公開(kāi)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及用于治療受治療者的關(guān)節(jié)的矯形器，并且具體地和用于增加受治療者的關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的矯形器。

公開(kāi)背景

在人體關(guān)節(jié)中，關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍取決于此關(guān)節(jié)的解剖學(xué)和病狀，并且取決于每個(gè)個(gè)體的特定遺傳。許多關(guān)節(jié)主要以屈曲或伸展方式移動(dòng)，盡管一些關(guān)節(jié)也能夠不同程度地旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。屈曲是彎曲關(guān)節(jié)并且伸展是拉直關(guān)節(jié)；然而，在矯形慣例中，一些關(guān)節(jié)僅屈曲。一些關(guān)節(jié)(諸如膝蓋)在屈曲或伸展過(guò)程中可表現(xiàn)出輕微的內(nèi)旋轉(zhuǎn)或外旋轉(zhuǎn)。其他關(guān)節(jié)(諸如肘部或肩部)不僅屈曲和伸展，而且還表現(xiàn)出更多的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)范圍，這允許它們?cè)诙鄠€(gè)平面中移動(dòng)。肘關(guān)節(jié)例如能夠旋后和旋前，旋后和旋前是手部圍繞前臂的縱軸、將手掌向上放置或?qū)⑹终葡蛳路胖玫男D(zhuǎn)。同樣，肩部能夠進(jìn)行諸如外展、內(nèi)旋轉(zhuǎn)、外旋轉(zhuǎn)、屈曲和伸展的移動(dòng)的組合。

當(dāng)關(guān)節(jié)因?yàn)閯?chuàng)傷或因?yàn)橥饪剖中g(shù)而受傷時(shí)，瘢痕組織可形成或者組織可收縮并且因此限制關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。例如，組織之間可形成粘連，并且肌肉自身可能在持久的肌肉攣縮或組織肥大(諸如囊組織或皮膚組織)的情況下收縮。損失的活動(dòng)范圍也可能由諸如過(guò)高溫度(例如，熱燒傷或化學(xué)燒傷)的創(chuàng)傷或手術(shù)創(chuàng)傷而引起，以使得通常彼此滑過(guò)的組織平面可能粘連在一起從而顯著地限制活動(dòng)。粘連的組織可由化學(xué)結(jié)合、組織肥大、諸如組織中的肌動(dòng)蛋白或肌球蛋白的蛋白質(zhì)而引起，或者簡(jiǎn)單地由出血和固定作用而引起。通過(guò)使用活動(dòng)范圍(rom)矯形器，通?？删徑獠⑶疑踔量沙C正這種病狀。

在物理康復(fù)治療過(guò)程中使用rom矯形器來(lái)增加人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。此外，它們還可用于組織轉(zhuǎn)運(yùn)、骨骼伸長(zhǎng)、皮膚或其他組織的牽引、組織筋膜等。當(dāng)用來(lái)治療關(guān)節(jié)時(shí)，所述裝置通常在關(guān)節(jié)的相反側(cè)上附接在身體部分上，以使得其可施加力來(lái)對(duì)抗收縮從而使關(guān)節(jié)移動(dòng)。

多種不同的構(gòu)型和方案可用于增加關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。例如，當(dāng)在恒定位置中時(shí)，應(yīng)力松弛技術(shù)可用于向關(guān)節(jié)或組織施加可變力?！皯?yīng)力松弛”是在牽引并保持在恒定長(zhǎng)度的材料中的力隨時(shí)間的減少。當(dāng)組織隨時(shí)間而保持在固定位置時(shí)，由于纖維重新調(diào)整和材料伸長(zhǎng)而發(fā)生松弛。使用應(yīng)力松弛的治療方法是石膏矯正法和靜態(tài)夾板療法。利用應(yīng)力松弛的裝置的一個(gè)實(shí)例是effingham,il的jointactivesystems有限公司的jasez矯形器。

已知為靜態(tài)進(jìn)展型牽引(“sps”)的應(yīng)力松弛技術(shù)的順序應(yīng)用使用應(yīng)力松弛的生物力學(xué)原理來(lái)恢復(fù)關(guān)節(jié)攣縮中的活動(dòng)范圍(rom)。sps是應(yīng)力松弛的增量應(yīng)用—牽引到位置以允許組織力隨著組織牽引而降低，并且隨后進(jìn)一步通過(guò)將裝置移動(dòng)到新的位置來(lái)牽引組織—利用可變力重復(fù)地施加恒定位移。在sps方案中，患者的關(guān)節(jié)周圍裝配有矯形器。操作矯形器以牽引關(guān)節(jié)，直到存在組織/肌肉阻力。矯形器在設(shè)定時(shí)間段(例如五分鐘)內(nèi)將關(guān)節(jié)維持在此位置中，從而允許應(yīng)力松弛。隨后，操作矯形器以遞增地增加組織中的牽引并且再次在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)保持在適當(dāng)位置。遞增地增加組織中的牽引的過(guò)程繼續(xù)，其中模式重復(fù)持續(xù)最大總?cè)蝿?wù)時(shí)間，例如30分鐘。所述方案可通過(guò)增加時(shí)間段、總治療時(shí)間或者在每天增加任務(wù)的情況下而進(jìn)行。此外，也可增加所施加的力。

另一種治療方案使用蠕變的原理來(lái)在可變的位移內(nèi)不斷地施加力。換句話講，利用蠕變?cè)淼募夹g(shù)和裝置涉及在施加固定負(fù)載的情況下的連續(xù)形變。對(duì)于組織，所述形變和伸長(zhǎng)是連續(xù)但緩慢的(需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天來(lái)獲得塑性形變)，并且材料被保持在恒定的應(yīng)力狀態(tài)下。諸如牽引治療和動(dòng)態(tài)夾板療法的治療方法是基于蠕變的特性。公開(kāi)概述

在一個(gè)方面，用于增加人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的矯形器，所述矯形器總體上包括被構(gòu)造用于固定到與人體關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的第一身體部分的第一身體部分固定構(gòu)件，以及被構(gòu)造用于固定到與所述人體關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的第二身體部分的第二身體部分固定構(gòu)件。第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)可操作地連接到相應(yīng)的第一身體部分固定構(gòu)件和第二身體部分固定構(gòu)件，并且被構(gòu)造來(lái)同時(shí)向相應(yīng)的第一身體部分和第二身體部分施加動(dòng)態(tài)力。

在另一方面，用于增加人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的矯形器，所述矯形器總體上包括被構(gòu)造用于固定到與人體關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的第一身體部分的第一身體部分固定構(gòu)件；被構(gòu)造用于固定到與所述人體關(guān)節(jié)相關(guān)聯(lián)的第二身體部分的第二身體部分固定構(gòu)件；以及致動(dòng)器機(jī)構(gòu)。第一連桿機(jī)構(gòu)和第二連桿機(jī)構(gòu)將相應(yīng)的第一身體部分固定構(gòu)件和第二身體部分固定構(gòu)件可操作地連接到致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，并且被構(gòu)造來(lái)將力從致動(dòng)器機(jī)構(gòu)傳送到相應(yīng)的第一身體部分固定構(gòu)件和第二身體部分固定構(gòu)件，以賦予第一身體部分固定構(gòu)件和第二身體部分固定構(gòu)件相對(duì)于彼此的移動(dòng)。第一連桿機(jī)構(gòu)和第二連桿機(jī)構(gòu)包括相應(yīng)的第一曲柄連桿和第二曲柄連桿。

其他特征在下文中將會(huì)部分地顯而易見(jiàn)并且部分地指出。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是用于在治療伸展的人體關(guān)節(jié)中使用的矯形器的一個(gè)實(shí)施方案的透視圖；

圖2是在屈曲方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖3是矯形器的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)的一部分的部分分解視圖；

