(57)【要約】【課題】麻痺下肢および健常下肢それぞれの負荷荷重を訓練中に出来るだけ均等にかかるように、患者自らの意思で左右の足を前後左右に変位させることにより、起立、屈伸運動を安定した状態で行うことを可能とする。【解決手段】この下肢訓練装置は、片麻痺患者の腰部を左右から挟持固定するために間隔が調整可能な左右一対の装着板を有し、この装着板は水平軸に対してのみ回転自在なフリー回転軸を介して取り付けられた左右一対の第２リンク、左右一対の第２リンクが連結されている。これにより、下肢運動機能が低下した患者の起立、屈伸運動の下肢訓練を、安定した状態で、補助者無しで行うことができるように構成されている。【選択図】図３
2014061106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下肢運動機能が低下した患者の下肢訓練を行うことができる下肢訓練装置１において、
床面上に所定の間隔で固定された左右一対のベース部１０と、
Ｘ軸に対してのみ回転自在な第１フリー回転軸２０を介して、ベース部１０に下端が軸支された一対の第１リンク３０と、
Ｘ軸に対してのみ回転自在な第２フリー回転軸４０を介して、第１リンク３０の上端に下端が軸支された一対の第２リンク５０と、
Ｘ軸に対してのみ回転自在な第３フリー回転軸６０を介して、第２リンク５０の上端に軸支され、当該左右の第２リンク５０、５０を連結するコの字状の水平連結リンク７０と、
水平連結リンク７０のＸ軸方向の両内側には、左右一対の装着板８０が設けられ、当該一対の装着板８０は調整ノブで間隔が調整でき、当該一対の装着板８０の間に起立した患者の腰部を挟持できるようにし、患者が左右へのブレ無く屈伸運動および起立運動を繰り返し安定的に行うことが出来るように構成したことを特徴とする下肢訓練装置１。
【請求項２】
床面上には、升目状の方眼目盛が設けられ、患者が起立する中心位置から前後、左右方向への起立位置の偏移を視認できるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の下肢訓練装置１。
【請求項３】
床面上には、患者の両足を固定する一対の足固定部９０が設けられ、さらに床面上の任意の位置に当該足固定部９０を固定することが可能な手段を設け、起立位置を自在に変更可能とするように構成されたことを特徴とする請求項１記載の下肢訓練装置１。
【請求項４】
床面上には、両足を載置する一対の平面板１００が設けられ、当該平面板１００の下には両足の負荷を検出する手段を有し、患者の左右の足に掛かるそれぞれの負荷を確認しながら下肢運動を行うことが出来るように構成されたことを特徴とする請求項１記載の下肢訓練装置１。
【請求項５】
前記両足の負荷を検出する手段からの情報を表示する表示手段、およびその履歴情報を記憶する記憶手段が設けられたことを特徴とする請求項４記載の下肢訓練装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片麻痺患者及び、下肢運動機能が低下した患者の下肢訓練を行うことができる下肢訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高齢化社会に突入し、体が不自由な高齢者や患者の比率が増加している。それらの患者にとって、起立動作や歩行動作は最も重要な動作とされている。しかしその動作を獲得するために、長時間のリハビリが必要であり、療法士への体力的負担が大きいことから、患者の自主訓練に任されている場合がほとんどである。そのような自主訓練では図１に示すように、患者は健足に頼って起立しようとする傾向が強い。このため図２に示すような両下肢のバランスがとれた訓練とはならない。このように従来の自主訓練では不自由な足の訓練にならないことが多く、後日、歩行や日常動作などに対して大きな障害となることが指摘されている。このことによって、寝たきり患者増加、患者のQOL(Quality  Of  Life)の低下、それらに伴う介護費の増加を招いている。この背景から、作業療法士の体力面を補助し、不自由な足の訓練を重点的行うことができる下肢訓練装置が切望されている。
【０００３】
この問題を解決すべく多く下肢訓練装置が開発されている。しかしながら従来例に係る起立訓練や歩行訓練などの下肢訓練装置の多くでは、歩行訓練、右足もしくは左足の伸展、屈曲訓練を行うものであり、起立訓練とりわけ左右のバランスを考慮した起立動作や歩行動作の訓練を行う下肢訓練装置は見出せない。
【０００４】
また他の従来例群では、その全てが歩行訓練に関するものであり、免荷機構を用いたものがほとんどである。さらにこれ等従来技術に係る装置では、健足と不自由な足ぞれぞれの訓練を切り分けていないため、この装置を用いた場合は、不自由な足を重点的に訓練することが困難である。更に他の従来例群では、その全てが手すりを用いた歩行訓練装置、移動型の歩行訓練装置である。
【０００５】
すなわち全ての従来例では、下肢訓練装置に関する特許出願はその大半が歩行訓練に関するものであり、不自由な足を重点的に訓練することによって安定した起立動作、バランスの良い歩行動作などの獲得に言及している技術は見出せない。またその他は、関節の伸展、屈曲を行うもの、健常者の筋力増強を目指したものがほとんどである。これらの中で、本願発明に最も関連する従来例を以下に開示する。
【０００６】
従来例１として特許公開2010-119499にはトレーニング装置が開示されている。この発明は、理想的な起立着座の動き方を身につけることができ、かつ、効率よく起立着座機能の回復、強化を行うことのできるトレーニング装置を提供することを目的としている。すなわちこのトレーニング装置は、座部と、座部を昇降させる昇降機構と、サーボモータと、ロードセルと、制御ボックス（制御部）とを備え、制御部は、座部に掛かる最大荷重を予め記録すると共に、座部に掛る荷重が最大荷重よりも小さな所定の補助力制限値以下のときに、荷重に略等しい補助力を座部の押し上げ方向に発生させるようにサーボモータ５を制御し、荷重が補助力制限値を越えたときにサーボモータ５を制御して座部を停止させるものである。
【０００７】
しかしながらこの引例１では、不自由な足を重点的に訓練することによって安定した起立動作、バランスの良い歩行動作などの獲得に言及している技術的思想は存在しない。
【０００８】
更に従来例２として特許公開平11-164860には．片麻痺患者用肢体駆動装置が開示されている。この発明は、健常な肢体を使って麻痺のある肢体の軌道を任意に設定し、訓練の効果を高めると同時に、訓練期間を短縮することを目的としている。すなわちこの片麻痺患者用肢体駆動装置は、装置の基部に設けて健常な肢体で運動軌道を教示する動作教示装置と、装置の基部に設けて麻痺のある肢体を駆動する肢体駆動装置と、麻痺のある肢体の動作条件を設定する動作条件入力部と、動作教示装置の角度情報及び負荷情報と、動作条件入力部の動作条件情報を入力し、麻痺肢体軌道情報を出力する軌道設定部と、その情報と肢体駆動装置の角度情報及び負荷情報を受け、肢体駆動装置に駆動指令を出力する麻痺肢体制御部とで構成されている。すなわちこの引例２では、片麻痺患が自分の健常肢体の屈伸運動を通して麻痺肢体の軌道を任意に設定し、この設定された軌道を基にして、患者自身が任意に入力した動作条件情報を付加して、ロボット工学におけるロボットマニピュレータの逆運動学計算手法を用いて麻痺肢体の肢体運動装置も目標軌道を計算し、麻痺肢体の動作を、患者一人で思い通りに行う装置である。
【０００９】
しかしながらこの装置では、麻痺肢体は装着部で拘束されているため、麻痺患者自身による微妙な肢体制御が出来ない。更に股関節、膝関節のみの、しかも屈曲、伸展運動に限定されて、股関節の外転、内転、外旋、内旋や、足関節の外反（外がえし）、内反（内がえし）、外転、内転、等を含む人間の自然の動きに対応するという技術的思想が欠如しているという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2010-119499
【特許文献１】特開平11-164860
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のような従来技術に係る下肢訓練装置の欠陥に鑑み、本願発明に係る下肢訓練装置は、下肢麻痺患者の、股関節、膝関節、足関節の屈曲、伸展運動や、股関節の外転、内転、外旋、内旋、及び足関節の外反（外がえし）、内反（内がえし）、外転、内転、等の人間の自然の動きに対応する自然な立位姿勢における下肢訓練を、麻痺患者自身が行う装置を提供することを目的とする。更に本願発明に係る下肢訓練装置は、麻痺下肢および健常下肢それぞれの負荷荷重を、訓練中に患者自らの意思で左右の足を前後左右に変位させることにより変化させることが可能となる下肢訓練を行う装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の先行研究から、療法士は患者を抱かかえるようにして、徒手によって患者の重心位置の左右のブレを抑制、調整し、不自由な足への荷重のかけ方を調整しながら、起立動作を促しているという訓練実体を定量的に明らかにすることができた。また、患者の症状によって重心のかけ方を調整していることも判った。従って本発明に係る下肢訓練装置の構成は、療法士の徒手による下肢患者への起立動作のアシスト動作を可能な限り機械装置で置き換える構成を有する下肢訓練装置を開示する。すなわち患者の体幹の左右方向のブレを抑制もしくは適切に調整できる機構を搭載し、起立動作をアシストする装置を開示する。
【００１３】
以下、本発明に係る下肢動作支援装置について説明するに当たり、位置、方向などに関する表現については、利用者の左右方向にＸ軸、前後方向にＹ軸、上下方向にＺ軸をとる。また、リンク部など、左右一対となるように設けられた部材において、左右の部材を区別する場合には利用者を基準に左手側にＬ（左）、右手側にＲ（右）を付し、左右の区別をしない場合には、Ｌ、Ｒを付さずに説明する。
【００１４】
本願の下肢運動機能が低下した患者の下肢訓練を行うことができる下肢訓練装置は、床面上に所定の間隔で固定された左右一対のベース部と、Ｘ軸に対してのみ回転自在な第１フリー回転軸を介してベース部に下端が軸支された一対の第１リンクと、Ｘ軸に対してのみ回転自在な第２フリー回転軸を介して第１リンクの上端に下端が軸支された一対の第２リンクと、Ｘ軸に対してのみ回転自在な第３フリー回転軸を介して第２リンクの上端に軸支され左右の第２リンク５０、５０を連結するコの字状の水平連結リンクと、水平連結リンクのＸ軸方向の両内側には左右一対の装着板が設けられ、この一対の装着板は調整ノブで間隔が調整できる構成となっている。そしてこの一対の装着板の間に起立した患者の腰部を挟持できるように調整ノブを調整して、患者が左右へのブレ無く屈伸運動および起立運動を繰り返し安定的に行うことが出来るように構成されている。
【００１５】
このように構成することで、腰部が左右にブレることなく、左右の足に均等に、且つ安定して負荷をかけることが出来るので、療法士等の補助者のサポート無しに下肢運動の訓練が可能となる。
【００１６】
また床面上には、升目状の方眼目盛が設けられ、患者が起立する中心位置から前後、左右方向への起立位置の偏移を視認できるように構成してもよい。また更に床面上には、患者の両足を固定する一対の足固定部を設けると共に、床面上の任意の位置にこの足固定部を固定することが可能な手段を設け、起立位置を自在に変更可能とするように構成してもよい。
【００１７】
なお床面上には、両足用に一対の平面板が設けられ、この平面板の下には両足の負荷（体重バランス）を検出する手段を有し、患者の左右の足に掛かるそれぞれの負荷を確認しながら下肢運動を行うことが出来るように構成してもよく、更に両足の負荷を検出する手段からの情報を表示する表示手段やその履歴情報を記憶する記憶手段を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明の下肢訓練装置では、患者自ら或いは療法士の意思で左右の足を前後左右に変位させることにより、従来例とは異なり麻痺下肢および健常下肢それぞれへの負荷荷重を均等にしたり、或いは変化させたりして、患者自らが療法士等の補助者無しで下肢訓練することできる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は不適切な起立訓練の左右の足にかかる負荷状態を模式化した模式図である。
【図２】図２は適切な起立訓練の左右の足にかかる負荷状態を模式化した模式図である。
【図３】図３は本願発明に係る下肢訓練装置１において、起立状態にある左前からの斜視図である。
【図４】図４は本願発明に係る下肢訓練装置１において、起立状態にある右後からの斜視図である。
【図５】図５は本願発明に係る下肢訓練装置１において、起立状態にある正面図である。
【図６】図６は本願発明に係る下肢訓練装置１において、膝曲状態にある右前からの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本願発明に係る下肢訓練装置１について説明する。図３は第１実施例に係る下肢訓練装置１の起立状態にある左前からの斜視図、図４は右後からの斜視図、図５は正面図である。まず床面上には左右一対のベース部１０が所定の間隔で固定されている。このベース部１０には、Ｘ軸に対してのみ回転自在な第１フリー回転軸２０を介して第１リンク３０の下端が軸支されている。またこの第１リンク３０の上端には、Ｘ軸に対してのみ回転自在な第２フリー回転軸４０を介して第２リンク５０の下端が軸支されている。更にこの第２リンク５０の上端には、Ｘ軸に対してのみ回転自在な第３フリー回転軸６０を介して左右の第２リンク５０、５０を連結するコの字状の水平連結リンク７０が軸支されている。また更にこの水平連結リンク７０のＸ軸方向の両内側には、左右一対の装着板８０が設けられている。この一対の装着板８０には、Ｘ軸方向に幅が調整可能な図示しない調整ノブがあり、この調整ノブを例えば回転調整して、上記一対の装着板８０の間隙が、患者の腰骨辺りを挟持できる幅になるように調整可能な構造を有している。
【００２１】
従って第１リンク３０、第２リンク５０、および水平連結リンク７０と一対の装着板８０は、第１フリー回転軸２０、第２フリー回転軸４０、および第３フリー回転軸６０がＸ軸に対してのみ回転自在であるため、腰部をＹ軸とＺ軸方向にのみ移動可能であり、Ｘ軸方向には移動させることは出来ない構造になっている。上記下肢訓練装置１を用いて下肢訓練を行う患者は、まず床面に起立状態で、上記一対の装着板８０を持ち上げて、腰部を挟持させて図示しない調整ノブを回転調整して固定する。調整ノブは患者自身が自分で調整してもよいし、療法士等の補助者が調整してもよい。この状態では患者は、腰部が一対の装着板８０、８０で挟持されているため、Ｙ軸とＺ軸方向にのみ移動可能であり、Ｘ軸方向には移動は出来ない。従って膝屈伸運動は可能であり、患者が起立状態から膝を屈曲させると、これに伴って装着板８０も下方向へ下がる。すなわち患者の膝屈曲運動に伴い、患者の足首関節に相当する第１フリー回転軸２０、膝関節に相当する第２フリー回転軸４０、股関節に相当する第３フリー回転軸６０が同時に回転することにより、身体を前後および上下方向へのみ移動させることができる。しかしながらＸ軸方向に対しては、動きが制限されるので、仮に患者が一対の装着板８０、８０の中央に起立すれば、麻痺下肢および健常下肢に対して均等に負荷をかけて屈伸運動を行うことが可能である一方で、腰部が一対の装着板８０、８０で挟持されているために安定し、療法士等の支えが無くとも身体が安定した状態で下肢の屈伸運動を行うことができる。また訓練中に意図的に腰部を安定的に挟持したままで、左右の足だけを前後左右に変位させることにより両足にかかる負荷を調整することも可能である。なお図６は、膝曲状態にある右前からの斜視図である。
【００２２】
本願発明の第２実施例として、この下肢訓練装置１を固定設置させる床面上に、患者の起立位置を視認できる図３には図示しない升目状の方眼目盛を付けてもよい。この方眼目盛は、例えば一対のベース部１０、１０の中間点をゼロ目盛としてＸ方向、Ｙ方向に所定の単位距離で方眼目盛を付けてもよい。患者はこのゼロ目盛の位置に起立して屈伸運動を通常は行うが、片麻痺患者の場合、図１に示すように左右の足に不均衡な負荷をかけ易く、その起立位置を視認して調整するためである。またこの方眼目盛は、特定の位置に足を置いて運動した方が適切であると判断された片麻痺患者の立ち位置を視認し易くするためでもある。
【００２３】
本願発明の第３の実施例として、図３に示した足固定部９０を床面に更に設けてもよい。この足固定部９０は、例えばスリッパ状の履物を床に脱着可能な粘着テープで固定させてもよい。これにより、患者は、強制的に所定の位置へ両足を固定させて下肢の屈伸訓練を行うことが可能となる。
【００２４】
また本願発明の第４の実施例として、図７に示すように、両足を載置する一対の平面板１００を追加して設けてもよい。この平面板１００の下には例えば圧力センサーや、６軸または３軸圧力センサーが取り付けられており、患者の両足それぞれのひねり力や負荷荷重が測定可能になっている。また患者の目視できる位置に、そのセンサー値を表示する構成にしてもよい。この構成では、患者自身および療法士等の補助者が、患者の左右の足に掛かるそれぞれの負荷を確認しながら屈曲訓練をすることも可能である。また更に、これ等の圧力センサーの出力データに対して、既存技術を用いて運動履歴等を作成および表示する手段を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本願発明に係る下肢訓練装置１は、寝たきり患者増加、患者のQOL(Quality  Of  Life)の低下を予防し、それらに伴う介護費の増加を抑え、更に作業療法士の体力面を補助し、また片麻痺患者自らが不自由な下肢の屈伸運動を重点的行うことができる。
【符号の説明】
【００２６】
１    下肢訓練装置
１０  ベース部    
２０  第１フリー回転軸    
３０  第１リンク    
４０  第２フリー回転軸    
５０  第２リンク
６０  第３フリー回転軸
７０  水平連結リンク
８０  装着板
９０  足固定部
１００  平面板    
【図１】
2014061106.tif 000003
【図２】
2014061106.tif 000004
【図３】
2014061106.tif 000005
【図４】
2014061106.tif 000006
【図５】
2014061106.tif 000007
【図６】
2014061106.tif 000008