行動輔具 行動輔具 - - 老人使用之 老人使用之 助行器探討
助行器探討
報告者：簡志偉
報告者：簡志偉
指導老師：游忠煌
指導老師：游忠煌
摘要 摘要
行動輔具行動輔具 -- 助行器的種類、特色、對象助行器的種類、特色、對象
問題問題
機構改良機構改良(1)(1) 減速裝置減速裝置 (2)(2) 煞車系統煞車系統
量測量測(1)(1) 量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的受力量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的受力 情況情況
(2) (2) 可測量手腕施於握把作用力之感測裝置可測量手腕施於握把作用力之感測裝置
助行器的種類 助行器的種類
四腳型助行器 前輪式助行器
個別特色 個別特色
四腳型助行器四腳型助行器
最好的穩定性和最大正向支撐力最好的穩定性和最大正向支撐力 [ Frederick, 2003] [Hook ,2003][ Frederick, 2003] [Hook ,2003]
須重新學習步態及消耗能量高須重新學習步態及消耗能量高[Foley ,1996][Foley ,1996]
pick-uppick-up 時期是最不穩定也最危險的狀態 時期是最不穩定也最危險的狀態 [Hamid ,2005][Richard ,1[Hamid ,2005][Richard ,1 993]993]
四輪式助行器四輪式助行器
以推動方式前進，耗能量少以推動方式前進，耗能量少 [Honeyman ,1996][Honeyman ,1996]
行走步態較類似正常人走路的步態行走步態較類似正常人走路的步態 [Foley ,1996][Foley ,1996]
可提供遠距離步行使用，但所提供的正向支撐力較少 可提供遠距離步行使用，但所提供的正向支撐力較少 [Hook ,20[Hook ,20 03]03]
前滾輪式助行器前滾輪式助行器
以推動方式前進，耗能量少以推動方式前進，耗能量少 [Honeyman ,1996][Honeyman ,1996]
需要更換助行器腳部橡皮套需要更換助行器腳部橡皮套 [William,1995] [William,1995]
使用對象 使用對象
1. 骨科疾病：如截肢、骨折、下肢關節炎或是關節骨科疾病：如截肢、骨折、下肢關節炎或是關節 置換手術患者。
置換手術患者。
2.2. 神經系統疾病：不完全脊椎損傷、中風、帕金森神經系統疾病：不完全脊椎損傷、中風、帕金森 氏症、失智症患者。
氏症、失智症患者。
3.3. 廣泛性體能衰弱：心肺疾病患者。廣泛性體能衰弱：心肺疾病患者。
[ 陽明輔具所 朱文玥 ,2006]
若是以年齡層來分類，根據若是以年齡層來分類，根據 Pardo Pardo 學者的文獻指學者的文獻指 出，助行器的使用族群大多數為年齡超過六十歲 出，助行器的使用族群大多數為年齡超過六十歲以上之老人
以上之老人 [Pardo, 1993][Pardo, 1993]
問題 問題
老人在使用四腳型助行器，在 老人在使用四腳型助行器，在 pick-up pick-up 時期 時期 助行器無法提供支撐，反而重量還要負荷 助行器無法提供支撐，反而重量還要負荷
在腳上，此為最不穩定的狀態 在腳上，此為最不穩定的狀態
目前國內外對於助行器安全性的改良，多 目前國內外對於助行器安全性的改良，多
以需要用到電力系統為主，因此在助行器
以需要用到電力系統為主，因此在助行器
上必須裝載電池、機電裝置等設備，大大
上必須裝載電池、機電裝置等設備，大大
增加了助行器的重量，在移動或搬移時並
增加了助行器的重量，在移動或搬移時並
不便利。 不便利。
想法 想法
(1) (1) 設計有四輪式助行器不需提起助行器的 設計有四輪式助行器不需提起助行器的 狀態，有類似正常步態及較高的穩定性
狀態，有類似正常步態及較高的穩定性
(2) (2) 仍有固定式助行器可以提供較大的支撐 仍有固定式助行器可以提供較大的支撐 力—煞車系統
力—煞車系統
(3) (3) 控制助行器前進的速度—減速裝置 控制助行器前進的速度—減速裝置
助行器之機構改良 助行器之機構改良
減速裝置 減速裝置
煞車系統 煞車系統
減速裝置 減速裝置
輪型助行器本身的阻力很輪型助行器本身的阻力很 小，為了避免助行器移動 小，為了避免助行器移動 過快，必須要增加輪子的 過快，必須要增加輪子的 阻力 阻力
此裝置是使用減速馬達 此裝置是使用減速馬達 在此是將減速馬達當成在此是將減速馬達當成發電機來使用 發電機來使用
將減速馬達接上一可變電將減速馬達接上一可變電 阻。介由可變電阻的調整 阻。介由可變電阻的調整 來改變輪子的阻力。而達 來改變輪子的阻力。而達成減速的效果。
成減速的效果。
煞車系統 煞車系統
減速裝置只能限制助行器 減速裝置只能限制助行器 速度，並無法固定助行器 速度，並無法固定助行器
，對使用者來說還是不夠
，對使用者來說還是不夠 安全。煞車系統為一機械 安全。煞車系統為一機械 式裝置，其目的是當使用 式裝置，其目的是當使用 者在跌倒或失去重心的狀 者在跌倒或失去重心的狀 況下，手腕對助行器的施 況下，手腕對助行器的施 力可能會加大，來引發煞 力可能會加大，來引發煞
車的機制將輪子鎖住。
車的機制將輪子鎖住。
量測 量測
量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的 量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的 受力情況 受力情況
可測量手腕施於握把作用力之感測裝置 可測量手腕施於握把作用力之感測裝置
量測使用者將跌倒時手腕施力於助 量測使用者將跌倒時手腕施力於助
行器的受力情況 行器的受力情況
目前並無文獻指出助行器使用者目前並無文獻指出助行器使用者 將跌倒時對於助行器的受力情形 將跌倒時對於助行器的受力情形 水平力水平力 ???? 垂直力垂直力 ???? 力矩力矩 ??????
測量手腕在將跌倒時的受力狀況測量手腕在將跌倒時的受力狀況 六軸向力感測器（六軸向力感測器（ Fx, Fy, Fz, Fx, Fy, Fz,
Mx, My, Mz
Mx, My, Mz ） ）
將力感測器固定在助行器上，將力感測器固定在助行器上，
所以需要改裝助行器握把的部份 所以需要改裝助行器握把的部份
可測量手腕施於握把作用力之感測 可測量手腕施於握把作用力之感測
裝置 裝置
感測裝置就是要用來測量使用者手腕的施 感測裝置就是要用來測量使用者手腕的施 力大小，在煞車裝置的握把處加上一可以 力大小，在煞車裝置的握把處加上一可以
測量線性位移的位移感測器
測量線性位移的位移感測器 LVDT(Linear V LVDT(Linear V ariable Differential Transformer) Position S ariable Differential Transformer) Position S
ensors ensors
虎克定律公式 虎克定律公式 F = K S F = K S ‧ ‧
可量測出每位使用者的受力狀況，而給予 可量測出每位使用者的受力狀況，而給予 不同彈簧係數之彈簧
不同彈簧係數之彈簧
可測量手腕施於握把作用力之感測 可測量手腕施於握把作用力之感測
裝置 裝置
上述之煞車系統提到，當上述之煞車系統提到，當 手施力於握把時會受到彈 手施力於握把時會受到彈 簧給予的反作用力，而施 簧給予的反作用力，而施 力力 (F)(F) 到某一程度時，會壓到某一程度時，會壓縮彈簧一位移量
縮彈簧一位移量 (S)(S) ，此位，此位 移量即為煞車線的位移量 移量即為煞車線的位移量
，，位移量的多少是控制煞位移量的多少是控制煞 車的因素車的因素。但因為每位使。但因為每位使 用者手腕所施加於行器的 用者手腕所施加於行器的 力量皆不同，無法以同一 力量皆不同，無法以同一 位移量來控制煞車。所以 位移量來控制煞車。所以 需要個別測量使用者手部 需要個別測量使用者手部
遇到的問題 遇到的問題
量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的 量測使用者將跌倒時手腕施力於助行器的 受力情況可能不夠客觀
受力情況可能不夠客觀
(1) (1) 無法由老人來測試，而是健康受測者 無法由老人來測試，而是健康受測者
(2) (2) 受測者心理已預知要跌倒的狀況，和真 受測者心理已預知要跌倒的狀況，和真 實要跌倒前未知狀態是否會有不同反應，
實要跌倒前未知狀態是否會有不同反應，
並不得而知
並不得而知 ??? ???
文獻回顧 文獻回顧
Frederick W. Van Hook, Dale Demonbreun, Barry D. WEISS. “Ambulatory Devices for Chronic G Frederick W. Van Hook, Dale Demonbreun, Barry D. WEISS. “Ambulatory Devices for Chronic G ait Disorders in the Elderly.” American Family Physician, April 15, 2003 Volume 67, Number 8.
ait Disorders in the Elderly.” American Family Physician, April 15, 2003 Volume 67, Number 8.
Hook, F. W. D. Demonbreun., B. D. Weiss. "Ambulatory devices for chronic gait disorders in the elderl Hook, F. W. D. Demonbreun., B. D. Weiss. "Ambulatory devices for chronic gait disorders in the elderl
y." Ame. Fam. Phy.67.8
y." Ame. Fam. Phy.67.8（（20032003））:1717-1724.:1717-1724.
Foley Michael P; Prax, Brian; Crowell, Richard; Boone, Tommy. “Effects of assistive devices on cardior Foley Michael P; Prax, Brian; Crowell, Richard; Boone, Tommy. “Effects of assistive devices on cardior espiratory demands in older adults.” Physical Therapy; Dec 1996; 76, 12:1313-1319 . ProQue espiratory demands in older adults.” Physical Therapy; Dec 1996; 76, 12:1313-1319 . ProQue st Medical Library.
st Medical Library.
Hamid Bateni, PhD, Brain E. Maki, PhD.”Assistive Devices for balance and mobility
Hamid Bateni, PhD, Brain E. Maki, PhD.”Assistive Devices for balance and mobility ：：Benefits, DemaBenefits, Dema nds, and adverse Consequences.”Arch Phys Med Rehabil 2005;86:134-45.
nds, and adverse Consequences.”Arch Phys Med Rehabil 2005;86:134-45.
Richard D. Pardo, MSc, A. Barry Deathe, MD and David A. Winter, PhD. “System for routine assessm Richard D. Pardo, MSc, A. Barry Deathe, MD and David A. Winter, PhD. “System for routine assessm
ent of walker-assisted gait.” Clin. Biomech. 1993;8:73-80.
ent of walker-assisted gait.” Clin. Biomech. 1993;8:73-80.
Honeyman, P., P. Barr, and D. G. Stubbing. "Effect of a walking aid on disability,oxygenation, and brea Honeyman, P., P. Barr, and D. G. Stubbing. "Effect of a walking aid on disability,oxygenation, and brea thlessness in patients with chronic airflow limitation."J.Cardiopulm.Rehabil. 16.1 (1996): 63-67.
thlessness in patients with chronic airflow limitation."J.Cardiopulm.Rehabil. 16.1 (1996): 63-67.
William C. Mann,OTR, PhD, Dianne Hurren, RN, MS, Machiko Tomita, PhD, Barbara Charvt, COTA “A William C. Mann,OTR, PhD, Dianne Hurren, RN, MS, Machiko Tomita, PhD, Barbara Charvt, COTA “A n Analysis of Problems with Walkers Encountered by Elderly Persons” Physical & Occupationa n Analysis of Problems with Walkers Encountered by Elderly Persons” Physical & Occupationa l Therapy in Geriatrics,Vol. 13(1/2) 1995, 1-23.
l Therapy in Geriatrics,Vol. 13(1/2) 1995, 1-23.
