(57)【要約】【課題】  肢体運動能力に関してその運動を主として司どる筋肉に的を絞ってより正確に細かく評価する方法とその装置及び評価に対応した鍛錬を簡単に行うことができる装置の提供。【解決手段】  日常生活において下腿、大腿及び体幹が行う身体運動の能力をその運動を行う筋力の強さ（筋力値）で評価する方法とする。身体運動を足関節底屈、足関節背屈、膝関節伸展、膝関節屈曲、股関節伸展、股関節屈曲、股関節内転、股関節外転、股関節内旋及び股関節外旋の単位運動に分類する。また、各単位運動に伴う代償運動を設定する。単位運動の筋力値を同時に測定する代償運動の筋力値で正しいものか否か判定し、不可の場合はアラーム出して、正しい同じ運動を繰り返させる。肢体能力評価装置は、椅子形とし、着座姿勢で被測定者が行う単位運動のそれぞれ見かけの筋力値とその代償運動の筋力値を同時に複数のセンサーで測定する。センサーの出力値をデータ処理装置で能力値に計算する。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の大腿、下腿及び体幹が行う運動の筋力の強さ（筋力値）を測定する装置であって、大腿、下腿及び体幹が行う運動を一つの関節を中心とした単位運動に区分し、各単位運動に伴う代償運動を設定し、一つの単位運動で発揮される筋力値とこの単位運動に設定した代償運動を同時に検出し、代償運動が検出されないか許容の範囲であるときの筋力値を測定値とする筋力測定装置。
【請求項２】
フレームに座部が固定された椅子形の装置であって、前記の各単位運動に関して、着座姿勢の被測定者から各単位運動の筋力値とそれぞれの単位運動に設定した代償運動を検出するセンサーを備えていることを特徴とした請求項１に記載の筋力測定装置。
【請求項３】
単位運動を足関節底屈力、足関節背屈力、膝関節伸展力、膝関節屈曲力、股関節伸展力、股関節屈曲力、股関節内転力、股関節外転力、股関節内旋力及び股関節外旋力、体幹屈曲力及び体幹回旋力のそれぞれを発揮する運動としていることを特徴とした請求項１または２に記載の筋力測定装置。
【請求項４】
センサーは、背部測定器、大腿部測定器及び脚部測定器に配置され、背部測定器は肩部の前方への移動力を左右それぞれに検出できるものであり、大腿部測定器は座姿勢にある被測定者の膝近くで大腿部断面を取り囲んで上下左右に配置される部材を有し、大腿を上方へ移動させる力及び膝を開閉する力を左右それぞれに検出できるものであり、脚部測定器は足首装置と足装置とからなり、足首装置は足首近くの下腿部断面を取り囲んで前後左右に配置される部材を有し、足首を前方に移動させる力及び左右の足首を横方向へ開閉する力を左右それぞれに検出できるものであり、さらに足装置は、足先部の足首を軸に足先を上下に移動する力及び足裏で押し付ける力を検出できるものであることを特徴とした請求項３に記載の筋力測定装置。
【請求項５】
大腿部測定器は、大腿部を側方から挟み込めるコ字形に配置された部材とコ字形の開口部を開閉できる部材を備え、さらに、これらの全体が装置フレームへ上下方向の軸で定位置において旋回可能に軸着されており、前記コ字形の部材と開閉部材に関するセンサーによって大腿を上方へ移動させる力と左右へ移動させる力が検出されることを特徴とする請求項４に記載の筋力測定装置。
【請求項６】
脚部測定器の足首装置は足首部を前方からはさみ込めるコ字形に配置された部材を備え、コ字形を形成する左右部材の一方を上方へ退避可能としてあり、前記コ字形の部材に関するセンサーによって足首部を前方ヘ移動させる力と左右へ移動させる力が検出されることを特徴とした請求項４または請求項５に記載の筋力測定装置。
【請求項７】
フレームに座部が固定された椅子形の装置であって、着座姿勢にある鍛錬者の体幹の自由な動きを拘束する部材、大腿部の自由な動きを拘束する部材、下腿及び足先部の自由な動きを拘束する部材を備え、人の大腿、下腿及び体幹が行う運動を一つの関節を中心とした単位運動に区分すると共に各単位運動の筋力値とこれに伴う代償運動を検出する測定器を備え、代償運動を伴わないように単位運動が可能なことを特徴とした筋力鍛錬装置。
【請求項８】
請求項７の構成において、前記の拘束する部材及び測定器を、請求項５の筋力測定装置が備えた背部測定器、大腿部測定器及び脚部測定器としたことを特徴とした筋力鍛錬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人の運動能力を筋力の強さとして測定する装置とこれを利用した筋力鍛錬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加齢や病気、外傷など長期の安静による身体不活動、さらには環境が変化したことによる児童の運動量減少などによって肢体の運動能力は退化する。運動能力の低下は、日常生活における咄嗟の防御反応や姿勢反応の退行につながり、健康な日常生活を送るのに支障をきたす。社会的にも医療費の増大や労働力の減少となってあらわれ、結果的に社会的負担が増大する。したがって、各個人は、肢体の運動能力の退行を抑制することや回復に積極的に努力すべきである。
