JP2002177353A

JP2002177353A - 運動感覚機能再教育訓練機器

Info

Publication number: JP2002177353A
Application number: JP2000375685A
Authority: JP
Inventors: Shohei Furukawa; 正平古川
Original assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Current assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-25

Abstract

(57)【要約】【課題】患者本人の意思と関節の屈伸運動とを結び付
けるとともに、適切な固定手段を設けることにより、よ
り効果的に、関節の屈伸運動と同時に中枢神経系や末梢
神経系（固有受容覚系）の健全化を図ることができる運
動感覚機能再教育訓練機器を提供すること。【解決手段】折曲するように設けたアーム２、３を脚
部の関節１２に取り付けることにより、関節１２の屈伸
運動を他動的又は自動的に行う運動感覚機能再教育訓練
機器であって、患者が感覚的に認識したアーム２、３の
折曲角度を入力する認識角度入力手段と、該認識角度入
力手段により入力が行われたときのアーム２、３の折曲
角度を測定する角度測定手段と、認識角度入力手段が入
力した認識角度と角度測定手段が測定した測定角度とを
比較し、認識角度が測定角度に近似するかどうかを判定
する判定手段と、判定手段の判定結果を患者に通知する
判定結果通知手段とを備えるとともに、足首関節の底背
屈角度及び内外転角度を調整可能に足を固定する回旋角
度調整手段１６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、関節など
の手術後に、患者のリハビリに使用して好適な脚部の運
動感覚機能再教育訓練機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、変形性股関節症や変形性膝関
節症などの手術後には、患者の関節のリハビリが行われ
るが、このリハビリには、関節の可動域の維持や改善の
ために、モータなどの他動的な力を利用して関節の屈伸
運動を行う運動機能訓練機器が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
運動機能訓練機器においては、他動的な力により継続的
に関節の屈伸運動を行うことは可能であるが、患者本人
の意思とは必ずしも無関係に、関節の屈伸運動をただ機
械的に行うことから、筋肉の収縮訓練や関節の可動域の
維持、改善はできるとしても、患者本人の意思による筋
肉の収縮訓練や関節の屈伸の訓練、あるいは運動感覚の
再教育訓練をすることはできなかった。また、上記従来
の運動機能訓練機器では、片方の足ごとに屈伸を行うこ
とから安定が悪く、足首が遊んだり、反動によって腰部
が逃げるトリックモーション動作が出る等の問題があっ
た。

【０００４】本発明は、上記従来の運動機能訓練機器が
有する問題点に鑑み、患者本人の意思と関節の屈伸運動
とを結び付けるとともに、適切な固定手段を設けること
により、より効果的に、関節の屈伸運動と同時に中枢神
経系や末梢神経系（固有受容覚系）の健全化を図ること
ができる運動感覚機能再教育訓練機器を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明の運動感覚機能再教育訓練機器は、折曲
するように設けたアームを脚部の関節に取り付けること
により、該関節の屈伸運動を他動的又は自動的に行う運
動感覚機能再教育訓練機器において、患者が感覚的に認
識したアームの折曲角度を入力する認識角度入力手段
と、該認識角度入力手段により入力が行われたときのア
ームの折曲角度を測定する角度測定手段と、認識角度入
力手段が入力した認識角度と角度測定手段が測定した測
定角度とを比較し、認識角度が測定角度に近似するかど
うかを判定する判定手段と、判定手段の判定結果を患者
に通知する判定結果通知手段とを備えるとともに、足首
関節の底背屈角度及び内外転角度を調整可能に足を固定
する回旋角度調整手段を備えたことを特徴とする。

【０００６】この運動感覚機能再教育訓練機器では、ア
ームを介して、感覚的に認識した関節の折曲角度が、実
際の角度と比較して判定されることから、患者は中枢神
経系や抹消神経系を関節の角度の判断に集中させること
になり、これにより、関節の屈伸動作と中枢神経の作用
に基づく知覚神経系や抹消神経系の運動感覚の再教育訓
練を行うことができる。その結果、筋肉の収縮訓練や関
節の可動域の維持改善訓練とともに、患者本人の意思に
よる筋肉の収縮訓練や関節の屈伸の訓練が行われ、さら
に、回旋角度調整手段を設けたことにより、足首関節の
底背屈角度及び内外転角度を調整可能に足を固定し、歩
行に必要な多元的な膝関節の屈伸運動を回復状態に合わ
せて行うとともに、将来の歩行等の実動的な訓練を短期
間で効果的に実施することが可能となる。

【０００７】また、同じ目的を達成するため、本第２発
明の運動感覚機能再教育訓練機器は、折曲するように設
けたアームを脚部の関節に取り付けることにより、該関
節の屈伸運動を他動的又は自動的に行う運動感覚機能再
教育訓練機器において、患者が感覚的に認識したアーム
の折曲角度を入力する認識角度入力手段と、該認識角度
入力手段により入力が行われたときのアームの折曲角度
を測定する角度測定手段と、認識角度入力手段が入力し
た認識角度と角度測定手段が測定した測定角度とを比較
し、認識角度が測定角度に近似するかどうかを判定する
判定手段と、判定手段の判定結果を患者に通知する判定
結果通知手段とを備えるとともに、前記アームの一端に
連結され、腰部を固定する腰固定手段を備えたことを特
徴とする。

【０００８】この運動感覚機能再教育訓練機器では、ア
ームを介して、感覚的に認識した関節の折曲角度が、実
際の角度と比較して判定されることから、患者は中枢神
経系や抹消神経系を関節の角度の判断に集中させること
になり、これにより、関節の屈伸動作と中枢神経の作用
に基づく知覚神経系や抹消神経系の運動感覚の再教育訓
練を行うことができる。その結果、筋肉の収縮訓練や関
節の可動域の維持改善訓練とともに、患者本人の意思に
よる筋肉の収縮訓練や関節の屈伸の訓練が行われ、さら
に、アームに対し腰部を固定する腰固定手段を設けたこ
とにより、腰部の逃げによるトリックモーション動作を
防止し、将来の歩行等の実動的な訓練を短期間で効果的
に実施することが可能となる。

【０００９】また、これら本第１、第２発明の運動感覚
機能再教育訓練機器において、前記認識角度入力手段
を、患者がアームの折曲角度を予め定めた角度と認識し
たときに操作するスイッチを備えて構成することができ
る。

【００１０】これにより、患者が感覚的に認識した折曲
角度を簡単に入力することができる。

【００１１】さらに、予め定めた角度を音声又は表示に
より患者に通知する角度通知手段を設けることができ
る。

【００１２】これにより、訓練中でも、予め定めた角度
を患者にわかりやすく知らせることができる。

【００１３】そして、判定結果通知手段が、音声又は表
示により判定結果を通知することができる。

【００１４】これにより、訓練中でも、判定結果を患者
にわかりやすく知らせることができる。

【００１５】また、判定手段の判定結果を統計処理する
統計処理手段を設けることができる。

【００１６】これにより、訓練成績を統計的に評価する
ことができる。

【００１７】さらに、統計処理手段の統計処理結果を記
憶する記憶手段を設けることができる。

【００１８】これにより、訓練成績を保存して、経時的
に評価することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の運動感覚機能再教
育訓練機器の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００２０】図１〜図８に、本発明の運動感覚機能再教
育訓練機器の第１実施例を示す。この運動感覚機能再教
育訓練機器は、図１〜図４に示すように、エンコーダ付
きモータ２２により、軸２６を境として折曲するように
設けられたアーム２、３を、例えば、膝１２の関節に取
り付けることにより、膝関節の屈伸運動を他動的に行う
ことができる。

【００２１】そして、この運動感覚機能再教育訓練機器
では、患者が感覚的に認識したアーム２、３の折曲角度
を入力する認識角度入力手段と、該認識角度入力手段に
より入力が行われたときのアーム２、３の折曲角度を測
定する角度測定手段と、認識角度入力手段が入力した認
識角度と角度測定手段が測定した測定角度とを比較し、
認識角度が測定角度に近似するかどうかを判定する判定
手段と、判定手段の判定結果を患者に通知する判定結果
通知手段とが、制御盤２０の制御装置４２に設けられて
いる。

【００２２】また、この運動感覚機能再教育訓練機器で
は、図３に示すように、足１０側のアーム２に対し、足
首関節の底背屈角度及び内外転角度を調整可能に足１０
を固定する回旋角度調整手段１６が設けられている。こ
の回旋角度調整手段１６は、足板４を前記軸２６と平行
な軸２８によって足首関節の底背屈方向に回動可能に枢
支するとともに、ピン２９ａと複数のピン穴２９ｂ等の
固定機構によって、この足板４を任意の角度で固定する
底背屈角度調整機構１６ａと、足１０を固定具７により
固定する足固定板４ａを、足板４上で上記軸２８と直交
する軸３０により足首関節の内外転方向に回動可能に枢
支するとともに、ピン２９ａと複数のピン穴２９ｂ等の
固定機構によって、この足固定板４を任意の角度で固定
する内外転角度調整機構１６ｂとによって構成されてい
る。この回旋角度調整手段１６によって、足首関節の底
背屈角度θ２及び内外転角度θ３を調整して足１０を固
定することにより、歩行に必要な多元的な膝関節の屈伸
運動を回復状態に合わせて行うことができる。

【００２３】さらに、この運動感覚機能再教育訓練機器
では、図４に示すように、腰部側のアーム３の一端に連
結され、腰部を固定する座椅子状の腰固定手段１７が設
けられている。この腰固定手段１７は、アーム３が回動
できるように枢着されたシート部１７ａと、該シート部
１７ａに角度調節可能に設けられた背もたれ部１７ｂと
を備えている。シート部１７ａは、左右の脚部を訓練で
きるように、アーム３をシート部１７ａの左右に付け替
えることができる。背もたれ部１７ｂには、左右一対の
アームレスト１７ｃが設けられるとともに、面ファスナ
ー等を備えて腰部を固定する固定用ベルト１７ｄが設け
られている。この腰固定手段１７によって、アームに対
し腰部を固定することにより、片脚ごとに屈伸を行う反
動によって腰部が逃げるトリックモーション動作を防止
し、実動的な訓練を効果的に実施することができる。

【００２４】一方、前記制御盤２０には、予め定めた角
度を音声と表示により患者に通知する角度通知手段が設
けられており、さらに、制御装置４２には、前記判定手
段の判定結果を統計処理する統計処理手段と、該統計処
理手段の統計処理結果を記憶する記憶手段とが設けられ
ている。

【００２５】判定結果通知手段は、音声と表示により、
リアルタイムで判定結果を通知するように構成されてい
る。また、認識角度入力手段は、患者が、アーム２、３
の折曲角度を予め定めた角度と認識したときに操作する
押しボタンスイッチ１３を備えて構成されている。

【００２６】なお、図において、１は屈伸装置、５、６
は脚部の固定具、１１は患者の手、１４は押しボタン用
配線、１５は屈伸装置用配線、２１はベッド、２３は車
輪、２４は駆動軸、２５はベルト、２７はカバーをそれ
ぞれ示している。

【００２７】次に、図１〜図４を参照して、関節屈伸装
置１の動作を説明する。関節の屈伸運動を必要とする患
者は、膝１２が軸２６の上部に位置する状態で、腰固定
手段１７のシート部１７ａに座り、腰部を固定用ベルト
１７ｄにより固定する。そして、足１０が屈伸装置１か
ら外れないように、すね側を固定具５でアーム２に固定
するとともに、もも側を固定具６でアーム３に固定し、
足の甲を固定具７により足板４の足固定板４ａに固定す
る。このとき、回旋角度調整手段１６によって、足首関
節の底背屈角度あるいは内外転角度を任意の角度に調整
して足１０を固定することにより、歩行に必要な多元的
な膝関節の屈伸運動を回復状態に合わせて行うことがで
きる。なお、固定具５〜７は簡単に脱着できるように、
面ファスナーなどを使用するとよい。

【００２８】モータ２２の駆動軸２４はアーム２の両車
輪２３に直結しており、図２の矢印のように左方向に回
転させると、ベルト２５によりその力が軸２６に伝達さ
れ、軸２６も左方向に回転し、その結果、軸２６を中心
にしてアーム３が回転する。このとき、各回転部分の回
転半径、回転移動距離に関しては、車輪２３がベッド２
１上で左方向へ移動し、アーム２、３がなす折曲角度θ
が徐々に小さくなった場合でも、図１（ｂ）や図２
（ｂ）に示すように、アーム３の左端がベッド２１上の
ほぼ一定位置に留まるように設計する。また、モータ２
２による駆動軸２４の回転方向を逆転すると、軸２６が
逆転してアーム２、３がなす折曲角度θが徐々に大きく
なり、図１（ａ）や図２（ａ）に示すように、アーム
２、３は伸長した状態となる。したがって、これらの動
作を繰り返すことにより、患者の足１０の膝１２に対
し、筋肉の屈伸運動を連続して実施することが可能とな
る。

