專利名稱:感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置和步行康復(fù)支持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置和步行康復(fù)支持裝置,更具體 地,涉及一種能夠利用身體感覺向規(guī)定的體表部分或其它體表部分反 饋該規(guī)定的體表部分的身體感覺信息的感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置和步行康 復(fù)支持裝置。
背景技術(shù):
具有運(yùn)動(dòng)麻痹等障礙的腦卒中患者如果在早期階段沒有進(jìn)行正 確的訓(xùn)練,則會(huì)取得錯(cuò)誤的步行動(dòng)作。例如,由于腦卒中而導(dǎo)致的半
步行動(dòng)作。此時(shí),麻痹側(cè)的足底具有較少的感覺,因此,利用其它感 覺來(lái)反饋麻痹側(cè)的感覺,從而患者能夠感知并且根據(jù)該感知來(lái)取得正 確的運(yùn)動(dòng),這在治療上被稱為生物反饋。上述感覺包括身體感覺和特 殊感覺,其中身體感覺包括接觸、壓力、熱、冷和疼痛感覺等皮膚感 覺,特殊感覺例如是視覺、聽覺、味覺、嗅覺。
作為用于上述生物反饋治療的裝置,公開了視覺反饋裝置(參見
專利文獻(xiàn)1)和聽覺反饋裝置(參見專利文獻(xiàn)2)。視覺反饋裝置在 顯示設(shè)備(監(jiān)視器)上顯示足底壓力的分布變化,使患者能夠利用該 患者的視覺來(lái)識(shí)別正確的狀態(tài)。聽覺反饋裝置將足底壓力的分布變化 轉(zhuǎn)換成聲音,使患者能夠利用該患者的聽覺來(lái)識(shí)別正確的狀態(tài)。
專利文獻(xiàn)1:日本專利公開No. 7-204235
專利文獻(xiàn)2:日本專利7>開No. 2004-14127
發(fā)明內(nèi)容
但是,對(duì)于專利文獻(xiàn)l中的視覺生物反饋裝置,例如當(dāng)半身麻痹患者進(jìn)行步行訓(xùn)練時(shí),患者必須觀看監(jiān)視器,并且考慮到安全和系統(tǒng)
結(jié)構(gòu),不可能在大范圍內(nèi)進(jìn)行步行訓(xùn)練。對(duì)于專利文獻(xiàn)2中的聽覺生 物反饋裝置,足底壓力在足底區(qū)域內(nèi)隨時(shí)間的變化由聲音的強(qiáng)度或曲 調(diào)來(lái)指示,這要求高負(fù)荷的信息轉(zhuǎn)換,從而患者難以準(zhǔn)確地理解其狀 態(tài)。
本發(fā)明考慮到上述問題而作出,其目的在于提供一種能夠在不使 用視覺和聽覺等特殊感覺的情況下,以容易理解的形式反饋規(guī)定的體 表部分的身體感覺信息的感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置和步行康復(fù)支持裝置。
(1) 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明包括感覺檢測(cè)部件,用于檢 測(cè)用戶的第一體表部分的身體感覺信息;以及感覺呈現(xiàn)部件,用于向
所述第一體表部分或用戶的不同于所述第一體表部分的第二體表部 分呈現(xiàn)與所述感覺檢測(cè)部件檢測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)的身體感覺 信息。
(2) 優(yōu)選地,所述感覺呈現(xiàn)部件包括刺激給予設(shè)備,該刺激給 予設(shè)備用于向皮膚機(jī)械地給予刺激,從而所述用戶接收觸壓感覺、振 動(dòng)感覺和/或運(yùn)動(dòng)感覺,并且所述刺激給予設(shè)備以與所述感覺檢測(cè)部件 檢測(cè)的身體感覺水平相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度,向所述皮膚給予刺激。
(3) 本發(fā)明還提供一種步行康復(fù)支持裝置,對(duì)具有步行困難的 患者支持康復(fù)以取得準(zhǔn)確的步行動(dòng)作,該步行康復(fù)支持裝置包括感 覺檢測(cè)單元,用于檢測(cè)所述患者的足底壓力;感覺呈現(xiàn)單元,用于向 所述患者給予規(guī)定的刺激;以及控制單元,用于控制所述感覺呈現(xiàn)單 元的動(dòng)作,從而給予與所述感覺檢測(cè)單元檢測(cè)的足底壓力相對(duì)應(yīng)的刺 激,其中,所述感覺檢測(cè)單元被配置成能夠檢測(cè)麻痹側(cè)的足底壓力,
所述感覺呈現(xiàn)單元被安裝到感覺比所述足底好的體表部分。
(4 )所述感覺檢測(cè)單元可以被配置成能夠檢測(cè)所述患者的麻痹
側(cè)和非麻痹側(cè)的足底壓力,所述控制單元根據(jù)所述麻痹側(cè)與所述非麻 痹側(cè)之間的足底壓力之差來(lái)控制所述感覺呈現(xiàn)單元的動(dòng)作。
