JP6765654B2 - Rehabilitation device and control method - Google Patents
Rehabilitation device and control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6765654B2 JP6765654B2 JP2016163074A JP2016163074A JP6765654B2 JP 6765654 B2 JP6765654 B2 JP 6765654B2 JP 2016163074 A JP2016163074 A JP 2016163074A JP 2016163074 A JP2016163074 A JP 2016163074A JP 6765654 B2 JP6765654 B2 JP 6765654B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- patient
- image
- unit
- paralyzed
- spectral intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、リハビリテーション装置、及び制御方法に関する。
The present invention, rehabilitation device, and a control method.
従来、脳卒中等の後遺症で身体の一部の運動機能が麻痺した患者に対し、理学療法士らによる日常生活動作を回復させるための訓練(以下、リハビリテーションとも称する。)が行われている。
脳卒中は脳内の血管が出血し或いは閉塞し、脳内の血管に流れる血液により脳の神経細胞に供給される酸素や栄養が絶たれ、脳の神経細胞が障害(以下、神経細胞の障害という。)を受ける病気である。脳卒中により脳の一部の領域の神経細胞(例えば手指の運動指令を出す運動野の神経細胞)に障害を受けた患者は、その神経細胞がつかさどっていた身体の一部(例えば、手指)への運動指令を出すことができなくなる。このため、身体の一部を動かすことができず、機能障害として身体の一部の運動機能が麻痺した状態となる。
一方、このように身体の一部の運動機能が麻痺した場合であっても、その身体の一部について反復運動を行い、また、外部からその身体の一部に刺激を繰り返すことにより、運動機能が回復することが経験的に知られている。これは、脳活動の下に身体運動が繰り返されることで、障害を受けた神経細胞の代わりに、別の神経細胞から運動指令を出すことができるようになった、すなわち、運動指令を伝達する神経細胞の経路(以下、運動経路という。)の再構築がなされたためと考えられている。この考えに基づき、脳からの運動指令の下に身体運動を行う、動作補助装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に示す装置にあっては、麻痺のある身体の一部から神経伝達信号あるいは筋電位信号が検出された場合に、麻痺のある身体の一部を、外力を用いて動かし身体運動を行わせる。
Conventionally, physiotherapists have conducted training (hereinafter, also referred to as rehabilitation) for patients whose motor function of a part of the body is paralyzed due to sequelae such as stroke to restore activities of daily living.
In a stroke, blood vessels in the brain bleed or block, and the blood flowing through the blood vessels in the brain cuts off oxygen and nutrients supplied to nerve cells in the brain, causing damage to nerve cells in the brain (hereinafter referred to as nerve cell damage). .) It is a disease to receive. A patient whose nerve cells in a part of the brain (for example, nerve cells in the motor cortex that issue motor commands for fingers) are damaged by a stroke go to the part of the body (for example, fingers) that the nerve cells control. It becomes impossible to issue the movement command of. Therefore, a part of the body cannot be moved, and the motor function of a part of the body is paralyzed as a dysfunction.
On the other hand, even when the motor function of a part of the body is paralyzed in this way, the motor function is performed by repeatedly exercising the part of the body and repeatedly stimulating the part of the body from the outside. Is empirically known to recover. This is because repeated physical movements under brain activity have made it possible for another nerve cell to issue a movement command in place of the damaged nerve cell, that is, to transmit the movement command. It is believed that this is due to the reconstruction of the nerve cell pathway (hereinafter referred to as the motor pathway). Based on this idea, a motion assisting device that performs physical exercise under an exercise command from the brain is known (for example, Patent Document 1). In the device shown in
しかしながら、特許文献1に示す装置にあっては、患者の身体の一部から神経伝達信号等の検出がなされることを前提としている。このため、神経伝達信号等の検出がなされない、すなわち患者の身体の一部を動かそうと言う意思による運動指令が運動経路をうまく伝わらない場合においては、適用することが困難である。
However, the device shown in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、運動しようとする意思による運動指令が運動経路を伝達することが困難な患者であっても、運動指令を伝達させる運動経路を確立する訓練を行うことができるリハビリテーション装置、及び制御方法を提供する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to exercise to transmit an exercise command even in a patient who has difficulty in transmitting an exercise command by an intention to exercise. Provided are a rehabilitation device capable of performing training to establish a route , and a control method.
上述した課題を解決するために、本発明の一態様にかかるリハビリテーション装置は、身体の一部の運動機能が麻痺した患者の日常生活動作を回復させるためのリハビリテーション装置であって、前記患者の視覚に対して提示を行う提示部と、外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動部と、前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御部と、を備え、前記提示部は、前記麻痺部と同一な部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、前記制御部は、前記駆動部に前記アシスト動作を
させるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合に前記駆動部に前記アシスト動作をさせ、前記患者の過去のリハビリテーションにおいて設定した前記判定しきい値、および前記判定しきい値に対し前記駆動部に前記アシスト動作をさせたか否かの情報である訓練状況情報を記憶部に記録させ、前記訓練状況情報に基づいて今回の訓練において設定する前記判定しきい値を決定する。
In order to solve the above-mentioned problems, the rehabilitation device according to one aspect of the present invention is a rehabilitation device for recovering activities of daily living of a patient whose motor function of a part of the body is paralyzed, and is a visual of the patient. A presenting unit that presents to the patient, a driving unit that assists the movement of the paralyzed part that is a part of the patient's paralyzed body by using an external force, and the driving unit based on the patient's brain wave. The unit is provided with a control unit that causes the assist operation, and the presenting unit presents an image including the target portion that is the same site as the paralyzed portion and is at least stationary. The control unit determines whether or not to cause the drive unit to perform the assist operation based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave of the patient, and determines whether or not the drive unit performs the assist operation, and the determination corresponding to the spectral intensity. When the spectral intensity changes with reference to the threshold value and the spectral intensity after the change is equal to or less than the determination threshold value, the driving unit is made to perform the assist operation, which is set in the past rehabilitation of the patient. The determination threshold value and the training status information, which is information on whether or not the drive unit is made to perform the assist operation with respect to the determination threshold value, are recorded in the storage unit, and this time based on the training status information. The determination threshold set in the training is determined .
上述した課題を解決するために、本発明の一態様にかかるリハビリテーション装置は、身体の一部の運動機能が麻痺した患者の日常生活動作を回復させるためのリハビリテーション装置であって、前記患者の視覚に対して提示を行う提示部と、外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動部と、前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御部と、を備え、前記提示部は、前記麻痺部と同一な部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、静止した状態の前記対象部位が予め定めた時刻である動作起点時刻に動き始める様子を示す動画像を提示し、前記制御部は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合であって、かつその変化が前記動作起点時刻の前の所定時間内に発生した場合に、前記駆動部に前記アシスト動作をさせる。
本発明の一態様にかかる制御方法は、身体の一部の運動機能が麻痺した患者の日常生活動作を回復させるためのリハビリテーション装置の制御方法であって、前記患者の視覚に対して提示を行う提示工程と、駆動部が外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動工程と、前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御工程と、を備え、前記提示工程は、前記麻痺部と同一の部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、静止した状態の前記対象部位が予め定めた時刻である動作起点時刻に動き始める様子を示す動画像を提示し、前記制御工程は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合であって、かつその変化が前記動作起点時刻の前の所定時間内に発生した場合に、前記駆動部に前記アシスト動作をさせる。
In order to solve the above-mentioned problems, the rehabilitation device according to one aspect of the present invention is a rehabilitation device for recovering the daily life movement of a patient whose motor function of a part of the body is paralyzed, and is the visual aspect of the patient. A presenting unit that presents to the patient, a driving unit that assists the movement of the paralyzed part that is a part of the paralyzed body of the patient by using an external force, and the driving unit based on the brain wave of the patient. The unit is provided with a control unit that causes the assist operation, and the presenting unit presents an image including the target portion that is the same site as the paralyzed portion and is at least stationary, and is stationary. A moving image showing how the target part in the state of being in the state starts to move at the operation start time, which is a predetermined time, is presented, and the control unit determines whether or not the drive unit performs the assist operation on the brain wave of the patient. Judgment is made based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the above, and the spectral intensity changes based on the determination threshold value corresponding to the spectral intensity, and the spectral intensity after the change is obtained. Is equal to or less than the determination threshold value, and when the change occurs within a predetermined time before the operation start time, the drive unit is made to perform the assist operation.
The control method according to one aspect of the present invention is a control method of a rehabilitation device for recovering activities of daily living of a patient whose motor function of a part of the body is paralyzed, and is presented to the visual aspect of the patient. The presenting step, the driving step of assisting the driving unit to move the paralyzed part which is a part of the paralyzed body of the patient by using an external force, and the driving unit of the driving unit based on the brain wave of the patient. The presenting step includes a control step of causing an assist operation, and the presenting step presents an image including the target part which is the same part as the paralyzed part and is at least stationary, and is in a stationary state. A moving image showing how the target part starts to move at a motion start time, which is a predetermined time, is presented, and the control step constitutes a brain wave of the patient as to whether or not to cause the drive unit to perform the assist motion. Judgment is made based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal, the spectral intensity changes based on the determination threshold value corresponding to the spectral intensity, and the spectral intensity after the change is the determination. When the value is equal to or less than the threshold value and the change occurs within a predetermined time before the operation start time, the drive unit is made to perform the assist operation.
上述した課題を解決するために、本発明にかかるリハビリテーション装置の制御方法は、身体の一部の運動機能が麻痺した患者の日常生活動作を回復させるためのリハビリテーション方法であって、前記患者の視覚に対して提示を行う提示工程と、外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動工程と、前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御工程と、を備え、前記提示工程は、前記麻痺部と同一の部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、前記制御工程は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを判定する判定項目に前記脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合に前記駆動部に前記アシスト動作をさせ、前記患者の過去のリハビリテーションにおいて設定した前記判定しきい値、および前記判定しきい値に対し前記駆動部に前記アシスト動作をさせたか否かの情報である訓練状況情報を記憶部に記録させ、前記訓練状況情報に基づいて今回の訓練において設定する前記判定しきい値を決定する。 In order to solve the above-mentioned problems, the control method of the rehabilitation device according to the present invention is a rehabilitation method for recovering the activities of daily living of a patient whose motor function of a part of the body is paralyzed, and is the visual aspect of the patient. A presentation step of presenting to the patient, an assisting action of assisting the movement of the paralyzed part which is a part of the paralyzed body of the patient by using an external force, and the driving based on the brain wave of the patient. The presenting step includes a control step of causing the unit to perform the assist operation, and the presenting step presents an image including the target part which is the same part as the paralyzed part and at least in a stationary state. In the control step, a determination item for determining whether or not to cause the drive unit to perform the assist operation is determined based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave, and the spectral intensity is determined. When the spectral intensity changes based on the corresponding determination threshold value and the spectral intensity after the change is equal to or less than the determination threshold value, the driving unit is made to perform the assist operation in the past of the patient. The determination threshold value set in the rehabilitation and the training status information which is information on whether or not the driving unit is made to perform the assist operation with respect to the determination threshold value are recorded in the storage unit, and based on the training status information. The determination threshold value to be set in this training is determined.
以上説明したように、この発明によれば、運動しようとする意思による運動指令が運動経路を伝達することが困難な患者であっても、運動指令を伝達させる運動経路を確立する訓練を行うことができる。 As described above, according to the present invention, even in a patient in which it is difficult to transmit an exercise command by an intention to exercise, training for establishing an exercise path for transmitting the exercise command is performed. Can be done.
以下、本発明の実施形態によるリハビリテーション装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, the rehabilitation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<用語の定義>
以下の説明では、運動機能が麻痺した身体の一部のことを「麻痺部」とする。
また、静止画像と動画像を総称して「画像」とする。
また、麻痺部と同一の部位のことを「対象部位」とする。
また、静止した状態の対象部位を含む画像を観察し、麻痺部を動かすことを想起することを「運動想起」とする。
また、静止した状態の対象部位が動く動画像を観察し、その体験や記憶を有する患者が、再度その静止した状態の対象部位を含む画像を観察し、麻痺部を動かすことを想起することを「運動観察想起」とする。
また、脳活動の下に運動指令を伝達する神経細胞の経路のことを「運動経路」とする。
また、麻痺部を動かすことを想起することにより、脳から出された運動指令が運動経路を伝達することを「運動指令が伝達する」とする。
また、外力を用いた麻痺部を動かす動作の補助を「アシスト」とする。
また、噛みしめた時に歯と歯の間にかかる圧力のことを「咀嚼圧」とする。
また、脳波の時系列データをフーリエ変換あるいはウェーブレット変換することで、脳波に含まれる周波数帯域を解析したデータを「スペクトル」とし、スペクトルにおける所定の周波数帯域(例えば、8〜13[Hz(ヘルツ)])における信号成分の大きさを「スペクトル強度」とする。
<Definition of terms>
In the following description, a part of the body whose motor function is paralyzed is referred to as a "paralyzed part".
In addition, still images and moving images are collectively referred to as "images".
In addition, the same site as the paralyzed site is referred to as the "target site".
In addition, observing an image including the target part in a stationary state and recalling the movement of the paralyzed portion is referred to as "movement recall".
