JPH03505418A - 連続受動運動装置 - Google Patents

連続受動運動装置

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JPH03505418A
JPH03505418A JP2502893A JP50289390A JPH03505418A JP H03505418 A JPH03505418 A JP H03505418A JP 2502893 A JP2502893 A JP 2502893A JP 50289390 A JP50289390 A JP 50289390A JP H03505418 A JPH03505418 A JP H03505418A
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ジェノベース,カーメン イー.
ローレンス,ロナルド エル.
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サッター コーポレイション
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    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
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    • A61H1/0255—Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved together in a plane substantially parallel to the body-symmetrical plane
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 連続受動運動装置 関連出願に関する相互参照 本願は1989年1月19日出願米I!ilq#1FFIA一連着号29971 2の継続出願でるる。
発明の分野 不発1811バ一般的に下肢の丸めのソノ1ピリチージヨン装置に係シ、そして 特に下肢に対する外傷’!、7tは手前後の膝運動、臀部運動lたは足関節運動 上回復するためのリハビリテーション装置である。
発明の背景 関節軟骨欠陥のリハビリテーションの次めの連続受動運動装置に関する最初の報 告δれた作業は、カリフォルニア州すンディエゴ市のV、ニコル博士及びカナダ のトロント市のR,ソールター博士によって提供された。彼らの研究は、イプス 固定グループと比較されるときCPMの影響下に在る関節軟骨状態の注目すべき 変化全論証し次、彼らの報告に続いて、カリフォルニア州すンディエゴ市OR, クーラ博士は彼らの概念を術後患者特に全膝患者のリハビリテーションのために 適用した。CPM装置に運動範囲の回復において8着に患者にを与することが、 報告された彼の作業のなかで、患者の少数のシリーズにおいて実証された。後続 研究は連続受動運動治療を受けた全膝患者が、向上された安楽性、傷の治癒及び 愛の動力学に加えて、運動範囲のよシ急運な回復を果たしたと結論した。
恒常的に増加する臨床的適応症に対する02M装置の通用の急激な増加に伴って 、七れと比例的に技術は進展した。02M装置の設計においては二つのアプロー チが採用された。七〇M1、即ち解剖学的7プローテ、においては、関節は技術 的に可能でめる限シ自然の解剖学的運動と同様の(1!式で支持されセして可動 にδれる。自由連係アプローチにおいては、運動は隣接する人体部分に対して提 供され、そして関節はその固有の解剖学的運動t−追求すること′t−肝される 。解剖学的・設。
計はより多くの、la、!安楽筐を提供することは明らかであり、−万、自白連 係設計扛上の使用がより容易でらる傾向を有する。解剖学的設計に、lた、膝の 稙細な靭帯の修慎に使用するときはよシ安全でるると多くの人によって信じられ ている。
過去において開発δれた連続受動運動装置は、一般的に、ベースlたはフレーム 、足の上部分を支持する大腿支持体、足の下部分七叉愕する層支持体、足を支え るための足支持体及び駆動系統t−Vした。大腿及び層支持体は互いに対し枢動 されそしてフレームの上方に叉I9すれる。このタイプの装置の例は、例えば、 ビVML7)米II特FfM4525060号、バー f −Q 米151脣許 第4566440号、グリナーの米国脣肝第4558692号、ジプルスキーの 米I!i特許第4549534号、及び1986年10月31EIK出願されそ の先行特肝頴が本願の被譲渡省に膿渡されたrノベツセの米国tf##lf職一 連誉号第925473号に示される。
これら装置は対処されることを要する多数の問題を提起した。典戯的に、先行技 術に示される装置は比較的重い。従って、病院ベッド上の患者にとっては、シー ツ及び枕カバーの父換金必要とするとき、邪魔にならないように移動するにはそ れは重く且つ困難である。
ざらに、そのような装置は患者の左右何れの足にも使用されるようにするのは殖 しい。そのような装置の設計は、膝関節の適正な回転を生じさせるための膝関節 に対する力の連続的供給及び七れによる関節の所望リハビリテーションを困難に した。
発明の摘要 改良された連続受動運動装置でめって既知の先行技術装置の制約のチくを克服す るものを!!!供することが本発明の目的である。
臀に、連続受動運動装置でろってベッドのシーツが交換さるべきとき邪魔になら ないように容易に移動され得るように病院ベッドに取付りられるものを提供する ことが不発明の目的である。
不発明のもう一つの目的は、02M装置の運動に反応して関節を曲げる丸めに膝 関節に対して力を連続的に供給するように設計され九〇PM装置t−提供するこ とである。
不発明のもう−りの目的は、連続受動運動リハビリテーション療法の丸めに患者 の何れの一方の足をも支持するのに容易に適応し得る連続受動運動装置f:提供 することである。
本発明のこれら及び七の他の目的は、腓および麿支持体を支持する単一の駆動管 t−yする02M装置においてS成される。腕が腓及び崖叉持部材から上方に延 へおのおの腓または崖がその内部に載置される1111!J可能のクレ〜ドルf :X持する。これら支持腕は何れかの足が単一〇駆動管の上方で支持されるよう に180°@伝可能でるる。
また、足支持体が腓叉持体駆動棒の端から片持ちにざルる。
腓及び朧駆動支持棒t:f:?!4する駆動管が、駆動管の−IIを病院ベッド の層部において水平のベッドフレーAK堆付ける′at#の支持機構から片持ち にされる・駆動管かに#O不必要な行使を伴りことなしにベッドから離れ去って 上方に容易に回@され得るように、駆動管をベッドから遠ざかるように持ち上げ る人に刃金補助的に提供する気体はねによって駆動管が病院ベッドの上方に容易 に回動されるのを可能にするため、乏ツク/ビシオン機構がago気体ばねと総 合される。
不発18Ilの構造及び作動に加えて本発明の七の他の諸特徴並びに諸利点は、 添付諸図面と関連して以下提供される開示から十分に理解され得る。
図面の簡単な説明 第1図は本発明の02M装置の肯面図でめる;第2図は本発明の02M装置の斜 視図でめる;第3図は七の持上げられた形状での不発BAの図面で6る; 第4A図は本発明の部分的にWfrvjJで示されるil1面図である; 11i4B図はベッドのフレームに結合されたCPM装置o−m分optmwr r面図でめる; 第5A図から第5G図は本発明の様々の機械的特徴のysmなjIFrffi図 である; 第6図はベッド上で02M装置の位置を固定する錠OwR面図である; 第7A図及び第7B図は本発明の腓支持体と繻支持体とt″炭絖る膝ヒンジの断 面図である;第8A図から第8C図は腕スターラップ及び患者の足をCPM装置 内に支持するため0IIA者キットの詳細図法に図面を参照すると、aIi図は CPM装置金それによって支持された仮想線によって示される患者の下肢ととも に図示する。ここで説明される装置は5117図を参照して詳細にl+!明され るでろろうとンジ結合された膝ピボット部分6において結合された脚支持11[ 2と腿支持棒4とを有する。
腿叉持棒4の一端は第1図に図解されるごとく患者の臀部にRWして配置される ように意図された臀部ピボット8において結合される。臀部ピボット機構は第5 b図に詳細に示される。臀部ピボット8から遠い腓支持棒の端部はヨーク10に よって支持され、ヨーク10は駆動管14F3に組込!fi九駆動駆動手段4A 図t−診照して説明されるでるろうンにトロリ12によって結合される。
トロリ12は矢印13によって表される方向に駆動管14に沿って住復運動する 51[悪でヨーク10を駆動する。ヨークが臀部ピボット8へ同かつて後退する につれて、ピボット6上万に静止する患者の膝は鋭角を以て屈曲される。次いで 、ヨーク10が索引フレーム叉持塙部15駆動管に向かって運動し、第4A図に 示されるごとく、下肢が完全に延伸されるlで患者の下肢を伸ばす。患者の下肢 は、かくのごとく、絶えず運動1れそして社会復帰訓練7に施される。本発明の CPM装置の設計は多くの間Mを見服しなくてはならない。
CPM装置は精巧な機械的装置に不慣れな人によって使用されるから、容易に使 用されなくてはならない。患者の膝上屈伸するには相当な原動力がヨークを通じ て腓支持捧に加えられなくてはならない。患者の下肢は腓及び腿支持腕4.2の 側へ垂れ、かなシのねじシ応力をこれら腕に及ば丁。CPMは患者がベッドに載 シ舜シし得るように七してベッドが交換石れるように、病院のベッドから離れる ように運動し得なくてはならない。
以下はこれら及び七の他の設計間層が本発明の設計に2いて対処され九M遼t− 説明するでろろう。初めに患者の下肢がCPM装置によって支片さnる方式につ いて説明する。
11g2図において、より明らかに認められるように、腓支持褌2の端部は全体 として16で表される足叉持体でめって″′L″管フレ一フレーム20上される 足支持板18t−有する。各患者に個別に叉給嘔れる患者キット内に包含される ン7トプーツ22が第1図に示されるごとく足支持板と患者の足との周囲に巻刀 為れる。
この足支持グーツ22はその後面に位置されるボクットでろって足叉持ブーツ2 2を適所に維持するのを助けるために足支持板18の先端部に摺装されるものを 百する。lた、2個のストランプが設けられておシ、ストラッグ25の一つは、 (a者の足のj&IN5のlわシに巻かnてそれt足支持プーン内に確保する。
患者の腓及び腿は、一端において腓及び腿駆動腕2.4に結合されるL形捧から 成る適切な腓及び届支持欅24.26から支持される。各り形叉持棒24.26 ばサドル28.31を支片する。サドルは第8A図において一層詳細に図示δれ るごとき画直l!累32を含むT形金属フレーム31である。サドル28.30 の端部31は患者支持要素40の開口46に係止されるように設計される。第8 B図と第8C図においてより明らかに図示される患者支持要素40は患者の腓l 九は腿が載る羊皮などから成る柔らかな中心部分40及び各442における取付 ハンドルとを有する。サドルから患者の足を戦ゼるには、足を支持体36上に載 せ、そしてハンドル42t−使用して、足を適位置に持上げて患者ハンドル42 の端部會ブドル28.30の端部31にスナンプ笛めすることt−要するに過ぎ ない。各患者に対して清潔な患者支持要素を提供するために、中心羊皮部分40 はハンドル42から取外し自在である。ハンドル42はその縁部にベルクロスト リップ47有し、これらストラッグは羊皮の裏に位置する相補形材料と係合し、 従って、ハンドルは患者の足をサドル上に持上げるのに使用され得る。
CPM装置から患者の足を支持するこの方法のもう一つの顕著な利点は、患者キ ットを保持するための前記サドルの使用が、腓及び腿駆動腕の下片時に上から足 を圧し下げることを可能にすることである。従来の全ての装置は足を下から支持 している。CPM装置が足を下から支持し、七して腓及び腿駆動腕が遠ざかるよ うに運動するとき、最終的にそれらは足を下方へ引くのを止め、そして膝運動の 厳格に制限されたケースは膝の下から簡単に脱落する。対照的に、この装置にお いては、サドルが足を上から圧し下げ、そして膝の周囲に発生して七の自由な運 動を阻止する軟骨と組織とを弛緩させるのに役立つ一定の゛圧力金工27上ら加 える。
本発明の設計に従えば、患者の足がL形管24x九は26に相対して支持される 高8を容易に変更することも可能でるる。それは直立1132をL形管24.2 6の取付端に相対して曇直方向にX厘可能にすることによって達成される。複数 のスロット59が画直景累32の側面において切られ、そしてはね荷xt−付与 されたビン61がスロットの一つに挿入される。該ビンは本体63の端部に担持 され、そしてハンドル65は本体のビン61から反対の端部において褌6Tにね じ保合括れる。L形管24.2gに相対する画直支持棒32の高ざt変更するに は、ハンドル61がねじ外され、矢印69によって表される空間を生じさせる。
この空間はスロット59に挿入されるビン61の端部分の長さよジ長いことのみ を必要とする。次に、ばねγ3の力に抗して本体63を押すようにハンドル65 を押すためハンドルを便用することによって、ビンはスロット59から効果的に 撤収され、そして曇直支持要素32は所望の高さに上方lたは下方に運動され殊 次いでビン61は選択高ざに再挿入されて昏直要素32を適所に確保する。
これらCPM装置の使用において知られるように、リハビリテーション効果は腓 支持体2及び腿支持体1互いに対し前及び後方向に駆動して継手6において膝の 曲がbt生じさせることによって提供される。装置にお匹て、運動はgJA図に 示されるヨーク10とモータ14との運動によって、患者の膝が先ず第1図で6 において示されるごとく最大限に囲げられ、そして次に、腓及び腿駆動腕2.4 が第4A図で示される位置に運するとミ生起するように、最大限に曲げられるよ うに、確立される。ヨークの運1IIbに、ヨーク10のトロリ12に城付けら れfc駆動管14同の駆動/ロック4,9に駆動スクリュー装置16を介して結 合されたモーター14をIKwn管門に設けることによって達成δれる。駆動力 は第5図においてよシ明瞭に不妊れるごとく駆動管の頂Mt−包囲する駆動ブロ ック49ρλらトロリ12へ伝達される。駆動7aツク49はビンI7tはねじ 51t−通じてトロリの底部に直接に結合てれる。栽ねじ16が回転するにつれ て、駆動ブロックは、文字Aによシ表される七の位置、即ち腓及び腿棒2.4が 互いに対し最大限に曲げられる位置、から走行路の終端に近匹位置B1即ちヨー ク101腓4$2及び腿褌4が実質的にgJA図に示されるごとき位置を占める 位置、へ運動する。トロリ12が駆動管12の表面上を前及び後方向に運動する につれて、患者の足がヨーク、駆動管及び足支持体の何れか一方の側に位置する 事実の故に、かなシの捩れ効果がヨーク10に及ぼされることも明らかである。
従って、トロリ12の各端は、駆動管14の各側のスロッ)55L及び55R内 で摺動する第5図に示される軸受53L及び53Rにお込てiji!する。従っ て、もし患者の足が第5図において図示される駆動管の三方に載っているならば 、軸受は右側のスロッ)55Rの頂と、左側のスロッ)55Lの底とにお^て摺 動する。このようにして、駆動管に対するトロリの適正な整合がトロリの運動路 の全体に亙って#+!持される。
装置の臀部ピボット部分の断面図でるる第5図の下部分を引き続き参照すると、 この図面はさらに臀部ピボット部分の外ハウジング56で6ってそれに主管14 のj+1が結合されているもの、及び主軸線58を中心として外ハウジング56 円で回転する内部分5Tを図示する。朧特体腕が外ハクジング内56で回転する とき患者の手lたは寝具lたはベッド上のシーツが内外ハウジング間に引っ掛か るlたは固く詰lることがないように、内外ハウジング間に極反に制@1れた隙 間を残して臀部ピボット区域内で腓神が回転するように前照して内及び外ハウジ ングが設けられている。臀部ピボット設計のもう一つの脣徴は、腿支持駆動腕4 及び腓特体駆動腕2が第4AIEIに図示されるごときそれらの極@延伸位置に 在るときは、モータ及び颯スクリュー装置が膝ピボットの緊tAt−解除して自 由にすることは極めて困難でめるという事実を前照に入れて提供される。
腿支持駆動腕4がその完全水平位置に在るとき、機械的には困難なことでるるか 、該縄特体駆動腕の持上げt補助する丸めに、臀部ピボット8は朧特体体4に取 付けられる板ばね50を有する。a1叉特休が駆動管14に向かつて下降される につれて、ばね50は腿支持体と一緒に回転し、そして七の喝が臀部ビボットノ ークジング56の111面に固定嘔れたローラ52に対し押付けられる。かくし て、板ばねが下方へ回転するにつれてエネルイがそれに蓄えられ、そしてヨーク 10が腓及び腿駆動腕を肩囲位置へ戻丁よりに駆動しよりとするとき、板ばね5 0は崖支持体を主駆動管14から遠ざかるように上方へ押し返す丸めの補助的な 梃子作用t−提供する。
次に、第5A図を参照すると、幾つかの9!素の内部構造が1llr面図にお− て図解でれる。脚棒2鉱上部に示されており、セして該欅の長さがl1lII! Jされ得るように円及び外部分6G、62’t1Fする。
朧棒4は円ハウジング51に結合図示されており、そしてやはり内及び外部分6 L68kNする。腿棒の一方の部分の他方の部分に対するねじれを防止するため に、外m棒の入角形部分70(jI5B図Iたは第5C図)が含lれる。主駆動 管のためによシ短i長さを提供するべく設計された臀部ピボット区域8の一代替 実施例をやはり図解する第5C図は、やは)m特体腕4の異なる内及び外伸縮嵌 合部分を示す、内部分は円形でろり、従って、それは六角形にされた外部分68 内において容易に摺動する。jISD図はこの特別の実施例の内ハウジング51 が、軸1js58t−中心として臀部ピボット区域の外ハウジング56内で回転 する態様を図示する。これはlた繍特体腕4の内管部分66の端面図を提供する 。
円管部分66が外管部分68内で摺動しそしてそれらの相対位置が固定されるl [がi!51図、第51図及び第5G図にお−て図示される。管6g、68は常 態では、内部分66の頂面を下向壮に圧迫しそして内管66の底面の一連の穴T 5に係合するビン13によって[11れるばね69と圧力棒T1との組合せによ って、互いに相対して適所に確保される。従って、内及び外伸繍嵌合部分66. 68の相対位置を変更することによJm支持体の長さt変えることが希望される ときは、ノブ79が回転されて係合して−る棒11を上方へ持上げ、円管66か ら離す0次匹で、ノブが押下げられてビンを穴γ5から臘脱させる0次に、管が 新位置へ摺動され、そして鎖錠装置)119が持上げられてビンγ3が新しく適 訳ざ九九穴15円に鎖錠される。かくして、2個の部分は適所に固く鎖錠され、 従って、外伸縮嵌合へ角形部分68に相対する内伸縮嵌合部分66の回転は、大 円のビンの位置によって阻止される。
第4A図の上部分は、第7A図及び第7B図と−緒に、膝継手6をさらに詳細に 図示する。継手6は腓及び種棒2.4が互いに対して容易に枢動じ得るよりに内 及び外σリンク72.74’tNする。同ビボントは線棒4に取付けられ、そし て脚棒に取付けられている外(7リンクに相対して軸受79に支えられて回転す る。
lた、一方の固定層部γ8t−膝ビボット内に位置されたポテンショメータγ6 が設けられる。他方のi4部は80i以て表ざnるよりに内σリンクに取付けら れ、従って、膝の回転は常に固定基準に相対して測定され得る。ポテンショメー タの本体はそれが膝継手6内でチ少自由浮動するよりに内σリングにビン80に よって支持される。とのよりにして、ボテン7ヨメータは、七の本体を継手の片 側に直接に結合拘束することなしに、内及び外Uリンクの相対運動を測定するた めに、膝継手内に直接に配置され得る。この膝継手では必然的に生じることが避 けられな匹ねじれ及び曲が汐の故に、ポテンショメータ本体の拘束的固定は、も し細部と本体の双方の運動が厳格に制限されるならば、ポテンショメータに恐ら く相当な損傷上必然的に生じδぜる。ボテン7ヨメータへの必要ケーブルは腿特 体褌を通過して導入され得る。
不発明の背景においてやや詳細に論述されたが、シーンが交換され得るように、 lたは比較的移動不可能な患者が、02M装置によって邪魔されることなしに、 容易にベッド上に11;jベンドから移転され得るように装置全体を病院のベッ ドから離すように持上げ得ることは重要である。この目標上達成するために、駆 動管14の端部には、第4A図において一般的に示され七して第4B図において 詳細に示される一直リフト組立体15が組付けられる。該垂直リフト組立体はC PM装置全体を病院ベッドのja1部の索引フレームに締結するための標準クラ ンプ90t−組込1れている。02M装置がクランプ90t−便用して病院ベッ ドの端部に締結てれたならば、第4A図及び第4B図に示される動力補助手段を 便用して、CPM装置全体が上方へ容易に回転されて矢印92(M13図)の方 向にベッドt−離れ得る。
モータなどの存在の改に、02M装置は邪魔にならないように持上げるのに重く ても差し叉えない。02M装置の回転全補助するための手段が画厘す7ト組立体 に設けられる。明確に言えば、七れ七中心と−して02M装置が回転する軸?f s100は、垂直リフト組立体の管106内に設けられたラック104で6って 本質的に気体ばね108のピストン105の側面に取付けられたものと噛合り複 数の歯を有する平歯車102t−含む。
医師または看護婦が邪魔にならないようにCPM装置装置上持上につnて、平歯 車102はランク104と係合し、気体ばね組立体108のピストン105t− 駆動して支持管106のfi底へ向〃為って下降させる。気合ばねの上端は管の 上部に110において固定的に取付けられる。気体ばね108が避らに十分に駆 動されるとき、ばねによって発揮される力はラック及び薗車の運Ijbを助け、 七して実際上矢印112の方向における力の大部分t−提供して、02M装置を 上方に回動させる。
第3図に示されるごとく、02M装置がその極限高ざに位置するとき、錠(第6 図ンが軸MIO(jK隣接して設けられるσれども、気体ばねはそれを前記高さ に維持するのt助ける。CPM*ffが病院ベッド上に下降ざるべきとぎは、駆 動管16がm’!れてベッドに向かつて引ぎ下ろされる。気体ばね力は克服さn 1七してラック104は取付けられた′J、体ばねのピストン105と一緒に支 持管106の上部110に向かってよ万へ榎するように運動する。−F:れが七 のように運動するにつれて、前記ms’i中心とするCFM装置の回転の少なく とも一部分に対して気体ばねが若干の抵抗労金指向し、七れによシ、ベッド上へ O02M装置の不必要に急速な下降全防止する。
もう一つの安全手段として、そして病院ベッドに対する02M装置の非意図的な 運動を防止する几めに)平歯車102を支持する車の上方に取付けられるthi !が設けられる。第6図に示さルる、支持柱10Gの面に取付ゆられるこの錠は 、菌車102の周縁に沿って互いに離された凹所124と協働するボール122 亡有する。装置がMJA図に示される水平位置Vこ在るとき、凹所124はボー ル122を確保して意図的でない上昇運動t−阻止する。02M装置を待上げて ベッドから離すことが望1れるときは、ノブ126が時計回)に回転され、ピン 128tスロット130円で@転させて有効なカム運動金主じざゼ、七れにより 、常態にj?^て凹所にボールを確保するばね132の偏圧力に対抗するように ノ1の回@運動tボールの鍔上運動に変換させる。この鍔上運動が光子−される とともに、駆動管14によって表される02M装置はベッドから随れるように待 ち上げられてよ万へ回動さ1傅る。駆動管14゛がベッドに対して垂直でめると き、ボールは次隣凹所124円に退入するように摺動後退することを許さム駆動 管と02M装置と全病院ベッドの上方に安全に鎖錠子ゐ。
不発明のもつ一つの利点が第1図及び第2図に図示される。単一の駆動管はベッ ド叉沖柱106から臀部整合照81で延びるから、とのCPM装置t、a者の左 右何れの足に対しても使用するように配置することは極めて容易でるる。明確に 言えば、この装管tとこに図示ざ几るごとき患者の右足に対する使用から患者の 左足に対する使用に変更するには、単に、2個の足支持腕24.26が駆動腕2 .4−に対する一F−れらの結合点122.124t−中心として180°回転 される。足支持体も180°回転される。各患者のために使用される新患者キッ ト、第2B図及び第2C図において図示されるごとき新腓及び麿特体体、そ、し て第1図に示される足叉侍体が、患者の足’に2i!所に保持するために用意さ れる。
本発明の提示実施例の修正は不発明の開示を慣討する当業者の心に浮かぶでるろ う。従って本発明の範囲は次に続く請求の範囲によってのみ制@石るべきである 。
手続補正書(自発) 平成2年10月23日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.腓および腿支持部材を支持する単一の駆動管を有するCPM装置において、 前記支持部材が上方へ延びる腕を有し、各前記支持部材がサドルと腓または腿が その内部に載置される調節可能のクレードルとを支持し、前記支持腕が何れかの 足が単一の駆動管の上方で支持されるように180°回転可能であるCPM装置 。
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