JP5086194B2 - リハビリテーション支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、手指が麻痺等している訓練者が専門の機関や自宅で容易にリハビリテーション運動を行うために使用するリハビリテーション支援装置に関する。

脳梗塞や脳出血等の脳疾患により脳機能が損なわれたり、交通事故等で人体に大きな衝撃が加わることにより脊髄や他の部位が損傷したりする場合がある。このような場合、半身不随等となり、手指が麻痺する場合もある。
手指が麻痺した場合、手指を正常に動かすことができるように、リハビリテーション運動を行う必要が生じる。リハビリテーション運動を行わないと、手指の麻痺が回復しないどころか、麻痺硬直が進行する危険性もある。
また、手指が麻痺した場合、麻痺が発生した時点からその部位の硬直（拘縮）が進行する。硬直が進行するとリハビリテーション運動中に痛みが自覚できなくなるために二次的な損傷を受けることもありえる。そのため、硬直を未然に防ぐことが早期回復につながる。

このような現状に鑑み、手指のリハビリテーション運動を行うためのリハビリテーション支援装置が種々開発されている（例えば下記特許文献１，２参照）。

しかし、特許文献１，２に記載のリハビリテーション支援装置は、訓練者の意思と関係なく自動的に手指を動かすものである。つまり、麻痺した手指の関節を強制的に屈曲及び伸展させるものであり、訓練者の意思に応じてリハビリテーション運動をさせているわけではない。そのため、訓練者は、自分が行っているリハビリテーション運動をあまり意識せずにリハビリテーション運動を行うこととなる。一般にリハビリテーション運動を行う場合、関節を単純に（自動的に）動かすだけでは十分なリハビリテーション効果を得ることができない。つまり、（訓練者自身の意思に応じて）訓練者自身が積極的に関節を動かそうとする意識がない場合（自身が行っているリハビリテーション運動を意識しない場合）、リハビリテーション運動の効果は小さくなる。

また、特許文献１，２に記載のリハビリテーション支援装置は、五本の指を同時に屈曲・伸展させるものであり、個々の手指を個別に動かして、独立した運動を行わせることはできない。そのため、一部の手指のみ重点的にリハビリテーション運動を行いたいとき等でも、リハビリテーション運動を行う必要のない手指まで動かさなければならない。リハビリテーション運動を行う必要のない手指まで動かすことで、訓練者の意識が分散し、効率的なリハビリテーション運動を行うための障害となる。
特に人間の手指は複雑且つ精細な動きをするため、五本の手指を同時に伸展・屈曲させるだけでは、ある程度の回復しか望めないことがある。

上記現状に鑑み開発されたリハビリテーション支援装置として、下記特許文献３に記載の装置を挙げることができる。
特許文献３に記載のリハビリテーション支援装置は、手指を伸展・屈曲させるためのアクチュエータが各手指の外側に設けられており、訓練者の音声に基づいて当該アクチュエータを動作させる装置である。つまり、訓練者の音声（訓練者の意思）に基づき、手指の伸展・屈曲を行わせることができる。そのため、高いリハビリテーション効果を得ることができる。
しかし、特許文献３に記載のリハビリテーション支援装置では、手指を伸展させるためのアクチュエータと、手指を屈曲させるためのアクチュエータを夫々の関節ごとに設ける必要があり、部品点数が多くなり、構成が複雑となる。

特開平１０−３３６０４号公報 特開２００２−９５７１１号公報 特開２００４−３２９４９０号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、訓練者の意思に応じて、個々の手指を個別に動かすことで、高いリハビリテーション効果を得ることができる、簡単な構成のリハビリテーション支援装置を提供することを解決課題とする。

請求項１に係る発明は、訓練者に手指のリハビリテーション運動を行わせるためのリハビリテーション支援装置であって、前記訓練者の音声を入力するための音声入力手段と、前記訓練者の手指にリハビリテーション運動を行わせる手指運動手段と、前記リハビリテーション運動を制御する制御手段を有し、前記手指運動手段が、五本の手指のうち少なくとも二本の手指を個別に固定する手指固定部と、該手指固定部夫々を個別に各手指長さ方向の前後に動かすモータを有し、前記制御手段が、前記音声入力手段に入力された音声に基づき、前記モータを制御し前記手指固定部を夫々個別に動作させることを特徴とするリハビリテーション支援装置に関する。

請求項２に係る発明は、前記訓練者が行うリハビリテーション運動を予め設定する設定手段を有することを特徴とする請求項１記載のリハビリテーション支援装置に関する。

請求項３に係る発明は、前記設定手段が、前記手指固定部の移動範囲及び／又は前記手指固定部の移動速度を設定するためのものであることを特徴とする請求項２記載のリハビリテーション支援装置に関する。

請求項４に係る発明は、前記手指固定部の位置を検知するためのセンサを有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のリハビリテーション支援装置に関する。

請求項５に係る発明は、前記音声入力手段が指向性マイクであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のリハビリテーション支援装置に関する。

請求項６に係る発明は、前記訓練者の手を置くための手置き台を有し、該手置き台と前記手指固定部の間に、曲げ伸ばし可能な補助ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のリハビリテーション支援装置に関する。

請求項７に係る発明は、前記音声入力手段を用いずに、前記設定手段で定めた設定に基づいて自動的に前記手指運動手段を動かす機能を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のリハビリテーション支援装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、訓練者に手指のリハビリテーション運動を行わせるためのリハビリテーション支援装置であって、前記訓練者の音声を入力するための音声入力手段と、前記訓練者の手指にリハビリテーション運動を行わせる手指運動手段と、前記リハビリテーション運動を制御する制御手段を有し、前記手指運動手段が、五本の手指のうち少なくとも二本の手指を個別に固定する手指固定部と、該手指固定部夫々を個別に各手指長さ方向の前後に動かすモータを有し、前記制御手段が、前記音声入力手段に入力された音声に基づき、前記モータを制御し前記手指固定部を夫々個別に動作させることにより、訓練者の意思に応じて、個々の手指を個別に動かすことができる。それにより、高いリハビリテーション効果を得ることができる。また、訓練者は、自身が行っているリハビリテーション運動を強く意識することができるので、神経系統や脳機能の回復の効果も得ることができる。
また、モータは、各手指固定部を手指長さ方向の前後に動かすだけでよいため、個々の関節ごとにアクチュエータ等を設ける必要がなく、構成を簡単にすることができる。

請求項２に係る発明によれば、前記訓練者が行うリハビリテーション運動を予め設定する設定手段を有することにより、訓練者の手指の麻痺の状況等に応じたリハビリテーション運動を行わせることができる。

請求項３に係る発明によれば、前記設定手段が、前記手指固定部の移動範囲及び／又は前記手指固定部の移動速度を設定するためのものであることにより、訓練者の手指の麻痺の状況に応じ安全を考慮したリハビリテーション運動を行わせることができる。

請求項４に係る発明によれば、前記手指固定部の位置を検知するためのセンサを有することにより、リハビリテーション運動を開始する際の手指の位置（手指固定部の位置）を検知することができる。それにより、予め設定した移動範囲をこえて手指が移動することを防ぐことができ、訓練者は過度な負担を加えられることなく、リハビリテーション支援装置を安心して使用することができる。

請求項５に係る発明によれば、前記音声入力手段が指向性マイクであることにより、訓練者の音声以外の音を認識し、装置が誤動作することを防ぐことができる。

請求項６に係る発明によれば、前記訓練者の手を置くための手置き台を有し、該手置き台と前記手指固定部の間に、曲げ伸ばし可能な補助ガイドが設けられていることにより、補助ガイドが手指の動きに追従して曲げ伸ばしされるので、手指を自然な状態で伸展・屈曲させることができる。そのため、手指の変形を防ぐことができる。

請求項７に係る発明によれば、前記音声入力手段を用いずに、前記設定手段で定めた設定に基づいて自動的に前記手指運動手段を動かす機能を有することにより、訓練者に連続的なリハビリテーション運動を行わせることができる。このようなリハビリテーション運動は、訓練者の麻痺が発生した直後に行う硬直（拘縮）防止運動に適している。つまり、請求項７の機能を有することにより、硬直（拘縮）防止運動を訓練者に負担なく安心して長時間行わせることができる。
そして、回復の状況に応じて、音声入力手段を用いた神経系統や脳機能の回復のためのリハビリテーション運動に、順次移行することができる。

