JP2831619B2 - 重心動揺計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重心動揺計に係
り、詳しくは、重心計測開始前の被検者の重心が安定し
たことを判定する機能を備えた重心動揺計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、重心動揺計を使用して被検者の静
止立位時の重心計測を行う場合は、被検者が計測用の検
出台の上に乗って、安定した状態になってから、計測を
開始するようになっていた。

【０００３】この被検者が計測用の検出台の上に乗って
安定した状態になったか否かを判定は、計測者が検出台
の上の被検者を観察して、目視によって安定を確認して
計測を開始する場合が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の重心動揺計にあっては、被検者が計測用の検出台の
上に乗って安定した状態になったか否かを判定は、計測
者が検出台の上の被検者を観察して、目視によって安定
を確認して計測を開始するようになっていたため、以下
に述べるような問題があった。

【０００５】すなわち、従来の重心動揺計により定量的
な解析を行う場合は、計測データの客観性が必要となる
が、上記のような定常状態の判定方法では、計測者の主
観によって計測開始時間が決められるため、計測データ
の客観性が損なわれる可能性があり、定量的な解析に支
障を来すという問題が発生する。

【０００６】本発明の課題は、重心動揺計において計測
開始前の定常状態の判定を、一定の判定基準に基づいて
判定し、計測開始時間を計測者の主観ではなく客観的に
判定することを可能とする重心動揺計を提供することで
ある。

【０００７】請求項１記載の発明は、被験者の荷重の分
布を検出する検出台と、この検出台により検出される荷
重の分布から被験者の重心を所定の演算処理により順次
求める演算手段と、この演算手段により順次求められた
重心に基づいて、被験者の重心の変化を解析する解析手
段と、を備えた重心動揺計において、前記演算手段によ
り求められた被験者の重心に基づいて、被験者の重心の
移動速度を所定の時間毎に算出する速度算出手段と、 こ
の速度算出手段により算出された被験者の重心の移動速
度について、その標準偏差を順次算出する標準偏差算出
手段と、 この標準偏差算出手段により算出された標準偏
差が、予め設定された判別値よりも小さいことを判別す
ることにより、被験者の重心が安定したことを確認する
判別手段と、 この判別手段によって被験者の重心が安定
したことが確認された場合には、前記解析手段による被
験者の重心の変化の解析を開始させる解析制御手段と、
を備えることを特徴としている。

【０００８】この請求項１記載の発明の重心動揺計によ
れば、被験者の荷重の分布を検出する検出台と、この検
出台により検出される荷重の分布から被験者の重心を所
定の演算処理により順次求める演算手段と、この演算手
段により順次求められた重心に基づいて、被験者の重心
の変化を解析する解析手段と、を備えた重心動揺計にお
いて、速度算出手段により、演算手段により求められた
被験者の重心に基づいて、被験者の重心の移動速度を所
定の時間毎に算出し、この算出された被験者の重心の移
動速度について、標準編纂算出手段により、標準偏差を
順次算出し、この算出された標準偏差が、予め設定され
た判別値よりも小さいことを判別手段によって判別する
ことによって、被験者の重心が安定したことを確認し、
被験者の重心が安定したことが確認された場合には、解
析制御手段により、解析手段による被験者の重心の変化
の解析を開始させる。

【０００９】したがって、従来のように、計測者が検出
台の上の被検者を観察して、目視によって安定を確認し
て計測を開始する場合に比べて、計測の開始条件を一定
条件で判別することができ、計測データの客観性を得る
ことができ、定量的な解析を行うことができる。その結
果、重心動揺計の操作性と信頼性を向上させることがで
きる。

【００１０】この場合、請求項２に記載する発明のよう
に、請求項１記載の重心動揺計において、前記判別値
は、年齢や性別が異なる多数の被検者から得られた重心
の移動データに基づいて求めることが有効である。

【００１１】この請求項２記載の発明の重心動揺計によ
れば、前記判別値は、年齢や性別が異なる多数の被検者
から得られた重心の移動データに基づいて求められる。

【００１２】したがって、被検者の重心の安定を判別す
る判別値は、充分信頼に足るものであり、上記定常状態
の判別処理は充分信頼性の有るものとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１〜図１１は、本発明を適用した重心動
揺計の一実施の形態を示す図である。

【００１５】まず、構成を説明する。

【００１６】図１は、本実施の形態の重心動揺計１の要
部構成を示すブロック図である。この図１において、重
心動揺計１は、検出台２、信号増幅器３、Ａ／Ｄ変換器
４、演算装置５、表示装置６及び印刷装置７により構成
されている。

【００１７】検出台２は、被検者が検出台２の上に乗ら
れたときに、その各頂点で荷重を検出する荷重センサー
Ｓ１〜Ｓ３を備え、その荷重センサーＳ１〜Ｓ３により
検出される各荷重を荷重検出信号として信号増幅器３に
出力する。

【００１８】信号増幅器３は、検出台２から入力される
各荷重検出信号を後段の各ブロックで処理可能な信号レ
ベルにするため、各荷重検出信号を所定レベルに増幅し
てＡ／Ｄ変換器４に出力する。

【００１９】Ａ／Ｄ変換器４は、信号増幅器３から入力
される各荷重検出信号を演算装置５で処理可能なデジタ
ルデータにＡ／Ｄ変換するため、各荷重検出信号を所定
の荷重データに変換して演算装置５に出力する。

【００２０】演算装置５は、ＣＰＵ（Central Processi
ng Unit ）、ＲＯＭ（Read Only M-emory ）及びＲＡＭ
（Random Accesss Memory ）等から構成され、図２及び
図３に示す機能を有する。図２は演算装置５の機能構成
を示す図であり、図２において、演算装置５は、Ａ／Ｄ
変換器４から入力される各荷重データから各荷重を検出
する荷重検出機能と、この検出された各荷重から重心を
演算する重心演算機能と、この演算された重心演算結果
を記憶する重心演算結果記憶機能と、この記憶された重
心演算結果を解析する解析機能と、この解析結果を表示
装置６に表示する表示機能と、この解析結果を印刷装置
７に印刷する印刷機能と、を有する。

【００２１】また、図３は図２の重心演算機能の詳細を
示す図である。この図３において、演算装置５は、Ａ／
Ｄ変換器４から入力される各荷重データから重心を演算
する前に演算を開始する開始方法を選択する開始方法選
択機能と、この選択された開始方法を検出する手動スタ
ート検出機能及び自動スタート検出機能と、この各スタ
ート検出により検出された演算開始方法に応じて、Ａ／
Ｄ変換器４から入力される各荷重データを順次取り込む
荷重取り込み機能と、この順次取り込まれた各荷重デー
タから重心を演算する重心演算機能と、を有する。

【００２２】また、演算装置５は、重心演算機能により
各荷重データから重心演算する前に、ＲＯＭに格納され
た後述する定常状態検出プログラムにより被検者の定常
状態を検出する定常状態検出処理を実行する。

【００２３】表示装置６としては、ＣＲＴ（Cathode Ra
y Tube）が利用され、演算装置５により重心演算結果を
解析された解析結果等が表示される。印刷装置７は、演
算装置５により重心演算結果を解析された解析結果等が
印刷される。

【００２４】次に、本実施の形態の動作を説明する。

【００２５】まず、上記演算装置５により実行される定
常状態検出処理について図４に示すフローチャートに基
づいて説明する。

【００２６】検出台２の上に乗った被検者の荷重が荷重
センサーＳ１〜Ｓ３により検出されて、荷重検出信号が
信号増幅器３に出力されると、所定レベルに増幅されて
Ａ／Ｄ変換器４に出力される。Ａ／Ｄ変換器４では、信
号増幅器３から入力された各荷重検出信号が演算装置５
で処理可能なデジタルデータにＡ／Ｄ変換するため、各
荷重検出信号が所定の荷重データに変換されて演算装置
５に出力される。

【００２７】そして図４において、Ａ／Ｄ変換器４から
入力される各荷重データから荷重値を取り込み（ステッ
プＳ１）、その各荷重値が５Ｋｇ以上か否かを検出する
（ステップＳ２）。各荷重値が５Ｋｇ未満である場合
は、ステップＳ１の荷重値取り込み処理に戻り、各荷重
値が５Ｋｇ以上である場合は、改めてその荷重値を取り
込む（ステップＳ３）。

【００２８】次いで、取り込んだ各荷重値から重心を演
算し（ステっプＳ４）、その重心演算結果から重心移動
速度を演算するとともに、その演算した重心移動速度の
記憶処理を実行する（ステップＳ５）。そして、ステッ
プＳ３の処理開始から１秒が経過したか否かを判別する
（ステップＳ６）。すなわち、ステップＳ３〜ステップ
Ｓ５に示す、一定のサンプリング周期で重心移動速度を
演算及び記憶する処理を、１秒間の間、繰り返し実行す
る。

【００２９】１秒間経過した場合は、１秒間に繰り返し
記憶した重心移動速度から標準偏差ＳＤを算出し（ステ
ップＳ７）、その算出した偏差値が“２”より小さいか
否かを判別する（ステップＳ８）。算出した偏差値が
“２”以上である場合は、ステップＳ３の荷重値取り込
み処理に戻り、算出した偏差値が“２”より小さい場合
は、被検者が定常状態であると判断して、重心の計測を
開始する。

【００３０】ここで、重心移動速度の標準偏差が“２”
より小さい場合に、被検者が定常状態になったと判断す
る根拠となる計測データの一例を図５に示して説明す
る。

【００３１】図５は、重心が移動した距離の変化を時系
列で表示したグラフであり、「総合」は実際の移動量を
示し、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」は、左右及び前後方向に
移動量を分離した時の距離の変化を示している。

【００３２】この図５の各グラフにおいては、傾きが大
きいほど重心の変化が激しいことを示している。したが
って、時間にして０秒から５秒までの傾きの大きい部分
は、検出台２に被検者が乗った直後の不安定な状態を示
し、その後の傾きの小さい部分が、安定して立っている
部分とみなすことができる。

【００３３】次いで、図６〜図９は、重心移動時のデー
タから得られるいくつかのパラメータが、被検者が検出
台２に乗ってから安定するまでの変化を示すグラフであ
る。

【００３４】図６は重心の移動速度Ｌ／Ｓが安定するま
でのグラフであり、上記図５と同様に時間にして０秒か
ら約５秒までの変化が大きい部分は、検出台２に被検者
が乗った直後の不安定な状態を示し、その後の傾きの小
さい部分が、安定して立っている部分とみなすことがで
きる。

【００３５】図７は重心の実効値面積（重心変動範囲の
実効面積）ＲＭＳが安定するまでのグラフ、図８は重心
の分布の１ＳＤ以内の面積ＳＤ．ＡＲＥＡが安定するま
でのグラフ、図９は方向別の重心分布のＳＤ値であり、
それぞれ上記図５と同様に、時間にして０秒から約５秒
までの変化が大きい部分は、検出台２に被検者が乗った
直後の不安定な状態を示し、その後の傾きの小さい部分
が、安定して立っている部分とみなすことができる。

【００３６】以上の各パラメータのグラフから検出台２
の上に被検者が乗ってから定常状態になるまでの時間
は、約５秒であることが判明する。

【００３７】次いで、図１０に示す「サンプリングごと
の速度」グラフは、サンプリング周期毎に１秒間の重心
移動速度を求め、この重心移動速度をプロットしたもの
である。このグラフを見ると０秒〜５秒までの不安定期
には、大きな変動があり、計測開始ポイントを明確に決
定することができない。

【００３８】そこで、図１１に示す「１秒単位の速度の
ＳＤ」は、図１０の「サンプリングごとの速度」の標準
偏差ＳＤを求め、この標準偏差をプロットしたグラフで
ある。このグラフを見ると０秒〜５秒までの不安定期に
は、その標準偏差値が減少傾向を示すため、一定のレベ
ル（この場合は、２ｃｍ／Ｓ）を設定し、このレベル以
下になったら計測をスタートするという、上記図４に示
した定常状態検出フローを組むことができる。

【００３９】すなわち、上記図６〜図９のパラメータの
減少傾向と、図１１に示した標準偏差値の減少傾向と、
から検出台２に乗った被検者が安定するまでの条件とし
て、重心の移動速度が“２ｃｍ／Ｓ”より小さくなった
ときに、定常状態であることを決定して、重心動揺計１
の計測を開始することができる。

【００４０】以上のように、演算装置５では定常状態が
自動的に検出されると、重心動揺計１としての計測が開
始され、上記図２に示した機能構成に基づいて計測処理
が実行される。

【００４１】すなわち、演算装置５は、Ａ／Ｄ変換器４
から入力される各荷重データから各荷重を検出し、この
検出した各荷重から重心を演算する。この重心演算に際
して演算装置５は、Ａ／Ｄ変換器４から入力される各荷
重データから重心を演算する前に演算を開始する開始方
法を選択し、この選択された開始方法を検出すると、こ
のスタート検出により検出された演算開始方法に応じ
て、Ａ／Ｄ変換器４から入力される各荷重データを順次
取り込んで、各荷重データから重心を演算する。

【００４２】そして、この演算した重心演算結果を記憶
すると、この記憶した重心演算結果を解析し、この解析
結果を表示装置６に表示するか、あるいは、この解析結
果を印刷装置７から印刷する。

【００４３】以上のように、本実施の形態の重心動揺計
１にあっては、計測を開始する前に、予め設定した定常
状態判別値に基づいて、被検者か検出台２の乗ってから
安定するまでの重心の移動速度を検出して、検出者の定
常状態を自動的に決定して、計測を開始するようにした
ため、従来のように、計測者が検出台の上の被検者を観
察して、目視によって安定を確認して計測を開始する場
合に比べて、計測の開始条件を一定条件で判別すること
ができ、計測データの客観性を得ることができ、定量的
な解析を行うことができる。

【００４４】その結果、重心動揺計の操作性と信頼性を
向上させることができる。

【００４５】なお、上記実施の形態では、定常状態を判
別するための定常状態判別値を得るために記録したグラ
フを図５〜図１１に示したが、これらのグラフは、性別
や年齢が異なる多数の被験者を測定して得た多数の重心
移動速度データから、標準偏差ＳＤ等を求める演算処理
を行った後にプロットされたグラフである。このため、
本実施の形態で設定された定常状態判別値（２ｃｍ／
Ｓ）は、十分信頼に足るものであり、上記定常状態の判
別処理は十分信頼性の有るものである。

【００４６】

【発明の効果】請求項１記載の発明の重心動揺計によれ
ば、従来のように、計測者が検出台の上の被検者を観察
して、目視によって安定を確認して計測を開始する場合
に比べて、計測の開始条件を一定条件で判別することが
でき、計測データの客観性を得ることができ、定量的な
解析を行うことができる。その結果、重心動揺計の操作
性と信頼性を向上させることができる。

【００４７】請求項２記載の発明の重心動揺計によれ
ば、前記判別値は、年齢や性別が異なる多数の被検者か
ら得られた重心の移動データに基づいて求められるた
め、被検者の重心の安定を判別する判別値は、充分信頼
に足るものであり、上記定常状態の判別処理は充分信頼
性の有るものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施の形態の重心動揺計１
の要部構成を示すブロック図。

【図２】図１の演算装置５の機能構成を示す図。

【図３】図２の重心演算機能ブロックの詳細を示す図。

【図４】図１の演算装置５により実行される定常状態検
出処理のフローチャート。

【図５】図４の定常状態検出処理において被検者の定常
状態を判断する根拠となる計測データの一例を示す図。

【図６】重心移動時のデータから得られるパラメータの
うち重心移動速度Ｌ／Ｓが、被検者が検出台２に乗って
から安定するまでの変化を示すグラフ。

【図７】重心移動時のデータから得られるパラメータの
うち重心の実効値面積ＲＭＳが、被検者が検出台２に乗
ってから安定するまでの変化を示すグラフ。

【図８】重心移動時のデータから得られるパラメータの
うち重心の分布の１ＳＤ以内の面積ＳＤ．ＡＲＥＡが、
被検者が検出台２に乗ってから安定するまでの変化を示
すグラフ。

【図９】重心移動時のデータから得られるパラメータの
うち方向別の重心分布のＳＤ値が、被検者が検出台２に
乗ってから安定するまでの変化を示すグラフ。

【図１０】サンプリング周期毎に１秒間の重心移動速度
を求め、この重心移動速度をプロットしたグラフ。

【図１１】図１０のグラフの標準偏差ＳＤを求め、この
標準偏差をプロットしたグラフ。

【符号の説明】

１ 重心動揺計 ２ 検出台 ３ 信号増幅器 ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ 演算装置 ６ 表示装置 ７ 印刷装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験者の荷重の分布を検出する検出台と、 この検出台により検出される荷重の分布から被験者の重
   心を所定の演算処理により順次求める演算手段と、 この演算手段により順次求められた重心に基づいて、被
   験者の重心の変化を解析する解析手段と、 を備えた重心動揺計において、前記演算手段により求められた被験者の重心に基づい
   て、被験者の重心の移動速度を所定の時間毎に算出する
   速度算出手段と、 この速度算出手段により算出された被験者の重心の移軌
   速度について、その標準偏差を順次算出する標準偏差算
   出手段と、 この標準偏差算出手段により算出された標準偏差が、予
   め設定された判別値よりも小さいことを判別することに
   より、被験者の重心が安定したことを確認する判別手段
   と、 この判別手段によって被験者の重心が安定したことが確
   認された場合には、前記解析手段による被験者の重心の
   変化の解析を開始させる解析制御手段と、 を備えること を特徴とする重心動揺計。
2. 【請求項２】前記判別値は、年齢や性別が異なる多数の
   被験者から得られた重心の移動データに基づいて求めた
   ことを特徴とする請求項１記載の重心動揺計。