Orthosis, a method for performing a closed chain exercise, how to do a coordinated movement to discipline the motor nerve and measuring instrument with exercise equipment

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

本発明は、損傷した関節及び弱まった関節の双方又はその何れか一方のリハビリに使用可能な整形具に関する。

【０００２】 筋肉及び骨は共に、強さを保つためには運動しなければならない。 また、許容可能な体重を支持する応力が加わる骨折部分は、応力が全く加わらない骨折部分よりも予測通り且つより迅速に治癒することがしばしばである。 適正な応力を加えることに基づく治癒の増進は、また、腱及び特定の軟骨のような接続組織の場合にも妥当すると考えられている。

【０００３】 選択された運動を行うことにより組織に適度の応力を加えることができる。 例えば、アイソメトリック運動は、全体として、肢体の動作を全く許容しない、比較的移動不能な物に対し力を加えることを含む。 アイソメトリック運動を行うためには、特定の運動手順の間、実質的に不変の位置を有する拘束装置を使用することができる。 アイソトニック張運動は、ある運動範囲に亙って同一の体重又は抵抗に対して力を加えることを含む。 アイソカイネテック運動は、競技場等にて生ずる運動を模擬することを目的としている。 模擬された環境内でアイソカイネテック運動を行うとき、運動者が力を付与する方向に比例する方向に抵抗力を提供するためにマシーンが使用される。

【０００４】 アイソメトリック運動は、更なる損傷の虞れを軽減するため痛みのある負傷の場合に、特に、有用である。 また、アイソメトリック運動は静止位置にて行われるために、これら運動は極めて位置特定的な療法を可能にする。 例えば、階段を上るためには、人間は、下方腰及び踝の関節と組み合わさったとき、約６０°の膝の曲がり角度にてより強さを必要とする。 このため、アイソメトリック運動は、更なる強さが必要とされる最適な角度にて関節を集中的に強化し得る設計とすることができる。 制御された仕方にて行うならば、アイソメトリック運動は、回復速度を速めるため立直り期間中、早期に行うことができる。 患者の回復に伴い、アイソメトリック運動又はその他の運動は、関節の周りのある範囲の運動を通じて所望の強さを再設定し得るよう使用することができる。 回復が進むに伴い、
最終的に、患者は全範囲運動を行うことができる。

【０００５】 損傷した関節に応力を加えることに伴う問題点は、応力を加える時点が不適当となったり、又は過剰な応力が加わる虞れを含む。 このことは、治癒を損ない且つ／又は損傷した組織を更に傷付ける可能性がある。 このように、運動は、適正な程度の応力を提供し得るように入念に計画する必要がある。 また、損傷の虞れを軽減し得るように運動の実施も正確に監視する必要がある。 更に、運動を入念に計画し且つ正確に監視することが必要であることは、望ましい量の運動を評価するためのコストを増し且つやる気を失わせる結果となる。

【０００６】

【発明の概要】

第一の特徴において、本発明は、整形具であって、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にある第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジと、 ヒンジの回転に対する抵抗力を付与し得るようにヒンジに接続された抵抗力作用器とを備え、該抵抗力作用器が、 第一の面と、 該第一の面に対して全体として平行で且つ第一の面に対して選択的に可動である第二の面と、 第一の面と第二の面との間に配置され、第一の面に対して回転可能であるクランクと、 第一の面と第二の面との間に配置された圧縮装置であって、第一の面に対するクランクの回転に対し抵抗力を付与し、その抵抗力の大きさが第一の面から第二の面までの距離に関係した、圧縮装置とを備える整形具に関するものである。

【０００７】 第一の身体部分及び第二の身体部分は、複数の関節を介して接続することができる。 圧縮装置は、複数のハウジングリングに対して配分され且つ該複数のハウジングリングと摩擦接触した複数のクランクリングを備えることができ、該クランクリングは、クランクと共に回転し、ハウジングリングは第一の面と共に回転する。

【０００８】 別の特徴において、本発明は、整形具であって、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジと、 ヒンジの周りの回転に対し選択的な抵抗力を付与する抵抗力作用器と、 第一の支持部分に作用可能に接続された歪みセンサと、 該歪みセンサの電気的抵抗力を利用してヒンジを回転させるべく加えられた力を測定し得るように較正された制御装置とを備える整形具に関するものである。

【０００９】 好ましい実施の形態において、制御装置は、デジタルマイクロプロセッサを備えている。 更に、本発明は、閉チェーン運動を行う方法であって、 患者の外部の力より空間内に固定された状態で保持された力変換器に対し、デジタルマイクロプロセッサ利用の携帯型制御装置により特定された反復率及び目標力にて力を付与する工程と、 力変換器に作用可能に接続された制御装置を使用して、力変換器に加えられた力を測定する工程と、 力変換器に付与された力を表示する工程とを備える方法に関するものである。

【００１０】 デジタルマイクロプロセッサは、患者の生理学的組織内の相対的な力を計算するために使用することができる。 更なる特徴の形態において、本発明は、運動神経系の鍛錬のための協調運動を行う方法であって、 ディスプレイ上のカーソルが選択された所定の時点にてディスプレイ上の目標位置に到達し得るように関節を曲げ、このカーソルの動きを関節の周りに配置された整形具内のセンサを介して関節の動作又は歪みと相関させる方法を特徴としている。

【００１１】 幾つかの実施の形態において、該整形具は、 関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 位置センサが第二の支持部分に対する第一の支持部分の相対的な方向を検知し得るように撓み接続部に作用可能に接続された位置センサとを備えている。

【００１２】 該位置センサは、好ましくはデジタルマイクロプロセッサを通じて制御装置に作用可能に接続することができる。 これと代替的に、計器、光群又は可聴出力フィードバックに接続されたレジスタ回路網を有する低コストのアナログ決定アレーを使用しても良い。 この目的のための適当なアナログ制御装置は、ＬＭ３９１
４集積回路ＬＥＤ駆動装置である。

【００１３】 更に、本発明は、計測器付き運動装置であって、 弾性的なコードと、 該コードに加えられた力が変換器からの出力を変化させ得るように該弾性的なコードに接続された変換器と、 該変換器に作用可能に接続されたディスプレイとを備える、計測器付き運動装置に関するものである。

【００１４】 変換器及びディスプレイは、デジタルマイクロプロセッサに接続することができる。 該マイクロプロセッサは、変換器の出力に基づいて計算及び統計学的分析を行うために更に使用することができる。

【００１５】 更に、本発明は、計測器付き運動装置であって、 関節にて接続された２つのレバーアームを有するフレームと、 フレームに対して加えられた捩れ力が変換器により測定されるようにフレームに接続された変換器と、 変換器に作用可能に接続されたディスプレイとを備える計測器付き運動装置に関するものである。

【００１６】 更なる特徴において、本発明は、キットであって、 ２つのヒンジと、 ヒンジの一方から伸びるフレーム要素の相対的な動作が該ヒンジを回転させるようにヒンジの各々から伸びる２つのフレーム要素と、 ４つのスリーブであって、該スリーブがフレーム要素を受け取り且つ該フレーム要素を確実に保持し、各スリーブが身体部分のカバーに取り付けられる４つのスリーブと、 フレーム部材に接続された歪みセンサと、 歪みセンサにより測定された歪みに関する測定値を表示する制御装置とを備えるキットに関するものである。

【００１７】 制御装置は、マイクロプロセッサを備えることができる。 スリーブは、相応するフレーム要素を解放可能に保持することができる。 これと代替的に、スリーブは、相応するフレーム要素を不可逆的に保持することができ、また、フレーム要素を損傷させずにスリーブを切断することができる。

【００１８】 更に、本発明は、整形具であって、 ヒンジと、 ヒンジから伸びるフレーム要素の相対的な動作がヒンジを回転させるようにヒンジから伸びる２つのフレーム要素と、 ２つのスリーブであって、１つのスリーブがフレーム要素を受け入れ且つ該フレーム要素を確実に保持する２つのスリーブと、 硬く且つ処分可能な２つの身体部分カバーであって、一方の身体部分カバーが患者の関節の一側部にて身体部分の上に装着し、第二の身体部分カバーが患者の関節の第二の側部にて身体部分の上に装着する２つの身体部分カバーと、 フレーム部材に接続された歪みセンサと、 歪みセンサにより測定された歪みに関する出力を表示する制御装置とを備える整形具に関するものである。

【００１９】 更に、本発明は、整形具であって、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するヒンジであって、釦を押すことにより解放される係止機構を有するヒンジとを備える整形具に関するものである。

【００２０】 該整形具は、押した非係止位置に釦を解放可能に保持することのできるスライド部材を更に備えることができる。 更に、本発明は、整形具であって、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 支持部分の一方に接続された固着カフであって、支持部分が身体部分に対して動くのを阻止し得るように骨組系の狭小な部分にて相応する身体部分の周りで可逆的に締め付けることのできる固着カフとを備える整形具に関するものである。

【００２１】 別の特徴において、本発明は、歪み測定回路であって、 歪みセンサと、 歪みセンサを既知の電圧にてバイアスし且つ加えられた歪みに起因する歪みセンサの可変抵抗値がアナログ信号として出力されるようにバイアスした信号を増幅する信号調節装置と、 信号調節装置の出力を受け取るアナログ対デジタル変換器と、 アナログ対デジタル変換器の出力を受け取り且つアナログ対デジタル変換器の精度及び信号調節装置の特性に基づいて歪み測定値の誤差を評価し、デジタル対アナログ変換器への出力信号を設定し、歪み測定値の基準値を調節し測定誤差を許容公差範囲内にするデジタルプロセッサと、 デジタルプロセッサからのデジタル信号を受け取り且つ信号調節装置への基準信号としてアナログ信号を出力するデジタル対アナログ変換器とを備える歪み測定回路に関するものである。

【００２２】 更に、本発明は、歪み測定値を較正する方法であって、 歪みセンサを合算増幅器回路内に組み込み、合算増幅器回路がデジタル対アナログ変換器からの入力値に基づいて増幅を行うようにする工程と、 アナログ対デジタル変換器を使用して合算増幅器回路の出力をデジタル化する工程と、 アナログ対デジタル変換器の出力のビット数及び増幅器回路の利得に基づいて歪み測定値の誤差を推定する工程と、 推定誤差が許容公差の範囲内にあるかどうかを決定する工程と、 誤差推定値が許容公差範囲外にあるならば、デジタル対アナログ変換器への出力を変更する工程とを備える較正方法に関するものである。

【００２３】 更なる特徴において、本発明は、関節の力作用器であって、 関節の周りに配置されたとき関節に対し矯正力を付与する力作用器と、 矯正力が関節にせん断力を付与し、関節に関係する動作中、関節の整合状態を変化させるように、矯正力に対抗する力を分配する力分配器と、 矯正力に関係した量を測定する力変換器と、 矯正力に関係した値を表示するプロセッサとを備える関節力作用器に関するものである。

【００２４】 該プロセッサは、アナログとすることができ、又は該プロセッサは、デジタルプロセッサとすることができる。 力分配器は、ストラップを備えることができ、
力変換器は、ストラップに作用可能に接続された歪みセンサを備えることができる。 力変換器は、力作用器に作用可能に接続された圧力センサを備えることができる。

【００２５】 別の特徴において、本発明は、整形具であって、 患者の関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する撓み接続部と、 位置センサが第二の支持部分に対する第一の支持部分の相対的な方向を検知するように撓み接続部に作用可能に接続された位置センサと、 位置センサに接続されたマイクロプロセッサ利用の携帯型制御装置とを備え、 第一の支持部分及び第二の支持部分の各々が、連続的な受動型動作装置へ取り付けるための接続部を備える整形具に関するものである。 該整形具は、連続的な受動型動作（ＣＰＭ）装置を更に備えることができ、該ＣＰＭ装置は、モータと、第一の支持部分及び第二の支持部分へ取り付けるための釣合ったコネクタを有するフレームとを備え、該フレームが、モータの動作がフレームを移動させ且つ第一の支持部分を第二の支持部分に対して移動させるようにモータに作用可能に接続されている。

【００２６】 更に、本発明は、運動プログラム又は負傷に対する患者の応答を評価する方法であって、 携帯型制御装置を使用して一連の質問に対する患者の応答を促す工程と、 質問に対する応答性を検査することにより、運動プログラム中の患者の状態を評価する工程とを備える評価方法に関するものである。

【００２７】 質問に対する応答を促すことは、健康管理施設から離れた位置で行うことができる。 その質問は、患者が感じた苦痛に関するものとすることができる。 別の特徴において、本発明は、患者を１つの運動手順を通じて導き得るように携帯型制御装置をプログラム化する方法であって、 健康管理専門家によりコンピュータに入力された運動プログラムに基づいてコンピュータが組み立てるプログラムをコンピュータから携帯型制御装置にダウンロードする工程とを備える方法に関するものである。

【００２８】 更なる特徴において、本発明は、監視ステーションであって、 デジタルコンピュータにより促されたとき、デジタルコンピュータに入力したパラメータに従って、マイクロプロセッサ利用型制御装置に対し１つのマイクロプロセッサプログラムを組み立て得るようにプログラム化されたデジタルコンピュータと、 マイクロプロセッサプログラムを制御装置にダウンロードする形態とされたポートとを備える監視ステーションに関するものである。

【００２９】 更に、本発明は、計測器付きヒンジであって、 第一のレバーアームと、 第二のレバーアームと、 第一のレバーアーム及び第二のレバーアームを接続する双軸方向ヒンジであって、第一のレバーアーム及び第二のレバーアームの相対的な方向に関係した出力を提供する位置センサを備え、接続した２つの回転軸を有する双軸方向ヒンジと、 双軸方向ヒンジの位置センサに接続された出力装置とを備える計測器付きヒンジに関するものである。

【００３０】 双軸方向ヒンジ及びディスプレイと関係した位置センサは、デジタルマイクロプロセッサに接続することができる。 双軸方向ヒンジに接続されたレバーアームの一方又は双方は、歪みセンサを備えることができる。 また、該計測器付き双軸方向ヒンジは、計測器付き整形具であって、 関節の第一の側部にて第一の身体部分の周りに装着する第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の周りに装着する第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続する双軸方向ヒンジであって、第一の支持部分及び第二の支持部分の相対的な方向に関係した出力を提供する位置センサを備え、接続した２つの回転軸を有する双軸方向ヒンジと、 双軸方向ヒンジの位置センサに接続された出力装置とを備える計測器付き整形具内に組み込むことができる。

【００３１】 更に、本発明は、整形具であって、 関節の第一の側部にて第一の身体部分の外側に固定し得る設計とされた第一の支持部分と、 第一の身体部分と反対側の関節の側部にて第二の身体部分の外側に固定し得る設計とされた第二の支持部分と、 第一の支持部分及び第二の支持部分を接続するコネクタと、 捩れ力が変換器により測定されるようにレバーアームに接続された変換器と、 変換器に作用可能に接続された出力装置とを備える整形具に関するものである。

