JP2017189306A - リハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】訓練者が正しい動作を学習しやすいリハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法を提供する。
【解決手段】本発明のリハビリ支援システム１は；人の身体に装着される第１装着部材８１および第２装着部材８２と；長尺物２０と、長尺物２０に取り付けられており、長尺物２０の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得する情報取得部４０と、を有しており、一方が第１装着部材８１に接続されており、他方が第２装着部材８２に接続されている長尺状のリハビリ支援装置１０と；情報取得部４０での計測結果が入力される処理部５０と；処理部５０の出力に応じて知覚情報を出力する通知部６０と；を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リハビリテーションを効率よく行うためのリハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法に関するものである。

リハビリテーションの分野では、運動機能の回復や姿勢の矯正のために、医師や理学療法士等の指導に基づき、例えば歩行訓練では、訓練者自身（患者自身）が鏡に映る歩容を見ながら、適切な姿勢に矯正する等の訓練を行う。このような訓練を効果的に実施すべく、特許文献１、２のようなリハビリ支援装置が開発されている。

特許文献１には、歩行学習者の足裏に取り付けられている足底圧センサーで検出した足底圧をデジタルデータに変換し、このデジタルデータを聴覚情報（メロディー）に変換して歩行学習者にフィードバックする足底圧分布−聴覚バイオフィードバックシステムが記載されている。

特許文献２には、歩行訓練者の履物に配置された複数の感圧センサと、履物の位置を三次元で検知する位置センサのデータから、履物の足跡およびその現在位置を表示する歩行訓練支援装置が記載されている。当該歩行訓練支援装置には、履物の接地目標位置を触覚で知らせる触覚表示手段や、音声や音像で知らせる手段が好ましく設けられる。

特開２００４−１４１２７５号公報 特開２００６−２０４７３０号公報

しかし、特許文献１、２に記載のシステムや装置によって訓練者にフィードバックが掛けられたとしても、歩行は両足を交互に前後に出す動作の繰り返しにより行われるため、このような連続した動作の具体的にどの部分に問題があったのか分かりにくく、訓練者が自ら適切な動作や姿勢を理解する観点で改善の余地があった。
そこで、本発明は、訓練者自身が正しい動作を学習しやすいリハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法を提供する。

上記目的を達成し得た本発明のリハビリ支援システムとは、人の身体に装着される第１装着部材および第２装着部材と；長尺物と、該長尺物に取り付けられており、長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得する情報取得部と、を有しており、一方が第１装着部材に接続されており、他方が第２装着部材に接続されている長尺状のリハビリ支援装置と；情報取得部での計測結果が入力される処理部と；該処理部の出力に応じて知覚情報を出力する通知部と；を有することを特徴とするものである。本発明のリハビリ支援システムによれば、第１装着部材および第２装着部材を介して長尺状のリハビリ支援装置を装着して関節を動かすことにより、訓練者が肌で感じる長尺物の変位と、通知部から出力される知覚情報の両方を訓練者にフィードバックすることができる。このため、訓練者が自ら適切な動作や姿勢を取ることができているか確認しやすいものである。

リハビリ支援装置の一方が、第１装着部材を介して装着者（訓練者）の身幅方向の中央部に接続されており、リハビリ支援装置の他方が、第２装着部材を介して左右いずれかの脚に接続されていることが好ましい。これにより、股関節に対応する位置にリハビリ支援装置が配されやすくなり、股関節における情報を取得しやすくなるため、歩行動作が適切に行えているか否かを訓練者にフィードバックすることが可能となる。

長尺物は、弾性を有するものであることが好ましい。長尺物が弾性を有していれば、伸縮により関節の動きが補助されるとともに、長尺物の伸縮を訓練者が感じることによって、訓練者が自ら適切な動作を行えているか確認しやすくなる。この場合、知覚情報が、視覚情報または聴覚情報であることが好ましい。長尺物が弾性を有している場合には、長尺物の伸縮がいわば触覚情報として訓練者に与えられるが、通知部で出力される知覚情報も触覚情報の場合、これら触覚情報が重複して出力されることにより訓練者が適切な動作を理解しにくくなる可能性があるからである。

長尺物は、第１長尺物と第２長尺物が長手方向に連結されているものであり、情報取得部が第１長尺物と第２長尺物の間に配置されていることが好ましい。第１長尺物と第２長尺物の間に情報取得部が配置されることにより、長尺物の一方に対する他方の変位を計測しやすくなる。

情報取得部はロードセルまたは伸縮性を有するセンサであることが好ましい。長尺物に加えられた変位に対応する情報を容易に取得することができるからである。

本発明には、上記リハビリ支援システムを備えた機器も含まれる。このような機器によっても関節の動作を容易に確認することができる。

また、本発明のリハビリ支援システムの制御方法は、人の身体に装着される第１装着部材および第２装着部材と、長尺物を有する長尺状のリハビリ支援装置とを準備するステップと、第１装着部材を介してリハビリ支援装置の一方を人の身体に装着し、第２装着部材を介してリハビリ支援装置の他方を人の身体に装着するステップと、長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得するステップと、取得した情報を処理するステップと、処理結果に応じて知覚情報を出力するステップと、を含むことを特徴とするものである。本発明の制御方法は、長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得するステップと、当該変位に対応する情報を処理するステップと、処理結果に応じて知覚情報を出力するステップを有しているため、訓練者が自ら適切な動作や姿勢を取ることができているか確認しやすいものである。

本発明の制御方法は、リハビリ支援装置の一方を計測対象の関節よりも上側に配置し、リハビリ支援装置の他方を計測対象の関節よりも下側に配置することが好ましい。これにより、装置の情報取得部を計測対象の関節に配置しやすくなる。

本発明の制御方法は、リハビリ支援装置の一方を装着者（訓練者）の体幹部に接続し、リハビリ支援装置の他方を下腿部に接続することが好ましい。股関節に対応する位置における情報を取得しやすくなるため、歩行動作が適切に行えているか否かを訓練者にフィードバックすることが可能となる。

本発明の制御方法は、長尺物が変位する時間間隔の情報を取得するステップを有することが好ましい。本ステップは、関節を規則的に動かすことができるかを確認したい場合に有効である。

本発明のリハビリ支援システムによれば、第１装着部材および第２装着部材を介して長尺状のリハビリ支援装置を装着して関節を動かすことにより、訓練者が肌で感じる長尺物の変位と、通知部から出力される知覚情報の両方を訓練者にフィードバックすることができる。このため、訓練者が自ら適切な動作や姿勢を取ることができているか確認しやすいものである。
また、本発明のリハビリ支援システムの制御方法は、長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得するステップと、取得した情報を処理するステップと、処理結果に応じて知覚情報を出力するステップを有しているため、訓練者が自ら適切な動作や姿勢を取ることができているか確認しやすいものである。

本発明の実施の形態１に係るリハビリ支援システムの構成を示すブロック図を表す。 本発明の実施の形態１に係る長尺状のリハビリ支援装置の斜視図を表す。 本発明の実施の形態１に係る長尺状のリハビリ支援装置の内部構造を示す平面図を表す。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図を表す。 本発明の実施の形態１に係るリハビリ支援システムの装着例を示す斜視図を表す。 本発明の実施の形態１に係るリハビリ支援システムの装着例を示す斜視図を表す。 本発明の実施の形態２に係るリハビリ支援システムの構成を示すブロック図を表す。 本発明の実施の形態３に係るリハビリ支援システムの構成を示すブロック図を表す。

以下、本発明に係るリハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

１．リハビリ支援システム
リハビリ支援システムは、リハビリテーションを効率的に行うために患者またはセラピストを支援するシステムである。本発明では単に「システム」と称することがある。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るリハビリ支援システムについて、図１〜図４を用いて説明する。図１〜図４はそれぞれ本発明の実施の形態１に係るリハビリ支援システムのブロック図、リハビリ支援装置の斜視図、リハビリ支援装置の内部構造を示す平面図、図３のＩＶ−ＩＶ断面図を表す。図１に示すように、本発明のリハビリ支援システム１は、第１装着部材８１と、第２装着部材８２と、リハビリ支援装置１０と、処理部５０と、通知部６０とを有する。以降、リハビリ支援装置１０については、単に「装置１０」と称することがある。

（１）第１装着部材および第２装着部材
第１装着部材８１および第２装着部材８２（以下、「装着部材」と称することがある）は、人の身体に装着されるものである。第１装着部材８１は長尺状の装置１０の一方に接続されており、第２装着部材８２は長尺状の装置１０の他方に接続されている。このため、人は装着部材を身体に装着することによって装置１０を身に着けることができる。

装着部材としては、シャツ、ベスト等の上衣、ズボン等の下衣、上衣と下衣がつながったつなぎ等の衣服、ベルト、手袋、靴下、靴、帽子等の小物等の衣料品や、体幹装具、長下肢装具、短下肢装具等の下肢装具、上肢装具等の装具、サポーター、バンド等の保護部材等の身に着けるものが挙げられる。中でも、装着部材は装具やサポーターであることがより好ましい。一般に、装具やサポーターは衣料品に比べて身体に密着させて使用されることが多いため、長尺物の変位に対応する情報を取得しやすくなる。第１装着部材８１と第２装着部材８２は、同種類のものであってもよく、異なる種類のものであってもよい。

（２）リハビリ支援装置
本発明においてリハビリ支援装置１０は、関節の動きに係る情報を取得するために訓練者が装着する装置１０である。リハビリ支援装置１０は、長尺物２０と、情報取得部４０とを有している。リハビリ支援装置１０は、全体として、長手方向と短手方向を有する長尺状の装置である。

（２−１）長尺物
長尺物２０は、例えば、長手方向と短手方向を有するものであり、巻き尺のように少なくとも一部が巻回されていてもよく（図示せず）、図２に示すように直線状であって巻回されていなくてもよい。

本発明において、長尺物２０は一方に対して他方が変位するものである。身体に装着された長尺物２０は、対応する位置に存在する関節の屈曲や伸展による影響を受けて変形したり、巻回が解かれる。その結果、長尺物２０は一方に対して他方が変位することになる。このため、長尺物２０の変位に対応する情報を情報取得部４０で取得することにより、関節の屈曲や伸展動作がなされているか否かを容易に計測することができる。また、訓練者が長尺物２０の変位を肌で感じることによって、関節が適切に動かせているか自ら確認しやすいものである。なお、計測対象の関節は、屈曲または伸展する部位であれば特に限定されず、例えば、股関節、膝関節、肘関節、足関節等が挙げられる。

装着時の肌当たりを良好にするために、長尺物２０は柔軟性を有していることが好ましい。

長尺物２０の素材は、織物、編物、不織布、これらに樹脂が積層された材料から構成される布地、天然ゴム、合成ゴム等のゴム、ポリウレタン、ポリプロピレン、シリコーン等の合成樹脂またはこれらの組み合わせであることが好ましい。

長尺物２０は弾性を有するものであることが好ましい。長尺物２０は、少なくとも一部が伸縮弾性を有していることが好ましく、より好ましくは全体が伸縮弾性を有する。これにより、長尺物２０が伸縮することにより関節の動きが補助されるとともに、長尺物２０の伸縮を訓練者が肌で感じることによっても訓練者が適切な動作を行えているか自ら確認しやすくなる。例えば、歩行時の股関節の動きを計測する場合には、長尺物２０が弾性を有しており、装置１０の一方が体幹部に接続されており、他方が下腿部（より好ましくは下肢装具）に接続されていることが好ましい。立脚後期の足関節底屈モーメントを増大させることができるため、膝関節の伸展保持が容易になるとともに、遊脚期には脚の振り出しを補助することができる。このため、脳卒中片麻痺の膝折れがある患者に対しても、膝関節の運動自由度を向上させたトレーニングを行うことが可能となる。ここで、体幹部は腹部および胸部を指す。

装置１０は、一方が第１装着部材８１に接続されており、他方が第２装着部材８２に接続されているものである。装着部材は、長尺物２０に接続されていてもよく、情報取得部４０に接続されていてもよい。例えば、第１装着部材８１と第２装着部材８２のいずれか一方が長尺物２０に接続されており、他方が情報取得部４０に接続されていてもよく、第１装着部材８１と第２装着部材８２の両方が長尺物２０に接続されていてもよい。

長尺状の装置１０の装着部材への接続には、縫合、接着剤等による接着、熱溶着、接続具による取り付け等の接続方法を採用できる。中でも、装置１０の取り付けおよび取り外しを容易にする観点からは、装置１０に接続具が設けられていることが好ましく、より好ましくは長尺物２０に接続具が設けられる。接続具としては、例えば、バックル、線ファスナー、面ファスナー、スナップボタン等を用いることができる。

接続具が設けられる位置は特に制限されないが、装置１０の一方端部および／または他方端部に接続具が設けられていることが好ましく、長尺物２０の一方端部および／または他方端部に接続具が設けられることがより好ましい。後述するように長尺物２０が複数の長尺物２０から構成されており、第１長尺物２０と第２長尺物２０の間に情報取得部４０が設けられている場合には、長尺状の装置１０の一方端部と他方端部の少なくともいずれか一方に接続具が設けられることが好ましく、長尺状の装置１０の一方端部と他方端部の両方に接続具が設けられることがより好ましい。例えば、図３に示すように、第１長尺物２０Ａの一方端部（右側端部）に接続具２３が設けられ、第２長尺物２０Ｂの他方端部（左側端部）に接続具２４が設けられてもよい。これにより長尺状の装置１０Ａの一方端部と他方端部に接続具が設けられるため、装置１０の一方端部を第１装着部材８１に、他方端部を第２装着部材８２に接続しやすくなる。

図示していないが、長尺物の一方端部に情報取得部が設けられることにより装置が構成される場合には、情報取得部の長尺物との接続側とは反対側と、長尺物の他方端部とにそれぞれ接続具が接続されていることが好ましい。

弾性を有する長尺物２０の伸縮を訓練者の関節の屈曲および伸展動作の補助に利用する観点からは、長尺物２０は可能な限り長く形成されていることが好ましい。また、長尺物２０は訓練者の年齢、性別、体格等に応じて、長さを調整できることが好ましい。したがって、長尺物２０は、複数の長尺物２０（例えば、第１長尺物、第２長尺物、第３長尺物の３つ）を組み合わせることにより構成されていてもよい。組み合わせる長尺物２０の数は制限されないが、２以上であってもよく、３以上であってもよいが、接続の煩雑さを軽減する観点からは７以下が好ましく、６以下がより好ましい。なお、複数の長尺物２０を連結するためには上述した接続具を好ましく用いることができる。

図３に示すように、第１長尺物２０Ａと第２長尺物２０Ｂが、情報取得部４０を介して長手方向に連結されているものであることが好ましい。第１長尺物２０Ａと第２長尺物２０Ｂの間に情報取得部４０が配置されることにより、第１長尺物２０Ａと第２長尺物２０Ｂを互いに反対方向に引っ張ったときの長尺物の一方に対する他方の変位を計測しやすくなるからである。

長尺状の装置１０の長手方向における長さは、訓練者の年齢、性別、体格等に応じて適宜設定することができるが、股関節を計測対象とする場合であって長尺物２０の一方を体幹部に、他方を下腿部に接続するときは、装置１０の長手方向における長さを例えば７ｃｍ以上１３０ｃｍ以下にすることができる。装置１０の短手方向の長さは、装着時の関節の動作に支障をきたさない長さであればよく、例えば１ｃｍ以上１０ｃｍ以下にすることができる。

（２−２）情報取得部
情報取得部４０は、長尺物２０に取り付けられており、長尺物２０の一方に対する他方の変位に対応する情報（以下、単に「変位情報」と称することがある）を取得するものである。変位情報に係る物理量の種類は限定されないが、例えば、長尺物２０が一方と他方に引っ張られたときの引張力や引張圧力、長尺物２０の長さや変位、長尺物２０が巻回されている場合には巻回が解除されるときの回転数や回転量等を用いることができる。

情報取得部４０は、例えば、上記物理量を計測可能なセンサそのものや、後述する処理部、通知部を含む制御手段に設けられるセンサである。

引張力（単位：Ｎ）や引張圧力（単位：ＰａまたはＮ／ｍ^２）の計測には、歪みゲージ式ロードセル、圧電式ロードセル、磁歪式ロードセル、静電容量式ロードセル、ジャイロ式ロードセル等のロードセル（荷重変換器）が好ましく用いられる。

図３〜図４には、歪みゲージ式のロードセルを使用して引張力を計測する方式のシステムの内部構造が例示されている。歪みゲージ式ロードセルの場合、関節を動かすことにより長尺物２０の一方と他方には、図３の矢印Ａ方向への引張力が加えられることでロードセルの歪み体４１が変形し、その変形量に応じて電気抵抗が変わる。電流または電圧を計測することにより長尺物２０の変位情報を容易に取得することができる。このため、情報取得部４０はロードセルであることが好ましい。

長さ（単位：ｍ）の計測には測長器を用いることができ、変位（単位：ｍ）の計測には渦電流式変位計、静電容量式変位計、光学式変位計等の公知の変位計を用いることができる。

回転数や回転量の計測には、電磁式回転計、光電式回転計等の公知の回転計を用いることができる。

情報取得部は、伸縮性を有するセンサであってもよい。伸縮性を有するセンサは、例えば、基材や電極が伸縮性を有している材料から形成されているものであり、静電容量式や電気抵抗式のものがある。センサが伸縮性を有していれば、長尺物の変形に追従しやすいため、特に弾性を有する長尺物に取り付ける場合に有用である。伸縮性を有するセンサとしては、例えば、国際公開第２０１５／１３３４１７号や国際公開第２０１５／１５６１７４号に記載のセンサ装置を用いることができる。

装置１０において情報取得部４０が取り付けられる位置は特に制限されず、例えば、装置１０の一方端部に接続されていてもよい。また、長尺物２０が複数の長尺物２０、例えば、第１長尺物２０Ａと第２長尺物２０Ｂが長手方向に連結されているものである場合には、情報取得部４０は、第１長尺物２０Ａと第２長尺物２０Ｂの間に配置されていることが好ましい。

（２−３）装置の装着位置
装置１０は、計測対象の関節に対応する位置に配置されるように装着されることが好ましい。例えば、股関節に対応する位置での変位情報を取得するためには、装置１０の一方が、第１装着部材８１を介して装着者（訓練者）の体幹部に接続されており、装置１０の他方が、第２装着部材を介して装着者の脚に接続されていることが好ましい。より具体的には、装置１０の一方が、第１装着部材８１を介して装着者の身幅方向の中央部に接続されており、装置１０の他方が、第２装着部材を介して左右いずれかの脚（より好ましくは左右いずれかの下腿部）に接続されていることが好ましい。

図５〜図６は、本発明の実施の形態１に係るリハビリ支援システムの装着例を示す斜視図を表し、図５は直立姿勢の状態を表し、図６は歩行状態を表す。図５〜図６では、装置１０の一方である第１長尺物２０Ａの一方端部（図５〜図６では上側端部）が、第１装着部材８１であるベストを介して装着者の身幅方向の中央部に接続されている。また、装置１０の他方である第３長尺物２０Ｃの他方端部（図５〜図６では下側端部）が、第２装着部材である短下肢装具の下腿カフを介して装着者の右下腿部に接続されている。その結果、装置１０が股関節に対応する位置に配置されている。このように装着部材として装具を用いれば、装具を装着した状態での関節の動作を容易に確認することができる。ここで、装着者の身幅方向は、装着者からみて左右方向を意味し、中央部とは装着部材を身幅方向に三等分割したときの中央領域である。

肘関節における変位情報を取得するためには、装置１０の一方が、第１装着部材８１を介して装着者の上腕部に接続されており、装置１０の他方が、第２装着部材を介して装着者の前腕部に接続されていることが好ましい。

また、膝関節における変位情報を取得するためには、装置１０の一方が、第１装着部材８１を介して装着者の上腿に接続されており、装置１０の他方が、第２装着部材を介して装着者の下腿に接続されていることが好ましい。

（３）第３装着部材
長尺物２０の僅かな変位を計測するためには、装置１０全体が身体に当接しているように構成されることが好ましいが、装置１０が長尺であると計測対象の関節の位置からずれやすくなる。したがって、本発明のリハビリ支援システム１は、図５〜図６に示すように、装置１０を長手方向に移動可能に保持する部分を有する第３装着部材８３をさらに有していてもよい。なお、長尺物の長手方向への変位を制限しないために、装置１０と第３装着部材８３とは互いに固定されない。

第３装着部材８３で装置１０を保持するためには、例えば、第３装着部材８３の外側（肌側と反対側）に、少なくとも身体の周方向に沿って延在する保持部材８４が配置されており、保持部材８４の周方向の一方端部および他方端部が第３装着部材８３に接続されており、第３装着部材８３と保持部材８４の間には装置１０を通すための挿通路８５が形成されていてもよい。挿通路８５に装置１０を通すことによって、長尺状の装置１０の延在方向を誘導することができるため、装置１０は長手方向以外の方向に変位しにくくなる。また、第３装着部材８３で装置１０を保持する別の方法として、第３装着部材８３の外側に筒状部材が配置されており、該筒状部材の筒軸方向が装置１０の長手方向に沿うように配置されていてもよい。当該筒状部材の内腔を挿通路８５として装置１０を挿通路８５に通すことによっても第３装着部材８３で装置１０を保持できる。

第３装着部材８３は、身長方向において、第１装着部材８１と第２装着部材８２の間に配置されていることが好ましい。これにより、装置１０が、第１装着部材８１と第２装着部材８２の間で計測対象となる関節の位置からずれて配置されることを防止できる。装置１０の延在方向を調整するために、第３装着部材８３は複数設けられてもよい。

（４）処理部
処理部５０は、情報取得部４０での計測結果を入力する部分である。処理部５０は、所定値との比較等の各種演算処理や機器の制御を行うことが可能なパソコン、マイコン等のコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等に設けられる。

処理部５０では、情報取得部４０での計測結果を有線または無線通信により受信できればよい。図１〜図２では、処理部５０が、情報取得部４０と接続されている制御手段３０に設けられている例を示している。上記のように、処理部５０は装置１０に設けられていてもよく、情報取得部４０が設けられる装置１０と異なる部材、例えば、パソコン、タブレット端末、スマートフォン等の外部機器に設けられていてもよい。

（５）通知部
通知部６０は、処理部５０の出力に応じて知覚情報を出力する部分である。通知部６０は、処理部５０で出力された結果に基づき、知覚情報を出力する。

通知部６０は、処理部５０での処理結果を有線または無線通信により受信できればよい。図１〜図２では、通知部６０は、処理部５０と接続されている制御手段３０に設けられている例を示している。上記のように、通知部６０は装置１０に設けられていてもよく、情報処理部５０が設けられる装置１０と異なる部材、例えば、パソコン、タブレット端末、スマートフォン等の外部機器に設けられていてもよい。

このように処理部５０および通知部６０は装置１０に設けられていることが好ましい。別途、処理部５０や通知部６０が設けられる外部機器を準備する必要がなく、装置１０単体で計測（変位情報の取得）から通知までの一連の動作を行うことができるからである。

知覚情報は、訓練者の視覚、聴覚、触覚等の感覚機能を通じて訓練者に刺激を与えるための情報であり、視覚情報、聴覚情報、触覚情報等がある。長尺物２０が弾性を有している場合には、長尺物２０の伸縮が触覚情報として訓練者に与えられるが、通知部６０で出力される知覚情報も触覚情報の場合、これら触覚情報が重複して出力されることにより訓練者が適切な動作を理解しにくくなる可能性がある。したがって、長尺物２０が弾性を有している場合には、知覚情報は触覚情報以外であることが好ましく、視覚情報または聴覚情報であることがより好ましい。

知覚情報が視覚情報の場合、通知部６０は、液晶モニター、パソコン、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話、時計、活動量計等の表示装置であってもよい。

知覚情報が聴覚情報の場合、通知部６０は、イヤホン、スピーカー、パソコン、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話、時計、活動量計等であってもよい。

知覚情報が触覚情報の場合、通知部６０は、振動機能を有するスマートフォン、携帯電話、時計、活動量計等であってもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２では、処理部５０が外部機器に設けられている構成例について説明する。図７は、本発明の実施の形態２に係るリハビリ支援システムの構成を示すブロック図を表す。図７に示すリハビリ支援システム１は、第１装着部材８１と、第２装着部材８２と、リハビリ支援装置１０（１０Ｂ）と、外部機器７０とを有しており、当該装置１０Ｂは、長尺物２０と、制御手段３１とを備え、制御手段３１は、情報取得部４０と、通知部６０とを有している。なお、実施の形態１のリハビリ支援システム１０Ａと同様の構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。このように、処理部５０が外部機器７０に設けられており、通知部６０が装置１０に設けられていてもよい。実施の形態１と比較して、処理部５０で実行される処理が複雑である場合に好適に使用できる。また、通知部６０が装置１０に設けられているため、知覚情報が触覚情報である場合に有効である。

（実施の形態３）
実施の形態３では、処理部５０および通知部６０が外部機器７１に設けられている構成例について説明する。図８は、本発明の実施の形態３に係るリハビリ支援システム１の構成を示すブロック図を表す。図８に示すリハビリ支援システム１は、第１装着部材８１と、第２装着部材８２と、リハビリ支援装置１０（１０Ｃ）と、外部機器７１とを有しており、当該装置１０Ｃは、長尺物２０と、センサ３２とを備え、センサ３２は、情報取得部４０を有している。なお、実施の形態１〜２のリハビリ支援システム１０Ａ、１０Ｂと同様の構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。このように、処理部５０および通知部６０が外部機器７１に設けられていてもよい。実施の形態１〜２と比較して、装置１０に設けられる部材数を少なくすることができるため、装置１０の軽量化に役立つ。

（その他の実施形態）
本発明には、上記リハビリ支援システムを備えた機器も含まれる。ここで、機器は、杖、歩行器、平行棒、トレッドミル等の運動器具、筋力測定機器等の主に運動機能の回復や介護を目的として使用されるものである。このような機器がリハビリ支援システムを備えていることによって、機器の使用状態での関節の動作を確認することが可能である。

２．リハビリ支援システムの制御方法
本発明のリハビリ支援システムの制御方法は、人の身体に装着される第１装着部材および第２装着部材と、長尺物を有する長尺状のリハビリ支援装置とを準備するステップと、
第１装着部材を介してリハビリ支援装置の一方を人の身体に装着し、第２装着部材を介してリハビリ支援装置の他方を人の身体に装着するステップと、長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得するステップと、取得した情報を処理するステップと、処理結果に応じて知覚情報を出力するステップと、を含むことを特徴とするものである。
以下、リハビリ支援システムの制御方法について、図５〜図６を用いて詳細を説明するが、システムの構成については、「１．リハビリ支援システム」に記載したとおりである。

（１）準備ステップ
人の身体に装着される第１装着部材８１および第２装着部材８２と、長尺物を有する長尺状のリハビリ支援装置１０とを準備する（ステップＳ１）。

（２）装着ステップ
図５に示すように、第１装着部材８１を介して装置１０の一方を人の身体に装着し、第２装着部材８２を介して装置１０の他方を人の身体に装着する（ステップＳ２）。具体的には、装置１０の一方を第１装着部材８１に、装置１０の他方を第２装着部材８２に接続した後（ステップＳ２−１）、第１装着部材８１と第２装着部材８２を人の身体に装着してもよい（ステップＳ２−２）。また、別の方法として、第１装着部材８１と第２装着部材８２を人の身体に装着した後（ステップＳ２−３）、装置１０の一方を第１装着部材８１に、装置１０の他方を第２装着部材８２に接続してもよい（ステップＳ２−４）。さらに別の方法として、予め装置１０の一方を第１装着部材８１に、装置１０の他方を第２装着部材８２に接続しておき（ステップＳ２−５）、第１装着部材８１と第２装着部材８２をそれぞれ人の身体に装着してもよい（ステップＳ２−６）。

長尺状のリハビリ支援装置１０は、長尺物２０と、長尺物２０に取り付けられている情報取得部４０を有するものであるが、該装置１０の少なくとも一部を、計測対象の関節に対応する位置に配置することが好ましい。具体的には、装置１０の一方を計測対象の関節に対応する位置よりも身長方向の上側に配置し、装置１０の他方を計測対象の関節に対応する位置よりも身長方向の下側に配置することが好ましい。これにより、装置１０の情報取得部４０を計測対象の関節に配置しやすくなる。なお、本発明において、身長方向における上側とは人の直立姿勢における頭部側であり、身長方向における下側とは人の直立姿勢における足部側である。

股関節における変位情報を計測する図５〜図６では、長尺物は第１長尺物２０Ａ、第２長尺物２０Ｂ、第３長尺物２０Ｃを有しており、第１長尺物２０Ａと第２長尺物２０Ｂの間に情報取得部４０を有する制御手段３０が配置されることにより、装置１０が構成されている。装置１０の一方を、股関節に対応する位置よりも身長方向の上側に配置し、装置１０の他方を股関節に対応する位置よりも身長方向の下側に配置している。また、装置１０の一方を第１装着部材８１を介して装着者（訓練者）の体幹部（より好ましくは装着者の体幹部の身幅方向の中央部）に接続し、装置１０の他方を第２装着部材８２を介して左右いずれかの脚（より好ましくは左右いずれかの下腿部）に接続することが好ましい。具体的には、図５〜図６の長尺物２０の上側端部には接続具としてバックル（図示せず）が設けられており、該バックルがベストの下腹部に接続されている。長尺物２０の下側端部は下腿部（短下肢装具の下腿カフ）に巻き付けられて面ファスナー（図示せず）により固定されている。長尺物２０の下側端部は、短下肢装具の支柱や足の甲を保護する足部覆い等に接続されてもよく、接続位置は特に限定されない。このように、股関節に対応する位置での変位情報を取得することによって、歩行動作が適切に行えているか否かを訓練者にフィードバックすることが可能となる。

股関節に対応する位置での変位情報を計測するためには、装置１０は、股関節を屈曲させる腸骨筋と大腰筋からなる腸腰筋に対応する位置に配置されていることが好ましい。

膝関節に対応する位置での変位情報を計測するためには、装置１０は、膝関節を屈曲させる大腿二頭筋、半模様筋、半腱様筋、縫工筋、膝窩筋の少なくともいずれか一つに対応する位置に配置されていることが好ましい。したがって、装置１０の一方を第１装着部材８１を介して装着者の上腿部に接続し、装置１０の他方を第２装着部材８２を介して装着者の下腿部に接続することが好ましい。

肘関節に対応する位置での変位情報を計測するためには、装置１０は、肘関節を屈曲させる上腕二頭筋、上腕筋、腕橈骨筋の少なくともいずれか一つに対応する位置に配置されていることが好ましい。したがって、装置１０の一方を第１装着部材８１を介して装着者の上腕部に接続し、装置１０の他方を第２装着部材８２を介して装着者の前腕部に接続することが好ましい。

装置１０を装着部材の内側に配置してもよく、装着部材の外側に配置してもよい。ここで、装着部材の内側とは訓練者の肌側であり、装着部材の外側とは肌側と反対側を意味する。装置１０の取り付けおよび取り外しをしやすくするためには、装置１０は、衣服の外側に取り付けられることが好ましい。

第１装着部材８１と第２装着部材８２は、同じ種類のものであってもよく、異なる種類のものであってもよい。また、装置１０の一方と第１装着部材８１を接続する方法と、装置１０の他方と第２装着部材８２を接続する方法は異なっていてもよく、同じであってもよい。

図示していないが、関節の屈曲および伸展動作における左右のバランスを観察するために、２以上の装置１０を身体に装着してもよい。一の装置１０を身体の右側に取り付けて、他の装置１０を身体の左側に取り付けてもよい。特に、歩行時の左右の足の振り出しのバランスを確認するために股関節の動きを計測する場合に有効である。

（３）情報取得ステップ
長尺物２０の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得する（ステップＳ３）。長尺物２０の一方に対する他方の変位に対応する情報とは、「１．リハビリ支援システム」に記載した物理量である。

直立姿勢（図５）から歩行開始の状態（図６）に移行すると、左足を前方に振り出すことにより、長尺物２０には矢印Ｂの方向に向かう引張力が付与されるため、装置１０は下腹部に接続されている一方から、下肢装具に接続されている他方までの距離が徐々に長くなる。

次いで、右足を前方に振り出す動作を行うと、長尺物２０は元の形状に戻ろうとするため、装置１０の一方から他方までの距離は徐々に短くなる。このように、関節の動きに合わせて、長尺物２０の一方に対して他方が変位するため、この変位に対応する情報を取得して、訓練者にフィードバックすることにより、関節を適切に動作させることができているか確認することができる。

（４）処理ステップ
図５〜図６では、装置１０に設けられている制御手段３０に処理部５０および通知部６０が設けられている。処理部５０では、装置１０に設けられている情報取得部４０から変位情報を受信する。次に、ステップＳ３で取得した情報を処理する（ステップＳ４）。具体的には、以下のような処理を行うことができる。

（４−１）長尺物２０の一方に対する他方の変位情報と、所定値Ｃ１との比較を行う（ステップＳ４−１）。取得した情報が所定値Ｃ１以上である場合には、関節を適切に動かせており、所定値Ｃ１未満である場合には関節を適切に動かすことができていないと判定することができる。所定値Ｃ１の値は年齢、性別、体格等に応じて適宜設定することができる。

（４−２）長尺物２０の一方に対する他方の変位率（単位：％）を算出する（ステップＳ４−２）。取得した変位情報のレンジが広い場合に適している。ステップＳ４−１と同様に、変位率と、所定値Ｃ２との比較を行うことができる。取得した情報がＣ２以上である場合には、関節を適切に動かせており、所定値Ｃ２未満である場合には関節を適切に動かすことができていないと判定することができる。所定値Ｃ２の値は年齢、性別、体格等に応じて適宜設定することができる。

（４−３）関節を繰り返し動作させる等の規則性がある場合、長尺物が変位する時間間隔の情報（単位：秒）を取得する（ステップＳ４−３）。本ステップは、関節を規則的に動かすことができるかを確認したい場合に有効である。例えば、股関節の屈曲および伸展の時間間隔を確認することによって、歩行のリズムが規則的であるか否かを観察することができるため、歩行訓練に好ましく用いることができる。例えば、所定値Ｃ３未満からＣ３以上の値を示した時間間隔の偏差が３０％以下（好ましくは１５％以下）である場合に、関節を規則的に動かすことができていると判断することができる。

（５）通知ステップ
処理結果に応じて知覚情報を出力する（ステップＳ５）。訓練者へのフィードバックを処理結果が所定の要件を満足するとき、または満足しないときに知覚情報を出力することが好ましい。

訓練者に動作の適否をリアルタイムでフィードバックする観点からは、知覚情報は、情報取得ステップの実施から２００ｍｓ以内に出力されることが好ましく、１００ｍｓ以内に出力されることがより好ましく、５０ｍｓ以内に出力されることがさらに好ましい。知覚情報としては、「１．リハビリ支援システム」に記載された種類を用いることができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：リハビリ支援システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：リハビリ支援装置
２０：長尺物
２０Ａ：第１長尺物
２０Ｂ：第２長尺物
２０Ｃ：第３長尺物
３０、３１：制御手段
３２：センサ
４０：情報取得部
５０：処理部
６０：通知部
７０、７１：外部機器
８１：第１装着部材
８２：第２装着部材
８３：第３装着部材

Claims (11)

1. 人の身体に装着される第１装着部材および第２装着部材と、
   長尺物と、該長尺物に取り付けられており、前記長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得する情報取得部と、を有しており、一方が前記第１装着部材に接続されており、他方が前記第２装着部材に接続されている長尺状のリハビリ支援装置と、
   前記情報取得部での計測結果が入力される処理部と、
   該処理部の出力に応じて知覚情報を出力する通知部と、
   を有することを特徴とするリハビリ支援システム。
2. 前記リハビリ支援装置の一方が、前記第１装着部材を介して装着者の身幅方向の中央部に接続されており、
   前記リハビリ支援装置の他方が、前記第２装着部材を介して左右いずれかの脚に接続されている請求項１に記載のリハビリ支援システム。
3. 前記長尺物は、弾性を有するものである請求項１または２に記載のリハビリ支援システム。
4. 前記知覚情報が、視覚情報または聴覚情報である請求項３に記載のリハビリ支援システム。
5. 前記長尺物は、第１長尺物と第２長尺物が長手方向に連結されているものであり、
   前記情報取得部が前記第１長尺物と前記第２長尺物の間に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のリハビリ支援システム。
6. 前記情報取得部はロードセルまたは伸縮性を有するセンサである請求項１〜５のいずれか一項に記載のリハビリ支援システム。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のリハビリ支援システムを備えた機器。
8. 人の身体に装着される第１装着部材および第２装着部材と、長尺物を有する長尺状のリハビリ支援装置とを準備するステップと、
   前記第１装着部材を介して前記リハビリ支援装置の一方を人の身体に装着し、前記第２装着部材を介して前記リハビリ支援装置の他方を人の身体に装着するステップと、
   前記長尺物の一方に対する他方の変位に対応する情報を取得するステップと、
   取得した情報を処理するステップと、
   処理結果に応じて知覚情報を出力するステップと、を含むことを特徴とするリハビリ支援装置の制御方法。
9. 前記リハビリ支援装置の一方を計測対象の関節よりも上側に配置し、
   前記リハビリ支援装置の他方を計測対象の関節よりも下側に配置する請求項８に記載のリハビリ支援システムの制御方法。
10. 前記リハビリ支援装置の一方を装着者の体幹部に接続し、
    前記リハビリ支援装置の他方を下腿部に接続する請求項８または９に記載のリハビリ支援システムの制御方法。
11. 前記長尺物が変位する時間間隔の情報を取得するステップを有する請求項８〜１０のいずれか一項に記載のリハビリ支援システムの制御方法。
    

Images