高齢者・障害者の社会生活に適合した義肢装具や福祉用具の開発
Development of Prostheses, Orthoses and Assistive
Devices based on Special Needs
中村俊哉
中川昭夫
赤澤康史
小西克浩
米田郁夫
NAKAMURA Toshiya, NAKAGAWA Akio, AKAZWA Yasushi,

キーワード：
技術支援、義肢装具、福祉用具、事例研究
Keywords:
Assistive technology, Prostheses and Orthoses,
Special needs, Case study

KONISHI Katuhiro,

YONEDA Ikuo

効果を認識することで、義肢装具や福祉機器を活用して障害を克服するためのモデルケースとするものである。また、同様のニーズを持つ多くの障害者等への展開を図るものである。
2 事例報告Abstract:
Nowadays, various technical aids (includingprostheses and orthoses ) are developed. It issometimes difficult to fit the existing technical
aid to a person with disability. Development andapplication of the technical aid for individual
person with disability are important. We have so
far experienced many cases of technical aid. Some
example of technical aids offered in this fiscal
year are reported.
1

はじめに

今日、障害者や高齢障害者が生活の不便を克服するために必要な基本的な義肢装具や福祉用具は様々なものが開発・実用化されており、いろいろな種類のものから選択できるようになってきた。しかし、個別のニーズに基づく方法で生活しようとすると、基本的な義肢装具や福祉用具では不十分な場合が多い。また、重度な障害である程、既存の用具の適応は難しい事例が多くなる。
これらの問題は将来ユニバーサルデザインの概念が一般に浸透したとしても解消しないと考えられる。
本研究は障害が重度等の例に対して、これらの個別のニーズに対応する義肢装具等を開発することで、障害者や高齢障害者の QOL の向上を計り、この障害者を取り巻く多数の人たちがこれらの

2.1 自動車用手動運転装置の方向指示器の改造多くの人にとって、自動車の運転は行動の範囲を広げるなど、QOL 向上につながると考えられる。交通のバリアフリー化が完全でない今日、肢体、得に下肢に障害を持つ者にとって、自動車の運転が可能となることは、生活の範囲を広げる上で重要な要素と考えられる。
2.1.1 現状の問題点
対象者（脳性麻痺 男性 25 歳）は、就労や生活の幅を広げるために、普通自動車の運転免許の取得の希望があった。普通自動車の運転に際し、手動運転装置を使用し、右手でハンドル旋回装置を使用したハンドル操作、左手で手動運転装置を使用しアクセル及びブレーキの操作を行うが、方向指示器の操作が困難であったため、免許取得が危ぶまれた。
2.1.2 開発した機器の概要
当初、方向指示器の操作については左手を手動運転装置から離し、左に延長されたウィンカーのレバーを操作することを試みたが、手動運転装置から手が離れた際に、痙性によりレバーへの持ち替えがスムーズにできなかった。また、手動運転装置に取り付けられた、トグルスイッチによりウィンカー操作を行う方式もあったが、スイッチ操作が困難であった。
これらの結果、手動運転装置にウィンカー操作を

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行うことができる、左右に首を振るグリップを取り付けた。このグリップには、手動運転装置のウィンカー操作用トグルスイッチ部から取り出した信号線に接続されたマイクロスイッチが内部に取り付けられており、右に操作をすると右のスイッチが、左に操作を行うと左のスイッチが ON になることで、ウィンカーの操作を行うものとした。なお、ウィンカー操作を行わない時はスプリングによりグリップが中立位に保たれるようになっている。
（図１、図２）2.1.3 結果
この装置により、手動運転装置から手を離さずに、安全に運転することが可能になり、普通自動車の運転免許取得が可能となった。

対象者（小脳失調、頸髄失調 男性 62 歳）は外出等の歩行時に歩行器を使用している。しかし、自宅周辺の歩道を歩行時、歩道のインターロッキングや点字ブロック等により、歩行器が振動し、その振動により痛みを感じる。
2.2.2 開発した機器の概要
使用している歩行器はスエーデン製アバンで、車輪の直径は７インチ、前輪がキャスター、後輪が固定輪である。歩行器の振動を減らすため、防振装置を内蔵したキャスターである、新家工業製 アブソ
フレックスの７インチの車輪を使用し、歩行器にこの車輪が取り付け可能な改造を行った。
（図３）
2.2.3 結果振動が緩和されたことにより、歩行時の負担が軽減された。しかし、防振装置の特性やブレーキの機能等はまだ最適とは言えないため、今後、調整や改良を進めることとなった。

図 1 手動運転装置の改造
Fig.1 Modified brake/acceleration control lever

図３ 防振装置を取り付けた歩行器
Fig.3 Walking frame with Damper installed wheels
2.3 特殊な車いすに対する介助電動化
車いす使用者の中には、使用環境等に合わせて、複数の種類の車いすを使い分ける場合がある。これ
らの車いすは、それぞれに同じ機能が必要であるが、その機能を有しない車いすがある場合、車いす使用者が快適に生活を行う上で改造が必要となる。
図２ 改造の概念図
Fig.2 The conceptual drawing of function
2.2 歩行器への防振装置の取り付け
2.2.1 現状の問題点

2.3.1 現状の問題点
対象者（頭部外傷、仮性球麻痺、四肢麻痺、男性 56歳）は、標準型車いす、６輪型車いす、リクライニング型車いすの３種類の車いすを使用している。これらの車いすに対し、介助の省力化を計るために介
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助電動装置の取り付けを行う必要があった。
2.3.2 開発した機器の概要
上記３種類の車いすに対し介助電動装置の取り付けを行った。対象者が同時に複数の車いすを使用することがないため、必要時にあわせて簡単に着脱可能な NABCO 製、Assist Power Drive を使用した。しかし、６輪型車いす、及びリクライニング型車いすについては、メーカーが標準とする取り付け金具が車いすの構造上、取り付けできなかった。メーカーに対し対応の依頼を行ったが、対応できなかったた
め、取り付け金具の改造を行い、取り付けた。
（図４、図５、図６）
その結果、６輪型車いすについては問題なく取り付けが行えたが、リクライニング型については、取り付けることができが、Assist Power Drive 使用時はフルリクライニングが行えない。

図６ 改造した取り付け部品
Fig.6 Machined attachment part2.3.3 結果様々な生活の場面に対応して、それぞれの車いすを使い分けることができ、かつそれぞれ場面での介助が容易になることで介護の負担が緩和された。
リクライニング型車いすについては、背が倒れることは有効であったが、Power Drive 使用時にフルリクライニングが行えない点が今後の課題である。
2.4 電動車いすを足でコントロールするためのジョイスティックの最適化（その１）

図４ 6 輪車いすへの取り付け
Fig.4 PD installed in a six wheeled wheelchair

2.4.1 現状の問題点
対象者（脳性麻痺 男性 27 歳）はフットレスト部に標準のジョイスティックコントローラを取り付けて、電動車いすを使用している。しかし、痙性が強いためジョイスティックレバーを破損することが多く、購入後数週間で破損することもあった。
2.4.2 開発した機器の概要
足で操作するジョイスティックコントローラとして、工業用の大形のジョイスティックレバーを使用して、操作が可能な位置に取り付けを行った。
また、スピードの切り替え、電源の ON/OFF についても、同様にコントロールボックスから配線を取り出して、操作可能な位置にトグルスイッチを取り付けた。コントロールボックスには、バッテリー残量とスピード、電源の ON/OFF を示すディスプレイが取り付けられているため、対象者が表示を眼で確認出来る位置に取り付けた。
（図７、図８）

図５ リクライニング車いすへの取り付け
Fig.5 PD installed in a reclining wheelchair

2.4.3 結果
大形のジョイスティックを使用することにより、強度が増し、使用を開始して約一年近くたった現在

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も、いまだ破損はおこっていない。
その結果、破損するかもしれないという心配をする必要が少なくなり、また、バッテリーの残量表示が確認出来るようになったことで、以前に比べて安心して外出できるようになった。