圖4是致動(dòng)器機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)的所述部分的傳送組件的分解視圖；

圖5是致動(dòng)器機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)的所述部分的傳送組件的頂視圖；

圖6是矯形器的分解視圖，示出從致動(dòng)器機(jī)構(gòu)分解出的連桿機(jī)構(gòu)和動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)；

圖7是矯形器的分解視圖，示出從連桿機(jī)構(gòu)的剩余部分分解出的曲柄連桿；

圖8是致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件的分解視圖；

圖9是驅(qū)動(dòng)組件的離合器機(jī)構(gòu)的放大頂視圖，其部分呈截面形式；

圖10是矯形器的分解視圖，示出從相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu)分解出的動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)；

圖11是在伸展方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖12類似于圖11，其中動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的彈簧被通過(guò)曲柄連桿的樞轉(zhuǎn)而加載；

圖13是用于在治療屈曲的人體關(guān)節(jié)中使用的矯形器的另一個(gè)實(shí)施方案；

圖14是在伸展方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖15是在屈曲方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖16類似于圖15，其中動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的彈簧被通過(guò)曲柄連桿的樞轉(zhuǎn)而加載；

圖17是矯形器的離合器機(jī)構(gòu)的放大頂視圖，其部分呈截面形式；

圖18是用于在治療伸展的人體關(guān)節(jié)中使用的矯形器的另一實(shí)施方案的透視圖；

圖19是在屈曲方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖20是矯形器的分解視圖，示出從致動(dòng)器機(jī)構(gòu)分解出的連桿機(jī)構(gòu)和動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)；

圖21是矯形器的分解視圖，示出從連桿機(jī)構(gòu)的剩余部分分解出的曲柄連桿；

圖22是第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的透視圖；

圖23是第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的右正視圖；

圖24是第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的分解視圖；

圖25是在伸展方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖26類似于圖11，其中動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的彈簧被通過(guò)曲柄連桿的樞轉(zhuǎn)而加載；

圖27是用于在治療屈曲的人體關(guān)節(jié)中使用的矯形器的另一實(shí)施方案的透視圖；

圖28是在伸展方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖29是第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的透視圖；

圖30是第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的右正視圖；

圖31是第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的分解視圖；

圖32是在屈曲方向上驅(qū)動(dòng)的包括第一套箍和第二套箍的矯形器的前視圖；

圖33類似于圖11，其中動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)的彈簧被通過(guò)曲柄連桿的樞轉(zhuǎn)而加載；并且

圖34是驅(qū)動(dòng)組件的離合器機(jī)構(gòu)的另一實(shí)施方案的放大頂視圖，其部分呈截面形式。

在整個(gè)附圖中，對(duì)應(yīng)參考字符指示對(duì)應(yīng)部分。

公開(kāi)詳述

參考圖1和圖2，用于治療受治療者的關(guān)節(jié)的矯形器一般以參考數(shù)字10指示。圖1和圖2中所示的矯形器的一般結(jié)構(gòu)適于治療身體的樞紐關(guān)節(jié)(例如，膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié))或橢圓關(guān)節(jié)(例如，腕關(guān)節(jié)、指關(guān)節(jié)和腳趾關(guān)節(jié))。具體地，圖1和圖2中所示的矯形器10的構(gòu)型適于增加伸展的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，盡管如圖13-16中所示和以下更詳細(xì)解釋的，在其他構(gòu)型中，所述矯形器適于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。此外，圖18-26示出適于增加伸展的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的另一實(shí)施方案，并且圖26-33示出適于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的另一實(shí)施方案。以下更詳細(xì)地解釋這些另外的實(shí)施方案。本文闡述的矯形器的各種教義也適于用于治療其他關(guān)節(jié)的矯形器，包括但不限于肩關(guān)節(jié)和橈骨尺骨關(guān)節(jié)。因此，在其他實(shí)施方案中，除了其他關(guān)節(jié)，所示矯形器的教義可適于增加內(nèi)收和/或外展(例如，肩關(guān)節(jié))的或者旋前和/或旋后(例如，橈骨尺骨關(guān)節(jié))的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。所示實(shí)施方案適于向關(guān)節(jié)施加動(dòng)態(tài)牽引或負(fù)荷。應(yīng)理解，可諸如通過(guò)省略在下文所述的動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)來(lái)修改實(shí)施方案以向關(guān)節(jié)施加靜態(tài)牽引或負(fù)荷。

參考圖1和圖2，所示矯形器10是動(dòng)態(tài)牽引矯形器，其包括一般分別以12、14指示的第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)，所述第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)和所述第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)用于向人體關(guān)節(jié)的相反側(cè)上的相應(yīng)的第一身體部分和第二身體部分施加動(dòng)態(tài)牽引。一般以16指示的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)可操作地連接到一般分別以20、22指示的第一連桿機(jī)構(gòu)和第二連桿機(jī)構(gòu)，以用于將力傳送到相應(yīng)的第一動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)12和第二動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)14，并且在使用過(guò)程中加載動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)，如下文將更詳細(xì)解釋的。如圖2中所示，一般分別以24、26指示的第一套箍和第二套箍(廣義地，身體部分固定構(gòu)件)固定到相應(yīng)的第一動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)，以用于將身體部分聯(lián)接到第一動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)和第二動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)。每個(gè)套箍24、26可包括塑膠殼30、包含柔軟柔韌材料的內(nèi)襯32、固定到塑膠殼以用于將身體部分緊固到套箍的至少一個(gè)綁帶34和相關(guān)聯(lián)的環(huán)36。所述綁帶可包括如本領(lǐng)域普遍已知的鉤環(huán)緊固件。將套箍24、26附接到關(guān)節(jié)的相反側(cè)的所需身體部分的其他方式不背離本發(fā)明的范圍。

在一個(gè)非限制性實(shí)例中，第一套箍24可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的大腿部分，并且第二套箍26可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的小腿部分，以便治療受治療者的膝關(guān)節(jié)。在另一個(gè)非限制性實(shí)例中，第一套箍24可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的上臂部分，并且第二套箍26可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的下臂部分，以便治療受治療者的肘關(guān)節(jié)。在又一個(gè)非限制性實(shí)例中，第一套箍24可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的下臂部分，并且第二套箍26可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的手部分，以便治療受治療者的腕關(guān)節(jié)。在另一個(gè)非限制性實(shí)例中，第一套箍24可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的小腿部分，并且第二套箍26可被構(gòu)造用于聯(lián)接到受治療者的足部分，以便治療受治療者的踝關(guān)節(jié)。應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，第一套箍24和第二套箍26可被構(gòu)造用于聯(lián)接到其他身體部分，以便治療受治療者的其他關(guān)節(jié)。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，套箍24、26中的一個(gè)或多個(gè)可被進(jìn)一步構(gòu)造來(lái)向?qū)?yīng)的身體部分施加壓縮力，以便增加身體部分中的血流和/或抑制血栓形成。在一個(gè)實(shí)例中，所述一個(gè)或多個(gè)套箍24、26可被構(gòu)造來(lái)向?qū)?yīng)的身體部分施加順序的壓縮治療。所述一個(gè)或多個(gè)套箍24、26可包括套筒，所述套筒包括一個(gè)或多個(gè)可膨脹氣囊。所述一個(gè)或多個(gè)可膨脹氣囊可被構(gòu)造成與加壓流體(例如，空氣)源流體連通，以用于遞送加壓流體來(lái)使所述一個(gè)或多個(gè)氣囊膨脹。所述一個(gè)或多個(gè)套箍可被構(gòu)造來(lái)以其他方式向?qū)?yīng)的身體部分施加壓縮。

