(57)【要約】      （修正有）【課題】リュウマチ罹患者等の捩り力を定量的に測定する測定器及び捩り力の機能回復訓練器を提供する。【解決手段】手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器５０は、操作者が直接把持して回動する円柱状把持部１に対して、その中立点からの回転変位量に応じた応力負荷を与えるための負荷装置と、把持部の回転変位を直線変位に変換するための変換手段と、直線変位の変化量を拡大して表示するための変位拡大表示手段１０とで構成される。【選択図】図１
2005080949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が把持して回動するための円柱状把持部と、
前記円柱状把持部に対して、その中立点からの回転変位量に応じた応力負荷を与えるための負荷装置と、
前記操作者による前記把持部の回転変位を直線変位に変換するための変換手段と、
前記直線変位の変化量を拡大して表示するための変位拡大表示手段と、
を具備することを特徴とする手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項２】
前記円柱状把持部が、前記中立点を中心にして、右方向又は左方向の何れかの方向に操作者の選択によって回動されることを特徴とする請求項１に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項３】
前記円柱状把持部が、操作者によって選択的に把持される少なくとも二つの異なる外径の外周囲面を有することを特徴とする請求項１に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項４】
前記円柱状把持部の前記外周囲面には滑り止め処理が施されていることを特徴とする請求項３に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項５】
前記滑り止め処理が、ローレット加工であることを特徴とする請求項３に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項６】
前記負荷装置が、一方端がフレームの後面に固定されると共に、他方端が内面にねじ加工が施されたスピンドルの一方端に固着されたばね体で構成されることを特徴とする請求項１に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項７】
前記ばね体がコイル状のばねであることを特徴とする請求項６に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項８】
前記変換手段が、前記スピンドルと、フレームの前面を貫通して前記円柱状把持部に固着されると共に軸方向周囲部に前記スピンドルのねじと噛合するねじが施されたねじ棒で構成されることを特徴とする請求項６に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項９】
前記変位拡大表示手段が、前記スピンドル上に固定された抵抗用スライダピン、前記スピンドルの直線運動により前記スライダピンが摺動する抵抗体、前記スライダピンが検出する前記抵抗体からの抵抗値又は電圧値を増幅すると共に前記負荷装置が前記円柱状把持部に与える応力負荷に換算する増幅器、及び該増幅器からの出力を可視表示する表示器とからなることを特徴とする請求項６に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項１０】
前記増幅器からの出力を記録する記録装置を更に有することを特徴とする請求項９に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【請求項１１】
前記変位拡大表示手段が、前記変換手段による直線変位を、てこの原理により直接拡大・表示することを特徴とする請求項１に記載の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療機器に関し、特にリュウマチ罹患者や手首の機能回復訓練を必要とする者を対象とした、手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
リュウマチ罹患者の病状が進行すると捩り力が極端に低下し、健常者にとっては容易な手首によるドアの開閉さえ困難になる。従来、そのようなリュウマチ罹患者の病状が回復しているか、または進行しているかを知るための客観的な判断基準も、またそれを定量的に測るための適当な測定器もなかった。
【０００３】
機構的に本発明に近い従来の方法及び装置としては、工業材料、例えば鋼の丸棒に捩り力が負荷されたときに発生する捩り応力を、丸棒表面に貼り付けたストレインゲージで計測するものがある。これは、１ｍｍ以下の微小な捩り変位を電気信号に変換し、材料力学の算出式を用いて捩り応力または捩り力を測定するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の従来技術の方法及び装置は、測定対象となる捩り変位が微小であるため、大きな捩り変位（例えば、変位角度で９０度以上、円周変位量で５０ｍｍ以上）を必要とする手首の機能回復訓練器または大きな捩り変位を測定の対象とする計測器には適さないものである。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、大きな捩り変位に対応した手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器は、操作者が把持して回動するための円柱状把持部と、該円柱状把持部に対してその中立点からの回転変位量に応じた応力負荷を与えるための負荷装置と、前記操作者による前記把持部の回転変位を直線変位に変換するための変換手段と、前記直線変位の変化量を拡大して表示するための変位拡大表示手段とを具備するものである。
【０００７】
上記において、円柱状把持部は、中立点を中心にして、右方向又は左方向の何れかの方向に操作者によって選択的に回動される。
【０００８】
上記において、円柱状把持部は、操作者によって選択的に把持される、少なくとも二つの大小異なる外径の外周囲面を有する。
【０００９】
上記において、円柱状把持部の外周囲面にはローレット加工などの滑り止め処理が施されていることが好ましい。
【００１０】
上記において、負荷装置は、一方端がフレームの後面に固定されると共に、他方端が内面にねじ加工が施されたスピンドルの一方端に固着されたばね体で構成される。
【００１１】
上記において、ばね体はコイル状のばねであることが好ましい。
【００１２】
上記において、変換手段は、スピンドルと、フレームの前面を貫通して円柱状把持部に固着されると共に軸方向周囲部にスピンドルのねじと噛合するねじが施されたねじ棒で構成される。
【００１３】
上記において、変位拡大表示手段は、スピンドル上に固定された抵抗用スライダピン、スピンドルの直線運動によりスライダピンが摺動する抵抗体、スライダピンが検出する抵抗体からの抵抗値又は電圧値を増幅すると共に負荷装置が円柱状把持部に与える応力負荷に換算する増幅器、及び増幅器からの出力を可視表示する表示器とからなる。
【００１４】
上記において、増幅器からの出力を記録する記録装置を更に有することができる。
【００１５】
上記において、変位拡大表示手段は、変換手段による直線変位を、てこの原理により直接拡大・表示する構成としても良い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器によれば、ドアノブ（把手）を回動操作するのと同様な感覚で把持部材を回転操作することにより、操作者の捩り力を客観的な数値として計測、表示及び記録することができる。
【００１７】
また、本発明による手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器は、回転変位量に応じた応力負荷が把持部材に生じるため、捩り力の機能回復訓練器としても有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１は、本発明による手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器５０の構造を示す概略断面図である。参照番号１は、リュウマチ罹患者や手首の機能回復訓練を必要とする者（以下、「操作者」という）が把持して、右方向又は左方向の何れかに選択的に回転するための円柱形状をした把持部である。この円柱状把持部１は、大きな外径部１ａと小さな外径部１ｂの少なくとも二つの外周囲面を有し、後述するように径の違いを操作者が選択できるようになっている。また、それぞれの外周囲面には、操作者による回動動作が確実に行えるように、滑り止め処理、具体的にはローレット加工が施されることが好ましい。円柱状把持部１の後面には、フレーム２の前面２ａを貫通するねじ棒３が、ねじ止め等の適当な手段で固定される。フレーム２の前面２ａのねじ棒３が貫通する部分には、ねじ棒３の回転を円滑にするための軸受４が適当数設けられる。ねじ棒３の外周面でフレーム２内に位置する部分には、軸方向の一部分を除き、ねじ山３ａが広範囲に切られている。
【００２０】
参照番号６は、前記円柱状把持部１に対して、その回転変位量に応じた応力負荷を与えるためのコイル状のばねである。コイル状のばね６は、本発明装置において、負荷装置を構成する。ばね６の一方端６ａは、溶接、溶着により又は留め具等の適当な手段を用いて、金属フレーム２の後面２ｂの前述ねじ棒３の軸の延長線上に固定される。ばね６の他方端６ｂは、内周面に前記ねじ棒３のねじ山３ａと噛合するねじ山７ａが切られたスピンドル７が、溶接又は溶着などの方法により確実に固定される。
【００２１】
上記の構成において、ねじ棒３はスピンドル７に対して前方から、ねじ棒３のねじ山３ａの先端部がスピンドル７のねじ山７ａのばね６側端部に達するまでねじ込まれる。この状態において、ばね６が自然長となり、捩り力及び捩り変位がゼロの中立点となるようにする。参照番号８は、ねじ棒３の軸方向の移動を規制するためのスラスト支持体である。この構成において、操作者が円柱状把持部１を中立点から右方向に回動すると、それに伴いねじ棒３が右方向に回転する。ねじ棒３の軸方向の移動はスラスト支持体８で規制されているので、ねじ棒３と噛合しているスピンドル７は、ねじ棒３のねじ山方向を右ねじとすると、図面上、矢印９ａで示す左方向に相対的に移動する。これに伴い、スピンドル７の一方端に固定されたばね６が伸長し、そのばね力は、スピンドル７、ねじ棒３を介して、回転変位量に応じた応力負荷として円柱状把持部１に与えられる。なお、操作者が円柱状把持部１の回動運動を途中停止しても、ねじ棒３のねじ山３ａとスピンドル７のねじ山７ａとの間の摩擦力により、ばね６が中立点に自然に復帰することはなく、したがって、円柱状把持部１にはばね６からの応力負荷が作用した状態で停止することになる。操作者は、一旦停止の後、その時点での応力負荷に勝る捩り力がある場合には、さらに円柱状把持部１を回動することができる。
【００２２】
上記とは反対に、操作者が円柱状把持部１を中立点から左方向に回動すると、ねじ山の方向が右ねじの場合、スピンドル７は、図面上矢印９ｂで示す右方向に相対的に移動する。これに伴い、ばね６は圧縮され、そのばね力は、スピンドル７、ねじ棒３を介して、回転変位量に応じた応力負荷として円柱状把持部１に与えられる。操作者の回動運動が途中一旦中断された場合に、ねじ山３ａ、７ｂ間の摩擦力により、応力負荷が作用したままの状態で円柱状把持部１がその位置にとどまるのは前述と同様である。
【００２３】
上記の構成において、操作者の円柱状把持部１に対する円運動である回転変位が、ねじ棒３とスピンドル７により、矢印９ａ又は矢印９ｂの直線変位に変換されていることは容易に理解できる。すなわち、ねじ棒３とスピンドル７の組合せは、本発明装置において、円運動から直線運動への変換手段を構成するものである。
【００２４】
次に、参照番号１０で示される変位拡大表示手段について説明する。変位拡大表示手段１０は、スピンドル７の外周囲面上の所定箇所に設けられその先端部に金属接触部１１ａを具えたスライダピン１１と、該スライダピン１１の金属接触部１１ａが摺動的に接触し両端に直流電圧１３が印加される抵抗体１２と、該抵抗体１２上の金属接触部１１ａの位置に対応した電気信号をアナログ値又はデジタル値として表示する表示器１４とから基本的には構成される。接触部１１ａと表示器１４の間には、必要により増幅器１５が設けられる。スライダピン１１は、スピンドル７の直線運動に伴って動くものであり、またこのスピンドル７は円柱状把持部１の操作者による回動運動に応じて動くものであるので、表示器１４に表示される値は、結局のところ、円柱状把持部１の回転変位に対応した電圧値が表示されることになる。
【００２５】
参照番号２０，２１は、一回の測定終了後、ねじ棒３を捩り変位がゼロの中立点に復帰させるためのゼロ点復帰機構を示す。図示例の場合、ステッピングモータ等の駆動装置２０とねじ棒３の外周面に掛けられたベルト２１で構成される。中立点又はゼロ点復帰スイッチ（図示せず）を押すことにより、操作者の操作により回動された方向とは反対方向に、駆動装置２０及びベルト２１を介してねじ棒３が回転され、変位がゼロの中立点まで復帰される。ゼロ点復帰機構には、中立点における金属接触部１１ａの検出電圧を中心にして動作するサーボ機構を適用することにより容易に実現できる。
【００２６】
図２Ａは、操作者が円柱状把持部１の大径部１ａを把持して、左方向又は右方向に回動したときの、金属接触部１１ａが検出する電圧値と負荷装置が円柱状把持部１に与える応力負荷トルクとの関係を示すグラフである。同グラフから分かる通り、検出電圧は、中立点に設定された１５００ｍＶを中心にして、右方向に回転させたときには中立点からの変位量に応じて検出電圧が増加し、また左方向に回転させたときには変位量に応じて検出電圧が減少する。表示器１４には、図２Ａのグラフに基づき検出電圧が負荷トルクに換算されてデジタル表示される。また、指針式のアナログ表示の場合には、目盛りを電圧に代えて負荷トルクとしておくことにより、速やかにトルク値を知ることができる。
【００２７】
図２Ｂは、操作者が円柱状把持部１の小径部１ｂを把持して、左方向又は右方向に回動したときの、金属接触部１１ａが検出する電圧値と負荷装置が円柱状把持部１に与える応力負荷トルクとの関係を示すグラフである。図２Ａと図２Ｂのグラフの同一電圧値は、同一回転変位量を示すものであるため、同グラフからは、把持部１に対して同じ回転変位を与えるには、大径部１ａを回動するより小径部１ｂを回動する方がより大きなトルク（捩り力）を要することが理解できる。
【００２８】
次に、以上の構成を有する本発明の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器５０の具体的操作方法及び作用を説明する。操作者は、先ず装置が中立点になっていることを確認し、次に円柱状把持部１の大径部１ａ又は小径部１ｂの何れかを選択的に把持し、その後、左方向又は右方向の何れか一方の方向への把持部１の回動を開始する。適当な位置まで回動したら一旦手を把持部から離し、再度把持部を握り直し回動を再開する。操作者はこの動作を繰り返すことになる。把持部１の回転変位量は１回転内に限られるものではなく、複数回転できるものである。この回転変位量に応じて、装置の負荷装置から把持部１に応力負荷が加えられ、操作者の捩り力が応力負荷に勝っている間は把持部１を回動することができるが、両者が釣り合った状態以降は、操作者の発揮する捩り力に応力負荷が勝るため、それ以上の回動はもはやできないことになる。操作者の捩り力と応力負荷が釣り合ったときに表示器１４に表わされるトルクが、操作者が発揮することができる捩り力となる。表示器１４に表わされるトルク（捩り力）は、適宜記録装置に記録されることが好ましい。
【００２９】
操作者の捩り力が不明の場合には、先ず最初に把持部１の大径部１ａを操作することにより捩り力の大小の目安を知ることができる。大径部１ａでの回動操作が容易な操作者には次に小径部での同様な操作を行うことにより、ねじり力の正確な測定が可能となる。特にリュウマチ罹患者が本装置を用いた場合には、病状の程度、進行の程度又は回復の程度を定量的に測定することが可能である。測定終了後は、ゼロ点復帰スイッチを押すことにより、次の操作に備える。
【００３０】
本発明の装置は、上記した測定器としての用途のみならず、手首の機能回復訓練を要する者への訓練器としても利用できることは、更なる説明がなくとも容易に理解されよう。
【００３１】
なお、本発明の手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
上記実施例において、変位拡大表示手段は、電気的に構成したものを示したが、最も簡単には、てこの原理を利用してスピンドル７の直線変位を機械的に拡大し、それをトルク値で目盛られた目盛上に直接表わすようにすることもできる。
【００３３】
さらに、上記実施例においては、負荷装置をコイル状のばねで構成したものを示したが、エアー又は油圧式シリンダーを用いることもできる。
【００３４】
図示実施例では、円柱状把持部１は、大径部１ａと小径部１ｂを一体的に有するものとして説明したが、大径部と小径部を別々にねじ棒に装着できるように、又は固定的に設けた小径部の上に大径部を脱着自在な構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は本発明による手首の機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器の概略側断面図である。
【図２】図２Ａは大径部を回動したときの電圧（変位量）とトルクの関係を表わすグラフ、図２Ｂは小径部を回動したときの電圧（変位量）とトルクの関係を表わすグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１  円柱状把持部
１ａ  大外形部
１ｂ  小外形部
２  フレーム
３  ねじ棒
３ａ  ねじ山
４  軸受
６  ばね
７  スピンドル
７ａ  ねじ山
８  スラスト支持体
１０  変位拡大表示手段
１１  金属接触部
１２  抵抗体
１３  直流電圧
１４  表示器
１５  増幅器
２０  駆動装置
２１  ベルト
５０  機能回復訓練器及び捩り力・捩り変位計測器
【図１】
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【図２】
2005080949.tif 000004