(57)【要約】【課題】本発明は、振戦安定化装置とその利用方法、特に体の一部の振戦、とりわけ手における、生理的・病理的なそれを制御するために使用されるジャイロ装置及びそれらの改良に関する。【解決手段】人体に対する震えの影響を軽減する装置について記述する。本装置は、装着可能エレメント、これに搭載された又は搭載が可能な最低一基のジャイロ装置、ジャイロスコープとジャイロスコープ筐体を含むジャイロ装置を有する。本装置は、筐体内でジャイロスコープが歳差運動をすることが可能な方マウントがあり、これを通して最低でも一基のジャイロ装置が筐体に取り付けられているという特徴を有する。一実施例においては、マウントはジャイロスコープが取り付けられるヒンジ、そしてそのヒンジがジャイロスコープ筐体に対して回転するために取り付けられる、ヒンジプレート又はヒンジマウントを有する。ヒンジプレート又はヒンジマウントは、ジャイロスコープ筐体に取り付けられたターンテーブルを有することが好ましい。更に、各ジャイロ装置は、ジャイロスコープの歳差運動を制御する制御装置を有することが好ましい。【選択図】図２
2018507010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着可能なエレメントを備え、前記装着可能なエレメントに最低一基のジャイロ装置が取り付けられた、人体に対する震えの影響を軽減する装置。
【請求項２】
ジャイロ装置が、ジャイロスコープ及びジャイロスコープ筐体を有し、最低一基のジャイロ装置が、そのジャイロスコープが筐体に対して歳差運動を行うことができるような取付方法で前記筐体に取り付けられた、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
マウントが、ジャイロスコープを取り付けるためのヒンジ、並びにジャイロスコープ筐体に対して回転運動を行うヒンジを乗せるためのヒンジプレート又はヒンジマウントを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ヒンジプレート又はヒンジマウントが、ジャイロスコープ筐体に取り付けられたターンテーブルを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各ジャイロスコープの歳差運動を制御するための追加の制御装置を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項６】
前記制御装置が複数の弾性ダンパーを有する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記制御装置が磁気制御装置、最低一枚の磁気ディスク又はジャイロスコープと連動した輪状の磁石を有していることが好ましい、請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
前記制御装置が、前記ターンテーブルの周囲にステップモーター及びギア装置を有する、請求項５から７に記載の装置。
【請求項９】
複数のジャイロ装置を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のジャイロ装置が、装着可能なエレメントの一面又は複数の側面に分散され、各装置が患者の振戦軸と密接に関連した、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
バッテリー電源のうち、再充電可能なバッテリー電源供給があれば好ましく、近距離無線又は誘電充電システムによる再充電が可能なバッテリー電源供給があれば更に好ましい、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ジャイロ装置が無線による電源供給を受け、前記装置が更に無線電源制御回路を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記装着可能なエレメントとは、グローブ、靴下、靴、革ひも又はヘッドギアを指す、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１４】
更に以下の部品 (加速度計、転倒センサー、睡眠センサー、血圧・脈拍・温度・皮膚誘電性及び汗センサーのような生体メトリクスセンサーを含む、一種類以上のセンサー。) のうち最低一種類を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１５】
最低一基の前記ジャイロスコープが、流体又はハイブリッド流体ジャイロスコープを有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１６】
前記流体又はハイブリッド流体ジャイロスコープ内の流体が磁気粘性流体となっている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
各ジャイロ装置が、装置内に複数の放射状に伸びた弱線を形成したジャイロスコープディスクを有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１８】
各ジャイロ装置が、複数の放射状に伸びた指部を形成したジャイロスコープディスクを有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項１９】
前記指部の放射状部位の長さを調節できる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
各ジャイロ装置が、モーター駆動のジャイロスコープディスクを有し、前記装置が前記モーターを通る電流又はこれにかかる電圧を調整・変調するといった調整方法を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項２１】
更に全地球測位システム及び追跡機能を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項２２】
更に、リモートコンピューターを含むコンピューターや、スマートフォン、ノートパソコン、タブレット端末といった携帯端末を含む、外部コンピューターベースのシステムに接続する無線ネットワーク機能を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項２３】
更に熱管理装置を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項２４】
前記熱管理装置が、ジャイロ装置に対して熱伝導筐体を使用している、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記熱管理装置が、ヒートシンクがジャイロ装置に対して筐体の一部を形成していることが好ましいヒートシンクを有する、請求項２３又は２４に記載の装置。
【請求項２６】
熱が前記ジャイロ装置から回収され、装着可能エレメントに移送されることで加温機能を有する、請求項２３から２５までに記載の装置。
【請求項２７】
更に独立したジャイロ装置用発電機能を有する、上記すべての請求項に記載の装置。
【請求項２８】
前記独立発電機が、以下の項目のうち一種類以上を使用している、請求項２７に記載の装置：
モーターの振動からエネルギーを取り出す振動板の間に置かれた、伝導性の小滴( 例  ガリンスタン) 。
グローブの手のひら側に内蔵された、フレキシブルな流体室。例えば、この流体室は電極を取り付けた流体チャンネルを有し、このチャンネルが装置の背面に沿って張り巡らされている。
手を握る運動によって生じるエネルギーを吸収する、手のひらに取り付けられた圧電変換機。
伝導性小滴が電極に沿って破断することを可能にすることで、手首の関節周辺の素材が切断される際に生じるエネルギーを吸収する、スライド式電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振戦安定化装置とその利用方法、特に体の一部の振戦、とりわけ手における、生理的・病理的なそれを制御するために使用されるジャイロ装置及びそれらの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
不随意の筋振戦は、広範囲の神経疾患、特にパーキンソン病のような退行性疾患で発生する。
【０００３】
ジャイロスコープを使用した手の振戦を緩和する発明は多数提案されている。US5058571 では、バッテリー駆動のジャイロスコープを革ひもによって手の甲にくくりつけるという初期の提案が紹介されている。ジャイロスコープは、その回転軸の方向を維持し、その方向に変更を生じさせるすべての動きに対して抵抗するよう作用する。すなわち、ジャイロスコープの使用理論は、筋振戦の発生により手の動きが始まり、この動きに対してジャイロスコープが作動することで、実質的にこの振戦を相殺するというものである。
【０００４】
しかしながら、US6730049 で記述されているように、US5058571 の装置は一基のジャイロスコープを装備しているのみであり、一平面的方向の不随意運動を軽減する機能に留まる。腕の動きに関して言えば、不随意運動が一次元的である場合は稀である。US6730049 では、使用者の下腕、手首と手を縛り、五本の指のみを自由にした添え木を提案している。従い、拘束された部分の中で発生するすべての不随意運動は、その次元性によらず、前記の添え木に移される。ジャイロスコープは、この運動に対応するかたちと位置で、添え木に取り付けられる。幾つかの実施例においては、二基のジャイロスコープが、各回転軸が互いに直角となるかたちで添え木に取り付けられている。前記装置は、添え木の長さに沿ってジャイロスコープの位置を調整することで、特定の患者の振戦条件に合わせた設定を行うことができるとの請求がなされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本件の実情に精通した人物であれば、本装置は指を除く下腕全部の自由な動きを妨げてしまうことに直ちに気がつく。親指の動きでさえも大幅に制限され、患者の活動範囲は著しく制限されるものとなり、患者の負担を緩和するどころか、実際には悪化させるという結果に至るリスクがある。