In addition, it is reminded that the patient who has the experience and memory observes the moving image of the target part in the stationary state and observes the image including the target part in the stationary state again to move the paralyzed part. Let's call it "exercise observation recall".
In addition, the pathway of nerve cells that transmit motor commands under brain activity is referred to as the "motor pathway."
In addition, by recalling the movement of the paralyzed part, it is said that the movement command issued from the brain transmits the movement path as "the movement command transmits".
In addition, assisting the movement of the paralyzed part using an external force is referred to as "assist".
In addition, the pressure applied between the teeth when they are bitten is called "chewing pressure".
Further, by Fourier transforming or wavelet transforming the time series data of the brain wave, the data obtained by analyzing the frequency band included in the brain wave is defined as a "spectrum", and a predetermined frequency band in the spectrum (for example, 8 to 13 [Hz (hertz)). ]), Let the magnitude of the signal component be "spectral intensity".
<第1の実施形態>
図1は、本実施形態によるリハビリテーション装置の構成のイメージを示すイメージ図である。
本実施形態によるリハビリテーション装置の駆動部3は、麻痺部に装着して用いられる。図1の例では、麻痺部は左側の手指である。
被訓練者1(患者)の頭部に、脳波信号(以下、脳波とも称する。)を取得する脳波電極22が取付けられる。なお、図1の例では、計測部2に、被訓練者1の口腔に取付けられている咀嚼センサ21が接続されているが、本実施形態では用いない。咀嚼センサ21を用いた訓練については、第2の実施形態で説明する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an image diagram showing an image of the configuration of the rehabilitation apparatus according to the present embodiment.
The
An
被訓練者1が視認できる場所に、提示部4が設置される。
提示部4は、静止した状態の対象部位、すなわち静止した状態の健常な左手、を含む画像を表示する。静止した状態の対象部位を含む画像とは、少なくとも対象部位が含まれる画像であって、その対象部位が静止した状態であればよく、静止画像であっても、動画像を一時停止したものであっても、対象部位が静止した状態が継続して表示される動画像であってもよい。
このとき、提示部4は、上述した対象部位の静止画像とは異なる画像として、被訓練者1に対して運動想起を促すことが可能な画像に表示してもよい。ここでいう運動想起を促すことが可能な画像とは、何らかの物体が静止した状態又は動く状態を示す画像であって、その表示された物体に対して被訓練者1が触れようとする運動想起を促すことが可能な画像である。より具体的には、物体が例えばボールである場合、被訓練者1に対し、このボールを掴もうとする運動想起を促すことが可能である。また、このボールが一方から他方に向かって動く状態を示す動画像である場合、被訓練者1に対し、このボールの移動を停止させる(あるいはボールを受け取る)ような運動想起を促すことが可能である。また例えば、物体が子猫であって被訓練者1が猫に興味がある場合、被訓練者1に対して、子猫に触れようとする(撫でようとする)運動想起を促すことが可能である。
そして、提示部4に表示された画像を被訓練者1に視認させ、麻痺部を動かすことを想起するように被訓練者1を促す。
制御部5は、上記画像を視認させる前後の脳波を継続的に取得し、時間の経過に伴う脳波のスペクトル強度に基づいて、駆動部3のアシスト動作を制御する。制御部5は、駆動部3に、アシスト動作をさせるか否かを被訓練者1の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定する。
制御部5は、判定結果が、所定の周波数帯域のスペクトル強度が予め定めた閾値以下であると判定した場合、駆動部3に、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をした旨の通知をすることで、アシスト動作をさせる。
駆動部3は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をした旨の通知を制御部5から受けた場合に、麻痺部に対してアシスト動作をする。例えば、駆動部3は、外力を用いて、麻痺部である左手を握ったり開いたりするような手の動作を行わせる。
このとき、制御部5は、提示部4に動画像を表示させる。この動画像は、提示部4がすでに表示している対象部位が、静止した状態から動く状態に切り替わる動画像であって、駆動部3のアシスト動作により動かされる被訓練者1の左手の動きと同様の動きを示す動画像である。
また、このとき、制御部5は、提示部4に表示させる動画像が示す左手の動きと、駆動部3が行うアシスト動作の動きとを、同期させることが好ましい。これにより、視覚による刺激と動作による刺激とを連動し、効果的なリハビリテーションが可能となる。
The
The
At this time, the
Then, the
The
When the
When the
At this time, the
Further, at this time, it is preferable that the
なお、上述した提示部4に表示させる画像は、動画像を一時停止して対象部位が静止した状態で表示させた後に、この動画像の一時停止を解除して対象部位が静止した状態から動く状態に切り替わる動画像であってもよいし、対象部位の静止画像を表示した後に対象部位が動く動画像に切替えて表示するものであってもよい。
The image to be displayed on the
操作インターフェース部8は、リハビリテーション装置を用いた訓練プログラムの実施状況に関する情報を出力する。また、操作インターフェース部8は、訓練プログラムの実施にあたり必要となる情報の入力を受け付ける。
操作インターフェース部8に出力される訓練プログラムの実施状況に関する情報は、被訓練者1によって視認されてもよいし、被訓練者1に訓練を実施させる者によって視認されてもよい。
また、訓練プログラムの実施にあたり必要となる情報の入力は、被訓練者1によって行われてもよいし、訓練を実施させる者によって行われてもよい。
なお、この操作インターフェース部8の入力を受け付ける機能が、提示部4に設けられている場合には、操作インターフェース部8を設けなくてもよい。
The
The information regarding the implementation status of the training program output to the
Further, the input of the information necessary for the implementation of the training program may be performed by the
If the
このように、本実施形態においては、対象部位が静止している状態を示す画像を提示部4に表示し、この画像を被訓練者1に視認させることにより、被訓練者1の運動想起を促し易くすることができる。
一般に、脳は表示された画像に現実味(リアリティ)があるほど、自身が実際に体を動かしているかのような錯覚を起こしやすい。提示部4に被訓練者1の麻痺部である左手が静止した状態の画像を表示させ、それを被訓練者1が視認し、自身の手であるような錯覚を起こせば、静止した状態の対象部位の画像を視認しないで左手を動かそうとする場合よりも、運動指令が伝達しやすくなる。
As described above, in the present embodiment, an image showing a state in which the target portion is stationary is displayed on the
In general, the more realistic the displayed image is, the more likely it is that the brain will have the illusion that it is actually moving. If the presenting
また、制御部5は、麻痺部の動作に対し駆動部3によってアシスト動作をさせるとともに、提示部4に表示していた対象部位の画像を、静止した状態から動く状態に切り替えて表示することで、被訓練者1の脳に運動感覚のフィードバックのみならず、視覚のフィードバックを与えることができる。
運動指令の伝達に基づいて、麻痺部の運動と運動の状態の視認とを被訓練者1に対して繰り返し行なわせることで、運動経路の再構築が進み、その運動経路が強固に確立されることが期待できる。
Further, the
By having the
また、提示部4は、静止した状態の対象部位と共に対象部位とは異なるボール等の物体が示されている画像を表示することが好ましい。静止した状態の対象部位のみが示されている画像を視認する場合より、被訓練者1の左手を動かそうとする意思が強まり、運動指令が伝達しやすくなる場合がある。
Further, it is preferable that the presenting
このように、本実施形態にかかるリハビリテーション装置を用いることで、被訓練者1の麻痺部に対する運動指令が伝達しやすくなり、運動経路の再構築が進み、その運動経路が強固に確立されることが期待できる。特に、手指は、脚部や腕部に比べて繊細な動きが求められる。そのため麻痺部が手指である場合、効果的なリハビリテーションを行なうことは、麻痺部が脚部や腕部である場合に比べて困難である。本実施形態にかかるリハビリテーション装置を用いることで、麻痺部が手指であったとしても、運動機能を回復させることが期待できる。
In this way, by using the rehabilitation device according to the present embodiment, it becomes easier to transmit the exercise command to the paralyzed part of the
また、操作インターフェース部8が訓練の状況を表示することより、被訓練者1が自分で訓練の状況を確認しながら訓練を行うことが可能となり、訓練を加速させることが期待できる。
Further, since the
次に、図2および図3を用いて、本実施形態におけるリハビリテーション装置の構成を説明する。
図2は、本実施形態におけるリハビリテーション装置の機能を表すブロック図である。図3は、脳波を構成する信号の所定の周波数帯域におけるスペクトル強度の時間の経過に伴う変化の一例を示す図である。
Next, the configuration of the rehabilitation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a block diagram showing the functions of the rehabilitation device according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an example of a change in spectral intensity over time in a predetermined frequency band of signals constituting an electroencephalogram.
図2に示される本実施形態のリハビリテーション装置は、計測部2、駆動部3、提示部4、制御部5、記憶部6、および操作インターフェース部8が、データを交換するための共通の経路であるバス10を介して接続される。例えば、制御部5は、データ通知先(例えば、計測部2)のアドレスを付した送信データをバス10に送信することにより、図示しない送信回路により、データ通知先である計測部2に送信データが送信され、制御部5と計測部2の間で情報が伝達される。
In the rehabilitation device of the present embodiment shown in FIG. 2, the
計測部2は、脳波計20と咀嚼センサ21を含んで構成される。脳波計20は、頭部に接触される脳波電極が外部に接続されており、脳波に対応した脳波信号を、この脳波電極を介して取得することで、脳波を計測する。この脳波の計測方法は特に限定されるものではなく、例えば、非接触型の脳波センサや磁気センサを用いて脳波を計測するようにしてもよい。なお、図2には、咀嚼圧を計測する咀嚼センサ21が示されているが、咀嚼センサ21は後述する他の実施形態で用いるため、本実施形態では説明しない。
The measuring
また、脳波計20は、脳波信号に基づいて所定の周波数帯域のスペクトル強度を得て、
その得られたスペクトル強度を制御部5に通知する。
Further, the
The
脳波電極は、リハビリテーションを簡易かつ積極的に行う観点から、簡易に装着でき、かつ安全であるものが望ましい。脳波電極は、例えば、頭部に装着するキャップであって、キャップの一部に電極を設置することができるものが好適である。被訓練者1にキャップを装着させるとそのキャップに設置された電極が頭部の一部と接触する。こうすることで、脳波電極は、は、キャップを装着している被訓練者1の脳波を、その電極から検出される脳波信号として取得することができる。
From the viewpoint of performing rehabilitation easily and positively, it is desirable that the electroencephalogram electrode is easy to wear and safe. The electroencephalogram electrode is, for example, a cap to be worn on the head, and one in which the electrode can be placed on a part of the cap is preferable. When the
駆動部3は、外力を用いてアシスト動作をする。このアシスト動作が行われることにより、麻痺部を動かす動作がアシストされる。駆動部3は、制御部5からの制御に基づいて駆動する。
駆動部3は、例えば、骨格を表す棒状の部分と、関節を表す屈伸可能な部分と、関節をつなぐ筋肉を表す伸縮可能な部分とが、麻痺部の形状および機能に合わせた機構に組み合わされて構成される。駆動部3は、アシスト動作をすることができればよく、特に特定の製品等に限定せず、任意の装置を用いることができる。
The
In the
提示部4は、人の感覚に対し提示を行う。提示をする対象となる感覚は、少なくとも視覚、聴覚、嗅覚のうちいずれか1つである。ここでいう提示とは、提示対象の感覚に対して働きかけを行なうことである。
本実施形態の提示部4は、例えば表示装置であり、人の視覚に対し画像の表示を行う。この提示部4は、被訓練者1が視認できる位置に設置され、制御部5からの制御に基づき、画像を表示する。
なお、提示部4は、視覚に対する提示の他に、聴覚、嗅覚等に働きかけを行う装置、例えば、音響出力装置(スピーカ)、香炉(アロマディフューザ)等のいずれか、または両方を含んでもよい。
The
The
In addition to the visual presentation, the
制御部5は、本実施形態にかかるリハビリテーション装置の各ブロックの制御を行う。
制御部5は、脳波計20から測定結果を取得し、その測定結果に含まれたスペクトル強度に基づいて、脳波に生じる変化が、運動指令を伝達させようとした場合に生じる所定の変化であるか否かを判定する。
The
The
一般に、脳波は、例えば、0.5〜30[Hz]までの周波数の信号波が混在した信号として検出される。また、脳の運動野においては、覚醒時であって安静にしている場合には脳波を構成する周波数のうち、8〜13[Hz]の周波数帯域における信号成分が、他の周波数帯域と比較して多く検出される。そして、運動指令の伝達がなされた場合、この8〜13[Hz]の周波数帯域のスペクトル強度が一時的に低下(減少)する現象が知られている。 Generally, an electroencephalogram is detected as a signal in which signal waves having a frequency of 0.5 to 30 [Hz] are mixed, for example. Further, in the motor cortex of the brain, when the person is awake and at rest, the signal component in the frequency band of 8 to 13 [Hz] among the frequencies constituting the brain wave is compared with other frequency bands. Is often detected. Then, it is known that when the motion command is transmitted, the spectral intensity in the frequency band of 8 to 13 [Hz] temporarily decreases (decreases).
