(57)【要約】義肢システムは、形状変更可能なソケットを有する。ソケットは、ソケットの適合具合を調節するために、形状を変化させる。ソケットは、窓のあるソケット本体と、窓の中に位置付けられたパネルを有する。パネルとソケット本体は協働して、残肢を受けるための空洞を画定する。レーシングシステムがソケット本体とパネルの両方に連結され、パネルをソケット本体に関して移動させ、空洞の容積を調節する。張力機構がレーシングシステムを保持して、調節パネルを位置決めする。義肢システムはまた、空洞内からの湿分の排出も可能にする。
2012525226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
義肢であって、
複数のホルダと１つの窓を有するソケット本体と、
前記窓の中に位置付けられる調節パネルであって、前記ソケット本体に関して移動可能で、複数のホルダを有する調節パネルと、
残肢を受けるための空洞であって、前記調節パネルと前記ソケット本体によって画定される空洞と、
張力部材であって、前記ソケット本体の前記複数のホルダの各々と、前記調節パネルの前記複数のホルダの各々により、張力部材に係る張力を調節することによって前記前記空洞の容積が増大または縮小させるように保持される張力部材と、
第一の状態と第二の状態を有する張力機構であって、前記第一の状態においては前記張力部材を保持し、前記第二の状態においては前記張力部材が前記調節パネルを移動させて、前記空洞の前記容積を増大または縮小させる張力機構と、
を備えることを特徴とする義肢。
【請求項２】
前記張力部材は、前記ソケット本体と前記調節パネルを紐で結合することを特徴とする請求項１に記載の義肢。
【請求項３】
前記張力部材は、前記ソケット本体の前記ホルダと前記調節パネルの前記ホルダの間で交互に延びることを特徴とする請求項１に記載の義肢。
【請求項４】
前記ソケット本体は、前記調節パネルの略全体を取り囲む前記窓の周縁を画定する剛性体を有することを特徴とする請求項１に記載の義肢。
【請求項５】
前記張力機構と連通する少なくとも１つのセンサをさらに備え、前記張力機構は、前記少なくとも１つのセンサからの信号に基づいて、前記張力部材にかかる張力を増大または減少させることを特徴とする請求項１に記載の義肢。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセンサは、使用者が前記義肢に掛ける圧力を測定するように位置付けられた圧力センサを含むことを特徴とする請求項５に記載の義肢。
【請求項７】
前記少なくとも１つのセンサと前記張力機構の両方に連通状態で連結されるコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記張力機構が前記少なくとも１つのセンサからの信号に基づいて前記調節パネルを移動させるようにすることを特徴とする請求項５に記載の義肢。
【請求項８】
義肢であって、
ソケット本体と、
少なくとも１つの調節パネルであって、前記ソケット本体と協働して残肢を受けるための空洞を画定する調節パネルと、
前記ソケット本体と前記パネルの両方に連結されるレーシングシステムであって、前記パネルを前記ソケット本体に関して移動させて、前記空洞の容積を調節するレーシングシステムと、
レーシングシステムを保持して、前記残肢が前記空洞の中にあるときに、前記パネルの前記ソケット本体に関する移動を制限するように構成されている張力機構と、
を備えることを特徴とする義肢。
【請求項９】
前記レーシングシステムは、前記ソケット本体の複数のホルダを通過し、前記パネルの複数のホルダを通過する張力部材を有することを特徴とする請求項８に記載の義肢。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの調節パネルは、それぞれ第一の窓と第二の窓の間に位置付けられる第一の調節パネルと第二の調節パネルを有し、前記第一の窓と前記第二の窓は、前記ソケット本体の反対側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の義肢。
【請求項１１】
前記レーシングシステムは、
前記第一の調節パネルを前記ソケット本体に紐で結合し、前記第一の調節パネルが前記第一の窓の中に懸架されるようにする第一の張力部材と、
前記第二の調節パネルを前記ソケット本体に紐で結合し、前記第二の調節パネルが前記第二の窓の中に懸架されるようにする第二の張力部材と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の義肢。
【請求項１２】
前記レーシングシステムは、前記レーシングシステムの張力が増大したら、前記調節可能なパネルの垂直に延びる部分を前記空間に向かって内側に引くことを特徴とする請求項８に記載の義肢。
【請求項１３】
支持面と接触する足部と、
前記ソケット本体と前記足部の間のパイロンと、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の義肢。
【請求項１４】
前記ソケット本体の内面と前記調節パネルの少なくとも大部分と重複するライナシステムをさらに備え、前記ライナシステムは、前記ソケット本体と前記パネルの間のギャップを横切って延びることを特徴とする請求項８に記載の義肢。
【請求項１５】
前記ソケット本体の内面を裏打ちするライナシステムをさらに備え、前記ライナシステムは透湿性のエアバリア層と通気層を有し、前記通気層は前記ソケット本体と前記エアバリア層の間に位置付けられることを特徴とする請求項８記載の義肢。
【請求項１６】
前記通気層は、使用者の皮膚と前記ライナシステム間からの湿分が通過する複数の通気造作物を有することを特徴とする請求項１５に記載の義肢。
【請求項１７】
使用者の残肢を受けるための空洞を画定する形状変更可能なソケットと、
前記ソケットの前記形状を変更する調節装置であって、
前記ソケットによって担持される少なくとも１つのセンサと、
張力機構と、
前記少なくとも１つのセンサに連通状態で連結されるコントローラであって、前記張力機構に対して、前記少なくとも１つのセンサからの信号に基づいて前記ソケットの前記形状を調節するように命令するコントローラと、
を有する調節装置と、
を備えることを特徴とする義肢。
【請求項１８】
前記張力機構は、牽引ユニットと張力部材を有し、前記牽引ユニットは、前記コントローラからの信号に応答して、前記張力部材を引いて前記ソケットの形状を変更することを特徴とする請求項１７に記載の義肢。
【請求項１９】
前記コントローラは、周期的または連続的に、前記前記少なくとも１つのセンサからの信号に基づいて前記ソケットの前記形状を調節するようにプログラム可能であることを特徴とする請求項１７に記載の義肢。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのセンサは、相互に離間され、使用中に前記使用者が前記ソケットにかける圧力を測定する複数の圧力センサを備えることを特徴とする請求項１７に記載の義肢。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記少なくとも１つのセンサからの信号に基づいて、自動的に前記調節装置に前記ソケットの形状を変更させるように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の義肢。
【請求項２２】
前記調節装置は、前記張力機構と協働して、使用者が前記義肢を装着している間に、選択的に前記空洞の容積を縮小させ、前記空洞の容積を増大させるレーシングシステムを有することを特徴とする請求項１７に記載の義肢。
【請求項２３】
前記形状変更可能ソケットは、前記空洞を画定する剛性ソケット本体と調節パネルを有し、前記調節パネルは、前記ソケット本体に関して移動可能であり、前記剛性ソケット本体の形状を大幅に変更することなく、前記空洞の容積調節を行うことを特徴とする請求項１７記載の義肢。
【請求項２４】
本体と、レーシングシステムと、前記レーシングシステムによって開口部の中に懸架されるパネルと、を有するソケットを備え、前記レーシングシステムは、少なくとも前記本体の長さと前記パネルに沿って延び、前記パネルを内側に引くことを特徴とする義肢。
【請求項２５】
前記ソケットの前記形状を変化させる調節装置をさらに備え、前記調節装置は、
張力機構と、
前記張力機構に連通状態で連結されるコントローラであって、前記張力機構に対して前記ソケットの前記形状を調節するように命令するコントローラと、
を有することを特徴とする請求項２４に記載の義肢。
【請求項２６】
義肢を調節する方法であって、
使用者が義肢のソケットにかける圧力を検出するステップであって、前記ソケットはソケット本体の窓の中に位置付けられるパネルを有し、前記パネルと前記ソケット本体が使用中に前記使用者の残肢を支持するようなステップと、
