JP2003319984A - 立位練習器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脳卒中や糖尿病を患った人や膝関節の手術後
の患者など、歩行障害を有する患者がリハビリを行うと
きの立位練習中において、床反力検知装置を前後に移動
可能に設けることにより、より豊富な下肢位置の練習を
可能にする装置を提供すること。 【解決手段】 立位でつかまる支持棒３ａ、３ｂを支柱
４により支持せしめた立位練習器２において、支柱４に
加えられた力を検知する支柱力検知装置４ａ、４ｂと、
床に加えられた力を検知する床反力検知装置５ａ、５ｂ
と、支柱力検知装置４ａ、４ｂ及び床反力検知装置５
ａ、５ｂの出力をそれぞれ演算する演算装置１０とを備
えるとともに、床反力検知装置５ａ、５ｂの位置を移動
可能に、かつ任意の位置に固定可能にする床反力計支持
装置５０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、高齢者や足腰の不
自由な人等のリハビリに適した立位練習器に関し、特
に、ベッドや車椅子などからの立ち上がり時や、立ち上
がった後の各種データを記録して、練習状況を定量的に
把握することができる立位練習器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】立位練習は、高齢者や足腰の不自由な
人、脳卒中や糖尿病などを患った人、膝関節の手術後の
患者等に対して、日常動作をする上において、また社会
復帰を果たすために大変重要である。この立位練習のリ
ハビリ過程において、立位練習器でベッドや車椅子など
からの立ち上がり練習を行い、次に他の歩行練習器で歩
行練習を行い、やがて杖歩行に移行する過程を経る。 【０００３】従来の立位（歩行）練習器は、一対の支持
棒を支柱により手摺り状に略水平に配設したものからな
り、支持棒につかまって立位又は歩行のための足踏みな
どを行うことにより、足腰の訓練を行うようになってい
る。このような立位練習器としては、例えば、特開２０
０１−０７９１１４号公報では、上肢による力の信号を
記録し、表示することができる平行棒歩行練習器が開示
されており、また、特開平７−２４１２８１号公報で
は、下肢に関する力を記録し、表示することができる床
反力計が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の立位練習器には、立ち上がり練習や立位練習を実施
する場合に、下肢位置の変更が容易にはできないため、
下肢の振り出しの練習や、踏み出し、または前後の移動
の練習などがスムーズにはできない点で問題があった。 【０００５】本発明は、上記従来の立位練習器が有する
問題点を解決し、脳卒中や糖尿病を患った人や膝関節の
手術後の患者など、歩行障害を有する患者がリハビリを
行うときの立位練習中において、床反力検知装置を前後
に移動可能に設けることにより、より豊富な下肢位置の
練習を可能にする装置を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の立位練習器は、立位でつかまる支持棒を支
柱により支持せしめた立位練習器において、支柱に加え
られた力を検知する支柱力検知装置と、床に加えられた
力を検知する床反力検知装置と、支柱力検知装置及び床
反力検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置とを備
えるとともに、前記床反力検知装置の位置を移動可能
に、かつ任意の位置に固定可能にする床反力計支持装置
を設けたことを特徴とする。 【０００７】この立位練習器は、立位でつかまる支持棒
を支柱により支持せしめ、支柱に加えられた力を検知す
る支柱力検知装置と、床に加えられた力を検知する床反
力検知装置と、支柱力検知装置及び床反力検知装置の出
力をそれぞれ演算する演算装置とを備えたことから、立
位練習中に上肢により支持棒にかけた力と下肢により床
に加えられた力とを定量的に把握するとともに、これら
