(57)【要約】  被験者の関節に取り付けるように構成された装具が提供される。装具は、第１の端部および第２の端部を有する第１のアームを含む。装具は、第１の端部および第２の端部を有する第２のアームを含む。装具は第１のアームの第１の端部と第２のアームの第１の端部とを連結するヒンジアセンブリを含み、第１のアームと第２のアームとが異なる相対的な角度配向に対して移動可能であるようになっている。装具は、ヒンジアセンブリに結合されたポテンショメータを含む。装具の第２のアームに対する装具の第１のアームの相対的な角度配向を監視する方法も提供される。この方法は、第１のアームおよび第２のアームの一方に結合されたポテンショメータの出力を監視するステップを含む。
2021501651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の関節に取り付けるように構成された装具であって、
第１の端部および第２の端部を有する第１のアームと、
第１の端部および第２の端部を有する第２のアームと、
前記第１のアームの前記第１の端部と前記第２のアームの前記第１の端部とを結合し、前記第１のアームと前記第２のアームとが、異なる相対的な角度配向に移動可能であるようにするヒンジアセンブリと、
前記ヒンジアセンブリに結合されたポテンショメータと、
を備える装具。
【請求項２】
前記ポテンショメータは、アナログ機械ポテンショメータである、請求項１に記載の装具。
【請求項３】
前記ポテンショメータは、デジタルポテンショメータである、請求項１に記載の装具。
【請求項４】
前記ポテンショメータは、前記第１のアームの前記第１の端部に連結される回転可能なシャフトを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装具。
【請求項５】
前記回転可能なシャフトは、前記第１のアームの前記第１の端部に対して固定された角度配向を有するように連結されている、請求項４に記載の装具。
【請求項６】
前記ポテンショメータが抵抗要素を含み、前記抵抗要素が、前記第１のアームの前記第１の端部に対して回転するように構成されている、請求項５に記載の装具。
【請求項７】
前記ヒンジアセンブリは、前記第１のアームが第１の軸の周りで回転することを可能にし、前記第１のアームおよび前記第２のアームが前記ヒンジアセンブリに対して異なる角度方向に移動されるときに、前記第２の軸の周りで回転することを可能にし、前記第１の軸は前記第２の軸と平行であり、前記第２の軸から空間的に分離される、請求項１に記載の装具。
【請求項８】
前記空間的分離が固定されている、請求項７に記載の装具。
【請求項９】
前記ポテンショメータの前記回転可能なシャフトは、前記第１の軸を中心として回転するように配置される、請求項８に記載の装具。
【請求項１０】
前記ポテンショメータの前記回転可能なシャフトの一部がキー止めされ、前記第１のアームの前記第１の端部の嵌合開口部に嵌合する、請求項９に記載の装具。
【請求項１１】
前記ポテンショメータの前記シャフトに機械的に固定される、前記ポテンショメータの前記シャフトに平行な第２のシャフトを備える、請求項１０に記載の装具。
【請求項１２】
前記第２の軸は、前記第２の軸を中心として回転するように配置される、請求項１１に記載の装具。
【請求項１３】
前記ポテンショメータは、プリント回路基板に取り付けられている、請求項１に記載の装具。
【請求項１４】
前記ポテンショメータの出力は、前記第２のアームに対する前記第１のアームの相対的な角度方向を示す、請求項１に記載の装具。
【請求項１５】
前記ポテンショメータの出力は、バッファに接続されている、請求項１に記載の装具。
【請求項１６】
前記ポテンショメータの入力は、バッテリに結合されている、請求項１に記載の装具。
【請求項１７】
装具の第２のアームに対する装具の第１のアームの相対的な角度配向を監視する方法であって、前記第１のアームおよび前記第２のアームのうちの１つに結合されたポテンショメータの出力を監視することを含む、方法。
【請求項１８】
前記ポテンショメータのシャフトを、前記装具の前記第１のアームおよび前記第２のアームの一方に取り付けることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポテンショメータの出力の指示を無線で送信することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポテンショメータの出力の前記指標は、時間の関数として、前記第１のアームと前記第２のアームとの間の相対的な角度配向の指標を含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は２０１７年１１月７日に出願された米国仮出願第６２／５８２，８６３号および２０１７年１１月８日に出願された米国仮出願第６２／５８３，１６８号の優先権を主張し、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
開示の分野
本開示は、概して、組み込まれた（integrated）遠隔患者監視技術を有する装具（brace）およびその使用方法に関する。
従来の技術
【０００３】
関節の靭帯、軟骨、腱の損傷は、特に今日では身体活動とコンディショニングに重点が置かれているため、発生は稀ではない。膝の傷害よりも運動を妨げる損傷は、少ない。膝の傷害は、全てのスポーツ関連の傷害の約６０％を占め、これらの傷害のほぼ半分がＡＣＬに生じている。ＡＣＬ損傷は１５〜４５歳の患者で最も多く（１，７５０人に１人）、これは、より活発なライフスタイルならびにスポーツへのより高い参加率に起因することが少なくない。ＡＣＬを断裂した人はＡＣＬ再建後の最初の２ヶ月間に２回目のＡＣＬ損傷のリスクが１５倍高く、反対側の膝に対するＡＣＬ損傷のリスクは再構築された膝の２倍である。
【０００４】
膝を一緒に固定する主要な靭帯には、前十字靭帯（ＡＣＬ）、後十字靭帯（ＰＣＬ）、内側側副靭帯（ＭＣＬ）および外側側副靭帯（ＬＣＬ）の４つがある。米国では毎年２０万を超えるＡＣＬ損傷が発生している。ＡＣＬ損傷の約５０％は、膝の他の構造への損傷を伴って生じる。ＡＣＬ損傷ほど一般的ではないが、ＰＣＬに対する損傷は全膝靭帯損傷の３％〜２０％を占める。側副靭帯、ＭＣＬおよびＬＣＬは、競技選手の膝損傷の２５％の原因である。
【０００５】
ＡＣＬおよびその他の靭帯損傷に対する治療には、外科的および非外科的選択肢がある。靭帯が治癒する間、支持および安定化を促進するために、装具が使用される。ＡＣＬ手術の場合、新しいＡＣＬの移植片強度は最初の１２ヶ月の間、天然のＡＣＬよりもかなり弱く、したがって、この初期の期間中の装具は日常生活またはスポーツ活動において生じる有害な外力から保護するのに役立つ。
【発明の概要】
【０００６】
被験者の関節に取り付けるように構成された装具が提供される。装具は、第１の端部および第２の端部を有する第１のアームを含む。装具は、第１の端部および第２の端部を有する第２のアームを含む。装具は第１のアームの第１の端部と第２のアームの第１の端部とを結合するヒンジを含み、第１のアームと第２のアームとが、異なる相対的な角度配向に対して移動可能であるようにする。装具は、ヒンジに結合されたポテンショメータを含む。
【０００７】
装具の第２のアームに対する装具の第１のアームの相対的な角度配向を監視する方法が提供される。この方法は、第１のアームおよび第２のアームの一方に結合されたポテンショメータの出力を監視するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、いくつかの実施形態による、組み込まれた遠隔患者監視装置を有する装具を備えるシステムを示す。
【０００９】
【図２】図２Ａは、いくつかの実施形態による、装具の内側側部の斜視図を示す。
【００１０】
図２Ｂは、図２Ａの装具の外側側部の斜視図を示す図である。
【００１１】
【図３Ａ】図３Ａは、いくつかの実施形態による、図２Ａおよび図２Ｂの装具のヒンジアセンブリの分解斜視図を示す。
【００１２】
