(57)【要約】【課題】多くの垂直ディスプレイを用いた上肢リハビリ支援システムにおいては、患者自身の上肢の画像は表示されず、リハビリ訓練画面には、把持部の位置のみが表示される。しかし、リハビリ訓練画面に重ねて患者自身の上肢が表示されると，脳卒中における病的な運動である共同運動が発生した際などにも、運動を修正、あるいはフィードバックすることができる。この機能を、低コスト、コンパクトでしかも高画質に実現する装置を提供する。【解決手段】図８に示すように、表面がクロマキーの背景色あるいは背景模様となっているリハビリ訓練テーブル２３上でリハビリ訓練を行い、俯瞰映像用カメラで撮影し、クロマキー技術および画像合成技術を用いて得られた画像を、患者の正面に配置する垂直ディスプレイに表示する、患者はこの画像を見ながら力覚提示システムの把持部を操作しながらリハビリ訓練を行う。【選択図】図８
2016049427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、上肢などを含んでリハビリ訓練テーブルを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術を用いて、上肢を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら上肢により把持部１５（あるいは３１）を動かし、リハビリを行うことを特徴とする上肢リハビリ訓練システム。
【請求項２】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、上肢などを含んでリハビリ訓練テーブルを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術および画像合成技術を用いて、上肢を含むリハビリ訓練画面を合成する際に、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡する把持部の位置などが正確に分かるように、それらの一部を半透明として、上肢を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら上肢により把持部１５（あるいは３１）を動かし、リハビリを行うことを特徴とする上肢リハビリ訓練システム。
【請求項３】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、上肢などを含んでリハビリ訓練テーブルを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術および画像合成技術を用いて、上肢を含むリハビリ訓練画面を合成する際に、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡する把持部中心の位置などが正確に分かるように、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡する把持部中心などを合成後の画像において上の層とすることにより、他の画像に隠されることが無いようにしながら、上肢を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら上肢により把持部１５（あるいは３１）を動かし、リハビリを行うことを特徴とする上肢リハビリ訓練システム。
【請求項４】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、下肢などを含んでリハビリ訓練テーブルを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術を用いて、下肢を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら下肢によりスリッパ状の装着部１７を動かし、リハビリを行うことを特徴とする下肢リハビリ訓練システム。
【請求項５】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、下肢などを含んでリハビリ訓練テーブルを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術および画像合成技術を用いて、下肢を含むリハビリ訓練画面を合成する際に、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡するスリッパ状の装着部の位置などが正確に分かるように、それらの一部を半透明として、下肢を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら下肢によりスリッパ状の装着部１７を動かし、リハビリを行うことを特徴とする下肢リハビリ訓練システム。
【請求項６】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、下肢などを含んでリハビリ訓練テーブルを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術および画像合成技術を用いて、下肢を含むリハビリ訓練画面を合成する際に、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡するスリッパ状の装着部中心などの位置などが正確に分かるように、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡するスリッパ状の装着部中心などを、合成後の画像において上の層とすることにより、他の画像に隠されることが無いようにしながら、下肢を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら、下肢によりスリッパ状の装着部などを動かし、リハビリを行うことを特徴とする下肢リハビリ訓練システム。
【請求項７】
トレッドミルのベルト３５の表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、訓練者などを含んで、トレッドミルのベルトを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術を用いて、訓練者を含むリハビリ訓練画面を合成し（例えば、図１５の（ｂ）図）、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら下肢によりスリッパ状の装着部１７を動かし、トレッドミル上でリハビリを行うことを特徴とする下肢リハビリ訓練システム。
【請求項８】
トレッドミルのベルト３５の表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、訓練者などを含んで、トレッドミルのベルトを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術および画像合成技術を用いて、患者・訓練者などを含むリハビリ訓練画面を合成する際に、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡する足部の位置などが正確に分かるように、それらの一部を半透明として、訓練者を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら下肢によりスリッパ状の装着部１７を動かし、トレッドミル上でリハビリを行うことを特徴とする下肢リハビリ訓練システム。
【請求項９】
トレッドミルのベルト３５の表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、患者・訓練者などを含んで、トレッドミルのベルトを上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術および画像合成技術を用いて、訓練者などを含むリハビリ訓練画面を合成する際に、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡するスリッパ状の装着部中心などの位置などが正確に分かるように、目標点、目標軌跡、およびそれを追跡するスリッパ状の装着部中心などを、合成後の画像において上の層とすることにより、他の画像に隠されることが無いようにしながら、訓練者を含むリハビリ訓練画面を合成し、その画像を訓練者の正面のほぼ垂直なディスプレイ（垂直ディスプレイ）に表示し、このディスプレイを見ながら、下肢によりスリッパ状の装着部などを動かし、リハビリを行うことを特徴とする歩行リハビリ訓練システム。
【請求項１０】
リハビリ訓練テーブルの表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、患者・訓練者などを含んで、リハビリ訓練テーブルの上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術、および画像合成技術用いて得られた、患者・訓練者の上肢の画像を含んだリハビリ訓練画面を垂直ディスプレイに表示し、このディスプレイを見ながら上肢を動かし、リハビリを行うことを特徴とする上肢リハビリ訓練システム。
【請求項１１】
リハビリ訓練テーブルやトレッドミルのベルト３５の表面をクロマキーの背景色（緑色、青色など）か、あるいは背景模様とし、患者・訓練者などを含んで、リハビリ訓練テーブルやトレッドミルの上方から俯瞰映像用カメラにより撮影し、その画像より、クロマキー技術、および画像合成技術用いて得られた、患者・訓練者の下肢の画像を含んだリハビリ訓練画面を垂直ディスプレイに表示し、このディスプレイを見ながら下肢を動かし、リハビリを行うことを特徴とする下肢リハビリ訓練システム。
