JP2014023773A

JP2014023773A - 装着具の取付状態監視装置、歩行補助装置

Info

Publication number: JP2014023773A
Application number: JP2012167162A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hoshino; 優星野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-02-06

Abstract

【課題】簡易且つ適切に歩行補助装置の装着具を使用者に装着可能な装着具の取付状態監視装置等を提供する。
【解決手段】使用者の脚部に装着され、当該脚部を強制的に動作させる装置として機能する歩行補助装置を取り付けるための装着具取付体１０の、ベルトと称されるような帯状体１０ａに設けられる圧力センサ２０と、圧力センサ２０への押圧力を検出する押圧力検出部３０と、検出された前記押圧力を出力する出力手段と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、使用者の脚部に装着される装着具の取付状態監視装置に関し、特に当該装着具の取付状態監視装置を適用した歩行補助装置に関する。

ユーザの歩行を補助する歩行補助装置は従来から種々、存在する（例えば、特許文献１参照）。一例として、この種の歩行補助装置は、特許文献１に示すように、使用者の下腿部を股関節及び膝関節アクチュエータで股関節及び膝関節回りに前後方向に揺動させて歩行を補助する。また、歩行補助装置は、ベルト等によって脚部に取り付けられる。

特許第４０９２３２２号公報

脚部への歩行補助装置は簡単に取り付けられるようになっているが、適切に装着されない場合、様々な問題を生じる。例えば、脚部にきつく装着された場合、筋肉を圧迫することで血行障害を起こす場合がある。一方で、脚部にゆるく装着された場合、固定が不十分となり、歩行動作中にズレることで不安定な動作となってその効果が十分に得られないおそれがある。

そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、簡易且つ適切に装着具を使用者に装着可能な装着具の取付状態監視装置等を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の装着具（５０）の取付状態監視装置は、使用者に装着具を取り付けるための装着具取付体（１０）に設けられる圧力センサ（２０）と、当該圧力センサへの押圧力を検出する押圧力検出部（３０）と、検出された前記押圧力を出力する出力手段（３２）と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の装着具の取付状態監視装置は、請求項１に記載の装着具の取付状態監視装置において、前記装着具取付体は、両側に面ファスナ（１２、１３）を備え、長さ方向に伸縮可能であってループ状に形成可能な帯状体（１０ａ）であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の装着具の取付状態監視装置は、請求項１、又は２に記載の装着具の取付状態監視装置において、予め規定された前記押圧力の適正範囲を示す閾値から検出された押圧力の値が外れたか否かによって前記装着具の取付状態の良否を判断する判断手段を備え、前記出力手段は、前記判断結果を出力することを特徴とする。

また、請求項４に記載の歩行補助装置（５０）は、使用者の腰部に装着される腰部装着具（５１）と、前記腰部装着具と揺動自在に連結され、前記使用者の大腿部に沿って装着される左右の大腿部装着具（５２）と、各前記大腿部装着具に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記使用者の下腿部に沿って装着される左右の下腿部装着具（５３）と、前記大腿部装着具及び下腿部装着具を前記使用者の脚部に取り付けるための装着具取付体（１０）と、を備えた歩行補助装置であって、前記装着具取付体に設けられる圧力センサと、当該圧力センサへの押圧力を検出する押圧力検出部と、検出された前記押圧力を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする。

簡易な構成により装着具の装着状態を常時適切に把握することができるので、使用者は常に適切に装着具を装着することができる。

歩行補助装置の装着状態を示す図であり、図１（ａ）は使用者が起立した状態の歩行補助装置の装着図、図１（ｂ）は使用者が屈曲動作を行った状態の歩行補助装置の動作状態を示す図である。歩行時における膝関節角度及び締付力の時間の経過に伴う状態関係図であり、図２（ａ）は時間の経過に伴う膝関節角度の関係図、図２（ｂ）は時間の経過に伴う締付力の関係図である。装着具取付体の一例を示す外観図である。装着具取付体を展開した時の平面図である。装着具取付体を脚部に装着した時の模式図である。制御系の一例を示す構成図である。

以下、本願発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（装着具の取付状態監視装置の概要）
本実施形態の装着具の取付状態監視装置は、使用者に取り付けられた装着具が適切に装着されているか否かを使用者が把握、及び装着具を装着している間、装着具が適正に装着されていることを監視する装置である。

