側面図を示す。
【図４３】図４３は手用の可調節装具の一実施形態の上面図を示す。
【図４４】図４４は可調節締結具の側面図を示す。
【図４５】図４５は可調節締結具の側面図を示す。
【図４６】図４６は調節可能な手用装具の一実施形態の側面図を示す。
【図４７】図４７は調節可能な手用装具の一実施形態の側面図を示す。
【図４８】図４８は調節可能な腕用装具の一実施形態の上面図を示す。
【図４９】図４９は調節可能な腕用装具の一実施形態の底面図を示す。
【図５０】図５０は可調節装具に結合された可調節部材の一実施形態の側面図を示す。
【図５１】図５１は、三次元プリンタによる作製の前の、可調節装具の設計データの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、患者の光学走査からとすることができる患者の身体の一部のデジタル表現に密に対応する内表面を有する、カスタム設計された、調節可能な、ギプスまたは装具である。患者の四肢が、骨折のような、傷害を受けると、傷の周りに腫脹領域が生じる。初期の傷ついた四肢の周りに密に適合するように、可調節装具を設計することができる。傷ついた四肢が治癒するにつれて、腫脹は縮小することができ、その結果、四肢とギプスまたは装具の間に隙間が生じ得る。この隙間は骨及び四肢に対する支持を低下させる。隙間が検出されると、今では寸法が小さくなっている四肢の一部または複数の部分を囲む領域において装具の断面を縮小するように可調節装具を調節することができる。すなわち、可調節装具は、表面の変化にしたがって患者の解剖学的構造に正確に適合するように調節することができる。
【００１７】
図４３を参照すれば、調節可能な手用装具４００の一実施形態の上面図が示されている。調節可能な手用装具４００は、光学写真から得ることができる患者の手のデジタル表現に対応する内表面４０３及び親指穴４０７を有することができる。内表面４０３は通常、手の側面を囲む領域のような凹面領域及び掌のような身体の凹面部分に対応することができるいくらかの凸面のいずれも有するであろう。可調節装具４００は、患者の手の周りの空気の循環を可能にする、複数の通気孔４０５も有することができる。可調節部材４１７を手用装具４００の一縁端４０９に取り付けることができ、１つ以上の可調節締結具穴４１５を装具４００の反対側の第２の縁端４１１に隣接して装具４００に取り付けるかまたは形成することができる。一実施形態において、１つ以上の可調節締結具穴４１５は、装具４００の他の領域のいくらかまたは全てより厚い、装具４００の隆起位置４１３に形成することができる。この厚くなっている領域４１３は追加の物理的強度を与えることができ、可調節締結具を患者の手から離しておくために役立ち得る。装具４００が患者に着けられるときに、親指が親指穴４００７を通して入れられ、掌が内表面４０３に向けておかれる。可調節部材４１７は、広い範囲の異なる位置にわたって移動することができる、可撓構造である。
【００１８】
図４４及び４５を参照すれば、可調節部材４１７及び可調節締結具穴４１５の一実施形態の側面図が示されている。装具４００を手の周りに確実に固定するため、可調節部材４１７の末端にあるフック４１９を所望の張力まで手で引っ張り、図４４に示されるように、対応する穴４１５の上におく。フック４１９は次いで図４５に示されるように穴４１５に入れられ、可調節部材４１７から手を離すことができる。可調節部材４１５にかかる張力はフック４１９を穴４１５内の対応する傾斜面４２１に嵌合させ、可調節部材４１７を穴４１５に保持する。患者は可調節部材４１７の末端を引き上げることによって穴４１５からフック４１９を外すこともできる。
【００１９】
一実施形態において、図４３に示されるように、可調節部材４１７による装具４００の断面の制御を可能にするため、第２の縁端４１１から相異なる距離に複数の締結具穴４１５を設定することができる。したがって、フック４１９が所望の張力を与える適切な穴４１５の上におかれるまで、可調節部材４１７を複数の穴４１５にかけて水平に移動させることができる。次いで、可調節部材４１７が所定の場所に確実に固定されるであろうように、フック４１９を穴４１５に入れることができる。この場合、装具４００の指側端に向かう穴４１５は第２の縁端４１１に近づき、適合を緩めにするであろう。また装具４００の手首区画に向かう穴４１５は第２の縁端４１１から遠ざかり、適合を堅めにするであろう。他の実施形態において、穴４１５は、可調節部材４１７の複数の設定を与える、いずれか他の構成で配列することができる。温度、萎縮、傷による腫脹の変化によって手が膨張及び収縮するにしたがって、患者が装具４００を調節することができる。
【００２０】
図４６及び４７を参照すれば、可調節部材４１７の配置を変えることによって断面積がどのように変化するかを装具４００の側面図が示している。図４６を参照すれば、患者は、複数の穴４１５の内の、適合を緩めにする、第２の縁端４１１に近い側の穴に可調節部材４１７のフック４１９を入れる拡大位置で装具４００を着け始めることができる。時間の経過にともない、患者の手は腫脹縮小及び／または萎縮によって大きさが減じ、適切な適合を与えるために装具４００を引き締めることが必要になり得る。図４６を参照すれば、患者の手の大きさが縮んでいるから手への適合を一層良くするため、第２の縁端４１１から遠くなる側の穴４１５にフック４１５を移すことによって装具４００の断面を縮小することができる。患者は手の大きさが変化するにしたがって最良の適合を得るために調節部材４１７を継続的に調節することができる。
【００２１】
他の実施形態において、可調節装具は他の四肢に用いることができる。例えば、図４８は手／前腕用装具４４０の実施形態の上面図を示し、図４９は手／前腕用装具４４０の底面図を示す。手／前腕用装具４４０は患者の手首をあらかじめ定められた固定位置に保持することによって患者の前腕と手の間の運動を防止するために用いることができる。装具４４０は患者の手及び前腕のデジタル表現に対応するように設計することができる。装具４４０の内表面４４３は凹面領域も凸面領域も有することができる。装具４４０は手部分４４２及び、装具４４０の長さに沿って延びる上長部４５２及び下長部４５７を有する、前腕部４４４を有することができる。上長部４５２及び下長部４５４は手部分及び装具４４０の末端４６６のいずれにも連結することができる。上長部４５２及び下長部４５４は前腕部４４４に対する手部分４４２の運動を防止するための支持及び剛性を与える。上長部４５２，下長部４５４及び末端４６６の内表面は患者の前腕のデジタル表現に対応することができる。
【００２２】
図示される実施形態において、手部分４４２は固定された構成を有し、調節不能とすることができる。この調節不能な手区画４４２は、患者に配置するために装具を手において開ける必要がない場合に有用であり得る。装具は患者の手のデジタル表現に正確に一致しているから、調節可能性は重要ではないであろう。この実施形態において、患者は手区画４４２に手を入れ、次いで上長部４５２と下長部４５４の間に前腕を入れることができる。患者は次いで可調節部材４５７を前腕の周りに取り付けて、装具４４０の末端４４６を前腕に確実に固定する。手首は装具４４０によって動かすことができなくされているから、前腕の筋肉は萎縮によって小さくなることがあり、前腕の断面の変化にしたがう最適適合を与えるため、装具４４０の断面積を調節するために可調節部材４５７を用いることができる。装具４４０は、相互に隣接し、装具４４０の肥厚部４５３に形成された、複数のスロットまたは穴４１５を有することができる。複数のスロットまたは穴４１５のそれぞれは装具４４０の縁端４５１から相異なる距離に配置することができる。図４４及び４５を参照して上で論じたように、可調節部材４５７は、装具４４０の縁端に近い側の穴４１５のフック４１９を入れることで大寸側に設定することができる。
【００２３】
一実施形態において、可調節部材４５７は（図４３の可調節部材４１７が装具４００の一体化部分であるように）装具４４０の一体化部分として形成することができる。例えば、装具４４０が３Ｄプリンタを用いて作製される場合、可調節部材４５７は単一一体化構造として装具４４０とともに形成される。しかし、他の実施形態において、可調節部材４５７は、装具４４０に取り付けられるが、装具構造の一体化部品にはならない、独立部品とすることができる。図５０を参照すれば、装具４４０の一実施形態の一部の断面図が示されている。可調節部材４５７は、先端が広がり、装具４４０の穴４６０を通して入れられる、１つ以上の締結ピン４５６を有する、独立構造体とすることができる。ピン４５６の直径は穴４６０の直径より小さくすることができるが、先端４５８の外直径は穴４６０の直径より大きくすることができる。広がっている先端４５８を穴４６０に通すことにより、可調節部材４５７が装具４４０に確実に固定される。装具４４０は、先端４５８が装具４４０の内表面上方にあるように、リセス部４６２を有することができる。この設計により、必要であれば、可調節部材の交換も可能になる。例えば、可調節部材４５７は、患者への適合を一層良くするため、折ることができ、あるいは異なる長さの可調節部材を用いることができる。一実施形態において、様々な長さの可調節部材を在庫しておき、作製後に装具４４０に取り付けることができる。