【図３Ｂ】図３Ｂは、いくつかの実施形態による例示的なアナログ電位差計を示す。
【００１３】
【図３Ｃ】図３Ｃは、いくつかの実施形態による例示的なデジタル電位差計を示す。
【００１４】
【図４】図４は、いくつかの実施形態による図２Ａおよび図２Ｂの装具の第１および第２のアームのそれぞれの第１および第２の回転軸の斜視図を示す。
【００１５】
【図５】図５Ａは、いくつかの実施形態による図２Ａおよび図２Ｂの装具の一部の断面図を示す。
【００１６】
図５Ｂは、いくつかの実施形態による、装具の一部の断面図を示す。
【００１７】
【図６】図６は、いくつかの実施形態による、患者関節運動の少なくとも１つの態様を監視するように構成された装具の電気回路の概略図を示す。
【００１８】
【図７】図７Ａは、いくつかの実施形態による、固定されていない向きにある図２Ａおよび図２Ｂの装具のラップ（wrap）を示す。
【００１９】
図７Ｂは、いくつかの実施形態による、固定された向きにある図７Ａのラップを示す図である。
【００２０】
【図８】図８Ａは、いくつかの実施形態による、装具の内側側部の斜視図を示す。
【００２１】
図８Ｂは、図８Ａの装具の側面の斜視図を示す。
【００２２】
【図９】図９Ａは、いくつかの実施形態による、装具の側面の斜視図を示す。
【００２３】
図９Ｂは、いくつかの実施形態による、大腿パッドおよび脛パッドをさらに備える、図９Ａの装具の側面の斜視図を示す。
【００２４】
【図１０】図１０は、いくつかの実施形態による、装具の第２のアームに対する装具の第１のアームの相対的な角度配向を監視する方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
発明の詳細な説明
本開示の実施形態は、膝、またはその他の関節、および周囲の靭帯に対する様々な損傷を治療する際に使用するための整形外科用装具に関する。より詳細には、本明細書に開示される装具の実施形態がＡＣＬ欠損、側副靭帯欠損、過伸展損傷を有する患者のための日常生活動作における使用、または予防的使用を意図し得る。
【００２６】
矯正装具および支持体は、安全な可動域（ＲＯＭ）を通じた自然な運動の利益を介して、治癒および健康を促進することができる。しかしながら、治癒および健康を促進する際のこのような補強および支持の効力は、患者が意図されるように装具を使用しているかどうか、回復が予想通りに進行しているかどうか、および／または治療する医師によって指示されるように所定の目標に到達しているかどうかを患者が知っているかどうかに、少なくとも部分的に依存し得る。さらに、患者の術後回復を誘導する医師の能力は、患者が期待通りに装具を使用しているか、回復が期待通りに進行しているか、および／または患者が回復過程にどのように従事しているかを医師が知らされていることに少なくとも部分的に依存し得る。したがって、そのようなフィードバックを患者および治療する医師の一方または両方に提供する解決策が必要とされている。
【００２７】
本明細書に記載され、かつ／または特許請求される装具は少なくとも部分的には患者の移動性、活動性、およびプロトコル遵守を断続的にまたは連続的に捕捉し、追跡し、報告する、外科手術後装具に取り付けられるか、または一体化される組み込まれた患者活動モニタを介して、患者の外科手術後のケアおよびリハビリテーションをより効果的に管理し、追跡する方法を医師に提供することによって、従来技術のデバイスの欠点に対処し、そのような医師が仮想治療を提供し、追加の外科手術後サポートを必要とする高リスク患者に事前警告を提供することを可能にする。
【００２８】
本明細書に記載および／または特許請求される装具はさらに、患者の身体療法をより良く管理するために、患者の術後プロトコルおよびツールに対して患者の進行を追跡する方法を提供する。以下により詳細に記載されるように、いくつかの実施形態では仮想療法のためのプラットフォームと組み合わされたモバイルスマートデバイス、頻繁に尋ねられる質問（ＦＡＱ）およびモビリティサポートはこのような患者がより良好な自己管理ケアを行い、医師への訪問前にリハビリテーションの進行を追跡することを可能にし得、これは外科手術後のケアについて医師に効果的に警告し、それらの医師と通信するためのより多くの柔軟性を提供し得る。
【００２９】
本開示の様々な特徴のより良い理解は、合理的に適用可能な場合、同様の参照符号が同様の要素を指す添付の図面と併せて読まれる以下の説明から収集することができる。本開示は、さまざまな修正および代替の構成を受け入れることができる一方、特定の例示的な特徴が図面に示され、以下で詳細に説明される。しかしながら、本開示を開示された特定の実施形態に限定する意図はなく、反対に、本開示の精神および範囲内にあるすべての修正、代替の構成、組み合わせ、および均等物を包含することが意図されることが理解されるであろう。
【００３０】
さらに、ある用語が記述された意味を有することが本開示において明示的に定義されていない限り、明示的または間接的に、その平易なまたは通常の意味を超えて、そのような用語の意味を制限する意図はないことが理解されるであろう。
【００３１】
本明細書で使用される整形外科用デバイスの開示された特徴の理解を容易にするために、「近位」という用語はその通常の意味を有し、付着点（point of attachment）または原点または中心点の隣または近くに位置するか、または身体の中心に向かって位置する位置を指す。同様に、「遠位」という用語はその通常の意味を有し、付着点または原点または中心点から離れて位置するか、または身体の中心から離れて位置する位置を指す。「内側」という用語は身体の中線により近い位置を指す。一方、「外側」という用語は身体の中線から離れた位置を指す。用語「上部」および「下部」は、特定の要素の位置を、装具アセンブリのヒンジ部分の上または下のいずれかであるかを、記述する。「上部」要素はヒンジおよび膝または他の関節の上にあるが、「下部」要素はヒンジおよび膝または他の関節の下にある。用語「後方」もまた、その通常の意味を有し、別の位置または特徴の後方または後方にある位置を指す。最後に、「前方」という用語はその通常の意味を有し、別の位置または特徴の前方または前方にある位置を指す。
【００３２】
用語「剛性」、「可撓性」、「可鍛性」、および「弾性」は本明細書では整形外科用デバイスの特定の特徴の部分を区別するために使用され得る。用語「剛性」は、デバイスの要素が一般的にまたは実質的に硬い（inflexible）ことを意味することが意図される。「剛性」であるフレームまたは支持部材またはシェルの文脈内で、用語「剛性」は、力が加えられたときにそれらの全体的な形状を失わないことを示すことが意図される。対照的に、用語「可撓性」または「可鍛性」は、荷重下で屈曲または屈曲することができる特徴を包含することが意図される。
【００３３】
図１は、いくつかの実施形態による、組み込まれた遠隔患者監視装置１０２を有する装具１００を備えるシステムを示す。図１はさらに、ユーザスマートフォン１１０または他の適切な通信デバイス、クラウドベースのデータベース、ポータルおよび／または通信ネットワーク１２０、ならびにユーザおよび／または医師通信デバイス１３０を示し、これらの各々は、以下で説明されるように構成され得る。
【００３４】
遠隔患者監視装置１０２は、角度、回転、運動範囲、ユーザの関節の角速度および／または加速度、またはこれらの態様のいずれかの任意の平均値、ピーク値、最小値、または最大値を測定するように構成されたゴニオメータ（図１には図示せず）を備えることができる。デバイス１０２はさらに、そのような測定値を単独で、または以下に記載されるような他のタイプのセンサの測定値と併せて利用して、とりわけ、とられるステップの数、移動距離、地面接触力、または患者が立ち上がり歩行を開始するためにとる期間（time period）を決定し得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、デバイス１０２がユーザの肢の一部分の加速度を測定するように構成された１つまたは複数の加速度計、ユーザの肢の一部分の向きを測定するように構成されたジャイロスコープ、および／またはその向きにおける機会を測定するように構成されたジャイロスコープ、皮膚温度および／または周囲温度を測定するように構成された接触および／または非接触温度計、容量性および／または磁気近接センサ、装具１００の一部分の周囲湿度レベルまたは湿度レベルを測定するように構成された湿度および／または湿度センサ、および／または周囲光レベルを測定するように構成された光センサをさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、装置１０２が少なくともＩＰＸ７規格を満たすように防水性であってもよい。
