JP2016511017A - 水平方向及び垂直方向力検知並びにモーションコントロールを用いた医療用リハビリテーションリフトシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

改良されたリフトシステム及び方法を含む体重支持システムが開示されている。当該システムは、リハビリ治療を受けている患者の支持が可能であるだけではなく、カスタマイズ可能でありかつ動的なエクササイズモード及びトラックシステムを含む。当該システムは、異なった場所において別の機能を提供することが可能である。開示されている他の特徴は、移動自在支持ユニットを患者に追随させるシステム、例えば検出された体重の割合に基づいてユーザに対する支持力を調整可能かつ変更可能なこと、及び携帯態様、有線態様または無線態様で使用可能であり、単一のループ上のトラックシステムにおいて複数のリフトシステムの使用を可能にするユーザインタフェースである。

Description

本出願は、合衆国法典第３５巻第１１９条の下に、米国仮特許出願第６１／７５５，００７号（発明の名称：MEDICAL REHAB LIFT SYSTEM AND METHOD WITH HORIZONTAL AND VERTICAL FORCE SENSING AND MOTION CONTROL、出願日：２０１３年１月２２日、発明者：James Stockmaster氏他）の優先権の利益を主張する。当該出願の内容は、その全体が参照されることで本願明細書に包含されている。

技術分野
本明細書に開示されているシステムは、体重支持システム、さらに具体的には改良された支持システム、及びカスタマイズ可能であるかまたは設定可能でありかつ動的であるエクササイズモードを含む方法に関する。また、当該システムは、ループ及びトラック（track）システムを含んでもよく、当該システムは、異なった場所において代替的な機能及び、例えば、検出された体重の割合に基づいてユーザに調整可能かつ変化する支持力を提供可能である。本開示のシステムは、固定態様、可動態様、有線態様または無線態様で用いられ得、かつ単一のトラックシステムにおいて複数のリフトの仕様を可能にし得るユーザインタフェースを提供する。

歩行障害及び他の身体的障害を持つ人に対するリハビリデーションサービス及び治療を提供するプロセスは、最高レベルの技術を有する療法士にさえ困難をもたらす。例えば、出血や梗塞による意識障害や麻痺の発作（stroke）、脊髄損傷、外傷性脳損傷等の神経障害を患う患者は、自分を支えることができないか、持久力に乏しいか、または不安定な歩行パターンを見せることが多い。このような障害は、患者及び療法士が特定のエクササイズ、治療等を行うことを困難にする。従って、このような治療において、何かしらの体重支持システムを取り入れて落下または他の負傷を減らしつつ、訓練（トレーニング）または治療の強度または持続時間を増やすことを可能にすることが一般的になっている。

現存する支持システムのいくつかは、患者と療法士との間に障害物（障壁）をもたらし、を療法士の患者への干渉を妨害する。他のスタンドアローンタイプ（独立型）の支持システムは、補助者または患者が、自身のバランス及び治療の好ましい態様に集中することより、むしろ支持システムの水平方向移動を管理することを必要とする。換言すれば、患者は、当該支持システムの動きを補正せざるを得ないだろう。このような交絡的影響（confounding effect）は、患者が当該支持システムから離れても残る患者の異常な補正動作をもたらし得る。

いくつかのシステムの更なる問題は、静的なアンローディング（除荷）（static unloading）下において、支持ストラップの長さが固定の長さにセットされているために、患者はストラップが緩んでいる場合に体重を全て支え、ストラップがピンと張っている際に全く荷重を支えないことである。静的除荷システム（static unloading system）は、異常な地面反力及び異常な筋肉動作パターンを生むことで知られている。さらに、静的除荷システムは、患者の垂直方向の運動（例えば段または階段等に上る及びこれらを越える運動）を制限し得、それによって大きな範囲での動きが必要ないくつかの治療の実施を妨げる。患者の動作に追随するようにプログラミングされたシステムに見られる他の問題は、システムの応答における著しい遅延（しばしば、センサ及びアクチュエータの構造、並びにシステムの動特性によって発生する）である。この遅延によって、患者は支持システムに打ち勝つのに必要な力以上の力を出しているように感じる。これによって、患者が訓練を受けた自立した動作を最終的に始める際に動作障害を持つ患者の安定性を損ない得る適応動作（adaptive behaviors）を患者が身に付けてしまう。

現在の体重支持システムを踏まえると、上記したシステムの制限を克服する医療リハビリ支持システム及び方法が必要である。

本明細書に記載されている実施例において開示されているのは、カスタマイズまたは設定可能でかつ動的なエクササイズモードを含み、かつループ及びトラックシステムを有する改良された支持システム及び方法を有する体重支持システムであり、当該システムは、異なった環境において異なった機能をもたらし、かつ例えば検知された体重の割合に基づいてユーザに対する調整可能且つ可変な支持力を提供することが可能である。当該開示されるシステムは、固定態様、可動態様、有線態様または無線態様で用いられ得、かつ当該システムは、隣り合うユニット間の衝突または干渉なしに、場合によってはループ状の単一のトラックにおける複数のユニットの使用を可能にする。

本明細書に記載されている実施例においてさらに開示されているのは、インデックス付きの部分（indexed portion）を含む（ガントリートロリー（gantry trolley）が移動可能な経路を、プログラム的に画定する機能を有するアームまたはガントリーによって支持され得る）トラックと、当該トラックに動作可能に取り付けられた移動可能な支持部であって、トラックによって画定された経路に沿って、第１の方向及び当該第１の方向と概ね反対の方向の第２の方向に移動可能な支持部と、当該可動な支持部に取り付けられ、トラックによって画定された経路に沿って支持部を移動させ、トラック上のインデックス付きの部分に動作可能に結合されて、当該トラックに粗って支持部の水平方向位置を正確に制御する第１の駆動部と、移動可能な支持部に取り付けられかつ回転可動ドラムを駆動する第２の駆動部を含むアクチュエータであって、当該ドラムは当該ドラムに取り付けられたストラップ（または他の柔軟で編み込まれた（braided）部材）の第１の端部を有しかつ当該ストラップは当該ドラムの外表面に巻き付けられており、当該ストラップの第２の端部は人を支持するために支持ハーネス（または同様の支持／補助デバイス）に取り付けられているアクチュエータと、ストラップを介して支持部にかかる水平方向力を検出する第１のセンサと、ストラップにかかる垂直方向力を検出する第２のセンサと、当該第１のセンサ、第２のセンサ及びユーザインタフェースからの信号を受信しかつ少なくとも第１の駆動部及び第２の駆動部の動作を制御して人の支持及び移動を容易にする制御システムとを含み、当該制御システムは、ドラム及び第２のモータを介してストラップに加えられる少なくとも垂直方向力を変化させることによって、人にもたらされる支持力の量を動的に調整する、人の体重を支持するシステムである。

