特表 2020-509834 ケーブル動作式動作強化システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2020-509834(P2020-509834A)

(43)【公表日】2020年4月2日

(54)【発明の名称】ケーブル動作式動作強化システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/70 20060101AFI20200306BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20200306BHJP

   B25J 11/00 20060101ALI20200306BHJP

【ＦＩ】

   A61F2/70

   A61H1/02 K

   B25J11/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2019-548634(P2019-548634)

(86)(22)【出願日】2018年3月8日

(85)【翻訳文提出日】2019年11月6日

(86)【国際出願番号】US2018021522

(87)【国際公開番号】WO2018165413

(87)【国際公開日】20180913

(31)【優先権主張番号】62/468,566

(32)【優先日】2017年3月8日

(33)【優先権主張国】US

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】519214329

【氏名又は名称】アビリテック・メディカル・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100172041

【弁理士】

【氏名又は名称】小畑 統照

(72)【発明者】

【氏名】ゼントグラフ，ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ロール，ジェームス

(72)【発明者】

【氏名】シャハトナー，ジョー

(72)【発明者】

【氏名】クラムホルツ，イーライ

(72)【発明者】

【氏名】ウドリック，ロブ

(72)【発明者】

【氏名】ヨック，トラビス

(72)【発明者】

【氏名】ナーベソン，クリス

(72)【発明者】

【氏名】ロバーツ，ロブ

(72)【発明者】

【氏名】ランダース，ロッド

(72)【発明者】

【氏名】コンリー，アンジー

(72)【発明者】

【氏名】ノイバウアー，ブレット

【テーマコード（参考）】

3C707

4C046

4C097

【Ｆターム（参考）】

3C707AS38

3C707HS27

3C707HT04

3C707HT33

3C707HT36

3C707XK03

3C707XK06

3C707XK16

3C707XK42

3C707XK45

4C046AA42

4C046BB04

4C046DD13

4C046DD37

4C046DD40

4C046EE02

4C046EE03

4C046EE04

4C046EE25

4C046FF12

4C046FF25

4C097AA11

4C097BB03

4C097BB06

4C097BB09

4C097CC08

4C097CC16

4C097DD01

4C097DD04

4C097TA01

4C097TA10

4C097TB01

(57)【要約】

【課題】使用者の生来の解剖学的構造を運動に影響を与えるための構造として少なくとも部分的に使用する形で、使用者の第１の身体部位と付属器官との間に力を加えることにより所望の可動域の範囲で使用者の付属器官が運動するのを補助することを目的として使用者の生来の強度を強化するために複数のケーブルを利用するように構成される動作強化システム。
【解決手段】動作強化システムが、身体シャーシを少なくとも１つのスリーブ組立体に動作可能に結合する複数のケーブルを有し、複数のケーブルの各々が、スリーブ組立体に埋設される複数のルーメンのうちの対応する１つのルーメンを通って横断し、身体シャーシに動作可能に結合される１つまたは複数の対応するケーブルアクチュエータによって制御され、対応するケーブルアクチュエータが、複数のケーブルを介して身体シャーシと少なくとも１つのスリーブ組立体との間に選択的に力を加えるように構成される。
【選択図】図７Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

使用者の第１の身体構造の周りに着用されるように、および前記第１の身体構造と付属器官との間に力を加えることにより所望の可動域の範囲で前記使用者が付属器官を運動させるのを補助することを目的として使用者の生来の強度を強化するために複数のケーブルを利用するように、構成される動作強化システムであって、
前記第１の身体シャーシの周りに着用されるように構成される身体シャーシと、
前記付属器官の周りに着用されるように構成される少なくとも１つのスリーブ組立体であって、前記少なくとも１つのスリーブ組立体の少なくとも部分的な長さに沿って横断する複数の埋設されるルーメンを有する、少なくとも１つのスリーブ組立体と、
前記身体シャーシを前記少なくとも１つのスリーブ組立体に動作可能に結合する複数のケーブルであって、前記複数のケーブルの各々が前記スリーブ組立体の前記複数の埋設されるルーメンのうちの対応する１つのルーメンに沿って横断し、前記身体シャーシに動作可能に結合される１つまたは複数の対応するケーブルアクチュエータによって制御され、前記対応するケーブルアクチュエータが、前記身体シャーシと前記少なくとも１つのスリーブ組立体との間で選択的に力を加えるように構成され、その結果、前記身体シャーシおよび前記使用者の生来の解剖学的構造が、加えられる力に反応して前記スリーブ組立体が枢動するときに接触することになる構造として少なくとも部分的に使用されることになる、複数のケーブルと、
を備える、動作強化システム。

【請求項2】

前記身体シャーシおよび前記少なくとも１つのスリーブ組立体が互いに実質的にフリーフローティングである、請求項１に記載の動作強化システム。

【請求項3】

前記少なくとも１つのスリーブ組立体が、上側付属器官スリーブ組立体および下側付属器官スリーブ組立体を有する、請求項１に記載の動作強化システム。

【請求項4】

前記上側付属器官スリーブ組立体および前記下側付属器官スリーブ組立体が弾性連結具を介して互いに動作可能に結合される、請求項３に記載の動作強化システム。

【請求項5】

前記弾性連結具が、前記身体シャーシと前記少なくとも１つのスリーブ組立体との間に力が加えられるときに前記弾性連結具の長手方向軸に沿って前記下側付属器官スリーブ組立体が平行移動して前記上側付属器官スリーブ組立体に近づくのを実質的に阻害する、請求項４に記載の動作強化システム。

【請求項6】

前記使用者からの合図に基づいて前記付属器官を所定の方向に操作するときに、前記使用者の前記生来の強度の強化を増大させることを目的として前記１つまたは複数のケーブルアクチュエータに指示するように構成されるプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の動作強化システム。

【請求項7】

前記付属器官の動作経路を記録するように、および前記記録された動作経路に沿って前記付属器官を操作するときに前記１つまたは複数のケーブルアクチュエータに指示するように、構成されるプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の動作強化システム。

【請求項8】

使用中の対象の１つまたは複数の臨床パラメータを監視するように構成される１つまたは複数の感知デバイスをさらに備える、請求項１に記載の動作強化システム。

【請求項9】

前記使用者の増大する疲労を判断することを目的として、および前記増大する疲労を補償するために１つまたは複数のケーブルアクチュエータを動的に調整することを目的として、前記１つまたは複数の対象の臨床パラメータを利用するように構成されるプロセッサをさらに備える、請求項８に記載の動作強化システム。

【請求項10】

前記身体シャーシと前記少なくとも１つのスリーブ組立体との間に前記力の少なくとも一部分を選択的に加えるように構成される１つまたは複数の受動素子をさらに備える、請求項１に記載の動作強化システム。

【請求項11】

前記ケーブルアクチュエータが、前記１つまたは複数の受動素子の力の出力を変化させることにより前記身体シャーシと前記少なくとも１つのスリーブ組立体との間に力を加えるように構成される、請求項１０に記載の動作強化システム。

【請求項12】

使用者の第１の身体構造の周りに着用されるように、および前記使用者の上側付属器官および下側付属器官の運動を補助することにより前記使用者の生来の強度を強化するように、構成される低プロフィールのコンフォーマブルな複層動作強化システムであって、
第１の層であって、
前記第１の身体構造の周りに着用されるように構成される身体シャーシ、
複数のケーブル拘束具により前記上側付属器官および前記下側付属器官に対して少なくとも部分的に拘束される複数のケーブルであって、前記複数のケーブルのうちの少なくとも１つのケーブルが、前記上側付属器官と前記下側付属器官との間の関節に対して拘束されない、複数のケーブル、ならびに、
複数のケーブルアクチュエータであって、前記複数のケーブルアクチュエータが、前記身体シャーシに動作可能に結合され、前記複数のケーブルのそれぞれのケーブルに力を加えるように構成される、複数のケーブルアクチュエータ
を有する、第１の層と、
第２の層であって、
前記複数のケーブルの少なくとも一部分と、前記第１の層のケーブル拘束具とを覆うように構成される弾性スリーブ部分であって、前記上側付属器官と前記下側付属器官との間の関節に対して拘束されない前記複数のケーブルのうちの前記少なくとも１つのケーブルが、前記弾性スリーブ部分との組み合わせで、ケーブルウイングの前縁部を画定する、弾性スリーブ部分
を有する、第２の層と
を備える、低プロフィールのコンフォーマブルな複層動作強化システム。

【請求項13】

前記第１の層が、上側付属器官スリーブ組立体および下側付属器官スリーブ組立体をさらに有する、請求項１２に記載の低プロフィールのコンフォーマブルな複層動作強化システム。

【請求項14】

前記上側付属器官スリーブ組立体および前記下側付属器官スリーブ組立体が弾性連結具を介して互いに動作可能に結合される、請求項１３に記載の動作強化システム。

【請求項15】

前記弾性連結具が、前記複数のケーブルに前記力が加えられるときに前記弾性連結具の長手方向軸に沿って前記下側付属器官スリーブ組立体が平行移動して前記上側付属器官スリーブ組立体に近づくのを阻害する、請求項１４に記載の動作強化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願情報
本出願は、２０１７年３月８日に出願された米国仮特許出願第６２／４６８，５６６号の利益を主張するものである。

【0002】

本開示は、概して、運動能力の欠如に苦しむ患者の上肢持ち上げおよび補助のためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、神経筋の疾患、脊髄の怪我、および／または四肢の障害に苦しむ患者内に運動能力を提供する、上半身の運動を強化するように構成されたケーブル動作式の上側胴体強化システム（ｕｐｐｅｒ ｔｏｒｓｏ ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）および使用方法に関する。

【背景技術】

【0003】

脳卒中の結果としての、神経筋の疾患、脊髄の怪我、または四肢の障害などの神経筋異常を有する個人は、しばしば、筋萎縮および／または運動機能の低下を経験し、これらがその個人の四肢および上半身の完全な機能の欠如につながる可能性がある。このような機能の欠如は日常的な仕事の遂行を困難なものとする可能性があり、それによりその個人の生活の質に悪影響を与える。

【0004】

米国のみで、１４０万人が神経筋の疾患に苦しんでいる。これらの人のうちの約４５，０００人が子供であると推定され、子供は１つまたは複数の小児神経筋疾患の影響を受けている。小児神経筋疾患には、脊髄筋萎縮（ＳＭＡ：Ｓｐｉｎａｌ Ｍｕｓｃｕｌａｒ Ａｔｒｏｐｈｙ）、脳性麻痺、先天性多発性関節拘縮症（ＡＭＣ：Ａｒｔｈｒｏｇｒｙｐｏｓｉｓ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ Ｃｏｎｇｅｎｉｔａｌ）、ベッカー型筋ジストロフィー、およびデュシェンヌ型筋ジストロフィー（ＤＭＤ：Ｄｕｃｈｅｎｎｅ Ｍｕｓｃｕｌａｒ Ｄｙｓｔｒｏｐｈｙ）が含まれる。成人の神経筋の病気には、多発性硬化症（ＭＳ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ）、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ：Ａｍｙｏｔｒｏｐｈｉｃ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ）、および顔面・肩甲・上腕型筋ジストロフィー（ＦＳＨＤ：Ｆａｃｉｏｓｃａｐｕｌｏｈｕｍｅｒａｌ Ｍｕｓｃｕｌａｒ Ｄｙｓｔｒｏｐｈｙ）が含まれる。これらの筋疾患の多くは進行性であり、したがって、脊髄および／または脳幹運動ニューロンの遅効性の悪化が生じ、全身衰弱、骨格筋の萎縮、および／または低血圧症につながる。

【0005】

米国では、約２８５，０００人が脊髄の怪我に苦しんでおり、毎年１７，０００人の新しい症例が追加されている。脊髄の怪我の約５４％が頸部の怪我であり、これは上側胴体の神経筋運動障害につながる。脊髄の怪我は、随意運動の欠如、問題を含む痙攣、および生活の質の低下および自活の欠如につながる可能性のある他の身体的障害などの、慢性的な病的状態の原因となる可能性がある。

【0006】

米国では、毎年６５０，０００人を超える新しい存命の脳卒中患者がいると推定される。脳卒中患者のうちの約７０〜８０％が上肢の障害および／または片側不全麻痺を有する。多くの他の個人が無症候性脳梗塞（ＳＣＩ：Ｓｉｌｅｎｔ Ｃｅｒｅｂｒａｌ Ｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ）または「潜在性脳卒中」の患者になり、これらは進行性の四肢の障害につながる可能性がある。四肢の障害および片側不全麻痺からの合併症には、個人が自分の四肢を動かそうとするときに痙攣または筋肉の不随意収縮を伴う可能性がある。処置しないままにする場合、痙攣が異常箇所または痛みのある箇所の筋肉フリージングを引き起こす可能性がある。また、脳卒中の後では、筋緊張の亢進（ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｈｙｐｅｒｔｏｎｉｃｉｔｙ）の可能性が増大し、つまり筋張力の窮屈さが増す可能性が増大する。

【0007】

神経筋異常に悩まされている人は、しばしば、微細運動技能および粗大運動技能の低下を呈する。人間が特定の関節の非対称的な制御のみを行うことができる事例では、その人間は関節を屈曲させることを担う筋肉グループを制御することができる可能性はあるが、伸展させることを担う筋肉グループに対するその個人の制御が損なわれる可能性がある。同様に、逆のことが当てはまる可能性もあり、使用者が伸展方向の制御を行うことができるが屈曲方向の制御を行うことができない場合もある。いずれの場合も、その人間が自分の三頭筋を働かせることができないかまたは二頭筋の機能亢進（ｈｙｐｅｒａｃｔｉｖｅ ｂｉｃｅｐ）を解放することができない場合、その人間がその人間が望む仕事を実施することの見込みがない可能性がある。人間が関節の対称的な制御を維持する場合でも、その人間は、その関節の反対側の筋肉グループの制御が低下したままである可能性がある。その結果、その人間が通常であればその関節により可能となる完全な可動域を達成することができない可能性があり、および／または関連する四肢セグメントにより所望の仕事を実施するのに必要な大きさの力を働かせるようにするために関節を制御することができない可能性がある。

【0008】

多くの場合、神経筋異常の結果としての、運動機能の強度の低下または障害が、動的処置および動的治療を介して、その速度を低下され得るか、止められ得るか、またはさらには回復に向かわせられ得る。少なくとも脳卒中の患者の場合、データが、運動機能の低下を最初に気づいた後ですぐに治療を開始してさらには患者によって実施される治療の量が増えると、患者がより良好に回復する可能性が高まる、ということを示している。残念ながら、この治療は、しばしば、高価な機器を利用し、診療所内の設備のみに限定されてしまい、それにより患者によって実施され得る治療の量が大幅に制限される。

【0009】

進行性の神経筋の疾患を伴うなどの、他の事例では、処置の目的が機能減退の速度を低下させることである可能性があり、それにより可能な限りその個人の生活の質を維持する。一般的な処置方法には、症状軽減を実現することを目的とした、薬物療法と組み合わされる理学療法が含まれる。退行性の筋肉の疾患を有する患者のための整形器具の最近の進歩は非常に限定的なものである。多くの整形器具は診療所での処置のための能動的動力源を有するように設計されているが、受動的に動力供給されるデバイスの一部も開発されている。神経筋の疾患の処置のための受動的に動力供給されるデバイスの１つの例が、参照によりその中身が本明細書に組み込まれる米国特許第６，８２１，２５９号（Ｎｅｍｏｕｒｓ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎに譲渡される）に開示されている。

【0010】

脊髄の怪我に関しては、病的状態を回復に向かわせることができる既知の処置は存在しないが、患者の強度および全体の神経筋の健康を向上させるのに、繰り返しの高負荷運動および整形器具の使用が利用されている。具体的には、上肢を補強するために、および日常生活の活動を達成するための自立性を向上させるために、多数の腕支持デバイスが患者によって使用されている。しかし、日常生活の全体を通してこれらのデバイスを継続的に使用することには、それらの高いコスト、嵩張り具合、重量、快適さの欠如、および機能的限界を理由として、限界がある。

【0011】

現在のデバイスおよび方法に付随の限界および問題に対処することができる、神経筋異常に悩まされている人のための、低プロフィールの動作強化システムおよび方法が依然として必要とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】米国特許第６，８２１，２５９号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示の実施形態が、神経筋異常を有する使用者のための、低プロフィールのモジュール式移動可能デバイスおよび方法を提供する。本開示の実施形態が、可動域の向上を使用者に体験させるのを可能にしてそれにより自立性を向上させて、それにより日常生活の活動（ＡＤＬ：ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｄａｉｌｙ ｌｉｖｉｎｇ）を完全なものとすることを可能にし、および／または治療規制（例えば、拘束誘発運動療法（ＣＩＭＴ：Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｍｏｖｅｍｅｎｔ Ｔｈｅｒａｐｙ）または反復動作）を使用者が強化することを可能にする。オペレーションのファームウェア制御モードとの組み合わされる機械的調整により、使用者がＡＤＬを完全なものとするための所要トルクおよび所要荷重の両方のバランスをとることが可能となる。本開示の実施形態が、受動的に動力供給され得るか、能動的に動力供給され得るか、または受動的な動力供給と能動的な動力供給の複合を行うことができる。本開示の実施形態が、複合式の受動的な直接のおよび能動的な間接的な駆動組立体を有することができる。本開示の実施形態が、運動の自動追跡および使用期間中の全体を通しての長時間の使用における一体型モバイルコンピューティングデバイスを介しての仕事の等級分けを可能にすることにより既知の治療方法をさらに拡張することができる。

【0014】

本開示の一実施形態が、使用者の第１の身体構造の周りに着用されるように、および第１の身体構造と付属器官との間に力を加えることにより所望の可動域の範囲で使用者が付属器官を運動させるのを補助することを目的として使用者の生来の強度を強化するために複数のケーブルを利用するように、構成される動作強化システムを提供する。動作強化システムが、身体シャーシと、少なくとも１つのスリーブ組立体と、複数のケーブルとを有することができる。身体シャーシが第１の身体構造の周りに着用されるように構成され得る。少なくとも１つのスリーブ組立体が付属器官の周りに着用されるように構成され得、少なくとも１つのスリーブ組立体の少なくとも部分的な長さに沿って横断する複数の埋設されるルーメンを有することができる。複数のケーブルが身体シャーシを少なくとも１つのスリーブ組立体に動作可能に結合することができる。複数のケーブルの各々がスリーブ組立体の複数の埋設されるルーメンのうちの対応する１つのルーメンに沿って横断することができ、身体シャーシに動作可能に結合される１つまたは複数の対応するケーブルアクチュエータによって制御され得る。対応するボディアクチュエータが、身体シャーシと少なくとも１つのスリーブ組立体との間で複数のケーブルを介して選択的に力を加えるように構成され得、その結果、身体シャーシおよび使用者の生来の解剖学的構造が、加えられる力に反応してスリーブ組立体が枢動するときに接触することになる構造として少なくとも部分的に使用されることになる。

