JP7374019B2 - 歩行障害支援装置および歩行障害支援装置の作動方法 - Google Patents
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Description
パーキンソニズムの特徴として、脳内のドーパミンの枯渇による運動調整機能の低下と、進行に伴って立位や歩行が困難となる運動障害とがある。その病態には、筋強剛(関節における歯車様の抵抗)、振戦(6[Hz]前後の周期的な震え)、姿勢反射障害(反射的な筋収縮の欠乏)、無動(動作の緩慢または欠如)が挙げられる。
パーキンソニズムに関連する代表的な歩行障害の一つである加速歩行は、対象者のステップ速度の上昇によって引き起こされる突進現象である。加速歩行に起因する転倒や不随意的に生じる症状はQOLへ大きな影響を与えている。
図6において、本実施の形態による装着型の歩行障害支援装置10を示す。この歩行障害支援装置10では、対象者の肩甲骨が内外転可能となるように当該対象者の胸部付近に第1ベルト11が装着されるとともに、対象者の腰部に第2ベルト12が装着されている。
本検証実験ではパーキンソニズム患者に対して歩行障害支援装置10を適用し、4種類の歩行障害(ふらつき歩行、小刻み歩行、加速歩行およびすくみ足)の抑制に対する適用可能性を確認する。
実験協力者である対象者は、ふらつき歩行を呈するパーキンソン病患者1名(68歳、女性、現病歴6年)であり、症状は右側優位である。図11(A)に示すように、実験協力者である対象者の身体的特徴として、体重は46[kg]、歩行周期は1.0[s]であり、ジストニアによる右足首の内反尖足を有している。また、歩行障害支援装置10による支援力を5.2[N]、支援周期を1.1[s]と設定する。
実験協力者である対象者は、小刻み歩行を呈するパーキンソン病(進行性角上性麻痺)患者1名(65歳、男性、現病歴1年)であり、症状は右側優位である。図15(A)に示すように、実験協力者である対象者の身体的特徴として、体重は64[kg]、歩行周期は1.05[s]である。また、歩行障害支援装置10による支援力を8.5[N]、支援周期を1.2[s]と設定する。
実験協力者である対象者は、加速歩行を呈するパーキンソン病患者1名(64歳、男性、現病歴19年)であり、症状は右側優位である。図19(A)に示すように、実験協力者である対象者の身体的特徴として、体重は70[kg]、歩行周期は0.97[s]であり、強筋剛に起因する前屈姿勢を呈する。また、歩行障害支援装置10による支援力を10.1[N]、支援周期を1.21[s]と設定する。
実験協力者である対象者は、すくみ足を呈するパーキンソン病(進行性角上性麻痺)患者1名(80歳、男性、現病歴6年)であり、症状は左側優位である。図28(A)に示すように、実験協力者である対象者の身体的特徴として、体重は70[kg]、歩行周期は1.1[s]であり、多発性脳梗塞に起因する右半身の固縮を有する。また、歩行障害支援装置10による支援力を4.7[N]、支援周期を1.32[s]と設定する。
上述した各歩行障害をもつパーキンソニズム患者に対して歩行障害支援装置10を使用した結果、図32に示すように、右足首内反尖足をもつ対象者がふらつき歩行する場合、体幹前屈をもつ対象者が加速歩行する場合、左半身筋固縮をもつ対象者がすくみ足(重度な動作緩慢)をする場合には、歩行障害支援装置10の使用時(テスト2)において効果があることが実証された。また姿勢障害がない対象者が小刻み歩行する場合には、歩行障害支援装置10の使用時(テスト2)および使用後(テスト3)において効果があることが実証された。
実験協力者である対象者は、小刻み歩行を呈するパーキンソン病(進行性角上性麻痺)患者1名(65歳、男性、現病歴1年)であり、症状は右側優位である。上述した即時的な使用効果の検証実験(図15A))と同様に、実験協力者である対象者の身体的特徴として、体重は64[kg]、歩行周期は1.05[s]である。また、歩行障害支援装置10による支援力を8.5[N]、支援周期を1.2[s]と設定する。
以上のように、対象者が歩行障害支援装置10を装着した場合には、パーキンソン病に起因する歩行障害を抑制することができることを確認した。実際に全ての試行において、実験協力者である対象者が歩行を完遂したことを確認し、実験中および実験終了後に実験協力者へ身体の痛みがないことを確認した。さらに対象者からは歩行障害支援装置10による揺動支援を実感でき、当該歩行障害支援装置10を装着しているときは歩行がし易かったとの感想が得られた。
なお上述のように本実施の形態においては、歩行障害支援装置10として、対象者の下背部中央に固定された駆動部21からリンク部25を介して第1ベルト11に周期的な支援力を誘発させて、当該対象者の胸腰部を左右交互に側屈動作させる構成のものを適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対象者の体幹伸展とリズム形成とを補助しながら、パーキンソン病に特有の姿勢障害とリズム形成障害とを解消させることができれば、その他種々の構成のものを適用するようにしてもよい。
Claims (8)
- 対象者の肩甲骨が内外転可能となるように当該対象者の胸部付近に装着された第1ベルトと、
前記対象者の腰部に装着された第2ベルトと、
前記第2ベルトにおける前記対象者の下背部中央に固定して取り付けられ、当該対象者の背面に対する垂直方向を回動中心とする出力軸を有し、当該出力軸を正転方向または逆転方向に回動駆動させる駆動部と、
前記第1ベルトにおける前記対象者の上背部中央と前記駆動部の前記出力軸とを連結するリンク部と、
前記駆動部の前記出力軸を所望の周期タイミングで正転方向と逆転方向と交互に揺動駆動させるように当該駆動部の出力トルクを制御する制御部と
を備え、前記制御部は、前記駆動部の出力トルクに応じた加振力を前記リンク部を介して前記第1ベルトに付与することにより、前記対象者の胸腰部を左右交互に側屈動作させる
ことを特徴とする歩行障害支援装置。 - 前記駆動部に固定して取り付けられ、前記第2ベルトに対して所定の高さ位置を保つように前記対象者の腰部の上方部位に装着された第3ベルト
を備え、前記駆動部は、前記第2ベルトおよび前記第3ベルトによって前記対象者の下背部中央に固定される
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行障害支援装置。 - 前記対象者の左右の足裏面に取り付けられ、当該各足裏面に加わる荷重を測定する足荷重測定部と、
前記足荷重測定部により測定された荷重変化により、前記対象者の左右の足裏面の重心位置をそれぞれ検出する重心位置検出部と
を備え、前記制御部は、前記重心位置検出部により検出された前記対象者の左右の足裏面の重心位置に加わる荷重の左右の切替えタイミングに基づいて、当該対象者の歩行周期の減少を低減させて歩行障害を抑制するように、前記駆動部をフィードバック制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の歩行障害支援装置。 - 前記制御部は、前記対象者の平衡感覚に所定レベルの負荷が与えられる程度まで当該対象者の胸腰部を左右交互に側屈動作させるように、前記駆動部の出力トルクを制御する
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の歩行障害支援装置。 - 前記リンク部は、前記対象者の体幹の前屈角度が所定範囲内を維持するように、リンク長を設定しておく
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載の歩行障害支援装置。 - 対象者の肩甲骨が内外転可能となるように当該対象者の胸部付近に装着された第1ベルトにおける前記対象者の上背部中央と、前記対象者の腰部に装着された第2ベルトにおける前記対象者の下背部中央に固定して取り付けられた駆動部の出力軸とをリンク部を介して連結しておき、
制御部が、前記駆動部の前記出力軸を所望の周期タイミングで前記対象者の背面に対する垂直方向を回動中心として正転方向と逆転方向と交互に揺動駆動させるように当該駆動部の出力トルクを制御する第1ステップと、
前記制御部が、前記駆動部の出力トルクに応じた加振力を前記リンク部を介して前記第1ベルトに付与することにより、前記対象者の胸腰部を左右交互に側屈動作させる第2ステップと
を備えることを特徴とする歩行障害支援装置の作動方法。 - 前記第1ステップでは、前記制御部が、前記対象者の左右の足裏面の重心位置に加わる荷重の左右の切替えタイミングに基づいて、当該対象者の歩行周期の減少を低減させて歩行障害を抑制するように、前記駆動部をフィードバック制御する
ことを特徴とする請求項6に記載の歩行障害支援装置の作動方法。 - 前記第1ステップでは、前記制御部が、前記対象者の平衡感覚に所定レベルの負荷が与えられる程度まで当該対象者の胸腰部を左右交互に側屈動作させるように、前記駆動部の出力トルクを制御する
ことを特徴とする請求項6または7に記載の歩行障害支援装置の作動方法。
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