JP2020142150A - 体重支持システムのための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】歩行治療中に患者の体重を支持するための装置及び方法を提供する。【解決手段】装置が駆動機構と、患者支持機構と、電子システムと、を含む。駆動機構は、トロリーに含まれるとともにトロリーを支持トラックから懸吊するように構成される。駆動機構は、駆動機構の動作状態を検知するように構成された第1センサを含む。患者支持機構は、トロリーへ結合するとともにテザーと第2センサとを含む。テザーは、患者支持機構が患者を支持するように、患者へ作動的に結合され得る。第2センサは、患者支持機構の動作状態を検知するように構成される。電子システムはトロリーに含まれるとともに少なくともプロセッサとメモリとを有する。プロセッサは、第1センサから受信した信号と第2センサから受信した信号とに少なくとも部分的に基づき、患者の歩行特徴を定義するように構成される。【選択図】図48
Description
関連出願の相互参照
[1001] この出願は、2013年1月20日に出願された“Methods and Apparatus for Body Weight Support System”と題された米国特許出願第13/745,830号の一部継続出願である、2014年3月26日に出願された“Methods and Apparatus for Body Weight Support System”と題された米国特許出願第14/226,021号の一部継続出願である、2015年2月3日に出願された“Methods and Apparatus for Body Weight Support System”と題された米国特許出願第14/613,140号の優先権を主張するとともにその継続出願であり、上記文献の開示はそれら全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[1001] この出願は、2013年1月20日に出願された“Methods and Apparatus for Body Weight Support System”と題された米国特許出願第13/745,830号の一部継続出願である、2014年3月26日に出願された“Methods and Apparatus for Body Weight Support System”と題された米国特許出願第14/226,021号の一部継続出願である、2015年2月3日に出願された“Methods and Apparatus for Body Weight Support System”と題された米国特許出願第14/613,140号の優先権を主張するとともにその継続出願であり、上記文献の開示はそれら全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[1002] 本明細書において説明される実施形態は、患者の体重を支持するための装置及び方法に関連する。より具体的には、本明細書において説明する実施形態は、歩行治療中に患者の体重を支持するための装置及び方法に関連する。
[1003] 著しい歩行障害のある個人に対して、集中的であるが安全な歩行治療を成功裏に施すことは、熟練した療法士に対して課題を呈し得る。例えば脳卒中、脊髄損傷、外傷性脳損傷などの多くの神経損傷の急性期において、個人はしばしば、極めて不安定な歩行パターン及び不十分な持久力を呈し、患者及び療法士の両方にとって安全に歩行を行うことが困難となる。このため、リハビリテーションセンターでは、床上歩行トレーニングを、体重支持システムでトレーニングの強度を上げつつ転倒を最小化する補助となり得るトレッドミルへ変えることが多い。
[1004] 場合によっては、体重支持式トレッドミルトレーニングは、従来の歩行トレーニングと同等又はそれを上回る歩行能力の獲得を促し得る。残念ながら、トレッドミルでのトレーニングから安全な、体重が支持される床上歩行トレーニングへ患者を移行するためのシステムはほとんどない。さらに、歩行障害のあるほとんどの個人の主目的は、トレッドミル上ではなく彼らの自宅内及び地域で歩くことであるため、歩行を対象とする治療的介入は、(例えばトレッドミル上ではない)床上歩行トレーニングを含むことが望ましい場合が多い。
[1005] いくつかの既知の支持システムは、歩行障害を有する個人を、滑らかで、平らな表面上でトレーニングすることを含む。しかしながら、システムによっては、療法士が、患者、特に患者の下腿と相互作用することを著しく妨げられることがある。自身の膝及び/又は股関節を安定させるための部分的支援を必要とするか、又は、自身の脚を進めるために補助が必要な患者にとって、このシステムは、患者と療法士との間の著しい障壁となる。
[1006] いくつかの既知の歩行支持システムは、システムにより支持された患者へ、静的アンローディングを提供するように構成される。すなわち、静的アンローディング下では、患者を支持する肩ストラップの長さは、患者が、ストラップが緩んだ際に自身の重量の実質的に全てを支えるか、又は、ストラップが教示された際に実質的に重量を支えていないかのいずれかとなるように、固定された長さへ設定される。静的アンローディングシステムは、異常な床反力をもたらすとともに下肢における筋活動パターンを変えることが分かっている。さらに、静的アンローディングシステムは、患者の垂直可動域を制限する場合があり、これは、広範囲の動きを必要とする特定の形のバランス及び姿勢の治療を妨げる。結果として、既知のシステムの中には、患者を車いすから立位へ持ち上げることができないものもあり、そのため、システムの使用を、車いすを使用していない個人(例えば軽度から中程度の歩行障害のある患者)に限定する。
[1007] いくつかの既知の静的支持システムにおいては、体重支持の量に制限がある場合がある。そのようなシステムにおいては、体重支持は連続的には調節され得ず、むしろトレーニングセッションが始まる前に調整され、トレーニング中はそのレベルに実質的に固定されたままとなる。さらに、アンローディングにはオペレータが手動でシステムを調製する必要があるため、アンローディングの量は連続的に調整され得ない。
[1008] 他の既知のシステムにおいて、患者は、受動トロリー及びレールシステムであって、患者が歩行治療中に頭上にあるレールに沿ってトロリーを物理的に引く間、患者を支持するように構成された受動トロリー及びレールシステムにより、支持されてもよい。トロリーは、比較的小さい質量を有し得る一方で、患者は質量の存在を感じることがある。従って、バランス、姿勢、及び歩行能力に集中することができるというよりむしろ、患者はトロリーの動態を代償しなければならない場合がある。例えば、滑らかで平らな表面上で、対象者が急に止まった場合、トロリーが前方へ移動し続けて対象者を不安定にする可能性があり得、それにより、対象者がデバイスから解放されても異常な代償性歩行法が持続し得ることになる。
[1009] いくつかの既知の地上歩行支持システムは、電動式トロリーとレールシステムとを含む。そのような既知のシステムにおいて、電動式トロリーは比較的嵩張る可能性があり、そのためシステムに高さ制限が課せられる。例えば、いくつかの既知のシステムにおいては、患者の有効的な支持のための好適な最大高さが設けられ得る。いくつかの既知のシステムにおいては、様々な身長の患者に支持を提供するために、システムに最小天井高さが必要とされる。
[1010] トロリーは、電動式であり対象者の動きに追従するようにプログラムされているが、機械学的構造及びシステム動態全体により、患者が、動くために重くて嵩張るトロリーを引っ張っているという感覚を持つような、システムの応答の大幅な遅れがもたらされ得る。そのようなシステム挙動は、障害のある患者を歩行中に不安定にし得る。さらに、いくつかの既知の電動式システムは、トロリーに動力供給しそれを制御するために電力ケーブル及び/又は制御ケーブルの大きな束を含む。そのようなケーブル束は、トロリーの移動の経路決定及び管理、並びに減少において重要な問題を呈する。例えば、いくつかの既知のシステムにおいて、ケーブル束は、トロリーが電源に向かって移動するにつれて畳まれ、トロリーが電源から離れる方向に移動するにつれ伸張するように、ベローズ構成で配置される。このようにして、トロリーの移動は、畳まれたケーブル束により占められた空間により制限される。場合により、ケーブルの束は、制御システムの性能に重大な問題を呈する様々な慣性を構成し得るため、電動式支持システム全体の有効性を低下させる。
[1011] 従って、ゲート治療の間に患者の体重を支持するための、改良された装置及び方法の必要性が存在する。
[1012] 歩行治療中に患者の体重を支持するための装置及び方法が、本明細書において説明される。ある実施形態において、本装置は、駆動機構と、患者支持機構と、電子システムと、を含む。駆動機構は、トロリーに含まれるとともにトロリーを支持トラックから懸吊するように構成される。駆動機構は、駆動機構の動作状態を検知するように構成された第1センサを含む。患者支持機構は、トロリーへ結合するとともにテザーと第2センサとを含む。テザーは、患者支持機構が患者の重量の少なくとも一部を支持するように、患者へ作動的に結合されるように構成される。第2センサは、患者支持機構の動作状態を検知するように構成される。電子システムは、トロリーに含まれるとともに、少なくともプロセッサとメモリとを有する。プロセッサは、第1センサから受信した信号と第2センサから受信した信号とに少なくとも部分的に基づき、患者の歩行特徴を定義するように構成される。
[1058] ある実施形態において、装置は、駆動機構と、患者支持機構と、電子システムと、を含む。駆動機構は、トロリーに含まれるとともにトロリーを支持トラックから懸吊するように構成される。駆動機構は、駆動機構の動作状態を検知するように構成された第1センサを含む。患者支持機構は、トロリーへ結合するとともにテザーと第2センサとを含む。テザーは、患者支持機構が患者の重量の少なくとも一部を支持するように、患者へ作動的に結合されるように構成される。第2センサは、患者支持機構の動作状態を検知するように構成される。電子システムは、トロリーに含まれるとともに、少なくともプロセッサとメモリとを有する。プロセッサは、第1センサから受信した信号と第2センサから受信した信号とに少なくとも部分的に基づき、患者の歩行特徴を定義するように構成される。
[1059] ある実施形態において、方法は、駆動機構又は患者支持機構の少なくとも1つの第1動作状態に関連する信号を受信することを含む。患者支持機構は、能動トロリーへ結合されるとともに患者を支持するように構成される。駆動機構は、能動トロリーへ結合されるとともに、患者の移動に応じて、トロリーを支持トラックに沿って移動させるように構成される。駆動機構又は患者支持機構の少なくとも1つの第2動作状態に関連する信号が受信される。第1動作状態と第2動作状態との差が決定される。決定に少なくとも部分的に基づき、患者支持機構により支持された患者の歩行特徴が定義される。
[1060] ある実施形態において、方法は、第1センサから第1信号を受信することを含む。第1信号は、患者支持システムに含まれる患者支持機構の動作状態に関連する。患者支持機構は、患者支持システムが患者の重量の少なくとも一部を支持するように、患者を患者支持機構へ係留するように構成されたテザーを含む。第2信号が、第2センサから受信される。第2信号は、患者支持システムに含まれる駆動機構の動作状態に関連する。駆動機構は、(1)患者支持システムを支持トラックから懸吊するように、及び、(2)患者の移動に応じて支持トラックに沿って移動するように構成される。患者の移動に関連する少なくとも1つの歩行特徴は、患者支持機構の動作状態及び駆動機構の動作状態に少なくとも部分的に基づき決定される。第3信号が出力デバイスへ送信される。第3信号は、少なくとも1つの歩行特徴に関連するデータを、出力デバイスを介して出力するという命令を示す。
[1061] ある実施形態において、システムは、支持トラックから可動に懸吊された第1トロリーと第2トロリーとを含む。第1トロリーは、第1患者を支持するように構成された患者取付機構を含む。第1トロリーは支持トラックに対して移動するように構成される。第2トロリーは、第2患者を支持するように構成された患者取付機構を含む。第2トロリーは、第2トロリーの移動が第1トロリーの移動と無関係であるように、支持トラックに対して移動するように構成される。衝突管理アセンブリが、第1トロリー及び第2トロリーのうちの一方へ結合されるように構成される。衝突管理アセンブリは、第1トロリーが第2トロリーと直接的に接触するのを妨げるように構成されたバンパーを含む。
[1062] ある実施形態において、装置は結合部分とトロリー部分とを含む。結合部分は支持トラックの端部へ結合される。結合部分は第1部材と第2部材とを含む。第2部材は支持トラックに対して固定された位置に維持され、一方で第1部材は、第1構成と第2構成との間で結合部分を移行させるために、支持トラックに対して移動するように構成される。トロリー部分は支持トラックから可動に懸吊されるとともに、第1部材の端部へ結合される。トロリー部分はバンパーを含み、このバンパーは、バンパーが患者支持システムの一部と接触するとともに、患者支持システムが支持トラックに沿って端部に向かって移動するとき、トロリー部分が支持トラックに対して第1位置から第2位置へ移動するように、患者支持システムの一部と接触して配置されるように構成される。トロリー部分が第1位置から第2位置へ移動するにつれ、結合部分の第1部材は結合部分の第2部材に対して移動させられ、それにより結合部分を第2構成に配置する。結合部分が第2構成にあるとき、トロリー部分及び結合部分は、集合的に、患者支持システムの、支持トラックの端部に向かっての移動を制限する。
[1063] ある実施形態において、装置は、トロリーと、患者取付機構と、追跡部材と、を含む。トロリーは、支持トラックから可動に懸吊されている。トロリーは、撮像デバイスを有する電子システムを含む。電子システムは、トロリーの、支持トラックの長さに沿った移動を制御するように構成される。患者取付機構は、トロリーへ結合されるとともに、患者が第1位置から第2位置へ移動する際に患者を支持するように構成される。追跡部材は、患者取付機構へ取り付けられるとともに、トロリーに対して、患者の第1位置に関連する第1位置から患者の第2位置に関連する第2位置へ、移動するように構成される。トロリーの撮像デバイスは、その第1位置における追跡部材の画像とその第2位置における追跡部材の画像とを取り込むように構成され、電子システムは、その第1位置における追跡部材の画像及びその第2位置における追跡部材の画像に少なくとも部分的に基づき、トロリーの、支持トラックの長さに沿った移動を制御するように構成される。
[1064] ある実施形態において、体重支持システムは、トロリーと、電源へ作動的に結合されたパワーレールと、患者取付機構と、を含む。トロリーは、駆動システムと、制御システムと、患者支持システムと、を含み得る。駆動システムは支持レールに可動に結合される。制御システムの少なくとも一部は、パワーレールへ物理的かつ電気的に結合される。患者支持機構は患者取付機構へ少なくとも一時的に結合される。制御システムは、患者取付機構へかけられた力に少なくとも部分的に基づき、患者支持機構の少なくとも一部を制御し得る。
[1065] ある実施形態において、体重支持システムは、閉ループタック(tack)と、閉ループトラックへ結合された動力導体と、能動制御型トロリーと、患者支持アセンブリと、を含む。能動制御型トロリーは、閉ループトラックから可動に懸吊されるとともに、動力導体へ電気的に結合される。患者支持アセンブリはトロリーへ結合されるとともに、患者の体重を動的に支持するように構成される。
[1066] ある実施形態において、体重支持デバイスは、ハウジングと、駆動要素と、車輪アセンブリと、患者支持アセンブリと、を含む。駆動要素の少なくとも一部及び車輪アセンブリの少なくとも一部はハウジング内に配置される。患者支持アセンブリは駆動要素へ結合されるとともに、患者の体重を動的に支持するように構成される。
[1067] この明細書において使用される際、単数形「a」、「an」及び「the」は、文脈上別段の明確な規定がない限り複数の指示対象を含む。従って、例えば、「部材」という用語は、単一部材又は部材の組合せを意味することを意図され、「材料」は、1つ又は複数の材料、又はその組合せを意味することを意図される。
[1068] 本明細書で使用される場合、「約」及び「およそ」という用語は、一般に、述べられた値プラス又はマイナス10%を意味する。例えば、約0.5は0.45及び0.55を含み、約10は9〜11を含み、約1000は900〜1100を含み得る。
[1069] 本明細書で使用される場合、「セット」という用語は、複数の特徴部又は複数の部品を備えた単一の特徴部を指し得る。例えば、壁のセットに言及する場合、壁のセットは、複数の部分を備えた1つの壁として考えることができ、又は、壁のセットは、複数の別個の壁として考えることもできる。従って、一体的に構築された物品は壁のセットを含み得る。そのような壁のセットは、互いに連続的又は不連続的のいずれかである複数の部分を含み得る。例えば、戻り止めのセットを含み得る一体的に構築された壁は、壁のセットを形成するとされ得る。壁のセットはまた、別々に製造され、後に、互いに(例えば溶接、接着、又は任意の好適な方法を介して)接合される複数の製品から作られ得る。
[1070] 本明細書で使用される場合、「平行」という用語は、一般に、2つの幾何学的構造(例えば2本の線、2つの面、線と面など)間の関係であって、実質的に無限に延びても実質的に交差しない2つの幾何学的構造の間の関係を説明するものである。例えば、本明細書で使用される場合、ある線と別の線とが無限に延びても交差しないとき、ある線は別の線と平行であると言われる。同様に、平面(すなわち2次元面)が線に平行であると言われる場合、線に沿ったどの点も、表面の最も近い部分から実質的に等しい距離だけ間隔を空けて配されている。2つの幾何学的構造は、それらが、名目上互いに平行であるとき、例えば公差内で互いに平行であるときなど、互いに「平行」又は「実質的に平行」であると本明細書において記載される。そのような公差は、例えば製作公差、測定公差などを含み得る。
[1071] 本明細書で使用される場合、「張力」という用語は、物体を軸方向に引く外力に応じた物体内の内力(すなわち応力)に関連する。例えば、一端でロープから懸吊されるとともに、他端で支持体に動かないように取り付けられた、質量を有する物体は、力を加えてロープに張力をかける。張力がかけられた物体内の応力は、物体の断面積の点から特徴付けられ得る。例えば、断面積がより大きい物体には、より小さい断面積を有する別の物体よりも小さい応力がかかる。塑性変形(例えばネッキング及び/又は同様のものなどの永続的変形など)の前に張力がかけられた物体へかかる最大応力は、物体の引張強度により特徴付けられる。引張強度は、構成要素材料の示強性である(すなわちそれに固有のものである)。従って、張力がかけられた物体の応力の最大量は、引張強度がより高い又はより低い材料から物体を形成することにより、それぞれ、増加又は減少し得る。
[1072] 本明細書で使用される場合、「運動学」という用語は、点、物体、又は物体のシステムの運動を、当該運動の原因を考慮せずに説明するものである。例えば、物体の運動学は、並進運動、回転運動、又は、並進運動及び回転運動の両方の組合せを説明し得る。物体のシステムの運動学を考慮するとき、面若しくは面のセット、軸若しくは軸のセットに対する、及び/又は、物体のシステムに含まれる1つ若しくは複数の他の物体に対する、物体の運動を説明するために既知の数式が使用され得る。
[1073] 本明細書で使用される場合、「フィードバック」、「フィードバックシステム」、及び/又は「フィードバックループ」という用語は、過去又は現在の特徴が現在又は将来の動作に影響を及ぼすシステムに関連する。例えば、サーモスタットは、(例えば「オン」構成又は「オフ」構成の)サーモスタットの状態がサーモスタットへフィードバックされる温度に依存するフィードバックシステムであると言われる。フィードバックシステムは、例えば比例積分微分(PID)コントローラなど制御スキームを含み得る。さらに拡大して、いくつかのフィードバックシステムの出力は、比例項、積分項、及び微分項の合計により数学的に記載され得る。PIDコントローラは、1つ又は複数の電子デバイスで実装されることが多い。そのようなコントローラにおいてが、比例項、積分項、及び/又は微分項が、フィードバックシステムの特徴を変えるために能動的に「調整」され得る。
[1074] 電子デバイスは、必要とされるシステム状態を達成及び/又は維持するために、機械システムの運動学を能動的に制御するためにフィードバックシステムを実装することが多い。例えば、フィードバックシステムは、1つ又は複数の構成要素の運動学及び/又は位置を、システムに含まれる他の任意の構成要素に対して変更することにより、システム(例えば、質量ばねシステム及び/又は同様のもの)内の力を制御するために実施され得る。さらに拡大して、フィードバックシステムは、機械システムに含まれる1つ又は複数の構成要素の現在及び/又は過去の状態(例えば位置、速度、加速度、力、トルク、張力、電力など)を決定することができるとともに、過去及び/又は現在の状態値を、例えばPID制御スキームへ戻すことができる。場合により、電子デバイスは、任意の好適な数値法又は任意のその組合せ(例えばニュートン法、ガウスの消去法、オイラー法、LU分解など)を実施することができる。従って、1つ又は複数の構成要素の過去及び/又は現在の状態に基づき、機械システムは、必要とされるシステム状態を達成するために、能動的に変更され得る。
[1075] 図1は、ある実施形態による体重支持システム1000の概略図である。体重支持システム1000(本明細書においては「支持システム」とも呼ばれる)は、少なくともトロリー1100と、患者取付機構1800(本明細書においては「取付機構」とも呼ばれる)と、電源1610と、動力導体又はレール1620と、制御部1900と、を含む。例えば支持システム1000は、集中的な歩行治療において、例えば脳卒中、脊髄損傷、外傷性脳損傷などの神経損傷によりにより引き起こされた歩行障害を有する患者を支持するために、使用され得る。このような場合には、支持システム1000は、歩行治療を円滑にするために、患者の体重の少なくとも一部を支持するのに使用され得る。別の例において、支持システム1000は、宇宙飛行士などのトレーニングのための低重力シナリオなどをシミュレーションするのに使用され得る。ある実施形態において、支持システム1000は、平地の上で患者を支持する代わりに、又はそれに加えて、トレッドミル又は階段で患者を支持するのに使用され得る。
[1076] 支持システム1000に含まれるトロリー1100は、任意の好適な形状、サイズ、又は構成とすることができるとともに、例えば患者の体重の少なくとも一部を支持することに関連する任意の好適な機能を実施し得る1つ又は複数のシステム、機構、アセンブリ、又はサブアセンブリ(図1には図示せず)を含み得る。トロリー1100は、少なくとも駆動システム1300と、患者支持機構1500と、電子システム1700と、を含み得る。ある実施形態において、駆動システム1300は、支持トラック(図1には図示せず)に可動に結合され得るとともに、支持トラックの長さに沿って移動(例えば摺動、転動、又は他の方法での前進)するように構成され得る。支持トラックは、任意の好適な形状、サイズ、又は構成であり得る。例えば、ある実施形態において、支持トラックは、実質的に線形とすることも曲線とすることもできる。他の実施形態において、支持トラックは、例えば円形、楕円、長円形、(例えば丸い角を有する又は有しない)長方形、又は他の任意の好適な形状などの閉ループであり得る。ある実施形態において、支持トラックは、トロリー1100の少なくとも一部が「吊るされ」得る(例えばトロリー1100の少なくとも一部が梁から離れるように延び得る)屋根又は天井構造に含まれる梁(例えばI型梁など)であり得る。他の実施形態において、支持トラックの少なくとも一方の端部は、垂直な壁などに結合され得る。なお別の実施形態において、支持トラックは、例えばガントリ又はA字形フレームなど自立構造に含まれ得る。
[1077] トロリー1100の駆動システム1300は、トロリー1100の重量及び、支持システム1000を利用する患者の重量の一部(例えば、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、患者は、患者取付機構1800を介して一時的にトロリー1100へ結合される)が支持トラックにより支持されるように、支持トラックの表面に沿って転動するように構成された1つ又は複数の車輪を含み得る。同様に、駆動システム1300の1つ又は複数の車輪は、支持トラックの水平な表面に隣接しかつその上に配置され得、従って、トロリー1100は、支持トラックから「吊るされ」得る、すなわち懸吊され得る。他の実施形態において、トロリー1100が吊るされる表面は水平でなくてもよい。例えば、支持トラックの少なくとも一部は、下への傾斜(及び/又は上への傾斜)を規定することができ、支持トラックの第1端部は第1高さに配置され、支持トラックの第2端部は、第1高さとは異なる第2高さに配置される。そのような実施形態において、トロリー1100は、トロリー1100の長手方向中心線(図示せず)に平行な支持トラックの表面から吊るされ得る。そのような実施形態において、トロリーは、患者が、上に傾斜した/下に傾斜した表面にわたって移動する、階段の上り降りなどを行うのを支持するのに使用され得る。
[1078] ある実施形態において、トロリー1100は、トロリー1100の表面と患者の一部との間の空間が、例えば患者が車いすから立ち上がるときなど、患者が座位から立位への間を移動することを可能にするのに十分に大きくなり得るように、比較的小さいプロファイル(例えば高さ)を有し得る又は定義し得る。さらに、トロリー1100が支持トラックから吊るされた状態で、トロリー1100の重量及び支持システムを利用している患者の重量は、駆動システムの1つ又は複数の車輪とトロリー1100が吊るされた支持トラックの表面との間の摩擦(例えば静止摩擦)を増加させ得る。従って、駆動システム1300の1つ又は複数の車輪は、実質的に滑ること無く支持トラックの表面に沿って転動し得る。