【0015】

一実施形態では、身体シャーシおよび少なくとも１つのスリーブ組立体が互いに実質的にフリーフローティングであってよい。一実施形態では、少なくとも１つのスリーブ組立体が、上側付属器官スリーブ組立体および下側付属器官スリーブ組立体を有する。一実施形態では、上側付属器官スリーブ組立体および下側付属器官スリーブ組立体が弾性連結具を介して互いに動作可能に結合される。一実施形態では、弾性連結具が、身体シャーシと少なくとも１つのスリーブ組立体との間に力が加えられるときに弾性連結具の長手方向軸に沿って下側付属器官スリーブ組立体が平行移動して上側付属器官スリーブ組立体に近づくのを実質的に阻害する。一実施形態では、動作強化システムが、使用者からの合図に基づいて付属器官を所定の方向に操作するときに、使用者の生来の強度の強化を増大させることを目的として１つまたは複数のケーブルアクチュエータに指示するように構成されるプロセッサをさらに有する。一実施形態では、動作強化システムが、付属器官の動作経路を記録するように、および記録された動作経路に沿って付属器官を操作するときに１つまたは複数のケーブルアクチュエータに指示するように、構成されるプロセッサをさらに有する。一実施形態では、動作強化システムが、使用中の対象の１つまたは複数の臨床パラメータを監視するように構成される１つまたは複数の感知デバイスをさらに有する。一実施形態では、動作強化システムが、使用者の増大する疲労を判断することを目的として、および増大する疲労を補償するために１つまたは複数のケーブルアクチュエータを動的に調整することを目的として、１つまたは複数の対象の臨床パラメータを利用するように構成されるプロセッサをさらに有する。一実施形態では、動作強化システムが、身体シャーシと少なくとも１つのスリーブ組立体との間に力の少なくとも一部分を選択的に加えるように構成される１つまたは複数の受動素子をさらに有する。一実施形態では、ケーブルアクチュエータが、１つまたは複数の受動素子の力の出力を変化させることにより身体シャーシと少なくとも１つのスリーブ組立体との間に力を加えるように構成される。

【0016】

本開示の別の実施形態が、使用者の第１の身体構造の周りに着用されるように、および使用者の上側付属器官および下側付属器官の運動を補助することにより使用者の生来の強度を強化するように、構成される低プロフィールのコンフォーマブルな複層動作強化システムを提供する。複層動作強化システムが第１の層および第２の層を有することができる。第１の層が、身体シャーシと、複数のケーブルと、複数のケーブルアクチュエータとを有することができる。身体シャーシが、第１の身体構造の周りに着用されるように構成され得る。複数のケーブルが、複数のケーブル拘束具により上側付属器官および下側付属器官に対して少なくとも部分的に拘束され得、ここでは、複数のケーブルのうちの少なくとも１つのケーブルが、上側付属器官と下側付属器官との間の関節に対して拘束されない。ケーブルアクチュエータの各々が身体シャーシに動作可能に結合され得、複数のケーブルのそれぞれのケーブルに力を加えるように構成され得る。第２の層が、複数のケーブルの少なくとも一部分と、第１の層のケーブル拘束具とを覆うように構成される弾性スリーブ部分を有することができ、ここでは、上側器官と下側器官との間の関節に対して拘束されない複数のケーブルのうちの少なくとも１つのケーブルが、弾性スリーブ部分との組み合わせで、ケーブルウイングの前縁部を画定する。

【0017】

一実施形態では、第１の層が、上側付属器官スリーブ組立体および下側付属器官スリーブ組立体を有する。一実施形態では、上側付属器官スリーブ組立体および下側付属器官スリーブ組立体が弾性連結具を介して互いに動作可能に結合される。一実施形態では、弾性連結具が、複数のケーブルに力が加えられるときに弾性連結具の長手方向軸に沿って下側付属器官スリーブ組立体が平行移動して上側付属器官スリーブ組立体に近づくのを阻害する。

【0018】

本開示の別の実施形態では、枢動可能な構造として使用者の解剖学的構造に実質的に依存しながら、使用者の胸部および腕の一部分に力を加えることにより所望の可動域の範囲で使用者の腕を運動させるのを補助することを目的として、使用者の状態の強度を強化するために複数のケーブルを利用するように構成される上側胴体強化システムを提供する。上側胴体強化システムが、身体シャーシと、少なくとも１つの従順的なスリーブ組立体と、複数のケーブルとを有することができる。身体シャーシが、主要部の安定性を強化するために使用者の胴体の周りに着用されるように構成され得る。少なくとも１つの従順的なスリーブ組立体が使用者の腕の周りに着用されるように構成され得、スリーブ組立体の少なくとも部分的な長さに沿って横断する複数の埋設されるルーメンを有することができる。複数のケーブルが身体シャーシを少なくとも１つのスリーブ組立体に動作可能に結合することができる。複数のケーブルの各々がスリーブ組立体の複数の埋設されるルーメンのうちの対応する１つのルーメンに沿って横断することができ、従順的なスリーブとは反対側の解剖学的関節上の第２のアンカーロケーションに動作可能に結合される１つまたは複数の対応するケーブルアクチュエータによって制御され得る。対応するケーブルアクチュエータが、第２のアンカーロケーションと少なくとも１つのスリーブ組立体との間の複数のケーブルを介して力を選択的に加えるように構成され得る。

【0019】

本開示の別の実施形態が、使用者の上肢の運動を補助することにより使用者の生来の強度を強化するように構成される、低プロフィールのコンフォーマブルな複層上側胴体強化システムを提供する。複層上側胴体強化システムが第１の層および第２の層を有することができる。第１の層が、身体シャーシと、複数のケーブルと、複数のケーブルアクチュエータとを有することができる。身体シャーシが、使用者の胴体の周りに着用されるように構成され得る。複数のケーブルが、複数のケーブル拘束具により使用者の上肢に対して少なくとも部分的に拘束され得、ここでは、複数のケーブルのうちの少なくとも１つのケーブルが使用者の肘に対して拘束されない。複数のケーブルアクチュエータの各々が身体シャーシに動作可能に結合され得、複数のケーブルのそれぞれのケーブルに力を加えるように構成され得る。第２の層が、複数のケーブルの少なくとも一部分と、第１の層のケーブル拘束具とを覆うように構成される弾性スリーブ部分を有することができる。使用者の肘に対して拘束されない複数のケーブルのうちの少なくとも１つのケーブルが、弾性スリーブ部分との組み合わせで、身体シャーシの一部分と使用者の手首との間を延在するケーブルウイングの前縁部を画定することができる。

【0020】

本開示の別の実施形態が、使用者からの合図に基づいて使用者の腕を所定の方向に操作するときに、使用者の生来の強度の強化を増大させるように構成される意図的作動可能上側胴体強化システムを提供する。意図的作動可能上側胴体強化システムが、身体シャーシと、少なくとも１つのアーム組立体と、ケーブル組立体と、プロセッサとを有することができる。身体シャーシが使用者の胴体の周りに着用されるように構成され得る。少なくとも１つのアーム組立体が使用者の腕の周りに着用されるように構成され得る。ケーブル組立体が身体シャーシを少なくとも１つのアーム組立体に動作可能に結合することができ、所望の可動域内で使用者の腕を操作するときに使用者の生来の強度を強化するように構成され得る。プロセッサが、使用者からの情報を受信してケーブル組立体に対して多様な強化命令を提供するように、構成され得る。プロセッサによって受信される情報が使用者の身体の位置を含むことができ、その結果、所与の方向における使用者の身体の運動がプロセッサにより使用者による意図として解釈され、それにより使用者の腕を対応する方向に運動させる。プロセッサによって提供される多様な強化命令が、対応する方向における少なくとも１つのアーム組立体の強化を増大させるようにケーブル組立体に指示することができる。

【0021】

本開示の別の実施形態が、使用者の腕の動作経路を記録して、記録された動作経路に沿って使用者の腕の繰り返しの動作における使用者の生来の強度を選択的に強化するように、構成される。上側胴体強化システムが、身体シャーシと、少なくとも１つのアーム組立体と、ケーブル組立体と、プロセッサとを有することができる。身体シャーシが使用者の胴体の周りに着用されるように構成され得る。少なくとも１つのアーム組立体が使用者の腕の周りに着用されるように構成され得る。ケーブル組立体が身体シャーシを少なくとも１つのアーム組立体に動作可能に結合することができ、所望の可動域内で使用者の腕を操作するときに使用者の生来の強度を強化するように構成され得る。プロセッサが、使用者の腕の運動に基づいて位置情報を受信および記録して、ケーブル組立体に対して多様な強化命令を選択的に提供するように、構成され得る。位置情報が、使用者の腕の所望の繰り返し可能な動作経路を含むことができる。プロセッサによって提供される多様な強化命令が、所望の繰り返し可能な動作経路に沿うように使用者の腕を案内することを目的として、少なくとも１つのアーム組立体の強化を増大させるようにケーブル組立体に指示することができる。

【0022】

上記の概要は、本開示の示される各実施形態またはあらゆる実装形態を説明することを意図されない。以下の図および詳細な説明がこれらの実施形態をより具体的に例示する。
添付図面に関連させて本開示の種々の実施形態の以下の詳細な説明を考察することにより、本開示がより完全に理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本開示の第１の実施形態による、上側胴体強化システムを示す斜視図である。