前記圧力の検出に基づいて前記ソケット本体に関する前記パネルの位置を調節するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記パネルの前記位置を調節する間に、前記ソケットで前記使用者の体重の大部分を支持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記パネルと前記ソケット本体に連結された張力部材を移動させて、前記パネルの前記位置を調節するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記圧力を検出するステップは、圧力センサからの信号をコントローラに送信するステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記パネルを第一の位置から第二の位置に移動させて、前記残肢の一部にかかる圧力を増大または縮小させるステップと、
前記パネルを前記第二の位置に保持するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記ユーザによってかけられる圧力を検出するステップは、前記ソケットに沿って異なる位置に位置付けられた圧力センサのアレイを使って前記圧陸を測定するステップを含み、前記圧陸センサの各々は、前記ソケットに異なる形状を持たせることのできるコントローラと連通することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
ソケット内に設置するライナシステムであって、
表面と裏面を有する透湿性のエアバリア層であって、前記表面は残肢を受けるための内部空洞を画定するエアバリア層と、
前記バリア層の前記裏面の通気層であって、使用者の皮膚と前記ライナシステムとの界面における湿分を管理するために湿分が通過する複数の通気造作物を有する通気層と、
を有するライナシステムを備えることを特徴とする義肢。
【請求項３３】
前記通気造作物は、前記通気層の両面の間に延びる、離間された複数の貫通穴を有することを特徴とする請求項３２に記載の義肢。
【請求項３４】
前記通気造作物は、前記通気層の中の複数のチャネルを含み、前記バリア層は前記複数のチャネルを横切って延び、通路を画定することを特徴とする請求項３２に記載の義肢。
【請求項３５】
前記通気造作物と流体連通し、流体が前記通気造作物を流れるようにする加圧装置をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の義肢。
【請求項３６】
前記加圧装置は、流体を前記通気造作物の中に押し流すためのファンか、前記通気造作物の中で流体を吸引するポンプであることを特徴とする請求項３５に記載の義肢。
【請求項３７】
前記通気造作物はチャネルであり、
前記義肢は、前記チャネルの１つに沿って位置づけられる少なくとも１つの補強構造をさらに備え、前記補強構造は、前記チャネルを開放した状態に保つように構成されることを特徴とする請求項３２に記載の義肢。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの補強構造は、前記チャネルのルーメン内に位置付けられた複数の管状部材を有することを特徴とする請求項３７に記載の義肢。
【請求項３９】
前記複数の通気造作物は、チャネルの網状構造と、前記チャネル内の芯材を有し、前記芯材は、前記バリア層を通過した湿分を、前記チャネルを通って移動させるように位置付けられることを特徴とする請求項３２に記載の義肢。
【請求項４０】
前記バリア層は、前記複数の通気造作物と重複することを特徴とする請求項３２に記載の義肢。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に義肢に関し、特に調節可能な義肢および／または通気性義肢に関する。
【背景技術】
【０００２】
肢切断患者はしばしば、特に長期間装着する場合に不快な義肢を装着する。義肢の界面が苦痛の最大の根源となることが多く、また、さまざまな問題の原因となりうる。義肢のソケットの適合具合が悪いと、水腫、潰瘍、皮膚の欠損、感染およびその他の望ましくない皮膚状態をしばしば引き起こす。従来の義肢ライナでは一般に、使用者の皮膚と隣接した位置に湿分（汗等）が捕捉され、これが上記の問題の要因となる。
【０００３】
残肢は、短期間にも長期間にも、その形状と体積が変化することがよくある。これらの変化は、義肢の適合具合に関する問題の原因となる可能性があり、それによってさまざまな望ましくない状態（水腫、潰瘍、皮膚の欠損、擦過傷、感染およびその他）が引き起こされ、医師の治療、義肢の使用停止およびその他が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の義肢は、ソフトライナで裏打ちされた剛性ソケットを有することが多い。ソフトライナは、快適さを改善するための緩衝材の役割を果たす。剛性ソケットは、歩行の立脚相では負荷を使用者の骨格に伝え、安定させ、また歩行の遊脚相において、義肢を懸架する。健常足の踵骨脂肪体と異なり、残肢の軟部組織は負荷を支えるのにはあまり適していない。
【０００５】
中には、膨張させて快適さと適合具合を調節することのできる包袋システムを有するソケットもある。このような包袋システムはしばしば、ソケットの剛性外殻と残肢との間に配置される。使用中に繰り返し掛かる負荷の他、包袋を形成する材料の可撓性によって、包袋システム内を適当な圧力に保つのが困難であることが多い。それ故、包袋システムは、長期間の使用には適していない。
【０００６】
義肢のソケットを使用者に適合した状態に保つために、使用者の皮膚とソケットの間を真空にすることができる。負圧を使ってソケットの空洞から空気を抜く。残念ながら、ソケットの負圧はしばしば、接触皮膚炎、いぼ状過形成および多大な苦痛の原因となる。残肢の慢性創傷を患う肢切断患者にとって、適合具合の悪いソケットの欠点よりも、傷治療のための陰圧閉鎖治療の利益の方が勝るというケースは限定されている。
【０００７】
義肢の熱伝導特性が低いと、義肢が熱エネルギーを保存するヒートキャパシタの機能を果たすことがある。その結果、残肢の温度が上昇し、発汗と水腫の発生を促進しうる。残念ながら、このようなタイプの義肢は長期の使用、特に、比較的高温の環境で装着される場合、または激しい運動を行うために装着する場合に適していない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願において開示される少なくともいくつかの実施形態は、調節可能なソケットを有する義肢を含む。調節可能なソケットには、ソケットの適合具合を調節するための１つまたはそれ以上の可動部分を設けることができる。この部分は、使用者が個別に動かしても、コントローラによって自動的に動かされるようにしてもよい。特定の実施形態において、可動部分は、ソケット本体と協働して、使用者の残肢を保持することのできるパネルの形態である。
【０００９】
いくつかの実施形態において、義肢はさらに、ソケット本体と、調節可能なパネルと、ソケット本体と調節可能なパネルとにより画定される空洞と、を備える。調節可能なパネルは、ソケット本体に関して移動可能である。空洞は、残肢を受けるように構成されている。
【００１０】
義肢は、いくつかの実施形態において、ソケット本体と調節可能なパネルの複数のホルダによって保持される少なくとも１つの張力部材をさらに備え、張力部材にかかる張力を調節することによって空洞の容積が増大または縮小されるようになっている。張力機構は、張力部材を保持および釈放できる。特定の実施形態において、張力機構は、張力部材を保持する第一の状態と、張力部材を移動させて、空洞の容積を変化させる（例えば、増大または縮小させる）第二の状態を有する。
【００１１】
いくつかの態様において、ソケット本体は、調節パネルの略全体を取り囲む窓の周縁を画定する剛性本体を有する。調節パネルが使用者の残肢の遠位部分を取り囲む場合、ソケット本体は、一端が閉鎖された、概して管状の部材とすることができる。窓は、閉鎖端の付近に設けることができる。いくつかの実施形態において、周縁は調節パネル全体を取り囲み、概して長方形の形状の窓を画定する。
【００１２】
義肢は、いくつかの実施形態において、使用者の残肢をしっかりと保持する。残肢にかかる圧縮圧力を調節して、快適さを改善することができる。気密状態で適合させることにより、残肢に関するソケット本体の移動を実質的に防止し、抑止し、または制限できる。他の実施形態において、ソケットにより残肢に加えられる圧縮力が、義肢を残肢の上に保持する。ソケットは、エアバリア層を有していても、有していなくてもよい。圧縮力は調節パネルによって、ソケットとライナの間の懸架装置、例えばピンロック、紐またはその他を通じて掛けることができる。さまざまなタイプの構成部品が協働して、残肢を保持することができる。
【００１３】
また別の実施形態において、義肢は、ソケット本体と、少なくとも１つの調節パネルと、ソケット本体と調節パネルの両方に連結されたレーシングシステムと、を含む。調節パネルとソケット本体が協働して、残肢を受けるための空洞を画定する。特定の実施形態において、張力機構は、レーシングシステムを保持し、残肢が空洞内にあるとき、ソケット本体に関する調節パネルの移動を制御するように構成される。使用者は、さまざまな活動を実行することができ、その間、張力機構とレーシングシステムが協働して、空洞の形状を保持する。
【００１４】
レーシングシステムは、いくつかの実施形態において、第一の調節パネルをソケット本体に紐で連結して、第一の調節パネルが第一の窓の中で懸架されるようにする第一の張力部材を含む。第二の張力部材は、第二の調節パネルをソケット本体に紐で連結して、第二の調節パネルが第二の窓の中で懸架されるようにする。レーシングシステムは、張力部材の中の張力が増大すると、パネルの垂直に延びる部分を空洞に向かって引き寄せる。パネルの上部と下部を使用者の残肢に当たるように引くことができ、それによって均一な圧縮圧力が掛かる。
【００１５】
別のいくつかの実施形態において、ソケットは、ソケット本体の内側表面および調節パネルの実質的部分と重複するライナシステムを含む。ライナシステムは、ソケット本体とパネルの間のギャップまたはその他の界面を横切って延びるようにすることができる。これは使用者の残肢を支持し、それと同時に、使用者の皮膚を挟んだり、締め付けすぎたりすることを回避する。特定の実施形態において、ライナシステムは、ソケット本体の内側表面の略全体と重複し、接着剤、連結手段、固定手段またはその他を介してソケット本体に連結することができる。
【００１６】
特定の実施形態において、義肢はソケットと、ソケットの形状を変更する調節装置と、を備える。調節装置は、少なくとも１つのセンサと、把持手段または張力機構と、コントローラと、を含む。
【００１７】
コントローラは、いくつかの実施形態において、センサおよび張力機構に連通可能に連結される。コントローラは張力機構に対して、センサからの信号に基づいてソケットの形状を調節するように命令する。張力機構は、牽引ユニットと張力部材を含む。牽引ユニットは、コントローラからのコマンド（例えば、信号）に応答して張力部材を引き、ソケットの形状を変更する。コントローラは、センサからの信号（または複数の信号）に基づいて、ソケットの形状を周期的または連続的に調節するようにプログラムできる。
【００１８】
また別の実施形態において、義肢は、本体を含むソケットと、レーシングシステムと、レーシングシステムによって本体の開口部の中に懸架されるパネルと、を備える。レーシングシステムは、パネルの周縁を本体に向かって引き、略均一な力を使用者の残肢にかける。
【００１９】
さらに他の実施形態において、義肢装置はライナシステムを備える。ライナシステムは通気を可能にし、それと同時に、使用者の残肢との封止部（例えば、気密封止部）を形成することができる。特定の実施形態において、ライナシステムは、表面と裏面を有する水蒸気透過性のエアバリア層を含む。表面は残肢を受けるための内側空洞を画定する。通気層がバリア層の裏面にある。特定の実施形態において、通気層は湿分が通過するための複数の換気用造作物を有し、使用者の皮膚とライナシステムとの界面の湿分を管理する。
【００２０】
バリア層は、水蒸気を通過させることができ、それと同時に、空気に対しては実質的に不浸透性である。このようなバリア層は、使用者の残肢が内側空洞の中に位置付けられた状態で、概して気密封止部を形成することができる。使用者の残肢とライナシステムの間を真空にすると、加圧装置を使って大きな負圧をかけずに、真空を保持することができる。いくつかの実施形態において、バリア層には、他の種類の液体、気体またはその他に対して浸透性を持たせることができる。
【００２１】
いくつかの他の実施形態において、義肢は人体の解剖学的特徴部に固定可能であり、一般に、調節可能なソケットおよび／または通気性のあるライナシステムを含む。解剖学的特徴部とは、残肢または、義肢との使用に適したその他の特徴部とすることができる。義肢は外部構造（例えば、足、関節、パイロンその他）を使用者の体に連結し、その一方で、ライナシステムはソケットと皮膚との界面として機能する。ライナシステムは、快適さを改善し、界面での問題を抑止し、または実質的に排除し、および／または治癒を促進する。
【００２２】
ソケットは、解剖学的特徴部を収容するための湾入部を有する剛性体を有していてもよい。湾入部は、残肢の具体的特徴部（例えば、筋肉、腱、骨、結合組織等）に対応する特定の領域に設けることができる。例えば、下腿切断者の場合、湾入部は膝蓋腱を受けるように位置付けることができる。湾入部の大きさと形状はそれゆえ、残肢の解剖学的構造に基づいて選択することができ、残肢の快適な支持に役立つ。
【００２３】
ソケットの胴体は、剛性外殻、フレームまたは、大きな重量を支持できるその他の構造であってもよい。ソケットの少なくとも一部は、全体的または部分的に、剛性材料、例えば金属（金属合金を含む）、プラスチック（例えば、ポリプロピレン）、複合材料（積層材、繊維積層材等）またはこれらの組み合わせで作製することができる。
【００２４】
ソケットは、いくつかの実施形態において、複数の張力部材でソケット本体に連結される複数の可動部分を含む。可動部分は、高い引っ張り強さを有する材料で作製することができる。ソケットはまた、張力部材を保持するための把持手段またはロッキング機構、カム、フックまたはその他の装置を含んでいてもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態において、義肢は、緩衝手段かよび懸架手段となるライナステムを含む。ライナシステムは、複数の通気用造作物を有する。通気用造作物とは、通気口、穴（貫通穴等）、チャネル、通路（例えば、穴、振盪性領域等）またはこれらの組み合わせを含み、残肢の皮膚付近の湿分を発散させることができる。いくつかの実施形態において、気密封止部が皮膚とライナシステムの間に形成される。特定の実施形態において、概して気密状態の層（例えば、膜）が気密封止部を形成する。気密層によって、水蒸気がこの層を通過でき、それと同時に、ソケットを残肢から喧嘩する。
【００２６】
別の実施形態において、義肢は、ライナシステムまたはソケットのその他の構成部品を通過して、その中を、および／またはこれを横切って流体（例えば、加熱流体、冷却流体、空気、蒸気またはその他）が移動できるようにする１つまたはそれ以上の加圧装置を有する。加圧装置は、ポンプ、ファン、ブロワまたはその他とすることができる。
【００２７】
また別の実施形態において、１つまたはそれ以上の張力部材を使って、装着者の知覚に基づいて、調節可能なソケットの適当な容積を保持することができる。ソケットは、手で、または自動的に調節することができる。自動式の実施形態において、張力部材への張力は牽引装置（例えば、小型モータ）によって増大または縮小できる。例えば、モータは回転して、張力部材の中の張力を増大または縮小させ、ソケットの可動部分を動かし、これによって、調節可能なソケットの容積を調節する。特定の実施形態において、可動部分は剛性または可撓性を有するパネルの形態である。パネルは、使用者の体の一部を取り囲み、ソケット本体と協働して、残肢をしっかりと保持することができる。他の実施形態において、可動部分は、ヒンジまたはその他の方法で相互に連結される複数のパネルからなる。
【００２８】
１つまたはそれ以上のセンサは、いつ張力の変化が必要または望ましいかを検出できる。いくつかの実施形態において、１つまたはそれ以上のセンサを義肢のライナシステムの中に取り付ける。センサは、圧力センサ、接触センサ、インピーダンスセンサまたは温度センサとすることができる。残肢の寸法が変化したら、その変化に基づいて義肢を調節することができる。
【００２９】
また別の実施形態において、義肢は、異なる位置の調節可能であるようにすることができる。前方で調節可能な義肢は、ソケットの前方領域に位置付けられた少なくとも１つのパネルを有する。側方から調節可能な義肢の場合、１つまたはそれ以上のパネルをソケットの側方または中央領域に位置付けることができる。後方で調節可能な義肢の場合、１つまたはそれ以上のパネルをソケットの後方領域に位置付けることができる。遠位方向から調節可能な義肢では、ソケットの遠位領域をパネルによって形成することができる。パネルの位置のさまざまな組み合わせを使って、所望の調節方式を実現することができる。
【００３０】
義肢の調節方法は、義肢のソケットに使用者がかける圧力を検出するステップを含む。ソケットは、ソケット本体の窓に位置付けられた可動パネルを含む。可動パネルは、使用中に使用者の残肢を支持するのを助ける。残肢の形状は、義肢を装着する前に調節できる。使用者は、義肢を構成してから、義肢を残肢に設置することができる。
【００３１】
