JPH03191960A - Apparatus for measuring, evaluating and training capacity for locomotion - Google Patents

Apparatus for measuring, evaluating and training capacity for locomotion

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JPH03191960A
JPH03191960A JP1332109A JP33210989A JPH03191960A JP H03191960 A JPH03191960 A JP H03191960A JP 1332109 A JP1332109 A JP 1332109A JP 33210989 A JP33210989 A JP 33210989A JP H03191960 A JPH03191960 A JP H03191960A
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training
angle
muscle
muscular strength
revolving shaft
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Akio Kikawa
黄川 昭雄
Satoru Mori
悟 森
Kenichi Ota
研一 太田
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Og Giken Co Ltd
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O G GIKEN KK
Og Giken Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To accurately evaluate function and to efficiently perform recovery training by mounting a muscular strength detection part, a revolving shaft angle detection part, the resistor to the revolution of a revolving shaft and a wt. input part and setting the optimum muscular strength training menu on the basis of measured results by a microprocessing unit. CONSTITUTION:The lower leg is mounted on a mounting tool 5 and a patient applies revolving force to a detection and resistance setting part 12 through an arm 11 and muscular strength is detected by a muscular strength detection part 9 and the angle of revolution of a revolving shaft 10 is detected by an angle detection part 14. An operator applies a signal to a resistor 13 by a keyboard switch to apply resistance to the revolution of the revolving shaft 10. The max. isometric volitional muscular strength and a wt. support index are calculated on the basis of the angular velocity, calculated from the wt. and angle of a muscular strength and wt. input part 37, and the coefficient at every angular velocity of the revolving shaft 10 and displayed to print out cautions about physical strength evaluation and training. Then, by automatically setting function recovery training, efficient training can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被験者(−故人を含むが以下患者という)に
対し、下肢の運動能力1機能の測定、評価及び訓練を行
なう為の筋力81す定評側訓練装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is a method for measuring, evaluating, and training lower limb motor ability for test subjects (including deceased persons, hereinafter referred to as patients). Relating to a side training device.

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邸動する機構、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。
BACKGROUND ART A conventional technique is Japanese Patent Publication No. 57-30509. This publication describes a mechanism for the input shaft that rotates by applying muscle force, a torque detection unit that detects muscle force, a mechanism that controls the rotation of the input shaft to a predetermined speed pattern, and a mechanism that decelerates the input shaft using a motor to move the input shaft. A mechanism for displaying a load torque on an input shaft, a mechanism for displaying a load torque on an input shaft, etc. 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 measuring and training devices cited as conventional techniques lack clear standards for objectively expressing the relationship between motor function and muscle strength. Conventionally, it has not been possible to determine the specific degree of motor dysfunction based on measurement and evaluation values obtained using muscle strength measurement and evaluation methods. For example, the strength of the quadriceps femoris muscle is MMT (=
There are surprisingly many patients who complain of anxiety about going up and down stairs even though they have a score of 5 or higher (manual muscle strength measurement method). Therefore, there is a need for a device that can measure and evaluate the degree of motor dysfunction.

また従来、筋力測定・評価にはアイソメトリンク法(等
入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、患者が筋や鍵を
痛めるケースがある為、筋や鍵を痛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。
In addition, the isometric link method (muscle strength measurement performed in the same state) has traditionally been used to measure and evaluate muscle strength, but this method causes excessive muscle contraction, which can cause patients to injure their muscles or keys. Therefore, there is a need for a safe muscle strength measurement and evaluation device that does not have to worry about damaging muscles or keys.

課題を解決するための手段 このような状況下において1等尺性随意性最大筋力〔以
下MVC(Maximum Voluntary Co
ntraction )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W B I
 (Wej4hL−Bearing Indcx)とい
う〕を算出して、この算出値即ちWBT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 to solve the problem Under these circumstances, one isometric voluntary maximum muscle force [hereinafter referred to as MVC (Maximum Voluntary Co., Ltd.)]
This MVC
from the muscle strength per body weight, that is, the weight support index [hereinafter referred to as WBI
(Wej4hL-Bearing Indcx)] and evaluate using this calculated value, that is, WBT, it is possible to accurately evaluate athletic ability.