この現象を利用し、制御部5は、脳波にこの特有の変化が発生した場合、すなわち、8〜13[Hz]の周波数帯域のスペクトル強度が基準値以下となった場合に、脳波に生じる変化が、運動指令を伝達させようとした場合に生じる所定の変化であると判定する。この基準値は、予め定められる値である。
Utilizing this phenomenon, the
図3は、時間の経過に伴う脳波の変化を示すグラフである。図3のグラフは、横軸に時間軸を示し、縦軸に周波数を示し、その時刻におけるその周波数のスペクトル強度を明度(明るさ加減)で表現している。図3では、時刻4.5〜6.0[sec](秒)付近において、8〜13[Hz]の周波数帯域のスペクトル強度が低下した様子が示されている。スペクトル強度が基準値以下となった時刻は、運動指令が伝達された時刻に対応する。 FIG. 3 is a graph showing changes in brain waves with the passage of time. In the graph of FIG. 3, the time axis is shown on the horizontal axis, the frequency is shown on the vertical axis, and the spectral intensity of the frequency at that time is expressed by brightness (brightness adjustment). FIG. 3 shows a state in which the spectral intensity of the frequency band of 8 to 13 [Hz] decreases in the vicinity of time 4.5 to 6.0 [sec] (seconds). The time when the spectral intensity falls below the reference value corresponds to the time when the motion command is transmitted.
次に、図2に戻って説明する。
制御部5は、脳波に生じる変化が、運動指令を伝達させようとした場合に生じる所定の変化であると判断した場合に、駆動部3を駆動させることで、被訓練者1の麻痺部を動かす動作に対するアシスト動作をさせる。制御部5は、駆動部3にアシスト動作をさせることにより、被訓練者1に運動指令の伝達に対するフィードバックとしての運動感覚を与える。
また、制御部5は、提示部4に表示させる動画像に同期させて駆動部3にアシスト動作をさせてもよい。この場合の提示部4に表示させる動画像とは、駆動部3のアシスト動作により動かされる麻痺部の動きと同様の動きを示す動画像である。なお、動画像と駆動部3のアシスト動作とを同期させる処理については後で説明する。
Next, it returns to FIG. 2 and will be described.
When the
Further, the
制御部5は、提示部4に、静止した状態の対象部位を含む画像を表示させる。
この静止した状態の対象部位を含む画像は、被訓練者1に自身の麻痺部の動くイメージを想起し易くさせるために用いられる画像である。静止した状態の対象部位を含む画像は、例えば、拘縮や弛緩のみられない健常者の手指の静止画像、或いは被訓練者1自身の手指の静止画像である。
The
The image including the target portion in the stationary state is an image used to make it easier for the
制御部5は、被訓練者1の個々の麻痺の程度や性別等の属性に基づいて、静止した状態の対象部位を含む画像を選択する。制御部5は、好ましくは男女、および左側右側等の属性に応じてそれぞれ静止した状態の対象部位を含む画像を選択する。
また、この静止した状態の対象部位を含む画像は、撮像画像であってもよいし、CG(Computer Graphics)等を用いて作成した画像であってもよい。
The
Further, the image including the target portion in the stationary state may be an captured image or an image created by using CG (Computer Graphics) or the like.
さらに、制御部5は、所定の条件下において、提示部4に動画像を表示させる。
この動画像は、静止した状態の対象部位を含む画像に示される対象部位が動作する状態を示す動画像であって、麻痺部を動かす動作例として用いられる動画像である。
この動画像は、静止した状態の対象部位を含む画像が動画像であった場合に、その動画像再生開始からの経過時間が特定の時間における画像、例えば10秒の動画像である場合には5秒目に表示された画像であってもよいし、静止した状態の対象部位を含む画像とは異なる動画像であってもよい。
Further, the
This moving image is a moving image showing a state in which the target part shown in the image including the target part in a stationary state is operating, and is a moving image used as an operation example of moving the paralyzed part.
This moving image is an image in which the elapsed time from the start of reproduction of the moving image is an image at a specific time, for example, a moving image of 10 seconds when the image including the target part in a stationary state is a moving image. It may be an image displayed at the 5th second, or it may be a moving image different from the image including the target part in a stationary state.
制御部5は、提示部4に表示させる画像に、前記対象部位とは異なる物体を、前記対象部位とともに存在(重畳)させてもよい。
この物体とは、被訓練者1から自身の麻痺部の運動想起をより引き出すような物体であって、例えば、ボールや子猫等であって、掴むあるいは撫でる等、人間の手の動作を連想させる物体である。
The
This object is an object that draws out the motion recall of the paralyzed part from the
制御部5は、提示部4に表示させる画像に含める物体を、被訓練者1の個々の趣味や趣向に基づいて、或いは被訓練者1の訓練状況に基づいて、選択してもよい。例えば、制御部5は、物体として「ボール」を選択して提示部4によって表示したが、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定されなかった場合、「ボール」以外の物体、例えば「子猫」を提示部4に表示させる画像に含める物体として選択する。
The
制御部5は、被訓練者1に訓練プログラムを実行させるために必要な情報を、記憶部6から読み込んで取得する。また、制御部5は、被訓練者1に訓練プログラムを実行させて得られた情報を記憶部6に書き込んで記憶させる。
The
制御部5は、被訓練者1の識別情報を、記憶部6から読み込んで取得する。被訓練者1の識別情報とは、例えば、被訓練者1を識別する情報である。この識別情報を用いて、被訓練者データベースを参照することで、個々の麻痺の程度や性別等の情報、あるいは個々の趣味や趣向の情報を含む属性情報を得ることができる。この被訓練者データベースは、リハビリテーション装置内にあってもよいし、外部にあってもよい。
制御部5は、記憶部6に、被訓練者1の訓練状況情報を書き込んで記憶させる。
訓練状況情報とは、現在実施している訓練プログラムの種別、脳波判定しきい値、画像に含める物体の有無、判定結果等の情報、あるいは過去に実施した訓練プログラムの履歴等の情報である。
なお、脳波判定しきい値については、後で説明する。
The
The
The training status information is information such as the type of the training program currently being implemented, the electroencephalogram determination threshold value, the presence / absence of an object to be included in the image, the determination result, or the history of the training program implemented in the past.
The electroencephalogram determination threshold value will be described later.
また、制御部5は、記憶部6に、静止した状態の対象部位の複数の画像、対象部位が動作する状態を示す動画像、およびこれらの画像に含める物体の画像等のデータを予め書き込んで記憶部6に記憶させる。そして、制御部5は、被訓練者1の識別情報や訓練状況情報等に基づいて、提示部4に表示させる画像を選択する。
Further, the
なお、制御部5は、操作インターフェース部8に、被訓練者1の訓練の状況として、脳波の波形やスペクトル強度を、例えば時系列のグラフとして表示させてもよい。また、制御部5は、操作インターフェース部8に、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定した場合にその旨を表示させてもよい。
The
また、制御部5は、記憶部6に記憶させる被訓練者1の識別情報を、記憶部6に記憶させる代わりに或いは記憶部6に記憶させると共に、操作インターフェース部8から被訓練者1等に入力させることによって取得してもよい。
また、制御部5は、記憶部6に記憶させる被訓練者1の訓練状況を、記憶部6に記憶させる代わりに或いは記憶部6に記憶させると共に、操作インターフェース部8に表示させてもよい。
Further, the
Further, the
記憶部6は、制御部5の制御に基づいて、訓練プログラムを実行させるために必要な情報を、内部の記憶領域に記憶させる。
記憶部6は、訓練情報領域60および表示情報領域64の記憶領域を含んで構成される。
訓練情報領域60は、被訓練者1の識別情報、および被訓練者1の訓練状況情報等を記憶する記憶領域である。
表示情報領域64は、複数の静止した状態の対象部位の画像、対象部位が動作する状態を示す動画像、およびこれらの画像に含める物体の画像等、提示部4が提示する画像のデータを記憶する記憶領域である。
The
The
The training information area 60 is a storage area for storing the identification information of the
The display information area 64 stores image data of an image presented by the
操作インターフェース部8は、入力部80および出力部81を備える。入力部80は、例えば、入力装置であり、外部操作入力を受付け、制御部5にその外部操作入力が示す情報を通知する。出力部81は、例えば表示装置であり、制御部5の制御に基づき、外部に対し、訓練の状況等を示す画面を表示する。また、操作インターフェース部8として、ノート型のPC(Personal Computer)を用いる場合、PCのキーボードが入力部80に相当し、PCのディスプレイが出力部81に相当する。この場合、PC内の計算処理部(中央処理装置)に制御部5の処理をさせてもよいが、このような処理は、本発明の必須の構成要素ではないため、詳細な説明を省略する。
The
また、操作インターフェース部8として、タッチパネルを用いることが好ましい。これにより、入力装置と表示装置の機能の双方を単一のデバイスで実現できるため、スペースの省力化、低コスト化が可能となる。
また、操作インターフェース部8には、タブレット型PC、スマートフォン、ウェアラブル端末といったデバイスを用いることが好ましい。これにより、操作インターフェース部8と、制御部5と、記憶部6の機能を単一のデバイスで実現できるため、スペースの省略可、低コスト化の観点で、さらに好ましい。なお、これらのデバイスを用いる場合、提示部4の機能も含ませることができる。
Further, it is preferable to use a touch panel as the
Further, it is preferable to use a device such as a tablet PC, a smartphone, or a wearable terminal for the
図4は、リハビリテーションの内容である訓練プログラムを被訓練者1に実施させる場合のリハビリテーション装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing performed by the rehabilitation apparatus when the
訓練プログラムは、例えば、(1)運動想起プログラム、(2)運動観察想起プログラム、および(3)咀嚼プログラム、の3種類のプログラムで構成される。リハビリテーション装置は、被訓練者1の麻痺の程度や過去の訓練の実績に応じて、被訓練者1に実施させる訓練プログラムを選択する。なお、(3)咀嚼プログラムについては、後述する第2の実施形態で説明する。
The training program is composed of, for example, three types of programs: (1) exercise recall program, (2) exercise observation recall program, and (3) mastication program. The rehabilitation device selects a training program to be carried out by the
まず、上記複数の訓練プログラムのいずれかを実施させる場合の前提事項を述べる。
提示部4は、被訓練者1の麻痺部である左手と目の間に設置される。すなわち、被訓練者1から見ると、自身の左側の前腕は、提示部4の陰に隠されて、視認できなくなる。そして、被訓練者1は、自身の左側の前腕があるべき位置に、提示部4が提示する左手の画像を見ることになる。提示部4が提示する左手の画像は、左側の前腕から先の部分であり、提示部4が提示する左手の画像が、あたかも被訓練者自身の左手であるかのように表示される位置に、提示部4が配置されているものとする。
First, the prerequisites for implementing any of the above-mentioned multiple training programs will be described.
The
なお、本実施態様において麻痺部が左手である場合を一例として説明しているが、麻痺部が右手である場合も適宜調整の上、実施可能である。
また、提示部4として、頭部に装着するディスプレイ装置であるヘッドマウントディスプレイが用いられる場合、提示部4は、被訓練者1の頭部に被訓練者1の目を覆うようにして装着され、被訓練者1に対し、対象部位の画像を表示する。
In this embodiment, the case where the paralyzed part is the left hand is described as an example, but the case where the paralyzed part is the right hand can also be adjusted appropriately.
When a head-mounted display, which is a display device worn on the head, is used as the
次に、上述したリハビリテーション装置の動作について説明する。
リハビリテーション装置の動作を開始するにあたり、被訓練者1の頭部には、脳波を測定するための脳波電極が装着され、さらに、被訓練者1の麻痺部には、駆動部3が装着される。
制御部5は、訓練情報領域60内に記憶された、或いは操作インターフェース部8を介して外部から入力された、被訓練者1の識別番号取得する(ステップS1)。
Next, the operation of the above-mentioned rehabilitation device will be described.
At the start of the operation of the rehabilitation device, an electroencephalogram electrode for measuring an electroencephalogram is attached to the head of the
The
制御部5は、この被訓練者1の識別番号に関連づけて訓練情報領域60に記憶された被訓練者1の識別情報、および被訓練者1の訓練状況情報を読み出して取得する。
制御部5は、この識別情報および訓練状況情報に基づいて、被訓練者1に実施させる訓練プログラムを選択して設定する(ステップS2)。
The
The
制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報が、被訓練者1に過去の訓練履歴がなく初めて訓練プログラムを実施することを表す情報である場合、被訓練者1に実施させる訓練プログラムを、例えば、(1)運動想起プログラムに設定することが好ましい。これは、(1)運動想起プログラムが、(2)運動観察想起プログラムや(3)咀嚼プログラムと比較して麻痺の程度が軽度である被訓練者1に対して設定されているためである。
制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報に過去の訓練プログラムを実施した履歴がある場合、原則として前回実施の訓練プログラムと同じ訓練プログラムに設定する。また、制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報がある場合であって、前回訓練プログラム実施終了時以降に、実施訓練プログラムの指定がされた場合、その指定された訓練プログラムに設定する。
When the training status information of the
If the training status information of the
制御部5は、訓練情報領域60に記録された被訓練者1の訓練状況情報に基づいて、脳波判定しきい値を設定する(ステップS3)。
脳波判定しきい値は、被訓練者1から運動指令が伝達されたか否かを判定するための、しきい値である。すなわち、制御部5は、訓練プログラム実施中の被訓練者1のスペクトル強度と脳波判定しきい値を比較し、スペクトル強度が脳波判定しきい値以下となった場合に、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する。
The
The electroencephalogram determination threshold value is a threshold value for determining whether or not an exercise command has been transmitted from the
ここで、脳波判定しきい値について説明する。
脳波判定しきい値は、以下の(1)式で表されるスペクトル強度の割合Rに基づいて設定される。
Here, the electroencephalogram determination threshold value will be described.
