(57)【要約】  生体力学的に駆動される人工親指アセンブリが開示されている。実施形態は、ユーザの親指の残った部分を受けるように構成されたＨ形ロッカ及び遠位リングを含み、遠位リング及びロッカは、それぞれが、結合先端部と近位アンカプレートとの間に独立に回転結合されており、近位アンカプレートは、ユーザに固定されるハンドストラップに取り付けられるように構成されている。結合先端部は、Ｈ形ロッカの牽引力に応じて関節運動を行う。別の実施形態は、リングを含む二方向親指アセンブリを含み、このリングは調節可能リングテンドン上にマウントされ、調節可能リングテンドンは結合先端部と近位アンカプレートとの間に回転結合され、近位アンカプレートは、ユーザに取り付けられるハンドストラップに回転結合される。リング内での親指の残った部分の垂直方向の動きによって、結合先端部が垂直平面内でアクチュエートされる。リング内での親指の残った部分の水平方向の動きによって、結合先端部が水平平面内でアクチュエートされる。他の実施形態も開示されている。
2018525207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合先端部と、
ユーザの親指の残った部分を同心円状に受けるように構成された遠位リングであって、前記結合先端部とともに動作可能な第１のヒンジ接続部を有する前記遠位リングと、
近位アンカプレートであって、前記遠位リングとともに動作可能な第２のヒンジ接続部と、前記近位アンカプレートを前記ユーザに回転接続するように構成されたアンカ取付点と、を有する前記近位アンカプレートと、
互いに対向する第１の端部及び第２の端部を有する、Ｈ形に形成されたロッカであって、前記第１の端部は、前記Ｈ形における第１のスプリットプロング部を形成しており、前記第１の端部は、前記結合先端部とともに動作可能な第３のヒンジ接続部を有し、前記第２の端部は、前記Ｈ形における第２のスプリットプロング部を形成しており、前記第２の端部は、前記近位アンカプレートとともに動作可能な第４のヒンジ接続部を有し、
前記第１及び前記第２の動作可能なヒンジ接続部は、ｚ軸に関する中線を画定しており、
前記第３の動作可能なヒンジ接続部は、前記中線より下に位置しており、
前記第４の動作可能なヒンジ接続部は、前記中線より上に位置しており、
前記結合先端部は、前記ロッカによって与えられる牽引力に応じて関節運動を行う、
前記ロッカと、
を含む人工親指アセンブリ。
【請求項２】
前記ユーザの手の周りに取り付けられるように構成されたハンドストラップを更に含み、前記ハンドストラップは前記近位アンカプレートの前記アンカ取付点に固定されている、請求項１に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項３】
前記第１及び前記第３の動作可能なヒンジ接続部は、組み合わされて、前記結合先端部上に固定される遠位協調ピボット点を形成しており、
前記第２及び前記第４の動作可能なヒンジ接続部は、組み合わされて、前記近位アンカプレート上に固定される近位協調ピボット点を形成しており、
前記遠位リング及び前記ロッカは、前記遠位協調ピボット点と前記近位協調ピボット点との間に独立に懸架されている、
請求項１に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項４】
前記遠位リングと前記ロッカは、前記遠位協調ピボット点及び前記近位協調ピボット点を介して間接的に結合されている、請求項３に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項５】
前記結合先端部は先端パッドを含む、請求項１に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項６】
前記遠位リングと前記結合先端部との前記第１の動作可能なヒンジ接続部は、ｙ軸に関する中心線に関して対称な第１の遠位ピボットヒンジ対を含み、
前記遠位リングと前記近位アンカプレートとの前記第２の動作可能なヒンジ接続部は、前記中心線に関して対称な第１の近位ピボットヒンジ対を含む、
請求項１に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項７】
前記ロッカと前記結合先端部との前記第３の動作可能なヒンジ接続部は、前記中心線に関して対称な第２の遠位ピボットヒンジ対を含み、
前記ロッカと前記近位アンカプレートとの前記第４の動作可能なヒンジ接続部は、前記中心線に関して対称な第２の近位ピボットヒンジ対を含む、
請求項６に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項８】
複数のサイズ調整シムを更に含み、各サイズ調整シムは、異なる厚さを有し、前記遠位リングの内面に適合するように構成されている、請求項１に記載の人工親指アセンブリ。
【請求項９】
結合先端部と、
ハンドストラップに取り付けられるように構成された近位アンカプレートであって、前記ハンドストラップはユーザの手の周りに取り付けられるように構成されている、前記近位アンカプレートと、
外面及び内面を有するボディを有する遠位リングであって、前記内面は前記ユーザの親指の残った部分を同心円状に受けるように構成されている、前記遠位リングと、
前記遠位リングの前記ボディの前記外面からオフセットされたＨ形ロッカであって、前記遠位リングと前記Ｈ形ロッカは、前記結合先端部上に固定された遠位協調ピボット点と、前記近位アンカプレート上に固定された近位協調ピボット点とを介して、前記結合先端部と前記近位アンカプレートとの間に独立にピボット懸架されている、前記Ｈ形ロッカと、