【図2A】本開示の第２の実施形態による、上側胴体強化システムを示す正面斜視図である。

【図2B】本開示による、可動域の範囲で図２Ａの上側胴体強化システムの操作を示す斜視図である。

【図2C】本開示による、可動域の範囲で図２Ａの上側胴体強化システムの操作を示す斜視図である。

【図2D】本開示による、可動域の範囲で図２Ａの上側胴体強化システムの操作を示す斜視図である。

【図2E】本開示による、可動域の範囲で図２Ａの上側胴体強化システムの操作を示す斜視図である。

【図2F】図２Ａの上側胴体強化システムを示す背面斜視図である。

【図3A】本開示の第２の実施形態による、上側胴体強化システムの代替の変形形態を示す斜視図である。

【図3B】本開示による、可動域の範囲で図３Ａの上側胴体強化システムの操作を示す斜視図である。

【図3C】本開示による、可動域の範囲で図３Ａの上側胴体強化システムの操作を示す斜視図である。

【図4】図４Ａは、本開示の実施形態による、スリーブ組立体の埋設されるコンフォーマブルなルーメンを示す断面図である。図４Ｂは、本開示の実施形態による、スリーブ組立体の埋設されるコンフォーマブルなルーメンを示す断面図である。

【図5】本開示の実施形態による、可撓性移行スリーブを有するケーブルを備える上側胴体強化システムを示す斜視図である。

【図6A】本開示の実施形態による、所定の３次元可動域の範囲内で四肢の運動の強化の優先順位を決めるように構成される上側胴体強化システムを利用する使用者を示す正面図である。

【図6B】図６Ａの上側胴体強化システムを利用する使用者を示すプロフィール図である。

【図6C】図６Ａの上側胴体強化システムを利用する使用者を示す上面図である。

【図6D】図６Ａの上側胴体の回転システム（ｕｐｐｅｒ ｔｏｒｓｏ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を利用する使用者を示す斜視図である。

【図7A】本開示の第３の実施形態による、上側胴体強化システムの内側層を示す斜視図である。

【図7B】本開示の第３の実施形態による、上側胴体強化システムの内側層を示す斜視図である。

【図7C】本開示の第３の実施形態による、上側胴体強化システムの内側層を示す斜視図である。

【図7D】本開示の第３の実施形態による、上側胴体強化システムの内側層を示す斜視図である。

【図7E】本開示の第３の実施形態による、上側胴体強化システムの内側層を示す斜視図である。

【図8A】図７Ａ〜Ｅの上側胴体強化システムの複数の層を示す斜視図である。

【図8B】図８Ａの上側胴体強化システムの相互作用する複数の層を示す拡大斜視図である。

【図8C】本開示による、可動域の範囲で図８Ａの上側胴体強化システムの操作を示す代替の図である。

【図8D】本開示による、可動域の範囲で図８Ａの上側胴体強化システムの操作を示す代替の図である。

【図8E】本開示による、可動域の範囲で図８Ａの上側胴体強化システムの操作を示す代替の図である。

【図8F】本開示による、可動域の範囲で図８Ａの上側胴体強化システムの操作を示す代替の図である。

【図9】本開示の実施形態による、複数の感知デバイスを有する上側胴体強化システムを示す概略図である。

【図10】本開示の実施形態による、１つまたは複数の感知デバイスによって感知されるデータからの情報の流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本開示の実施形態は種々の修正形態および代替の形態に適用可能であるが、本開示の詳細は図面には例として示されており、以下で具体的に説明する。しかし、本開示を説明される特定の実施形態のみに限定することが意図されないことを理解されたい。逆に、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神および範囲の範囲内にあるすべての修正形態、均等物、および代替形態を包含することが意図される。

【0025】

図１を参照すると、上側胴体強化システム１００が本開示の実施形態に従って描かれている。上側胴体強化システム１００が、使用者の腕の操作中に重力に抵抗することにおいて使用者に必要となる力を低減することを目的として、ケーブル組立体を使用することにより日常の仕事および／または治療処置において使用者を補助するように構成され得る。本明細書で使用される場合の「使用者」および「患者」という用語は、脳卒中の結果としての、神経筋の疾患、脊髄の怪我、および四肢の障害などの、神経筋異常を有する個人を意味するために交換可能に使用され得る。一実施形態では、上側胴体強化システム１００が、身体シャーシ１０２と、ショルダ組立体１０４と、上腕組立体１０６と、前腕組立体１０８とを有することができる。

【0026】

上側胴体強化システム１００が低プロフィールの形で使用者に密接に装着され得る。上側胴体強化システム１００が、軽量で高強度のファブリック、プラスチック、および金属で構築され得、それにより嵩張り具合を低減し、不快さを最小にし、それにより長時間での強化システム１００の着用可能性を促進し、一方で広範囲の可動域（ＲＯＭ：Ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ）の活動を可能にする。一実施形態では、可動域には、手首の伸展、手首の屈曲、前腕の回内、前腕の回外、肘の屈曲、上腕の挙上、上腕の回転、および／または肩の回転が含まれてよい。

【0027】

一実施形態では、身体シャーシ１０２が、使用者の身体（例えば、肩および胴体）の周りに着用されることになる、ベストなどの、着用可能ガーメントを備えることができる。例えば、一実施形態では、身体シャーシ１０２が、使用者のニーズに適合するように構成される種々のレベルの剛性および支持力を有する一連の層として構築され得る。身体シャーシ１０２が、ネオプレン、３Ｄプリンティングされるナイロン、および他の可撓性ポリマーなどの、通気性を有し、延伸可能であり、軽量であり、および／または低摩擦性である、１つまたは複数のファブリックで構築され得る。

【0028】

いくつかの実施形態では、身体シャーシ１０２が、多様な剛性を有する位置決め可能な支持パネルを装備することができ、その結果、身体シャーシ１０２の一部分の剛性および／または支持力が、多様な程度および範囲の運動に対応するように区分され得る。例えば、一実施形態では、身体シャーシ１０２が、通気性を有し、延伸可能であり、軽量であり、および／または低摩擦性である、複数のファブリックと協働して働く複数の剛体部材を有することができる。このような実施形態では、身体シャーシ１０２が、調整可能な固定具を介して１つまたは複数のハブに動作可能に結合可能である、一対の側方支持部材および一対の肩支持部材を有することができ、その結果、側方支持部材および肩支持部材の長さおよび／または角度が調整され得る。快適さを向上させるために、ハブが、使用者の胴体の形状に順応するように構成される個別の胴体用クッション性パッドを有することができる。したがって、開示される実施形態は、使用者によって所望される通りの剛性および／または柔軟性を有するように身体シャーシ１０２を修正するのを可能にする。

【0029】

いくつかの実施形態では、身体シャーシ１０２が本質的にモジュール式であり、例えば一実施形態では、身体シャーシ１０２、ショルダ組立体１０４、上腕組立体１０６、および／または前腕組立体１０８が異なるサイズに容易に交換され得、ならびに／あるいは多様なサイズ、年齢、および他の身体的特徴の使用者に対応するように、身体シャーシ１０２、ショルダ組立体１０４、上腕組立体１０６、および前腕組立体１０８が成形され得る。

【0030】

一実施形態では、身体シャーシ１０２が支持パネル１１０を有する。支持パネル１１０が、身体シャーシ１０２とショルダ組立体１０４との間の結合ポイントとして機能することができる。いくつかの実施形態では、支持パネル１１０が身体シャーシ１０２の外部表面上に配置される。他の実施形態では、支持パネル１１０が、身体シャーシ１０２の１つまたは複数の層の間に配置され得る。

【0031】

ショルダ組立体１０４が、互いに枢動可能に結合される２つ以上のショルダヒンジプレートを有することができる。図１に描かれるように、ショルダ組立体１０４が３つのショルダヒンジプレートを有するが、他のショルダ組立体１０４の構成も企図される。

【0032】

上腕組立体１０６が２つの棒の連結組立体として構築され得る。上腕組立体１０６が、近位側連結部分１１２および側方連結部分１１４を有することができる。近位側連結部分１１２が、近位端１１６および遠位端１２２を有することができる。近位側連結部分１１２の近位端１１６がショルダ組立体１０４に枢動可能に結合され得る。

【0033】

側方連結部分１１４が近位端１２０および遠位端１２２を有することができる。近位側連結部分１１２の遠位端１１８が、側方連結部分１１４の近位端１２０に枢動可能に結合され得る。一実施形態では、上腕カフス１２４が側方連結部分１１４に動作可能に結合され得る。上腕カフス１２４が、使用者の上腕の一部分を支持するようにおよび／または使用者の上腕の一部分に結合するように構成され得る。

【0034】

Ｂｏｗｄｅｎケーブルなどのケーブル１３４が、側方連結部分１１４の遠位端１２２と近位側連結部分１１２の遠位端１１８との間に動作可能に接続され得る。ケーブル１３４の一部分がケーブルアクチュエータ１３２まで延在してよい。一実施形態では、ケーブルアクチュエータ１３２が支持パネル１１０の近位側に配置され得る。ケーブル１３４の作動により、側方連結部分１１４が近位側連結部分１１２に対して枢動することが可能となり、それにより肩を中心とした上下動作において使用者の腕の運動を強化する。

【0035】

前腕組立体１０８が、側方連結部分１１４の遠位端１２２に枢動可能に結合される前腕カフス１２６を有することができる。他の実施形態では、前腕カフス１２６が上腕組立体１０６に対して少なくとも部分的にフリーフローティングであってよく、それにより枢動機構としての使用者の肘に依存する（つまり、上側胴体強化システムが構造学的に依存的なものであってよく、つまり、使用者の解剖学的な構造をフレームとして少なくとも部分的に使用する）。前腕カフス１２６が、使用者の前腕の一部分を支持するように、および／または使用者の前腕の一部分に結合するように構成され得る。前腕組立体１０８が、使用者の手の一部分を支持するようにおよび／または使用者の手の一部分に結合するように構成されるハンドラップ１２８をさらに有することができる。

