JP2976341B2 - Muscle strength measurement device - Google Patents
Muscle strength measurement deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、筋力を測定しようとする被験者(以下患者
という)に対し、下肢の筋力の測定を好適に行なう為の
筋力測定装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a muscular strength measuring device for suitably measuring the muscular strength of a lower limb for a subject (hereinafter referred to as a patient) whose muscular strength is to be measured.
従来の技術 従来の技術としては特公昭57−30509号公報がある。
この公報には、筋力を加えて回転せしめる入力軸の機
構、筋力を検出するトルク検出機構、入力軸の回転を予
め定められた速度パターンに制御する機構、入力軸をモ
ータにより減速して駆動する機構、入力軸への負荷トル
クを表示する機構等が開示されている。2. Description of the Related Art As a conventional technique, there is Japanese Patent Publication No. 57-30509.
This publication discloses an input shaft mechanism for applying a muscle force to rotate, a torque detection mechanism for detecting a muscle force, a mechanism for controlling the rotation of the input shaft to a predetermined speed pattern, and driving the input shaft by decelerating with a motor. A mechanism, a mechanism for displaying a load torque on an input shaft, and the like are disclosed.
発明が解決しようとする課題 従来の技術として挙げた筋力測定訓練装置において
は、筋力測定にアイソメトリック法(等尺状態で行なう
筋力測定)が用いられているが、この方法によれば過度
な筋収縮を引き起こし、患者が筋や腱を痛めるケースが
ある為、筋や腱を痛める心配の無い安全な筋力測定装置
が望まれている。Problems to be Solved by the Invention In the muscular strength measurement training device mentioned as a conventional technique, an isometric method (muscular strength measurement performed in an isometric state) is used for muscular strength measurement. Therefore, there is a case where a patient injures a muscle or a tendon. Therefore, there is a demand for a safe muscular strength measuring device that does not have to worry about injuring a muscle or a tendon.
課題を解決するための手段 現場でのリハビリテーションや筋力トレーニングを指
導する上で、下肢の筋力の測定は不可欠である。Measures to solve the problem Measurement of lower limb muscle strength is indispensable for teaching on-site rehabilitation and strength training.
また、人のあらゆる活動は抗重力運動であるから、こ
の点において運動における体重支持力の算定も行われ
る。Also, since all human activities are antigravity exercises, at this point the weight bearing capacity in exercise is also calculated.
下肢筋群の内、大腿四頭筋の機能に着目し、膝関節の
伸筋群の等尺性随意性最大筋力〔以下MVC(Maximum Vol
untary Contraction)という〕を測定し下肢機能評価に
供している。Focusing on the functions of the quadriceps femoris muscles of the lower limb muscles, isometric voluntary maximum muscle strength [hereinafter referred to as MVC (Maximum Vol.
untary contraction)] for evaluation of lower limb function.
また、このMVCから体重当りの筋力即ち体重支持数
〔以下WBI(Weight−Bearing Index)という〕を算出
し、このWBIも筋機能評価に供される。Also, the muscle strength per body weight, that is, the weight support number [hereinafter referred to as WBI (Weight-Bearing Index)] is calculated from the MVC, and this WBI is also used for muscle function evaluation.
このような状況下において、関節を回動させながらMV
Cを好適に推測測定できる装置を開発した。In such a situation, the MV is rotated while rotating the joint.
A device that can appropriately estimate and measure C has been developed.
MVCの測定を従来手段の等尺状態(=最大努力状態)
で行なうと筋や腱を痛める心配があったが、サブマック
スな運動(=最大努力状態以下の運動)をしながら測定
する手段によれば筋や腱を痛める心配はない。MVC measurement isometric state of conventional means (= maximum effort state)
There was a concern that the muscles and tendons would be damaged when performing the procedure, but according to the means for measuring while performing a submaximal exercise (= exercise below the state of maximum effort), there is no concern that the muscles and tendons would be damaged.
本発明は、従来技術の課題点に鑑みてなされたもの
で、筋や腱を痛めないでMVCを測定できる筋力測定装置
を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has as its object to provide a muscle strength measuring device capable of measuring MVC without damaging muscles and tendons.
即ち本発明は、人体の膝関節の位置に合わせて水平方
向に設定される回動軸10に取着されるアーム11と、アー
ム11上の適宜な位置に加わる力を検出する筋力検出部9
と、回動軸10の回動に抵抗を付与する抵抗器13と、筋力
検出部9からの筋力信号を得てMVCを算出するマイクロ
プロセッシングユニット22(以下MPU22という)と、筋
力測定の状況及び結果を表示する表示部33とからなる筋
力測定装置である。That is, the present invention provides an arm 11 attached to a rotating shaft 10 that is set in a horizontal direction in accordance with the position of a knee joint of a human body, and a muscle force detecting unit 9 that detects a force applied to an appropriate position on the arm 11.
And a resistor 13 for imparting resistance to the rotation of the rotating shaft 10, a microprocessing unit 22 (hereinafter referred to as MPU 22) for obtaining a muscle strength signal from the muscle strength detector 9 and calculating MVC, This is a muscular strength measuring device including a display unit 33 for displaying a result.
前記MVCの算出は、予めMPU22のメモリ部に角速度に対
応した係数を入力しておき、筋力検出部9で筋力及び角
度を検出し、MPU22で、検出した前記角度から各速度を
算出し、更に、算出した該角速度に対応する前記係数で
前記筋力を除して行なうものである。For the calculation of the MVC, a coefficient corresponding to the angular velocity is input in advance to a memory unit of the MPU 22, a muscle strength detection unit 9 detects a muscle strength and an angle, and the MPU 22 calculates each speed from the detected angle. , By dividing the muscle force by the coefficient corresponding to the calculated angular velocity.
作用 アーム11の先方にスライド固定自在に取り付けた装着
具5に患者の下腿を装着し、装着具5に力を加えアーム
11を動かす。Action The patient's lower leg is mounted on the mounting device 5 slidably fixed to the front of the arm 11, and a force is applied to the mounting device 5 to apply the arm.
Move 11
椅子4に坐った患者は、アーム11を介して検出及び抵
抗設定部12から突出された回動軸10に回動力を与える。
その際、装着具5の取り付け基部に設けた筋力検出部9
で筋力を検出する。The patient sitting on the chair 4 applies a rotating power to the rotating shaft 10 protruding from the detection and resistance setting unit 12 via the arm 11.
At this time, the muscle strength detection unit 9 provided at the base of the attachment 5
To detect muscle strength.
回動軸10の回動角度は角度検出部14で検出される。 The rotation angle of the rotation shaft 10 is detected by the angle detection unit 14.
操作者は、適当な抵抗負荷値をキーボードスイッチ32
にて打ち、MVCの算出等の各種演算を行なうMPU22に入力
する。さらにMPU22は抵抗器13に信号を与える。The operator sets the appropriate resistance load value on the keyboard switch 32.
And input to the MPU 22 which performs various calculations such as calculation of MVC. Further, the MPU 22 provides a signal to the resistor 13.
抵抗器13は回動軸10の回動に対して抵抗を付与する。 The resistor 13 gives resistance to the rotation of the rotation shaft 10.
MPU22は、筋力検出部9で検出した筋力を、予めMPU22
のメモリ部に入力してある回動軸10の回動速度に対応し
た係数で除してMVCを算出する。The MPU 22 detects the muscular strength detected by the muscular strength detecting unit 9 in advance by the MPU 22.
The MVC is calculated by dividing by a coefficient corresponding to the rotation speed of the rotation shaft 10 input to the memory unit.
算出したMVCを表示部33に表示し、測定を終了した時
点でMVCの値をプリンター28にて印字する。The calculated MVC is displayed on the display unit 33, and when the measurement is completed, the value of the MVC is printed by the printer.
等速度運動をする場合は、回動軸10が等速度に回動す
るよう抵抗器13の抵抗値をリアルタイムに制御する。こ
の場合、前記回動軸10の角速度を角速度検出部14で検出
し、この角速度信号に基づいてMPU22は抵抗器13に与え
る信号を作り、患者は一定しない適宜な力を加えるので
あるが、回動軸10の回動速度が操作者によって予め設定
した一定速度になるように、抵抗器13が発生する抵抗力
をリアルタイムに制御する。MPU22は操作者が設定した
設定速度に対応する係数で、検出した筋力を除してMVC
を算出する。In the case of performing a constant speed movement, the resistance value of the resistor 13 is controlled in real time so that the rotation shaft 10 rotates at a constant speed. In this case, the angular velocity of the rotating shaft 10 is detected by the angular velocity detection unit 14, and based on the angular velocity signal, the MPU 22 generates a signal to be given to the resistor 13, and the patient applies an unfixed appropriate force. The resistance generated by the resistor 13 is controlled in real time so that the rotation speed of the moving shaft 10 becomes a constant speed set in advance by the operator. MPU22 is a coefficient corresponding to the speed set by the operator.
Is calculated.
また回動速度を一定に制御しない運動(例えば等張性
抵抗運動とか可変速可変抵抗運動)をする場合は、抵抗
器13の抵抗値の大きさを操作者がキーボードスイッチ32
で選択的に打ち込んだ値に一定に設定する。この場合、
回動軸10の回動速度は患者の力のいれ具合によって変動
するが、MPU22は角速度検出部14で検出する各角速度毎
に対応させて、予めメモリしている係数を読み出し、読
み出した係数で筋力を除してMVCを算出するのである。In the case of performing a motion in which the rotation speed is not controlled to be constant (for example, an isotonic resistance motion or a variable speed variable resistance motion), the operator sets the resistance value of the resistor 13 by the keyboard switch 32.
Set the value to the value entered selectively with. in this case,
The rotation speed of the rotation shaft 10 fluctuates depending on the degree of force applied by the patient, but the MPU 22 reads out a coefficient stored in advance in correspondence with each angular speed detected by the angular speed detection unit 14, and uses the read out coefficient. MVC is calculated by dividing muscle strength.
実施例 本発明を添付の図面に基づいて詳述する。The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
先ず本発明の構成概要は、枠体1上に座部2を設け、
座部2の後端に背凭れ部3を立設してなる患者載置用の
椅子4と、基台7に支持され、患者の下肢の筋力を検出
したり回動軸10の角度を検出したり患者の下肢の訓練の
際に下肢の動きに抵抗を加えたりする検出及び抵抗設定
部12と、筋力を演算し表示する演算表示部34との三つの
個別部材からなる。First, the outline of the configuration of the present invention is to provide a seat 2 on a frame 1,
A patient mounting chair 4 having a backrest 3 erected at the rear end of the seat 2 and a base 7 for detecting the muscle strength of the patient's lower limbs and detecting the angle of the rotating shaft 10 It consists of three separate members: a detection and resistance setting unit 12 for applying resistance to the movement of the lower limb during exercise of the patient's lower limb, and a calculation display unit 34 for calculating and displaying muscle strength.
次に上記の構成を詳細に説明する。 Next, the above configuration will be described in detail.
椅子4の座部2と枠体1との間にゲージ等でなる体重
入力部37が設けられる。体重入力部37の出力は各種デー
タを取り込み演算するMPU22に入力される。A weight input unit 37 composed of a gauge or the like is provided between the seat 2 of the chair 4 and the frame 1. The output of the weight input unit 37 is input to the MPU 22 which takes in various data and calculates.
検出及び抵抗設定部12は、椅子4の横側にあって基台
7に立設した伸縮支柱8の上端に設置される。The detection and resistance setting unit 12 is installed at the upper end of a telescopic support column 8 erected on the base 7 on the side of the chair 4.
検出及び抵抗設定部12は、検出及び抵抗設定部12にお
ける椅子4に向かっている側面に、水平方向に回動軸10
が突設され、この回動軸10の先端にはアーム11が着脱自
在に取り付けられ、アーム11の適宜位置にはスライド固
定自在に装着具5が取り付けられ、装着具5の取り付け
基部には筋力検出部9が設けられている。さらに回動軸
10の基端には回動軸10の回動に抵抗を付与する抵抗器13
が設けられ、回動軸10の適宜部位には回動軸10の回動角
度を検出する角度検出部14が設けられて構成される。The detection and resistance setting unit 12 is provided with a rotation shaft 10 in a horizontal direction on a side of the detection and resistance setting unit 12 facing the chair 4.
An arm 11 is detachably attached to a tip of the rotating shaft 10, and a mounting tool 5 is slidably fixed to an appropriate position of the arm 11, and a muscle force is attached to a mounting base of the mounting tool 5. A detection unit 9 is provided. Further pivot
At the base end of the resistor 10, a resistor 13 for giving resistance to the rotation of the rotation shaft 10 is provided.
The rotation shaft 10 is provided at an appropriate position with an angle detection unit 14 for detecting the rotation angle of the rotation shaft 10.
前記筋力検出部9は、装着具5に加わる力を検出し装
着具5の基部に設けたロードセル15と、ロードセル15で
生じる信号を増幅するセンサーアンプ16と、増幅したア
ナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器17とか
らなり、A/D変換器17の出力信号はMPU22に入力される。The muscular strength detection unit 9 detects a force applied to the mounting device 5 and detects a load cell 15 provided at a base of the mounting device 5, a sensor amplifier 16 that amplifies a signal generated by the load cell 15, and converts an amplified analog signal into a digital signal. An A / D converter 17 is provided, and an output signal of the A / D converter 17 is input to the MPU 22.
このMPU22に入力された筋力の信号は後記する係数で
除されてMVCに換算される。The muscular strength signal input to the MPU 22 is divided by a coefficient described later and converted into MVC.
前記角度検出部14は、検出及び抵抗設定部12と回動軸
10の両部材間に設けられるポテンショメータ19と、ポテ
ンショメータ19の信号を増幅する角度センサーアンプ20
と、角度センサーアンプ20から出力されるアナログ信号
をデジタル信号に変換する角度A/D変換器21とからな
り、角度A/D変換器21の出力信号はMPU22に入力される。The angle detection unit 14 includes a detection and resistance setting unit 12 and a rotation axis.
A potentiometer 19 provided between both members of the angle sensor 10 and an angle sensor amplifier 20 for amplifying a signal of the potentiometer 19
And an angle A / D converter 21 for converting an analog signal output from the angle sensor amplifier 20 into a digital signal. The output signal of the angle A / D converter 21 is input to the MPU 22.
このMPU22に入力された角度の信号は単位時間当りの
角度(=方向)の変化量即ち角速度に変換される。The angle signal input to the MPU 22 is converted into an angle (= direction) change per unit time, that is, an angular velocity.
前記抵抗器13はMPU22からの指令信号を受け入れ、回
動軸10の回動に対して抵抗を付与するものである。抵抗
器13の実施例は図示を省略するが、シリンダー、流体路
絞り機構、クランクアーム等からなる。他の実施例とし
てパウダーブレーキを用いてもよい。The resistor 13 receives a command signal from the MPU 22 and provides resistance to the rotation of the rotation shaft 10. Although not shown, the embodiment of the resistor 13 includes a cylinder, a fluid path restricting mechanism, a crank arm, and the like. As another embodiment, a powder brake may be used.
この抵抗負荷の値を指定し打ち込むキーボードスイッ
チ32の出力を、キーボードスイッチ32に繋がるインター
フェース31に入れ、インターフェース31の出力をMPU22
に入れる。The output of the keyboard switch 32 that specifies and drives the resistance load value is input to the interface 31 connected to the keyboard switch 32, and the output of the interface 31 is set to the MPU 22.
Put in.
次に、所定の演算を行なうMPU22の構成を述べる。 Next, the configuration of the MPU 22 that performs a predetermined operation will be described.
MPU22には、主としてデータを取り込むデータ用MPU18
と、主としてデータの演算を行う演算用MPU26があり、
データ用MPU18の入出力端には、第一シリアル通信回路2
3と、フォトカプラ等でなるアイソレーション回路24
と、さらにもう一個のシリアル通信回路である第二シリ
アル通信回路25が順次直列状に介装接続され、第二シリ
アル通信回路25の入出力は、データを演算しMVC及びWBI
を算出する演算用MPU26の入出力端に接続される。The MPU 22 has a data MPU 18 that mainly captures data.
There is an arithmetic MPU 26 that mainly performs data arithmetic,
The first serial communication circuit 2 is connected to the input / output end of the data MPU 18.
3 and an isolation circuit 24 consisting of a photocoupler, etc.
And a second serial communication circuit 25, which is another serial communication circuit, is sequentially connected in series, and the input / output of the second serial communication circuit 25 calculates data,
Is connected to the input / output terminal of the arithmetic MPU 26 for calculating
演算表示部34は第二シリアル通信回路25と、演算用MP
U26と、演算用MPU26の演算結果を表示する表示部33とか
らなる。The calculation display section 34 includes the second serial communication circuit 25 and a calculation MP.
It comprises a U26 and a display unit 33 for displaying the calculation result of the calculation MPU 26.
表示部33はバッファ機器及び作動メッセージを授受す
る機器を内蔵してなるセントロニクスコントロール回路
27と、セントロニクスコントロール回路27の出力信号即
ちMPU22の演算結果の出力信号を印字するプリンター28
と、画面表示用に作ったデータを走査線に同期させて出
力する表示制御回路29と、表示制御回路29の出力信号即
ちMPU22の演算結果を画面に表示するディスプレイ30か
らなる。The display unit 33 is a Centronics control circuit incorporating a buffer device and a device for sending and receiving operation messages.
27, a printer 28 for printing the output signal of the centronics control circuit 27, that is, the output signal of the calculation result of the MPU 22.
And a display control circuit 29 for outputting data generated for screen display in synchronization with a scanning line, and a display 30 for displaying an output signal of the display control circuit 29, that is, a calculation result of the MPU 22 on a screen.
次にMPU22の周辺機器の構成を述べる。 Next, the configuration of peripheral devices of the MPU 22 will be described.
MPU22の出力信号の一つ目は、セントロニクスコント
ロール回路27を介してプリンター28に付与される。The first output signal of the MPU 22 is provided to the printer 28 via the Centronics control circuit 27.
MPU22の出力信号の二つ目は、表示制御回路29を介し
てディスプレイ30に付与される。The second output signal of the MPU 22 is provided to the display 30 via the display control circuit 29.
MPU22の出力信号の三つ目は、前記抵抗器13に付与さ
れる。The third output signal of the MPU 22 is provided to the resistor 13.
等速度運動で筋力測定をする場合は、回動軸10が等速
度に回動できるようMPU22から抵抗器13をリアルタイム
に制御する信号が付与されている。When the muscle strength is measured at a constant speed motion, a signal for controlling the resistor 13 in real time from the MPU 22 is provided so that the rotation shaft 10 can rotate at a constant speed.
等速に制御しない運動をする場合は、キーボードスイ
ッチ32で打ち込んだ信号を元にしてMPU22から抵抗器13
に一定の抵抗負荷を発現させる制御信号が付与されてい
る。When performing a motion that is not controlled at a constant speed, the MPU 22 outputs the resistor 13 based on the signal input by the keyboard switch 32.
Is provided with a control signal for causing a constant resistance load.
尚、第二図中35は枠体1に取着される取手であり、36
は患者の大腿部を座部2に固定させる固定バンドであ
る。In FIG. 2, reference numeral 35 denotes a handle attached to the frame 1;
Is a fixing band for fixing the patient's thigh to the seat 2.
次に筋力の測定及び訓練を行なう際の本発明の実施例
の作動を説明する。Next, the operation of the embodiment of the present invention when measuring and training the muscle strength will be described.
患者は椅子4の座部2に腰掛け、患者の下腿の前に位
置させた装着具5に下腿を当接し、この下腿を下腿装着
バンド6で装着具5に止着する。The patient is seated on the seat 2 of the chair 4, the lower leg is brought into contact with the mounting device 5 positioned in front of the lower leg of the patient, and the lower leg is fastened to the mounting device 5 with the lower leg mounting band 6.
キーボードスイッチ32で適宜な抵抗負荷値を打ち込
み、このキーボードスイッチ32の出力をインターフェー
ス31を介してMPU22に入力する。An appropriate resistance load value is input by the keyboard switch 32, and the output of the keyboard switch 32 is input to the MPU 22 via the interface 31.
患者は膝関節を伸展・屈曲させ、力を装着具5に与え
る。膝関節を伸展させる時には大腿四頭筋が働き、この
大腿四頭筋の筋力が装着具5に加わる。The patient extends and flexes the knee joint and applies force to the wearing equipment 5. When the knee joint is extended, the quadriceps muscle works, and the muscular strength of the quadriceps muscle acts on the wearing equipment 5.
装着具5に加わる力は筋力としてロードセル15で検出
され、回動軸10の回動角度はポテンショメータ19で検出
される。The force applied to the attachment 5 is detected by the load cell 15 as a muscle force, and the rotation angle of the rotation shaft 10 is detected by a potentiometer 19.
ロードセル15で検出した信号をセンサーアンプ16で増
幅し、A/D変換器17でアナログ信号をデジタル信号に変
換し、このデジタル信号をMPU22に入力する。The signal detected by the load cell 15 is amplified by the sensor amplifier 16, the analog signal is converted into a digital signal by the A / D converter 17, and the digital signal is input to the MPU 22.
ポテンショメータ19で検出した信号を角度センサーア
ンプ20で増幅し、角度A/D変換器21でアナログ信号をデ
ジタル信号に変換し、このデジタル信号をMPU22に入力
する。The signal detected by the potentiometer 19 is amplified by the angle sensor amplifier 20, the analog signal is converted to a digital signal by the angle A / D converter 21, and the digital signal is input to the MPU 22.
MPU22中に存在するデータ用MPU18と演算用MPU26は、
インターフェイス31の第一シリアル通信回路32とアイソ
レーション回路24と第二シリアル通信回路25とを介して
信号の授受を行なっている。The MPU 18 for data and the MPU 26 for operation existing in the MPU 22 are:
Signals are exchanged via the first serial communication circuit 32, the isolation circuit 24, and the second serial communication circuit 25 of the interface 31.
一方のデータ用MPU18は各種センサー部材や抵抗器13
に接近させて検出及び抵抗設定部12内に設け、各種セン
サーからの信号を取り込む機能を持たせている。また他
方の演算用MPU26は演算表示部34内に設け、データをも
とに各種の演算を行ない演算結果を発令する機能を持た
せている。これらの二つのMPUによって検出及び抵抗設
定部12と演算表示部34の間で行われるデータの授受の信
頼性を高めている。On the other hand, the data MPU 18 includes various sensor members and resistors 13
, And provided in the detection and resistance setting unit 12 to have a function of taking in signals from various sensors. The other computation MPU 26 is provided in the computation display unit 34 and has a function of performing various computations based on data and issuing a computation result. These two MPUs enhance the reliability of data transfer between the detection and resistance setting unit 12 and the operation display unit 34.
MPU22から出力する第一の信号はインターフェイス機
能を有するセントロニクスコントロール回路27を経てプ
リンター28に至り、このプリンター28でMVC及びWBIの値
を印字する。The first signal output from the MPU 22 reaches a printer 28 via a centronics control circuit 27 having an interface function, and the printer 28 prints the values of MVC and WBI.
MPU22から出力する第二の信号はインターフェイス機
能を有する表示制御回路29を経てディスプレイ30に至
り、ディスプレイ30にMVCを「Kg」の単位で表示し、WBI
を無名数で表示する。The second signal output from the MPU 22 passes through a display control circuit 29 having an interface function to reach a display 30. The display 30 displays the MVC in units of "Kg", and the WBI
Is displayed as an anonymous number.
MPU22から出力する第三の信号は抵抗器13を制御し回
動軸10の回動に付与する抵抗の大きさを制御する。The third signal output from the MPU 22 controls the resistor 13 to control the magnitude of the resistance applied to the rotation of the rotation shaft 10.
なお、動いている状態の最大筋力を測定してこの測定
値からMVCを推測するために、MPU22に予め各角速度に対
応する係数を記憶させている。Note that in order to measure the maximum muscular strength in a moving state and estimate MVC from the measured value, the MPU 22 previously stores coefficients corresponding to each angular velocity.
各角速度毎の係数は多くの実験データをもとに統計的
に作成した極めて信頼性の高い係数である。MVCと角速
度の関係から算出された係数の一部をピックアップする
と次の通りである。The coefficients for each angular velocity are extremely reliable coefficients statistically created based on many experimental data. Some of the coefficients calculated from the relationship between MVC and angular velocity are picked up as follows.
測定した最大筋力を角速度の係数で除し、MVCを算出
する。 MVC is calculated by dividing the measured maximum muscular strength by the coefficient of angular velocity.
前述したように、等速度運動をする場合は、回動軸10
が等速度に回動するよう抵抗器13の抵抗力をリアルタイ
ムに制御する。As described above, when performing a constant speed motion, the rotation axis 10
The resistance of the resistor 13 is controlled in real time so as to rotate at a constant speed.
この場合、前記回動軸10の角速度を角速度検出部14で
検出し、この角速度信号に基づいてMPU22は抵抗器13を
リアルタイムに制御し、回動軸10を予め設定する一定速
度に回動させる。MVCは、測定筋力を設定速度に対応す
る係数で除して得る。In this case, the angular velocity of the rotating shaft 10 is detected by the angular velocity detecting unit 14, and based on the angular velocity signal, the MPU 22 controls the resistor 13 in real time, and rotates the rotating shaft 10 to a predetermined constant speed. . The MVC is obtained by dividing the measured muscle strength by a coefficient corresponding to the set speed.
また等速に制御しない運動をする場合は、抵抗器13の
抵抗の大きさをキーボードスイッチ32で選択した一定値
に設定する。In the case of performing exercise without controlling at a constant speed, the magnitude of the resistance of the resistor 13 is set to a constant value selected by the keyboard switch 32.
この場合は、回動軸10の回動速度は患者の力のいれ具
合等によって変動するが、MPU22は角速度検出部14で検
出した各角速度に対応する係数を読みだし、この係数で
筋力を除してMVCを算出できるのである。In this case, the rotation speed of the rotation shaft 10 varies depending on the strength of the patient's force, etc., but the MPU 22 reads a coefficient corresponding to each angular velocity detected by the angular velocity detection unit 14, and divides the muscle force by this coefficient. And calculate the MVC.
次に第三図に示すフローチャートを説明する。 Next, the flowchart shown in FIG. 3 will be described.
先ず電源等の投入により測定を開始させ、次にキーボ
ードスイッチ32で適宜な値を打ち込み抵抗器13を作動さ
せ、回動軸10の回動作動に適宜な抵抗を付与する。First, the measurement is started by turning on the power supply or the like, and then an appropriate value is driven by the keyboard switch 32 to operate the resistor 13 to apply an appropriate resistance to the turning operation of the turning shaft 10.
患者はアーム11を回動させる。回動軸10の回動から筋
力と角度を検出する。The patient rotates the arm 11. The muscle strength and angle are detected from the rotation of the rotation shaft 10.
直前の短時間に検出した角度から単位時間当りの角度
の変化量即ち角速度を算出する。The angle change per unit time, that is, the angular velocity, is calculated from the angle detected in the immediately preceding short time.
続いて筋力を角速度の係数で除してMVCを得、ディス
プレイ30に表示すると共に記憶する。Subsequently, the muscle strength is divided by the coefficient of the angular velocity to obtain MVC, which is displayed on the display 30 and stored.
尚、MVCを体重で除してWBIを得、このWBIを表示部33
に表示することも行われる。The WBI is obtained by dividing the MVC by the weight, and the WBI is displayed on the display unit 33.
Is also displayed.
測定が終了するとMVCの測定結果に基づくコメント等
を印字する。When the measurement is completed, a comment or the like based on the measurement result of the MVC is printed.
筋力の測定を終了し、次に筋力の訓練を開始するとき
は、アーム11の往復回動回数と抵抗器13に付与すべき最
適な抵抗力を設定して行なう。When the measurement of the muscle strength is completed and the training of the muscle strength is started next, the number of reciprocating rotations of the arm 11 and the optimum resistance to be applied to the resistor 13 are set.
尚、上記実施例では筋力検出部9を装着部5の取り付
け基部に設けたが、他の実施例として筋力検出部9を回
動軸10の一部に設けた場合は、筋力をトルク単位(=
T、T=F×Lで示される)で検出することになり、こ
の場合は、回動軸10から装着具5までの距離即ちアーム
長(=L)でトルク(=T)を除して筋力(=F)を算
出するのである。In the above embodiment, the muscular strength detecting unit 9 is provided at the base of the mounting unit 5. However, as another embodiment, when the muscular strength detecting unit 9 is provided at a part of the rotating shaft 10, the muscular strength is expressed in torque units ( =
T, T = F × L). In this case, the torque (= T) is divided by the distance from the rotating shaft 10 to the mounting tool 5, that is, the arm length (= L). The muscle strength (= F) is calculated.
また、前述の実施例では椅子4と検出及び抵抗設定部
12が別体であったが、他の実施例として、図示を省略す
るが、検出及び抵抗設定部12を椅子4の側部に一体的に
設けて構成することもある。In the above-described embodiment, the chair 4 and the detection and resistance setting unit are used.
Although 12 is a separate body, as another embodiment, although not shown, the detection and resistance setting unit 12 may be integrally provided on the side of the chair 4 in some cases.
発明の効果 本発明は検出及び抵抗設定部に、筋力検出部と角度検
出部と抵抗器を設け、MPUに回動軸の各角速度に対応さ
せた特殊な係数を予めメモリし、キーボードスイッチで
適宜な抵抗負荷を入力指示し、患者が装着具に付与した
筋力からMVCを演算し表示するよう構成したものであ
る。According to the present invention, the detection and resistance setting unit is provided with a muscular strength detection unit, an angle detection unit, and a resistor, and a special coefficient corresponding to each angular velocity of the rotation axis is stored in the MPU in advance, and a keyboard switch is used as appropriate. The MVC is calculated and displayed on the basis of the muscle force applied to the wearing equipment by the patient by inputting and inputting an appropriate resistance load.
この構成による効果は、先ず第一に適宜な抵抗を付与
して下肢を回動動作するサブマックスな運動からMVCが
算出できるので、 (イ)安全面の利点として、従来の等尺状態でMVCを発
現させると、筋や腱に過度な筋収縮を起こしてしまい患
者は筋や腱を痛めるという危険性とその心配があり、治
療過程においてMVC測定不能なケースが多くあったが、
本発明ではこの心配が無くなり安心して安全にMVCの測
定ができるようになったのである。The effect of this configuration is that, first of all, the MVC can be calculated from the submaximal movement of rotating the lower limb by applying an appropriate resistance. When expressed, there is a risk that the muscle and tendon may be damaged due to excessive muscle contraction in the muscles and tendons, and there are many cases where MVC can not be measured during the treatment process,
According to the present invention, this worry has been eliminated, and MVC measurement can be performed safely and safely.
(ロ)筋力測定行為上の利点として、患者は痛めた下肢
機能に不安を持っている為、下肢の最大筋力を発現し辛
く、MVCを測定すること自体が難しいが、サブマックス
な運動によりMVCを推測し算出する本発明の装置を使用
すれば、等尺状態で最大筋力を発現しないで済む為、患
者は苦痛なく楽に、筋や腱を痛める心配もなくMVCを測
定できその値を知ることができる。(B) As an advantage of the muscle strength measurement, the patient has anxiety about the injured lower limb function, so it is difficult to express the maximum muscular strength of the lower limb, and it is difficult to measure MVC itself. By using the device of the present invention for estimating and calculating the maximum muscle strength in the isometric state, the patient can easily measure MVC without pain and without worrying about injuring muscles and tendons, and know the value. Can be.
(ハ)測定姿態上の利点として、最大筋力はどの角度で
発現するか分らないので、等尺状態で測定する場合は、
MVC発揮角度に個人差が有る為、異なる角度で測った複
数個の測定結果を比較してみなければMVCが分らなかっ
たが、ダイナミックに下肢を回動させながらMVCを算出
する本発明の装置を用いれば、一度の回動動作の測定で
MVCが算出できるので、筋を疲労させることなく正確
に、時間と手数を大幅に削減してMVCを知る事ができる
ようになった。(C) As an advantage in the measurement posture, since it is not known at which angle the maximum muscle strength appears, when measuring in an isometric state,
Since there is an individual difference in the MVC exertion angle, the MVC could not be found unless a plurality of measurement results measured at different angles were compared, but the device of the present invention which calculates the MVC while rotating the lower limb dynamically Can be used to measure rotation once.
Since the MVC can be calculated, it is now possible to know the MVC accurately and without losing muscles, significantly reducing time and labor.
第二に、MVCを、トルクの「Kg・m」表示より日常的
で実感として分かり易い「Kg」で表示するディスプレイ
を設けたので、患者に自己のMVCが分かり易く視覚的に
フィードバックされ、機能回復訓練の意欲の高揚を援助
できるようになった。Secondly, a display is provided that displays the MVC in `` Kg '', which is more everyday and easier to understand than the `` Kg ・ m '' display of torque. You can now help motivate recovery training.
第三に、サブマックスな運動をしながら測定するにも
かかわらず、好適にMVCを推測測定でき、このMVCを明瞭
に表示できるようになったので、機能回復訓練の指導上
大変有利となったのである。Third, despite the fact that measurement is performed while performing submaximal exercise, the MVC can be appropriately estimated and measured, and this MVC can be clearly displayed, which is very advantageous in instructing functional recovery training. It is.
【図面の簡単な説明】 添付の図面は本発明の実施例を示しており、第1図は電
気的構成のブロック図、第2図は全体の外観図、第3図
は筋力測定のフローチャートを示している。 9……筋力検出部、10……回動軸、11……アーム、13…
…抵抗器、14……角度検出部、22……MPU、26……演算
用MPU、32……キーボードスイッチ、33……表示部、BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram of an electric configuration, FIG. 2 is an overall external view, and FIG. 3 is a flowchart of muscle strength measurement. Is shown. 9 ... Muscle strength detection unit, 10 ... Rotating axis, 11 ... Arm, 13 ...
... Resistor, 14 ... Angle detector, 22 ... MPU, 26 ... MPU for calculation, 32 ... Keyboard switch, 33 ... Display unit,
Claims (1)
設定される回動軸10に取着されるアーム11と、アーム11
上の適宜な位置に加わる力を検出する筋力検出部9と、
回動軸10の回動に抵抗を付与する抵抗器13と、筋力検出
器9からの筋力信号を得て等尺性随意性最大筋力を算出
するマイクロプロセッシングユニット22と、筋力測定の
状況及び結果を表示する表示部33とからなり、予めマイ
クロプロセッシングユニット22のメモリ部に角速度に対
応した係数を入力しておき、筋力検出部9で筋力及び角
度を検出し、マイクロプロセッシングユニット22で、検
出した前記角度から演算した角速度と角速度に対応する
前記係数と前記筋力とから前記等尺性随意性最大筋力を
算出することを特徴とする筋力測定装置。An arm (11) attached to a rotating shaft (10) set horizontally in accordance with the position of a knee joint of a human body, and an arm (11).
A muscular strength detection unit 9 for detecting a force applied to an appropriate position above,
A resistor 13 for imparting resistance to the rotation of the rotating shaft 10, a microprocessing unit 22 for obtaining a muscle strength signal from the muscle strength detector 9 and calculating an isometric voluntary maximum muscle strength, a situation and results of muscle strength measurement A coefficient corresponding to the angular velocity is input to the memory unit of the microprocessing unit 22 in advance, the muscular strength and the angle are detected by the muscular strength detection unit 9, and detected by the microprocessing unit 22. A muscle strength measuring device, wherein the isometric voluntary maximum muscle strength is calculated from the angular velocity calculated from the angle, the coefficient corresponding to the angular velocity, and the muscle strength.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2052259A JP2976341B2 (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Muscle strength measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH03254735A JPH03254735A (en) | 1991-11-13 |
JP2976341B2 true JP2976341B2 (en) | 1999-11-10 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2976341B2 (en) |
-
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- 1990-03-02 JP JP2052259A patent/JP2976341B2/en not_active Expired - Fee Related
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