如將通過(guò)以下公開(kāi)理解的，矯形器10(以及本文所公開(kāi)的其他矯形器實(shí)施方案)可用作組合動(dòng)態(tài)和靜態(tài)進(jìn)展型牽引矯形器。應(yīng)理解，在其他實(shí)施方案中，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可省略動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)，從而通過(guò)利用所示矯形器的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)16和/或連桿機(jī)構(gòu)來(lái)使矯形器10適合作為靜態(tài)牽引或靜態(tài)進(jìn)展型牽引矯形器。此外，應(yīng)理解，在其他實(shí)施方案中，矯形器10可包括所示的動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)，同時(shí)省略所示的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)和/或連桿機(jī)構(gòu)。

參考圖3-5，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)16包括一般以38指示的驅(qū)動(dòng)組件和一般以40指示的傳送組件(例如，齒輪箱)，所述傳送組件可操作地連接到驅(qū)動(dòng)組件。傳送組件40包含在傳送殼體42內(nèi)，并且驅(qū)動(dòng)組件38的一部分延伸到傳送殼體外部。驅(qū)動(dòng)組件38包括可旋轉(zhuǎn)輸入軸46、在傳送殼體42外部可觸及的旋鈕48，以及一般以54指示的離合器機(jī)構(gòu)，所述離合器機(jī)構(gòu)將旋鈕可操作地連接到輸入軸，以將扭矩從旋鈕傳送到輸入軸。(離合器機(jī)構(gòu)54的更多細(xì)節(jié)將在圖8和圖9中示出并在下文公開(kāi)。)旋鈕48和輸入軸46可圍繞公共輸入軸線a1(圖1)旋轉(zhuǎn)。旋鈕48被構(gòu)造來(lái)由使用者(例如，受治療者)抓握并且圍繞輸入軸線旋轉(zhuǎn)，以便賦予輸入軸46圍繞輸入軸線的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)理解，輸入軸46可以可操作地連接到原動(dòng)機(jī)，諸如電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)，以用于旋轉(zhuǎn)輸入軸，而不是旋鈕48或用于矯形器10的手動(dòng)操作的其他部件。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，驅(qū)動(dòng)組件38可具有其他構(gòu)型。

仍然參考圖3-5，傳送組件40包括連接到輸入軸46的輸入齒輪56、減速齒輪58、輸出軸60以及輸出齒輪62。輸入齒輪56可圍繞輸入軸旋轉(zhuǎn)，而減速齒輪58、輸出軸60和輸出齒輪62中的每一個(gè)可圍繞公共輸出軸線a2(圖4)旋轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施方案中，輸出軸線總體上平行于輸入軸線，盡管所述軸線可相對(duì)于彼此在其他取向中。輸入齒輪56連接到輸入軸46的末端并且與輸入軸一起圍繞輸入軸線旋轉(zhuǎn)。繼而，輸入齒輪56可操作地連接到減速齒輪58(即，與其嚙合)，以用于驅(qū)動(dòng)減速齒輪圍繞輸出軸線旋轉(zhuǎn)。輸出軸60的一個(gè)末端固定到減速齒輪58并且另一個(gè)末端固定到輸出齒輪62，以使得減速齒輪58圍繞輸出軸線的旋轉(zhuǎn)賦予輸出軸的軸向旋轉(zhuǎn)，這繼而賦予輸出齒輪的軸向旋轉(zhuǎn)。減速齒輪58被構(gòu)造來(lái)減少?gòu)妮斎臊X輪56傳送到輸出齒輪62的轉(zhuǎn)速，同時(shí)增加從輸入齒輪傳送到輸出齒輪的扭矩。在所示實(shí)施方案中，減速齒輪58具有比輸入齒輪56更大的直徑(和更多的齒)，因此形成簡(jiǎn)單的單級(jí)齒輪減速系統(tǒng)。應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，傳送機(jī)構(gòu)可具有其他構(gòu)型或者可從矯形器10中省略傳送機(jī)構(gòu)。

參考圖6和圖7，第一連桿機(jī)構(gòu)20和第二連桿機(jī)構(gòu)22中的每一個(gè)包括滑動(dòng)連桿72、軛連桿74、一般以76指示的曲柄連桿，以及固定連桿78。第一連桿機(jī)構(gòu)20和第二連桿機(jī)構(gòu)22可具有類似構(gòu)造，盡管相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu)的部件的尺寸可根據(jù)有待治療的人體關(guān)節(jié)而略微不同。如圖3-5中所示，在所示實(shí)施方案中，第一連桿機(jī)構(gòu)20和第二連桿機(jī)構(gòu)22中的每一個(gè)的滑動(dòng)連桿可操作地連接到傳送組件40的輸出齒輪62。具體地，第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72中的每一個(gè)與輸出齒輪62嚙合，以形成雙齒條齒輪機(jī)構(gòu)，由此滑動(dòng)連桿被構(gòu)造成齒條并且輸出齒輪被構(gòu)造成小齒輪?；瑒?dòng)連桿72可滑動(dòng)地接收在傳送殼體42中，這樣使得沿著相應(yīng)的滑動(dòng)連桿延伸的線性齒組82是相反關(guān)系，并且輸出齒輪62(即，小齒輪)設(shè)置在線性齒組之間。當(dāng)由旋鈕48的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，輸出齒輪62(即，小齒輪)圍繞輸出軸線的旋轉(zhuǎn)賦予第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72在相反方向上的線性移動(dòng)。具體地，如圖2中所示，旋鈕48在第一方向(例如，順時(shí)針)上圍繞輸入軸線的旋轉(zhuǎn)(如由箭頭r1指示)在如由箭頭d1指示的相反第一方向上沿著線性路徑移動(dòng)滑動(dòng)連桿，并且如圖11中所示，旋鈕在第二方向(例如，逆時(shí)針)上圍繞輸入軸線的旋轉(zhuǎn)(如由箭頭r2指示)在如由箭頭d2指示的相反第二方向上沿著線性路徑移動(dòng)滑動(dòng)連桿。因此，所示致動(dòng)器機(jī)構(gòu)16被構(gòu)造成線性致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，其將旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(例如，旋鈕48的旋轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)變成第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72的線性移動(dòng)?；瑒?dòng)連桿72通過(guò)相應(yīng)的第一開(kāi)口86和第二開(kāi)口88延伸出傳送殼體42的相反末端。

第一軛連桿74和第二軛連桿74固定到相應(yīng)的第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72的在傳送殼體42外側(cè)的末端。在所示實(shí)施方案中，軛連桿74緊固(例如，螺栓連接)到相應(yīng)的第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72，盡管應(yīng)理解軛連桿可與第一滑動(dòng)連桿和第二滑動(dòng)連桿一體形成。通過(guò)使軛連桿74與滑動(dòng)連桿72分離，具有不同大小/構(gòu)型的軛連桿74可在矯形器10上互換，以便容納不同的人體關(guān)節(jié)大小和/或不同的人體關(guān)節(jié)。軛連桿74中的每一個(gè)限定槽形開(kāi)口90，所述槽形開(kāi)口90具有總體上橫向(例如，正交)于相應(yīng)的第一滑動(dòng)連桿和第二滑動(dòng)連桿的長(zhǎng)度和線性路徑延伸的長(zhǎng)度。