(5)所述感覺檢測(cè)單元可以被配置成能夠檢測(cè)所述患者的麻痹 側(cè)和非麻痹側(cè)的足底壓力,所述控制單元控制所述感覺呈現(xiàn)單元的動(dòng)作,
側(cè)的足底壓力的刺激之間進(jìn)行切換,向所述體表部分給予刺激。
(6)優(yōu)選地,所述感覺檢測(cè)單元包括其上放置足底的鞋底和用 于針對(duì)鞋底中的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)來(lái)檢測(cè)患者的足底壓力的壓力 傳感器,所述壓力傳感器被配置成能夠檢測(cè)所述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè) 的足底壓力;所述感覺呈現(xiàn)單元包括刺激給予設(shè)備,該刺激給予設(shè)備 用于向皮膚給予刺激,從而所述用戶接收觸壓感覺、振動(dòng)感覺和/或運(yùn) 動(dòng)感覺,并且所述刺激給予設(shè)備包括與所述多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)地設(shè)置的多 個(gè)按壓件,所述按壓件中的每一個(gè)以與對(duì)應(yīng)區(qū)域的足底壓力水平相對(duì) 應(yīng)的強(qiáng)度,向皮膚給予刺激。
根據(jù)上述(l)中的結(jié)構(gòu),利用身體感覺將用戶對(duì)環(huán)境的力學(xué)作 用的生物反饋提供給用戶的肢體(體表部分),從而可以驗(yàn)證力學(xué)作 用的有效性,并且可以支持用戶有意識(shí)地調(diào)節(jié)自己對(duì)環(huán)境的作用。此 時(shí),利用身體感覺信息將規(guī)定的體表部分的身體感覺信息反饋給同一 體表部分或其它體表部分,從而與利用視覺或聽覺等特殊感覺的反饋 的情況相比,用戶可以更容易地理解反饋信息。并且,不需要監(jiān)視器 等裝置或圖像或聲音轉(zhuǎn)換等處理,從而簡(jiǎn)化了用于信息轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)和 處理,使裝置緊湊和便于攜帶。
根據(jù)上述(2)和(6)中的結(jié)構(gòu),使用機(jī)械刺激將規(guī)定的體表部 分的身體感覺信息反饋到體表部分,從而可以利用比使用熱刺激、化 學(xué)刺激和電刺激的反饋更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),以更詳細(xì)和容易理解的形式反 饋身體感覺。
根據(jù)上述(3)中的結(jié)構(gòu),不需要特殊的機(jī)構(gòu)或裝置,可以更容 易地執(zhí)行與動(dòng)作有關(guān)的處理,從而簡(jiǎn)化和減小了整個(gè)裝置的尺寸,使 整個(gè)裝置容易攜帶。從而可以在任何地方進(jìn)行步行康復(fù)訓(xùn)練。
并且,利用與感覺有關(guān)的基本的學(xué)習(xí),患者可以在沒有物理治療 師的參與的情況下,根據(jù)由感覺比足底好的體表部分接收到的身體感 覺信息,自己進(jìn)行訓(xùn)練以獲得麻痹側(cè)的肢體的正確動(dòng)作。這足以使患 者能夠進(jìn)行自我康復(fù),不存在物理治療師參與的情況下的訓(xùn)練時(shí)間限制,從而該步行康復(fù)支持裝置對(duì)于康復(fù)非常有用。
佩帶本發(fā)明的步行康復(fù)支持裝置的半身麻痹患者可以在感覺比 足底好的體表部分上接收麻痹側(cè)的足底的感覺。從而,半身麻痹患者 可以容易地獲得用于改善了半身麻痹患者特有的內(nèi)翻接地或外翻接 地的穩(wěn)定步行的運(yùn)動(dòng)印象,可以容易地調(diào)節(jié)用于穩(wěn)定步行的自己的身 體姿勢(shì)或運(yùn)動(dòng)模式,從而可以期望得到早期緩解摔倒的擔(dān)心的效果。
麻痹側(cè)的足底的觸覺被反饋到感覺好于足底的體表部分,從而極 大地便利了在認(rèn)知運(yùn)動(dòng)治療中最關(guān)鍵的感知和運(yùn)動(dòng)的組織。
根據(jù)上述u)中的結(jié)構(gòu),可以改善半身麻痹患者特有的站立期
間的非麻痹側(cè)和麻痹側(cè)之間的左右不平衡,從而能夠進(jìn)行使患者站直 的康復(fù)。
根據(jù)上述(5)中的結(jié)構(gòu),首先將與非麻痹側(cè)的足底壓力對(duì)應(yīng)的 刺激給予體表部分,從而將正確的目標(biāo)呈現(xiàn)刺激給予體表部分,患者 能夠自己產(chǎn)生目標(biāo)呈現(xiàn)刺激(教師數(shù)據(jù))。進(jìn)行切換,從而將與麻痹 側(cè)的足底壓力相對(duì)應(yīng)的刺激給予體表部分,這使得能夠根據(jù)教師數(shù)據(jù) 進(jìn)行上述康復(fù)。具體地,患者可以使用自己非麻痹側(cè)的足部來(lái)確認(rèn)正 確的目標(biāo)接地狀態(tài)(例如腳跟接地)下的呈現(xiàn)刺激,能夠自己產(chǎn)生該 呈現(xiàn)刺激從而成為麻痹側(cè)的康復(fù)中的教師數(shù)據(jù),由此進(jìn)一步對(duì)自我康 復(fù)作出貢獻(xiàn)。