【請求項１２】
力感覚の制御にパウダーブレーキ、パウダークラッチ、ＥＲ流体ブレーキ、ＭＲ流体ブレーキ、ナノ粒子ＭＲ流体ブレーキ、ＥＲゲルブレーキ等を用いた各請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６、請求項７，請求項８，請求項９、請求項１０、請求項１１のリハビリ訓練システム。
【請求項１３】
力感覚の制御にモータ、パルスモーター等のアクチュエータを用いた各請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６、請求項７，請求項８，請求項９、請求項１０、請求項１１のリハビリ訓練システム。
【請求項１４】
力感覚の制御に機能性流体クラッチ（あるいはパウダークラッチ）とその駆動部からなる機能性粒子アクチュエータを用いた各請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６、請求項７，請求項８，請求項９、請求項１０、請求項１１のリハビリ訓練システム。
【請求項１５】
把持部（下肢の場合はスリッパ状のもの）に力感覚の提示を行わない各請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６、請求項７，請求項８，請求項９、請求項１０、請求項１１のリハビリ訓練システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、リハビリテーションや運動機能回復訓練など医療、福祉分野において使用される高い訓練効果を有する上肢・下肢リハビリ訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  我が国の脳卒中の患者総計は国内約１４０万人と推定され、高齢化および救命率の向上に伴い更なる増加が懸念される。脳卒中等の患者の多くは４肢に運動機能に障害を有する。リハビリテーションを続ければ症状が改善する患者も、現状の医療・福祉のリハ環境下では必ずしも治療を十分に受けることができず、日常生活活動（ＡＤＬ）の自立に至らないことが問題になっている。【０００３】  脳の可塑性発現は、その体部位の使用頻度に依存するという多くの報告があり，麻痺の回復には麻痺した上肢・下肢の自発的な運動量を増やすことが必要である．しかし，現状ではセラピストの人手不足等のため，上肢・下肢機能訓練を長時間行うことできない．そこで，訓練後に自主訓練プログラムを実施することもあるが、訓練内容が限られたものとなっている。一方，バーチャルリアリティ技術を応用した上肢・下肢リハビリテーション支援システムは，ゲーム性が高く，様々なプログラム設定が可能であり，手軽に長時間の訓練が可能である（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。【０００４】  近年、慢性期の患者に対しても、脳の可塑性を前提とした積極的な治療的介入が行われている。例えば、繰り返しのリーチング運動（到達運動）等で、運動の再学習が得られることが脳卒中片麻痺患者に対する臨床評価で示されている。しかし、医療保険等の制度上の問題もあり、現状の医療機関でのリハビリでは、量的（訓練時間・入院期間・訓練期間）に十分とはいえない。これらの問題点に対して、訓練効果の患者への定量的表示や、ゲーム的要素等も取り入れ、モチベーションの維持をさせながら繰り返し長時間訓練が可能な装置の開発が望まれている。【０００５】  日本人の６人に１人がなると言われる脳卒中は、今後高齢化が進むにつれて、ますます大きな社会問題になる。脳卒中はかつて死亡原因の１位であったが、各種治療技術の発達により、現在第４位の死亡原因になっている。その結果、脳卒中の後遺症を残す患者が増え続けている。その多くは、運動機能に障害があり、一般的に身体の片側に運動麻痺を生じる片麻痺となる。脳卒中のリハビリテーションに関する考え方が、世界的に次のように変わりつつある。コンピュータ・システムを導入した各種のリハビリ装置が、リハビリテーションにおいて効果的であることが明らかになってきており、娯楽的なゲームや相互作用機器がパフォーマンスの改善を導く。入院患者の１日のうち、訓練や学習に使用されるのはごくわずかに過ぎず、ロボティクス・メカトロニクス技術を用いて訓練を半自動化する事で、手軽に長時間訓練を行うことができる。また、訓練者の能力に応じて、難しい課題へと段階的に移行させていく必要があり、包括的かつ情報技術を導入したリハビリ訓練支援システムが必要である。【０００６】  脳卒中後、初期の段階におけるリハビリテーションプログラムでは、下肢の随意的な筋収縮力や下肢筋群のコントロールが不十分であることが多い。このような患者に対しては特定の筋群の活動を高めることを目的とした運動、あるいは部分的な練習、すなわち、歩行運動を構成する動作の練習に時間をかけることが必要である。このように、患者の回復に応じて、座位、立位でのバランス練習および動��練習、さらには歩行練習へと展開していけるようなリハビリ訓練支援システムが求められている。【０００７】  ロボット技術を用いて最初に上肢リハビリ訓練装置として実用化したのは、米国ＭＩＴの上肢リハ装置（特許文献１）である。この装置は、脳卒中による上肢片麻痺患者の運動機能回復を主目的とするものであり、患者はロボットアーム先端の把持部を握り、患者の正面に垂直に置かれたディスプレイ画面の指示に従って自らの意思で上肢を繰り返し動かす内に、脳の可塑性により運動が再学習されると言う、ニューロリハビリテーションの考えに基づく装置である。しかし、アームの動きはダイレクトドライブモータで駆動されているため、モータの制御ソフト、訓練ソフト等にバグ、あるいはセンサー、制御装置等に故障があると、モータが暴走し、重大な事故を起こす恐れがある。暴走による事故を防止するため、装置には種々の安全対策が取られ、また信頼性の高い高価な部品が使われており、非常に高価な装置となっている。さらに、制御ソフトや訓練ソフトのバグを防ぐため、ソフトが固定化され、新規ソフトの開発が難しいという問題点もある。【０００８】  サーボモータなどアクティブなアクチュエータを力発生部に用いた力覚提示システムが、多数開発されている。例えば、ＦＣＳコントロールシステムズ社製のハプティックマスター（ＨａｐｔｉｃＭａｓｔｅｒ）（非特許文献１）は、基本３軸に３台のサーボモータを用いており，回転関節および直動関節を用いた３次元の力覚提示システムである。力覚提示システムは、上肢リハビリ支援システムとしても用いることができ，ハプティックマスターを用いた上肢リハビリ支援システムに関する研究が多く行われている。【０００９】  この他、商用および研究用を含め、モータ、油空圧等のアクチュエータを用いたリハビリ支援システムは数多く研究開発されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、非特許文献４０、非特許文献４１）。非特許文献６のシステムは、上肢リハビリ支援システムのみならず、下肢のリハビリ支援にも適用可能である。【０００１０】  力覚提示システムの力発生部にモータ等のアクチュエータを用いた場合、故障や暴走など不慮の事故により操作する人間に危険が及ぶ可能性がある。また、電気的、あるいはソフトウェア的に対策を施すことで安全性を高めることは可能であるが、装置やシステムが高価となる上、完全に危険性を排除することは難しい。そこで，アクチュエータレベルで安全性が確保できる機能性流体アクチュエータが開発されている（非特許文献７）。機能性流体アクチュエータは、機能性流体クラッチとその駆動部からなる。機能性流体アクチュエータを用いた上肢リハビリ支援システムＥＭＵＬが，５ヵ年ＮＥＤＯプロジェクト（１９９９年度〜２００３年度）で研究開発され、臨床評価が行われている（非特許文献８、非特許文献９、非特許文献１０、非特許文献１１、非特許文献１２、非特許文献３０のｐｐ．１１７）。【００１１】  上記の機能性流体としては、電場でそのレオロジー特性が制御できるＥＲ流体（非特許文献７、非特許文献１３）や、磁場でそのレオロジー特性が制御できるＭＲ���体（非特許文献１３）、ナノ粒子ＭＲ流体（特許文献５、非特許文献１４）などが使われる。ＥＲ流体は，絶縁性オイルに誘電微粒子を分散させたコロイド溶液で，これに電界を印加すると微粒子が鎖状構造を形成し，見かけの粘弾性が変化する機能性流体である。【００１２】  このようなアクチュエータを用いた力覚提示システムと比べて、ブレーキ等のパッシブ型力発生部を用いた力覚提示システム（特許文献６）は、操作者の加えた力に対する抗力のみを提示するため、誤って装置が操作者に危害を加えることはない。【００１３】  このような、パッシブ型力発生部を用いた力覚提示については、斉藤らのパウダークラッチを用いた力覚提示システム（非特許文献１５）の研究がある。このシステムは、１台のパウダークラッチを用いて１次元の力覚を提示している。また、古荘らは粒子系ＥＲ流体ブレーキを２台用いた２次元のパッシブ型力覚提示システムＰＬＥＭＯ−Ｐ−Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ（非特許文献１６）を研究開発した。【００１４】  本発明で使用できるパッシブ型力発生部としては、機能性流体を用いた機構がある。図１は，ＥＲ流体、ＭＲ流体またはナノ粒子ＭＲ流体など，外的な場（電場，磁場）によってレオロジー特性の変化する機能性流体を用いたパッシブ型力発生部の断面図の例を示している。図１（ａ）には円筒タイプ，図１（ｂ）には円盤タイプを示す．