以下、本発明に係るリハビリテーション支援装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は下記実施形態により何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の第一実施形態に係るリハビリテーション支援装置（１００）の構成を示す構成図である。
図２は、リハビリテーション運動の設定を行う際の入力画面の一例を示す図である。
図３は、リハビリテーション支援装置（１００）の手指運動手段（３）を示す斜視図である。
図４（ａ）は、リハビリテーション支援装置（１００）の手指運動手段（３）の内部構造を示す構造図であり、図３の（イ）方向からみた図（平面図）である。なお、図４（ｂ）は図４（ａ）の（ホ）の部分を示す説明図である。
図５は、リハビリテーション支援装置（１００）の手指運動手段（３）の内部構造を示す構造図であり、図３の（ロ）方向からみた図（正面図）である。
図６は、リハビリテーション支援装置（１００）の動作を説明するための説明図であり、手指（Ｆ）が屈曲した状態を示す図である。
図７は、リハビリテーション支援装置（１００）の動作を説明するための説明図であり、手指（Ｆ）が伸展した状態を示す図である。
図８は、補助ガイド（５）を説明するための説明図であり、図８（ａ）が補助ガイド（５）の接続状態を示す図、図８（ｂ）が取付具（５３）を前方から見た図である。
図９は、補助ガイド（５）の他の実施形態を示した図であり、図９（ａ）が補助ガイド（５）の接続状態を示す図、図９（ｂ）が補助ガイド（５）のみを示した図である。

まず、図１を用いて、リハビリテーション支援装置（１００）全体について説明する。なお、下記説明では、適宜図１以外の図も用いる。
図１に示すように、リハビリテーション支援装置（１００）は設定手段（１）、音声入力手段（２）、手指運動手段（３）、制御手段（４）を有する。
そして、手指運動手段（３）は、訓練者の親指を除く四本の手指（Ｆ）を個別に固定する手指固定部（３１）を有しており、手指固定部（３１）に固定した四本の手指（Ｆ）を個別に動かすことで、手指（Ｆ）のリハビリテーション運動を行う（図３〜７参照）。

設定手段（１）は、訓練者がどのようなリハビリテーション運動を行うかを設定するための手段である。
設定手段（１）としてはパーソナルコンピュータ等を用いることができ、図２で示すようなパーソナルコンピュータの入力画面を用いてリハビリテーション運動の設定を行うことができる。設定手段（１）に入力される情報としては、手指固定部（３１）（手指（Ｆ））の移動範囲（リハビリテーション運動を開始する際の手指（Ｆ）の位置（スタート位置）やストローク）や移動速度等を挙げることができる。そして、入力された設定に基づいて、訓練者にリハビリテーション運動を行わせる。
設定手段（１）を設けることにより、訓練者の麻痺の状況等に応じて無理のない移動範囲及び移動速度等を設定することで、安全を考慮したリハビリテーション運動を行うことができる。また、四個の手指固定部（３１）夫々についてリハビリテーション運動の設定を個別に行うことにより、より適切なリハビリテーション運動を行うことができる。また、リハビリテーション運動の設定は適宜変更することができるので、訓練者の回復状況に応じて、移動範囲を広げたり、移動速度を速くしたりすることもできる。
また、設定手段（１）により、訓練者の音声登録も行うことが好ましい。これにより、訓練者の音声のみを識別し、訓練者の音声以外の音ではリハビリテーション支援装置（１００）が動作しないようにすることができる。そのため、訓練者の音声以外の音を認識して誤作動を起こすことを防ぐことができる。

音声入力手段（２）は、訓練者の音声を入力するための手段であり、マイク等が用いられる。
音声入力手段（２）としては指向性マイクが好ましい。指向性マイクを用いることにより、訓練者の音声以外の音（周囲の雑音や訓練者でない人の音声等）を訓練者の音声と誤認して認識することを防ぐことができる。それにより、リハビリテーション支援装置（１００）の誤作動を防ぐことができる。
音声入力手段（２）に入力する音声としては、訓練者が動かしたい手指（Ｆ）や運動の種類（例えば伸展又は屈曲）等を挙げることができる。例えば、訓練者が人差し指を伸展（又は屈曲）させたい場合は、「人差し指・伸ばす（又は曲げる）」という声を発し、入力すればよい。
また、リハビリテーション支援装置（１００）は、音声入力手段（２）を用いて訓練者の音声に応じたリハビリテーション運動を訓練者に行わせるものであるが、音声入力手段（２）を用いずに訓練者の意思を伝える別の装置（例えば、スィッチ等）を設け、訓練者の意志で起動させ、手指（Ｆ）を予め設定手段（１）で定めた設定に基づいて自動的に伸展・屈曲させる機能を有するようにしてもよい。これにより、脳機能障害のため音声をうまく発することのできない訓練者でもリハビリテーション支援装置（１００）を利用することができる。
また、音声を入力する必要がないため、訓練者に連続的なリハビリテーション運動を長時間行わせることができる。連続的なリハビリテーション運動は、訓練者の麻痺が発生した直後等に行う硬直（拘縮）防止のための運動等に適している。つまり、リハビリテーション支援装置（１００）が訓練者に連続的なリハビリテーション運動を行わせることができることにより、硬直（拘縮）防止運動を訓練者に負担なく安心して長時間行わせることができる。

手指運動手段（３）は、手指固定部（３１）を動かすことで、訓練者の手指（Ｆ）を動かし、訓練者にリハビリテーション運動を行わせるための手段である。
手指運動手段（３）に設けられた手指固定部（３１）は、訓練者の四本の手指（Ｆ）を個別に固定するためのものである。そして、手指固定部（３１）に固定した四本の手指（Ｆ）を個別に動かすことができる。四本の手指（Ｆ）を個別に動かすことができるため、リハビリテーション運動を行わせたい手指（Ｆ）のみを動かすことができ、リハビリテーション効果を高めることができる。
手指運動手段（３）については、後に詳細に説明する。

制御手段（４）は、設定手段（１）により予め設定された情報及び音声入力手段（２）に入力された音声に基づいて、手指運動手段（３）の動作を制御するための手段である。
具体的には、音声入力手段（２）に入力された音声を電気信号に変換し、訓練者が所望する運動を認識する。そして、訓練者が所望する運動を訓練者に行わせるため、設定手段（１）により予め設定された情報に基づいて手指運動手段（３）を動作させる。音声入力手段（２）を用いることにより、訓練者に、自身が所望するリハビリテーション運動を行わせることができる。それにより、訓練者は、自身が行っているリハビリテーション運動をより強く意識することができるので、リハビリテーション効果を高めることができる。また、自身が行っているリハビリテーション運動を強く意識することができるので、神経系統や脳機能の回復の効果も得ることができる。
なお、音声の認識には既存の音声認識システムを用いればよい。

次いで、手指運動手段（３）について、図３〜７を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明において、図４〜７の左側を前方とし、図４〜７の右側を後方とする。そして、各手指長さ方向とは、リハビリテーション支援装置（１００）では前後方向を指す。また、上方向（又は下方向）とは、図５〜７における上方向（又は下方向）を指す。

手指運動手段（３）は、訓練者の手指（Ｆ）を動かすことで、リハビリテーション運動を行わせるための手段であり、手指固定部（３１）、モータ（３２）、センサ（３３）等を有する。そして、モータ（３２）及びセンサ（３３）は制御手段（４）に接続されている（図示せず）。
なお、モータ（３２）、センサ（３３）等は筐体（Ｃ）に収納されており、手指固定部（３１）が筐体（Ｃ）から突出した形となっている。また、筐体（Ｃ）の上には、訓練者の腕（Ａ）を置くための腕置き台（Ｃ１）と、訓練者の手（Ｈ）を置くための手置き台（Ｃ２）が設けられている。なお、ここで手（Ｈ）とは、手首から指先までの範囲のうち、手指（Ｆ）以外の範囲を指す。

手指固定部（３１）は、四本の手指（Ｆ）を夫々個別に固定するためのものである。訓練者は図５の矢印（ハ）方向に手指（Ｆ）を動かすことで手指固定部（３１）に手指（Ｆ）を挿入し、固定する。手指固定部（３１）の一例は、図４（ｂ）に示す如く、手指保持部（３１１）と手指固定用バンド（３１２）よりなる。手指保持部（３１１）は凹部（３１１ａ）を有し、凹部（３１１ａ）に手指（Ｆ）を保持する。手指固定用バンド（３１２）は手指保持部（３１１）で保持した手指（Ｆ）を固定する。具体的には、手指固定用バンド（３１２）は面ファスナで脱着可能に接合した二本のバンドからなり、面ファスナによる接合範囲を調整することにより、手指保持部（３１１）で保持した手指（Ｆ）を固定することができる。面ファスナを用いることにより、手指固定用バンド（３１２）による手指（Ｆ）の固定を容易に調整することができる等、利便性の面で好ましい。また、手指保持部（３１１）はシリコンなどの成型型取のできる材料で手指（Ｆ）の形に形成し、手指（Ｆ）を固定してもよい。
また、腕（Ａ）も腕固定用バンド（Ｃ１１）で固定しておくことが好ましい。それにより、リハビリテーション運動中も腕（Ａ）を確実に固定し、手指（Ｆ）のみを動かすことができるからである。なお、腕（Ａ）を固定するための腕固定用バンド（Ｃ１１）も、面ファスナ等で容易に取り外しできるようにすることが、利便性の面で好ましい。
また、腕置き台（Ｃ１）や手置き台（Ｃ２）は、腕（Ａ）や手（Ｈ）の形に変形することができるよう、内部にゲル状物質を封入したものとしてもよい。これにより、より安定させて腕（Ａ）や手（Ｈ）を固定することができ、快適性を高めることができる。

モータ（３２）は、手指固定部（３１）夫々に対して一個ずつ、計四個設けられており、手指固定部（３１）夫々を個別に動かすリニアモータである。
具体的には、四個の手指固定部（３１）と四個のモータ（３２）が夫々接続部（３４）で接続されており、モータ（３２）が接続部（３４）を前後方向（手指長さ方向の前後方向）に動かすことで、手指固定部（３１）を動かす。モータ（３２）としてはステッピングモータ等を使用することができる。

接続部（３４）は、シャフト（３４１）、ブッシュ（３４２）、ナックルジョイント（３４３）が連続して接続されてなる。そして、ナックルジョイント（３４３）が手指固定部（３１）と接続されている。ナックルジョイント（３４３）は、ピン軸（Ｐ）を中心に、手指固定部（３１）側が上下方向（図５矢印（ニ）方向）に動く。ナックルジョイント（３４３）の手指固定部（３１）側が上下方向（図５矢印（ニ）方向）に動くことにより、手指固定部（３１）も上下方向（図５矢印（ニ）方向）に動くこととなる。

また、手指固定部（３１）と手置き台（Ｃ２）の間には曲げ伸ばし可能な補助ガイド（５）が設けられている。補助ガイド（５）は、手指固定部（３１）と手置き台（Ｃ２）の間に位置する各手指（Ｆ）を支持するためのである。なお、本実施形態では複数のピースが連なって形成されたケーブルキャリアを用いている。各ピース同士の接続は、ピースに設けられた接続孔（５１）に固定ピンを挿通することで行う。
補助ガイド（５）は曲げ伸ばし可能であるため、手指の伸展・屈曲に追従して動く。
補助ガイド（５）を有することにより、手指（Ｆ）の関節に無理な力がかからず、手指（Ｆ）を自然に伸展・屈曲させることができる。それにより、手指（Ｆ）の変形を防止することができる。

補助ガイド（５）では図８で示すように、ナックルジョイント（３４３）のピン軸（Ｐ）より手指固定部（３１）側に設けられた楕円形の取付孔（５２ａ）により最前方のピースが固定される。具体的には、補助ガイド（５）の最前方のピースの接続孔（５１ａ）と取付孔（５２ａ）を重ね合わせ、固定ピンを挿通し、最前方のピースを固定する。
また、補助ガイド（５）の最後方のピースは、手置き台（Ｃ２）の下側に設けられた一対の取付具（５３）に固定される。取付具（５３）は、図８（ｂ）に示すように、補助ガイド（５）の最後方のピースを狭持する幅に設けられている。また、一対の取付具（５３）夫々には楕円形の取付孔（５２ｂ）が設けられている。そして、一対の取付具（５３）の取付孔（５２ｂ）と最後方のピースの接続孔（５１ｂ）を重ね合わせ、固定ピンを挿通することで、最後方のピースを固定する。
このとき、接続孔（５１ａ，５１ｂ）と重ね合わせる取付孔（５２ａ，５２ｂ）は楕円形であるため、接続孔（５１ａ，５１ｂ）の位置（最前方及び最後方のピースの固定する位置）を、訓練者の手指（Ｆ）の長さにあわせて変更することができる。
なお、図示の都合上、ケーブルキャリアを露出した状態で示しているが、実際はケーブルキャリアに手指（Ｆ）が挟まれないよう、ケーブルキャリアをチューブ等の内部に入れる等して、ケーブルチューブを覆っている。

また、補助ガイド（５）としては、図９（ａ）に示すように、曲げ伸ばし可能な板であってもよい。このような補助ガイド（５）（以下、板（５）と称す）には、図９（ｂ）で示すように、前方に凹部（５４）が設けられ、前方端部には固定ピンを挿通するための接続孔（５５）が設けられている。そして、凹部（５４）にナックルジョイント（３４）を狭持させ、ナックルジョイント（３４）の取付孔（５２ａ）と接続孔（５４）を重ね合わせ、固定ピンを挿通し、板（５）を固定する。
また、補助ガイド（５）後方には切り込み（５６）が設けられている。そして、手置き台（Ｃ２）の下側に設けられた固定板（５７）を切り込み（５６）に差し込み、固定板（５７）における板（５）の下側を固定ピンで留めることで、板（５）の後方を固定する。
補助ガイド（５）の具体的な動作については手指運動手段（３）の動作とともに後述する。

以下、図６，７を用いて、手指運動手段（３）の動作について説明する。
手指運動手段（３）は、図６の状態から図７の状態に動くことにより手指（Ｆ）を伸展させ、図７の状態から図６の状態に動くことにより手指（Ｆ）を屈曲させる。そして、手指（Ｆ）の伸展・屈曲の動作を繰り返すことにより、手指（Ｆ）のリハビリテーション運動を行う。

まず、手指（Ｆ）を伸展させる動作（図６の状態から図７の状態に動く動作）について説明する。
手指（Ｆ）を伸展させるためには、モータ（３２）を正作動させる。それにより、シャフト（３４１）（接続部（３４））が前方に動く。そして、図７に示すように、接続部（３４）が前方に動くに従って、手指固定部（３１）も前方に押される。しかし、腕（Ａ）が固定されているため、手指固定部（３１）が前方へ動く距離には限界がある。そのため、ナックルジョイント（３４３）の手指固定部（３１）側がピン軸（Ｐ）を中心に上方向に動き、手指固定部（３１）も上方向に動く。それにより、指の関節が伸展した状態となる。
また、このとき補助ガイド（５）は手指（Ｆ）の伸展に追従して直線状に伸びる。
次いで、手指（Ｆ）を屈曲させる動作（図７の状態から図６の状態に動く動作）について説明する。
手指（Ｆ）を屈曲させるためには、モータ（３２）を逆作動させる。それにより、シャフト（３４１）（接続部（３４））が後方に動く。そして、図６に示すように、接続部（３４）が後方に動くに従って、手指固定部（３１）も後方に動く。このとき、腕（Ａ）が固定されているため、手指（Ｆ）には指先が下方向に向くような力がかかる。それに伴い、ナックルジョイント（３４３）の手指固定部（３１）側もピン軸（Ｐ）を中心に下方向に動き、手指（Ｆ）が屈曲した状態となる。
また、補助ガイド（５）は手指（Ｆ）の屈曲に追従して曲がる。具体的には、補助ガイド（５）が上方に盛り上がった形状となる。そのため、手指（Ｆ）の第二関節付近が補助ガイド（５）によって下側から押されることとなる。そのため、手指（Ｆ）を自然な状態で屈曲させることができ、手指（Ｆ）の変形を防ぐことができる。

センサ（３３）は、接続部（３４）の位置を検知することにより、接続部（３４）に接続された手指固定部（３１）の位置を検知するためのものである。
センサ（３３）としては、フォトセンサを挙げることができる。
図１０はセンサ（３３）（フォトセンサ）を示す図であり、発光素子（３３１）と受光素子（３３２）が対向して設けられている。そして、発光素子（３３１）は受光素子（３３２）へ向けて光を発している。一方、接続部（３４）の後方には、接続部（３４）の位置を検知するためのセンサドグ（３３３）が接続部（３４）と一体となって設けられている。そしてセンサドグ（３３３）は、接続部（３４）が前後移動するのに伴い、接続部（３４）と同じく前後移動する。
図１０に示すセンサ（３３）は、発光素子（３３１）と受光素子（３３２）の間にセンサドグ（３３３）が通過して光を遮ったときに、センサドグ（３３３）が発光素子（３３１）と受光素子（３３２）の間にあることを検知するためのものである。センサドグ（３３３）の位置を検知することにより、接続部（３４）等を介してセンサドグ（３３３）と接続されている手指固定部（３１）の位置も検知することができる。そして、センサ（３３）で得られた手指固定部（３１）の位置情報を制御部（４）に送る。モータ（３２）としてステッピングモータを用いた場合、接続部（３４）の移動範囲（位置）をある程度制御することはできるが、センサ（３３）を有することにより、接続部（３４）の移動範囲をより正確に制御することができる。具体的には、センサ（３３）により、リハビリテーション運動を開始する際の手指（Ｆ）の位置（スタート位置）を検知する。それにより、予め設定した移動範囲をこえて手指（Ｆ）（接続部（３４）や接続部（３４）に接続されている手指固定部（３１））が移動することを防ぐことができ、訓練者は過度な負担を加えられることなく安心して使用することができる。
なお、モータ（３２）として、物体の位置をより確実に制御することができるサーボモータを用いることにより、センサ（３３）を有さない構造にすることもできる。