【００３２】

【好ましい実施の形態の詳細な説明】 患者の損傷し且つ／又は弱くなった関節のリハビリを速めるために整形具を効果的に使用することができる。 特に、整形具は、運動の実施を監視し且つ支援するマイクロプロセッサを備えることができる。 該マイクロプロセッサは、患者の運動の実施を追跡し且つその実施状態を中央処理ステーション又は健康管理専門家に報告する手段を提供することもできる。 マイクロプロセッサ監視による整形具を効率的に使用することを可能にする重要な特徴を備えることが分かった。 マイクロプロセッサを通じて患者に命令することでリハビリ用の整形具の使用を簡単にし且つ運動の監視を簡略化し、また、改良することにより、効果的なリハビリ運動レベルに達する可能性が大幅に向上する。 マイクロプロセッサ制御さえも行うことなく、改良された整形具にて改良された幾つかの特徴を効果的に使用することが可能となる。

【００３３】 関連する整形具は、患者の関節の周りに装着する、すなわち、撓み接続された身体部分となる。 この整形具は、例えば、膝、腰、踝、下方腰部、肘、肩、脊椎／背中を含む任意の関節又は一連の関節の周りに装着し得る設計とされている。
全体として、整形具は、ヒンジ又は同等の接続具によって接続された複数の支持部分を有する。 少なくとも１つの支持部分が関節の一側部にて１つの身体部分に装着する一方、１つ以上の他の支持部分は関節の反対側にて第二の身体部分に装着する。 このヒンジは、従来の設計又は以下に説明する改良された設計の１つを備えることができる。 外部固定器又はその他の同様の取付け方法を使用して１つ以上の支持部分を患者に固着することができる。

【００３４】 １つ以上のリハビリ方法を支援するため当該整形具を使用することができる。
特に、アイソメトリック運動の実施を監視するためこの整形具を使用可能であることが好ましい。 アイソメトリック運動は、全体として、損傷し且つ／又は弱くなった関節のリハビリの比較的早期に行うことができる。 その他の好ましい実施の形態において、該整形具は、ある範囲内の運動、自己刺激感応性運動、アイソトニック運動及び／又は閉チェーン運動等の実施を監視することもできる。 同様に、整形具は、関節の磨耗した部品に力を加え且つその加えられた力を軽減すべく選択的な圧力を監視する設計とすることができる。

【００３５】 幾つかの好ましい実施の形態は、関節支持構成要素と共に使用したとき、閉チェーン運動を行うことを可能にする追加の構成要素を備える。 閉チェーン運動は、自然の運動を模倣するため又は関節に対し釣合った応力を提供するため、抵抗力に抗する筋肉の動作を伴う。 閉チェーン運動は、手足自体の重さ以外、動作に対する抵抗力を何も伴うことなく、手足等を空間内で動かし又は応力を加える開チェーン運動と対照的なものとすることができる。 閉チェーン運動は、患者の手足又は体幹内の色々な筋肉群のより釣合った運動を可能にすることができる。 閉チェーンの構成要素は、整形具の構成要素を支持する関節を物理的に接続することができるが、接続しなくてもよい。

【００３６】 整形具内の応力を測定することにより、アイソメトリック運動を測定すべく歪みセンサ又は歪み計を使用することができる。 比較的安価な機器を使用して有用な歪み測定値を得るため制御装置の幾つかの設計上の特徴を使用することができる。 これらの特徴については、以下に説明する。

【００３７】 運動手順の調和は、患者に対し運動手順を行うように促し且つその手順を監視することにより、マイクロプロセッサ利用の制御装置により取り扱うことが好ましい。 一般に、この制御装置は、健康管理専門家が選んだ目標運動手順によりプログラム化されている。 この制御装置は、その目標手順に対して運動の実施を評価するため直ちにフィードバックすることにより、患者が運動を行う点にて患者を支援する。 この制御装置は、患者による運動の実施に関する選んだ情報を記憶することができる。 この情報は、健康管理専門家が適合性及び運動の実施を評価するためダウンロードすることができる。

【００３８】 代替的な計測器付き運動装置は、計測器付き外転／内転運動装置と、計測器付き治療用抵抗力（ストレッチ）コードとを備えている。 これらの計測器付き運動装置は、単独で使用し又は計測器付き整形具と組み合わせて使用することができる。 これらの運動装置に計測器を設けることは、計測器付き整形具と共に、監視及び評価方法を使用することを可能にする。 １． 整形具の構造 当該整形具は、関節支持構成要素と、１つ以上の変換器と、制御装置と、オプション的に、１つ又は２つ以上の追加的な治療構成要素とを備えている。 全体として、整形具の全体は、患者が移動可能である限り、患者の相応する身体部分により関節支持構成要素を完全に支持できる意味において携帯型である。 このように、ギプス等のような整形具は、移動可能である、すなわち、患者が運動する間、患者が支持するものである。 任意の追加的な治療構成要素は、関節支持構成要素と物理的に接続することができるが、接続しなくてもよい。 関節支持構成要素は、撓み接続部又はヒンジにより接続された支持部分を備えている。

【００３９】 当該整形具は、全体として、関節の反対側部に取り付けられた少なくとも１つの支持部分を備えている。 関節の一側部における１つ又は２つ以上の支持部分は、撓み接続部により関節の反対側部にて１つ又は２つ以上の支持部分に接続されている。 該撓み接続部は、該撓み接続部を特別な形態にて係止させ得るように選択的に可撓性であることが好ましい。 勿論、特に、背中整形具の場合、適当な整形具は、１つ以上の関節をカバーすることができる。 しかし、整形具を構成する一組みの関節動作要素の一端に他の特徴が存在しなければ、これらの要素は、支持部分として識別することができる。 支持部分は、多岐に亙る構造を備えることが可能である。

【００４０】 図１及び図２には、患者１０２に図示した整形具又は副木１００の一つの実施の形態が図示されている。 整形具１００は、ヒンジ１０８、１１０により接続された支持部分１０４、１０６を備えている。 該ヒンジは、以下に更に説明するように、機械的、エレクトロメカニカル的又はその組み合わせとすることができる。 支持部分１０４は、可撓性のストラップ１２４、１２６により接続された左側フレーム部材１２０と、右側フレーム部材１２２とを備えている。

【００４１】 フレーム部材１２０、１２２は、全体として、鋼、アルミニウム、その他の金属又は合金、繊維ガラス、複合材、その他の同様の材料又はその組み合わせのような硬い材料で出来ている。 可撓性のストラップ１２４、１２６は、支持部分１
０４を患者に装着し得るように調節可能であることが好ましい。 可撓性のストラップ１２４、１２６の調節は、フックアンドループ締結部により、又は従来の締結部を含む多岐に亙るその他の締結具の任意のものにより行うことができる。 可撓性のストラップ１２４、１２６は、代替的な実施の形態において、フックアンドループ締結具により、又は従来の締結部を含むその他の締結具により調節することのできる織地等のシートと置換することができる。 同様に、支持部分１０６
は、可撓性のストラップ１４４、１４６により接続された左側フレーム部材１４
０と、右側フレーム部材１４２とを備えている。

【００４２】 支持部分１０４、１０６は、例えば、フレーム部材１２０、１２２、１４０、
１４２上にて連続的な受動型動作（ＣＰＭ）装置に取り付けるための接続部１４
８を含むことができる。 整形具を損傷させることなく、ＣＰＭ装置から整形具のフレームまで力を伝達することのできる多岐に亙る接続部の任意のものを使用することができる。 適当な接続部は、スナップ、クリップ、枢着ピン等のような多岐に亙る解放可能な任意の締結具を使用して行うことができる。 ＣＰＭ装置は、
関節を曲げるためにモータが使用される点にて受動型である。 筋肉が未だ同等の動作を活発に行うのに十分に治癒していないとき、特定の動作範囲に亙って関節を曲げることができるため、ＣＭＰ装置は、アイソメトリック運動と組み合わせて使用可能である。 相応するＣＰＭマシーンは、整形具に取り付けるためのコネクタの適当な構成要素を備えることができる。 ＣＰＭマシーンは、整形具１００
に対する制御装置に接続することができる。 制御装置は、モータ速度等を制御するために使用することができる。 この接続は、ＲＦ２３２接続、赤外線接続、無線接続等を介して行うことができる。

【００４３】 ストラップ１２４、１２６を置換する別の代替的な実施の形態が図３に図示されている。 コード利用の調節可能な締結具は、プーリー１６２の間に巻かれるコード１６０を備えている。 プーリー１６２は、プーリーカバー１６４にて覆うことができる。 コード１６０は、ハンドル１６６まで伸びている。 ハンドル１６６
は、相応する身体部分の周りに部分的に巻かれる織地カバー１７０の上に相応するループシート１６８に取り付けられるフックを備えている。 ハンドルをフックアンドループ締結具で所定の位置に配置するならば、整形具を所望の程度に拘束することが可能となる。 フックアンドループ締結具の形態は、ループがハンドル１１４と関係するように逆にすることができる。 コードを手で締め付けたり緩めたりするためハンドルを使用することに代えて、モータを使用して張力を調節することができる。 かかるモータ駆動のコード利用の調節は、その双方を参考として利用し本明細書に含めた、ハインズ（Ｈｅｉｎｚ）及びその他の者への米国特許第５，２２６，８７４号及び米国特許第５，３４６，４６１号の背中副木に使用可能なものとして記載されている。

【００４４】 整形具２００の一つの代替的な実施の形態において、支持部分２０２、２０４
は、図４に図示するように、適正な身体部分に装着する伸長した要素を含む。 支持部分２０２、２０４は、全体として硬く且つ多岐に亙る材料にて製造することができる。 支持部分２０２、２０４を製造するのに好ましい材料は、例えば、成形プラスチック殻体、石膏、熱成形可能な熱可塑剤、水活性化繊維ガラス、ヒートシュリンクプラスチック及びその他のギプス形成材料を含む。 支持部分２０２
、２０４は、患者の測定値に基づいて１つの特定の寸法が選ばれるように色々な寸法にて予め成形することができる。 これと代替的に、支持部分２０２、２０４
は、特定の患者に装着し得る構造とすることができる。 これらの別製の成形支持部分は、熟達した医者又は技術者が特定の患者の身体部分に装着し得るように成形する。

【００４５】 図４に図示するように、支持部分２０２、２０４は、関節動作式ヒンジ２０６
により接続されている。 関節動作式ヒンジ２０６は、曲げ可能なストロー、互いに摺動して関節動作することのできる摺動部分、又はその他の同様の構造のような弾性的な折畳み可能な材料にて形成することができる。 摺動部分は、ある範囲の動作を画成するスロット２０９に取り付けられたクランプ２０８により互いに対し係止することができ、この場合、クランプは、翼ナット等による手操作により又はソレノイド等を使用して電子的に締め付けられる。 図５を参照すると、一つの代替的な実施の形態において、支持部分２０２、２０４は、右側フレーム要素２１０、２１２と接続されている。 硬いフレーム要素２１０、２１２は、硬いヒンジ２１４により接続されている。 同等の左側フレーム要素及び左側ヒンジが患者の関節の反対側部に配置されている。

【００４６】 右側フレーム要素２１０、２１２及び相応する左側フレーム要素は、支持部分が形成されるとき、支持部分２０２、２０４内に成形することができる。 幾つかの好ましい実施の形態において、シース２２０、２２２が支持部分２０２、２０
４内に成形されている。 右側フレーム要素２１０、２１２は、シース２２０、２
２２内に係止し、右側フレーム要素２１０、２１２が支持部分２０２、２０４に対して硬く保持されるようにする。 例えば、該シースは、一連のリッジが単一の方向に進むのを許容してレーム要素がシース内に装着するが、除去することができないようにするフランジを備えることができる。 同様の係止要素として、プラスチック製タイが使用される。 これと代替的に、例えば、係止ピン等をシースを通じてフレーム要素内に挿入する場合、可逆的係止機構を使用してもよい。

【００４７】 右側フレーム要素２１０、２１２は、係止機構を非係合状態にし又はシース２
２０、２２２を破壊することにより、シース２２０、２２２から非係合状態にすることができる。 シース２２０、２２２は、安価ではあるが、耐久性のあるポリマーにて製造することができる。 このように、フレーム要素２１０、２１２及びヒンジ２１４は、別の整形具にて再使用することができる。 支持部分の左側部を固着するため、同等の取付け具を使用することができる。 右側ヒンジ２１４、右側フレーム要素２１０、２１２、シース２２０、２２２を１つのキット内に配置することができる。 全体として、該キットは、以下に説明するように、相応する左側要素及び／又は歪みセンサ並びに制御装置を更に含むことになる。 該キットは、所望であるならば、多数の包装体を使用することができるが、単一の包装体内に配置することが好ましい。

【００４８】 好ましい実施の形態において、整形具は、１つ又は２つ以上の歪みセンサを備えている。 これらの歪みセンサは、選択的な撓み接続具／ヒンジが係止位置にある状態にてアイソメトリック運動を行い且つその運動を監視する上で有用である。 また、該歪みセンサは、アイソトニック運動中、力を測定するのに有用である。 歪みセンサは、全体として、選択的な撓み接続具／ヒンジにトルクが加わったとき、応力を受ける硬い要素の上に配置されている。 このように、歪みセンサの好ましい位置は、整形具の特定の構造に依存する。 図２を参照すると、歪みセンサ２３０は、フレーム部材１４０、１４２に取り付けられている。 歪みセンサ２
３０は、線２３４を介して制御装置２３２に接続することができる（図１）。 これと代替的に、歪みセンサは、何らかの形態の遠隔測定法を介して制御装置２３
２に接続してもよい。 図４を参照すると、歪みセンサ２３０は、支持部分２０４
に取り付けられている。

【００４９】 患者が整形具に対して力を加えたとき、該整形具は、患者の関節に対する位置を変更し勝ちとなる。 この変位は、整形具により行われる運動の効果を低下させ且つ適正に装着し得るように整形具を整合し直すことを必要とする。 該整形具は、この変位を軽減し又は解消し得る設計とすることができる。

【００５０】 運動中、膝整形具が滑るのを防止する第一の方法は、図６に概略図的に図示したように、膝の真上の顆上の大腿部領域内に陥凹部２５０、２５２を備える整形具の構造とすることである。 好ましくは、この整形具は、計測器付きであるようにする。 整形具と患者との接触を更に改良するため、陥凹部２５０、２５２のような場所にて、両面接着剤パッドを患者に取り付けることができる。 この実施の形態において、陥凹部又はフレーム要素２５４、２５６外に形成された陥凹部は、ヒンジ２５８、２６０の上方に突き出している。 その他の整形具の構造及びその他の関節用に設計された整形具に対し、同様の陥凹部を使用し、整形具がその下側の骨構造体を把持するようにすることができる。

