(57)【要約】  本発明は、損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者２２に関するリハビリテーションシステム１０に関する。このシステム１０は、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激する刺激ユニット１２と、上記損傷を受けた筋肉又は神経が構成される上記患者２２の影響を受けた体部位の表現３０を表示するディスプレイ１６と、上記刺激ユニット１２により提供される刺激と並行して、上記影響を受けた体部分の上記表現３０に表される視覚的なキュー２８、２８'を表示するよう、上記ディスプレイ１６を制御する制御ユニット１４とを有し、上記視覚的なキュー２８、２８'が、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の上記刺激を視覚的に示す。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者に関するリハビリテーションシステムであって、
損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激する刺激ユニットと、
前記損傷を受けた筋肉又は神経が構成される前記患者の影響を受けた体部位の表現を表示するディスプレイと、
前記刺激ユニットにより提供される刺激と平行して及び一致して、前記影響を受けた体部位の前記表現において表される視覚的なキューを表示するよう、前記ディスプレイを制御する制御ユニットとを有し、
前記視覚的なキューが、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の前記刺激を視覚的に示し、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の前記刺激と同時に提供され、適合される、リハビリテーションシステム。
【請求項２】
前記刺激ユニットが、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の触知的刺激を生成するアクチュエータを有する、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項３】
前記刺激ユニットが、前記影響を受けた体部分に前記刺激ユニットを付ける体取付け要素を有する、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項４】
前記体取付け要素が、前記患者の肢に着用されるよう構成されるベルト、ストラップ、バンド、ギア又はハーネスの１つを有する、請求項３に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータが、前記体取付け要素に構成されるか又はこれに埋められる、請求項３に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項６】
前記アクチュエータが、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経を振動を用いて刺激する少なくとも１つの振動要素を有する、請求項２に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項７】
前記アクチュエータが、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経を熱及び／又は冷たさを用いて刺激する少なくとも１つの熱要素を有する、請求項２に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項８】
音を生成する音生成ユニットを更に有し、前記制御ユニットが、前記刺激ユニットにより提供される前記刺激と並行して音を生成するよう前記音生成ユニットを制御し、前記音は、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の前記刺激を可聴形式で示す、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項９】
前記制御ユニットが、前記刺激ユニットにより提供される刺激の強度及び／又はタイプに基づき、前記視覚的なキューを適合するよう、前記ディスプレイを制御する、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項１０】
前記制御ユニットが、前記刺激ユニットにより提供される刺激の強度及び／又はタイプに基づき、前記音を適合するよう、前記音生成ユニットを制御する、請求項８に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項１１】
前記制御ユニットが、アバターを表示するよう、前記ディスプレイを制御し、前記アバターは、前記影響を受けた体部分の前記表現を含む、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項１２】
前記患者の生体構造情報を受信する入力インタフェースを更に有し、前記制御ユニットが、前記患者の前記生体構造情報に基づき、前記アバターを適合するよう、前記ディスプレイを制御する、請求項１１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項１３】
前記刺激ユニットにより提供される前記刺激に対する前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の応答を検出する少なくとも１つの筋電図記録法センサを持つセンサユニットを更に有する、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項１４】
前記制御ユニットが、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の前記応答のインジケーションを表示するよう、前記ディスプレイを制御する、請求項１に記載のリハビリテーションシステム。
【請求項１５】
損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者のリハビリテーションに関する方法において、
前記患者の損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激するステップと、
前記損傷を受けた筋肉又は神経が構成される前記患者の影響を受けた体部位の表現を表示するステップと、
刺激と並行して、及び一致して、前記影響を受けた体部分の前記表現に表される視覚的なキューを表示するステップとを有し、
前記視覚的なキューが、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の前記刺激を示し、前記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の前記刺激と同時に提供され、これに適合される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者に対するリハビリテーションシステムに関する。本発明は特に、一致多感覚刺激を用いるリハビリテーションシステムに関する。更に、本発明は、患者のリハビリテーションに関する対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外傷、ヘルニア、ベッドで長年に横になること又は単に高齢が原因による一時的な麻痺に苦しむ患者に対して共通の一般的な特徴は、斯かる患者が辺縁運動に関して必要な好ましい神経活動を持つことができるにもかかわらず、かれらの筋肉及び／又は神経が損傷を受けているという事実である。
【０００３】
損傷を受けた筋肉及び／又は神経に関するリハビリテーションは現在、主にリハビリテーションセンターにおいて行われ、そこでは、患者が物理療法専門医、リハビリ看護士、作業療法士及び理学療法士のケア下にあり、筋肉及び／又は神経において損傷を受けた要素を回復することを目的として特定の物理療法プログラムを経験する。理学療法士は、ホット及び／又はコールドパックだけでなく、熱を生成するため高周波を使用する超音波システムを使用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筋肉神経再生に関連付けられる経費は、巨大でありえる。例えば、Foundation for Spinal Cord Injury Prevention and Cureにより報告される統計によれば、対麻痺に関する生涯医療経費は、１００万ドルである。四肢麻痺に関する生涯医療経費は、１５０万から３００万ドルまで変動する。統計は、失われた賃金又は他の財政的損失を含まない（http://www.georgiaaccidentlaws.com/ georgiaautoaccidentparalysislaws.html）。従って、家庭での使用に関して有効でコストを抑えるリハビリテーションシステムが望ましい。
【０００５】
ＵＳ２０１１／０２１３２６６Ａ１号は、感覚の運動障害の影響からの患者の回復を容易にする閉ループの神経活動トリガーされたリハビリテーションデバイス及び方法を開示する。このデバイスは、神経信号を検出するため、患者の脳に隣接して位置決め可能なセンサシステムを含む。機能的な刺激要素は、例えば筋肉又は神経といった少なくとも１つの体部分に動作可能に接続可能である。機能的な刺激要素は、検出される神経信号に基づき、少なくとも１つの体部分を刺激する。感覚刺激モジュールは、患者に感覚フィードバックを提供するため、患者に動作可能に接続される。
【０００６】
脳信号を用いる斯かる閉ループシステムが患者に関して有利な回復効果を示したが、患者の回復はまだ非常にゆっくり進行し、多くの後退があり、非常に小さいステップの前進は、不可能でないとしても、特に始めたばかりの患者により認識されるのが困難である。治療の利益を認識することはできないことは一般に、プログラム又はデバイスに対する患者の失意、信用及び順守の喪失をもたらし、これにより、リハビリテーション過程が妨げられる。多くの患者は、非常に速い回復を予想する。斯かる速い回復が患者により認められない場合、かれらはデバイスの機能に不信感を抱く。既知のデバイスはしばしば、回復過程に関するフィードバックを患者に与えることに欠く。従って、斯かるデバイスに対するユーザ―順守は、大部分のケースにおいてかなり低い。
【０００７】
こうして、まだ改善の余地が残されている。
【０００８】
ＵＳ２００６／０１９５０４２Ａ１号は、患者の多細胞信号を処理し、１つ又は複数のデバイスを制御する生物学的インタフェースシステムに関するシステム及び方法を開示する。このシステムは、多細胞信号を検出するセンサと、多細胞信号に基づき、制御信号を生成する処理ユニットとを含む。このシステムは更に、１つ又は複数のシステム構成パラメータの値をセット又は修正するために用いられる自動化された構成ルーチンを含む。
【０００９】
本発明の目的は、上述した課題を実質的に軽減又は解決する、損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者に対するリハビリテーションシステムを提供することである。特に、本発明の目的は、家庭での使用に適用でき、この種の既知のデバイスと比較してユーザ―順守を改良するリハビリテーションシステムを提供することである。更なる目的は、対応するリハビリテーション方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明の側面によれば、損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者に関するリハビリテーションシステムが提示され、上記システムは、
損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激する刺激ユニットと、
上記損傷を受けた筋肉又は神経が構成される上記患者の影響を受けた体部位の表現を表示するディスプレイと、
上記刺激ユニットにより提供される刺激と平行して及び一致して、上記影響を受けた体部位の上記表現において表される視覚的なキューを表示するよう、上記ディスプレイを制御する制御ユニットとを有し、上記視覚的なキューが、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の上記刺激を視覚的に示し、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の上記刺激と同時に提供され、適合される。
【００１１】
第２の本発明の側面によれば、損傷を受けた筋肉及び／又は神経に苦しむ患者のリハビリテーションに関する方法が提供される。上記方法は、
上記患者の損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激するステップと、
上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経が構成される上記患者の影響を受けた体部位の表現を表示するステップと、
刺激と並行して、及び一致して、上記影響を受けた体部分の上記表現に表される視覚的なキューを表示するステップとを有し、上記視覚的なキューが、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の上記刺激を示し、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の上記刺激と同時に提供され、適合される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態は、従属項において規定される。請求項に記載の方法が、請求項に記載のシステム及び従属項に記載されるシステムと類似する及び／又は同一の好ましい実施形態を持つ点を理解されたい。
【００１３】
この種の既知のデバイスとは対照的に、上記提示されたリハビリテーションシステムは、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激するだけではなく、追加的に上記刺激ユニットにより提供される上記刺激をディスプレイ上に視覚化する。患者が、筋肉及び／又は神経の刺激を認識しない場合であっても、その者は、刺激が進行中であるという視覚的なフィードバック及び刺激が体のどの部分に提供されるかのフィードバックとをディスプレイを介して得る。患者は、治療された筋肉及び／又は神経の回復の進行に関する少なくとも視覚的なフィードバックを得ることもできる。こうして、患者は、いわゆるマルチセンサ刺激を受信する。即ち、刺激ユニットにより触知的刺激、及びディスプレイを介して並行して、及び一致して提供される視覚的な刺激を受信する。
【００１４】
制御ユニットは、患者の影響を受けた体部分の表現を表示するようディスプレイを制御する。この表現は、影響を受けた体部分を含むだけでなく、患者の全体の体を含むことができる。以下に更に説明されるように、制御ユニットは、患者を反映するアバターを表示するようディスプレイを制御することができる。この表現に加えて、制御ユニットは、影響を受けた体部分のグラフィカル表現において直接視覚的なキューを表示するよう、ディスプレイを制御する。これらの視覚的なキューは、患者に対する視覚的なフィードバックを提供し、損傷を受けた筋肉及び／又は神経の進行中の刺激をグラフィッカルな態様で患者に示す。
【００１５】
用語「並行して」及び／又は「一致して」は、ディスプレイにおいて視覚的なキューにより提供される視覚的な刺激及び刺激ユニットにより提供される触知的刺激が、同時に提供され、互いに適合されることを意味する。「影響を受けた体部分の表現において表される視覚的なキュー」という表現は、視覚的なキューが影響を受けた体部分の表現における又はこの表現上に表されることを意味する。視覚的なキューはこうして、影響を受けた体部分の表現と別々に提供されるのではなく、ディスプレイ上の１つの同じグラフィカル表現において一緒に提供される。
【００１６】
患者の斯かるマルチ―センサの刺激は、複数の利点を提供する。脳は、脳活動及び筋肉活動の間の関連付けを連続的に探し、これらの間の相関を見つけようとする。既知のステートメントは、「同時発火、同時配線」（firing together is wiring together）である。これは、環境からの刺激がニューロンの２つのグループにおける神経活動を呼び起こすことを脳が検出する場合、ニューロンの２つのグループは接続されることを意味する。刺激ユニットにより筋肉及び／又は神経に対して提供される刺激が、並行して視覚的に（例えば概略的な態様で）示される場合、斯かる追加的な視覚化は、脳における相関を強化することができ、これにより神経の増加された及び進行中の刺激が生成され、こうして、リハビリテーション成功を改善するのを明らかに助けることができる。影響を受けた体部分の表現においてこれらの視覚的なキューを示すことにより、視覚的なインジケーションは、患者に関してより現実的になる。なぜなら、患者は、ディスプレイが実際に自分の体を示すと考えることができるからである。
【００１７】
本発明によるマルチセンサアプローチの更なる有意な利点は、患者が、自分の体における刺激を明白に認識しない場合であっても、患者が、進行中の刺激を少なくとも視覚的に認識することができる点にある。これは特に、リハビリテーション療法の早期の段階において有益である。損傷を受けた筋肉及び／又は神経を含む障害性の四肢が実際に動くことができる前であっても、患者は、こうして治療の経過を知覚することができる。こうして、患者は治療プログラムを順守する動機付けを持ち続けることができる。その結果、リハビリテーション成功のチャンスが改良される。
【００１８】
ある実施形態によれば、上記刺激ユニットが、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の触知的刺激を生成する１つ又は複数のアクチュエータを有する。これらの触知的アクチュエータは好ましくは、時間可変触知的刺激を提供するよう構成される。１つ又は複数の触知的アクチュエータは例えば、１つ又は複数の圧電素子を有することができる。
【００１９】
好ましい実施形態によれば、上記刺激ユニットが、上記影響を受けた体部分に上記刺激ユニットを付ける体取付け要素を有する。刺激ユニットは従って、携帯型のウェアラブル要素として実現されることができる。これは、患者をできるだけ少なく妨害する非侵襲性のデバイスを生じさせる。
【００２０】
上記体取付け要素は好ましくは、上記患者の肢に着用されるよう構成されるベルト、ストラップ、バンド、ギア又はハーネスの１つを有する。例えば、体取付け要素は、患者の足又は腕に着用されることができる伸縮可能なストラップとして実現されることができる。
【００２１】
更なる実施形態によれば、上記刺激ユニットの１つ又は複数のアクチュエータは、上記体取付け要素に構成されるか又はこれに埋められる。斯かる場合、デバイスの配線は、可能な限り減らされる。患者は、この場合アクチュエータを認識さえしないかもしれない。なぜなら、それらは、外部から見えないからである。これは、患者に関する快適さを増加させる。
【００２２】
上記刺激ユニットの１つ又は複数のアクチュエータの各々は、損傷を受けた筋肉及び／又は神経を振動を用いて刺激する少なくとも１つの振動要素を有することができる。代替的に又は追加的に、各アクチュエータは、熱及び／又は冷たさを用いて、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激する少なくとも１つの熱要素を有することができる。振動及び熱又は冷たさを用いる並列的刺激はしばしば、最善のリハビリテーション結果をもたらす。
【００２３】
更なる実施形態によれば、リハビリテーションシステムは、音を生成する音生成ユニットを有することができ、上記制御ユニットが、上記刺激ユニットにより提供される上記刺激と並行して音を生成するよう上記音生成ユニットを制御し、上記音は、上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の上記刺激を可聴形式で示す。
【００２４】
この場合、刺激は、３つの異なる態様において、同期的に及び一致して提供される。即ち、刺激ユニットを用いて触知的形式において、ディスプレイを用いて視覚的な形式において、及び音生成ユニットを用いて可聴形式において提供される。刺激ユニットはこうして、触知的刺激（振動及び／又は熱若しくは冷たさ）を提供することができる。ここで、上記触知的刺激は、振動及び／又は熱若しくは冷たさを示すディスプレイにレンダリングされる視覚的なキュー、並びに音生成ユニットにより生成される対応する振動音により補強される。３つの異なるセンサの刺激（触知的、視覚的及び聴覚的）を用いる斯かる刺激は、リハビリテーション効果を最大化することができるだけでなく、それは、システムに対するユーザ―順守を強化することもできる。特にリハビリテーション過程の始めにおいて、患者が触知的刺激を感じない場合でも、その者は、少なくとも視覚的及び聴覚的刺激を認める。その結果、脳活動及び筋肉活動の間の相関が更に改良されることができる。
【００２５】
更なる実施形態によれば、上記制御ユニットが、上記刺激ユニットにより提供される刺激の強度及び／又はタイプに基づき、上記視覚的なキューを適合するよう、上記ディスプレイを制御するよう構成される。
【００２６】
刺激ユニットにより提供される触知的刺激のタイプに基づき、ディスプレイに視覚化される視覚的なキューは、変化することができる。例えば、より強い振動が刺激ユニットにより提供される場合、視覚的なキューはより大きくなるか、又はあたかも患者がより弱い振動で刺激されるかのように、別の外観を持つことができる。刺激ユニットが、時間可変の振動刺激を提供する場合、これは、刺激ユニットが時間一定の振動刺激を提供する場合とは、視覚的なキューの別のグラフィカル表現をもたらすことができる。視覚的なキューは、刺激ユニットにより提供される刺激のタイプに基づき、異なる色において提供されることもできる。刺激ユニットが、暖かい温度刺激を提供する場合、触知的刺激は、影響を受けた体部分の対応する表現において表される赤い視覚的なキューにより補強されることができる。これは、より高い温度を示す。他方、刺激ユニットが、冷たい温度刺激を提供する場合、触知的刺激は、影響を受けた体部分の表現のディスプレイに表される青い視覚的なキューにより補強されることができる。これは、より低い温度を示す。こうして、振動及び／又は温度のさまざまな程度が、視覚的なキューのさまざまなタイプ及び／又は色によりディスプレイにおいて表されることができる。
【００２７】
同様に、上記制御ユニットが、上記刺激ユニットにより提供される刺激の強度及び／又はタイプに基づき、上記音を適合するよう、上記音生成ユニットを制御する。生成された音のタイミングはこうして、触知的刺激のタイミングに適合される。触知的刺激が変化する場合、音は同様に変化することができる。例えば、触知的刺激がより強くなる場合、音はより大きくなることができる。
【００２８】
更なる実施形態において、上記制御ユニットが、アバターを表示するよう、上記ディスプレイを制御するよう構成され、上記アバターは、上記影響を受けた体部分の上記表現を含む。斯かるアバターは、影響を受けた体部分の画像をディスプレイ上で単に示すことより患者にとってより現実的であるように見える。
【００２９】
改良において、リハビリテーションシステムは、上記患者の生体構造情報を受信する入力インタフェースを更に有し、上記制御ユニットが、上記患者の上記生体構造情報に基づき、上記アバターを適合するよう、上記ディスプレイを制御する。
【００３０】
この場合、視覚化されたアバターは、いわゆる「現実の」患者の外観を現実的な態様で反映する。アバターは例えば、ディスプレイ上でリアルサイズにおいて視覚化されることができる。上述の入力インタフェースは、患者の写真又は自分の顔を入力し、並びに患者の身長、体重及び／又は他の生体構造特徴を入力することを可能にする。その結果、制御ユニットが、患者の外観に最も似ているアバターを生成することができる。
【００３１】
更なる実施形態によれば、リハビリテーションシステムは、上記刺激ユニットにより提供される上記刺激に対する上記損傷を受けた筋肉及び／又は神経の応答を検出する少なくとも１つの筋電図記録法（ＥＭＧ）センサを持つセンサユニットを更に有する。
【００３２】
このＥＭＧセンサは、体取付け要素に構成されることができるか又は埋められることができる。体取付け要素には、少なくとも１つの振動要素及び／又は少なくとも１つの熱要素が同様に埋め込まれる。斯かるＥＭＧセンサの供給は、提供された刺激に対する筋肉及び／又は神経の応答を測定することを可能にする。制御ユニットはこの場合、損傷を受けた筋肉及び／又は神経の応答のインジケーションを表示するようディスプレイを制御することができる。言い換えると、筋肉及び／又は神経回復の傾向に関するフィードバックをディスプレイ上で患者に与えることが可能である。例えば、斯かる傾向にわたる統計が、影響を受けた体部分の表現に加えて表示されることができる。これは、システムに対するユーザ―順守を更に増加させることができる。なぜなら、患者が、治療法の利点を直接観察することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】本発明によるリハビリテーションシステムの第１の実施形態の概略的な表示を示す図である。
【図１Ｂ】第１の実施形態によるリハビリテーションシステムの刺激ユニットの概略的な表示を示す図である。
【図２Ａ】本発明によるリハビリテーションシステムの第２の実施形態の概略的な表示を示す図である。
【図２Ｂ】第２の実施形態によるリハビリテーションシステムの刺激ユニットの概略的な表示を示す図である。
【図３】本発明による患者のリハビリテーションに関する方法を説明する概略図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明のこれら及び他の側面が、以下に説明される実施形態から明らかとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。
【００３５】
図１Ａは、本発明によるリハビリテーションシステムの第１の実施形態を示す。リハビリテーションシステムは、その全体が参照符号１０で表される。
【００３６】
リハビリテーションシステム１０は、刺激ユニット１２、制御ユニット１４及びディスプレイ１６を有する。例示的な刺激ユニット１２の拡大概略図が、図１Ｂに示される。
【００３７】
第１の実施形態による刺激ユニット１２は、体取付け要素及び患者２２の損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激する触知的刺激を生成するよう構成される複数のアクチュエータ２０ａを有する。これらのアクチュエータ２０ａは、体取付け要素１８に構成され、又は体取付け要素１８に埋められることさえできる。アクチュエータ２０ａ自体は、振動要素として実現されることができる。アクチュエータ２０ａは、１つ又は複数の圧電素子を有することができる。しかしながら、圧電素子以外の振動するアクチュエータが、本発明の範囲を出ることなしに使用されることができる点に留意されたい。
【００３８】
体取付け要素１８は、患者２２の四肢の１つに、即ち患者２２の腕又は足に着用されることができるウェアラブル要素として実現される。好ましい実施形態によれば、体取付け要素１８は、弾性体でできているベルト、ストラップ、バンド、ギア又はハーネスの１つを有する。その結果、体取付け要素１８は、患者２２の腕だけでなく足にもフィットする。この場合、患者は、そのサイズを手動で適合させる必要はない。
【００３９】
制御ユニット１４は、本発明の原理に基づきディスプレイ１６を制御するソフトウェアを実行するプロセッサ、マイクロプロセッサ又はコンピュータとして実現されることができる。これは、以下更に詳細に説明される。
【００４０】
ディスプレイ１６は、例えば陰極線管を持つモニタ、液晶モニタ、プラズマモニタ又は他の任意のタイプのモニタといったスクリーンを有することができる。代替的に、ディスプレイ１６は、壁又はスクリーンに画像を投影するプロジェクタ又はビーマーを有することができる。
【００４１】
制御ユニット１４は、刺激ユニット１２だけでなくディスプレイ１６に接続される。刺激ユニット１２及び制御ユニット１４の間の接続２４並びに制御ユニット１４及びディスプレイ１６の間の接続２６は、有線又は無線とすることができる（例えば、ブルートゥース（登録商標）、赤外線、ＷＬＡＮ又はニアフィールド通信技術を使用する）。図１Ａにおいて、制御ユニット１４は、刺激ユニット１２及びディスプレイ１６から離れて構成される別々のユニットとして示されるが、制御ユニット１４の一部又は制御ユニット１４全体が、刺激ユニット１２又はディスプレイ１６に一体化されることができるか、又はこれに構成されることができる。
【００４２】
提示されたシステム１０は、辺縁運動に関して必要な一般に好ましい神経活動を持つが、筋肉及び／又は筋肉神経に損傷を受けた患者２２に対処する。システム１０は、斯かる患者２２が辺縁運動に関して必要な筋緊張及び／又は筋肉神経を復活させるのを助ける。
【００４３】
本発明によるシステム１０の中心的な特徴は、患者の筋肉及び／又は神経のリハビリテーション処理を改善する患者２２の一致多感覚刺激である。このタイプの既知のシステムとは対照的に、提示されたシステム１０は、触知的刺激を用いて患者２２の影響を受けた体部分を刺激するだけではなく、同時に患者２２に視覚的な刺激を提供する。制御ユニット１４は、刺激ユニット１２及びディスプレイ１６を一致的な態様において制御する。制御ユニット１４は、言い換えると、刺激ユニット１２により提供される刺激と同時に及び一致的な態様で視覚的なキュー２８を表示するようディスプレイ１６を制御する。この視覚的なキュー２８は、患者２２のグラフィカル表現３０と共に表示される。視覚的なキュー２８は、損傷を受けた筋肉及び／又は神経の刺激を患者２２に対して視覚的に示す。
【００４４】
好ましい実施形態において、ディスプレイ１６は、患者２２の生体構造外観を反映させるアバターを表示するよう構成される。しかしながら、場合によっては、それは、患者２２の影響を受けた体部分のグラフィカル表現だけをディスプレイ１６上に表示することで十分かもしれない。
【００４５】
ディスプレイ１６に視覚的な形において刺激を追加的に示すというアイデアは、患者２２の異なる感覚を並行して刺激することである。斯かるマルチセンサの刺激は、患者２２が刺激ユニット１２により提供される触知的刺激を知覚することができない回復過程の始めに特に有利である。この場合、患者２２は、提供された刺激に関するフィードバックを彼／彼女に与えるディスプレイ１６における視覚的なインジケーションを少なくとも受信する。これは、患者２２のユーザ―順守及び動機付けを増加させるだけでなく、回復処理を強化することができる。患者２２が、ディスプレイ１６上に表示される視覚的なキュー２８により提供される視覚的な刺激と並行して刺激ユニット１２により提供される触知的刺激に気づく場合、患者２２の脳は、影響を受けた筋肉及び／又は神経の回復を強化することができる相関を認識することができる。
【００４６】
制御ユニット１４は好ましくは、アクチュエータ２０ａにより提供される触知的刺激のタイプ及び／又は強度に基づき、視覚的なキュー２８の外観（例えば形状及び／又はサイズ）を適合するよう構成される。視覚的なキュー２８は、アクチュエータ２０ａにより提供される刺激に基づき動的に変化する１つ又は複数のグラフィカルシンボル又はピクトグラムを含むことができる。視覚的なキューは、例えば小さいビデオシーケンスといったビデオキューを含むこともできる。これらのビデオキューは例えば、アクチュエータ２０ａにより提供される触知的刺激の周波数と同じフェードイン周波数で示されることができる。アクチュエータ２０ａにより提供される刺激がより強くなる場合、視覚的なキュー２８はより大きくなることができる。
【００４７】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明によるシステム１０の第２の実施形態を示す。同じ又は類似する要素は、前述と同一参照番号により表される。これらのすでに提示された要素は、再び説明されない。
【００４８】
第１の実施形態によるシステム１０の要素に追加して、第２の実施形態によるシステム１０は、音生成ユニット３２及び入力インタフェース３４を更に有する。音生成ユニット３２及び入力インタフェース３４は、制御ユニット１４に接続される。音生成ユニット３２及び制御ユニット１４の間の接続３６並びに入力インタフェース３４及び制御ユニット１４の間の接続３８はここでも、有線接続又は無線接続として実現されることができる。
【００４９】
音生成ユニット３２は例えば、ラウドスピーカ又は音を生成する他の任意のタイプのデバイスを有することができる。入力インタフェース３４は、キーボード、マウス、ＵＳＢインタフェース又はユーザが制御ユニット１４にデータを入力又は転送することを可能にする他の任意のタイプのデータインタフェースを有することができる。入力インタフェース３４は、制御ユニット１４の設定を適合するために用いられることもできる。
【００５０】
音生成ユニット３２の追加は、刺激ユニット１２により提供される触知的刺激及びディスプレイ１６に表示される視覚的なキュー２８と一致して音を生成することを可能にする。センサの刺激はこうして、１つの追加的な刺激（音声刺激）へと広げられる。制御ユニット１４は、音生成ユニット３２を制御し、刺激ユニット１２により提供される刺激に適合される音を生成するよう構成される。生成された音は好ましくは、刺激ユニット１２により提供される刺激の強度及び／又はタイプに基づき適合される。
【００５１】
図２Ｂに示されるように、刺激ユニット１２は更に、熱及び／又は冷たさを用いて損傷を受けた筋肉及び／又は神経を刺激する１つ又は複数の熱要素２０ｂを有することができる。制御ユニット１４は、ディスプレイ１６を制御し、熱要素２０ｂにより提供される刺激を視覚的に示すため、患者２２の表現３０において追加的な視覚的なキュー２８'を表示するよう構成されることができる。これらの視覚的なキュー２８'は好ましくは、熱要素２０ｂにより提供される刺激の強度及び／又はタイプにも適合される。制御ユニットが、暖かい温度刺激を提供するよう刺激ユニット１２／熱要素２０ｂを制御する場合、この刺激は、影響を受けた体部分の領域内の患者２２の視覚的な表現３０において表される成長する赤い視覚的なキュー２８'により補強されることができる。制御ユニット１４が、冷たい温度刺激を提供するよう刺激ユニット１２／熱要素２０ｂを制御する場合、この刺激は、影響を受けた体部分の領域内の患者２２の表現３０において表される青い視覚的なキュー２８'により補強されることができる。温度のさまざまな程度は、赤及び／又は青のさまざまな強度程度により表されることができる。
【００５２】
刺激ユニット１２は更に、刺激ユニット１２により提供される刺激に対する刺激された筋肉及び／又は神経の応答を検出する１つ又は複数のＥＭＧセンサ４０を有することができる。ＥＭＧセンサ４０を用いて刺激された筋肉及び／又は神経の応答を検出することは、上記筋肉及び／又は神経応答のインジケーションをディスプレイ１６上に表示することを可能にする。この視覚化はここでも、制御ユニット１４により制御されることができる。患者１２は例えば、刺激に対する損傷を受けた筋肉及び／又は神経のセンサの応答を示すグラフィカルシンボル又はグラフィック信号評価を、ディスプレイ１６を介して示されることができる。ディスプレイ１６は、筋肉及び／又は神経回復の傾向及び／又は見込みに関する情報を視覚的に示すこともできる。
【００５３】
患者２２に関してさらに現実的な感覚を提供するため、ディスプレイ１６上に示されるグラフィカル表現３０は、アバターを含むことができる。ここで、アバターは、できるだけ現実的なグラフィック形において患者２２を反映する。入力インタフェース３４は例えば、患者２２の画像、患者２２の身長、患者２２の体重及び／又は患者２２の体格のインジケーション（スリム／中間／重い）を入力するために用いられることができる。その結果、ディスプレイ１６上に示されるアバターは、可能な限り患者２２に似ている。言い換えると、制御ユニット１４は、ディスプレイ１６を制御し、入力インタフェース３４を介して受信される患者２２の生体構造情報に基づき、グラフィカル表現３０を適合するよう構成されることができる。
【００５４】
図３は、本発明による方法を概略的な態様で要約する。第１のステップ１０１において、患者２２の損傷を受けた筋肉及び／又は神経が、触知的刺激を用いて刺激される。第２のステップにおいて、損傷を受けた筋肉及び／又は神経が構成される患者２２の影響を受けた体部分の表現が、ディスプレイ１６に表示される。第３のステップ１０３において、視覚的なキュー２８が、提供された触知的刺激に並行して、影響を受けた体部分の表現に表示される。上記視覚的なキュー２８、２８'は、損傷を受けた筋肉及び／又は神経の刺激を視覚的に示し、従って、触知的刺激に対して一致的な態様において患者に提供される視覚的な刺激を提供する。前述されたように、このマルチセンサの刺激は、触知的刺激に適合される音を一致して生成することにより、更に改良されることができる。
【００５５】
図３は、単純さの理由から逐次的な形において、提示された方法を示す点に留意されたい。しかしながら、ステップ１０１〜１０３は実際には、並行して実行される。
【００５６】
最後に、図１における第１の示される実施形態を参照して説明されなかった、システム１０の第２の実施形態の要素は、必ずしもすべて一緒に提供される必要があるわけではない点に留意されたい。例えば、音生成ユニット３２及び入力インタフェース３４は、独立した部分である。システム１０は従って、これらの要素の１つだけを有することもできる。刺激ユニット１２は同様に、振動するアクチュエータ２０ａ及び熱要素２０ｂの１つだけを有することができる。
【００５７】
本発明が図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であると考えられ、本発明を限定するものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。図面、開示及び添付された請求項の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載の本発明を実施する当業者により理解され、実行されることができる。
【００５８】
請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを意味するものではない。
【００５９】
請求項における任意の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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