JPH0696031B2 - Medical cane - Google Patents

Medical cane

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JPH0696031B2
JPH0696031B2 JP4202969A JP20296992A JPH0696031B2 JP H0696031 B2 JPH0696031 B2 JP H0696031B2 JP 4202969 A JP4202969 A JP 4202969A JP 20296992 A JP20296992 A JP 20296992A JP H0696031 B2 JPH0696031 B2 JP H0696031B2
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JP
Japan
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cane
sensor
wand
axis
signal
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清仁 原川
秀雄 岸本
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アニマ株式会社
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、外科患者や神経疾患患
者の歩行動作のリハビリに使用する医療用杖に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a medical cane used for rehabilitation of gait of surgical patients and patients with neurological diseases.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から例えば骨折をしたり人工関節の
埋め込み手術をした外科患者や、廃用症候群の神経疾患
患者の歩行機能回復のためのリハビリに杖が使用されて
いる。杖を使用することにより、外科患者は歩行中に治
療中の部位に与えられる荷重を減少した状態で歩行訓練
を行い、治療中の部位の回復に応じて次第に杖への荷重
を減少して、杖なしで歩行ができるようにする。また、
神経疾患患者の場合には、杖を使用するリハビリによっ
て、杖を使用しての歩行距離を伸ばして行き、方向変換
や階段の昇り降りを杖を使用して可能にすることを最初
の目標にし、病状によっては最終的には杖なしで日常的
な歩行ができるようにする。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cane has been used for rehabilitation for the purpose of recovering the walking function of a surgical patient who has had a fracture or an artificial joint implantation operation, or a patient with a neurological disease having a disuse syndrome. By using a cane, surgical patients perform gait training while reducing the load applied to the site being treated during walking, and gradually reduce the load on the cane according to the recovery of the site being treated, Allow walking without a cane. Also,
In the case of patients with neurological disorders, rehabilitation using a cane is to increase the walking distance using the cane, and the first goal is to be able to change direction and climb stairs using the cane. In the end, depending on the medical condition, I will be able to walk daily without a cane.

【0003】このような杖を使用する歩行動作のリハビ
リに際しては、杖にどのような荷重がかかっているかを
定量的に把握できると、リハビリを適確に計画的に行う
ことができる。この観点から特開昭56−151046
号公報に、杖頭の受ける負荷量と負荷回数とを表示可能
にした医療用の杖が開示されている。また、特開平2−
503274号公報には、被検者の身体や被検者が使用
する杖に負荷力や運動量を測定する測定装置を取り付
け、この測定装置での測定値を電子ユニットで解析して
表示するモニタ装置が開示されている。
In the rehabilitation of a walking motion using such a cane, if it is possible to quantitatively grasp what kind of load is applied to the cane, the rehabilitation can be appropriately and systematically performed. From this point of view, JP-A-56-151046
The publication discloses a medical cane capable of displaying the amount of load received by the cane head and the number of times of load. In addition, JP-A-2-
Japanese Patent No. 503274 discloses a monitor device in which a measuring device for measuring a load force and a momentum is attached to a body of a subject or a cane used by the subject, and a measurement value of the measuring device is analyzed and displayed by an electronic unit. Is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述の杖を使用する歩
行動作のリハビリでは、一歩の歩みごとに杖にかかる荷
重の直角座標の3方向成分を経時的に記録し、この記録
に基づいて杖にかける力を調整することが必要であり、
特に神経疾患患者に対する方向変換や階段の昇り降りの
リハビリでは、この杖にかける各座標軸方向の力を厳密
に把握して、杖への印加力を調整することが要求され
る。前記特開昭56−151046号公報に開示の医療
用の杖では、杖頭に対して杖の長手軸芯方向に加えられ
る力が表示されるだけなので、直角3座標方向の荷重
は、その時の杖の傾きを記憶して置いて3角関数により
算出しないと得られない。また、特開平2−50327
4号公報に開示のモニタ装置は、主に被検者の身体に取
り付けて使用し、その部位の圧荷重を検出することを狙
ったもので、杖に対しての具体的な取り付けには触れて
いないので、この開示技術を杖に適用して杖にかかる直
角座標での3方向の荷重が得られるものではない。
In the rehabilitation of walking motion using the above-described walking stick, the three-direction components of the Cartesian coordinates of the load applied to the walking stick are recorded for each step, and the walking stick is based on this recording. It is necessary to adjust the force applied to
Particularly in the direction change and the rehabilitation of climbing up and down stairs for a patient with a neurological disease, it is required to strictly grasp the force applied to the cane in each coordinate axis direction and adjust the force applied to the cane. With the medical cane disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-151046, since the force applied to the cane head in the longitudinal axis direction of the cane is only displayed, the load in the three orthogonal directions is right at that time. It cannot be obtained unless the inclination of the cane is stored and calculated by the triangular function. In addition, JP-A-2-50327
The monitor device disclosed in Japanese Patent Publication No. 4 is mainly used by being attached to the body of a subject, and is intended to detect the pressure load of that part. Therefore, the disclosed technique cannot be applied to a cane to obtain loads in three directions in rectangular coordinates applied to the cane.