【００２４】
図示される装具は患者に必要な支持及び保護を与え、同時に全ての必要な構造部品を最小にすることができる。このミニマル設計は患者の解剖学的構造に整合し、一層快適な適合を提供する。これらの装具は従来の装具より軽量でもあり、一層良好な通気も提供する。手及び前腕のための装具が示されるが、他の実施形態において、本発明の装具は、肘、脚、足首、膝、背、首、肩及び身体のその他の部分を含む、患者の身体の他のいずれの部分にも用いることができる。
【００２５】
図１を参照すれば、第１の下部５０３及び第１の上可調節部５０５及び第２の上可調節部５０７を有する、別の可調節装具５００が示されている。硬質下部５０３は、使用者による四肢の出し入れができるように可調節装具５００の開きを可能にするヒンジ５０９によって、第１の上可調節部５０５及び第２の上可調節部５０７に連結される。ヒンジ５０９は四肢を支持するための可調節装具５００の閉じも可能にする。可調節装具５００は第１の上可調節部５０５及び第２の上可調節部５０７の、患者の四肢の周りの適する位置への調節及び所望の位置における確実な固定を可能にする、複数の可調節連結具５１１も有する。一実施形態において、可調節連結具５１１は複数の隣接するスロット５１３を有する複数本のフィンガー５１４を有することができる。
【００２６】
図２を参照すれば、閉位置にある可調節装具５００が示され、可調節装具５００の断面は実質的に一様である。可調節連結具５１１は位置合せすることができ、位置合せされたスロット５１３を通して細長構造体５１５を配置することができる。可調節部５０５，５０７のフィンガー５１４は、装具５００が閉じられたときにフィンガー５１４が相互に重なるであろうように、下部５０３のフィンガー５１４からオフセットさせることができる。フィンガー５１４の重なり量を変えることで、患者の四肢を適切に支持及び保護するように装具５００の内部断面を調節することができる。適切な位置合せを保証するため、スロット５１３のいくつかまたは全てのヒンジ５０９からの距離を等しくすることができる。したがって、装具の部分５０３，５０５，５０７の相対位置にかかわらず、フィンガー５１４間に重なりがあれば、スロット５１３は適切に位置合せされるであろう。
【００２７】
一実施形態において、細長構造体５１５の末端５１６は、末端５１６がスロット５１３を通過できないように、スロット５１３より大きくすることができる。細長構造体５１５が完全に挿入されると、ロック機構５１７が細長構造体５１５の末端を確実に固定して細長構造体５１５を所定の場所に維持することができる。位置合せされたスロット５１３を通して細長構造体５１５が配置され、ロック機構５１７が細長構造体５０５の末端に配置されてしまえば、可調節連結具５１１を所定の位置にロックすることができる。可調節連結具５１１がロックされていると、可調節装具５００は患者の四肢を保護する剛構造体になることができる。
【００２８】
図３を参照すれば、可調節装具５００は、フィンガー５１４の重なりを変えることによって、第２の上可調節部５０７より第１の上可調節部５０５において大きな断面を有するように調節することができる。この例において、フィンガー５１４の重なりは、第１及び第２の可調節部５０５，５０７の前端部において、後端部より小さくなっている。また、複数のスロット５１３が位置合せされていて、細長構造体５１５が可調節装具５００を所望の位置に保持するためにスロット５１３のいずれも通して配置され得るから、第１の可調節部５０５より第２の可調節部５０７のフィンガー５１４の重なりが大きくなっている。この実施形態において、第１の上可調節部５０５及び第２の上可調節部５０７は、断面の変化に調和するために曲がるかまたは捻れることができるように、若干可撓性とすることができる。
【００２９】
図４を参照すれば、他の実施形態において、可調節装具５０２は、複数のヒンジ５１９によって下部区画５２２に連結された。それぞれが個別に調節可能である多くの狭幅可調節区画５２１を有することができる。狭幅可調節区画５２１をより多くすることで、可調節装具５０２を患者の傷ついた四肢の周りに適合するように一層正確に調節することができる。例えば、小さな腫脹領域が患者にあると、小腫脹領域のトポグラフィに整合するように１つ以上の薄い可調節区画５２１を調節することができる。腫脹が縮小するにつれて、これらの１つ以上の可調節区画５２１を調節して装具断面を縮小させることができる。位置合せされたスロット５１３のいくつかを通して細長構造体５１５を配置することができ、細長構造体５１５を所定の場所に維持するためにロック機構５１７を用いることができる。
【００３０】
他の実施形態において、幅が相異なる可調節区画を組み合わせることができる。例えば、可調節装具は、四肢の傷ついた領域の上には薄い可調節区画を有し、装具の両端には広幅可調節区画を有することができる。傷の上に薄い可調節区画を配することにより、傷ついて領域が治癒するにしたがって四肢を適切に支持及び保護するため、装具を一層正確に調節することができる。
【００３１】
図１〜４に示される可調節装具は患者の変化するトポグラフィに大まかに整合するように調節することができるが、断面の変化は一様ではない。硬質部及び可調節部がヒンジで連結されているから、断面がかなり変化すると、装具の断面は円形からヒンジにおいて若干の角度をなす長円形に移り得る。装具を一層正確に調節するため、可調節コネクタを可調節装具の両側に取り付けることができる。
【００３２】
図５及び６を参照すれば、両側で可調節連結具５３１によって相互に取り付けられた、下部５３４及び上部５３６を有する可調節装具５３０が示されている。図５は開位置にある装具を示し、図６は閉位置にある装具５３０のこの実施形態を示す。装具５３０の両側の可調節連結具５３１により、装具５３０による患者の傷のトポグラフィの変化に対する一層正確な調節が可能になる。一実施形態において、可調節連結具５２１は図１〜４に示され、図１〜４を参照して説明された可調節連結具と同様とすることができる。可調節連結具５３１はオフセットされたフィンガー５２３に形成された複数のスロット５３９を有することができる。フィンガー５３２の重なりによって装具５３０の断面を調節することができる。断面は、フィンガー５３２の重なりを大きくすると縮小し、重なりを大きくすると拡大する。装具５３０は、患者の四肢の断面の変化が一様であれば両側で等しく調節することができ、トポグラフィの変化が一方の側で大きければ異ならせて調節することができる。可調節連結具５３１に加えて、装具５３０は、図５に示されるような装具５３０の開きを可能にするヒンジ５３３を有することができる。装具５３０は、位置合せされたスロット５３９のいくつかを通して細長構造体５１５を挿入することによって設定位置にロックすることができる。
【００３３】
図７を参照すれば、一実施形態において、細長構造体５１５は図１〜４に示される可調節連結具のフィンガー５１４のスロット５１３内に嵌る「ジップタイ」とすることができる。細長構造体５１５の一方の側は細長構造体５１５の一方の側の幅にかけて延びる複数の溝５１２を有することができる。図８を参照すれば、ロック機構５１７は、溝がロック機構５１７を通って一方向にだけ滑ることを可能にする、ラッチ機構５１８を有することができる。可調節装具５００はロッキング機構５１７のラチェットを引き離すかまたは解放することでしか調節することができない。他の実施形態において、細長構造体５１５をスロット５１３内に維持する、いずれか他のロック機構を用いることができる。ジップタイは普通の民生用製品であるが、カスタム製品生産によって、消費者には利用できないであろう特に規制された色またはロゴをつくり出すことができる。オリジナルのカスタムジップタイが取り外された場合、ジップタイは患者によって容易には交換されず、この失われた部品は装具への不正な変更の証拠を提供するであろう。
【００３４】
図９を参照すれば、一実施形態において、装具の一方の部分のためのフィンガー５１４は連結されたスロット５４０を有することができ、装具の反対側部分のための他のフィンガー５１４は通常のスロット５３９を有することができる。一様な幅を有する細長構造体を用いるのではなく、この実施形態は狭幅区画５０８を有する細長構造体５１０を用いることができる。ロック位置において、狭幅区画５０８は通常のスロット５３９を通して配置され、広幅区画５０６は連結されたスロット５４０内に配置される。装具に調節を行うことが必要であれば、狭幅区画５０８が連結されたスロット５４０内に配され、広幅区画５０６が通常のスロット５３９内に配されるように、細長構造体５１０を移動させることができる。狭幅区画５０８は連結されたスロット５４０を連結している開口５２７より幅を狭くすることができる。この調節プロセスは、調節が必要な場合に細長部材を装具から完全に取り出すプロセスより容易に完遂することができる。