さらに他の実施形態において、義肢の調節方法は、残肢の特徴を検出するステップを含む。ソケットは、ソケットの空洞の容積を調節するために移動可能なパネルを含む。この方法は、少なくとも１つのセンサによって検出された残肢の特徴に基づいてパネルの位置を調節するステップを含む。検出される残肢の特徴には、例えば残肢の温度、残肢の体積、組織の場所およびその他を含めることができる。特定の実施形態において、ソケットは、パネルの調節中、使用者の体重の実質的部分を支持する。ソケットは、１つまたはそれ以上の張力部材によって形状を変化させることができる。いくつかの実施形態において、ソケットにより担持される１つまたはそれ以上のセンサは、特徴を検出する。センサからは１つまたはそれ以上の信号を、コントローラに送信することができ、コントローラはソケットに命令を出す。
【００３２】
センサは、ライナシステム、ソケットまたは義肢システムの構成部品の中に取り付けることができ、例えば、これらに限定されることなく、装着者の知覚、残肢の特徴、残肢の状態またはそれらの組み合わせに基づいて、調節可能なソケットの適当な容積を維持するために使用できる。張力部材への張力を増大または縮小させるプロセスの自動化は、張力機構によって実現できる。センサを使って、張力機構のモータを回転させるために、いつ張力を変化させることが必要かを検出することができる。モータは回転して、調節可能なパネルを移動させるための張力を増大または縮小させることができ、それによって調節可能なソケットの容積が調節される。
【００３３】
図中、同一の参照番号は同様の要素または動作を指す。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】下腿に取り付けるための義肢の斜視図である。
【図２】図１の義肢の背面図である。
【図３】図２の義肢の線３−３に沿った部分の断面図である。
【図４】図１の義肢の一部の詳細図である。
【図５】１つの実施形態によるソケットの側面図である。
【図６】１つの実施形態による、湾入部を有するソケットの側面図である。
【図７】他の実施形態によるソケットの側面図である。
【図８】閉じた状態の張力機構の側面図である。
【図９】開いた状態の図８の張力機構の側面図である。
【図１０】上腿に取り付けるための義肢の斜視図である。
【図１１】上腿用義肢の斜視図である。
【図１２】自動調節可能なソケットを有する義肢を示す図である。
【図１３】複数のセンサを取り付けた残肢の正面図である。
【図１４】ソケットの中に設置された図１３の残肢の正面図である。
【図１５】残肢に埋植されたセンサの正面図である。
【図１６】ライナシステムを有する下腿用義肢の斜視図である。
【図１７】図１７の義肢の線１７−１７に沿った部分の断面図である。
【図１８】１つの実施形態によるライナシステムの斜視図である。
【図１９】図１８のライナシステムの平面図である。
【図２０】図１８のライナシステムの、図１９の線２０−２０に沿った断面図である。
【図２１】図２０のライナシステムの一部の詳細図である。
【図２２】他の実施形態によるライナシステムの斜視図である。
【図２３】図２２のライナシステムの平面図である。
【図２４】図２２のライナシステムの、図２３の線２４−２４に沿った断面図である。
【図２５】図２４のライナシステムの一部の詳細図である。
【図２６】垂直に延びる複数のチャネルを有するライナシステムの斜視図である。
【図２７】図２６のライナシステムの平面図である。
【図２７Ａ】図２６のライナシステムの平面図である。
【図２８】図２６のライナシステムの、図２７の線２８−２８に沿った断面図である。膜の一部が取り除かれて示されている。
【図２９】埋め込まれた複数のチャネルを有するライナシステムの平面図である。
【図３０】図２９のライナシステムの一部の詳細図である。
【図３１】網状チャネルを有するライナシステムの斜視図である。
【図３２】チャネルとバリア層を有する換気層を含むライナシステムの一部の断面図である。
【図３３】管内補強用造作物を有するライナシステムの断面図である。
【図３４】チャネル内に芯材を有するライナシステムの断面図である。
【図３５】加圧装置を有するソケットの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
「近位」と「遠位」という用語は、図に示された実施形態を説明するために使用され、非限定的な例示的実施形態と応用の説明に合わせて使用されている。「近位」と「遠位」という用語は、文脈上、明らかに別の解釈がなされる場合を除き、使用者が義肢を装着した時の使用者の体に関して使用される。例えば、義肢の近位側造作物は、義肢の遠位側造作物と比較して、使用者の胴体により近い。しかしながら、図の実施形態と造作物は、様々な所望の位置に配置し、または方向付けられることが分かるであろう。
【００３６】
図１から図３は、使用者を支持するための義肢１００を示す。義肢１００は、足部１０２、パイロン１０４、ソケット１１０を有する。パイロン１０４は、足部１０２とソケット１１０との間に延びる。義肢１００を装着するために、残肢を空洞１１２に挿入することができる。ソケット１１０は、パイロン１０４の上端１２８に連結され、足部１０２が繰り返し支持面と接触する際も、残肢にしっかりと連結された状態に保たれる。図の義肢１００は、下腿残肢を受けるための下腿義足の形態である。
【００３７】
ソケット１１０は、義肢１００の適合具合を変化させて、例えば、快適さ、適合具合、性能（例えば、安定性、バランス等）を改善し、望ましくない状態（例えば、潰瘍、水腫等）を軽減させ、治癒を促進し、またはその他のために調節できる。ソケット１１０は、窓１２６の中に位置付けられた調節パネル１２０を有する。パネル１２０は、ソケット本体１２４に関して移動させて、空洞１１２の特徴（例えば、形状、容積、寸法等）を変えることができる。調節は、例えば、これらに限定されないが、力、圧力（例えば、使用者によってかけられる圧力）、残肢の特徴（例えば、残肢の形状、大きさ、残肢体積、皮膚温度、組織組成等）、残肢の状態（例えば、潰瘍、水腫、病変等の位置）またはその他に基づいて行うことができる。残肢が時間と共に変化したら、ソケット１１０は、形状の変化に対応するために、何度でもその形状を変えることができる。
【００３８】
パネル１２０は、図３の矢印１３４によって示されるように内側に、また図３の矢印１３６によって示されるように外側に移動させることができる。例えば、パネル１２０は、内側または外側に移動させて、空洞１１２の容積をそれぞれ縮小または増大させることができる。このようにして、パネル１２０は何度でも方位と位置を変えることができる。
【００３９】
ソケット周縁１４８は、窓１２６を画定し、離間した状態でパネル１２０の周辺付近に位置付けることができる。図の実施形態を含むいくつかの実施形態において、周縁１４８は連続的周縁であり、パネル１２０全体を取り囲む。ギャップ１４７がパネル１２０と周縁１４８との間に画定される。図の実施形態を含む特定の実施形態において、ギャップ１４７の幅は略均一である。他の実施形態では、ギャップ１４７の幅は変化する。
【００４０】
図３を参照すると、ソケット本体１２４の上部１４９は、ソケット１１０の入口１５２を画定する。窓１２６の上端は、入口１５２から離間されている。側壁１５４は、窓１２６とリム１４９との間に延びるようにすることができる。そのため、残肢の遠位部分だけがパネル１２０と係合する。側壁１５４は概して管状の形状を有し、残肢の近位部を取り囲む。側壁１５４の高さ、ソケット本体１２４の全体的寸法およびパネル１２０の寸法と形状は、残肢の形状、寸法および／または組織組成に基づいて選択できる。
【００４１】
図１を再び参照すると、ソケット１１０はレーシングシステム１４４を有する。レーシングシステム１４４は、パネル１２０とソケット本体１２４を紐で結合する１対の張力部材１５０ａ、１５０ｂ（以下、まとめて１５０とする）を有する。張力部材１５０ａは、ソケット本体１２４の各ホルダ１６０ａ、１６０ｂによって保持され、またパネル１２０の各ホルダ１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃによって保持される。図の張力部材１５０ａは、ホルダ１６０、１７０の間に交互に渡され、略ジグザグの形状となる。図の張力部材１５０ａはギャップ１４７を横切って延び、パネル１２０の縦方向の長さの大部分をソケット本体１２４に連結する。パネル１２０は、パネルの縦方向の長さに沿って掛けられる概して均一な力により、内側に引き寄せることができる。これによって、概して均一な圧力が残肢の後方部分に掛かるようにする。このようにして張力部材１５０ａの張力を増大または縮小させ、後方からの調節を可能にすることができる。
【００４２】