【００２９】次に、図５を参照して、本実施例の運動感
覚機能再教育訓練機器の制御方法を説明する。ここで、
図において、３１はメイン電源スイッチ、３２はスター
トストップスイッチ、３３はフロッピドライバ、３４は
速度切替つまみ、３５は伸び角度設定つまみ、３６は曲
げ角度設定つまみ、３７はタイマー設定つまみ、３８は
非常停止スイッチ、３９はランプ、４０は表示機、４１
はスピーカ、４２は制御装置をそれぞれ示している。こ
れら各部材は制御盤２０を構成し、屈伸装置用配線１５
によりモータ２２と、押しボタン用配線１４により押し
ボタンスイッチ１３と接続されている。

【００３０】スタートストップスイッチ３２は、１回押
すことにより動作のスタートスイッチとして機能し、再
度押すことによりストップスイッチとして機能する。フ
ロッピドライバ３３は、患者固有の動作仕様や、判定手
段の判定結果、あるいは統計処理手段の統計処理結果を
フロッピディスクに読み書きする。速度切替つまみ３４
は、モータ２２の回転速度を変えるためのつまみであ
り、伸び角度設定つまみ３５は、アーム２、３がなす折
曲角度θの最大値を設定するためのつまみである。ま
た、曲げ角度設定つまみ３６は、アーム２、３がなす角
度θの最小値を設定するためのつまみであり、タイマー
設定つまみ３７は、スタートストップスイッチ３２が押
されてから自動停止するまでの時間を設定するためのつ
まみである。

【００３１】さらに、非常停止スイッチ３８は、押すこ
とにより運動感覚機能再教育訓練機器を非常停止するボ
タンであり、ランプ３９は、押しボタンスイッチ１３が
押されたときに点灯する。表示機４０は、判定結果や統
計処理結果を表示し、スピーカ４１は後述する番号を音
声出力したり、後述する動作評価結果を音声出力する。
制御装置４２は、運動感覚機能再教育訓練機器全体の動
作を制御するもので、必要な情報の記憶、読み書き機能
も有している。なお、制御盤２０の代わりとして、パー
ソナルコンピュータを用いることも可能であり、その場
合は、各スイッチやつまみ類の機能は、キーボードの操
作に置き換えることができる。

【００３２】次に、本実施例の運動感覚機能再教育訓練
機器の動作評価について説明する。図６は、予め定めた
アームの折曲角度θと、該折曲角度θの近似値となる角
度範囲を示し、仮に、θ＝１７０±２０゜の範囲を１
番、θ＝１５０±２０゜の範囲を２番、θ＝１３０±２
０゜の範囲を３番、θ＝１１０±２０゜の範囲を４番、
θ＝９０±２０゜の範囲を５番、θ＝７０±２０゜の範
囲を６番、θ：５０±２０゜の範囲を７番、θ＝３０±
２０゜の範囲を８番などと定義する。

【００３３】動作がスタートすると、スピーカ４１から
は、適当な規則に従って上記番号が音声出力され、患者
に対し、予め定めた角度が通知される。なお、適当な規
則としては、例えば、１番から８番などの番号順、又は
２番、４番、８番、１番、３番、７番などのランダムな
番号指定、又は同一番号の繰り返しなどとする。また、
このときのアーム２、３の角度範囲は、伸び角度設定つ
まみ３５及び曲げ角度設定つまみ３６により、事前に設
定した角度範囲のもののみとする。

【００３４】関節の屈伸運動を受ける患者は、スピーカ
４１から音声出力された番号を聞き、自身の関節の屈伸
量を感覚で認識しながら、音声出力された番号の角度範
囲に達したと思われるところで手元の押しボタンスイッ
チ１３を押す。これにより、患者が関節で感覚的に認識
したアーム２、３の折曲角度が、制御装置４２に入力さ
れる。制御装置４２は、アーム２、３の折曲角度θの値
を、例えば、モータ２２に搭載したエンコーダのパルス
数により常時監視しておき、押しボタンスイッチ１３が
押されたときの角度が、音声出力した番号の角度範囲に
あるかどうかを判断する。そして、押しボタンスイッチ
１３が押されたときの角度が、予め定めた角度の角度範
囲内に入る場合には、成功の合図として、例えば、「ピ
ンポーン」という音を、入らない場合には失敗の合図と
して、例えば、「ブッブー」という音を、それぞれスピ
ーカ４１より発生させる。

