JP4548577B2 - Passive motion device - Google Patents
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Description
本発明は、病気や外傷によって生じる足関節の拘縮、循環不良等を改善・予防するための他動運動装置に関するものである。 The present invention, contractures of the ankle caused by disease or trauma, to a passive exercise device for improving and preventing the poor circulation and the like.
関節可動域訓練は、関節の拘縮等の改善・予防のために有効な訓練である。同訓練には患者自身が自力で行う自動運動と、療法士などが力を加えて行う他動運動がある。他動運動を人間の力で行う場合、その負担は大きく、また長時間同一の運動を与える必要があることから、機械を使用して他動運動を行うことが有効である。 The range-of-motion exercise is an effective exercise for improving / preventing joint contracture and the like. The training includes automatic movements performed by the patient himself and passive movements performed by therapists. When performing a passive motion with human power, the burden is large and it is necessary to apply the same motion for a long time. Therefore, it is effective to perform the passive motion using a machine.
足関節を対象とした場合、歩行機能の回復・維持の面からもっとも重要となる運動は底屈・背屈運動である。従来の足関節を対象とした運動訓練装置としては、痙性や拘縮が生じた関節に対して、関節トルクの値に基づいて動作範囲または動作速度を変化させて伸展運動を行わせるものがある(特許文献1参照。)。
脳卒中発症後の痙性が強い状態にある患者などを対象とした訓練の場合、訓練開始時における動作限界位置に足部を一定時間保持させることで緊張が緩和され、訓練開始時における動作限界位置からさらに同一方向への運動(関節可動域の拡大)が可能になるという理学療法上の知見がある。 In the case of training for patients with strong spasticity after stroke onset, the tension is relieved by holding the foot for a certain time at the movement limit position at the start of training, and from the movement limit position at the start of training Furthermore, there is physical therapy knowledge that it is possible to move in the same direction (expansion of joint range of motion).
しかしながら、この運動(動作)は、痙性をもたらす刺激を与えないように極めて低速で行う必要があるため、理学療法士にとっては負担の大きい作業である。従って、この他動運動を、装置を使用して行うことができれば、理学療法士の負担を大幅に軽減させることができる。上記特許文献1などに記載された従来の装置は、動作範囲及び速度を関節に発生するトルクの大きさに応じて変化させて伸展運動を行い、痙性や拘縮の改善効果を得るものであるため、常に一定パターンの訓練動作を得ることが困難である。さらにトルク信号の高速処理計算が必要となるため、高度な制御装置が必要となり、コストの面で普及が困難である。
However, this exercise (motion) is a burdensome task for a physical therapist because it needs to be performed at a very low speed so as not to give a stimulus that causes spasticity. Therefore, if this passive movement can be performed using the apparatus, the burden on the physical therapist can be greatly reduced. The conventional apparatus described in the above-mentioned
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、脳卒中発症後の痙性が強い状態にある患者などに対しても痙性の発生を抑制しつつ関節可動域の拡大を可能とする訓練を行うことができる他動運動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and expands the range of motion of joints while suppressing the occurrence of spasticity even for patients who have a strong spasticity after the onset of stroke. It is an object of the present invention to provide a passive exercise device capable of performing training that enables exercise.
本発明は、足関節の底屈動作及び背屈動作を行う他動運動装置の制御方法において、患者の足関節可動範囲の背屈方向の上限位置あるいは底屈方向の上限位置を設定する設定ステップと、足関節可動範囲の背屈方向の上限位置あるいは底屈方向の上限位置で前記動作を予め設定された時間だけ停止させる動作停止ステップと、前記動作停止ステップ後に足関節可動範囲の背屈方向の上限位置よりも更に背屈方向へ背屈動作を行う、あるいは、前記動作停止ステップ後に足関節可動範囲の底屈方向の上限位置よりも更に底屈方向へ底屈動作を行う可動範囲拡大動作ステップとを備えていることを特徴とする他動運動装置の制御方法を提供する。 The present invention relates to a control method of a passive motion apparatus that performs ankle joint plantar bending motion and dorsiflexion motion, and a setting step for setting an upper limit position in a dorsiflexion direction or an upper limit position in a plantar flexion direction of a patient's ankle joint movable range An operation stop step for stopping the operation for a preset time at an upper limit position in the dorsiflexion direction of the ankle joint movable range or an upper limit position in the plantar flexion direction, and a dorsiflexion direction of the ankle joint movable range after the operation stop step. The range of motion expansion is performed in which the dorsiflexion operation is further performed in the dorsiflexion direction than the upper limit position, or the dorsiflexion operation is further performed in the sole flexion direction than the upper limit position in the sole flexion direction of the ankle movable range after the operation stop step. it and a step to provide a control method for passive exercise apparatus according to claim.
また、前記可動範囲拡大動作ステップにおける背屈動作あるいは底屈動作の可動範囲は、操作者によって任意に設定することができる。また、前記動作停止ステップにおける前記時間は、操作者によって任意に設定することができる。 Further, the movable range of the dorsiflexion operation or the bottom bending operation in the movable range expansion operation step can be arbitrarily set by the operator. The time in the operation stop step can be arbitrarily set by an operator.
本発明によれば、足関節の底屈動作及び背屈動作を行う他動運動装置の制御方法において、患者の足関節可動範囲の背屈方向の上限位置あるいは底屈方向の上限位置を設定する設定ステップと、足関節可動範囲の背屈方向の上限位置あるいは底屈方向の上限位置で前記動作を予め設定された時間だけ停止させる動作停止ステップと、前記動作停止ステップ後に足関節可動範囲の背屈方向の上限位置よりも更に背屈方向へ背屈動作を行う、あるいは、前記動作停止ステップ後に足関節可動範囲の底屈方向の上限位置よりも更に底屈方向へ底屈動作を行う可動範囲拡大動作ステップとを備えているため、脳卒中発症後の痙性が強い状態にある患者などに対しても痙性の発生を抑制しつつ関節可動域の拡大を図ることができる。 According to the present invention, in the control method of the passive motion apparatus that performs the plantar flexion operation and the dorsiflexion operation of the ankle joint, the upper limit position in the dorsiflexion direction or the upper limit position in the plantar flexion direction of the patient's ankle joint movable range is set. A setting step, an operation stop step for stopping the operation for a preset time at an upper limit position in the dorsiflexion direction or an upper limit position in the plantar flexion direction of the ankle movement range, and a back of the ankle movement range after the operation stop step. A movable range in which the dorsiflexion operation is further performed in the dorsiflexion direction than the upper limit position in the flexion direction, or the bottom bending operation is further performed in the dorsiflexion direction than the upper limit position in the sole bending direction of the ankle movable range after the operation stop step. Therefore, the range of motion of the joint can be expanded while suppressing the occurrence of spasticity even for patients who have a strong spasticity after the onset of stroke.
以下、本発明にかかる他動運動装置を実施するための最良の形態について図面を参照しながら述べる。図1及び図2において、符号1は、本発明にかかる他動運動装置の制御方法を実現するための、足関節の底屈動作及び背屈動作を行うことができる他動運動装置を示している。他動運動装置1は、基盤部2と一対のアーム部3と保持プレート部4とから主に構成されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out a passive motion apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2,
基盤部2は、基盤5と、この基盤5に立設された一対の支柱6とで構成されていて、一つの支柱6には、回転軸7が回転可能に取り付けられている。基盤5は、患者の足30の下腿部を保持する下腿保持部8が着脱可能に設けられている。この下腿保持部8は、例えば、仰臥位(仰向けに寝た状態)にある患者の足30の下腿部を支持する際に利用することができ、患者が座位(座った状態)で他動運動装置1を使用する場合は、下腿保持部8を取り外した状態で使用することができる。
The
一対の支柱6に回転可能に支持された回転軸7は各支柱6を貫通しており、回転軸7の各支柱6の外側部分には、一対のアーム部3の一端部がそれぞれ取り付けられている。この一対のアーム部3は、回転軸7と一体に底屈方向及び背屈方向(図1参照)に回動することができるようになっている。換言すれば、回転軸7を中心として、回転軸7に支持された一対のアーム部3が底屈方向及び背屈方向(図1参照)に回動することができるようになっている。回転軸7の一端(図2において上端)は、駆動源である駆動モータ9の駆動軸と連結されており、この駆動モータ9によって回転軸7は回転するようになっている。駆動モータ9によって回転軸7を正逆回転させることにより、一対のアーム部3が底屈方向及び背屈方向(図1参照)に回動することができる。図1及び図2に示すように、この回転軸7は制御手段50によって制御されているが、この点については後述する。
The rotating
図2に示すように、一対のアーム部3の他端部には、患者の足部を保持する保持プレート部4がそれぞれ連結されている。従って、保持プレート部4は、一対のアーム部3と共に底屈方向及び背屈方向(図1参照)に回動することができる。この一対のアーム部3に支持された保持プレート部4は、一対のアーム部3に直接連結された外枠プレート10と、外枠プレート10に回転可能に取り付けられた中心軸11と、中心軸11と一体に内返し方向及び外返し方向(図2参照)に回動することができ、外枠プレート10の枠内に設けられた、患者の足部を直接保持する回動プレート12とを備えている。中心軸11は、回動プレート12の中心位置において回転軸7に対して直交する方向に伸びており、回動プレート12は、この中心軸11を中心にして内返し方向及び外返し方向に回動することができる(図3参照)。また、回動プレート12には、患者の足部を該回動プレート12に固定保持するための足部固定部13が設けられており、この足部固定部13によって、患者の足部を回動プレート12に容易に固定させることができる。足部の固定は、足関節の底背屈回転中心位置が回転軸7と略一致するように行う。これによって、駆動モータ9の駆動力による底屈方向及び背屈方向の足関節の訓練動作を可能とする。
As shown in FIG. 2, holding
回動プレート12には、この回動プレート12を、内返し方向及び外返し方向における所望の位置(角度)で固定する固定手段(図示しない)を設けることができる。この固定手段によって、例えば、関節拘縮を生じている患者が底屈・背屈動作訓練を行う際に生じる苦痛が小さくなる位置に、固定手段によって回動プレート12を位置固定させることができ、関節拘縮を生じている患者は、苦痛を感じることなく、底屈・背屈動作訓練を行うことが可能となる。なお、固定手段は、ネジ等適宜の手段で構成することができる。
The rotating
また、回動プレート12は、分割されていてもよい。例えば、図4に示すように、足尖部14と踵部15とに二つに分割されていてもよい。この場合、足尖部14及び踵部15は、互いに独立して中心軸11を中心にして内返し方向及び外返し方向に回動することができる。
Moreover, the
また、図5に示すように、アーム部3と外枠プレート10とが一体に形成することができる。より具体的に説明すると、このアーム部3’は、中心軸11の軸線方向において横断面がコ字状に形成されており、一対の右アーム3aと左アーム3bとが水平アーム3cで連結されている。水平アーム3cは、中心軸11の軸線方向に対して直交する方向に伸びている。水平アーム3cの内面側(図5において右側)の中心位置に中心軸11が取り付けられており、内返し方向及び外返し方向に回動することができるように、この中心軸11に回動プレート12が回動可能に取り付けられている。従って、図5に示す構成にすれば、図1及び図2に示す構成よりもより簡単にすることができる。
Moreover, as shown in FIG. 5, the
次に、本発明の特徴部分である制御手段について説明する。前述のように、回転軸7は制御手段50によって制御されている。図1及び図2に示すように、制御手段50は、図示しない制御用コンピュータ、スイッチ部(動作開始スイッチや動作停止スイッチ、非常停止スイッチ等)、表示部(パネル等)、入力部等で構成されている。入力部では、患者の属性データ(あるいは患者の個人情報データ)、動作パターン、動作範囲、動作速度、繰り返し回数等の訓練動作パラメータなどを入力することができるようになっている。動作範囲については、入力部を用いた入力に加えて、患者の足部を保持した状態かつ制御を行わず回転軸7に対して自由に回動する状態にある保持プレート部4を操作者が動かし、動作範囲を直接教示する方法をとることもできる。また、入力された種々のデータ(情報)は、表示部で表示することができるようになっている。
Next, the control means that is a characteristic part of the present invention will be described. As described above, the
操作者は、入力部において、訓練動作パラメータを入力する際、もしくは患者の足部を保持した状態かつ制御を行わず回転軸7に対して自由に回動する状態にある保持プレート部4を操作者が動かし、動作範囲を直接教示する際、患者の足関節可動範囲の背屈方向の上限位置(角度)あるいは底屈方向の上限位置(角度)を設定(入力)する(設定ステップ)。足関節可動範囲は、訓練時における患者の足関節可動範囲である。また、操作者は、この入力の際、後述する可動範囲拡大動作ステップにおける背屈動作あるいは底屈動作の可動範囲(角度)を任意に設定することができると共に、後述する動作停止ステップにおける停止時間を任意に設定することができる。
The operator operates the holding
図6には、背屈動作の訓練を示している。図6において、θ1は訓練時(利用時)における患者の足関節可動範囲内での適当な位置(角度)を示し、θ2は訓練時(利用時)における患者の足関節可動範囲の背屈方向の上限位置(角度)を示している。上述のようにして、訓練動作パラメータを入力(設定)後、操作者は、動作開始スイッチ(図示せず)を押して訓練を開始し、操作者が設定した速度でt2−t1の時間、背屈動作を行う。その後、訓練時(利用時)における患者の足関節可動範囲の背屈方向の上限位置(角度)、すなわち角度θ2で、操作者によって設定された停止時間だけ動作を停止する(動作停止ステップ)。この停止時間の間、ストレッチを行うことができる。 FIG. 6 shows training for dorsiflexion movement. In FIG. 6, θ 1 indicates an appropriate position (angle) within the range of movement of the ankle of the patient during training (when using), and θ 2 represents the back of the range of movement of the ankle of the patient during training (when using). The upper limit position (angle) in the bending direction is shown. As described above, after inputting (setting) the training operation parameter, the operator presses an operation start switch (not shown) to start training, and at a speed set by the operator, the time t 2 −t 1 , Do dorsiflexion. Thereafter, at the upper limit position (angle) of the dorsiflexion direction of the patient's ankle movement range during training (when using), that is, at the angle θ 2 , the operation is stopped for the stop time set by the operator (operation stop step). . Stretching can be performed during this stop time.
停止時間経過後(動作停止ステップ後)、足関節可動範囲の背屈方向の上限位置(角度θ2)よりも更に背屈方向へ背屈動作を行う(可動範囲拡大動作ステップ)。より具体的に述べると、操作者によって設定された可動範囲拡大動作ステップにおける背屈動作の可動範囲(角度θ3)まで、t4−t3の時間、背屈動作を行う。設定位置(角度θ3)の位置に達した後、開始時の位置θ1まで背屈方向とは逆方向の底屈方向に動作する。 After the stop time has elapsed (after the operation stop step), the dorsiflexion operation is further performed in the dorsiflexion direction than the upper limit position (angle θ 2 ) of the ankle joint movable range (movable range expansion operation step). More specifically, the dorsiflexion operation is performed for a time period t 4 -t 3 until the movable range (angle θ 3 ) of the dorsiflexion operation in the movable range expansion operation step set by the operator. After reaching the position of the set position (angle θ 3 ), it operates in the bottom bending direction opposite to the dorsiflexion direction until the starting position θ 1 .
動作停止ステップは、複数設定することが可能である。図7には、動作停止ステップを2回行うように設定した場合のグラフを示している。また、図6及び図7に示す一連の動作は、予め設定された回数あるいは時間繰り返して行うことが可能である。また、図8に示すような従来技術における動作も行うことが可能である。また、図1に示すように、患者は、制御手段50に接続された非常用停止スイッチ51を押すことにより動作を停止させることができる。また、回転軸7に設けられトルクセンサ(図示せず)によって、予め設定された値以上のトルクが加わった場合には動作を停止することができるようになっている。また、動作停止スイッチ(図示せず)を用いて動作を停止することができる。
A plurality of operation stop steps can be set. FIG. 7 shows a graph when the operation stop step is set to be performed twice. Further, the series of operations shown in FIGS. 6 and 7 can be repeated a preset number of times or time. Further, it is possible to perform the operation in the prior art as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 1, the patient can stop the operation by pressing an
本発明は病院、介護施設、公共施設、一般家庭における機能訓練等に使用可能であり、患者の身体状況に合わせて仰臥位または座位のいずれかの姿勢で訓練が可能である。 The present invention can be used for functional training in hospitals, nursing homes, public facilities, and general households, and can be trained in either a supine position or a sitting position according to the physical condition of the patient.
1 他動運動装置
2 基盤部
3 アーム部
3’ アーム部
3a 右アーム
3b 左アーム
3c 水平アーム
4 保持プレート部
5 基盤
6 支柱
7 回転軸
8 下腿保持部
9 駆動モータ
10 外枠プレート
11 中心軸
12 回動プレート
13 足部固定部
14 足尖部
15 踵部
30 足
DESCRIPTION OF
Claims (3)
入力部を有する制御手段と、
駆動源によって正逆回転すると共に前記制御手段によって制御される回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持する一対の支柱と、
前記回転軸に支持され前記回転軸と一体に底屈方向及び背屈方向に回動することができるアーム部と、
前記アーム部に連結された、患者の足部を保持する保持プレートとを備え、
前記制御手段は、足関節可動範囲の背屈方向の上限位置あるいは底屈方向の上限位置で前記動作を予め設定された時間だけ停止させ、この停止時間経過後に、足関節可動範囲の背屈方向の上限位置よりも更に背屈方向へ背屈動作を行う、あるいは、足関節可動範囲の底屈方向の上限位置よりも更に底屈方向へ底屈動作を行うように前記回転軸を制御することを特徴とする他動運動装置。 In the passive motion device that performs the plantar flexion motion and dorsiflexion motion of the ankle joint,
Control means having an input unit;
A rotating shaft that rotates forward and backward by a drive source and controlled by the control means;
A pair of support columns rotatably supporting the rotating shaft;
An arm portion supported by the rotating shaft and capable of rotating in a bottom bending direction and a dorsiflexion direction integrally with the rotating shaft;
A holding plate connected to the arm portion and holding a patient's foot,
The control means stops the operation for a preset time at the upper limit position in the dorsiflexion direction or the upper limit position in the plantar flexion direction of the ankle joint movable range, and after the lapse of the stop time, the dorsiflexion direction of the ankle joint movable range The rotation axis is controlled so that the dorsiflexion operation is further performed in the dorsiflexion direction than the upper limit position of the heel, or the bottom flexion operation is further performed in the dorsiflexion direction than the upper limit position in the sole flexion direction of the ankle movable range. A passive motion device characterized by
前記停止時間経過後の、足関節可動範囲の背屈方向の上限位置よりも更に背屈方向への背屈動作あるいは足関節可動範囲の底屈方向の上限位置よりも更に底屈方向への底屈動作の可動範囲は、操作者によって任意に設定することができることを特徴とする他動運動装置。 The passive motion apparatus according to claim 1 ,
After the stop time elapses, the dorsiflexion action in the dorsiflexion direction further than the upper limit position in the dorsiflexion direction of the ankle joint movable range or the bottom in the sole flexion direction further than the upper limit position in the sole flexion direction of the ankle joint movable range A passive motion apparatus characterized in that the movable range of the bending motion can be arbitrarily set by an operator .
前記停止時間は、操作者によって任意に設定することができることを特徴とする他動運動装置。 In the passive movement apparatus of Claim 1 or 2 ,
The passive motion apparatus , wherein the stop time can be arbitrarily set by an operator .
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