(57)【要約】  本発明の関節支持装具１０１は、関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材１０２と、支持部材１０２に回動自在に設けられる一対の第１のアーム１０３と、支持部材１０２に回動自在に設けられる一対の第２のアーム１０４と、これらの支持部材同士、これらの第１のアーム同士、またはこれらの第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材１０５とを備えた関節支持装具であり、加速度センサー１１２と、加速度センサー１１２から出力された加速度データを記録する記録手段１１５と、加速度データを外部に出力する外部出力手段１１６とを備え、関節に障害のある患者の個々の症状や特性に応じて、関節支持装具の調整を容易に行い、効果的にリハビリを行えるような装置を提供するものである。
2012086202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材と、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第１のアームと、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第２のアームと、
これらの前記支持部材同士、これらの前記第１のアーム同士、またはこれらの前記第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材とを備えた関節支持装具であり、
加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された加速度データを記録する記録手段と、
前記加速度データを外部に出力する外部出力手段とを備えたことを特徴とする関節支持装具。
【請求項２】
前記加速度センサーは、一方の前記支持部材の外側面に設けられたことを特徴とする請求項１記載の関節支持装具。
【請求項３】
関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材と、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第１のアームと、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第２のアームと、
これらの前記支持部材同士、これらの前記第１のアーム同士、またはこれらの前記第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材とを備えた関節支持装具であり、
圧力センサーと、
前記圧力センサーから出力された圧力データを記録する記録手段と、
前記圧力データを外部に出力する外部出力手段とを備えたことを特徴とする関節支持装具。
【請求項４】
前記関節の周囲に対して圧力を付加する圧力付加手段を備え、
前記圧力センサーは、前記圧力付加手段の人体に接する面に設けられたことを特徴とする請求項３記載の関節支持装具。
【請求項５】
前記圧力付加手段は、少なくとも一対の前記支持部材のうちの一方の内面側と、他方の前記支持部材に連結された前記第１のアームおよび前記第２のアームの内側面とに設けられたことを特徴とする請求項４記載の関節支持装具。
【請求項６】
大腿部に前記関節支持装具を固定するベルトを備えるとともに、
前記圧力センサーは、前記ベルトの前記大腿部の裏側に接する面に設けられたことを特徴とする請求項３記載の関節支持装具。
【請求項７】
請求項１または請求項３記載の関節支持装具の前記外部出力手段から前記加速度データまたは前記圧力データを受信する受信手段と、
前記加速度データまたは前記圧力データを解析する解析手段と、
前記解析手段の解析結果を出力する情報出力手段とを備えたことを特徴とする情報処理装置。
【請求項８】
前記解析手段は、前記加速度データまたは前記圧力データから左右の足を運ぶタイミングに関する歩調情報を抽出することを特徴とする請求項７記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記圧力付加手段は、請求項７記載の情報処理装置の前記解析手段の解析結果に基づき圧力を付加することを特徴とする請求項４記載の関節支持装具。
【請求項１０】
関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材と、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第１のアームと、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第２のアームと、
これらの前記支持部材同士、これらの前記第１のアーム同士、またはこれらの前記第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材とを備えた関節支持装具であり、
加速度センサーと、
前記加速度センサーから出力された加速度データを記録する記録手段と、
前記加速度データを解析する解析手段とを備えたことを特徴とする関節支持装具。
【請求項１１】
関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材と、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第１のアームと、
前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第２のアームと、
これらの前記支持部材同士、これらの前記第１のアーム同士、またはこれらの前記第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材とを備えた関節支持装具であり、
圧力センサーと、
前記圧力センサーから出力された圧力データを記録する記録手段と、
前記圧力データを解析する解析手段とを備えたことを特徴とする関節支持装具。
【請求項１２】
前記解析手段は、前記加速度データまたは前記圧力データから左右の足を運ぶタイミングに関する歩調情報を抽出することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記解析手段の解析結果に基づき圧力を付加する圧力付加手段を備えたことを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の関節支持装具。
【請求項１４】
請求項１または請求項３記載の関節支持装具の前記外部出力手段から前記加速度データまたは前記圧力データを受信する受信手段と、
前記加速度データまたは前記圧力データを解析する解析手段と
前記解析手段の解析結果に基づき圧力を付加する圧力付加手段とを備えたことを特徴とするリハビリ装置。
【請求項１５】
前記解析手段の前記解析結果に基づき下肢の曲げ伸ばし動作をアシストするアシスト手段を備えたことを特徴とする請求項１４記載のリハビリ装置。
【請求項１６】
前記解析手段は、前記加速度データまたは前記圧力データから左右の足を運ぶタイミングに関する歩調情報を抽出することを特徴とする請求項１４記載のリハビリ装置。
【請求項１７】
関節の矯正、治療、予防に用いる関節支持装具または義肢であり、
加速度センサーまたは圧力センサーと、
前記加速度センサーまたは前記圧力センサーから出力された加速度データまたは圧力データを記録する記録手段と、
前記加速度データまたは前記圧力データを外部に出力する外部出力手段とを備えたことを特徴とする関節支持装具または義肢。
【請求項１８】
関節の矯正、治療、予防に用いる関節支持装具または義肢であり、
加速度センサーまたは圧力センサーと、
前記加速度センサーまたは前記圧力センサーから出力された加速度データまたは圧力データを記録する記録手段と、
前記加速度データまたは前記圧力データを解析する解析手段とを備えたことを特徴とする関節支持装具または義肢。
【請求項１９】
前記解析手段は、前記加速度データまたは前記圧力データから左右の足を運ぶタイミングに関する歩調情報を抽出することを特徴とする請求項１８記載の関節支持装具および義肢。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の関節、特に膝関節に使用する関節支持装具に関する。
【背景技術】
【０００２】
関節支持装具は、関節の機能障害の治療ないし治療後のリハビリ目的、あるいは関節の機能障害の予防目的などに広く用いられている。
本発明者は、装着しやすく、装着したままでも正座することができる関節支持装具を提案している（特許文献１）。
また、装具に関し、さまざまなセンサーを使って四肢の動作情報を検出し、四肢の動きを規制、制御、促進させることも提案されている。例えば、各種センサー（位置センサー、筋電センサー、加速度センサー、温度センサー）の出力に基づき、装具やリハビリ装置における四肢の曲げ伸ばしに対する負荷を変化させることが開示されている（特許文献２：特に第９０ページおよび９９図）。
特に治療やリハビリに用いる装具は、以下の手順で患者に供給される。まず患者は医師の診察を受ける。そして医師は、診断の結果を踏まえ装具の種類を選択し装具を処方する。かかる処方に基づき、国家資格を持つ義肢装具士は、装具を必要とする部位の採型を行い、それぞれの患者に合わせた装具を製作し、その装具を患者に装着する。また患者が取り外し可能な装具に関しては、装着脱着の指導も行う。そして、医師が装具の適合を確認することにより、患者に正式に装具が供給される。この後、装具を装着して医師や専門家によるリハビリを受けることも行われている。
このように、装具は調整や装着に専門的な知識が必要であるので、医師や義肢装具士の適切な指導が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５２４７号公報
【特許文献２】特表平９−５０２３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、装具は専門家の指導で製作、装着、調整が行われるものであるが、患者が自分自身で脱着可能な装具に関しては、正しく装着されているかどうかがわかりにくく、効果の期待できない誤った装着をしている例も散見される。
また、当初の装具の調整は義肢装具士が行うものの、時間の経過とともに筋肉がついたり贅肉が落ちたりするなどして、あるいは季節により着衣の厚さや種類が変わるなどして、装具を装着する部位のサイズや形状は変化する。それにもかかわらず、一度装具を入手した患者が、その後の必要な指導や調整を受けることなく、そのまま装具を使い続けることにより、治療やリハビリ効果が得られないという問題もあった。
さらには、一日の中でも装具の装着直後とその日の終わりとでは適正な装着状態は微妙に変化するが、常に装具の調整のため専門家を待機させておくことは現実的ではない。
加えて、装具は上述のように患者の障害の程度や状況に応じて専門家による調整を要するものであるが、どのような調整をするかを数値化することは困難である。それゆえ、さまざまなセンサーを用いて調整を自動化しても、必ずしも満足できる結果を得られるものではなかった。【０００５】
そこで、本発明は、関節支持装具が正しく装着できたかどうかを容易に判別可能であるとともに、患者や専門家に対して装具の調整に資する情報を出力可能であり、さらには適正な矯正効果、リハビリ効果を得ることが可能な関節支持装具を提供することを目的とする。より具体的には、関節支持装具に設けられた加速度センサーや圧力センサーの出力である加速度データや圧力データを用いて、関節支持装具の装着者の歩行の様子を分析し、これをもとに装着が正しく行われているか、あるいは関節支持装具が正しく調整されているかどうかを判別することを目的とする。さらに、かかるデータの分析結果をもとに、関節支持装具が人体の各部位に加える圧力を調整し、適切な矯正効果やリハビリ効果を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の関節支持装具は、関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材と、前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第１のアームと、前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第２のアームと、これらの前記支持部材同士、これらの前記第１のアーム同士、またはこれらの前記第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材とを備えた関節支持装具であり、加速度センサーと、前記加速度センサーから出力された加速度データを記録する記録手段と、前記加速度データを外部に出力する外部出力手段とを備えたものである。
ここで、加速度センサーは、関節支持装具に設けられるとともに、患者が関節支持装具を装着している際には装着者の膝の動きにしたがって加速度を計測し、加速度データを出力するものである。
あるいは、本発明の支持装具は、関節の両側にそれぞれ配置される一対の支持部材と、前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第１のアームと、前記支持部材に回動自在に設けられる一対の第２のアームと、これらの前記支持部材同士、これらの前記第１のアーム同士、またはこれらの前記第２のアーム同士を連結する少なくとも一つの連結部材とを備えた関節支持装具であり、圧力センサーと、前記圧力センサーから出力された圧力データを記録する記録手段と、前記圧力データを外部に出力する外部出力手段とを備えたものである。
ここで、圧力センサーは、関節支持装具が患者の人体に触れる位置に設けられるとともに、関節支持装具を装着した患者の膝や大腿部、下肢部等に対して、関節支持装具がどの程度の圧力をかけているかを検出するものである。
さらに、外部出力手段は、少なくとも加速度センサーまたは圧力センサーから出力される加速度データまたは圧力データを直接、あるいは記録手段に記録された加速度データまたは圧力データを、外部に接続された機器に出力するものである。
【発明の効果】
【０００７】
以下、請求項とは、出願時の請求項をいう。
請求項１、１７記載の発明によれば、加速度センサーから出力される加速度データは関節支持装具の装着者の歩行の様子を反映したデータであり、これを記録手段に蓄積することができるので、このデータを用いて中長期の歩行の様子や歩行の変化を知ることができるとともに、関節支持装具の調整を容易に行うことができるものである。また、外部出力手段で加速度データを外部に出力することができるので、情報処理装置でこのデータを解析し、モニターなどに表示して装着者の短期ないし中長期の歩行の様子を観察ないし分析したり、分析した結果を用いて関節支持装具に設けられた圧力付加手段を調整したり、リハビリ装置に出力して最適条件の元でリハビリを行うことができるものである。
請求項２記載の発明によれば、支持部材の外側面に加速度センサーを設けているので、前後の足の運びに対して最も効率よく歩行方向の加速度の変化を計測することが可能である。
請求項３、１７記載の発明によれば、請求項１と同様、圧力センサーから出力される圧力データは関節支持装具の装着者の歩行の様子を反映したデータであり、これを記録手段に蓄積することができるので、このデータを用いて中長期の歩行の様子や歩行の変化を知ることができるとともに、関節支持装具の調整を容易に行うことができるものである。また、外部出力手段で圧力データを外部に出力することができるので、情報処理装置でこのデータを解析し、モニターなどに表示して装着者の短期ないし中長期の歩行の様子を観察ないし分析したり、分析した結果を用いて関節支持装具に設けられた圧力付加手段を調整したり、リハビリ装置に出力して最適条件の元でリハビリを行うことができるものである。
請求項４記載の発明によれば、圧力付加手段を備えているので、関節支持装具の圧力調整を容易に行うことができる。また、圧力付加手段の人体に接する面に圧力センサーが設けられているので、圧力付加手段による圧力の付加の結果、実際どの程度の圧力が関節に加わっているかを知ることが可能である。
請求項５記載の発明によれば、Ｏ脚やＸ脚の矯正や治療に用いる場合において、三点を支持することにより効果的にO脚やX脚を矯正、治療することができる。
請求項６記載の発明によれば、圧力センサーがベルトの大腿部の裏側に接する面に設けられているので、前後の足の運びに対する圧力変化を最もよく検知することが可能である。
請求項７記載の発明によれば、加速度データまたは圧力データを解析し、患者の歩行の様子や関節支持装具の調整に有用な情報を得ることができるものである。
請求項８記載の発明によれば、片方の足に装着している関節支持装具の加速度センサーないし圧力センサーの出力である加速度データないし圧力データのみから、左右の足を運ぶタイミングに関する歩調情報を生成することができるものである。
請求項９記載の発明によれば、情報処理装置で得られた解析結果に基づいて圧力付加手段で圧力を調整することができるので、自動的に関節にかかる圧力を装着者に最適な条件に変更することができるものである。
請求項１０、１８記載の発明によれば、加速度センサーから出力される加速度データは関節支持装具の装着者の歩行の様子を反映したデータであり、これを解析手段で解析することができるので、患者が関節支持装具を正しく装着しているかどうかを知ることができる。また、中長期の歩行の様子や歩行の変化を知ることができる。
請求項１１、１８記載の発明によれば、圧力センサーから出力される圧力データは関節支持装具の装着者の歩行の様子を反映したデータであり、これを解析手段で解析することができるので、患者が関節支持装具を正しく装着しているかどうかを知ることができる。また、中長期の歩行の様子や歩行の変化を知ることができる。
請求項１２、１９記載の発明によれば、片方の足に装着している関節支持装具の加速度センサーないし圧力センサーの出力である加速度データないし圧力データのみから、左右の足を運ぶタイミングに関する歩調情報を生成することができるものである。
請求項１３記載の発明によれば、解析手段で得られた解析結果に基づいて圧力付加手段で圧力を調整することができるので、自動的に関節にかかる圧力を装着者に最適な条件に自動的に変更することができるものである。
請求項１４記載の発明によれば、関節支持装具で得られた加速度データまたは圧力データを解析し、圧力付加手段により関節に付加する圧力を装着者に最適な条件に設定してリハビリを行うことができるものである。
請求項１５記載の発明によれば、アシスト手段を備えているので、関節に大きな負担をかけることなく、最適な抵抗を付加することができ、安全なリハビリを行うことができるものである。
請求項１６記載の発明によれば、片方の足に装着している関節支持装具の加速度センサーないし圧力センサーの出力である加速度データないし圧力データのみから、左右の足を運ぶタイミングに関する歩調データを生成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第1の実施の形態における関節支持装具の外観斜視図
【図２】同関節支持装具の要部側面図
【図３】同関節支持装具を装着した様子を表す模式図
【図４】同関節支持装具および情報処理装置の構成図
【図５】同関節支持装具の加速度センサーの出力と歩行との関係を示した測定図
【図６】同関節支持装具の圧力センサーの出力と歩行との関係を示した測定図
【図７】同関節支持装具の動作を示した説明図
【図８】同関節支持装具の他の動作を示した説明図
【図９】本発明の第２の実施の形態における関節支持装具の構成図
【図１０】同関節支持装具の動作を示した説明図
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるリハビリ装置の外観斜視図
【図１２】同リハビリ装置の構成図
【図１３】同リハビリ装置の動作を示した説明図
【符号の説明】
【０００９】
１０１  関節支持装具
１０２Ｌ、１０２Ｒ  支持部材
１０３Ｌ、１０３Ｒ  第１のアーム
１０４Ｌ、１０４Ｒ  第２のアーム
１０５  連結部材
１０６、１０７、１０８  支点
１０９  第１のベルト
１１０  第２のベルト
１１１  第３のベルト
１１２  加速度センサー
１１３  圧力付加手段
１１４  圧力センサー
１１５  記録手段
１１６  外部出力手段（送受信手段）
１１７  ＣＰＵ
１１８  電池
２０１  情報処理装置
２０２  受信手段（送受信手段）
２０３  記録手段
２０４  ＣＰＵ
２０５  情報出力手段
５０１  リハビリ装置
５１４  アシスト手段
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
Ａ．実施の形態１の構成
以下に、本発明の関節支持装具の第1の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における関節支持装具の外観斜視図である。本実施の形態の関節支持装具１０１は、膝関節に装着することにより、Ｏ脚やＸ脚に起因する変形性膝関節炎の治療や矯正に用いるものである。本実施の形態では、Ｏ脚の装着者の右足に装着する例を示している。つまり、図１は、Ｏ脚の装着者の右足に装着されている関節支持装具を、関節支持装具に向かって正面右斜め方向から見た図（つまり、装着者の左斜め方向から見た図）である。関節支持装具１０１は、一対の支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ、一対の第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、一対の第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒ、連結部材１０５、第１のベルト１０９、第２のベルト１１０、第３のベルト１１１からなる。
また、図２は、図１の関節支持装具の支持部材１０２Ｌを左側面から見た側面図であり、支持部材１０２Ｌに設けられる関節支持装具側制御装置の説明に用いる。
以下、図１、図２を用いて本発明の関節支持装具の全体の構成を説明する。
【００１１】
支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒは、膝関節の左右両側に配置される１対の部材からなる。支持部材１０２Ｌは、後述の各種電子部品を搭載するために、図２のように支持部材１０２Ｒよりも大きく構成されている。
【００１２】
第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒは、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒから膝関節上方に伸びる一対の板状ないし棒状の部材である。支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒと第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒとは、例えばリベットから構成される支点１０６で回動自在に固定されている。
【００１３】
第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒは、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒから膝関節下方に伸びる一対の板状ないし棒状の部材である。支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒと第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒとは、例えばリベットから構成される支点１０７で回動自在に固定されている。また、反張膝を防止するため、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒと、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒとは、相対的に一定角度以上は開かないように構成されている。例えば、一定角度以上開こうとすると、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒと第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒとが干渉したり、あるいは第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒおよび第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒが図示しないストッパーなどに干渉して回動が規制されている。具体的には、一定角度は１１０°から１３０°程度がよい。
【００１４】
連結部材１０５は、一対の支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ同士を連結する板状、ないし棒状の部材である。連結部材１０５は、支点１０８で支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒに固定されている。連結部材１０５は、ひざの裏側を通るような曲線で構成されているので、歩行時はもちろん、椅子に座ったり、正座したりしたときにも邪魔にならない。そして、この連結部材１０５により、左右両側の支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒは一体として保持されている。なお、本実施の形態では、連結部材１０５は、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ同士を連結しているが、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ同士、または第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒ同士を連結するものでもよい。あるいは、これらのうち２つ、ないし３つ全部を連結するように、複数本設けてもよい。
なお、連結部材１０５は、膝の表側を通るように構成してもよい。また、連結部材１０５は、棒状でなくても、面状であってもよい。特に、膝の表側を通るような場合は、膝頭との干渉を避けるため、膝頭に相当する部分に穴をあけたプロテクター状の形状としてもよい。
さらに、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒ、連結部材１０５は、任意の組み合わせて一体的に成形したものを用いてもよい。この場合においても、「一対」の概念に含まれる。「一対」とは、物理的に別部材という意味ではなく、機能的に一対であれば足りる。例えば、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ、連結部材１０５を一体的に成形し、ここに、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒを回動自在に固定してもよい。また、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒと、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒをそれぞれ回動自在に直接固定してもよい。この場合、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒに相当する部分が不要になるが、この場合でもこれらを支持する部材、例えばビスなどが支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒに該当する。
【００１５】
なお、支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒは、鉄やアルミニウム合金で構成されている。また第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒも、鉄やアルミニウム合金で構成されるが、カーボンやグラスファイバーなどの強化繊維からなる材料を用いてもよい。特に、後述するように第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒが関節に対する圧力付加手段として機能する場合は、塑性変形しやすくかつある程度弾性を有する材料を用いるのがよい。
【００１６】
第１のベルト１０９は、関節支持装具１０１を大腿部に固定するための部材である。第１のベルト１０９は、布やゴムなどの伸縮性素材を用いており、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒの他端部にピンなどで固定されている。また、端部には面ファスナーが設けられており、大腿部に脱着自在に留めることが可能である。これにより、関節支持装具１０１を大腿部に固定することができるとともに、Ｏ脚の矯正のため、後述の圧力付加手段１１３により大腿部に対してＯ脚を矯正する方向に応力を付加することができる。本実施の形態では、具体的には第１のアーム１０３Ｒ側から大腿部に向かって応力を加えることとなる。
【００１７】
第２のベルト１１０は、関節支持装具１０１を下腿部に固定するための部材である。第２のベルト１１０は、第１のベルト１０９と同様、布やゴムなどの伸縮性素材を用いており、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒの他端部にピンなどで固定されている。また、端部には面ファスナーが設けられており、下腿部に脱着自在に留めることが可能である。これにより、関節支持装具１０１を下腿部に固定することができるとともに、Ｏ脚の矯正のため、後述の圧力付加手段１１３により下腿部に対してＯ脚を矯正する方向に応力を付加することができる。本実施の形態では、具体的には第２のアーム１０４Ｒ側から下腿部に向かって応力を加えることとなる。
【００１８】
第３のベルト１１１は、関節支持装具１０１を大腿部に固定するための部材である。第３のベルト１１１も、第１のベルト１０９と同様、布やゴムなどの伸縮性素材を用いており、第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒの中間部に板ばねを介して、あるいは直接ピンなどで固定されている。また、端部には面ファスナーが設けられており、大腿部に脱着自在に留めることが可能である。この第３のベルト１１１は、第１のベルト１０９よりも膝関節寄りの大腿部に巻きつけられることになるが、これにより装着中の関節支持装具１０１のずれを防止する効果をも有するものである。また、通常の平地歩行時には大腿部の後ろから足を前に送り出す力を大腿部にかけることができ、足を前に出やすくする効果も発揮するものである。
【００１９】
加速度センサー１１２は、関節支持装具１０１の装着者の膝の動きに従って、加速度を計測し、加速度データを出力するものである。本実施の形態では、加速度センサー１１２は、２チャンネルの出力を持ち、図１、図２のようにそれぞれ前後方向（ｘ方向）、および左右方向（ｙ方向）の加速度が測定できる。それぞれの出力をａｘ、ａｙとする。また、加速度センサー１１２は、支持部材１０２Ｌの外側面に設けられている。この位置が膝に最も近い位置であるので、ｘ方向およびｙ方向の膝の動きを確実に検出できるものである。なお、加速度センサー１１２は、対称位置である支持部材１０２Ｒに設けてもよく、また第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒに設けても差し支えない。
【００２０】
圧力付加手段１１３は、Ｏ脚やＸ脚の矯正を行うために、大腿部、膝関節近傍、下肢部に対して側方から圧力を加えるものである。本実施の形態では、圧力付加手段１１３は、Ｏ脚の矯正のために、支持部材１０２Ｌ、第１のアーム１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｒの内面側の三点に設けられている。すなわち、図１において、圧力付加手段１１３は、パッド、およびパッドを支持部材１０２Ｌ、第１のアーム１０３Ｒ、および第２のアーム１０４Ｒに固定するビスからなる。そして、ビスの頭に切られた例えばプラス溝にドライバーを当ててビスを回転させ、支持部材１０２Ｌ、第１のアーム１０３Ｒ、および第２のアーム１０４Ｒと各パッドとの相対距離を変化させることにより、大腿部、膝、下肢部に対する圧力を調整することができる。なお、支持部材１０２Ｌに設けられている圧力付加手段１１３は、膝関節に直接圧力をかけるものであるが、膝上部の大腿部に圧力をかけるようにしても同様の効果が得られる。この意味から、支持部材１０２Ｌに設けられた圧力付加手段１１３は膝近傍に対して側方から圧力をかけるものといえる。
【００２１】
本実施の形態の関節支持装具１０１を用いた矯正の原理を、図３を用いて説明する。図３は、正面から見たＯ脚の患者の右足の骨の様子を示すとともに、本実施の形態の関節支持装具１０１を装着した様子を示す模式図である。Ｏ脚の患者の右足の関節は、図３のように右足の内側の骨の軟骨同士が干渉することにより関節に炎症が生じている。この干渉を除くために、３つの圧力付加手段１１３がそれぞれ内側に向かって圧力を付加する。つまり具体的には、支持部材１０２Ｌに設けられた圧力付加手段１１３を支点にして、第１のアーム１０３Ｒおよび第２のアーム１０４Ｒに設けられた圧力付加手段１１３が患者の大腿部および下肢部に対して圧力を加えることにより、大腿骨および脛骨の干渉を除く方向に関節を変形させている。これにより、患者の歩行の際の痛みを軽減させることができ、さらにこの状態で歩行を促すことにより、骨同士の干渉がない状態で筋肉をつけることができ、膝関節の骨同士が干渉しない良好な状態で膝関節を保護することが可能となる。
ここで、支持部材１０２Ｒ、第１のアーム１０３Ｌ、第２のアーム１０４Ｌは、直接大腿部、および下肢部に圧力を加えることには寄与していないので、省略することも可能である。この場合は、支持部材１０２Ｒ、第１のアーム１０３Ｌ、および第２のアーム１０４Ｌは「一対」ではないが、形状が異なる何らかの部材が対応する位置に存在する場合には、「一対」の概念に含まれる。また、対応する位置に全く部材が存在しない場合においても、関節支持装具１０１に含まれるものであって、本発明のセンサー技術を適用していれば、本発明の中に含まれる。
また、図３のように、原理的に３点支持による装具は、本発明の関節支持装具１０１に含まれることは言うまでもない。
【００２２】
なお、本実施の形態のように、圧力付加手段１１３は、すべてをビスおよびパッドから構成する必要はない。例えば、支持部材１０２Ｌにはパッドのみを固定するとともに、第１のアーム１０３Ｒ、および第２のアーム１０４Ｒのみにビスおよびパッドを設けるようにしてもよい。これは、支持部材１０２Ｌに設けた圧力付加手段１１３は支点として機能するからである。
また、支持部材１０２Ｌにはパッドのみ固定して、第１のアーム１０３Ｒ、および第２のアーム１０４Ｒにもパッドのみを設けるようにし、圧力調整は第１のアーム１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｒを塑性変形させることにより行ってもよい。この場合の圧力付加手段１１３は、支持部材１０２Ｌに設けられたパッド、第１のアーム１０３Ｒに設けられたパッドおよび第１のアーム１０３Ｒ自身、第２のアーム１０４Ｒに設けられたパッドおよび第２のアーム１０４Ｒ自身となる。
さらに、第１のアーム１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｒにパッドを設けず、圧力調整は第１のアーム１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｒを塑性変形させることにより行ってもよい。この場合の圧力付加手段１１３は、支持部材１０２Ｌに設けられたパッド、第１のアーム１０３Ｒ自身、および第２のアーム１０４Ｒ自身となる。
なお、この他圧力付加手段１１３は、ビスを手動で締めたり第１のアーム１０３Ｒおよび第２のアーム１０４Ｒを手動で塑性変形させることにより圧力を調整するもののほか、エアバック装置やモータなどで駆動されることにより圧力を調整するものでもよい。
【００２３】
圧力センサー１１４は、関節支持装具１０１により膝や大腿部、下肢部等にかかる圧力を検出するものである。本実施の形態では、圧力付加手段１１３は、支持部材１０２Ｌ、第１のアーム１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｒに設けられており、望ましくは各圧力付加手段１１３の上面、すなわち圧力付加手段１１３が人の大腿部等に接する面に設けられている。このような場所に設けることにより、圧力付加手段１１３でどの程度の圧力が膝関節、大腿部、下肢部に付加されているかを知ることができる。もちろん、人体に接する面に直接設けなくても、圧力付加手段１１３により付加される圧力を直接間接に計測できる位置に設ければ足りる。
さらに、本実施の形態では第３のベルト１１１の大腿部の裏側に接する面にも設けられている。したがって、本実施の形態では４か所に圧力センサー１１４が設けられていることになる。支持部材１０２Ｌ上の圧力付加手段１１３、第１のアーム１０３Ｒ上の圧力付加手段１１３、第２のアーム１０４Ｒ上の圧力付加手段１１３、第３のベルト１１１に設けられた圧力センサー１１４の出力をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とする。
なお、第３のベルト１１１に代えて、第１のベルト１０９の大腿部の裏側に接する面に圧力センサー１１４を設けてもよい。また、ビスおよびパッドがない場合は支持部材１０２Ｌ、第１のアーム１０３Ｒ、第２のアーム１０４Ｒ自身が圧力付加手段１１３となるので、圧力センサー１１４はこれらの内側面に直接設けてもよい。
なお、本実施の形態では、関節支持装具１０１は加速度センサー１１２および圧力センサー１１４の双方を有しているが、必要な解析結果によってはどちらか一方のみでもよい。すなわち、本発明においては、加速度センサー１１２または圧力センサー１１４というときは、どちらか一方を備える場合、および両方を備える場合の双方を含む概念である。
【００２４】
記録手段１１５は、加速度センサー１１２、および圧力センサー１１４から出力される加速度データおよび圧力データを記録するものである。記録手段１１５は、半導体メモリ等からなる。例えば、通常のＤＲＡＭなどが利用できる。また望ましくは、電力供給がなくてもデータが保持できるように、ＳＲＡＭ等を用いることができる。また、ＳＤカードのような各種脱着可能なメモリを使うこともできる。脱着可能なメモリを用いれば、加速度センサー１１２や圧力センサー１１４の出力である加速度データや圧力データを他の機器に移動させることが容易となるとともに、このようなメモリ自身が後述の外部出力手段１１６としても機能することになる。
【００２５】
外部出力手段１１６は、加速度センサー１１２、および圧力センサー１１４から出力される加速度データおよび圧力データを直接、あるいは記録手段１１５に記録された加速度データおよび圧力データを外部に接続された機器に出力するものである。外部出力手段１１６には、通常の有線通信手段、無線通信手段を用いることができる。例えば、有線通信手段の場合、イーサーネットやＵＳＢ規格を用いたものが挙げられる。ＵＳＢ規格であれば電力線を有しているので、通信と同時に後述の電池１１８に充電することも可能である。また、無線通信手段の例として、各種携帯電話規格やＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ規格を用いたものが挙げられる。各種携帯電話規格であれば、遠方の義肢装具士や医師に直接データを送信することも可能である。そして、これらに挙げた通信規格は双方向通信手段であるので、これらの規格を用いた場合、出力のみにかぎらず、送受信手段として機能するものである。なお、外部の機器ないし情報処理装置を携帯電話とするときは、外部出力手段１１６の形状は接点型とし、携帯電話をはめ込みあるいは搭載できるような形状の支持部材１０２Ｌとしてもよい。
【００２６】
ＣＰＵ１１７は、加速度センサー１１２、圧力センサー１１４、記録手段１１５、および外部出力手段１１６、を制御する。さらに、圧力付加手段１１３が、エアバックやモータなどの手段で構成される場合は、これも制御することが可能である。そしてこれらは、図示しないバスにより接続されることにより、制御信号およびデータが自由に伝達可能となっている。なお、本実施の形態では、ＣＰＵ１１７は、演算能力において汎用のセントラルプロセッシングユニットである必要はなく、加速度センサー１１２や圧力センサー１１４の出力を記録手段１１５に記録したり、外部出力手段１１６に出力したりする機能を最低限備えていればよい。この点、後述の実施の形態２においてＣＰＵ１１７には各種の解析を行うための演算能力が求められる点で相違する。
【００２７】
電池１１８は、加速度センサー１１２、圧力センサー１１４、記録手段１１５、外部出力手段１１６、ＣＰＵ１１７を動作させるために、電力を供給するものである。電池１１８は交換のため脱着可能に構成されている。なお、外部出力手段１１６に、ＵＳＢなどの電力線を有するインターフェースを用いることにより、関節支持装具１０１本体から電池１１８を外すことなく、外部出力手段１１６を介して充電が可能となる。
【００２８】
図４は、図１、２で説明した関節支持装具１０１に設けられた関節支持装具側制御装置、およびこれに接続される情報処理装置２０１の構成図である。関節支持装具側制御装置は、上述のように、加速度センサー１１２、圧力センサー１１４、記録手段１１５、外部出力手段１１６、ＣＰＵ１１７がバスで接続されている。また、圧力付加手段１１３が、エアバックやモータなどの手段で構成されＣＰＵ１１７で制御可能な場合は、これもバスに接続されている。
また、情報処理装置２０１は、関節支持装具１０１の加速度センサー１１２、および圧力センサー１１４から出力された加速度データおよび圧力データを処理するとともに、圧力付加手段１１３を調整するための有用な情報を出力するものである。情報処理装置２０１は、受信手段２０２、記録手段２０３、ＣＰＵ２０４、情報出力手段２０５からなり、これらはバスで接続されている。情報処理装置２０１は特別に設計された専用装置でもよいが、通常のノートパソコンやデスクトップパソコン、携帯電話、あるいは携帯電話機能を備えたモバイル端末、ゲーム機器、電子辞書などを用いることも可能である。
【００２９】
受信手段２０２は、外部出力手段１１６から出力される加速度データおよび圧力データを受信するものであり、外部出力手段１１６に合わせて各種有線通信手段、無線通信手段を用いることが可能である。通常の有線通信手段、無線通信手段を用いた時は、受信のみの片方向ではなく、送信受信の双方向の通信が可能である。この場合は、送受信手段として機能する。
また、記録手段１１５にＳＤカードなどの脱着可能なメモリを用いた場合は、情報処理装置２０１にも同様のスロットを備えていれば、ＳＤカードは後述の記録手段２０３であるとともに、ＳＤカードおよびスロットが受信手段２０２として機能する。
【００３０】
記録手段２０３は、受信手段２０２で受信した加速度データおよび圧力データを保持するものである。記録手段２０３には、通常のＤＲＡＭなどの主記憶装置の他、ＨＤＤやＳＤＤなどの補助記憶装置で構成することができる。また、上述のように、ＳＤカードなどの脱着可能な記録手段を用いることも可能である。
【００３１】
ＣＰＵ２０４は、受信手段２０２で受信した加速度データおよび圧力データを解析する解析手段である。圧力データおよび加速度データには、患者の足の動作に関する様々な情報が含まれている。ＣＰＵ２０４は、あらかじめ準備したプログラムを介してかかるデータを解析することにより、関節支持装具１０１を用いて大腿部、膝関節、下肢部に付加すべき圧力を調整するための有用な情報を得ることができる。具体的にどのような情報を得るかは、Ｂ項で後述する。
【００３２】
情報出力手段２０５は、ＣＰＵ２０４の解析結果を出力するものである。具体的には、情報出力手段２０５は、液晶ディスプレイなどの表示装置、ＬＥＤなどの各種発光デバイス、スピーカーなどの音声出力装置などがこれにあたる。
【００３３】
Ｂ．実施の形態１の解析例
次に、本実施の形態におけるＣＰＵ２０４の解析例を説明する。ＣＰＵ２０４は、加速度センサー１１２および圧力センサー１１４の出力である加速度データおよび圧力データに基づき、歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報を得る。以下、詳細に説明する。
【００３４】
（１）歩調情報
本件発明者らは、変形性膝関節症により足に痛みを伴う患者は、痛い側の足をかばうため、左右の足を出す間隔が均等ではないことを見出した。また、たとえ両足に痛みを伴う場合であっても、より痛い側の足をかばおうとするため、同様の傾向がうかがえる。そこで、左右の足の歩調を検出することにより、関節支持装具が正しく装着されていて患者の膝の痛みが取れているかどうかを知ることができる。また、中長期的な左右の足の歩調の変化を検出することにより、装具の調整が必要か否かを知ることができる。
ただし、左右の足の歩調を検出するには、左右の足にそれぞれ何らかのセンサーを配置する必要があると従来は考えられていた。しかし、本件発明者らは、片方の足に設けた加速度センサー、または片方の足に設けられた圧力センサーの出力であっても、ここから左右の足の歩調を求めることができることを見出した。これは、関節支持装具を片足にしか装着していない患者であっても、何ら特別なセンサーをもう一方の足に別途設けることなく、関節支持装具に設けられているセンサーのみで左右の足の歩調を知ることができるものである。
【００３５】
図５は、X方向の加速度データａｘと歩行との関係を示した測定図である。３０１は、前後方向（ｘ方向）の加速度データａｘ、３０２はａｘの微分値、３０３は左足の裏に設けたショックセンサーの出力、３０４は右足の裏に設けたショックセンサーの出力である。左右の足の裏に設けたショックセンサーは、実際の歩行の様子と加速度データａｘとの関係を明確にするためのものであり、実施の形態１の関節支持装具１０１に設けられたものではない。つまり、実際の関節支持装具１０１の使用に際しては設ける必要はない。また、３０１、３０２の値は、実際には加速度センサー１１２の出力ａｘをローパスフィルターに通した値、およびこれの微分値である。ローパスフィルターを通すことにより、患者の足の動きとは関係ないノイズをカットすることができ、患者の足の動きの特徴のみからなるデータを抽出するのに役立つ。
人の動きの特徴は、対象物の変位量を見ることが適している。また、加速度を測定することは速度や変位量そのものを測定するのに比べて容易であるとともに、変位量を含んだパラメータであることから、加速度の測定は特に動体を観察する場合に適している。
【００３６】
ショックセンサーは圧力が加わると反応するので、出力は、左右の足がそれぞれ接地し始めると急激に立ち上がり、完全に接地したときに最大値となる。そこで３０３、３０４から、ショックセンサーの出力が立ち上がる時を左右の足を出した時と定め、３０３、３０４の波形と３０２の波形との関係を観察する。すると、加速度の微分値の上下のピークは、左右の足を出した時と一致する。これは、関節支持装具１０１を装着した足が接地し始めた時には変位ベクトルの向きが急に変わり、最も加速度の変化が大きいときであるからと考えられる。また、関節支持装具１０１を装着していない他方の足が接地したときは、関節支持装具１０１を装着した足の重心が他方の足に移動するとともに、他方の足の接地によるショックによる加速度変化があるからであると考えられる。
すなわち、加速度の微分値のピークの間隔を測定することにより、左右の足を出すタイミングを知ることが可能である。具体的には、ＣＰＵ２０４は、記録手段２０３から加速度データａｘを読み出し、ローパスフィルター処理を施し、これを微分し、ピークを検出し、ピーク間隔を求め、これを記録手段２０３に記録する。そして、左右の歩調が一定の範囲内に収まらない場合は、左右の歩調が均等でないとして、歩調に異常があるとの結果を出力する。
【００３７】
本実施の形態によれば、加速度データは一次的には関節支持装具１０１の記録手段１１５に記録される。記録手段１１５の容量を大きくするか、定期的に情報処理装置２０１の記録手段２０３に加速度データを受信手段２０２および外部出力手段１１６を介して転送することにより、長期の加速度データを蓄積することができるので、装着時の歩調だけでなく、一日の歩調の変化、数日から数カ月間の歩調の変化を知ることができ、関節支持装具１０１が正しく装着されているかに加え、関節支持装具１０１の調整の要否を知ることができる。
【００３８】
次に、圧力センサー１１４の出力である圧力データからも左右の足の歩調を求めることができることを説明する。本実施の形態において、圧力センサー１１４は合計４個設けられている。どの圧力センサー１１４を用いても歩調を検出することができるが、図１のとおり、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はｙ方向にかかる圧力であるのに対し、Ｐ４はｘ方向にかかる圧力であることから、足の運びの特徴を最もよく拾うことができるのはＰ４である。したがって、第３のベルト１１１の内側面で太ももの裏に位置するよう設けた圧力データＰ４で歩調情報を得ることが望ましい。
【００３９】
図６は、圧力データＰ４と歩行との関係を示した測定図である。４０１は第３のベルト１１１に設けた圧力データの出力Ｐ４、４０２はＰ４の微分値、４０３は左足の裏に設けたショックセンサーの出力、４０４は右足の裏に設けたショックセンサーの出力である。加速度センサーのときと同様、４０１、４０２の値は、実際には圧力データＰ４をローパスフィルターに通した値、およびこれの微分値である。ローパスフィルターを通すことにより、患者の足の動きとは関係ないノイズをカットすることができ、患者の足の動きの特徴のみからなるデータを抽出するのに役立つ。
【００４０】
ここで、圧力の場合は足が完全に接地したときに筋肉が完全に緊張するため、ショックセンサーの出力が最も大きいときに完全に足が接地したときと定め、４０３、４０４の波形と４０２の波形との関係を観察する。すると、圧力の微分値の上下のピークは、左右の足が完全に接地した時とほぼ一致することがわかる。これは、足が接地している時は、体重を支えるために筋肉が緊張するので、関節支持装具１０１を装着している側の足が完全に接地している間は、Ｐ４は高い値を出力するからである。また、反対に、もう片方の足が完全に接地しているときは、関節支持装具１０１を装着している側の足は宙に浮いており筋肉の緊張が解けているので、Ｐ４は低い値を出力するからである。
すなわち、圧力の微分値のピークの間隔を測定することにより、左右の足が完全に接地するタイミングを知ることが可能である。具体的には、ＣＰＵ２０４は、記録手段２０３から圧力データを読み出し、ローパスフィルター処理を施し、これを微分し、ピークを検出し、ピーク間隔を求め、これを記録手段２０３に記録する。そして、左右の歩調が一定の範囲内に収まらない場合は、左右の歩調が均等でないとして、歩調に異常があるとの結果を出力する。記録する時間を長くとることにより、装着時の歩調だけでなく、一日の歩調の変化、数日から数カ月間の歩調の変化を知ることができるのは、加速度センサーの場合と同様である。
以上のように、歩調情報を抽出するためには、加速度データ、圧力データの少なくとも一方のみがあればよい。もちろん、加速度データおよび圧力データを併用すれば、より正確な歩調情報を得ることができる。
【００４１】
（２）身体揺れ情報
変形性膝関節症により足に痛みを伴う患者は、上述のとおり痛い側の足をかばうような動作を行う。この特徴の一つとして、歩調が均等でないことは上述のとおりである。さらに本件発明者らは、足に痛みを伴う患者は、まっすぐに早く歩くことができないため、左右の身体の揺れが健常者と比べて大きいことを見出した。この左右の身体の揺れを検出することにより、関節支持装具が正しく装着されているかどうかを知ることができる。また、中長期的な変化を検出することにより、装具の調整が必要か否かを知ることができる。
【００４２】
この身体の左右の揺れを検出するため、加速度データａｙを用いる。このａｙと、あらかじめ測定して記録手段２０３に格納している標準値とを比較し、一定以上の揺れが検出された場合には、関節支持装具が正しく装着されていないか、調整が合っていないと判断することができる。また、中長期的なａｙの変化を見ることにより、装具の調整が必要か否かを知ることができる。
【００４３】
また、圧力データＰ１、P2、P3はｙ方向にかかる圧力を検出するので、身体の左右の揺れが大きくなると、歩行中のＰ１、Ｐ２、Ｐ３の値の変化が大きくなる。そこで、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、あらかじめ測定して記録手段２０３に格納している標準値とを比較し、一定以上の圧力変化が検出された場合には、関節支持装具が正しく装着されていないか、調整が合っていないと判断することができる。また、中長期的なＰ１、Ｐ２、Ｐ３の変化を見ることにより、装具の調整が必要か否かを知ることができる。
【００４４】
（３）矯正効果情報
本件発明者は、本実施の形態のような装具を用いて、膝、大腿部、下肢部の三点に圧力を加えて治療、矯正を行う場合、膝関節ないし膝関節近傍にかかる圧力が、大腿部にかかる圧力と下肢部にかかる圧力の和にほぼ等しい場合に最も効果があることを見出した。すなわち、本実施の形態の圧力センサー１１４を用いる場合、Ｐ１≒Ｐ２＋Ｐ３となる場合に最も効果が期待できる。
そこで、患者が関節支持装具１０１を装着したときのＰ１、Ｐ２、Ｐ３の値を測定することにより、関節支持装具１０１が正しく装着されているかどうかを判断することが可能である。また、中長期的なＰ１、Ｐ２、Ｐ３の変化を見ることにより、装具の調整が必要か否かを知ることができる。
なお、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の適正値は記録手段２０３にあらかじめ記録、保持されており、情報処理装置２０１はこの値を参照しながら関節支持装具の圧力を調整する指示を出すように構成されている。またこの適正値は後述のように使用に伴い、患者の特徴に合わせ随時変更される。
【００４５】
Ｃ．実施の形態１の動作および利用態様                  
以上のように構成された本実施の形態の関節支持装具の動作を、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態の関節支持装具の動作を示したフローチャートである。
まず、患者は関節支持装具１０１を第１のベルト１０９、第２のベルト１１０、第３のベルト１１１を用いて脚に固定するとともに、電源をＯＮにする（Ｓ１１）。患者が手動で電源をＯＮにする場合のほか、圧力センサー１１４と電源スイッチを連動させたり、人への装着を検出するセンサーと電源スイッチを連動させることにより、自動的に電源をＯＮにすることもできる。
装着が終わると、患者は歩行を開始する。そして、加速度センサー１１２および圧力センサー１１４は、加速度データａｘ、ａｙ、および圧力データＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の出力を開始する（Ｓ１２）。かかるデータはＣＰＵ１１７の制御の元、記録手段１１５に記録される（Ｓ１3）。
次に、患者の指示により、記録手段１１５に記録されたデータが外部出力手段１１６を介して情報処理装置２０１に転送される（Ｓ１４）。かかる指示は、例えば図示しない転送ボタンを押したり、外部出力手段１１６の一例であるＵＳＢ接続端子にケーブルを差し込んだタイミングで行うことが可能である。また、無線通信手段を介してリアルタイムに情報処理装置２０１に転送してもよい。
情報処理装置２０１は、受信手段２０２を介して検出値を受信する（Ｓ１５）。そして、ＣＰＵ２０４の制御の元、記録手段２０３に記録される。ＣＰＵ２０４は、検出値を読み出し、上述のとおりこれを分析し、歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報のうち少なくとも一つを求める（Ｓ１６）。そして、かかる分析結果を情報出力手段２０５に出力する（Ｓ１７）。
以上の動作を利用して、本実施の形態の関節支持装具１０１および情報処理装置２０１を以下のように使用することが可能である。
【００４６】
（１）自己調整
まず、本実施の形態の関節支持装具１０１および情報処理装置２０１を用いて、患者自らが関節支持装具１０１の調整を行うことができる。
例えば、毎日の装着時の使用方法を説明する。
朝の起床後、患者自ら関節支持装具１０１を装着し、部屋の中を何周か歩行する。そして、いったん歩行をやめ椅子などに腰掛けて、関節支持装具１０１と情報処理装置２０１とを例えばＵＳＢ接続ケーブルで接続する。これにより、加速度データおよび圧力データが情報処理装置２０１に転送される。情報処理装置２０１は、これらの検出値から歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などを求め、関節支持装具１０１が正しく装着されているかどうかを判断する。例えば、演算結果に応じて、「関節支持装具の装着位置がずれている可能性があります。」、「大腿部への圧力が不足しています。」「下肢部への圧力が不足しています。」「大腿部への圧力が高すぎるとともに、下肢部への圧力が不足しています。」などのメッセージを演算処理装置２０１のモニターに表示するようにする。さらには音声でメッセージを出力する。
この指示に従い、たとえば装着位置がずれている場合は、モニターに表示される装着方法に従い、患者は関節支持装具１０１を装着し直す。あるいは、圧力に問題がある場合は、関節支持装具１０１の、例えばパッドとビスからなる圧力付加手段１１３のビスを締めたり緩めたりすることで、適正な圧力を膝、大腿部、下肢部に付加し、関節支持装具１０１が正しく機能するように調整する。
このように本使用例によれば、患者は毎日の関節支持装具１０１の装着を確実に正しく行うことが可能である。また、その日の脚の筋肉の状態や着衣の状態を反映した調整を行うことも可能である。
なお、情報処理装置２０１との接続に無線を用いた場合は、十分な検出値が得られた段階で自動的に演算を開始し、メッセージを表示、出力することも可能である。
【００４７】
次に、一日の使用で蓄積されたデータを利用した使用方法を説明する。
患者は、一日、本実施の形態の関節支持装具１０１を使用する。この使用に伴い、一日を通じて検出された加速度データおよび圧力データは記録手段１１５に記録される。そして一日の使用が終わると、患者は関節支持装具１０１をＵＳＢケーブルで情報処理装置２０１と接続する。これにより、加速度データおよび圧力データが情報処理装置２０１に転送される。また、ＵＳＢ接続端子は電力線を有するので、関節支持装具１０１の電池１１８は、翌日の使用の準備のため、情報処理装置２０１のアダプターを通じて充電される。情報処理装置２０１は、これらのデータから歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などを求め、関節支持装具１０１が一日の使用を通じて適切に機能していたかどうかをチェックする。もし、装着後しばらくして左右の歩調がずれていたり、左右の身体揺れが大きくなった時は、使用に伴い調整が緩んできたと判断できるので、あらかじめ情報処理装置２０１が保持している圧力の適正値を更新し、翌日の調整の際にこの適正値に基づいて調整を行う。
このように本使用例によれば、一日の使用を通じたデータを用いて圧力の適正値を随時更新することができ、季節の変化や個人の症状や身体の特徴に応じた圧力調整を毎日行うことが可能である。
【００４８】
さらに、長期の使用で蓄積されたデータを利用した使用方法を説明する。
患者は、充電のため、毎日使用が終わると関節支持装具１０１を情報処理装置２０１に接続する。この際、記録手段１１５に記録されたデータは毎回情報処理装置２０１の記録手段２０３に転送される。したがって、関節支持装具１０１を使用し続けると、情報処理装置２０１には、長期間にわたるデータが蓄積されている。
患者は、情報処理装置２０１に長期間の分析の指示を与えると、情報処理装置２０１は長期間のデータに基づき、圧力付加手段１１３により付加されている圧力の変化、歩調の変化、左右の身体の揺れの変化、歩行速度の変化をグラフ化する。これにより患者は、関節支持装具１０１の装着による歩行の変化を知ることが可能となる。さらには、関節支持装具１０１を回復度合いに応じて再調整したり、関節支持装具１０１を使用したリハビリの効果を把握することが可能である。
【００４９】
以上により、短期（装着直後）、中期（一日の使用期間）、長期（数週間から数カ月の試用期間）の検出値を用いることにより、様々な観点からの調整を行うことができるとともに、リハビリ効果や病状の回復度合いを把握することが可能である。
以上、患者自ら調整を行う場合について説明したが、次に義肢装具士や医師などの専門家による調整等について説明する。
【００５０】
（２）専門家による調整
本実施の形態の関節支持装具１０１は、専門家による調整に利用することや、リハビリ効果や病状の回復度合いを把握するために利用することも可能である。
例えば、通常患者は定期的に医師や義肢装具士などの専門家を訪れて様々なアドバイスを受けている。この機会に、専門家は、自ら所持する情報処理装置２０１を患者の関節支持装具１０１に接続し、患者の関節支持装具１０１に蓄積された加速度データおよび圧力データを取得する。そして、この検出値から歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などを求め、関節支持装具１０１が最後に調整を行ってから適切に機能していたかどうかをチェックすることができる。さらには、リハビリ効果や回復度合いを把握することができる。そして、この結果に基づき、専門家は必要に応じて関節支持装具１０１の調整を行ったり、患者に歩行方法をアドバイスしたり、リハビリプログラムに変更を加えたりすることが可能となる。
【００５１】
なお、関節支持装具１０１の外部出力手段１１６に無線手段を用いること、例えば電話回線を用いることにより、自動的にデータを関節支持装具１０１から転送することも可能である。この場合、専門家が遠隔地にいたとしても、かかるデータから患者の回復度合いやリハビリ効果を把握することが可能となり、電話等を通じて患者にアドバイスすることも可能となる。
【００５２】
（３）自動調整
上述の使用方法では、関節支持装具１０１の圧力付加手段１１３の調整は、患者自身や専門家が手動で行ってきた。しかし、本使用例では、加速度データおよび圧力データから得られた歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などを用いて、自動的に圧力付加手段１１３を調整し、圧力を変化させることができる。
【００５３】
まず本使用方法においては、図４に示した圧力付加手段１１３は、パッドおよびビスに加えてビスを駆動するモータを具備したり、あるいは強制的に空気を送り込んで圧力を付加できるエアバック手段からなることが必要である。すなわち、電気信号で圧力調整を指示し、電池１１８の電力で駆動できるもの、言い換えれば電気信号で制御可能な圧力付加手段１１３であることが必要となる。
また、関節支持装具１０１の外部出力手段１１６、および情報処理装置２０１の受信手段２０２は、一方向ではなく双方向の通信が可能な送受信手段としての機能を必要とする。すなわち、本使用方法では、送受信手段１１６、送受信手段２０２となる。
【００５４】
次に動作を図８を用いて説明する。
本使用方法の動作は図７と基本的に同様である。すなわち、ＣＰＵ２０４が、検出値から、歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報のうち少なくとも一つを求め（Ｓ１６）、かかる分析結果を情報出力手段２０５に出力する（Ｓ１７）ところまでは同じである。
本使用例では、さらにＣＰＵ２０４は、歩調情報等から個々の圧力付加手段１１３が付加する圧力値を変更する命令を生成する（Ｓ１８）。そして、かかる命令は情報処理装置２０１の送受信手段２０２から関節支持装具１０１の送受信手段１１６へと送信され（Ｓ１９、Ｓ２０）、関節支持装具１０１のＣＰＵ１１７は、圧力付加手段１１３を駆動し、必要な圧力を付加させる（Ｓ２１）。
【００５５】
このように動作させることにより、患者は自らの関節支持装具１０１を情報処理装置２０１に接続するだけで、圧力付加手段１１３により自動的に適正な圧力を膝、大腿部、および下肢部に付加することが可能となり、自ら圧力を手動で調整する必要はなくなる。
そして、短期（装着時）だけでなく、中期（一日の使用期間）、長期（数週間から数カ月の使用期間）のいずれにおいても、関節支持装具１０１の調整の際、適正圧力を自動的に生成し、調整することが可能である。
【００５６】
（実施の形態２）
Ａ．実施の形態２の構成
以下に、本発明の関節支持装具の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態の関節支持装具は、単体で第１の実施の形態の関節支持装具と情報処理装置の双方の機能を実現するものである。したがって、第２の実施の形態の関節支持装具は、情報処理装置付き関節支持装具であるので、外部の情報処理装置は原則不要である。
【００５７】
第２の実施の形態の関節支持装具１０１は第１の実施の形態とその外観構成はほぼ同様である。すなわち、図１のとおり、関節支持装具１０１は、一対の支持部材１０２Ｌ、１０２Ｒ、一対の第１のアーム１０３Ｌ、１０３Ｒ、一対の第２のアーム１０４Ｌ、１０４Ｒ、連結部材１０５、第１のベルト１０９、第２のベルト１１０、第３のベルト１１１からなる。また、センサーや制御回路なども第１の実施の形態と同様である。すなわち、図９に示す通り、関節支持装具１０１の情報処理装置部分は、加速度センサー１１２、圧力付加手段１１３、圧力センサー１１４、記録手段１１５、外部出力手段１１６、ＣＰＵ１１７を有しており、これらはバスで接続されている。
本実施の形態と第１の実施の形態との相違点は、ＣＰＵ１１７の機能である。すなわちＣＰＵ１１７は第１の実施の形態では、加速度データやデータを記録手段１１５に記録したり、外部出力手段１１６に出力したりする機能を最低限備えていればよく、加速度データや圧力データの解析までの能力は必要とされなかった。この機能は、情報処理装置２０１のＣＰＵ２０４が担っていたからである。しかし、本実施の形態のＣＰＵ１１７は、情報処理装置２０１のＣＰＵ２０４の機能、すなわち解析手段としての機能も有することが必要となる。すなわち、本実施の形態においては、情報処理装置２０１は必要なく、情報処理装置２０１の機能はすべて関節支持装具１０１の情報処理装置部分に含まれている。
また、圧力付加手段１１３は、必須ではないがパッドおよびビスに加えてビスを駆動するモータを有したり、あるいはエアバック手段を有しているのが望ましい。すなわち、ＣＰＵ１１７から電気信号で圧力調整を指示し、電池１１８の電力で駆動できるもの、言い換えれば電気信号で制御可能な圧力付加手段１１３であることが望ましい。
なお、実施の形態１と同様、本実施の形態においても、関節支持装具１０１は加速度センサー１１２および圧力センサー１１４の双方を有しているが、必要な解析結果によってはどちらか一方のみでもよい。
【００５８】
Ｂ．実施の形態２の解析例
本実施の形態の解析例は、実施の形態１と同様である。相違点は、実施の形態１では情報処理装置２０１のＣＰＵ２０４が解析手段として解析を担当したが、本実施の形態では関節支持装具１０１のＣＰＵ１１７が解析手段として解析を担当する。
【００５９】
Ｃ．実施の形態２の動作および利用態様
以上のように構成された本実施の形態の関節支持装具の動作を、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態の関節支持装具の動作を示したフローチャートである。
まず、患者は関節支持装具１０１を第１のベルト１０９、第２のベルト１１０、第３のベルト１１１を用いて脚に固定するとともに、電源をＯＮにする（Ｓ２１）。患者が手動で電源をＯＮにする場合のほか、圧力センサー１１４と電源スイッチを連動させたり、人への装着を検出するセンサーと電源スイッチを連動させることにより、自動的に電源をＯＮにすることもできる。
装着が終わると、患者は歩行を開始する。そして、加速度センサー１１２および圧力センサー１１４は、加速度データａｘ、ａｙ、および圧力データＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の出力を開始する（Ｓ２２）。かかるデータはＣＰＵ１１７の制御の元、記録手段１１５に記録される（Ｓ２3）。ＣＰＵ１１７は、かかるデータを記録手段１１５から読み出し、上述のとおりこれを分析し、歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報のうち少なくとも一つを求める（Ｓ２４）。そして、かかる分析結果を情報出力手段２０５に出力する（Ｓ２５）。
圧力付加手段１１３に電気信号で制御可能なものを使用した場合、さらにＣＰＵ１１７は、歩調情報等から個々の圧力付加手段１１３が付加する圧力値を変更する命令を生成してもよい（Ｓ２６）。そして、かかる命令により、圧力付加手段１１３は必要な圧力を付加する（Ｓ２７）。
以上の動作を利用して、本実施の形態の関節支持装具１０１を以下のように使用することが可能である。
【００６０】
（１）自己調整
まず、本実施の形態の関節支持装具１０１を用いて、患者自らが関節支持装具１０１の調整を行うことができる。具体的には、実施の形態１の場合と同様であるが、本実施の形態では情報処理装置２０１を介さないので、関節支持装具１０１に設けた情報出力手段２０５により圧力変更を指示する。この場合、関節支持装具１０１にモニターを設けると患者から見づらいので、情報出力手段２０５はＬＥＤなどの発光素子、スピーカーなどの音声出力装置が望ましい。
使用方法、効果については、実施の形態１と基本的に同様である。
【００６１】
（２）専門家による調整
本実施の形態の関節支持装具１０１は、専門家による調整に利用することや、リハビリ効果や病状の回復度合いを把握するために利用することも可能である。具体的には実施の形態１の場合と同様である。この場合、関節支持装具１０１のＣＰＵ１１７が歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などの解析結果を出力するので、専門家はモニター等を関節支持装具１０１の外部出力手段１１６に接続するだけで容易に解析結果を見ることが可能である。
【００６２】
（３）自動調整
本実施の形態では、関節支持装具１０１自身がデータの解析を行うため、実施の形態１よりも圧力付加手段１１３を制御して付加する圧力を自動的に調整することに適している。
患者は自らの関節支持装具１０１を装着し、しばらく歩行するだけで、圧力付加手段１１３により自動的に適正な圧力を膝、大腿部、および下肢部に付加することが可能となり、自ら圧力を手動で調整する必要はなくなるとともに、情報処理装置２０１に接続する必要もなくなる。
【００６３】
（実施の形態３）
以下に、本発明の関節支持装具およびリハビリ装置の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態の関節支持装具は、第１の実施の形態の関節支持装具あるいは第２の実施の形態の関節支持装具と同じである。第３の実施の形態の特徴は、関節支持装具１０１の外部出力手段１１６に接続するリハビリ装置にある。
以下、第３の実施の形態のリハビリ装置の構成を説明する。
【００６４】
図１１は、第３の実施の形態のリハビリ装置の外観図である。リハビリ装置５０１は、本体部５０２、右足用支持台５０３、左足用支持台５０４からなる。右足用支持台５０３、左足用支持台５０４は、下肢部のふくらはぎ裏側を支持する底板および下肢部の内側側面および外側側面をサポートする一組の側壁５０５からそれぞれ構成されている。また、本体部５０２には、患者が腰かけたときの左右の太ももの両側をサポートする側壁５０６が合計４枚設けられている。側壁５０５、側壁５０６には、リハビリの時に患者の下肢部及び大腿部が外れたりずれたりしないように、固定ベルトが設けられている。さらに、右足用支持台５０３、左足用支持台５０４は、本体部５０２との接続部が、ちょうど患者が本体部５０２に腰かけたときの膝関節の裏側の位置となっている。そして、右足用支持台５０３および左足用支持台５０４は、本体部５０２に対して膝関節の曲げ伸ばしの方向に回動可能に固定されている。そして、この回動をアシストする図示しないモータからなるアシスト手段５１４が左右独立して設けられている。
【００６５】
本体部５０２の側壁５０６には、大腿部用圧力付加手段５０７Ｌ、５０７Ｒ、および膝関節用圧力付加手段５０８Ｌ、５０８Ｒが左右それぞれの大腿部の内側側面および外側側面、および膝関節の内側側面および外側側面にあたる部分に設けられている。また、右足用支持台５０３、左足用支持台５０４の側壁５０５には、下肢部用圧力付加手段５０９Ｌ、５０９Ｒが左右それぞれの下肢部の内側側面および外側側面にあたる部分に設けられている。これら一連の圧力付加手段５１５は、Ｏ脚やＸ脚の矯正を行うために、大腿部、膝関節、下肢部に対して側方から圧力を加えるものである。
大腿部用圧力付加手段５０７Ｌ、５０７Ｒ、膝関節用圧力付加手段５０８Ｌ、５０８Ｒ、下肢部用圧力付加手段５０９Ｌ、５０９Ｒは、モータで空気を送り込んで圧力調整が可能なエアバックで構成されている。もちろん、他の手段、例えばモータとパッドなど、電気的に制御可能なものであればよい。
【００６６】
本体部５０２の側面には、ケーブルを介して関節支持装具１０１を接続する接続端子５１０が設けられている。例えば、ＵＳＢ接続端子がこれにあたる。リハビリ装置５０１は、接続端子５１０を介して、関節支持装具１０１の加速度センサー１１２および圧力センサー１１４の出力である加速度データおよび圧力データを読み込むことが可能である。
【００６７】
図１２は、関節支持装具１０１、およびリハビリ装置５０１の電気系統を示す構成図である。関節支持装具１０１は図４と同様であるので、説明は省略する。
リハビリ装置５０１は、関節支持装具１０１の加速度センサー１１２および圧力センサー１１４から出力された加速度データおよび圧力データを解析するとともに、この解析結果に基づき、大腿部用圧力付加手段５０７Ｌ、５０７Ｒ、膝関節用圧力付加手段５０８Ｌ、５０８Ｒ、下肢部用圧力付加手段５０９Ｌ、５０９Ｒの一連の圧力付加手段５１５、およびアシスト手段５１４を制御して、患者のリハビリを行うものである。すなわち、図１２の通り、リハビリ装置５０１は、受信手段５１１、記録手段５１２、ＣＰＵ５１３、アシスト手段５１４、大腿部用圧力付加手段５０７Ｌ、５０７Ｒ、膝関節用圧力付加手段５０８Ｌ、５０８Ｒ、下肢部用圧力付加手段５０９Ｌ、５０９Ｒの一連の圧力付加手段５１５からなり、これらはバスで接続されている。
つまり、電気的には、リハビリ装置５０１は、アシスト手段５１４および一連の圧力付加手段５１５以外は、実施の形態１の情報処理装置２０１と同様の構成を有し、同様の機能を有する。したがって、ＣＰＵ５１３以外については説明を省略するとともに、アシスト手段５１４、および一連の圧力付加手段５１５のみについて詳述する、
【００６８】
ＣＰＵ５１３は、受信手段５１１で受信した加速度データおよび圧力データを解析する解析手段を構成する。関節支持装具１０１の圧力センサー１１４および加速度センサー１１２で患者の足の動きを検知し出力された加速度データおよび圧力データには、患者の足の動作に関する様々な情報が含まれている。ＣＰＵ５１３は、あらかじめ準備したプログラムを介してかかるデータを解析することにより、実施の形態１と同様、解析結果として歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報を得るものである。そして、これを用いて、リハビリ装置５０１の一連の圧力付加手段５１５のそれぞれに付加する圧力を調整する。また、これを用いて、アシスト手段５１４を駆動する。
【００６９】
アシスト手段５１４は、ＣＰＵ５１３の解析結果に基づき、患者の足の曲げ伸ばし運動を補助する方向に右足用支持台５０３、および左足用支持台５０４を駆動する。本実施の形態の場合、アシスト手段５１４は図示しないモータで構成される。どの程度のアシストを行うかは、圧力データおよび加速度データに基づきＣＰＵ５１３で適正な圧力を求めることにより調整される。もちろん、回復が進み、リハビリとして筋力トレーニングを行う場合には、アシスト手段５１４を逆に用いて、足の曲げ伸ばし運動と反対の力を加えるようにしてもよい。
【００７０】
一連の圧力付加手段５１５は、ＣＰＵ５１３の解析結果に基づき、大腿部、膝関節、および下肢部の側面に圧力を付加する。Ｏ脚の場合は、大腿部用圧力付加手段５０７Ｒ、膝関節用圧力付加手段５０８Ｌ、下肢部用圧力付加手段５０９Ｒを駆動して、Ｏ脚を矯正する方向に圧力を加える。どの程度の圧力を加えるかは、加速度データおよび圧力データに基づきＣＰＵ５１３で適正な圧力を求めることにより調整される。このように各圧力付加手段５１５が圧力を付加することにより、Ｏ脚を矯正する方向に圧力を加えることができ、膝関節に無理がかからない状態でリハビリを行うことが可能となる。
【００７１】
以上のように構成された本実施の形態のリハビリ装置５０１の動作を、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態のリハビリ装置の動作を示したフローチャートである。
まず、患者は関節支持装具１０１を第１のベルト１０９、第２のベルト１１０、第３のベルト１１１を用いて脚に固定するとともに、電源をＯＮにする（Ｓ３１）。患者が手動で電源をＯＮにする場合のほか、圧力センサー１１４と電源スイッチを連動させたり、人への装着を検出するセンサーと電源スイッチを連動させることにより、自動的に電源をＯＮにすることもできる。
装着が終わると、患者は歩行を開始する。そして、加速度センサー１１２および圧力センサー１１４は、加速度データａｘ、ａｙ、および圧力データＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の出力を開始する（Ｓ３２）。かかる出力はＣＰＵ１１７の制御の元、記録手段１１５に記録される（Ｓ３３）。
次に、患者の指示により、記録手段１１５に記録された検出値が外部出力手段１１６を介してリハビリ装置５０１に転送される（Ｓ３４）。例えば、外部出力手段１１６の一例であるＵＳＢ接続端子とリハビリ装置５０１の接続端子５１０とをＵＳＢケーブルで接続することで転送が開始される。
【００７２】
リハビリ装置５０１は、受信手段５１１を介してデータを受信する（Ｓ３５）。そして、ＣＰＵ５１３の制御の元、記録手段５１２に記録される。ＣＰＵ５１３は、データを読み出し、実施の形態１で説明したようにこれを解析し、歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報のうち少なくとも一つを求める（Ｓ３６）。
また、ＣＰＵ５１３は、歩調情報等から駆動すべき一連の圧力付加手段５１５を選択し、選択した一連の圧力付加手段５１５に駆動命令を送信する（Ｓ３７）。命令を受けた一連の圧力付加手段５１５は、駆動命令に従い患者の大腿部、膝関節、および下肢部に圧力を付加する（Ｓ３８）。
さらに、ＣＰＵ５１３は、患者の下肢部の曲げ伸ばし運動に従い、アシスト手段５１４に対して駆動命令を送信する（Ｓ３９）。命令を受けたアシスト手段５１４は、駆動命令に従い、患者の下肢部の曲げ伸ばし運動をアシストする（Ｓ４０）。
以上の動作を利用して、本実施の形態のリハビリ装置５０１を以下のように使用することが可能である。
【００７３】
まず、一日の使用で蓄積されたデータを利用した使用方法を説明する。
患者は、一日本実施の形態の関節支持装具１０１を使用する。この使用に伴い、一日の加速度データおよび圧力データは記録手段１１５に記録される。そして一日の使用が終わると、患者は関節支持装具１０１をＵＳＢケーブルでリハビリ装置５０１と接続する。これにより、加速度データおよび圧力データがリハビリ装置５０１に転送される。また、ＵＳＢ接続端子は電力線を有するので、関節支持装具１０１の電池１１８は、翌日の使用の準備のため、リハビリ装置５０１の電源コンセントを通じて充電される。リハビリ装置５０１は、これらのデータから歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などを求め、ここから大腿部、膝関節、および下肢部に付加すべき適切な圧力を求める。このように、一日の使用を通じたデータを用いて圧力の適正値を求めるようにすれば、個人の症状や特徴に応じた最新の適正な圧力を付加することができる。そして、この適正な圧力の元で患者がリハビリを行うことにより、膝関節に無理のかからない効果的なリハビリを行うことが可能である。すなわち、昼は関節支持装具１０１を用いて、夜は同じ条件でリハビリ装置５０１を用いてリハビリを行うことができ、効果的なリハビリプログラムを組むことが可能となる。
【００７４】
さらに、リハビリ装置５０１は、歩調情報、身体揺れ情報、矯正効果情報などから、関節支持装具１０１を装着中、どの程度足に負荷がかかったかを算出する。例えば、関節支持装具１０１の装着時間、歩行時間、歩調が一定しない時間、身体揺れが発生した時間からその間にかかった負荷の大小を求め、リハビリ装置５０１を用いてのリハビリにおいては、足に負荷がかかりすぎないよう、アシスト手段５１４により適正なアシストを行う。このようにすれば、毎日のリハビリプログラムにおいて、一日当たりの足に対する負荷量が一定となるように調整することができ、無理のないリハビリプログラムを組むことが可能となる。
【００７５】
次に、長期の使用で蓄積されたデータを利用した使用方法を説明する。
患者は、充電のため、毎日使用が終わると関節支持装具１０１をリハビリ装置５０１に接続する。この際、記録手段１１５に記録されたデータは毎回リハビリ装置５０１の記録手段５１２に転送される。したがって、関節支持装具１０１を使用し続けると、リハビリ装置５０１には、長期間にわたるデータが蓄積される。
本関節支持装具１０１やリハビリ装置５０１を用いると、関節が正しい位置に戻された状態で筋肉をつけることができ、この筋肉により正しい位置で関節が固定され、変形性膝関節症の症状は改善する。ＣＰＵ５１３は、データからリハビリの効果を解析し、一連の圧力付加手段５１５が付加する圧力を徐々に少なくしていくとともに、アシスト手段５１４のアシスト量を徐々に少なくしていくことにより、患者が自らの足を能動的に動かしてリハビリを行うようにする。これにより、さらなるリハビリ効果が期待できる。
【００７６】
以上、リハビリ装置５０１のリハビリ機能を中心に説明したが、リハビリ装置５０１に実施の形態１の情報処理装置２０１の機能を持たせることにより、実施の形態１と同様。様々な情報を表示したり、患者に装着の指示を行ったりすることも可能である。
【００７７】
これまで説明してきた関節支持装具１０１は、発明者らが特許文献１に記載の関節支持装具に基づくものであったが、本発明はこのタイプの関節支持装具に限定されるものではない。すなわち、三点支持による関節支持装具に適用できるのはもちろんのこと、それ以外の関節支持装具においても、本発明の加速度センサー１１２、あるいは圧力センサー１１４を用いて、装着の適否や装具調整に用いることが可能である。特に、歩調情報を用いた本発明は、あらゆる関節支持装具に適用することが可能である。また、義肢においても用いることができ、この点で本件の関節支持装具は、義肢を含む概念である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、膝に用いる関節支持装具の他、人体ないし動物の身体の各関節に用いる関節支持装具、さらには義手や義足など義肢にも利用が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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