【００３５】
ギプスまたは装具は、患者の身体に密に対応する平滑な内表面を有することができ、一体化構成も有することができる。ギプスまたは装具はコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）コンピュータプログラムを用いる工業デザイナーによって設計することができる。患者についての機械的データは患者の身体または四肢の可視光または赤外（ＩＲ）光の写真から得ることができる。この身体トポグラフィは写真から決定することができ、トポグラフィデータは次いでデジタル化されて、ギプスまたは装具を設計するために呼び出されたＣＡＤプログラムに入力される。適するＣＡＤプログラムの例は、Parametric Technology CorporationによるPro/Engineerである。その他のＣＡＤソフトウエアには、Dassault Systemes, S.A.の子会社のSolidWorks CorporationによるSolidWorksがある。簡単のため、本発明の装具、ギプスまたはデバイスは脚用装具として説明されるが、腕用または背用の装具、あるいはその他いずれかの身体用の装具、ギプスまたはデバイスを形成するために同じプロセスを用いることができる。装具は、身体または四肢の傷ついた部分を囲んで支持するために設計される、硬く、強固な構造体とすることができる。
【００３６】
例えば、患者のためにＣＡＤシステムを用いて脚用装具を作製することができる。脚用装具は、大腿部、膝部、下腿部及び足部を有することができ、患者の脚の機械的諸元及び表面輪郭に整合する内表面を有することができる。患者の脚に整合する内表面を正確に作製するため、使用者の脚の表面輪郭が測定される。脚の外表面の測定値はいくつかの異なる方法で得ることができる。好ましい実施形態において、写真測量法、デプスマッピングまたは画像補正法、あるいはその他のタイプの写真表面検出法が、患者の脚またはいずれか他の身体部分の外表面を定める一セットの三次元座標とすることができる、外表面測定値を得るために用いられる。
【００３７】
写真測量法は、その最も広い意味において、物体の平面／二次元画像を変換して実三次元物体表面に戻すことにより写真撮影プロセスを反転する。三次元物体の再構成には２枚以上の相異なる写真が必要になり得る。写真測量法プロセスが完璧であれば、２枚の写真で三次元物体を完璧に再構成するに十分な情報が得られるであろう。残念ながら、写真及び測定のプロセスは一般に完璧ではなく、よって、２枚の写真に基づく三次元物体の再構成は欠陥も有するであろう。写真測量法物体測定プロセスは、より多くの写真を撮り、増えた情報を用いて正確度を向上させることによって、改善することができる。写真測量法プロセスは、多数枚の写真から得られた測定値から物体の表面を表す一セットの三次元座標を生成するであろう。
【００３８】
写真測量法は、３つの、ＸＹＺ次元の全てにおけるある点の位置を計算するために空間において交差する直線が用いられる、三角測量の原理を用いる。一実施形態において、脚または身体部分を写真撮影するために複数台のカメラが同時に用いられる。他の実施形態において、カメラから既知の距離にある光源からの光が患者に投影され、患者の写真が撮られる。光点のそれぞれを三角測量することで、カメラからそれぞれの光点までの距離を決定することができる。一セットの点を三角測量するためには、そのセットの全ての写真について、カメラ位置及び「方位」とも称される照準角が知られていなければならない。それぞれのカメラについてカメラ位置及び照準角計算値を決定するため、後方交会法と呼ばれるプロセスが用いられる。カメラは、それぞれの誤差が定められて取り除かれ得るように較正もされるべきである。
【００３９】
三角測量は三次元点測定値を生成するために写真測量法で用いられる原理である。空間において数学的に交差収斂する直線により、各点の正確な位置を決定することができる。写真測量法は、同時に三角測量される点の数については事実上全く制限無しに、複数の点を同時に測定することができる。２つ以上の相異なる位置から写真を撮り、それぞれの写真において同じ標的を測定することによって、それぞれのカメラ位置から標的までの「視線」が引かれる。カメラ位置及び照準方向が知られているから、直線を数学的に交差させてそれぞれの標的点のＸＹＺ座標を生成することができる。ＩＲ光または可視光の光点のパターンが患者上に投影される場合にも、光源とカメラの間の距離及びそれぞれの点の検出された角度に基づいてそれぞれの点の位置を決定するために三角測量を用いることができる。
【００４０】
後方交会法は、カメラ位置及び、カメラの方位としても知られる、照準方向に基づいて、写真データから物体の座標を決定するために用いられる。一般に、画像においてＸＹＺ座標で見られ、知られる点の全てがこの方位を決定するために用いられる。正確な後方交会法のため、それぞれの写真において１２以上の十分に分散された点をとることができる。物体上の点のＸＹＺ座標が知られれば、カメラの方位を計算することができる。後方交会法にはカメラの位置及び照準方向のいずれもが必要であることを認識することが重要である。カメラを同じ場所に据えることができるが、カメラはいかなる方向にも向けることができるから、カメラの位置を知るだけでは十分ではない。したがって、３つの座標で定められるカメラの位置及び、３つの角度座標で定められる、カメラがどこに向けられている方向が知られなければならない。したがって、標的点のＸ，Ｙ及びＺ座標を定めるには３つの値が必要であるが、画像上の点を定めるには、位置に対するＸＹＺ座標と照準方向に対するＸＹＺ角度の、６つの値が必要になり得る。
【００４１】
写真を撮られている表面は、それぞれの写真に見えている、正確な表面測定のための、最小数の十分に分散された基準点も有するべきである。基準点は、写真上に明瞭に示されるであろう視覚コントラストを与える、物体上に配された可視印とすることができる。それぞれの写真には少なくとも１２の十分に分散された基準点及び物体の全表面に対して少なくとも１２の点があるべきである。基準点は物体上に及び写真全体にわたって均等に分散されるべきである。基準点の数が多くなるほど、物体の表面を一層正確に測定することができる。
【００４２】
一実施形態において、そばかす、ほくろ、しわ、毛穴及びその他の特徴を含む、患者の自然特徴を基準点として用いることができる。あるいは、ＩＲ光または可視光を患者上に投射して、写真測定のための基準点を与えることができる。インクマーカーを用いて患者の皮膚に印を付けることも可能であり、一実施形態において、患者または患者の四肢を、弾性綿チューブ、メリヤス地、レオタード、ボディスーツのような、形態適合材料で覆うことができる。
【００４３】
一実施形態において、コンピュータプログラムが写真測定値を処理して全ての測定点の最終ＸＹＺ座標を生成する。これを行うため、プログラムは標的点を三角測量して画像に後方交会法を適用する。プログラムはカメラの較正も行う。三次元測定値の代表的な正確度は、理想的な作業条件下では非常に高くなり得る。例えば、測定値は５０〜１００μｍ（０.００２インチから０.００４インチ）まで正確になり得る。しかし、写真測量法測定値の正確度は、正確度は相互に関連する要因に依存するから、かなり変化する。重要な正確度要因には、カメラの解像度及び品質、測定されている物体の大きさ、撮られた写真の枚数及び物体に対する及び相互の写真の幾何学的レイアウトがある。
【００４４】
写真測量法測定値は無次元とすることができる。写真測量法測定値の尺度を定めるためには、少なくとも１つの既知の距離が必要である。既知の距離は、物体上に印された距離、カメラ間の既知の距離または光源とカメラの間の既知の距離とすることができる。例えば、いくつかの標的点に対する実座標が知られていれば、これらの点の間の距離を決定することができ、測定値の尺度を定めるためにこれらの点を用いることができる。別の可能性は、標的を有する治具を用い、治具を物体とともに測定することである。治具上の標的間の距離は既知であるから、これを物体上の基準点間の他の測定値の尺度を定めるために用いることができる。そのような治具は一般にスケールバーと呼ばれる。２台のカメラ間の距離及びカメラと患者上の点の間の直線の角度を知ることによって、患者のトポグラフィ諸元も決定することができる。この情報から、カメラと患者上の点の間の距離を三角測量法によって決定することができる。同様に、光ビーム源とカメラの間の距離、光源からの光ビームの角度及びカメラによって検出される光点の角度を知ることによっても、患者のトポグラフィ諸元を決定することができる。この情報から、カメラと患者上の光点の間の距離を三角測量法によって決定することができる。光は赤外光とすることができ、カメラは赤外線写真を撮る赤外線カメラとすることができる。
【００４５】
