JPH10151222A

JPH10151222A - 骨粗鬆症予防・治療装置

Info

Publication number: JPH10151222A
Application number: JP8312321A
Authority: JP
Inventors: Kazumori Hironaka; 主司廣中; Yoichiro Shiraiwa; 洋一郎白岩; Minoru Takahata; 実高畑
Original assignee: AKATSUKI DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: AKATSUKI DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】適切な骨粗鬆症予防・治療を実施できるよう
工夫された床反力計測装置を用いた骨粗鬆症予防・治療
装置を提供する。【解決手段】骨粗鬆症予防・治療装置であって、踏圧
と跳圧を計測する床反力計測装置１０と、前記踏圧と跳
圧の回数をモニタするモニタ装置２０と、利用者の体重
データを入力する入力装置２３と、骨粗鬆症予防データ
を管理する管理装置３０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床反力計測装置を
用いた骨粗鬆症予防・治療装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】元気で長生きできることは、人にとって
この上もない幸せである。昨今、このような健康管理の
ためのスポーツの振興による体力の増強が叫ばれてお
り、また、そのための種々の訓練装置なども開発されて
きている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
健康管理は主に症状が現れてからの対症療法や、漠然と
した体力増強に向けられており、ややもすると、治療が
遅すぎたり、過度の体力消耗により健康を害するなどの
弊害を伴うといった問題があった。換言すれば、その人
の体力や年齢に応じた適切な健康を保持することを目的
とした健康管理が十分になされていないといった問題点
がある。

【０００４】例えば、骨粗鬆症の予防について言えば、
「臨床スポーツ医学Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ８，９１３頁〜
９２０．発行所：文光堂」によれば、全ての人が年齢を
重ねることにより、少なからず骨粗鬆症化していく。骨
粗鬆症の患者の主所見は、骨量の減少、検査法は骨量の
測定、病態は骨脆弱性、合併症は骨折、治療目標は骨折
予防、運動の効果は有りとされている。

【０００５】人間の生涯の骨密度の変化は、図１０に示
すようになっていることが明らかにされている。図１０
に示すように、（Ａ）は骨粗鬆症予防期、（Ｂ）は骨粗
鬆症早期治療期、（Ｃ）は骨粗鬆症末期治療期と大きく
３段階に分けられ、ピークボーンマス（ＰｅａｋＢｏ
ｎｅＭａｓｓ）は骨量が１．２００〜１．２５０ｇ／
ｃｍ²であり、骨量が０．８００ｇ／ｃｍ²以下になる
と、骨折を起こし易くなる。

【０００６】本発明は、上記問題点を除去し、適切な骨
粗鬆症予防・治療を実施できるよう工夫された床反力計
測装置を用いた骨粗鬆症予防・治療装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、（１）骨粗鬆症予防・治療装置であって、踏圧と跳圧を
計測する床反力計測装置と、前記踏圧と跳圧の回数をモ
ニタするモニタ装置と、利用者の体重データを入力する
入力装置と、骨粗鬆症予防データを管理する管理装置と
を設けるようにしたものである。

【０００８】このように構成したので、適切な骨粗鬆症
予防・治療を実施できるよう工夫された床反力計測装置
を用いた骨粗鬆症予防・治療装置を得ることができる。（２）上記（１）記載の骨粗鬆症予防・治療装置におい
て、前記床反力計測装置は、基台と間隔板と踏板とこの
踏板の下面に設けられる加速度計とを具備するようにし
たものである。

【０００９】したがって、上記（１）の効果に加えて、
構造が簡単な床反力計測装置を備えることができる。（３）上記（１）記載の骨粗鬆症予防・治療装置におい
て、前記床反力計測装置は、基台とこの基台の略中央に
配置される圧力センサと充填液を介して上面に設けられ
る踏板とを具備するようにしたものである。

【００１０】したがって、上記（１）の効果に加えて、
構造が簡単な床反力計測装置を備えることができる。（４）上記（２）又は（３）記載の骨粗鬆症予防・治療
装置において、前記踏板が円形である。したがって、利
用者は特に向きを考慮することなく踏台を使用すること
ができる。つまり、利用者の向きが一定となることによ
る弊害（例えば、運動が規制されたり、踏台の消耗が偏
る）をなくすことができる。

