JP2008504877A - 歩行および平衡訓練装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、概して理学療法の方法および装置に関し、特に、患者が歩行、平衡および到達運動を行うのを支援する電動理学療法装置に関する。
現在、歩行訓練を行うには2つの手法がある。すなわち、完全に人手による手法と装置を用いる手法とである。人手による療法では、療法士は、患者が転倒しないようにすることおよび訓練中に矯正力を加えることの両方の目的のために歩行ベルトを使用する。この方法は、今日一般的に実施されているが、これには以下の問題がある。すなわち、この方法は、安全ではなく、厄介であり、安全性のために2人以上の療法士が必要であることが多く(そのため費用がかかり)、長時間持続することが困難であり、かつ患者の脚に対する十分な接触を制限する。
本発明の一態様によれば、理学療法装置の基部には、患者に取付可能な骨盤支持ユニットと、患者に取付可能な胴支持ユニットと、が結合される。骨盤支持ユニットは、少なくとも第1角または並進関節を通して基部に結合される。胴支持ユニットは、第1関節からは独立した第2関節を通して基部に結合される。
本発明の一態様によれば、ボディハーネス、応答支持システムおよびホイールを含む、歩行および平衡訓練装置が提供される。患者は、応答支持システムに接続される骨盤ハーネスと胴ハーネスとを着用し、応答支持システムの地面に対する動きは、ホイールのうちの少なくとも2つによって制御される。応答支持システムは、数度の能動および受動自由度により歩行中の背中および骨盤の移動に適応するように設計される。これの目的は、自然な歩行パターンを可能にすることと、訓練に平衡訓練を組み込むことと、である。本発明による装置は、比較的弱い患者のために適当な姿勢を維持することができ、かつそれら患者の、療法士が選択する大きさの体重を支持することができる。
本装置は、歩行および平衡訓練の過程で通常行われる種々の作業(task)で療法士を支援することができる。これら作業は、装置の動作モードに対応し、それらのうちのいくつかは、制御ユニット301のユーザインタフェース(図示せず)を介して明示的に選択することができ、他は、知覚情報に基づいて透過的に呼び出される。これらモードには以下が含まれる。
本装置は、患者の動きおよび力に応じて並進および回転の両方を含む移動をする。上述したさまざまなセンサを使用して、所望の方向において移動または回転する患者の意図を示す、患者の動きまたは力が確定され、ホイールモジュール400は、所望の方向における患者の動きを可能にするように命令される。別法として、装置の動きは、ローカルでまたはリモートでの、キーボード、他のグラフィカルユーザインタフェース、ジョイスティックまたは他の入力装置による、療法士のコマンドに応じてもよい。
上述したセンサを用いて療法士によって制御される骨盤支持具800および胴支持具600を使用して、患者の姿勢を位置合せするために必要な力およびトルクが提供される。図15に一連の動作を示す。ステップ1500において、療法士は、装置を、力が加えられない遊動モードにする。それが確立されると、療法士は、1502において、患者の胴を位置合せする。次に、装置は、1504において、胴および骨盤が適所に保持される堅固支持モードに入れられる。1506において、療法士は、患者を解放する。1508において、制御ユニットは、患者に加わっている補強力を徐々に低減し始める。それは、患者の所望の姿勢が許容できる限界内で維持されていると検知する限り続く。
このモードでは、装置(制御ユニット301にロードされている事前に記録された訓練プログラムにより、自動で)または療法士は、患者が直立にまたは一定の姿勢であり続ける能力を喚起するように意図された力を導入する。装置は、これを、患者が静止している時にホイール400を移動させることにより、または歩行中にそれらの速度を変化させることにより達成することができる。さらに、これを、療法士に制御されるまとまった力を加えることにより胴支持機構によって達成することができる。別法として、療法士は、患者が平衡を維持することができない場合に装置が患者を受け止めることを知った上で、患者を種々の位置で単純に押すかまたは引くことができる。
このモードでは、胴および骨盤支持機構は、胴の直立向きを維持するために、復帰力を加える。支持の堅さは、療法士が完全に堅い状態から0まで調整可能である。
骨盤ユニット800と協働する胴支持具600の安全機能は、胴および骨盤の偏位の範囲である、患者の「安全円錐(cone of safety)」を実施することによって達成される。これを、図16において極度に単純にかつ概略的に1600で示す。この範囲の境界1602において、胴支持システム600は、転倒を防止する、制御ユニット301によって通信されるような制約を加える。円錐状立体1600の表面1602は、許容可能な偏位の範囲を表す。図16では、胴取付点601のZ軸上におけるその最適な位置からの典型的な離脱を示し、それは、一実施形態では、胴ユニット制約をトリガせず、別の実施形態では、完全には満たない堅さの制約が加えられるようにする。
このモードでは、骨盤支持具800は、患者が床に転倒しないようにし、患者を柔軟に受け止める。降下の速度は、安全かつ快適なレベルになるように制御される。
本装置は、体重が支持される訓練を容易にするために、療法士が指定する大きさの患者の体重を柔軟に徐荷する。
本装置は、体力訓練のために歩行の方向に療法士が調整可能な量の抵抗を加える。
このモードでは、本装置は、患者が転倒し得ないことを確実にすることにより、かつ体重支持を提供することにより、着座・起立訓練を容易にする。
さらに別の動作モードには、患者を着座位置、たとえば車椅子から装置内に移動することが含まれる。これは、着席した患者に接続するため十分低くなり、かつ患者を完全に持ち上げるために十分強度な持上げ機構を利用する。骨盤支持ユニット800のアーム803は、患者を横方向に「移動させる」ことができるように、じゃまにならないように(ピン807Aを取り除くことによる等)旋回することができる。
Claims (25)
- 理学療法訓練装置であって、
基部と、
患者の骨盤に取り付けられる骨盤支持ユニットであって、少なくとも第1関節を通して該基部に結合される、骨盤支持ユニットと、
該患者の該骨盤の上方の位置において該患者の胴に取り付けられる胴支持ユニットであって、該第1関節とは無関係な少なくとも第2関節を通して該基部に結合される、胴支持ユニットと、
を具備する、理学療法訓練装置。 - 前記基部が、地面または床に対して可動である、請求項1に記載の理学療法訓練装置。
- 前記基部が、前記地面または床に亙って並進するようにかつ該地面または床に亙って方向を変更するように動作可能である、請求項2に記載の理学療法訓練装置。
- 前記基部が、前記患者によって加えられるかまたはもたらされる力および動きに応じて前記地面または床に対して移動するように動作可能である、請求項2に記載の理学療法訓練装置。
- 体重支持機能を提供する、請求項1に記載の理学療法訓練装置。
- 前記胴支持ユニットが、前記第1関節の周囲に選択された大きさのトルクを加えるように動作可能なアクチュエータを含む、請求項1に記載の理学療法訓練装置。
- 前記胴支持ユニットが、前記トルクを測定する少なくとも1つのセンサをさらに含み、
トルク信号を受け取るために該センサに結合された制御ユニットをさらに含む、請求項6に記載の理学療法訓練装置。 - 前記胴支持ユニットが、前記基部に該胴支持ユニットを結合する入れ子支柱を含み、該入れ子支柱が、該胴支持ユニットから前記骨盤支持ユニットまでの距離を増大または低減するように動作可能である、請求項1に記載の理学療法訓練装置。
- 前記骨盤支持ユニットが、前記患者の歩行の方向に対して横切る動きを可能にするように連接する、請求項1に記載の理学療法訓練装置。
- 前記骨盤支持ユニットが、前記骨盤の回転を可能にする、請求項1に記載の理学療法訓練装置。
- 前記骨盤支持ユニットが、前記骨盤の少なくとも1つの軸の周囲の回転を測定する少なくとも1つのセンサをさらに含み、
最後の該回転を符号化する信号を受け取るために該センサに結合された制御ユニットをさらに含む、請求項10に記載の理学療法訓練装置。 - 前記骨盤支持ユニットが、回転の軸の周囲のトルクを測定する少なくとも1つのセンサをさらに含み、前記制御ユニットが、該センサによって検知される該トルクを符号化する信号を受け取るために該センサに結合される、請求項10に記載の理学療法訓練装置。
- 制御ユニットと、
前記第1関節の周囲のトルクまたは角変位を検知する前記胴支持ユニットの少なくとも1つのセンサであって、前記制御ユニットが、最後の該トルクまたは角変位を符号化する信号を受け取るために該センサに結合される、少なくとも1つのセンサと、
該第1関節の周囲に選択されたトルクを加える該胴支持ユニットの少なくとも1つのアクチュエータであって、該信号に応じて作動されるように該制御ユニットに結合され、該制御ユニットが、定期的に該信号を監視しかつ該符号化されたトルクまたは角変位を基準と比較し、該制御ユニットが、前記患者の転倒を軽減するように該符号化トルクまたは角変位とは反対のトルクを加えるように該アクチュエータを作動する、少なくとも1つのアクチュエータと、
をさらに具備する、請求項1に記載の理学療法訓練装置。 - 理学療法訓練装置であって、
基部と、
患者の骨盤に取り付けられる骨盤支持ユニットであって、該基部に結合され、かつ該基部に対して垂直方向において該骨盤支持ユニットに力を選択的に加える第1アクチュエータを有する、骨盤支持ユニットと、
該患者の該骨盤の上方の位置において該患者の胴に取り付けられる胴支持ユニットであって、該基部に結合され、かつ該基部に対して少なくとも1つの軸を中心に作動可能な電動関節を有し、該関節が該骨盤支持ユニットの該第1アクチュエータから独立している、胴支持ユニットと、
該骨盤支持ユニットおよび該胴支持ユニットと関連し、該基部に対する該骨盤支持ユニットおよび該胴支持ユニットの空間位置を検知するセンサと、
該基部に対して該骨盤支持ユニットおよび該胴支持ユニットに力またはトルクを選択的に加えるように、該センサと、該骨盤支持ユニットの該第1アクチュエータおよび該胴支持ユニットの該電動関節と、に結合される制御ユニットと、
を具備する、理学療法訓練装置。 - 前記骨盤支持ユニットの前記第1アクチュエータがまた、前記基部に対して垂直方向に前記胴支持ユニットに選択的に力を加えるように、該胴支持ユニットにも結合される、請求項14に記載の理学療法訓練装置。
- 前記基部が、直立支持アームを含み、側方ユニットが、該直立支持アームから水平に延在し、かつ前記骨盤支持ユニットに取り付けられ、前記第1アクチュエータが、該支持アームに対して該骨盤支持ユニットおよび該側方ユニットに垂直力を加えるように、該側方ユニットを該支持アームに結合する、請求項14に記載の理学療法訓練装置。
- 前記骨盤支持ユニットの前記第1アクチュエータが、前記制御ユニットにより、重力とは反対の選択された大きさの垂直力を加えるように動作可能である、請求項14に記載の理学療法訓練装置。
- 前記胴支持ユニットの前記電動関節が、前記制御ユニットにより、選択された角方向において関節の軸の周囲に選択された大きさのトルクを加えるように動作可能である、請求項14に記載の理学療法訓練装置。
- 前記骨盤支持ユニットが、前記患者の前記骨盤の周囲に取付可能な可撓性骨盤ハーネスを含む、請求項14に記載の理学療法訓練装置。
- 前記胴支持ユニットが、前記患者の胴の上部に取付可能な可撓性胴ハーネスを含む、請求項14に記載の理学療法訓練装置。
- 前記骨盤支持ユニットが、前記胴ハーネスから分離している可撓性骨盤ハーネスを含み、該骨盤ハーネスが、前記患者の前記骨盤の周囲に取付可能である、請求項20に記載の理学療法訓練装置。
- 理学療法装置であって、
基部と、
該基部に結合され、かつ患者の胴の上部に取付可能な胴支持システムであって、該基部に対し少なくとも2つの動きの軸の周囲で作動可能な少なくとも1つの電動関節を有する、胴支持システムと、
該胴支持ユニットに関連し、該胴支持ユニットの空間位置を検知するセンサと、
該センサおよび該少なくとも1つの電動関節に結合された制御ユニットであって、選択された角方向において一方または両方の回転の軸の周囲に選択された大きさのトルクを選択的に加える、制御ユニットと、
を具備する、理学療法装置。 - 理学療法歩行訓練装置であって、
可動基部と、
該基部に取り付けられ、かつ独立して作動可能な電動操舵アクチュエータおよび転動アクチュエータを有する少なくとも2つの電動ホイールモジュールと、
該基部によって支持され、かつ少なくとも垂直軸を中心に連接可能である患者支持ユニットであって、該患者支持ユニットに関連する少なくとも1つのセンサが、該基部に対する該患者支持ユニットの空間位置を検知する、患者支持ユニットと、
該少なくとも1つのセンサおよび該電動ホイールモジュールに結合された制御ユニットであって、当該装置が該患者の所望の移動の方向に一致する方向に移動するように、該患者支持ユニットからの信号に応じて、該電動ホイールモジュールの回転および操舵を制御する、制御ユニットと、
を具備する、理学療法歩行訓練装置。 - 理学療法訓練装置であって、
直立支持アームを含む基部と、
該支持アームに対して垂直な方向に変位可能な側方ユニットと、
患者の骨盤に取付可能でありかつ該側方ユニットによって支持される骨盤支持ユニットと、
該骨盤支持ユニットの上方の位置において患者の胴に取付可能である胴支持ユニットであって、該側方ユニットによって支持される、胴支持ユニットと、
該側方ユニットを該支持アームに結合する平方四辺形リンク機構であって、該骨盤支持ユニットおよび該胴支持ユニットの横方向の移動を可能にする、平方四辺形リンク機構と、
を具備する、理学療法訓練装置。 - 理学療法訓練装置であって、
基部と、
患者の骨盤に取付可能であり、該患者の体重の選択された一部を垂直方向に支持する骨盤支持ユニットと、
該骨盤支持ユニットを該基部に結合する平方四辺形リンク機構であって、該患者の骨盤の、垂直方向に対して直行する平面における回転を可能にする、平方四辺形リンク機構と、
を具備する、理学療法訓練装置。
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