を含む、生体力学的に駆動される人工親指。
【請求項１０】
前記遠位協調ピボット点は、前記遠位リングと前記結合先端部との間の第１の動作可能なヒンジ接続部と、前記Ｈ形ロッカと前記結合先端部との間の第３の動作可能なヒンジ接続部と、を含み、
前記近位協調ピボット点は、前記遠位リングと前記近位アンカプレートとの間の第２の動作可能なヒンジ接続部と、前記Ｈ形ロッカと前記近位アンカプレートとの間の第４の動作可能なヒンジ接続部と、を含む、
請求項９に記載の生体力学的に駆動される人工親指。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２の動作可能なヒンジ接続部は、ｚ軸に関する中線を画定しており、
前記第３の動作可能なヒンジ接続部は、前記中線より下に位置し、
前記第４の動作可能なヒンジ接続部は、前記中線より上に位置する、
請求項１０に記載の生体力学的に駆動される人工親指。
【請求項１２】
前記遠位リングと前記結合先端部との前記第１の動作可能なヒンジ接続部は、ｙ軸に関する中心線に関して対称な第１の遠位ピボットヒンジ対を含み、
前記遠位リングと前記近位アンカプレートとの前記第２の動作可能なヒンジ接続部は、前記中心線に関して対称な第１の近位ピボットヒンジ対を含み、
前記ロッカと前記結合先端部との前記第３の動作可能なヒンジ接続部は、前記ｙ軸に関する前記中心線に関して対称な第２の遠位ピボットヒンジ対を含み、
前記ロッカと前記近位アンカプレートとの前記第４の動作可能なヒンジ接続部は、前記中心線に関して対称な第２の近位ピボットヒンジ対を含む、
請求項１０に記載の生体力学的に駆動される人工親指。
【請求項１３】
前記Ｈ形ロッカは、前記遠位リング内での前記親指の残った部分の動きを利用して、前記結合先端部の関節運動を行わせる牽引力を与えるように構成されている、請求項１０に記載の生体力学的に駆動される人工親指。
【請求項１４】
ハンドストラップに取り付けられた偏心関節ピボットと、
前記偏心関節ピボットと回転結合された関節アセンブリであって、
結合先端部と、
近位アンカプレートと、
互いに対向する遠位端及び近位端を有する調節可能リングテンドンであって、前記遠位端は前記結合先端部にピボット接続されており、前記近位端は前記近位アンカプレートにピボット接続されている、前記調節可能リングテンドンと、
ユーザの親指の残った部分を同心円状に受けるように構成されたリングであって、前記リングは、前記調節可能リングテンドンと作用的に関連しており、前記調節可能リングテンドンの前記遠位端と前記近位端との間のターゲット位置に選択的に配置可能である、前記リングと、
を含む前記関節アセンブリと、を含む二方向人工親指器具であって、
前記関節ピボットは、前記リング内での前記親指の残った部分の外転及び内転の動きを利用して、ｘ−ｙ平面に平行な面内で、ｚ軸に平行な軸を中心として、前記結合先端部の関節運動を行わせるように構成されており、
前記関節アセンブリは、前記リング内での前記親指の残った部分の垂直方向の動きを利用して、ｘ−ｚ平面に平行な面内で、ｙ軸に平行な１つ以上の軸を中心として、前記結合先端部の関節運動を行わせるように構成されている、
二方向人工親指器具。
【請求項１５】
前記ハンドストラップは、前記ユーザの手の周りに取り付けられるように構成されている、請求項１４に記載の二方向人工親指器具。
【請求項１６】
前記関節ピボットは、
前記ハンドストラップに固定されたストラッププラットフォームと、
アンカプレートプラットフォームであって、前記ストラッププラットフォームと前記アンカプレートプラットフォームとの間に、前記近位アンカプレートの近位端が、関節接合部によって回転結合されている、前記アンカプレートプラットフォームと、を含む、
請求項１４に記載の二方向人工親指器具。
【請求項１７】
前記関節接合部は、ピン又はねじのうちの一方を含む、請求項１６に記載の二方向人工親指器具。
【請求項１８】
前記調節可能リングテンドンに沿う、前記リングの前記ターゲット位置は、前記ユーザの前記親指の残った部分が前記リング内に保持されたときに前記関節ピボットと前記ユーザの中手指節骨（ＭＣＰ）関節とが並ぶ位置を含む、請求項１４に記載の二方向人工親指器具。
【請求項１９】
前記リングは、幾つかの交換可能なリングのうちの選択された１つを含み、前記交換可能なリングのそれぞれは、様々なサイズの親指の残った部分を受けるようにサイズ決定された直径を有する、請求項１４に記載の二方向人工親指器具。
【請求項２０】
前記結合先端部は先端パッドを含む、請求項１４に記載の二方向人工親指器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体力学的人工親指に関する。
【背景技術】
【０００２】
人が親指、親指セグメント、又は親指先端部を失うと、結果として手の能力が損なわれる。親指又は親指の一部を切断された人は、最も基本的な作業のいくつかを行うことができなくなる。例えば、親指又は親指先端部が失われていると、コンピュータのタイプ入力作業、或いは電話のキーパッドをダイヤルするだけの作業が著しく困難になる。この種の作業は、親指だけが提供できる精密な動作を必要とする。親指によって、人が精密な動作を行うことができるだけでなく、親指の持つ、親指以外の指の性質と反対の性質により、ものを持ち上げたり、且つ／又はつかんだりする手の能力が高められる。ものを片手で保持している間、ものの重みは、ユーザの親指及び他の指の全体に分散している。保持者が両手のそれぞれの親指でかけている力を加減するだけで、保持者はものを多様な様式で巧みに扱うことができる。しかしながら、保持者の１本の親指又は１本の親指の一部分が欠落していると、ものを巧みに扱う為に利用可能な制御量が大幅に低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この「発明の概要」では、後で「発明を実施するための形態」において詳述される概念のうちの幾つかを簡略化された形式で紹介する。この「発明の概要」は、特許請求される主題の重要な態様又は不可欠な態様を明らかにすることは意図されていない。更に、この「発明の概要」は、特許請求される主題の範囲を決定することの支援として使用されることも意図されていない。