【００１１】（５）上記（１）記載の骨粗鬆症予防・治
療装置において、前記モニタ装置は、踏圧を得るステッ
プを１００回、跳圧を得る立飛びを５０回すると骨粗鬆
症予防運動の完了表示を行うようにしたものである。し
たがって、的確な骨粗鬆症予防・治療の指導型の骨粗鬆
症予防・治療装置を得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１
実施例を示す骨粗鬆症予防・治療装置の全体斜視図、図
２はその骨粗鬆症予防・治療装置のシステム構成図、図
３はその骨粗鬆症予防・治療装置の床反力計測装置の断
面図、図４はその床反力計測装置で踏圧を得る足踏み状
態を示す図、図５はその跳圧を得る立跳び状態を示す図
である。

【００１３】図１において、１０は床反力測定装置、２
０は床反力測定装置の身近に配置され、利用者の踏圧と
跳圧の回数をモニタするモニタ装置であり、ここでは、
利用者が利用し易いように踏圧と跳圧の計数値表示部２
１と、踏圧と跳圧の選択キー２２と、体重値を入力する
キーボード２３がスタンド２４上に配置されている。３
０はディスプレイ３２付きコンピュータ３１を有する管
理装置である。

【００１４】図２において、４１は床反力計測部、４２
は計測・表示部、４３はコンピュータである。床反力測
定装置１０で得られた利用者の骨粗鬆症予防・治療に関
するデータは、管理装置３０によって管理される。床反
力測定装置１０は、図３（ａ）に示すように、円盤状の
基台１と、この基台１の周辺に配置されるゴムからなる
円環状の間隔板２と、この間隔板２上に配置される金属
板からなる踏板３と、この踏板３の下面に設けられる加
速度計４とから構成される。ここでは、床反力測定装置
１０の形状を略円形とする。つまり踏板３の形状を略円
形にしており、利用者は特に向きを考慮することなく踏
台を使用することができる。したがって、利用者の向き
が一定となることによる弊害（例えば、運動が規制され
たり、踏台の消耗が偏る）をなくすことができる。ただ
し、円形以外の形状であても良いことはいうまでもな
い。

【００１５】そこで、その床反力測定装置１０の反力測
定は、図３（ｂ）に示すように、Ｍを利用者の体重、Ｋ
を保持部バネ計数、Ｄを摩擦計数、ｘを変位、ｇを重力
加速度、αを加速度とすると、静荷重時Ｆ₀＝Ｍ・ｇ＝−Ｋｘ₀ 動荷重時ｆ＝Ｍ・α＝−Ｋｘ−Ｄ（ｄｘ／ｄｔ） α＝ｄ²ｘ／ｄｔ²＝−（Ｋ／Ｍ）ｘ−（Ｄ／Ｍ）・（ｄｘ／ｄｔ）したがって、このようにして得られた加速度αと利用者
の体重Ｍを、乗算器に入力することにより、Ｍ・α＝ｆ
を得ることができる。

【００１６】ここで、本発明の装置の動作について図１
を参照しながら説明する。まず、利用者は、自分の体重
値をキーボード２３から入力する。次に、利用者が床
反力測定装置１０に乗って踏圧（Ａ）を選択すると、そ
のデータがモニタ装置２０に表示される。つまり、踏圧
の場合は、２Ｇの回数を計数値表示部２１に表示し、１
００回になると、それを記録するとともに、踏圧の終了
表示を行う。

【００１７】次に、利用者が床反力測定装置１０に乗
って跳圧（Ｂ）を選択すると、そのデータがモニタ装置
２０に表示される。つまり、跳圧の場合は、５Ｇの回数
を計数値表示部２１に表示し、２０回になると、それを
記録するとともに、跳圧の終了表示を行う。そこで、踏
圧及び跳圧が所定回数終了すると、モニタ装置２０に骨
粗鬆症予防運動完了が表示される。

【００１８】その日の骨粗鬆症予防運動に関するデータ
は、管理装置３０としてのコンピュータ３１に記憶さ
れ、管理される。例えば、骨粗鬆症予防運動に関するデ
ータは、利用者毎にこれを、管理装置３０のコンピュー
タ３１に記憶しておき、利用者の要求に応じて、ディス
プレイ３２に表示することができる。また、それらのデ
ータは図示しないが、プリンタによりプリントアウトす
ることもできる。

【００１９】詳細には、後述するが、骨粗鬆症予防・治
療のためには、図４に示すように、床反力測定装置１０
を用いて踏圧を得るためのステップ〔体重の２倍（２
Ｇ）をかける〕と、図５に示すように、床反力測定装置
１０を用いて立ち飛び〔体重の５倍（５Ｇ）をかける〕
を以下に説明する方法で実施すると効果的である。以
下、その骨粗鬆症予防・治療の効果について説明する。

【００２０】図６はＢＭＤ（骨密度：ＢｏｎｅＭｉｎ
ｅｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）の変化率を示す図である。
ここでは、骨粗鬆症予防期にある女性に１００日間、特
別の運動をしない日常生活（Ａグループ）、エアロビク
ス体操をする生活（Ｂグループ）、骨粗鬆症予防運動を
する生活（Ｃグループ）である。この骨粗鬆症予防運動
をする生活は、図４に示すように、ステップ１００回
〔体重の２倍（２Ｇ）をかける〕、図５に示すように、
立飛び５０回〔体重の５倍（５Ｇ）をかける〕を行った
場合の結果を示す図である。

【００２１】図６に示すように、Ａグループの場合は、
平均のＢＭＤ変化率が−０．００１５（減少）、Ｂグル
ープの場合は、平均のＢＭＤ変化率が−０．００３２５
（減少）、Ｃグループの場合は、平均のＢＭＤ変化率が
＋０．０１３７５（増加）していることがわかる。上記
から明らかなように、骨粗鬆症予防運動によるＢＭＤの
増加、つまり骨粗鬆症予防効果が顕著であることがわか
る。

【００２２】図７は本発明の実施例を示す骨粗鬆症予防
・治療装置を用いた骨粗鬆症予防運動フローチャートで
ある。以下、骨粗鬆症予防・治療装置を用いた骨粗鬆症
予防運動について説明する。（１）まず、踏圧が検出されたか否かをチェックする。
つまり、体重の２倍がかけられているか否かをチェック
する（ステップＳ１）。

【００２３】（２）ステップＳ１において、ＹＥＳの場
合には、踏圧が規定回数だけ、ここでは、１００回踏圧
が検出されたか否かをチェックする（ステップＳ２）。（３）ステップＳ２において、ＹＥＳの場合には、記録
・表示する（ステップＳ３）。（４）ステップＳ１において、ＮＯの場合には、跳圧が
検出されたか否かをチェックする。つまり、体重の５倍
がかけられているか否かをチェックする（ステップＳ
４）。

【００２４】（５）ステップＳ４において、ＹＥＳの場
合には、跳圧が規定回数だけ、ここでは、２０回跳圧が
検出されたか否かをチェックする（ステップＳ５）。（６）ステップＳ５において、ＹＥＳの場合には、記録
・表示する（ステップＳ６）。（７）ステップＳ３とステップＳ６とが満足されると、
モニタ装置に骨粗鬆症予防運動の完了表示を行う（ステ
ップＳ７）。

【００２５】このような、骨粗鬆症予防運動を実施する
と、図８に示すような骨粗鬆症予防効果を示すことがで
きる。図８は本発明の骨粗鬆症予防・治療装置を用いた
骨粗鬆症予防運動の効果を示す骨密度曲線図である。こ
の図において、実線が骨粗鬆症予防運動を実施する場合
の曲線（あ）、点線がそのような運動習慣のない場合の
曲線（い）であり、骨粗鬆症予防運動を実施する場合に
は、特に、末期治療期においても、骨量０．９２５ｇ／
ｃｍ²を保持することができる。因みに、２４才迄の予
防期で、骨粗鬆症予防運動を行う者のＢＭＤの上昇率
は、年間〔＋０．０５１ｇ／ｃｍ²〕である。また、２
５〜３５才迄の予防期、または３５才から４０才迄の早
期治療期の骨粗鬆症予防運動を行う者も行わないものも
この時期のＢＭＤの増減は、微量で大きな変化は見られ
ない。

【００２６】また、４０才から６５才迄の早期治療期、
または末期治療期（６５才以上）で、骨粗鬆症予防運動
を行う者のＢＭＤの下降率（抑制効果）は、年間〔−
０．０１３ｇ／ｃｍ²〕である。図８に示すような曲線
は、利用者毎にこれを、図１に示す管理装置３０に記録
しておき、利用者の要求に応じて、ディスプレイ３２に
表示することができる。

【００２７】なお、上記実施例では、骨粗鬆症予防運動
について述べたが、踏圧と跳圧時の荷重を弱くすること
により、骨粗鬆症の治療に適用することができることは
明白である。また、上記実施例においては、骨粗鬆症予
防運動データのみについて述べたが、スデップ及び立跳
びに要する運動エネルギーを演算して、これを積算して
運動消費エネルギーを記録・表示することができる。

【００２８】図９は本発明の他の実施例を示す骨粗鬆症
予防・治療装置の床反力計測装置を示す断面図である。
この種の床反力計測装置としては、図９（ａ）及び図９
（ｂ）に示すように、２種類がある。まず、図９（ａ）
において、５１は基台（バス／フレーム）、５２は圧力
センサ、５３は充填液、５４は踏板（受圧板）、５５は
アイソレータである。

【００２９】図９（ｂ）において、６１は基台（バス／
フレーム）、６２は圧力センサ、６３は充填液、６４は
２次受圧板、６５はアイソレータ、６６は受圧板フロー
タ、６７は踏板（１次受圧板）である。図９（ａ）にお
ける床反力計測装置の圧力変換比は、〔踏板（受圧板）
５４の受圧面積／圧力センサ５２の受圧面積〕となり、
図９（ｂ）における床反力計測装置の圧力変換比は、伝
達係数ｋ×〔踏板（一次受圧板）６７の受圧面積／圧力
センサ６２〕の受圧面積〕×〔踏板（一次受圧板）６７
の受圧面積／２次受圧板６４の受圧面積〕となり、図９
（ｂ）の場合は、反力が増幅されて、計測されることに
なる。因みに、圧力センサとしては、コパルＰ−８３０
０−５０１Ｇ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ²，受圧面積２ｃｍ
²）（コパル電子製）を用いることができる。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。（１）請求項１記載の発明によれば、適切な骨粗鬆症予
防・治療を実施できるよう工夫された床反力計測装置を
用いた骨粗鬆症予防・治療装置を提供することができ
る。

【００３２】（２）請求項２記載の発明によれば、上記
（１）の効果に加えて、構造が簡単な床反力計測装置を
得ることができる。（３）請求項３記載の発明によれば、上記（１）の効果
に加えて、構造が簡単な床反力計測装置を備えることが
できる。（４）請求項４記載の発明によれば、利用者は特に向き
を考慮することなく踏台を使用することができる。つま
り、利用者の向きが一定となることによる弊害（例え
ば、運動が規制されたり、踏台の消耗が偏る）をなくす
ことができる。

【００３３】（５）請求項５記載の発明によれば、的確
な骨粗鬆症予防・治療の指導型の骨粗鬆症予防・治療装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す骨粗鬆症予防・治療
装置の全体斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す骨粗鬆症予防・治療
装置のシステム構成図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す骨粗鬆症予防・治療
装置の床反力計測装置の断面図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す床骨粗鬆症予防・治
療装置の反力計測装置で踏圧を得る足踏み状態を示す図
である。

【図５】本発明の第１実施例を示す床骨粗鬆症予防・治
療装置の床反力計測装置で跳圧を得る立跳び状態を示す
図である。

【図６】ＢＭＤ（骨密度）の変化率を示す図である。

【図７】本発明の実施例を示す骨粗鬆症予防・治療装置
を用いた骨粗鬆症予防運動フローチャートである。

【図８】本発明の骨粗鬆症予防・治療装置を用いた骨粗
鬆症予防運動の効果を示す骨密度曲線図である。

【図９】本発明の他の実施例を示す骨粗鬆症予防・治療
装置の床反力計測装置を示す構成図である。

【図１０】人間の生涯の骨密度の変化を示す図である。

【符号の説明】

１円盤状の基台２円環状の間隔板３踏板４加速度計１０床反力測定装置２０モニタ装置２１計数値表示部２２踏圧と跳圧の選択キー２３体重値を入力するキーボード２４スタンド３０管理装置３１，４３コンピュータ３２ディスプレイ４１床反力計測部４２計測・表示部５１，６１基台（バス／フレーム）５２，６２圧力センサ５３，６３充填液５４踏板（受圧板）５５，６５アイソレータ６４２次受圧板６６受圧板フロータ６７踏板（１次受圧板）

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】図２において、４１は床反力計測部、４２
は計測・表示部、４３はコンピュータである。床反力測
定装置１０で得られた利用者の骨粗鬆症予防・治療に関
するデータは、管理装置３０によって管理される。床反
力測定装置１０は、図３（ａ）に示すように、円盤状の
基台１と、この基台１の周辺に配置されるゴムからなる
円環状の間隔板２と、この間隔板２上に配置される金属
板からなる踏板３と、この踏板３の下面に設けられる加
速度計４とから構成される。ここでは、床反力測定装置
１０の形状を略円形とする。つまり踏板３の形状を略円
形にしており、利用者は特に向きを考慮することなく踏
台を使用することができる。したがって、利用者の向き
が一定となることによる弊害（例えば、運動が規制され
たり、踏台の消耗が偏る）をなくすことができる。ただ
し、円形以外の形状であっても良いことはいうまでもな
い。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】そこで、その床反力測定装置１０の反力測
定は、図３（ｂ）に示すように、Ｍを利用者の体重、Ｋ
を保持部バネ定数、Ｄを摩擦係数、ｘを変位、ｇを重力
加速度、αを加速度とすると、静荷重時Ｆ₀＝Ｍ・ｇ＝−Ｋｘ₀ 動荷重時ｆ＝Ｍ・α＝−Ｋｘ−Ｄ（ｄｘ／ｄｔ） α＝ｄ²ｘ／ｄｔ²＝−（Ｋ／Ｍ）ｘ−（Ｄ／Ｍ）・（ｄｘ／ｄｔ）したがって、このようにして得られた加速度αと利用者
の体重Ｍを、乗算器に入力することにより、Ｍ・α＝ｆ
を得ることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】図９（ｂ）において、６１は基台（バス／
フレーム）、６２は圧力センサ、６３は充填液、６４は
２次受圧板、６５はアイソレータ、６６は受圧板フロー
タ、６７は踏板（１次受圧板）である。図９（ａ）は、
踏板５４の受ける定格荷重Ｗと圧力センサ５２の定格受
圧ｗとの比Ｗ／ｗ＝ｍを「圧力変換比」、踏板面積／圧
力センサの受圧面積なる受圧面積比をｎ_aと定義すると
き、ｍ＝ｎ_aとして設定される構造である。図９（ｂ）
は、上述の定義比率について、ｍ＜ｎ_b，ｎ_b＝ｎ_a
ｋｋ≡１次受圧面積／２次受圧面積なる設定を可能と
する構造であり、ｋは「面積変換係数」といえる。１次
受圧板６７と２次受圧板６４は機械的に直結され、力の
伝達に減衰などのない構造とする。図９（ａ）、図９
（ｂ）について、一例を示すと、定格圧力０．５ｋｇｆ
／ｃｍ²、受圧面積２ｃｍ²の圧力センサを用い、定格
荷重３００ｋｇｆを測定する場合、ｍ＝３００／（０．
５×２）＝３００、図９（ａ）の構造では、ｎ_a＝ｍ＝
３００であるから、踏板５４の面積は、２ｃｍ²×３０
０＝６００ｃｍ²となる。図９（ｂ）は、上述の例の踏
板面積６００ｃｍ²より大きい面積が要求される場合に
適用され、踏板（１次受圧板）６７の面積を１ｍ²（１
００００ｃｍ²）とすると、ｋ＝１００００／６００＝
１６．７とみなされる。すなわち、荷重３００ｋｇｆを
１ｍ²の踏板で受け、図９（ａ）と同様のｍ＝３００、
つまり、圧力センサ定格圧力（０．５ｋｇｆ／ｃｍ²×
２ｃｍ）を与えることが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白岩洋一郎京都府京都市西京区大原野東竹の里町２丁目−１洛西竹の里１棟806号 (72)発明者高畑実京都府京都市山科区竹鼻竹ノ街道町70番地株式会社暁電機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）踏圧と跳圧を計測する床反力計測装
置と、（ｂ）前記踏圧と跳圧の回数をモニタするモニタ
装置と、（ｃ）利用者の体重データを入力する入力装置
と、（ｄ）骨粗鬆症予防データを管理する管理装置とを
具備する骨粗鬆症予防・治療装置。
【請求項２】請求項１記載の骨粗鬆症予防・治療装置
において、前記床反力計測装置は、基台と間隔板と踏板
と該踏板の下面に設けられる加速度計とを具備すること
を特徴とする骨粗鬆症予防・治療装置。
【請求項３】請求項１記載の骨粗鬆症予防・治療装置
において、前記床反力計測装置は、基台と該基台の略中
央に配置される圧力センサと充填液を介して上面に設け
られる踏板とを具備することを特徴とする骨粗鬆症予防
・治療装置。
【請求項４】請求項２又は３記載の骨粗鬆症予防・治
療装置において、前記踏板が円形であることを特徴とす
る骨粗鬆症予防・治療装置。
【請求項５】請求項１記載の骨粗鬆症予防・治療装置
において、前記モニタ装置は、踏圧を得るステップを１
００回、跳圧を得る立飛びを５０回すると骨粗鬆症予防
運動の完了表示を行うことを特徴とする骨粗鬆症予防・
治療装置。