【0005】本発明は、前述したような医療用杖に関す
る技術の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は
杖にかかる直角座標の3方向の荷重と杖の傾きとを検出
し、荷重の検出値と杖の傾きとを予め設定された目標値
と比較検討することが可能な医療用杖を提供することで
ある。
The present invention has been made in view of the current state of the art relating to the medical cane as described above, and its purpose is to detect loads in three directions of Cartesian coordinates applied to the cane and inclination of the cane to detect the load. It is an object of the present invention to provide a medical cane with which it is possible to compare and examine the detected value and the inclination of the cane with a preset target value.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的は、歩行動作を
補助するために操作される杖棒に着脱自在に取り付けら
れ、前記操作で前記杖棒の軸芯方向に印加される力と前
記軸芯に直角な面内で直交する2方向に印加される力と
を検出し、それぞれの検出信号を出力する荷重センサ
と、前記杖棒に取り付けられ、前記杖棒の傾きを検出し
て角度信号を出力する方向センサと、前記検出信号及び
前記角度信号を予め設定した目標値と比較して通報信号
を出力する通報信号発生手段とを設けることにより達成
される。さらに、この構成に前記検出信号を経時的に記
憶するメモリを設けることにより、前記目的はより効果
的に達成される。
The object is to detachably attach to a wand that is operated to assist a walking motion, and the force applied in the axial direction of the wand by the operation and the shaft. A load sensor that detects a force applied in two directions orthogonal to the core in a plane perpendicular to the core and outputs a detection signal for each, and an angle signal that is attached to the walking stick and detects the inclination of the walking stick. It is achieved by providing a directional sensor for outputting and a notification signal generating means for comparing the detection signal and the angle signal with a preset target value and outputting a notification signal. Further, by providing a memory for storing the detection signal with time in this configuration, the above object can be achieved more effectively.

【0007】[0007]

【作用】このような構成を取ると、杖棒に着脱自在に取
り付けられる荷重センサが、杖の操作で杖棒の軸芯方向
に印加される力と、軸芯に直角な面内で直交する2方向
に印加される力とを検出し、杖棒に取り付けられる方向
センサが杖棒の傾きを検出して角度信号を出力する。ま
た、通報信号発生手段が、荷重センサの検出信号及び方
向センサの角度信号を予め設定した基準値と比較し、こ
の比較結果に基づいて可否の通報信号を出力する。さら
にメモリを設けた構成では、前述の作用に加えて加重セ
ンサの検出信号と方向センサの角度信号とが、メモリに
経時的に記憶される。
With this structure, the load sensor detachably attached to the cane rod is orthogonal to the force applied in the axial direction of the cane rod by operating the cane in a plane perpendicular to the axial center. The force applied in two directions is detected, and the direction sensor attached to the wand detects the tilt of the wand and outputs an angle signal. In addition, the notification signal generating means compares the detection signal of the load sensor and the angle signal of the direction sensor with a preset reference value, and outputs a notification signal of approval / disapproval based on the comparison result. Further, in the configuration in which the memory is provided, the detection signal of the weight sensor and the angle signal of the direction sensor are stored in the memory over time in addition to the above-described operation.

【0008】[0008]

【実施例】以下に本発明の一実施例を図1ないし図7を
参照して説明する。ここで、図1は実施例の構成を示す
ブロック図、図2は実施例の演算器のパネル構成を示す
説明図、図3は実施例のセンサ回りの構成を示す説明
図、図4は実施例のセンサの構成を示す説明図、図5は
実施例のセンサの検出動作の説明図、図6は実施例のセ
ンサの出力回路の説明図、図7は実施例の方向センサで
の方向設定の説明図、図8は実施例の方向センサの説明
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a block diagram showing the structure of the embodiment, FIG. 2 is an explanatory view showing the panel structure of the arithmetic unit of the embodiment, FIG. 3 is an explanatory view showing the structure around the sensor of the embodiment, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of an example sensor, FIG. 5 is an explanatory diagram of a detection operation of the sensor of the example, FIG. 6 is an explanatory diagram of an output circuit of the sensor of the example, and FIG. 7 is a direction setting in the direction sensor of the example. FIG. 8 is an explanatory diagram of the direction sensor of the embodiment.