【００３６】
したがって、デバイス１０２は、歩行中のピーク内反力および／もしくは外反力、回転および／もしくは旋回シフト力、屈曲および／もしくは伸展単独の間のもしくは術後時間の関数としての運動および／もしくは関節角度の平均および／もしくはピーク範囲、ＡＣＬ剪断、装具の運動および／もしくは滑り、地面反力、四頭筋対ハムストリング強度比、患者、患者の肢の一部、もしくは装具１００の加速度および／もしくは速度、ならびに／または患者の関節の術後理学療法および／もしくはリハビリテーションに望ましい任意の他の特性のような、パラメータを測定し、決定し、または推定するように構成され得る。
【００３７】
デバイス１０２は、１つ以上の交換可能な、交換不可能な、再充電可能な、再充電不可能なバッテリ（図１には示されていない）、または任意の他の適切な電源によって電力供給されてもよい。したがって、一旦イネーブルされると、デバイス１０２は、例えば、バッテリの再充電または交換なしに、３０日を超える間、患者からの実質的な相互作用なしに、連続的な動作を監視および記録するように構成され得る。いくつかの実施形態では、そのような電池の再充電が標準的なＡＣまたはＤＣ充電システムによって、または太陽、振動、熱、運動および／または磁気誘導充電デバイスなどの内蔵エネルギー収穫デバイス（図１にも示されていない）によって達成されてもよい。デバイス１０２はリアルタイムで、患者の活動および理学療法のコンプライアンスのそのような指標に関連するデータを捕捉し、記憶し、断続的に、周期的に、または連続的に、スマートフォン１１０または他の適切な通信デバイスに送信するように構成される。
【００３８】
スマートフォン１１０または他の適切な通信デバイスは、デバイス１０２から送信された上述のデータを受信し、表示するように構成された、その上で実行される１つまたは複数のアプリケーションを有することができる。いくつかの実施形態では、スマートフォン１１０がそのような１つまたは複数のアプリケーションを介して、上述のデータをクラウドベースのデータベース、ポータル、および／または通信ネットワーク１２０に連続的に、定期的に、または断続的に送信するように構成され得る。
【００３９】
スマートフォン１１０または他の適当な通信装置は、このような１つまたは複数のアプリケーションを通して、患者アカウント設定機能、患者ログイン機能、有線または無線接続により装置１０２から上述の患者の活動および身体療法コンプライアンスデータを接続してダウンロードすることができる。スマートフォン１１０または他の適切な通信デバイスはさらに、そのような１つまたは複数のアプリケーションを介して、患者が活動およびコンプライアンスデータを見ること、処方された活動およびコンプライアンス目標を実際の活動およびコンプライアンス指標と見て比較すること、および／または同様の状況下で個人の回復率を一般集団の回復率と比較することを可能にするように構成され得る。
【００４０】
スマートフォン１１０または他の適切な通信デバイスはこのような１つ以上のアプリケーションを介して、クラウドベースのデータベース、ポータルおよび／または通信ネットワーク１２０または他のソースからアクティビティモニタファームウェアをダウンロードし、有線または無線通信のいずれかを介してファームウェアをデバイス１０２に転送するようにさらに構成することができる。スマートフォン１１０または他の適切な通信装置はこのような１つ以上のアプリケーションを介して、クラウドベースのデータベース、ポータルおよび／または通信ネットワーク１２０から動作監視動作パラメータをダウンロードし、そのようなパラメータを装置１０２に転送するようにさらに構成することができる。
【００４１】
クラウドベースのデータベース、ポータルおよび／または通信ネットワーク１２０は、少なくともデバイス１０２、スマートフォン１１０または他の適切な通信デバイス、および／またはデバイス１３０から受信された任意のデータを記憶するように構成され得る。
【００４２】
装置１３０はコンピュータ、モバイル装置、または他の任意の適切な通信装置を含み、装置１３０が、例えば、インターネット・エクスプローラのような標準ウェブ・ブラウザを使用して、クラウドベースのデータベース、ポータルおよび／または通信ネットワーク１２０にアクセスできるようにする１つ以上のアプリケーションを実行するように構成することができる。そのような１つまたは複数のアプリケーションを利用して、デバイス１３０は、アカウント設定機能、患者アカウントログイン機能、および／または処方する医師または他の開業医のログイン機能を提供することができる。デバイス１３０は患者および／または処方する医師に、そのような患者の活動およびコンプライアンスデータ、運動範囲、歩数計数および／または活動レベルに関する患者の進行に関する警告を受信し、安全に記憶し、遠隔観察のためのフォーマットを提供し、患者との間でメッセージを送受信し、さらには患者から創傷の写真またはビデオを受信することさえできる。そのような患者の活動およびコンプライアンスデータを遠隔で見ると、処方する医師は確立された医師が処方した目標に関するフィードバックを患者に有利に提供し、そのような目標に対する患者のコンプライアンスを奨励および追跡し、および／またはそのような目標およびプロトコルを更新または変更することができる。
【００４３】
したがって、図１に関連して説明されるシステムは、患者が意図されるように装具を使用しているかどうか、回復が予想通りに進行しているかどうか、および／または患者が医師によって指示されるように患者の目標に到達しているかどうかに関するフィードバックを患者が受け取ることを可能にすることができる。さらに、医師は、患者が予想通りに装具１００を使用しているかどうか、患者が予想通りに進行しているかどうか、および／または患者が回復過程にどのように従事しているかについてのフィードバックを受けることができる。このような利点は患者とその医療提供者との間の接触点の数を減らし、入院期間を短縮し、再入院および医療提供者への余分な来院を減らし、理学療法費用を減らし、患者満足度を改善する。
【００４４】
次に、図１の装具１００に対応する装具のいくつかの実施形態を、少なくとも図２Ａ〜図１０に関連して説明する。
【００４５】
図２Ａは、いくつかの実施形態による、装具２００の内側側部の斜視図を示し、図２Ｂは、いくつかの実施形態による、装具２００の外側の斜視図を示す。以下、図２Ａおよび図２Ｂについて併せて説明する。
【００４６】