仍然參考圖6和圖7，相應(yīng)的第一連桿機(jī)構(gòu)20和第二連桿機(jī)構(gòu)22的第一曲柄連桿76和第二曲柄連桿76是總體上l形的，各自具有可操作地(即，滑動(dòng)地)連接到對(duì)應(yīng)的軛連桿的第一曲柄臂94(或第一對(duì)臂)，以及在總體上橫向于第一曲柄臂長(zhǎng)度的方向上從第一曲柄臂向外延伸的第二曲柄臂96(或第二對(duì)臂)。軛銷97可滑動(dòng)地接收在對(duì)應(yīng)的軛連桿74的槽形開(kāi)口90中以便將第一曲柄臂94的終端固定到軛連桿，從而允許第一曲柄臂相對(duì)于對(duì)應(yīng)的軛連桿滑動(dòng)移動(dòng)。第一曲柄連桿76和第二曲柄連桿76可旋轉(zhuǎn)地(例如，可樞轉(zhuǎn)地)附接到相應(yīng)的第一固定連桿78和第二固定連桿78的終端，總體上鄰近第一曲柄臂94和第二曲柄臂96的接點(diǎn)。具體地，固定連桿銷98將第一曲柄76和第二曲柄76可樞轉(zhuǎn)地連接到相應(yīng)的第一固定連桿78和第二固定連桿78，以使得曲柄連桿76可圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa1(圖2和圖11)旋轉(zhuǎn)。固定連桿78的其他末端諸如通過(guò)緊固件100(例如，螺釘)而固定地固定到傳送殼體42的下側(cè)。在所示實(shí)施方案中，固定連桿78在傳送殼體42上的位置可調(diào)節(jié)以改變第一曲柄連桿76與第二曲柄連桿76的樞轉(zhuǎn)軸線之間的距離d(圖2)，以便容納不同大小的關(guān)節(jié)和身體部分和/或不同關(guān)節(jié)。

在操作中，旋鈕48的旋轉(zhuǎn)賦予輸入軸46和輸入齒輪56圍繞輸入軸線的旋轉(zhuǎn)。輸入齒輪56的旋轉(zhuǎn)賦予減速齒輪58的旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)輸出齒輪62(即，小齒輪)賦予旋轉(zhuǎn)。小齒輪的旋轉(zhuǎn)繼而賦予第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72的線性移動(dòng)。參考圖2，旋鈕48在第一方向(例如，如圖2中觀察的順時(shí)針?lè)较?上的旋轉(zhuǎn)賦予第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72的線性移動(dòng)，這樣使得軛連桿74遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)以便增加軛連桿之間的距離。使軛連桿74遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)賦予第一曲柄76和第二曲柄76在如由箭頭r4所示的屈曲方向(廣義地，第一方向)上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)，這樣使得第二曲柄臂96朝向彼此樞轉(zhuǎn)，并且第一曲柄臂94如由箭頭d4所示地沿著槽形開(kāi)口90滑動(dòng)。當(dāng)?shù)诙?6在屈曲方向上朝向彼此樞轉(zhuǎn)時(shí)，套箍24與套箍26(以及第二曲柄臂)的軸線之間的夾角α減小。參考圖11，在所示實(shí)施方案中，旋鈕48在第二方向(例如，如圖11中觀察的逆時(shí)針?lè)较?上的旋轉(zhuǎn)賦予第一滑動(dòng)連桿72和第二滑動(dòng)連桿72的線性移動(dòng)，這樣使得軛連桿74朝向彼此移動(dòng)以便減少軛連桿之間的距離。如圖11中所示，使軛連桿74朝向彼此移動(dòng)賦予第一曲柄76和第二曲柄76在如由箭頭r3所示的伸展方向(廣義地，第二方向)上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)，這樣使得第二曲柄臂96遠(yuǎn)離彼此樞轉(zhuǎn)，并且第一曲柄臂94如由箭頭d3所示地沿著槽形開(kāi)口90滑動(dòng)。當(dāng)?shù)诙?6在伸展方向上遠(yuǎn)離彼此樞轉(zhuǎn)時(shí)，套箍24與套箍26(以及第二曲柄臂)的軸線之間的夾角α增加。因此，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)16和連桿機(jī)構(gòu)被用來(lái)調(diào)節(jié)第一套箍24和第二套箍26相對(duì)于彼此的角位置，以便有助于人體關(guān)節(jié)的伸展和屈曲。如也可從圖2和圖11看出的，套箍24、26的軸線的交叉點(diǎn)(即，套箍的有效樞轉(zhuǎn)點(diǎn))在套箍圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa1樞轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)移動(dòng)。

參考圖10和圖11，第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)12和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)14可操作地連接到相應(yīng)的第一曲柄76和第二曲柄76。在所示實(shí)施方案中，動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)一般被構(gòu)造成杠桿，其各自包括通過(guò)用作支點(diǎn)的杠桿樞軸銷106而可樞轉(zhuǎn)地連接到曲柄76中的對(duì)應(yīng)一個(gè)的杠桿臂104。力元件108向相應(yīng)的杠桿臂104施加力，以便使杠桿臂圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2并且相對(duì)于相應(yīng)的曲柄76(更確切地，曲柄的第二曲柄臂96)樞轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施方案中，力元件108是安裝在固定到對(duì)應(yīng)的杠桿臂104的對(duì)應(yīng)的彈簧安裝件110上的彈簧(例如，壓縮彈簧)。所示彈簧安裝件110包括具有固定到相應(yīng)的杠桿臂的第一末端的軸112，以及在所述軸的第二末端處間隔、與杠桿臂104間隔開(kāi)的頭部114。彈簧安裝件110的軸112延伸穿過(guò)第一曲柄76和第二曲柄76的第二曲柄臂96中的槽形開(kāi)口116。在所示實(shí)施方案中，彈簧108接收在安裝件的軸112上并且捕捉在彈簧安裝件110的相應(yīng)的頭部114與曲柄76的相應(yīng)的第二曲柄臂之間。在一個(gè)實(shí)施方案中，彈簧安裝件110可包括螺栓。如圖11中所示，通過(guò)此構(gòu)型，杠桿臂104在如由箭頭r5指示的偏置方向上遠(yuǎn)離彼此并朝向相應(yīng)的第二曲柄臂96偏置，這樣使得杠桿臂相對(duì)于相應(yīng)的第二曲柄臂是處于折疊位置中。在所示實(shí)施方案中，杠桿臂104與相應(yīng)的第二曲柄臂96嵌套以允許杠桿臂總體上平行于處于折疊位置中的第二曲柄臂。如圖12中所示，從折疊位置來(lái)看，杠桿臂104可如由箭頭r6指示地抵抗彈簧108在加載方向上的力而圍繞樞轉(zhuǎn)軸線朝向彼此樞轉(zhuǎn)，并且遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)的第二曲柄臂96朝向伸展位置樞轉(zhuǎn)。杠桿臂104圍繞樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)16的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)套箍24、26(以及杠桿臂104)之間的夾角，并且加載彈簧108以便如由圖12中的彈簧力f1所示地向人體關(guān)節(jié)施加動(dòng)態(tài)力。因此，杠桿臂104的樞轉(zhuǎn)還獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)16的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)第一套箍24和第二套箍26相對(duì)于彼此的角位置，以便有助于人體關(guān)節(jié)的伸展和屈曲。

所示矯形器10還包括防后退機(jī)構(gòu)，其用于抑制曲柄76獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)組件38在伸展方向和屈曲方向中的至少一個(gè)上移動(dòng)。換句話講，防后退機(jī)構(gòu)抑制曲柄76在不操作驅(qū)動(dòng)組件38的情況下在伸展方向和屈曲方向中的至少一個(gè)上圍繞相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸線pa1旋轉(zhuǎn)。如以上所述，圖1-12中所示的實(shí)施方案被構(gòu)造來(lái)增加伸展的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。出于以下在討論所示矯形器10的使用時(shí)更詳細(xì)解釋的原因，此實(shí)施方案的防后退機(jī)構(gòu)被構(gòu)造來(lái)抑制曲柄76獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)而至少在屈曲方向上的旋轉(zhuǎn)，以使得當(dāng)身體部分固定到套箍24、26時(shí)，伸展的曲柄的位置抵抗使曲柄在屈曲方向上偏置的由人體關(guān)節(jié)強(qiáng)加的力而得以維持。此外，所示防后退機(jī)構(gòu)被構(gòu)造來(lái)允許曲柄76獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)而在伸展方向上旋轉(zhuǎn)。如以下更詳細(xì)解釋的，這允許在不操作驅(qū)動(dòng)的情況下快速地設(shè)置伸展的曲柄76(以及套箍24、26)的位置。在本文所公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，防后退機(jī)構(gòu)可被構(gòu)造來(lái)抑制曲柄76在兩個(gè)方向(即，屈曲和伸展兩者)上的旋轉(zhuǎn)。這種構(gòu)型的實(shí)例在圖34中示出并在下文進(jìn)行解釋，應(yīng)理解，這種構(gòu)型可結(jié)合在圖1-12的裝置和本文公開(kāi)的其他實(shí)施方案中。