【００５１】 図７乃至図９を参照すると、一つの代替的な解決策は、追加的な固着カフ２７
０及び／又は２７１を使用することを伴う。 固着カフ２７０、２７１は、運動手順中、整形具を関節に対して固着するのを支援し得るようにより緊密に締め付ける設計とされている。 カフ２７０は、把持要素２７２を備えている。 膝の上方で脚に対して配置すべき把持要素２７２の上側部は、略四角の形状を有し、締め付けたときに、把持要素２７２が膝蓋の上方に圧力を加え且つ脈管構造及びリンパ管排液組織を後方に押すことなく、膝を押すようにすることが好ましい。 カフ２
７１は、踝の真上にて脛の両側部に配置された把持要素２７３を備えている。 カフ２７１は、整形具を下方から安定化させる。 カフ２７０、２７１は、フックアンドループ締結具を含む多岐に亙る締結具により締め付けることができ、また、
図３に図示したものと同様のプーリー又は急速ラチェット装置を含むことができる。 これと代替的に、カフは、支点が中間にあり、底部にストラップがあるレバーを使用して締め付け、レバーを支点の一側部から他方まで動かしたとき、ストラップが締め付けられるようにしてもよい。

【００５２】 整形具を固着する別の方法は、１つ以上又は２つ以上のストラップ２７６を使用して整形具２７４をベルト２７５に固着することを含む。 好ましい実施の形態において、ストラップ２７６及びベルト２７５は、該ベルト２７５の上にて電子構成要素２７７と電子構成要素２７８との間の電気的接続路を提要する。 フックアンドループ締結具、フック又は任意のその他の的確な締結具を使用して、ストラップ２７６を固着することができる。

【００５３】 更に別の方法は、整形具又は該整形具の部品に接触する表面の摩擦を増すことを含む。 例えば、図１１Ａにおいて、膝の周りにポリマースリーブ２７９を装着し、スリーブ２７９の上に整形具を配置する。 スリーブ２７９は、ネオプレーンのシート又はメッシュから形成することができる。 整形具は、フックアンドループ締結具、スナップ又はリブ或いは摩擦固着等によりスリーブ２７９に固着される。 同様に、図１１Ｂに図示するように、整形具が配置される場所の上方の領域の全て又は一部を覆い得るように下方に伸びる高摩擦下着２８０は、整形具の動きを少なくするのに役立つ。

【００５４】 図１２を参照すると、整形具を固着する別の方法は、交差したストラップ２８
１を膝の後方に配置することを含む。 ストラップ２８１は、該ストラップ２８１
を膝の折重ね部分内に保つ傾向の力を加える。 更に、膝の整形具の場合、該整形具は、踵カップ２８２にて終わり、又は足の周りでストラップ２８３等にて支持して、整形具の底部を足の踵の周りにて保持する。 膝の整形具は、適当なコネクタにより踵カップ２８２に固着されて、図３に図示するように、膝にてヒンジの位置を固定する。 整形具の移動に抵抗し得るように、同様のアンカー型構造体を整形具上に配置し、その他の身体部分を覆うことができる。

【００５５】 使用中、整形具の動きを阻止するこれら方法の任意のものについて、この方法は、抑制力を十分に分配し、皮膚に傷を付け且つ神経又は循環器の機能を損い又は妨害する可能性がある過度の圧力が皮膚の何れの部分にも加わることがないようにする。

【００５６】 上述した計測器付き整形具は、患者の関節を取り巻く外部骨組み体を備えている。 該整形具は、該整形具を関節の周りに快適に固着し且つ整形具に力が加わったとき、整形具の動きに抵抗し得るように適正に設計されている。 それぞれの身体部分を取り巻く計測器付き整形具を使用することの一つの代替例として、該計測器付き整形具は、患者に対する１つ又は２つ以上の硬い取付け部を備えることができる。 これらの整形具の代替的な形態は、取り付けのため外部固定器等のような構造体を使用する。 外部の硬いフレームをピンにて患者の骨に取り付けることにより骨折部を固着し且つ破損を少なくするため外部固定器が使用されている。 本明細書に記載した計測器付き整形具内に一体化したとき、外部固定器の構造は、外部フレームを１つ又は２つ以上のヒンジ要素に取り付けることを含む。 外部固定器構造を有する整形具と共に使用するのに適したヒンジ要素は、純粋たる外部骨組み体を備える整形具に適したこれらヒンジ要素と同一である。

【００５７】 外部固定器の特徴により固着された計測器付き整形具の第一の実施の形態は図１３に図示されている。 フレーム要素２８４、２８５は、コネクタ２８６により接続されている。 コネクタ２８６は、ヒンジのような撓みコネクタとし、又は第一の支持部分及び第二の支持部分を一定の角度にて保持する硬い接続部とすることができる。 コネクタ２８６がヒンジであるならば、該ヒンジは取り外し可能な抵抗要素に取り付けるための締結具を含むことができる。 これと代替的に、該ヒンジは固有の抵抗要素を含むことができる。 該抵抗要素は、ヒンジの回転に対する所望の抵抗力を選ぶことができるように調節可能な抵抗力を付与するものが好ましいことが分かった。

【００５８】 クランプ２８７は、フレーム要素２８４、２８５の各々に取り付けられる。 図１３に図示するように、所望であるならば、１つ又は２つ以上のクランプをフレーム要素の各々に固着することができるが、各フレーム要素２８４、２８５には２つのクランプ２８７が固着されている。 クランプ２８４、２８５の各々は、ピン２８８に更に固着されている。 ピン２８８は、患者の体内に侵入し、図１３に仮想線で図示するように骨内に挿入される。 全体として、骨に対する所望の方向を得ることができるように、クランプ及びフレーム要素を配置することができる。 ピン及びヒンジ要素により固着されたフレーム要素の間にて所望の方向が得られるように、追加的なフレーム要素を使用することができる。

【００５９】 多岐亙るクランプ及びフレーム要素の構造を使用することができる。 適当なクランプは、その内容を引用して本明細書に含めた、ハインズ及びその他の者への「改良されたクランプを有する外部固定器及びその使用方法（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ
Ｃｌａｍｐ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｕｓｅ）」という名称の米国特許第５，６７４，２２１号、及びその内容を参考として引用し本明細書に含めた、マータ（Ｍａｔａ）及びその他の者への「外部固定器（Ｅｘｔｅｒｎａｌ
Ｆｉｘａｔｏｒ）」という名称の米国特許第５，８９１，１４４号に更に記載されている。 全体として、制御装置２３２に接続された変換器は、純然たる外部骨組み体を有する整形具と同等の仕方にて外部固定器構造により整形具に取り付けられる。

【００６０】 外部固定器は、全体として、１つ又は２つ以上の変換器２９９を備えている。
変換器２９９は、レバーアーム内の歪みを測定することができる歪みセンサとすることができる。 これと代替的に、変換器２９９は、コネクタがヒンジであるならば、位置センサとしてもよい。 該位置センサは、レバーアームの相対的な方向を測定する。 骨／組織を変形させる力を測定すべく追加的な変換器２９９を含めることができる。 例えば、ピン内の歪みが測定されるように歪みセンサをピンに追加することができる。

【００６１】 外部固定器型接続具を有する計測器付き整形具の一つの代替的な実施の形態が図１４に図示されている。 この実施の形態において、フレーム要素２８９、２９
０は、身体部分の一側部に配置されている。 クランプ２９１がフレーム要素２８
９、２９０に固着され且つ図１４に仮想線で図示するように、患者の骨内に進むピン２９２に固着されている。 フレーム要素２８９、２９０は、ヒンジ要素２９
５、２９６によりフレーム要素２９３、２９４に接続されている。 フレーム要素２９３、２９４は、ストラップ２９７により患者に固着されている。 ピン２９２
は、運動中、整形具の全体の動きを防止する働きをする。 図１３及び図１４の整形具の実施の形態の色々な特徴は、以下に説明するように組み合わせることができる。

【００６２】 脊椎に取り付けるため、同様の構造を使用することができる。 これらの装置において、ピンに代えて、脊椎フック又はねじを使用することができる。 適当な脊椎取付け装置は、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、アラード（Ａ
ｌｌａｒｄ）及びその他の者への「脊椎インプラント装置（Ｓｐｉｎａｌ Ｉｍ
ｐｌａｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）」という名称の米国特許第５，２８１，２２２号に更に記載されている。

【００６３】 図１乃至図５に関して上述したように、撓み接続具は、ヒンジ、一組みの関節動作要素等とすることができる。 好ましい実施の形態において、撓み接続具は、
制御装置２３２により接続具の相対的な方向を測定し且つ監視し得るように位置センサを備えている。 その内容を参考として引用し本明細書に含めた、スターク（Ｓｔａｒｋ）及びその他の者への「計測器付き変形矯正拘束装置及びその使用方法（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｄ Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ Ｒｅｓｔｒａｉｎｉ
ｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｅ）」という名称の米国特許第５，０５２，３７５号には、位置センサとして使用される電位差計状機構の使用が開示されている。 その他の適当な位置センサを使用することができる。 位置を感知することは、ある範囲の動作運動及びその他の同等の運動を評価する上で有用である。

【００６４】 更に、好ましい撓み接続具は、選択した方向に係止することができる。 撓み接続具を係止することができるならば、その係止した姿勢にてアイソメトリック運動を行うことができる。 この係止は新たな姿勢のとき、その新たな位置にて追加的な運動を行い得るように解放し且つ再係止することができる。 一対の係止機構が上述した米国特許第５，０５２，３７５号に記載されている。 同様に、撓み接続具は、回転に対する所定の量の抵抗力を付与し得ることが有用である。 選択した量の抵抗力を付与することができる場合、整形具は、アイソトニック運動を行い得るようにより効果的に使用することができる。 その内容を参考として引用し本明細書に含めた、スタークへの「２つ又はより多数の治療装置を支持する変形矯正装置及びそれに関係する方法（Ａｎ Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ
Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｔｗｏ ｏｒ Ｍｏｒｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ）」という名称の同時出願係属中の米国特許出願第０８／４４２，９４５号には、制御装置を使用して所望の量の機械的な抵抗力を電子的に選択することが記載されている。

【００６５】 撓み接続具における回転抵抗力を電子的に制御することは利点を有する一方、
コスト及び設計上の簡略さのためには、純然たる機械的ヒンジが有利である。 歪みセンサの測定値は、機械的な抵抗力作用器の設定値に対してヒンジを動かすべく加えられる力を反映し得るように正確に較正することができる。 このように、
抵抗力が電子的に制御されない場合であっても、アイソトニック運動を監視するため、制御装置を使用することができる。 この点に関して、抵抗力作用器３００
（図１５乃至図２９）は、ヒンジと共に使用可能な設計とされている。 抵抗力作用器は、ヒンジと一体に形成することができるが、好ましい実施の形態において、抵抗力装置３００はヒンジから分離し、抵抗力が不要の場合、抵抗力が全くヒンジに加わらないようにすることができる。 抵抗力作用器３００は、容易に為されたノブの位置の変化に相関する抵抗力の僅かな変化を増幅し得る設計とされている。

【００６６】 図１５を参照すると、抵抗力作用器３００の実施の形態の中心部に沿った断面図が図示されている。 同様に、図１６には、図１５の線１６−１６に沿った断面図が図示されている。 抵抗力作用器３００は、ハウジング３０４と、クランク３
０６と、圧縮構造体３０８と、ノブ３１０と、ベアリング装置３１２と、座金３
１４と、スペーサ３１６とを備えている。

【００６７】 図１７乃至図１９を参照すると、ハウジング３０４は、基部３２６と、係止ピン３２８、３３０とを備えている。 係止ピン３２８、３３０は、抵抗力作用器３
００をヒンジに取り付けるための解放可能な接続具を提供する。 摩擦作用器をヒンジに取り付けるため、代替的な係止方法を使用することができる。 基部３２６
は、ノブ３１０に係合するねじ穴３３２と、係止ピン３２８、３３０にそれぞれ係合する、ねじ穴３３４、３３６を有している。 基部３２６は、圧縮構造体３０
８に係合する突出部３３８を更に備えている。 係止ピン３２８は、ねじ穴３３４
に係合するねじ部３４０有し、係止ピン３３０は、ねじ穴３３６に係合するねじ部３４２を有している。 これと代替的に、係止ピン３２８、３３０は、基部３２
６に溶接又はその他の方法で接続することができる。

【００６８】 図２１乃至図２３を参照すると、クランク３０６は、中央部分３５０と、アーム部分３５２とを備えている。 中央部分３５０は、圧縮構造体３０８に係合する切欠き３５４を有している。 アーム部分３５２は、リッジ３５６と、パッド３５
８とを備えている。 リッジ３５６及びパッド３５８は、フレーム部材１２２（図１及び図２）又は整形具の同等のフレーム部材に係合し、整形具のヒンジを回転させると、クランク３０６がハウジング３０４に対して回転するようにする。

【００６９】 圧縮構造体３０８は、ノブ３１０を回したとき、座金３１４とハウジング３０
４との間の距離の変化に起因して抵抗力が僅かに変化することを可能にし、これにより、ノブを介して抵抗力の変化を増幅する。 圧縮構造体３０８は、全体として、ハウジング３０４及びクランク３０６の相対的な動作に起因する圧縮構造体３０８内のせん断力の結果として、全体として摩擦を生じさせる。 図１５乃至図２９に図示した実施の形態において、圧縮構造体３０８は、多数のクラッチ板を形成する交互のクランクディスク３７０（図２４Ａ）及びハウジングディスク３
７２（図２４Ｂ）を備えている。 圧縮構造体３０８は、圧縮ばね３７３を更に備えている。

【００７０】 クランクディスク３７０は、該クランクディスク３７０がクランク３０６と共に回転するように、切欠き３５４に係合する突出部３７４を備えている。 ハウジングディスク３７２は、ハウジングディスク３７２がハウジング３０４と共に回転するようにハウジング３０４の突出部３３８に係合する形状とした中央穴３７
６を有する。 圧縮ばね３７３は、中央穴３７９を有する弾性的な突出部分３７８
を備えている。 圧縮ばね３７３は、ばね座金等と置換することができる。 一つの好ましい実施の形態において、圧縮構造体は、交互の層内に７つのハウジングディスク３７２と、６つのクランクディスク３７０とを備えている。 クランクディスク３７０及びハウジングディスク３７２の使用数は、所望に応じてその他の数とすることができる。

【００７１】 図２６及び図２７を参照すると、ノブ３１０は、把持ハンドル３８０と、ハウジング３０４のねじ穴３３２のねじ部と係合するのに適したねじ部及び直径を有するねじ付き軸３８２とを備えている。 図２８及び図２９を参照すると、ベアリング装置３１２は、ベアリングケース３８６内にボールベアリング３８４のリングを含んでいる。 ベアリング装置３１２に代えて、ハイドロベアリングのようなその他のベアリング構造体又はその他の摩擦減少方法を使用することができる。

