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歩行を再建するリハビリテーションのためのモジュール型wearable歩行支援機器の開発


2016年02月09日

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坪山直生 医学研究科教授

 本学Center of Innovation(COI)拠点において、サンコール株式会社と共同で研究開発を行い、歩行に何らかの障害を抱える人々の歩行リハビリテーションを効果的に実現できる「モジュール型wearable歩行支援機器Attached Robotic Unit Knee-ankle-foot orthothesis」を開発しました。この機器はモータとセンサを内蔵したアタッチメントを、使用者が歩行リハビリテーションにおいて長下肢装具に取り付けることにより、歩行中に本来有るべき運動を再現できるよう制御することができます。

背景

 脳卒中の後遺症や脊髄損傷等により、歩行に何らかの障害を抱える人々のリハビリテーションを支援するロボットは数多く開発されてきています。しかし、現状においては大型で患者や医療従事者の負担が大きい機器が多く、このような技術が一般的に普及するには至っていません。リハ現場のニーズに応じた効果的なロボットの開発が求められています。

開発機器

 本機器は、本学医学研究科人間健康科学系専攻の脳卒中リハビリテーションやリハビリテーションロボットについての医学的知見を踏まえた着想をもとに、京都工芸繊維大学で制御アルゴリズムが構築され、サンコール株式会社が中心となり、川村義肢株式会社と船井電機株式会社の協力を得て開発しました。

機器の特徴

  1. 臨床現場の使用を促すUsability
    センシング機構とモータが一体となった軽量なモジュールを取り付けるだけで、普通の長下肢装具が歩行支援ロボットに変わります。一台で左右どちらの下肢にも装着でき、高い汎用性を有します。
  2. 歩行学習を促す高いUtility
    歩行運動の原則や脳卒中後片麻痺患者の歩行の特徴を踏まえ、装着者の歩行の状態を自動判別して、より適切な歩き方を学習させるための支援が行えます。

波及効果

 日常生活活動に障害を抱える人々に対するリハビリテーションロボットは「human-Robot collaboration(人とロボットの共同作業)」の象徴となっています。本機器のような技術が積み重ねられていくことにより、装着することにより歩行障害を克服するためのロボット技術の確立に寄与すると考えられます。

今後の予定

 平成28年度から、病院、施設を対象に安全性や有効性を含めた実証的な検証をすすめます。また、単に歩行だけではなく、階段の上り下りなどの生活上で必要な運動を支援できるプログラムの開発も目指します。これにより、歩行障害をまねく代表的な疾患(脳卒中、脊髄損傷、脳性麻痺など)に対する支援機器としての有用性を高める予定です。加えて、運動支援のために必要なその他のモジュール(運動評価用のモジュール等)も同時に開発を進めます。

坪山教授による解説の様子

モジュール型wearable歩行支援機器

用語解説

  • 長下肢装具(Knee-Ankle-foot Orthothesis:KAFO): 大腿-下腿-足までを支える構造を持つ補装具。脳卒中発症後早期のまだ歩行が自力で実現できないときに多く用いられている。
  • リハビリテーションロボット: 歩行の補助や上肢のリハビリにおいて用いられるロボット技術の総称

歩行を再建するリハビリテーションのためのモジュール型wearable歩行支援機器の開発
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