一実施形態において、本発明の方法は傷ついた四肢のためのギプスまたは装具を作製するために用いられる。傷ついた四肢の一連の写真が撮られる。骨が折れていれば、写真を撮る前に骨折を整復すべきである。次いで、傷ついた四肢の表面座標を得るために上述した写真測量法プロセスが用いられる。四肢上の共通表面点を定めるため、基準点を四肢上に配することができる。基準点は単に、コントラストをつける、色点、パターン、形状、的、シンボルまたはその他の容易に視認できる光学インジケータのいずれかとすることができる。基準点は、ペンを用いて身体上に配される黒色インク印または着色インク印とすることができる。他の実施形態において、基準点は、可視光、赤外光のような光、点または格子、ステッカーまたは的、あるいはいずれかその他の可視基準点とすることができる。例えば、コントラストをつける色を有する円形接着ステッカーを患者上に配して写真を撮ることができる。ステッカーは、患者の四肢及び／または身体のデジタル表現を生成するために用いることができる、正確な基準点を与えることができる。好ましい実施形態において、基準点は。装具がそのために構成される四肢または身体の部分の全体を囲んで配され、均等に分布される。
【００４６】
図１０を参照すれば、一実施形態において、信号プロセッサに接続されたカラー画像カメラ５５１，赤外（ＩＲ）カメラ及び５５３及び赤外（ＩＲ）光源５５５を備える光学装置を用いて、患者の三次元表面データを得ることができる。ＩＲ光源５５５，ＩＲカメラ５５３及びカラー画像カメラ５５１は全て、カラーカメラ５５１及びＩＲカメラ５５３が実質的に同じ視野を有し、ＩＲ光源５５１がこの同じ視野内に光を投射するように、光学装置５５０の一方の側に搭載することができる。ＩＲ光源５５５，ＩＲカメラ５５３及びカラー画像カメラ５５１は固定された既知の相互間距離で光学装置５５０上に搭載することができる。カラー画像カメラ５５１はカメラの視野内の患者の四肢５６０または患者の一部についてのカラー情報を提供することができる。ＩＲカメラ５５３及びＩＲ光源５５５は、ＩＲカメラ５５３の視野内にある、ＩＲ光源５５５に露光された患者の四肢５６０のそれぞれの領域についての距離情報を提供することができる。赤外光源５５５は赤外レーザダイオード及びディフューザを有することができる。レーザダイオードは、患者の四肢５６０上に投射される疑似ランダムスペックルパターンまたは構造化光パターンを生じさせるディフューザに赤外光ビームを向ける。ディフューザは、特定の周期構造を有するコンピュータ生成ホログラム（ＣＨＧ）とすることができる、回折格子とすることができる。ＩＲカメラ５５３のセンサはＩＲレーザ波長を中心波長とするバンドパスフィルタを有するＣＭＯＳ検出器とすることができる。一実施形態において、カラー画像カメラ５５１は患者の四肢５６０上に投射されたＩＲ光を検出することもできる。
【００４７】
図１２を参照すれば、光学装置５５０は、赤外光源５５５とＩＲカメラ５５２の間の距離は定められているから、カメラ５５３が赤外光源５５５とは異なる角度で患者の四肢を見て、赤外カメラ５５３と患者上のＩＲ光の間の距離を検出することができる。構造化光距離センシングの原理は、患者の四肢上に光点のそれぞれについてＩＲ光源５５５とＩＲカメラ５５３の間の特定の角度が与えられれば、対象点とＩＲ光源５５５またはＩＲカメラ５５３またはカラーカメラ５５１の間の距離が三角測量法によって決定され得るということである。ＩＲカメラ５５３及びカラーカメラ５５１によって検出される患者の四肢上の光点の角度は患者の光学装置５５０からの距離に依存して変化するであろう。一実施形態において、光学装置５５０から相異なる距離にある平面上のそれぞれの光点の角度を決定するために較正プロセスを用いることができる。ＩＲ光のそれぞれの点に対する角度及び対応する距離を知ることにより、光学装置５５０からの光点の距離を決定することができる。対象点に対するこれらの距離計算は三次元マッピングとしても知られ得る。それぞれの光点に対する距離値は、患者画像のそれぞれのピクセルについての色情報及び距離情報を決定して格納することができるように、可視カラー画像データと整合させることもできる。
【００４８】
固定された位置にいる患者は１枚の画像で取り込むことができるから。ＩＲ光源５５５で患者にＩＲ光を投射することができて、ＩＲカメラ５５３で患者５６０の写真を１枚撮ることができる。同時に、カラーカメラ５５１でも患者の四肢５６０の写真を１枚撮ることができる。他の実施形態において、相異なる位置において患者の四肢５６０の複数枚のＩＲ写真及びカラー写真を撮ることができ、対応する画像シフトがカメラからの距離に直接関係する。それぞれの連続する写真画像は、患者の動きを検出することができ、三次元マッピングにおける変化を記録することができるように、次のフレーム計算のための基準写真として役立つ。
【００４９】
論じたように、ＩＲカメラは患者の四肢に投射された光パターンを検出することができ、三角測量法により、ＩＲカメラ及びカラーカメラと患者上の光パターンのそれぞれの点の間の距離を決定することができる。しかし、それぞれの点についての距離情報は、ＩＲカメラ５５３またはカラーカメラ５５１で検出された患者の四肢または患者の四肢の一部の三次元表面を決定することしかできない。図１２を参照すれば、患者の四肢を巡る三次元表面を決定するため、患者の周りに複数台の光学装置５５０を配置することができ、これらのカメラのそれぞれからの三次元表面情報を組み合わせて患者の四肢の周縁端を巡る三次元表面を決定することができる。一実施形態において、ＩＲ光はそれぞれのＩＲ光源５５５から同時に発光させることができ、全てのＩＲカメラ５５３及びカラーカメラ５５１は同時に撮影することができる。他の実施形態において、ＩＲ光源５５５は同じ光学装置５５０に属していないＩＲカメラ５５３と干渉することがあり得る。ＩＲ光源５５５の全てからのＩＲ光を同時に防ぐのではなく、光学装置５５０は順次にＩＲ光で照射して患者の四肢５６０の写真を撮るように構成することができる。第１の光学装置５５０がＩＲ光を発して、患者の四肢５６０のＩＲ写真及びカラー写真を撮るであろう。次いで第１の光学装置５５０は患者の四肢５６０上へのＩＲ光の投射を停止することができ、第２の光学装置５６０が次いでＩＲ光を発して、患者の四肢５６０のＩＲ写真及びカラー写真を撮ることができる。次いで第２の光学装置５５０は患者の四肢５６０上へのＩＲ光の投射を停止することができる。残りの光学装置５５０について、上述した過程を順次に反復することができる。
【００５０】
ＩＲ写真を撮った後、光学装置５５０からの患者の四肢５６０の相異なる側面についての表面データを様々な異なる方法で組み合わせることができる。例えば、患者の四肢５６０の周縁の全てまたは一部の三次元表現を決定するために写真測量法プロセスを用いて組み合わせることができる写真撮影された患者の四肢５６０についての距離情報を、複数台のＩＲカメラ５５３で生成することができる。光学装置５５０からの表面データには、少なくとも２台の隣接する光学装置５５０によって取り込まれた患者の四肢５６０の同じ表面領域のいくらかが含まれるであろう。三次元形状データが同じであるから、システムはこれらの一致する表面形状を識別し、表面データを組み合わせて患者の四肢５６０の写真撮影された部分についての連続表面データを得ることができる。一実施形態において、光学装置５５０は、ＩＲカメラ５５３を平面内において放射状に位置を合わせて配置し、患者の四肢５６０の断面内の中心点５５９に向けて、光学装置５５０を患者の周りに位置を合わせて配置することができる。光学装置５００のそれぞれが、患者の四肢５６０の一部についての表面データを生成することができる。ＩＲ写真は共通の平面において撮られるから、中心点５５９からの表面データの距離を決定することによって相異なる光学装置５５０からの表面データを結合することができる。一実施形態において、患者の四肢５６０がない状態での物理的中心点マーカー５５９の較正用のＩＲ写真及び／またはカラー写真の第１のセットを光学装置５５０によって撮ることができる。次いで、患者５６０のＩＲ写真及び／またはカラー写真を撮ることができる。この情報から、患者５６０の表面データに対する中心点５５９の位置を決定することができる。共通中心点５５９に対する表面データの距離及びアライメントを知ることによって、異なる光学装置５５０からの表面データを組み合わせることができる。一実施形態において、光学装置５５０は患者の四肢５６０の両側に正反対に向き合わせて配置することができる。４台の光学装置５５０が示されているが、他の実施形態において、患者の四肢５６０の表面データを得るために、２台以上の光学装置５５０を用いることができる。患者の四肢５６０についていくらかは重なり合う表面データを得るには３台の光学装置５５０が必要になり得る。
【００５１】
図１３を参照すれば、他の実施形態において、患者の四肢５６０上の位置合せ印を用いることで光学装置５５０からの表面データを組み合わせることができる。患者の四肢５６０を材料で覆うことができ、２台以上の光学装置５５０の視野内にある位置において患者の四肢５６０上に可視印またはＩＲ印５５７を投影することができる。カラーカメラ５５１は可視印及びＩＲ印のいずれも検出することができ、ＩＲカメラ５５３はＩＲ印しか検出することができない。ＩＲ印５５７の形状はより大きくすることができるかまたは異なる形状を有することができるから、ＩＲ光をＩＲ印から弁別することができる。写真測量法または、隣接する光学装置５５０のそれぞれによって写真撮影された印５５７の位置を一致させる、画像補正プロセスを用いることで、隣接する光学装置５５０からの表面データを組み合わせることができる。