The electroencephalogram determination threshold value is set based on the ratio R of the spectral intensity represented by the following equation (1).
R=A/S ・・・(1) R = A / S ... (1)
上記(1)式において、Aは被訓練者1の運動を想起した時における所定の周波数帯域のスペクトル強度を表し、Sは被訓練者1の安静時の所定の周波数帯域のスペクトル強度を表す。
すなわち、スペクトル強度の割合Rは、被訓練者1の所定の周波数帯域についての、安静時のスペクトル強度Sに対する運動想起時のスペクトル強度Aである。
一般に、運動想起に伴って運動指令が伝達された時に、そのスペクトル強度は低下するため、スペクトル強度の割合Rは、運動想起に伴って運動指令が伝達された時のスペクトル強度の低下の割合を示している。以後、脳波判定しきい値について説明する場合においては、脳波判定しきい値を「脳波判定しきい値Th」とも称する。
In the above equation (1), A represents the spectral intensity of a predetermined frequency band when the exercise of the
That is, the ratio R of the spectral intensity is the spectral intensity A at the time of motion recall with respect to the spectral intensity S at rest for a predetermined frequency band of the
In general, the spectral intensity decreases when the motion command is transmitted with the motion recall, so the ratio R of the spectral intensity is the rate of decrease in the spectral intensity when the motion command is transmitted with the motion recall. Shown. Hereinafter, when the electroencephalogram determination threshold value is described, the electroencephalogram determination threshold value is also referred to as “electroencephalogram determination threshold value Th”.
脳波判定しきい値Thは、このスペクトル強度の割合Rに基づいて設定され、例えば、スペクトル強度の割合Rを0.7とした場合、被訓練者1の安静時の所定の周波数帯域のスペクトル強度Sが100である場合に対し、脳波判定しきい値Th(=R×S)は70となる。この場合、運動を想起した時のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th(=70)以下になった場合に運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する。また、運動を想起した時のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th(=70)を超えた値である場合に運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしていないと判定する。
The electroencephalogram determination threshold value Th is set based on the ratio R of the spectral intensity. For example, when the ratio R of the spectral intensity is 0.7, the spectral intensity of a predetermined frequency band at rest of the
ここで、一般に、運動想起に伴って運動指令が伝達された時に、そのスペクトル強度は低下することが知られているが、この低下するスペクトル強度の割合Rは、健常者、麻痺を持つ患者にかかわらず、個人差がある。このため、運動命令があった場合に、安静時に対してどの程度、所定の周波数帯域のスペクトル強度が低下するかは、被訓練者1の安静時の所定の周波数帯域のスペクトル強度を基準とすることが望ましい。
Here, it is generally known that the spectral intensity decreases when an exercise command is transmitted in association with exercise recall, but the ratio R of the decreased spectral intensity is given to healthy subjects and patients with paralysis. Regardless, there are individual differences. Therefore, how much the spectral intensity of the predetermined frequency band decreases with respect to the resting time when there is an exercise command is based on the spectral intensity of the predetermined frequency band at resting of the
制御部5は、予め被訓練者1の安静時のスペクトル強度Sを計測しておき、このスペクトル強度Sを基準として、スペクトル強度の割合Rに基づいて、脳波判定しきい値Thを設定する。
制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報がない場合、すなわち被訓練者1に過去の訓練履歴がなく初めて訓練を行わせる場合、被訓練者1に実施させる訓練プログラムの脳波判定しきい値Thを、予め定めた割合、例えば、スペクトル強度の割合R(=0.7)に対応させ、脳波判定しきい値Th(=0.7×S)に設定する。
The
The
なお、脳波判定しきい値を設定する場合、以下の(2)式で表されるスペクトル強度の減衰率R´に基づいて設定しても良い。 When setting the electroencephalogram determination threshold value, it may be set based on the attenuation factor R'of the spectral intensity represented by the following equation (2).
R´=(S−A)/S ・・・(2) R'= (SA) / S ... (2)
上記(2)式において、A、Sはそれぞれスペクトル強度の割合Rの(1)式と同様であり、すなわち、スペクトル強度の減衰率R´は安静時のスペクトル強度Sに対する運動想起時のスペクトル強度Aの減衰率である。したがってR´=1−Rの関係が成り立つ。 In the above equation (2), A and S are the same as the equation (1) of the ratio R of the spectral intensities, that is, the attenuation rate R'of the spectral intensity is the spectral intensity at rest with respect to the spectral intensity S at rest. It is the attenuation rate of A. Therefore, the relationship of R'= 1-R is established.
スペクトル強度の減衰率R´に基づいて脳波判定しきい値Th´を設定する場合、減衰率R´を0.3とすると、被訓練者1の安静時の所定の周波数帯域のスペクトル強度Sが100である場合に対し、脳波判定しきい値Th´は30(=R´×S)となる。この場合、運動を想起した時のスペクトル強度の減衰が脳波判定しきい値Th´(=30)以上になった場合に運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する。また、運動を想起した時のスペクトル強度の減衰が脳波判定しきい値Th´(=30)未満である場合に運動想起に伴い運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしていないと判定する。
When the brain wave determination threshold value Th'is set based on the attenuation factor R'of the spectral intensity, if the attenuation factor R'is 0.3, the spectral intensity S of the predetermined frequency band at rest of the
制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報がある場合、原則として前回実施の訓練プログラムと同じ脳波判定しきい値Thに設定する。また、制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報がある場合であって、前回訓練プログラム実施終了時以降に、脳波判定しきい値の指定がされた場合、その指定された訓練プログラムに設定する。
When there is training status information of the
また、制御部5は、目標を設定する(ステップS3)。
制御部5が設定する目標とは、例えば、設定した訓練プログラムにおいて、連続して5回以上、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたものと制御部5に判定されること等である。
Further, the
The goal set by the
制御部5は、設定した訓練プログラムを被訓練者1に実施させる(ステップS4〜S6)。各訓練プログラムが実施する内容については、後で説明する。
The
制御部5は、訓練プログラムが完了した場合、訓練プログラムの実施結果を訓練情報領域60の訓練状況情報に書き込んで記憶させる(ステップS7)。
制御部5は、訓練プログラムを実施した結果として、訓練プログラムの種別、脳波判定しきい値Th、画像に含める物体の有無、判定結果、目標の達成等の情報等を訓練情報領域60に記憶させる。
When the training program is completed, the
As a result of executing the training program, the
制御部5は、訓練プログラム開始時に設定した目標が達成された場合、次回訓練プログラム実施時に設定すべき脳波判定しきい値Thを指定する。
次回訓練プログラム実施時に設定すべき脳波判定しきい値Thは、今回訓練プログラム開始時に設定した値よりも割合Rが小さい値である。すなわち、脳波判定しきい値Thは、安静時のスペクトル強度Sに対し、より低下した値とする。
例えば、制御部5は、今回の訓練プログラム開始時に脳波判定しきい値Thを0.7×Sに設定し、訓練目標を達成した場合、次回訓練プログラム実施時に脳波判定しきい値Thを0.6×Sに指定する。
When the target set at the start of the training program is achieved, the
The electroencephalogram determination threshold value Th, which should be set when the next training program is executed, is a value whose ratio R is smaller than the value set at the start of the training program this time. That is, the electroencephalogram determination threshold value Th is set to a value that is lower than the spectral intensity S at rest.
For example, the
制御部5は、訓練プログラム開始時に設定した目標が達成された場合であって、次回の訓練プログラム実施時に設定すべき脳波判定しきい値Thがない場合、次回実行すべき訓練プログラムを指定する。この場合、制御部5は、例えば、複数の訓練プログラムのうち麻痺の程度がより軽い場合を対象にした訓練プログラムを選択する。
制御部5は、次回実行すべき訓練プログラムがない、例えば、複数の訓練プログラムのうち麻痺の程度が最も軽い場合を対象にした訓練プログラムについて設定目標が達成された場合、次回実行すべきプログラムとして同一の訓練プログラムのプログラムを指定してもよいし、画像を変更(後述のステップS12)したうえで再度、同一の訓練のプログラムを指定してもよい。
The
The
麻痺の程度が最も軽い場合を対象にした訓練プログラムの設定目標を達成した場合であっても、本実施形態のリハビリテーション装置は、駆動部3により麻痺部をアシストしているため健常者と同等に日常生活動作が回復したとは限らない。このため、被訓練者1に過度な負荷が生じない範囲で訓練プログラムを継続させることが望ましい。
Even when the setting target of the training program for the case where the degree of paralysis is the lightest is achieved, the rehabilitation device of the present embodiment assists the paralyzed part by the
制御部5は、さらに継続して訓練プログラムを実施させるか、または訓練プログラムを終了させるかを判断する(ステップS8)。
制御部5は、訓練プログラムの終了を示す指示が入力されず、かつ、訓練プログラム開始時から所定の実施上限時間が経過していない場合、ステップS2に戻り、継続して訓練プログラム実施をさせる(ステップS8 NO)。
制御部5は、訓練プログラムの終了を示す指示が入力された場合、または訓練プログラム開始時から所定の実施上限時間が経過した場合、訓練プログラムを終了させる(ステップS8 YES)。そして、本フローチャートは終了する。
ここで、実施上限時間は、制御部5により、被訓練者1の訓練の状況や集中力に応じ、または、操作インターフェース部8を介して入力された情報に基づいて設定される。制御部5は、例えば、実施上限時間を5〜30分程度を目安に、被訓練者1の属性情報(例えば、年齢等)および訓練状況情報(例えば、過去の訓練において行った訓練時間等)などに基づいて設定する。
The
When the instruction indicating the end of the training program is not input and the predetermined upper limit of implementation time has not elapsed from the start of the training program, the
The
Here, the execution upper limit time is set by the
図5は、(1)運動想起プログラムを実施する場合の訓練プログラムの流れを示すフローチャートである。図8は、(2)運動観察想起プログラムを実施する場合の訓練プログラムの流れを示すフローチャートである。図9は、(3)咀嚼プログラムを実施する場合の訓練プログラムの流れを示すフローチャートである。
図5〜図9を用いて、本実施形態にかかるリハビリテーション装置を用いて各訓練プログラムを実施する場合にリハビリテーション装置が行う処理の流れを説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the training program when (1) the exercise recall program is implemented. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the training program when (2) the exercise observation recall program is implemented. FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the training program when (3) the mastication program is carried out.
FIGS. 5 to 9 will be used to describe the flow of processing performed by the rehabilitation device when each training program is carried out using the rehabilitation device according to the present embodiment.
<(1)運動想起プログラム>
(1)運動想起プログラムの流れについて、図5を用いて説明する。
(1)運動想起プログラムは、静止した状態の対象部位を含む画像が被訓練者1によって視認され、観察されることにより運動指令が伝達するように試みる訓練である。
<(1) Exercise recall program>
(1) The flow of the exercise recall program will be described with reference to FIG.
(1) The exercise recall program is a training in which the
まず、制御部5は、識別情報に基づいて被訓練者データベースを参照し、被訓練者1の麻痺部の部位や個々の麻痺の程度や性別等の情報、および個々の趣味や趣向等の情報を含む属性情報を取得する。
また、制御部5は、被訓練者1の識別情報に基づいて訓練情報領域60を参照し、被訓練者1の過去に実施した訓練プログラムの履歴等の訓練状況情報を取得する(ステップS11)。
First, the
Further, the
次に、制御部5は、取得した被訓練者1の属性情報、および訓練状況情報に基づいて、静止した状態の対象部位を含む画像(図5において、「画像1」と記載)を選択する(ステップS12)。
この時、制御部5は、選択した静止した状態の対象部位を含む画像とともに、この静止した状態の対象部位が動作する様子を示す動画像(図5において、「画像2」と記載)を選択することが望ましい。
Next, the
At this time, the
また、制御部5は、例えば、属性情報、および訓練状況情報に基づいて、画像に含める物体を選択してもよい。
制御部5は、例えば、属性情報に基づいて、被訓練者1の趣味や趣向に合う物体を選択し、画像に含めて表示させてもよい。また、制御部5は、訓練状況情報に基づいて、過去の訓練において画像に含めて表示させた物体であって、その過去の訓練において運動指令が伝達さなかったものを除外して、画像に含める物体を選択してもよい。
被訓練者1は、例えば、ボール遊びに興味がなく、対象部位である手が静止した状態の画像に「ボール」が含まれる画像から、ボールを掴もうと想起できなかった場合であっても、動物が好きであれば、「子猫」が含まれる画像から、手で子猫を撫でようと想起し運動指令を伝達させる可能性がある。
なお、静止した状態の対象部位を含む画像は、静止画像でも動画像でもよく、静止した状態の対象部位を含む画像に静止した物体が含まれている静止画像でもよいし、静止した状態の対象部位を含む画像に物体が動く動画像が含まれている動画像であってもよい。
Further, the
For example, the
Even if the
The image including the target part in the stationary state may be a still image or a moving image, or may be a still image in which a stationary object is included in the image including the target part in the stationary state, or the target in the stationary state. It may be a moving image in which a moving image in which an object moves is included in the image including a part.
