JPH04261657A - 前腕用回旋運動器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、怪我等により機能的
障害に陥った人体の各部を元の状態に回復させる医療機
器に係り、特に、骨折、脱臼などによって機能的障害に
陥った前腕の回旋を回復させる前腕用回旋運動器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】肩から手まで含めた上肢の関節複合体に
本来備えている７度の運動自由度なので、回旋（回内・
回外）は、手の方向づけのコントロールの基本となるた
め、もっとも重要なもののひとつである。回内・回外に
より、手は空間の球扇形内（肩に中心がある）にある物
を握りやすい最適の肢位をとることになり、その結果手
を口に運びやすくなる（摂食機能）。また、回内・回外
は、体を保護したり、きれいにしたり（清拭機能）する
ため手を体のどんなところでも届きやすくしているし、
手作業のような活動にも基本的役割を果たしている。

【０００３】回旋により、手で盆や物を支えたり（回外
）、物を下方に押しつけたり、その上に寄りかかったり
（回内）できる。ドライバーを回す場合のように、回内
・回外が握った道具の軸と一致すると、回内・回外によ
る回旋運動が、手掌や手指の中心で握りしめた物体に伝
わりやすくなる。握り柄を手全体で斜めに握っていると
き、回内・回外により円錐回旋が生じ、道具の方向は変
化する。手の非対称性により、道具の握り柄は、回内・
回外軸上に中心をもつ円錐の一部に沿って、空間中のい
かなる方向にでも向く。したがって、ハンマーを使って
自由な角度で釘を打つことができるのである。このよう
に、回旋（回内・回外）は、手を動かす場合、非常に重
要な要素である。

【０００４】ところで、怪我などによって前腕を骨折、
脱臼などした場合には手術後、患部が治るまでギブスで
固定されるが、ギブスによって患部を固定している間に
、前腕の回旋の可動域が著しく狭まり、又関節の拘縮な
どがおこり、ギブスがとれた後も手が自由に動かなくな
る等の後遺症が残る問題があった。

【０００５】そこで、このような後遺症が残るのを防ぐ
ために、専門の理学療法師を利用して、あるいは自力で
回復運動が行われている。理学療法師を利用した回復運
動では、理学療法師が患者の手術後の前腕をつかんで回
旋運動を行って、手術後の前腕の可動域の改善、拘縮の
予防、疼痛の軽減などが図られている。また、患者が自
力で行う回復運動では、患者がハンドルを掴んで回旋運
動を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
理学療法師を利用した回復運動にあっては、専門の理学
療法師の絶対数が足りないため、満足のいく回復運動を
全ての患者が受けることは困難であった。又、前腕の回
旋運動を長時間にわたってゆっくり行うことは、専門の
理学療法師にとっても困難であった。更に、上記の理学
療法師の数が少ないことと相まって、患者が回旋運動を
行いたいときに、直ちに理学療法師の指導を受けること
は困難であった。

【０００７】また、前述の患者が自力で行う回復運動に
あっては、患者の意志でハンドルを回すので、疼痛や筋
力低下などのために十分な回旋運動を行うことは困難で
あり、又前腕の回旋運動を長時間にわたってゆっくり行
うことも困難であった。

【０００８】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、専門の理学療法師を利用することなく
、しかも、自分のすきな時間に他人に手助けを受けるこ
なく、更に、長時間にわたってゆっくり前腕の回旋運動
を行うことのできる前腕用回旋運動器を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めにこの発明は、機盤上２に、把持部３ｆを形成した前
腕遠位回旋支持部３を回旋自在に設け、前腕遠位回旋支
持部３の後方に前腕近位固定部４を固定的に設け、前腕
近位固定部４の後方に上腕保持部５を上下方向に回動自
在に設け、前記前腕遠位回旋支持部３を駆動するモータ
ー６を設けると共に、モーター６を制御する制御機構７
を設けた構成よりなるものである。

【００１０】

【作用】以上のような構成を有するこの発明は、次のよ
うに作用する。すなわち、前腕遠位回旋支持部３に手と
手首を入れて、指で把持部３ｆを掴み、バンド８で手首
の部分をしっかりと保持し、前腕の肘より少し手前側部
分を前腕近位固定部４に入れてバンド８でしっかりと保
持し、上腕の部分を上腕保持部５に入れてバンド８でし
っかりと保持し、制御機構７を作動してモーター６を駆
動すると、前腕遠位回旋支持部３は前腕の回旋方向にゆ
っくりと正逆回転する。前腕遠位回旋支持部３に保持さ
れている手及び手首は、この正逆回転によって回旋方向
に回転運動をし、これによって前腕の回旋運動が行われ
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発
明をより具体的に説明する。ここで、図１は前腕用回旋
運動器の側面図、図２は前腕用回旋運動器の平面図、図
３は前腕用回旋運動器の使用状態の側面図である。

【００１２】図において、前腕用回旋運動器１は、手術
後、ギブスによって患部を固定している間に、前腕の回
旋の可動域が著しく狭まり、又関節の拘縮などがおこり
、ギブスがとれた後も手が自由に動かなくなるのを防ぐ
ために使用される医療機器である。この前腕用回旋運動
器１は、長時間にわたってゆっくり前腕の回旋運動を行
うことができる機器で、機盤２上に設けられた前腕遠位
回旋支持部３、前腕近位固定部４、上腕保持部５及びモ
ーター６、並びに機盤２上に設けられたモーター６を制
御する制御機構７などから主に構成されている。

【００１３】前腕遠位回旋支持部３は、前腕遠位つまり
手及び手首の部分を回旋自在に支持する箇所であり、手
の部分の前部側３ａと手首側の後部側３ｂとに分けられ
、又前端面３ｃ、左右側面及び底面が閉塞され、上面及
び後端面３ｄが開放された形状から形成されている。 この前腕遠位回旋支持部３はその前部側３ａと後部側３
ｂとの境の左右側面には切り欠き溝３ｅが形成されてい
る。その前部側３ａの中央には手で掴んで前腕遠位を当
該支持部３に支持させるための把持部３ｆが形成されて
いる。把持部３ｆは手で掴み易いような形状、例えば円
柱状の形状から形成されて、その下端は前腕遠位回旋支
持部３の底面に一体的に固設され、上下方向に取付けら
れている。また、後部側３ｂの側面の外面には手首をこ
の後部側３ｂにしっかりと保持するバンド８が設けられ
ている。

【００１４】前腕遠位回旋支持部３の前端面３ｃの外面
には回転歯車９が一体的に設けられている。回転歯車９
はその回転中心が、手で把持部３ｆを掴んだとき、薬指
の高さになる位置の水平延長線上に一致するように取付
けられている。この回転歯車９の中心軸９ａはその前方
に設けられたモーター取付け枠１０に正逆回転自在に軸
支されている。前腕遠位回旋支持部３はこのモーター取
付け枠１０を介して機盤２上に支持され、又中心軸９ａ
を回転中心として回旋つまり正逆回転自在に支持されて
いる。

【００１５】前腕近位固定部４は前記前腕遠位回旋支持
部３の後方側の機盤２上に位置し、手及び手首側が回旋
運動するとき、前腕近位つまり前腕の肘より少し手前側
部分をしっかりと保持して、前腕の回旋運動の達成を図
る役目を果たしている。前腕近位固定部４はその左右側
面及び底面が閉塞され、前端面、後端面及び上面が開放
されている。前腕近位固定部４の側面の外面には前腕を
しっかりと保持するためのバンド８が設けられている。 又、前腕近位固定部４の左右側面の外面には後方に突出
した連結片４ａが各々設けられており、この連結片４ａ
の後端部が機盤２上に設けられた後述する支持枠１１の
縦枠１１ａに固定的に連結支持されている。即ち、この
連結片４ａの後端部には連結孔が形成され、この連結孔
と後述の上腕保持部５の連結片５ａの連結孔及び取付け
孔１１ｄを連結ネジ１２が挿通して、前腕近位固定部４
は支持枠１１に固定的に支持されている。

【００１６】支持枠１１は左右に一対の縦枠１１ａと、
左右の縦枠１１ａを下端で連結した横枠１１ｂ、及び機
盤２の左右両側にその前後方向に配設された１対のスラ
イド板１１ｃから構成されている。支持枠１１の縦枠１
１ａには上下方向に一定間隔で取付け孔１１ｄが形成さ
れており、前腕近位固定部４および上腕保持部５の取付
け高さを調整することができるようになっている。また
、機盤２を前後方向に移動して取付けることができるよ
うに、スライド板１１ｃにはその前後方向に一定間隔で
取付け孔１１ｅが形成されている。この取付け孔１１ｅ
に横枠１１ｂの両端側がネジによって連結される。

