JP2007268056A - Walk trainer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特殊なパターンの振動を足裏に与えることで歩行能力に関する感覚受容器及び神経系の機能回復を図ることが可能な歩行訓練器に関する。 The present invention relates to a sensory receptor related to walking ability and a gait training device capable of recovering the function of the nervous system by giving a vibration of a special pattern to the sole.
足型に複数の超音波振動子を装着して、足裏のつぼを刺激することで健康の維持及び増進を図る超音波足裏マッサージ器は従来から知られている。このような超音波足裏マッサージ器の一例として、例えば特許文献1に記載の足裏マッサージ器が開示されている。
2. Description of the Related Art Ultrasonic foot massagers that maintain and improve health by attaching a plurality of ultrasonic vibrators to a foot shape and stimulating the soles of the foot are conventionally known. As an example of such an ultrasonic foot massager, for example, a foot massager described in
かかる特許文献1に記載の足裏マッサージ器は、筺体の上面に左右の足型を付けた傾斜面を形成し、この左右足型の前後にそれぞれ超音波振動子を備えている。また、筺体の上面に左側の足型の各超音波振動子を同時にオン・オフする第1のスイッチを備えると共に、右側の足型の各超音波振動子を同時にオン・オフする第2のスイッチを備え、更に、周波数、振幅及び発振回数を調整する第1、第2、第3の調整ツマミを備えている。そして、筺体に装着した超音波振動子の上に足を乗せて第1、第2、第3の調節ツマミを操作することにより身体に超音波振動を与えて足裏のツボを刺激するようになっている。
しかしながら、上述した特許文献1に記載の足裏マッサージ器によって解決できる課題、即ち、使用者の足裏をマッサージしてツボを刺激し、下半身及びその他の身体部位のこりをほぐしてリラックス効果を得たいという課題と異なる課題の解決が近年要望されている。この新たな課題は、近年、歩行中に転倒によって骨折し、寝たきりや介護が必要になる高齢者が増えて社会問題化していることに起因している。高齢者の転倒事故は歩行中に起こることが多く、これは加齢による身体機能の低下により歩行能力が低下していることが原因と考えられる。これに伴い、高齢者の歩行能力の向上を図ってこのような社会問題を低減することが望まれている。
However, a problem that can be solved by the sole massage device described in
ところで、人間の歩行は、下肢の筋肉の出力と、体性感覚や視覚、前庭系などの感覚受容器からの入力のフィードバックから成り立っている。また、リズミカルな歩行を達成するための運動パターン発生器を中枢神経が備えており、これらによって正常な歩行パターンが誘発され、正しい歩行が行われていることが知られている。そのため、加齢に伴う筋力や感覚器機能の低下が、歩行能力を減退させる要因となっていると言われている。図27は加齢に伴う体力の変化を示す。同図は加齢に応じて筋力が低下していること、またそれ以上にバランス能力が急激に低下していることが示されている。ここで記述する、バランス能力とは、外的情報を感覚器(体性感覚、視覚、前庭覚)を通じて取り込み、中枢神経回路内で情報を統合し、最終的に身体を最適な状態に保持するために筋肉を駆動させる一連の機能を総称して記述している。そして、バランス能力とは、歩行能力へも大きく関係している。バランス能力の低下の要因は、筋量の低下以上に、筋出力につながる体性感覚及び神経回路の活動度の低下に起因していると考えられている。 By the way, human walking consists of the output of muscles of the lower limbs and feedback of input from sensory receptors such as somatosensory, visual and vestibular systems. It is also known that the central nerve is provided with a movement pattern generator for achieving rhythmical walking, and that a normal walking pattern is induced thereby, and correct walking is performed. Therefore, it is said that a decrease in muscle strength and sensory organ function accompanying aging is a factor that reduces walking ability. FIG. 27 shows changes in physical strength with aging. The figure shows that muscular strength declines with age, and that balance ability declines more rapidly. The balance ability described here refers to taking external information through sensory organs (somatosensory sense, vision, vestibular sensation), integrating information within the central nervous circuit, and finally maintaining the body in an optimal state. Therefore, a series of functions for driving muscles are collectively described. And balance ability is greatly related to walking ability. The cause of the decrease in balance ability is thought to be due to a decrease in somatic sensation that leads to muscle output and a decrease in activity of the neural circuit, more than a decrease in muscle mass.
上述した体性感覚が備える機能は、深部受容器と皮膚受容器の2つに分類できる。なかでも皮膚受容器の圧を検出するパチニ小体などは立位姿勢時中のバランス保持に大きく貢献している。特に、身体が前傾後傾した場合に発生する足底の圧力差分を算出することでバランスを保持することが知られている。このパチニ小体などは、歩行においても足の着地時の圧分布を認識し、歩行時の足踏みの頻度を適切にする重要な役割を果たしている。歩行中に足底へ入力される情報は、感覚器を通じて中枢神経回路に入力され、中枢神経が歩行パターンを誘発させ歩行を行う。しかしながら、高齢者はこの圧受容器の感度やそれに繋がる神経回路の促通性が鈍ってくることが知られており、促通性が鈍った状態では自分の姿勢がどの状態にあるのか認識できなかったり、足踏みの頻度を認識できなかったりするため、正しい歩行パターンのリズムを誘発することができず、バランス能力及び歩行能力の低下に繋がり、転倒や骨折の危険性が高まってくると言われている。また、寝たきりであったり、長期にわたり歩行を行わなかったりした場合、上述したように筋力の低下と共に神経系の処理機能が減退していってしまう。その結果、再び歩行しようとした場合、長期のリハビリを余儀なくされるといった問題が起こる。 The functions of the somatosensory sensation described above can be classified into two types, deep receptors and skin receptors. Among them, pachinko bodies that detect skin receptor pressure contribute greatly to maintaining balance during standing posture. In particular, it is known to maintain the balance by calculating the pressure difference of the sole that occurs when the body tilts forward and backward. These pachinko bodies and the like play an important role in recognizing the pressure distribution at the time of landing of the foot even during walking and making the frequency of stepping during walking appropriate. Information input to the plantar during walking is input to the central nervous circuit through the sensory organ, and the central nerve induces a walking pattern to perform walking. However, it is known that elderly people are less sensitive to the sensitivity of this baroreceptor and the facilitation of the neural circuit that leads to it, and it is impossible to recognize the state of their posture in the state of faintness. It is said that the rhythm of the correct walking pattern cannot be induced because the frequency of stepping is not recognized, leading to a decrease in balance ability and walking ability, and the risk of falls and fractures is said to increase. Yes. In addition, when the user is bedridden or does not walk for a long time, the processing function of the nervous system is reduced as the muscular strength is reduced as described above. As a result, when trying to walk again, there is a problem that long-term rehabilitation is forced.
なお、上述した特許文献1に記載の足裏マッサージ器は、単に足裏に振動を与えてマッサージを行うマッサージ装置であり、感覚受容器及び神経系の機能回復を図るものではない。また、この足裏マッサージ器は、足裏の左右片足毎に振動をオン・オフするマッサージ装置であるが、左右片足毎の振動では姿勢の変化や、歩行パターンのリズムの誘発は殆ど起こらず、感覚受容器及び神経系の機能回復や、歩行能力に関する中枢神経の機能回復の効果は後述する実施の形態の欄で詳細に説明するように見込めない。
Note that the sole massager described in
一方、近年、歩行中の転倒予防に向け、フィットネスクラブなどに設置されたトレーニング機器を用いた筋力トレーニングが盛んに行われているが、この筋力トレーニングだけでは単に筋力を向上させるのに役立つだけで、歩行能力をつかさどる感覚受容器及び神経系を活性化してこれらの機能回復を実現して本発明特有の課題を根本的に解決するには難しい。 On the other hand, in recent years, for the prevention of falls during walking, strength training using training equipment installed in fitness clubs and the like has been actively conducted, but this strength training alone only helps to improve muscle strength. It is difficult to fundamentally solve the problems peculiar to the present invention by activating sensory receptors that control walking ability and the nervous system to realize functional recovery.
本発明の目的は、足裏に特殊パターンの振動刺激を与えることで歩行能力に関する感覚受容器及び神経系の機能回復や、歩行能力に関する中枢神経の機能回復を図ることが可能な歩行訓練器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gait trainer capable of recovering sensory receptors related to walking ability and function of the nervous system and restoring function of central nerves related to walking ability by applying vibration stimulation of a special pattern to the sole. It is to provide.