制御部5は、提示部4に選択した画像を表示させる(ステップS13)。
そして、画像を視認した被訓練者1は、運動想起を試みる。
ここで、本実施形態にかかるリハビリテーション装置は、図示しない音声出力部を備えていてもよく、この場合において、制御部5は、被訓練者1に運動指令の伝達を促す旨のアナウンスや効果音等を、音声出力部から出力させてもよい。なお、音声出力部として、操作インターフェース部8として用いられるPCに内蔵するスピーカ等を利用してもよい。これにより、被訓練者1のモチベーションの低下抑制や、リハビリテーションに対する集中力の向上が期待される。
The
Then, the
Here, the rehabilitation device according to the present embodiment may include a voice output unit (not shown), and in this case, the
制御部5は、計測部2からスペクトル強度を取得し、スペクトル強度と脳波判定しきい値Thを比較する。制御部5は、スペクトル強度が、脳波判定しきい値Th以下となった場合、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたものと判定する(ステップS14 YES)。
なお、このとき制御部5は、被訓練者1の脳波の変化に基づいて運動指令が伝達したものと判定した旨の表示を、出力部81に画像や音声で出力させてもよい。
The
At this time, the
一方、制御部5は、予め定めた一定時間内に、スペクトル強度が、脳波判定しきい値Th以下とならなかった場合、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたものと判定しない(ステップS14 NO)。
なお、このとき制御部5は、被訓練者1の脳波の変化に基づいて運動指令が伝達したものと判定されなかった旨の表示を、出力部81に画像や音声で出力させてもよい。
On the other hand, if the spectral intensity does not fall below the electroencephalogram determination threshold value Th within a predetermined fixed time, the
At this time, the
制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定した場合、駆動部3にアシスト動作をさせる(ステップS15)。
駆動部3は、制御部5からの制御信号に基づいて、被訓練者1の麻痺部に対するアシスト動作をする。駆動部3は、例えば、被訓練者1に手を握る動きを行わせる。
制御部5は、駆動部3を駆動させた場合、一定時間が経過したら駆動を停止させてもよいし、被訓練者1の脳波のスペクトル強度が安静時と同等に戻ったら、駆動部3の駆動を停止させてもよい。
When the
The
When the
また、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定した場合、提示部4に動画像(画像2)を表示させ、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定しない場合、提示部4にそのまま静止した状態の対象部位を含む画像(画像1)を表示させる(ステップS15)。
提示部4に表示させる動画像は、駆動部3にアシスト動作をさせる麻痺部の動きと動画像中の対象部位の動きが同じである動画像である。このとき、制御部5は、動画像中の対象部位の動きと、駆動部3にアシスト動作をさせる麻痺部の動きとを同期させる。
Further, when the
The moving image displayed on the
制御部5は、例えば、駆動部3に手を握る動作を行わせている場合、提示部4にも手を握る動作を示す動画像を表示させる。こうすることで、被訓練者1の脳に運動感覚とともに視覚のフィードバックを与え、運動指令が伝達される運動経路の確立を促す。
For example, when the
制御部5は、実施結果を、記憶部6に書き込んで記憶させる(ステップS16)。
制御部5は、実施結果として、実施訓練プログラム、表示した画像、脳波判定しきい値、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定されたか、等の情報を、訓練情報領域60の訓練状況に記憶させる。
The
As an implementation result, the
制御部5は、予め定めた所定の回数だけ訓練が試行されたかを判定する(ステップS17)。訓練が試行された回数である訓練回数が所定の回数に満たない場合には、ステップS13に戻って、同じ脳波判定しきい値Thに対応させて同じプログラムを実施させる(ステップS17 NO)。訓練回数が所定の回数となった場合(ステップS17 YES)、訓練目標が達成されたか否かを判定する(ステップS18)。
The
制御部5は、設定目標として、例えば、運動指令の伝達の検出が連続5回なされること等を設定する。制御部5は、例えば、実施した訓練と、その訓練において運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定したか否か等の結果とを記憶部6に記憶させることにより、設定目標が達成されたか否かを判定する。
また、制御部5は、設定目標として、例えば、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定されない場合の訓練回数の上限を予め設定する。こうすることで、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定されない場合であって、所定の回数の訓練を実施してもなお運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定されない場合は(1)運動想起プログラムを終了させる。
The
Further, as a setting target, the
制御部5は、訓練回数が設定目標に到達していない場合にはステップS12に戻る。
このとき制御部5は、例えば訓練状況情報に基づいて、今回の訓練において運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしなかったと判定された場合において用いられた画像を除外して、画像に含める物体を選択してもよい。
また、物体の選択をする処理の負荷を軽減するため、直前に選択した静止画像を用いて同じ訓練プログラムを実施させようにして、ステップ13に戻るようにしてもよい。
制御部5は、設定目標が達成された場合、本フローチャートを終了する(ステップS18 YES)。
If the number of trainings has not reached the set target, the
At this time, the
Further, in order to reduce the load of the process of selecting an object, the same training program may be executed using the still image selected immediately before, and the process may return to step 13.
When the set target is achieved, the
このように、(1)運動想起プログラムにおいては、制御部5は、提示部4に静止した状態の対象部位を表示させることで、被訓練者1の運動想起を促すことができる。
また、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する場合に、駆動部3にアシスト動作をさせることで、被訓練者1に運動感覚のフィードバックを返すことができる。
さらに、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する場合に、提示部4に対象部位が動く様子を示す動画像を表示させることで、被訓練者1に視覚のフィードバックを返すことができる。
また、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する場合に、駆動部3の駆動動作と提示部4の動画像中の対象部位の動きとを同期させることで、被訓練者1に、より現実感のある運動感覚と視覚のフィードバックを返すことができる。
さらに、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する場合の脳波判定しきい値Thを、段階的に設定し、運動指令の伝達が微弱な段階から変化を捉えて訓練を繰り返すことで、被訓練者1に、徐々に運動指令の伝達が明確に認識できるように訓練させることができる。
As described above, in (1) the exercise recall program, the
Further, when the
Further, when the
Further, when the
Further, the
また、制御部5は、被訓練者1の訓練状況情報に応じ、提示部4が表示する画像に含める物体を選択することも可能であるため、被訓練者1の運動想起を多様な側面から促すことも可能である。
Further, since the
<(2)運動観察想起プログラム>
次に、運動観察想起プログラムの流れを、図6から図8を用いて説明する。
図6は「運動観察想起プログラム」について説明するための図である。図6は、横軸に時間軸を示し、縦軸にスペクトル強度を示し、スペクトル強度の時間の経過に伴う変化を示している。図6の例では、スペクトル強度は、時刻Aから時刻Bの間で安静時のスペクトル強度を示している。そして時刻Bから低下し始め、時刻Cで最も低下する。そして、スペクトル強度は時刻D(E)で再び安静時のレベルに戻る様子を示している。
(2)運動観察想起プログラムは、上述した(1)運動想起プログラムにおいて、運動指令の伝達を示すスペクトル強度の変化が弱い場合に実施される。
(2)運動観察想起プログラムは、被訓練者1は、静止した状態の対象部位が一定時間経過後に動く画像を事前に視認し、その体験や記憶を有する状態で、再度その静止した状態の対象部位を含む画像を観察することにより運動指令が伝達するように試みる訓練である。
<(2) Exercise observation recall program>
Next, the flow of the exercise observation recall program will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
FIG. 6 is a diagram for explaining the “exercise observation recall program”. In FIG. 6, the horizontal axis shows the time axis, the vertical axis shows the spectral intensity, and the change in the spectral intensity with the passage of time is shown. In the example of FIG. 6, the spectral intensity indicates the spectral intensity at rest between time A and time B. Then, it starts to decrease at time B and decreases most at time C. Then, the spectral intensity shows that it returns to the resting level again at time D (E).
The (2) motion observation recall program is carried out in the above-mentioned (1) motion recall program when the change in the spectral intensity indicating the transmission of the motion command is weak.
(2) In the exercise observation recall program, the
ここで(2)運動観察想起プログラムの説明に用いる用語を以下のように定義する。
画像の提示を開始する時刻を「画像提示開始時刻A」とする(図6の時刻A)。
また、画像を視認した被訓練者1のスペクトル強度に基づいて、所定の変化が確認されるか否かの判定を開始する時刻を「判定開始時刻B」とする(図6の時刻B)。
また、画像を視認した被訓練者1のスペクトル強度に基づいて、運動指令を伝達させようとする所定の変化のうち、最も大きな変化が確認されるであろうと想定される時刻を、「反応想定時刻C」とする(図6の時刻C)。
また、「反応想定時刻C」から、予め定めた所定時間である「反応時間X」経過後の時刻を「動作起点時刻D」という(図6の時刻D)。
また、画像を視認した被訓練者1のスペクトル強度に基づいて、所定の変化が確認されるか否かの判定を終了する時刻を「判定終了時刻E」とする(図6の時刻E)。
また、「判定開始時刻B」と「判定終了時刻E」との間の時刻を「判定時間Y」とする。
Here, (2) the terms used to explain the exercise observation recall program are defined as follows.
The time at which the image presentation is started is defined as the “image presentation start time A” (time A in FIG. 6).
Further, the time at which the determination as to whether or not a predetermined change is confirmed is started is set as the "determination start time B" based on the spectral intensity of the
In addition, based on the spectral intensity of the
Further, the time after the elapse of the "reaction time X", which is a predetermined time from the "estimated reaction time C", is referred to as the "operation starting point time D" (time D in FIG. 6).
Further, the time at which the determination as to whether or not a predetermined change is confirmed is completed based on the spectral intensity of the
Further, the time between the "determination start time B" and the "determination end time E" is defined as the "determination time Y".
図6に示すように「反応時間X」は、「反応時間X」終了時が「動作起点時刻D」となるように設定される。「反応時間X」は、個々の被訓練者1毎に設定される時間であり、「反応想定時刻C」から、被訓練者1の麻痺部が実際に動くまでに要するであろうと予想される時間である。「反応時間X」については、後で詳しく説明する。
また、図6に示すように「判定時間Y」は、「判定時間Y」の二分の一が経過した時刻が、「反応想定時刻C」となるように設定される。「判定時間Y」の長さは、「反応時間X」に基づいて定められ、例えば、「反応時間X」の0.5倍〜3倍、より好ましくは1倍〜2.5倍の時間である。
As shown in FIG. 6, the "reaction time X" is set so that the end of the "reaction time X" is the "operation starting point time D". The "reaction time X" is a time set for each
Further, as shown in FIG. 6, the "determination time Y" is set so that the time at which half of the "determination time Y" has elapsed is the "estimated reaction time C". The length of the "determination time Y" is determined based on the "reaction time X", and is, for example, 0.5 to 3 times, more preferably 1 to 2.5 times the "reaction time X". is there.
(2)運動観察想起プログラムで用いる画像においては、被訓練者1へ静止した状態の対象部位が示されている場面が表示され、また表示がされてから所定時間経過後の「動作起点時刻D」に、その静止した状態の対象部位が動く様子を示す画像である。
(2) In the image used in the exercise observation recall program, a scene in which the target part in a stationary state is shown to the
また、静止した状態の対象部位を含む画像(画像1)を提示し、一定時間が経過した後に、その静止した状態の対象部位が動く様子を示す画像(画像2)に切替えて提示してもよい。このような場合も、画像1と画像2とを組み合わせた画像が「動作起点時刻D」を有する画像である、ということができる。なお、この場合、画像1から画像2への切り替えの時刻が「動作起点時刻D」となる。
It is also possible to present an image (image 1) including the target part in the stationary state, and after a certain period of time, switch to an image (image 2) showing how the target part in the stationary state moves. Good. Even in such a case, it can be said that the image obtained by combining the
一般に、人が画像を視認するなどして刺激を受けた場合、その刺激を受けてから、運動指令が伝達されて、実際に運動が開始されるまで一定の時間を要することが知られている。すなわち、脳から運動指令を伝達させようとする所定の変化が確認された時刻(「反応想定時刻C」)から、被訓練者1の麻痺部が実際に動くまでには一定の時間(「反応時間X」)を要する。
例えば、人が転がってくるボールを視認し、掴もうとする意思を想起し、掴む動作をする場合、「反応想定時刻C」に、スペクトル強度が最も低下し、そこから「反応時間X」経過後の時刻「動作起点時刻D」に掴む動作が行われる。
In general, it is known that when a person receives a stimulus such as by visually recognizing an image, it takes a certain time from receiving the stimulus until the exercise command is transmitted and the exercise is actually started. .. That is, from the time when a predetermined change for transmitting an exercise command from the brain is confirmed (“reaction estimated time C”), it takes a certain time (“reaction”) until the paralyzed part of the
For example, when a person visually recognizes a rolling ball, recalls the intention to grab it, and grabs it, the spectral intensity drops the most at the "estimated reaction time C", and the "reaction time X" elapses from there. The operation of grasping at a later time "operation start time D" is performed.
