JP2007037667A - Limb rehabilitation supporting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、障害者、患者、高齢者等(以下、障害者という。)の肢体機能を回復させる訓練動作を支援する肢体機能回復支援装置に関し、特に回復動作の手本となるモデル動作を障害者の肢体機能程度に適合させて表示する肢体機能回復支援装置に関する。 The present invention relates to a limb function recovery support device that supports a training operation for recovering the limb function of a disabled person, a patient, an elderly person, etc. (hereinafter referred to as a disabled person), and in particular, a model operation that serves as a model for recovery operation is disabled. The present invention relates to a limb body function recovery support device that displays an image that is adapted to the degree of limb body function of a person.
近年、少子高齢化の急速な親展に伴い、要介護者の増加と介護者不足の問題が深刻になってきた。事故や脳卒中等の後に運動機能を回復させるリハビリテーション(以下、リハビリという。)では、患者の症状に応じた対応が必要であり、現在では理学療法士(PT)や作業療法士(OT)によるマンツーマンのリハビリが一般的であるため、最先端のロボット技術を用いたリハビリ支援ロボット信号である肢体機能回復支援装置の開発が期待されている。 In recent years, the rapid increase in the number of caregivers and the shortage of caregivers have become more serious with the rapid expansion of the birthrate and aging population. In rehabilitation to restore motor function after an accident or stroke (hereinafter referred to as rehabilitation), it is necessary to respond according to the patient's symptoms, and now it is a one-on-one by physical therapist (PT) or occupational therapist (OT). Therefore, it is expected to develop a limb function recovery support device that is a rehabilitation support robot signal using the most advanced robot technology.
従来、この種の肢体機能回復支援装置として特開2002−35063号公報(特許文献1)、特開2000−189475号公報(特許文献2)、その他の特許文献に記載されるものがあり、これを図6及び図7に示す。 Conventionally, as this type of limb function recovery support device, there are those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-35063 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-189475 (Patent Document 2), and other patent documents. Is shown in FIG. 6 and FIG.
前記図6において特許文献1に係る従来技術は、あらかじめ設定した軌道に沿って動かす患者100の肢体101が発生する負荷を計測する負荷計測手段501と、前記負荷の大きさと方向により前記設定軌道にそって肢体駆動装置の目標位置を進める教示点の更新手段502と、前記目標位置に肢体駆動装置先端を駆動する装置先端駆動手段503と、前記負荷の前記設定軌道に対する接線あるいは法線方向の成分を視覚・聴覚・触覚の情報として提示する情報提示手段504、505とを備える構成である。
In FIG. 6, the prior art according to
この構成に基づいてこの従来技術は、全身機能低下を矯正し筋・骨格系統の機能を改善し健康状態を維持・改善する目的で、リラクセーションや関節可動域訓練や筋力増強訓練や持続力増強訓練や協調性訓練や神経筋再教育やその他の訓練を行う、いわゆる運動療法を簡易に実施できる肢体駆動装置において、いわゆる運動療法のうち、患者の微弱な筋力発生を伴う運動訓練、すなわち自動介助運動を提供でき、なおかつ従来の自分で出している力の程度を自分自身で十分に認識できずに漠然と運動していた問題を解決できる。 Based on this structure, this conventional technology is designed for relaxation, joint range of motion training, strength training, and strength training for the purpose of correcting systemic dysfunction, improving muscle and skeletal system functions, and maintaining and improving health. Limb body drive device that can easily carry out so-called exercise therapy, such as exercise training, neuromuscular re-education and other training, among so-called exercise therapy, exercise training with weak muscle force generation of the patient, that is, automatic assistance exercise Can solve the problem of vaguely exercising without being able to fully recognize the level of power that he has given himself.
また、前記図7において特許文献2に係る従来技術は、患者の肢体を支えて運動させる機構部601と、機構部601に設けられて患者の肢体にかかる負荷を計測する負荷計測手段602と、機構部601が動作してたどる軌道を予め設定する軌道設定手段603と、軌道設定手段603に設定された設定軌道を負荷計測手段602から得られる負荷の大きさと方向に沿って修正する軌道修正手段604とを有し、軌道修正手段604は、負荷計測手段602の負荷情報を受けると、機構部601が駆動する負荷の仮想慣性、仮想粘性、仮想剛性でなる2次系動力学モデルまたは仮想粘性、仮想剛性でなる1次系動力学モデルの何れかと、積分項の演算をする演算器とを持つ仮想インピーダンスモデルを用いて位置偏差を求め、軌道設定手段603の軌道情報にその位置偏差を加算して軌道を修正する構成である。
Further, in FIG. 7, the related art according to
この構成に基づいてこの従来技術は、患者の肢体にかかる負荷を計測する負荷計測手段602と、負荷の大きさと方向に沿って設定軌道を修正する軌道修正手段604とを備え、肢体への急激な過負荷を防止しながら、目標とする関節可動域訓練、および筋肉に定常的な負荷をかけるストレッチ訓練を実施するので、肢体への急激な過負荷を防止しながら関節可動域訓練・筋肉のストレッチ訓練を実施するには不十分であるという従来の問題と、訓練をする際に目標関節可動域を越えて肢体がオーバーシュートするという従来の問題を解決できる
従来技術は、いずれも患者(障害者に相当)が自己の訓練動作を認識でき、また訓練動作が急激な過負荷となることを防止することができても、訓練動作の手本となるモデル動作を表示することができず、訓練動作を実行する際に患者(障害者に相当)が予め設定された軌道に沿って装置先端駆動手段503又は機構部601の動きに伴って訓練動作を行うこととなり、患者自身の意志に基づく筋力により訓練動作を行えないという課題を有する。 All of the prior art models can be used as models for training operations even if patients (corresponding to persons with disabilities) can recognize their own training operations and prevent the training operations from becoming a sudden overload. When the exercise cannot be displayed, the patient (corresponding to the disabled person) performs the training operation along with the movement of the apparatus tip driving unit 503 or the mechanism unit 601 along the preset trajectory when executing the training operation. Therefore, there is a problem that the training operation cannot be performed due to the muscular strength based on the patient's own will.
また、訓練動作の手本となるモデル動作を表示画面に表示して訓練を行う患者に見せる肢体機能回復支援装置も存在するが、リハビリを行うためには動作支援(パワーアシスト)が重要であるが、この動作支援リハビリシステムは、単純な動作を繰り返したり、予め教示した動作を繰り返すに止まるものであり、各患者の状態に応じて適切な動作支援を行うことができないという課題を有する。 In addition, there are limb function recovery support devices that display model motions as examples of training motions on the display screen and show them to patients undergoing training, but motion support (power assist) is important for rehabilitation. However, this motion support rehabilitation system has a problem that it cannot perform proper motion support according to the state of each patient, because it repeats simple motions or repeats motions taught in advance.
本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、障害者の障害程度の応じて適切なモデル動作を表示して訓練動作を指示し、この訓練動作を確実に補助する肢体機能回復支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and displays an appropriate model action according to the degree of disability of the handicapped person to instruct a training action, and assists the recovery of the limbs and functions to reliably assist this training action. An object is to provide an apparatus.
本発明に係る肢体機能回復支援装置は、障害者に対して肢体機能を回復させる訓練動作のモデルとなるモデル動作を表示及び/又は報知する表示手段と、前記表示手段にて表示及び/又は報知されるモデル動作を参考として障害者が肢体機能の訓練動作を実行する際に、当該訓練動作を補助する動作補助手段と、前記訓練動作を実行する障害者から生体信号を検出する生体信号検出手段と、前記検出された生体信号に基づき前記動作補助手段を駆動制御する駆動制御手段と、前記検出された生体信号に基づいて前記モデル動作を維持し又は修正して前記表示手段の表示及び/又は報知の動作を制御する表示制御手段とを備えるものである。 The limb function recovery support device according to the present invention displays and / or reports a model action that is a model of a training action for recovering the limb function to a handicapped person, and displays and / or reports on the display means. When a handicapped person performs a limb body function training operation with reference to the model motion to be performed, a motion assisting means for assisting the training motion, and a biological signal detection means for detecting a biological signal from the handicapped person performing the training motion Drive control means for driving and controlling the operation assisting means based on the detected biological signal, and maintaining and correcting the model operation based on the detected biological signal and displaying the display means and / or Display control means for controlling the notification operation.
このように本発明においては、障害者に対して肢体機能を回復させる訓練動作のモデルとなるモデル動作を表示手段に表示及び/又は報知し、この表示及び/又は報知されるモデル動作を参考として障害者が肢体機能の訓練動作を実行する際に、当該訓練動作を動作補助手段が補助し、この訓練動作を実行する障害者から生体信号を生体信号検出手段が検出し、この検出された生体信号に基づき前記動作補助手段を駆動制御手段が駆動制御し、この検出された生体信号に基づいて前記モデル動作を維持し又は修正して前記表示手段の表示及び/又は報知の動作を表示制御手段が制御するようにしているので、障害者の障害程度に応じた最適なモデル動作を障害者の生体信号に基づいて維持又は修正できることとなり、障害者の訓練動作を確実に補助することができるという効果を奏する。 As described above, in the present invention, the model operation that is a model of the training operation for recovering the limb body function for the handicapped person is displayed and / or notified on the display means, and this display and / or the model operation that is notified is referred to. When the handicapped person performs the training operation of the limb body function, the motion assisting means assists the training motion, and the biological signal detection means detects the biological signal from the handicapped person who executes the training motion, and the detected biological body A drive control unit drives and controls the operation assisting unit based on the signal, and the display operation of the display unit and / or the notification operation is performed by maintaining or correcting the model operation based on the detected biological signal. Therefore, it is possible to maintain or modify the optimal model operation according to the degree of disability of the handicapped person based on the biological signal of the handicapped person, thereby ensuring the training operation of the handicapped person. An effect that can help.
また、本発明に係る肢体機能回復支援装置は必要に応じて、検出された生体信号及び/又は動作補助手段の補助位置に基づいて訓練動作における障害者の姿勢を特定する姿勢特定手段と前記指定された特定姿勢及び/又は前記検出された生体信号に基づいて動作補助手段による補助動作を指令する指令信号を演算する補助動作演算手段とを備え、前記演算された指令信号に基づいて駆動制御手段が動作補助手段を駆動制御するものである。 In addition, the limb function recovery support device according to the present invention, if necessary, the posture specifying means for specifying the posture of the handicapped person in the training operation based on the detected biological signal and / or the auxiliary position of the movement support means and the designation And an auxiliary operation calculating means for calculating a command signal for instructing an auxiliary operation by the operation auxiliary means based on the detected specific posture and / or the detected biological signal, and a drive control means based on the calculated command signal Controls the driving assisting means.
このように本発明においては、検出された生体信号及び/又は動作補助手段の補助位置に基づいて訓練動作における障害者の姿勢を姿勢特定手段が特定し、この特定された特定姿勢及び/又は前記検出された生体信号に基づいて動作補助手段による補助動作を指令する指令信号を補助動作演算手段により演算するようにしているので、この演算された指令信号に基づいて駆動制御手段が動作補助手段を駆動制御して障害者の訓練動作を補助できることとなり、障害者の自覚していない又は認識していない場合であっても訓練時の姿勢又は生体信号でより精密且つ正確な補助動作が可能となる。 As described above, in the present invention, the posture specifying unit specifies the posture of the disabled person in the training operation based on the detected biological signal and / or the auxiliary position of the movement auxiliary unit, and the specified specific posture and / or the Since the auxiliary operation calculating means calculates a command signal for instructing an auxiliary operation by the operation auxiliary means based on the detected biological signal, the drive control means changes the operation auxiliary means based on the calculated instruction signal. It becomes possible to assist the handicapped person's training operation by driving control, and even if the handicapped person is not aware or not aware, more precise and accurate assisting operation is possible with posture or biological signal at the time of training .
また、本発明に係る肢体機能回復支援装置は必要に応じて、検出された生体信号及び/又は特定された障害者の姿勢に基づいて次に表示する次モデル動作を演算して決定するモデル動作決定手段を備え、当該決定された次モデル動作を表示制御手段により表示手段に表示させるものである。 In addition, the limb body function recovery support device according to the present invention calculates a model operation to calculate and determine the next model operation to be displayed next based on the detected biological signal and / or the posture of the disabled person as necessary. A determining unit is provided, and the determined next model operation is displayed on the display unit by the display control unit.
このように本発明においては、検出された生体信号及び/又は特定された障害者の姿勢に基づいて次に表示する次モデル動作をモデル動作決定手段が演算して決定して表示手段で表示するようにしているので、障害者の真の障害程度に応じたモデル動作を決定して障害者に表示による指示ができることとなり、より障害程度に則した適正且つ精密な補助動作ができる。 As described above, in the present invention, the model operation determining unit calculates and determines the next model operation to be displayed next based on the detected biological signal and / or the specified posture of the handicapped person, and displays it on the display unit. As a result, the model operation corresponding to the true degree of disability of the handicapped person can be determined and a display instruction can be given to the handicapped person, and an appropriate and precise auxiliary operation can be performed in accordance with the degree of disability.
また、本発明に係る肢体機能回復支援装置は必要に応じて、障害者の可動限界値を検出するための予め設定されたテストパターン動作を出力するテストパターン動作出力手段と、前記テストパターン動作を表示制御手段が表示手段に表示及び/又は報知し、当該表示及び/又は報知されたテストパターン動作に基づいて訓練動作する障害者から検出される生体信号に基づいて障害者の可動限界値を検出する限界値検出手段とを備えるものである。 Further, the limb body function recovery support device according to the present invention includes a test pattern operation output means for outputting a preset test pattern operation for detecting a movable limit value of a disabled person, and the test pattern operation as necessary. The display control means displays and / or informs the display means, and detects the movable limit value of the handicapped person based on the biological signal detected from the handicapped person performing the training operation based on the displayed and / or informed test pattern action. And a limit value detecting means.
このように本発明においては、障害者の可動限界値を検出するための予め設定されたテストパターン動作をテストパターン動作にて出力手段出力し、このテストパターン動作を表示制御手段が表示手段に表示及び/又は報知し、この表示及び/又は報知されたテストパターン動作に基づいて訓練動作する障害者から検出される生体信号に基づいて障害者の可動限界値を限界値検出手段が検出するようにしているので、訓練動作の前に予め障害者の可動限界値を知ることができることとなり、障害者に対する訓練動作の指示をより正確且つ緻密な補助動作ができる。 As described above, in the present invention, a preset test pattern operation for detecting the movable limit value of the handicapped person is output by the output means by the test pattern operation, and the display control means displays the test pattern operation on the display means. The limit value detecting means detects the movable limit value of the handicapped person based on the biological signal detected from the handicapped person performing the training operation based on the display and / or the reported test pattern operation. Therefore, the movable limit value of the handicapped person can be known in advance before the training operation, and the instruction of the training operation for the handicapped person can be performed more accurately and precisely.
また、本発明に係る肢体機能回復支援装置は必要に応じて、動作補助手段で補助された障害者の訓練動作を撮像する撮像手段を備え、前記表示手段にモデル動作と撮像された訓練動作とを表示するものである。 Further, the limb function recovery support device according to the present invention is provided with an imaging unit for imaging a training operation for a disabled person assisted by the operation assisting unit, if necessary, and a model operation and an imaged training operation on the display unit, Is displayed.
このように本発明においては、動作補助手段で補助された障害者の訓練動作を撮像手段が撮像し、この撮像された訓練動作を表示手段にモデル動作と共に表示するようにしているので、障害者の訓練動作と指示されたモデル動作との相違を正確且つ迅速に認識できることとなり、訓練動作をより確実に実行できる。 As described above, in the present invention, the imaging unit images the training operation of the disabled person assisted by the operation assisting unit, and the captured training operation is displayed on the display unit together with the model operation. Thus, the difference between the training operation and the instructed model operation can be recognized accurately and quickly, and the training operation can be executed more reliably.
(本発明の第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る肢体機能回復支援装置を図1ないし図3に基づいて説明する。この図1は本実施形態に係る肢体機能回復支援装置のブロック構成図、図2は図1に記載の肢体機能回復支援装置の動作フローチャート、図3は図2におけるステップ11及びステップ12の詳細動作フローチャートを示す。
(First embodiment of the present invention)
Hereinafter, a limb function recovery support device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a block diagram of the limb function recovery support device according to the present embodiment, FIG. 2 is an operation flowchart of the limb function recovery support device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed operation of
前記各図において本実施形態に係る肢体機能回復支援装置は、障害者のリハビリ部位に対して肢体機能を回復させるモデル動作を表示する表示手段1と、この表示手段1が表示するモデル動作を参考として、障害者が肢体機能の訓練動作を実行する際に、この訓練動作を補助する動作補助手段2と、この訓練動作を行う障害者から生体信号である筋電信号(EMG)を検出する生体信号検出手段3と、この検出された筋電信号及び/又は動作補助手段の補助位置に基づいて訓練動作における障害者の姿勢を特定する姿勢特定手段4と、特定された障害者の姿勢(以下、特定姿勢という。)及び筋電信号に基づいて前記動作補助手段2による補助動作を指令する指令信号を演算する補助動作演算手段5と、指令信号に基づいて前記動作補助手段2を駆動制御する駆動制御手段6と、前記検出された筋電信号及び特定姿勢に基づいてモデル動作を決定するモデル動作決定手段7と、この決定されたモデル動作を表示手段1への表示を制御する表示制御手段8とを備える構成である。
In each of the drawings, the limb function recovery support device according to the present embodiment refers to the display means 1 for displaying the model action for restoring the limb function to the rehabilitation site of the handicapped person, and the model action displayed by the display means 1 as a reference. When the handicapped person performs the training operation of the limb body function, the motion assisting means 2 for assisting the training motion, and the living body for detecting the myoelectric signal (EMG) which is a biological signal from the handicapped person performing the training motion. A signal detecting means 3; a
前記動作補助手段2は、表示手段1の表示画面に対向して配置され、椅子状に座面及び背もたれ部を有する本体部21と、この背もたれ部の側面に取付けられる各アーム毎に駆動できるアーム機構からなる補助アーム22と、この本体部21内に信号され、この補助アーム22を油圧(又はモータ)で駆動する駆動部23とを備える構成である。この補助アーム22は、アーム構成の各アームを油圧により駆動されるか、又は各アームの接続部に配設されるモータ回転により駆動される構成である。
The
前記生体信号検出手段3は、障害者の障害部位を動かす筋肉に近い皮膚に貼着する検出パッド31を備え、この検出パッド31で筋力から出力される筋電信号を検出する構成である。なお、この生体信号検出手段3は、筋電信号以外に、脳波、脈拍、顔の表情、眼球の動き、交感神経及び副交換神経の比率等からなる生体信号を検出する構成とすることもできる。
The biological signal detection means 3 includes a
前記姿勢特定手段4は、検出パッド31が貼着される近傍の各筋肉の位置と、この各筋肉から検出される各筋電信号及び/又は動作補助手段の補助位置とに基づき、障害部位である腕の動作位置及び動作角度を演算推定して障害者の訓練動作における姿勢を特定して特定姿勢を出力する構成である。
The
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る肢体機能回復支援装置の障害者の訓練動作を支援する動作について説明する。まず、障害者のリハビリ部位及びこのリハビリ部位を回復するモデル動作の入力選定について入力部(図示を省略)から入力する(ステップ1)。 Next, the operation | movement which supports the training operation | movement of a disabled person of the limbs body function recovery assistance apparatus based on this embodiment based on the said structure is demonstrated. First, input about input selection of a rehabilitation part of a handicapped person and model operation which recovers this rehabilitation part is inputted from an input part (illustration omitted) (Step 1).
この入力選定のいずれかが選択されたかを判断し(ステップ2)、可動範囲の自動推定(ステップ3)か、可動範囲の手入力(ステップ4)か、前回記録の使用による場合(ステップ5)かが実行される。なお、ステップ3の可動範囲の自動推定については後述する動作補助手段2の実施形態において詳述する。また、ステップ4の可動範囲の手入力は、PT又はOTが障害者に直接接して得られた動作データに基づくモデル動作を入力する。
It is determined whether any of these input selections have been selected (Step 2). When the movable range is automatically estimated (Step 3), the movable range is manually input (Step 4), or the previous record is used (Step 5). Is executed. Note that the automatic estimation of the movable range in step 3 will be described in detail in an embodiment of the
前記いずれかによりモデル動作が特定されると表示制御手段8に入力され、この表示制御手段8は入力されたモデル動作を表示手段1に表示すると共に表示手段1のスピーカ(図示を省略)からこのモデル動作の解説アナウンスを報知する(ステップ6)。この表示手段1に表示及び報知されたモデル動作に基づき障害者が腕の動作機能回復させる訓練動作を実行する意志により筋電信号が発生する(ステップ7)。 When the model motion is specified by any of the above, it is input to the display control means 8, which displays the input model motion on the display means 1 and from the speaker (not shown) of the display means 1 Announcement of explanation of model operation is notified (step 6). A myoelectric signal is generated by the willingness to execute a training operation for the disabled person to recover the arm's motion function based on the model motion displayed and notified on the display means 1 (step 7).
この筋電信号の発生により障害者のリハビリ部位である腕が動作する(ステップ8)。この障害者の筋電信号が生体信号検出手段3により検出され、また動作補助手段2の駆動部23から障害者の姿勢が出力されて姿勢特定手段4に各々入力され、この筋電信号に基づき姿勢特定手段4が障害者の姿勢、即ち腕の動作位置及び動作角度を特定して特定姿勢として出力する(ステップ9)。
この特定姿勢が出力されると引き続きリハビリ動作が継続するか否かを判断する(ステップ10)。継続すると判断された場合には、パワーアシスト制御アルゴリズム(ステップ11)及び動作指示アルゴリズム(ステップ12)を並行して実行する。
Due to the generation of the myoelectric signal, the arm that is the rehabilitation site of the handicapped person operates (step 8). The myoelectric signal of the handicapped person is detected by the biological signal detecting means 3, and the posture of the handicapped person is output from the
When this specific posture is output, it is determined whether or not the rehabilitation operation continues (step 10). If it is determined to continue, the power assist control algorithm (step 11) and the operation instruction algorithm (step 12) are executed in parallel.
前記ステップ11のパワーアシスト制御アルゴリズムは、姿勢特定手段4から出力される特定姿勢及び生体信号検出手段3で検出された筋電信号に基づき補助動作演算手段5が動作補助手段2の補助アーム22を動作させるアシスト動作量とアシスト力を決定し、この決定に基づき指令信号を駆動制御手段6へ出力し(ステップ111)、この指令信号に基づき駆動制御手段6が動作補助手段2の駆動部23を制御してこの駆動部23が補助アーム22を駆動させる(ステップ112)。
この補助アーム22の駆動により障害者の意志に基づく動作をサポートして動作を円滑に行わせつつ、ステップ8に戻り、前記ステップ8からステップ11までの動作を繰り返すこととなる。
The power assist control algorithm in
Returning to step 8 and repeating the operations from
他方前記ステップ12の動作指示アルゴリズムは、前記姿勢特定手段4から出力される特定姿勢及び生体信号検出手段3で検出された筋電信号に基づきモデル動作決定手段7が表示手段1で次に表示・報知する次モデル動作を決定し(ステップ121)、この決定された次モデル動作を表示制御手段8が表示手段1に表示し、報知の制御を実行する(ステップ122)。
On the other hand, the motion instruction algorithm in the
このステップ12で次モデル動作の表示・報知の制御により表示手段1のよる表示・報知を行うステップ6に戻り、前記ステップ6からステップ12までの動作を繰り返すこととなる。他方、前記ステップ10においてリハビリ動作を継続しないと判断された場合には、本支援動作が完了する(ステップ13)。
In
以上の通り障害者の腕の障害程度に応じた最適なモデル動作を障害者の筋電信号に基づき次モデル動作を適宜修正しているので、障害者の訓練動作を安全且つ効率よく実行できる。
なお、前記駆動制御手段6及びモデル動作決定手段7への筋電信号は必ずしも必要でなく特定姿勢のみで駆動制御手段6による指令信号の生成及びモデル動作決定手段7による次モデル動作の決定を行うこともできる。
As described above, the optimal model operation corresponding to the degree of handicap of the handicapped person is appropriately corrected based on the handicapped person's myoelectric signal, so that the handicapped person's training operation can be executed safely and efficiently.
Note that the myoelectric signal to the drive control means 6 and the model motion determination means 7 is not necessarily required, and the command signal is generated by the drive control means 6 and the next model motion is determined by the model motion determination means 7 only in a specific posture. You can also.
(本発明の第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る肢体機能回復支援装置を図4に基づいて説明する。この図4は第2の実施形態に係る肢体機能回復支援装置の要部ブロック構成図を示す。
同図において本実施形態に係る肢体機能回復支援装置は、前記第1の実施形態と同様に表示手段1、動作補助手段2、生体信号検出手段3、姿勢特定手段4、補助動作演算手段5、駆動制御手段6、モデル動作決定手段7及び表示制御手段8を共通して備え、この構成に加えて、障害者可動限値を検出するための予め設定されたテストパターン動作を出力するテストパターン動作出力手段9と、このテストパターン動作を表示制御手段8が表示手段1に表示及び/又は報知し、この表示及び報知されたテストパターン動作に基づいて障害者の可動限界値を検出する限界値検出手段10とを備える構成である。
(Second embodiment of the present invention)
A limb function recovery support device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a block diagram of the main part of the limb function recovery support apparatus according to the second embodiment.
In the figure, the limb function recovery support device according to the present embodiment is similar to the first embodiment in that the display means 1, the
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る肢体機能回復支援装置の障害者の訓練動作を支援する動作について説明する。前記第1の実施形態の場合と同様に障害者のリハビリ部位の入力と共にリハビリ部位を回復するモデル動作の入力選定について入力部(図示を省略)から入力される。 Next, the operation | movement which supports the training operation | movement of a disabled person of the limbs body function recovery assistance apparatus based on this embodiment based on the said structure is demonstrated. As in the case of the first embodiment, input of model operation for recovering the rehabilitation site is input from the input unit (not shown) together with the input of the rehabilitation site of the handicapped person.
この入力選定において可動範囲の自動推定が選択されると、テストパターン動作出力手段9が予め設定されたテストパターン動作を表示制御手段8へ出力すると共に、限界値検出手段10へもこのテストパターン動作を出力する。前記表示制御手段8はこのテストパターン動作を表示手段1に表示すると共に、この表示内容の解説アナウンスを報知する。 When the automatic estimation of the movable range is selected in this input selection, the test pattern operation output means 9 outputs a preset test pattern operation to the display control means 8 and the test pattern operation to the limit value detection means 10 as well. Is output. The display control means 8 displays this test pattern operation on the display means 1 and notifies a commentary announcement of this display content.
この表示手段1の表示及び報知で指示されるテストパターン動作を障害者が追従して実行し、この実行に伴って障害者の生体信号(例えば、筋電信号)を生体信号検出手段3が検出する。この検出された生体信号が限界値検出手段10に入力され、この限界値検出手段10は前記テストパターン動作と検出された生体信号に基づいて障害者の訓練動作における可動限界値を検出して補助動作演算手段5及び駆動制御手段6へ出力する。
The disabled person follows and executes the test pattern operation instructed by the display and notification of the display means 1, and the biological signal detection means 3 detects the biological signal (for example, myoelectric signal) of the disabled person along with this execution. To do. The detected biological signal is input to the limit
この可動限界値が入力された補助動作演算手段5は、前記第1の実施形態における動作に加え、可動限界値、特定姿勢(必要に応じて生体信号を加える。)に基づいて動作補助手段2の補助アーム22を動作させるのに必要なアシスト動作及びアシスト力を決定して指令信号を駆動制御手段6へ出力する。
The auxiliary motion calculation means 5 to which the movable limit value is input is based on the movable limit value and a specific posture (addition of a biological signal as necessary) in addition to the operation in the first embodiment. The assist operation and the assist force necessary to operate the
この駆動制御手段6は、この指令信号に加え、限界値検出手段10から入力される可動限界値と共に動作補助手段2の駆動部23を制御して補助アーム22を駆動させる。この補助アーム22の駆動は、障害者の可動限界値を超えない範囲で制御されることから、障害者の訓練動作を無理なく確実に行うことができる。
なお、限界値検出手段10は指令信号に筋電信号を加えて動作補助手段2の駆動制御を行う構成とすることもできる。
The
The limit
(本発明の第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る肢体機能回復支援装置を図5に基づいて説明する。この図5は第3の実施形態に係る肢体機能回復支援装置におけるモニタカメラ配置構成図及びそのブロック構成図を示す。
同図において本実施形態係る肢体機能回復支援装置は、表示手段1の画面上部に配設され、動作補助手段2によりサポートされた障害者を正面から撮像する正面モニタカメラ11と、動作補助手段2の側方に配設され、前記障害者を側面から撮像する側面モニタカメラ12と、この正面モニタカメラ11及び側面モニタカメラ12の撮像角度、倍率等を制御するカメラ制御部13と、この正面モニタカメラ11及び側面モニタカメラ12からのい各撮像画像が入力され、この各撮像画像をモデル動作決定手段7から入力されるモデル動作に一致するように調整する撮像状態調整部14とを備え、この調整された各撮像画像がモデル動作の画像と共に表示制御手段8の制御により表示手段1に重畳して表示される構成である。
なお、表示手段1に表示される各撮像画像及びモデル動作の画像は各々重畳した表示形態の他に、左右又は上下に並べて比較表示する形態とすることもできる。
(Third embodiment of the present invention)
A limb function recovery support device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a monitor camera arrangement configuration diagram and a block configuration diagram thereof in the limb function recovery support device according to the third embodiment.
In the figure, a limb function recovery support device according to the present embodiment is arranged at the upper part of the screen of the display means 1 and a
Note that each captured image and model motion image displayed on the
このように正面モニタカメラ11及び側面モニタカメラ12で障害者を実際に撮像した撮像画面と動作指示のモデル動作の画面とを表示手段1における同一画面に表示するようにしているので、訓練動作の実行度合いを視覚的に容易に認識できることとなり、訓練動作を確実に実行できることとなる。
As described above, the imaging screen in which the disabled person is actually imaged by the
1 表示手段
2 動作補助手段
21 本体部
22 補助アーム
3 生体信号検出手段
31 検出パッド
4 姿勢特定手段
5 補助動作演算手段
6 駆動制御手段
7 モデル動作決定手段
8 表示制御手段
9 テストパターン動作出力手段
10 限界値検出手段
11 正面モニタカメラ
12 側面モニタカメラ
13 カメラ制御部
14 撮像状態調整部
100 患者
101 肢体
501 負荷計測手段
502 更新手段
503 装置先端駆動手段
504、505 情報提示手段
601 機構部
602 負荷計測手段
603 軌道設定手段
604 軌道修正手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記表示手段にて表示及び/又は報知されるモデル動作を参考として障害者が肢体機能の訓練動作を実行する際に、当該訓練動作を補助する動作補助手段と、
前記訓練動作を実行する障害者から生体信号を検出する生体信号検出手段と、
前記検出された生体信号に基づき前記動作補助手段を駆動制御する駆動制御手段と、
前記検出された生体信号に基づいて前記モデル動作を維持し又は修正して前記表示手段の表示及び/又は報知の動作を制御する表示制御手段とを備えることを
特徴とする肢体機能回復支援装置。 A display means for displaying and / or notifying a model action that is a model of a training action for recovering a limb function to a disabled person;
An operation assisting means for assisting the training operation when the disabled person performs the training operation of the limb body function with reference to the model operation displayed and / or notified by the display unit;
Biological signal detection means for detecting a biological signal from a disabled person who performs the training operation;
Drive control means for driving and controlling the operation assisting means based on the detected biological signal;
A limb function recovery support device, comprising: display control means for controlling the display and / or notification operation of the display means by maintaining or correcting the model motion based on the detected biological signal.
前記検出された生体信号及び/又は動作補助手段の補助位置に基づいて訓練動作における障害者の姿勢を特定する姿勢特定手段と
前記特定された特定姿勢及び/又は前記検出された生体信号に基づいて動作補助手段による補助動作を指令する指令信号を演算する補助動作演算手段とを備え、
前記演算された指令信号に基づいて駆動制御手段が動作補助手段を駆動制御することを
特徴とする肢体機能回復支援装置。 In the limb physical function recovery support device according to claim 1,
Based on the detected biological signal and / or the posture position of the handicapped person in the training operation based on the assist position of the motion assisting means, and on the basis of the specified specific posture and / or the detected biological signal An auxiliary operation calculating means for calculating a command signal for instructing an auxiliary operation by the operation auxiliary means,
The limb function recovery support device, wherein the drive control means controls the operation assisting means based on the calculated command signal.
前記検出された生体信号及び/又は特定された障害者の姿勢に基づいて次に表示する次モデル動作を演算して決定するモデル動作決定手段を備え、
当該決定された次モデル動作を表示制御手段により表示手段に表示させることを
特徴とする肢体機能回復支援装置。 In the limb body function recovery support device according to claim 1 or 2,
Model operation determining means for calculating and determining the next model operation to be displayed next based on the detected biological signal and / or the identified posture of the disabled person,
A limb body function recovery support device, wherein the determined next model motion is displayed on the display means by the display control means.
障害者の可動限界値を検出するための予め設定されたテストパターン動作を出力するテストパターン動作出力手段と、
前記テストパターン動作を表示制御手段が表示手段に表示及び/又は報知し、当該表示及び/又は報知されたテストパターン動作に基づいて訓練動作をする障害者から検出される生体信号に基づいて障害者の可動限界値を検出する限界値検出手段とを備えることを
特徴とする肢体機能回復支援装置。 In the limb function recovery support device according to any one of claims 1 to 3,
Test pattern operation output means for outputting a preset test pattern operation for detecting the movable limit value of the disabled person,
The display control means displays and / or informs the test pattern operation on the display means, and the disabled person based on the biological signal detected from the disabled person who performs the training operation based on the displayed and / or notified test pattern operation. A limb function recovery support device, comprising: limit value detecting means for detecting a movable limit value of the limb.
前記動作補助手段で補助された障害者の訓練動作を撮像する撮像手段を備え、
前記表示手段にモデル動作と撮像された訓練動作とを表示することを
特徴とする肢体機能回復支援装置。
In the limb function recovery support device according to any one of claims 1 to 4,
Comprising imaging means for imaging a training operation of a disabled person assisted by the movement assisting means;
A limb physical function recovery support device, wherein the display means displays a model action and an imaged training action.
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