JP6281876B2 - Exercise device evaluation system and exercise device evaluation method - Google Patents
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Description
本発明は運動器評価システム及び運動器評価方法に関する。 The present invention relates to an exerciser evaluation system and an exerciser evaluation method.
高齢社会を迎えた日本では、寝たきりなどにより自立度の低下した要支援者及び要介護者の増大が社会的問題となっている。要支援・要介護に該当するに至る要因は、運動器の障害、脳血管障害、認知症、衰弱等、様々であるが、中でも運動器の障害が最大の要因であることが平成23年の厚生労働省の国民生活基礎調査によって明らかにされている。 In Japan, which has become an aging society, the increase in the number of supporters and care recipients whose independence has fallen due to bedridden has become a social problem. There are various factors leading to fall under the category of support / care required, such as musculoskeletal disorder, cerebrovascular disorder, dementia, weakness, etc. Among them, musculoskeletal disorder is the biggest factor in 2011 It is made clear by the Ministry of Health, Labor and Welfare's National Life Basic Survey.
運動器とは、筋肉、骨、関節、軟骨、椎間板、靭帯、脊椎、脊髄、腱、末梢神経など、体を支えたり、動かしたりする役割を担う器官の総称である。運動器の障害とは大きく分けて二つあり、一つは、骨折、骨粗鬆症、変形性関節症、変形性脊椎症等、運動器自体の疾患である。もう一つは、筋力低下、持久力低下、巧緻性低下、深部感覚低下等、運動器の機能不全である。 An exercising device is a general term for organs that support and move the body, such as muscles, bones, joints, cartilage, intervertebral discs, ligaments, spines, spinal cords, tendons, and peripheral nerves. The musculoskeletal disorders are roughly divided into two, and one is a disease of the musculoskeletal itself such as a fracture, osteoporosis, osteoarthritis, and osteoarthritis. The other is dysfunction of motor organs such as muscle weakness, endurance decline, skillfulness, and deep sensation.
このような運動器の障害により要支援・要介護になるリスクが高い状態は、ロコモティブシンドローム(運動器症候群)と呼ばれている。我が国は世界にさきがけて高齢社会を迎え、運動器を長期間使用し続ける時代が到来しており、ロコモティブシンドロームはメタボリックシンドローム(内臓脂肪症候群)に続く新たな国民病として注目されている。(非特許文献1参照) Such a state in which there is a high risk of needing assistance or needing care due to a musculoskeletal disorder is called locomotive syndrome. Japan has entered an era of aging society in the world, and the era of continuing to use exercise equipment for a long time has come. Locomotive syndrome is attracting attention as a new national disease following metabolic syndrome (visceral fat syndrome). (See Non-Patent Document 1)
そこで、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性を把握することを目的とした立ち上がりテストが、現在、日本整形外科学会により推奨されている。立ち上がりテストは、両足または片足で決まった高さから立ち上がることができるかをテストすることで被検者の脚力を調べるものである。 Therefore, the Japanese Orthopedic Association currently recommends a start-up test for the purpose of grasping the risk corresponding to locomotive syndrome in the future. The standing-up test is to examine the leg strength of the subject by testing whether he can stand up from a certain height on both feet or one foot.
具体的には、10、20、30、40cmの高さの台を準備し、被検者は、始めに40cmの台に両腕を組んで腰かける。そして、被検者は、反動をつけずに両足で立ち上がって立位を保持できるかをテストする。被検者が両足で立ち上がって立位を保持できた場合、次に、左右のどちらかの足を上げ、もう一方の足で反動をつけずに立ち上がって立位を保持できるかをテストする。左右ともに成功した場合、10cmずつ低い台に移り、同様にテストを繰り返す。そして、左右ともに片足で立ち上がることができた一番低い台の高さを測定結果とする。 Specifically, a table having a height of 10, 20, 30, 40 cm is prepared, and the subject first sits with his arms crossed on the 40 cm table. The subject then tests whether he can stand up and hold his / her position with both feet without recoil. If the subject is able to stand and stand up with both feet, then test whether the left and right feet can be raised and the other foot can stand up and keep standing. If both the left and right are successful, move to the lower level by 10 cm and repeat the test. And the height of the lowest stand which can stand up with one leg on both right and left is taken as the measurement result.
一方、40cmの台において、被検者が左右どちらかの足で立ち上がることができなかった場合、10cmずつ低い台に移り、両足で反動をつけずに立ち上がって立位を保持できるか、テストを繰り返す。そして、両足で立ち上がることができた一番低い台の高さを測定結果とする。 On the other hand, if the subject was unable to stand up on either the left or right foot on the 40 cm base, move to a lower base by 10 cm and test whether he can stand up and keep standing without rebounding with both feet. repeat. And the height of the lowest stand which can stand up with both feet is made into a measurement result.
被検者は、測定結果を自分の年齢に対応する基準と比較する。年代により測定結果の基準が定められている。例えば、20〜29歳の男性の基準は片足・20cmであり、20〜29歳の女性の基準は片足・30cmであり、70歳以上の男性及び女性の基準は、それぞれ両足・10cmである。被検者は、測定結果が基準と一致するか、又はそれよりも良い場合、年代相応の脚力を維持しており、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性は低い、と判定する。一方、測定結果が基準より悪い場合、年代相応の脚力を維持できておらず、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が高い、と判定する。 The subject compares the measurement result with a standard corresponding to his / her age. The standard of measurement results is determined by age. For example, the standard for men aged 20-29 is one leg / 20 cm, the standard for a female aged 20-29 is one leg / 30 cm, and the standard for a male aged 70 and over is 10 cm for both legs. When the measurement result matches or is better than the standard, the subject maintains the leg strength corresponding to the age and determines that the risk of falling into the future locomotive syndrome is low. On the other hand, when the measurement result is worse than the standard, it is determined that the leg strength corresponding to the age cannot be maintained and the risk of falling into the future locomotive syndrome is high.
ロコモティブシンドロームを予防することが質の高い生活を将来実現するために必要不可欠であり、ロコモティブシンドロームに該当する危険性を定量的に評価する方法が求められている。しかし、従来の立ち上がりテストは、高さが異なる台を準備し、被検者が各台からの立ち上がり動作に成功するかをテストするにすぎず、被検者ごとに定量的な評価値を示すものではない。即ち、従来の立ち上がりテストは、被検者の運動器の状態を定量化できていない。 Prevention of locomotive syndrome is indispensable for realizing a quality life in the future, and a method for quantitatively evaluating the risk corresponding to locomotive syndrome is required. However, the conventional standing-up test only prepares the stands with different heights and tests whether the subject succeeds in standing up from each stand, and shows a quantitative evaluation value for each subject. It is not a thing. That is, the conventional start-up test cannot quantify the state of the subject's exerciser.
なお、立ち上がり動作とは、被検者が着座した状態から立ち上がって立位した状態に変位し、その後立位姿勢を安定させ維持する動作を指す。また、被検者が着座した時点から、立ち上がって立位した後、立位姿勢が安定する時点までを立ち上がり動作期間と呼ぶことがある。 The standing-up operation refers to an operation of shifting from a seated state to a standing-up state, and then stabilizing and maintaining the standing posture. In addition, the period from when the subject is seated to when the standing posture is stabilized after standing up and standing may be referred to as a rising motion period.
また、従来の立ち上がりテストでは立ち上がり動作を複数回に渡って行わなければならず、被検者に掛かる負担が大きい。特に、高齢者の場合、立ち上がり動作における負担は若年者に比べ大きく、複数回のテストを要求すると、疲労によって転倒する危険性もある。 Further, in the conventional start-up test, the start-up operation must be performed a plurality of times, which places a heavy burden on the subject. In particular, in the case of an elderly person, the burden of standing up is larger than that of a young person, and if multiple tests are required, there is a risk of falling due to fatigue.
本発明は、上記の課題に鑑み、被検者の運動器の状態を定量化するとともに被検者に掛かる負担を軽減することができる運動器評価システム及び運動器評価方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an exerciser evaluation system and an exerciser evaluation method capable of quantifying the state of the exerciser of the subject and reducing the burden on the subject in view of the above problems. And
立ち上がり動作は、身体全体の重心を座面から両足の裏面に移動させると同時に身体を上方へ移動させる必要があることから、大きな関節トルクと正確なバランスコントロールが必要とされる難易度の高い動作である一方、日常生活において基本的かつ重要な動作でもある。本発明者らは、このような立ち上がり動作に着目し、複数人の被検者を対象に立ち上がり動作を実行させ、各種のパラメータを計測したところ、立ち上がり動作に特有の傾向が現れることを見出した。 Stand-up motion requires a large joint torque and accurate balance control, as it requires moving the body's center of gravity from the seating surface to the back of both feet and simultaneously moving the body upward. On the other hand, it is also a basic and important operation in daily life. The inventors of the present invention paying attention to such a standing motion, and having performed a standing motion for a plurality of subjects and measuring various parameters, found that a tendency specific to the standing motion appears. .