【０００３】
従来、多くの身体鍛錬装置が提案されている（特許文献１，２など）が、これらは多くが筋力や関節の可動領域を拡大するなど、肢体の一部をより強く鍛錬することを目的とした若年向きや無理な鍛錬による強化装置であり、肢体能力の退行を抑制するあるいは退行状態となっている肢体能力を回復しようというものではない。
特許文献３の「身体の強化回復装置」は、浴槽内で入浴者がペダルを踏んで、脚、腰、の疲労回復を図るものである。全体として身体的疲労を回復する為の装置であり、肢体運動能力の退行を抑制するとの技術的思想はない。
【０００４】
特許文献４の「全身筋力増強、健康、保持装置」は、直立して両手、両足に錘による負荷をかけ、手足を振って大またに歩くのに擬似させた運動を行わせるものである。この装置は、単に、錘の負荷に対して不随意的に手足を動かすだけのものであり、人の運動能力の退行を抑制するための技術的な分析に基づいたものではない。このため、人の運動能力の退行抑制や回復に適切な鍛錬を行えるとは考えられない。
【０００５】
特許文献５の「運動アドバイスプログラム……アドバイス方法」は、被測定者の意識体力と実体力とを分析して運動能力上の弱点をどのようにすれば強化できるかをアドバイスするものであり、人の運動能力に関する分析をして、被測定者の運動能力において強化すべき分野を抽出している。しかし、この方法は、人の運動能力の退化抑制とか回復との観点から前記の分析が行われているのではない。この方法は被測定者が指向するスポーツがその被測定者に適切であるかを判断するためのデータ及びそのスポーツをするのに必要な能力を強化する鍛錬方法を指摘するデータを得るものである。
【０００６】
そのために行う実体力としての運動能力の分析は、主として、静止立位での重心動揺の測定とか、身体屈伸による柔軟性測定とかあるいは負荷の継続による持久力測定などの全身的な能力が測定されている（前記文献の請求項６、段落００２０の記載）。ここでは筋力の測定が測定分野の一つとしてあげられているが、腕力や腹筋力、跳躍力、筋持久力といった複数の筋肉や関節が総合して発揮する力を測定しており、筋肉単位での細かな分析がない。
【０００７】
特許文献６の「肢体能力退行予防装置」は、加齢に伴う肢体能力の退行を予防することを目的に、肢体の３部位に関連した運動能力を測定し、標準の運動能力と比較して、弱点を指摘し、その運動について鍛錬し、肢体能力（人の運動能力）の退行を予防するものである。しかし、前記肢体３部位の測定はその部位の運動能力を外形的に捉えており、例えば、足先部の底屈は本来、腓腹筋とヒラメ筋が機能する運動であるが、実際には大腿二頭筋、大臀筋などによる股関節伸展（ひざを伸ばす運動）が代償的に作用している点についてまで詳細に検討していない。このため、腓腹筋やヒラメ筋が弱っているのに大腿二頭筋などの代償作用で底屈力にさほどの退化が見出せない場合がある。この状態で鍛錬をしても腓腹筋等の鍛錬は能率が悪く、退化の抑止が緩慢となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２６６６８３号公報
【特許文献２】特開平８−２９９４９５号公報
【特許文献３】特開平８−３０８８９９号公報
【特許文献４】特開平９−２３９０６４号公報
【特許文献５】特開２００３−８５２８８号公報
【特許文献６】特許第３４３４５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
人の日常運動に関する能力について、その運動を主として司どる筋肉に的を絞ってより正確に細かく能力（主たる筋肉の強さ）を測定する筋力装置とこれを利用して目的とする筋肉をほぼ正確に鍛錬することができる装置の提供を課題とする。測定装置と鍛錬装置は、筋力を測定したり鍛錬するとき座姿勢のままで行え、被測定者あるいは鍛錬者にむやみな運動を要求することがない。
また、被測定者・鍛錬者の体格に応じてアタッチメントを交換したり位置を調整したりする必要も少ない装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
立つ、座る、歩く、横になる、向きを変える、からだを曲げるなど人間の日常生活上の基本動作（ＡＤＬ）は、次の表に示すように、各関節に関する各運動（単位運動）が組み合わさった運動によって行われる。なお、各単位運動に主として機能する筋肉を併記している。
【００１１】
【表１】
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（＊各筋肉の部位については図１〜図４を参照）
ここで、
足関節底屈とは、足先を床に向けて押し付ける運動である。
足関節背屈とは、足先を足首を中心に上方へ持上げる運動である。
膝関節伸展とは、膝を中心に下腿を前方へ伸ばす運動である。
膝関節屈曲とは、膝を中心に下腿を後方へ引く運動である。
股関節伸展とは、膝を伸ばした状態で下肢全体を下方へ押す運動である。