【００５２】
基準点に加えて、装具の縁端、モジュール型装具の継目及びその他の特徴を定めるためにも患者に印を付けることができる。図１４を参照すれば、装具の縁端、またはモジュール型装具の継目の位置を定めるため、医師はペン１０５を用いて患者の腕１０３に印を付けることができる。縁端または継目の印は、患者の腕１０３を巡って延びる１本以上の連続線１０７とすることができる。他の実施形態において、縁端または継目は、装具の縁端を定め、装具設計中に連結される、一連のインク印によって定めることができる。装具部品のための縁端をつくるため、患者に別のインク線１０９を引くこともできる。他の実施形態において、注目する場所または装具を設計する患者上の場所を示すために、インクではなくステッカーのような他のマーキング用具を患者に配置することができる。
【００５３】
例えば、患者は、縫合糸で閉じられていて、硬質の装具に触れるべきではない、手術による傷がある領域を有し得る。装具に開口を設けることにより、患者の縫合部が装具構造に押し付けられることはないであろう。図１４において、この領域のための切欠きをもつ装具が設計され得るように、医師は患者の身体のこの領域を囲む円を描いている、医師は患者の腕１０３にメモを書き付けることもできる。例えば、医師は傷の場所を示す情報を、また骨、関節、腱及び靱帯の場所を示す情報も、書き付けることができる。これらの解剖学的場所は装具の設計に重要であり、したがって患者の腕１０３上に印が付けられる。写真測量法は写真を用いるから、デジタル画像は、ステッカー、インク線、その他のインク印の全てを記録するであろう。
【００５４】
図１５を参照すれば、一実施形態において、装具９０１は複数のアクセス可能領域９０２，９０４，９０６を有することができる。アクセス領域９０２，９０４，９０６は傷及び患者に依存して大きくするかまたは小さくすることができる。相異なる領域９０２，９０４，９０６の場所は写真撮影の前に患者上に印を付けることができる。それぞれのアクセス領域９０２，９０４，９０６は、装具９０１によって覆われる患者の個別の領域へのアクセスを可能にする、ヒンジ９１２またはその他の解放可能な締結具に取り付けることができる。アクセス領域９０２，９０４，９０６は戦略的に、注目する特定の領域、例えば、清浄にされるか定期的にチェックされる必要がある傷ついた領域を覆って配置される。他の実施形態において、アクセス領域９０２，９０４，９０６は装具９０１の全長に沿って延びることもできる。装具９０１で覆われる四肢または身体領域の全体が、それぞれの領域９０２，９０４，９０６を個別に開き、四肢または身体の残り部分は装具９０１で保護され、不動化されることにより、清浄化、検診、縫合糸９１０の除去またはその他の理由のためにアクセスが可能である。図１６を参照すれば、別の実施形態において、装具９２０は個別のアクセス領域９２２を有することができ、装具の上部９２４の残り部分は１つに結合させることができる。アクセス領域９０２，９０４，９０６が閉じられているときに装具を閉位置に確実に固定するため、アクセス領域９０２，９０４，９０６に解放可能で調節可能な連結具を取り付けることができる。
【００５５】
図１７〜２２を参照すれば、一実施形態において、装具９３０は、装具９３０から完全に取り外すことができるモジュール区画をもつモジュール型構成を有することができる、モジュール型設計とすることができる。この設計は折れた、前腕のような、四肢の骨に有用であり得る。ギプスは医療技術において周知である。骨が折れると、骨は骨折の寸法を減じるために整復することができ、ギプスが手、下腕及び上腕を囲んで配置される。腕が治癒するにつれて、ギプスは取り外されて、より小さいギプスと交換される。患者は骨折のタイプに依存して数回のギプス交換を経験し得る。これは、それぞれのギプスを鋸で切って取り去り、短くした新しいギプスを腕または脚に被せて構築しなければならないから、非常に時間がかかり得る。同じく論じたように、ギプスの装着及びギプス鋸を用いるギプスの除去は、そのような処置中に静かにさせておく必要があり得る子供にとって非常なトラウマになり得る。
【００５６】
一実施形態において、モジュール型装具９３０は、上腕モジュール９４０，カフ９４２，肘モジュール９３８，下部前腕モジュール９３２，上部前腕モジュール９３４及び親指麦穂包帯９３６を含む、いくつかの調節可能なモジュール装具区画を有することができる。これらの区画はいずれかの上述した解放可能な締結具またはいずれかその他の適する締結具を用いて１つに結合させることができる。これらの区画は患者が治癒するにつれて順次にモジュール型装具９３０から取り外すことができる。図１４に関して上で論じたように、異なるモジュールと調節可能な区画の間の結合部において患者に印を付けることができる。印は写真表面検出プロセスによって検出され、異なるモジュール区画は装具１３０に構成される。通常は折れた骨のＸ線写真が撮られるから、このＸ線データを写真画像で見ることができ、身体の損傷を受けた領域において腕を保護するに必要な構造一体性をもつ装具９３０を設計することができる。装具９３０は上述したように設計され、調節可能なモジュール区画は、上述した脱着可能な締結具、あるいは装具に形成されるかまたはねじ９１５のようなモジュール区画に取り付けられるいずれかその他のタイプの連結具によってそれぞれの隣接区画に確実に固定することができる。
【００５７】
図１７を参照すれば、患者が腕を折った場合、初めは腕全体が指から肩まで広がる装具９３０によって不動化され得る。図１８を参照すれば、第１の期間後、カフ９４２を上腕モジュール９４０から取り外すことができる。これにより、隔離期間後に肘の屈曲が可能になる。カフ９４２が上腕モジュール９４０にヒンジで留められている場合は、連結具を解くことができる。あるいは、カフ９４２は、カフ９４２を取り外すためのいずれかの上述した調節可能で解放可能な締結具によって上腕モジュール９４０に連結させることができる。図１９を参照すれば、第２の期間後、肘の屈曲を可能にするための処置に適切なときに上腕モジュール９４０全体を取り外すことができる。肘を取り囲み、屈曲は可能にするが回転は可能にしない、肘モジュール９３８はまだ残される。
【００５８】
図２０を参照すれば、残る処置のための「ショートアーム」ギプスを残して、肘モジュール９３８が取り外される。この上部前腕モジュール９３４はヒンジで下部前腕モジュール９３２に連結させることができ、処置の間、腕を安定に保つために閉じておかれるであろうが、皮膚の清掃及び検診のために一時的に開くことができる。図２１を参照すれば、処置中のどの時点においても「親指麦穂包帯」９３６を取り外すことができ、親指の運動が可能になる。最後に、図２２を参照すれば、処置後にさらに安定性及び安全性が必要であれば、マジックテープ（登録商標）のような解放可能なストラップによって所定の位置に保持され得る「副子」として、装具９３０の下部前腕モジュール９３２を残すことができる。
【００５９】
他の実施形態において、同様の装具を傷ついた手、足または脚のために作製することができる。例えば、患者の手が傷ついた場合、初めは、手首、掌、指及び親指のための相異なるモジュールを含むモジュール型装具内に手全体を入れる必要があり得る。装具はアクセス領域を有することもできる。医師は傷ついた場所に、またそれぞれのモジュール継目及びアクセス場所に対する所望の位置にも、印を付けることができる。次いで装具を設計し、作製することができる。次いで、モジュールの全て及びいずれか必要なパッドを用いて装具を組み立てることができる。手が治癒するにつれて、装具から個々のモジュールを取り外すことができ、患者は手を再び使用できるようになる。最終的に、患者が完全に回復するまで、損傷を受けた指だけしか装具に入れておく必要はないであろう。本発明のプロセスは、一つの装具しか必要にならず、モジュールは患者が治癒するにつれて簡単に取り外されるから、回復プロセスを大きく単純化する。
【００６０】
指定された時間でモジュールを取り外すことは治癒プロセスにとって非常に重要であり得る。長時間動かないままにされた関節は非常に硬直することになり得る。したがって、可能な限り速やかに関節を動かさせることが重要である。下部前腕モジュール９３２は、折れた骨が完全に治癒するまで患者の腕を支持するために続けて着けておくことができる。本発明の装具は従来の事例に優る多くの利点を有する。モジュールが取り外されるから新しい装具は必要ではない。装具モジュールは脱着可能であるから、医師が四肢を検診することができ、必要であれば、患者が四肢を清浄にすることができる。傷ついた四肢に印が付けられ、四肢の写真が撮られた後に、患者が病院に居残る必要はない。ギプスを定期的に取り外して交換しなければならない場合に比較して、それぞれの区画が取り外される場合にはかなりの長さの時間が節約される。上述したように、装具のそれぞれのモジュール部品の断面は寸法の変化にしたがって患者の四肢に適合するように調節することができる。特に、四肢が萎縮によって縮む場合、適合を改善するために断面を縮小させることができる。