一方、麻痺がある患者の場合、脳波に所定の変化が発生した場合であっても、その変化が発生したタイミングが、運動指令を伝達させようして発生した変化のタイミングと異なる場合がある。すなわち、麻痺がある患者の場合にあっては、脳波に所定の変化が発生した場合に、その変化が運動指令を伝達させようして発生した変化か否かを見分ける必要がある。リハビリ効果を高めるためには、適切なタイミングで、運動を想起した時のスペクトル強度の低下を生じさせる訓練を行うことが望ましい。
そこで、(2)運動観察想起プログラムでは、脳波に所定の変化が発生し、スペクトル強度が最も低下した時点が「判定時間Y」内であるか否かを判定することによって、被訓練者1が適切なタイミングで運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたか否かを判定する。こうすることで、運動指令を伝達させようして発生したスペクトル強度の低下が、それ以外の理由で発生したスペクトル強度の低下と異なることを判定することが可能となり、誤って判定することを防ぐことができる。
On the other hand, in the case of a patient with paralysis, even if a predetermined change occurs in the brain wave, the timing of the change may be different from the timing of the change caused by transmitting an exercise command. That is, in the case of a patient with paralysis, when a predetermined change occurs in the brain wave, it is necessary to distinguish whether or not the change is caused by transmitting an exercise command. In order to enhance the rehabilitation effect, it is desirable to carry out training that causes a decrease in spectral intensity when recalling exercise at an appropriate timing.
Therefore, in the (2) motion observation recall program, the
「反応時間X」は個人差があるため、予め測定しておくことが好ましい。測定の方法として、例えば、画像の提示によるスペクトル強度の低下と麻痺のない部位の動作開始との関係を用いる方法がある。例えば、被訓練者1に動作の原因となる画像を視認させ、その際のスペクトル強度が最も低下した時刻と麻痺のない部位の動作開始時刻を計測する。そして、スペクトル強度が最も低下した時刻と動作開始時刻との差の時間を「反応時間X」とすることができる。
また、「反応時間X」測定の方法として、例えば、画像を提示した後に、安静時のスペクトル強度から最もスペクトル強度が低下した時刻と、その画像の動作起点時刻との関係を用いる方法がある。例えば、被訓練者1に画像を視認させ、その際のスペクトル強度が最も低下した時刻とその画像中の対象部位が動き出す「動作起点時刻D」との差の時間を「反応時間X」とすることができる。
また、「反応時間X」を予め測定することが困難な場合は、「反応時間X」を0秒〜2秒とし、より好ましくは0秒〜1秒としてもよい。
Since the "reaction time X" varies from person to person, it is preferable to measure it in advance. As a method of measurement, for example, there is a method of using the relationship between the decrease in spectral intensity due to the presentation of an image and the start of operation of a non-paralyzed part. For example, the
Further, as a method of measuring "reaction time X", for example, there is a method of using the relationship between the time when the spectral intensity is most lowered from the spectral intensity at rest after the image is presented and the operation starting point time of the image. For example, let the
When it is difficult to measure the "reaction time X" in advance, the "reaction time X" may be set to 0 seconds to 2 seconds, more preferably 0 seconds to 1 second.
また、「判定時間Y」を長くすれば訓練の難易度は易しくなり、「判定時間Y」を短くすれば訓練の難易度は難しくなる。「反応時間X」を予め測定し、それに基づいて「判定時間Y」を設定することによって、個人の特性に合わせた訓練の条件を設定でき、リハビリの効果をより高めることが期待される。 Further, if the "judgment time Y" is lengthened, the difficulty level of the training becomes easy, and if the "judgment time Y" is shortened, the difficulty level of the training becomes difficult. By measuring the "reaction time X" in advance and setting the "determination time Y" based on the measurement, it is possible to set the training conditions according to the individual characteristics, and it is expected that the effect of rehabilitation will be further enhanced.
(2)運動観察想起プログラムでは、被訓練者1からの運動指令の伝達を示すスペクトル強度の変化が弱い場合であっても、画像を視認した被訓練者1から運動指令が伝達されると予想される時間「反応想定時刻C」から「動作起点時刻D」を経過した後に、静止した状態の対象部位が動き出す様子を被訓練者1に視認させることにより、適切なタイミングで運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をするように訓練を行う。
(2) In the exercise observation recall program, it is expected that the exercise command is transmitted from the
このため、(2)運動観察想起プログラムでは、まず「画像提示開始時刻A」に静止した状態の対象部位の画像(画像1)が提示され、「動作起点時刻D」に達すると、静止した状態の対象部位が動き出す画像(画像2)が提示される。このとき、静止した状態の対象部位が示されている場面は少なくとも「反応時間X」以上の時間提示されることが好ましい。 Therefore, in the (2) motion observation recall program, an image (image 1) of the target portion in a stationary state is first presented at the "image presentation start time A", and when the "motion starting point time D" is reached, the stationary state is reached. An image (image 2) in which the target portion of the above starts to move is presented. At this time, it is preferable that the scene in which the target site in the stationary state is shown is presented for at least a time of "reaction time X" or more.
また、(2)運動観察想起プログラムでは、訓練プログラムの実施に先立って、被訓練者1に事前に動画像を視認させることが好ましい。すなわち、被訓練者1は、静止した状態の対象部位が予め定めた所定時刻(ここでは「動作起点時刻D」)後に動き出すことを既に認識し、その経験や記憶を有している状態で(2)運動観察想起プログラムを実施することが好ましい。
Further, in (2) the exercise observation recall program, it is preferable that the
そして、(2)運動観察想起プログラムでは、被訓練者1のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化し、かつ、その変化が「動作起点時刻D」の前の「反応想定時刻C」を含む所定時間内、すなわち「判定開始時刻B」から「動作起点時刻D」までの「判定時間Y」の間に発生した場合に、運動指令を伝達させようして脳波が所定の変化をしたと判定する。
Then, in (2) the motion observation recall program, the spectral intensity of the
一方、スペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化したが、その変化が「判定時間Y」の間に発生しなかった場合、あるいは、スペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化しなかった場合は、運動指令を伝達させようして脳波が所定の変化をしていないと判定する。 On the other hand, when the spectral intensity changed below the EEG determination threshold Th, but the change did not occur during the "judgment time Y", or the spectral intensity did not change below the EEG determination threshold Th. If this is the case, it is determined that the brain wave does not make a predetermined change by transmitting an exercise command.
図7は「運動観察想起プログラム」について説明するための図である。図7(a)および図7(b)はともに、横軸に時間軸を示し、縦軸にスペクトル強度を示している。また、図7は、「反応時間X」が1秒、「判定時間Y」が1.5秒である場合を示し、「判定時間開始時刻B」の0.75秒後が「反応想定時刻C」である場合を示す。
図7(a)のように「判定時間Y」の間に、被訓練者1のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化した場合は運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する。
一方、図7(b)のように「判定時間Y」の間に、被訓練者1のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化しない場合、運動指令を伝達させようして脳波が所定の変化をしていないと判定する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the “exercise observation recall program”. In both FIGS. 7 (a) and 7 (b), the horizontal axis shows the time axis and the vertical axis shows the spectral intensity. Further, FIG. 7 shows a case where the “reaction time X” is 1 second and the “judgment time Y” is 1.5 seconds, and 0.75 seconds after the “judgment time start time B” is the “estimated reaction time C”. Is shown.
As shown in FIG. 7A, when the spectral intensity of the
On the other hand, when the spectral intensity of the
ここでは、図8に示す流れについて、図5の(1)運動想起プログラムと同様な部分については説明を省略し、差異のある部分についてのみ説明する。
(2)運動観察想起プログラムを実施する前提として、事前に、被訓練者1に、画像を視認させる。すなわち、被訓練者1は、静止した状態の対象部位が「動作起点時刻D」後に動き出す様子の画像をすでに認識し、その経験や記憶を有するものとする。
一般に、人は過去の経験や記憶に基づいて想起を行うことが多く、また、過去に経験した事項についてはその事項を想起することが容易であることが知られている。
Here, with respect to the flow shown in FIG. 8, the same parts as those in (1) motion recall program of FIG. 5 will be omitted, and only the parts having differences will be described.
(2) As a premise for implementing the exercise observation recall program, the
In general, it is known that a person often recalls a matter based on past experience and memory, and it is easy to recall the matter experienced in the past.
まず、制御部5は、ステップS21から23において、(1)運動想起プログラムのステップS11から13と同様の処理を行う。なお、図8では(2)運動観察想起プログラムで用いる画像に関し、画像1として、静止した状態の対象部位を含む画像を選択し、画像2として、その静止した状態の対象部位が動く様子が、画像2提示開始直後に示される動画像を選択する場合を示している。すなわち、画像1と画像2の切り替えの時刻が「動作起点時刻D」となっている。したがって、制御部5は、画像1を、例えば、「反応時間X」以上の時間表示した後の「動作起点時刻D」に、画像2に切り替える(図示無し)。
First, in steps S21 to 23, the
次に、制御部5は、提示部4に画像1を表示させた後、「動作起点時刻D」に達するまでの間(ステップS24)、被訓練者1の計測部2からスペクトル強度を取得し、スペクトル強度と脳波判定しきい値Thを比較する。そして、制御部5は、被訓練者1のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化し、かつ、その変化が「判定時間Y」の間に発生した場合、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定する(ステップS25 YES)。
Next, after displaying the
一方、制御部5は、「動作起点時刻D」までの間に、被訓練者1のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化しない、または、被訓練者1のスペクトル強度が脳波判定しきい値Th以下に変化した場合であっても、その変化が「判定時間Y」の間に発生したものでない場合、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしていないものと判定する(ステップS25 NO)。
On the other hand, the
制御部5は、運動指令が伝達したと判定した場合、「動作起点時刻D」に(1)運動想起プログラムのステップS15同様に駆動部3にアシスト動作をさせる(ステップS26−1)。また、このとき、提示部4に表示させている画像1が「動作起点時刻D」に達し、画像2が提示され、静止した状態の対象部位が「動作起点動き出す様子の画像が、アシスト動作と同期して表示される。
When the
一方、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定しない場合、駆動部3を駆動させない。この場合であっても、提示部4に表示させている画像1が「動作起点時刻D」に達すると、画像2が提示され、静止した状態の対象部位が動き出す様子の動画像が表示される(ステップS26−2)。すなわち、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたかの判定いかんに関わらず、提示部4は、静止していた対象部位が動きだす様子を示す画像を表示する。
On the other hand, the
そして、制御部5は、ステップS27から29において、(1)運動想起プログラムのステップS16から18と同様の処理を行う。
Then, in steps S27 to 29, the
このように、(2)運動観察想起プログラムは、被訓練者1に事前に訓練に用いる画像を視認させることで、静止した状態の対象部位が動く様子、および動きだすタイミングを強く認識した上で被訓練者1が訓練プログラムを実施することができるので、運動想起し易くすることができる。
In this way, (2) the exercise observation recall program allows the
また、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたか否かの判定を、「判定時間Y」の間に発生したスペクトル強度の変化に制限することで、運動想起をすべきタイミングで、より正確に運動指令を伝達させる訓練を行うことができる。
Further, the
また、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたかの判定いかんに関わらず、提示部4に静止していた対象部位が動きだす様子を示す画像を表示させる。こうすることで、被訓練者1が運動指令の伝達を示すスペクトル強度の変化が弱い場合であっても、被訓練者1に静止していた対象部位が動きだす様子を繰り返し視認させ、対象部位が動くというイメージがより明確となり、麻痺部の動作を強く認識させることができる。
In addition, the
なお、(2)運動観察想起プログラムで用いる画像(第三画像)は、「動作起点時刻D」を有していればよく、一の動画像に対象部位の静止画像(第一画像、画像1)を含む場面と対象部位の動画像(第二画像、画像2)を含む場面とを有するものであってもよいし、図8の画像1と画像2のように複数の画像を組み合わせて構成される画像であってもよい。
In addition, (2) the image (third image) used in the motion observation recall program may have the "motion starting point time D", and one moving image is a still image of the target part (first image,
<第2の実施形態>
第2の実施形態について説明する。
本実施形態の説明においては、第1の実施形態と同様な箇所については説明を省略し、第1の実施形態と異なる箇所についてのみ説明する。
本実施形態における計測部2は、第1の実施形態で用いた脳波を計測する脳波計20の他に、噛みしめた時に歯と歯の間にかかる圧力(以下、咀嚼圧と称する。)の強度を示す強度信号を計測する咀嚼センサ21を含んで構成される。
<Second embodiment>
A second embodiment will be described.
In the description of the present embodiment, the description of the parts similar to those of the first embodiment will be omitted, and only the parts different from the first embodiment will be described.
