JPH0133089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主に大腿四頭筋など下肢の筋の筋力測
定、筋力増強及び筋萎縮防止の為の訓練に用いる
装置に関する。

骨関節等運動器の障害のある者及び高齢者では
筋力低下が著しくなり、関節に過酷な荷重が掛
り、関節に炎症、変形等を生じ機能障害を生じる
ことが多い。そこで関節に障害を生じないよう
又、筋力が回復して日常生活が円滑に行なわれる
よう保存的治療及び予防として筋肉を鍛え関節を
保護する必要がある。

また骨関節の手術前後でも筋力の増強と低下の
予防が必要である。これには下腿三頭筋、大腿四
頭筋、大臀筋、中臀筋、腹筋、背筋、等の抗重力
筋の機能が正常に働らかなければならない。この
抗重力筋が萎縮し機能を失うと起立することが不
可能となり寝たきりの患者へと進行する。

そこで寝たきり患者にならない為には抗着力筋
を常時鍛える必要がある。特に老人の場合大腿四
頭筋の萎縮が顕著に進むので、老人に対して大腿
四頭筋を主に訓練を施す必要がある。又、手術に
伴う筋力低下を予防し、術後の筋力をきたえる必
要がある。また前述したように老人や運動機能に
疾患をもつ患者では、関節痛を起さずに筋力訓練
をしなければならないので、関節を動かさずに筋
力を増強する等尺運動による訓練が必要である。

従来この種装置は下肢については一般に椅子型
に形成されており、その椅子に座し膝関節を曲げ
下腿を垂下して、下腿の前方あるいは後方に抵抗
体を位置せしめその抵抗体を下腿で移動させて大
腿四頭筋等の訓練を行なつていた。その為膝関節
に障害を持つ患者にとつてはこの様な装置を使用
することは苦痛をともなつてしまう欠点がある。
他の関節に障害のある場合も同様の欠点が露呈さ
れている。

また前述の椅子型の従来装置であつても下腿を
伸展した状態で大腿四頭筋を訓練するものもある
が大腿四頭筋のなかの重要な大腿直筋が弛緩して
しまいその訓練が全く出来ない。また装置が大が
かりであり、装置を病室へ一々移動するには多く
の労力を要してしまい、また起立困難、歩行困難
になりかけている患者を一々装置に移乗移降させ
るには多くの労力を要してしまう欠点がある。

そこで本考案は前述の欠点を解消し、軽量小型
で簡単にベツドに取り付けることができてしかも
訓練状況を患者にフイードバツクするように構成
した等尺性筋力訓練器を提供することを目的とし
てなされたものである。

即ち本考案は、荷重を検出する検出具３を下方
に向けて取着した枠体９の両端に垂下固着される
脚８を適宜な固定部材１を用いてベツド３３に着
脱可能に取着してなる機械的構成部に、前記検出
具３で検出した信号を処理する電気的構成部を併
設してなる等尺性筋力訓練器である。

また電気的構成部は検出具３に組み込まれた荷
重センサ１１からの信号を処理する信号処理部４
と、信号処理部４からの信号を表示する表示部５
と、信号処理部４の処理内容を指示する操作部６
とから構成されるものである。

また操作部６には訓練に適する荷重値を設定す
る荷重設定器１９が設けられ荷重センサ１１で検
出する荷重値が設定した設定荷重値に達すると表
示部５から光及び音の表示がなされるものであ
る。

また信号処理部４には、例えば下肢の訓練では
足関節部を圧接する検出具３で検出される荷重値
が設定荷重値に達しかつ検出した荷重値が設定荷
重値を越えると一秒毎の音が発せられ荷重値が設
定荷重値を越えている時間を計測し所定時間の経
過後他の音を発する訓練時間カウンター２３と、
訓練時間カウンター２３で所定時間を計測した後
は休止時間を計測し所定時間経過後スピーカー２
９で音表示する休止時間カウンター２５と、訓練
時間カウンター２３の作動回数をカウントし所定
の回数をカウントするとブザー３０の音を発生す
る訓練回数カウンター２２とが設けられ、一回期
の訓練の形態が表示部５の音で表示されるよう構
成したものである。

