CN112654340A - 康复支援装置及康复支援方法 - Google Patents

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CN112654340A CN202080002739.XA CN202080002739A CN112654340A CN 112654340 A CN112654340 A CN 112654340A CN 202080002739 A CN202080002739 A CN 202080002739A CN 112654340 A CN112654340 A CN 112654340A
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Abstract

为了通过支援康复而有效地改善用户的运动障碍，本发明提供一种支援有运动障碍的用户的康复的康复支援装置，该康复支援装置具有：请求部，其在三维空间内请求目标动作；反馈部，其相对于进行了目标动作的用户，与进行目标动作的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈。

Description

康复支援装置及康复支援方法
技术领域
本发明涉及康复支援装置及康复支援方法。
背景技术
在上述技术领域中，在非专利文献1中，公开了一种面向小脑失调患者的康复。尤其在第202页中，在Implications for rehabilitation approaches(对康复方法的影响)的第一句中，写到了关于该领域的治疗方法尚无在一定程度上确立的研究。并且主要记载了两点方法，即“修复”的方法和“功能辅助”的方法。
另外，非专利文献2是关于脑梗塞/脑出血后(stroke)的治疗的AHA的指导方针，在e122的左栏中，写到了"Limb Apraxia"、即失用＝无法以所想那样使身体活动的状态(运动障碍)。在此，写到了"there is a paucity of research on therapeutic interventionsfor limb apraxia(“对肢体失用的治疗干预措施的研究很少)"，写到了改善运动障碍的调查没有进展。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Rehabilitation in practice"Cerebellar ataxia:pathophysiology and rehabilitation"Clinical Rehabilitation 2011；25:195-216
非专利文献2：AHA/AGA Guideline"Guidelines for Adult StrokeRehabilitation and Recovery"
发明内容
即，在上述文献所记载的技术中，无法有效改善运动障碍。
本发明的目的在于提供一种解决上述课题的技术。
为了实现上述目的，本发明的康复支援装置是支援有运动障碍的用户的康复的装置，具有：请求部，其在显示于显示部的三维假想空间内请求目标动作；和反馈部，其相对于进行了目标动作的用户，与进行目标动作的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈。
为了实现上述目的，本发明的康复支援方法是支援有运动障碍的用户的康复的方法，包括：请求步骤，在显示于显示部的三维假想空间内请求目标动作；和反馈步骤，相对于进行了目标动作的用户，与进行目标动作的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈。
发明效果
根据本发明，能够有效地改善运动障碍。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的康复支援装置的结构的框图。
图2是表示本发明的第2实施方式的康复支援***的结构的框图。
图3是表示发明的第2实施方式的康复支援装置的处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，例示性地详细说明本发明的实施方式。应当注意的是，以下实施方式所记载的结构要素只是例示，其主旨并非将本发明的技术范围仅限定于此。
[第1实施方式]
使用图1说明作为本发明的第1实施方式的康复支援装置100。康复支援***100是支援有运动障碍的用户110的康复的装置。
如图1所示，康复支援装置100包括请求部101和反馈部102。请求部101请求显示于显示部111的三维假想空间内的目标动作(例如，对显示于显示部111的目标物假想触摸的动作)。
反馈部102对于假想触摸了目标物的用户，与触摸目标物的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈。
通过如上述那样进行多重反馈(多通道反馈)，能够有效改善运动障碍。另外，若利用该多通道反馈在用户的脑内重建运动模型，则能够改善包括幻肢痛在内的疼痛症状。
[第2实施方式]
使用图2说明本发明的第2实施方式的康复支援***200。图2是用于说明本实施方式的康复支援***200的结构的图。
如图2所示，康复支援***200具备康复支援装置210、两个基站231、232、头戴式显示器233和两个控制器234、235。用户220一边坐在椅子221上，一边配合头戴式显示器233的显示地倾斜、扭转上半身，或向各种方向伸手，由此进行康复动作。在本实施方式中，以坐在椅子上主要使用上肢的康复为前提进行说明，但本发明并不限定于此，例如可以在床上进行，也可以以站立姿势进行，还可以在手以外的部分安装传感器，进行使用了下肢、躯干、手指、头部、面部的动作。通过利用VR，即使是无法坐起来的患者，也能够在床上进行最大程度的康复。
两个基站231、232检测头戴式显示器233的运动及控制器234、235的运动，并发送到康复支援装置210。康复支援装置210评价用户220的康复动作，且同时进行头戴式显示器233的显示控制。作为头戴式显示器233，可以是非透视式，也可以是视频透视式(videosee-through type)或光学透视式(optical see-through type)，而且，作为影像显示机构，可以是将监视器配置于周围或周围中的一部分的形式，或者可以使用全息图这样的立体影像技术或其代替手段。即，可以使用Virtual Reality(虚拟现实)、Augmented Reality(增强现实)、Mixed Reality(混合现实)等任一手段，进一步补充的话，还可以以不使用影像而使用实际存在的对象物的方式构成***。在头戴式显示器233上附设有头戴式耳机扬声器236，康复支援装置210从头戴式耳机扬声器236输出与用户220的康复动作的评价结果相应的语音。此外，语音输出机构也不限定于头戴式耳机，可以使用骨传导耳机或外部音响装置。
在本实施方式中，作为用于检测用户220的动作的传感器的一例，示出了用户220手持的控制器234、235和基站231、232，但本发明并不限定于此。在动作检测部中也可以包括用于利用图像处理来检测用户的手的位置的摄像头(包含深度传感器)、用于利用温度来检测用户的手的位置的传感器、戴于用户的手臂的手表型的可穿戴型终端等、动作捕捉装置、内置于各种装置的陀螺仪传感器等。
康复支援装置210具备动作检测部211、显示控制部212、请求部213、评价部214、更新部215、任务集数据库216和反馈部217。
动作检测部211经由基站231、232获取用户220手持的控制器234、235的位置，并根据用户220的左右手的位置变化来检测用户220的康复动作。
显示控制部212在假想空间内生成与所检测出的康复动作相应地运动的虚拟形象对象物241、和示出康复动作目标的目标对象物242。并且，与动作检测部211所检测出的头戴式显示器233的朝向及位置相应地，使这些虚拟形象对象物241及目标对象物242的图像显示于显示画面240。虚拟形象对象物241及目标对象物242的图像重叠显示于背景图像243。在此，虚拟形象对象物241设为与控制器234、235相同的形状，但并不限定于此。虚拟形象对象物241配合与控制器234、235的运动地在显示画面240中运动。能够构成为如显示于虚拟形象对象物241那样，在控制器234、235上准备按钮来进行各种设定操作等。
显示控制部212将目标对象物242显示于显示画面240中。显示控制部212使目标对象物242一边逐渐改变显示位置及大小，一边在显示画面240中运动。例如，可以使目标对象物242以从用户220的头上方向朝向下方下降的方式运动而显示，或使目标对象物242以朝向用户220接近的方式运动而显示。需要注意的是，在此说明了目标对象物242运动的例子，但本发明并不限定于此，也可以显示静止的目标对象物242。
用户220移动控制器234、235使画面中的虚拟形象对象物241接近目标对象物242。当虚拟形象对象物241撞到目标对象物242时，显示控制部212使目标对象物242消失，作为目标动作已达成这一情况，反馈部217显示消息250。为了使评价更严格，可以根据虚拟形象对象物241所包含的传感器对象物(例如，虚拟形象对象物241的中心点)与目标对象物242的距离缩短到什么程度来评价康复动作，也可以不将目标动作固定于单一目标物而同时准备多个目标物，还可以例如将手的活动方式、行走时的下肢的活动方式等的轨迹设定为目标动作。
优选反馈部217经由显示控制部212并根据康复动作的评价来改变消息250。例如进行以下等事项，若传感器对象物接触目标对象物242的中心，则显示“非常好”，若传感器对象物仅接触目标对象物242的中心的周围部分，则显示“还不错”。
任务集数据库216保存有多个任务的集合。任务表示用户应当进行的一次康复动作。具体地说，作为表示一个任务的信息，保存有在哪个位置以怎样的速度使多大的目标对象物出现、或者此时虚拟形象对象物有多大等。
具体地说，左右的目标对象物242的大小、虚拟形象对象物241(传感器对象物)的大小、目标对象物242的下落(动作)速度、目标对象物的位置成为任务内容。更详细地说，在左右各方，也能够将用于容易看到目标对象物的位置的视觉辨认用对象物的半径(视觉辨认尺寸)、与虚拟形象对象物241反应的目标对象物的半径(评价尺寸)设定为任务内容。也就是说，使用户看到半径为20cm的球，且只有触摸位于该球的中央的半径为10cm的球才评价为“非常好”。若视觉辨认尺寸小，则用户难以看到目标对象物。若增大视觉辨认尺寸，则用户容易看到目标对象物。若增大评价尺寸，则虚拟形象对象物241的偏差允许量变大，位置偏差的允许度变得更大。若减小评价尺寸，则虚拟形象对象物241的偏差允许量变小，能够更严格地评价康复动作。也能够使这些视觉辨认尺寸和评价尺寸一致。
也能够将虚拟形象对象物241的传感器尺寸(传感器对象物的尺寸)设定为左右不同。若传感器尺寸大，则即使手的位置从目标对象物大幅偏离也会达成任务，从而康复动作的难易度下降。相反地若传感器尺寸小，则必须将手准确地在目标对象物的中央区域(取决于评价用尺寸)活动，从而康复动作的难易度变得更高。
在因脑梗塞后遗症导致的运动障碍等、运动能力存在左右差异的情况下，通过在左右改变虚拟形象对象物的传感器尺寸，能够进行更有效的康复。
任务集数据库216保存有决定将上述那样的多个任务以怎样的顺序提供给用户的任务集。例如，可以作为每个医院的模板而保存有任务集，也可以按每个用户保存所执行过的任务集的历史记录。康复支援装置210可以构成为能够经由互联网与其他康复支援装置进行通信，该情况下，能够由同一用户在多个场所执行一个任务集，也能够由远离的多个用户彼此共用各种模板。
请求部213经由显示控制部212，根据从任务集数据库216读出的任务集，请求对显示于显示部240的目标对象物242假想触摸的动作。在此，目标对象物可以不固定于单一目标物而同时准备多个，例如可以将手的活动方式、行走时的下肢的活动方式等的轨迹设定为目标动作。另外，目标对象物可以不是假想的，而是实际存在的。
反馈部217针对假想触摸了目标对象物242的用户，与触摸目标对象物242的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈。例如若为1秒以内则效果好，用户的动作定时与反馈的定时的间隔越近(延迟越小)则效果越大。
在此，反馈部217通过“非常好！”这一图像，进行刺激用户的视觉的反馈，且同时通过从扬声器236输出的语音，进行刺激用户的听觉的反馈。
而且，也可以是反馈部217同时通过“非常好！”这一图像输出刺激用户220的视觉的反馈、通过从扬声器236输出的语音输出刺激用户220的听觉的反馈、通过控制器234的震动输出刺激用户220的触觉的反馈。
另外，也可以是反馈部217同时仅输出通过“非常好！”这一图像输出的刺激用户220的视觉的反馈、和通过控制器234的震动输出的刺激用户220的触觉的反馈这两种反馈。
或者，也可以是反馈部217同时仅输出通过“非常好！”这一语音输出的刺激用户220的听觉的反馈、和通过控制器234的震动输出的刺激用户220的触觉的反馈这两种反馈。
如上述那样，通过与用户的康复动作大致同时地，返回刺激五感中的两种以上的感觉的反馈，能够创新性地使用户的运动障碍康复。即这样的反馈方法对于修正用户的身体控制非常有效，能够起到在以往的例如治疗师口头进行的那种相对于目标动作的达成定时延迟大的反馈、或者单一的感觉反馈中，完全无法实现的显著效果。在以往的延迟大的反馈中，用户难以感到康复动作的达成感，无法在脑内重建运动模型。通过使用两种以上的感觉刺激来实现延迟小到几乎实时的反馈，明显地改善运动***的障碍。也就是说，能够改善在现有的做法中无法改善的用户的运动障碍。而且，通过使用三种以上的输入感觉刺激，能够在更长期间内保持脑内重建的运动模型。
评价部214对动作检测部211所检测出的康复动作、和由显示控制部212显示的目标对象物所表示的目标位置进行比较，来评价用户220的康复能力。具体地说，通过对与动作检测部211所检测出的康复动作对应地移动的虚拟形象对象物241和目标对象物242在三维假想空间中的位置进行比较来评价。
若其一致，则评价为完全完成任务，加上满分积分。若位置虽然不一致但在规定距离内，则评价为一定程度上完成任务，加上部分积分。基于评价部214进行的这些评价与反馈部217的实时多通道反馈同步地进行。因此，这些实时多通道反馈的输入刺激的种类和强度可以根据目标动作的种类或其达成度而适当调整。例如，在视觉刺激的情况下，可以根据目标动作的种类或其达成度而变更文字或显示物的大小、颜色、光度、视觉刺激的刺激时间、或以一定间隔进行多次等的刺激模式、是否使用左右单眼或双眼同时进行视觉刺激。而且，在听觉刺激的情况下，可以根据目标动作的种类或其达成度而变更声音的种类、音量、声音的传播手段、听觉刺激的刺激时间、或以特定的节奏进行刺激等的刺激模式、是否使用左右单耳或双耳同时进行听觉刺激。在触觉刺激的情况下，可以根据目标动作的种类或其达成度而变更震动模式或震动刺激的持续时间等触觉刺激的模式、震动或疼痛、或冷热等温度知觉刺激的强度、或者触觉刺激的部位或是否对多个部位进行刺激。例如，在仅达成一部分的目标动作的情况下可以使文字变小、使声音变小、或使触觉震动刺激变弱，也可以是通过仅使其中某一个减弱或增强来反馈达成度的形式。刺激的强弱的施加方法可以使用例如触觉刺激变强但听觉刺激减弱等的相反模式。另外，在例如关于下肢等行走动作的反馈的情况下可以加强下肢等特定部位的震动刺激。另外，在关于上肢动作的反馈的情况下可以加强视觉刺激。而且，在手指(脚趾)的动作的反馈的情况下，可以根据左右的第几根手指(脚趾)的动作的达成来调整听觉刺激的音阶。另外，在关于躯干的动作的反馈的情况下，可以根据向哪个方向改变姿势例如在改变为前方的情况下，对躯干的腹部侧施加触觉刺激等来改变刺激部位。而且，在面部的动作的反馈的情况下，可以例如在指定嘴的目标动作且能够达成的情况下的听觉刺激使用“嘴”这一单词来进行等使用动作了的器官的名称等，根据目标动作的种类或其达成度来适当调整反馈的种类和强度。另外，在例如施加某刺激的期间超过1秒这样的情况下也是，若反馈的开始与目标动作的达成几乎同时(1秒以内等)，则进行反馈没有问题。而且，优选反馈部217判定用户220使哪个身体部位活动而进行了目标动作，并对用户220的进行了目标动作的身体部位进行刺激触觉的反馈。也就是说例如，在活动了右脚而进行了康复动作的情况下，优选进行对右脚施加震动等的反馈。
显示控制部212能够使目标对象物242出现于进深方向不同的位置(例如三个等级的位置)。评价部214赋予不同的积分(对远的对象物赋予高积分，对近的对象物赋予低积分)。
更新部215根据累计出的积分，更新目标课题。例如，可以使用课题达成率(目标达成数/课题数)等更新目标课题。
图3是表示康复支援装置210中的处理的流程的流程图。
在步骤S301中，作为校准处理，配合用户地将康复动作的目标初始化。具体地说，首先使各患者进行调整可行动范围的作业，在将其设定为初始值后配合用户地将目标初始化。
接着，在步骤S303中，开始任务。具体地说，除了由操作员实时地指定一个个任务的方法以外，也可以从任务集数据库读出被称为模板的任务集，并从预先设定的多个任务依次进行任务请求(也就是说基于显示控制部212进行的目标对象物的显示)。
在步骤S305中，显示与所指定的任务相应的目标对象物。
在步骤S307中，判定是否达成了任务，在达成的情况下，进入步骤S309，进行刺激用户的五感中的至少两种感觉的实时多通道反馈。在步骤S309中，根据各目标动作的强度和种类，选择预先设定的多通道反馈的种类和强度。
而且在步骤S311中，判断全部任务是否结束，若未结束，则返回步骤S303，开始下一任务。若结束，则计算累计积分并结束处理。
＜自我检验例＞
作为从小脑共济失调、脑出血、脑性麻痹、脑梗塞后的麻痹、进行性核上性麻痹等的疑难病病症得到的见解，多处可见到在被认证为即使继续至今为止的由治疗师进行的康复训练(※也就是说仅为基于口头等的有延迟的反馈的情况)也无法恢复的程度的运动障碍这种情况下，通过进行单一刺激(仅视觉、仅听觉等)的实时反馈，以数周为单位逐渐改善运动障碍的例子。但是完全没有得到改善的例子也很多，改善度轻微的情况也很多。
但是，认证了很多如下的病症，即，通过对这种患者进行从两种感觉(视觉和听觉、视觉和触觉、听觉和触觉)的实时多通道反馈，确认出以数分钟为单位增进了运动模型的脑内构筑、运动障碍明显得到改善。但在该情况下，所构筑的运动模型的记忆期间也很短，一次治疗介入的功能改善维持时间最长为一周左右的病症很多。
对此，认证了很多如下的病症，即，若进行从三种感觉(视觉、听觉、触觉)的实时多通道反馈，则能够以数分钟为单位达成运动模型的脑内构筑，在此基础上，因一次治疗介入的功能改善维持期间维持超过一周。与从两种感觉器官的反馈时相比记忆落实效率得到明显改善。这些结果根据针对多名患者的治疗介入而在经验上得到了确认。另外，认证了随着运动模型的脑内构筑，对于所谓RSD(反射***感神经性营养不良)这样的运动障碍患者不时遭受的疼痛(包含幻肢痛)症状也得以改善。例如，在使用作为疼痛等级的VisualAnalogue Scale(视觉模拟评分法)的问卷中，得到了通过这样的治疗而使VAS从5改善为0等的结果。由多名医生、物理治疗师、职业治疗师确认了这些治疗效果是现今为止的医学无法达成的明显的效果。
以上，根据本实施方式，通过使用两种以上的感觉器官在与目标动作达成的大致同时(1秒以内等)进行多重反馈(多通道反馈)，而在脑内非常高效地进行运动模型的重建，能够有效地改善运动障碍。另外，若利用该实时多通道反馈在用户的脑内重建运动模型，则因脑内运动模型的缺失或间隙产生的包含幻肢痛在内的疼痛症状得以改善。
[其他实施方式]
以上，参照实施方式说明了本申请发明，但本申请发明并不限定于上述实施方式。对于本申请发明的结构和详情，能够进行本领域技术人员在本申请发明的领域内能够理解的各种变更。另外，将各个实施方式中包含的个别特征以任何方式组合后的***或装置也包含在本发明的范畴内。
另外，本发明既可以适用于由多个设备构成的***，也可以适用于单个装置。而且，本发明也能够是用于将实现实施方式的功能的康复支援程序向***或装置直接或远程供给的情况。因此，为了用计算机实现本发明的功能，安装于计算机的程序或存储有该程序的介质、下载该程序的WWW(World Wide Web：万维网)服务器也包含在本发明的范畴内。尤其是，至少存储有使计算机执行上述实施方式中包含的处理步骤的程序的非暂时性计算机可读介质(non-transitory computer readable medium)包含在本发明的范畴内。
本申请以2019年7月31日提出申请的日本申请特愿2019-141766为基础主张优先权，其全部公开内容引入于此。

Claims (11)

1.一种康复支援装置，支援有运动障碍的用户的康复，具有：
请求部，其在显示于显示部的三维假想空间内请求目标动作；和
反馈部，其相对于进行了所述目标动作的用户，与每次的所述目标动作的达成评价连续地，与进行所述目标动作的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈，促进所述用户的脑内运动模型的重建。
2.根据权利要求1所述的康复支援装置，其中，
所述目标动作是触摸所述三维假想空间内的目标对象物的动作。
3.根据权利要求1所述的康复支援装置，其中，
所述目标动作是使身体的一部分沿着所述三维假想空间内的轨迹活动的动作。
4.根据权利要求1所述的康复支援装置，其中，
所述反馈是至少刺激视觉和听觉的反馈。
5.根据权利要求1所述的康复支援装置，其中，
所述反馈是至少刺激视觉和触觉的反馈。
6.根据权利要求1所述的康复支援装置，其中，
所述反馈是至少刺激听觉和触觉的反馈。
7.根据权利要求1所述的康复支援装置，其中，
所述反馈是至少刺激视觉、听觉和触觉的反馈。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的康复支援装置，其中，
所述请求部能够变更所述目标动作的请求精度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的康复支援装置，其中，
所述反馈部进行与所述目标动作的种类、达成度相应的反馈。
10.根据权利要求5至7中任一项所述的康复支援装置，其中，
所述反馈部判定所述用户活动了哪个身体部位而进行了所述目标动作，对所述用户的进行了所述目标动作的身体部位进行刺激触觉的反馈。
11.一种康复支援方法，支援有运动障碍的用户的康复，包括：
请求步骤，在显示于显示部的三维假想空间内请求目标动作；和
反馈步骤，相对于进行了所述目标动作的用户，与每次的所述目标动作的达成评价连续地，与进行所述目标动作的定时大致同时地进行刺激五感中的两种以上的感觉的反馈，促进所述用户的脑内运动模型的重建。
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