【００７２】 座金３１４は、ねじ付き軸３８２が内径部分を貫通するが、ベアリング装置３
１２は貫通し得ないような適当な内径を有する。 座金３１４は、該座金３１４がクランク３０６の中央部分３５０の上に休止し、ハウジング３０４とクランク３
０６との間にて圧縮装置３０８に対する開口部を覆うような外径を有する。 圧縮装置３０８の各側部に１つずつ２つのオプション的なスペーサ３１６を配置することが好ましい。 スペーサ３１６は、該スペーサ３１６がクランク３０６とハウジング３０４との間のキャビティ内に装着し、圧縮構造体３０８を保持するような座金の形状を有するが、内径が座金３１４よりも適宜に大きく且つ外径が座金３１４よりも適宜に小さいようにする。

【００７３】 抵抗力作用器３００の主要な構成要素は、金属及び／又は合金にて製造することが好ましい。 ハウジング及びクランクの構成要素の製造にはアルミニウム合金及びステンレス鋼が適当な金属である。 ハウジング及びクランクの要素に対し、
金属に代えて硬いポリマーを使用することができる。 スペーサは黄銅製であることが好ましい。 ハウジングディスクは、ばね鋼で出来ており、クランクディスクは、ばね焼戻しした燐青銅にて出来ていることが好ましい。 ベアリングケースは、ナイロン（登録商標名）にて形成することができる。

【００７４】 抵抗力作用器３００は次のような設計とされている、すなわち、クランク３０
６がヒンジの反対側部に取り付けられたフレーム部材と共に移動する間、ハウジング３０４がヒンジの一側部に取り付けられたフレーム部材と共に移動するようにヒンジに取り付け得る設計とされている。 このように、ヒンジが回転すると、
ハウジング３０４はクランク３０６に対して回転する。 ノブ３１０を締め付けると、座金３１４は圧縮装置３０８の上に下方に締め付けられる。 ハウジングリング３７２及びクランクリング３７０は、ハウジング３０４がクランク３０６に対して移動したとき、互いに対して回転する。 圧縮装置３０８に対する圧力を増大させると、ハウジングリング３７２とクランクリング３７０との間の摩擦のため、クランク３０６に対してハウジング３０４が回転するときの抵抗力が増す。 ハウジングリング３７２及びクランクリング３７０の双方又はその何れか一方の数を増大させると、抵抗力が増大する。 この設計は、ノブ３１０を回転させることにより抵抗力作用器３００に提供される回転抵抗力を感知可能に調節することを可能にする。 ハウジングリング３７２及びクランクリング３７０は、抵抗力の程度が回転角度の関数として変化するように不均一な厚さ又は不均一な形状を有する。

【００７５】 抵抗力作用器３００と共に使用される左側ヒンジ４００の一つの特別な実施の形態が図３０乃至図３２に図示されている。 このヒンジは、患者が片手でロックを特に容易に解放することを可能にする構造を有する。 このヒンジの方向は、位置センサによって測定し、患者が所望の方向にロックを再設定することを助ける。 右側ヒンジは、図３０乃至図３２のヒンジの鏡像となろう。

【００７６】 ヒンジ４００は、外側プレート４０２と、座金４０４と、係止装置４０６と、
リングレバー４０８と、電気抵抗ディスク４１０と、内側プレート４１２とを備えている。 外側プレート４０２はフレーム部材４１８に接続されている。 歪みセンサ２３０をフレーム部材４１８に取り付けることができる。 外側プレート４０
２及び内側プレート４１２は、同心状の停止穴４２０と、ボルト穴４２２と、接続穴４２４と、スロット４２６とを有する。 相応する穴は、左側外側プレート４
０２と内側プレート４１２との間にて整合されている。

【００７７】 １つ又は２つの停止ピン４３０（図３３）は、ヒンジの回転の限界点又は停止端部を画定し得るように外側プレート４０２及び内側プレート４１２の２つの整合した停止穴４２０を通じて配置することができる。 雄型部材４３４及び雌型部材４３６又はその他の締結具を含む筒形ボルト４３２（図３４）は、ヒンジ４０
０を共に保持し得るようにボルト穴４２２を通じて固着されている。 抵抗力作用器３００の係止ピン３２８、３３０は、接続穴４２４を通じて固着し、抵抗力作用器３００をヒンジ４００に対して作用可能な位置に解放可能に固着することができる。 電気抵抗ディスク４１０は、内側プレート４１２内の中空部４３８内に休止する。 電気抵抗ディスク４１０は線４４０と電気的に接触する。

【００７８】 係止装置４０６は、制御ディスク４４６と、スライダー４４８と、スライダーばね４５０と、係止ラッチ４５２とを備えている。 制御ディスク４４６は、スライダー４４８が摺動するスリット４５４を有する。 スライダー４４８は、溝４５
６と、拘束部４６０が設けられた陥凹部４５８とを備えている。 係止ラッチ４５
２は、ノブ４６２と、バー４６４とを備えている。 バー４６４は、スロット４２
６内を摺動し、溝４５６内に装着して、スライダー４４８を引込んだ非係止位置に保持することができる。

【００７９】 リングレバー４０８は、フレーム部材４７０と接続されている。 リングレバー４０８は、制御ディスク４４６の直径よりも僅かに大きい直径の開口部４７２を有し、制御ディスク４４６が開口部４７２内に装着し得るようにする。 制御ディスク４４６は、リングレバー４０８よりも僅かに厚い厚さであることが好ましい。 一組みの同心状の切欠き４７４がリングレバー４０８の開口部４７２の端縁の周りに配置されている。 スライダー４４８が伸長位置にあるとき、スライダー４
４８の拘束部４６０は切欠き４７４内に装着し、ヒンジを特定の方向に係止する。 ばね４５０の力に抗してスライダー４４８を押すと、拘束部４６０は切欠き４
７４の１つから非係合状態となり、ヒンジ４００は、任意の停止ピン４３０により設定された境界内にて回転自在となる。 リングレバー４０８は、電気抵抗ディスク４１０に接触する、穴４７８内に配置された電気接点４７６を有する。 電気接点４７６は、線４８０により制御装置２３２又は代替的な抵抗計に接続されている。 外側プレート４０２と制御ディスク４４６との間に座金４０４を配置することができる。

【００８０】 外側プレート４０２、内側プレート４１２、リングレバー４０８、制御リング４４６、係止ラッチ４５２及びスライダー４４８は、硬い耐久性のある材料で製造することが好ましい。 特に、外側プレート４０２及び内側プレート４１２は、
アルミニウム合金で製造し、リングレバー４０８、制御リング４４６、係止スライド４５２及びスライダー４４８はステンレス鋼にて製造されることが好ましい。 ばね４５０は、全体として、弾性鋼等にて製造されることが好ましい。 座金４
０４及び停止ピン４３０は、全体としてポリテトラフロロエチレン等にて製造されている。 電気抵抗ディスク４１０は、その表面に抵抗要素がスクリーン印刷された回路板材料にて製造することができる。

【００８１】 フレーム部材４１８、４７０は、フレーム部材４１８がフレーム部材４７０に対して移動することがヒンジ４００の回転を伴うようにヒンジの両側部まで伸びている。 ヒンジ４００が回転すると、外側リング４０２及び内側リング４１２はリングレバー４０８に対して回転する。 外側リング４０２、内側リング４１２及び制御ディスク４４６は、ボルト穴４２２を通って伸びるボルトを介して互いに固定状態に保持されている。 スライダー４４８を押して、拘束部４６０が切欠き４７２から引き出されない限り、ヒンジ４００の方向は係止されている。 係止スライド４５２は、スライダー４４８を引込んだ非係止位置に保持することができる。 内側リング４１２に対するリングレバー４０８の位置は、電気抵抗ディスク４１０に沿った電気接点４７６の位置を介して測定することができる。 電気抵抗ディスク４１０に沿った電気接点４７６の相対的な位置は、位置／方向の感知に有用な可変電気抵抗を提供する。

【００８２】 ヒンジを遠隔制御により解放させ得るようにすることが便宜である。 米国特許第５，０５２，３７５号は、制御装置からの命令を使用してヒンジを解放することを可能にする。 簡単な機械的な遠隔解放を行い得るようにすることが望ましい。 簡単な写真機シャッターリリース４９０（図３５）をこの目的に適応させることができる。 シャッターリリース４９０は、制御リング４４６（図３２）のねじ穴４９４にてヒンジ４００内にねじ付き先端４９２をねじ込むことができる。 圧力プランジャ４９６は、ケーブル４９８を前進させる。 シャッターリリース４９
０をヒンジ４００内にねじ込んだとき、前進するケーブル４９８は、スライダー４４８を押し付け、これによりヒンジ４００を非係止状態にする。 ノブ５００を回すと、プランジャ４９６はその伸長位置まで反発して戻り、拘束部４６０が切欠き４７２に係合するようにスライダー４４８が伸びるとき、ケーブル４９８及び係止ヒンジ４００を引き出す。 手動のヒンジリリースを取り付ける代替的な設計は、プランジャを引張り、該プランジャはスライダー４４８を引張り、ロックが非係合状態となり、プランジャを解放することでヒンジロックが再設定されるようにすることを含む。

【００８３】 膝のような特定の関節は、単一の軸線の周りで回転しないカムである。 関節カムの動作をより正確に近似するために、双軸方向ヒンジを使用することができる。 ヒンジ４００の構造と全体として同様の双軸方向ヒンジ５１０が図３６乃至図４１に図示されている。 双軸方向ヒンジ５１０は、基端アーム５１２と、末端アーム５１４とを備えている。 基端アーム５１２は、末端アーム５１４の歯５１８
に係合する歯５１６を有する。 基端アーム５１２は、係止切欠き５３０と、位置（方向）感知のための電気接点５３２とを更に備えている。 制御リング５３４は、ヒンジ４００における制御リング４４６と同様に作用して、ヒンジの係止／係止解除を制御する。 内側プレート５３６は、電気抵抗ディスク５４０を固着する陥凹部５３８を有する。 電気抵抗ディスク５４０は、電気抵抗ディスク５４０に対する電気接点５３２の相対的な位置のためヒンジの方向に従って電気抵抗が可変となることを可能にする。

【００８４】 簡略化した実施の形態において、制御装置２３２は、アナログ回路と、適当なディスプレイとしか備えないようにすることができる。 好ましい実施の形態において、制御装置２３２は、患者に対しより巧緻な相互境界面を提供し且つより正確な監視機能を果たし得るようにデジタルプロセッサを備えている。 該デジタルプロセッサは、マイクロプロセッサであることが好ましい。 デジタルプロセッサは、例えば、ベーシック、アセンブラー、Ｃ、Ｃ＋＋等を含む多岐に亙るコンピュータ言語の任意のものにてプログラム化することができる。 好ましくは、制御装置２３２は、携帯型であるようにし、このことは、本明細書にて患者が手で持つのに十分に小型の制御装置であることを意味する。 より好ましくは、制御装置２３２は、標準的なシャツのポケットに入れるのに十分に小型であるようにする。

【００８５】 一つの好ましいマイクロプロセッサ利用の制御装置２３２は、９Ｖの電池のような電源、以下に説明するように変換器バイアス回路、Ａ／Ｄ変換器、マイクロプロセッサ、リアルタイムクロック、フラッシュ及びＥＥＰＲＯＭのような非揮発性記憶装置、相応するドライバを有する６４×１２８画素のＬＣＤディスプレイのような図形ディスプレイ、キーパッド、可聴又は触覚フィードバック装置、
変換器へのデータリンク、直列接続又はモデムアクセス用のＲＳ２３２標準出力を含む幾つかのサブ装置を備えている。

【００８６】 一つの特別な実施の形態において、マイクロプロセッサは、能動的イベント、
プログラム化可能な直列インターフェースと、８チャネル、８ビットＡ／Ｄ変換器との間にて電力を節約するため組み込んだ深い睡眠作動停止モードを備えるモトローラＭＣ６８ＨＣ１１Ａ１ＦＮ８ビットマイクロコントローラである。 この実施の形態において、制御装置２３２は、０．０乃至＋５．０Ｖの範囲に亙って８アナログ入力信号までアナログ増倍し且つＡ／Ｄ変換を行うことができる。 例えば、３つのチャネルは、３つの歪みセンサまで信号調節を行う機能を果たし、
チャネルは３つの位置（角度）センサまで信号を調節する機能を果たすようにすることができる。 次に、追加的な処理装置に対し残りの２つの入力チャネルを使用することができる。

【００８７】 制御装置のモジュール記憶装置は、フラッシュ、ＳＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭに仕切られている。 部分の各々は、独立的に呼び出し可能である。 一つの特別な実施の形態において、フラッシュは１２８Ｋ語数であり、ＥＥＰＲＯＭは１語数当り８ビット（１バイト）を有する３２Ｋ語数である。 ＳＲＡＭの１６Ｋ部分は、
記憶の管理に使用される。 ＥＥＰＲＯＭは、コードの更新のためマイクロコントローラの直列チャネルを介して回路内の再プログラミング化を支える。 ＳＲＡＭ
は、電池バックアップを有し、フラッシュは、マイクロプロセッサが作動していない間、記録されたデータを揮発不能に記憶することを可能にする。 リアルタイムクロックは、また、マイクロプロセッサの回路がオフとされているとき、時間の表示を続行することが可能であるように電池作動型である。 このリアルタイムクロックは、警告作動モード中、プログラム化可能な率にて周期的な遮断信号を発生させ、スイッチ回路を作動させてマイクロコントローラを作動させることができる。

【００８８】 ＲＳ−２３２インターフェースは、プラグを差し込んだとき、回路板上の全てのエレクトロニクスの電源を自動的にオンにし得るよう機械的スイッチを有する３導体（ＴｘＤ、ＲｘＤ及びＧＮＤ）ジャック型コネクタから成っている。 インターフェースのボー率は９６００及び１９２００のような標準的な率にてプログラム化可能である。 適当なディスプレイは、日立ＨＤ６１２０２及びＨＤ６１２
０３ＬＣＤコントローラチップセットを有するハントロニクス（Ｈａｎｔｒｏｎ
ｉｘ）ＨＧＳ１３Ｙ又はデニトロン（Ｄｅｎｓｉｔｒｏｎ）（登録商標名）ＬＥ
３３２８ＬＣＤである。 ディスプレイは、別個としすなわち制御装置２３２の他の部分に対する電源と別個のものからの５Ｖの給電により作動可能である。 この実施の形態において、４つキーパットがマイクロコントローラと相互に接続されている。