例えば、装着具として機能する歩行補助装置５０（図１）をベルト１０ａを用いて使用者の脚部４に装着した場合、図２に示すように、歩行によって脚部４の筋肉は膨張・収縮を繰り返す。具体的には、図１（ｂ）に示すように屈曲動作時（図２（ａ）中のａの状態）には、筋肉が膨張しベルト１０ａの締付力が上昇し、図１（ａ）に示すように伸展動作時（図２（ａ）中のｂの状態）には、膨張した筋肉が収縮し元の状態に戻りベルト１０ａの締付力は弱まる。このような屈曲・伸展動作による筋肉の膨張・収縮動作にしたがって脚部４の径は変形する。また、使用者が歩行動作を行う場合、この屈曲・伸展動作を繰り返すため、脚部４の径は常時上述した変形動作を繰り返し、時間の経過に伴ってベルト１０ａの締付力が緩む傾向にある。この状態が続くと、歩行補助装置５０がズレてしまい、適正なリハビリ効果が得られない。

一方で、ベルト１０ａを締め付けすぎると、筋肉の収縮・膨張動作に多大な負荷を与えて血行障害を起こす要因となり、歩行動作の妨げとなる。

そこで、本実施形態では、このベルト１０ａの締付具合を圧力センサ２０で把握し、装着具の装着時には、適正な値で装着具が装着されているか否かを使用者に報知し、装着具の使用時には、常時、ベルト１０ａの締付具合を監視し、仮に緩んでしまった場合には使用者に報知するようにしている。

（取付状態監視装置の構成等）
本実施形態の装着具の取付状態監視装置は、図３に示すように、使用者に取り付けられる装着具を固定するために用いられる装着具取付体１０と、この装着具取付体１０に取り付けられる圧力センサ２０と、圧力センサ２０とケーブル２５を介して電気的に接続され、前記圧力センサ２０による検出結果を出力する出力装置３０と、を備えている。

装着具は、図１に示すように、例えば、使用者の脚部に装着され、当該脚部を強制的に動作させる装置として機能する歩行補助装置５０である。なお、歩行補助装置５０の詳細については後述する。

装着具取付体１０は、図４に示すように、軸方向に所定の長さを有し、その長さ方向に伸縮可能な一般的にベルト１０ａと称されるような帯状体である。このベルト１０ａの裏面は、使用者の脚部に接触する接触面として機能する。このベルト１０ａの両側端部には、一方の側の表面と他方の側の裏面に面ファスナ１２、１３が取り付けられており、この面ファスナ１２、１３によりベルト１０ａの両側端部を繋ぐことでループ形状（図４参照）にすることが可能である。このように、ベルト１０ａは、この面ファスナ１２、１３により、ループ状態にしたり、両端部が開放した紐状態にしたりすることが可能である。

圧力センサ２０は、例えば、フレキシブル性を有する２枚の平板シートの間に圧力検出素子としてのセンサシートが配置されたものであって、例えば、この平板シートに加わる圧力に応じて抵抗の変化を検出するものである。この圧力センサ２０は、図４に示すように、一方の平板の表面がベルト１０ａの略中央部裏面に固定して取り付けられる。

すなわち、図５に示すように、ベルト１０ａが脚部４（例えば、大腿部５や下腿部７）の周りに巻回され、面ファスナ１２、１３により両端部が閉塞されることで装着具が脚部４に固定されると、図５中の矢印に示すように、圧力センサ２０には、脚部４から押圧力が加わる。よって、この押圧力により締付具合が推測（検出）される。

図６に示すように、出力装置３０は、圧力センサ２０から出力される情報（データ）を取得し、その情報から押圧力を演算（検出）する制御部３１（本願の押圧力検出部）と、演算結果を使用者に報知するための表示部３２（本願の出力手段）と、を備えている。制御部３１は、システム全体を制御したり演算したりするデータ処理回路としてのＣＰＵと、ＣＰＵの動作プログラムや固定データを記憶する読出し専用のＲＯＭ、測定データの一時記憶やＣＰＵの作業領域を提供する書き込み可能なＲＡＭ、前記圧力センサ２０からの検出信号を取り込むインターフェース、表示部３２との間でデータの送受信を行うデータ送受信部等を備える。表示部３２は、液晶表示パネルや有機ＥＬパネル、ＬＥＤランプ等を備える。

そして、ＣＰＵは、ＲＯＭ内に格納されている各種アプリケーションプログラムをＲＡＭ内で展開し、圧力センサから出力されるデータに基づいて各種処理を実行し、その処理結果を表示部３２に表示するための制御を行う。

なお、ＲＯＭ内に予め体型に応じた適切な締付力の値（締付値）を示すデータ群で構成されるデータベースと、その適切な締付値の適正範囲を示す上限値Ｐ１、及び下限値Ｐ２（図２（ｂ））を示すデータ等を格納しておき、制御部３１によって圧力センサから出力されるデータ（出力値）が当該適正範囲内であるか範囲内から外れるか（適切な締付値であるか否か）を判断して、その結果を表示部３２に表示させるようにしても良い。なお、制御部３１は、出力値が適正範囲内であれば取付状態が良好であると判断し、適正範囲外であれば取付不良であると判断する。また、装着具を装着後、ベルト１０ａが緩むと、図２（ｂ）中のｃに示すように、圧力センサ２０から出力された出力値の低下となって現れるため、取付不良を容易に判断することができる。

この時、取付状態の良否は、表示部３２において、出力値とともに当該出力値に基づく取付状態の良否を文字で出力したり、出力値に基づく取付状態の良否を色別（例えば、良好ならば緑、不良ならば赤など）で表示したりする。さらに、取付状態の良否を文字で出力する場合には、例えば、出力値が下限値Ｐ２を下回る場合（締付具合が足りない場合）には、「締付不足」などの文字を、出力値が上限値Ｐ１を上回る場合（締付具合が過大である場合）には、「締付過ぎ」などの文字を表示部に表示する。なお、これらの文字は、予めＲＯＭ内に記憶しておき、適宜、制御部３１によって読みだされる。

次に、本実施形態の装着具としての歩行補助装置５０について説明する。この歩行補助装置５０は、特に、リハビリ患者（以下、「使用者」と称する。）の脚部４に取り付けられる装置であって、強制的に装置を動作させて、使用者の脚部４を追随して動作させることで、例えば、歩行における適正な脚の動作を体に覚えこますものである。なお、以下の説明において、「屈曲動作」とは、図１（ｂ）に示すような膝関節を曲げる動作をいい、「伸展動作」とは、図１（ａ）に示すような膝関節が伸びる動作をいう。

図１に示すように、本実施形態の歩行補助装置５０は、使用者の左右の腰部３に装着される腰部装着具５１と、この腰部装着具５１に揺動自在に取り付けられ、使用者の左右両足（図１上では片足（右足）のみ表示）にそれぞれ装着可能な歩行補助ユニット６０を備える。当該歩行補助ユニット６０は、使用者の股関節の左右外側において、使用者の大腿部５の外側面に沿うように装着される大腿部装着具５２と、大腿部装着具５２の下端に前後方向に揺動自在に枢支され、使用者の下腿部７の外側面に沿うように装着される下腿部装着具５３と、を備えている。

この歩行補助装置５０は、大腿部装着具５２に取り付けられる駆動モータＭの駆動により大腿部装着具５２に対して下腿部装着具５３を前後方向に揺動させることで、股関節及び膝関節周りを揺動させ、使用者に対して、図１（ａ）に示す伸展動作と、図１（ｂ）に示す屈曲動作とを適正に行わせることで、歩行補助を行う。

左右の腰部装着具５１は、それぞれ前後に横ベルト６１、６２が長さ調整可能に取り付けられており、使用者の体格に応じて適切に腰部３に装着可能となっている。

また、大腿部装着具５２は、略環状に形成されたベルト６３によって大腿部５に固定され、下腿部装着具１３は、略環状に形成されたベルト６４によって下腿部７の足首に固定される。なお、このベルト６３、６４が、上述したベルト１０ａとして機能するものである。

また、本実施形態の歩行補助装置５０は、腰部装着具５１と、大腿部装着具５２と下腿部装着具５３とが一体化された歩行補助ユニット６０と、に分離可能となっている。よって、歩行補助装置５０の装着では、腰部装着具５１を腰部３に装着した後、歩行補助ユニット６０を装着することができるので、スムーズに使用者に装着することができる。

次に、本実施形態の装着具の取付状態監視装置の一例としての、装着具の取付例及び歩行補助装置の動作例について説明する。なお、装着具としては歩行補助装置５０を用いるものとする。

まず、歩行補助装置５０は腰部装着具５１と歩行補助ユニット６０が分離可能となっており、腰部３には、腰部装着具５１が、脚部４には歩行補助ユニット６０がそれぞれ装着される。当該歩行補助ユニット６０が適切に脚部４に装着されることで取付状態を監視可能な状態となる。なお、図示しないが、出力装置３０は、体型に沿うように配置されるケーブル２５を介して腰部装着具５１に着脱可能に装着され、使用者が視認可能となっている。

歩行補助ユニット６０の装着に関し、具体的には、大腿部装着具５２と一体的に取り付けられたベルト６３を大腿部５に回し、面ファスナを係合させて取り付けるとともに、下腿部装着具５３と一体的に取り付けられたベルト６４を下腿部７の足首に回し、面ファスナを係合させて取り付ける。この時、ベルト６３、６４の締付力に応じて脚部４に対する各ベルト６２、６３のそれぞれの締付力が圧力センサ２０に伝わり、内部の圧力検出素子を押圧することで締付力としての出力値が検出され、検出結果が制御部３０に出力される。

制御部３０（本願の判断手段）は、この締付力が適正であるか否かを判断する。具体的には、圧力センサ２０により検出されたそれぞれの出力値が、予め規定された適正な締付範囲内であるか否かが判断され、その結果を表示部３２に表示する。

このようにすれば、装着具の装着時において、ベルト６３、６４の締付力が適正か否かを使用者は容易に判断でき、適切に装着具を装着することができる。また、装着具の使用時において、ベルト６３、６４が緩み適切に装着具が装着されていない場合でも使用者は装着具の装着状態を容易に把握し、装着具を装着しなおすことが可能である。よって、装着具を常時適正に装着できるので、リハビリ効果を確実に得ることができる。

なお、以上説明した実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。そして、上記実施形態の中で説明されている構成の組み合わせのすべてが発明の課題解決に必須の手段であるとは限らない。

具体的には、装着具は、歩行補助装置を一例として説明したが、特に、そのような装置に限られるものではなく、人体に装着される装着具であればどのような形態であっても構わない。即ち、脚部に限定されるものではなく、腕や腰などに装着される装着具であっても構わない。

また、本実施形態の装着具は、腰部に装着される腰部装着具５１と、左右両足に装着される歩行補助ユニット６０と、の他、図示しないが、前記歩行補助ユニット６０の下腿部装着具５３に枢軸を介して足に装着される靴も含まれ、この靴には、足に固定するための固定ベルト（本願の装着具取付体１０）を備えている。

１０装着具取付体
１０ａベルト
１２、１３面ファスナ
２０圧力センサ
３０制御部
３２表示部
５０歩行補助装置

Claims

使用者に装着具を取り付けるための装着具取付体に設けられる圧力センサと、
当該圧力センサへの押圧力を検出する押圧力検出部と、
検出された前記押圧力を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする装着具の取付状態監視装置。
前記装着具取付体は、両側に面ファスナを備え、長さ方向に伸縮可能であってループ状に形成可能な帯状体であることを特徴とする請求項１に記載の装着具の取付状態監視装置。
予め規定された前記押圧力の適正範囲を示す閾値から検出された押圧力の値が外れたか否かによって前記装着具の取付状態の良否を判断する判断手段を備え、
前記出力手段は、前記判断結果を出力することを特徴とする請求項１、又は２に記載の装着具の取付状態監視装置。
使用者の腰部に装着される腰部装着具と、
前記腰部装着具と揺動自在に連結され、前記使用者の大腿部に沿って装着される左右の大腿部装着具と、
各前記大腿部装着具に対して前後方向に揺動可能に連結され、前記使用者の下腿部に沿って装着される左右の下腿部装着具と、
前記大腿部装着具及び下腿部装着具を前記使用者の脚部に取り付けるための装着具取付体と、
を備えた歩行補助装置であって、
前記装着具取付体に設けられる圧力センサと、
当該圧力センサへの押圧力を検出する押圧力検出部と、
検出された前記押圧力を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする歩行補助装置。