上述した課題を解決するために、本発明にかかる歩行訓練器は、
足置き台と、前記足置き台に、左右の足裏の前後に対応するようにそれぞれ配置された振動子と、前記各振動子の作動を順次切り替える制御部とからなり、
前記制御部が、左右何れか一方の後ろの振動子から前の振動子、これに続いて左右何れか他方の後ろの振動子から前の振動子の順に各振動子の振動を順次切り替えるように制御することを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, the walking training device according to the present invention is:
A footrest, a vibrator arranged on the footrest so as to correspond to the front and rear of the right and left soles, and a controller that sequentially switches the operation of each vibrator,
The control unit sequentially switches the vibration of each vibrator in the order of either the left or right rear vibrator to the front vibrator, and then the left or right rear vibrator to the front vibrator. It is characterized by control.
足裏の左右片足毎に振動をオン・オフするマッサージ装置による振動では、マッサージ装置に乗った使用者の姿勢の変化や、歩行のリズムの誘発は殆ど起こらず、歩行能力に関する感覚受容器及び神経系や歩行能力に関する中枢神経の機能回復の効果は見込めない。 The vibration by the massage device that turns on and off the vibration for each left and right foot of the sole of the foot hardly changes the posture of the user riding the massage device or induces the rhythm of walking, and sensory receptors and nerves related to walking ability The effect of central nervous system recovery on system and walking ability is not expected.
何故ならば、通常、人間の姿勢制御において、荷重により生じる足裏の圧分布は非常に重要であり、足裏の圧分布が生じることにより、どの姿勢にあるかを認識している。また、通常の歩行においては、踵からの着地で足裏の後ろ側に圧力を受け、爪先で蹴る時に爪先側に圧力を受ける。このように、足裏前後の圧力差を感じて、中枢神経に歩行の情報を入力している。従って、足裏の前後に圧力差を作ることが重要である。しかしながら、左右片足ごとの振動では、足裏の前後の圧力差は作ることができず、神経回路の促通性向上や、歩行能力に関する中枢神経の機能回復効果は少ない。 This is because the pressure distribution of the sole caused by the load is usually very important in human posture control, and the posture is recognized by the pressure distribution of the sole. Further, in normal walking, pressure is applied to the back side of the sole when landing from the heel, and pressure is applied to the toe side when kicking with the toe. In this way, the difference in pressure between the front and back of the foot is felt, and the walking information is input to the central nerve. Therefore, it is important to create a pressure difference before and after the sole. However, with the vibration for each left and right foot, it is not possible to create a pressure difference between the front and back of the sole, and there is little effect of improving the neural network facilitation and central nervous function recovery related to walking ability.
即ち、足裏の左右片足毎に振動をオン・オフするマッサージ装置のように、足裏の左右片足ごとに振動を切換えても神経系の機能回復は見込めず、足裏の前後に刺激を与えることにより、振動刺激を足裏へ擬似荷重として与えることができ、バランス感覚の向上に大きく寄与する。 In other words, the function of the nervous system is not expected to be restored even if the vibration is switched for each left and right foot of the foot, like a massage device that turns on and off the vibration for each left and right foot of the sole. As a result, vibration stimulation can be applied to the sole as a pseudo load, which greatly contributes to an improvement in the sense of balance.
従って、本発明のような歩行訓練器を用いることで、足裏前後左右への刺激が実際の歩行中のように順々に変化する振動を介して足裏に刺激を与えることができる。即ち、足裏前後左右への刺激が実際の歩行中に相当する擬似荷重として順々に作用することで、歩行能力に関する感覚受容器及びこれに至る神経系の機能回復を図ることができる。そして、足裏の圧受容器の認識力の向上とその反応を伝える神経回路の促通性向上を図ると共に、健常な歩行パターンを中枢神経の運動パターン発生器にすり込み、正常な歩行を誘発することができるようになる。 Therefore, by using the gait training device as in the present invention, it is possible to give a stimulus to the sole through vibrations in which the stimulus to the front, back, left and right changes in sequence as during actual walking. That is, the stimulation to the back, front, back, left, and right acts in order as a pseudo load corresponding to the actual walking, so that the sensory receptors related to walking ability and the functional recovery of the nervous system leading to the sensory receptors can be achieved. In addition to improving the cognitive ability of the baroreceptors on the soles of the foot and improving the facilitation of the neural circuit that conveys the response, the normal gait pattern is rubbed into the motor pattern generator of the central nervous system to induce normal gait. Will be able to.
また、このような足裏の感覚受容器の認識力向上とその反応を伝える神経回路の促通性向上の効果に加えて、歩行訓練器の使用中に使用者の姿勢が常に変化することで、筋活動による下肢筋の訓練も同時に行うことができるようになる。 In addition to improving the recognition of the sensory receptors on the soles and improving the facilitation of the neural circuit that conveys the response, the posture of the user constantly changes during the use of the gait trainer. The lower limb muscles can be trained simultaneously with the muscle activity.
また、本発明の請求項2に記載の歩行訓練器は、請求項1に記載の歩行訓練器において、
前記振動子を左右の足裏の踵部、足底外足部、爪先内足部のそれぞれに対応するように配置し、前記各振動子が左右何れか一方の足裏の踵部に対応する振動子、足底外足部に対応する振動子、爪先内足部に対応する振動子の順に、これに続いて左右何れか他方の足裏の踵部に対応する振動子、足底外足部に対応する振動子、爪足内足部に対応する振動子の順に振動するように前記制御部が制御することを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to
The vibrators are arranged so as to correspond to the heels of the left and right soles, the outer soles of the soles, and the toes of the toes, and the vibrators correspond to the heels of either the left or right soles. The vibrator, the vibrator corresponding to the sole of the sole, and the vibrator corresponding to the inner foot of the toe, followed by the vibrator corresponding to the left or right sole of the foot, the sole of the sole of the foot The control unit controls the vibrator so as to vibrate in the order of the vibrator corresponding to the part and the vibrator corresponding to the inner leg part of the nail foot.
実際の足の接地位置に相当する部分に振動子を設けることで、歩行時に受ける圧を擬似荷重としてより忠実に再現し、より現実に近い歩行パターンを使用者に認識させることができるようになる。 By providing a vibrator at the part corresponding to the actual foot contact position, the pressure received during walking can be more faithfully reproduced as a pseudo load, and the user can recognize a walking pattern that is closer to reality. .
また、本発明の請求項3に記載の歩行訓練器は、
足置き台と、前記足置き台に、左右の足裏の前後に対応するようにそれぞれ配置された振動子と、前記各振動子の作動を順次切り替える制御部とからなり、
前記制御部が、左右何れか一方の前の振動子から後ろの振動子、これに続いて左右何れか他方の前の振動子から後ろの振動子の順に各振動子の振動を順次切り替えるように制御することを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to
A footrest, a vibrator arranged on the footrest so as to correspond to the front and rear of the right and left soles, and a controller that sequentially switches the operation of each vibrator,
The control unit sequentially switches the vibration of each vibrator in the order of either the left or right front vibrator to the back vibrator, and then the left or right front vibrator to the back vibrator. It is characterized by control.
各振動子で発生する振動を逆の順番で使用者の足裏に与えることで、後ろ向きに歩く擬似荷重のパターンを与えることができる。これにより、通常の歩行パターンで飽きてしまった場合などに、後ろ向き歩行パターンを与え、飽きのこない歩行訓練を行うことができる。 By applying the vibration generated by each vibrator to the sole of the user in the reverse order, a pattern of a pseudo load walking backward can be provided. Thereby, when the user is bored with a normal walking pattern, a backward walking pattern can be given to perform walking training without getting tired.
また、本発明の請求項4に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記各振動子の振動の順番で使用者の連続歩行形態に対応するように各振動子を繰り返し振動させることを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to
Each vibrator is repeatedly vibrated so as to correspond to the continuous walking form of the user in the order of vibration of each vibrator.
通常の歩行は、一歩二歩では終わらず、継続的に行われる。従って、歩行パターンを繰返し与えることで、通常に近い歩行を再現し、歩行訓練を効果的に行うことができる。 Normal walking does not end with one step or two, but continues. Therefore, by giving a walking pattern repeatedly, it is possible to reproduce walking that is close to normal and effectively perform walking training.
また、本発明の請求項5に記載の浴槽装置は、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記振動を切り替える時間が使用者の年齢や健康状態に合わせて変更可能であることを特徴としている。
Moreover, the bathtub apparatus of Claim 5 of this invention is the walk training device in any one of
The time for switching the vibration can be changed according to the age and health condition of the user.
踵接地からつま先蹴りし、また、踵接地するまでを歩行の一周期とする場合、この歩行の周期を変えることで、使用者の中枢神経やこれに至る神経回路の刺激への順化を防止する。 When the toe kicks from the heel-contact to the heel-contact and the heel-contact is one cycle of walking, the rhythm of this walking is changed to prevent acclimatization to the stimulation of the user's central nerve and the neural circuit that leads to it. To do.
また、周期を変えることで、早歩きや遅歩きの場合などを再現することができるので、多彩な歩行パターンで訓練できるようになり、使用者がこの歩行訓練器に飽きることなく訓練できる。 Also, by changing the cycle, it is possible to reproduce the case of fast walking or slow walking, so that it becomes possible to train with various walking patterns, and the user can train without getting tired of this walking training device.
また、歩行の能力に応じて歩行の周期も変わるので、使用者の歩行能力に合った歩行の周期を設定することで歩行訓練を効果的に行うことができるようになる。 In addition, since the walking cycle changes according to the walking ability, the walking training can be effectively performed by setting the walking cycle according to the walking ability of the user.
また、本発明の請求項6に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記各振動子の強度又は周波数が変化するようになったことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 6 of the present invention is the walking training device according to any one of
It is characterized in that the intensity or frequency of each vibrator is changed.
実際の歩行中においては、歩行者の歩行能力や体重、又は地面の状態などによって足裏から受ける衝撃力が異なる。そのため、予め設定される振動の強度又は周波数が変化するようにすることで、刺激の状態を振動の強度又は周波数で変化させることができ、歩行時に受ける衝撃力を実際の歩行中に近い擬似荷重として訓練中に再現できる。従って、使用者の年齢や体重などの歩行能力に応じて変更でき、使い勝手の良い歩行訓練器とすることができる。 During actual walking, the impact force received from the sole of the foot varies depending on the walking ability and weight of the pedestrian or the state of the ground. Therefore, by changing the preset vibration intensity or frequency, the state of stimulation can be changed by the vibration intensity or frequency, and the impact force received during walking is a pseudo load close to that during actual walking. Can be reproduced during training. Therefore, it can be changed according to the walking ability such as the age and weight of the user, and it can be a convenient walking training device.
また、本発明の請求項7に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項6の何れか記載の歩行訓練器において、
前記前側振動子と後側振動子の間に当該前側振動子の振動が後側振動子に伝わるのを抑制しかつ後側振動子の振動が前側振動子に伝わるのを抑制する防振手段を備えたことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 7 of the present invention is the walking training device according to any one of
Anti-vibration means for suppressing vibration of the front vibrator from being transmitted to the rear vibrator and preventing vibration of the rear vibrator from being transmitted to the front vibrator between the front vibrator and the rear vibrator; It is characterized by having prepared.
このような防振手段を備えることで、足裏前後左右に伝わる振動が互いに干渉しないようにし、これによって足裏前後左右に伝わるそれぞれの振動刺激を分離しつつ、足裏前後左右がこれらの刺激を順々に確実に受けるようにし、歩行能力の向上をより効率的に達成する。 By providing such anti-vibration means, vibrations transmitted to the front, back, left and right of the sole are prevented from interfering with each other. To improve the walking ability more efficiently.
また、本発明の請求項8に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項7の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記歩行訓練器は身体情報入力装置を備え、当該身体情報入力装置を介して使用者の年齢、体重、性別に応じて振動の切り替え時間又は振動の強度、若しくは振動の周波数のうち少なくとも何れか1つを変更可能としたことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to
The walking training device includes a physical information input device, and at least one of vibration switching time or vibration intensity, or vibration frequency according to the age, weight, and sex of the user via the physical information input device. One of the features is that it can be changed.
予め、使用者の身体情報や年齢、体重、性別などで歩行訓練のプログラムを組んでおくことで、その使用者の歩行能力や身体状況に応じた訓練を実施でき、効果的な歩行訓練ができるようになる。例えば、高齢者に対して、いきなり健常者の歩行パターンを与えても、足裏に受ける擬似荷重の衝撃が強すぎたり、刺激のテンポが速すぎたりするなどでそのパターンを認識させることは難しい。そのため、使用者の実際の歩行能力より少し上の歩行能力パターンを与えるようにする。そして、日々の歩行訓練の中で歩行訓練のプログラムを徐々に健常な歩行パターンに近づけていく。これによって、最終的に健常な歩行パターンを認識できるようになる。 By establishing a walking training program in advance based on the user's physical information, age, weight, sex, etc., training can be carried out according to the user's walking ability and physical condition, and effective walking training can be performed. It becomes like this. For example, even if an elderly person is given a walking pattern of a healthy person suddenly, it is difficult to recognize the pattern because the impact of the pseudo load on the sole is too strong or the tempo of the stimulus is too fast. . For this reason, a walking ability pattern slightly higher than the actual walking ability of the user is given. In the daily walking training, the walking training program is gradually brought closer to a healthy walking pattern. As a result, a healthy walking pattern can be finally recognized.
また、本発明の請求項9に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項8の何れかに記載の歩行訓練器において、
使用者の足裏を足置き台上面の所定位置に位置決めする足裏位置決め手段を備えたことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 9 of the present invention is the walking training device according to any one of
A sole positioning means for positioning the sole of the user at a predetermined position on the upper surface of the footrest is provided.
足の位置決め手段を備えているので、確実に足の位置を決めることができ、前用振動子と後用振動子をそれぞれ足裏の前と後に確実に当てることができる。これによって、足裏の前後に確実に圧分布を発生させることができるので、歩行訓練を効果的に行うことができる。 Since the foot positioning means is provided, the position of the foot can be determined reliably, and the front vibrator and the rear vibrator can be reliably applied to the front and back of the sole, respectively. As a result, the pressure distribution can be reliably generated before and after the sole, so that walking training can be effectively performed.
また、本発明の請求項10に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項9の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記振動子を、使用者の足裏の前後の位置に調整する位置調整手段を備えたことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 10 of the present invention is the walking training device according to any one of
It is characterized by comprising position adjusting means for adjusting the vibrator to positions before and after the sole of the user.
足置き台に適当に立った状態でも、振動子の位置を調整して、足裏の前後に当てるようにすることができるので、足裏の前後に確実に振動を与えることができる。 Even when standing on the footrest properly, the position of the vibrator can be adjusted so as to be applied to the front and back of the sole, so that the vibration can be reliably applied to the front and rear of the foot.
また、足の大きい人や小さい人でも、足の大きさに合った位置に振動子の位置を調整できるので、どのような体格の人が使っても、足裏の前後に確実に振動を与えることができる。 In addition, even with a large or small person, the position of the vibrator can be adjusted to a position that matches the size of the foot, so that any person of any physique can reliably vibrate before and after the sole. be able to.
また、本発明の請求項11に記載の歩行訓練器は、請求項1乃至請求項10の何れかに記載の歩行訓練器において、
前記足置き台に、使用者の立つ方向を指示する方向指示手段を備えたことを特徴としている。
Moreover, the walking training device according to claim 11 of the present invention is the walking training device according to any one of
The footrest is provided with direction indicating means for instructing the direction in which the user stands.
このような立つ方向を指示する方向指示手段を備えていることで、前用振動子及び後用振動子に足裏の前後が来る方向に立たせることできて、足裏の前後に振動を与えることが可能となる。 By providing such a direction indicating means for indicating the standing direction, the front vibrator and the rear vibrator can stand in the direction in which the front and rear of the sole come, and vibration is applied to the front and rear of the sole. It becomes possible.
本発明によると、足裏に特殊パターンの振動刺激を与えることで歩行能力に関する感覚受容器及び神経系の機能回復を図ることが可能な歩行訓練器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gait trainer which can aim at the functional receptor of the sensory receptor regarding a walking ability and a nervous system by giving the vibration stimulus of a special pattern to a sole can be provided.
より具体的には、本発明のような歩行訓練器を用いることで、足裏前後左右への刺激が実際の歩行中のように順々に変化する振動を介して足裏に刺激を与えることができる。即ち、足裏前後左右への刺激が実際の歩行中に相当する擬似荷重として順々に作用することで、歩行能力に関する感覚受容器及びこれに至る神経系の機能回復を図ることができる。そして、足裏の圧受容器の認識力の向上とその反応を伝える神経回路の促通性向上を図ると共に、健常な歩行パターンを中枢神経の運動パターン発生器にすり込み、正常な歩行を誘発することができるようになる。 More specifically, by using a gait training device such as the present invention, stimulating the soles through vibrations that change sequentially as in actual walking, such as during the actual walking. Can do. That is, the stimulation to the back, front, back, left, and right acts in order as a pseudo load corresponding to the actual walking, so that the sensory receptors related to walking ability and the functional recovery of the nervous system leading to the sensory receptors can be achieved. In addition to improving the cognitive ability of the baroreceptors on the soles of the foot and improving the facilitation of the neural circuit that conveys the response, the normal gait pattern is rubbed into the motor pattern generator of the central nervous system to induce normal gait. Will be able to.
また、このような足裏の感覚受容器の認識力向上とその反応を伝える神経回路の促通性向上の効果に加えて、歩行訓練器の使用中に使用者の姿勢が常に変化することで、筋活動による下肢筋の訓練も同時に行うことができるようになる。 In addition to improving the recognition of the sensory receptors on the soles and improving the facilitation of the neural circuit that conveys the response, the posture of the user constantly changes during the use of the gait trainer. The lower limb muscles can be trained simultaneously with the muscle activity.
以下、本発明の第1の実施形態にかかる歩行訓練器について説明する。本発明の第1の実施形態にかかる歩行訓練器1は、図1及び図2に示すように、家庭内で使用するヘルスメーター(体重計)と同等の形状を有する足置き台である筐体100と、筺体100の上面部の所定位置に使用者の左右の足裏を位置決めする足裏位置決め部151,152と、筐体上面に位置決めされた使用者の左右足裏の前側及び後側に対応するように配置され、振動発生部110としてそれぞれ独立して振動する4個の振動子111〜114を備えている。即ち、振動発生部110は、左右の足裏位置決め部151,152にそれぞれ対応して設けられ、前側の振動発生部110が左足用の振動子112と右足用の振動子113を備えると共に、後側の振動発生部110が左足用の振動子111と右足用の振動子114を備えている。そして、これらの振動子111〜114からそれぞれ左右足裏の前側及び後側に振動を直接伝達するようになっている。
Hereinafter, a walking training device according to a first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the walking
なお、ここでいう足裏の前側とは、図4に示すように、足裏の指及び指の付け根並びにその近傍領域を指し、足裏の後側とは、足裏の踵部及びその近傍領域を指す。 As shown in FIG. 4, the front side of the sole here refers to the sole of the foot, the base of the finger, and the vicinity thereof, and the rear side of the sole refers to the buttocks of the sole and the vicinity thereof. Refers to an area.
筐体100は、歩行訓練器1の使用者の体重に十分耐える強度を有する樹脂等でできており、その上面には各振動子111〜114を収容する凹み部101〜104(図2参照)が形成されている。
The
また、筐体上面の後側振動子111,114の近傍には、その後端部接線方向に歩行訓練器1の足裏位置決め部151,152が備わっている。足裏位置決め部151,152はそれぞれ、図2に示すように、使用者の踵の外郭にほぼ一致する踵当て部を有した凸条の突起部からなり、筐体上面に突出形成されている。
Further, in the vicinity of the
また、各振動子111〜114は、足裏位置決め部151,152に位置決めされた使用者の足裏間の前後に配置され、それぞれが10Hz〜200Hzの周波数を発生させるトランスデューサからなる。なお、振動子111〜114としてトランスデューサを使用することには限定されず、人間が反応するといわれる10Hz〜200Hzの周波数を発生させる振動モータなどを用いても良い。
Moreover, each vibrator | oscillator 111-114 is arrange | positioned before and behind between the user's soles positioned by the sole positioning part 151,152, and each consists of a transducer which generate | occur | produces the frequency of 10 Hz-200 Hz. In addition, it is not limited to using a transducer as the
なお、ここで言うトランスデューサとは、電気−機械振動変換器のことであり、磁極を備えたヨークにより磁気的な隙間を形成し、該隙間内にコイル枠に巻き付けたコイルを配置され、ヨークはケース内にダンパによって支持された構造である。コイルに電気信号が伝送されるとコイルに発生する磁力と磁極の磁力との間に生じる磁気干渉作用によって、ヨークとケースとが相対変位を起こすことにより振動が発生するようになっている。 The transducer referred to here is an electro-mechanical vibration converter. A magnetic gap is formed by a yoke provided with magnetic poles, and a coil wound around a coil frame is disposed in the gap. The structure is supported by a damper in the case. When an electric signal is transmitted to the coil, the yoke and the case cause a relative displacement due to a magnetic interference effect generated between the magnetic force generated in the coil and the magnetic force of the magnetic pole, so that vibration is generated.
筐体内部には、図3に示すように、各振動子111〜114に所定周期のパルスを伝達するパルス発生器240と、各振動子111〜114を所定のパターンで個別に振動制御する制御部250を備え、パルス発生器240に接続された外部からの交流電源又は筐体内部に収容されたバッテリーなどの直流電源を介して各振動子111〜114を所定のパターンで順々に振動させるようになっている。
As shown in FIG. 3, a
制御部250は、各振動子111〜114の振動を所定のパターン(順番)で切り替えるようになっている。具体的には、使用者の足裏側から見た図4に示すように、各振動子111〜114の発生する振動の順番が、左右何れか一方の後ろ側の振動子(本実施形態では振動子111で図4中のA参照)から前側の振動子(本実施形態では振動子112で図4中のB参照)、これに続いて左右何れか他方の後ろ側の振動子(本実施形態では振動子114で図4中のC参照)から前側の振動子(本実施形態では振動子113で図4中のD参照)の順に振動を順次に切り替え、以降、この各振動子の振動の順番で使用者の連続歩行形態に対応するように制御部250が各振動子111〜114を順次振動させるようになっている。
The
また、筐体100の上面又は側面には、図1乃至図4では図示しないが、歩行訓練器1を作動させるための電源スイッチや、各振動子111〜114で順次発生する振動の周期や大きさを調整する調整ノブが備わっている。なお、このような電源スイッチや調整ノブを筐体自体に備える代わりに、使用者が手に持ったまま操作可能とする操作用リモコンを介して歩行訓練器を立ったままの姿勢で操作できるようにしても良い。
Although not shown in FIGS. 1 to 4 on the upper surface or side surface of the
続いて、このような構成を有する歩行訓練器1の実際の使用方法と作用について説明する。使用者は最初に足裏位置決め部151,152に足の踵を当てながら歩行訓練器1に乗る。この際、図2に示す足裏位置決め部151,152に左右の足の踵を当てるだけで左右の前側振動子112,113を左右の足裏の前側に合致させ、左右の後側振動子111,114を左右の足裏後側に合致させることができる。
Then, the actual usage method and effect | action of the walking
次いで、歩行訓練器1のスイッチを入れ、歩行訓練を開始する。これによってパルス発生器240(図3参照)によって発生したパルスが制御部250によって各振動子111〜114に伝達される。
Next, the walking
そして、制御部250の制御によって、各振動子111〜114において発生する振動の順番が、左足後ろ側の振動子111から左足前側の振動子112、これに続いて右足後ろ側の振動子114から右足前側の振動子113の順に振動を順次に切り替えるように制御部250が各振動子111〜114を順々に振動させる。以降、この各振動子の振動の順番で使用者の連続歩行形態に対応するように各振動子を繰り返し振動させる。
Under the control of the
通常の歩行は、一歩二歩では終わらず、継続的に行われる。従って、歩行パターンを繰返し与えることで、通常に近い歩行を再現し、歩行訓練を効果的に行うことができる。 Normal walking does not end with one step or two, but continues. Therefore, by giving a walking pattern repeatedly, it is possible to reproduce walking that is close to normal and effectively perform walking training.