【００６１】
諸元が適切であることに加えて、装具またはギプスは必要な用途に十分に強固でもなければならない。足首用装具または歩行用ギプスは走行または跳躍中に使用者の重量及び衝撃を支持することが必要とされ得るし、腕用の装具またはギプスは通常の使用においてかかる力に耐えることができなければならない。一実施形態において、装具またはギプスの強度は装具またはギプスの部品の形状寸法及びそれらの部品を作製するために用いられる材料によって決定される。適する材料には、高強度ポリアミドのような高強度プラスチック、金属、合金及び、エポキシ結合剤内のカーボンファイバのような、複合材がある。
【００６２】
別の実施形態において、皮膚への印付けは、身体の輪郭または領域に、輪郭を維持するため、時間の経過とともにさらにパッドを追加するためにパッドを当てる領域を決定することができる。このシステムを用いれば、ギプスの内壁内の「適合領域」の範囲内で適合させるため、同じプロセスによって適合するパッドを３Ｄプリントすることができる。一連の徐々に厚くなる適合面パッドを作製し、最初のギプスとともに医療提供者に渡すことができる。内部適合パッドは柔軟な可撓性材料でつくることができ、積層造形法によって作製することができる。
【００６３】
内パッドは、通気向上のため、外骨格の通気孔と一致する細孔または穴を有することができる。内パッドは、パッドが正しい向きで正しい場所に嵌るようにパッドにつくり込まれた固定具を有することもできる。あるいは、パッドを装具に取り付けるために接着剤を用いることができる。パッド及び装具はいずれもカスタム製作品であるから、パッド及び装具がどこに、またおそらくはどのように、取り付けられるべきであるかを示す、文章、カラーコードまたはシンボルとすることができる、位置示標で印を付けることができる。例えば、パッド上の文章は「パッドの穴Ａにコネクタを取り付けることで装具の上背面区画にこのパッドを取付けること」と述べることができる。
【００６４】
身体が治癒するにつれて、運動不足が身体を縮めさせる萎縮を生じさせ得る。元の薄いパッドをつけた装具またはギプスがもはや適切に適合しなくなると、薄いパッドが取り外されて厚いパッドに交換される。適合パッドの様々なセットには、時間の経過とともに表面形状寸法が変化するにつれて患者の四肢に整合すると期待される内表面を有し得る様々な厚さのパッドを含めることができる。これらの複数のパッドセットは同時に作製することができ、あるいは、パッドのデジタル設計は格納されているから、格納されたパッド設計からいつでも追加のパッドを作製することができる。断面可調節装具と組み合わせてパッドが用いられる場合は、パッドの圧縮を制御することができる。装具が四肢をもはや適切に支持できなくなったときには、そのパッドを取り外して厚いパッドに交換することができる。
【００６５】
図４０を参照すれば、装具用パッドを作製するためのプロセス工程のフローチャートが示されている。上で論じたように、写真撮影することができるいずれかのタイプのマーキング具を用いて患者の四肢に印を付けることができる−工程６６１。印は、傷の場所、装具の縁端、モジュール型装具の継目、装具部品の継目、敏感な領域、縫合部の場所及びその他の身体特徴を示すことができる。患者の四肢がＩＲ光及び／または可視光の、ドット、ライン、グリッドのようなパターン、またはいずれかその他の複数の光点のパターンで照射される−工程６６３。上述したように、ＩＲ光カメラ及び／または可視光カメラによって四肢の写真を撮ることができる−工程６６５。写真データから、患者の四肢の表面デートを得ることができる−工程６６７。他の実施形態において、ＩＲ光及び／または可視光のパターンで四肢を照射せず、患者の皮膚上の自然印によって表面データを得ることができる。
【００６６】
表面データは装具用パッドセットの内表面を設計するために用いることができる−工程６６９。一実施形態において、パッドは三次元プリンタによって作製することができ、パッドは装具シェル内に配置することができる。装具シェル及びパッドで装具が組み立てられると、患者は四肢を保護するために装具を着けることができる−工程６７３。治癒及び／または萎縮により四肢が変化するにつれて、四肢の表面が変化し得る−工程６７５。上で論じたように、装具シェルは調節可能とすることができ、より良い適合を与えるために締めることができる。他の実施形態において、装具シェルは調節可能ではなく、四肢の寸法が小さくなれば、装具の適合を調節する必要がある。患者の四肢の新しい写真に基づいて新しいパッドセットを作製するために上述したプロセスを反復することができる。患者は単に前のパッドセットを装具シェルから取り外して新しいパッドを装着することができる。このプロセスは患者が装具をもはや必要としなくなるまで反復することができる。
【００６７】
図３７〜３９を参照すれば、装具に組み込むことができる別の構造は、個々に吊された接触パッド６１１の緻密な格子であり、それぞれのパッド６１１はトロイドの形状を与える「中空」である。これにより、接触「リング」６１５の皮膚への接触が可能になり、それぞれが中心に通気穴６１９を有する。これは皮膚への向上した空気流を与える。その「ドーナツ」形状は、血流を阻害する、皮膚に押し付けられる堅い縁端がないから、窓浮腫を生じ難くする。また接触パッド６１１の比較的大きな面積は四肢に対する快適性を高めるであろう。空気は接触パッド６１１のそれぞれを巡っても流れるであろうし、外壁にわたる穿孔パターンを通して排出され得る。これは使用者への快適性を高め、皮膚表面温度を下げるであろう。
【００６８】
接触パッド６１１のそれぞれは個々に巻かれた「セル」としてつくることができるから、パッドの「ストック」のそれぞれを巡る「ウエル」が存在するようにつくることができる。「ウエル」の先では、セルの厚い部分が隣接セルと交差するから、壁厚が大きくなる。これにより、（それぞれのパッドのストックのまわりの）所望の場所では可撓性であるが、（それぞれのパッドのストックの周りの）所望の場所では強固である、比較的強固な構造の作製が可能になる。強度及び柔順性はいずれも単一表面において満たされる。
【００６９】
動的装具に対し、これらの接触パッド６１１の構成は取り付けられた構造体のコヒーレント空間として作製することができ、あるいはさらに動的な装具に対しては、外骨格及び通気パターンと連続する個別素子として３Ｄプリントすることができるが、接触パッド６１１及び外骨格を除く支持構造体は接触していない。そのような構成により、接触パッドによる機械的特性にいかなる大きな影響も与えずに、装具の選ばれた領域における様々な動きが可能になるであろう。
【００７０】
図３７〜３９に示されるパッド６１１は装具の内表面の一部である。それぞれのパッド６１１は可撓性であり、圧縮方向に、また水平方向にも、可動である。一実施形態において、パッド６１１はそれぞれ接触領域６１５及び、フレームに連結される、ステム６２１を有する。パッド６１１が患者の身体の一部に対して圧縮されると、例えば患者が装具を着けると、接触領域６１５はステム６２１に対して圧縮され、ステム６２１はフレーム６２９に対して圧縮される。ステム６２１は接触領域よりかなり狭幅にすることができ、曲がることができる。パッド６１１の接触領域６１５が水平方向に動くと、ステム６２１はパッド６１１の移動に応答して曲がるであろう。ステム６２１は、ステム６２１がフレーム６２９の平面に対して垂直方向に動くことができるような態様で、フレーム６２９に連結することもできる。したがって、パッド６１１は装具のフレームに対するパッド６１１のいかなる垂直方向圧縮にも応答して動くことができる。一実施形態において、装具の内表面の一部または全体が上述したパッド６１１を有することができる。装具に用いられるパッド６１１は全てを同一とすることができ、あるいはそれぞれが異なる構造特徴を有することができる。例えば、皮下の骨のような堅い表面の上に配置されるパッド６１１は、骨及び／または関節の快適な動きを可能にする可撓性パッド６１１を有することができる。対称的に、身体のより柔らかい領域の上に配置されるパッド６１１は、柔らかい領域にはそれほど強いクッションは必要とされないから、硬くすることができる。図３７は単一のパッド６１１素子の一例の断面を示す。図３８は直接圧縮を受けているパッド６１１を示し、図３９は対角圧縮を受けているパッド６１１を示す。圧縮されている例において、ステム６２１はパッド６１１に印加される圧力に応じて曲がっている。
【００７１】
他の実施形態において、非円形表面、異なるばねステム及び異なる通気機構を有する異なるパッド構造を用いることができる。パッドの堅さ及び柔らかさはフレームに対するステムのばね定数及びパッドの接触面積によって定量化することができる。接触面積が大きく、ばね定数が小さいパッドは非常に柔らかいであろう。対称的に、接触面積が小さく、ばね定数が大きいパッドは堅いパッドになるであろう。パッドの堅さまたは柔らかさを定量化する式は［パッドの表面積］×［ステムのばね定数］＝Ｘである。例えば、パッド面積が１平方インチ（６.４５ｃｍ２）であって、ばね定数が１０ポンド/インチ（１７８.６ｇ/ｃｍ）であれば、パッドがフレーム内に１/４インチ（０.６３５ｃｍ）圧縮される場合の力は２.５ポンド/平方インチ（１７５.８ｇ/ｃｍ２）になるであろう。パッドがフレーム内に１/２インチ（１.２７ｃｍ）圧縮される場合の力は５ポンド/平方インチ（３５１.６ｇ/ｃｍ２）になるであろう。パッドのそれぞれの動的な堅さ／柔らかさ特性は装具内で個々に設計することができる。パッド面積は約１/４平方インチ（１.６１ｃｍ２）から約５平方インチ（３２.２５ｃｍ２）の範囲とすることができ、ステムのばね定数は約０.０１ポンド/インチ（１.７９ｇ/ｃｍ）から約１００ポンド/インチ（１７.９ｋｇ/ｃｍ）の範囲とすることができる。
【００７２】
図２３及び２４を参照すれば、装具の第１の区画９９１を第２の区画９９２に継目９９７に沿って連結し、装具の断面を変えるために用いることができる、可調節締結具９９０の上面図及び底面図が示されている。この例において、継目９９７は直線であるとして示される。他の実施形態において、継目９９７は曲線とすることができる。一実施形態において、継目９９７は第１の区画９９４の内表面及び外表面に対して垂直とすることができる。別の実施形態において、第１の区画９９１と第２の区画９９２のアライメントをずらさずに圧縮力を継目９９７にかけて伝達することができるように、第１の区画９９１の継目縁端は凹曲線とすることができ、第２の区画９９２の継目縁端は凸曲線とすることができる。
【００７３】
一実施形態において、可調節締結具９９０は、第２の区画から延びる複数のタブ９９３，９９４及び第１の区画９９１に形成された溝９９５，９９６を有することができる。タブ９９３，９９４の一実施形態の詳細が図２５〜２７に示される。図２５は図２３及び２４に示されるようなタブ９９３の線Ａ−Ａに沿う側断面図である。度９９３の前縁端にはテーパが付けられ、底面は装具の内表面または外表面とすることができる。図２６は、テーパが付けられた前縁端及び可調節締結具９９０をロックし合わせるラッチ９９８を有するタブ９９４の、線Ｂ−Ｂに沿う断面図を示す。タブ９９４の上面は装具の内表面または外表面とすることができる。
【００７４】
図２７を参照すれば、タブ９９３及び９９４の前面図が示されている。第２の区画９９２の断面は湾曲させることができ、タブ９９３の下面は第２の区画９９２の下面の湾曲と一致することができ、上面は凸面とすることができる。タブ９９４も第２の区画９９２の上面と一致する湾曲上面を有することができる。タブ９９８は溝９９６に形成された１つまたは複数の窪み９８０に嵌合するロック突起とすることができる。図２８〜３０を参照すれば溝９９５，９９６の詳細が示されている。図２８は図２３及び２４に示されるような溝９９５の線Ａ−Ａに沿う側断面図を示す。第１の区画９９１の溝９９５は継目９９７から内側に延びる第１の区画９９１の下面に形成された凹面を有する。図２９は図２３及び２４に示されるような溝９９６の線Ｂ−Ｂに沿う側断面図の一実施形態を示す。溝９９６は第１の区画９９１の状表面に形成され、継目９９７から内側に延びることができる。溝９９６は溝９９６にかけて延びる複数の窪み９８０を有することができ、溝９９６は、第１の区画９９１の上面と下面の間を延びるスルーホール区画９９９に連結され得る。図３０は、第１の区画９９１の湾曲を示す、溝９９５，９９６の前面図である。
【００７５】
図３１〜３６を参照すれば、装具の第１の区画９９１と第２の区画９９２を連結するために溝９９５，９９６に挿入されているタブ９９４，９９５の側断面図が示されている。図３１は溝９９５に入りかけているタブ９９３を示す。図３２はある程度溝９９５内にあるタブ９９３を示し、図３３は溝９９５内に完全に挿入されたタブ９９３を示す。タブ９９３の下面は第１の区画９９１の下面と共面のままである。完全に挿入されると、第１の区画９９１は継目９９７に沿って第２の区画９９２に連結される。図３４は溝９９６に入りかけているタブ９９４を示す。図３５は、ある程度は溝９９６内にあり、上方に反らされている、タブ９９４を示す。図３６は、突起９９８が窪み９８０の１つの内にあって、タブを所定の場所にロックしている、溝９９６内に完全に挿入されたタブ９９４を示す。この実施形態において、第１の区画及び第２の区画はタブ９９４を反らせて突起９９２を窪み９８０から外すことでしか分離させることができない。図２３〜３６に示されるコネクタは、患者の表面トポロジーのいかなる湾曲表面とも同形になる一体化湾曲構造とすることができ、第１の区画９９１と第２の区画９９２の間の剛連結を与えることができる。
【００７６】
いくつかの実施形態において論じたように、装具は装具シェル内に配置することができる複数のパッドセットを有することができる。四肢の表面が変化するにつれて、装具が四肢を適切に支持できるように、初めのパッドを取り外して他のパッドセットを装着することができる。図４１及び４２を参照すれば、異なる内パッドセットを有する装具の断面が示されている。装具は、一方の縁端においてヒンジ５３３により、他方の縁端において可調節連結具５３１により、下部５３４に連結される。他の実施形態において、装具は可調節連結具ではなく調節不能連結具を有することもできる。図４１においてパッドセット６８２，６８４の厚さは図４２に示されるパッドセットより薄い。患者が彼または彼女の四肢に傷を受けると、初期には四肢の断面が腫脹によって大きくなり得る。従って、図４１の装具の内部断面は初期の大きくなった断面表面に対応することができる。対照的に、図４２においては、パッドセット６８６，６８８が厚いため、内容積が小さくなっている。
【００７７】
一実施形態において、パッドセット６８２，６８４，６８６，６８８の内表面は、図３７〜３９に示されるパッドと同じとするかまたは同様とすることができる圧縮性パッド６１５を有する。これらのパッド６１５は患者の四肢の表面データに対応する表面をもって形成することができる。パッド６１１はパッドセット６８２，６８４，６８６，６８８のそれぞれとともに形成するかまたはパッドセット６８２，６８４，６８６，６８８のそれぞれに取り付けることができる。図３７〜３９を参照して上で論じたように、パッド６１５は、患者の四肢がパッド６１５間の開放空間を、またパッド６１５内の穴も、通して大気にさらされるように、通気を提供することができる。一実施形態において、パッドセット６８２，６８４，６８６，６８８は通気を向上させるために別の窓を有することもできる。一実施形態において、装具はパッドセット６８２，６８４，６８６，６８８を装具の上部５３６及び下部５３４の窓またはその他の構造に脱着可能な態様で連結するためのコネクタ６８７も有することができる。コネクタは装具の外部からパッド６１５を通って患者の四肢までの空気の通過を可能にするチューブ構造とすることができる。一実施形態において、開放空間６８９はパッドセット６８６，６８８と装具の上部５３６及び下部５３４の間に存在することができる。これらの開放空間６８９は、パッドセット６８６，６８８の窓及び装具の上部５３６及び下部５３４を通る空気の流れを可能にする、通気を与えることができる。
【００７８】
可調節連結具が組み込まれた装具またはデバイスが設計された後、装具設計データは装具を構築する三次元作製装置に送られる。一実施形態において、三次元作製装置は、高速試作装置、高速製造装置、積層製造装置、３Ｄプリンタ、レーザ焼結装置及び電子ビーム溶融（ＥＢＭ）装置、溶融材料堆積（ＦＤＭ）装置、ＣＮＣ、等である。作製装置はプラスチック、金属または異なる材料の混合物とすることができる１個または複数個の三次元構造体を、先に形成された平板断面層の上に構造体の次の平板断面層を形成することによって、作製する。この積層作成プロセスは、構造体が完全に作製されるまで、構造体の一方の端から反対側の端まで続けられる。
【００７９】
上述した装具を効率的に作製するためには、可能な限り多くのコンポーネント部品を同時に作製することが望ましいことがあり得る。多くの作製装置は特定の体積内に適合する部品をあらかじめ定められた時間内に作製することができる。例えば、装具は患者の胴体の周りに適合し、中央に大きな空間を有することができる。そのような装具を作製することはできるが、１つの装具しか作製できないであろう。効率を向上させるため、後に連結または融着によって結合される複数個の部品として装具を設計することができる。中央に大きな開放領域をもつ１個の装具を作製するのではなく、１個の装具と同じ特定の体積を占める、２個以上の装具の部品を同時に作製するために上述した作成方法を用いることができる。三次元作製装置を用いる作製のコストは原材料のコストよりも部品を３Ｄプリントするに必要な時間の長さに比例し得る。３Ｄプリント時間は、可能な限り多くの部品断面を配置することによって、最小限に抑えることができる。背用または四肢用の装具が通常通りに大きな中央開放領域を有していれば、コスト効率は劣り得る。しかし、装具をモジュール型構成とすれば、モジュール区画品を一層効率的な態様で作製することができる。例えば、複数のモジュール区画品を、第１の区画部品の凸面を別の区画部品の凹面に隣接させて、同時に作製することができる。材料積層造形装置による作製に効率的な作製態様で部品を配置することにより、作製コストをかなり低減することができる。次いで、部品を組み立て、連結または融着によって結合して、装具を形成することができる。一実施形態において、装具の内表面が非常に平滑であるように、高い分解能で内表面を作製することができる。
