特許 6784978 計測装置及び計測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6784978

(24)【登録日】2020年10月28日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】計測装置及び計測方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20201109BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/11 230

   A61H1/02 K

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-163075(P2016-163075)

(22)【出願日】2016年8月23日

(65)【公開番号】特開2018-29729(P2018-29729A)

(43)【公開日】2018年3月1日

【審査請求日】2019年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】801000027

【氏名又は名称】学校法人明治大学

(73)【特許権者】

【識別番号】516253558

【氏名又は名称】医療法人穂翔会

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(72)【発明者】

【氏名】小野 弓絵

(72)【発明者】

【氏名】栢沼 一修

(72)【発明者】

【氏名】富永 孝紀

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 直義

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 豪人

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−１７９０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１０１９７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０６５６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６７６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２０６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８５２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／１１

Ａ６１Ｈ １／００−１／０２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

手の関節の可動域を計測することによりリハビリテーション効果を確認するための計測装置であって、
前記手の拇指を掛ける第一突出部と、
前記第一突出部と同方向に突出し、前記手の拇指以外の少なくとも一指を含む他指の第一関節より先の部分を掛ける第二突出部と、
前記第一突出部と前記第二突出部の少なくともいずれかと交差する基準面内で前記他指を伸展させるように前記第一突出部および／または前記第二突出部を移動させる移動機構と、
前記他指を伸展させた状態において前記他指の伸展度合を取得できる態様の前記手の指の画像を撮像するデータ取得部と、
前記データ取得部が撮像した画像に基づいて前記伸展度合を計測する計測部と、
を備え、
前記移動機構は、前記移動に伴って前記他指から前記第二突出部に加わる力が所定以上になることを条件に前記移動を停止する、
計測装置。

【請求項2】

前記移動機構は、
前記基準面と直交する回転軸と、前記回転軸に設置され前記回転軸を中心に回転する回転棒と、を備え、
前記回転棒が前記中心とは異なる位置に前記第二突出部を支持して旋回動作することにより、前記第二突出部を移動させる、
請求項１に記載の計測装置。

【請求項3】

前記回転軸と前記第一突出部とが異なる軸を有する、
請求項２に記載の計測装置。

【請求項4】

前記手の甲と接して前記手を支える支持板と、
を備え、
前記支持板は、前記第一突出部に対する位置を調整可能である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の計測装置。

【請求項5】

前記第一突出部は、前記手の拇指を下方から支持する拇指支持部と、
を備え、
前記拇指支持部は、前記第一突出部の突出する方向に沿って位置を調整可能である、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の計測装置。

【請求項6】

前記手の前腕を載せて前記前腕を固定する前腕固定部と、
を備える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の計測装置。

【請求項7】

手の拇指を掛ける第一突出部と、前記手の拇指以外の四指のうちの少なくとも一指を含む他指の第一関節から先の部分を掛ける第二突出部とを有する計測装置が行う、手の関節の可動域を計測することによりリハビリテーション効果を確認するための計測方法であって、
前記第一突出部と、前記第二突出部とを、前記第一突出部と前記第二突出部の少なくともいずれかと交差する基準面内で前記他指を伸展させるように前記第一突出部および／または前記第二突出部を移動させる移動工程と、
前記他指を伸展させた状態において前記他指の伸展度合を取得できる態様の前記手の指の画像を撮像するデータ取得工程と、
前記データ取得工程において撮像された画像に基づいて前記伸展度合を計測する計測工程と、
を備え、
前記移動工程は、前記移動に伴って前記他指から前記第二突出部に加わる力が所定以上になることを条件に前記移動を停止する、
計測方法。

【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の効果を測定する、計測装置及び計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、脳卒中などの後遺症により身体の一部に麻痺を有する患者が、日常生活動作の身体機能を回復するために行うリハビリテーションの効果を確認するために、ＢＲＳ（Ｂｒｕｎｎｓｔｒｏｍ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔａｇｅ）（非特許文献１）、等の指標が用いられている。
ＢＲＳは、上肢、下肢、手指のそれぞれについて、各々のステージに掲げられた確認項目の動作を行うことができるか否かのテストを行い、患者の麻痺の程度がどのステージにあるか判定する。
ＢＲＳは、麻痺の程度を６ステージで表し、完全麻痺の状態から麻痺のない状態までのそれぞれの区分で求められる運動機能を確認項目として設定している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】シグネ・ブルンストローム著「片麻痺の運動療法」医歯薬出版１９７４年４月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、麻痺の程度をわずか６つのステージに区分しているため、各々のステージ間で求められる運動機能に大きな差がある。このため、麻痺の患者がリハビリテーションを通して１つ上のステージに進むには相当の時間を要する。すなわち、患者はリハビリテーションをきちんと行っていても、なかなか上のステージに進むことはできない。
特に、手指に麻痺がある患者の場合、脚部や腕部に比べて繊細な動きが求められることから、脚部や腕部のリハビリテーションに比べて１つ上のステージに進むために相当の時間を要する。
このため、徐々に運動機能が回復し、手指の可動域が広がっているにもかかわらず効果を実感できないために、リハビリテーションを行う患者のモチベーションを保つことが困難になってしまう。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、日々のリハビリテーションの効果を確認するために手指の可動域を定量的に計測できる計測装置及び計測方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態にかかる、計測装置は、手の関節の可動域を計測することによりリハビリテーション効果を確認するための計測装置であって、前記手の拇指を掛ける第一突出部（実施形態における中央支柱３０２）と、前記手の拇指以外の少なくとも一指を含む他指の第一関節より先の部分を掛ける第二突出部（実施形態における円弧支柱３１２）と、前記第一突出部と前記第二突出部の少なくともいずれかと交差する基準面内で前記他指を伸展させるように前記第一突出部および／または前記第二突出部を移動させる移動機構（実施形態における回動部３１１）と、前記他指を伸展させた状態において前記他指の伸展度合を取得できる態様の前記手の指の画像を撮像するデータ取得部と、前記データ取得部が撮像した画像に基づいて前記伸展度合を計測する計測部と、を備え、前記移動機構は、前記移動に伴って前記他指から前記第二突出部に加わる力が所定以上になることを条件に前記移動を停止する。

