JPH0620478B2 - 下肢機能訓練装置 - Google Patents

下肢機能訓練装置

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JPH0620478B2
JPH0620478B2 JP61008810A JP881086A JPH0620478B2 JP H0620478 B2 JPH0620478 B2 JP H0620478B2 JP 61008810 A JP61008810 A JP 61008810A JP 881086 A JP881086 A JP 881086A JP H0620478 B2 JPH0620478 B2 JP H0620478B2
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JENERARU DO MATERIERU ORUTOPEDEITSUKU CO
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は医療機器の分野に係わり、下肢の整形外科措置
ないし機能回復訓練に適した下肢機能訓練装置に関す
る。
従来の技術 提案されている装置は、関節運動自在に相互連結されて
おり、しかも、支えるべき下肢の局所を支えるバンドな
いしハンモックを備えた大腿支持体と脛部支持体とで構
成されている。
大腿支持体は、支持フレームないしベース上に関節運動
自在に装架されており、脛部支持体の末端部と連係する
支持部材の移動を案内する手段を備えている。
ベースと関節装置との間には駆動装置が介装されてい
て、マヒした下肢を機能回復訓練させる時にその下肢を
屈伸運動させることができる。
例えばフランス国特許第７８−２９８６６号（第２，４
３９，００９号）に開示されている如きのこのような装
置では、医療関係者のみならず、患者にとっても使いや
すいことから、大概充分なものである。
それに、このような装置の占有スペースは小さく、しか
も、例えばベッド上のマットレスや、手術台などの支持
面に直接載置させることができるようになっている。
それにも拘わらず、このような装置は、あらゆる機能回
復訓練に使えるものではないことが判明した。例えば、
下肢を、腰が屈曲していない状態で屈伸させるのは不可
能である。
これは、大腿支持体と脛部支持体とからなる関節装置が
ベースと重なり合っているからである。それに伴う垂直
方向のスペースが腰の最大伸展位置を決定し、そこから
運動できる。この位置と、腰の最大伸展位置との間に
は、下肢を動かせない角範囲、つまり、死角ができるの
である。
発明の目的 従って、本発明は前述の欠点を解消すべくなされたもの
であって、下肢を、支持面上での下肢の支持、静止位置
に対応する腰の無屈曲状態から屈伸運動させることがで
きる下肢機能訓練装置を提供するのを目的とするもので
ある。
本発明の別の目的は、前述の長所を採用することで、従
来得られなかった動き、即ち、下肢を屈曲させつつ外転
させることができ、これにより、股大腿を内外転させて
機能回復を計ることができる下肢機能訓練装置を供する
ことである。
本発明の更に別の目的は、下肢が左脚であっても、ま
た、右脚であっても、構成部品の長さに拘わらずいづれ
にも簡単に適用しうる下肢機能訓練装置を提供すること
である。
本発明のまた別の目的は、膝の機能回復訓練に当たって
下肢を受動的に、または能動的に屈伸させたり、所望に
よっては、大腿における筋肉の鍛練に使うこともできる
下肢機能訓練装置を供することである。
前述の諸目的は、ベースと該ベースに装着した大腿支持
体と脛部支持体とからなる関節装置と、ベースに対して
関節装置を回動させる駆動装置とからなる下肢機能訓練
装置であって、前記ベースに基準水平軸を中心として回
動自在にビームを装架し、水平静止位置と最大開き位置
との間での前記ビームの回動を許容する駆動装置を設
け、前記関節装置をビームのいづれ側において横方に配
置するとともに、ベースを支持する支持面上で関節装置