本発明者らはこれに鑑み、立ち上がり動作に基づく新規な指標を定義することを考察し、さらに、この指標を用いて運動器の状態を評価することができないか、考察した。即ち、運動器の状態が異なれば、新規に定義した指標にも差が生じるのではないか、と考察した。 In view of this, the present inventors considered defining a new index based on the standing-up motion, and further considered whether it is possible to evaluate the state of the exerciser using this index. That is, if the state of the exercising device is different, it is considered that there is a difference in the newly defined index.
かかる考察の下、本発明の運動器評価システムは、
被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出部と、
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出部と、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出部と、を備えることを特徴とする。
Under such consideration, the exerciser evaluation system of the present invention is
The load during the rising operation period from when the subject is seated with both feet placed on the detector to when the subject stands up and stands on the detector until the standing posture stabilizes, and the load A first calculation unit for calculating a barycentric coordinate which is a coordinate on the detector of the action point of
Based on the change in the center-of-gravity coordinates during the rising motion period, a first index representing the balance ability of the subject is calculated, and based on the change in the load during the rising motion period, the subject motion A second calculator for calculating a second index representing agility of
And a third calculation unit that calculates a third index for evaluating the subject's exercise device using the first index and the second index.
本発明者らは、立ち上がり動作の制御には、下肢筋力等の筋骨格系の制御だけではなく、視覚、前庭、体性感覚等の感覚系の制御や、中枢神経、末梢神経等の神経系の制御も必要になることに着目し、これらの観点から運動器を評価する指標を定義することを考察した。そして、筋骨格系、感覚系及び神経系の3つの制御能力を表す指標として、被検者のバランス能力を表す第一の指標と、被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を新たに定義し、第一の指標と第二の指標から、運動器を評価する新規な指標(第三の指標)を算出する技術を発明した。上記システムによれば、立ち上がり動作の制御に関係する二つの指標を用いて、運動器を評価するための第三の指標が算出される。これにより、第三の指標が定量化されるため、定量的な運動器評価システムを実現できる。 The present inventors not only control the musculoskeletal system such as lower limb muscle strength, but also control the sensory system such as vision, vestibule, somatic sensation, and nervous systems such as the central nerve and peripheral nerve. Focusing on the fact that the control of the musculoskeletal system is also necessary, we considered defining an index for evaluating the exercising device from these viewpoints. Then, as an index representing the three control abilities of the musculoskeletal system, sensory system, and nervous system, a first index that represents the balance ability of the subject and a second index that represents the agility of the subject's movement We have invented a technique to newly define and calculate a new index (third index) for evaluating the exercise device from the first index and the second index. According to the above system, the third index for evaluating the exercising device is calculated using the two indexes related to the control of the rising motion. Thereby, since a 3rd parameter | index is quantified, a quantitative exercise machine evaluation system is realizable.
また、立ち上がり動作期間は、被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの期間である。即ち、一回の立ち上がり動作が行われる期間に相当する。上記システムによれば、被検者は立ち上がり動作を一回行えば足り、複数回の立ち上がり動作を要求されない。これにより、従来の立ち上がりテストに比べ、被検者に掛かる負担を軽減することができる。 The rising motion period is a period from the time when the subject is seated with both feet placed on the detector to the time when the standing posture is stabilized after standing up and standing on the detector. is there. That is, it corresponds to a period in which one rising operation is performed. According to the above system, the subject only needs to perform the rising motion once, and is not required to perform the rising motion multiple times. Thereby, compared with the conventional standing-up test, the burden placed on the subject can be reduced.
また、上記システムにおいて、
前記第一の算出部は、さらに、前記立ち上がり動作期間の開始時から前記重心座標が描く軌跡の長さである重心軌跡長を、前記立ち上がり動作期間の終了時以前の各時点で算出し、
前記第二の算出部は、
前記重心座標に基づいて、前記被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点を特定し、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差を用いて、前記第一の指標を算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点を用いて、前記第二の指標を算出するものとしても構わない。
In the above system,
The first calculation unit further calculates a centroid locus length, which is a length of a locus drawn by the centroid coordinates from the start of the rising motion period, at each time point before the end of the rising motion period,
The second calculation unit includes:
Based on the center-of-gravity coordinates, identify the time point when the subject switches from a seated state to a standing state,
The first index is calculated using a difference between the center of gravity locus length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity locus length from the start of the rising motion period to the specified time point. And
The second index may be calculated using at least two time points from the time point at which the load becomes minimum to the time point at which the load becomes maximum.
詳細は後述するが、被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点とは、被検者が椅子から離れた瞬間である。上記システムによれば、第二の算出部は、被検者が椅子から離れた瞬間から立ち上がり動作期間の終了時までに重心座標が描く軌跡の長さによって、バランス能力を表す第一の指標を算出できる。 Although details will be described later, the time point when the subject switches from the seated state to the standing state is the moment when the subject leaves the chair. According to the system, the second calculation unit calculates the first index representing the balance ability according to the length of the locus drawn by the barycentric coordinates from the moment when the subject leaves the chair to the end of the rising motion period. It can be calculated.
また、上記システムによれば、第二の算出部は、荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点によって、被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出できる。 Further, according to the above system, the second calculation unit calculates a second index representing the agility of the subject's movement based on at least two time points from the time point when the load becomes minimum to the time point when the load becomes maximum. it can.
また、上記システムにおいて、
前記第二の算出部は、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標として算出し、
少なくとも二つの前記時点と、少なくとも二つの前記時点における前記荷重と、を用いて得られる前記荷重の変化速度を、前記第二の指標として算出するものとしても構わない。
In the above system,
The second calculation unit includes:
The reciprocal of the difference between the center of gravity trajectory length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity trajectory length from the start of the rising motion period to the specified time is calculated as the first index. And
The change rate of the load obtained by using at least two of the time points and the load at the at least two of the time points may be calculated as the second index.
上記システムによれば、第二の算出部は、立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの重心軌跡長と、立ち上がり動作期間の開始時から特定した時点までの重心軌跡長との差の逆数によって、第一の指標を算出できる。また、第二の算出部は、荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点と、少なくとも二つの時点における荷重と、を用いて得られる荷重の変化速度によって、第二の指標を算出できる。 According to the above system, the second calculation unit calculates the reciprocal of the difference between the centroid locus length from the start to the end of the rising motion period and the centroid locus length from the start to the specified time. The first index can be calculated. In addition, the second calculation unit, based on the load change rate obtained by using at least two time points from the time point when the load becomes minimum to the time point when the load becomes maximum, and the load at least two time points, An index can be calculated.
また、上記システムにおいて、
前記第二の算出部は、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標としてを算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までに要する時間の逆数を、前記第二の指標としてを算出するものとしても構わない。
In the above system,
The second calculation unit includes:
The reciprocal of the difference between the center of gravity trajectory length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity trajectory length from the start of the rising motion period to the specified time point is used as the first index. Calculate
The reciprocal of the time required from the time point when the load becomes minimum to the time point when the load becomes maximum may be calculated as the second index.
上記システムによれば、第二の算出部は、立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの重心軌跡長と、立ち上がり動作期間の開始時から特定した時点までの重心軌跡長との差の逆数によって、第一の指標を算出できる。また、第二の算出部は、荷重が最小となる時点から最大となる時点までに要する時間の逆数によって、第二の指標を算出できる。 According to the above system, the second calculation unit calculates the reciprocal of the difference between the centroid locus length from the start to the end of the rising motion period and the centroid locus length from the start to the specified time. The first index can be calculated. Further, the second calculation unit can calculate the second index by the reciprocal of the time required from the time when the load becomes the minimum to the time when the load becomes the maximum.
また、上記システムにおいて、
前記第二の算出部は、前記第一の指標と前記第二の指標とを積算することによって前記第三の指標を算出するものとしても構わない。
In the above system,
The second calculation unit may calculate the third index by integrating the first index and the second index.
また、上記システムにおいて、
立ち上がり動作期間は、前記被検者と前記検出器とが一定の位置関係を満たすように前記被検者が着座した時に開始するものとしても構わない。
In the above system,
The rising operation period may be started when the subject is seated so that the subject and the detector satisfy a certain positional relationship.
従来の立ち上がりテストでは、被検者の体格差が立ち上がり動作の成否に影響しやすく、判定結果の精度が低いという問題がある。具体的に、身長差がある二十代の被検者ふたりを例に説明する。 In the conventional standing-up test, there is a problem that the physique difference of the subject tends to affect the success or failure of the standing-up operation, and the accuracy of the determination result is low. Specifically, the description will be made taking two subjects in the twenties having a height difference as an example.
一人は身長が180cmでもう一人は140cmとした場合、20cmの台から立ち上がる難易度を考えると、180cmの被検者の方が140cmの被検者に比べて難易度が高い。しかし、従来の立ち上がりテストでは、180cmの被検者が片足で20cmの台から立ち上がることができなかった場合、身長が比較的高いために立ち上がり動作の難度が上昇し、立ち上がりに失敗した可能性があるにも拘わらず、被検者は、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が高い、と判定される。逆に、140cmの被検者が片足で20cmの台から立ち上がることができた場合、身長が比較的低いために立ち上がり動作の難度が低下し、立ち上がりに成功した可能性があるにも拘わらず、被検者は、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が低い、と判定される。即ち、従来の立ち上がりテストは、被検者の立ち上がり動作の難易度を考慮できていない。 If one person is 180 cm tall and the other is 140 cm, considering the difficulty of standing up from a 20 cm base, the 180 cm subject is more difficult than the 140 cm subject. However, in the conventional standing-up test, if a 180 cm subject could not stand up from a 20-cm base on one foot, the height of the standing-up operation increased because of the relatively high height, and the standing-up might have failed. In spite of this, the subject is determined to be at high risk of falling into the future locomotive syndrome. Conversely, when a 140 cm subject can stand up from a 20 cm base on one foot, the height of the standing motion is reduced because the height is relatively low, and despite the possibility of successful standing up, The subject is determined to have a low risk of falling into the future locomotive syndrome. That is, the conventional standing-up test cannot take into account the difficulty of the subject's standing-up operation.