【0009】図1に示すように、杖棒1の上部に方向セ
ンサ41が取り付けてあり、杖棒1の先端部にはセンサ
2が取り付けてあり、センサ2がプリアンプ3を介して
演算器4に接続してあり、この演算器4は杖棒1を使用
する被検者が、肩に下げて携帯可能な小型軽量化された
構造にしてある。この演算器4は、信号処理回路5と目
標値設定回路8とに、それぞれ比較回路6の入力端子と
入力回路7の入力端子とを接続し、比較回路6の出力端
子をスイッチ7を介してパワーアンプ回路9の入力端子
に接続し、音源用発振回路10をこのスイッチ7を介し
てパワーアンプ回路9に接続し、選択回路11を信号処
理回路5に接続した構成にしてある。そして、この演算
器4には、バッテリー12が電源スイッチ13を介して
接続された電源発生回路14から電源が供給されてお
り、また、前記信号処理回路5にはメモリ15が接続可
能になっている。
As shown in FIG. 1, a direction sensor 41 is attached to the upper portion of the wand rod 1, a sensor 2 is attached to the tip end of the wand rod 1, and the sensor 2 is connected to a computing unit 4 via a preamplifier 3. This arithmetic unit 4 has a small and lightweight structure in which a subject using the wand rod 1 can hang it on his shoulder and carry it. The arithmetic unit 4 connects the input terminal of the comparison circuit 6 and the input terminal of the input circuit 7 to the signal processing circuit 5 and the target value setting circuit 8, respectively, and the output terminal of the comparison circuit 6 via the switch 7. The configuration is such that it is connected to the input terminal of the power amplifier circuit 9, the sound source oscillation circuit 10 is connected to the power amplifier circuit 9 via the switch 7, and the selection circuit 11 is connected to the signal processing circuit 5. A battery 12 is supplied with power from a power supply generation circuit 14 connected to a power switch 13 to the arithmetic unit 4, and a memory 15 can be connected to the signal processing circuit 5. There is.

【0010】図3に示すように、杖棒1の先端にはアタ
ッチメント25が固定されるようにしてあり、このアタ
ッチメント25の底面から一体にセンサ軸26が突出し
ており、このセンサ軸26の周面には歪みゲージ27
が、センサ軸26の軸芯に直角な座標軸(X軸及びY
軸)を中心にして、各座標軸に2個ずつ取り付けてあ
る。センサ軸26は、フランジブッシュ31を介して筒
状の保持具28に挿通してあり、この保持具28と筒状
の保持具29とでセンサ板30が固定保持されている。
このセンサ板30のセンサ軸26との対向面には突起3
2が設けてあり、突起32と反対側のセンサ板30の面
には、センサ軸26の軸芯(Z軸)を中心にして歪みゲ
ージ33が取り付けてあり、保持具29にはゴムキャッ
プ34が固定してある。従って、被検者がゴムキャップ
34を地面につけた状態で杖を使用して歩行すると、杖
棒1に加えられる力のZ軸成分によってセンサ軸26
が、フランジブッシュ31に沿って摺動し、突起32に
Z軸方向の力が印加され、この力によって歪みゲージ3
3が図5に示すように歪んで、図6に示すようにブリッ
ジ回路に組み込まれた各歪みゲージ33の電気抵抗が変
化するようにしてある。このようにして杖棒1に加えら
れたZ軸方向の力に対応する電気信号がブリッジ回路3
5から出力されるようにしてある。
As shown in FIG. 3, an attachment 25 is fixed to the tip of the wand 1, and a sensor shaft 26 integrally projects from the bottom surface of the attachment 25. Strain gauge 27 on the surface
Is a coordinate axis (X-axis and Y-axis) perpendicular to the axis of the sensor shaft 26.
2) are attached to each coordinate axis around the axis. The sensor shaft 26 is inserted into a tubular holder 28 via a flange bush 31, and the sensor plate 30 is fixedly held by the holder 28 and the tubular holder 29.
The protrusion 3 is formed on the surface of the sensor plate 30 facing the sensor shaft 26.
2 is provided, a strain gauge 33 is attached to the surface of the sensor plate 30 on the side opposite to the protrusion 32, centering on the axis (Z axis) of the sensor shaft 26, and the holder 29 has a rubber cap 34. Is fixed. Therefore, when the subject walks using the cane with the rubber cap 34 attached to the ground, the Z-axis component of the force applied to the cane rod 1 causes the sensor shaft 26 to move.
Slides along the flange bush 31 and a force in the Z-axis direction is applied to the protrusion 32. This force causes the strain gauge 3
3 is distorted as shown in FIG. 5, and the electric resistance of each strain gauge 33 incorporated in the bridge circuit is changed as shown in FIG. In this way, an electric signal corresponding to the Z-axis direction force applied to the wand 1 is transmitted to the bridge circuit 3
5 is output.