【００１７】上腕保持部５は前記前腕近位固定部４の後
方側の機盤２上に位置し、肘より少し上側の上腕を保持
するもので、その左右側面及び底面が閉塞され、前端面
、後端面及び上面が開放されている。上腕保持部５の側
面の外面には前腕をしっかりと保持するためのバンド８
が設けられている。又、上腕保持部５の左右側面の外面
には前方に突出した連結片５ａが各々設けられており、
この連結片５ａの前端部が機盤２上に設けられた上記の
支持枠１１の縦枠１１ａに上下方向に回動自在に連結支
持されている。即ち、この連結片５ａの前端部には連結
孔が形成され、この連結孔と上記の前腕近位固定部４の
連結片４ａの連結孔及び取付け孔１１ｄを連結ネジ１２
が挿通して、上腕保持部５は支持枠１１に上下方向に回
動自在に支持されている。

【００１８】前記モーター６は、前述の前腕遠位回旋支
持部３を回旋させる駆動装置で、前腕遠位回旋支持部３
の前方に設けられた上記モーター取付け枠１０に取付け
られている。モーター６の駆動軸６ａの先端には歯車６
ｂが設けられていて、この歯車６ｂは前述の回転歯車９
と噛み合って、回転歯車９を回転させ、この回転歯車９
を介して前腕遠位回旋支持部３を回転させる構造になっ
ている。歯車６ｂは回転歯車９より歯数がかなり少なく
、減速するようになっている。モーター６には例えばス
テッピングモーターが使用されている。このステッピン
グモーターはパルスによってディジタル的に制御するこ
とが可能で、決められた角度を回転し、かなりの高精度
で停止することができる。

【００１９】前記制御機構７は上記のモーター６の例え
ば回転速度、回転角度の範囲、回転数、回転トルクなど
を制御して、前腕遠位回旋支持部３の安全な正逆（往復
）回転運動を維持する機能を果たすものである。この制
御機構７には例えばこのシステムの電源スイッチ７ａ、
モーター６の速度制御用の撮み７ｂ、モーター６の回転
の始動及び停止用のスイッチ７ｃ、前腕遠位回旋支持部
３の正逆（往復）回転数を計測してこれを表示するカウ
ント表示部７ｄ、前腕遠位回旋支持部３の正逆（往復）
回転数を設定するダイヤルスイッチ７ｅ、モーター６の
回転トルクを調整する制御撮み７ｆ、終了を知らせるブ
ザー７ｇなどが設けられている。

【００２０】また、前記モーター６と回転歯車９との間
にはセンサー取付け盤１３が取付けられており、このセ
ンサー取付け盤１３には前腕遠位回旋支持部３の回転角
度を検出するセンサー１３ａが取付けられている。セン
サー１３ａには例えば磁気センサーが使用され、又この
センサー１３ａの設定角度を調整することによって、前
腕遠位回旋支持部３の回転範囲を制御できるようになっ
ている。

【００２１】更に、モーター６の回転トルクの過負荷を
防止する図示しない過負荷防止センサーが設けられてい
て、前腕遠位回旋支持部３に必要以上の回転トルクが作
用するのを防いで、この前腕用回旋運動器１を使用する
者の安全を図っている。

【００２２】次に、上記実施例の構成に基づく前腕用回
旋運動器１の使用方法について説明する。先ず、前腕遠
位回旋支持部３に手と手首を入れて、指の把持部３ｆを
掴み、バンド８で手首の部分をしっかりと保持し、前腕
の肘より少し手前側部分を前腕近位固定部４に入れてバ
ンド８でしっかりと保持し、同様に、上腕の部分を上腕
保持部５に入れてバンド８でしっかりと保持する。

