JP2005073714A

JP2005073714A - 屈伸型関節拘縮治療装置

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Publication number: JP2005073714A
Application number: JP2003209589A
Authority: JP
Inventors: Masami Akai; 正美赤居; Kazuaki Hiramatsu; 万明平松; Yutaka Sato; 佐藤　　裕
Original assignee: NATL REHABILITATION CENTER FOR DISABLED; Hitachi Medical Corp
Current assignee: NATL REHABILITATION CENTER FOR DISABLED; Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】本発明は、関節部分に対して安定した屈曲力を長時間加えることができる屈伸型関節拘縮治療装置を得ることを目的とするものである。
【解決手段】近位部２には、ベース４が装着されている。遠位部３には、可動体５が装着されている。ベース４には、エアシリンダ１４が搭載されている。エアシリンダ１４と可動体５との間には、中間連結板１６が連結されている。可動体５及びエアシリンダ１４と中間連結板１６との間には、第１及び第２トーションばね１９が配置されている。エアシリンダ１４により中間連結板１６をガイド面８ａに沿って移動させることによって、第１及び第２トーションばね１９，２０により関節部分１に所定の屈曲力が加えられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人体の関節部分に屈曲・伸展力を加えることにより関節拘縮を治療するために用いられる屈伸型関節拘縮治療装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば外傷、手術、固定又は廃用性症候群等の原因により、人体の関節部分に拘縮が生じた場合、主に徒手による治療が施されていた。また、電動機の駆動力により関節部分を屈曲・伸展させるＣＰＭ装置（持続的他動運動装置）が用いられることもあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−６８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、拘縮が生じた関節部分の可動域を拡大するためには、対象となる関節部分に「痛みを感じない程度の一定の弱い外力を長時間加え続ける」、「１〜２時間に１度は外力を抜いて、関節液潤滑を促すために関節運動を行う」という治療手法を数週間に渡って実施することが有効であり、かつ患者への痛み等の負担が少ないことがわかっている。しかし、従来の徒手による屈曲・伸展では、力の加減は可能であるが、長時間に渡って安定して力を加え続けることは困難であった。
また、従来のＣＰＭ装置では、関節可動域を維持することは可能であるが、拘縮改善効果はなく、弱い屈曲・伸展力を長時間加えることはできず、また力の調整も容易でなかった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、関節に対して安定した外力を長時間加えることができる屈伸型関節拘縮治療装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る屈伸型関節拘縮治療装置は、治療対象となる関節部分の両側に位置する人体の近位部及び遠位部のうち近位部に装着され、ガイド面を有しているベース、遠位部に装着される可動体、ベースに搭載されているアクチュエータ、可動体及びアクチュエータの間に可動体及びアクチュエータに対してそれぞれ廻旋出来るように連結され、アクチュエータの駆動によりガイド面に沿って移動する連結部材、及び可動体及びアクチュエータの少なくともいずれか一方と連結部材との間に設けられ、関節部分を屈曲・伸展させる方向へ可動体及び連結部材の少なくともいずれか一方を動かす手段を備