【0011】一方、杖棒1に加えられるX軸及びY軸方
向の力についても、前述したZ軸方向の力と同様に、セ
ンサ軸26に取り付けてある歪みゲージ27でそれぞれ
X軸及びY軸に対応するブリッジ回路が構成してあり、
これらのブリッジ回路から杖棒1に加えられるX軸方向
及びY軸方向の力に対応する電気信号が出力されるよう
にしてある。
On the other hand, the forces applied in the X-axis and Y-axis directions to the wand 1 are also measured by the strain gauges 27 attached to the sensor shaft 26 in the same manner as the Z-axis forces described above. The bridge circuit corresponding to is configured,
Electrical signals corresponding to the forces in the X-axis direction and the Y-axis direction applied to the stick 1 are output from these bridge circuits.

【0012】また、杖棒1の上部に取り付けてある方向
センサ41は、図8に示すように3次元的に振れる磁石
振子40と、杖棒1の軸芯に直角な面内に配置された磁
気抵抗素子42とからなり、図7に示すように杖棒1が
地面に対して直角な位置から傾くと、方向センサ41か
らは、直角座標のX軸、Y軸及びZ軸に対する杖棒1の
角度θ、φ、ψに対応する角度信号が出力されるように
してある。そして、同一長の杖を使用して行なう歩行訓
練においては、設定される杖棒1の角度θ、φ、ψはそ
れぞれ一定であり、実際には角度ψ、θで杖棒1の方向
は決定される。
The direction sensor 41 attached to the upper part of the stick 1 is arranged in a plane perpendicular to the axis of the stick 1 and the magnet pendulum 40 which can be three-dimensionally swung as shown in FIG. When the wand 1 is tilted from a position perpendicular to the ground as shown in FIG. 7, the wand 1 from the direction sensor 41 is directed to the X-axis, Y-axis and Z-axis of the rectangular coordinates. The angle signals corresponding to the angles θ, φ, ψ of are output. Then, in the walking training performed using the canes of the same length, the angles θ, φ, ψ of the cane rods 1 that are set are constant, and the directions of the cane rods 1 are actually determined by the angles ψ, θ. To be done.

【0013】図8に示すように、方向センサ41は杖棒
1の角度変化により揺動する磁石振子40と、杖棒1の
軸芯に直角な面内に配置される磁気抵抗素子42とが、
ケースに収容され、滑かな角度検出を可能にするために
ケース内にはオイルが封入されている。このケース内で
磁石振子40が振れると、磁気抵抗素子42の電気抵抗
が変化し、この電気抵抗の変化が角度信号として出力端
子43から取り出される。
As shown in FIG. 8, the direction sensor 41 includes a magnet pendulum 40 that swings due to an angle change of the wand 1, and a magnetoresistive element 42 arranged in a plane perpendicular to the axis of the wand 1. ,
It is housed in a case, and oil is sealed in the case to enable smooth angle detection. When the magnet pendulum 40 swings in this case, the electric resistance of the magnetoresistive element 42 changes, and this change in electric resistance is taken out from the output terminal 43 as an angle signal.

【0014】角度信号は、アンプ部にて増幅され、荷重
信号と共にメモリコーダに記録されると同時に、AD変
換ボードを通してコンピュータに取り込まれ保存され
る。これらの測定値は、波形解析プログラムによって、
5Hz、3Hz、2Hz、1Hzのローパスフィルタを
かけてプリンタに出力される。X軸方向の角度信号の出
力は、床に対して杖の長軸が垂直の状態がゼロ度、杖の
先端を矢状面内進行方向に振り出したときの角度が正に
取られる。Y方向の角度信号の出力は床に対して杖の長
軸が垂直の状態がゼロ度、杖の先端を前頭面内外側方向
に振り出したときの角度が正に取られ、角度信号の最大
計測角度は±50度となっている。
The angle signal is amplified by the amplifier section, recorded in the memory coder together with the load signal, and at the same time, taken in and stored in the computer through the AD conversion board. These measured values can be
5 Hz, 3 Hz, 2 Hz, 1 Hz low-pass filter is applied and output to the printer. The angle signal output in the X-axis direction is zero when the long axis of the cane is perpendicular to the floor, and the angle is positive when the tip of the cane is swung out in the sagittal plane. The angle signal output in the Y direction is zero when the long axis of the cane is perpendicular to the floor, and the angle is positive when the tip of the cane is swung inward and outward in the frontal plane, and the maximum angle signal is measured. The angle is ± 50 degrees.

【0015】また、図2に示すように、演算器4のパネ
ルの上面には、電源スイッチ13、選択回路11の操作
スイッチ11S、警告音と適正音の切り替えスイッチ1
6及びゼロ調整釦17が設けてあり、パネルの正面には
パネルメータ18と傾き表示器40とが、その上下には
レンジ設定釦19、スピーカ20及びバッテリーチエッ
ク21がそれぞれ設けてある。
Further, as shown in FIG. 2, on the upper surface of the panel of the arithmetic unit 4, a power switch 13, an operation switch 11S of a selection circuit 11, a warning sound and an appropriate sound changeover switch 1 are provided.
6 and a zero adjustment button 17, a panel meter 18 and a tilt indicator 40 are provided on the front of the panel, and a range setting button 19, a speaker 20 and a battery check 21 are provided above and below the panel meter 18 and the tilt indicator 40, respectively.

【0016】以上に説明した構成において、方向センサ
41は、前述のようにX軸、Y軸及びZ軸に対する杖棒
1の角度θ、φ、ψに対応する角度信号を出力する機能
を有し、センサ2も前述のようにX軸、Y軸及びZ軸方
向の杖棒1への印加力に対応する電気信号を検出信号と
して出力する機能を有し、プリアンプは角度信号及び検
出信号を増幅する機能を有し、信号処理回路5は、10
0HzのローパスフィルターとRAMとを具備し、角度
信号及び検出信号を増幅し波形整形してRAMに格納す
る機能を有している。また、目標値設定回路8はX軸、
Y軸及びZ軸方向の検出信号に対する目標値と、角度
θ、φ、ψに関する角度信号の目標値とを設定する機能
を有し、比較回路6は、角度信号と検出信号とを目標値
と比較する機能を有し、入力回路7は、検出信号をパネ
ルメータ18に、角度信号を傾き表示器40に表示する
機能を有している。さらに、選択回路11は、操作スイ
ッチ11Sの操作により、X軸方向の検出信号、Y軸方
向の検出信号及びZ軸方向の検出信号と、角度θ、φ、
ψに関する角度信号とを選択をする機能を有し、電源ス
イッチ13は、演算器4に対する電源のON/OFFを
行う機能を有し、切り替えスイッチ16は、警告音或い
は適正音をパワーアンプ回路9を介してスピーカ20か
ら発生する機能を有している。そして、メモリ15は、
信号処理回路5のRAMに記憶される検出信号及び角度
信号のデータを格納する機能を有し、バッテリー12及
びDC電源発生回路14は、演算器4の電源供給の機能
を有し、バッテリーチェック21は、バッテリー12の
交換時期の表示をする機能を有し、ゼロ調整釦17はパ
ネルメータ18のゼロ調整の機能を有し、域値設定釦1
9は、パネルメータ18の表示レンジの切り替えをする
機能を有している。
In the configuration described above, the direction sensor 41 has a function of outputting angle signals corresponding to the angles θ, φ, ψ of the stick 1 with respect to the X axis, the Y axis and the Z axis as described above. As described above, the sensor 2 also has a function of outputting, as a detection signal, an electric signal corresponding to the force applied to the stick 1 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and the preamplifier amplifies the angle signal and the detection signal. The signal processing circuit 5 has a function of
It has a low-pass filter of 0 Hz and a RAM, and has a function of amplifying the angle signal and the detection signal, shaping the waveform, and storing them in the RAM. Further, the target value setting circuit 8 has an X-axis,
The comparator circuit 6 has a function of setting a target value for the detection signals in the Y-axis and Z-axis directions and a target value for the angle signals related to the angles θ, φ, ψ, and the comparison circuit 6 sets the angle signal and the detection signal as the target values. The input circuit 7 has a function of comparing, and the input circuit 7 has a function of displaying a detection signal on the panel meter 18 and an angle signal on the tilt display 40. Further, the selection circuit 11 operates the operation switch 11S to detect the X-axis direction detection signal, the Y-axis direction detection signal, and the Z-axis direction detection signal, and the angles θ and φ.
The power switch 13 has a function of turning on / off the power to the computing unit 4, and the changeover switch 16 has a function of selecting an angle signal related to ψ. The function is generated from the speaker 20 via the. And the memory 15 is
The signal processing circuit 5 has a function of storing the data of the detection signal and the angle signal stored in the RAM, and the battery 12 and the DC power generation circuit 14 have a function of supplying power to the computing unit 4, and the battery check 21 Has a function of displaying the replacement time of the battery 12, the zero adjustment button 17 has a function of zero adjustment of the panel meter 18, and the threshold value setting button 1
Reference numeral 9 has a function of switching the display range of the panel meter 18.

【0017】次に、このような構成の実施例の動作を説
明する。
Next, the operation of the embodiment having such a configuration will be described.

【0018】予め被検者の現在の病状と回復度を勘案し
て、当該被検者が杖棒1のX軸方向、Y軸方向及びZ軸
方向に印加してもよい力の許容値と、被検者の現在の状
態で望ましい目標角度θ、φ、ψを決定し、これらの許
容値と目標角度とを目標値設定回路8に設定する。この
状態で電源スイッチ13をONにし、切り替えスイッチ
16を警告音側か適正音側の何れかに切り替える。切り
替えスイッチ16は、警告音側に切り替えると杖棒1に
加える力が許容値を越えた時或いは、杖棒1の角度の目
標角度からの偏差が所定値を越えると、スピーカ20か
ら警告音が発生し、適正音側に切り替えると、杖棒1に
加える力が許容値を越え、或いは杖棒1の角度の目標角
度からの偏差が所定値を越えるまで適正音がスピーカ2
0から発生するが、ここでは警告音側に切り替えること
にする。そして、域値設定釦19でパネルメータ18の
レンジを設定し、ゼロ調整釦17でゼロ調整を行うと測
定可能な状態になる。
In consideration of the present medical condition and the degree of recovery of the subject in advance, the allowable value of the force that the subject may apply in the X-axis direction, the Y-axis direction and the Z-axis direction of the stick 1. , Desired target angles θ, φ, ψ in the present state of the subject are determined, and these allowable values and target angles are set in the target value setting circuit 8. In this state, the power switch 13 is turned on, and the changeover switch 16 is changed over to either the warning sound side or the proper sound side. When the changeover switch 16 is switched to the warning sound side, when the force applied to the wand rod 1 exceeds an allowable value, or when the deviation of the angle of the wand rod 1 from the target angle exceeds a predetermined value, a warning sound is output from the speaker 20. When the sound is generated and switched to the proper sound side, the proper sound is emitted until the force applied to the stick 1 exceeds the allowable value or the deviation of the angle of the stick 1 from the target angle exceeds a predetermined value.
It occurs from 0, but here it is switched to the warning sound side. Then, when the range value setting button 19 is used to set the range of the panel meter 18 and the zero adjustment button 17 is used to perform zero adjustment, the state becomes measurable.

【0019】例えば杖棒1のZ軸方向への印加力をチェ
ックする場合には、操作スイッチ11SをZ軸側に切り
替えた状態にして被検者は杖を使用して歩行を開始す
る。被検者の歩行に伴って杖棒1に印加されるZ軸方向
の力によって、センサ軸26がフランジブッシュ31に
沿って摺動し、突起32にZ軸方向の力が印加され、こ
の力によって歪みゲージ33が歪んで、ブリッジ回路に
組み込まれた各歪みゲージ33の電気抵抗が変化し、杖
棒1に加えられたZ軸方向の力に対応する電気信号がブ
リッジ回路35から検出信号として出力される。この検
出信号が、目標値設定回路8に設定されたZ軸方向の許
容値と比較され、許容値内であるとスピーカ20から警
告音は発生しないが、許容値を越えるとスピーカ20か
ら警告音が発生する。そこで、被検者は警告音が発生し
ないように杖に加える力を調整しながら歩行訓練をす
る。
For example, when checking the applied force in the Z-axis direction of the cane rod 1, the examinee starts walking using the cane with the operation switch 11S switched to the Z-axis side. The sensor shaft 26 slides along the flange bush 31 due to the force in the Z-axis direction applied to the stick 1 as the subject walks, and the force in the Z-axis direction is applied to the protrusion 32. As a result, the strain gauges 33 are distorted, the electrical resistance of each strain gauge 33 incorporated in the bridge circuit changes, and an electrical signal corresponding to the force in the Z axis direction applied to the wand 1 is output from the bridge circuit 35 as a detection signal. Is output. This detection signal is compared with the allowable value in the Z-axis direction set in the target value setting circuit 8. If it is within the allowable value, no warning sound is emitted from the speaker 20, but if it exceeds the allowable value, the alarm sound is emitted from the speaker 20. Occurs. Therefore, the subject performs walking training while adjusting the force applied to the cane so that the warning sound is not generated.