圖l是本發(fā)明的實(shí)施方式的步行康復(fù)支持裝置的示意圖。 圖2 (A)示出用于說明用于足底壓力檢測(cè)的區(qū)域的足底,圖2 (B)是感覺檢測(cè)單元的示意性平面圖。 圖3是感覺檢測(cè)單元的示意性透視圖。 圖4是刺激給予設(shè)備的示意性透視圖。 圖5是刺激給予設(shè)備的示意性垂直截面圖。 附圖標(biāo)記說明
10步行康復(fù)支持裝置(感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置)11感覺檢測(cè)單元(感覺檢測(cè)部件)
13感覺呈現(xiàn)單元(感覺呈現(xiàn)部件) 15控制單元 18壓力傳感器 22刺激給予設(shè)備 32按壓件
60壓力測(cè)量單元(感覺檢測(cè)部件)
62操作指令單元(感覺呈現(xiàn)部件)
A前臂(體表部分)
H患者(用戶)
Pl拇指區(qū)域
P2魚際區(qū)域
P3小魚際區(qū)域
P4中央外側(cè)區(qū)域
P5腳跟區(qū)域
S鞋底
具體實(shí)施例方式
以下參照
本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖l是本實(shí)施方式的步行康復(fù)支持裝置的示意圖。在圖1中,步 行康復(fù)支持裝置10 (感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置)在右側(cè)或左側(cè)對(duì)具有運(yùn)動(dòng)障 礙的半身麻痹患者H (用戶)支持康復(fù),以取得正確的步行動(dòng)作。在 該實(shí)施方式中,患者H的左側(cè)是麻痹側(cè),患者H的右側(cè)是非麻痹側(cè)。
步行康復(fù)支持裝置10包括用于檢測(cè)患者H的麻痹側(cè)的足底壓 力的感覺檢測(cè)單元11;安裝到患者H的非麻痹側(cè)的前臂A并且用于 向前臂A給予規(guī)定刺激的感覺呈現(xiàn)單元13;和用于與感覺檢測(cè)單元 11的檢測(cè)相對(duì)應(yīng)地控制感覺呈現(xiàn)單元13的動(dòng)作的控制單元15。
感覺檢測(cè)單元11包括鞋底S,放置在未示出的靴子、涼鞋等 鞋子的內(nèi)底上,并且其上放置足底;多個(gè)壓力傳感器18,設(shè)置在鞋底S的表面的多個(gè)位置上,并且配置成能夠檢測(cè)患者H的足底壓力。
作為壓力傳感器18,可以使用已知的薄的FSR (Force Sensing Resistor,力感電阻)傳感器,但不限于此。壓力傳感器18設(shè)置在鞋 底S的、與圖2 (A)中的區(qū)域P1 P5基本相對(duì)的部分上。具體地, 如圖2 (B)所示,多個(gè)壓力傳感器18設(shè)置在與患者H的足底上的大 拇指區(qū)域P1、魚際區(qū)域P2、小魚際區(qū)域P3、中央外側(cè)區(qū)域P4和腳 跟區(qū)域P5相對(duì)的部分上。壓力傳感器18可以檢測(cè)患者H的足底壓力, 并且如后所述,控制單元15針對(duì)區(qū)域P1 P5中的每一個(gè)而組合壓力 傳感器18的檢測(cè)結(jié)果,得到施加于區(qū)域P1 P5中的每一個(gè)的足底壓 力。
如圖3所示,感覺呈現(xiàn)單元13包括通過帶子V (見圖1)固 定到前臂A上的外殼20;和刺激給予設(shè)備22,放置在外殼20內(nèi),向 前臂A的皮膚給予刺激從而患者H接收觸壓感覺。
外殼20包括放置成站立在前臂A的前后兩處的弧形端壁25 和25;放置在端壁25和25在圖3中的下部側(cè)邊的側(cè)壁26;放置在 端壁25和25之間并與側(cè)壁26在圖3中的上端連接的彎曲內(nèi)壁28; 以及與側(cè)壁26在圖3中的下端連接的外壁29。由端壁25、側(cè)壁26、 內(nèi)壁28和外壁29包圍的部分是容納刺激給予設(shè)備22的內(nèi)部空間。
每個(gè)端壁25在圖3中的上側(cè)具有基本拱形的凹口 C,并且凹口 C接收前臂A。
內(nèi)壁28具有基本沿著由凹口 C接收的前臂A的外周的彎曲形狀。
如后所述,與患者H的足底上的區(qū)域PI ~ P5對(duì)應(yīng)地設(shè)置5個(gè)刺 激給予設(shè)備22。刺激給予設(shè)備22具有相同的結(jié)構(gòu),如圖4和5所示, 每一個(gè)都包括箱形外殼30、從外殼30在圖4中的上側(cè)突出的按壓件 32、以及放置在外殼30內(nèi)部并且沿圖4中的垂直方向操作按壓件32 的操作機(jī)構(gòu)34 (參見圖5)。
外殼30包括頂壁36,位于圖4中的上側(cè)并且在平面視圖上具 有基本方形的形狀;側(cè)壁37,從頂壁36的周邊向圖4中的下側(cè)向下延伸;以及與側(cè)壁37在圖4中的下端連接的底壁39,但不限于此。
按壓件32包括墊41,由橡膠等彈性體形成為帽子形狀,從而 其中央在圖4中向上伸展;以及銷42,固定到墊41在圖4中的下端 并且通過頂壁36而延伸到外殼30中。
操作機(jī)構(gòu)34包括纏繞在銷42上的螺旋彈簧45;固定到銷42 在圖4中的下端的板46;可旋轉(zhuǎn)地固定到側(cè)壁37的滑輪47~51; — 端固定到滑輪47并且纏繞在其它滑輪48 ~ 51上的形狀記憶線B;固 定有形狀記憶線B的另一端的笫一動(dòng)滑車52;位于第一動(dòng)滑車52在 圖5中的上方的第二動(dòng)滑車53;在第二動(dòng)滑車53在圖5中的上方的 兩個(gè)位置處可旋轉(zhuǎn)地固定到側(cè)壁37上的滑輪54和55;以及纏繞在第 一和第二動(dòng)滑車52和53以及滑輪54和55上的線W。
旋轉(zhuǎn)彈簧45的一端固定到頂壁36上,另一端固定到板46上, 從而使銷42在圖5中的垂直方向上偏置。
例如日本專利/>開No. 2005-193583和日本專利7>開No. 57-141704所公開的那樣,形狀記憶線B由能夠在電流流過時(shí)由于發(fā) 熱而收縮的Ti-Ni合金或Ti-Ni-Cu合金等形狀記憶合金形成。當(dāng)在收 縮狀態(tài)下電流停止流動(dòng)時(shí),合金延伸到其原始狀態(tài)。雖然未示出,但 形狀記憶線B電連接,并且所施加的電流量根據(jù)控制單元15的控制 而改變,從而改變線B的收縮量。
線W由不會(huì)由于外力而延伸或收縮的材料制成,該線的一端固 定到第二動(dòng)滑車53上并從其延伸而依次纏繞在第一動(dòng)滑車52、滑輪 54、第二動(dòng)滑車53和滑輪55上,另一端固定到板46上。
如上構(gòu)成的操作機(jī)構(gòu)34如下所述在垂直方向上操作按壓件32。 首先,當(dāng)在圖5中的初始狀態(tài)下由控制單元15控制的量的電流流過 形狀記憶線B時(shí),形狀記憶線B由于其特性而收縮。這樣,第一動(dòng)滑 車52在圖5中被向下拉,從而線W隨著向下移動(dòng)的第二動(dòng)滑車53 而移動(dòng),板46克服螺旋彈簧45的偏置力而在圖5中向上提升。從而, 銷42在圖5中向上移動(dòng)并且墊41突出。此時(shí),形狀記憶線B的收縮 量根據(jù)施加到形狀記憶線B上的電流量而變化,從而按壓件32在圖5中的向上移動(dòng)量變化。具體地,控制單元15控制墊41的突出量。 然后,當(dāng)停止向形狀記憶線B供給電流時(shí),形狀記憶線B延伸到其原 始長(zhǎng)度,由于螺旋彈簧45的偏置力而以與上述相反的方式操作,墊 41和銷42與板46 —起在圖5中向下移動(dòng)。
如圖3所示,刺激給予設(shè)備22配置成其5個(gè)墊41處于與包括壓 力傳感器18的區(qū)域P1 P5 (參見圖2)相對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系,并且在 凹口C接收前臂A時(shí),前臂A不與初始狀態(tài)下的墊41接觸。然后, 如上所述,控制單元15控制每個(gè)刺激給予設(shè)備22的操作機(jī)構(gòu)34 (參 見圖5)的操作,并且規(guī)定的墊41突出而按壓前臂A。這樣,向患者 H的非麻痹側(cè)的前臂A的皮膚給予刺激,并且患者H接收觸壓感覺。 墊41與區(qū)域P1~P5 (參見圖2)對(duì)應(yīng)地配置,但也可以與壓力傳感 器18對(duì)應(yīng)地配置。只要前臂A能夠以好像麻痹側(cè)的足跡被轉(zhuǎn)移到了 非麻痹側(cè)的前臂A的方式接收刺激,刺激給予設(shè)備22就能夠以各種 方式排列。例如,刺激給予設(shè)備22可以配置成使得區(qū)域P1 P5的排 列在水平方向和垂直方向上》文大或縮小。此時(shí)的》文大和縮小比例不一
定總是相等的比例。
控制單元15由規(guī)定的計(jì)算機(jī)構(gòu)成,并且經(jīng)由有線或無(wú)線連接或 者經(jīng)由規(guī)定線路連接在感覺檢測(cè)單元11和感覺呈現(xiàn)單元13之間,從 而在其間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)??刂茊卧?5僅需執(zhí)行如上所述的簡(jiǎn)單處 理,可以攜帶并且可以安裝到患者H的腰部等處,但不限于此。
如圖l所示,控制單元15包括壓力測(cè)量單元60,用于針對(duì)區(qū) 域P1 P5中的每一個(gè)組合壓力傳感器18的檢測(cè)結(jié)果,從而得到區(qū)域 P1~P5中的每一個(gè)的足底壓力;以及操作指令單元62,用于向感覺 呈現(xiàn)單元13發(fā)出操作指令,從而根據(jù)壓力測(cè)量單元60得到的、區(qū)域 P1~P5中的每一個(gè)的足底壓力,操作與區(qū)域P1 P5中的每一個(gè)對(duì)應(yīng) 的按壓件32。從而,感覺檢測(cè)單元11和壓力測(cè)量單元60構(gòu)成用于檢 測(cè)麻痹側(cè)的足底(第一體表部分)的足底壓力(身體感覺信息)的感 覺檢測(cè)部件。感覺呈現(xiàn)單元13和操作指令單元62構(gòu)成用于向作為第 二體表部分的非麻痹側(cè)的前臂A呈現(xiàn)與感覺檢測(cè)部件檢測(cè)的足底壓力對(duì)應(yīng)的觸壓感覺信息(體表感覺信息)的感覺呈現(xiàn)部件。