張力部材１５０ａ、１５０ｂは例えば、これらに限定されないが、ケーブル、紐、またはその他の種類の、比較的大きな張力に耐えられる柔軟で長い部材とすることができる。張力部材１５０ａは、全体的または部分的に、重合体、プラスチック、金属（例えば、金属線ブレード）またはその他で作製することができる。いくつかの実施形態において、張力部材１５０ａは、金属ケーブル（例えば、鋼鉄ケーブル）を重合体で被覆したものである。重合体被膜は、ホルダ１６０、１７０との摩擦界面を縮小または限定することができる。特定の実施形態において、張力部材１５０は電気活性材料からなる。例えば、張力部材１５０は、印加される電圧が変化すると大きく歪む可能性のある電気活性重合体製のケーブルとすることができる。電気活性重合体ケーブルはそれ故、電圧を変化させることによって伸張または収縮でき、それによって義肢１００の容積を変化させることができる。
【００４３】
ホルダ１６０、１７０は例えば、これらに限定されないが、フック、グロメット、小穴、ループまたはその他、少なくとも１つの張力部材を保持し、または受けるための造作物とすることができる。ホルダ１６０、１７０は開口部（例えば、閉じた開口部、Ｕ字形等の開放した開口部またはその他）を有するものとすることができる。図のホルダ１６０、１７０は、そこを通過する張力部材を保持するための、概してＵ字形のフックを含み、ソケット本体１２４とパネル１２０に連結されている。他の実施形態では、パネル１２０の一部でホルダを形成することができる。例えば、パネル１２０に形成された貫通穴をホルダとすることができる。張力部材をこの貫通穴に通すことができる。グロメットまたはその他の種類の補強手段をパネル内に組み込み、貫通穴周辺の材料を強化することができる。
【００４４】
パネル１２０は、概して残肢の一部に対応する形状を有し、残肢を密接に取り囲むようにすることができる。図のパネル１２０は概して弓状の形状を有し、剛性、半可撓性または可撓性であってもよい。剛性の実施形態としては、パネル１２０を金属、複合材料、重合体またはその他で作製することができる。半可撓性の実施形態としては、パネル１２０を多層構造とすることができる。パネルの第一の部分を剛性構造、例えば金属製とすることができる。パネルの他の部分を可撓性材料、例えば可撓性重合体、ゴム、エラストマまたはその他で作製することができる。可撓性の実施形態では、パネル１２０を容易に残肢の形状へと変形させることができる。可撓性パネルは、高可撓性またはドレープ性材料、例えば織物、撓み性材料またはその他で形成することができる。通気を促進するために、パネル１２０は通気性材料からなっていてもよい。
【００４５】
図１から図４を参照すると、張力機構２００ａは張力部材１５０ａを選択的に保持する。パネルを内側に移動させるためには、使用者は張力部材１５０ａの端２１０を引くことができる。パネル１２０が所望の位置に到達したら、使用者は張力部材１５０ａを放すことができる。張力機構２００ａは張力部材１５０ａを保持して、パネル１２０の外側への移動を制限する。
【００４６】
図４の張力機構２００ａは、１対のカム部材２１２ａ、２１２ｂ（まとめて２１２とする）を有する。カム部材２１２は、ロック位置（図の位置）と釈放位置（破線の位置）から移動可能である。カム部材２１２ａ、２１２ｂはそれぞれ、回転軸２１４ａ、２１４ｂの周囲で回転する。張力部材１５０ａが引っ張られると、張力部材１５０ａはカム部材２１２ａを時計回り方向に引き、カム部材２１２ｂを反時計回り方向に引く。同心円部分２１６ａ、２１６ｂは協働して張力部材１５０ａを挟み、保持する。これは、図４に示されている。
【００４７】
使用者が端２１０を引くと、張力部材１５０ａがカム部材２１２ａを反時計回り方向に、またカム部材２１２ｂを時計回り方向に回転させて、釈放位置に移動させる。張力部材１５０ａは、使用者によって釈放されると、再びカム部材２１２ａを時計回り方向に、またカム部材２１２ｂを反時計回り方向に回転させる。このようにして、張力機構２００ａはセルフロックできる。もちろん、使用者は、張力部材１５０を引かずに、手でカム部材２１２を移動させることができる。
【００４８】
図１から図４の義肢１００を製造するために、ソケット本体１２４を装着者に適合するように形成できる。ソケット本体１２４を形成するために、義肢装具士は、残肢の成型、デジタルスキャン、陽性モデル製作用コンピュータ援用製造技術の利用またはその他により、残肢の陽性モデルを製作することができる。コンピュータ援用による設計／コンピュータ援用による製造はまた、義肢装具クリニックや中央加工所のいずれにおいても、陽性モデルの製作に使用されるかもしれない。陽性モデル形成後、義肢装具士または義肢技術者は陽性モデルの周囲に供給した材料を成型することができる。成型材料は、熱可塑性材料、熱硬化性材料またはその他とすることができる。成型材料が熱可塑性材料である場合は、熱可塑性材料を陽性モデルの周囲で加熱し、成形することができる。熱可塑性材料を冷却して最終形状とすることができる。成型材料が熱硬化性材料である場合は、成型材料をモデルの周囲で成型し、その後硬化させることができる。例えば、成型材料を積層させて、陽性モデルの周囲に巻き付けることができる。積層物は硬化させることができ、積層物を陽性モデルから除去することができる。各種の実施形態において、ソケット本体１２４の外郭は、全体的または部分的にプラスチック、複合材料、金属またはそれらの組み合わせで作製することができる。プラスチックには、ポリプロピレン、ポリエステルまたは、適当な機械的特性（圧縮率、降伏力、極限強度、弾性係数等）を有するその他のプラスチックを含めることができる。複合材料には、繊維強化複合体、積層材またはその他が含まれる。複合材料には、繊維強化複合材料、積層材またはその他が含まれる。金属には、金属合金が含まれる。
【００４９】
ソケット本体１２４を形成した後に、窓１２６を切り取ることによって、ソケット本体１２４の一部を除去できる。ソケット本体１２４が確実に肢切断患者を支持するようにするために、窓１２６は、残肢の骨側領域と反対の、軟部組織の通常領域の上に設置できる。窓１２６は、使用者が選択するどのサイズの穴であってもよい。もちろん、ソケット本体１２４は、必要な使用者の体重を支持するのに十分な大きさであるべきである。ソケット１１０は、使用者の体重のほとんどが残肢の所望の領域で指示されるように形成、構成することができる。
【００５０】
図５は、湾入部２１５を有する調節可能な下腿用ソケット１１０の側面図である。湾入部２１５は、ソケット１１０の中に支持される残肢の膝蓋腱に対応する。逃げ用切欠き部２１６によって、膝腱が収縮できる。さまざまな湾入部および／または切欠き部をソケット１１０に形成できる。湾入部および／または切欠き部またはその他の造作物の構成、形状、寸法および位置は、残肢の生体構造に基づいて選択することができる。
【００５１】
図６は、前方および後方で支持する、調節可能な上腿用ソケット１９０の側面図である。ソケット１９０は、調節可能なパネル１９７を有するソケット本体１９６を含み、調節可能なパネル１９７は、レーシングシステム１９４によってソケット本体１９６に連結されている。レーシングシステム１９４は、パネル１９７の片側の第一の張力部材１８５と、パネル１９７の反対側の別の張力部材１８７を含む。張力部材１８５、１８７は、パネル１９７の縦方向の縁辺に沿って上方に延びる。
【００５２】
ソケット本体１９６は、体重の支持を助けるための湾入部１９５を持つように形成される。湾入部１９５は装着者の坐骨と接触して、残肢の支持を助けることができる。前方支持領域１８９は、ソケット１９０が過剰に折れ曲がるのを防止する。
【００５３】
図７は、別の上腿義足１９３の側面図である。ソケット本体１９５は、体重の支持を助ける湾入部１８３を有するように形成される。湾入部１８３は、装着者の坐骨と接触して、残肢の支持を助ける。
【００５４】
図８と図９は、張力機構２００のある実施形態を示す。図８は、張力部材１５０を保持するための第一の状態にある張力機構２００を示す。図９は、張力部材１５０の移動を可能にする第二の状態にある張力機構２００を示す。張力機構２００は、１対の把持手段２３０ａ、２３０ｂおよびアクチュエータ２３２を含む。アクチュエータ２３２は、把持手段２３０ｂを把持手段２３０ａの方向に移動させて、張力部材１５０を圧縮し、保持する。
【００５５】
把持手段２３０ａ、２３０ｂは、確実に適正な接触が行われるように、ヒンジ２４０ａ、２４０ｂの周囲で旋回できる。ヒンジ２４０ｂのシャフト２５０は、アクチュエータ２３２のスロット２５２に沿って移動させることができる。アクチュエータ２３２は、把持手段２３０ｂを把持手段２３０ａから離すように移動させて、張力部材１５０を解放でき、いくつのソレノイド、電力供給部（例えば、電池、電源その他）、機械的クランプ、モータまたはその他を含むことができる。
【００５６】
張力機構２００は、手で、またはコントローラ（例えば、義肢に連結されるか、一体的に組み込まれるコントローラ、外付けコントローラ、ネットワーク、コンピュータまたはその他）等、他の構成部品によって制御することができる。コントローラは、プログラム、ソケットからのフィードバック（例えば、ソケット内のセンサからの信号）、制御アルゴリズムまたはその他に基づいて、張力機構２００を動作させることができる。他の実施形態において、アクチュエータ２３２は内部コントローラを備えるものとすることができる。
【００５７】
さまざまなその他の種類の張力機構を、本願で開示する義肢に使用することができる。非限定的な例としての張力機構には、例えばクランプ（例えば、機械的クランプ、電気機械クランプ、空気圧クランプ等）、牽引ユニットまたはその他を含めることができる。張力機構の構成と設計は、ソケットの形状変更に必要な力、ソケットを所望の形状にとどめるのに必要な力、またはその他に基づいて選択できる。
【００５８】
図１０と図１１は、概して図１から図４に関連して説明した義肢と同様の義肢を示すが、相違点を以下に説明する。
【００５９】
図１０は、上腿義足３００の形態の義肢を示す。義足３００は、前方および後方支持部３１０、３１１を有し、一般に、足部３０２、義肢膝部３１２、足部３０２と膝部３１２の間のパイロン４１６を有する。ソケット３２０は、義肢膝部３１２に連結される。
【００６０】
ソケット３２０は、独立して調節可能な複数のパネル３３０ａ、３３０ｂ（まとめて３３０とする）を有する。パネル３３０は協働して、ソケット３２０の中での過剰な変形または過剰な屈曲を実質的に防止、抑止または制限することができる。図のパネル３３０は一般にソケット本体３３４の中間の側面に配置され、ソケット３２０が歩行中に装着者を支持できるように十分な剛性を維持する。もちろん、前方および後方領域３１０、３１１が、歩行、走行またはその他の種類の激しい運動中の支持のほとんどを担う。
【００６１】
図１１は、前方からの調節が可能な上腿義足３５０の形態の義肢を示す。義足３５０は、後方支持部３７０と調節可能な前方パネル３８０を有するソケット３６０を含む。パネル３８０は、残肢の前方領域の軟部組織を覆うように位置付けられる。
【００６２】
図１２は、自動形状変更が可能な義肢４００を示す。義肢４００は、張力機構４２０とコントローラ４３０（破線で示す）を含む調節装置４１７を有する。コントローラ４３０は、張力機構４２０に対して容積調節を行うように命令することができる。１つまたはそれ以上のセンサ４５５（破線で示す）をコントローラ４３０に連通可能に連結することができる。コントローラ４３０は、センサからの信号を受信し、また、信号を張力機構４２０の構成部品（例えば、モータ）に送信することができる。
【００６３】
図の張力機構４２０は、張力部材４４０を緊張または弛緩させることのできる牽引ユニット４５０（破線で示す）を含む。牽引ユニット４５０には、１つまたはそれ以上のモータ、スプール、スピンドルまたはその他を含めることができる。
【００６４】
コントローラ４３０には一般に、例えば、これらに限定されることなく、１つまたはそれ以上の中央処理ユニット、処理装置、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）およびその他を含めることができる。情報を保存するために、コントローラはまた、１つまたはそれ以上の記憶素子、例えば揮発性メモリ、不揮発性メモリ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびその他も含む。コントローラのディスプレイの例としては、これらに限定されないが、ＬＣＤスクリーン、モニタ、アナログディスプレイ、デジタルディスプレイ（例えば、発光ダイオードディスプレイ）またはその他、情報の表示に適した装置がある。ディスプレイは、ソケットの設計、力のプロファイル、センサにより収集されたデータ（例えば、使用者によってかけられる圧力、張力部材４４０にかかる力またはその他）あるいはその他あらゆる情報を表示することができる。コントローラ４３０は、情報を保存できる。「情報」という用語は、例えば、これらに限定されないが、１つまたはそれ以上のプログラム、実行可能なコードまたは命令、演算命令、それらの組み合わせおよびその他を含む。コントローラ４３０は、さまざまなプログラムを保存することができる。プログラムには、ソケットの形状変更、加圧装置の制御、熱素子の制御またはその他のためのプログラムを含めることができる。
【００６５】
センサは、ソケット４６３の中、ライナシステムまたはその他の構成部品の中に組み込むことができる。センサが別の構成部品の一部である場合（例えば、残肢に装着可能なスリーブ）、センサを無線でコントローラ４３０と通信させることができる。センサがソケット４６３に装着され、その中に埋め込まれ、またはその他の方法で連結されている場合、センサを有線または無線でコントローラ４３０に連結させることができる。
【００６６】
図１２はまた、張力部材４４０の張力を（例えば、継続的、間欠的等に）モニタするロードセル４６０の形態のセンサを示す。ロードセルはいくつでも使用できる。例えば、レーシングシステムが複数の張力部材を有する場合、各張力部材は、例えば、パネル４６１またはソケット本体４６４で担持される異なるロードセルでモニタすることができる。
【００６７】
ソケットは、無数の形状へと動く駆動材料で形成することができる。駆動材料には、これらに限定されないが、形状記憶合金（例えば、ニチノール）、形状記重合体、電気活性重合体、圧電材料またはこれらの組み合わせを含めることができる。形状記憶材料の中には、温度変化、印加される電流またはそれらの組み合わせに応答して状態（例えば、事前設定された形状）を変化させることができ、使用者の残肢を収容するように、無数の事前設定される形状を有することができるものもある。いくつかの実施形態において、駆動材料は、１種類の活動（例えば、歩行）を実行するための第一の形状と、別の活動（例えば、歩行、ジョギング等）を実行するための別の形状を有することができる。別の実施形態において、駆動材料は、残肢が第一の形状を有するときに第一の形状を、残肢が第二の形状を有するときに別の形状を有する。残肢の形状は時間とともに変化する可能性があるため、駆動材料を使って義肢の形状を調節し、適合具合を改善することができる。図１２のコントローラ４３０は、各種の駆動材料を使用して、ソケット４１０またはパネル４６１の形状を調節するために使用できる。
【００６８】
図１２の義肢４００のいくつかの調節方法において、使用者がソケット４６３に掛ける圧力がセンサ４５５によって検出される。パネル４６１の位置は、検出された圧力に基づいて調節される。パネル４６１の位置変更中に、使用者の体重の実質的部分（例えば、使用者の体重の略全体、使用者の体重の少なくとも５０％またはその他）はソケット本体４６４によって支持される。これによって、義肢４００を取り外すことなく、義肢４００の調節を行うことができる。
【００６９】
図１３と図１４を参照すると、残肢５００には、表面に取り付けるセンサ５０４を担持することができる。センサ５０４は、残肢５００の皮膚に直接接される。図１４は、ソケット５２０の中に設置された残肢５００を示す。センサの数、大きさおよび位置は、検出されることになっている特徴に基づいて選択することができる。検出される特徴は、残肢の体積、組織の種類、残肢の温度、残肢のインピーダンスまたはその他とすることができる。図の４つの離間されたセンサ５０４は、筋電（ＥＭＧ）センサである。
【００７０】
義肢がコントローラを含む場合、コントローラはセンサからの信号を受信し、その後、ソケット容積を調節することができる。センサはまた、スリーブのうち残肢に装着される部分であってもよく、また、コントローラと無線で通信することができる。センサ（例えば、センサ５００）がソケットに装着され、その中に埋め込まれ、またはその他の方法で連結されている場合、センサは有線または無線でコントローラに接続できる。
【００７１】
図１３と図１４を引き続き参照すると、センサ５４０は、圧力変化を検出する圧力センサとすることができる。残肢５００が収縮すると、ソケット５２０の中の圧力が低下し、それによって、張力部材の張力を高めることによって調節パネルを移動させる必要がある。
【００７２】
生体インピーダンスセンサは、残肢５００の体積変化を検出できる。残肢５００の体積は、細胞外液が押し出されると収縮しうる。生体インピーダンスは、細胞外液が減少すると大きくなることがある。したがって、残肢の体積と生体インピーダンスの間には間接的な線形逆相関がある。相関は、ソケット５２０の所望の形状を決定するために使用できる。生体インピーダンスはそれゆえ、インピーダンスセンサの形態のセンサ５０４を使ってモニタし、ソケット５２０の形状を動的に変化させることができる。
【００７３】
センサ５０４は、せん断力を測定するために位置付けられたせん断センサの形態とすることができる。残肢５００が収縮すると、ソケット５２０の全体的適合具合は緩くなることがある。その結果、残肢５００とソケット５２０の間の移動が増大し、それ故、残肢５００に対するせん断力が増大する。せん断力は、調節パネルを移動させることによって軽減、または除去することができる。
【００７４】
センサ５０４は、温度センサの形態とすることもできる。温度センサ５０４は、残肢５００の温度を検出することができる。皮膚への血液かん流は、皮膚温度上昇に対する自然の体温調節反応である。皮膚温度が高いほど、皮膚表面に到達する血液が多くなり、熱を放散させる。したがって、残肢５００の体積は、皮膚温度の上昇とともに増大し、張力部材への張力を減少させることによって、調節パネルを移動させる必要が生じる。