図4のタイミングチャートは、訓練開始から使用者の左右の足裏前後にあたる振動の大きさを示したものである。この図から分かるように、本実施形態にかかる歩行訓練器1を用いることで、一方の、即ち左足裏後ろ側(踵部であり図4の領域A)から左足前側(つま先側であり図4の領域B)、続いて、他方の、即ち右足裏後ろ側(踵部であり図4のC)から右足前側(つま先側であり図4のD)の順番でそれぞれ対応する各振動子111,112,114,113から左右足裏の前後領域A〜Dにそれぞれ一定時間ごとに各振動子111〜114を順々に振動させていることが分かる。
The timing chart of FIG. 4 shows the magnitude of vibration that hits the user's left and right soles from the start of training. As can be seen from this figure, by using the
続いて、本発明にかかる歩行訓練器1によって使用者の足裏前後が歩行パターンで刺激を受けることで歩行能力を向上させる理由についてより詳細に説明する。
Subsequently, the reason why the walking
実際の歩行中には足裏接地時に足裏に圧分布が生じており、踵が着地して重心がやや外側を通る動きをし、つま先で蹴るというように圧がかかる。この動きの中で生じる圧分布が、歩行においてそのタイミングを計るのに重要な役割を果たしている。若年者の場合、図28下図に示すように最初に踵が接地し衝撃力が加わり、遅れて爪先(前足部)に衝撃が加わるように圧分布が生じている。一方、高齢者の場合、図28上図に示すようにすり足のように歩くので、踵と爪先でほぼ同時に接地してしまい、明確な圧分布は殆ど現れない。また、接地している時間も長く、リズミカルな歩行ができていない。このように、歩行能力の衰えた高齢者は歩行時に圧分布が生じず、歩行のタイミングを計れていない。更にはリズミカルな歩行を実現するための運動パターン発生器もうまく機能していないことが考えられる。 During actual walking, pressure distribution is generated on the sole when the sole touches down, and the heel strikes, the center of gravity moves slightly outside, and pressure is applied such as kicking with a toe. The pressure distribution generated in this movement plays an important role in timing the walking. In the case of a young person, as shown in the lower diagram of FIG. 28, a pressure distribution is generated so that the heel contacts the ground first and an impact force is applied, and an impact is applied to the toe (front foot) later. On the other hand, in the case of an elderly person, as shown in the upper diagram of FIG. 28, the person walks like a pedestal, so that the ground contacts the heel and toes almost simultaneously, and a clear pressure distribution hardly appears. In addition, the grounding time is long and rhythmic walking is not possible. Thus, elderly people with reduced walking ability do not have pressure distribution during walking and cannot walk. Furthermore, it is considered that the motion pattern generator for realizing rhythmical walking is not functioning well.
このように歩行能力低下や足裏の感覚受容器の機能低下により、小さい段差や平地での転倒などの危険性が生じる。従って、本発明では、上述した振動パターンの刺激を足裏に積極的に加えるようにしている。即ち、歩行能力に重要な圧分布を感知する足裏の皮膚受容器に対して圧の分布が認識できるように足裏の前後に交互に振動刺激を与え、圧分布の認識力をつかさどる感覚受容器の機能回復とその神経回路(フィードバック回路)の賦活化を狙うと共に、高齢者など歩行時に圧分布が生じない人たちに対して足裏の前後に与える振動を健常な歩行パターンで与えることで運動パターン発生器に対して健常な歩行パターンを認識させ、正常な歩行を誘発することができるようにしている。 As described above, there is a risk of a small step or a fall on a flat ground due to a decrease in walking ability or a function of sensory receptors on the soles. Therefore, in the present invention, the vibration pattern mentioned above is positively applied to the sole. In other words, vibration stimulation is alternately applied before and after the sole so that the skin distribution on the sole that senses the pressure distribution important for walking ability can be recognized, and the sensory reception that governs the recognition power of the pressure distribution. By aiming to restore the function of the container and activating its neural circuit (feedback circuit), and giving vibrations to the front and back of the foot to people who do not have pressure distribution during walking, such as elderly people, with a healthy walking pattern The motion pattern generator is made to recognize a healthy walking pattern and induce normal walking.
従って、このような振動パターンの振動を発生することによって、成人が歩行中に足裏に受ける実際の荷重に相当する擬似荷重を高齢者である使用者の足裏に振動の刺激として与えることができ、実際に歩行していないにも関わらず使用者の中枢神経やこれに至る神経伝達回路にあたかも成人の頃の歩行パターンをよみがえらせ、実際の歩行パターンを成人の歩行パターンに少しでも近づける訓練を行うことが可能となる。 Therefore, by generating such a vibration pattern, a pseudo load equivalent to the actual load that an adult receives on the sole during walking can be given to the sole of the user who is an elderly person as a vibration stimulus. Even if you are not actually walking, you can reinvigorate the user's central nervous system and the neurotransmission circuit that leads to it as if it were an adult, and bring the actual walking pattern closer to the adult walking pattern. Can be performed.
なお、足裏の左右片足毎に振動をオン・オフするマッサージ装置による振動では、マッサージ装置に乗った使用者の姿勢の変化は殆ど起こらず、歩行能力に関する感覚受容器及び神経系の機能回復の効果は見込めない。しかしながら、本発明のような歩行訓練器を用いることで、足裏の圧受容器の認識力の向上とその反応を伝える神経回路の促通性向上を図ると共に、健常な歩行パターンを中枢神経の運動パターン発生器にすり込み、正常な歩行を誘発する。 In addition, in the vibration by the massage device that turns on and off the vibration for each left and right foot of the sole, there is almost no change in the posture of the user riding on the massage device, and the function of the sensory receptors and the nervous system related to walking ability is restored. The effect is not expected. However, by using a gait training device such as the present invention, the cognitive performance of the baroreceptor on the sole and the facilitation of the neural circuit that conveys the response are improved, and a healthy gait pattern is exercised in the central nervous system. Rubbing into the pattern generator to induce normal walking.
また、このような足裏の感覚受容器の認識力向上とその反応を伝える神経回路の促通性向上の効果に加えて、歩行訓練器の使用中に使用者の姿勢が常に変化することで、筋活動による下肢筋の訓練も同時に行うことができる。 In addition to improving the recognition of the sensory receptors on the soles and improving the facilitation of the neural circuit that conveys the response, the posture of the user constantly changes during the use of the gait trainer. The lower limb muscles can also be trained by muscle activity at the same time.
なお、上述した足裏位置決め部151,152の変形例として、図5に示す歩行訓練器1Aのように、左足裏の両側部に対応する足裏側方位置決め用突起321,322を左前側の振動子112と左後側の振動子111との間に設けると共に、右足裏の両側部に対応する足裏側方位置決め用突起323,324を右前側の振動子113と右後側の振動子114との間に設ける形態の足裏位置決め部320としても良い。
As a modified example of the above-described
このような足裏位置決め部320を設けることで、使用者の足裏の位置及び向きを各振動子111〜114に対して最適な状態に位置決めすることができ、各振動子111〜114から使用者の足裏前後に振動を歩行パターンの順に伝えることができるようになる。
By providing such a
また、足裏位置決め部の更なる変形例として、図6に示す歩行訓練器1Bのように、筐体上面における左右の足の土踏まずに対応する位置に隆起部331,332を設けた足裏位置決め部330の形態としても良い。このような足裏位置決め部330を設けることで、足裏の位置決めと同時に土踏まずを隆起部331,332で押圧して本発明の主目的である歩行能力の向上の他にマッサージ効果を使用者に与えることができる。
Further, as a further modification of the sole positioning unit, as shown in FIG. 6, a sole positioning in which raised
また、足裏位置決め部の更に別の変形例として、図7に示す歩行訓練器1Cのように、使用者の左右の足裏形状に対応する足形状の凹み部341,342を筐体上面に設けた形態の足裏位置決め部340としても良い。このような凹み部341,342で足裏位置決め部340を形成することで、使用者が例えば視覚障害者の場合であっても、歩行訓練器の適所に足裏を位置決めすることが簡単にできるようになる。なお、このような凹み部341,342を設ける代わりに使用者の足形に相当するシールを筐体上面に貼布して、この足裏位置決め部を形成しても良い。
Further, as still another modification example of the sole positioning portion, as shown in a
続いて、本発明の第2の実施形態にかかる歩行訓練器について説明する。この第2の実施形態に係る歩行訓練器2は、図8及び歩行訓練器を上から見た図9に示すように、使用者の右足の踵、足側方部、親指付け根、親指の各領域をA,B,C,D、使用者の左足の踵、足側方部、親指付け根、親指の各領域をE,F,G,Hとし、このそれぞれに対応する振動発生部として振動子511〜514,515〜518を筐体上面に形成された足裏形の凹み部541,542からなる足裏位置決め部540(図8参照)の適所に設けている。なお、図8に示す他の構成要素については上述した実施形態と同様であるので、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
Then, the walk training device concerning the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The walking
この歩行訓練器2においては、パルス発生器240によって発生したパルスが制御部250の制御によって各振動子511〜514,515〜518を順々に振動させ、足裏の受ける振動子からの刺激が図9のタイミングチャートに示すようにAからHの各領域の順に変化するようになっている。
In this
より具体的には、本変形例の場合、図9に示すように、右足の踵(図9中のA)、外側部(図9中のB)、親指の付け根(図9中のC)、親指(図9中のD)の順に各振動子511〜514が振動し、次いで左足の踵(図9中のE)、外側部(図9中のF)、親指の付け根(図9中のG)、親指(図9中のH)の順に各振動子515〜518が振動してこの順に足裏に刺激を与え、以降、この各振動子の振動の順番で使用者の連続歩行形態に対応するように各振動子を繰り返し振動させるようになっている。
More specifically, in the case of this modification, as shown in FIG. 9, the right foot heel (A in FIG. 9), the outer side (B in FIG. 9), the base of the thumb (C in FIG. 9). , The
通常の歩行は、一歩二歩では終わらず、継続的に行われる。従って、歩行パターンを繰返し与えることで、通常に近い歩行を再現し、歩行訓練を効果的に行うことができる。 Normal walking does not end with one step or two, but continues. Therefore, by giving a walking pattern repeatedly, it is possible to reproduce walking that is close to normal and effectively perform walking training.
なお、図10は、かかる歩行訓練器2によって刺激される足裏の領域を示す図であり、図11はこの歩行訓練器2に使用者が実際に乗った状態を示す斜視図である。
FIG. 10 is a diagram showing a region of the sole that is stimulated by the walking
この第2の実施形態にかかる歩行訓練器は、図10に示すように、歩行中の足裏の圧の中心が、かかとが着地してから足裏のやや外側を通る動き、いわゆるあおりと、踵から爪先までの足の裏を順番に使う動き、いわゆるローリングを伴う成人の実際の歩行パターンにより近似した擬似荷重を使用者の足裏に与えることができ、例えば高齢者の神経伝達回路や中枢神経に成人の歩行パターンを訓練中に刻み込み、実際の歩行中に成人の歩行パターンにより近づけるように訓練することが可能となる。 As shown in FIG. 10, the walking training device according to the second embodiment has a center of pressure on the sole of the foot while walking, a movement passing slightly outside the sole after the heel has landed, a so-called tilt, A movement that uses the sole of the foot from the heel to the toe in order, that is, a simulated load approximated to the actual walking pattern of an adult with so-called rolling can be applied to the sole of the user, such as the neurotransmission circuit and the central It is possible to train an adult's gait pattern into the nerve during training and to be closer to the adult's gait pattern during actual walking.
なお、第1及び第2の実施形態にかかる歩行訓練器1,2の使用中において、使用者は操作部を操作することで、第1の実施形態にかかる歩行訓練器1を用いた場合を示す図12のように、各振動子111〜114の振動時間の周期を通常速度の歩行パターンに対応するt1から早歩きの歩行パターンに対応するt2に適宜変更可能としても良い。
In addition, while using the
このように歩行パターンの周期を変更可能とすることで、使用者の年齢や性別、身体の状態に合わせて通常の歩行モードと早歩きの歩行モードを適宜選択することができる。また、歩行訓練中に周期を変更することで、使用者が振動刺激に慣れてしまう順化を防止することができる。 As described above, by changing the cycle of the walking pattern, the normal walking mode and the fast walking walking mode can be appropriately selected according to the age, sex, and body state of the user. Moreover, the acclimatization which a user gets used to a vibration stimulus can be prevented by changing a period during walking training.
また、歩行訓練器1,2が、各振動子111〜114の振動レベル(振動の振幅)を適宜変更可能としても良い。このように歩行パターンの振幅を変更可能とすることで、使用者が身体の調子に合わせて元気な場合は力強い歩き方のパターンに変更することが可能である。また、この場合も、歩行訓練中に振動レベルを変えることで、使用者が振動刺激に慣れてしまう順化を防止できる。
Moreover, the
また、図13に示すように、振動の強度の一つである周波数を訓練開始から徐々に高めていくように変更可能としても良い。これにより、訓練開始と同時に足裏に強烈な刺激が伝わるのを防止し、使用者に不快感を与えることがなくなる。 Moreover, as shown in FIG. 13, it is good also as changeable so that the frequency which is one of the intensity | strengths of a vibration may be raised gradually from training start. This prevents a strong stimulus from being transmitted to the sole at the same time as the start of the training, thereby preventing the user from feeling uncomfortable.
また、歩行訓練器1,2が、図14に示すように各振動子111〜114の振動レベルを踵接地が小さく、つま先蹴りが大きくなる登坂のプログラムに適宜変更可能としても良い。これによって、例えば近年流行している中高年のトレッキングに参加する際に身体を予め慣らしておくことができる。なお、この場合、実際の登坂時において山道の勾配がきつくなるにつれて踵接地が徐々に小さくなると共につま先蹴りが徐々に大きくなるのに対応するように、踵の受ける振動の強度、即ち擬似荷重の増加度合いに比べて、つま先の受ける振動の強度、即ち擬似荷重の増加度合いをより大きくしても良い。
Further, as shown in FIG. 14, the walking
また、歩行訓練器1,2が、図15に示すように各振動子111〜114の振動レベルを踵接地が大きく、つま先蹴りが小さくなる下り坂の歩行プログラムに適宜変更可能としても良い。これによって歩行中に特に転倒の危険が伴う下り坂の歩行を安全に行うことができるようになる。なお、この場合、実際の下り坂において下り勾配がきつくなるにつれて踵接地が徐々に大きくなると共につま先蹴りが徐々に小さくなるのに対応するように、つま先の受ける振動の強度、即ち擬似荷重の増加度合いに比べて踵の受ける振動の強度、即ち擬似荷重の増加度合いをより大きくしても良い。
Further, as shown in FIG. 15, the walking
また、歩行訓練器1,2が、図16及び図17に示すように各振動子111〜114の振動周波数を徐々に上げてピークを迎えた後、徐々に下げた山形形状をなすようにしても良い。これによって、訓練中の使用者は前後左右の足裏にいきなり強度の大きい刺激を受けることなく、快適な訓練を行うことができる。併せて、順化の防止にも役立つ。
In addition, as shown in FIGS. 16 and 17, the
なお、踵接地とつま先蹴りによる衝撃のピークが明確に生じることが無く歩行能力がかなり衰えた高齢者に踵接地、つま先蹴りで衝撃のピークが明確に生じる若年者の健常な歩行パターンの刺激をいきなり与えても効果的でないが、このように予め設定される制御ルーチンを振動の強度又は周波数が変化する制御ルーチンとすることで、徐々に若年者の衝撃に近づくようにレベルアップしていくようなプログラムを組むことができる。また、上り坂や下り坂などを歩く際を模倣した振動の強度又は周波数が変化するプログラムを組んで訓練に飽きてしまうのを防止したり、様々な環境を歩く際を模倣した歩行訓練を実行したりすることもできる。さらに、刺激の状態を積極的に変化させることで、刺激への順化も防止できる。 In addition, the peak of impact due to heel contact and toe kick does not occur clearly, and elderly people whose walking ability has declined considerably can stimulate the healthy walking pattern of young people whose impact peak is clearly generated by heel contact and toe kick. Although it is not effective even if it is given suddenly, by setting the control routine set in advance as a control routine in which the intensity or frequency of vibration changes, the level is gradually improved so as to approach the impact of young people. Program can be organized. In addition, a program that changes the intensity or frequency of vibration that mimics walking when going uphill or downhill is used to prevent tiredness from training or walking training that mimics walking in various environments. You can also do it. Furthermore, acclimatization to stimulation can be prevented by actively changing the state of stimulation.
続いて、第3の実施形態にかかる歩行訓練器3について説明する。この歩行訓練器3は、使用者が訓練に掴る手すりを上述した歩行訓練器1に設けると共にこの手すりに装置操作用の操作部を備えている。具体的には、この歩行訓練器3には、図18に示すように、スチールパイプ又はアルミパイプからなり、正面視でコの字状に折り曲げられ側面視でL字状に折り曲げられた手すり650が備わっている。なお、手すり650は、両下端部が筐体100の両側面に固定され、筐体100の前方部分近傍に補強用の連結部655を備えている。
Then, the
なお、この手すり650の上部両端部には使用者が訓練中に掴むことができるグリップ部665が備わっている。また、両クリップ部665の間には表示部661及び操作ボタン662を備えた操作部660が取り付けられている。
Note that
そして、使用者は操作部660の操作ボタン662により上述した第1の実施形態及びその各種変形例にかかる動作モードを使用者の好みに応じて選択できるようになっており、かつこの動作モード及び装置使用開始からの経過時間などを装置使用中に表示部661を介して常に確認できるようになっている。
The user can select the operation mode according to the first embodiment and the various modifications thereof by the
この操作部660を操作することで使用者の身体情報や年齢を得ることができるので、予め年齢や体重、性別などで歩行訓練のプログラムを組んでおくことで使用者の歩行能力や身体状況に応じた訓練を実施でき、効果的な歩行訓練が可能となる。
Since the user's physical information and age can be obtained by operating the
具体的には、例えば、85歳男性に対していきなり健常者の歩行パターンを与えても、衝撃が強すぎたりテンポが速すぎたりして、そのパターンを中枢神経及びこれに至る神経回路に刻み込んで認識させることは難しい。その為、使用者の能力より若干高い歩行能力パターンを与えるようにするのが良い。 Specifically, for example, even if a sudden pattern of a healthy person is given to an 85-year-old man, the impact is too strong or the tempo is too fast, and the pattern is engraved in the central nerve and the neural circuit leading to it. It is difficult to make it recognized. Therefore, it is preferable to give a walking ability pattern slightly higher than the ability of the user.
図16に示す振動の強度を示すタイミングチャートは、訓練初期の85歳男性モデル(体重70kg)の場合を示しており、訓練初期で訓練自体に慣れていないために周期は長めの周期t=1.2sとし、順化防止のために周波数を徐々に上げていった。このような振動パターンの制御によって各振動子から受ける刺激のパターンを中枢神経及びこれに至る神経回路に刻み込んで認識させることができると共に刺激に対する順化を防止することができる。
The timing chart showing the intensity of vibration shown in FIG. 16 shows the case of an 85-year-old male model (
また、図17に示す振動の強度を示すタイミングチャートは、訓練中期の70歳女性モデル(体重35kg)の場合を示しており、訓練中期であり訓練自体にある程度慣れているので、周期は短めの周期t=0.8sとし、順化防止のために周波数を徐々に上げていった。このような振動パターンの制御によっても各振動子から受ける刺激のパターンを中枢神経及びこれに至る神経回路に刻み込んで認識させることができると共に刺激に対する順化を防止することができる。 In addition, the timing chart showing the intensity of vibration shown in FIG. 17 shows the case of a 70-year-old female model (35 kg body weight) in the middle period of training. The period t was set to 0.8 s, and the frequency was gradually increased to prevent acclimatization. By controlling the vibration pattern as described above, the pattern of the stimulus received from each vibrator can be impressed and recognized in the central nerve and the neural circuit leading to it, and acclimatization to the stimulus can be prevented.
以上のような歩行訓練のプログラムを日々の歩行訓練の中で徐々に健常な歩行パターンに近づけていく。これによって、最終的に健常な歩行パターンを中枢神経及びこれに至る神経回路に刻み込んで認識させることができるようになる。 The walking training program as described above is gradually brought closer to a healthy walking pattern during daily walking training. As a result, a healthy gait pattern can finally be recognized by carving into the central nerve and the neural circuit leading to it.
なお、予め用意されるプログラムは、例えば実際の高齢者の歩行パターンを基にそれぞれの年齢、体重、性別、歩行訓練の段階によって区別されるようにするのが良い。 In addition, it is good to make it distinguish the program prepared beforehand according to the stage of each age, weight, sex, and walking training based on the walking pattern of an actual elderly person, for example.
また、以上のような操作部付きの手すり650の備わった歩行訓練器3を用意することで、例えば高齢者であっても手すりに掴ったままこの歩行訓練器3を使用でき、身体に負担をかけることなく歩行能力向上の訓練を行うことができるようになる。また、使用者の能力や体調に応じて時間、強度、周波数を変更でき、安全かつ効果的な歩行訓練を行うことができるようになる。
In addition, by preparing the walking
また、この手すり650や操作部660は歩行訓練器上に使用者が立つべき方向を指示する方向指示手段として役目を果たし、この手すり650があることで、歩行訓練器上において使用者の立つ方向を明確に指示することができる。即ち、このような使用者の立つ方向を指示する方向指示手段を備えていることで、前用振動子及び後用振動子に足裏の前後が来る方向に立たせることできて、足裏の前後に正しく振動を与えることが可能となる。なお、このような手すり650や操作部660の代わりに足置き台上面に前と後を明記しておいたり、矢印を入れておいたりする方向指示手段を設けても良い。
In addition, the
また、上述の実施形態では操作部660を手すり650に設けたが、その代わりに操作部が足置き台に設けられていても良い。
In the above-described embodiment, the
続いて、本発明の第4の実施形態にかかる歩行訓練器4について説明する。なお、上述した第1の実施形態及びその変形例にかかる歩行訓練器1,1A〜1C、並びに第2及び第3の実施形態にかかる歩行訓練器2,3と同等の構成については、対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
Then, the
この第4の実施形態にかかる歩行訓練器4は、図19に示すように上述した歩行訓練器1に対応する筐体100が前側筐体100Fと後側筐体100Rに2分割されて、これら前側筐体100Fと後側筐体100Rとが防振部材710で連結されている。この防振部材710は、シリコンやNBRなど防振ゴム、
アルファゲル(登録商標)などのゲル素材、 ウレタンなどのクッション素材でできている。
In the
Made of gel material such as Alpha Gel (registered trademark) and cushion material such as urethane.
図20は、図19に示した歩行訓練器4に使用者の乗った状態を示す斜視図である。防振部材710の高さは、図20に示すように、前側筐体100Fと後側筐体100Rの高さよりも若干高くなっている。このように足裏と接触するように筐体上面よりも若干隆起した防振部材710を歩行訓練器3の足裏前後中央部に対応する位置に設けることで、足を介して前側振動子112,113から後側振動子111,114に伝わる振動や後側振動子111,114から前側振動子112,113に伝わる振動を遮断する(縁切りする)ことができる。なお、この場合、歩行訓練器4の底面全体にこのような材質でできた防振部材を取り付けることで、前側振動子112,113からの振動が床を介して後側筐体100Rに伝わるのを防止すると共に、後側振動子111,114からの振動が床を介して前側筐体100Fに伝わるのを防止することも可能となる。
FIG. 20 is a perspective view showing a state where the user is on the walking
また、このような防振部材710を介して前側筐体100Fと後側筐体100Rを連結する代わりに、図21に示すように、前側筐体100Fと後側筐体100Rを所定の間隔だけ離間させてこれら前側筐体100Fと後側筐体100Rを接続パイプ720によって接続しても良い。この場合、接続パイプ720の内部に前側筐体100Fに備わった左右の前側振動子112,113と後側筐体100Rに備わった左右の後側振動子111,114とを電気的に接続する電線を挿通することができる。
Further, instead of connecting the
なお、この場合も前側振動子112,113の振動が床を介して後側筐体100Rに伝わったり、後側振動子111,114の振動が床を介して前側筐体100Fに伝わったりしないように、前側筐体100F及び後側筐体100Rの床への設置面を上述した材質の防振部材で覆っておくのが良い。
In this case as well, the vibrations of the
また、上述のように歩行訓練器の筐体を前側筐体と後側筐体に2分割して防振部材で連結する代わりに、第1の実施形態にかかる歩行訓練器1において、図22に示すように、例えば上述した材質でできた円環状の防振部材731〜734を介して各振動子111〜114を筐体100の振動子取付け用の凹み部101〜104に支持するようにしても良い。このような防振部材731〜734を用いることによって、簡易な構成でそれぞれの振動子111〜114が発生する振動を他の振動子まで伝達させずに済み、上述した各実施形態の作用を確実に発揮することができるようになる。
Further, in the
また、図23に示すように、例えば上述した材質でできた円板状の防振部材(図中断面部分の521〜523のみ図示)を介して筐体500の足裏型の凹み部541,542に備わった各振動子511〜518を支持するようにしても良い。このような防振部材を用いることによって、簡易な構成でそれぞれの振動子511〜518が発生する振動を他の振動子まで伝達させずに済み、上述した作用を確実に発揮することができるようになる。
Further, as shown in FIG. 23, for example, a sole-
また、以上説明した各実施形態及びその変形例にかかる歩行訓練器において以下に示すようなサイズ調整手段を備えていても良い。 Further, the walking training device according to each of the embodiments described above and the modifications thereof may be provided with a size adjusting means as shown below.
具体的には、このサイズ調整手段は、図24に示すように、筐体100を上述したように前側筐体100Fと後側筐体100Rに分割し、かつこれら前側筐体100Fと後側筐体100Rが連結シャフト810で連結された歩行訓練器の形態を有している。そして、連結シャフト810の前側筐体側端部にサイズ調整ネジ(図示せず)が形成され、この連結シャフト810のネジ部を介して前側筐体100F及び後側筐体100Rが連結されている。また、後側筐体100Rの後端面にはドライバー差し込み口811が穿設され、例えばマイナスドライバーをドライバー差し込み口811に挿入してその端部を連結シャフト端部に形成された図示しない調整スリットに係合させて適当な回数だけ回転させることで、連結シャフト810のサイズ調整ネジと前側筐体100Fとの螺合度合いを変え、これによって前側筐体100Fと後側筐体100Rとの間隔を変えるようになっている。なお、ドライバーなどの工具を用いて調整する代わりに特別なクランクを用いて連結シャフト810を回転させて前側筐体100Fと後側筐体100Rの間隔調整を行っても良い。
Specifically, as shown in FIG. 24, the size adjusting unit divides the
これによって、使用者の性別や年齢、体格による足の大きさに合致するように前側振動子112,113と後側振動子111,114の間隔を調整することが可能となる。
Thus, the distance between the
このように使用者の足の大きさに応じて前側振動子112,113と後側振動子111,114の間隔を調整できるようにすることで、1つの歩行訓練器を年齢や性別、体格による足のサイズに応じて調整しながら共有して使用することができ、たとえば家庭内において家族の誰もが一つの歩行訓練器を共用することができるようになる。
In this way, by allowing the distance between the
なお、図25は、上述したサイズ調整手段を備えた歩行訓練器の前側筐体100Fと後側筐体100Rとの間に防振部材710を更に備えた歩行訓練器に使用者が乗った状態で示している。そして、図26は、このような歩行訓練器のサイズ調整を行った状態を示しており、図26(a)に示す歩行訓練器は、前側振動子112,113と後側振動子111,114との間隔を狭めるように調整しており、図26(b)に示す歩行訓練器は、前側振動子112,113と後側振動子111,114との間隔を広めるように調整している。
Note that FIG. 25 shows a state where the user is on a walking training device further provided with a
以上説明したように、従来の足裏の左右片足毎に振動をオン・オフするマッサージ装置による左右片足毎の振動では、マッサージ装置に乗った使用者の姿勢の変化は殆ど起こらず、感覚受容器及び神経系の機能回復の効果は見込めなかった。しかしながら、本発明のような歩行訓練器を用いることで、足裏前後左右に順々に変化する振動による刺激を歩行時に足裏に受ける擬似荷重として与えることができ、歩行能力に関する感覚受容器及びこれに至る神経系の機能回復を図ることができるようになる。 As explained above, the vibration of the left and right one foot by the massage device that turns on and off the vibration for each left and right foot of the conventional sole hardly changes the posture of the user riding the massage device, and the sensory receptor And the effect of functional recovery of nervous system could not be expected. However, by using a gait training device such as the present invention, it is possible to give a stimulus caused by vibrations that change in sequence from the front to the back and from the left and right as a pseudo load received on the sole during walking, It becomes possible to recover the function of the nervous system leading to this.
また、振動の切り替え時間を徐々に長くしたり短くしたり、突然変化させたりするなど切り替え時間のタイミングを変えることで、使用者の歩行能力に関する感覚受容器及び神経系が振動刺激に対して順化するのを防止することができるようになる。 In addition, by changing the timing of the switching time, such as gradually increasing or decreasing the vibration switching time, or suddenly changing it, the sensory receptors and the nervous system related to the user's walking ability can Can be prevented.
なお、上述の実施形態及びその変形例と異なり、制御部が、左右何れか一方の前の振動子から後ろの振動子、これに続いて左右何れか他方の前の振動子から後ろの振動子の順に各振動子の振動を順次切り替え、以降、この各振動子の振動の順番で使用者の後ろ向きの連続歩行形態に対応するように制御部250が各振動子111〜114を順次振動させるように制御しても良い。
Unlike the above-described embodiment and its modification, the control unit has a transducer behind the left or right front transducer, followed by a transducer behind the left or right front transducer. The
振動を逆の順番で与えることで、後ろ向きに歩くパターンを与えることができる。これにより、通常の歩行パターンで飽きてしまった場合などに、後ろ向きパターンを与え、飽きのこない歩行訓練を行うことができるようになる。 By giving vibrations in the reverse order, you can give a pattern of walking backwards. As a result, when the user is bored with a normal walking pattern, a backward-facing pattern can be given to perform walking training without getting tired.
1,1A,1B,1C,2,3,4 歩行訓練器
100 筐体
100F 前側筐体
100R 後側筐体
101〜104 凹み部
110 振動発生部
111,114 (後側)振動子
112,113 (前側)振動子
151,152 足裏位置決め部
162 操作ボタン
240 パルス発生器
250 制御部
320 足裏位置決め部
321,322,323,324 足裏側方位置決め用突起
330 足裏位置決め部
331,332 隆起部
340 足裏位置決め部
341,342 凹み部
500 筐体
511〜514,515〜518 振動子
521〜523 防振部材
540 足裏位置決め部
650 手すり
655 連結部
660 操作部
661 表示部
662 操作ボタン
665 グリップ部
710 防振部材
720 接続パイプ
731〜734 防振部材
810 連結シャフト
811 ドライバー差し込み口
1, 1A, 1B, 1C, 2, 3, 4
Claims (11)
前記制御部が、左右何れか一方の後ろの振動子から前の振動子、これに続いて左右何れか他方の後ろの振動子から前の振動子の順に各振動子の振動を順次切り替えるように制御することを特徴とする歩行訓練器。 A footrest, a vibrator arranged on the footrest so as to correspond to the front and rear of the right and left soles, and a controller that sequentially switches the operation of each vibrator,
The control unit sequentially switches the vibration of each vibrator in the order of either the left or right rear vibrator to the front vibrator, and then the left or right rear vibrator to the front vibrator. A gait trainer characterized by control.
前記制御部が、左右何れか一方の前の振動子から後ろの振動子、これに続いて左右何れか他方の前の振動子から後ろの振動子の順に各振動子の振動を順次切り替えるように制御することを特徴とする歩行訓練器。 A footrest, a vibrator arranged on the footrest so as to correspond to the front and rear of the right and left soles, and a controller that sequentially switches the operation of each vibrator,
The control unit sequentially switches the vibration of each vibrator in the order of either the left or right front vibrator to the back vibrator, and then the left or right front vibrator to the back vibrator. A gait trainer characterized by control.
The gait training device according to any one of claims 1 to 10, wherein the footrest is provided with direction indicating means for indicating a direction in which a user stands.
Priority Applications (1)
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JP2006099079A JP2007268056A (en) | 2006-03-31 | 2006-03-31 | Walk trainer |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2006
- 2006-03-31 JP JP2006099079A patent/JP2007268056A/en active Pending
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