JP2001321458A

JP2001321458A - 機能回復訓練システム

Info

Publication number: JP2001321458A
Application number: JP2000144399A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sakashima; 敏明坂嶋
Original assignee: FUJISHIMA KAZUTAKA; YOSHITSUGU FUMINARI
Current assignee: FUJISHIMA KAZUTAKA; YOSHITSUGU FUMINARI
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】【課題】老人に楽しみながらリハビリを行ってもらう
とともに、最大限効率よく機能回復を行うことができる
機能回復訓練システムを提供する。【解決手段】表示画面に動作指示を表示し、同動作指
示に対する応答動作を動作入力手段によって入力し、応
答動作が動作指示に対して正しい動作である場合に正解
応答手段を作動させ、次の動作指示を表示画面に表示し
て応答動作の入力を促すことを繰り返すことにより身体
機能の回復をはかる機能回復訓練システム。応答動作が
動作指示に対して正しい動作である場合に、動作入力手
段への入力動作にともなって体感刺激を与える刺激付与
手段を具備していること、応答動作が動作指示に対して
間違った動作である場合にはエラー応答手段を作動さ
せ、動作入力手段に正しい応答動作が入力されるまで繰
り返し入力要求を行うことにも特徴を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、老化にともなって
低下した運動機能、及び、脳または神経系に障害を受け
ることによって低下した運動機能を回復させるための機
能回復訓練システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、長期の入院やギプスによる固定な
どによって、一般的な生活に必要な関節の動きや筋力の
低下した患者は、リハビリを行うことによって運動能力
の回復がはかられている。

【０００３】このようなリハビリは、関節の動きや筋力
などの運動能力の回復が目的であり、状態に応じた適宜
の負荷を加えながら運動を行うことによって回復速度を
速めているものであり、そのための様々な運動補助具が
存在している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のリハビ
リは比較的運動能力の高い壮年期までの患者には有効で
あるが、比較的老化の進んだ老年期の人の場合には、肉
体的に負荷を加えることが困難かつ危険をともない、十
分な機能回復訓練を行うことができないという問題があ
った。そのため、運動量が不足しがちとなって、かえっ
てさらなる機能低下をまねく原因となっていた。

【０００５】特に、機能低下が生じると周囲からの刺激
を受け取る機会が低下することによって、老人の場合に
は痴呆を発症しやすくなり、機能回復がさらに困難とな
るとともに、寝たきりとなりやすいという問題があっ
た。

【０００６】最大の問題点は、このような老人に対し
て、「リハビリをしなければならない」という義務的な
感情にともなう心理的な負担を感じさせることなく、楽
しみながら機能回復を行うことができるリハビリのプロ
グラムまたはシステムというものが現在全く存在してい
ないということであった。

【０００７】本発明者はこのような現状に鑑み、老人に
楽しみながらリハビリを行ってもらうとともに、最大限
効率よく機能回復を行うこと、特に多くの刺激を与える
ことによって痴呆の進行を抑制し、逆に痴呆のレベルを
改善することができる機能回復の訓練システムを開発す
べく研究を行い、本発明に至ったものである。特に、本
発明の機能回復訓練システムは、低コストで提供できる
形態としているものである。

【０００８】また、本発明の機能回復訓練システムは老
人に対してだけでなく、交通事故や脳溢血などで脳に障
害を受けることにより運動機能が低下した患者や、背骨
などの神経系に障害を受けることにより運動機能が低下
した患者にも使用することができ、機能回復を促進する
ことができるものである。

【０００９】以下においては、本発明の機能回復訓練シ
ステムを利用して機能回復訓練を行う人を「利用者」と
呼ぶことにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、表示画面に
動作指示を表示し、同動作指示に対する応答動作を動作
入力手段によって入力し、応答動作が動作指示に対して
正しい動作である場合に正解応答手段を作動させ、次の
動作指示を表示画面に表示して応答動作の入力を促すこ
とを繰り返すことにより身体機能の回復をはかる機能回
復訓練システムを提供せんとするものである。

【００１１】特に、応答動作が動作指示に対して正しい
動作である場合に、動作入力手段への入力動作にともな
って体感刺激を与える刺激付与手段を具備しているこ
と、応答動作が動作指示に対して間違った動作である場
合にはエラー応答手段を作動させ、動作入力手段に正し
い応答動作が入力されるまで繰り返し入力要求を行うこ
とにも特徴を有するものである。

【００１２】また、動作指示が１０本の手指の１本に対
して行われること、正解応答手段は、正しい動作の応答
動作が連続し入力されることにより、入力操作に合わせ
てメロディーを奏でることにも特徴を有するものであ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の機能回復訓練システム
は、モニタ画面などの表示画面に画像あるいは動画で動
作指示を表示し、機能回復訓練を行う利用者は、その動
作指示に合わせて応答動作を行うとともに、応答動作の
動きを動作入力手段により入力するようにしているもの
である。

【００１４】入力された応答動作は、動作指示の指示内
容と一致しているか判定され、応答動作と動作指示の指
示内容とが一致した正しい動作であると判定された場合
には正解応答手段を作動させ、正解であることを通知し
て次の動作指示を出すようにしており、これを繰り返す
ことによって身体を効率よく運動させ、身体の機能回復
をはかるようにしている。

【００１５】順次指定される動作指示にしたがって応答
動作を行うことにより身体を動かすことができるので、
機能回復訓練を行う利用者は、機能回復訓練を行ってい
ることを意識することなく、ゲーム感覚で行うことがで
きるので心理的負担が少なく、機能回復訓練を積極的か
つ自発的に行わせることによって機能回復の効率を向上
させることができる。

【００１６】また、正しい動作の応答動作が連続し入力
されることにより、入力操作に合わせてメロディーを奏
でるように正解応答手段を構成することによっても、機
能回復訓練を行っていることを意識することなく、ゲー
ム感覚で行うことができ、心理的負担が少なくして機能
回復の効率を向上させることができる。

【００１７】特に、応答動作が動作指示に対して正しい
動作である場合に、動作入力手段への入力動作にともな
って、接触刺激や振動刺激などの体感刺激を与える刺激
付与手段を具備しており、正しい動作を行った際に刺激
を受けることによって、動作指示の動作をするように体
を動かそうとする神経系の命令に対してリアクションを
与えることができるので、特に老化にともなって機能低
下した神経回路の強化をはかることができ、機能回復訓
練の効果を高めることができる。

【００１８】さらに、応答動作が動作指示に対して間違
った動作である場合にはエラー応答手段を作動させ、応
答動作が間違っていることを認識させるとともに、動作
入力手段に正しい応答動作が入力されるまで繰り返し入
力要求を行って、正しい応答動作を入力させることによ
り、動作を行う筋神経系に適切な刺激を与えることがで
きるので、筋神経系を活性化及び強化することができ、
機能回復訓練の効果を高めることができる。

【００１９】特に、動作指示を１０本の手指の１本に対
して行うようにしており、指の機能回復を積極的に行う
ことによって、脳の神経系を最も効率よく活性化させて
機能回復訓練の効果を高めるようにしており、老人の場
合には痴呆の発症を抑制及び痴呆の進行を抑制すること
ができる。

【００２０】

【実施例】本実施例の機能回復訓練システムは、図１に
示すように、機能回復訓練システムの実行プログラムを
予めインストールされたパソコン本体１に、動作指示の
画像を表示するディスプレイ２を接続し、実行プログラ
ムに基づいて動作指示を表示するようにしており、さら
に、タッチパネルコントローラ４を介して入力手段であ
るタッチパネル３をパソコン本体１に接続し、同タッチ
パネル３によって応答動作を入力するようにしているも
のである。タッチパネルコントローラ４は、タッチパネ
ル３の認識精度を調整するための装置である。

【００２１】特に、本実施例の機能回復訓練システムは
手の機能回復訓練、その中でも指の動作の機能回復訓練
を行うものであり、タッチパネル３を掌全体または指で
軽くたたくことによって、動作指示に対する応答動作を
入力することができるようにしている。

【００２２】そのために、例えば、図２に示すように、
タッチパネル３の上面には掌形状の外形線５からなる掌
位置表示６を設け、それぞれ指先及び掌が当接する部分
に入力領域Ｓを設定して、各入力領域Ｓでの当接状態を
判別することにより、どの指が当接したかを判別するこ
とができるようにしている。

【００２３】タッチパネル３は、全面が検知可能なセン
サ面となっている必要はなく、入力領域Ｓだけがセンサ
面となっているだけでもよい。従って、タッチパネル３
ではなく、入力領域Ｓに個別の圧力感知センサを配設し
て検知できるようにすることもできる。あるいは圧力感
知センサではなく、指による押圧によってオン・オフが
切り替わるリミットスイッチのようなスイッチを用いる
こともできる。

【００２４】他の実施例として、タッチパネル３を用い
た場合であって、タッチパネル３の上面に、３mm〜10mm
程度のわずかな間隔を設けてタッチパネル３と略平行に
支持用平板（図示せず）を配設し、同支持用平板に上記
した掌位置表示６と同様の掌位置表示を設けるととも
に、各指に相当する部分に指挿入窓（図示せず）を開設
し、必要に応じて指挿入窓から指を挿入してタッチパネ
ル３に触り、入力操作をすることができるようにしても
よい。

【００２５】また、タッチパネル３に触れる指には、図
３に示すように指サック７を装着している。指サック７
を装着することによってタッチパネル３との接触面積を
大きくすることができ、タッチパネル３の識別性・認識
性を高めることができるので、誤認識を防止することが
できる。

【００２６】さらに、指サック７には内側面に略半球状
の刺激用突起８を複数配設して、指でタッチパネル３に
触った際に指に刺激を与えるように構成しており、機能
回復訓練を行う利用者に、タッチパネル３に触ったこと
を強く認識させることができるようにしている。

【００２７】特に、中心に１つの大径刺激用突起8aを配
設し、その回りに同大径刺激用突起8aを取り囲むように
複数の中径刺激用突起8bを配設し、さらにその回りを取
り囲むように小径刺激用突起8cを配設して、指に適度な
刺激を与えることができるようにするとともに、図４に
示すように、先細状となっている指先に刺激用突起８を
確実に当接させて、神経系を刺激することができるよう
にしている。

【００２８】刺激用突起８の代わりに、指サック７の指
先部Ｔに、タッチパネル３の押圧にともなって作動する
振動体（図示せず）を配設しておき、同振動体を刺激付
与手段としてもよい。あるいは、上記した入力領域Ｓに
個別の圧力感知センサを用いたものであれば、同圧力感
知センサとともに振動体を配設して、指先による入力領
域Ｓの押圧にともなって振動体を振動させ、指先に振動
刺激を伝達するようにしてもよい。

【００２９】刺激用突起８あるいは振動体などの刺激付
与手段により指先を刺激することによって、機能回復訓
練を行う利用者に、自分の行った動作を強く認識させる
ことができ、神経系に強く作用して機能回復の効果を高
めることができる。特に刺激付与手段によって指先が刺
激されることにより、脳を活性化することができるの
で、痴呆の症状に対して効果的であり、痴呆の症状を軽
減させる効果がある。

【００３０】ディスプレイ２の表示画面９には動作指示
画像を表示して動作指示をするようにしている。本実施
例では、図１に示すように、表示画面９の左上部分にラ
イト形状とした画像からなる左動作指示画像10aと、画
面の右上部分に同じくライト形状とした画像からなる右
動作指示画像10bとを表示して、どちらか一方のライト
形状の画像を点灯状態に、他方を消灯状態に表示するよ
うにしている。

【００３１】機能回復訓練システムの使用者は、点灯状
態に表示された側に相当する手でタッチパネル３に触れ
ることによって入力操作を行うようにしている。この入
力操作が応答動作である。

【００３２】表示画面９に表示された動作指示に対して
応答動作が行われると、その応答動作と動作指示とが一
致しているかどうか判定し、一致していると判定した場
合、すなわち、応答動作が正しかった場合には、動作が
正しかったことを表示する正解応答手段を作動させ、次
の動作指示を発するようにしている。

【００３３】本実施例では、正解応答手段を、表示画面
９の中央部に設けた動画表示部11の動画画像を作動させ
ることとしている。特に本実施例では、表示画面９上に
表示したドラマーが正しい応答動作側の手でドラムをた
たくように構成しており、視覚的にも正しい動作を行っ
たことを確認することができるとともに楽しめるように
構成し、機能回復訓練を行っているという雰囲気を出さ
ないようにしている。特に、動画表示部11に表示される
動画画像データは複数種類準備しており、好みの動画画
像を選択して表示することができるようにすることもで
きる。あるいは、表示される動画画像を定期的に変更す
ることにより常に新鮮さを醸し出せるようにしている。

【００３４】さらに、正解応答手段として、パソコン本
体１に設けたスピーカ（図示せず）あるいは別途配設し
たスピーカ（図示せず）から、動作指示に対して応答動
作が正しかった場合には音声が発せられるように構成し
ている。特に、音声を予め登録しておいたメロディーと
して、正しい動作の応答動作が連続入力された場合に
は、入力操作に合わせてメロディーが奏でられるように
しており、自分の操作に基づいて発せられるメロディー
を楽しみながら機能回復訓練を行うことができることに
よって、「リハビリをしなければならない」という義務
感におそわれることを抑制しており、自発的に機能回復
訓練を行わせることができる。出力されるメロディーは
複数種類準備しており、自分の好きなメロディーで機能
回復訓練を行うことができるようにしている。

【００３５】表示画面９に表示された動作指示に対して
行われた応答動作が、動作指示と一致してなかった場
合、すなわち、応答動作が間違っていた場合には、エラ
ー応答手段として表示画面９上にエラー表示を行うとと
もに、上記したスピーカからエラーブザーを発し、応答
動作が間違っていたことを通知するようにしている。そ
して、正しい応答動作が入力されるまで繰り返し入力を
要求することによって、間違った応答動作と正しい応答
動作の違いを体感させることにより、より強く神経系に
働きかけることができるようにしている。

【００３６】機能回復訓練のレベルが進むと、上記した
左右動作指示画像10a,10bにおいて、例えば、予め設定
しておいた５色のいずれか１色をランダムに表示するよ
うに構成しておき、５色の各色と各指とを対応させてお
く、例えば、白色は親指、青色は人差し指、黄色は中
指、赤色は薬指、黒は小指などと設定しておくことによ
って、左動作指示画像10aと右動作指示画像10bのどちら
か一方に表示された５色のいずれか１色に対応する指で
タッチパネル３を触る応答動作を行うようにしている。
この場合、より高い情報処理力が要求されることによ
り、脳の活性化をさらに高めることができる、機能回復
を促すことができる。

【００３７】動作指示は左右動作指示画像10a,10bによ
るものに限定するものではなく、適宜の表示形態として
もよい。

【００３８】応答動作の入力方式は上記の方式に限定す
るものではなく、図５に示すように、指先部T'に圧力感
知センサ及び振動体を配設した指サック7'を使用するこ
ともできる。各指サック7'は所用の電気配線12によって
圧力感知センサが検知した入力信号をパソコン本体１に
送信するとともに、パソコン本体１から振動体を振動さ
せるための信号及び電力を伝送するようにしている。従
って、タッチパネル３を不要とすることができるので、
タッチパネル３の設定作業なども不要となり、取り扱い
性を向上させることができる、あるいは、指サック7'で
はなく、図６に示すように入力用手袋13としてもよく、
指サック7'と同様に指先部T'に圧力感知センサ及び振動
体を配設し、電気配線12によって圧力感知センサが検知
した入力信号をパソコン本体１に送信するとともに、パ
ソコン本体１から振動体を振動させるための信号及び電
力を伝送するようにしもよい。入力用手袋13とすること
によって装着性を向上させることができるとともに、訓
練中に指先部T'の位置がずれることが少なく、安定して
入力操作を行うことができる。

【００３９】さらには、図７に示すように、両面テープ
などを介して各指の爪14に振動検知センサ15を貼り付
け、例えば、指先で机の上面などを軽く叩いて振動を生
起し、その振動を振動検知センサ15で検知するようにし
てもよい。符号12'は、振動検知センサ15が検知した入
力信号をパソコン本体１に送信する電気配線である。こ
の場合には、指サック7'や入力用手袋13などを使用しな
いことによって束縛感を感じることがなく、入力装置を
装着している感覚が非常に少ないので、心理的な負担を
軽減することができる。

【００４０】あるいは、タッチパネル３自体の形態を、
例えば、図８に示すように、膝の上に載せて使用できる
ように適度な大きさと厚みの板状としたラップトップ状
タッチパネル3aとしてもよい。膝の上に置いて使用する
ことにより、同タッチパネル3aに行った入力操作の振動
を膝で感じることができ、神経系にさらなる刺激を与え
て、機能回復の効果を向上させることができる。符号S'
は、各指の入力領域を示しているものである。本実施例
では、入力領域S'に圧力感知センサ（図示せず）を配設
しており、指先あるいは掌で入力領域S'を押圧すると圧
力感知センサが作動することによって入力操作を検知す
るようにしている。また、入力領域S'には振動体（図示
せず）も配設しており、入力操作にともなって振動体を
振動させ、入力領域S'を押した指先または掌に振動刺激
を与えるようにしている。

【００４１】または、図９に示すように、略半球状とし
た半球体表面の所用の位置に上記の入力領域S'を配設し
た半球状タッチパネル3bとしてもよい。平面でない入力
装置とすることによって視覚的な刺激を与えることがで
きるとともに、空間認知の能力を要求することによって
脳への刺激を高め、機能回復の訓練効率を向上させるこ
とができるようにしている。

【００４２】さらには、図１０に示すように、所用の位
置に上記の入力領域S'を配設した略球体の球状タッチパ
ネル3cとしてもよい。不安定な球状とすることによっ
て、球状タッチパネル3cを支えながら入力操作を行うこ
とが必要となるので、脳への刺激を非常に高めることが
でき、機能回復の訓練効率をさらに向上させることがで
きるようにすることができる。

【００４３】指先の運動機能がある程度回復した際に
は、図１１に示すように、片手で握れるサイズの弾性の
あるボール状弾性体16の所用の位置に入力領域S"を配設
し、同入力領域S"に圧力感知センサ（図示せず）を内蔵
して、ある程度の押圧力を加えないと圧力感知センサが
作動しないようにした入力装置としてもよい。

【００４４】押圧力を加えながら入力操作を行うことに
よって、指を動かす筋肉の強化も行うことができ、機能
回復の訓練効率をさらに向上させることができる。

【００４５】本実施例では、手指の機能回復訓練につい
て詳説したが、手指の機能回復に限定するものではな
く、たとえば、図８に示したラップトップ状タッチパネ
ル3aの入力領域S'を適宜調整することによって足の機能
回復に使用することもできる。また、それ以外の身体の
一部を運動させ、機能回復をはかるように構成してもよ
い。

【００４６】本発明の機能回復訓練システムは、パソコ
ンによって作動することができるように構成したので、
タッチパネル３などの入力手段をパソコンに接続し、機
能回復訓練システムの実行プログラムをパソコンにイン
ストールするだけで使用することができ、低コストで機
能回復訓練を行うことができる装置一式を提供すること
ができる。

【００４７】特に、近年になってパソコンが普及したこ
とによって、各家庭のパソコンにタッチパネル３などの
入力手段を接続し、機能回復訓練システムの実行プログ
ラムをパソコンにインストールするだけで、自宅で機能
回復訓練を行うことができる。従って、痴呆の症状を有
する老人のいる家庭においては、本発明に係る機能回復
訓練システムの機能回復訓練を家庭で行うことによっ
て、痴呆の症状の抑制・改善をはかることができる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、表示画面
に動作指示を表示し、同動作指示に対する応答動作を動
作入力手段によって入力し、応答動作が動作指示に対し
て正しい動作である場合に正解応答手段を作動させ、次
の動作指示を表示画面に表示して応答動作の入力を促す
ことを繰り返すことにより身体機能の回復をはかる機能
回復訓練システムとすることによって、表示画面からの
動作指示情報を読みとって応答動作を動作入力手段に入
力する運動を行わせることで、意識的に自分の体を動か
そうとする反応を行わせることができ、神経系を活性化
させることができるので、機能回復効果を高めることが
できる。

【００４９】請求項２記載の発明によれば、応答動作が
動作指示に対して正しい動作である場合に、動作入力手
段への入力動作にともなって体感刺激を与える刺激付与
手段を具備していることによって、自分が起こした動作
の結果を体感することができ、動作命令を行う神経系と
体の動きとの関係を強固に関連付け・意識付けすること
ができるので、神経回路の活性化及び強化をはかること
ができ、機能回復訓練の効果を高めることができる。

【００５０】請求項３記載の発明によれば、応答動作が
動作指示に対して間違った動作である場合にはエラー応
答手段を作動させ、動作入力手段に正しい応答動作が入
力されるまで繰り返し入力要求を行うことによって、間
違った動作を正しい動作に自分で修正させることがで
き、動作を行う神経系に強い刺激を与えることができの
で、神経回路を活性化及び強化することができ、機能回
復訓練の効果を高めることができる。

【００５１】請求項４記載の発明によれば、動作指示を
１０本の手指の１本に対して行うことによって、指の機
能回復を積極的に行って、脳の神経系を最も効率よく活
性化させて機能回復訓練の効果を高めるようにしてお
り、老人の場合には痴呆の発症を抑制及び痴呆の進行を
抑制することができる。

【００５２】請求項５記載の発明によれば、正しい動作
の応答動作が連続し入力されることにより、入力操作に
合わせてメロディーを奏でることによって、機能回復訓
練を行っていることを意識することなく、ゲーム感覚で
行うことができ、心理的負担を少なくして積極的に機能
回復訓練を行わせることによって、機能回復の効率を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る機能回復訓練システムの構成状態
を説明する説明図である。

【図２】タッチパネルからなる入力手段の説明図であ
る。

【図３】指サックに設けた刺激付与手段の説明図であ
る。

【図４】指サックに設けた刺激付与手段の断面説明図で
ある。

【図５】他の入力手段の説明図である。

【図６】他の入力手段の説明図である。

【図７】他の入力手段の説明図である。

【図８】他の入力手段の説明図である。

【図９】他の入力手段の説明図である。

【図１０】他の入力手段の説明図である。

【図１１】他の入力手段の説明図である。

【符号の説明】

１パソコン本体２ディスプレイ３タッチパネル４タッチパネルコントローラ９表示画面 10a 左動作指示画像 10b 右動作指示画像 11 動画表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500223165 坂嶋敏明福岡県福岡市南区西長住１丁目７番28号 (72)発明者坂嶋敏明福岡県福岡市南区西長住１丁目７番28号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示画面に動作指示を表示し、同動作指
示に対する応答動作を動作入力手段によって入力し、応
答動作が動作指示に対して正しい動作である場合に正解
応答手段を作動させ、次の動作指示を表示画面に表示し
て応答動作の入力を促すことを繰り返すことにより身体
機能の回復をはかることを特徴とする機能回復訓練シス
テム。
【請求項２】応答動作が動作指示に対して正しい動作
である場合に、動作入力手段への入力動作にともなって
体感刺激を与える刺激付与手段を具備していることを特
徴とする請求項１記載の機能回復訓練システム。
【請求項３】応答動作が動作指示に対して間違った動
作である場合にはエラー応答手段を作動させ、動作入力
手段に正しい応答動作が入力されるまで繰り返し入力要
求を行うことを特徴とする請求項２記載の機能回復訓練
システム。
【請求項４】動作指示が１０本の手指の１本に対して
行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
に記載の機能回復訓練システム。
【請求項５】正解応答手段は、正しい動作の応答動作
が連続し入力されることにより、入力操作に合わせてメ
ロディーを奏でることを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載の機能回復訓練システム。