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態にかかる、計測方法は、手の拇指を掛ける第一突出部と、前記手の拇指以外の四指のうちの少なくとも一指を含む他指の第一関節から先の部分を掛ける第二突出部とを有する計測装置が行う、手の関節の可動域を計測することによりリハビリテーション効果を確認するための計測方法であって、前記第一突出部と、前記第二突出部とを、前記第一突出部と前記第二突出部の少なくともいずれかと交差する基準面内で前記他指を伸展させるように前記第一突出部および／または前記第二突出部を移動させる移動工程と、前記他指を伸展させた状態において前記他指の伸展度合を取得できる態様の前記手の指の画像を撮像するデータ取得工程と、前記データ取得工程において撮像された画像に基づいて前記伸展度合を計測する計測工程と、を備え、前記移動工程は、前記移動に伴って前記他指から前記第二突出部に加わる力が所定以上になることを条件に前記移動を停止する。

【発明の効果】

【0008】

以上説明したように、この発明によれば、日々のリハビリテーションの効果を確認するために手指の可動域を定量的に計測できる。このため、患者は日々リハビリテーションの効果を定量的に把握することができ、モチベーションを保ち続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明にかかる第１の実施形態における計測装置を用いて計測する場合の一例を示すイメージ図である。

【図2】図１の計測装置の伸展部の構造を説明するために用いる斜視図である。

【図3】図２の伸展部の構造を説明するために用いる平面図である。

【図4】図２の伸展部の構造を説明するために用いる正面図である。

【図5】図２の伸展部の構造を説明するために用いる側面図である。

【図6】図１の計測装置を手指へ装着させた状態について説明するための図である。

【図7】図１の計測装置を手指へ装着させた状態について説明するための図である。

【図8】図１の計測装置の構成を示すブロック図である。

【図9】手の指の屈曲角度を説明するために用いる図である。

【図10】図１の計測装置の計測処理の流れを示すフローチャートである。

【図11】本発明にかかる第２の実施形態における計測装置を説明するために用いる図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による計測装置について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の本実施形態による計測装置を用いて、患者（以下、被計測者とも称する。）のリハビリテーション効果を計測する場合のイメージ図である。
図１に示す例では、左側の手指の関節が拘縮し丸まった状態から、どの程度手指を伸展させることが可能かの伸展度合を計測する場合の例を示している。
本実施形態における計測装置は、伸展部３と、データ取得部５と、入出力部７とを含んで構成される。
伸展部３は、被計測者１の拇指（親指）と拇指以外の四指（以下、単に四指とも称する。）を伸展させる。また、伸展部３は、四指から伸展部３にかかる力が予め設定した所定の値以上となったら、四指の伸展を停止させる。四指の伸展させる機構については、後で詳しく説明する。
伸展部３が四指の伸展を停止させた際の四指の各関節の伸展度合が、麻痺した手指の可動域となる。リハビリテーションを行う過程で、この可動域が広くなれば、リハビリテーションの効果が出ていることを示している。なお、本明細書において、それぞれの手指の関節は、指先側から指の付け根方向に順に、第一関節、第二関節、第三関節と称す。

【0011】

データ取得部５は、伸展部３が四指を伸展させた状態における伸展度合を検出するために、伸展された四指の画像を取得する。こうすることで、伸展度合を定量的に検出することができる。
入出力部７は、本実施形態による計測装置と、外部との間の入出力を行う。入出力部７は、例えば、データ取得部５が取得した画像を表示してもよい。

【0012】

このように、本実施形態における計測装置は、被計測者１の手指を、手指に一定の力がかかるまで伸展させ、その伸展度合を計測する。こうすることで、被計測者１は、自身の手指の可動域を把握することができる。
本実施形態における計測装置を、例えば、日々のリハビリテーションの前後に用いて計測することにより、被計測者１はリハビリテーションの効果を定量的に把握することができる。そして、日々のリハビリテーションの効果を定量的に把握することにより、被計測者１は、リハビリテーションへの参加意欲を高く保つことができる。