【００７５】
自動張力機構は、センサ（例えば、圧力センサ、生体インピーダンスセンサ、せん断センサ、温度センサまたはその他）からの信号を受信して、パネルを位置付けるために使用されるモータを自動制御することができる。コントローラは、信号を処理して、信号をあらゆる数のモータに送って、使用前、使用中または使用後にパネルを正確に位置付けることができる。
【００７６】
図１５は、残肢５６２に埋植可能なセンサ５６０（破線で示す）を示す。図のセンサ５６０は、残肢５６２の１つまたはそれ以上の特徴を検出する。センサ５６０が圧力センサの場合は、組織内の圧力変化を検出できる。センサ５６０は筋肉５６４（破線で示す）の中、またはその付近に埋植するか、骨５６６（破線で示す）の付近に位置付けて、圧力を検出することができる。センサ５６０は、筋内圧の変化を検出するために、筋腹に位置付けることができる。埋植可能なセンサをいくつでも、筋肉、腱またはその他の組織の中、またはその付近に配置し、またはそこに装着することができ、信号（例えば、筋電信号）、組織圧またはその他のメトリクスを測定することができる。残肢は、例えば１歩の間にその体積が変化することがあるため、埋植可能なセンサは、１歩の間、または１歩が完了した後にソケットの容積を変化させるための信号を供給するのに十分な感度を持っていてもよい。
【００７７】
図１６と図１７は、下腿切断者のための下肢義足６００を示す。義足６００は、ライナシステム６１０を有する。ライナシステム６１０は、連結手段６１８によってソケット６１９に連結することができ、ソケット本体６１６とパネル６１７の間の界面（ギャップとして描かれている）を横切って延びる。連結手段６１８はピンロックシステムとすることができ、および／または１つまたはそれ以上のピン（例えば、隆状付ピン）、ねじ式固定具、スナップ式継手、締め鋼、またはその他を含んでいてもよい。
【００７８】
湿分を制御するために、ライナシステム６１０は、残肢との界面を画定し、湿分の除去を可能にする内層を含む。内層は、概して気密性で、水蒸気を通過させる材料で作製することができる。このような内層は、全体的または部分的に、ポリエステルエステル膜またはその他のバリア層で形成することができる。いくつかの実施形態において、膜は、水蒸気を浸透させるような透湿性のエアバリア層である。バリア層はまた、使用者の皮膚と、概して気密封止部を形成する。
【００７９】
バリア層は、緊密に織られた繊維で作製することができる。繊維には、疎水性部分と親水性部分を有するようにすることができる。水蒸気が親水性部分と接触すると、水蒸気は膜の中に疎水性部分と接触するまで吸収され、疎水性部分は水蒸気を膜の反対側から排出する。透湿性によって、膜の各面の温度の湿度勾配を増大させる。すなわち、膜内部の温度と湿度が上昇すると、より多くの水蒸気が膜の外に運ばれる。例としての膜は、全体的または部分的に、ＳＹＭＰＡＴＥＸ（登録商標）または同様の材料で作製することができる。
【００８０】
温度管理を行うために、ライナシステム６１０には、１つまたはそれ以上の熱素子を含めることができる。熱素子はペルティエ素子とすることができる。ペルティエ素子は、そこを通過する電流の方向に応じて、片側で高温となり、反対側で低温となるソリッドステート構成部品とすることができる。電流の方向を選択するだけで、ペルティエ素子は、所望の時間にわたり冷却させることができる。他の実施形態において、熱素子は抵抗ヒータである。さらに別の実施形態において、熱素子は、作動流体（例えば、空気、水等）が流れるチャネルである。加熱期間中は加熱された流体をチャネル内に流すことができ、冷却期間中は冷却された流体をチャネル内に流すことができる。熱素子の位置、数および種類は、使用者の残肢の所望の温度プロファイルに基づいて選択することができる。例えば、義肢を低温の環境で使用する場合、熱素子は残肢を加熱できる。残肢が高温となりすぎると、熱素子は残肢を冷却して、水腫の発生、過剰な発汗および／または不快感を抑止、防止することができる。
【００８１】
図１８から図２１は、内層６２０と通気層またはライナ６４０を含むライナシステム６１０を示す。通気層６４０は、複数の通気用造作物を含む。図の通気層６４０は、列状の貫通穴を有する、穿孔された可撓性のライナである。通気用造作物はまた、これらに限定されないが、開いたチャネル、閉じたチャネル、芯材料、補強用造作物、貫通穴、およびそれらの組み合わせとすることもできる。内層６２０は、層６４０の少なくとも実質的部分と重複し、空洞６３２を画定する。使用者が残肢をライナシステム６１０の中に挿入すると、内層６２０は使用者の皮膚と層６４０の間に挟まれる。
【００８２】
内層６２０は、バリア層として機能して、使用者の皮膚と概して気密封止部を形成し、残肢から義肢６００を懸架するのに役立つ。内層６２０はまた、湿分（例えば、水蒸気）に対して浸透性または半浸透性として、湿分が使用者の皮膚と内層６２０の間から排除されるようにすることもできる。これによって、気密封止部が維持されるように助け、それと同時に、皮膚界面の過剰な湿分にかかわる多くの問題を排除することができる。内層６２０は、単層または多層構造の膜とすることができる。単層の実施形態において、膜６２０は、使用者の皮膚と直接接触することができる。多層の実施形態では、膜６２０は、使用者の皮膚と接触する接触層と、接触層に連結された別の層（または複数の層）を有していてもよい。接触層は、繊維その他、使用者の皮膚との接触に適した材料とすることができる。
【００８３】
層６４０は、閉鎖端６４１を有する概して管状の本体を有していてもよい。閉鎖端６４１は、ソケット６１９の底部に設置することができる。層６４０は、使用者にとって快適となるのに役立てるための緩衝機能を提供することができる。ゴム、エラストマ、重合体、プラスチック、発泡材（例えば、連続気泡発泡材、独立気泡発泡材またはその他）または、その他の可撓性または半可撓性材料で層６４０を形成することができる。層６４０の厚さ全体に流体が流れるように促進するために、層６４０には芯材を持たせてもよい。
【００８４】
ライナシステム６１０は、層６４０を形成することによって製造できる。層６４０の本体６４３は、押出し工程、成型工程（例えば、射出成形工程、圧縮成形工程、またはその他の適当な工程）、浸漬またはその他を通じて形成できる。本体６４３は、押出し可能、または成形可能な材料、例えばゴム、シリコン、ウレタン、または鉱物油ゲルで作製することができる。本体６４３を成型工程で形成される場合、成型中に貫通穴を形成することができる。本体６４３が押出し加工される場合は、貫通穴は押出し工程の後に、穿孔工程、穴あけ工程またはその他適当な穴形成工程によって形成することができる。
【００８５】
内層６２０を通気層６４０に連結させるために、通気層６４０を裏返し、そこに接着剤の薄膜を被覆する。そして、内層６２０を層６４０に接着する。他の工程においては、層６４０を裏返しにするか、しないかを問わず、材料を層に噴霧、被覆、浸漬またはその他堆積させることによって、内層６２０を形成することができる。例えば、内層６２０を層６４０に硬化させることができる。内層６２０を層６４０に連結するために使用する工程は、層６４０の形状と内層６２０の特性に基づいて選択できる。
【００８６】
再び図１８から図２１を参照すると、内層６２０は、層６４０の内面６５０と重なる。貫通穴６４０（図２１参照）は、内面６５０と外面６５１の間に延びる。内層６２０は貫通穴６４９を覆い、それによって湿分が内層６２０と貫通穴６４９を通過する。
【００８７】
層６４０は、概して均等に離間された貫通穴６４９を有する。貫通穴の大きさ、位置、パターンおよび間隔は、ライナシステム６００の所望の除湿能力に基づいて選択できる。例えば、貫通穴の数を増やせば、湿分が空洞６３２から排出される速度を高めることができる。
【００８８】
図２２から図２５は、通気層６９０の外面６８０と重複する外層６７０（例えば、バリア層）を含むライナシステム６６０を示している。貫通穴は、図２５に示されるように、通気層６９０の内面６９２と外面６８０の間に延びる。外層６７０は、貫通穴を覆い、それによって湿分が貫通穴と、その後外層６７０を通過する。ライナシステム６６０がソケット内に取り付けられると、外層６７０は層６９０とソケットの内面の間に位置する。
【００８９】
図２６から図２８は、通気層またはライナ７０２と内層７０４を含むライナシステム７００を示す。内層７０４は、ライナ７０２の内部領域に沿って延びる、円周方向に離間された複数のチャネルと重複する。内層７０４を通過する湿分は、これらのチャネルに沿って容易に移動して、最終的にライナシステム７００の外に出る。
【００９０】
