JP7350678B2 - 筋力特性評価方法、及び、筋力特性評価装置 - Google Patents

Description

本発明は、人や動物等の肢体の筋力特性を評価するための筋力特性評価方法、及び、その筋力特性評価方法を行うための筋力特性評価装置に関する。

上肢又は下肢等の２関節を含む肢体の２次元面内での運動に寄与する筋を評価するためのモデルであって、肢体に設けられた筋を第１拮抗一関節筋対、第２拮抗一関節筋対、拮抗二関節筋対に分類した３対６筋群モデルが知られている（例えば、非特許文献１）。３対６筋群モデルにおいて、肢体の先端で発揮することのできる最大出力は各筋の最大出力を足し合わせた６角形の最大出力分布として表される。

３対６筋群モデルに基づいて、被験者の筋力特性を評価する筋力特性評価方法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、上記２次元面内の所定の４方向の出力に基づいて、最大出力分布が求められる（４点測定法）。更に、特許文献１では、最大出力分布に基づいて各筋の最大出力を算出され、算出された各筋の最大出力は、リハビリテーションやスポーツの筋力評価、トレーニング指導評価等に利用される。

特開２０００－２１０２７２号公報

大島徹，藤川智彦，熊本水頼、「一関節筋および二関節筋を含む筋座標系による機能別実効筋力評価－出力分布の簡便な測定法」、精密工学会誌，Ｖｏｌ．６７，Ｎｏ．６，ｐ．９４３―９４８（２００１）

筋肉には、遅筋と速筋との２種類の筋肉があることが知られている。遅筋は筋肉が収縮する速度が速筋よりも遅く、速筋よりも瞬間的に発揮できる力が弱いが、速筋よりも持久力に優れる。速筋は、筋肉が収縮する速度が遅筋よりも早く、遅筋よりも瞬間的に発揮できる力が強いが、遅筋よりも持久力に欠ける。遅筋及び速筋はそれぞれ特性と働きが異なるとともに，運動の種類によりそれらの適合割合が異なる。よって、アスリートにとって、自らの遅筋及び速筋の割合を評価することが重要となっている。

しかしながら、特許文献１に記載の筋力特性評価方法では、筋力の最大出力分布のみが得られるため、速筋及び遅筋の割合を評価することが難しい。

本発明は、以上の背景を鑑み、速度に応じた筋力評価を行うことのできる筋力特性評価方法、及び、その筋力特性評価方法を行うための筋力特性評価装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、第１関節（Ｊ_１）により支持された基端を有する第１杆（Ｌ_１）と前記第１杆の遊端に第２関節（Ｊ_２）を介して支持された第２杆（Ｌ_２）とを有する肢体（３）の筋力特性を評価する筋力特性評価方法であって、前記第２杆の遊端を所定の方向に２つ以上の異なる速度（ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃ）で移動させ、前記第２杆の前記遊端における出力を所定の位置（Ｏ）においてそれぞれ測定するステップ（ＳＴ１）と、前記出力、及び、前記速度に基づいて、前記方向における前記出力と前記速度との関係を示す関数を算出するステップ（ＳＴ２）と、前記関数に基づいて筋力特性を評価するステップ（ＳＴ３、ＳＴ４）とを含むことを特徴とする。

この構成によれば、２つ以上の異なる速度における出力が取得され、取得された速度と出力との関係に基づいて、出力と速度との関係を示す関数が算出される。算出された関数は出力の速度依存性を表すため、その関数を用いることによって速度に応じた筋力評価を行うことができる。

前記出力を測定するステップにおいて、前記方向を前記第１杆及び前記第２杆により画定される面内の少なくとも４つの異なる方向に設定し、前記出力と前記速度との関係を示す前記関数を算出するステップにおいて、前記方向のそれぞれに対して前記関数を算出し、前記筋力特性を評価するステップは、前記関数を用いて所定の速度における前記方向それぞれの前記出力を算出し、前記第１関節を跨ぐ第１拮抗一関節筋対（ｅ_１，ｆ_１）、前記第２関節を跨ぐ第２拮抗一関節筋対（ｅ_２，ｆ_２）、及び前記両関節を跨ぐ拮抗二関節筋対（ｅ_３，ｆ_３）からなる筋群モデルの各筋の寄与に対応する６角形の最大出力分布（Ｑ_ａ、Ｑ_ｂ、Ｑ_ｃ）を作成するステップを含むことを特徴とする。

この構成によれば、４つの所定の方向における出力と速度との関係を示す関数が取得される。これにより、各方向、及び、各速度における４方向の出力を取得することができる。よって、４点測定法に基づいて、各速度における最大出力分布を求めることができ、各速度における最大出力分布に基づいて、速度に応じた筋力評価を行うことができる。