【００８９】 制御装置２３２の構成要素の全ては、整形具に配置するか又は別個のケース内に入れることができる。 制御装置２３２の構成要素は、単一の包装体に一体化し又は１つ又は２つ以上の小型のケース内に配置された整形具フレーム及び／又は部分に取り付けられている部分となるように物理的に仕切ることができる。 このことは、図４２に概略図的に図示されており、この場合、整形具の側部と持運び可能な装置の側部との間の接続は、硬線接続又は遠隔測定の接続が可能であることを示す。 全体として、構成要素は、二重に設けられておらず、このため、チャートの選択した経路に従って色々な組み合わせが可能である。 一つの好ましい実施の形態において、制御装置２３２は、整形具フレームに解放可能に取り付けられた単一のケース内に取り付けられ、このため、そのケースをフレーム上に保持し且つ所望のときに取り外して、ディスプレイをより容易に読むことができる。
一つの代替的な好ましい実施の形態において、残りの構成要素を整形具のフレームに取り付ける一方、ディスプレイ及び相応するドライバは、一層見易くするため、移動させることができる１つのケース内に取り付けることができる。 このディスプレイは、線、無線通信又は赤外線通信により制御装置の他の部分と相互に接続することができる。 広帯域のビデオを制御装置２３２内のアナログＮＴＳＣ
信号に変換するＲＦモジュレータを有するビデオカードを図形ディスプレイではなくて、テレビ装置に取り付けることができる。 ディスプレイは顕著な量の電池電力を消費するから、テレビを使用することは、一層優れた画像を提供し且つ電池の電力を節約することになる。 視覚障害のある人に対する一つの代替的な出力は目標に到達したときピッチ又はボリュームを変化させることを通じて変化する認識可能な音の形態による、又は患者に対し「もっと強く押す」、「良好」又は「現在休止中」といったようなことを話す音声合成装置による何れかの可聴フィードバックを提供する。

【００９０】 制御装置２３２は、患者のリハビリのため装置の使用を管理するソフトウェアプログラムを記憶することが好ましい。 該ソフトウェアは、可聴及び／又は振動信号を使用して患者に対し運動を行うための予定時間について注意することを可能にする。 制御装置２３２は、患者に対し運動に関する命令、フィードバック及び強化メッセージを提供することが好ましい。 制御装置の作用に関する更なる詳細は以下に説明する。

【００９１】 患者の運動の実施に関する記憶させた情報は、全体として、特定の間隔にて監視する健康管理専門家にダウンロードされる。 この情報のダウンロードは、多岐に亙る方法にて行うことができる。 患者が健康管理専門家のオフィスに出向くならば、制御装置２３２は、ＲＳ２３２ポートを使用して、モニターステーション／コンピュータに、又は標準的な処理手順を含む適当な処理手順を使用して他のポートに直接、接続することができる。 これと代替的に、制御装置２３２は、Ｒ
Ｓ２３２ポート又は他の適当なポートを介してモデムに取り付けてもよい。 特定の実施の形態では、ファイルの寸法は比較的小さいため、単一チップの９Ｖ給電ロックウェル（Ｒｏｃｋｗｅｌｌ）（登録商標名）２４００ボーモデムを使用することができる。 制御装置２３２は、モニターステーションと無線通信可能とすることができる。 この場合、制御装置２３２は、無線トランスミッタを備え、また、オプション的に、レシーバを備えることになる。 モニターステーションとの無線通信は、「計測器付き変形矯正用の拘束装置用の通信装置及びその方法（Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ ａｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ
ｔｅｄ Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ Ｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎ
ｄ Ｍｅｔｈｏｄ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ）」という名称のスターク及びその他の者の同時出願係属中の米国特許出願第０８／３８９，６８０号及び「計測器付き変形矯正用の拘束装置用の局部的監視装置及びその方法（Ｌｏｃａｌ Ｍｏｎｉ
ｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ ａｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｄ Ｏｒ
ｔｈｏｐｅｄｉｃ Ｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈ
ｏｄｓ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ）」という名称の米国特許出願第０８／８０４，９
５０号に更に記載されており、その双方の内容は参考として引用し本明細書に含めてある。 ディスプレイ又はテレビ装置は、同様に、無線伝送又は赤外線通信を介して制御装置２３２と通信可能とすることができ、このため、線の取り付けは不要である。

【００９２】 アイソメトリック運動中、歪みセンサと関係した電気抵抗値を付与された応力の測定値として使用可能であるようにするため、整形具に全く歪みが付与されないときの値に概ね相応する「零」価を基準値としなければならない。 この零値は、健康管理専門家又は患者が行う手操作の調節により設定することができる。 しかし、「零」値は、ユーザによる較正を必要とせずに自動的に設定されるようにすることが好ましい。 更に、歪みセンサに起因する抵抗値の変化は、電圧値に変換し、この電圧値は特定の数の二進数を有するアナログ対デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を効率的に使用し得るように増幅することが好ましい。

【００９３】 この較正を行なう方法は、図４３のブロック図に概略図的に図示されている。
合算増幅器６００は、デジタル対アナログ（Ｄ／Ａ）変換器６０２からの入力信号に対する歪みセンサの抵抗値に基づいて信号を増幅する。 合算増幅器６００からの信号は、Ａ／Ｄ変換器６０４に送られる。 Ａ／Ｄ変換器６０４からの信号は、プロセッサ（ＣＰＵ）６０６に送られる。 プロセッサ６０６は、Ａ／Ｄ変換器からの信号が所望の範囲内にあるかどうかを評価し、適当な場合、Ａ／Ｄ変換器からの信号を所定の範囲内にするため、Ａ／Ｄ変換器への信号を調節する。 ナショナルセミコンダクタ（登録商標名）８ビットの８チャネルＤ／Ａチップを使用することができる。 プロセッサ６０６は、運動手順を監視し且つその結果を表示する信号を更に使用し、又はこれら機能を果たし得るようにその信号を異なるプロセッサに送る。

【００９４】 合算増幅器６１０の一つの実施の形態が図４４に図示されている。 増幅器６１
０は、第一の増幅器回路６１２及び第二の増幅器回路６１４を有する二段の増幅器である。 第一の増幅器回路６１２は、接地６１８に接続された歪みセンサ抵抗Ｒ _SG ６１６と、基準電圧Ｖ _REFと、電源電圧Ｖ _CCと、Ｄ／Ａ基準電圧Ｖ _D/Aとを有する。 第一の増幅器回路６１２は、増幅器６２４と、コンデンサＣ ₃₆ ６２６と、
レジスタＲ ₁₃ ６２８と、Ｒ ₁₅ ６３０と、Ｒ ₁₆ ６３２と、Ｒ ₁₉ ６３４とを含む。 第一の増幅器回路６１２は、第二の増幅器回路６１４へ電圧Ｖ ₀₁を出力する。

【００９５】 第二の増幅器回路６１４は、増幅器６３８と、レジスタＲ ₁₇ ６４０と、Ｒ ₁₈ ６
４２と、Ｒ ₂₁ ６４４と、Ｒ ₂₁₀ ６４６とを含む。 レジスタＲ ₂₁₀は更に接地接続されている。 第二の増幅器回路６１４はＡ／Ｄ変換器６０４へ電圧Ｖ ₀₂及び電流ｉ ₀₂を出力する。

【００９６】 合算増幅器６１０に対する出力電圧は次のように計算することができる。

【００９７】

【数１】

【００９８】 汎用の３５０オーム歪み計／センサと共に使用するため、以下に説明するように、１％の許容公差を有するレジスタを使用して適正な精度が得られる。 適当な歪み計／センサは、ヴィシャイ・マイクロメジャーメント・グループ（Ｖｉｓｈ
ａｙ Ｍｉｃｒｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ Ｇｒｏｕｐ）（ノースカロナイナ州、ラレイ）（例えば、二重銅パッドを有する型１２５ＡＤ、部品番号ＥＫ−Ｘ
Ｘ−１２５ＡＤ−３５０）又はジェイピー・テクノロジース（ＪＰ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｉｅｓ）（カリフォルニア州、サンベルナルディーノ）から入手可能である。 入力電圧Ｖ _CCは０．５Ｖ±０．１％に設定し、Ｖ _REFは２．５Ｖ±０．１
％に設定することができる。 この場合、レジスタ及びコンデンサに対する１つの適当な値の組みは、Ｒ ₁₃ ＝１ＫΩ、Ｒ ₁₅ ＝１５０ＫΩ、Ｒ ₁₆ ＝１００ＫΩ、Ｒ ₁₇ ＝１．５ＫΩ、Ｒ ₁₈ ＝３２ＫΩ、Ｒ ₁₉ ＝３５０ＫΩ±０．１％、Ｒ ₂₁ ＝２．５Ｋ
Ω、Ｒ ₂₁₀ ＝２．５ＫΩ、Ｒ _SG ＝３５０Ω±０．３％、Ｃ ₃₆ ＝０．０１μＦである。 構成要素のこれら値の場合、出力電圧を約０Ｖから約５Ｖに変化させるための歪み計の抵抗値の変化は、１．２５１５Ω乃至１．３５６８Ωの範囲にある。
合算増幅器は、約＋／−０．１２５ｆｔ−１ｂｓの精度にて約２３００の公称利得を提供する。

【００９９】 較正の実施の概略を示すフローチャート６６０が図４５に図示されている。 この較正は、患者が整形具に加える応力は零であると想定して、合算増幅器６００
へのＤ／Ａの出力を中間範囲の値に設定することにより、開始される６６２。 次に、ＣＰＵ６０６によりＡ／Ｄの入力を読み取る。 デジタル化した歪み測定値の誤差は、合算増幅器６００のパラメータ及びＡ／Ｄ変換器６０４の特性を考慮して、所望の設定値に基づいて計算される６６６。 この誤差は、許容公差の値と比較する６６８。 誤差が許容公差値の範囲内にあるならば、較正は終了させる６７
０。 誤差が許容公差値の範囲外にあるならば、Ｄ／Ａ変換器からの出力の新たな値を計算し６７２、Ａ／Ｄ変換器からの出力の誤差を許容公差の範囲内にする。
Ｄ／Ａ変換器からの出力の値は、調整値に設定される６７４。 次に、Ａ／Ｄ変換器からの入力を再度、読み取り６６４、誤差が許容公差値の範囲内となる迄、ステップ６６４乃至６６８を繰り返す。

【０１００】 関節のリハビリを支援し得るように、追加の治療装置を運動整形具と組み合わせることができる。 例えば、制御装置２３２は、エネルギを伝達する変換器の処理と共に、イソメトリック及び／又はアイソトニック運動治療を調和させることができる。 運動／変換器を組み合わせた治療方法は、全体として、その内容を参考として引用し本出願に含めた、スタークの「２つ以上の治療装置を支持する整形具及びそれに関する方法（Ａｎ Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｓｕ
ｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｔｗｏ ｏｒ Ｍｏｒｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅ
ｍｓ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ）」という名称の同時出願係属中の米国特許出願第０８／４４２，９４５号に記載されている。 エネルギ伝達変換器利用の治療方法は、例えば、超音波治療法、パルス式電磁治療法、及び電気コンダクタンス治療法を含む。

【０１０１】 更に、骨関節炎に起因する痛みを緩和する治療装置は、制御装置２３２又は同等の制御装置により監視することができる。 骨関節炎治療装置は、単独にて、又は運動整形具と組み合わせて効果的に使用することができる。 関節は、不均一に磨耗することがしばしばである。 その結果、軟骨が磨耗する骨又は骨との接続箇所に痛みが生ずる。 応力を関節の磨耗程度の少ない部分に移動させ、これにより痛みを緩和するため、支持体を関節の周りに配置することができる。

【０１０２】 図４６を参照すると、膝用の適正な骨関節炎支持体６８０が図示されている。
骨関節炎支持体６８０は、拘束具６８２と、力作用器６８４とを備えている。 膝は、膝の中間（内）側にて過度に磨耗することがしばしばである。 膝の横（外）
側部に力を加えると、膝の中間側から横側部に応力が移動することになる。 場合によっては、膝が横側部にて過度に磨耗することがあり、この場合、これに応じて支持体を調節することができる。 力作用器６８４は、パッド、嚢状体又は同様の装置とすることができる。 力作用器６８４は、皮膚が傷付き、また、循環系又は神経の機能が甚だしく妨害されないようにするため、力を妥当な領域に亙って分配しなければならない。 拘束具６８２は、関節から変位した適当な位置にて力が釣合うように、任意の適当なストラップ等とすることができる。

【０１０３】 関節に付与される力の程度は、過剰な力が付与されるのを防止し且つ適合状態を監視するため測定することが好ましい。 付与された横方向力は、力作用器６８
４内に又はその上に設けられた圧力センサまたは歪みセンサ６８６を使用し且つ／又は拘束具６８２に設けられた歪みセンサ６８８を使用して測定することができる。 圧力センサ／歪みセンサ６８６、６８８は、線６９０を介して制御装置２
３２に接続することができる。

【０１０４】 適当な歪みセンサは上記に説明した通りである。 圧力センサ６８６は、任意の妥当な型式のものとすることができる。 多岐に亙る適当な圧力センサが商業的に入手可能である。 好ましい圧力センサは、その線形の出力及び小さい寸法の点にて、モトローラ社が製造するＭＰＸシリーズの圧力センサを含む。 その他の適当な圧力センサは、応力が加わったときに電圧を発生する誘電材料又は圧電材料で分離された酸化銀インク表面を使用する。 適当な圧力センサは、表面歪みが嚢状体内の圧力の関数であるから、嚢状体の表面に取り付けられた歪みセンサを含む。

【０１０５】 骨関節炎を緩和する骨関節炎支持体６８０は、運動整形具と共に使用することが好ましい。 アイソメトリック又はアイソトニック運動を行うと、関節内の自然の潤滑性流体の浸出が刺激される。 このため、支持体は、運動を行うのに十分な程度にまで痛みを緩和し、その結果、潤滑性流体が浸出するため痛みが更に緩和されることになる。 運動整形具及び骨関節炎支持体６８０を組み合わせることで、患者の状態を著しく改善することができる。 骨関節炎支持体６８０は、その他の関節用として又は特定の関節の異常な磨耗に関係する痛みを緩和するため、容易に設計変更可能である。

【０１０６】 単一の制御装置２３２又は、多数の制御装置を使用する整形具／副木と共に、
又は整形具／副木の代替として、単独にて、その他の計測器付き運動装置を使用することができる。 かかる代替的な運動装置の１つは、外転／内転運動装置である。 計測器付き外転／内転運動装置７００の第一の実施の形態は、図４７に図示されている。 運動装置７００は整形具７０２と共に使用される。

【０１０７】 外転／内転運動装置７００は、２つのレバーアーム７０４、７０６を備えている。 レバーアーム７０４、７０６は、ヒンジ７０８にて接続されている。 運動装置７００のレバーアーム７０６は、コネクタ７１２により整形具７０２のヒンジ７１０に解放可能に取り付けられる。 レバーアーム７０４は、フックアンドループ締結具等により患者の脚の周りに固着することができるパッド付きカフ７１４
に取り付けられる。

【０１０８】 一般に、ヒンジ７０８は、選択した方向にて解放し且つ係止することが可能である。 ヒンジ７０８は、アイソメトリック運動を行い得る方向に係止される。 これと代替的に、ヒンジ７０８は、回転自在とし、レバーアーム７０４、７０６は、ばね７１６により公称位置に保持され且つ力を加えることにより、互いの方向に動かすことができる。 レバーアーム７０４、７０６を動かすのに必要な力の程度は、ばね７１６を適宜に選択することにより変化させることができる。