股関節屈曲とは、膝を上方へ持上げる運動である。
股関節内転とは、着座姿勢で膝を近づける方向に大腿を内側へ回動させる運動である。
股関節外転とは、着座姿勢で膝を引き離す方向に大腿を外側へ回動させる運動である。
股関節内旋とは、大腿を軸に下腿を外側へ回動させる運動である。
股関節外旋とは、大腿を軸に下腿を内側へ回動させる運動である。
体幹屈曲とは、腰を中心に上半身を前方へ移動させる運動である。
体幹回旋とは、腰を中心に上半身を左右へひねる運動である。
そして、これらの単位運動を行う際には、それぞれ次の代償運動が伴う。
【００１２】
【表２】
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代償運動が大きいと単位運動に関する実際の能力は、推測が困難なものとなる。
【００１３】
そこで、この発明では、前記ＡＤＬに関する運動は、前記単位運動の組み合わせとして把握し、運動能力の評価を各単位運動の強さ、ひいてはその単位運動に主として関わる筋肉の強さ（筋力値）で評価する。このため、ある単位運動の筋力値の測定時に代償運動（前記の表）が検出されるときは、その筋力値は捨て去り、代償運動が検出されないときの筋力値を測定値とする。このような測定値はその単位運動の主たる筋肉の筋力値として正確である。そして、逆に代償運動が検出されないように努力してその単位運動を行うときは、その単位運動に関する主たる筋肉に的を絞って鍛錬することになり、有効で能率のよい鍛錬をすることができる。
【００１４】
筋力測定装置は装置フレームを備えた椅子形とし、被測定者を着座させる。ついで、装置フレームの定位置に配置した複数の測定器で各単位運動の強さ（筋力値）を検出する。同時にその単位運動に設定した代償運動の有無も検出する構造とする。各測定装置は頑丈につくり、運動の強さを検出するために被測定者の測定部位を拘束できる構造とする。また、実際上は、そのまま鍛錬にも利用できる構造とする。装置は簡単で使いやすいものにする。
筋力測定装置は、各測定器からの検出信号をパソコンなどに接続してパソコンに納めたプログラムで処理し、被測定者や鍛錬者に筋力値が数字など分かりやすい形態で表示したり、継続的な測定や鍛錬のためにデータを保存したりする。筋力測定装置自体がこのパソコンに相当する処理ないし制御装置を備えることもある。
【発明の効果】
【００１５】
人の運動を単位運動の組み合わせとし、単位運動に主として関わる筋肉の強さ（筋力値）で身体の現況を評価するので、退化防止のために鍛錬すべき筋肉を具体的に特定することができる。これによりＡＤＬに関する筋肉を効率よく鍛錬することができ、その運動能力を維持しやすい。
単位運動を測定するとき、主たる筋肉に関する測定とこれを代償する筋肉に関する測定を同時に行い、代償運動がある（設定した許容値より大きい）場合には再度その単位運動をやり直させることができるので、単位運動に関する主たる筋肉の測定値に信頼性が高い。
測定装置を、そのまま鍛錬装置として利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
筋力測定装置は椅子形として、装置フレームに座部を設ける。装置フレームと被測定者との間に背部測定器、大腿部測定器及び脚部測定器を配置して、被測定者が着座した姿勢で、各単位運動に関するそれぞれの筋力値を得られる構造とする。各測定器はそれぞれに歪みゲージなどのセンサーを備える。
背部測定器は、シートベルトなどを利用して両肩部の前方への移動力をそれぞれに検出する。
大腿部測定器は座姿勢にある被測定者の膝近くで大腿部を取り囲み、上下左右に配置された部材で大腿の屈曲力（上方への移動力）、内転・外転の力（膝を開閉する力）を検出するセンサーを備える。
【００１７】
脚部測定器は足首装置と足装置とで構成される。足首装置は足首近くの下腿部を取り囲んで前後左右に配置された部材を備え、足首の前方への移動力、内旋・外旋の力（足首を左右方向へ開閉する力）を検出するセンサーを備える。足装置は足先部の背屈・底屈力（足先を上下に移動する力）及び足裏を下方へ押し付ける力を検出するセンサーを備える。大腿部測定器と脚部測定器は被測定者に対してセット（装着）しやすいように大腿を取り囲む部材及び足首を取り囲む部材の位置部を退避位置へ回動可能に設けておくことが好ましい。
【００１８】
筋力測定装置は通常、前記各測定器に配置した複数のセンサー（歪みゲージが多い）からデータを取得し、処理して結果を表示するデータ処理装置（パソコンなど）を備えている。データ処理装置はまた、代償運動の有無あるいは設定した許容値の範囲内であるかなどの判定を行う能力を備え、代償運動が検出されたときはアラームを発する能力を有する。
アラームは、その単位運動に関して代償運動が検出されたとき、被測定者に同じ運動を正確に繰り返すよう促すためのものである。
各測定器は、測定や鍛錬時の負荷に耐えられるように頑丈なものとし、装置フレームの定位置へ取付けられる。
【００１９】
実施例
以下、筋力測定装置の実施例について図５〜図１８を用いて説明する。図５は全体的な概略図、図６（イ）（ロ）は測定のために使用するロードセルの基本的な構成とこれに貼着している歪みゲージの結線図、図７は、全体的な概略図から計測のための装置を取り除いて示す支持躯体部分、図８，９，１０は、説明上で不必要な部分について省略しているが、ほぼ実機設計図に沿った全体の側面図、正面図及び平面図であり、図１１〜図１８は部分構造（特にセンサー部）を示したものである。これらを参照して説明する。
【００２０】
「全体の概略構造」
図５において、筋力値測定装置１は、鋼材で比較的頑丈に作った装置フレーム２に背もたれ３と座部４及び踏み板５を備えている。被測定者が背筋を伸ばし、両足を踏み板５に載せた状態で膝関節を略直角に屈曲させた着座姿勢を取ることができる。
装置フレーム２（図７）はベースフレーム６とバックフレーム７及び左右のサイドフレーム８、９とを一体に固定してある。背もたれ３はバックフレーム７の横材１０に上部裏面を前後方向へ回動可能に取り付けられ、下部を移動横材１１に前後方向で回動可能に取り付けてある。移動横材１１は両端が左右のサイドフレーム８，９の上面に載置され、その前後位置を調整可能とされている。これにより、背もたれ３はその傾斜を調整することができる。
【００２１】
座部４はバックフレーム７と左右のサイドフレーム８，９間に取り付けられている。左右のサイドフレーム８，９間には上下２本の横材１２ａ，１２ｂが平行に固定されていてその前面に支持プレート１３の上辺と下辺を固定してある。前記座部４の前端部は前記上方の横材１２ａに取り付けられている。座部４の前方には、座部４に座る被測定者の左右大腿部の位置にあわせて左右の補助座部１４ａ，１４ｂが配置され、それぞれの下面が回動支持板１５ａ，１５ｂに固定されている。回動支持板１５ａ，１５ｂは上下方向に長い三角形ないし台形上の鋼板であり、それぞれその後辺（上下方向に長い辺）の上下２箇所を蝶番構造で前記の支持プレート１３に取り付けてある。回動範囲は左の補助座部１４ａがサイドフレーム８側ヘ約３０°、右の補助座部１４ｂがサイドフレーム９側へ約３０°である。
【００２２】
左右のサイドフレーム８，９間において前記の補助座部１４ａ，１４ｂよりも前方で下方に、載置板１６が配置されている。載置板１６は頑丈な鋼板のプレートであり、左右両側に立上がり片１７ａ，１７ｂを一体に有し、そこに形成された係合孔１８にサイドフレーム８，９の調節孔１９を重ね、さらに調節ノブ２０を差し込むことで高さの調節をすることができる。調節ノブ２０はボルト構造であり、ねじ込むことにより取り付ける。符号２５、２６は取っ手であり、載置板１６の上下調節を行い易いように設けてある。
【００２３】
〔測定装置〕
図５は測定装置の配置を示したものであり、背部測定器２１、大腿部測定器２２及び脚部測定器２３が配置されている。これらはいずれも左右で同じ構造のものが一対となっており、左右対称に配置されている。
これら測定器に採用されるセンサーは実施例において歪みゲージであり、ロードセル２４（図６（イ））に構成されている。ロードセル２４は、全体としてやや扁平な直方体に形成され中央部に切り割り状の感応孔２５を有するロードセル基体２６の側面に前記センサーとしての歪みゲージ２７ａ〜２７ｄを接着固定してある。
【００２４】
歪みゲージ２７ａ〜２７ｄの結線は、図６（ロ）のように周知なブリッジ回路を構成しており、２つの検出点（ａ）、（ｂ）間の電位差あるいは電流を検出し変換器Ｄを経由してパソコンなどのデータ処理装置に送られる。歪みゲージ２７ａ〜２７ｄが前記図６イのように結線されているとすれば、ロードセル基体２６の一端が固定されているとして他端にＡ方向の力が作用したとき、歪みゲージ２７ａと同２７ｃが反応が大きく、Ｂ方向の力が作用したとき歪みゲージ２７ｂと同２７ｄの反応が大きい。この特性を利用し、各測定個所ごとに正しい単位運動による変位と代償運動による変位の方向を設定し、また、正しい単位運動による場合の力をシュミレーションにより得てこれを標準力（検出値）として設定しておく。
【００２５】
実際の測定では、パソコン上で測定の個所を選択することにより前記の方向と標準力が読み込まれ、そのデータをもとに測定が行われる。なお、パソコン側では全てのセンサーについてそのデータ入力を常時、順次にスキャニングして更新記憶しており、測定個所が定まれば、ただちに、単位運動とその代償運動の出力値を把握することができる。
なお、ロードセル基体２６の特殊な形態は、単位運動による変位を検出しやすくするとともに、測定中にロードセル２４に作用する力（股関節屈曲などの力は非常に大きい）に耐えられる強度を持たせるために計算から求められたものである。
【００２６】
〔背部測定器〕
背部測定器２１（図１１、１２）は、シートベルト２８の上端をバックフレーム７の上部横材２９へ取り付ける個所に配置されており、シートベルト２８の上端を結合するバックル３０と第１のロードセル３１及び第１のロードセル３１を回動自在に前記の上部横材２９へ固定するための取付具３２とで構成される。バックル３０と取付具３２は第１のロードセル３１の長手方向中間部に固定され、シートベルト２８を前方へ引く力による第１ロードセル３１の歪みを歪みゲージ２７ａ〜２７ｄの抵抗値変化として捉え、その変化をパソコンなどのデータ処理装置３３（図５）に伝達する。
【００２７】
〔大腿部測定器〕
図１３，１４，１５は、大腿部測定器２２に関し、その具体的構造及び取り付け構造を示している。大腿部測定器２２は、第２のロードセル３４とその基端部を支持する取付部材３５及び第２のロードセル３４の先端部に取り付ける大腿規制装置３６を備える。大腿規制装置３６はさらに、上方へ突出した丈夫なステー３７、ステー３７の上端から内方向へ水平に突出した上当接部材３８及び上当接部材３８の内端へ基部を回動可能に取り付けた内当接部材３９を備える。これらはほぼコ字形の形態にその開放側を内当接部材３９が開閉する構造となっている。上当接部材３８はクッションの偏心位置に軸が貫通固定されており、軸を回動することによりクッションの肉厚すなわち補助座部１４ａ、１４ｂとの間隔を調整できるようになっている。内当接部材３９は前記のステー３７と向かい合う面に大腿の側面と接触するクッション４０を備えている。なお、このクッション４０と対向するステー３７の面にもクッション４１が取り付けられている。
【００２８】
クッション４０、４１は大腿の内側面と外側面に接触する。内当接部材３９は、基部を中心に垂直下方姿勢と上方水平姿勢（図１３に破線で示している）との間で回動可能に、且つ、クリック構造により、垂直姿勢及び水平姿勢のそれぞれで姿勢を保持できる構造となっている。
取付部材３５は三角形状をした水平な取付部４２と立上がり部４３を備え、立上がり部４３の上端部に前記のように第２のロードセル３４の基端部が固定されている。第２のロードセル３４はその上下方向変形と左右方向変形の検出が可能であり、検出値をデータ処理装置３３に伝達する。
【００２９】
このように構成された大腿部測定器２２は、図１４に例示するように、支持プレート１３の前面へ回動可能に取り付けられた回動支持板１５ａ，１５ｂの頂部平板４４へ、前記の水平な取付部４２で固定される。頂部平板４４の位置は前記座部４とほぼ同じであり、頂部平板４４の上面には補助座部１４ａ，１４ｂがそれぞれ取付けられる。この結果、前記の上当接部材３８は、補助座部１４ａ，１４ｂの上方に間隔を開けて位置する。間隔は、座した被測定者の大腿先端部の厚みよりもわずかに大きい程度とする。
【００３０】
なお、符号４５は蝶番であり、回動支持板１５ａ，１５ｂの後部縦辺に２箇所設けてある。この蝶番４５により回動支持板１５ａ，１５ｂは取付部４２で繋がった大腿部測定器２２ともども外方向（サイドフレーム８，９側）へ約３０°回動することができる（図１５破線位置）。すなわち、被測定者がこの肢体能力評価装置１へ前方から近づき座部４へ座るとき、座部４の手前にあって邪魔な大腿部測定器２２を観音開きのようにして左右へ逃し、被測定者が座部へ座りやすくしている。また、被測定者が座部４から立ち上がり、装置から退出するときも同じである。
【００３１】
さらに、着座時、退出時には、大腿部測定器２２を移動させる前に、内当接部材３９を水平位置へ退避させ、大腿を内側へ解放可能とする。符号４６はストッパーノブであり、取付部４２の一端に設けた貫通孔４７にねじ部を差込みフレーム側の上横材１２ａに設けた張出部４８のねじ孔にねじ込むことで固定する。ストッパーノブ４６を用いた固定位置では大腿部測定器２２が測定位置にある。この実施例では被測定者が着座するとき及び退出するとき、ストッパーノブ４６を着脱する。
【００３２】
〔脚部測定器〕
図１６〜図１８は脚部測定器２３に関する。脚部測定器２３は前記のように上下位置を調節できる載置板１６の上面に形成され、足首装置４９と足装置５０とからなる。
《足首装置》
足首装置４９は、第３のロードセル５１と前当接部材５２、外当接部材５３を備える。第３のロードセル５１は基部を載置板１６の上面に固定して起立しており、その上端部にステー５４を介して前当接部材５２が水平に外側ヘ張り出して固定されている。そして、その外端に外当接部材５３が回動可能に、且つ、水平位置と上方へ垂直となる位置（図１７に破線で示している）で固定できる構造で取り付けられている。外当接部材５３と第３のロードセル５１の外面に足首の内面に接触するクッション５５,５６がそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
第３のロードセル５１は取付けの方向（縦方向と横方向）が異なるが第２のロードセル３４と同じ構造であり、４個の歪みゲージを備える。そして、ロードセル５１の上下左右の変形を抵抗値変化としてとらえ、データ処理装置３３に伝達する。また、前当接部材５２はクッションを備えその偏心位置に軸が貫通固定されている。従って、この軸を回転することで被測定者の足首前面との間隔を調整することができる。
【００３４】
《足装置》
足装置５０は足首装置４９の直下に配置されており、踏み板５とその下方で載置板１６上面に位置決めされた第４のロードセル５７と第５のロードセル５８を備える。第４のロードセル５７は１枚の踏み板５の前方と後方下部に２個ずつ合計４個が配置されており、第５のロードセル５８は、踏み板５の前方下部で前記第５のロードセル５７の外側に配置されている。第５のロードセル５８は前端に基部を回動可能に取り付けた支持杆５９を有し、左右の支持杆５９の先端部を橋架状に結合すると共に水平部分にクッションを取り付けて、全体が足先掛け部６０に構成されている。
水平部分のクッションは偏心位置に軸が貫通固定されており、この軸を回転することで被測定者の足先との間隔を調整することができる。
【００３５】
第４のロードセル５７、第５のロードセル５８は同形であって、第４のロードセル５７について見ると、４個の歪みゲージを備えて図１８に示すように後部を載置板１６へ固定すると共に前部を踏み板５の下面に当接してあり、上下方向の力の大きさを検出できるようになっている。第５のロードセル５８は、後部を載置板１６に固定し、前端には前記のように支持杆５９の基部が前方と垂直上方向へ回動可能に取り付けられている。各ロードセル５７，５８における抵抗値変化はデータ処理装置３３に伝達される。
【００３６】
〔測定準備〕
左右の大腿部測定器２２の内当接部材３９を前方へ回動させ、ついでストッパーノブ４６を外して大腿部測定器２２の全体を蝶番４５を中心に外側へ回動させておく（図１５破線）。また、脚部測定器２３の外当接部材５３を上方へ回動させておく。被測定者を座部４に前方を向けて座らせ，シートベルト２４を両肩に掛ける。背を背もたれ３に当て、左右の足はそれぞれの踏み板５上に載せ、足先を足先掛け部６１の下部に滑り込ませる。足首の前部を前当接部材に当て、脚部測定器２３の外当接部材５３を戻して足首の左右を内外のクッション５５,５６で挟み込む。
【００３７】
左右の大腿は揃えた状態となる。左の大腿部測定器２３を補助座部１４ａと上当接部材３８とで大腿を側面から挟むようにして内側へ戻し、ストッパーノブ４６で位置を固定する。右の大腿部測定器２３も同様にする。これにより、補助座部１４ａ，１４ｂは大腿の下方に、上当接部材３８は大腿の上方に位置する。ついで、内当接部材３９をもとに戻し、内外のクッション４０，４１で大腿の前部両側を挟み込む。これで測定準備が整う。なお、大腿部測定器２３の上当接部材３８、足首装置４９の前当接部材５２及び足装置５０の足先掛け部６１は軸を中心に回動することで大腿や足首あるいは足先との間隔を調整することができる。
【００３８】
〔単位運動の測定〕
足関節の底屈運動：
被測定者に、足首を定位置として、足先で踏み板５の前部を押し付けるよう指示し、第４、第５のロードセル５７,５８の歪みを検出する。同時に、大腿部測定器２２の上当接部材３８に関する第２のロードセル３４の出力を検出する。このとき、同時に測定する脚部測定器２３の前当接部材５２に出力があるときは、膝関節伸展力に関する大腿四頭筋による代償運動が作用しているので、その出力をもってアラームを作動し、代償運動が設定した許容値以内となるまで被測定者に同じ運動を繰り返してもらう。すなわち、代償運動の有無は、単位運動が頂点（第２のロードセル３４の出力が最高）にあるときに、代償運動の量が設定した許容値の範囲にあるときを「無」、それ以外を「有」としている。許容値は、例えば、底屈力として検出されている値の１０％である。
【００３９】
足関節の背屈運動：
被測定者に、足首を定位置として、足先で足装置５０の足先掛け部６１を押し上げるよう指示し、第３ロードセル５１の歪みを検出する。同時に前当接部材５２に関する出力も検出し、出力値が設定した許容値以上であるときは、前記同様に膝関節伸展力に関する大腿四頭筋による代償運動が作用しているので、被測定者に指示された運動を正しく繰り返すよう伝え、代償運動が「無」となったときの第３ロードセル５１の値を採用する。
【００４０】
膝関節の伸展運動：
被測定者に、足首装置４９の前当接部材５２を足首で前方へ押すように指示し、第３ロードセル５１の出力を検出する。このとき、膝関節は大腿部測定器２２のステー３７（クッション４１）、上当接部材３８及び内当接部材３９（クッション４０）に挟まれて、動かないように固定されている。そして、同時に、大腿部測定器２２のステー３７、上方当接部材３８及び内当接部材３９に関する出力（第２のロードセル３４の上方への曲げ、同左右方向への曲げがあったことの検出。この種の作動には基本的にパソコン内部での測定個所切換え操作ないし作動が必要である。）の有無を検出する。これらは股関節屈曲に関する大腰筋等による代償運動で生じる。代償運動が「有」であるときは、被測定者に指示して「無」となるまで同じ運動をやり直させる。
【００４１】
膝関節の屈曲運動：
被測定者に、足首を前当接部材５２に載せ、膝を移動させずに足首で後方へ引くように指示し、第３ロードセル５１の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の上当接部材３８に関する出力を検出し、マイナス方向の出力があると、股関節屈曲の代償運動が作用しているので、許容値以上であるとき被測定者に正しく運動するように指示して同じ運動をやり直させる。さらに、大腿部測定器２２の左右のクッション４０，４１が力を受けることによる第２ロードセル３４からの出力も同時に検出し、その値が許容値以上であるときは、中臀筋や内臀筋による股関節内旋・外旋あるいは内転・外転の代償運動が加わっているので、指示した運動を正しく行うように被測定者に指示してやり直させる。
【００４２】
股関節の伸展運動：
被測定者に、膝の下面を大腿部測定器２２の上当接部材３８の上面に載せ下方へ押すように指示し、第２ロードセル３４の出力を検出する。そして、同時に第５のロードセル５８に出力があるときは、足関節底屈力を発揮する脾腹筋、ヒラメ筋が代償運動しているので、これが許容値以上のときは、被測定者に同じ運動を正しく繰り返すように指示し、許容値以下となったときの第２ロードセル３４の出力を採用する。
【００４３】
股関節の屈曲運動：
被測定者に、大腿部を大腿部測定器２２における上当接部材３８の下方とし、大腿部で上当接部材３８を押し上げるように指示し、第２ロードセル３４の出力を検出する。同時に、脚部測定器２３における第４、第５ロードセル５７，５８をチェックする。これらのロードセル５７，５８に許容値以上の出力があるときは、膝関節を屈曲する大腿２頭筋などの代償運動があり、また、左右のクッション４０，４１に力を受けて第２のロードセル３４に左右方向の出力があるときは、大内転筋や中臀筋などによる股関節内転・外転の代償運動によるが力が加わっており、さらに、脚部測定器２３の左右クッション５５，５６が力を受けて第３のロードセル５１に左右方向の出力があるときは、中臀筋や内臀筋による股関節内旋・外旋の代償運動が加わっているので、許容値以上であるときは、被測定者に指示し、運動を正しくやり直させる。
【００４４】
股関節の内転運動：
被測定者に、大腿部を大腿部測定器２２における上当接部材３８の下方とさせ、その状態で膝を閉じるように大腿部を水平に回動して内側のクッション４０を押圧するように指示し、第２のロードセル３４の左右方向の出力を検出する。同時に、第３ロードセル５１の左右方向の出力を検出する。出力があるときは脚部測定器２３の外側のクッション５６が中臀筋や小臀筋などによる股関節内旋の代償運動が考えられる。このため、その値が許容値以下となるまで、被測定者に正しい運動を行うように指示してやり直してもらう。
【００４５】
股関節の外転運動：
被測定者に、大腿部を大腿部測定器２２における上当接部材３８の下方とさせ、膝を開くように大腿部を水平に回動し外側のクッション４１を押圧するように指示し、第２のロードセル３４の出力を検出する。同時に、脚部測定器２３の内側のクッション５５が力を受けることにより第３ロードセル５１に出力が検出されるときは、中臀筋や大臀筋などによる股関節外旋の代償運動が考えられる。そのため、その値が設定した許容値以上であるときは、やはり、被測定者に正しい運動を行うように指示してやり直させる。
【００４６】
股関節の内旋運動：
被測定者に、膝を動かさずに足首を離すように下腿を外側へ回動させるように指示し、第３のロードセル５１の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の内側クッション４３に力が加わることによる第２ロードセル３４の出力が検出されるときは、股関節内転の代償運動があるので、その値が設定した許容値以上のときは被測定者に指示して正しい運動を繰り返させる。
【００４７】
股関節の外旋運動：
被測定者に、膝を動かさずに下腿を内側へ回動させて足首を近づける運動をするように指示し、第３のロードセル５１の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の外側クッション４１に力が加わることによる第２ロードセル３４の出力を検出する。第２ロードセル３４に出力があるときは、股関節外転の代償運動があるので、その値が設定値以上のときは被測定者に指示して正しい運動を繰り返させる。
【００４８】
体幹屈曲運動：
被測定者に、腹筋を使って、体幹を前方へ折り曲げるよう指示し、シートベルト２４に取付けた第１のロードセル２９の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２の上当接部材３８に関する出力と脚部測定器２３の足先掛け部６０に出力が検出されるときは、股関節屈曲の代償運動や足関節背屈の代償運動があるので、これらの出力が設定した許容値以上に大きな時は、指示した運動を正しく行うよう伝えてやり直させる。
【００４９】
体幹回旋運動：
被測定者に、着座姿勢のまま大腿部を動かさないようにして右または左に肩を回すように指示し、第１ロードセル２９の出力を検出する。同時に、大腿部測定器２２における外側クッション４１や内側クッション４０に力が加わる時の第２ロードセル３４の出力を検出する。第２ロードセル３４の値が設定した許容値以上の時は、股関節外転・内転の代償運動があるので、指示された運動を正しく繰り返すよう伝える。
なお、体幹伸展力についても必要があれば、腰に巻いたベルトの先にセンサーをつけて機枠に固定できる構造を設け、このベルトを引き延ばす力を測定することにより可能である。
【００５０】
「データ処理装置」
データ処理装置３３はディスプレイ６１（図５）を備えた簡便なミニコン又はパソコンを利用するが、測定に関するデータ処理に関しては基本的に図１９の構造となる。バス上にデータインプット（D/I）、CPU、データアウトプット（D/O）、単位運動指定装置、ディスプレイ、プリンタ、記録用外部メモリなどが接続され、CPUにROMとRAMが附属している。単位運動指定装置は、例えば「足先底屈」など測定しようとする単位運動をデータ処理装置に指示するものである。特定個所の測定（膝関節伸展運動など）を測定するときには、代償運動の有無を判別するためにデータ処理装置３３の内部で単位運動の指定が自動的に切り換えられる。
【００５１】
ROMには処理装置３３自体の制御とデータ処理を行うシステムプログラムが格納され、RAMにはデータ処理プログラムと単位運動に許容される代償運動の筋力値のテーブルなどが記憶されている。RAMにはまたデータ処理用の領域と共に入力データを記録するファイルなどが構築されている。これらを駆使したパーソナルコンピュータとしての機能は周知のものである。
【００５２】
以上は実施例である。
なお、図２０に、実際に測定した数値の一例を示す。全ての単位運動について測定されていないが、実測できたものを例として示すものである。
センサーとしてロードセルにセットした歪みゲージを用いているが、同じ機能を発揮できるものであれば、他のセンサーであってもよい。
図に示した装置の具体的構成は例であり、この構造と形態を図のものに限定する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】概略で示す身体の筋肉図（正面）
【図２】概略で示す身体の筋肉図（背面）
【図３】概略で示す身体の筋肉図（正面、筋肉名の集中個所を拡大）
【図４】概略で示す身体の筋肉図（背面、筋肉名の集中個所を拡大）
【図５】肢体能力評価装置の全体を示した斜視図
【図６】（イ）はロードセルの斜視図、（ロ）は結線の例
【図７】支持躯体部分の斜視図
【図８】概略で示す実機の側面図
【図９】概略で示す実機の正面図
【図１０】概略で示す実機の平面図
【図１１】センサー部分を取り出した斜視図
【図１２】背部測定器の斜視図
【図１３】大腿部測定器の斜視図
【図１４】大腿部測定器個所を部分的示した斜視図
【図１５】大腿部測定器個所を部分的に示した平面図
【図１６】脚部測定器を示した斜視図（正面から見て右）
【図１７】脚部測定器を示した斜視図（正面から見て左）
【図１８】第４、第５センサーの取り付け状態を示す側面図
【図１９】データ処理装置の概略ハード構成
【図２０】測定結果の例
【符号の説明】
【００５４】
１  筋力値測定装置
２  装置フレーム
３  背もたれ
４  座部
５  踏み板
６  ベースフレーム
７  バックフレーム
８  左サイドフレーム
９  右サイドフレーム
１０  横材
【００５５】
１１  移動横材
１２ａ、１２ｂ  横材
１３  支持プレート
１４ａ、１４ｂ  補助座部
１５ａ、１５ｂ  回動支持板
１６  載置板
１７ａ、１７ｂ  立ち上がり片
１８  係合孔（立ち上がり片）
１９  調節孔（サイドフレーム）
２０  調節ノブ
【００５６】
２１  背部測定器
２２  大腿部測定器
２３  脚部測定器
２４  ロードセル
２５  感応孔
２６  ロードセル基体
２７ａ〜２７ｄ  歪みゲージ  
２８  シートベルト
２９  上部横材（バックフレーム）
３０  バックル
【００５７】
３１  第１のロードセル
３２  取付具
３３  データ処理装置
３４  第２のロードセル
３５  取付部材
３６  大腿規制装置
３７  ステー
３８  上当接部材
３９  内当接部材
【００５８】
４０  クッション
４１  クッション
４２  取付部
４３  立ち上がり部
４４  頂部平板
４５  蝶番
４６  ストッパーノブ
４７  貫通孔
４８  張り出し部
４９  足首装置
【００５９】
５０  足装置
５１  第３のロードセル
５２  前当接部材
５３  外当接部材
５４  ステー
５５,５６  クッション
５７  第４のロードセル
５８  第５のロードセル
５９  支持杆
６０  足先掛け部
６１  ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006149792.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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