(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、
前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、
前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、
前記可動機構の移動の方向とは相反する方向に肢体を移動させる保護機構を前記可動機構と肢体との間に介在させ、
前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することを特徴とする医療装置。
【請求項２】
人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、
前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、
前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、
前記可動機構の移動の方向とは相反する方向に前記可動機構を移動させる保護機構を有し、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することを特徴とする医療装置。
【請求項３】
保護手段は、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護機構を可動機構の移動の方向とは相反する方向に前記監視手段の検出情報に対応して動作させることを特徴とする請求項１または２記載の医療装置。
【請求項４】
人間の肢体の一部を保持して固定する固定機構と他部を保持して移動させる可動機構とを具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、
前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、
前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、
前記可動機構の移動の方向と同等な方向に肢体を移動させる保護機構を前記固定機構と肢体との間に介在させ、
前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することを特徴とする医療装置。
【請求項５】
人間の肢体の一部を保持して固定する固定機構と他部を保持して移動させる可動機構とを具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、
前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、
前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、
前記可動機構の移動の方向と同等な方向に前記固定機構を移動させる保護機構を前記可動機構と前記固定機構との間に介在させ、
前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することを特徴とする医療装置。
【請求項６】
保護手段は、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護機構を可動機構の移動の方向と同等な方向に前記監視手段の検出情報に対応して動作させることを特徴とする請求項４または５記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の肢体を保持して移動させ、治療、リハビリテーション、トレーニング、等の医療行為を実行する医療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間の肢体を動かす医療装置には、医療分野で使用される連続他動運動装置（ＣＰＭ装置）、リハビリテーション分野で使用される訓練装置、スポーツ・トレーニング装置等がある。このような医療装置は、一般的に人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備しており、この可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる。
このような医療装置において、肢体が過剰に移動してしまうことや、関節に負荷が過剰に作用してしまうことに対処する機能は、▲１▼対処機能なし、▲２▼動作停止機能、▲３▼駆動逆転機能、の３種類に大別される。以下に具体例を示す。
▲１▼対処機能なし
特開昭６０−１７９０６２号公報に開示されたオルトペディック社提案の「手関節部の機能回復訓練装置」には、関節に過負荷が生じた場合に対処する機能が開示されていない。
【０００３】
▲２▼動作停止機能
特開昭６１−１７０４６４号公報に開示されたインバケア社提案の「受動運動訓練装置」は、駆動制御回路において感知された誤動作、所定の限界を越える駆動軸の角変位、駆動軸の角変位方向の失敗、過剰な加速や減速、等を感知した場合に駆動軸の動作を停止させる誤動作感知手段を備えている。
▲３▼駆動逆転機能
特公平４−１４０２８号公報に開示されたトロントメディカル社提案の「人の関節を動かす装置」は、細長い支持体上で往復運動するトラベラ手段を駆動する可逆モータ手段と組合わされて、上記トラベラ手段を介して検知された負荷に応答して、上記可逆モータ手段の回転を逆転させる負荷応答手段を備えている。
【０００４】