これに対し、上記システムによれば、立ち上がり動作において被検者と検出器とが一定の位置関係を満たす。そのため、被検者ごとに立ち上がり動作の難易度を同等にすることができ、従来の立ち上がりテストより精度の高い評価値を得ることができる。 On the other hand, according to the above system, the subject and the detector satisfy a certain positional relationship in the rising operation. Therefore, it is possible to equalize the difficulty level of the rising operation for each subject, and to obtain an evaluation value with higher accuracy than the conventional rising test.
また、上記システムにおいて、
前記運動器評価システムは、前記検出器と運動器評価装置とを含み、
前記運動器評価装置は、
前記第一の算出部と、
前記第二の算出部と、
前記第三の算出部と、
を含むものとしても構わない。
In the above system,
The exercise device evaluation system includes the detector and an exercise device evaluation device,
The exercise device evaluation device is:
The first calculation unit;
The second calculation unit;
The third calculation unit;
May be included.
また、本発明の運動器評価方法は、
被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出ステップと、
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出ステップと、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出ステップと、
前記第三の指標に基づいて、前記被検者の運動器を評価する評価ステップと、を備えることを特徴とする。
In addition, the exercising device evaluation method of the present invention includes:
The load during the rising operation period from when the subject is seated with both feet placed on the detector to when the subject stands up and stands on the detector until the standing posture stabilizes, and the load A first calculation step of calculating a barycentric coordinate which is a coordinate on the detector of the action point of
Based on the change in the center-of-gravity coordinates during the rising motion period, a first index representing the balance ability of the subject is calculated, and based on the change in the load during the rising motion period, the subject motion A second calculating step for calculating a second index representing the agility of
A third calculation step of calculating a third index for evaluating the subject's exercising device using the first index and the second index;
And an evaluation step for evaluating the exercise device of the subject based on the third index.
上記方法によれば、運動器の状態を定量化するとともに被検者に掛かる負担を軽減することができる運動器評価方法を実現できる。 According to the above method, it is possible to realize an exerciser evaluation method that can quantify the state of the exerciser and reduce the burden on the subject.
(第一実施形態)
[構成]
図1を参照して本発明の運動器評価システムの一実施形態の構成を説明する。運動器評価システム100は、椅子110と、検出器120と、運動器評価装置130とを備える。本実施形態では、椅子110及び検出器120は別体に構成されているが、椅子110が検出器120を備えるよう一体に構成されてもよい。
(First embodiment)
[Constitution]
With reference to FIG. 1, the structure of one Embodiment of the exerciser evaluation system of this invention is demonstrated. The
椅子110は高さを調節可能である。評価者は、被検者が椅子110に着座したとき、被検者の脛が検出器120に対して所定の角度θ(例えば70度)になるように椅子110の高さを調節する。椅子110の高さが調節されると、被検者は、椅子110に着座し、立ち上がり動作を行う。
The height of the
なお、椅子110の高さを変えることなく、厚みの異なる複数枚の板を準備し、検出器120の下にこの板を設置することで、被検者と検出器120との位置関係を調節するようにしてもよい。
In addition, without changing the height of the
被検者は、検出器120の上面に両足を載置した状態で椅子110に腰かける。その後、立ち上がって検出器120上に立位し、立位姿勢を整える。検出器120は例えばロードセルのようなセンサ(図示略)を複数個備える。センサは、立ち上がり動作に際し被検者が検出器120に掛ける圧力の分力を計測する。被検者が検出器120に掛ける圧力は、被検者の動作に伴い変動する。そのため、各センサが計測する分力も、被検者の動作に伴い変動する。センサは、立ち上がり動作期間中、被検者が掛ける圧力の分力を計測する。
The subject sits down on the
検出器120には、図2に示すようなXY座標系が定められている。図2には、被検者の両足の裏面についても模式的に表している。X軸及びY軸は検出器120の上面内で直交する軸であり、それぞれ検出器120の上面の中心Oを通る。
The
検出器120は、運動器評価装置130と電気的に接続されている。検出器120は、各センサが計測した分力と、各センサの位置座標を運動器評価装置130の制御部140に出力する。なお、検出器120と運動器評価装置130は、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、赤外線通信等の無線通信によって接続されていてもよい。検出器120は、例えばフォースプレート、重心動揺計、又はヘルスメータ等の装置によって構成される。
The
運動器評価装置130は、制御部140と表示部150と操作部160とを備える。運動器評価装置130は、例えばPCによって構成される。
The
制御部140は、図示しないCPU、記憶装置を含み、各機器からの信号の入力や各機器への信号の出力を行う。また、制御部140は、被検者が将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性を示すロコモ成績L(以下、「ロコモ成績L」と呼ぶ)を算出する。制御部140は、ロコモ成績Lに基づき、被検者の現在の運動器の状態を評価する。ロコモ成績L及び制御部140の詳細は後述する。なお、ロコモ成績Lが第三の指標に対応する。
The
表示部150は、例えばLCD等の表示パネルにより構成される。表示部150は、ロコモ成績L、及び評価メッセージ(後述)等を表示する。
The
操作部160は、例えばキーボードにより構成される。操作部160は、ロコモ成績Lの算出指示を、制御部140に出力する。制御部140は、操作部160から算出指示を入力されると、ロコモ成績Lの算出処理を開始する。なお、例えばタッチパネルのように表示部150及び操作部160が一体に構成されていてもよい。
The
続いて、制御部140について説明する。制御部140は、第一の算出部141と第二の算出部142と第三の算出部143と評価部145とを備える。第一の算出部141は、検出器120から各センサが計測した分力と各センサの位置座標を取得する。第一の算出部141は、センサが計測した分力を利用して、予め定められた計算式による演算を行う。例えば、複数個のセンサが計測した分力の和を計算する。以後、この計算式による演算結果を荷重Pと呼ぶ。荷重Pとは、立ち上がり動作に際し被検者が検出器120に掛ける圧力に対応する力である。荷重Pは、被検者の動作に伴い変動する。第一の算出部141は、立ち上がり動作期間中、荷重Pを算出する。
Next, the
さらに、第一の算出部141は、荷重Pの作用点(COP:Center Of Pressure)のX座標及びY座標を算出する。
Further, the
第一の算出部141は、例えば、各センサが計測した分力及び各センサの位置座標を利用して、荷重Pの作用点のX座標及びY座標を算出する。なお、算出のための計算式は、検出器120が備えるセンサの個数や配置によって定まる。荷重Pの作用点のX座標及びY座標の算出は周知の技術であるため、ここでは詳細を割愛する。以後、荷重Pの作用点を重心と呼び、荷重Pの作用点の座標を重心座標と呼ぶことがある。
For example, the
荷重Pの作用点(即ち、重心)は、被検者の動作に伴い変動する。そのため、荷重Pの作用点の座標(即ち、重心座標)も被検者の動作に伴い変動する。第一の算出部141は、立ち上がり動作期間中、重心座標を算出する。
The action point (that is, the center of gravity) of the load P varies with the movement of the subject. Therefore, the coordinates of the point of application of the load P (that is, the barycentric coordinates) also vary with the movement of the subject. The
さらに、第一の算出部141は、立ち上がり動作により重心座標が描く軌跡の長さ(以下、「重心軌跡長D」と呼ぶ)を算出する。具体的には、第一の算出部141は、立ち上がり動作期間の開始時から、重心軌跡長を、立ち上がり動作期間の終了時以前の各時点で算出する。即ち、第一の算出部141は、立ち上がり動作期間中の各時点で、重心軌跡長を算出する。
Further, the
図3に重心座標が描く軌跡の一例を示す。図3に示す例は、立ち上がり動作開始時点から終了時点までに重心座標が描いた軌跡である。図3における横軸は上述のX軸であり、縦軸は上述のY軸である。第一の算出部141は、図3に示す軌跡を線積分していくことで重心軌跡長を計測する。なお、図3に示す例は、被検者が若年者であるときの重心の軌跡である。
FIG. 3 shows an example of a locus drawn by the barycentric coordinates. The example shown in FIG. 3 is a trajectory drawn by the barycentric coordinates from the start operation start time to the end operation. The horizontal axis in FIG. 3 is the above-mentioned X axis, and the vertical axis is the above-mentioned Y axis. The
以上のように、第一の算出部141は、立ち上がり動作期間における荷重P、重心座標X、Yを算出し、立ち上がり動作期間中の各時点につき、重心軌跡長Dを算出する。第一の算出部141は、荷重P、重心座標X、Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれを立ち上がり動作期間内の時点tと対応付けて運動器評価装置130の記憶部(図示略)に記憶する。
As described above, the
図1に戻って説明を続ける。第一の算出部141は、時点tと対応付けた荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dを第二の算出部142に出力する。なお、第一の算出部141は、重心座標Xを第二の算出部142に出力しない。後述のように、第二の算出部142は、重心座標Xを利用することなく演算を行うことができるためである。なお、第一の算出部141が重心座標Xを第二の算出部142に出力する実施形態であってもよい。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. The
第二の算出部142は、第一の算出部141から取得した荷重P及び荷重Pに対応する時点tをt−P座標にプロットしていき荷重Pの時間変化を表すグラフを作成する。また、重心座標Y及び重心座標Yに対応する時点tをt−Y座標にプロットしていき重心座標Yの時間変化を表すグラフを作成する。また、重心軌跡長D及び重心軌跡長Dに対応する時点tをt−D座標にプロットしていき重心軌跡長Dの時間変化を表すグラフを作成する。
The
図4に立ち上がり動作期間における荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれの時間変化を表すグラフの一例を示す。図4において、横軸は時点tを示し、縦軸は荷重(kg)、重心座標(cm)、重心軌跡長(cm)を示す。なお、図4に示す例は、被検者が若年者であるときのグラフである。 FIG. 4 shows an example of a graph representing time changes of the load P, the barycentric coordinates Y, and the barycentric locus length D during the rising motion period. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the time point t, and the vertical axis indicates the load (kg), the barycentric coordinates (cm), and the barycentric locus length (cm). The example shown in FIG. 4 is a graph when the subject is a young person.
