(57)【要約】【課題】筋肉の収縮力の変化に応じて患者の下肢の介助量を調整し、患者が疲労しても筋肉の疲労度に応じた歩行訓練を行う。【解決手段】訓練者１１の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段１５を備え、訓練結果評価部５が、訓練軌道の評価する区間において、筋音図計測手段１５により計測された訓練者１１の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている訓練者１１の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、下肢駆動部１２の訓練者１１の下肢への介助量を調整するよう訓練軌道生成部３に動作指令を与える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行訓練装置に取り付けられた力センサと角度センサのセンシング情報をもとに、力制御によって装置の動作を制御する下肢駆動部と、
訓練軌道に対する訓練者の肢体が発生する力の大きさを評価する訓練結果評価部と、
前記下肢駆動部に前記訓練者の足関節を駆動する足関節駆動部と、
コントローラ内に訓練データを記憶する訓練データ記憶部と、
前記コントローラに動作指令を与え歩行パターンにあわせて前記下肢駆動部と前記足関節駆動部とを駆動し両下肢を協調させて動作させる訓練軌道を生成する訓練軌道生成部と、
を備えて前記訓練者の状態に応じて歩行運動を行わせる前記歩行訓練装置において、
前記訓練者の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段を備え、
前記訓練結果評価部が、前記訓練軌道の評価する区間において、前記筋音図計測手段により計測された前記訓練者の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている前記訓練者の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、前記下肢駆動部の前記訓練者の下肢への介助量を調整するよう前記訓練軌道生成部に動作指令を与える
ことを特徴とする歩行訓練装置。
【請求項２】
前記筋音図計測手段として、ピエゾ接触型センサを用いることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練装置。
【請求項３】
前記筋音図計測手段として、コンデンサマイクロホンを用いることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練装置。
【請求項４】
前記筋音図計測手段として、加速度計を用いることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練装置。
【請求項５】
前記訓練結果評価部が前記筋音図計測手段を用いて計測された、歩行１周期における前記訓練者の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差を求め、筋音図のスペクトルの偏差を何段階かで評価し、前記評価に応じて前記訓練者の患足側の下肢の発生する力の大きさを何倍かに増幅して歩行訓練を実施させることを特徴とする請求項１に記載の歩行訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運動機能や脳機能などに傷害を持つ患者を対象とし、リハビリテーションを行っている患者の状態を計測し、患者の状態に応じて歩行運動を行わせる歩行訓練装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歩行訓練装置として、実際の歩行運動に促した訓練を臥位にて実施することを目的としているものが特開２０００−１０２５７６号公報に開示されているので、その従来技術について図面を用いて説明する。
図９は従来の歩行訓練装置の構成を示す図である。１１１はベースであり、１１２はその上に固定された基部である。１１３、１１４、１１５は駆動軸であり、１１６、１１７はリンク、１１８は力センサ、１１９は把持部である。駆動軸１１３は基部１１２に内蔵されたモータによって駆動され、リンク１１６を旋回することができる。駆動軸１１４は基部１１２に内蔵されたモータによって駆動され、リンク１１６の中の動力伝達機構を介して動力が伝えられてリンク１１７をリンク１１６に対して旋回することができる。駆動軸１１５は基部１１２に内蔵されたモータによって駆動され、リンク１１６、１１７の中の動力伝達機構を介して動力が伝えられて把持部１１９をリンク１１７に対して旋回することができる。駆動軸１１５と把持部１１９の間には力センサ１１８が設けられており、把持部１１９と駆動軸１１５の間に作用する力が検出されて力信号Ｆを出力する。また基部１１２に設けられている駆動軸１１３、１１４、１１５用のモータには回転センサが内蔵されており、駆動軸１１３、１１４、１１５の回転位置、回転速度、回転加速度のいずれかが検出できるようになっている。把持部１１９には横臥した人の下腿が固定され、足裏に対面する部位が足裏面の力を受けるようになっている。そして、仮想床面生成部１２１と、軌道教示部１２２と、負荷情報変換部１２３と、肢体駆動部１２４と、仮想重力設定部１２５とから構成された制御装置１２０により、仮想進行方向ＦＦに向かって歩行する際の負荷が患者に与えることができるようになっている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０２５７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の歩行訓練装置においては、歩行訓練を行う場合、仮想進行方向に向かって歩行する際の負荷が患者に与えられるが、患者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて肢体駆動部の患者の下肢への介助量を調整できず、患者が疲労してきた場合、患者の下肢が強制的に訓練させられる可能性があった。
