JP7108448B2

JP7108448B2 - 介助装置

Info

Publication number: JP7108448B2
Application number: JP2018073825A
Authority: JP
Inventors: 丈弘平岡; 剛裕野口; 聡志清水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2038-04-06
Also published as: JP2019180677A

Description

本明細書は、被介助者の移乗動作を介助する介助装置に関する。

高齢化社会の進展に伴い、介助装置のニーズが増大している。介助装置は、一般的に、アクチュエータからの駆動により、被介助者の身体の一部を支持した支持部を移動させる。介助装置の導入によって、介助者および被介助者の身体的な負担が軽減されるとともに、介助者の人手不足も緩和される。介助装置の一例として、被介助者の座位姿勢からの移乗動作を介助する装置がある。この種の介助装置に関する一技術例が特許文献１に開示されている。

特許文献１の介助装置は、被介助者を支持しつつ基台に対して昇降動作する支持部と、支持部を駆動する駆動部と、支持部が被介助者から受ける荷重を検出する荷重検出部と、駆動部を制御する制御部と、を備える。制御部は、荷重検出部によって検出された荷重値に基づき、動作中の支持部の起立動作または着座動作を停止する。これによれば、検出された荷重値に基づいて支持部が停止するので、被介助者の姿勢が良好に保たれる。

国際公開第２０１７／０９４１２８号

ところで、特許文献１の介助装置では、被介助者の体格が考慮されていないため、支持部が上昇し過ぎてしまうこと（上げ過ぎ状態）が皆無でなかった。介助者の手動操作にしたがって支持部が次第に上昇するタイプの介助装置でも、常に支持部の適正高さを判断できるとは限らず、支持部の上げ過ぎ状態は発生し得る。支持部の上げ過ぎ状態において、被介助者は、不快感を持ったり、痛みを感じたりして、使用快適性が低下する。

本明細書では、被介助者の体格に対応する適正高さを超えて支持部が上昇した上げ過ぎ状態を判定して、被介助者の使用快適性の向上に寄与する介助装置を提供することを解決すべき課題とする。

本明細書は、被介助者の移乗動作を介助する介助装置であって、基台と、前記被介助者の身体の一部を支持しつつ、前記基台に対して昇降する支持部と、前記支持部を駆動する駆動部と、前記支持部が前記被介助者から受ける荷重を検出する荷重検出部と、前記支持部の高さを検出する高さ検出部と、検出された前記荷重および検出された前記高さに基づき、前記被介助者の体格に対応する適正高さを超えて前記支持部が上昇した上げ過ぎ状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記支持部の前記高さに対応して予め定められた荷重閾値に基づいて、前記上げ過ぎ状態を判定する、介助装置を開示する。

本明細書で開示する介助装置によれば、支持部が被介助者から受ける荷重だけでなく、支持部の高さを考慮した判定を行うので、被介助者の体格に対応して変化する適正高さを超えて支持部が上昇した上げ過ぎ状態を判定できる。これにより、被介助者の使用快適性の向上に寄与することができる。

実施形態の介助装置の構成を模式的に示す図である。荷重検出部に相当する三つの荷重センサの配設位置を示す胴体支持部の模式図である。支持部の上げ過ぎ状態の一例を示す介助装置の側面図である。支持部の上げ過ぎ状態の判定方法を図式的に示す図であって、バランス荷重と支持部の高さとの組み合わせをプロットした散布図である。介助装置が被介助者の起立動作を介助する場合の制御部の動作フローを示す図である。荷重検出部の配設位置の変形例を示す胴体支持部の模式図である。

１．実施形態の介助装置１の構成
実施形態の介助装置１について、図１～図５を参考にして説明する。図１は、実施形態の介助装置１の構成を模式的に示す図である。介助装置１は、例えば、被介助者のベッドと車椅子との間の移乗や、車椅子と便座との間の移乗など、異なる二箇所の間の移乗動作を介助する。詳細には、介助装置１は、被介助者の胴体を支持して、座位姿勢から移乗時姿勢への起立動作、および移乗時姿勢から座位姿勢への着座動作を介助する。ここで、移乗時姿勢は、臀部が座面から浮いた姿勢であり、立位姿勢および中腰姿勢を含む。つまり、移乗時姿勢は、上半身が起立した状態および前かがみの状態などを含む。また、介助装置１は、移乗する二箇所が離れている場合に、移乗時姿勢の被介助者を移送することができる。