上記の態様において、前記筋力特性を評価するステップは、前記最大出力分布から前記筋群モデルの各筋の寄与量を算出するステップを更に含む（ＳＴ４）とよい。

この構成によれば、各速度における筋群モデルの各筋の寄与量が算出されるため、実際の被験者の筋力特性に近い筋群モデルが構築できる。これにより、増強すべき筋を特定することができるため、リハビリテーションやスポーツの筋力評価に活用することができる。

上記の態様において、前記出力と前記速度との関係を示す前記関数として、一次関数を用いるとよい。

この構成によれば、各速度における出力を容易に取得することができる。

上記の態様において、前記第２杆の前記遊端に対して複数の抵抗力を加えることによって、前記第２杆の遊端を２つ以上の前記速度で移動させるとよい。

この構成によれば、被験者は自らの意思で第２杆の遊端を動かすことができるため、筋力評価時に被験者に与えうる不安感を低減することができる。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、第１関節（Ｊ_１）により支持された基端を有する第１杆（Ｌ_１）と前記第１杆の遊端に第２関節（Ｊ_２）を介して支持された第２杆（Ｌ_２）とを有する肢体（３）の筋力特性を評価する筋力特性評価装置（１０）であって、前記第２杆の遊端を所定の方向に２つ以上の異なる速度（ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃ）における前記第２杆の前記遊端の出力を所定の位置においてそれぞれ取得する取得手段（１０Ａ）と、前記出力、及び、前記速度に基づいて、前記方向における前記出力と前記速度との関係を示す関数を算出する算出手段（１０Ｂ）とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、２つ以上の異なる速度における出力が取得され、取得された速度と出力との関係に基づいて、出力と速度との関係を示す関数が算出される。算出された関数は出力の速度依存性を表すため、その関数を用いることによって速度に応じた筋力評価を行うことができる。

上記態様において、前記算出手段は、前記出力と前記速度との関係を示す前記関数として、一次関数を用いるとよい。

この構成によれば、各速度における出力を容易に取得することができる。

上記態様において、前記取得手段は、被験者を固定する固定部（１２）と、前記固定部に固定されたスライドユニット（１５）と、前記スライドユニットに前記方向にスライド移動可能に設けられたドライブユニット（１６）と、前記ドライブユニットに設けられ、前記出力を検出するセンサ（２０）と、前記スライドユニットと、前記ドライブユニットとの間に設けられたダンパ（１８）とを有し、前記ダンパの抵抗力は、前記第２杆の前記遊端に対して複数の抵抗力を加えることによって、前記第２杆の遊端を２つ以上の前記速度で移動可能とすべく可変であることを特徴とする。

この構成によれば、ダンパの抵抗力を変更することによって、異なる速度での出力を測定することができる。

以上の構成によれば、速度に応じた筋力評価を行うことのできる筋力特性評価方法、及び、その筋力特性評価方法を行うための筋力特性評価装置を提供することができる。

上肢に対する３対６筋群モデルの説明図 上肢先端における最大出力分布の説明図 筋力特性評価装置の斜視図 筋力特性評価装置の上面図 筋力評価処理のフローチャート 前方測定工程のフローチャート （Ａ）前方向に出力したときの速度成分、及び、力の前方向成分、（Ｂ）後方向に出力したときの速度成分、及び、力の後方向成分、（Ｃ）左方向に出力したときの速度成分、及び、力の左方向成分、及び、（Ｄ）右方向に出力したときの速度成分、及び、力の右方向成分の関係をそれぞれ示すグラフ 測定によって得られた出力点と、近似直線とを示すグラフ 近似直線を用いて算出された速度０．１ｍ／ｓ、０．２ｍ／ｓ、及び、０．３ｍ／ｓでの最大出力分布を示すグラフ ４点測定法における（Ａ）頂点Ａと、（Ｂ）頂点Ｂ及び頂点Ｆと、（Ｃ）頂点Ｃ、頂点Ｄ、及び頂点Ｆとの決定方法をそれぞれ説明するための説明図 速度０．１ｍ／ｓ、０．２ｍ／ｓ、及び、０．３ｍ／ｓのそれぞれにおける最大実効筋力の計算結果を示すグラフ

以下では、本発明に係る筋力特性評価方法を、人の右側上肢の筋力特性を評価するために用いた実施形態について、図面を参照して説明する。

筋力特性評価方法は、公知の３対６筋モデルに基づく。３対６筋モデルとは、上肢や下肢等の２関節（肩関節と肘関節、股関節と膝関節）を含む肢体の２次元的な運動において、肢体の先端（手根関節部、足根関節部）での出力に寄与する筋をモデル化したものである。以下ではまず、３対６筋モデルを、本発明に必要な範囲で説明する。

３対６筋モデルにおいて、図１に示すように、被験者１の上肢２や下肢等の肢体３は、基体Ｌ_０に第１関節Ｊ_１により枢支（支持）された基端を有する第１杆Ｌ_１と、第１杆Ｌ_１の遊端に第２関節Ｊ_２を介して枢支（支持）された第２杆Ｌ_２とを有する２関節リンク機構６としてモデル化される。より具体的には、上肢２がモデル化される場合には、基体Ｌ_０は肩甲骨、第１関節Ｊ_１は肩関節に、第１杆Ｌ_１は上腕骨に、第２関節Ｊ_２は肘関節に、第２杆Ｌ_２は橈骨及び尺骨の少なくとも一方にそれぞれ対応する。また、第２杆Ｌ_２の遊端Ｊ_３は手根関節部に対応する。以下では、第２杆Ｌ_２の遊端Ｊ_３を肢先端Ｊ_３と記載する。

肢体３の第１関節Ｊ_１、第２関節Ｊ_２、及び肢先端Ｊ_３を含む２次元面内での運動に寄与する筋をモデル化した３対６筋群モデルは、第１関節Ｊ_１に跨る第１拮抗一関節筋対ｆ_１，ｅ_１、第２関節Ｊ_２に跨る第２拮抗一関節筋対ｆ_２，ｅ_２、及び両関節Ｊ_１，Ｊ_２に跨る拮抗二関節筋対ｆ_３，ｅ_３からなる。

第１拮抗一関節筋対ｆ_１，ｅ_１は第１関節Ｊ_１を屈曲させる筋ｆ_１と、第１関節Ｊ_１を伸展させる筋ｅ_１とからなる。第１拮抗一関節筋対の筋ｆ_１，ｅ_１は一端において基体Ｌ_０に、他端において第１杆Ｌ_１にそれぞれ付着され、第１関節Ｊ_１を跨ぐように設けられている。第１拮抗一関節筋ｆ_１は例えば三角筋前部に対応し、第１拮抗一関節筋ｅ_１は例えば三角筋後部に対応している。

第２拮抗一関節筋対ｆ_２，ｅ_２は第２関節Ｊ_２を屈曲させる筋ｆ_２と、第２関節Ｊ_２を伸展させる筋ｅ_２とからなる。第２拮抗一関節筋対の筋ｆ_２，ｅ_２は一端において第１杆Ｌ_１に、他端において第２杆Ｌ_２にそれぞれ付着され、第２関節Ｊ_２を跨ぐように設けられている。第２拮抗一関節筋対ｆ_２は例えば上腕筋に対応し、第２拮抗一関節筋ｅ_２は例えば上腕三頭筋外側頭に対応している。

拮抗二関節筋対ｆ_３，ｅ_３は第１関節Ｊ_１及び第２関節Ｊ_２を同時に屈曲させる筋ｆ_３と、第１関節Ｊ_１及び第２関節Ｊ_２を同時に伸展させる筋ｅ_３とからなる。拮抗二関節筋対ｆ_３，ｅ_３は一端において基体Ｌ_０に、他端において第２杆Ｌ_２にそれぞれ付着され、それぞれ第１関節Ｊ_１及び第２関節Ｊ_２を跨ぐように設けられている。拮抗二関節筋ｆ_３は例えば上腕二頭筋に対応し、拮抗二関節筋ｅ_３は例えば上腕三頭筋長頭に対応している。

第１拮抗一関節筋対ｆ_１，ｅ_１、第２拮抗一関節筋対ｆ_２，ｅ_２、及び拮抗二関節筋対ｆ_３，ｅ_３の出力の組み合わせによって、肢先端Ｊ_３における出力の大きさ及び向きが定まる。第１拮抗一関節筋ｆ_１が肢先端Ｊ_３に出力する最大出力をＦ_ｆ１、第１拮抗一関節筋ｅ_１が肢先端Ｊ_３に出力する最大出力をＦ_ｅ１、第２拮抗一関節筋ｆ_２が肢先端Ｊ_３に出力する最大出力をＦ_ｆ２、第２拮抗一関節筋ｅ_２が肢先端Ｊ_３に出力する最大出力をＦ_ｅ２、拮抗二関節筋ｆ_３が肢先端Ｊ_３に出力する最大出力をＦ_ｆ３、拮抗二関節筋ｅ_３が肢先端Ｊ_３に出力する最大出力をＦ_ｅ３とすると、これら３対６筋によって肢先端Ｊ_３に得られる最大の出力の分布図（以下、最大出力分布）は図２に示すように、各筋の寄与に対応する６角形ＡＢＣＤＥＦによって簡易的に表される。ただし、各筋の最大出力（以下、機能的実効筋力）とは各筋が発揮（出力）できる最も大きな力であり、第１杆Ｌ_１及び第２杆Ｌ_２で画定される面内のベクトルによって表される。６角形ＡＢＣＤＥＦの算出方法の詳細については公知であるためここでは割愛するが、例えば、上記した非特許文献１を参照するとよい。