【0013】

まず、図２から図５を用いて、本実施形態にかかる計測装置の伸展部３が手指を伸展させる機構について説明する。
図２は、伸展部３の外観を示す外観斜視図である。図３は、伸展部３を図２の矢印Ｅ方向から見た平面図である。図４は、伸展部３を図２の矢印Ｃ方向から見た正面図である。図５は、伸展部３を図２の矢印Ｄ方向から見た側面図である。
本実施形態にかかる計測装置に対して、被計測者１の手背を伸展部３の支持板３０１に接するように手を置き、中央支柱３０２に拇指を掛ける。こうすることで、被計測者１の手首から指の付け根までの部分が、支持板３０１と中央支柱３０２との間に挟まれて伸展部３に固定される。そして円弧支柱３１２に四指の第一関節から先の部分を掛けた状態において、円弧支柱３１２を図２の矢印Ｈの方向、すなわち四指の関節が伸展する方向、に旋回動作させる。これにより、円弧支柱３１２に掛けられた四指の関節が伸展する。そして、伸展部３は、旋回動作に伴って四指から円弧支柱３１２にかかる力が予め設定した所定の値以上となったら、円弧支柱３１２の旋回動作を停止させる。
なお、伸展部３は、拇指以外の四指すべてを伸展させてもよいし、四指のうちの一部の指を伸展させてもよい。

【0014】

伸展部３は、手掛け部３０と、四指ＩＰ指掛け部３１と、駆動部３２と、手動駆動部３４と、前腕固定部３５と、を含んで構成される。

【0015】

手掛け部３０は、計測装置の一部に拇指を掛けた状態の手を、手背側（手の甲側）から支えて安定させる。
手掛け部３０は、台座３００と、支持板３０１と、中央支柱３０２と、前腕連結部３０３と、支持板位置調整部３０５と、拇指支持部３０６と、を含んで構成される。
台座３００は、上面が水平となるように設置された略角板形状の台である。
中央支柱３０２は、台座３００の一端の上面に垂直に設置され、円柱状をなしている。
拇指支持部３０６は、中央支柱３０２の所定の位置に配置されている。中央支柱３０２に拇指を掛ける際、拇指支持部３０６に拇指を積載させることにより拇指を下方から支えて支持する。なお、拇指支持部３０６は、中央支柱３０２に掛けた拇指の付け根に沿った凹曲面形状をなすことが好ましい。こうすることで、拇指をより安定させることができる。
支持板３０１は、中央支柱３０２と平行に、すなわち、台座３００に対して板面が垂直となるように設置される略長方形の板である。なお、支持板３０１は、以下で述べる支持板位置調整部３０５により、中央支柱３０２との間隔が、個々の手の大きさに合わせて調整される。
支持板位置調整部３０５は、図３に示すように、台座３００の上面に沿って移動可能に、すなわち、台座３００上を支持板３０１の板面に対して垂直な方向にスライド可能に設置されている。この支持板位置調整部３０５の台をスライドさせることで、この支持板位置調整部３０５と一体に支持板３０１とが移動し、中央支柱３０２との間の距離を調整することができ、ボルト３０７を締めることによって所定位置に固定されるよう構成されている。

【0016】

前腕連結部３０３は、図２に示すように、支持板位置調整部３０５の上面に沿って配設され、前腕固定部３５を手掛け部３０に連結するための機構を備える。前腕連結部３０３と手掛け部３０を連結させることは、本発明の必須の構成要素ではないが、前腕連結部３０３により被計測者１の前腕を固定した状態で四指を伸展させることにより、被計測者１が麻痺等の影響により姿勢維持が困難な場合であっても、計測中の姿勢を安定させることができる。
前腕連結部３０３と前腕固定部３５とは、例えばこれらの一方に設けた突起を他方に設けた凸部と嵌合させることにより、互いに所定の相対位置を維持して連結されている。

【0017】

四指ＩＰ指掛け部３１には、被計測者１の手の拇指以外の四指を掛ける。
四指ＩＰ指掛け部３１は、図３及び図４に示すように、回動部３１１と、円弧支柱３１２と、円弧支柱位置調整部３１３と、を含んで構成される。
図２に示すように、回動部３１１は、アーム状をなし、台座３００の下面側に設置された連結動作部３４２により旋回動作する。
この連結動作部３４２は、手動ノブ３４１を回転させる動作によって、回動部３１１を基端部の軸Ａを中心として旋回動作させるべく、手動ノブ３４１からの動力を軸Ａと同軸に配置された回転軸３１０に伝達する。すなわち、回動部３１１は、図３及び図４に示すように、中央支柱３０２の軸Ｂと平行な軸Ａを中心として旋回動作することができる。回転軸３１０と中央支柱３０２の各々は、それぞれの軸Ａ、Ｂが所定の距離Ｌを有するように配置されている。図３及び図４に示すように、回転軸３１０と中央支柱３０２（第一突出部）とが異なる軸を有する。これにより、四指の関節を伸展させる際に、四指の第一関節から先の部分を円弧支柱３１２（第二突出部）に掛けた状態を維持することができる。

