(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
訓練者が発生する目標力の大きさを入力する入力部と、前記訓練者が発生する力の大きさを検出する力検出部と、前記目標力の大きさおよび前記力の大きさを記憶する訓練データ記憶部と、を備え、訓練軌道に沿って繰り返し訓練を行う肢体訓練装置において、
１回前の繰り返し訓練について前記記憶された力の大きさの最大値を求め、前記記憶された目標力の大きさに対する前記最大値の割合が所定の大きさ以上か未満かを判断し、前記割合が前記所定の大きさ未満の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを上に凸で単調増加する関数で重み付けして出力し、前記割合が前記所定の大きさ以上の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを下に凸で単調増加する関数で重み付けして出力する訓練結果評価部と、
前記訓練結果評価部の出力結果を前記訓練者に提示する訓練者用提示手段と、を備えたことを特徴とする肢体訓練装置。
【請求項２】
訓練者が発生する目標力の大きさを入力する入力部と、前記訓練者が発生する力の大きさを検出する力検出部と、前記目標力の大きさおよび前記力の大きさを記憶する訓練データ記憶部と、を備え、訓練軌道に沿って繰り返し訓練を行う肢体訓練装置において、
１回前の繰り返し訓練について前記記憶された力の大きさの最大値を求め、前記記憶された目標力の大きさに対する前記最大値の割合が所定の大きさ以上か未満かを判断し、前記割合が前記所定の大きさ未満の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを対数関数で重み付けして出力し、前記割合が前記所定の大きさ以上の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを指数関数で重み付けして出力する訓練結果評価部と、
前記訓練結果評価部の出力結果を前記訓練者に提示する訓練者用提示手段と、を備えたことを特徴とする肢体訓練装置。
【請求項３】
前記訓練者用提示手段は、視覚によって認識される表示によって前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する視覚提示手段、音を出力して前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する聴覚提示手段、および振動を発生させて前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する振動提示手段のうちいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の肢体訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運動機能や脳機能などに傷害を持つ患者を対象とし、リハビリテーションを行っている患者の状態を計測し、リハビリ内容を、画像、音響、力触覚として提示するリハビリテーション支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の肢体機能回復訓練支援装置においては、患者が訓練継続意識を持って上肢の機能回復訓練を行うことができる装置であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７１１８０号公報
【０００４】
以下、簡単に図面を用いて説明する。図８において、110は上肢機能回復訓練支援装置、112はキー入力装置、120は記憶装置および中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含むコンピュータを配置する基台部120、128は基部台120より立設され画像表示装置122を有する垂直部124および垂直部124の上端部より基台部120の上方に水平に張り出す支持部126とを備える装置本体、130は支持部126に吊下げられて３次元方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に移動可能で異なる軸について回転可能な上肢吊下支持装置である。
上記の構成において、患者が上肢の訓練を行う場合、訓練目標に対して患者の訓練状態を図示されないセンサ手段により検出し、例えば目標軌道に対する実際の動作軌道の誤差、目標動作速度、目標回数あるいは目標時間に対する訓練の進捗度合いを、画像表示装置などを用いて患者の視聴覚にフィードバックして機能回復訓練を支援する。患者自身が、必要に応じて自分自身の訓練状態を視聴覚を通して認識できるので、やる気を持って機能回復訓練を実行できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の肢体機能回復訓練支援装置においては、訓練者の訓練中の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更しないため、成績が悪いとき、訓練者が訓練意欲を失い、効果的な訓練を行うことが期待できなかった。
したがって、本発明の目的は、訓練者に訓練中の成績を提示する場合、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる下肢訓練装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、訓練者が発生する目標力の大きさを入力する入力部と、前記訓練者が発生する力の大きさを検出する力検出部と、前記目標力の大きさおよび前記力の大きさを記憶する訓練データ記憶部と、を備え、訓練軌道に沿って繰り返し訓練を行う肢体訓練装置において、１回前の繰り返し訓練について前記記憶された力の大きさの最大値を求め、前記記憶された目標力の大きさに対する前記最大値の割合が所定の大きさ以上か未満かを判断し、前記割合が前記所定の大きさ未満の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを上に凸で単調増加する関数で重み付けして出力し、前記割合が前記所定の大きさ以上の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを下に凸で単調増加する関数で重み付けして出力する訓練結果評価部と、前記訓練結果評価部の出力結果を前記訓練者に提示する訓練者用提示手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、訓練者が発生する目標力の大きさを入力する入力部と、前記訓練者が発生する力の大きさを検出する力検出部と、前記目標力の大きさおよび前記力の大きさを記憶する訓練データ記憶部と、を備え、訓練軌道に沿って繰り返し訓練を行う肢体訓練装置において、１回前の繰り返し訓練について前記記憶された力の大きさの最大値を求め、前記記憶された目標力の大きさに対する前記最大値の割合が所定の大きさ以上か未満かを判断し、前記割合が前記所定の大きさ未満の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを対数関数で重み付けして出力し、前記割合が前記所定の大きさ以上の場合は、前記力検出部が検出した力の大きさを指数関数で重み付けして出力する訓練結果評価部と、前記訓練結果評価部の出力結果を前記訓練者に提示する訓練者用提示手段と、を備えたことを特徴とするものである。
上記の発明によれば、訓練者に訓練中の成績を提示する場合、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記訓練者用提示手段は、視覚によって認識される表示によって前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する視覚提示手段、音を出力して前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する聴覚提示手段、および振動を発生させて前記訓練者に前記訓練結果評価部の出力結果を提示する振動提示手段のうちいずれかであることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記訓練結果評価部３が、画像を提示する視覚提示手段１０、音を提示する聴覚提示手段１３及び振動を提示する振動提示手段１６のいずれかを選択的に用いて、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを提示することで、訓練者が自分の訓練状態を認識しつつ訓練することができるため、効果的な訓練を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施形態】
本発明の第１の実施の形態の下肢訓練装置について図１に基づいて説明する。
すなわち、図１において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、６は訓練者用提示手段、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者である。図２（ａ）は下に凸で単調増加する関数、図２（ｂ）は上に凸で単調増加する関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、上に凸で単調増加する関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、下に凸で単調増加する関数で提示する。訓練者への提示は訓練者用提示手段を用いて行う。例えば、訓練者が随意的に発生した力の大きさに応じて、Ｎ個のＬＥＤの点灯数を増減することにより訓練者へ提示する。
【００１２】
本実施の形態の下肢訓練装置は、訓練者９の肢体に装着した装置の動作によって訓練者９の肢体を訓練軌道８に沿って繰り返し訓練を行う目的で、装置に取り付けられた力センサ５または位置・角度センサのセンシング情報をもとに、力制御または位置制御によって装置の動作を制御する下肢訓練装置１において、コントローラ２内に訓練データを記憶する訓練データ記憶部４と、前記コントローラ２内に訓練者９が随意的に発生する力の大きさを評価し訓練者９の訓練状態に応じて評価関数を変更する訓練結果評価部３と、訓練者９が随意的に発生する力の大きさを訓練者９へ提示する訓練者用提示手段６とを備え、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを下に凸で単調増加する関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを上に凸で単調増加する関数で提示することである。
【００１３】
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、訓練者９の肢体に装着した装置の動作によって訓練者９の肢体を訓練軌道８に沿って繰り返し訓練を行う目的で、装置に取り付けられた力センサ５または位置・角度センサのセンシング情報をもとに、力制御または位置制御によって装置の動作を制御する下肢訓練装置１において、コントローラ２内に訓練データを記憶する訓練データ記憶部４と、前記コントローラ２内に訓練者９が随意的に発生する力の大きさを評価し訓練者９の訓練状態に応じて評価関数を変更する訓練結果評価部３と、訓練者９が随意的に発生する力の大きさを訓練者９へ提示する訓練者用提示手段６とを備え、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを下に凸で単調増加する関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを上に凸で単調増加する関数で提示することで、訓練者に訓練中の成績を提示する場合、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
【００１４】
本発明の第２の実施の形態の下肢訓練装置について図３に基づいて説明する。すなわち、図３において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者、１０は視覚提示手段、１１はＮ個のＬＥＤである。図４（ａ）は指数関数、図４（ｂ）は対数関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００１５】
以下では、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、８個のＬＥＤを用いて訓練者へ視覚提示する方法について説明する。訓練者の随意的に発生する力の大きさが目標値の０％以上となる場合を評価すると、対数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力が微小なときでもＬＥＤが多数点灯する。そこで、ここでは訓練者が随意的に発生する力の大きさが随意的に発生する力の大きさが目標とする力の大きさの１０％以上を評価する例を説明する。そして、１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００１６】
図４（ａ）に示す指数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｅｘｐ（２．０８×（Ｐ−０．１Ｒ）／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。
【００１７】
図４（ｂ）に示す対数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｌｏｇ10（（Ｐ−０．１Ｒ）×１０8／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、
Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。指数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力の大きさが目標値の８０％以上の場合、ＬＥＤが５個点灯する。
【００１８】
上記のように、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、指数関数と対数関数を切り換え、訓練者用提示手段を用いることで訓練者へ訓練状態を提示する。本実施の形態の下肢訓練装置は、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示することである。
【００１９】
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示し、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示することで、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
【００２０】
本発明の第３の実施の形態の下肢訓練装置について図３、図４、図５に基づいて説明する。
すなわち、図３において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者、１０は視覚提示手段、１１はＮ個のＬＥＤである。図５は１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの履歴、図４（ａ）は指数関数、図４（ｂ）は対数関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練において訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXを求め、目標値ＲNを（１＋β／１００）ＦMAXとする。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXが目標値ＲNのα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXが目標値ＲNのα％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXが目標値ＲNのα％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２１】
以下では、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値の１１０％を目標値とし、訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断するとともに、８個のＬＥＤを用いて訓練者へ視覚提示する方法について説明する。訓練者の随意的に発生する力の大きさが目標値の０％以上となる場合を評価すると、対数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力が微小なときでもＬＥＤが多数点灯する。そこで、ここでは訓練者が随意的に発生する力の大きさが随意的に発生する力の大きさが目標とする力の大きさの１０％以上を評価する例を説明する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXを求め、目標値ＲNを１．１ＦMAXとする。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXが目標値ＲNの８０％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値ＦMAXが目標値ＲNの８０％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２２】
図４（ａ）に示す指数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１ＲNのとき
Ｎ＝０
（２）０．１ＲN＜Ｐ＜ＲNのとき
Ｎ＝Ｅｘｐ（２．０８×（Ｐ−０．１ＲN）／０．９ＲN）
（３）Ｐ＞ＲNのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
ＲN：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。
図４（ｂ）に示す対数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１ＲNのとき
Ｎ＝０
（２）０．１ＲN＜Ｐ＜ＲNのとき
Ｎ＝Ｌｏｇ10（（Ｐ−０．１ＲN）×１０8／０．９ＲN）
（３）Ｐ＞ＲNのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：ＬＥＤの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
ＲN：目標とする力の大きさ（８個目のＬＥＤが点灯）
である。指数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力の大きさが目標値の８０％以上の場合、ＬＥＤが５個点灯する。
【００２３】
上記のように、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断するとともに、指数関数と対数関数を切り換え、訓練状態を訓練者用提示手段を用いることで訓練者へ提示する。本実施の形態の下肢訓練装置は、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値の（１００＋β）％を目標値とするものである。
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、前記訓練結果評価部３が、１回前の繰り返し訓練における訓練者９の随意的に発生した力の大きさの最大値の（１００＋β）％を目標値とすることで、効果的な訓練を行うことができる。
【００２４】
本発明の第４の実施の形態の下肢訓練装置について図６に基づいて説明する。すなわち、図６において、１は下肢訓練装置、２はコントローラ、３は訓練結果評価部、４は訓練データ記憶部、５は力センサ、７は操作パネル、８は訓練軌道、９は訓練者、１０は視覚提示手段、１２はＮ個のレベルメータ、１３は聴覚提示手段、１４は音声発生装置、１５はスピーカー、１６は振動提示手段、１７はバイブレータである。図７（ａ）は指数関数、図７（ｂ）は対数関数である。医師や理学療法士が、訓練者が随意的に発生する力の大きさの目標値を操作パネルに入力すると、訓練データ記憶部が目標値を記憶する。そして、訓練者が訓練軌道に沿って自動介助運動訓練を繰り返し行い、訓練者が随意的に発生する力の大きさを力センサを用いて計測し、訓練データ記憶部が訓練者の随意的に発生した力の大きさを記憶する。訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値を求め、訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上か未満か判断する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％未満の場合、訓練結果評価部が視覚提示手段、聴覚提示手段、振動提示手段のいずれかを選択的に用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値のα％以上の場合、訓練結果評価部が視覚提示手段、聴覚提示手段、振動提示手段のいずれかを選択的に用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２５】
以下では、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、８個のレベルメータを用いて訓練者へ視覚提示する方法について説明する。訓練者の随意的に発生する力の大きさが目標値の０％以上となる場合を評価すると、対数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力が微小なときでもレベルメータが多数点灯する。そこで、ここでは訓練者が随意的に発生する力の大きさが随意的に発生する力の大きさが目標とする力の大きさの１０％以上を評価する例を説明する。そして、１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％未満の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを対数関数で提示する。１回前の繰り返し訓練において、訓練者が随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上の場合、訓練結果評価部が訓練者用提示手段を用いることで、訓練者の随意的に発生する力の大きさを指数関数で提示する。
【００２６】
図７（ａ）に示す指数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｅｘｐ（２．０８×（Ｐ−０．１Ｒ）／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：レベルメータの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のレベルメータが点灯）
である。
図７（ｂ）に示す対数関数提示について説明すると、
（１）Ｐ＜０．１Ｒのとき
Ｎ＝０
（２）０．１Ｒ＜Ｐ＜Ｒのとき
Ｎ＝Ｌｏｇ10（（Ｐ−０．１Ｒ）×１０8／０．９Ｒ）
（３）Ｐ＞Ｒのとき
Ｎ＝８
ただし、Ｎ：レベルメータの点灯数、Ｐ：訓練者が随意的に発生する力の大きさ、
Ｒ：目標とする力の大きさ（８個目のレベルメータが点灯）
である。指数関数提示の場合、訓練者が随意的に発生する力の大きさが目標値の８０％以上の場合、レベルメータが５個点灯する。
【００２７】
また、聴覚提示方法について説明する。訓練者が随意的に発生する力の大きさが大きくなるほど高音を提示する。評価関数の切り替えについては視覚提示と同様の方法で行う。
さらに、振動提示方法について説明する。訓練者が随意的に発生する力の大きさが大きくなるほど振動数を増加し提示する。評価関数の切り替えについては視覚提示と同様の方法で行う。
【００２８】
上記のように、訓練結果評価部が、１回前の繰り返し訓練における訓練者の随意的に発生した力の大きさの最大値が目標値の８０％以上か未満か判断し、指数関数と対数関数を切り換え、訓練状態を視覚提示手段、聴覚提示手段、振動提示手段のいずれかを選択的に用いることで訓練者へ提示する。
本実施の形態の下肢訓練装置は、前記訓練結果評価部３が、画像を提示する視覚提示手段１０、音を提示する聴覚提示手段１３及び振動を提示する振動提示手段１６のいずれかを選択的に用いて、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを提示することである。
本実施の形態の下肢訓練装置によれば、前記訓練結果評価部３が、画像を提示する視覚提示手段１０、音を提示する聴覚提示手段１３及び振動を提示する振動提示手段１６のいずれかを選択的に用いて、訓練者９の随意的に発生する力の大きさを提示することで、訓練者が自分の訓練状態を認識しつつ訓練することができるため、効果的な訓練を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、肢体の訓練を行っている訓練者の成績が良いときと悪いときで、評価関数を変更し、目標値を変更することなく、かつ訓練者が訓練意欲を失うことなく、効果的な訓練を行うことができる。
また、訓練者が自分の訓練状態を認識しつつ訓練することができるため、効果的な訓練を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の下肢訓練装置のシステム構成図である。
【図２】（ａ）評価関数が下に凸で単調増加する関数を示す図である。（ｂ）評価関数が上に凸で単調増加する関数を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の下肢訓練装置のシステム構成図である。
【図４】（ａ）評価関数が指数関数を示す図である。（ｂ）評価関数が対数関数を示す図である。
【図５】訓練者の発生させた力の履歴を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の下肢訓練装置のシステム構成図である。
【図７】（ａ）本発明の第４の実施の形態の指数関数を示す図である。（ｂ）本発明の第４の実施の形態の対数関数を示す図である。
【図８】従来の肢体機能回復訓練支援装置を示す図である。
【符号の説明】
1下肢訓練装置
2コントローラ
3訓練結果評価部
4訓練データ記憶部
5力センサ
6訓練者用提示手段
7操作パネル
8訓練軌道
9訓練者
10視覚提示手段
11Ｎ個のＬＥＤ
12Ｎ個のレベルメータ
13聴覚提示手段
14音声発生装置
15スピーカー
16振動提示手段
17バイブレータ
110  上肢機能回復訓練支援装置
112  キー入力装置
114  記憶装置
116  中央演算処理装置（ＣＰＵ）
118  コンピュータ
122  画像表示装置
128  装置本体
130  上肢吊下支持装置
154〜158  直線駆動装置
160〜164  回転駆動装置
166  センサ装置（変位センサおよび力センサを含む）
168  Ｉ／Ｏインタフェース（入出力インタフェース）
170  増幅器
172  Ａ／Ｄ変換器
【図１】
0004378926.tif 000002
【図２】
0004378926.tif 000003
【図３】
0004378926.tif 000004
【図４】
0004378926.tif 000005
【図５】
0004378926.tif 000006
【図６】
0004378926.tif 000007
【図７】
0004378926.tif 000008
【図８】
0004378926.tif 000009