介助装置１は、基台２、アーム３、支持部４、駆動部５、操作器６、および判定部７などで構成されている。基台２は、足載置台２１、左右一対の前輪２２、および左右一対の後輪２３などで形成される。足載置台２１は、床面に近接して概ね水平に配置される。足載置台２１は、被介助者が足を載置して乗る部位である。前輪２２は、基台２の前寄りに配設され、後輪２３は、基台２の後寄りに配設される。前輪２２および後輪２３の転舵機能により、介助装置１は、直進移動および旋回移動だけでなく、真横への移動および超信地旋回（その場での回転）が可能となっている。さらに、前輪２２は、移動を規制するロック機能を備える。

アーム３は、上下方向に長く形成されており、基台２の前寄りから上方に向かって立設される。支持部４は、アーム３の上部の後方に揺動可能に設けられる。支持部４は、胴体支持部４１、左右一対の脇支持部４２、およびハンドル４３などで構成される。胴体支持部４１は、剛性の高い略矩形のベースプレートを用いて形成される。ベースプレートの被介助者に対向する側の面に、柔軟な胴体接触部材が設けられる。胴体支持部４１は、被介助者の胴体のうち胸の辺りを支持する。

左右一対の脇支持部４２は、胴体支持部４１の左右両側の上部寄りに取り付けられ、後方に向かって延在する。脇支持部４２は、鈍角に屈曲するＪ字状に形成される。脇支持部４２は、被介助者の脇や肩を支持する。ハンドル４３は、胴体支持部４１の被介助者から離れた側に設けられる。ハンドル４３は、略四角形の枠形状に形成され、胴体支持部４１から前方に張り出している。ハンドル４３は、被介助者が把持する部位であるとともに、介助装置１を移動させるために介助者が把持する部位でもある。

胴体支持部４１のベースプレートと胴体接触部材の間には、荷重検出部に相当する三つの荷重センサが配設される。図２は、荷重検出部に相当する三つの荷重センサの配設位置を示す胴体支持部４１の模式図である。図示されるように、胴体支持部４１の上部寄りの左右に離隔して、左上部荷重センサ４６および右上部荷重センサ４７が配設される。また、胴体支持部４１の下部寄りの左右方向の中央に、下部荷重センサ４８が配設される。

左上部荷重センサ４６は、被介助者の胸の左上部から受ける左上側荷重Ｗ１を検出する。右上部荷重センサ４７は、被介助者の胸の右上部から受ける右上側荷重Ｗ２を検出する。左上部荷重センサ４６および右上部荷重センサ４７は、部分荷重検出部に相当する。左上側荷重Ｗ１と右上側荷重Ｗ２との比較により、被介助者の姿勢の左右のアンバランスが判定される。なお、左上部荷重センサ４６および右上部荷重センサ４７に代えて、胴体支持部４１の上部寄りの左右方向の中央に一つの上部荷重センサを設けてもよい。ただし、この態様では、左右のアンバランスの判定は行われない。

下部荷重センサ４８は、被介助者の胸の下部から受ける下側荷重Ｗ３を検出する。後で詳述するように、被介助者の体格に対応する適正高さを超えて支持部４が上昇した上げ過ぎ状態を判定するために、バランス荷重ＢＷが用いられる。バランス荷重ＢＷは、上側荷重から下側荷重を減算して求められ、下の式（１）で表される。
ＢＷ＝Ｗ１＋Ｗ２－Ｗ３ …………………（１）
バランス荷重ＢＷは、支持部４に支持された被介助者の前傾姿勢の程度を表す指標となる。バランス荷重ＢＷは、正値および負値のどちらにもなり得る。

駆動部５は、アーム３の内部に配設されている。駆動部５は、モータ本体部５１およびモータ制御部５２などで構成される。モータ本体部５１は、図略の機構部を介して支持部４の揺動を駆動する。モータ制御部５２は、モータ本体部５１の正転および反転の切り替え、および回転量の制御を行う。

支持部４は、駆動部５からの制御により、基台２に対して前方に揺動しながら上昇する（矢印Ａ参照）。これにより、支持部４は、被介助者の胴体を支持しつつ、座位姿勢から移乗時姿勢への起立動作を介助する。このとき、モータ制御部５２は、モータ本体部５１の回転量に基づいて、支持部４の高さＨを算出する。つまり、モータ制御部５２は、支持部４の高さＨを検出する高さ検出部を兼ねる。

なお、支持部４は、基台２に対して直接的に鉛直方向に昇降してもよい。また、支持部４は、基台２に対する前後方向の揺動および直接的な鉛直方向の昇降を併用してもよい。支持部４の昇降方式に合わせて、駆動部５および高さ検出部が適宜設けられる。

