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JP-2026514569-A - 指を伸ばすための柔軟なスライド機構

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Abstract

本発明は使用者装着可能手用装具に関し、使用者装着可能手用装具は、使用者の手の甲の少なくとも一部に着用されるように構成された背側サポート部（１１０）を有するサポート構造（１００）であって、前記背側サポート部（１１０）は背側サポート部（１１０）の背側に第１面を有するとともに背側サポート部（１１０）の背側とは反対側に第２面を有するサポート構造（１００）と、第１端部位置と第２端部位置との間で背側サポート部（１１０）の第２面側のトラックに沿って移動可能に構成されたスライド要素（２１０）を備えるスライド機構（２００）と、使用者の手の少なくとも１つの指に装着されるように構成された少なくとも１つの指モジュール（３００）であって、前記少なくとも１つの指モジュール（３００）のそれぞれは、少なくとも１つの指の少なくとも１つの遠位区分に装着されるように構成された遠位部分（３１０）と、前記スライド要素（２１０）に接続可能に構成されたスライド要素接続部（３４０）とを有する、少なくとも１つの指モジュール（３００）とを備える。 【選択図】図６

Inventors

  • アリセア， ライアン
  • マシア， ロレンツォ
  • モルガッラ， マクシミリアン

Assignees

  • ウニヴェルジテート ハイデルベルク

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20240508
Priority Date
20230510

Claims (15)

  1. 使用者の手の甲の少なくとも一部に着用されるように構成された背側サポート部（１１０）を有するサポート構造（１００）であって、前記背側サポート部（１１０）は背側サポート部（１１０）の背側に第１面を有するとともに背側サポート部（１１０）の背側とは反対側に第２面を有するサポート構造（１００）と、 第１端部位置と第２端部位置との間で背側サポート部（１１０）の第２面側のトラックに沿って移動可能に構成されたスライド要素（２１０）を備えるスライド機構（２００）であって、手用装具（１）の使用状態で前記第１端部位置が使用者の手の手首部に近接して配置されるとともに前記第２端部位置が使用者の手のナックル関節部分に向かう方向に前記第１端部位置から距離を置いて配置される、スライド機構（２００）と、 使用者の手の少なくとも１つの指に装着されるように構成された少なくとも１つの指モジュール（３００）であって、前記少なくとも１つの指モジュール（３００）のそれぞれは、 少なくとも１つの指の少なくとも１つの遠位区分に装着されるように構成された遠位部分（３１０）と、 前記スライド要素（２１０）に接続可能に構成されたスライド要素接続部（３４０）とを有する、 少なくとも１つの指モジュール（３００）と、 を備える、使用者装着可能手用装具（１）。
  2. 少なくとも１つの力伝達要素（５００）をさらに備え、 前記少なくとも１つの力伝達要素（５００）は、例えば、前記第１端部位置と前記第２端部位置との間のスライド要素（２１０）の移動を可能にするために、前記スライド要素（２１０）に接続され又は接続可能であり前記スライド要素（２１０）に力を及ぼすように構成されている、 請求項１に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  3. 前記スライド機構（２００）は、背側サポート部（１１０）の前記第２面に配置された少なくとも１つのガイドレール（２２０）及び／又はガイド凹部をさらに備え、 前記スライド要素（２１０）は、少なくとも１つのガイドレール（２２０）及び／又はガイド凹部に移動可能に取り付けられるか又は取付可能である、 請求項１又は２に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  4. 前記ガイドレール（２２０）及び／又はガイド凹部は、低摩擦材料で作られた少なくとも１つの部分を含んでいる、 請求項３に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  5. 前記スライド要素（２１０）は、実質的に板状の形態を含む本体部（２１２）を有している、 先行する請求項のいずれか１項に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  6. 前記サポート部（１１０）は、 コア層（１１２）、及び／又は、前記使用者の手に面する側に及び／又は前記使用者の手に面する側とは反対側の前記サポート部（１１０）の側に配置される少なくとも１つの低摩擦層（１１４）を有する、 先行する請求項のいずれか１項に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  7. 前記サポート構造（１００）は前記背側サポート部（１１０）に接続されるか又は接続可能なカバー部（４００）をさらに備え、 前記カバー部（４００）は、開位置と閉位置との間で移動可能であり、 前記閉位置では、背側に配置された前記カバー部（４００）の第１面が前記スライド要素（２１０）を覆う、 先行する請求項のいずれか１項に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  8. 前記カバー部（４００）は、前記背側に配置された低摩擦層を含む、 請求項７に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  9. 少なくとも１つのサポート要素（１４０－１、１４０－２、１４０－３）及び／又は少なくとも１つの過伸展防止機構（１５０－１、１５０－２、１５０－３）をさらに備える、 先行する請求項のいずれか１項に記載の使用者装着可能手用装具（１）。
  10. 使用者の手に装着されるように構成された使用者装着可能手用装具（１）を製造する方法であって、 使用者の手の甲の少なくとも一部に着用されるように構成された背側サポート部（１１０）を有するサポート構造（１００）であって、前記背側サポート部（１１０）は背側サポート部（１１０）の背側に第１面を有するとともに背側サポート部（１１０）の背側とは反対側に第２面を有するサポート構造（１００）を提供するステップと、 第１端部位置と第２端部位置との間で背側サポート部（１１０）の第２面側のトラックに沿って移動可能に構成されたスライド要素（２１０）を備えるスライド機構（２００）であって、使用者装着可能手用装具（１）の使用状態で前記第１端部位置が使用者の手の手首部に近接して配置されるとともに前記第２端部位置が使用者の手のナックル関節部分に向かう方向に前記第１端部位置から距離を置いて配置される、スライド機構（２００）を提供するステップと、 使用者の手の少なくとも１つの指に装着されるように構成された少なくとも１つの指モジュール（３００）であって、少なくとも１つの指モジュール（３００）のそれぞれは、少なくとも１つの指の少なくとも１つの遠位区分に装着されるように構成された遠位部分（３１０）と、前記スライド要素（２１０）に接続可能に構成されたスライド要素接続部（３４０）とを有する、少なくとも１つの指モジュール（３００）を提供するステップと、 を有する、使用者装着可能手用装具（１）の製造方法。
  11. 前記スライド機構（２００）を前記背側サポート部（１１０）に接続することをさらに含み、 前記スライド機構（２００）を前記背側サポート部（１１０）に接続することは、任意選択で、前記背側サポート部（１１０）の背側の面の反対側の前記背側サポート部（１１０）の面に配置された少なくとも１つのガイドレール（２２０）に前記スライド要素（２１０）を移動可能に取り付けることを含む、 請求項１０に記載の方法（１００）。
  12. 前記少なくとも１つの指モジュール（３００）の少なくとも１つの近位部分を前記スライド要素（２１０）に接続することをさらに含み、 前記少なくとも１つの指モジュール（３００）の少なくとも１つのスライド要素接続部（３４０）を前記スライド要素（２１０）に接続することは、任意選択で、前記少なくとも１つの指モジュール（３００）の接続部分から前記少なくとも１つの指モジュール（３００）の遠位部分までの長さを調節することを含む、 請求項１０又は１１に記載の方法（１０００）。
  13. 前記スライド要素（２１０）を、前記スライド要素（２１０）に力を加えるように構成された少なくとも１つの力伝達要素（５００）に接続することをさらに含む 請求項１０から１２の一項に記載の方法。
  14. 前記サポート構造（１００）を提供するステップは、 コア層（１１２）、及び／又は前記コア層の背側及び／又は前記コア層の背側とは反対側に配置された少なくとも１つの低摩擦層（１１４）を設けることを含む、 請求項１０から１３の一項に記載の方法。
  15. 前記サポート構造（１００）を実質的に手の周りに巻き付けるステップであって、前記サポート構造（１００）の第１係止区分を前記サポート構造（１００）の第２係止区分に係合させて使用者の手に前記サポート構造を取り付けるステップをさらに含む、 請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。