機能性流体ブレーキ本体１と機能性流体ブレーキ出力円筒部２または機能性流体ブレーキ出力円盤部３の間隙に機能性流体４が充填される．機能性流体４に印加する外的な場（磁場あるいは電場）を変化させることで，機能性流体ブレーキ出力円筒部２または機能性流体ブレーキ出力円盤部３に取り付けられた出力接続部５にブレーキトルクが発生する．機能性流体ブレーキ出力円筒部２または機能性流体ブレーキ出力円盤部３は，多重円筒，または多重円盤とすることで，発生力を増大させることができる。【００１５】  ＥＲ流体をゲル構造化することで全く新しい機能を有する機能性エラストマ「ＥＲゲル」を開発されている。その機能とは，電界を印加すると表面の粘着性が変化する「電気粘着効果」である（非特許文献１７）。ＥＲゲルもパッシブ型力発生部に使用することができる。【００１６】  本発明で使用できるパッシブ型力発生部としては、図２に示すパウダーブレーキやパウダークラッチもある。図２（ａ）にパウダーブレーキの基本構造を示す。図中の符号６は磁性体からなるパウダーを示し、符号７は、磁場を発生するためのコイルを示す。符号８はパウダーブレーキの回転軸を示す。符号９はパウダーブレーキのハウジングを示す。コイル７に電流を流すことによって回転軸８とハウジング９の間にブレーキトルクが発生する。また、図２（ｂ）にパウダークラッチの基本構造を示す。符号１０はパウダークラッチの１つの回転軸を示し、符号１１はパウダーブクラッチのもう１つの回転軸を示す。コイル７に電流を流すことによって回転軸１０と回転軸１１の間でトルクが伝達される。これらは、本発明で使用できるパッシブ型力発生部として使用できる。【００１７】  次に、パッシブ型力発生部を用いた力覚提示システムの構造に関する研究開発に関してまとめる。【００１８】  パッシブ型力発生部��発生できる力には制限があるため、ある自由度の力覚を実現するために必要最小限の数の力発生部しか用いていない場合、提示できる触覚、力感覚に制限が生じることがある。これに対し、ある自由度の力覚を提示するために最小限必要の数よりも多い冗長な数のパッシブ型力発生部を用いることで、最小限必要な数しか用いていない場合には提示できない精密な触覚、力感覚を提示することができる（特許文献７など）。【００１９】  このような冗長個数のパッシブ型力発生部を用いた触力覚提示システムとして、冗長個数の電磁ブレーキを用いたＤａｖｉｓおよびＢｏｏｋらのＰＴＥＲがある（非特許文献１８）。また、ＥＲ流体ブレーキ（クラッチを含む）、ＭＲ流体ブレーキ（クラッチを含む）を冗長個数用いた力覚提示システムが提案されている（特許文献７）【００２０】  力覚提示システムは、実世界において体験する力感覚の頻度の高いものに対して、優れた力覚提示性能を持つことが要求される．最も基本的なものとして、運動方向の逆方向の力覚を提示する場合がある。例えば、粘性場における運動を実現する際には、常に把持部の運動方向の逆方向の力覚を提示する必要がある。この問題は、上記で述べたように、冗長個数のブレーキを導入することによって解決可能である。【００２１】  また、力覚提示システムに、冗長個数のブレーキを導入することなくこの問題を解決する方法が提案されている（非特許文献１９）。【００２２】  次に、リハビリ訓練テーブル、準３次元リハビリ支援システム、垂直ディスプレイ、および水平ディスプレイについて説明する。【００２３】  ディスプレイを見ながらリハビリを行う上肢、下肢リハビリ支援システムの多くにおいては、リハビリ訓練テーブルにほぼ垂直なディスプレイに、リハビリ訓練画面が表示される。図３に、上肢のリハビリ訓練の場合を示す。図３（ａ）は、上肢リハビリ支援システムを上から見た図である。リハビリ訓練テーブル１２上に正面に垂直に置かれた垂直ディスレイ１３を見ながら、力覚提示用アーム１４の先端に取り付けられた把持部１５を操作しながら行っているリハビリ訓練の様子を示している。図３（ｂ）は、垂直ディスプレイに表示された訓練画面の例である。画面下部の中央から目標点▲１▼〜▲５▼に向けて順番にリーチング訓練を行う。リハビリ訓練テーブル上の把持部の位置を表示する丸印１６が、目標点に到達するとことが訓練の目的である。【００２４】      図４に、下肢のリハビリ訓練の場合を示す。図４は、下肢リハビリ支援システムを上から見た図である。正面に垂直に置かれた垂直ディスプレイ１３を見ながら、力覚提示用アームの先端に取り付けられたスリッパ状の装着部１７を操作し、水平なリハビリ訓練テーブル１２の上でリハビリ訓練を行っているリハビリ訓練の様子を示している。リハビリ訓練テーブルにほぼ垂直に配置された垂直ディスプレイに表示された訓練画面を見ながらリハビリ訓練を行う。図中の符号１８は、力覚提示機構を内蔵する箱を示す。【００２５】  例えば、ＭＩＴ−Ｍａｎｕｓ（特許文献１）、キネステージ（非特許文献６）などにおいては、水平に置かれたリハビリ訓練テーブル上をリハビリ訓練アームの把持部を握り（あるいはマジックテープ等で手を把持��に固定し）、リハビリ訓練テーブルにほぼ垂直なリハビリ訓練画面を見ながら、把持部を操作し、上肢のリハビリ訓練を行う。また、キネステージ（非特許文献６）においては、リハビリ訓練テーブルを床面に置き、力覚提示用の先端に取り付けられたスリッパ状の装着具を履き、下肢のリハビリ訓練を行うこともできる。【００２６】  ＰＬＥＭＯ−Ｐ３（非特許文献２０、非特許文献２１）においては、リハビリテーブルの角度は上向きにも下向きにも可変であり、訓練メニューに応じてある傾斜角度に固定して上肢のリハビリを行うことができる。これにより、リハビリテーブルの角度を上向きにして、高い位置の物を取る動作や、リハビリテーブルの角度を下向きにして、低い位置の物を取る動作（食事動作など）の動作の訓練などを行うことができる。そこで、日常生活動作（ＡＤＬ）の向上につながる。このようなリハビリ訓練テーブルが傾斜可能なリハビリ支援システムを、準３次元リハビリ支援システムと呼んでいる（非特許文献１１、非特許文献２０、非特許文献２１）。【００２７】    準３次元上肢・下肢リハビリ支援システムの概念図を図５に示す。図５（ａ）は、準３次元上肢リハビリ支援システムの概念図である。力覚提示機構と垂直ディスプレイ１３が取り付けられたリハビリ訓練テーブル１２が、リハビリ訓練テーブル角度調整回転軸１９の回りで回転可能となっている。訓練内容に応じてリハビリ訓練テーブルの角度は調整される。【００２８】    図５（ｂ）は、準３次元下肢リハビリ支援システムの立位における訓練の概念図である。リハビリ訓練テーブル１２は、リハビリ訓練テーブル角度調整回転軸１９の回りで回転可能となっている。リハビリ訓練画テーブルを傾斜させることができるため、斜面における下肢の訓練になる。立位訓練における姿勢保持のためアームレスト２０が取り付けられており、患者は垂直ディスプレイ１３を見ながらリハビリ訓練を行う。【００２９】  ＰＬＥＭＯ−Ｐ３において、ディスプレイは、リハビリ訓練テーブルにほぼ垂直に取り付けられており、その角度は調節可能となっている。このようなディスプレイも垂直ディスプレイと呼ぶことにする。また、リハビリ訓練テーブルに組み込まれたディスプレイを水平ディスプレイと呼ぶことにする。【００３０】  力覚の提示にブレーキを用いた準３次元上肢リハビリ支援システムＰＬＥＭＯ−Ｐ３について、簡単に紹介する。【００３１】  ＰＬＥＭＯ−Ｐ３（非特許文献２０、非特許文献２１、非特許文献４０、非特許文献４１）のリハビリ訓練画面には、図６に示すような各種のリハビリ訓練ソフトの画面が表示される。図６の（ａ）図は、ＰＬＥＭＯ−Ｐ３の基本リハビリ訓練ソフトを示す。図６（ａ）の左図は、リーチング（非特許文献２２、非特許文献３９）訓練ソフトの画面を示す。リーチング訓練は、手前から前方に向かって腕を伸ばす訓練であり、脳卒中のリハビリ訓練における基本的な訓練である。図中に示す１から１３までの番号付された丸い目標に向かって、手前前方から番号の順にリーチ（到達）動作を行う。リハビリ画面には、リハビリ訓練テーブル上の把持部１５の位置が、手先位置として表示されている。リハビリ訓練テーブル上の把持部１５を動かす時、この手先位置の���ークも画面上を移動する。【００３２】  図６（ａ）の中央の図は、軌道追跡訓練の画面表示を示す。把持部を動かして、円軌道上を移動するターゲットを追跡する。図６（ａ）の右図は、バーチャルサンディングを示す。図中の球体が把持部の位置を示している。サンディングとは、傾斜したテーブル上で錘を上下に移動させる訓練であり（非特許文献３４）、図中の直方体は、サンディングの錘を示す。把持部１５には、ブレーキを用いた力覚の提示が行われており、この訓練は力の調節の訓練となっている。【００３３】  図６（ｂ）は、リンゴ摘みを模擬したリハビリ訓練ソフトであり、取ってきたリンゴを手前の長方形のテーブルに載せていく。手前の長方形のテーブルに載せられたリンゴが増えると、患者は達成感を感じ、リハビリを継続する動機付けになる。【００３４】  図６（ｃ）は、雪だるまを作ることを模擬したリハビリ訓練ソフトである。雪の球を転がしていくと雪の球は大きくなっていき、雪だるまが作れる大きさとなる。このリハビリソフトでも患者は達成感を感じることができる。【００３５】  ＰＬＥＭＯ−Ｐ３を用いて複数の脳卒中患者による臨床評価を行われ、そのリハビリにおける有効性、及び運動能力の評価機としての有効性が確認されている（非特許文献２０、非特許文献２１、非特許文献４１）。【００３６】  ヒトが、視覚により情報を得ながら、目標の位置に手先を伸ばす動作（リーチング動作）を行う場合を考える。視覚の座標で表された目標へ到達するには、脳の中で視覚座標から運動座標に変換し、腕の運動を制御する必要がある（非特許文献２３）。