JP2716085B2 - 姿勢安定性評価装置 - Google Patents
姿勢安定性評価装置Info
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- JP2716085B2 JP2716085B2 JP7342413A JP34241395A JP2716085B2 JP 2716085 B2 JP2716085 B2 JP 2716085B2 JP 7342413 A JP7342413 A JP 7342413A JP 34241395 A JP34241395 A JP 34241395A JP 2716085 B2 JP2716085 B2 JP 2716085B2
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- Japan
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- acceleration
- posture
- evaluation device
- subject
- stability evaluation
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、身体の姿勢安定性
を評価する姿勢安定性評価装置に関する。
を評価する姿勢安定性評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、人間の直立起立姿勢の安定性を
検査するために、重心動揺計(JIS T 1190)が広く眼科、
神経内科、耳鼻咽喉科、およびリハビリ工学、スポーツ
工学等の分野で用いられている。この重心動揺計による
検査方法は、床面に設置した重心動揺計に被検者（患
者）を載せて、床面内におけるＸ軸、Ｙ軸方向の変位量
をコンピュータに取り込み、重心動揺面積、重心移動距
離、変位量の周波数スペクトル分布を演算し、その結果
から直立起立姿勢の保持機能を評価するものである。
検査するために、重心動揺計(JIS T 1190)が広く眼科、
神経内科、耳鼻咽喉科、およびリハビリ工学、スポーツ
工学等の分野で用いられている。この重心動揺計による
検査方法は、床面に設置した重心動揺計に被検者（患
者）を載せて、床面内におけるＸ軸、Ｙ軸方向の変位量
をコンピュータに取り込み、重心動揺面積、重心移動距
離、変位量の周波数スペクトル分布を演算し、その結果
から直立起立姿勢の保持機能を評価するものである。
【０００３】しかしながら、重心動揺計から得られる身
体動揺特性値（重心動揺距離、重心動揺面積、周波数別
スペクトル値等）は、例えば、健康者と障害者、若年者
と高齢者等の定性的、相対的な比較で用いられているた
め、その計測値が直立起立姿勢の保持機能と具体的にど
のような関連があるのか、また計測値が実際の生活場面
でどの程度影響するのか、転倒等の危険があるのか等十
分に説明しきれていない。
体動揺特性値（重心動揺距離、重心動揺面積、周波数別
スペクトル値等）は、例えば、健康者と障害者、若年者
と高齢者等の定性的、相対的な比較で用いられているた
め、その計測値が直立起立姿勢の保持機能と具体的にど
のような関連があるのか、また計測値が実際の生活場面
でどの程度影響するのか、転倒等の危険があるのか等十
分に説明しきれていない。
【０００４】また、その他の補足的な姿勢の安定性の評
価方法として、筋電量、エネルギー代謝量、足底圧分布
図等を用いることにより、直立起立姿勢の安定性を定量
的に評価しようという試みが行われているが、重心動揺
計の有する前述の基本的な問題を解決していない。そこ
で、サーボモータをコンピュータで制御することによ
り、被験者にステップ状の加速刺激を負荷することがで
きるリニア・アクセラレータを用いて、不意の刺激を想
定して生成したステップ状の加速パターンの加速刺激を
被験者に負荷して、被験者がバランスを保持できる限界
の加速度によって姿勢の安定性を評価する姿勢安定性評
価装置が知られている。
価方法として、筋電量、エネルギー代謝量、足底圧分布
図等を用いることにより、直立起立姿勢の安定性を定量
的に評価しようという試みが行われているが、重心動揺
計の有する前述の基本的な問題を解決していない。そこ
で、サーボモータをコンピュータで制御することによ
り、被験者にステップ状の加速刺激を負荷することがで
きるリニア・アクセラレータを用いて、不意の刺激を想
定して生成したステップ状の加速パターンの加速刺激を
被験者に負荷して、被験者がバランスを保持できる限界
の加速度によって姿勢の安定性を評価する姿勢安定性評
価装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリニア・アクセラレータを用いた従来の姿勢安定性
評価装置にあっては、加速度の持続時間が長い場合に対
しても測定可能とするために、図９に示すように、リニ
ア・アクセラレータの全長は約１１ｍとなっている。そ
のため、この姿勢安定性評価装置の設置には広いスペー
スを要し、且つ、装置の製作にコストがかかるため、実
用的ではなかった。