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、下肢の運動機能と紡出力との関係を客1f
lJ的に表すす明確な基準はなく。
Evaluation of lower limb function and muscle strength is essential for instructing on-site rehabilitation and strength training. However, the relationship between the motor function of the lower limbs and the spinning force was
There is no clear standard for expressing it in terms of lJ.

その評価法も実際的でないものが多い。Many of the evaluation methods are also 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MMC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。
Every human activity is an anti-gravity movement. In this regard, due to the importance of weight-bearing capacity in sports activities, we focused on the function of the quadriceps femoris, measured the MMC of the extensor muscle group of the knee joint, and applied it to muscle function evaluation using the WBI as the muscle strength per body weight. I've 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 will discuss the effectiveness of WBI and the actual evaluation of lower limb motor function obtained from the results of many cases.

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1!準数値となる。
In order to participate in recreational sports, 0.8 is 1 for WBI, not only for men and women! It becomes a quasi-numeric value.

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。
The motor functions of the lower limbs, such as walking, jogging, and jumping, can be distinguished from the viewpoint of weight support of the lower limbs during exercise. WBI is 0.4 to walk with normal rhythm.
Without this, normal walking is not possible.

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。
In order to carry out daily life without trouble, a WBI of 0°6 or higher is required. 0.9 is the minimum requirement for performing strenuous exercises such as jumping and dashing without anxiety. Furthermore, a score of 1.3 or higher is required to prevent sports injuries.

WI3I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。
When WI3I falls below the respective WBI required for lower limb movement, the movement or action will exhibit functional impairment or clinical symptoms.

この下肢機能の31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 aO、アシコシニ イジョウアリ イシノチリョウガ 
ヒラヨウデス。
This 31 value of lower limb function is applied to the exercise menu of the quadriceps femoris muscle. To introduce some of them: 0.4>WBI aO, Ashikoshi Ni Ijoari Ishinochiri Ryouga
Hirayodesu.

■、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 Alkemasen. Matsubazuede Rhythm Wo Mamottearukkoto.

0.4≦WBI<0.5 ■、アシコシノツヨサガ ゲン力イニキテイマス。0.4≦WBI<0.5 ■, Ashikoshi no Tsuyosaga Genriki Iniki Teimasu.

トレーニングガヒツヨウデス。Training Gahitsuyo Death.

啜)、ジリキデアルケマスガ マダ ハシッテハイケマ
セン。
啜)、Jirikidearchemasuga mada hasittehaikemasen.

0.5≦WBI<0.6 ■、タチスワリャ 力イダンフォリルドウサニファンガ
デマス。
0.5≦WBI<0.6 ■, Tachiswarya Power Idanforil Dousani Fangademas.

■、ジテンシャ マシーントレーニングヲ ヤルコト。■、Jitensha Machine Training Wo Yarukoto.

マダハシッテハイケマセン。Madahashitte heikemasen.

また、WBIを算出する際、前段階に測定するMVCを
、従来手段の等入状態(=最大努力)で行なうと筋や鍵
を病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鍵を癌
める心配はない。
In addition, when calculating WBI, there was a concern that if the MVC, which is measured in the previous stage, was performed in the equal-input state (=maximum effort) as in the conventional method, it would damage the muscles and keys, but while doing submaximal exercise (= According to the method used to measure (below maximum effort), there is no need to worry about damaging the muscles or keys.

本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたもので、筋
や鍵を痛めないで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 was made in view of the problems of the prior art, and is a muscle strength measurement and evaluation training device that can measure MVC without damaging muscles or keys, can accurately evaluate lower limb function, and can efficiently perform recovery training for lower limb function. is intended to provide.

即ち本発明は1回動軸1o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1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1
3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3
7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M P U (Micro Proces
singUnite) 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 about the first rotation axis 1o, a muscle force detection section 9 that detects the force applied to an appropriate position on the arm 11, and an angle that detects the rotation angle of the first rotation axis 10. A detection unit 14 and a resistor 1 that provides resistance to rotation of the rotation shaft 10
3, a weight input section 37 for inputting body weight, and a muscle strength detection section 9
Muscle force from the input unit 14 and angle from the angle detection unit 14 and body weight input unit 3
A microprocessing unit 22 [hereinafter referred to as MPU (Micro Processor)
singUnite) 22] and a display unit 33 that displays the measurement status and results and the training status and results.
The MPU 22 is an athletic ability measurement and evaluation training device that displays the measurement and evaluation of athletic ability based on the measurement results and 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に患者の下腿を装着し、装着具5に力を加えアーム
11を動かす。
The patient's lower leg is attached to the mounting tool 5 which is slidably and fixedly attached to the front of the working arm 11, and force is applied to the mounting tool 5 to move the arm 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の取り付は基部に設けた筋力検出
部9で筋力を検出する。
A patient sitting on a chair 4 applies a rotational force to a rotation shaft 10 protruding from a detection and resistance setting section 12 via an arm 11. At this time, when attaching the mounting tool 5, the muscle force is detected by a muscle force detection section 9 provided at the base.

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 section 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MP
U22に入力する。
The operator selects an appropriate resistance load value using the keyboard switch 32.
MP that performs various calculations such as inputting and calculating WBI.
Input to U22.

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 the signal from the keyboard switch 32, the MPU 22 gives a signal to the resistor 13, which is connected to the rotation shaft 10.
Provides resistance to rotation.

筋力検出部9で検出した筋力と、体重入力部37で人力
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である回動軸10の
各角速度毎の係数をもとにり、て、MPU22でMVC
とWBIを算出する。
The muscle strength detected by the muscle strength detection unit 9, the body weight manually input by the weight input unit 37, the angular velocity calculated from the angle detected by the angle detection unit 14, and the angular velocity of each rotation axis 10 that has already been input into the memory. Based on the coefficients, MVC with MPU22
and calculate WBI.

算出したMVCとWI3Iを表示部33に表示し。The calculated MVC and WI3I are displayed on the display section 33.

81り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WI3Iより体力評
価と訓練士の注意としてN、Ql−なメツセージをコメ
ン1〜とし、このコメン1−がプリンター28で印字さ
れる。
When the 81 determination is completed, the MVC and WBI values are printed by the printer 28, and from the obtained WI3I, a message of N, Ql- is written as comment 1~ as a physical fitness evaluation and a caution for the trainer, and this comment 1- is printed by the printer 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 WBI measurement is completed, when the patient moves on to functional recovery training, the optimal training menu for this patient's functional recovery training is automatically set. That is, the MPU 22 sets a training menu for the resistance load to be applied to the rotation shaft 10 and the number of reciprocating rotations.

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 this device.

実施例 本発明を添付の図面に基づいて詳述する。Example The present invention will be explained in detail based on the accompanying drawings.

先ず本発明の概要は、枠体1上に座部2を設け。First, the outline of the present invention is that a seat portion 2 is provided on a frame body 1.

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7−4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。
A chair 7-4 for placing a patient, which has a backrest 3 erected at the rear end of the seat 2, is supported by a base 7, and is used to detect the muscle strength of the patient's lower limbs and adjust the angle of the rotation axis 10. It consists of three individual members: a detection and resistance setting unit 12 that detects the movement of the patient's lower limbs and adds resistance to the movement of the patient's lower limbs during training, and a calculation display unit 34 that calculates and displays muscle strength.

次に上記の構成を詳細に説明する。Next, the above configuration will be explained 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
体重人力部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 body weight force section 37 made of a strain gauge or the like is provided between the seat section 2 of the chair 4 and the frame body 1. The output of the weight input section 37 is input to the MPU 22 which takes in various data and performs calculations. The weight input described above may be performed by inputting the weight measured in advance using the keyboard switch 32.

前記検出及び抵抗設定部12は、椅子4の横倒にあって
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 section 12 is installed at the upper end of the telescopic column 8 which is erected on the base 7 while the chair 4 is lying on its side.

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の取り付は基部には筋力検出部9
が設けられ、[i!I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1
0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。
The detection and resistance setting section 12 that detects muscle strength and applies resistance has a rotation shaft 10 protruding horizontally from the side of the detection and resistance setting section 12 facing the chair 4.
An arm 11 is detachably attached to the tip of the arm 11, and a mounting tool 5 is attached to an appropriate position of the arm 11 so as to be slidable and fixed.
is established, [i! A resistor 13 that provides resistance to the rotation of the rotation shaft 10 is provided at the base end of the I rotation shaft 10.
An angle detection section 14 for detecting the rotation angle of the rotation shaft 10 is provided at an appropriate location of the rotation shaft 10.

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とからなり、A/
D変換器17の出力信号はMr’U22に入力される。
The muscle force detection unit 9 includes a load cell 15 that detects the force applied to the attachment device 5, a sensor amplifier 16 that amplifies the signal generated by the load cell 15, and an A/D converter 17 that converts the amplified analog signal into a digital signal. Consists of A/
The output signal of the D converter 17 is input to Mr'U22.

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 force signal input to the MPU 22 is divided by a corresponding coefficient to be described later and converted into MVC.

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+lqJ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に人力され
る。
The angle detection unit 14 includes a potentiometer 19 that detects the rotation angle of the rotation shaft 10, an angle sensor amplifier 20 that increases the signal of the potentiometer 19 by +lqJ, and an analog signal output from the angle sensor amplifier 20 into a digital signal. The angle A/D converter 21 performs conversion, and the output signal of the angle A/D converter 21 is input manually to the MPU 22.

このMPU22に人力された角度の信号は単位時間当り
の角度(=方向)の変化景即ち角速度に変換される。
The angular signal input manually to the MPU 22 is converted into a changing scene of angle (=direction) 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は入れ
、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
、流体路絞り機植、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. A specific example of the resistor 13 is not shown, but it includes a cylinder, a fluid path restrictor, a crank arm, and the like. As another example, powder brakes 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。
During measurement, an appropriate resistance load is applied to the rotation of the lower limbs.
The output of the keyboard switch 32, which specifies and inputs the value of this resistive load, is input into the interface 31 connected to this keyboard switch 32.

インターフェース31の出力をMPU22に入れる。The output of the interface 31 is input to the MPU 22.

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 predetermined calculations will be described.

MPU22中は、主としてデータを取り込むデータ用M
PU18があり、データ用MI)U18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−個のシリア
ル通信回路である第ニジリアル通信回路25が順次直列
状に介装接続され。
Inside the MPU 22, there is a data M that mainly imports data.
There is a PU 18, and the input/output terminal of the data MI U 18 includes a first serial communication circuit 23, an isolation circuit 24 made of a photocoupler, etc., and a second serial communication circuit 25, which is another serial communication circuit. are successively connected in series.

第ニジリアル通信回路25の入出力は、データを演算し
且つWnIを算出する演算用M P [726の入出力
端に接続される。
The input and output terminals of the second real communication circuit 25 are connected to the input and output terminals of a calculation M P [726] which calculates data and calculates WnI.

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

M!”’U22の出力信号の一つ目は、バッファ機器及
び作動メツセージを授受する4!!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。
M! ``' The first output signal of the U 22 is applied to the printer 28 that prints the calculation results via the Centronics control circuit 27 which includes a buffer device and a 4!! device that sends and receives operation messages.

MPU22の出力信号の二つ目は1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
表示するデイスプレィ30に付tjされる。
The second output signal of the MPU 22 is attached to a display 30 that stores the data created for one screen and displays the output results of the MPU 22 on the screen via a display control circuit 29 that outputs a signal in synchronization with the scanning line. tj is done.

MPU22の出力14号の三つ目は、前記抵抗器13に
付与される。
The third output No. 14 of the MPU 22 is applied 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、3
G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 addition, 35 in FIG. 2 is a handle attached to the frame 1, and 3
G is a fixing band that fixes 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 muscle strength will be explained.

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、n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 a chair 4, puts his or her lower leg in contact with a brace 5 placed in front of the patient's lower leg, and secures it to the brace 5 with a leg attachment 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。The patient applies force to the attachment device 5 by extending and flexing the knee joint.

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。
When the knee joint is extended, the quadriceps femoris muscle works, and the muscle force of the quadriceps femoris muscle is applied to the attachment tool 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。
Input an appropriate resistance load using the keyboard switch 32,
The output of this keyboard switch 32 is input to the MPU 22 via the interface 31.

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1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 mounting tool 5 is detected as a muscular force by a load cell 15, 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]7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 to a digital signal by the A/D converter]7, and this 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MPU
22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 this digital signal is sent to the MPU.
22.

MPU22中に存在するデータ用MPU18と演算用M
I’U26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と第ニジリアル
通信回路25とを介して信号の授受を行なっている。
MPU 18 for data and M for calculation existing in MPU 22
The I'U 26 sends and receives signals 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は各種センサ一部材や抵抗器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M 1)
 U 2 G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 section 12 in close proximity to the various sensor members and the resistor 13, and has the function of taking in signals from the various sensors.
U2G is provided in the calculation display section 34 and has the function of performing various calculations based on data and issuing the calculation results,
The reliability of data exchange between the detection and resistance setting section 12 and the calculation display section 34 is improved.

M L) tJ 22から出力する第一・の信号はイン
ターフェイス機能を有スるセン1−ロニクスコン1−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 ML) tJ 22 passes through a sensor 1-ronics controller 1-roll circuit 27 having an interface function and reaches a printer 28, where the values of MVC and WBI are printed.

M P U 22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を経てデイスプレ
ィ30に至り、デイスプレィ30にMVCをrKgJの
単位で表示し、W13Iを無名数で表示する。
The second signal output from the MPU 22 passes through the display control circuit 29 having an interface function and reaches the display 30, where the MVC is displayed in units of rKgJ and W13I is displayed as an anonymous number.

Mr’U22から出力する第二の(2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 second (No. 2) output from Mr'U 22 controls the resistor 13 and controls 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 muscle strength in a moving state, the MPU 22 stores an angular velocity coefficient in advance. The coefficients for each angular velocity are extremely reliable coefficients that are statistically created based on a large amount of experimental data. Some of the coefficients calculated from the relationship between MVC and angular velocity are as follows.

角速度     係数 0度/see・・・・・・・・・1.0↓      
↓ 180度/5ec−0,53 ↓      ↓ 300度/sac・・・・・・・・・0.34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
Angular velocity coefficient 0 degrees/see・・・・・・・・・1.0↓
↓ 180 degrees/5ec-0,53 ↓ ↓ 300 degrees/sac...0.34 The measured maximum muscle strength is divided by the coefficient of angular velocity to calculate MVC. WBI is obtained by dividing the calculated MVC by the weight input from the weight input section 37. This weight input is performed by the weight input section 37.
Instead of , select the pre-measured weight by pressing the keyboard switch 32.
It is also possible to obtain the WBI using the input value.

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 explained.

先ず電源等の投入により測定を開始させ、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を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, measurement is started by turning on the power, etc., and then inputting an appropriate value with the keyboard switch 32 activates the resistor 13 to apply appropriate resistance to the rotational movement of the rotation shaft 10, and the arm 11 is rotated. The muscle force and angle are detected while The amount of change in angle per unit time, that is, the angular velocity, is calculated from the angle detected in the previous 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M
VCを体重で除しWBIを得る。MVCとW13Iをデ
イスプレィ30に表示すると共に記憶する。
Next, divide the maximum muscle strength by the coefficient of angular velocity, and divide the resulting value M
Divide VC by body weight to obtain WBI. MVC and W13I are displayed and stored on the display 30.

i11’J定が終了するとMVCとWBI値と前述のW
B I結果に基づくコメントを印字する。
When the i11'J determination is completed, the MVC and WBI values and the W
Print comments based on B I results.

alり定を終了し、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A(づいて
、予めMPU22のメモリに入れで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。
When the training is started after the al determination is finished, as shown in the flowchart of FIG. is selected and the optimal training menu is set, ie.

デイスプレィ30にはアーム11の往復回動回数が表示
され、抵抗器]3には回動軸10に付与すべき最適な抵
抗力が設定される。
The number of reciprocating rotations of the arm 11 is displayed on the display 30, and the optimum resistance force to be applied to the rotation shaft 10 is set in the resistor]3.

尚、筋力を測定する際には、抵抗:G I J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Ml’t
J22が選択し、MPU22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。
In addition, when measuring muscle strength, the operator gave an arbitrary instruction to resistance: G I J using the keyboard switch 32 and set the magnitude of the resistance load, but when training muscle strength, The optimum resistance value is determined based on the measurement results of the work.
J22 selects it, and the MPU 22 instructs the resistor 13 to generate a resistance of a predetermined magnitude.

デイスプレィ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 is completed by performing training on the number of reciprocating rotations of the arm 11 displayed on the display 30, that is, training on the optimal training menu.

尚、上記実施例では筋力検出部9を装着部5の取り付は
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=FXL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 muscle force detection section 9 was installed at the base of the attachment section 5, but in another embodiment, when the muscle force detection section 9 was provided at a part of the rotating shaft 10, the muscle force detection section 9 could be attached to the rotation shaft 10. Unit (=T
, T=FXL), and in this case, the muscle force (= F) is calculated.

また、枠体1と座部2との間に体重人力部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1
2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。
Furthermore, if the human body weight section 37 is not provided between the frame body 1 and the seat section 2, the user's weight is measured in advance using a separate appropriate scale, and the weight is entered using the keyboard switch 32. In the embodiment described above, the chair 4 and the detection and resistance setting section 1
2 is a separate body, but in another embodiment, the detection and resistance setting unit 12 may be integrally provided on the side of the chair 4.

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人力指
示し、MVClWBIを演算するよう構成したものであ
る。
Effects of the Invention The present invention includes a muscle force detection section, an angle detection section, and a resistor in the detection and resistance setting section, stores coefficients for each angular velocity in advance in the MPU, and manually instructs an appropriate resistance load using a keyboard switch. It is configured to calculate MVClWBI.

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WBI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1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, WBI is calculated and displayed using this MVC and body weight, and lower limb motor ability and function can be accurately evaluated from this WBI. This made it very advantageous for teaching functional recovery training.

第二に、筋力をalす定した後に、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、−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 determining muscle strength, the MPU automatically selects the optimal training menu from the training menus created and input based on a large amount of statistical data based on the measurement results. Since you can set the
The optimal training menu can now be automatically set, making it possible to always perform efficient functional recovery training regardless of the practitioner's subjective evaluation.

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rKgJで表示するデイスプ
レィを設けたので、ノへ者に自己の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、低欲の
高揚を援助できるようになった。
Thirdly, we have installed a display that displays MVC in rKgJ, which is easier to understand in daily life than the "Kg-m" torque display, so that the user can easily understand and visually feedback his or her own MVC, and improve the function. It is now possible to assist in raising low desires in recovery training.

第四に1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、従来の等入状態でMVCを
発現させると、筋や鍵に過度な筋収縮を起こしてしまい
患者は筋や肘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。
Fourthly, in the present invention, MVC can be calculated from a submaximal movement in which the lower limbs are rotated while applying appropriate resistance.
(b) As a safety advantage, if MVC is expressed in the conventional isoenteric state, there is a risk and concern that excessive muscle contraction will occur in the muscles and keys, causing patients to injure their muscles and elbows.
There were many cases in which MVC could not be measured during the treatment process, but the present invention eliminates this concern and allows muscle strength to be measured safely and securely. (b) Also.

患、rJは痛めたF膜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。
Since the patient, rJ, is concerned about the injured F membrane function, it is difficult for him to express maximum muscle strength in his lower limbs, and it is difficult to measure MVC. However, the present invention device estimates and calculates MVC through submaximal exercise. If you use .

等入状態でMVCを発現しないで済む為、患者は片癌な
く楽に、筋や鍵を痛める心配事もなくMVCを知ること
ができる。(ハ)又、測定姿態上の利点として、最大筋
力はどの角度で発現するか分らないので、等入状態で測
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。
Since MVC does not need to be expressed in an equal state, patients can easily learn about MVC without having to worry about injuring their muscles or keys. (c) Also, as an advantage of the measurement posture, it is not known at what angle the maximum muscle strength is expressed, so when measuring in an equal position, there are individual differences in the angle at which MVC is exerted due to problems with the measurement angle.

81す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からMVCを算
出する本考案装置を用いれば、−度の回動動作の1ll
l+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1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。
The MVC could not be determined without comparing the 81-degree rotational motion, but by using the device of the present invention, which calculates the MVC without dynamically rotating the lower limb, it is possible to calculate the MVC without dynamically rotating the lower limb.
Since MVC can be calculated using l + constant, it is now possible to know MVC accurately in one hour without tiring the muscles, greatly reducing the number of steps.

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4可成までであった。単に筋カベ川・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, conventional muscle strength measurement and training devices have up to four capabilities for measuring and displaying muscle strength and torque. Even if the muscle Kabegawa/Luku is simply measured, there are few practical instructors who make effective use of that value.

本構成によると、測定して得られたWBI値から体力の
評価と訓練士の注意事項が簡単なメツセージではあるが
コメン1−として印字されることによって、指導者の訓
練メニューの御坊になると共に、患t′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 strength and the precautions for the trainer from the WBI value obtained by measurement are printed as a comment 1-, although it is a simple message, and it becomes a mainstay in the training menu of the instructor. It is very effective for the sufferer to understand the recovery process and to encourage him/her to be able to jog next time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of 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1・、第4図は筋力訓練のフ
ローチャー1・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・
・・M I) tJ、26・・・演算用Mr’U、32
・・・キーボードスイッチ。
The attached drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram of the electrical configuration, FIG. 2 is an overall external view, FIG. 3 is a flowchart of muscle strength measurement 1, and FIG. Flowchart 1 of muscle training is shown. 9... Muscle force detection unit, 10... Rotation axis, 11... Arm, 13... Resistor, 14... Angle detection unit, 22...
...M I) tJ, 26... Mr'U for calculation, 32
...Keyboard switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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。
An arm 11 that rotates around a rotation shaft 10, a muscle force detection section 9 that detects a force applied to an appropriate position on the arm 11, and an angle detection section 14 that detects a rotation angle of the rotation shaft 10. A resistor 13 that provides resistance to the rotation of the rotation shaft 10, a weight input section 37 that inputs body weight, muscle strength from the muscle strength detection section 9, an angle from the angle detection section 14, and body weight from the body weight input section 37. and a display section 33 that displays measurement status and results and training status and results. An exercise ability measurement and evaluation training device that displays the measurement and evaluation of exercise ability based on the results and sets an optimal muscle training menu.
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