【０１０９】 計測器付き外転／内転運動装置７００は、運動装置７００内の応力を測定するため歪みセンサ７１８等を有している。 歪みセンサ７１８は、制御装置２３２に又は別個の制御装置に接続されている。 このように、運動手順の一環として、患者が運動装置７００を曲げ又は応力を加え且つその運動装置を解放すると、患者が加えた圧縮力は、整形具に加えられる力と同様に、測定し、促進し且つ監視することができる。

【０１１０】 この特別な実施の形態において、外転／内転運動装置７００は、患者の脚によって曲がるような設計とされている。 患者の腕をその体幹に対して動かすことにより曲がる運動装置のような、他の可撓性の身体部分と共に使用するために同等の運動装置を設計すべく簡単な改変が可能である。

【０１１１】 図４８を参照すると、外転／内転運動装置７３０の一つの代替的な実施の形態は、レバーアーム７３２、７３４を有する。 レバーアーム７３２、７３４は、可変抵抗力ヒンジ７３６に接続されている。 可変抵抗力は、例えば、図１５乃至図２９に関して上述した機械的抵抗力作用器によって付与することができる。 これと代替的に、上述した電子制御式の可変抵抗力ヒンジを使用することができる。
レバーアーム７３２、７３４は、患者の脚又はその他の適当な身体部分に係合する設計とされたカフ７３８、７４０に取り付けられる。

【０１１２】 外転／内転運動装置７３０は、ヒンジ７３６に接続された歪みセンサ７４２及び／又は位置センサ７４４のような、適当な変換器を有している。 変換器７４２
、７４４は、制御装置２３２に又は別の適当な制御装置／ディスプレイに接続されている。 変換器からの測定値を使用して、患者が行う運動を監視し、促進し且つ評価することができる。

【０１１３】 別の代替的な計測器付き運動装置は、計測器付き治療コード、すなわちバンド又はチューブである。 これら装置の計測器無しの型式のものが、テラバンド（Ｔ
ｈｅｒａ−Ｂａｎｄ）（登録商標名）、メディコーズ（ＭｅｄｉＣｏｒｄｚ）（
登録商標名）、ストレッチコーズ（ＳｔｒｅｔｃｈＣｏｒｄｚ）（登録商標名）
という商標名で販売されている。 計測器付き治療コードは、単独にて、又は本明細書に記載したように、計測器付き整形具と組み合わせて使用することのできる多機能型、低コストの運動装置の代替例を提供する。 これら装置の共通の理論は、患者による運動に対する抵抗力を提供する弾性的コードが存在することである。

【０１１４】 計測器付き治療コード７５０の一つの実施の形態が図４９に図示されている。
治療コード７５０は、弾性的コード７５６に接続された２つのハンドル／クランプ７５２、７５４を備えている。 ハンドル／クランプの１つ又は２つ以上は、図５０Ａに図示するように、カフ７５８にて置換することができる。 カフ７５８は、特定の運動を行い得るように患者の腰又は四肢の周りに又はテーブルの脚又はその他の堅固な物の周りに装着し得る設計とすることができる。 図５０Ｂを参照すると、１つ又は２つ以上のハンドル／クランプは、固定のハンドル７６２に接続するフックのような締結具７６０と置換することができる。 運動を行うため計測器付き治療コードを固定物に締結するため、多岐に亙る方法を使用することができる。 所望に応じて、特定の運動を行うため、追記的なハンドル／クランプ又はカフを使用することができる。

【０１１５】 コード７５６は、ハンドル等を介して直接的に又は間接的に変換器７６４に接続される。 図４９及び図５０Ａに図示するように、変換器７６４はコード７５６
の他の部分に取り付けることもできるが、該変換器７６４はコード７５６とハンドル７５４又はカフ７５８の間に取り付けられている。 変換器７６４を間接的に取り付けるならば、該変換器はコード７５６に力が加わったとき歪みを受けるハンドル等に取り付ける必要があり、その何れの実施の形態においても、変換器により測定された力はコードに加えられた力の関数である。 変換器７６４は歪みセンサ又は伸長センサとすることができる。 適当なセンサは、圧電変換器、分子、
格子抵抗変換器等を利用するものが商業的に入手可能である。 変換器は、取り付けのため適当な基板に取り付けることができる。 変換器７６０は、制御装置２３
２又はその他の適当な制御装置に接続することができる。

【０１１６】 計測器付き治療コードにより運動を行うためには、ハンドル／クランプ７５２
、７５４の１つを閉じたドアのドアノブのような固定の物に取り付けることができる。 次に、患者は手、足、肢体又はその他の身体部分により他のハンドル部分／クランプ７５２、７２４、カフ７５８等を使用して、コードを引伸ばし相応する筋肉の運動を行う。 これと代替的に、患者は、２つのハンドル／クランプ７５
２、７５４のような２つ又はそれ以上の点にて治療コード７５０に接触しつつ、
コード７５６を引伸ばす。 治療コードの配置を適宜に選択することにより、極めて多岐に亙る運動を行うことができる。

【０１１７】 治療コードの運動に必要な引伸ばし程度を調節するため、抵抗力の程度が相違する治療コードが商業的に入手可能である。 所望であるならば、抵抗力の程度の相違は、コード、ハンドル又はコードの一部分を色コード化して表わすことができる。 抵抗力の程度が相違するコードの各々を較正し、変換器の測定値が付与した力と相関し得るようにする必要がある。 制御装置２３２は、各抵抗力の程度に対して別個の検索表を有するようにプログラムすることができる。 コードの抵抗力の程度が制御装置に入力されるならば、制御装置は適当な相関を行うことができる。

【０１１８】 閉チェーン運動を行う場合、身体部分は実質的に固定の表面に対して押し付ける。 この表面は、床、壁、テーブル表面等とすることができる。 付与される力を監視するために、身体部分と表面との間に配置されたセンサを使用する、例えば、図１において、整形具１００は足支持体８００を備えている。 足支持体８００
は、接続部材８０２と、圧力センサ８０４とを備えている。

【０１１９】 関節を取り巻く整形具に接続された足支持体を使用することの一つの代替例として、力センサを別個の装置とすることができる。 特に、足支持体８００に代えて図５１及び図５２に図示するように、体重計８１０等を使用することができる。 体重計８１０は、制御装置２３２に対する線８１４と接続されるポート８１２
を有することが好ましい。 これと代替的に、体重計８１０は、制御装置２３２に測定値を伝送する無線トランスミッタ８１６を備えるようにしてもよい。

【０１２０】 膝以外の関節に対し閉チェーン運動を行うならば、適当な力センサを使用することができる。 例えば、図５３に図示するように、手でテーブル上のパッドセンサ８１８を押し付け又はパッドセンサ８２０を壁に対して押し付けることにより、肘の運動を行うことができる。 これらのセンサは、体重計８１０と同一の方法にて制御装置に接続することができる。

【０１２１】 閉チェーン運動を行うため複数の力センサを使用することができる。 制御装置は、患者に対し２つの力センサに対するそれぞれの力を変更するように命令することができる。 例えば、２つの計測器付き体重計を使用し、その一方の体重計は負傷した脚により力が加えられ、もう一方の第二の体重計は負傷していない脚により力が加えられるようにすることができる。 患者には、予め設定した率にて２
本の脚の間で力を切り換えるよう命令することができる。

【０１２２】 患者の治療を計画し且つ監視するため、健康管理専門家はモニターステーションを使用することができる。 この機能を果たすため、任意のコンピュータを使用することができる。 特に、ユニックス（Ｕｎｉｘ）（登録商標名）、マッキントッシュ（Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ）（登録商標名）、リナックス（ＬＩＮＵＸ）（登録商標名）、ｈｔｍｌ利用又はジャバ（ＪＡＶＡ）（登録商標名）の装置が使用可能ではあるが、ウィンドウズ（Ｗｉｎｄｏｗｓ）（登録商標名）利用の装置が適している。 モニターステーションは、制御装置２３２に接続するため適当なポートを有する必要がある。

【０１２３】 骨関節炎支持体、外転／内転運動装置、治療コード及び閉チェーン運動モニター並びに計測器付き整形具自体を含む追加的な治療装置の任意のものにおいて、
患者に対する色々なデータの集計及び統計値を提供するためにディスプレイを使用することができる。 表示すべき適当な統計値は、例えば、運動時間、反復回数、消費カロリー、曲線の下側の領域が運動サイクル中患者が行った仕事量を示す曲線を含む。 同様に、目標値と運動中の実際の成績との差も表示することができる。 ２． 整形具の制御 上述した制御装置は、適当な健康管理専門家の制御の下、プログラム化することが好ましい。 所望のプログラムの選択に関しては、以下に更に詳細に説明する。 この部分において、マイクロプロセッサ利用の制御装置を使用する選択した型式の治療方法の監視に関して説明する。

【０１２４】 一つの好ましい実施の形態において、制御装置は、不作動、待機、注意及び完全作動という４つの作動モードを有している。 不作動モードにおいて、一次及び補助電池の電力を除去し、制御装置では何らの操作も行われない。 待機モードにおいて、一次電池の電力は接続されず、補助電池の電力を使用してリアルタイムクロック及びＳＲＡＭを維持する。 補助電力は、コイン電池等により供給することができる。 一次電池が置換され又は再充電されている間は、一般に待機モードが使用される。

【０１２５】 注意モードにおいて、リアルタイムクロックは、回路板上の全てのエレクトロニクス構成要素を作動させ得るようにプログラム化した周期的な間隔にて信号を発生する。 注意−作動補助モードにて全ての回路が作動可能である。 一般に、注意−作動モード中に運動が行われる。 注意−睡眠補助モードにおいて、リアルタイムクロック及びＳＲＡＭの記憶装置のみが作動状態を保つ。 注意−睡眠モードは、運動を促す間の標準的な作動モードである。 補助モードの間で切り換えることを許容し得るように、注意モード中、一次及び補助電池電力が利用可能でなければならない。 患者に対し、運動時間となったことを促すため、ビーという音の音発生機能を使用することができる。

【０１２６】 プログラム化する間、及びデータを伝送する作動中、完全作動モードが主として使用される。 回路板上の全てのエレクトロニクス及びディスプレイは、作動状態にある。 インターフェースケーブルを接続したとき、完全作動モードは自動的に作動することができる。

【０１２７】 一つの好ましい実施の形態において、制御装置は、アイソメトリック運動、ある範囲の運動、自己刺激感応性運動及び／又はアイソトニック運動の実施を促し且つ監視することができる。 健康管理専門家が制御装置のプログラムを設定すると、このプログラムによる所望の運動が選択した運動に対する関係するパラメータ及びタイミング状態と共に選択される。 また、制御装置は、リハビリの開始に関する異なる時間間隔にて使用することのできる二組み以上の運動手順を記憶させ得ることが好ましい。 換言すれば、ある一定の時間、第一の組みの運動手順が終了した後、制御装置は、患者が行うための全体としてより困難な第二の組みの運動を選択する。 これら運動は、任意の選択した関節に対して行うことができる。

【０１２８】 好ましくは、制御装置は、患者に対し選んだ運動を行う時点にて促すようにする。 幾つかの実施の形態において、患者は、運動を行う準備ができたときにキーを押す。 モニターにおけるディスプレイは、その特定の運動に対する適当な座標にて患者の動作を図形的に示し且つ適当であるならば、その図形を目標値と比較する。 制御装置は、ある時間に亙って行われた一組みの運動に亙る全てのデータ値又は平均値を記憶することができる。 幾つかの実施の形態において、制御装置の１つの釦は、患者が運動中に痛みを感じたときに患者が押す痛み釦である。 釦を押した時点からの痛みデータ値を時間、位置及び動作と相関させ、運動手順の評価のための更なる情報が入手可能であるようにすることができる。

【０１２９】 アイソメトリック運動を行うためには、ヒンジ／撓みコネクタを特定の角度に調節する。 手動ヒンジを使用するならば、該ヒンジは、手操作で調節する。 制御装置は、患者に対しヒンジが所望の角度にあるかどうかを知らせる。 正確な角度にて、患者は、一方向又は反対方向に向けて固定のヒンジに対し応力を加える。
制御装置は、患者に対し、付与された応力が目標値の許容公差範囲内にあるかどうかを知らせる。 制御装置は、繰り返し率及び付与された応力を保つ時間を含む運動のタイミングに関して患者を促すことが好ましい。 選択した繰り返し回数が行われた後、その運動を終了し又は新たなヒンジの角度を選択する。 この過程は、運動が全ての所望の角度にて行われる迄、繰り返す。

【０１３０】 関節の改良は、望ましいある範囲の動作（ＲＯＭ）を実現するように注意することによる利点をもたらす。 ＲＯＭは、上述したように、適当な位置感知ヒンジ／撓みコネクタを有する整形具を使用して監視することができる。 ヒンジは、可能な回転範囲の少なくとも一部に亙って回転を許容し得るように設定される。 Ｒ
ＯＭ運動の実施は、極座標を使用して図５４に概略図的にプロットされている。
この角度座標は、整形具のヒンジ角度を表わし、半径方向座標は時間を表わす。
４つの手順が図示されている。 これら手順は、４週間の運動に又はその他の適当な４つの時間に対して使用することができる。 これよりも多い回数の手順の各々は、増大した角度範囲に亙る動作を表わす。

【０１３１】 本明細書において、自己刺激感応性とは、特定の関節の曲がりのような空間内の位置を患者が感じることを意味する。 一見、本能的なこの知識は、センサからの神経の感覚を処理し且つフィードバック及び補正と組み合わせた複雑な相互作用を伴う後天的な現象である。 関節は単一細胞の測定センサを数十個組み合わせたもの、すなわち、ゴルジ腱器官、パニニアン様受容体、ルフィニ小体等である。 脳及び脊椎索は、これらの細胞センサからの情報を処理する。 １つの関節が損傷したとき、数十個のセンサが永久に失われることになる。 例えば、膝の前方の十字形腱は、腱が引裂かれたとき、６０個以上のセンサ／受容体細胞を失うことになる。 隣接する箇所から新たなセンサ情報を補充することにより、身体は失われた受容体を補充する。 神経系は、新たな経路及び分析を学習しなければならない。 適正に設計した整形具であるならば、この過程を加速し且つ増進させることができる。

【０１３２】 一つの実施の形態において、制御装置ディスプレイは、例えば、ボールを円内に戻すために制御装置ディスプレイは図形ディスプレイを通じて動作を促し、患者は、リハビリ中の関節が整形具内にある状態でボールをスクリーン上で動かし得るように反射的に迅速に反応しなければならない。 スクリーン上におけるボールの位置は、制御装置に作用可能に接続された整形具内の位置センサを介して関節の位置と相関させる。 例えば、膝のような関節の位置を変更することにより、
患者は、ボールを円内に又は同一型式の別の目標まで動かすことができる。 患者がこの動作を行うための時間は制限されている。 患者が回復するに伴い、全体として、回復が完了する迄、患者が応答する時間は益々短くなる。 四肢における関節の場合、対側の四肢における関節に対する回復程度を評価することができる。
この運動は、多岐に亙るゲーム型環境に組み込むことができ、この場合、入力はジョイステッキ等ではなくて、整形具から供給される。 これらの運動は、協働及び調和状態を改良する。 歪み計により測定される歪み程度を使用して、カーソルを動かす場合、アイソメトリック運動を行うための同様のゲーム形態を使用することができる。

