(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、その基台上に水平方向にスライド可能に支承されると共に下肢の足首部を固定可能とする足首支持台と、前記基台上に固定され下肢の膝裏部に当接し支持する膝裏支持台と、その膝裏支持台の高さを調整可能とする膝裏高さ調整手段と、前記膝裏支持台に掛かる荷重を検出する荷重検出手段と、その荷重検出手段で検出された荷重を表示する測定値表示装置と、を備えることを特徴とする大腿四頭筋筋力測定装置。
【請求項２】
前記測定値表示装置が、計測時に膝裏支持台に掛かる荷重から下肢に力を入れていない状態での膝裏支持台に掛かる荷重を差し引いて表示するオフセット量補正手段を備えることを特徴とする請求項１記載の大腿四頭筋筋力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大腿四頭筋筋力測定装置に関し、特に、ベッド上や診察台上で簡易に被験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベッド上や診察台上で簡易に被験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる装置はなかった。
大腿四頭筋は大腿部の前部にある筋肉であり、人が立ち上がった立位を取ったり、膝を安定させるのに重要な筋肉である。長期間ベッドに寝ていたり、老人では大腿四頭筋の筋力が衰弱し、立ち上がったり歩行することが困難になることがある。このように筋力の弱った人の筋力を判定するのに、従来は医者が臨床で、ＭＭＴ（マニュアル  マッスル  テスト）と称するテストを行い、被験者の様子を見て判定していた。このテストは、可動域の終わりに加えた最大の抵抗に抗して運動できる時に５点、重力に抗して運動できる時に３点、全く収縮できない時に０点といったように被験者の観察により０点から５点までの点数を付けて評価するものであった。
しかしながら、この判定法は医者が被験者を目視または触診で観察して大雑把な判定を行うものであって、客観的な数値として筋力を表すものではなく、被験者が自己の筋力を再現性のある数値として把握することはできなかった。
【０００３】
また、大腿四頭筋の筋力を測定することができる装置としてサイベックス（商標名、米国のＣＹＢＥＸ社の筋力評価訓練装置）と称する装置がある。この装置は特別の椅子に被験者を座らせ、上半身をシートベルトで固定して膝のみの伸展と屈曲が行えるようにし、膝を屈伸させてその時のスピードとトルクを計測するようにした装置である。膝を伸展させる時のトルクにより大腿四頭筋の筋力を測定することができる。
しかしながら、この装置は特別の椅子と膝の屈伸を測定する機器が一体となった大掛かりな装置であり、通常、測定室の一角に設置され専門のオペレータが付く装置である。このため筋力の測定には被験者が測定室に出向き専門のオペレータにより測定してもらう必要があった。このため、診療台上やベッド上にいる被験者の筋力をその場で簡易に測定することができないという問題点があった。また、装置が大掛かりで高価なため、どの病院でもこの装置を導入するというわけにはいかなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明のうち請求項１記載の発明は、診察台上やベッド上で簡易に被験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる可搬式の装置を提供することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、上記発明の目的に加え、より正確に大腿四頭筋の筋力を測定することができる装置を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のうち請求項１記載の発明は、基台と、その基台上に水平方向にスライド可能に支承されると共に下肢の足首部を固定可能とする足首支持台と、前記基台上に固定され下肢の膝裏部に当接し支持する膝裏支持台と、その膝裏支持台の高さを調整可能とする膝裏高さ調整手段と、前記膝裏支持台に掛かる荷重を検出する荷重検出手段と、その荷重検出手段で検出された荷重を表示する測定値表示装置と、を備えることを特徴とする。