うなリニア・アクセラレータを用いた従来の姿勢安定性
評価装置にあっては、加速度の持続時間が長い場合に対
しても測定可能とするために、図９に示すように、リニ
ア・アクセラレータの全長は約１１ｍとなっている。そ
のため、この姿勢安定性評価装置の設置には広いスペー
スを要し、且つ、装置の製作にコストがかかるため、実
用的ではなかった。
【０００６】そこで本発明は、このような問題点に鑑
み、装置の小型化を図りつつ、姿勢の安定性を簡便に且
つ定量的に評価できる姿勢安定性評価装置を提供するこ
とを目的としている。
み、装置の小型化を図りつつ、姿勢の安定性を簡便に且
つ定量的に評価できる姿勢安定性評価装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、特定の姿勢における安定
性を評価する姿勢安定性評価装置であって、被験者に加
速度刺激を負荷することにより、被験者のバランスを保
持できる限界の加速度と持続時間との関係から姿勢の安
定性を評価するようにした。
め、請求項１に記載の発明は、特定の姿勢における安定
性を評価する姿勢安定性評価装置であって、被験者に加
速度刺激を負荷することにより、被験者のバランスを保
持できる限界の加速度と持続時間との関係から姿勢の安
定性を評価するようにした。
【０００８】請求項２に記載の発明は、前記姿勢安定性
評価装置は、被験者を載せて等加速度で走行する走行台
部と、該走行台部に負荷する加速度を制御する制御手段
と、前記限界の加速度と該加速度の持続時間との関係か
ら姿勢の安定性を評価する評価手段と、を備えるように
した。請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、持続
時間を一定として加速度レベルを変えるように制御し、
前記評価手段は、被験者のバランスを保持できる限界の
加速度を求め、該限界の加速度と保持時間との関係から
姿勢の安定性を評価するようにした。
評価装置は、被験者を載せて等加速度で走行する走行台
部と、該走行台部に負荷する加速度を制御する制御手段
と、前記限界の加速度と該加速度の持続時間との関係か
ら姿勢の安定性を評価する評価手段と、を備えるように
した。請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、持続
時間を一定として加速度レベルを変えるように制御し、
前記評価手段は、被験者のバランスを保持できる限界の
加速度を求め、該限界の加速度と保持時間との関係から
姿勢の安定性を評価するようにした。
【０００９】請求項４に記載の発明は、前記制御手段
は、任意の波形の加速刺激を生成することができるよう
した。請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、モー
タにより回転可能なボールネジと、該ボールネジと係合
し前記走行台部側に固定されたボールネジナットとを備
えるようにした。
は、任意の波形の加速刺激を生成することができるよう
した。請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、モー
タにより回転可能なボールネジと、該ボールネジと係合
し前記走行台部側に固定されたボールネジナットとを備
えるようにした。
【００１０】かかる構成により、該ボールネジの回転に
伴いボールネジナットが移動するようになり、該ボール
ネジナットを固定した走行台部が移動することになる。
請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、モータによ
り回転駆動されるプーリと、該プーリに懸架され、端部
が前記走行台部側に固定されたタイミングベルトとを備
えるようにした。
伴いボールネジナットが移動するようになり、該ボール
ネジナットを固定した走行台部が移動することになる。
請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、モータによ
り回転駆動されるプーリと、該プーリに懸架され、端部
が前記走行台部側に固定されたタイミングベルトとを備
えるようにした。
【００１１】かかる構成により、プーリの回転に伴いタ
イミングベルトが移動するようになり、該タイミングベ
ルトを固定した走行台部が移動することになる。請求項
７に記載の発明は、前記特定の姿勢は、直立起立姿勢と
した。請求項８に記載の発明は、前記走行台部は、被験
者が載せられる走行平面内で被験者の向きを変更できる
ように回転位置を変更可能な床部を有するようにした。
イミングベルトが移動するようになり、該タイミングベ
ルトを固定した走行台部が移動することになる。請求項
７に記載の発明は、前記特定の姿勢は、直立起立姿勢と
した。請求項８に記載の発明は、前記走行台部は、被験
者が載せられる走行平面内で被験者の向きを変更できる
ように回転位置を変更可能な床部を有するようにした。
【００１２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、特定の
姿勢における安定性を、加速度と加速度の持続時間との