【０００５】
一実施形態は、人工親指アセンブリを提供する。人工親指アセンブリは、（１）結合先端部と、（２）ユーザの親指の残った部分を同心円状に受けるように構成された遠位リングであって、結合先端部とともに動作可能な第１のヒンジ接続部を有する遠位リングと、（３）近位アンカプレートであって、遠位リングとともに動作可能な第２のヒンジ接続部と、近位アンカプレートをユーザに回転接続するように構成されたアンカ取付点と、を有する近位アンカプレートと、（４）互いに対向する第１の端部及び第２の端部を有する、Ｈ形に形成されたロッカであって、第１の端部は、Ｈ形における第１のスプリットプロング部を形成しており、第１の端部は、結合先端部とともに動作可能な第３のヒンジ接続部を有し、第２の端部は、Ｈ形における第２のスプリットプロング部を形成しており、第２の端部は、近位アンカプレートとともに動作可能な第４のヒンジ接続部を有し、（ａ）第１及び第２の動作可能なヒンジ接続部は、ｚ軸に関する中線を画定しており、（ｂ）第３の動作可能なヒンジ接続部は、中線より下に位置しており、（ｃ）第４の動作可能なヒンジ接続部は、中線より上に位置しており、（ｄ）結合先端部は、ロッカによって与えられる牽引力に応じて関節運動を行う、ロッカと、を含んでよい。
【０００６】
別の実施形態は、生体力学的に駆動される人工親指を提供する。生体力学的に駆動される人工親指は、（１）結合先端部と、（２）ハンドストラップに取り付けられるように構成された近位アンカプレートであって、ハンドストラップはユーザの手の周りに取り付けられるように構成されている、近位アンカプレートと、（３）外面及び内面を有するボディを有する遠位リングであって、内面はユーザの親指の残った部分を同心円状に受けるように構成されている、遠位リングと、（４）遠位リングのボディの外面からオフセットされたＨ形ロッカであって、遠位リングとＨ形ロッカは、結合先端部上に固定された遠位協調ピボット点と、近位アンカプレート上に固定された近位協調ピボット点とを介して、結合先端部と近位アンカプレートとの間に独立にピボット懸架されている、Ｈ形ロッカと、を含んでよい。
【０００７】
更に別の実施形態は、二方向人工親指器具を提供する。二方向人工親指器具は、ハンドストラップに取り付けられた偏心関節ピボットと、偏心関節ピボットと回転結合された関節アセンブリと、を含んでよい。関節アセンブリは、結合先端部と、近位アンカプレートと、互いに対向する遠位端及び近位端を有する調節可能リングテンドンであって、遠位端は結合先端部にピボット接続されており、近位端は近位アンカプレートにピボット接続されている、調節可能リングテンドンと、を含んでよい。関節アセンブリは更に、ユーザの親指の残った部分を同心円状に受けるように構成されたリングであって、リングは、調節可能リングテンドンと作用的に関連しており、調節可能リングテンドンの遠位端と近位端との間のターゲット位置に選択的に配置可能である、リングを含んでよい。関節ピボットは、リング内での親指の残った部分の外転及び内転の動きを利用して、ｘ−ｙ平面に平行な面内で、ｚ軸に平行な軸を中心として、結合先端部の関節運動を行わせるように構成されてよく、関節アセンブリは、リング内での親指の残った部分の垂直方向の動きを利用して、ｘ−ｚ平面に平行な面内で、ｙ軸に平行な１つ以上の軸を中心として、結合先端部の関節運動を行わせるように構成されてよい。
【０００８】
本技術の更なる目的、利点、及び新規な特徴が、一部は以下の記述において説明され、一部は、当業者であれば、以下の内容を精査することでより明らかになるであろうし、或いは、本技術を実施することにより明らかになるであろう。
【０００９】
以下の図面を参照しながら、好ましい実施形態を含む、本発明の非限定的且つ非網羅的な実施形態を説明する。特に断らない限り、これらの様々な図面の全体を通して、類似の参照符号は類似の要素を参照する。以下の図面において、本発明の例示的実施形態を図解する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】人工親指アセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の人工親指アセンブリの正面図である。
【図３】図１の人工親指アセンブリの背面図である。
【図４】乃至
【図５】図１の人工親指アセンブリの、それぞれ、上面斜視図及び底面斜視図であり、ハンドストラップを介してユーザの手に装着されている場合の図である。
【図６】図１の人工親指アセンブリの上面図である。
【図７】図１の人工親指アセンブリの側面図である。
【図８】図１の人工親指アセンブリの、近位アンカプレートを除いた背面図である。
【図９】一代替人工親指アセンブリ及び対応するハンドストラップの斜視図である。
【図１０】図９の人工親指アセンブリの別の斜視図である。
【図１１】図９の人工親指アセンブリの底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、当業者であれば本発明のシステム及び方法を実施できるほどの詳細さで実施形態をより完全に説明する。しかしながら、実施形態は多様な形態で実施されてよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。従って、以下の詳細説明は、限定的な意味に解釈されるべきではない。