のデータを活用することにより、医者や理学療法士は患
者の立位練習を有効に進めて短期間の立位練習を実現す
ることができる。そして、床反力検知装置の位置を移動
可能に、かつ任意の位置に固定可能にする床反力計支持
装置を設けたことから、下肢位置の変更を容易に行うこ
とができ、下肢の振り出しの練習や、踏み出し、または
前後の移動の練習などをスムーズに行うことができる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の立位練習器の実施
の形態を図面に基づいて説明する。 【０００９】図１〜図２に、本発明の立位練習器の一実
施例を示す。図において、１は立位練習者、２は立位練
習器を示し、立位練習器２は、立位でつかまる一対の支
持棒３ａ、３ｂと、この支持棒３ａ、３ｂを略水平に支
持する２本の支柱４とを備えている。 【００１０】この立位練習器２は、支柱４に加えられた
力を検知する支柱力検知装置４ａ、４ｂと、支持棒３
ａ、３ｂ間で床に加えられた力を検知する床反力検知装
置５ａ、５ｂと、立位練習者の姿勢や挙動を撮影するテ
レビカメラ９と、支柱力検知装置４ａ、４ｂ、床反力検
知装置５ａ、５ｂ及びテレビカメラ９の出力をそれぞれ
演算する演算装置１０とを備えている。そして、この立
位練習器２は、演算装置１０に、各演算結果を同期する
ように演算処理する同期演算処理装置１２と、該同期演
算処理装置１２の同期演算結果を表示する表示装置１３
と、該同期演算結果を記憶するデータ記憶装置１４と、
同期演算結果を音で出力する音出力装置１５とを備えて
いる。さらに、床反力検知装置５ａ、５ｂには、床反力
検知装置５ａ、５ｂの位置を、それぞれ個別に移動可能
に、かつ任意の位置に固定可能にする床反力計支持装置
５０が設けられている。 【００１１】支柱４は、その上部に支持棒３ａ、３ｂを
略平行に固定し、また、支持棒３の地上からの高さを立
位練習者１の体格に合わせて調節できるように構成され
ている。 【００１２】支柱力検知装置４ａ、４ｂは、２本の支柱
４の一部にそれぞれ配設されたロードセル等からなり、
各支柱４にかかった力を電気信号に変換し、その信号を
演算装置１０に送出する。 【００１３】床反力検知装置５ａ、５ｂは、床部６の一
部に配設された左右一対の床反力計からなり、この床反
力計には、その上面にかかった力を電気信号に変換する
ロードセル等がそれぞれ配設されるとともに、ロードセ
ルの信号は演算装置１０に導かれている。床反力検知装
置５ａ、５ｂと床部６とは、略同一平面を形成してお
り、これにより、立位練習者１は、違和感なく支持棒３
ａ、３ｂに頼りながら左右の足７、８を床反力検知装置
５ａ、５ｂの上に立位することができる。なお、７は立
位練習者の左足、８は右足を示している。 【００１４】また、床反力計支持装置５０は、図３〜図
４に示すように、床反力検知装置５ａ、５ｂを水平状態
を保持したまま、床反力検知装置５ａ、５ｂの位置を、
それぞれ個別に移動可能に、かつ任意の位置に固定可能
にするように構成されている。この床反力計支持装置５
０は、枠体５１内で床反力検知装置５ａ、５ｂの左右の
足踏面１１ａ、１１ｂをベアリング５２を介して摺動可
能に支持するレール５３を備えるとともに、レール５３
に複数個のピン挿入穴５４を形成し、任意のピン挿入穴
５４にピン（図示省略）を挿入することにより、足踏面
１１ａ、１１ｂを任意の位置に固定することができるよ
うに構成されている。 【００１５】演算装置１０は、支柱力検知装置４ａ、４
ｂや床反力検知装置５ａ、５ｂの各出力信号を演算する
ものであり、本実施例では、各検知装置４、５の演算結
果を同期するように演算処理する同期演算処理装置１２
と、表示装置１３及びデータ記憶装置１４等とを備え
た、例えば、パソコン等により構成されている。 【００１６】同期演算処理装置１２は、支柱にかかる上
肢荷重、床反力検知装置５ａ、５ｂによる下肢荷重など
のアナログ信号を取り込むことができる。これらの取り
込んだ信号は、Ａ／Ｄ又はＤ／Ａ変換ボードを介して演
算／記録装置に送られ、力の信号などに変換処理が行わ