チャネルは、長さ方向に（図２８に示される）、円周方向に、対角線状に、またはその他どの方向にも延ばすことができる。チャネルは、概してＵ字形の断面、Ｖ字形の断面またはその他、流体通路を画定するのに適したどのような断面を有していてもよい。チャネルは、相互接続されて網状構造を形成して、ライナシステム７００に沿って流体（例えば、水蒸気、汗またはその他）が分散しやすくすることができる。
【００９１】
図２９から図３０は、異なるチャネル構成を示す。図３０は、通気層またはライナ７２０の中に延びるチャネルを示す。貫通穴７３０（破線で示される）は、ライナ７２０の厚さ全体にわたって流体連通し、それと同時に、流体用チャネル７３２は、ライナ７２０の長さに沿って流体が流れるようにする。図３０に描かれた貫通穴７３０は、埋め込まれたチャネル７３２を表面７４０、７４２に流体的に連結する。貫通穴７３０はまた、膜７４７の形態の外層との流体連通も可能にする。
【００９２】
図３１は、ライナ７５２、内層７６３（例えば、膜の形態のバリア層）およびチャネル７６５からなるライナシステム７５０を示す。ライナ７６２は、膜７６３とソケット本体７６６の間にある。チャネル７６５は、網状構造を形成する。図のチャネル７６５の網状構造（破線で示される）は、円周方向に延びる離間されたチャネルの第一の集合と、長さ方向に延びる離間されたチャネルの第二の集合を含む。
【００９３】
ライナシステム７５０は、ライナ７６２の中にチャネル７６５を形成することによって形成される。これは、ライナ７６２から材料を除去するか、陽性モデルを使用することによって実現できる。膜７６３をライナ７６２に連結するためには、ライナを裏返しにして、これを接着剤の薄い層で被覆すればよい。その後、膜７６３をライナ７６２に接着する。
【００９４】
図３２は、ライナシステムの断面を示す。ライナシステムは、通気層またはライナ７８０と膜７８２を含む。チャネル７８３ａから７８３ｄ（まとめて７８３という）がライナ７８０の中に形成される。膜７８２は、ライナ７８０に固定またはその他の方法で連結され、チャネル７８３の各々を横切って延びる。
【００９５】
ライナ７８０には１つまたはそれ以上の補強用造作物７８５を設けて、ライナシステム７５０の機械的特性を調節して、チャネル７８３の変形（例えば、つぶれ）を防止することができる。特定の実施形態において、補強用造作物７８５（破線で示される）は、埋め込まれた剛性繊維またはフィラメント、またはその他の実施形態である。補強用造作物は、ライナ７８０を形成する材料の構造的強度を増大させ、それによってチャネル７８３のつぶれを実質的に排除、抑止または制限することができる。補強用造作物７８５は、引張および／または圧縮における力には耐えられるが、屈曲または捻りにおいては変形できる材料で作製することができる。例えば、補強用造作物は、全体的または部分的に，金属、重合体または剛性繊維材料で作製することができる。
【００９６】
図３３は、通気層またはライナ７８５と膜７８６を含むライナシステムの一部を示す。複数の補強構造７８７ａから７８７ｃ（まとめて７８７という）は、チャネル７８８ａから７８８ｃ（まとめて７８８という）のルーメン内に位置付けられ、チャネル７８８の過剰な変形を防止する。構造７８７は、概して剛性の中空部材（例えば、スカフォルド、金属管、剛性重合体チューブまたは、流体がその中を流れることができ、チャネル７８８を形成するその他の構造）とすることができる。補強構造７８７には、負荷を受けてもその形状を維持するのに十分な剛性を持たせることが可能であり、かつ、中空として、および／または穿孔して、空気、水またはその他を通過させることが可能である。
【００９７】
図３４は、通気層またはライナ７９０、膜７９２および湿分移動材料７９３を含むライナシステムを示す。湿分移動層７９３は、チャネル７９４ａから７９４ｃ（まとめて７９４という）を通じた流体の移動を促進することができる。図の実施形態において、湿分移動材料７９３は、チャネル７９４ａから７９４ｃのルーメン内に配置され、流体の移動を促進する。特定の実施形態において、材料７９３は、ライナシステム全体に液体（もしあれば）を分散させるのを助ける。もちろん、ライナ７９０には、貫通穴またはその他通気を助ける造作物を設けることができる。湿分移動材料７９３はまた、特に大きな圧力がライナシステムに架かったときに、チャネル７９４を開放したままにするのを助けることができる。さまざまな芯材（例えば、ポリプロピレン、羊毛その他）またはその他の種類の同様の材料を使用して、湿分移動材料７９３を形成することができる。
【００９８】
図３２から図３４のライナシステムは、本願で開示する義肢に組み込むことができる。ライナシステムの通気能力は、義肢の設計に基づいて選択できる。例えば、図３２のライナシステムで図１のソケット本体１２４を裏打ちすることができ、これは、かなりの負荷がライナシステムにかかるかもしれないからである。図３３のライナシステムでパネル１２０を裏打ちすることができ、これは、パネル１２０がそれほど大きな負荷を受けないかもしれないからである。もちろん、異なるタイプの通気用造作物を混合し、マッチさせて、機能を改善することができる。例えば、芯材または流体移動材料を剛性補強構造７８７（図３３参照）と一緒に使用して、所望の機械的特性と通気特性を実現することができる。
【００９９】
図３５は、ライナシステム８００を通って流体が流れるようにする加圧装置８１０を示す。加圧装置８１０は、ソケット本体、パネル、パイロンまたは義肢のその他の構成部品に連結するか、使用者に連結する（例えば、紐で固定する）ことができる。加圧装置８１０は、流体が通気用造作物を通って流れ、湿度、界面の水蒸気の量、温度、ライナシステム８００の特性（例えば、圧縮率）またはその他を制御することができる。いくつかの実施形態において、加圧装置８１０は、空気をピンロックまたは流体ラインを介してチャネル（破線で示される）の中に強制的に送り、ライナシステム８００からの湿分の除去を助けるファンを備える。他の実施形態において、加圧装置８１０は、空気をチャネルから吸引するポンプである。
【０１００】
加圧装置８１０はまた、使用者の体とソケットの間に負圧をかけるためにも使用することができる。このような実施形態は、治癒を促進する陰圧閉鎖療法を実行するのに非常に適している。いくつかの実施形態において、義肢は複数の加圧装置を有し、これらの装置は独立して使用者とソケットの間を真空状態にして、ライナシステムを介した気流または通気を起こさせることができる。
【０１０１】
文脈上、他の解釈が必要な場合を除き、明細書と以下の特許請求の範囲を通じて、「〜からなる、〜を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」およびその派生形（例えば、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）は、非限定的で包含的な意味、すなわち、「〜を含むが、これらに限定されない」と解釈するものとする。
【０１０２】
本明細書と特許請求の範囲において、単数形の冠詞（ａ，ａｎ，ｔｈｅ）は、文脈上明らかに他の解釈が必要な場合を除き、複数形も含む。また、留意すべき点として、「または（ｏｒ）」は一般に、文脈上明らかに他の解釈が必要な場合を除き、「および／または」を含む意味で使用される。
【０１０３】
上記の各種の実施形態を組み合わせて、他の実施形態を提供することができる。本願で説明した連結手段、回転手段、固定手段およびその他の構成部品および造作物は、所望の装置に基づいて混在させ、適合させることができる。本明細書で言及された、および／または出願データシートに列記されたすべての米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願および非特許文献は、その全文を引用によって本願に援用する。各種の特許、出願および公開の概念を使用するために必要であれば、実施形態の態様を改変して、さらに別の実施形態を提供することができる。
【０１０４】
上記の詳細な説明を参照して、上記およびその他の変更を実施形態に加えることができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、特許請求の範囲を明細書および特許請求の範囲で開示される特定の実施形態に限定すると解釈すべきではなく、かかる特許請求の範囲と均等とされるものの全範囲により考えうるすべての実施形態を含むと解釈するべきである。したがって、特許請求の範囲は、この開示によって限定されない。
【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２７Ａ】
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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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【国際調査報告】
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