一方、筋音図とは、活動筋上の体表面に現れる微細振動であり、筋繊維の径が側方へ拡大変化する結果生じるものである。筋音図は、筋の電気的活動を反映する筋電図と運動の駆動力である筋力との中間に位置し、筋の機械的活動を示すものである。
本発明はこれらの課題を解決するためになされたものであり、歩行訓練を行っている患者の肢体の筋肉の収縮力を計測するとともに、筋肉の収縮力の変化に応じて患者の下肢への介助量を調整し、患者が疲労してきた場合でも患者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練を行うことができる歩行訓練装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の歩行訓練装置は、歩行訓練装置に取り付けられた力センサと角度センサのセンシング情報をもとに、力制御によって装置の動作を制御する下肢駆動部と、訓練軌道に対する訓練者の肢体が発生する力の大きさを評価する訓練結果評価部と、前記下肢駆動部に前記訓練者の足関節を駆動する足関節駆動部と、コントローラ内に訓練データを記憶する訓練データ記憶部と、前記コントローラに動作指令を与え歩行パターンにあわせて前記下肢駆動部と前記足関節駆動部とを駆動し両下肢を協調させて動作させる訓練軌道を生成する訓練軌道生成部と、を備えて前記訓練者の状態に応じて歩行運動を行わせる前記歩行訓練装置において、前記訓練者の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段を備え、前記訓練結果評価部が、前記訓練軌道の評価する区間において、前記筋音図計測手段により計測された前記訓練者の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている前記訓練者の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、前記下肢駆動部の前記訓練者の下肢への介助量を調整するよう前記訓練軌道生成部に動作指令を与えることを特徴としている。
このようになっているため、訓練者の筋肉の収縮力の変化に応じた歩行訓練ができ、訓練者が疲労してきた場合でも訓練者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練ができる。
【０００６】
また本発明の歩行訓練装置は、前記筋音図計測手段として、ピエゾ接触型センサを用い、あるいは、コンデンサマイクロホンを用い、あるいは、加速度計を用いることを特徴としている。
これによって訓練者の筋肉の収縮力の変化に応じた歩行訓練ができ、訓練者が疲労してきた場合でも訓練者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練ができる。
また本発明の歩行訓練装置は、前記訓練結果評価部が前記筋音図計測手段を用いて計測された、歩行１周期における前記訓練者の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差を求め、筋音図のスペクトルの偏差を何段階かで評価し、前記評価に応じて前記訓練者の患足側の下肢の発生する力の大きさを何倍かに増幅して歩行訓練を実施させることを特徴としている。
これによって訓練者の収縮力の変化に応じて患足側の運動を介助することができ、効率的な訓練ができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態の歩行訓練装置について図に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の歩行訓練装置のシステム構成を示す図である。１は歩行訓練装置、２はコントローラ、３は訓練軌道生成部、４は訓練データ記憶部、５は訓練結果評価部、６は力センサ、７は角度センサ、８は大腿装着部、９は下腿装着部、１０は訓練軌道（歩行パターン）、１１は訓練者、１２は下肢駆動部、１３は足関節駆動部、１４は操作パネル、１５は筋音図計測手段である。図２は、健常者の歩行周期の位相と股関節、膝関節および足関節の関節運動との関係を示す図である。歩行周期の位相は、踵接地、足底接地、立脚中期、踵離地、足尖離地、遊脚初期および遊脚後期から構成され、各位相に応じて股関節、膝関節および足関節の屈曲・伸展運動が繰り返される。図３は、本発明の実施の形態の歩行訓練装置における歩行パターンの実現を示す図である。訓練軌道生成部がコントローラに動作指令を与え、コントローラが下肢駆動部、足関節駆動部を制御し歩行パターンを実現した図である。（ａ）は踵接地、（ｂ）は足底接地、（ｃ）は立脚中期、（ｄ）は踵離地、（ｅ）は足尖離地、（ｆ）は遊脚初期、（ｇ）は遊脚後期を実現した図である。医師や理学療法士が、操作パネルを用いて、訓練内容（訓練モード（他動運動訓練、自動介助運動訓練など）、繰り返し回数、運動の硬さ（メカニカルインピーダンス制御の慣性、粘性、剛性の係数）、訓練軌道（歩行パターン））を入力し、訓練データ記憶部から訓練軌道（歩行パターン）のデータが呼び出される。そして、コントローラが下肢駆動部、足関節駆動部を制御し、踵接地、足底接地、立脚中期、踵離地、足尖離地、遊脚初期および遊脚後期を１周期とする歩行パターンに沿って、訓練の動作を繰り返す。また、力センサにより訓練者の発生する力を検出し、コントローラが下肢駆動部をメカニカルインピーダンス制御して、訓練者に無理な負荷がかからないようにする。
【０００８】
図４は、本発明の第１の実施の形態の筋音図のスペクトル解析結果のパワーの一例を示す図である。ＭＶＣとはＭａｘｉｍｕｍ  Ｖｏｌｕｎｔａｒｙ  Ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎの略称で、最大随意筋力のことである。図５は、本発明の第１の実施の形態の筋肉の収縮力の変化に伴う筋音図のスペクトル解析結果のパワー及び平均周波数の推移の一例を示す図である。図４、図５に示すように筋音図のスペクトルは５〜７０Ｈｚと広い範囲に分布し、発揮力が大きくなるにつれて５〜１５Ｈｚの帯域に大きなピークが現れる。平均周波数も発揮力が大きくなるにつれて増加する。筋力を漸増させていくと、まず遅筋繊維が活動を始め、その筋繊維数の増加によって筋力の調整が行われる。発揮力が３０〜４０％ＭＶＣ以上に達すると、既に活動している遅筋繊維の発火頻度の増加に加えて、発揮張力も発射頻度も高い速筋繊維が参加してくる。しかし、その筋固有の筋力レベルに達すると、参加する筋繊維の数は限界となる。その筋力レベルは母指内転筋のような小さい筋で５０％ＭＶＣ、大腿四頭筋のような大きな筋では８０〜９０％ＭＶＣと言われている。そして、それ以上の大きな筋力発揮は筋繊維の発火頻度の上昇によって支えられている。
【０００９】
以下、歩行周期の足尖離地の位相における下肢の踏出しを評価することを例として、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整する方法について説明する。
まず、訓練結果評価部は、健足側と患足側の大腿四頭筋に装着された筋音図計測手段を用いて計測された、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行う。そして、筋音図の周波数の５〜１５Ｈｚの帯域における、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差を求める。ここでは、歩行周期の足尖離地の位相における下肢の踏出しを評価するため、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差を３段階で評価する場合について説明する。今回の歩行周期の足尖離地の位相における、健足側と患足側の大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差を
（１）｜（健足側のスペクトルのピーク値）−（患足側のスペクトルのピーク値）｜＜ε１、
（２）ε１＜｜（健足側のスペクトルのピーク値）−（患足側のスペクトルのピーク値）｜＜ε２、
（３）｜（健足側のスペクトルのピーク値）−（患足側のスペクトルのピーク値）｜＞ε３の３段階で評価すると、次の歩行周期の足尖離地の位相における患足側の下肢の発生する力の大きさＦが、
（１）のときＦ＝（患足側の下肢の発生する力の大きさ）、
（２）のときＦ＝１．５×（患足側の下肢の発生する力の大きさ）、
（３）のときＦ＝２×（患足側の下肢の発生する力の大きさ）と変更する。
ただし、ε１、ε２、ε３の大小関係はε１＜ε２＜ε３である。
【００１０】
本発明の実施の形態の歩行訓練装置は、筋音図計測手段を備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことである。
本発明の実施の形態の歩行訓練装置によれば、筋音図計測手段を備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことで、訓練者の患足側の下肢が発生する力の大きさが同じ場合でも、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差が大きい程、装置の介助量が大きくなり、訓練者の下肢に負担をかけることがない。すなわち、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。なお、上記したように歩行周期の足尖離地の位相における下肢の踏出しを評価し、患足側の大腿四頭筋の活動を介助するのみでなく、踵接地、足底接地、立脚中期、踵離地、足尖離地、遊脚初期および遊脚後期の歩行１周期において、健足側と患足側のいずれかの筋の筋音図のスペクトルのパワーを評価し、前記いずれかの筋の活動を介助してもよい。
【００１１】
次に本発明の第２の実施の形態の歩行訓練装置について図６を用いて説明する。
図６において、１は歩行訓練装置、２はコントローラ、３は訓練軌道生成部、４は訓練データ記憶部、５は訓練結果評価部、６は力センサ、７は角度センサ、８は大腿装着部、９は下腿装着部、１０は訓練軌道（歩行パターン）、１１は訓練者、１２は下肢駆動部、１３は足関節駆動部、１４は操作パネル、１６はピエゾ接触型センサである。図１に示す筋音図計測手段１５としてピエゾ接触型センサ１６を用いることで、第１の実施の形態と同様にして、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
本発明の実施の形態の歩行訓練装置は、筋音図計測手段としてピエゾ接触型センサを備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことである。
【００１２】
本発明の実施の形態の歩行訓練装置によれば、筋音図計測手段としてピエゾ接触型センサを備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことで、訓練者の患足側の下肢が発生する力の大きさが同じ場合でも、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差が大きい程、装置の介助量が大きくなり、訓練者の下肢に負担をかけることがない。すなわち、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
【００１３】
次に本発明の第３の実施の形態の歩行訓練装置について図７を用いて説明する。
図７において、１は歩行訓練装置、２はコントローラ、３は訓練軌道生成部、４は訓練データ記憶部、５は訓練結果評価部、６は力センサ、７は角度センサ、８は大腿装着部、９は下腿装着部、１０は訓練軌道（歩行パターン）、１１は訓練者、１２は下肢駆動部、１３は足関節駆動部、１４は操作パネル、１７はコンデンサマイクロホンである。図１に示す筋音図計測手段１５としてコンデンサマイクロホン１７を用いることで、第１の実施の形態と同様にして、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
本発明の実施の形態の歩行訓練装置は、筋音図計測手段としてコンデンサマイクロホンを備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことである。
【００１４】
本発明の実施の形態の歩行訓練装置によれば、筋音図計測手段としてコンデンサマイクロホンを備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことで、訓練者の患足側の下肢が発生する力の大きさが同じ場合でも、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差が大きい程、装置の介助量が大きくなり、訓練者の下肢に負担をかけることがない。すなわち、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
【００１５】
次に本発明の第４の実施の形態の歩行訓練装置について図８を用いて説明する。
図８において、１は歩行訓練装置、２はコントローラ、３は訓練軌道生成部、４は訓練データ記憶部、５は訓練結果評価部、６は力センサ、７は角度センサ、８は大腿装着部、９は下腿装着部、１０は訓練軌道（歩行パターン）、１１は訓練者、１２は下肢駆動部、１３は足関節駆動部、１４は操作パネル、１８は加速度計である。図１に示す筋音図計測手段１５として加速度計１８を用いることで、第１の実施の形態と同様にして、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
本発明の実施の形態の歩行訓練装置は、筋音図計測手段として加速度計を備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことである。
本発明の実施の形態の歩行訓練装置によれば、筋音図計測手段として加速度計を備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことで、訓練者の患足側の下肢が発生する力の大きさが同じ場合でも、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差が大きい程、装置の介助量が大きくなり、訓練者の下肢に負担をかけることがない。すなわち、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
【００１６】
次に本発明の第５の実施の形態の歩行訓練装置について図１に基づいて説明する。図１において、１は歩行訓練装置、２はコントローラ、３は訓練軌道生成部、４は訓練データ記憶部、５は訓練結果評価部、６は力センサ、７は角度センサ、８は大腿装着部、９は下腿装着部、１０は訓練軌道（歩行パターン）、１１は訓練者、１２は下肢駆動部、１３は足関節駆動部、１４は操作パネル、１５は筋音図計測手段である。第１の実施の形態と同様に、歩行周期の足尖離地の位相における下肢の踏出しを評価するため、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差を３段階で評価する場合について説明する。今回の歩行周期の足尖離地の位相における、健足側と患足側の大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差を（１）｜（健足側のスペクトルのピーク値）−（患足側のスペクトルのピーク値）｜＜ε１、
（２）ε１＜｜（健足側のスペクトルのピーク値）−（患足側のスペクトルのピーク値）｜＜ε２、
（３）｜（健足側のスペクトルのピーク値）−（患足側のスペクトルのピーク値）｜＞ε３
の３段階で評価すると、次の歩行周期の足尖離地の位相における患足側の下肢の発生する力の大きさＦが、
（１）のときＦ＝（患足側の下肢の発生する力の大きさ）、
（２）のときＦ＝１．５×（患足側の下肢の発生する力の大きさ）、
（３）のときＦ＝２×（患足側の下肢の発生する力の大きさ）と変更する。
ただし、ε１、ε２、ε３の大小関係はε１＜ε２＜ε３である。
【００１７】
本発明の実施の形態の歩行訓練装置は、筋音図計測手段を備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことである。
本発明の実施の形態の歩行訓練装置によれば、筋音図計測手段を備え、歩行１周期における健足側と患足側の筋音図のスペクトル解析を行い、健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、患足側の下肢の動作の介助を行うことで、訓練者の患足側の下肢が発生する力の大きさが同じ場合でも、大腿四頭筋の筋音図のスペクトルのパワーの偏差が大きい程、装置の介助量が大きくなり、訓練者の下肢に負担をかけることがない。すなわち、歩行訓練を行っている訓練者の肢体の筋肉の収縮力の変化に応じて、下肢駆動部の訓練者の下肢への介助量を調整することができる。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の歩行訓練装置によれば、訓練者１１の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段１５を備え、前記訓練結果評価部５が、前記訓練軌道１０の評価する区間において、前記筋音図計測手段１５により計測された訓練者１１の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている訓練者１１の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、前記下肢駆動部１２の訓練者１１の下肢への介助量を調整するよう前期訓練軌道生成部３に動作指令を与えることで、訓練者の筋肉の収縮力の変化に応じた歩行訓練ができ、訓練者が疲労してきた場合でも訓練者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練ができる。