【0018】

駆動部３２は、回転軸３１０を駆動して回動部３１１を旋回動作させる。駆動部３２の処理の内容については後で説明する。
手動駆動部３４は、使用者により手動操作されて、連結動作部３４２に駆動力（回転）を与える機構である。
この手動駆動部３４は、手動ノブ３４１と、連結動作部３４２と、を含んで構成される。
連結動作部３４２は、例えば歯車やベルトなどから構成されていて、手動ノブ３４１から回動部３１１の回転中心軸に連結されて、この回転中心軸に手動ノブ３４１の回転を伝達する。

【0019】

円弧支柱位置調整部３１３は、図３に示すように、回動部３１１の長軸方向に移動可能に設けられている。円弧支柱位置調整部３１３は、回動部３１１が軸Ａを中心に回転することにより、軸Ａから円弧支柱位置調整部３１３への距離を半径として旋回動作する。
円弧支柱３１２は、円弧支柱位置調整部３１３に、台座３００の上面に対し垂直に（すなわち、中央支柱３０２と平行に）支持されている。円弧支柱３１２は、円弧支柱位置調整部３１３の旋回動作に伴い、回転軸３１０と円弧支柱位置調整部３１３との距離を半径として旋回動作する。

【0020】

ここで、図６を用いて、計測装置を手指へ装着させた状態について説明する。図６は、手指を計測装置に載置した状態について説明するための模式図である。図６（ａ）は、手指を計測装置に載置した状態を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態において手指を伸展させた後の状態を示す図である。
図６（ａ）に示すように、計測装置に対して被計測者１の手の手背が伸展部３の支持板３０１に接するように手を置き、中央支柱３０２に拇指を掛ける。そして円弧支柱３１２に四指の第一関節から先の部分が掛けられた状態において、回動部３１１を、矢印Ｈの方向に軸Ａを中心として旋回動作させる。こうすることで、図６（ｂ）に示すように、回動部３１１の一端に取付けられた円弧支柱３１２が旋回動作し、円弧支柱３１２に掛けられた四指の関節が伸展する。

【0021】

前腕固定部３５は、前腕を固定する。
前腕固定部３５は、腕載せ部３５０と、支柱３５１と、基板３５２と、手連結部３５３と、から構成される。
前腕固定部３５は、図５に示すように、水平な基板３５２の上に、この基板３５２に対して垂直に支柱３５１を設置し、この支柱３５１の上に基板３５２と平行に腕載せ部３５０を設けた構成となっている。
この腕載せ部３５０は、前腕の外形に沿って湾曲した凹曲面形状をなしている。

【0022】

手連結部３５３は、図２に示すように、前腕固定部３５と手掛け部３０を連結する。
手連結部３５３は、例えば、前腕連結部３０３が備える突起部と嵌合可能な複数の穴部を備え、前腕連結部３０３の突起部と嵌合させる穴部を選択することで前腕固定部３５と手掛け部３０との連結する距離を調整することができるよう構成されている。

【0023】

一般に、身体の一部が麻痺している場合、その麻痺が残る部位を外力により動かそうとすると身体の安定を保つことが困難となることが多い。例えば、四指の各関節の可動域を計測するために手指を伸展させた場合、手指を伸展させた方向に前腕ごと体が移動してしまう、という場合が考えられる。
このため、手連結部３５３が、前腕固定部３５と手掛け部３０を連結することにより、円弧支柱３１２の旋回動作の軌跡を含む仮想平面（基準面）と腕載せ部３５０に載せた前腕の長軸方向を含む平面とが略平行に保たれるようにすることが好ましい。これにより、回動部３１１の旋回動作に伴う四肢の伸展に際し、被計測者１が転倒することを防ぐことができる。
なお、本実施形態においては、上記基準面と前腕とが略平行に保たれることは、すなわち、台座３００の上面と腕載せ部３５０の腕を載せる面とが略平行であるとも言い換えられる。
また、拇指支持部３０６の位置を調整し、上記基準面と前腕とが略平行に保たれるように、すなわち手首が捻じれないように、拇指を支持することが好ましい。これにより、更に効果的に転倒を防止できる点で好ましい。

【0024】

ここでは、図８および図９を用いて、本実施形態にかかる計測装置が測定を行うために用いる処理ブロックを順に説明する。図８は、本実施形態にかかる計測装置の構成を示すブロック図である。図９は、手指の関節の伸展および屈曲について説明するために用いる図である。
図８に示す通り、本実施形態にかかる計測装置は、処理ブロックとして、伸展部３と、制御部４と、データ取得部５と、入出力部７とを備え、例えば、データを交換するための共通の経路であるバス１０を介して接続されて構成される。例えば、制御部４は、送信データを、データ通知先（例えば、伸展部３）のアドレスを付してバス１０に送信することにより、図示しない送信回路により、データ通知先である伸展部３に送信データが通知され、制御部４と伸展部３の間で情報のやり取りが行われる。
ここでは、既に説明した伸展部３の機構的な事項については説明を省略し、主に処理にかかる事項についてのみ説明する。

