WO2015186586A1 - リハビリテーション支援システム - Google Patents

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WO2015186586A1
WO2015186586A1 PCT/JP2015/065279 JP2015065279W WO2015186586A1 WO 2015186586 A1 WO2015186586 A1 WO 2015186586A1 JP 2015065279 W JP2015065279 W JP 2015065279W WO 2015186586 A1 WO2015186586 A1 WO 2015186586A1
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patient
body part
support system
rehabilitation
display device
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PCT/JP2015/065279
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祐之 松本
嘉伸 斧
雅洋 矢出
由佳 峯岸
丈仁 鈴木
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日本光電工業株式会社
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    • A63B2022/0094—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements for active rehabilitation, e.g. slow motion devices

Definitions

  • the present invention relates to a system for supporting rehabilitation performed for a hemiplegic patient due to, for example, a stroke.
  • the patient tries to move his / her paralyzed limb based on the example given by the medical staff.
  • an object of the present invention is to smoothly advance rehabilitation by making it easier for a patient to recognize a target action.
  • a first aspect that the present invention can take is a rehabilitation support system, A first display device mounted on the patient's head and made visible to the patient's body part; A display control unit that causes the first display device to display an index image serving as an index of a rehabilitation operation; It has.
  • an index indicating an action to be performed by the patient can be displayed in the patient's field of view.
  • the patient can intuitively understand the action to be performed through the index image without the medical staff showing a model.
  • the index image may include an image imitating the body part of the patient.
  • the index image is an image imitating a body part
  • the patient can more intuitively and naturally understand the action to be performed by the patient. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the rehabilitation support system is: A detection unit for detecting movement of the body part of the patient; A storage unit that stores in advance reference data indicating the target action of the body part; It can be set as the structure provided with.
  • the display control unit changes the color of the index image based on the difference between the detected data indicating the movement and the reference data.
  • Such a configuration can not only intuitively understand how far the user's movement is from the target movement, but can also change the color of the index image as a motivation for treatment. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the rehabilitation support system is: A detection unit for detecting movement of the body part of the patient; A recorded image generation unit that generates a recorded image indicating the movement of the body part at the first time point based on the movement; It can be set as the structure provided with.
  • the display control unit displays the recorded image on the first display device at a second time point after the first time point.
  • the patient can refer to the results of rehabilitation performed in the past when performing the current rehabilitation.
  • the progress of the treatment that is, the recovery of the motor function, or reflect it in the current operation as necessary. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the rehabilitation support system is: A detection unit for detecting movement of the body part of the patient; A storage unit that stores in advance reference data indicating the target action of the body part; A guide member that is mounted on the body part of the patient and outputs at least one of sound, light, and vibration based on a difference between the detected data indicating the movement and the reference data; It can be set as the structure provided with.
  • the patient can more reliably recognize the action to be performed by the patient. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the rehabilitation support system may include a line-of-sight measurement device that measures the line of sight of the patient.
  • the display control unit adjusts the position of the index image based on the line of sight.
  • the rehabilitation support system is: A detection unit for detecting movement of the body part of the patient; A storage unit that stores in advance reference data indicating the movement of the body part serving as a reference; An evaluation unit that numerically evaluates a difference between the data indicating the detected motion and the reference data; It can be set as the structure provided with.
  • the rehabilitation support system may include a second display device installed at a location away from the patient's body.
  • the display control unit displays the evaluation result by the evaluation unit on at least one of the first display device and the second display device.
  • the evaluation result by the evaluation unit can be presented to at least one of the patient and the medical staff as necessary. That is, the evaluation result can be shared between the patient and the medical staff as necessary. Thereby, the medical staff can transmit appropriate advice and the like to the patient at an appropriate timing, and the sharing of awareness regarding the progress of rehabilitation is promoted. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the display control unit may be configured to display the image displayed on the first display device also on the second display device.
  • the medical staff can share the sight viewed from the patient's viewpoint through the second display device. Thereby, the medical staff can grasp
  • the rehabilitation support system may be configured to include a recording unit that records an evaluation result by the evaluation unit in association with at least a point in time when the evaluation result is obtained and information identifying the patient.
  • This configuration makes it possible to create a database of patient rehabilitation progress. Thereby, quantitative evaluation of the effect of rehabilitation becomes easier. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • a second aspect of the present invention is a rehabilitation support system, A detection unit for detecting the movement of the patient's body part; A storage unit that stores in advance reference data indicating the target action of the body part; A guide member that is mounted on the body part of the patient and outputs at least one of sound, light, and vibration based on a difference between the detected data indicating the movement and the reference data; It has.
  • a target action can be easily recognized even by a patient who is not good at wearing a display device on the head. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a rehabilitation support system 1 (hereinafter abbreviated as support system 1) according to an embodiment.
  • the support system 1 according to the present embodiment is configured to support rehabilitation performed on a patient 2 with hemiplegia due to stroke, for example.
  • the support system 1 includes a first display device 3.
  • the first display device 3 is configured to be attached to the head 2 a of the patient 2.
  • An example of the first display device 3 is a head mounted display.
  • the 1st display apparatus 3 is set as the structure which can visually recognize the patient's 2 body part.
  • FIG. 2A shows a state in which the patient 2 visually recognizes his / her left arm 2 b and left hand 2 c through the first display device 3.
  • the body part of itself may be visually recognized through a transparent screen, or the body part imaged by the imaging device provided in the first display device 3 may be displayed on an opaque screen.
  • the support system 1 includes a display control unit 4.
  • the display control unit 4 is configured to display an index image that serves as an index of the rehabilitation operation on the first display device 3.