In addition to the
咀嚼センサ21は、人体の口腔内の咀嚼圧を計測するセンサである。咀嚼センサ21は、圧力センサを含んで構成される。咀嚼センサ21は、人体の口腔内の上下の歯と歯の間に挟むように装着され、噛みしめた場合の咀嚼圧を測定する。
咀嚼センサ21は、計測した咀嚼圧を制御部5に通知する。
The
The
<(3)咀嚼プログラムの処理>
さらに、咀嚼プログラムの流れを、図9のフローチャートを用いて説明する。
本プログラムは、上述した(1)運動想起プログラム、および(2)運動観察想起プログラムおいて、運動指令の伝達を示す脳波の変化がほぼ生じない場合に実施される。
本フローチャートは、(1)運動想起プログラム、または(2)運動観察想起プログラムと同様である部分については説明を省略し、差異のある部分についてのみ説明する。
ここでは、訓練プログラムを実施するにあたり、被訓練者1は、咀嚼センサ21を自身の歯と歯の間に挟んで装着する。
制御部5は、咀嚼センサ21から被訓練者1の咀嚼圧を、計測部2を介して取得する。また、制御部5は、予め、被訓練者1の咀嚼圧の最大値を計測しており、例えば、咀嚼圧最大値の70%程度の値を「咀嚼判定しきい値1」として、記憶部6に記憶させているものとする。また、制御部5は、咀嚼圧最大値の50%程度の値を「咀嚼判定しきい値2」として、記憶部6に記憶させているものとする。
<(3) Processing of mastication program>
Further, the flow of the mastication program will be described with reference to the flowchart of FIG.
This program is carried out in the above-mentioned (1) exercise recall program and (2) exercise observation recall program when there is almost no change in the brain wave indicating the transmission of the exercise command.
In this flowchart, the description of (1) the same as the motion recall program or (2) the motion observation recall program is omitted, and only the differences are described.
Here, in carrying out the training program, the
The
次に、この実施形態におけるリハビリテーション装置の動作を説明する。
制御部5は、被訓練者1に、提示部4に表示される静止した状態の対象部位を含む画像を視認させ、手を動かそうとしながら、咀嚼センサ21を噛みしめるように促す(ステップS33)。
制御部5は、被訓練者1が装着した咀嚼センサ21により計測される咀嚼圧を取得する(ステップS34)。そして、制御部5は、咀嚼圧を検知した場合(ステップS34 YES)、検知した咀嚼圧と、記憶部6に記憶させた、咀嚼判定しきい値1とを比較する(ステップS35)。
制御部5は、取得した咀嚼圧の方が、咀嚼判定しきい値1以上である場合、駆動部3にアシスト動作をさせる(ステップS35)。この場合において、制御部5が、駆動部3にアシスト動作をさせる動きは、例えば、手を握らせる等の動きである。
Next, the operation of the rehabilitation device in this embodiment will be described.
The
The
When the acquired mastication pressure is equal to or higher than the mastication
なお、制御部5は、駆動部3の駆動に同期させて、提示部4に動画像を表示させてもよい。この場合、動画像を構成する要素となる静止画像と駆動部3の駆動姿勢とを関連付けて記憶させる。例えば、動画像が1秒間あたり36枚の静止画像を連続的に表示することで構成され、5秒間の動画像であった場合、この動画像を構成する36×5(=180)枚の静止画像に画像番号を付す。そして、この番号に対応する駆動部3の駆動姿勢にも同様に姿勢番号を付すことにより、動画像を構成する静止画像と、駆動部3にアシスト動作をさせる際の駆動姿勢とを関連付ける。
そして、制御部5は、駆動部3に駆動させている駆動姿勢を取得し、その駆動番号に対応する動画像を構成する静止画像を指定し、その静止画像から始まる動画像を提示部4に表示させる。
また、制御部5は、提示部4の動画像の表示に同期させて、駆動部3を駆動させてもよい。この場合、制御部5は、提示部4に表示させている動画像の画像番号を取得し、その画像番号に対応する駆動姿勢を指定し、その駆動姿勢から始まる動作を駆動部3に行わせる。
The
Then, the
Further, the
また、制御部5は、駆動部3を駆動させた場合、上述した任意の構成である音声出力部による音声ガイダンス等により被訓練者1に、咀嚼センサ21の噛む力を弱めるように促す。そして、制御部5は、被訓練者1が装着した咀嚼センサ21により計測される咀嚼圧を取得し、検知した咀嚼圧と、記憶部6に記憶させた、咀嚼判定しきい値2とを比較する(ステップS36)。
制御部5は、取得した咀嚼圧が、咀嚼判定しきい値2以下である場合、駆動部3を駆動させ、前述した駆動部3が駆動させた動きを解く動きをさせる(ステップS37)。駆動部3が駆動させた動きを解く動きとは、例えば、手を握らせる場合に対し、手を開かせる動きである。
Further, when the
When the acquired mastication pressure is equal to or less than the mastication
制御部5は、ステップS34〜S37までの処理を所定の回数繰り返し、被訓練者1に咀嚼運動とその運動に伴う、手の動作を行わせる(ステップS38)。
制御部5は、(3)咀嚼プログラムを所定の回数実施させた後、その結果を、記憶部6に書き込んで記憶させる(ステップS39)。
制御部5は、(3)咀嚼プログラムを実施時の咀嚼圧、実施回数等の訓練状況に関する情報を、訓練情報領域60の訓練状況に記憶させる。
所定の回数(3)咀嚼プログラムを繰り返し実施した後に、(1)運動想起プログラムまたは(2)運動観察想起プログラムを実施する。こうすることで、(3)咀嚼プログラムを実施した効果の有無を確認する。人体の脳の運動野における口腔と手指とのそれぞれの運動指令を担う位置は近接しており、(3)咀嚼プログラムの実施により手指に対する運動指令が伝達されるようになったとしても、(3)咀嚼プログラムを実施するだけでは、咀嚼運動を想起した場合の脳波の変化と手指の運動指令の伝達に伴う脳波の変化とが混在し区別できないからである。
The
The
The
After repeating the (3) mastication program a predetermined number of times, the (1) exercise recall program or (2) exercise observation recall program is implemented. By doing so, it is confirmed whether or not (3) the effect of implementing the mastication program is present. The positions of the oral cavity and fingers in the motor field of the human brain are close to each other, and even if (3) the masticatory program is implemented and the motor commands to the fingers are transmitted, (3) ) This is because the change in the brain wave when the masticatory movement is recalled and the change in the brain wave due to the transmission of the movement command of the fingers are mixed and cannot be distinguished only by implementing the masticatory program.
このように、(3)咀嚼プログラムにおいては、制御部5は、咀嚼センサ21から検出する咀嚼圧に基づいて、駆動部3を駆動させ、被訓練者1に手指の運動感覚のフィードバックを与える。
上述の通り、人体の脳の運動野における口腔と手指とのそれぞれの運動指令を担う位置は近接している。また、いわゆる健常者において、運動野の咀嚼運動指令を担う位置の活性化が手指の運動誘発電位を増大させる(作業療法ジャーナル 48(12), 1263―1268, 2014―11)。また、歯を食いしばると、平常時よりも出せる力が強まることが経験的に認められる。
咀嚼の運動をきっかけとした手指の運動指令の伝達を試みることにより、脳の損傷を受けた神経細胞に代わる神経細胞と手指の筋肉との間で運動指令を伝達する運動経路が再構築されることが期待できる。
As described above, in the (3) mastication program, the
As described above, the positions of the oral cavity and the fingers in the motor area of the human brain are close to each other. In addition, in so-called healthy subjects, activation of the position responsible for the masticatory movement command of the motor cortex increases the movement-induced potential of the fingers (Occupational Therapy Journal 48 (12), 1263-1268, 2014-11). In addition, it is empirically recognized that clenching teeth strengthens the ability to exert more than in normal times.
By attempting to transmit the movement commands of the fingers triggered by the movement of mastication, the movement pathways that transmit the movement commands between the nerve cells that replace the damaged nerve cells in the brain and the muscles of the fingers are reconstructed. Can be expected.
以上説明した実施形態のうち、第1の実施形態において、制御部5は、被訓練者1に対し、一律の画像(例えば、ボールと手の画像)を提示させているが、これに限定されない。制御部5は、被訓練者1に対し、よりリアリティを感じさせるような提示がなされるようにすればよく、被訓練者1の趣味等の傾向を考慮した提示をさせてもよい。
例えば、制御部5は、被訓練者1の麻痺部とその属性に基づいて画像を作成してもよい。制御部5は、被訓練者1の手のサイズ、形状等の属性情報を記憶部6に記憶させておく。そして、制御部5は、これらの属性情報に基づいて、手の画像について画像処理を行い、より被訓練者1本人の手のサイズ、形状に近づけた画像を作成してもよい。
また、例えば、制御部5は、被訓練者1の嗜好等に基づいて画像を作成してもよい。制御部5は、被訓練者1の親しみのある画像(例えば、高齢者であれば孫の写真など)を記憶部6に記憶させておく。そして、制御部5は、これらの画像を、麻痺部を動かそうとする意思を引き出す物体の画像素材として選択し、対象部位の画像素材と合成して、表示してもよい。
Of the embodiments described above, in the first embodiment, the
For example, the
Further, for example, the
また、上記第1の実施形態において、制御部5は、運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたか否かの判定に、脳波判定しきい値Thを用いているが、これに限定されない。
制御部5は、例えば、脳波の変化が発生した領域がどこであるか、また健常者が運動指令を伝達させた場合と比較して、脳波の変化が発生した領域が広いか狭いか等を判定項目としてもよい。
健常者による運動指令の伝達が正常になされた場合、脳の運動野の特定な領域において局所的に変化が確認される。これに対し、運動指令の伝達がまだ弱い場合、脳波の変化は、健常者による運動指令の伝達の場合と比較して、脳の運動野の広い領域においてごく小さい変化が確認される。いわば、広く浅いぼんやりとした変化が確認される。この段階で運動指令を伝達させようとして脳波が所定の変化をしたと判定し、運動を行わせることを繰り返すことで、徐々に脳の変化が特定の領域で確認されるようになることが知られている。
この場合、脳波計20は複数の電極を用いて、被訓練者1の頭部の複数の箇所に電極を装着させる。そして、制御部5は、脳の異なる複数の領域からの脳波を取得する。
Further, in the first embodiment, the
The
When the transmission of motor commands by healthy subjects is normal, changes are confirmed locally in specific areas of the motor cortex of the brain. On the other hand, when the transmission of the motor command is still weak, the change in the brain wave is confirmed to be a very small change in a wide area of the motor area of the brain as compared with the case of the transmission of the motor command by a healthy person. So to speak, a wide, shallow and vague change is confirmed. At this stage, it is known that changes in the brain are gradually confirmed in a specific area by repeatedly performing exercise by determining that the brain waves have made a predetermined change in an attempt to transmit an exercise command. Has been done.
In this case, the
上述した実施形態における制御部5が行う処理をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するための処理プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された処理プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介して処理プログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的に処理プログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間の間、処理プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記処理プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されている処理プログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
The processing performed by the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.
1…被訓練者、2…計測部、3…駆動部、4…提示部、5…制御部、6…記憶部、8…操作インターフェース部、10…バス、
20…脳波計、21…咀嚼センサ、60…訓練情報領域、64…表示情報領域、
80…入力部、81…出力部。
1 ... trainee, 2 ... measurement unit, 3 ... drive unit, 4 ... presentation unit, 5 ... control unit, 6 ... storage unit, 8 ... operation interface unit, 10 ... bus,
20 ... electroencephalograph, 21 ... mastication sensor, 60 ... training information area, 64 ... display information area,
80 ... Input unit, 81 ... Output unit.
Claims (11)
前記患者の視覚に対して提示を行う提示部と、
外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動部と、
前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御部と、
を備え、
前記提示部は、前記麻痺部と同一な部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、
前記制御部は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合に前記駆動部に前記アシスト動作をさせ、前記患者の過去のリハビリテーションにおいて設定した前記判定しきい値、および前記判定しきい値に対し前記駆動部に前記アシスト動作をさせたか否かの情報である訓練状況情報を記憶部に記録させ、前記訓練状況情報に基づいて今回の訓練において設定する前記判定しきい値を決定する、
リハビリテーション装置。 It is a rehabilitation device for recovering activities of daily living of patients with paralyzed motor functions of a part of the body.
A presentation unit that presents to the patient's vision and
A drive unit that assists the movement of the paralyzed part, which is a part of the paralyzed body of the patient, by using an external force, and a drive unit that assists the movement.
A control unit that causes the drive unit to perform the assist operation based on the patient's brain waves.
With
The presenting part is a target part which is the same part as the paralyzed part, and presents an image including the target part at least in a stationary state.
The control unit determines whether or not to cause the drive unit to perform the assist operation based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave of the patient, and corresponds to the spectral intensity. In the past rehabilitation of the patient, the driving unit is made to perform the assist operation when the spectral intensity changes based on the determination threshold value and the spectral intensity after the change is equal to or less than the determination threshold value. Training status information, which is information on whether or not the driving unit is made to perform the assist operation with respect to the set determination threshold value and the determination threshold value, is recorded in the storage unit, and this time based on the training status information. To determine the judgment threshold set in the training of
Rehabilitation device.
請求項1に記載のリハビリテーション装置。 The presenting unit presents an image further including an image of an object different from the target portion.
The rehabilitation apparatus according to claim 1.
前記提示部に、前記対象部位が前記アシスト動作と同様の動作を行う様子を示す動画像を提示させ、
前記動画像に示される前記対象部位が行う動作と前記アシスト動作とを同期させる、
請求項1又は請求項2に記載のリハビリテーション装置。 The control unit
The presenting unit is made to present a moving image showing how the target portion performs the same operation as the assist operation.