以下本考案の実施例を図面にもとづいて詳述す
る。

ベツド３３に取着するマジツクベルト等でなる
固定部材１を止着した長方形の基体２の上面には
門形に形成された枠体９を着脱自在に取着する。
門形枠体９は例えば下肢の訓練では足関節部を押
し当てて生じる押圧力を検出する荷重センサ１１
と該荷重センサ１１に生じる信号を処理する信号
処理部４と信号処理部４からの信号を表示する表
示部５と信号処理部４の処理内容を指示する操作
部６とからなる電気的構成部を収納する収納部７
の両端を脚８で支えてなる。

検出具３は枠体９と受圧片基部１０との間に歪
ゲージでなる荷重センサ１１を挾み、取付鍔を有
する筒体１２にスライドベアリング１３を内嵌
し、さらにスライドベアリング１３に受圧片基部
１０を摺動自在に内嵌する。受圧片基部１０の下
方にはスポンジ１４を貼つた受圧片１５が設けら
れる。

この検出具３は収納部７の中央下面部位に垂下
設置する。

第３図に示す電気的構成部の信号処理部４には
荷重センサ１１の抵抗変化信号を電圧変化信号に
変換しさらに増幅する増幅器１６を設け、増幅器
１６の出力の一方をＡ−Ｄ変換器１７の一方入力
端に接続する。増幅器１６の出力の他方は二入力
値を比較する比較器１８の一方入力端に接続す
る。

操作部６には荷重値を設定しその荷重値を電圧
値に変換する荷重設定器１９を設け、荷重設定器
１９の出力を前記比較器１８の他方入力端に接続
する。

表示部５には、Ａ−Ｄ変換器１７の出力が接続
され荷重センサ１１で検出した荷重が表示される
荷重表示器２０を設け、さらに表示部５には比較
器１８の出力が接続され検出具３に加えた荷重値
が設定した荷重値を越えると点灯するランプ２１
が設けられる。

前記信号処理部４には前述した増幅器１６、Ａ
−Ｄ変換器１７、比較器１８に加えて、一度の訓
練期間内での訓練動作即ち下肢の訓練では大腿四
頭筋に力を入れて足関節部で検出具３を押し上げ
る動作の回数をカウントする訓練回数カウンター
２２と、訓練動作をなしている時間をカウントす
る訓練時間カウンター２３と、休止動作即ち大腿
四頭筋への力を抜き下腿を検出具３下方に敷設し
た緩衝材２４上に横たえる動作をなしている時間
をカウントする休止時間カウンター２５とを有す
る。さらに信号処理部４にはクロツクパルス及び
周波数の果なる四種類の可聴周波を発生するクロ
ツクパルス発生器２６と、四種類の可聴周波を訓
練時間カウンター２３及び休止時間カウンター２
５からの出力信号に制御されてクロツクパルス発
生器２６から得る四種類の可聴周波を適宜に選択
して出力する音色切換器２７とを有する。

操作部６には前記荷重設定器１９に加えて、検
出具３に加わる荷重を荷重表示器２０で表示する
という計測のみ行うかあるいは音表示と共に例え
ば下肢の訓練では大腿四頭筋の訓練を行うかの二
者択一をなす計測・訓練切換器２８を設ける。該
計測・訓練切換器２８の出力の一方はＡ−Ｄ変換
器１７の他方入力端に接続される。また計測・訓
練切換器２８の出力の他方は訓練回数カウンター
２２、訓練時間カウンター２３及び休止時間カウ
ンター２５の三ケのカウンターの夫々に入力され
る。さらに該計測・訓練切換器２８の入力端には
訓練回数カウンター２２の出力が接続される。