[1079] ある実施形態において、トロリー1100は電動式にされ得る。例えば、ある実施形態において、トロリー1100は、駆動システム1300に動力供給する(例えば駆動する、回転する、スピンさせる、係合する、作動させるなど)ように構成された1つ又は複数のモータを含み得る。ある実施形態において、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、モータは、トロリー1100が支持システム1000を利用している患者のペースを整え得るように、駆動システム1300の車輪を任意の好適な速度で、及び/又は任意の好適な方向(例えば前方へ又は逆に)に回転させるように構成され得る。ある実施形態において、電子システム1700及び/又は制御部1900は、電子システム1700及び/又は制御部1900が、モータを作動させることに関連する電子信号を送信し得るように、1つ又は複数のモータへ作動的に結合され得る(例えば電気的に接続され得る)。ある実施形態において、モータは、停電などに応じてモータを実質的にロックするように構成されたクラッチ、ブレーキなどを含み得る。同様に、モータは、停電(例えば部分停電及び/又は全面停電)に応じて、トロリー1100の移動を制限する(例えば、駆動システム1300及び/又は患者支持機構1500の移動を制限する)ために、ロックされた構成で配置され得る。
[1080] 患者支持機構1500(本明細書においては「支持機構」とも呼ばれる)は、任意の好適な構成であり得るとともに、取付機構1800へ少なくとも一時的に結合され得る。例えば、ある実施形態において、支持機構1500は、取付機構1800の結合部分へ一時的に結合され得るテザーを含み得る。さらに、取付機構1800は、患者が着用するか患者へ結合されるハーネスなどの一部を受けるように構成された患者結合部分(図1には図示せず)をさらに含み得る。従って、取付機構1800及び支持機構1500は、患者の体重の一部を支持することができるとともに、患者をトロリー1100へ一時的に結合することができる。
[1081] ある実施形態において、テザーの端部は、例えばウィンチへ結合され得る。そのような実施形態において、ウィンチは、テザーをらせん状に巻く又は解くためにドラムを回転させ得るモータを含み得る。同様に、テザーはドラムの周りに巻き付けられ得、モータは、より多くのテザーをドラムの周りに巻き付けるためにドラムを第1方向へ回転させ得るとともに、より多くのテザーをドラムの周りから解くために、ドラムを第1方向とは反対の第2方向に回転させ得る。ある実施形態において、支持機構1500は、支持機構1500が機械的利点を得るように、テザーを係合し得る1つ又は複数の滑車を含み得る。同様に、滑車は、患者が取付機構1800へ結合されている間、テザーをドラムの周りにらせん状に巻く又はドラムから解くためにウィンチによりかけられる力が減少するように、配置され得る。
[1082] トロリーの、トラックに沿った移動を可能にするように構成された水平駆動システム/モータ、及び、テザーを制御するように移動するように構成された垂直駆動システムは、同時に制御及び作動され得る、又は同時に制御及び作動され得ない。例えば、患者がトレッドミル上を歩行しているとき、水平移動はほとんど又は全く無いが、垂直な(重量支持)駆動システムは、歩行、転倒などの間の変化を償うよう作動可能である。
[1083] ある実施形態において、滑車システムは、動く(例えば旋回する、並進する、揺動するなど)ように構成された少なくとも1つの滑車を含み得る。例えば、滑車は、滑車の可動域を規定するように構成されたカム機構(図示せず)に含まれ得るかそれに結合され得る。そのような実施形態において、少なくとも1つの滑車の動きは、取付機構1800へかけられる力に一致し得る、及び/又は、取付機構1800へかけられる力により引き起こされ得る。例えば、場合により、患者は、患者の重量によりテザーにかけられる力が変えられる(例えば増加又は減少する)ように、トロリー1100に対して移動し得る。そのような場合には、テザー内の張力が実質的に変わらないように、滑車は力の変化に従って動くことができる。さらに、滑車がカム機構内に含まれるかそれに結合された状態で、滑車の動きは、所定の可動域でカムを動かし得る。ある実施形態において、電子システム1700は、滑車及び/又はカムの動きの量を決定するように構成された、滑車及び/又はカムに作動的に結合されたセンサ又はエンコーダを含み得る。このようにして、電子システム1700は、滑車の動きに従って、ウィンチに含まれたモータへ、テザーをドラムの周りにらせん状に巻くこと又は解くことに関連する信号を送信することができる。例えば、滑車は、テザーにかけられる力の増加に応じて第1方向に動くことができ、電子システム1700は、テザーの一部をドラムから解くために、ウィンチのモータへ、ドラムを回転させることに関連する信号を送ることができる。反対に、滑車は、テザーにかけられる力の減少に応じて、第1方向とは反対の第2方向に動くことができ、電子システム1700は、テザーの一部をドラムの周りにらせん状に巻くために、ウィンチのモータへ、ドラムを回転させることに関連する信号を送信することができる。従って、支持機構1500は、支持システム1000により支持された体重の一部が実質的に変化しないままとなるように、患者によりかけられた力に応じて反力をかけることができるように構成され得る。さらに、患者の体重の一部を能動的に支持することにより、支持システム1000は、支持システム1000により支持された患者の転倒の可能性及び/又はその程度を限定することができる。同様に、支持機構1500及び電子システム1700は、患者の転倒の程度を能動的に限定するために、テザーにかけられた力の変化に比較的短時間(例えば1秒よりはるかに短い時間)で応答し得る。
[1084] 上述のとおり、トロリー1100に含まれる電子システム1700は、トロリー1100の少なくとも一部を制御し得る。電子システム1700は少なくともプロセッサとメモリとを含む。メモリは、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、メモリバッファ、ハードドライブ、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能プログラム可能な読み出し専用メモリ(EPROM)、及び/又は同様のものであり得る。ある実施形態において、上述のとおり、メモリは、患者支持システム1000に含まれる1つ若しくは複数の機械的及び/若しくは電気的システムの制御に関連するモジュール、プロセス、並びに/又は機能をプロセッサに実行させるための、命令を記憶する。ある実施形態において、制御信号は、例えば電力線ブロードバンド(BOP)構成を使用して動力レールを通じて送られる。
[1085] 電子デバイスのプロセッサは、命令又はコードのセットを走らせる又は実行するように構成された任意の好適な処理デバイスであり得る。例えば、プロセッサは、汎用プロセッサ(GPU)、中央演算処理装置(CPU)、加速処理装置(APU)、及び/又は同様のものであり得る。プロセッサは、患者支持システム1000に含まれた1つ又は複数の機械的及び/又は電気的システムを制御することに関連するメモリに記憶された命令又はコードのセットを走らせる又は実行するように構成され得る。例えば、上述のとおり、プロセッサは、1つ又は複数のモータ、センサ、通信デバイス、エンコーダなどを制御することに関連する命令又はコードのセットを走らせ得る及び実行し得る。より具体的には、プロセッサは、駆動システム1300及び/又は支持機構1500一部に関連する、1つ又は複数のセンサ及び/又はエンコーダからの信号の受信に応じて命令のセットを実行し得る。同様に、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、プロセッサは、(例えば比例積分微分(PID)制御方法に基づき)フィードバックループに関連する命令のセットを実行するように構成され得、電子システム1700は、駆動システム1300及び/又は支持システム1500から受信された、現在及び/又は前のデータ(例えばテザーの位置、速度、力、加速度、角度など)に少なくとも部分的に基づき、駆動システム1300及び/又は支持システム1500の後続の動作を制御し得る。
[1086] ある実施形態において、電子システム1700は、制御部1900と通信し得る通信デバイス(図1には図示せず)を含み得る。例えば、ある実施形態において、通信デバイスは、1つ又は複数のネットワークインターフェイスデバイス(例えばネットワークインターフェイスカード)を含み得る。通信デバイスは、制御部1900へデータを送信すること及び/又は制御部1900からデータを受信することに関連する有線及び/又は無線ネットワーク(図1には図示せず)上でデータを送信するように構成され得る。制御部1900は、任意の好適なデバイス又はモジュール(例えばメモリに記憶されるとともにプロセス内で実行されるハードウエアモジュール又はソフトウェアモジュール)であり得る。例えば、ある実施形態において、制御部1900は、電子デバイスであって、少なくともプロセッサとメモリ(図1には図示せず)とを含むとともに、例えば、パーソナルコンピュータアプリケーション、モバイルアプリケーション、ウェブページ、及び/又は同様のものを走らせるように構成された電子デバイスであり得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、このようにして、ユーザは、支持システム1000に関連するシステムパラメータのセットの設定に、制御部1900を従事させることができる。ある実施形態において、制御部1900はハンドヘルドコントローラとして実装され得る。
[1087] ある実施形態において、トロリー1100の制御は、1つ又は複数のコントローラを使用して達成され得る。複数のコントローラ(例えばパーソナルコンピュータ制御部及びハンドヘルド制御部)が使用される実施形態において、1度に1つのみのコントローラが使用され得る。他の実施形態において、コントローラのうちの1つ(例えばハンドヘルドコントローラ)がパーソナルコンピュータコントローラをオーバーライドし得る。他の実施形態において、ユーザは、関連するコントローラを作動させることにより、どのコントローラが用いられるか示すことができる。換言すると、ユーザは、コントローラを使用して制御することができるか、コントローラを作動させることにより他のコントローラに制御を渡すことができる。
[1088] ある実施形態において、患者支持システム1000は、視覚及び音声フィードバックを歩行及び安定性支援デバイスへ加えることにより、歩行及び安定性リハビリテーショントレーニングを向上させるように構成される。トロリー1100は、フィードバックを過去のトレーニングセッションからの発見的患者データと整合させ、各治療/トレーニングのためにこのデータを記憶する。
[1089] 図1に示されるとおり、トロリー1100はパワーレール1620へ作動的に結合される。パワーレール1620は、パワーレール1620へ電流の流れ(例えば電力)を供給するように構成された電源1610へさらに結合される。より具体的には、パワーレール1620は、パワーレール1620が電源1610からの電流の流れを受け取り得るとともに、電流の流れの少なくとも一部をトロリー1100へ伝送し得るように、任意の好適な変圧器、変換器、コンディショナ、コンデンサ、抵抗器、絶縁体、及び/又は同様のもの(図1には図示せず)を含み得る。パワーレール1620は、例えば、単相又は多相電力を1つ又は複数のトロリー1100へ送達するために、1つ又は複数の導電体を含むことができる。例えば、ある実施形態において、パワーレール1620は、トロリー1100の電子システム1700の導電性部分を受けるように構成された実質的に管状のレールである。より具体的には、パワーレール1620は、管状のレールであって、それに沿って電子システム1700の導電性部材が移動する(例えば摺動、転動、又は他の方法で前進する)ことができる管状のレールの内部に配置された1つ又は複数の導電性表面を含むことができる。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、パワーレール1620は、電源1610からの電流の流れを、トロリー1100の電子システム1700へ伝送することができる。パワーレール1620は、任意の好適な形状、サイズ、又は構成であり得る。例えば、パワーレール1620は、支持トラック(図1には図示せず)と同様の形状で延びることができるとともに、パワーレール1620が支持トラックに実質的に平行であるように、配置され得る。このようにして、トロリー1100は、パワーレール1620と電気的に接触したままで支持トラックの長さに沿って前進することができる。さらに、既知の支持システムを参照して上で説明されたとおり、パワーレール1620及びトロリー1100の配置構成は、支持トラックの長さに沿ったトロリー1100の移動がケーブルの束により妨げられることも制限されることもないようになっている。
[1090] さらに、制御部1900はまた、電源1610へ作動的に結合され得るとともに、パワーレール1620へ送る電力の量を制御するように構成され得る。例えば、制御部1900は、電源1610からパワーレール1620への電流の流れを、支持システム1000を作動させるか起動するために、開始するように構成され得る。反対に、制御部1900は、支持システム1000を停止させるかその電源を切るために、電源1610からパワーレール1620への電流の流れを止めるように構成され得る。
[1091] 制御部1900は、図1においては、トロリー1100から独立しているとともにトロリー1100へ作動的に結合されているとして示されているが、ある実施形態において、制御部1900はトロリー1100の電子システム1700に含まれ得る。例えば、ある実施形態において、制御部1900は、電子システム1700のプロセッサにより実行され得るハードウエアモジュール及び/又はソフトウェアモジュールであり得る。そのような実施形態において、電子システム1700は、ユーザインターフェイス(例えば、タッチスクリーン及び/又は1つ又は複数のダイアル、ボタン、スイッチ、トグルなど)を含み得る。従って、ユーザ(例えば理学療法士、医師、看護師、技術者など)は、支持システム1000のためのシステムパラメータのセットの設定に、係合制御部1900に関連するユーザインターフェイスを従事させることができる。
[1092] 図1には示されないが、ある実施形態において、2つ以上のトロリー1100を同じ支持トラックへ結合することができる。そのような実施形態において、支持トラックから吊るされたトロリー1100は、例えば、特定のトロリー1100に対する1つ又は複数のトロリー1100の近接性に関連する信号を電子システム1700へ送信し得るセンサ(例えば超音波近接センサ及び/又は同様のもの)を含み得る。このようにして、トロリー1100の電子システム1700は、例えば、駆動システム1300に含まれるモータを制御してトロリー1100の衝突を防止することができる。従って、支持システム1000は、患者同士の間に必要とされる距離を保ちながら、2人以上の患者(例えば、支持トラックの周りに配置された、いくつかのトロリー1100に対応する何人かの患者)を支持するのに使用され得る。
[1093] ある実施形態において、支持システムは、使用中に患者へフィードバックを提供するように構成される。ある実施形態において、レーザー又は最も明るい状態の(culminated)光源がトロリー1100へ結合されて、セッションの間に患者が従うための光路を作り出す。光路により、患者は、脚/足/股関節の動きを適切に制御するよう自身の能を訓練することを試みながら、前方を見ること、又は自身の足元を見ることが可能になる。ある実施形態において、第2光源は、患者が、自身の足を適切な位置にしっかりと立てることを目指し得る「目標」位置を照らすように構成される。ある実施形態において、目標のサイズは、ユーザの器用さにより様々であり得る。換言すると、筋肉をより上手く制御できるユーザほど、目標はより小さくなり得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、光路及び目標位置は、ユーザインターフェイスを使用して修正され得る。
[1094] ある実施形態において、患者のゲートが不正確であるとき、可聴フィードバックが患者へ提供される。ある実施形態において、患者が転倒し開始すると可聴フィードバックが提供され得る。異なる問題/目的に対しては異なる可聴音が提供され得る。
[1095] ある実施形態において、将来の解析のためのビデオ監視のためにCCDカメラインターフェイスが構成されるとともに、検知されたロープ位置、速度、張力などに関連付けられ得る。ある実施形態において、モニタは、筋肉の使用(例えば脚の筋肉、胴部の筋肉など)を監視するために患者の身体へ結合され得る。そのような情報は、電子システム1700へ無線で伝送することができ、治療/リハビリテーションセッションの間及び後に患者へ提供されるフィードバックに統合され得る。換言すると、様々なセンサ、カメラなどにより集められたデータの全ては、動的なリアルタイムフィードバック及び/又はセッション後のフィードバックを提供するために統合され得る。
[1096] パワーレール1620へ結合されているとして上では説明されているが、ある実施形態において、トロリーは電池式とすることができる。そのような実施形態において、トロリーは、トロリーに電流の流れを供給するのに適切なバッテリシステムを含み得る。そのような実施形態に含まれるバッテリシステムは、充電式であり得る。例えば、ある実施形態において、トロリー、及びより具体的にはバッテリシステムは、バッテリシステムを充電するために電源1610へ一時的に結合され得る。他の実施形態において、バッテリシステムは、バッテリシステムを再充電するために、パワーレール1620に少なくとも一時的に結合され得る。ある実施形態において、充電所をトラック上の特定の位置に配置し得る。トロリーは、特定のアルゴリズムに従って充電所へ自動的にドッキングし得る。例えば、バッテリレベルが特定のレベルを下回ったとき、又は休止期間の間に(例えば、システムが一定時間、夜間、又は予め決められた時間の間使用されないとき)、トロリーは充電所へ移動するとともにそれにドッキングすることができる。
[1097] 図2〜図33は、ある実施形態による体重支持システム2000を示す。体重支持システム2000(本明細書においては「支持システム」とも呼ばれる)は、例えば、歩行治療中などに、患者の体重の一部を支持するために使用され得る。図2及び図3は支持システム2000の斜視図である。支持システム2000は、トロリー2100と、パワーシステム2600と、患者取付機構2800(例えば図34を参照)と、を含む。図2及び図3に示されるとおり、トロリー2100は、トロリー2100の重量及び支持システム2000を利用している患者の重量を支持するように構成された支持トラック2050に可動に結合される。支持トラック2050はI字形を有しているとして示されるが、支持トラック2050は任意の好適な形状であり得る。さらに、支持トラック2050は実質的に線形であるとして示されているが、支持トラック2050は曲線をなす方向に延在し得る。他の実施形態において、支持トラック2050は、例えば円形、楕円形、長円形、四角形などの閉ループで配置され得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、パワーシステム2600は、パワーレール2620であって、支持トラック2050に実質的に平行に延在するとともに、電源(図2〜32には示されず)からの電流の流れをトロリー2100へ伝送するために、トロリー2100へ少なくとも電気的に結合されたパワーレール2620を含み得る。
[1098] 図4〜図7は、トロリー2100の斜視図である。トロリー2100は任意の好適な形状、サイズ、又は構成であり得る。例えば、トロリー2100は、(本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり)支持トラック2050から懸吊され得るとともに、トロリー2100と患者との間の空間が最大化され得るように、比較的小さいプロファイル(例えば高さ)を有するか定義し得る。このようにして、支持システム2000は、様々な身長の患者を支持するために、及び、車いすを少なくとも部分的に使用する患者を支援する際に一般的であるとおり、座位から立位へ立ち上がる患者を支持するために使用され得る。トロリー2100は、ハウジング2200(例えば図8及び図9を参照)と、電子システム2700(例えば図10及び図11を参照)と、駆動システム2300(例えば図12〜図26を参照)と、患者支持機構2500(例えば図27〜図33を参照)とを含む。
[1099] 図8及び図9に示されるとおり、ハウジング2200は、ベース2210と、第1側部材2230と、第2側部材2240と、第3側部材2250と、カバー2260とを含む。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、ハウジング2200は、電子システム2700の少なくとも一部を囲む及び/又は覆うように構成される。図9に示されるとおり、ベース2210は、第1側2211と第2側2212とを有する。ベース2210は、駆動機構開口2213のセット、ファン開口2214、案内機構開口2215、付勢機構開口2217、案内部材開口2218、及びカム滑車開口2219、カム旋回開口2220を規定する。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、駆動機構開口2213は、駆動機構2300に含まれる車輪のセットがベース2210に接触せずに回転し得るように、駆動機構2300に含まれる第1駆動アセンブリ2310の少なくとも一部を受ける。ファン開口2214は、電子システム2700に含まれるファン2740の一部を受ける。より具体的には、ファン2740の一部は、ファンが、電子システム2700により生じた熱をハウジング2200内から取り除き得るように、開口を通って延在し得る。案内機構開口2215は、患者支持機構2500(本明細書においては「支持機構」とも呼ばれる)に含まれる案内機構2540の一部を受ける。より具体的には、ベース2210は、案内機構開口2215を規定するベース2210の表面から延出するように構成された取付タブ2216のセットを含む。このようにして、案内機構2540は取付タブ2216に結合され得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、付勢機構開口2217、案内部材開口2218、カム滑車開口2219、及びカム旋回開口2220は各々、支持機構2500に含まれるカム機構2570の一部を可動に受けることができる。
[1100] 第1側部材2230は、第1側2231と第2側2232とを有する。第2側2232は、ベース2210の一部を受けて第2側2232にベース2210を結合するスロット2233を規定する。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、第1側部材2230はまた、電子システム2700に含まれるコレクタ2770の一部へ結合された取付部分2235を含む。第2側部材2240は第1側2241と第2側2242とを有する。第2側2242は、ベース2210の一部を受けて第2側2242にベース2210を結合するスロット2243を規定する。第2側2242はまた、支持機構2500に含まれるウィンチアセンブリ2510の一部へ結合された凹部分2244を含む。第3側部材2250は、第1側部材2230、第2側部材2240、及びベース2210へ結合されるとともに、表示灯を受ける光開口2251とコンセントモジュールを受けるコンセント開口とを規定する。
[1101] カバー2260は、ベース2210の第2側2212に隣接して配置される。より具体的には、カバー2260は、その中に囲まれた電子システム2700の一部へアクセスし得るように、ベース2210の第2側2212に着脱可能に結合され得る。カバー2260は、第1端部2261と第2端部2262とを有する。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、第1端部2261は、終端部が開口しており、コレクタ2770の一部を受けるように構成された、切欠部2265を規定する。カバー2260の第2端部2262は、実質的に閉鎖されており、凹領域2264を含むように構成される。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、支持機構2500の一部は、凹領域2264内へ及び/又はそれを通って延在し、患者取付機構2800へ結合することができる。カバー2260の中に配置された電子システム2700の少なくとも一部が冷却され得るように、カバー2260はまた、カバー2260により囲まれた領域へ空気の流れを供給するように配置され得る通気口2263のセットを規定する。
[1102] 図10及び図11は、トロリー2100の電子システム2700を示す。電子システム2700は、トロリー2100の少なくとも一部を制御するよう集合的に作動する電子デバイスのセットを含む。上述のとおり、電子システム2700は、コレクタ2770であって、ハウジング2200の一部へ結合されるとともに、パワーレール2620と物理的及び/又は電気的に接触して配置されたコレクタ2770を含む。コレクタ2770は、任意の好適な形状、サイズ、又は構成とすることができるとともに、任意の好適な導電性材料、例えば鉄、鋼などから作られ得る。このようにして、コレクタ2770は、パワーレール2620からの電流の流れを受けることができる。例えば、図10に示されるとおり、パワーレール2620は、電源(図示せず)に電気的に結合された1つ又は複数の導電性部分2621(例えば、個々の導電体又は表面)を収容するか実質的に囲む実質的に中空のチューブである。このようにして、コレクタ2770の導電性部分2771(例えば個々の導電体、導電性表面など)がパワーレール2620の1つ又は複数の導電性部分2621と電気的に連通した状態で配置されるように、コレクタ2770はパワーレール2620の中空のチューブ内に配置され得る。従って、コレクタ2770は、電源からの、パワーレール2620により伝送された電流の流れを受ける。さらに、コレクタ2770の結合部分2772が、パワーレール2620により規定されたスロット2622を通じて延在し、ハウジング2200の取付部分2235に結合されるように、コレクタ2770はパワーレール2620内に配置され得る。結合部分2772はさらに、トロリー2100のパワーモジュール(図示せず)へ結合され得る。従って、トロリー2100は、パワーレール2620を介して電源から電力を受け取る。