【００８０】
装具が三次元プリンタを用いて作製される場合、複数の平行平板材料層を、それぞれの層を隣接層に融着させて、堆積することによって装具が形成される。装具の形成に用いられるそれぞれの材料層はあらかじめ定められた一様な厚さを有することができる。装具作製の効率を最適化するためには、装具の形成に用いられる平行平板層の数を最小限に抑えることが望ましいことがあり得る。これにより、装具を作製するために形成される層の数が最小限に抑えられ、作製効率が最適化される。一実施形態において、装具設計情報は直角のコーナーを有する仮想の箱の中に配される。装具を作製するために形成される平行平板層は、箱の厚さとすることができる装具の最短寸法に対して垂直とすることができる。
【００８１】
例えば、図５１を参照すれば、直角の角及び平側面を有する仮想の箱４８０が示されている。腕用装具４４０は、肘から手まで延び、長さ軸を定める、細長構造体とすることができる。箱４８０の長さ，Ｘは装具４４０の最長寸法とすることができ、箱４８０の厚さ，Ｚは装具の最短寸法とすることができる。一実施形態において、融着されて装具４４０を形成する平行平板層は長さ軸，Ｘに平行とすることができる。一実施形態委において、融着されて装具４４０を形成する平行平板層は、装具の最小全体寸法とすることができる厚さ軸，Ｚに対して実質的に垂直である。別の実施形態において、融着されて装具４４０を形成する平行平板層は幅軸，Ｙに実質的に平行である。
【００８２】
装具シェルが形成されると、平滑性を高めるための追加処理が内表面に施される。内表面はバレル磨きするか、サンドブラストするか、研磨することができ、あるいはその他のプロセスを装具の平滑な内表面を形成するために用いることができる。そのようなプロセスは手で、または機械で、実施することができる。他の実施形態において、フィラー材を装具シェルの内表面に被着して平滑な表面を形成することができる。例えば、内表面を塗装することができ、塗料は不均等な表面を埋め、乾燥して平滑な表面を形成することができる。あるいは、装具材料をリフローさせて平滑な内表面を形成させるため、内表面を加熱することができる。
【００８３】
写真プロセスの使用にはレーザ走査のような他の表面走査技術に優る多くの利点がある。医師が患者に直接にまたは形態適合外被に位置印を付けることができるから、特徴の位置を患者から装具またはデバイスに置き換えるためのプロセスが簡易化される。したがって、特徴の位置が最終製品上に正確に配置されることはかなり確かであろう。デジタルカメラ、コンピュータ及び電子記憶装置は高価ではないから、装置コストも低減される。写真撮影装置は可搬とすることもでき、よって患者の場所に容易に運ぶことができる。デジタルデータは次いで協同組合に設置された製造装置に電子的に送られる。あるいは、デジタルデバイスデータは、ディスク上に記録して、作製装置に送ることができる。
【００８４】
本開示は、様々な実施形態において、本明細書に示され、説明されるような、コンポーネント、方法、プロセス、システム及び／または装置を含み、それらの様々な実施形態、サブ組合せ及びサブセットを含む。当業者であれば、本開示を理解した後は、本開示をどのように利用するかを理解するであろう。本開示は、様々な実施形態において、本明細書に、またはその様々な実施形態に、示されていない、及び／または説明されていない項目の不存を含む、例えば、性能向上、容易性達成及び／または実施コスト低減のために、従前のデバイス及びプロセスに用いられていたであろうような項目の不存を含む、デバイス及びプロセスの提供を含む。むしろ、添付される特許請求の範囲に表されるように、本発明の態様は上に開示したいずれの１つの実施形態の特徴の全てはカバーしていない。
【符号の説明】
【００８５】
４００    可調節装具
４０３    装具内表面
４０５    通気孔
４０７    親指穴
４０９，４１１    装具の縁端
４１３    隆起位置
４１５    締結具穴
４１７    可調節部材
４１９    フック
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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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３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月23日(2014.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可調節装具において、
四肢の第１の表面を支持するための第１の部分、
前記四肢の前記第１の表面の向かい側に位置する該四肢の第２の表面を支持するための、前記第１の部分に結合されている可調節部分、および
前記第１の部分における第１の縁端、および前記可調節部分に取り付けられている可調節連結具、
を有し、
前記第１の部分は、該第１の部分の内表面を、前記四肢の前記第１の表面のデジタル表現に対応する第１の形状に保持し、前記可調節部分は、該可調節部分の内表面を、前記四肢の前記第２の表面のデジタル表現に対応する第２の形状に保持し、前記第１の部分および前記可調節部分が、全てプラスチック材料で形成されていることを特徴とする可調節装具。
【請求項２】
前記第１の縁端の向かい側に位置する前記第１の部分の第２の縁端に取り付けられている、該第１の部分の該第２の縁端を前記可調節部分に連結するためのヒンジをさらに有することを特徴とする請求項１記載の可調節装具。
【請求項３】
前記可調節部分が、前記装具の断面を変化させるように調節可能であることを特徴とする請求項１記載の可調節装具。
【請求項４】
前記可調節部分が、前記可調節装具の断面の変化に調和するように曲がったり捻れたりすることができるように若干可撓性であること特徴とする請求項１記載の可調節装具。
【請求項５】
前記可調節連結具について、ヒンジから複数の各スロットまたは各穴までの距離が実質的に同じであること特徴とする請求項１記載の可調節装具。
【請求項６】
患者が前記装具を調節できなくするように、複数のスロットまたは穴の中に細長構造体を確実に固定するためのロック機構をさらに有していることを特徴とする請求項１記載の可調節装具。
【請求項７】
前記ロック機構が、ラッチ機構を含むものであること特徴とする請求項６記載の可調節装具。
【請求項８】
可調節装具において、
四肢の第１の表面を支持するための第１の部分、
前記四肢の前記第１の表面の向かい側に位置する該四肢の患部を支持するための、前記第１の部分に結合されている可調節部分、および
前記第１の部分における第１の縁端、および前記可調節部分に取り付けられた可調節連結具、
を有し、
前記第１の部分は、該第１の部分の内表面を、前記四肢の前記第１の表面のデジタル表現に対応する第１の形状に保持するものであり、前記可調節部分の内表面は、腫脹している状態の、前記四肢の前記第２の表面に対してぴったり合うように調節可能で、かつ、腫脹していない正常な状態の、前記四肢の前記第２の表面に対してぴったり合うように調節可能であり、前記第１の部分および前記可調節部分が、全てプラスチック材料で形成されていることを特徴とする可調節装具。
【請求項９】
前記可調節連結具が、前記可調節装具の断面を変えるために調節できることを特徴とする請求項８記載の可調節装具。
【請求項１０】
前記可調節連結具が、複数のスロットまたは穴を有していることを特徴とする請求項８記載の可調節装具。
【請求項１１】
前記複数のスロットまたは穴が、互いに隣接していることを特徴とする請求項１０記載の可調節装具。
【請求項１２】
前記可調節連結具における前記複数のスロットまたは穴の１つ以上の中に挿入される細長構造体をさらに有することを特徴とする請求項１０記載の可調節装具。
【請求項１３】
前記可調節連結具が前記複数のスロットまたは穴の１つ以上から外れることを防止するラッチ機構をさらに有することを特徴とする請求項１２記載の可調節装具。
【請求項１４】
前記可調節装具が、変形可能な断面を有することを特徴とする請求項８記載の可調節装具。
【国際調査報告】
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