装具２００は、内側ヒンジアセンブリ２２６を介して第２の内側アーム２２４に連結された第１の内側アーム２２２を備える。本明細書で使用される「ヒンジ」または「ヒンジアセンブリ」という用語は、２つのアームの長手方向軸の様々な角度配向を通じた回転運動を可能にしながら、装具の２つのアームを一緒に結ぶ機械的連結器を意味する。使用時には、装具のヒンジが一般に、補強される解剖学的関節に近接している。第１の内側アーム２２２は、患者の上肢の内側に沿って配置されるように構成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、第１の内側アーム２２２が内側ヒンジアセンブリ２２６が患者の膝の内側にまたはそれに隣接して配置されるときに、第１の内側アーム２２２がそのように配置されることを可能にする角度で曲げられてもよい。第２の内側アーム２２４は、患者の下肢の内側に沿って配置されるように構成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、第２の内側アーム２２４が内側ヒンジアセンブリ２２６が患者の膝の内側側部にまたはそれに隣接して配置されるときに、第２の内側アーム２２４がそのように配置されることを可能にする角度で曲げられてもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２の内側アーム２２２、２２４は、金属、例えば、アルミニウム、または任意の他の実質的に剛性の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では第１および第２の内側アーム２２２、２２４の各々はヒンジ中心からバー端まで、幅約０．６２５インチ、厚さ約０．１００インチ、および長さ約５．２５インチであってもよい。しかしながら、本開示はそのように限定されず、第１および第２の内側アーム２２２、２２４は、互いに同じであっても異なっていてもよい任意の適切な寸法を有してもよい。
【００４７】
装具２００は、内側ヒンジアセンブリ２２６と患者の膝の内側側部との間に配置されるように構成された内側顆パッド２２８をさらに備えてもよい。いくつかの実施形態では、内側顆パッド２２８が内側ヒンジアセンブリ２２６と患者の膝の内側側部との間にクッションを提供するために、発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または他の任意の適切な材料（熱成形または他の方法）を備え得る。いくつかの実施形態では、内側顆パッド２２８が、任意の適切な方法、例えば、面ファスナ、スナップ、クリップ、リベット、接着剤などを介してヒンジアセンブリ２２６に固定されてもよい。
【００４８】
装具２００は、患者の上肢、膝、および下肢の少なくとも一部の周りに巻き付けられ、固定されるように構成されたラップ２１０をさらに備えてもよい。ラップ２１０は、第１の内側アーム２２２の少なくとも一部を受け入れて固定するように構成された第１のポケット２１２と、第２の内側アーム２２４の少なくとも一部を受け入れて固定するように構成された第２のポケット２１４とを含む。ラップ２１０は、通気性発泡体、Ｌｙｃｒａ、ナイロン、または任意の他の適切な材料を含み得る。
【００４９】
装具２００は、外側ヒンジアセンブリ２５６を介して第２の外側アーム２５４に結合された第１の外側アーム２５２をさらに備える。第１の外側アーム２５２は、患者の上肢の外側側部に沿って配置されるように構成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、第１の外側アーム２５２は、外側ヒンジアセンブリ２５６が患者の膝の外側側部に配置されるときに、第１の外側アーム２５２がそのように配置されることを可能にする角度で曲げられてもよい。第２の外側アーム２５４は、患者の下肢の外側側部に沿って配置されるように構成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、第２の外側アーム２５４は、外側ヒンジアセンブリ２５６が患者の膝の外側側部上に、またはそれに隣接して配置されるときに、第２の外側アーム２５４がそのように配置されることを可能にする角度で曲げられてもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２の外側アーム２５２、２５４は、金属、例えば、アルミニウム、または任意の他の実質的に剛性の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１および第２の外側アーム２５２、２５４のそれぞれは、幅が約０．６２５インチ、厚さが約０．１００インチ、ヒンジ中心からバー端までの長さが約５．２５インチであってもよい。しかしながら、本開示はそのように限定されず、第１および第２の外側アーム２５２、２５４は、互いに同じであっても異なっていてもよい任意の適切な寸法を有してもよい。以下の図３Ａおよび図５Ａ〜図６、ならびに上記の図１に関連して記載されるように、外側ヒンジアセンブリ２５６は、ユーザの関節の角度、回転、運動範囲、角速度、および／または加速度のうちの１つ以上を測定するように構成される、組み込まれた遠隔患者監視デバイス１０２を含み得る。
【００５０】
装具２００は、外側ヒンジアセンブリ２５６と患者の膝の外側側部との間に配置されるように構成された外側顆パッド２５８をさらに備えてもよい。いくつかの実施形態では外側顆パッド２５８が発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または熱成形された、または他の任意の他の適切な材料を含み得、外側ヒンジアセンブリ２５６と患者の膝の外側側部との間にクッションを提供する。いくつかの実施形態では、外側顆パッド２５８が任意の適切な方法、例えば、面ファスナ、スナップ、クリップ、リベット、接着剤などを介してヒンジアセンブリ２５６に固定されてもよい。
【００５１】
装具２００は、第１の外側アーム２５２と患者の上肢の外側側部との間に配置されるように構成された上部パッド２６２をさらに備えることができる。上部パッド２６２は、発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または第１の外側アーム２５２と患者の上肢の外側側部との間にクッションを提供するための、熱成形された、または他の任意の他の適切な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、上部パッド２６２が任意の適切な方法、例えば、フックおよびループファスナー、スナップ、クリップ、リベット、接着剤などを介して、第１の外側アーム２５２に固定されてもよい。
【００５２】
装具２００は、第２の外側アーム２５４と患者の下肢の外側側部との間に配置されるように構成された下部パッド２６４をさらに備えることができる。下部パッド２６４は発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または第２の外側アーム２５４と患者の下肢の外側側部との間にクッションを提供するための、熱成形または他の任意の他の適切な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、下部パッド２６４が任意の適切な方法、例えば、フックアンドループファスナー、スナップ、クリップ、リベット、接着剤などを介して、第２の外側アーム２５４に固定されてもよい。
【００５３】
装具２００は、上部パッド２６２、第１の外側アーム２５２、および上部内側アーム２２２のうちの１つまたは複数を患者の上肢に固定するように構成された上部ストラップ２３０をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、上部ストラップ２３０が接合部で分岐して第２の端部２３４および第３の端部２３６のそれぞれを形成する第１の端部２３２を備える「Ｙ」字形ストラップを備えることができる。第１、第２および第３の端部２３２、２３４、２３６の各々は、それぞれの締め付け要素（fastening elements）２７２、２７４、２７６を介して、上部パッド２６２および第１の外側アーム２５２の少なくとも１つに固定することができる。いくつかの実施形態では締め付け要素２７２、２７４、２７６はＤリングを備えてもよい。しかし、本開示はそのように限定されず、上部ストラップ２３０は、任意の適切な方法によって上部パッド２６２および第１の外側アーム２５２のうちの１つまたは複数に固定された任意の適切なタイプの拘束要素を備えることができる。図に示すように。２Ａおよび２Ｂでは、上部ストラップ２３０が第１の端部２３２が患者の上肢の後方部分の周りに配置され、第２および第３の端部２３４、２３６が患者の上肢の前方部分の周りに配置されるように、患者の上肢の周りに巻き付けることができる。しかしながら、本開示はそのように限定されず、上部ストラップ２３０は図に示されるものとは逆の向きに構成されてもよい。２Ａと２Ｂ。いくつかの実施形態では、上部ストラップ２３０が患者に適した長さにトリミング可能であってもよい。