在所示實(shí)施方案中，防后退機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)組件38整合，盡管在其他實(shí)施方案中，防后退機(jī)構(gòu)可與矯形器10的其他部件整合或相關(guān)聯(lián)，包括但不限于傳送機(jī)構(gòu)和/或連桿機(jī)構(gòu)。所示防后退機(jī)構(gòu)包括離合器機(jī)構(gòu)54。參考圖8和圖9，離合器機(jī)構(gòu)54是單向離合器機(jī)構(gòu)(廣義上來(lái)講，單向抗旋轉(zhuǎn)裝置)，其通過(guò)旋鈕軸122將旋鈕48互連到輸入軸46。單向離合器機(jī)構(gòu)54被包含在連接到傳送殼體42的離合器殼體123內(nèi)。離合器機(jī)構(gòu)54包括固定到旋鈕軸122的轂124、固定地固定到傳送殼體42的外環(huán)126、設(shè)置在外環(huán)中并固定地連接到輸入軸46的內(nèi)環(huán)128(例如，兩個(gè)內(nèi)環(huán)件)，以及位于內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的輥130(例如，圓柱體)。內(nèi)環(huán)128可在外環(huán)126內(nèi)圍繞輸入軸線旋轉(zhuǎn)。轂124包括圍繞輸入軸線間隔開(kāi)以用于將轂連接到內(nèi)環(huán)128的指狀物132(例如，三個(gè)指狀物)。內(nèi)環(huán)128包括圍繞輸入軸線間隔開(kāi)的徑向延伸的止動(dòng)件136(例如，三個(gè)止動(dòng)件)。設(shè)置在相鄰止動(dòng)件136之間的是與相應(yīng)的止動(dòng)件相鄰的第一輥凹口138和第二輥凹口138，以及在輥凹口138中間并與其相鄰的指狀凹口140。轂指狀物132中的每一個(gè)上的肋可滑動(dòng)地接收在指狀凹口140中的對(duì)應(yīng)一個(gè)中，以將轂連接到內(nèi)環(huán)128。輥130接收在第一輥凹口138和第二輥凹口138中的一個(gè)中。

在操作中，當(dāng)旋鈕在任一方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，單向離合器允許扭矩從旋鈕48傳送到輸入軸46。當(dāng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋鈕48將扭矩施加到轂124時(shí)，轂指狀物132將扭矩傳送到內(nèi)環(huán)128。在所示實(shí)施方案中，在輥130接收在第一輥凹口138中的情況下，在第一方向(例如，逆時(shí)針?lè)较?上施加到轂124的扭矩賦予內(nèi)環(huán)128旋轉(zhuǎn)，由此止動(dòng)件136朝向輥130移動(dòng)并接合輥130，以便沿著外環(huán)126的內(nèi)壁移動(dòng)輥并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)和輸入軸46。在第二方向(例如，順時(shí)針?lè)较?上施加到轂124的扭矩引起轂指狀物132朝向輥130移動(dòng)，以便沿著外環(huán)126的內(nèi)壁移動(dòng)輥并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)128和輸入軸46。因此，旋鈕48在任一方向上的旋轉(zhuǎn)通過(guò)單向離合器賦予輸入軸46圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)。

單向離合器還允許扭矩在一個(gè)方向上從輸入軸46傳送到旋鈕48，從而允許在不操作旋鈕的情況下，曲柄臂在一個(gè)方向上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，并且抑制扭矩在相反方向上從輸入軸傳送到旋鈕，從而抑制在不操作旋鈕的情況下，曲柄臂在相反方向上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。當(dāng)扭矩從連桿機(jī)構(gòu)施加到輸入軸46(例如，在不操作旋鈕48的情況下，將扭矩施加到輸入軸)時(shí)，輸入軸將扭矩傳送到內(nèi)環(huán)128。在所示實(shí)施方案中，在輥130接收在第一輥凹口138中的情況下，如圖所示，在第一方向(例如，逆時(shí)針?lè)较?上施加到輸入軸46的扭矩賦予內(nèi)環(huán)128旋轉(zhuǎn)，由此止動(dòng)件136朝向輥移動(dòng)并接合輥以便沿著外環(huán)126的內(nèi)壁移動(dòng)輥并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)和旋鈕48。在第二方向(例如，順時(shí)針?lè)较?上施加到輸入軸46的扭矩引起內(nèi)環(huán)128相對(duì)于外環(huán)126并且獨(dú)立于輥130移動(dòng)。當(dāng)內(nèi)環(huán)128獨(dú)立于輥130移動(dòng)時(shí)，內(nèi)環(huán)的凹口部分接合輥130并抵靠外環(huán)126的內(nèi)壁推動(dòng)輥，從而在輥與外環(huán)之間產(chǎn)生干擾，從而抑制內(nèi)環(huán)128與外環(huán)126之間的相對(duì)移動(dòng)。因此，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)在一個(gè)方向上施加到輸入軸46的扭矩賦予內(nèi)環(huán)128相對(duì)于外環(huán)126的旋轉(zhuǎn)，從而允許套箍24、26在不操作旋鈕48的情況下在一個(gè)方向上移動(dòng)，而通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)在相反方向上施加到輸入軸的扭矩不賦予內(nèi)環(huán)128相對(duì)于外環(huán)的旋轉(zhuǎn)，從而抑制曲柄76(以及因此套箍)在不操作旋鈕的情況下在相反方向上的移動(dòng)。

如以上所公開(kāi)的，圖1-12中所示的矯形器10的構(gòu)型適于增加伸展的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。在使用的示例性方法中，第一身體部分固定到第一套箍24，并且在關(guān)節(jié)的相反側(cè)上的第二身體部分例如固定到第二套箍。作為非限制性實(shí)例，在圖1所示的實(shí)施方案中，大腿或上臂部分可固定到第一套箍24并且小腿或下臂部分可固定到第二套箍，以用于治療伸展的膝關(guān)節(jié)或肘關(guān)節(jié)。在所示實(shí)施方案中，使用綁帶和綁帶上的鉤環(huán)緊固件來(lái)將身體部分固定到套箍24、26。在身體部分固定到相應(yīng)的套箍24、26的情況下，受治療者將人體關(guān)節(jié)延伸到伸展的所需初始位置，諸如由醫(yī)療保健專家推薦的位置，并且/或者延伸到受治療者可將人體關(guān)節(jié)移動(dòng)到的伸展的最大初始位置。如以上所述，單向離合器允許曲柄76在不操作旋鈕48的情況下在伸展方向上旋轉(zhuǎn)，以使得人體關(guān)節(jié)的伸展引起曲柄在伸展方向r3上旋轉(zhuǎn)到初始角位置。此外，單向離合器抑制曲柄76在不操作旋鈕48的情況下在屈曲方向r4上旋轉(zhuǎn)(即，單向離合器抑制曲柄在屈曲位置中“后退”)。在另一個(gè)實(shí)例中，曲柄76的所需初始旋轉(zhuǎn)位置可例如在穿上矯形器10之前通過(guò)使用一個(gè)人的手向曲柄施加力來(lái)進(jìn)行設(shè)置。在曲柄76處于所需初始角位置的情況下，套箍24、26可固定到相應(yīng)的身體部分以便將人體關(guān)節(jié)定位在伸展的所需初始位置中。

