Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2018191964A - Neuropathy-related pain treatment support system and pain treatment support method - Google Patents

Neuropathy-related pain treatment support system and pain treatment support method Download PDF

Info

Publication number
JP2018191964A
JP2018191964A JP2017097763A JP2017097763A JP2018191964A JP 2018191964 A JP2018191964 A JP 2018191964A JP 2017097763 A JP2017097763 A JP 2017097763A JP 2017097763 A JP2017097763 A JP 2017097763A JP 2018191964 A JP2018191964 A JP 2018191964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
limb
patient
image
virtual space
healthy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017097763A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6903317B2 (en
Inventor
一則 猪俣
Kazunori Inomata
一則 猪俣
昌彦 住谷
Masahiko Sumitani
昌彦 住谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kids Holdings Co Ltd
Original Assignee
Kids Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kids Holdings Co Ltd filed Critical Kids Holdings Co Ltd
Priority to JP2017097763A priority Critical patent/JP6903317B2/en
Publication of JP2018191964A publication Critical patent/JP2018191964A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6903317B2 publication Critical patent/JP6903317B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

To provide a pain treatment support system and a pain support method in which a shape or movement of the diseased limb imaged in a brain of a patient complaining of neuropathy-related pain is accurately reproduced in virtual spaces, and the diseased limb can be modified into the matter having a desired shape or a motion space.SOLUTION: A pain treatment support system is characterized as follows: a stereoscopically viewable virtual space by a patient complaining of neuropathy-related pain is generated; the limb in the patient's real space is detected, and a position and a size are calculated in order to be reproduced in the virtual space; the virtual diseased limb being asymmetric to the healthy limb and being felt in the patient's brain is set in the virtual space, based on the calculated position and size, and thereby the image of the limb is generated; the generated image is displayed in the virtual space so as to be visible by the patient; and the diseased limb is displayed as an animation corresponding to an action of the healthy limb in the real space, and the operating range can be adjusted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、神経障害性の疼痛を訴える患者に対して、仮想空間に生成する四肢の画像によって、視覚フィードバックを提供する疼痛治療支援システム及び疼痛治療支援方法に関するものである。   The present invention relates to a pain treatment support system and a pain treatment support method for providing visual feedback to a patient complaining of neuropathic pain by using images of limbs generated in a virtual space.

一般に、痛みには、火傷、打撲などの侵害受容性疼痛と、いわゆる幻肢痛、視床痛など、神経の切断・圧迫に起因する神経障害性疼痛がある。後者については、痛みの発生機序が完全に解明されていないものの、脳内の知覚系と運動系の情報交換の異常であると考えられている。   In general, pain includes nociceptive pain such as burns and bruises, and neuropathic pain caused by nerve cutting and compression such as so-called phantom limb pain and thalamic pain. Regarding the latter, although the mechanism of pain generation has not been completely elucidated, it is considered that the information exchange between the sensory system and the motor system in the brain is abnormal.

前記神経障害性の疼痛緩和の治療方法としては、痛み止めの薬剤投与による薬物療法のほか、外科的な手術による治療法がある。しかし、前者は対処療法であり、副作用等の懸念もあり、後者は、侵襲性の高い治療となるため、患者の身体的負担が大きい。そこで、副作用の懸念がなく、非侵襲性の治療方法としてリハビリ治療が注目されている。   As a treatment method for the neuropathic pain alleviation, there are a therapeutic method by surgical operation in addition to a drug therapy by administration of a pain relieving drug. However, the former is a coping therapy, and there are concerns about side effects, and the latter is a highly invasive treatment, so that the physical burden on the patient is large. Therefore, rehabilitation treatment is attracting attention as a non-invasive treatment method without concern about side effects.

この種の治療方法として、古くは「ミラーセラピー」という鏡を用いたリハビリ療法が提案されていた。これは、鏡に映した健肢の反転像の動作を患者が観察することにより、当該患者の脳内で、あたかも患肢が健肢同様に動いているという視覚フィードバック情報を伝達し、前記情報交換の異常を是正するというものである。   In the past, rehabilitation therapy using a mirror called “mirror therapy” has been proposed as this type of treatment. This is because when a patient observes the movement of a reverse image of a healthy limb reflected in a mirror, visual feedback information is transmitted as if the affected limb is moving in the same way as the healthy limb in the patient's brain. It is to correct the abnormality of exchange.

従来、かかる「ミラーセラピー」の原理を応用して、仮想空間内に健肢と患肢を生成する治療支援装置又は治療支援方法が提案されていた。   Conventionally, a treatment support apparatus or a treatment support method for generating a healthy limb and an affected limb in a virtual space by applying the principle of “mirror therapy” has been proposed.

例えば、位置センサによって患者の姿勢等を検出し、これに基づいて所定作業を実行する当該患者の動きに対応する幻視画像を、仮想空間において提示し、患者は、幻視画像を高い臨場感で視覚的に認識する一方で、視覚と触覚等とのギャップを学習することにより、患者の脳が「幻肢は存在しない」と結論付けることを誘導させることができる疼痛治療支援装置が提案されていた(例えば、特許文献1参照。)。 この構成によれば、前記ミラーセラピーのように、健肢と患肢が鏡像対称な単純かつ恣意的な動きに限定されず、臨場感があり、より自然でかつ多様なリハビリ環境を設定することがで、高い治療効果が期待できる。   For example, a patient's posture or the like is detected by a position sensor, and a hallucination image corresponding to the movement of the patient who performs a predetermined operation based on the position sensor is presented in a virtual space, and the patient visually sees the hallucination image with a high sense of presence. A pain treatment support device that can induce the patient's brain to conclude that there is no phantom limb by learning the gap between sight and touch, etc. (For example, refer to Patent Document 1). According to this configuration, like the mirror therapy, the healthy limb and the affected limb are not limited to a simple and arbitrary movement in which the mirror image is symmetric, and there is a sense of reality, and a more natural and diverse rehabilitation environment is set. However, a high therapeutic effect can be expected.

また、麻痺した手に設置されたマークを撮影し撮影した撮影画像を出力するカメラと、撮影画像を入力しマークを用いて麻痺した手の位置を認識する位置認識部と、麻痺した手が動く動画を出力する画像形成部と、麻痺した手に重ねて動画を表示するヘッドマウントディスプレイと、を備えたリハビリ装置が提案されていた(例えば、特許文献2参照。)。この構成では、直接的にミラー相当の画像を使用していないものの、麻痺した手の画像に健肢状態の手の画像を重ねて表示する点では、基本的にミラーセラピーの原理を応用したものと考えられる。   In addition, a camera that shoots a mark placed on a paralyzed hand and outputs a captured image, a position recognition unit that inputs a captured image and recognizes the position of the paralyzed hand, and the paralyzed hand moves There has been proposed a rehabilitation device including an image forming unit that outputs a moving image and a head-mounted display that displays the moving image on a paralyzed hand (see, for example, Patent Document 2). This configuration does not directly use the image equivalent to the mirror, but basically applies the principle of mirror therapy in that the image of the paralyzed hand is superimposed on the image of the hand in the limb state. it is conceivable that.

なお、いわゆる前記ミラーセラピーの原理を応用し、拡張現実、仮想現実技術によって、運動遂行にかかわる中枢と抹消の神経回路を再活性化し、上肢切断後に書き換えられた大脳皮質のマップを修正することにより、幻肢痛の軽減を試みた実験によれば、評価指標として、Nemerical rating scale(NSR、スコアは0〜10)を用いた評価を行ったところ、所定のセッションの終了時、32%の改善が見られたとの報告がなされている。(例えば、非特許文献1参照。)   By applying the principle of the so-called mirror therapy, the central and peripheral neural circuits involved in motor execution are reactivated by augmented reality and virtual reality technology, and the map of the cerebral cortex rewritten after upper limb amputation is modified. According to an experiment that tried to reduce phantom limb pain, an evaluation using the Neural Rating Scale (NSR, score 0-10) as an evaluation index was performed, and at the end of a given session, it was improved by 32%. Has been reported. (For example, refer nonpatent literature 1.)

特許第4025230号公報Japanese Patent No. 4025230 特開2015−39522号公報JP2015-39522A

Max Ortiz-Catalan et al.「The LANCET Vol.388/Phantom motor execution facilitated by machine learning and augmented reality as treatment for phantom limb pain: a single group, clinical trial in patients with chronic intractable phantom limb pain」December 10,2016,2885-2894Max Ortiz-Catalan et al. “The LANCET Vol.388 / Phantom motor execution facilitated by machine learning and augmented reality as treatment for phantom limb pain: a single group, clinical trial in patients with chronic intractable phantom limb pain” December 10,2016 , 2885-2894

当該患者の脳内で、あたかも患肢が健肢同様に動いているという視覚フィードバック情報を伝達し、前記情報交換の異常を是正するという前記ミラーセラピーの原理が、神経障害性の疼痛改善に効果があるとすれば、先行技術のように、臨場感、リアリティがあって、没入感がある仮想空間内でのリハビリは非常に有効な手段と考えられる。   In the patient's brain, the mirror therapy principle that conveys visual feedback information that the affected limb is moving like a healthy limb and corrects the information exchange abnormality is effective in improving neuropathic pain If so, rehabilitation in a virtual space with a sense of realism, reality, and immersion, as in the prior art, is considered to be a very effective means.

ところで、前記神経障害性の疼痛を有する患者が、脳内で捉えている患肢の形状のイメージは患者によって異なる。したがって、この形状イメージは、欠損前の健肢の状態、又は欠損した断端に単純に手足部が結合された状態とは限らない。また、形状のみならず、患肢の動きも、健肢同様の動きを意図していても、前記患者の脳内では、異なる動きとなる場合がある。さらに、リハビリの進度に応じて前記イメージも変化するため、常時、同じ状態とは限らない。リハビリ中も、患肢のイメージが、あらかじめ設定された形状のままでは、リアルタイムで変化する患肢のイメージ、あるいはリハビリの目的に合致しない患肢でリハビリを進めることとなる。   By the way, the image of the shape of the affected limb captured in the brain by the patient having the neuropathic pain differs depending on the patient. Therefore, this shape image is not necessarily the state of the healthy limb before the loss or the state where the limbs are simply coupled to the lost stump. Further, not only the shape but also the movement of the affected limb may be different in the patient's brain even if the movement of the affected limb is intended to be the same as that of the healthy limb. Furthermore, since the image changes according to the progress of rehabilitation, it is not always the same state. Even during rehabilitation, if the image of the affected limb remains in a preset shape, the rehabilitation proceeds with the image of the affected limb that changes in real time or the affected limb that does not match the purpose of rehabilitation.

しかし、前記先行技術は、ミラーセラピーの原理を踏襲しており、仮想空間で患肢を表示する場合、基本的に健肢の反転画像を前提としている。特許文献1にかかる先行技術では、患肢(幻肢)のイメージをあらかじめ患者からヒアリングして形状を決定することが示唆されているが、具体的にどのような構成、又は方法で形状を決定するのかについて開示はされていない。前記した通り、仮想空間を利用した前記疼痛治療は、臨場感、リアリティが有効な効果を奏することが確認されているため、仮想空間内の患肢が、患者のイメージと異なる場合、十分な改善効果が期待できないおそれがあった。   However, the prior art follows the principle of mirror therapy, and when displaying an affected limb in a virtual space, basically, an inverted image of a healthy limb is assumed. In the prior art according to Patent Document 1, it is suggested that the shape is determined by hearing the image of the affected limb (phantom limb) from the patient in advance. However, the shape is specifically determined by any configuration or method. There is no disclosure about what to do. As described above, since the pain treatment using the virtual space has been confirmed to have effective effects of realism and reality, when the affected limb in the virtual space is different from the image of the patient, sufficient improvement is achieved. There was a possibility that the effect could not be expected.