また、特開昭６０‐２３２１５８号公報に開示されたサッター社提案の「医療装置」では、肢体に取り付けられた駆動モータの駆動力より大きな抵抗を受けたときに駆動アームが一旦停止し、その位置から引続き反対方向に動き始める機能を持っている。作動方法はモータに流れる電流により制御されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した対処機能なしの医療装置は、人間の肢体を移動させるとき、姿勢に無理が発生したり関節の負荷が過剰となっても、これに対処することができない。その点、動作停止機能を具備した医療装置は、過剰な動作を停止させることができ、駆動逆転機能を具備した医療装置では、過剰な負荷が発生すると動作を逆転させることができる。
ところが、これらの医療装置でも肢体を移動させる可動機構しか監視していないので、人体を保護するための機能が、肢体が実際に無理な姿勢となったり関節に過剰な負荷が作用してから作動することになる。特に、可動機構の応答性が低い場合、肢体が多分に無理な姿勢となったり極度に過剰な負荷が関節に作用したりすることになり、肢体や関節に悪影響が発生することがある。
【０００６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、この可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、患者の肢体が無理な姿勢となったり関節に過剰な負荷が作用することを防止できる医療装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向とは相反する方向に肢体を移動させる保護機構を前記可動機構と肢体との間に介在させ、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有する。
【０００８】
従って、医療行為として人間の肢体の姿勢を変化させる場合、駆動手段により駆動される可動機構が人間の肢体を保持して移動させる。このとき、移動される肢体の位置と負荷との少なくとも一方が監視手段により検出され、この検出情報に対応して制御手段により駆動手段が可動機構を動作させる範囲が制御されるので、人間の肢体が無理な姿勢とならない範囲で移動される。しかし、このような可動機構は、例えば、応答性が良好でない場合があるので、可動機構の移動の方向とは相反する方向に肢体を移動させる保護機構を有し、これを可動機構と肢体との間に介在させておく。そして、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では保護手段により保護機構を固定状態に維持し、可動機構が人間の肢体を移動させる医療行為が充分に実行されるようにする。しかし、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると保護手段により保護機構の固定状態を解除し、可動機構の移動の方向とは相反する方向に肢体が移動するようにして人間の肢体が無理な姿勢となることを良好に防止する。
【０００９】
なお、本発明で云う医療装置とは、人間の肢体を移動させて姿勢を変化させる装置であり、治療だけでなくリハビリテーションやトレーニングなど各種の目的に利用することが可能である。また、肢体とは脚部などを意味しており、肢体を移動させて姿勢を変化させるとは、例えば、足首を股間に接離する方向に往復させて膝部を屈伸させるようなことを意味している。
また、可動機構とは、肢体を保持して移動させるもので、例えば、スプリント等の肢体の保持具とリンク機構等の動力伝達機構と駆動モータ等の駆動源とを組み合わせたものを許容する。駆動手段は、上述のような構造の可動機構を駆動するもので、例えば、適正なプログラムが実装されたマイクロコンピュータを電源回路に接続したものを許容する。
【００１０】
監視手段は、肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出するもので、例えば、適正なプログラムが実装されたマイクロコンピュータにポジションセンサや圧力センサを接続したものを許容する。制御手段は、駆動手段が可動機構を動作させる範囲を監視手段の検出情報に対応して制御するもので、例えば、適正なプログラムが実装されたマイクロコンピュータを許容する。
保護機構は、上述した可動機構と同様な構造を許容するが、例えば、可動機構より充分に応答性が良好であることが好ましく、その動作としては受動的なものと能動的なものとを許容する。例えば、受動的に動作する保護機構としては、回転軸等に電磁クラッチ等のロック機構を組み合わせて固定状態と自由状態とに変化する構造などを許容し、能動的に動作する保護機構としては、サーボモータ等のロック可能な駆動源にリンク機構等の動力伝達機構を組み合わせて固定状態と動作状態とに変化する構造などを許容する。
【００１１】
保護手段は、保護機構を固定状態に維持することと、この固定状態を解除することを、監視手段の検出情報に対応して実行するもので、例えば、適正なプログラムが実装されたマイクロコンピュータを電源回路に接続したものを許容する。なお、保護機構の移動の方向は、可動機構による肢体の移動が無理な姿勢となることを防止できる方向であれば良く、可動機構の移動の方向と完全に反対である必要はない。また、本発明の他の形態としては、人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向とは相反する方向に前記可動機構を移動させる保護機構を有し、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有する。
【００１２】