え、連結部材がベースに沿って可動体側へ移動することにより、関節部分を屈曲・伸展させる方向へ可動体及び連結部材がベースに対して廻旋されるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による屈伸型関節拘縮治療装置の主要部を示す側面図、図２は図１の屈伸型関節拘縮治療装置を示す平面図、図３は図１の屈伸型関節拘縮治療装置を示す横断面図、図４は図１の屈伸型関節拘縮治療装置により関節部分を屈曲させた状態を示す側面図、図５は図４の屈伸型関節拘縮治療装置を示す平面図、図６は図１の屈伸型関節拘縮治療装置により、関節部分をさらに大きく屈曲させた状態を示す側面図、図７は図６の屈伸型関節拘縮治療装置を示す平面図である。
【０００８】
実施の形態１では、人体の手指関節部分（近位指節関節）１を治療対象とする屈伸型関節拘縮治療装置を示している。また、関節部分１を挟んで隣接する手指部分を近位部２及び遠位部３としている。近位部２には、ベース４が装着されている。遠位部３には、関節部分１を屈曲する方向へベース４に対して移動可能な可動体５が装着されている。
【０００９】
ベース４は、近位部２が挿入される円筒状のベース側保持（ストラップ）部６と、ベース側保持部６の内側に設けられた膨張収縮体としての第１エアバッグ７と、ベース側保持部６に固定された支持板８と、支持板８に固定されたシリンダ取付板９とを有している。支持板８には、ガイド面８ａが設けられている。支持板８の可動体５側の端部には、ガイド面８ａに対して傾斜したベース端傾斜面８ｂが設けられている。
【００１０】
可動体５は、遠位部３が挿入される円筒状の可動体側保持（ストラップ）部１１と、可動体側保持部１１の内側に設けられた膨張収縮体としての第２エアバッグ１２と、可動体側保持部１１に連結された可動体連結板１３とを有している。
【００１１】
第１エアバッグ７は、ベース側保持部６と近位部２との間に介在し、第２エアバッグ１２は、可動体側保持部１１と遠位部３との間に介在する。第１及び第２エアバッグ７，１２は、流体である空気が供給されることにより膨張して近位部２及び遠位部３への拘束力を強め、空気が排出されることにより収縮して拘束力を弱める。
【００１２】
シリンダ取付板９には、流体圧式アクチュエータ（空気圧式アクチュエータ）としてのエアシリンダ１４のアウタパイプが固定されている。エアシリンダ１４のインナロッドは、シリンダ連結板１５に接続されている。エアシリンダ１４は、流体である空気の圧力を利用して駆動力を発生する。
【００１３】
可動体連結板１３とシリンダ連結板１５との間には、連結部材である中間連結板１６が連結されている。中間連結板１６は、可動体連結板１３に第１軸１７を中心として廻旋出来るように連結されている。また、中間連結板１６は、シリンダ連結板１５に第２軸１８を中心として廻旋出来るように連結されている。
【００１４】
可動体５と中間連結板１６との間、即ち第１軸１７には、関節部分１を屈曲させる方向（図の時計方向）へ中間連結板１６に対して可動体５を動かす手段としての第１トーションばね１９が設けられている。エアシリンダ１４と中間連結板１６との間、即ち第２軸１８には、関節部分１を屈曲させる方向（図の時計方向）へシリンダ連結板１５に対して中間連結板１６を動かす手段としての第２トーションばね２０が設けられている。
【００１５】
中間連結板１６のガイド面８ａとの摺動面１６ａは、中間連結板１６の移動に伴い中間連結板１６を徐々に廻旋するようにガイド面８ａに対して傾斜している。これにより、中間連結板１６の厚さ寸法は、可動体５側からエアシリンダ１４側へ向けて徐々に小さくなっている。
【００１６】
図８は図１のエアシリンダ１４及びエアバッグ７，１２の制御システムを示すブロック図である。この制御システムは、小形軽量のポータブルタイプとして構成されている。流体供給装置としての小形ガスボンベ２１内に圧縮され収容された空気は、圧力可変レギュレータ２２、電磁弁２３〜２５を介してエアシリンダ１４及びエアバッグ７，１２に供給される。
【００１７】
