(57)【要約】  個人個人が通常の立位及び歩行を行うことができないようにする感覚運動障害のある個人個人の身体位置を制御するよう構成されたバランス及び体の向きの支援装置であって、入れ子式ロッド（８，９）によってボトムフレーム（１５）に結合されたトップフレーム（６）を有し、ボトムフレーム（１５）は、車輪を有し、トップフレーム（６）は、懸架要素によって腰ベルトに結合され、かくしてこの装置の剛性が、個人の障害度に従って調節されるよう定められ、かくして体重の部分的支持によって脚の負荷を減少させ、それ故、神経リハビリテーションにおける歩行の治療を可能にするが、外科インターベンション後の運動を可能にする装置。この装置は、単純なツールで潜在的な個人の体格にフィットするよう調節可能である。
2011504112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両手を自由にした状態で立ったり歩いたりする能力が減少した人の体のバランス及び向きを制御するためにバランス及び身体の向きの支援を行う装置において、前記装置は、個人とインタフェースするよう構成されていて、３つの連結箇所（７）のところで懸架要素（２１）によりトップフレーム（６）に関節連結された腰ベルト（２３）を有し、前記トップフレーム（６）は、ボトムフレーム（１５）に連結され、前記ボトムフレームは、両方のフレーム（６，１５）によって構成されたプラットホームの運動を可能にするよう構成された３つの車輪（３６）によって地面とインタフェースし、前記車輪（３６）は、水平面内に位置し、前記ボトムフレーム（１５）と前記トップフレーム（６）との連結は、入れ子式ロッド（８，９）によって行われ、前記装置の質量中心は、前記地面の近くに位置し、前記懸架要素（２１）の長さ及び剛性は、各個人の特性、特徴及び障害度に応じて調整されるようになっている、装置。
【請求項２】
前記ボトムフレーム（１５）は、前側車輪（３６）が矢状平面内におけるユーザの体の中心軸線上に位置するようにすると共に２つの横側車輪（３６）が、矢状平面に対称な質量中心の後ろで、個人がプラットホームを用いているときに質量中心が前記装置の圧力中心の前に突き出るようにする距離のところに位置するよう構成されている、請求項１記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項３】
各入れ子式ロッド（８，９）の長さは、固定機構体（１８）によって固定できる、請求項１又は２記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項４】
各入れ子式ロッド（８，９）の頂端部は、前記トップフレーム（６）の自動位置決めを可能にするよう構成された３つの自由度を有する継手要素（１０）によって前記トップフレーム（６）に関節連結状態で連結されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項５】
前記腰ベルト（２３）は、前記腰ベルト（２３）中に組み込まれたスプリングバーにより補強され、前記腰ベルト（２３）の周長は、迅速締結手段を備えたフラップ（２６）によって調節可能である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項６】
前記ボトムフレーム（１５）は、前記装置の前記質量中心が地面の近くに位置するように構成された２つの対称などっしりとした異形材（２０）を有し、前記どっしりとした異形材（２０）は、取り外しを可能にするよう構成されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項７】
前記腰ベルト（２３）は、前記腰ベルト（２３）に組み込まれた３つの軸方向バー（２７）で強化されており、前記腰ベルト（２３）の内側層は、ユーザの体の輪郭に良好にフィットするようにするための空気チャンバ（２８）及びポンプ（２９）を有する、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項８】
前記トップフレーム（６）は、前側連結板（３２）及び２つの側方連結板（３３）を有し、前記懸架要素（２１）は、前記体と前記トップフレーム（６）との間の剛性の調節を可能にするよう構成されており、前記トップフレームは、前記懸架要素（２１）の端部の垂直及び水平位置決めを可能にする専用継手を有する、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項９】
前記ボトムフレーム（１５）は、前記装置の前側中央矢状平面のところに３つの垂直回転継手（３５）を有し、前記異形材（２０）の両方の後方端部のところで、前記垂直回転継手（３５）は、前記車輪（３６）の垂直軸線周りの制御された回転を可能にし、それにより、歩いているときに前記装置の操縦を可能にするよう構成されている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両手を自由にした状態で立ったり歩いたりしている際に、バランス及びからだの向きの制御を、モジュール式であり且つサイズが個人に適合できると共に個人の要望を満たす装置によって、中枢神経系の損傷若しくは疾患により生じた身体的能力の支障又は他の理由、例えば加齢性障害のある個人にどのように提供するかという技術的問題を解決するバランス及び体の向きの支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