また、本明細書に記載されている実施例において開示されているのは、端と端とで繋がっている複数の押出成形部材（extruded member）及びトラックの部分の各々に対して当該トラックの内部に沿って長手方向に配されている複数の電気レールを含むトラックであって、少なくとも１つの押出成形部材は長手方向に伸長する全体的に平坦な上面及び長手方向及び当該上面の側部の各々から下方に伸長する互いに対向する側面を含み、当該上面及び当該下方に伸長している側面が組み合わさってトラックの内部を形成し、当該互いに対向する側面の各々はそれらから外方に伸長する肩部をさらに含むトラックと、トラックに動作可能に取り付けられ、トラックによって画定されている経路に沿って第１の方向及び当該第１の方向と概ね反対方向の第２の方向に移動可能な移動自在支持ユニットと、当該移動自在支持ユニットに取り付けられて、トラックによって画定される経路に沿って当該支持ユニットを移動させ、当該トラックの表面に摩擦するように接続されて当該トラックに沿って当該支持ユニットの水平方向位置を制御し、当該トラックの内部との摩擦接触を維持する第１の駆動部であって、移動自在支持ユニットが当該トラックの互いに対向する側面から伸長している肩部の各々上に配されているローラに懸架されている（ローラから吊り下げられている）第１の駆動部と、移動自在支持ユニットに取り付けられ、回転自在ドラムを駆動する第２の駆動部を含んでいるアクチュエータであって、当該ドラムが当該ドラムに取り付けられているストラップの第１の端部を有し、当該ストラップは当該ドラムの外表面の周りに重なり合うコイルの態様で巻き付けられており、当該ストラップの第２の端部は人を支持するために取り付けられている支持ハーネスに接続されているアクチュエータと、ストラップを介して移動自在支持ユニットに与えられる水平方向力検出しかつ当該移動自在支持ユニットに動作可能に取り付けられかつ当該移動自在支持ユニットから伸長しているストラップガイドを含む第１のセンサであって、当該ストラップガイドが、当該ストラップが垂直方向から前方向または後ろ方向に引っ張られた際にロードセル出力において変化を生ずる態様にてロードセルに取り付けられている第１のセンサと、ストラップにかかる垂直方向力を検出しかつドラムと当該ストラップによって支持されている人との間に配されている少なくとも１つのプーリを含む第２のセンサであって、当該プーリが枢動アームの一端に接続されており、当該アームが当該移動自在支持ユニットに接続されているフレーム部材に枢動可能に当該アームの中央部近傍において取り付けられており、当該枢動アームの反対側の他端はロードセルがストラップに吊り下げられた荷重に応じて圧縮のみを受けるようにロードセルと動作可能に係合されている第２のセンサと、第１のセンサ、第２のセンサ及びユーザインタフェースから信号を受信しかつ少なくとも第１のく胴部及び第２の駆動部の動作を制御して人の移動中の支持を容易にする制御システムであって、当該制御システムは、トラックに沿って水平方向に移動自在支持ユニットを移動させて人に追随させて人への影響を最小化することで、かつストラップ、ドラム及び第２のモータを介して人に加えられる垂直方向力を所定の患者に対して適切となるように変化させることで、人にもたらされる支持力の量を動的に調整する、人の体重を支持するシステムである。

本明細書に記載されている実施例においてさらに開示されているのは、端と端とで接続されている複数の押出成形部材及びトラックの部分の各々に対して当該トラックの内部に沿って長手方向に配されている複数の電気レールを含むトラックであって、少なくとも１つの押出成形部材は長手方向に伸長する全体的に平坦な上面及び長手方向及び当該上面の側部の各々から下方に伸長する互いに反対側にある側面を含み、当該上面及び当該下方に伸長している側面が組み合わさってトラックの内部を形成し、当該互いに対向する側面の各々はそれらから外方に伸長する肩部をさらに含むトラックを提供するステップと、当該トラックによって画定されている経路に沿って第１の方向及び当該第１の方向と概ね反対方向の第２の方向に移動可能な移動自在支持ユニットを当該トラックに動作可能に取り付けるステップと、当該移動自在支持ユニットに取り付けられている第１の駆動部を用いて当該トラックによって画定されている経路に粗って当該支持ユニットを移動させるステップであって、当該第１の駆動部は当該トラックの表面に動作可能に接続されて当該トラックに沿った当該支持ユニットの水平方向位置を制御し、当該移動自在支持ユニットは当該トラックの互いに対向する側面から伸長している肩部の各々上に配されているローラから吊り下げられているステップと、当該移動自在支持ユニットに取り付けられているアクチュエータを用いて人の垂直方向位置を制御するステップであって、当該アクチュエータは回転自在ドラムを駆動する第２の駆動部を含み、当該ドラムは当該ドラムに取り付けられているストラップの第１の端部を有し、当該ストラップは当該ドラムの外表面に重なり合うコイルの態様で巻き付けられており、当該ストラップの第２の端部は人を支持するために取り付けられている支持ハーネスに接続されているステップと、第１のセンサを用いて当該ストラップを介して当該移動自在支持ユニットに加えられた水平方向力を検出するステップであって、前記第１のセンサは当該移動自在支持ユニットに動作可能に取り付けられ、かつそこから伸長しているストラップガイドを含み、当該ストラップガイドは、当該ストラップが垂直方向から前方向または後ろ方向に引っ張られた際にロードセル出力において変化を生ずるような態様にてロードセルに取り付けられるステップと、第２のセンサを用いて当該ストラップに加えられた垂直方向力検出するステップであって、当該第２のセンサは当該ドラムと当該ストラップによって支持されている人との間に配されている少なくとも１つのプーリを含み、当該プーリは枢動アームの一端に接続されており、当該アームが当該移動自在支持ユニットに接続されているフレーム部材に枢動可能に当該アームの中央部近傍において取り付けられており、当該枢動アームの反対側の他端はロードセルがストラップに吊り下げられた荷重に応じて圧縮のみを受けるようにロードセルと動作可能に係合されているステップと、当該第１のセンサ、当該第２のセンサ及びユーザインタフェースから信号を受信し、少なくとも当該第１の駆動部及び第２の駆動部の動作を制御して人の動作を容易にしかつ補助するコントロールシステムを提供するステップと、を含むリハビリテーション治療のために人の体重を支持する方法であって、当該制御システムは、トラックに沿って水平方向に移動自在支持ユニットを移動させて人に追随させることで、人にもたらされる支持力の量を動的に調整する方法である。

リハビリテーション支持システムの一例の示す図である。 支持ハーネスアセンブリをハーネス内の人も含めて示す図である。 開示されている実施例に従った、トラックの１つのセクション上の支持部を示す図である。 代替実施例に従った、トラックの１つのセクション上の支持部を示す側面図である。 図４の５−５線に沿った断面図である。 図４の６−６線に沿った断面図である。 図４の実施例の支持懸架アセンブリの１つの斜視図である。 図４の実施例の摩擦水平方向駆動部の斜視図である。 図４の実施例の摩擦水平方向駆動部の上面図である。 図４の実施例の斜視図であり、トラックの内側に配されているコンポーネントを含んでいる。 垂直リフトシステムのコンポーネントを含む支持部の一部の部分拡大図である。 図１１のシステムにおいてストラップを巻き上げるために用いられるドラムの斜視図である。 ストラップの弛み／張り検出システムの斜視図である。 図４の実施例に従った、垂直方向駆動部、ドラム及びストラップ検出システムの斜視図である 図４の実施例に従った、ストラップ弛み及び張り検出システムの拡大図である。 開示されているリハビリ支持システムの実施例の制御フロー図である。 全体として長方形のトラックシステムの一例を示す図である。 全体として長方形のトラックシステムの一例を示す図である。 リハビリリフトシステムの基本動作を制御するユーザインタフェーススクリーンの一例を示す図である。 リハビリリフトシステムの基本動作を制御するユーザインタフェーススクリーンの一例を示す図である。 リハビリリフトシステムの基本動作を制御するユーザインタフェーススクリーンの例を示す図である。 リハビリリフトシステムの使用に関する患者特有の情報を追跡しかつ入力するユーザインタフェースウィンドウの例を示す図である。 リハビリリフトシステムの使用に関する患者特有の情報を追跡しかつ入力するユーザインタフェースウィンドウの例を示す図である。 ユーザインタフェースデイリストウィンドウの一例を示す図である。 ユーザインタフェースケアプランウィンドウの一例を示す図である。 患者のセッションに関するデータの確認及び入力のためのインタフェースウィンドウの一例を示す図である。

本明細書に記載されている様々な実施例は、本願の開示内容を記載されたこれらの実施例に限定することを意図して記載されていない。むしろ、全ての代替例、変更例及び均等例が、説明される様々な実施例及び均等例の趣旨及び範囲内に含まれて、これらをカバーすることを意図して記載している。一般的な理解のために、図面に参照符号が付されている。図面において、同一のまたは類似の要素を指し示すために全体を通して同様な参照符号が用いられる。図面は、正確な縮尺で描かれておらず、いくつかの領域は、特徴及び態様が適切に表現できるように意図的に不均等に示され得る。