れる。また、この同期演算処理装置１２は、各信号、又
は信号間のデータの演算により、力の統計処理や、力の
かかっている向きと大きさのベクトル演算なども実施す
ることができる。 【００１７】表示装置１３には、同期演算処理装置１２
による演算結果が送られ、必要な情報がオペレータの操
作によって選択的に表示される。この表示装置１３で
は、演算結果の時間的な変動値の表示だけではなく、フ
レキシブルディスク等の記録媒体から読み出した過去の
練習データとの比較表示なども行うことができる。ま
た、表示装置１３が内蔵するスピーカ等からなる音出力
装置１５により、必要に応じて警告音や音声を発生する
ことができる。 【００１８】データ記憶装置１４は、パソコン等を用い
て得られた練習データを、フレキシブルディスク等の記
録媒体に記録することができる。また、このデータ記憶
装置１４は、過去の練習結果との比較や再生などを行う
ことも可能であり、その結果は表示装置１３に送られ表
示される。立位練習者１は、この表示装置１３を見なが
ら、自らの立位バランスや現在の回復度合い等を確認
し、その結果を自らの立位姿勢にフィードバックするこ
とにより、より高い練習の効果を得ることができる。 【００１９】音出力装置１５からは、支柱力検知装置４
ａ、４ｂや床反力検知装置５ａ、５ｂに加えられた力の
大きさや、左右の上肢にかかっている力のバランス具合
等を音声出力することが可能であり、これにより、練習
者は、自分の欠点や練習状況を目で確認する以外に、耳
で聞きながら練習に励むことができる。 【００２０】次に、本実施例の立位練習器の使用方法を
説明する。立位練習者１は、車椅子１８に座った状態で
立位練習器２の入り口に位置した後、左上肢１ａで支持
棒３ａを、右上肢１ｂで支持棒３ｂをつかんで立ち上が
り動作を行う。このとき、左足７は床反力検知装置５ａ
の上に、右足８は床反力検知装置５ｂの上に位置するよ
うにし、体重の一部を支持棒３ａ、３ｂに預けながら立
位動作を行う。 【００２１】この場合、左右の上肢でつかんだ支持棒３
ａ、３ｂの位置における力を、演算装置１０により演算
する。また、立位練習者１の左下肢７が床反力検知装置
５ａ上に、右下肢８が床反力検知装置５ｂ上に位置する
ように立位したときに、下肢にかかった力や位置などを
演算装置１０により演算する。 【００２２】このとき、同期演算処理装置１２により、
上肢にかかる力やその各方向毎の分力からそのベクトル
方向を演算するとともに、下肢にかかる力やその各方向
毎の分力からそのベクトル方向を演算することができ
る。また、この同期演算処理装置１２により、左下肢７
や右下肢８の位置及びその時間変化から、立位時の力の
バランスや、重心の移動状況などを演算することができ
る。これらの演算結果は、表示装置１３に表示され、ま
た、音出力装置１５などにより音声出力することも可能
である。 【００２３】図５に、演算装置１０の表示装置１３にお
ける表示結果の一例を示す。ここで、ボタン２０をクリ
ックすれば、表示は棒グラフモードとなる。図におい
て、２１は支持棒３からの前後方向の上肢荷重を示す棒
グラフで、２１ａは左上肢、２１ｂは右上肢に関するデ
ータを示している。また、２２は支持棒３からの上下方
向の上肢荷重を示す棒グラフで、２２ａは左上肢、２２
ｂは右上肢に関するデータを示している。さらに、２３
は床反力検知装置５ａ、５ｂの荷重を示す棒グラフで、
２３ａは左下肢、２３ｂは右下肢に関するデータを示し
ている。 【００２４】この場合、縦軸は２５に黒マークが付され
ているので体重比％を示しており、最大値はボタン２６
をクリックすることにより変更することができる。ボタ
ン２７をクリックすれば荷重の大きさをキログラム単位
で示すことも可能であり、その場合の最大値はボタン２
８をクリックすることにより変更することができる。 【００２５】図６は、ボタン３０をクリックして、表示
を波形グラフモードとした場合であり、車椅子１８から
の立ち上がり動作時の例を示している。このように、図
示しないスタートキーをクリックすることにより、測定
データの時間変化を波形で表示することができる。図に
おいて、３１は支持棒３からの前後方向の上肢荷重を示
すグラフであり、３１ａは左上肢、３１ｂは右上肢に関
するデータを示している。また、３２は支持棒３からの
上下方向の上肢荷重を示すグラフで、３２ａは左上肢、
３２ｂは右上肢に関するデータを示している。さらに、
３３は床反力検知装置５ａ、５ｂの荷重を示すグラフ
で、３３ａは左下肢、３３ｂは右下肢に関するデータを
示している。 【００２６】時間の経過に伴い、上肢荷重３１、３２、
床反力３３は、それぞれ右方向に波形が進行し、規定の
時間経過によりデータの採取が完了すると、この波形な
どは自動停止する。なお、測定の途中で停止する場合
は、図示しない停止キーをクリックする。 【００２７】例えば、手術直後で体重の１００％を手術
後の下肢にかけられない場合、立位の練習をサポートす
る理学療法士の指示により、仮に１０％、３０％などと
徐々に体重をかけながら立位練習を行うか、又は、仮に
２０％などの規定値以上体重をかけないような立位練習
を行う。この場合、表示装置１３を見ることによりその
瞬間の下肢荷重の値をモニターすることができる。手術
側の下肢の体重感覚が麻痺しているような場合で、立位
練習者の自覚が不十分な場合でも、この表示画面１３を
見ながら立位すれば、体重のかけ方が目で見て確認で
き、また、理学療法士においても常時モニターできる効
果がある。 【００２８】また、目の不自由な立位練習者のために、
下肢荷重があらかじめ１０％、３０％などの設定値を越
えた場合、スピーカ１５よりピーと警告音を発したり、
下肢荷重が設定値を越えた旨の音声を出力することがで
きる。あるいは、２０％などの規定値を越えない場合に
警告音を発し、規定値以上の十分な体重をかけるように
指導を行ったり、体重のかけ方が不足している旨の音声
を出力することができる。これにより、目の不自由な立
位練習者であっても、耳で音声などを聞きながら、正し
い立位練習に取り組むことが可能となる。 【００２９】また、車椅子などからの立ち上がり動作の
場合の波形や棒グラフから、立ち上がり時の力のかけ方
を定量的に把握することができる。正しい立ち上がり動
作は、できるだけ支持棒３を引かないように、なおかつ
できるだけ支持棒３に頼らないで立つ動作が要求され
る。すなわち、できるだけ棒グラフ２１、２２や、波形
３１、３２が小さくなることが望まれる。 【００３０】次に、車椅子からの立ち上がり動作で支持
棒３ａ、３ｂ間での立位がとれるようになると、左右の
足のバランス、足の振り出し、足踏み等の練習を行う
が、この場合、患足に体重をかけることは恐怖心のため
に時間がかかり、また、麻痺患者の場合は、知覚するこ
とが困難である。このような場合は、前記床反力計支持
装置５０により、床反力検知装置５ａ、５ｂの足踏面１
１ａ、１１ｂの位置を目的に応じた位置に変更すること
により、他動的に荷重を移行し、棒グラフ等で荷重の変
化を確認することにより、体重移動の感覚を体感させ
て、次の一歩踏み出し動作へ進みやすくすることができ
る。この足踏面１１ａ、１１ｂの位置は、立位練習者１
の回復の程度などに応じて、徐々に前後の距離を大きく
したり、左右の前後位置を変更したり、一方の足踏面１
１ａを固定して、他方の足踏面１１ｂを自由に前後にス
ライド可能にしたり、あるいは最適位置で固定する等、
種々のバリエーションを採用することができる。 【００３１】一方、図７は、ボタン４０のベクトルをク
リックした場合の表示例を示している。横方向からのテ
レビカメラ９で全体画像データを各力の信号と同時に取
り込み、この挙動画面に合わせて上肢及び下肢にかかる
力のベクトル表示を示したものである。 【００３２】先ず、上肢１により支持棒３にかかってい
る力をベクトル的に演算し、ベクトル４１にて表示して
いる。ベクトル４１ａは左上肢、４１ｂは右上肢に関す
るデータを示している。また、各床反力検知装置５ａ、
５ｂにかかっている力に関してもベクトル的に演算し、
左下肢７によりかかっている力はベクトル４２ａとし
て、右下肢８によりかかっている力はベクトル４２ｂと
して、それぞれ表示されている。 【００３３】なお、この図によると、ベクトル４１ａか
ら、左上肢は支持棒を若干押しながら立位しているこ
と、ベクトル４１ｂから、右上肢は支持棒を若干引きな
がら立位していること、ベクトル４２ａ、４２ｂの違い
から右下肢に十分体重がかけられていないこと等が、目
で見て感覚的に理解される。 【００３４】したがって、このような場合には、できる
だけ引かないような立ち上がりの練習を繰り返し指導す
る。また、左右の下肢に均等に荷重がかけられるように
繰り返し指導する。すなわち、麻痺していたり、手術し
た下肢に十分体重をかける練習（場合によってはかけ過
ぎないような練習）を行う。さらには、歩行のための足
踏みの練習や、麻痺側の下肢の前への振出しの練習など
も行うことができる。 【００３５】このように、本実施例の立位練習器では、
立位練習者の立位挙動の解析結果にベクトル表示を重ね
ることにより、立位挙動状況を総合的かつ定量的で、さ
らに感覚的に理解しやすいように表示し記録することが
可能である。これにより、立位練習者に対しても、また
立位練習を指導する理学療法士に対しても、この記録デ
ータは立位回復度を知るには大変重要となり、しかも、
力を目で見て直接理解できることとなり、さらに、臨床
現場において、理学療法士による立位練習者への正しい
立位の説明や理解に大きな効果を有することとなる。 【００３６】このように、この立位練習器では、立位練
習者の支持棒に対して及ぼす上肢の力、床反力検知装置
５ａ、５ｂに及ぼす下肢の力を演算するとともに、棒グ
ラフ表示、波形表示、ベクトル表示することができる。
そして、これらを記憶するとともに、過去のデータとの
比較により、練習の進捗状況や回復度などを定量的に把
握することができる。また、左右の下肢荷重バランスの
違いなども同様に、演算、表示、記憶することができ、
これらのデータを有効に活用することにより、医者や理
学療法士が患者の立位練習を有効に進めることができ、
その結果、短期間に練習を実施することが可能となる。
そして、床反力検知装置５ａ、５ｂの左右の足踏面１１
ａ、１１ｂの位置を移動可能に、かつ任意の位置に固定
可能に支持する床反力計支持装置５０を設けたことによ
り、立位練習後期の一歩踏み出しの練習段階で、健足や
患足の荷重分担の移行、片足立ち、足踏みの練習などに
おいて、体重の移行の教示をスムーズに行うことができ
る。より具体的には、 足の踏み出し位置 体重の前後移動 体幹のバランス 立位練習者の歩幅 健足や患足の荷重分担の移行 狭い場所での練習 に合わせた効果的な練習、その定量的な表示及び評価を
行うことができる。 【００３７】さらに、同期演算処理装置の同期演算結果
を音にて出力する音出力装置を設けることにより、練習
結果を視認するだけでなく、耳で聞きながら練習を行え
るため、例えば、目の不自由な人でも、練習の結果を確
認しながら練習に励むことが可能となる。また、各実施
例の立位練習器は、その平面面積が大変小さいので、ベ
ッド回りに移動しての立ち上がり練習にも適し、さら
に、面積の少ないリハビリテーション施設などでも適用
することが可能である。 【００３８】ところで、上記各実施例の立位練習器２
は、かなりの重量となるため、立位練習器２の設置場所
を変更するために、立位練習器２を持ち上げることが困
難であった。このため、図８〜図１１に示すように、床
部６の適宜箇所、例えば、床部６の四隅に、複数の移動
装置６０を設けることが好ましい。この移動装置６０
は、自在に回転するキャスター部６１と、床部６０にネ
ジにより螺合するネジ材６２と、このネジ材６２とキャ
スター部６１を連結するベアリング部６３と、床面６側
に配設されたネジ材６４とより構成し、床部６の上面よ
り、適宜の治具、例えば、六角レンチ６５によりネジ材
６２の頭部を回転することにより、キャスター部６１が
床部６に対して上下に移動するようにする。これによ
り、ネジ材６２を回転させるだけでキャスター部６１を
床部６から出没させることが可能となり、立位練習器２
を簡単に移動することができるとともに、立位練習器２
の使用中は、床部６を設置面Ｆに安定して設置すること
ができ、また、床部６の上面にネジ材６２の頭部が突出
しないようにすることにより、安全性を向上することが
できる。なお、立位練習器２の床面６側に配設されたネ
ジ材６４及び六角レンチ６５に嵌合部６４ａ、６５ａを
それぞれ形成することにより、ネジ材６２を回転してキ
ャスター部６１を所望の高さ位置に設定した後に、六角
レンチ６５をネジ材６２の頭部に嵌合した状態で、六角
レンチ６５をネジ材６４に両者の嵌合部６４ａ、６５ａ
によって嵌合、固定することによって、ネジ材６２の不
要な回転を防止することができる。また、併せて、六角
レンチ６５の嵌合部６５ａを形成した鍔部６５ｂが、ネ
ジ材６２の回転し過ぎを防止するストッパの機能を奏す
るものとなり、ネジ材６２、すなわち、キャスター部６
１の脱落を防止することができる。 【００３９】以上、本発明の立位練習器について、その
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱
しない範囲において適宜その構成を変更することができ
るものである。 【００４０】 【発明の効果】本発明の立位練習器によれば、立位でつ
かまる支持棒を支柱により支持せしめ、支柱に加えられ
た力を検知する支柱力検知装置と、床に加えられた力を
検知する床反力検知装置と、支柱力検知装置及び床反力
検知装置の出力をそれぞれ演算する演算装置とを備えた
ことから、立位練習中に上肢により支持棒にかけた力と
下肢により床に加えられた力とを定量的に把握するとと
もに、これらのデータを活用することにより、医者や理
学療法士は患者の立位練習を有効に進めて短期間の立位
練習を実現することができる。そして、床反力検知装置
の位置を移動可能に、かつ任意の位置に固定可能にする
床反力計支持装置を設けたことから、下肢位置の変更を
容易に行うことができ、下肢の振り出しの練習や、踏み
出し、または前後の移動の練習などをスムーズに行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の立位練習器の一実施例を示す斜視図で
ある。 【図２】同実施例の各センサやテレビカメラの接続と演
算装置の構成を示す図である。 【図３】床反力計支持装置を示す平面図である。 【図４】同側面図である。 【図５】同実施例の表示装置の表示例を示す図である。 【図６】表示装置の他の表示例を示す図である。 【図７】表示装置のさらに他の表示例を示す図である。 【図８】本発明の立位練習器の他の実施例を示す斜視図
である。 【図９】移動装置を格納した状態を示す説明図である。 【図１０】移動装置を出した状態を示す説明図である。 【図１１】移動装置のネジ材の回転防止機構を示す説明
図である。 【符号の説明】 １ 立位練習者 １ａ、１ｂ 上肢 ２ 立位練習器 ３ａ、３ｂ 支持棒 ４ 支柱 ４ａ、４ｂ 支柱力検知装置 ５ａ、５ｂ 床反力検知装置 ６ 床部 ７ 左下肢 ８ 右下肢 ９ テレビカメラ １０ 演算装置 １１ａ、１１ｂ 足踏面 １２ 同期演算処理装置 １３ 表示装置 １４ データ記憶装置 １５ 音出力装置 ５０ 床反力計支持装置 ６０ 移動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 正男 兵庫県尼崎市下坂部３丁目４番１号 日立 機電工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C038 VA04 VA14 VB14 VC20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 立位でつかまる支持棒を支柱により支持
   せしめた立位練習器において、支柱に加えられた力を検
   知する支柱力検知装置と、床に加えられた力を検知する
   床反力検知装置と、支柱力検知装置及び床反力検知装置
   の出力をそれぞれ演算する演算装置とを備えるととも
   に、前記床反力検知装置の位置を移動可能に、かつ任意
   の位置に固定可能にする床反力計支持装置を設けたこと
   を特徴とする立位練習器。