の脛部支持体の末端部を載置しつつ走行させる手段を設
けた下肢機能訓練装置により達成しうる。
以後、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施
例を詳述する。
第１図と第２図とにおいて、本発明による下肢機能訓練
装置し、マヒした下肢の機能回復訓練装置して適したも
のであって、机やベッドの如きの支持面に載置するベー
ス１を備えており、このベース１が支持面に載置されて
も装置全体が倒れないように支えるために、調節自在ク
ロスビーム２の如きの横方支承手段と、例えばベッドの
骨枠とかの構造物４に取付けるためのクランプを備えた
伸縮自在支承棒３とが前記ベース１に連結されている。
ベース１には、大腿部介添用ビーム５が、水平基準位置
を有するピボット軸芯Ａ−Ａ′を中心にピボット自在に
装着してあり、従って、大腿部介添用ビーム５は、前記
ベース１上における水平静止位置からベース５に対して
回動するようになっている。ピボット軸芯Ａ−Ａ′は、
ベース１や大腿部介添用ビーム５の具体的な構成に応じ
て、従来公知の適当な方法で設計できるものではある
が、大腿部介添用ビーム５としては、互いに平行な一対
の縦部材６を一対の横部材７で連結した構成にするのが
望ましい。このビーム５には、第３図に示した静止位置
と最大回動位置との間におけるベースに対するビームの
動きを入力条件に応じて制御する駆動装置８が連結され
ている。図示の実施例では、駆動装置８は、ピボット軸
芯Ａ−Ａ′と平行なピボット軸１０を介してベース５に
装架した電動モータ９で構成してある。この電動モータ
９の出力軸はスクリユーシャフトで構成させていて、こ
の出力軸に、縦部材６から上方に延在するフォーク１３
に軸１２を介して枢支させたナット部材１１が装架され
ている。従って、モータ９の出力軸は、縦部材６と平行
に延在する棒１４と同様に縦部材６間に配置されてい
る。棒１４には、モータ９の出力軸（スクリユーシャフ
ト）におけるナット部材１１の移動ストロークを規制す
るものであって、ナット部１１がそのストロークの終点
に来ればモータ９への電力供給を制御する反転スイッチ
装置が調節自在に設けられている。
ビーム５の末端部には２つの摺動体１５が縦部材６の横
方に臨む形で設けられており、いづれか一方側にスプリ
ントを構成する関節装置１６が設けられている。この関
節装置１６は、一対の側面介添片１８を備えた大腿支持
体１７よりなり、各側面介添片１８にはピボットピン１
９があって、脛部支持体２０に対してピボット自在とな
っている。第１図と第２図とからわかるように、関節装
置１６は、ビーム５の両側へと回動できるようになって
おり、そのため、大腿支持体１７は前記ビーム５に対し
て平行に延在している。側面介添片１８には、いづれか
の摺動体１５と協働するバー２１が設けられているとと
もに、そのために摺動体１５に前記バー２１を不動状態
にする部材（図示せず）が設けられている。
従来公知の如く、アームないし摺動体１５は縦部材６に
摺動体を介して調節自在に装架されている。前記摺動体
により、患者の体形に応じて、軸１９と軸芯Ａ−Ａ′と
の間の距離が調節できる。
脛部支持体２０と大腿支持体１７とは、従来公知の構成
であってもよく、一対の縦部材にバンド１６ａを架設し
た構造をしている。バンド１６ａは言うまでもなく、下
肢の大腿と脚を夫々裏側より支えるものであって、ベー
ス１とビーム５とはその側方に配置されている。脛部支
持体２０の末端部には、足のせ台２２と、支持面上で走
行する走行部材２３とが設けられており、走行部材２３
としては、キャスター２４ないしランナーで構成するの
が望ましい。
ビーム５の横側に関節装置１６を配置した実施例では、
図示した患者の左脚の如きの下肢に対して前記ビームと
ベース１とが外方へ移動させることができる。従って、
ビーム５を一杯下げることで、ベース１とほぼ平行な重
合面の内側にビーム１をもって来ることができるととも
