JP2013128736A - 水平・垂直ディスプレイを用いた上肢・下肢リハビリ訓練装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視覚により情報を得ながら、目標の位置に手先を伸ばす動作を行う場合を考える。視覚の座標で表された目標へ到達するには、脳の中で視覚座標から運動座標に変換し、腕の運動を制御する必要がある。脳卒中ではこれらを妨げる身体図式障害や視空間性障害が出現することがある。これらの障害に対応できるリハビリテーションシステムを提供する。
【解決手段】図８に示すように、リハビリ訓練テーブルにディスプレイを埋め込むことにより、視覚情報の脳の中での垂直から水平への座標変換の必要を無くす。埋め込み型ディスプレイを見ながらリハビリ訓練システムの把持部を動かし、脳卒中等で障害を受けた上肢の運動の再学習を行う。また、訓練テーブルにディスプレイを埋め込み、さらに訓練テーブルに垂直なディスプレイも導入し、垂直ディスプレイが遠景を表し，水平ディスプレイが近景を表すという方法も提案。
【選択図】図８

Description

本発明は、リハビリテーションや運動機能回復訓練など医療、福祉分野において使用される高い訓練効果を有するリハビリ訓練装置に関する。

我が国の脳卒中の患者総計は国内約１４０万人と推定され、高齢化および救命率の向上に伴い更なる増加が懸念される。脳卒中等の患者の多くは四肢に運動機能に障害を有する。リハビリテーションを続ければ症状が改善する患者も、現状の医療・福祉のリハ環境下では必ずしも治療を十分に受けることができず、日常生活活動（ＡＤＬ）の自立に至らないことが問題になっている（非特許文献１）。

脳の可塑性発現は、その体部位の使用頻度に依存するという多くの報告があり，麻痺の回復には麻痺した上肢・下肢の自発的な運動量を増やすことが必要である．しかし，現状ではセラピストの人手不足等のため，上肢・下肢機能訓練を長時間行うことできない．そこで，訓練後に自主訓練プログラムを実施することもあるが、訓練内容が限られたものとなっている。一方，バーチャルリアリティ技術を応用した上肢・下肢リハビリテーション支援システムは，ゲーム性が高く，様々なプログラム設定が可能であり，手軽に長時間の訓練が可能である（非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４）。

最近慢性期の患者に対しても、脳の可塑性を前提とした積極的な治療的介入が行われている。例えば、繰り返しのリーチング運動等で、運動の再学習が得られることが脳卒中片麻痺患者に対する臨床評価で示されている（非特許文献５）。しかし、医療保険等の制度上の問題もあり、現状の医療機関での上肢リハビリでは、量的（訓練時間・入院期間・訓練期間）に十分とはいえない。これらの問題点に対して、訓練効果の患者への定量的表示や、ゲーム的要素等も取り入れ、モチベーションの維持をさせながら繰り返し長時間訓練が可能な装置の開発が望まれている。

ロボット技術を用いて最初に上肢リハビリ訓練装置として実用化したのは、米国ＭＩＴの上肢リハ装置（特許文献１）である。この装置は、脳卒中による上肢片麻痺患者の運動機能回復を主目的とするものであり、患者はロボットアーム先端の操作部を握り、ディスプレイ画面の指示に従って自らの意思で上肢を繰り返し動かす内に、脳の可塑性により運動が再学習されると言う、ニューロリハビリテーションの考えに基づく装置である。しかし、アームの動きはダイレクトドライブモータで駆動されているため、モータの制御ソフト、訓練ソフト等にバグ、あるいはセンサー、制御装置等に故障があると、モータが暴走し、重大な事故を起こす恐れがある。暴走による事故を防止するため、装置には種々の安全対策が取られ、また信頼性の高い高価な部品が使われており、非常に高価な装置となっている。さらに、制御ソフトや訓練ソフトのバグを防ぐため、ソフトが固定化され、新規ソフトの開発が難しいという問題点もある。