【０１３３】 自己刺激感応性は、全身に関係するため、副軸索すなわち、損傷していない四肢は、損傷した四肢の自己刺激感応性の効果に重大な影響を与える可能性がある。 負傷した脚及び負傷してない脚のような、四肢を鍛錬することが好ましい。 負傷していない四肢に簡単な副木を配置することができる。 適当な自己刺激感応性副木７８０は、図５５に図示されている。 副木７８０は、ヒンジ７８６により接続された上側フレーム部材７８２と、下側フレーム部材７８４とを備えている。
副木７８０を負傷していない四肢に固着するため適当なストラップ７８８等を使用することができる。 ストラップ７８８は、フックアンドループ締結具又はその他の簡単な締結装置により取り付けることができる。

【０１３４】 ヒンジ７８６は、制御装置２３２に接続可能である位置センサ７９０を備えることが好ましい。 一つの適用例において、負傷した四肢（例えば、脚）に計測器付き整形具を装着し且つ負傷してない四肢（例えば、脚）に自己刺激感応性副木を装着する患者には、制御装置のスクリーンに示された物の動作により表示された特定のタイミングにて一方の四肢から他方の四肢へ力を移動させるように命令することができる。 例えば、患者には、一連の閉チェーン、すなわち、体重を支持する自己刺激感応性運動中、一方の脚から他方の脚へと体重を移動させるように命令することができる。

【０１３５】 アイソトニック運動は、選択した抵抗力がヒンジ／撓み接続具に提供される点を除いて、ある範囲の動作運動と同様である。 上方の抵抗装置３００のような手動装置により、又は制御装置が作動させる電気抵抗ヒンジにより抵抗力が提供される。 何れの場合でも、所望の程度の抵抗力は手動で又は自動的に設定される。
次に、関節を予め設定した範囲の動作に亙って曲げる。 制御装置は、位置センサを使用して関節の曲がり程度を監視し且つ及び歪みセンサを使用して曲がる間に付与される力の程度を監視することができる。 歪みセンサは、歪み測定値がヒンジに付与される相応するトルクと釣合うように較正することができる。 計測器付き整形具が歪みセンサ及び位置センサの双方を備えるならば、２つの異なる変換器に関する出力は、カーソル等のディスプレイの上に二次元的な動作にて表示することができ、それぞれの方向の位置は、相応する変換器の測定値により決定される。

【０１３６】 上述したように、制御装置は、閉チェーン運動装置、エネルギ伝達変換器、関節丘センサ等のような多岐に亙る追加の装置に取り付け、治療を支援することができる。 全体として、これら追加的な装置の作動の監視は、制御装置により簡単な方法にて行うことができる。 閉チェーン運動装置の使用に関しては、以下により詳細に説明する。

【０１３７】 閉チェーン運動は、静的／アイソメトリックモード又は動的アイソメトリックモードの何れかにて行うことができる。 静的モードにおいて、患者は、膝又はその他の関節を所望の角度まで曲げて、次に、反対側の面に寄りかかって所望の程度の力を付与する。 ヒンジは、この運動中、係止し又は非係止状態とすることができる。 プログラム化した回数を繰り返した後、患者には、関節を別の方向に動かすように命令する。 この新たな方向にて、患者は、予めプログラム化した目標程度の力に従って再度、力を付与する。 この過程は、選択した全ての方向にて運動が行われる迄、繰り返す。 再度、運動は、スラロームスキーヤー、野球の自由投球、ロードレースのコース、簡単な移動棒グラフ「ポン（ｐｏｎｇ）」等のような多岐に亙るゲームの形態に組み込むことができる。

【０１３８】 この過程は、７つの異なる角度にて閉チェーン運動を行い得るように、図５６
に概略図的に図示されている。 図５６のプロットは、極座標であり、この場合、
角度座標はヒンジの周りの回転を表わし、半径方向座標は閉チェーン力センサに加えられた力を表わす。 この角度及び力は、制御装置により監視し且つそれ以後の評価のため記憶させることができる。 同様に、運動中、患者に対して直ちにフィードバックし得るようにその角度及び力を表示することができる。

【０１３９】 動的閉チェーン運動を行うため、整形具のヒンジは、運動中、回転自在である。 この整形具は、最初、特定の方向に設定する。 次に、ある時間、その方向にて所望の程度の力を付与する。 力が閉チェーン力センサに対して加えられている間、ヒンジは別の選択した方向に回転させる。 新たな方向にて、付与された力の程度を変化させ且つ特定の時間、維持する。 この場合にも、力が付与されている間に方向を変更する。 制御装置内のプログラムに従ってこの過程を繰り返す。 動的閉チェーン運動は、小さいが有用で且つ制御された程度の関節のせん断力を発生させる。

【０１４０】 単一の動的閉チェーン運動の手順の方法は、図５７の極座標に概略図的に図示されている。 この角度座標は、関節矯正器のヒンジの角度方向に相応し、半径方向座標は閉チェーン力センサに付与される力の程度である。 矢印は、患者が付与した力又は方向の変化を表示する一方、点は、力及び方向の時間一定に維持される停止点を表示する。 運動の全体は、所定のプログラムに従って同一のパラメータ又は異なるパラメータにて繰り返すことができる。 また、患者がより大きい角度からより小さい角度までヒンジを動かし得るように方向の変化を逆にすることができる。

【０１４１】 制御装置は、患者から他の入力を受け取り得るようにプログラム化することができる。 特に、運動手順を開始時、運動手順の終了時又はその他の時点にて患者に対し質問することができる。 回答は、プログラム化した運動の実施に関する適当な情報と共に健康管理専門家にダウンロードし得るように記憶する。 質問の型式に関する更なる情報は以下に更に説明する。

【０１４２】 監視作動の一貫として、制御装置は、困難さを防止し得るように運動の実施を連続的に監視することが好ましい。 この偶発的処理の一つの実施の形態が図５８
に概略図で図示されている。 運動を始めようとする患者が参照番号９０２で示してある。 運動の実施は、運動が行われているか９０４を決定するために評価する。 運動が行われていないならば、警告限界点に達したか９０６を決定するため、
カンウタを評価する。 警告限界点でないならば、運動を開始させるための注意喚起手段すなわち信号が繰り返され９０８、運動が行われているか９０４どうかの評価が繰り返される。 警告回数限界点に達したならば、不活動期間の限界点に達しているか９１０を評価する。 不活動期間の限界点に達していないならば、制御装置は、睡眠モード９１２に入る。 不活動の時間の限界点に達しているならば、
患者は受診するように命令される９１４。

【０１４３】 ステップ９０４にて運動が開始されたならば、その運動が所定のパラメータの範囲内で行われているか９１６どうかを決定するために、変換器パラメータが評価される。 そのパラメータが許容公差範囲内にあるならば、運動は、完了している９１８かどうかが評価される。 運動が完了しているならば、制御装置は睡眠モード９２０に入る。 運動が完了していないならば、その運動の実施９１６の評価が繰り返される。

【０１４４】 運動が許容公差範囲内で行われていないならば、過剰な力が付与されているか９２２どうかを決定するため、その運動が評価される。 過剰な力が付与されているならば、警報音が発生し９２４、運動の評価９１６が繰り返される。 過剰な力が加えられていないならば、運動が正確に行われていない旨が患者に対し最大回数、それ以前に警告されたかどうか９２６が決定される。 最大回数の警告が為されていないならば、患者には再度通知され９２８、評価９１６は続行する。 患者に対しそれ以前、所定の回数の警告が為されているならば、それらがプログラム化した限界値でないかどうか決定する９３０ため、運動パラメータが評価される。 否であるならば、パラメータは変更され９３２、評価９１６が続行する。 パラメータが予めプログラム化した限界値にあるならば、パラメータがその限界値にある旨の間違い警告が予め為されたかどうかが決定される９３４。 間違い警告がそれ以前に与えられていなかったならば、警告が与えられ９３６、監視９１６が繰り返される。 それ以前に警告が与えられていたならば、患者は受診するように命令を受け９３８、制御装置は睡眠モード９４０に入る。

【０１４５】 周期的に、プロセッサにより記憶された情報は、健康管理専門家にダウンロードされる。 この情報をダウンロードする色々な方法について上記に説明した。 原理的に、制御装置は、特定の組みの運動手順の実施に関する全ての情報を記憶し且つこの情報の全てを分析のため、ダウンロードすることができる。 これと代替的に、制御装置は、記憶し且つ伝送しなければならないデータ量を少なくし得るように幾つかの最初のデータ分析を行うようにしてもよい。 このように、未処理データ又は分析済みのデータを伝送することができる。

【０１４６】 制御装置により行われる予備的な分析は（その分析が行われる）、特定の時間に亙る及び／又は一日の特定の時点で行われた運動の群及び／又はその群の平均値を含むことができる。 この分析は、健康管理専門家が患者が十分に回復しているかどうかを評価し且つ制御装置のプログラム化した運動手順が適当であるかどうかを評価するのを支援すべく、時間の経過に伴う変化の評価を含むことができる。 一つの実施の形態において、制御装置は、行われた運動の日、時間、繰り返した回数、フォース曲線、ある範囲の動作の停止点、自己刺激感応性ゲームの得点数、患者が痛み釦を押した回数及び時間をダウンロードする。 ３． 整形具の使用 本明細書に記載した整形具を使用する患者が自分自身を傷付ける機会を軽減するため、患者は、整形具を使用する前に訓練を受けた健康管理専門家によって検査を受けることが好ましい。 患者の状態を評価するとき、制御装置は、適当な運動に対しプログラム化される。 好ましい実施の形態において、モニターステーションは、健康管理専門家（ＨＣＰ）によるプログラム化過程を支援する。 特に、
モニターステーションは、所望の型式の運動手順について設計するように、一組みの質問を通じてプログラマを導くことができる。 その質問に対する回答に基づいて、モニターステーションは、その制御装置に対するプログラムを接続する。
適当な処理手順を使用して、制御装置がＲＳ２３２接続、モデム接続部、無線接続、赤外線接続又はその他の適当な接続を介して一度びモニターステーションに接続されたならば、プログラムは制御装置にダウンロードされる。

【０１４７】 全体として、モニターステーションは、特定の患者に関する情報を記憶し、Ｈ
ＣＰは、モニターステーションに対し、患者が新たな患者であるか又は従来からの患者であるかどうかを最初に知らせる。 最初の質問は、一組みの範囲内で患者の年令、患者の性別、該当する関節及び負傷の種類を含むことが好ましい。

【０１４８】 一つの好ましい実施の形態において、図５９乃至図６４に図示するように、５
つの異なる時間迄、運動の実施に関する情報を満たすようにモニターは一連のスクリーンを通じてＨＣＰを導く。 ＨＣＰは、各フェーズが継続する日を表示することができる。 次に、各フェーズにて行うべき各種類の運動に対するパラメータを設定する。 図６０乃至図６４を参照。 モニターは、患者に関して入力した情報に基づいて運動手順を提示し得るようにプログラム化することができる。 ＨＣＰ
は、その提示された手順を所望に応じて変更することができる。

【０１４９】 追加的な治療に関する追加的な入力を提供し且つ／又は制御装置並びに制御装置と通信する手段に関する情報を提供するため、追加的なスクリーンを使用することができる。 一度び、ＨＣＰが運動手順の特定を完了したならば、制御装置は、モニターステーションに接続し、制御装置は、運動手順をプログラム化する。

【０１５０】 所定の時点にて、患者が行う運動の実施に関する制御装置に記憶させた情報をモニターステーションにダウンロードすることができる。 この時間間隔は、制御装置の記憶容量、ＨＣＰによる回復状態の評価のための適当な長さ及びその他の同様の事項に基づいて決定することができる。 制御装置からモニターステーションへの情報のダウンロードは、モニターステーションが配置された健康管理施設又は遠隔の位置にて行うことができる。 健康管理施設にて行われるならば、その情報は、制御装置を直接的に又はモデム、無線接続、赤外線接続等を通じてモニターステーションに接続することでダウンロードすることができる。 遠隔接続は、モデム接続、無線通信又は例えば、インターネットを含むその他のより長距離の接続を通じて行うことができる。

【０１５１】 そのデータの適当な分析が行われる。 例えば、運動に関して、ダウンロードされたデータは、未処理の形態にて又は何らかの形態のデータ平均化又は選択方法に従ってプロットすることができる。 その例は図６５及び図６６に図示されている。 ＨＣＰは、ダウンロードされたデータの評価に基づいてその最初にプログラムした形態にて運動プログラムを維持し又は予想しない進歩を考慮に入れるべくその運動プログラムを変更することができる。 好ましい実施の形態において、患者が健康管理施設に出向くことを必要とせずに、その手順に任意の所望の変更を加えることができるようにＨＣＰは制御装置を遠隔からプログラム変更することができる。

【０１５２】 監視機能を容易にするため、運動に関する情報は、運動が行われるとき健康管理専門家が受け取ることができるようにリアルタイムで電気通信することができる。 同様に、患者及び健康管理専門家は、リアルタイムで通信を交換することができる。 リアルタイムの電気通信は、遠隔地間の会議又はビデオ会議を含むことができる。 更に、患者及び医療管理専門家の双方又はその何れか一方は、データベースの情報にアクセスし又はその情報を維持し或いは通信入口としてウェブサイトと相互に接続することができる。 これら遠隔監視方法に関する更なる情報は、その内容を参考として引用し、本明細書に含めた、オーエン（Ｏｙｅｎ）及びその他の者の「計測器付き整形具の遠隔モニタリング（ＲＥＭＯＴＥ ＭＯＮＩ
ＴＯＲＩＮＧ ＯＦ ＡＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＥＤ ＯＲＴＨＯＳＩＳ）」
という名称の米国特許出願第０９／２６６，８６６号に記載されている。

【０１５３】 マイクロプロセッサ制御の整形具の幾つかの重要な機能の１つは、運動の実施に適合しているかどうかを監視する点である。 適合性監視機能のための有用な補助機能は、患者の心理学的評価を行うことにより実現することができる。 この心理学的試験は、プログラム化した運動の適正を評価すると共に、その運動に直接関係しない治癒過程に伴うその他の問題を表示するために使用することができる。