[1103] 図10及び図11には示されないが、電子システム2700は、少なくともプロセッサ、メモリ、及び通信デバイスを含む。メモリは、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、メモリバッファ、ハードドライブ、読み出し専用メモリ(ROM)、消去可能プログラム可能な読み出し専用メモリ(EPROM)、及び/又は同様のものであり得る。ある実施形態において、メモリは、患者支持システム2000に含まれる1つ又は複数の機械的及び/又は電気的システムを制御することに関連する、モジュール、プロセス、及び/又は機能をプロセッサに実行させるための命令を記憶する。例えば、メモリは、比例積分微分(PID)制御システムに関連する命令、情報、及び/又はデータを記憶し得る。ある実施形態において、PID制御システムは、例えばソフトウェアパッケージに含まれ得る。ある実施形態において、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、PID制御は、ユーザがPID制御を「調整」できるようにする、プロセッサにより実行されるユーザ制御命令のセットであり得る。
[1104] 電子デバイスのプロセッサは、命令又はコードのセットを走らせる及び実行するように構成された任意の好適な処理デバイスであり得る。例えば、プロセッサは、汎用プロセッサ(GPU)、中央演算処理装置(CPU)、加速処理装置(APU)、及び/又は同様のものであり得る。プロセッサは、患者支持システムに含まれる1つ又は複数の機械的及び/又は電気的システムを制御することに関連するメモリに記憶された命令又はコードのセットを走らせる及び実行するように構成され得る。例えば、プロセッサは、メモリにおいて記憶されたPID制御に関連し、かつさらに、駆動システム2300及び/又は患者支持機構2500の一部で制御することに関連する命令又はコードのセットを走らせる及び実行することができる。より具体的には、プロセッサは、1つ又は複数のセンサ及び/又はエンコーダ(以下に図示及び説明される)から信号を受信したことに応じて、駆動システム2300及び/又は支持機構2500の1つ又は複数の後続の動作を制御し得る命令のセットを実行することができる。同様に、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、プロセッサは、駆動システム2300及び/又は支持機構2500から受信された現在及び/又は前のデータ(例えば位置、速度、力、加速度など)に少なくとも部分的に関連する信号を送信する1つ又は複数のセンサ又はエンコーダを含むフィードバックループに関連する命令のセットを実行する。
[1105] 通信デバイスは、例えば、有線又は無線ネットワーク上で電子デバイスと通信するように構成された1つ又は複数のネットワークインターフェイスデバイス(例えばネットワークカード)であり得る。例えば、ある実施形態において、ユーザは、遠隔制御デバイスであって、トロリー2100の作動に関連する1つ又は複数の信号を電子システム2700へ送信する、及び/又は電子システム2700から受信する遠隔制御デバイスを操作し得る。遠隔制御部は、任意の好適なデバイス又はモジュール(例えば、メモリに記憶されるとともにプロセス内で実行されるハードウエアモジュール又はソフトウェアモジュール)であり得る。例えば、ある実施形態において、遠隔制御部は、電子デバイスであって、少なくともプロセッサとメモリとを含むとともに、例えばパーソナルコンピュータアプリケーション、モバイルアプリケーション、ウェブページ、及び/又は同様のものを走らせる電子デバイスであり得る。このようにして、ユーザは、例えば、支持システム2000により支持される所望の体重の量など、支持システム2000に関連するシステムパラメータのセットの設定に遠隔制御部を従事させる。
[1106] 図12に示されるとおり、駆動システム2300は、第1駆動アセンブリ2310と第2駆動アセンブリ2400とを含む。駆動システム2300は、ベース2210(例えば図2及び図3を参照)の第1側2211へ結合されるとともに、第1駆動アセンブリ2310及び第2駆動アセンブリ2400が(例えば同軸状に)整列されるように配置される。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、第1駆動アセンブリ2310及び第2駆動アセンブリ2400は、支持トラック2050の一部を受けることができる。
[1107] 図13〜図23は第1駆動アセンブリ2310を示す。第1駆動アセンブリ2310は、モータ2311と、支持構造2315と、案内車輪アセンブリ2360のセットと、駆動車輪アセンブリ2370のセットと、第2車輪アセンブリ2390のセットとを含む。モータ2311は支持構造2315の側部材2320へ結合されるとともに、電子システム2700の一部と電気通信する。モータ2311は、出力シャフト2312(例えば図15及び図16を参照)であって、駆動車輪アセンブリ2370の1つの一部に係合し、その中に含まれる駆動車輪2385を回転させる出力シャフト2312を含む。より具体的には、モータ2311は、電子システム2700から起動信号(例えば電流の流れ)を受信して、モータ2311に出力シャフト2312を回転させ、これが次いで、駆動車輪2385を回転させる。図13及び図14に示されるとおり、第1駆動アセンブリ2310の少なくとも一部は、第1駆動アセンブリ2310により規定された縦断面(図示せず)に関して実質的に対称的である。このようにして、第1駆動アセンブリ2310の各側は、同様の構成要素を含み、それにより融通性が増し、製造費が低下する。例えば、第1駆動アセンブリ2310は、モータ2311が特定の側部材2320に結合された状態で、2つの側部材2320を含んで示されるが、他の実施形態においては、モータ2311は他の側部材2320に結合され得る。
[1108] 支持構造2315は、2つの側部材2320と、ベース2340と、2つの前方支持部材2350と、2つの後方支持部材2354と、2つの横断支持部材2358と、を含む。図13〜図16に示されるとおり、(例えば第1駆動アセンブリ2310の対称性のため)側部材2320は同じである。側部材2320は各々、軸受開口2321と、切欠部2322と、スロット2325のセットとを規定する。各側部材2320の軸受開口2321は、駆動車輪アセンブリ2370に含まれる駆動軸受2376(図20)を受ける。より具体的には、駆動軸受2376は、駆動軸受2376の外側表面が、軸受開口2321を規定する側部材2320の表面と摩擦嵌合を形成するように、軸受開口2321内に配置され得る。同様に、駆動軸受2376及び軸受開口2321を規定する側2320の表面は、駆動軸受2376を軸受開口2321内に保持するためにプレス嵌めを形成する。
[1109] 側部材2320の各々により規定される切欠部2322は、ばね棒2323とばね2324とを受ける。ばね2324は、ばね棒2323がばね2324の動きを実質的に制限するように、ばね棒2323の周りに配置される。より具体的には、ばね棒2323は、ばね2324が軸方向に動く(例えば圧縮及び/又は伸張する)ことを可能にする一方で横断方向におけるばね2324の動きを実質的に制限するように構成される。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、ばね棒2323及びばね2324は、切欠部2322の表面から延出してベース2340のばね突出部2344へ係合する。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、スロット2325のセットは、各スロット2325が、側部材2320をベース2340に可動に結合するように構成された取付ハードウエア(例えば機械的締結具、ピン、だぼなど)を受けるように構成される。
[1110] 上述のとおり、ベース2340は側部材2320に可動に結合される。ベース2340は、側壁2342のセットと軸部分2346とを含む。ベース2340の軸部分2346は、駆動車輪アセンブリ2370に含まれた伝達アクスル2388を受ける開口2347を規定する。より具体的には、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、駆動アセンブリ2370の1つから他の駆動アセンブリ2370へ回転運動が伝達され得るように、伝達アクスル2388は軸部分2346の開口2347内で回転し得る。
[1111] 側壁2342は各々、切欠部2343を規定するとともに、ばね突出部2344を含む。より具体的には、ばね突出部2344は各々、側壁2342から実質的に垂直の方向に延在する。図13及び図14に示されるとおり、側部材2320がベース2340に結合されると、側部材2320の切欠部2322は各々、ベース2340のばね突出部2344のうちの1つを受ける。同様に、側部材2320がベース2340に結合されると、ベース2340により規定された切欠部2343は各々、ばね2324のうちの1つの一部を受ける。このようにして、ばね2324が対応するばね突出部2344の表面と接触して配置されるように、各側部材2320のばね棒2323及びばね2324はベース2340の側壁2342から延出するばね突出部2344と整列する。側部材2320がベース2340へ(例えばスロット2325内に取付ハードウエアを配置することにより)可動に結合された状態で、各側部材2320のばね2324は、ベース2340に対する側部材2320の動きを減衰し得る。同様に、各側部材2320のばね2324は、側部材2320の一方又は両方へかけられる外力(例えば、動作振動、モータによりかけられるトルクなど)に応じて(例えば、ばねの圧縮により引き起こされる)反力をかけるように、対応するばね突出部2344の表面に係合し得る。
[1112] 図17〜図19は、前方支持部材2350、後方支持部材2354、及び横断支持部材2358の各々の1つを、それぞれ示す。上述のとおり、第1駆動アセンブリ2310の対称性は、2つの前方支持部材2350が同じであり、2つの後方支持部材2354が同じであり、2つの横断支持部材2358が同じであるようになっている。前方支持部材2350は各々、側部材2320のうちの1つに動かないように結合される。図17に示されるとおり、前方支持部材2350は各々、第2車輪アセンブリ2390のレバーアーム2391を受けるレバーアーム切欠部2355、第2車輪アセンブリ2390のばね2394を受けるばね凹部2352、例えば、支持トラック2050の水平部分2051(例えば図23を参照)を受ける支持トラック切欠部2353を規定する。
[1113] 後方支持部材2354は各々、側部材2320のうちの1つに動かないように結合されるとともに、前方支持部材2354に対して後方位置に配置される。さらに拡大して、後方支持部材2354は、前方支持部材2354から、それらの間に駆動車輪アセンブリ2370の一部が配置され得るように十分に大きい距離を空けて配される。図18に示されるとおり、後方支持部材2354は各々、駆動車輪アセンブリ2370の駆動ベルト2389を受けるように構成されたベルト切欠部2355と、(例えば前方支持部材2350を参照して説明されたとおり)支持トラック2050の水平部分2051を受けるように構成された支持トラック切欠部2353とを規定する。
[1114] 横断支持部材2358は各々、前方支持部材2350のうちの1つ及び後方支持部材2354のうちの1つに動かないように結合される。従って、前方支持部材2350及び後方支持部材2354が各々、対応する側部材2320に結合された状態で、横断支持部材2358は、駆動車輪アセンブリ2370の一部を収容するか受けるように構成された空間を実質的に囲む。さらに、支持構造2315の配置構成は、横断支持部材2358の隣接する表面間に規定される空間が、例えば支持トラック2050の垂直部分2052を受けるのに十分大きくなるようになっている。
[1115] 図19に示されるとおり、横断支持部材2358は、駆動車輪アセンブリ2370の支持軸受2377を受ける軸受開口2359を規定する。より具体的には、支持軸受2377は、支持軸受2377の外側表面が、軸受開口2359を規定する横断支持部材2358の表面と摩擦嵌合を形成するように、軸受開口2359内に配置される。同様に、支持軸受2377の外側表面及び横断支持部材2358の表面は、軸受開口2359内に支持軸受2377を保持するためにプレス嵌めを形成する。
[1116] 図13〜図15を再び参照すると、第1駆動アセンブリ2310は4つの案内車輪アセンブリ2360を含む。案内車輪アセンブリ2360は各々、取付ブラケット2361と案内車輪2363とを含む。より具体的には、案内車輪2363が取付ブラケット2361に対して回転できるように、案内車輪2363の各々は取付ブラケット2361のうちの1つと回転可能に結合される。
[1117] 案内車輪アセンブリ2360は各々、支持構造2315の一部に結合されるように構成される。さらに拡大して、図13〜図16に示されるとおり、各案内車輪アセンブリ2360の取付ブラケット2361は、前方支持部材2350のうちの1つ又は後方支持部材2354のうちの1つに結合される。同様に、前方支持部材2350は両方とも案内車輪アセンブリ2360のうちの1つに含まれる取付ブラケット2361に結合され、後方支持部材2354は両方とも案内車輪アセンブリ2360のうちの1つに含まれる取付ブラケット2361に結合される。案内車輪アセンブリ2360は、案内車輪2363の一部が横断部材2358間に規定された空間内に延在するように、支持構造2315に結合される。このようにして、案内車輪2363は、第1駆動アセンブリ2310が支持トラック2050に結合されると(例えば図23を参照)、支持トラック2050の垂直部分2052の表面に沿って転動し得る。
[1118] 図13〜図15に示されるとおり、案内車輪アセンブリ2360は、前方支持部材2350に結合された案内車輪アセンブリ2360に含まれる案内車輪2363が取付ブラケット2361の実質的に下方に配置されるように、支持構造2315に対して配置され得る。反対に、後方支持部材2350に結合された案内車輪アセンブリ2360に含まれる案内車輪2363は、取付ブラケット2361の実質的に上方に配置される。この配置構成は、少なくとも1つの案内車輪2360と接触している支持トラック2050の垂直部分2051の表面積を増大し得る。このようにして、支持トラック2050の長手方向中心線(図示せず)を中心とする回転運動は最小化又は無くされ得る。特定の配置構成にあるとして示されるが、他の実施形態においては、案内車輪2363は任意の好適なやり方で配置され得る。例えば、ある実施形態において、全ての案内車輪2363は、取付ブラケット2361の下方に取り付けられ得る。他の実施形態において、全ての案内車輪2363は取付ブラケット2361の上方に取り付けられ得る。なお別の実施形態において、案内車輪2363は、取付ブラケット2361へ構成の任意の組合せで取り付けられ得る(例えば、任意の好適な配置構成で取付ブラケット2361の上方又は下方に取り付けられ得る)。
[1119] 図20は、駆動車輪アセンブリ2370の分解図である。上述のとおり、第1駆動アセンブリ2310の対称性は、駆動車輪アセンブリが同じであるようになっている。従って、図20に示される駆動車輪アセンブリ2370についての説明は、両方の駆動車輪アセンブリ2370に当てはまる。駆動車輪アセンブリ2370は、駆動シャフト2371と、駆動軸受2376と、支持軸受2377と、駆動スプロケット2379と、伝達スプロケット2381と、駆動車輪2385と、伝達アクスル2388(図20に図示せず)と、駆動ベルト2389と、を含む。駆動シャフト2371は、第1部分2372と、第2部分2373と、第3部分2374と、を有するとともに、開口2375を規定する。第1部分2372は、駆動スプロケット2378に少なくとも部分的に関連する第1直径を有する。さらに拡大して、駆動スプロケット2378は、駆動シャフト2371の第1部分2372の直径に関連する直径を有する開口2380を規定する。このようにして、駆動スプロケット2378は、開口2380を規定する駆動スプロケット2378の表面が、駆動シャフト2371の第1部分2372の外側表面と摩擦嵌合を形成するように、駆動シャフト2371の第1部分2372の周りに配置される。同様に、駆動軸受2376は、軸受の内側表面が駆動シャフト2371の第2部分2372の外側表面と摩擦嵌合を形成するように、第1部分2372の周りに配置される。従って、駆動軸受2376内での駆動シャフト2371の回転は、駆動スプロケット2378を回転させる。さらに、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、駆動軸受2376が側部材2370のうちの1つの軸受開口2321で保持された状態で、駆動シャフト2371は、対応する側部材2370に対して回転され得る。
[1120] 駆動シャフト2371の第2部分2373は、第1部分2372の直径より小さいとともに、駆動車輪2385に少なくとも部分的に関連する第2直径を有する。さらに拡大して、駆動車輪2385は、駆動シャフト2371の第2部分2373の直径に関連する直径を有する開口2387を規定するハブ2386を含む。図20に示されるとおり、駆動車輪2385の開口2387は、駆動シャフト2371の第2部分2373の外側表面から延在するキーを受けるように構成されたキー溝を含む。このようにして、駆動車輪2385は、駆動シャフト2373の第2部分2373の周りに動かないように配置される。
[1121] 駆動シャフト2371の第3部分2374は、第2部分2372の直径より小さいとともに、支持軸受2377に少なくとも部分的に関連する第3直径を有する。さらに拡大して、支持軸受2377は、第3部分2374の外側表面が支持軸受2377の内側表面と摩擦嵌合を形成するように、駆動シャフト2371の第3部分2374の周りに配置される。さらに、支持軸受2377が横断支持部材2358の軸受開口2359内に配置された状態で、駆動シャフト2371の第3部分2374は少なくとも部分的に支持され得る。
[1122] 駆動シャフト2371により規定された開口2375は、モータ2311の出力シャフト2312を受ける。より具体的には、駆動シャフト2371は、少なくとも一時的に、モータ2311の出力シャフト2312へ動かないように結合され得、従って、(例えば電子システム2700からの起動信号に応じて)出力シャフト2312が回転すると、駆動シャフト2371が同時に回転する。駆動軸受2376及び支持軸受2377が、側部材2320の軸受開口2321及び横断支持部材2358の軸受開口2359内に、それぞれ配置された状態で、駆動シャフト2371は、支持構造2315に対して回転し得る。さらに、駆動シャフト2371の回転は、駆動スプロケット2378と駆動車輪2385の両方を回転させる。
[1123] 駆動スプロケット2378は、ベルト2389に係合するように構成される。より具体的には、駆動スプロケット2389は、ベルト2389の内側表面から延出する歯(図示せず)のセットに係合する歯2379のセットを含む。ベルト2389は伝達スプロケット2381にさらに結合される。伝達スプロケット2381は、ベルト2389の歯に係合する歯2382のセットを含む。このようにして、(上述の)駆動スプロケット2378の回転はベルト2389を回転させ、これは次いで、伝達スプロケット2381を回転させる。伝達スプロケット2381は、伝達アクスル2388(例えば図16を参照)を受けるように構成された開口2383を規定する。より具体的には、第1駆動車輪アセンブリ2370(例えば、モータ2311の出力シャフト2312に結合された駆動車輪アセンブリ2370)の伝達スプロケット2381の回転が、第2駆動車輪アセンブリ2370の伝達スプロケット2381を回転させるように、伝達アクスル2388は各駆動車輪アセンブリ2370の伝達スプロケット2381に動かないように結合され得る。従って、モータ2311が作動されて出力シャフト2312を回転させると、両方の駆動車輪アセンブリ2370の両方の駆動車輪2385が回転するよう促される。
[1124] ある実施形態において、支持構造2315の側部材2320及びベース2340は、側部材2320のばね2324が、予圧された構成にある(例えば、側部材2320の一方又は両方に追加的な外力がかけられることなく部分的に圧縮されている)ように、配置され得る。より具体的には、各ばね2324は、ベース2340の対応するばね突出部2344の表面に(例えば予圧により)力をかけて、対応する側部材2320をベース2340に対する所望の位置に配置することができる。さらに、駆動軸受2376が対応する側部材2320の軸受開口2321内に動かないように配置され、伝達アクスル2388がベース2340の軸部分2346により規定された開口2347内に配置された状態で、駆動スプロケット2378及び伝達スプロケット2381の周りに配置されたベルト2379には張力がかけられ得る。従って、ベース2340に可動に結合された側部材2320の配置構成により、ベルト2379が駆動スプロケット2378の歯2379に沿って及び/又は伝達スプロケット2381の歯2382に沿って実質的に滑らないように、ベルト2379を好適な量の張力で保持し得る。
[1125] 図21に示されるとおり、第1駆動アセンブリ2310は第2車輪アセンブリ2390を含む。第2車輪アセンブリ2390は、レバーアーム2391と、第2車輪2393と、ばね2394とを含む。レバーアーム2391は、軸部分2392と、旋回部分2395と、係合部分2396とを含む実質的に角度が付いた部材である。軸部分2392はレバーアーム2391の第1端に配置されるとともに、第2車輪2393が軸部分2392を中心として回転するように、第2車輪2393に可動に結合される。旋回部分2395は、レバーアーム切欠部2351を規定する前方支持部材2350の一部に可動に結合される。例えば、ある実施形態において、レバーアーム2391の旋回部分2395は、例えば、前方支持部材2350に含まれる旋回ピン(図示せず)を受けるように構成された開口を含み得る。このようにして、旋回ピンは、軸であって、それを中心として旋回部分2395が旋回又は回転し得る軸を規定し得る。
[1126] 係合部分2396は、ばね2394の一部に係合するように構成される。より具体的には、図22に示されるとおり、ばね2394の第1端部は前方支持部材2350により規定されたばね凹部2352と接触し、ばね2394の第2端部は係合部分2396と接触する。このようにして、ばね2394は係合部分2396に力をかけて、旋回部分2395を中心としてレバーアーム2391を旋回させることができる。さらに拡大して、図22に示されるとおり、ばね2394によりかけられる力は、第2車輪2393が駆動車輪2385に向かって旋回されるように、レバーアーム2391を旋回させ得る。従って、第1駆動アセンブリ2310が支持トラック2050の周りに配置されると、第2車輪2393は、支持トラック2050の水平部分2051の底面と接触して配置され得る。さらに、ばね2394によりかけられる力は、駆動車輪2385及び第2車輪2393が支持トラック2051の水平部分2051の上面及び底面に、それぞれ圧縮力をかけるようであり得る。この配置構成は、例えば、駆動車輪2385と支持トラック2050の水平部分2051との間の摩擦を増加させ得る。
[1127] 図24〜図26は、第2駆動アセンブリ2400を示す。第2駆動アセンブリ2400は第1駆動アセンブリ2310と同様に機能し得るため、第2駆動アセンブリ2400のいくつかの部分は本明細書においてはさらに詳細に説明されない。第2駆動アセンブリ2400は、支持構造2405と、案内車輪アセンブリ2430のセットと、主車輪アセンブリ2440のセットと、結合器2460と、エンコーダ2470と、を含む。図示のとおり、第2駆動アセンブリ2400の少なくとも一部は、第2駆動アセンブリ2400により規定される縦断面(図示せず)に関して実質的に対称である。このようにして、第2駆動アセンブリ2400の各側は同様の構成要素を含み、それにより融通性が増し、製造費が低下する。例えば、第2駆動アセンブリ2400は、結合器2460及びエンコーダ2470が特定の側部材2420に結合された状態で、2つの側部材2420を含むとして示されるが、他の実施形態においては、結合器2460及びエンコーダ2470は他の側部材2420に結合され得る。
[1128] 支持構造2405は、2つの側部材2410と、ベース2420と、前方支持部材2431のセットと、後方支持部材2432のセットと、横断支持部材2433のセットと、を含む。図24〜図26に示されるとおり、側部材2410は(例えば第1駆動アセンブリ2400の対称性により)同じである。側部材2410は各々、駆動車輪アセンブリ2470に含まれる軸受2454(図25)を受ける軸受開口2411を規定する。より具体的には、軸受2454は、駆動軸受2454の外側表面が軸受開口2411を規定する側部材2410の表面と摩擦嵌合を形成するように、軸受開口2411内に配置され得る。同様に、駆動軸受2454及び軸受開口2411を規定する側2410の表面は、駆動軸受2454を軸受開口2411内に保持するためにプレス嵌めを形成する。
[1129] ベース2420は、側部材2410に動かないように結合されるように構成される。ベース2420は、第2駆動アセンブリ2400をハウジング2200のベース2210へ(例えば、任意の好適な取付ハードウエア、例えば機械的締結具などを介して)結合するために、ベース2420の上面及び底面から延出するように構成された取付プレート2421を含む。取付プレート2421の配置構成は、第2駆動アセンブリ2400が支持トラック2050の周りに配置されると、取付プレート2421が、第2駆動機構2400の、支持トラック2050の長手方向中心線(図示せず)に対する横断方向における移動を実質的に制限し得るようであり得る。ある実施形態において、取付プレート2421は、支持トラック2050の水平部分2051の底面に沿って摺動するよう十分に滑らかであり得る任意の好適な表面仕上げを含み得る。他の実施形態において、取付プレート2421は、支持トラック2050の底面に沿った取付プレート2421の摺動を容易にする、例えばナイロンなどの材料から形成され得る。
