JPH03155836A - 平衡機能回復用トレーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、−人立ちが十分にできない患者または末梢神
経に障害のある患者の平衡機能回復用トレーニング装置
に関するものである。

特に、本発明は、患者の開眼時および閉眼時における検
査と平衡機能の回復トレーニングとを同時に行えるもの
である。

人間が二足で直立姿勢を保つためには、多くのフィード
バック系の制御を特徴とする特に、三半規管に負うとこ
ろが多いため、三半規管に障害を有する患者は、めまい
により正常な姿勢で自立したり、あるいは歩行するのが
困難である。

本発明は、このような患者が、自分の傾きを確認しなが
ら自立あるいは歩行トレーニングを行える平衡機能回復
用トレーニング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来めまいの検査に使用されている重心動揺計について
第６図を参照しつつ説明する。第６図は従来例における
重心動揺計説明図である。

第６図において、５０は足圧検出台で、３ケ所に圧電変
換素子Ａ、Ｂ、Ｃを備えている。５１は前記圧電変換素
子ＡないしＣの出力を増幅する増幅回路である。５２は
足圧中心動揺変換回路で、患者が前記足圧検出台に立っ
た場合、足圧中心にかかる荷重を３つの圧電変換素子Ａ
ないしＣで検出し、各圧電変換素子の荷重から足圧中心
の位置を演算する回路である。５３はコンピュータで、
足圧中心の位置を連続的に表示できるようにすると共に
、足圧中心動揺変換回路５２の出力電圧と正常な備考と
のデータとを比較分析し、出力装置５４から出力する。

このような足圧中心の位置を連続的に表示する重心動揺
計において、患者は足圧検出台５０の上に立つ。この時
自立できない患者は、看護婦あるいは歩行補助器具の助
けを借りる。患者が楽な姿勢または医師の指示による姿
勢で自立している時に、重心動揺計を動作させて足圧中
心の位置を検出する。すなわち、患者が足圧検出台５０
に乗ると、足圧検出台５０に設けられた各圧電変換素子
ＡないしＣには、患者の姿勢の傾きに応じて出力電圧の
変化に変わり、この電圧変化が足圧中心の軌跡となって
表示される。そして、足圧重心位置の移動状態をコンピ
ュータ５３により解析して、その出力はＣＲＴデイスプ
レィあるいはプリンタ等の出力装置５４に出力される。

医師はこの出力装置の結果を見て患者に診断を下す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記従来例にあける重心動揺計は、単に医師の
診断の助けをする検査装置に過ぎない。

末梢神経の障害によりめまい等を引き起こす患者は、リ
ハビリテーションにより直る場合が多い。

リハビリテーションのトレーナ−は、医師の診断結果に
よる指示に基づいて患者のトレーニングを行うだけであ
るから、患者のトレーニング効果は、医師の検査を待た
ないと分からないという問題があった。

患者が自分自身の姿勢をどのようにした場合にどの程度
傾いているのか、あるいはトレーニングの結果どの程度
回復したかを知ることは困難であった。

また、従来の重心動揺計で、開眼時と開眼時との検査を
行うことができるが、閉眼時のトレーニング装置あるい
は歩行中のトレーニング装置は無かった。

本発明は、以上のような問題を解決するためのもので、
患者が自分の姿勢の揺動具合を知った状態でトレーニン
グできると共に、トレーニング効果を直ちに知ることが
できる平衡機能回復用トレーング装置を提供することを
目的とする。

また、本発明は、開眼時および閉眼時のトレーニングと
平衡機能の検査とが同時にできる平衡機能回復用トレー
ニング装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図および第２図を参照しつつ本発明の詳細な説明す
る。第１図は本発明における原理ブロック構成図、第２
１は本発明における足圧中心動揺波形演算回路説明図で
ある。

第１図および第２図において、ｌは足圧検出回路で、患
者の足圧を検出する。２は足圧中心動揺波形演算回路で
、足圧検出回路１で検出した足圧中心の動揺を連続波形
で表現できるように演算する。すなわち、足圧検出回路
１に設けられた少なくとも３個以上の圧電変換素子から
の電圧が全て等しい場合には、Ｘ軸およびｙ軸の出力は
、いずれもＯＶになるように調整されている。これは第
２図図示のごとく、■に足圧の中心があることを示し、
患者の体は正しい姿勢で立っている状態にある。

以下同様に各圧電変換素子の出力電圧を演算して、■の
位置に足圧中心がある場合には、患者の体は右前方に傾
いていることを示す。■の位置に足圧中心がある場合に
は、患者の体は左右対称で前方にのみ傾いていることを
示す。■の位置に足圧中心がある場合には、患者の体は
左にのみ傾いていることを示す。■の位置に足圧中心が
ある場合には、患者の体は左右対称で後ろにのみ傾いて
いることを示す。