在身體部分固定到矯形器10并且人體關(guān)節(jié)處于伸展的所需初始位置中的情況下，旋轉(zhuǎn)旋鈕48以便在伸展方向上賦予曲柄76旋轉(zhuǎn)。在人體關(guān)節(jié)的伸展活動(dòng)范圍中的某個(gè)點(diǎn)處(例如，在人體關(guān)節(jié)的初始伸展位置處)，曲柄76在伸展方向上的旋轉(zhuǎn)不賦予人體關(guān)節(jié)的進(jìn)一步的伸展，因?yàn)槿梭w關(guān)節(jié)的僵硬度克服彈簧108的偏置力。因此，當(dāng)杠桿臂和套箍與身體部分在一起時(shí)，曲柄76在伸展方向上的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)使曲柄的第二曲柄臂96遠(yuǎn)離杠桿臂104和固定到杠桿臂的套箍24、26移動(dòng)(例如，杠桿臂和套箍在方向r6上的相對(duì)樞轉(zhuǎn))。當(dāng)曲柄76的第二曲柄臂96在方向r6上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2遠(yuǎn)離杠桿臂104樞轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧108在彈簧安裝件110上彈性形變(例如，壓縮)，如圖12中所示。彈簧108的彈性形變?cè)诟軛U臂104上產(chǎn)生使杠桿臂朝向曲柄76的對(duì)應(yīng)的第二曲柄臂96偏置的動(dòng)態(tài)力(如由力f1指示)，這繼而在身體部分上產(chǎn)生彈簧108在伸展方向r5上的偏置力。曲柄76通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕48的進(jìn)一步樞轉(zhuǎn)增加第二曲柄臂與對(duì)應(yīng)的杠桿臂104之間的角距離，從而增加彈簧108在伸展方向上賦予身體部分上的動(dòng)態(tài)力。曲柄76樞轉(zhuǎn)到合適的治療位置，其中彈簧108的偏置力在伸展方向上持續(xù)施加到人體關(guān)節(jié)的兩側(cè)。此偏置力的施加利用蠕變的原理以在設(shè)定時(shí)間段(例如，4-8小時(shí))內(nèi)連續(xù)地牽引關(guān)節(jié)組織，從而維持、減少或防止組織松弛。

如以上所述，在其他實(shí)施方案中，矯形器可被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。參考圖13-17，用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的這種矯形器實(shí)施方案一般以參考數(shù)字210指示。除了如下文所公開(kāi)的，矯形器210與矯形器10基本上相同，包括由對(duì)應(yīng)參考數(shù)字指示的相同部件。

由于矯形器210被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，曲柄連桿276與第一實(shí)施方案的曲柄連桿76的不同之處在于第一曲柄臂294與第二曲柄臂296之間的夾角大于第一矯形器10的第一曲柄臂94與第二曲柄臂96之間的夾角。這允許屈曲的更大的活動(dòng)范圍。

由于矯形器210被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，單向離合器機(jī)構(gòu)254還被構(gòu)造成與第一矯形器10的離合器機(jī)構(gòu)54不同，以使得當(dāng)前離合器機(jī)構(gòu)被構(gòu)造來(lái)抑制曲柄76獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)在至少伸展方向上的旋轉(zhuǎn)，以使得當(dāng)身體部分固定到套箍224、226時(shí)，屈曲的曲柄的位置抵抗使曲柄在伸展方向上偏置的由人體關(guān)節(jié)強(qiáng)加的力而得以維持。如圖17中所示，離合器機(jī)構(gòu)254基本上類似于第一矯形器10的離合器機(jī)構(gòu)54，除了輥130的位置之外。在本實(shí)施方案中，輥130接收在內(nèi)環(huán)128的第二凹口部分中，以使得在第一方向(例如，順時(shí)針?lè)较?上施加到輸入軸46的扭矩賦予內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，由此止動(dòng)件136朝向輥移動(dòng)并接合輥以便沿著外環(huán)126的內(nèi)壁移動(dòng)輥并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)內(nèi)環(huán)和旋鈕48。在第二方向(例如，逆時(shí)針?lè)较?上施加到輸入軸46的扭矩引起內(nèi)環(huán)128相對(duì)于外環(huán)126并且獨(dú)立于輥130移動(dòng)。當(dāng)內(nèi)環(huán)128獨(dú)立于輥130移動(dòng)時(shí)，內(nèi)環(huán)128的凹口部分接合輥130并抵靠外環(huán)126的內(nèi)壁推動(dòng)輥，從而在輥與外環(huán)之間產(chǎn)生干擾，從而抑制內(nèi)環(huán)128與外環(huán)126之間的相對(duì)移動(dòng)。因此，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)在一個(gè)方向上施加到輸入軸46的扭矩賦予內(nèi)環(huán)128相對(duì)于外環(huán)126的旋轉(zhuǎn)，從而允許曲柄連桿276在不操作旋鈕48的情況下在一個(gè)方向(例如，伸展方向r3)上移動(dòng)，而通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)在相反方向(例如，屈曲方向r4)上施加到輸入軸的扭矩不賦予內(nèi)環(huán)128相對(duì)于外環(huán)的旋轉(zhuǎn)，從而在不操作旋鈕的情況下抑制曲柄76在相反方向上移動(dòng)。如上所述，在本文所公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，防后退機(jī)構(gòu)可被構(gòu)造來(lái)抑制曲柄76在兩個(gè)方向(即，屈曲和伸展兩者)上的旋轉(zhuǎn)。防后退機(jī)構(gòu)的這種實(shí)施方案的實(shí)例一般以圖34中的參考數(shù)字354指示。所述防后退機(jī)構(gòu)類似于防后退機(jī)構(gòu)54、254，其中用對(duì)應(yīng)參考數(shù)字指示相同部件。主要區(qū)別是輥130接收在內(nèi)環(huán)128的第一凹口部分和第二凹口部分兩者中，以使得在第一方向(例如，順時(shí)針?lè)较?或第二方向(例如，逆時(shí)針?lè)较?的任一方向上施加到輸入軸46的扭矩引起內(nèi)環(huán)相對(duì)于外環(huán)126并且獨(dú)立于輥130移動(dòng)。當(dāng)內(nèi)環(huán)128獨(dú)立于輥130移動(dòng)時(shí)，內(nèi)環(huán)的凹口部分接合輥并抵靠外環(huán)126的內(nèi)壁推動(dòng)輥，從而在輥與外環(huán)之間產(chǎn)生干擾，從而抑制內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的相對(duì)移動(dòng)。因此，旋鈕48必須操作來(lái)在任一方向上旋轉(zhuǎn)曲柄連桿276。此實(shí)施方案可結(jié)合在圖1-12的裝置和圖13-17的裝置以及本文所公開(kāi)的其他實(shí)施方案中。

由于矯形器210被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)212和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)214被構(gòu)造成使得力元件108(例如，壓縮彈簧)向相應(yīng)的杠桿臂104施加力，以便使杠桿臂在偏置方向r6上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2并且相對(duì)于相應(yīng)的曲柄276(更確切地說(shuō)，曲柄的第二曲柄臂)樞轉(zhuǎn)到伸展位置，這不同于第一矯形器10的第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)12和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)14。彈簧接收在安裝件的軸112上并且捕捉在相應(yīng)的杠桿臂104與曲柄276的相應(yīng)的第二曲柄臂之間。如圖16中所示，從伸展位置來(lái)看，杠桿臂104可如由箭頭r5指示地抵抗彈簧在加載方向上的力而圍繞樞轉(zhuǎn)軸線遠(yuǎn)離彼此并且朝向?qū)?yīng)的第二曲柄臂樞轉(zhuǎn)到折疊位置。杠桿臂104圍繞樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)套箍224、226(以及杠桿臂)之間的夾角，并且加載彈簧以便如由圖16中的彈簧力f2所示地向人體關(guān)節(jié)施加動(dòng)態(tài)力。因此，杠桿臂104的樞轉(zhuǎn)還獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)216的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)第一套箍224和第二套箍226相對(duì)于彼此的角位置，以便有助于人體關(guān)節(jié)的伸展和屈曲。

