JP2016202871A - 運動器評価システム及び運動器評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】運動器評価システム100は、第一の算出部141と第二の算出部142と第三の算出部143とを備える。第一の算出部141は、被検者が検出器120上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって検出器120上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、荷重の作用点の検出器120上における座標である重心座標とを算出する。第二の算出部142は、立ち上がり動作期間における重心座標の変化に基づいて、被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、立ち上がり動作期間における荷重の変化に基づいて、被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する。第三の算出部143は、第一の指標と第二の指標とを用いて、被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する
【選択図】図1
Description
被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出部と、
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出部と、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出部と、を備えることを特徴とする。
前記第一の算出部は、さらに、前記立ち上がり動作期間の開始時から前記重心座標が描く軌跡の長さである重心軌跡長を、前記立ち上がり動作期間の終了時以前の各時点で算出し、
前記第二の算出部は、
前記重心座標に基づいて、前記被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点を特定し、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差を用いて、前記第一の指標を算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点を用いて、前記第二の指標を算出するものとしても構わない。
前記第二の算出部は、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標として算出し、
少なくとも二つの前記時点と、少なくとも二つの前記時点における前記荷重と、を用いて得られる前記荷重の変化速度を、前記第二の指標として算出するものとしても構わない。
前記第二の算出部は、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標としてを算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までに要する時間の逆数を、前記第二の指標としてを算出するものとしても構わない。
前記第二の算出部は、前記第一の指標と前記第二の指標とを積算することによって前記第三の指標を算出するものとしても構わない。
立ち上がり動作期間は、前記被検者と前記検出器とが一定の位置関係を満たすように前記被検者が着座した時に開始するものとしても構わない。
前記運動器評価システムは、前記検出器と運動器評価装置とを含み、
前記運動器評価装置は、
前記第一の算出部と、
前記第二の算出部と、
前記第三の算出部と、
を含むものとしても構わない。
被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出ステップと、
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出ステップと、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出ステップと、
前記第三の指標に基づいて、前記被検者の運動器を評価する評価ステップと、を備えることを特徴とする。
[構成]
図1を参照して本発明の運動器評価システムの一実施形態の構成を説明する。運動器評価システム100は、椅子110と、検出器120と、運動器評価装置130とを備える。本実施形態では、椅子110及び検出器120は別体に構成されているが、椅子110が検出器120を備えるよう一体に構成されてもよい。
図5を参照して本発明の運動器評価システムの一実施形態における評価方法を説明する。被検者は、両腕を胸の位置で組み、両足を検出器120上に載置して、椅子110に着座する。このとき、被検者は、踵からつま先に向かう方向が検出器120のY軸方向と平行になるように両足を載置する。なお、ここで言う平行とは、踵からつま先に向かう方向がY軸方向に完全に平行である場合に限らず、Y軸に対し0〜30度の角度を成す場合も含む。そして、被検者は両腕を組んだまま椅子110から立ち上がり、検出器120上に立位し、5秒間静止して立位姿勢を維持する。
図3、4、6、7を参照して被検者が若年者である場合と高齢者である場合の重心軌跡長Dとロコモ成績Lについて説明する。図6は、被検者が高齢者である場合に、立ち上がり動作開始時点から終了時点までに重心座標が描いた軌跡の一例である。若年者の重心の軌跡を表す図3と比較する。若年者の重心軌跡長Dは20.48(cm)であり、高齢者の重心軌跡長Dは31.63(cm)である。このように、若年者は高齢者に比べて重心軌跡長Dが短いことが分かる。即ち、若年者は、立ち上がり動作において重心の変動の幅が高齢者に比べて小さく、バランス能力が良いことが分かる。
図8を参照して、ロコモ成績Lの有用性について説明する。被検者として、健常な高齢者15名と若年者22名の計37名を対象とし、各被検者に立ち上がり動作を実行させ、運動器評価システム100により荷重P、重心座標X、Y、重心軌跡長Dの時間変化を計測した。すると、若年者にも高齢者にも同じような波形パターンが見られ、立ち上がり動作特有の波形パターンが存在することが分かった。なお、高齢者15名の平均年齢は、61.5歳であり、若年者22名の平均年齢は、26.2歳である。
続いて、本発明の運動器評価システムの第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態と、被験者の動作の俊敏性を表す指標の算出方法が異なる。以下、第二実施形態における被験者の動作の俊敏性を表す指標を、指標Saと表記する。
図9に第二実施形態の運動器評価システム200を示す。運動器評価システム200は、椅子110と、検出器120と、運動器評価装置130aとを備える。第二実施形態の運動器評価システム200は、第一実施形態の運動器評価システム100と、運動器評価装置130に代わり運動器評価装置130aを備える点で異なり、他の構成は同様である。以下、運動器評価装置130aについて説明する。
図10及び図11を参照して、被検者が若年者である場合と高齢者である場合のロコモ成績Laについて説明する。
図12を参照して、ロコモ成績Laの有用性について説明する。被検者として、健常な高齢者27名と若年者25名の計52名を対象とし、各被検者に立ち上がり動作を実行させ、運動器評価システム200により荷重P´、重心座標X、Y、重心軌跡長Dの時間変化を計測した。なお、高齢者27名の平均年齢は、76.7歳であり、若年者25名の平均年齢は、22.3歳である。
以下、別実施形態について説明する。
110 : 椅子
120 : 検出器
130 : 第一実施形態の運動器評価装置
130a : 第二実施形態の運動器評価装置
140 : 第一実施形態の制御部
140a : 第二実施形態の制御部
141 : 第一実施形態の第一の算出部
141a : 第二実施形態の第一の算出部
142 : 第一実施形態の第二の算出部
142a : 第二実施形態の第二の算出部
143 : 第一実施形態の第三の算出部
143a : 第二実施形態の第三の算出部
145 : 第一実施形態の評価部
145a : 第二実施形態の評価部
150 : 表示部
160 : 操作部
200 : 第二実施形態の運動器評価システム
Claims (8)
- 被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出部と、
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出部と、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出部と、を備えることを特徴とする運動器評価システム。 - 前記第一の算出部は、さらに、前記立ち上がり動作期間の開始時から前記重心座標が描く軌跡の長さである重心軌跡長を、前記立ち上がり動作期間の終了時以前の各時点で算出し、
前記第二の算出部は、
前記重心座標に基づいて、前記被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点を特定し、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差を用いて、前記第一の指標を算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点を用いて、前記第二の指標を算出することを特徴とする請求項1に記載の運動器評価システム。 - 前記第二の算出部は、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標として算出し、
少なくとも二つの前記時点と、少なくとも二つの前記時点における前記荷重と、を用いて得られる前記荷重の変化速度を、前記第二の指標として算出することを特徴とする請求項2に記載の運動器評価システム。 - 前記第二の算出部は、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標として算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までに要する時間の逆数を、前記第二の指標として算出することを特徴とする請求項2に記載の運動器評価システム。 - 前記第三の算出部は、前記第一の指標と前記第二の指標とを積算することによって前記第三の指標を算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の運動器評価システム。
- 前記立ち上がり動作期間は、前記被検者と前記検出器とが一定の位置関係を満たすように前記被検者が着座した時に開始することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の運動器評価システム。
- 前記運動器評価システムは、前記検出器と運動器評価装置とを含み、
前記運動器評価装置は、
前記第一の算出部と、
前記第二の算出部と、
前記第三の算出部と、
を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の運動器評価システム。 - 被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出ステップと、
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出ステップと、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出ステップと、
前記第三の指標に基づいて、前記被検者の運動器を評価する評価ステップと、を備えることを特徴とする運動器評価方法。
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