【００１２】
本明細書に開示の各種実施形態は、親指、親指先端部、又は親指セグメントを切断されたユーザに適合しうる、特注設計の自己完結型人工親指に関する。合理化され、洗練された、生体力学的に駆動される設計により、患者は、親指の残った部分がいかなるレベルであっても、本物の親指の動き及び機能性を模倣する機械式代替物を利用することが可能になる。人工親指アセンブリの自然な動作は、ユーザが親指全体及び親指先端部の屈曲伸長運動の最大制御を取り戻すことを可能にするものであり、又、ユーザの親指の残った部分、親指関節、及び／又は隣接指の動きに応じて本物のように自然に曲がったり丸まったりするように設計されている。
【００１３】
本明細書に記載の実施形態は、特別に設計された構成要素、例えば、Ｈ形テンドン又はロッカ、及び／又はカップ状受け先端部（両方とも後で詳述）を特徴として備え、これらは、人工親指が任意の長さの親指の残った部分に固定されることを可能にすると同時に、切断部位を更なる損傷又は過敏症から保護し、個々のユーザにフィット性及び使い勝手、器用さ、握力、及び関節運動を最大限に提供する。
【００１４】
図１〜３は、人工親指の一実施形態１００の斜視図、正面図、及び背面図を示す。この実施形態では、人工親指１００は、ユーザの手に位置する近位端から、ユーザの手から少し離れて位置する遠位端にかけて延びる、相互接続された４つの主要構成要素を含んでよい。これらの構成要素は、近位アンカプレート１０２と、遠位リング１０４と、結合先端部１０６と、Ｈ形ロッカ１０８と、を含む。遠位リング１０４は、取り付けの為に、ユーザの親指の残った部分を受けて取り囲むように設計されたリング形状を形成するボディ１１０を有してよい。より具体的には、ボディ１１０は、ユーザの親指の残った部分の近位指骨の周りに、ぴったりとしたフィット性で固定されるように構成されてよい。近位アンカプレート１０２は、図４〜５に示されるように、ハンドストラップ１３２により、ユーザの中手指節骨（ＭＣＰ）関節１３０の上方に配置され、ＭＣＰ関節１３０に隣接して固定されてよい。ハンドストラップ１３２の実施形態は、近位アンカプレート１０２をユーザのＭＣＰ関節１３０に対して適正な位置に固定する為に必要な（又はふさわしい）任意の適切な構成を有してよく、これにより、近位アンカプレート１０２に対して関節をマニピュレートすることにより、人工親指１００の幾つかのヒンジ接続部がアクチュエートされる。
【００１５】
より詳細には、上述の４つの主要構成要素を回転接続部で固定する為に、一連のヒンジが使用されてよい。一実施形態では、これらの回転接続部は、特に、図６〜７に詳細に示されている一対の軸に関して配置されてよい。より具体的には、図６は、ｙ軸に関して人工親指１００を二等分する中心線Ｃを示しており、図７は、ｚ軸に関して第１のヒンジ接続部１１２及び第２のヒンジ接続部１１４（両方とも後で詳述）と交差する中線Ｍを示している。
【００１６】
図１及び図７に詳細に示されている様々な回転接続部を参照すると、遠位リング１０４は、第１のヒンジ接続部１１２を介して結合先端部１０６と回転結合されてよい。第１のヒンジ接続部１１２は、図６に関して上述された中心線Ｃに関して対称な一対の平行なピボットヒンジを含んでよい。第１のヒンジ接続部１１２の各ピボットヒンジは、遠位リング１０４と結合先端部１０６との間のピボット点を与えることが可能である。
【００１７】
遠位リング１０４は、第２のヒンジ接続部１１４を介して近位アンカプレート１０２と回転結合されてよい。第２のヒンジ接続部１１４も、中心線Ｃに関して対称な一対の平行なピボットヒンジを含んでよく、ピボットヒンジは、人工親指の各側に１つずつ配置されて、各ピボットヒンジが遠位リング１０４と結合先端部１０６との間のピボット点を与える。図７に関して上述したように、中線Ｍは第１及び第２のヒンジ接続部１１２、１１４と交差しており、従って、第１及び第２のヒンジ接続部１１２、１１４は両方とも、ｚ軸に関してちょうど中線Ｍ上に位置する。
【００１８】
ロッカ１０８は、対向する第１の端部１２０及び第２の端部１２２を有して、結合先端部１０６と近位アンカプレート１０２との間を延びるＨ形を形成してよい。第１の端部１２０は、Ｈ形における第１のスプリットプロング部を形成してよく、これは、ｚ軸（図７）に関して中線Ｍより下に位置する第３のヒンジ接続部１１６を介して結合先端部１０６と回転結合されてよい。ロッカ１０８の第２の端部１２２は、Ｈ形における第２のスプリットプロング部を形成してよく、これは、ｚ軸（図７）に関して中線Ｍより上に位置する第４のヒンジ接続部１１８を介して近位アンカプレート１０２と回転結合されてよい。第３及び第４のヒンジ接続部１１６、１１８のそれぞれは、中心線Ｃに関して対称な一対の平行なピボットヒンジを含んでよく、各ピボットヒンジが、第１の端部１２０においてロッカ１０８と結合先端部１０６との間のピボット点を与え、第２の端部１２２においてロッカ１０８と近位アンカプレート１０２との間のピボット点を与える。
【００１９】
第１、第２、第３、及び／又は第４のヒンジ接続部１１２、１１４、１１６、１１８のうちの任意の１つ以上が、動作時の人工親指１００の過伸展を防ぐハードストップを特徴として備えてよい。例えば、図１及び図６に示されるハードストップ１２４が、第１のヒンジ接続部１１２、即ち、結合先端部１０６と遠位リング１０４との間の相対的な過回転を防ぐことが可能である。機械式ハードストップは、任意の適切なサイズ、形状、及び／又は構成を有してよい。
