接地圧および足関節角度に関する感覚代行機能と背屈・底屈機能を持つ能動下腿義足

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平成17年度に可搬型圧縮空気ポンプ、小型電磁バルブおよび小型のエアシリンダを用いて能動下腿義足の足関節の背屈・底屈機能を実現した。しかしこの能動下腿義足は屈曲や背屈への移行速度は速いが、任意の足関節角度を簡単に設定できず、また空気ポンプの駆動音が大きいことなどの問題点も明らかになった。そこで平成18年度には別形式の能動下腿義足を試作し、空気圧駆動型能動下腿義足との比較を行った。また義足底の圧力に関する感覚代行に関する研究を進めると同時に、健常者により各種の義足を体験できる装具も試作した。具体的に行った主なものは、(1)アクチュエータを多摩川精機の5相ステッピングモータに変更すると共に専用のドライバー回路を用いて微細な足関節角度の設定を実現した、(2)歩行解析のための足に装着して足関節角度と爪先と踵の圧力を計測する計測装置を作成し、健常者の歩行データを解析した、(3)2個の小型の電流駆動型振動子に矩形波を与えて振動させて大腿部表面の2点弁別閾と振動周波数の識別閾を調べた結果、2点弁別閾は約5cm程度、振動として識別可能な上限の周波数は約13Hz程度であることが判った、(4)義足裏の圧力変化に関する感覚代行システムを感圧導電性ゴムによる圧力センサと大腿部表面につけた小型振動子とマイクロコントローラにより構築し、つま先と踵部の圧力の大きさの違いを2つの異なる振動周波数で提示した、(5)一足の下腿を切断した被験者に各種の義足(能動下腿義足および固定義足)を装着してトレッドミル上を一定の速度で歩行して貰い、腰部の左右のぶれの定量的評価と疲労感・使用感に関する主観的評価を得た、等である。なお試作した能動下腿義足に関しては軽量小型化・学習機能の付加や駆動性能の向上等、また感覚代行システムには多くの感覚情報を同時に提示可能な機能実現等の今後の課題も明らかにした。