本発明は、上記課題を解消させるためのものであり、患者の脳内でイメージする患肢の形状、動きを仮想空間内で正確に再現するとともに、リハビリ中に、リアルタイムで、所望の形状、動きに患肢を調整可能とする疼痛治療支援システム及び疼痛支援方法を提供することを目的とする。   The present invention is for solving the above-mentioned problems, and accurately reproduces the shape and movement of the affected limb imaged in the patient's brain in the virtual space, and in real time during rehabilitation, the desired shape, An object of the present invention is to provide a pain treatment support system and a pain support method capable of adjusting an affected limb to movement.

上記目的を達成させるために、本発明にかかる疼痛治療支援システムは、神経障害性の疼痛を訴える患者が立体視可能な仮想空間を生成し、前記患者の現実空間における肢体を検出して前記仮想空間内で再現するために位置及び大きさを算出し、算出された位置及び大きさに基づいて、前記仮想空間内に、前記健肢と非対称であって、前記患者の脳内で知覚する仮想患肢を設定することにより、前記肢体の画像を生成し、生成された画像は、前記仮想空間内で前記患者が視認可能に表示され、患肢は現実空間における健肢の動作に対応して動画として表示されるとともに、その動作範囲を調整可能とすることを最も主要な特徴とする。   In order to achieve the above object, a pain treatment support system according to the present invention generates a virtual space that can be stereoscopically viewed by a patient who complains of neuropathic pain, detects a limb body in the real space of the patient, and detects the virtual body. A position and size are calculated for reproduction in the space, and based on the calculated position and size, the virtual space is asymmetric with the healthy limb and perceived in the patient's brain. By setting the affected limb, an image of the limb body is generated, and the generated image is displayed so that the patient can see in the virtual space, and the affected limb corresponds to the motion of the healthy limb in the real space. The main feature is that it is displayed as a moving image and its operating range can be adjusted.

すなわち、幻肢痛、視床痛、その他神経障害性の疼痛を訴える患者に対して、仮想空間に生成する肢体の画像によって、視覚フィードバックを提供する疼痛治療支援システムであって、
前記患者が立体視可能な仮想空間を生成する仮想空間生成手段と、
前記患者の現実空間における患肢及び患肢に相対する健肢から構成される肢体を検出する検出手段と、
前記検出された肢体の位置及び大きさを前記仮想空間内で視認可能に再現するために算出する演算手段と、
前記算出された位置及び大きさに基づいて前記仮想空間内に前記肢体の画像を生成するとともに、少なくとも、前記健肢と非対称であって、前記患者の脳内で知覚する患肢を前記患者の主訴又は愁訴に基づいて設定する画像生成手段と、
前記患者の現実空間における健肢の動きに対応した患肢の動きを、前記仮想空間内において、前記設定された画像に基づいて動画として表示する表示手段と、
前記表示手段で表示された前記仮想空間内の画像環境、肢体の位置、大きさ及び患肢の動作を調整可能とする調整手段と、
を有することを特徴とする。
That is, a pain treatment support system for providing visual feedback to a patient complaining of phantom limb pain, thalamic pain, and other neuropathic pain by an image of a limb body generated in a virtual space,
Virtual space generating means for generating a virtual space in which the patient can stereoscopically view; and
Detecting means for detecting a limb body composed of an affected limb in the real space of the patient and a healthy limb facing the affected limb;
A calculation means for calculating the position and size of the detected limb so as to be recognizable in the virtual space;
Based on the calculated position and size, an image of the limb body is generated in the virtual space, and at least an affected limb that is asymmetric with the healthy limb and is perceived in the patient's brain. Image generation means to be set based on the main complaint or complaint;
Display means for displaying the movement of the affected limb corresponding to the movement of the healthy limb in the real space of the patient in the virtual space as a moving image based on the set image;
An adjustment unit that can adjust the image environment in the virtual space displayed by the display unit, the position and size of the limb, and the operation of the affected limb;
It is characterized by having.

この構成によれば、健肢の反転画像をそそまま使用せず、患者の主訴・愁訴によって、仮想空間内の患肢を設定し、患肢の動作の調整が可能となる。   According to this configuration, the inverted image of the healthy limb is not used as it is, and the affected limb in the virtual space can be set and the motion of the affected limb can be adjusted by the patient's main complaint / complaint.

前記演算手段は、前記現実空間における前記肢体のうち、少なくも、腕脚部の位置及び大きさを検出する第1検出手段と、手足部の位置及び大きさを検出する第2検出手段とから検出結果を受け取り、前記検出された各々の位置及び大きさから前記仮想空間内で視認可能に再現するための位置及び大きさを算出し、前記画像生成手段は、前記各々算出された位置及び大きさの腕脚部及び手足部の画像を合成させて前記肢体の画像を生成すればよい。   The calculation means includes at least a first detection means for detecting the position and size of the arm leg portion and a second detection means for detecting the position and size of the limb portion of the limbs in the real space. A detection result is received, a position and a size for reproducible reproduction in the virtual space are calculated from the detected position and size, and the image generation means is configured to calculate the position and size calculated respectively. What is necessary is just to synthesize | combine the image of the arm leg part and limb part, and to produce | generate the image of the said limb.

この構成によれば、仮想空間内の患肢を高精細に再現することが可能となる。   According to this configuration, the affected limb in the virtual space can be reproduced with high definition.

前記画像生成手段によって生成された前記肢体の画像データは、各患者にユニークなIDデータと対応させて記憶する記憶手段を有し、前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶されている画像データがある場合は、前記IDデータによって対応する画像データを読み出し、前記患者の主訴又は愁訴に変更がある場合に再設定を行うとともに、前記再設定された画像データを、前記記憶手段に記憶させる画像データとして更新させてもよい。   The image data of the limbs generated by the image generation means has storage means for storing corresponding to ID data unique to each patient, and the image generation means stores image data stored in the storage means If there is an image, the corresponding image data is read by the ID data, and when there is a change in the main complaint or complaint of the patient, the image is reset and the image data to be stored in the storage means is stored. It may be updated as data.

通常、この種のリハビリは、複数回行われるため、この構成によれば、常に、患者の脳内にある最新の患肢のイメージに合致した患肢でリハビリを行うことができる。   Usually, since this type of rehabilitation is performed a plurality of times, according to this configuration, rehabilitation can always be performed with an affected limb that matches the latest image of the affected limb in the patient's brain.

前記画像生成手段の設定は、少なくとも、前記仮想空間内の患肢の関節角度設定、患肢の腕脚部又は手足部の長手方向伸縮による長さ設定、患肢の短手方向拡縮による幅設定のいずれか一つで設定可能であるとともに、前記設定された患肢の前記表示手段による表示後に、随時、前記関節角度設定、長さ設定、幅設定ができるようにすればよい。   The setting of the image generation means is at least the setting of the joint angle of the affected limb in the virtual space, the length setting by the longitudinal extension / contraction of the arm leg or limb of the affected limb, and the width setting by the lateral extension / contraction of the affected limb. It is possible to set the joint angle, length, and width as needed after the display of the set affected limb by the display means.

患者が脳内でイメージする患肢の形状は、例えば、健肢をモデルケースとして生成する場合、健肢に対して、角度、伸縮、拡縮のいずれかによって加工、修正して生成可能と考えられるため、この構成により、仮想空間内に、正確な患肢を再現することが可能になる。   For example, when a healthy limb is generated as a model case, the shape of the affected limb imaged by the patient in the brain can be generated by modifying and processing the healthy limb by any of angle, expansion / contraction, and expansion / contraction. Therefore, this configuration makes it possible to reproduce an accurate affected limb in the virtual space.

前記調整手段は、前記仮想空間内で、現実空間の健肢の動作と同期して作動する患肢の可動域又は運動量を前記健肢の可動域又は運動量との関係で相対的に規制するようにしてもよい。   In the virtual space, the adjusting means relatively regulates the range of motion or momentum of the affected limb that operates in synchronization with the motion of the healthy limb in the real space in relation to the range of motion or the amount of exercise of the healthy limb. It may be.

仮想空間内で、患者が、健肢の動きを模して患肢を動かす場合でも、患者の脳内では、健肢の動作と完全に一致しない。この構成によれば、患肢の動きを規制して調整するようにしているため、患者の脳内でイメージされた正確な患肢の再現を実現することができる。   Even if the patient moves the affected limb in imitation of the movement of the healthy limb in the virtual space, the movement of the healthy limb does not completely match in the patient's brain. According to this configuration, since the movement of the affected limb is regulated and adjusted, an accurate reproduction of the affected limb imaged in the patient's brain can be realized.

上記目的を達成させるために、本発明にかかる疼痛治療支援方法は、
幻肢痛、視床痛、その他神経障害性の疼痛を訴える患者に対して、仮想空間に生成する肢体の画像によって、視覚フィードバックを提供する疼痛治療支援方法であって、
前記患者が立体視可能な仮想空間を生成するステップと、
前記患者の現実空間における患肢及び患肢に相対する健肢から構成される肢体のうち、腕脚部の位置及び大きさを第1検出とするとともに、手足部の位置及び大きさを第2検出として検出するステップと、
前記第1検出と第2検出の結果を受け取り、検出された各々の位置及び大きさを前記仮想空間内で視認可能に再現するために位置及び大きさを算出するステップと、
前記算出された位置及び大きさの腕脚部及び手足部の画像を合成させて前記仮想空間内に前記肢体の画像を生成するとともに、少なくとも、前記健肢と非対称であって、前記患者の脳内で知覚する患肢を前記患者の主訴・愁訴に基づいて設定した画像を生成するステップと、
前記患者の現実空間内における健肢の動きに対応した患肢の動きを、前記仮想空間内において、前記設定された画像に基づいて動画として表示するとともに、前記設定されて仮想空間内に表示された患肢の位置、大きさ及び動作を調整するステップと、
を有することを最も主要な特徴とする。
In order to achieve the above object, a pain treatment support method according to the present invention includes:
A pain treatment support method for providing visual feedback to a patient complaining of phantom limb pain, thalamic pain, and other neuropathic pain by using an image of a limb body generated in a virtual space,
Generating a virtual space in which the patient can stereoscopically view;
Among the limbs composed of the affected limb in the real space of the patient and the healthy limb opposite to the affected limb, the position and size of the arm leg are set as the first detection, and the position and size of the limb are set to the second. Detecting as detection;
Receiving the results of the first detection and the second detection, and calculating the position and size in order to reproduce each detected position and size in the virtual space so as to be visible;
The images of the arms and legs and the limbs of the calculated position and size are combined to generate an image of the limb in the virtual space, and at least asymmetric with the healthy limb, and the patient's brain Generating an image in which the affected limb perceived within is set based on the main complaint / complaint of the patient;
The movement of the affected limb corresponding to the movement of the healthy limb in the real space of the patient is displayed as a moving image in the virtual space based on the set image, and is set and displayed in the virtual space. Adjusting the position, size and movement of the affected limb;
It has the most important feature.

前記設定は、少なくとも、前記仮想空間内の患肢の関節角度設定、患肢の腕脚部又は手足部の長手方向伸縮による長さ設定、患肢の短手方向拡縮による幅設定のいずれか一つで設定するとともに、前記設定された患肢の前記表示手段による表示後に、前記患者が、設定された患肢を視認している状態で前記関節角度設定、長さ設定、幅設定の変更を行うようにしてもよい。   The setting is at least one of a joint angle setting of the affected limb in the virtual space, a length setting by extending or contracting the arm leg or limb of the affected limb in the longitudinal direction, and a width setting by expanding or contracting the affected limb in the short direction. The joint angle setting, length setting, and width setting are changed while the patient is viewing the set affected limb after the set affected limb is displayed by the display means. You may make it perform.

この構成によれば、例えば、患者のリハビリ中に、患者の患肢を注視しているときに、リアルタイムで患肢を健肢の形状に近づけることができる。 According to this configuration, for example, when the patient's affected limb is being watched during the rehabilitation of the patient, the affected limb can be brought close to the shape of the healthy limb in real time.

本発明にかかる疼痛治療支援システム及び方法は、患者の脳内でイメージする健肢とは非対称な患肢の形状、動きを仮想空間内で正確に再現することができるため、臨場感、リアリティのある画像が表示でき、飛躍的な疼痛改善が期待できるという効果を奏する。   The pain treatment support system and method according to the present invention can accurately reproduce in the virtual space the shape and movement of the affected limb that is asymmetrical with the healthy limb imaged in the brain of the patient. A certain image can be displayed, and the effect of drastically improving pain can be expected.

さらに、リハビリ中に、リアルタイムで、所望の形状、動きに患肢を修正可能とするため、理想的な形状、動きへの到達を促進し、リハビリ期間の短縮にも貢献するという効果を奏する。   Furthermore, since the affected limb can be corrected to a desired shape and movement in real time during rehabilitation, the reaching of the ideal shape and movement is promoted and the rehabilitation period is shortened.

図1は、本発明にかかる疼痛治療支援システムのブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram of a pain treatment support system according to the present invention. 図2は、本発明にかかる疼痛治療支援システムで生成される仮想空間の構成例を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a virtual space generated by the pain treatment support system according to the present invention. 図3は、仮想空間内の患肢の設定作業画面を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a setting work screen for the affected limb in the virtual space. 図4は、肢体の三次元モデル画像例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a three-dimensional model image of a limb. 図5は、仮想空間の画像上に患肢の位置、動作を調整するスライダを設けた例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which a slider for adjusting the position and motion of the affected limb is provided on the image in the virtual space. 図6は、患肢の動作調整を示した図であり、(a)は、患肢の可動域の調整例を示したもの、(b)は、患肢の運動量の調整例を示したものである。6A and 6B are diagrams showing adjustment of motion of the affected limb, where FIG. 6A shows an example of adjusting the range of motion of the affected limb, and FIG. 6B shows an example of adjusting the momentum of the affected limb. It is. 図7は、患肢について、リハビリの到達目的画像と脳内イメージの画像とを重畳的に表示した図である。FIG. 7 is a diagram in which the target image for rehabilitation and the image in the brain are superimposedly displayed on the affected limb. 図8は、本発明にかかる疼痛治療支援方法のフロー図である。FIG. 8 is a flowchart of the pain treatment support method according to the present invention.

図1を参照して、1は、本発明にかかる疼痛治療支援システムである。疼痛治療支援システム1は、幻肢痛、視床痛等、神経障害性の疼痛を訴える患者に対して、仮想空間に当該患者が、恰も、自分の意思によって患肢を動かしているように視認できる動画を再生し、これを視認した前記患者の脳に視覚フィードバックを提供するものである。   Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pain treatment support system according to the present invention. The pain treatment support system 1 can visually recognize a patient complaining of neuropathic pain such as phantom limb pain and thalamic pain as if the patient is moving the affected limb by his / her own intention in the virtual space. The moving image is reproduced and visual feedback is provided to the brain of the patient who has visually recognized the moving image.

疼痛治療支援システム1は、前記神経障害性の疼痛を訴える患者Pの動きを捕捉するモーションキャプチャ技術を利用したものである。モーションキャプチャ技術は、人など動体の動きをデジタル化して、現実空間の動作を仮想空間上でリアルタイムに再現するものである。モーションキャプチャ技術は、多様な方式があるが、本発明にかかる疼痛治療システムは、特定の方式に限定するものではない。ただし、神経障害性の疼痛治療という目的から、患者Pの動きを捕捉して、仮想空間上でリアルタイムかつ高精細に再現し、直ちに患者Pが、その動きを視認できるように視覚フィードバックする必要があるため、光学式のものが好適である。光学式のモーションキャプチャ技術としては、動体の動作の特徴点(人の場合、例えば、関節部分)にマーカを付け、これを光学式に検出して計測するものが一般的であるが、近年、動体にマーカを付さずに、赤外線レーザを一定範囲に照射し、細かな点が分布した環境を生成し、動体が動くことにより、前記照射エリアの点の分布が変化するため、かかる変化から、動きを捕捉する深度センサを利用するモーションキャプチャ技術がある。以下、本実施形態では、一例として、かかるマーカレスのモーションキャプチャ技術を前提として説明する。 The pain treatment support system 1 uses motion capture technology that captures the movement of the patient P who complains of the neuropathic pain. Motion capture technology digitizes the movement of moving objects such as people and reproduces real-world motion in a virtual space in real time. Although there are various types of motion capture techniques, the pain treatment system according to the present invention is not limited to a specific type. However, for the purpose of treating neuropathic pain, it is necessary to capture the movement of the patient P, reproduce it in real time and in high definition in a virtual space, and immediately provide visual feedback so that the patient P can visually recognize the movement. Therefore, an optical type is preferable. As an optical motion capture technology, it is common to attach a marker to a feature point of motion of a moving object (in the case of a person, for example, a joint part), and detect and measure this optically. Irradiate an infrared laser to a certain range without attaching a marker to the moving object, generate an environment in which fine points are distributed, and the moving object moves to change the distribution of the points in the irradiation area. There is a motion capture technology that uses a depth sensor to capture motion. Hereinafter, as an example, the present embodiment will be described on the assumption of such a markerless motion capture technique.

また、以下では説明の便宜上、明示的に特定しない限り、上肢の一方に患肢がある場合について説明するが、四肢いずれが患肢の場合であっても、本発明にかかる疼痛治療支援システム及び疼痛治療支援方法を適用することができ、同様の手法で治療(リハビリ)を実行することができる。   In addition, for convenience of explanation, the case where there is an affected limb in one of the upper limbs will be described unless explicitly specified. However, even if any of the four limbs is an affected limb, A pain treatment support method can be applied, and treatment (rehabilitation) can be performed in the same manner.

疼痛治療支援システム1は、患者Pの肢体を検出する検出手段を有するが、本実施の形態では、第1検出部11と第2検出部12とを備える。第1検出部11及び第2検出部12は、検出対象となる四肢の動きから、現実空間における当該四肢の存在を検出するものである。ここで、第1検出部は、上肢のうち、腕部の動き、すなわち、肩の屈曲・伸展・外転・内転・外旋・内旋、肘の屈曲・伸展、前腕の回内・回外等、比較的大きな動きを検出するものである。一方、第2検出部は、手部の動き、即ち、掌の屈曲・伸展・橈屈・尺屈、各指の屈曲・伸展・屈曲等、比較的細かな動き(個々の指の動き)を検出するものである。なお、下肢の場合は、第1検出部11が脚部の動き、第2検出部12が足部の動きを検出する。第1検出部11及び第2検出部12は、ともに、前記した通り、モーションキャプチャ技術を利用したものであり、好ましくは赤外線照射部と赤外線受光部によって患者Pの腕部及び手部の動きを捕捉するものであればよい。ただし、例えば、第1検出部11は、有効距離を0.8乃至4mレベル、認識精度を1mm単位レベルとし、第2検出部12は、有効距離を2.5乃至60cmレベル、認識精度を1/100mmレベルとするように、検出対象によってセンサの認識範囲は異なるものとなる。 The pain treatment support system 1 includes detection means for detecting the limbs of the patient P, but includes a first detection unit 11 and a second detection unit 12 in the present embodiment. The 1st detection part 11 and the 2nd detection part 12 detect presence of the said limb in real space from the motion of the limb used as a detection target. Here, the first detection unit moves the arm part of the upper limbs, that is, shoulder flexion / extension / abduction / inversion / external rotation / internal rotation, elbow flexion / extension, forearm pronation / rotation. It detects relatively large movements such as outside. On the other hand, the second detection unit performs relatively fine movements (individual finger movements) such as hand movements, that is, bending / extension / bending / bending of palm, bending / extension / bending of each finger, etc. It is to detect. In the case of the lower limb, the first detection unit 11 detects the movement of the leg and the second detection unit 12 detects the movement of the foot. As described above, both the first detection unit 11 and the second detection unit 12 use motion capture technology, and preferably the movement of the arm and hand of the patient P is performed by the infrared irradiation unit and the infrared light reception unit. Anything can be used. However, for example, the first detection unit 11 has an effective distance of 0.8 to 4 m level and recognition accuracy of 1 mm unit level, and the second detection unit 12 has an effective distance of 2.5 to 60 cm level and recognition accuracy of 1 level. The recognition range of the sensor differs depending on the detection target so as to be at the / 100 mm level.

前記検出された肢体は、仮想空間生成部13で生成された仮想空間内において再現される。図2に、仮想空間Vの構成例を示す。仮想空間Vは、患者Pが立体視可能に形成されており、後述するように、生成された仮想上肢Vhが動画として反映される。そして、仮想空間Vに臨む患者Pの視線を仮想上肢Vhに誘導させる仮想誘導ボックスVbと、健肢と患肢を仕切る仮想仕切体Vpと、仮想上肢Vhの動きを客観的に視認する仮想ミラーVmと、仮想上肢Vhで掴む、転がす、等の動作支援用の仮想ツールVsと、リハビリ時間を確認するための仮想時計Vwと、から構成されている。なお、仮想空間Vは、リハビリの訓練メニューなどによって多様であるため、複数の異なる仮想空間を生成し、後述する記憶部16に登録しておいてもよい。さらに、視覚だけではなく、聴覚刺激機能として、集中力をあげる効果音を生成してもよい。効果音を出すことにより、副交感神経を優位にし、リハビリへの集中力を促進する効果が期待できる。具体的には、雨音、雑踏音のほか、仮想ツールVsを転がしたとき、落としたときの音を生成してもよい。   The detected limb is reproduced in the virtual space generated by the virtual space generation unit 13. FIG. 2 shows a configuration example of the virtual space V. The virtual space V is formed so that the patient P can view stereoscopically, and the generated virtual upper limb Vh is reflected as a moving image, as will be described later. A virtual guidance box Vb that guides the line of sight of the patient P facing the virtual space V to the virtual upper limb Vh, a virtual partition Vp that partitions the healthy limb from the affected limb, and a virtual mirror that objectively visually recognizes the movement of the virtual upper limb Vh. Vm, a virtual tool Vs for supporting movement such as grasping and rolling with the virtual upper limb Vh, and a virtual clock Vw for confirming the rehabilitation time. Since the virtual space V varies depending on the rehabilitation training menu or the like, a plurality of different virtual spaces may be generated and registered in the storage unit 16 to be described later. Furthermore, sound effects that increase concentration can be generated as an auditory stimulation function as well as vision. By producing a sound effect, the effect of making the parasympathetic nerve dominant and promoting concentration on rehabilitation can be expected. Specifically, in addition to rain sounds and hustle sounds, sounds generated when the virtual tool Vs is rolled or dropped may be generated.

図1に戻り、第1検出部11及び第2検出部12で検出された上肢の動きに基づき、演算部14は、患者Pの上肢を仮想空間Vで仮想上肢Vhとして再現するために、患者Pの現実空間における肢体の位置及び大きさを算出する。算出方法は、仮想上肢Vhが、仮想空間V内で立体画像として違和感なく再現できるようにするものであれば特に限定しないが、前記深度センサによって検出された平面上の上肢の情報を3次元画像として再現する透視投影変換に従って算出すればよい。すなわち、あらかじめ前記深度センサの視野角で設定したパラメータを用いて、前記検出した画像上の点の深度(奥行)を三角測量によって算出すればよい。   Returning to FIG. 1, based on the movement of the upper limb detected by the first detection unit 11 and the second detection unit 12, the calculation unit 14 is configured to reproduce the upper limb of the patient P as the virtual upper limb Vh in the virtual space V. The position and size of the limb in the P real space are calculated. The calculation method is not particularly limited as long as the virtual upper limb Vh can be reproduced as a stereoscopic image in the virtual space V without a sense of incongruity, but information on the upper limb on the plane detected by the depth sensor is a three-dimensional image. It is sufficient to calculate according to the perspective projection transformation reproduced as That is, the depth (depth) of the point on the detected image may be calculated by triangulation using a parameter set in advance by the viewing angle of the depth sensor.

演算部14で算出された位置、大きさに基づいて、仮想空間生成部13で生成された仮想空間Vに仮想上肢Vhを表示するために、画像生成部15で仮想上肢Vhの設定を行う。   Based on the position and size calculated by the calculation unit 14, the virtual upper limb Vh is set by the image generation unit 15 in order to display the virtual upper limb Vh in the virtual space V generated by the virtual space generation unit 13.

一般に、神経障害性の疼痛を訴える患者Pが自己の脳内でイメージする患肢の外形は、相対する健肢と同じではなく、非対称である。(ここで、「相対する健肢」とは、例えば、右上肢が患肢の場合、左上肢の健肢を指す、というように、左右四肢のうち、左右一方の患肢に対応する左右他方の健肢を意味する。)従って、従来、例えば、疼痛緩和の手法として提案されていたミラーセラピーのように、健肢の反転画像で患肢を表示しても、患者Pの脳内の患肢のイメージとの間にギャップが生じる結果、前記反転画像を見ても効果的な視覚フィードバックが得られないという問題があった。そこで、画像生成部15の仮想上肢Vhの設定は、患者Pの脳内で知覚する患肢を、患者Pの主訴、愁訴に基づいて相対する健肢とは非対称的に設定する。なお、患者Pの主訴、愁訴に基づくこととしたのは、患者Pが、脳内でイメージする患肢を必ずしも、的確に表現できるとは限らないため、場合によっては主訴・愁訴に対して、過去の設定事例を参考にしつつ、設定内容を補足する可能性もあるからである。   In general, the external shape of the affected limb imaged in the brain of the patient P who complains of neuropathic pain is not the same as the opposite healthy limb but is asymmetric. (Here, the “relatively healthy limbs” refers to, for example, the right limb of the left upper limb when the right limb is the affected limb. Therefore, even if the affected limb is displayed as an inverted image of the healthy limb, such as mirror therapy which has been conventionally proposed as a pain relieving technique, the disease in the brain of the patient P As a result of a gap between the limb image, there is a problem that effective visual feedback cannot be obtained even if the inverted image is viewed. Therefore, the setting of the virtual upper limb Vh of the image generation unit 15 sets the affected limb perceived in the brain of the patient P asymmetrically with the opposing healthy limb based on the main complaint and complaint of the patient P. In addition, it was decided that the patient P would not be able to accurately represent the affected limb imaged in the brain because the patient P's main complaint or complaint is based on the complaint or complaint. This is because the setting contents may be supplemented while referring to past setting examples.

図3は、前記患肢の設定を行うための画面例である。前記検出された患者Pの肢体は、演算部14で算出され、画像生成部15で生成されたグラフィック画像で再現され、グラフィック化された肢体の画像上に重ねて、肢体の動作ポイントを明確にするために、関節部分を球体(ジョイント)とし、関節間をつなぐ上腕骨、大腿骨のような部分を棒状体(ジョイントチェーン)とし、全体を簡略化したスケルトン画像に変換する。患肢として設定するジョイントの色を赤色とし、患者Pの主訴・愁訴をヒアリングしながら、例えば、ジョイントチェーンを長手方向に伸縮させて、肢体全体のバランスから見て、患者Pが脳内でイメージする患肢の長さを設定する。図3のC1は正面斜視図、C2は背面図、C3は患肢側(右上肢)側面図を例示的に示したものであるが、画面上で、マウスなどのポインティングデバイスを用いて任意の方向から見えるように回転自在に操作可能になっている。   FIG. 3 is an example of a screen for setting the affected limb. The detected limb of the patient P is calculated by the calculation unit 14, reproduced by the graphic image generated by the image generation unit 15, and superimposed on the graphic image of the limb to clearly define the operation point of the limb. In order to achieve this, the joint portion is a sphere (joint), the humerus and the femur that connect the joints are rod-like bodies (joint chains), and the whole is converted into a simplified skeleton image. While the joint color set as the affected limb is red, hearing the patient's main complaint / complaint, for example, the joint chain is stretched in the longitudinal direction, and the patient P is imaged in the brain as viewed from the balance of the entire limb. Set the length of the affected limb. In FIG. 3, C1 is a front perspective view, C2 is a rear view, and C3 is a side view of the affected limb (upper right limb). However, any desired pointing device such as a mouse can be used on the screen. It can be operated freely so that it can be seen from the direction.

C2の背面図からも明らかなとおり、本実施の形態では、右側上肢が、健肢である左側上肢よりも長いイメージで設定されているが、当然に、左右上肢、下肢いずれも、患肢として設定することができる。また、本実施例では、前記ジョイントチェーンの長手方向の伸縮例を示したが、他に、患肢の関節角度設定、患肢の短手方向拡縮による幅設定も可能であり、これらの設定を複数組み合わせた設定(例えば、関節角度、ジョイントチェーンの伸縮・拡縮を合わせて行う設定)も可能である。さらに、本実施例では、第1検出部11による腕部の検出に基づく設定であるが、第2検出部12による手足部の検出基づく設定においても、上記各種設定が可能である(図示せず)。 As is clear from the rear view of C2, in this embodiment, the right upper limb is set to be longer than the left upper limb, which is a healthy limb, but of course, both the left and right upper limbs and lower limbs are affected limbs. Can be set. In the present embodiment, the example of expansion and contraction of the joint chain in the longitudinal direction is shown, but in addition, the joint angle of the affected limb can be set, and the width can be set by expanding and contracting the affected limb in the short direction. A combination of a plurality of settings (for example, a setting in which joint angles and expansion / contraction / expansion / contraction of the joint chain are combined) is also possible. Furthermore, in the present embodiment, the setting is based on the detection of the arm by the first detection unit 11, but the above-described various settings are also possible in the setting based on the detection of the limbs by the second detection unit 12 (not shown). ).

上記実施形態では、患者Pの主訴・愁訴をヒアリングして患肢の設定の操作を行うようにしているが、仮想空間V内で図3のような設定画面を表示し、患者Pがこの仮想の設定画面上で患者P自らが仮想上肢Vhを使って患肢を設定するようにしてもよい。また、前記設定後、後述する表示部17で表示している状態で、随時、前記関節角度設定、長さ設定、幅設定ができるようにしてもよい。 In the above embodiment, the patient P's chief complaint / complaint is heard and the setting operation of the affected limb is performed. However, a setting screen as shown in FIG. The patient P himself / herself may set the affected limb using the virtual upper limb Vh on the setting screen. Further, after the setting, the joint angle setting, the length setting, and the width setting may be performed at any time while being displayed on the display unit 17 described later.

画像生成部15は、演算部14で算出された位置及び大きさの腕脚部及び手足部の画像を合成させて患者Pの肢体の画像を生成する。   The image generation unit 15 generates an image of the limb of the patient P by synthesizing the images of the arm legs and limbs of the position and size calculated by the calculation unit 14.

前記画像生成部15で設定された患肢を含む肢体の画像は、表示部17によって仮想空間V内に表示さる。表示部17では、患者Pが現実空間で健肢を動かすと、仮想空間Vでも、同様に健肢が動き、表示部17を見ている患者Pは、恰も、現実空間の健肢の動きを見ているようになる。このとき、仮想空間V内では、前記設定した患肢が、前記健肢の動きに対応した動きをする。   The image of the limb including the affected limb set by the image generation unit 15 is displayed in the virtual space V by the display unit 17. In the display unit 17, when the patient P moves the healthy limb in the real space, the healthy limb moves in the virtual space V as well, and the patient P who is looking at the display unit 17 moves the movement of the healthy limb in the real space. I'm watching. At this time, in the virtual space V, the set affected limb moves corresponding to the movement of the healthy limb.

図4で示す通り、表示部17で表示された患者Pの上肢は、左側上肢Vhlが患肢であり、右側上肢Vhrが健肢となる。左側上肢Vhlと右側上肢Vhrは、左右非対称であり、患者Pが脳内でイメージする患肢を再現したものとなっている。本実施の形態では、左側上肢Vhlの肩付近からすぐに手部が付いた状態のものを表示しているが、患者によっては、例えば、手部が胸部や腹部などに埋没している状態の患肢が脳内のイメージになっている場合もある。また、腕部が、健肢とは異なる方向に屈曲している状態の患肢が脳内イメージになっている場合などもある(図示せず)。   As shown in FIG. 4, in the upper limb of the patient P displayed on the display unit 17, the left upper limb Vhl is the affected limb and the right upper limb Vhr is the healthy limb. The left upper limb Vhl and the right upper limb Vhr are bilaterally asymmetric and reproduce the affected limb imaged by the patient P in the brain. In the present embodiment, the one with the hand attached immediately from the vicinity of the shoulder of the left upper limb Vhl is displayed, but depending on the patient, for example, the hand is buried in the chest or abdomen. The affected limb may be an image in the brain. In some cases, the affected limb in a state where the arm is bent in a direction different from that of the healthy limb is an image in the brain (not shown).

なお、表示部17を構成する機器は、立体映像の動画を表示できるものであればよく、特に限定しないが、効果的な視覚フィードバックが期待できるものとしては、動画を見る患者Pに没入感を付与する立体映像表示可能なヘッドマウントディスプレイが好適である。特に、広角視野で装着した頭部の動きに表示が追従するヘッドトラッキング機能を有するものが好ましい。立体映像の仕組みは、液晶パネルを左右分割し、左右の目で試聴するものであればよい。ただし、これに限定する趣旨ではなく、例えば、大型のスクリーンを使用したものであってもよい。   The device constituting the display unit 17 is not particularly limited as long as it can display a moving image of a stereoscopic video, but effective visual feedback can be expected, so that the patient P who sees the moving image has an immersive feeling. A head mounted display capable of displaying a stereoscopic image to be applied is preferable. In particular, those having a head tracking function in which the display follows the movement of the head worn in a wide-angle visual field are preferable. The mechanism of the stereoscopic image may be any one in which the liquid crystal panel is divided into left and right parts and auditioned with the left and right eyes. However, the present invention is not limited to this. For example, a large screen may be used.

前記設定で患者Pの脳内にイメージされた患肢は、表示部17で再現されるが、仮想空間V内の画像環境、肢体の位置及び大きさの微調整を要する場合がある。例えば、表示部17での表示前に、前記第1検出部11と表示部17(ヘッドマウントディスプレイ)装着時の患者Pの目線との高さを水平位置に設置するために、三脚等で第1検出部11の高さ調節をするが、実際に表示部17で表示したときに、患者Pの目線から、上肢Vhの視認性を良好なものとするためにさらなる微調整が必要となる場合がある。また、仮想空間V内で仮想上肢Vhを表示した状態で、仮想上肢Vhを載せる机の位置などを前後左右に微調整する必要が生じる場合もある。   The affected limb imaged in the brain of the patient P with the above settings is reproduced on the display unit 17, but fine adjustment of the image environment in the virtual space V, the position and size of the limb may be required. For example, before displaying on the display unit 17, in order to set the height of the first detection unit 11 and the line of sight of the patient P when the display unit 17 (head mounted display) is mounted in a horizontal position, a tripod or the like is used. 1 When the height of the detection unit 11 is adjusted, and when it is actually displayed on the display unit 17, further fine adjustment is necessary in order to improve the visibility of the upper limb Vh from the eye of the patient P There is. In addition, in a state where the virtual upper limb Vh is displayed in the virtual space V, it may be necessary to finely adjust the position of the desk on which the virtual upper limb Vh is placed in the front, rear, left, and right directions.

そこで、仮想空間V内の画像環境、肢体の位置、大きさを調整部18によって行うことができる。調整部18は、例えば、図5で示す通り、仮想空間V内の患者Pの肢体を表示した画面上にスライダを設け、スライダの操作によって調整すればよい。本実施の形態では、画面下方の左右に、画面に対して縦方向と横方向にスライド可能な1対のスライダA1とA2を設けた例を示している。スライダA1とスライダA2は、例えば、一方が机の高さと奥行などの画像環境、他方が頭、肩などの肢体の位置、大きさを調整するものとすればよい。 Therefore, the image environment in the virtual space V, the position and size of the limbs can be adjusted by the adjustment unit 18. For example, as illustrated in FIG. 5, the adjustment unit 18 may be provided with a slider on a screen displaying the limbs of the patient P in the virtual space V, and may be adjusted by operating the slider. In the present embodiment, an example is shown in which a pair of sliders A1 and A2 that are slidable in the vertical and horizontal directions with respect to the screen are provided on the left and right sides below the screen. For example, one of the slider A1 and the slider A2 may adjust the image environment such as the height and depth of the desk, and the other adjusts the position and size of the limbs such as the head and the shoulder.

ところで、前記した通り、一般に、患者Pの脳内でイメージする患肢は、相対する健肢と非対称であるが、その可動範囲、運動量も健肢と異なる。通常、ダメージを受けている患肢の可動範囲、運動量ともに、相対する健肢に比べて小さくなる。従って、表示部17で表示された画像(動画)は、仮想空間V内で患肢の動きを現実空間の健肢の動作と同期させて作動させる場合に、単純に健肢の動きを模した動きにすると、患者Pの脳内でイメージする患肢の動きを正確に表現したものにならず、効果的な視覚フィードバックを提供できない可能性がある。   By the way, as described above, in general, the affected limb imaged in the brain of the patient P is asymmetric with the opposing healthy limb, but its movable range and momentum are also different from the healthy limb. Usually, both the range of motion and the amount of exercise of the affected limb receiving damage are smaller than those of the opposing healthy limb. Therefore, the image (moving image) displayed on the display unit 17 simply imitates the movement of a healthy limb when the movement of the affected limb is synchronized with the movement of the healthy limb in the real space in the virtual space V. If it is a movement, it does not accurately represent the movement of the affected limb imaged in the brain of the patient P, and may not provide effective visual feedback.

そこで、調整部18は、患肢の動作も調整可能としている。本実施の形態では、図5で示す通り、1対のスライダA3を設けて、患肢の動作を調整できるようにしている。より具体的な例として図6で説明する。 Therefore, the adjustment unit 18 can also adjust the motion of the affected limb. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a pair of sliders A3 are provided so that the motion of the affected limb can be adjusted. A more specific example will be described with reference to FIG.

図6では、患肢の動作を可動域と運動量の2つのパラメータで制限するようにしている。仮想空間V内の上肢Vhとして、右側上肢(健肢)Vhrと左側上肢(患肢)Vhlを示し、患肢Vhlは、健肢Vhrよりも腕部の長手方向の尺が短く非対称に表示されている。   In FIG. 6, the motion of the affected limb is limited by two parameters, the range of motion and the momentum. As the upper limb Vh in the virtual space V, a right upper limb (healthy limb) Vhr and a left upper limb (affected limb) Vhl are shown, and the affected limb Vhl is displayed asymmetrically with a shorter length in the longitudinal direction of the arm than the healthy limb Vhr. ing.

図6(a)は、スライダA31によって、患肢Vhlの動作の可動域を設定する。健肢Vhrで肘関節Vjrを支点として動く前腕部の可動域をθ1とすると、患肢Vhlの肘関節Vjlを支点として動かす前腕部の動きを見ながら、スライダA31で調整して、可動域θ2をθ1よりも狭い可動域(θ1>θ2)となるように患肢Vhlの可動域を制限する。本実施の形態では、スライダA31のポインタが、可動域θ2がなす角度が100°であることを示している。(なお、健肢Vhrの可動域θ1は、例えば145°程度とする。)   In FIG. 6A, the range of motion of the affected limb Vhl is set by the slider A31. Assuming that the range of motion of the forearm that moves with the elbow joint Vjr as the fulcrum in the healthy limb Vhr is θ1, adjust the slider A31 while observing the movement of the forearm with the elbow joint Vjl of the affected limb Vhl as the fulcrum. The range of motion of the affected limb Vhl is limited so that the range of motion is smaller than θ1 (θ1> θ2). In the present embodiment, the pointer of the slider A31 indicates that the angle formed by the movable range θ2 is 100 °. (The range of motion θ1 of the healthy limb Vhr is, for example, about 145 °.)

図6(b)は、スライダ32によって、患肢Vhlの運動量を設定する。現実空間の健肢の動きを仮想空間Vの健肢Vhrから、肘関節Vjrを支点として前腕部が健肢Vhr’の位置まで動く運動量として再現されると、これに同期して患肢Vhlも肘関節Vjlを支点として前腕部が動くようになっている。この運動量を患者Pの脳内でイメージする患肢の運動量に設定するために、スライダA32を調整する。本実施の形態では、前記運動量の設定を50%に設定すると、健肢VHr’の動きに同期しながらも、患肢Vhlは、50%の運動量で患肢Vhl’の位置までしか動かないようになっている。   In FIG. 6B, the amount of exercise of the affected limb Vhl is set by the slider 32. When the movement of the healthy limb in the real space is reproduced as a momentum from the healthy limb Vhr in the virtual space V to the position of the healthy limb Vhr ′ with the elbow joint Vjr as a fulcrum, the affected limb Vhl is also synchronized with this. The forearm moves with the elbow joint Vjl as a fulcrum. In order to set this momentum to the momentum of the affected limb imaged in the brain of the patient P, the slider A32 is adjusted. In the present embodiment, when the momentum setting is set to 50%, the affected limb Vhl is moved only to the position of the affected limb Vhl ′ with the momentum of 50% while synchronizing with the movement of the healthy limb VHr ′. It has become.

なお、スライダA31、A32は、無段階式にしているが、段階式のものであってもよい。ただし、無段階式に設定できるようにした方が、微調整できるため、患肢のリアルな動きを再現するためには好適である。   The sliders A31 and A32 are stepless, but may be stepped. However, the stepless setting can be finely adjusted, which is preferable for reproducing the realistic movement of the affected limb.

以上の通り、調整部18は、仮想空間V内の画像環境、肢体の位置、大きさの調整とともに、現実空間の健肢の動作と同期して作動する仮想空間V内の患肢の可動域又は運動量を前記現実空間の健肢の動きを再現した仮想空間V内の健肢の可動域又は運動量との関係で相対的に規制することができる。従って、患者Pの脳内でイメージしている患肢の外形、動作双方を正確に再現するため、良好な視覚フィードバックを提供することが可能になる。   As described above, the adjustment unit 18 adjusts the image environment in the virtual space V, the position and size of the limb, and the range of motion of the affected limb in the virtual space V that operates in synchronization with the motion of the healthy limb in the real space. Alternatively, the amount of exercise can be relatively restricted in relation to the range of motion or the amount of exercise of the healthy limb in the virtual space V that reproduces the movement of the healthy limb in the real space. Therefore, since both the external shape and motion of the affected limb imaged in the brain of the patient P are accurately reproduced, it is possible to provide good visual feedback.

図1に戻り、画像生成部15によって生成された肢体の画像データは、各患者PにユニークなIDデータと対応させて記憶部16で記憶される。画像生成部15は、記憶部16に記憶されている画像データがある場合は、前記IDデータに対応する画像データを読み出し、患者Pの主訴又は愁訴に変更がある場合に再設定を行う。前記再設定された画像データは、記憶部16に記憶させる画像データとして更新される。   Returning to FIG. 1, the image data of the limbs generated by the image generation unit 15 is stored in the storage unit 16 in association with the ID data unique to each patient P. When there is image data stored in the storage unit 16, the image generation unit 15 reads the image data corresponding to the ID data, and performs resetting when there is a change in the main complaint or complaint of the patient P. The reset image data is updated as image data to be stored in the storage unit 16.

なお、記憶部16に、仮想空間V内に設定した患肢の現状の位置と健肢としての理想の位置を示すデータを対応させて記憶し、画像生成部15が、記憶部16から前記現状の位置及び理想の位置のデータを読み出し、両者を識別可能に重畳的に合成させ、表示部17で、前記合成させたデータを可視的に表示させるようにしてもよい。具体的には、図7で示す通り、例えば、患肢が、上肢の長手方向で短いイメージである場合、患肢となる上肢Vh1を示すとともに、健肢の長さの上肢Vh2を重畳的に合成した画像で表示するようにすればよい。この場合は、上肢Vh1を着色又は半透明で表示し、上肢Vh2を透明で輪郭のみを実線又は破線で表示すれば前記識別可能な表示になる。このような画像を表示することにより、リハビリの目標として、患肢を上肢Vh2の位置、すなわち、健肢の位置に近づけるようにイメージすることができる。そして、患者Pの脳内の患肢のイメージを疼痛発症前の健肢に近い状態にし、脳内のイメージと視認するイメージを近づけることで、疼痛が改善される。   The storage unit 16 stores the current position of the affected limb set in the virtual space V in association with the data indicating the ideal position as a healthy limb, and the image generation unit 15 stores the current state from the storage unit 16. It is also possible to read out the data at the position and the ideal position and to superimpose them together so that they can be identified, and to display the synthesized data visually on the display unit 17. Specifically, as shown in FIG. 7, for example, when the affected limb is a short image in the longitudinal direction of the upper limb, the upper limb Vh1 as the affected limb is shown and the upper limb Vh2 of the length of the healthy limb is superimposed. What is necessary is just to make it display with the synthesized image. In this case, if the upper limb Vh1 is displayed in a colored or translucent manner, the upper limb Vh2 is displayed in a transparent manner and only the contour is displayed as a solid line or a broken line, the display can be identified. By displaying such an image, it is possible to image the affected limb closer to the position of the upper limb Vh2, that is, the position of the healthy limb as a rehabilitation target. And the pain is improved by making the image of the affected limb in the brain of the patient P close to the healthy limb before the onset of pain, and bringing the image in the brain close to the image to be viewed.

本実施の形態では、上肢又は下肢のいずれか一方が患肢で、相対する他方は健肢を例として説明したが、神経障害性の疼痛は、上肢双方又は下肢双方、あるいは四肢すべてが患肢の場合も発症する。そこで、仮想空間V内の肢体のうち、健肢については、現実空間の健肢に代えて、患者Pの所定のデータに基づいて生成された仮想健肢とし、前記仮想健肢の動きは、現実空間の患肢断端で筋電位信号を取得し、取得された筋電位信号に対応する動きを健肢の動きとして前記仮想空間内で再現するようにしてもよい(図示せず)。患者Pの前記所定のデータは、具体的には、例えば、患者Pの神経障害性の疼痛前の健肢の写真や動画から、健肢のサイズをデータ化したものなどであればよい。   In this embodiment, one of the upper limbs and the lower limbs is an affected limb, and the opposite other is an example of a healthy limb. However, neuropathic pain is caused by both upper limbs or both lower limbs, or all four limbs. It also develops. Therefore, among the limbs in the virtual space V, for the healthy limbs, instead of the healthy limbs in the real space, a virtual healthy limb generated based on the predetermined data of the patient P, and the movement of the virtual healthy limb is A myoelectric potential signal may be acquired at the affected limb stump in the real space, and a motion corresponding to the acquired myoelectric potential signal may be reproduced in the virtual space as a motion of a healthy limb (not shown). Specifically, the predetermined data of the patient P may be, for example, data obtained by converting the size of the healthy limb from data or a video of the healthy limb before the neuropathic pain of the patient P.

疼痛治療支援システム1の具体的なハードウェア構成例としては、前記の通り、第1検出部11、第2検出部12として、赤外線照射部と赤外線受光部によって患者Pの腕部及び手部の動きを捕捉する深度センサであればよい。また、表示部17として、立体映像の動画が表示可能なヘッドマウントディスプレイなどであればよい。上記以外の仮想空間生成部13、演算部14、画像生成部15、記憶部16、調整部18は、各々の諸機能を発揮させる専用装置であってもよいが、好適には、中央処理装置(CPU)、メインメモリ、磁気ディスク、ディスプレイその他周辺機器から構成されるパーソナルコンピュータであればよい。前記CPUは、主として前記の各構成要素の動作を制御する。メインメモリは、CPUが実行する制御プログラムを格納し、CPUによるプログラム実行時の作業領域を提供する。磁気ディスクは、オペレーティングシステム、周辺機器のデバイスドライブ、本発明にかかる各種処理を行うプログラムを含む各種アプリケーションを格納する。なお、前記ディスプレイは、画像生成部15で実行する前記設定画面、調整部18で行う前記調整画面を表示する。 As a specific hardware configuration example of the pain treatment support system 1, as described above, as the first detection unit 11 and the second detection unit 12, the arm part and the hand part of the patient P are used by the infrared irradiation unit and the infrared light reception unit. Any depth sensor that captures movement may be used. Further, the display unit 17 may be a head mounted display or the like that can display a 3D video. The virtual space generation unit 13, the calculation unit 14, the image generation unit 15, the storage unit 16, and the adjustment unit 18 other than those described above may be dedicated devices that exhibit their respective functions, but are preferably a central processing unit. Any personal computer including a (CPU), a main memory, a magnetic disk, a display, and other peripheral devices may be used. The CPU mainly controls the operation of each component described above. The main memory stores a control program executed by the CPU, and provides a work area when the CPU executes the program. The magnetic disk stores various applications including an operating system, a device drive of a peripheral device, and a program for performing various processes according to the present invention. The display displays the setting screen executed by the image generation unit 15 and the adjustment screen executed by the adjustment unit 18.

ただし、本発明では、比較的高精度の動きが要求される画像処理が必要となるため、立体映像の描画性能が高いグラフィックボード(GPU)を搭載したものが必要となる。また、CPUの負荷を分散させるため、第1検出部11、第2検出部12、及び表示部17側にもCPUを有するものを使用してもよい。   However, in the present invention, since image processing that requires relatively high-precision movement is required, a graphic board (GPU) with high stereoscopic image rendering performance is required. In addition, in order to distribute the load on the CPU, a device having a CPU on the first detection unit 11, the second detection unit 12, and the display unit 17 side may be used.

図8は、本発明にかかる疼痛治療支援方法のフロー図である。まず、疼痛治療支援システム1を立ち上げると、すでに患者Pの仮想上肢が登録されているかどうか、すなわち、新規画像かどうかを判断する(S1)。新規画像の場合(S1のY)、仮想空間Vが生成される(S2)。仮想空間Vは、患者Pが行うリハビリメニューなどによって個々に生成するものであってもよい。仮想空間Vが生成されると、患者Pの肢体の検出を行う。本発明では、比較的大きな動きの腕部又は脚部と、比較的精細な動きの手部又は足部を各々の検出精度に応じて別個に検出する。腕脚部の検出の場合(S3のY)、腕脚部の動きを検出する第1検出を行い(S4)、腕脚部の位置・大きさを算出する(S5)。一方、腕脚部の検出ではない場合(S3のN)、手足部の動きを検出する第2検出を行い(S6)、手足部の位置・大きさを算出する(S7)。なお、第1検出、第2検出ともにモーションキャプチャ技術を利用し、好ましくは赤外線照射部と赤外線受光部によって患者Pの腕部及び手部の動きを捕捉するものであればよい。   FIG. 8 is a flowchart of the pain treatment support method according to the present invention. First, when the pain treatment support system 1 is started up, it is determined whether or not the virtual upper limb of the patient P has already been registered, that is, whether or not it is a new image (S1). In the case of a new image (Y in S1), a virtual space V is generated (S2). The virtual space V may be generated individually by a rehabilitation menu performed by the patient P. When the virtual space V is generated, the limbs of the patient P are detected. In the present invention, an arm or leg with relatively large movement and a hand or foot with relatively fine movement are separately detected according to the detection accuracy. In the case of arm leg detection (Y in S3), first detection for detecting the movement of the arm leg is performed (S4), and the position / size of the arm leg is calculated (S5). On the other hand, when it is not the detection of the arm leg part (N of S3), the 2nd detection which detects the motion of a limb part is performed (S6), and the position and magnitude | size of a limb part are calculated (S7). It should be noted that both the first detection and the second detection may use motion capture technology, and preferably may capture the movement of the arm and hand of the patient P by the infrared irradiation unit and the infrared light reception unit.

S5、S7で算出された各々位置・大きさに基づき検出画像を合成し、仮想空間Vで表示できるように肢体の画像を生成する(S8)。生成された画像に対し、患者Pの脳内でイメージする患肢画像を設定する(S11)。   The detected images are synthesized based on the positions and sizes calculated in S5 and S7, and an image of the limb is generated so that it can be displayed in the virtual space V (S8). An affected limb image to be imaged in the brain of the patient P is set for the generated image (S11).

なお、新規画像ではない場合(S1のN)、当該患者PのIDを入力し(S9)、登録画像を読み出し(S10)、読み出された登録画像に対して、その時点で患者Pの脳内でイメージする患肢画像を再設定すればよい(S11)。   If the image is not a new image (N in S1), the ID of the patient P is input (S9), the registered image is read (S10), and the brain of the patient P at that time is read from the registered image read out. What is necessary is just to reset the affected limb image imaged in (S11).

仮想空間V内に前記設定された患肢を動画として表示する(S12)。すなわち、設定された患肢を仮想空間V内で肢体の動作とともに動画として表示する。患肢の動作は、当該患肢に相対する健肢の動作と同期させたものである。   The set affected limb is displayed as a moving image in the virtual space V (S12). That is, the set affected limb is displayed as a moving image together with the movement of the limb in the virtual space V. The motion of the affected limb is synchronized with the motion of the healthy limb relative to the affected limb.

次いで、仮想空間V内の環境と前記肢体との位置関係を調整するとともに、健肢の動作と同期して作動する患肢の可動域及び運動量を前記健肢の可動域及び運動量との関係で相対的に規制する調整を行う。すなわち、仮想空間V内の画像環境、肢体の位置、大きさの調整の要否を判断し、調整が必要な場合(S13のN)、位置・大きさ等、具体的には、机の高さと奥行などの画像環境、頭、肩などの肢体の位置、大きさを調整する(S14)。調整が不要な場合(S13のY)、又は、位置・大きさ等の調整後、患肢の動作の調整の要否を判断する(S15)。患肢の動作の調整が必要な場合(S15のN)、患肢の動作、具体的には、患肢の可動域、運動量を調整する(S16)。   Next, while adjusting the positional relationship between the environment in the virtual space V and the limbs, the range of motion and momentum of the affected limb that operates in synchronization with the motion of the healthy limb are related to the range of motion and the amount of exercise of the healthy limb. Make relative regulatory adjustments. That is, it is determined whether or not the image environment in the virtual space V, the position and size of the limbs need to be adjusted, and when the adjustment is necessary (N in S13), specifically the position / size, etc. The image environment such as the depth and the depth, and the position and size of the limbs such as the head and shoulders are adjusted (S14). When adjustment is unnecessary (Y in S13), or after adjusting the position and size, it is determined whether or not adjustment of the motion of the affected limb is necessary (S15). If adjustment of the motion of the affected limb is necessary (N in S15), the motion of the affected limb, specifically, the range of motion and the amount of exercise of the affected limb are adjusted (S16).

患肢の動作の調整が不要な場合(S15のY)、又は患肢の動作の調整後、リハビリを開始する(S17)。なお、本実施の形態では、位置・大きさ等の調整の要否判断の後に患肢の動作調整の要否を判断しているが、この工程は前後入れ替わってもよい。   If adjustment of the motion of the affected limb is unnecessary (Y in S15), or after adjusting the motion of the affected limb, rehabilitation is started (S17). In this embodiment, the necessity of adjusting the motion of the affected limb is determined after the necessity of adjusting the position / size, etc., but this process may be interchanged.

所定時間のリハビリ後、患肢画像の設定の変更の有無について判断し、設定に変更があれば(S18のN)、登録画像を更新し(S19)、記憶させる。なお、S1において、新規画像の場合、S19の前記更新に代えて、当該患者PにユニークなIDを付して新規登録する(図示せず)。   After the rehabilitation for a predetermined time, it is determined whether or not the setting of the affected limb image is changed. If the setting is changed (N in S18), the registered image is updated (S19) and stored. In S1, in the case of a new image, instead of the update in S19, the patient P is newly registered with a unique ID (not shown).

患肢画像の設定変更がない場合(S18のY)、又は、前記登録を更新登録した場合、リハビリを終了する(S20)。   When there is no change in setting of the affected limb image (Y in S18), or when the registration is updated and registered, the rehabilitation is terminated (S20).

なお、前記患肢の設定は、少なくとも、仮想空間V内の患肢の関節角度設定、患肢の腕脚部又は手足部の長手方向伸縮による長さ設定、患肢の短手方向拡縮による幅設定のいずれか一つで設定するとともに、前記設定された患肢の表示後に、患者Pが、設定された患肢を視認している状態、すなわち、リハビリの開始後、前記関節角度設定、長さ設定、幅設定の変更を行うようにしてもよい。このような操作を行うことにより、リハビリ開始時点で、患者Pの脳内のイメージに対応した患肢を患者Pが見ている状態で強制的に健肢に近づけるように動かすことができ、前記脳内のイメージが健肢の状態の動作に近づき、良好な視覚フィードバックをもたらし、疼痛緩和に貢献するものと考えられる。   The setting of the affected limb is at least the setting of the joint angle of the affected limb in the virtual space V, the length setting by extending or contracting the arm leg or limb of the affected limb in the longitudinal direction, and the width by expanding or contracting the affected limb in the short direction. The setting is performed in any one of the settings, and after displaying the set affected limb, the patient P is viewing the set affected limb, that is, after the start of rehabilitation, the joint angle setting, length The height setting and the width setting may be changed. By performing such an operation, at the start of rehabilitation, the affected limb corresponding to the image in the brain of the patient P can be forcibly moved closer to the healthy limb while the patient P is viewing, It is thought that the image in the brain approaches the movement of a healthy limb, provides good visual feedback, and contributes to pain relief.

ここで、前記リハビリは、まず、患者Pが、前記設定した仮想空間V内の患肢の位置に、脳内でイメージしている患肢を重ねるようにする。本発明にかかる疼痛治療支援方法は、患者Pのイメージ通りの患肢を仮想空間V内に再現するため、患者Pは、脳内でイメージしている患肢が、あたかも実在しているものとして視認できる。このため、従来の仮想現実を利用した方法に比べて、違和感なくリハビリに集中でき、飛躍的なリハビリ効果が期待できる。次いで、患肢に集中しつつ、現実空間で健肢を動かす。仮想空間V内では、かかる現実空間の健肢の動きに同期して、患肢が動くため、患肢に注目して患肢を動かすイメージを持ち、患肢の動きを追いかける。このとき、患肢の動きを見失わないように、頭の位置を動かさず、なるべく目線のみを動かして追尾するとともに、仮想ミラーVmがある場合は、仮想空間V内の自己の患肢と仮想ミラーVm越しの患肢の双方を見ながら、動かして訓練を行う。   Here, in the rehabilitation, the patient P first superimposes the affected limb imaged in the brain on the position of the affected limb in the set virtual space V. Since the pain treatment support method according to the present invention reproduces the affected limb according to the image of the patient P in the virtual space V, the patient P assumes that the affected limb imaged in the brain is actually present. Visible. For this reason, compared with the method using the conventional virtual reality, it can concentrate on rehabilitation without a sense of incongruity, and a dramatic rehabilitation effect can be expected. Next, the healthy limb is moved in the real space while concentrating on the affected limb. In the virtual space V, the affected limb moves in synchronization with the movement of the healthy limb in the real space. Therefore, the image of moving the affected limb with attention to the affected limb is obtained, and the movement of the affected limb is followed. At this time, in order not to lose sight of the movement of the affected limb, the position of the head is not moved and the eye is moved as much as possible for tracking, and when there is a virtual mirror Vm, the affected limb and the virtual mirror in the virtual space V are detected. Exercise while moving while watching both affected limbs over Vm.

以上のような訓練を行うことで、患者Pはスムーズなリハビリを進めることができるため、高い疼痛緩和の効果が期待できる。   By performing the training as described above, since the patient P can proceed with smooth rehabilitation, a high pain relieving effect can be expected.

前記非特許文献1によれば、この種のシステムを利用したリハビリで疼痛緩和の効果は、前記のとおり、所定の痛み指数評価で32%の痛み軽減効果があるという報告がなされている。この数値は、従来技術の通り、患肢の生成を患者の脳内のイメージ通りに生成しないもの、すなわち、患肢を健肢の反転画像として生成し、患肢の可動範囲も健肢と同程度のものとした場合の評価である。この評価は、当該疼痛の軽減効果の指標値となる。ここで、本発明にかかる疼痛治療支援システム(方法)を利用した場合、表1で示す通り、30%以上の痛み軽減効果を得た被験者が46%となり、そのうちの半数以上が、痛み軽減率40%以上であり、前記指標値を大きく上回っていた。   According to the said nonpatent literature 1, it has been reported that the effect of a pain relief by rehabilitation using this kind of system has a pain reduction effect of 32% by predetermined | prescribed pain index evaluation as mentioned above. This figure is the same as the conventional technique, in which the affected limb is not generated as the image in the patient's brain, that is, the affected limb is generated as an inverted image of the healthy limb, and the movable range of the affected limb is the same as the healthy limb. It is an evaluation when it is about. This evaluation becomes an index value of the pain alleviating effect. Here, when the pain treatment support system (method) according to the present invention is used, as shown in Table 1, 46% of the subjects obtained a pain relief effect of 30% or more, and more than half of them have a pain relief rate. It was 40% or more, greatly exceeding the index value.

また、表2で示す通り、本発明にかかる疼痛治療支援システム(方法)を継続的に利用することにより、確実に痛み指数の合計が低くなっている。なお、訓練の11回目から14回目にかけて一時的に痛み指数の合計値が上がっているが、この時期は台風が到来していた。一般に、台風等、低気圧が近づくと交感神経が強まり、血管の収縮が引き起こされる。血管の収縮により、患肢の端面部分のカルシウムを中心とした塊がさらに血行を悪くさせ、筋肉の緊張が高まり、血流を悪くするため、周囲の細胞は酸素不足になり、ブラジキニンが溜まって、痛みが増強すると言われている。従って、上記一時的な痛み指数の合計値の上昇は、全体傾向から見て、異常値と考えられる。   Moreover, as shown in Table 2, the pain index is reliably reduced by continuously using the pain treatment support system (method) according to the present invention. In addition, although the total value of the pain index temporarily increased from the 11th to the 14th training, a typhoon came at this time. In general, when a low pressure such as a typhoon approaches, the sympathetic nerve becomes stronger and the blood vessels contract. Due to blood vessel contraction, the calcium-centered mass at the end face of the affected limb further worsens blood circulation, increases muscle tension, and worsens blood flow, causing surrounding cells to become deficient in oxygen and accumulate bradykinin. The pain is said to increase. Therefore, the increase in the total value of the temporary pain index is considered an abnormal value in view of the overall tendency.

1 疼痛治療支援システム
11 第1検出部
12 第2検出部
13 仮想空間生成部
14 演算部
15 画像生成部
16 記憶部
17 表示部
18 調整部
V 仮想空間
Vh 仮想上肢
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pain treatment support system 11 1st detection part 12 2nd detection part 13 Virtual space generation part 14 Calculation part 15 Image generation part 16 Memory | storage part 17 Display part 18 Adjustment part V Virtual space Vh Virtual upper limb

Claims (11)

幻肢痛、視床痛、その他神経障害性の疼痛を訴える患者に対して、仮想空間に生成する肢体の画像によって、視覚フィードバックを提供する疼痛治療支援システムであって、
前記患者が立体視可能な仮想空間を生成する仮想空間生成手段と、
前記患者の現実空間における患肢及び患肢に相対する健肢から構成される肢体を検出する検出手段と、
前記検出された肢体の位置及び大きさを前記仮想空間内で視認可能に再現するために算出する演算手段と、
前記算出された位置及び大きさに基づいて前記仮想空間内に前記肢体の画像を生成するとともに、少なくとも、前記健肢と非対称であって、前記患者の脳内で知覚する患肢を前記患者の主訴又は愁訴に基づいて設定する画像生成手段と、
前記患者の現実空間における健肢の動きに対応した患肢の動きを、前記仮想空間内において、前記設定された画像に基づいて動画として表示する表示手段と、
前記表示手段で表示された前記仮想空間内の画像環境、肢体の位置、大きさ及び患肢の動作を調整可能とする調整手段と、
を有することを特徴とする疼痛治療支援システム。
A pain treatment support system for providing visual feedback to a patient complaining of phantom limb pain, thalamic pain, or other neuropathic pain by using images of limbs generated in a virtual space,
Virtual space generating means for generating a virtual space in which the patient can stereoscopically view; and
Detecting means for detecting a limb body composed of an affected limb in the real space of the patient and a healthy limb facing the affected limb;
A calculation means for calculating the position and size of the detected limb so as to be recognizable in the virtual space;
Based on the calculated position and size, an image of the limb body is generated in the virtual space, and at least an affected limb that is asymmetric with the healthy limb and is perceived in the patient's brain. Image generation means to be set based on the main complaint or complaint;
Display means for displaying the movement of the affected limb corresponding to the movement of the healthy limb in the real space of the patient in the virtual space as a moving image based on the set image;
An adjustment unit that can adjust the image environment in the virtual space displayed by the display unit, the position and size of the limb, and the operation of the affected limb;
A pain treatment support system characterized by comprising:
前記検出手段は、前記現実空間における前記肢体のうち、少なくも、腕脚部の位置及び大きさを検出する第1検出手段と、手足部の位置及び大きさを検出する第2検出手段とから構成され、前記演算手段は、各々の前記検出結果から、前記仮想空間内で視認可能に再現するための位置及び大きさを算出し、前記画像生成手段は、前記各々算出された位置及び大きさの腕脚部及び手足部の画像を合成させて前記肢体の画像を生成することを特徴とする請求項1記載の疼痛治療支援システム。   The detection means includes, from among the limbs in the real space, at least a first detection means for detecting the position and size of the arm leg portion, and a second detection means for detecting the position and size of the limb portion. The calculation means calculates a position and size for reproducible reproduction in the virtual space from each detection result, and the image generation means calculates the calculated position and size. The pain treatment support system according to claim 1, wherein the images of the limbs are generated by synthesizing images of the arm legs and limbs. 前記画像生成手段によって生成された前記肢体の画像データは、各患者にユニークなIDデータと対応させて記憶する記憶手段を有し、前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶されている画像データがある場合は、前記IDデータによって対応する画像データを読み出し、前記患者の主訴又は愁訴に変更がある場合に再設定を行うとともに、前記再設定された画像データを、前記記憶手段に記憶させる画像データとして更新することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の疼痛治療支援システム。   The image data of the limbs generated by the image generation means has storage means for storing corresponding to ID data unique to each patient, and the image generation means stores image data stored in the storage means If there is an image, the corresponding image data is read by the ID data, and when there is a change in the main complaint or complaint of the patient, the image is reset and the image data to be stored in the storage means is stored. The pain treatment support system according to claim 1 or 2, wherein the pain treatment support system is updated as data. 前記画像生成手段の設定は、少なくとも、前記仮想空間内の患肢の関節角度設定、患肢の腕脚部又は手足部の長手方向伸縮による長さ設定、患肢の短手方向拡縮による幅設定のいずれか一つで設定可能であるとともに、前記設定された患肢の前記表示手段による表示後に、随時、前記関節角度設定、長さ設定、幅設定が可能であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の疼痛治療支援システム。   The setting of the image generation means is at least the setting of the joint angle of the affected limb in the virtual space, the length setting by the longitudinal extension / contraction of the arm leg or limb of the affected limb, and the width setting by the lateral extension / contraction of the affected limb. The joint angle setting, length setting, and width setting can be performed at any time after the display of the set affected limb by the display means. The pain treatment support system according to any one of claims 1 to 3. 前記調整手段の患肢の動作の調整は、現実空間の健肢の動作と同期して作動する前記仮想空間内の患肢の可動域又は運動量を前記現実空間の健肢の動きを再現した仮想空間内の健肢の可動域又は運動量との関係で相対的に規制するものであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の疼痛治療支援システム。   The adjustment of the motion of the affected limb by the adjusting means is a virtual reproduction of the motion of the healthy limb in the real space in the range of motion or momentum of the affected limb in the virtual space that operates in synchronization with the motion of the healthy limb in the real space. The pain treatment support system according to any one of claims 1 to 4, wherein the system is relatively restricted in relation to the range of motion or the amount of exercise of the healthy limb in the space. 前記肢体のうち、健肢については、現実空間の健肢に代えて、前記患者の所定のデータに基づいて生成された仮想健肢とし、前記仮想健肢の動きは、現実空間の患肢断端で筋電位信号を取得し、取得された筋電位信号に対応する動きを健肢の動きとして前記仮想空間内で表示することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の疼痛治療支援システム。   Among the limbs, healthy limbs are virtual healthy limbs generated based on the predetermined data of the patient instead of real limbs in the real space, and the movement of the virtual healthy limbs is the limb breakage in the real space. The myoelectric potential signal is acquired at the end, and the movement corresponding to the acquired myoelectric potential signal is displayed in the virtual space as the movement of the healthy limb. The pain treatment support system according to 1. 前記記憶手段は、患肢の現状の位置と健肢としての理想の位置を示すデータを対応させて記憶し、前記画像生成手段は、前記記憶手段から前記現状の位置及び理想の位置のデータを読み出し、両者を識別可能に重畳的に合成させ、前記表示手段は、前記合成させたデータを可視的に表示させることを特徴とする請求項3から請求項6までのいずれか1項に記載の疼痛治療支援システム。   The storage means stores data indicating the current position of the affected limb and the ideal position as a healthy limb, and the image generation means stores the current position and ideal position data from the storage means. 7. The readout apparatus according to claim 3, wherein the display unit displays the combined data in a visible manner in a superimposed manner so that both can be identified. Pain treatment support system. 幻肢痛、視床痛、その他神経障害性の疼痛を訴える患者に対して、仮想空間に生成する肢体の画像によって、視覚フィードバックを提供する疼痛治療支援方法であって、
前記患者が立体視可能な仮想空間を生成するステップと、
前記患者の現実空間における患肢及び患肢に相対する健肢から構成される肢体のうち、腕脚部の位置及び大きさを第1検出とするとともに、手足部の位置及び大きさを第2検出として検出するステップと、
前記第1検出と第2検出の結果を受け取り、検出された各々の位置及び大きさを前記仮想空間内で視認可能に再現するために位置及び大きさを算出するステップと、
前記算出された位置及び大きさの腕脚部及び手足部の画像を合成させて前記仮想空間内に前記肢体の画像を生成するとともに、少なくとも、前記健肢と非対称であって、前記患者の脳内で知覚する患肢を前記患者の主訴・愁訴に基づいて設定した画像を生成するステップと、
前記患者の現実空間内における健肢の動きに対応した患肢の動きを、前記仮想空間内において、前記設定された画像に基づいて動画として表示するとともに、前記設定されて仮想空間内に表示された患肢の位置、大きさ及び動作を調整するステップと、
を有することを特徴とする疼痛治療支援方法。
A pain treatment support method for providing visual feedback to a patient complaining of phantom limb pain, thalamic pain, and other neuropathic pain by using an image of a limb body generated in a virtual space,
Generating a virtual space in which the patient can stereoscopically view;
Among the limbs composed of the affected limb in the real space of the patient and the healthy limb opposite to the affected limb, the position and size of the arm leg are set as the first detection, and the position and size of the limb are set to the second. Detecting as detection;
Receiving the results of the first detection and the second detection, and calculating the position and size in order to reproduce each detected position and size in the virtual space so as to be visible;
The images of the arms and legs and the limbs of the calculated position and size are combined to generate an image of the limb in the virtual space, and at least asymmetric with the healthy limb, and the patient's brain Generating an image in which the affected limb perceived within is set based on the main complaint / complaint of the patient;
The movement of the affected limb corresponding to the movement of the healthy limb in the real space of the patient is displayed as a moving image in the virtual space based on the set image, and is set and displayed in the virtual space. Adjusting the position, size and movement of the affected limb;
A method for supporting pain treatment, comprising:
前記生成された肢体の画像データを各患者にユニークなIDデータと対応させて記憶するステップを有し、すでに記憶されている前記画像データがある場合は、前記IDデータによって対応する画像データを読み出すステップと、読み出されて表示された画像に対して、前記患者の主訴又は愁訴に変更がある場合に再設定を行うステップと、前記再設定された画像データを前記記憶する画像データとして更新するステップとを有することを特徴とする請求項8記載の疼痛治療支援方法。   A step of storing the generated limb body image data in association with unique ID data for each patient, and when there is already stored image data, the corresponding image data is read by the ID data A step of resetting the read and displayed image when there is a change in the main complaint or complaint of the patient, and updating the reset image data as the stored image data The pain treatment supporting method according to claim 8, further comprising: a step. 前記設定は、少なくとも、前記仮想空間内の患肢の関節角度設定、患肢の腕脚部又は手足部の長手方向伸縮による長さ設定、患肢の短手方向拡縮による幅設定のいずれか一つで設定するとともに、前記設定された患肢の前記表示手段による表示後に、前記患者が、設定された患肢を視認している状態で前記関節角度設定、長さ設定、幅設定の変更を行うことを特徴とする請求項8又は請求項9記載の疼痛治療支援方法。   The setting is at least one of a joint angle setting of the affected limb in the virtual space, a length setting by extending or contracting the arm leg or limb of the affected limb in the longitudinal direction, and a width setting by expanding or contracting the affected limb in the short direction. The joint angle setting, length setting, and width setting are changed while the patient is viewing the set affected limb after the set affected limb is displayed by the display means. The pain treatment support method according to claim 8, wherein the pain treatment support method is performed. 前記調整は、前記仮想空間内の環境と前記肢体との位置関係を調整するとともに、健肢の動作と同期して作動する患肢の可動域を前記健肢の可動域との関係で相対的に規制することを特徴とする請求項8から請求項10までのいずれか1項に記載の疼痛治療支援方法。   The adjustment adjusts the positional relationship between the environment in the virtual space and the limb body, and the relative range of motion of the affected limb that operates in synchronization with the motion of the healthy limb is relative to the range of motion of the healthy limb. The pain treatment support method according to any one of claims 8 to 10, wherein the pain treatment support method is defined as follows.
JP2017097763A 2017-05-16 2017-05-16 Neuropathic pain treatment support system and image generation method for pain treatment support Active JP6903317B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017097763A JP6903317B2 (en) 2017-05-16 2017-05-16 Neuropathic pain treatment support system and image generation method for pain treatment support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017097763A JP6903317B2 (en) 2017-05-16 2017-05-16 Neuropathic pain treatment support system and image generation method for pain treatment support

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018191964A true JP2018191964A (en) 2018-12-06
JP6903317B2 JP6903317B2 (en) 2021-07-14

Family

ID=64570026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017097763A Active JP6903317B2 (en) 2017-05-16 2017-05-16 Neuropathic pain treatment support system and image generation method for pain treatment support

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6903317B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020178986A (en) * 2019-04-26 2020-11-05 パルス株式会社 Pain relief system, pain relief method, and program
JP2021003379A (en) * 2019-06-26 2021-01-14 学校法人北里研究所 Rehabilitation support device and program

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004298430A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Toshiba Corp Pain therapeutic support apparatus and method for displaying phantom limb image in animating manner in virtual space
JP2015039522A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 セイコーエプソン株式会社 Rehabilitation device and assistive device for phantom limb pain treatment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004298430A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Toshiba Corp Pain therapeutic support apparatus and method for displaying phantom limb image in animating manner in virtual space
JP2015039522A (en) * 2013-08-22 2015-03-02 セイコーエプソン株式会社 Rehabilitation device and assistive device for phantom limb pain treatment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020178986A (en) * 2019-04-26 2020-11-05 パルス株式会社 Pain relief system, pain relief method, and program
JP7219895B2 (en) 2019-04-26 2023-02-09 株式会社Parafeed Pain relief system and pain relief method
JP2021003379A (en) * 2019-06-26 2021-01-14 学校法人北里研究所 Rehabilitation support device and program
JP7262763B2 (en) 2019-06-26 2023-04-24 学校法人北里研究所 Rehabilitation support device and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP6903317B2 (en) 2021-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11273344B2 (en) Multimodal sensory feedback system and method for treatment and assessment of disequilibrium, balance and motion disorders
Khademi et al. Comparing “pick and place” task in spatial augmented reality versus non-immersive virtual reality for rehabilitation setting
US20190333480A1 (en) Improved Accuracy of Displayed Virtual Data with Optical Head Mount Displays for Mixed Reality
US10258259B1 (en) Multimodal sensory feedback system and method for treatment and assessment of disequilibrium, balance and motion disorders
Iskander et al. Using biomechanics to investigate the effect of VR on eye vergence system
KR101802311B1 (en) A method and system using 3D virtual reality for treatment of cognitive impairment
Sciutti et al. Visual gravity influences arm movement planning
JP4025230B2 (en) Pain treatment support device and method for displaying phantom limb images in a virtual space
Pozeg et al. Those are your legs: the effect of visuo-spatial viewpoint on visuo-tactile integration and body ownership
Thomas et al. Effects of real-world versus virtual environments on joint excursions in full-body reaching tasks
Pascucci et al. Exergaming in mixed reality for the rehabilitation of ataxic patients
WO2022020578A1 (en) Systems and methods for a parallactic ambient visual-field enhancer
JP6903317B2 (en) Neuropathic pain treatment support system and image generation method for pain treatment support
Carrino et al. Augmented reality treatment for phantom limb pain
Wibirama et al. 3D gaze tracking system for NVidia 3D Vision®
Henriksen et al. A virtual reality system for treatment of phantom limb pain using game training and tactile feedback
US11614623B2 (en) Holographic real space refractive system
Essig et al. Application of a novel neural approach to 3D gaze tracking: Vergence eye-movements in autostereograms
Jeannerod From my self to other selves: A revised framework for the self/other differentiation
JP7112077B2 (en) CONTROLLER, CONTROLLER MANUFACTURING METHOD, SIMULATED EXPERIENCE SYSTEM, AND SIMULATED EXPERIENCE METHOD
WO2024095985A1 (en) Epidural anesthesia assistance system, epidural anesthesia training method, and display device control method
Tanaka et al. Creating Method for Real-Time CG Animation of Cooperative Motion of Both Hands for Mirror Box Therapy Support System
JP7450183B2 (en) Phantom limb pain care system, patient device, and program
JP6425355B2 (en) Upper limb motor learning device
Zenkin The Rich Afterimage Illusions under Head-Image Tilting and the Internal Visual Space Model. A New Theoretical Comprehending

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190412

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200212

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210608

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6903317

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250