エアシリンダ１４の駆動力、及びエアバッグ７，１２による拘束力は、圧力可変レギュレータ２２を調節することにより設定される。電磁弁２３とエアシリンダ１４との間には、空気流量を制限することによりエアシリンダ１４の動作速度を調整するスピードコントローラ２６が設けられている。
【００１８】
エアシリンダ１４及びエアバッグ７，１２への空気の供給・排出のタイミングを制御する制御部２７は、シーケンシャルタイマ２８を有している。電磁弁２３〜２５は、シーケンシャルタイマ２８で予め設定された動作プログラムに基づき、シーケンシャルタイマ２８からの指令に応じて開閉動作（加圧・保持・開放）する。
【００１９】
電磁弁２３〜２５及びシーケンシャルタイマ２８への電力の供給は、バッテリ２９により行われる。バッテリ２９としては、例えば乾電池、充電池又は太陽電池等を使用することができる。
【００２０】
次に、動作について説明する。使用者がベース側保持部６に近位部２を挿入し、可動体側保持部１１に遠位部３を挿入する。図１に示すように、エアシリンダ１４のインナロッドが引っ込んだ状態では、可動体連結板１３及び中間連結板１６は、ガイド面８ａに接しているため、一直線上に整列されており、トーションばね１９，２０が短縮した状態である。このため、可動体側保持部１１は、ベース側保持部６に対してほぼ同軸上に配置されている。
【００２１】
図１の状態でベース側保持部６及び可動体側保持部１１に手指を挿入するためには、手指を真っ直ぐに伸ばす必要がある。従って、拘縮等のために手指を伸ばすのが困難な場合には、エアシリンダ１４のインナロッドを少しだけ突出させ、例えば図４に示すように、ベース側保持部１１に対して可動体側保持部１１をある程度屈曲させておいてもよい。
【００２２】
このような近位部２及び遠位部３への装着の後、制御部２７の動作プログラムをスタートさせることにより、まず第１及び第２エアバッグ７，１２に空気が供給され、近位部２及び遠位部３に対する拘束力が強められ、ベース側保持部６及び可動体側保持部１１の位置ずれが防止される。第１及び第２エアバッグ７，１２による拘束力が予め設定された力に達すると、第１及び第２エアバッグ７，１２への空気の供給が停止され、以後はその拘束力が維持される。
【００２３】
この後、エアシリンダ１４のアウタパイプ内に空気が供給される。これにより、エアシリンダ１４のインナロッドがアウタパイプから突出する方向へ押し出され、可動体連結板１３、シリンダ連結板１５及び中間連結板１６がガイド面８ａに沿って移動する。
【００２４】
そして、まず可動体連結板１３が支持板８のベース端傾斜面８ｂに達すると、第１トーションばね１９のばね力が加わり始め、可動体連結板１３が中間連結板１６に対して徐々に廻旋され、可動体５がベース４に対して徐々に屈曲される。この後、さらに中間連結板１６が移動すると、中間連結板１６の摺動面１６ａがガイド面８ａに対して傾斜していることにより、第２トーションばね２０のばね力が徐々に加わり、中間連結板１６がシリンダ連結板１５に対して徐々に廻旋され、可動体５がベース４に対してさらに屈曲されていく。
【００２５】
シリンダ連結板１５がガイド面８ａの端部まで移動すると、エアシリンダ１４への空気の供給が停止され、図６に示すように、関節部分１の屈曲状態が維持される。
【００２６】
また、エアシリンダ１４のインナロッドを後退させることにより、シリンダ連結板１５はガイド面８ａに沿ってシリンダ取付板９側へ移動する。これにより、可動体連結板１３及び中間連結板１６が屈曲動作時とは逆に動作し、関節部分１の屈曲が解除（関節部分１が伸張）される。
【００２７】
エアシリンダ１４に対する空気の供給・排出は、シーケンシャルタイマ２８で予め設定された動作プログラムに従って行われる。例えば、関節部分１に対して１時間継続して屈曲力を加えた後、５分間屈曲力を解除するという動作が繰り返して行われる。屈曲力を解除した休止時間においては、エアバッグ７，１２内の空気も排出され、拘束力が解除される。
【００２８】
このような屈伸型関節拘縮治療装置によれば、エアシリンダ１４により中間連結板１６をガイド面８ａに沿って移動することによって、第１及び第２トーションばね１９，２０により関節部分１に所定の屈曲力が加えられるようにしたので、関節部分１に対して安定した屈曲力を長時間加えることができる。従って、関節部分１に「痛みを感じない程度の一定の弱い外力を長時間加え続ける」ことができる。また、「１〜２時間に１度は外力を抜いて関節を動かす」こともできる。このため、関節部分１の関節軟骨の二次的な損傷を防止しつつ、関節部分１の可動域を拡大する治療を行うことができる。