【００２０】
この実施形態では、第１及び第３のヒンジ接続部１１２、１１６は、一列に並んで、結合先端部１０６上に固定される遠位協調ピボット点１１７を形成してよい。同様に、第２及び第４のヒンジ接続部１１４、１１８は、一列に並んで、近位アンカプレート１０２上に固定される近位協調ピボット点１１９を形成してよい。遠位リング１０４とＨ形ロッカ１０８は、直接には相互接続されていないが、それぞれが、遠位協調ピボット点１１７を介して結合先端部と、且つ、近位協調ピボット点１１９を介して近位アンカプレート１０２と直接にピボット接続している。結果として、ロッカ１０８と遠位リング１０４は、それぞれが独立に、結合先端部１０６と近位アンカプレート１０２との間でピボット懸架されており、これによって、互いに対して独立でありながらも協調して、ｙ軸に平行な多くの回転軸を有する関節を形成する。この、ロッカ１０８と遠位リング１０４との連係は、これら２つの構成要素が実際に直接リンク又は接続されることなく、親指の残った部分から近位アンカプレート１０２及び遠位リング１０４にかけられる生体力学的入力力に応じた、結合先端部１０６の、複雑であり本物のようである垂直方向の関節運動（例えば、ｘ−ｚ平面に平行な面内の動き）を可能にする。
【００２１】
近位アンカプレート１０２、遠位リング１０４、結合先端部１０６、及びロッカ１０８は、協調して４バーリンケージシステムを形成し、これは、遠位リング１０４にかかる牽引力に応じて、人間の手の中での腱の動作枠組みに酷似した関節運動を結合先端部１０６が行うことを可能にする。この点において、ヒンジ接続部１１２、１１４、１１６、及び１１８によって形成されるリンケージは、遠位リング１０４及びＨ形ロッカ１０８の両方が、結合先端部１０６と近位アンカプレート１０２との間で独立に回転懸架されることを可能にする。遠位リング１０４は、第１及び第２のヒンジ接続部１１２及び１１４によって結合先端部１０６と近位アンカプレート１０２との間に回転接続されており、ロッカ１０８は、第３及び第４のヒンジ接続部１１６及び１１８によって結合先端部１０６と近位アンカプレート１０２との間に回転接続されているが、遠位リング１０４とロッカ１０８は直接には接続されていない。これにより、遠位リング１０４及びロッカ１０８のそれぞれの、互いに独立でありながら相補的な運動が可能になる。両方の部品が、遠位リング１０４内でのユーザの親指の残った部分の動き、及び／又は近位アンカプレート１０２の下でのユーザのＭＣＰ関節の動きに応じて動き、これら２つの構成要素の間の接続が間接的であるという性質により、手から与えられる牽引力に対する複雑な反作用の動きが与えられ、これにより、親指１００が自然な動きをまねることが可能になる。
【００２２】
親指の残った部分、又はＭＣＰ関節によってかけられる牽引力により、遠位リング１０４に張力がかかり、座屈のリスクが軽減される。従って、遠位リング１０４にはめ込まれた患者の親指の残った部分の自然な動き、又は場合によっては、ＭＣＰ関節及び／又は隣接指の動きを用いて、人工親指１００の中で本物のような屈曲伸長運動をアクチュエートすることが可能である。ユーザは、あらゆる種類の日常活動を行うことができ、例えば、タイプ入力、楽器演奏、複雑且つ／又は扱いづらい物を持ち上げたり、巧みに扱ったりすること、及び他の任意の、手のあらゆる器用さを必要とする活動を行うことが可能である。
【００２３】
ロッカ１０８がＨ形であることにより、ロッカ１０８と結合先端部１０６との間の第３のヒンジ接続部１１６が、親指１００のアセンブリの外側、或いは遠位リング１０４と結合先端部１０６とによって画定される物理的境界の外側になることが可能である。この構成により、親指の残った部分が比較的長いユーザ、或いは近位指節骨が比較的長いユーザは、アセンブリ内の更なる隙間空間を活用することが可能である。様々な長さの、親指の残った部分を、更なる損傷及び／又は過敏症から引き続き保護しながら、アセンブリ内に無理なくフィットさせることが可能である。しかしながら、本明細書ではロッカ１０８について、Ｈ形の外形を有するものとして記載しているが、当然のことながら、ロッカ１０８は、任意の適切なサイズ、形状、タイプ、及び／又は構成であってよい。
【００２４】
人工親指１００の実施形態は、親指の残った部分の長さが様々であること（例えば、親指の欠損量が様々であること）を含め、多様なユーザ条件に対応する為に、特注設計が行われ、個別のフィッティングが行われる。この点において、各親指１００は、元々の切断前の親指の長さと一致することを含めて、特化された機能性、並びに特定のユーザの解剖学的関節構造に対する機械的適合性の両方を与えるように、特定の患者又はユーザにフィットするようにカスタマイズされてよい。設計において考慮すべき点として、親指の欠損の量、置き換えるべき関節の数、及び他の、個々のエンドユーザに固有の特性がある。
【００２５】
Ｈ形ロッカ１０８は、患者の親指の残った部分の上方及び周囲に全体を覆う「ケージ」を設けるように設計されており、これによって、人工装具１００内で親指の残った部分に干渉することなく、親指の残った部分を炎症及び／又は過敏症から保護する。Ｈ形ロッカ１０８を装備することにより、ユーザは、任意の長さの親指の残った部分を人工親指１００内に固定することが可能であり、これは、親指の残った部分の長さが指節間関節の先まで延びている場合でも可能である。ユーザの親指が、完全な形状であっても機能が不十分であるか機能していない場合には、結合先端部１０６を外して、人工親指１００を、指の代替ではなく関節ブレースとして機能させることが可能である。代替として、結合先端部１０６は、患者の指に欠損がほとんど又は全くないものの親指の機能が完全ではない場合に親指先端部の全て又は一部を受けるように適合されたカップ又はくぼみを含んでよい。
【００２６】
図１〜８に示された実施形態では、結合先端部１０６は先端パッド１２６を含んでよい。先端パッド１２６は、本物の親指先端部のテクスチャを模倣する柔らかいテクスチャのシリコーン又は他の材料で形成されてよい。これは把持を支援し、タッチをより柔らかくする。一実施形態では、タッチスクリーン機構（図示せず）が設けられてよく、これにより、ユーザは、人工親指１００を使用して、身体の自然電流に反応する容量性タッチスクリーンを操作することが可能になる。タッチスクリーン機構により、ユーザは、人工親指の先端部を通して自分の身体電流を方向づけることが可能になる。
【００２７】
結合先端部１０６の一実施形態は親指の爪１２８を含んでもよく、これは、引掻きや皮むきの機能性を提供すること、並びにものを繊細に扱うことの助けとなることが可能な、自然なエッジが付いた爪を模倣している。
【００２８】
見た目をより良くする為に、親指１００の実施形態に、ユーザの肌の色調に合った皮膜及び／又は着色剤をコーティングしてよい。ユーザごとに人工親指１００を最適化する為に人工親指のデザインの複雑な細部をカスタマイズすることは、付加的製造工程（即ち、３Ｄ印刷）により、容易に可能になる。
【００２９】
人工親指１００の実施形態は、人間の皮膚に対して刺激性でなく、且つ、ユーザが快適性及び信頼性を感じて人工親指を操作できるようにする任意の適切な構造材料で形成されてよい。例示的な材料として、チタン、ステンレス鋼、アルミニウム、シリコーン、カーボンファイバ、ナイロン、プラスチック／ポリマー、木、ゴム、金、銀、タングステン、フレックスケーブル、ネオプレン、又は他の任意の適切な材料がある。一実施形態では、人工親指１００の構成要素は、Ｄｕｒａｆｏｒｍ  ＥＸポリマー材料から３Ｄ印刷される。
【００３０】
生体適合性材料を用いると、人工親指１００の様々な実施形態を、ユーザの親指に外科的に植え込まれることが可能な整形外科用インプラントとして適用することが可能である。この選択肢は、怪我で指骨が粉砕されて治癒又は修復が不可能なユーザに適用されてよい。このような状況では、人工親指１００の植え込み可能な実施形態は、切断不要でユーザの元の骨の代わりになることが可能である。
【００３１】
使用するには、ユーザは、遠位リング１０４を親指の残った部分にかぶせて摺動させ、ユーザのＭＣＰ関節１３０の上方／近傍で近位アンカプレート１０２をハンドストラップ１３２（図４〜５）で固定するだけでよい。必要であれば、幾つかのサイズ調整シムを使用して、遠位リング１０４をユーザに合うように更に調節又は調整してよい。図８は、近位アンカプレートがそれ以外のアセンブリから取り外された人工親指１００の背面図を示す。この実施形態では、遠位リング１０４に半円形シム１３４が装備されており、これは、ユーザの親指の残った部分の重量の増減、膨張、及び／又は他の製造後の径の変化に合うようにボディ１１０のサイズをインクリメンタルに調節することを可能にする為に遠位リング１０４に内側に挿入されてよい。より詳細には、各人工親指１００とともにフィットキット（図示せず）が提供されてよく、フィットキットは幾つかのシム１３４を含んでよい。一実施形態では、各シム１３４は、遠位リング１０４のボディ１１０の内径ｄに当接するように構成された、ほぼ半円形又はＵ形であってよく、ボディ１１０内の対応するシム保持アパーチャ１３８を貫通して突出するように構成された幾つかの保持グロメット１３６を有してよい。各シム１３２は、厚さｔが様々であってよく、これにより、ユーザは、ユーザの必要に応じて幾つかのインクリメントの形で遠位リング１０４のボディ１１０の内径ｄを調節することが可能になる。
【００３２】
人工親指１００が調節されて定位置に置かれたら、ユーザは、親指の残った部分及び／又はＭＣＰ関節の自然な動きを利用することが可能である。人工親指１００の主要構成要素は、以前に元々の親指に関して用いられていたものと同じ認知過程による関節運動を行う。
【００３３】
図９〜１１は、一代替実施形態である二方向人工親指の幾つかの斜視図を示す。二方向人工親指の実施形態は、ユーザの親指の残った部分を受けて保持するように構成された調節可能リングを、調節可能リングテンドンとともに含み、これらについては後で詳述する。このリング及び調節可能リングテンドンは、二方向人工親指２００が、親指先端部又は１つ以上の親指セグメントが切断された後の親指を含む、任意の長さの親指の残った部分に固定されることを可能にするとともに、フィット性及び使い勝手、器用さ、握力、及び二方向関節運動を最大限に提供する。
【００３４】
二方向人工親指の実施形態の動きの説明を簡単にする為に、以下では、図９で定義されているように、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に関して、親指の構成要素の垂直方向及び水平方向の相対的な動きについて説明する。
【００３５】
これらの例示的実施形態を参照すると、図９〜１１は、生体力学的に駆動される二方向人工親指の一実施形態２００の幾つかの斜視図を示しており、人工親指２００はハンドストラップ２０２に接続されている。この実施形態では、人工親指２００は調節可能リングテンドン２１０を含んでもよく、これは、その近位端において近位アンカプレート２１２と回転結合されており、その遠位端において結合先端部２１４と回転結合されている。近位アンカプレート２１２は、偏心関節ピボット２０４を介してハンドストラップ２０２と回転結合されてよく、偏心関節ピボット２０４は、人工親指２００がユーザの親指の残った部分に取り付けられたときにユーザのＭＣＰ関節の上方に位置する。
【００３６】
関節ピボット２０４はストラッププラットフォーム２０６を含んでよく、これは、人工親指２００の他の部分に対して並び及び／又は深さが適切になるようにハンドストラップ２０２に取り付けられるか貼り付けられる。関節ピボット２０４は、アンカプレートプラットフォーム２１６を含んでもよく、これは、ストラッププラットフォーム２０６の反対側のアンカプレート２１２上に配置され、これによって、アンカプレート２１２の近位端はストラッププラットフォーム２０６とアンカプレートプラットフォーム２１６との間に配置され、これによって、アンカプレート２１２の近位端がストラッププラットフォーム２０６に回転結合されるように、関節接合部２０８がアンカプレート２１２をアンカプレートプラットフォーム２１６とストラッププラットフォーム２０６との間にピン留めすることが可能である。この構成では、アンカプレート２１２は、ストラッププラットフォーム２０６（及びハンドストラップ２０２）に対して、関節接合部２０８を中心として、或いは、ｚ軸を中心としてｘ−ｙ平面に平行な面内で回転する。
【００３７】
調節可能リングテンドン２１０は、第１のヒンジ接続部２１８を介して近位アンカプレート２１２の遠位端と回転結合されてよく、第２のヒンジ接続部２２０を介して結合先端部２１４と回転結合されてよい。一実施形態では、調節可能リングテンドン２１０上にリング２２２が配置されてよい。リング２２２は、ユーザの親指の残った部分を同心円状に受けて保持するように構成されてよく、任意の適切な金属材料及び／又はプラスチック材料で形成されてよい。リング２２２は、把持性、快適性、及び実用性を高める為に１つ以上のシリコーン部分を含んでよい。これらのシリコーン部分は、リング２２２の下部に沿って配置されてよく、且つ／又は、親指とリング２２２との間の（例えば、近位指節骨の上部の）自然な圧点に沿って含まれてよい。リング２２２は、理想的なフィット性を実現する為にそれぞれがサイズ決定されている幾つかの交換可能なリングのうちの１つであってよい。これらのリングは、重量の増減、膨張などに合わせてユーザが適切なリング２２２を選択して調節できるフィットキット（図示せず）として提供されてよい。
【００３８】
リング２２２は、調節可能リングテンドン２１０の長さ方向に調節されることが可能であり、これは、テンドン２１０内に配置された長手方向調節機構に沿ってリング２２２を摺動させることによって可能である。図１１に示された一実施形態では、長手方向調節機構は、調節可能リングテンドン２１０内に形成された長手方向調節チャネル２２４であってよい。リング２２２を調節するには、ユーザは、リング２２２をチャネル２２４の長さ方向に摺動させ、ターゲット位置２３０でリング２２２をねじ２２８又は他の任意の適切な留め具でテンドン２１０に固定するだけでよい。ターゲット位置２３０は、ユーザの親指の残った部分の長さに基づいてよく、結果として、ユーザの親指がリング２２２内に保持されたときに関節ピボット２０４がユーザのＭＣＰ関節の上方／上に並んでよい。長手方向調節チャネル２２４は、調節可能リングテンドン２１０に沿って任意の適切な長さを有してよい。更に、長手方向調節機構は、任意の適切なサイズ、形状、タイプ、及び／又は構成であってよい。例えば、一代替実施形態では、長手方向調節機構は、調節可能リングテンドン２１０の長さ方向に配置された幾つかの別々の長手方向調節穴で形成されてよい。
【００３９】
図９〜１１に示され、上述されたように、結合先端部２１４は、第２のヒンジ接続部２２０を介して調節可能リングテンドン２１０の遠位端と回転結合されてよい。一実施形態では、第２のヒンジ接続部２２０は、人工指２００の他の構成要素との干渉によってのみ制限される３６０度の回転範囲にわたって調節可能であるように、任意の所望の角度で締め付けられるように構成されたねじであってよい。この点において、第２のヒンジ接続部２２０は、実現可能且つ／又は望ましい指先角度の全域内で無限の調節選択肢を提供する。
【００４０】
結合先端部２１４は、先端パッド２３２を含んでよい。先端パッド２３２は、本物の指のテクスチャを模倣する柔らかいテクスチャのシリコーン又は他の材料で形成されてよい。これは把持を支援し、タッチをより柔らかくする。より本物の親指らしい外観にする為に、先端パッドにキャップをぴったりかぶせてもよい。一実施形態では、タッチスクリーン機構（図示せず）が設けられてよく、これにより、人工親指２００のユーザは、身体の自然電流に反応する容量性タッチスクリーンを操作することが可能になる。タッチスクリーン機構により、ユーザは、結合先端部２１４を通して自分の身体電流を方向づけることが可能になる。
【００４１】
上述のように、人工親指２００は、二方向関節であるように設計されている。具体的には、近位アンカプレート２１２、調節可能リングテンドン２１０、及び遠位連結器２１４が一緒になって、垂直な２つの平面内を動く関節アセンブリ２１５を形成してよい。第１に、関節アセンブリ２１５は、関節接合部２０８を介して関節ピボット２０４に対して水平方向に回転することにより、ｚ軸に平行な軸を中心とする、ｘ−ｙ平面に平行な面内の、第１の方向の動きを人工親指２００に与える。第２に、調節可能リングテンドン２１０をそれぞれ近位アンカプレート２１２及び遠位連結器２１４に回転結合している第１及び第２のヒンジ接続部２１８及び２２０が、ｙ軸に平行な軸を中心とする、ｘ−ｚ平面に平行な面内の、第２の、垂直方向の動きを関節アセンブリ２１５に与える。結果として、ユーザは、親指の自然な関節運動をまねる、遠位連結器２１４のより本物そっくりの動きを実現することが可能であり、これは、ユーザの親指の残った部分をリング２２２内で水平方向に動かして（例えば、親指の残った部分を内転及び／又は外転させて）人工親指２００の関節アセンブリ２１５を第１の方向にアクチュエートすることにより、且つ、ユーザの親指の残った部分をリング２２２内で垂直方向に動かして親指２００の関節アセンブリ２１５を第２の方向にアクチュエートすることにより可能であり、これによって、結合先端部２１４の水平方向及び垂直方向の両方での関節運動が実現される。
【００４２】
人工親指１００、２００の実施形態は、多様なユーザ条件に対応する為に、特注設計が行われ、個別のフィッティングが行われる。この点において、各親指１００、２００は、特化された機能性、並びにユーザの解剖学的関節構造に対する機械的適合性の両方を与えるように、特定の患者又はユーザにフィットするように特注製造されてよい。
【００４３】
見た目をより良くする為に、親指１００、２００の実施形態に、ユーザの肌の色調に合った皮膜及び／又は着色剤をコーティングしてよい。ユーザごとに人工指１００、２００を最適化する為に人工指のデザインの複雑な細部をカスタマイズすることは、付加的製造工程（即ち、３Ｄ印刷）により、容易に可能になる。
【００４４】
親指１００、２００の様々な実施形態が、人間の皮膚に対して刺激性でなく、且つ、ユーザが信頼性を感じて人工親指を操作できるようにする任意の適切な構造材料で形成されてよい。例示的な材料として、チタン、ステンレス鋼、アルミニウム、シリコーン、カーボンファイバ、ナイロン、プラスチック、木、ゴム、金、銀、タングステン、フレックスケーブル、ネオプレン、又は他の任意の適切な構造材料がある。一実施形態では、この器具は、Ｄｕｒａｆｏｒｍ  ＥＸポリマー材料から３Ｄ印刷されてよい。
【００４５】
人工親指１００、２００の実施形態の各部分は、ユーザの様々な条件に合わせて使用されてよい。実施形態は、様々なレベルの親指欠損に対応可能であり、即ち、親指先端の欠損にも親指全体の欠損にも対応可能である。更に、生体適合性材料を用いると、人工親指１００、２００の様々な実施形態を、ユーザの親指に外科的に植え込まれることが可能な整形外科用インプラントとして適用することが可能である。この選択肢は、怪我で指骨が粉砕されて治癒又は修復が不可能なユーザに適用されてよい。このような状況では、人工親指１００、２００の植え込み可能な実施形態は、切断不要でユーザの元の骨の代わりになることが可能である。
【００４６】
親指１００、２００が（調節済みであれ未調節であれ）所定の場所に配置されたら、ユーザは自然な指の動きを利用することが可能である。親指１００、２００の回転結合された各構成要素は、以前に元々の親指に関して利用されていたものと同じ認知過程による関節運動を行う。
【００４７】
上述の親指アセンブリ１００、２００の実施形態は、数々の独自の特徴を示し、医療上の様々な利点を備える。個人の手の期待される機能及び能力は、個人のそれぞれの生理的パターン及び生活様式パターンによって決定される。本明細書に記載の人工親指アセンブリの実施形態を使用すると、患者は、仕事でも遊びでも、自分の手の独立制御を取り戻すことが可能である。各器具は、特定の個人に合わせた特注の設計及び製造が行われ、製造後の変動に対応する為の、フィット性の更なる微調整及び微調節を可能にする機能（例えば、シム、交換可能リング）を含み、これによって、器具は、生体力学的に駆動され、低プロファイルであり、軽量であること、並びにユーザの日常活動がどのようなものを必要としても、それらの活動に対して高度に機能的に応えることを可能にする形でユーザにフィットすることが可能になる。例を幾つか挙げると、タイプ入力、ピアノなどの楽器の演奏、木工などがあり、更にいろいろなものがある。
【００４８】
上述の生体力学的指アセンブリの実施形態は、能動的であり、二方向の動きに対応し、ユーザが自分の親指の残った部分を動かすだけで関節運動を行うリンクされた各構成要素を特徴として備える。親指１００、２００の実施形態をユーザ自身が生体力学的に駆動するようにすることは、可能な限り低プロファイルのデザインであることに強みを発揮する、シンプルでありエレガントであり合理化されたデザインを可能にすること以上に、親指の残った部分及び手全体の膨張を抑え、血行を高めることや、損傷した親指や隣接指の関節の健康を支えることなど、医療上の多くの恩恵をユーザに提供する。
【００４９】
上述の実施形態は、特定の構造、要素、組成、及び方法ステップに固有の言葉で記載されてきたが、当然のことながら、添付の特許請求の範囲で定義されている技術は、必ずしも、記載された特定の構造、要素、組成、及び／又はステップに限定されない。むしろ、それらの特定の態様及びステップは、特許請求される技術を実施する形態として記載されている。本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、本技術の様々な実施形態が実施可能である為、本発明は、以下に添付されている特許請求の範囲に属する。
【図１】
2018525207.tif 000003
【図２】
2018525207.tif 000004
【図３】
2018525207.tif 000005
【図４】
2018525207.tif 000006
【図５】
2018525207.tif 000007
【図６】
2018525207.tif 000008
【図７】
2018525207.tif 000009
【図８】
2018525207.tif 000010
【図９】
2018525207.tif 000011
【図１０】
2018525207.tif 000012
【図１１】
2018525207.tif 000013
【国際調査報告】
2018525207.tif 000014