図4に示すように、立ち上がり動作開始直後のtが0〜t(Pmin)の間では、荷重Pは低下する。図4の例では、t(Pmin)=0.670(s)である。立ち上がり動作開始直後では、立ち上がり動作に対する反動により、被検者の両足の裏面の一部が検出器120から一時的に離れるためである。この反動により、荷重Pは、最小値Pminまで低下する。反動が無くなると、被検者の起立しようとする力が検出器120に働くことにより、荷重Pは上昇し始め、最大値Pmaxまで到達する。荷重Pが最小値Pminから最大値Pmaxまで到達する間に、被検者は椅子110から離れる。その後、被検者は立位姿勢を整える。そのため、荷重Pは、被検者の体重に相当する一定値に収束する。
As shown in FIG. 4, the load P decreases when t immediately after the start-up operation starts is between 0 and t (P min ). In the example of FIG. 4, t (P min ) = 0.670 (s). This is because immediately after the start of the rising motion, a part of the back of both feet of the subject is temporarily separated from the
重心座標Yが最小値Yminを取る時点t(以下、t(Ymin))は、被検者が椅子110から離れた瞬間に相当する。被検者の足のつま先側を前方、踵側を後方とすると、t(Ymin)は、重心が最も後方となるときである。即ち、t(Ymin)は、立ち上がり動作において被検者が最も安定していない瞬間と言うことができ、椅子110から離れた瞬間と定義できる。図4の例では、t(Ymin)は0.795(s)であり、tが0〜0.795(s)の間では被検者は椅子110に着座した状態であり、tが0.795(s)以降では被検者は検出器120上に立位した状態である。なお、被検者が椅子110から離れた瞬間が、被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点に対応する。
The time point t (hereinafter referred to as t (Y min )) at which the barycentric coordinate Y takes the minimum value Y min corresponds to the moment when the subject leaves the
図4に示すように、重心軌跡長Dは、tの経過とともに上昇する。特に、tが0〜0.795(s)の着座状態では、重心軌跡長Dは著しく上昇する。tが0〜0.795(s)の間は、被検者は着座状態から立位状態に向かって身体が大きく動作することから、重心の変動の幅が大きいためである。これに対し、tが0.795(s)以降の立位状態では、重心軌跡長Dは緩やかに上昇する。着座状態から立位状態へ変化した後では、被検者は立位姿勢を整える程度の動作をするにすぎず、重心の変動の幅が小さいためである。 As shown in FIG. 4, the center of gravity locus length D increases with the elapse of t. In particular, in the seating state where t is 0 to 0.795 (s), the center of gravity locus length D significantly increases. This is because when t is between 0 and 0.795 (s), the subject moves greatly from the sitting state to the standing state, and thus the fluctuation range of the center of gravity is large. On the other hand, in the standing state after t is 0.795 (s) or later, the center-of-gravity locus length D gradually increases. This is because after changing from the sitting state to the standing state, the subject only performs an operation of adjusting the standing posture, and the range of fluctuation of the center of gravity is small.
第二の算出部142は、荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれの時間変化を表すグラフを表示部150に出力する。表示部150は、図4に示すようなグラフを表示する。なお、図4に示すようなグラフを表示部150に表示しない実施形態であってもよい。この場合、第二の算出部142は、荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれの時間変化のグラフを作成しなくてもよい。
The
第二の算出部142は、検出器120から入力された荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dの中から、以下の特徴量を取り出す。
The
第二の算出部142は、重心座標Yの最小値Yminを取り出し、これに対応する時点t(Ymin)を取り出す。続いて、t(Ymin)における重心軌跡長D(以下、D(t(Ymin))を取り出す。また、t(Ymin)から3秒後のt(Ymin)+3における重心軌跡長D(t(Ymin)+3)を取り出す。そして、以下の式によりバランス能力を表す指標B(以下、B)を算出する。なお、指標Bが第一の指標に対応する。
The
上述のように、t(Ymin)は、被検者が椅子110から離れた瞬間と定義できる。また、t(Ymin)+3は、立ち上がり動作が十分に完了した時点、即ち、立ち上がり動作期間が終了している時点と定義できる。t=t(Ymin)+3では、荷重Pは、被検者の体重の値で安定しており、被検者は立位姿勢を整え終わって静止している状態と言えるためである。
As described above, t (Y min ) can be defined as the moment when the subject leaves the
以上より、D(t(Ymin)+3)とD(t(Ymin))の差は、被検者が椅子110から離れた時から立ち上がり動作が完了した時までに、被検者の重心がどれだけ変動したかを表す。D(t(Ymin)+3)とD(t(Ymin))の差が小さいほど、重心の変動は小さく、被検者のバランス能力が良いと言える。本実施形態では、Bは、D(t(Ymin)+3)とD(t(Ymin))の差の逆数である。そのため、Bが大きいほど、被検者のバランス能力は良い。
From the above, the difference between D (t (Y min ) +3) and D (t (Y min )) is the center of gravity of the subject from when the subject leaves the
なお、下肢筋力等の筋骨格系の制御、体性感覚等の感覚系の制御、末梢神経等の神経系の制御のうち、少なくとも一つの制御能力が良いことを、ここではバランス能力が良いと表現している。 It should be noted that at least one control ability is good among control of the musculoskeletal system such as muscle strength of the lower limbs, control of the sensory system such as somatic sensation, and control of the nervous system such as peripheral nerves. expressing.
また、第二の算出部142は、荷重Pの最大値Pmax及び最小値Pminを取り出し、それぞれに対応する時点t(以下、t(Pmax)、t(Pmin))を取り出す。そして、以下の式により被検者の動作の俊敏性を表す指標S(以下、S)を算出する。なお、指標Sが第二の指標に対応する。
In addition, the
上述のように、t(Pmin)は、立ち上がり動作に対する反動が無くなり、被検者が起立しようとする力が検出器120に働く瞬間である。即ち、荷重Pが上昇し始める時点である。t(Pmax)は、被検者が起立しようとする最大の力が検出器120に働く瞬間であり、荷重Pの上昇が終了する時点である。
As described above, t (P min ) is a moment at which the reaction to the rising motion disappears and the force that the subject tries to stand up acts on the
以上より、t(Pmax)とt(Pmin)の差は、被検者が起立しようとする力を作用し続ける時間(以下、「荷重時間」と呼ぶ)と定義できる。荷重時間が短いほど、荷重Pが最小値から最大値まで上昇するのに要する時間が短く、被検者は俊敏性に富む。本実施形態では、Sは、t(Pmax)とt(Pmin)の差の逆数である。そのため、Sが大きいほど、被検者は俊敏性に富む。 From the above, the difference between t (P max ) and t (P min ) can be defined as the time during which the subject continues to apply the force to stand up (hereinafter referred to as “loading time”). The shorter the load time, the shorter the time required for the load P to rise from the minimum value to the maximum value, and the subject is more agile. In the present embodiment, S is the reciprocal of the difference between t (P max ) and t (P min ). Therefore, as S is larger, the subject is more agile.
なお、下肢筋力等の筋骨格系の制御、体性感覚等の感覚系の制御、末梢神経等の神経系の制御のうち、少なくとも一つの制御能力が良いことを、ここでは俊敏性に富むと表現している。 It should be noted that at least one of the control capabilities of the control of the musculoskeletal system such as the lower limb muscle strength, the control of the sensory system such as somatic sensation, and the control of the nervous system such as peripheral nerves is good. expressing.
