下肢の支持性が低下した人に対する移乗サポートロボットを用いての立ち上がり動作の検証
12
0
0
全文
(2) 2. 伊 丹 君 和 、安 田寿 彦 、 豊 田 久 美 子 、 石 田英 實 、 久 留 島美 紀 子 、 藤 田 きみ ゑ、 田 中勝 之 、 森 脇 克 巳. しサ ポ ー トす る と と も に、 看 護 者 に対 して もそ の身 体 的. 検 証 を 行 う と と も に 、 今 回 試 作 し た ロ ボ ッ トの 評 価 を 行. 負 担 を軽 減 す る こ と は重 要 な課 題 で あ る3)-7)。特 に 、 看. う こ と を 目的 と す る。. 護 者 が 援 助 時 に腰 痛 を 引 き起 こす 危 険 因 子 と して、 狭 い 空 間 で の不 自然 な 作 業 姿 勢 、 重 量 物 の取 り扱 い、 腰 の ね じ りを伴 う作 業 が 指 摘 され て お り8)、これ ら の 因 子 が 複 合 さ れ る車 椅 子 とベ ッ ド間 な ど の移 乗 動 作 は大 きな負 担 を生 じる。 この よ うな状 況 の 中 、 我 々 は前 報9)に引 き続 き 、 基 本 的 な生 活 行 動 の 中 で も患 者 の生 活 行 動 の範 囲 を よ り拡 大. II.研 1.対. 究方 法 象 お よ び研 究 方 法. 2004年3月 1)被. 、 以 下 の実 験 お よ び調 査 を 実 施 した。. 験 者 お よ び対 象 の設 定. 被 験 者 は 、 本 研 究 の 趣 旨 に 同 意 を 得 た 健 康 なS大. 学工. 可 能 にす る 「動 くこ と」 即 ち 「移 乗 ・移 動 」 に焦 点 を 当. 学 部4回. 生 の 男 子 学 生4名. て研 究 を行 って い る。 前 報 で は、 車 椅 子 移 乗 動 作 の 中 で. 学 生4名. と した。 尚、 被 験 者 は両 下 肢 の 支 持 性 が 低 下 し. と看 護 短 期 大 学 部2回. 生女子. も比 較 的看 護 支 援 を 行 う頻 度 が 高 い片 麻 痺 の あ る人 を設. た 人 を 模 擬 す る た め 、 両 下 腿 部 を ゴ ム 製 チ ュ ー ブ(自. 定 して移 乗 動 作 分 析 を 行 った。 そ の結 果 、 患 者 の残 存 能. 車 用)で. 力 を活 用 しな が ら、 患 者 の安 全 ・安 楽 ・自立 を最 大 限 に. た。 ま た、 実 験 に支 障 を きた さな い た め に筋 肉 を締 め付. 考 慮 す る と と も に看 護 者 の腰 部 負 担 を軽 減 す るに は、 患. け な い 衣 服 と動 作 し や す い シ ュ ー ズ を 着 用 し た 。. 者 の麻 痺 足 を 固 定 して 移 乗 す る外 足 法 が有 効 で あ る こ と. 被 験 者 の 平 均 身 長 ・体 重 ・座 高 は 、 男 子4名 の 平 均176.. を検 証 した。. 3±4.2(mean±S.D.)cm、67.6±7.3kg、95.6±1.7cmで. しか しな が ら、 移 乗 動 作 は看 護 す る者 と看 護 支 援 を受 け る者 との両 者 で 行 う協 同 作 業 で あ る とい う こ とに加 え. 4±2.5cmで. て、 両 者 が極 度 に接 近 し、 回 転 動 作 が加 わ る とい う複 雑. 2)移. な動 作 構 成 に制 限 され る こ と、 並 び に、 両 者 の力 作 用 が. 転. 固 定 し両 下 肢 に 負 荷 が か か ら な い 状 態 に 統 一 し. あ り、 女 子4名 の 平 均 は159.4±2.9cm、52.2±4.1kg、86. あ っ た。. 乗 動 作 を サ ポ ー トす る ロ ボ ッ トの 試 作. 工 学 部 が 中 心 と な り、 下 肢 の 支 持 性 が 低 下 し た 人 の 移. 複 雑 で あ る こ と に よ り定 量 的 な実 験 計 測 は遂 行 しに くい とい う一 面 を 持 っ10)。そ の よ うな 中、 水 戸 ら1Dは介 助 者 の 足位 置 の違 い に よ る姿 勢 や重 心 動 揺 分 析 を行 い、 守 安. 乗 動 作 を サ ポ ー トす る ロ ボ ッ トを 試 作 した 。 図1に. ら12)は 薄 型 力 セ ンサ に よ る動 作 負 担 分 析 を実 施 して い る。. て 立 ち 上 が ら せ る機 能 を も っ 。 今 後 さ ら に 車 椅 子 か ら洋. ま た 、小 野 寺 ら13)も 動 作 時 の床 反 力 計 測 を行 い 足 位 置 に. 式 トイ レ ま た は ポ ー タ ブ ル トイ レ ま で 移 乗 す る こ と が 可. よ る動作 安 定 性 の 違 い な どを検 証 して い る。 しか し、移. 能 な 移 乗 サ ポ ー ト ロ ボ ッ トを 作 成 予 定 で あ る 。. よ う に 、 ロ ボ ッ トは2つ. 示 す. の関節を持ち両者を動かす こと. に よ っ て サ ポ ー ト さ れ る 人 の 身 体 を ボ ー ド上 に 伏 臥 さ せ. 乗 動 作 を必 要 とす る人 の機 能 障害 や麻痺 な どの状態 は様 々 で あ り、 そ の 看 護 支 援 の方 法 も確 立 され て いな い の が 現 状 で あ る。 また 、 車 椅 子 移 乗 動 作 を サ ポ ー トす る者 の 腰部 負 担 率 の 高 さ は、 在 宅 で 要 介 護 者 を 介護 す る家族 に と って も同 様 で あ る。 そ の た め、 移 乗 動 作 にサ ポ ー トが 必要 な 人 々 に対 して そ の 自立 を 目 ざ し支 援 す る と と も に、 リフ トや ロ ボ ッ トな どの 移 乗 支 援 機 器 を 開 発 し適 切 な 活 用 法 を 見 い だ す こ と は、 サ ポ ー トが必 要 な 人 の 自立 の み な らず 看 護iまた は介 護 す る者 の腰 部 負担 軽 減 に と って 急 務 で あ る 14)15) 。井 上 ら16)は、 介 助 用 リ フ トを 開発 し そ の 効 果 を 検 証 して い るが 、 リ フ トの移 動 時 な ど に機 器 を 使 わ な い場. 図1.移. 合 と同 等 に介 助 者 の腰 部 負 担 を 伴 う こ とが 示 されて い る。 そ こで 本 研 究 で は、 全 介 助 にな る例 も多 い下 肢 の 支 持. 3)立. 乗 ロボ ッ トの 見 取 り 図. ち上 が り動 作 実 験 の 方 法. 性 が 低 下 して い る人 を設 定 して 、 患 者 の 自立 お よ び看 護. 本 実 験 で は 、 下 肢 の 支 持 性 が 低 下 した 人 に対 す る車 椅. 者 また は介 護 者 の腰 部 負 担 軽 減 にっ な が る移 乗 動 作 を サ ポ ー トす る ロ ボ ッ トを試 作 す る と と も に、 車 椅 子 か らの. 子 移 乗 動 作 の う ち、 試 作 ロ ボ ッ トを 用 いて の立 ち上 が り. 移 乗 動 作 の う ち立 ち上 が り動 作 時 の 筋 電 図 学 的 分 析 を 行. 行 った。. う こ と と した 。 ま た、 移 乗 サ ポ ー トロ ボ ッ トの 使 いや す さお よび 安 心 感 、 自覚 症 状 に っ いて の 調 査 を 実 施 す る こ. ま ず、 ロボ ッ トの2っ の 関 節 の う ちサ ポ ー トさ れ る人 の身 体 に近 い 関 節 を 第1関 節 、 身 体 か ら遠 い関 節 を第2. と に よ り、 ロ ボ ッ トを用 い て の 有 効 な 立 ち上 が り動 作 の. 関 節 とす る。1っ. 動 作 に焦 点 を あ て 、 図2に 示 す2パ. タ ー ンの比 較 実 験 を. 目の パ タ ー ンは、 被 験 者 を床 面 に ほぼ.
(3) 3. 下 肢 の支 持 性 が 低 下 した人 に対 す る移 乗 サ ポ ー トロボ ッ トを用 いて の 立 ち 上 が り動 作 の検 証. ゆ るや か にほ ぼ垂 直. パ タ ー ン で の 最 終 場 面 を 図3、. 図4に. 示 した 。. に 、第2関 節 のみ を 45度. ま で 回 転 しな. が ら立 ち上 が る く前傾 角 度> 0度 ∼最 糸冬451x前 イ 頃. 〈垂 直 法 〉(支 持 棒 保 持)で の 最 終 場 面. 第1関. 節 のみ を. 45度 前傾 させ た 後 、 第2関 節 を 38度 回転 しな が ら立 ち上 が る 〈前傾 角度> 0度 ∼45度 ∼ 最 終83度. 〈前 傾 法 〉(支 持 棒 保 持)で の最 終 場 面. 前傾. 図3,ロ. ボ ットを用いた立ち上が り実験写真(支持棒保持の場合). 〈前傾法 〉のロ溝 ットの動き 図2.移. 乗 ロボ ッ トの 動 作 パ タ ー ン. 垂 直 に立 ち上 が らせ なが らロ ボ ッ トの第2関. 節 を45度 ま. で 回転 させ、 最 終 的 に は身 体 を45度 前 傾 させ て 立 ち上 が. 〈垂 直 法 〉(支 持 棒 保 持)で の 最 終 場 面. らせ る方 法 で あ り〈 垂 直法 〉 と命名 した。2っ 目のパ ター ン は、 ロ ボ ッ トの 第1関 節 を45度 前 傾 させ た 後 に第2関 節 を38度 回転 させ て 被 験 者 を立 ち上 が らせ 、 最 終 的 に は 身 体 を ロ ボ ッ トの ボ ー ド上 に83度 前 傾 し伏 臥 させ た 状 態 とな る方 法 で あ りく 前 傾 法 〉 と命 名 した。 この よ うな ロ ボ ッ トの動 き は、 看 護 者 が 移 乗 を サ ポ ー トす る際 に従 来 か ら行 わ れ て い る被 験 者 の 重 心 を 看 護 者 に近 づ けて ほぼ 起 立 した状 態 の ま ま立 ち上 げ る方 法(垂 直法 に類 似)17)18)と、 被 験 者 を 前 傾 さ せ た ま ま 回 転 す る 方 法(前 傾 法 に類 似)19)を参 考 に して取 りい れ た。 ま た、 今 回 の患 者 設 定 で は下 肢 の支 持 性 は低 下 して い るが 腕 は 活 用 で き るた め、 ロ ボ ッ トの第2関 節 部 に 設 置 した支 持 棒 を保 持 す る場 合 と、 支 持 棒 を保 持 しな い 場 合 との 比 較 も実 施 した 。 以上 の よ う な ロ ボ ッ トを用 い た立 ち 上 が り実 験 で の 各. 図4.ロ. 〈前 傾 法 〉(支 持 棒 保 持)で の 最 終 場 面 ボ ットを用いた立ち上がり実験写真(支持棒保持の場合).
(4) 4. 4)筋. 伊 丹 君和 、安 田寿 彦 、 豊 田 久 美 子 、 石 田英 實、 久 留 島美 紀 子 、 藤 田 きみ ゑ、 田中 勝 之 、 森 脇 克 巳. 電 図 に よ る分 析 方 法. 筋 電 計 は 、(株)デ. 本 実 験 に先 立 ち、1名 の 男 子 学 生 を被 験 者 と して試 作 ロ ボ ッ トを 用 いて の立 ち上 が り動 作 実 験 を行 い、 ロ ボ ッ. (SX230)を. ィ ケ イ エ イ チ 製8CH表. トを 用 いて の立 ち上 が り動 作 に関 係 の あ る筋 肉 を検 討 し. ぼ 終 了 時 間 で あ る0秒. 活 動 電 位 の 筋 積 分 値(mV.s)を. 側 手 根 屈 筋 、2.腕. ムIFS-4Gに. 擁 側 手 根 伸 筋 、4.. 設 定. し計 測 し た 。 ま た 、 記 録 し た デ ー タ は、 動 作 開 始 か ら ほ. た結 果 、 図5に 示 す よ う に、 右 側 の8っ の筋 肉(1.尺 擁 骨 筋 、3.長. 面 筋電 図. 用 い 、 サ ン プ リ ン グ 周 波 数 を1.OKHzで. か ら13秒 間 の 各 被 験 筋 に お け る 筋 、 デー タ解析 プ ロ グ ラ. よ って解 析 した。. 大 胸 筋 、5.広 背 筋 、6.大 円 筋 、7.上 腕 三頭 筋、8. 上 腕 二 頭 筋)を 被 験 筋 と して 選 択 し分 析 を行 う こと と し. 5)作. 業 後 の主 観 的 反 応. た。. ち 上 が り 動 作 に お い て 、1.自. 被 験 者 に は 各 作 業 終 了 直 後 に 、 ロ ボ ッ トを 用 い て の 立 覚 し た 苦 痛(腕. 部、 肩部 、. 胸 部 、 腹 部 、 背 部 、 腰 部)、2.ロ. ボ ッ トを 用 い て の 安. 心 感 、 使 い や す さ に っ い てVisual. Analog. VAS)形. 2.倫. Scale(以. 下 、. 式 を 用 い て 記 入 して も ら っ た 。. 理的配慮. 対 象 は研 究 の 趣 旨 に 同意 した者 の み と し、 研 究 参 加 に 同意 した 後 で もいっ で も辞 退 可 能 で あ る こ と。 また 、 プ ライ バ シ ーの 保 護 にっ い て も文 書 と口頭 で 伝 え た 。. 皿.研 究 結 果 1.ロ. ボ ッ トを 用 い て の立 ち上 が り動 作 時 の筋 活 動. 移 乗 サ ポ ー トロ ボ ッ トを用 いて の立 ち上 が り動 作 時 の 各 被 験 筋 にお け る筋 活 動 を筋 積 分 値 に よ り算 出 した 。 今 回 、 被 験 者 と して 男 女 学 生 を選 出 したが 特 に性 別 に よ る 差 異 は 認 め な か っ た た め、 各 被 験 筋 毎 の平 均 的 な筋 活 動 の傾 向 を み る こ と と した。 そ の 結 果 、 全 体 と して は図6に 示 す よ うに、試 作 ロボ ッ トを用 い た 立 ち上 が り動 作 で は、 尺 側 手 根 屈 筋 や腕 擁 骨 筋 、 上 腕二 頭 筋 な ど の腕 の筋 活 動 に お いて 、 〈 垂 直 法〉 で特 に 高 い 傾 向 に あ る ことが 認 め られ た。 立 ち上 が り時 に ロ ボ ッ トの第2関 節 部 に あ る支 持 棒 を 図5.筋. 電図電極添付部位. 図6.ロ. 保 持 した 場 合 と支 持 棒 を保 持 しなか っ た場 合 とで比 較 し て み る と、 図7に 示 す よ うに ロ ボ ッ トの支 持 棒 を保 持 し. ボ ッ トを 用 い て の 立 ち 上 が り動 作 時 の 筋 積 分 値(mV.s).
(5) 5. 下 肢 の支 持 性 が低 下 した人 に対 す る移 乗 サ ポ ー トロ ボ ッ トを用 い て の立 ち上 が り動 作 の検 証. た 場 合 に は 全 被 験 筋 に お い て 〈 垂 直 法 〉 の方 が く 前 傾 法 〉. 一 方 、 ロ ボ ッ トの 支 持 棒 を保 持 しなか った場 合 に は、. と 比 較 して 筋 活 動 は 高 い こ と が 認 め られ た 。 特 に 、 腕 擁. 図9に 示 す よ うに 全 被 験 筋 と もにく 垂 直 法 〉 の方 が 筋 活. 骨 筋 で は0.81±0.07(mV.s)、. 動 は高 い傾 向 に は あ るが く 前 傾 法 〉 との間 に有 意 差 は認 め られ な か った。 筋 積 分 値 で は、 〈 垂 直法 〉 の上 腕 二 頭. (mV.s)、. 長 擁 側 手 根 伸 筋0.67±0.04. 尺 側 手 根 屈 筋0.71±0.19(mV.s)と. 有 意 な 差 が 得 ら れ た(p〈0.05∼0.01)。. 高値 を示 し この こ と は、 図. 筋0.77±0.44(mV.s)、. 腕 擁 骨 筋0.47±0.40(mV.s)が. 比. 8の 筋 電 図 波 形 を み て も ほ ぼ 同 様 の 傾 向 が 示 さ れ て お り、. 較 的 高 値 を示 して い た。 図10に 両 者 の筋 電 図波 形 を 示 し. 特 に ロ ボ ッ トの 第2関. たが 、 同様 の傾 向 が 認 め られ た。. 始 か ら5秒. 節 部 分 が 回 転 し身 体 が 上 昇 す る 開. 前 後 か ら 筋 電 図 波 形 振 幅 も高 く な る こ と が 認. め られ た。. 図7.ロ ボ ッ トを 用 いて の 立 ち上 が り動 作 時 の筋 積 分 値(mV.s). 團 図8.ロ. ボ ッ トを 用 いて の 立 ち上 が り時 の筋 積 分 値. 〈支 持 棒 保 持 の 場 合 〉. 前傾 法 〈支 持棒 保持 の 場 合 〉.