訓練時間カウンター２３の入力端には計測・訓
練切換器２８の出力信号に加えて比較器１８から
の出力信号とクロツクパルス発生器２６からのク
ロツクパルス信号とが接続される。訓練時間カウ
ンター２３の出力信号は訓練回数カウンター２２
と休止時間カウンター２５と音色切換器２７との
夫々の入力端に接続される。

休止時間カウンター２５の入力端にはクロツク
パルス発生器２６からのクロツクパルス信号が接
続され、休止時間カウンター２５の出力は音色切
換器２７の入力端に接続され、さらにこの音色切
換器２７の入力端にはクロツクパルス発生器２６
からの可聴周波信号が入力される。

表示部５には荷重表示器２０及びランプ２１に
加えて、音色切換器２７の出力を得て発振音を発
生するスピーカー２９と、訓練回数カウンター２
２の出力を得てブザー音を発生するブザー３０と
が設けられる。

荷重設定器１９は荷重値を設定操作する荷重設
定ツマミ３１を有し、計測・訓練切換器２８は大
腿四頭筋の筋力を計測するか大腿四頭筋の訓練を
行うかの切換操作をする計測・訓練切換ツマミ３
２を有す。

脚８は二部材を接合して伸縮自在に構成され
る。

以上の構成の本考案装置の使用方法と作動を次
に詳述する。

療養用あるいは訓練用のベツド３３上の患者の
両足関節部の下に基体２を固定部材１で巻き回し
て固定する。例えば大腿四頭筋の訓練を行なおう
とする側の患者の足関節部を覆う様に枠体９を基
体２に取り着ける。患者は訓練動作と休止動作と
を交互に繰り返し行ない、訓練動作を20回なすこ
とにより一回期の訓練が完了される。

例えば大腿四頭筋の訓練を始めるに当つてはま
ず計測・訓練切換ツマミ３２を訓練側に合わし、
次に荷重設定ツマミ３１で訓練動作時に検出具３
を押圧すべき適宜な荷重値を設定する。

患者は足関節部で検出具３を押圧し設定した荷
重値に達するまで力を加え、達すると力を抜かな
いでそのまま検出具３を押しつづける。押圧力が
設定した荷重値を越えるとランプ２１は患者に見
える様に点灯表示され、ランプ２１点灯中は一秒
ごとの「ポツ」「ポツ」という訓練中音の可聴音
がスピーカー２９から発生され、所定秒数（本実
施例では５秒）が経過すると「ピーン」という訓
練終了音の可聴音が発出し患者に訓練動作の中止
を表示する。

患者は五秒間訓練動作をした後下肢の力を抜き
休止動作に入る。休止動作中に所定時間（本実施
例では五秒）が経過すると休止終了音「ピピピ…
…」という可聴音が発生し患者に休止動作の終了
を告げると共に訓練動作の開始を促がす。患者は
休止終了音を聞くと再度訓練動作を行う。このよ
うにして訓練動作と休止動作とを繰り返し行う。

患者が他の下肢を訓練する場合は枠体９から訓
練していた側を抜き他の側の足関節部を差し込む
か、あるいは基体２上への枠体９の取り付けをず
らして他の下肢の大腿四頭筋訓練を前述の如き訓
練方法で行う。他の部位の訓練を行う場合も同様
である。

大腿四頭筋の筋力の計測を行う時は計測・訓練
切換ツマミ３２を計測側に合わし、下肢を検出具
３に押圧する。検出具３で受ける押圧力は荷重表
示器２０でデイジタル表示される。

次に第３図に示す電気的構成部の作用を述べ
る。

荷重センサ１１では検出具３の受圧片１５で受
ける荷重量を抵抗値信号に変換し、増幅器１６で
は荷重センサ１１からの信号を電圧信号に変換し
てさらにこれを増幅する。Ａ−Ｄ変換器１７では
増幅器１６からの信号をＡ−Ｄ変換し、荷重表示
器２０ではＡ−Ｄ変換器１７の信号をデイジタル
表示する。荷重表示器２０では検出具３を押圧し
た荷重値が数字で表示される。

荷重設定器１９で設定した荷重値に対応した電
気信号と増幅器１６の出力信号とを比較器１８で
比較し、荷重設定器１９の出力レベルを増幅器１
６の出力レベルが越えると比較器１８から所定信
号が出力され、この出力でランプ２１が点灯す
る。

計測・訓練切換器２８で「計測」を選択してお
けばＡ−Ｄ変換器１７が作動するが訓練回数カウ
ンター２２、訓練時間カウンター２３及び休止時
間カウンター２５は作動しない。また計測・訓練
切換器２８で「訓練」を選択しておけばＡ−Ｄ変
換器１７は作動せず、訓練回数カウンター２２、
訓練時間カウンター２３及び休止時間カウンター
２５が作動し、装置は患者に対し訓練の実施を受
け入れる態勢に待機される。訓練回数カウンター
２２では、訓練時間カウンター２３が訓練作動の
時間を五秒カウントしたときに出力される訓練時
間カウンター２３からの出力信号をカウントし所
定回数（本実施例では20）をカウントすると訓練
回数カウンター２２から信号が出力されこの出力
信号で計測・訓練切換器２８は「計測」へ自動的
に切り換えられると同時にブザー３０が作動し一
回期訓練終了音のブザー音が発生される。訓練時
間カウンター２３ではクロツクパルス発生器２６
が発生させたクロツクパルスをもとに、比較器１
８からの出力と計測・訓練切換器２８からの出力
とで制御されて一秒毎に発する信号と所定時間
（本実施例では五秒）をカウントした時に発する
信号とを出力し、この出力で音色切換器２７を作
動させる。

音色切換器２７では訓練時間カウンター２３の
出力信号により、クロツクパルス発生器２６から
得る互いに周波数の異なる四種類の可聴周波のう
ち二つの周波（本実施例では512Hzと1024Hz）を
選択して取りだし、スピーカー２９より「ポツ、
ポツ……ピーン」という可聴音を発生させる。

休止時間カウンター２５では訓練時間カウンタ
ー２３が所定時間（本実施例では五秒）をカウン
トした時に発生する出力と計測・訓練切換器２８
の出力とで制御され、クロツクパルス発生器２６
のクロツクパルスをもとに休止作動の秒数をカウ
ントし五秒をカウントすると音色切換器２７へ信
号を与える。休止時間カウンター２５の信号を得
て音色切換器２７ではクロツクパルス発生器２６
から得る二つの可聴周波（本実施例では８Hzと
2048Hz）をアンド回路（図示省略）を用いて変調
波になしこの変調波信号をスピーカー２９に加え
て「ピ、ピ、ピ……」という可聴音を発生させ
る。

訓練回数カウンター２２の訓練回数、訓練時間
カウンター２３の訓練動作の継続時間、休止時間
カウンター２５の休止動作の継続時間の夫々の設
定は本実施例では20回、５秒、５秒としたが、こ
の設定数値は変更設定することも可能である。他
の大腿四頭筋以外の測定及び訓練も等尺性運動で
測定及び訓練が可能である。

以上の構成と作用とを有する本考案の効果を次
に述べる。

本装置の基体に固定部材を設けこの固定部材で
患者の療養ベツドあるいは訓練用のベツドに基体
を容易に固定する構成としている為、起立及び歩
行に支障を来たしつつある患者に対し、その患者
が横臥しているベツドに介助者は容易に本装置を
取着でき患者は横臥しているその場所で筋力の測
定及び訓練ができることとなつた。それゆえに横
臥している時間が長い患者に対し容易に筋力測定
及び訓練が実施でき、患者が老人の場合には「寝
たきり老人」への病状進行を阻止することができ
る。

また筋力訓練の一回期の態様をスピーカー音、
ブザー音、ランプ光で表示し誘導案内するように
構成している為、患者に訓練の始終を明確に知ら
せ訓練荷重の達成をランプの点灯表示で知らせ、
さらに一回期の訓練の型を音表示で知らすことに
より、患者にオペラント条件付けをすることがで
き訓練意欲の昂揚及び訓練の対応を円滑にせしめ
た。

また荷重設定器を設け、設定した荷重値に至る
訓練動作を所定回数なすと一回期の訓練が終了す
る様な訓練型に構成している為、訓練が定量的に
行えて施療者の指導方針を明確にし施療上大いに
有役なものである。

また本装置は筋収縮によつて生じる力を荷重セ
ンサで検出してこの検出信号を処理する構成であ
る為、従来の如きおもりやおもりを掛止するアー
ム等の部材を不要とし、極めて小型、軽量に構成
でき、装置の移動が容易になり施療者にとつては
大いに労力を軽減できたのである。

また訓練態様を間欠動作とし、訓練荷重を任意
に設定し訓練作動の時間と回数をプログラムする
構成としている為、訓練によつて筋肉が緊張、弛
緩を繰り返し筋肉のポンプ作用により筋肉周辺の
新陳代謝を促進し筋肉の廃用性萎縮を防止できる
とともに、筋力の小さい患者に対してでも設定荷
重値を小さくし設定し訓練作動の時間を短かく回
数を少なく設定することによつて本装置を用いて
の訓練が可能であり個人差に柔軟に対応できるも
のとなつた。また訓練途中で疲労の為訓練を中止
すると一回期の訓練が終了しない為、力の弱い患
者に対しては訓練の所定回数、所定秒数を減らし
ていかなる患者に対してでも一回期の訓練を終了
するように設定を変更できるので、使用上大変有
利なものとなつた。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案を図示しており、第１図は正
面図、第２図は斜視図、第３図は電気的構成部の
ブロツク図、第４図は検出具の断面図を夫々示し
ている。 １……固定部材、２……基体、３……検出具、
４……信号処理部、５……表示部、６……操作
部、７……収納部、８……脚、９……枠体、１１
……荷重センサ、１９……荷重設定器、２２……
訓練回数カウンター、２５……休止時間カウンタ
ー、２９……スピーカー、３０……ブザー、３３
……ベツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 荷重を検出する検出具３を下方に向けて取着し
   た枠体９の両端に垂下固着される脚８を適宜な固
   定部材１を用いてベツド３３に着脱可能に取着し
   てなる機構的構成部に、前記検出具３で検出した
   信号を処理する電気的構成部を併設してなり、前
   記電気的構成部は検出具３に組み込まれた荷重セ
   ンサ１１からの信号を処理する信号処理部４と、
   信号処理部４からの信号を表示する表示部５と、
   信号処理部４の処理内容を指示する操作部６とか
   ら構成され、前記操作部６には訓練に適する荷重
   値を設定する荷重設定器１９が設けられ荷重セン
   サ１１で検出する荷重値が設定した設定荷重値に
   達すると表示部５のランプ２１からの光及び表示
   部５のスピーカー２９からの音の表示がなされ、
   前記信号処理部４には、訓練開始の際検出具３で
   検出される荷重値が設定荷重値を越えた時に訓練
   時間の計測を開始すると共に訓練中音の発生を指
   示しさらに設定した訓練時間が経過すると訓練終
   了音の発生を指示する訓練時間のカウンター２３
   と、訓練終了音が発生された時に休止時間の計測
   を開始し設定した休止時間が経過すると休止終了
   音の発生を指示する休止時間カウンター２５と、
   訓練時間カウンター２３の作動回数を計数しこの
   計数値が設定した数値に到達すると一回期訓練終
   了音の発生を指示する訓練回数カウンター２２と
   が設けられ、一回期訓練の形態がランプ２１の光
   とスピーカー２９の音とブザー３０の音で表示さ
   れる等尺性筋力訓練器。