(57)【要約】【課題】若年者層及び高齢者層を問わずに利用者の腰椎形状と下肢筋の柔軟性の個人差に応じて、この利用者本人が座位で腰椎の適度な前弯運動を行うことで腰椎前弯を容易かつ安全に形成するのに効果的な腰椎前弯形成運動器具の提供を目的とする。【解決手段】椅子型腰椎前弯形成運動器具であって、前後方向にスライド移動自在の着座シート部と、当該着座シート部に着座した状態で肩甲骨下角部に位置する背もたれ部と、当該背もたれ部の下方に位置し、腰椎に当接することで腰椎の前後方向の移動を規制する腰椎ストッパー部とを備えていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
椅子型腰椎前弯形成運動器具であって、
前後方向にスライド移動自在の着座シート部と、
当該着座シート部に着座した状態で肩甲骨下角部に位置する背もたれ部と、
当該背もたれ部の下方に位置し、腰椎に当接することで腰椎の前後方向の移動を規制する腰椎ストッパー部とを備えていることを特徴とする腰椎前弯形成運動器具。
【請求項２】
足のキック力を利用して着座シート部を前後に往復移動するための足を載置するキックバー部を有していることを特徴とする請求項１記載の腰椎前弯形成運動器具。
【請求項３】
キックバー部は、高さ及び着座シート部からの距離が調整可能になっていることを特徴とする請求項１又は２記載の腰椎前弯形成運動器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腰椎前弯を容易に且つ安全に形成するのに効果的な運動器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の脊柱は７個の頸椎、１２の胸椎、５個の腰椎、仙骨及び尾骨で成り立っていて、正常なヒトの脊柱は胸椎が後方に向かって腰椎が前方に向かって緩やかに生理的弯曲している。
【０００３】
腰椎前弯は、直立姿勢を保持するためのヒトの大きな特徴であり、大きな質量の体幹を股関節上に位置させる重要な役割を担っている。
我々は、腰椎前弯の形成が腰痛予防に重要であることを明らかにした（非特許文献１）。
加齢に伴って、骨盤は後傾し、腰椎は前弯が減少し、胸椎は後弯が強まることが明らかにされている（非特許文献２）。
ヒトの骨盤と脊柱の運動には、腰椎−骨盤リズム（非特許文献３）にみられるような密接な相互関係が存在している。
体幹が最大屈曲位から立位へ戻る場合には、初めに骨盤が後方に回旋し、続いて骨盤の前方への回旋とともに脊柱が直立位に戻る。
この後半において腰椎前弯が生じる。大腿二頭筋ないし腰椎部の柔軟性が低い場合には、この運動リズムが崩れ、これらの部位に痛みが発生すると言われている。
従って、腰椎前弯を形成するためには、大腿二頭筋と腰椎部の柔軟性を高めることが必要となる。
【０００４】
特許文献４には、脊柱前弯症のような患者の治療に使用する腰椎牽引装置を開示する。
同公報に開示する腰椎牽引装置は、Ｕ字状の上サポートと下サポートを患者に装着するとともに、この上下サポ−ト間の距離を外力にて増大させることで身体に牽引力を加え、さらに、患者の背中に局部的な力を加える押圧装置を有しているものである。
しかし、このような腰椎牽引装置には、無理な外力が生体に加わる危険性があり、大腿二頭筋や腰椎部の前弯方向への柔軟性を高めるという視点はなく、且つ、腰椎の形状の個人差が考慮されていない。
【０００５】
【非特許文献１】Ai J., Fujiwara K., Asai H., Koshida K., Tomita K., Kawahara N. and Tomita H.: Postural movement during bilateral arm flexion and deformity of lumbar vertebral bodies related to chronic low back pain in elderly women. Health and Behavior Sciences, 6(1): 9-19, 2007.
【非特許文献２】山口義臣、大島正光、鈴木信正、末沢慶紀、山下安雄：日本人の姿勢  −分類とその加齢的変化の検討−．姿勢  （姿勢研究所編、第２回姿勢シンポジウム論文集）, 15-33, 1977.
【非特許文献３】Cailliet R: Low back pain syndrome, 5th Edition. F. A. Davis Company, Philadelphia, 1995
【特許文献４】特開平６−２９６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、若年者層及び高齢者層を問わずに利用者の腰椎形状と下肢筋の柔軟性の個人差に応じて、この利用者本人が座位で腰椎の適度な前弯運動を行うことで腰椎前弯を容易かつ安全に形成するのに効果的な腰椎前弯形成運動器具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る腰椎前弯形成運動器具は、椅子型腰椎前弯形成運動器具であって、前後方向にスライド移動自在の着座シート部と、当該着座シート部に着座した状態で肩甲骨下角部に位置する背もたれ部と、当該背もたれ部の下方に位置し、腰椎に当接することで腰椎の前後方向の移動を規制する腰椎ストッパー部とを備えていることを特徴とする。
ここで、前後方向にスライド移動自在の着座シート部とは、運動器具の利用者が椅子のように着座し、「オシリ」を前後方向に反復運動できるように着座シート部がスライド移動可能になっていることをいう。
従って、本明細書において前後方向とは垂直方向の椅子背もたれに対して前後に直交する水平方向をいう。
【０００８】
本発明に係る運動器具は利用者が、肩甲骨下角部を背もたれ部に当接させつつ、オシリを後方移動させるように運動する際に腰椎が腰椎ストッパー部に当たることで腰椎の前弯を形成するようにしたものである。
従って、本発明に係る運動器具は、利用者本人が膝の屈伸運動により、着座シート部を前後に反復移動させることに特徴があり、足のキック力を利用して着座シート部を前後に往復移動するための足を載置するキックバー部を有しているのが好ましい。
【０００９】
また、利用者本人の大腿二頭筋の長さに合せて膝関節を適度に伸展できるように、キックバー部は、高さ及び着座シート部からの距離が調整可能になっているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る腰椎前弯形成運動器具にあっては、椅子型に形成し、背もたれ部に肩甲骨下角部を当接させつつ、利用者本人の意思で腰椎が腰椎ストッパ部に当たる位置を支点にして、本人の随意的に運動可能な範囲にて反復運動ができるため、安全に且つ利用者の個人差に合せて腰椎前弯を形成することができる。
また、構造が簡単であるために安価に制作でき、耐久性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る腰椎前弯形成運動器具１０（以下、単に運動器具と称する）の構成例の側面図を図１（ａ）、正面図を図１（ｂ）に示す。
運動器具１０は、平面視矩形形状のベース部１４の下方に４本の脚１７を立設し、当該ベース部１４の後部から上方に支持部１６を立設した略椅子型の形状をしている。
ベース部１４の上には利用者が着座する着座シート部１１を有し、当該着座シート部１１は、前後に反復するためのスライドレール１１ａ等のスライド手段を有している。
なお、利用者が座って前後方向にスライド移動自在になっていればスライド手段は上記に限定されない。
なお、前後方向のスライド移動範囲は利用者の身長や加齢によっても異なるために最大移動幅が調整できるようになっているのが好ましく、利用者が立ち上がり着座シート部からオシリが離れると、スライド移動範囲の中央に戻るようにするとよい。
【００１２】
利用者が着座シート部１１に座った状態で安定しやすいように、着座シート部の両サイド上方に肘掛けとしてアームレスト１５を設けてもよい。
図１に示した実施例では、腰椎ストッパー部１３を下げた場合にもアームレスト１５と干渉しないようにアームレスト１５を支持部１６から分離してベース部１４に立設してある。
アームレスト１５の前後を第１支持部材１５ａと第２支持部材１５ｃにて高さ調整可能に支持し、ノブ１５ｂを締め付けることでアームレスト１５の高さが固定される。
支持部１６の上方には高さ調整及び前方への突出量調整可能に背もたれ部１２を有し、その下方に位置し、腰椎の前弯部に位置する腰椎ストッパー部１３を有している。
腰椎ストッパー部１３も高さ調整及び前方突出量の調整が可能になっている。
なお、腰椎ストッパー部に付加される圧力を利用者が目で見えるようにセンサーと計器を設けてもよい。
図１に示した実施例では締め付けノブ１２ａと長孔１２ｂにて背もたれ部１２の高さ及び前方への突出量の調整が可能になっているが、高さ及び突出量を利用者の個人差に合せて調整可能であれば手段を選ばない。
また、腰椎ストッパー部１３も高さ、前方突出量が調整できれば、本実施例に示した長孔１３ｂとノブ１３ａによる構造に限定されない。
腰椎ストッパー部１３は座った状態で右側に位置するＲストッパー１３Ｒと、左側に位置するＬストッパー１３Ｌとに分離していて、その間に所定の間隔ｄを設定し、この部分に脊柱が臨むようにしてある。
腰椎ストッパー部１３は回転式にし、皮膚との摩擦を軽減できるようにしてある。
背もたれ部１２及び腰椎ストッパー部１３は人体に当たっても痛くない材質を用いる。
【００１３】
運動器具１０は利用者が着座シート部１１に座ってオシリを前後に反復運動するものであり、足を載せてキックするためのキックバー部２０を着座シート部の前方下方に設けてある。
キックバー部２０は利用者の足等の長さに応じて、第１アーム部２１から第２アーム部２２がスライド突出するようになっていて、その長さを調整具２１ａで調整可能になっている。
また、キックバー部２０の高さは、一端を第１アーム部２１に回動連結２３ｂした角度調整アーム２３の締め付け具２３ａと連結部の固定調整具２１ｂにて調整可能になっている。
なお、キックバー部の高さ及び長さ（着座シート部からの距離）が調整可能であれば上記構造に限定されない。
【００１４】
（運動器具の使用方法）
次に図２に基づいて使用方法を説明する着座シート部１１は前後方向に移動する中心位置にあり、その状態で利用者は、この着座シート部に腰掛けるように座位をとる。
肩甲骨下角部を背もたれ部１２に当てた状態で利用者本人の腰椎の形状に合せて、腰椎ストッパー部１３の高さ及び突出量を調整する。
利用者は次に本人の大腿二頭筋の長さに合せて膝関節を適度に伸展するようにキックバー部２０の長さ及び高さを調整する。
このような状態で図２（ｂ）に示すように膝の屈伸運動を反復して着座シート部１１をスライドレール１１ａに沿って前後に移動する。
このとき、利用者は腰椎ストッパー部を支点にして腰椎前弯が形成されるようにオシリを前後に反復運動をする。
【００１５】
以下、本発明に係る運動器具を用いて評価した結果について説明する。
（被験者）
被験者は若年成人１９名（若年群：男性９名と女性１０名）と在宅高齢者２１名（高齢群：男性１２名と女性９名）とした。
若年群の年齢、身長、体重、足長の平均値と標準偏差はそれぞれ２９．６±７．８歳、１６５．０±６．５ｃｍ、５８．４±８．８ｋｇ、２４．４±１．３ｃｍであり、高齢群のそれらは、７１．８±４．９歳、１５８．３±８．１ｃｍ、５８．７±８．２ｋｇ、２４．１±１．２ｃｍであった。
【００１６】
（測定方法）
腰椎ストッパー部１３に対する前方から後方に加わる圧力を測定するために、腰椎ストッパー部１３と支持部１６と連結部に圧センサー（ＬＵＢ−５０ＫＢ−Ｐ，ＫＹＯＷＡ，Ｊａｐａｎ）を取り付けた。
また、着座シート部１１の前・後移動幅を測定するために、ポテンショメーター（ＬＰ−２５０ＦＸＭ，ＭＩＤＯＲＩ  ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ，Ｊａｐａｎ）を当該シートの側方に取り付けた。
図３に示すように、安静立位時の前・後方向の足圧中心（ＣｏＰｙ）位置を測定するために、３つのロードセルからなる床反力計（ＷＳ−１１，  ＷＡＭＩ，  Ｊａｐａｎ）を用いた。
ＣｏＰｙ位置は、１０秒間測定し、その平均値を足長に対する踵からの相対距離（％ＦＬ）で表示した。
また、安静立位時の脊柱および骨盤のアライメントを測定するために、床反力計の後上方に姿勢測定器（ｃｏｍｆｏｒｍａｔｕｒｅ）を設置した。
この姿勢測定器は、それぞれ独立して平行に移動する１５９本のアルミ棒（直径３ｍｍ、長さ２１ｃｍ）とそれらの支持部からなり、アルミ棒の末端に反射布を貼り付けたものである。
姿勢測定器の各アルミ棒を平行移動させ、被験者の脊柱上の皮膚にアルミ棒を接触させることにより、最長７８ｃｍの範囲における全脊柱の連続的な形状を側面から撮影することができる。
被験者の前方１．８ｍの距離で目の高さに、直径３ｃｍの円形視標を設置した。
安静立位時の脊柱および骨盤のアライメントを測定するために、被験者の左側６ｍにデジタルカメラ（ＥＯＳ  ｋｉｓｓ  ｘ２，Ｃａｎｏｎ，Ｊａｐａｎ）を設置した。
小型の反射マーカー（直径１．５ｃｍ）を身体左側の肩峰、上前腸骨棘、上後腸骨棘、大転子、膝関節、外果、第五中足骨骨頭に取り付けた。
被験者の第５胸椎棘突起、第６胸椎棘突起、第１２胸椎棘突起、第１腰椎棘突起、及び第３腰椎棘突起を触診により同定し、それぞれの部位に対応するアルミ棒に反射マーカーを取り付けた。
【００１７】
（腰椎前弯形成運動と分析項目）
腰椎前弯形成運動を実施する前に、各被験者に合わせて器具のキックバー部２０の位置を調節し、膝関節角度を１１０度に設定した。
腰椎ストッパー部１３は、腰椎最前弯部、ないしその同定ができない場合は第３腰椎部に設定した。
被験者は、着座シート部１１に座り、キックバー部２０の上に両足部をおき、アームレスト１５に前腕を置いた。
腰椎前弯形成運動は、腰椎前弯部（ストッパー）が支点になるように行われた。
運動の周期は、１回４秒とした。
運動の開始姿勢は安静座位姿勢とした。
被験者は、反動をつけずに随意的に着座シート部を後方へゆっくりと移動させ腰椎を前弯させた。
次に、被験者は随意的に着座シート部を前方へゆっくりと移動させ、安静座位姿勢に戻した。
若年群は、これら一連の運動を５回ごとに安静立位姿勢の測定を挟み、合計２０回行った。
高齢群については、これらの運動を連続して２０回行った。
振幅は、随意的に運動可能な最大範囲とした。
被験者には、運動中に腰椎最前弯部を腰椎ストッパー部から離さず、腰背部に痛みが生じない範囲で運動を行うよう指示した。
また、両肩の位置を前・後方向に動かさずに運動を行うよう指示した。
分析項目は、図３及び図４に示すように安静立位姿勢におけるＣｏＰｙ位置と、骨盤の前傾度および脊柱のアライメントの変化とした。
【００１８】
［腰椎前弯形成運動時の腰椎ストッパー部（以下、ストッパーと称する）への負荷と着座シート部（以下、シートと称する）の後方移動幅］
腰椎前弯形成運動時のストッパーへの力とシートの移動幅は、それぞれの平均値＋２ＳＤの範囲外の被験者を除いて算出した。
ストッパーにかかる力の平均値±標準偏差は、若年者と高齢者でそれぞれ１０．３±４．４ｋｇ、１８．１±１０．１ｋｇであった。
両群ともに２０回の試行の中でその力の変化に試行回数による一定傾向が認められなかった。
これらのことより、安全に腰椎前弯形成運動を遂行するための最大負荷を、若年者の分布範囲を基準として１５ｋｇに設定するとよいことが明らかになった。
腰椎前弯形成運動時のシートの後方移動幅の平均値±標準偏差は、若年者と高齢者でそれぞれ６．３±１．２ｃｍ、６．０±１．７ｃｍであり、被験者群による有意差は認められなかった。
若年者と高齢者の移動幅の最大値は、それぞれ１０．０ｃｍと１０．７ｃｍであった。
これらの結果から、シートの最大後方移動幅は１２ｃｍとするとよいことが明らかになった。
運動器具を販売するに当たっては、本結果に基づいて最大負荷、最大後方移動幅を設定すればよい。
ストッパーへの力とシートの後方移動幅との相関関係を算出したところ、高齢者のみに弱い正の相関関係が認められた（ｒ＝０．４５，ｐ＜０．０５）。
これは、高齢者ではストッパーへの圧力が強いほど、シート移動幅が大きいという関係があることを示している。
一方、若年者ではそれらが独立していることを示している。
若年者と高齢者におけるシートから腰椎前弯部までの高さの平均値±標準偏差は、それぞれ２７．８±２．４ｃｍ、２６．７±１．９ｃｍであった。
【００１９】
（腰椎前弯形成運動の効果）
若年者における腰椎前弯形成運動前・後の安静立位時のＣｏＰｙ位置の平均値±標準偏差は、それぞれ３８．６±５．１％ＦＬ、４２．７±７．２％ＦＬであり、高齢者におけるそれは、それぞれ４２．９±６．８％ＦＬ、４４．２±６．２％ＦＬであった。
安静立位時のＣｏＰｙ位置は、若年者では腰椎前弯形成運動後のほうが腰椎前弯形成運動前よりも前方に位置した（若年者：ｔ＝４．２７，ｐ＜０．００１）が、高齢者ではそのような変化は認められなかった。
骨盤・脊柱部位の形状に関しては、以下のような腰椎前弯形成運動による変化が若年者、高齢者に共通に認められた（図５）。
図５に示したグラフ中＊印を付したものは運動前と運動後とに有意差が認められたことを示す。
骨盤傾斜角（∠Ｅ）と腰椎下部傾斜角（∠Ｄ）は有意に前方に傾斜した（骨盤傾斜角：若年者ｔ＝６．１７，ｐ＜０．００１；高齢者ｔ＝５．８２，ｐ＜０．００１；腰椎下部傾斜角：若年者ｔ＝５．７６，ｐ＜０．００１；高齢者ｔ＝２．５６，ｐ＜０．０５）。
胸椎後弯角（∠Ａ）は有意に減少した（若年者ｔ＝４．３５，ｐ＜０．００１；高齢者ｔ＝５．１２，ｐ＜０．００１）。
なお、腰椎前弯角（∠Ｂ）、体幹傾斜角（∠（Ｃ，垂線））は、腰椎前弯形成運動前・後で差が認められなかった。
次に新たに腰椎前弯角／胸椎後弯角なる指標について検定した結果、図５に示すように運動後は有意に増大した（若年者ｔ＝４．２０，ｐ＜０．００１；高齢者ｔ＝２．６０，ｐ＜０．０５）。
この値は、腰椎前弯形成の程度を示す新たな指標になる。
加齢に伴って、骨盤の後傾、腰椎前弯の減少、胸椎後弯の増加が認められている。
本研究の結果によって、腰椎前弯形成運動が、若年者、高齢者ともに、これらの形状を改善する方向に作用することが示された。
高齢者では、試行を重ねていくことに伴い、シートの後方移動幅が増大した（図６：Ｆ２０，３８０＝１．９８，ｐ＜０．０１）。
しかし、腰椎前弯部にかかる力には有意な変化が認められなかった。
これらの結果は、高齢者において、腰椎前弯形成運動が腰椎部の柔軟性を増すことに有効であることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る運動器具の構成例を示す。
【図２】本発明に係る運動器具の使用例を示す。
【図３】アライメントの取付位置を示す。
【図４】分析項目を示す。
【図５】運動の前後による分析結果を示す。
【図６】高齢者群における試行数とシート移動幅の関係を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１０    腰椎前弯形成運動器具
１１    着座シート部
１２    背もたれ部
１３    腰椎ストッパー部
１４    ベース部
１５    アームレスト
１６    支持部
１７    脚
２０    キックバー部
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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