操作器６は、伸縮可能な信号ケーブル６９を用いてアーム３に接続されている。操作器６は、制御部６１、操作部６２、および表示部６６を有する。制御部６１は、操作部６２、および表示部６６に接続される。制御部６１は、さらに、三つの荷重センサおよびモータ制御部５２に接続される。操作部６２には、介助者が操作する上昇ボタン６３および下降ボタン６４が設けられている。上昇ボタン６３が押下されたとき、制御部６１は、モータ制御部５２を介してモータ本体部５１を正転駆動し、支持部４を上昇させる。逆に、下降ボタン６４が押下されたとき、制御部６１は、モータ制御部５２を介してモータ本体部５１を反転駆動し、支持部４を下降させる。

制御部６１は、支持部４の上げ過ぎ状態を判定する判定部７を含む。判定部７は、判定結果を表示部６６に表示する。表示部６６は、判定結果だけでなく、通常時の動作状況等も表示する。判定部７の機能については、後の動作の説明の中で詳述する。操作器６および駆動部５は、アーム３内に搭載されたバッテリによって駆動される。なお、制御部６１は、アーム３の側に配設されていてもよい。また、信号ケーブル６９に代えて、無線通信部を用いることもできる。

２．支持部４の上げ過ぎ状態の判定方法
次に、支持部４の上げ過ぎ状態の判定方法について説明する。図３は、支持部４の上げ過ぎ状態の一例を示す介助装置１の側面図である。図３において、支持部４は、適正高さを極端に超えて上昇し過ぎている。このため、被介助者Ｍは、足が基台２から離れ、全体重が支持部４によって支えられた浮上状態に陥っている。浮上状態の被介助者Ｍは、不快感を持ったり、痛みを感じたりして、使用快適性が低下する。支持部４の適正高さは、被介助者Ｍの体格に応じて異なる。図３の極端な例でなくとも、被介助者Ｍが基台２上に爪先立ちになった状態で、支持部４は既に上昇し過ぎている。

判定部７は、図４に示される散布図を用いて、支持部４の上げ過ぎ状態を判定する。図４は、支持部４の上げ過ぎ状態の判定方法を図式的に示す図であって、バランス荷重ＢＷと支持部４の高さＨとの組み合わせをプロットした散布図である。図４の横軸は、支持部４の高さＨを表し、縦軸は、バランス荷重ＢＷを表す。図４の散布図は、様々な体格の複数の被験者を対象とし、介助装置１が各被験者の複数回の起立動作を介助する実験を行って得られた結果である。以降では、バランス荷重ＢＷと高さＨとの組み合わせをプロットした点を測定点と呼称する。

図４において、高身長の被験者における測定点の推移の一例が曲線Ｃ１で示されている。すなわち、支持部４の上昇に伴い、測定点は、縦軸上の上部寄りの始点Ｄ１から右下方向へと推移する。そして、支持部４の上昇が終了した時点で、測定点は、黒塗りで示された適正領域Ｒ２内の終点Ｅ１に移動している。また、低身長の被験者における測定点の推移の一例が曲線Ｃ２で示されている。すなわち、支持部４の上昇に伴い、測定点は、縦軸上の始点Ｄ１よりも下側の始点Ｄ２から右下方向へと推移する。そして、支持部４の上昇が終了とされた時点で、測定点は、適正領域Ｒ２内でかつ終点Ｅ１よりも左下側の終点Ｅ２に移動している。

曲線Ｃ１および曲線Ｃ２の両方の場合で、バランス荷重ＢＷは正値から負値へと徐々に減少している。また、終点Ｅ１の高さＨ１は、高身長の被験者に対する適正高さを表し、終点Ｅ２の高さＨ２は、低身長の被験者に対する適正高さを表す。高さＨ１と高さＨ２は相違し、つまり、支持部４の適正高さは、被介助者Ｍの体格に応じて変化する。ただし、支持部４の適正高さは、被介助者Ｍの感覚に依存する面もあるため、個人差の影響などを受ける。

図４において、大多数の測定点の終点は、ハッチングで示された適正領域Ｒ２に含まれ、プロットが省略されている。適正領域Ｒ２では、支持部４が適正高さで停止し、被験者は良好な使用快適性を感じる。適正領域Ｒ２は、左下から右上に延びる帯状の領域で示される。適正領域Ｒ２の左上側に、上げ不足領域Ｒ１が位置する。上げ不足領域Ｒ１において、支持部４は、上昇する途中にあり、被験者の膝は、大きく曲がった状態となっている。

適正領域Ｒ２の右下側に要注意領域Ｒ３が位置する。さらに、要注意領域Ｒ３の右下側に上げ過ぎ領域Ｒ４が位置する。適正高さを超えて支持部４が上昇すると、測定点は、要注意領域Ｒ３に進入し、さらには、上げ過ぎ領域Ｒ４に進入する。図４において、要注意領域Ｒ３および上げ過ぎ領域Ｒ４の測定点のみが、プロットされて示されている。