に、走行部材２３がベース１の支持面上にある時に、脛
部支持体を最大伸張させることができる。
この状態を第３図に示すが、この状態にあっては、関節
装置１６は、腰がベッドの如きの支持面と平行になって
いる最大伸展状態ないし無屈曲状態、即ち、自然仰臥位
となる位置に下肢を支えることができる。
下肢機能訓練装置は、前述の状態にあれば、ベース１に
対して慎重に上昇された軸芯Ａ−Ａ′が、股大腿関節
（coxofemoral articulation）とほぼ一致し、ピボット
ピン１９の軸芯が膝の前後関節とほぼ対応し、また、足
関節が前述の２つの関節と一致するようになっている。
これは、ベースに対して軸芯Ａ−Ａ′を上げ、かつ、走
行部材２３を、脛部支持体２０が大腿支持体１７の延長
線上に来るに必要な高さまで上げることによって達成し
うる。
腰が最大限伸展し、屈曲していない状態にある時に、適
当な方向へ電動モータ９を駆動すれば、ビーム５が軸芯
Ａ−Ａ′を中心として矢印ｆ１（第３図）にて示した方
向にピボットする。前記軸芯が水平基準位置にあれば、
矢印ｆ１の方向へのピボット運動は、垂直矢状方向に行
なわれて、ビームを介して関節装置１６を移動させるこ
とになる。
詳述すれば、矢印ｆ１の方向へビーム５がピボットする
に伴って、大腿支持体１７もその方向に移動するが、脛
部支持体２０は走行部材２３を介して支持面と接触した
ままである。従って、ビーム５が矢印ｆ１の方向に漸次
ピボットすれば、関節装置１６の作用により、軸芯Ａ−
Ａ′とほぼ一致する股大腿関節と足関節とが、脛部支持
体２０のピボットピン１９を中心とする矢印ｆ２の方向
へのピボットに伴って運動するようになる。
電動モータ９を反転駆動させれば、矢印ｆ１の方向とは
反対方向へのビームのピボットを制御することができ、
これにより、ビーム５を下げる、即ち、ビームの開き角
度を減少させることで関節装置１６を第３図に示したも
のとの位置へ復帰させることができる。
矢印ｆ１方向へのビーム５の回動範囲は、患者の意志、
もしくは、反転スイッチ装置の位置を調節することで決
定できる。一般にこの回転範囲は、第４図に示す如く１
２０゜である。第４図には、少なくとも一方の側面介添
片１８の当接部１８ａの調節によっては、脛部支持体２
０の屈曲を０〜１３０゜の範囲で調節できることが示さ
れている。前述の調節は、下肢の機能回復訓練装置の程
度、もしくは、筋肉をきたえる上での必要な運動量に応
じて行うようにすれば良い。特に、筋肉をきたえる目的
で機能訓練を行うのであれば、脚をバンド２５で脛部支
持体２０に固定するだけでも充分である。また、第４図
にて仮想線で示すように、足のせ台２２を、可動ないし
調節自在な重り２２ａを支持するように構成してもよ
く、この場合、反転運動を得ることができる。
更に、伸展した状態での機能回復訓練を積極的に行いた
い場合、側面介添片１８に可動棒１８ｂを取付け、この
可動棒１８ｂと足のせ台２２との間に弾性コード１８ｃ
を張設しても良い。
ピボット自在ビームの横側に大腿支持体と脛部支持体と
からなる関節装置を配し、大腿支持体が前記ビームに対
して平行状態を保つようにしうる本発明による構成で
は、支持ベース、電動モータ９、ビーム５を治療すべき
下限の横側および外方に移動させることができ、必要に
応じては、関節装置１６を、ベッドの如きの支持面と平
行な最大伸展状態にすることができる。このように構成
することで、最大伸展状態から、もしくは、腰が無屈曲
している状態から脚を積極的に屈伸運動させることがで
きる。
更に、本発明による装置は、左下肢用としてばかりでは
なくて、右下肢用としても使えるものであり、この場
合、関節装置１６を左側、もしくは右側に回動させるか
どうかに応じて、いづれかの摺動体１５側に関節装置を
適用し、かつ、ビーム５とベース１とを反対方向へと横
にそらせば良い。
本発明による特殊な構成では、機能訓練装置に下肢の屈
曲時に外転させたり、或いはその逆、即ち、伸展におけ
る内転運動を得ることができる。
このために、第１図，第２図、および第５図とに示すよ
