大腿義足使用における異常歩行ホイップの防止機構の開発

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健常者歩行において,足底が地面についていない遊脚期では下肢は円弧状に振り出しを行っている.しかし,大体義足ではこのように振り出すと,義足が大腿部との連結部で回転してしまう大腿義足に特有な現象(以下、ホイップ)が生じてしまう.これは,大腿義足と大腿骨が軟部組織を介して連結されており,保持力が大きくないからである.このためユーザは,義足を身体の中心に常に寄せ,地面と垂直に保ち,進行方向に対し平行に振り出すことでホイップを生じないようにしている.これは,大腿義足での歩行獲得を遅延させる原因の一つとなり,歩行獲得後においても身体の左右対称性を欠き,また,歩行速度を上げる妨げとなっている.このため、これまでの研究で大腿義足膝継手の直上に6軸センサを組込み,ホイップが生じる時の義足膝継手の直上に掛かる力(モーメント)を計測することが可能なシステムを構築し,その大きさや方向を明らかにしてきた.この結果を基に,MR流体ブレーキを応用した,ホイップを防止するための回転抵抗モーメントを発生する機構を次のような仕様での試作を試みた.(1)0.03秒で2Nmの抵抗トルクを発生可能であること,(2)最大で7～8Nmの抵抗モーメントが発生可能であること,(3)可能なかぎり薄く,軽量であること,(4)既存の義肢パーツの連結が可能であること,(5)現在使用している6軸センサと接続可能で,回転抵抗モーメントがリアルタイムで制御が可能であることこの結果,大腿義足の長軸方向で義足を圧縮または引張り力となるFz成分より立脚期と遊脚期を判別し,ホイップ防止機構として,リアルタイムで最大13Nmの回転抵抗モーメントが発生可能であることが確認できた.