【００２９】
さらに、アクチュエータとして流体圧式アクチュエータを用いたので、より容易に、一定の弱い屈曲力を長時間加え続けることが可能となる。また、流体の圧力を減圧することにより、屈曲力の定期的な解除も容易である。
さらに、流体圧式アクチュエータとしてエアシリンダ１４を用いたので、構造の簡素化及び軽量化を図ることができる。さらにまた、電動モータとギアを用いる場合に比べて、衝撃力に対する耐久性が大で、機構が破損することが少なく、軽量であるとともに耐水性もあって、日常生活の中での使用が容易である。
【００３０】
また、支持板８には、ガイド面８ａが設けられており、支持板８の可動体５側の端部には、ガイド面８ａに対して傾斜したベース端傾斜面８ｂが設けられているので、可動体連結板１３及び中間連結板１６の移動に伴い、可動体連結板１３及び中間連結板１６を徐々に廻旋させることができ、関節部分１に屈曲力が急激に加わるのが防止される。
【００３１】
さらに、中間連結板１６のガイド面８ａとの摺動面１６ａは、ガイド面８ａに対して傾斜しているので、これによっても中間連結板１６の移動に伴い中間連結板１６を徐々に廻旋させることができる。
【００３２】
また、制御部２７は、所定時間の休止状態を挟みながら関節部分１に対して屈曲力を断続的に加えるようになっているので、関節部分１の拘縮を効果的に治療することができる。
さらに、ベース側保持部６及び可動体側保持部１１の内側には、空気が供給されることにより膨張して近位部２及び遠位部３への拘束力を強め、空気が排出されることにより収縮して拘束力を弱めるエアバッグ７，１２が配置されているので、簡単かつ軽量な構成により、ベース側保持部６及び可動体側保持部１１の位置ずれを防止し、関節部分１に対して屈曲力を効率良く加えることができる。
【００３３】
さらにまた、流体供給装置として小形ガスボンベ２１を用い、制御システムをポータブルタイプとしたので、装置全体の持ち運びが容易であり、あらゆる場所で治療を実施・継続することができる。また、制御システムを衣服のポケットやバッグに入れ、治療を継続したまま移動することも可能である。
また、就寝中にも治療を継続することができ、必要な可動域を確保するまでの治療期間を短縮することが可能である。
さらに、可動体連結板１３、シリンダ連結板１５、中間連結板１６及びエアシリンダ１４等の部品は、掌側ではなく、手指の背側に配置されているので、装置を装着した状態で、日常生活動作を支障なく行える。
【００３４】
さらにまた、電磁弁２３とエアシリンダ１４との間にスピードコントローラ２６を設けたので、エアシリンダ１４を滑らかに動作させることができ、使用者に痛みを感じさせずに屈曲力を緩やかに加えることができる。
【００３５】
実施の形態２．
次に、図９はこの発明の実施の形態２による屈伸型関節拘縮治療装置の制御システムを示すブロック図である。この例では、シーケンシャルタイマ２８によって圧力可変レギュレータ３１が直接制御される。このような制御システムによっても、構成を簡素化しつつ、関節部分１に対して安定した屈曲力を長時間加えることができる。
【００３６】
なお、上記の例では、円筒状のベース側保持部６及び可動体側保持部１１を用いたが、ベース側保持部及び可動体側保持部を可撓性のベルトで構成し、近位部及び遠位部に巻き付けて固定するようにしてもよい。
また、上記の例では、ベース側保持部６及び可動体側保持部１１の内側にエアバッグ７，１２を配置したが、単にシリコンゴム等の弾性部材を配置するだけでもよい。
さらに、上記の例ではシーケンシャルタイマを用いて屈曲力の印加・解除を自動的に行ったが、使用者が手動で行ってもよい。これにより、制御システムをさらに簡素化することができ、コストを低減できる。
さらにまた、延伸手段は、所定の屈曲力を得られればよく、トーションばねに限定されるものではない。
また、延伸手段は、可動体及びアクチュエータのいずれか一方と連結部材との間のみに設けてもよい。
【００３７】
さらに、アクチュエータとして、電動モータを用いることもできる。また、空気以外の気体や液体の圧力を利用する流体圧式アクチュエータを用いることもできる。
また、上記の例では、手指の近位指節関節を治療対象とする屈伸型関節拘縮治療装置を示したが、例えば手指の他関節、手関節、肘関節、肩関節、又は膝関節など、人体の他関節の治療にも、この発明は適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の屈伸型関節拘縮治療装置は、アクチュエータの駆動により連結部材をベースのガイド面に沿って移動させることによって、延伸手段により、関節部分に対して安定した屈曲・伸展力を長時間加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１による屈伸型関節拘縮治療装置の要部を示す側面図である。
【図２】図１の屈伸型関節拘縮治療装置を示す平面図である。
【図３】図１の屈伸型関節拘縮治療装置を示す横断面図である。
【図４】図１の屈伸型関節拘縮治療装置により関節部分を屈曲させた状態を示す側面図である。
【図５】図４の屈伸型関節拘縮治療装置を示す平面図である。
【図６】図１の屈伸型関節拘縮治療装置により関節部分をさらに大きく屈曲させた状態を示す側面図である。
【図７】図６の屈伸型関節拘縮治療装置を示す平面図である。
【図８】図１のエアシリンダ及びエアバッグの制御システムを示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態２による屈伸型関節拘縮治療装置の制御システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１関節部分、２近位部、３遠位部、４ベース、５可動体、８ａガイド面、８ｂ傾斜面、１４エアシリンダ（流体圧式アクチュエータ）、１６中間連結板（連結部材）、１６ａ摺動面、１９第１トーションばね（延伸手段）、２０第２トーションばね（延伸手段）、２７制御部。

Claims

治療対象となる関節部分の両側に位置する人体の近位部及び遠位部のうち、上記近位部に装着され、ガイド面を有しているベース、
上記遠位部に装着される可動体、
上記ベースに搭載されているアクチュエータ、
上記可動体及び上記アクチュエータの間に上記可動体及び上記アクチュエータに対してそれぞれ廻旋可能に連結され、上記アクチュエータの駆動により上記ガイド面に沿って移動する連結部材、及び
上記可動体及び上記アクチュエータの少なくともいずれか一方と上記連結部材との間に設けられ、上記関節部分を屈曲・伸展させる方向へ上記可動体及び上記連結部材の少なくともいずれか一方を動かす手段
を備え、上記連結部材が上記ベースに沿って上記可動体側へ移動することにより、上記関節部分を屈曲・伸展させる方向へ上記可動体及び上記連結部材が上記ベースに対して廻旋することを特徴とする屈伸型関節拘縮治療装置。
上記アクチュエータは、流体の圧力を利用して駆動力を発生する流体圧式アクチュエータであることを特徴とする請求項１記載の屈伸型関節拘縮治療装置。
上記ベースには、上記連結部材が摺動するガイド面が設けられており、上記ベースの上記可動体側の端部には、上記ガイド面に対して傾斜し、上記連結部材の移動に伴い上記連結部材を徐々に廻旋させるためのベース端傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の屈伸型関節拘縮治療装置。
上記ベースには、上記連結部材が摺動するガイド面が設けられており、上記連結部材の上記ガイド面との摺動面は、上記連結部材の移動に伴い上記連結部材を徐々に廻旋するように上記ガイド面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の屈伸型関節拘縮治療装置。
所定時間の休止状態を挟みながら上記関節部分に対して屈曲・伸展力を断続的に加えるように上記アクチュエータを制御する制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の屈伸型関節拘縮治療装置。