上肢機能障害を患う人のための訓練衣服

本発明はリハビリ訓練用の衣服に関し、特に、上肢機能障害を患う人のための訓練衣服に関する。

手機能障害は脳卒中又は脳手術に起因する外傷のような多くの状況によって引き起こされ得る一般的な症状である。多くの患者が手障害を患い、それは彼らの人生に深刻な影響を及ぼす。米国では脳卒中だけで毎年80万の人々を身体障害者にする。中国には年間約150万人の脳卒中の生存者がおり、彼らの80%は上肢(運動、知覚)機能障害を患う。

患者が回復するのを助けるために、異なるリハビリ方法を利用し得る。これらの方法の1つは自発的リハビリ運動(Active Rehabilitation Exercise)として知られており、その効能は多くの研究で証明されており、それは医者及びセラピストによって広く用いられている。費用効果的な解決策として、赤外線カメラ及び逆反射マーカに基づく動作追跡システムが、自然で直観的な方法において指導及び相互作用をもたらし得る。患者が自発的リハビリ運動を行う間、患者は肢の運動を追跡し且つ実時間フィードバックを与え得るシステムから指導及び励ましを得ることができる。

そのようなシステムのために、第1に、患者は彼らの手又は上肢を覆う(普通は反射性材料によって覆われた)衣服を着用しなければならず、認識システム内の特別なカメラ(例えば赤外線カメラ)によって衣服を追跡し得る。第2に、患者はコンピュータスクリーン又は他の表示機器上に示される実演例の指導の下で運動を行い得る。その間、彼らがディスプレイスクリーンの前で運動を行うとき、彼らの訓練行動は特別なカメラによって追跡される。同時に、システムは患者が完了した被追跡行動を標準的行動と比較し、彼らの行動を矯正するために彼らにフィードバックを与える。最終的に、遂行された運動の質を臨床的に推定し得る。よって、このようにして、長期運動及び練習は患者が手機能障害及び上肢機能障害から回復するのを助け得る。

図1は上肢機能障害を患う人のための訓練衣服を示している。図1に示されるように、衣服はワンピースとして設計されており、人がそれを着用するのを容易にしている。しかしながら、実際には、リハビリ訓練の早期段階にある患者のためというよりもむしろ、リハビリ訓練の後期段階にある患者に主として適している。

上述のように、図1に示されるような訓練衣服は、リハビリ訓練の早期段階にある患者に余り適していない。何故ならば、本発明の発明者は、異なる段階にある患者にとって衣服設計要求の優先度は異なる、ということを認識しているからである。

例えば、後期段階患者はより進んだ機能的な活動を行うことができ、普通は彼ら自身で訓練を行うことができる。よって、後期段階の患者のための衣服は、患者が自分で衣服を着用し得るように設計されるべきである。しかしながら、早期段階の患者については、彼らは衣服を着用するのを助け得る介護者又は身内を常に必要とする。

ところで、異なる段階にある患者のためには、異なる追跡精度が要求される。後期段階の患者のためには、臨床医からのフィードバックに基づき、あるレベルの追跡誤差が許容される。しかしながら、早期段階の患者のためには、高精度の異常パターン決定が要求される。

従って、図1に示されるような訓練衣服は、早期段階の患者のために考慮されるべき最優先事項であり得る高い認識精度基準を満足し得ない。

特に、図1に示される訓練衣服が早期段階の患者のために用いられるならば、患者が特定の運動(例えば肩外転)を行うときに肩マーカ100は動く。これは誤った異常パターン警報(胴体動作)をもたらす。更に、ワンピース設計の故に、従属的な肘マーカ200は不正確な較正を容易に生じさせる。何故ならば、動作追跡システムは肘マーカと肩マーカとの間の距離を肩と肘関節との間の距離として常に読み取るが、肘マーカ200は肘関節の位置にないことが多いからである。

従って、リハビリ訓練の安定性及び正確性を保証するために、訓練衣服は患者のために特別に設計されなければならない。上述のように、特定の技術要件及びこの種の患者要求を満足するために、肩マーカ及び肘マーカは正しい位置において固定されなければならない。特に、肩マーカは訓練プロセス中に患者の体に対する明かな移動に晒されてはならない。加えて、衣服の有用性、衣服のための固定アクセサリ設計、及び装着プロセスのような、他の問題が、同時に考察されなければならない。

上述の問題に鑑みて、本発明の1つの目的は、肩マーカが正しい位置において固定されることを保証することができ、よって、リハビリ訓練の安定性及び正確性を保証する、訓練衣服を提供することである。

本発明の特徴によれば、上肢機能障害を患う人のための訓練衣服が提案され、訓練衣服は、肩衣服を含み、肩衣服は、人の肩に亘って装着されるように構成される肩部分と、人の胴部の回りに装着されるように構成される第1の本体部分とを含み、肩部分の両端が第1の本体部分に取り付けられ、肩部分は肩マーカを受け入れるための領域を有する。

肩部分及び第1の本体部分の特別な設計の故に、提案の訓練衣服は、人が自立的リハビリ運動、例えば、腕を上げること、を行っている間の肩マーカの移動を防止することができ、従って、それはリハビリ訓練のための動作追跡システムの認識精度を向上させることができる。

本発明の他の特徴によれば、訓練衣服は、肩衣服と別個の肘衣服を更に含み、肘衣服は、人の上肢の回りに装着されるように構成される第2の本体部分と、肘衣服の第2の本体部分に取り付けられ且つ肘関節付近で人の上肢の回りに装着されるように構成される肘マーカとを含む。

この設計では、肘衣服は肩衣服と別個であるので、独立的な肘衣服は正しく特別な較正を保証する。何故ならば、肘マーカを肘関節が位置付けられる位置に又はその位置付近に正確に固定し得るので、動作追跡システムは肩マーカと肘マーカとの間の特定の距離を算定し得るからである。肩衣服に取り付けられるのではない肘衣服の独立的な位置付けは、患者又は介護者がその位置を矯正する必要を取り去る。

従って、この特徴では、肩マーカの移動を防止し得るのみならず、肘マーカも正確に固定し得る。従って、動作追跡システムの認識精度を更に向上させ得る。

本発明の更なる特徴によれば、第2の本体部分は、人の肘関節を受け入れるための位置決め穴を更に含む。

この設計では、肘衣服の位置決め穴は、装着精度及び認識精度の両方を保証し得る。位置決め穴は、患者が肘衣服をどのように装着するかを示すよう特別に設計された印として機能する。即ち、肘関節を位置決め穴内に配置することは、肘衣服を着用する唯一の正しい方法である。このようにして、それは患者が肘マーカを正しい位置に固定することを助ける。更に、このようにして、肘マーカの外部の表面的な領域のより多くが、肘関節によって視界から隠されるのではなく晒されるようになる。従って、それは認識の精度を更に向上させ得る。

本開示の様々の特徴及び機能を以下に更に詳細に記載する。本発明の他の目的及び利点は、図面を参照して本記載からより明らかになり、容易に理解されるであろう。

図面を参照して、実施態様を用いて、本発明を以下により詳細に記載し且つ説明する。

上肢機能障害を患う人のための従来的な訓練衣服を示す概略図である。

本発明の実施態様に従った訓練衣服における肩衣服10を示す概略図である。

静止状態にある肩衣服10を着用する人の姿勢及びその人が腕を上げたときの姿勢を示す概略図である。

肩衣服10に加えて肘衣服20を更に含む本発明の実施態様に従った訓練衣服1を示す概略図である。

本発明の実施態様に従った肘衣服20を示す概略図である。

人が図5に示される肘衣服20を着用するときの詳細な姿勢を示す概略図である。

図面中の同じ参照符号は、類似の又は対応する機能及び/又は機能性を示す。

特定の図面を参照して具体的な実施態様に関して本発明を記載するが、本発明はそれらに限定されず、請求項によってのみ限定される。記載される図面は概略的であるに過ぎず、限定的でない。図面では、例示の目的のために、一部の素子の大きさを誇張させ、原寸通りに描写しない。

実際には、上肢機能障害を患う人のための動作追跡システムと共に、3つのマーカ(即ち、肩マーカ、肘マーカ、及び手マーカ)が用いられる必要がある。しかしながら、本発明は手マーカの改良及び手マーカを支持する衣服の改良に関係しないので、手マーカに関連する衣服を省略し、肩マーカ及び肘マーカのための訓練衣服を以下に詳細に記載する。

図2は、本発明の実施態様に従った訓練衣服における肩衣服10(shoulder garment)を示している。

図2に示されるように、肩衣服10は、基本的には、2つの部分、即ち、肩部分11と、本体部分12とを含む。(以下に詳細に記載する)肘衣服20(elbow garment)の本体部分と区別するために、以下では、肩衣服10の本体部分12を第1の本体部分12と呼ぶ。従って、肘衣服20の本体部分21を第2の本体部分21と呼ぶ。

肩衣服10の肩部分11は、静止状態において肩衣服10を着用する人の姿勢を示す図3の左側の図に示されるように、人の肩に亘って装着されるよう構成される。更に、第1の本体部分12は、図3の左側の図に示されるように、人の胴体の回りに装着されるよう構成される。図3では、第1の本体部分12は人の胸の回りに装着されるように示されているが、胴体の他の部分も可能であり得る。例えば、第1の本体部分12を人の腰の回りに装着し得る。

本発明の肩衣服10の場合には、肩部分11の両端が第1の本体部分12に取り付けられている。図2に示される本実施態様において、肩部分11及び第1の本体部分12は、肩部分11と第1の本体部分12との間の取付けを実施するためにワンピース(一体形)として形成されているが、当業者はその取付けがこの設計にのみ限定されないことを直ちに理解するであろう。これらの2つの部分が一体に固定される限り、肩部分11を、例えば、ファスナ又はステッチのような接続機構によって、第1の本体部分12に取り付け得る。

更に、図2に示されるように、肩部分11は、図3に小点として示される肩マーカを受け入れるための領域101を有する。図2に示される実施態様において、その領域101は肩マーカを取り付けるためのベルクロ(登録商標)を備える。しかしながら、当業者はその取付けがこの設計にのみ限定されず、当該技術分野において既知の他の接続機構によって実施され得ることを直ちに理解するであろう。

加えて、患者の身長は異なり得るので、本発明に従った肩衣服10における肩部分11は、肩マーカを特定の患者の肩関節付近に位置付け得ることを保証するために調節可能であるように設計される。

図2に示される実施態様において、第1の本体部分12は、2つの端部を有し、その一方は、第1の本体部分12を人の胴体の回りに固定するために他の端に取り付けられるべきストラップ13を備える。ある実施例において、ストラップ13は、ベルクロ(登録商標)によって第1の本体部分12に付着するように構成される。

当業者が容易に理解し得るように、第1の本体部分12はストラップ13を備えなくてもよいことに留意のこと。その代わり、第1の本体部分12は人が装着し得るよう弾性的に一体的な部分であり得る。他の実施例において、第1の本体部分12は2つの端を有してもよく、他の接続機構、例えば、ファスナ、ベルクロ(登録商標)によって、両端が互いに接続される。

肩部分11、第1の本体部分12、及びストラップ13のために用いられる材料は、同じでよいし、異なってもよい。例えば、EVAのような、柔らかくて弾性的な材料が好ましい。しかしながら、他の材料も適し得る。

人が腕を上げるときの人の姿勢を示す図3の右側の図に示されるように、肩部分11及び第1の本体部分12の特別な設計、即ち、肩安全ベルト状の設計の故に、肩マーカを取り付ける肩部分11は第1の本体部分12に固定され、第1の本体部分12は人の胴体の回りに固定的に装着される。

従って、提案の肩衣服10は、人が腕を上げることのような自発的リハビリ運動を行う間の肩マーカの移動を防止することができ、従って、それはリハビリ訓練のための動作追跡システムの認識精度を向上させ得る。

図4は、肩衣服10に加えて肘衣服20を更に含む、本発明の実施態様に従った訓練衣服1を示している。本実施態様において、肘衣服20は肩衣服10と別個である。

図4に示される肘衣服20は、人の上肢の回りに装着されるように構成される第2の本体部分21と、肘衣服20の第2の本体部分21に取り付けられ且つ肘関節付近で人の上肢の回りに装着されるように構成される肘マーカ22とを含む。

この設計では、肘衣服20は肩衣服10と別個であるので、独立的な肘衣服20は正しい特定の較正を保証する。何故ならば、肘マーカ22を肘関節が位置付けられる場所に又はその付近に正確に固定し得るので、動作追跡システムは(図4に示されるような)肩マーカと肘マーカ22との間の特定の距離を算定し得るからである。肩衣服10に取り付けるのではない肘衣服20の独立性は、患者又は介護者がその位置を正しく調節する必要を取り去る。

従って、この点に関して、肩マーカの移動を防止し得るのみならず、肘マーカ22を正確に固定することもできる。従って、動作追跡システムの認識精度を更に向上させ得る。

図5は、本発明の好適実施態様に従った肘衣服20を概略的に示している。

この実施態様では、従来的な肘衣服とは異なり、肘衣服20の第2の本体部分21は、人の肘関節を受け入れるための位置決め穴23を更に含む。図6は、人が図5に示される肘衣服20を着用するときの肘の詳細な姿勢を示している。

この設計において、肘衣服20の位置決め穴23は、装着精度及び認識精度の両方を保証し得る。位置決め穴23は、人が肘衣服20をどのように着用すべきかについて人に特に知らせるように設計される印として機能し得る。即ち、肘関節を位置決め穴23内に配置することは、肘衣服20を(図6の左側の図に示されるように)装着する唯一の正しい方法である。このようにして、それは人が肘マーカ22を正しい位置において固定するのを助ける。

更に、このようにして、図6の右側の図に示される従来的な肘衣服と比べて、肘マーカの外部の表面的な領域のより多くが、肘関節によって視界から隠されるのではなく晒されるようになる(図6の左側の図を参照)。従って、これは認識精度を更に向上させ得る。

第2の本体部分21及び肘マーカ22の材料は同じでよいし、異なってもよい。例えば、EVAのような、柔らかくて弾性的な材料が好ましい。しかしながら、他の材料も適し得る。

上述のように、本発明に従った訓練衣服1は、上肢機能障害を患う人の、特に、例えば脳卒中のような神経系疾患を生き延びた或いは脳手術及び整形処置後の患者の、リハビリ訓練のために適用可能である。

具体的には、本発明に従った訓練衣服1を着用するための手順は以下のようであり得るが、それに限定されない。 1. 肩衣服10を装着するために、罹患した腕を肩衣服に通し、肩マーカのための領域101が肩関節の直ぐ近くにあるのを確実にするために、調節可能な肩部分11を調節する。 2. 肩マーカ用のストラップを押して、ストラップを肩衣服10の領域101上のベルクロ(登録商標)に緊密に取り付ける。 3. 罹患した腕を肩マーカ22に通し、位置決め穴23が肘関節に位置付けられていることを確認し、次に、肘マーカ22用のストラップを肘関節の直ぐ上で腕の上に緊密に固定する。

上述から分かるように、本発明に従った訓練衣服1は、リハビリ訓練のための動作追跡システムの認識精度を向上させることができ、従って、早期段階の患者に適している。その上、訓練衣服1は、特に図5及び6に示される肘衣服20は、患者にとって装着が極めて容易でもあり、従って、訓練衣服1を後期段階の患者のためにも用い得る。

上述のように、本発明に従った訓練衣服1の詳細な設計は、上述の設計に限定されないことに留意のこと。請求される本発明の様々の特徴をこれらの特定の詳細から逸脱しない他の実施例において実施し得ることが当業者に明らかである。

更に、特定の手段が相互に異なる従属項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用い得ないことを示さない。

上述の実施態様は本発明を限定すると言うよりもむしろ例示するものであること並びに当業者は付属の請求項の範囲から逸脱せずに代替的な実施態様を設計し得ることを印さなければならない。請求項において、括弧内に配される如何なる参照符号も請求項を限定するものと解釈されてはならない。「含む」という用語は、請求項中又は記載中に列挙されない素子又はステップの存在を排除しない。素子に先行する不定冠詞の使用は、そのような素子が複数存在することを排除しない。幾つかの構成部分を列記するシステムの請求項では、これらの構成部分の幾つかを1つ且つ同一の品目のソフトウェア及び/又はハードウェアによって具現し得る。第1、第2、第3等の用語の使用は、如何なる順番をも示さない。これらの用語は、名称として解釈されるべきである。