【0025】

伸展部３は、処理を行うブロックとして、駆動部３２と、負荷計測部３３とを含んで構成される。
駆動部３２は、回転軸３１０を回転させる。駆動部３２は、制御部４からの制御に基づき、手動駆動部３４を用いた手動による駆動操作の代わりにモータ等を用いて、所定の方向に、所定の回転速度で回転軸３１０を回転させることができる。また、駆動部３２は、制御部４からの制御に基づいて回転軸３１０の回転を停止させる。

【0026】

負荷計測部３３は、四指の伸展に伴い四指から円弧支柱３１２にかかる力（以下、負荷とも称する。）または駆動部３２が回転するために必要なトルクを計測する。負荷計測部３３は、負荷またはトルクを計測するためのセンサ等を含んで構成される。
負荷計測部３３は、制御部４からの制御に基づいて計測を開始する。また、負荷計測部３３は、計測した負荷またはトルクを制御部４に通知する。また、負荷計測部３３は、制御部４からの制御に基づいて、計測を停止する。

【0027】

制御部４は、伸展部３と、データ取得部５と、入出力部７とを制御する。
また、制御部４は、例えば、伸展部３が移動を停止する条件である所定の負荷の値を制御部４内の記憶領域に記憶させてもよい。
制御部４は、伸展制御部４３と、屈曲角度検出部４５と、外部制御部４７と、記憶部４０と、を含んで構成される。
伸展制御部４３は、伸展部３の伸展動作を制御する。
伸展制御部４３は、駆動部３２の駆動開始および停止の制御を行う。
伸展制御部４３は、例えば、トルクリミッタ、あるいは回転を断続するクラッチ機構を含んで構成され、回転トルクが所定の値以上となった場合に回転を停止する。
また、伸展制御部４３は、駆動部３２を駆動させて回転軸３１０を回転させる場合、回転する方向と、回転する角速度を指定してもよい。この場合、伸展制御部４３は、例えば、手指の関節が伸展する方向に、1秒間に９０°回転する角速度で駆動部３２を駆動させる。伸展制御部４３は、駆動部３２を駆動させる間、負荷計測部３３が計測した負荷を取得する。伸展制御部４３は、取得した負荷と、記憶部４０にある負荷しきい値とを比較する。伸展制御部４３は、取得した負荷が負荷しきい値以上である場合、駆動部３２の駆動を停止させる。

【0028】

屈曲角度検出部４５は、手指の画像から、手指の屈曲角度を検出する。
ここで手指の屈曲角度は、四指、特に示指（人差し指）の各関節の屈曲角度のことである。上述の通り、それぞれの手指の関節には、指先側から指の付け根方向に順に、第一関節、第二関節、第三関節がある。それぞれ関節の基準となる位置は、各関節の手背側の端と手側の端との中間地点での位置とする。また、手首の関節の基準となる位置は、手首の手背側の端と手側の端との中間地点での位置とする。
ここで、屈曲角度検出部４５が検出に用いる手指の画像とは、データ取得部５が撮像した画像であり、例えば、手を鉛直方向に対して平行に、拇指側を手前にした状態の画像である。こうすることで、画像から、手首、示指（人差し指）の第三関節、第二関節、第一関節、指先の、それぞれの位置を取得することができる。
まず、屈曲角度検出部４５は、画像から第一関節、第二関節、第三関節、手首の、それぞれ基準となる位置を取得する。また、例えば、この基準となる位置にマーカー等で印を付けた状態で撮影した画像から、その印が付された位置を各関節（手首）の基準となる位置として取得してもよい。

【0029】

次に、屈曲角度検出部４５は、取得した手首、示指の第三関節、第二関節、第一関節、および指先の、それぞれの基準となる位置を順に線で接続する。たとえば、マーカーの各々の形状や色をそれぞれ異なるようにすると共に、マーカー毎に線を結ぶルールを予め設定しておき、このルールに基づいて、各マーカーを線で結ぶ。
この状態で、屈曲角度検出部４５は、手首と第三関節をつないだ線に対する、第三関節と第二関節をつないだ線のなす角度を、第三関節の屈曲角度として検出する。
図９（ａ）に示す例では、手首位置Ａ１と第三関節位置Ａ２とを結んだ線と、第三関節位置Ａ２と第二関節位置Ａ３とを結んだ線のなす角α１が、第三関節の屈曲角度である。

【0030】

同様に、屈曲角度検出部４５は、図９（ｂ）に示す通り、第三関節位置Ｂ１と第二関節位置Ｂ２とをつないだ線と、第二関節位置Ｂ２と第一関節位置Ｂ３とをつないだ線のなす角度α２を、第二関節の屈曲角度として検出する。
また、図９（ｃ）に示す通り、屈曲角度検出部４５は、第二関節位置Ｃ１と第一関節位置Ｃ２とを結んだ線と、第一関節位置Ｃ２と指先位置Ｃ３とを結んだ線のなす角度α３を、第一関節の屈曲角度として検出する。

【0031】

このように、屈曲角度検出部４５が各関節の屈曲角度を検出し、入出力部７を介して表示することで、被計測者１がリアルタイムに自身の指の屈曲角度を知ることができ、リハビリテーションの効果を認識することができる。
また、例えば、屈曲角度検出部４５が屈曲角度を検出する代わりに、手指の画像から、分度器等を用いて屈曲角度を検出してもよい。その場合、屈曲角度検出部４５は、不要となる。
屈曲角度検出部４５は、検出したそれぞれの関節の屈曲角度を、記憶部４０の記憶領域に書き込んで記憶させる。

【0032】

外部制御部４７は、入出力部７を制御し、外部との情報のやり取りを行う。
外部制御部４７は、外部より入力される情報を、入出力部７を介して取得する。外部より入力される情報とは、例えば、被計測者の個人識別番号、および操作ボタン押下の有無などの情報である。
外部制御部４７は、外部に対し入出力部７を介して情報の表示を行う。外部に対する情報の表示とは、例えば、伸展の状況および負荷の表示、伸展度合および過去の計測履歴等の表示等である。

【0033】

記憶部４０は、制御部４の制御に必要な情報を記憶する。記憶部４０は、書き込み及び読み出し可能な記憶領域を含んで構成される。記憶部４０は、制御部４からの書込み命令に従って個人識別番号、計測履歴等の情報を書き込んで記憶する。また、記憶部４０は、読み出し命令に従って記憶させた負荷しきい値等の情報を読み出す。

【0034】

データ取得部５は、手指の可動域を示すデータを取得する。データ取得部５は、手指の可動域を示すデータを取得するために手指の画像を撮像する。
データ取得部５は、例えば撮像部５０を含んで構成される。撮像部５０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等を含んで構成され、制御部４からの制御に基づいて手指の画像を撮像する。また、撮像部５０は、撮像した画像を制御部４に送信する。
撮像部５０は、手指の可動域を撮像可能な位置、例えば、伸展部３に置いた手指を含めた領域を上から撮像可能な位置にスタンドで支えて持ち上げて設置される。
なお、データ取得部５は、手指の可動域を示すデータを取得すればよいため、その取得方法は上述した手指の画像を撮像する方法に限られない。

【0035】

入出力部７は、外部からの入力および外部への出力を行う。
入出力部７は、入力部７０および出力部７１を含んで構成される。
入力部７０は、例えば、キーボードや押下ボタン等の外部入力装置を含んで構成される。そして、入力部７０は、これらの外部入力装置から入力された情報を、外部制御部４７に通知する。
出力部７１は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置を含んで構成される。そして、出力部７１は、外部制御部４７から通知された情報をこれらの表示装置に表示する。

【0036】

図１０は、本実施形態にかかる計測装置を用いて計測をする流れを示すフローチャートである。図１０を用いて、本実施形態にかかる計測装置が測定を行う流れを説明する。
図１０のフローチャートにかかる処理を行う前提として、被計測者１の手指を伸展部３に置き、拇指を中央支柱３０２に掛け、四指の第一関節より先を円弧支柱３１２に掛けた状態であるものとする。
また、記憶部４０は、負荷しきい値を自身の記憶領域に記憶させているものとする。負荷しきい値は、常に一定値としてもよいし、麻痺の程度に応じて算出する値であってもよい。

【0037】

計測が開始されると、制御部４の伸展制御部４３は、駆動部３２を駆動させる。駆動部３２は、伸展制御部４３が指定した、所定の方向、回転速度で、回転軸３１０を回転させる。回転軸３１０の回転に伴い、回動部３１１が旋回動作する。
回動部３１１の旋回動作に伴って、円弧支柱３１２が旋回動作し、円弧支柱３１２に掛けられた四指の関節が伸展する（ステップＳ１）。

【0038】

伸展制御部４３は、駆動部３２を駆動させている間、負荷計測部３３から、伸展させている四指から円弧支柱３１２にかかる負荷を取得する。このとき、伸展制御部４３は、例えば出力部７１の表示装置に伸展させている四指にかかる負荷の値を表示させてもよい。
伸展制御部４３は、負荷と記憶部４０から読み出した負荷しきい値を比較する（ステップＳ２）。

【0039】

伸展制御部４３は、伸展させている四指にかかる負荷が、負荷しきい値未満である場合（ステップＳ２ ＮＯ）、ステップＳ１に戻り駆動部３２の駆動を継続させる。
伸展制御部４３は、伸展させている四指にかかる負荷が、負荷しきい値以上である場合（ステップＳ２ ＹＥＳ）、駆動部３２の駆動を停止させる（ステップＳ３）。このとき、伸展制御部４３は、例えば出力部７１の表示装置に伸展停止を通知しその旨を表示させてもよい。

【0040】

伸展制御部４３は、制御部４に伸展停止を通知する。制御部４はデータ取得部５に、画像の取得を通知する。データ取得部５は、伸展させている四指の画像を取得する（ステップＳ４）。

【0041】

データ取得部５は、取得した画像の画像データを、制御部４に送信する。
制御部４は、受信した画像データを、記憶部４０に書き込んで記憶させる。また、制御部４は、屈曲角度検出部４５に、屈曲角度検出命令を通知する。
屈曲角度検出部４５は、制御部４から屈曲角度検出命令の通知を受け、記憶部４０を参照し画像データを読み出す。屈曲角度検出部４５は、読み出した画像から、手首および各関節の位置を取得し、それぞれの位置を線でつなぎ、各々の関節の屈曲角度を検出する（ステップＳ５）。

【0042】

屈曲角度検出部４５は、画像から検出した屈曲角度を記憶部４０に書き込んで記憶させる。屈曲角度検出部４５は、制御部４に検出終了を通知する（ステップＳ６）。このとき、制御部４は、例えば出力部７１の表示装置に検出した屈曲角度を表示させてもよい。

【0043】

制御部４は、伸展制御部４３に検出終了を通知する。すると、伸展制御部４３は、駆動部３２を駆動させ、円弧支柱３１２をもとの位置に戻す（ステップＳ７）。
そして、本フローチャートは終了する。

【0044】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態が回転軸３１０を中心として旋回動作するのに対し、本実施形態では直線的な動作を行わせるという点で相違する。以下の説明では、この相違点を中心に説明する。
図１１は、本実施形態にかかる直線移動伸展部２の概略を示す図である。
図１１に示す例では、直線移動伸展部２は、移動部２０と、第一指掛け部２１と、第二指掛け部２２と、を含んで構成される。

【0045】

直線移動伸展部２は、棒状の構造体である移動部２０に、板状の第一指掛け部２１、および第二指掛け部２２が、移動部２０に沿って移動可能に設置される。
第一指掛け部２１、および第二指掛け部２２は、板面が移動部２０の長軸方向と垂直となるように設置される。そして、第一指掛け部２１、および第二指掛け部２２は、それぞれの板面が移動部２０の長軸方向と垂直な関係を保ったまま、移動部２０の長軸方向に移動可能である。
被計測者1は、拘縮した手指を伸展させて計測する場合、第一指掛け部２１と第二指掛け部２２の外側に、自身の指をかける。
例えば、被計測者1は、第一指掛け部２１の、第二指掛け部２２と対向する側とは反対側（外側）に、拇指を掛ける。また、被計測者1は、第二指掛け部２２の、第一指掛け部２１と対向する側とは反対側（外側）に、示指（人差し指）の第一関節より先の部分を掛ける。
このように、被計測者1の指が掛けられた状態で、制御部４は、示指の関節を伸展させる方向に、第一指掛け部２１に対し第二指掛け部２２を相対的に、移動部２０の長軸方向に沿って移動させる。

【0046】

一方、第一指掛け部２１および第二指掛け部２２には、例えば、図示しない圧力センサが取り付けられており、移動に伴って手指から第二指掛け部２２に加わる力を取得する。
制御部４は、第一指掛け部２１および第二指掛け部２２を相対的に移動させる間、圧力センサから、移動に伴って手指から第二指掛け部２２に加わる力を定期的に取得する。そして、制御部４は、移動に伴って手指から第二指掛け部２２に加わる力が、予め定めた所定の範囲を超える場合に移動を停止させる。
データ取得部５は、移動に伴って伸展された手指から可動域を検出する。データ取得部５が行う処理については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略するが、手指の可動域の検出は、手指の関節の屈曲角度に限ることはなく、その他の手指の可動域を認識することができる別の指標に基づく検出値であってもよい。

【0047】

上記説明したように、本実施形態における計測装置を用いることで、被計測者１は自身の可動域を数値で把握することができる。
被計測者１は、日々のリハビリテーションを行う前後において、本実施形態における計測装置を用いて指の可動域を計測することで、リハビリテーションの効果を実感することができる。

【0048】

上記第１の実施形態における計測装置は、左右いずれの手指に対しても計測が可能である。図２に示す通り、手掛け部３０の前腕連結部３０３と前腕固定部３５の手連結部３５３は、手掛け部３０の支持板３０１を右手にして手前に前腕固定部３５を連結している。これは、右手用の配置であるが、この実施形態に限られない。支持板３０１を左手にして手前に前腕固定部３５を連結すれば、左手を計測するができる。この場合、右手を計測した場合と逆の方向に回動部３１１を旋回動作させる。

【0049】

また、第１の実施形態における手動駆動部３４の代わりに、回転軸３１０をモータにより駆動させる構成としてもよい。この構成の場合、一定のトルクで回転軸３１０を回転させることにより、手動で動かした場合と比較して、計測時に手指から円弧支柱３１２に加わる力を一定にすることが可能となり、個人差により生じる手指から円弧支柱３１２に加わる力のバラツキを低減することができる点において好ましい。

