WO2016140115A1 - 手指関節リハビリ装置 - Google Patents
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- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
Definitions
- the present invention relates to a finger joint rehabilitation device that assists the extension movement of the finger joint and supports the recovery of the joint function of the contracted finger.
- An example of a device that supports finger joint motion is a joint motion support device that supports joint motion of a predetermined object, and the air pressure adjustment unit supplies air to the bellows of the finger joint motion support unit.
- the annular groove on the side facing the joint of the bellows is elastically constrained by the elastic member, so that the bellows expands in a substantially circular arc shape.
- a force in the direction of rotation for bending the first to third joints from the extended state is generated.
- the air pressure adjusting unit discharges air from the bellows, the bellows contracts.
- the bellows in conjunction, generates a force in the rotational direction that extends the first to third joints of the fingers from the bent state.
- the generated force is transmitted to each joint by the transmission member.
- Patent Document 1 is formed of an L-shaped or U-shaped metal plate at both ends of a telescopic bellows in order to obtain the rotational force necessary to support the joint motion of a predetermined object. It is sandwiched between two transmission members, and a joint member is connected between a portion near the joint side of the transmission member disposed at one end and a portion near the joint side of the transmission member disposed at the other end. Therefore, the number of parts is large and the structure is complicated.
- the present invention has been made under such circumstances, and the purpose thereof is to reduce the number of components, and even for a patient who is contracted while holding a finger firmly.
- An object of the present invention is to provide a wearable finger joint rehabilitation device.
- a finger joint rehabilitation device for supporting a finger joint extension motion is a finger joint rehabilitation device for supporting a finger joint extension motion, and is a finger extension subject to rehabilitation.
- a bottomed cylindrical body disposed along the direction side skin surface and straddling at least one finger joint, the bellows being expandable in the axial direction and bendable in the bending direction; and a pipe communicating with the bellows;
- An internal pressure adjusting unit that discharges the working fluid in the bellows through the piping, contracts the bellows by making the internal pressure of the bellows negative, and generates a force that supports the extension movement of the finger joint;
- the bellows is formed on a side surface of the bellows and sandwiches an outer periphery of a finger by the elastic force of a pair of elastically deformable fixed pieces; and a fingertip of the bellows It is formed on the end portion, and a cap portion having an insertion recess capable fingertips, characterized in that (claim 1).
- the fingertip is inserted into the concave portion of the cap portion disposed at the tip of the bellows, and the pair of fixed pieces of the sandwiching portion disposed on the side surface of the bellows is elastically deformed to be Even if the patient is contracted in a state where the fingers are held firmly, the outer periphery of the fingers is inserted into the space and the outer periphery of the fingers is clamped by the elastic force of the fixed piece. It can be easily installed.
- an avoidance groove is formed on the side surface of the bellows along the skin surface, and the avoidance groove is preferably an arc-shaped concave curved surface (claims 2 and 3).
- the patient who contracted with the fingers held tightly by extending the bending range of the bellows by minimizing the contact between the sides of the bellows and the fingers when the bellows bent. Even if it exists, it can mount
- the holding portion is formed in a narrow opening shape in a cross section perpendicular to the axial direction (claim 4).
- the fixed piece has a circular cross section at the tip in the direction orthogonal to the axial direction (Claim 5).
- the holding portion is disposed on the first finger, one piece is formed on the side surface of the bellows, and the holding portion preferably holds the base joint (Claim 7).
- Structuring in this way can support the extension movement of the IP joint.
- the internal pressure adjusting unit supply the working fluid to the bellows and discharge the working fluid from the bellows (Claim 8).
- the working fluid is preferably air (claim 9).
- the finger joint rehabilitation device of the present invention since it is configured as described above, it is possible to reduce the number of components, and it is easy even for a patient contracted while holding the finger firmly. Can be attached to.
- FIG. 1 It is a schematic plan view which shows the state with which the wrist joint rehabilitation apparatus which concerns on this invention was mounted
- all the fingers of the right hand i.e., the first finger 1, the second finger 2, the third finger 3, the fourth finger 4, and the fifth finger 5 are rehabilitation subjects, for example, the center of cerebral infarction, etc.
- An example will be described in which a finger is paralyzed due to a neurological disorder and is attached to a patient who is contracted in a state where the finger is firmly held.
- the finger joint rehabilitation device for supporting the extension motion of the finger joint communicates with the bellows 10 to 14 that are extendable in the axial direction and bendable in the bending direction, and the bellows 10 to 14.
- the working fluid in the bellows 10 to 14 is discharged through the pipe 20 and the pipe 20, and the bellows 10 to 14 are contracted by reducing the internal pressure of the bellows 10 to 14 to generate a force that supports the extension movement of the finger joint.
- the internal pressure adjusting unit 100 is mainly configured.
- the bellows 10 to 14 are bottomed cylindrical bodies that are disposed across at least one finger joint along a skin surface on the extension direction side of a finger to be rehabilitated, and are extendable and bending in the axial direction. It is formed so that it can be bent freely. As described above, in this embodiment, all fingers of the right hand, that is, the first finger 1, the second finger 2, the third finger 3, the fourth finger 4, and the fifth finger 5 are rehabilitation targets. As shown in FIG. 1, bellows 10 to 14 are arranged on the fingers 1 to 5, the bellows 10 is arranged along the skin surface on the extension direction side of the first finger 1, and the bellows 11 is on the extension direction side of the second finger 2.
- the bellows 12 is arranged along the skin surface on the extension direction side of the third finger 3
- the bellows 13 is arranged along the skin surface on the extension direction side of the fourth finger 4
- the bellows 14 is It arrange
- the bellows 11 has a hollow cylindrical portion 11a formed of, for example, a resin, and the cylindrical portion 11a has an axial direction on the side surface of the cylindrical portion 11a at equal intervals.
- a bellows structure in which a peak and a valley are continuous is formed. Since the cylindrical part 11a has a bellows structure, the cylindrical part 11a can expand and contract in the axial direction and bendable in the bending direction.
- a cap portion 41 is connected to the end portion of the cylindrical portion 11a in the fingertip direction. As shown in FIGS.
- the cap portion 41 includes a substantially shell-shaped lid portion 31a and a recess portion 31b formed on the bottom surface of the lid portion 31a and into which a fingertip can be inserted.
- the lid portion 31a is continuously provided so that the airtightness of the bellows 11 can be maintained.
- an end (not shown) having a hole that allows the pipe 20 to be attached and detached is formed at the other end, and the bottomed tubular body is constituted by the tubular portion 11a, the lid portion 31a, and the end portion. is doing.
- the bellows 10, 12 to 14 are similarly configured.
- the cylindrical portion 11a of the bellows 11 is formed with a length that is disposed across at least one finger joint along the skin surface in the extension direction of the finger to be rehabilitated.
- the cylindrical portion 11 a is disposed from the terminal node 2 d to the base node 2 f of the second finger 2. Therefore, the axial length of the bellows 11 is formed to be an axial length capable of straddling the DPI joint 2a and the PIP joint 2b which are finger joints in the second finger 2.
- the bellows 12 to 14 arranged on the third finger 3, the fourth finger 4, and the fifth finger 5 are similarly configured.
- the cylindrical portion 10a is disposed from the terminal node 1a to the base node 1b of the first finger 1. Therefore, the axial length of the bellows 10 is formed to be an axial length that can straddle the IP joint 1 c that is the finger joint of the first finger 1.
- the side surface of the cylindrical portion 11a of the bellows 11 is formed with an arc-shaped concave curved surface that can avoid contact between the bellows 11 and the second finger 2 when the bellows is bent.
- the avoidance groove 11c to be formed is formed along the skin surface. By forming the avoidance groove 11c, the cylindrical portion 11a is formed in a substantially semicircular cross section.
- the bellows 10, 12 to 14 are similarly configured.
- the avoidance groove 11c on the side surface of the bellows 10-14 along the skin surface, the contact between the bellows 10-14 and the fingers 1-5 when the bellows 10-14 are bent is minimized.
- the bending range of the bellows 10 to 14 can be expanded.
- the bellows 11 includes a sandwiching portion 41 including a pair of fixing pieces 50 and 51 on the side surface on the skin surface side.
- the fixed pieces 50 and 51 are made of an elastically deformable material such as a resin.
- the fixed piece 50 extends from the position of the end of the avoidance groove 11c in a direction perpendicular to the axial direction, and bends in a direction covering the avoidance groove 11c toward the tip.
- the base 50a includes a protrusion 50b formed along the tip of the base 50a and having a circular cross section.
- the fixed piece 51 is configured in the same manner as the fixed piece 50 at the position of the end of the avoidance groove 11 c facing the fixed piece 50.
- the pair of fixing pieces 50 and 51 bend in the direction covering the avoidance groove 11c toward the tip, so that the sandwiching portion 41 has a narrow opening in the direction perpendicular to the axial direction. Is done.
- the fixed pieces 50 and 51 have the protrusions 50b and 51b, the fixed pieces 50 and 51 are formed so that the cross section of the tip portion in the direction orthogonal to the axial direction is circular.
- the bellows 11 includes another clamping part 42 at a position in the hand-back direction from the clamping part 41.
- the clamping part 42 includes fixed pieces 52 and 53, and the fixed pieces 52 and 53 are configured in the same manner as the fixed pieces 50 and 51.
- positioning of the clamping parts 41 and 42 it should just be formed in the position which can be arrange
- the pipe 20 is made of a resin having flexibility, and as shown in FIG. 1, a base pipe 20a having a branch port through which air as a working fluid branches, and a branch connecting the bellows 10 to 14 and the base pipe 20a.
- the tube 20c is formed from a connecting tube 20b communicating with the base tube 20a and the internal pressure adjusting unit 100.
- the internal pressure adjusting unit 100 includes a pressurized tank 101 that supplies air as a working fluid to the bellows 10 to 14, a vacuum tank 102 that discharges air from the bellows 10 to 14, and An electro-pneumatic control valve 103 having a flow path switching three-way valve and a pressure control valve (proportional solenoid), a pipe 101a communicating with the pressurizing tank 101 and the electro-pneumatic control valve 103, and a pipe 101a.
- the unit 104 is mainly configured.
- the control unit 104 includes, for example, a computer including a microprocessor such as a CPU and an arithmetic processing unit having peripheral circuits thereof, and an execution program for executing switching of air supply / discharge in the bellows 10 to 14 Etc., a program storage unit (not shown) for storing data, a storage unit (not shown) for storing data relating to pressurization speed, decompression speed, operation time, etc. And an input unit (not shown) capable of setting and inputting parameters such as a decompression speed.
- a computer including a microprocessor such as a CPU and an arithmetic processing unit having peripheral circuits thereof, and an execution program for executing switching of air supply / discharge in the bellows 10 to 14 Etc., a program storage unit (not shown) for storing data, a storage unit (not shown) for storing data relating to pressurization speed, decompression speed, operation time, etc.
- an input unit capable of setting and inputting parameters such as a decompression speed
- control unit 104 is electrically connected to the electro-pneumatic control valve 103 and the on-off valves 101b and 102b. Based on the control signal from the control unit 104, the on-off valve 101b, An opening / closing operation 102b, a valve switching operation of the electro-pneumatic control valve 103, and the like are performed.
- control unit 104 When the control unit 104 receives a start command from the input unit, the control unit 104 executes an execution program and sends a control signal to the electro-pneumatic control valve 103 to switch to the flow path connected to the vacuum tank 102. And a control signal for opening the on-off valve 102b is sent to the on-off valve 102b, and the vacuum tank 102 discharges air from the bellows 10 to 14 at a predetermined decompression speed over a predetermined time. The internal air pressure is lowered to a predetermined pressure. Further, the control unit 104 transmits a control signal to the electro-pneumatic control valve 103 to switch to the flow path connected to the pressurization tank 101 and to the on-off valve 101b. Is sent to the bellows 10 to 14 at a predetermined pressurization speed over a predetermined time, and the air pressure in the bellows 10 to 14 is increased to a predetermined pressure.
- the internal pressure adjusting unit 100 configured as described above discharges the working fluid in the bellows 10 to 14 through the pipe 20, contracts the bellows 10 to 14 by reducing the internal pressure of the bellows 10 to 14, and the finger joints 10-14. Generates power to support the extension movement. Further, the internal pressure adjusting unit 100 supplies the working fluid in the bellows 10 to 14 through the pipe 20, and extends the bellows 10 to 14 by making the internal pressure of the bellows 10 to 14 positive, thereby supporting the bending motion of the finger joint. Generate the power to do.
- the finger joint rehabilitation device configured as described above. As described above, it is attached to a patient who is contracted while the fingers are paralyzed and the fingers are held firmly. First, the fingertip is inserted into the concave portion 31b formed in the cap portion 31 at the end of the bellows 11 in the fingertip direction.
- the bellows 11 is stretched and bent along the second finger 2 in the contracted state while being held firmly, and bent in a direction covering the avoidance groove 11c as shown in FIG.
- the fixed pieces 50 and 51 are each elastically deformed by applying outward force to form a space between the fixed pieces 50 and 51, and the middle joint 2e of the second finger 2 is inserted into the space.
- the fixing pieces 50 and 51 have the protrusions 50b and 51b, respectively, so that the cross section of the tip portion in the direction orthogonal to the axial direction of the fixing pieces 50 and 51 is formed in a circular shape. It is possible to prevent the patient's finger from being injured when 41 is held on the outer periphery of the finger.
- the fixing pieces 50 and 51 are urged by elastic force to return to the original shape.
- the outer periphery of the joint 2e is clamped, and the middle joint 2e and the bellows 11 can be connected.
- the fixing pieces 52 and 53 of the holding part 42 are connected to the proximal joint 2 f of the second finger 2.
- the third finger 3 to the fifth finger 5 are connected to the bellows 12 to 14.
- the sandwiching portions 41 and 42 are formed in two separated from each other in the axial direction of the bellows 11 to 14.
- One clamping part 41 holds the middle joint 2e, and the other clamping part 42 supports the extension movement of the DPI joint 2a and the PIP joint 2b by sandwiching the base joint 2f. , 42 can be dispersed, so that the adhesion between the bellows 11-14 and the fingers 2-5 can be strengthened.
- the cross section in the direction orthogonal to the axial direction when the bellows 11 is adhered is in a state as shown in FIG. 4, and the bellows 11 and the second finger 2 are in contact with the side surface of the cylindrical portion 11 a of the bellows 11. Since the avoidance groove 11c formed by the arcuate convex curved surface is formed along the skin surface, the contact between the bellows 11 and the finger joint of the finger 2 when the bellows 11 is bent is minimized. Can be bent. In addition, since the cross section in the direction orthogonal to the axial direction of the holding portion 41 is formed in a narrow opening shape, the holding of the outer periphery of the finger by the holding portion 41 can be strengthened.
- the bellows 10 is extended and bent, and each of the fixing pieces bent in the direction covering the avoidance groove is opened outward.
- the base joint 1b of the first finger 1 is inserted into a space that is elastically deformed and formed between the fixed pieces.
- the end of the branch pipe 20c of the pipe 20 is connected to a hole provided in the lid part of the bellows 10 to 14, and the pipe 20 and the bellows 10 to 14 are communicated to complete the attachment of the finger joint rehabilitation device. .
- the finger joint rehabilitation device inserts the fingertip into the recess 31b of the cap portion 31 disposed at the tip portion of the bellows 11, and the pair of fixed pieces 50 and 51 of the holding portion 41 disposed on the side surface of the bellows 11. Since the outer periphery of the finger is inserted between the fixed pieces 50, 51 by elastically deforming and the outer periphery of the finger is sandwiched by the elastic force of the fixed pieces 50, 51, the finger can be worn firmly. Even a patient who is contracted in an indented state can easily wear it.
- the finger joint rehabilitation device starts when an assistant inputs a start command from the display unit of the control unit 104 of the internal pressure adjustment unit 100.
- the control unit 104 activates the execution program and switches between supplying air to the bellows 10 to 14 and discharging air from the bellows through the pipe 20.
- FIGS. 7 and 8 (a) in order to attach the bellows 11 to the finger 2 in a contracted state while holding the finger firmly at the beginning, that is, the bent second finger 2, the bellows 11 The space between the peak and the valley is widened, and the bellows 11 is stretched and bent.
- the internal pressure adjusting unit 100 discharges air from the bellows 10-14.
- FIG. 8B shows the state of the bellows 10 to 14 when the air pressure in the bellows 10 to 14 is lowered and the internal pressure of the bellows 10 to 14 becomes a sufficient negative pressure.
- the bellows 10 to 14 are contracted by the lowering of the air pressure, and a force for extending the DPI joint 2a and the PIP joint 2b of the second finger 2 from the bent state is generated. Similarly, the first finger and the third to fifth fingers also generate a force for extending from the bent state.
- FIG. 8A shows the state of the bellows 11 when the air pressure in the bellows 11 rises and the internal pressure of the bellows 11 becomes a sufficient positive pressure.
- the bellows 11 expands, generating a force that causes the DPI joint 2a and the PIP joint 2b of the second finger 2 to bend from the extended state.
- the first finger and the third to fifth fingers similarly generate a force for bending from the extended state.
- the internal pressure adjusting unit 100 sequentially switches the discharge of air from the bellows 10 to 14 and the supply of air to the bellows 10 to 14, and the states shown in FIGS. 8A and 8B are performed. Alternately formed. As a result, the fingers 1 to 5 are passively bent and stretched.
- the number of components can be reduced, and even a patient contracted while holding the finger firmly can be easily worn.
- the internal pressure adjusting unit 100 supplies the working fluid to the bellows 10 to 14 and discharges the working fluid from the bellows 10 to 14.
- the internal pressure adjusting unit 100 The bellows 10 to 14 may be contracted by setting the internal pressure of ⁇ 14 to a negative pressure, and only a force that supports the extension movement of the finger joint may be generated. This is because the patient is contracted while holding his / her finger tightly, and thus the bending force is working naturally even if air is not supplied to the bellows 10-14.
- the piping 101a connected to the electro-pneumatic control valve 103 is opened to the atmosphere without arranging the pressurized tank 101 for supplying air to the bellows 10-14.
- the internal pressure of the bellows 10 to 14 under negative pressure may be set to atmospheric pressure.
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Abstract
本発明は、手指関節の伸展運動を支援する手指関節リハビリ装置であって、リハビリの対象となる手指の伸展方向側皮膚面に沿って、少なくとも一の手指関節を跨いで配置される有底筒状体であって、軸方向に伸縮自在かつ曲げ方向に屈曲自在なベローズと、ベローズと連通する配管と、配管を通じて、ベローズ内の動作流体を排出し、ベローズの内圧を負圧にしてベローズを収縮させ、手指関節の伸展運動を支援する力を発生させる内圧調整部と、を備え、ベローズは、ベローズの側面に形成され、弾性変形可能な一対の固定片の弾性力の付勢によって手指の外周を挟持する挟持部と、ベローズの指先方向の端部に形成され、指先を挿入可能な凹部を有するキャップ部を備える。
Description
本発明は、手指の関節の伸展運動を補助し、拘縮した手指の関節機能の回復を支援する手指関節リハビリ装置に関する。
従来から、リハビリテーションに用いられる様々な装置が登場している。こうした装置の中には、理学療法士等に代って、患者の基本的動作の回復を図るための治療体操・運動を支援するものがある。
かかる患者の運動を支援する装置の一つとして、脳梗塞などの中枢神経障害により手指が麻痺して拘縮してしまった場合等に、手指の関節運動を支援する装置がある。
手指の関節運動を支援する装置について一例を挙げると、所定対象物の関節運動を支援する関節運動支援装置であって、空気圧調整部により、手指関節運動支援部のベローズへの空気の供給が行われると、ベローズの関節と対向する側の環状溝が弾性部材により弾性的に拘束されているため、ベローズが、略円孤状に伸長し、これにより、ベローズは、連動して、手指の第１～第３関節を伸展状態から屈曲させる回動方向の力を発生させる。次いで、空気圧調整部により、ベローズからの空気の排出が行われると、ベローズが収縮する。これにより、ベローズは、連動して、手指の第１～第３関節を屈曲状態から伸展させる回動方向の力を発生させる。こうして発生した力は、伝達部材により各関節に伝えられる。この結果、容易に装着できるとともに、関節ごとに十分な関節運動を支援することができる関節運動支援装置が開示されている（特許文献１）。
しかし、特許文献１に記載のものは、所定対象物の関節運動を支援するのに必要な回動力を得るために、伸縮自在なベローズの両端にＬ字状又はＵ字状の金属板で形成される２つの伝達部材で挟持し、一端に配置された伝達部材の関節側の近傍部分と、他端に配置された伝達部材における関節側の近傍部分との間を拘束部材で連結する構造であるため、部品点数が多く構造が複雑である。
また、特許文献１に記載のものは、患者の手指への装着する際、伝達部材と固着している装着用シートを手指に巻きつけて装着する。しかし、脳梗塞などの中枢神経障害により手指が麻痺すると、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮する傾向にある。このような場合、手指の間に装着用シートを通すのが難しく、特許文献１記載のものをそのような患者に装着するのは困難であった。
更に、特許文献１に記載のものには、ベルト部材を使用せずに手指の手指関節表面に対応する位置に、伝達部材と接続されたベローズが配設される手袋を採用する実施例が記載されているが、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者に手袋を装着するのは困難であった。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、構成部材の部品点数を少なくできると共に、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者であっても容易に装着可能な手指関節リハビリ装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る手指関節の伸展運動を支援する手指関節リハビリ装置は、手指関節の伸展運動を支援する手指関節リハビリ装置であって、 リハビリの対象となる手指の伸展方向側皮膚面に沿って、少なくとも一の手指関節を跨いで配置される有底筒状体であって、軸方向に伸縮自在かつ曲げ方向に屈曲自在なベローズと、 上記ベローズと連通する配管と、 上記配管を通じて、上記ベローズ内の動作流体を排出し、上記ベローズの内圧を負圧にして上記ベローズを収縮させ、手指関節の伸展運動を支援する力を発生させる内圧調整部と、を備え、 上記ベローズは、上記ベローズの側面に形成され、弾性変形可能な一対の固定片の弾性力の付勢によって手指の外周を挟持する挟持部と、上記ベローズの指先方向の端部に形成され、指先を挿入可能な凹部を有するキャップ部を備える、ことを特徴とする（請求項１）。
このように構成することによって、ベローズの先端部に配置されるキャップ部の凹部に指先を挿入すると共に、ベローズの側面に配置された挟持部の一対の固定片を弾性変形させて固定片間のスペースに手指の外周を挿入し、固定片の弾性力の付勢によって手指の外周を挟持すれば装着することができるため、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者であっても容易に装着することができる。
この場合、上記ベローズの側面に、皮膚面に沿って回避溝が形成され、上記回避溝は、円弧状の凹曲面である方がよい（請求項２，３）。
このように構成することによって、ベローズが屈曲した際のベローズの側面と手指の接触を最小限にしてベローズの屈曲範囲を広げることにより、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者であっても容易に装着することができる。
この場合、上記挟持部は、軸方向と直交する方向の断面が狭隘開口状に形成される方がよい（請求項４）。
このように構成することによって、挟持部による手指の外周の挟持を強固なものにすることができる。
この場合、上記固定片は、軸方向と直交する方向の先端部の断面が円形に形成される方がよい（請求項５）。
このように構成することによって、挟持部を手指の外周に挟持させる際に、患者の手指を傷つけることを防止することができる。
この場合、上記挟持部は、第二指から第五指のいずれかに配置される場合において、上記ベローズの軸方向に隔離して二個形成され、一の上記挟持部は中節を挟持し，他の上記挟持部は基節を挟持する方がよい（請求項６）。
このように構成することによって、ＤＰＩ関節とＰＩＰ関節の伸展運動を支援することができると共に、一の挟持部にかかる張力を分散させることができるので、ベローズと手指との接着を強固にすることができる。
また、上記挟持部は、第一指に配置される場合において、上記ベローズの側面に一個形成され、上記挟持部は基節を挟持する方がよい（請求項７）。
このように構成することによって、ＩＰ関節の伸展運動を支援することができる。
この場合、上記内圧調整部は、上記ベローズへの動作流体の供給、及び、上記ベローズからの動作流体の排出を行う方がよい（請求項８）。
この場合、上記動作流体は、空気である方がよい（請求項９）。
本発明の手指関節リハビリ装置によれば、上記のように構成されているので、構成部材の部品点数を少なくできると共に、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者であっても容易に装着することができる。
以下、本発明の実施形態に係る手指関節リハビリ装置について、図面を参照して説明する。この実施形態においては、右手の全ての手指すなわち第一指１，第二指２，第三指３，第四指４，第五指５がリハビリの対象となる患者、例えば脳梗塞などの中枢神経障害により手指が麻痺して手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮している状態の患者に装着した例について説明する。
この発明に係る手指関節の伸展運動を支援する手指関節リハビリ装置は、図１に示すように、軸方向に伸縮自在かつ曲げ方向に屈曲自在なベローズ１０～１４と、ベローズ１０～１４と連通する配管２０と、配管２０を通じて、ベローズ１０～１４内の動作流体を排出し、ベローズ１０～１４の内圧を負圧にしてベローズ１０～１４を収縮させ、手指関節の伸展運動を支援する力を発生させる内圧調整部１００と、で主に構成されている。
ベローズ１０～１４は、リハビリの対象となる指の伸展方向側皮膚面に沿って、少なくとも一の手指関節を跨いで配置される有底筒状体であって、軸方向に伸縮自在かつ曲げ方向に屈曲自在に形成されている。上述したように、この実施形態においては右手の全ての手指すなわち第一指１，第二指２，第三指３，第四指４，第五指５がリハビリの対象となる。図１に示すように、手指１～５にベローズ１０～１４は配置され、ベローズ１０は第一指１の伸展方向側皮膚面に沿って配置され、ベローズ１１は第二指２の伸展方向側皮膚面に沿って配置され、ベローズ１２は第三指３の伸展方向側皮膚面に沿って配置され、ベローズ１３は第四指４の伸展方向側皮膚面に沿って配置され、ベローズ１４は第五指５の伸展方向側皮膚面に沿って配置されている。
ベローズ１１は、図１～図５に示すように、例えば樹脂により形成され中空筒状の筒状部１１ａを有し、筒状部１１ａの側面には、等間隔で筒状部１１ａの軸方向に山部と谷部が連続する蛇腹構造が形成されている。筒状部１１ａが蛇腹構造を有することにより、筒状部１１ａは軸方向に伸縮自在かつ曲げ方向に屈曲自在となる。また、筒状部１１ａの指先方向の端部には、図１～３に示すように、キャップ部４１が連設されている。キャップ部４１は、図２，３に示すように、略砲弾状の蓋部３１ａと、蓋部３１ａの底面に形成され指先を挿入可能な凹部３１ｂとからなる。蓋部３１ａは、ベローズ１１の気密が保持できるように連設されている。また、他端には配管２０を脱着可能にする孔部を有する端部（図示せず）が形成されており、筒状部１１ａと蓋部３１ａと端部により、有底筒状体を構成している。なお、ベローズ１０，１２～１４についても同様に構成されている。
この場合、ベローズ１１の筒状部１１ａは、リハビリの対象となる手指の伸展方向側皮膚面に沿って、少なくとも一の手指関節を跨いで配置される長さで形成される。この実施形態においては、図１～３に示すように、第二指２に配置されるベローズ１１について、筒状部１１ａが第二指２の末節２ｄから基節２ｆまで配置されている。したがって、ベローズ１１の軸方向の長さは、第二指２における手指関節であるＤＰＩ関節２ａ，ＰＩＰ関節２ｂを跨ぐことができる軸方向の長さで形成されている。なお、第三指３，第四指４，第五指５に配置されるベローズ１２～１４についても同様に構成されている。
また、第一指１に配置されるベローズ１０については、図１に示すように、筒状部１０ａが第一指１の末節１ａから基節１ｂまで配置されている。したがって、ベローズ１０の軸方向の長さは、第一指１における手指関節であるＩＰ関節１ｃを跨ぐことができる軸方向の長さで形成されている。
また、図４～６に示すように、ベローズ１１の筒状部１１ａの側面には、ベローズが屈曲した際のベローズ１１と第二指２の接触を回避可能な円弧状の凹曲面にて形成される回避溝１１ｃが皮膚面に沿って形成されている。回避溝１１ｃが形成されることにより、筒状部１１ａは断面略半円形に形成される。なお、ベローズ１０，１２～１４についても同様に構成されている。
このように、ベローズ１０～１４の側面に、皮膚面に沿って回避溝１１ｃを形成することによって、ベローズ１０～１４が屈曲した際のベローズ１０～１４と手指１～５の接触を最小限にしてベローズ１０～１４の屈曲範囲を広げることができる。
また、図１～５に示すように、ベローズ１１は、皮膚面側の側面に一対の固定片５０，５１からなる挟持部４１を備える。固定片５０，５１は、弾性変形可能な素材例えば樹脂で形成されている。この場合、固定片５０は、図４に示すように、回避溝１１ｃの端部の位置から軸方向と直交する方向に延設され、先端に向かうに連れて回避溝１１ｃを覆う方向に屈曲する基部５０ａと、基部５０ａの先端に沿って形成され断面が円形に形成され突起部５０ｂと、からなる。固定片５１は、固定片５０と対向する回避溝１１ｃの端部の位置に、固定片５０と同様にして構成されている。
このように、一対の固定片５０，５１が、先端に向かうに連れて回避溝１１ｃを覆う方向に屈曲することにより、挟持部４１は、軸方向と直交する方向の断面が狭隘開口状に形成される。また、固定片５０，５１が突起部５０ｂ，５１ｂを有することにより、固定片５０，５１は、軸方向と直交する方向の先端部の断面が円形に形成される。
この場合、ベローズ１１は、図２，３に示すように、挟持部４１から手背方向の位置にもう一つの挟持部４２を備える。挟持部４２は、固定片５２，５３からなり、固定片５２，５３は固定片５０，５１と同様にして構成される。挟持部４１，４２の配置については、中節２ｅ，基節２ｆに配置できる位置に形成されていればよい。このように構成することにより、ＤＰＩ関節とＰＩＰ関節を跨いで挟持部４１，４２を配置することができる。
この場合、ベローズ１２～１４についてもベローズ１１と同様に２個の挟持部（図示せず）が配置されている。また、第一指１に配置されるベローズ１０については、図１に示すように、挟持部４０を１個備える。挟持部４０の配置については、第一指１の基節１ｂに挟持部４０を配置できる位置に形成されていればよい。
配管２０は、可撓性を有する樹脂製であり、図１に示すように、動作流体である空気が分岐する分岐口を有する基管２０ａと、ベローズ１０～１４と基管２０ａを連通する分岐管２０ｃと、基管２０ａと内圧調整部１００と連通する接続管２０ｂと、から形成される。
内圧調整部１００は、図９に示すように、ベローズ１０～１４への動作流体である空気の供給を行う加圧タンク１０１と、ベローズ１０～１４からの空気の排出を行う真空タンク１０２と、流路切換三方向弁と圧力制御弁（比例ソレノイド）とを備える電気－空気圧制御弁１０３と、加圧タンク１０１と電気－空気圧制御弁１０３を連通する配管１０１ａと、配管１０１ａに介設される開閉弁１０１ｂと、真空タンク１０２と電気－空気圧制御弁１０３を連通する配管１０２ａと、配管１０２ａに介設される開閉弁１０２ｂと、電気－空気圧制御弁１０３、開閉弁１０１ｂ，１０２ｂを制御する制御部１０４と、で主に構成されている。
制御部１０４は、例えば、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサとその周辺回路を有する演算処理部を備えたコンピュータにより構成され、ベローズ１０～１４内の空気の供給／排出の切り換えを実行させるための実行用プログラム等を格納するプログラム格納部（図示せず）と、加圧速度、減圧速度、稼働時間等に関するデータ等を記憶するための記憶部（図示せず）と、例えば開始指令やオペレータが加圧速度、減圧速度等のパラメータを設定入力可能な入力部（図示せず）と、を主に備えている。
また、制御部１０４は、図９で示すように、電気－空気圧制御弁１０３，開閉弁１０１ｂ、１０２ｂと電気的に接続されており、制御部１０４からの制御信号に基づいて、開閉弁１０１ｂ、１０２ｂの開閉動作，電気－空気圧制御弁１０３の弁切換動作等が行われるようになっている。
制御部１０４は、入力部からの開始指令を受けると、実行用プログラムを実行し、電気－空気圧制御弁１０３へ向けて、真空タンク１０２と接続されている流路に切り換えるべき旨の制御信号を送信すると共に、開閉弁１０２ｂに向けて、開閉弁１０２ｂを開放する制御信号を送信し、真空タンク１０２が所定時間をかけて所定の減圧速度でベローズ１０～１４からの空気の排出を行い、ベローズ内の空気圧を所定の圧力にまで下げるようになっている。また、制御部１０４は、電気－空気圧制御弁１０３に向けて、加圧タンク１０１と接続されている流路に切り換えるべき旨の制御信号を送信すると共に、開閉弁１０１ｂに向けて、開閉弁１０１ｂを開放する制御信号を送信し、所定時間をかけて所定の加圧速度でベローズ１０～１４への空気の供給を行い、ベローズ１０～１４内の空気圧を所定の圧力にまで上昇させる。
このように構成される内圧調整部１００は、配管２０を通じて、ベローズ１０～１４内の動作流体を排出し、ベローズ１０～１４の内圧を負圧にしてベローズ１０～１４を収縮させ、手指関節の伸展運動を支援する力を発生させる。また、内圧調整部１００は、配管２０を通じて、ベローズ１０～１４内の動作流体を供給し、ベローズ１０～１４の内圧を正圧にしてベローズ１０～１４を伸張させ、手指関節の屈曲運動を支援する力を発生させる。
次に、上記のように構成される手指関節リハビリ装置の装着態様について説明する。上述したように、手指が麻痺して手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮している状態の患者に装着する。最初に、ベローズ１１の指先方向の端部のキャップ部３１に形成された凹部３１ｂに指先を挿入する。
次いで、硬く握り込んだままの状態で拘縮している状態の第二指２に沿うように、ベローズ１１を伸張及び屈曲させると共に、図６に示すように、回避溝１１ｃを覆う方向に屈曲した固定片５０，５１をそれぞれ外方に開く力を加えて弾性変形させ固定片５０，５１間にスペースを形成して、そのスペースに第二指２の中節２ｅを挿入する。手指を挿入する際、固定片５０，５１がそれぞれ突起部５０ｂ，５１ｂを有することにより、固定片５０，５１の軸方向と直交する方向の先端部の断面が円形に形成されるため、挟持部４１を手指の外周に挟持させる際に、患者の手指を傷つけることを防止することができる。
次いで、中節２ｅをスペースに挿入した状態で、弾性変形させた固定片５０，５１に加えた力を解除すると、固定片５０，５１が元の形状に戻ろうとする弾性力の付勢によって中節２ｅの外周が挟持され、中節２ｅとベローズ１１を連結することができる。次いで同様にして、挟持部４２の固定片５２，５３を第二指２の基節２ｆに連結する。第三指３～第五指５についても同様にしてベローズ１２～１４と連結する。
このように、ベローズ１１～１４が第二指２から第五指５のいずれかに配置される場合において、挟持部４１，４２がベローズ１１～１４の軸方向に隔離して二個に形成され、一の挟持部４１は中節２ｅを挟持し，他の挟持部４２は基節２ｆを挟持することによって、ＤＰＩ関節２ａとＰＩＰ関節２ｂの伸展運動を支援することができると共に、挟持部４１，４２のそれぞれにかかる張力を分散させることができるので、ベローズ１１～１４と手指２～５との接着を強固にすることができる。
この場合、ベローズ１１を粘着させた際の軸方向と直交する方向の断面は図４に示すような状態であり、ベローズ１１の筒状部１１ａの側面に、ベローズ１１と第二指２の接触を回避する円弧状の凸曲面にて形成される回避溝１１ｃが皮膚面に沿って形成されているため、ベローズ１１が屈曲した際のベローズ１１と手指２の手指関節との接触を最小限にして屈曲することができる。また、挟持部４１の軸方向と直交する方向の断面が狭隘開口状に形成されることにより、挟持部４１による手指の外周の挟持を強固なものにすることができる。
次いで、第一指１の指先をキャップ部３０に形成された凹部に指先を挿入した後、ベローズ１０を伸張及び屈曲させ、回避溝を覆う方向に屈曲した固定片をそれぞれ外方に開く力を加えて弾性変形させ固定片間に形成されたスペースに、第一指１の基節１ｂを挿入する。
図１に示すように、ベローズ１０が第一指１に配置される場合において、挟持部４０はベローズ１０の側面に一個形成されるため、挟持部４０は基節１ｂを挟持することによって、第一指１のＩＰ関節１ｃの伸展運動を支援することができる。
次いで、配管２０の分岐管２０ｃの端部をベローズ１０～１４の蓋部に設けられた孔部に接続し、配管２０とベローズ１０～１４を連通させることにより手指関節リハビリ装置の装着は完了する。
このように手指関節リハビリ装置は、ベローズ１１の先端部に配置されるキャップ部３１の凹部３１ｂに指先を挿入すると共に、ベローズ１１の側面に配置された挟持部４１の一対の固定片５０，５１を弾性変形させて固定片５０，５１の間に手指の外周を挿入し、固定片５０，５１の弾性力の付勢によって手指の外周を挟持すれば装着することができるため、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者であっても容易に装着することができる。
次に、上記のように装着された手指関節リハビリ装置の動作態様について説明する。手指関節リハビリ装置は、補助者が内圧調整部１００の制御部１０４の表示部から、開始指令を入力することにより開始する。制御部１０４は、開始指令を受けると、実行用プログラムを起動して配管２０を通じて、ベローズ１０～１４への空気の供給、及び、ベローズからの空気の排出を切り換えて行う。
図７，図８(ａ）に示すように、開始時点では手指を硬く握り込んだまま拘縮している状態の手指２すなわち屈曲した第二指２にベローズ１１を装着するため、ベローズ１１の山部と谷部の間隔が広がり、ベローズ１１は伸張かつ屈曲した状態である。最初の動作として、内圧調整部１００がベローズ１０～１４からの空気の排出を行う。配管２０を通じて、内圧調整部１００によりベローズ１０～１４からの空気の排出が行われると、ベローズ１０～１４内の空気圧が下降する。ベローズ１０～１４内の空気圧が下降し、ベローズ１０～１４内圧が十分な値の負圧となったときのベローズ１０～１４の状態を図８（ｂ）に示す。空気圧の下降によりベローズ１０～１４が収縮して、第二指２のＤＰＩ関節２ａ，ＰＩＰ関節２ｂに対し、屈曲状態から伸展させる力が発生している。なお、第一指，第三指～第五指についても、同様にして屈曲状態から伸展させる力が発生している。
次いで、内圧調整部１００により、配管２０を通じて、ベローズ１０～１４への空気の供給が行われると、ベローズ１０～１４内の空気圧が上昇する。ベローズ１１内の空気圧が上昇し、ベローズ１１内圧が十分な値の正圧となったときのベローズ１１の状態を図８（ａ）に示す。空気圧の上昇によりベローズ１１が伸張して、第二指２のＤＰＩ関節２ａ，ＰＩＰ関節２ｂを伸展状態から屈曲させる力が発生している。なお、第一指，第三指～第五指についても、同様にして伸展状態から屈曲させる力を発生する。
次いで、内圧調整部１００は、ベローズ１０～１４からの空気の排出、及び、ベローズ１０～１４への空気の供給を順次切り換えて行い、図８（ａ）と図８（ｂ）に示す状態を交互に形成する。この結果、受動的に手指１～５の屈伸運動が行われる。
このように本発明の手指関節リハビリ装置によれば、構成部材の部品点数を少なくできると共に、手指を硬く握り込んだままの状態で拘縮した患者であっても容易に装着することができる。
なお、上述した実施形態において、内圧調整部１００は、ベローズ１０～１４への動作流体の供給、及び、ベローズ１０～１４からの動作流体の排出を行ったが、内圧調整部１００は、ベローズ１０～１４の内圧を負圧にしてベローズ１０～１４を収縮させ、手指関節の伸展運動を支援する力のみを発生させてもよい。患者は手指を硬く握り込んだまま拘縮している状態のため、ベローズ１０～１４への空気の供給がなくても屈曲する力が自然に働いているためである。例えば、図９に示す内圧調整部１００において、ベローズ１０～１４への空気の供給を行う加圧タンク１０１を配置せずに、電気－空気圧制御弁１０３に接続された配管１０１ａを大気に開放して負圧下のベローズ１０～１４の内圧を大気圧にする構成であってもよい。
本発明は上記の実施形態及び実施例の例示に限定されるものでなく、特許請求の範囲の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。
１ 第一指
２ 第二指
２ａ ＤＰＩ関節（手指関節）
１ｃ，２ｂ ＰＩＰ関節（手指関節）
２ｃ ＭＰ関節（手指関節）
１ａ，２ｄ 末節
２ｅ 中節
１ｂ，２ｆ 基節
３ 第三指
４ 第四指
５ 第五指
１０，１１，１２，１３，１４ ベローズ
１１ｃ 回避溝
２０ 配管
３０，３１，３２，３３，３４ キャップ部
４０，４１，４２ 挟持部
５０，５１，５２，５３ 固定片
５０ｂ，５１ｂ 突起部
１００ 内圧調整部
２ 第二指
２ａ ＤＰＩ関節（手指関節）
１ｃ，２ｂ ＰＩＰ関節（手指関節）
２ｃ ＭＰ関節（手指関節）
１ａ，２ｄ 末節
２ｅ 中節
１ｂ，２ｆ 基節
３ 第三指
４ 第四指
５ 第五指
１０，１１，１２，１３，１４ ベローズ
１１ｃ 回避溝
２０ 配管
３０，３１，３２，３３，３４ キャップ部
４０，４１，４２ 挟持部
５０，５１，５２，５３ 固定片
５０ｂ，５１ｂ 突起部
１００ 内圧調整部
Claims (9)
- 手指関節の伸展運動を支援する手指関節リハビリ装置であって、
リハビリの対象となる手指の伸展方向側皮膚面に沿って、少なくとも一の手指関節を跨いで配置される有底筒状体であって、軸方向に伸縮自在かつ曲げ方向に屈曲自在なベローズと、
上記ベローズと連通する配管と、
上記配管を通じて、上記ベローズ内の動作流体を排出し、上記ベローズの内圧を負圧にして上記ベローズを収縮させ、手指関節の伸展運動を支援する力を発生させる内圧調整部と、を備え、
上記ベローズは、上記ベローズの側面に形成され、弾性変形可能な一対の固定片の弾性力の付勢によって手指の外周を挟持する挟持部と、上記ベローズの指先方向の端部に形成され、指先を挿入可能な凹部を有するキャップ部を備える、
ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１記載の手指関節リハビリ装置において、
上記ベローズの側面に、皮膚面に沿って回避溝が形成される、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項２記載の手指関節リハビリ装置において、
上記回避溝は、円弧状の凹曲面である、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の手指関節リハビリ装置において、
上記挟持部は、軸方向と直交する方向の断面が狭隘開口状に形成される、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１ないし４のいずれかに記載の手指関節リハビリ装置において、
上記固定片は、軸方向と直交する方向の先端部の断面が円形に形成される、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の手指関節リハビリ装置において、
上記挟持部は、第二指から第五指のいずれかに配置される場合において、上記ベローズの軸方向に隔離して二個形成され、一の上記挟持部は中節を挟持し，他の上記挟持部は基節を挟持する、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１ないし５のいずれかに記載の手指関節リハビリ装置において、
上記挟持部は、第一指に配置される場合において、上記ベローズの側面に一個形成され、上記挟持部は基節を挟持する、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１ないし７のいずれかに記載の手指関節リハビリ装置において、
上記内圧調整部は、上記ベローズへの動作流体の供給、及び、上記ベローズからの動作流体の排出を行う、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。 - 請求項１ないし８のいずれかに記載の手指関節リハビリ装置において、
上記動作流体は、空気である、ことを特徴とする手指関節リハビリ装置。
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