要注意領域Ｒ３では、支持部４が適正高さをわずかに超過する傾向にあり、一部の被験者は使用快適性の低下を感じる。上げ過ぎ領域Ｒ４では、支持部４が適正高さを超過して、多くの被験者が不快感を持ったり、痛みを感じたりする。本実施形態において、要注意領域Ｒ３と上げ過ぎ領域Ｒ４を区切る境界線は、荷重閾値ＷＪを表す。

荷重閾値ＷＪは、支持部４の高さＨに応じて変動する。荷重閾値ＷＪは、実験結果に基づいて予め定められる。図４の例で、荷重閾値ＷＪは、高さＨの一次関数で表現される右肩上がりの直線となっている。判定部７は、介助装置１の動作中に取得されたバランス荷重ＢＷと高さＨとを組み合わせた測定点を図４にプロットする。さらに、判定部７は、測定点が上げ過ぎ領域Ｒ４の中に位置する場合に、支持部４の上げ過ぎ状態と判定し、それ以外の場合には、測定点が位置する領域（Ｒ１～Ｒ３）を特定する。

なお、四つの領域（Ｒ１～Ｒ４）は必須でなく、例えば、上げ過ぎ領域Ｒ４とその他の領域の二領域化に簡素化してもよい。また、四つの領域の境界線は、直線に限定されず、曲線であってもよい。また、図４を用いることは必須でなく、同等の別法を用いてもよい。例えば、判定部７は、四つの領域の境界線を数式で保持することにより、上述した判定を行うことができる。また、判定部７は、四つの領域を判別する一覧表形式の測定点テーブルを保持してもよい。

３．実施形態の介助装置１の動作
次に、実施形態の介助装置１の動作について説明する。図５は、介助装置１が被介助者Ｍの起立動作を介助する場合の制御部６１の動作フローを示す図である。図５のステップＳ１で、制御部６１は、上昇ボタン６３の押下を待つ。介助者によって上昇ボタン６３が押下されたときのステップＳ２で、制御部６１は、駆動部５を動作させて、支持部４を上昇させる。

次のステップＳ３で、制御部６１の判定部７は、三つの荷重センサから左上側荷重Ｗ１、右上側荷重Ｗ２、および下側荷重Ｗ３の値を取得する。次のステップＳ４で、判定部７は、式（１）を用いてバランス荷重ＢＷを算出する。次のステップＳ５で、判定部７は、モータ制御部５２から、支持部４の高さＨの値を取得する。次のステップＳ６で、判定部７は、バランス荷重ＢＷと支持部４とを組み合わせた測定点が散布図上のどの領域に位置するか調査して、動作フローの分岐先を判断する。

測定点が上げ不足領域Ｒ１または適正領域Ｒ２に位置する場合、動作フローはステップＳ７に進められる。判定部７は、正常である旨を表示部６６に表示する。表示方法として、「正常」の文字を表示したり、緑色ランプを点灯したりできる。この後、動作フローは、ステップＳ１に戻されて、動作が継続する。介助者は、支持部４が適正高さに上昇するまで上昇ボタン６３の押下状態を継続することができ、適当な時点で上昇ボタン６３の押下を止める。

測定点が要注意領域Ｒ３に位置する場合、動作フローはステップＳ８に進められる。判定部７は、要注意である旨を表示部６６に表示する。表示方法として、「要注意」の文字を表示したり、黄色ランプを点灯したりできる。この後、動作フローは、ステップＳ１に戻されて、動作が継続する。介助者は、目視により被介助者Ｍの姿勢を確認しつつ、上昇ボタン６３または下降ボタン６４を押下することができる。

測定点が上げ過ぎ領域Ｒ４に位置する場合、動作フローはステップＳ９に進められる。判定部７は、上げ過ぎ状態である旨を表示部６６に表示する。表示方法として、「上げ過ぎ」の文字を表示したり、赤色ランプを点灯したりできる。これにより、介助者は、支持部４の上げ過ぎ状態を明確に認識できる。このとき、上げ過ぎ領域Ｒ４を判定する荷重閾値ＷＪは、支持部４の高さＨに応じて変動し、換言すると、被介助者Ｍの体格が考慮されている。したがって、上げ過ぎ状態の判定精度は、従来技術よりも高精度である。さらに、支持部４の上げ過ぎ状態が荷重閾値ＷＪによって自動的に判定されるので、熟練度の低い介助者が介助装置１を操作しても良好な介助が可能となる。

次の、ステップＳ１０で、支持部４の以降の上昇が強制的に停止される。この後、介助者が下降ボタン６４を押下すると、制御部６１は、駆動部５を動作させて、支持部４を下降させる。被介助者Ｍの起立動作は、多くの場合にステップＳ１～ステップＳ８の繰り返しの中で終了する。つまり、ステップＳ９およびステップＳ１０が実行されるケースは、稀である。

なお、図５の動作フローは、各種の変形が可能である。例えば、ステップＳ７およびステップＳ８を省略して、直ちにステップＳ１に戻るようにしてもよい。つまり、正常や要注意の表示を行わず、上げ過ぎ状態のみを表示してもよい。また、ステップＳ８で、支持部４の上昇を一時停止させて、介助者の注意を喚起してもよい。さらには、ステップＳ１０における支持部４の強制停止を行わず、ステップＳ１に戻るようにしてもよい。

実施形態の介助装置１によれば、支持部４が被介助者Ｍから受ける荷重（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）だけでなく、支持部４の高さＨを考慮した判定を行うので、被介助者Ｍの体格に対応して変化する適正高さを超えて支持部４が上昇した上げ過ぎ状態を判定できる。これにより、被介助者Ｍの使用快適性の向上に寄与することができる。

４．実施形態の変形および応用
なお、荷重検出部は、図６に示されるように変形されてもよい。図６は、荷重検出部の配設位置の変形例を示す胴体支持部４１の模式図である。図示されるように、胴体支持部４１の上部寄りの左右方向の中央に上部荷重センサ８１を配設し、胴体支持部４１の下部寄りの左右に離隔して、左下部荷重センサ８２および右下部荷重センサ８３を配設してもよい。この変形例でも、図４に示される判定方法、および図５に示される動作フローを準用することができる。本実施形態は、その他にも様々な変形や応用が可能である。

１：介助装置２：基台３：アーム４：支持部４１：胴体支持部４６：左上部荷重センサ４７：右上部荷重センサ４８：下部荷重センサ５：駆動部５１：モータ本体部５２：モータ制御部６：操作器６３：上昇ボタン６６：表示部７：判定部Ｍ：被介助者Ｗ１：左上側荷重Ｗ２：右上側荷重Ｗ３：下側荷重ＢＷ：バランス荷重Ｈ：支持部の高さＲ１：上げ不足領域Ｒ２：適正領域Ｒ３：要注意領域Ｒ４：上げ過ぎ領域ＷＪ：荷重閾値

Claims

被介助者の移乗動作を介助する介助装置であって、
基台と、
前記被介助者の身体の一部を支持しつつ、前記基台に対して昇降する支持部と、
前記支持部を駆動する駆動部と、
前記支持部が前記被介助者から受ける荷重を検出する荷重検出部と、
前記支持部の高さを検出する高さ検出部と、
検出された前記荷重および検出された前記高さに基づき、前記被介助者の体格に対応する適正高さを超えて前記支持部が上昇した上げ過ぎ状態を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記支持部の前記高さに対応して予め定められた荷重閾値に基づいて、前記上げ過ぎ状態を判定する、
介助装置。
前記荷重閾値は前記支持部の前記高さに応じて変動する、請求項１に記載の介助装置。
前記荷重検出部は、前記支持部が前記被介助者の胴体の上部寄りの部位から受ける上側荷重を検出する上側荷重検出部、および、前記支持部が前記被介助者の前記胴体の下部寄りの部位から受ける下側荷重を検出する下側荷重検出部を含み、
前記判定部は、前記上側荷重と前記下側荷重の差分に相当するバランス荷重および前記高さに基づいて、前記上げ過ぎ状態を判定する、
請求項１または２に記載の介助装置。
前記荷重検出部は、前記支持部が前記被介助者の胴体の上部寄りの部位から受ける上側荷重を検出する上側荷重検出部、および、前記支持部が前記被介助者の前記胴体の下部寄りの部位から受ける下側荷重を検出する下側荷重検出部を含み、
前記上側荷重検出部および前記下側荷重検出部の少なくとも一方は、左右に離隔して配置された複数の部分荷重検出部からなる、請求項１－３のいずれか一項に記載の介助装置。
前記上げ過ぎ状態であるか否かを表示する表示部をさらに備える、請求項１－４のいずれか一項に記載の介助装置。
前記支持部は、前記基台に対して前後方向に揺動しながら昇降し、または、前記基台に対して直接的に昇降し、または、前記基台に対する前後方向の揺動および直接的な昇降を併用する、請求項１－５のいずれか一項に記載の介助装置。