將操作指令單元62設(shè)定成將足底壓力按級(jí)地(本實(shí)施方式中為 3到5級(jí))分類成規(guī)定級(jí)別,并且按級(jí)地針對(duì)每個(gè)級(jí)別改變按壓件32 的移動(dòng)量。本發(fā)明不限于此,但是按壓件32可以對(duì)應(yīng)于足底壓力而 不按級(jí)地移動(dòng)。將操作指令單元62設(shè)定成使得按壓件32的移動(dòng)量隨 著足底壓力的增加而增加,但也可以設(shè)定成使得按壓件32的移動(dòng)量 隨著足底壓力的增加而減小。
接著,說明使用步行康復(fù)支持裝置10的康復(fù)的過程。
首先,坐在椅子等上的患者H視覺地檢查由服務(wù)員移動(dòng)的麻痹 側(cè)的足部的接地狀態(tài)。此時(shí),感覺呈現(xiàn)單元13向非麻痹側(cè)的前臂A 施加與接地狀態(tài)對(duì)應(yīng)的按壓力,患者H通過皮膚感覺(觸壓感覺)記 憶該按壓力,學(xué)習(xí)將此時(shí)感覺到的按壓力與視覺檢查的接地狀態(tài)相對(duì) 應(yīng)。例如,當(dāng)僅麻痹側(cè)的腳跟放在地上時(shí),患者H視覺地檢查僅腳跟 的接地狀態(tài)并且確認(rèn)該狀態(tài)。此時(shí),負(fù)荷以集中的方式施加在腳跟上, 從而感覺檢測(cè)單元11在腳跟上檢測(cè)到高的足底壓力。在感覺呈現(xiàn)單 元13中,與腳跟區(qū)域P5對(duì)應(yīng)的位置上的按壓件32以對(duì)應(yīng)于該足底 壓力的強(qiáng)度按壓非麻痹側(cè)的前臂A,患者H記憶按壓區(qū)域和刺激的強(qiáng) 度,學(xué)習(xí)當(dāng)按壓區(qū)域僅接收觸壓感覺時(shí),實(shí)際上僅麻痹側(cè)的腳跟放在 地上。這里學(xué)習(xí)的接地狀態(tài)包括接地模式、足底壓力的強(qiáng)度差異和足 底壓力的移動(dòng)方向。
接著,坐在椅子等上的患者H不視覺地檢查由服務(wù)員移動(dòng)的麻 痹側(cè)的足部的接地狀態(tài),而是回想前面學(xué)習(xí)的皮膚感覺,并且根據(jù)感 覺呈現(xiàn)單元13向前臂A呈現(xiàn)的觸壓感覺的位置和強(qiáng)度,使用示出接 地狀態(tài)的圖片等回答麻痹側(cè)的足部的接地狀態(tài)。由此確認(rèn)使感覺呈現(xiàn) 單元13向前臂A呈現(xiàn)的觸壓感覺的位置和強(qiáng)度與麻痹側(cè)的足部的接 地狀態(tài)相一致的學(xué)習(xí)效果。
在上述的前面的學(xué)習(xí)之后,進(jìn)行實(shí)際的康復(fù)。具體地,患者H 根據(jù)呈現(xiàn)給患者H的非麻痹側(cè)的前臂A的觸壓感覺的信息,調(diào)整麻 痹側(cè)的足部和/或足部以外的肢體的運(yùn)動(dòng),從而得到足部在步行等時(shí)的目標(biāo)接地狀態(tài)。例如,在麻痹側(cè)的整個(gè)足部基本上放在地上時(shí),區(qū)域
P1~P5的足底壓力低并且基本上均勻。這種情況下,所有的按壓件 32向非麻痹側(cè)的前臂A基本均勻地施加弱的按壓力?;颊逪通過前 面的學(xué)習(xí)已經(jīng)記憶了這樣的觸壓感覺與實(shí)際的接地狀態(tài)的一致性。因 此,當(dāng)麻痹側(cè)的整個(gè)足部基本放在地上的狀態(tài)被設(shè)定為目標(biāo)時(shí),呈現(xiàn) 給前臂A的觸壓感覺存在偏差,患者H認(rèn)識(shí)到麻痹側(cè)的足部沒有處 于目標(biāo)接地狀態(tài),調(diào)整麻痹側(cè)的足部和/或足部以外的肢體的運(yùn)動(dòng),從 而消除呈現(xiàn)給前臂A的觸壓感覺的偏差。具體地,患者H可以使用 呈現(xiàn)給前臂A的感覺,主動(dòng)地取得用于得到目標(biāo)接地狀態(tài)的正確運(yùn) 動(dòng)。
患者H可以坐在椅子等上或者站著來(lái)進(jìn)行上述過程。這也適用 于操作指令單元62的相反設(shè)定,即,按壓件32的移動(dòng)量隨著足底壓 力的增加而減小的情況。
因此,根據(jù)本實(shí)施方式,可以支持由患者H自己注意自己身體 的感覺或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的自我康復(fù)。
作為本實(shí)施方式的變形,可以針對(duì)從其它觀點(diǎn)來(lái)看的康復(fù),改變 控制單元15的規(guī)格。具體地,在這種情況下,還將感覺檢測(cè)單元ll 安裝到非麻痹側(cè)的足部。將此時(shí)的壓力測(cè)量單元60設(shè)定成能夠針對(duì) 區(qū)域P1~P5中的每一個(gè)計(jì)算非麻痹側(cè)和麻痹側(cè)之間的足底壓力之 差。將操作指令單元62設(shè)定成與非麻痹側(cè)和麻痹側(cè)之間的足底壓力 之差相對(duì)應(yīng)地按級(jí)地改變按壓件32的移動(dòng)量。具體地,這里將操作 指令單元62設(shè)定成使按壓件32在左右側(cè)之間的足底壓力之差小的目 標(biāo)接地狀態(tài)下的移動(dòng)量最小,并且在向非麻痹側(cè)施加了體重時(shí),根據(jù) 左右側(cè)之間的足底壓力之差使按壓件32的移動(dòng)量增加。從而,站著 的患者H能夠從感覺呈現(xiàn)單元13所引起的、非麻痹側(cè)的前臂A上的 觸壓感覺,來(lái)感知半身麻痹患者H特有的、向非麻痹側(cè)偏移的重心狀 態(tài)。并且,患者H能夠調(diào)整包括麻痹側(cè)的肢體的運(yùn)動(dòng),從而基本上消 除向前臂A呈現(xiàn)的觸壓感覺,從而能夠逐漸地獲得用于糾正站立期間 的左右不平衡的運(yùn)動(dòng)。具體地,根據(jù)該變形,可以改善半身麻痹患者H特有的、在站立期間的非麻痹側(cè)與麻痹側(cè)之間的左右不平衡,從而 能夠進(jìn)行使患者站直的康復(fù)。與上述相反,可以將操作指令單元62 設(shè)定成使按壓件32在左右側(cè)之間的足底壓力之差小的目標(biāo)接地狀態(tài) 下的移動(dòng)量最大,并且在向非麻痹側(cè)施加了體重時(shí),根據(jù)左右側(cè)之間 的足底壓力之差使按壓件32的移動(dòng)量減小。
另外,可以使用下述的另一變形。具體地,將感覺檢測(cè)單元11 安裝到麻痹側(cè)和非麻痹側(cè)的足部,壓力測(cè)量單元60能夠測(cè)量非麻痹 側(cè)和麻痹側(cè)的區(qū)域P1~P5中的每一個(gè)的足底壓力。這里的操作指令 單元62利用開關(guān)等在根據(jù)麻痹側(cè)的足底壓力移動(dòng)按壓件32的麻痹側(cè) 刺激呈現(xiàn)模式(正常模式)與根據(jù)非麻痹側(cè)的足底壓力移動(dòng)按壓件32 的非麻痹側(cè)刺激呈現(xiàn)模式之間切換。這種情況下,首先,患者H選擇 非麻痹側(cè)刺激呈現(xiàn)模式,感覺呈現(xiàn)單元13向非麻痹側(cè)的前臂A給予 與非麻痹側(cè)的足底壓力對(duì)應(yīng)的刺激,從而向患者H自身的體表部分給 予正確的目標(biāo)呈現(xiàn)刺激,患者H自己產(chǎn)生目標(biāo)呈現(xiàn)刺激(教師數(shù)據(jù))。 然后,患者H切換到正常模式,向患者H的前臂A給予與麻痹側(cè)的 足底壓力對(duì)應(yīng)的刺激,從而根據(jù)教師數(shù)據(jù)進(jìn)行在上述實(shí)施方式中說明 的步行康復(fù)。根據(jù)該變形,可以使用患者的非麻痹側(cè)的足部來(lái)確認(rèn)再 現(xiàn)了正確的目標(biāo)接地狀態(tài)(例如腳跟接地)時(shí)的呈現(xiàn)刺激,患者H能 夠自己獲得教師數(shù)據(jù),從而進(jìn)一步便利了自我康復(fù)。
在上述實(shí)施方式和變形中,感覺檢測(cè)單元11檢測(cè)足底的觸壓感 覺以提供反饋,但本發(fā)明不限于此。感覺檢測(cè)單元11可以檢測(cè)前頭 部、后頭部、面部、額部、唇部、指尖、指尖以外的指或手、上臂側(cè) 面、肩部、上背部、下背部、腹部、腿部或臀部等其它體表部分的身 體感覺信息來(lái)提供反饋。所檢測(cè)的身體感覺信息包括上述的觸壓感覺 和振動(dòng)感覺、運(yùn)動(dòng)感覺、溫度感覺和疼痛感覺等其它皮膚感覺以及位 置感覺等深度感覺。
感覺呈現(xiàn)單元13不僅可以安裝到前臂A上,還可以安裝到前頭 部、后頭部、面部、額部、唇部、指尖、指尖以外的指或手、上臂側(cè) 面、肩部、上背部、下背部、腹部、腿部或臀部等非麻痹側(cè)的其它體表部分或者具有低程度麻痹的體表部分。
感覺檢測(cè)單元11可以檢測(cè)多個(gè)規(guī)定部位的身體感覺信息,感覺
呈現(xiàn)單元13可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果向該多個(gè)規(guī)定部位呈現(xiàn)身體感覺信息。 感覺檢測(cè)單元11可以檢測(cè)多個(gè)規(guī)定部位的身體感覺信息并且集中檢 測(cè)結(jié)果,感覺呈現(xiàn)單元13可以向一個(gè)規(guī)定部位呈現(xiàn)身體感覺信息。 相反,感覺檢測(cè)單元11可以檢測(cè)一個(gè)規(guī)定部位的身體感覺信息,感 覺呈現(xiàn)單元13可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果向多個(gè)規(guī)定部位呈現(xiàn)身體感覺信息。 而且,感覺呈現(xiàn)單元13可以根據(jù)由感覺檢測(cè)單元11檢測(cè)的身體 感覺信息向體表部分給予其它機(jī)械刺激、熱刺激、化學(xué)刺激和/或電刺 激。
給予其它機(jī)械刺激的感覺呈現(xiàn)單元13可以具有從上述實(shí)施方式 的結(jié)構(gòu)變更后的示例性結(jié)構(gòu),其中,在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)接通/斷開向圖5 中的形狀記憶線B的電流的施加,使按壓件32以與感覺檢測(cè)單元11 檢測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)的頻率在圖5中的垂直方向上振動(dòng),從而 向皮膚呈現(xiàn)振動(dòng)感覺。并且,按壓件32可以沿圖3中的內(nèi)壁28移動(dòng), 并且移動(dòng)與感覺檢測(cè)單元11檢測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)的距離,從 而向皮膚呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)感覺。可替代地,可以使用螺線管、空氣壓力、壓 電元件等呈現(xiàn)壓力刺激或振動(dòng)刺激。具體地,只要向患者H的皮膚給 予機(jī)械刺激使得患者H接收觸壓感覺、振動(dòng)感覺和/或運(yùn)動(dòng)感覺,就 可以-使用任何刺激給予設(shè)備22。
給予熱刺激的感覺呈現(xiàn)單元13可以具有如下的示例性結(jié)構(gòu)與 皮膚接觸的墊41可以加熱或冷卻,使墊41在與感覺檢測(cè)單元11檢 測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)的溫度下與皮膚接觸,以向皮膚呈現(xiàn)溫度感 覺。但是,熱和冷的感覺根據(jù)刺激面積、溫度改變速度、適應(yīng)狀態(tài)等 而改變,不能以高的速度來(lái)控制溫度,并且整個(gè)裝置的尺寸增加,因 此優(yōu)選使用上述用于給予機(jī)械刺激的結(jié)構(gòu)。
給予化學(xué)刺激的感覺呈現(xiàn)單元13可以具有如下的示例性結(jié)構(gòu) 可以將與皮膚接觸時(shí)呈現(xiàn)冷感覺或疼痛感覺的液體注射到皮膚上,其 注射量與感覺檢測(cè)單元11檢測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)。向體表部分給予電刺激的感覺呈現(xiàn)單元13可以具有如下的示例 性結(jié)構(gòu)在靠近皮膚的多個(gè)區(qū)域中放置電極,將與感覺檢測(cè)單元11 檢測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)的量的電流施加到電極上,以向皮膚呈現(xiàn) 電疼痛感覺或觸覺。但是,當(dāng)使用電刺激時(shí),沒有刺激的強(qiáng)度與疼痛 刺激的強(qiáng)度之間的刺激強(qiáng)度范圍極窄,并且由于出汗等而在給予期間 發(fā)生大的閾值變化,因此優(yōu)選使用上述用于給予機(jī)械刺激的結(jié)構(gòu)。
另外,在上述實(shí)施方式和變形中,示出和說明了向步行康復(fù)支持 裝置IO應(yīng)用本發(fā)明的感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置的情況,但本發(fā)明不限于此, 可以應(yīng)用于需要將第一體表部分的身體感覺信息向作為其它部分的 第二體表部分呈現(xiàn)的其它裝置。
例如,本發(fā)明可以應(yīng)用于感覺呈現(xiàn)單元13將感覺檢測(cè)單元11 檢測(cè)的左手或右手的手指的皮膚感覺信息向另一只手的手指呈現(xiàn)的 觸覺呈現(xiàn)裝置。這樣,可以得到有關(guān)麻痹手的抓握感覺或力量水平的 信息等操作物體所需的信息,可以根據(jù)這些信息來(lái)調(diào)整麻痹手的運(yùn)動(dòng) 方式。具體地,患者可以一邊具體地想象麻痹手的手指的力量水平, 一邊進(jìn)行康復(fù),從而提供增加靈巧性的康復(fù)效果。
本發(fā)明可以應(yīng)用于康復(fù)鞋設(shè)備,該康復(fù)鞋設(shè)備檢測(cè)麻痹側(cè)的足底
激。該設(shè)備在麻痹側(cè)的足底放到地上時(shí)給予通過放大實(shí)際足底壓力而 得到的壓力刺激,從而能夠進(jìn)行用于感覺麻痹的康復(fù)。
而且,本發(fā)明可以應(yīng)用于如下裝置檢測(cè)與義足的足底壓力或?qū)?義手的手指的壓力刺激有關(guān)的身體感覺信息,以向義足或義手以外的 部位呈現(xiàn)基于該信息的刺激。