【0020】そして、所定の許容値に対して特に意識を
しなくても警告音を発することなく歩行ができるように
なると、次の段階の許容値が目標値設定回路8に設定さ
れ、新しい許容値での歩行のリハビリが行われ、次々と
最終目標値に達するまで各段階での歩行動作のリハビリ
が行われる。このようにして、骨折をしたり人工関節の
埋め込み手術をした外科患者では、最終的には杖を使用
しないで歩行ができるまでリハビリを行い、神経疾患患
者の場合には、杖を使用しての歩行距離を伸ばして行
き、方向変換や階段の昇り降りを杖を使用して可能に
し、病状に応じては最終的には杖なしで歩行可能なまで
リハビリを行う。
When it becomes possible to walk without making a warning sound without paying particular attention to the predetermined tolerance value, the tolerance value at the next stage is set in the target value setting circuit 8 and a new permission value is set. Rehabilitation of walking is performed according to the value, and rehabilitation of walking motion is performed at each stage until the final target value is reached one after another. In this way, surgical patients who have had fractures or surgery for implanting artificial joints must rehabilitate until they can walk without using a cane and, in the case of patients with neurological disorders, use a cane. The walking distance is extended and the direction can be changed and the stairs can be climbed up and down by using a cane. Depending on the medical condition, rehabilitation can be performed until the patient can walk without a cane.

【0021】以上では杖棒1のZ軸方向に印加される力
をチェックするリハビリについて説明したが、操作スイ
ッチ11Sを操作することにより、X軸方向及びY軸方
向に加える力に対しても同様にして、予め設定した許容
値に対するチェックを行うことができる。特に、神経疾
患患者に、杖を使用して方向変換や階段の昇り降りを可
能にする歩行動作のリハビリを行わせる場合には、この
X軸方向及びY軸方向の力のチェックが極めて重要な意
味を持つことが、発明者等の実測で確認されている。
The rehabilitation for checking the force applied to the wand 1 in the Z-axis direction has been described above, but the same applies to the force applied in the X-axis direction and the Y-axis direction by operating the operation switch 11S. In this way, it is possible to check the preset allowable value. In particular, when a patient with a neurological disorder is to perform rehabilitation of a walking motion that enables direction change and climbing and descending stairs using a cane, it is extremely important to check the force in the X-axis direction and the Y-axis direction. It has been confirmed by the inventors' actual measurement that it has meaning.

【0022】また、杖の角度のチェックを行う場合に
は、操作スイッチ11Sを操作して角度θ、φ、ψのチ
ェックする角度側への切り替えを行い、杖を使用してス
ピーカ20から警報音が出ないように歩行動作を行う。
この場合には、角度θ、φ、ψの何れかの目標角度から
の偏差が所定値を越えると、スピーカ20から警告音が
発せられるので、警告音が出た場合には杖の角度を調整
して警告音が止まるように角度を調整する。
When the angle of the cane is checked, the operating switch 11S is operated to switch the angles θ, φ, ψ to the angles to be checked, and the alarm sound is output from the speaker 20 using the cane. Performs walking motion so that does not appear.
In this case, when the deviation of any one of the angles θ, φ, ψ from the target angle exceeds a predetermined value, a warning sound is emitted from the speaker 20, so when the warning sound is emitted, the angle of the cane is adjusted. And adjust the angle so that the warning sound stops.

【0023】なお、動作中にメモリ15を装着して置く
と、メモリ15に動作中のX軸方向、Y軸方向及びZ軸
方向の検出信号のデータと、角度θ、φ、ψに関する角
度データとが、全て格納されるので、リハビリ後にメモ
リ15の格納データを解析することにより、次段階の許
容値や目標角度の設定や歩行のリハビリ上で特に注意す
べき情報が得られ、以後のリハビリをより適確に行うこ
とが可能になる。また、被検者はスピーカ20に代えて
図示せぬイヤホーンを使用して警告音を聴くことも可能
である。
When the memory 15 is attached during operation, the data of the detection signals in the X-axis direction, the Y-axis direction and the Z-axis direction during operation and the angle data regarding the angles θ, φ, ψ are stored in the memory 15. Since all and are stored, by analyzing the data stored in the memory 15 after rehabilitation, information that should be paid special attention in setting the allowable value and target angle in the next step and rehabilitation of walking can be obtained, and the subsequent rehabilitation Can be performed more accurately. Also, the subject can listen to the warning sound by using an earphone (not shown) instead of the speaker 20.

【0024】このように、実施例によると外科患者や神
経疾患患者などの被検者に対して、杖を使用しての歩行
訓練を行う場合に、杖棒1のX軸方向、Y軸方向及びZ
軸方向に印加する力の許容値と、角度θ、φ、ψに関す
る目標値とを設定し、それぞれの許容値内の力と目標角
度とで杖を操作して、最終目標の歩行ができるようにリ
ハビリを行うことにより、段階的に目標を達成しながら
着実且つ効率的にリハビリを行うことが可能になる。こ
の場合同一長の杖棒1を使用する限り、角度θ、φ、ψ
に関する目標値は一定であり、実際には角度ψ、θで目
標値が設定される。
As described above, according to the embodiment, when a walking training using a cane is performed on a subject such as a surgical patient or a neurological disease patient, the cane bar 1 is in the X-axis direction and the Y-axis direction. And Z
Set the allowable value of the force applied in the axial direction and the target value for the angles θ, φ, ψ, and operate the cane with the force and the target angle within each allowable value so that the final target walking can be performed. By performing the rehabilitation in 1), it becomes possible to steadily and efficiently perform the rehabilitation while achieving the target stepwise. In this case, as long as the sticks 1 of the same length are used, the angles θ, φ, ψ
The target value for is constant, and the target value is actually set by the angles ψ and θ.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、荷
重センサが杖棒の軸芯方向に印加される力と、軸芯に直
角な面内で直交する2方向に印加される力とを検出して
検出信号を出力し、方向センサが杖棒の傾きを検出して
角度信号を出力し、通報信号発生器が当該検出信号及び
当該角度信号を予め設定した目標値と比較して可否の通
報信号を出力するので、杖に対して軸芯方向と軸芯に直
角な面内で直交する2方向との3方向に印加する力と杖
の傾きとを、予め設定した目標値と比較しその可否を通
報信号で知れながら、杖を使用しての歩行のリハビリを
適確且つ効率的に行うことが可能になる。
As described above, in the present invention, the force applied to the load sensor in the axial direction of the wand and the force applied in two directions orthogonal to each other in the plane perpendicular to the axial center. Is detected and the detection signal is output, the direction sensor detects the tilt of the wand and outputs an angle signal, and the notification signal generator compares the detection signal and the angle signal with a preset target value. , The force applied to the cane in three directions, that is, the axial direction and the two directions orthogonal to each other in the plane perpendicular to the axial center, and the inclination of the cane are compared with preset target values. However, it becomes possible to accurately and efficiently perform rehabilitation of walking by using a cane while knowing the possibility of that by a notification signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の演算器のパネル構成を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a panel configuration of an arithmetic unit according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例のセンサ回りの構成を示す説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration around a sensor according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例のセンサの構成を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a sensor according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例のセンサの検出動作の説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a detection operation of the sensor according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例のセンサの出力回路の説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an output circuit of the sensor according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例の方向センサによる方向設定
の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of direction setting by the direction sensor according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例の方向センサの説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a direction sensor according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 杖棒 2 センサ 3 プリアンプ 4 演算器 5 信号処理回路 6 比較回路 7 入力回路 8 目標値設定回路 9 パワーアンプ回路 10 電源用発振回路 11 選択回路 11S 操作スイッチ 12 バッテリー 13 電源スイッチ 14 DC電源発生回路 15 メモリ 16 切り替えスイッチ 17 ゼロ調整釦 18 パネルメータ 19 域値設定釦 20 スピーカ 25 アタッチメント 26 センサ軸 27 歪みゲージ 28、29 保持具 30 センサ板 32 突起 33 歪みゲージ 34 ゴムキャップ 40 傾き表示器 1 Walking Stick 2 Sensor 3 Preamplifier 4 Operation Unit 5 Signal Processing Circuit 6 Comparison Circuit 7 Input Circuit 8 Target Value Setting Circuit 9 Power Amplifier Circuit 10 Power Oscillation Circuit 11 Selection Circuit 11S Operation Switch 12 Battery 13 Power Switch 14 DC Power Generation Circuit 15 memory 16 changeover switch 17 zero adjustment button 18 panel meter 19 threshold value setting button 20 speaker 25 attachment 26 sensor shaft 27 strain gauge 28, 29 holder 30 sensor plate 32 protrusion 33 strain gauge 34 rubber cap 40 tilt indicator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 歩行動作を補助するために操作される杖
棒に着脱自在に取り付けられ、前記操作で前記杖棒の軸
芯方向に印加される力と前記軸芯に直角な面内で直交す
る2方向に印加される力とを検出し、それぞれの検出信
号を出力する荷重センサと、前記杖棒に取り付けられ、
前記杖棒の傾きを検出して角度信号を出力する方向セン
サと、前記検出信号及び前記角度信号を予め設定した目
標値と比較して通報信号を出力する通報信号発生手段と
を有することを特徴とする医療用杖。
1. A force, which is detachably attached to a wand rod operated to assist a walking motion, and is orthogonal to a force applied in the axial direction of the wand rod by the operation in a plane perpendicular to the axial center. And a load sensor that detects a force applied in two directions and outputs respective detection signals, and is attached to the wand.
A direction sensor that detects an inclination of the wand and outputs an angle signal; and a notification signal generation unit that compares the detection signal and the angle signal with a preset target value and outputs a notification signal. A medical cane.
【請求項2】 前記検出信号を経時的に記憶するメモリ
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の医療
用杖。
2. The medical walking stick according to claim 1, further comprising a memory for storing the detection signal with time.
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