両手を自由にした状態で立ったり歩いたりする際にバランス及び体の向きを提供するという問題を解決する考えられる一方法は、ロボット機構体を利用することであり、この場合、ロボットは、制御された運動を身体及び下肢に提供する。市販のシステムは、２つの方法、即ち、１）重力を部分的に補償するよう調節可能なハーネスによって、体の支持に平行な、整形外科的障害、神経学的障害又は加齢性障害のない個人の足の運動に対する運動の特性を模倣する、障害のある個人の足の運動の制御（独国ベルリン所在のリハステム（RehaStim）社のアドバンスド・ゲート・トレーナ（Advanced Gait Trainer））、２）重力を部分的に補償するよう調節可能なハーネス及び動力式トレッドミルの使用により体の支持に平行な整形外科的障害、神経学的障害又は加齢性障害のない個人の動きに特有な軌道に似た軌道に沿う、障害のある個人の脚のセグメントの運動の制御（スイス国所在のホコマ（Hokoma）社のロコマット（Locomat））を利用している。同様な装置は、他の研究所において開発中であるが、上述の原理（例えば、ベルギー所在のフリー・ユニバーシティー・オブ・ブリュッセル（Free University of Brussels）のアルタクロ（Altacro）を用いている。
【０００３】
これら装置は、歩行能力の回復、機能障害の軽減並びに卒中生存者及び痙縮患者の可動性の向上に好成績を収めることが判明している。この種の器具は、トレッドミル形態に起因して、真っ直ぐな地面レベルの歩行のトレーニングに制限されており、万一の状況における可動性を支援することができない。
【０００４】
静止器具の代替手段は、大抵の場合、両手を自由にした状態での立位及び歩行を可能にしない種々の歩行器補助器である。代表的な歩行器及び補助器の短縮化した説明は次の通りである。
【０００５】
標準型歩行器：標準型歩行器は、車輪及びグライド（glide）型ブレーキを有する場合がある。車輪付き歩行器は、２つ、３つ又は４つの車輪が付いた歩行器である。車輪は、固定されていても良く、旋回式のものであっても良い。車輪は、固定された高さのものであっても良く。或いは調節可能な高さのものであっても良い。車輪は、グライド型ブレーキ又はその均等物を有しても良く、有さなくても良い。グライド型ブレーキは、歩行器のレッグポストがフレームを押し下げていないとき、かかるレッグポストを持ち上げて地面から離すスプリング機構体又はその均等物から成る。
【０００６】
小児用歩行器及びクローラ：特別に改造された歩行器は、これらが子供用の車椅子に代えて用いられるときに医学的に必要であると考えられる場合がある。
【０００７】
ヘビーデューティ型歩行器：ヘビーデューティ型歩行器は、３００ポンド（１ポンドは、約０．４５ｋｇ）を超える重さの人を支えることができるものとして表示されている歩行器である。この歩行器は、固定された高さのものであっても良く、調節可能な高さのものであって良い。この歩行器は、剛性であっても良く、又は折り畳み式のものであっても良い。ヘビーデューティ型歩行器は、標準型歩行器に必要な医学的基準を満たし、体重が３００ポンドを超える人にとって医学的に必要であると考えられる。ヘビーデューティ型歩行器は、車輪及びグライド型ブレーキを有するのが良い。車輪付き歩行器は、２つ、３つ又は４つの車輪が付いた歩行器である。車輪は、固定されていても良く、旋回式のものであっても良い。車輪は、固定された高さのものであっても良く。或いは調節可能な高さのものであっても良い。車輪は、グライド型ブレーキ又はその均等物を有しても良く、有さなくても良い。グライド型ブレーキは、歩行器のレッグポストがフレームを押し下げていないとき、かかるレッグポストを持ち上げて地面から離すスプリング機構体又はその均等物から成る。
【０００８】
ヘビーデューティ型であり且つ多制動システムの可変車輪抵抗型歩行器：ヘビーデューティ型であり且つ多制動システムの可変車輪抵抗型歩行器は、標準型歩行器の医学的基準を満たし、標準型歩行器を重度の神経疾患又は片手の使用を制限する他の病態に起因して標準型歩行器を使うことができない人にとって医学的に必要であると考えられる。肥満は、それ自体、この歩行器にとって医学的に必要な適応であるとは考えられない。
【０００９】
ヘビーデューティ型且つ多制動システム型の可変車輪抵抗型歩行器は、以下の特徴の全てを有する四輪型で高さが調節可能な折り畳み式歩行器である。この支援手段は、体重が３５０ポンドを超える人を支援することができ、ハンドレバーを解除したときに車輪がロックするようにする手動式ブレーキが設けられ、このハンドブレーキは、両方のうちいずれか一方が車輪をロックすることができるよう設定可能であり、各ハンドブレーキを作動させるのに必要な圧力は、個々に調節可能であり、フロントクロスバーには追加の制動機構体が設けられ、少なくとも２つの車輪は、可変抵抗を与えるよう張力調節性により別個独立に設定可能なブレーキを有する。
【００１０】
包囲フレームを備えた歩行器：包囲フレームを備えた歩行器は、人を完全に包囲するフレーム及び背部に取り付けられた受座を有する折り畳み式車輪付き歩行器である。
受動式制御装置を備えた技術の現状の歩行器は、ＮＦ‐歩行器である（ノルウェー国所在のノースク・ファンクチオン（Norsk Funktion））。この歩行器により、バランスの問題のある子供が立ったり歩いたりすることができ、又、この歩行器により、２つの弾性バンドの或る程度の基本的な協調が得られる。ＮＦ‐歩行器を用いる場合の前提条件は、下肢の動的機能が最小限であるということにある。欠点は、狭い部屋の中での操縦が困難であること及び歩行パターンが不自然であるということにある。
【００１１】
最後に、依然としてアイディア及びプロトタイプの範囲にある最も複雑精巧な解決策は、ヒューマノイドロボット、例えば、ＨＡＬ５ロボットスーツを用いることを提案している（日本国筑波大学）。ＨＡＬ５は、歩行し又は重い物体を持ち上げるのに役立つことができ、又、ＨＡＬ５は、脳から特定の筋肉に伝送される信号をモニタするために皮膚に取り付けられた生体電気センサを用いている。この神経信号は、皮膚表面上に電流を生じさせ、この電流は、股関節及び膝関節のところで電気モータ用の信号に変換される。この手順は、この時点では明らかに議論の余地がある。電子情報処理に起因して、体外骨格アクチュエータは、人の筋肉よりも迅速に応動する。この種のロボットの欠点は、ユーザの意思を強めるうえでの制限があるということにある。バランスが欠如した人を助けるために、かかる体外骨格アクチュエータは、歩行モデルと一体化されなければならない。リハビリテーションにおけるこれらの高い潜在的可能性は、両方の対をなす肢及び単一の弱い肢に補助を与えることができるということにある。