以上のように患者の姿勢の傾き具合によって足圧中心は
いろいろと変わる。

３は重量キャンセル演算回路で、歩行補助器等の補助器
具を足圧検出台に乗せ、第２図図示■に足圧中心がある
場合、Ｘ軸およびｙ軸出力がＯｖになるように演算する
。歩行補助器は、トレーニングの小休止、あるいは重症
患者の検査またはトレーニングに必要で、この歩行補助
器の重量は、圧電変換素子に等分にかからないので、自
動的に演算して差し引かねばならない。

４は動揺限界設定回路で、患者の姿勢がどのように動揺
しているかを患者に知らせるために、足圧中心が第２図
図示■の中心位置からの動揺範囲を設定する。５は足圧
中心動揺波形分析回路で、足圧中心動揺波形演算回路２
で演算された足圧中心の動揺波形と備考の動揺波形およ
び多数の患者の動揺波形とから障害の原因あるいは矯正
方法を自動的に分析する。６は表示装置で、足圧中心動
揺波形演算回路２の動揺波形、あるいは足圧中心動揺波
形分析回路５の分析結果を表示する表示装置で、足圧中
心の動揺波形は、動揺限界設定回路４で設定した第２図
図示■を中心とする円で描かれる動揺範囲と共に表示さ
れる。

なお、患者が実際にトレーニングを行う場合には、足圧
検出台の中心、すなわち、第２図図示■に必ず立つわけ
ではない。むしろ、第２図図示■または■等の位置に立
つ場合が多い。このような場合には、最初に立った位置
を中心にして動揺限界を示す円を描かせる。

７は音響装置で、患者の動揺した姿勢が動揺限界設定回
路４で設定した円からはみ出すと、これを音に換えて患
者に知らせる。

〔作　　用〕

重心動揺の検査あるいは平衡機能回復トレーニングを行
う前に、患者の足圧中心が足圧検出台の中央にある時、
Ｘ軸出力およびｙ軸出力がいずれもＯＶになるように重
量キャンセル演算回路３を調整する。患者が歩行補助器
を必要な場合には、歩行補助器の重量も計算にいれて出
力をキャンセルする。

患者が足圧検出台に乗った場合、患者の足圧中心は、備
考より大きく動揺する。すなわち、足圧検出回路ｌに設
けられている各圧電変換素子にかかる荷重も変化する。

足圧検出回路１における各圧電変換素子の出力電圧から
患者の足圧中心の動揺状態が連続波形として足圧中心動
揺波形演算回路２により演算される。

動揺限界設定回路４では、患者の足圧中心の動揺程度に
合わせて設定を変える。表示装置６には、前記足圧中心
動揺波形演算回路２により演算された足圧中心の動揺波
形がリアルタイムで表示されると共に、動揺限界設定回
路４で設定された円も表示される。したがって、患者は
自分の足圧中心の動揺波形を目視しながら姿勢を制御す
ることができる。すなわち、自分の足圧中心の動揺と表
示装置６に表示される動揺波形の軌跡とは正比例してい
るので、患者は、表示装置６に描かれている動揺波形の
軌跡の大きさを見ながらできるだけ動揺波形の軌跡を小
さくするようにトレーニングする。このようにして行っ
たトレーニングの効果が上がった場合には、動揺限界設
定回路４の設定により描かれる円を少しずつ狭めていく
。

儒者における閉眼時の動揺は、開眼時の動揺より大きい
のが普通である。したがって、本発明の平衡機能回復用
トレーニング装置は、患者の開眼時と開眼時との動揺の
変化を見たり、開眼時のトレーニングによりトレーニン
グ効果を上げることができる。すなわち、動揺限界設定
回路４で設定した円の代わりに、足圧中心の動揺波形が
円から出ると音が出るように音響装置７を設けて置く。

この場合も開眼時と同様にトレーニングの結果を見て音
の出る範囲を徐々に狭める。

また、足圧中心動揺波形演算回路２で演算された足圧中
心動揺波形は、足圧中心動揺波形分析回路５で従来から
蓄積されている足圧中心動揺波形と比較した結果を分析
して表示装置６に表示され、検査結果と共に医師以外の
トレーナ−あるいは患者も見ることができる。

以上のように本発明の平衡機能回復用トレーニング装置
において、患者のめまい等により生じる足圧中心の動揺
波形が表示装置６に描かれているので、トレーナ−およ
び患者は、表示装置６を見ながらトレーニングできる。

また、患者とトレーニング効果が直ぐに表示装置６によ
って判るので、患者のトレーニングに張合いが出て、ト
レーニング効果を高める。

さらに、開眼時および開眼時の検査およびトレーニング
が簡単にできる。

〔実　施　例〕

本発明における一実施例について第３図および第４図を
参照しつつ説明する。第３図は本発明における一実施例
ブロック構成図、第４図は本発明における足圧検出台説
明図である。