Synchronize the operation performed by the target portion shown in the moving image with the assist operation.
The rehabilitation apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のリハビリテーション装置。 The presenting unit further presents to the auditory sense.
The rehabilitation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のリハビリテーション装置。 The control unit further causes the drive unit to perform the assist operation based on an intensity signal indicating the strength of the masticatory pressure, which is a force applied between the teeth when the patient bites.
The rehabilitation apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
前記患者の咀嚼圧の最大値よりも小さい第1の咀嚼判定しきい値と、前記第1の咀嚼判定しきい値よりも小さい第2の咀嚼判定しきい値とを基準とし、前記患者の前記強度信号の値が前記第1の咀嚼判定しきい値以上である場合に前記アシスト動作を行わせ、前記患者の前記強度が前記第2の咀嚼判定しきい値未満である場合に前記アシスト動作をもとに戻す動作を行わせる、
請求項5に記載のリハビリテーション装置。 The control unit
Based on the first mastication determination threshold value smaller than the maximum value of the mastication pressure of the patient and the second mastication determination threshold value smaller than the first mastication determination threshold value, the patient said. The assist operation is performed when the value of the intensity signal is equal to or higher than the first mastication determination threshold value, and the assist operation is performed when the intensity of the patient is less than the second mastication determination threshold value. Make the operation to undo
The rehabilitation apparatus according to claim 5 .
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のリハビリテーション装置。 The control unit causes the patient to execute from among a plurality of training programs that are the contents of rehabilitation based on the amount of change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave of the patient. To select,
The rehabilitation apparatus according to any one of claims 1 to 6 .
運動想起プログラムは、
前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部と同一な部位である対象部位であって、少なくとも前記対象部位が静止した状態を示す画像を含む第一画像を前記患者に提示し、
前記第一画像を視認した前記患者の脳波の変化に基づいて前記麻痺部を外力により動作させるアシスト動作を行わせ、
当該アシスト動作に基づいて、前記麻痺部の動作と同様の動作を前記対象部位が行う様子を示す動画像を含む第二画像を前記患者に提示し、
前記アシスト動作と前記第二画像に示される前記対象部位が行う動作とを同期させる、訓練プログラムであり、
運動観察想起プログラムは、
前記対象部位が静止した状態を示す画像の表示後、予め定めた時刻である動作起点時刻を経過後に前記対象部位が動作を行う様子を示す動画像である第三画像に対し、
事前に前記第三画像を視認した前記患者に対し前記第三画像を提示し、
前記第三画像を視認した前記患者の脳波の変化、およびその変化が発生した時刻と前記動作起点時刻との関係に基づいて前記麻痺部を外力により動作させるアシスト動作を行わせ、
前記アシスト動作を行わせる際に、前記アシスト動作と前記第三画像に示される前記対象部位が行う動作とを同期させる、訓練プログラムであり、
咀嚼プログラムは、
前記対象部位を含む画像を前記患者に提示し、前記第一画像又は前記動画像を視認した前記患者が噛みしめた場合に歯と歯の間にかかる力である咀嚼圧に基づいて前記アシスト動作を行わせ、前記アシスト動作と前記患者へ提示する前記動画像に示される前記対象部位が行う動作とを同期させる、訓練プログラムである、
請求項7に記載のリハビリテーション装置。 The training program is composed of two or more training programs of an exercise recall program, an exercise observation recall program, and a mastication program.
The exercise recall program is
A first image including an image showing a state in which the target part is stationary, which is the same part as the paralyzed part which is a part of the paralyzed body of the patient, is presented to the patient.
An assist operation for operating the paralyzed part by an external force is performed based on a change in the brain wave of the patient who visually recognizes the first image.
Based on the assisting motion, a second image including a moving image showing how the target site performs an motion similar to the motion of the paralyzed portion is presented to the patient.
It is a training program that synchronizes the assist operation with the operation performed by the target part shown in the second image.
The exercise observation recall program is
With respect to the third image, which is a moving image showing how the target part operates after the operation start time, which is a predetermined time, has elapsed after the display of the image showing the state in which the target part is stationary.
The third image is presented to the patient who has visually recognized the third image in advance.
An assist operation for operating the paralyzed portion by an external force is performed based on the change in the brain wave of the patient who visually recognizes the third image and the relationship between the time when the change occurs and the operation start time.
It is a training program that synchronizes the assist operation with the operation performed by the target portion shown in the third image when the assist operation is performed.
The chewing program is
An image including the target site is presented to the patient, and the assist operation is performed based on the masticatory pressure, which is a force applied between the teeth when the patient who visually recognizes the first image or the moving image bites. It is a training program that synchronizes the assisting motion with the motion performed by the target site shown in the moving image presented to the patient.
The rehabilitation apparatus according to claim 7 .
前記患者の視覚に対して提示を行う提示工程と、
駆動部が外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動工程と、
前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御工程と、
を備え、
前記提示工程は、前記麻痺部と同一の部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、
前記制御工程は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合に前記駆動部に前記アシスト動作をさせ、前記患者の過去のリハビリテーションにおいて設定した前記判定しきい値、および前記判定しきい値に対し前記駆動部に前記アシスト動作をさせたか否かの情報である訓練状況情報を記憶部に記録させ、前記訓練状況情報に基づいて今回の訓練において設定する前記判定しきい値を決定する、
制御方法。 It is a control method of a rehabilitation device for recovering activities of daily living of a patient whose motor function of a part of the body is paralyzed.
The presentation process of presenting to the patient's vision and
A drive process in which the drive unit assists the movement of the paralyzed part, which is a part of the paralyzed body of the patient, by using an external force.
A control step of causing the drive unit to perform the assist operation based on the patient's brain wave,
With
In the presentation step, an image including the target site, which is the same site as the paralyzed portion and is at least stationary, is presented.
The control step determines whether or not the driving unit is to perform the assist operation based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave of the patient, and corresponds to the spectral intensity. In the past rehabilitation of the patient, the driving unit is made to perform the assist operation when the spectral intensity changes based on the determination threshold value and the spectral intensity after the change is equal to or less than the determination threshold value. Training status information, which is information on whether or not the driving unit is made to perform the assist operation with respect to the set determination threshold value and the determination threshold value, is recorded in the storage unit, and this time based on the training status information. To determine the judgment threshold set in the training of
Control method.
前記患者の視覚に対して提示を行う提示部と、
外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動部と、
前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御部と、
を備え、
前記提示部は、前記麻痺部と同一な部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、静止した状態の前記対象部位が予め定めた時刻である動作起点時刻に動き始める様子を示す動画像を提示し、
前記制御部は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合であって、かつその変化が前記動作起点時刻の前の所定時間内に発生した場合に、前記駆動部に前記アシスト動作をさせる、
リハビリテーション装置。 It is a rehabilitation device for recovering activities of daily living of patients with paralyzed motor functions of a part of the body.
A presentation unit that presents to the patient's vision and
A drive unit that assists the movement of the paralyzed part, which is a part of the paralyzed body of the patient, by using an external force, and a drive unit that assists the movement.
A control unit that causes the drive unit to perform the assist operation based on the patient's brain waves.
With
The presenting portion is a target site that is the same site as the paralyzed portion, and presents an image including at least the target site in a stationary state , and the stationary target site operates at a predetermined time. Presenting a moving image showing how it starts moving at the starting time,
The control unit determines whether or not to cause the drive unit to perform the assist operation based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave of the patient, and corresponds to the spectral intensity. When the spectral intensity changes based on the determination threshold value and the spectral intensity after the change is equal to or less than the determination threshold value, and the change is within a predetermined time before the operation start time. When this occurs, the drive unit is made to perform the assist operation.
Rehabilitation device.
前記患者の視覚に対して提示を行う提示工程と、
駆動部が外力を用いて前記患者の麻痺した身体の一部である麻痺部を動かす動作を補助するアシスト動作をする駆動工程と、
前記患者の脳波に基づいて前記駆動部に前記アシスト動作をさせる制御工程と、
を備え、
前記提示工程は、前記麻痺部と同一の部位である対象部位であって、少なくとも静止した状態の前記対象部位を含む画像を提示し、静止した状態の前記対象部位が予め定めた時刻である動作起点時刻に動き始める様子を示す動画像を提示し、
前記制御工程は、前記駆動部に前記アシスト動作をさせるか否かを前記患者の脳波を構成する信号に含まれる所定の周波数帯域のスペクトル強度の変化に基づいて判定し、前記スペクトル強度に対応する判定しきい値を基準とし、前記スペクトル強度が変化し、前記変化後の前記スペクトル強度が前記判定しきい値以下である場合であって、かつその変化が前記動作起点時刻の前の所定時間内に発生した場合に、前記駆動部に前記アシスト動作をさせる、
制御方法。 It is a control method of a rehabilitation device for recovering activities of daily living of a patient whose motor function of a part of the body is paralyzed.
The presentation process of presenting to the patient's vision and
A drive process in which the drive unit assists the movement of the paralyzed part, which is a part of the paralyzed body of the patient, by using an external force.
A control step of causing the drive unit to perform the assist operation based on the patient's brain wave,
With
The presentation step is an operation in which an image including the target site in a stationary state is presented at a target site which is the same site as the paralyzed portion, and the target site in the stationary state is at a predetermined time. Presenting a moving image showing how it starts moving at the starting time,
The control step determines whether or not the driving unit is to perform the assist operation based on a change in the spectral intensity of a predetermined frequency band included in the signal constituting the brain wave of the patient, and corresponds to the spectral intensity. When the spectral intensity changes based on the determination threshold value and the spectral intensity after the change is equal to or less than the determination threshold value, and the change is within a predetermined time before the operation start time. When this occurs, the drive unit is made to perform the assist operation.
Control method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016163074A JP6765654B2 (en) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | Rehabilitation device and control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016163074A JP6765654B2 (en) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | Rehabilitation device and control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018029728A JP2018029728A (en) | 2018-03-01 |
JP6765654B2 true JP6765654B2 (en) | 2020-10-07 |
Family
ID=61304028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016163074A Active JP6765654B2 (en) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | Rehabilitation device and control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6765654B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7106952B2 (en) * | 2018-04-05 | 2022-07-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Olfactory ability derivation method, olfactory ability derivation program, and olfactory ability derivation device |
US11406841B2 (en) * | 2018-04-08 | 2022-08-09 | Conway Ho | Magnetic stimulation with variable pulsed intervals |
WO2021241676A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 学校法人慶應義塾 | Movement analysis device, system, storage medium, and rehabilitation system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4730621B2 (en) * | 2007-05-07 | 2011-07-20 | 敦 西川 | Input device |
US9539118B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Neurolutions, Inc. | Brain-controlled body movement assistance devices and methods |
EP3127526A4 (en) * | 2014-04-04 | 2017-12-20 | Sapporo Medical University | Device for rehabilitation, rehabilitation system provided therewith, program for rehabilitation and rehabilitation method |
-
2016
- 2016-08-23 JP JP2016163074A patent/JP6765654B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018029728A (en) | 2018-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6557652B2 (en) | Rehabilitation device, rehabilitation system provided with the same, rehabilitation program, and method of operating rehabilitation device | |
CN108882875B (en) | Device for neurovascular stimulation | |
JP2019513516A (en) | Methods and systems for acquiring, aggregating and analyzing visual data to assess human visual performance | |
Novak et al. | Predicting targets of human reaching motions using different sensing technologies | |
CN109166612B (en) | Large-scale game scene rehabilitation system and method based on eye movement and electroencephalogram information | |
US11543879B2 (en) | System for communicating sensory information with an interactive system and methods thereof | |
WO2006045223A1 (en) | A method for monitoring and analyzing the health condition and the corresponding dress system | |
JP2008532587A (en) | Method and system for physiological and psychological / physiological monitoring and use thereof | |
US9372533B1 (en) | Facial movement measurement and stimulation apparatus and method | |
KR20180114692A (en) | Brain training simulation system based on behavior modeling | |
JP6765654B2 (en) | Rehabilitation device and control method | |
US20220028296A1 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and computer program | |
JP2020168415A (en) | Detector | |
JP2017516571A (en) | Rehabilitation system and method | |
Welch | Physiological signals of autistic children can be useful | |
WO2018215575A1 (en) | System or device allowing emotion recognition with actuator response induction useful in training and psychotherapy | |
Cunha et al. | Post-adaptation effects in a motor imagery brain-computer interface online coadaptive paradigm | |
US20210387085A1 (en) | Display of a three dimensional recodring in a system for rehabilitation | |
JP6359926B2 (en) | Communication support method and communication support system | |
KR101923656B1 (en) | Virtual reality control system that induces activation of mirror nervous system and its control method | |
JP2022059140A (en) | Information processing device and program | |
Scherer et al. | Game-based BCI training: Interactive design for individuals with cerebral palsy | |
KR102386359B1 (en) | System and method for controlling exoskeleton robot using brain waves according to motion imagination | |
CN112402767B (en) | Eye movement desensitization reprocessing intervention system and eye movement desensitization reprocessing intervention method | |
Chen et al. | Attentional demand of a virtual reality-based reaching task in nondisabled older adults |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160907 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161104 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190704 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200601 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200805 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6765654 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |