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公開番号2025106177
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2024007678
出願日2024-01-03
発明の名称携行型階段昇降下肢負担制御装置及び方法
出願人個人
代理人
主分類A61H 3/00 20060101AFI20250708BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】下肢の負担を腰部で分担し免荷し、実用的に下肢負担感を評価し、下肢負担感を適切下肢負担感範囲内に収める改良された携行型階段昇降下肢負担制御装置及び方法を提供する。
【解決手段】階段手摺10に設置した手摺昇降器にロープ3及び腰ベルト1を介して腰部を吊り、昇段時は身体前方の階段手摺10に把持部4を及び身体後方にブレーキ部5を配置し、ブレーキ部5の電磁石を停止し及び把持部4の電磁石を稼働し、電動ウィンチ2でロープ3を介し腰部を把持部4のある昇段上方向に引き、降段時は身体前方に把持部4を及び身体後方にブレーキ部5を配置し、電磁石を稼働し、ブレーキ部5の摩擦部と階段手摺10との摩擦力で腰部をブレーキ部5のある降段と反対上方向に引き、下肢負担を腰部で分担し免荷する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
階段昇降時の下肢の負担を制御する装置であって、
ブレーキ部５と把持部４からなる手摺昇降器１８、腰ベルト１、電動ウィンチ２、ロープ３、把手内蔵ひずみゲージ１６、電気操作制御装置９、角度計２５及び加速度計２６を備えたことを特徴とする携行型階段昇降下肢負担制御装置。
続きを表示（約 180 文字）【請求項２】
階段昇降時の下肢の負担を制御する方法であって、
下肢の負荷を腰部で分担し免荷する腰部活用式免荷工程と、
実用的に下肢の負担感を評価する反射動作機能活用式下肢負担感評価工程と、
下肢の負担感を適切下肢負担感範囲内に収斂させる下肢負担感フィードバック式制御工程とを含むことを特徴とする携行型階段昇降下肢負担制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
下肢の負担を腰部で分担し免荷し、実用的に下肢負担感を評価し、下肢負担感を適切下肢負担感範囲内に収める携行型階段昇降下肢負担制御装置及び方法に関するものである。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献４では、放射能汚染度の大きな個所を探索するため、移動中の測定器で測定した時系列の放射線量と移動速度から、関数フィッティング法、２サンプリング秒遅れの差分からの計数増加傾向の判定法及び事前の時系列の時系列の自然放射線量の計測を用いて、当該測定器を静止して測定した場合の放射線量を推定している。
【０００３】
非特許文献１では、階段昇降（以下「昇降」という）非自立の高齢者は自立する高齢者に比べて、筋力が弱く転倒恐怖感が強いため生活範囲が狭く活動的な生活を実現できないことが示されている。
【０００４】
非特許文献２では、関節には外力ベクトルと当該ベクトルと作用点までの距離の積の外部関節モーメント（以下「負荷」という）が働き、又移動加速度が生じた場合は逆向きに慣性力が働き、
非特許文献３では、スクワット運動の場合で関節が損傷しない限度内では、負荷と大きさが同じで反対周りの筋肉及び靭帯による筋張力ベクトルと当該ベクトルと作用点までの距離の積である内部関節モーメント（以下「耐力」という）が生ずることが示されている。
【０００５】
非特許文献４では、床反力計と身体につけた赤外線反射マーカーを用い床反力ベクトルと当該ベクトルと対象関節までの距離の情報から解析ソフトで下肢の負荷が算定され、
非特許文献５では、負荷は波形波型をなし、昇降時の下肢関節の負荷は足を接地してから離地するまでの期間（以下「昇降周期」という）中の１踏面の移動所要時間の約５０パーセント経過時に最大となり、
非特許文献６では、身体に外部刺激－感覚－知覚－運動の無意識の動作系列（以下「反射動作機能」という）があり、
非特許文献７では外部刺激を運動に伝達する反射動作時間は、応答の遅い長潜時の伸張反射で５０ミリ秒であり、人間の意識・思考が関わる随意運動の１００から１５０ミリ秒に比べて小さく、
非特許文献８では、老人の階段昇降の速度は０．２１メートル毎秒であり、
建築基準法での踏面の幅は２６センチメートル以上である。
【０００６】
非特許文献９では、身体部分が複数の関節で連結されている剛体リンクモデルとした場合は身体の部分の動きが隣り合う部分に影響する運動連鎖機能があり、
非特許文献１０では、昇降に必要なバランスは動作速度等の課題要因、身体機能等の個人要因及び段差等の環境要因（以下「昇降条件」という）に影響され、
非特許文献１１では縦型手摺を掴み椅子から起立する動作で、肘の負荷と膝の負荷は逆相関関係にあり、
又非特許文献１２では足把持力測定にひずみゲージを用いている。
【先行技術文献】
【０００７】
特開２０２２－１６１４５７
特開２００１－５８７５８
特開２０１３－４０５４３
特許６８４３３５０
『地域在住高齢者における階段昇降動作が運動機能と活動量・心身機能に及ぼす影響について』福尾実人理学療法科学２９（５）７９３－７９７，２０１４頁７９５表１
『動作分析に必要な力学的知識』谷埜予士次関西理学２：１１－１６，２００２頁１２、１３
『バイオメカニクスで考える理学療法』佐藤久友他頁９２１（図４、５）ＪｐｎＪＲｅｈａｂｉｔＭｅｄ２０２１；５０：９１９－９２４ａｃｃｅｓｓｅｄ２０２３．１０．２０
『健常者の階段降段動作における下肢のバイオメカニクス』田邊泰雅他理学療法科学３０（２）２０７－２１２，２０１５頁２０８
『関節モーメントによる健常者の段昇降分析』黒後裕彦他リハビリテーション医学２０００；３７：３８９－３９７頁３９４（図４）、頁３９６（図５）
『人間の知覚と運動の相互作用』小堀聡頁２４図１ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｒｉｋｏｕ．ｒｙｕｋｏｋｕ．ａｃ．ｊｐ／ｉｍａｇｅｓ／ｊｏｕｒｎａｌ６０／ＲＪ６０－０４．ＰＤＦａｃｃｅｓｓｅｄ２０２３．１０．２０
『巧みで素早い運動を支える脳内情報処理－視覚的な身体情報による伸身反射の調整』伊藤翔他ＮＴＴ技術ジャーナル２０２０．９頁２４
『千葉県津波避難計画策定指針（Ｈ２８年１０月改訂版）』資料編歩行速度設定の目安
『股関節の運動連鎖』建内宏重日本医事新報社頁３１ｈｔｔｐｓ：／／ｊｍｅｄｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｆｉｌｅｓ／ｉｔｅｍ／ｂｏｏｋｓＰＤＦ／９７８－４－７８４９－５９０７－５－ｐａｒａ：ｐｄｆａｃｃｅｓｓｅｄ２０２３．１０．２０
『階段昇降バランスの見るべき視点』萬井太規理学療法学４９－１８３－９１，２０２２頁８３、８４（図２）
『縦型手すりの最適位置とその生体力学的評価』川口亜紀他人間生活工学Ｖｏｌ．２Ｎｏ．４，２００１．１０頁３６（図３）
『ひずみゲージを用いた足把持力測定器の開発』村田伸他理学療法科学２１（４）３６３－３６７，２００６頁３６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の階段天井に設置した移動機器に身体を吊り下げる方法は身体重力による負荷を減少させる（以下「免荷」という）効果が有るが、施設改造工事が必要であり又装置が大きいため階段を占有し多くの人が共用する階段では使用できず、
又特許文献２、３の階段手摺に組み入れた電動引き上げ装置のニギリ柄を手で掴み身体を引かせながら昇段する方法は免荷効果が有るが施設改造工事が必要である。
【０００９】
特許文献２、３に示す方法では、ニギリ棒を把持する手腕の機能が弱化している場合は握った状態を維持できないため、ニギリ棒の引張力を身体に伝搬できず免荷することができない。
【００１０】
非特許文献４で床反力計と身体に付着する赤外線反射マーカーを用いて実験の場合には負荷を算定できるが、
実用時は床反力計及び赤外線反射マーカーを使用できず、非特許文献５に示す負荷の評価のために必要な外力ベクトルの大きさ及び当該ベクトルから関節までの距離を計測できず、当該方法では負荷の評価はできないため、
非特許文献５の昇降周期中に刻々に変動する負荷と非特許文献１０の昇降条件によって個人毎に変化する耐力の関係で生ずる、個人毎かつ時間毎に変化する負担感を評価する実用的な方法が必要である。
（【００１１】以降は省略されています）

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