ここで、膝裏高さ調整手段としては、下肢の膝裏部に当接し下肢からの押圧力を支持する膝裏支持台の高さを調整するための手段であり、具体的には、ねじとリンク機構により膝裏支持台の高さを調整したり、膝裏支持台と基台との間に膝裏高さ調整板を介在せしめ、その膝裏高さ調整板をその板厚の異なったものと交換する方法等の、膝裏支持台の高さを変化させるための手段のすべてをいう。
また、ここで、荷重検出手段としては、下肢の膝裏が膝裏支持台を下方に押圧する荷重を検出する手段であり、具体的には、ばね秤を用いた荷重計や、歪みゲージを用いた荷重計等の、膝裏支持台に掛かる荷重を検出するための手段のすべてをいう。
【０００６】
このように形成すると、診療台上やベッド上で簡易に被験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができる。すなわち、被験者をベッド上で座らせ上半身を立てて下肢を前方に投げ出した姿勢を取らせる。そして、ベッド上に本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置を置き、下肢の一方たとえば右足を僅かに曲げた状態で大腿四頭筋筋力測定装置に上に載せる。このとき、膝関節の中心が膝裏支持台の中央と一致するように膝を膝裏支持台に載せ、足首を足首支持台に固定する。足首支持台は基台上で水平方向にスライド可能に支承されているから被験者の下肢の長さに応じて足首支持台がスライドし足首部を固定する。次に、膝裏高さ調整手段で膝裏支持台の高さを調整し、僅かに曲げた膝の屈曲角度を所定の一定値に、たとえば１５度になるように調整する。
この姿勢で被験者に膝を力一杯伸展させると、大腿四頭筋の筋力に対応した力で膝裏が膝裏支持台を下方に押圧する。その押圧力は荷重検出手段により検出され、測定値表示装置に表示される。測定値表示装置に表示された荷重は大腿四頭筋の筋力を評価するに適したものであり、膝裏支持台に載せた膝の屈曲角度を測定の度に所定の一定値に保てば、測定値表示装置に表示された荷重は再現性のある測定値を示す。
【０００７】
ここで、請求項２記載の発明のように、前記測定値表示装置が、計測時に膝裏支持台に掛かる荷重から下肢に力を入れていない状態での膝裏支持台に掛かる荷重を差し引いて表示するオフセット量補正手段を備えることを特徴とすることができる。
このように形成すると、本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置の上に下肢を載せ被験者が下肢に力を入れていない状態での、下肢自体の重量による膝裏支持台を下方に押圧する荷重がオフセット量として補正され、下肢を伸展しようと力を入れた時に生ずる大腿四頭筋の筋力に対応した荷重のみが測定値表示装置に表示され、より正確に大腿四頭筋の筋力を測定することができる。
ここで、オフセット量補正手段としては、測定値表示装置内にマイクロコンピュータを備え、そのマイクロコンピュータに、下肢に力を入れていない状態で検出された荷重を記憶する空荷重記憶手段と、下肢に力を入れた状態で検出された荷重から前記空荷重記憶手段に記憶された荷重を差し引く演算手段と、その演算手段で演算された荷重を表示する測定値表示手段とを備えることにより容易に実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について図面を参照し説明する。
図２は本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置の平面図、図３は側面図、図４は正面図である。
基台１は長方形をした板状の部材であり、上面に２つの長方形をした凹所１Ａ、１Ｂが形成されている。基台１は重量の軽い木材若しくはアルミ材で形成される。前方の凹所１Ａには前後方向に丸棒からなる２本のスライド棒２、２が架設されている。このスライド棒２、２に挿通案内されて上面が鞍形状をしたブロック状の足首支持台３が前後方向に摺動自在に基台１に搭載されている。足首支持台３はその大部分が硬質のウレタン樹脂で構成され、足首に当接する表面部のみが軟質のウレタン樹脂で構成されている。足首支持台３には被験者の足首部を締着するための足首締着バンド４が取り付けられている。足首締着バンド４は一面がマジックテープとなっており、そのマジックテープ部の接着剥離により被験者の足首部を締着したり解放したりするようになっている。
【０００９】
一方、基台１の後方の凹所１Ｂには四隅に歪みゲージ荷重検出器９、９、９、９が配設され、その上に、凹所１Ｂに嵌まり込むようにして板状の膝裏支持基台１０が配設されている。膝裏支持基台１０の中央部の上に膝裏高さ調整板７、８が積層され、さらにその上に、上面が鞍形状をしたブロック状の膝裏支持台６が載せられている。膝裏支持基台１０、膝裏高さ調整板７、８はそれぞれ硬質のウレタン樹脂で構成されている。また、膝裏支持台６はその大部分が硬質のウレタン樹脂で構成され、膝裏に当接する表面部のみが軟質のウレタン樹脂で構成されている。膝裏支持基台１０の上面中央部、膝裏高さ調整板７、８の上下面および膝裏支持台６の下面には、それぞれ全面にマジックテープが貼着固着されており、そのマジックテープ部同士の接着剥離により膝裏支持基台１０上に積み上げた部材６、７、８を互いに固定したり引き離したりすることができるようになっている。
四つの歪みゲージ荷重検出器９、９、９、９は膝裏支持台６に掛かる荷重を検出する荷重検出手段を構成する。
【００１０】
膝裏高さ調整板７、８は種々の板厚のものが用意されており、適当な板厚の膝裏高さ調整板７、８を選択し組み合わせることにより膝裏支持台６の高さを調整するようになっている。膝裏高さ調整板７、８は膝裏支持台６の高さを調整可能とする膝裏高さ調整手段を構成する。
【００１１】
基台１の右手前方には測定値表示装置５が配設されている。測定値表示装置５には、液晶からなり測定値を表示するディスプレイ部５１、リセット釦５２、設定釦５３が設けられている。測定値表示装置５内にはマイクロコンピュータを備え、そのマイクロコンピュータは四隅の歪みゲージ荷重検出器９、９、９、９で検出された荷重の合計を算出してディスプレイ部５１に表示する。そして、リセット釦５２を押すと、その時点での荷重をマイクロコンピュータ内の空荷重記憶手段に記憶すると共にディスプレイ部５１の表示を一旦０（Ｋｇ）として、その後は歪みゲージ荷重検出器９で検出された荷重から空荷重記憶手段に記憶した荷重を差し引いた荷重をディスプレイ部５１に表示するように構成されている。上記のマイクロコンピュータ内の手順はオフセット量補正手段を構成している。
【００１２】
設定釦５３はこの大腿四頭筋筋力測定装置を大腿四頭筋の筋力向上のための訓練装置として用いる際に使用するもので、設定釦５３により適当な数値（たとえば５０Ｋｇ）をディスプレイ部５１に一旦設定することにより、以後は被験者が下肢を伸展させるように力を入れて膝裏で膝裏支持台６を押圧し、その荷重が設定値（たとえば５０Ｋｇ）に達する毎にその回数をディスプレイ部５１に表示するように上記マイクロコンピュータ内の手順が構成されている。
マイクロコンピュータやディスプレイ部５１の電源は電池（図示せず）であり、その電池は測定値表示装置５内に内蔵されているので商用電源からコードを引っ張る必要がなく、可搬に便利であり何処にでも大腿四頭筋筋力測定装置を持ち運びできるようになっている。
【００１３】
基台１の後端部に２本の基台支持棒１２、１２が基台１の水平方向の孔１Ｃ、１Ｃに挿通され装着されている。基台支持棒１２、１２はこの大腿四頭筋筋力測定装置の使用時に図のように基台１から後方に引き出して用い、基台１の実効長を基台本体より長くしてモーメントを大きくし、被験者が足首を固定し下肢を伸展しようと力を入れた際に基台１の前端部が持ち上がるのを防止する役割を果たす。大腿四頭筋筋力測定装置を使用しない時は、基台支持棒１２、１２を摺動させて孔１Ｃ、１Ｃ内に格納し、この大腿四頭筋筋力測定装置の持ち運びを容易にしている。