【００３５】これにより、患者は、当然ながら少しでも
成功数を上げようとして、あらゆる中枢神経系や抹消神
経系を膝関節の角度の判断に集中させることとなり、集
中すればする程、膝の屈伸運動の訓練であることを忘
れ、成功数を上げるための訓練、すなわち膝関節の屈伸
動作と中枢神経の作用に基づく知覚神経系や抹消神経系
の運動感覚の再教育訓練を行うことが可能となる。その
結果、筋肉の収縮訓練や、関節の可動域の維持、改善の
訓練と同時に、患者本人の意思による筋肉の収縮、関節
の屈伸の訓練、すなわち知覚神経系や抹消神経系の再教
育訓練が可能となり、これにより、将来の歩行等の実動
的な訓練を効果的かつ短期間で実施することが可能とな
る。

【００３６】以上の動作を、図７にフローチャートとし
て示す。なお、本フローチャートでは動作の要点のみを
記しており、細目は一部省略している。まず、ステップ
５０で電源スイッチがＯＮされ、運動感覚機能再教育訓
練機器の動作がスタートし、ステップ５１で時間設定な
どの必要な設定がなされる。ステップ５２でスタートス
イッチがＯＮされると、ステップ５３でモータが回転を
開始し、アーム２、３の折曲角度のモニタが始まり、同
時に経過時間が測定される。

【００３７】次に、例えば、ステップ５４で、番号が音
声出力されることにより、患者に対し予め定めた角度が
通知され、ステップ５５で患者によって押しボタンスイ
ッチ１３が押されたかどうかを確認する。ここで、音声
出力される番号は、つまみ３５、３６により設定された
範囲で出力するものとする。もし、押しボタンスイッチ
１３が押されれば、ステップ５６で、患者が認識した角
度が予め定めた角度範囲内に入るかどうかを判断し、入
る場合はステップ５７で正解の合図を、入らない場合は
ステップ５８で失敗の合図をそれぞれ音声出力する。

【００３８】一方、ステップ５９で、設定時間に達した
かどうかを常時モニタしておき、まだであれば、ステッ
プ６０で、アームの折曲角度が予め定めた角度に達して
いるかどうかを確認し、達していればステップ６１でモ
ータを逆転し、曲げ運動又は伸び運動の他の側の屈伸運
動に移行する。そして、ステップ６２で、アームの折曲
角度が予め定めた角度に達しているかどうかを確認し、
達していればステップ６３でモータを逆転してステップ
５４に戻る。また、ステップ６０又はステップ６２にお
いて、アームの折曲角度が予め定めた角度に達していな
い場合は、ステップ５５に戻り、再び押しボタンスイッ
チ１３が押されるのを待つ。

【００３９】他方、ステップ５９において、動作の継続
時間が設定時間に達した場合には、ステップ６４でモー
タ２２を停止し、ステップ６５で統計処理を行い、ステ
ップ６６でこのフローチャートがストップする。ステッ
プ６５での統計処理内容には、番号を出力した回数、押
しボタンが押された回数、正解の回数、失敗の回数、番
号ごとの正解率、全体の正解率（得点）などの計算があ
り、その結果は制御装置４２に記録保存され、同時に正
解率（得点）を表示機４０に表示する。

【００４０】なお、非常停止スイッチ３８が押された場
合は、直ちにモータ２２の回転を停止し、ステップ６５
で統計処理に入る。動作途中でスタートストップスイッ
チ３２が押された場合は、一時停止扱いとし、全ての動
作は一時停止し、再度押されれば全ての動作を再開す
る。

【００４１】また、上記フローチャートでは省略した
が、このフローチャートに基づく動作訓練に入る前に、
手動モードにてモータ２２を回転させ、予め定めた角度
の角度範囲を患者に事前に体感させるようにする。

【００４２】ところで、点数の低い患者、すなわち神経
系の訓練初期の患者に対しては、上記正解の角度の範囲
を±２０゜より拡大し、例えば、±３０゜などとする。
この方が点数が向上し、患者は喜びが大きくなる。これ
に対し、点数の高い患者、すなわち神経系の訓練後期又
は再教育が十分なされた患者に対しては、上記正解の範
囲を狭くし、±１５゜又は±１０゜などとすると、さら
に挑戦意欲の向上が期待できる。すなわち、この設定角
度範囲の変更により、難易度を変更することが可能であ
る。

【００４３】また、本実施例の説明では、モータの正転
（又は逆転）ごとに番号の音声出力を行うようにした
が、正転時に番号の音声出力、逆転時に次の番号の音声
出力とすれば、同じ合計動作時間で約２倍の番号の音声
出力が、すなわち２倍の知覚神経の動作訓練が可能とな
る。

【００４４】一方、予め定めたアームの角度を患者に通
知する場合、例えば、１回目の番号の音声出力のタイミ
ングはスタート時とし、２回目以降は、１回目の正解又
は失敗の合図の直後としてもよい。音声出力の声の大き
さ、話す速度などは患者の年齢、聴力などに応じて最適
値になるよう可変とする。また、音声出力はスピーカ４
１により実施する構成を示したが、聴力障害者が患者の
場合は聞くことができないため、代わりに補聴器的なイ
ヤホンであってもよいし、別の表示装置として、例え
ば、専用の表示機、テレビ画面、パーソナルコンピュー
タの画面などと併用することも可能である。

【００４５】さらに、音声出力内容、表示機の表示内容
としては、単に正解の合図、失敗の合図だけではなく、
前回と今回の得点比較結果、結果が７０点以上の場合は
「よくできました」、７０点未満の場合は「次回は頑張
りましょう」などの音声出力や表示を行うとさらに訓練
意欲向上に役立つ。そして、訓練中に適当な音量でバッ
クグラウンド音楽を流すようにしたり、テレビ画面に
て、別の番組や楽しめる映像を流すようにすることも可
能である。この場合には、患者はさらにリラックスした
状態で訓練を楽しく行うことが可能となる。

【００４６】図８に、押しボタンスイッチの変形例を示
す。押しボタンユニット７０の押しボタンスイッチ７１
は、この実施例では親指８０で押すことにより、押しボ
タンスイッチ１３と全く同一の機能を発揮することがで
きる。７２はピンで、グリップ７３の回転中心となる。
７４は別の押しボタンスイッチであり、グリップ７３を
親指以外の指８１で、グリップ７７と共に握ることによ
り押すことができる。この握りを放せば、ばね７５の引
っ張り力により押しボタンスイッチ７４は開放される。

【００４７】押しボタンスイッチ７４は、前記したスタ
ートストップスイッチ３２と同一の機能を有し、グリッ
プ７３とグリップ７７を握って一度押すようにすると動
作が開始され、もう一度押すと動作は一時停止する。し
たがって、訓練を受ける患者は、この押しボタンスイッ
チ７４を非常停止スイッチの代わりに用いることもでき
る。すなわち、動作中に何がしかの異常が発生した場合
にこのスイッチを押すことにより、簡単に動作を停止す
ることができる。

【００４８】図９〜図１０に、本発明の運動感覚機能再
教育訓練機器の第２実施例を示す。本実施例において、
モータ２２としては、常時ある一定の力によりその回転
を保持するようにしておき、外部からモータ２２にかけ
られた回転力、すなわち回転トルクを測定可能なトルク
測定機能付きモータとする。この常時一定にしておくト
ルクの大きさは、トルク切替つまみ８５により変更可能
とする。なお、その他の部品に関しては、第１実施例と
同様である。

【００４９】次に、この実施例の運動感覚機能再教育訓
練機器の動作を、図１０のフローチャートにより説明す
る。なお、本フローチャートでは動作の要点のみを記し
ており、細目は一部省略している。

【００５０】まず、ステップ９０で電源スイッチがＯＮ
され、動作がスタートし、ステップ９１で時間設定など
の必要な設定がなされる。ステップ９２でスタートスイ
ッチがＯＮされると、ステップ９３でモータはトルク測
定を開始し、アーム１、２の折曲角度のモニタが始ま
り、同時に経過時間が測定される。

【００５１】次に、ステップ９４で、番号が音声出力さ
れることにより、患者に対し予め定めた角度が通知され
ると、患者はその番号に対応した角度になるように、自
分の意志で関節を屈曲する。このことを自らの意志によ
る運動、すなわち自動的屈曲運動と呼ぶ。患者は、自分
で認識した屈曲角度がその番号の位置に来たと判断した
場合に、押しボタンスイッチ１３を押す。このとき、制
御装置４２により押しボタンスイッチ１３が押されたか
どうかを確認する。もし、押しボタンスイッチ１３が押
されれば、ステップ９６で、患者が認識した角度が予め
定めた角度範囲内に入るかどうかを判断し、入る場合は
ステップ９７で正解の合図を、入らない場合はステップ
９８で失敗の合図をそれぞれ音声出力する。

【００５２】一方、ステップ９９で、設定時間に達した
かどうかを常時モニタしておき、まだであれば、ステッ
プ１００で、番号の出力から押しボタンが押されるまで
の予め設定した動作時間と経過時間を比較し、すなわち
タイムオーバかどうかを判断し、タイムオーバのときは
ステップ１０１において、失敗の合図を行い、再度９４
に戻る。この場合は同じ番号を出力することにより、押
しボタンを押すことの催促をしてもよいし、別の番号を
出力してもよい。

【００５３】ステップ９９において、継続時間が設定時
間に達した場合には、ステップ１０２で統計処理を行
い、ステップ１０３でこのフローチャートがストップす
る。ステップ１０２での統計処理内容には、番号を出力
した回数、押しボタンが押された回数、正解の回数、失
敗の回数、番号ごとの正解率、全体の正解率（得点）、
押しボタンを押すまでの時間、モータの回転トルクの時
間変化、屈曲角度とトルクとの関係データ把握などの計
算があり、その結果は制御部４２に記録保存され、同時
に正解率（得点）を表示機４０に表示する。この場合、
モータの回転を保持する力の量はトルク切替つまみ８５
により可変としておき、患者の回復度に応じて強くした
り、弱くしたりすることにより、患者の訓練負荷を変え
ることができる。なお、その他の動作に関しては第１実
施例と同様である。

【００５４】

【発明の効果】本第１発明の運動感覚機能再教育訓練機
器によれば、アームを介して、感覚的に認識した関節の
折曲角度が、実際の角度と比較して判定されることか
ら、患者は中枢神経系や抹消神経系を関節の角度の判断
に集中させることになり、これにより、関節の屈伸動作
と中枢神経の作用に基づく知覚神経系や抹消神経系の運
動感覚の再教育訓練を行うことができる。その結果、筋
肉の収縮訓練や関節の可動域の維持改善訓練とともに、
患者本人の意思による筋肉の収縮訓練や関節の屈伸の訓
練が行われ、さらに、回旋角度調整手段を設けたことに
より、足首関節の底背屈角度及び内外転角度を調整可能
に足を固定し、歩行に必要な多元的な膝関節の屈伸運動
を回復状態に合わせて行うとともに、将来の歩行等の実
動的な訓練を短期間で効果的に実施することが可能とな
る。

【００５５】また、本第２発明の運動感覚機能再教育訓
練機器によれば、アームを介して、感覚的に認識した関
節の折曲角度が、実際の角度と比較して判定されること
から、患者は中枢神経系や抹消神経系を関節の角度の判
断に集中させることになり、これにより、関節の屈伸動
作と中枢神経の作用に基づく知覚神経系や抹消神経系の
運動感覚の再教育訓練を行うことができる。その結果、
筋肉の収縮訓練や関節の可動域の維持改善訓練ととも
に、患者本人の意思による筋肉の収縮訓練や関節の屈伸
の訓練が行われ、さらに、アームに対し腰部を固定する
腰固定手段を設けたことにより、腰部の逃げによるトリ
ックモーション動作を防止し、将来の歩行等の実動的な
訓練を短期間で効果的に実施することが可能となる。

【００５６】さらに、認識角度入力手段を、患者がアー
ムの折曲角度を予め定めた角度と認識したときに操作す
るスイッチにより構成することにより、患者が感覚的に
認識した折曲角度を簡単に入力することができる。

【００５７】そして、予め定めた角度を音声又は表示に
より患者に通知する角度通知手段を設けることにより、
訓練中でも、予め定めた角度を患者にわかりやすく知ら
せることができる。

【００５８】また、判定結果通知手段が、音声又は表示
により判定結果を通知することにより、訓練中でも、判
定結果を患者にわかりやすく知らせることができる。

【００５９】さらに、判定手段の判定結果を統計処理す
る統計処理手段を設けることにより、訓練成績を統計的
に評価することができる。

【００６０】そして、統計処理手段の統計処理結果を記
憶する記憶手段を設けることにより、訓練成績を保存し
て、経時的に評価することができる。また、モータの回
転を保持する力を設けておき、それに逆らって患者の意
志による自動的屈曲訓練を行うことにより、関節筋肉、
及び感覚機能の再教育訓練、自主訓練の促進、関節の屈
曲角度と筋肉による出力トルクとの関係把握、トルクの
ピーク値把握などが可能となる。また、モータの回転を
保持する力を可変にすることにより、患者の回復度に応
じて強くしたり、弱くしたりすることにより、患者の訓
練負荷を変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の運動感覚機能再教育訓練機器の第１実
施例を示し、（ａ）は患者が膝を伸ばした状態を示す側
面図、（ｂ）は膝を曲げた状態を示す側面図である。

【図２】同実施例の運動感覚機能再教育訓練機器を示
し、（ａ）はアームを伸ばした状態を示す側面図、
（ｂ）はアームを折曲した状態を示す側面図である。

【図３】同実施例の運動感覚機能再教育訓練機器を示
し、（ａ）は足板と足固定板を示す正面図、（ｂ）は同
側面図、（ｃ）はアームに対する足板の枢着状態を示す
説明図である。

【図４】同実施例の運動感覚機能再教育訓練機器を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。

【図５】同実施例の運動感覚機能再教育訓練機器の制御
盤を示す正面図である。

【図６】予め定めたアームの折曲角度と、該折曲角度の
近似値となる角度範囲とを、番号と対応させて示す説明
図である。

【図７】同実施例の制御装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図８】押しボタンスイッチの変形例を示し、（ａ）は
その側面図、（ｂ）は使用状態を示す側面図である。

【図９】本発明の第２実施例の制御盤を示す正面図であ
る。

【図１０】同実施例の制御装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１屈伸装置２アーム３アーム４足板４ａ足固定板５、６、７固定具１０患者の足１１患者の手１２患者の膝１３押しボタンスイッチ１４押しボタン用配線１５屈伸装置用配線１６回旋角度調整手段１６ａ底背屈角度調整機構１６ｂ内外転角度調整機構１７腰固定手段１７ａシート部１７ｂ背もたれ部１７ｃアームレスト１７ｄ固定用ベルト２０制御盤２１ベッド２２エンコーダ付きモータ２３車輪２４駆動軸２５ベルト２６軸２７カバー２８軸２９ピン穴３０軸３１メイン電源スイッチ３２スタートストップスイッチ３３フロッピドライバ３４速度切替つまみ３５伸び角度設定つまみ３６曲げ角度設定つまみ３７タイマー設定つまみ３８非常停止スイッチ３９ランプ４０表示機４１スピーカ４２制御装置７０押しボタンユニット７１押しボタンスイッチ７２ピン７３グリップ７４押しボタンスイッチ７５ばね７６押しボタン用配線７７グリップ８０親指８１親指以外の指８５トルク切替つまみ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】折曲するように設けたアームを脚部の関
節に取り付けることにより、該関節の屈伸運動を他動的
又は自動的に行う運動感覚機能再教育訓練機器におい
て、患者が感覚的に認識したアームの折曲角度を入力す
る認識角度入力手段と、該認識角度入力手段により入力
が行われたときのアームの折曲角度を測定する角度測定
手段と、認識角度入力手段が入力した認識角度と角度測
定手段が測定した測定角度とを比較し、認識角度が測定
角度に近似するかどうかを判定する判定手段と、判定手
段の判定結果を患者に通知する判定結果通知手段とを備
えるとともに、足首関節の底背屈角度及び内外転角度を
調整可能に足を固定する回旋角度調整手段を備えたこと
を特徴とする運動感覚機能再教育訓練機器。
【請求項２】折曲するように設けたアームを脚部の関
節に取り付けることにより、該関節の屈伸運動を他動的
又は自動的に行う運動感覚機能再教育訓練機器におい
て、患者が感覚的に認識したアームの折曲角度を入力す
る認識角度入力手段と、該認識角度入力手段により入力
が行われたときのアームの折曲角度を測定する角度測定
手段と、認識角度入力手段が入力した認識角度と角度測
定手段が測定した測定角度とを比較し、認識角度が測定
角度に近似するかどうかを判定する判定手段と、判定手
段の判定結果を患者に通知する判定結果通知手段とを備
えるとともに、前記アームの一端に連結され、腰部を固
定する腰固定手段を備えたことを特徴とする運動感覚機
能再教育訓練機器。
【請求項３】前記認識角度入力手段を、患者がアーム
の折曲角度を予め定めた角度と認識したときに操作する
スイッチを備えて構成したことを特徴とする請求項１又
は２記載の運動感覚機能再教育訓練機器。
【請求項４】予め定めた角度を音声又は表示により患
者に通知する角度通知手段を設けたことを特徴とする請
求項１、２又は３記載の運動感覚機能再教育訓練機器。
【請求項５】判定結果通知手段が、音声又は表示によ
り判定結果を通知することを特徴とする請求項１、２、
３又は４記載の運動感覚機能再教育訓練機器。
【請求項６】判定手段の判定結果を統計処理する統計
処理手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、
４又は５記載の運動感覚機能再教育訓練機器。
【請求項７】統計処理手段の統計処理結果を記憶する
記憶手段を設けたことを特徴とする請求項６記載の運動
感覚機能再教育訓練機器。