[1130] 前方支持部材2431、後方支持部材2432、及び横断支持部材2433は、図17〜図19を参照して上で説明された前方支持部材2350、後方支持部材2354、及び横断支持部材2358と同様に配置され得る。このようにして、側部材2410並びに支持部材2431、2432、及び2433は、主車輪アセンブリ2440の少なくとも一部を実質的に囲むように構成された空間を規定し得る。さらに、横断支持部材2433は、主車輪アセンブリ2350の軸受2454を上述の横断部材2333と同様に受けるように構成された開口を規定し得る。しかしながら、図24〜図26に示されるとおり、前方支持部材2431、後方支持部材2432、及び横断支持部材2433は、前方支持部材2431、後方支持部材2432、及び横断支持部材2433が、第2駆動アセンブリ2400の任意の部分を収容するために1つ又は複数の切欠部及び/又は凹部を含む必要が無いという点で異なり得る。
[1131] 第2駆動アセンブリ2400は、4つの案内車輪アセンブリ2440を含む。案内車輪アセンブリ2440は各々取付ブラケット2441と案内車輪2443と、を含む。より具体的には、案内車輪2443の各々は、案内車輪2443が取付ブラケット2441に対して回転し得るように、取付ブラケット2441のうちの1つに回転可能に結合される。案内車輪アセンブリ2440は各々、支持構造2405の一部に結合されるように構成される。さらに拡大して、図24〜図26に示されるとおり、各案内車輪アセンブリ2440の取付ブラケット2441は、前方支持部材2431のうちの1つ又は後方支持部材2432のうちの1つに結合される。同様に、前方支持部材2431は両方共、案内車輪アセンブリ2440のうちの1つに含まれた取付ブラケット2441に結合され、後方支持部材2432は両方共、案内車輪アセンブリ2440のうちの1つに含まれた取付ブラケット2441に結合される。案内車輪アセンブリ2440は、案内車輪2443の一部が横断部材2433間に規定された空間内に延在するように、支持構造2405に結合される。このようにして、案内車輪2443は、第2駆動アセンブリ2400がそれに結合されると支持トラック2050の垂直部分2052の表面に沿って転動し得る(例えば図26を参照)。第1駆動アセンブリ2310を参照して上で説明されたとおり、案内車輪アセンブリ2440は、支持トラック2050の長手方向中心線を中心とした第2駆動アセンブリ2400の回転運動を制限するように、任意の好適な構成で配置され得る。
[1132] 主車輪アセンブリ2450は各々、ハブ2452とアクスル2453とを有する主車輪2451と、軸受2454と、を含む。上述のとおり、アクスル2453が軸受2354内に配置され得る一方で、軸受2354は側部材2410及び横断部材2433に結合される。このようにして、各主車輪2451は、支持構造2405に対して、対応するアクスル2453を中心として回転し得る。図26に示されるとおり、第2駆動アセンブリ2400は、主車輪2451が水平部分2051の上面に沿って転動するように、支持トラック2050の周りに配置される。同様に、案内車輪2443は、支持トラック2050の垂直部分2052の表面に沿って転動する。
[1133] 図24及び図26に示されるとおり、アクスル2453は、側部材2410の開口2411内に配置された軸受2454を通って延在するように構成される。このようにして、結合器2460は、アクスル2453をエンコーダ2470に結合するために、アクスル2453に結合し得る。従って、エンコーダ2470は、主車輪2451の回転に関連する情報を受信することができる及び/又は決定することができる。例えば、エンコーダ2470は位置、回転速度、回転加速度などを決定し得る。さらに、エンコーダ2470は(例えば有線通信又は無線通信を介して)電子システム2700の一部と電気通信することができ、第2駆動アセンブリ2400に関連する情報を電子システム2700の一部へ送信することができる。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、エンコーダ2470からの情報を受信すると、電子システム2700の一部は、動作を実施すること(例えば1つ又は複数のモータの電力を増加又は減少させるなど)に関連する信号を他の任意の好適なシステムへ送信し得る。場合により、電子システム2700は、エンコーダ2470から送信された第2駆動アセンブリ2400に関連する情報に少なくとも部分的に基づき、支持トラック2050に対するトロリー2100の位置を決定し得る。そのような場合には、ユーザ(例えば医師、内科医、看護師、技術者など)は、支持トラック2050の一部であって、トロリー2100が移動する支持トラック2050の一部に関連するパラメータのセットを入力することができる。このようにして、ユーザは、治療セッションのための、支持トラック2050に沿った所望の経路を規定し得る。
[1134] 図27〜図33は、トロリー2100に含まれる支持機構2500を示す。図27に示されるとおり、支持機構2500は、テザー2505と、ウィンチアセンブリ2510と、案内機構2540と、第1滑車2563と、第2滑車2565と、カム機構2570と、を含む。テザー2505は、例えば、ナイロン又は他の好適なポリマーなどの任意の好適な材料から作られ得るロープ又は他の長い可撓性部材であり得る。テザー2505は、ウィンチアセンブリ2510の一部に結合された第1端部2506と、例えば、図34に示された患者取付機構2800など任意の好適な患者取付機構に結合され得る第2端部2507とを含む。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、テザー2505は、支持機構2500が、患者の体重の少なくとも一部を能動的に支持するように、ウィンチアセンブリ2510の一部、案内機構2540、カム機構2570、第1滑車2563、及び第2滑車2565に係合するように構成される。
[1135] 図29及び図30に示されるとおり、ウィンチアセンブリ2510は、モータ2511と、取付フランジ2515と、結合器2520と、ドラム2525と、エンコーダアセンブリ5230と、を含む。モータ2511は、結合器2520に結合されるとともに、電子システム2700の一部と電気通信する。モータ2511は、モータ2511の出力シャフト2512の回転が結合器2520の出力部材2521を回転させるように、結合器2520の入力部分(図示せず)と係合する出力シャフト2512を含む。より具体的には、モータ2511は、電子システム2700から、モータ2511に、第1回転方向又は第1回転方向と反対の第2回転方向に出力シャフト2512を回転させるための起動信号(例えば電流の流れ)を受信する。出力シャフト2512は、次いで、結合器2520の出力部材2521を第1回転方向又は第2回転方向、それぞれに回転させる。
[1136] 取付フランジ2515は、結合器2520の一部の周りに配置されるとともに、ハウジング2200の第3側部材2250に結合され得る部分を含む。このようにして、モータ2511は、取付フランジ2515及びハウジング2200により支持される。結合器2520の出力部材2521は、モータ2511の出力シャフト2512が第1方向又は第2方向に回転すると、ドラム2525が第1方向又は第2方向に、それぞれ回転するように、ドラム2525の取付プレート2522に係合される。図示されていないが、ある実施形態において、結合器2520は、望ましいギア比を定義するように任意の好適なやり方で配置され得る1つ又は複数のギアを含み得る。このようにして、出力シャフト2512の回転は、第1回転速度で第1方向又は第2方向とすることができ、ドラム2525の回転は、出力シャフト2525の第1回転速度と異なる第2回転速度(例えばより速いかより遅い回転速度)でそれぞれ、第1方向又は第2方向とすることができる。ある実施形態において、結合器2520は、1つ又は複数のクラッチであって、モータ2511へ出力シャフト2512の回転方向を変更することに関連する信号を送信する電子システム2700からもたらされ得る衝撃(すなわち力)を低減する及び/又は減衰するように構成され得る1つ又は複数のクラッチを含み得る。
[1137] ドラム2525は、取付プレート2522と端部プレート2529との間に配置される。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、エンコーダアセンブリ2530のエンコーダドラム2531は、エンコーダアセンブリ2530の最小限が、ドラム2525により規定された内部容積2528内に配置されるように、端部フランジ2529に結合される。ドラム2525は、らせん形溝2527のセットを規定する外側表面2526を有する。らせん形溝2527は、テザー2505の一部を受けるとともに、経路であって、それに沿ってテザー2505が巻き付き、ドラム2525の周りにらせん状に巻き得る、及び/又はドラム2525から解け得る経路を規定する。例えば、モータ2511は、電子システム2700から出力シャフト2512を第1方向に回転させるための信号を受信し得る。このようにして、ドラム2525は第1方向に回転され、テザー2505は、例えば、ドラム2525の周りにらせん状に巻かれ得る。反対に、モータ2511は、電子システム2700から出力シャフト2512を第2方向に回転させるための信号を受信することができ、従って、ドラムは第2方向に回転され、テザー2505は、例えば、ドラム2525から解かれ得る。
[1138] エンコーダアセンブリ2530は、エンコーダドラム2531と、取付フランジ2532と、軸受ブラケット2533と、軸受2535と、結合器2536と、エンコーダ2537と、エンコーダハウジング2538と、を含む。上述のとおり、エンコーダドラム2531の第1端部は、エンコーダアセンブリ2530の一部がドラム2525の内部容積2528内に配置されるように、ドラム2525の端部フランジ2529に結合される。取付フランジ2532は、エンコーダドラム2531の第2端部に結合されるとともに、軸受ブラケット2533にさらに結合される。軸受ブラケット2533は、アクスル2534であって、その周りに軸受2535が配置されるアクスル2534を含む。結合器2536は、軸受ブラケット2533のアクスル2534に係合されるとともに、エンコーダ2537を軸受ブラケット2533に結合するように構成される。図28に示されるとおり、結合器2536及びエンコーダ2537はエンコーダハウジング2538内に配置される。より具体的には、結合器2536は、エンコーダハウジング2538内に可動に配置され、エンコーダ2537はエンコーダハウジング2538に動かないように結合される。さらに、エンコーダハウジング2538の第1端部は軸受2535の周りに配置され、エンコーダハウジング2538の第2端部は、ハウジング2240の第2側部材2240の凹部分2244に接触するとともに動かないように結合される。このようにして、エンコーダドラム2531、取付フランジ2532、軸受ブラケット2533、及び結合器2536は、エンコーダ2537及びエンコーダハウジング2538に対してドラム2525と同時に回転するように構成される。従って、エンコーダ2537は、ドラム2525の回転に関連する情報を受信及び/又は決定することができる。例えば、エンコーダ2537は、テザー2505の位置、回転速度、回転加速度、送り速度などを決定し得る。さらに、エンコーダ2537は、(例えば有線通信又は無線通信を介して)電子システム2700の一部と電気通信し得るとともに、ウィンチアセンブリ2510に関連する情報を電子システム2700の一部へ送信し得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、エンコーダ2537から情報を受信すると、電子システム2700の一部は、動作を実行すること(例えば、1つ又は複数のモータの電力を増加する又は減少するなど)に関連する信号を他の任意の好適なシステムへ送信することができる。
[1139] 図27を再び参照すると、支持機構2500の案内機構2540は、ハウジング2200に含まれるベース2210の案内機構開口2215内に少なくとも部分的に配置される。より具体的には、案内機構2540は、ベース2210の取付タブ2216に結合された取付ブラケット2541のセットを含む。このようにして、案内機構2540の少なくとも一部は、案内機構開口2215内に懸吊される。図31に示されるとおり、案内機構2540は、取付ブラケット2541と、案内ドラムアセンブリ2545と、ストッパブラケット2550と、ストッパ2551と、ローラーアセンブリ2554と、結合器2559と、支持ブラケット2560と、エンコーダ2561と、を含む。上述のとおり、取付ブラケット2541はベース2210の取付タブ2216に結合される。取付ブラケット2541は各々、案内ドラムアセンブリ2545の一部に可動に結合された第1取付部分2542と、ストッパブラケット2550に動かないように結合された第2取付部分2543と、ローラーアセンブリ2554の一部に可動に結合された旋回部分2544と、を含む。ストッパブラケット2550はストッパ2551にさらに結合されるとともに、案内ドラムアセンブリ2545の、取付ブラケット2541に対する動きを制限するように構成される。
[1140] 案内ドラムアセンブリ2545は、案内ドラム2546と、旋回プレート2547のセットと、ストッパプレート2549とを含む。案内ドラム2546は、旋回プレート2547に可動に結合される。例えば、図31には示されていないが、旋回プレート2547は各々、アクスルであって、それを中心として案内ドラム2546が回転し得るアクスルを受けるように構成された開口を含み得る。旋回プレート2547は各々、取付ブラケット2541の第1取付部分2542により規定される開口(図示せず)内に配置され得る旋回アクスル2548を含む。このようにして、案内ドラムアセンブリ2545は、旋回アクスル2548を中心として取付ブラケット2541に対して旋回することができる。ストッパプレート2549は旋回プレート2547に結合されるとともに、ストッパ2551の一部に係合し、取付ブラケット2541に対する案内ドラムアセンブリ2545の旋回運動を制限するように構成される。より具体的には、ストッパブラケット2550が取付ブラケット2541及びストッパ2551へ動かないように結合された状態で、ストッパプレート2549がストッパ2551と接触して配置されるように、(例えば、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、テザー2505にかけられた力に応じて)案内ドラムアセンブリ2545は、ストッパブラケット2550に向かって旋回し得る。ストッパ2551は任意の好適な形状、サイズ、又は構成であり得る。例えば、ある実施形態において、ストッパ2551は、ストッパプレート2549がストッパ2551と接触して配置されると案内ドラムアセンブリ2545によりかけられる力の一部を吸収するように構成されたエラストマーの部材でとし得る。
[1141] ローラーアセンブリ2554は、揺動アーム2555のセットとローラー2558のセットとを含む。揺動アーム2555は第1端部2556と第2端部2557とを含む。揺動アーム2555の第1端部2556はローラー2558に可動に結合される。より具体的には、ローラー2558は、ローラー2558間に規定された空間がテザー2505の一部を受けることができるように配置され得る。従って、テザー2505がローラー2558に対して移動するとき、ローラー2558は揺動アーム2555に対して回転し得る。揺動アーム2555の第2端部2557は取付ブラケット2541の旋回部分2543へ結合される。例えば、図31に示されるとおり、旋回部分2543は、軸受内に配置されたアスクルのセットを含み得る。このようにして、揺動アーム2555の第2端部2557は、(例えば、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、テザー2505にかけられた力に応じて)ローラーアセンブリ2554及びアクスルが取付ブラケット2541に対して旋回し得るようにアクスルへ結合し得る。
[1142] 案内機構2540に含まれる結合器2559は、取付ブラケット2541のうちの1つの旋回部分2543のアクスルに結合される。結合器2559は、エンコーダ2561の入力シャフトにさらに結合される。より具体的には、支持ブラケット2560はハウジング2200のベース2210に結合されるとともに、エンコーダ2561の一部の、ベース2210に対する動きを制限するために、エンコーダ2561の一部にも結合される。従って、エンコーダ2561は、ローラーアセンブリ2554の、取付ブラケット2541に対する旋回運動に関連する情報を受信及び/又は決定することができる。例えば、エンコーダ2561は、テザー2505の位置、回転速度、回転加速度、送り速度などを決定し得る。さらに、エンコーダ2561は(例えば有線通信又は無線通信を介して)電子システム2700の一部と電気通信することができるとともに、案内機構2540に関連する情報を電子システム2700の一部へ送信することができる。エンコーダ2561からの情報を受信すると、電子システム2700の一部は、動作を実行すること(例えば、1つ又は複数のモータ2311及び2511の電力を増加する又は減少させる、モータ2311及び2511の1つ又は複数の方向を変更するなど)に関連する信号を他の任意の好適なシステムへ送信し得る。
[1143] 図32に示されるとおり、第1滑車2563及び第2滑車2565は、第1滑車ブラケット2564及び第2滑車ブラケット2565へ、それぞれ回転可能に結合される。第1滑車ブラケット2564及び第2滑車ブラケット2565は、ハウジング2200のベース2210にさらに結合される。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、第1滑車2563、第2滑車2565、及びカム機構2570の少なくとも一部は、テザー2505に係合されてウィンチアセンブリ2510に機械的利点を提供し得る。
[1144] 図32及び図33に示されるとおり、カム機構2570は、カム滑車アセンブリ2571と、カム2580と、結合器2585と、結合器ハウジング2586と、エンコーダ2587と、付勢機構2588と、を含む。カム滑車アセンブリ2571は、カム滑車2572と、カムアーム2574と、カムアクスル2575と、スペーサ2576と、を含む。カムアーム2574は、カム滑車2572に回転可能に結合された第1端部と、カムアクスル2575に回転可能に結合された第2端部と、を含む。カムアクスル2575は、(ベース2210により規定された)カム旋回開口2220、スペーサ2576、結合器2585に結合されるカム2580を通って延在する。スペーサ2576は、ベース2210に結合されるとともに、ベース2210の第2側2212とカム2580の表面との間に配置される。スペーサ2576は、カム2580が、スペーサ2576の表面に沿って比較的容易に移動することを可能にするために、例えばポリエチレン、ナイロンなど比較的低い摩擦係数を有する材料から形成され得る。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、カム2580は、ベース2210の第2側2212から十分な距離だけ間を空けて配され、それらの間に付勢機構2588の一部が配置され得る。
[1145] カムアセンブリ2570のカム2580は、開口2581を規定するとともに、取付部分2582と係合表面2583とを含む。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、カム2580の係合表面2583は、付勢機構2588の一部と接触する。カム2580により規定された開口2581は軸受2584を受ける。開口2581内に配置されると、軸受2584は、カム2580がカムアクスル2575を中心として回転することを可能にする。カム2580の取付部分2582は、カム滑車開口2219内に少なくとも部分的に配置されるとともに、カム滑車2572に結合される。例えば、図33に示されるとおり、取付部分2582は、カム滑車2572により規定されたねじ付き開口(図示せず)により受けられ得るカム2580の表面から延出するねじ付き棒である。このようにして、テザー2505にかけられる力の変化(例えば力の増加又は減少)に応じたカム滑車アセンブリ2571の動きにより、カムアクスル2575を中心としてカム2580を回転させる(上述のとおり)。
[1146] 結合器ハウジング2586は、カム2580の、スペーサ2576に隣接する側とは反対側の表面に結合される。換言すると、結合器ハウジング2586は、カム2580に結合されると、ベース2210から離れるように延在する。結合器ハウジング2586はエンコーダ2587にさらに結合される。従って、カム2580がカムアクスル2575を中心として回転すると、結合器ハウジング2586及びエンコーダ2587もまたカムアクスル2575を中心として回転する。結合器2585は結合器ハウジング2586内に配置されるとともに、カムアクスル2575とエンコーダ2575の入力部分(図示せず)との両方に結合される。従って、結合器2585がカムアクスル2575及びエンコーダ2587の入力部分に結合された状態で、カム2580及び結合器ハウジング2586の回転は、エンコーダ2587をその入力部分を中心として回転させる。このようにして、エンコーダ2587は、カム2580及び/又はカム滑車アセンブリ2571の、カムアクスル2575に対する旋回運動に関連する情報を受信及び/又は決定することができる。例えば、エンコーダ2587は、テザー2505の位置、回転速度、回転加速度、送り速度などを決定し得る。さらに、エンコーダ2587は、電子システム2700の一部と(例えば有線通信又は無線通信を介して)電気通信することができるとともに、カム機構2570に関連する情報を電子システム2700の一部へ送信することができる。エンコーダ2587から情報を受信すると、電子システム2700の一部は、動作を実行すること(例えば、1つ又は複数のモータ2311及び2511の電力を増加又は減少させる、モータ2311及び2511の1つ又は複数の方向を変更するなど)に関連する信号を他の任意の好適なシステムへ送信することができる。
[1147] 付勢機構2588は、アクスル2589と、取付フランジ2590と、第1旋回アーム2591と、第2旋回アーム2595と、案内部材2596と、付勢部材2597と、取付柱2598と、を含む。アクスル2589は、取付フランジ2588内に可動に配置されるとともに、第2旋回アーム2591により規定されたアクスル開口2592内に動かないように配置されるベース2210により規定された付勢機構開口2217を通じて延在するように構成される。さらに拡大して、取付フランジ2589の一部は、付勢機構開口2217を通って、ベース2210の第2側2212を越えて延在し、第2旋回アーム2591の表面と接触する。このようにして、第2旋回アーム2591の表面はベース2210の第2側2212からオフセットされる。さらに、スペーサ2576(上述)の配置構成は、アクスル2589がアクスル開口2592内に配置されると、第1旋回アーム2591の第2表面がカム2580の表面からオフセットされるようになっている。従って、第1旋回アーム2591は、比較的少ない量の摩擦でベース2210に対して旋回し得る。ある実施形態において、取付フランジ2590の、少なくとも、付勢機構開口2217を通って延在する部分は、例えばポリエチレン、ナイロンなど比較的低い摩擦係数を有する材料から作られ得る。
[1148] 第1旋回アーム2591は、アクスル開口2592及び案内部材開口2593を規定するとともに、係合部材2594を含む。案内部材開口2593は、案内部材2596を第1旋回アーム2591に結合するために、案内部材2596の一部を受けるように構成される。案内部材2596の一部がベース2210により規定された案内部材開口2218を通って延在するように、案内部材2596は第1旋回アーム2591の表面からベース2210へ延在する。ある実施形態において、案内部材2596は、ベース2210に係合するように構成されたスリーブなどを含み得る。そのような実施形態において、スリーブは、例えば、ポリエチレン、ナイロンなど比較的低い摩擦係数を有する材料から形成され得る。従って、第1旋回アーム2591がベース2210に対して移動すると、案内部材2596は案内部材トラック2218内を移動し得る。
[1149] 第1旋回アーム2591の係合部材2594は第1旋回アーム2591の表面からカム2580に向かって延在する。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、カム2580がベース2210に対して動くと、係合部材2594はカム2580の係合表面2583に沿って移動し得る。ある実施形態において、係合部材2594は、第1旋回アーム2591へ回転可能に結合され得るとともに、係合表面2583に沿って転動するように構成され得る。他の実施形態において、係合部材2594及び/又は係合表面2583は、比較的低い摩擦係数を有する材料から形成され得る。そのような実施形態においては、係合部材2594は係合表面2583に沿って摺動し得る。
[1150] 付勢機構2588の第2旋回アーム2595は、アクスル2589に動かないように結合された第1端部と、付勢部材2597の第1端部へ固定された第2端部と、を含む。取付柱2598はベース2210に動かないように結合されるとともに、付勢部材2597の第2端部にさらに結合される。従って、第2旋回アーム2595は、取付フランジ2590に対して、付勢部材2597が第1構成(変形していない構成)にある第1位置と、付勢部材2597が第2構成(変形した構成)にある第2位置との間で、旋回し得る。例えば、ある実施形態において、付勢部材2597は、圧縮されていない構成(例えば第1構成)と圧縮された構成(例えば第2構成)との間で可動なばねであり得る。他の実施形態において、付勢部材2597は、伸張されていない構成と伸張された構成との間で可動なばねであり得る。換言すると、付勢部材2597はそれぞれ圧縮ばね又は伸張ばねのいずれかであり得る。なお別の実施形態において、付勢部材2597は、例えばガス支柱など、他の任意の好適な付勢機構及び/又はエネルギー貯蔵デバイスであり得る。