【００１４】
基台１上の膝裏支持台６の左右に、膝位置指標棒１１を立てるための装着孔１３、１４が設けられている。装着孔１３、１４の位置は膝裏が当接する膝裏支持台６の鞍形状の中心線上に来るように設けられている。膝位置指標棒１１は被験者の下肢を大腿四頭筋筋力測定装置の上に載せ膝裏を膝裏支持台６に密着させた際に、膝関節の位置が膝裏支持台６の鞍形状の中心線上に来るように案内する指標棒である。図３、図４では膝位置指標棒１１は右側の装着孔１３に立てられている。右側の装着孔１３に膝位置指標棒１１を立てた場合は右下肢の筋力を測定する。この大腿四頭筋筋力測定装置の左側から右下肢を装置の上に移動する際に膝位置指標棒１１が邪魔にならないようにするためである。左下肢の筋力を測定する際には膝位置指標棒１１をを左側の装着孔１４に立てる。
【００１５】
以上の構成に基づき、使用方法および作動について説明する。
図１は大腿四頭筋筋力測定装置の使用状態を示す側面図である。被験者２０をベッド３０上で座らせ上半身を立てて下肢を前方に投げ出した姿勢を取らせる。図中において２１は脊椎骨、２２は大腿骨、２３は下腿骨、２４は膝蓋骨（ひつがいこつ）、２５は大腿四頭筋であり、大腿四頭筋２５に連なる一方の腱２６は膝蓋骨２４の上を越えて下腿骨２３に付着している。
【００１６】
被験者２０をベッド３０上で座らせ上半身を立てて下肢を前方に投げ出した姿勢を取らせて、ベッド３０上に本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置を置き、下肢の一方たとえば右足の下に滑り込ませる。このとき、右足の膝を僅かに曲げた状態で膝裏を膝裏支持台６に載せ、膝関節の中心が膝裏支持台６の中央と一致するように膝位置指標棒１１を見て大腿四頭筋筋力測定装置の基台１の前後位置を調整する。基台１の前後位置が決まると基台支持棒１２、１２を後方に一杯引き出しておく。
【００１７】
そして、足首を足首支持台３に載せる。足首支持台３は基台１上で水平方向にスライド可能に支承されているから被験者２０の下肢の長さに応じて足首支持台３がスライドし足首部を固定するに適当な位置に移動させる。これにより、被験者の下肢は膝裏支持台６と足首支持台３により支持された状態になる。次に、膝裏支持台６と足首支持台３により僅かに曲げられた膝の屈曲角度をゴニオメータ（一種の角度計）により測定し、所定の一定値に、たとえば１５度になっているか否かを確認する。所定の一定値になっていなければ、膝裏支持台６の下の膝裏高さ調整板７、８を板厚の異なるものと取り替えて膝裏支持台６の高さを調整し、膝の屈曲角度が所定の一定値たとえば１５度になるよう調整する。膝裏支持台６と膝裏高さ調整板７、８との結合はマジックテープに依るのでそれらの着脱は容易である。膝の屈曲角度の調整が終了すると、足首部を足首部締着バンド４により足首支持台３に締着固定する。
【００１８】
この状態で測定値表示装置５のディスプレイ部５１には下肢の重量に対応した荷重数Ｋｇが表示される。そこで、リセット釦５２を押すとその荷重がオフセット量として測定値表示装置５内のマイクロコンピュータに記憶されディスプレイ部５１の表示が０Ｋｇにリセットされる。そして、この姿勢で被験者に膝を力一杯伸展させると、大腿四頭筋２５の筋力に対応した力で膝裏が膝裏支持台６を、図中矢印Ｆで示すように、下方に押圧する。その押圧力は４つの歪みゲージ荷重検出器９により検出され、前記下肢の重量に対応したオフセット量を差し引いた値として測定値表示装置５のディスプレイ部５１に表示される。ディスプレイ部５１に表示された荷重は大腿四頭筋２５の筋力に直接対応したものであり、測定の度に膝裏支持台６に載せた膝の屈曲角度を所定の一定値（たとえば１５度）に保てば、ディスプレイ部５１に大腿四頭筋２５の筋力に対応した再現性のある測定値を表示させることができる。
【００１９】
ここで、大腿四頭筋２５を伸展させようとする時に足首部締着バンド４に上に引っ張る力が掛かり基台１の前端を上に上げようとするが、基台支持棒１２、１２を後方に一杯引き出してあり基台１の後方の実効長が長いので基台１の前端が持ち上がることはない。
また、大腿四頭筋２５の筋力測定時に被験者２０の上体が前方に倒れると上体の荷重の一部が膝裏支持台６に掛かるので、上体を倒さないよう被験者に注意しておく必要がある。このため、座椅子のようなものを用意し被験者の背中を背もたれに当てて直立させておくのも有効である。
【００２０】
以上、本発明に係る大腿四頭筋筋力測定装置で筋力測定をする方法について説明したが、本装置を大腿四頭筋の筋力訓練装置として使用することもできる。その方法について説明する。
筋力を測定する場合と同様に、被験者の下肢の膝裏を膝裏支持台６に載せ、足首部を足首支持台３に載せる。そして、膝の屈曲角度が所定の一定値（たとえば１５度）になるように膝裏高さ調整板７、８で膝裏支持台６の高さを調整し、足首部を足首部締着バンド４により足首支持台３に締着固定する。次に、リセット釦５２を押してディスプレイ部５１の表示を０Ｋｇにリセットすると共に下肢の重量に対応した荷重をオフセット量として測定値表示装置５内のマイクロコンピュータに記憶する。ここまでは筋力を測定する場合と同じである。
【００２１】
そして、設定釦５３により前回測定した大腿四頭筋の筋力の８０％程度の値をディスプレイ部５１に一旦設定する。たとえば前回測定した筋力が５０Ｋｇであれば４０Ｋｇを設定する。設定してしばらく待つとディスプレイ部５１の表示が０になる。以上で準備が終了し、以後は被験者が下肢を伸展させるように力を入れて膝裏で膝裏支持台６を押圧し、その荷重が設定値（たとえば４０Ｋｇ）に達する毎にその回数をディスプレイ部５１に表示するようになる。被験者は下肢を伸展させるように力を入れその荷重が設定値（たとえば４０Ｋｇ）に達するまで下肢に力を入れることを１日に数十回程度行う訓練をすることにより、過重な負荷を被験者に与えることなく効果的に大腿四頭筋の筋力アップを図ることができる。
【００２２】
以上説明した実施の形態の大腿四頭筋筋力測定装置では、測定値表示装置５の電源が電池であり商用電源を必要としないので可搬性に極めて優れ、被験者のいるベッドや治療台など何処へでも装置を運び、筋力の測定や訓練を行うことができる。
また、測定時に膝の屈曲角度を所定の一定値（たとえば１５度）になるように膝裏支持台６の高さを調整するための膝裏高さ調整板７、８の組合せは同一被験者では同じで良いから、最初の膝裏高さ調整時に補助者が要るだけで二回目からは被験者単独で膝裏高さ調整板７、８を組合せ、単独で筋力の測定や訓練を行うことができる。
さらに、この実施の形態では測定値表示装置５にオフセット量補正手段を備えているから、下肢の自重による影響を排除でき大腿四頭筋の筋力をより正確に測定することができる。
また、前記実施の形態では測定値表示装置５にオフセット量補正手段を備え下肢の自重による影響を排除してきたが、かかる機能が無くとも、多少正確さは劣るものの大腿四頭筋の筋力を客観的に評価する数値を得ることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、診察台やベッドの上などで簡易に被験者の大腿四頭筋の筋力を測定することができるという優れた効果がある。
さらに、請求項２記載の発明は、上記発明の効果に加え、より正確に大腿四頭筋の筋力を測定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】大腿四頭筋筋力測定装置の使用状態を示す側面図である。
【図２】大腿四頭筋筋力測定装置の平面図である。
【図３】大腿四頭筋筋力測定装置の側面図である。
【図４】大腿四頭筋筋力測定装置の正面図である。
【符号の説明】
１  基台
３  足首支持台
５  測定値表示装置
６  膝裏支持台
７、８  膝裏高さ調整板（膝裏高さ調整手段）
９  歪みゲージ荷重検出器（荷重検出手段）
【図１】
0003967823.tif 000002
【図２】
0003967823.tif 000003
【図３】
0003967823.tif 000004
【図４】
0003967823.tif 000005