JP2007185325A - Upper limb rehabilitation exercise system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,上肢リハビリテーション訓練システムに関する。さらに詳しくは,上肢運動機能のリハビリテーションにおいて,在宅訓練を可能にする簡易で訓練効果の高いリハビリテーション訓練システムに関する。 The present invention relates to an upper limb rehabilitation training system. More specifically, the present invention relates to a simple and highly effective rehabilitation training system that enables home training in upper limb motor function rehabilitation.
従来、脳血管障害や脊椎損傷等により上肢、下肢の運動機能が損なわれた人はリハビリテーションをすることにより運動機能の回復に努めることが一般的である。運動機能を回復するためのリハビリテーション装置は、主に歩行訓練装置や下肢機能回復支援機など、下肢のリハビリ訓練を対象とした支援システムが多く、上肢をリハビリの対象にしたものは非常に少なく、また、上肢の訓練においても,医療施設で使うことを想定した大掛かりな装置なものが開発されているが,在宅での訓練には適してなかった。(例えば,特許文献1,特許文献2)
しかしながら、高齢化社会の到来にともなって上肢麻痺を伴った脳血管疾患患者の増加傾向から,上肢を対象としたリハビリ支援システムの需要がますます高まりつつあり,また,医療費の高騰から在宅訓練の需要も広がっているため,簡易かつ低コストのリハビリ訓練装置の開発が望まれている。
However, with the advent of an aging society, the demand for rehabilitation support systems targeting the upper limbs is increasing due to the increasing trend of cerebrovascular disease patients with upper limb paralysis. Therefore, the development of a simple and low-cost rehabilitation training device is desired.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、実際の作業療法現場で実施されているリーチィング訓練などの身体運動を模擬できる装置を考案して、実際の作業療法の利用環境や被訓練者の身体状態などを考慮しながら親和性の高く簡易で治療効果の高い,在宅訓練を可能とする機器を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and devised a device capable of simulating physical movements such as reaching training performed in an actual occupational therapy field, and uses actual occupational therapy. It is an issue to be solved to provide equipment that can be used for home training with high affinity, simple treatment, and high therapeutic effects while taking into consideration the environment and the physical condition of the trainee.
上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載した上肢リハビリテーション訓練システムにより解決することができる。 The above problem can be solved by the upper limb rehabilitation training system described in the claims.
請求項1記載のリハビリテーション訓練システムによれば、次のようにして上記課題を解決する。 According to the rehabilitation training system of claim 1, the above-mentioned problem is solved as follows.
トレーニンググリップに自律移動機構を備えたことにより,訓練システムがコンパクトになり低コストになる。 Since the training grip is equipped with an autonomous moving mechanism, the training system becomes compact and low cost.
また,トレーニンググリップに自律移動機構を備えたことにより,テーブル上で被験者自らがトレーニンググリップを動かす際,従来の訓練と同様に上腕に負荷を与えて行う訓練(抵抗運動)ができると同時に,訓練介助を受けながらトレーニンググリップを動かすこともでき,治療効果の高い上肢運動機能のリハビリテーション訓練を行うことができる。 In addition, since the training grip is equipped with an autonomous movement mechanism, when the subject himself moves the training grip on the table, he / she can perform training (resistance exercise) by applying a load to the upper arm as in the conventional training. The training grip can be moved while receiving assistance, and rehabilitation training of the upper limb motor function with high therapeutic effect can be performed.
請求項2記載のリハビリ訓練システムによれば、自律移動機構に安全性を高める装置を備えたことにより,暴走などの不測の事態を避けることができ,安全に訓練を行うことができる。 According to the rehabilitation training system according to claim 2, by providing the autonomous moving mechanism with a device for enhancing safety, an unexpected situation such as a runaway can be avoided, and the training can be performed safely.
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、被験者5が訓練手でトレーニンググリップ2を保持しながら,あるいは保持機構を利用して訓練手をグリップ6に保持した状態で,ディスプレィ4に映し出された訓練メニューを見ながら,テーブル上でトレーニンググリップ2を動かしながらリハビリテーション訓練を行う様子である。訓練メニューとして,上腕に負荷を与えて行う訓練(抵抗運動)を実施することにより,肩関節の可動域訓練,上腕二頭筋・上腕三頭筋の筋力強化,屈筋群と伸筋群の協調性の向上,全身の持久力向上などの訓練が行える。 FIG. 1 shows a state where a subject 5 holds a training grip 2 with a training hand, or holds a training hand on the grip 6 using a holding mechanism, while watching a training menu displayed on the display 4. It is a state that rehabilitation training is performed while moving the training grip 2. As a training menu, exercise (resistance exercise) is performed by applying a load to the upper arm, so that the range of motion of the shoulder joint is strengthened, the strength of the biceps and triceps is strengthened, and the flexors and extensors are coordinated. Training such as improvement of sex and endurance of the whole body can be performed.
本発明のリハビリテーション訓練システム1は、次のような特徴を持つ。
1) 省スペース・低コストである。
本発明の訓練システム1は,市販ゲーム機に外部コントローラとして接続できるトレーニンググリップ2から構成されるので,トレーニンググリップ2とゲーム機専用訓練プログラムに開発ターゲットを絞ることで,コンパクト化,低コストが図れる。
The rehabilitation training system 1 of the present invention has the following characteristics.
1) Space saving and low cost.
Since the training system 1 of the present invention is composed of a training grip 2 that can be connected to a commercially available game machine as an external controller, the development target can be narrowed down to the training grip 2 and the training program dedicated to the game machine, thereby reducing the size and cost. .
2) 持ち運びが可能である。
トレーニンググリップ2と訓練プログラムを持ち運ぶだけで,市販のゲーム機が備わった場所であれば,利用が可能である。在宅での訓練の他,リハビリテーション訓練室,病室,介護施設での利用も可能である。
2) Carryable.
Just carry the training grip 2 and the training program, and you can use it anywhere that has a commercially available game machine. In addition to home training, it can also be used in rehabilitation training rooms, hospital rooms, and nursing homes.
3)構造的に安定している。
低重心の構造を採用することで,安定性が確保されている。
3) Structurally stable.
By adopting a low center of gravity structure, stability is ensured.
4)安全面が配慮されている。
トレーニンググリップ2の自律移動機構に用いるアクチュエータ9の駆動力を,磁気カップリング11を用いて駆動輪12に伝達する機構を備えることで,アクチュエータのトルクを容易に制限することが可能となる。これにより,トレーニンググリップ2の不測な暴走などを回避できることから安全性が配慮されている。また,安定性を高めた低重心構造とすることで,転倒防止の安全性が配慮されている。
4) Safety is taken into consideration.
By providing a mechanism for transmitting the driving force of the actuator 9 used for the autonomous movement mechanism of the training grip 2 to the driving wheel 12 using the magnetic coupling 11, the torque of the actuator can be easily limited. As a result, the safety of the training grip 2 can be avoided because it can avoid an unexpected runaway. In addition, the low center-of-gravity structure with improved stability gives consideration to the safety of falling.
5)反力提示による力覚フィードバックが可能である。
トレーニンググリップ2は,図2に示すように以下の4つから構成される。
(1)全方位移動機構(例えば,駆動輪12にオムニホイールを用い,アクチュエータ9と磁気カップリング11と駆動輪12の配置を工夫することで実現できる。)
(2)アクチュエータ9と駆動輪12の間に装着した磁気カップリング11を有する駆動系
(3)患者5の加えた力の大きさあるいは患者5が感じる反力の大きさを計測するための力センサ7を備えたグリップ
(4)テーブル上でのトレーニンググリップ2の位置計測するための位置センサ8
制御アルゴリズムによって駆動系を制御することで,グリップ6を介して患者に反力を提示することが可能となり,これによって訓練負荷を可変することが出来るリーチングトレーニング,筋力増強トレーニングなどの訓練が可能である。同時に,制御アルゴリズムによって,グリップを介した訓練介助も可能である。
5) Force feedback by reaction force presentation is possible.
The training grip 2 is composed of the following four as shown in FIG.
(1) Omnidirectional moving mechanism (for example, this can be realized by using an omni wheel for the drive wheel 12 and devising the arrangement of the actuator 9, the magnetic coupling 11, and the drive wheel 12).
(2) A drive system having a magnetic coupling 11 mounted between the actuator 9 and the drive wheel 12
(3) A grip equipped with a force sensor 7 for measuring the magnitude of the force applied by the patient 5 or the magnitude of the reaction force felt by the patient 5
(4) Position sensor 8 for measuring the position of the training grip 2 on the table
By controlling the drive system with the control algorithm, it is possible to present a reaction force to the patient via the grip 6, thereby enabling training such as reaching training and muscle strength training that can vary the training load. is there. At the same time, training assistance through grips is possible with the control algorithm.
6)アミューズメント性がある。
画面上にはアミューズメント性のある訓練プログラムや訓練結果の表示,あるいはインターネットに接続することにより,療法士と患者の双方向通信による遠隔診断や遠隔トレーニングさらには訓練者同士のコミュニケーションの場の提供を可能とすることで,治療効果の向上とリハビリに対するモチベーションの向上が期待できる。
6) Amusement.
By displaying an amusement training program and training results on the screen, or by connecting to the Internet, remote diagnosis and remote training through two-way communication between the therapist and patient, as well as providing a place for communication between trainers By making it possible, improvement of therapeutic effect and improvement of motivation for rehabilitation can be expected.
1 上肢リハビリテーション訓練システム
2 トレーニンググリップ
3 コントローラ
4 ディスプレィ
5 被験者(患者)
6 グリップ
7 力センサ
8 位置センサ
9 アクチュエータ
10 アクチュエータ駆動回路
11 磁気カップリング
12 駆動輪
1 Upper limb rehabilitation training system 2 Training grip 3 Controller 4 Display 5 Subject (patient)
6 Grip 7 Force sensor 8 Position sensor 9 Actuator 10 Actuator drive circuit 11 Magnetic coupling 12 Drive wheel
Claims (2)
前記上肢リハビリテーション訓練システムは,トレーニンググリップと,それを制御するコントローラと,訓練プログラムを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする上肢リハビリテーション訓練システムであって,
前記上肢リハビリテーション訓練システムのトレーニンググリップは,自律移動機構と,グリップの現在位置を検知する位置検知手段と,被験者がトレーニンググリップを動作する力を検知する上肢動作力検知手段とを備えたことを特徴とする上肢リハビリテーション訓練システム。 An upper limb rehabilitation training system in which a subject can perform rehabilitation training by freely moving a training grip on a fixed board,
The upper limb rehabilitation training system is an upper limb rehabilitation training system comprising a training grip, a controller for controlling the training grip, and a display means for displaying a training program,
The training grip of the upper limb rehabilitation training system comprises an autonomous movement mechanism, a position detection means for detecting the current position of the grip, and an upper limb movement force detection means for detecting the force with which the subject operates the training grip. The upper limb rehabilitation training system.
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