JPS61203963A - 下肢機能訓練装置 - 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】 級漿上件朴堆立野 本発明は医療機器の分野に係わり、下肢の整形外利措置
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３一 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ツトレスや、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ずろことで
ある。

本発明のまノコ別の目的は、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。

前述の諸口的は、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」―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として適した
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？ｌ）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Ｉ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Ｉ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ｌ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、互いに平行な一７一 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っで構成しである。この電動モー
タ９の出力軸はスクリュ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１
３に軸１２を介して枢支させたナツト部材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（スクリューシャフ
ト）１こおけるナツト部材１１の移動ストロークを規制
するものであって、ナツト部材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
力に臨む形で設けられており、いづれか−刃側にスプリ
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図とかられかるように、関節装
置■６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ムのであって、ベー
スｌ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１１２
３としては、ギヤスター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Ｉ６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テ前記ビー１１
とベース１とを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Ｉとほぼ平行な
重合面の内側にビームｌ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の軸芯が膝の面後関
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」二げ、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」二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を駆動ずれば、ビーム５が軸芯
Ａ−Ａ’を中心として矢印ｆ、（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ｒ１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Ｉ６を移動させるこ
とになる。

詳述ずれば、矢印ｆ、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ｆ、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の方向へのビーム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。一般にこの回動範囲は、第４図に示す如く
１２０°である。第４図には、少なくとも一方の側面介
添片Ｉ８の当接部１８ａの調節によっては、脛部支持体
２０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を治療ずべき下
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ごとができる。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ｌ゛ることかで
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Ｉ５側に関節装置を適
用し、かつ、ビーム５とベースｌ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）・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。ピポッ）・軸２８は、軸芯Δ−Ａ′を
含め、ピボットピンＩＯを備えたピボット自在支持台２
９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
べくイ」勢するイ；］勢装置３０が設（Ｊられでいる。

この付勢装置３０は、ピボット軸芯ｃ−ｃ’を構成する
ピボッ）・軸３２を介して支持台２９に装架した平坦な
舵状部材３１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’ｉ；Ｊ軸芯Ａ−Ａ’と軸芯ＦＬ−Ｂ’の仮想交
点Ｉを通り、軸芯Ｒ−Ｂ’に対して直交している。

この平坦な舵状部材３Ｉ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
に固定したセクタ一部材３６に設けた目盛位置にナツト
３５を締付（′３ることによりロックしうる棒片で構成
しである。目盛付きセクタ一部材３６としては、ナツト
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ｌ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２６の一部分を構成するクロスビーム４Ｉに垂直ピ
ボットピン４０を介して装架しである。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
は軸芯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１．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ｊ、５が萌述のように軸芯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ｌ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３Ｉ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ｆ、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に沿って動くことがら反力が生じ
、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ｆ３
に沿って左側へとスプリント、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。）この外転運動が最人眼に
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
ｆ、ｌは反対の方向に回動し、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１Ｏ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゜と設定しである。

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図に示した如きの基準位
置におｉＪ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点との間での横力へ
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、かっ、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Ｉ５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が外転運動ずれば、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ｒ５の１９一 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、−２〇− 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１Ｏ図は、本発明の装置の動きの範囲の一例
を示す説ｌ・・・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。 特許出願人　コンパニ・ジェネラル・ド・マチリニル・
オルトペディック

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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）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ボットピンと、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）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）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）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）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）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）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）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）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。