【０００６】
このことから、振戦安定化技術には改善の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
広義において、本発明は人体の震えの影響を軽減する装置を提供する。本装置は、装着可能エレメント、これに搭載された又は搭載が可能な最低一基のジャイロ装置、ジャイロスコープとジャイロスコープ筐体を含むジャイロ装置を有する。本装置は、筐体内でジャイロスコープが歳差運動をすることが可能な方マウントがあり、これを通して最低でも一基のジャイロ装置が筐体に取り付けられているという特徴を有する。
【０００８】
一実施例においては、マウントはジャイロスコープが取り付けられるヒンジ、そしてそのヒンジがジャイロスコープ筐体に対して回転するために取り付けられる、ヒンジプレート又はヒンジマウントを有する。
【０００９】
ヒンジプレート又はヒンジマウントは、ジャイロスコープ筐体に取り付けられたターンテーブルを有することが好ましい。
【００１０】
更に、各ジャイロ装置は、ジャイロスコープの歳差運動を制御する制御装置を有することが好ましい。
【００１１】
幾つかの実施例において、制御装置は複数の弾性ダンパーを有する。
【００１２】
追加あるいは代替機構として、制御装置は、理想的には最低でも一枚の磁気のディスク又はジャイロスコープと連動した輪状の磁石を含む、磁気制御装置を有する。
【００１３】
制御装置は、ステップモーターのようなモーター、ギア・アセンブリー又はベルトドライブ機構のようなダイレクトドライブ式装置を含む、ターンテーブルと連動した駆動装置を適宜有することが好ましい。
【００１４】
一実施例において、本装置は、複数のジャイロ装置を有する。これらのジャイロ装置は、装着可能エレメントの一面又は複数の側面に分散されるかたちで取り付けられていることが好ましい。
【００１５】
ジャイロスコープ筐体は、各ジャイロスコープの動作を制御する、切り替え可能な制御回路を有することが好ましい。本制御回路が、ジャイロスコープ筐体に取り付けられたスイッチを有する場合、更に好ましい。
【００１６】
本装置が、再充電可能なバッテリー電力供給、特に近距離無線又は誘電式充電システムによる再充電可能なバッテリー電力供給システムといったバッテリー電力供給システムを有する場合、更に好ましい。
【００１７】
本ジャイロ装置は、無線による電力供給を受け、本装置が更に無線電力制御回路を有することが好ましい。
【００１８】
装着可能エレメントは、グローブ、靴下、靴、革ひも又はヘッドギアを有することが好ましい。
【００１９】
本装置は、以下の部品のうち最低でも一個を有していることがが好ましい：加速度計、転倒センサー、睡眠センサー、血圧・脈拍・温度・皮膚誘電性及び汗センサーのような生体メトリクスセンサーを含む、一種類以上のセンサー。
【００２０】
オプションとして、本装置は音声認識制御システムを有する場合もある。
【００２１】
各ジャイロ装置は、内部に形成され、放射状に伸びた複数の弱線を有するジャイロスコープディスクを有することが好ましい。
【００２２】
各ジャイロ装置は、複数の放射状に伸びた指型部品で形成されたジャイロスコープディスクを有することが好ましい。各指の放射状部分の長さが調節可能な場合、更に好ましい。
【００２３】
各ジャイロ装置は、モーター駆動のジャイロスコープディスクを有し、その内部には、前記モーターを通る電流又はモーターに対してかけられる電圧を、調整・変調する調整装置を有する装置であることが好ましい。
【００２４】
本装置は、全地球測位システム及び追跡機能を有することが好ましい。
【００２５】
本装置は、リモートコンピューターを含むコンピューターや、スマートフォン、ノートパソコン、タブレット端末といった携帯端末を含む、外部コンピューターベースのシステムに接続する無線ネットワーク機能を有することが好ましい。
【００２６】
本装置は、ジャイロ装置によって発生する熱を排除する熱管理装置を有することが更に好ましい。
【００２７】
幾つかの実施例では、熱管理装置は伝熱性筐体を使用したジャイロ装置を有する。熱管理装置は、ヒートシンク、特にオプションとしてジャイロ装置の筐体の一部を形成するヒートシンクを有する場合がある。より好ましい実施例では、ジャイロ装置から回収された熱は、加温機能を提供するために装着可能エレメントに送られる。
【００２８】
本発明に関する上記及びその他の特徴につき、実施例のみに基づき以下の図面を参照して詳述する：
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従って機能する装置を手に取り付けた場合の実施例を示す。
【図２】図１の実施例におけるジャイロスコープ及び筐体の分解斜視図である。
【図３】図１の実施例におけるジャイロスコープ及び筐体の断面図である。
【図４】図１の実施例の機能を図示したものである。
【図５】本発明に従って機能する装置を更にグローブというかたちで使用した場合の外観図である。
【図６】更に代替的なジャイロスコープディスク装置を使用した場合の複数の外観図である。
【図７】本発明に従って機能する装置を、図5 のそれとは更に異なるグローブというかたちで使用した場合の外観図である。
【図８】幾つかの代替的なジャイロスコープアセンブリの概略図である。
【図９】幾つかの代替的なジャイロスコープアセンブリの概略図である。
【図１０】幾つかの代替的なジャイロスコープアセンブリの概略図である。
【図１１】幾つかの代替的なジャイロスコープアセンブリの概略図である。
【図１２】幾つかの代替的なジャイロスコープアセンブリの概略図である。
【図１３】幾つかの代替的なジャイロスコープアセンブリの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ジャイロスコープは、軸の周りを自由に回転する回転ディスクを有する装置である。ディスクが回転すると、ジャイロスコープは負荷のかけられた偶力の動きに抵抗し、一定の方向を維持する傾向がある。ジャイロスコープが回転しながら動かされる場合、ディスクの回転軸及び本装置が動かされる方向の軸に対して相互に垂直となる軸の周囲にある本装置の章動を通じて、角運動量が保存される。
【００３１】
ジャイロスコープは、ディスクの慣性モーメント、ディスクの角運動速度、章動による角運動速度に比例したジャイロモーメントに作用する。ジャイロモーメントの方向ベクトルは、ディスクの角運動速度と本装置の章動による角運動速度のベクトルクロス乗積に比例している。
【００３２】
本発明による装置は、装置が取り付けられる体の部分に応じて一定間隔を置いた複数のジャイロ装置を有する。振動又は回転移動といったかたちで体の均衡状態に摂動が生じた場合、複数のジャイロ装置は、全体として累積ネットジャイロモーメントを体に対して作用させる。同装置は、更に小型のジャイロスコープを使用することも可能で、ジャイロスコープの質量を体全体に分散することで、本装置の装着をより容易にし、器具のサイズの小型化を実現し、より大型のジャイロスコープを装備した従前の装置と比較して、機敏な動きや様々な動きを阻害する度合いを軽減することが可能となる。
【００３３】
図1 において、本発明に従って機能する装置を、手12の甲に取り付けられたジャイロ装置11を有するグローブ10というかたちで使用した場合の実施例を示す。ここで示した実施例において、グローブ10は開放型又は指部分のないかたちのものであり、指13及び親指14は自由に動かすことができる。前記グローブは、革ひも、特にフック及びループ状の調節可能な固定器具のついたものを利用することで、使用者の手首・指・親指に取り付け可能な、ジャイロ装置用のサポート布地で織られていることが好ましい。前記布地は、長時間装着しても不快にならない、柔らかく付け心地の良い素材であることが好ましい。好ましい実施例としては、前記布地はソフトシリコン繊維表面と着用者の肌の間にファンデルワールス力を形成し、繊維のずれを防ぐことができる、WO 2014/127291で述べられているようなかたちのものが挙げられる。
【００３４】
図2 は、ジャイロ装置の好ましい実施例時における分解図である。ジャイロスコープは、ブラシレスDCモーター21駆動の、真ちゅうディスクのような金属製回転ディスクで作られていることが好ましい、回転ディスク20を有する。図示されている実施例において、本ジャイロスコープは制御回路23により制御されたバッテリー22というかたちの小型DC電源供給によって駆動する。代替的形態として、電源供給と制御回路をジャイロ装置から離れた場所に設置している。
【００３５】
ジャイロスコープのモーター21は、ジャイロスコープ台24の上に取り付けられており、その台は、歳差運動ヒンジ25の上に、そしてそのヒンジはヒンジプレート30の上に取り付けられている。ヒンジプレート30は、ターンテーブル31の上に取り付けられており、そのターンテーブルは装置のグローブ10に固定されている。使用時は、ジャイロスコープの軸は歳差運動ヒンジ25とターンテーブル31の組み合わせにより供給される2 軸の固定具が機能し、歳差運動を行うことが可能となる。
【００３６】
ジャイロスコープ軸の歳差運動と制御された歳差運動により、装置の抵抗によって生じる結果的ベクトルが、振動ベクトルに対して常に実質的に反対方向である状態を確実に形成する。
【００３７】
弾性ダンパーは、ヒンジプレート30とジャイロスコープ台24の間に設置され、歳差運動を行うジャイロスコープの軸と、ヒンジプレート30に対して通常の状態である軸の間に形成される歳差運動角を制限する。
【００３８】
特定の実施例において、弾性ダンパーの代わりとして、又はジャイロスコープの歳差運動を更に厳格に制御するために、各ジャイロ装置に磁石が組み込まれる。例えば、ジャイロスコープディスク20の歳差運動を制御するために、この周辺に一枚以上の磁気ディスク又はリング又はドーナツ状磁石を配列する。代替的手段として、バネや各種電磁石を用いることでも同様の機能を発揮する。加えて、例えばステップモーター及びギア配列によって、一基のジャイロスコープで複数の振動軸の制御を行うために、ターンテーブルの方向も制御することができる。
【００３９】
筐体32はグローブへの取付が可能であり、ジャイロスコープを収納し、本実施例においてはモーターを作動・停止させるためのスイッチ33というかたちをとった駆動装置を有する。
【００４０】
図3 は、ジャイロ装置をより詳細な断面図で図示したものである。静止時の方向( 図3a) と歳差運動時の方向( 図3b) がある。図3cは、ステップモーター及びギア・アセンブリの内包状態を示す図であり、同部位はターンテーブルに追加の制御を行うことで歳差運動についても追加の制御機能を提供する。その他のダイレクトドライブアセンブリやベルトドライブアセンブリといった、代替的な制御システムも同様に構築することができる。
【００４１】
図4 は、図1 から3 で示した装置によって得られた結果を示す。実験において、本装置は木製人形の継ぎ手式の手に取り付けられる。次にこの手は、モーター用のサポートに取り付けられる。更にこのサポートは、手の震えを軽減するためにモーターの主軸に対してその質量部分を偏心的に取り付けられたモーターに取り付けられる。本装置を手に装着し、非稼動時は、毎秒約6 度の平均角速度が観察され、振れ幅は約 -5.5 から +3.5 までであった。対照的に、本発明による装置稼働時は、平均角速度は毎秒約0.5 度、約 -0.3 から +0.7 までの大きさの振れ幅まで減少した。パーキンソン病と診断され、強い手の震顫症状を呈していた70歳女性の患者に対して装着・実験を行ったところ、質的に同様の効果が見受けられた。
【００４２】
以下に詳述の通り、幾つかの実施例において、ジャイロスコープディスクはモーターに統合され、その上に筐体として機能する永久磁石を搭載した状態でモーターとして機能する。
【００４３】
代替的な実施例を、幾つかの視点から図5 で示す。この実施例において、ジャイロスコープマウント40はグローブエレメント41の内部に形成又は外部に取付される。マウント40は、各ジャイロスコープに対応したジャイロスコープ受容カップ42及びジャイロ装置44のためのジャイロスコープ筐体を形成する、付属の着脱可能キャップ43を有する。図示された実施例において、マウント40は筐体をバッテリー筐体50と接続するステム45を有する。カップ42及びステム45は、グローブと統合されたかたちで形成するか、又は着脱可能なユニットとして形成することができる。これにより、必要に応じた交換、並びに一種類で様々なサイズのグローブ、あるいは実際に人体に取り付けるための、革ひも、靴下、靴等々、その他の形態の器に対応したシングルマウント機構を採用することが可能になる。
【００４４】
ジャイロ装置44は、ジャイロスコープディスク51とモーター52を有する。
【００４５】
ジャイロスコープ受容カップ42は、それぞれのジャイロスコープをバッテリー電源50と接続するのに必要な電気接続を有する。オプションとして、ジャイロスコープに配線を施す接続方法もあるが、カップ内で電気的接点又はパッドが、対応した接点又はパッドがジャイロ装置に押し付けられ、着脱可能キャップ43により確実に固定されるものが好ましい。
【００４６】
既述の種類のマウント40を利用し、各ジャイロスコープに対して個別の筐体を用意することで、各ジャイロスコープを任意に異なるトルクを選択的に設定することが可能になる。例えば、特定のエリアにおける振動がより大きい又は振動が人体の特定の部位に対してより大きな影響を及ぼす場合などである。このように、本発明による装置は、特定の患者のニーズに合わせて調節することができる。
【００４７】
ジャイロ装置は、グローブ又はその他の装着可能な装置に確実に取り付ける必要があることは言うまでもない。具体的には、ジャイロ装置のトルクが、例えばグローブの伸びやその他の動きによって吸収されるのではなく、着用者の体に移行される状態をつくるということである。弾性材、緊張ワイヤー又は類似の装置、あるいは装着可能部品の本体内にかかるエレメントを内包することにより、適切なテンションを形成することが可能になる。
【００４８】
既述の従来技術を用いた装置で使用されるような大型ジャイロスコープと比して、小型ジャイロスコープは、極めて小さな電源要件を有するものと言うことができる。小型ジャイロスコープを複数使用したとしても、本発明による装置全体の必要電力は、一般的に従来の技術によるそれと比較して大幅に小さい。従い、小型・軽量且つ目立ちにくいボタンセルを使用することが可能となる。
【００４９】
代替手段として、小型の再充電可能なバッテリー、特にリチウムイオン又はリチウムイオンポリマーセル型のバッテリーを使用することができる。一例として、再充電可能なセルは、電子機器の分野において認知度の高いプラグインコネクター方式で再充電を行うことができる。具体的には、リード線からUSB 式電源供給への接続を、通常は5Vで行うことが可能な接続方式といったものである。代替的な実施例において、再充電可能なバッテリーは、誘電式充電装置を使用して再充電することができる。かかる機構はこの分野で既にひろく知られているため、本稿での詳述は行わない。
【００５０】
更に別の代替的実施例において、本装置で使用されるジャイロスコープは、バッテリーを必要としない無線送電装置により直接電源供給を受ける。さはさりとて、かかる装置はバックアップ電源を提供するためのバッテリーを有することが好ましい。
【００５１】
特定の実施例において、光エネルギー、電磁放射、熱勾配及び動力エネルギーを利用した、追加の電力補給を行っている。具体的なシステムは以下の通り：
光エネルギーを吸収する光起電セルを装置の側面に装備する。オプションとして、このセルを上から保護するための透明な耐擦傷性保護シートを装備する。
熱勾配を利用した熱電発電機を、体温及び周辺温度との間に取り付け、発電を行う。オプションとして、モーターによって生じた熱を適当な冷却装置に通して、熱勾配を生成することに使用されることができる。
機械的歪みを電流又は電圧に変換する圧電気変換器を、グローブの中でも変形しやすい部位に取り付ける。
振動、切断及び流動というかたちの運動エネルギーを電気エネルギーへと変換することを通して発電を行うマイクロ流体エネルギー。
【００５２】
モーションキャプチャー技術を通した発電、特にREWOD ベースの振動吸収を行う、内蔵型マイクロ流体エネルギー吸収は、とりわけ高い関心度を有する項目である。REWOD プロセスは、伝導性の小滴が位置又は形状を変え、これに応じて二本の互いに対極性を有する絶縁加工をした電極との接地面及び位置が変わることで発電を行うものである。複数の吸収装置を内蔵した一デザインは、以下の項目のうち一種類以上を有する：
モーターの振動からエネルギーを取り出す振動板の間に置かれた、伝導性の小滴( 例  ガリンスタン) 。
グローブの手のひら側に内蔵された、フレキシブルな流体室。例えば、この流体室は電極を取り付けた流体チャンネルを有し、このチャンネルが装置の背面に沿って張り巡らされている。
手を握る運動によって生じるエネルギーを吸収する、手のひらに取り付けられた圧電変換機。
伝導性小滴が電極に沿って破断することを可能にすることで、手首の関節周辺の素材が切断される際に生じるエネルギーを吸収する、スライド式電極。
【００５３】
周囲のエネルギーを利用することで、本装置は自立した発電を実現することができるようになる。
【００５４】
本装置は、電流又は電圧の調整用電気回路構成要素を有することもできる。これにより、ジャイロスコープディスク20、51の回転スピードによって振動を生じさせ、更にジャイロスコープトルクの微調整を行うこともできる。電気通信モジュールを含む、好ましい実施例において、臨床医が遠隔操作するコンピューターに代表される、コンピュータによる遠隔作業により、あるいは携帯端末、特にタッチスクリーンのものが好ましいが、スマートフォン又はタブレット端末といった患者にとって利用しやすい機器を用いることで、電流及び電圧の調整を通した装置の微調整を行うことができる。この機能により、追加の機能やモニタリング機能を、本装置上で稼動するアプリケーション又はプログラムに組み込むことが可能となる。具体的には、システム情報及び健康状態の表示、ユーザーによるカスタム設定やプログラミングといったものである。
【００５５】
特定の実施例において、ジャイロスコープ用の筐体は封鎖され、ジャイロスコープ回転時の空気抵抗を削減し、回収するエネルギーの浪費を減少、効率と信頼性を向上させるために、空洞部を大気圧より低密度の気体で充填するか、あるいは空洞部を真空状態にする措置を取る。
【００５６】
一基又は二基のジャイロスコープを図示するに留まっているものの、本発明は複数の軸上にある振動に対応することを考慮した無数のジャイロスコープを有する装置に関するものである。
【００５７】
図5 と6 に示されるように、好ましい実施例において、ジャイロスコープディスク51は破断ライン53及び指54によって有利に形成されている。破断ライン53は、ディスク構造における弱線を形成する。硬い表面への転倒といったように、ディスクへの損傷を起こすほどのジャイロスコープへの損傷が発生した場合、前記ディスクは制御された条件下で破断することが望ましい。これにより、キャップ43の格納容器、全筐体、マウント及びグローブを突き破るようなディスクの破砕の発生リスクを下げることにつながる。
【００５８】
更に、前記ジャイロスコープは、使用上及び安全上の双方の理由から、ブレーキ機構を組み込み、ディスクの迅速な減速を行うことができる。装置の電源供給を補足する目的からも、回生ブレーキシステムの採用が好ましい。
【００５９】
図6 に示されるように、複数の指54を有するジャイロスコープディスク51の形成により、脚部によるディスク51の径方向寸法調整が可能となり、これに伴いジャイロスコープのトルク条件も調整可能となる。各脚部54の径方向寸法は、ジャイロ装置の特徴に合わせて微調整を行うために、ディスクの直径を全体的に増やしたり、又は脚部を個別に調節したりすることが可能である。ジャイロスコープの特性を調整するこの方法は、本発明の固有性及び一般的特徴を体現するものである。
【００６０】
下記の図6 及び8 で示された好ましい実施例において、これらの指は、不具合の発生時に回転軸の収縮を誘発させる追加の弾性材を有する。これにより、破砕した部材が筐体を突き破るリスクが削減される。弾性材は、弾性ポリマー素材又は一個以上のバネから形成されていることが好ましい。
【００６１】
好ましい実施例において、抵抗制御装置という方法を通して追加の安定性を装備している。例えば、図7 で示した抵抗バンド又はダンパーのように、磁気粘性流体ダンパー55を使用し、グローブの上面に配置する。このようなエレメントは、患者の治療要件に応じて装置の底面や側面に取り付けることもできる。これらの抵抗装置という方法は、指部をジャイロスコープ主機筐体42と組み合わせることで追加の振戦制御を行うこともできる。抵抗制御装置のエレメントは、ジャイロ装置とは別のレイヤーとして、あるいはジャイロスコープ筐体の一部として組み込むことができる。
【００６２】
図8 では、ディスク60というかたちをとって改造したジャイロスコープディスク51の二種類の形態を示す。これは、上面・底面61、62の間に一定間隔で配置されたディスク60と、ディスク60の外周面に配置された複数の孔63を有する。各孔63は、主にディスクの放射状に外部に向かう部分に質量を付加するペグ64を差し込む孔として改造されたもので、これによりジャイロスコープのトルク特性を調整するための代替的手段として機能する。ジャイロスコープの特性を調整するこの方法は、本発明の固有性及び一般的特徴を体現するものである。
【００６３】
図9 から13では、様々なジャイロ装置を図示する。様々な部品を文章ではなく図示したものである。図9 では、シャフト71を用いてジャイロスコープディスク70をブラシ付き又はブラシレスDCモーター72に組み合わせた、従来の技術に基づく装置構造を示す。図10では、モーター82をディスク80の中央に形成された円状の孔に取り付けることで、装置の小型化を実現したものを示す。モーター82は、トランスミッションホイール又はギア81を通してディスク80を稼動させるよう配置されている。
【００６４】
図11の実施例において、ディスク90はモーター91に直接組み込み、統合されるかたちをとっている。図12のジャイロスコープは、ジャイロスコープ自体が実質的にモーターとなっている。ジャイロスコープディスク100 は、ジャイロスコープ中心部に取り付けられ、その外周部に取り付けられた複数の電極を交流する機能を持つ複数の磁石101 を有する。前記装置は、フレーム104 内に取り付けられた界磁極103 と共に、環状交流界磁巻線102 の上に取り付けられる。ジャイロスコープ100 は、モーターのローターとして機能し、巻線102 内で対を成す交流電極を従来の方法で作動させることで回転を生じさせる。図13の実施例では、環状交流電磁石111 を有するディスク110 は中央に孔112 を有する。巻線113 はこの孔を通じてリード線114 を介して電源へと組み込まれる。これらの特徴を除いては、ジャイロスコープは図12の実施例と同様の方法でモーターとして機能する。
【００６５】
特定の好ましい実施例において、本装置は回転するジャイロスコープによって発生した熱を排熱する熱管理システムを有する。前記熱管理システムは、ジャイロスコープに対して熱拡散を行う筐体を適宜使用している。この筐体は、排熱を促進するヒートシンク装置を有することが好ましい。グローブのような装着可能な装置は、便宜的に、熱をグローブに拡散させる排熱チャンネルを有する。これにより、使用中は使用者の手を温めることができる。熱反射ライニングはジャイロ装置及び装着可能エレメントの間に効果的に取り付けられ、着用者の体から熱を反射し、局地的な過熱を回避し、熱管理システムによる人体の加温を管理された環境下で行う。
【００６６】
好ましい実施例において、本発明による装置は、追加の機能、とりわけ遠隔測定機能という、装置の稼働状況を臨床医にフィードバックし、血圧、脈拍、体温、皮膚伝導性( 発汗等により変動するため) といった人体のその他の健康状態のモニタリングを行う機能を有する。加えて、全地球測位システム(GPS) をオプションとして有し、本装置を使用することで認知症のような更に多くの健康上の問題のある患者を追跡できるよう、追跡機能を有していることが好ましい。特定の好ましい実施例において、本装置は一基以上の加速度計を内蔵する。これにより、着用者が倒れるといった突然の急激な動きを検知することができる。
【００６７】
本装置は更にWi-Fi （登録商標）(RTM) 、Bluetooth （登録商標）(RTM) 、GSM （登録商標）、GPRS、3G、4G及びその発展型技術のような、遠距離通信モジュールを有することが好ましい。これにより、本装置からのデータは臨床医又は介護提供者、あるいは転倒や脈拍喪失といった潜在的に命に関わる状況下においては、救急サービス又は緊急連絡先に対して送信・返信することが可能となる。かかる追加機能の構造上・プログラム上の詳細については、前記分野に精通した人物にとっては明白な内容であり、本稿で更なる詳述は行わないこととする。
【００６８】
従い、本装置は日々様々な振戦の発症するパーキンソン病のような退行性疾病の進行状況、並びに薬物療法又は手術及びその他の施術後における病状の緩和効果を監視する目的で、臨床的に利用することもできる。着用者の日常的な健康状態を追跡するために使用することも可能である。
【００６９】
本装置への更なる改造として、近距離通信機能の内蔵が挙げられる。例えば、店舗の支払カウンターで紙幣・硬貨を受け取るという行為は、精巧な運動能力が求められる一般的な社会活動であるが、パーキンソン病、本質的な振戦又はその他の筋骨格系の症状を患う人々にとっては困難な動作である。これらの症状には、精神的な汚名、不満、恥ずかしさといった負の感情が伴いがちである。近距離通信機能は、例えば、Apple Pay 又はGoogle Wallet のような非接触式支払方式やその他の支払システムのように、適切なコンピューター、タブレット端末又はスマートフォンの接続機能を通して本装置に内蔵することができる。脳内ペースメーカーのように、他の装置との更なる機能の統合も行うことができる。
【００７０】
利用者、特に移動の不自由な患者にとって、遠隔モニタリング機能は、医療費の削減と利便性の向上に貢献することができる。GPS 機能により、本装置は患者の居場所を特定可能なポジション追跡装置として利用することができる。
【００７１】
手の振戦安定化について主に記述したが、本発明による装置は単独でも複数の装置との組み合わせであっても、頭、脚、腕といった人体の他の部位でも等しく適切に利用することが可能である。
【００７２】
本装置は、振戦の追跡にも利用することができる。例えば、物理療法及び外科、スポーツ、その他の用途におけるトレーニング環境といったものである。
【００７３】
以下の記述は、装置のオプション追加機材とその長所を要約したものである：
１．  社交機能 -音、声、ビデオコミュニケーション、振動、締め付け・圧力、温もり。子供が祖父を思い出すとき、又はユーザーがその他のユーザーを互いに思うとき、それらのユーザーは装置及び関連器具、スマートウォッチを握り締めるか、スマートフォンアラートを送信するといった行動に出て、これにより圧力とぬくもり、あるいはアラート、音声及び画像通信を追加で行う可能性が出てくる。隔離、孤独、認知能力の低下等を防ぐのに役立つ可能性がある。
２．  装置内のデータ保存
ａ．娯楽
ｂ．接触
ｃ．緊急通話  例  ホットキー装備
ｄ．アジェンダ、アポイントメント、スケジュール、リマインダー
３．  インテリジェントスピードコントロールとは異なるジャイロスコープスピードセンサー (ホニック車、光学タコメーター、ストロボスコープ) 。ジャイロスコープ速度の記録追跡が可能となり、結果的にユーザーの調整能力に関連する。エネルギーの浪費を削減し、効率を向上させる制御方法を内蔵化することも可能となる。インテリジェントスピードコントロールは、独立式でも手動制御及びユーザー設定と組み合わせた方式でも両方制御を行う。
４．  スマートフォンアプリ及びその他のユーザーインターフェイス -薬品記録追跡、脳内ペースメーカー統合といった周辺アプリケーションを含む。
５．  スピーカー及びマイク
ａ．社交性
ｉ．ユーザー及び許可された当事者間の二方向通信
ｂ．安全性
６．  点滅光、振動、圧電性装置を含む、ユーザーへのアラート手段
ａ．ユーザーアラート
ｂ．健康上のリスクに関連した運動の奨励
ｃ．物理療養及びその他の目的での利用を意図したトレーニング
７．  物理療法
８．  SIM カード -無線ネットワークプロトコルを使用することができない状況下における通信とデータ転送を意図したもの。
９．  安全機能及び筐体の機能性 -防水性、又は対候性、あるいは高い侵入防御評価、衝撃吸収性、防音性。
１０．  太陽光充電
１１．  リモートサーバー、クラウドストレージ、伝達及び同期化サービス
ａ．シンクスマート端末
ｂ．医療専門家
ｃ．安全なデータアクセスと転送
【００７４】
本発明による装置は、比較的重度の振戦の緩和といった神経疾患由来の苦痛に関する治療的利益について主に記述してきたが、本発明はその他の用途でも等しく適切に利用することができる。例えば血流の動悸によって単純に引き起こされる、通常レベルの手の震えの安定化は、スポーツ( 例えば、弓道、ダーツ、ゴルフ) 、芸術( 精密な描画) 、写真撮影、あるいは手術の分野で役立てることができる。
【００７５】
疑義の生じるのを避けるために、特定の実施例に関してここに記述される本発明の機能又は特徴は、前記実施例に限定されるものではない。ここで記述された機能は、いかなる組み合わせででも利用することが可能である。かかる組み合わせは、内容の如何によらずすべて本発明に包含されるものとし、新たな追加の主題を構成するものではなく、すべきものでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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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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