発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、人すなわち患者１１０の体重を支持するシステム１００が示されている。一般的に、システム１００はトラック（track）１２０を含んでいる。以下の開示は、主に、例えば、図１７−１８に示されているループトラック（例えば、始点または終点がない）のようなトラックタイプシステムに関している。しかし、本開示のシステム及び関連する方法の様々な態様及び特徴によっては、アーム（例えば、ジブクレーン、Ｇｏｒｂｅｌ Ｅａｓｙ Ａｒｍ^TM）、カンチレバートラックセクション、及びガントリートロリーが移動可能な経路をプログラム的に画定する機能を有するガントリーが用いられることとしてもよい。このような代替例において、移動自在支持ユニットすなわちトラック１０４は、移動自在支持部すなわちベース１３０を含み、支持部１３０は、他の可動部材に固定され得るかまたは自身が支持構造に対して移動自在であり得る。移動自在支持ユニットは、以下に説明するように（例えば、図１１、１４）、さらに水平方向駆動部１４０、アクチュエータ４００等のような他のコンポーネントを含んでいる。

図１の実施例において、移動自在支持部１３０は、トラック１２０に動作可能に取り付けられており、当該支持部はトラックによって画定されている経路に沿って移動自在である。さらに、トラックすなわち経路に対する支持部の全体的な水平方向移動（Ｈ）は、トラックまたはトラックセクションの長手方向軸すなわち中心軸に沿っており、第１の方向及び第１の方向と概ね反対の方向である第２の方向の両方に向かったものであってもよい。支持部１３０が移動する水平トラックが示されているが、トラックシステムは、人が傾斜、段、縁石等を上ったり下りたりする典型的なシナリオを提供するすなわちシミュレーションするために、トラック１２０の１または複数の部分またはセクションが、他の部分より高くされるかまたは低くされてもよくかつ／よいかまたはトラックの下の表面すなわちフローリング１９０が様々な位置で高くされているかまたは低くされていてもよい。

引き続き図１を参照すると、第１の駆動部すなわち水平方向駆動部１４０は、移動自在支持部に取り付けられており、第１の駆動部は、１つの実施例において、歯付きのインデックス部（indexing portion）すなわちラックと相互作用するように構成されたピニオン１２４を含み、支持部は、トラックによって画定された経路に沿って移動する。理解されるように、水平方向駆動部は、トラック上のインデックス化された部分に動作可能に接続されており、支持部のトラックに沿った水平方向位置を信頼できる態様で制御する。例えば、Ｂ＆Ｒ社によって提供されるサーボ駆動モータ（Ｍｏｄｅｌ＃８ＬＳ３５）等の適切な駆動部を用いることで、駆動部及び支持部の位置の制御及び監視の両方をさらに精確に行うことが可能である。さらに特に、ピニオン１２４上のピンすなわちラグ（lug）１２６の相互関係、及びラック１２２上の「歯」へのこれらのピンの直接的な結合の故に、モータの制御下におけるピニオンの角回転は、トラックに沿って支持部の位置を前進させるかまたは後退させる。

それに対して、図４−１０に記載されている代替実施例においては、水平方向駆動部１４０がトラック１２０の表面（例えば、内壁）に摩擦するように係合していてもよい。内壁に沿って駆動することによって、システムはデブリが摩擦駆動を妨害する可能性を低減させる。理解されるように、水平方向駆動部１４０の動作は、プログラム的な制御の下にありかつ自身の動作を制御する信号を、例えば水平方向力検出アセンブリ１５０を介してかつ／または図１のユーザインタフェース１７２を含む産業用ＰＣ１７０等の参照符号１７０によって示されているプログラム可能デバイスを介して受信するＡＣサーボ駆動部１４４またはそれと同様のデバイスによって制御される。電力は、電力供給源１４６を介してサーボ駆動部１４４に供給される。

フロアに設けられたデバイスとして図示されているが、産業用ＰＣ１７０は１または複数の態様をとってもよく、携帯態様、フロア設置でもよく、かつ遠隔操作デバイスを含んでいてもよい。例えば、コントローラ１７０は、Ｂ＆Ｒ社から入手可能なプログラム可能論理制御装置（Ｍｏｄｅｌ＃ＰＰ５００）でもよい。１つの実施例において、主コントロールポイント（control point）すなわち集中型コントロールポイントがあってもよく、当該コントロールポイントが無線送受信機からなるかまたはこれを含んで、システムの動作を遠隔的に制御可能な１または複数のハンドヘルドデバイス（スマートフォン、タブレットまたはカスタマイズ可能なコントローラ）と通信してもよい。コントローラ１７０は、システムの使用状況に関する情報及び患者の情報等を記録するのに適したメモリまたは記憶デバイスさらに含んでもよい。無線通信技術は、１または複数の無線周波数（例えば、ブルートゥース（登録商標））を用いてもよいし、赤外線のような他の周波数帯のスペクトルを用いてもよい。１つの実施例において、本開示のシステムは、様々なシステムコンポーネントの間で通信を行うためにイーサネット（登録商標）または同様の通信プロトコル及び技術を用いることとしてもよい。この態様において、患者１１０の看護をする療法士すなわち人は、図２２−２６にさらに示すように、デバイスの動作を制御すること、患者に関するプログラムを選択、設定または変更すること等が可能であってもよい。換言すれば、療法士は、キオスク（kiosk）（情報端末）、ハンドヘルドタブレット等を用いてその場で患者に関するパラメータを修正または変更することが可能であってもよい。当該通信は、コントローラ１７０とＡＣサーボ駆動部１４４との間で、有線態様でなされてもよい。

いくつかの図においてラックアンドピニオンタイプのインデックス機構として上述してきたが、代替的な方法及びデバイスが、トラックに対する支持部１３０の水平方向位置を信頼性のある態様で制御するために使用されてもよく、当該代替的な方法及びデバイスには、上述されかつ図４−１０に関してさらに後述される摩擦駆動機構を含む。

１つの実施例において、光受信機／送信機のペア及びセンサが支持部の位置の追跡に使用されてもよく、この場合、センサがトラックに沿ったエンコードされた位置（encoded position）を検出する。以下でさらに詳細に説明されるように、支持部の位置を信頼性のある態様で制御する機能は、トラック／経路内の複数のステーション位置または領域（例えば、図１７）に対する位置が精確に判定されることを保証すること、及び単一のトラック上で複数のユニットを用いる可能性を許容することをシステムに可能にする。単一のトラック上で複数のユニットを用いる可能性を許容することによって、同時に複数の患者が同一のトラックを使用することが許容される。この際、ユニットは互いにまたは集中型の位置制御部と通信し、常時隣り合うユニットとの間で適切な間隔が維持されることが保証され得る。代替実施例において、個別の指示ユニット自体がセンサを含むか、または動作中にユニットが他のユニットと接触することを防止する他の制御ロジックを含んでもよい。

支持部１３０の水平方向位置は水平方向駆動部の制御下にあるが、支持部自体がトラック１２０よって画定された経路に沿って自由にスライドまたは転がり移動（roll）してもよい。当該支持部は、トラックの内側に位置し、Ｃ字形状のトラックの少なくとも内側底面との転がり接触をもたらし、かつ内側側面との転がり接触ももたらし得るローラアセンブリ１２８に接続されている。さらに、トラックの内側は、単一材からなるトラックまたは複数の部分の集合体であるトラック（端と端とを接続して（end-to-end）配向された）を含む従来型のトラックでもよい。トラックは、その内部に、支持部に関連する駆動部及び／または制御機構に電力及び／または信号を提供することが可能な電気機械的接触点（electromachanical contacts）（図示せず）を有してもよい。換言すれば、ローラアセンブリは、付随するローラアセンブリを用いて摩擦を最小化しつつ、支持部をトラックに動作可能に取り付ける手段をもたらす。

図４−１０に示されているような代替構成においては、システムのコンポーネントが変更されて、支持部がトラックの外側に設けられておりかつ駆動部及び電力インタフェースがトラックの内面に配されているトラックがもたらされる。図示されているように、例えば、図４−６において、代替例のトラック１２１は、端と端とで接続されている複数の押出成形部材のアセンブリを含んでいる。トラックの断面は図５及び６に示されており、それぞれ図４の５−５線に沿った断面及び６−６線に沿った断面が示されている。