うに、２個の支持体２７ないし類似品よりなる強固なフ
レーム２６でベース１を構成する。支持体２７は垂直方
向に延在していて、互いに同心的になった２本のピボッ
ト軸２８を備えており、このピボット軸２８が、フレー
ム２６と平行で、かつ、ベースの中心縦平面の方向に延
在する水平ピボット軸芯Ｂ−Ｂ′を構成している。ピボ
ット軸２８は、軸芯Ａ−Ａ′を含み、ピボットピン１０
を備えたピボット自在支持台２９を支持している。第５
図と第６図とに、軸芯Ａ−Ａ′が軸芯Ｂ−Ｂ′と直交す
るように、ピボット自在支持台２９を構成していること
を示している。
ピボット自在支持台２９には、同時にビーム５を屈曲作
用と同時に外転させたり、伸展作用と同時に内転させる
べく付勢する付勢装置３０が設けられている。この付勢
装置３０は、ピボット軸芯Ｃ−Ｃ′を構成するピボット
軸３２を介して支持台２９に装架した平坦な舵状部材３
１で構成されているとともに、軸芯Ａ−Ａ′の水平基準
位置において垂直方向に延在している。軸芯Ｃ−Ｃ′は
軸芯Ａ−Ａ′と軸芯Ｂ−Ｂ′の仮想交点Ｉを通り、軸芯
Ｂ−Ｂ′に対して直交している。
この平坦な舵状部材３１は、調節装置２９を介して支持
台２９に連結されている。調節装置２９は、支持台２９
に固定したセクター部材３６に設けた目盛位置にナット
３５を締付けることによりロックしうる棒片で構成して
ある。目盛付きセクター部材３６としては、ナット３５
を螺着させたネジ部材が弧状に移動しうる弧状スロット
を備えたものであってもよく、調節装置３３が基準中立
位置にあれば、軸芯Ａ−Ａ′に対してビーム５の末端部
とは反対側にある平坦な舵状部材３１が、基準水平位置
にあれば、軸芯Ｂ−Ｂ′を横切るベース１の中心縦平面
と一致するように調節されている。
舵状部材３１はほぼ半円形を呈しており、フレーム２６
に設けたガイド３７と常時協働する。このガイド３７は
好ましくは、板３９に植立した垂直ピンを中心に回転す
る２個の滑車３８で構成するのが良く、板３９は、フレ
ーム３６の一部分を構成するクロスビーム４１に垂直ピ
ボットピン４０を介して装架してある。ことに、垂直ピ
ボットピン４０は、軸芯Ａ−Ａ′が基準水平位置にあれ
ば軸芯Ｃ−Ｃ′と一致するように位置決めされている。
この状態にあれば、ピボットピン４０を中心として、舵
状部材３１の傾きを左側にしたり、右側にしたりするこ
とができるのである。
第２図，第５図，および第６図を示すように舵状部材３
１が中立調節位置にある時に電動モータ９を駆動させれ
ば、ビーム５が前述のように軸芯Ａ−Ａ′を中心として
回動する。ところが、舵状部材３１が軸芯Ａ−Ａ′を通
るベース１の中心縦平面の内側にあることから、舵状部
材はその時、滑車３８に摺接しつつ移動させられる。こ
の時、矢状平面ないし天頂面に沿って回動して下肢を屈
伸させるビーム５の動きは変わらない。
ところが、第７図に示すように舵状部材３１を調節装置
３３で調節することにより、左側に偏位するようにさせ
れば、矢印ｆ１の方向へのビーム５の回動に伴って、舵
状部材３１が滑車３８に沿って動くことから反力が生
じ、それにより、支持台２９は軸芯Ｂ−Ｂ′を中心とし
て漸次回動するようになる。この時、ビーム５が矢印ｆ
３に沿って左側へとプリント、即ち、関節装置１６を外
転させるが、これは屈曲運動を伴って起こっている（第
８図と第９図を参照のこと。）この外転運動が最大限に
達すれば、ビーム５は９０゜屈曲することになる。
その後、電動モータ９を反転させれば、ビーム５は矢印
ｆ１とは反対方向に回動し、これにより下肢は、人体の
前後面、即ち、矢印平面と平行になる位置へ戻るまで、
外転しつつ伸展する。
舵状部材３１を左、または右方へ最大限傾斜した時に左
脚と右脚とが最大限外転する範囲を第１０図に示す。患
者の生体構造からして、舵状部材３１が右方または左方
に傾斜しうる最大角度３０゜と設定してある。
第２図と第１１ａ図から明らかな如く、本発明による機
能訓練装置は、訓練させるべき下肢Ｍの横方外側にビー
ム５が来るように構成されている。この状態であれば、
軸芯Ａ−Ａ′は、理論上０点を以て示した個所に位置す
る股大腿関節の関節軸と一致している。第１１ａ図に示
した状態にある時にビーム５と下肢Ｍを外転させれば、
ビーム５は軸芯Ｃ−Ｃ′を中心として、また、下肢Ｍは
０点を中心として外転するのは明らかである。
回動中心間がＺで示した距離だけ離れているとすれば、
膝関節ピボットピン１９との間は、Ｎで示した分だけシ
フトする。このＮは、第１１ａ図に示した如き基準位置
におけるピボットピン１９と軸芯Ｃ−Ｃ′との間にある
実距離Ｘと、軸芯Ｃ−Ｃ′と０点との間での横方向への
シフトに伴って、ビーム５が最大限外転した時に軸芯Ｃ
−Ｃ′をピボットピン１９から隔離する距離に相当する
仮想長さＹとの差に等しい。
そのような歪をなくし、かつ、膝関節とピボットピン１
９とが下肢の外転に拘わらず常時一致した状態を保てる
ようにするには、ビーム５の末端部から延在する１つま
たは複数の摺動部材３に摺動ブロック４２を設け、この
摺動ブロック４２にアーム１５を支持させる。摺動ブロ
ック４２は弾性部材４４の作用により、矢印ｆ４の方向
へ摺動部材４３に沿って付勢されている。従って、第１
１ａ図に示した状態から第１１ｂ図に示した状態へと下
肢Ｍが外転運動すれば、摺動ブロック４２も関節装置１
６により摺動部材４３に沿って矢印ｆ５の方向へ付勢さ
れ、かくて、バネの如きの弾性部材４４を圧縮するよう
になる。
このような動きがあるからこそ、ピボットピン１９と膝
関節とを事実上一致させておくことができるのである。
尚、摺動部材４３は、少なくともＮのずれ量に等しい長
さにわたって摺動ブロックが自由に直線移動するように
工夫されている。
ビーム５を伸展させるべく電動モータ９を駆動させる
と、関節装置１６に作用している歪が漸次減少し、それ
により、弾性部材４４に蓄積されているバネ力が解放さ
れ、それに伴って摺動ブロック４２が摺動部材４３に沿
ってもとの位置へ漸次復帰するようになる。
本発明は前述の実施例に限定されるべきものではなく、
本発明の範囲から逸脱することなく当業者がなしうる変
形も考えられるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による下肢機能訓練装置の斜
視図、第２図はその平面図、第３図と第４図とは本発明
の２つの実施例を夫々示す側面図、第５図は、本発明の
第２実施例を示す部分拡大側面図、第６図は第５図に示
した実施例の構造を示す概略斜視図、第７図と第８図と
は、第５図に示した実施例の装置を夫々異なった作動位
置に設定して示す部分斜視図、第９図は、第５図に示し
た装置を備えた下肢機能訓練装置の平面図、第１０図
は、本発明の装置の動きの範囲の一例を示す説明図、第
１１ａ図と第１１ｂ図とは、夫々本発明の特殊実施例を
示す平面図である。 １……ベース、５……ビーム、９……電動モータ、１６
……関節装置、１７……大腿支持体、２０……脛部支持
体、２９……支持台、３１……舵状部材、３３……調節
装置、４２……摺動ブロック、４３……摺動部材。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ベースと該ベースに装着した大腿支持体と
    脛部支持体とからなる関節装置と、ベースに対して関節
    装置を回動させる駆動装置とからなる下肢機能訓練装置
    であって、前記ベースに基準水平軸を中心として回動自
    在にビームを装架し、水平静止位置と最大開き位置との
    間での前記ビームの回動を許容する駆動手段を設け、前
    記関節装置をビームのいづれ側において横方に配置する
    とともに、ベースを支持する支持面上で関節装置の脛部
    支持体の末端部を載置しつつ走行させる手段を設けたこ
    とよりなるのを特徴とする下肢機能訓練装置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項に記載のもので
    あって、前記ベースが、ピボット軸芯を構成する２つの
    上昇させた水平同心配置されたピポットピンと、該ピボ
    ットピンに装架されていて、それを通るピボット軸芯に
    対して直交するピボット軸芯を有するピボット自在支持
    台と、ビームの屈曲を伴う回動と同時、かつ、ビームの
    伸展を伴う回動と同時にビームを付勢する付勢手段とで
    構成したこと。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第（１）項または第（２）
    項に記載のものであって、支持面上で水平仰臥位にて装
    置の横側において平行に寝ている患者の下肢の股大腿関
    節と基準水平位置にあればほぼ一致するように上げたピ
    ボット軸芯を介して、前記ビームをベースに装架したこ
    と。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第（３）項に記載のもので
    あって、前記ビームが、そのピボット軸芯と、前記関節
    装置を構成する支持体の枢支軸芯との間の距離を調節す
    る装置を介して関節装置に装架されていること。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第（１）項または第（２）
    項に記載のものであって、ベースの支持台とビームとの
    間に、２つのピボット軸芯を介してモータを介装したこ
    と。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第（２）項に記載のもので
    あって、前記付勢手段が、ピボット軸芯（Ａ−Ａ′）と
    ピボット軸芯（Ｂ−Ｂ′）との共通平面に対して直交
    し、その仮想交点を通るピボットピン（Ｃ−Ｃ′）を介
    して前記支持台にその平面がピボット軸芯を横切るよう
    に装架された舵状部材と、ビームのピボット軸芯に対す
    る舵状部材の傾きを調節する手段と、舵状部材と協働す
    るものにして、フレームに装着させた円盤により支持さ
    れたガイドとからなること。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第（６）項に記載のもので
    あって、前記ガイドが、垂直軸芯のピボットピンを介し
    てフレームに装着された円盤により支持された２つの滑
    車よりなり、前記垂直軸芯は、前記ピボットピンの基準
    水平位置においてピボット軸芯（Ｂ−Ｂ′）とピボット
    軸芯（Ａ−Ａ′）との交点を通っていること。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第（２）項に記載のもので
    あって、前記ベースはビームを支持しており、このビー
    ムの自由端が、バネにより遠位偏位すべく付勢された摺
    動ブロックを支持し、かつ案内するとともに、関節装置
    を組立てる２つの側方摺動手段を形成する摺動体を構成
    していること。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第（１）項に記載のもので
    あって、関節装置が、大腿支持体に対する脛部支持体の
    回動範囲を制御する手段と連係する２つの関節軸を介し
    て、脛部支持体を支持する２つの側面介添片を備えた大
    腿支持体で構成されていること。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第（１）項から第（９）
    項のいづれかに記載のものであって、脛部支持体の末端
    部に固定した弾性部材が取付けられている少なくとも１
    本の強固な棒片のための締付手段を関節装置に設けたこ
    と。
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