脳卒中ではこれらを妨げる身体図式障害や視空間性障害が出現することがある。【００３７】  従来のディスプレイを用いた上肢リハビリ支援システムでは、図３、図４に示すように、把持部の運動面であるリハビリ訓練テーブル１２の面に対して垂直のディスプレイ１３が用いられており、レベルの高い身体認識および空間認識が必要な活動となる。すなわち、身体図式障害や視空間性障害が出現した患者にとっては、訓練テーブルの面に対して垂直のディスプレイを用いたシステムによるリハビリ訓練は難易度の高いものとなる。【００３８】  身体図式障害や視空間性障害が出現した患者に対してリハビリ訓練画面を表示するために、水平ディスプレイ、垂直ディスプレイの２つのディスプレイを使用する上肢・下肢リハビリ支援システムの研究開発が行われている（特許文献４、非特許文献２４、非特許文献２５）。【００３９】  図７に、水平ディスプレイ、垂直ディスプレイの２つのディスプレイを使用する上肢リハビリ支援システムおよび下肢リハビリ支援システムの概念図を示す。図７（ａ）は、上肢リハビリ支援システムの場合であり、図７（ｂ）は、下肢リハビリ支援システムの場合である。符号２１は、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイを示す。垂直ディスプレイ１３には、各種の情報や遠景を表示することなどが提案されている（特許文献４）。【００４０】  図３は、リーチング訓練を上肢リハビリ支援システムの垂直ディスプレイを見ながら行った場合であり、図７（ａ）は、同じリーチング訓練を水平ディスプレイを見ながら行った場合である。これらの図の比較からわか���ように、水平ディスプレイを用いた訓練では、視覚的な認識と実際の運動が一致するという利点のため、身体図式障害や視空間性障害が出現した患者の訓練にも適用しやすくなる。【００４１】  特許文献４の「水平・垂直ディスプレイを用いた上肢・下肢リハビリ訓練装置」では、「身体図式障害や視空間性障害が出現した患者にとっては、訓練テーブルの面に対して垂直のディスプレイを用いたシステムによるリハビリ訓練は難易度の高いものとなる。」というのが、発明が解決しようとする課題であった。また、特許文献４の発明の効果としては、次の３点であった。【００４２】  リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平のディスプレイでは，視覚的な認識と実際の運動が一致するため。訓練遂行に求められる身体認識や空間認識レベルは低くなる。【００４３】  上肢のリハシステムにおける水平ディスプレイ（リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）では、患者の上肢が視野に入り運動の視覚フィードバックも得られるため、高い訓練効果が期待できる。【００４４】  また、下肢のリハシステムにおける水平ディスプレイ（リハビリ訓練テーブルに埋め込まれたディスプレイ）では、患者の下肢が視野に入り運動の視覚フィードバックも得られるため、高い訓練効果が期待できる。【００４５】  次に、脳卒中のリハビリテーションの考え方、およびリハビリにおける視覚情報のフィードバックについて簡単にまとめる。【００４６】  宮井は、非特許文献２６のｐｐ．６９に、次のように述べている。リハビリテーションで重要なことは、簡単な運動の反復では機能は改善せず、脳も変わらないということです。事実、Ｎｕｄｅ博士のリスザルの実験（非特許文献２７）でも、エサを取るのが難しい小さなエサ入れの代わりに、大きなエサ入れから簡単にエサを取ることを何度繰り返しても、一次運動野の運動神経細胞の分布は変化しないことが分かっています。いまできることより少しだけ難しいことにチャレンジすることが大切で、それができればさらに少し難しいことを訓練することが、機能改善につながると、脳卒中の患者さんに対するリハビリテーションの研究でも指摘されつつあります。この指摘からわかるように、患者の状態を見ながら少しずつリハビリの課題を難しくすることが重要であり、コンピュータを導入したリハビリ支援装置においては、これは容易に実現可能である。【００４７】  長谷は、神経疾患（脳卒中など）による運動障害を治療するための学習が通常の運動スキルの学習と異なる点は、障害されていない神経制御回路を促通して、通常とは異なる運動制御の方法を学習させることにあるとしている（非特許文献２８のｐｐ．２）。すなわち、スポーツにおけるトレーニングの方法は、神経疾患（脳卒中など）による運動障害のリハビリテーションにおいても有効となる。【００４８】  ある課題をマスターするために後天的に習得される運動スキルは、運動指令に基づいた筋活動−出力−運動（軌跡）によって構成され、その運動スキルが様々な環境下で駆使された結果を、我々はパフォーマンスとして見ることができる。フィードバックとは、運動スキルを習得するために必要な感覚情報そのものであり、学習者がパフォーマンスを構築する上での拠り所である（非特許文献２８のｐｐ．３５−３６）。【００４９】  フィードバックは、課題実行時の運動スキルに関する情報が、学習者自身の視覚や深部感覚などを通じて入力される内在的フィードバックと、課題におけるパフォーマンスやその結果から教示される外在的フィードバックの２つに分類される。内在的フィードックとは、学習者が実施した運動そのものから学習者自身の得る感覚情報である。学習者は、視覚や固有感覚を介した内在的フィードバックを潜在的あるいは顕在的に処理して、次に行うパフォーマンスに応用するという手続きを踏みながら、運動スキルを構築する（非特許文献２８のｐｐ．３６）。【００５０】  Ｃａｒｒらは、非特許文献２２の第１章「適応性のあるシステム：可塑性と回復」（ｐｐ．２−１５）において、高度で反復的なトレーニングが運動機能の回復に良い影響を与えること、および患者の自発的な関与が重要であることのエビデンスが集積されてきている、としている。【００５１】  さらに、演示の項（非特許文献２２のｐｐ．４７）において、ビデオによる、もしくはコーチが行う動作によるモデリングは、学習者が動作の理解、心的イメージあるいは概念的表象や動作のテンプレートを発達させることを援助する、としている。演示は、動作の手本を示すセラピストによって、またはパフォーマンスのビデオによって与えられる。【００５２】  フィジカルプラクティスと組み合わせたメンタルプラクティスは、何十年にもわたり、アスリートの運動技能学習を促進するために、効果的に用いられてきた。Ｃａｒｒらは、非特許文献２２のメンタルプラクティスの項（ｐｐ．５３−５４）において、「最近のレビューでは、神経損傷患者の運動パフォーマンスにメンタルプラクティスが効果的であることが明らかにされた。」としている。【００５３】  また、Ｃａｒｒらは、非特許文献２２のコンピュータによる補助、バーチャルリアリティ、ロボットおよび電子機器的トレーニングの項（ｐｐ．５５−５９）において、次のように述べている。現在開発・研究されている新しい機器は、患者が活動をより多く反復でき、自立して練習できるようにすることにより、身体的・認知的活動に費やす時間を増大させる。機器は、フィードバック（非特許文献２８のｐｐ．３５）を与え、身体的参加を引き出し、プラクティスの強度を増大し、動機付けを高めることができる。【００５４】  また、Ｐｏｍｅｒｏｙらの近年のレビューでは、他者のパフォーマンスを模倣しようと意図しながら観察することは、運動実行系（麻痺筋を含む）の活動を引き起こし、脳卒中後の機能的活動を改善する可能性があるとしている（非特許文献２９）。【００５５】  実際に運動を行わなくても、ある一連の動作をイメージすることで、その動作を上達する方法は、イメージトレーニングとして一般に知られている。２０世紀初頭からスポーツ科学の分野で初めて取り入れられ、学術的にはｍｅｎｔａｌ  ｐｒａｃｔｉｃｅ（あるいはｍｅｎｔａｌ  ｒｅｈｅａｒｓａｌ）として、その効果が科学的データをもとに研究されてきた。特に、最近の神経機能画像検査法や磁気刺激法の進歩により、運動をイメージする際の脳内の活動について詳細なメカニズムが明らかになってきており、健常者例、疾患例ともに多くの研究が報告されるようになった（非特許文献３０のｐｐ．６６−７１）。運動イメージと視覚イメージの違いは、運動イメージは自分の身体が動いているところを想像することで、視覚イメージは、動いているのを外から見ているような感じで視覚的にイメージすることであり、運動イメージは「内的イメージ」、視覚イメージは「外的イメージ」として説明される。【００５６】  ｍｅｎｔａｌ  ｐｒａｃｔｉｃｅによる、技術向上の効果の根拠に関する研究がおこなわれている。（例えば、非特許文献３１）また、その要約が、非特許文献３０のｐｐ．６６−６７示されている。【００５７】  運動心理学の分野では、運動のイメージのみでなく、視覚イメージの利用や心理学的なアプローチも重要視されている。例えば、目的のある運動を観察することにより技術が上達することから、視覚と運動の関係の報告（非特許文献３２）や、リラクセーションや意欲の向上、あるいは集中力を高める目的で、心拍数や呼吸数、脳波をモニターで利用することも試みられている。さらに、そのモニターのデータを訓練者に視覚や聴覚を通して訓練効果上げる、バイオフィードバック訓練も試みられている。（非特許文献３０のｐｐ．６７など）【００５８】  リハビリテーション医師、理学療法士、作業療法士などから高い評価を受けている脳卒中を主な対象とするリハビリテーション手法「川平法」（非特許文献３３、非特許文献３０のｐｐ．５８−６１）がある。川平法では、脳の可塑性を引き出すために麻痺肢において実現したい動きを多数繰り返すことを重要視している。脳の可塑性を引き出すためには、多くの繰り返しが必要になるので、リハビリ訓練の一部に、ロボティクス・メカトロニクス技術のようなコンピュータを導入したリハビリ支援装置の導入が望まれる。【００５９】  川平は、非特許文献３３の図Ｉ−１の視覚情報処理と随意運動のなかで、次のように述べている。運動前野の運動プログラムを記憶している神経細胞の中には、そのプログラムと関連した視覚刺激だけで興奮する細胞があり、視覚運動ニューロンと呼ばれている。ハサミを操作する手指の動きの運動プログラムを持つ細胞の中には、他人がハサミを操作するのを見ただけで興奮を始めるものもあり、ミラーニューロンと呼ばれる。このような視覚運動ニューロンの存在によって、我々は何も考えなくとも対象にあった運動を起こすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】Ｈｏｇａｎ，ｅｔ  ａｌ．：Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｔｈｅｒａｐｉｓｔ、米国特許第５，４６６，２１３号請求書（ＭＩＴ−ＭＡＮＵＳ）
【特許文献２】リハビリテーション装置及びリハビリテーション方法、（特願２００９−０２７７７２）特開２００９−１３１６４７（モトリカ社ＲｅｏＧｏ）
【特許文献３】荒巻：上肢リハビリテーション支援装置、特許公開２０１０−２０１１１１
【特許文献４】古荘、大沼：水平・垂直ディスプレイを用いた上肢・下肢リハビリ訓練装置、特願２０１１−２９０６８２
【特許文献５】野間、阿部、内藤、菊池、古荘：磁気粘性流体及び磁気粘性流体の製造方法、特許番号４６７５３９８
【特許文献６】古荘、他：仮想現実感装置  特許番号３５８５４９８
【特許文献７】古荘、他：パッシブ型力覚提示装置、特許番号３８１９６３６
【非特許文献】
【００６１】
【非特許文献１】Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｌｉｎｄｅ，ｅｔ  ａｌ．：“Ｔｈｅ  ＨａｐｔｉｃＭａｓｔｅｒ：ａ  Ｎｅｗ  Ｈｉｇｈ−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｈａｐｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ”、Ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｈａｐｔｉｃｓ  ２００２、１−５、（２００２）
【非特許文献２】高橋、他：上肢ロボットＲｅｏＧｏ‐治療機器としての可能性と運用方法について‐、バイオメカニズム学会誌（特集：ロボットのリハビリテーション医療への応用）、Ｖｏｌ．３７、Ｎｏ．２、ｐｐ．８７−９２（２０１３）
【非特許文献３】春日、他：上肢運動用ロボットＫＩＮＡＲＭ（キナーム）を用いたリハビリテーション、バイオメカニズム学会誌（特集：ロボットのリハビリテーション医療への応用）、Ｖｏｌ．３７、Ｎｏ．２、ｐｐ．９３−９９（２０１３）
【非特許文献４】小川、他：免荷式受動歩行装置ＬＯＫＯＭＡＴ（ロコマット）を用いた歩行リハビリテーション、バイオメカニズム学会誌（特集：ロボットのリハビリテーション療への応用）、Ｖｏｌ．３７、Ｎｏ．２、ｐｐ．１１０−１１４（２０１３）
【非特許文献５】Ｓ．Ｈｅｓｓｅ  ｅｔ  ａｌ．：Ａ  ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ  ｇａｉｔ  ｔｒａｉｎｅｒ  ｆｏｒ  ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｇａｉｔ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｖｏｌ．３７，ｐｐ．７０１−７０８，（２０００）
【非特許文献６】酒井医療機器株式会社製品総合カタログ（平成２３年度版）、ｐｐ．１５、感覚運動機能検査訓練装置「キネステージ」（２０１１）
【非特許文献７】古荘：（解説）ＥＲ流体を用いたメカトロニクスシステム、フルイドパワーシステム（日本油空圧学会誌）、Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．５．ｐｐ．４３９−４４５（２００１）
【非特許文献８】古荘純次，他：三次元上肢リハビリ訓練システムの開発（第１報），日本ロボット学会誌，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．５，ｐｐ．１２３−１３０（２００５）．
【非特許文献９】宮越，道免，小山，古荘，小柳：“脳卒中片麻痺患者に対する上肢機能訓練装置の使用経験”，リハビリテーション医学（日本リハビリテーション医学会誌），Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．６，ｐｐ．３４７−３５２（２００６）
【非特許文献１０】古荘純次：（巻頭言）上肢リハビリテーションロボットとその本格的実用化、Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１２，ｐｐ．１１１７（２０１０）
【非特許文献１１】古荘純次、他：（解説）上・下肢リハビリテーション福祉機器へのロボット技術の適用、総合リハビリテーション、Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．５，ｐｐ．４３９−４４５（２００７）
【非特許文献１２】古荘純次，他：（解説）ロボット・ＶＲおよび理学療法の技術を取り入れた上肢リハビリ支援システムによる訓練とその脳活動を含む評価、バイオメカニズム学会誌、Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．２，ｐｐ．１０９−１１６（２００９）
【非特許文献１３】古荘、森川：（解説）ＥＲ流体・ＭＲ流体を用いたリハビリ支援システム、日本フルードパワー学会誌、Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１，ｐｐ．１２−１５（２０１１）
【非特許文献１４】Ｎｏｍａ，Ａｂｅ，Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｆｕｒｕｓｈｏ，Ｎａｉｔｏ：Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｆｅ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ  ｂｙ  ｔｈｅ  ａｒｃ−ｐｌａｓｍａ  ｍｅｔｈｏｄ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．３２２，ｐｐ．１８６８−１８７１，（２０１０）
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【非特許文献１６】Ｆｕｒｕｓｈｏ，ｅｔ  ａｌ．：Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ＥＲ  ｂｒａｋｅ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｐａｓｓｉｖｅ  ｔｙｐｅ  ｆｏｒｃｅ  ｄｉｓｐｌａｙ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．７／８，ｐｐ．４２５−４２９，（２００２）
【非特許文献１７】柿沼、他：ＥＲゲルを適用した力伝達素子における片側電極の最適設計、日本機械学会論文集（Ｃ編）、Ｖｏｌ．７３，Ｎｏ．７３３，ｐｐ．１９２−１９９（２００７）
【非特許文献１８】Ｄａｖｉｓ，ｅｔ  ａｌ．：“Ｔｏｒｑｕｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ａ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｔｌｙ  Ａｃｔｕａｔｅｄ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ”、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、ｐｐ．９５９−９６３、（１９９７）
【非特許文献１９】古荘、他：任意のリンク姿勢において逆向き手先抵抗力を提示可能なパッシブ型力覚提示システム「Ｎｅｏ−ＰＬＥＭＯ」の研究開発、日本機械学会論文集（Ｃ編）、Ｖｏｌ．７８，Ｎｏ．７８６，ｐｐ．１８７−１９８（２０１２）
【非特許文献２０】古荘、小澤、菊池：準３次元上肢リハビリシステムＰＬＥＭＯ−Ｐ３の研究開発、日本リハビリテーション医学会学術集会講演論文集、１−４−２１（２００９）
【非特許文献２１】小澤、古荘、菊池，赤井，福島，福田，谷田，藤川，加納：脳卒中片麻痺患者に対する上肢リハビリテーション支援システムＰＬＥＭＯ−Ｐ３の研究開発（運動機能評価・訓練および実用化機の開発に向けた検討），日本機械学会論文集、Ｃ編，ｐｐ．７６−７６２，ｐｐ．３２３−３３０（２０１０）
【非特許文献２２】Ｊ．Ｃａｒｒ、Ｒ．Ｓｈｅｐｈｅｒｄ（潮見監訳）：ニューロロジカルリハビリテーション（運動パフォーマンスの最適化に向けた臨床実践）、医歯薬出版株式会社、（２０１２）（Ｎｅｕｒｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ（Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｔｏｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ），Ｅｌｓｅｖｉｅｒ（２０１０））