トラックは、長手方向に伸長している全体として平坦な上方ウェブ（web）すなわち上面２４０を含んでいる。上方ウェブ２４０から、互いに対向する側面（側部）２４２及び２４４が当該上方ウェブの側部の各々に沿った方向に下方に伸長している。上面及び下方に伸長する側面の組み合わせによってトラック１２１の内部が形成されている。上記対向する側面の各々は、当該側面から外方に各々伸長する肩部２４６、２４８を含み、当該肩部は、当該側面の各々に対して垂直に配向されている。断面図においてさらに示されているように、トラックは、下方に伸長している側面の各々の長さ全体に伸長している１または複数の囲まれたチャンネル２４３を含み、当該チャンネルは、トラックセクションの重量を低下させトラックセクションの剛性を向上させる。トラックセクションは、天井または同様の構造への設置またそこからの吊り下げを容易にするために、取付コンポーネント（例えば、ネジまたはボルトの頭）を挿入するのに適した少なくとも１つのＴ字型スロット２４５を含んでもよい。図示されていないが、トラックセクションは、スタッドまたは同様のスプライン（キー溝）部材（例えば、カムロックスプライス）を用いて端と端とで接続されるようになされており、当該スタッドまたは同様のスプライン部材は、１つの部材の端部から次のトラック部材の隣接する端部に架かっている。

複数の電気すなわち電力レール２５０は、移動自在支持ユニットが移動するトラックの各々の部分の内側壁の１に沿ったトラックの内部に沿って互いに離間している。当該レールは、トラックの側部の内側に設けられている内部のＴスロットを介して取り付けられている絶縁体を用いてトラックに設けられている。電力は、レール及び付随する配線にスライド可能に係合して電力が利用可能であることを保証する１または複数のシュー（集電靴）２５４を介して、レールから制御システム及びモータに伝送される。図１０に示されているように、例えば、２つのシューアセンブリ２５６及び付随する支持構造は、移動自在支持ユニット１０４がトラックに沿って移動する間の電力の継続性を保証するためにシステムにおいて用いられる。

図６及び８−１０を参照して、代替例の摩擦駆動システムがさらに詳細に説明される。モータ１４０の作動制御の下で、摩擦駆動部は、トラックの内面への接触が維持されているホイール３１０を用いる。当該ホイールが接触している面と対向する側部において、トラックは電力レールを含んでいる。換言すれば、駆動ホイール３１０は、電力レール側から離れるように付勢されて、トラックの当該電力レール側と反対側の側部に接触している。ホイール３１０に与えられる付勢力は、バネ３２０及び遊動輪３２２を介してもたらされ、遊動輪はトラックの内側面に支持され、当該支持されている内側面と反対側の側面に駆動ホイール３１０を摩擦接触させる。駆動アセンブリ（図８）は、支持部１３０に対してスライドまたは「浮く（float）」ことが可能であり、スライダ３３０を介して支持部１３０に動作可能に接続されている。開示されている代替の摩擦駆動機構によれば、第１のすなわち水平方向駆動部１４０は、移動自在支持部にスライド可能に接続されており、摩擦駆動機構は、トラックの長手軸と全体的に垂直な方向に沿って、支持部１３０に対して移動可能である。

平坦な支持部１３０は、セルフセンタリング（self-centering）が意図されている。すなわち、支持部１３０は、図７に詳細に示されている少なくとも４つのサスペンション（懸架）アセンブリ１６０の組み合わせによって、トラックに対して概ねセンタリングされている水平位置に保持される。アセンブリの各々は、頂部肩ホイール１６１及び側部肩ホイール１６２を含み、当該頂部及び側部肩ホイールの各々は、トラックの側部から外方に伸長する肩部（２４６または２４８）の表面の各々への接触を維持している。側部肩ホイール及び頂部肩ホイールが接触を維持することを保証しかつ支持部に適切な追随を保証するために、サスペンションアセンブリの各々は、カム化されたアイドラーアーム（cammed idler arm）１６５に沿った追随遊動輪１６４をさらに含む。アイドラーアーム１６５は、アセンブリに枢動可能に取り付けられており、歯付きカム１６７を介して各々が互いに動作可能に接続されている。さらに、アーム１６５は、トラック側面に対して付勢されており、当該トラック側面にバネ１６６によって接触している。このように、サスペンションアセンブリは、設置ブロック１６８に均等な力を与えている。当該設置ブロック１６８は、移動中及び静止中にプレートがセルフセンタリングするように、支持プレート１３０に取り付けられる。支持部を水平方向に駆動しかつ制御する装置及び方法について説明してきたが、ここで注目はシステム１００のバランスに移る。図３、１１及び１４を参照すると、システムは移動自在支持部に取り付けられたアクチュエータ４００を含む。当該アクチュエータは、第２の駆動部４１０及び付随するウォームギアのようなトランスミッション４１２を含み、回転自在ドラム４２０に接続されてこれを駆動する。ウォームギアトランスミッションを使用する１つの利点は、ウォームギアの減速が移動に対して耐性を有し、垂直方向駆動モータ１４４のブレーキ機能が働かなくなった場合にブレーキ機構として機能する点である。ドラム４２０は、図１２に示されている。第２のすなわちベルト駆動部４１０は、オーストリアのＢ＆Ｒ社によって製造されているＡＣＯＰＯＳサーボドライブ（Ｍｏｄｅｌ＃１０４５）である。当該ドラムは、ストラップ４３０を有する。ストラップ４３０は、受け４２２内に取り付けられた第１の端部を有し、ドラムの外表面の周りに巻き付けられており、当該ストラップの第２の端部はカプラ４３２内で終端しており、スプレッダバー（spreader bar）２２０及び人１１０を支持するために取り付けられた支持ハーネス２２２（または同様の支持／補助デバイス）に接続されている。ストラップ４３０は、ベルト駆動部４１０の制御下において昇降させられ、その結果取り付けられているスプレッダバー及び／またはハーネスも昇降させられる。１つの実施例において、米国特許第４，９８１，３０７号及び５，８９３，３６７号（この両特許は参照することによって本明細書に包含されている）に開示されているような特徴を有するハーネスが、本開示のシステムと共に使用され得る。

例示のストラップ及びハーネスが図示されているが、様々な代替のハーネス構成及び支持デバイスがシステムに従って使用され得、本開示のシステムの範囲を図示されたハーネスに限定する意図はない。同様に、ストラップ４３０は柔軟で編み込まれた部材として図示されているが、ストラップ４３０は、編み込まれたか、織り込まれたかまたはねじられた構造を有するロープ、ケーブル等を含むシステムに人を吊り下げるのに適切な細長い部材であればよく、リンク型の部材またはチェーン型の部材であってもよい。１つの実施例において、ストラップは、昇華ポリエステルからなっていてもよく、長寿命及び伸びに対する抵抗力をもたらすことが意図されていてもよい。いくつかの治療用ハーネスがストラップタイプの支持部材との使用に適合させられているが、以下の開示は、概ねドラム４２０に巻き付けられたストラップ型の部材に関している。

１つの実施例において、例えば図１１及び１３に示されているように、システムは、ストラップを介して支持部に加えられる水平方向力を検出する第１のすなわち水平方向荷重センサ４５０と、ストラップに加えられる垂直方向力を検出する第２のすなわち垂直荷重センサ４６０と、を含む。水平方向センサ４５０のロードセルは、軸力測定に適した両方向インライン（in-line）センサであってもよい。

センサ４５０は、下方に伸長しているストラップガイド内のたわみによって、相対的な位置の変化を検出する。さらに具体的には、ストラップが水平方向（Ｈ）において前後に移動したときに、センサ４５０は水平方向において加えられた力の大きさ及びその方向（例えば＋／−）を提供する信号を生成し、ケーブル４５２を介してコントローラに当該信号を出力する。従って、水平方向力検出システムは、移動自在支持部に動作可能に取り付けられかつ移動自在支持部から伸長しているストラップガイドを用いてストラップを介した水平方向力を検出する。ストラップガイドは、ストラップが垂直方向から前後方向に引っ張られた際にロードセル出力に変化が発生する態様でロードセルに動作可能に接続されている。

