JP2873592B2 - Athletic ability measurement evaluation training device - Google Patents

Athletic ability measurement evaluation training device

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JP2873592B2
JP2873592B2 JP1332109A JP33210989A JP2873592B2 JP 2873592 B2 JP2873592 B2 JP 2873592B2 JP 1332109 A JP1332109 A JP 1332109A JP 33210989 A JP33210989 A JP 33210989A JP 2873592 B2 JP2873592 B2 JP 2873592B2
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昭雄 黄川
悟 森
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被験者(一般人を含むが以下患者という)
に対し、下肢の運動能力、機能の測定、評価及び訓練を
行なう為の筋力測定評価訓練装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a subject (including a general person, hereinafter referred to as a patient).
The present invention relates to a muscular strength measurement evaluation training device for measuring, evaluating, and training exercise performance and function of lower limbs.

従来の技術 従来の技術としては特公昭57−30509号公報がある。
この公報には、筋力を加えて回転せしめる入力軸の機
構、筋力を検出するトルク検出部、入力軸の回転を予め
定められた速度パターンに制御する機構、入力軸をモー
タにより減速して駆動する機構、入力軸への負荷トルク
を表示する機構等が開示されている。
2. Description of the Related Art As a conventional technique, there is Japanese Patent Publication No. 57-30509.
This publication discloses a mechanism of an input shaft for applying a muscle force to rotate, a torque detecting unit for detecting a muscle force, a mechanism for controlling the rotation of the input shaft to a predetermined speed pattern, and driving the input shaft by decelerating with a motor. A mechanism, a mechanism for displaying a load torque on an input shaft, and the like are disclosed.

発明が解決しようとする課題 従来の技術として挙げた筋力測定訓練装置には、運動
機能と筋力との関係を客観的に表わす明確な基準が無か
った。従来は、筋力測定・評価手段によって得た測定・
評価値で具体的な運動機能障害の度合いを判断する事は
できなかった。例えば、大腿四頭筋の筋力がMMT(=徒
手筋力測定法)5以上ありながら階段昇降に不安を訴え
る患者は意外に多いのである。それゆえに運動機能障害
の度合いと一致する測定・評価ができる装置が望まれて
いる。
Problems to be Solved by the Invention The muscle strength measurement training apparatus mentioned as the conventional technique does not have a clear standard that objectively expresses the relationship between motor function and muscle strength. Conventionally, measurement and evaluation obtained by means of muscle strength measurement and evaluation
The specific degree of motor dysfunction could not be determined from the evaluation values. For example, there are surprisingly many patients who complain of anxiety about going up and down stairs while their quadriceps muscle strength is MMT (= manual muscle strength measurement method) 5 or more. Therefore, a device that can measure and evaluate the degree of motor dysfunction is desired.

また従来、筋力測定・評価にはアイソメトリック法
(等尺状態で行なう筋力測定)が用いられていたが、こ
の方法によれば過度な筋収縮を引き起こし、患者が筋や
腱を傷めるケースがある為、筋や腱を傷める心配の無い
安全な筋力測定・評価装置が望まれている。
Conventionally, the isometric method (muscle strength measurement performed in an isometric state) has been used for measuring and evaluating muscle strength. However, this method causes excessive muscle contraction, which may cause a patient to injure a muscle or tendon. There is a demand for a safe muscular strength measurement / evaluation device that does not have to worry about damaging muscles and tendons.

課題を解決するための手段 このような状況下において、等尺性随意性最大筋力
〔以下MVC(Maximum Voluntary Contraction)という〕
を測定し、このMVCから体重当りの筋力即ち体重支持指
数〔以下WBI(Weight−Bearing Index)という〕を算出
して、この算出値即ちWBIを用いて評価すれば、運動能
力を正確に評価することができる。
Means for Solving the Problems Under such circumstances, isometric voluntary maximum muscle strength [hereinafter referred to as MVC (Maximum Voluntary Contraction)]
Is measured, and a muscle strength per body weight, that is, a weight-bearing index (hereinafter, referred to as WBI (Weight-Bearing Index)) is calculated from the MVC, and the exercise value is evaluated using the calculated value, that is, WBI. be able to.

現場でのリハビリテーションや筋力トレーニングを指
導する上で、下肢の機能及び筋力評価は不可欠である。
しかしながら、下肢の運動機能と筋出力との関係を客観
的に表わす明確な基準はなく、その評価法も実際的でな
いものが多い。
In order to teach on-site rehabilitation and strength training, evaluation of lower limb function and strength is indispensable.
However, there is no clear standard that objectively expresses the relationship between the motor function of the lower limbs and muscle output, and the evaluation method is often impractical.

人のあらゆる活動は抗重力運動である。この点におい
てスポーツ活動における体重支持力の重要性から、大腿
四頭筋の機能に着目し、膝関節の伸筋群のMVCの測定か
ら、体重当りの筋力をWBIとして、筋機能評価への応用
を試みてきた。
All human activities are antigravity. In this regard, focusing on the function of the quadriceps muscle from the importance of weight bearing capacity in sports activities, measuring the MVC of the extensor muscles of the knee joint, using the muscle strength per body weight as WBI and applying it to muscle function evaluation Have been trying.

次に多くの事例の結果から得た下肢の運動機能におけ
るWBIの有効性と評価の実際について述べる。
Next, we describe the effectiveness of WBI in the motor function of the lower limbs obtained from the results of many cases and the practice of evaluation.

レクレーション的スポーツを行なう為には男性女性に
限らず0.8がWBIの標準数値となる。歩行、ジョギング、
ジャンプという下肢の運動機能は運動時の下肢の体重支
持という観点から区別することができる。正常リズムで
歩行を行うためにはWBIが0.4以上なければ通常歩行はで
きない。
For recreational sports, the standard value for WBI is 0.8, not limited to men and women. Walking, jogging,
The motor function of the lower limb, which is a jump, can be distinguished from the viewpoint of supporting the weight of the lower limb during exercise. To walk with normal rhythm, you cannot walk normally unless WBI is 0.4 or more.

日常生活を支障なく行なう為には、WBIが0.6以上が要
求される。ジャンプやダッシュなどの激しい運動を不安
なく行うには0.9が最低条件となる。更に、スポーツ障
害を起こさない為には1.3以上が必要となる。WBIが下肢
の運動において必要とされるそれぞれのWBIを下回った
時、その運動あるいは動作で機能障害、臨床症状を表す
ことになる。
WBI of 0.6 or more is required to carry out daily life without any trouble. 0.9 is the minimum requirement for intense exercise such as jumps and dashes without worry. In addition, 1.3 or more is required to prevent sports disorders. When the WBI falls below the respective WBI required for lower limb movement, the movement or movement may indicate dysfunction or clinical symptoms.

この下肢機能の評価は大腿四頭筋の運動メニューに応
用される。その一部を紹介すると 0.4>WBI .アシコシニ イジョウアリ イシノチリョウガ ヒ
ツヨウデス。
This evaluation of lower limb function is applied to the exercise menu of quadriceps muscle. Some of them are 0.4> WBI. Ashikoshini Iriomochi Ishinochiryoiga Hitsuyoudesu.

.イマノキンリョクデハ アルケマセン。マツバヅエ
デ リズムヲマモッテアルクコト。
. Imanokinryokudeha Arkemasen. Matsuba Edelism Mamotte Arkkoto.

0.4≦WBI<0.5 .アシコシノツヨサガ ゲンカイニキテイマス。トレ
ーニングガヒツヨウデス。
0.4 ≦ WBI <0.5. Ashikoshinoyosaga Training Gahitsuyoudes.

.ジリキデアルケマスガ マダ ハシッテハイケマセ
ン。
. Jirikide Arkemasuga Mada Hashitte Haikemasen.

0.5≦WBI<0.6 .タチスワリヤ カイダンヲオリルドウサニフアンガ
デマス。
0.5 ≦ WBI <0.6. Tachiswariya Kaidan @ Oridowsanifuangademas.

.ジテンシャ マシーントレーニングヲ ヤルコト。
マダハシッテハイケマセン。
. Gitensia Machine Training ヲ Yarkoto.
Madahashitte Haikemasen.

また、WBIを算出する際、前段階に測定するMVCを、従
来手段の等尺状態(=最大努力)で行なうと筋や腱を痛
める心配があったが、サブマックスな運動をしながら
(=最大努力以下)測定する手段によれば筋や腱を痛め
る心配はない。
Also, when calculating the WBI, if the MVC measured in the previous stage is performed in the isometric state (= maximum effort) of the conventional means, there is a concern that the muscles and tendons may be damaged, but while performing the submaximal exercise (= According to the measuring means, there is no fear of damaging muscles and tendons.

本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたもので、
筋や腱を痛めないでMVCを測定でき、下肢機能を正確に
評価でき、能率よく下肢機能の回復訓練ができる筋力測
定評価訓練装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art,
It is an object of the present invention to provide a muscle strength measurement and evaluation training device that can measure MVC without damaging muscles and tendons, can accurately evaluate lower limb function, and can efficiently perform recovery training of lower limb function.

即ち本発明は、回動軸10を軸に回動するアーム11と、
アーム11上の適宜な位置に加わる力を検出する筋力検出
部9と、回動軸10の回動角度を検出する角度検出部14
と、回動軸10の回動に抵抗を付与する抵抗器13と、体重
を入力する体重入力部37と、筋力検出部9からの筋力と
角度検出部14からの角度と体重入力部37からの体重とが
インプットされて体重当りの筋力即ち体重支持指数を算
出するマイクロプロセッシングユニット22〔以下MPU(M
icro Processing Unite)22と記載する〕と、測定の状
況及び結果や訓練の状況及び結果を表示する表示部33と
からなり、前記MPU22は測定結果に基づいて運動能力の
測定・評価を表示し且つ最適の筋力訓練メニューを設定
する運動能力測定評価訓練装置である。
That is, the present invention provides an arm 11 that rotates around a rotation shaft 10,
A muscle force detecting unit 9 for detecting a force applied to an appropriate position on the arm 11, and an angle detecting unit 14 for detecting a turning angle of the turning shaft 10.
A resistor 13 for giving resistance to the rotation of the rotating shaft 10, a weight input unit 37 for inputting a weight, and a muscular strength from the muscular strength detecting unit 9 and an angle from the angle detecting unit 14 and a weight input unit 37. And a microprocessing unit 22 [hereinafter referred to as MPU (MPU)
icro Processing Unite 22) and a display unit 33 for displaying the measurement status and results and the training status and results, and the MPU 22 displays the measurement / evaluation of the athletic ability based on the measurement results; It is an exercise ability measurement evaluation training device that sets an optimal muscle training menu.

作用 アーム11の先方にスライド固定自在に取り付けた装着
具5に患者の下腱を装着し、装着具5に力を加えアーム
11を動かす。
Action The patient's lower tendon is mounted on the mounting device 5 slidably fixed to the end of the arm 11, and a force is applied to the mounting device 5 to apply the arm.
Move 11

椅子4に坐った患者はアーム11を介して、検出及び抵
抗設定部12から突出された回動軸10に回動力を与える。
その際、装着具5の取り付け基部に設けた筋力検出部9
で筋力を検出する。
The patient sitting on the chair 4 applies, via the arm 11, a rotating power to the rotating shaft 10 protruding from the detection and resistance setting unit 12.
At this time, the muscle strength detection unit 9 provided at the base of the attachment 5
To detect muscle strength.

回動軸10の回動角度は角度検出部14で検出される。 The rotation angle of the rotation shaft 10 is detected by the angle detection unit 14.

操作者は、適当な抵抗負荷値をキーボードスイッチ32
にて打ち込み、WBIの算出等の各種演算を行なうMPU22に
入力する。
The operator sets the appropriate resistance load value on the keyboard switch 32.
And input to the MPU 22 for performing various calculations such as WBI calculation.

キーボードスイッチ32からの信号を得てMPU22は抵抗
器13に信号を与え、この抵抗器13は回動軸10の回動に対
して抵抗を付与する。
Upon receiving a signal from the keyboard switch 32, the MPU 22 provides a signal to the resistor 13, and the resistor 13 provides resistance to the rotation of the rotation shaft 10.

筋力検出部9で検出した筋力と、体重入力部37で入力
した体重と、角度検出部14で検出する角度から算出した
角速度と、すでにメモリに入力してある回動軸10の各角
速度毎の係数をもとにして、MPU22でMVCとWBIを算出す
る。
The muscular strength detected by the muscular strength detecting unit 9, the weight input by the weight input unit 37, the angular velocity calculated from the angle detected by the angle detecting unit 14, and the angular velocity of the rotating shaft 10 already input to the memory for each angular velocity The MPU 22 calculates MVC and WBI based on the coefficients.

算出したMVCとWBIを表示部33に表示し、測定を終了し
た時点でMVCとWBIの値がプリンター28で印字され、更に
得られたWBIより体力評価と訓練上の注意として簡単な
メッセージをコメントとし、このコメントがプリンター
28で印字される。
The calculated MVC and WBI are displayed on the display unit 33, and when the measurement is completed, the values of MVC and WBI are printed by the printer 28, and a simple message is commented from the obtained WBI as a physical strength evaluation and training notice. And this comment is the printer
Printed at 28.

WBIの測定が終わった後、機能回復訓練に移ると、こ
の患者の機能回復訓練に最適の訓練メニューが自動的に
設定される。即ち、MPU22によって回動軸10へ付与する
抵抗負荷及び往復回動回数の訓練メニューを設定する。
After the measurement of WBI is completed, when the function recovery training is started, an optimal training menu for the function recovery training of this patient is automatically set. That is, a training menu for the resistance load applied to the rotating shaft 10 by the MPU 22 and the number of reciprocating rotations is set.

患者は、設定された本装置の訓練メニューに従って能
率のよい訓練を行なう。
The patient performs efficient training according to the set training menu of the present apparatus.

実施例 本発明を添付の図面に基づいて詳述する。The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

先ず本発明の概要は、枠体1上に座部2を設け、座部
2の後端に背凭れ部3を立設してなる患者載置用の椅子
4と、基台7に支持され、患者の下肢の筋力を検出した
り回動軸10の角度を検出したり患者の下肢の訓練の際に
下肢の動きに抵抗を加えたりする検出及び抵抗設定部12
と、筋力を演算し表示する演算表示部34との三つの個別
部材からなる。
First, the outline of the present invention is that a seat 2 is provided on a frame 1, and a backrest 3 is provided upright on a rear end of the seat 2, and a patient mounting chair 4 is supported by a base 7. A detection and resistance setting unit 12 for detecting the muscle strength of the patient's lower limb, detecting the angle of the rotation axis 10 and adding resistance to the movement of the lower limb during training of the patient's lower limb.
And a calculation display unit 34 for calculating and displaying muscle strength.

次に上記の構成を詳細に説明する。 Next, the above configuration will be described in detail.

前記椅子4の座部2と枠体1との間に歪ゲージ等でな
る体重入力部37が設けられる。体重入力部37の出力は各
種データを取り込み演算するMPU22に入力される。前記
の体重入力は予め測定した体重をキーボードスイッチ32
によって入力してもよい。
A weight input unit 37 such as a strain gauge is provided between the seat 2 of the chair 4 and the frame 1. The output of the weight input unit 37 is input to the MPU 22 which takes in various data and calculates. The above-mentioned weight input is performed by using a keyboard switch 32 of the previously measured weight.
May be input.

前記検出及び抵抗設定部12は、椅子4の横側にあって
基台7に立設した伸縮支柱8の上端に設置される。
The detection and resistance setting unit 12 is provided at the upper end of a telescopic support column 8 erected on the base 7 on the side of the chair 4.

筋力を検出し抵抗を付与する検出及び抵抗設定部12
は、検出及び抵抗設定部12の椅子4に向かっている側面
に、水平方向に回動軸10が突設され、この回動軸10の先
端にはアーム11が着脱自在に取り付けられ、アーム11の
適宜位置にはスライド固定自在に装着具5が取り付けら
れ、装着具5の取り付け基部には筋力検出部9が設けら
れ、回動軸10の基端には回動軸10の回動に抵抗を付与す
る抵抗器13が設けられ、回動軸10の適宜部位には回動軸
10の回動角度を検出する角度検出部14が設けられて構成
される。
Detection and resistance setting unit 12 for detecting muscle strength and applying resistance
A pivot 10 is horizontally provided on the side of the detection and resistance setting unit 12 facing the chair 4. A pivot 10 is provided in the horizontal direction, and an arm 11 is detachably attached to the tip of the pivot 10. A mounting tool 5 is attached to an appropriate position so as to be freely slidably fixed. A muscle force detecting unit 9 is provided at a mounting base of the mounting tool 5, and a proximal end of the rotating shaft 10 resists rotation of the rotating shaft 10. A resistor 13 is provided at an appropriate position of the rotating shaft 10.
An angle detection unit 14 for detecting the rotation angle of 10 is provided and configured.

前記筋力検出部9は、装着具5に加わる力を検出する
ロードセル15と、ロードセル15で生じる信号を増幅する
センサーアンプ16と、増幅したアナログ信号をデジタル
信号に変換するA/D変換器17の出力信号はMPU22に入力さ
れる。
The muscular strength detection unit 9 includes a load cell 15 that detects a force applied to the wearing equipment 5, a sensor amplifier 16 that amplifies a signal generated in the load cell 15, and an A / D converter 17 that converts an amplified analog signal into a digital signal. The output signal is input to MPU22.

このMPU22に入力された筋力の信号は後記する相応の
係数で除されてMVCに換算される。
The muscle strength signal input to the MPU 22 is converted into an MVC by dividing by a corresponding coefficient described later.

前記角度検出部14は、回動軸10の回動角度を検出する
ポテンショメータ19と、ポテンショメータ19の信号を増
幅する角度センサーアンプ20と、角度センサーアンプ20
から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する
角度A/D変換器21とからなり、角度A/D変換器21の出力信
号はMPU22に入力される。
The angle detection unit 14 includes a potentiometer 19 that detects a rotation angle of the rotation shaft 10, an angle sensor amplifier 20 that amplifies a signal of the potentiometer 19, and an angle sensor amplifier 20.
And an angle A / D converter 21 for converting an analog signal output from the A / D converter into a digital signal. The output signal of the angle A / D converter 21 is input to the MPU 22.

このMPU22に入力された角度の信号は単位時間当りの
角度(=方向)の変化量即ち角速度に変換される。
The angle signal input to the MPU 22 is converted into an angle (= direction) change per unit time, that is, an angular velocity.

前記抵抗器13はMPU22からの指令信号を受け入れ、回
動軸10の回動に対して抵抗を付与するものである。抵抗
器13の具体例は図示を省略するが、シリンダー、流体路
絞り機構、クランクアーム等からなる。他の具体例とし
てパウダーブレーキを用いてもよい。
The resistor 13 receives a command signal from the MPU 22 and provides resistance to the rotation of the rotation shaft 10. Although a specific example of the resistor 13 is not shown, it includes a cylinder, a fluid path restricting mechanism, a crank arm, and the like. As another specific example, a powder brake may be used.

測定に当り下肢の回動に適当な抵抗負荷を付与する
が、この抵抗負荷の値を指定し打ち込むキーボードスイ
ッチ32の出力をこのキーボードスイッチ32に繋がるイン
ターフェース31に入れ、インターフェース31の出力をMP
U22に入れる。
In the measurement, an appropriate resistance load is applied to the rotation of the lower limb.The output of the keyboard switch 32 which specifies and drives the resistance load is input to the interface 31 connected to the keyboard switch 32, and the output of the interface 31 is set to MP.
Put in U22.

次に、所定の演算を行なうMPU22の構成を述べる。 Next, the configuration of the MPU 22 that performs a predetermined operation will be described.

MPU22には、主としてデータを取り込むデータ用MPU18
があり、データ用MPU18の入出力端には、第一シリアル
通信回路23と、フォトカプラ等でなるアイソレーション
回路24と、さらにもう一個のシリアル通信回路である第
二シリアル通信回路25が順次直列状に介装接続され、第
二シリアル通信回路25の入出力は、データを演算し且つ
WBIを算出する演算用MPU26の入出力端に接続される。
The MPU 22 has a data MPU 18 that mainly captures data.
At the input / output end of the data MPU 18, a first serial communication circuit 23, an isolation circuit 24 such as a photocoupler, and a second serial communication circuit 25 as another serial communication circuit are sequentially connected in series. The input and output of the second serial communication circuit 25 calculate data and
It is connected to the input / output terminal of the calculation MPU 26 for calculating WBI.

次にMPU22の周辺機器の構成を述べる。 Next, the configuration of peripheral devices of the MPU 22 will be described.

MPU22の出力信号の一つ目は、バッファ機器及び作動
メッセージを授受する機器を内蔵してなるセントロニク
スコントロール回路27を介して演算結果を印字するプリ
ンター28に付与される。
The first output signal of the MPU 22 is applied to a printer 28 that prints a calculation result via a Centronics control circuit 27 including a buffer device and a device for transmitting and receiving an operation message.

MPU22の出力信号の二つ目は、画面用に作ったデータ
を記憶すると共に走査線に同期して信号を出力する表示
制御回路29を介してMPU22の出力結果を画面にディスプ
レイ30に付与される。
The second of the output signals of the MPU 22 is provided to the display 30 on the screen with the output result of the MPU 22 via the display control circuit 29 that stores the data created for the screen and outputs the signal in synchronization with the scanning line. .

MPU22の出力信号の三つ目は、前記抵抗器13に付与さ
れる。
The third output signal of the MPU 22 is provided to the resistor 13.

尚、第二図中35は枠体1に取着される取手であり、36
は患者の大腿部を座部2に固定させる固定バンドであ
る。
In FIG. 2, reference numeral 35 denotes a handle attached to the frame 1;
Is a fixing band for fixing the patient's thigh to the seat 2.

次に筋力の測定、評価及び訓練を行なう際の本発明の
実施例の動作を説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention when measuring, evaluating, and training the muscle strength will be described.

患者は椅子4の座部2に腰掛け、患者の下腿の前に位
置させた装着具5に下腿を当接し、下腿装着バンド6で
装着具5に止着する。
The patient sits on the seat 2 of the chair 4, abuts the lower leg on the mounting device 5 positioned in front of the lower leg of the patient, and is fixed to the mounting device 5 by the lower leg mounting band 6.

患者は膝関節を伸展・屈曲させ力を装着具5に与え
る。膝関節を伸展させる時には大腿四頭筋が働き、この
大腿四頭筋の筋力が装着具5に加わる。
The patient extends and bends the knee joint to apply a force to the wearing device 5. When the knee joint is extended, the quadriceps muscle works, and the muscular strength of the quadriceps muscle acts on the wearing equipment 5.

キーボードスイッチ32で適宜な抵抗負荷を打ち込み、
このキーボードスイッチ32の出力をインターフェイス31
を介してMPU22に入力する。
Drive an appropriate resistance load with the keyboard switch 32,
The output of this keyboard switch 32 is used as the interface 31
To the MPU 22 via the.

装着具5に加わる力は筋力としてロードセル15で検出
され、回動軸10の回動角度はポテンショメータ19で検出
される。
The force applied to the attachment 5 is detected by the load cell 15 as a muscle force, and the rotation angle of the rotation shaft 10 is detected by a potentiometer 19.

ロードセル15で検出した信号をセンサーアンプ16で増
幅し、A/D変換器17でアナログ信号をデジタル信号に変
換し、このデジタル信号をMPU22に入力する。
The signal detected by the load cell 15 is amplified by the sensor amplifier 16, the analog signal is converted into a digital signal by the A / D converter 17, and the digital signal is input to the MPU 22.

ポテンショメータ19で検出した信号を角度センサーア
ンプ20で増幅し、角度A/D変換器21でアナログ信号をデ
ジタル信号に変換し、このデジタル信号をMPU22に入力
する。
The signal detected by the potentiometer 19 is amplified by the angle sensor amplifier 20, the analog signal is converted to a digital signal by the angle A / D converter 21, and the digital signal is input to the MPU 22.

MPU22中に存在するデータ用MPU18と演算用MPU26は、
インターフェイス31の第一シリアル通信回路23とアイソ
レーション回路24と第二シリアル通信回路25とを介して
信号の授受を行なっている。
The MPU 18 for data and the MPU 26 for operation existing in the MPU 22 are:
Signals are exchanged via the first serial communication circuit 23, the isolation circuit 24, and the second serial communication circuit 25 of the interface 31.

データ用MPU18は各種センサー部材や抵抗器13に接近
させて検出及び抵抗設定部12に設け、各種センサーから
の信号を取り込む機能を持たせ、演算用MPU26は演算表
示部34に設け、データをもとに各種の演算を行ない演算
結果を発令する機能を持たせ、検出及び抵抗設定部12と
演算表示部34の間のデータの授受の信頼性を高めてい
る。
The data MPU 18 is provided in the detection and resistance setting unit 12 by approaching various sensor members and the resistor 13 so as to have a function of taking in signals from various sensors, and the calculation MPU 26 is provided in the calculation display unit 34 to store data. In addition, a function of performing various calculations and issuing a calculation result is provided to improve the reliability of data transfer between the detection and resistance setting unit 12 and the calculation display unit 34.

MPU22から出力する第一の信号はインターフェイス機
能を有するセントロニクスコントロール回路27を経てプ
リンター28に至り、このプリンター28でMVC及びWBIの値
を印字する。
The first signal output from the MPU 22 reaches a printer 28 via a centronics control circuit 27 having an interface function, and the printer 28 prints the values of MVC and WBI.

MPU22から出力する第二の信号はインターフェイス機
能を有する表示制御回路29を経てディスプレイ30に至
り、ディスプレイ30にMVCを「Kg」の単位で表示し、WBI
を無名数で表示する。
The second signal output from the MPU 22 passes through a display control circuit 29 having an interface function to reach a display 30. The display 30 displays the MVC in units of "Kg", and the WBI
Is displayed as an anonymous number.

MPU22から出力する第三の信号は抵抗器13を制御し回
動軸10の回動に付与する抵抗の大きさを制御する。
The third signal output from the MPU 22 controls the resistor 13 to control the magnitude of the resistance applied to the rotation of the rotation shaft 10.

なお、動いている状態の最大筋力のMVCを算出するた
めに、MPU22には予め角速度の係数を記憶させている。
各角速度毎の係数は多くの実験データをもとに統計的に
作成した極めて信頼性の高い係数である。MVCと角速度
の関係から算出された係数の一部をピックアップすると
次の通りである。
Note that, in order to calculate the MVC of the maximum muscular strength in the moving state, the coefficient of the angular velocity is stored in the MPU 22 in advance.
The coefficients for each angular velocity are extremely reliable coefficients statistically created based on many experimental data. Some of the coefficients calculated from the relationship between MVC and angular velocity are picked up as follows.

測定した最大筋力を角速度の係数で除し、MVCを算出
する。算出したMVCを体重入力部37から入力された体重
で除してWBIを得る。この体重の入力は、体重入力部37
の代わりに予め測定した体重をキーボードスイッチ32で
入力しその値を用いてWBIを得ることも可能である。
MVC is calculated by dividing the measured maximum muscular strength by the coefficient of angular velocity. The calculated MVC is divided by the weight input from the weight input unit 37 to obtain WBI. This weight input is performed in the weight input section 37.
Instead of the above, it is also possible to input a previously measured weight with the keyboard switch 32 and use the value to obtain WBI.

次に第三図に示すフローチャートを説明する。 Next, the flowchart shown in FIG. 3 will be described.

先ず電源等の投入により特定を開始させ、次にキーボ
ードスイッチ32で適宜な値を打ち込み抵抗器13を作動さ
せ、回動軸10の回動作動に適宜な抵抗を付与し、アーム
11の回動させながら筋力と角度とを検出する。直前の短
時間に検出した角度から単位時間当りの角度の変化量即
ち角速度を算出する。
First, the identification is started by turning on the power supply or the like, and then an appropriate value is driven by the keyboard switch 32 to operate the resistor 13, and an appropriate resistance is given to the turning operation of the turning shaft 10, and
The muscle strength and angle are detected while rotating 11. The angle change per unit time, that is, the angular velocity, is calculated from the angle detected in the immediately preceding short time.

続いて最大筋力を角速度の係数で除し、除して得た値
MVCを体重で除しWBIを得る。MVCとWBIをディスプレイ30
に表示すると共に記憶する。
Next, the maximum muscle strength is divided by the coefficient of angular velocity, and the value obtained by dividing
Divide MVC by weight to get WBI. Display MVC and WBI 30
Is displayed and stored.

測定が終了するとMVCとWBI値と前述のWBI結果に基づ
くコメントを印字する。
When the measurement is completed, the MVC and WBI values and a comment based on the WBI result described above are printed.

測定を終了し、次に訓練を開始すると、第四図のフロ
ーチャートに示すように前述の測定結果に基づいて、予
めMPU22のメモリに入れてある多種類の訓練メニューか
ら最適訓練メニューが選択され、最適訓練メニューが設
定される。即ち、ディスプレイ30にはアーム11の往復回
動回数が表示され、抵抗器13には回動軸10に付与すべき
最適な抵抗力が設定される。
When the measurement is completed and then the training is started, the optimal training menu is selected from various types of training menus previously stored in the memory of the MPU 22 based on the above-described measurement results as shown in the flowchart of FIG. The optimal training menu is set. That is, the number of reciprocating rotations of the arm 11 is displayed on the display 30, and the resistor 13 is set with an optimal resistance to be applied to the rotating shaft 10.

尚、筋力を測定する際には、抵抗器13に対して任意な
指示をキーボードスイッチ32で行ない、抵抗負荷の大き
さを操作者が設定したが、筋力を訓練する際には、前作
業の測定結果をもとに最適な抵抗値をMPU22が選択し、M
PU22から抵抗器13に所定の大きさの抵抗を発生させるよ
う指示が与えられる。
When measuring muscle strength, an arbitrary instruction was given to the resistor 13 with the keyboard switch 32, and the magnitude of the resistance load was set by the operator. The MPU22 selects the optimum resistance value based on the measurement result,
PU 22 instructs resistor 13 to generate a resistor of a predetermined magnitude.

ディスプレイ30に表示されたアーム11の往復回動回数
の訓練即ち最適訓練メニューの訓練を行なって訓練を終
了する。
The training of the number of reciprocating rotations of the arm 11 displayed on the display 30, that is, the training of the optimal training menu is performed, and the training is completed.

尚、上記実施例では筋力検出部9を装着部5の取り付
け基部に設けたが、他の実施例として筋力検出部9を回
動軸10の一部に設けた場合は、筋力をトルク単位(=
T、T=F×Lで示される)で検出することになり、こ
の場合は、回動軸10から装着具5までの距離即ちアーム
長(=L)でトルク(=T)を除して筋力(=F)を算
出するのである。
In the above embodiment, the muscular strength detecting unit 9 is provided at the base of the mounting unit 5. However, as another embodiment, when the muscular strength detecting unit 9 is provided at a part of the rotating shaft 10, the muscular strength is expressed in torque units ( =
T, T = F × L). In this case, the torque (= T) is divided by the distance from the rotating shaft 10 to the mounting tool 5, that is, the arm length (= L). The muscle strength (= F) is calculated.

また、枠体1と座部2との間に体重入力部37を設けな
い場合は、別個の適宜な体重計で予め体重を計り、キー
ボードスイッチ32で体重を打ち込み入力するのである また、前述の実施例では椅子4と検出及び抵抗設定部
12が別体であったが、他の実施例として検出及び抵抗設
定部12を椅子4の側部に一体的に設けて構成することも
ある。
If the weight input section 37 is not provided between the frame 1 and the seat 2, the weight is measured in advance with a separate appropriate weight scale, and the weight is input with the keyboard switch 32. In the embodiment, the chair 4 and the detection and resistance setting unit
Although 12 is separate, the detection and resistance setting unit 12 may be integrally provided on the side of the chair 4 as another embodiment.

発明の効果 本発明は検出及び抵抗設定部に、筋力検出部と角度検
出部と抵抗器を設け、MPUに各角速度毎の係数を予めメ
モリし、キーボードスイッチで適宜な抵抗負荷を入力指
示し、MVC、WBIを演算するよう構成したものである。
The present invention provides a detection and resistance setting section, a muscular strength detection section, an angle detection section, and a resistor, a coefficient for each angular velocity is previously stored in the MPU, and an appropriate resistance load is input and instructed by a keyboard switch. It is configured to calculate MVC and WBI.

この構成による効果は、先ず第一に、サブマックスな
運動をしながらMVCを算出し、このMVCと体重を用いてWB
Iを算出表示し、このWBIから正確に下肢運動能力、機能
が評価できるようになったので、機能回復訓練の指導上
大変有利となったのである。
The effect of this configuration is that, first of all, MVC is calculated while performing submaximal exercise, and WB is calculated using this MVC and weight.
Since I was able to calculate and display I and accurately evaluate lower limb motor skills and functions from this WBI, it was very advantageous in instructing functional recovery training.

第二に、筋力を測定した後に、この測定結果をもと
に、多くの統計データをもとに作成し入力している訓練
メニューの中から最適な訓練メニューをMPUが自動的に
選択し設定するので、一々の設定の手数を要さずに、最
適な訓練メニューが自動設定できることとなり、施療者
の主観による評価に関係なく常に能率のよい機能回復訓
練ができるようになった。
Second, after measuring muscle strength, based on the measurement results, the MPU automatically selects and sets the most appropriate training menu from the training menu created and entered based on many statistical data Therefore, the optimal training menu can be automatically set without requiring the trouble of setting each time, and efficient function recovery training can always be performed regardless of the subjective evaluation of the practitioner.

第三に、MVCを、トルクの「Kg・m」表示より日常的
で実感として分かり易い「Kg」で表示するディスプレイ
を設けたので、患者に自己のMVCが分かり易く視覚的に
フィードバックされ、機能回復訓練の意欲の高揚を援助
できるようになった。
Thirdly, a display is provided that displays MVC in `` Kg '', which is more everyday and easier to understand than torque `` Kg ・ m '' display, so that the patient's own MVC is clearly and visually fed back, You can now help motivate recovery training.

第四に、本発明は適宜な抵抗を付与して下肢を回動動
作するサブマックスな運動からMVCが算出できるので、
(イ)安全面の利点として、従来の等尺状態でMVCを発
現させると、筋や腱に過度な筋収縮を起こしてしまい患
者は筋や腱を痛めるという危険性とその心配があり、治
療過程においてMVC測定不能なケースが多くあったが、
本発明ではこの心配が無くなり安心して安全に筋力の測
定ができるようになったのである。(ロ)又、患者は痛
めた下肢機能に不安を持っている為、下肢の最大筋力を
発現し辛く、MVCを測定すること自体が難しいが、サブ
マックスな運動によりMVCを推測し算出する本発明装置
を使用すれば、等尺状態でMVCを発現しないで済む為、
患者は苦痛なく楽に、筋や腱を痛める心配事もなくMVC
を知ることができる。(ハ)又、測定姿勢上の利点とし
て、最大筋力はどの角度で発現するか分からないので、
等尺状態で測定する場合は、測定角度上の問題でMVC発
揮角度に個人差が有る為、測定結果を比較してみなけれ
ばMVCが分らなかったが、ダイナミックに下肢を回動さ
せながらMVCを算出する本考案装置を用いれば、一度の
回動動作の測定でMVCが算出できるので、筋を疲労させ
ることなく正確に、時間と手数を大幅に削減してMVCを
知る事ができるようになった。
Fourth, since the present invention can calculate the MVC from the submaximal motion of rotating the lower limb by giving appropriate resistance,
(B) As an advantage in terms of safety, if MVC is expressed in a conventional isometric state, excessive muscle contraction occurs in muscles and tendons, and there is a danger and fear that the patient may hurt the muscles and tendons. There were many cases where MVC could not be measured in the process,
According to the present invention, this worry is eliminated, and the measurement of muscle strength can be carried out safely and safely. (B) In addition, since the patient is anxious about the injured lower limb function, it is difficult to express the maximum muscular strength of the lower limb, and it is difficult to measure the MVC itself. However, this book estimates and calculates the MVC by submaximal exercise. If the invention device is used, it is not necessary to express MVC in an isometric state,
MVC is easy for patients without pain and without worrying about muscle or tendon damage
You can know. (C) As an advantage in the measurement posture, since it is not known at which angle the maximum muscular strength appears,
When measuring in an isometric state, there is an individual difference in the MVC angle due to the measurement angle problem, so the MVC could not be known unless the measurement results were compared, but MVC while dynamically rotating the lower limb By using the device of the present invention, the MVC can be calculated by a single measurement of the rotational movement, so that the MVC can be known accurately without drastic muscle fatigue, greatly reducing time and labor. became.

第五に、従来の筋力測定訓練装置は、筋力やトルクを
測定、表示する構成までであった。単に筋力やトルクが
測定されても、その値を有効に利用する実践的指導者は
少ない。
Fifth, the conventional muscular strength measurement training apparatus has been configured to measure and display muscular strength and torque. Even if muscle strength and torque are simply measured, few practical instructors use the values effectively.

本構成によると、測定して得られたWBI値から体力の
評価と訓練上の注意事項が簡単なメッセージではあるが
コメントとして印字されることによって、指導者の訓練
メニューの一助になると共に、患者自身も回復過程がよ
く分かり、更に次はジョキングができるかも知れないと
いった励みにもなり大変有効である。
According to this configuration, the evaluation of physical fitness and precautions for training are printed as comments, though simple messages, from the WBI values obtained by measurement, which helps the instructor's training menu and helps patients He is also very effective as he can understand the recovery process well and encourages him to do joking next time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

添付の図面は本発明の実施例を示しており、第1図は電
気的構成のブロック図、第2図は全体の外観図、第3図
は筋力測定のフローチャート、第4図は筋力訓練のフロ
ーチャートを示している。 9…筋力検出部、10…回動軸、11…アーム、13…抵抗
器、14…角度検出部、22…MPU、26…演算用MPU、32…キ
ーボードスイッチ、33…表示部、37…体重入力部
The accompanying drawings show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of an electric configuration, FIG. 2 is an overall external view, FIG. 3 is a flowchart of muscle strength measurement, and FIG. 4 shows a flowchart. 9: Muscle strength detection unit, 10: Rotating axis, 11: Arm, 13: Resistor, 14: Angle detection unit, 22: MPU, 26: MPU for calculation, 32: Keyboard switch, 33: Display unit, 37: Weight Input section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61H 1/02 A63B 21/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) A61H 1/02 A63B 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回動軸10を軸に回動するアーム11と、アー
ム11上の適宜な位置に加わる力を検出する筋力検出部9
と、回動軸10の回動角度を検出する角度検出部14と、回
動軸10の回動に抵抗を付与する抵抗器13と、体重を入力
する体重入力部37と、筋力検出部9からの筋力と角度検
出部14からの角度と体重入力部37からの体重とがインプ
ットされて体重当りの筋力即ち体重支持指数を算出する
マイクロプロセッシングユニット22と、測定の状況及び
結果や訓練の状況及び結果を表示する表示部33とからな
り、前記マイクロプロセッシングユニット22は測定結果
に基づいて運動能力の測定・評価を表示し且つ最適の筋
力訓練メニューを設定する運動能力測定評価訓練装置。
1. An arm 11 that rotates about a rotation shaft 10 and a muscle force detector 9 that detects a force applied to an appropriate position on the arm 11.
An angle detector 14 for detecting a rotation angle of the rotation shaft 10, a resistor 13 for giving resistance to the rotation of the rotation shaft 10, a weight input unit 37 for inputting a weight, and a muscle strength detector 9. A microprocessing unit 22 that receives the muscle strength from the angle, the angle from the angle detection unit 14, and the weight from the weight input unit 37 to calculate the muscle strength per body weight, that is, the weight support index, and the measurement situation and the result and training situation And a display unit 33 for displaying the result. The microprocessing unit 22 is a training apparatus for measuring and evaluating athletic ability based on the measurement result and for setting an optimal strength training menu.
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