【０１５４】 心理学的試験の比較的簡単な形態は、その運動を行う患者の意欲に関して運動を実施する前及び運動の効果に関する運動後の患者に対する質問を含むことができる。 質問は、幸福な顔、不快な顔等のような代表的な図形の表現を選ぶことで選択可能な形態とすることができる。 より精緻な試験は、患者が感じる痛みに関する質問を含むことができる。 痛みに関する１つの典型的な体系的な質問は、マックギル大学（ＭｃＧｉｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）で開発されており且つマックギル痛さ質問（ｔｈｅ ＭｃＧｉｌｌ Ｐａｉｎ Ｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉ
ｒｅ）として公知である。 これら質問は、痛む程度、痛む場所、痛みの変化及び痛みの感覚に関する。 回答は、所定の等式に従った得点とされる数値として提供することができる。 マックギル痛さ質問の更なる説明は、その内容を参考として引用し本明細書に含めたＲ． メルザック（Ｍｅｌｚａｃｋ）によるペイン（Ｐａ
ｉｎ）１：２７７−２９９（１９７５）における「マックギル痛さ質問の主な特徴及び得点方法（Ｔｈｅ ＭｃＧｉｌｌ Ｐａｉｎ Ｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒ
ｅ：Ｍａｊｏｒ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｓｃｏｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏ
ｄｓ）」に記載されている。 該質問は、更新し且つ適宜に修正することができる。

【０１５５】 心理学的試験は患者の評価の一貫として使用することができる。 特に、運動手順は、その運動との更なる適合性を保証し且つ患者の快適さのレベルを増すのに役立ち得るように、主として患者の心理的状況に対し応答し得るように修正することができる。 これらファクタの全てを釣合わせることは、患者がより迅速にリハビリすることにつながる。 整形外科的治療の１つの補助的手段として心理学的評価を使用することに関する更なる説明は、その内容を引用して本明細書に含めたスターク及びその他の者の「リハビリ可能な整形具（ＲＥＨＡＢＩＬＩＴＡＴ
ＩＶＥ ＯＲＴＨＯＳＥＳ）」という名称の米国特許出願第０９／３３９，０７
１号に記載されている。

【０１５６】 上述した実施の形態は、単に一例であり且つ非限定的なものであることを意図するものである。 更なる実施の形態は、特許請求の範囲に記載されている。 好ましい実施の形態に関して本発明を説明したが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、その形態及び細部の点にて変更を加え得ることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 患者の膝の周りに取り付けられた整形具の一つの実施の形態の側面図である。

【図２】 患者から除去した図１の整形具の部分斜視図である。

【図３】 プーリーを使用するコード利用の締結具を有する整形具の一つの代替的な実施の形態の側面図である。

【図４】 支持部分と一体化された硬い殻体支持部分及び関節運動式ヒンジを有する整形具の一つの実施の形態の側面図である。

【図５】 フレーム要素に接続された硬い殻体支持部分及びヒンジを有する整形具の一つの実施の形態の側面図である。

【図６】 整形具が運動中、整形具の動作に抵抗する突出部を有する、患者の膝の周りの整形具の正面図である。

【図７】 整形具が運動中、整形具を所定の位置に保持する固縛ストラップを有する、患者の膝の周りの整形具の側面図である。

【図８】 図７の整形具内の第一の把持要素の背面図である。

【図９】 図７の整形具内の第二の把持要素の背面図である。

【図１０】 整形具が運動及びウォーキングのような活動中、整形具を所定の位置に保持するのに役立ち得るようにベルトに取り付けられた、患者の膝の周りの整形具の斜視図である。

【図１１】 １１Ａは、運動整形具をその上方に配置することのできる、膝の周りに装着した高摩擦スリーブの正面図である。 １１Ｂは、患者の膝の周りの運動整形具が下着の一部分の頂部に位置する、患者が着用した高摩擦下着の正面図である。

【図１２】 交差ストラップにより膝のくぼみの後方に固着された整形具の側面図である。

【図１３】 外側固定器の特徴を使用して、ピンにより患者に固着された計測器付き中継部分の部分平面図である。

【図１４】 外側固定器の特徴を使用して、ピンにより患者に固着された計測器付き中継部分の一つの代替的な実施の形態の部分平面図である。

【図１５】 抵抗力作用器の中間部分に沿った抵抗力作用器の一つの実施の形態の断面図である。

【図１６】 図１３の線１６−１６に沿った図１５の抵抗力作用器の断面図である。

【図１７】 図１５の抵抗力作用器のハウジングの平面図である。

【図１８】 係止ピンを除去した、線１８−１８に沿った図１７のハウジングの断面図である。

【図１９】 図１７のハウジングの第一の係止ピンの側面図である。

【図２０】 図１７のハウジングの第二の係止ピンの側面図である。

【図２１】 図１５の抵抗力作用器のクランクの平面図である。

【図２２】 線２２−２２に沿った図２１のクランクの断面図である。

【図２３】 線２３−２３に沿った図２１のクランクの断面図である。

【図２４】 ２４Ａは、図１５の抵抗力作用器のクランクリングの平面図である。 ２４Ｂは、図１５の抵抗力作用器のハウジングリングの平面図である。

【図２５】 図１５の抵抗力作用器の圧縮ばねの斜視図である。

【図２６】 図１５の抵抗力作用器のノブの底面図である。

【図２７】 ノブのグリップ部分を除去した、図２６のノブの部分側面図である。

【図２８】 図１５の抵抗力作用器の支持装置の平面図である。

【図２９】 図２８の線２９−２９に沿った図２８の支持装置の断面図である。

【図３０】 図１５の抵抗力作用器と共に使用するのに適したヒンジの側面図である。

【図３１】 線３１−３１に沿った図３０のヒンジの断面図である。

【図３２】 図３０のヒンジの分解斜視図である。

【図３３】 図３０のヒンジと共に使用するのに有用なストッパピンの側面図である。

【図３４】 図３０のヒンジを固着するのに使用される筒形ボルトの側面図である。

【図３５】 手動のヒンジ係止解放部の部分斜視図である。

【図３６】 図１５の抵抗力作用器と共に使用するのに適した二重軸線ヒンジの側面図である。

【図３７】 図３６の二重軸線ヒンジの基端アームの側面図である。

【図３８】 図３６の二重軸線ヒンジの末端アームの側面図である。

【図３９】 図３６の二重軸線ヒンジの制御リングの側面図である。

【図４０】 図３６の二重軸線ヒンジの内側プレートの側面図である。

【図４１】 図３６の二重軸線ヒンジの抵抗リングの側面図である。

【図４２】 整形具における位置と別個の携帯型装置内の位置との間にて制御装置の構成要素を分割する状態を示す概略図である。

【図４３】 増幅時及び歪み測定値を釣合わせるときに使用される構成要素を表示する概略図である。

【図４４】 図４３の図面内の１つの構成要素として使用可能な合算増幅器の一つの実施の形態の回路図である。

【図４５】 歪み測定値を較正する過程の概略図を示すフロー線図である。

【図４６】 患者の膝の周りに配置された関節丘センサの前方斜視図である。

【図４７】 計測器付き外転及び内転運動装置の正面図である。

【図４８】 計測器付き外転／内転運動装置の一つの代替的な実施の形態の正面図である。

【図４９】 計測器付き治療コードの平面図である。

【図５０】 ５０Ａは、計測器付き治療コードと共に使用されるカフの部分平面図である。 ５０Ｂは、計測器付き取付け部を有する治療コードの部分平面図である。

【図５１】 閉チェーン運動を行うときに使用し得るように改変した体重計の斜視図である。

【図５２】 膝の周りに運動整形具を有し、図５１の体重計を使用する、閉チェーン運動を行う患者の斜視図である。

【図５３】 閉チェーン運動を行うのに使用可能な、部屋内に配置された２つのセンサの斜視図である。

【図５４】 本発明の整形具にて測定した運動動作範囲のプロット図である。

【図５５】 ２つの肢体にて調和した自己刺激感応性運動を行う自己刺激感応性副木の側面図である。

【図５６】 本発明の整形具にて測定された静止閉チェーン運動のプロット図である。

【図５７】 本発明の整形具にて行った動的閉チェーン運動のプロット図である。

【図５８】 制御装置による起こり得る介入作用の一つの実施の形態を示すフロー線図である。

【図５９】 健康管理専門家がモニターステーションにて運動手順を選択するのを促すコンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６０】 運動種目のパラメータをモニターステーションに入力する状態を示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６１】 アイソメトリック運動のパラメータをモニターステーションに入力する状態を示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６２】 ある範囲の動作運動のパラメータをモニターステーションに入力する状態を示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６３】 自己刺激感応性運動パラメータをモニターステーションに入力する状態を示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６４】 アイソメトリック運動形状のパラメータをモニターステーションに入力する状態を示す、コンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６５】 ダウンロードされた運動データのプロットに関係した命令の入力を要求するコンピュータスクリーンウィンドウの概略図である。

【図６６】 モニターステーションスクリーンにおけるアイソメトリック運動の実施に関する未処理データのプロット状態を示す概略図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月２４日（２００１．４．２４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】 ストラップ１２４、１２６を置換する別の代替的な実施の形態が図３に図示されている。 コード利用の調節可能な締結具は、プーリー１６２の間に巻かれるコード１６０を備えている。 プーリー１６２は、プーリーカバー１６４にて覆うことができる。 コード１６０は、ハンドル１６６まで伸びている。 ハンドル１６６
は、相応する身体部分の周りに部分的に巻かれる織地カバー１７０の上に相応するループシート１６８に取り付けられるフックを備えている。 ハンドルをフックアンドループ締結具で所定の位置に配置するならば、整形具を所望の程度に拘束することが可能となる。 フックアンドループ締結具の形態は、ループがハンドル １６６と関係するように逆にすることができる。 コードを手で締め付けたり緩めたりするためハンドルを使用することに代えて、モータを使用して張力を調節することができる。 かかるモータ駆動のコード利用の調節は、その双方を参考として利用し本明細書に含めた、ハインズ（Ｈｅｉｎｚ）及びその他の者への米国特許第５，２２６，８７４号及び米国特許第５，３４６，４６１号の背中副木に使用可能なものとして記載されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】 クランプ２８７は、フレーム要素２８４、２８５の各々に取り付けられる。 図１３に図示するように、所望であるならば、１つ又は２つ以上のクランプをフレーム要素の各々に固着することができるが、各フレーム要素２８４、２８５には２つのクランプ２８７が固着されている。 クランプ２８７は、ピン２８８に更に固着されている。 ピン２８８は、患者の体内に侵入し、図１３に仮想線で図示するように骨内に挿入される。 全体として、骨に対する所望の方向を得ることができるように、クランプ及びフレーム要素を配置することができる。 ピン及びヒンジ要素により固着されたフレーム要素の間にて所望の方向が得られるように、追加的なフレーム要素を使用することができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】 外部固定器は、全体として、１つ又は２つ以上の変換器２８９を備えている。
変換器２８９は、レバーアーム内の歪みを測定することができる歪みセンサとすることができる。 これと代替的に、変換器２８９は、コネクタがヒンジであるならば、位置センサとしてもよい。 該位置センサは、レバーアームの相対的な方向を測定する。 骨／組織を変形させる力を測定すべく追加的な変換器２８９を含めることができる。 例えば、ピン内の歪みが測定されるように歪みセンサをピンに追加することができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】 外部固定器型接続具を有する計測器付き整形具の一つの代替的な実施の形態が図１４に図示されている。 この実施の形態において、フレーム要素２９８ 、２９
０は、身体部分の一側部に配置されている。 クランプ２９１がフレーム要素２９
８ 、２９０に固着され且つ図１４に仮想線で図示するように、患者の骨内に進むピン２９２に固着されている。 フレーム要素２９８ 、２９０は、ヒンジ要素２９
５、２９６によりフレーム要素２９３、２９４に接続されている。 フレーム要素２９３、２９４は、ストラップ２９７により患者に固着されている。 ピン２９２
は、運動中、整形具の全体の動きを防止する働きをする。 図１３及び図１４の整形具の実施の形態の色々な特徴は、以下に説明するように組み合わせることができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８１】 フレーム部材４１８、４７０は、フレーム部材４１８がフレーム部材４７０に対して移動することがヒンジ４００の回転を伴うようにヒンジの両側部まで伸びている。 ヒンジ４００が回転すると、外側リング４０２及び内側リング４１２はリングレバー４０８に対して回転する。 外側リング４０２、内側リング４１２及び制御ディスク４４６は、ボルト穴４２２を通って伸びるボルトを介して互いに固定状態に保持されている。 スライダー４４８を押して、拘束部４６０が切欠き ４７４から引き出されない限り、ヒンジ４００の方向は係止されている。 係止スライド４５２は、スライダー４４８を引込んだ非係止位置に保持することができる。 内側リング４１２に対するリングレバー４０８の位置は、電気抵抗ディスク４１０に沿った電気接点４７６の位置を介して測定することができる。 電気抵抗ディスク４１０に沿った電気接点４７６の相対的な位置は、位置／方向の感知に有用な可変電気抵抗を提供する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８２】 ヒンジを遠隔制御により解放させ得るようにすることが便宜である。 米国特許第５，０５２，３７５号は、制御装置からの命令を使用してヒンジを解放することを可能にする。 簡単な機械的な遠隔解放を行い得るようにすることが望ましい。 簡単な写真機シャッターリリース４９０（図３５）をこの目的に適応させることができる。 シャッターリリース４９０は、制御リング４４６（図３２）のねじ穴４９４にてヒンジ４００内にねじ付き先端４９２をねじ込むことができる。 圧力プランジャ４９６は、ケーブル４９８を前進させる。 シャッターリリース４９
０をヒンジ４００内にねじ込んだとき、前進するケーブル４９８は、スライダー４４８を押し付け、これによりヒンジ４００を非係止状態にする。 ノブ５００を回すと、プランジャ４９６はその伸長位置まで反発して戻り、拘束部４６０が切欠き４７４に係合するようにスライダー４４８が伸びるとき、ケーブル４９８及び係止ヒンジ４００を引き出す。 手動のヒンジリリースを取り付ける代替的な設計は、プランジャを引張り、該プランジャはスライダー４４８を引張り、ロックが非係合状態となり、プランジャを解放することでヒンジロックが再設定されるようにすることを含む。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１５】 コード７５６は、ハンドル等を介して直接的に又は間接的に変換器７６４に接続される。 図４９及び図５０Ａに図示するように、変換器７６４はコード７５６
の他の部分に取り付けることもできるが、該変換器７６４はコード７５６とハンドル７５４又はカフ７５８の間に取り付けられている。 変換器７６４を間接的に取り付けるならば、該変換器はコード７５６に力が加わったとき歪みを受けるハンドル等に取り付ける必要があり、その何れの実施の形態においても、変換器により測定された力はコードに加えられた力の関数である。 変換器７６４は歪みセンサ又は伸長センサとすることができる。 適当なセンサは、圧電変換器、格子抵抗変換器等を利用するものが商業的に入手可能である。 変換器は、取り付けのため適当な基板に取り付けることができる。 変換器７６４は、制御装置２３２又はその他の適当な制御装置に接続することができる。

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