【非特許文献２３】脳科学大事典（編集：甘利、外山）、朝倉書店、ｐｐ．６４３、（２０００）
【非特許文献２４】古荘，吉村，小嶋，森川，横井：水平垂直ディスプレイを用いたパッシブ型下肢リハビリ支援システム，第２７回リハ工学カンファレンス，ｐｐ．５３−５４（２０１２）
【非特許文献２５】古荘、他：水平・垂直ディスプレイを用いた上肢リハビリ支援システム、日本機械学会ロボティクス・メ  カトロニクス講演会２０１３、２Ｐ１−Ｂ０８（２０１３）
【非特許文献２６】久保田競、宮井一郎編著：脳から見たリハビリ治療（脳卒中の麻痺を治す新しいリハビリの考え方）、ブルーバックス、講談社（２００５）
【非特許文献２７】Ｎｕｄｅ，ｅｔ  ａｌ：Ｓｃｉｅｎｃｅ：２７２（５２６９），ｐｐ．１７９１−１７９４（１９９６）
【非特許文献２８】長谷公隆編著：運動学習理論に基づくリハビリテーションの実践、医歯薬出版（２００８）
【非特許文献２９】Ｐｏｍｅｒｏｙ，Ｃｌａｒｋ，Ｍｉｌｌｅｒ，ｅｔ  ａｌ：Ｔｈｅ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｆｏｒ  ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ｔｈｅ‘ｍｉｒｒｏｒ  ｎｅｕｒｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ’ｔｏ  ｅｎｈａｎｃｅ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｅｖｅｒｅｌｙ  ａｆｆｅｃｔｅｄ  ｕｐｐｅｒｌｉｍｂｅａｒｌｙ  ａｆｔｅｒ  ｓｔｒｏｋｅ：ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ａｎｄ  ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ，Ｎｅｕｒｏｒｅｈａｂｉｌ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｒｅｐａｉｒ，Ｖｏｌ．１９，ｐｐ．４−１３（２００５）
【非特許文献３０】編集主幹，里宇明元，才藤栄一，出江紳一：先端医療シリーズ３６，リハビリテーション医学の新しい流れ、先端医療技術研究所（２００５）
【非特許文献３１】Ｊａｃｋｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ：Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｍｅｎｔａｌ  ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｕｓｉｎｇ  ｍｏｔｏｒｉｍａｇｅｒｙ  ｉｎ  ｎｅｕｒｏｌｏｇｉｃ  ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ，Ａｒｃｈ．Ｐｈｙｓ．Ｍｅｄ．Ｒｅｈａｂｉｌ．Ｖｏｌ．８２，ｐｐ．１１３３−１１４１（２００１）
【非特許文献３２】Ｒｏｓｓｉ，ｅｔ  ａｌ：Ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｕｒｉｎｇ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｈｕｍａｎｓ，Ｃｌｉｎ．Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌ．，Ｖｏｌ．１１３−１１４１（２００２）
【非特許文献３３】川平和美：片麻痺のための運動療法（促通反復療法「川平法」の理論と実際）、医学書院（２０１０、第２版）
【非特許文献３４】上田：目で見るリハビリテーション医学、第２版、東京大学出版会（１９９４）
【非特許文献３５】伊藤宏司：心体知システム論（ヒューマンロボティクスによる運動の学習と制御）、第５章  空間と運動（身体イメージと統合）、共立出版、ｐｐ．５２−８１（２００５）
【非特許文献３６】Ｐｏｒｔｅｒ，ｅｔ  ａｌ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｎｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｅｓ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＩＧＧＲＡＰＨ  １９８４），Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２５３−２５９（１９８４）
【非特許文献３７】懸、他：市松模様の背景を用いたクロマキーによる領域抽出、情報処理学会研究報告（２００５−ＡＶＭ−５１（１１））、ｐｐ．５７−６２（２００５）
【非特許文献３８】山下、他：動的輪郭モデルを用いたストライプ状クロマキー、映像メディア学会誌、Ｖｏｌ．６１、Ｎｏ．２、ｐｐ．１０１−１０９（２００７）
【非特許文献３９】Ｓｈａｄｍｅｈｒ  ｅｔ  ａｌ：  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  ｎｅｕｒｏｂｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｒｅａｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  ｐｏｉｎｔｉｎｇ（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｔｏｒ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ），ＭＩＴ  Ｐｒｅｓｓ（２００５）
【非特許文献４０】古荘、他：ヒトの運動機能と移動のための次世代技術開発（使用者に寄り添う支援機器の普及に向けて）、第６章  上肢機能支援ロボット、第１節  開発状況、株式会社エヌ・ティー・エス，ｐｐ．１２４−１３４（２０１４）
【非特許文献４１】古荘、他：ヒトの運動機能と移動のための次世代技術開発（使用者に寄り添う支援機器の普及へ向けて）  第６章  上肢機能支援ロボット  第２節  使用状況、株式会社エヌ・ティー・エス，ｐｐ．１３５−１４１（２０１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００６２】  ＭＩＴ−Ｍａｎｕｓ（特許文献１）、キネステージ（非特許文献１３）、ＰＬＥＭＯ−Ｐ３（非特許文献１１、非特許文献１２）などの多くの垂直ディスプレイを用いた上肢・下肢リハビリ支援システムにおいて、患者自身の上肢（あるいは下肢）の画像は表示されず、リハビリ訓練画面には、把持部（下肢の場合はスリッパ状の装着部）の位置のみが表示されるという問題点がある。例えば、図３（ｂ）では、リハビリ訓練画面には、リーチング訓練の画像とリハビリ訓練テーブル上の把持部の位置を表示する丸印１６のみが表示されている。【００６３】  一方、図７のリハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１においては、患者自身の上肢（あるいは下肢）がリハビリ訓練画面と同一の視界に入るため、把持部（下肢の場合はスリッパ状の装着部）の位置のみが表示されるという問題は解決される。しかし、この方法を採用した場合、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイによるコスト上昇、安全性などの問題がある。さらに、リハビリ訓練画面の画質の問題や、把持部１５（下肢の場合はスリッパ状の装着部１７）、力覚提示のためのアーム機構および上肢（あるいは下肢）が、リハビリ訓練画面への視界をさえぎるという問題もある。また、歩行のリハビリでは、水平ディスプレイを見ながら、下を向いてリハビリ訓練をすることは望ましくないという問題も発生する。【００６４】  患者自身の上肢（あるいは下肢）がリハビリ訓練画面に重ねて表示されることによる利点は、以下の３点である。これらの利点を得るため、リハビリ訓練画面に重ねて、患者自身の上肢（あるいは下肢）を、低コスト、コンパクト、かつ安全に、重ねて表示することが、発明が解決しようとする課題である。【００６５】  第１の利点は、リハビリ訓練画面に重ねて患者自身の上肢（あるいは下肢）が表示されると，脳卒中における病的な運動である共同運動（非特許文献３４のｐｐ．１６、非特許文献２６のｐｐ．４３）が発生した際に、垂直ディスプレイに表示された自身の上肢（あるいは下肢）の運動から共同運動の発生を知ることができる点にある。この情報を用いて患者は運動を修正することが可能となる。脳卒中における病的な運動である共同運動を各関節の分離独立へと導くことが、脳卒中のリハビリにおける中心課題の一つである。（例えば非特許文献３４）【００６６】  第２の利点は、リハビリ訓練画面とともに、患者自身の上肢（あるいは下肢）が表示されると、患者の上肢（あるいは下肢）が視野に入り、運動の視覚フィードバック効果も得られるため、高い訓練効果が期待できる点である。すなわち、患者自身の上肢（あるいは下肢）が表示されると，自身の身体認知機能等（非特許文献３５）が生かされ、従来のリハビリ支援システムを上回るリハビリ効果が期待できる。【００６７】  第３の利点は、次の方法によりリハビリ訓練を行うことにより得られる。最初に、リハビリ訓練画面に重ねて正しい運動パターンの変化を表示し、患者はその表示を観察し、記憶する。次に、本発明の装置を用いてリハビリ訓練を行い、自身の運動パターンと正しい運動パターンを比較し、自らの運動パターンを補正することにより、リハビリ訓練効果を得ることができる。正しい運動パターンの表示法としては、コンピュータグラフィクスの技術により得た画像を表示する方法や、患者自身の運動を撮影した画像を正しい運動パターンに修正して得る方法などがある。
【課題を解決するための手段】
【００６８】  図８のように俯瞰映像用カメラ２２で、患者の上肢（あるいは下肢）、表面がクロマキーの背景色あるいは背景模様となっているリハビリ訓練テーブル２３、力覚提示用アーム１４などを含む映像を撮る。次に、クロマキーの技術（非特許文献３６）および画像合成技術を適用した画像を垂直ディスプレイ１３に表示する。患者は、垂直ディスプレイ１３の画像を見ながら、把持部１５（下肢の場合は、力覚提示用アームの先端に取り付けられたスリッパ状の装着部）を操作しリハビリ訓練を行う。リハビリ訓練テーブルの表面（クロマキーの背景）は、クロマキーの技術が適用できるように、緑色、あるいは青色とする。抽出対象に背景と同一色が含まれている場合には、２色からなる市松模様の背景とする方法（非特許文献３７）、ストライプ状の背景とする方法（非特許文献３８）などを採用する。図８（ａ）は上肢の場合のシステムであり、図８（ｂ）は下肢の場合のシステムである。【００６９】  次に、上肢の場合について、本発明における、クロマキーおよび画像合成技術を用いて、垂直ディスプレイ１３に表示するリハビリ訓練画面を得る方法を、図９を例として用いながら示す。下肢の場合についても同様の方法を用いる。【００７０】    図９の（ａ）図に、緑色、あるいは青色の背景色を採用した場合の俯瞰映像用カメラで撮った映像を示す。緑色、あるいは青色の単色の背景色を採用した場合なので、２色からなる市松模様の背景とする方法、ストライプ状の背景とする方法などと異なり、リハビリ訓練テーブル上には、何も描かれておらず、把持部の映像２４、前腕の映像２５、力覚提示用アームの映像２６のみが撮られている。【００７１】  図９の（ｂ）図は、上肢とリハビリ訓練用アームを抽出対象とした場合である。抽出対象である患者の上肢とリハビリ訓練用アームがリハビリ訓練画面と合成され、垂直ディスプレイ上に表示されている。患者はこの画面を見ながらリハビリ訓練を行う。リハビリ訓練としては、リーチング（あるいはリーチ動作）（非特許文献２２のｐｐ．１４２、非特許文献２０、非特許文献２１）訓練の場合を例として示す。手前の点▲Ｓ▼から出発して▲１▼から▲５▼の目標点に向け次々とリーチング訓練を行う。図中の点線は、出発点▲Ｓ▼から目標点▲３▼にむかう目標の軌道である。軌道からのずれや到達時間などが、評価となる。患者の上肢が同時に表示されており、患者は自身の上肢を見ながら、脳卒中における病的な運動である共同運動（非特許文献３４のｐｐ．１６）の発生などを知り、各種フィードバックを行うことにより、訓練効果を高めることができる。【００７２】  図９の（ｃ）図は、上肢を抽出対象とした場合である。抽出対象である上肢とリハビリ訓練画面が合成され、垂直ディスプレイ上に表示されている。患者はこの画面を見ながらリハビリ訓練を行う。リハビリ訓練としては、リーチング訓練の場合を例として示す。手前の点▲Ｓ▼から出発して▲１▼から▲５▼の目標点に向け次々とリーチング訓練を行う。図中の点線は、出発点▲Ｓ▼から目標点▲３▼にむかう目標の軌道である。軌道からのずれや到達時間などが、評価となる。患者の上肢が同時に表示されており、患者は自身の上肢を見ながら、共同運動の発生などを知り、各種フィードバックを行うことにより、訓練効果を高めることができる。【００７３】  図９（ｃ）におけるリーチング訓練を例として、リハビリ訓練画面、上肢、および把持部などを垂直ディスプレイ１３に示す３つの方法を、次に示す。【００７４】  図１０に、第一の方法を示す。第一の方法では、リハビリ訓練画面を画像表示における下の層とし、上の層に上肢および把持部などを表示する。即ち、図１０（ａ）に示すリーチング訓練画面のスタートでは、出発点▲Ｓ▼の上に把持部の映像２４と前腕の映像２５が表現されており、出発点▲Ｓ▼は隠されている。次に、図１０（ｂ）に示すリーチング訓練の途中では、出発点▲Ｓ▼と目標点▲３▼をつなぐ目標軌道の点線が、把持部の映像２４と前腕の映像２５の下になっており、隠されている。この表現は、リハビリ訓練テーブル上における上肢および把持部を表す自然な方法であるが、上肢、把持部などに、目標軌道や目標点が隠されることがあるため、目標軌道に沿って正確に運動しているか否かなどが、患者にわかりにくいという欠点がある。【００７５】    第二の方法は、図１０に示す第一の方法とほぼ同じであるが、把持部（あるいは、把持部および手部）などの画像を半透明にする方法である。その結果、目標軌道、目標点などが、把持部（あるいは、把持部および手部）などに完全に隠されることはなくなる。そこで、目標軌道に沿って正確に運動しているか否かなどが、患者にわかる。そこで、リハビリ訓練の難易度を細かく設定できるリハビリ訓練ソフトことが開発可能になる。そのため、患者の状態を見ながら少しずつリハビリの課題を難しくすることが重要であるという、宮井（非特許文献２６）、Ｎｕｄｅ（非特許文献２７）らの主張にも対応することができる。【００７６】  図１１に、第三の方法を示す。回復度の高い患者を対象とする際や、運動能力を高い精度で評価したい場合などには、図１１の表現方法を採用する。図１１に示す方法では、リハビリ訓練画面の基本的な画像、文字などは一番下の層に表示される。そこで、それより上の層の画像により、リハビリ訓練画面の基本的な画像、文字などは隠される。図１１の（ａ）図および（ｂ）図の左下の「リーチング訓練」（符号２９で示す）は、リハビリ訓練画面の基本的な画像、文字などに当たり、一番下の層に表示されている。把持部の画像２４および前腕の画像２５は、その上の中間層に表示される。リハビリ訓練画面の出発点２７、目標軌跡、目標点などは、さらにその上の中間層に表示される。把持部の中心を示す印２８は、一番上の層に表示され、隠されることが無いようにしている。すなわち、４つの層に分けて表示される。【００７７】  図１１（ａ）に示すリーチング訓練画面のスタートでは、出発点▲Ｓ▼２７の下に把持部の画像２４および前腕の画像２５が表示されているため、把持部の画像２４および前腕の画像２５の一部が、出発点▲Ｓ▼２７の下に、隠されている。ただし、把持部の中心を示す印２８は、一番上の層に表示されるため、常に表示されている。図１１（ｂ）に示すリーチング訓練画面の途中においても、把持部の中心を示す印２８は常に示されており、目標軌道からのずれが、患者や訓練者に正確にわかる。また、目標点▲３▼に正確に到達したか否かも、患者や訓練者にわかる。そこで、リハビリ訓練の難易度を細かく設定できるリハビリ訓練ソフトことが開発可能になる。そのため、患者の状態を見ながら少しずつリハビリの課題を難しくすることが重要であるという、宮井（非特許文献２６）、Ｎｕｄｅ（非特許文献２７）らの主張にも対応することができる。
【発明の効果】
【００７８】  リハビリ訓練画面と患者の上肢（あるいは下肢）を同一画面に表示するための、本発明とは異なる方法を、図１２に示す。本発明の方法である図８の方法と図１２の方法との装置上の違いは、本発明の図８の方法では、リハビリ訓練テーブルに、表面がクロマキーの背景色あるいは背景模様となっているリハビリ訓練テーブル２３を使っているのに対て、図１２の方法では、水平ディスプレイが組み込まれたリハビリ訓練テーブルを用いているところにある。【００７９】  図１２の方法では、俯瞰映像用カメラで、患者の上肢（あるいは下肢）、リハビリ訓練用アーム、およびリハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１を含む映像を、俯瞰映像用カメラ２２で撮り、次に、このようにして撮られた画像を垂直ディスプレイに表示する。しかし、この方法では、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１のコスト、大きさ、安全性の点で以下のような問題がある。さらに、垂直ディスプレイに映される画像の質などの面でも以下のような問題がある。【００８０】  第１の問題点は、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１においては、液晶ディスプレイなどのディスプレイ、およびディスプレイを保護する強化ガラスなどが必要となり、コストの上昇を招くことである。また、そのサイズや重さも大きくなり、コンパクト化が困難となる。【００８１】  第２の問題点は、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１を保護する強化ガラス等が割れた際に、ガラス等の破片によってケガをする危険性があることである。特に下肢のリハビリでは、強化ガラス等が割れた際に、落下の危険性がある。【００８２】  第３の問題点は、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１を、俯瞰映像用カメラで撮影し、次に垂直ディスプレイに表示する際の、リハビリ訓練画面の画質の低下の問題である。この画質の低下の原因としては、リハビリ訓練画面が表示できるリハビリ訓練テーブルに用いるディスプレイの画素数、俯瞰映像用カメラの画素数によるものがある。また、リハビリ訓練画面が表示できるリハビリ訓練テーブルの表面における、照明の写り込みなどもある。また、俯瞰映像用カメラのレンズの歪みや分解能に起因するものなどもある。【００８３】  第４の問題点は、リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ２１上を動く把持部１５（下肢の場合は、力覚提示用アームの先端に取り付けられたスリッパ状の装着部１７）や上肢（あるいは下肢）が、目標とする軌跡や目標点を隠してしまう点にある。このために、正確に軌道を追跡しているか否かや、正確に目標点に到達した否かが患者に分からないという問題が発生る。【００８４】  以上のような、図１２に示すような装置における問題が発生することなく、患者の上肢（あるいは下肢）の映像を含んだリハビリ訓練画面のきれいな画像表示が、低コスト、高安全、コンパクトに得られることが、本発明の効果である。患者は自身の上肢（あるいは下肢）を見ながら、共同運動の発生などを知り、各種フィードバックを行うことにより、訓練効果を高めることができる。【００８５】  さらに、本発明の装置を下肢のリハビリに用いた場合の効果としては��次のようなものもある。リハビリ訓練テーブルはその表面にクロマキー技術に必要な塗装等を施した板状のものでよい。そこで、下肢リハビリ支援システムにおいては、歩行面であるリハビリ訓練面が低くなり、安全性が高くなり、コストも低下する。
【発明を実施するための形態】
【００８６】  上肢のリハビリに対する第一の実施形態としては、図８（ａ）に示す実施形態がある。垂直ディスプレイに対する画像の表示方法としては、「課題を解決するための手段」に記載の第一の方法、第二の方法、第三の方法などを用いる。垂直ディスプレイに対する画像の表示方法は、以下の実施形態のすべてにも共通である。
【００８７】    図１３（ａ）に示す上肢リハビリ支援システムとしての一つの実施形態がある。傾斜可能なリハビリ訓練テーブル上に俯瞰映像用カメラが取り付けられている。リハビリ訓練テーブルを傾けることができるため、高いものを取ったり、食事等のため低い位置のものを取ったりの訓練も可能である。そこで、ＡＤＬ（日常生活動作）の向上にも寄与する。
【００８８】  図８の（ａ）、（ｂ）に示す上肢および下肢リハビリ支援システムにおいて、把持部（下肢の場合は、足部への取り付け具）に力覚を提示しない形態もある。把持部に力覚を提示しないでも、例えば、図６（ａ）の左図に示す、リーチング訓練や、図６（ａ）の中央の図に示すターゲットを追跡するリハビリ訓練などは、脳卒中患者を対象とするリハビリ訓練において、効果をあげている。把持部に力覚を提示しない装置においては、大幅にコストが低減し、装置の強度を下げることができ、大きさも小さくなる。
【００８９】  力覚を提示しない形態では、力覚提示用アームは必ずしも必要ではなく、上肢では専用のパドル状のものを把持する、下肢では専用の靴などを履いて、リハビリ訓練テーブル上でリハビリを行う形態などもある。
【００９０】  上記の実施形態として、上肢リハビリ支援に対する一つの実施形態を図１３（ｂ）に示す。パドル状の把持部（リハビリ訓練テーブル上を滑りながら動く）３１を把持し、垂直ディスプレイ１３に表示される画面を見ながら、リハビリ訓練を行う。
【００９１】  脳卒中後の初期の段階におけるリハビリのプログラムでは、下肢の随意的な筋収縮力や下肢筋群のコントロールが不十分であることが多い。このような患者に対しては特定の筋群の活動を高めることを目的とした運動、あるいは部分的な練習、すなわち、歩行運動を構成する動作の練習に時間をかけることが必要である。このように、患者の回復に応じて、座位、立位でのバランス練習および動作練習、さらには歩行練習へと展開していけるようなリハビリ訓練支援システムが求められている。この目的を達成するための下肢のリハビリに対する４つの実施例を、図１４に示す。
【００９２】  図１４（ａ）は、座位の訓練における実施例である。訓練者は、座位の訓練のための椅子４０に座ってリハビリ訓練を行う。表面がクロマキーの背景色あるいは背景模様となっているリハビリ訓練テーブル２３の上で足部を動かし、垂直ディスプレイ１３の画像を見ながら、リハビリ訓練を行う。上方に配置された俯瞰映像用カメラ２２は、点線で示されている。
【００９３】  図１４（ｂ）、（ｃ）は、立位における実施例を示す。図１４（ｃ）では、リハビリ訓練テーブルの角度が可変であり、坂道等に対するリハビリ訓練も可能である。
【００９４】  図１４（ｄ）は、支持なしの歩行訓練における実施例を示す。体重の免荷用あるいは安全確保用のハーネス３２をつけてリハビリ訓練を行っている。装置の上部には、ハーネスを吊下げているワイヤーの制御装置３３が取り付けられている。
【００９５】  図１５は、トレッドミル３４上での歩行訓練における実施例を示す。トレッドミルのベルトは、表面がクロマキー技術の背景となるように、緑、青、あるいは特定の模様となっている。俯瞰映像用カメラが撮る範囲を符号３６で示す。図１５（ｂ）は、垂直ディスプレイ１３の表示画面を示している。符号３７は、俯瞰映像用カメラで撮られた訓練者の映像を示している。また、左足足部の着地目標位置３８、および左足足部の目標軌道３９が、画像合成技術によって表示されている。訓練者は、この目標位置３８に向かって、目標軌道３９に沿いながら、左足を前方に振り出す。
【００９６】    本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の様態を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】機能性流体ブレーキの概念図（ハウジング部を回転可能とすると機能性流体クラッチとなる）
【図２】パウダーブレーキおよびパウダークラッチ
【図３】垂直ディスプレイを用いた上肢リハビリ支援システム
【図４】垂直ディスプレイを用いた下肢リハビリ支援システム
【図５】垂直ディスプレイを用いた準３次元上肢リハビリ支援システムおよび準３次元下肢リハビリ支援システム
【図６】準３次元上肢リハビリ支援システムＰＬＥＭＯ−Ｐ３のリハビリ訓練ソフトの例
【図７】水平・垂直ディスプレイを用いた上肢および下肢リハビリ支援システム（水平ディスプレイは、リハビリ訓練テーブルに組み込まれている。）
【図８】リハビリ訓練テーブルの表面がクロマキーの背景となっており、俯瞰映像用カメラで撮影した画像を画像処理し、垂直ディスプレイに表示するリハビリ支援システム
【図９】俯瞰映像用カメラで撮影した画像、およびクロマキー技術を用いて垂直ディスプレイに表示される画像の例
【図１０】俯瞰映像用カメラおよびクロマキー技術を用いて垂直ディスプレイに表示される画像の例（図１０の説明の第一の方法による場合）
【図１１】俯瞰映像用カメラおよびクロマキー技術を用いて垂直ディスプレイに表示される画像の例（図１１の説明の第三の方法による場合）
【図１２】水平ディスプレイと俯瞰映像カメラを用いた上肢・下肢リハビリ支援システム（本発明の図８のシステムとの対比のため用いる。）
【図１３】上肢のリハビリに対して、発明を実施するための２つの形態例
【図１４】下肢のリハビリに対して、発明を実施するための４つの形態例
【図１５】トレッドミル上の歩行のリハビリに対して、発明を実施するための形態例
【符号の説明】
【００９８】  １  機能性流体ブレーキ本体
２  機能性流体ブレーキ出力円筒部
３  機能性流体ブレーキ出力円盤部
４  機能性流体
５  出力接続部
６  磁性体からなるパウダー
７  磁場を発生するためのコイル
８  パウダーブレーキの回転軸
９  パウダーブレーキのハウジング
１０  パウダークラッチの一つの回転軸
１１  パウダークラッチのもう一つの回転軸
１２  リハビリ訓練テーブル
１３  垂直ディスプレイ
１４  力覚提示用アームリンク
１５  把持部
１６  リハビリ訓練テーブル上の把持部の位置を表示する丸印
１７  力覚提示用アームの先端に取り付けられたスリッパ状の装着部
１８  力覚提示機構を内蔵する箱
１９  リハビリ訓練テーブル角度調整回転軸
２０  立位訓練における姿勢保持のためアームレスト
２１  リハビリ訓練テーブルに組み込まれた水平ディスプレイ
２２  俯瞰映像用カメラ
２３  表面がクロマキーの背景色あるいは背景模様となっているリハビリ訓練テーブル
２４  把持部の映像
２５  前腕の映像
２６  力覚提示用アームの映像
２７  出発点
２８  把持部の中心を示す印
２９  リハビリ訓練画面の基本的な画像、文字などの一番下の層に表示されている一つの例
３０  訓練者
３１  パドル状の把持部（リハビリ訓練テーブル上を滑りながら動く）
３２  体重の免荷用あるいは安全確保用のハーネス
３３  ハーネスを吊下げているワイヤーの制御装置
３４  トレッドミル
３５  トレッドミルのベルト（表面がクロマキー技術の背景となるように、緑、青、あるいは特定の模様となっている。）
３６  俯瞰映像用カメラが撮る範囲
３７  俯瞰映像用カメラで撮られた訓練者の映像
３８  垂直ディスプレイに表示される画面における左足足部の着地目標点（画像合成技術で作られる。）
３９  垂直ディスプレイに表示される画面における左足足部の目標軌道（画像合成技術で作られる。）
４０  座位の訓練のための椅子
【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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【図１４】
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【図１５】
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