図において、足圧検出回路１は、第３図図示のごとく、
たとえば、足圧検出台２０の四隅に設けられた圧電変換
素子ＡないしＤから構成される。

また、足圧検出台２０は、患者の歩行中の検査およびト
レーニングが可能である面積、たとえば１０００Ｘ９０
０ミ！Ｊ、を有する。そして、足圧検出回路１の圧電変
換素子ＡないしＤの出力電圧は、増幅回路８で増幅され
て足圧中心動揺波形演算回路２に入力する。足圧中心動
揺波形演算回路２では、圧電変換素子ＡないしＤの出力
電圧が第２図を参考にして前述したごとく足圧中心の動
揺波形として出力する。また、足圧中心動揺波形演算回
路２には、重量キャンセル演算回路３が設けられており
、重量キャンセル演算回路３は、足圧検出台の中心位置
に患者が正しい姿勢で立った場合、Ｘ軸およびｙ軸の出
力は、いずれもＯｖになるように調整されている。また
、重量キャンセル演算回路３のゼロ点調節１ｉ！ＩＳ９
では、患者の歩行や自立を助ける歩行補助器の重量をキ
ャンセルできる。

動揺限界設定回路４は、動揺限界設定部１０によって患
者の障害程度に合った動揺範囲をたとえば、円形として
デイスプレィ１４に設定でき、患者のトレーニング効果
にしたがってデイスプレィ１４の動揺範囲を狭めるよう
に設定できる。そして、足圧中心動揺波形分析回路５で
、足圧中心動揺波形演算回路２で演算された動揺波形と
多数の患者の足圧中心動揺波形とから障害の原因あるい
は矯正方法を自動的に分析する。すなわち、データベー
ス１２には、正常な儒者および従来からの患者の足圧中
心動揺波形が障害毎、あるいは障害と矯正結果との関係
等多数のデータが蓄積されており、比較回路１１で、前
記足圧中心動揺波形とデータベースとを比較する。その
結果は、プリンタ１３あるいはデイスプレィ１４等に出
力される。

また、デイスプレィ１４には、足圧中心動揺波形演算回
路２の動揺波形および動揺限界設定回路４で設定した範
囲が同時に表示され、動揺限界は円で描かれる。この動
揺限界を示す円は、患者が最初に足圧検出台に乗った位
置を中心として描かれる。

開眼時または視覚障害者の検査およびトレーニングにお
いて、足圧中心の動揺波形が設定された動揺限界からは
み出した場合には、スピーカ１５から音が発せられ、患
者の動揺した姿勢を音によって患者に知らせる。

次に、本発明におけるトレーニング状態について第５図
を参照しつつ説明する。第５図は本発明における患者の
トレーニング状態説明図である。

図において、本発明における平衡機能回復用トレーニン
グ装置は、足圧検出台２０、平衡機能トレーニング装置
本体２２、ＣＲＴデイスプレィ２４およびスピーカ１５
とから構成されている。

足圧中心の動揺検査あるいは平衡機能回復トレーニング
をする前に、重量キャンセル演算回路３に設けられてい
るゼロ点調節Ｂ９により、患者２１の足圧中心が足圧検
出台の中央（第２図図示■）にある時、Ｘ軸出力および
ｙ軸出力がいずれもＯＶになるように調整する。患者２
１が図示されていない歩行補助器を必要とする場合にも
、同様に歩行補助器の重量も計算にいれて出力をキャン
セルする。

患者２１が足圧検出台２０に乗って歩行補助器等の助け
を借りずに自立した場合、三半規管に異常があれば足圧
中心は動揺する。すなわち、足圧検出回路１に設けられ
ている各圧電変換素子にかかる荷重も変化する。足圧検
出回路１における各圧電変換素子の出力電圧は、増幅回
路８で増幅された後に、足圧中心動揺波形演算回路２に
より患者の足圧中心の動揺波形として演算されて出力す
る。

医師の診断結果による指示にしたがい、動揺限界設定回
路４の動揺限界設定部１０で動揺限界２６を設定する。

動揺限界２６は、最初に患者が足圧検出台２０に乗った
場所を中心として所定の限界の円を描かせることができ
る。

患者２１は、ＣＲＴデイスプレィ２４の表示部２５にお
いて、自分の足圧中心の動揺波形２７を見ながら、トレ
ーナ−の設定した動揺限界２６の中に足圧中心の動揺波
形２７が収まるように自分の姿勢を制御するようにトレ
ーニングを行う。そして、トレーニング効果が上がった
場合には、動揺限界設定部１０の設定により描かれた動
揺限界２６の円を少しずつ狭めていく。

また、開眼時または視覚障害者のトレーニングの場合に
は、動揺限界設定部１０で設定した円の代わりに、足圧
中心の動揺波形２７が円からはみ出ると音がスピーカ１
５から出るようにする。この場合も開眼時と同様にトレ
ーニングの結果を見て音の出る範囲を徐々に狭める。

さらに、直立姿勢における足圧中心の動揺波形２７が中
心点の近傍に集まるようになった場合には、足圧検出台
２０の上を歩行した時の足圧中心の動揺波形２７を見る
。この場合にも前述と同様にトレーニングを行う。

また、足圧中心動揺波形演算回路２で演算された足圧中
心の動揺波形２７は、足圧中心動揺波形分析回路５で従
来から蓄積されている足圧中心の動揺波形２７のデータ
ベースと比較した結果を分析してＣＲＴデイスプレィ２
４に表示され、検査結果と共に医師以外のトレーナ−あ
るいは患者も見ることができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではない。そして、特許請求の範
囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々
の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、足圧中心動揺波形演算回路２および重量キャ
ンセル演算回路３は、単なる比例計算であるから、簡単
な回路により構成できるもので、種々の変形例により達
成できる。

また、足圧中心動揺波形分析回路５は、データベースを
記憶する記憶装置を有するコンピュータ等で構成するこ
ともできる。

さらに、圧電変換素子は、半導体を始めストレンゲージ
等の機械量を電気量に変換するもの等周知のものであれ
ばいかなるものでも良い。

さらに、患者の姿勢の傾きにより出す音は、動揺限界設
定回路４により設定された円の代わりに、患者の前後左
右にスピーカ１５を置き、傾いた方向を音により知らせ
ることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、患者のめまい等により生じる足圧中心
の動揺状態が表示装置に描かれているので、トレーナ−
および患者は、表示装置を見ながらトレーニングを行え
ると共に、トレーニング効果が直ぐに表示装置によって
判るので、患者のトレーニングに張合いが出て、トレー
ニング効果を高める。

また、本発明によれば、足圧検出台を歩行可能面積にす
ることにより歩行中の検査およびトレーニングができる
だけでなく、足圧中心動揺波形が動揺限界を越えると音
を出すことによって、視覚障害者あるいは開眼時の検査
およびトレーニングが簡単にできる。

さらに、本発明によれば、足圧中心動揺波形の動揺限界
を設定できるので、トレーニングの効果を見ながら動揺
限界を狭めて正常範囲に近づけることができる。

さらに、本発明によれば、歩行トレーニングの場合には
、危険防止のため歩行補助器が必要になるが、重量キャ
ンセル演算回路を設けることにより、足圧中心の動揺波
形に影響を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における原理ブロック構成図、第２図は
本発明における足圧中心動揺波形演算回路説明図、第３
図は本発明における一実施例ブロック構成図、第４図は
本発明における足圧検出台説明図、第５図は本発明にお
ける患者のトレーニング状態説明図、第６図は従来例に
おける重心動揺計説明図である。 １・・・足圧検出回路 ２・・・足圧中心動揺波形演算回路 ３・・・重量キャンセル演算回路 ４・・・動揺限界設定回路 ５・・・足圧中心動揺波形分析回路 ６・・・表示装置 ７・・・音響装置 １輪 第１図 第２図 圧電変換素子Ｃ 圧電変換素子Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）平衡機能を回復するためのトレーニングが行える
   平衡機能回復用トレーニング装置において、歩行可能面
   積を有する足圧検出台２０の四隅に取り付けられた圧電
   変換素子ＡないしＤからなる足圧検出回路１と、 当該足圧検出回路１の出力電圧から足圧中心動揺波形を
   演算する足圧中心動揺波形演算回路２と、当該足圧中心
   動揺波形演算回路２の出力電圧の閾値を設定できる動揺
   限界設定回路４と、 前記足圧中心動揺波形演算回路２の出力電圧波形を分析
   する足圧中心動揺波形分析回路５と、前記足圧中心動揺
   波形、前記動揺限界および前記足圧中心動揺波形の分析
   結果を表示する表示装置６と、 を備えたことを特徴とする平衡機能回復用トレーニング
   装置。
2. （２）前記動揺限界設定回路４の動揺限界を決める閾値
   が立位中心点を中心とした円となるように設定できる動
   揺限界設定部１０を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の平衡機能回復用トレーニング装置。
3. （３）前記動揺限界設定回路４の出力電圧を音で表示す
   る音響装置７を有することを特徴とする請求項１または
   ２記載の平衡機能回復用トレーニング装置。
4. （４）前記足圧中心動揺波形演算回路２は、歩行補助台
   の重量をキャンセルする重量キャンセル演算回路３を有
   することを特徴とする請求項１記載の平衡機能回復用ト
   レーニング装置。