除了當(dāng)在屈曲方向上樞轉(zhuǎn)曲柄連桿276時(shí)產(chǎn)生第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)212和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)214的彈簧的加載之外，用于增加屈曲的活動(dòng)范圍的矯形器210以類似于矯形器10的方式來(lái)使用。曲柄連桿276樞轉(zhuǎn)到合適的治療位置，其中彈簧的偏置力在屈曲方向上持續(xù)施加到人體關(guān)節(jié)的兩側(cè)。此偏置力的施加利用蠕變的原理以在設(shè)定時(shí)間段(例如，4-8小時(shí))內(nèi)連續(xù)地牽引關(guān)節(jié)組織，從而維持、減少或防止組織松弛。

參考圖18和圖19，用于增加伸展的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的矯形器的另一個(gè)實(shí)施方案一般以參考數(shù)字310指示。除非下文指出，否則此實(shí)施方案具有與圖1-12所公開(kāi)的第一實(shí)施方案相同或基本上相似的部件。例如，矯形器310的與第一矯形器10的對(duì)應(yīng)部件等同或基本上相同的部件包括但不限于：一般以316指示的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)，包括一般以338指示的其驅(qū)動(dòng)組件338以及其傳送組件340(不可見(jiàn))；以及一般分別以324、326指示的第一套箍和第二套箍。如以下更詳細(xì)解釋的，當(dāng)前矯形器310與第一矯形器10之間的主要區(qū)別在于當(dāng)前矯形器的第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)312和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)314的力元件408分別不同于第一矯形器的力元件108。具體地并且如以下所解釋的，當(dāng)前矯形器310的力元件408被構(gòu)造來(lái)施加扭矩，而不是由第一矯形器的力元件108施加的線性力。在所示實(shí)施方案中，每個(gè)力元件408包括扭轉(zhuǎn)彈簧，盡管力元件408可以是用于施加扭矩的其他類型。由于當(dāng)前矯形器310使用扭力元件408—而不是第一矯形器10的線性力元件108—所以第一連桿機(jī)構(gòu)320和第二連桿機(jī)構(gòu)322分別不同于第一矯形器的對(duì)應(yīng)部件，并且第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)312和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)314分別不同于第一矯形器的對(duì)應(yīng)部件。下文描述這些區(qū)別。

參考圖20，第一連桿機(jī)構(gòu)320和第二連桿機(jī)構(gòu)322中的每一個(gè)包括滑動(dòng)連桿372，其可等同于或基本上類似于滑動(dòng)連桿72；軛連桿374，其可等同于或基本上類似于軛連桿74；一般以376指示的曲柄連桿，其不同于曲柄連桿76；以及固定連桿378，其可等同于或基本上類似于固定連桿78。相應(yīng)的第一連桿機(jī)構(gòu)320和第二連桿機(jī)構(gòu)322的第一曲柄連桿376和第二曲柄連桿376是總體上l形的，各自具有可操作地(即，滑動(dòng)地)連接到對(duì)應(yīng)的軛連桿的第一曲柄臂394(或第一對(duì)臂)，以及在總體上橫向于第一曲柄臂長(zhǎng)度的方向上從第一曲柄臂向外延伸的第二曲柄臂396(或第二對(duì)臂)。參考圖20，軛銷397接收在對(duì)應(yīng)的軛連桿374的槽形開(kāi)口390中以便將第一曲柄臂394的終端可滑動(dòng)地固定到軛連桿，從而允許曲柄連桿376相對(duì)于對(duì)應(yīng)的軛連桿滑動(dòng)移動(dòng)。正如第一矯形器10，第一曲柄連桿376和第二曲柄連桿376可旋轉(zhuǎn)地(例如，可樞轉(zhuǎn)地)附接到相應(yīng)的第一固定連桿378和第二固定連桿378的終端，總體上鄰近第一曲柄臂394和第二曲柄臂396的接點(diǎn)。具體地，固定連桿銷398將第一曲柄376和第二曲柄376可樞轉(zhuǎn)地連接到相應(yīng)的第一固定連桿378和第二固定連桿378，以使得曲柄連桿可圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa1(圖19)旋轉(zhuǎn)。旋鈕348的旋轉(zhuǎn)(例如，致動(dòng)器組件316的操作)賦予第一曲柄連桿376和第二曲柄連桿376圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa1的旋轉(zhuǎn)，以便相對(duì)于彼此調(diào)節(jié)第一套箍324和第二套箍326的角位置，以便有助于人體關(guān)節(jié)以與以上關(guān)于矯形器10描述的基本上相同的方式來(lái)伸展和屈曲。

參考圖21和圖22，第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)312和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)314可操作地連接到相應(yīng)的第一曲柄376和第二曲柄376。在所示實(shí)施方案中，動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)312、314包括一般以400指示的杠桿，所述杠桿各自包括：第一杠桿臂404a，對(duì)應(yīng)的套箍324、326固定到所述第一杠桿臂404a；以及第二杠桿臂404b，其相對(duì)于第一臂部分橫向地(例如，正交地)延伸。每個(gè)杠桿400通過(guò)總體上位于第一臂部分404a和第二臂部分404b的接點(diǎn)處的杠桿樞轉(zhuǎn)銷406(用作支點(diǎn))而可樞轉(zhuǎn)地連接到曲柄連桿376中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。杠桿400也可認(rèn)為是曲柄。

力元件408向相應(yīng)的杠桿400施加力，以使杠桿圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2并且相對(duì)于相應(yīng)的曲柄連桿376(更確切地說(shuō)，曲柄的第二曲柄臂396)樞轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施方案中，力元件408是安裝在對(duì)應(yīng)的曲柄連桿376上的彈簧(例如，扭轉(zhuǎn)彈簧)。具體地，每個(gè)力元件408接收在彈簧卷筒或安裝件325上，并且彈簧卷筒通過(guò)使杠桿樞轉(zhuǎn)銷406穿過(guò)卷筒來(lái)固定到對(duì)應(yīng)的曲柄連桿376。每個(gè)彈簧408的第一彈簧臂408a(圖22-24)接合對(duì)應(yīng)的曲柄連桿376的底板327，并且每個(gè)彈簧的第二彈簧臂408b接合第二杠桿臂404b。更具體地，第二彈簧臂408b接合第二杠桿臂404b的桿331或其他結(jié)構(gòu)，以用于在扭轉(zhuǎn)彈簧408彈性形變時(shí)(例如，在彈簧扭轉(zhuǎn)或扭曲時(shí))將扭矩傳送到第二杠桿臂。如圖25中所示，通過(guò)此構(gòu)型，第一杠桿臂404a在如由箭頭r5指示的偏置方向上遠(yuǎn)離彼此并朝向相應(yīng)的第二曲柄臂連桿376偏置，這樣使得第一杠桿臂相對(duì)于相應(yīng)的第二曲柄臂396是處于折疊位置中。在所示實(shí)施方案中，第一杠桿臂404a與相應(yīng)的第二曲柄臂396嵌套以允許第一杠桿臂總體上平行于處于折疊位置中的第二曲柄臂。如圖26中所示，從折疊位置來(lái)看，第一杠桿臂404a可如由箭頭r6指示地抵靠第二彈簧臂408a并且抵抗彈簧408在加載方向上的偏置力或扭矩而圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2朝向彼此樞轉(zhuǎn)，并且遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)的第二曲柄臂朝向伸展位置樞轉(zhuǎn)。第一杠桿臂404a圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2的樞轉(zhuǎn)獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)320、322和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)316的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)套箍324、326(以及第一杠桿臂)之間的夾角，并且加載扭轉(zhuǎn)彈簧408以便在如圖25中所示的方向r5上向人體關(guān)節(jié)施加動(dòng)態(tài)力。因此，杠桿404的樞轉(zhuǎn)還獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)316的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)第一套箍324和第二套箍326相對(duì)于彼此的角位置，以便有助于人體關(guān)節(jié)的伸展和屈曲。

如以上所公開(kāi)的，矯形器310的構(gòu)型適于增加伸展的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。操作方法與以上關(guān)于矯形器10闡述的方法基本上類似，并且另外的細(xì)節(jié)參考以上描述。在身體部分固定到矯形器310并且人體關(guān)節(jié)處于伸展的所需初始位置中的情況下(諸如以上關(guān)于第一矯形器10的操作闡述的)，旋轉(zhuǎn)旋鈕348以便在伸展方向上賦予曲柄連桿376旋轉(zhuǎn)。在人體關(guān)節(jié)的伸展活動(dòng)范圍中的某個(gè)點(diǎn)處(例如，在人體關(guān)節(jié)的初始伸展位置處)，曲柄連桿376在伸展方向上的旋轉(zhuǎn)不賦予人體關(guān)節(jié)的進(jìn)一步的伸展，因?yàn)槿梭w關(guān)節(jié)的僵硬度克服彈簧408的偏置力。因此，當(dāng)杠桿臂和套箍與身體部分在一起時(shí)，曲柄連桿376在伸展方向上的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)使曲柄連桿的第二曲柄臂396遠(yuǎn)離第一杠桿臂和固定到第一杠桿臂404a的套箍324、326移動(dòng)(例如，杠桿臂和套箍在方向r6上的相對(duì)樞轉(zhuǎn))。當(dāng)曲柄連桿376的第二曲柄臂396在方向r6上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2遠(yuǎn)離第一杠桿臂404a樞轉(zhuǎn)時(shí)，第二杠桿臂404b的桿331抵靠第二彈簧臂408b推動(dòng)并且彈簧在彈簧卷筒325上彈性形變(例如，扭轉(zhuǎn)或扭曲)，如圖26中所示。彈簧408的彈性形變?cè)诘诙軛U臂404b上產(chǎn)生使第一杠桿臂404a朝向曲柄連桿376的對(duì)應(yīng)的第二曲柄臂396偏置的動(dòng)態(tài)力，更具體地是動(dòng)態(tài)扭矩，這繼而在身體部分上產(chǎn)生彈簧在伸展方向r5上的偏置扭矩。曲柄連桿376通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕348的進(jìn)一步樞轉(zhuǎn)增加第二曲柄臂396與對(duì)應(yīng)的第一杠桿臂部分404a之間的角距離，從而增加彈簧408在伸展方向上賦予身體部分上的動(dòng)態(tài)扭矩。曲柄連桿376樞轉(zhuǎn)到合適的治療位置，其中彈簧408的偏置扭矩在伸展方向上持續(xù)施加到人體關(guān)節(jié)的兩側(cè)。此偏置扭矩的施加利用蠕變的原理以在設(shè)定時(shí)間段(例如，4-8小時(shí))內(nèi)連續(xù)地牽引關(guān)節(jié)組織，從而維持、減少或防止組織松弛。

參考圖27-33，用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍的另一個(gè)矯形器實(shí)施方案一般以參考數(shù)字410指示。除了下文所公開(kāi)的之外，矯形器410與矯形器310等同或基本上相同，除了所述矯形器被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，并且因此一些部件略微不同，如以下所述。此外，致動(dòng)器機(jī)構(gòu)416與第二實(shí)施方案210的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)216基本上等同。

由于矯形器410被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，曲柄連桿476與第一實(shí)施方案的曲柄連桿76的不同之處在于第一曲柄臂494與第二曲柄臂496之間的夾角大于類似的矯形器310的第一曲柄臂394與第二曲柄臂396之間的夾角。這允許屈曲的更大的活動(dòng)范圍。

由于矯形器210被構(gòu)造用于增加屈曲的人體關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)412和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)414被構(gòu)造成使得力元件508(例如，扭轉(zhuǎn)彈簧)向相應(yīng)的杠桿臂504施加扭矩，以便使杠桿臂在偏置方向r6上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2并且相對(duì)于相應(yīng)的曲柄連桿476(更具體地，曲柄連桿的第二曲柄臂)樞轉(zhuǎn)到伸展位置，這不同于第一矯形器310的第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)312和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)314。為此，使用彈簧卷筒425和杠桿樞轉(zhuǎn)銷506將每個(gè)彈簧508安裝在對(duì)應(yīng)曲柄連桿476上，類似于另一矯形器310。第一彈簧臂508a接合對(duì)應(yīng)杠桿臂504的底板429，并且第二彈簧臂508b接合對(duì)應(yīng)曲柄連桿476的第二曲柄臂496。具體地說(shuō)，第一彈簧臂508a延伸穿過(guò)第二曲柄臂496的底板427中的開(kāi)口并接合杠桿臂504的底板429以便向杠桿臂施加彈簧力。第二彈簧臂508b接合第二曲柄臂496的桿431。

如圖33中所示，從伸展位置來(lái)看，杠桿臂504可如由箭頭r5指示抵靠彈簧508的力在負(fù)荷方向上圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2遠(yuǎn)離彼此并朝向?qū)?yīng)第二曲柄臂樞轉(zhuǎn)到折疊位置。杠桿臂504圍繞樞轉(zhuǎn)軸線pa2的樞轉(zhuǎn)獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)416的移動(dòng)調(diào)節(jié)套箍424、426(以及杠桿臂)之間的夾角，并且負(fù)荷彈簧以便在方向r6上向人體關(guān)節(jié)施加動(dòng)態(tài)扭矩。因此，杠桿臂504的樞轉(zhuǎn)還獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)416的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)第一套箍424和第二套箍426相對(duì)于彼此的角位置，以便有助于人體關(guān)節(jié)的伸展和屈曲。

除了當(dāng)在屈曲方向上樞轉(zhuǎn)曲柄連桿476時(shí)產(chǎn)生第一動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)412和第二動(dòng)態(tài)力機(jī)構(gòu)414的彈簧的加載之外，用于增加屈曲的活動(dòng)范圍的矯形器410以類似于矯形器310的方式來(lái)使用。曲柄連桿476樞轉(zhuǎn)到合適的治療位置，其中彈簧的偏置力在屈曲方向上持續(xù)施加到人體關(guān)節(jié)的兩側(cè)。此偏置力的施加利用蠕變的原理以在設(shè)定時(shí)間段(例如，4-8小時(shí))內(nèi)連續(xù)地牽引關(guān)節(jié)組織，從而維持、減少或防止組織松弛。

當(dāng)介紹本發(fā)明的要素或其優(yōu)選實(shí)施方案時(shí)，冠詞“一”、“所述”意在表示存在所述要素中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意在是包括性的，并且意指除所列出的要素之外可存在另外的要素。

鑒于以上，將明白的是：實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的若干目標(biāo)，并且獲得其他有利結(jié)果。

因?yàn)榭梢栽诓幻撾x本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)以上構(gòu)造、產(chǎn)品和方法做出各種改變，所以意在以上描述中包含的并在附圖中示出的所有內(nèi)容都應(yīng)解釋為說(shuō)明性的而不具有限制意義。