  • FIG. 2A shows an example of an index image displayed on the first display device 3.
  • the index image of this example includes a target position index 3a and a target locus index 3b.
  • the target position index 3a is, for example, an arbitrary figure (in this example, a circle).
  • the target position index 3a indicates the position where the body part of the patient 2 (left hand 2c in this example) is to be placed.
  • the said position is a position where the patient 2 was instruct
  • the target locus index 3b is, for example, an arrow.
  • the target trajectory index 3b indicates a trajectory that the body part of the patient 2 (the left arm 2b and the left hand 2c in this example) should follow.
  • the trajectory is, for example, a trajectory in which the patient 2 is instructed by a medical staff.
  • the target trajectory index 3b is displayed as a still image.
  • the target locus index 3b may be provided as a moving image.
  • the arrow shown by the solid line gradually extends to the position shown by the broken line to reach the state shown in FIG.
  • the moving image may be displayed in synchronization with the patient's movement or may be displayed asynchronously.
  • the moving image displayed in synchronization can be an index of rehabilitation movement, particularly for a rehabilitating patient.
  • the moving image displayed asynchronously can be an example of a rehabilitation operation to be performed for a patient before rehabilitation.
  • the displayed positions of the target position index 3a and the target trajectory index 3b differ depending on the instruction (that is, the content of rehabilitation) given by the medical staff.
  • the position of the body part in the screen is substantially constant, and the position where the index image is to be displayed is automatically determined according to the content of the rehabilitation.
  • the display control unit 4 displays the target position index 3a and the target trajectory index 3b at positions determined in advance as described above.
  • an index indicating an action to be performed by the patient 2 can be displayed in the field of view of the patient 2.
  • the patient 2 can intuitively understand the action to be performed by the patient 2 through the index image without showing a model by the medical staff. Further, from the distance between the own movement seen through the first display device 3 and the index image, it can be intuitively understood how far the own movement is from the target movement. Therefore, it becomes easy for the patient 2 to recognize the target action, and the rehabilitation can be smoothly advanced.
  • FIG. 3 shows another example of the index image displayed on the first display device 3.
  • the index image of this example includes an image 3c simulating the body part of the patient 2 (in this example, the left arm and the left hand).
  • the image 3c may be a still image or a moving image.
  • the image 3c may be a computer graphics image created in advance by modeling a general body part, or may be an image obtained by superimposing an image acquired by imaging the body part of the patient 2 in advance.
  • the index image is an image imitating a body part
  • the patient 2 can more intuitively and naturally understand the action to be performed by the patient 2. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the support system 1 may include a detection unit 5 and a storage unit 6.
  • the detection unit 5 is configured to detect the movement of the body part of the patient 2.
  • the detection unit 5 can include at least one of the sensor 51 and the imaging device 52.
  • Sensor 51 is attached to the body part of patient 2.
  • the sensor 51 can be an inertial sensor, for example.
  • the inertial sensor is configured to output a signal corresponding to the displacement (speed, acceleration, posture change) of the wearing part.
  • the mounting position of the sensor 51 is appropriately determined on a body part that requires a follow-up of recovery of motor function according to the contents of rehabilitation.
  • a plurality of sensors 51 are attached to the left arm 2 b and the left hand 2 c of the patient 2.
  • the imaging device 52 is configured to acquire an image of the body part of the patient 2.
  • the imaging device 52 there is a camera including an imaging element such as a CCD (ChargedupCoupled Device) sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor.
  • the imaging device 52 is configured to acquire depth information so that the shape of the body part of the patient 2 can be grasped three-dimensionally.
  • the imaging device 52 detects the position and movement in the three-dimensional space of the body part of the patient 2 as the detection target based on the image recognition technique.
  • the imaging device 52 is configured to output a signal corresponding to the detected position and movement of the target.
  • the calibrator 53 is a member having at least one of a shape, a pattern, and a scale whose dimensions are normalized.
  • “normalized” means that one unit of the scale or pattern or the size of the calibrator 53 itself is associated with another unit such as 1 cm or 10 inches.
  • the imaging device 52 performs image recognition based on the calibrator 53, and can accurately specify the movement of the body part of the patient 2 regardless of the distance between the imaging device 52 and the patient 2.
  • the detection unit 5 acquires measurement data indicating the position and movement in the three-dimensional space of the body part of the patient 2 to be detected based on a signal output from at least one of the sensor 51 and the imaging device 52.
  • the storage unit 6 stores in advance reference data indicating a target action for each body part to be treated.
  • the reference data takes an aspect corresponding to the measurement data acquired by the detection unit 5.
  • the reference data includes the position and movement of each body part in the three-dimensional space as information.
  • Examples of the storage unit 6 include a memory element, a large-capacity storage device (such as a hard disk), and a portable storage medium (such as a disk-type storage medium, a card-type storage medium, and a USB memory).
  • the display control unit 4 displays the measurement data related to the body part of the patient 2 acquired through the detection unit 5 and the body part stored in the storage unit 6. Based on the difference from the reference data, the color of the index image displayed on the first display device 3 can be changed.
  • the positions of the left arm 2b and the left hand 2c of the patient 2 in (c) of FIG. 2 are closer to the target position index 3a and the target locus index 3b as compared with the example shown in (a) of FIG.
  • the colors of the target position index 3a and the target locus index 3b are changed to a predetermined color. For example, as the movement of the patient 2 approaches the target movement, the color of the index image is more emphasized.
  • the color change may be continuous or stepwise. Such a color change can also be applied to the image 3c shown in FIG.
  • Such a configuration can not only intuitively understand how far the user's movement is from the target movement, but can also change the color of the index image as a motivation for treatment. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the support system 1 may be configured to include a recorded image generation unit 7.
  • the recorded image generating unit 7 is configured to generate a recorded image indicating the movement of the body part at the first time point based on the movement of the body part of the patient 2 detected by the detection unit 5.
  • the display control unit 4 can be configured to cause the first display device 3 to display the recording image generated by the recording image generation unit 7 at a second time point after the first time point.
  • the recorded image is a computer graphics image that models the body part of the patient 2.
  • FIG. 4 shows an example in which the recorded image 3 d is displayed on the first display device 3.
  • the patient 2 can simultaneously view the recorded image 3d representing the body part of the patient generated based on the past rehabilitation and the current body part. In this example, it can be confirmed that the current motion is closer to the target position index 3a than the past motion.
  • the patient 2 can refer to the results of rehabilitation performed in the past when performing the current rehabilitation.
  • the progress of the treatment that is, the recovery of the motor function, or reflect it in the current operation as necessary. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the support system 1 may be configured to include a guide member 8.
  • the guide member 8 is configured to be attached to a body part of the patient 2 (here, the left arm 2b). Based on the difference between the measurement data related to the body part of the patient 2 acquired through the detection unit 5 and the reference data related to the body part stored in the storage unit 6, the guide member 8 generates sound, light, and vibration. It is configured to output at least one.
  • the guide member 8 can guide the body part of the patient 2 in a direction to eliminate the deviation by performing an operation that suggests a direction opposite to the direction of deviation. Further, the distance to the target position of the body part of the patient 2 can be grasped from the difference between the measurement data and the reference data. The guide member 8 can guide the body part of the patient 2 in a direction to eliminate the shift by performing an operation according to the distance.
  • FIG. 5 shows a state in which the left hand 2c of the patient 2 is positioned to the right of the target position indicated by the target position index 3a.
  • the left side portion of the guide member 8 vibrates, so that the patient 2 can recognize that his / her left hand 2c needs to be moved further leftward.
  • the necessity of moving to the left may be indicated by emitting light on the left side or outputting a voice “more left”.
  • vibration and sound may be changed, or the emission color, the emission interval, and the emission amount may be changed.
  • the patient 2 can more reliably recognize the operation to be performed by the patient 2. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • Guidance by the guide member 8 exhibits a higher guidance effect when used in combination with the index image displayed on the first display device 3, but guidance is performed only by the guide member 8 without using the first display device 3. May be performed. According to such a configuration, it is possible to easily recognize a target action even for a patient who is not good at wearing a display device on the head, and to smoothly advance rehabilitation.
  • the support system 1 may be configured to include a line-of-sight measurement device 9.
  • the line-of-sight measurement device 9 is configured to measure the line of sight of the patient 2.
  • the line-of-sight measurement device 9 may be built in the first display device 3 or may be provided outside the first display device 3.
  • the display control unit 4 can be configured to adjust the position of the index image displayed on the first display device 3 based on the line of sight of the patient 2 measured by the line-of-sight measurement device 9.
  • the position of the line of sight measured by the line-of-sight measurement device 9 may be displayed in the display area of the first display device 3 to make the patient aware of the position of his / her line of sight and urge the patient to see the index image.
  • an arrow or the like for prompting the index image is displayed in the display area ahead of the line of sight May be. This makes it easy to guide the patient's line of sight to an appropriate position. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • Identifying the patient's gaze does not need to be done through direct gaze measurement.
  • the line of sight of the patient may be specified indirectly by detecting the orientation of the face or upper limbs with a sensor or an imaging device.
  • a sensor or an imaging device Such a device configuration can also be included in the “line-of-sight measurement device 9”.
  • the support system 1 may be configured to include an evaluation unit 10.
  • the evaluation unit 10 is configured to numerically evaluate the difference between the measurement data related to the body part of the patient 2 acquired through the detection unit 5 and the reference data related to the body part stored in the storage unit 6. .
  • numerical evaluation there is a coincidence rate between the target action indicated by the reference data and the action of the patient 2 indicated by the measurement data.
  • several evaluation points are set in a series of operations, and a difference between measurement data and reference data at each evaluation point is acquired. By normalizing the difference for each evaluation point, the coincidence rate of all actions can be specified.
  • a difference specified at each evaluation point can also be an example of numerical evaluation.
  • the above-mentioned reference data is not limited to indicating the target action.
  • the reference data may be, for example, data indicating an operation in rehabilitation performed by the patient 2 in the past.
  • the coincidence rate between the image related to the reference data and the image related to the measurement data may be evaluated.
  • the medical staff can quantitatively evaluate the state of the patient 2 and the effect of rehabilitation without depending on the subjectivity of the observer.
  • setting specific goals through quantification will contribute to the improvement of patient motivation for rehabilitation. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the support system 1 may be configured to include a second display device 11.
  • the second display device 11 is installed at a location away from the body of the patient 2.
  • Examples of the second display device 11 include a stationary display device (display, monitor, etc.) and a portable display terminal (smart phone, tablet terminal, head mounted display, etc.).
  • the display control unit 4 can be configured to display the evaluation result by the evaluation unit 10 on at least one of the first display device 3 and the second display device 11.
  • the evaluation result by the evaluation unit 10 can be presented to at least one of the patient 2 and the medical staff as necessary. That is, the evaluation result can be shared between the patient and the medical staff as necessary. Thereby, the medical staff can transmit suitable advice etc. to a patient at an appropriate timing. Therefore, sharing of awareness regarding the progress of rehabilitation is promoted, and the rehabilitation can be smoothly advanced.
  • the display control unit 4 can be configured to display the image displayed on the first display device 3 also on the second display device 11.
  • the medical staff can share the scene viewed from the viewpoint of the patient 2 through the second display device 11. Thereby, the medical worker can grasp
  • the support system 1 may be configured to include a recording unit 12.
  • the recording unit 12 is configured to record the evaluation result by the evaluation unit 10 in association with at least the time when the evaluation is performed and the patient identification information (name, patient number, treatment date and time). Examples of other information recorded in the recording unit 12 include disease names, treatment conditions, treatment details, and the like. Examples of the recording unit 12 include a large-capacity storage device (such as a hard disk) and a portable storage medium (such as a disk-type storage medium, a card-type storage medium, and a USB memory). The recording unit 12 may be installed anywhere as long as the recording unit 12 can communicate with the evaluation unit 10 in a wired or wireless manner.
  • a stand-alone system may be configured with the evaluation unit 10 or may be connected to the evaluation unit 10 via a LAN or a WAN.
  • the progress of rehabilitation of the patient 2 can be made into a database.
  • quantitative evaluation of the effect of rehabilitation becomes easier.
  • it can be an index for judging whether rehabilitation suitable for the patient is being performed. Therefore, rehabilitation can be progressed smoothly.
  • the functions of the display control unit 4, the recorded image generation unit 7, and the evaluation unit 10 are realized by software executed by the cooperation of a processor and a memory that are communicably connected.
  • the processor include a CPU and an MPU.
  • the memory include RAM and ROM.
  • at least one of the functions of the display control unit 4, the recorded image generation unit 7, and the evaluation unit 10 can be realized by hardware such as a circuit element or a combination of hardware and software.

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Abstract

　第１表示装置（３）は、患者（２）の頭部（２ａ）に装着され、当該患者（２）の身体部位を視認可能とされている。表示制御部（４）は、リハビリテーション動作の指標となる指標画像を第１表示装置（３）に表示させる。

Description

リハビリテーション支援システム
　本発明は、例えば脳卒中による片麻痺患者に対して行なわれるリハビリテーションを支援するシステムに関する。
　この種のリハビリテーションに用いられるために、指示に従う患者の動きを撮像し、取得された画像を用いて当該患者の運動機能を評価するシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
日本国特許第５１１８０３８号公報
　患者は、医療従事者が示した手本に基づいて自身の麻痺肢を動かそうとする。しかしながら、特に治療の初期段階において、患者は、手本通りに麻痺肢を動かすことが困難であり、自身の動作が目標とする動作からどの程度離れているのかを認識することも困難である。このことが、リハビリテーションが円滑に進捗しない原因となりうる。
　よって本発明は、目標とする動作を患者が認識しやすくすることにより、リハビリテーションを円滑に進捗させることを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第１の態様は、リハビリテーション支援システムであって、
　患者の頭部に装着され、当該患者の身体部位を視認可能とされた第１表示装置と、
　リハビリテーション動作の指標となる指標画像を前記第１表示装置に表示させる表示制御部と、
を備えている。
　このような構成によれば、患者が行なうべき動作を示す指標を、患者の視界内に表示させることができる。医療従事者が手本を示さずとも、患者は、指標画像を通じて、自身が行なうべき動作を直観的に理解できる。また、第１表示装置を通じて見える自身の動きと指標画像との距離から、自身の動作が目標とする動作からどの程度離れているのかを直観的に理解できる。したがって、目標とする動作を患者が認識しやすくなり、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記指標画像は、前記患者の身体部位を模した画像を含んでいる構成とされうる。
　このような構成によれば、指標画像が身体部位を模した画像であるため、患者は、自身が行なうべき動作を、より直観的かつ自然に理解できる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、
　　前記患者の前記身体部位の動きを検出する検出部と、
　　前記身体部位の目標動作を示す基準データを予め記憶している記憶部と、
を備えている構成とされうる。
　この場合、前記表示制御部は、検出された前記動きを示すデータと前記基準データの差異に基づいて、前記指標画像の色を変化させる。
　このような構成によれば、自身の動作が目標とする動作からどの程度離れているのかを直観的に理解できるだけでなく、指標画像の色を変化させることを治療の動機にできる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、
　　前記患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
　　前記動きに基づいて、第１時点における前記身体部位の動きを示す記録画像を生成する記録画像生成部と、
を備えている構成とされうる。
　この場合、前記表示制御部は、前記第１時点より後の第２時点において、前記記録画像を前記第１表示装置に表示させる。
　このような構成によれば、患者は、現在のリハビリテーションを行なうにあたって、過去に行なわれたリハビリテーションの結果を参照できる。これにより、治療の進捗、すなわち運動機能の回復を直観的に把握したり、必要に応じて現在の動作に反映させたりできる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、
　　前記患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
　　前記身体部位の目標動作を示す基準データを予め記憶している記憶部と、
　　前記患者の身体部位に装着され、検出された前記動きを示すデータと前記基準データとの差異に基づいて、音、光、振動の少なくとも１つを出力する案内部材と、
を備えている構成とされうる。
　このような構成によれば、患者は、自身が行なうべき動作をより確実に認識できる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、前記患者の視線を測定する視線測定装置を備えている構成とされうる。
　この場合、前記表示制御部は、前記視線に基づいて前記指標画像の位置を調整する。
　このような構成によれば、測定された視線に応じて、指標画像への誘導を行なう画像を第１表示装置の表示領域に表示させるなどの制御が可能となる。これにより、患者の視線を適切な位置へ導きやすくなる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、
　　前記患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
　　基準となる前記身体部位の動きを示す基準データを予め記憶している記憶部と、
　　検出された前記動きを示すデータと前記基準データの差異を数値評価する評価部と、
を備えている構成とされうる。
　このような構成によれば、患者の動作が目標動作とどの程度一致しているかを定量的に評価できる。これにより、医療従事者は、患者の状態やリハビリテーションの効果を、観察者の主観によることなく定量的に評価できる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、前記患者の身体から離れた場所に設置された第２表示装置を備えている構成とされうる。
　この場合、前記表示制御部は、前記評価部による評価結果を、前記第１表示装置と前記第２表示装置の少なくとも一方に表示させる。
　このような構成によれば、評価部による評価結果を、必要に応じて患者と医療従事者の少なくとも一方に提示できる。すなわち、評価結果を必要に応じて患者と医療従事者の間で共有できる。これにより、医療従事者は、適切なアドバイス等を適切なタイミングで患者に伝達可能となり、リハビリテーションの進捗に係る意識の共有が促進される。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記表示制御部は、前記第１表示装置に表示されている画像を前記第２表示装置にも表示させる構成とされうる。
　このような構成によれば、患者の視点から見た光景を、第２表示装置を通じて医療従事者が共有できる。これにより、患者が目標動作に従うことの困難性などを医療従事者が容易かつ直観的に把握できる。これにより、医療従事者は、適切なアドバイス等を適切なタイミングで患者に伝達可能となり、リハビリテーションの進捗に係る意識の共有が促進される。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　前記リハビリテーション支援システムは、前記評価部による評価結果を、少なくとも当該評価結果が得られた時点および前記患者を特定する情報と関連付けて記録する記録部を備えている構成とされうる。
　このような構成によれば、患者のリハビリテーションの進捗状況をデータベース化できる。これにより、リハビリテーションの効果の定量的評価がより容易となる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第２の態様は、リハビリテーション支援システムであって、
　患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
　前記身体部位の目標動作を示す基準データを予め記憶している記憶部と、
　前記患者の身体部位に装着され、検出された前記動きを示すデータと前記基準データとの差異に基づいて、音、光、振動の少なくとも１つを出力する案内部材と、
を備えている。
　このような構成によれば、頭部に表示装置を装着することが苦手な患者に対しても目標動作を容易に認識させることができる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
一実施形態に係るリハビリテーション支援システムを示す図である。 上記のシステムが備える第１表示装置に表示される画像の一例を示す図である。 上記第１表示装置に表示される画像の別例を示す図である。 上記第１表示装置に表示される画像の別例を示す図である。 上記システムが備える案内部材の動作を示す図である。
　添付の図面を参照しつつ、実施形態の例を以下詳細に説明する。図１は、一実施形態に係るリハビリテーション支援システム１（以下、支援システム１と略称する）を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る支援システム１は、例えば脳卒中による片麻痺を伴う患者２に対して行なわれるリハビリテーションを支援するように構成されている。
　支援システム１は、第１表示装置３を備えている。第１表示装置３は、患者２の頭部２ａに装着されるように構成されている。第１表示装置３の例としては、ヘッドマウントディスプレイが挙げられる。第１表示装置３は、患者２の身体部位を視認可能な構成とされている。図２の（ａ）は、患者２が第１表示装置３を通じて自身の左腕２ｂと左手２ｃを視認している様子を示している。自身の身体部位は、透明なスクリーンを通じて直接視認されてもよいし、第１表示装置３に設けられた撮像装置により撮像された当該身体部位が不透明なスクリーンに表示されてもよい。
　図１に示されるように、支援システム１は、表示制御部４を備えている。表示制御部４は、リハビリテーション動作の指標となる指標画像を第１表示装置３に表示するように構成されている。図２の（ａ）は、第１表示装置３に表示される指標画像の一例を示している。本例の指標画像は、目標位置指標３ａと目標軌跡指標３ｂを含んでいる。
　目標位置指標３ａは、例えば、任意の図形（本例においては円）である。目標位置指標３ａは、患者２の身体部位（本例では左手２ｃ）が配置されるべき位置を示している。当該位置は、例えば、患者２が医療従事者により指示された位置である。
　目標軌跡指標３ｂは、例えば、矢印である。目標軌跡指標３ｂは、患者２の身体部位（本例では左腕２ｂと左手２ｃ）が辿るべき軌跡を示している。当該軌跡は、例えば、患者２が医療従事者により指示された軌跡である。
　図２の（ａ）では、目標軌跡指標３ｂが静止画として表示されている。しかしながら、目標軌跡指標３ｂは、動画として提供されてもよい。図２の（ｂ）に示される目標軌跡指標３ｂの例においては、実線で示す矢印が、破線で示す位置まで次第に延び、図２の（ａ）に示される状態に至る様子を示している。なお、動画は、患者の動作に同期して表示されてもよいし、非同期的に表示されてもよい。同期して表示された動画は、特にリハビリ中の患者にとっては、リハビリ動作の指標となりうる。一方、非同期的に表示された動画は、リハビリ前の患者にとって、これから行なうリハビリ動作の手本となりうる。
　表示される目標位置指標３ａと目標軌跡指標３ｂの位置は、医療従事者が行なう指示（すなわちリハビリテーションの内容）によって異なる。第１表示装置３を通じて治療の対象となる身体部位を見た場合、スクリーン内における当該身体部位の位置は概ね一定であるため、指標画像を表示すべき位置は、リハビリテーションの内容に応じて自ずと定まる。表示制御部４は、そのようにして予め定められた位置に目標位置指標３ａと目標軌跡指標３ｂを表示する。
　このような構成によれば、患者２が行なうべき動作を示す指標を、患者２の視界内に表示させることができる。医療従事者が手本を示さずとも、患者２は、指標画像を通じて、自身が行なうべき動作を直観的に理解できる。また、第１表示装置３を通じて見える自身の動きと指標画像との距離から、自身の動作が目標とする動作からどの程度離れているのかを直観的に理解できる。したがって、目標とする動作を患者２が認識しやすくなり、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図３は、第１表示装置３に表示される指標画像の別例を示している。本例の指標画像は、患者２の身体部位（本例では左腕と左手）を模した画像３ｃを含んでいる。画像３ｃは、静止画でも動画でもよい。画像３ｃは、一般的な身体部分をモデリングして予め作成されたコンピュータグラフィクス画像でもよいし、当該患者２の身体部分を予め撮像することにより取得した画像を重畳表示したものでもよい。
　このような構成によれば、指標画像が身体部位を模した画像であるため、患者２は、自身が行なうべき動作を、より直観的かつ自然に理解できる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図１に示されるように、支援システム１は、検出部５と記憶部６を備える構成としてもよい。検出部５は、患者２の身体部位の動きを検出するように構成されている。検出部５は、センサ５１と撮像装置５２の少なくとも一方を含みうる。
　センサ５１は、患者２の身体部位に装着される。センサ５１は、例えば慣性センサとされうる。慣性センサは、装着部位の変位（速度、加速度、姿勢変化）に応じた信号を出力するように構成されている。センサ５１の装着位置は、リハビリテーションの内容に応じて、運動機能回復の経過観察を要する身体部位に適宜定められる。図１に示す例においては、複数のセンサ５１が、患者２の左腕２ｂと左手２ｃに装着されている。
　撮像装置５２は、患者２の身体部位の画像を取得するように構成されている。撮像装置５２の例としては、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の撮像素子を備えたカメラが挙げられる。撮像装置５２は、患者２の身体部位の形状を３次元的に把握できるように、深度情報を取得できるように構成されている。撮像装置５２は、画像認識技術に基づいて、検出対象である患者２の身体部位の３次元空間内における位置と動きを検出する。撮像装置５２は、検出された対象の位置と動きに応じた信号を出力するように構成されている。
　撮像装置５２による画像の取得に際しては、図１に示されるように、患者２の近傍にキャリブレータ５３を配置することが好ましい。キャリブレータ５３は、寸法が正規化された形状、模様、目盛りの少なくとも１つを備える部材である。ここで「正規化された」とは、目盛りや模様の１単位や、キャリブレータ５３自体の大きさが、例えば１ｃｍ、１０インチなどの別単位に対応付けられていることを意味している。
　このような構成によれば、撮像装置５２は、キャリブレータ５３を基準にして画像認識を行ない、撮像装置５２と患者２との距離によらず、患者２の身体部位の動きを正確に特定できる。
　検出部５は、センサ５１と撮像装置５２の少なくとも一方から出力された信号に基づいて、検出対象である患者２の身体部位の３次元空間内における位置と動きを示す測定データを取得する。
　記憶部６は、治療対象となる各身体部位について、目標動作を示す基準データを予め記憶している。基準データは、検出部５により取得される測定データに対応する態様をとる。本例においては、基準データは、各身体部位の３次元空間内における位置と動きを情報として含んでいる。記憶部６の例としては、メモリ素子、大容量記憶装置（ハードディスクなど）、可搬型記憶媒体（ディスク型記憶媒体、カード型記憶媒体、ＵＳＢメモリなど）が挙げられる。
　この場合、表示制御部４は、図２の（ｃ）に示されるように、検出部５を通じて取得した患者２の身体部位に係る測定データと、記憶部６に記憶されている当該身体部位に係る基準データとの差異に基づいて、第１表示装置３に表示される指標画像の色を変化させるように構成されうる。図２の（ｃ）における患者２の左腕２ｂと左手２ｃの位置は、図２の（ａ）に示される例と比較すると、より目標位置指標３ａと目標軌跡指標３ｂに近い。このような場合、例えば、目標位置指標３ａと目標軌跡指標３ｂの色（色味と色の濃さの少なくとも一方）を所定の色に変化させる。例えば、患者２の動きが目標とする動きにより近づくほど、指標画像の色をより強調的にする。色の変化は、連続的でも段階的でもよい。このような色の変化は、図３に示した画像３ｃにも適用可能である。
　このような構成によれば、自身の動作が目標とする動作からどの程度離れているのかを直観的に理解できるだけでなく、指標画像の色を変化させることを治療の動機にできる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図１に示されるように、支援システム１は、記録画像生成部７を備える構成としてもよい。記録画像生成部７は、検出部５により検出された患者２の身体部位の動きに基づいて、第１時点における当該身体部位の動きを示す記録画像を生成するように構成されている。この場合、表示制御部４は、第１時点よりも後の第２時点において、記録画像生成部７により生成された記録画像を、第１表示装置３に表示させるように構成されうる。記録画像は、患者２の身体部位をモデリングしたコンピュータグラフィクス画像である。
　図４は、第１表示装置３に記録画像３ｄが表示されている例を示している。患者２は、過去のリハビリテーションにおける動作に基づいて生成された患者の身体部位を表す記録画像３ｄと、現時点における当該身体部位とを同時に視認できる。本例においては、過去の動作よりも現在の動作の方がより目標位置指標３ａに近づいている様子が確認できる。
　このような構成によれば、患者２は、現在のリハビリテーションを行なうにあたって、過去に行なわれたリハビリテーションの結果を参照できる。これにより、治療の進捗、すなわち運動機能の回復を直観的に把握したり、必要に応じて現在の動作に反映させたりできる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図５に示されるように、支援システム１は、案内部材８を備える構成としてもよい。案内部材８は、患者２の身体部位（ここでは左腕２ｂ）に装着されるように構成されている。案内部材８は、検出部５を通じて取得した患者２の身体部位に係る測定データと、記憶部６に記憶されている当該身体部位に係る基準データとの差異に基づいて、音、光、振動の少なくとも１つを出力するように構成されている。
　例えば、測定データと基準データの差異から、患者２の身体部位が目標とする位置からいずれの方向にずれているかが把握されうる。案内部材８は、ずれている方向と逆方向を示唆する動作を行なうことにより、ずれを解消する方向へ患者２の身体部位を導くことができる。また、測定データと基準データの差異から、患者２の身体部位が目標とする位置までの距離が把握されうる。案内部材８は、当該距離に応じた動作を行なうことにより、ずれを解消する方向へ患者２の身体部位を導くことができる。
　例えば、図５においては、患者２の左手２ｃが目標位置指標３ａで示す目標位置よりも右方に位置している状態が示されている。このとき、案内部材８の左側部が振動することにより、患者２は、自身の左手２ｃをさらに左方へ移動させる必要があることを認識できる。振動に加えてあるいは代えて、左側部を発光させることにより、あるいは「もっと左です。」という音声を出力することにより、左方への移動の必要性を示してもよい。また、目標位置に左手２ｃが近づくに連れ、振動や音を変化させたり、発光色や発光間隔や発光量を変化させたりしてもよい。
　このような構成によれば、患者２は、自身が行なうべき動作をより確実に認識できる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　案内部材８による誘導は、第１表示装置３に表示された指標画像と組み合わせて用いることで、より高い誘導効果を発揮するが、第１表示装置３を用いずに、案内部材８のみで誘導を行なってもよい。このような構成によれば、頭部に表示装置を装着することが苦手な患者に対しても目標動作を容易に認識させることができ、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図１に示されるように、支援システム１は、視線測定装置９を備える構成としてもよい。視線測定装置９は、患者２の視線を測定するように構成されている。視線測定装置９は、第１表示装置３に内蔵されていてもよいし、第１表示装置３の外部に設けられてもよい。この場合、表示制御部４は、視線測定装置９によって測定された患者２の視線に基づいて、第１表示装置３に表示される指標画像の位置を調整するように構成されうる。
　このような構成によれば、視線測定装置９により測定された視線に応じて、指標画像への誘導を行なう画像を第１表示装置３の表示領域に表示させるなどの制御が可能となる。例えば、視線測定装置９により測定された視線の位置を第１表示装置３の表示領域に表示することにより、患者に自身の視線の位置を意識させ、指標画像を見るように促してもよい。あるいは、視線が指標画像から離れた箇所に位置している（すなわち、脇見をしている）ことが検出された場合、視線の先の表示領域に指標画像への誘導を促す矢印などが表示されてもよい。これにより、患者の視線を適切な位置へ導きやすくなる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　患者の視線の特定は、視線の直接的な測定を介して行なわれることを要しない。例えば、顔や上肢の向きをセンサや撮像装置により検出することにより、間接的に患者の視線が特定されてもよい。このような装置構成も上記の「視線測定装置９」に含まれうる。
　図１に示されるように、支援システム１は、評価部１０を備える構成としてもよい。評価部１０は、検出部５を通じて取得した患者２の身体部位に係る測定データと、記憶部６に記憶されている当該身体部位に係る基準データとの差異を数値評価するように構成されている。数値評価の例としては、基準データが示す目標動作と、測定データが示す患者２の動作の一致率が挙げられる。例えば、一連の動作において幾つかの評価点を設定し、各評価点における測定データと基準データの差異を取得する。評価点ごとの差異を正規化することにより、全動作の一致率が特定されうる。各評価点において特定される差異も数値評価の一例とされうる。
　上記の基準データは、目標動作を示すものに限られない。基準データは、例えば、患者２が過去に行なったリハビリテーションにおける動作を示すデータでもよい。基準データが撮像装置５２を通じて取得されたものである場合は、基準データに係る画像と測定データに係る画像の一致率を評価してもよい。
　このような構成によれば、患者２の動作が目標動作とどの程度一致しているかを定量的に評価できる。これにより、医療従事者は、患者２の状態やリハビリテーションの効果を、観察者の主観によることなく定量的に評価できる。特に定量化による具体的な目標の設定により、患者のリハビリテーションに対するモチベーションの向上にも寄与する。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図１に示されるように、支援システム１は、第２表示装置１１を備える構成としてもよい。第２表示装置１１は、患者２の身体から離れた場所に設置される。第２表示装置１１の例としては、据置型の表示装置（ディスプレイやモニタなど）、可搬型の表示端末（スマートフォン、タブレット端末、ヘッドマウントディスプレイなど）が挙げられる。この場合、表示制御部４は、評価部１０による評価結果を、第１表示装置３と第２表示装置１１の少なくとも一方に表示させるように構成されうる。
　このような構成によれば、評価部１０による評価結果を、必要に応じて患者２と医療従事者の少なくとも一方に提示できる。すなわち、評価結果を必要に応じて患者と医療従事者の間で共有できる。これにより、医療従事者が適切なアドバイス等を適切なタイミングで患者に伝達できる。したがって、リハビリテーションの進捗に係る意識の共有が促進され、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　表示制御部４は、第１表示装置３に表示されている画像を、第２表示装置１１にも表示させる構成とされうる。
　このような構成によれば、患者２の視点から見た光景を、第２表示装置１１を通じて医療従事者が共有できる。これにより、患者２が目標動作に従うことの困難性などを医療従事者が容易かつ直観的に把握できる。これにより、医療従事者が適切なアドバイス等を適切なタイミングで患者に伝達できる。したがって、リハビリテーションの進捗に係る意識の共有が促進され、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　図１に示されるように、支援システム１は、記録部１２を備える構成としてもよい。記録部１２は、評価部１０による評価結果を、少なくとも評価が行なわれた時点および患者特定情報（氏名、患者番号、治療日時など）と関連付けて記録できるように構成されている。記録部１２に記録される他の情報の例としては、疾患名、治療条件、治療内容などが挙げられる。記録部１２の例としては、大容量記憶装置（ハードディスクなど）や、可搬型記憶媒体（ディスク型記憶媒体、カード型記憶媒体、ＵＳＢメモリなど）が挙げられる。記録部１２は、評価部１０と有線または無線通信可能であれば、その設置場所は問わない。評価部１０とスタンドアロンなシステムを構成してもよいし、ＬＡＮやＷＡＮを介して評価部１０と接続されてもよい。
　このような構成によれば、患者２のリハビリテーションの進捗状況をデータベース化できる。これにより、リハビリテーションの効果の定量的評価がより容易となる。特に長期間にわたるリハビリテーションの効果を定量的に評価することで、患者に適したリハビリテーションが行なわれているかを判断する指標ともなりうる。したがって、リハビリテーションを円滑に進捗させることが可能となる。
　上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。
　上記の実施形態において、表示制御部４、記録画像生成部７、および評価部１０の機能は、通信可能に接続されたプロセッサとメモリの協働により実行されるソフトウェアにより実現されている。プロセッサの例としては、ＣＰＵやＭＰＵが挙げられる。メモリの例としては、ＲＡＭやＲＯＭが挙げられる。しかしながら、表示制御部４、記録画像生成部７、および評価部１０の少なくとも一つの機能は、回路素子などのハードウェアにより、あるいはハードウェアとソフトウェアの組合せにより実現されうる。
　本出願の記載の一部を構成するものとして、２０１４年６月４日に提出された日本国特許出願２０１４－１１５８５６の内容が援用される。

Claims (11)

  1. 　患者の頭部に装着され、当該患者の身体部位を視認可能とされた第１表示装置と、
    　リハビリテーション動作の指標となる指標画像を前記第１表示装置に表示させる表示制御部と、
    を備えている、リハビリテーション支援システム。
  2. 　前記指標画像は、前記患者の身体部位を模した画像を含んでいる、
    請求項１に記載のリハビリテーション支援システム。
  3. 　前記患者の前記身体部位の動きを検出する検出部と、
    　前記身体部位の目標動作を示す基準データを予め記憶している記憶部と、
    を備えており、
    　前記表示制御部は、検出された前記動きを示すデータと前記基準データの差異に基づいて、前記指標画像の色を変化させる、
    請求項１または２に記載のリハビリテーション支援システム。
  4. 　前記患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
    　前記動きに基づいて、第１時点における前記身体部位の動きを示す記録画像を生成する記録画像生成部と、
    を備えており、
    　前記表示制御部は、前記第１時点より後の第２時点において、前記記録画像を前記第１表示装置に表示させる、
    請求項１または２に記載のリハビリテーション支援システム。
  5. 　前記患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
    　前記身体部位の目標動作を示す基準データを予め記憶している記憶部と、
    　前記患者の身体部位に装着され、検出された前記動きを示すデータと前記基準データとの差異に基づいて、音、光、振動の少なくとも１つを出力する案内部材と、
    を備えている、
    請求項１または２に記載のリハビリテーション支援システム。
  6. 　前記患者の視線を測定する視線測定装置を備えており、
    　前記表示制御部は、前記視線に基づいて前記指標画像の位置を調整する、
    請求項１から５のいずれか一項に記載のリハビリテーション支援システム。
  7. 　前記患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
    　基準となる前記身体部位の動きを示す基準データを予め記憶している記憶部と、
    　検出された前記動きを示すデータと前記基準データの差異を数値評価する評価部と、
    を備えている、
    請求項１または２に記載のリハビリテーション支援システム。
  8. 　前記患者の身体から離れた場所に設置された第２表示装置を備えており、
    　前記表示制御部は、前記評価部による評価結果を、前記第１表示装置と前記第２表示装置の少なくとも一方に表示させる、
    請求項７に記載のリハビリテーション支援システム。
  9. 　前記表示制御部は、前記第１表示装置に表示されている画像を前記第２表示装置にも表示させる、
    請求項７または８に記載のリハビリテーション支援システム。
  10. 　前記評価部による評価結果を、少なくとも当該評価結果が得られた時点および前記患者を特定する情報と関連付けて記録する記録部を備えている、
    請求項７から９のいずれか一項に記載のリハビリテーション支援システム。
  11. 　患者の身体部位の動きを検出する検出部と、
    　前記身体部位の目標動作を示す基準データを予め記憶している記憶部と、
    　前記患者の身体部位に装着され、検出された前記動きを示すデータと前記基準データとの差異に基づいて、音、光、振動の少なくとも１つを出力する案内部材と、
    を備えている、リハビリテーション支援システム。
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