クへの変更も考えられるため、対応の容易な今仙技研製の電動車いす EMC-230 を使用した。
ALS のため、極力脚部に負担をかけず、主に足関節の底背屈、内外転の動きのみで操作できるよう、コントローラ後方に踵を置くためのフットレストを設置するとともに、ジョイスティックレバーは極力短くした。なお、ジョイスティックレバーの先端には、滑り止めとしてつえ先ゴムを使用した。
（図９、図１０）

図７ ジョイスティックの変更
Fig.7 Change of a joystick

図９ フットレストとジョイスティックコントローラ
Fig.9 Footrest and Joystick controller

図８ 足によるジョイスティックの操作
Fig.8 Operation of the joystick using leg
2.5 電動車いすを足でコントロールするためのジョイスティックの最適化（その２）
2.5.1 現状の問題
対象者（筋萎縮性側索硬化症（ALS） 男性）は、病気の進行により上肢はほとんど機能していない。
また、現在は歩行が可能であるが、筋力の低下等により困難になりつつある。主な介護者は小学生の女児である。
2.5.2 開発した機器の概要
電動車いすのジョイスティックコントローラを、フットレストに取り付け使用した。ALS のため今後この方法で操作ができなくなった場合に、将来的にスイッチによる車いす操作や小型のジョイスティッ

図１０ 足によるジョイスティックの操作
Fig.10 Operation of the joystick using foot
速度切り替え、電源の ON/OFF の切り替えスイッチについては足で操作可能な位置に取り付けを行った。
コントローラについては、標準型のジョイスティ
ックと小型のジョイスティックの２種類を、スイッチ操作により切り替えて使用することができるようにした。これは、介助者として想定されるのが小学生であるため、対象者が足の疲労等により電動車いすを操作ができなくなった際に、介助者である女児が電動車いすを１人で押すのは困難と考えられたた

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め、介助者用がグリップを握ったまま、拇指でジョイスティックを操作することが可能な位置に設置した。
（図１１、図１２）

図１１ 介護者のためのジョイスティック
Fig.11 The joystick for care person

たが、それを股義足の膝継手に応用した例において、従来の膝継手を使用した義足よりは歩行が改善されるが、大腿部の前方への振動の速度、すなわち、股関節の屈曲角速度が改善されないため、歩行の改善には限界があることが明らかとなったことによる。
そこで、股継手に空気圧シリンダを取り付け、立脚相で股関節が伸展する時期に体重を利用して空気圧シリンダを圧縮し、そこで蓄えられたエネルギーを遊脚相で股関節の屈曲加速に利用しようとするものである。この過程で、同様のメカニズムは股関節の屈曲と伸展に筋力を使用できない下肢麻痺の障害者にも適用できる可能性があることが明らかとなった。
そこで、股義足用に開発した空気圧シリンダを下肢装具にも適用して、その可能性について検討を加えることとした。

2.6.2 被験者と試作した機器の概要
被験者としては、ポリオで右下肢麻痺があり、ポストポリオの症状がある程度出ていると考えられる女性である。研究所で行う実験に従来から協力を得てきた被験者で、これまでの実験を通して上記のような可能性をわれわれに考えさせてくれた被験者であった。
実験は実際にシリンダを製作し、試みに健常者である筆者らが試みるところから開始した。健常者から採型した骨盤帯付長下肢装具を作成し、装具の股継手にシリンダを取り付けた。試作した空気圧シリンダはピストンの内径 40mm、ストローク 30mm である。インテリジェント股継手用に開発したシリンダを、ストロークだけ延長したものである。シリンダ
図１２ 介護者用ジョイスティックの操作の特性としては、27mm の圧縮行程を得ることができFig.12 Using the joystick by the care person
れば 1MPa(10 気圧)程度まで圧縮ができる。
ここまでの圧縮が可能であれば、シリンダ単体としては 1KN2.5.3 結果程度の反発力を期待することができる。
自宅周辺は坂等が多い環境であるが、電動車いす被験者に試みる前に健常者がこのような装具を使の使用による移動が可能になり、行動範囲が広がっ用すると、どのような効果が得られるのかを試すた
た。
めに、健常者が使用する骨盤帯付長下肢装具を作成
この電動車いすの有効性が認められたことから、し、シリンダを取り付けた。ここでは試作した装具
現在、身体障害者福祉法による交付を受けて電動車の剛性が低かったために、股継手の伸展角度が少ないすの製作を行っている。
くとも、装具のプラスチック部分がたわむことによって、シリンダに十分に体重をかけることなく、見2.6 股関節屈曲補助シリンダ付き骨盤帯付長下肢かけ上の股関節の伸展を作り出すことができたこと、装具の開発
健常者の場合には下肢の重量が大きいため慣性質量が大きいこと、また、健常者では意識しないでも歩2.6.1 開発着手の経緯
インテリジェント股継手の設計を行っている間に、 行を行ってしまうことなどから、シリンダの効果を十分に確認することができなかった。これらの条件
股関節の屈曲補助を行うことで、歩行が改善されるのうち２つは、健常者では効果を検証することが困可能性を見出すことができた。これは、インテリジ
難な理由になっていることから、実際の下肢麻痺のェント膝継手が大腿義足において優秀な成績を収め
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被験者に適用することとし、前述の被験者に、より剛性が高い装具を試作し、同じシリンダを組み込んで効果を確認することとした。

関節に近い外側に設置するほか、下肢と装具による負荷分担を利用しながら歩行を行うため、上述のようなてこの作用を利用することが困難である。

2.6.3 初めての試みの結果
図１３は試作した装具である。透明な材料を使用したことと、継手にもより剛性が高い筋金を使用することにより、装具としてより剛性が高いものとすることができた。図１４のように実際に被験者に装着を試みたが、報告書原稿作成時点では試歩行を行うところまでは至っていない。これには、いくつかの原因がある。一つはシリンダのストロークと股継手の可動範囲の調整が十分に行えなかったこと、もう一つは、シリンダの圧力調整に微妙な調整が可能な、ステッピングモータを組み込むところまで至らなかったことから、弁調整を全閉で実験したが、この状態では体重を利用してシリンダの圧縮を行う際に、十分なストロークを確保できなかったことなどが考えられる。股義足と股装具の異なる点は、股継手軸の配置にある。股義足では通常は生理的な股関節の位置よりも前方に股継手を配置することと、立脚相ではこの股継手軸より後方にあるソケットで全体重を受けることになるため、てこの作用を利用し

図１4 試作した骨盤帯付長下肢装具の装着
Fig.14 Trial of the orthosis
これらのことから、本年度は歩行の改善までにいたる検証を行うことはできなかったが、体重やシリンダに対する負荷の大きさに関わらず、十分なストロークを取ることでエネルギー蓄積ができるシステ
ムに改良することによって、次のステップである歩行の改善の確認に入ることができるものと考える。

図１3 試作した屈曲補助付き骨盤帯付長下肢装具
Fig.13 Prototype of hip flexion assistて実際の体重よりも大きな圧縮負荷をシリンダにかけることができ、そのために大きなエネルギーを蓄えて、遊脚相に入ったときに大腿部の屈曲の加速に利用できることである。これに対して骨盤帯付長下肢装具では、股継手の位置はできるだけ生理的な股3 考察およびまとめ
今回、対象となる障害者にニーズに対応した用具の開発を行った。
障害者のニーズに対し、技術の種類や質を問わず、対象者のその人らしい生活の実現に向けて、使用可能なあらゆる技術を適切な時期に導入する必要がある。将来的には、技術支援の必要な人々に対し、必要な技術を提供できる社会システ
ムの構築が必要であろう。
今回のこれらのケースは、リハビリ中央病院、自律生活訓練センター、家庭介護リハビリ研修センター等の様々なスタッフと連携、協力の結果として行うことができた。このような事例を今後も積み重ねると共に、少ない事例を特殊ケースと捉えるのではなく、次の症例へ、あるいは新たな福祉用具の開発へとつなげていくことが、より汎用性の高い福祉用具の開発と利用へつながるものと考える。

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