本發(fā)明的裝置的組成部分的結(jié)構(gòu)不限于所示的示例性結(jié)構(gòu),只要 該結(jié)構(gòu)具有基本相同的操作,就可以進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置,包括感覺檢測(cè)部件,用于檢測(cè)用戶的第一體表部分的身體感覺信息;以及感覺呈現(xiàn)部件,用于向所述第一體表部分或用戶的不同于所述第一體表部分的第二體表部分呈現(xiàn)與所述感覺檢測(cè)部件檢測(cè)的身體感覺信息相對(duì)應(yīng)的身體感覺信息。
2. 如權(quán)利要求l所述的感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置,其中, 所述感覺呈現(xiàn)部件包括刺激給予設(shè)備,該刺激給予設(shè)備用于向皮膚機(jī)械地給予剌激,從而所述用戶接收觸壓感覺、振動(dòng)感覺和/或運(yùn)動(dòng) 感覺,并且所述刺激給予設(shè)備以與所述感覺檢測(cè)部件檢測(cè)的身體感覺 水平相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度,向所述皮膚給予刺激。
3. —種步行康復(fù)支持裝置,對(duì)具有步行困難的患者支持康復(fù)以 取得準(zhǔn)確的步行動(dòng)作,該步行康復(fù)支持裝置包括感覺檢測(cè)單元,用于檢測(cè)所述患者的足底壓力; 感覺呈現(xiàn)單元,用于向所述患者給予規(guī)定的刺激;以及 控制單元,用于控制所述感覺呈現(xiàn)單元的動(dòng)作,從而給予與所述感覺檢測(cè)單元檢測(cè)的足底壓力相對(duì)應(yīng)的刺激,其中,所述感覺檢測(cè)單元被配置成能夠檢測(cè)麻痹側(cè)的足底壓力,所述感覺呈現(xiàn)單元被安裝到感覺比所述足底好的體表部分。
4. 如權(quán)利要求3所述的步行康復(fù)支持裝置,其中, 所述感覺檢測(cè)單元被配置成能夠檢測(cè)所述患者的麻痹側(cè)和非麻痹側(cè)的足底壓力,所述控制單元根據(jù)所述麻痹側(cè)與所述非麻痹側(cè)之間 的足底壓力之差來(lái)控制所述感覺呈現(xiàn)單元的動(dòng)作。
5. 如權(quán)利要求3所述的步行康復(fù)支持裝置,其中, 所述感覺檢測(cè)單元被配置成能夠檢測(cè)所述患者的麻痹側(cè)和非麻痹側(cè)的足底壓力,所述控制單元控制所述感覺呈現(xiàn)單元的動(dòng)作,從而底壓力的刺激之間進(jìn)行切換,向所述體表部分給予刺激。
6.如權(quán)利要求3 ~ 5中任意一項(xiàng)所述的步行康復(fù)支持裝置,其中, 所述感覺檢測(cè)單元包括其上放置足底的鞋底和用于針對(duì)鞋底中 的多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)來(lái)檢測(cè)患者的足底壓力的壓力傳感器,所述壓 力傳感器被配置成能夠檢測(cè)所述多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)的足底壓力;所述感覺呈現(xiàn)單元包括刺激給予設(shè)備,該刺激給予設(shè)備用于向皮 膚給予刺激,從而所述用戶接收觸壓感覺、振動(dòng)感覺和/或運(yùn)動(dòng)感覺, 并且所述刺激給予設(shè)備包括與所述多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)地設(shè)置的多個(gè)按壓 件,所述按壓件中的每一個(gè)以與對(duì)應(yīng)區(qū)域的足底壓力水平相對(duì)應(yīng)的強(qiáng) 度,向皮膚給予刺激。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感覺檢測(cè)呈現(xiàn)裝置和步行康復(fù)支持裝置,能夠在不使用視覺和聽覺等特殊感覺的情況下,以容易理解的形式反饋規(guī)定的體表部分的身體感覺信息。步行康復(fù)支持裝置(10)包括感覺檢測(cè)單元(11),用于檢測(cè)患者(H)的足底壓力;感覺呈現(xiàn)單元(13),用于向患者(H)給予規(guī)定的刺激;以及控制單元(15),用于控制感覺呈現(xiàn)單元(13)的動(dòng)作,從而給予與感覺檢測(cè)單元(11)檢測(cè)的足底壓力相對(duì)應(yīng)的刺激,其中,感覺檢測(cè)單元(11)被配置成能夠檢測(cè)麻痹側(cè)的足底壓力,感覺呈現(xiàn)單元(13)被安裝到感覺比所述足底好的體表部分。
文檔編號(hào)A61H1/02GK101541290SQ20078004341
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者巖田浩康, 菅野重樹 申請(qǐng)人:學(xué)校法人早稻田大學(xué)