【００１２】
本願において提供される新規な技術的思想の開発に関連した特許文献は、次の通りである。
【００１３】
米国特許第７，１１１，８５６号明細書（２００６年９月２６日にグラハム（Graham）に付与されている）は、脚が非妨害状態で動くことができるようにする中央領域を有し、体重が二足歩行動作、例えば歩行又は走行を支援するために所望の体重分布が得られるよう個人の肘領域と手領域との間に分布される上側体支持組立体を提供する可動性支持システムを有する二足歩行動作補助方法及び装置を開示している。
【００１４】
米国特許第７，０１７，５２５号明細書（２００６年３月２８日にリーチ（Leach）に付与されている）は、筋不全の人を支援する際に用いられ、真っ直ぐに立ち又は歩行する目的で自分自身を支えるために筋肉の機能に対する制御が殆ど無く又は全く無いことが特有のものとして知られている人を持ち上げたり支持したりする多目的ハーネス組立体から成る多目的ハーネス組立体を開示しており、ハーネス組立体は、１対の装着可能なハーネスを有し、これらハーネスのうちの１つは、支援する人によって着用され、別のハーネスは、筋不全の人によって着用される。各ハーネス組立体は、腰ベルト及び上側胴体ストラップによって着用者に締め付け状態で固定された左側及び右側ショルダストラップを有し、腰ベルトと上側胴体ストラップの両方は、ショルダストラップの各々に選択的に取り付けられると共に腰バック及び上側胴体バックルによりそれぞれ定位置に締め付け状態で保持される複数のストラップガイドを通って摺動可能に納められ、各ハーネスは、ショルダストラップに固定的に取り付けられていて、相互の平行な関係を維持し、着用者の肩からの滑りの発生を最小限に抑える少なくとも１つの水平支持部材を更に有している。各々が支援する人により着用されるハーネスのショルダストラップにしっかりと取り付けられた第１の端部及び筋不全の人により着用されるハーネスに解除可能に連結されている第２の端部を備えた１対の支持テザーが、筋不全の人を休息位置から持ち上げ、筋不全の人が歩き、座り又は静止位置で真っ直ぐに立とうとしているときに、筋不全の人を支えて案内する活動に従事する目的で、２つのハーネスを互いに連結する手段として効果的に働く。
【００１５】
米国特許第６，９７４，１４２号明細書（２００５年１２月１３日にシキナミ等（Shikinami, et al.）に付与されている）は、歩行を支援する乗り物を開示している。人の歩行を助ける機能及びヘルパが人を動かすことができる機能を備えた乗り物は、ユーザの体の周りに延びていて、ユーザがこの乗り物を用いて歩行するときに、ユーザの体を支えるフレームと、フレームに取り付けられた車輪と、ユーザの全体として側部から歩いているユーザの脚が動いている領域中に突き出ることができる座板とを有する。座板は、ユーザが乗り物を用いて歩行するときに、歩行しているユーザの脚が動く領域から引っ込められる。
【００１６】
米国特許第６，７５５，２０３号明細書（２００４年６月２９日にロージリン（Roeglin）に付与されている）は、一時的に又は永続的に障害を負った又は虚弱な人のための可動性支援装置として有用であり、ユーザの腕の下にではなく、ユーザの手によって支持され、ロック可能に剛性であると共にユーザの歩行機能を真似てこれを支援するよう接合され、多くの使用モードを行うことができ、ユーザの高さ及び要望に合うよう寸法が調節可能であり、椅子に座っているユーザを支えるよう調節可能な２脚付き歩行器を開示している。
【００１７】
米国特許第６，６５９，４７８号明細書（２００３年１２月９日にホールグリムソン等（Hallgrimsson, et al.）に付与されている）は、移動椅子に変換可能な車輪付き歩行器を有する組み合わせ型歩行器及び移動椅子を開示している。歩行器は、ハンドルバーの上端部に回動可能に取り付けられたストラップ型の背もたれを有している。この背もたれは、装置が歩行器として用いられ、ユーザが後方に向いた着座位置で休息したいと思った場合、前方位置に配置でき、装置が移動椅子として用いられ、ユーザが前方に向いた位置で座り、介護者によって押し進められる場合、後方位置に配置できる。新規な制動システムが、ブレーキ作動リンク装置を脚内に配置し、ハンドルバー部材は、ハンドルバーの延長を可能にしたり、その高さ調整を許容する。直線引っ張り式の非ケーブルブレーキ作動を可能にするブレーキレバーシステムも又開示されている。
【００１８】
米国特許第６，３２５，０２３号明細書（２００１年１２月４日にエルナタン（Elnatan）に付与されている）は、子供が歩くのを助ける方法及び装置を開示している。大柄の人が小柄な障害者を支援して両方の人の手を他の仕事をするために自由にしたままにして立ったり歩いたりすることができるようにする方法及び装置が開示されている。この装置は、２つの体用ハーネス及び足用ハーネスを有している。体用ハーネスのうちの一方は、大柄の人によって着用され、第２の体用ハーネスは、小柄な人によって着用される。足用ハーネスは、両方の人によって着用される。第１のハーネスと第２のハーネスは、小柄な人が運動の相当な自由度を有することができる一方で、大柄な人が小柄な人を支えて歩くことができるよう支援するために互いに連結される。大柄な人が小柄な人を支援して両方の人の手を他の仕事をするために自由にしたままの状態で小柄な障害者が立ったり歩いたりすることができるようにする装置が開示されている。この装置は、大柄な人によって着用されるハーネスを有する。このハーネスは、小柄な人が運動の相当な自由度を有する一方で、大柄な人が小柄な人を支援して歩くことができるようにするよう小柄な人に連結される。
【００１９】
米国特許第５，７９４，６３９号明細書（１９９８年８月１８日にアインビンダ（Einbinder）に付与されている）は、調節可能に制御可能な歩行器を開示している。車輪付き乗り物用のコントローラが、乗り物を可動状態と安定状態との間で選択的にシフトする機構体を有している。この乗り物は、オペレータが歩行の際の労力を楽にする歩行器であるのが良く、歩行器の位置を固定し又は転動のためにこれを解除し、かくして、それぞれ安定状態又は可動状態を提供する選択的に作動可能な安定器を有する。例えばボタン、圧力センサ又はレバーのようなアクチュエータが、安定器ブレーキ機構を電気的に且つ／或いは機械的に作動させてブレーキをかけ又は解除し、それによりアクチュエータがブレーキを作動させて歩行器の運動を安定化させ又は減速させた場合に、歩行器の可動性を制御することができるようにする。好ましくは、乗り物それ自体に加えられる持ち上げ力により、ブレーキが解除され、可動性が達成される。アクチュエータは、患者の要望に合わせて調節できるセンサ、例えば歪みゲージに応答して電気的に作動される制動機構体を制御することができ、変形例として、リフタが、持ち上げ力に応答して働くよう設けられても良い。
【００２０】
米国特許第５，５２４，７２０号明細書（１９９６年６月１１日にラスロップ（Lathrop）に付与されている）は、物体を引かなければならない人のための安定した可動性の歩行フレームを提供し、ユーザの要望に応じて前方に動くようになった一体形の平行なバーを有する動力式歩行器を開示している。ユーザは、スイッチを押すことにより歩行器の運動を制御し、装置が動く速度も又、ユーザにより制御される。
【００２１】
米国特許第５，２２４，７１７号明細書（１９９３年７月６日にローエン（Lowen）に付与されている）は、ユーザが完全直立位置を保つことができる一方で、ユーザの体重の一部分を連続的に支えてユーザが装置を容易に操縦できるようにする歩行補助装置を開示している。この装置は、適当な肘高さに上方部分を備えた２つの側区分を支持する車輪を有している。ブレース部材が、側部分を互いに接合し、その上方部分を人の体の幅よりも僅かに大きい横方向距離のところに間隔保持している。アームレストが、上方部分に取り付けられており、これらアームレストは、後側肘係合部分を提供するよう前後に延びており、この後側肘係合部分は、肘係合部分から前方に延びていて、前方端部のところに直立握りを備えた前腕係合部分を備えている。横方向肋骨当てが、アームレストの後部に隣接してアームレスト手段相互間に設けられている。側区分相互間のブレース部材は、側区分の後側脚相互間に配置されるのが良く、このブレース部材は、ユーザが装置の後ろで肋骨当てに当たって位置決めされているとき、レッグルームを自由にすることができるよう上方部分の近くに配置される。肋骨当ての前で側区分相互間に画定された領域は、ユーザが通常装置の前である場所から側区分相互間の空間に入ることができるよう完全に開いているのが良い。
【００２２】
米国特許第５，１３３，３７７号明細書（１９９２年７月２８日にトゥルキシロ（Truxillo）に付与されている）は、病弱者用歩行器を開示している。ユーザが歩行器装置を１つの箇所から別の箇所に動かすのを助けるために歩行器装置の少なくとも４つのコーナーレッグに１組の特別に設計されたばね押しの引っ込み可能なキャスタを有する歩行器の改良が提供されている。歩行器は、ユーザ自身が着座したときにくるりと向きを変える必要なく、利用しやすいようにするために、ユーザの背後に位置する調節可能な着座システムを更に有する。加うるに、付属品としての食品トレーサブシステムが設けられている。歩行器は、障害者、老人等が快適に且つ容易にしかも不安無くその場を動き回ることができるようにする効果的な手段を提供するよう設計されており、他方、ユーザが休息したり、快適に着座して飲食したり又は他の活動に従事したりすることができるよう容易に使える座部及びトレーを更に有し、それにより、ユーザが着座したり起きあがったりする際に家具を操作する必要がなく、虚弱者にとってしばしば苦痛なプロセスを行う必要がないようにする。
【００２３】
米国特許第４，９８７，９１２号明細書（１９９１年１月２９日にテーラー（Taylor）に付与されている）は、安定器手段を備えた歩行器組立体を開示している。各々がクロスバーを備えた前部及び１対の側部を構成する４つの脚付きフレームを備えた歩行器が開示されている。この発明は、特に、ユーザが着座位置をとる行為又はこれから立ち上がる行為を行っている間、歩行器を支持体として用いているとき、転倒しない構造体を提供するよう鋭角をなして斜め前方に延びるよう前部クロスバーに固定された安定化バーを提供している。安定化バーは、長さに関して調節可能であり、歩行器が用いられていないとき、これを不動作状態になるよう旋回操縦することができるよう回動的に取り付けられているのが良い。
【００２４】
米国特許第４，８６９，２７９号明細書（１９８９年９月２６日にヘッジ（Hedges）に付与されている）は、各々が垂直レッグから下方且つ後方に延びるよう取り付けられた側部レッグ及び垂直レッグと側部レッグを連結する水平ブレースを有する逆Ｙ字形の形態をした右側及び左側フレーム部材と、右側フレーム部材と左側フレーム部材を互いに連結した前側水平部材と、各垂直レッグの上端部に取り付けられた握り支持体とを有する障害者用歩行器を開示している。階段を昇るうえでの便宜は、水平ブレースの前方延長部によって提供され、握り支持体相互間の拘束ストラップがオプションとしての安全特徴部を提供している。
【００２５】
米国特許第４，６２１，８０４号明細書（１９８６年１１月１１日にミューラー（Mueller）に付与されている）は、治療用ローラ／歩行器を開示している。治療用歩行器は、様々な障害度のある人によるその使用を可能にし、障害度が減少するにつれて互いに異なる仕方で使用できるよう改造可能な特徴部を有している。歩行器フレームが、実質的に、歩行器を用いる人によって占められる領域の３つの側部周りに延び、取り外し可能なクロージャバーが、フレームの開放側でフレームを横切って取り付けられている。軟質材料で作られた細長い股当てパネルが、歩行器の反対側でクロージャバーとフレームとの間に取り外し可能に取り付けられている。歩行器を用いる人が、種々の体格の人に合わせて長さ調節可能な股当てパネルを跨ぐ。歩行器のレッグは、高さ調節可能であり、取り外し可能又は引っ込み可能なキャスタで終端している。歩行器を用いる人は、レッグの長さの適当な調節を行って座部上に着座するか歩行器内で立つことかのいずれかを行うことができる。障害度の重度の場合、キャスタ車輪が用いられ、座部は、歩行器を用いている人が躓き又は倒れた場合に安全特徴部としての役目を果たす。というのは、座部は、人を捕捉し外傷を防ぎ又は最小限に抑えるからである。障害度の低い人の場合、座部を取り外すと共にキャスタを取り外し又は引っ込めても良く、その結果、歩行器を従来方式で使用することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】米国特許第７，１１１，８５６号明細書
【特許文献２】米国特許第７，０１７，５２５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９７４，１４２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，７５５，２０３号明細書
【特許文献５】米国特許第６，６５９，４７８号明細書
【特許文献６】米国特許第６，７５５，２０３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，７９４，６３９号明細書
【特許文献８】米国特許第５，５２４，７２０号明細書
【特許文献９】米国特許第５，２２４，７１７号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，１３３，３７７号明細書
【特許文献１１】米国特許第４，９８７，９１２号明細書
【特許文献１２】米国特許第４，８６９，２７９号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，６２１，８０４号明細書
【発明の概要】
【００２７】
本発明は、個人とインタフェースすることにより中枢神経系の部分的損傷又は神経筋又は筋骨格系の障害に起因して両手を自由にした状態で立ったり歩いたりする能力が低下した人の体のバランス及び向きの制御を行うために使用できるバランス及び体の向きの支援装置であって、例えば減衰スプリング機構体から成る懸架要素又はサスペンサを介して開放トップフレームに関節連結された３つの連結箇所を備える人間工学的な特別に補強された腰ベルトを有し、トップフレームは、複数の車輪によって地面とインタフェースする開放ボトムフレームに連結され又は結合された質量中心の上方に位置し、車輪により、両方のフレーム及び車輪により構成されたプラットホームの水平面内における運動を可能にし、ボトムフレームとトップフレームとの連結が、支持バー又は管として働く入れ子式ロッドにより行われ、装置の質量中心が低く、地面に近いところに位置している装置に関する。懸架要素の長さ及び剛性は、個人個人の特性、特徴及び障害度に従って調整可能であるようになっている。
【００２８】
腰ベルトは、ユーザの障害度により追加の支持体が必要な場合、個人の脚相互間にコルセット及び／又はハーネスを設けた状態で拡張できる。その目的は、本発明によって提案された装置内でバランス及び体の向きを保証することにある。
【００２９】
既存のシステムと比較した場合における本発明により提案された装置の利点は、プラットホームにより構成されたトップフレーム及びボトムフレームが、モジュール式であって運搬可能であり、質量中心が、低くて安定性をもたらしており、プラットホームのサイズが家庭使用に適合しており、車輪のサイズが低い障害物及び縁石を乗り越えることができるようなものであり、連結箇所の高さが、調節可能であり、且つ制御可能であり、しかも、全体にわたって、垂直方向に対するバランス及び体の向きが腰ベルト及び懸架要素によって固定されるので、両手を自由にした状態で立ったり歩いたりすることができるようにすることにある。車輪は、スプリング等によって垂直軸線回りの回転を制限するよう構成された機構体を有するのが良く、このことは、車輪が自動ロック機構体を有し、装置を種々の方向に動かすよう構成されたブレーキを備えていることが想定されている。
【００３０】
懸架要素は又、腕の運動のための広い自由空間が提供されるという利点が達成されると共に本発明者が力の方向に設計できる懸架要素の設計された可変厚さが得られるようにするために、種々の形状のものであって良く、例えばスプリング金属又はプラスチック懸架システムであって良い。
【００３１】
ボトムフレームの形態は、前側車輪が矢状平面内において体の中心軸線上に位置するような仕方で構成されるのが良く、２つの側部車輪が、人がプラットホームを用いているときに、質量中心が装置の圧力中心の前に突き出るようにする距離のところで矢状平面に関して対称な質量中心の後ろに位置するようにすることが想定される。プラットホームは、対称な左側と右側で取り外し可能である。各車輪は、トップフレームの支持バーとして働く入れ子式ロッドを支持するよう構成された車輪支持機構体を有する。入れ子式ロッドの長さは、取っ手を用いてねじで固定できる。入れ子式機構体は、２つの同心管で実現され、外側の管は、締め付け時に、長さの変化を可能にしないような長手方向隙間を有する。入れ子式機構体の頂端部のところには、二重継手が設けられ、この二重継手は、トップフレーム寄りの自動位置決めを可能にする３つの自由度を備えている。
【００３２】
かくして、本発明によって提案されるバランス及び体の向きの支援装置は、個人個人が通常の立位及び歩行をすることができないようにする感覚運動障害のある個人個人の体の位置を制御するよう構成されており、装置の寸法は、家庭及び臨床状況及び接近性に関する基準にとって代表的なアーキテクチャ上の障害に適合するよう選択されており、９０ｃｍが、ドアフレームの最少サイズである。本発明は、体重の部分的支持によって脚の負荷を減少させ、それ故、神経リハビリテーションにおける歩行の治療を可能にするが、外科インターベンション後の運動を可能にする。この装置は、単純なツールで潜在的な個人の体格にフィットするよう調節可能である。
【００３３】