従って、医療行為として人間の肢体の姿勢を変化させる場合、駆動手段により駆動される可動機構が人間の肢体を保持して移動させる。このとき、移動される肢体の位置と負荷との少なくとも一方が監視手段により検出され、この検出情報に対応して制御手段により駆動手段が可動機構を動作させる範囲が制御されるので、人間の肢体が無理な姿勢とならない範囲で移動される。しかし、このような可動機構は、例えば、応答性が良好でない場合があるので、可動機構の移動の方向とは相反する方向に可動機構を移動させる保護機構を有する。そして、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では保護手段により保護機構を固定状態に維持し、可動機構が人間の肢体を移動させる医療行為が充分に実行されるようにする。しかし、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると保護手段により保護機構の固定状態を解除し、可動機構の移動の方向とは相反する方向に可動機構が移動するようにして人間の肢体が無理な姿勢となることを良好に防止する。
【００１３】
さらに、上述のような医療装置における他の発明としては、保護手段は、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護機構を可動機構の移動の方向とは相反する方向に前記監視手段の検出情報に対応して動作させる。従って、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護手段により保護機構が可動機構の移動の方向とは相反する方向に能動的に動作され、人間の状態が無理な姿勢となることが確実に防止される。また、本発明の他の形態としては、人間の肢体の一部を保持して固定する固定機構と他部を保持して移動させる可動機構とを具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向と同等な方向に肢体を移動させる保護機構を前記固定機構と肢体との間に介在させ、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有する。
【００１４】
従って、医療行為として人間の肢体の姿勢を変化させる場合、固定機構により一部が保持されて固定された肢体の他部を、駆動手段により駆動される可動機構で保持して移動させる。このとき、移動される肢体の位置と負荷との少なくとも一方が監視手段により検出され、この検出情報に対応して制御手段により駆動手段が可動機構を動作させる範囲が制御されるので、人間の肢体が無理な姿勢とならない範囲で移動される。しかし、このような可動機構は、例えば、応答性が良好でない場合があるので、可動機構の移動の方向と同等な方向に肢体を移動させる保護機構を有し、これを固定機構と肢体との間に介在させておく。そして、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では保護手段により保護機構を固定状態に維持し、可動機構が人間の肢体を移動させる医療行為が充分に実行されるようにする。しかし、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると保護手段により保護機構の固定状態を解除し、可動機構の移動の方向と同等な方向に固定機構が移動するようにして人間の肢体が無理な姿勢となることを良好に防止する。
【００１５】
なお、本発明で云う固定機構とは、可動機構により一部が移動される人間の肢体の他部を固定するもので、例えば、可動機構が脛部を保持して移動させる場合に人間の臀部が位置する台座などを許容する。また、可動機構が保持する肢体の一部とは、医療行為として肢体の姿勢を変化させる場合に、保持して移動させることに適合した肢体の部分を意味しており、例えば、膝関節を屈伸させる場合の脛部などを許容する。固定機構が保持する肢体の他部とは、上述のように可動機構により肢体の一部を移動させる場合に、可動機構とは相違する位置で固定することに適合した肢体の部分を意味しており、例えば、膝関節を屈伸させる場合の臀部などを許容する。また、可動機構と同等な保護機構の移動の方向は、可動機構による肢体の移動が無理な姿勢となることを防止できる方向であれば良く、可動機構の移動の方向と完全に同一である必要はない。
【００１６】
また、本発明の他の形態としては、人間の肢体の一部を保持して固定する固定機構と他部を保持して移動させる可動機構とを具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向と同等な方向に前記固定機構を移動させる保護機構を前記可動機構と前記固定機構との間に介在させ、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有する。
【００１７】
従って、医療行為として人間の肢体の姿勢を変化させる場合、固定機構により一部が保持されて固定された肢体の他部を、駆動手段により駆動される可動機構で保持して移動させる。このとき、移動される肢体の位置と負荷との少なくとも一方が監視手段により検出され、この検出情報に対応して制御手段により駆動手段が可動機構を動作させる範囲が制御されるので、人間の肢体が無理な姿勢とならない範囲で移動される。しかし、このような可動機構は、例えば、応答性が良好でない場合があるので、可動機構の移動の方向と同等な方向に固定機構を移動させる保護機構を有し、これを可動機構と固定機構との間に介在させておく。そして、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では保護手段により保護機構を固定状態に維持し、可動機構が人間の肢体を移動させる医療行為が充分に実行されるようにする。しかし、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると保護手段により保護機構の固定状態を解除し、可動機構の移動の方向と同等な方向に固定機構が移動するようにして人間の肢体が無理な姿勢となることを良好に防止する。
【００１８】
さらに、上述のような医療装置における他の発明としては、保護手段は、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護機構を可動機構の移動の方向と同等な方向に前記監視手段の検出情報に対応して動作させる。従って、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護手段により保護機構が可動機構の移動の方向と同等な方向に能動的に動作され、人間の状態が無理な姿勢となることが確実に防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。なお、図１は本実施の形態の医療装置の全体構造を示す模式図、図２は医療装置の動作を示す模式図である。
まず、本実施の形態の医療装置１は、可動機構２、保護機構３、制御装置４、等を具備している。前記可動機構２は、床面５に設置されており、駆動モータやリンク機構により前記保護機構３を三自由度で移動自在に支持している。この保護機構３は、人間の脚部等の肢体６を保持するスプリント７を具備しており、このスプリント７を駆動モータやリンク機構により二自由度で移動自在に支持している。
【００２０】
前記可動機構２は、前記保護機構３を介して人間の肢体６を移動させるよう形成されており、この保護機構３は、前記可動機構２と相反する方向に肢体６を移動させるよう形成されている。前記可動機構２は、肢体６に充分な応力を作用させるよう形成されているため、ギヤ比等の関係から応答性は良好ではない。一方、前記保護機構３は、発生させる応力は小さくてすむため、ギヤ比等の関係から応答性が良好である。
前記可動機構２と前記保護機構３には、その動作状態を検出するポジションセンサ(図示せず)等が各部に設けられており、特に前記保護機構３には、前記スプリント７に作用する応力を測定する応力センサ８が設けられている。前記制御装置４は、電源回路やインターフェイス等のデバイスをマイクロコンピュータに接続したコンピュータシステムからなり、前記機構２，３の駆動モータや各種センサ８等に接続されている。
【００２１】
前記制御装置４のマイクロコンピュータには、適正なプログラムが各種のソフトウェアとして実装されており、このプログラムに対応してマイクロコンピュータが対応する処理動作を実行することにより、各種機能が各種手段として実現されている。このような各種手段として、本実施の形態の医療装置１は、駆動手段１１、監視手段１２、制御手段１３、保護手段１４、等を具備している。
前記駆動手段１１は、例えば、電源回路から前記可動機構２の駆動モータに供給される電力をマイクロコンピュータが適正なプログラムに対応して制御することにより、前記可動機構２を駆動して肢体６の姿勢を変化させる。この場合、前記駆動手段１１のプログラムは肢体６を医療行為に適正な姿勢に変化させるよう設定されており、例えば、図示するように、肢体６として脚部の姿勢を変化させる場合には、前記可動機構２により肢体６の脛部を往復させて膝部を屈伸させる。
【００２２】
前記監視手段１２は、例えば、前記応力センサ８等の前記機構２，３の各種センサの検出信号を、マイクロコンピュータが適正なプログラムに対応して処理することにより、前記可動機構２が移動させる肢体６の位置と負荷との少なくとも一方を検出する。この場合、前記監視手段１２のプログラムは肢体６の保護に必要な情報を検出するよう設定されており、例えば、前記可動機構２が移動させる肢体６の脛部から前記スプリント７に作用する反力を前記応力センサ８により検出し、脚部の各関節間の寸法を用いた運動学などに基づいて屈伸する膝部の負荷を算出する。
前記制御手段１３は、例えば、適正なプログラムに対応して動作するマイクロコンピュータが前記監視手段１２の検出情報に対応して前記駆動手段１１の動作を制御することにより、前記駆動手段１１が前記可動機構２を動作させる範囲を前記監視手段１２の検出情報に対応して制御する。この場合、前記制御手段１３のプログラムには肢体６の姿勢や負荷の許容範囲が事前に設定されており、前記可動機構２の動作により前記監視手段１２の検出情報が許容範囲を逸脱しないよう前記駆動手段１１が制御される。
【００２３】
前記保護手段１４は、例えば、適正なプログラムに対応して動作するマイクロコンピュータが前記監視手段１２の検出情報に対応して電源回路から前記保護機構３に供給される電力を制御することにより、前記監視手段１２の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では、前記保護機構３を固定状態に維持する。しかし、前記監視手段１２の検出情報が許容範囲を逸脱すると、前記保護機構３の固定状態を解除し、前記可動機構２とは相反する方向に前記監視手段１２の検出情報に対応して動作させる。
なお、上述のような構造の医療装置１が設置された床面５には、固定機構である台座２１も設置されており、この台座２１は、肢体６の一部として脚部が移動される人間の他部である臀部を保持して固定する。
【００２４】
上述のような構成において、本実施の形態の医療装置１は、医療行為として肢体６である脚部を屈伸させるよう形成されている。その場合、図２に示すように、移動させる肢体６の限界範囲Ｌ１を最初に設定し、この限界範囲Ｌ１に所定距離まで近接した位置を許容範囲Ｌ２として設定する。
このような範囲Ｌ１，Ｌ２は、例えば、姿勢を変化させる肢体６の複数の関節の各々の可動角度、複数の関節間の距離、スプリント７と台座２１との座標、スプリント７が保持した肢体６の位置、台座２１に固定された肢体６の位置、等のパラメータを利用して運動学により容易に計算される。これらのパラメータと運動学とを利用することにより、前述のように機構２，３の各種センサの検出信号から肢体６の位置Ｘも容易に推定される。
【００２５】
上述のような範囲Ｌ１，Ｌ２が医療装置１に設定された状態で、駆動手段１１が事前に設定されたプログラムに対応して可動機構２を動作させ、台座２１に座った人間の脛部が可動機構２により往復されて膝部が屈伸される。
このとき、肢体６の脛部を保持したスプリント７に作用する反力が応力センサ８により検出され、可動機構２の各部の位置がポジションセンサにより検出される。これらの検出信号に対応して上述のように移動される肢体６の負荷や位置Ｘが監視手段１２により検出され、この検出情報に対応して制御手段１３が駆動手段１１を動作制御することにより、可動機構２の動作範囲がフィードバック制御される。
このため、上述のような可動機構２による人間の肢体６の移動は、その位置Ｘが許容範囲Ｌ２を逸脱しない状態“Ｘ＜Ｌ２”で実行されるので、肢体６の姿勢は無理でない範囲で変化される。このように肢体６の位置Ｘが許容範囲Ｌ２を逸脱しない状態では、保護手段１４により保護機構３は固定状態に維持されるので、可動機構２による肢体６の移動が保護機構３により阻害されることがなく、可動機構２は肢体６を直接的に移動させることができる。
【００２６】
このような動作中、例えば、肢体６の位置Ｘが許容範囲Ｌ２を逸脱する方向に移動しても、これを防止するよう制御手段１３が監視手段１２の検出結果に対応して駆動手段１１により可動機構２をフィードバック制御する。しかし、前述のように可動機構２は応答性が良好でないので、上述のような制御に対して可動機構２の動作が遅滞することになり、肢体６の位置Ｘは許容範囲Ｌ２を逸脱した状態“Ｌ２≦Ｘ＜Ｌ１”に進行することになる。
このとき、監視手段１２の検出情報に対応して保護手段１４により保護機構３の固定状態が解除され、この保護機構３は可動機構２とは相反する方向に肢体６を移動させる。このため、肢体６の位置Ｘは許容範囲Ｌ２を満足する位置に復帰され、肢体６が無理な姿勢となることが防止される。
【００２７】
なお、このような最中にも、可動機構２の制御は実行されているので、この可動機構２が肢体６を許容範囲Ｌ２の位置まで移動させるよう動作すると、これを監視手段１２の検出情報から検知した保護機構１４は、肢体６の位置に対応して保護機構３を初期位置まで復帰させ、次回の保護動作に待機させる。
本実施の形態の医療装置１は、上述のように通常は保護機構３が固定された状態で可動機構２により肢体６を移動させるので、医療行為として肢体６の姿勢を良好に変化させることができる。そして、可動機構２が移動させる肢体６の位置Ｘが許容範囲Ｌ２を逸脱すると、この許容範囲Ｌ２に肢体６の位置Ｘが復帰するよう保護機構３が動作するので、肢体６が無理な姿勢となることが防止される。
なお、本発明は上記形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では医療装置１が医療行為として治療を目的とすることを想定したが、このような医療装置１をリハビリテーションやトレーニングを目的として使用することも可能である。
【００２８】
また、上記形態の医療装置１では、可動装置２および保護装置３の各部の位置とスプリント７に作用する応力とを検出して肢体６の膝部の負荷を算出することを例示したが、このような肢体６の位置や負荷を適正なデバイスにより直接に検出することも可能である。
その場合、上記形態の医療装置１では、各種パラメータから肢体６の位置を推定することを例示したが、上述のように肢体６の位置を直接に検出するならば、治療動作の直前に医療装置に肢体６を取付けて手動で移動させれば、通常の動作範囲Ｌ１を適正に設定することができ、これに基づいて治療部位の程度や治療者の判断により限界範囲Ｌ２や許容範囲も容易に設定することができる。
さらに、上記形態の医療装置１では、必要により駆動源を具備した保護機構３を可動機構２とは相反する方向に駆動することにより、肢体６の負荷を確実に防止することを例示したが、例えば、保護機構を電磁クラッチにより固定できるダンパー機構などとし、必要により保護機構の固定を解除して肢体６の負荷を防止することも可能である。
【００２９】
また、上記形態の医療装置１では、保護機構３を可動機構２と肢体６との間に介在させることを例示したが、このような保護機構３を可動機構２と床面５との間に介在させることも可能である。また、上記形態の医療装置１では、台座２１等は装置の一部ではないが、このような台座２１も医療装置の一部とすることが可能である。その場合、可動機構２と同等な方向に移動するよう保護機構を形成し、この保護機構を肢体６と台座２１との間に介在させることや、台座２１と床面５との間に介在させることも可能である。
さらに、上記形態の医療装置１では、応答性が良好でない可動機構２の不具合を応答性が良好な保護機構３でカバーすることを例示したが、本発明が解決する課題も上記内容に限定されるものではなく、例えば、何らかの理由により不安定な可動機構の動作を保護機構でカバーすることや、既存の可動機構の構成を変更することなく保護機構により安全性を向上させるようなことも可能である。
【００３０】
さらに、上記形態の医療装置１では、適正なプログラムがソフトウェアとして実装されたマイクロコンピュータにより各種手段１１〜１４を実現することを例示したが、このような各種手段１１〜１４を各々専用のハードウェアとして形成することも可能であり、一部をハードウェアとして形成するとともに一部をソフトウェアにより実現することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。請求項１記載の発明は、人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向とは相反する方向に肢体を移動させる保護機構を前記可動機構と肢体との間に介在させ、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することにより、可動機構が移動させる肢体が無理な姿勢となることを保護機構により防止することができ、それでいて肢体が無理な姿勢でない範囲では保護機構は固定されるので、可動機構により肢体を良好に移動させて医療行為を実行することができ、医療行為を良好かつ安全に実行することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明は、人間の肢体を保持して移動させる可動機構を具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向とは相反する方向に前記可動機構を移動させる保護機構を有し、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することにより、可動機構が移動させる肢体が無理な姿勢となることを保護機構により防止することができ、それでいて肢体が無理な姿勢でない範囲では保護機構は固定されるので、可動機構により肢体を良好に移動させて医療行為を実行することができ、医療行為を良好かつ安全に実行することができる。
【００３３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の医療装置であって、保護手段は、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護機構を可動機構の移動の方向とは相反する方向に前記監視手段の検出情報に対応して動作させることにより、可動機構が移動させる肢体が無理な姿勢となることを保護機構により確実に防止することができる。請求項４記載の発明は、人間の肢体の一部を保持して固定する固定機構と他部を保持して移動させる可動機構とを具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構の移動の方向と同等な方向に肢体を移動させる保護機構を前記固定機構と肢体との間に介在させ、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することにより、可動機構が移動させる肢体が無理な姿勢となることを保護機構により防止することができ、それでいて肢体が無理な姿勢でない範囲では保護機構は固定されるので、可動機構により肢体を良好に移動させて医療行為を実行することができ、医療行為を良好かつ安全に実行することができる。
【００３４】
請求項５記載の発明は、人間の肢体の一部を保持して固定する固定機構と他部を保持して移動させる可動機構とを具備し、該可動機構を駆動手段により駆動して肢体の姿勢を変化させる医療装置において、前記可動機構が移動させる肢体の位置と負荷との少なくとも一方を検出する監視手段を有し、前記駆動手段が前記可動機構を動作させる範囲を前記監視手段の検出情報に対応して制御する制御手段を有し、前記可動機構と同等な方向に前記固定機構を移動させる保護機構を前記可動機構と前記固定機構との間に介在させ、前記監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を満足する状態では前記保護機構を固定状態に維持し、許容範囲を逸脱すると前記保護機構の固定状態を解除する保護手段を有することにより、
可動機構が移動させる肢体が無理な姿勢となることを保護機構により防止することができ、それでいて肢体が無理な姿勢でない範囲では保護機構は固定されるので、可動機構により肢体を良好に移動させて医療行為を実行することができ、医療行為を良好かつ安全に実行することができる。
【００３５】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の医療装置であって、保護手段は、監視手段の検出情報が事前に設定された許容範囲を逸脱すると、保護機構を可動機構の移動の方向と同等な方向に前記監視手段の検出情報に対応して動作させることにより、可動機構が移動させる肢体が無理な姿勢となることを保護機構により確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の医療装置の全体構造を示す模式図である。
【図２】医療装置の動作を示す模式図である。
【符号の説明】
１    医療装置
２    可動機構
３    保護機構
４    制御装置
５    床面
６    肢体
７    スプリント
８    応力センサ
１１    駆動手段
１２    監視手段
１３    制御手段
１４    保護手段
２１    固定機構である台座
【図１】
0004051505.tif 000002
【図２】
0004051505.tif 000003