請求項２記載の歩行訓練装置によれば、訓練者１１の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段１５を備え、前記訓練結果評価部５が、前記訓練軌道１０の評価する区間において、ピエゾ接触型センサ１６により計測された訓練者１１の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている訓練者１１の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、前記下肢駆動部１２の訓練者１１の下肢への介助量を調整するよう前期訓練軌道生成部３に動作指令を与えることで、訓練者の筋肉の収縮力の変化に応じた歩行訓練ができ、訓練者が疲労してきた場合でも訓練者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練ができる。
請求項３記載の歩行訓練装置によれば、訓練者１１の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段１５を備え、前記訓練結果評価部５が、前記訓練軌道１０の評価する区間において、コンデンサマイクロホン１７により計測された訓練者１１の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている訓練者１１の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、前記下肢駆動部１２の訓練者１１の下肢への介助量を調整するよう前期訓練軌道生成部３に動作指令を与えることで、訓練者の筋肉の収縮力の変化に応じた歩行訓練ができ、訓練者が疲労してきた場合でも訓練者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練ができる。
請求項４記載の歩行訓練装置によれば、訓練者１１の肢体に筋音図を計測する筋音図計測手段１５を備え、前記訓練結果評価部５が、前記訓練軌道１０の評価する区間において、加速度計１８により計測された訓練者１１の筋音図のスペクトル解析を行うとともに、歩行訓練を行っている訓練者１１の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差に応じて、前記下肢駆動部１２の訓練者１１の下肢への介助量を調整するよう前期訓練軌道生成部３に動作指令を与えることで、訓練者の筋肉の収縮力の変化に応じた歩行訓練ができ、訓練者が疲労してきた場合でも訓練者の筋肉の疲労度に応じた歩行訓練ができる。
請求項５記載の歩行訓練装置によれば、前記訓練結果評価部５が筋音図計測手段１５を用いて計測された、歩行１周期における訓練者１１の健足側と患足側の筋音図のスペクトルのパワーのピーク値の偏差を求め、筋音図のスペクトルの偏差を何段階かで評価し、前記評価に応じて訓練者１１の患足側の下肢の発生する力の大きさを何倍かに増幅して歩行訓練を実施させることで、訓練者の収縮力の変化に応じて患足側の運動を介助することができ、効率的な訓練ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歩行訓練装置の第１実施例のシステム構成図
【図２】健常者の歩行周期の位相と股関節、膝関節および足関節の関節運動との関係を示す図
【図３】歩行訓練装置による歩行パターン図
【図４】筋音図のスペクトル解析結果のパワー図
【図５】筋肉の収縮力の変化に伴う筋音図のスペクトル解析結果のパワー及び平均周波数の推移図
【図６】本発明の歩行訓練装置の第２実施例のシステム構成図
【図７】本発明の歩行訓練装置の第３実施例のシステム構成図
【図８】本発明の歩行訓練装置の第４実施例のシステム構成図
【図９】従来の歩行訓練装置のシステム構成図
【符号の説明】
１  歩行訓練装置
２  コントローラ
３  訓練データ生成部
４  訓練データ記憶部
５  訓練結果評価部
６  力センサ
７  角度センサ
８  大腿装着部
９  下腿装着部
１０  訓練軌道（歩行パターン）
１１  訓練者
１２  下肢駆動部
１３  足関節駆動部
１４  操作パネル
１５  筋音図計測手段
１６  ピエゾ型接触センサ
１７  コンデンサマイクロホン
１８  加速度計
１１０  駆動装置
１１１  ベース
１１２  基部
１１３、１１４、１１５  駆動軸
１１６、１１７  リンク
１１８  力センサ
１１９  把持部
１２０  制御装置
１２１  仮想床面生成部
１２２  軌道教示部
１２３  負荷情報変換部
１２４  肢体駆動部
１２５  仮想重力設定部
【図１】
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【図２】
2004167056.tif 000004
【図３】
2004167056.tif 000005
【図４】
2004167056.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004167056.tif 000008
【図７】
2004167056.tif 000009
【図８】
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【図９】
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