Description

本発明は、使用者装着可能手用装具及び使用者装着可能手用装具の製造方法に関する。 本発明は、使用者装着可能手用装具の分野にあり、特に、腱駆動式ウェアラブルグローブ型装具の分野にある。具体的には、例えば、脳卒中、脊髄損傷、上腕神経叢損傷、又は他の原因による何らかの形態の上半身麻痺に罹患している集団の人々は通常手で行われる把持運動などの特定の運動を行うのに苦労することがある。そのような動作の実行又は動作の実行能力の回復を助けるために、様々なタイプの機械的デバイスが以前に開発されている。 代表的な機械装置としては、腱駆動型の動力付きグローブ型装置が挙げられる。この装置では、指の背側先端に接続された腱が張力を受けると、指が伸展方向に牽引される（例えば、以下の文献を参照：Xiloyannis, Micheleら「Modelling and design of a synergy-based actuator for a tendon-driven soft robotic glove」（2016年、IEEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics（BioRob））、Yurkewich, Aaron ら「Hand Extension Robot Orthosis (HERO) Glove Development and Testing With Stroke Survivors With Severe Hand Impairment」（2019年、IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering、第27巻第5号、pp.916-926）、及び Kang, Brian Byunghyun ら「Development of a polymer-based tendon-driven wearable robotic hand」（2016年、IEEE International Conference on Robotics and Automation（ICRA）、IEEE、2016年）。 別の既知の腱駆動の解決策は、腱を取り付けることが可能な剛性構造体を手の甲に取り付けることである。 構造体の下側（手の背側）に取り付けられた腱は、腱が張力下にあるときに構造体を曲げ、その結果、手が閉じる。 しかしながら、ダイレクト式の腱駆動システムは、指の過伸展による安全性の懸念や、手の甲への腱張力による快適性の懸念から生じる問題を有している。 したがって、機械的であろうと電気的であろうと、指の過伸展が起こらないことを確実にするために、さらなる考慮がなされなければならない。また、腱の配置位置のため、腱に張力が加わると、それらが指の背側に食い込む。 これは、不快感及び疼痛さえももたらし得る。手の背部腱駆動システムは、典型的には、手の背部に大きな嵩と質量を加える。さらに、これらのシステムは機構構造に起因して伝達損失が大きく、その結果、把持力が弱くなることが多い。 他の機械的デバイスは、バネ又は他の弾性要素を使用して指を伸展させるための受動機構を備えるものがある。既知の受動的な解決策の１つの欠点は、屈曲用の腱にかかる張力が解放された場合にのみ十分に機能することである。しかし、これは意識的に筋肉の緊張を解放できる健常者のリラックスした手の場合にのみ可能である。したがって、通常、受動機構は痙縮手（spastic hand）の患者に対しては十分な力を発揮できない。このような患者の場合、指を動かす力に加えて、開く動作に対して能動的に抵抗する痙縮筋を克服するための追加の力が必要となる。 例示的なスライド要素の概略平面図である。図１による例示的なスライド要素の上面を示す概略斜視図である。腱が接続された状態の図１による例示的なスライド要素の上面を示す概略斜視図である。図１による例示的なスライド要素の底面を示す概略斜視図である。図１による例示的なスライド要素の断面図である。例示的なサポート構造の概略図であって、スライド要素は第１位置にある。図４の例示的なサポート構造の概略図であって、スライド要素は第２位置にある。指モジュールが接続された図５の例示的なサポート構造の概略斜視図である。図５の例示的なサポート構造の概略平面図である。スライド機構を取り付ける前の例示的なサポート構造の構成要素の概略平面図である。図８による例示的なサポート構造体の構成要素の概略平面図であって、スライド機構は、サポート構造上に搭載されている。カバーが閉じられた使用状態にある例示的な使用者装着可能手用装具の概略図である。カバーが開かれた使用状態にある例示的な使用者装着可能手用装具の概略図である。使用者装着可能手用装具を製造する方法の例示的なフローチャートである。 図１～図３は、例示的なスライド機構の例示的なスライド要素２１０の概略図を示す。図１は、例示的なスライド要素２１０の概略平面図、すなわち、使用者装着可能手用装具の使用状態で手の甲に面する側とは反対側の、すなわち背側とは反対側のスライド要素２１０の側面（上面）の概略図を示す。図２Ａは、図１に示すスライド要素２１０の概略斜視上面図、すなわちスライド要素２１０の上面の概略斜視図を示す。図２Ｂは、腱が接続された状態の図１に示すスライド要素２１０の概略斜視上面図を示す。図３Ａは、例示的なスライド要素２１０の底面側、すなわちスライド要素２１０の背面側を示す概略斜視図を示す。図３Ｂは、スライド要素２１０の主面に実質的に直交する平面においてスライド要素２１０の中央を通る線Ｂ－Ｂ’に沿った図１による例示的なスライド要素の断面図を示す。 スライド機構は、例示的な使用者装着可能手用装具（図示せず）によって構成されている。図に示す使用者装着可能手用装具は、使用者の手に装着されるように構成された例示的な腱駆動グローブ型装具である。