次いで、リハビリテーション支援装置（１００）の使用方法（動作方法）について説明する。
図１１は、リハビリテーション支援装置（１００）の動作の工程を示すフロー図である。
まず、設定手段（１）に、訓練者が行うリハビリテーション運動の設定を手指（Ｆ）ごとに入力する（工程１）。具体的には、手指（Ｆ）の移動範囲や移動速度等を入力する。また、訓練者の音声を登録することもできる。

そして、訓練者は、手指固定部（３１）に手指（Ｆ）を固定し、腕置き台（Ｃ１）に腕（Ａ）を、手置き台（Ｃ２）に手（Ｈ）を置く（工程２）。
このとき、腕（Ａ）を固定用バンドで固定しておくことが好ましい。これにより、リハビリテーション運動中も腕（Ａ）を確実に固定し、手指（Ｆ）のみを動かすことができる。

手指（Ｆ）を手指固定部（３１）に固定した後、訓練者は、音声入力手段（２）に自分が行いたいリハビリテーション運動に応じて、音声を入力する（工程３）。
そして、制御部（４）が入力した音声に応じて手指運動手段（３）を動かして、訓練者の手指（Ｆ）を動かす（工程４）。例えば、音声入力手段に「人差し指・伸ばす」と入力した場合、当該音声を認識し、人差し指が挿入されている手指固定部（３１）に接続されている接続部（３４）のみを前方へと動かす。それにより、手指固定部（３１）のうち、人差し指が固定された手指固定部（３１）のみを動かし、人差し指を伸展させることができる。つまり、訓練者は人差し指を個別にリハビリテーション運動させることができる。
このように、訓練者の音声に応じたリハビリテーション運動を行わせることにより、訓練者が所望するリハビリテーション運動を行わせることができる。それにより、訓練者は、自身が行っているリハビリテーション運動をより強く意識することができるので、リハビリテーション効果を高めることができる。また、自身が行っているリハビリテーション運動を強く意識することができるので、神経系統や脳機能の回復の効果も得ることができる。
なお、訓練者の麻痺が発生した直後は、音声入力手段（２）を用いずに行う、硬直（拘縮）防止のためのリハビリテーション運動を行い、回復が進んできたら、硬直（拘縮）防止のための運動から、音声入力手段を用いた神経系統や脳機能の回復のための運動に、順次移行してもよい。

次いで、本発明の第二実施形態に係るリハビリテーション支援装置（２００）について説明する。
リハビリテーション支援装置（２００）は、訓練者の右手の五本の手指（Ｆ）についてリハビリテーション運動を行うためのものである。
リハビリテーション支援装置（２００）は、リハビリテーション支援装置（１００）と手指運動手段（３）のみが異なるため、手指動作手段（３）のみ説明する。なお、リハビリテーション支援装置（１００）と同じ構成には同じ番号を付している。

図１２は、リハビリテーション支援装置（２００）の手指運動手段（３）を示す斜視図である。
図１３は、リハビリテーション支援装置（２００）の手指運動手段（３）の内部構造を示す構造図であり、図１２の（ヘ）方向からみた図（平面図）である。

図１２，１３に示す如く、リハビリテーション支援装置（２００）は、手指運動部（３１）が五個設けられており、親指を含む五本の手指（Ｆ）を挿入・固定して、リハビリテーション運動を行わせることができる。

リハビリテーション支援装置（２００）の手指運動手段（３）において、親指を除く四本の手指（Ｆ）を動かすための手指固定部（３１）、モータ（３２）、センサ（３３）、接続部（３４）は、リハビリテーション支援装置（１００）と同様に設けられている。そして、リハビリテーション支援装置（１００）の構成に加えて、親指を動かすための手指固定部（３１）、モータ（３２）、センサ（３３）、接続部（３４）がさらに設けられている。なお、親指を動かすための手指固定部（３１）、モータ（３２）、センサ（３３）、接続部（３４）において、手指（親指）長さ方向の前後とは図１３における上下方向を指す。
以下、親指を動かすための手指固定部（３１）、モータ（３２）、センサ（３３）、接続部（３４）を手指固定部（３１ａ）、モータ（３２ａ）、センサ（３３ａ）、接続部（３４ａ）と称す。

接続部（３４ａ）が、他の接続部（３４）と図１３において直交するように、且つ他の接続部（３４）の上側に存在する。また、手指固定部（３１ａ）が筐体（Ｃ）の側面から突出して設けられている。そして、手指固定部（３１ａ）がピン軸（Ｐ）を中心に図１３の上下に動くことにより、親指を第三関節で上下運動させ、伸展・屈曲させる。手指固定部（３１ａ）については、親指が挿入しやすい角度で設ければよい。

なお、モータ（３２ａ）及びセンサ（３３ａ）は、他のモータ（３２）及びセンサ（３３）と同様に制御部（４）に接続されており、音声入力手段（２）に入力された音声に基づいて動作することはいうまでもない。
また、左手の親指についてリハビリテーション運動を行いたい場合は、手指固定部（３１ａ）とモータ（３２ａ）の位置が逆になるように設ければよい。

また、リハビリテーション支援装置（１００，２００）では、一台のコンピュータに設定手段（１）と制御手段（４）の機能を持たせてもよいし、設定手段（１）と制御手段（４）を手指運動手段（３）に内蔵するように設けてもよい。
また、リハビリテーション支援装置（１００，２００）では、設定手段（１）を設けたが、設定手段（１）を設けずに、音声入力手段（２）により全ての情報をその都度入力するようにしてもよい。
さらに、リハビリテーション支援装置（１００，２００）では、四個（又は五個）の手指固定部（３１）を設けることにより、四本（又は五本）の手指（Ｆ）を個別に固定できるようにしているが、本発明の手指固定部（３１）は、五本の手指（Ｆ）のうち少なくとも二本の手指（Ｆ）を個別に固定できればよい。

本発明に係るリハビリテーション支援装置は、半身不随等により、手指が麻痺した訓練者の硬直（拘縮）を防ぐ早期のリハビリテーション運動や脳神経や他の部位の神経系統を修復し運動機能を回復させるためのリハビリテーション運動等を自宅などで継続して行う際に有効である。

本発明の第一実施形態に係るリハビリテーション支援装置の構成を示す構成図である。 リハビリテーション運動の設定を行う際の入力画面の一例を示す図である。 第一実施形態に係る手指運動手段を示す斜視図である。 手指運動手段の内部構造を示す構造図である。 手指運動手段の内部構造を示す構造図である。 本発明の第一実施形態に係るリハビリテーション支援装置の動作を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係るリハビリテーション支援装置の動作を説明するための説明図である。 補助ガイドを説明するための説明図である。 補助ガイドの他の実施形態を示した図である。 フォトセンサを示す図である。 リハビリテーション支援装置の動作の工程を示すフロー図である。 本発明の第二実施形態に係る手指運動手段を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る手指運動手段を示す構造図である。

符号の説明

１ 設定手段
２ 音声入力手段
３ 手指運動手段
３１ 手指固定部
３２ モータ
３３ センサ
３４ 接続部
４ 制御手段
５ 補助ガイド
１００ リハビリテーション支援装置
Ｃ２ 手置き台
Ｆ 手指
Ｈ 手

Claims (7)

1. 訓練者に手指のリハビリテーション運動を行わせるためのリハビリテーション支援装置であって、
   前記訓練者の音声を入力するための音声入力手段と、
   前記訓練者の手指にリハビリテーション運動を行わせる手指運動手段と、
   前記リハビリテーション運動を制御する制御手段を有し、
   前記手指運動手段が、
   五本の手指のうち少なくとも二本の手指を個別に固定する手指固定部と、
   該手指固定部夫々を個別に各手指長さ方向の前後に動かすモータを有し、
   前記制御手段が、
   前記音声入力手段に入力された音声に基づき、前記モータを制御し前記手指固定部を夫々個別に動作させることを特徴とするリハビリテーション支援装置。
2. 前記訓練者が行うリハビリテーション運動を予め設定する設定手段を有することを特徴とする請求項１記載のリハビリテーション支援装置。
3. 前記設定手段が、前記手指固定部の移動範囲及び／又は前記手指固定部の移動速度を設定するためのものであることを特徴とする請求項２記載のリハビリテーション支援装置。
4. 前記手指固定部の位置を検知するためのセンサを有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のリハビリテーション支援装置。
5. 前記音声入力手段が指向性マイクであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のリハビリテーション支援装置。
6. 前記訓練者の手を置くための手置き台を有し、
   該手置き台と前記手指固定部の間に、曲げ伸ばし可能な補助ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のリハビリテーション支援装置。
7. 前記音声入力手段を用いずに、前記設定手段で定めた設定に基づいて自動的に前記手指運動手段を動かす機能を有することを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のリハビリテーション支援装置。

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