サーボモータなどアクティブなアクチュエータを力発生部に用いた力覚提示システムが、多数開発されている。例えば、ＦＣＳコントロールシステムズ社製のハプティックマスター（ＨａｐｔｉｃＭａｓｔｅｒ）（非特許文献６）は、３台のサーボモータを用いており，回転関節および直動関節を用いた３次元の力覚提示システムである。力覚提示システムは、上肢リハビリ支援システムとしても用いることができ，ハプティックマスターを用いた上肢リハビリ支援システムに関する研究が多く行われている。

この他、商用および研究用を含め、モータ、油空圧等のアクチュエータを用いたリハビリ支援システムは数多く研究開発されている（特許文献２、非特許文献７）。非特許文献７のシステムは、上肢リハビリ支援システムのみならず、下肢のリハビリ支援にも適用可能である。

触力覚提示システムの力発生部にモータ等のアクチュエータを用いた場合、故障や暴走など不慮の事故により操作する人間に危険が及ぶ可能性がある。また、電気的、あるいはソフトウェア的に対策を施すことで安全性を高めることは可能であるが、装置やシステムが高価となる上、完全に危険性を排除することは難しい。そこで，アクチュエータレベルで安全性が確保できる機能性流体アクチュエータが開発されている（非特許文献８）。機能性流体アクチュエータは、機能性流体クラッチとその駆動部からなる。さらに、機能性流体アクチュエータを用いた上肢リハビリ支援システムが研究開発されている（非特許文献９）。

機能性流体としては、電場でそのレオロジー特性が制御できるＥＲ流体（非特許文献４）や、磁場でそのレオロジー特性が制御できるＭＲ流体（非特許文献４）、ナノ粒子ＭＲ流体（非特許文献１０）などが使われる。

これに対し、ブレーキ等のパッシブ型力発生部を用いた触力覚提示システムは、操作者の加えた力に対する抗力のみを提示するため、誤って装置が操作者に危害を加える可能性はない。特許文献３に機能性流体を用いた触力覚提示システムの一例が示されている。

このような、パッシブ型力発生部を用いた触力覚提示については、斉藤らのパウダークラッチを用いた触力覚提示システム（非特許文献１１）の研究を行っている。このシステムは、１台のパウダークラッチを用いて１次元の力覚を提示している。また、古荘らは粒子系ＥＲ流体ブレーキを２台用いた２次元のパッシブ型力覚提示システム（非特許文献１２）を研究開発した。

しかし、パッシブ型力発生部の発生できる力には制限があるため、ある自由度の力覚を実現するために必要最小限の数の力発生部しか用いていない場合、提示できる触覚、力感覚に制限が生じる。

これに対し、ある自由度の力覚を提示するために最小限必要の数よりも多い冗長な数のパッシブ型力発生部を用いることで、最小限必要な数しか用いていない場合には提示できない精密な触覚、力感覚を提示することができる。

このような冗長個数のパッシブ型力発生部を用いた触力覚提示システムとして、冗長個数の電磁ブレーキを用いたＤａｖｉｓおよびＢｏｏｋらのＰＴＥＲがある（非特許文献１３）。

また、ＥＲ流体ブレーキ（クラッチを含む）、ＭＲ流体ブレーキ（クラッチを含む）を冗長個数用いた力覚提示システムが提案されている（特許文献４、非特許文献１４）．

触力覚提示システムは、実世界において体験する触覚、力感覚の頻度の高いものに対して、優れた触力覚提示性能を持つことが要求される．最も基本的なものとして、運動方向の逆方向の力覚を提示する場合がある。例えば、粘性場における運動を実現する際には、常に運動方向の逆方向の力覚を提示する必要がある。この問題は、上記で述べたように、冗長個数のブレーキを導入することによって可能である。

さらに、触力覚提示システム、リハビリ支援システムに、冗長個数のブレーキを導入することなくこの問題を解決する方法が提案されている（特許文献５、特許文献６）。特許文献６では、さらに、パウダーブレーキ、パウダークラッチを、２次元のパッシブ型力覚提示システム、リハビリ支援システムに導入する方法が提案されている。

リハビリの訓練面を２次元平面のテーブルとし、テーブルを傾けることによって準３次元的な上肢のリハビリが可能なシステムを、準３次元上肢リハビリ支援システムと呼ぶ（非特許文献３）。その一例を図１に示す。図１において、訓練テーブルより上の部分と、訓練テーブルを下にある見えない部分の両者を表すため、訓練テーブル１を破線で示している。図に示すように、訓練者は、把持部２を握り、ディスプレイ３を見ながらリハビリ訓練を行う。また、訓練テーブルを傾斜させるための回転軸を一点鎖線Ａ−Ｂで示す。また、訓練テーブルを傾斜させるための回転軸を中央近くに配置した場合の回転軸を一点鎖線Ａ’−Ｂ’で示す。準３次元上肢リハビリ支援システムにおいては、ある傾斜角度に固定して上肢のリハビリを行うが、訓練メニューに応じて動作面の傾斜角を変えることが可能である。これにより、高い位置の物を取る動作や、低い位置の物を取る動作（食事動作など）の動作の訓練などを行うことができ、日常生活動作（ＡＤＬ）の向上につながる。

図１のリンク５は、図２に示すように、プーリー６に接続されており、リンク５が回転するとプーリー６も回転する。また、リンク７は、図２に示すように、プーリー８に接続されており、リンク７が回転するとプーリー８も回転する。ただし、プーリー６、プーリー８は、破線１で示すリハビリ訓練テーブル１の下にある。すなわち、把持部２を訓練テーブル上で動かすとき、平行リンク機構および２重軸を介してプーリー６、プーリー８が回転する。

図２は、訓練テーブル１の上部と下部を接続する２重軸の断面図を示す。訓練テーブル１に二重軸が取り付けられている。リンク５とプーリー６は、二重軸の外軸１０と一体化されており、リンク５が回転すると、プーリー６が回転する。リンク７とプーリー８は、二重軸の内軸９と一体化されており、リンク７が回転すると、プーリー８が回転する。

力発生部にブレーキ等のパッシブ型力発生部を用いる場合について最初に述べる。プーリーの回転は、ベルト、ワイヤー等を介してブレーキに伝達される。プーリー６，８の代わりに、リンク機構や歯車等を介してブレーキに伝達されることもある。また、二重軸の内軸９とブレーキがダイレクトに接続されていることもある。また、二重軸の外軸１０とブレーキがダイレクトに接続されていることもある。

次に、アクティブな力発生部、すなわちアクチュエータを用いる場合について述べる。プーリーの回転は、ベルト、ワイヤー等を介してアクチュエータに伝達される。プーリー６，８の代わりに、リンク機構や歯車等を介してアクチュエータに伝達されることもある。また、二重軸の内軸９とアクチュエータがダイレクトに接続されていることもある。また、二重軸の外軸１０とアクチュエータがダイレクトに接続されていることもある。

図３に、上肢リハビリ支援システムを横から見た図を示す。訓練テーブルにほぼ垂直にディスプレイ３が取り付けてあり、患者はこのディスレイを見ながら把持部２を動かし、リハビリ訓練を行う。訓練テーブルの角度は、固定のものや可変のものがある。図３は訓練テーブルの角度が回転軸１２周りで回転可能の場合であり、エアダンパー１３が取り付けられている。また、訓練テーブルの高さが固定のものや可変のものがある。図１３は、上下動する基台１４によって訓練テーブルの高さが可変の場合であり、エアダンパー１５が取り付けられている。

図４に、下肢リハビリ支援システムを上から見た図を示す。下肢リハビリ支援システムの訓練テーブルの高さは、床面とほぼ同じ高さにある。患者は、このテーブルの上に足を置き、下肢リハビリ訓練用のアーム先端１７に取り付けられたスリッパ・サンダル状の装着具１９を履いて、訓練テーブルにほぼ垂直に取り付けられたディスプレイ１８を見ながら、アーム先端１７を動かして下肢のリハビリ訓練を行う。

図５にパウダーブレーキの基本構造を示す。図中の符号２２はパウダーを示し、符号２３は、磁場を発生するためのコイルを示す。符号２４はパウダーブレーキの回転軸を示す。符号２５はパウダーブレーキのハウジングを示す。コイル２３に電流を流すことによって回転軸２４とハウジング２５の間にブレーキトルクが発生する。また、図６にパウダークラッチの基本構造を示す。符号２６はパウダークラッチの１つの回転軸を示し、符号２７はパウダーブクラッチのもう１つの回転軸を示す。コイル２８に電流を流すことによって回転軸２６と回転軸２７の間でトルクが伝達される。これらは、本発明で使用できるパッシブ型力発生部として使用できる。

本発明で使用できるパッシブ型力発生部としては、機能性流体を用いた機構もある．図７は，ＥＲ流体またはＭＲ流体など，外的な場（電場，磁場）によってレオロジー特性の変化する機能性流体を用いたパッシブ型力発生部の例を示す．図７は、その断面図を示している．図７（ａ）には円筒タイプ，図７（ｂ）には円盤タイプを示す．本体２９と出力円筒部３０または出力円盤部３１の間隙に機能性流体３２が充填される．機能性流体３２に印加する外的な場（磁場あるいは電場）を変化させることで，出力円筒部３０または出力円盤部３１に取り付けられた出力接続部３３にブレーキトルクが発生する．出力円筒部３０または出力円盤部３１は，多重円筒，または多重円盤とすることで，発生力を増大させることができる．

Ｈｏｇａｎ，ｅｔ ａｌ．：Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｔｈｅｒａｐｉｓｔ、米国特許第５，４６６，２１３号請求書（ＭＩＴ） リハビリテーション装置及びリハビリテーション方法、（特願２００９−０２７７７２）特開２００９−１３１６４７（モトリカ社） 古荘、他：仮想現実感装置 特許番号３５８５４９８ 古荘、他：パッシブ型力覚提示装置、特許番号３８１９６３６ 古荘：「触力覚提示システム」、特願２０１０−１３５５３ 古荘：「機能性粒子を用いた触力覚提示システム」、特願２０１０−５１０６１

里宇、他（編集主幹）：（先端医療シリーズ３６）リハビリテーション医学の新しい流れ、先端医療技術研究所（２００５） 古荘，他：（解説）上・下肢リハビリテーション，福祉機器へのロボット技術の適用，総合リハビリテーション，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．５，ｐｐ．４３９−４４５（２００７）． 古荘，他：（解説）ロボット・ＶＲおよび理学療法の技術を取り入れた上肢リハビリ支援システムによる訓練とその脳活動を含む評価，バイオメカニズム学会誌，Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．２，ｐｐ．１０９−１１６（２００９） 古荘、他：（解説）ＥＲ流体・ＭＲ流体を用いたリハビリ支援システム、日本フルードパワー学会誌、Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１，ｐｐ．１２−１５（２０１１） 小澤、古荘、他：脳卒中片麻痺患者に対する上肢リハビリテーション支援システムＰＬＥＭＯ−Ｐ３の研究開発（運動機能評価・訓練および実用化機の開発に向けた検討），日本機械学会論文集、Ｃ編，ｐｐ．７６−７６２，ｐｐ．３２３−３３０（２０１０）． Ｖａｎ ｄｅｒ Ｌｉｎｄｅ Ｒ．Ｑ．，ｅｔ ａｌ．："Ｔｈｅ ＨａｐｔｉｃＭａｓｔｅｒ，ａ Ｎｅｗ Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｈａｐｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ"、 Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ Ｅｕｒｏｈａｐｔｉｃｓ ２００２、１−５、（２００２） 酒井医療機器株式会社製品総合カタログ（平成２３年度版）、ｐｐ．１５、感覚運動機能検査訓練装置「キネステージ」（２０１１） 古荘、他：（解説）機能性流体を用いたウェアラブルパワーアシストシステム（安全性に関する国際・国内基準に基づく研究開発），日本フルードパワーシステム学会，フルードパワーシステム第３４巻，第５号ｐｐ．１２１−１２７（２００３）． 古荘，他：三次元上肢リハビリ訓練システムの開発（第１報），日本ロボット学会誌，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．５，ｐｐ．１２３−１３０（２００５）． Ｎｏｍａ，Ａｂｅ，Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｆｕｒｕｓｈｏ，Ｎａｉｔｏ：Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｆｅ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｒｃ−ｐｌａｓｍａｍｅｔｈｏｄ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．３２２，ｐｐ．１８６８−１８７１，（２０１０） 斉藤、他："パッシブな力覚提示手法−パウダークラッチを用いた力覚提示装置−"、日本機械学会ロボティクス、メカトロニクス講演会’９８講演論文集ＣＤ−ＲＯＭ、２ＡＩＩ１−６、（１９９８） Ｆｕｒｕｓｈｏ，Ｊ．，ｅｔ ａｌ．： Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＥＲ ｂｒａｋｅ ａｎｄ ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｐａｓｓｉｖｅ ｔｙｐｅ ｆｏｒｃｅ ｄｉｓｐｌａｙ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．７／８，ｐｐ．４２５−４２９，（２００２） Ｄａｖｉｓ，Ｈ．ｅｔ ａｌ．："Ｔｏｒｑｕｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａ Ｒｅｄｕｎｄａｎｔｌｙ Ａｃｔｕａｔｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ"、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ｐｐ．９５９−９６３、（１９９７） 原口，金，古荘：冗長個数のＥＲ流体ブレーキを用いた２次元上肢リハビリ支援装置に関する基礎研究（第１報），日本機械学会論文集（Ｃ編），Ｖｏｌ．７６，Ｎｏ．７６１，ｐｐ．１４２−１５０，（２０１０） 脳科学大事典（編集：甘利、外山）、朝倉書店、ｐｐ．６４３、（２０００）

ヒトが、視覚により情報を得ながら、目標の位置に手先を伸ばす動作（リーチング動作）を行う場合を考える。視覚の座標で表された目標へ到達するには、脳の中で視覚座標から運動座標に変換し、腕の運動を制御する必要がある（非特許文献１５）。脳卒中ではこれらを妨げる身体図式障害や視空間性障害が出現することがある。

従来のディスプレイを用いた上肢リハビリ支援システムでは、図１、図３に示すように、把持部の運動面である訓練テーブルの面に対して垂直のディスプレイ３が用いられており、レベルの高い身体認識および空間認識が必要な活動となる．すなわち、身体図式障害や視空間性障害が出現した患者にとっては、訓練テーブルの面に対して垂直のディスプレイを用いたシステムによるリハビリ訓練は難易度の高いものとなる。

また、従来のディスプレイを用いた下肢リハビリ支援システムでは、図４に示すように、把持部の運動面である訓練テーブルの面に対してほぼ垂直なディスプレイ１８が用いられている（非特許文献７）。すなわち、身体図式障害や視空間性障害が出現した患者にとっては、訓練テーブルの面に対して垂直のディスプレイを用いたシステムによるリハビリ訓練は難易度の高いものとなる。

また、脳卒中による左大脳半球障害では，角回に障害が及んだ場合に視覚に関する回転イメージの障害が出現することがある．そこで、このような場合、訓練テーブル面に対して垂直なディスプレイを用いたリハビリ支援システムによりリハビリテーションを行う際には，回転イメージの障害が，リハビリテーションの経過に悪影響を及ぼすことが想定される．

図８に示すように、上肢リハビリ訓練テーブルにディスプレイ３４を埋め込むことにより、視覚情報の脳の中での垂直から水平への座標変換の必要を無くす。ディスプレイ３４を見ながら上肢を動かし、脳卒中等で障害を受けた上肢の運動の再学習を行う。

図８のように、訓練テーブルにディスプレイ３４を埋め込むとき、アーム機構の一部４が視界を妨げる。把持部２に近いアームリンクの形状を直線から図９のリンク３５に示すような形状に変形することにより、把持部より前方の視界を良くし、リハビリ訓練を容易にする。

図１０に示すように、下肢リハビリ訓練テーブル３６にディスプレイ３７を埋め込むことにより、脳の中での視覚情報の垂直から水平への座標変換の必要を無くす。ディスプレイ３７を見ながら下肢を動かし、脳卒中等で障害を受けた下肢の運動の再学習を行う。

図１１に示すように、下肢リハビリ訓練テーブルに大型のディスプレイ３８を埋め込むことにより、脳の中での視覚情報の垂直から水平への座標変換の必要を無くし、さらに脚の運動範囲を広げる。遊脚を後方から前方へ振出し、目標の位置に遊脚の足部を移動させることは、歩行制御の上で重要である。これには、大型のディスプレイが必要である。また、目標の着地点に足部を前方に移動させることは、上肢におけるリーチング動作にあたる。

水平のディスプレイでは，視覚的な認識と実際の運動が一致するため，訓練遂行に求められる身体認識や空間認識レベルは低くなる。

上肢のリハシステムにおける水平ディスプレイ（訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）では、患者の上肢が視野に入り運動の視覚フィードバックも得られるため、高い訓練効果が期待できる．

また、下肢のリハシステムにおける水平ディスプレイ（訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）では、患者の下肢が視野に入り運動の視覚フィードバックも得られるため、高い訓練効果が期待できる．

図１２に示すように、上肢リハビリ支援システムの訓練テーブル１にディスプレイを埋め込み、さらに訓練テーブルに垂直なディスプレイ３９も導入する。垂直ディスプレイが遠景を表し，水平ディスプレイが近景を表すという使い方，或いはどちらか一方のディスプレイをメインディスプレイとしてリハビリ訓練を行い，残りのディスプレイは各種の情報を提示するサブディスプレイとする使い方などがある．

図１３に示すように、下肢リハビリ支援システムの訓練テーブル３５に大型のディスプレイ３８を埋め込み、さらに訓練テーブルに垂直なディスプレイ３９も導入する。垂直ディスプレイ３９が遠景を表し，水平ディスプレイ３８が近景を表すという使い方，或いはどちらか一方のディスプレイをメインディスプレイとしてリハビリ訓練を行い，残りのディスプレイは各種の情報を提示するサブディスプレイとする使い方などがある．

図１４は、水平ディスプレイ（訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）に表示されたジグゾーパズルを表している．訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ３４に、ジグソーパズル４０、まだ埋め込まれていない部分４１、およびこれから４１に埋め込むピース４２が描かれている。把持部２の動きと連動してピース４２は移動し，まだ埋め込まれていない部分４１にピースを埋め込む。視覚的な認識と実際の運動が一致している．

図１５は、水平ディスプレイ（訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）に表示されたリーチング訓練ソフトの一例を表している．把持部２を中央から▲１▼まで動かし（リーチング動作）、次に▲１▼から中央まで戻す（プリング動作）。これを番号順に順次行う。リーチング・プリングによる把持部の動きが水平ディスプレイ（訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）上で行われ，視覚的な認識と実際の運動が一致している．

図１６は、水平ディスプレイ（訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）に表示されたホッケーゲームを模擬したリハビリ訓練ソフトを表している。把持部２を動かすことにより黒丸で表すパック４３を打球し、敵方のゴール４４にパック４３が入ると加点される。把持部の動きが訓練面に埋め込まれた水平ディスプレイ３４上で行われ，視覚的な認識と実際の運動が一致している．

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の様態を採用することが可能である。

訓練中の上肢リハビリ支援システムの上面図 ２重軸の断面図 準３次元上肢リハビリ支援システムの側面図 下肢リハビリ支援システムの上面図 パウダーブレーキ パウダークラッチ 機能性流体ブレーキの概念図 このシステムの本体を回転可能とすると、機能性流体クラッチとなる。 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレイ）を用いた上肢リハビリ訓練システム 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレイ）を用いた上肢リハビリ訓練システム（視界を遮らないように先端アームリンク形状を直線状から曲がり型に変更） 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレイ）を用いた下肢リハビリ訓練システム 訓練テーブル埋め込み型大型ディスプレイ（水平ディスプレイ）を用いた下肢リハビリ訓練システム 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレイ）および垂直ディスプレイを用いた上肢リハビリ訓練システム 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレイ）および垂直ディスプレイを用いた下肢リハビリ訓練システム 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ上に表示したジグソウパズル 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイを用いたリーチング訓練（リハビリにおける重要な訓練の一つ） 訓練テーブル埋め込み型ディスプレイを用いたホッケーゲーム

１ 訓練テーブル
２ 把持部
３ 垂直ディスプレイ
４ リンク
５ リンク
６ プーリー
７ リンク
８ プーリー
９ 二重軸の内軸
１０ 二重軸の外軸
１１ 基台
１２ 訓練テーブルの回転軸
１３ エアダンパー
１４，上下動基台
１５ エアダンパー
１６ 下肢リハビリ支援システムの訓練テーブル
１７ 下肢リハビリ訓練用アームの先端（スリッパ・サンダル状の装着具が取り付けられ る。）
１８ 訓練テーブル面に垂直なディスプレイ
１９ スリッパ・サンダル状の装着具
２０ 大腿部
２１ 脛部
２２ パウダー
２３ 磁場を発生するためのコイル
２４ パウダーブレーキの回転軸
２５ パウダーブレーキのハウジング
２６ パウダークラッチの一つの回転軸
２７ パウダークラッチのもう一つの回転軸
２８ 磁場を発生するためのコイル
２９ 機能性流体ブレーキの本体
３０ 機能性流体ブレーキの出力円筒部
３１ 機能性流体ブレーキの出力円盤部
３２ 機能性流体
３３ 出力接続部
３４ 上肢リハビリ訓練装置用の訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレ イ）
３５ 視界を遮らないように直線状から曲がり型に変更した先端アームリンク
３６ 下肢リハビリ支援システムの訓練テーブル
３７ 下肢リハビリ訓練装置用の訓練テーブル埋め込み型ディスプレイ（水平ディスプレ イ）
３８ 下肢リハビリ訓練装置用の訓練テーブル埋め込み型大型ディスプレイ（水平ディス プレイ）
３９ 水平・垂直ディスプレイシステムの垂直ディスプレイ
４０ ジグソーパズル
４１ ジグソーパズルの埋め込まれていない部分
４２ ジグソーパズルの埋め込まれていない部分に対するピース
４３ ホッケーゲームのパック
４４ ホッケーゲームの敵方ゴール

Claims (9)

1. リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ（平面ディスプレイ）を見ながら、上肢により把持部を動かし、リハビリを行う上肢リハビリ訓練システム
2. リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ（平面ディスプレイ）を見ながら、下肢によりリハビリ訓練システムのアーム先端を動かし、リハビリを行う下肢リハビリ訓練システム
3. リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ（平面ディスプレイ）およびリハビリ訓練テーブルにほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）を見ながら、上肢により把持部を動かし、リハビリを行う上肢リハビリ訓練システム
4. リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ（平面ディスプレイ）およびリハビリ訓練テーブルにほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）を見ながら、下肢によりリハビリ訓練システムのアーム先端を動かし、リハビリを行う下肢リハビリ訓練システム
5. リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ（平面ディスプレイ）を見ながら把持部を動かし、リハビリを行う上肢リハビリ訓練システムにおいて、アーム先端のリンク（把持部が取り付けられたリンク）が、直線状ではなく、視界を妨げないように曲線状あるいは折線状の形状をした上肢リハビリ訓練システム
6. リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ（平面ディスプレイ）を見ながら把持部を動かし、リハビリを行う下肢リハビリ訓練システムにおいて、アーム先端のリンク（スリッパ・サンダル状の装着具が取り付けられたリンク）が、直線状ではなく、視界を妨げないように曲線状あるいは折線状の形状をした下肢リハビリ訓練システム
7. 力感覚の制御にブレーキを用いた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６のリハビリ訓練システム。
8. 力感覚の制御にモータ等のアクチュエータを用いた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６のリハビリ訓練システム。
9. 力感覚の制御に機能性流体クラッチとその駆動部からなる機能性流体アクチュエータを用いた請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６のリハビリ訓練システム。

Images