【0050】

なお、上記第１の実施形態および第２の実施形態においては、手指の関節の屈曲角度を検出することにより手指の可動域を検出したが、これに限られない。屈曲角度に限らず手指の可動域を計測することができればよく、別の指標に基づく計測値であってもよい。
例えば、個々の関節の屈曲角度を検出する代わりに、第１の実施形態における、円弧支柱３１２が旋回動作した際に移動した角度を検出してもよい。角度は、例えば、円弧支柱３１２を旋回動作させた際の角速度と動作時間から求めることができる。こうすることにより、個々の関節の屈曲角度を検出するよりも容易に可動域を計測することができる。

【0051】

また、円弧支柱３１２を旋回動作させた際に円弧支柱３１２が到達した位置を保持するマーカーを設置して可動域を計測してもよい。
例えば、回動部３１１の長軸方向の長さ程度の半径の円盤に、円弧支柱３１２の旋回動作の軌跡に沿う溝を設け、この溝に沿ってスライド可能な目印となる部材（マーカー）を設置する。この円盤を、旋回動作の軌跡を含む仮想平面（基準面）と平行に、円盤中心が軸Ａと同軸となる位置に載置する。そして、マーカーを円弧支柱３１２の旋回動作方向（図６（ａ）のＨ方向）に、円弧支柱３１２とマーカーとが接するように配置する。
こうすることで、円弧支柱３１２のＨ方向の旋回動作に伴い、マーカーは円弧支柱３１２に押されて移動するが、円弧支柱３１２がＨ方向とは逆の方向に元に戻る動作に対してマーカーは移動せず、円弧支柱３１２が到達した位置を保持する。
このように円弧支柱３１２が旋回動作した際に到達した位置が保持されることで、計測時に到達した位置が可視化され、可視化されない場合と比較して、例えば、さらにマーカーをより大きな角度位置まで移動させようとするなど目標が立てやすくなり、その結果モチベーションを保ち続けることができる。

【0052】

また、麻痺の態様は様々であり、例えば、手が開いた状態のままで麻痺し、手を握る動作が難しい麻痺の態様がある。この麻痺の態様に対しても、上記第１の実施形態の計測装置を用いることができる。
図７は、計測装置を手指への装着させた状態について説明するための図である。図７（ａ）は、図６（ａ）と異なる態様にて手指を計測装置に載置した状態を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態において手指を屈曲させた後の状態を示す図である。
計測装置に対して、開いた状態の手を載置し、中央支柱３０２に拇指を掛ける。支持板３０１を調整して手首から指の付け根までの部分を支持板３０１と中央支柱３０２の間に挟んで固定する。そして、例えば図７（ａ）のように、円弧支柱３１２に手を開いた状態の四指の第一関節から先の部分が掛けた状態において、被計測者１の可能な範囲で、手を握る動作を行わせる。こうすることで円弧支柱３１２が、図７（ａ）の矢印Ｋの方向に、指の屈曲に伴って（伸展させた場合とは逆の方向に）旋回動作する（図７（ｂ））。そして、円弧支柱３１２が旋回動作した角度を検出する等により、可動域を計測することができる。

【0053】

さらに、麻痺の態様において、手を開いた状態から一度握ると手が固まってしまい、そこから開けなくなるという態様がある。この麻痺の態様に対しても、上記第１の実施形態の計測装置を用いることができる。
まず、握った状態、すなわち屈曲した状態の手を、例えば図６（ａ）のように計測装置に対して載置する。そして、回動部３１１を図６（ａ）の矢印Ｈの方向、すなわち四指が伸展する方向に旋回動作させる。
次に、四指が伸展した状態、すなわち手が開いた状態において、被計測者１が自発的に手を握る動作を行う。こうすることで円弧支柱３１２が、図６（ｂ）の矢印Ｋの方向に、指の屈曲に伴って（伸展させた場合とは逆の方向に）旋回動作する。
そして、屈曲した状態、例えば図６（ａ）の状態の手を、再度、回動部３１１を図６（ａ）の矢印Ｈの方向、すなわち四指が伸展する方向に旋回動作させる。
円弧支柱３１２が旋回動作した角度を個別に検出する、或いは平均化して検出することにより、可動域を計測する。こうすることで、手を開く動作、および握る動作を繰り返し行う日常生活における動作に近い可動域を計測することができる。

【0054】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0055】

１…被計測者、３…伸展部、３０…手掛け部、３１…四指ＩＰ指掛け部、３２…駆動部、３３…負荷計測部、３４…手動駆動部、３５…前腕固定部、３０１…支持板、３０２…中央支柱、３０６…拇指支持部、３１２…円弧支柱、３１０…回転軸、３１１…回動部、３５０…腕載せ部、
４…制御部、５…データ取得部、５０…撮像部、７…入出力部、
２…直線移動伸展部、２０…移動部、２１…第一指掛け部、２２…第二指掛け部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】