本発明の複雑精巧な実施形態では、装置は、ロボット化され、この装置は、車輪の外部制御装置、即ち、調整された速度及び方向制御を備えた推進補助装置、健常なように歩行するのに非常に重要である装置に関する質量中心の位置の制御装置及び歩行運動を容易にする体の傾きの制御装置を有する。計画した本発明は、感覚により駆動される制御装置を用い、場合によっては、治療機能電気刺激又は能動的装具を備える。本発明は、臨床上のリハビリテーションを可能にするが、家庭及びプライベートな生活上の使用、即ち、家、街路、裏庭などでの使用を可能にするよう構成されている。
【００３４】
本発明は、個人によって着用された特定のベルトがフレームが可動であってこれを取り外すことができる質量中心の真上に位置する体のゾーン内でフレームに対する傾斜及び向きを制御する弾性サスペンサによってフレームに取り付けられ、地面の近くに質量中心を有し、方向制御により車輪を介して三箇所で地面に接触するような仕方で感覚運動系の障害により、立ったり歩いたりする能力が減少した人の体幹のバランス及び向きの制御のために用いられるようになっている。
【００３５】
既存のシステムと比較した場合の本発明の利点は、システムを分解することができ、重心が下方ゾーンに位置し、寸法が家庭及び屋外環境に適合するようになっており、車輪のサイズが縁石及び低い障害物を乗り越えることができるようなものであり、システムの高さ及びサスペンサ連結部の剛性の簡単な調整が可能であり、それにより体幹の傾斜が制限され、車輪の方向制御により種々の方向の歩行が可能であり、倒れる恐れなく自由空間内において支えるために手を用いる必要がなく立ったり座ったりすることができるようにすると共に垂直方向に対する体幹の向きを制御することができるということにある。
【００３６】
本発明によって提案された装置を用いた場合の利点は、次の通りである。
【００３７】
立位及び歩行の初期トレーニング。本装置は、体の支持及び姿勢の向きをもたらし、それにより、障害のある多くの人に外来リハビリテーションの開始を提供することができる。
【００３８】
この装置は、麻痺した脚の躓き又は虚脱の場合に体幹を垂直位置に安定化させ、したがって、歩行運動中、個人が転倒する恐れを大幅に減少させる。
【００３９】
この装置は、運動中、療法士にかかる負荷を減少させ、それにより、療法士の背中の損傷を減少させる。
【００４０】
この装置は、転倒の恐れに注意を集中させることなく、歩行パターンの向上に関心を寄せることができるようにする長い歩行セッションを可能にする。
【００４１】
この装置は、種々の環境で使用でき、構造が簡単なので、医療施設に要する費用を減少させる。
【００４２】
説明する実施形態の良好な理解を得るため、又、実施形態をどのように実施すれば良いかを明確に示すために、次に、例示として添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の腰ベルトの斜視図である。
【図２】懸架要素の縦断面図である。
【図３】トップフレームと各入れ子式ロッドとの間の継手要素の斜視図である。
【図４】内側ロッドと外側ロッドの相対位置を固定するために各入れ子式ロッド内に設けられた固定機構体の斜視図である。
【図５】３本の入れ子式ロッドによりボトムフレームに結合されたトップフレームを有すると共に３つの車輪を更に有する本発明のプラットホームの斜視図である。
【図６】図５に示されたプラットホームの変形実施形態の斜視図であり、腰ベルトが３つの懸架要素によってトップフレームに結合されている状態を示す図である。
【図７】作動位置にある懸架要素の詳細斜視図である。
【図８】腰ベルトと懸架要素との間の連結箇所の詳細図である。
【図９】ボトムフレームの前側及びその関連の車輪の詳細斜視図である。
【図１０】懸架要素の変形実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の好ましい実施形態が図に示されている。障害のある個人個人にバランス及び体の向きを提供する装置は、人間工学的腰ベルト（２３）を有し、この腰ベルトは、腰ベルト（２３）の内側（２４）で腰ベルト（２３）に組み込まれたスプリングバーで補強されており、腰ベルト（２３）の周長は、図１に示されているように、迅速締結手段、例えばベルクロ手段等を備えた広幅フラップ（２６）によって調節可能である。
【００４５】
腰ベルト（２３）は、個人の腰領域にぴったりとフィットし、この腰ベルトは、腰ベルト（２３）の外側に設けられていて、懸架要素（２１）、即ち長さが調節可能な図２に示されているサスペンサに連結されるよう構成された３つの連結箇所（２５）を有し、これらサスペンサは、プラットホームに対する個人の位置決め及びプラットホームが個人の体重に関して吸収する負荷の調節を可能にする調節可能な剛性を有し、質量中心とプラットホームに対して垂直方向に向かう体の傾斜との相対運動を制御する剛性が調節される。懸架要素（２１）は、図２に示されているように、剛性の計算に基づいて選択されたスプリング（１）、リミッタ（３）、即ちスプリング（１）の支持体を備えた摺動チャネル（２）及びねじとして働き、調節後に懸架要素（２１）をロックする手動制御車輪（５）を備えた外部カプセル（４）を有する。
【００４６】
懸架要素（２１）は、３つの箇所（７）で人間工学的に設計された入れ子式ロッド（８，９）で構成されているプラットホームのトップフレーム（６）に連結されており、これら入れ子式ロッドは、支持バー又は管として働き、個人を保持すると共に３つの継手要素（１０）を支持し、１つの前側入れ子式ロッド（８）は、前側に配置され、２つの側方入れ子式ロッド（９）は、プラットホームの左側部及び右側部に配置されている。全部で３本の入れ子式ロッド（８，９）は、二重継手要素（１０）を有し、この継手要素は、任意の選択された位置で固定でき、各入れ子式ロッド（８，９）をトップフレーム（６）に関節連結状態で結合している。継手要素（１０）は、図３に示されている機構体によって用いられるＬ字形要素（１１）を有し、ねじ（１２）が、トップフレーム（６）に固定されていて、ねじ（１２）回りの回転によって調節を可能にする。他の自由度が、第２のＬ字形要素（１３）によってＬ字形要素（１１）の反対側の端部のところに存在し、この第２のＬ字形要素（１３）は、固定のための第２のねじ（１４）の軸線回りに継手回転軸線を備えた状態で対応の入れ子式ロッド（８，９）の上端部に連結されている。この構成により、支持バーの数を最小限に抑えた状態で、即ち、３本の入れ子式ロッド（８，９）で下側ボトムフレーム（１５）に対する上側トップフレーム（６）の位置決めが可能になり、しかも、全体としてプラットホームの適当な安定性及び剛性が保証される。
【００４７】
ボトムフレーム（１５）は、直径が９０ｃｍの円に嵌まり込むよう設定されており、しかも、車椅子で後側から入ることができるのに十分な大きさの寸法を備えた開放長方形の形態をしている。トップフレーム（６）は、１０ｃｍの最少高さを有すると共に着座位置から立ち上がったときに個人がプラットホームに入ることができるようにする開放長方形の形態を有している。
【００４８】
プラットホームの高さの設定は、図４に示されているように、入れ子式ロッド（８，９）の長さを固定するよう構成された固定機構体（１８）によって設計され、固定は、固定機構体（１８）により構成されたナットでねじを締めた後、各入れ子式ロッド（８，９）によって構成されている内側ロッド（１７）周りへの外側ロッド（１６）の周囲の締め付けによって行われる。内側ロッド（１７）と外側ロッド（１６）は、互いに対して回転することができ、それによりプラットホームの全体としての必要な自由度が提供されている。
【００４９】
本発明の好ましい実施形態によれば、３本の入れ子式ロッド（８，９）は、５０〜１３０ｃｍの調節可能な長さを有し、継手要素（１０）によって、ボトムフレーム（１５）とトップフレーム（６）との間の剛性的連結を可能にする。
【００５０】
ボトムフレーム（１５）の付近の入れ子式ロッド（８，９）は、３つの車輪支持機構体（１９）に関節連結されている。ボトムフレーム（１５）は、２つの対称関係にあるどっしりとした金属異形材（２０）によって設計され、これら異形材は、個人がプラットホームによって支持されたとき、プラットホームの質量中心が地面の近くに位置してシステムが転倒しないようにする。どっしりとした異形材（２０）は、取り外しを可能にするような仕方で設計されているが、更に、追加の重り（２２）がプラットホームの安全性及び安定性を高めるために背の高い個人にとって必要な場合に、追加の重り（２２）のためのスペースを有する。図５に示されている各ホイール支持機構体（１９）は、中央に、軸方向軸受に連結されると共にねじ及び支持体で固定されるホイールフォークに連結可能な穴を有している。
【００５１】
図６〜図９に示されている本発明の変形実施形態によれば、ボトムフレーム（１５）は、ユーザの中央矢状平面内に位置する前側中央車輪（３６）が垂直軸線回りの自由回転を行い、２つの水平異形材（２０）によって連結されているような仕方で構成され、これら２つの水平異形材は、各々端部のところに１つの車輪（３６）を有している。
【００５２】
車輪支持機構体（１９）は、固定機構体（１８）によって所望の長さに固定できる調節可能な入れ子式ロッド（８，９）の下側連結箇所として用いられ、この固定機構体（１８）は、手動制御式ブラケットと、クランプ及び調節ねじを利用したロック機構体とから成っている。入れ子式による作用効果は、２つの互いにマッチした直径の２本の同心管（１６，１７）の使用によって実現され、長さの固定は、ねじ及びロック取っ手を備えた専用ブラケットによって行われる。
【００５３】
入れ子式ロッド（８，９）の頂端部のところには、二重継手要素（１０）が設けられており、この二重継手要素は、トップフレーム（６）に対する支持ロッド（８，９）の角度の完全調整を可能にし、この場合、角度の固定は、ねじ機構体（１２，１４）によって行われる。
【００５４】
図６〜図９に示されている本発明の上述の変形実施形態によれば、この装置は、外側ベルトに組み込まれた３つの軸方向プラスチックバー（２７）で強化された外側層を備えている２層人間工学的腰ベルト（２３）を有し、内側層は、体の輪郭に良好にフィットすることができるようにするための空気チャンバ（２８）及びポンプ（２９）を有し、内側層は、ベルクロから成る締結手段を備えたフラップ（２６）によってユーザの腰及び体幹の周長にマッチするよう長さが調節可能であるのが良く、腰ベルト（２３）は、垂直線に平行であり、懸架要素（２１）に連結可能なヒンジ継手から成る３つの連結箇所（２５）を有し、懸架要素（２１）は、調節可能な剛性を有すると共に垂直線に対する外側ベルトの向きを固定する。
【００５５】
トップフレーム（６）は、前側連結板（３２）及び２つの側方連結板（３３）によって下側管（３１）に結合された上側管（３１）を有している。連結箇所（２５）に連結された懸架要素（２１）は、体とトップフレーム（６）との間の剛性の調節を可能にし、トップフレームは、懸架要素（２１）の端部の垂直及び水平方向の位置決めを可能にする専用継手を備え、懸架要素は、側方連結板（３３）内に設けられていて、継手を備えた前側連結板（３２）のところでの垂直位置決めを行うヒンジ継手を備えている。
【００５６】
ボトムフレーム（１５）を構成する２つの金属異形材（２０）は、水平軸線を備えた前側ヒンジ継手（３４）によって３本の互いに同一の入れ子式ロッド（８，９）に連結され、これら入れ子式ロッドは、ヒンジから成る継手要素（１０）によりトップフレーム（６）に連結されている。
【００５７】
懸架要素（２１）は、連結板（３２，３３）に連結されると共に連結箇所（２５）で腰ベルト（２３）に連結された調節可能な継手によってトップフレーム（６）に連結されている。
【００５８】
図１０は、懸架要素（２１）の変形実施形態を示している。この変形実施形態は、スプリング懸架システムから成り、かくして、腕の運動のための自由空間が提供されるという利点が達成されると共に本発明者が力の方向に設計できる懸架要素の設計された可変厚さが得られる。
【００５９】
ボトムフレーム（１５）は、装置の前側中央矢状平面のところに且つ異形材（２０）の両方の後側端部のところに３つの垂直回転継手（３５）を有している。これら垂直回転継手（３５）は、車輪（３６）の垂直軸線回りの制御された回転を可能にし、それにより、歩行時に装置の操縦を可能にするよう構成されている。後側車輪（３６）は、パッド制動機構体（３７）を備えている。図示していないが、前側車輪（３６）だけが両方の後側車輪（３６）を固定された位置に保つ垂直回転継手（３５）を有することが想定される。
【００６０】
本発明をその例示の実施形態を参照して図示すると共に説明したが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、これら実施形態の形態及び細部における上述の且つ種々の他の変更、省略及び追加を想到できることは理解されるべきである。したがって、本発明は、幾つかの実施形態において本発明を限定するものではなく、例示として説明されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月3日(2010.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両手を自由にした状態で立ったり歩いたりする能力が減少した人の体のバランス及び向きを制御するためにバランス及び身体の向きの支援を行う装置であって、前記装置は、トップフレーム、ボトムフレーム、及び各々が第１の端部及び第２の端部を備えた３つの懸架要素を含む懸架システムを有し、前記装置は、個人とインタフェースするよう構成された腰ベルト（２３）を更に有し、前記腰ベルトは、前記懸架要素の前記第２の端部に連結された３つの腰ベルト連結箇所（２５）を有し、前記トップフレーム（６）は、ボトムフレーム（１５）に連結され、前記ボトムフレームは、水平面内における両方の前記フレーム（６，１５）及び３つの車輪（３６）によって構成されたプラットホームの運動を可能にするよう構成された前記３つの車輪（３６）によって地面とインタフェースし、前記ボトムフレーム（１５）と前記トップフレーム（６）との連結は、入れ子式ロッド（８，９）によって行われ、前記装置の質量中心は、前記地面の近くに位置し、各懸架要素は、外側カプセル、内側カプセル、前記内側カプセル内に設けられたスプリング（１）、及び前記スプリングの力に抗して入れ子運動可能に前記内側カプセルによって支持された長手方向ロッド（２）を有し、前記懸架要素（２１）の各々の長さは、各個人の特性、特徴及び障害度に応じて前記内側カプセルに対する前記外側カプセルの運動によって調整されるようになっており、前記質量中心と前記プラットホームに対してこれに向かう体の傾斜の相対運動を制御する前記腰ベルトと前記トップフレームとの間の前記懸架システムの剛性の調節が達成される、装置。
【請求項２】
前記ボトムフレーム（１５）は、前側車輪（３６）が矢状平面内におけるユーザの体の中心軸線上に位置するようにすると共に２つの横側車輪（３６）が、矢状平面に対称な質量中心の後ろで、個人がプラットホームを用いているときに質量中心が前記装置の圧力中心の前に突き出るようにする距離のところに位置するよう構成されている、請求項１記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項３】
各入れ子式ロッド（８，９）の長さは、固定機構体（１８）によって固定できる、請求項１又は２記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項４】
各入れ子式ロッド（８，９）の頂端部は、前記トップフレーム（６）の自動位置決めを可能にするよう構成された３つの自由度を有する継手要素（１０）によって前記トップフレーム（６）に関節連結状態で連結されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項５】
前記腰ベルト（２３）は、前記腰ベルト（２３）中に組み込まれたスプリングバーにより補強され、前記腰ベルト（２３）の周長は、迅速締結手段を備えたフラップ（２６）によって調節可能である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項６】
前記ボトムフレーム（１５）は、前記装置の前記質量中心が地面の近くに位置するように構成された２つの対称などっしりとした異形材（２０）を有し、前記どっしりとした異形材（２０）は、取り外しを可能にするよう構成されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項７】
前記腰ベルト（２３）は、前記腰ベルト（２３）に組み込まれた３つの軸方向バー（２７）で強化されており、前記腰ベルト（２３）の内側層は、ユーザの体の輪郭に良好にフィットするようにするための空気チャンバ（２８）及びポンプ（２９）を有する、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項８】
前記トップフレーム（６）は、前側連結板（３２）及び２つの側方連結板（３３）を有し、前記懸架要素（２１）は、前記体と前記トップフレーム（６）との間の剛性の調節を可能にするよう構成されており、減衰スプリング機構体（２１）が、前記減衰スプリング機構体（２１）の端部の垂直及び水平位置決めを可能にする専用継手を有する、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【請求項９】
前記ボトムフレーム（１５）は、前記装置の前側中央矢状平面のところに３つの垂直回転継手（３５）を有し、前記異形材（２０）の両方の後方端部のところで、前記垂直回転継手（３５）は、前記車輪（３６）の垂直軸線周りの制御された回転を可能にし、それにより、歩いているときに前記装置の操縦を可能にするよう構成されている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のバランス及び体の向きの支援装置。
【国際調査報告】
2011504112.tif 000013
2011504112.tif 000014
2011504112.tif 000015