(6) 6. 伊 丹 君 和 、 安 田寿 彦 、豊 田久 美 子 、 石 田英 實 、 久 留 島 美 紀 子 、 藤 田 き み ゑ、 田中 勝 之 、 森 脇 克 巳. 2.作. 業 後の主観的反応. 〈 前 傾 法 〉 の 腹 部56.50±27.40/100mm、. 1)自. 覚 した 動 作 時 の苦 痛 症 状(VAS). /100mmも. ロ ボ ッ トを 用 いて の立 ち上 が り動 作 にお け る各 作 業 終 了 直後 に 被 験 者 が 自覚 した苦 痛 症 状(腕. 部 、肩部 、胸部、. 胸 部51.63±17.64. 高 値 で あ った 。. な お 、 支 持 棒 不 保 持 の 場 合 も 同 様 の 傾 向 が 得 られ た が 、 有 意 差 は 特 に 認 め られ な か っ た 。. 腹 部 、 背 部 、 腰部)は 、 図11に 示 す よ う に全 体 的 に は腕 部 でく 垂 直 法〉 が 特 に高 く、 腹 部 ・胸 部 ・腰 部 で はく 前. 2)ロ. 傾 法 〉 の方 が 高 い傾 向 に あ る こ とが認 あ られ た 。. 最 も高 か っ た の は 、 図13に 示 す よ う に 、 ロ ボ ッ トの 支 持. 次 に、 ロ ボ ッ トの 支持 棒 を保 持 した場 合 と保 持 しなか っ た場 合 とで比 較 して み る と、 図12に 示 す よ う に ロ ボ ッ ト の支 持 棒 を保 持 した 場 合 に は、 上 腕 部 ・後 腕 部 ・前 腕 部. 棒 を 保 持 し た 場 合 の く 前 傾 法 〉 で あ り61.88±26.25/100. に お い て有 意 にく 垂 直 法 〉 の方 がく 前 傾 法 〉 と比 較 して. と の 間 に は 有 意 差 が 認 め られ た(p<0.05)。. 高 い こ とが認 め られ た(p<0.01)。 前 腕 部 で は65.38±15.67/100mmと. 図9.ロ. ボ ッ トを 用 い て の 安 心 感 、 使 い や す さ(VAS). ロ ボ ッ トを 用 い て の 立 ち 上 が り動 作 に お い て 安 心 感 が. mmで あ っ た 。 ま た 、 最 も 安 心 感 が 低 値 で あ っ た 支 持 棒 を 保 持 し な か っ た 場 合 の く 垂 直 法>34.25±37.63/100mm. 特 に、 〈 垂 直法 〉 の. 同 様 に 、 動 作 時 に お け る ロ ボ ッ トの 使 い や す さ で 高 値. 最 も 高 値 で あ り、. を 示 し た の は 、 図14に 示 す よ う に 、 ロ ボ ッ トの 支 持 棒 を. ボ ッ トを 用 い て の 立 ち上 が り動 作 時 の 筋 積 分 値. (mV.s). 薩 図10.ロ ボ ッ トを 用 いて の 立 ち上 が り動 作 時 の 筋 積 分 値. 〈支 持 棒 不 保 持 の 場 合 〉. 匝 傾法1 く支 持 棒 不 保 持 の場 合 〉.
(7) 7. 下 肢 の支 持 性 が 低下 した人 に対 す る移 乗 サ ポ ー トロ ボ ッ トを用 い て の立 ち上 が り動 作 の検 証. 図11.自. 図13.動. 覚 した 動 作 時 の 苦 痛 症 状VAS(mm). 作 時 ロ ボ ッ トを 用 い て の 安 心 感VAS(mm). 図12.動. 図14.動. 作 時 苦 痛 症 状VAS(mm)一. 支持棒保持 の場 合. 作 時 ロ ボ ッ トを 用 い て の 使 い や す さVAS(mm). 保 持 し た 場 合 の く 前 傾 法 〉 で あ り53.38±23.84/100mm. 部 負 担 軽 減 な ど に と って急 務 で あ る。 本 研 究 で は、 全 介. で あ っ た 。 ま た 、 使 い や す さ に お い て 最 も低 値 を 示 し た. 助 にな る例 も多 い下 肢 の支 持 性 が 低 下 して い る人 の ケ ー ス を 想 定 して 、 患 者 の 自立 お よ び看 護 者 ま た は介 護 者 の. の は、 支 持 棒 を保 持 しな か っ た場 合 のく 垂 直法 〉 で あ り 34.25±19.92/100mmで. あ った。. 腰 部 負 担 軽 減 にっ な が る移 乗 動 作 を サ ポ ー トす る ロ ボ ッ トを 作 成 した。 そ して 、 この 移 乗 サ ポ ー トロ ボ ッ トを 用 いて 立 ち上 が り動 作 実 験 を 実 施 し筋 電 図 に よ る分 析 を 行. IV.考. 察. 我 々 は前 報9)に 引 き続 き、 基 本 的 な 生 活 行 動 の 中 で も. うと と もに、 各 動 作 直 後 に行 っ た主 観 的反 応 の 結 果 を も と に今 回 の試 作 ロ ボ ッ トの 評 価 を行 い、 ロ ボ ッ トを 用 い. 患 者 の生 活 行 動 の 範 囲 を よ り拡 大 可 能 にす る 「 動 くこと」. て の有 効 な立 ち上 が り動 作 にっ い て の検 証 を 行 う。. 即 ち 「移 乗 ・移 動 」 に焦 点 を 当 て研 究 を 行 った 。 移 乗 動. まず 、 支 持 棒 を保 持 した場 合 と支 持 棒 を 保 持 しな か っ た場 合 とで比 較 して み る と、 支 持 棒 を保 持 した場 合 に は. 作 に看 護 支援 が 必 要 な人 々 に対 して そ の 自立 を 目 ざ しサ ポ ー トす る と と も に、 リフ トや ロボ ッ トな どの 移 乗 支 援. 全 被 験 筋 に お い て 有 意 にく 垂 直 法 〉 の方 が く 前 傾 法 〉 と. 機 器 を 開 発 し適 切 な活 用 法 を見 い だ す こ と は、 サ ポ ー ト. 比 較 して筋 活 動 は高 い こ とが 認 あ られ た 。 特 に、 腕 擁 骨. が必 要 な 人 の 自立 のみ な らず 看 護 ま た は介 護 す る者 の 腰. 筋 、 長 擁 側 手 根 伸 筋 、 尺 側 手 根 屈 筋 で 有 意 水 準 も高 く、.
(8) 8. 伊丹 君 和 、 安 田寿 彦 、 豊 田久 美 子 、 石 田英 實 、 久留 島美 紀 子 、 藤 田 きみ ゑ 、 田中 勝 之 、森 脇 克 巳. ロ ボ ッ トの第2関 節 部 分 が 回 転 し被 験 者 の 身 体 が上 昇 す. を示 した こ とか ら も、 動 作 時 の 筋 疲 労 と と もに苦 痛 症 状. る開 始 か ら5秒 前 後 か ら筋 電 図 波 形 振 幅 も高 くな る こ と. を軽 減 す る た め に も最 善 の動 作 方 法 を見 出す こ とが重 要. が 認 め られ た。 〈 垂 直 法 〉 で は、 徐 々 に 身 体 が 上 昇 し開. で あ る。. 始5秒 前 後 に身 体 が ロボ ッ トに よ って 立 ち 上 げ られ るた め に体 重 を 、 支 持 棒 を 持 った 腕 で 支 え な けれ ば な らず、. ま た、 ロ ボ ッ トを用 い て の立 ち 上 が り動 作 に お い て安 心 感 が 最 も高 か っ た の は、 ロボ ッ トの 支 持 棒 を保 持 した. この ため 、 特 に前 腕 部 の 筋 活動 が 高 くな った と考 え られ. 場 合 のく 前 傾 法 〉 で あ り、 最 も安 心 感 が 低 値 で あ った支. る。. 持 棒 を保 持 しな い場 合 の く 垂 直 法 〉 との 問 に は有 意 差 が 認 め られ た。 同 様 に、 動 作 時 に お け る ロ ボ ッ トの使 いや. 一 方 、 ロ ボ ッ トの支 持 棒 を保 持 しな か った 場 合 に は、 全 被 験 筋 と もにく 垂 直法 〉 の方 が筋 活動 は 高 い傾 向 に は. す さで 高 値 を 示 したの は、 ロボ ッ トの 支 持 棒 を保 持 した. あ るが く 前 傾 法 〉 との 間 に有 意 差 は認 め られ なか った。. 場合 の く 前 傾 法 〉 で あ っ た。 ま た、 使 いや す さ にお いて. 支 持 棒 を 保 持 しな い場 合 で は、 支 持 棒 を腕 力 で 保 持 して. 最 も低 値 を 示 したの は、 支 持 棒 を保 持 しな か っ た場 合 の. 体 重 を 支 え る ので は な く、肘関 節 を張 って腕全 体 で ロボ ッ トを 抱 え 肘 関 節 や 骨 格 を使 って体 重 を支 え て お り、 支 持. く垂 直 法 〉 で あ った 。 こ の こ とか ら、 ロ ボ ッ トの 支 持 棒 を保 持 した 場 合 の く 前傾 法 〉 で は、 ロ ボ ッ トの ボ ー ド部. 棒 を 保 持 した場 合 ほ ど腕 筋 を用 い な い と考 え られ る。. に胸 部 ・腹部 に負荷 が か か る もの の、 腕 で 支 持 棒 を 保 持. 今 回 の く 垂 直 法 〉 で の立 ち上 が り動 作 に お いて 、 支 持 棒 を 持 って 体 重 を支 え た腕 の筋 肉 は、 筋 収 縮 が 持 続 した. 支 持 棒 で保 持 しな い場 合 と比 較 して軽 減 され て お り、 支. 状 態 で あ り静 的 筋 活 動 と い え る。 静 的筋 活 動 は、 筋 組 織. 持 棒 を保 持 し身体 を ボー ドで 支 え られ て い るた め に安 心. 内部 の 緊 張 に よ って 血 管 が圧 迫 さ れ血 流 も阻 害 され て 、. 感 も高 くな った の で はな いか と考 え る。 しか し、 胸 部 ・. 血 液 の必 要 量 に対 して 供 給 量 が少 な い た め に 糖 や 酸 素 の. 腹 部 に か か る苦 痛 症 状 を軽 減 させ る工 夫 が必 要 で あ り、. 供 給 が不 足 し、 二 酸 化 酸 素 や乳 酸 が 蓄 積 さ れ筋 疲 労 の 原. 身 体 に密 着 す る ロボ ッ ト部 へ の改 善 を加 えれ ば移乗 ロボ ッ トと して有 効 に活 用 で き る こ とが 示 唆 さ れ た。 一 方 、 支. 因 とな る。 さ ら に、 静 的 筋 活 動 を伴 う作 業 は局 所 的 な 筋 疲 労 の み な らず 、 関 節 、 靱 帯 、 腱 の損 傷 や 慢 性 的 な 筋 骨 格 系 の傷 害 に っ な が る可 能 性 も大 き い20)21)。 従 って、 筋 疲 労 を軽 減 させ る た め に は、 一 定 部 位 に圧 迫 が集 中 しな い体 位 を と る と と も に同 一 の動 作 体 位 と な る 時 間 を で き るだ け短 く して 血 流 を阻 害 しな い よ うに考 慮 す る必 要 が. して い るた め圧 力 が分 散 され 筋 活 動 、 苦 痛 症 状 と も に、. 持 棒 を保 持 しな い場 合 のく 垂 直 法 〉 は、 支 持 棒 を保 持 し た場 合 のく 垂 直法 〉 よ り筋 活 動 、 苦 痛 症 状 と も若 干 低 い もの の、 身 体 を支 持 す る もの が な い不 安 定 さ が安 心 感 、 使 い や す さ低 値 とな った要 因 と考 え られ た。. あ り、 今 回 の 立 ち上 が り時 間 に要 した13秒 間 とい う長 さ. 以 上 よ り、 下 肢 の支 持 性 が 低 下 した人 に対 す る ロボ ッ トを活 用 して の立 ち上 が り動 作 で は、 垂 直 に立 ち上 が る. も見 直 し、 今 後 短 縮 で き る よ う改 善 して い く必 要 性 が 示. 方 法 は被 験 者 の腕 部 に筋 疲 労 お よ び苦 痛 を大 き く伴 い活. 唆 さ れ た。. 用 は困 難 と考 え る。 一 方 、 身 体 を 前 傾 に しな が ら立 ち上 が る方 法 で は筋 疲 労 、 苦 痛 症 状 は比 較 的 低 く、 胸 部 や腹. 次 に、 各 作 業 終 了 直 後 に被 験 者 が 自覚 した苦 痛 症 状 で は、 全 体 的 に は腕 部 で く 垂 直 法 〉 が 特 に高 く、 腹 部 ・胸 部 ・腰 部 で は く前 傾 法 〉 の 方 が 高 い傾 向 に あ る こ とが 認 め られ た。 これ は、 筋 活 動 の 結 果 と同 様 と い え、 筋 活 動 が高 い部 位 で は被 験 者 が 自覚 した苦 痛 症 状 も高 値 を 示 し. 部 な ど身 体 に密 着 す る側 に改 善 を 加 え れ ば有 効 に活 用 で き る可 能 性 は あ る と考 え られ た。 ま た、 腰 痛 を起 こ した 看 護 作 業 の 調 査 結 果22)に お い て、 「体 位 変 換 」 に次 いで 「車 椅 子 移 乗 」 が53.5%と 高. て い た。 ま た、 ロ ボ ッ トの 支 持 棒 を 保 持 した場 合 と保 持. い率 を示 して お り、 この 移 乗 ロ ボ ッ トを 有 効 に活 用 で き. しな か った場 合 との 比 較 にお いて も、 ロ ボ ッ トの支 持 棒. れ ば 、 看 護 お よ び介 護 現 場 で移 乗 を サ ポー トす る看 護者 、. を保 持 した場 合 に は、 上 腕 部 ・後 腕 部 ・前 腕 部 で有 意 に. 介 護 者 の み な らず 、 在 宅 で 介 護 を行 う家 族 の腰 部 負 担 を. く 垂 直法 〉 の方 が く 前 傾 法 〉 と比 較 して 高 い こ と が認 め られ た。 特 に、 〈 垂 直 法 〉 の 前 腕 部 で は最 も高 値 で あ り、. 軽 減 ま た は解 消 で き る も の と期 待 す る。今 後、移乗 ロボ ッ トの 実 用 に向 けて 、 さ らに改 善 を加 え検 証 を す す め る予. 〈 前 傾 法 〉 の腹 部 、 胸 部 も高 値 で あ った。. 定 で あ る。. 〈 前 傾 法 〉 の場 合 は 、 被 験 者 の 胸 部 ・腹 部 を ロ ボ ッ ト の ボ ー ド上 に伏 臥 さ せ そ の ま ま深 く前傾 させ て 立 ち上 が る た め、 胸 部 ・腹 部 に圧 力 が か か り筋 活動 も高 くな った. V.結. と思 わ れ る。 特 に、 支 持 棒 を保 持 しな い場 合 の く 前 傾 法. 下 肢 の 支 持 性 が低 下 した 人 に対 す る移 乗 動 作 にお いて は、 患 者 の 自立 ・安 全 ・安 楽 を 十 分 に考 慮 す る こ とが重. 〉 の方 が 筋 活 動 は高 い結 果 とな って お り、 圧 力 が 胸 部 ・ 腹 部 の ボ ー ド密 着 部 分 に集 中 した た め と考 え る。 筋 肉 の 過 度 の 緊 張 は循 環 不 良 を起 こ し苦 痛 を伴 う20)とい わ れ て い るが 、 筋 活 動 が 特 に高 い動 作 と部 位 で苦 痛 症 状 も高 値. 語. 要 で あ る。 本 研 究 結 果 か ら、試作 した移乗 サ ポ ー トロボ ッ ト(支 持 棒 あ り)を 用 いて 、患者 の身 体 を ロボ ッ トの ボー ド部 で支 え な が ら45度 前 傾 させ た後 に さ らに38度 回転 さ.
(9) 9. 下 肢 の支 持 性 が 低 下 した 人 に対 す る移乗 サ ポ ー トロ ボ ッ トを 用 い て の立 ち 上 が り動 作 の検 証. せ て 立 ち上 が らせ るパ タ ー ン、 い わ ゆ るく 前 傾 法(支 持. 8)湯. 海 鵬,豊. 島 進 太 郎,星. 川 保,川. 端 昭 夫:車. 棒 あ り)〉 が下 肢 の 支 持 性 が 低 下 した人 へ の立 ち 上 が り. の 移 乗 介 護 動 作 に 関 す る 運 動 学 的 分 析 研 究,バ. 動 作 の サ ポ ー トに対 して 有 効 で あ る こ とが認 め られ たが、. カ ニ ズ ム 学 会 誌,27(1):37-41,2003.. 身 体 密 着 部 に改 善 の 必 要 が あ る こ とが示 唆 さ れ た 。. 9). 伊 丹 君 和,藤. 田 き み ゑ,横. 井 和 美,久. 椅子 イ オ メ. 留 島 美 紀 子,. 今 回 の結 果 を も と に、 よ り安 全 で安 楽 な移 乗 サ ポ ー ト ロ ボ ッ トに修 正 して い くと と もに、 次 回 は看 護 者 が 行 う. 森 下 妙 子,豊. 移 乗 動 作 の客 観 的評 価 も行 い、 ロボ ッ トと看 護 者 との 比. 全 ・安 楽 ・自 立 お よ び 看 護 者 の 腰 痛 予 防 を 考 慮 し て 一,. 較 実 験 も実 施 して い く予 定 で あ る。. 田 久 美 子,寄. 崎 庄 治,小. 川 鎖 一,塚. 越 貴 弘,大. 麻痺. 久 保 祐 子,ベ. ドの 高 さ と 看 護 者 の 腰 部 負 担 に つ い て,第19回. ッ. バ イオ. メ カ ニ ク ス 学 術 講 演 会 講 演 予 稿 集,105-108,1998。. 本 研 究 の実 施 に あ た り ご協 力 い た だ きま した 皆 様 、 お よ び実 験 機 器 を使 用 に あ た り ご協 力 を い た だ い た(株). 11)水. デ ィケ イ エ イ チ社 様 に深 謝 致 しま す。. 12)守. 本 研 究 は、 平 成15・16年 度 滋 賀 県 立 大 学 特 別 研 究 費 (豊 田 久 美 子 代 表)に よ り実 施 した 。. 13)小. 戸 優 子:車. 椅 子 移 乗 時 の介 助 者 の足 位 置 の違 い に. よ る 動 作 の 分 析,看. 護 人 間 工 学 研 究,2,2000.. 安 貴 彦,他:抱. 工 学,30(特. き 起 こ し動 作 に 関 す る 研 究,人. 究,人. 井 博 之,他:抱. 間 工 学,32(特 上 真 帆,山. き起 こ しに 関 す る研. 別 号):124-125,1996.. 下 久 仁 子,岡. 田. 明:高. 齢 者 の住 宅 内. に お け る 移 乗 動 作 に 関 す る 基 礎 的 研 究,日. 文. 献. 1). 甲 田 茂 樹,久. 間. 別 号):150-151,1994.. 野 寺 直 樹,荒. 14)井. 本人 間 工学. 関 西 支 部 大 会 講 演 論 文 集,123-124,1998. 繁 哲 徳,小. 河 孝 則,他:看. 護婦 の腰痛. 症 発 症 に か か わ る 職 業 性 要 因 の 疫 学 的 研 究,産 業 医 学, 33:410-422,. 1991.. 金 田 和 容,白. 内 俊 次,他:看. 護職員 の腰. 本 腰 痛 会 誌,2(1):17-21,1996.. 崎 信 寿,山. 本 真 路,井. 田 きみ ゑ,寄 本 明,古. 井 和 美,松 井 美 紀 子,藤. 16)井. 上 剛 伸,Geoff. 株 ひ ろ み,横. 迫 奈 々重,居 原 田玲 香:看 護. 243-254, 17)坪. 井 良 子,松. and. P.L.Santaguida:介. 城 瑛 子,水. 代 美:体. 中 智 恵,久 留 島 美 紀 子,北 村 隆 作業時 にお. け る教 員 ・学生 間 の ボデ ィメカニ クス活用 の比 較分 析 一, 滋 賀 県 立 大 学 看 護 短 期 大 学 部 学 術 雑 誌,5:39-44, 2001.. 15:. え る基 礎 看. 戸 優 子,野. 月 千 春,山. 本. 基,山. 田紀. 位変 換 ・. 移 動,Nursing,16(1):62-65,2001. 19)山. 本 康 稔,加. 藤 宗 規,中. く動 作 介 助 マ ニ ュ ア ル,医 20)坪. 井 良 子,松. 学,考 21)Rene. 23)酒 4-8, 24)宮. 痛を防 ぐら くら. 学 書 院.. 田 た み 子:ボ. Caillet:Low. 島 秀 男 訳:腰 22)久. 村 恵 子:腰. デ ィメ カ ニ クス と人 間 工. え る 基 礎 看 護 技 術1,144-160,2004.. 痛 症,医. 留 島 美 紀 子,伊. Back. Pain. Syndrome,1995.荻. 歯 薬 出 版,1998. 丹 君 和,藤. 田 き み ゑ,森. 下 妙 子,. 護 ・介 護 作 業 時 の ボ デ ィ メ カ ニ ク ス 活 用 状 況 に. 7 :90-96,. 子,森 下 妙 子:看 護 作 業 姿 勢 か らみ た腰 部 負 担 の少 な. 位 と 移 動,考. 位 と 移 動 の 援 助 技 術 に っ い て(2)体. 関 す る 一 考 察,滋. 田 きみ ゑ,寄 本 明,古 株 ひ ろ み,横 井. イオ メ カ ニ ズ. 護 技 術II,279-282,2002. 18)結. 他:看. い ベ ッ ドの高 さに 関 す る研 究(第2報)一. Fernie. 田 た み 子:体. す る研 究,滋 賀 県 立 大 学 看 護 短 期 大 学 部学 術雑 誌,4:. 和 美,藤 迫 奈 々重,田. 乗介助動作 の計. バ イオ メ カ ニ ク ス学. 2000.. 作 業 姿 勢 か らみ た 腰 部 負 担 の少 な い ベ ッ ドの高 さ に 関 21-27, 2000. 7) 伊 丹 君 和,藤. 上 剛 伸:移. 測 と 腰 部 負 担 の 軽 減 手 法,第17回. 助 用 リ フ ト使 用 時 の 腰 部 負 担,バ. Philip Harber. Elizabeth Billet, Mary Cutowski, et al., : Occupational Low-Back Pain In Hospital Nurses, Journal of Occupational Medicine, 27(7) : 518 —524, 1985. 4) D.A.Stubbs, P.W.Buckle, M.P.Hudson, P.M Rivers, et al., : Back pain in the nursing Profession, ERGONOMICS, 26(8) : 755-765, 1983. 5) Ying Xu,ElsaBach,Elsa Orhede: Work environment and low back pain:the influence of occupational activities, Occupational and Environmental Medicine, 54 : 741-745, 1997. 伊 丹 君 和,藤. 15)山. 術 講 演 会 講 演 予 稿 集,107-118,2001.. 井 康 正,武. 3). 6). 野 俊 哉:片. 人 間 看 護 学 研 究,1:19-28,2004。. 謝 辞. 痛 調 査,日. 明,下. 模 擬 患 者 へ の 車 椅 子 移 乗 援 助 に 関 す る研 究 一 患 者 の 安. 10)石. 2). 本. 井 一 博:姿. 賀 県 立 大 学 看 護 短 期 大 学 部 学 術 雑 誌,. 2003. 勢 負 担 と そ の 改 善,労. 働 の 科 学,45(9):. 1990. 腰 由 紀 子,榎. 本 麻 里,佐. 動 作 の 筋 電 図 学 的 分 析(そ. 野 房 恵,渡 の1),日. 辺 誠 介:看. 護. 本 看護 研 究 学会. 雑 誌,9(4):5-19,1987.. 25) Harold Portnoy, et al.: Electromyographic Study of Postural Muscles in Various Positions and.
(10) 10. 伊 丹 君和 、安 田寿 彦 、 豊 田久 美 子 、 石 田英 實 、 久 留 島美 紀 子 、 藤 田 きみ ゑ 、 田 中勝 之 、 森 脇 克 巳. Movements, 26)森. の ひ ね りが 看 護 者 の腰部 に及 ぼす影響 につ いて の検討 一. 122-126, 1990:. 健 躬:腰. 29)原 田 孝,武. 診 療 マ ニ ュ ア ル,医 者 芳 朗:腰. 歯 薬 出 版,1996.. 痛 教 室,新. 興 医 学 出 版 社,. 雑 誌,5:33-38,2001.. 1998. 27)大. Noraxon社 製Myo System 1200 sEMGを 用いての 筋 電 図 学 的 分 析 一,滋 賀 県 立 大 学 看 護 短 期 大 学 部 学 術. 秦 静 恵,佐. 々 山 香,他:ベ. ッ ド 上 足 浴 時 にお け. 29)伊 丹 君 和,藤. 田 きみ ゑ,矢. 口潤 哉,森 下 妙 子,下 野. る看 護 者 の 腰 部 の 負 担 度 一 前 傾 姿 勢 の 角 度 と 筋 活 動 量. 俊 哉:看 護 作 業 時 の ひ ね りが 看 護 者 の 腰 部 に及 ぼ す 影. の 関 係 か ら 一,ク. 響 につ い て の検 討(第2報)一. リニ カ ル ス タ デ ィ,18(4):32-37,. 時 の 筋 電 図 学 的分 析 一,滋 賀 県 立 大 学 看 護 短 期 大 学 部. 1997. 28)伊. 丹 君 和,藤. 村 隆 子,横. ベ ッ ドメ ー キ ング作 業. 田 き み ゑ,古. 井 和 美,田. 柴 辻 里 香,森. 下 妙 子,寄. 株 ひ ろ み,矢. 中 智 恵,藤 本 明,金. 口 潤 哉,北. 迫 奈 々 重,甘 田 嘉 清:看. 佐 京 子, 護作業時. 学 術 雑 誌,6:37-42,2002. 30)労 働 省 労 働 衛 生 課:職 場 にお ける腰 痛予 防対 策 マ ニ ュ ァ ル,中 央 労 働 災 害 防 止 協 会,1996..
(11) 11. 下 肢 の支 持 性 が低 下 した 人 に 対 す る移 乗 サ ポ ー トロボ ッ トを用 いて の立 ち上 が り動 作 の検 証. (Summary) Analysis. of. Activity. Standing with. during. Transfer. Reduced. Kimiwa Itamil),. a. Robot-Assisted. in Individuals. Lower. Limb. Strength. Toshihiko Yasuda2), Kumiko Toyoda1),. Hidemi Ishida1), Mikiko Kurushimal), Kimie Fujital), Katsuyuki Tanake, Katsumi Moriwake 1)School. of. 2' School. Human of. Nursing. Engineering. , The , The. Background The graying of the Japanese society and the increase in the number of people seeking assistance to carry out some of the basic everyday activities have resulted in an increased incidence of low back pain among nurses and caregivers. Assisting individuals particularly in transferring into and out of a wheelchair puts a lot of strain on the low back. This is true not only for nurses but also for those individuals caring for a family member with support needs. In order to prevent low back pain among nurses and caregivers, it is imperative that a range of transfer aids (such as, lifts and robots) be developed and utilized. At the same time, individuals with support needs should be provided with the means to achieve independence in daily living activities. Objective This study was conducted to analyze electromyographic (EMG) activity during a robotassisted standing transfer in individuals with reduced lower limb strength. A standing transfer consists of moving from a seated to a standing position. An experimental robot, which was designed to assist people in standing transfers, was used. Subjects were surveyed regarding the usability of the robot and the subjective response associated with a robot-aided standing transfer. Based on the results obtained from the experiment and the survey, practicability of the robot as a transfer aid was evaluated in terms of user safety and comfort.. University University. of Shiga of. Shiga. Prefecture Prefecture. Method 1. Subjects and Methods: The following experiment and survey were conducted in March, 2004. Subjects were four male university students and four female university students who had been trained to simulate individuals with reduced lower limb strength. In the experiment, the robot was first placed very close to the subjects, who were asked to lean on the robot to get up to a standing position while barely bending their upper body forward as they were being raised (A method) . Secondly, the robots were placed slightly further from the subjects, thus enabling the subjects to bend their upper body forward as they were raised to a standing position (B method) . A surface electromyograph called SX230 (8ch type) was used to calculate the integral of the electromyogram signals (EMG integral) for each tested muscle. Following the experiment, subjects were surveyed regarding the usability/ reliability of the robot and the subjective response associated with robotassisted standing transfer. 2. Ethical Consideration: All subjects were fully informed of the purpose of the study before consenting to participate in the study, and were fully aware that they could withdraw from the study at any time. They were also fully informed both orally and in writing about their right to privacy. Results The results of the present study can be summarized as follows: The EMG integral for.
(12) 12. 伊丹 君 和 、 安 田寿 彦 、 豊 田 久 美 子 、 石 田英 實、 久 留 島美 紀 子 、 藤 田 きみ ゑ、 田 中勝 之 、 森 脇 克 巳. each tested muscle was calculated for the first 13 seconds of a standing transfer. The EMG integrals for the biceps, forearms, and dorsum were markedly large when the A method was used to raise the subjects to a standing position. Furthermore, the A method caused greater muscle fatigue compared to the B method. According to the survey regarding the pain associated with a robot-assisted standing transfer, patients reported considerable pain in the forearms when the A method was used, which led to a decreased usability and reliability of the robot. On the other hand, although usability and reliability of the robot were relatively high when the B method was. followed, the subjects reported some pain in the chest and the abdomen. Conclusions To sum up, the A method is not suitable for individuals with reduced lower limb strength because it causes great pain and strain in the arms. In contrast, muscle fatigue induced by the B method was relatively mild, and with a few modifications to the part of the robot which comes into contact with the user' s chest and abdomen, the robot may have a potential to become a useful tool for assisting individuals in a standing transfer. Key Words Wheelchair transfer support, standing transfer, surface electromyograph.
(13)
関連したドキュメント
作品研究についてであるが、小林の死後の一時期、特に彼が文筆活動の主な拠点としていた雑誌『新
There is a stable limit cycle between the borders of the stability domain but the fix points are stable only along the continuous line between the bifurcation points indicated
The input specification of the process of generating db schema of one appli- cation system, supported by IIS*Case, is the union of sets of form types of a chosen application system
Laplacian on circle packing fractals invariant with respect to certain Kleinian groups (i.e., discrete groups of M¨ obius transformations on the Riemann sphere C b = C ∪ {∞}),
She reviews the status of a number of interrelated problems on diameters of graphs, including: (i) degree/diameter problem, (ii) order/degree problem, (iii) given n, D, D 0 ,
・「下→上（能動）」とは、荷の位置を現在位置から上方へ移動する動作。
We present sufficient conditions for the existence of solutions to Neu- mann and periodic boundary-value problems for some class of quasilinear ordinary differential equations.. We
「A 生活を支えるための感染対策」とその下の「チェックテスト」が一つのセットになってい ます。まず、「