【００５４】
幾つかの実施形態において、装具２００は、上部ストラップ２３０と患者の大腿との間に配置され、それらによって確保されるように構成された大腿パッド２３８をさらに備えることができる。大腿パッド２３８は、上部ストラップ２３０と患者の大腿部との間にクッションを提供するために、発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または他の任意の適切な材料（熱成形または他の方法）を含み得る。
【００５５】
装具２００は、下部パッド２６４、第２の外側アーム２５４、および下部内側アーム２２４のうちの１つまたは複数を患者の下肢に固定するように構成された下部ストラップ２４０をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、下部ストラップ２４０が接合部で分岐して第２の端部２４４および第３の端部２４６のそれぞれを形成する第１の端部２４２を備える「Ｙ」字形ストラップを備えることができる。第１、第２および第３の端部２４２、２４４、２４６の各々は、それぞれの締め付け要素２８２、２８４、２８６を介して、下部パッド２６２および第１の外側アーム２５２の少なくとも一方に固定されてもよい。いくつかの実施形態では、締め付け要素２８２、２８４、２８６はＤリングを備えてもよい。しかしながら、本開示はそのように限定されず、下部ストラップ２４０は、任意の適切な方法によって下部パッド２６２および第１の外側アーム２５２のうちの１つまたは複数に固定された任意の適切なタイプの拘束要素を含むことができる。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、下部ストラップ２４０が第１の端部２４２が患者の下肢の前方部分の周りに配置され、第２および第３の端部２４４、２４６が患者の下肢の後方部分の周りに配置されるように、患者の下肢の周りに巻き付けることができる。しかしながら、本開示はそのように限定されず、下部ストラップ２４０は、図２Ａおよび図２Ｂに示される向きとは逆の向きに構成されてもよい。いくつかの実施形態では、下部ストラップ２４０が患者に適した長さにトリミング可能であってもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、装具２００が下部ストラップ２４０と患者のふくらはぎとの間に配置され、それによって定位置に固定されるように構成されたふくらはぎパッド２４８をさらに備えてもよい。ふくらはぎパッド２４８は下部ストラップ２４０と患者のふくらはぎとの間にクッションを提供するために、発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または熱成形もしくは他の任意の他の適切な材料を含み得る。
【００５７】
ここで、外側ヒンジアセンブリ２５６の１つの例示的な実施形態を、以下の図３Ａに関連してより詳細に説明する。第１の外側アーム２５２、第２の外側アーム２５４、および外側ヒンジアセンブリ２５６は図３に関連して説明されるが、第１の内側アーム２３２、第２の内側アーム２３４、および内側ヒンジアセンブリ２３６はさらに、または代替として、実質的に同様のまたは同じ特徴を備えてもよい。さらに、特定の機能が第１の外側アーム２５２に関して説明されているが、そのような機能は代替的に、第２の外側アーム２５４または第２の内側アーム２２４に適用されてもよい。
【００５８】
図３Ａは、いくつかの実施形態に従った、図２Ｂの装具２００の外側ヒンジアセンブリ２５６の分解斜視図を示す。外側ヒンジアセンブリ２５６は、外側ヒンジアセンブリ２５６の外側対向面を覆うように構成された上部シェル３０６を備える。外側ヒンジアセンブリ２５６はさらに、本開示のいずれかに記載されるように、関節機能の１つ以上の態様を測定および／または追跡するように構成されたＰＣＢ３０８に取り付けられた回転／角度エンコーダを備える、少なくとも１つのプリント回路基板（ＰＣＢ）３０８を備える。図３Ｂ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図６に関連してより詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、回転／角度エンコーダ３１０は、回転／角度エンコーダ３１０の回転可能なシャフトの位置に基づいて変化する抵抗を提示するように構成された、アナログ機械ポテンショメータ、デジタルポテンショメータ、または任意の他のタイプの電気ポテンショメータまたは回転エンコーダとすることができる。いくつかの実施形態では、回転／角度エンコーダ３１０を備えるＰＣＢ３０８が、図１に関連して前述したように、遠隔患者監視装置１０２の少なくとも一部を形成することができる。したがって、いくつかの実施形態では、ＰＣＢ３０８は、図１に関連して前述したセンサおよび／または要素のうちの１つまたは複数、ならびに本明細書で説明する任意の機能に必要な任意の追加の回路をさらに備えることができる。
【００５９】
図３Ａに示すように、第１の外側アーム２５２は、第１の端部２５２ａおよび第２の端部２５２ｂを含み、第２の外側アーム２５４は、第１の端部２５４ａおよび第２の端部２５４ｂを含む。外側ヒンジアセンブリ２５６は、第１の外側アーム２５２および第２の外側アーム２５４がいくつかの実施形態ではヒンジアセンブリ２５６に対して異なる相対角度方向に移動可能であるように、第１の外側アーム２５２の第１の端部２５２ａを、第１のシャフト３１４および第２のシャフト３１６をそれぞれ介して第２の外側アーム２５４の第１の端部２５４ａに連結するように構成されたヒンジプレート３１２をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、第１のシャフト３１４は、回転／角度エンコーダ３１０の回転可能なシャフトに対応するか、または代替的に連結されてもよい。回転／角度エンコーダ３１０の回転可能なシャフト３１４の部分３１４ａは、第１の外側アーム２５２の第１の端部２５２ａの嵌合アパーチャ３１８と回転係合するようにキー止めされるか、さもなければ成形され、それにより、回転可能なシャフト３１４を第１の外側アーム２５２の第１の端部２５２ａに連結する。したがって、回転可能なシャフト３１４は、第１の外側アーム２５２の第１の端部２５２ａに対して固定された角度配向を有することができる。さらに、第２のシャフト３１６は、第２の外側アーム２５４の第１の端部２５４ａ内の第２の開口部３２０内に嵌合するように構成されてもよい。
【００６０】
いくつかの実施形態では、第１の外側アーム２５２の第１の端部２５２ａが外側ヒンジアセンブリ２５６の周りの患者の関節の伸展および／または屈曲を制限するように構成された少なくとも１つの停止部３０２を備えてもよい。同様に、いくつかの実施形態では、第２の外側アーム２５４の第１の端部２５４ａが外側ヒンジアセンブリ２５６の周りの患者の関節の伸展および／または屈曲を制限するように構成された少なくとも１つの停止部３０４を備えてもよい。いくつかの実施形態では、第１の端部２５２ａ、２５４ａの一方または両方は患者の関節の反対方向への伸展および／または屈曲を制限するように構成された、それぞれの停止部３０２、３０４に実質的に対向して配置された追加の停止部（図示せず）を備えてもよい。
【００６１】
外側ヒンジアセンブリ２５６は、背面カバー３２２をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、外側ヒンジアセンブリ２５６が光、例えば、ＰＣＢ  ３０８の電子機器が現在オンまたはオフにされているかどうかを示すように構成された青色発光ダイオード（ＬＥＤ）（図示せず）をさらに含んでもよい。
【００６２】
有利な一実施形態では、回転／角度エンコーダがポテンショメータを備える。ここで、電位差計の例を図に関連して説明する。３Ｂおよび３Ｃ。本開示の目的のために、電位差計は可変３端子抵抗器として機能し、および／またはこれら３端子間に分圧器機能を提供する、電気構成要素または相互接続された構成要素のセットである。
【００６３】
図３Ｂは、いくつかの実施形態による、アナログ・ポテンショメータとしての回転／角度エンコーダ３１０を示す。アナログ・ポテンショメータの例にはスライダ・ポット、サムホイール・ポット、およびトリマー・ポットが含まれるが、これらに限定されない。図３Ｂに図示されるように、ポテンショメータ３１０は、抵抗素子３５０の第１の端部に結合された第１の端子３５４と、抵抗素子３５０の第２の端部に結合された第２の端子３５８と、摺動接点３５２に結合された第３の端子３５６とを含む。摺動接点３５２は、回転可能なシャフト３１４に連結され、回転可能なシャフト３１４の角度配向に依存する位置で抵抗要素３５０と接触するように構成される。いくつかの実施態様において、抵抗要素３５０は摺動接点３５２が回転可能な軸３１４の軸心によって画定される軸を中心に回転しながら、抵抗要素３５０に沿った任意の点で接触することができるように、実質的に半円形状を有する可能性がある。他のいくつかの実施形態では、抵抗要素３５０が実質的に直線状の形状であってもよく、摺動接点３５２は回転可能なシャフト３１４の軸方向中心によって画定される軸を中心に回転しながら、抵抗要素３５０に沿った任意の点と接触してもよい。いくつかの実施形態では、抵抗要素３５０がグラファイト、抵抗ワイヤ、プラスチック中に懸濁された炭素粒子、セラミック／金属混合物、抵抗ポリマーまたは樹脂ペースト、または任意の他の適切な比較的高抵抗の導電性材料のうちの任意の１つ以上を含み得る。いくつかの実施態様において、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間の抵抗素子３５０によって提供される抵抗は、回転可能なシャフト３１４の角度配向と共に直線的に増加してもよい。他のいくつかの実施態様において、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間の抵抗素子３５０によって提供される抵抗は回転可能なシャフト３１４の角度配向と共に、例えば、指数関数的、対数関数的、または他の任意の非線形様式で、非線形様式で増加し得る。
【００６４】
図６に関連してより詳細に説明されるように、動作中、第１の電圧が、第１および第２の端子３５４、３５８の両端に提供される。回転可能なシャフト３１４の角度配向に基づいて、摺動接点３５２は、抵抗要素３５０上の単一の可変位置と接触する。したがって、第１端子３５４と第３端子３５６との間の電気経路内の抵抗素子３５０の部分は第１の可変抵抗を提供し、第３端子３５６と第２端子３５８との間の電気経路内の抵抗素子３５０の部分は第２の可変抵抗を提供し、第１および第２の可変抵抗の合計は、概して、抵抗素子３５０の総抵抗に等しい。第３端子３５６と第２端子３５８との間に現れる第２の電圧は、第２の可変抵抗と抵抗素子３５０の全抵抗との間の比に関連する、および／または比例する。あるいは、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間に現れる第３の電圧が第１の可変抵抗と抵抗素子３５０の全抵抗との間の比に関連する、および／または比例する。したがって、ポテンショメータ３１０は第２の電圧または第３の電圧のいずれかが回転可能なシャフト３１４の角度配向の指標と共に変化し、かつその指標として利用され得る分圧器として機能する。図２Ａ〜図３Ａの第１の外側アーム２５２が回転可能なシャフト３１４に取り付けられていることから、第２の電圧または第３の電圧は、装具２００に固定されたときに、第１の外側アーム２５２および患者の関節の角度方向の指標と共に変化し、その指標として利用され得る。
【００６５】
図３Ｃは、いくつかの実施形態による、デジタルポテンショメータとしてのポテンショメータ３１０を示す。図３Ｃに図示されるように、ポテンショメータ３１０は複数の直列接続された抵抗器３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、・・・３５０ｙ、３５０ｚ（本明細書では抵抗器ラダーとも呼ばれる）を含む抵抗要素の第１の端部に結合された第１の端子３５４と、抵抗要素の第２の端部に結合された第２の端子３５８と、第３の端子３５６とを含む。隣接する抵抗器３５０ａ〜３５０ｚの端子間、および抵抗器ラダーと第１および第２端子２５４、２５８との間の接続点は、抵抗器ラダーの独特のノードを備える。複数のスイッチ３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ、・・・３６０ｙの各々は、抵抗器ラダーのそれぞれのノードと第３端子３５６との間に接続される。スイッチ３６０ａ〜３６０ｚは、リレー、トランジスタ、または任意の他の書の電気的に制御可能なスイッチであってもよい。摺動接点３５２は、回転可能なシャフト３１４に連結され、回転可能なシャフト３１４の角度配向に応じて、スイッチ３６０ａ〜３６０ｚのうちの１つの制御端子と電気的に接触するように構成される。いくつかの実施態様において、抵抗器３５０ａ〜３５０ｚのそれぞれの抵抗は、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間に提供される抵抗が回転可能なシャフト３１４の角度配向とともに、階段状に直線的に増加し得るように、実質的に同じであってもよい。他のいくつかの実施態様では、抵抗器３５０ａ〜３５０ｚのそれぞれの抵抗は、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間に提供される抵抗が、例えば、指数関数的、対数関数的、または他の任意の非線形様式で、回転可能なシャフト３１４の角度配向と共に、非線形、段階的様式で増加し得るように、実質的に同じでなくてもよい。抵抗ラダー内の多数のステップは、ラダー内の多数の抵抗に関連している。本開示は、抵抗器ラダーにおける任意の数のステップを企図する。
【００６６】
図６に関連してより詳細に説明されるように、動作中、第１の電圧が、第１および第２の端子３５４、３５８の両端に提供される。回転可能なシャフト３１４の角度配向に基づいて、イネーブル信号として好適な電圧または信号に結合され得る摺動接点３５２はスイッチ３６０ａ〜３６０ｚのうちの１つの制御端子と電気的に接触し、そのスイッチを閉じ、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間の第１の可変抵抗と、第３の端子３５６と第２の端子３５４との間の第２の可変抵抗とを有する電気経路とを提供する。第１および第２の可変抵抗の和は一般に、抵抗器ラダー全体の全抵抗に等しい。第３端子３５６と第２端子３５８との間に現れる第２の電圧は、第２の可変抵抗と抵抗器ラダーの総抵抗との間の比に関連する、および／または比例する。あるいは、第１の端子３５４と第３の端子３５６との間に現れる第３の電圧が第１の可変抵抗と抵抗器ラダーの総抵抗との間の比に関連する、および／または比例する。したがって、ポテンショメータ３１０は第２の電圧または第３の電圧のいずれかが回転可能なシャフト３１４の角度配向の指標と共に変化し、かつその指標として利用され得る分圧器として機能する。図２Ａ〜図３Ａの第１の外側アーム２５２は、回転可能なシャフト３１４に取り付けられていることから、第２の電圧または第３の電圧は第１の外側アーム２５２および装具２００内の患者の関節の角度方向の指標と共に変化し、その指標として利用され得る。
【００６７】
図４に図示されるように、第１の外側アーム２５２の回転の第１の軸４０２は実質的に嵌合アパーチャ３１８の中心を通過し、第２の外側アーム２５４の回転の第２の軸４０４は、実質的にアパーチャ３２０の中心を通過する。第１の軸４０２は固定距離「ｄ」だけ、第２の軸４０４から平行で、空間的に、例えば、外側に、分離されているように図示されている。図４にさらに図示されるように、外側アーム２５２は、縦軸４２０を画定し、外側アーム２５４は縦軸４４０を画定する。上述したように、ヒンジの内側のプリント回路基板３０８に対して、２つの長手方向軸４２０、４４０の相対的な角度配向が変化することにつれて、プリント回路基板３０８の配向は、開口部３１８および３２０を基準として同じ量だけ変化することになる。ポテンショメータ３１０のシャフト３１４がポテンショメータの本体がプリント回路基板３０８に固定されている間に、１つまたは複数の側面に他の嵌合機構の平坦部を有することなどによって、開口３１８内に回転可能に固定されている場合、アーム２５２および２５４の向きを調整することによって、ポテンショメータシャフトの回転位置が調整され、その検出された抵抗が変化する。
【００６８】
図５Ａは、いくつかの実施形態による、図２Ａおよび図２Ｂの装具の一部の断面図を示す。ＰＣＢ３０８、ポテンショメータ３１０、第１の外側アーム２５２、および第２の外側アーム２５４を含む、外側ヒンジアセンブリ２５６のいくつかの部分が示されている。ポテンショメータ３１０の回転可能なシャフト３１４は第１の外側アーム２５２を拘束して第１の軸４０２を中心に回転させるものとして図示され、第２の軸３１６は第２の外側アーム２５４を拘束して第２の軸４０４を中心に回転させるものとして図示されている。ポテンショメータ３１０は、図３Ｂに関連して前述したように図示されており、他の特徴の中でもとりわけ、少なくとも抵抗素子３５０および摺動接点３５２を含む。しかしながら、例えば、図３Ｃに関連して前述したようなデジタル実施形態も企図される。摺動接点３５２は回転可能なシャフト３１４に連結され、回転可能なシャフト３１４および摺動接点３５２の角度回転に依存する位置で抵抗要素３５０と電気接触するように構成されるが、抵抗要素３５０はポテンショメータ３１０および外側ヒンジアセンブリ２５６に関して固定配向を有する可能性がある。前述したように、回転可能なシャフト３１４は第１の外側アーム２５２が軸４０２を中心に（図５Ａの内外で）回転すると、回転可能なシャフト３１４および摺動接点３５２も、両面矢印で示すように、軸４０２を中心に回転するように、第１の外側アーム２５２に連結されてもよい。したがって、摺動接点３５２は変化する位置で抵抗要素３５０と接触し、ポテンショメータに対応して変化する抵抗を提供させる。したがって、ポテンショメータの出力は、第２の外側アーム２５４に対する第１の外側アーム２５２の相対的な角度配向を示す。さらに、抵抗素子３５０はポテンショメータ３１０および外側ヒンジアセンブリ２５６に対して固定配向を有するので、第１の外側アーム２５２が回転可能なシャフト３１４および摺動接点３５２を回転するとき、抵抗素子３５０は、第１の外側アーム２５２の第１の端部２５２ａに対して回転する（または少なくとも配向を変化させる）ように構成される。
【００６９】
他のいくつかの実施形態では、第１の軸４０２を中心に回転する第１の外側アーム２５２および第２の軸４０４を中心に回転する第２の外側アーム２５４ではなく、図５Ｂは第１の外側アーム２５２および第２の外側アーム２５４が両方とも同じ第１の軸４０２を中心に回転するように構成されている代替実施形態を示す。したがって、第１の外側アーム２５２は、前述のように、回転可能なシャフト３１４に固定されてもよいが、第２の外側アーム２５４は回転可能なシャフト３１４に固定されておらず、代わりに、プリント回路基板の向きが、例えば、スタンドオフ５２０によって外側アーム２５４に固定されている間、回転可能なシャフト３１４によって、第１の軸４０２を中心として自由に回転するように単に拘束されている。そのような実施形態では、他のすべての機能が前述の通りであってもよい。
【００７０】
図６は、いくつかの実施形態による、患者関節運動の少なくとも１つの態様を監視するように構成された装具の例示的な電気回路６００の概略図を示す。１つの実施形態が図６に開示されているが、本開示はそのように限定されず、本開示に記載されるような機能を提供する任意の回路または構成を企図する。
【００７１】
ＰＣＢ３０８は前述のように、回路６００を含むことができる。回路６００は、バッテリ６０２と、平滑コンデンサ６０６と、第１および第２の抵抗器６０４、６０８と、第１、第２および第３の端子３５４、３５８、３５６を有するポテンショメータ３１０と、抵抗素子３５０および摺動接点３５２と、バッファ６１６と、送受信能力を有するコントローラ６１８と、アンテナ６２０とを含んでもよい。ポテンショメータ３１０は図３Ｂ（例えば、アナログポテンショメータ）に関連して前述したように図示されているが、ポテンショメータ３１０は図３Ｃ（例えば、デジタルポテンショメータ）に関連して前述したようにもよい。
【００７２】
バッテリ６０６は、接地電位に電気的に接続される負端子と、第１の抵抗器６０４の第１の端子に電気的に接続される正端子とを有する。平滑コンデンサ６０６は、接地電位に電気的に接続される第１の端子と、第１の抵抗器６０４の第２の端子と、第２の抵抗器６０８の第１の端子とに電気的に接続される第２の端子とを有する。第２の抵抗器６０８はポテンショメータ３１０の第１の端子３５４（例えば、抵抗素子３５０の第１の端子）に電気的に接続された第２の端子を有し、これは、ポテンショメータ３１０の入力とみなされてもよい。ポテンショメータ３１０の第２の端子３５８（例えば、抵抗素子３５０の第２の端子）は、コントローラ６１８のポテンショメータイネーブル出力に電気的に接続される。ポテンショメータ３１０の摺動接点３５２は、摺動接点３５２に連結された回転可能なシャフトの向きに依存する抵抗要素３５０上の物理的位置と、およびポテンショメータ３１０の第３の端子３５６と、電気的に接触している。第３の端子３５６は、バッファ６１６の第１の入力端子と電気的に接触している。バッファ６１６の出力端子は、バッファ６１６の第２の入力端子とコントローラ６１８のポテンショメータ入力との両方に電気的に接続される。コントローラ６１８のアンテナ端子は、アンテナ６２０と電気的に接触する。したがって、ポテンショメータ３１０の入力（例えば、第１の端子３５４）は、第１および第２の抵抗器６０４、６０８を介して、バッテリ６０２に電気的に結合される。図示されていないが、バッファ６１６およびコントローラ６１８はそれぞれ、バッテリ６０２に結合され、電力を受け取ってもよく、さらに、電気回路を完成するために、接地電位に適切に結合されてもよい。
【００７３】
動作バッテリ６０２では、平滑コンデンサ６０６および第１および第２の抵抗器６０４、６０８はコントローラ６１８のポテンショメータイネーブル入力が起動されると（例えば、回路６００内の接地電位または任意の他の電位に電気的に結合される）、ポテンショメータ３１０の第１および第２の端子３５４、３５８の両端に（例えば、抵抗素子３５０の両端に）所定の電圧を提供する。摺動接点３５２は、患者の関節の屈曲または伸展の程度に基づくポテンショメータ３１０の回転可能なシャフトの角度配向に応じて、抵抗素子３５０上の様々な物理的位置と電気的に接触するので、ポテンショメータ３１０は摺動接点３５２、第３の端子３５６、およびバッファ６１６に、所定の電圧の可変割合を出力する分圧器として動作する。したがって、ポテンショメータ３１０の入出力端子間に設けられた可変抵抗、並びに摺動接点３５２に設けられた可変電圧は前述したように、第１の外側アーム２５２と第２の外側アーム２５４との間の相対的な角度配向に比例し、かつそれを示す。
【００７４】
バッファ６１６はその入力で高インピーダンスを提供し、出力は、コントローラ６１８のポテンショメータ入力への摺動接点３５２での電圧に等しい。抵抗素子３５０の高い抵抗値とバッファ６１６の比較的高い入力インピーダンスとの組み合わせによって、回路６００はバッテリ６０２から極めて少ない量の電流、したがって電力を引き出すことも可能になり、バッテリ６０２を交換または再充電することなく、比較的長い期間（例えば、６か月以上）、回路６００の中断されない動作を可能にする。これは、術後回復の環境において特に有利な特徴である。典型的には、このような装具が手術後数ヶ月間装着される。低電力ポテンショメータベースの回転検知回路により、ヒンジ内のバッテリを再充電または交換する必要のない、連続的またはほぼ連続的な回転監視を行うことができる。使用者に関する限り、装具上のヒンジは、回復期間中、測定能力がなく、メンテナンスもない従来のヒンジと全く同様に扱われる。
【００７５】
制御装置６１８はバッファ６１６の出力から受け取った電圧を受信電圧を示す信号に変換し、その信号を、例えば、図１に関連して前述したように、ユーザスマートフォン１１０または他の適切な通信装置に送信するように、駆動アンテナ６２０を構成することができる。したがって、コントローラ６１８は単独で、またはアンテナ６２０と併せて、時間の関数として、かつ受信電圧に基づいて、第１の外側アーム２５２と装具２００の第２の外側アーム２５４との間の相対的な角度配向の指標を、前述したように、ユーザスマートフォン１１０または他の適切な通信装置に送信するように構成された無線送信機を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ６１８が少なくとも図１に関連して前述したように、例えば、ユーザスマートフォン１１０または他の適切な通信デバイスから送信されたアンテナ６２０からの信号を受信し、適切に処理するようにさらに構成され得る。
【００７６】
図７Ａは、いくつかの実施形態による、固定されていない向きにある、図２Ａおよび図２Ｂの装具２００のラップ２１０を示す。ラップ２１０は、ラップ２１０の上部を患者の上肢の周りに固定するように構成された１つ以上の上部締め付け要素７１２を備えてもよい。ラップ２１０は、ラップ２１０の下部を患者の下肢の周りに固定するように構成された１つ以上の下部締め付け要素７１４をさらに備えてもよい。締め付け要素７１２、７１４は、フックアンドループ締結具、スナップ、クリップ、または患者の肢の周りにラップ２１０を取り外し可能に締結する任意の他の要素を備えてもよい。ラップ２１０は患者の膝蓋骨と整列するように構成された開口部７１０をさらに備えてもよく、それによって、患者の脚とのラップ２１０のより安定した整列と同様に、増加した快適性を提供する。図７Ｂは、上部締め付け要素７１２および下部締め付け要素７１４が患者の脚の周りに固定されたラップ２１０を有する、図７Ａのラップ２１０を示す。
【００７７】
図８Ａは、いくつかの実施形態による、ラップ２１０または第１の内側アーム２２２、第２の内側アーム２２４、および内側ヒンジアセンブリを有さない装具２００と実質的に同一で装具８００の内側側部の斜視図を示す。図８Ｂは、図８Ａの装具８００の外側側部の斜視図を示す。図示されるように、装具８００は、ラップ２１０、第１の内側アーム２２２、第２の内側アーム２２４、および内側ヒンジアセンブリが省略されていることを除いて、前述の装具２００のすべての特徴を含む。他のすべての機能は、装具２００について前述したとおりである。
【００７８】
図９Ａは、いくつかの実施形態による、装具９００の側面の斜視図を示す。図示されるように、装具９００は、以下にさらに説明するように、大腿パッド２３８、ふくらはぎパッド２４８を除き、図８Ａおよび図８Ｂに関連して前述した装具８００のすべての特徴を含む。
【００７９】
装具９００は第２の外側アーム２５４と患者の下肢の外側側部との間に配置されるように構成された下部パッド９６４を、図２Ａと図２Ｂに関連して前述したように、下部パッド２６４とミラー構成で備えてもよい。したがって、締め付け要素２８２、２８４、２８６は、図２Ａおよび図２Ｂに関連して先に説明したものにミラー構成で、下部パッド９６４および第２の外側アーム２５４の少なくとも１つに固定されてもよい。下部パッド９６４は、発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または第２の外側アーム２５４と患者の下肢の外側側部との間にクッションを提供するための、熱成形された、または他の任意の他の適切な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、下部パッド９６４が任意の適切な方法、例えば、フックおよびループファスナー、スナップ、クリップ、リベット、接着剤などを介して、第２の外側アーム２５４に固定されてもよい。
【００８０】
下部ストラップ２４０は、図２Ａおよび図２Ｂに関連して説明したのとは逆の様式で、下部パッド２６４および第２の外側アーム２５４のうちの１つ以上を患者の下肢に固定するように構成される。下部ストラップ２４０は第１の端部２４２が患者の下肢の後方部分の周りに配置され、第２の端部２４４および第３の端部２４６が患者の下肢の前方部分の周りに配置されるように、患者の下肢の周りに巻き付けることができる。
【００８１】
図９Ｂは、いくつかの実施形態による、大腿パッド９３８および脛パッド９４８をさらに備える、図９Ａの装具９００の側面の斜視図を示す。厚いパッド９３８は、上部ストラップ２３０と患者の殻との間に配置されて確保されるように構成されている。大腿パッド９３８は、図２Ａおよび図２Ｂに関連して前述した大腿パッド２３８と実質的に同様であってもよい。
【００８２】
いくつかの実施形態では、装具２００がさらに、下部ストラップ２４０と患者の光沢部との間に配置され、所定の位置に固定されるように構成された光沢パッド９４８を備えることができる。新パッド９４８は下部ストラップ２４０と患者の脛との間にクッションを提供するために、発泡体、ゴム、エラストマー、プラスチック、２＃  ＥＶＡ、Ｌｙｃｒａラミネート、ブラシナイロン、または他の任意の適切な材料（熱成形または他の方法）を備え得る。
【００８３】
図１０は、いくつかの実施形態による、装具の第２のアームに対する装具の第１のアームの相対的角度配向を監視する方法のフローチャート１０００を示す。フローチャート１０００は、本開示に記載される任意の装具の利用に適用され得る。
【００８４】
ブロック１００２は、ポテンショメータのシャフトを、装具の第１のアームおよび第２のアームのうちの１つに固着するステップを含む。例えば、ポテンショメータ３１０の回転可能なシャフト３１４は任意の先の図に関連して先に記載されたように、第１の外側アーム２５２または第１の内側アーム２２２のうちの１つに固定され得る。いくつかの実施形態では、電位差計３１０の回転可能なシャフト３１４が代替的に、少なくとも第１の外側アーム２５２について前述したものと同様に、かつ同様の機能を有する第２の外側アーム２５４または第２の内側アーム２２４のうちの１つに固定されてもよい。
【００８５】
ブロック１００４は、ポテンショメータの出力を監視するステップを含む。例えば、コントローラ６１８（図６）またはＰＣＢ  ３０８（図３）の任意の他の適切な回路または回路は任意の前の図に関連して前述したように、ポテンショメータ３１０の第３の端子３５６（例えば、第２および第３の端子３５８、３５６の間）から出力される電圧、電流または抵抗を監視するように構成されてもよい。
【００８６】
ブロック１００６は、ポテンショメータの出力の指標を無線送信するステップを含む。例えば、図６に関連して前述したように、コントローラ６１８は、時間の関数として、かつ受信電圧に基づいて、バッファ６１６の出力から受け取った電圧、電流または抵抗を、第１の外側アーム２５２と装具２００の第２の外側アーム２５４との間の相対的な角度配向を示す信号に変換するように構成されてもよい。
【００８７】
本開示は特定の好ましい特徴に関して説明されてきたが、寸法、構成、および材料の変化を含む本開示の他の特徴は本明細書の開示を考慮すれば、当業者には明らかであろう。さらに、本明細書の任意の１つの態様に関連して詳述されるすべての特徴は、本明細書の他の態様での使用に容易に適合させることができる。異なる実施形態における類似の特徴に対する異なる用語または参照番号の使用は、明示的に記載され得るもの以外の差異を意味しない。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ説明されることが意図され、本明細書に開示される好ましい実施形態に限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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