この例示的な腱駆動グローブでは、少なくとも１つの力伝達要素は腱である。しかしながら、他のタイプの使用者装着可能手用装具（剛性の使用者装着可能手用装具など）及び／又は他の力伝達要素も可能である。少なくとも１つの力伝達要素（図示せず）は、使用者装着可能手用装具の一部であってもよい。 スライド要素２１０は、実質的に板状の形態を有した本体部２１２を含んでいる。本開示の範囲において理解される「実質的に板状の形態」とは、ある一方向の寸法または延在が、他の方向の寸法または延在に比べて著しく小さい形態を意味する。特に、本体部２１２の厚さは、長手方向Ｌ及び／又は横断方向Ｔにおけるサイズ／延在よりもかなり小さくてもよい。本開示の範囲内で理解される長手方向Ｌは、手の長さ方向に関連し、これは、手の伸展状態での手の甲に実質的に平行な平面における方向として定義可能であり、手の手首部の中央を中指の指先に接続する。本開示の範囲内で理解される横方向Ｔは、手の甲に実質的に平行な平面における長手方向Ｌに直交する方向に関連している。 本体部２１２は、第１主面２１２－１及び第２主面２１２－２の主面を有する。主面２１２－１及び２１２－２は、実質的に平面であってもよく、互いに実質的に平行であってもよい。第１主面２１２－１は、スライド要素２１２の背側、すなわち、使用者装着可能手用装具の使用状態においてスライド要素２１２の手の甲に面する側にある。第２主面２１２－２は、背側とは反対側、すなわち、使用者装着可能手用装具の使用状態において手の甲とは反対側である。本体部２１２は、前記第１主面２１２－１と前記第２主面２１２－２とを接続する周辺面２１２－３（側面）をさらに有する。図示の例では、本体部２１２は、丸みを帯びた角を有する実質的に台形の形状を有している。例えば、矩形、正方形、円形、楕円形などの、丸い縁部を有する又は有さない他の形状も可能である。 本体部２１２の厚さ（高さ）は、約０．４ｍｍ～２．５ｍｍ、より具体的には約０．５ｍｍ～２．０ｍｍ、さらに具体的には約０．６ｍｍ～１．５ｍｍの範囲内であってもよい。長手方向Ｌにおける本体部２１２の（最大）サイズ／長さは、約３０ｍｍ～６５ｍｍ、より具体的には約３５ｍｍ～６０ｍｍ、さらに具体的には約４０ｍｍ～５５ｍｍの範囲であってもよい。横断方向Ｔにおける本体部の（最大）サイズ／長さは、約６ｍｍ～２５ｍｍ、より具体的には約８ｍｍ～２０ｍｍ、さらに具体的には約１０ｍｍ～１５ｍｍの範囲であってもよい。 スライド要素２１０は、腱接続部２１４（力伝達要素接続部２１４の例として）と、ガイドレール係合部２１６と、複数の指モジュール接続部２１８－ｘ（ｘ＝１，．．．４）とをさらに有している。 腱接続部２１４は、１つ又は複数の腱５００（力伝達要素の例として）が装着可能であり、また、腱接続部２１４に又はその上に固定され得るように構成される。 図示の例では、腱接続部２１４は、中心を通る腱のためのアンカーポイントを有するヒッチとして実現されている。 腱接続部２１４は、ベース部２１４－１、中間部（ステム部）２１４－２及びヘッド部２１４－３を含む細長い「キノコ」状の形態を有する。腱接続部２１４の縁部は、例えば、使用者装着可能手用装具の他の部分の損傷及び／又は損傷を防止するために丸みを帯びていてもよい。 腱接続部のベース部２１４－１は、本体部２１２の第２主面２１２－２から延在し、それに（固定的に又はリリース可能に）接続される。中間部（ステム部）２１４－２は、ベース部２１４－１から延在し、ベース部２１４－１をヘッド部２１４－３に接続する。第２主面２１２－２の平面に実質的に平行な平面における腱接続部２１４の中間部２１４－２の断面は、実質的に楕円形又は楕円形の形状を有しているが、この形状及び他の形状からの逸脱も可能である。中間部２１４－２には、その周面に腱５００を固定するための貫通孔２１４－５が設けられている。 腱接続部２１４のヘッド部２１４－３は、本体部２１２の第２主面２１２－２から離れる方向に中間部２１４－２に接続され、そこから延在している。本体部の第２主面２１２－２に実質的に平行な平面において、ヘッド部２１４－３の周面は、中間部２１４－２の周面を越えて延在する。言い換えれば、ヘッド部２１４－３は、中間部２１４－２よりも大きい直径を示している。これにより、腱は、接続されると、定位置にしっかりと保持されることができる。 腱５００の端部は、腱接続部２１４にしっかりと固定されてもよい。例えば、図２Ｂに示すように、腱５００の端部を腱接続部２１４の中間部２１４－２に巻き付けて腱接続部２１４にしっかりと固定することができる。これにより、例えば、個々の使用者の必要性に応じて、腱の長さを調整することが可能であってもよい。 特に、腱接続部２１４は、中心を通る腱のためのアンカーポイントを有するヒッチとして実現されてもよい。腱５００の端部は、クリンプが通過できないヒッチの中心の貫通孔２１４－５を通して挿入される小さいスチール合金管（例えば：０．６ｍｍのＩＤ×１．０ｍｍのＯＤ×３ｍｍの長さ）でクリンプされてもよい。図２Ｂに示すように、腱５００は、動作延長部２１６－６のトッププレートの開口部２１６－８を通して送られる前にこれらのループを通過してもよく、それによってループが解かれることが防止される。 腱接続部２１４は、上記の形態に限定されず、異なる形態及び／又はサイズを有してもよい。さらに、他のタイプの腱接続部を用いてもよい。 スライド要素２１０は、スライド機構の少なくとも１つのガイドレール２２０と係合するように構成されたガイドレール係合部２１５をさらに備えることができる。 図示の例では、ガイドレール係合部２１５は、前記第１主面２１２－１から、スライド要素２１０を有するスライド機構が取り付けられる背部１１０の表面に向かう方向に突出する一対の側壁