関係から定量的に評価することができるため、定量的に
姿勢の安定性を評価することができる。請求項２に記載
の発明によれば、走行台部上に載せられた特定の姿勢の
被験者を、走行台部を移動させることにより被験者に加
速度を負荷し、被験者に負荷された加速度と加速度の持
続時間との関係を求めることができるため、特定の姿勢
の安定性をより簡便に評価することができる。
姿勢における安定性を、加速度と加速度の持続時間との
関係から定量的に評価することができるため、定量的に
姿勢の安定性を評価することができる。請求項２に記載
の発明によれば、走行台部上に載せられた特定の姿勢の
被験者を、走行台部を移動させることにより被験者に加
速度を負荷し、被験者に負荷された加速度と加速度の持
続時間との関係を求めることができるため、特定の姿勢
の安定性をより簡便に評価することができる。
【００１３】請求項３に記載の発明によれば、被験者の
バランスを保持できる限界の加速度に基づいて姿勢の安
定性を評価することにより、精度よく評価できると共
に、長い持続時間に対する限界の加速度は、短い持続時
間に対する限界の加速度の特性から推定することができ
るため、長い持続時間に対する計測を省くことができ、
以て、走行台部の移動距離を短縮し、姿勢安定性評価装
置の小型化を図ることができる。
バランスを保持できる限界の加速度に基づいて姿勢の安
定性を評価することにより、精度よく評価できると共
に、長い持続時間に対する限界の加速度は、短い持続時
間に対する限界の加速度の特性から推定することができ
るため、長い持続時間に対する計測を省くことができ、
以て、走行台部の移動距離を短縮し、姿勢安定性評価装
置の小型化を図ることができる。
【００１４】請求項４に記載の発明によれば、例えばス
テップ波，正弦波，三角波等のような任意の波形を生成
することにより、各波形による加速刺激に対する姿勢の
安定性を容易に評価することができる。請求項５に記載
の発明によれば、走行台部を安定してより正確に移動さ
せることができると共に、走行台部の移動に対する制御
の応答性を向上させることができる。
テップ波，正弦波，三角波等のような任意の波形を生成
することにより、各波形による加速刺激に対する姿勢の
安定性を容易に評価することができる。請求項５に記載
の発明によれば、走行台部を安定してより正確に移動さ
せることができると共に、走行台部の移動に対する制御
の応答性を向上させることができる。
【００１５】請求項６に記載の発明によれば、走行台部
を安価な構成で安定して移動させることができると共
に、移動時の騒音がより低減され、且つメンテナンスを
容易にすることができる。請求項７に記載の発明によれ
ば、被験者の直立起立姿勢における安定性を評価するこ
とができる。
を安価な構成で安定して移動させることができると共
に、移動時の騒音がより低減され、且つメンテナンスを
容易にすることができる。請求項７に記載の発明によれ
ば、被験者の直立起立姿勢における安定性を評価するこ
とができる。
【００１６】請求項８に記載の発明によれば、被験者を
走行平面内における任意の方向に向けて実験することに
より、被験者の任意の方向に対して加速度を負荷するこ
とができ、加速度の負荷方向に対する姿勢の安定性を評
価することができる。
走行平面内における任意の方向に向けて実験することに
より、被験者の任意の方向に対して加速度を負荷するこ
とができ、加速度の負荷方向に対する姿勢の安定性を評
価することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図１
〜図８に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態に
おける直立起立姿勢の姿勢安定性評価装置の基本的なブ
ロック構成を図１に示した。試験機本体11は、被験者を
載せて移動させることにより被験者に加速刺激を与える
走行台部12と、走行台部12を移動させるための駆動力を
発生し、走行台部に伝達する駆動部13とから構成され、
さらに、走行台部12の移動時に負荷される加速度を検出
する加速度検出部14と、駆動部13をインターフェース15
を介して制御する制御部16とを備えている。
〜図８に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態に
おける直立起立姿勢の姿勢安定性評価装置の基本的なブ
ロック構成を図１に示した。試験機本体11は、被験者を
載せて移動させることにより被験者に加速刺激を与える
走行台部12と、走行台部12を移動させるための駆動力を
発生し、走行台部に伝達する駆動部13とから構成され、
さらに、走行台部12の移動時に負荷される加速度を検出
する加速度検出部14と、駆動部13をインターフェース15
を介して制御する制御部16とを備えている。
【００１８】次に、各構成要素の具体的な構成を説明す
る。まず、図２に姿勢安定性評価装置の正面図、図３に
試験機本体の側面図、そして図４に試験機本体の平面図
を示した。この試験機本体は、床面に設置された試験機
本体のベース21上面に、レール22をベース21の長手方向
に２本平行に敷設し、該レール22上に走行台部23が車輪
24を介して載せられている。
る。まず、図２に姿勢安定性評価装置の正面図、図３に
試験機本体の側面図、そして図４に試験機本体の平面図
を示した。この試験機本体は、床面に設置された試験機
本体のベース21上面に、レール22をベース21の長手方向
に２本平行に敷設し、該レール22上に走行台部23が車輪
24を介して載せられている。
【００１９】一方、走行台部を移動させる動力源として
駆動モータ25をベース21上の一端部側に配設し、駆動モ
ータ25の軸にボールネジ26を軸継手27を介して接続して
いる。このボールネジ26を、走行台部23側に固定された
軸受部28内のボールネジナットと係合させ、駆動モータ
25を回転制御することにより、走行台部23の往復動を制
御可能にしている。
駆動モータ25をベース21上の一端部側に配設し、駆動モ
ータ25の軸にボールネジ26を軸継手27を介して接続して
いる。このボールネジ26を、走行台部23側に固定された
軸受部28内のボールネジナットと係合させ、駆動モータ
25を回転制御することにより、走行台部23の往復動を制
御可能にしている。
【００２０】また、このレール22の両端部には、走行台
部23の移動停止用のリミットスイッチ29a,29b がそれぞ
れ設けられ、走行台部の脱線を未然に防止している。次
に、走行台部23の具体的な構成を説明する。この走行台
部23には手摺30が被験者31を取り囲んで設置されてお
り、この手摺30の全周に渡り、走行台部23の移動に伴う
刺激により被験者31が倒れかかったときに、体を受け止
める衝撃吸収パッド32が取り付けられている。
部23の移動停止用のリミットスイッチ29a,29b がそれぞ
れ設けられ、走行台部の脱線を未然に防止している。次
に、走行台部23の具体的な構成を説明する。この走行台
部23には手摺30が被験者31を取り囲んで設置されてお
り、この手摺30の全周に渡り、走行台部23の移動に伴う
刺激により被験者31が倒れかかったときに、体を受け止
める衝撃吸収パッド32が取り付けられている。
【００２１】また、この走行台部23は、被験者31に対し
て加速刺激を任意の方向から負荷可能にするため、図４
に示すように走行台部23の中心部に被験者31を載せる回
転可動式の円状床33が設けられている。この円状床33
は、ウォームギア34に連結されたハンドル35を回転する
ことにより、被験者31を円状床33の回転面内で任意の方
向に向けることができる。また、走行台部23の移動中は
円状床33が動かないように固定される構成となってい
る。
て加速刺激を任意の方向から負荷可能にするため、図４
に示すように走行台部23の中心部に被験者31を載せる回
転可動式の円状床33が設けられている。この円状床33
は、ウォームギア34に連結されたハンドル35を回転する
ことにより、被験者31を円状床33の回転面内で任意の方
向に向けることができる。また、走行台部23の移動中は
円状床33が動かないように固定される構成となってい
る。
【００２２】一方、この走行台部23の側面には開閉可能
な入り口部36が設けられており、被験者31の走行台部23
内への出入りを容易にしており、また、走行台部23には
図示しない加速度センサが配設されており、走行台部を
移動させた際、被験者31に負荷される加速度を測定して
いる。駆動モータ25は、走行台部23の移動距離（1.2m)
の範囲内で、少なくとも速度2m/sまで急加速することが
できる性能を有し、制御用インターフェースを介して接
続されたプログラマブルなコンピュータを含む制御部37
によって駆動制御されている。
な入り口部36が設けられており、被験者31の走行台部23
内への出入りを容易にしており、また、走行台部23には
図示しない加速度センサが配設されており、走行台部を
移動させた際、被験者31に負荷される加速度を測定して
いる。駆動モータ25は、走行台部23の移動距離（1.2m)
の範囲内で、少なくとも速度2m/sまで急加速することが
できる性能を有し、制御用インターフェースを介して接
続されたプログラマブルなコンピュータを含む制御部37
によって駆動制御されている。
【００２３】次に、制御部37の基本的な構成を説明す
る。図５に駆動モータの制御のためのブロック構成図を
示した。まずＣＰＵ51により、任意の波形の加速刺激信
号を生成し、該加速刺激信号をインターフェース52のＤ
／Ａコンバータを介してモータドライバ53によりモータ
駆動用の信号に変換する。そして、このモータ駆動用の
信号を駆動モータ54に入力することにより、駆動モータ
54を回転させ、所定の条件で走行台部を移動させる。
る。図５に駆動モータの制御のためのブロック構成図を
示した。まずＣＰＵ51により、任意の波形の加速刺激信
号を生成し、該加速刺激信号をインターフェース52のＤ
／Ａコンバータを介してモータドライバ53によりモータ
駆動用の信号に変換する。そして、このモータ駆動用の
信号を駆動モータ54に入力することにより、駆動モータ
54を回転させ、所定の条件で走行台部を移動させる。
【００２４】尚、加速刺激信号は、例えばステップ波，
正弦波，三角波等のように規則性のある波形とすること
により、姿勢安定性の評価をより簡便にすることができ
る。一方、タコジェネレータ55は駆動モータ54の回転速
度を検出し、モータドライバ53にフィードバックするこ
とで、駆動モータ54の回転制御がより正確に行なえるよ
うにしており、エンコーダ56は走行台部の位置、速度、
加速度を駆動モータから検出し、インターフェース52の
Ａ／Ｄコンバータを介してＣＰＵ51にフィードバックす
ることにより、ＣＰＵ51で制御条件等を演算処理できる
ようにしている。
正弦波，三角波等のように規則性のある波形とすること
により、姿勢安定性の評価をより簡便にすることができ
る。一方、タコジェネレータ55は駆動モータ54の回転速
度を検出し、モータドライバ53にフィードバックするこ
とで、駆動モータ54の回転制御がより正確に行なえるよ
うにしており、エンコーダ56は走行台部の位置、速度、
加速度を駆動モータから検出し、インターフェース52の
Ａ／Ｄコンバータを介してＣＰＵ51にフィードバックす
ることにより、ＣＰＵ51で制御条件等を演算処理できる
ようにしている。
【００２５】この制御部37の具体的な構成としては、例
えばパーソナルコンピュータ等のプログラマブルなコン
ピュータと、該コンピュータに接続されたモニタ，入力
装置，印刷機等が挙げられる。このようなコンピュータ
を用いることにより、前述の加速刺激信号をソフトウェ
アにより生成し、該加速刺激信号をインターフェースを
介して出力できると共に、制御状況等をコンピュータに
接続されたモニタ上で確認したり、制御条件等を入力し
て設定することや、負荷された刺激の情報等を必要に応
じて印刷機により出力することができる。
えばパーソナルコンピュータ等のプログラマブルなコン
ピュータと、該コンピュータに接続されたモニタ，入力
装置，印刷機等が挙げられる。このようなコンピュータ
を用いることにより、前述の加速刺激信号をソフトウェ
アにより生成し、該加速刺激信号をインターフェースを
介して出力できると共に、制御状況等をコンピュータに
接続されたモニタ上で確認したり、制御条件等を入力し
て設定することや、負荷された刺激の情報等を必要に応
じて印刷機により出力することができる。
【００２６】尚、このコンピュータは、位置制御および
速度制御等が10msec以下のステップ間隔で行えることが
望ましく、また、加速刺激信号をハードウェアで生成す
る構成としてもよい。以上説明した姿勢安定性評価装置
を用いて、被験者の直立起立姿勢における安定性を評価
する手法を説明する。
速度制御等が10msec以下のステップ間隔で行えることが
望ましく、また、加速刺激信号をハードウェアで生成す
る構成としてもよい。以上説明した姿勢安定性評価装置
を用いて、被験者の直立起立姿勢における安定性を評価
する手法を説明する。
【００２７】この姿勢安定性の評価方法の概略として
は、走行台部に載せられた被験者に直立起立姿勢をとら
せ、その直立起立姿勢のバランスを失うまで一定時間の
瞬発的な水平加速刺激を負荷することにより、直立起立
姿勢の保持限界である加速刺激（限界加速度）と、その
ときの加速刺激が負荷された時間（持続時間）との関係
を求め、この関係から姿勢の安定性を評価するものであ
る。
は、走行台部に載せられた被験者に直立起立姿勢をとら
せ、その直立起立姿勢のバランスを失うまで一定時間の
瞬発的な水平加速刺激を負荷することにより、直立起立
姿勢の保持限界である加速刺激（限界加速度）と、その
ときの加速刺激が負荷された時間（持続時間）との関係
を求め、この関係から姿勢の安定性を評価するものであ
る。
【００２８】まず、この姿勢安定性評価方法に対する基
本理論について以下に説明する。図６は持続時間ｔの逆
数に対する限界加速度αの変化を示している。図６に示
すように限界加速度αは、持続時間ｔの逆数に比例して
変化する。そのため、限界加速度αは（１）式で表現す
ることができる。また、（２）式は（１）式を変形した
結果で、αc はα−ｂを表している。 α＝ａ・（１／ｔ）＋ｂ ・・・（１） αc ・ｔ＝ａ ・・・（２） ここで、ａは被験者（健康者と障害者、若年者と高齢
者、男性と女性等）によって決定される定数で、図６の
直線の傾きに相当する。また、ｂは直立起立条件（履き
物等）によって決定される定数であり、図６の限界加速
度値α軸の切片を表している。
本理論について以下に説明する。図６は持続時間ｔの逆
数に対する限界加速度αの変化を示している。図６に示
すように限界加速度αは、持続時間ｔの逆数に比例して
変化する。そのため、限界加速度αは（１）式で表現す
ることができる。また、（２）式は（１）式を変形した
結果で、αc はα−ｂを表している。 α＝ａ・（１／ｔ）＋ｂ ・・・（１） αc ・ｔ＝ａ ・・・（２） ここで、ａは被験者（健康者と障害者、若年者と高齢
者、男性と女性等）によって決定される定数で、図６の
直線の傾きに相当する。また、ｂは直立起立条件（履き
物等）によって決定される定数であり、図６の限界加速
度値α軸の切片を表している。
【００２９】そして、（３），（４）式の条件を同時に
満たすときが、直立起立姿勢の保持限界である。 α≧ｂ ・・・（３） αc ・ｔ≧ａ ・・・（４） ここにおいて、αc ・ｔは速度を表している。また、α
＜ｂの条件下では持続時間が長い場合においても直立起
立姿勢を保持できる。
満たすときが、直立起立姿勢の保持限界である。 α≧ｂ ・・・（３） αc ・ｔ≧ａ ・・・（４） ここにおいて、αc ・ｔは速度を表している。また、α
＜ｂの条件下では持続時間が長い場合においても直立起
立姿勢を保持できる。
【００３０】つまり、直立起立姿勢に影響を及ぼす要因
は、図７に示すステップ波の加速刺激である限界加速度
αのうち、定数ｂ以上の加速度αc であり、この加速度
αcにより引き起こされる速度増分αc ・ｔが定数ａ以
上になったときに、直立起立姿勢のバランスが崩れるこ
とになる。次に、この基本理論を用いた具体的な姿勢の
安定性の評価方法を説明する。ここでは、等加速度刺激
となるようにステップ波の加速刺激を被験者に負荷して
いる。
は、図７に示すステップ波の加速刺激である限界加速度
αのうち、定数ｂ以上の加速度αc であり、この加速度
αcにより引き起こされる速度増分αc ・ｔが定数ａ以
上になったときに、直立起立姿勢のバランスが崩れるこ
とになる。次に、この基本理論を用いた具体的な姿勢の
安定性の評価方法を説明する。ここでは、等加速度刺激
となるようにステップ波の加速刺激を被験者に負荷して
いる。
【００３１】前述の制御部により、まず持続時間を一定
とした所定の加速度レベルの加速刺激信号を発生させ、
該加速刺激信号に基づいて駆動モータを回転し、走行台
部上の被験者に所定の加速度を負荷する。この加速度の
負荷作業を被験者がバランスを崩すまで、徐々に加速度
レベルを上げて繰り返し行う。そして、被験者がバラン
スを崩す限界の加速度を加速度センサにより検出し、こ
の加速度を限界加速度とする。
とした所定の加速度レベルの加速刺激信号を発生させ、
該加速刺激信号に基づいて駆動モータを回転し、走行台
部上の被験者に所定の加速度を負荷する。この加速度の
負荷作業を被験者がバランスを崩すまで、徐々に加速度
レベルを上げて繰り返し行う。そして、被験者がバラン
スを崩す限界の加速度を加速度センサにより検出し、こ
の加速度を限界加速度とする。
【００３２】以上の手順で、限界加速度を各保持時間に
対して測定し、限界加速度と、持続時間の逆数との変化
特性、即ち定数ａ，ｂを、例えば最小二乗法等で直線近
似することにより求める。このように求めた限界加速度
と持続時間の逆数との変化特性（定数ａ，ｂ）に基づい
て、直立起立姿勢の安定性を評価することができる。
対して測定し、限界加速度と、持続時間の逆数との変化
特性、即ち定数ａ，ｂを、例えば最小二乗法等で直線近
似することにより求める。このように求めた限界加速度
と持続時間の逆数との変化特性（定数ａ，ｂ）に基づい
て、直立起立姿勢の安定性を評価することができる。
【００３３】ここにおいて、限界加速度の持続時間の逆
数に対する変化特性は、ほとんど線形であるため、限界
加速度は短い持続時間に対して測定すれば十分であり、
長い持続時間に対する限界加速度は、必要に応じて前記
変化特性（定数ａ，ｂ）を利用して推定すればよい。こ
れにより、長い持続時間に対する限界加速度を測定する
ことなく直立起立姿勢の安定性を評価できるため、長い
走行距離を必要とすることが無くなり、走行台部の走行
距離を短縮することができ、以て、姿勢安定性評価装置
をよりコンパクトにすることができる。そのため、姿勢
安定性評価装置の設置場所に特に広いスペースを要する
ことが無くなり、本実施の形態においては、走行台部の
走行距離を約 1.2ｍまで短縮している。
数に対する変化特性は、ほとんど線形であるため、限界
加速度は短い持続時間に対して測定すれば十分であり、
長い持続時間に対する限界加速度は、必要に応じて前記
変化特性（定数ａ，ｂ）を利用して推定すればよい。こ
れにより、長い持続時間に対する限界加速度を測定する
ことなく直立起立姿勢の安定性を評価できるため、長い
走行距離を必要とすることが無くなり、走行台部の走行
距離を短縮することができ、以て、姿勢安定性評価装置
をよりコンパクトにすることができる。そのため、姿勢
安定性評価装置の設置場所に特に広いスペースを要する
ことが無くなり、本実施の形態においては、走行台部の
走行距離を約 1.2ｍまで短縮している。
【００３４】また、等加速度の加速刺激による限界加速
度の特性に基づいて、正弦波等の加速刺激を負荷した場
合の限界加速度をある程度推定することが可能なため、
正弦波等の加速刺激に対しても姿勢の安定性をある程度
評価することができる。以上説明したように、本実施の
形態においては、汎用されている身体動揺特性値（重心
動揺面積、重心動揺距離）を用いる姿勢安定性評価装置
とは異なり、バランスを失って倒れる限界加速度を評価
指標としているため、足位、ヒール高、手摺の効果、年
齢差、性別差等が直立起立姿勢の安定性にどのように影
響を及ぼしているかを定量的に評価することができ、幅
広く応用することができる。
度の特性に基づいて、正弦波等の加速刺激を負荷した場
合の限界加速度をある程度推定することが可能なため、
正弦波等の加速刺激に対しても姿勢の安定性をある程度
評価することができる。以上説明したように、本実施の
形態においては、汎用されている身体動揺特性値（重心
動揺面積、重心動揺距離）を用いる姿勢安定性評価装置
とは異なり、バランスを失って倒れる限界加速度を評価
指標としているため、足位、ヒール高、手摺の効果、年
齢差、性別差等が直立起立姿勢の安定性にどのように影
響を及ぼしているかを定量的に評価することができ、幅
広く応用することができる。
【００３５】例えば、電車等の運転速度を設定する際、
前述の加速度αc の値等から限界の加速度を求めたり、
ｂ値から限界の速度を求めることにより、これらの値を
設計資料として利用することができる。また、障害者の
リハビリ訓練においても、実際の生活をシミュレートし
て、例えばバス、電車内における加減速時に障害者が対
応できるかどうかを検討することもできる。
前述の加速度αc の値等から限界の加速度を求めたり、
ｂ値から限界の速度を求めることにより、これらの値を
設計資料として利用することができる。また、障害者の
リハビリ訓練においても、実際の生活をシミュレートし
て、例えばバス、電車内における加減速時に障害者が対
応できるかどうかを検討することもできる。
【００３６】そして、姿勢安定性評価装置をコンパクト
な構成にすることができるため、装置の製造コストおよ
び設置面積が大幅に削減され、実用性を高めることがで
きる。次に、走行台部をタイミングベルトを使用して移
動させる第２の実施の形態について説明する。図８は、
本実施の形態における走行台部の移動機構を概略的に表
した構成図である。
な構成にすることができるため、装置の製造コストおよ
び設置面積が大幅に削減され、実用性を高めることがで
きる。次に、走行台部をタイミングベルトを使用して移
動させる第２の実施の形態について説明する。図８は、
本実施の形態における走行台部の移動機構を概略的に表
した構成図である。
【００３７】即ち、ベース81の上面に車輪82a,82b を介
して載せられた走行台部83に、タイミングベルト84の端
部84a,84b をそれぞれ固定し、ベース81の両端部側に配
設されたプーリ85a,85b に該タイミングベルト84を懸架
する一方、駆動モータ86を一方のプーリ85a 側に配設
し、該モータ86の軸をギア87を介してプーリ85a の軸と
連結することにより、タイミングベルトを駆動し、走行
台部83を移動可能にしている。
して載せられた走行台部83に、タイミングベルト84の端
部84a,84b をそれぞれ固定し、ベース81の両端部側に配
設されたプーリ85a,85b に該タイミングベルト84を懸架
する一方、駆動モータ86を一方のプーリ85a 側に配設
し、該モータ86の軸をギア87を介してプーリ85a の軸と
連結することにより、タイミングベルトを駆動し、走行
台部83を移動可能にしている。
【００３８】このようなタイミングベルトを用いて走行
台部を移動させる構成とすることにより、メンテナンス
の手間や走行時の騒音を低減し、調整が容易となる効果
が得られると共に、構造が簡単で安価であるために製造
コストを低減することができる。以上説明した姿勢安定
性評価装置は、耳鼻咽喉科学、神経科学、保健体育学等
の他分野における姿勢研究に対しても適用することがで
きる。
台部を移動させる構成とすることにより、メンテナンス
の手間や走行時の騒音を低減し、調整が容易となる効果
が得られると共に、構造が簡単で安価であるために製造
コストを低減することができる。以上説明した姿勢安定
性評価装置は、耳鼻咽喉科学、神経科学、保健体育学等
の他分野における姿勢研究に対しても適用することがで
きる。
【図１】 姿勢安定性評価装置の基本的なブロック構成
図。
図。
【図２】 第１の実施の形態における姿勢安定性評価装
置の正面図。
置の正面図。
【図３】 第１の実施の形態における試験機本体の側面
図。
図。
【図４】 第１の実施の形態における試験機本体の平面
図。
図。
【図５】 制御部における制御ブロック図。
【図６】 持続時間の逆数値に対する限界加速度の変化
を示す図。
を示す図。
【図７】 負荷された加速度αと定数ｂおよびαc との
関係を説明する図。
関係を説明する図。
【図８】 第２の実施の形態における走行台部の移動機
構を示す概略的な構成図。
構を示す概略的な構成図。
【図９】 従来のリニア・アクセラレータを用いた姿勢
安定性評価装置。
安定性評価装置。
11 試験機本体 12 走行台部 13 駆動部 14 加速度検出部 16 制御部 25 駆動モータ 26 ボールネジ 31 被験者 33 円状床 34 ウオームギア 84 タイミングベルト
Claims (8)
- 【請求項１】特定の姿勢における安定性を評価する姿勢
安定性評価装置であって、 被験者に加速度刺激を負荷することにより、被験者のバ
ランスを保持できる限界の加速度と持続時間との関係か
ら姿勢の安定性を評価する姿勢安定性評価装置。 - 【請求項２】前記姿勢安定性評価装置は、 被験者を載せて等加速度で走行する走行台部と、 該走行台部に負荷する加速度を制御する制御手段と、 前記限界の加速度と該加速度の持続時間との関係から姿
勢の安定性を評価する評価手段と、を備えたことを特徴
とする姿勢安定性評価装置。 - 【請求項３】前記制御手段は、持続時間を一定として加
速度レベルを変えるように制御し、前記評価手段は、被
験者のバランスを保持できる限界の加速度を求め、該限
界の加速度と保持時間との関係から姿勢の安定性を評価
する請求項１または請求項２に記載の姿勢安定性評価装
置。 - 【請求項４】前記制御手段は、任意の波形の加速刺激を
生成することができる請求項１〜請求項３のいずれか１
つに記載の姿勢安定性評価装置。 - 【請求項５】前記制御手段は、モータにより回転可能な
ボールネジと、該ボールネジと係合し前記走行台部側に
固定されたボールネジナットとを備えた請求項１〜請求
項４のいずれか１つに記載の姿勢安定性評価装置。 - 【請求項６】前記制御手段は、モータにより回転駆動さ
れるプーリと、該プーリに懸架され、端部が前記走行台
部側に固定されたタイミングベルトとを備えた請求項１
〜請求項４のいずれか１つに記載の姿勢安定性評価装
置。 - 【請求項７】前記特定の姿勢は、直立起立姿勢である請
求項１〜請求項６のいずれか１つにに記載の姿勢安定性
評価装置。 - 【請求項８】前記走行台部は、被験者が載せられた走行
平面内で被験者の向きを変更できるように回転位置を変
更可能な床部を有している請求項１〜請求項７のいずれ
か１つに記載の姿勢安定性評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342413A JP2716085B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 姿勢安定性評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342413A JP2716085B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 姿勢安定性評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178516A JPH09178516A (ja) | 1997-07-11 |
| JP2716085B2 true JP2716085B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=18353544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342413A Expired - Lifetime JP2716085B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 姿勢安定性評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2716085B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109745052A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-14 | 郝军 | 一种神经检查用展开式平衡性测试装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4384562B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2009-12-16 | 本田技研工業株式会社 | 歩行状態を判定する装置又は方法 |
| JP4991224B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2012-08-01 | 国立大学法人信州大学 | 体力判定装置 |
| JP6853532B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2021-03-31 | 国立大学法人横浜国立大学 | 指標値算出装置、指標値算出方法及びプログラム |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342413A patent/JP2716085B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109745052A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-14 | 郝军 | 一种神经检查用展开式平衡性测试装置 |
| CN109745052B (zh) * | 2019-02-20 | 2021-07-13 | 郝军 | 一种神经检查用展开式平衡性测试装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09178516A (ja) | 1997-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |