歩行安定性向上を目的とした麻痺側に対する上肢・下肢協調運動支援システムの開発

概要

研究成果の概要（和文）：
本研究では，歩行に伴う上肢運動が歩行安定性や歩容変化に及ぼす影響を明らかにするとともに，脳卒中片麻痺者の麻痺側上肢と下肢の協調運動をアシストする装着型ロボットの開発を目的として研究を行った.
麻痺側上肢・下肢協調運動支援システムの実現のため，モータとワイヤ巻取り機構によって肩関節の屈曲・伸展動作の支援を行うアシストウェアを開発するとともに，下肢運動支援用アシストロボットとシステム統合に成功した．さらに歩行アシスト実験では，開発した上肢・下肢歩行支援手法適用時の歩行速度，歩行の安定性を評価するHarmonic ratioが，片麻痺模擬歩行と比較して有意に向上することを示した．

研究成果の学術的意義や社会的意義
片麻痺による運動障害は，筋力低下や歩行中の左右非対称バランスによって転倒の危険性を高めるため，片麻痺者は自立した生活を送ることが困難となる．従来の研究開発では，両下肢の動きを支援する装着型ロボットと 杖・歩行器の併用によって，このような課題の解決を目指してきた．一方、本研究の歩行支援システムは，麻痺側の上肢と下肢の協調運動をアシストすることで，左右対称バランスや歩容の改善を目指すものである．そのため，杖や歩行器などの使用や，複雑なメカニカル構造・姿勢制御を最小限に抑え，歩行安定性のために上肢運動を積極的に取り入れた歩行訓練技術として，医療・福祉分野に留まらず，日常生活支援での活躍が期待できる．

研究成果の概要（英文）：
The purpose of this study was to clarify the effect of upper limb movement associated with walking on stability and gait condition, and to develop a wearable assist robot that supports the coordinated motion of paralyzed upper and lower limbs of hemiplegic patients. To this end, we developed the assist wear that supports flexion and extension movements of the shoulder joint with the spool mechanism of the flexible wires using the actuator. In addition, we integrated the developed upper limb assist wear with the conventional lower limb assist robot, which we have been developed. In the walking assist experiments, the proposed method, which supports the coordinated movements of upper and lower limbs, significantly increased the walking smoothness (measured using the harmonic ratio: HR) and walking velocity compared with hemiplegic simulated gait.

キーワード：歩行支援 麻痺側協調運動 ウェアラブルロボット

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