【0036】

１つまたは複数のケーブル１３０Ａ／Ｂが前腕カフス１２６に動作可能に結合され得る。ケーブル１３０Ａ／Ｂの一部分がケーブルアクチュエータ１３２まで延在してよい。ケーブル１３０Ａ／Ｂの作動が、使用者の肘を中心とした使用者の前腕の枢動および／または回転運動に対応する前腕組立体１０８の運動を強化するように機能することができる。一実施形態では、一対のケーブル１３０Ａ／Ｂが、運動に影響を与えるために一体に協働して働くことができる。例えば、一方のケーブル１３０Ａが引く力を作用させることができ、対してもう一方のケーブル１３０Ｂが押す力を作用させることができる。したがって、一実施形態では、両側性の対のケーブル１３０Ａ／Ｂが運動を引き起こすように協働することができる。

【0037】

ケーブルアクチュエータ１３２を介するケーブル１３４、１３０Ａ／Ｂの作動が、必要となる重力の補助に適合するトルクプロフィールを発生させるように設計される１つまたは複数のカムとの組み合わせで、エラストマバンドまたはばねによって実施され得る。したがって、一実施形態では、上側胴体強化システム１００は受動的に動力供給されるように考察され得、つまり、ばねが単にポテンシャルエネルギーを保存するための機構として機能する。一実施形態では、ばねおよび／またはカムが、具体的な使用者のニーズに適合させるように、交換または調整され得る。一実施形態では、滑車システムを使用することにより、種々のケーブル１３４、１３０に印加されるトルクおよび／または力をさらに増大させるのに機械的利点が適用され得る。

【0038】

別の実施形態では、ケーブル１３４、１３０Ａ／Ｂの作動が、１つまたは複数の動力供給されたアクチュエータによって能動的に動力供給され得る。例えば、アクチュエータが、電気アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、または水圧アクチュエータ、ニットマッスル（ｋｎｉｔｔｅｄ ｍｕｓｃｌｅ）、あるいはナノチューブ構造アクチュエータであってよい。アクチュエータは、歯車駆動装置を備えるリニアサーボまたは回転モータであってよい。別の実施形態では、上側胴体強化システム１００が、受動的におよび能動的に動力供給される作動の両方を含むハイブリッドの動力源を使用することを介して使用者を補助するように構成され得る。例えば、一実施形態では、上側胴体強化システム１００が、重力の影響に打ち勝って使用者が自分の腕を上げたり下げたりするのを補助するためのポテンシャルエネルギーを保存するように構成される１つまたは複数の弾性部材を有することができ、さらには使用者の生来の強度および使用者の腕の操作をさらに強化するように構成される能動的に動力供給されるケーブル組立体を有することができる。上で開示した実施形態と同様に、ばね、カム、および／またはアクチュエータが、使用者の抗重力のニーズに適合するように調整され得る。

【0039】

使用者の生来の強度を補助するのに必要な所要トルクは、例えば、使用者の腕の質量に、使用者の肩（すなわち、回転軸）と使用者の腕の重心との間の側部の距離を掛けることによって計算され得、ここではこの側部の距離が地球の重力に対して実質的に直角をなす。したがって、腕のトルクが腕の角度との正弦関係に従うことができ、その結果、使用者の腕が実質的に垂直方向である場合はトルクがほぼ発生しないかまたは一切発生せず、使用者の腕が地球の重力に対して実質的に直角をなす場合に最大量のトルクが必要となる。ケーブル１３４、１３０の作動は、重力の影響に抵抗することを目的としてこれらの所要トルクに適合することができる。

【0040】

使用者のニーズに応じて、重力の影響に対して上側胴体強化システム１００が抵抗するときの程度が調整され得る。一実施形態では、上側胴体強化システム１００が、例えば使用者の腕の重量のわずかな部分であるような、小さい上昇力を提供するように構成され得る。別の実施形態では、上側胴体強化システム１００が、使用者の腕の重量に実質的に等しい上昇力を提供することができる。さらに別の実施形態では、上側胴体強化システム１００が、使用者の腕の重量と、使用者が持ち上げたいと望む物体の重量と、に実質的に等しい上昇力を提供することができる。

【0041】

一実施形態では、身体シャーシ１０２、上腕カフス１２４、前腕カフス１２６、およびハンドラップ１２８などの、上側胴体強化システム１００の使用者の皮膚に接触する部分が、使用者の輪郭の形状に密に順応することができる。一実施形態では、これらの部分が、使用者の解剖学的構造を３次元スキャンすることにより３Ｄプリンティングされ得る。別の実施形態では、これらの部分が、使用者のモールドの上で真空熱成形され得る。いくつかの実施形態では、これらの部分が、圧力および／または熱の組み合わせを介して使用者の形状に順応可能となることができる。

【0042】

一実施形態では、上側胴体強化システム１００が本質的にモジュール式であり、その結果、上側胴体強化システム１００の種々の構成要素が取り外され得、ならびに／あるいは異なるサイズおよび／または形状の構成要素と取り替えられ得、それにより、多様なサイズ、年齢、重量、および他の身体的特徴の使用者に対応することができる。使用者のニーズに応じて、上側胴体強化システム１００の一部分が取り外され得る。例えば、特定の使用者が、その使用者の望む強化レベルに適合させるために上腕組立体１０６のみを必要とする可能性がある。したがって、上側胴体強化システム１００は、身体シャーシ１０２、ショルダ組立体１０４、および上腕組立体１０６のみを使用して構築されてもよい。したがって、上側胴体強化システム１００のこのモジュール性により、多様なサイズの使用者にデバイス１００を装着するのを可能に、および子供の使用者の成長に対応するようにデバイス１００を修正するのを可能にする。

【0043】

一実施形態では、枢動可能な連結具のうちの１つまたは複数の連結具は迅速に脱着される連結具であってよく、それにより、工具を使用することなく矯正デバイスの種々の構成要素を分解および／または分離するのを可能にする。例えば、一実施形態では、ショルダ組立体１０４が身体シャーシ１０２から外され得、椅子、車椅子、またはベッドなどの別の固定設備に任意選択で結合され得る。

【0044】

図２Ａ〜Ｆおよび３Ａ〜Ｃを参照すると、上側胴体強化システム２００の他の実施形態が本開示に従って描かれている。上側胴体強化システム２００が、重力に対抗して使用者の腕を操作するのに必要な力を低減するために、日常の仕事および／または治療処置において使用者を補助するのに複数のケーブルを利用することができる。上側胴体強化システム２００が、身体シャーシ２０２、上腕組立体２０４、および前腕組立体２０６（「スリーブ組立体」と総称する）を有することができる。身体シャーシ２０２は上で開示した実施形態と同様の構成であってよく、１つまたは複数の支持パネル２０８および１つまたは複数のケーブルアクチュエータ２１０を有することができる。一実施形態では、ケーブルアクチュエータ２１０のうちの１つが身体シャーシ２０２の前方に配置され得、対して１つまたは複数の他のケーブルアクチュエータ２１０が身体シャーシ２０２の後方に配置され得る。

【0045】

上腕組立体２０４および前腕組立体２０６が、個別の上腕カフス２１２および前腕カフス２１４（図３Ａに描かれる）を有することができる。上腕カフス２１２および前腕カフス２１４が、使用者の腕の一部分を支持するようにおよび／または使用者の上の一部分に結合するように構成され得る。上の実施形態と同様に、カフス２１２、２１４が、使用者の輪郭の形状に密に順応しながら使用者に支持力を提供するように構成されるセミコンプライアントな非剛体材料で構築され得る。

【0046】

いくつかの実施形態では、上腕組立体２０４、前腕組立体２０６、および身体シャーシ２０２が、互いに対してフリーフローティングである。言い換えると、上腕組立体２０４、前腕組立体２０６、および身体シャーシ２０２が、互いに対して枢動、回転、および／または位置変更するのに使用者の関節（つまり、肩および肘）に構造学的に依存しながら、使用者に支持力を提供することができ、ならびに使用者の胸部および腕の一部分に力を加えることができる。したがって、矯正デバイス２００は、使用者の解剖学的構造の外部の上側胴体強化システム２００の種々の部分の動作を可能にする連結部分およびヒンジポイントの重量および嵩張り具合を増大させることなく、低プロフィールの抗重力補助機構を提供する。

【0047】

複数のケーブルが上腕組立体２０４および前腕組立体２０６の一部分に沿って横断するように構成され得、ケーブルアクチュエータ２１０のところで終端する。例えば、一実施形態では、上側胴体強化システム２００が、使用者の筋肉および腱をシミュレートする、４つの個別のケーブル２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、および２１６Ｄを有することができる。より多くの数のケーブルまたはより少ない数のケーブルを含むことも企図される。一実施形態では、ケーブルが、高抗張力の小径金属ケーブルである。別の実施形態では、ケーブルがＵＨＭＷＰＥである。他のケーブル構成またはモノフィラメント構造も企図される。

【0048】

一実施形態では、第１および第２のケーブル２１６Ａ、２１６Ｂが、ケーブルアクチュエータ２１０と、使用者の手の上側部分の近位側にある前腕カフス２１４の一部分との間を横断してよい。例えば、一実施形態では、第１および第２のケーブル２１６Ａ、２１６Ｂが、使用者の前腕の回転運動を可能にすることを目的として使用者の腕のいずれかの側に配置され得る。第３のケーブル２１６Ｃが、ケーブルアクチュエータ２１０と、使用者の手首の近位側にある前腕カフス２１４の一部分との間を横断してよい。第４のケーブル２１６Ｄが、使用者の背中に配置されるケーブルアクチュエータ２１０と、使用者の前腕の内側部分の近位側にある前腕カフス２１４の一部分との間を横断してよい。

【0049】

上側胴体強化システム２００の実施形態では、ケーブル２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、および２１６Ｄの操作が、使用者の生理機能のみによって限定される広範囲の可動域に従って使用者の腕を関節駆動（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）することを目的として抗重力および萎縮した筋肉の補助を可能にすることができる。例えば、図２Ｂ〜Ｄが、水平状態で上げたり下げたりすることおよび垂直状態において使用者の身体から離したり身体に近づけたりすることの両方において使用者の腕の運動に影響を与えるためのケーブル２１６の動作を描いている。図２Ｅが図２Ｂ〜Ｄに描かれる位置の動的な図を描いている。水平方向および垂直方向の運動に加えて、ケーブル２１６の操作は回外および回内も可能にする。図３Ｂ〜Ｃが、使用者の腕の回外および回内に影響を与えるためのケーブル２１６の操作を描いている。

【0050】

いくつかの実施形態では、上腕組立体２０４および／または前腕組立体２０６が複数のケーブル拘束具２１８Ａ〜Ｇ（図２Ｃに描かれる）を有することができ、これが、使用者の腕に対して、ケーブル２１６Ａ〜Ｄと、特定の位置とを維持するように構成される埋設可能でコンフォーマブルなルーメンを有する。ケーブル拘束具２１８Ａ〜Ｇは図２Ｃでは複数のプレートとして描かれるが、他の実施形態では、埋設されるコンフォーマブルなルーメン２１８Ａ〜Ｇが上腕カフス２１２および前腕カフス２１４と一体であってもよい。

【0051】

例えば、図４Ａ〜Ｂに描かれるように、種々のケーブル２１６が、ケーブルを保護することを目的として上腕カフス２１２および前腕カフス２１４の中に埋設され得、それにより上側胴体強化システム２００の快適さを向上させ、プロフィールを最小にする。図５に描かれるように、ケーブルの一部分を保護することを目的として、１つまたは複数の可撓性移行スリーブ２２０が、ケーブル２１６Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ、および２１６Ｄの一部分の上に配置され得、それにより、使用者の皮膚に対してケーブルが擦れるのを阻害し、および／または不快さを最小にする。

【0052】

図６Ａ〜Ｄを参照すると、上側胴体強化システムを利用する使用者の場合の所望の可動域が、本開示の実施形態に従って描かれている。一実施形態では、上側胴体強化システムが、所定の３次元可動域の範囲内で四肢の運動の優先順位を決めることにより、「高品質の」上側胴体の強化に重点を置くように構成され得る。一実施形態では、３次元の可動域が、使用者が使用者の上肢を操作するのを可能にするように形作られてサイズ決定され得、これは、前部の３次元的限界範囲内で使用者の手が多くの治療的機能およびＡＤＬ機能を果たすのを可能にすることを含む。つまり、上側胴体強化システムを使用する場合に使用者の四肢の運動が所定の３次元可動域の外側にまで及ぶこともできるが、所定の３次元可動域内での四肢の運動の強化が優先順位を決められ得、それにより、３次元可動域内での四肢の運動に対しての、より優れた補助、より良好な制御、および／または高い忠実度を実現する。

【0053】

前部の３次元的限界範囲は少なくとも使用者の肩幅の平均の幅を有してよく、ここでは、この幅はこの限界範囲の底部に向かうにつれて拡大し、限界範囲の頂部に向かうにつれて狭くなる。限界範囲は、使用者の腰、膝、および／またはテーブルの上面と、例えば使用者の口などの使用者の顔の一部分との間を延びる高さを有することができる。限界範囲は、使用者の上肢が前方向に延びている場合の使用者の手と使用者の胴体との間を延びる深さを有することができ、ここでは、限界範囲の底部に向かうにつれて深さが拡大し、限界範囲の頂部に向かうにつれて深さが狭くなる。

【0054】

一実施形態では、所定の３次元可動域が、凹形の円錐３０２によって概算され得る。凹形の円錐３０２の頂点３０３が、例えば使用者の鼻などの、使用者の頭部および／または顔の近位側に配置され得る。凹形の円錐３０２の底面３０４が水平面３０５に実質的に平行であってよく、例えば使用者の腹部の近位側に配置され得る。図６Ｃに描かれるように、凹形の円錐３０２は、使用者の胴体の近位側に配置される概略垂直面３０６と交差してよい。

【0055】

一実施形態では、凹形の円錐３０２の底面３０４が、所望される通りに、垂直方向において上下に調整され得る。一実施形態では、上側胴体強化システムの運動が水平方向において制限され得、それにより使用者が底面３０４の上方で自分の腕を運動させることが可能となり、底面３０４の下方で運動させることができなくなる。一部の事例では、固定される平面のところでまたはその上方での運動を制限することにより、使用者が、重力の影響に逆らって自分の上肢の水平位置を維持する疲労を増大させることなく特定の動作をより長い時間にわたって実施することが可能となり得る。一実施形態では、優先順位を決められる３次元限界範囲内での強化される運動には、手首の伸展、手首の屈曲、前腕の回内、前腕の回外、肘の屈曲、上腕の挙上、上腕の回転、および／または肩の回転が含まれてよい。

【0056】

図７Ａ〜Ｅを参照すると、上側胴体強化システム４００の別の実施形態が本開示に従って描かれている。上側胴体強化システム４００が、重力に対抗して使用者の腕を操作するのに必要な力を低減するために、日常の仕事および／または治療処置において使用者を補助するのに複数のケーブルを利用することができる。一実施形態では、上側胴体強化システム４００が、第１の内側層４０２を有する。一実施形態では、第１の層４０２が、身体シャーシ４０４、複数のケーブル４０６Ａ〜Ｆ、複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅ、および支持パネル４１２に設置される複数のケーブルアクチュエータ４１０Ａ〜Ｈを有することができる。

【0057】

一実施形態では、ケーブル４０６Ａ〜Ｆの各々が、使用者の四肢の特定の対応する動作を画定するのに使用され得る。ケーブル４０６Ａ〜Ｆは、より複雑な動作に影響を与えるために、独立してまたは同時に制御され得る。ケーブル４０６Ａ〜Ｆは、例えば、ばねおよび／またはダンパにより、受動的に動力供給され得、モータまたはアクチュエータにより能動的に動力供給され得、および／またはハイブリッドの受動的および能動的なばね・アクチュエータ機構によって制御され得る。一実施形態では、ハイブリッドの動力源内で受動素子を使用することで、能動的な強化中に必要となる所要エネルギーを低減することができ、それにより所与のバッテリーソースでより長く移動可能システムを起動することが可能となる。例えば、一実施形態では、モータまたはアクチュエータ４１０Ａ〜Ｈが、関連のケーブル４０６Ａ〜Ｆの運動を直接に引き起こすように構成されるばねの力の出力を増大または低下させることにより使用者の四肢の動作に間接的に影響を与えるのに使用され得る。

【0058】

一実施形態では、第１のケーブル４０６Ａがアクチュエータ４１０Ａに動作可能に結合され得る。第１のケーブル４０６Ａが、使用者の上腕の下方において使用者の胸部の近位側のポイントから、使用者の手首の内側において、外装部品の近位側のポイントまで、横断していてよい。一実施形態では、ケーブル４１４Ａが第１のケーブル４０６Ａの端部に動作可能に結合され得、使用者の手のひらの内側の近位側のポイントで終端する。一実施形態では、ケーブル４１４Ａが第１のケーブル４０６Ａの延長部分であってよい。一実施形態では、第１のケーブル４０６Ａが複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅを通って横断してよく、それにより使用者の腕に対して第１のケーブル４０６Ａを固定する。

【0059】

第２のケーブル４０６Ｂがアクチュエータ４１０Ｂに動作可能に結合され得る。第２のケーブル４０６Ｂが使用者の胸部の近位側のポイントから使用者の手首の内側の近位側のポイントまで横断してよい。一実施形態では、第２のケーブル４０６Ｂが複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅの外側を経由させられ得、その結果、第２のケーブル４０６Ｂが使用者の腕から離れて運動することができる。一実施形態では、使用者の腕から逸脱することにより、より広範囲の角度範囲に沿っての上昇に対してケーブルが影響を与えることが可能となり、それにより上昇で必要となるトルクおよび／または圧縮力の大きさが低減される。

【0060】

第３のケーブル４０６Ｃがアクチュエータ４１０Ｃに動作可能に結合される。第３のケーブル４０６Ｃが、使用者の胸部の近位側のポイントから、使用者の上腕の前方に沿って、使用者の手首の外側の端の近位側のポイントまで、横断してよい。一実施形態では、ケーブル４１４Ｂが第３のケーブル４０６Ｃの端部に動作可能に結合され得、使用者の手の上側の内側の近位側のポイントで終端する。一実施形態では、ケーブル４１４Ｂが第３のケーブル４０６Ｃの延長部分であってよい。一実施形態では、第３のケーブル４０６Ｃが複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅを通って横断してよく、それにより使用者の腕に対して第３のケーブル４０６Ｃを固定する。一実施形態では、ケーブル４１４Ｂがケーブル４１４Ａに動作可能に結合され得、第３のケーブル４０６Ｃが第１のケーブル４０６Ａに動作可能に結合され得、それにより連続するケーブルのループを形成する。一実施形態では、アクチュエータ４１０Ｇが連続するケーブルのループの運動を補助することができる。

【0061】

第４のケーブル４０６Ｄがアクチュエータ４１０Ｄに動作可能に結合され得る。第４のケーブル４０６Ｄが、使用者の背中の近位側のポイントから、使用者の上腕の後方に沿って、使用者の肘の外側を通って、使用者の上腕の下側に沿って、使用者の手首の外側の近位側のポイントまで、横断してよい。一実施形態では、ケーブル４１４Ｃが第４のケーブル４０６Ｄの端部に動作可能に結合され得、使用者の手のひらの外側の近位側のポイントで終端する。一実施形態では、ケーブル４１４Ｃが第４のケーブル４０６Ｄの延長部分であってよい。一実施形態では、第４のケーブル４０６Ｄが複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅを通って横断してよく、それにより使用者の腕に対して第４のケーブル４０６Ｄを固定する。

【0062】

第５のケーブル４０６Ｅがアクチュエータ４１０Ｅに動作可能に結合され得る。第５のケーブル４０６Ｅが、使用者の背中の近位側のポイントから、使用者の肩を越えて、使用者の前腕の外側を通って、使用者の肘の上を通って、使用者の手首の内側において端の近位側のポイントまで、横断してよい。ケーブル４１４Ｄが第５のケーブル４０６Ｅの端部に動作可能に結合され得、使用者の手の上側の外側の近位側のポイントで終端する。一実施形態では、ケーブル４１４Ｄが第５のケーブル４０６Ｅの延長部分であってよい。一実施形態では、第５のケーブル４０６Ｅが複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅを通って横断してよく、それにより、使用者の腕に対して第５のケーブル４０６Ｅを固定する。一実施形態では、ケーブル４１４Ｃがケーブル４１４Ｄに動作可能に結合され得、第４のケーブル４０６Ｄが第５のケーブル４０６Ｅに動作可能に結合され得、それにより連続するケーブルのループを形成する。一実施形態では、アクチュエータ４１０Ｈが、連続するケーブルのループの運動を補助することができる。

【0063】

第６のケーブル４０６Ｆがアクチュエータ４１０Ｆに動作可能に結合され得る。第６のケーブル４０６Ｆが、使用者の背中の近位側のポイントから、使用者の肩の上を通って、使用者の上腕の外側の使用者の肘の上方のポイントで終端する。

【0064】

一実施形態では、ケーブルの一部分を保護することを目的として、１つまたは複数の連結具４１６がケーブル拘束具の間に配置され得る。例えば、一実施形態では、１つまたは複数の半剛体、可撓性、および／または弾性の連結具４１６が、上腕ケーブル拘束具４０８Ｂと前腕ケーブル拘束具４０８Ｃとの間に配置され得る。一実施形態では、連結具４１６が、使用者の皮膚に対してケーブルが擦れるのを阻害するように、および／または不快さを最小にするように、機能することができる。一実施形態では、連結具が、確立された分離距離を維持するが、上腕組立体に対して前腕組立体を枢動させるのを可能にするような形で前腕組立体に対して上腕組立体を拘束するように機能することができ、それによりケーブルに４０６Ａ〜Ｆに対して張力が加えられるときに前腕組立体が連結具の長手方向軸に沿って位置変更して上腕組立体に移動するのを阻害する。いくつかの実施形態では、同様の構成の１つまたは複数の連結具が、身体シャーシ４０４と、上腕ケーブル拘束具４０８Ａのうちの１つまたは複数の拘束具との間で、利用され得る。

【0065】

したがって、いくつかの実施形態では、ケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅ（それぞれ、身体シャーシ、上腕組立体、および前腕組立体に対応する）が互いに対して準拘束され、それにより所望される程度の分離を維持し、連結具の長手方向軸に沿って圧縮されるのを阻害する。他の点では、身体シャーシ、上腕組立体、および前腕組立体が互いに対してフリーフローティングであってよい。言い換えると、上腕組立体、前腕組立体、および身体シャーシが、互いに対して枢動、回転、および／または位置変更するのに使用者の関節（つまり、肩および肘）に構造学的に依存しながら、使用者に支持力を提供することができ、使用者の胸部および腕の一部分に力を加えることができる。つまり、上側胴体強化システム４００が、広範囲の可動域の範囲で使用者の腕の運動を引き起こすのに必要な枢動可能な剛体フレームワークを供給するのに使用者の解剖学的構造に依存することができる。したがって、矯正デバイス４００は、使用者の解剖学的構造の外部の上側胴体強化システム４００の種々の部分の動作を可能にする連結部分およびヒンジポイントの重量および嵩張り具合を増大させることなく、低プロフィールの抗重力補助機構を提供する。

【0066】

図８Ａ〜Ｆを参照すると、上側胴体強化システム４００が第２の外側層４１８をさらに有することができる。外側層４１８が、第１の内部層４０２の上に装着されるジャケットまたはスリーブとして構成され得る。一実施形態では、第２の層４１８が、内部層４０２の一部分を覆うように構成される通気性を有する弾性ファブリックで構築され得る。

【0067】

一実施形態では、第２のケーブル４０６Ｂ（複数のケーブル拘束具４０８Ａ〜Ｅのうちの少なくとも一部の拘束具の外側を経由させられ得る）が、外側層４１８との組み合わせで、ケーブルウイング４２０を画定し、具体的にはケーブルウイング４２０の前縁部４２２を画定する。ケーブルウイング４２０の範囲は、第２のケーブル４０６Ｂに加えられる力との組み合わせで、外側層４１８の弾性によって画定され得る。ケーブルウイング４２０の変化する形状が図８Ｃ〜Ｆに描かれる。したがって、ケーブルウイング４２０が、使用中に上側胴体強化システム４００の低プロフィールを維持しながら、第２のケーブル４０６Ｂによって可能となる機械的利点を改善することにおいてバランスをとる。一実施形態では、弾性外側層４１８が、内側層４０２のシミュレートされる筋肉に対してのシミュレートされる筋膜として機能することができる。例えば、一実施形態では、弾性外側層４１８が、その弾性を介して、少なくとも第２のケーブル４０６Ｂに対して受動的な補助を提供することができる。この受動的な補助は、ケーブルウイング４２０のプロフィールを最小にすること、さらにはアクチュエータ４１０Ｂの所要動力を低減すること、の両方のために機能する。

【0068】

図９を参照すると、上側胴体強化システムの実施形態が、使用中に１つまたは複数の対象の臨床パラメータを監視するように構成される複数の感知デバイス５０２Ａ〜Ｄを有することができる。例えば、感知デバイスが、慣性測定ユニット（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）センサ、ＥＭＧセンサ、あるいは加速度計、角度センサ、および／または屈曲センサなどの身体動作センサ、を有することができる。複数の感知デバイス５０２が、例えば、位置（例えば、四肢の回内および／または回外）、一定時間にわたっての連続的なまたは一連の追跡位置、使用者の可動域、特定の事象の日付および時間、強化される活動、トレーニング、またはリハビリテーションの総時間、さらには、生理学的強度プロフィール、心拍数、心臓の電気的活動、および発汗などの、使用者の他の状態、を感知することができる。一実施形態では、上側胴体強化システムが、使用者の状態を感知するように構成される１つまたは複数の感知デバイスをさらに有することができる。例えば、感知デバイスが、心拍数センサ、末梢血酸素飽和度（ＳｐＯ２）センサ、ＥＫＧ電極、温度センサ、および／または湿度センサを有することができる。一実施形態では、感知デバイスが、身体シャーシ、ショルダ組立体、上腕組立体、および／または前腕組立体の一部分の中またはその近位側に配置される。別の実施形態では、感知デバイスが、これらの構成要素の下側または上側にある独立した層として着用される別個のガーメント上にまたはその中に配置される。

【0069】

いくつかの実施形態では、複数の感知デバイス５０２によって感知されるデータがプロセッサ５０４に送られる。プロセッサ５０４が、感知されたデータをメモリ５０６で任意選択的で保存することができる。プロセッサ５０４によって収集される感知されたデータが、１つまたは複数のコンピューティングデバイス５０８に送信され得る。一実施形態では、コンピューティングデバイス５０８がモバイルコンピューティングデバイスおよび／または携帯電話であってよい。プロセッサ５０８が、有線接続を介してまたは無線で、感知されたデータをコンピューティングデバイス５０８に送信することができる。

【0070】

感知されたデータがコンピューティングデバイス５０８上でまとめられて表示され、それにより使用者のパフォーマンスおよび／または強化システムの使用に関するフィードバックを使用者に提供する。例えば、一実施形態では、情報が、上側胴体強化システム１００によって生じるトルク出力を最適化するように構成される、閉ループ制御システム内で利用され得、つまりＣＩＭＴプロセスの一部として等級分けされ得る。一実施形態では、所定の活動および／または動作の目標が設定され得、その結果、複数の感知デバイスからの情報が、所定の目標を達成したときを示すのに使用され得る。一実施形態では、プロセッサ５０４がコンピューティングデバイス５０８と継続的に通信していてよく、それによりフィードバックのストリーミングソースを使用者に提供する。例えば、一実施形態では、コンピューティングデバイス５０８が、リハビリテーション専門家などの臨床家によって設定される１つまたは複数の理学的治療の目標に関するフィードバックを提供することができる。別の実施形態では、コンピューティングデバイス５０８が、使用者の通所リハビリテーションの計画の特定のエクササイズを実施する時間であることを使用者に思い出させることができる。

【0071】

感知されたデータに関連するコンピューティングデバイス５０８からの情報が１つまたは複数のサーバ５１０に送信され得る。一実施形態では、コンピューティングデバイス５０８が、有線接続を介してまたは無線で、情報をサーバ５１０に送信することができる。サーバ５１０がデータクラウド５１２と通信していてよく、データクラウド５１２内で、感知デバイス５０２から得られた情報が収集され、分析され、遠くにいる使用者を含めた相手側と共有され得る。したがって、臨床家が、特定の目標が達成されたかどうかを、および患者が彼らが指示した治療計画に従っているかどうかを、判断するために遠くにいる彼らの患者をチェックすることができる。図１０に描かれるように、この情報に基づいて、臨床家が患者のための目標を再画定することができ、リマインダなどの情報を患者に送ることができ、および／または患者にとって有益な他の命令を提供することができる。

【0072】

一実施形態では、臨床家が、スケジュールに基づいて患者が実施するための１つまたは複数のエクササイズおよび／またはトレーニング補助器具のバッテリーからの評価を選択することができる。一実施形態では、トレーニング補助器具がビデオの形態であってよい。その後、患者が、患者のエクササイズを実施する時間であることをコンピューティングデバイス５０８によって思い出せられ得る。次いで、コンピューティングデバイス５０８が、使用者がエクササイズを実施する用意が整っていることを、および適切である場合には使用者のための指示したエクササイズのトレーニング補助器具を再生するときを、感知することができる。使用者がエクササイズを実施する間、コンピューティングデバイス５０８が、感知デバイス５０２を介する追跡データに加えて、エクササイズを実施する使用者のビデオを記録することができる。次いで、感知デバイス５０２からの感知されたデータが、エクササイズを実施する使用者のビデオと共に、臨床家によって検査され得る。

【0073】

一実施形態では、感知デバイス５０２が、例えば疲労の結果として、使用者が震えていることを感知するように構成され得る。ハイブリッドの実施形態では、能動的な動力供給要素がプロセッサ５０４と通信していてよく、その結果、動力供給される要素が増大した疲労を補償するために動的に調整され得る。例えば、一実施形態では、付勢要素にかかる力が、使用者の生来の筋肉をさらに強化させるために、増大され得る。一実施形態では、プロセッサ５０４からの入力に基づいて、動力供給される要素が、特定の仕事を実施する間に使用者が自分の手を安定させるのを可能にすることを目的として、使用者の震えに対抗するように機能する。

【0074】

一実施形態では、能動的な動力供給要素が、使用者からの命令に基づいて特定の所望される身体動作の拡張を強化するための指示をプロセッサ５０４から受信することができる。例えば、一実施形態では、１つまたは複数の感知デバイス５０２が身体シャーシ内に配置され得、使用者の頭部および／または首の運動を検出するように構成され得る。使用者の生来の筋肉により上腕組立体または前腕組立体に加えられる圧力と組み合わされ得る、使用者による頭部および／または首の運動が、使用者が腕を上下にまたは左右に運動させるなどのアクションを実施することの意図として解釈され得る。例えば、使用者が自分の頭部を前方に傾斜させることが、使用者が自分の手の中の物体をより近くで見るかまたは自分の口の中に食べ物を入れることを目的として自分の腕を上げることを使用者が意図しているということの知らせとして、解釈され得る。使用者が自分の頭部を前を向いた位置（ｐｒｏｎｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）まで動かすことが、使用者が自分の腕を下げることを意図しているということの知らせとして、解釈され得る。同様に、使用者が自分の頭を右側に回転または傾斜させることが、使用者が自分の右腕を自分の顔に近づけることを意図しているということの知らせとして、解釈され得る。やはり、使用者が自分の頭部を前を向いた位置（ｐｒｏｎｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に戻す動きが、使用者が自分の腕を元の位置に戻すことを意図しているということの知らせとして、解釈され得る。他の実施形態では、意図的に作動される強化の変動性が、所望の身体動作の軌道に沿う筋肉の力、ジョイスティックまたはストローを介する制御、アイトラッキング、または例えばコンピューティングデバイス５０８を介する口頭制御、の影響を受けることができる。したがって、いくつかの実施形態では、アクションを実施することの意図として解釈される場合の使用者からの限定的な入力（例えば、単一の自由度での運動）が、所望の可動域の範囲にわたる所望の身体動作の拡張を強化するようにプロセッサ５０４に指示を出すことができ、これには例えば、９つ以上の自由度の範囲内での使用者の腕の運動が含まれてよい。

【0075】

一実施形態では、能動的な動力供給要素が、使用者の腕の位置に関する１つまたは複数の感知デバイス５０２からのアップデートを継続的に受信するように構成される閉ループ制御システムに動作可能に結合され得る。例えば、一実施形態では、プロセッサが、使用者の強度プロフィールおよび／または指示したエクササイズのコンプライアンスレベルのうちの少なくとも１つを判断するために、１つまたは複数の感知デバイス５０２から１つまたは複数の対象の臨床パラメータを受信するように、ならびに上側胴体強化システムによって生じるトルク出力を最適化することを目的として判断された強度プロフィールおよび／またはコンプライアンスレベルに基づいて第１の調整機構および／または第２の調整機構の調整のコマンドを出すように、構成され得る。一実施形態では、閉ループ制御システムが、痙攣を伴う状態を処置することにおいて、または意図されない（および、しばしば、急激な）筋肉の活動により使用者の腕が所望の動作から逸脱するような事例において、特に有効となり得る。

【0076】

一実施形態では、使用者が特定の動作を追跡および記録するためにコンピューティングデバイス５０８を利用することができる。例えば、動作が本のページをめくることであってよい。その後、使用者のコマンドおよび／または使用者の解釈された意図に基づいて、能動的な動力供給要素が、使用者の腕を同じ軌道に沿うように案内するための強化を実施するための指示をプロセッサ５０４から受信することができ、それにより、使用者が、このような繰り返しの動作に伴うような通常の疲労度なしで使用者が特定の動作を何度も繰り返すことが可能となる。

【0077】

一実施形態では、カフスおよび／または身体シャーシの一部分が、使用者の皮膚に圧力を加えるように構成される動力供給要素を有することができる。一実施形態では、使用者の心拍数および／またはＥＫＧ情報に基づいて、能動的な動力供給要素が、使用者の身体の特定の部位の循環を促進するように採用され得る。したがって、いくつかの実施形態では、上側胴体強化システムの一部分が蠕動マッサージ機能を実施することができる。身体シャーシの他の実施形態が、重い物体を持ち上げるときおよび／または使用者の腕が使用者の胴体から離れて伸展されるときに上側胴体強化システムを安定させるのを補助するために使用者の皮膚に圧力を加えることができる。

【0078】

当業者であれば、実施形態が、上述の任意の個別の実施形態で示されるよりも少ない数の特徴を備えることができる、ことを認識するであろう。本明細書で説明される実施形態は、種々の特徴を組み合わせることができるという形で包括的な提示であることを意図されない。したがって、実施形態は相互に排他的である特徴の組み合わせではなく、むしろ、当業者には理解されるであろうが、実施形態は、異なる個別の実施形態から選択される異なる個別の特徴の組み合わせを備えることができる。さらに、１つの実施形態に関連して説明される要素は、特に明記しない限りにおいて、他の実施形態で説明されていない場合でもその他の実施形態でも実装され得る。特許請求の範囲での従属請求項は１つまたは複数の他の請求項との特定の組み合わせを参照することができるが、他の実施形態が、各々の他の従属請求項の主題との、従属請求項の組み合わせをさらに含むことができ、または、他の従属請求項または独立請求項との、１つまたは複数の特徴の組み合わせをさらに含むことができる。特定の組み合わせが意図されないということが本明細書で明記されない限りにおいて、このような組み合わせが提案される。さらに、請求項が独立請求項に従属しないおよび／または直接には従属しない場合でも、請求項の特徴が任意の他の独立請求項に含まれることが意図される。

【0079】

さらに、本明細書において「一実施形態」、「実施形態」、または「いくつかの実施形態」を参照することは、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本教示の少なくとも１つの実施形態に含まれる、ということを意味する。本明細書の種々の箇所において「一実施形態では」というフレーズが現れることは、必ずしもすべて同じ実施形態を参照するわけではない。

【0080】

上記文献を参照することによるいかなる援用も限定的であり、したがって、援用される主題は本明細書での明確な開示とは相容れないものである。さらに、上記文献を参照することによるいかなる援用も限定的であり、したがって、その文献に含まれるいかなる請求項も参照により本明細書に組み込まれない。さらに、上記文献を参照することによるいかなる援用も限定的であり、したがって、その文献で提供されるいかなる定義も、特に明記しない限りにおいて、参照により本明細書に組み込まれない。

【0081】

特許請求を解釈する場合、「のための手段」または「のためのステップ」などの特定の用語が特許請求の範囲で記載されない限りにおいて、米国特許法第１１２条第６パラグラフの規定が実施されないことが明確に意図される。

【符号の説明】

【0082】

１００ 上側胴体強化システム
１０２ 身体シャーシ
１０４ ショルダ組立体
１０６ 上腕組立体
１０８ 前腕組立体
１１０ 支持パネル
１１２ 近位側連結部分
１１４ 側方連結部分
１１６ 近位側連結部分の近位端
１１８ 近位側連結部分の遠位端
１２０ 側方連結部分の近位側
１２２ 側方連結部分の遠位端
１２４ 上腕カフス
１２６ 前腕カフス
１２８ ハンドラップ
１３０ ケーブル
１３２ ケーブルアクチュエータ
１３４ ケーブル
２００ 上側胴体強化システム
２０２ 身体シャーシ
２０４ 上腕組立体
２０６ 前腕組立体
２０８ 支持パネル
２１０ ケーブルアクチュエータ
２１２ 上腕カフス
２１４ 前腕カフス
２１６ ケーブル
２１８ ケーブル拘束具
２２０ 可撓性移行スリーブ
３０２ 凹形の円錐
３０３ 頂点
３０４ 底面
３０５ 水平面
３０６ 概略垂直面
４００ 上側胴体強化システム
４０２ 第１の内側層
４０４ 身体シャーシ
４０６ ケーブル
４０８ ケーブル拘束具
４１０ ケーブルアクチュエータ
４１２ 支持パネル
４１４ ケーブル
４１６ 連結具
４１８ 第２の外側層
４２０ ケーブルウイング
５０２ 感知デバイス
５０４ プロセッサ
５０６ メモリ
５０８ コンピューティングデバイス
５１０ サーバ
５１２ データクラウド

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】