[1151] カム2580が、(上述のとおり)テザー2505にかけられた力に応じて第1位置から第2位置へ回転すると、付勢部材2597は、カム2580の回転に抵抗する反力をかけることができる。より具体的には、係合部材2594がカム2580の係合表面2583と接触している状態で、付勢部材2587は、係合表面2583に沿った係合部材2594の動きに抵抗する反力をかける。従って、場合により、テザー2505にかけられた力の比較的小さな変化がカム2580及びカム滑車アセンブリ2571を回転させるほど十分大きくない場合もある。この配置構成は、テザー2505にかけられる力の小さな変動に応じた支持システム2000により支持される体重の量の望ましくない変化を減らすことができる。
[1152] 図34は患者取付機構2800を示す。患者取付機構2800は、患者取付機構2800をトロリー2100に結合するために、テザー2505の第2端部2507と嵌め合わされ得る。さらに、以下に記載のとおり、患者を支持システム2000に結合するために、患者取付機構2800は患者が着用しているハーネスなどへ結合され得る。
[1153] 患者取付機構2800は、第1結合部分2810と第2結合部分2812とを有する。上述のとおり、第1結合部分2810は、テザーの第2端部2507へ結合するように構成された結合機構2811を含む。例えば、結合機構2811は、テザー2505の取付デバイス(図2〜図34には図示せず)に結合するように構成されたループ又はフックであり得る。第2結合部分2821は、第1アーム2820及び第2アーム2840に可動に結合される。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、第1アーム2820及び第2アーム2840は、互いに対して旋回して、患者取付機構2800に結合された患者の重量によりかけられた力の少なくとも一部を吸収することができる。
[1154] 患者取付機構2800の第1アーム2820は、旋回部分2821と取付部分2822とを含む。旋回部分2821は、第2結合部分2812に可動に結合される。本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、取付部分2822は案内棒2830を受ける。第1アーム2820は、第2アーム2840の一部を受けるスロット2824と、患者が着用しているハーネスの一部を受ける開口2826とを規定する。
[1155] 第2アーム2840は、旋回部分2841と結合部分2842とを有する。旋回部分2841は第2結合部分2812に可動に結合される。このようにして、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、第1アーム2820と第2アーム2840の両方が、結合部分2812に対して及び互いに対して旋回することができる。結合部分2842は、患者が着用しているハーネスの一部を受ける開口2843を規定する。結合部分2842はまた、第1エネルギー貯蔵部材2844の第1端部と第2エネルギー貯蔵部材2851の第1端部(まとめてエネルギー貯蔵部材2850と呼ばれる)に可動に結合される。エネルギー貯蔵部材2850は、例えばガス支柱などであり得る。
[1156] 図34に示されるとおり、エネルギー貯蔵部材2850は第1アーム2820に向かって延在するように構成される。より具体的には、第2エネルギー貯蔵部材2851は、第1アーム2820の案内棒2830に可動に結合された結合部分2852を含む。第1エネルギー貯蔵部材2844はまた、結合部分(図34には示さず)であって、係合部材2845に可動に結合されるとともに、第2エネルギー貯蔵部材2851の結合部分2852にさらに結合された結合部分を含む。同様に、第1エネルギー貯蔵部材2844の結合部分は、第1エネルギー貯蔵部材2844の長手方向中心線(図示せず)に対して実質的に垂直な方向に延在する。
[1157] 係合部材2845は、第1エネルギー貯蔵部材2844の結合部分及び第2結合部分2851の結合部分2852に可動に結合される。係合部材2845は、スロット2825を少なくとも部分的に規定する第1アーム2820の係合表面2825と接触して配置されるように構成される。同様に、係合部材2845は、スロット2824であって、第1アーム2820により規定されるスロット2824内に配置され、係合表面2825と接触2825している。さらに、係合部材2845及びエネルギー貯蔵部材2850の配置構成は、係合部材2845が係合表面2825に沿って転動することを可能にする。
[1158] 患者により第1アーム2820第2アーム2840へ力がかけられると、第1アーム2820及び第2アーム2840は第2結合部分2812を中心として互いに向かって旋回する。第1アーム2820及び第2アーム2840の旋回は、係合表面2825に沿って係合部材2845を移動させるとともに、より低い位置エネルギーの構成のエネルギー貯蔵部材2850をより高い位置エネルギーの構成へさらに動かす(例えばガス支柱を圧縮する)。従って、エネルギー貯蔵部材2850は、患者取付機構2800のかけられた力の少なくとも一部を吸収し得る。さらに、患者取付機構2800にかけられた力が第2構成におけるエネルギー貯蔵部材2850の位置エネルギー未満であるとき、エネルギー貯蔵部材2850がそれらの第1位置に向かって移動して、第1アーム2820及び第2アーム2840を互いに離れるように旋回させ得る。
[1159] 使用の際、患者支持システム2000は、それに結合された患者の体重の少なくとも一部を能動的に支持するために使用され得る。例えば、場合により、上述のとおり、患者が患者取付機構2800へ取り付けられ、患者取付機構2800が次いで、テザー2505の第2端部2507に結合される。このようにして、支持システム2000(例えばテザー2505、トロリー2100、及び支持レール2050)は、患者の体重の少なくとも一部を支持し得る。
[1160] 場合により、ユーザ(例えば技術者、療法士、医師、内科医など)は、患者及び支持システム2000に関連するシステムパラメータのセットを入力し得る。例えば、ある実施形態において、ユーザは、システムパラメータのセットを、例えばパーソナルコンピュータ、モバイルデバイス、スマートフォンなどの遠隔制御デバイスを介して入力し得る。他の実施形態において、ユーザは、システムパラメータを、例えば、トロリー2100内又は上に含まれる制御パネルで入力し得る。システムパラメータは、例えば、患者の体重、患者の身長、支持システム2000により支持される所望の体重の量、歩行治療中の患者の所望の歩行の速度、支持トラック2050の長さに沿った所望の経路又は距離などを含み得る。
[1161] システムパラメータが入力された状態で、患者は、例えば歩行治療セッションを開始する。場合により、トロリー2100は、患者の移動に応じて、(図23及び図26を参照して上で説明されたとおり)支持構造2050に沿って移動することができる。同様に、トロリー2100は、患者が歩くにつれて、支持構造2050に沿って移動することができる。場合により、トロリー2100は、患者の実質的に頭上に留まるように構成され得る。そのような場合には、電子システム2700は、例えば駆動システム2300のエンコーダ2470、案内機構2540のエンコーダ2561、及び/又はカムアセンブリ2570のエンコーダ2587から受信した情報に基づき、駆動システム2300のモータ2311を制御することに関連する命令のセットを実行し得る。例えば、電子システム2700は、案内機構2540のエンコーダ2561に関連する情報に少なくとも部分的に基づき、駆動システム2300のモータ2311へ駆動車輪2385の回転速度を変更する際に作動する信号を送信し得る。さらに拡大して、場合により、患者がトロリー2100よりも速く歩くことがあるため、ベース2210に対するテザー2505及び案内機構2540の角度が変わる。従って、案内機構2540のエンコーダ2561は、ベース2210に対する案内機構2540の角度に関連する信号を送信することができ、信号を受信すると、電子システム2700は、駆動システム2300のモータ2311へ信号を送信して、駆動車輪2385の回転速度を高め得る。このようにして、患者に対するトロリー2100の位置は、ユーザが定義したパラメータに少なくとも部分的に基づき、及びさらに、駆動システム2300のエンコーダ2470、案内機構2540のエンコーダ2561、及び/又はカムアセンブリ2570のエンコーダ2587から受信された情報に少なくとも部分的に基づき、能動的に制御され得る。患者の頭上にあるように能動的に制御されているとして説明されたが、別の例において、ユーザは、患者の後を所望の距離を空けて追うか、患者から所望の距離だけ空けて先を行くトロリー2100に関連するパラメータを定義し得る。
[1162] 場合により、患者によりテザー2505にかけられる力の量は、増加又は減少し得る。一例として、患者がよろめき、それにより、テザー2505にかけられる力の量は増加する場合がある。そのような場合には、テザー2505にかけられた力の増加により、案内機構2540が旋回し得るとともに、力の増加に応じて、カム旋回アーム2571が動き得る。(図33を参照して上で説明されたとおり)カム旋回アーム2571の動きにより、カムアセンブリ2570が動く。このようにして、案内機構2540のエンコーダ2561及びカムアセンブリ2570のエンコーダ2587は、案内機構2540及びカムアセンブリ2570の状態の変化とそれぞれ関連する信号を電子システム2700へ送信し得る。
[1163] エンコーダ2561及び2587から信号を受信すると、プロセッサは、カムアセンブリ2570に関連する、メモリに含まれる命令のセットを実行することができる。例えば、プロセッサは、カム2580又は案内機構2540の位置、カム2580又は案内機構2540の速度及び加速度などを決定することができる。案内機構2540及びカムアセンブリ2570構成の変更の決定に基づき、プロセッサは、第1駆動アセンブリ2310のモータ2311及び/又はウィンチアセンブリ2510のモータ2511へ信号を送信して、駆動システム2300及び/又は患者支持機構2500の現在の状態を変えることができる。場合により、駆動システム及び/又は患者支持機構2500の状態の変化の程度は、比例積分微分(PID)制御に少なくとも部分的に基づく。そのような場合には、電子システム2700(例えばプロセッサ又はプロセッサと通信する他の任意の電子デバイス)は、患者支持機構2500の変更を決定することができるとともに、PID制御に基づきこの変更をモデリングすることができる。モデリングの結果に基づき、プロセッサは、駆動システム2300及び/又は患者支持機構2500の変化の好適な程度を決定することができる。
[1164] 比較的短い期間の後(例えば1秒よりはるかに短い時間、例えば、プロセッサの1又は数クロック周期の後)プロセッサは、駆動システム2300、ウィンチアセンブリ2510、案内機構2540、及び/又はカムアセンブリ2570、それぞれの構成の変化に関連する信号を、駆動システム2300のエンコーダ2470、ウィンチアセンブリ2510のエンコーダ2537、案内機構2540のエンコーダ2561、及び/又はカムアセンブリ2570のエンコーダ2587から受信し得る。このようにして、プロセッサを含むがこれに限られない電子システム2700に含まれる、電子デバイスの1つ又は複数は、エンコーダ2470、2537、2561、及び2587に関連するフィードバックに関連するメモリに記憶された命令のセットを実行する。従って、トロリー2100の駆動システム2300及び患者支持機構2500は、テザー2505にかけられる力の変化に応じて、及び駆動システム2300及び患者支持システム2500の現在及び/又は前の状態に少なくとも部分的に基づき、能動的に制御され得る。同様に、支持システム2000は、つまずいた後の患者の転倒、又は他の理由による転倒の量を能動的に減らし得る。
[1165] 患者支持システム2000は、患者の体重の一部を能動的に支持しているとして図2〜図34を参照して上で説明されている一方で、ある実施形態においては、患者支持システムは受動的に(すなわち、能動的にではなく)患者の体重の一部を支持することができる。例えば、図35及び図36はある実施形態による体重支持システム3900を示す。体重支持システム3900(本明細書においては「支持システム」とも呼ばれる)は、例えば歩行治療、歩行トレーニングなどの間に、患者の体重の一部を支持するのに使用され得る。支持システム3900は、支持システム3900の重量及び支持システム3900を利用している患者の重量を支持するように構成された支持トラック(図示せず)に可動に結合され得る。支持トラックは、例えば、上述の支持トラック2050と同様又は同じであり得る。
[1166] 支持システム3900は、第1結合部分3910と第2結合部分3940とを含む。上述のとおり、第1結合部分3910は、支持トラックに可動に結合するように構成される。第1結合部分3910は、第1側アセンブリ3911と、第2側アセンブリ3921と、ベース3930と、を含む。第1側アセンブリ3911は、駆動車輪3912のセット、案内車輪3913のセット、外壁3914、内壁3915、カプラ3916のセットと、を含む。カプラ3916は、外壁3914及び内壁3915を一緒に結合するように、外壁3914と内壁3915との間に延在するように構成される。外壁3914は、ベース3930にさらに結合される。駆動車輪3912は、支持トラックの上面に配置されるように構成された駆動車輪3912の上部セット内及び支持トラックの底面に配置されるように構成された駆動車輪3912の下部セット内に配置される。このようにして、駆動車輪3912は、支持トラックの水平部分(図35及び図36には示さず)に沿って転動する。案内車輪3913は駆動車輪3912に対して垂直の向きで配置されるとともに、(例えば同様に図23を参照して上で説明されたとおり、支持トラックの垂直部分に沿って転動するように構成される。
[1167] 第2側アセンブリ3921は、駆動車輪3922のセットと、案内車輪3923のセットと、外壁3924と、内壁3925と、カプラ3916のセットと、を含む。第1側アセンブリ3911及び第2側アセンブリ3921は、実質的に同じであるとともに、鏡に映し出されたような構成で配置される。従って、第2側アセンブリ3921は本明細書においてはさらに詳細に説明されず、別段の明記がない限り第1側アセンブリ3921と同じと考えられなければならない。
[1168] 図36に示されるとおり、第2結合部分3940はシリンダ3941と、取付部材3945と、ピストン3950と、エネルギー貯蔵部材3960と、を含む。シリンダ3941はベース3930に結合されるとともに、ばね3960とピストン3950の少なくとも一部を収容するように構成される。より具体的には、シリンダ3941は、ベース3930と反対側の端部に開口3942を規定し、当該開口3942を通じてピストン3950の少なくとも第1端部3951が移動し得る。ピストン3950は、エネルギー貯蔵部材3960の一部と接触した第2端部3952をさらに有する。エネルギー貯蔵部材3960は、より低い位置エネルギーを有する第1構成とより高い位置エネルギーを有する第2構成との間を移行するように構成された任意の好適なデバイスであり得る。例えば、図36に示されるとおり、エネルギー貯蔵部材3960は、その第2構成へ移行されると圧縮されるばねであり得る。
[1169] 取付機構3945は、ピストン3950の第1端部3951に結合された第1結合部分3946と、例えば患者が着用しているハーネスに結合され得る第2結合部分3947とを含む。図35及び図36に示されるとおり、第2端部3952は環状の突出部であり得る。このようにして、例えばフックなどのハーネスの一部は、患者を支持システム3900に結合するために、第2結合部分3947により規定された開口内に少なくとも部分的に配置され得る。
[1170] 使用の際、支持システム3900が患者の体重の少なくとも一部を支持するように、(上述のとおり)患者は支持システム3900に結合され得る。このようにして、患者は、支持トラック(図示せず)に関連する経路に沿って歩くことができる。支持システム3900が患者に結合された状態で、患者の移動は支持トラックに沿って支持システム3900を移動させる。同様に、患者は、支持システム3900を支持トラックに沿って引く。場合により、患者は歩行の間によろめくことがあり、それにより、支持システム3900にかけられる力の量が増加する。そのような場合には、支持システム3900にかけられる力の増加は、エネルギー貯蔵部材3960を、その第1構成からその第2構成に向かって移行させる(例えば圧縮する)のに十分となり得る。このようにして、ピストン3950は、シリンダ3941に対して移動することができ、エネルギー貯蔵部材3960は、支持構造3900にかけられた力の増加の少なくとも一部を吸収し得る。従って、患者がよろめくと、支持システム3900は、既知の受動支持システム3900において通常生じ得る患者が感じる衝撃を減衰することができる。
[1171] 支持システム3900はエネルギー貯蔵部材を含むとして説明されたが、他の実施形態においては、支持システム3900はエネルギー貯蔵部材を含む必要はない。例えば、ある実施形態において、支持システム3900は、例えば、図34を参照して上で説明された取付機構2800に結合され得る。このようにして、取付機構2800は、支持システム3900にかけられた力の変化の少なくとも一部を減衰するのに使用され得る。例えば、場合により、支持システム3900に結合された患者はよろめくことがあり、それにより、支持システム3900にかけられる力が増加する。そのような場合には、力の増加は、第1アーム2820を第2アーム2840(例えば図34を参照)に向かって動かすことができ、それにより、エネルギー貯蔵部材2850をそれらの第2構成に向かって移行させる。従って、力の増加の少なくとも一部は、取付機構2800により吸収され得る。
[1172] 図2〜図36には示されないが、1つ又は複数の能動支持システム(例えば支持システム2000)及び/又は1つ又は複数の受動支持システム(例えば支持システム3900)は同様の支持トラックの周りに配置され得るとともに、同時に利用され得る。例えば、図37はある実施形態による支持システム4000の概略図である。支持システム4000は、支持トラック4050と、第1支持部材4100と、第2支持部材4900とを含む。支持システム4000は、例えば歩行治療(例えば怪我の後)、歩行トレーニング(例えば低重力シミュレーション)、及び/又は同様のものの間に、1人又は複数の患者の体重の少なくとも一部を支持するのに使用され得る。支持トラック4050は、第1支持部材4100及び第2支持部材4900の重量、並びに第1支持部材4100及び/又は第2支持部材4900を使用している患者の重量を支持するように構成される。
[1173] 図37に示されるとおり、支持トラック4050は閉ループトラックを形成し得る。支持トラック4050は、図2及び図3を参照して上で説明された支持トラック2050と同様又は同じであり得、第1支持部材4100は、図2〜図33を参照して上で説明されたトロリー2100と同様又は同じであり得、第2支持部材4900は、図35及び図36を参照して上で説明された支持システム3900と同様又は同じであり得る。このようにして、上で詳細に説明されたとおり、第1支持部材4100及び第2支持部材4900は、支持トラック4050から吊るされ得る。
[1174] ある実施形態において、第1患者(図37には示さず)は第1支持部材4100に結合され得、第2患者(図37には示さず)は第2支持部材4900に結合され得、両方共支持タック4050から懸吊される。図37に示されるとおり、第1支持部材4100は、それに結合された第1患者の動きに応じて矢印Aの方向に動き得る。同様に、第2支持部材4900は、それに結合された第2患者の動きに応じて矢印Bの方向に動き得る。さらに拡大して、上で詳細に説明されたとおり、第1支持部材4100は能動支持部材であり得るとともに、第1患者の動きに従って動くように構成され得る。反対に、上で詳細に説明されたとおり、第2支持部材4900は、受動支持部材であり得るとともに、それに結合された第2患者により移動させられ得る。
[1175] 支持システム4000は第1支持部材4100と第2支持部材4900とを含むとして図示及び説明されたが、他の実施形態においては、支持システム4000は支持トラック4050に可動に結合された任意の好適な数の支持部材を含み得る。さらに、能動支持部材及び受動支持部材の任意の組合せが、支持システム4000に含まれ得る。例えば、能動支持部材(例えば第1支持部材4100)及び受動支持部材(例えば第2支持部材4900)を含むとして図示されるが、他の実施形態においては、支持システム4000は、2つの能動支持部材、2つの受動支持部材、2つの能動支持部材及び2つの受動支持部材、又は他の任意の好適なその組合せを含み得る。
[1176] 図37には示されないが、支持システム4000(すなわち第1支持部材4100及び/又は第2支持部材4900)は、第1支持部材4100と第2支持部材4900との間の衝突の衝撃、力、又は影響を防ぐ及び/又は緩和するように構成された衝突管理システムを含み得る。例えば、ある実施形態において、第1支持部材4100は、第2支持部材4900に対する第1支持部材4100の位置を検知するように構成されたセンサ(例えば超音波近接センサなど)を含み得る。従って、第1支持部材4100と第2支持部材4900との間の距離が予め決められた閾値(例えば最小距離)に到達すると、第1支持部材4100に含まれる電子システム(例えば上で説明された電子システム2700と同様又は同じもの)は、1つ又は複数の駆動車輪の回転速度を上げるか下げるために、駆動システム(図示せず)へ信号を送信し得る。従って、第1支持部材4100と第2支持部材4900との衝突は回避され得る。他の実施形態において、衝突管理システムは、第1支持部材4100と第2支持部材4900との間の衝突に関連する力を実質的に減少させるために、1つ又は複数の駆動車輪の速度を上げるか下げ得る。
[1177] 第1支持部材4100は、第2支持部材4900に対する第1支持部材4100の位置を検知するように構成された、センサ及び/又は同様のものを含むとして上で説明されているが、他の実施形態においては、支持システムは、その中に含まれた第1支持部材と第2支持部材との間の距離を実質的に維持するように、及び/又はそうでなければ衝突に関連する力又は衝突の可能性を減らすように構成された任意の好適な部材、デバイス、機構、アセンブリ、及び/又は同様のものを含み得る。他の実施形態において、支持システムは、第1支持部材と第2支持部材との間の直接的な接触を防ぐように構成された(例えばそれらの間に配置された、及び/又は結合された)任意の好適な部材、デバイス、機構、アセンブリ、及び/又は同様のものを含み得る、及び/又はそれらに結合され得る。例えば、図38〜図40はある実施形態による支持システム5000を示す。支持システム5000は、第1支持部材5100と、第2支持部材5100’と、衝突管理アセンブリ5080と、支持トラック5050と、を含む。支持トラック5050は(図2及び図3を参照して上で説明された)支持トラック2050及び/又は(図37を参照して上で説明された)支持トラック4050と同様又は同じであり得る。第1支持部材5100及び第2支持部材5100’は、互いに実質的に同様であり得るとともに、図2〜図33を参照して上で説明されたトロリー2100と実質的に同様又は同じであり得る。従って、第1支持部材5100(例えば第1トロリー)及び第2支持部材5100’(例えば第2トロリー)は各々、支持トラック5050から吊るされた能動支持システムであり得る。より具体的には、図38に示されるとおり、支持トラック5050は、水平部分5051と垂直部分5052とを含み、それを中心として、支持部材5100及び5100’の駆動機構が配置され得、それにより、上で詳細に説明されたとおり、支持された患者の動きに応じて支持部材5100及び5100’が支持トラックの長さ5050に沿って移動することが可能になる。従って、支持部材5100及び5100’の形及び機能は、本明細書においてはさらに詳細に説明されない。
[1178] 支持システム5000の衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100と第2支持部材5100’との間に結合され得る及び/又は他の方法で配置され得る。ある実施形態において、衝突管理アセンブリ5080は第1支持部材5100又は第2支持部材5100’に結合され得る。例えば、図38に示されるとおり、衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100に結合された結合部分5090と、支持トラック5050の周りに可動に配置されたトロリー部分5085とを含む。トロリー部分5085は、図35を参照して上で説明された支持システム3900の第1結合部分3910と形及び/又は機能が実質的に同様であり得る。従って、上で詳細に説明されたとおり、トロリー部分5085は、支持トラック5050の水平部分5051又は垂直部分5082に沿って転動するように構成された車輪のセット5086を含む。
[1179] トロリー部分5085はまた、トロリー部分5085の表面から延在するバンパー5087のセットを含む。ある実施形態において、バンパー5087は、物体と接触して配置されると力の少なくとも一部を吸収するように構成され得る比較的弾性のある材料(例えばゴム、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、及び/又はコポリマーを含む同様のもの並びにその組合せ)から形成され得る。より具体的には、場合により、バンパー5087を物体(例えば第2支持部材5100’)と接触した状態に置くために、支持トラック5085に沿ってトロリー部分5085を移動させ得る力がかけられ得る。バンパー5087の配置構成は、バンパーが物体と接触して配置されると、トロリー部分5085を支持トラック5050に沿って移動させるようにかけられた力の少なくとも一部がバンパー5087により吸収されるようにされ得、その変形(例えば弾性的又は非永続的変形)を招く。場合により、バンパー5087の変形は、バンパー5087を通って及び物体(例えば第2支持部材5100’)へ伝達される力の一部が減少するようにすることができ、このことは物体の一部の損傷及び/又はその疲労を減らし得る。同様に、バンパー5087は、トロリー部分5085と物体(例えば壁、支持部材、及び/又は同様のもの)との間の衝撃力の少なくとも一部を吸収し得る材料から形成され得る、及び/又はそれを含み得る。
[1180] 上述のとおり、結合部分5090は第1支持部材5100の一部に結合される。より具体的には、結合部分5090の第1端部5092は第1支持部材5100の一部に回転可能に結合される。例えば、第1端部5092は、例えばボルト、ピン、柱、及び/又は同様のものを介して第1支持部材5100の一部に結合され得る回転可能な小穴などを含むことができ、それにより、軸であってそれを中心として第1小穴が回転し得る軸を規定する。同様に、結合部分5090の第2端部5094はトロリー部分5085の一部に回転可能に結合される。従って、結合部分5090は、第1支持部材5100の、支持トラック5050に沿った移動が、トロリー部分5085を支持トラック5050に沿って移動させるように、第1支持部材5100とトロリー部分5085との間を結合し得るか、又はそうでなければそれらの間にリンク機構を形成し得る。例えば、結合部分5090は、第1支持部材5100の、支持トラック5050に沿った移動に関連する力の少なくとも一部を、トロリー部分5085に伝送する、伝達する、及び/又はそうでなければかけるように構成され得る。さらに、結合部分5090の、第1支持部材5100及びトロリー部分5085への回転可能な結合は、図38に示されるとおり、第1支持部材5100がトロリー部分5085を、実質的に非線形の支持トラックに沿って押し得るようにされ得る。
[1181] 結合部分5090は、任意の好適な部材、デバイス、及び/又は機構であり得る。例えば、ある実施形態において、結合部分5090は、トロリー部分5085と第1支持部材5100との間において実質的に固定された距離を維持するように構成された実質的に剛性の棒などであり得る。他の実施形態において、結合部分5090は実質的に非剛性であり得、第1支持部材5100とトロリー部分5085との間の距離は様々となり得る(すなわち固定されていない)。例えば、ある実施形態において、結合部分5090の第1部分5091は、結合部分5090の第2部分5092に対して動くように構成され得る。さらに、ある実施形態において、結合部分5090は、通常はトロリー部分5085にかけられる(第1支持部材5100の、支持トラック5050に沿った移動に関連する)力の少なくとも一部を吸収するように構成され得る。例えば、図38〜図40に示されるとおり、結合部分5090はピストン−シリンダ構成であることができ、第1部分5091(例えばピストン)の領域は第2部分5093(例えばシリンダ)に可動に配置される。さらに、エネルギー貯蔵部材5095(例えばばねなど)は、図40に示されるとおり、結合部分5090の第2部分5093に配置され得る。このようにして、第1部分5091の、第2部分5093に対する移動は、エネルギー貯蔵部材5095の位置エネルギーを増加させ得る。例えば、ある実施形態において、エネルギー貯蔵部材5095は、第1部分5091が第2部分5093に対して移動すると、実質的に圧縮されていない構成(すなわち、比較的より低い位置エネルギー)から実質的に圧縮された構成(すなわち、比較的より高い位置エネルギー)に移行され得るばねであり得る。エネルギー貯蔵部材5095は、第1部分5091が第2部分5093に対して、例えば最大約0.5インチ(0.5”)、約1”、約1.5”、約2”、約2.5”、約3”、約4”、約5”、約7”、約10”、又は任意の好適な距離又はそれらの間の分数まで、可動とするように構成され得る。従って、結合部分5090は、通常は第1支持部材5100とトロリー部分5085との間を移動する及び/又は伝達されるエネルギー及び/又は力の少なくとも一部を吸収するように構成され得る。エネルギー貯蔵部材5095はばねであるとして図示及び説明されたが、他の実施形態においては、エネルギー貯蔵部材5095は、任意の好適なデバイス、部材、及び/又は容積、例えば大量の圧縮可能なガス及び/又は同様のものなどであり得る。
[1182] 使用の際、衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100と第2支持部材5100’との間の衝突を実質的に防ぐために、支持システム5000内に含まれ得る(例えば図38を参照)。同様に、衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100と第2支持部材5100’との間の直接的な接触を実質的に防ぐために、支持システムに含まれ得る。例えば、場合により、予め決められた最小距離及び/又は距離閾値より大きい第1支持部材5100と第2支持部材5100’との間の距離を維持することが望ましい可能性がある。このようにして、衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100及び第2支持部材5100’が互いから実質的に独立して支持トラック5050に沿って移動するとき、予め決められた最小距離及び/又は距離閾値より大きいそれらの間の距離が維持されるように、第1支持部材5100に結合され得る。例えば、場合により、第1支持部材5100は、第2支持部材5100’に対して、それらの間の距離が、トロリー部分5085のバンパー5087を第2支持部材5100’の一部と接触した状態に置く程度に減少されるように、移動し得る。従って、衝突管理アセンブリ5080は第1支持部材5100及び第2支持部材5100’を最小距離より大きい距離に維持することができるため、それらの間の直接的な接触(すなわち直接的な衝突)を防ぐ。さらに、バンパー5087及び結合部分5090の配置構成は、衝突管理アセンブリ5080が第2支持部材5100’の一部と接触して配置されるとき、衝撃に関連する力の少なくとも一部が吸収されるようになっている(例えばバンパー5087が変形していない構成から変形した構成へ移行し得る、及び/又はエネルギー貯蔵部材5095がより低い位置エネルギー構成からより高い位置エネルギー構成へ移行し得る)。このようにして、第1支持部材5100及び/又は第2支持部材5100’の加速度及び/又はジャーク(例えば加速度の変化率)は、衝突管理アセンブリ5080が第2支持部材5100’と接触して配置されるとき速やかには変化しない。場合により、いったん衝突管理アセンブリ5080が第2支持部材5100’と接触して配置されると、第1支持部材5100及び第2支持部材5100’は、支持トラック5050に沿って実質的に調和して移動し得る。換言すると、衝突管理アセンブリ5080が第2支持部材5100’と接触して配置されると、衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100、第2支持部材5100’、及び衝突管理アセンブリ5080が集合的に支持トラック5050に沿って実質的に同じ速度で移動するように、第2支持部材5100’を押すことができる。
[1183] ある実施形態において、衝突管理アセンブリ5080並びに/又は支持部材5100及び/若しくは5100’の一部は、衝突管理アセンブリ5080に関連する1つ又は複数のパラメータを検知及び/又は検出し得る例えば1つ又は複数のセンサなどを含み得る。例えば、ある実施形態において、衝突管理アセンブリ5080のトロリー部分5085は、バンパー5087が第2支持部材5100’と接触して配置されると、トロリー部分5085の加速度を検知し得る及び/又はそうでなければ検出し得る例えば加速度計などのセンサを含み得る。場合により、センサは、トロリー部分5085の加速度に関連する信号を、例えば、第1支持部材5100の電子システムへ送信し得る。従って、電子システムは、センサから受信した信号に少なくとも部分的に基づき、第1支持部材5100の1つ又は複数のシステム(例えば駆動システムなど)を制御するように構成され得る。例えば、場合により、電子システムは、衝突管理アセンブリ5080のセンサから受信した情報に少なくとも部分的に基づき、第1支持部材5100の速度を低下させ得る。
[1184] 衝突管理アセンブリ5080は、第1支持部材5100に結合されているとともに第2支持部材5100’と接触して配置されている(例えば図38を参照)として図示及び説明されているが、他の実施形態においては、上で説明されたものと同様に、衝突管理アセンブリ5080は第2支持部材5100’に回転可能に結合され得るとともに、第1支持部材5100と接触して配置され得る。さらに、第2支持部材5100’は第1支持部材5100(すなわち能動支持部材)と実質的に同様であるとして図示及び説明されているが、他の実施形態においては、第2支持部材5100は、例えば、図35及び図36を参照して上で説明された支持システム3900など受動支持部材であり得る。
[1185] 支持システム5000は、第1支持部材5100と第2支持部材5100との間の距離を実質的に維持するために衝突管理アセンブリ5080を含んでいるとして上で説明されているが、他の実施形態においては、支持システムは、支持部材と別の物体(例えば第2支持部材、壁、及び/又は他の任意の障害物)との間の衝突に関連するエネルギーの少なくとも一部を吸収するように構成された任意の好適な部材、デバイス、機構、アセンブリ、及び/又は同様のものを含み得る。例えば、図41〜図42は、ある実施形態による支持システム6000を示す。支持システム6000は支持トラック6050の周りに可動に配置された支持部材6900を含む。支持トラック6050は(図2及び図3を参照して上で説明された)支持トラック2050及び/又は(図37を参照して上で説明された)支持トラック4050と同様又は同じであり得る。支持部材6900は、図35〜図36を参照して上で説明された支持システム3900と実質的に同様であり得る。従って、支持部材6900は、例えば、支持トラック6050から吊るされた受動支持システムであり得る。より具体的には、図41及び図42に示されるとおり、支持トラック6050は水平部分6051と垂直部分6052とを含み、その周りに、支持部材6900の駆動機構6910(例えば上述の支持システム3900の第1結合部分3910と同様又は同じもの)が配置され得、それにより、上で詳細に説明されたとおり、支持された患者の動きに応じて、支持部材6900が支持トラック6050の長さに沿って移動するのを可能にする。従って、支持部材6900の形及び機能は、本明細書においてはさらに詳細に説明されない。
[1186] 図41及び図42に示されるとおり、支持部材6900は、衝突プレート6020に結合され得る及び/又はそうでなければそれを含み得る。衝突プレート6020(例えば衝突管理アセンブリ又は部材)は任意の好適な形状、サイズ、又は構成であり得る。例えば、衝突プレート6020は実質的に円形の外周を有しているとして示されるが、他の実施形態においては、衝突プレートは任意の好適な形状、例えば四角形、長方形、長円形、楕円形、及び/又は同様のものであり得る。図42に示されるとおり、衝突プレート6020は、支持部材6900に接触している衝突プレート6020の表面が支持トラック6050の水平部分6051に実質的に平行になるように、支持部材6900の一部に結合され得る。さらに、図41及び図42には示されていないが、支持部材6900の配置構成は、衝突プレート6020が駆動部分6910と結合部分(例えば図36を参照して上で説明された支持システム3900に含まれる第2結合部分3940など)との間に配置されるようであってもよい。
[1187] 図示のとおり、衝突プレート6020は支持部材6900の外周を越えて延在するように構成される。衝突プレート6020は、例えば木、中密度繊維(MDF)、ベニヤ板、及び/又は金属又はその合金(例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼、鋼合金など)など、実質的に剛性であり得る任意の好適な材料から作られ得る、並びに/又はそれらを含み得る。他の実施形態において、衝突プレート6020は、例えばゴム、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ナイロン、及び/又はコポリマーを含む同様のもの及び/又はこれらの組合せなど実質的に弾性であり得る任意の好適な材料から作られ得る、並びに/又はそれらを含み得る。衝突プレート6020は、図41及び図42に示されるとおり、周面に結合された、及び/又はそうでなければ周面から延在するように構成されたバンパー6021を含む。バンパー6021は、任意の好適な形状、サイズ、及び/又は構成であり得る。例えば、ある実施形態において、バンパー6021は、例えば、発泡フォームネオプレン、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴム、エチレン酢酸ビニル(EVA)フォーム、ポリプロピレン(PP)フォーム、高密度ポリエチレン(HDPE)フォーム、低密度ポリエチレン(LDPE)フォーム、線形低密度ポリエチレン(LLPDE)フォーム、及び/若しくは他の任意の好適な熱可塑性物質エラストマー(TPE)フォーム、及び/若しくは同様のものから形成され得る、並びに/又はそれらを含み得る。このようにして、バンパー6021は、例えば衝撃に関連するエネルギーの少なくとも一部を吸収するように構成され得る。一例として、場合により、支持部材6900は、衝突プレート6020のバンパー6021が他の支持部材及び/又は他の物体と接触して配置されるまで、別の支持部材及び/又は他の物体に対して、支持トラック6050に沿って移動し得る。より具体的には、支持部材6900は、それに結合された患者からの力で支持トラック6050に沿って移動することができ、(上述のとおり)支持部材6900を引く又はけん引する。場合により、支持部材6900は、支持部材6900及び他の物体(例えば第2支持部材など)が衝突するような方法で、別の物体に対して動き得るか、支持トラック6050により支持され得る。従って、衝突プレート6020が支持部材6900に結合され、バンパー6021が支持部材6900を越えて延在する状態で、バンパー6021は他の物体と接触して配置され、衝突に関連する力の少なくとも一部に応じてバンパー6021の弾性のある変形をもたらす。従って、例えば、支持部材6900及び/又は他の物体を、通常は衝突によりもたらされ得る損傷から保護する、及び/又は、支持部材6900及び/又は他の物体への損傷を最小化するために、バンパー6021は、衝突に関連するエネルギーの少なくとも一部を吸収することができる。
[1188] 支持トラック4050は実質的に閉ループトラックであるとして図示され説明されているが、他の実施形態においては、支持トラックは開ループトラックであり得る。一例として、ある実施形態において、支持トラックは、第2端部から実質的に分離した第1端部を有し得る(すなわち開ループ構成)。ある実施形態において、そのような支持トラックは、支持部材、支持システム、トロリーなどの移動を、支持トラックの端部に到達する前に実質的に制限するように構成され得る端部停止装置などを含み得る。例えば、図43及び図44は、ある実施形態によるトラック停止装置7060を含む支持トラック7050を示す。支持トラック7050は、上述の支持トラック2050と実質的に同様であり得る。従って、支持トラック7050は、水平部分7051と垂直部分7052とを含むことができるとともに、支持システム、例えばトロリー2100及び/又は支持システム3900を支持するように構成され得る。
[1189] トラック停止装置7060は、トロリー部分7065と結合部分7070とを含む。トロリー部分7065は、図38〜図40を参照して上で説明された衝突管理アセンブリ5080に含まれるトロリー部分5085と、形及び/又は機能が実質的に同様であり得る。従って、上で詳細に説明されたとおり、トロリー部分7065は、支持トラック7050の水平部分7051又は垂直部分7062に沿って転動するように構成された車輪7066のセットを含む。トロリー部分7065はまた、トロリー部分7065の表面から(例えば、支持トラック7050の端面から離れるように)延在する少なくとも1つのバンパー7067も含む。ある実施形態において、上で詳細に説明されたとおり、バンパー7067は、物体と接触して配置されると、力の少なくとも一部を吸収するように構成された比較的弾性のある材料(例えばゴム、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、並びに/又はコポリマー及びその組合せを含む同様のもの)から形成され得る。上で詳細に説明されたとおり、バンパー7067の配置構成は、例えば支持部材と接触して配置されると、支持部材を支持トラック7050に沿って移動させるようにかけられた力の少なくとも一部がバンパー7067により吸収されるようであることができ、その変形(例えば、弾性的又は非永続的変形)をもたらし、支持部材の一部への損傷及び/又はその疲労を減らし得る。
[1190] 結合部分7070は、図43に示されるとおり、支持トラック750の端部及びトロリー部分7065の一部に結合される。より具体的には、取付ブラケット7075は支持トラック7050の端部に結合されるとともに、結合部分7070を支持トラック7050に結合する、及び/又は他の方法で取り付けるように構成される。結合部分7070は、任意の好適な部材、デバイス、及び/又は機構であり得る。例えば、ある実施形態において、結合部分7070はピストン−シリンダデバイス、支柱、及び/又は同様のものであり得る。従って、結合部分7070は、第2部材7073(例えばシリンダ)に対して移動し得る第1部材7071(例えばピストン)を含む。例えば、第1部材7071の少なくとも一部は第2部材7073に可動に配置され得る。より具体的には、第1部材7071の取付部材7072は、トロリー部分7065へ回転可能に結合され(上述のとおり)、次いで、第1部材7071がトロリー部分7065と実質的に同時に移動するように構成される。同様に、取付部材7072は、トロリー部分7065が支持トラック7050に沿って移動すると、第1部材7071が軸方向に移動するように、第1部材7071をトロリー部分7065に回転可能に結合する。結合部分7070の第2部材7073は、第2部材7073を、支持トラックに対して7050実質的に固定された位置に維持するように構成された取付ブラケット7075に動かないように結合される。従って、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、トロリーの部分7065の、支持トラック7050に沿った移動は、結合部分7070の第1部材7071を第2部材7073に対して移動させる。
[1191] 図44に示されるとおり、エネルギー貯蔵部材7074(例えばばねなど)は、結合部分7070の第2部分7093に配置されるとともに、第1部材7071の少なくとも表面に係合及び/又は接触するように構成される。このようにして、第1部材7071の、第2部材7073に対する移動は、エネルギー貯蔵部材7074の位置エネルギーを増加し得る。例えば、ある実施形態において、エネルギー貯蔵部材7074は、第1部材7071が第2部材7073に対して移動すると、実質的に圧縮されていない構成(すなわち、比較的低い位置エネルギー)から実質的に圧縮された構成(すなわち、比較的高い位置エネルギー)へ移行され得るばね(図44に示されるとおり)であり得る。エネルギー貯蔵部材7074は、第1部材7071が、第2部材7073に対して、例えば、最大で約0.5インチ(0.5’’)、約1’’、約1.5’’、約2’’、約2.5’’、約3’’、約4’’、約5’’、約7’’、約10’’、又は任意の好適な距離又はそれらの間の分率だけ、移動することを可能にするように構成され得る。従って、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、結合部分7070は、エネルギー及び/又は力の少なくとも一部を吸収するように構成され得る。エネルギー貯蔵部材7074はばねであるとして図示及び説明されているが、他の実施形態において、エネルギー貯蔵部材7074は、任意の好適なデバイス、部材、及び/又は容積、例えば大量の圧縮可能なガス及び/又は同様のものであり得る。
[1192] 使用の際、トラック停止装置7060は、支持部材及び/又はトロリー(図43及び図44には示さず)が支持トラック7050の長さに沿って移動するときに、支持トラック7050の端部に到達するのを実質的に防ぐために、支持システム7000に含まれ得る。例えば、支持部材は、支持トラック7050に沿って、及び端部に向かって、支持部材の一部がトロリー部分7065のバンパー7067に接触して配置される位置まで移動することができる。従って、支持部材は、バンパー7067に、バンパー7067を変形していない構成から変形した構成へ移行させ得る力をかけ、それにより、力及び/又は運動エネルギーの少なくとも一部を吸収する。さらに、支持部材によりかけられた力は、トロリー部分7065を支持トラック7050に沿って移動させることができ、これは次いで、結合部分7070の第1部材7071を、結合部分7070の第2部材7073に対して移動させる。従って、第1部材7071がエネルギー貯蔵部材7074と接触した状態で、第1部材7071の、第2部分7072に対する移動は、エネルギー貯蔵部材7074を、より低い位置エネルギー構成からより高い位置エネルギー構成へ移行させ得る。このようにして、支持部材の加速度及び/又はジャーク(例えば加速度の変化率)は、トラック停止装置7060が支持トラック7050に沿った支持部材のさらなる移動を制限するため、速やかには変化しない。さらに、支持部材によりかけられた運動エネルギー及び/又は力の少なくとも一部を吸収することにより、支持部材の「急停止」(例えばエネルギー吸収がほとんど無いか全くない停止機構)が通常はもたらし得る支持部材への損傷。
[1193] トロリー2100は、1つ又は複数のシステムパラメータ(例えば位置、速度、加速度など)を決定するために集合的に使用される駆動システム2300のエンコーダ2470と、案内機構2540のエンコーダ2561と、カムアセンブリ2570のエンコーダ2587とを含むとして上で説明されているが、他の実施形態においては、トロリー及び/又は同様のものは、1つ又は複数のシステムパラメータを決定するように構成された任意の好適なデバイス、機構、及び/又はシステムを含み得る。例えば、図45〜図47は、ある実施形態による光学追跡システム8720を含むトロリー8100の概略図である。トロリー8100(例えば支持部材)は、図2〜図33を参照して上で説明されたトロリー2100と実質的に同様又は同じであり得る。従って、トロリー8100は支持トラック(図45〜図47には示さず)から吊るされた能動支持システムである。しかしながら、本明細書においてさらに詳細に説明されるとおり、トロリー8100は、光学追跡システム8720を含むことでトロリー2100と異なり得る。
[1194] 光学追跡システム8720は、少なくとも撮像デバイス8725と追跡部材8860とを含む。図45に示されるとおり、追跡部材8860は、図34を参照して上で説明された患者取付機構2800と通常は実質的に同様であり得る患者取付機構8800に結合され得る、及び/又は患者取付機構8800に含まれ得る。患者取付機構8800は、テザー8505によりトロリー8100に作動可能に結合される。テザー8505は、図27〜図33を参照して上で説明された支持システム2500に含まれるテザー2505と実質的に同様又は同じであり得る。追跡部材8860は、任意の好適な形状、サイズ、及び/又は構成であり得る。例えば、ある実施形態において、追跡部材8860は、実質的に球状の又は長円形のボールであり得る。図45〜図47には示されないが、追跡部材8860は光学追跡を円滑にし得る表面仕上げを含み得る。例えば、ある実施形態において、追跡部材8860は、例えば相対的線形位置、相対的角度位置、絶対位置などの位置情報などを識別するのに用いることができる色及び/又はパターンを有する表面を含み得る。さらに、追跡部材8860の色、パターン、サイズ、形状、及び/又は同様のものに関連する情報は、例えば、(例えばトロリー2100(図45〜図47には示さず)の電子システム2700と実質的に同様の)トロリー8100の電子システムに含まれるメモリに記憶され得る。
[1195] 光学追跡システム8720の撮像デバイス8725は任意の好適な撮像デバイスであり得る。例えば、ある実施形態において、撮像デバイス8725は、別々の像を取り込み得る、及び/又はビデオストリームを連続的に記録し得るカメラ及び/又は同様のものであり得る。撮像デバイス8725はトロリー8100へ結合されるとともにそれに対して固定された位置に維持される。図45〜図47には示されないが、撮像デバイス8725はトロリー8100の電子システムに作動可能に結合される。従って、撮像デバイス8725は、撮影された画像及び/又はビデオストリームに関連するデータを表す信号を送信するように構成され得、電子システムはデータを受信すると、例えばメモリ及び/又は同様のものに記憶し得る。さらに、電子システムのメモリは、撮像デバイス8725又は撮像デバイス8725の一部(例えばレンズ、孔、焦点、電荷結合素子(CCD)センサ、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)センサ、及び/又は同様のもの)の、トロリー8100の一部に対する位置に関連するデータを記憶し得る。従って、トロリー8100の電子システム、及びより具体的には、プロセッサ及び/又はモジュールは、例えば、撮像デバイス8725及び/又はトロリー8100の一部に対する基準座標系を決定し得る。
[1196] 場合により、撮像デバイス8725は、例えば歩行トレーニング及び/又は同様のものの間に使用の際、追跡部材8860の1つ又は複数の画像及び/又はビデオストリームを取り込むのに使用され得る。例えば、図46及び図47に示されるとおり、光学追跡システム8720は、追跡部材8860、及び従って患者取付機構8800の第1位置P及び第2位置P’を決定するのに使用され得る。より具体的には、場合により、患者(図示せず)は患者取付機構8800に(例えば、上述のとおりハーネスなどを介して)結合され得るとともに、歩行トレーニング治療セッションを行うことができるため、患者取付機構8800を、トロリー8100及びトロリーに対して、支持トラック(図45〜図47には示さず)に沿って移動させる。使用中、撮像デバイス8725は、例えば追跡部材8860の第1位置P及び第2位置P’を決定するために、追跡部材8860の1つ又は複数の画像及び/又はビデオストリームを取り込むことができる。より具体的には、図46に示されるとおり、撮像デバイス8725は、1つ又は複数の画像及び/又はビデオストリームを取り込むことができるとともに、1つ又は複数の画像及び/又はビデオストリームに関連するデータを表す信号を電子システムに含まれるプロセッサ及び/又はモジュール(例えば処理モジュール)に送信することができる。プロセッサ及び/又はモジュールは、例えば画像を解析することができるとともに、追跡部材8860の画像の、基準平面Rからの距離D及び追跡部材8860の画像のサイズSを計算することができる。計算された距離D及び計算されたサイズSに少なくとも部分的に基づき、プロセッサ及び/又はモジュールは、テザー8505の角度A、テザー8505の長さL、追跡部材8860の、トロリー8100(図47)からの距離Hを決定及び/又は計算することができ、それにより、追跡部材8860及び患者取付機構8800の第1位置Pを決定する。同様に、患者が第1位置Pから移動するとき、撮像デバイス8725は1つ又は複数の画像及び/又はビデオストリームを取り込むことができるとともに、新たな画像及び/又はビデオストリームに関連するデータを表す信号をプロセッサ及び/又はモジュールへ送信することができる。従って、プロセッサ及び/又はモジュールは、例えば画像を解析することができるとともに、追跡部材8860’の画像の、基準平面Rからの第2距離D’及び追跡部材の8860’画像の第2サイズS’を計算することができる。計算された第2距離D’及び計算された第2サイズS’に少なくとも部分的に基づき、プロセッサ及び/又はモジュールはテザー8505’の第2角度A’、テザー’8505の第2長さL’、及び追跡部材8860’の、トロリー8100(図47)からの第2距離H’を決定及び/又は計算することができ、それにより追跡部材8860’及び患者取付機構8800’の第2位置P’を決定する。
[1197] トロリー2100は、1つ又は複数のシステムパラメータ(例えば位置、速度、加速度など)を決定するのに集合的に使用される駆動システム2300のエンコーダ2470と、案内機構2540のエンコーダ2561と、カムアセンブリ2570のエンコーダ2587とを含むとして上で説明され、トロリー8100は、1つ又は複数のシステムパラメータを決定するために光学追跡システム8720を含むとして上で説明されているが、他の実施形態においては、トロリー及び/又は支持システムは、エンコーダシステムと光学追跡システムとの任意の好適な組合せを使用し得る。例えば、ある実施形態において、トロリーは、任意の数の(例えば駆動システム、案内機構、及び/又はカムアセンブリの)エンコーダ及び光学追跡システムからのデータを使用し得る。
[1198] トロリー2100及び8100は、患者の重量の少なくとも一部を支持するためにトロリー2100及び8100の動作状態を能動的に制御する電子システム(例えば電子システム2700)を含むとして上で説明されているが、ある実施形態においては、トロリーは電子システムを含むことができ、電子システムは、さらにトロリーの動作状態を制御し、使用中に患者の歩行に関連する1つ又は複数の特徴を決定することができる。一例として、トロリー2100及び/又は8100などのトロリーは、トロリーの一部に関連する動作状態のセットを決定し得るエンコーダ、センサ、及び/又は同様のもののセットを含み得る。具体的には、ある実施形態において、トロリーは、トロリーに関連する動作状態のセットを決定するのに集合的に使用され得る図12〜図26における駆動システム2300と同様の駆動システムと、図27〜図33における患者支持機構2500と同様の患者支持機構と、図10及び図11における電子システム2700と同様の電子システムとを含み得る。同様に、電子システムは、動作状態のセットに基づき、使用中の患者の歩行に関連する1つ又は複数の特徴を決定し得る。
[1199] 一例として、ある実施形態において、患者支持機構は、とりわけ、テザーに結合されたウィンチアセンブリ、案内機構、カムアセンブリを含み得る。ウィンチアセンブリは(例えばエンコーダ2537と同様の)エンコーダを有することができ、案内機構は(例えばエンコーダ2561と同様の)エンコーダを有することができ、カムアセンブリは(例えばエンコーダ2587と同様の)エンコーダを有することができる。同様に、駆動システムは(例えばエンコーダ2470と同様の)エンコーダを有し得る。電子システムは、駆動機構及び患者支持機構のエンコーダから1つ又は複数の信号を受信するように構成された少なくともプロセッサとメモリとを含み得る。ある実施形態において、電子システムはまた、(例えば追跡部材8860と同様の)追跡部材の画像又はビデオストリームを取り込むように構成された(例えば図46及び図47における撮像デバイス8725と同様の)撮像デバイスを含み得る。
[1200] 上で詳細に説明されたとおり、患者支持システムを使用している患者が歩き開始すると、駆動機構はトロリーを、彼又は彼女の移動に応じて支持トラックに沿って移動させ得る。駆動機構のエンコーダは、次いで、駆動機構の作動に関連する1つ又は複数の特徴を検知することができる。例えば、エンコーダは、支持トラックに対する駆動機構の位置、駆動機構の、支持トラックに沿った並進速度、駆動機構の、支持トラックに沿った並進加速度、1つ又は複数の車輪の回転速度、1つ又は複数の車輪の回転加速度、1つ又は複数の車輪の角度方向、モータ速度及び/若しくは方向、モータの少なくとも一部に関連する電圧、並びに/又は同様のものを検知し得る。エンコーダはこのとき、駆動機構の1つ又は複数の特徴に関連する信号を電子システムへ送信することができ、電子システムはそれに応じて、トロリー2100を参照して上で詳細に説明されたとおり、(例えばメモリなどに記憶された)駆動機構の予め定義された動作状態に対する駆動機構の1つ又は複数の特徴の変化に少なくとも部分的に基づき、プロセッサに駆動機構の動作状態を決定及び/又は更新させ得る。
[1201] 同様に、患者の歩行に応じて、ウィンチアセンブリのエンコーダ、案内機構、及び/又はカムアセンブリ(そこに含まれている場合は撮像デバイスも)は、患者支持機構の作動に関連する1つ又は複数の特徴を検知及び/又は決定し得る。例えば、場合により、患者はトロリーより速く歩くことができ、それによりトロリーに対するテザー及び案内機構の角度が変わる。案内機構のエンコーダは案内機構の角度偏向を検知し得るとともに、案内機構の角度に関連する信号を電子システムへ送信し得る。受信すると、電子システムは、プロセッサに案内機構の動作状態を決定及び/又は更新させ得る。
[1202] 場合により、患者の移動は、例えば、テザーのある部分の長さを増加させ得る。従って、テザーの一部は、ウィンチアセンブリに含まれるドラムなどから解かれ得る。より具体的には、患者によりテザーにかけられた力の少なくとも一部は、ドラムなどを回転させることができ、これは次いで、テザーを解くことをもたらす(すなわち、患者とウィンチアセンブリとの間のテザーのある部分の長さの増加)。ウィンチアセンブリのエンコーダは、ウィンチアセンブリの作動に関連する1つ又は複数の特徴を検知し得る。例えば、エンコーダは、ドラムの角度位置、ドラムの回転速度、ドラムの加速度、ウィンチアセンブリに含まれるモータの速度及び/又は方向、ウィンチのモータアセンブリの少なくとも一部に関連する電圧、及び/又は同様のものを検知し得る。エンコーダは次いで、ウィンチアセンブリの1つ又は複数の特徴に関連する信号を電子システムへ送信することができ、電子システムは、それに応じて、プロセッサに、トロリー2100を参照して上で詳細に説明されたとおり、(例えばメモリなどに記憶された)ウィンチアセンブリの予め定義された動作状態に対するウィンチアセンブリの1つ又は複数の特徴の変化に少なくとも部分的に基づき、ウィンチアセンブリの動作状態を決定及び/又は更新させ得る。場合により、更新されたウィンチアセンブリの動作状態に少なくとも部分的に基づき、プロセッサは、テザーの、患者とウィンチアセンブリとの間に配置された部分の長さを決定し得る。ある実施形態において、テザーは、患者によりテザーにかけられた力を(例えば、テザーの一部に沿って、並びに/又はその中の応力、張力、ひずみ、及び/若しくは同様のものを測定することにより)検出するように構成されたロードセルなどに結合され得る。ロードセルは電子システムへテザーにかけられた負荷(例えば力)に関連する信号を送信するように構成され得、電子システムは同様に、プロセッサに、患者によりかけられた力を決定させ得る。
[1203] 場合により、患者によりテザーにかけられる力の量は実質的に突然に増加又は減少し得る。例えば、患者がよろめくと、テザーにかけられる力の量は比較的突然に増加し得る。そのような場合には、テザーにかけられた力の増加は、案内機構を旋回させ得る、及び/又は(上述のとおり)テザーのある部分の長さを増加し得る、並びに、(例えば、図32及び図33においてカムアセンブリ2570を参照して説明されたとおり)カムアセンブリに含まれるカム及び/又はカムアームを回転させ得る。換言すると、カムアセンブリの少なくとも一部は、テザーの比較的速い移動及び/又は偏向に応じて回転するように構成される。カムアセンブリのエンコーダは、カム及び/又はカムアームの移動に関連する1つ又は複数の特徴、例えば、位置、速度、加速度、ジャーク、向き、整列、力、及び/又は同様のものを検知し得る。カムアセンブリのエンコーダは次いで、カムアセンブリの1つ又は複数の特徴に関連する信号を電子システムへ送信することができ、電子システムはそれに応じて、プロセッサに、トロリー2100を参照して上で説明されたとおり、(例えばメモリに記憶された)カムアセンブリの予め定義された動作状態に対するカムアセンブリの1つ又は複数の特徴の変化に少なくとも部分的に基づき、カムアセンブリの動作状態を決定及び/又は更新させ得る。
[1204] 駆動機構及び/又は患者支持機構の1つ又は複数の動作状態を定義、決定及び/又は更新することにより、電子システム(例えば電子システムの少なくともプロセッサ)はトロリーを、患者支持システムを使用して患者の重量の少なくとも一部を支持するよう能動的に制御し得る。上述のとおり、場合により、駆動システム及び/又は患者支持機構の動作状態の変化の程度は、比例積分微分(PID)制御に少なくとも部分的に基づく。そのような場合には、電子システム(例えばプロセッサ又はプロセッサと通信する他の任意の電子デバイス)は、患者支持機構の変化を決定し、PID制御に基づき変更をモデリングし得る。モデリングの結果に基づき、プロセッサは駆動システム及び/又は患者支持機構の動作状態の変化の好適な程度を決定し得る。
[1205] 例えば、図48はある実施形態による制御図の概略図である。この実施形態において、電子システム(上述)は、テザーの一部内及び/又はそれに沿った張力に少なくとも部分的に基づき、駆動システム及び/又は患者支持機構を制御するように構成され得る。具体的には、看護師、技術者、療法士、医師、内科医などは、目標とするテザー張力T*(例えば命令されたテザー張力)に関連する予め決められた値を定義し得る。命令されたテザー張力T*が例えばメモリに記憶された状態で、電子システムのプロセッサは、張力誤差を決定するために、テザーの一部内及び/又はそれに沿った実際の張力Tを命令されたテザー張力T*に対して比較し得る。場合により、プロセッサは、張力誤差に微分制御操作101を実行することができ、その出力は、(以下でさらに詳細に説明される)1つ又は複数の比例制御操作出力へ加えられて、駆動システム及び/又は患者支持機構に含まれるモータに関連するモータ及び駆動動態102を制御するために、例えばモータ速度命令ωM *を決定することができる。
[1206] 図48に示されるとおり、比例制御操作103は、駆動システム及び/又は患者支持機構に含まれるモータの実際のモータ速度ωMに関連する値に対して実施され得る。さらに、実際のモータ速度ωMは、例えば患者支持機構のカムアセンブリに関連するばね機構動態104を制御するために(例えば患者によりかけられた力に応じて)テザーの下向きの動きに関連する値Zで評価され得る。結果として、プロセッサは、(1)テザーの一部内及び/又はそれに沿った実際の張力Tの更新された値、並びに(2)カムアンローディング回転速度ωCを定義し得る。等価モータ速度が、カムの一部に関連する回転速度と、例えばウィンチアセンブリのドラムに関連する回転速度(図48において参照符号105により示される)との値を求めることにより決められ得る。比例制御操作106は等価モータ速度に対して行われ得、その出力は次いで比例制御操作103の出力に加えられ得る。上述のとおり、比例制御操作103及び106の合計が、微分制御操作101の出力に加えられて、モータ速度命令ωM *を定義することができ得る。従って、この実施形態において及び上述のとおり、電子システム(例えば、又は少なくともその中に含まれるプロセッサ)は、PID制御フィードバックループ及び/又は同様のものに少なくとも部分的に基づき、患者の移動に応じてトロリーを制御し得る。
[1207] 場合により、駆動機構及び/又は患者支持機構の動作状態及び/又は動作状態の変化に少なくとも部分的に基づき、電子システムは患者歩行に関連する1つ又は複数の特徴を決定し得る。例えば、図49は、ある実施形態による患者の質量の中心の変位を示すグラフ200である。図示のとおり、患者の質量の中心は歩行サイクルの間にシフトする(例えば最大で約5センチメートル(cm))、これは次いで、患者が患者支持システムを使用中にテザーにかけられる力のシフト及び/又は変化をもたらす。例えば、患者の質量の中心は、歩行サイクルの約5%及び約55%で、最低点(すなわち、患者が歩行している表面に最も近い点)にあることができ、これは歩行サイクルの遊脚相の終了に対応する。患者の質量の中心は、歩行サイクルの約30%及び約80%で、最高点(すなわち、患者が歩行している表面から最も遠い点)にあることができ、これは、患者の質量の中心が彼又は彼女の重量がかかっている脚の上を通過することに対応する。同様に、図49に示されるとおり、患者の質量の中心は歩行サイクルの間に横方向にシフトし得る。患者の重量の少なくとも一部が患者支持機構により支持された状態で、患者の質量の中心のシフトは、患者の重量によりテザーにかけられる力の対応するシフト及び/又は変化をもたらす。従って、駆動システム及び/又は患者支持機構に関連する1つ又は複数の動作状態に基づき、プロセッサは患者の歩行に関連する特徴のセットを決定し得る。
[1208] 一例として、図50〜図53は、患者の移動に応じた患者支持機構に関連する動作状態を示すグラフである。この事例において、患者支持機構に関連する動作状態はテザー位置及びカムアセンブリに含まれるカムのカム角度に関連し、これは次いで、患者の歩行に関連する1つ又は複数の特徴を決定するのに使用され得る。より具体的には、電子システムのプロセッサは、1つ又は複数のエンコーダ(例えばウィンチアセンブリのエンコーダ、案内部材のエンコーダ、及び/又は他の任意の好適なエンコーダ)から受信した信号に基づきテザー位置を決定することができるとともに、例えばカムアセンブリのエンコーダに基づいたカム角度を決定し得る。
[1209] 図50に示されるとおり、テザー位置及びカム角度は、正常又は健康な患者の歩行の比較的遅い移動に応じてグラフに描かれる。具体的には、グラフ301は、カムに関連する位置を考慮に入れて、及び考慮に入れずに、患者の歩行に応じたテザーの一部の位置を示し、グラフ302は、患者の歩行に応じたカムのカム角度を示し、グラフ303は、患者の歩行に応じた、テザー位置の変化に加えてカム角度の変化を示し、グラフ304は、患者の歩行に応じたテザーに関連する速度及び加速度を示す。場合により、テザーの一部の位置は、グラフ301に示されるとおり、患者の移動の比較的遅い、漸進的な、及び/又は実質的な変化に応じて変化することができ、一方でカムのカム角度は、グラフ302に示されるとおり、テザーの比較的速い、急な、及び/又は突然の移動に応じて変化することができる。場合により、テザーの比較的速い移動に応じたカム角度の変化は、例えば、通常はテザー位置の決定を変え得る騒音などを低減させ得る。グラフ303に示されるとおり、テザー位置の変化及びカム角度の変化を決めることができ、これは次いで、グラフ304に示されるとおり、テザー位置に関連する速度及び加速度位置を決定するのに使用され得る。さらに、テザー位置、速度、及び加速度の決定により、電子システムのプロセッサは患者の歩行に関連する1つ又は複数の特徴を決定し得る。例えば、場合により、健康な患者の歩行は、患者の左脚の移動を患者の右脚の移動と比較すると、実質的に対称の特徴を有する、及び/又は定義し得る。従って、テザーの位置、速度、及び加速度を決定することにより、プロセッサは、歩数、移動した距離、重複歩距離、速度、左脚に関連する歩行特徴と右脚に関連する歩行特徴との差異、及び/又は他の任意の好適な特徴などの歩行特徴を決定し得る。
[1210] 同様に、図51は、正常又は健康な患者の歩行の比較的速い移動に応じたテザー位置及びカム角度を示すグラフを示す。具体的には、グラフ401は、カムに関連する位置を考慮に入れて、及び考慮に入れずに、患者の歩行に応じたテザーの一部の位置を示し、グラフ402は、患者の歩行に応じたカムのカム角度を示し、グラフ403は患者の歩行に応じた、テザー位置の変化に加えてカム角度の変化を示し、グラフ404は、患者の歩行に応じた、テザーに関連する速度及び加速度を示す。図50及び図51から分かり得るとおり、患者の移動に関連する速度は、テザー位置及びカム角度の異なる応答をもたらし得る。従って、電子システムのプロセッサは、患者の比較的遅い歩行に関連する対応する歩行特徴とは異なり得る、患者の比較的速い歩行に関連する任意の好適な歩行特徴を決定することができる。
[1211] 図50及び図51におけるグラフが、正常な又は健康な患者の歩行に対するテザー位置及びカム角度を示す一方で、図52及び図53は、障害のある患者の歩行、及びより具体的には、自身の脚のうちの1つを引きずることをもたらす障害のある患者の歩行に対するテザー位置及びカム角度を示す。例えば図52において、グラフ501は、カムに関連する位置を考慮に入れて、及び考慮に入れずに、障害のある患者の歩行に対するテザーの一部の位置を示し、グラフ502は、障害のある患者の歩行に対するカムのカム角度を示し、グラフ503は、障害のある患者の歩行に対するテザー位置の変化に加えてカム角度の変化を示し、グラフ404は、障害のある患者の歩行に対する、テザーに関連する速度及び加速度を示す。同様に、図52において、グラフ601は、カムに関連する位置を考慮に入れて、及び考慮に入れずに、障害のある患者の歩行の分回し運動に対するテザーの一部の位置を示し、グラフ602は、障害のある患者の歩行の分回し運動に対するカムのカム角度を示し、グラフ603は、障害のある患者の歩行の分回し運動に対するテザー位置の変化に加えてカム角度の変化を示し、グラフ604は、障害のある患者の歩行の分回し運動に対するテザーに関連する速度及び加速度を示す。
[1212] 図52及び図53において示され得るとおり、歩行中に患者に一方の脚を引きずらせる障害は、障害のない患者の歩行によりもたらされるテザー位置及びカム角度の反応に対して、より一貫性の無い、突然の、及び/又はそうでなければより不規則なテザー位置及びカム角度の反応をもたらす。場合により、障害のある患者の歩行によりもたらされるテザー位置の位置、速度、及び/又は加速度は、障害のない患者の歩行によりもたらされるテザー位置の位置、速度、及び/又は加速度と比較され得る。従って、電子システムのプロセッサは、障害のある患者の歩行の特徴を決定、予測、及び/又はそうでなければ解析することができ、これは次いで、治療療法計画、治療経過報告、診断法、及び/又は同様のものを決めるのに使用され得る。
[1213] 場合により、患者支持システム(及び/又は本明細書において説明された患者支持システムのいずれか)は、患者の歩行に関連する特徴を決定、提供、及び/又は定義するように構成された他の任意の好適なデバイスと併せて使用され得る。場合により、駆動機構及び/又は患者支持機構の1つ又は複数の動作状態の解析は、例えば障害のある患者の歩行を改善させるように構成された電気刺激装置に関連するデータの解析と併せて使用され得る。例えば、患者支持システムは、例えば、2014年4月4日に出願された“Orthosis for a Gait Modulation System”と題された米国特許出願公開第2014/0303705号(その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる)において説明されたものなど、下垂足などに罹っている患者の歩行を円滑にするように構成された電気刺激装置を着用する患者を支持するのに使用され得る。図54に示されるとおり、電気刺激装置は、電気刺激装置及び/又は障害のある患者の歩行に関連する1つ又は複数の動作状態を定義し得る。例えば、電気刺激装置は、図54に示されるとおり、前方又は後方移動、横移動、総移動(例えば、横移動と前方又は後方移動との組合せ)、及び/又は踵接地又は踵離地事象に関連する圧力を検知及び/又は決定することができる。この事例において、グラフ701は電気刺激装置の作動に関連する加速度を示し、グラフ702は電気刺激装置の作動に関連する速度を示し、グラフ703は電気刺激装置の作動に関連する回転を示し、グラフ704は電気刺激装置の作動に関連する角度を示す。
[1214] ある実施形態において、電気刺激装置は、その動作状態の1つ又は複数に関連する信号を患者支持システムの電子システムへ送信し得る。従って、プロセッサは、駆動システム及び/又は患者支持機構並びに電気刺激装置から受信したデータに基づき、障害のある患者の1つ又は複数の歩行特徴を決定することができる。一例として、図55は、患者の歩行特徴のセットの図的表示を示し、これは、(上で詳細に説明されたとおり)患者支持システム及び電気刺激装置に関連するデータに少なくとも部分的に基づき決定されたものである。具体的には、グラフ801は、患者の歩行の遊脚・立脚所要時間を示し、グラフ802は患者の歩行の遊脚対立脚比を示し、グラフ803は患者の歩行のケイデンスを示し、グラフ804は患者の脚の一方又は両方に関連する前方及び横方向の可動域(ROM)を示し、グラフ805は患者の脚の一方又は両方に関連する前方対横方向比を示し、グラフ806は患者の歩行の重複歩距離及び高さを示す。従って、患者支持システム及び他の任意の好適なデバイスに関連する動作状態は、患者の歩行の1つ又は複数の特徴を決定するのに使用され得る。さらに、電子システムは、任意の好適な出力デバイス(例えば、モニタ、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコントローラ、スマートフォン、及び/又は同様のもの)へ患者の歩行の1つ又は複数の特徴に関連するデータを出力するという命令を示す信号を送信するように構成され得る。
[1215] 上述のとおり、本明細書において説明された患者支持システム及び/又は体重支持システムのいずれも、そのシステムを使用している間の患者の歩行の分析をするために使用され得る、及び/又はそうでなければ当該分析を円滑にし得る。例えば、ある実施形態において、患者支持システムは、電子デバイス(例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、コントローラ、遠隔ディスプレイ、ワークステーション、サーバ、及び/又は同様のもの)とともに、患者の歩行に関連するデータを決定するために、及びそのデータをディスプレイに図的に及び/又は英数字で表すために使用され得る。患者支持システムは、データ、例えばトロリー速度、移動距離、テザー長さ、カム角度、体重アンローディング、経過時間、及び/又は他の任意の好適なデータセットを決定するために、例えばトロリー追跡及び動的体重エンジン、モジュール、プロセス、計算デバイスなどを含み得る。
[1216] さらに、本明細書において説明されたものなどの患者支持システムが、例えば、電気刺激装置システムと、又は他の任意の好適な電気及び/又は電子データ取集システムとともに使用される場合、患者支持システムは、そのような電気又は電子システムから例えば踵接地又は踵離地事象及び/又は他の歩行段階に関連する信号を受信するように、及び/又は、そのような電気又は電子システムへ当該信号を送信するように構成され得る。従って、場合により、本明細書において説明された患者支持システムは、1歩の所要時間、歩幅、歩行速度、歩行パターン(左/右)の対称性レベル、及び/又は他の任意の好適な歩行特徴を計算及び/又は決定し得る。さらに、本明細書において説明された患者支持システムは、計算された及び/又は決められた歩行特徴の、ディスプレイに表示されることになる図的表示、数値表示、及び/又は英数字表示をもたらすように、1つ又は複数の信号(例えば有線又は無線接続を介して)を、例えば電子デバイスへ送信し得る。別の例において、患者支持システムは、患者支持システムの1つ又は複数の動作状態に関連するデータを電子デバイスへ送信し得る。そのような場合には、電子デバイスは、患者支持システムから受信したデータに少なくとも部分的に基づき歩行特徴を計算及び/又は定義し得る。さらに、電気刺激装置は、患者の歩行に関連するデータを、患者支持システムと実質的に同時に、電気デバイスへ送信し得る。別の例において、電気刺激装置は、患者の歩行に関連するデータを患者支持システムへ送信することができ、患者支持システム(例えば、その中に含まれるプロセッサ、モジュール、又は計算デバイス)は、患者支持システムに関連するデータ及び電気刺激装置に関連するデータを集めることができ、次いで、集められたデータセットを電子デバイスへ送信し得る。
[1217] ある実施形態において、患者支持システム及び/又は患者支持システムと通信する電子デバイスは、1つ又は複数の予め決められたエクササイズ、ルーチン、テスト、及び/又は同様のものに関連するデータを記憶するメモリ及び/又は少なくとも1つのモジュールを含み得る。例えば、メモリ及び/又はモジュールは、患者の歩く能力を追跡するとともにそれが向上するのを補助するために、患者の現在及び/又は前の歩行テスト又は分析を解析するため、エクササイズのセットに関連するデータを含み得る。場合により、患者支持システム及び/又は患者支持システムと通信する電子デバイスは、エクササイズ、ルーチン、テスト、及び/又は同様のものに関連するデータを図示し得る。
[1218] 例えば、図56は、非対称エクササイズに関連するデータの図的表示を示すスクリーンショット901である。非対称エクササイズのスクリーンショット901は、患者の垂直方向非対称性(一方の側に、他方の側より傾いている)と彼又は彼女の水平方向非対称性(1歩の所要時間の差)を視覚的に示す。図示のとおり、対称性は位置対称性棒グラフ及びラジオダイアルに表示され得、これは、例えばテザー位置及び歩行速度の変化の履歴を示すリアルタイムグラフにより補完され得る。非対称性テストの間及び後で、患者支持システム及び/又は電子デバイスは、平均、最小、及び/又は最大歩行速度、垂直方向及び/又は水平方向対称性、及び/又は同様のものに関連するデータをディスプレイに図示させることができる。
[1219] 別の例として、図57は、タイムドアップアンドゴー(TUG)エクササイズに関連するデータの図的表示を示すスクリーンショット902である。TUGエクササイズのスクリーンショット902は、患者が座位から立ち上がる、予め決められた距離を歩く、次いで座るのにかかる時間に関連する、患者支持システム及び/又は電子デバイスにより定義されたデータを図示し得る。TUGエクササイズの間及び後で、患者支持システム及び/又は電子デバイスは、TUGトレーニングエクササイズの間の平均、最小及び/又は最大速度に関連するデータをもたらし得る。患者支持システム及び/又は電子デバイスは、例えば、起立、歩行、及び着座プロセスの履歴、テザー位置(上で詳細に説明されたとおり、患者支持システムの患者支持機構に含まれる)、並びに/又はエクササイズの間の所要時間及び歩行速度などを示すリアルタイムグラフなど、データをディスプレイ上に図示させ得る。所要時間結果に少なくとも部分的に基づき、転倒リスク(例えば高い又は低い)が患者について決定され得る。さらに、TUGエクササイズに関連するデータは、当該患者の前のTUGエクササイズからの(例えばメモリに記憶された)履歴データと比較することができ、それにより、臨床医又は療法士が患者の歩行の改善の経過を追うことが可能になる。
[1220] 別の例として、図58は、計時距離エクササイズに関連するデータの図的表示を示すスクリーンショット903である。例えば、ユーザ(例えば臨床医及び/又は患者)は固定された距離(例えば10メートル)又は固定された時間(例えば2分)のいずれかを選択し得る。患者は次いで、その距離また時間歩き、患者支持システム及び/又は電子デバイスは患者の能力を決定及び/又は定義し得る。固定された距離について、計時距離エクササイズは歩行速度及び所要時間を決定し得る。固定された時間について、計時距離エクササイズは、総移動距離及び/又は歩行速度を決定し得る。患者支持システム及び/又は電子デバイスは、移動距離及び歩行速度、平均、最小、及び/又は最大歩行速度、及び/又は同様のものを示すリアルタイムグラフなどのデータをディスプレイに図示されるようにし得る。
[1221] 上述のとおり、エクササイズ、ルーチン、テストなどに関連する任意のデータが、例えばメモリに記憶されて、エクササイズ後の解析のために再生され得る。さらに、任意の所与のエクササイズに関連するデータは、ベースラインとして記憶され得るため、それは、患者の歩行の改善を示すために将来のエクササイズと比較するのに使用され得る。さらに、場合により、(例えば患者支持システム及び/又は電子デバイスにより)レポートが定義され得るとともに、歩行速度、距離、時間、立つのにかかる時間、座るのにかかる時間、ケイデンス、対称性指標など、並びにペリー歩行カテゴリー、機能的歩行カテゴリー、及び/又は転倒リスクを含む、所与のエクササイズの詳細を提供するために、ディスプレイに図示され得る。
[1222] 患者支持機構及び/又は電子デバイス(又はその中に含まれるプロセッサ、モジュール、計算デバイスなど)は、例えば、テザー位置、カム角度、歩行速度、モータ速度、踵接地又は踵離地事象(及び/又は他の歩行段階)、及び/又は同様のものに関連するデータに基づき、エクササイズ、ルーチン、テストなどを実行するように構成され得る。場合により、患者支持機構及び/又は電子デバイスは、患者の歩行の垂直対称性を決定するために、例えば、2つの踵事象の間のテザー(すなわち、上で詳細に説明されたとおり、患者支持機構に含まれたもの)の位置の変化を決定し得る。場合により、データは、歩行パターン及び/又は特徴を決定するために、線形テザー位置及び/又はカム角度(例えば線形グラフ)並びに(線形長さに変換された)テザー位置及び/又はカム角度のその導関数(例えば勾配又は変化率)の両方に基づき得る。
[1223] 決定された歩行パターンに基づき、患者支持機構及び/又は電子デバイスは歩行事象に関連する山及び/又は谷を決定することができ、これは線形グラフ又は導関数グラフとして図示することができる。場合により、患者支持機構及び/又は電子デバイスは、例えば線形グラフ及び/又は導関数グラフを正規化する(例えばグラフオフセットを取り除くなど)ためにミッドポイント論理を使用し得る。場合により、グラフの山及び谷(例えばデータの極小及び/又は極大)は、踵接地又は踵離地事象を決定するために使用され得る。異なる所定の歩行パターン(例えば、正常な歩行者について第1カテゴリー、病気の歩行者について第2カテゴリー)に基づき、山及び谷は、異なって定義され得る及び/又は決められ得る。例えば、正常な歩行者にとって、谷(例えば局所的に最も短いテザー位置)は歩行のおおむね立脚中期(両脚支持)であり得る。反対に、病気の歩行者にとって、谷は1歩の間であり得る。
[1224] 山及び谷が、それぞれの踵接地又は踵離地事象に関連付けられると、テザー位置の変化を定義するために、前の1歩のテザー位置と現在の1歩のテザー位置との差が決定され得る(例えば、右の1歩と左の1歩との間の垂直対称性の差、又は後続の2歩間の垂直対称性の差の決定する)。前の及び現在の1歩の経過時間はまた、1歩の所要時間の変化を定義する(例えば水平対称性を決定する)ために決定され得る。
[1225] 本明細書においては図示されないが、ある実施形態において、患者が例えばトレッドミル上を歩いているときに、患者支持システム及び/又は体重支持システムが使用され得る。従って、患者支持システムはトレッドミルの1つ又は複数の動作状態に関連するデータを受信し得る。同様に、患者支持システムは、患者の1つ又は複数の歩行特徴を定義するために、トレッドミルに関連するデータと患者支持システムの動作状態に関連するデータとを使用し得る。
[1226] 患者支持システム及び/又は体重支持システムのいずれも、患者の歩行の間に使用されるように構成された他の任意の好適なデバイスと併せて使用され得る。例えば、患者支持システムは、カメラ、赤外線放射体及びレシーバ、可視光源及びセンサ、磁気センサ、力及び/若しくは圧力プレート及びセンサ、並びに/又は同様のものを含み得る。ある実施形態において、患者支持システムは、例えば、予め決められたトラック又は経路であって、それに沿って患者が歩くことになっている予め決められたトラック又は経路に関連するデータの図的表示を投影するように構成されたプロジェクターを含み得る。場合により、そのようなプロジェクターは、例えば一時停止の標識、曲がる標識、歩き回ることを妨げる障害などの画像を投影し得る)。さらに、場合により、プロジェクターにより表面に投影された目標位置へ到達する患者は、患者行動スコアを決定するのに使用される値など(例えば比較的高い値)に関連付けられ得る。同様に、プロジェクターにより表面に投影された障害物を避けることに失敗することは、値など(例えば比較的低い値)に関連付けられ得る。場合により、そのようなプロジェクターは、前又は後ろのいずれかから患者自身が歩行しているのを見ることができるように、患者の歩行のホログラムを投影し得る。
[1227] 患者支持システム及び/又は体重支持システムのいずれも、例えば本明細書において説明されたものなどの任意の好適なトラック及び/又はパワーレールとともに使用され得る。ある実施形態において、患者支持システムは、トラック及び/又はパワーレールであって、それに可動に結合されたトロリーを切り替える、迂回させる、及び/又は方向を変えることを可能にするように構成されたトラック及び/又はパワーレールを含み得る。例えば、図59は、第1トラック部分9620A及び第2トラック部分9620Bと、第1パワーレール部分9050A及び第2パワーレール部分9050Aとを示す。この実施形態において、第1トラック部分9620A及び第2トラック部分9620Bは互いに垂直に配置される。同様に、第1パワーレール部分9050A及び第2パワーレール部分9050Bは互いに垂直に配置される。
[1228] 図59に示されるとおり、ターンテーブル9625は、第3トラック部分9620Cと第3パワーレール部分9050Cとを含む。ターンテーブル9625は、矢印AAにより示されるとおり、トラック部分9620A及び9620B並びにパワーレール9050A及び9050Bに対して回転するように構成される。例えば、ある実施形態において、ターンテーブル9625は手動で回され得る(例えばユーザが、ハンドル(図59に示さず)などターンテーブル9625の一部に力を加える)。他の実施形態において、ターンテーブル9625は、コントローラなどから信号を受信し得るとともにその信号に基づき、ターンテーブル9625を回転させ得るモータなど(図59には示さず)を含み得る。従って、使用の際、ターンテーブル9625は、図59に示されるとおり、第3トラック部分9620Cを第1トラック部分9620Aと一致するように配置するとともに、第3パワーレール部分9050Cを第1パワーレール部分9050Aと一致するように配置するために、トラック部分9620A及び9620B並びにパワーレール9050A及び9050Bに対する位置へ回転させることができる。より具体的には、第3トラック部分9620Cが第1トラック部分9620Aと一致するように配置されると、第1トラック部分9620A及び第3トラック部分9620Cは、実質的に連続的なトラックであってそれに沿ってトロリーが移動し得る実質的に連続的なトラックを集合的に形成する。
[1229] 同様に、第1パワーレール部分9050A及び第3パワーレール部分9050Bは、第1トラック部分9620A及び第3トラック部分9620Cにより集合的に形成されたトラックから懸吊されたトロリーに電力供給するように構成された実質的に連続的なパワーレールを集合的に形成することができる。具体的には、この実施形態において、ターンテーブル9625は第1パワーレール部分9050A及び第3パワーレール9050Cが電気通信するような位置に配置され得る。従って、電流は、電源(図示せず)から、第1パワーレール部分9050Aの第1長さに沿って、第3パワーレール部分9050Cに沿って、及び第1パワーレール部分9050Aの第2長さに沿って流れ得る。さらに、ある実施形態において、パワーレール部分9050A、9050B、及び9050Cの端部は、第1パワーレール部分9050A又は第2パワーレール部分9050Bと第3パワーレール部分9050Cとの間の所与の量の不整合を許し得る移行セクションなど(例えば、フレア状又はフランジ状端部)を含み得る。
[1230] 使用の際、ユーザ(例えば患者、療法士、技術者、医師など)は、例えば第1トラック部分9620Aの長さに沿って配置されたトロリーの方向を変えることを望む場合がある。従って、ユーザは、第1トラック部分9620Aに沿った位置から第3トラック部分9620Cに沿った位置へトロリーを移動させることができる。トロリーが第3トラック部分9620Cから懸吊され、トロリーが第3パワーレール9050Cと電気通信する状態で、ユーザは、ターンテーブル9625を、第3トラック部分9620Cが第2トラック部分9620Bと実質的に一致するとともに、第3パワーレール部分9050Cが第2パワーレール部分9050Bと一致する位置へ(例えば、手動で又は電気的にのいずれかで)回転させることができる。第3トラック部分9620Cが第2トラック部分9620Bと実質的に整列し、第3パワーレール部分9050Cが第2パワーレール部分9050Bと実質的に整列すると、ユーザはトロリーを、第3トラック部分9620Cに沿った位置から第2トラック部分9620Bに沿った位置へ移動させることができる。このようにして、トロリーは回され、切り替えられ、回転され、及び/又はそうでなければ方向転換され得る。同様に、トロリーを回転する、切り替える、回す、及び/又はそうでなければ方向を変えるために、ターンテーブルは第1位置から第2位置へ回転され得る。
[1231] 本明細書において説明された、ある実施形態は、様々なコンピュータで実施される操作を実行するための命令又はコンピュータコードを有する非一時的コンピュータ可読媒体(非一時的プロセッサ可読媒体とも呼ばれ得る)を備えたコンピュータ記憶装置製品に関する。コンピュータ可読媒体(又はプロセッサ可読媒体)は、それが一過性の伝播信号を含まないという点で非一時的である(例えば、例えば空間又はケーブルなどの伝送媒体で情報を運ぶ伝播電磁波)。媒体及びコンピュータコード(本明細書においてはコードとも呼ばれる)は、特定の1つ又は複数の目的のために設計及び構築されたものであり得る。非一時的コンピュータ可読媒体の例は、磁気記憶媒体、例えばハードディスク、光学記憶媒体、例えばコンパクトディスク/デジタルビデオディスク(CD/DVD)、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、磁気光学記憶媒体、例えば光学ディスク、搬送波信号処理モジュール、並びに、例えば特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラム可能な論理デバイス(PLD)、読み出し専用メモリ(ROM)及びランダムアクセスメモリ(RAM)デバイスなど、プログラムコードを記憶及び実行するように特別に構成されたハードウエアデバイスを含むがこれらに限られない。本明細書において説明された他の実施形態は、本明細書において記載された命令及び/又はコンピュータコードなどを含み得るコンピュータプログラム製品に関する。
[1232] コンピュータコードの例は、マイクロコード又はマイクロ命令、例えばコンパイラ、ウェブサービスを生成するために使用されるコード、及び、解釈プログラムを使用するコンピュータにより実行されるより高いレベルの命令を含むファイルにより生成された機械命令を含むがこれに限られない。例えば、実施形態は、命令型プログラミング言語(例えばC、FORTRANなど)、関数型プログラミング言語(Haskell、Erlangなど)、論理型プログラミング言語(例えばProlog)、オブジェクト指向プログラミング言語(例えばJava、C++など)、又は他のプログラミング言語及び/又は他の開発ツールを使用して実施され得る。コンピュータコードの追加的な例には、制御信号、暗号化コード、及び圧縮コードを含むがこれに限られない。
[1233] 様々な実施形態が上で説明されたが、それらは一例としてのみ示され、限定ではなく、従って、形状及び/又は詳細の様々な変更がなされ得ることを理解されたい。例えば、取付機構2800は、図34を参照して、エネルギー貯蔵部材2850を含むとして上で説明されたが、他の実施形態においては、取付機構はエネルギー貯蔵部材を含む必要はない。そのような実施形態において、取付機構は、例えばトロリー2100へ結合することができ、患者が着用しているハーネスなどへさらに結合することができる。そのような実施形態において、トロリー2100は、上で説明されたものと実質的に同様に機能し得る。
[1234] トロリー2100は、図2〜図33を参照して、電動式駆動システム2300及び能動支持機構2500を含むとして、上で説明されたが、他の実施形態においては、トロリーは、電動式駆動システム又は能動支持機構のいずれかを含み得る。同様に、駆動システム2300及び支持機構2500は互いに排他的とすることができるとともに、上述のものと同様に独立して機能し得る。
[1235] 本明細書において説明された装置及び/又は方法のいずれの部分も、別段の定めがない限り、任意の好適な組合せで組み合わされてもよい。例えば、ある実施形態において、支持システム2000に含まれるトロリー2100の患者支持機構2500は、支持システム3900と同様のシステムと取り換えられ得る。そのような実施形態において、シリンダ、ピストン、及びエネルギー貯蔵部材が、例えばトロリー2100のハウジング2200のベース2210から延出し得る。さらに拡大して、エネルギー貯蔵部材(例えば貯蔵部材3960)の運動及び位置エネルギーは、トロリー2100を参照して上で説明されたシステムと同様のフィードバックシステムを介して、能動的に制御され得る。例えば、エネルギー貯蔵部材3960は、圧縮空気であって、その圧力が、ピストンへかけられた力に応じて制御され得る圧縮空気であり得る。
[1236] 上で説明された方法及び/又は概略は、特定の順序で起きる特定の事象及び/又はフローパターンを示す場合、特定の事象及び/又はフローパターンの順序は変更されてもよい。加えて、特定の事象は、可能な場合、並列プロセス内で同時に実施されてもよく、順次実施されてもよい。
Claims (20)
- トロリーに含まれた駆動機構であって、前記駆動機構が前記トロリーを支持トラックから懸吊するように構成され、前記駆動機構が、前記駆動機構の動作状態を検知するように構成された第1センサを含む、駆動機構と、
前記トロリーへ結合された患者支持機構であって、前記患者支持機構が患者の重量の少なくとも一部を支持するように、前記患者支持機構が前記患者へ作動的に結合されるように構成されたテザーを含み、前記患者支持機構が第2センサを含み、前記第2センサが前記患者支持機構の動作状態を検知するように構成される、患者支持機構と、
少なくともプロセッサとメモリとを含む電子システムであって、前記プロセッサが、前記第1センサから受信した信号と前記第2センサから受信した信号とに少なくとも部分的に基づき、前記患者の歩行特徴を決定するように構成される、電子システムと、を備える装置。 - 前記駆動機構が前記支持トラックの一部の周りに可動に配置され、前記駆動機構の前記動作状態が、前記支持トラックに沿った前記駆動機構の位置、前記駆動機構の速度、又は前記駆動機構の加速度の少なくとも1つに関連する、請求項1に記載の装置。
- 前記駆動機構が、前記支持トラックの一部と接触した車輪のセットと、前記車輪のセットに作動可能に結合されたモータと、を含み、前記モータが、前記駆動機構を前記支持トラックに沿って移動させるために前記車輪のセットを回転させるように構成され、前記駆動機構の前記動作状態が前記車輪のセットの回転速度又は回転加速度に関連し、前記第1センサが、前記車輪のセットの前記回転速度又は前記回転加速度に関連する信号を前記電子システムへ送信するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記患者支持機構の前記動作状態が、前記テザーのある部分の長さ、前記支持トラックに対する前記テザーの前記部分の角度、前記テザーのある部分内の張力、又は前記テザーの送り速度の少なくとも1つに関連する、請求項1に記載の装置。
- 前記患者支持機構がカムアセンブリを含み、前記患者支持機構の前記動作状態が前記カムアセンブリの動作状態であり、前記第2センサが、前記カムアセンブリの前記動作状態に関連する信号を前記電子システムへ送信するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記患者支持機構がカムアセンブリを含み、前記カムアセンブリが第3センサを含み、前記第3センサが、前記カムアセンブリの動作状態を検知するように構成され、前記プロセッサが、前記第1センサから受信した前記信号、前記第2センサから受信した前記信号、及び、前記第3センサから受信した信号に少なくとも部分的に基づき、前記患者の前記歩行特徴を定義するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記患者の前記歩行特徴が、1歩の所要時間、遊脚から立脚の所要時間、遊脚対立脚比、ケイデンス、重複歩距離、重複歩高さ、前及び後方向の可動域、横方向の可動域、並びに前記前及び後方向の前記可動域と前記横方向の前記可動域との間の比率の少なくとも1つである、請求項1に記載の装置。
- 駆動機構又は患者支持機構の少なくとも1つの第1動作状態に関連する信号を受信することであって、前記患者支持機構が、能動トロリーへ結合されるとともに患者を支持するように構成され、前記駆動機構が、前記能動トロリーへ結合されるとともに、前記患者の移動に応じて、前記トロリーを支持トラックに沿って移動させるように構成される、受信することと、
前記駆動機構又は前記患者支持機構の前記少なくとも1つの第2動作状態に関連する信号を受信することと、
前記第1動作状態と前記第2動作状態との差を決定することと、
前記決定に少なくとも部分的に基づき、前記患者支持機構により支持された前記患者の歩行特徴を定義することと、を含む方法。 - 前記第1動作状態が前記患者支持機構の第1動作状態であり、前記第2動作状態が前記患者支持機構の第2動作状態であり、前記方法が、
前記駆動機構に関連する第1動作状態を受信することと、
前記駆動機構に関連する第2動作状態を受信することと、
前記駆動機構の前記第1動作状態と前記駆動機構の第2動作状態との差を決定することであって、前記歩行特徴の前記定義が、前記患者支持機構の前記第1動作状態と前記患者支持機構の前記第2動作状態との差及び前記駆動機構の前記第1動作状態と前記駆動機構の前記第2動作状態との差に少なくとも部分的に基づき前記歩行特徴を定義することを含む、決定することと、をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 前記患者が前記支持トラックに対して第1位置にいるとき、前記駆動機構又は前記患者支持機構の前記少なくとも1つが前記第1動作状態にあり、前記患者が、前記支持トラックに対して、前記第1位置とは異なる第2位置へ移動するとき、前記駆動機構又は前記患者支持機構の前記少なくとも1つが前記第2動作状態にある、請求項8に記載の方法。
- 前記第1動作状態が前記患者支持機構の第1動作状態であり、前記第2動作状態が前記患者支持機構の第2動作状態であり、前記第1動作状態に関連する前記信号を前記受信することが、前記患者支持機構に含まれるセンサから前記信号を受信することを含み、前記第2動作状態に関連する前記信号を前記受信することが、前記患者支持機構に含まれる前記センサから前記信号を受信することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記第1動作状態が前記駆動機構の第1動作状態であり、前記第2動作状態が前記駆動機構の第2動作状態であり、前記第1動作状態に関連する前記信号を前記受信することがセンサから前記信号を受信することを含み、前記第2動作状態に関連する前記信号を前記受信することが、前記駆動機構に含まれる前記センサから前記信号を受信することを含む、請求項8に記載の方法。
- 出力デバイスへ信号を送信することであって、前記信号が、前記歩行特徴に関連するデータを、前記出力デバイスを介して出力するという命令を示す、送信することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 第1センサから第1信号を受信することであって、前記第1信号が、患者支持システムに含まれる患者支持機構の動作状態に関連し、前記患者支持機構が、患者を前記患者支持機構へ係留するように構成されたテザーを含み、前記患者が前記患者支持機構へ係留されると、前記患者支持システムが前記患者の重量の少なくとも一部を支持する、受信することと、
第2センサから第2信号を受信することであって、前記第2信号が、前記患者支持システムに含まれる駆動機構の動作状態に関連し、前記駆動機構が、(1)前記患者支持システムを支持トラックから懸吊するように、及び、(2)前記患者の移動に応じて前記支持トラックに沿って移動するように構成される、受信することと、
前記患者の前記移動に関連する少なくとも1つの歩行特徴を、前記患者支持機構の前記動作状態及び前記駆動機構の前記動作状態に少なくとも部分的に基づき、決定することと、
出力デバイスへ第3信号を送信することであって、前記第3信号が、前記少なくとも1つの歩行特徴に関連するデータを、前記出力デバイスを介して出力するという命令を示す、送信することと、を含む方法。 - 駆動機構が、前記支持トラックの一部と接触した車輪のセットと、前記車輪のセットに作動可能に結合されたモータと、を含み、前記モータが、前記駆動機構を前記支持トラックに沿って移動させるために前記車輪のセットを回転させるように構成され、前記駆動機構の前記動作状態が前記車輪のセットの回転速度又は回転加速度に関連し、
前記第1信号を前記第1センサから前記受信することが、前記車輪のセットの前記回転速度又は前記車輪のセットの前記加速度の少なくとも1つに関連するデータを受信することを含む、請求項14に記載の方法。 - 前記患者支持機構の前記動作状態が、前記テザーのある部分の長さ、前記支持トラックに対する前記テザーの前記部分の角度、前記テザーのある部分内の張力、又は前記テザーの送り速度の少なくとも1つに関連する、請求項14に記載の方法。
- 前記患者の前記移動が、前記患者の歩行に関連し、前記駆動機構が、前記患者の歩行に応じて、前記支持トラックに沿って移動するように構成される、請求項14に記載の方法。
- 前記患者に関連する前記少なくとも1つの歩行特徴を前記決定することが、遊脚から立脚の所要時間、遊脚対立脚比、ケイデンス、高さの重複歩距離、前及び後方向の可動域、横方向の可動域、並びに前記前及び後方向の前記可動域と前記横方向の前記可動域との間の比率の少なくとも1つを決定することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記出力デバイスがディスプレイを含み、前記第3信号を前記送信することが、前記歩行特徴に関連するデータの図的表示、数値表示、又は英数字表示の少なくとも1つを、前記出力デバイスの前記ディスプレイに表示させるために、前記第3信号を送信することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記患者支持機構の前記動作状態が第1動作状態であり、前記駆動機構の前記動作状態が第1動作状態であり、前記方法が、
前記少なくとも1つの歩行特徴の前記決定に少なくとも部分的に基づき、前記患者支持機構に関連する第2動作状態及び前記駆動機構に関連する第2動作状態を定義することと、
前記患者支持機構へ第4信号を送信することであって、前記第4信号が前記患者支持機構をその第2動作状態に置くという命令を示す、送信することと、
前記駆動機構へ第5信号を送信することであって、前記第5信号が前記駆動機構をその第2動作状態に置くという命令を示す、送信することと、をさらに含む、請求項14に記載の方法。
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