計測自動制御学会東北支部 第 216 回研究集会 (2004.6.22)
資料番号 216-3

ストレッチャ移送時の回転角速度と乗り心地の関係
The relationship between angular velocity and ride comfort
during stretcher transport○清藤奈菜子 ∗ ，宍戸秀壽 ∗∗ ，内藤隆広 ∗∗∗ , 佐川貢一 ∗○ Nanako Seito∗ , Hidetosi Sisido∗∗ , Takahiro Naito∗∗∗ , Koichi Sagawa∗*弘前大学, **東北大学, ***船井電機株式会社,*Hirosaki University, **Tohoku University, ***Funai Electric Co., Ltd.
キーワード : ストレッチャ (stretcher)，角速度 (angular velocity)，乗り心地 (ride comfort)，評価値 (evaluatedvalue)，回転 (rotation)

連絡先 : 〒 036-8561 青森県弘前市文京町 3 弘前大学理工学部知能機械システム工学科佐川研究室清藤奈菜子，Tel.: (0172)39-3691 E-mail: h03gs516@stu.hirosaki-u.ac.jp

1.

関では移送方法に関してのマニュアルを作成して緒言いるものの，その方法は経験に基づいて作られた病気や怪我のために，身体的、生理的に特殊な状態にある患者の移送手段は限定されている．現
在，病院内で患者を移送する手段として，ストレッ移送法であり，明確な根拠等はあまり示されていない．そのため，移送する看護師によって移送方法が様々であることも問題である．

チャ(簡易寝台)の利用頻度は極めて高い．そしてス
トレッチャで病院内を移送される患者は，長時間ストレッチャによる移動を体験する．その過程でエレベータによる上下振動，発進停車による前後運動，カーブによる旋回，段差による振動等さまざまな負荷が患者に作用する．患者は病気や怪我による不安や緊張のため，ストレッチャ移送時にそこで本研究では，ストレッチャ回転時 1) の乗り心地に着目し，そのために実時間乗り心地評価実験を行った．移送実験では，回転方法を変化させた実験を数種類行い，ストレッチャ移送時の機械的特性，及び被験者の乗り心地の変化について測定した．その測定結果をもとに，移送時の回転時間や角速度と乗り心地の関係について検討する．

乗り物酔いに似た症状を訴えることがある．乗り
物酔いは，脳が乗り物の不規則な運動 (振動，速度変動) を不快と判断することによって引き起こされる (感覚混乱説)．ストレッチャ移送時は上下振動，

2.

実験方法

2.1

実験条件

加速度 (速度変動)，および角速度 (回転角変動) を生じるため，それらが原因となり患者は不快を感

ストレッチャ回転時の機械的特性と乗り心地の関係を測定するため，被験者の頭部側を中心にそじるものと考えられる．その対策として，医療機–1–

の場で回転する経路を設定して，ストレッチャ(松A1
A2
A3

永製作所，AL-UD-1) による移送実験を行った．
実験は Fig.1 の経路で行われる．移送形態は，被験者がストレッチャに横になり，移送者 2 人がストレッチャの前後に位置する．そして，ストレッチャ後方の移送者がストレッチャを回転させる．

Subject

回転の条件を決定するパラメータには，角速度，回転量，回転時間がある．そこで，それぞれのパCarrier

ラメータが乗り心地にどのように影響するのかを調べるため，いろいろな組合せで回転条件を作成

Fig. 1

実験経路した．回転条件は，回転時間を一定にし，角速度と回転量を変化させる方法 (A1，A2，A3)，回転量
次に具体的な回転法について説明する．Fig.1 にを一定にし，角速度と回転時間を変化させる方法(B1，B2，B3)，角速度を一定にし，回転量と回転時間を変化させる方法(C1，C2，C3)の三種類の条
件をそれぞれ 3 種類ずつ，計9 種類の条件で実験を示したように，移送者は床面に貼ったマークを目印に 2[step/s] の歩調で進む．図中の○印は回転条件

A1のマーク，□印はA2のマーク，☆印はA3のマークを表している．移送者は A1 では 150[deg]，A2 で行う．以下に回転条件をまとめて示す．

は300[deg]，A3 では450[deg] 回転する。また，同一1) 回転時間一定 (5[s])の移送者が全ての移送を行った．さらに，回転の向きの影響を考えるために，被験者は仰向けの場• A1:角速度 30[deg/s]、回転量 150[deg]合 (Fig.2)，右側を下にした場合 (Fig.3)，左側を下• A2:角速度 60[deg/s]、回転量 300[deg]にした場合 (Fig.4) の状態で移送される．被験者は• A3:角速度 90[deg/s]、回転量 450[deg]20〜30 歳の健康な男女10 名(男 5 名，女 5 名) である．
実験場所は，弘前大学理工学部一号館構内を利用

2) 回転量一定 (180[deg])

した．

• B1:角速度 30[deg/s]、回転時間 6 秒間
• B2:角速度 60[deg/s]、回転時間 3 秒間

2.2

乗り心地評価方法• B3:角速度 90[deg/s]、回転時間 2 秒間ストレッチャの乗り心地を連続的に評価するた
めに，カテゴリ連続判断法 2) を用いて乗り心地を

3) 角速度一定 (45[deg/s])

６段階評価した．被験者は，手元のスイッチを押• C1:回転時間 2 秒間、回転量 90[deg]

して乗り心地をリアルタイムで評価した．Fig.5 は• C2:回転時間 4 秒間、回転量 180[deg]乗り心地評価スイッチである．評価値は，• C3:回転時間 8 秒間、回転量 360[deg]
実験の順番は，時間一定の A1，A2，A3，回転量一定の B1，B2，B3，角速度一定の C1，C2，C3 の順番で続けて行う．各回転条件の間は 10 秒間静止

評価値

状態

０

無感 (何も押さないとき)

１

少し不快 (親指)２

やや不快 (人差指)

する．

–2–

Fig. 2

仰向けの場合Fig. 3右側を下にした場合

Fig. 4

左側を下にした場合

３不快 (中指)４かなり不快 (薬指)５非常に不快 (小指)Fig. 5

評価スイッチFig. 6センサの概観

計測データは，サンプリングレート 100[Hz]で，12ビット分解能のカード型 AD コンバータ (Nationalとした．評価値が大きい程不快度が高い．

Instruments、DAQCard-6024E) を経由してノート

また，今回の実験場所である大学構内と，実際型パソコン (SONY PCG-SRX7) に収集した．にストレッチャが使用される病院内とでは，空間ストレッチャへのセンサの取り付け位置，及びの広がりに差がある．その周囲の影響を遮断する

軸方向をFig.8 に示す．Fig.8 に示すように，頭足方ために，被験者は目を閉じ，騒音を消すヘッドホ

向を X 方向，左右方向を Y 方向，回転方向を Z 方向

ン (BOSE，QC-2) を装着した．とした．

2.3

データ収集方法3.

回転時の加速度と角速度は，3 軸加速度センサ(Analog Devices，ADXL105EM-3)とジャイロ(村田製作所，GYROSTAR EMC-03J) をストレッチャの頭部側の枕下に取り付けて計測した(Fig.6，Fig.7)．

結果

ストレッチャ回転実験の計測例を Fig.9，Fig.10，Fig.11 に示す．Fig.9 のグラフは，被験者が仰向けに横になったときの計測例，Fig.10 は被験者が右側を下にしたときの計測例，Fig.11 は被験者が左–3–Z

Evaluated valueY

Angular velocity[deg/s]X

5432
10050 Time [s]100150
10050A3A1 A2B150

Evaluated value
Angular velocity[deg/s]543210050150A3100A2B150 A150Evaluated Value

Fig. 10

センサ位置と軸方向(矢印方向を正とする)

Angular velocity[deg/s]側をしたにしたときの計測例である．三つの図から，角速度が大きくなると評価値も大きくなるこ

543210050A310050間が長くなると評価値も大きくなる．さらに，回転時間，角速度ともに大きければ，評価値は大きA1A2100Time [s]B3B2
C1 C2 C3150Time [s]100150100Time [s]B2B1150B3C1 C2 C30‑50050くなっている．三つのグラフを比べると，Fig.10の右側を下にした横向きの評価値の変化が大きい

150

右側を下にした横向きの計測例

150とがわかる．また，三つの図に共通して，回転時

100Time [s]0‑500Fig. 8C1 C2 C3仰向けの計測例

Fig. 9ストレッチャに取り付けた図

B30‑500

Fig. 7

B2150

Fig. 11100Time [s]150

左側を下にした横向きの計測例

ことがわかる．特に，Fig.10 のA3 における評価値は，どの図の評価値よりも大きくなっている．ま乗り心地評価値は回転終了後に遅れて上昇していた，Fig.10 では角速度一定で回転時間の長い C3 のる．よって，回転による乗り心地の評価値は角速乗り心地評価値が高い値を維持している．さらに，度を入力とする一次遅れの要素的な変化をしてい三つの図に共通して角速度の振幅が大きいとき，ると考えられる．

–4–

側を下にしたときのデータである．
Evaluated value

回転条件 A1〜A3 のグラフ (Fig.14，Fig.15 上) から，角速度と回転量が増加すると不快度は高くなることがわかる．回転条件B1〜B3 のグラフ(Fig.14中)から，回転時間が変化しても評価値に変化が少Angular velocity

ないので，回転時間は不快度にあまり影響を及ぼさないと考えられる．回転条件 C1〜C3 のグラフ

(Fig.14，Fig.15 下) から，評価のピーク値の変化は小さいものの，回転量が増加するにつれて，評価面積が増加していることがわかる．すなわち，回Fig. 12転量が増加すると，不快さが持続する時間が長く評価のピーク値なると考えられる．Fig.14 の3 つのグラフを比べてみても，回転量が増加すると不快度が高い傾向にある．このことから，角速度と回転量が乗り心地に影響していると考えられる．
次に被験者の向きについて考察する．回転条件

A1〜A3のグラフ(Fig.14 ，Fig.15上)のグラフでは，仰向けの場合に比べて横向きの場合の方が評価のピーク値，評価面積ともに不快度が高くなっている．回転条件 B1〜B3 のグラフ (Fig.15 中) では，仰向けの場合の評価面積は，低い値でほぼ一定であFig. 13

評価面積る．一方，右側を下にした場合の評価面積は，高い値を維持している．左側を下にした場合の評価

4.

考察

面積は，角速度が増加するにつれて増加している．

実験で得られたデータを評価するために，全被回転条件 C1〜C3 のグラフ (Fig.15 下) では，仰向け

験者の評価のピーク値 3, 4) (Fig.12) の平均，評価面の場合の評価面積の増加の割合が，横向きの場合積(Fig.13)の平均を求めた．評価面積は評価時間内の評価値の面積である．評価時間は，回転が開始してから次の回転が始まるまでとした．その結果を Fig.14，Fig.15 に示す．Fig.14 のグラフが評価値のピーク値の平均で，Fig.15のグラフが評価面積の平均となっている．また，Fig.14，Fig.15 とも，上に比べて小さい．すべてのグラフに共通していることは，仰向けの場合の評価値が最も低いということである．つまり，仰向けの場合が不快さが少ないと考えられる．このことから，ストレッチャに横になるときの向きによって不快度が変わると考えられる．の段のグラフは回転条件A1〜A3，真中の段のグラ
フは回転条件 B1〜B3，下の段が回転条件 C1〜C35.のグラフである．グラフ中の○印は被験者が仰向けの状態，□印は右側を下にしたとき，◇印は左

結言

本報告では，ストレッチャ回転時の乗り心地に影響する機械的要因について調査した．そのため

–5–

3

Area of evaluated value

5 [s]Supine
Right
Left

2
10309060
Angular velocity [deg/s]

180 [deg]

3210309060
Angular velocity [deg/s]

545 [deg/s]

432
10Fig. 14100

150

200
300
250Angle [deg]350400

評価のピーク値の平均 (○：仰向け，□：

Supine
Right
Left

1510

Area of evaluated value

5420

Area of evaluated value

Max. of evaluated value
Max of evaluated value
Max. of evaluated value

54503060
Angular velocity [deg/s]

9060
Angular velocity [deg/s]

905432130
765432
10Fig. 15100

150200300
250Angle [deg]350400

評価面積の平均 (○：仰向け，□：右側下，右側下，◇左側下)◇：左側下)にストレッチャ移送時の機械的特性，及び被験者に深く感謝の意を表します．の乗り心地の変化について測定する，ストレッチャ回転時の実時間乗り心地評価実験を行った．その参考文献

結果，ストレッチャに横になるときの向きによって乗り心地の不快度が変わることがわかった．また，乗り心地に影響するのは角速度と回転量であると考えられる．一方，回転時間は乗り心地の不快度にあまり影響しないことがわかった．

1) 鈴木浩明，白戸宏明，手塚和彦：列車内における乗り物酔いに影響する振動特性，人間工学，

39-6，267/274(2003)
2) 山 岸 義 忠 ，猪 岡 光 ，王 鋒：車 輌 旋 回 時 の 乗

今回の実験で得られた結果から，今後は角速度と回転量が乗り心地に影響する原因を考察したい．
また，今後の課題として，ストレッチャへの横になり方と耳の半規管の過渡応答特性は依存するのかということを調査したい．

り 心 地 に つ い て の 研 究 ，人 間 工 学 ，39-4，

162/168(2003)
3) 王鋒，佐川貢一，石原正，猪岡光：乗り心地向上を目的と する自動 車支援シス テム，T.IEE

Japan,122-D-7，730/735(2002)
4) 王鋒，佐川貢一，猪岡光：自動車の加減速と乗謝辞

り心地の関係に関する研究，人間工学，36-4，
本研究を行う上でストレッチャを貸してくださっ
た，樋口ホスピタルサプライ株式会社 高坂 茂 様–6–

191/200(2000)