６角形ＡＢＣＤＥＦにおいて、辺ＡＢ、辺ＤＥ、及び第２杆Ｌ_２は互いに平行であり、辺ＣＤ、辺ＦＡ、及び第１杆Ｌ_１は互いに平行である。また、辺ＢＣと、辺ＥＦと、肢先端Ｊ_３及び第１関節Ｊ_１を結ぶ直線とは互いに平行である。図３の点Ａでの出力Ｆ_Ａ、点Ｂでの出力Ｆ_Ｂ、点Ｃでの出力Ｆ_Ｃ、点Ｄでの出力Ｆ_Ｄ、点Ｅでの出力Ｆ_Ｅ、及び点Ｆでの出力Ｆ_Ｆはそれぞれ、以下の式（１）によって表される。各筋の機能的実効筋力Ｆ_ｆ１、Ｆ_ｆ２、Ｆ_ｆ３、Ｆ_ｅ１、Ｆ_ｅ２、及びＦ_ｅ３は、６角形ＡＢＣＤＥＦから式（１）を用いて算出することが可能である。

次に、図３、及び図４を参照して、本発明に係る筋力特性評価方法を上肢２が発揮する力の測定に適用するための筋力特性評価装置１０について説明する。図３に示すように、筋力特性評価装置１０は、手根関節部（第２杆Ｌ_２の遊端）の２つ以上の異なる速度における出力を取得するための取得装置１０Ａ（取得手段）と、取得装置１０Ａによって取得されたデータに基づいて出力と速度との関係を示す関数を算出して筋力を評価するための処理装置１０Ｂとを有している。

取得装置１０Ａは、着座部１１と、着座部１１の後部に結合された背凭れ１２（図４も参照）と、背凭れ１２に端部において結合され、前方に延びる基準アーム１３と、基準アーム１３の上面に支持された直交アーム１４と、直交アーム１４に支持されたスライドユニット１５と、スライドユニット１５に支持されたドライブユニット１６とを備えている。

背凭れ１２は上下に延び、着座部１１に固定された基部１２Ａと、基部１２Ａの背面に固定された延長部１２Ｂとを含む。延長部１２Ｂは左右方向に延在する板状をなしている。延長部１２Ｂは左右方向略中央部において基部１２Ａの背面に結合され、延長部１２Ｂの左右端部は基部１２Ａの左右外方に位置している。

背凭れ１２には左右にそれぞれ、筋力計測時に被験者１の腰及び肩をそれぞれ固定するためのベルト１２Ｃが設けられている。

基準アーム１３は前後に延びる角柱状をなしている。基準アーム１３の後端は、基部１２Ａの右方において、延長部１２Ｂの前面に結合されている。本実施形態では、基準アーム１３は背凭れ１２の左右方向の略中心を通る前後に延びる軸線Ｐを中心として、背凭れ１２に対して回転可能に支持されている。

直交アーム１４は略角柱状の部材であり、基準アーム１３の上面に結合されている。直交アーム１４は、その下面において基準アーム１３の延在方向に沿ってスライド移動可能に支持されている。

スライドユニット１５は所定の方向に延びるレール１５Ａを備えている。スライドユニット１５は直交アーム１４の上面に対して上下方向を軸線Ｑとする回転可能、且つ、直交アーム１４の延在方向に沿ってスライド移動可能に支持されている。

ドライブユニット１６は、スライドユニット１５のレール１５Ａにスライド移動可能に結合するスライダ１６Ａを含む。これにより、ドライブユニット１６はスライドユニット１５にレール１５Ａの延在方向に沿ってスライド移動可能に支持されている。スライドユニット１５とドライブユニット１６との間には、ドライブユニット１６のスライド移動に対して抵抗力（減衰力）を加えるダンパ１８が設けられている。ダンパ１８の抵抗力は所定の方法によって変更が可能である。ダンパ１８は公知の油圧式のもの（例えば、ＡＣＥ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ、ＨＢ－２８－５００）であってよい。

レール１５Ａとスライダ１６Ａとの間には、スライダ１６Ａのレール１５Ａに対する位置及び速度を計測するためのエンコーダ１９が設けられている。エンコーダ１９は公知の光学式のもの（例えば、Ｒｅｎｉｓｈａｗ， ＱＵＡＮＴｉＣ ｓｅｒｉｅｓ）であってよい。エンコーダ１９は、設定された位置を原点Ｏとして、レール１５Ａに対するスライダ１６Ａの延在方向における位置、及び、スライダ１６Ａの移動速度を計測する。

ドライブユニット１６は、スライダ１６Ａに結合された略長方形板状の基部１６Ｂと、基部１６Ｂの上面に上下方向に延びる回転軸Ｒを中心として回転可能に支持された固定プレート１６Ｃとを備える。固定プレート１６Ｃは略長方形状をなす板部材であり、被験者１の上腕から手先部分を固定するためのバンド１６Ｄが２つ設けられている。本実施形態では、回転軸Ｒと軸線Ｑとは同じ位置になるように設定されている。

ドライブユニット１６には、６軸力センサ２０（センサ）が設けられている。６軸力センサ２０は固定プレート１６Ｃの回転軸Ｒに沿って配置されて、基部１６Ｂの上面に固定されている。６軸力センサ２０は上方に向けて開口する略円筒状のボディ２０Ａと、ボディ２０Ａに収容された回転軸Ｒを中心とする円柱状の検出部２０Ｂとを備える。６軸力センサ２０のボディ２０Ａは、基部１６Ｂの上面に固定されている。検出部２０Ｂはボディ２０Ａの上縁よりも上方に突出し、検出部２０Ｂの上面は固定プレート１６Ｃと面一をなす。図４に示すように、被験者１の上腕が固定プレート１６Ｃに固定されたときには、被験者１の手根関節部（肢先端Ｊ_３）が検出部２０Ｂの上面に接するように設定されている。

６軸力センサ２０は、検出部２０Ｂの上面に加わる３つの軸方向の力、及び、各軸回りのモーメントを計測する。但し、この３つの軸は、直交アーム１４の延在方向に沿う方向であって、被験者１から離れる方向（右方向）をＸ軸、基準アーム１３の延在方向であって、被験者１から離れる方向（前方向）をＹ軸、上方向をＺ軸となるように設定されている（図３及び図４参照）。すなわち、６軸力センサ２０は、検出部２０Ｂの上面に加わるＸ、Ｙ及びＺ軸方向の力と、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りのモーメントとを計測する。６軸力センサ２０は、公知のひずみゲージ式のセンサであってよい。

処理装置１０Ｂは、図３に示すように、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などの演算処理を行う演算処理部１７Ａと、メモリ及びハードディスクなどの情報を記憶し保持する記憶部１７Ｂと、出入力部１７Ｃを備えたコンピュータ１７によって構成されている。本実施形態では、出入力部１７Ｃは、タッチパネル１７Ｄを含む。タッチパネル１７Ｄは、被験者１や、被験者１を補助する補助者から、適宜、ボタンや入力欄を表示して入力を受け付ける。また、タッチパネル１７Ｄは、文字等による表示を行って被験者１や補助者に指示を行い、適宜、筋力の評価結果を表示する。

処理装置１０Ｂはエンコーダ１９、及び、６軸力センサ２０に所定のケーブルを介して接続されている。処理装置１０Ｂはケーブルを介して、エンコーダ１９、及び６軸力センサ２０からの出力を取得し、エンコーダ１９によって計測されたスライダ１６Ａの位置、及び移動速度と、６軸力センサ２０によって計測されたＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の力及び各軸回りのモーメントとを取得する。

処理装置１０Ｂはタッチパネル１７Ｄに所定の入力があったときに、被験者１の上肢２の筋力を評価するための筋力評価処理を実行する。以下では、図５に示すフローチャートを参照して、筋力評価処理の詳細について説明する。

処理装置１０Ｂは、筋力評価処理において、まず、手根関節部を上腕骨及び橈骨とで画定される測定面Ｓ内の少なくとも４つの方向に沿って異なる速度で移動させたときに手根関節部において発揮される出力を測定するステップＳＴ１（測定ステップ）を行う。本実施形態では、手根関節部の移動方向は被験者１の前方、後方、左方、及び右方に設定されている。以下では、手根関節部を前方に移動させたときに、手根関節部において発揮される出力を測定する工程（以下、前方測定工程）について、図６を参照して説明を行う。