さらなる分解能をもたらすために、ストラップすなわち垂直方向力センサ４６０は、ストラップ４３０の力すなわち引っ張り力を検出するために、圧縮力のみを検出する（compression-only）構成において使用されてもよい。このシステムにおいて、ロードセンサは、ストラップに加えられた下方への垂直方向力（引っ張り力）を検出するために用いられ、当該センサアセンブリは、シングルリーブまたはダブルリーブ（double-reeved）プーリシステム４８０内に少なくとも２つのプーリすなわちローラ４７６及び４７８を含んでいる。このプーリは、ドラムとストラップガイド６３０との間に配されている。例えば、図１４及び１５に示されているように、プーリは、枢動アーム６４０の一端に接続されている。当該アームは、その中央部近傍において、移動自在支持プレート１３０に接続されているフレーム部材６４２に枢動自在に取り付けられている。枢動アーム６４０の反対側の端部は、ロードセル４６０と動作可能に接続されているので、ストラップ４３９を介して加えられた下方向の力は、プーリすなわちローラ４７８に加えられる同様の下方向の力をもたらす。従って、この下方向の力は、アーム６４０を介して伝達されて、ロードセル４６０に圧縮力を与える。よって、ロードセル４６０は、ストラップに吊り下げられた荷重に応じた圧縮力のみの下におかれる。

荷重センサ４５０及び４６０によって生成された信号に応じて、第１及び第２のセンサ並びにユーザインタフェース１７２からの信号を受信する制御システムは、少なくとも第１及び第２の駆動部の動作を制御して、人１１０の支持及び動作を容易にする。さらに、本開示のシステムの１つの特徴によれば、制御システムは、ドラム及び第２の駆動部４１０を介してストラップに加えられる少なくとも垂直方向力を変化させることで、当該ストラップ及びハーネスによる人の持続的でコンスタントな支持をもたらすために動的に適応する。

垂直方向力に関して、コントローラは、ケーブル４６２を介して垂直方向荷重センサ４６０から送られる信号を処理するためのプログラム可能な制御の下で、事前の入力、すなわち垂直方向駆動部及びストラップのコンポーネントを介して人に与えられる垂直方向の補助を設定した事前設定情報と共に動作する。例えば、システムは、様々なエクササイズまたは治療モードを有しており、もたらされる垂直方向持ち上げの量が、行われるエクササイズに基づいて調整または変更される。例えば、平坦な面を歩く場合には、システムは、患者が体重の９０％を体感するように垂直方向力を調整し、傾斜または段において、パーセンテージは、例えば体重の約７０％に僅かに低下させられてもよい。調整を完遂するために、システムは、完全支持モードにおいて直接的に体重を検出することによってか、またはユーザインタフェースを介して入力された体重（例えば、患者の体重にスプレッダバー及びハーネスの重さを足したもの）によって、まず患者の体重を判定しなければならない。一度判定されると、その後、垂直方向荷重センサ（ロードセル）４６０は、「フロート」モードで用いられ、例えば体重の１０％（１００−９０）の調整された力がストラップ及びハーネスに与えられ、患者が体感する力が患者の体重の約９０％に減少する。

ここで一旦図１６を参照する。図１６には、コントローラ、駆動サーボモータ及びセンサフィードバックループを含むシステムコンポーネントの間の相関関係が示されている制御ダイアグラムが表されている。この閉ループ制御システムは、ＰＩＤ（比例（Ｐ）、積分（Ｉ）、微分（Ｄ）ゲイン）制御技術を用いて両方向（水平方向及び垂直方向）において適用される。さらに、加速度演算ルーチンは、モータをエンゲージさせる（engaging）前に実行されるので、システム駆動部のモーションプロファイルはなめらかである。

垂直方向力センサと同様の態様において、水平方向荷重センサ４５０は、ストラップ４３０を介してユーザによって加えられた荷重の水平方向成分を同様に検出する。このようにして、患者がトラックすなわち経路に沿って移動することが企図されているエクササイズを行う場合に、システム１００、さらに具体的には、支持部１３０及び関連するコンポーネントは、患者がトラック１２０によって画定される経路に沿って前後に進む際に、継続的な垂直方向支持をもたらすように経路に沿ってインデックス動作（index）すなわち移動する。それによって、人に与えられるユニットの重さの影響が最小化される。代替的に予期される他の水平方向荷重検出は、モーメントアームを介してかかる力の変化を検出するために、自身に取り付けられたロードセルを有しかつ吊り下げられた（懸架された）トロリーに付随するモーメントアームを有するトロリー懸架機構を使用するものである。

１つの実施例において、垂直方向及び水平方向の荷重及び位置制御は、Ｂ＆Ｒ社のＡＣＯＰＯＳサーボドライブ（例えば、モデル１０４５）等のプログラム可能コントローラを用いて達成される。さらに、このコントローラの機能は、水平方向及び垂直方向位置の両方の制御を同時に可能とし、移動における遅延を防止しかつ制御の協調、特に以下にさらに説明するような限界（limit）及びエクササイズモード等に関する制御の協調を確実にする。

図１１−１５も参照すると、ベルトすなわちストラップ４３０は、ドラムがストラップの複数の渦巻き状の層を含むようにドラム４２０にヨーヨーの様な態様で巻き付けられており、かつリーブプーリシステム（reeved pulley system）４８０を通って送り出されて、ストラップの信頼性のある制御が可能とされかつストラップにかかる力の検出が容易にされる。ストラップがそれ自身に巻き付けられていること考慮して、垂直方向駆動部に付随している位置検出機構は、動作制御を自動的に調整するアルゴリズムの制御下で動作して、ストラップがドラム４２０巻き付けられかつ送り出される際の角度変化を把握する。図１３及び１５には、ベルト張力検出システム６１０が記載されている。図１３及び１５において、バネ付勢アーム６１２または同様の接触器（contactor）は、ガイド６３０内のウィンドウ（開口）６２０内のストラップと接触している。当該アームは、ストラップが緩んでいる限りガイドに対して枢動し、枢動に応じて、当該位置がマイクロスイッチ６１４によって検出され、かつスイッチの状態の変化を発生させる。従って、ストラップが緩んでいる（すなわち、ピンと張っていない）場合、当該アームはバネ力によって枢動し、マイクロスイッチがトリガされて、システムが垂直方向モードまたは水平方向モードにおける（手動制御の移動以外の）更なる移動を停止させる。

垂直方向及び水平方向荷重制御システムの全体的な動作について説明してきた上で、このシステムは、患者に対する様々なエクササイズモードを可能にするために使用されてもよいことが理解されるだろう。例えば、ユーザインタフェースは、使用されるエクササイズモードの１または複数を選択するために使用されてもよい。例えば、図１７及び１８に示されているように、エクササイズモードがトラック（例えば、１２０）に対する支持部の位置によって制御されてもよい。図１７を参照すると、例えば、全体として長方形の経路すなわちコース内に配されているトラック１２０が示されている。この経路に沿って、一連のステーションすなわち領域８１０ａ−８１０ｆがあり、このステーションすなわち領域８１０ａ−８１０ｆの各々が当該ステーションで完了されるべき１または複数のエクササイズを有してもよい。例えば、１のステーション（８１０ａ）は、平坦な面を歩行するためにデザインされてもよくかつ患者の補助のために一組の平行バーすなわち手すりを有していてもよい。他のステーション（８１０ｅ）は、患者が、さらに高いレベルの補助において（すなわち、低い割合の体重が担持されて、ストラップを介して高いレベルの垂直方向力が加えられる）移動する傾斜または段を有していてもよい。支持部が図１７及び１８に示されているようなループを回って１のステーションから他のステーションに移動する場合、補助のタイプ及び／または量、並びに制御の性質が特定の領域に応じて予めプログラミングされていてもよい。各々のゾーンの位置及び特徴自体は、ユーザインタフェースを介してプログラミング可能であることが理解され、サイズ及び構成が可変のループすなわち経路が、特定の患者及び治療センター等の要求に対してカスタマイズされ得ることが予見されていることが理解されるだろう。例えば、システム内に保存された患者のプログラム情報（programmatic information）を保有することが可能であり得、患者が治療に訪れた際に、当該患者に割り当てられた支持システムが、当該患者が最後に来訪した際に行った治療セッションと同一かまたは僅かに変更された治療セッションに関して自動的にプログラミングされる。

上述したように、複数のシステムユニット１００の使用が、１つの実施例として説明されてきた。しかし、複数のシステムの使用は、これらのシステムが衝突を回避することが可能であることを必要とするだろう。従って、図１７に示しているように、当該システムは、全てのシステムの位置を監視するのに適したマスターコントローラによってかまたは当該システム自体の間の相互通信によって、隣り合うデバイスの相対位置に関する情報を保持し、当該隣り合うデバイスがユニット間の安全な離間距離Ｄを維持するようになされる。図示していないが、システムが複数のシステムユニットを使用する場合には、１または複数のユニットが、使用されていないときに、スプール（分岐線）（spur）または他の不使用位置に「一時的に留置」されて、単一のユーザのみによる治療サーキット全体の制限のない使用が可能とされてもよいと考えられる。

図１９−２１を参照すると、ユーザインタフェース画面の一例が示されおり、本開示のシステムの動作特徴が表されている。図１９のＵ／Ｉ１７２に示された画面は、コントロールページ（インタフェース）にアクセスするためのログイン画面であり、図２０−２１に当該コントロールページのいくつかの例が示されている。図２０において、コントロールパネル画面がインタフェース１７２に関して示されている。当該画面は、垂直方向及び水平方向制御（モード）の両方に関する情報を含み、当該画面は、それぞれのロードセル信号、実行（走行）状態及び速度を示す領域（欄）を含んでいる。両方の場合において「準備完了（READY）」と表示され、システムが垂直方向及び水平方向制御の両方を使用する準備ができたことを示す制御モードも示されている。

図２０の画面の下部において、垂直方向駆動及び水平方向駆動の手動コントロールを許容する一連のボタンが各々示されている。サブシステムの各々は、何れかの方向において少し動かされて（寸動（ジョグ）させられて）（jogged）もよく、当該サブシステムのコントロールは無効にされてもよい。システムの及び／またはアクチュエータ関連の状態番号を含む様々なシステム状態は、保守点検及び／またはトラブルシューティングのために表示され得る。水平方向及び垂直方向動作の両方のオン／オフのコントローラは、このページに配されている。

本開示の実施例に従って、１または複数のキャリブレーション技術が検討され、それによって様々なセンサ（例えば垂直方向荷重及び水平方向力）がキャリブレーションされて患者に対する精確な反応性が保証される。本明細書で説明されているように、荷重センサは様々な構成において使用され、それによって、キャリブレーション技術も異なる。例えば、垂直方向力センサは、圧縮力のみの構成で用いられて、ロードセルに与えられた荷重とロードセルの出力との１：１の対応を与える。しかし、水平方向荷重検出は、患者の動作及び支持よりも僅かに重要性が低く、水平方向荷重センサに関しては、低い分解能／応答性が許容され得る。

本開示のシステムの他の特徴は、仮想限界（仮想リミット）（virtual limit）と称されるものである。図２１を参照すると、仮想リミットに関するユーザインタフェースが示されている。１つの実施例において、特定のシステムまたは患者に対して設定される様々なタイプのリミットがある。このリミットのタイプは、"ハードストップ"リミット、またはソフトすなわち遷移的（暫定的）（transitional）リミット（これによって、フロートモードの動作が調整されるかまたは無効にされる）を特定する。ハードストップリミットの場合において、当該リミットは、垂直方向及び／または水平方向の両方の位置に基づいて設定される。図２１を参照すると、上方リミット及び下方リミットが、欄１２２０及び１２２２にそれぞれ入力される。そして、これらの欄の隣にあるリセットボタンの使用は、これらのリミットを予め定められたレベルかまたはデフォルト（初期値）レベルにリセットするか、または無効にすることを可能にする。左方リミット及び右方リミットは、欄１２３０及び１２３２に同様に各々入力され、これらも予め定められたレベルかまたはデフォルトレベルにリセットされるか、無効にされ得る。当該インタフェースは、複数の入力方法（例えば、タッチスクリーン、マウス、スタイラス。キーボード等）のうちの１つによるユーザ入力に応答し、リミット欄内に入力される数値は、数字キーパッド、スクロール可能ウィンドウまたは他の従来のユーザインタフェース手段によって入力され得る。さらに、このようなリミットは、リミットがセットされることが要求される位置にユニットを物理的に操作して持ち来して、当該場所／位置を記録することで設定されてもよい。特定のゾーン８１０に対してリミットが設定され、入力された値は、システム経路全体またはその部分のみに適当可能であってもよいことも考えられる。図２１に示す画面インタフェース１７２上のボタン１２５０を介して、リミットが有効化されるかまたは無効化されてもよい。

当該ユーザインタフェースは、上述の治療エクササイズに関する設定のみならず、追加の情報も含む特定の患者に関する情報の収集、保存及び表示をするように検討される。例えば、当該インタフェースは、バイオメトリック情報、ユーザのパフォーマンスメトリック（performance metric）等の収集及び表示を可能にしてもよい。当該ユーザインタフェースには、固定のコントローラに加えてまたは固定のコントローラに代えて様々な技術が使用されてもよい。その例には、有線及び無線デバイスまたはコンピューティングプラットフォーム、並びにスマートフォン、タブレットまたは他の個人用デジタル支援デバイス、ドッキングステーション等を含む。さらに、リハビリリフトシステムのコンピューティング及び／またはコントロールリソースは、個別のシステムユニット自体の中に、または１または複数の有線または無線接続を介して容易にアクセス及び相互接続される他の場所にあるコントローラ１７０内に配されていてもよい。

１つの実施例において、ユーザインタフェースに加えて、システム、特に移動自在支持ユニット１０４は、制御システムの制御下にありかつ制御システムによって動作させられる発光ダイオード（ＬＥＤｓ）等の１または複数のインジケータを含んでもよい。このインジケータは、支持ユニットの外面またはハウジングに設けられてもよく、療法士がシステムを使用している患者を監視しつつ視覚的合図を提供するためにシステムの療法士及び／またはユーザが容易に視認可能である位置（図３、位置９１２）に配されていてもよい。当該インジケータは、システムの動作状態を表示してもよく、かつＬＥＤの色、モード（例えば、オン、オフ、点滅速度）及び他のＬＥＤとの組み合わせによって障害または他の情報を発信してもよい。上述のように、ユーザインタフェースは、タッチスクリーン等のハンドヘルド及び任意の固定のデバイスを含んでいてもよく、コントロールシステムからの情報を表示するのに適していてもよく、かつ療法士によって入力された情報を受け付けてシステムの動作を制御するのに適していてもよい（図１９−２１）。図２２−２６にさらに示されているように、システムは、システムの動作に関するデータだけではなく、患者のデータに関するデータの保存も可能なメモリまたは記憶装置追加のコンピューティングリソースを含んでいてもよい。１つの実施例において、システムは、システムの動作に関する情報を保存する動作データベースを含んでいる。このようなデータベースは、様々な患者及び当該患者の療法士によるシステムの使用に関する情報を保存してもよい。例えば、図２２−２３は、リハビリリフトシステムの使用に関する患者特有の情報を追跡及び入力ために使用され得るユーザインタフェースウィンドウの一例である。図２２及び２３に示されているように、患者の情報表示及び入力の両方のため（またはデータベースから自動的に送信される患者の情報を取得するために）に様々な欄が提供される。いくつかの欄は、療法士によって確認される患者の記録情報を含み、同時に他の欄は療法士が患者のシステムの使用に基づく情報（図２３に示すように、例えば、最初のＦＩＭスコア（初期ＦＩＭスコア）、ケア（介護）プラン、経過記録、及び退院記録）を入力することを可能とする。

図２４を簡単に参照すると、システムのスケジュールまたは使用状況を表示するデイリスト（day list）ウィンドウを表示するユーザインタフェース１７２の具体例が示されている。上述のように、図２４のインタフェースウィンドウ１７２に表示されている欄のいくつかは、システムデータベース内に含まれている情報から自動入力されてもよく、他の欄は、療法士またはシステムの他のユーザに利用可能なドロップダウンまたは同様のデータ入力欄であってもよい。同様に、図２５は、ユーザインタフェース１７２上のユーザインタフェース介護プランウィンドウの具体例を示している。介護プランウィンドウにおいて、療法士は患者に関して事前にプログラミングされた１または複数のアクティビティから選択を行ってもよい。様々なアクティビティが、データベース内プログラム制御及び入力されるかまたはデータベース内に事前に保存されていてもよいいくつかの患者特有の情報の入力に依存していることが理解されるだろう。最後に、図２６は、患者のセッションに関するデータを確認及び入力するためのユーザインタフェースウィンドウの具体例を示している。上記同様に、いくつかの欄は、患者のＩＤまたは同様の固有の識別子に基づいた情報によって自動入力されてもよい。そして、患者セッションインタフェースは、情報を入力するために療法士のための欄を含んでいる。情報の利用及び表示は、図示された特定のインタフェース画面に限定されるわけではないことが理解されるだろう。さらに、システムは、患者のパフォーマンスを追跡して、繰返し回数（number of reps）、支援の量、防止された落下の回数等を評価して、将来にそのようなデータ、すなわち経時的なパフォーマンス測定結果をもたらしてもよい。本開示の実施例の動的な落下防止態様は、特にシステムコントローラがフロートモードと称されるモードで動作している際に、動的な落下事象を検出することを可能にし、実際の落下を防止しつつ、システムはその後の確認及び追跡のために発生事象を記録することが可能である。

システムの動作設定と同様に、データベース内に保存された情報のみならず、療法士によるデータの入力に基づいたいくつかの欄の自動入力も検討される。結果として、療法士及びシステムの他のユーザに使用可能なユーザインタフェースは、患者記録ウィンドウ、システムの使用状況を示すデイリストウィンドウ、介護プラン選択ウィンドウ及び／またはセッションデータウィンドウの形式で選択される情報を表示してもよい。

本明細書に記載の実施例に対する様々な変更及び変形が当業者にとって容易に想起されるだろうことが理解されるべきである。このような変更及び変形は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱すること無く、かつ意図された利点を損なうことなく行われ得る。従って、このような変更及び変形の全ては、本願に含まれるだろう。

Claims (18)

1. 人の体重を支持するシステムであって、
   トラックと、
   前記トラックに動作可能に取り付けられており、前記トラックによって画定される経路に沿って第１の方向及び前記第１の方向と概ね反対方向の第２の方向に移動自在な移動自在支持ユニットと、
   前記移動自在支持ユニットに取り付けられ、前記トラックによって画定された経路に沿って前記支持ユニットを移動させ、前記トラックの表面に摩擦態様で接続されて前記トラックに沿って前記支持ユニットの水平方向位置を制御する第１の駆動部と、
   前記移動自在支持ユニットに取り付けられ、回転自在ドラムを駆動する第２の駆動部を含むアクチュエータであって、前記ドラムが前記ドラムに取り付けられているストラップの第１の端部を有しかつ前記ストラップが前記ドラムの外表面の周りに重なり合うコイルの態様で巻き付けられており、前記ストラップの第２の端部が人を支持するために取り付けられている支持ハーネスに接続されているアクチュエータと、
   前記ストラップを介して前記移動自在支持ユニットに与えられる水平方向の力を検出する第１のセンサと、
   前記ストラップに与えられる垂直方向力を検出する第２のセンサと、
   前記第１のセンサ及び前記第２のセンサ並びにユーザインタフェースからの信号を受信し、かつ少なくとも前記第１の駆動部及び第２の駆動部の動作を制御して前記人の移動中の支持を容易にする制御システムと、を含み、
   前記制御システムは、前記移動自在支持ユニットを前記トラックに沿って水平方向に移動させて前記人に追随させて、前記人への影響を最小限にすることによって、かつ前記ストラップ、前記ドラム及び第２のモータにかかる垂直方向の力を所定の患者に対して適切となるように変化させることによって、前記人にもたらされる支持力の量を動的に調整することを特徴とする人の体重を支持するシステム。
2. 請求項１に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記トラックは、端と端とで接続されている複数の押出成形部材及び前記移動自在支持ユニットが移動するトラックの部分の各々に対して前記トラックの内部に沿っている複数の電気レールを含んでいることを特徴とする人の体重を支持するシステム。
3. 請求項２に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記押出成形部材は、長手方向に伸長し全体として平坦な上面と、長手方向にかつ前記上面の側部の各々から下方に伸長している互いに対向する側面と、を含み、前記上面及び前記下方に伸長する側面は、前記トラックの内部を形成し、前記対向する側面は、前記対向する側面から外方に伸長する肩部をさらに含むことを特徴とする人の体重を支持するシステム。
4. 請求項３に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記下方に伸長する側面の各々の長さ全体に伸長する少なくとも１つの囲まれたチャンネルをさらに含むことを特徴とする人の体重を支持するシステム。
5. 請求項１に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記トラックは、取付コンポーネントの挿入に適した少なくとも１つのＴ字型スロットを含むことを特徴とする人の体重を支持するシステム。
6. 請求項３に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記第１の駆動部と前記トラックの内部との摩擦接触が維持されており、前記移動自在支持ユニットは、前記トラックの前記対向する側面から伸長している前記肩部の各々に載っているローラから吊り下げられていることを特徴とする人の体重を支持するシステム。
7. 請求項６に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記移動自在支持ユニットは、前記トラックの長手軸に沿って前記移動自在支持ユニットの一部を拘束するのに適した付勢された遊動輪をさらに含むことを特徴とする人の体重を支持するシステム。
8. 請求項７に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記第１の駆動部は、前記トラックの前記長手軸と全体的に垂直な方向に沿って、前記移動自在支持ユニットにスライド自在に接続されていることを特徴とする人の体重を支持するシステム。
9. 請求項１に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記ストラップを介して水平方向の力を検出する前記第１のセンサは、前記移動自在支持ユニットに動作可能に取り付けられかつ前記移動自在支持ユニットから伸長しているストラップガイドを含み、前記ストラップガイドは、前記ストラップが垂直方向から前後方向に引っ張られたときにロードセルの出力の変化をもたらす態様で前記ロードセルに取り付けられていることを特徴とする人の体重を支持するシステム。
10. 請求項９に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記ストラップガイドの開口と隣り合ったマイクロスイッチを含むストラップ弛みセンサをさらに含み、前記マイクロスイッチは、前記ストラップに接触している付勢された接触器を含み、前記接触器は、前記ストラップが緩むと前記マイクロスイッチの状態を変化させ、前記状態の変化は前記制御システムによって検出されて、前記アクチュエータの動作が前記ストラップにおける弛みの検出において少なくとも一時的に停止させられることを特徴とする人の体重を支持するシステム。
11. 請求項１に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記ストラップに加えられる垂直方向の力を検出する前記第２のセンサは、前記ドラムと前記ストラップに支持されている人との間に少なくとも１つのプーリを含み、前記プーリは、枢動アームの一端に接続されており、前記枢動可能アームは、前記移動自在支持ユニットに接続されているフレーム部材に前記枢動アームの中央部の近傍において枢動可能に取り付けられており、前記枢動アームはロードセルに動作可能に付随して前記ロードセルが前記ストラップに吊り下げられている荷重に応じた圧縮力のみを受けるようになされていることを特徴とする人の体重支持するシステム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、
    前記制御システムによって動作させられ、前記システムの動作状態を表示する複数のインジケータと、
    前記制御システムからの情報を表示しかつ療法士によって入力された情報を受信して前記システムの動作を制御するのに適したユーザインタフェースと、
    をさらに含むことを特徴とする人の体重を支持するシステム。
13. 請求項１１に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記システムは前記システムの動作に関する情報を保存するデータベースを含み、前記ユーザインタフェースは、患者記録ウィンドウ、システムの使用状況を表示するデイリストウィンドウ、治療プラン選択ウィンドウ及びセッションデータウィンドウからなるグループから選択された情報をさらに表示することを特徴とする人の体重を支持するシステム。
14. 人の体重を支持するシステムであって、
    トラックであって、前記トラックは、端と端とで接続されている複数の押出成形部材、及び前記トラックの部分の各々に対して前記トラックの内部に粗って長手方向に配されている複数の電気レールを含んでおり、少なくとも１つの押出成形部材は、長手方向に伸長する全体として平坦な上面、及び長手方向にかつ前記上面の側部の各々から下方に伸長している対向する側面を含み、前記上面及び前記下方に伸長している側面は、前記トラックの内部を形成し、前記対向する側部の各々は、前記対向する側部から外方に伸長している肩部をさらに含んでいるトラックと、
    前記トラックに動作可能に取り付けられ、前記トラックによって画定される経路に沿って第１の方向及び前記第１の方向と概ね反対方向の第２の方向に移動自在な移動自在支持ユニットと、
    前記移動自在支持ユニットに取り付けられて前記トラックによって画定された経路に沿って前記支持ユニット移動させ、前記トラックの表面に摩擦態様にて接続されて前記トラックに沿った前記支持ユニットの水平方向位置を制御し、前記トラックの内部との間の摩擦接触が維持されている第１の駆動部であって、前記移動自在支持ユニットが前記トラックの前記対向する側面から伸長している前記肩部の各々に載っているローラから吊り下げられている第１の駆動部と、
    前記移動自在支持ユニットに取り付けられ、回転自在ドラムを駆動する第２の駆動部を含むアクチュエータであって、前記ドラムが前記ドラムに取り付けられているストラップの第１の端部を有し、前記ストラップが前記ドラムの外表面の周りに重なり合うコイルの態様にて巻き付けられており、前記ストラップの第２の端部が人を支持するために取り付けられている支持ハーネスに接続されているアクチュエータと、
    前記ストラップを介して前記移動自在支持ユニットに加えられる水平方向の力を検出し、かつ前記移動自在支持ユニットに動作可能に取り付けられかつ前記移動自在支持ユニットから伸長しているストラップガイドを含む第１のセンサであって、前記ストラップガイドは、垂直方向から前後方向に前記ストラップが引っ張られたときに前記ロードセルの出力を変化させる態様でロードセルに取り付けられている第１のセンサと、
    前記ストラップに加えられる垂直方向の力を検出し、前記ドラムと前記ストラップによって支持される人との間に少なくとも１つのプーリを含む第２のセンサであって、前記プーリが枢動アームの一端に接続されており、前記枢動アームが前記移動自在支持ユニットに接続されているフレーム部材に前記枢動アームの中央部近傍において枢動自在に取り付けられており、前記枢動アームの反対側の他端はロードセルと動作可能に係合されており前記ロードセルが前記ストラップに吊り下げられている荷重に応じた圧縮力のみにさらされる第２のセンサと、
    前記第１のセンサ及び前記第２のセンサ並びにユーザインタフェースから信号を受信し、かつ少なくとも前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部の動作を制御して前記人の動作の間の支持を容易にする制御システムと、を含み、
    前記制御システムは、前記トラックに沿って水平方向に前記移動自在支持ユニットを移動させて前記人に追随させて前記人への影響を最小化することによって、かつ前記ストラップ、前記ドラム及び第２のモータを介して前記人にもたらされる垂直方向の力を所定の患者に対して適切となるように変化させることによって、前記人にもたらされる支持力の量を動的に調節することを特徴とする人の体重を支持するシステム。
15. 請求項１４に記載の人の体重を支持するシステムであって、
    前記制御システムによって動作させられ、前記システムの動作状態を表示する複数のインジケータと、
    前記制御システムからの情報を表示しかつ療法士によって入力された情報を受信して前記システムの動作を制御するのに適したユーザインタフェースと、
    をさらに含むことを特徴とする人の体重を支持するシステム。
16. 請求項１５に記載の人の体重を支持するシステムであって、前記システムは前記システムの動作に関する情報を保存するデータベースを含み、前記ユーザインタフェースは、患者記録ウィンドウ、システムの使用状況を表示するデイリストウィンドウ、治療プラン選択ウィンドウ及びセッションデータウィンドウからなるグループから選択された情報をさらに表示することを特徴とする人の体重を支持するシステム。
17. リハビリテーション治療の目的で人の体重を支持する方法であって、
    トラックを設けるステップであって、前記トラックは端と端とで接続されている複数の押出成形部材及び前記トラックの部分の各々に対して前記トラックの内部に沿って長手方向に配されており複数の電気レールを含み、少なくとも１つの押出成形部材は、長手方向に伸長する全体的に平坦な上面及び長手方向及び前記上面の側部の各々から下方に伸長する対向する側面を含み、前記上面及び前記下方に伸長する側面が前記トラックの前記内部を形成し、前記対向する側部の各々は前記対向する側部から外方に伸長する肩部をさらに含むステップと、
    前記トラックに移動自在支持ユニットを動作自在に取り付けるステップであって、前記移動自在支持ユニットが前記トラックによって画定される経路に沿って第１の方向及び前記第１の方向と全体として反対方向の第２の方向に移動自在であるステップと、
    前記移動自在支持ユニットに取り付けられている第１の駆動部を用いて前記トラックによって画定される前記経路に沿って前記移動自在支持ユニットを移動させるステップであって、前記第１の駆動部は前記トラックの表面に動作可能に接続されて前記トラックに沿った前記移動自在支持ユニットの水平方向位置を制御し、前記移動自在支持ユニットは、前記トラックの対向する側面から伸長している前記肩部の各々に載っているローラから吊り下げられているステップと、
    前記移動自在支持ユニットに取り付けられているアクチュエータを用いて前記人の垂直方向位置を制御するステップであって、前記アクチュエータは、回転自在ドラムを駆動する第２の駆動部を含み、前記ドラムは前記ドラムに取り付けられているストラップの第１の端部を有し、前記ストラップは前記ドラムの外表面の周りに重なり合うコイルの態様にて巻き付けられており、前記ストラップの第２の端部は、前記人を支持するために取り付けられている支持ハーネスに接続されているステップと、
    前記ストラップを介して前記移動自在支持ユニットに与えられた水平方向の力を第１のセンサを用いて検出し、前記第１のセンサは前記移動自在支持ユニットに動作可能に取り付けられかつ前記移動自在支持ユニットから伸長しているストラップガイドを含んでおり、前記ストラップガイドは、前記ストラップは前記ロードセルに取り付けられており、前記ロードセルは、前記ストラップが垂直方向から前後方向に引っ張られたときにロードセルの出力の変化をもたらす態様にて前記ロードセルに取り付けられているステップと、
    第２のセンサを用いて前記ストラップに与えられる垂直方向の力を検出するステップであって、前記第２のセンサは前記ドラムと前記ストラップによって支持されている人との間に少なくとも１つのプーリを含み、前記プーリは枢動アームの一端に接続されており、前記枢動アームは前記移動自在支持ユニットに接続されているフレーム部材に前記枢動アームの中央部近傍において枢動自在に取り付けられており、前記枢動アームの反対側の他端はロードセルに動作可能に係合して前記ロードセルが前記ストラップに吊り下げられている荷重に応じた圧縮力のみを受けるステップと、
    前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからの信号を受信しかつ少なくとも前記第１の駆動部及び前記第２の駆動部の動作を制御して前記人の動作を容易にしかつ補助する制御システムを設けるステップであって、前記制御システムは、前記移動自在支持ユニットを前記トラックに沿って水平方向に移動させて前記人に追随させることによって前記人にもたらされる支持力の量を動的に調整するステップと、
    を含むことを特徴とする人の体重を支持する方法。
18. 請求項１７に記載のリハビリテーション治療の目的で人の体重を支持する方法であって、前記コントローラは、前記人の動作を許容しかつ動的に落下を検知しかつ防止しつつ前記人への影響を最小化するのに適した態様にて前記システムの動作を制御するように事前にプログラミングされており、それによって、前記ストラップ、前記ドラム及び前記第２のモータを介して前記人に与えられる垂直方向の力が変化させられ、前記第２のモータの動作に関するパラメータは前記人に応じて調整されることを特徴とする人の体重を支持する方法。