JP5004174B2 - 立位姿勢規定器具 - Google Patents

Description

この発明は、立っている人の姿勢を検出及び規定するのに使用する立位姿勢規定器具に関する。

従来、立っている人の姿勢を調べる方法としてモーションキャプチャーや画像処理によるものは公知である（特開２００４−１８０６９５号公報）。
しかし、装置が複雑、大型であり、実用的ではなかった。
また、人のバランス感覚を鍛えるための訓練具としてのバランスボードは公知であるが被訓練者は、専門家の指導の下でなければ、正しい訓練が困難であったために、間違った姿勢での訓練により却って腰等を痛めるケースも多く見られた（特開２０００−２９６１８５号公報，特開２００５−１７７２４１号公報）。

特開２００４−１８０６９５号公報 特開２０００−２９６１８５号公報 特開２００５−１７７２４１号公報

本発明は、正しい姿勢でのバランス訓練が容易にできて、構造が簡単な立位姿勢規定器具の提供を目的とする。

本発明者は、姿勢が人の重心を垂直方向に支持面内（接地基底面）に投影させた重心線の位置と、身体各部位の幾何学的位置関係によって定まることに着目し、バランスボードに人が立ってこのボードが水平に保たれた状態ではバランスボードの接地基底面内に重心線が投影される原理を利用することで本発明に至ったものである。

本発明に係る立位姿勢規定器具は、人が立位姿勢で立つためのバランスボードと、人の腰部に貼り付け又は取り付けたマーカーの位置を検出するための検出手段とを備えたことを特徴とする。
ここで、バランスボードは、人の立位姿勢での重心線を接地基底面に投影させるとともに体幹線と下肢線との角度を規定するものであり、検出手段は、重心線に対する人の前後方向又は左右方向の位置関係を検出するものである。
また、マーカーは人の重心高の位置に貼り付け又は取り付けるものであってよい。
人の前後方向及び左右方向は、人の重心高に貼り付けたマーカーの位置を検出して判断するのもであり、検出器の検出線の投射方向と直交する方向に、シーソー状に上下するようにして床又は地面にバランスボードを置いた場合に、人が、前後に揺れるようにバランスボードに立つ時は、マーカーの前後方向の動きを検出することになり、人が検出器に向かって立ち、左右に揺れるときは、マーカーの左右の動きを検出することになる。
なお、検出手段は、人の重心線に対する前後方向又は左右方向の位置関係が所定の範囲にあるか否かを視覚又は聴覚にて情報発信するものであるとよい。
この場合に、マーカーが垂直方向の重心線上に一致した場合に、ブザー等が鳴るようにしても、重心線より所定の距離だけ離れた場合にブザー等が鳴るようにしても良い。

本発明に係る立位姿勢規定器具は、人の重心から垂直方向の重心線を設置基底面に投影させるバランスボードと、重心線に対する人の重心の前後又は左右方向の位置を検出する検出手段とからなるので構成が簡単であり、自宅等にて安全に且つ容易に訓練が可能になる。
特に、重心の位置が正しい位置にあるか否かをブザー音等の情報発信手段にて反映できるようにすると、より容易に訓練ができる。

例として、図４に示すようなバランスボード１０を用いた、本発明に係る立位姿勢規定器具の構成例を図１に示す。
立位姿勢規定器具は、人が立って水平感覚を訓練するバランスボード１０と人の重心位置に貼り付け又は取り付けるマーカー３０と、マーカーの位置を検出する検出手段としての検出器２１とから構成されている。

図１に示した実施例では、検出器２１をスタンド２０に取り付け、マーカー位置を検出するためのレーザー光等を投射する投射部２２の高さ調整ができるようになっている。
本実施例において、検出手段をスタンド式にしたのは、被訓練者１が万一、検出器側に傾いても、検出器に強く当たりケガ等をしないように配慮したものであり、検出器の据え付け方法は本実施例に限定されない。
また、検出手段も、重心が、どこにあるか検出できれば、その手段を選ばない。

バランスボードの構造例を図４に基づいて説明する。
バランスボード１０は、ベース板１１の裏面に一対の支持部材１２，１３を取り付けたもので、その裏面図を図４（ａ）に示し、側面図を図４（ｂ）に示す。
支持部材１２，１３は接地面に当接する幅ｄからなる支持面１２ａ，１３ａを有し、支持面１２ａと１３ａとの間隔ａを調整できるように長孔１５を形成し、ボルト１４ａとナット１４ｂにて固定位置を調整する。
後述する実験例では、ａ＝約１０ｍｍに設定し、支持面１２ａ，１３ａの幅ｄ＝約５ｍｍに設定した。
なお、図４（ｃ）は支持面間の間隔をａ＝１０ｍｍからｂ＝３０ｍｍに広げた例である。
本実施例ではａ（ｂ）＋ｄ×２＝接地基底面幅Ｓと定義し、この接地基底面幅Ｓを被訓練者の健康状態、年齢等に合せて１０ｍｍ〜４０ｍｍに設定できるようにしてある。
Ｓの幅が狭いと、水平バランスをとるのが難しくなるが、その分だけ、重心線の投影精度が高くなる。

次に被験者により、立位姿勢規定器具の効果を確認するための実験を実施した結果を図２及び図３に基づいて説明する。
立位姿勢は、重心線の位置と身体各部位の幾何学的位置関係によって定義されることは先に述べたとおりである。
人の重心高は踵から身長の約５６％の位置にあることがこれまでに分かっているのでその位置に対応して被験者の腰にマーカー３０を貼り付けた。
被験者がバランスボード１０の上に立ち、ベース板１１を水平に保った状態では垂直方向の重心線はバランスボード１０の接地基底面幅Ｓ内に投影される。
検出器２１はその状態を検出するようにスタンド２０の位置を調整する。
今回の実験では投射部２２からレーザー光を投射し、マーカー３０で反射した反射光を検出した。

図２に立位姿勢の例を模式的に示す。
図２中に人の重心を「×」で示し、接地基底面幅Ｓ内を通る垂線を点線で示した。
図２（ａ）は安静立位と称される例で、バランスボード１０の左右中央（Ｓの幅中心）に足の踵と親指の付け根の間の約中央部が位置している状態をいう。
図２（ｂ）、（ｃ）に示した例は前傾立位の例で、バランスボード１０の左右中央と足の踵から、踵と親指の付け根の長さの約７０％の位置を一致させ、バランスボードが水平でない状態は（ｂ）のようになり、重心は接地基底面幅Ｓ内を通る垂線から横にずれている。
一方、バランスボードを水平に保持し、重心が接地基底面幅Ｓ内を通る垂線上に一致すると（ｃ）の状態になる。
また、図２には示さなかったが、足の踵から、踵と親指の付け根の長さの約３０％の位置がバランスボード１０の（図２にて）左右方向中心と一致させた状態を後傾立位とした。

図３には安静立位、前傾７０％立位、後傾３０％立位のそれぞれの状態にてバランスボードの水平を保持しない状態（重心位置を設定しない状態）Ａとバランスボードを水平に保持し、重心の前後位置を接地基底面幅Ｓ内に一致させた状態Ｂとで、それぞれの角度θを１０回測定した結果を示す。
角度θは、図２に示したように、第７頚椎と股関節を結ぶ体幹線と、踵の踝と股関節を結ぶ下肢線との角度を示す。
図３のグラフにて「＊」印は、Ａの状態とＢの状態との間のｎ＝１０回分散分析差を検定した結果、危険率５％にて有意となったことを示す。
即ち、今回の実験にてバランスボードを水平に保持するように立位姿勢をとると、股関節角度のバラツキが小さくなり、ねらった角度に安定することが明らかになった。
これにより、自分でブザー等の信号を聞き取りながらバランスボードが水平になるように訓練することで、立位姿勢を訓練目的に適するように規定させることができる。
本発明に係る立位姿勢規定器具は、正しい姿勢でバランス感覚を訓練するのに適している。

本発明に係る立位姿勢規定器具の構成例を示す。 立位姿勢の説明図を示す。 立位姿勢の変動実験結果を示す。 バランスボードの構造例を示す。

符号の説明

１ 被訓練者
１０ バランスボード
１１ ベース板
１２、１３ 支持部材
１２ａ，１３ａ 支持面
１４ａ ボルト
１４ｂ ナット
２０ スタンド
２１ 検出器
２２ 投射部

Claims (3)

1. 人が立位姿勢で立つためのバランスボードと、人の腰部に貼り付け又は取り付けたマーカーの位置を検出するための検出手段とを備え、
   前記バランスボードは、人の立位姿勢での重心線を接地基底面に投影させるとともに体幹線と下肢線との角度を規定するものであり、
   前記検出手段は、マーカーの位置を検出して、重心線に対する人の前後方向又は左右方向の位置関係を検出するものであることを特徴とする立位姿勢規定器具。
2. 前記マーカーは、人の重心高の位置に貼り付け又は取り付けるものであることを特徴とする請求項１記載の立位姿勢規定器具。
3. 前記検出手段は、人の重心線に対する前後方向又は左右方向の位置関係が所定の範囲にあるか否かを視覚又は聴覚にて情報発信するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の立位姿勢規定器具。

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