【００２３】このようにして、回旋運動を必要とする前
腕を前腕用回旋運動器１に保持した後、制御機構７の電
源スイッチ７ａを入れ、例えば次のような回旋運動に必
要な所定の条件を設定する。旋回運動のカウント数をダ
イヤルスイッチ７ｅで設定する。設定数は最初は１００
回前後から始め、徐々に回数を増やし、５００回程度ま
で上げる。前腕遠位回旋支持部３の回転角度を設定する
。この設定はセンサー取付け盤１３のセンサー１３ａの
設定角度を調整することによって行われる。回転角度は
患者の現在の可動域の範囲より僅かに広い範囲程度に設
定する。前腕遠位回旋支持部３の回転トルクを撮み７ｆ
で設定する。回転トルクとして、例えば最小の値は５ｋ
ｇｃｍ、通常は１０ｋｇｃｍ、最大は２０ｋｇｃｍ程度
とする。最初は最小トルクに設定する。モーター６の回
転速度を撮み７ｂで設定する。１回転１０〜２０秒程度
の速度、最大速度として１回転５秒程度とする。以上の
ようにして、必要な条件を設定した後、スイッチ７ｃを
入れてモーター６を始動させる。

【００２４】モーター６が回転とすると、該モーター６
の駆動軸６ａの先端に取り付けた歯車６ｂも回転し、こ
の歯車６ｂと噛み合う回転歯車９も回転する。回転歯車
９は歯車６ｂより歯数が多いので、モーター６の回転速
度は減速される。回転歯車９はゆっくり回転し、この回
転歯車９が設けられている前腕遠位回旋支持部３も回転
歯車９の回転に連動してゆっくりと一定方向に回転する
。

【００２５】そして、前腕遠位回旋支持部３の回転によ
って、前腕遠位回旋支持部３内の手及び手首も一定方向
にゆっくりと回転するが、前腕近位は固定されており、
前腕の回旋運動がスムーズに行われる。設定の角度だけ
、前腕遠位回旋支持部３が回転すると、センサー１３ａ
がこの角度を検出して、その情報を制御機構７に送り、
制御機構７ではこの情報に基づき、モーター６の回転方
向を逆方向に変える。この動作によって、モーター６の
回転方向が逆になり、これに連動して、回転歯車９及び
前腕遠位回旋支持部３も逆方向にゆっくり回転し始める
。そして、所定の角度だけ逆方向に回転すると、再び、
センサー１３ａがこの角度を検出して、その情報を制御
機構７に送り、制御機構７ではこの情報に基づき、モー
ター６の回転方向を再度逆方向に変える。

【００２６】このようにして、前腕の回旋運動が続けら
れ、設定のカウント数になると、制御機構７が作動して
、終了のブザーを鳴らし、モーター６を停止させる。 なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この考案の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし
得ることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る前腕用回旋運動器によれば、前腕を前腕用回旋
運動器に保持して該運動器を作動させるのみで、専門の
理学療法師を利用することなく、しかも、自分のすきな
時間に他人に手助けを受けるこなく、長時間にわたって
ゆっくり前腕の回旋運動を行うことができるという、極
めて新規的有益なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す前腕用回旋運動器の側
面図である。

【図２】この発明の実施例を示す前腕用回旋運動器の平
面図である。

【図３】この発明の実施例を示す前腕用回旋運動器の使
用状態の側面図である。

【符号の説明】

１：前腕用回旋運動器 ２：機盤 ３：前腕遠位回旋支持部　　　　　　　　　　３ａ：前
部側３ｂ：後部側　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　３ｃ：前端面３ｄ：後端面　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　３ｅ：切り欠き溝３ｆ：
把持部 ４：前腕近位固定部　　　　　　　　　　　　　　４ａ
：連結片５：上腕保持部　　　　　　　　　　　　　　
　　　　５ａ：連結片６：モーター　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　６ａ：駆動軸６ｂ：歯車 ７：制御機構　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　７ａ：電源スイッチ７ｂ：撮み　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　７ｃ：スイッチ７ｄ：カ
ウント表示部　　　　　　　　　　　　　　７ｅ：ダイ
ヤルスイッチ ７ｆ：撮み　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　７ｇ：ブザー８：バンド ９：回転歯車　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　９ａ：中心軸１０：モーター取付け枠 １１：支持枠　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１１ａ：縦枠１１ｂ：横枠　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１１ｃ：スライド板 １１ｄ：取付け孔　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１１ｅ：取付け孔１２：連結ネジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機盤上に、把持部を形成した前腕遠位
   回旋支持部を回旋自在に設け、前腕遠位回旋支持部の後
   方に前腕近位固定部を固定的に設け、前腕近位固定部の
   後方に上腕保持部を上下方向に回動自在に設け、前記前
   腕遠位回旋支持部を駆動するモーターを設けると共に、
   モーターを制御する制御機構を設けたことを特徴とする
   前腕用回旋運動器。