JP3632052B2 - リハビリ用評価・訓練装置とそのリハビリ用評価・訓練方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、運動機能障害者の平衡機能等を訓練するリハビリ用評価・訓練装置とそのリハビリ用評価・訓練方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
社会の高齢化が進み、脳卒中等の病気による身体機能の麻痺あるいは機能低下をきたした人口の増大、あるいは高ストレス社会を反映した壮年層における脳卒中等による運動機能の障害者の増加、交通事故に起因する運動機能障害者の増加など、さまざまな要因で身体機能のうち特に運動機能、平衡機能に障害を持つ人が増大している。
【0003】
これらの運動機能や平衡機能の障害のうち軽度の障害においては、訓練によって機能を回復させることが可能であり、機能回復訓練のための各種の装置が提供されている。
【0004】
従来のこの種の装置としては、前後左右の傾斜及び水平移動が可能な床部に組み込まれた床反力計と、目標とする荷重中心位置を示すターゲットと共に、訓練者の実際の荷重中心位置を示すマークを表示する表示部と、床反力計が組み込まれた床部の移動・傾斜運動及びターゲットの移動を所定の訓練プログラムに従って制御する制御部とを備えたものがある(特開平5ー137759号公報等)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したリハビリ用評価・訓練装置や市販されているリハビリ用評価・訓練装置においては、内蔵されている訓練ソフトは極めて単機能的で拡張性がなく、訓練者の訓練意欲を削ぐものであった。また、訓練ソフトを充実させればよいが、装置本体の需要が限られているため、訓練ソフトの開発はコスト高を招く要因になるという問題点があった。
【0006】
本発明は上記の問題点を解決するものであり、その第1の目的とするところは、リハビリ用評価・訓練に、装置自体を簡素化し、さらにゲーム機のソフトが利用可能になり、訓練機能が飛躍的に増し、リハビリ効果の増大が見込まれるリハビリ用評価・訓練装置を提供することにある。
【0007】
また、本発明の第2の目的とするところは、ゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に容易に利用させ得るリハビリ用評価・訓練方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリハビリ用評価・訓練装置は、ゲーム機と、前記ゲーム機に格納されたプログラムに応じた表示を行う表示手段とを備えたリハビリ用評価・訓練装置であって、訓練者の左足側の荷重とその中心位置とを計測する左側床反力計と、前記訓練者の右足側の荷重とその中心位置とを計測する右側床反力計とを有する床反力装置と、前記訓練者の前後方向をY軸方向とし、前記訓練者の左右方向をX軸方向としたXY座標上に、前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重中心位置と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重中心位置とを配置し、前記XY座標上に配置された前記訓練者の左足側の荷重中心位置と右足側の荷重中心位置とについての、X軸上における差と、Y軸上における差とを算出する手段と、前記算出されたX軸上における差の値とY軸上における差の値とに基づいて、前記ゲーム機に係る制御信号を特定する特定手段と、前記特定した制御信号を前記ゲーム機に送信する手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
なお、前記特定手段は、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第1のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第1の制御信号を特定し、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第2のしきい値よりも小さくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第2の制御信号を特定することを特徴とする。
【0010】
また、前記特定手段は、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第3のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第3の制御信号を特定し、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第4のしきい値よりも小さくなった場合に、前記ゲーム機に係る制御信号である第4の制御信号を特定することを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係るリハビリ用評価・訓練装置は、前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重の値と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重の値とを合計した合計値を算出する手段と、前記算出した合計値と、前記訓練者の体重の値を示す体重値との差の値を算出する手段とを有し、前記特定手段は、前記算出した前記合計値と前記体重値との差の値が、所定のしきい値である第5のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機を起動させるための制御信号を特定することを特徴とする。
【0012】
本発明に係るリハビリ用評価・訓練方法は、ゲーム機と、前記ゲーム機に格納されたプログラムに応じた表示を行う表示手段と、訓練者の左足側の荷重とその中心位置とを計測する左側床反力計と、前記訓練者の右足側の荷重とその中心位置とを計測する右側床反力計とを有する床反力装置とを備えたリハビリ用評価・訓練装置に用いられるリハビリ用評価・訓練方法であって、前記訓練者の前後方向をY軸方向とし、前記訓練者の左右方向をX軸方向としたXY座標上に、前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重中心位置と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重中心位置とを配置し、前記XY座標上に配置された前記訓練者の左足側の荷重中心位置と右足側の荷重中心位置とについての、X軸上における差と、Y軸上における差とを算出するステップと、前記算出されたX軸上における差の値とY軸上における差の値とに基づいて、前記ゲーム機に係る制御信号を特定する特定ステップと、前記特定した制御信号を前記ゲーム機に送信するステップとを備えたことを特徴とする。
【0013】
なお、前記特定ステップは、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第1のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第1の制御信号を特定し、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第2のしきい値よりも小さくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第2の制御信号を特定することを特徴とする。
【0014】
また、前記特定ステップは、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第3のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第3の制御信号を特定し、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第4のしきい値よりも小さくなった場合に、前記ゲーム機に係る制御信号である第4の制御信号を特定することを特徴とする。
【0015】
また、本発明に係るリハビリ用評価・訓練方法は、前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重の値と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重の値とを合計した合計値を算出するステップと、前記算出した合計値と、前記訓練者の体重の値を示す体重値との差の値を算出するステップとを有し、前記特定ステップは、前記算出した前記合計値と前記体重値との差の値が、所定のしきい値である第5のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機を起動させるための制御信号を特定することを特徴とする。
【0016】
【作用】
本発明に係わるリハビリ用評価・訓練装置によれば、前記ゲーム機への入力部である操作卓の代わりに前記床反力計を使用して、この床反力計からの信号をゲーム機に入力することができる。このために、リハビリ用評価・訓練に、ゲーム機のソフトが利用可能になり、訓練機能が飛躍的に増し、リハビリ効果の増大が見込まれる。
【0017】
また、スイッチ機能についてゲームによっては少なかったりあるいは操作が困難な場合が想定されるが、そのときには操作卓の一部のスイッチ機能のみ床反力計で代用し、操作卓のスイッチを手で操作し、リハビリ用評価・訓練を行うことができる。
【0018】
また、本発明に係わるリハビリ用評価・訓練方法によれば、床反力計から出力された信号を制御手段によりゲーム機の入力信号に変換して、この変換信号によりゲーム機を作動し、ゲーム機に入力されたプログラムに応じた表示を表示手段で行うようにしたことにより、ゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に容易に利用することができる。
【0019】
また、複数人により対戦ゲームとして、ゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に容易に利用することができる。
【0020】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。
図1の(1)は本発明に係わるリハビリ用評価・訓練装置の斜視図、(2)は同リハビリ用評価・訓練装置の床反力計装置の概略的な斜視図である。
【0021】
本発明に係わるリハビリ用評価・訓練装置Aは、床反力計装置1と、制御手段を構成する制御部2を備えた制御ボックス2Aと、操作入力部19を有するゲーム機3と、表示手段を構成するTVモニタなどの表示部4とを備えている。
【0022】
前記床反力計装置1は、図1の(2)に示すように左側床反力計1Lと右側床反力計1Rとを備えており、これら左、右側床反力計1L、1Rは、例えば、踏み板20と基板21との間に圧感素子(図示せず)を配置したものである。そして、上記の床反力計装置1の左側床反力計1Lと右側床反力計1Rとはそれぞれに3自由度をもち、全体で6自由度が存在する。
【0023】
左、右側床反力計1L、1Rを有する前記床反力計装置1では、以下の項目を独立に制御できる(前記床反力計装置1では左側床反力計1Lと右側床反力計1Rとはそれぞれに3自由度をもち、全体で6自由度が存在する。したがって、6つの独立変数の組を任意に選択可能であるが、床反力計装置1上での動作の容易さから以下の1組を選択する)。
【0024】
▲1▼XT :総合足圧中心X座標
▲2▼YT :総合足圧中心Y座標
▲3▼XR −XL (XR :右脚足圧中心X座標、XL :左脚足圧中心X座標)
▲4▼YR −YL (YR :右脚足圧中心Y座標、YL :左脚足圧中心Y座標)
▲5▼WR −WL (WR :右足荷重、WL :左足荷重)
▲6▼WT :総合荷重
である。
【0025】
なお、▲6▼以外の変数は任意の値を継続してとることができるが、▲6▼は床を蹴る等の動作により一時的に変化する変数であるため、継続して保持することができない。また、▲5▼はコントロールが困難なため、以下では使用しない。
【0026】
また、市販ゲーム機の操作卓5は、図3に示すように一般に一つの十字キー6によるスイッチ機能と、複数のスイッチ7、8、9、10によるスイッチ機能を備えている。そして、十字キー6は8つの方向を示すことができ、また、各スイッチ7、8、9、10はオン・オフ状態を保つことができる。
【0027】
機能の変換方法
(a)十字キー機能
前記十字キー6では、図4に示すように前後左右の四隅にスイッチ11、12、13、14を内蔵しており、それぞれの方向に倒すことにより1つのスイッチがオン作動し、また、斜めに倒すことにより2つのスイッチがオン作動する。したがって、8方向を表現できる。
【0028】
前記床反力計装置1において、十字キー6による、この方向制御用スイッチ機能を実現するには、図5に示すように総合足圧中心PTを利用し、方向の制御を行う。この時、足圧中心の微妙動揺あるいは逆応答(重心をある方向に動かすとき、床反力計装置1により観測される足圧中心が一旦逆方向に移動する現象)による誤作動を避けるために図6のように中央部に不感領域Bを設ける。
【0029】
(b)スイッチ機能(1)
また、前記スイッチ7、8、9、10は基本的に押すとオン、放すとオフであるが、(ア):ソフトでレベルを見る場合(ミサイル連射等)と、(イ):オンの立上がりのみを見る場合(例えば、スタートスイッチ等)がある。
【0030】
前記床反力計装置1において、上記(ア)のスイッチ機能を実現するには、図7のように左、右脚足圧中心PL、PRのX座標の差、あるいはY座標の差を見る方法がある。
【0031】
すなわち、
▲1▼XR −XL >しきい値1 の時 スイッチ1オン
▲2▼XR −XL <しきい値2 の時 スイッチ2オン
▲3▼YR −YL >しきい値3 の時 スイッチ3オン
▲4▼YR −YL <しきい値4 の時 スイッチ4オン
とする。
【0032】
▲1▼及び▲2▼は訓練者15の両足の左右方向の開き幅(開き動作)により制御される。これは足の踏み換えにより行うのではなく、O脚・内股にすることにより、両足の外足・内足を立てることにより実現できる。すなわち、O脚でスイッチ1(例えばスイッチ7)オン、内股でスイッチ2(例えばスイッチ8)オンとなる。
【0033】
▲3▼及び▲4▼は訓練者15の両足の前後方向の開き幅(開き動作)により制御される。すなわち、右足の爪先側に、左足の踵側に荷重をかけることによりスイッチ3(例えばスイッチ9)がオン、逆にすることによりスイッチ4(例えばスイッチ10)がオンとなる。
【0034】
(c)スイッチ機能(2)
また、前記床反力計装置1において、上記(イ)のスイッチ機能を実現するには、
WT −体重>しきい値5 の時 スイッチオン
とする。
【0035】
すなわち、訓練者15の両足で左、右側床反力計1L、1Rを踏み込むことにより、全荷重が体重値+しきい値5より大きくなった時オンとする。継続してオンにはできないが、スタートスイッチとして十分使用できる(具体的にはソフトで0.5秒間保持して出力する)。
【0036】
上記の(a)、(b)、(c)の機能変換により、十字キー機能、4つの継続的なスイッチの機能、1つのスタートスイッチの機能が実現できる。
【0037】
前記制御部2はA/D変換モジュール16、CPU(中央処理装置)17及び入出力ユニット(I/O)18を備えており、A/D変換モジュール16の入力側には前記床反力計装置1の左、右側床反力計1L、1Rが接続してあり、入出力ユニット(I/O)18にはゲーム機3の操作入力部19が接続してある。ゲーム機3の出力部は表示部4に接続してある。
【0038】
次に、作動を説明する。
訓練者15は前記床反力計装置1の左、右側床反力計1L、1R上に立って、上記した動作を行うことにより、踏み板20と基板21との間に介在された圧感素子が、前記訓練者15の動作に応じた信号を前記制御部2に出力する。
【0039】
前記制御部2は、これのCPU17において、前記床反力計装置1の左、右側床反力計1L、1Rから入力された信号を処理して前記ゲーム機3の操作入力部19に指令を出力し、前記表示部4に、ゲーム機3に挿入されたプログラム(ソフト)に応じた表示を行う。
【0040】
上記の実施例によれば、前記ゲーム機3への入力部である操作卓5の代わりに前記床反力計装置1を使用して、この床反力計装置1からの信号をゲーム機3に入力することができる。このために、リハビリ用評価・訓練に、ゲーム機3のソフトが利用可能になり、訓練機能が飛躍的に増し、リハビリ効果の増大が見込まれる。
【0041】
また、スイッチ機能についてゲームによっては上記した個数では少なかったりあるいは操作が困難な場合が想定されるが、そのときには図8に示すように十字キー6のスイッチ機能のみ前記床反力計装置1で代用し、操作卓5のスイッチ7、8、9、10は手で操作する方法も考えられる。
【0042】
この場合には、図9に示すように制御部2においては入出力ユニット(I/O)30が追加されて、この入出力ユニット(I/O)30に前記操作卓5が接続される。
【0043】
また、上記のように構成されたリハビリ用評価・訓練装置Aを、図10に示すように2セット使用すれば、2人により対戦ゲームも可能になる。
【0044】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、前記ゲーム機への入力部である操作卓の代わりに前記床反力計を使用して、この床反力計からの信号をゲーム機に入力することができる。このために、リハビリ用評価・訓練に、ゲーム機のソフトが利用可能になり、訓練機能が飛躍的に増し、リハビリ効果の増大が見込まれる。
【0045】
また、スイッチ機能についてゲームによっては少なかったりあるいは操作が困難な場合が想定されるが、そのときには操作卓の一部、特に方向制御用のスイッチ機能のみ床反力計で代用し、操作卓のスイッチを手で操作し、リハビリ用評価・訓練を行うことができる。
【0047】
また、本発明に係るリハビリ用評価・訓練装置において、床反力計の総合足圧中心の中央部に不感領域を設けた場合には、足圧中心の微妙動揺あるいは逆応答による誤作動を避けることが可能になり、ゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に利用することが可能になる。
【0048】
また、本発明によれば、床反力計の出力信号をゲーム機に入力できて、ゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に利用することが可能になる。
【0049】
また、本発明によれば、ゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に容易に利用することができる。
【0052】
また、複数のリハビリ用評価・訓練装置を使用して複数人により対戦ゲームをおこなうようにすれば、複数人により対戦ゲームとしてゲーム機をリハビリ用評価・訓練用に容易に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(1)は本発明に係わるリハビリ用評価・訓練装置の斜視図である。
(2)は同リハビリ用評価・訓練装置の床反力計装置の概略的な斜視図である。
【図2】本発明に係わるリハビリ用評価・訓練装置のブロック図である。
【図3】ゲーム機の操作卓の平面図である。
【図4】十字キーの平面図である。
【図5】足圧中心の説明図である。
【図6】総合足圧中心により方向指示の説明図である。
【図7】左右脚の足圧中心の説明図である。
【図8】床反力計装置と操作卓とを併用したリハビリ用評価・訓練装置の概略的な斜視図である。
【図9】同リハビリ用評価・訓練装置のブロック図である。
【図10】二人対戦用に使用する2セット結合のリハビリ用評価・訓練装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 床反力計装置
1L 左側床反力計(床反力計)
1R 右側床反力計(床反力計)
2 制御部(制御手段)
3 ゲーム機
4 表示部(表示手段)
Claims (8)
- ゲーム機と、前記ゲーム機に格納されたプログラムに応じた表示を行う表示手段とを備えたリハビリ用評価・訓練装置であって、
訓練者の左足側の荷重とその中心位置とを計測する左側床反力計と、前記訓練者の右足側の荷重とその中心位置とを計測する右側床反力計とを有する床反力装置と、
前記訓練者の前後方向をY軸方向とし、前記訓練者の左右方向をX軸方向としたXY座標上に、前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重中心位置と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重中心位置とを配置し、前記XY座標上に配置された前記訓練者の左足側の荷重中心位置と右足側の荷重中心位置とについての、X軸上における差と、Y軸上における差とを算出する手段と、
前記算出されたX軸上における差の値とY軸上における差の値とに基づいて、前記ゲーム機に係る制御信号を特定する特定手段と、
前記特定した制御信号を前記ゲーム機に送信する手段と、
を備えたことを特徴とするリハビリ用評価・訓練装置。 - 前記特定手段は、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第1のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第1の制御信号を特定し、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第2のしきい値よりも小さくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第2の制御信号を特定することを特徴とする請求項1に記載のリハビリ用評価・訓練装置。
- 前記特定手段は、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第3のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第3の制御信号を特定し、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第4のしきい値よりも小さくなった場合に、前記ゲーム機に係る制御信号である第4の制御信号を特定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のリハビリ用評価・訓練装置。
- 前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重の値と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重の値とを合計した合計値を算出する手段と、
前記算出した合計値と、前記訓練者の体重の値を示す体重値との差の値を算出する手段とを有し、
前記特定手段は、前記算出した前記合計値と前記体重値との差の値が、所定のしきい値である第5のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機を起動させるための制御信号を特定することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のリハビリ用評価・訓練装置。 - ゲーム機と、前記ゲーム機に格納されたプログラムに応じた表示を行う表示手段と、訓練者の左足側の荷重とその中心位置とを計測する左側床反力計と、前記訓練者の右足側の荷重とその中心位置とを計測する右側床反力計とを有する床反力装置とを備えたリハビリ用評価・訓練装置に用いられるリハビリ用評価・訓練方法であって、
前記訓練者の前後方向をY軸方向とし、前記訓練者の左右方向をX軸方向としたXY座標上に、前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重中心位置と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重中心位置とを配置し、前記XY座標上に配置された前記訓練者の左足側の荷重中心位置と右足側の荷重中心位置とについての、X軸上における差と、Y軸上における差とを算出するステップと、
前記算出されたX軸上における差の値とY軸上における差の値とに基づいて、前記ゲーム機に係る制御信号を特定する特定ステップと、
前記特定した制御信号を前記ゲーム機に送信するステップと、
を備えたことを特徴とするリハビリ用評価・訓練方法。 - 前記特定ステップは、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第1のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御 信号である第1の制御信号を特定し、前記算出されたX軸上における差の値が、所定のしきい値である第2のしきい値よりも小さくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第2の制御信号を特定することを特徴とする請求項5に記載のリハビリ用評価・訓練方法。
- 前記特定ステップは、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第3のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機に係る制御信号である第3の制御信号を特定し、前記算出されたY軸上における差の値が、所定のしきい値である第4のしきい値よりも小さくなった場合に、前記ゲーム機に係る制御信号である第4の制御信号を特定することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のリハビリ用評価・訓練方法。
- 前記左側床反力計が計測した前記訓練者の左足側の荷重の値と、前記右側床反力計が計測した前記訓練者の右足側の荷重の値とを合計した合計値を算出するステップと、
前記算出した合計値と、前記訓練者の体重の値を示す体重値との差の値を算出するステップとを有し、
前記特定ステップは、前記算出した前記合計値と前記体重値との差の値が、所定のしきい値である第5のしきい値よりも大きくなった場合には、前記ゲーム機を起動させるための制御信号を特定することを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載のリハビリ用評価・訓練方法。
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1994
- 1994-12-28 JP JP32756394A patent/JP3632052B2/ja not_active Expired - Fee Related
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