JPH11290301A - 大腿四頭筋筋力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 診療台上やベッド上で簡易に被験者の大腿四
頭筋の筋力を測定することのできる可搬式の装置を提供
する。 【解決手段】 基台１上に被験者２０の下肢の足首部を
固定可能で前後方向に摺動可能な足首支持台３と、下肢
の膝裏を支持する膝裏支持台６とを設ける。膝裏高さ調
整板７、８を板厚の異なったものと交換することにより
膝裏支持台６の高さを調整し、膝の屈曲角度を所定の角
度に調整した状態で膝を膝裏支持台６で支承し、足首部
を足首支持台３に固定する。この状態で下肢を伸展する
ように力を加えると膝裏支持台６に矢印Ｆで示す、大腿
四頭筋の筋力に対応した荷重が加わる。この荷重を歪み
ゲージ荷重検出器９で検出し測定値表示装置５に表示す
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、大腿四頭筋筋力測
定装置に関し、特に、ベッド上や診察台上で簡易に被験
者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベッド上や診察台上で簡易に被験
者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる装置はな
かった。大腿四頭筋は大腿部の前部にある筋肉であり、
人が立ち上がった立位を取ったり、膝を安定させるのに
重要な筋肉である。長期間ベッドに寝ていたり、老人で
は大腿四頭筋の筋力が衰弱し、立ち上がったり歩行する
ことが困難になることがある。このように筋力の弱った
人の筋力を判定するのに、従来は医者が臨床で、ＭＭＴ
（マニュアル マッスル テスト）と称するテストを行
い、被験者の様子を見て判定していた。このテストは、
可動域の終わりに加えた最大の抵抗に抗して運動できる
時に５点、重力に抗して運動できる時に３点、全く収縮
できない時に０点といったように被験者の観察により０
点から５点までの点数を付けて評価するものであった。
しかしながら、この判定法は医者が被験者を目視または
触診で観察して大雑把な判定を行うものであって、客観
的な数値として筋力を表すものではなく、被験者が自己
の筋力を再現性のある数値として把握することはできな
かった。

【０００３】また、大腿四頭筋の筋力を測定することが
できる装置としてサイベックス（商標名、米国のＣＹＢ
ＥＸ社の筋力評価訓練装置）と称する装置がある。この
装置は特別の椅子に被験者を座らせ、上半身をシートベ
ルトで固定して膝のみの伸展と屈曲が行えるようにし、
膝を屈伸させてその時のスピードとトルクを計測するよ
うにした装置である。膝を伸展させる時のトルクにより
大腿四頭筋の筋力を測定することができる。しかしなが
ら、この装置は特別の椅子と膝の屈伸を測定する機器が
一体となった大掛かりな装置であり、通常、測定室の一
角に設置され専門のオペレータが付く装置である。この
ため筋力の測定には被験者が測定室に出向き専門のオペ
レータにより測定してもらう必要があった。このため、
診療台上やベッド上にいる被験者の筋力をその場で簡易
に測定することができないという問題点があった。ま
た、装置が大掛かりで高価なため、どの病院でもこの装
置を導入するというわけにはいかなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明のうち
請求項１記載の発明は、診察台上やベッド上で簡易に被
験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる可搬式
の装置を提供することを目的としたものである。請求項
２記載の発明は、上記発明の目的に加え、より正確に大
腿四頭筋の筋力を測定することができる装置を提供する
ことを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１記載の発明は、基台と、その
基台上に水平方向にスライド可能に支承されると共に下
肢の足首部を固定可能とする足首支持台と、前記基台上
に固定され下肢の膝裏部に当接し支持する膝裏支持台
と、その膝裏支持台の高さを調整可能とする膝裏高さ調
整手段と、前記膝裏支持台に掛かる荷重を検出する荷重
検出手段と、その荷重検出手段で検出された荷重を表示
する測定値表示装置と、を備えることを特徴とする。こ
こで、膝裏高さ調整手段としては、下肢の膝裏部に当接
し下肢からの押圧力を支持する膝裏支持台の高さを調整
するための手段であり、具体的には、ねじとリンク機構
により膝裏支持台の高さを調整したり、膝裏支持台と基
台との間に膝裏高さ調整板を介在せしめ、その膝裏高さ
調整板をその板厚の異なったものと交換する方法等の、
膝裏支持台の高さを変化させるための手段のすべてをい
う。また、ここで、荷重検出手段としては、下肢の膝裏
が膝裏支持台を下方に押圧する荷重を検出する手段であ
り、具体的には、ばね秤を用いた荷重計や、歪みゲージ
を用いた荷重計等の、膝裏支持台に掛かる荷重を検出す
るための手段のすべてをいう。

【０００６】このように形成すると、診療台上やベッド
上で簡易に被験者の大腿四頭筋の筋力を測定することが
できる。すなわち、被験者をベッド上で座らせ上半身を
立てて下肢を前方に投げ出した姿勢を取らせる。そし
て、ベッド上に本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置を
置き、下肢の一方たとえば右足を僅かに曲げた状態で大
腿四頭筋筋力測定装置に上に載せる。このとき、膝関節
の中心が膝裏支持台の中央と一致するように膝を膝裏支
持台に載せ、足首を足首支持台に固定する。足首支持台
は基台上で水平方向にスライド可能に支承されているか
ら被験者の下肢の長さに応じて足首支持台がスライドし
足首部を固定する。次に、膝裏高さ調整手段で膝裏支持
台の高さを調整し、僅かに曲げた膝の屈曲角度を所定の
一定値に、たとえば１５度になるように調整する。この
姿勢で被験者に膝を力一杯伸展させると、大腿四頭筋の
筋力に対応した力で膝裏が膝裏支持台を下方に押圧す
る。その押圧力は荷重検出手段により検出され、測定値
表示装置に表示される。測定値表示装置に表示された荷
重は大腿四頭筋の筋力を評価するに適したものであり、
膝裏支持台に載せた膝の屈曲角度を測定の度に所定の一
定値に保てば、測定値表示装置に表示された荷重は再現
性のある測定値を示す。

【０００７】ここで、請求項２記載の発明のように、前
記測定値表示装置が、計測時に膝裏支持台に掛かる荷重
から下肢に力を入れていない状態での膝裏支持台に掛か
る荷重を差し引いて表示するオフセット量補正手段を備
えることを特徴とすることができる。このように形成す
ると、本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置の上に下肢
を載せ被験者が下肢に力を入れていない状態での、下肢
自体の重量による膝裏支持台を下方に押圧する荷重がオ
フセット量として補正され、下肢を伸展しようと力を入
れた時に生ずる大腿四頭筋の筋力に対応した荷重のみが
測定値表示装置に表示され、より正確に大腿四頭筋の筋
力を測定することができる。ここで、オフセット量補正
手段としては、測定値表示装置内にマイクロコンピュー
タを備え、そのマイクロコンピュータに、下肢に力を入
れていない状態で検出された荷重を記憶する空荷重記憶
手段と、下肢に力を入れた状態で検出された荷重から前
記空荷重記憶手段に記憶された荷重を差し引く演算手段
と、その演算手段で演算された荷重を表示する測定値表
示手段とを備えることにより容易に実現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て図面を参照し説明する。図２は本発明に係る大腿四頭
筋筋力測定装置の平面図、図３は側面図、図４は正面図
である。基台１は長方形をした板状の部材であり、上面
に２つの長方形をした凹所１Ａ、１Ｂが形成されてい
る。基台１は重量の軽い木材若しくはアルミ材で形成さ
れる。前方の凹所１Ａには前後方向に丸棒からなる２本
のスライド棒２、２が架設されている。このスライド棒
２、２に挿通案内されて上面が鞍形状をしたブロック状
の足首支持台３が前後方向に摺動自在に基台１に搭載さ
れている。足首支持台３はその大部分が硬質のウレタン
樹脂で構成され、足首に当接する表面部のみが軟質のウ
レタン樹脂で構成されている。足首支持台３には被験者
の足首部を締着するための足首締着バンド４が取り付け
られている。足首締着バンド４は一面がマジックテープ
となっており、そのマジックテープ部の接着剥離により
被験者の足首部を締着したり解放したりするようになっ
ている。

【０００９】一方、基台１の後方の凹所１Ｂには四隅に
歪みゲージ荷重検出器９、９、９、９が配設され、その
上に、凹所１Ｂに嵌まり込むようにして板状の膝裏支持
基台１０が配設されている。膝裏支持基台１０の中央部
の上に膝裏高さ調整板７、８が積層され、さらにその上
に、上面が鞍形状をしたブロック状の膝裏支持台６が載
せられている。膝裏支持基台１０、膝裏高さ調整板７、
８はそれぞれ硬質のウレタン樹脂で構成されている。ま
た、膝裏支持台６はその大部分が硬質のウレタン樹脂で
構成され、膝裏に当接する表面部のみが軟質のウレタン
樹脂で構成されている。膝裏支持基台１０の上面中央
部、膝裏高さ調整板７、８の上下面および膝裏支持台６
の下面には、それぞれ全面にマジックテープが貼着固着
されており、そのマジックテープ部同士の接着剥離によ
り膝裏支持基台１０上に積み上げた部材６、７、８を互
いに固定したり引き離したりすることができるようにな
っている。四つの歪みゲージ荷重検出器９、９、９、９
は膝裏支持台６に掛かる荷重を検出する荷重検出手段を
構成する。

【００１０】膝裏高さ調整板７、８は種々の板厚のもの
が用意されており、適当な板厚の膝裏高さ調整板７、８
を選択し組み合わせることにより膝裏支持台６の高さを
調整するようになっている。膝裏高さ調整板７、８は膝
裏支持台６の高さを調整可能とする膝裏高さ調整手段を
構成する。

【００１１】基台１の右手前方には測定値表示装置５が
配設されている。測定値表示装置５には、液晶からなり
測定値を表示するディスプレイ部５１、リセット釦５
２、設定釦５３が設けられている。測定値表示装置５内
にはマイクロコンピュータを備え、そのマイクロコンピ
ュータは四隅の歪みゲージ荷重検出器９、９、９、９で
検出された荷重の合計を算出してディスプレイ部５１に
表示する。そして、リセット釦５２を押すと、その時点
での荷重をマイクロコンピュータ内の空荷重記憶手段に
記憶すると共にディスプレイ部５１の表示を一旦０（Ｋ
ｇ）として、その後は歪みゲージ荷重検出器９で検出さ
れた荷重から空荷重記憶手段に記憶した荷重を差し引い
た荷重をディスプレイ部５１に表示するように構成され
ている。上記のマイクロコンピュータ内の手順はオフセ
ット量補正手段を構成している。

【００１２】設定釦５３はこの大腿四頭筋筋力測定装置
を大腿四頭筋の筋力向上のための訓練装置として用いる
際に使用するもので、設定釦５３により適当な数値（た
とえば５０Ｋｇ）をディスプレイ部５１に一旦設定する
ことにより、以後は被験者が下肢を伸展させるように力
を入れて膝裏で膝裏支持台６を押圧し、その荷重が設定
値（たとえば５０Ｋｇ）に達する毎にその回数をディス
プレイ部５１に表示するように上記マイクロコンピュー
タ内の手順が構成されている。マイクロコンピュータや
ディスプレイ部５１の電源は電池（図示せず）であり、
その電池は測定値表示装置５内に内蔵されているので商
用電源からコードを引っ張る必要がなく、可搬に便利で
あり何処にでも大腿四頭筋筋力測定装置を持ち運びでき
るようになっている。

【００１３】基台１の後端部に２本の基台支持棒１２、
１２が基台１の水平方向の孔１Ｃ、１Ｃに挿通され装着
されている。基台支持棒１２、１２はこの大腿四頭筋筋
力測定装置の使用時に図のように基台１から後方に引き
出して用い、基台１の実効長を基台本体より長くしてモ
ーメントを大きくし、被験者が足首を固定し下肢を伸展
しようと力を入れた際に基台１の前端部が持ち上がるの
を防止する役割を果たす。大腿四頭筋筋力測定装置を使
用しない時は、基台支持棒１２、１２を摺動させて孔１
Ｃ、１Ｃ内に格納し、この大腿四頭筋筋力測定装置の持
ち運びを容易にしている。

【００１４】基台１上の膝裏支持台６の左右に、膝位置
指標棒１１を立てるための装着孔１３、１４が設けられ
ている。装着孔１３、１４の位置は膝裏が当接する膝裏
支持台６の鞍形状の中心線上に来るように設けられてい
る。膝位置指標棒１１は被験者の下肢を大腿四頭筋筋力
測定装置の上に載せ膝裏を膝裏支持台６に密着させた際
に、膝関節の位置が膝裏支持台６の鞍形状の中心線上に
来るように案内する指標棒である。図３、図４では膝位
置指標棒１１は右側の装着孔１３に立てられている。右
側の装着孔１３に膝位置指標棒１１を立てた場合は右下
肢の筋力を測定する。この大腿四頭筋筋力測定装置の左
側から右下肢を装置の上に移動する際に膝位置指標棒１
１が邪魔にならないようにするためである。左下肢の筋
力を測定する際には膝位置指標棒１１をを左側の装着孔
１４に立てる。

【００１５】以上の構成に基づき、使用方法および作動
について説明する。図１は大腿四頭筋筋力測定装置の使
用状態を示す側面図である。被験者２０をベッド３０上
で座らせ上半身を立てて下肢を前方に投げ出した姿勢を
取らせる。図中において２１は脊椎骨、２２は大腿骨、
２３は下腿骨、２４は膝蓋骨（ひつがいこつ）、２５は
大腿四頭筋であり、大腿四頭筋２５に連なる一方の腱２
６は膝蓋骨２４の上を越えて下腿骨２３に付着してい
る。

【００１６】被験者２０をベッド３０上で座らせ上半身
を立てて下肢を前方に投げ出した姿勢を取らせて、ベッ
ド３０上に本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置を置
き、下肢の一方たとえば右足の下に滑り込ませる。この
とき、右足の膝を僅かに曲げた状態で膝裏を膝裏支持台
６に載せ、膝関節の中心が膝裏支持台６の中央と一致す
るように膝位置指標棒１１を見て大腿四頭筋筋力測定装
置の基台１の前後位置を調整する。基台１の前後位置が
決まると基台支持棒１２、１２を後方に一杯引き出して
おく。

【００１７】そして、足首を足首支持台３に載せる。足
首支持台３は基台１上で水平方向にスライド可能に支承
されているから被験者２０の下肢の長さに応じて足首支
持台３がスライドし足首部を固定するに適当な位置に移
動させる。これにより、被験者の下肢は膝裏支持台６と
足首支持台３により支持された状態になる。次に、膝裏
支持台６と足首支持台３により僅かに曲げられた膝の屈
曲角度をゴニオメータ（一種の角度計）により測定し、
所定の一定値に、たとえば１５度になっているか否かを
確認する。所定の一定値になっていなければ、膝裏支持
台６の下の膝裏高さ調整板７、８を板厚の異なるものと
取り替えて膝裏支持台６の高さを調整し、膝の屈曲角度
が所定の一定値たとえば１５度になるよう調整する。膝
裏支持台６と膝裏高さ調整板７、８との結合はマジック
テープに依るのでそれらの着脱は容易である。膝の屈曲
角度の調整が終了すると、足首部を足首部締着バンド４
により足首支持台３に締着固定する。

【００１８】この状態で測定値表示装置５のディスプレ
イ部５１には下肢の重量に対応した荷重数Ｋｇが表示さ
れる。そこで、リセット釦５２を押すとその荷重がオフ
セット量として測定値表示装置５内のマイクロコンピュ
ータに記憶されディスプレイ部５１の表示が０Ｋｇにリ
セットされる。そして、この姿勢で被験者に膝を力一杯
伸展させると、大腿四頭筋２５の筋力に対応した力で膝
裏が膝裏支持台６を、図中矢印Ｆで示すように、下方に
押圧する。その押圧力は４つの歪みゲージ荷重検出器９
により検出され、前記下肢の重量に対応したオフセット
量を差し引いた値として測定値表示装置５のディスプレ
イ部５１に表示される。ディスプレイ部５１に表示され
た荷重は大腿四頭筋２５の筋力に直接対応したものであ
り、測定の度に膝裏支持台６に載せた膝の屈曲角度を所
定の一定値（たとえば１５度）に保てば、ディスプレイ
部５１に大腿四頭筋２５の筋力に対応した再現性のある
測定値を表示させることができる。

【００１９】ここで、大腿四頭筋２５を伸展させようと
する時に足首部締着バンド４に上に引っ張る力が掛かり
基台１の前端を上に上げようとするが、基台支持棒１
２、１２を後方に一杯引き出してあり基台１の後方の実
効長が長いので基台１の前端が持ち上がることはない。
また、大腿四頭筋２５の筋力測定時に被験者２０の上体
が前方に倒れると上体の荷重の一部が膝裏支持台６に掛
かるので、上体を倒さないよう被験者に注意しておく必
要がある。このため、座椅子のようなものを用意し被験
者の背中を背もたれに当てて直立させておくのも有効で
ある。

【００２０】以上、本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装
置で筋力測定をする方法について説明したが、本装置を
大腿四頭筋の筋力訓練装置として使用することもでき
る。その方法について説明する。筋力を測定する場合と
同様に、被験者の下肢の膝裏を膝裏支持台６に載せ、足
首部を足首支持台３に載せる。そして、膝の屈曲角度が
所定の一定値（たとえば１５度）になるように膝裏高さ
調整板７、８で膝裏支持台６の高さを調整し、足首部を
足首部締着バンド４により足首支持台３に締着固定す
る。次に、リセット釦５２を押してディスプレイ部５１
の表示を０Ｋｇにリセットすると共に下肢の重量に対応
した荷重をオフセット量として測定値表示装置５内のマ
イクロコンピュータに記憶する。ここまでは筋力を測定
する場合と同じである。

【００２１】そして、設定釦５３により前回測定した大
腿四頭筋の筋力の８０％程度の値をディスプレイ部５１
に一旦設定する。たとえば前回測定した筋力が５０Ｋｇ
であれば４０Ｋｇを設定する。設定してしばらく待つと
ディスプレイ部５１の表示が０になる。以上で準備が終
了し、以後は被験者が下肢を伸展させるように力を入れ
て膝裏で膝裏支持台６を押圧し、その荷重が設定値（た
とえば４０Ｋｇ）に達する毎にその回数をディスプレイ
部５１に表示するようになる。被験者は下肢を伸展させ
るように力を入れその荷重が設定値（たとえば４０Ｋ
ｇ）に達するまで下肢に力を入れることを１日に数十回
程度行う訓練をすることにより、過重な負荷を被験者に
与えることなく効果的に大腿四頭筋の筋力アップを図る
ことができる。

【００２２】以上説明した実施の形態の大腿四頭筋筋力
測定装置では、測定値表示装置５の電源が電池であり商
用電源を必要としないので可搬性に極めて優れ、被験者
のいるベッドや治療台など何処へでも装置を運び、筋力
の測定や訓練を行うことができる。また、測定時に膝の
屈曲角度を所定の一定値（たとえば１５度）になるよう
に膝裏支持台６の高さを調整するための膝裏高さ調整板
７、８の組合せは同一被験者では同じで良いから、最初
の膝裏高さ調整時に補助者が要るだけで二回目からは被
験者単独で膝裏高さ調整板７、８を組合せ、単独で筋力
の測定や訓練を行うことができる。さらに、この実施の
形態では測定値表示装置５にオフセット量補正手段を備
えているから、下肢の自重による影響を排除でき大腿四
頭筋の筋力をより正確に測定することができる。また、
前記実施の形態では測定値表示装置５にオフセット量補
正手段を備え下肢の自重による影響を排除してきたが、
かかる機能が無くとも、多少正確さは劣るものの大腿四
頭筋の筋力を客観的に評価する数値を得ることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、診察台やベッドの上などで簡易に被
験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができるという
優れた効果がある。さらに、請求項２記載の発明は、上
記発明の効果に加え、より正確に大腿四頭筋の筋力を測
定することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】大腿四頭筋筋力測定装置の使用状態を示す側面
図である。

【図２】大腿四頭筋筋力測定装置の平面図である。

【図３】大腿四頭筋筋力測定装置の側面図である。

【図４】大腿四頭筋筋力測定装置の正面図である。

【符号の説明】

１ 基台 ３ 足首支持台 ５ 測定値表示装置 ６ 膝裏支持台 ７、８ 膝裏高さ調整板（膝裏高さ調整手段） ９ 歪みゲージ荷重検出器（荷重検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、その基台上に水平方向にスライ
   ド可能に支承されると共に下肢の足首部を固定可能とす
   る足首支持台と、前記基台上に固定され下肢の膝裏部に
   当接し支持する膝裏支持台と、その膝裏支持台の高さを
   調整可能とする膝裏高さ調整手段と、前記膝裏支持台に
   掛かる荷重を検出する荷重検出手段と、その荷重検出手
   段で検出された荷重を表示する測定値表示装置と、を備
   えることを特徴とする大腿四頭筋筋力測定装置。
2. 【請求項２】 前記測定値表示装置が、計測時に膝裏支
   持台に掛かる荷重から下肢に力を入れていない状態での
   膝裏支持台に掛かる荷重を差し引いて表示するオフセッ
   ト量補正手段を備えることを特徴とする請求項１記載の
   大腿四頭筋筋力測定装置。