JP3655608B2

JP3655608B2 - 体力測定装置

Info

Publication number: JP3655608B2
Application number: JP2002323846A
Authority: JP
Inventors: 貢市川; 俊一横山
Original assignee: Cosmo Instruments Co Ltd
Current assignee: Cosmo Instruments Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004154410A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は各種障害者のリハビリテーション等に利用して好適な体力測定装置及びこの体力測定装置をパーソナルコンピュータで実現するための体力測定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体の中で口唇力又は口輪筋力を鍛えると脳血流が増加し、「脳機能の低下が抑えられる」とする研究報告がある。また口唇力を鍛えることにより、例えばアトピー性皮膚炎、歯周病、ぜんそく、睡眠時無呼吸症候群、高血圧、不整脈、等の各種の症状が改善されるとする研究報告もある。
研究者グループでは口輪筋力を鍛えるためのトレーニング用器具を考案し、このトレーニング器具を用いて口輪筋のトレーニングを行って、各種病状が改善されるか否かを調べている。トレーニングの結果を見るために口輪筋の回復度或は低下度を測定する必要がある。
本出願人はこれらの研究グループからの依頼により既に口輪筋力測定装置（特許文献１）と、特願２００１−３２０３４３で口唇力測定方法、口唇力測定装置を、また、特願２００２−１７７４３９で口輪筋力測定用荷重センサ、口輪筋力測定用口唇カバーを提案している。また口輪筋力測定装置に関しては商品化し、製造し、販売を行っている。
【０００３】
図１０に現に市販している口輪筋力測定用荷重センサ（特願２００２−１７７４３９の出願と同じ構造）の外観の一例を示す。図中１００は口輪筋力測定用の荷重センサを示す。荷重センサ１００の外観構造としてはケース１０１と、このケース１０１から突出した感知ビーム１０２Ａ、１０２Ｂとによって構成される。ケース１０１の内部には図１１に示すリング状の歪み生成部材１０３が格納される。歪み生成部材１０３はこの例では角形の金属板に丸穴を形成し、この丸穴の形成によって４個所に肉薄部分を形成する。肉薄部分の一つに切欠を形成し、この切欠部分の端面部分に感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂを装着する。感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂは長方形状の金属板で構成され、その一端側を歪み生成部材１０３の切欠面に装着し、他端を歪み生成部材１０３が構成するリングの外側に突出させる。尚、感知ビーム１０２Ａ、１０２Ｂと歪み生成部材１０３は同一材料で一体に形成してもよい。
【０００４】
歪み生成部材１０３の切欠部分と１８０°対向した肉薄部に歪み検知センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを貼着する。歪み検知センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはストレンゲージを用いることができる。ストレンゲージは図１１に示すように電気的にブリッジ接続される。ブリッジＢＲの互いに対向する辺に接続されたこの例ではＡとＤを例えば歪み生成部材１０３が形成するリングの外側に貼着した場合は、他の対辺に接続されたＢとＣは歪み生成部材１０３が形成するリングの内側の面に貼り付ける。
【０００５】
このように、歪み検出センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの貼付位置を選定することにより、感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂに口輪筋力Ｗが与えられると、歪み検出センサＡとＤには張力が与えられ、その抵抗値は大きくなる方向に変化する。また、歪み検出センサＢとＣには圧縮力が与えられ、その抵抗値は小さくなる方向に変化する。この抵抗値の変化によりブリッジＢＲは不平衡状態となり、その不平衡の度合がブリッジＢＲの出力電圧として増幅器２１に入力される。増幅器２１で不平衡の度合が増幅され、その増幅出力がピークホールド回路２２でピークホールドされ、そのピークホールド値が表示器２３に表示されて口輪筋力Ｗの最大値が表示器２３に表示される。
１回の測定が終了するとリセットスイッチ２４をオンに操作し、ピークホールド回路２２に記憶したピーク電圧をリセットし、表示器２３を初期状態に戻す。なお、図１１に示す２５はブリッジＢＲに歪み検出用の電圧を印加するための電源を示す。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１５７６７３
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１０及び図１１に示した口輪筋力測定装置によれば測定結果が表示器２３に表示されるだけで、被測定者にとっては興味の持てる内容ではない。特に痴呆症のように脳機能が低下しているもの或は子供等にあっては口輪筋力の測定に興味を示さず、むしろ避ける傾向が見られる。
また、他の研究者グループでは手の親指と他の指との間に発生する圧縮力と脳機能との相関を研究するグループも現れ、口輪筋力測定装置を指間力測定装置に流用したい要求も寄せられている。
【０００８】
この指間力測定装置が実現された場合も、口輪筋力測定装置と同様に被測定者が測定に興味を持つとは考え難い。
この発明の第１の目的は子供、痴呆症の者でも口輪筋力の測定又は、指間力測定に興味を持たせることができる体力測定装置を提供しようとするものである。
この発明の第２の目的は、口輪筋力の測定も指間力の測定も何れでも測定することができる体力測定装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１では、荷重測定器では、口唇カバー及び指間力測定カバーのいずれかを選択して装着可能な荷重センサと、この荷重センサに印加される荷重に対応した荷重検出信号を発信する測定器本体とを有し、
測定器本体からの荷重検出信号である荷重値を受けるパーソナルコンピュータでは、予め口輪筋力の最大荷重値及び指間力の最大荷重値の一方または双方を設定しかつこれら最大荷重値を複数の荷重区分に段階的に設定する荷重設定手段と、測定器本体の荷重値が荷重設定手段の複数の荷重区分のうち何れの荷重区分かを選別する荷重区分選別手段と、この荷重区分選別手段が選別する複数の各荷重区分に対応して用意した複数の楽曲データからなる音源と、荷重区分選別手段が荷重区分を選別する毎にその荷重区分に対応した楽曲を音源から選択して発音する発音手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
そして更に、荷重センサは、一対の感知ビームを備え、口唇カバーは、感知ビームが開口部に挿入される筒状体である係合部とこの係合部である筒状体の軸心に対して直交して上記一対の感知ビームをはさむように口唇が挿入される U 字溝とを有し、指間力測定カバーは、感知ビームが開口部に挿入される筒状体である係合部とこの係合部である筒状体の軸心に対して直交して一対の感知ビームをはさむように指が位置する平板部とを有することを特徴とする。
【００１１】
この発明による体力測定装置によれば、口唇力及び指間力を選択により双方とも測定することができ、脳機能の低下を抑制した体力測定を行なうことができる。また、過去の楽しい経験に基づく楽曲を段階的に聞くことができるため、被測定者に関心を起こさせて本人の努力を呼び起こし興趣ある体力測定を行なうことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明による体力測定装置の一実施例を示す。図１に示す実施例では荷重測定器２００とパーソナルコンピュータ３００とによって体力測定装置４００を構成した場合を示す。
荷重測定器２００は図１０と図１１で説明した荷重センサ１００と測定器本体２０とによって構成される。ここでは測定器本体２０にＡ／Ｄ変換器２６と、出力ポート２７を設けた例を示す。Ａ／Ｄ変換器２６はピークホールド回路２２が出力する測定値のピーク値をデジタル信号に変換する。出力ポート２７はＡ／Ｄ変換器２６から入力されたデジタル信号をパーソナルコンピュータ３００が受信可能な規格の信号に変換する。パーソナルコンピュータ３００の入力ポートが、例えばＲＳ−２３２Ｃ規格である場合には荷重測定器２００側の出力ポート２７もＲＳ−２３２Ｃ規格の出力ポートとされ、Ａ／Ｄ変換器２６で変換したデジタル信号をＲＳ−２３２Ｃ規格の信号に変換してパーソナルコンピュータ３００に送り出す。
【００１３】
パーソナルコンピュータ３００は良く知られているように、ＣＰＵと呼ばれる中央演算処理装置３０１と、コンピュータが立上る場合に必要な基本ソフトウェア等を格納したＲＯＭ３０２と、体力測定プログラム等を格納するＲＡＭ３０３と、ＲＡＭ３０３にプログラム等を書き込む、例えばディスクドライブ３０４と、入力ポート３０５、出力ポート３０６等で構成される。
この発明ではＲＡＭ３０３の内部に荷重区分選別手段３０３Ａを構成するプログラムと、音源３０３Ｂを構成するデータ群と、発音手段３０３Ｃを構成するプログラムとを設けた構成を特徴とするものである。
【００１４】
尚、ＲＡＭ３０３にはこれらの外に荷重区分設定手段３０３Ｄと、音源設定手段３０３Ｅを構成するプログラムも格納される。
荷重区分設定手段３０３Ｄ及び音源設定手段３０３Ｅは使用開始に先立って初期設定モードで起動される。初期設定は以下の如くして行われる。
荷重測定器２００は被測定者から与えられる口輪筋力又は指間力を、例えば０〜５０Ｎ（ニュートン）の範囲で測定する。荷重区分設定手段３０３Ｄは０〜５０Ｎの測定範囲を、例えば１０等分の区分に分割する、或は８等分に分割する等の分割数の設定と、測定範囲の最大荷重値（フルスケール値）を０〜５０Ｎの中のどの値に設定するかの設定を行う。例えばフルスケールを４０Ｎとし、分割数を８等分に設定した場合には５Ｎ毎に荷重区分が設定される。
【００１５】
一方、音源設定手段３０３Ｅは発音手段３０３Ｃが音源３０３Ｂに用意された音源データのどの音源データを用いるかを設定する。音源データには、例えば音階を表わす「ド、レ、ミ、ファ、ソ、ラ、シ、ド」の音階データ、楽曲を表わす楽曲データ、動物等の鳴き声データ、乗り物の音データ等が用意される。音源設定手段３０３Ｅはこれらのどの音源データを用いるかを設定する。
図２及び図３に設定の様子を示す。図２及び図３に示す横軸は荷重値を表わし、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４…は各荷重区分の区切りの値を示す。例えば、フルスケールを４０Ｎとし、０〜４０Ｎの測定範囲を８分割するように設定した場合はＷ１＝５Ｎ、Ｗ２＝１０Ｎ、Ｗ３＝１５Ｎ、Ｗ４＝２０Ｎ…のように区分が区切られ０〜５Ｎ、５〜１０Ｎ、１０〜１５Ｎ、１５〜２０Ｎ…のように区分が設定される。
【００１６】
これと共に、図２に示す例では音源設定部３０３Ｅで音階データを設定した場合を示す。音階データを設定したことにより０〜５Ｎの荷重区分では「ド」の音データが割当てられ、５〜１０Ｎの荷重区分では「レ」の音データが割当てられ、１０〜１５Ｎ荷重区分では「ミ」の音データが割当てられる。
図３に示す例では０〜Ｗ１の荷重区分に楽曲１を割当て、Ｗ１〜Ｗ２の荷重区分では楽曲２を割当て、Ｗ２〜Ｗ３の荷重区分では楽曲３を割当てた場合を示す。楽曲としては誰にでも知られた童謡等のメロディが考えられる。
この初期設定を行うことにより測定モードに切替えることができる。測定モードでは、被測定者が荷重測定器２００の荷重センサ１００に対して口輪筋力又は指間力を与え、その荷重値を測定する。その測定結果がピークホールド回路２２に取り込まれると、そのピーク値がＡ／Ｄ変換器２６でデジタル信号に変換され、そのデジタル信号が出力ポート２７で、例えばＲＳ−２３２Ｃの規格に変換されてパーソナルコンピュータ３００に送り込まれる。
【００１７】
パーソナルコンピュータ３００では荷重測定器２００が発信した荷重値データを荷重区分選別手段３０３Ａが選別し、図２又は図３に示した荷重区分の何れに該当するかを決定する。
荷重区分選別手段３０３Ａで荷重区分が決定されると、発音手段３０３Ｃは決定された荷重区分に割当てられている音源データを音源３０３Ｂから読み出し、その音源データを出力ポート３０６を通じてＤ／Ａ変換器３０７に送り出す。Ｄ／Ａ変換器３０７は発音手段３０３Ｃが送り出す音源データ（デジタル信号）をアナログ信号に変換し、このアナログ信号を増幅器３０８を通じてスピーカ３０９に与え、スピーカ３０９から音を放音させる。従って、例えば図２に示す設定状態で荷重測定器２００から発信された荷重値が２０Ｎであったとすると、音階の「ファ」の音が放音される。音の発生方法としては測定荷重が徐々に上昇するに伴って「ド」の音から「レ」、「ミ」、「ファ」と放音させ、ピークホールド回路２２に荷重測定値の２０Ｎに相当する電圧値がピークホールドされた時点で「ファ」の音を連続して放音させることができる。このように、音をド、レ、ミ、ファと発音させることにより、「ファ」の音を「ファ」の音として認識することが容易となる。また、楽曲を発音させる場合も、測定荷重値が上昇するに伴って順次、楽曲１、楽曲２、楽曲３…のように順次楽曲を発音させ、荷重値がピークに達した以後は、そのピーク値に割当てられた楽曲を連続して発音させることにより、何曲目の曲が発音されているかを認識して測定荷重値を推定することができる。また、測定荷重値を推定するまでもなく、被測定者は自己の力の入れ具合で発音される音が変化するから、この点で興味を示し、測定を進んで行うようになる。
【００１８】
図４乃至図７に荷重センサ１００に装着する口輪筋測定用口唇カバーの構造を示す。図４乃至図７に示す５００は口輪筋測定用口唇カバーを示す。口唇カバー５００は口唇に係合するＵ字溝５０１を具備した口唇カバーのＵ字溝５０１の底面の外側に、荷重センサ１００に設けた一対の感知ビーム１０２Ａ及び１０２Ｂ（図７参照）と係合し、口唇カバー５００を各感知ビーム１０２Ａ及び１０２Ｂに装着すると共に、その装着状態で各感知ビーム１０２Ａ及び１０２Ｂに装着すると共に、その装着状態で各感知ビーム１０２Ａ及び１０２Ｂを覆う係合部５０２を設けた構造としたものである。
【００１９】
つまり、係合部５０２はＵ字溝５０１の延長方向と直行する向に軸心を具備した筒状体で構成され、この筒状体の一方の開口部を閉塞して閉塞面５０２Ｂとされ、開口面５０２Ａにこの発明による口輪筋力測定用荷重センサ１００の感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂを差し込み、感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂに口輪筋力測定用口唇カバー５００を装着する。図７にその装着状態を示す。開口面５０２Ａの上部に形成した突起５０３（図４参照）は口唇カバー５００を感知ビーム１０２Ａ及び１０２Ｂに装着した際に、口唇カバー５００と口輪筋力測定用荷重センサ１００のケース１０１との間に所定の間隙Ｇ（図７参照）を形成するために設けられる。また、突起５０３の先端の下面にも図６に示すように突条５０４を形成し、この突条５０４を感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂに形成した溝１０４（図１０参照）に係合させ、口唇カバー５００を感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂに対して正しく位置合わせして装着できる構造にしている。図８及び図９に荷重センサ１００を指間力の測定に流用するための指間力測定用カバーを示す。図８及び図９に示す６００は指間力測定用カバーを示す。指間力測定用カバー６００は平板部６０１と、この平板部６０１の長手方向と直交する向に軸心を具備した筒状の係合部６０２を具備する。
【００２０】
筒状の係合部６０２は軸心方向の一方に開口面６０２Ａを有し、他方に閉塞面６０２Ｂ（図９）を有する。開口面６０２Ａに荷重センサ１００の感知ビーム１０２Ａ及び１０２Ｂを挿入し、係合部６０２の内壁に感知ビーム１０２Ａ、１０２Ｂの表面に圧接させ、その摩擦抵抗で指間力測定用カバー６００を感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂに装着する。
図９に荷重センサ１００への装着状態を示す。平板部６０１を感知ビーム１０２Ａと１０２Ｂの配置位置の外側に配置し、この平板部６０１の各板面に親指と外の指の先端を圧接させ、その指の間に発生する力を測定する。
【００２１】
図１に示したパーソナルコンピュータ３００に設けた荷重区分選別手段３０３Ａ、発音手段３０３Ｃ、荷重区分設定手段３０３Ｄ、音源設定手段３０３ＥはＣＰＵ３０１が解読可能な符号等で記述された体力測定プログラムをパーソナルコンピュータ３００に実行させることにより実現される。
この発明による体力測定プログラムは磁気ディスク或はＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体又は通信回線を通じてコンピュータにインストールされ、各コンピュータに備えられたＣＰＵに解読されて実行される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば口輪筋力又は指間力の何れの測定でも荷重測定器２００から発信される荷重値に従って音が発生する。被測定者は自己の力の加え加減に応じて音が変化することから、測定に興味を持つようになり、この結果として日々のトレーニング（リハビリテーション）に励むようになり、機能の回復に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を説明するためのブロック図。
【図２】この発明の動作を説明するためのグラフ。
【図３】図２と同様のグラフ。
【図４】図１に示した荷重センサに装着して口輪筋の測定に用いる口輪筋力測定用口唇カバーを説明するための斜視図。
【図５】図４を上方から見た斜視図。
【図６】図４及び図５に示した口唇カバーの構造を説明するための断面図。
【図７】図４乃至図６に示した口唇カバーを荷重センサに装着した状態を説明するための側面図。
【図８】図１に示した荷重センサに装着して指間力の測定に用いる指間力測定用カバーを説明するための斜視図。
【図９】図８に示した指間力測定用カバーを荷重センサに装着した様子を説明するための側面図。
【図１０】先に提案した口輪筋力測定用荷重センサの構造を説明するための斜視図。
【図１１】図１０に示した荷重センサで測定した荷重値を表示する測定器本体の内部の構造を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
２０測定器本体３０３ＲＡＭ
２１増幅器３０３Ａ荷重区分選別手段
２２ピークホールド回路３０３Ｂ音源
２３表示器３０３Ｃ発音手段
２４リセットスイッチ３０３Ｄ荷重区分設定手段
１００荷重センサ３０３Ｅ音源設定手段
１０１ケース３０４ディスクドライブ
１０２Ａ感知ビーム３０５入力ポート
１０２Ｂ感知ビーム３０７Ｄ／Ａ変換器
１０３歪み生成部材３０８増幅器
１０４溝３０９スピーカ
２００荷重測定器４００体力測定装置
３００パーソナルコンピュータ５００口唇カバー
３０１ＣＰＵ６００指間力測定用カバー
３０２ＲＯＭ

Claims

荷重測定器では、
口唇カバー及び指間力測定カバーのいずれかを選択して装着可能な荷重センサと、
この荷重センサに印加される荷重に対応した荷重検出信号を発信する測定器本体とを有し、
上記測定器本体からの荷重検出信号である荷重値を受けるパーソナルコンピュータでは、
予め口輪筋力の最大荷重値及び指間力の最大荷重値の一方または双方を設定しかつこれら最大荷重値を複数の荷重区分に段階的に設定する荷重設定手段と、
上記測定器本体の荷重値が上記荷重設定手段の複数の荷重区分のうち何れの荷重区分かを選別する荷重区分選別手段と、
この荷重区分選別手段が選別する複数の各荷重区分に対応して用意した複数の楽曲データからなる音源と、
上記荷重区分選別手段が荷重区分を選別する毎にその荷重区分に対応した楽曲を上記音源から選択して発音する発音手段とを有し、
上記荷重センサは、一対の感知ビームを備え、上記口唇カバーは、上記感知ビームが開口部に挿入される筒状体である係合部とこの係合部である筒状体の軸心に対して直交して上記一対の感知ビームをはさむように口唇が挿入されるU字溝とを有し、上記指間力測定カバーは、上記感知ビームが開口部に挿入される筒状体である係合部とこの係合部である筒状体の軸心に対して直交して上記一対の感知ビームをはさむように指が位置する平板部とを有することを特徴とする体力測定装置。