JP6966409B2 - Drive device and rehabilitation support system - Google Patents
Drive device and rehabilitation support system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6966409B2 JP6966409B2 JP2018197251A JP2018197251A JP6966409B2 JP 6966409 B2 JP6966409 B2 JP 6966409B2 JP 2018197251 A JP2018197251 A JP 2018197251A JP 2018197251 A JP2018197251 A JP 2018197251A JP 6966409 B2 JP6966409 B2 JP 6966409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- subject
- finger
- arm
- drive device
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
Description
本開示は、一般に、駆動装置及びリハビリテーション支援システムに関し、より詳細には、対象者の身体の一部を動かす駆動装置及びリハビリテーション支援システムに関する。 The present disclosure generally relates to a drive device and a rehabilitation support system, and more particularly to a drive device and a rehabilitation support system that move a part of the subject's body.
特許文献1には、対象者の手及び腕に装着して、対象者の手指のリハビリを行う従来のリハビリ装置が開示されている。この特許文献1に記載のリハビリ装置は、手掌を固定する中手固定部と、使用者の親指を除いた手指の基節を固定する基節固定部と、手指の中節を固定する中節固定部とを有する。さらに、このリハビリ装置は、これらの駆動源として、基節固定部を中手固定部に対して回動させる第1サーボモーターと、中節固定部を基節固定部に対して回動させる第2サーボモーターとを備えている。 Patent Document 1 discloses a conventional rehabilitation device that is attached to a subject's hand and arm to rehabilitate the subject's fingers. The rehabilitation device described in Patent Document 1 has a metacarpal fixing portion for fixing the palm, a proximal phalanx fixing portion for fixing the proximal phalanx of the finger excluding the thumb of the user, and an intermediate phalanx for fixing the middle phalanx of the finger. It has a fixed part. Further, in this rehabilitation device, as these drive sources, a first servomotor that rotates the proximal phalanx fixing portion with respect to the middle phalanx fixing portion and a second servomotor that rotates the intermediate phalanx fixing portion with respect to the proximal phalanx fixing portion. It is equipped with two servo motors.
この特許文献1に記載のリハビリ装置は、第1サーボモーターと第2サーボモーターとからの動力によって、手指を動かすことができ、使用者のリハビリを行うことができる。 The rehabilitation device described in Patent Document 1 can move the fingers by the power from the first servomotor and the second servomotor, and can rehabilitate the user.
しかしながら、この従来のリハビリ装置では、例えば、基節固定部と中手固定部との間に衣服や身体の一部が挟まった場合等、基節固定部又は中手固定部に対して、通常の使用時とは異なる力が掛かった場合にも、基節固定部の動作が続く可能性があった。 However, in this conventional rehabilitation device, for example, when a garment or a part of the body is caught between the proximal phalanx fixing portion and the middle hand fixing portion, the proximal phalanx fixing portion or the middle hand fixing portion is usually used. There was a possibility that the operation of the proximal phalanx fixing part would continue even when a force different from that at the time of use was applied.
本開示は、上記事情に鑑みてなされており、通常の使用時とは異なる力が掛かった場合に、載せ部が動作し続けるのを防ぎ易い駆動装置及びリハビリテーション支援システムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a drive device and a rehabilitation support system that can easily prevent the mounting portion from continuing to operate when a force different from that during normal use is applied. do.
本開示の一態様に係る駆動装置は、駆動源と、載せ部と、伝達機構とを備える。前記駆動源は、動力を発生する。前記載せ部は、対象者の身体の一部が載り、前記身体の一部から第1の方向に力を受ける。前記伝達機構は、前記駆動源で発生した動力を前記載せ部に伝達し、前記第1の方向に対向する第2の方向に前記載せ部を移動させる。前記伝達機構は、前記第2の方向に負荷が掛かるときに、前記載せ部への前記動力の伝達を遮断する遮断機構を有する。 The drive device according to one aspect of the present disclosure includes a drive source, a mounting portion, and a transmission mechanism. The drive source generates power. A part of the body of the subject is placed on the mounting portion, and a force is received from the part of the body in the first direction. The transmission mechanism transmits the power generated by the drive source to the mounting portion, and moves the mounting portion in a second direction facing the first direction. The transmission mechanism has a cutoff mechanism that cuts off the transmission of the power to the mounting portion when a load is applied in the second direction.
本開示の一態様に係るリハビリテーション支援システムは、上記駆動装置と、電極部と、制御装置とを備える。前記電極部は、前記対象者の頭部の一部である測定箇所に配置され、前記対象者の脳波を採取する。前記制御装置は、前記電極部にて採取された前記脳波に応じて、前記駆動装置を制御する。 The rehabilitation support system according to one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned drive device, an electrode unit, and a control device. The electrode portion is arranged at a measurement point which is a part of the head of the subject, and the brain wave of the subject is collected. The control device controls the drive device according to the brain wave collected at the electrode portion.
本開示の上記態様に係る駆動装置及びリハビリテーション支援システムは、通常の使用時とは異なる力が掛かった場合に、載せ部が動作し続けるのを防ぎ易い、という利点がある。 The drive device and the rehabilitation support system according to the above aspect of the present disclosure have an advantage that it is easy to prevent the mounting portion from continuing to operate when a force different from that during normal use is applied.
(実施形態1)
(1)概要
本実施形態に係る駆動装置6を説明するにあたり、まず、駆動装置6を用いたリハビリテーション支援システム100の概要について、図1〜3を参照して説明する。
(Embodiment 1)
(1) Outline In explaining the
本実施形態に係るリハビリテーション支援システム100は、例えば、脳卒中等の脳疾患又は事故等によって、身体の一部に運動麻痺又は運動機能の低下等が生じた人を対象者5として、運動療法によるリハビリテーションを支援する。このような対象者5においては、対象者5が自己の意思又は意図に基づいて行う運動である随意運動(voluntary movement)が、不能又はその機能の低下により満足にできないことがある。本開示でいう「運動療法」は、対象者5の身体のうち、このような随意運動の不能部位又は機能の低下が生じた部位(以下、「障害部位」という)を運動させることにより、障害部位について随意運動の機能の回復を図る方法を意味する。
The
本実施形態では、対象者5の左の手指53(左手指)のリハビリテーションに、リハビリテーション支援システム100が用いられる場合を例示する。つまり、この場合の対象者5においては左手指が障害部位である。ただし、この例に限らず、リハビリテーション支援システム100は、例えば、対象者5の右手指のリハビリテーションに用いられてもよい。
In this embodiment, a case where the
リハビリテーション支援システム100は、対象者5が左の手指53による随意運動を行う際に、対象者5の左手に装着された運動補助装置3にて、対象者5の左手に機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を加えて、随意運動を補助する。これにより、例えば、理学療法士又は作業療法士等の医療スタッフが、対象者5の手指53を持って対象者5の随意運動を補助する場合と同様に、リハビリテーション支援システム100にて、随意運動の補助が可能になる。そのため、リハビリテーション支援システム100によれば、医療スタッフが補助する場合と同様に、対象者5が単独で随意運動を行う場合に比べて効果的な、運動療法によるリハビリテーションを実現可能となる。
In the
本実施形態に係るリハビリテーション支援システム100は、脳波測定システム10と、運動補助装置3と、制御装置4とを備えている。
The
脳波測定システム10は、対象者5の脳波を測定するためのシステムであって、対象者5の頭部52の一部である測定箇所51に配置される電極部11にて採取される脳波を表す脳波情報を取得する。本開示でいう「脳波」(Electroencephalogram:EEG)とは、大脳の神経細胞(群)の発する電気信号(活動電位)を体外に導出し、記録した波形を意味する。本開示においては、特に断りが無い限り、大脳皮質の多数のニューロン群(神経網)の総括的な活動電位を対象として、これを体表に装着した電極部11を用いて記録する頭皮上脳波を「脳波」という。
The
脳波測定システム10は、電極部11を有するヘッドセット1と、情報処理装置2と、を備えている。ヘッドセット1は、図2に示すように、対象者5の頭部52の表面(頭皮)に電極部11を接触させた状態で、対象者5の頭部52に装着される。本開示では、電極部11は、頭部52の表面に塗布されたペースト(電極糊)上に載せられることで、頭部52の表面に接触する。このとき、電極部11は、毛髪をかき分けることにより、毛髪を介さずに頭部52の表面に接触する。もちろん、電極部11は、ペーストを塗布することなく、頭部52の表面に直接、接触してもよい。つまり、本開示では、「電極部11を頭部52の表面に接触させる」とは、電極部11を直接、頭部52の表面に接触させることの他、中間物を介して電極部11を間接的に頭部52の表面に接触させることも含む。中間物は、ペーストに限定されず、例えば導電性を有するゲルであってもよい。
The
ヘッドセット1は、電極部11にて対象者5の脳の活動電位を測定することで対象者5の脳波を測定し、脳波を表す脳波情報を生成する。ヘッドセット1は、例えば、無線通信により、脳波情報を情報処理装置2に送信する。情報処理装置2は、ヘッドセット1から取得した脳波情報に対して、種々の処理を施したり、脳波情報を表示したりする。
The headset 1 measures the brain wave of the subject 5 by measuring the action potential of the brain of the subject 5 at the
制御装置4は、脳波測定システム10にて取得された脳波情報に基づいて、運動補助装置3を制御する。
The
運動補助装置3は、機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を対象者5に与えて、対象者5の運動を補助する装置である。運動補助装置3は、図3に示すように、駆動装置6と、電気刺激発生装置32とを有している。
The
駆動装置6は、対象者の身体の一部を保持し、この身体の一部に機械的な刺激(外力)を与えることによって、当該身体の一部を動かす装置である。本実施形態に係る駆動装置6は、身体の一部である第2指〜第5指を動かす手指駆動装置60である。以下、本実施形態では、駆動装置6の一例として、手指駆動装置60を説明する。
The
手指駆動装置60は、第1指54(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)を保持し、これら4本の手指53に機械的な刺激(外力)を与えることによって、4本の手指53を動かす装置である。この手指駆動装置60について詳しくは「(2.1)手指駆動装置」の欄で説明する。
The
電気刺激発生装置32は、対象者5の手指53を動かすための部位に、電気的な刺激を与える装置である。ここで、対象者5の手指53を動かすための部位は、対象者5の手指53の筋肉と神経との少なくとも一方に対応する部位を含む。例えば、対象者5の手指53を動かすための部位は、対象者5の腕の一部である。電気刺激発生装置32は、例えば、対象者5の身体(例えば、腕)に貼り付けられるパッドを含む。電気刺激発生装置32は、パッドから対象者5の身体に電気的な刺激(電流)を与えることによって、手指53を動かすための部位へ刺激を与える。
The
ところで、上述のようなリハビリテーションを支援するためには、リハビリテーション支援システム100は、対象者5が随意運動を行おうとする場合に、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助することが望ましい。リハビリテーション支援システム100は、脳波測定システム10にて測定された対象者5の脳波(脳波情報)に、運動補助装置3を連動させることにより、対象者5が随意運動を行おうとする場合に運動補助装置3での随意運動の補助を実現する。言い換えれば、リハビリテーション支援システム100は、脳活動(脳波)を利用して機械(運動補助装置3)を操作する、ブレイン・マシン・インタフェース(Brain-machine Interface:BMI)の技術を利用して、運動療法によるリハビリテーションを実現する。
By the way, in order to support the rehabilitation as described above, the
対象者5が随意運動を行う際には(つまり、対象者5が随意運動を行う過程で)、脳波に特徴的な変化が生じ得る。つまり、対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)した際には、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が起き得る。このような脳領域の例としては、体性感覚運動皮質が挙げられる。このような脳領域の活性化が起こるタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助すると、より効果的なリハビリテーションが期待できる。このような脳領域の活性化は、脳波の特徴的な変化として検出され得る。そのため、リハビリテーション支援システム100は、対象者5の脳波にこの特徴的な変化が発生するタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動の補助を実行する。このような脳波の特徴的な変化は、随意運動が実際に行われなくても、対象者5が随意運動を想起(image)した際(つまり運動企図中)に生じ得る。つまり、このような脳波の特徴的な変化は、随意運動が実際に行われなくても、対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)したことによって対応する脳領域が活性化すれば、生じ得る。そのため、随意運動が不能な状態の対象者5についても、リハビリテーション支援システム100による随意運動の補助が可能である。
When the subject 5 performs a voluntary movement (that is, in the process of the subject 5 performing a voluntary movement), a characteristic change in the brain wave may occur. That is, when the
このような構成のリハビリテーション支援システム100によれば、医療スタッフの負担を軽減しながらも、対象者5においては、効果的な、運動療法によるリハビリテーションを実現可能となる。また、リハビリテーション支援システム100によれば、例えば、対象者5の随意運動の補助を行う医療スタッフの熟練度等の人的要因によって随意運動の補助のタイミングがばらつくことがなく、リハビリテーションの効果のばらつきが低減される。特に、リハビリテーション支援システム100では、脳波に特徴的な変化が生じたタイミング(つまり、脳領域が実際に活性化したタイミング)で、対象者5の随意運動を補助することができる。このように、リハビリテーション支援システム100では、脳活動のタイミングに合わせた訓練が可能となるから、正しい脳活動の学習及び定着への貢献が期待できる。特に、脳波に特徴的な変化が起きたかどうかは、対象者5及び医療スタッフだけでは判別が困難である。したがって、リハビリテーション支援システム100を用いることで、対象者5又は医療スタッフだけでは実現が難しい効果的なリハビリテーションが可能となる。
According to the
本実施形態では、対象者5がリハビリテーション支援システム100を利用する際に、理学療法士又は作業療法士等の医療スタッフが対象者5に付き添い、リハビリテーション支援システム100の操作等については医療スタッフが行うことと仮定する。ただし、リハビリテーション支援システム100を利用する対象者5に医療スタッフが付き添うことは必須ではなく、例えば、リハビリテーション支援システム100の操作等を対象者5、又は対象者5の家族等が行ってもよい。
In the present embodiment, when the subject 5 uses the
ところで、上述したリハビリテーション支援システム100では、対象者5の脳波に特徴的な変化が生じたタイミング(つまり、脳領域が実際に活性化したタイミング)に合わせて、手指駆動装置60にて対象者5の随意運動が補助される。このとき、対象者5の筋肉及び感覚神経が活動し、その情報が脳に伝達されることにより、神経の再構築が行われ、リハビリテーションの効果が得られる。したがって、リハビリテーション支援システム100によれば、様々な状態の対象者5について、医療スタッフが補助する場合と同様に、対象者5が単独で随意運動を行う場合に比べて効果的な、運動療法によるリハビリテーションを実現可能となる。また、対象者5は、手指53の随意運動の様子を視認しながら、リハビリテーションを行うことで、より高いリハビリテーションの効果を得ることができる。
By the way, in the above-mentioned
本実施形態に係る手指駆動装置60は、図4に示すように、フレーム67と、駆動源691を有する駆動部69と、対象者の身体の一部が載せられる載せ部62と、駆動部69の動力を載せ部62に伝達する伝達機構7とを備えている。手指駆動装置60は、対象者5が手指53の随意運動の様子を視認できるようにするために、フレーム67、駆動部69、伝達機構7及び載せ部62が、リハビリテーションを行う際に対象者5の手指53と目との間に位置しないように構成される。
As shown in FIG. 4, the
詳しくは、「(2.1)手指駆動装置」の欄で説明するが、駆動部69は、対象者5の前腕に対応する位置に配置される。また、伝達機構7は、対象者5の前腕を水平にし、かつ手のひらが下方に向く状態で、手及び前腕の内側に沿って配置されている。
The details will be described in the column of “(2.1) Hand drive device”, but the
すなわち、本実施形態に係る手指駆動装置60は、伝達機構7及び載せ部62が、対象者5の前腕の厚み内、及びMP関節(metacarpophalangeal joint)部分の手の厚み内に収まるように構成されている。これにより、対象者5は、リハビリテーションを行う際に、手指53の随意運動の様子を視認しながら行うことができ、より高いリハビリテーションの効果を得ることができる。
That is, the
(2)詳細
(2.1)手指駆動装置
以下、本実施形態に係る手指駆動装置60について更に詳しく説明する。以下の説明においては、対象者5が左の前腕を水平に延ばしかつ左の手のひらを下方に向けた姿勢で、手指駆動装置60が対象者5に取り付けられた状態を基準にして説明する。特に、駆動部69から載せ部62に向かう方向を「前方向」(前向き)とし、その反対方向を「後方向」(後向き)として定義し、前方向及び後方向に平行な方向を前後方向という場合がある。また、前方向及び後方向に直交しかつ水平に沿う方向(手指53が並ぶ方向)を「左右方向」とし、左右方向のうちの第2指から第5指に向かう方向を「左方向」とし、その反対方向を「右方向」として定義する。
(2) Details (2.1) Hand drive device The
また、本実施形態に係る手指駆動装置60には、カバーが取り付けられているが、カバーの図示は省略する。カバーは、例えば、布又はナイロン等により構成される。したがって、本開示において、手指駆動装置60が手指53又は前腕に対して「接触」するとは、手指駆動装置60が直接、手指53又は前腕に接触することの他、手指駆動装置60が、カバー等の中間物を介して、手指53又は前腕に接触することも含む。
A cover is attached to the
手指駆動装置60は、対象者5の少なくとも1つの手指53に機械的な刺激(外力)を与えることで、当該手指53を動かす装置である。本実施形態では、機械的な刺激を与える少なくとも1つの手指53が、第1指54(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)である。
The
本実施形態に係る手指駆動装置60は、機械的な刺激を与えることで、4本の手指53を第1指54から離れる向きに移動(つまり伸展動作)させる「開動作」と、第1指54に近づく向きに移動(つまり把持動作)させる「閉動作」と、の2種類の動作が可能である。手指駆動装置60は、開動作により、対象者5の手指53の伸展動作を補助し、閉動作により、対象者5の手指53の把持動作を補助する。
The
ここで、本開示でいう「把持動作」は、物をつかむ動作のことを意味する。また、本開示でいう「伸展動作」は、第1指54(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)の伸展により、手を開く動作、つまり把持動作によりつかんでいる状態の「物」を放す動作のことを意味する。ただし、実際には、リハビリテーション支援システム100は、対象者5の把持動作を直接的に補助するのではなく、対象者5の手指53の伸展動作を補助することで、間接的に把持動作のリハビリテーションを行う。
Here, the "grasping operation" referred to in the present disclosure means an operation of grasping an object. Further, the "extension motion" referred to in the present disclosure is an motion of opening the hand by extending the four fingers 53 (second to fifth fingers) excluding the first finger 54 (thumb), that is, grasping by a gripping motion. It means the action of releasing the "thing" in the state of being. However, in reality, the
手指駆動装置60は、図5に示すように、フレーム67と、駆動部69と、伝達機構7と、載せ部62とを備えている。伝達機構7は、駆動部69の動力を載せ部62に伝達する機構であり、駆動部69からの動力が伝わる線状部材70と、線状部材70につながるアーム63とを有している。本実施形態では、アーム63と載せ部62と含む可動部分を可動部61とする。なお、図中符号86は、後述の可動部側固定部82のカバーであり、符号87は、後述の曲がり部83のカバーである。
As shown in FIG. 5, the
フレーム67は、5指のうち可動部61により動かされる手指以外の少なくとも1つの姿勢を保つ。本実施形態では、フレーム67は母指球の位置を保持し、これにより、第1指54(親指)の姿勢を一定の姿勢に保つ。フレーム67は、対象者5の腕に沿って延びており、前方の端部である第1突出部684に対象者5の手のひらが載る。フレーム67は、基部68と、第1突出部684と、第2突出部685とを備えている。フレーム67は、合成樹脂の成型品であり、基部68と第1突出部684と第2突出部685とが一体的に形成されている。ここで、本開示における「手のひら」とは、手首から先の内側の面のうち、手指を除く部分をいう。
The
基部68は、フレーム67の主体を構成する。基部68は、前後方向に延びており、前方側の端部が可動部61に近接し、後方側の端部が駆動部69に近接する。言い換えると、基部68は、可動部61から駆動源691に向かって延びている。基部68は、前後方向に沿う方向に長手方向を有し、上下方向(高さ方向)に幅を有しており、左右方向に厚さを有している。基部68は、図6に示すように、第1部位681と、第2部位682と、第3部位683とで構成されており、これら第1部位681と第2部位682と第3部位683とが前から後に、この順で並んでおり、かつ、一体的に形成されている。
The
第1部位681は、MP関節(人差し指の付け根の関節)に沿う部分である。第1部位681は、前後方向に平行に延びている。第1部位681の幅(上下方向の寸法)は、一般人の平均的なMP関節の厚さ程度の幅寸法に形成されている。第1部位681には、第1取付部687が形成されている。第1取付部687は、後述の経路部材8の一部を構成する可動部側固定部82が取り付けられる部分である。
The
第2部位682は、手の甲の第1指54(親指)の付け根に沿う部分である。第2部位682は、後方向に行くほど左側に位置するように、上方から見て(平面視において)、前後方向に対して傾斜している。第2部位682の幅寸法(上下方向の寸法)は、第1部位681の幅寸法と同じである。第2部位682は、第1指54の指先が下方に向く姿勢で、第1指54(親指)の付け根に接触する。
The
第3部位683は、とう骨の前方向の端部に沿う部分である。第3部位683は、前後方向に平行に延びている。第3部位683は、前腕の前方向の端部の右側面に接触する。第3部位683には、第2取付部688が形成されている。第2取付部688は、後述の曲がり部83が取り付けられる部分である。
The
このように基部68は、長手方向の中間部分において平面視で曲がっており、対象者5のMP関節からとう骨にわたって、手及び前腕の側面(右側の側面)に沿うように形成されている。このような構成の基部68には、前側部分に第1突出部684が設けられ、後側部分に第2突出部685が設けられている。
As described above, the
第1突出部684は、母指球を保持し、かつ手のひらが載る部分である。第1突出部684は、基部68の下端で、かつ基部68の前側部分から、左右方向のいずれか(ここでは左方向)に突出している。第1突出部684は、突出方向の先端(左方向の端部)が、小指の付け根に対応する位置まで突出している。
The first protruding
ここで、本開示でいう「基部68の前側部分」とは、基部68の長手方向の中央よりも前方向の範囲の全部又は一部をいう。したがって、第1突出部684は、本実施形態では、基部68の前方向の端部を含む部分から左方向に突出しているが、基部68の長手方向の中央よりも前方向の範囲であれば、端部を除く部分から突出してもよい。
Here, the "front portion of the base 68" as used in the present disclosure means all or a part of the range in the front direction from the center in the longitudinal direction of the
第1突出部684は、第1指54(親指)が通される開口部686を有している。開口部686は、平面視で楕円形状に形成されており、第1突出部684を上下方向に貫通する。開口部686の外周縁は、下方に窪んでおり、開口部686に第1指54(親指)が通されると、第1指54の付け根の周囲に対して面状に接触するように構成されている。
The
第2突出部685は、後述の駆動部69が取り付けられる部分である。第2突出部685は、基部68の上端で、かつ基部68の後側部分から、第1突出部684と同じ方向に突出している。第2突出部685は、前腕の上面に接触するように構成されている。第2突出部685には、第3取付部689が形成されている。第3取付部689は、後述の駆動部側固定部85が取り付けられる部分である。
The second protruding
ここで、本開示でいう「基部68の後側部分」とは、基部68の長手方向の中央よりも後方向の範囲の全部又は一部をいう。したがって、第2突出部685は、本実施形態では、基部68の後方向の端部を含む部分から左方向に突出しているが、基部68の長手方向の中央よりも後方向の範囲であれば、端部を除く部分から突出してもよい。
Here, the "rear portion of the base 68" as used in the present disclosure means all or a part of the range in the rear direction from the center in the longitudinal direction of the
第2突出部685には、複数のねじ孔680が形成されており、図5に示すように、この複数のねじ孔680に対し、駆動部69がねじ留めされる。
A plurality of screw holes 680 are formed in the
駆動部69は、駆動源691が内蔵された機器である。駆動部69は、駆動源691と、ケース692とを備えている。ケース692は、駆動源691を内部に収容する。ケース692は、上方に開口部を有する箱体693と、開口部を塞ぐ蓋694とを備えている。箱体693には、駆動源691に給電するためのコネクタ695が設けられており、当該コネクタ695に対し、制御装置4に接続されたケーブルが接続される。
The
駆動源691は、動力を発生する。本実施形態では、駆動源691は、例えば、サーボモータ、ステッピングモータ等のモータ66、又はソレノイド等により構成される。本実施形態では、駆動源691はモータ66(サーボモータ)である。このため、以下、駆動源691をモータ66として説明する。
The
モータ66は電力の供給を受けて出力軸を回転させる。出力軸には、連結部661が取り付けられる。連結部661は、モータ66の出力軸に直接固定されたピニオンギア662と、ピニオンギア662に噛み合うインターナルギア663と、インターナルギア663に固定された第1の滑車664とを備えている。第1の滑車664とインターナルギア663とは、同心で固定されており、同じ角速度で回転する。第1の滑車664は、ケース692に回転可能に取り付けられている。第1の滑車664には、線状部材70がつながっている。
The
線状部材70は、モータ66(駆動源691)で発生した動力を可動部61に伝達する部材である。線状部材70は、細く延びた部材であり、モータ66で発生した動力で、その長手方向に移動する。本実施形態では、線状部材70は環状であり、全体としては移動しないが、線状部材70の一部が周方向(つまり長手方向)に沿って移動する。線状部材70は、たわむことができる材料で形成されており、すなわち、線状部材70は可とう性を有している。線状部材70は、例えば、金属製のワイヤ、ゴム又は革製のベルト、又は紐等である。本実施形態では、線状部材70はワイヤ71である。このため、以下、線状部材70をワイヤ71として説明する。
The
ワイヤ71は、図7Aに示すように、第1の滑車664と第2の滑車631とに架け渡されている。ワイヤ71は、第1部711と、第2部712とを有している。第1部711は、ワイヤ71において、第1の滑車664の上側の接点と第2の滑車631の上側の接点との間の部分である。第2部712は、ワイヤ71において、第1の滑車664の下側の接点と第2の滑車631の下側の接点との間の部分である。第1部711の長手方向の一対の端部のうち、第一端711Aは、第1の滑車664、インターナルギア663及びピニオンギア662を介してモータ66の出力軸につながる。また、第一端711Aの反対側の第二端711Bは、後述の可動部61の第2の滑車631につながる。また、第2部712の長手方向の一対の端部のうち、第一端712Aは第2の滑車631につながり、第一端712Aの反対側の第二端712Bは、第1の滑車664、インターナルギア663及びピニオンギア662を介してモータ66の出力軸につながっている。
As shown in FIG. 7A, the
このため、モータ66によって、第1の滑車664が一方向(図の矢印D1)に回転すると、第2の滑車631は、線状部材70の回転に伴って回転する。反対に、モータ66によって、第1の滑車664が上記一方向とは反対向き(図の矢印D2)に回転すると、線状部材70の回転に伴って、第2の滑車631が回転する。
Therefore, when the
なお、本実施形態では、ワイヤ71は、第1部711と第2部712とが一体に形成されているが、第1部711と第2部712とが、互いに別のワイヤ71で構成されていてもよい。ただし、この場合でも、第1部711と第2部712とは、第1の滑車664及び第2の滑車631を介して接続され、互いに連動する。
In the present embodiment, the
このようなワイヤ71は、経路部材8に移動可能に保持され、フレーム67に対して、常に一定の位置を移動する。
Such a
経路部材8は、ワイヤ71(線状部材70)が通る経路を形成する部材である。経路部材8は、ワイヤ71を長手方向に移動可能な状態で保持する。経路部材8は、可動部側固定部82と、駆動部側固定部85と、曲がり部83と、複数のパイプ81とを備えており、これら駆動部側固定部85、可動部側固定部82、曲がり部83、複数のパイプ81が経路を形成する。
The
複数のパイプ81は、ワイヤ71を通す部材である。各パイプ81は、本実施形態では、中空状に形成された断面円形状の管である。各パイプ81の内周面は、経路の長手方向の一部である。複数のパイプ81は、第1パイプ811、第2パイプ812、第3パイプ813及び第4パイプ814である。第1パイプ811と第2パイプ812とは、前後方向に延びており、互いに平行である。また、第3パイプ813と第4パイプ814とは、前方向にいくほど下方に位置するように傾斜しており、互いに平行である。
The plurality of
可動部側固定部82は、第1パイプ811及び第2パイプ812の前方向の端部を支持し、また、可動部61を回転可能に支持する部材である。可動部側固定部82は、フレーム67の第1取付部687にねじ留めされる。可動部側固定部82は、パイプ支持部821と、アーム取付部823とを備えている。パイプ支持部821は、直方体状に形成された部分であり、前後方向に貫通する複数の取付孔822を有している。複数の取付孔822のうちの上側の取付孔822には、第1パイプ811の前方向の端部が通され、下側の取付孔822には、第2パイプ812の前方向の端部が通される。アーム取付部823は、パイプ支持部821の前方向の端面から前方向に突出している。アーム取付部823は、図7Bに示すように、左右方向の寸法(厚さ)がパイプ支持部821よりも小さく形成され、かつ、アーム取付部823の右側面とパイプ支持部821の右側面とが同一面上に位置する。アーム取付部823は、左右方向に延びた支軸824を有している。支軸824には、第2の滑車631が取り付けられており、第2の滑車631は第1軸X1の回りに回転可能である。第1軸X1は、左右方向に延びている。なお、本開示では、第1軸X1は、第2の滑車631の中心を通る直線であり、実体を伴わない回転軸である。
The movable portion
曲がり部83は、図7Aに示すように、経路が曲がる部分であり、ワイヤ71(線状部材70)を長手方向の途中で曲げる。曲がり部83は、第1パイプ811及び第2パイプ812の後方向の端部を支持し、かつ第3パイプ813及び第4パイプ814の前方向の端部を支持する。曲がり部83は、フレーム67の第2取付部688にねじ留めされる。曲がり部83は、複数の摩擦低減部84と、複数の貫通孔844とを備えている。
As shown in FIG. 7A, the
複数の摩擦低減部84は、ワイヤ71が移動する際に、経路の曲がる部分において、曲がり部83とワイヤ71(線状部材70)との間に発生する摩擦を低減する。各摩擦低減部84は、凹部841と、ワイヤ71の長手方向に直交する回転軸Y1の回りに回転可能な回転体842とを有している。凹部841は、曲がり部83の左右方向のいずれかの面(本実施形態では左側面)にある。回転体842は、本実施形態では、左右方向に延びた円柱状のローラー843である。ローラー843は、凹部841の底面(右側の側面)に取り付けられており、左右方向に延びた回転軸Y1の回りに回転可能である。ローラー843は、凹部841の内部に収まっている。
The plurality of
ここで、回転体842は実体のある支軸845を有しているが、回転中心となる回転軸Y1さえあれば、支軸845を有していなくてもよい。本開示において、回転軸Y1は、回転体842の中心を通る直線であり、実体を伴わない回転軸である。
Here, the
複数の貫通孔844は、曲がり部83の外周面と凹部841との間を貫通する。複数の貫通孔844のうち前側に形成された複数の貫通孔844には、第1パイプ811及び第2パイプ812の後方向の端部が通され、後側に形成された複数の貫通孔844には、第3パイプ813及び第4パイプ814の前方向の端部が通される。
The plurality of through
第3パイプ813と第1パイプ811には、ワイヤ71の第1部711が通される。ワイヤ71の第1部711は、第3パイプ813と第1パイプ811との間から露出するが、この露出した部分がローラー843の外周面に接触して曲げられる。第1部711が長手方向に移動すると、ローラー843が回転軸回りに回転するため、第1部711は、ローラー843の外周面に沿って曲がった状態を保ちながら移動する。
The
第4パイプ814と第2パイプ812には、ワイヤ71の第2部712が通される。第2部712も同様に、第4パイプ814と第2パイプ812との間で、ローラー843の外周面に接触して曲げられる。第2部712が長手方向に移動すると、第2部712は、ローラー843の外周面に沿って曲がった状態を保ちながら移動する。
The
駆動部側固定部85は、第3パイプ813及び第4パイプ814の後方向の端部を支持する。駆動部側固定部85は、フレーム67の第3取付部689にねじ留めされる。駆動部側固定部85は、複数の取付孔851を有している。複数の取付孔851のうちの上側の取付孔851には、第3パイプ813の後方向の端部が通され、下側の取付孔851には、第4パイプ814の後方向の端部が通される。
The drive portion
このような構成の経路部材8は、フレーム67の基部68の厚み方向において、手指53が位置する側の面とは反対側の面に取り付けられている。これにより、ワイヤ71は、フレーム67の腕側の面とは反対側の面に沿って配置される。この結果、対象者5の前腕及び手と、駆動部69及びワイヤ71と、の間にフレーム67が位置するため、対象者5の前腕及び手から、手指駆動装置60における運動する部分を隔てることができる。
The
経路部材8により形成された経路にはワイヤ71が通されるが、このワイヤ71は、上述したように、第1の滑車664の動力を第2の滑車631に伝達する。図5に示すように、第2の滑車631は可動部61の一部であり、すなわち、第1の滑車664が回転することで可動部61が動く。
A
可動部61は、対象者5の手指53(第2指〜第5指)に機械的な刺激を与え、当該手指53を動かす部分である。可動部61は、ワイヤ71を介して伝わった動力によって、少なくとも一方向への移動が可能に構成されている。可動部61は、フレーム67に対して移動可能に構成されており、これにより、対象者5の第1指54に対して、手指53(第2指〜第5指)を動かすことができる。可動部61は、アーム63と、アーム63に設けられた載せ部62とを備えている。載せ部62は、対象者の身体の一部を載せる部分であるが、本実施形態では、対象者5の手指53を載せる部分であるため、以下においては、指載せ部620として説明する。
The
アーム63は、可動部側固定部82の支軸824に取り付けられ、第1軸X1の回りに回転する部分である。第1軸X1は、左右方向に延びている。アーム63は、アーム63の長手方向が前後方向に平行になる位置である第1位置と、アーム63の長手方向が前後方向に対して所定の角度(例えば80°)をなす位置である第2位置との間で回転可能である。アーム63は、図8A,8Bに示すように、第2の滑車631を有するベース64と、ベース64に対して移動可能な移動体65とを備えている。
The
本開示では、図9Aに示すように、第2位置から第1位置への回転方向、すなわち第1軸X1の回りのアーム63の回転方向のうちフレーム67から離れる方向を「第1の回転方向R1」とし、第1位置から第2位置への回転方向を「第2の回転方向R2」とする。したがって、本開示では、「開動作」は、アーム63が第1の回転方向R1に回転することによる指載せ部620の動作をいい、「閉動作」は、アーム63が第2の回転方向R2に回転することによる指載せ部620の動作をいう。
In the present disclosure, as shown in FIG. 9A, the rotation direction from the second position to the first position, that is, the direction of rotation of the
ベース64は、アーム63の主体を構成する部分である。ベース64は、図8Aに示すように、ベース本体641と、第2の滑車631と、一対のレール642とを備えている。ベース本体641と第2の滑車631と一対のレール642とは一体に形成されている。ベース本体641は、アーム63が第1位置にある状態で、前後方向に延びている。第2の滑車631は、ベース本体641の後方側の端部に設けられている。レール642は、アーム63が第1位置にある状態で、移動体65を前後方向に移動可能に保持する。
The
移動体65は、ベース64に対し、ベース64の長手方向に沿って移動可能である。アーム63が第1位置にある状態で、移動体65がベース64に対して前方向に移動するとアーム63は伸び、移動体65がベース64に対して後方向に移動すると、アーム63は縮む。これにより、本実施形態では、アーム63は伸縮可能に構成されている。
The moving
指載せ部620は、図9A,9Bに示すように、対象者5の手指53(第2指〜第5指)の腹を載せるように構成されている。指載せ部620の上面は、平面状に形成されている。指載せ部620は、対象者5の手指53が載ると、図10に示すように、第1の方向F1に力を受ける。第1の方向F1は、指載せ部620の上面に直交する方向であって、下方方向である。本実施形態では、第1の方向F1は、アーム63が第1位置にある状態で、下方向に平行な方向である。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
指載せ部620は、アーム63(移動体65)から左右方向のいずれか(ここでは、左方向)に突出している。すなわち、指載せ部620の長手方向は、左右方向に平行である。また、指載せ部620は、アーム63の長手方向において、第1軸X1から離れており、すなわち、指載せ部620は、アーム63の長手方向のうち第1軸X1に重ならない箇所から第1軸X1に平行な方向に沿って突出している。
The
ここで、本開示で言う「手指53の腹」とは、手指53の内側の面のことをいう。つまり、本開示では、「手指53の腹」は、指先の内側の面だけではなく、指の付け根の内側の面も含む。
Here, the "belly of the
指載せ部620は、アーム63が第1位置にある状態で、左右方向の中間部分の前方向の縁部が、指載せ部620の先端に近付くほど後方向に位置するように傾斜している。このため、指載せ部620に対象者5の手指53(第2指〜第5指)の腹を載せた状態では、指載せ部620の前方向の縁部が、手指53に沿う。
The
また、アーム63は、図9Bに示すように、指載せ部620を第2軸X2の回りに回転可能に連結する機構を有する。第2軸X2は、アーム63の長手方向に沿う方向に延びている。ただし、指載せ部620としての機能を保つために、手指駆動装置60は、指載せ部620の第2軸X2の回りの両方向の回転のうちの一方を規制する回転規制部72を有する。
Further, as shown in FIG. 9B, the
図10には、アーム63が第1位置にある状態で、指載せ部620を後方向に見た図を示す。ここで、本開示では、第2軸X2の回りの回転方向のうち、指載せ部620の長手方向が左右方向に一致する位置(指載せ位置という)から、上方に回転する向きを「第3の回転方向P1」とし、その反対方向を「第4の回転方向P2」として定義する。
FIG. 10 shows a rear view of the
回転規制部72は、指載せ部620に形成された突部721と、アーム63に形成された当たり部722とを有する。突部721は、指載せ部620のアーム63側の端部から第4の回転方向P2に沿って突出する。当たり部722は、指載せ部620が指載せ位置にある状態で、突部721に当たり、指載せ部620の第4の回転方向P2への回転を規制する。すなわち、回転規制部72は、指載せ部620が指載せ位置にある状態で、指載せ部620の第4の回転方向P2への回転を規制する。つまり、回転規制部72は、指載せ部620が第1軸X1に沿った位置(指載せ位置)から、指載せ部620が第1の方向F1に力を受けたときの第2軸X2の回りの回転を規制する。
The
ところで、モータ66から動力が発生すると、その動力は、ワイヤ71、アーム63を含む伝達機構7を介して指載せ部620に伝達される。伝達機構7は、指載せ部620を第1軸X1の回りに回転させる。アーム63が第2位置にある状態で、伝達機構7は、指載せ部620を、第1の方向F1に対向する第2の方向F2に移動させる。このとき、指載せ部620は手指53からの力を受けているから、伝達機構7には一定の負荷が生じる。このときの伝達機構7に生じる負荷が、本開示でいう「第2の方向に指載せ部620を移動させるときに生じる負荷」であり、以下必要に応じて「第1の負荷」という。
By the way, when power is generated from the
ここで、本実施形態では、「第2の方向F2」は第1の回転方向R1であり、指載せ部620がフレーム67から離れる方向(遠ざかる方向)である。本開示でいう「第1の方向F1に対向する第2の方向F2」とは、第1の方向F1に向き合う方向であればよく、第1の方向F1と第2の方向F2とが平行である場合に限らない。すなわち、第1の方向F1と第2の方向F2とは、互いに直交する3つの方向成分に分解したときに、互いに反対を向く方向成分を有していればよい。
Here, in the present embodiment, the "second direction F2" is the first rotation direction R1, and is the direction in which the
指載せ部620に対し、第1の方向F1とは反対の方向(つまり、第2の方向F2)に力が掛かるとき、すなわち、伝達機構7に第1の負荷とは反対方向の負荷が掛かるときには、指載せ部620は、第3の回転方向P1に回転する。この状態では、伝達機構7から指載せ部620への動力の伝達が遮断される。つまり、本実施形態では、アーム63に対し指載せ部620が第2軸X2の回りに回転可能に連結される機構で遮断機構を実現している。言い換えると、伝達機構7は遮断機構を有している。
When a force is applied to the
ここで、伝達機構7に対し「第1の負荷とは反対方向の負荷が掛かるとき」は、伝達機構7に第1の負荷とは反対方向の負荷が生じるような外力を、指載せ部又は伝達機構が受けたときをいうものとし、直接的に伝達機構7に対して負荷が生じなくてもよい。
Here, when "a load in the direction opposite to the first load is applied" to the
また、本開示でいう「第2の方向F2に負荷が掛かる」ことには、指載せ位置にある指載せ部620に対して移動体が当たって外力が掛かることだけでなく、指載せ部620が移動して、静止体又は移動体に当たって外力が掛かる場合も含む。したがって、指載せ部620の第2の回転方向R2側にある物体に対して、指載せ部620が当たった状態で、アーム63が第2の回転方向R2に回転する場合も、伝達機構7において「第2の方向F2に負荷が掛かる」という。
Further, in the present disclosure, "a load is applied to the second direction F2" not only means that the moving body hits the
このため、本実施形態に係る手指駆動装置60は、例えば、図11Aに示すような場合に特に利点がある。ここでは、対象者5の手指53が、フレーム67と指載せ部620との間に位置する場合を説明する。
Therefore, the
図11Aに示すように、対象者5の手指53は、フレーム67の第1突出部684と指載せ部620との間に位置する。この状態で、モータ66から伝達機構7を介して動力が伝達されると、図11Bに示すようにアーム63が第2の回転方向R2に回転する。
As shown in FIG. 11A, the
すると、図11Cに示すように、対象者5の手指53から指載せ部620に対して外力が掛かり、指載せ部620が第3の回転方向P1に回転する。つまり、伝達機構7において第1の負荷とは反対方向の負荷が掛かるような力が、指載せ部620に掛かるため、伝達機構7と指載せ部620との間の動力の伝達が遮断される。
Then, as shown in FIG. 11C, an external force is applied from the
これにより、万が一、対象者5の手指53が、フレーム67と指載せ部620との間に位置した状態で、指載せ部620がフレーム67に近付く方向に移動しても、第1突出部684と指載せ部620とで手指53が挟まれるのを防ぐことができる。
As a result, even if the
(2.2)リハビリテーション支援システム
次に、本実施形態に係るリハビリテーション支援システム100について詳細に説明する。
(2.2) Rehabilitation Support System Next, the
リハビリテーション支援システム100は、図1に示すように、脳波測定システム10と、手指駆動装置60を含む運動補助装置3と、制御装置4と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、脳波測定システム10は、ヘッドセット1と、情報処理装置2と、を備えている。
In the present embodiment, the
ヘッドセット1は、図2に示すように、対象者5の頭部52に装着される。ヘッドセット1は、電極部11を有している。電極部11は、対象者5の頭部52の一部である測定箇所51に配置される。具体的には、ヘッドセット1は、対象者5の頭部52の表面(頭皮)の一部に設定された測定箇所51に電極部11を接触させた状態で、電極部11にて対象者5の脳波を測定し、信号処理部12にて、脳波を表す脳波情報を生成する。信号処理部12は、電極部11から入力される脳波信号(電気信号)に対して信号処理を実行し、脳波情報を生成する。
As shown in FIG. 2, the headset 1 is attached to the
情報処理装置2は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムを主構成とする。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ21及びメモリ22を主構成とする。情報処理装置2は、例えば、無線通信により、ヘッドセット1からの脳波情報を受信し、脳波情報に対する種々の処理を実行する。本実施形態では、対象者5が随意運動(想起も含む)を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波の検出、及びキャリブレーション処理等は、情報処理装置2にて行われる。
The
対象者5が随意運動を行おうと企図(想起)した際には、通常、身体の随意運動を行う部位に対応する運動野にて、特徴的な変化を含む脳波が発生する。そこで、脳波測定システム10は、リハビリテーションの対象である障害部位に対応する運動野付近から採取される脳波を測定対象とする。ここで、左手指に対応する運動野は右脳にあり、右手指に対応する運動野は左脳にある。そのため、本実施形態のように対象者5の左の手指53をリハビリテーションの対象とする場合には、対象者5の頭部52の右側に接触させた電極部11にて取得される脳波が、脳波測定システム10での測定対象となる。すなわち、電極部11は、図2に示すように、対象者5の頭部52の右側表面の一部からなる測定箇所51上に配置される。一例として、国際10−20法において電極記号「C4」で表される位置に電極部11が配置される。対象者5の右の手指をリハビリテーションの対象とする場合には、対象者5の頭部52の左側表面の一部からなる測定箇所、一例として、国際10−20法において電極記号「C3」で表される位置に電極部11が配置される。
When the subject 5 intends (remembers) to perform a voluntary movement, an electroencephalogram including a characteristic change is usually generated in the motor cortex corresponding to the part of the body in which the voluntary movement is performed. Therefore, the
脳波測定システム10は、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波を検出すると、運動補助装置3を制御するための制御信号を出力する。すなわち、リハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波を脳波測定システム10にて検出することをトリガにして、運動補助装置3を制御するための制御信号が発生する。これにより、リハビリテーション支援システム100では、対象者5の随意運動に合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助することが可能である。
When the
運動補助装置3は、対象者5に機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を加えて、対象者5の運動を補助する装置である。本実施形態では、対象者5の左手指のリハビリテーションにリハビリテーション支援システム100が用いられるので、図1に示すように、運動補助装置3は、対象者5の左手に装着される。
The
本実施形態に係るリハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動として伸展動作を行う際に、対象者5の左手に装着された運動補助装置3が、対象者5の左の手指53に機械的な刺激と電気的な刺激との少なくとも一方を加えて、随意運動を補助する。具体的には、運動補助装置3は、図3に示すように、上述の手指駆動装置60と、電気刺激発生装置32と、を有している。
In the
電気刺激発生装置32は、対象者5の手指53を動かすための部位に、電気的な刺激を与える装置である。電気刺激発生装置32は、当該部位に電気的な刺激を与えることによって、手指53を動かすことができる。ここで、対象者5の手指53を動かすための部位は、対象者5の手指53の筋肉と神経との少なくとも一方に対応する部位を含む。例えば、対象者5の手指53を動かすための部位は、対象者5の腕の一部である。電気刺激発生装置32は、例えば、対象者5の身体(例えば、腕)に貼り付けられるパッドを含む。電気刺激発生装置32は、パッドから対象者5の身体に電気的な刺激(電流)を与えることによって、手指53を動かすための部位へ刺激を与える。
The
制御装置4は、脳波測定システム10にて取得された脳波情報に基づいて、運動補助装置3を制御する。本実施形態では、制御装置4は、脳波測定システム10の情報処理装置2、及び運動補助装置3に対して電気的に接続されている。制御装置4には、運動補助装置3及び制御装置4の動作用電力を供給するための電源ケーブルが接続されている。制御装置4は、運動補助装置3の手指駆動装置60を駆動するための駆動回路、及び電気刺激発生装置32を駆動するための発振回路を含んでいる。制御装置4は、例えば、有線通信により、情報処理装置2から制御信号を受信する。
The
制御装置4は、情報処理装置2から第1の制御信号を受信すると、駆動回路にて運動補助装置3の手指駆動装置60を駆動し、手指駆動装置60にて「開動作」が行われるように運動補助装置3を制御する。また、制御装置4は、情報処理装置2から第2の制御信号を受信すると、駆動回路にて運動補助装置3の手指駆動装置60を駆動し、手指駆動装置60にて「閉動作」が行われるように運動補助装置3を制御する。また、制御装置4は、情報処理装置2から第3の制御信号を受信すると、発振回路にて運動補助装置3の電気刺激発生装置32を駆動し、対象者5の身体に電気的な刺激が与えられるように運動補助装置3を制御する。
When the
このように、制御装置4は、脳波測定システム10から出力される制御信号に基づいて、運動補助装置3を制御することによって、脳波測定システム10にて取得された脳波情報に基づいて運動補助装置3を制御することが可能である。また、制御装置4は、制御装置4に備えられた操作スイッチの操作に応じて、手指駆動装置60にて「開動作」及び「閉動作」が行われるように運動補助装置3を制御することもできる。
As described above, the
次に、リハビリテーション支援システム100の使用方法について説明する。本実施形態では、対象者5が、ペグ101(図1参照)を左手指でつかんだ姿勢から、手指53の伸展動作によりペグ101を放す際の随意運動(伸展動作)を、リハビリテーション支援システム100にて補助する場合について説明する。
Next, how to use the
まず、準備過程として、対象者5は、ヘッドセット1を頭部52に装着し、運動補助装置3を左手に装着する。このとき、ヘッドセット1は、少なくとも電極部11を測定箇所51となる対象者5の頭部52の右側表面の一部に接触させるように、対象者5の頭部52に装着される。運動補助装置3は、少なくとも対象者5の左手の第1指(親指)を除く4本の手指53(第2指〜第5指)を保持し、かつパッドを対象者5の腕に貼り付けた状態で、対象者5に装着される。ヘッドセット1及び運動補助装置3は、リハビリテーション中にずれたり外れたりしないように適宜固定される。準備過程では、運動補助装置3の手指駆動装置60にて対象者5の4本の手指53が保持されることにより、対象者5については、ペグ101を左手指でつかんだ姿勢が維持される。ヘッドセット1及び運動補助装置3を対象者5に装着する作業は、対象者5自身が行ってもよいし、医療スタッフが行ってもよい。
First, as a preparatory process, the
準備が完了し、かつヘッドセット1と情報処理装置2とが通信可能な状態になると、ヘッドセット1にて生成された脳波情報が、情報処理装置2にて取得可能となる。つまり、脳波測定システム10は、情報処理装置2にて、対象者5の頭部52の一部である測定箇所51に配置される電極部11にて採取される脳波を表す脳波情報を取得することができる。情報処理装置2は、取得した脳波情報を時系列に沿ってメモリ22(図3参照)に記憶(蓄積)する。さらに、情報処理装置2は、例えば、記憶した脳波情報について時間周波数解析(Time Frequency Analysis)を行うことにより、脳波のパワースペクトルを生成する。脳波測定システム10は、情報処理装置2にて、パワースペクトルのデータを常時監視することにより、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る特徴的な変化を含む脳波の検出が可能となる。
When the preparation is completed and the headset 1 and the
ここで、対象者5がリハビリテーションを開始する前に、脳波測定システム10は、検出対象となる脳波の検出に用いる各種のパラメータを決定するためのキャリブレーション処理を実行する。これにより、脳波測定システム10は、事象関連脱同期(Event-Related Desynchronization)によりパワーが減少する周波数帯域、及びパワーの減少量等の対象者5ごとのばらつきを加味して、検出対象となる脳波の検出精度の向上を図ることができる。
Here, before the subject 5 starts rehabilitation, the
本開示でいう「事象関連脱同期」は、随意運動時(随意運動の想起時を含む)に運動野付近で測定される脳波において、特定の周波数帯域のパワーが減少する現象を意味する。本開示でいう、「随意運動時」は、対象者5が随意運動の企図(想起)をしてから随意運動が成功又は失敗するまでの過程を意味する。「事象関連脱同期」は、この随意運動時に、随意運動の企図(想起)をトリガとして、生じ得る。事象関連脱同期によりパワーが減少する周波数帯域は、主としてα波(一例として8Hz以上13Hz未満の周波数帯域)及びβ波(一例として13Hz以上30Hz未満の周波数帯域)である。 The "event-related desynchronization" referred to in the present disclosure means a phenomenon in which the power of a specific frequency band decreases in an electroencephalogram measured near the motor cortex during voluntary movement (including recall of voluntary movement). The term "at the time of voluntary movement" as used in the present disclosure means the process from the intention (recollection) of the voluntary movement by the subject 5 to the success or failure of the voluntary movement. "Event-related desynchronization" can occur during this voluntary movement, triggered by the intention (recollection) of the voluntary movement. The frequency bands in which the power is reduced due to event-related desynchronization are mainly α waves (for example, frequency bands of 8 Hz or more and less than 13 Hz) and β waves (for example, frequency bands of 13 Hz or more and less than 30 Hz).
キャリブレーション処理を含む準備過程の完了後、リハビリテーション支援システム100は、対象者5のリハビリテーションを支援する訓練過程を開始する。訓練過程においては、訓練時間中に脳波測定システム10で測定される脳波に基づいて、対象者5のリハビリテーションが支援される。具体的には、訓練時間は安静期間と運動期間とに2分されており、対象者5は、安静期間及び運動期間の各々において、リハビリテーション支援システム100の指示に従ってリハビリテーションを実施する。
After the completion of the preparatory process including the calibration process, the
安静期間においては、対象者5は、身体を安静状態とし、つまり随意運動(想起も含む)を行わず、リラックスした状態を維持する。このとき、脳波測定システム10では、対象者5が随意運動を行う際に生じる事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波は検出されない。
During the rest period, the
一方、運動期間においては、対象者5は、手指53の伸展動作、つまり随意運動を行おうと企図する。このとき、脳波測定システム10では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に生じ得る事象関連脱同期による特徴的な変化を含む脳波が検出され得る。本実施形態では、脳波の特徴的な変化を、活性化レベルと閾値とを比較し、活性化レベルが閾値を超えるか否かによって検出する。本開示でいう「活性化レベル」は、特定の周波数帯域のパワー(パワースペクトル)の減少量を表す値である。事象関連脱同期が生じて特定の周波数帯域のパワーが減少することで、活性化レベルが閾値を超えるため、脳波測定システム10は、活性化レベルが閾値を超えることをもって、脳波の特徴的な変化を検出する。
On the other hand, during the exercise period, the
脳波測定システム10では、このような特徴的な変化を含む脳波を検出することをトリガにして、運動補助装置3を制御するための制御信号が発生する。そのため、リハビリテーション支援システム100では、対象者5が随意運動を行おうと企図した際に、随意運動の対象となる部位に対応する脳領域の活性化が実際に起きたタイミングに合わせて、運動補助装置3にて対象者5の随意運動を補助することが可能である。
In the
(変形例)
(1)伝達機構の変形例
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(Modification example)
(1) Modification of Transmission Mechanism Embodiment 1 is only one of various embodiments of the present disclosure. The first embodiment can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
本開示における駆動装置6は、図12に示すような、伝達機構7を有していてもよい。本変形例に係る伝達機構7は、モータ66からワイヤ71を介して動力が伝達される一次側部材73と、指載せ部620につながる二次側部材76とを有している。
The
一次側部材73は、第1の回転板74と第2の回転板75とを備えている。第1の回転板74は、ワイヤ71につながっており、アーム取付部823の支軸824に取り付けられる。第1の回転板74は、ワイヤ71によって第1軸X1の回りに回転可能である。第1の回転板74は、大径部741と、大径部741から左右方向のいずれか(ここでは左方向)に突出する小径部742とを有している。大径部741及び小径部742はいずれも円盤状であるが、小径部742は、大径部741よりも直径が小さい。第1の回転板74は、更に、大径部741から突出する突起部743を有している。突起部743は、大径部741から大径部741の厚み方向に突出している。本実施形態では、突起部743は、ボールプランジャ744により構成される。
The
第2の回転板75は、第1の回転板74の小径部742に対して同心で固定され、同じ角速度で回転する。第2の回転板75は、アーム63の回転範囲を規制するストッパー751を有している。ストッパー751は、第2の回転板75の外周縁から径方向に突出している。第2の回転板75と第1の回転板74との間には、アーム63が第1軸X1の回りに回転可能に取り付けられる。
The second
二次側部材76は、本変形例ではアーム63である。なお、図12では、アーム63の移動体65の図示が省略されており、ベース64のみが図示されている。ベース64は、小径部742を通し大径部741を通さない大きさの開口孔761と、大径部741に対向する対向面762と、ストッパー751に対して第1の回転方向R1に対向する受部763とを備えている。対向面762には、突起部743が第1軸X1の回りに引っ掛かり可能な溝764が形成されている。溝764は、断面V字状のV溝で構成されており、ベース64の対向面762において第1軸X1に直交する方向に延びている。
The secondary side member 76 is an
第1の回転板74の小径部742が開口孔761に通され、対向面762が大径部741に対向した状態で、開口孔761から臨む小径部742に第2の回転板75が固定される。このとき、ストッパー751が受部763に近接し、かつ突起部743が溝764に入り込んで、第1の回転板74に対し、アーム63は連結されて連結状態となる。
The second
このような構成の伝達機構7では、図13A,13Bに示すように、第2の回転板75が第1の回転方向R1に回転すると、ストッパー751が受部763に当たり、第2の回転板75の回転に従って、アーム63が第1の回転方向R1に回転する。これにより、伝達機構7は、手指53による第1の方向への力を受けながら、指載せ部620を第2の方向F2に移動させることができる。
In the
次に、アーム63に対し、第2の回転方向R2に力が掛かり、連結部分に掛かる負荷が所定値以上になると、図14Cに示すように、溝764から突起部743が抜けストッパー751と受部763とが離れる。すなわち、本変形例では、この溝764と突起部743とで、仮保持機構77を構成する。仮保持機構77は、一次側部材73と二次側部材76との間の連結部分に、第2の方向F2の負荷であって、所定値以上の負荷が掛かると、一次側部材73と二次側部材76との連結状態が解除されるように構成される。
Next, when a force is applied to the
ここで、本開示でいう「所定値以上の負荷」とは、フレーム67とアーム63との間に指等が挟まったときに、指等に痛みを感じる程度の負荷である。
Here, the “load of a predetermined value or more” referred to in the present disclosure is a load that causes pain in the fingers or the like when the fingers or the like are pinched between the
つまり、伝達機構7に対し、第1の負荷(第2の方向に指載せ部620を移動させるときに生じる負荷)とは反対方向(第2の方向F2)の負荷が掛かるとき、指載せ部620への動力の伝達が遮断される。すなわち、本変形例では、遮断機構78は、一次側部材73と二次側部材76との間の仮保持機構77で実現される。
That is, when a load is applied to the
したがって、本変形に係る駆動装置6では、図14Aに示すように、例えば、フレーム67とアーム63との間に身体の一部等の介在物9が位置した場合等に特に利点がある。この状態で、アーム63が第2の回転方向R2に回転すると、図14Bに示すように、アーム63が介在物9に当たる。すると、伝達機構7には、第1の負荷とは反対方向の負荷が掛かるため、指載せ部620へ伝わる動力が遮断される。具体的には、アーム63が介在物9に当たって、アーム63の第2の回転方向R2への移動が止まるのに対し、第2の回転板75の第2の回転方向R2の回転は継続する。これにより、図14Cに示すように、溝764から突起部743が抜けて、ワイヤ71からアーム63及び指載せ部620への動力の伝達は遮断される。
Therefore, in the
なお、遮断機構78により動力が遮断された後は、図15A〜15Cに示すように、第2の回転板75が第1の回転方向R1に回転すると、突起部743が溝764に引っ掛かり、ストッパー751が受部763に対向する。この状態で、更に第2の回転板75が第1の回転方向R1に回転すると、ワイヤ71から伝わった動力がアーム63に伝わり、アーム63が第1の回転方向R1に移動する。
After the power is cut off by the
なお、本開示では、実施形態1に係る遮断機構78を第1の遮断機構とし、変形例に係る遮断機構78を第2の遮断機構とし、第1の遮断機構と第2の遮断機構との両方を有してもよい。この場合、第1の遮断機構では、指載せ部620に対して第2軸X2回りの力が掛かったときに動力を遮断し、第2の遮断機構では、指載せ部620に対して第1軸X1回りの力が掛かったときに動力を遮断するように構成される。つまり、この第1軸と第2軸とは、互いに異なる方向であるため、複数の方向からの力に対して、遮断機構78を働かせることができる。
In the present disclosure, the
なお、本開示の駆動装置6では、第2の遮断機構78のみを有していてもよい。
The
(2)その他の変形例
以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
(2) Other Modification Examples The modifications of the first embodiment are listed below. The modifications described below can be applied in combination as appropriate.
実施形態1に係る指載せ部620は、アーム63に対して第2軸X2の回りに回転可能に連結されており、第2軸X2がアーム63の長手方向に平行であるが、第2軸X2は、アーム63の長手方向に対して、僅かであれば傾いていてもよい。すなわち、本開示において、第2軸X2に係る「アーム63の長手方向に沿う方向」とは、アーム63の長手方向に対して一致する方向だけでなく、アーム63の長手方向に対して傾いていてもよい。
The
本開示における遮断機構78は、上記実施形態及び上記変形例に係る遮断機構78に限らない。本開示に係る遮断機構78は、例えば、載せ部62に対し、第1の方向F1へ掛かる力については動力伝達を保ち、第1の方向F1とは反対方向へ掛かる力(第2の方向F2)については動力伝達を遮断するラチェット機構により構成されてもよい。
The
本開示における仮保持機構77は、上記変形例に係る仮保持機構77に限らない。本開示に係る仮保持機構77は、例えば、一次側部材73と二次側部材76とが、一定の負荷が掛かると破断する破断部材で連結された機構であってもよい。
The
実施形態1に係る駆動装置6において、載せ部62は、第2〜第5指を動かすように構成されたが、この例に限らず、例えば、第2指のみを動かすように構成されてもよいし、第2指ではなく、第4指と第5指とを動かすように構成されてもよい。また、載せ部62は、手指53を載せるものでなくてもよく、例えば、手のひら、腕、脚等、身体の一部であればよい。
In the
また、駆動装置6において、フレーム67は、第1指54(親指)の姿勢を保つように構成されたが、この例に限らず、可動部61にて、例えば第2指のみを動かす場合、第1指54及び第3〜5指のすべての姿勢を保つように構成されてもよい。
Further, in the
また、駆動装置6において、実施形態1では、可動部61により手指53が伸展動作と把持動作とを行うように構成されたが、この例に限らず、伸展動作のみ行うように構成されてもよい。また、可動部61は、左右方向に移動するように構成されてもよい。
Further, in the
また、伝達機構7は、3箇所以上の遮断機構78を有していてもよい。
Further, the
本開示における脳波測定システム10は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における脳波測定システム10としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。
The
電極部11は、対象者5の頭部52の表面(頭皮)に接触する構成に限らず、例えば、脳の表面(脳表)に電極部11が接触するように電極部11が構成されてもよい。
The
ヘッドセット1と情報処理装置2との間の通信方式は、実施形態1では無線通信であるが、この例に限らず、例えば、有線通信であってもよいし、中継器等を介した通信方式であってもよい。制御装置4と情報処理装置2との間の通信方式は、実施形態1では有線通信であるが、この例に限らず、例えば、無線通信であってもよいし、中継器等を介した通信方式であってもよい。
The communication method between the headset 1 and the
また、ヘッドセット1は電池駆動式に限らず、信号処理部12及び第1通信部等の動作用電力が、例えば、情報処理装置2から供給される構成であってもよい。
Further, the headset 1 is not limited to the battery-powered type, and may be configured such that the operating power of the
また、情報処理装置2は、専用のヘッドセット1から脳波情報を取得する構成に限らず、例えば、汎用の脳波計から脳波情報を取得するように構成されていてもよい。
Further, the
実施形態1に係る手指駆動装置60は、リハビリテーション支援システムに用いられたが、この例に限らず、一般的なリハビリテーションに用いられてもよい。
Although the
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る駆動装置(6)は、動力を発生する駆動源(691)と、載せ部(62)と、伝達機構(7)とを備える。載せ部(62)は、対象者(5)の身体の一部が載り、身体の一部から第1の方向に力を受ける。伝達機構(7)は、駆動源(691)で発生した動力を載せ部(62)に伝達し、第1の方向(F1)に対向する第2の方向(F2)に載せ部(62)を移動させる。伝達機構(7)は、第2の方向(F2)に負荷が掛かるときに、載せ部(62)への動力の伝達を遮断する遮断機構(78)を有する。
(summary)
As described above, the drive device (6) according to the first aspect includes a drive source (691) for generating power, a mounting portion (62), and a transmission mechanism (7). A part of the body of the subject (5) is placed on the mounting portion (62), and a force is received from the part of the body in the first direction. The transmission mechanism (7) transmits the power generated by the drive source (691) to the mounting portion (62), and transmits the mounting portion (62) in the second direction (F2) facing the first direction (F1). Move it. The transmission mechanism (7) has a cutoff mechanism (78) that cuts off the transmission of power to the mounting portion (62) when a load is applied in the second direction (F2).
この態様によれば、載せ部(62)によって身体の一部を移動させることができながらも、第2の方向(F2)の負荷が掛かるときに、載せ部(62)が動作し続けるのを防ぎ易い。 According to this aspect, although a part of the body can be moved by the mounting portion (62), the mounting portion (62) continues to operate when a load in the second direction (F2) is applied. Easy to prevent.
第2の態様に係る駆動装置(6)は、第1の態様において、対象者(5)の手のひらが載るフレーム(67)を更に備える。載せ部(62)は、対象者(5)の手指(53)の少なくとも一部が載る指載せ部(620)である。第2の方向(F2)は、指載せ部(620)がフレーム(67)から離れる方向である。 The drive device (6) according to the second aspect further includes a frame (67) on which the palm of the subject (5) rests in the first aspect. The mounting portion (62) is a finger mounting portion (620) on which at least a part of the fingers (53) of the subject (5) is placed. The second direction (F2) is the direction in which the finger rest portion (620) is separated from the frame (67).
この態様によれば、指載せ部(620)に対して、第2の方向(F2)に外力が掛かったときに、伝達機構(7)と指載せ部(620)との間の動力の伝達を遮断できる。このため、例えば、指載せ部(620)がフレーム(67)に近付く方向に移動し、指載せ部(620)とフレーム(67)との間に、例えば、介在物(9)(指等)が位置しても、介在物(9)から指載せ部(620)に対して第2の方向(F2)に外力が掛かる。この結果、指載せ部(620)とフレーム(67)との間で、介在物(9)が挟まるのを防ぎ易い。 According to this aspect, when an external force is applied to the finger rest portion (620) in the second direction (F2), the power is transmitted between the transmission mechanism (7) and the finger rest portion (620). Can be blocked. Therefore, for example, the finger rest portion (620) moves in a direction approaching the frame (67), and between the finger rest portion (620) and the frame (67), for example, inclusions (9) (fingers, etc.). Is located, an external force is applied from the inclusions (9) to the finger rest portion (620) in the second direction (F2). As a result, it is easy to prevent the inclusions (9) from being caught between the finger rest portion (620) and the frame (67).
第3の態様に係る駆動装置(6)は、第2の態様において、伝達機構(7)は、長手方向に交差する方向に延びた回転軸回りに回転するアーム(63)を有する。指載せ部(620)は、アーム(63)の長手方向のうち回転軸に重ならない箇所から回転軸に平行な方向に沿って突出している。 The drive device (6) according to the third aspect, in the second aspect, the transmission mechanism (7) has an arm (63) that rotates around a rotation axis extending in a direction intersecting the longitudinal direction. The finger rest portion (620) protrudes from a portion of the longitudinal direction of the arm (63) that does not overlap the rotation axis along a direction parallel to the rotation axis.
この態様によれば、指載せ部(620)の動きが、手指(53)の伸展動作又は把持動作に近い動きとすることができる。 According to this aspect, the movement of the finger resting portion (620) can be made to be a movement close to the extension movement or the gripping movement of the finger (53).
第4の態様に係る駆動装置(6)は、第3の態様において、アーム(63)の回転軸を第1軸(X1)とする。アーム(63)は、遮断機構(78)として、指載せ部(620)に対し、アーム(63)の長手方向に沿う方向に延びた第2軸(X2)回りに回転可能に連結する機構を有する。駆動装置(6)は、指載せ部(620)が第1軸(X1)に沿った姿勢から、指載せ部(620)が第1の方向(F1)に力を受けたときの第2軸(X2)回りの回転を規制する回転規制部(72)を更に備える。 In the driving device (6) according to the fourth aspect, the rotation axis of the arm (63) is the first axis (X1) in the third aspect. The arm (63), as a blocking mechanism (78), has a mechanism that rotatably connects the finger rest portion (620) around the second axis (X2) extending in the longitudinal direction of the arm (63). Have. The drive device (6) has a second axis when the finger rest portion (620) receives a force in the first direction (F1) from the posture along the first axis (X1). (X2) A rotation control unit (72) that regulates rotation around the circumference is further provided.
この態様によれば、指載せ部(620)に手指(53)を載せることができながら、指載せ部(620)に対して第2の方向(F2)に外力が掛かったときには、伝達機構(7)から指載せ部(620)への動力の伝達を遮断することができる。 According to this aspect, when the finger (53) can be placed on the finger rest portion (620), but an external force is applied to the finger rest portion (620) in the second direction (F2), the transmission mechanism ( It is possible to block the transmission of power from the finger rest portion (620) from 7).
第5の態様に係る駆動装置(6)は、第4の態様において、遮断機構(78)は、第1の遮断機構と、第1の遮断機構とは異なる箇所の第2の遮断機構とを少なくとも有する。 In the fourth aspect of the drive device (6) according to the fifth aspect, the cutoff mechanism (78) has a first cutoff mechanism and a second cutoff mechanism at a position different from the first cutoff mechanism. Have at least.
この態様によれば、駆動源(691)から載せ部(62)までの動力伝達経路において、通常の負荷とは反対方向の負荷が生じた箇所により近い箇所で、駆動源(691)からの動力の伝達を遮断することができる。 According to this aspect, in the power transmission path from the drive source (691) to the mounting portion (62), the power from the drive source (691) is closer to the place where the load in the direction opposite to the normal load is generated. Can be blocked.
第6の態様に係る駆動装置(6)は、第5の態様において、第2の遮断機構(78)が、第2軸(X2)とは異なる方向に延びた回転軸回りの指載せ部(620)の動力の伝達を遮断する。 In the fifth aspect, the drive device (6) according to the sixth aspect has a finger resting portion (a finger resting portion around a rotation axis) in which the second cutoff mechanism (78) extends in a direction different from that of the second axis (X2). 620) The transmission of power is cut off.
この態様によれば、載せ部(62)又は伝達機構(7)に掛かる複数の向きの外力に対応して、駆動源(691)からの動力の伝達を遮断することができる。 According to this aspect, the transmission of power from the drive source (691) can be cut off in response to external forces in a plurality of directions applied to the mounting portion (62) or the transmission mechanism (7).
第7の態様に係る駆動装置(6)は、第1〜6のいずれかにおいて、伝達機構(7)は、一次側部材(73)と、二次側部材(76)とを備える。一次側部材(73)は、駆動源(691)から動力が伝達される。二次側部材(76)は、一次側部材(73)に連結され、連結状態において一次側部材(73)から伝達された動力を載せ部(62)に伝達する。遮断機構(78)は、一次側部材(73)と二次側部材(76)との連結部分に掛かる負荷が所定値以上になると連結状態が解除される仮保持機構(77)を含む。 In any of the first to sixth aspects of the drive device (6) according to the seventh aspect, the transmission mechanism (7) includes a primary side member (73) and a secondary side member (76). Power is transmitted from the drive source (691) to the primary side member (73). The secondary side member (76) is connected to the primary side member (73), and in the connected state, the power transmitted from the primary side member (73) is transmitted to the mounting portion (62). The cutoff mechanism (78) includes a temporary holding mechanism (77) in which the connected state is released when the load applied to the connecting portion between the primary side member (73) and the secondary side member (76) becomes a predetermined value or more.
この態様によれば、伝達機構(7)において、遮断機構(78)の構成を簡略化できる。 According to this aspect, in the transmission mechanism (7), the configuration of the cutoff mechanism (78) can be simplified.
第8の態様に係るリハビリテーション支援システム(100)は、第1〜7の態様のいずれかの駆動装置(6)と、電極部(11)と、制御装置(4)とを備える。電極部(11)は、対象者(5)の頭部(52)の一部である測定箇所(51)に配置され、対象者(5)の脳波を採取する。制御装置(4)は、電極部11にて採取された脳波に応じて、駆動装置(6)を制御する。
The rehabilitation support system (100) according to the eighth aspect includes a drive device (6) according to any one of the first to seventh aspects, an electrode unit (11), and a control device (4). The electrode portion (11) is arranged at a measurement point (51) which is a part of the head (52) of the subject (5), and the brain wave of the subject (5) is collected. The control device (4) controls the drive device (6) according to the brain waves collected by the
この態様によれば、理学療法士又は作業療法士等の医療スタッフが、対象者(5)の手指(53)を持って対象者(5)の手指(53)の運動を補助する場合と同様に、運動療法によるリハビリテーションを行うことができる。 According to this aspect, it is the same as the case where a medical staff such as a physical therapist or an occupational therapist holds the finger (53) of the subject (5) and assists the movement of the finger (53) of the subject (5). In addition, rehabilitation by exercise therapy can be performed.
第2〜第7の態様に係る構成については、駆動装置(6)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。 The configuration according to the second to seventh aspects is not an essential configuration for the drive device (6) and may be omitted as appropriate.
4 制御装置
5 対象者
51 測定箇所
52 頭部
53 手指
6 駆動装置
61 可動部
62 載せ部
620 指載せ部
63 アーム
67 フレーム
691 駆動源
7 伝達機構
72 回転規制部
73 一次側部材
76 二次側部材
77 仮保持機構
78 遮断機構
100 リハビリテーション支援システム
X1 第1軸
X2 第2軸
F1 第1の方向
F2 第2の方向
4
Claims (5)
対象者の身体の一部が載り、前記身体の一部から第1の方向に力を受ける載せ部と、
前記駆動源で発生した動力を前記載せ部に伝達し、前記第1の方向に対向する第2の方向に前記載せ部を移動させる伝達機構と、
を備え、
前記伝達機構は、前記第2の方向に負荷が掛かるときに、前記載せ部への前記動力の伝達を遮断する遮断機構を有する駆動装置であって、
対象者の手のひらが載るフレームを更に備え、
前記載せ部は、前記対象者の手指の少なくとも一部が載る指載せ部であり、
前記第2の方向は、前記指載せ部が前記フレームから離れる方向であり、
前記伝達機構は、長手方向に交差する方向に延びた回転軸回りに回転するアームを有し、
前記指載せ部は、前記アームの前記長手方向のうち前記回転軸に重ならない箇所から前記回転軸に平行な方向に沿って突出しており、
前記アームの前記回転軸を第1軸とし、
前記アームは、前記遮断機構として、前記指載せ部に対し、前記アームの長手方向に沿う方向に延びた第2軸回りに回転可能に連結する機構を有し、
前記駆動装置は、前記指載せ部が前記第1軸に沿った姿勢から、前記指載せ部が前記第1の方向に力を受けたときの前記第2軸回りの回転を規制する回転規制部を更に備える、
駆動装置。 The drive source that generates power and
A mounting part on which a part of the subject's body is placed and a force is received from the part of the body in the first direction.
A transmission mechanism that transmits the power generated by the drive source to the mounting portion and moves the mounting portion in a second direction facing the first direction.
Equipped with
The transmission mechanism, when the load in the second direction is applied, a drive operated device that having a cutoff mechanism for cutting off transmission of the power to the rest portion,
Further equipped with a frame on which the subject's palm rests,
The mounting portion is a finger mounting portion on which at least a part of the finger of the subject is placed.
The second direction is a direction in which the finger rest portion is separated from the frame.
The transmission mechanism has an arm that rotates about a rotation axis extending in a direction intersecting the longitudinal direction.
The finger rest portion protrudes from a portion of the longitudinal direction of the arm that does not overlap with the rotation axis along a direction parallel to the rotation axis.
The rotation axis of the arm is set as the first axis.
The arm has, as the blocking mechanism, a mechanism that rotatably connects to the finger resting portion around a second axis extending in a direction along the longitudinal direction of the arm.
The drive device is a rotation regulating unit that regulates rotation around the second axis when the finger resting portion receives a force in the first direction from a posture along the first axis. Further prepare,
Drive device.
前記機構である第1の遮断機構と、
前記第1の遮断機構とは異なる箇所の第2の遮断機構と、
を少なくとも有する、
請求項1に記載の駆動装置。 The blocking mechanism is
The first blocking mechanism, which is the mechanism, and
A second blocking mechanism at a location different from the first blocking mechanism,
Have at least
The drive device according to claim 1.
請求項2記載の駆動装置。 The second cutoff mechanism cuts off the transmission of the power of the finger resting portion around the rotation axis extending in a direction different from that of the second axis.
The drive device according to claim 2.
対象者の身体の一部が載り、前記身体の一部から第1の方向に力を受ける載せ部と、
前記駆動源で発生した動力を前記載せ部に伝達し、前記第1の方向に対向する第2の方向に前記載せ部を移動させる伝達機構と、
を備え、
前記伝達機構は、前記第2の方向に負荷が掛かるときに、前記載せ部への前記動力の伝達を遮断する遮断機構を有し、
前記伝達機構は、
前記駆動源から動力が伝達される一次側部材と、
前記一次側部材に連結され、連結状態において前記一次側部材から伝達された動力を前記載せ部に伝達する二次側部材と、
を有し、
前記遮断機構は、前記一次側部材と前記二次側部材との連結部分に掛かる負荷が所定値以上になると前記連結状態が解除される仮保持機構を含む、
駆動装置。 The drive source that generates power and
A mounting part on which a part of the subject's body is placed and a force is received from the part of the body in the first direction.
A transmission mechanism that transmits the power generated by the drive source to the mounting portion and moves the mounting portion in a second direction facing the first direction.
Equipped with
The transmission mechanism has a cutoff mechanism that cuts off the transmission of the power to the mounting portion when a load is applied in the second direction.
The transmission mechanism is
The primary side member to which power is transmitted from the drive source,
A secondary side member that is connected to the primary side member and transmits the power transmitted from the primary side member to the mounting portion in the connected state.
Have,
The blocking mechanism includes a temporary holding mechanism in which the connected state is released when the load applied to the connecting portion between the primary side member and the secondary side member exceeds a predetermined value.
Drive braking system.
前記対象者の頭部の一部である測定箇所に配置され、前記対象者の脳波を採取する電極部と、 An electrode portion that is placed at a measurement point that is a part of the subject's head and collects the subject's brain waves.
前記電極部にて採取された前記脳波に応じて、前記駆動装置を制御する制御装置と、 A control device that controls the drive device according to the brain wave collected at the electrode portion, and a control device that controls the drive device.
を備える、To prepare
リハビリテーション支援システム。 Rehabilitation support system.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017204085 | 2017-10-20 | ||
| JP2017204085 | 2017-10-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019076717A JP2019076717A (en) | 2019-05-23 |
| JP6966409B2 true JP6966409B2 (en) | 2021-11-17 |
Family
ID=66626931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018197251A Active JP6966409B2 (en) | 2017-10-20 | 2018-10-19 | Drive device and rehabilitation support system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6966409B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4871012B2 (en) * | 2006-04-12 | 2012-02-08 | 株式会社アクトメント | Joint drive device |
| JP2013017718A (en) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | R-Techs:Kk | Rehabilitation apparatus for fingers |
| JP2016013180A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-28 | パナソニック株式会社 | Control device for rehabilitation apparatus, and rehabilitation apparatus |
-
2018
- 2018-10-19 JP JP2018197251A patent/JP6966409B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019076717A (en) | 2019-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11883175B2 (en) | Paretic limb rehabilitation methods and systems | |
| EP3541279B1 (en) | Apparatuses for improving peripheral nerve function | |
| Saponas et al. | Demonstrating the feasibility of using forearm electromyography for muscle-computer interfaces | |
| US12447090B2 (en) | Orthosis systems and rehabilitation of impaired body parts | |
| US12318342B2 (en) | Apparatus and method for reduction of neurological movement disorder symptoms using wearable device | |
| JP6985670B2 (en) | Finger drive device | |
| EP4000578A1 (en) | Neurorehabilitation system and method for neurorehabilitation | |
| JP6960619B2 (en) | EEG judgment system | |
| Lambercy et al. | Robots for measurement/clinical assessment | |
| JP6966409B2 (en) | Drive device and rehabilitation support system | |
| CA3194995A1 (en) | Apparatus and method for reduction of neurological movement disorder symptoms using wearable device | |
| JP7122498B2 (en) | finger drive | |
| Surya et al. | Robotic exoskeleton for rehabilitation of TMD via assisted motion of jaw | |
| CN118718242A (en) | A method, a control device and a control system for controlling rehabilitation training | |
| JP6888789B2 (en) | EEG measurement system, EEG measurement method, program, and non-temporary recording medium | |
| JP6979001B2 (en) | Exercise assistance system and rehabilitation support system | |
| CN117015339A (en) | Systems and methods for remote motion assessment | |
| JP6928594B2 (en) | Stimulation system, rehabilitation support system | |
| Chiba et al. | Effects of searching task on spinal cord excitability for finger function recovery training with robotic device | |
| WO2020003130A1 (en) | System and methods for quantifying manual therapy | |
| US20230381545A1 (en) | Apparatus and method for reduction of neurological movement disorder symptoms using wearable device | |
| Arantes | Development and validation of a novel adaptive assist-as-needed controller for robot-assisted rehabilitation of the upper-extremity following stroke | |
| Arcangeli et al. | Vibrotactile feedback for targeted correction of joint axis contributions in goal directed activity of the upper limb | |
| Lambercy | Robots for Measurement/Clinical Assessment Olivier Lambercy, Lars Lünenburger, Roger Gassert, and Marc Bolliger | |
| WO2018042351A1 (en) | Device and system stimulating feeling, perception and motility |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200406 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210209 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210405 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210524 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211019 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211021 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6966409 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |