JPH03195541A

JPH03195541A - 筋力測定装置

Info

Publication number: JPH03195541A
Application number: JP1335153A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Hayashi; 成行林; Kiyohito Harakawa; 清仁原川
Original assignee: Anima Corp
Current assignee: Anima Corp
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-27
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2779967B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は筋力測定装置に係り、特に下肢を曲げたい位置
から下肢を伸ばした位置までの領域で、下肢の機能を筋
力に基づいてベクトル的に測定する筋力測定装置に関す
る。

〈従来の技術〉手術後の患者や障害者の機能回復訓練成は神経疾患の麻
痺の程度の評価のために、さらには健常者の体力増強の
訓練の効果を判定するために筋力を測定することが行わ
れている。

例えは特開昭６２−８７５６号公報では、スプロケット
間に張設されたチェーンに連結されたペダルを両脚の屈
伸により往復移動させる速度制限型の負荷装置により、
予め設定した所定速度に達した時に負荷を与え、等速性
訓練に基づいて機能回復訓練成は体力増強を行う下肢伸
展運動器が提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉人間の基本動作である歩行は、膝、股及び足関節の共同
運動で起される屈伸力で行われるので、手術後の患者や
障害者の下肢の機能回復の度合の情報は、単関節に関す
る筋力の測定のみから得られるよりは、むしろ、膝、股
、足関節を含む多関節の運動状態を測定して得られるこ
とが必要である。

体力増強のために下肢の筋力の強化を行う場合でも、筋
肉は成る程度強化されると、同程度の訓練ではそれ以上
増強されにくいので、多関節訓練を行って総合的な筋力
の増強をはかり、この多関節訓練の結果を測定し、特に
強化すべき単関節があれば、その単関節の筋力を強化す
るのが効果的である。

前述した特開昭６２−８７５６号公報で提案されている
下肢伸長運動器は、多関節を対象とした筋力の訓練を目
的としたものである。

一方筋力評価装置としては、例えば、米国製の「サイペ
ックス」という装置名のものがよく知られている。しか
し、「サイペックス」は単関節の筋力を対象とするもの
であった。

本発明は、前述したようなこの種の筋力測定装置の現状
に鑑みてなされたものであり、その目的は被検者の下肢
の総合的な筋力をベクトル的に測定し、被検者の下肢の
運動機能を適確に判定することが出来る筋力測定装置を
提供することにある。

く課題を解析するための手段〉前記目的を達成するために、本発明は被検者が椅子に座
わり、下肢を曲げた位置から下肢を伸ばした位置までの
領域で、前記椅子から前方に延びた移動自在なロッドに
取り付けられたペダルに、前記下肢先端で力を印加し、
前記被検者の筋力を測定する筋力測定装置に対して、前
記ペダルに取り付けられ、前記下肢から印加される力の
前記ロッドの長手方向の力を検出する水平力センサと、
前記ペダルに取り付けられ、前記下肢から印加される力
の前記長手方向に直角な力を検出する垂直力センサと、
前記ロッドを予め設定される移動条件で軸方向に移動ま
た停止させるロッド駆動装置とが具備された構成となっ
ている。

く作　　用〉本発明では、被検者は椅子に座わり、椅子から前方に延
びた移動自在なロッドに固定されたペダルに下肢をセッ
トし、下肢を曲げた位置から伸ばした所定の位置までの
領域で、下肢先端でペダルに力を印加する。

このペダルには、下肢から印加される力のロッドの長手
方向の力を検出する水平力センサと、下肢から印加され
る力の前記長手方向に直角な方向の力を検出する垂直力
センサとが設けられ、下肢の印加力はベクトル的に測定
される。

ロッド駆動装置によってロッドは予め設定された移動条
件で軸方向に移動され、この移動の各位置において、前
述した下肢の印加力がベクトル的に測定される。

く実　施　例〉以下、本発明の一実施例を第１図乃至第６図を参照して
説明する。

第１図、一実施例の要部の構成を示す斜視図、第２図は
第１図の部分拡大図、第３図は一実施例におけるロッド
駆動装置の構成を示すブロック図、第４図及び第５図は
一実施例のペダル部分の説明図、第６図は一実施例のシ
リンダ部分の断面図である。

第１図に示すように、基台１にスライド枠２が固定され
、このスライド枠２に同図でＺ方向に移動自在に椅子３
が取り付けられ、椅子に座わった被検者が、手で所望の
位置に椅子３を移動させ、その位置に椅子３を固定する
ことが出来るようになっている。また、スライド枠２の
両端には、被検者が両手で身体を安定保持するためのハ
ンドル４が設けられ、非常停止釦４ａが取り付けられて
いる。

第１図及び第２図に示すように、図示せぬロッド駆動装
置が接続されるシリンダ５が端部を椅子３の下方に位置
されて配設され、このシリンダ５から出入自在に配され
ているロッド６の先端にはスライダブロック７が固定さ
れている。基台１上には、ガイド８が互いに対向して固
定され、前記スライダブロックに取り付けられているロ
ーラ９が、ガイド８の縁辺部と対接され、スライダブロ
ック７は、ガイド８に沿って移動自在な構成になってい
て、スライダブロック７の先端部には、上方に突出して
棒状ロードセル１０が固定されている。

ガイド８の上方にガイド８に平行に、ペダルガイド１１
が基台１に固定して配設され、このペダルがイド１１の
縁辺部と対接するローラ１２を有する基板１３が、ペダ
ルがイド１１に対して移動自在に取り付けられている。

この基板１３にはストッパ１４が突出して形成され、こ
のストッパ１４に端部を係止させて、ペダル１５が基板
１３に取り付けられている。

このペダル１５には、ヒンジ１６を介してロードセル１
７の一端が固定され、ロードセル１７の他端は、基板１
３の面に直角に固設されたコツタ１８の一端に固定され
、コツタ１８の他端側は前記棒状ロードセル１０に対し
て点接触状態にされている。

第６図に示すように、シリンダ５内にピストン２４が配
され、このピストン２４には筒状のピストン棒２５が固
定され、ピストン棒２５の端部にロッド６が固定されて
いる。ピストン棒２５内にはボールねじ２６が配設され
、ピストン２４と共に移動するボールナツト２７によっ
て回転移動するボールねじ２６の回転を検出するロータ
リーエンコーダ２１がシリンダ５の端部に取り付けられ
、この端部にはピストン２４の移動を停止させる電磁ブ
レーキ２０も取り付けられている。

シリンダ５に設けられている圧縮空気の出入口２３接続
されているロッド駆動装置３０は、第３図に示すように
駆動源３１、空気供給装置３２及びコントロールユニッ
ト３３を具備し、空気供給装置３２とコントロールユニ
ット３３間及び駆動源３１間が接続されている。そして
、コントロールユニット３３を介して外部装置との間で
信号の授受が可能であり、コントロールユニット３３か
ら発せられる前進・後進のバルブ信号が空気供給装置３
２へ出力されるようになっている。また、基台１の端部
に、ロッド６の移動方向を表示するランプＬ、、Ｌ２が
固定されている。

以上に述べた構成の実施例の動作を、次に説明する。

椅子３に座位姿勢をとった被検者は、筋力を測定しよう
とする側の下肢の先端をペダル１５上に位置させた状態
で、その下肢がロッド６上に位置するように、椅子３を
スライド枠２に沿って移動させ最適位置に固定する。

実施例では、ロッド駆動装置３０を駆動させることによ
り、ロッド６をシリンダ５から送り出す方向及びシリン
ダ５に送り込む方向の二方向に、設定した移動条件（速
度、加速度、停止位置）で移動させることが出来る。こ
れに対して、ペダル１５上に配した下肢先端でペダル１
５を前進或は後進させながらペダル１５を押し込む操作
と、ペダル１５を前進或は後進させながらペダル１５を
引っ張る操作の四操作を行うことが出来る。

このため、実施例では下肢の筋力方向と、ロッド６の移
動方向とて、第１表に示す四種の測定が可能である。

第１表のＮα１及びＮα２の測定では、第４図及び第５
図に示すように、コツタ１８が棒状ロードセル１０の椅
子３側に配された状態で測定が行われるが、Ｎ１１３及
び魚４の測定では、棒状のロードセル１０がコツタ１８
の椅子側に配されるように位置を変えて測定が行われる
。

以下では、第１表のＮα１の測定を取り上げて説明する被検者がひざを曲げて下肢先端をペダル１５上にセット
した状態から、ロッド駆動装置３０を駆動させてロッド
６をシリンダ５から送り出し、被検者がひざを所定位置
まで伸ばした状態で、ロッド６を停止させてその位置を
確認し、前記セット状態からひざを伸ばした状態までの
領域で筋力の測定が行われる。

ロッド６を原位置に戻して、第４図に示す状態から測定
を開始し、予め設定した所定移動条件、例えば定速度で
ロッド６を前記領域の終端位置（被検者がひざを伸ばし
た位置）まで送り出す。

このロッド６の移動過程で、被検者は下肢先端でペダル
１５を踏み込む。この踏み込みによってペダル１５には
ロッド６の移動方向と水平力と、この水平力に直角に下
方に働く垂直力とが印加される。

第５図に示すように、ロードセル１７は水平方向に配さ
れ、その表裏両面にひずみゲージ１７ａ１７ｂが取り付
けられ、前記垂直力Ｆｖがひずみゲージ１７ａの１７ｂ
で検出されるので、ロードセル１７からは前記垂直力Ｆ
ｖの検出信号が出力される。

また、前記水平力Ｆｈはコツタ１８を介して、コツタ１
８に点接触されている棒状ロードセル１０に印加される
ので、棒状ロードセル１０からは前記水平力Ｆｈの検出
信号を出力される。

一方、ロータリーエンコーダ２１からはロッド６の移動
距離を示す位置信号が出力され、この位置信号と前述の
ロードセル１７及び棒状ロードセル１０からの検出信号
とが、図示せぬ演算回路に入力される。そして演算回路
によって、ペダルの移動位置に対する被検者の下肢機能
が筋力に基づいてベトクル的に解析され、その解析結果
が表示器に表示される。

このようにして、実施例によると椅子３をスライド枠２
に沿って移動させ最適の測定位置で、被検者の下肢の多
関節に係る総合的な機能を筋力に基づいてベトクル的に
測定して、被検者の下肢機能の適確な情報を得ることが
出来る。ロッド駆動装置３０によってロッド６を種々の
移動条件（速度、停止位置等）で移動させることができ
、このロッド６に係合されるペダル１５へ与える下肢の
印加力によって、下肢の各種の運動機能や関節の状態を
解析することが出来る。

被検者は椅子３やペダル１５に身体を拘束されることな
く、自然な姿勢で測定を行うことができ、安全且つ適確
に筋力機能の測定が行われる。

なお、実施例では、−本のロッドを用いて片方の足を対
象として測定を行う場合について説明したが、本発明は
実施例に限定されるものでなく、二本のロッドを使用し
て両足を対象にしてそれぞれ独立した測定を行う構成と
することも出来る。

〈発明の効果〉以上詳細に説明したように、本発明によると被検者の下
肢の総合的な機能の筋力に基づいたベクトル的な測定が
、被検者に自然な姿勢を保持させ、身体を拘束せずに適
確に行われ、被検者の下肢の筋力に関する総合的な情報
を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は、本発明の一実施例を説明する図で
、第１図は要部の構成を示す斜視図、第２図は第１図の
部分拡大図、第３図はロッド駆動装置のブロック図、第
４図及び第５図は動作の説明図、第６図はシリンダ部分
の断面図である。１・・・基台、　　　　　　　２・・・スライド枠、３
・・・座椅子、　　　　　４・・・ハンドル、４ａ・・
・非常停止釦、　　５・・・シリンダ、６・・・ロッド
、　　　　　　７・・・スライダロック、８・・・ガイ
ド、　　　　　　９・・・ローラ、０・・・棒状ロード
セル、１１・・・ペダルガイド、２・・・ローラ、　　
　　　１３・・・基板、４・・・ストッパ、　　　　１
５・・・ペダル、６・・・ヒンジ、　　　　　１７・・
・ロードセル、８・・・コツタ、　　　　　２０・・・
電磁ブレーキ、１・・・ロータリ・エンコーダ、３・・・出入口、　　　　　２４・・・ピストン、５・
・・ピストン棒、　　　２６・・・ボールねじ、７・・
・ポールナツト、　３０・・・ロッド駆動装置、１・・
・駆動源、　　　　３２・・・空気供給装置、３・・・
コントロールユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検者が椅子に座わり、下肢を曲げた位置から下
肢を伸ばした位置までの領域で、前記椅子から前方に延
びた移動自在なロッドに取り付けられたペダルに、前記
下肢先端で力を印加し、前記被検者の筋力を測定する筋
力測定装置であり、前記ペダルに取り付けられ、前記下
肢から印加される力の前記ロッドの長手方向の力を検出
する水平力センサと、前記ペダルに取り付けられ、前記
下肢から印加される力の前記長手方向に直角な方向の力
を検出する垂直力センサと、前記ロッドを予め設定され
る移動条件で軸方向に移動また停止させるロッド駆動装
置とを有することを特徴とする筋力測定装置。
（２）椅子が、ロッドに直角方向に移動自在に構成され
ていることを特徴とする請求項（１）に記載の筋力測定
装置。