JP2006230917A - 重心動揺計および重心動揺特性評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検者が乗るフォースプレートと、フォースプレート上に作用する複数箇所の荷重を計測する荷重計測手段とを備える重心動揺計であって、荷重計測手段により計測された荷重データに基づいて、被検者の重心位置の単位時間動揺、前後動揺、左右動揺および高周波数帯パワーを算出し、更にその単位時間動揺、前後動揺、左右動揺及び高周波数帯パワーについて被検者の性別平均値、標準偏差および信頼性計数も算出する演算手段を備える。そして、これら算出値を出力するとともに、標準偏差による領域区分基準と正規性の検定結果を出力する出力手段(表示手段、印刷手段)を備える。
【選択図】図1
Description
即ち、健康を増進し、疾病の発病を予防する一次予防政策の一環として、身体平衡の面からの健康状態の把握、めまい平衡障害を症状とする疾患早期発見を目的とするバランス健診の分野においては、視認性の高い解析結果の実現が要望される。
図6は本発明を適用した一実施形態としての重心動揺計の概略を示したブロック構成図で、1はフォースプレート(検査台)、10はコンピュータシステム、12は演算処理装置(演算手段)、17は表示手段(出力手段)、18は印刷手段(出力手段)である。
この実施形態において、重心動揺計に用いるフォースプレート1は、被検者の両足が乗る略四角形状のもので、その四隅部にロードセル(荷重計測手段)2が配置されている。ロードセル2は、フォースプレート1上に作用する垂直方向(Z軸方向)の荷重を測定できる周知のものであり、それぞれの配置位置に加わる荷重情報が連続的に検出されるとともに、その検出した荷重情報がコンピュータシステム10に逐次入力される。即ち、ロードセル2からの荷重情報の検出信号は、コンピュータシステム10の入出力インターフェース11に入力される。
ここで、演算処理装置12は、データ解析手段13としての機能を具備する。即ち、演算処理装置12において、フォースプレート1に被検者が乗った状態で各ロードセル2にて計測された荷重データに基づいてデータ解析手段13により重心位置が求められる。その求められた重心位置は、表示手段17に画像として出力されるとともに、印刷手段18によりプリントして出力される。図中、19は警報手段である。
「解析項目」
1.重心動揺軌跡
2.総軌跡長(LNG.)
3.単位軌跡長(LNG/TIME)
4.単位面積軌跡長(LNG/E.AREA)
5.外周面積(ENV.AREA)
6.矩形面積(REC.AREA)
7.実効値面積(RMS.AREA)
8.動揺平均中心変位(DEV OF Mx,My)
9.動揺中心変位(DEV OF Xo,Yo)
10.ロンベルグ率(項目2−7の閉眼値/開眼値)
11.パワースペクトル
12.位置ベクトル
13.速度ベクトル
14.振幅確率密度分布
15.グラビチャート(EVALUATION;健常値との比較評価グラフ)
1.被験者
被験者は、平衡神経系に障害のない健常な青年220名(男子108名:年齢20.1±1.6歳、身長173.3土5.5cm、体重67.O±7.9kg、女子112名:年齢19.6±1.4歳、身長161.0±5.8cm、体重54.3±6.1kg)であった。アルコール実験に参加した被験者は20歳以上の健常な男子10名(年齢:22.4±0.85歳、身長:175.2±6.45cm、体重:69.9±7.94kg)、女子10名(年齢:22.8±1.03歳、身長:160.5±5.72cm、体重:60.1±7.92kg)の計20名であった。
本研究の測定装置は重心動揺検査システム(アニマ社製:G5500)を用いた。データはサンプリング周波数20Hzでパソコンに記録された。また、血中アルコール濃度測定には、コンブオート社製CA2000を用いた。この測定器は呼気中アルコール濃度から血中アルコール濃度を推定するシステムである。
測定方法は重心動揺検査基準における検査方法に従った。被験者は閉足の直立姿勢(Ro1m-berg姿勢)をとり、各被験者の視線の高さに合わせた検査台から2m前方の注視点(直径3cmの赤点)を注視した。測定は、被験者の手の位置や視線の位置、および姿勢の安定を確認した後、1分間実施した。1分間の座位姿勢での休息をはさみ、2回測定を実施した。休息中、両足を測定時の位置から外さないように指示した。また、アルコール摂取量は、日本酒3合(約540ml)を基本量としたが、個人の体質と体格などにより体重あたりの相対量で調整した(各被験者の体重あたりO.54〜1.83ml)。アルコール摂取後、血中アルコール濃度測定として、呼気中アルコール濃度を測定した。
単位時間動揺、前後動揺(縦揺れ)、左右動揺(横揺れ)および高風波数帯パワーの4動揺因子は、中心位置2変数を除く、試行間および日間信頼性の高い動揺距離(4変数)、面積(3変数)、速度(3変数)、振幅分布(4変数)、パワースペクトル(位置5変数、速度5変数)、ベクトル(位置4変数、速度4変数)の6領域を代表する32変数からなる相関行列に因子分析法(主因子法およびプロマックス回転による斜交解)を適用し、解釈された。これら4動揺因子(単位時間動揺、前後動揺(縦揺れ)、左右動揺(横揺れ)および高風波数帯パワーの)は全分散量の約64%を説明し、因子妥当性および信頼性は高い。
4各因子の信頼性の検討には、分散分析法による誤差の分散と測定値の分散を利用した級内相関係数(ICC)を算出した。また、各因子得点(z得点)を算出し、正規分布に対する適合度の検定を行った。アルコール摂取前後における動揺因子の平均値の差の検定は対応のあるt検定を利用した。平均値の差の大きさを検討するために効果の大きさ(ES:effect size)を算出した。なお、ESは、一般的にO.2以下は差が小さい、O.8以上は差が大きいとされる。
1.信頼性および試行間の変動
表1は4動揺因子の性別平均値(z得点)と信頼性係数(ICC)を示している。O.7以上の信頼性係数を高いとしている。また、重心動揺変数の信頼性について、O.7以上を非常に高いとしている。本研究の4動揺因子のICCもいずれもO.7以上であり、非常に高かった(ICC=0.89〜O.95)。
本研究の被験者の血中アルコール濃度は0.06〜0.13%であった。上記の血中アルコール濃度は「酔い」から「ほろ酔い」に相当する。よって、摂取量は神経機能を低下させるために十分であったと判断される。
表6は、各動揺因子におけるアルコール摂取前後における領域の決定率、および領域の変動率を示している。いずれの動揺因子の場合も、前述の領域決定法により、摂取前は全員の位置が2試行により決定できた。摂取後は、各因子とも1〜2名決定不可能であった。摂取後、各因子とも、ほとんどの者(65〜75%)は領域を越えて大きく変動した。表7より、平均因子得点は、第4因子を除き、摂取後有意に変化し、ESは1.3〜1.8と大きかった。摂取前後における各因子のICCはO.92〜0.98と0.88〜O.94と高かった。
足圧中心動揺の評価変数は、7領域36変数により捉えられるとされている。これら36変数をさらに吟味し、32変数からなる相関行列に因子分析法を適用して、単位時間動揺(動揺速度)、前後動揺(縦揺れ)、左右動揺(横揺れ)、および高周波数帯パワーの4動揺因子の信頼性は非常に高く(ICC=0.89〜O.95)、正規分布に従うことが確認された。
摂取前後における4動揺因子の信頼性は非常に高く、動揺パターンも若干名を除き決定可能であった。アルコールが除去された状態で、再び摂取前の動揺パターンを示すか否かについては、さらたる検討が必要であるが、今回の摂取前後の結果から、動揺評価の一貫性は高いと考えられる。摂取後、決定困難であった者に関して言及すれば、アルコールという外乱刺激により、動揺が安定しなくなった(不安定)と推察される。
2 荷重計測手段
10 コンピュータシステム
12 演算処理装置(演算手段)
13 データ解析手段
15 入力手段
16 補助記憶手段
17 表示手段(出力手段)
18 印刷手段(出力手段)
Claims (14)
- 被検者が乗るフォースプレートと、
フォースプレート上に作用する複数箇所の荷重を計測する荷重計測手段と、
荷重計測手段により計測された荷重データに基づいて、被検者の重心位置の単位時間動揺、前後動揺、左右動揺および高周波数帯パワーを算出する演算手段とを備えることを特徴とする重心動揺計。 - 前記演算手段は、前記単位時間動揺、前後動揺、左右動揺及び高周波数帯パワーについて被検者の性別平均値、標準偏差および信頼性計数も算出することを特徴とする請求項1に記載の重心動揺計。
- 前記演算手段により算出された前記単位時間動揺、前後動揺、左右動揺及び高周波数帯パワーの性別平均値、標準偏差および信頼性計数を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の重心動揺計。
- 前記出力手段は、前記標準偏差による領域区分基準と正規性の検定結果を出力することを特徴とする請求項3に記載の重心動揺計。
- 前記出力手段は、前記領域区分基準をパーセンタイル順位に対応させて出力することを特徴とする請求項4に記載の重心動揺計。
- 前記出力手段は、前記標準偏差による領域区分基準と正規性の検定結果を図表として出力することを特徴とする請求項4または5に記載の重心動揺計。
- 前記出力手段は、前記領域区分基準をパーセンタイル順位に対応させた4領域の図表として出力することを特徴とする請求項5または6に記載の重心動揺計。
- 前記出力手段は、前記4領域に対応する試行間変動度数および比率を図表として出力することを特徴とする請求項7に記載の重心動揺計。
- 前記出力手段は、前記4領域をさらに複数カテゴリに区分した図表として出力することを特徴とする請求項7または8に記載の重心動揺計。
- 計測された被検者の荷重データに基づいて、被検者の重心位置の単位時間動揺、前後動揺、左右動揺および高周波数帯パワーを算出するとともに、その算出された単位時間動揺、前後動揺、左右動揺及び高周波数帯パワーについて被検者の性別平均値、標準偏差および信頼性計数を算出して、その算出された標準偏差を基準に重心動揺特性を評価することを特徴とする重心動揺特性評価方法。
- 前記標準偏差による領域区分基準と正規性の検定結果を図表として出力し、その図表の領域を基準に重心動揺特性を評価することを特徴とする請求項10に記載の重心動揺特性評価方法。
- 前記領域区分基準をパーセンタイル順位に対応させた4領域の図表として出力し、その図表の4領域を基準に重心動揺特性を評価することを特徴とする請求項11に記載の重心動揺特性評価方法。
- 前記4領域に対応する試行間変動度数および比率を図表として出力し、その図表の変動の有無を基準に重心動揺特性を評価することを特徴とする請求項12に記載の重心動揺特性評価方法。
- 前記4領域をさらに複数カテゴリに区分した図表として出力し、その図表のカテゴリを基準に重心動揺特性を評価することを特徴とする請求項12または13に記載の重心動揺特性評価方法。
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