整形外科学 · 13.1
義肢と装具(義足・人工関節・装具・整形靴・歩行補助具と装具の製作)
Prostheses and orthoses
🧠 全体像:義肢prosthesis義肢(prosthesis)prosthesis(義肢)は失った身体部分を補うもの、装具orthosis装具(orthosis)orthosis(装具)は身体に外から付けて、筋骨格の構造と機能を支えるものである。義肢prosthesis 義肢(prosthesis)prosthesis(義肢) には体の外につける義足・義手と体の中に入れる人工関節(エンドプロステーシス)があり、装具orthosis 装具(orthosis)orthosis(装具) は脚長の補正、関節・四肢の固定、変形の矯正、免荷off-loading (non-weight-bearing)免荷(off-loading (non-weight-bearing))off-loading (non-weight-bearing)(免荷)、筋力の代替という5つの働きをもつ。ほかに整形靴・足底板plantar plate足底板(plantar plate)plantar plate(足底板)と杖・歩行器・車椅子wheelchair車椅子(wheelchair)wheelchair(車椅子)(歩行補助具walking aid歩行補助具(walking aid)walking aid(歩行補助具))がある。授業スライド slide スライド(slide) slide(スライド) は、多数の写真で種類を示し、最後に小児の下肢の矯正用副子 splint 副子(splint) splint(副子) を石膏で型取りして熱可塑性 plasticity 可塑性(plasticity) plasticity(可塑性) 樹脂で作る工程を示す。整形外科の外来では、Pavlik装具Pavlik harnessPavlik装具(Pavlik harness)Pavlik harness(Pavlik装具)(乳児の股関節)や体幹装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)(側弯scoliosis (lateral spinal curvature)側弯(scoliosis (lateral spinal curvature))scoliosis (lateral spinal curvature)(側弯))が実例になる。補助具の全体と脳卒中のリハビリテーションは補助具と作業療法 occupational therapy作業療法(occupational therapy) occupational therapy(作業療法)、切断の判断は切断と患肢温存 limb salvage 患肢温存(limb salvage) limb salvage(患肢温存) の判断を参照する。
義肢の種類(授業スライド)
| 区分 | 例 |
|---|---|
| 歴史 | 古代エジプトの母趾 hallux 母趾(hallux) hallux(母趾) の義足(授業スライド slide スライド(slide) slide(スライド) が文献を引用) |
| 外観を整える義肢 prosthesis義肢(prosthesis) prosthesis(義肢) | 美容用の義手(皮膚色の人工の手) |
| 古典的な義足 | 木製の脚に側方の継手つき副子 splint 副子(splint) splint(副子) と革の大腿部 |
| 現代の義足 | 長い断端用のモジュール式パイプ骨格の義足、断端の高さ別の義足の組み合わせ、小児の両側の義足、競技用のブレード義足 |
| 上肢の義手 | 筋の電気信号 PSP, postsynaptic potential 電気信号(PSP, postsynaptic potential) PSP, postsynaptic potential(電気信号) で動く義手(電極を貼った前腕で操作する) |
| 体内に入れる義肢 prosthesis 義肢(prosthesis) prosthesis(義肢) (エンドプロステーシス) | 肩・肘・指・股・膝(全置換と片側置換)・足関節ankle joint足関節(ankle joint)ankle joint(足関節)・母趾hallux 母趾(hallux)hallux(母趾) の人工関節 |
| 外付けの補塡物 | 乳房プロテーゼ prosthesis (penile implant)プロテーゼ(prosthesis (penile implant)) prosthesis (penile implant)(プロテーゼ)(外付けの乳房) |
- 現行の根拠(義足膝):マイクロプロセッサ制御microprocessor control マイクロプロセッサ制御(microprocessor control)microprocessor control(マイクロプロセッサ制御) の義足膝の18論文(無作為化比較試験randomized controlled trial (RCT) 無作為化比較試験(randomized controlled trial (RCT))randomized controlled trial (RCT)(無作為化比較試験) 7)のレビューでは、従来の膝に比べて機能状態 functional status機能状態(functional status) functional status(機能状態)・移動能力mobility移動能力(mobility)mobility(移動能力)・生活の質が良好な傾向で、高機能な機種どうしの優劣は明確でない1。
人工関節(エンドプロステーシス)の見取り図
| 部位 | 授業スライド slide スライド(slide) slide(スライド) の図 | 本文 |
|---|---|---|
| 肩 | 回旋の中心を示す人工関節の模式図 | 肩甲上腕関節glenohumeral joint 肩甲上腕関節(glenohumeral joint)glenohumeral joint(肩甲上腕関節) 症 |
| 肘 | 肘の人工関節のX線 | 肘の不安定性と人工関節 |
| 指 | 指の関節の人工関節のX線 | — |
| 股 | 人工股関節のX線 | 股関節症coxarthrosis (hip osteoarthritis)股関節症(coxarthrosis (hip osteoarthritis))coxarthrosis (hip osteoarthritis)(股関節症) |
| 膝 | 人工膝関節 Knee joint 膝関節(Knee joint) Knee joint(膝関節) (全置換と片側置換) | 膝の変性疾患 |
| 足関節ankle joint足関節(ankle joint)ankle joint(足関節) | 人工足関節 ankle joint 足関節(ankle joint) ankle joint(足関節) のX線 | 足・足首の関節症 arthropathy関節症(arthropathy) arthropathy(関節症) |
| 母趾hallux母趾(hallux)hallux(母趾) | 第1中足趾節関節first metatarsophalangeal joint 第1中足趾節関節(first metatarsophalangeal joint)first metatarsophalangeal joint(第1中足趾節関節) の人工関節のX線 | 母趾hallux 母趾(hallux)hallux(母趾) の疾患 |
装具
- 定義(授業スライド slideスライド(slide) slide(スライド)):外から身体に付けて、筋骨格系Musculoskeletal 筋骨格系(Musculoskeletal)Musculoskeletal(筋骨格系) の構造と機能を支える器具。
- 働き(授業スライド slideスライド(slide) slide(スライド))
| 働き | 例 |
|---|---|
| 脚長の差の補正 | 靴(補高) |
| 関節・四肢の固定 | 副子splint 副子(splint)splint(副子) (スプリントsplintスプリント(splint)splint(スプリント)) |
| 変形の矯正 | コルセット |
| 免荷off-loading (non-weight-bearing)免荷(off-loading (non-weight-bearing))off-loading (non-weight-bearing)(免荷) | 歩行用の免荷 off-loading (non-weight-bearing) 免荷(off-loading (non-weight-bearing)) off-loading (non-weight-bearing)(免荷) 装置 |
| 失った筋力の代替 | 下垂足foot drop 下垂足(foot drop)foot drop(下垂足) 装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具) |
- 授業スライド slide スライド(slide) slide(スライド) が写真で示す装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具):頸椎カラーcervical collar頸椎カラー(cervical collar)cervical collar(頸椎カラー)、手〜手関節の副子 splint副子(splint) splint(副子)、腰部lumbar (region) 腰部(lumbar (region))lumbar (region)(腰部) のコルセット、側弯scoliosis (lateral spinal curvature) 側弯(scoliosis (lateral spinal curvature))scoliosis (lateral spinal curvature)(側弯) の体幹装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)。番号付きの7枚は、①肩の固定装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)、②肘の装具 orthosis 装具(orthosis) orthosis(装具) (テニス肘用のバンド)、③膝の装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)、④足関節 ankle joint 足関節(ankle joint) ankle joint(足関節) の装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)、⑤下垂足 foot drop 下垂足(foot drop) foot drop(下垂足) の装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)、⑥歩行用のブーツ、⑦可動域を調整できる膝の装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)。
- 整形靴・足底板plantar plate足底板(plantar plate)plantar plate(足底板)(授業スライド slide スライド(slide) slide(スライド) の見出しは整形靴の管理):土踏まずを支える足底板plantar plate足底板(plantar plate)plantar plate(足底板)と整形靴を示す。足の痛みは足底の痛みを参照する。
- 歩行補助具walking aid歩行補助具(walking aid)walking aid(歩行補助具):杖、松葉杖crutches松葉杖(crutches)crutches(松葉杖)、歩行器、車椅子wheelchair車椅子(wheelchair)wheelchair(車椅子)、ローレーター。詳細は補助具と作業療法 occupational therapy作業療法(occupational therapy) occupational therapy(作業療法)を参照する。
- 関節の固定(Pavlik装具Pavlik harnessPavlik装具(Pavlik harness)Pavlik harness(Pavlik装具)):脱臼dislocation脱臼(dislocation)dislocation(脱臼)・形成不全の乳児に使う。変形の矯正(Chêneauコルセット):側弯scoliosis (lateral spinal curvature)側弯(scoliosis (lateral spinal curvature))scoliosis (lateral spinal curvature)(側弯)に使う。
⚠️ 授業資料との差(装具orthosis 装具(orthosis)orthosis(装具) は効果の根拠が使い方で決まる):授業は装具 orthosis 装具(orthosis) orthosis(装具) の種類と働きを示すが、効果は対象と使い方で変わる。Pavlik装具Pavlik harnessPavlik装具(Pavlik harness)Pavlik harness(Pavlik装具)は、Ortolani陽性(整復できる脱臼 dislocation脱臼(dislocation) dislocation(脱臼))で最大40%が失敗するとされ、生後6か月未満115股の検討では成功63%、失敗37%で、超音波でβ角の増大・骨頭被覆の低下・関節唇labrum 関節唇(labrum)labrum(関節唇) の内反 varus / inversion内反(varus / inversion) varus / inversion(内反)があると失敗しやすく、骨頭が関節唇 labrum 関節唇(labrum) labrum(関節唇) より下にあれば成功しやすい2(発育性股関節形成不全developmental dysplasia of the hip発育性股関節形成不全(developmental dysplasia of the hip)developmental dysplasia of the hip(発育性股関節形成不全))。側弯scoliosis (lateral spinal curvature) 側弯(scoliosis (lateral spinal curvature))scoliosis (lateral spinal curvature)(側弯) の装具 orthosis装具(orthosis) orthosis(装具)は、思春期特発性側弯症adolescent idiopathic scoliosis 思春期特発性側弯症(adolescent idiopathic scoliosis)adolescent idiopathic scoliosis(思春期特発性側弯症) 242人の研究で治療成功が装具 orthosis 装具(orthosis) orthosis(装具) 72%、経過観察48%、無作為化randomized 無作為化(randomized)randomized(無作為化) に限ると75%対42%で、装着時間が長いほど成功率が高かった3(思春期特発性側弯症adolescent idiopathic scoliosis思春期特発性側弯症(adolescent idiopathic scoliosis)adolescent idiopathic scoliosis(思春期特発性側弯症))。下垂足foot drop 下垂足(foot drop)foot drop(下垂足) の短下肢装具 ankle-foot orthosis短下肢装具(ankle-foot orthosis) ankle-foot orthosis(短下肢装具)は、脳卒中の対照試験20件(314例)の統合で足関節ankle joint足関節(ankle joint)ankle joint(足関節)・膝関節Knee joint 膝関節(Knee joint)Knee joint(膝関節) の運動学・運動力学と歩行時のエネルギー消費 energy expenditure エネルギー消費(energy expenditure) energy expenditure(エネルギー消費) が改善した4。
装具の製作(授業スライド)
授業スライド slide スライド(slide) slide(スライド) は、小児の下肢の矯正用副子 splint副子(splint) splint(副子)を、石膏で型を取り、熱可塑性 plasticity 可塑性(plasticity) plasticity(可塑性) 樹脂で成形する工程を写真で示す。
flowchart TD
A["矯正位で肢を保持する"] --> B["ストッキネットを履かせる<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='cast (plaster cast)'>ギプス</span>を切るための紐を沿わせる"]
B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cast (plaster cast)'>ギプス</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='compression stockings'>包帯</span>を巻いて型取り<br>位置合わせの印を付ける"]
C --> D["紐に沿って<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cast (plaster cast)'>ギプス</span>を切り開き外す<br>陰性モデル"]
D --> E["陰性モデルを閉じて支持棒を入れ<br>石膏を流し込む"]
E --> F["陰性モデルを割って外す<br>陽性モデルを削って整える"]
F --> G["熱<span class='jp-term jp-term-diagram' title='plasticity'>可塑性</span>樹脂の板を加熱し<br>模様フィルムを載せ陽性モデルに被せて成形"]
G --> H["余分を切り、溝の形に切って研磨<br>面ファスナーを付けて完成"]
- ポイント:肢を矯正位で保持したまま型を取ることで、装具orthosis 装具(orthosis)orthosis(装具) が肢を矯正位に保つ形になる。陰性モデル(肢の型)から陽性モデル(肢の形)を作り、その上で樹脂を成形する。
まとめ
- 義肢prosthesis 義肢(prosthesis)prosthesis(義肢) は失った身体部分を補う(体の外の義足・義手と、体の中の人工関節)。装具orthosis 装具(orthosis)orthosis(装具) は外から筋骨格の構造と機能を支え、脚長補正・固定・変形の矯正・免荷off-loading (non-weight-bearing)免荷(off-loading (non-weight-bearing))off-loading (non-weight-bearing)(免荷)・筋力の代替の5つの働きがある。
- 装具orthosis 装具(orthosis)orthosis(装具) の効果は対象と使い方で決まる。Pavlik装具Pavlik harness Pavlik装具(Pavlik harness)Pavlik harness(Pavlik装具) はOrtolani陽性で最大40%が失敗し、側弯scoliosis (lateral spinal curvature) 側弯(scoliosis (lateral spinal curvature))scoliosis (lateral spinal curvature)(側弯) の装具 orthosis 装具(orthosis) orthosis(装具) は長時間の装着で成功率が上がり、下垂足foot drop 下垂足(foot drop)foot drop(下垂足) の短下肢装具 ankle-foot orthosis 短下肢装具(ankle-foot orthosis) ankle-foot orthosis(短下肢装具) は歩行の運動学とエネルギー消費 energy expenditure エネルギー消費(energy expenditure) energy expenditure(エネルギー消費) を改善する。マイクロプロセッサ制御microprocessor control マイクロプロセッサ制御(microprocessor control)microprocessor control(マイクロプロセッサ制御) の義足膝は従来の膝より機能と生活の質が良好な傾向。
- 装具orthosis 装具(orthosis)orthosis(装具) は、矯正位で石膏の型を取り、陽性モデルの上で熱可塑性 plasticity 可塑性(plasticity) plasticity(可塑性) 樹脂を成形して作る。
出典
- 1.Impact of microprocessor prosthetic knee on mobility and quality of life in patients with lower limb amputation: a systematic review of the literature(European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine・2022)下肢切断患者のマイクロプロセッサ制御の義足膝(MPK)の機能と生活の質への影響を18論文(無作為化比較試験7)で系統的にレビューし、非MPKと比べてMPKの使用者は機能状態と移動能力が良好な傾向で生活の質も良好だったが、より高機能なMPKの優位性は、他の機種の改良もあって明確でなく、あるMPKが別のMPKより優れるかは今後の研究が必要と結論したことを抄録で確認閲覧 2026-11-09
- 2.Ultrasonographic findings in hips with a positive Ortolani sign and their relationship to Pavlik harness failure(The Journal of Bone and Joint Surgery. American volume・2010)発育性股関節形成不全でOrtolani陽性の股に対するPavlik装具が最大40%で失敗するとされるなか、生後6か月未満で装具を使った85人115股の後方視的検討で、成功は63%(72股)・失敗は37%(43股)で、β角の増大・骨頭被覆の低下・関節唇の内反・骨頭の関節唇に対する位置などの超音波所見が失敗と有意に相関し、骨頭が関節唇より下にあることは装具の成功と強く関連したことを抄録で確認閲覧 2026-11-09
- 3.Effects of bracing in adolescents with idiopathic scoliosis(The New England Journal of Medicine・2013)装具治療の対象となる年齢・骨成熟・弯曲の思春期特発性側弯症242人(無作為化116・選択126)の多施設研究で、1日18時間以上の装着を指示し、試験は装具の有効性のため早期に中止され、無作為化と選択の両コホートの解析で治療成功(弯曲が50°以上に進まず骨成熟に達した)は装具72%・経過観察48%(調整オッズ比1.93)、無作為化の割付どおりに解析すると75%対42%(オッズ比4.11)、装着時間が長いほど成功率が高く(P<0.001)、装具は手術の閾値に達する進行を有意に減らしたことを抄録で確認閲覧 2026-11-09
- 4.A systematic review and meta-analysis of the effect of an ankle-foot orthosis on gait biomechanics after stroke(Clinical Rehabilitation・2013)脳卒中患者を対象とした対照試験20件(参加者314例)を統合したシステマティックレビュー・メタ解析で、下肢装具(短下肢装具)の装着により足関節・膝関節の運動学・運動力学、歩行時のエネルギー消費が改善したことを確認した閲覧 2026-11-09