第二の算出部142は、算出したB及びSを第三の算出部143に出力する。第三の算出部143は、B、Sを積算することによってロコモ成績Lを算出する。即ち、L=B×Sである。第三の算出部143は、算出したロコモ成績Lを評価部145に出力する。
The
BとSには所謂トレードオフの関係がある。具体的には、立ち上がり動作が素早く行われる場合、Sが比較的大きい値となる一方、身体をコントロールすることが難しくなり、バランスが損なわれ、Bが比較的小さい値となる。また、立ち上がり動作がゆっくりと行われる場合、Sが比較的小さい値となる一方、身体のコントロールが容易であり、バランスを保つことができ、Bが比較的大きい値となる。運動器の状態が良好である場合、BとSを比較的大きな値で両立させることができる。これに鑑み、LをBとSの積算により定義した。 B and S have a so-called trade-off relationship. Specifically, when the rising motion is performed quickly, S becomes a relatively large value, while it becomes difficult to control the body, balance is lost, and B becomes a relatively small value. Further, when the rising motion is performed slowly, S becomes a relatively small value, while body control is easy and balance can be maintained, and B becomes a relatively large value. When the state of the exerciser is good, B and S can be made compatible with a relatively large value. In view of this, L was defined by the integration of B and S.
評価部145は、ロコモ成績Lを用いて、被検者の現在の運動器の状態を評価する。制御部140は、図示しない記憶装置にロコモ成績Lと年齢の関係を示す回帰式を記憶している。この回帰式は、予め年齢が異なる数十人の被検者に立ち上がり動作を実行させ、ロコモ成績Lを取得しておき、ロコモ成績Lを横軸、年齢を縦軸に取って回帰直線を求めることによって導出される。年齢が高いほど、被検者はバランス能力及び動作の俊敏性に欠ける傾向があり、Lは小さい値を取る。そのため回帰直線は、負の傾きを持つ一次関数で表される。
The
評価部145は、操作部160から、被検者の実年齢を入力される。評価部145は、記憶装置から上述の回帰式を読み出し、被検者のロコモ成績Lに対する年齢(以下、「ロコモ年齢」と呼ぶ)を算出する。評価部145は、実年齢とロコモ年齢を比較し、被検者の現在の運動器の状態を評価する。実年齢がロコモ年齢以上であれば、被検者の現在の運動器の状態は良好であり、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が低い、と評価する。実年齢がロコモ年齢未満であれば、被検者の現在の運動器の状態は良好とは言えず、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が高い、と評価する。例えば、実年齢が35歳である場合に、ロコモ年齢が28歳と算出されたとき、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が低い、と評価される。逆に、ロコモ年齢が40歳と算出されたとき、将来ロコモティブシンドロームに該当する危険性が高い、と評価される。
The
評価部145は、ロコモ成績L、ロコモ年齢、及び評価メッセージを表示部150に出力する。表示部150はロコモ成績L、ロコモ年齢、評価メッセージを表示する。評価メッセージとは、例えば、実年齢がロコモ年齢未満である場合は「ロコモの危険度大です。運動を心がけましょう。」というメッセージであり、実年齢がロコモ年齢以上である場合は「ロコモの危険度小です。この調子で運動を続けて下さい。」というメッセージである。
[評価方法]
図5を参照して本発明の運動器評価システムの一実施形態における評価方法を説明する。被検者は、両腕を胸の位置で組み、両足を検出器120上に載置して、椅子110に着座する。このとき、被検者は、踵からつま先に向かう方向が検出器120のY軸方向と平行になるように両足を載置する。なお、ここで言う平行とは、踵からつま先に向かう方向がY軸方向に完全に平行である場合に限らず、Y軸に対し0〜30度の角度を成す場合も含む。そして、被検者は両腕を組んだまま椅子110から立ち上がり、検出器120上に立位し、5秒間静止して立位姿勢を維持する。
[Evaluation method]
With reference to FIG. 5, the evaluation method in one Embodiment of the exerciser evaluation system of this invention is demonstrated. The subject sits on the
上述のように、運動器評価装置130は、立ち上がり動作期間における荷重P、重心座標X、Yを算出し、立ち上がり動作期間中の各時点につき、重心軌跡長Dを算出する。そして、運動器評価装置130は、算出した荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dを用いて、ロコモ成績Lを算出し、被検者の現在の運動器の状態を評価する。
As described above, the
このように、運動器評価システム100によれば、被検者は、一回の立ち上がり動作を行うだけで運動器の評価を得られる。そのため、被検者に掛かる負担を従来の立ち上がりテストに比べ軽減できる。
As described above, according to the
また、上述のように、バランス能力を表す指標Bと動作の俊敏性を表す指標Sの積算によりロコモ成績Lが算出される。これにより、運動器の状態を評価する指標をロコモ成績Lとして定量化することができる。 Further, as described above, the locomotive result L is calculated by integrating the index B representing the balance ability and the index S representing the action agility. Thereby, the index for evaluating the state of the exercising device can be quantified as the Lokomo performance L.
また、上述のように、被検者と検出器120とが一定の位置関係を満たすよう椅子110の高さが調節される。これにより、立ち上がり動作の難易度を被検者ごとに同等にすることができるため、被検者の立ち上がり動作の難易度を考慮した評価値を算出できる。
Further, as described above, the height of the
[評価例]
図3、4、6、7を参照して被検者が若年者である場合と高齢者である場合の重心軌跡長Dとロコモ成績Lについて説明する。図6は、被検者が高齢者である場合に、立ち上がり動作開始時点から終了時点までに重心座標が描いた軌跡の一例である。若年者の重心の軌跡を表す図3と比較する。若年者の重心軌跡長Dは20.48(cm)であり、高齢者の重心軌跡長Dは31.63(cm)である。このように、若年者は高齢者に比べて重心軌跡長Dが短いことが分かる。即ち、若年者は、立ち上がり動作において重心の変動の幅が高齢者に比べて小さく、バランス能力が良いことが分かる。
[Evaluation example]
The center-of-gravity locus length D and the locomotive result L when the subject is a young person and an elderly person will be described with reference to FIGS. 3, 4, 6, and 7. FIG. 6 is an example of a trajectory drawn by the barycentric coordinates from the start time to the end time when the subject is an elderly person. Compared with FIG. 3 showing the trajectory of the center of gravity of the young person. The center of gravity locus length D of the young person is 20.48 (cm), and the center of gravity locus length D of the elderly is 31.63 (cm). Thus, it can be seen that the young person has a shorter center of gravity locus length D than the elderly. That is, it can be seen that the younger person has a smaller range of fluctuation of the center of gravity in the standing up motion than the elderly person and has better balance ability.
図7は、被検者が高齢者である場合に、立ち上がり動作期間における荷重P、重心座標Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれの時間変化を表すグラフの一例である。図7に示す高齢者は、Yminは−7.50(cm)、t(Ymin)は0.718(s)、D(t(Ymin)+3)は71.11(cm)、D(t(Ymin))は39.48(cm)であった。よって、バランス能力を表す指標Bが3.16(1/m)と算出された。また、Pmaxは100.42(kg)、t(Pmax)は0.843(s)、Pminは2.15(kg)、t(Pmin)は0.546(s)であった。よって、動作の俊敏性を表す指標Sが3.37(1/S)と算出された。従って、ロコモ成績Lが10.64となった。 FIG. 7 is an example of a graph showing time changes of the load P, the center-of-gravity coordinates Y, and the center-of-gravity locus length D during the rising motion period when the subject is an elderly person. 7, Y min is −7.50 (cm), t (Y min ) is 0.718 (s), D (t (Y min ) +3) is 71.11 (cm), D (T (Y min )) was 39.48 (cm). Therefore, the index B representing the balance ability was calculated to be 3.16 (1 / m). Further, P max was 100.42 (kg), t (P max ) was 0.843 (s), P min was 2.15 (kg), and t (P min ) was 0.546 (s). . Therefore, the index S representing the agility of the motion was calculated as 3.37 (1 / S). Therefore, the Lokomo performance L was 10.64.
これに対し、図4に示す若年者は、Yminは−9.00(cm)、t(Ymin)は0.795(s)、D(t(Ymin)+3)は44.09(cm)、D(t(Ymin))は22.30(cm)であった。よって、Bが4.59(1/m)と算出された。また、Pmaxは72.9(kg)、t(Pmax)は0.920(s)、Pminは3.52(kg)、t(Pmin)は0.670(s)であった。よって、Sが4.00(1/S)と算出された。従って、ロコモ成績Lが18.36となった。若年者は、高齢者に比べてB、Sともに大きく、ロコモ成績Lが高いことが分かる。 On the other hand, the young person shown in FIG. 4 has Y min of −9.00 (cm), t (Y min ) of 0.795 (s), and D (t (Y min ) +3) of 44.09 ( cm) and D (t (Y min )) were 22.30 (cm). Therefore, B was calculated to be 4.59 (1 / m). Moreover, P max was 72.9 (kg), t (P max ) was 0.920 (s), P min was 3.52 (kg), and t (P min ) was 0.670 (s). . Therefore, S was calculated to be 4.00 (1 / S). Therefore, Lokomo performance L was 18.36. It can be seen that the younger person has a larger B and S and a higher Lokomo performance L than the elderly person.
[検証]
図8を参照して、ロコモ成績Lの有用性について説明する。被検者として、健常な高齢者15名と若年者22名の計37名を対象とし、各被検者に立ち上がり動作を実行させ、運動器評価システム100により荷重P、重心座標X、Y、重心軌跡長Dの時間変化を計測した。すると、若年者にも高齢者にも同じような波形パターンが見られ、立ち上がり動作特有の波形パターンが存在することが分かった。なお、高齢者15名の平均年齢は、61.5歳であり、若年者22名の平均年齢は、26.2歳である。
[Verification]
With reference to FIG. 8, the usefulness of the locomotive result L will be described. As subjects, a total of 37 healthy elderly 15 people and 22 young people are targeted, and each subject is caused to perform a rising motion, and the exercise
運動器評価システム100により、各被検者のロコモ成績Lを算出し、高齢者15名及び若年者22名のロコモ成績Lの平均値を求めた。図8に示すように、高齢者のロコモ成績Lの平均値は、12.15であり、若年者のロコモ成績Lの平均値は、16.13であった。
The locomotive performance L of each subject was calculated by the
図8に示す結果を仮説検定に基づき検証する。まず、ロコモ成績Lについて高齢者群と若年者群の間に有意差がないという帰無仮説を立てる。そして、マン・ホイットニーのU検定により、有意確率Pを算出する。マン・ホイットニーのU検定について詳細は割愛する。 The result shown in FIG. 8 is verified based on the hypothesis test. First, a null hypothesis is made that there is no significant difference between the elderly group and the young group with respect to Lokomo performance L. Then, the significance probability P is calculated by the Mann-Whitney U test. The details of Mann-Whitney U test are omitted.
仮説検定によれば、有意水準αと有意確率Pを比較し、P<αである場合、帰無仮説が棄却される。一方、P>αである場合、帰無仮説は棄却されない。なお、有意水準αは典型的には0.05である。 According to the hypothesis test, the significance level α is compared with the significance probability P. If P <α, the null hypothesis is rejected. On the other hand, if P> α, the null hypothesis is not rejected. The significance level α is typically 0.05.
図8に示すように、マン・ホイットニーのU検定によれば、有意確率Pは0.006となった。従って、P(=0.006)<α(=0.05)となり、帰無仮説は棄却される。即ち、高齢者のロコモ成績と若年者のロコモ成績の間には有意差があり、高齢者のロコモ成績Lは若年者のロコモ成績Lに比べ、有意に低い値を示し、逆に、若年者のロコモ成績Lは高齢者のロコモ成績Lに比べ、有意に高い値を示す、と言える。以上より、加齢に伴う運動器機能の低下をロコモ成績Lによって検出できたため、運動器評価システム100の有用性が示された。
As shown in FIG. 8, according to Mann-Whitney U test, the significance probability P was 0.006. Therefore, P (= 0.006) <α (= 0.05), and the null hypothesis is rejected. That is, there is a significant difference between the locomotive results of the elderly and the young people, and the locomotive performance L of the elderly is significantly lower than that of the young people. It can be said that the locomotive performance L of the present invention is significantly higher than the locomotive performance L of the elderly. As mentioned above, since the fall of the musculoskeletal function accompanying an aging was able to be detected by the locomotive result L, the usefulness of the
(第二実施形態)
続いて、本発明の運動器評価システムの第二実施形態について説明する。第二実施形態は、第一実施形態と、被験者の動作の俊敏性を表す指標の算出方法が異なる。以下、第二実施形態における被験者の動作の俊敏性を表す指標を、指標Saと表記する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the exerciser evaluation system of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in a method of calculating an index representing the agility of the subject's movement. Hereinafter, an index representing the agility of the subject's movement in the second embodiment is denoted as an index Sa.
[構成]
図9に第二実施形態の運動器評価システム200を示す。運動器評価システム200は、椅子110と、検出器120と、運動器評価装置130aとを備える。第二実施形態の運動器評価システム200は、第一実施形態の運動器評価システム100と、運動器評価装置130に代わり運動器評価装置130aを備える点で異なり、他の構成は同様である。以下、運動器評価装置130aについて説明する。
[Constitution]
FIG. 9 shows an
運動器評価装置130aは、第一実施形態の運動器評価装置130と、制御部140に代わり制御部140aを備える点のみ異なる。制御部140aは、第一の算出部141aと、第二の算出部142aと、第三の算出部143aと、評価部145aとを備える。
The
第一の算出部141aは、第一実施形態における第一の算出部141と、荷重Pに代わり、荷重P´を算出する点で異なり、他の点は同様である。即ち、第一の算出部141aは、立ち上がり動作期間における荷重P´、重心座標X、Y、を算出するとともに、立ち上がり動作期間中の各時点につき、重心軌跡長Dを算出する。なお、荷重P´とは、荷重Pを被検者の体重で除したものである。荷重P´の単位は「BW(bodyweight)」である。このように、第一の算出部141aは、荷重Pの体重に対する割合である荷重P´を算出する。被検者ごとに体重が異なるためである。なお、第一の算出部141aは、第一実施形態の第一の算出部141のように、荷重Pを算出しても構わない。
The
第二の算出部142aは、第一実施形態における第二の算出部142と、被験者の動作の俊敏性を表す指標として指標Sに代わり指標Saを算出する点で異なり、他の構成は同様である。なお、第二の算出部142aは、第一実施形態における第二の算出部142と同様に、バランス能力を表す指標として指標Bを算出する。以下、第二の算出部142aが算出する指標Saについて説明する。
The
第二の算出部142aは、第一の算出部141aから、立ち上がり動作期間内の各時点における荷重P´を取得する。第二の算出部142aは、第一の算出部141aから取得した荷重P´のうち、最大値P´maxを取り出す。続いて、第二の算出部142aは、最大値P´maxの90%と25%の大きさを算出する。即ち、第二の算出部142aは、0.90×P´maxと、0.25×P´maxとを算出する。そして、第二の算出部142aは、荷重P´が0.90×P´maxとなる時点t(0.90×P´max)と、荷重P´が0.25×P´maxとなる時点t(0.25×P´max)と、を取得する。そして、第二の算出部142aは、以下の式により、被験者の動作の俊敏性を表す指標Saを算出する。なお、指標Saが第二の指標に対応する。
The
即ち、第二の算出部142aは、時点t(0.25×P´max)と時点t(0.90×P´max)における荷重P´の変化速度を算出する。
That is, the
荷重P´の変化速度が大きいほど、被験者の動作が機敏であると言える。即ち、指標Saが大きいほど、被験者の動作は俊敏性に富む。一方、荷重P´の変化速度が小さいほど、被験者の動作が遅緩であると言える。即ち、指標Saが小さいほど、被験者の動作は俊敏性に欠ける。 It can be said that the movement of the subject is quicker as the change rate of the load P ′ is larger. That is, the larger the index Sa, the more agile the subject's movement is. On the other hand, it can be said that the movement of the subject is slower as the change speed of the load P ′ is smaller. That is, the smaller the index Sa, the less agile the subject's movement.
第二の算出部142aは、算出した指標B及び指標Saを第三の算出部143aに出力する。第三の算出部143aは指標B及び指標Saを積算することによってロコモ成績Laを算出する。即ち、La=B×Saである。第三の算出部143aは、算出したロコモ成績Laを評価部145aに出力する。なお、第三の算出部143aがロコモ成績Laを指標B及び指標Saの積算により算出する理由は第一実施形態と同様であるため説明を省略する。
The
評価部145aは、ロコモ成績Laを用いて、被験者の現在の運動器の状態を評価する。具体的な評価方法は第一実施形態の評価部145と同様であるため説明を省略する。なお、上記のように、ロコモ成績Laは指標B及び指標Saの積算によって算出される。ここで、指標Bが大きいほど被験者のバランス能力は高く、指標Saが大きいほど被験者の動作は俊敏性に富む。従って、被験者の運動器の状態が良好であるほど、ロコモ成績Laは大きい値となる。
The
[評価例]
図10及び図11を参照して、被検者が若年者である場合と高齢者である場合のロコモ成績Laについて説明する。
[Evaluation example]
With reference to FIG.10 and FIG.11, the locomotive result La in the case where a subject is a young person and an elderly person is demonstrated.
図10は、被検者が高齢者である場合に、立ち上がり動作期間における荷重P´、重心座標Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれの時間変化を表すグラフの一例である。図10に示す高齢者は、バランス能力を表す指標Bが2.64(1/m)と算出された。また、0.90×P´maxは1.13(BW)、t(0.90×P´max)は1.88(s)、0.25×P´maxは0.31(BW)、t(0.25×P´max)は1.75(s)であった。よって、動作の俊敏性を表す指標Saが6.31(BW/s)と算出された。従って、ロコモ成績Laが16.7(BW/m・s)となった。 FIG. 10 is an example of a graph showing time changes of the load P ′, the barycentric coordinate Y, and the barycentric locus length D during the rising motion period when the subject is an elderly person. For the elderly shown in FIG. 10, the index B representing the balance ability was calculated to be 2.64 (1 / m). Further, 0.90 × P′max is 1.13 (BW), t (0.90 × P′max) is 1.88 (s), 0.25 × P′max is 0.31 (BW), t (0.25 × P′max) was 1.75 (s). Therefore, the index Sa representing the agility of the motion was calculated as 6.31 (BW / s). Therefore, the Locomo result La was 16.7 (BW / m · s).
図11は、被検者が若年者である場合に、立ち上がり動作期間における荷重P´、重心座標Y、及び重心軌跡長Dのそれぞれの時間変化を表すグラフの一例である。図11に示す若年者は、バランス能力を表す指標Bが4.81(1/m)と算出された。また、0.90×P´maxは1.36(BW)、t(0.90×P´max)は1.06(s)、0.25×P´maxは0.38(BW)、t(0.25×P´max)は0.99(s)であった。よって、動作の俊敏性を表す指標Saが14.0(BW/s)と算出された。従って、ロコモ成績Laが67.3(BW/m・s)となった。 FIG. 11 is an example of a graph representing time changes of the load P ′, the barycentric coordinate Y, and the barycentric locus length D during the rising motion period when the subject is a young person. For the young person shown in FIG. 11, the index B representing balance ability was calculated to be 4.81 (1 / m). Further, 0.90 × P′max is 1.36 (BW), t (0.90 × P′max) is 1.06 (s), 0.25 × P′max is 0.38 (BW), t (0.25 × P′max) was 0.99 (s). Therefore, the index Sa representing the agility of the motion was calculated as 14.0 (BW / s). Therefore, Locomo result La was 67.3 (BW / m · s).
上記のように、若年者のSaは高齢者のSaに比べて遥かに大きく、これにより、ロコモ成績Laについても、若年者と高齢者との間で大きな差が出た。 As described above, the Sa of young people is much larger than Sa of elderly people, and as a result, the Locomo results La also differed greatly between young people and elderly people.
[検証]
図12を参照して、ロコモ成績Laの有用性について説明する。被検者として、健常な高齢者27名と若年者25名の計52名を対象とし、各被検者に立ち上がり動作を実行させ、運動器評価システム200により荷重P´、重心座標X、Y、重心軌跡長Dの時間変化を計測した。なお、高齢者27名の平均年齢は、76.7歳であり、若年者25名の平均年齢は、22.3歳である。
[Verification]
With reference to FIG. 12, the usefulness of Locomo results La will be described. As subjects, a total of 52 healthy 27 elderly people and 25 young people were targeted, causing each subject to perform a standing-up motion, and the exercise
運動器評価システム200により、各被検者のロコモ成績Laを算出し、高齢者27名及び若年者25名のロコモ成績Laの平均値を求めた。図12に示すように、高齢者のロコモ成績Laの平均値は、28.2(BW/m・s)であり、若年者のロコモ成績Laの平均値は、47.0(BW/m・s)であった。
The locomotive performance La of each subject was calculated by the
図12に示す結果を第一実施形態と同様の仮説検定に基づき検証する。図12に示すように、有意確率Pは0.001より小さい値となった。即ち、高齢者のロコモ成績Laと若年者のロコモ成績Laの間には有意差があり、高齢者のロコモ成績Laは若年者のロコモ成績Laに比べ、有意に低い値を示し、逆に、若年者のロコモ成績Laは高齢者のロコモ成績Laに比べ、有意に高い値を示す、と言える。以上より、加齢に伴う運動器機能の低下をロコモ成績Laによって検出できたため、運動器評価システム200の有用性が示された。
The result shown in FIG. 12 is verified based on the same hypothesis test as in the first embodiment. As shown in FIG. 12, the significance probability P was a value smaller than 0.001. That is, there is a significant difference between the locomotive results La of the elderly and the young people's Lacomo results La, the locomotive results La of the elderly are significantly lower than the young people's Locomo results La, conversely, It can be said that the locomotive performance La of young people is significantly higher than the locomotive performance La of elderly people. As mentioned above, since the fall of the musculoskeletal function accompanying an aging was able to be detected by Locomo result La, the usefulness of the
特に、第一実施形態のロコモ成績Lでは、有意確率Pは0.006であったのに対し、第二実施形態のロコモ成績Laでは、有意確率Pが第一実施形態に比べてさらに小さい値となった。即ち、第二実施形態のロコモ成績Laによれば、加齢に伴う運動器機能の低下を高精度に検出することができることが示された。本発明者は、このように第二実施形態によればロコモ成績の精度が向上する点につき、以下のように考察している。 In particular, in the Locomo score L of the first embodiment, the significance probability P was 0.006, whereas in the Locomo score La of the second embodiment, the significance probability P is a smaller value than the first embodiment. It became. That is, according to the Locomo results La of the second embodiment, it has been shown that a decrease in musculoskeletal function accompanying aging can be detected with high accuracy. The present inventor considers the point that the accuracy of the Locomo results is improved according to the second embodiment as follows.
即ち、本発明者は、第二実施形態の指標Saによれば、被験者の動作の俊敏性をより精確に表すことができると考察している。即ち、指標Saによれば同一被験者における測定結果のバラつきを抑制することができ、指標Saを用いてロコモ成績を算出することにより、ロコモ成績の精度が向上したものと考察している。実際に、本発明者が、上記の高齢者27名の指標Saと、若年者25名の指標Saとに対し、仮説検定を行ったところ、図13に示すように、高齢者の指標Saの平均値は、8.94(BW/s)であり、若年者の指標Saの平均値は、12.14(BW/s)であった。そして、有意確率Pが0.001より小さい値となることが分かった。即ち、高齢者の指標Saと若年者の指標Saとの間には有意差があり、高齢者の指標Saは若年者の指標Saに比べ、有意に低い値を示し、逆に、若年者の指標Saは高齢者の指標Saに比べ、有意に高い値を示すことが確認された。 That is, the inventor considers that the agility of the movement of the subject can be expressed more accurately according to the index Sa of the second embodiment. That is, according to the index Sa, it is considered that the variation of the measurement result in the same subject can be suppressed, and the accuracy of the locomotive results is improved by calculating the locomotive results using the index Sa. Actually, when the present inventor conducted a hypothesis test on the index Sa of the above-mentioned 27 elderly people and the index Sa of the 25 young people, as shown in FIG. The average value was 8.94 (BW / s), and the average value of the index Sa for young people was 12.14 (BW / s). And it turned out that the significance probability P becomes a value smaller than 0.001. That is, there is a significant difference between the index Sa of the elderly and the index Sa of the young, and the index Sa of the elderly shows a significantly lower value than the index Sa of the young, It was confirmed that the index Sa is significantly higher than the index Sa of the elderly.
[別実施形態]
以下、別実施形態について説明する。
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.
〈1〉本実施形態では、検出器120と運動器評価装置130は別体に構成されているが、これに限らない。即ち、検出器120と運動器評価装置130は一体に構成され、検出器120が運動器評価装置130の構成を備えていてもよい。この場合、被検者が立ち上がり動作を完了し検出器120に立位すると、ロコモ成績Lやロコモ年齢等が検出器120の表示部に表示されてもよい。
<1> In the present embodiment, the
〈2〉本実施形態では、運動器評価装置130の制御部140は、評価部145を備えるが、評価部145を備えなくてもよい。この場合、評価者は、ロコモ成績Lとロコモ年齢の対応テーブルを予め準備しておき、第三の算出部143によりロコモ成績Lが算出されると、対応テーブルを基にロコモ年齢を導き、被検者の実年齢と比較してもよい。評価者は、比較結果を被検者に口頭で伝えてもよい。
<2> In the present embodiment, the
〈3〉本実施形態では、評価部145は、回帰式を用いてロコモ年齢を算出し、被検者の実年齢と比較することで運動器の状態を評価するが、これに限らない。即ち、年齢に対するロコモ成績の標準値(以下、標準値)を表す、本実施形態の回帰式とは別の回帰式を予め導出しておくとよい。そして、被検者の実年齢に対する標準値と、実際に算出されたロコモ成績Lとを比較し、ロコモ成績Lが標準値以上であれば、運動器の状態は良好と評価し、標準値未満であれば、運動器の状態は良好ではないと評価してもよい。
<3> In the present embodiment, the
〈4〉本実施形態では、運動器評価装置130が第一の算出部141、第二の算出部142、及び第三の算出部143を備えるが、これに限らない。即ち、検出器120が、第一の算出部141、第二の算出部142及び第三の算出部143のうち少なくとも一つを備えてもよい。より一般的には、運動器評価システム100が第一の算出部141、第二の算出部142及び第三の算出部143を備えればよい。
<4> In this embodiment, the
〈5〉本実施形態では、第二の算出部142は、Bを算出するために、立ち上がり動作が完了した時間をt(Ymin)+3と定義するが、これに限らない。即ち、立ち上がり動作が完了した時間は、t(Ymin)から3秒後に限らず、1秒後でも5秒後であってもよい。より一般的には、荷重Pが変動せず収束している時点であればよい。
<5> In the present embodiment, the
〈6〉本実施形態では、第二の算出部142は、バランス能力を示す指標Bを重心軌跡長Dを利用して算出したが、これに限らない。例えば、第一の算出部141は、重心軌跡長Dに代わり重心座標の軌跡を囲む矩形の面積(図14参照)を算出し、第二の算出部142は、t(Ymin)からt(Ymin)+3における重心軌跡を囲む矩形の面積の逆数を用いて指標Bを算出してもよい。より一般的には、指標Bは、立ち上がり動作における被検者の重心の動揺、即ち、重心座標の変動に基づき算出されるとよい。なお、第一の算出部141は、立ち上がり動作期間中の重心座標X、Yのそれぞれの最大値及び最小値を基に矩形を設定するとよい。矩形面積は、重心軌跡長Dに比べ容易に算出できる。そのため、第一の算出部141に掛かる処理負荷を軽減できるという効果がある。
<6> In the present embodiment, the
なお、重心軌跡長Dは、矩形面積に比べ、重心座標が描く軌跡に忠実な値である。本実施形態は、矩形面積ではなく重心軌跡長Dを用いることでより精密な指標Bを算出できる。 The center-of-gravity locus length D is a value that is more faithful to the locus drawn by the center-of-gravity coordinates than the rectangular area. In the present embodiment, a more accurate index B can be calculated by using the center of gravity locus length D instead of the rectangular area.
〈7〉第二実施形態では、第二の算出部142aは、時点t(0.25×P´max)と時点t(0.90×P´max)における荷重P´の変化速度を、被験者の動作の俊敏性を表す指標Saとして算出したが、これに限らない。例えば、第二の算出部142aは、荷重P´の最大値P´maxの80%と30%の大きさを算出し、荷重P´が0.30×P´maxとなる時点t(0.30×P´max)と、荷重P´が0.80×P´maxとなる時点t(0.80×P´max)における荷重P´の変化速度を指標Saとして算出しても構わない。また、第二の算出部142aは、荷重P´が最大値P´maxとなる時点t(P´max)と、荷重P´が最小値P´minとなる時点t(P´min)における荷重P´の変化速度を指標Saとして算出しても構わない。即ち、第二の算出部142aは、荷重P´が最小値P´minとなる時点t(P´min)から、荷重P´が最大値P´maxとなる時点t(P´max)までの間の任意の二つの時点を特定し、当該二つの時点における荷重P´の変化速度を指標Saとして算出しても構わない。また、第二の算出部142aは、荷重P´が最小値P´minとなる時点t(P´min)から、荷重P´が最大値P´maxとなる時点t(P´max)までの間において、三つ以上の時点を任意に特定し、周知の最小二乗法によって得られる荷重P´の変化速度を指標Saとしても構わない。
<7> In the second embodiment, the
100 : 第一実施形態の運動器評価システム
110 : 椅子
120 : 検出器
130 : 第一実施形態の運動器評価装置
130a : 第二実施形態の運動器評価装置
140 : 第一実施形態の制御部
140a : 第二実施形態の制御部
141 : 第一実施形態の第一の算出部
141a : 第二実施形態の第一の算出部
142 : 第一実施形態の第二の算出部
142a : 第二実施形態の第二の算出部
143 : 第一実施形態の第三の算出部
143a : 第二実施形態の第三の算出部
145 : 第一実施形態の評価部
145a : 第二実施形態の評価部
150 : 表示部
160 : 操作部
200 : 第二実施形態の運動器評価システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Exerciser evaluation system of 1st embodiment 110: Chair 120: Detector 130:
Claims (7)
前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出部と、
前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出部と、を備え、
前記第一の算出部は、さらに、前記立ち上がり動作期間の開始時から前記重心座標が描く軌跡の長さである重心軌跡長を、前記立ち上がり動作期間の終了時以前の各時点で算出し、
前記第二の算出部は、
前記重心座標に基づいて、前記被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点を特定し、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差を用いて、前記第一の指標を算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点を用いて、前記第二の指標を算出することを特徴とする運動器評価システム。 The load during the rising operation period from when the subject is seated with both feet placed on the detector to when the subject stands up and stands on the detector until the standing posture stabilizes, and the load A first calculation unit for calculating a barycentric coordinate which is a coordinate on the detector of the action point of
Based on the change in the center-of-gravity coordinates during the rising motion period, a first index representing the balance ability of the subject is calculated, and based on the change in the load during the rising motion period, the subject motion A second calculator for calculating a second index representing agility of
Using the first index and the second index, a third calculation unit for calculating a third index for evaluating the exercise device of the subject,
The first calculation unit further calculates a centroid locus length, which is a length of a locus drawn by the centroid coordinates from the start of the rising motion period, at each time point before the end of the rising motion period,
The second calculation unit includes:
Based on the center-of-gravity coordinates, identify the time point when the subject switches from a seated state to a standing state,
The first index is calculated using a difference between the center of gravity locus length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity locus length from the start of the rising motion period to the specified time point. And
Using at least two time points, exercise device evaluation system that is characterized in that to calculate the second index in to the point where the maximum from the time when the load is minimum.
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標として算出し、
前記少なくとも二つの時点と、前記少なくとも二つの時点における前記荷重と、を用いて得られる前記荷重の変化速度を、前記第二の指標として算出することを特徴とする請求項1に記載の運動器評価システム。 The second calculation unit includes:
The reciprocal of the difference between the center of gravity trajectory length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity trajectory length from the start of the rising motion period to the specified time is calculated as the first index. And
It said at least two time points, at least with the load at two time points, a rate of change of the load obtained with the exercise device according to claim 1, characterized in that calculated as the second indicator Evaluation system.
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差の逆数を、前記第一の指標として算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までに要する時間の逆数を、前記第二の指標として算出することを特徴とする請求項1に記載の運動器評価システム。 The second calculation unit includes:
The reciprocal of the difference between the center of gravity trajectory length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity trajectory length from the start of the rising motion period to the specified time is calculated as the first index. And
Musculoskeletal evaluation system according to claim 1, characterized in that the reciprocal of the time required until the time when the maximum from the time when the load is minimum, is calculated as the second indicator.
前記運動器評価装置は、
前記第一の算出部と、
前記第二の算出部と、
前記第三の算出部と、
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の運動器評価システム。 The exercise device evaluation system includes the detector and an exercise device evaluation device,
The exercise device evaluation device is:
The first calculation unit;
The second calculation unit;
The third calculation unit;
The exerciser evaluation system according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
前記運動器評価システムが備える第一の算出部が、被検者が検出器上に両足を載置した状態で着座した時点から、立ち上がって前記検出器上に立位した後、立位姿勢が安定する時点までの立ち上がり動作期間における荷重と、前記荷重の作用点の前記検出器上における座標である重心座標とを算出する第一の算出ステップと、
前記運動器評価システムが備える第二の算出部が、前記立ち上がり動作期間における前記重心座標の変化に基づいて、前記被検者のバランス能力を表す第一の指標を算出し、前記立ち上がり動作期間における前記荷重の変化に基づいて、前記被検者の動作の俊敏性を表す第二の指標を算出する第二の算出ステップと、
前記運動器評価システムが備える第三の算出部が、前記第一の指標と前記第二の指標とを用いて、前記被検者の運動器を評価するための第三の指標を算出する第三の算出ステップと、
前記運動器評価システムが備える評価部が、前記第三の指標に基づいて、前記被検者の運動器を評価する評価ステップと、を備え、
前記第一の算出ステップにおいて、前記第一の算出部は、さらに、前記立ち上がり動作期間の開始時から前記重心座標が描く軌跡の長さである重心軌跡長を、前記立ち上がり動作期間の終了時以前の各時点で算出し、
前記第二の算出ステップにおいて、前記第二の算出部は、
前記重心座標に基づいて、前記被検者が着座した状態から立位した状態に切り替わった時点を特定し、
前記立ち上がり動作期間の開始時から終了時までの前記重心軌跡長と、前記立ち上がり動作期間の開始時から特定した前記時点までの前記重心軌跡長との差を用いて、前記第一の指標を算出し、
前記荷重が最小となる時点から最大となる時点までにおける少なくとも二つの時点を用いて、前記第二の指標を算出することを特徴とする運動器評価システムの作動方法。
A method of operating a musculoskeletal evaluation system,
After the first calculation unit provided in the exerciser evaluation system is seated with both feet placed on the detector , the subject stands up and stands on the detector, and then the standing posture is A first calculation step of calculating a load in a rising operation period until a stable time point and a barycentric coordinate which is a coordinate on the detector of an action point of the load;
The second calculator included in the exerciser evaluation system calculates a first index representing the balance ability of the subject based on the change in the barycentric coordinates in the rising motion period, and in the rising motion period A second calculation step of calculating a second index representing the agility of the subject's movement based on the change in the load;
A third calculation unit provided in the exercise device evaluation system calculates a third index for evaluating the subject's exercise device using the first index and the second index. Three calculation steps;
An evaluation unit included in the exercise device evaluation system includes an evaluation step of evaluating the exercise device of the subject based on the third index ,
In the first calculation step, the first calculation unit further calculates a centroid trajectory length that is a length of a trajectory drawn by the centroid coordinates from the start of the rising motion period before the end of the rising motion period. Calculated at each point of time,
In the second calculation step, the second calculation unit includes:
Based on the center-of-gravity coordinates, identify the time point when the subject switches from a seated state to a standing state,
The first index is calculated using a difference between the center of gravity locus length from the start to the end of the rising motion period and the center of gravity locus length from the start of the rising motion period to the specified time point. And
The method of operating an exerciser evaluation system , wherein the second index is calculated using at least two time points from a time point at which the load becomes minimum to a time point at which the load becomes maximum .
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