JP2019071986A - 歩行訓練装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物理的な障害物を有し、転倒防止訓練及び認知機能向上を好適に行う歩行訓練装置を提供する。【解決手段】本歩行訓練装置１は、歩行部１０１を有する回転体と、歩行部を歩行する訓練者が転倒する前に、当該訓練者を吊り上げる転倒防止部１２とを備える。また、上記歩行部は、当該歩行部の表面に凸形状の障害物１０７を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、歩行訓練装置に関する。

超高齢化社会になり、高齢者の疾病、特に寝たきりの高齢者を減らすことは非常に重要である。寝たきりになる最も多い原因が、転倒であることはよく知られている。転倒などにより足の骨折等の怪我をした場合、足回りの筋力が衰えるためリハビリが必要となることがある。しかし、大多数の高齢者の場合、一度怪我をしてしまうとリハビリによって一定期間内に身体機能を回復させるのは容易ではなく、筋肉が衰え、それとともに運動能力が衰えていくという現実があった。更には怪我をきっかけにそのまま寝たきりになってしまうケースも多い。つまり、高齢者にとって転倒のリスクは極めて大きく、転倒を予防する訓練の必要性が大きい。そこで、特許文献１では、転倒防止訓練のため、トレッドミルと映像表示手段とを備えた歩行訓練装置が提案されている。

特開２００９−２１９５０８号公報

しかしながら、上記従来技術には以下に記載する課題がある。例えば、上記従来技術では、映像表示部に表示された障害物を認識し、当該障害物を跨ぐことができる高さまで足を上げる訓練を行うことができる。しかし、このようなバーチャルリアリティを応用したリハビリ目的の機器では、転倒したりすることがなく、体の運動機能、反射神経などの運動系の機能と物体を認識し判別する機能の刺激にならないため、あまり効果が期待できない。また、高齢者は認知機能が衰えていることが多く、視覚的に液晶画面のバーチャルな画像をうまく認識できない場合もある。さらに、上記従来技術のような仮想的な訓練では、実際に足に物がぶつかる刺激、すなわち「痛み」などの刺激がないため、認知機能の改善につながる刺激にならないという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、物理的な障害物を有し、転倒防止訓練及び認知機能向上を好適に行う歩行訓練装置を提供することにある。

本発明は、歩行訓練装置であって、歩行部を有する回転体と、前記歩行部を歩行する訓練者が転倒する前に、該訓練者を吊り上げる転倒防止部とを備え、前記歩行部は、該歩行部の表面に凸形状の障害物を備えることを特徴とする。

本発明によれば、物理的な障害物を有し、転倒防止訓練及び認知機能向上を好適に行う歩行訓練装置を提供することができる。

一実施形態に係る歩行訓練装置の外観図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 一実施形態に係る歩行訓練装置の外観図。 図３のＢ−Ｂ線断面図。 一実施形態に係る障害物脱着装置の断面図。 一実施形態に係る歩行訓練装置の外観図。 図５のＣ−Ｃ線断面図。 一実施形態に係る障害物の形状の一例を示す図。 一実施形態に係る障害物の形状の一例を示す図。 一実施形態に係る障害物の形状の一例を示す図。 一実施形態に係る歩行訓練装置の外観図。

＜第１の実施形態＞
＜歩行訓練装置の構成＞
以下では、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る歩行訓練装置の外観図である。歩行訓練装置１は、トレッドミル１０と、転倒防止部１１と、手すり１２とを備える。トレッドミル１０は、歩行部１０１と、駆動部１０２と、本体部１０３とを有する回転体である。歩行部１０１と本体部１０３の間には開口部１０４が形成される。歩行部１０１は本体部１０３の上に設けられ、ベルト１０５及び側部１０６を有する。ベルト１０５には凸形状の障害物１０７が任意の数及び任意の形状で設けられている。

障害物１０７は訓練時に歩行を妨害する障害物の役割を果たす。駆動部１０２は側部１０６の内部に設けられ、モータ等により、ベルト１０５を回転駆動する。回転方向は、通常、歩行者が歩く方向とは反対方向となる。なお、駆動部１０２は、ベルト１０５を通常の回転方向とは逆回転する方向に駆動してもよい。また、回転体であるベルト１０５の回転軸は、略水平方向となる。側部１０６には歩行者が掴む手すり１２が設けられ、手すり１２には転倒防止部１１の柱部材１１０が設けられる。一実施形態において、手すり１２はいずれか片側の側部１０６に設けてもよく、又は設けなくてもよい。また、本実施形態では手すり１２に柱部材１１０が設けられているが、手すり１２及び柱部材１１０を側部１０６にそれぞれ独立に設けてもよい。また、手すり自体を設けなくともよい。

転倒防止部１１は、柱部材１１０と、梁部材１１１と、把持部１１２と、ワイヤ１１３と、装着部１１４とを備える。梁部材１１１は柱部材１１０の上端部に取り付けられる。把持部１１２は梁部材１１１に取付けられ、ワイヤ１１３を把持する。装着部１１４はワイヤ１１３の一端に接続され、訓練者は装着部１１４を装着して訓練（歩行）を行う。転倒防止部１１は、訓練者が凸部につまずく等してバランスを崩した際に、即ち、転倒する前に、ワイヤ１１３及び装着部１１４によって訓練者の体を支持して吊り上げ、訓練者の転倒を防止する。従って、ワイヤ１１３の長さは、訓練者がバランスを崩した場合であっても転倒することがないように、調整可能に設けられることが望ましい。

図２は、図１中の線Ａ−Ａに沿う歩行訓練装置１の断面図である。開口部１０４の上下方向の開口幅Ｈは障害物１０７の最大の高さｈｍａｘよりも高くなるように設定されている。そのため、障害物１０７は歩行部の下面を通過することができ、ベルト１０５に障害物１０７が設けられていても、ベルト１０５は回転し続けることができる。つまり、障害物１０７が歩行部の下面を通過する際に、本体部１０３や地面に接触しないように空洞部２０１が設けられることになる。

以上説明したように、本実施形態に係る歩行訓練装置は、歩行部を有する回転体と、歩行部を歩行する訓練者が転倒する前に、当該訓練者を吊り上げる転倒防止部とを備える。歩行部は、当該歩行部の表面に凸形状の障害物を備える。これにより、訓練者は、駆動部１０２によりベルト１０５が駆動すると、次々とやってくる障害物１０７を避けながら歩行を続けることで、転倒防止訓練をしながら認知機能を向上することができる。本実施形態によれば、物理的に障害物を設けており、実際に障害物が足に接触した際の刺激を訓練者に与えることができ、より認知機能を向上することができる。また、筋力、姿勢保持機能、反射神経等も同時に鍛えることができる。さらには、判断力、推測能力、危険予測力などの高次脳機能も同時に鍛えることができる。また、転倒防止部１１を備えているため、障害物１０７に躓いても転倒による骨折や打撲などを防ぐことができ、安全に歩行訓練を行うことができる。また、本歩行訓練装置は、転倒防止部を備えることにより、訓練者がベルトの障害物に躓いて倒れた場合であっても、しりもちをつく、又は前に倒れて身体を打撲することがないよう安全面を考慮している。

＜第２の実施形態＞
以下では、本発明の第２の実施形態について、図３及び図４を用いて説明する。なお、上記第１の実施形態に係る歩行訓練装置１と同一の構成については同一の参照番号を付し、説明を省略する。本実施形態では、障害物の位置を任意に変更できる歩行訓練装置について説明する。

図３は、本実施形態に係る歩行訓練装置３の外観図であり、図４Ａは、図３中の線Ｂ−Ｂに沿う歩行訓練装置３の断面図である。歩行訓練装置３は、トレッドミル３０と、転倒防止部１１と、手すり１２と、障害物脱着装置３３とを備える。トレッドミル３０の歩行部３０１のベルト３０５は、複数の板状部材３１０から構成され、ベルト３０５の進行方向に対して直交する方向に長い形状を有し、ベルト３０５の進行方向に沿って並べられる。板状部材３１０には複数の孔３０８が設けられ、障害物３０７の突起部３０９が複数の孔３０８のうちの何れかに挿入されることでベルト３０５の任意の位置に障害物３０７が取り付けられる。板状部材３１０が並べられると、複数の孔３０８は、ベルト３０５の全体にわたって格子状に形成される。突起部３０９は例えば弾性部材で形成され、径を孔３０８の径よりも大きくなるように構成してもよい。この構成によれば、孔３０８へ突起部３０９を挿入した際に、孔３０８及び突起部３０９は互いに係合し、障害物３０７は歩行部３０１の下面で逆向きになっても落下しない構成とすることができる。

＜障害物脱着装置の構成＞
図４Ａに示すように、障害物脱着装置３３は、装置内部の上面に支持部３３１を有し、支持部３３１にはアーム３３２が設けられる。アーム３３２は、１又は２以上の関節部３３２ａを有してもよい。アーム３３２の先端には脱着部３３３が設けられ、障害物３０７の脱着を行う。脱着部３３３は真空吸着可能であり、ベルト３０５上の障害物３０７を吸着により引き抜き、他の位置にある孔３０８へ突起部３０９を挿入することで障害物３０７の再配置を行う。障害物３０７の再配置を行うことで障害の位置がパターン化されなくなるため、訓練者は単調さを感じずに訓練を継続することができる。

＜障害物脱着装置の変形例＞
図４Ｂは、障害物脱着装置の変形例を示す図である。障害物脱着装置４３は、本体部４３１と、支持部４３２とを備える。本体部４３１は円筒形状を有し、回転軸４３３を中心に回転可能に支持部４３２に支持され、ベルト３０５の端部に近接するように配置される。本体部４３１は凹部４３４を有しており、障害物３０７が収納可能なように、障害物３０７に沿って形成される。障害物３０７が装着されたベルト３０５が近接位置４４０へ達すると、障害物３０７は凹部４３４に収納される。また、障害物３０７が装着されていないベルト３０５が近接位置４４０へ達すると、近接した凹部４３４に障害物１０７が収納されている場合は、障害物３０７がベルト３０５に装着される。以上のような構成でも、障害物３０７の再配置を行うことができ、障害の位置がパターン化されなくなるため、訓練者は単調さを感じずに訓練を継続することができる。なお、障害物脱着装置４３は、ベルト３０５に対して障害物３０７の脱着を行う近接位置と、障害物の脱着を行わない離間位置との間を移動自在に設けられてもよい。これにより、所定の状況や設定等に応じて、障害物３０７の脱着動作を開始、停止することが可能となる。

＜第３の実施形態＞
以下では、本発明の第３の実施形態について、図５及び図６を用いて説明する。なお、上記第１の実施形態に係る歩行訓練装置１と同一の構成については同一の参照符号を付し、説明を省略する。本実施形態では、障害物として段差を模擬した歩行訓練装置について説明する。

図５は、第３の実施形態に係る歩行訓練装置５の外観図であり、図６は、図５中の線Ｃ−Ｃに沿う歩行訓練装置５の断面図である。歩行訓練装置５は、トレッドミル５０と、転倒防止部１１と、手すり１２とを備える。トレッドミル５０はベルト５０５を含む歩行部５０１と、歩行部５０１の下部に設けられた昇降装置５０７とを有する。昇降装置５０７の昇降によりベルト５０５に段差５０８が形成される。昇降装置５０７は独立に昇降が可能な複数の昇降機５０９を有する。昇降機５０９は、例えば図６に示すようにパンダグラフ式の構造を有し、モータ等により昇降可能である。

昇降装置５０７は、ベルト５０５の移動速度に合わせて段差５０８が訓練者に向かってくるように昇降機５０９が制御されることが望ましい。具体的には、ベルト５０５の移動速度をＶ、ベルト５０５の移動方向の昇降機５０９の幅をＤとすると、Ｄ／Ｖ秒毎に訓練者から見て前方奥側から手前に向かって順に昇降機５０９が昇降すように制御される。また、昇降装置５０７は、歩行部５０１を持ち上げた上昇状態において、訓練者を支えるように、即ち、訓練者によって踏まれた場合であっても降下しないように固定されることが望ましい。なお、本実施形態は第１又は第２の実施形態と組み合わせてもよく、障害物と段差を組み合わせた訓練が可能となる。

＜第４の実施形態＞
以下では、本発明の第４の実施形態について、図１０を用いて説明する。なお、上記第１の実施形態に係る歩行訓練装置１と同一の構成については同一の参照符号を付し、説明を省略する。本実施形態では、歩行部が周回路である歩行訓練装置について説明する。

図１０は、第４の実施形態に係る歩行訓練装置９の外観図である。歩行訓練装置９は、歩行部９１及び障害物脱着装置９２を備える。歩行部９１は弧状の曲走路９１２を含む周回路であり、直走路９１３を含んでもよい。つまり、図４に示すように、回転体である歩行部９１の回転軸は略垂直方向となる。歩行部９１のベルト９１５は複数の板状部材９１０から構成され、ベルト９１５の進行方向に沿って並べられる。歩行訓練装置９の内部には不図示の駆動部９３が設けられる。駆動部９３は、例えば、電動モータ等により歯車等を回転し、板状部材９１０の下面に設けられたチェーン等が歯車とかみ合うことで板状部材９１０を駆動する。第２の実施形態と同様に、板状部材９１０には不図示の複数の孔３０８が設けられ、障害物３０７の突起部３０９が複数の孔３０８のうちの何れかに挿入されることでベルト９１５の任意の位置に障害物３０７が取り付けられる。板状部材９１０が並べられると、複数の孔３０８は、ベルト９１５の全体にわたって格子状に形成される。

歩行訓練装置９の障害物脱着装置９２は、障害物脱着装置３３と同様の構成を有する。また、図示しないが、歩行訓練装置９は、転倒防止部１１及び手すり１２の少なくとも１つを備えてもよい。

＜障害物の変形例＞
以下では、上記第１乃至第３の実施形態で説明した障害物の変形例について説明する。図７乃至図９は障害物１０７及び３０７の形状の一例を示す図である。図７Ａは一実施形態に係る障害物７０の外観図である。障害物７０は本体７０１と、本体の底面に配置される突起部７０２とを有する。なお、孔３０８を備えない歩行訓練装置に適用する場合は、障害物７０は突起部７０２を有さなくてもよく、本体７０１の底面とベルト１０５とを接着等により固定してもよい。また、本体の材質は特に限定されない。図７Ｂは、図７Ａ中の線Ｄ−Ｄに沿う障害物の断面図である。孔３０８に突起部７０２が挿入されることで障害物７０がベルトに取り付けられる。

図７Ｃは図７Ａ及び図７Ｂで示す障害物の一変形例であり、本体７１１は、表面に潤滑剤７１３が施され、その上からカバー部材７１４によって覆われている。潤滑剤７１３は、例えば界面活性剤であり得る。この潤滑剤７１３によってカバー部材７１４が本体７１１に対して滑りやすく設けられる。つまり、訓練者が障害物７１を踏んだ際に、潤滑剤７１３によりカバー部材７１４が本体７１１に対してずれることになる。これにより、濡れた路面等の足を滑らせやすい環境を模擬した訓練を行うことができる。

図８Ａは他の実施形態に係る障害物８０の外観図である。円筒形状の本体８０１と、支持部８０２と回転軸８０３とを備える。支持部８０２はベルト１０５に対して、接着剤等により固定してもよいし、ベルト３０５に取付ける際は孔３０８に挿入して取り付けてもよい。図８Ｂは、図８Ａ中の線Ｅ−Ｅに沿う障害物８０の断面図である。本体８０１は回転軸８０３を中心に回転可能に設けられている。訓練者が踏むと本体８０１が回転して足がベルトに落ちるため、足を踏み外した状況を模擬した訓練を行うことができる。また、本体８０１は円筒形状に限らず球体等でもよく、同様の訓練効果を得ることができる。

図９Ａは更なる実施形態に係る障害物９０の外観図である。障害物９０は、板状の障害部９０１と底面部９０２とを有する。障害部９０１は底面部９０２をベルト１０５に接着等により固定してもよく、底面部９０２の代わりに突起部３０９を設けて孔３０８に挿入して取り付けてもよい。障害部９０１はゴム等の弾性部材からなり、訓練者の足が触れても障害部９０１が変形するため訓練者はバランスを崩しにくく、転倒しづらい。そのため、訓練の初期段階等の転倒のリスクを抑えたい場合などに適用することができる。また、障害部９０１が圧力により変形して倒れるように形成すれば、上記第1の実施形態における空洞部２０１を省スペース化することができる。

１：歩行訓練装置、１０：トレッドミル、１１：転倒防止部、１２：手すり、１０１：歩行部、１０２：駆動部、１０３：本体部、１０４：開口部、１０５：ベルト、１０６側部、１０７：障害物、１１０：柱部材、１１１：梁部材、１１２：把持部、１１３：ワイヤ、１１４：装着部

Claims (11)

1. 歩行訓練装置であって、
   歩行部を有する回転体と、
   前記歩行部を歩行する訓練者が転倒する前に、該訓練者を吊り上げる転倒防止部と
   を備え、
   前記歩行部は、該歩行部の表面に凸形状の障害物を備える
   ことを特徴とする歩行訓練装置。
2. 請求項１に記載の歩行訓練装置であって、
   前記歩行部はベルトを備え、
   前記ベルトは複数の孔を有し、
   前記障害物は、本体と、前記本体及び前記ベルトが接する面に配置される突起部と、を有し、
   前記複数の孔の何れかと前記突起部とが係合する、
   ことを特徴とする歩行訓練装置。
3. 請求項２に記載の歩行訓練装置であって、
   障害物脱着装置を備え、
   前記障害物脱着装置は、前記障害物の前記突起部を前記複数の孔の何れかに挿入し、前記複数の孔の何れかに挿入されている前記突起部を引き抜くことにより、前記障害物の脱着を行う、
   ことを特徴とする歩行訓練装置。
4. 請求項３に記載の歩行訓練装置であって、
   前記障害物脱着装置は、アームと、脱着部とを有し、
   前記脱着部は前記本体を真空吸着可能である、
   ことを特徴とする歩行訓練装置。
5. 請求項３に記載の歩行訓練装置であって、
   前記障害物脱着装置は、円筒形状の本体部を有し、
   前記本体部は、前記障害物の前記本体の凸形状に合わせた凹部を有し、
   前記凹部は、前記ベルトとの近接位置で前記障害物の脱着を行う、
   ことを特徴とする歩行訓練装置。
6. 請求項２乃至５の何れか１項に記載の歩行訓練装置であって、
   前記複数の孔は、前記ベルトの全体にわたって格子状に形成されることを特徴とする歩行訓練装置。
7. 請求項１に記載の歩行訓練装置であって、
   前記障害物は、前記歩行部の下部に設けられた昇降装置によって形成されることを特徴とする歩行訓練装置。
8. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の歩行訓練装置であって、
   前記障害物は、表面に潤滑剤が施され、表面がカバー部材によって覆われていることを特徴とする歩行訓練装置。
9. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の歩行訓練装置であって、
   前記障害物は、本体と、支持部と回転軸とを有し、
   前記本体は、前記回転軸で回転可能に前記支持部によって支持されている、
   ことを特徴とする歩行訓練装置。
10. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の歩行訓練装置であって、
    前記障害物は、板状の障害部と底面部とを有し、
    前記障害部は弾性部材からなる、
    ことを特徴とする歩行訓練装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の歩行訓練装置であって、
    前記回転体は、その回転軸が略水平方向又は略垂直方向となるように形成される、
    ことを特徴とする歩行訓練装置。

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