前方測定工程において、処理装置１０Ｂはまず、被験者１及び補助者に、スライドユニット１５を基準アーム１３に沿って前後方向に延在するように配置（図４参照）し、ダンパ１８の抵抗力を所定の値に設定するように指示を行う（ｔ）。その後、処理装置１０Ｂは、タッチパネル１７Ｄにおいて、被験者１又は補助者から直交アーム１４の配置及びダンパ１８の抵抗力の設定が完了したことを示す入力を受け付ける。

被験者１又は補助者から設定完了を示す入力を受け付けると、処理装置１０Ｂは、被験者１に対し、背中が背凭れ１２に沿うように着座部１１に着座し、胴体をベルト１２Ｄによって背凭れ１２（固定部）に固定するよう指示を行う（ＳＴ１２）。その後、処理装置１０Ｂは、タッチパネル１７Ｄにボタンを適宜表示し、被験者１又は補助者から固定が完了したことを示す入力を受け付ける。

固定が完了したことを示す入力を受け付けると、処理装置１０Ｂは、基準アーム１３を上下方向に移動することによって、上腕（第１杆Ｌ_１）が固定プレート１６Ｃに固定されたときに、上腕骨及び橈骨（又は、尺骨）（第２杆Ｌ_２）の位置が水平な同一の測定面Ｓ内となるように、被験者１や補助者に基準アーム１３の位置を調整するように指示する。更に、処理装置１０Ｂは、上腕（第１杆Ｌ_１）及び橈骨（又は、尺骨）（第２杆Ｌ_２）のなす角度が９０度であり、且つ、肩関節（第１関節Ｊ_１）と手根関節部（肢先端Ｊ_３）とが前後に揃う位置となるように、直交アーム１４を基準アーム１３に対して前後方向に移動し、スライドユニット１５を直交アーム１４に対して左右に移動させるとともに、適宜回転して肩関節（第１関節Ｊ_１）の前方においてレール１５Ａが前後方向に延びるように配置して固定するよう指示する。これにより、図４に示すように、スライドユニット１５が肩関節（第１関節Ｊ_１）の前方において前後に延在するように配置されて、且つ、背凭れ１２に対して固定された状態となる（ＳＴ１３）。

その後、処理装置１０Ｂは、前腕を固定プレート１６Ｃ上に配置して、バンド１６Ｄを用いて固定する指示を表示する。これにより、被験者１が手根関節部を前後に動かすと、手根関節部の移動に伴ってドライブユニット１６はレール１５Ａに沿って前後にスライド移動する。処理装置１０Ｂは、タッチパネル１７Ｄに適宜、ボタンを表示し、基準アーム１３、直交アーム１４、及びスライドユニット１５の位置の設定が完了したことを示す入力を受け付ける。

位置の設定が完了したことを示す入力を受け付けると、処理装置１０Ｂは、エンコーダ１９からスライダ１６Ａの位置を取得して原点Ｏとした後、被験者１に助走距離を十分に取り、最大限の力を加えて手根関節部を３回、前方に動かすように指示する。被験者１が手根関節部に荷重を加えると、ドライブユニット１６はレール１５Ａに沿って前方に移動する。このとき、助走距離を十分に取られているため、ドライブユニット１６が原点Ｏを通過するときには概ね一定の速度で移動し、６軸力センサ２０によって検出されるＸ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙは、肢先端Ｊ_３がドライブユニット１６の移動速度で移動したときに被験者１が発揮する出力に対応する。このとき、処理装置１０Ｂは、タッチパネル１７Ｄに６軸力センサ２０によって取得した力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙに基づいて、被験者１が発揮する出力の向きを表示するとよい。これにより、被験者１は正しい向きに力を発揮しているかを確認することができる。

処理装置１０Ｂは、エンコーダ１９からスライダ１６Ａの位置を取得し、スライダ１６Ａが原点Ｏを通過するときの、スライダ１６Ａの速度ｖ_１、及び、Ｘ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙをそれぞれ３回ずつ取得する（ＳＴ１４）。これにより、図７に示すように、速度ｖ_１、Ｘ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙの３つの値からなるデータが３セット取得される。以下、取得された速度ｖ_１、Ｘ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙのセットを、図８に示すように、速度ｖ_１、Ｘ軸方向の力Ｆ_１ｘ、Ｙ軸方向の力Ｆ_１ｙによって規定される３次元空間上の点とみなして、出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝１，２，３。ｉは前方向に対する測定が行われた順番を示す）と記載する。

３回の測定が完了すると、処理装置１０Ｂは、ダンパ１８の抵抗力を上昇させて同様の測定を行わせることで、ステップＳＴ１５とは異なるスライダ１６Ａの速度ｖ_１におけるＸ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙを取得する（ＳＴ１５）。より具体的には、処理装置１０Ｂは、ダンパ１８の抵抗力を上昇させるように、被験者１及び協力者に指示する。その後、処理装置１０Ｂは、ダンパ１８の抵抗力の変更が完了したことを示す入力を受け付ける。ダンパ１８の抵抗力の変更が完了したことを示す入力を受け付けると、処理装置１０Ｂは、再度、被験者１に最大限の力を加えて手根関節部を３回、前方に動かすように指示を行う。処理装置１０Ｂは、スライダ１６Ａが原点Ｏを通過する度に、スライダ１６Ａの速度ｖ_１、及び、Ｘ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙ、すなわち、出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝４，５，６）を取得する。

その後、処理装置１０Ｂは、更に、ダンパ１８の抵抗力を上昇させて同様の測定を行わせることで、ステップＳＴ１５及びステップＳＴ１６とは異なるスライダ１６Ａの速度ｖ_１におけるＸ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙを取得する（ＳＴ１６）。より具体的には、処理装置１０Ｂは、ステップＳＴ１５と同様に、ダンパ１８の抵抗力を上昇させるように被験者１及び補助者に指示する。その後、処理装置１０Ｂは、ステップＳＴ１５と同様に手根関節部を前方に動かすよう指示を行い、スライダ１６Ａの速度ｖ_１、及び、Ｘ軸方向の力Ｆ_１ｘ及びＹ軸方向の力Ｆ_１ｙをそれぞれ３回ずつ、すなわち、Ｐ_１ｉ（ｉ＝７，８，９）を取得する。処理装置１０Ｂは、出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝１～９）の取得が完了すると、前方測定工程を終える。

このように、ダンパ１８の抵抗力を変更して、出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝１～９）を取得することによって、実効的に速度の異なる場合の力Ｆ_１ｘ、及び、Ｆ_１ｙをそれぞれ取得することができる。

処理装置１０Ｂは、前方測定工程が完了した後、前方測定工程と同様の処理を行って、被験者１に手根関節部を後方に動かすように指示を行い（ＳＴ１４～１６）、ダンパ１８の抵抗力が互いに異なる３つの条件下において、被験者１に手根関節部を後方に３回ずつ動かしたときの、速度ｖ_２、力Ｆ_２ｘ、Ｆ_２ｙ、すなわち、出力点Ｐ_２ｉ（ｉ＝１～９）を取得する。

その後、処理装置１０Ｂは、ＳＴ１２において直交アーム１４を基準アーム１３に沿って左右方向に延在するように配置するよう指示を行う点と、ＳＴ１４～１６において被験者１に手根関節部を左方に動かすように指示を行う点を除き、前方測定工程と同様の処理を行う。これにより、処理装置１０Ｂは、ダンパ１８の抵抗力が３つの異なる条件下において、被験者１に手根関節部を左方に３回ずつ動かしたときの、速度ｖ_３、力Ｆ_３ｘ、Ｆ_３ｙ、すなわち、出力点Ｐ_３ｉ（ｉ＝１～９）を取得する。

その後、処理装置１０Ｂは、ＳＴ１２において直交アーム１４を基準アーム１３に沿って左右方向に延在するように配置するよう指示を行う点と、ＳＴ１４～１６において被験者１に手根関節部を右方に動かすように指示を行う点を除き、前方測定工程と同様の処理を行う。これにより、処理装置１０Ｂは、ダンパ１８の抵抗力が互いに異なる３つの条件下において、被験者１に手根関節部を右方に３回ずつ動かしたときの、速度ｖ_４、力Ｆ_４ｘ、Ｆ_４ｙ、すなわち、出力点Ｐ_４ｉ（ｉ＝１～９）を取得し、測定ステップを終える。これにより、処理装置１０Ｂは、上腕の遊端の前方向、後方向、左方向、及び右方向について、２つの異なる速度における面内の出力を取得する。これにより、処理装置１０Ｂは、ステップＳＴ１（測定ステップ）を終える。

図５に示すように、ステップＳＴ１が完了すると、処理装置１０Ｂは、前方向、後方向、左方向、及び右方向の各方向において、測定ステップにおいて取得した面内の出力、及び、速度に基づいて、各方向における出力と速度との関係を示す関数を算出するステップＳＴ２（算出ステップ）を行う。前方向、後方向、左方向、及び、右方向における処理は同様であるため、以下では、前方向における出力と速度との関係を示す関数を算出するための処理について、説明を行い、他の方向については説明を省略する。

処理装置１０Ｂは、測定された出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝１～９）を用いて、対応する方向（前方向）における速度と力との関係を示す関数Ｐ_１（ｔ）を算出する。すなわち、処理装置１０Ｂは、出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝１～９）に基づいて、前方向における力Ｆ_１ｘ、及び、Ｆ_１ｙと速度ｖ_１との関係を示す関数を算出する算出手段（算出装置）として機能する。本実施形態では、処理装置１０Ｂは、図７（Ａ）に示すように、前方向の速度と力との関係が以下の一次直線で近似できると仮定し、最小二乗法に基づいて、係数ａ、ｂ、及びｃを算出する。

例えば、処理装置１０Ｂは、測定された出力点Ｐ_１ｉ（ｉ＝１～９）を用いて、Ｌ、及びＮをそれぞれ算出するとよい。

但し、Ｃｏｖ（Ｆ_１ｘ，ｖ_１）はＦ_１ｘ及び速度ｖ_１の共分散、Ｃｏｖ（Ｆ_１ｙ，ｖ_１）はＦ_１ｙ及び速度ｖ_１の共分散、及び、ｓ_ｖ１ ^２は速度ｖ_１の分散をそれぞれ表す。その後、処理装置１０Ｂは、以下の式（４）を用いて、Ｆ_１ｘ０、Ｆ_１ｙ０、ｖ_１ｙ０、ａ、ｂ、及びｃを算出することによって、式（２）で示される速度と力との関係を示す関数を取得するとよい。

但し、μ_Ｆ１ｘ、μ_Ｆ１ｙ、及び、μ_ｖ１はそれぞれ、力Ｆ_１ｘの平均値、力Ｆ_１ｙの平均値、及び、速度ｖ_１の平均値を示す。

前方向の速度と力との関係を示す関数Ｐ_１（ｔ）の取得が完了すると、処理装置１０Ｂは、同様の処理を後方向、左方向、及び、右方向のそれぞれについて行い、図７及び図８に示すように、４つの方向についての速度と力との関係を示す一次関数Ｐ_２（ｔ）、Ｐ_３（ｔ）、及びＰ_４（ｔ）を取得する。４つの方向における関数の取得が完了すると、処理装置１０Ｂは、ステップＳＴ２を終える。

ステップＳＴ２が完了すると、図５に示すように、処理装置１０Ｂは、異なる速度における６角形状の最大出力分布Ｑ_ａ、Ｑ_ｂ、Ｑ_ｃをそれぞれ導出するステップＳＴ３（以下、作成ステップ）を行う。より具体的には、処理装置１０Ｂは、まず、取得した関数Ｐ_ｉ（ｔ）（ｉ＝１～４）を用いて、所定の３つの速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃそれぞれにおける前方向の出力（Ｆ_１ｘ，Ｆ_１ｙ）、後方向の出力（Ｆ_２ｘ，Ｆ_２ｙ）、左方向の出力（Ｆ_３ｘ，Ｆ_３ｙ）、及び右方向の出力（Ｆ_４ｘ，Ｆ_４ｙ）をそれぞれ取得する。

次に、処理装置１０Ｂは、３つの速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃそれぞれに対応する前方向、後方向、左方向、及び右方向の４つの方向の出力を用いて、公知の４点測定法に基づき、図９に示すように、６角形状の最大出力分布Ｑ_ａ、Ｑ_ｂ、Ｑ_ｃをそれぞれ求める。

以下に、図１０を参照して、４点測定法に基づく、最大出力分布の導出について簡単に説明する。以下の説明では、最大出力分布の導出を行う速度における前方向の出力（Ｆ_１ｘ，Ｆ_１ｙ）（以下、Ｆ_１）、後方向の出力（Ｆ_２ｘ，Ｆ_２ｙ）（以下、Ｆ_２）、左方向の出力（Ｆ_３ｘ，Ｆ_３ｙ）（以下、Ｆ_３）、及び右方向の出力（Ｆ_４ｘ，Ｆ_４ｙ）（以下、Ｆ_４）とする。処理装置１０Ｂは、まず、Ｆ_１を６角形の頂点Ａとする（図１０（Ａ））。次に、処理装置１０Ｂは、頂点Ａを通り関節Ｊ_２（肘関節）及びＪ_３（手根関節部）を結ぶ直線に変更な直線Ｌ_１と、Ｆ_４を通りＪ_１（肩関節）及びＪ_３（手根関節部）を結ぶ直線に平行な直線Ｌ_２の交点を頂点Ｂとする。同様に、処理装置１０Ｂは、頂点Ａを通り、Ｊ_１及びＪ_２を結ぶ直線に平行な直線Ｌ_３と，Ｆ_３通りＪ_１及びＪ_３を結ぶ直線と平行な直線Ｌ_４との交点を頂点Ｆとする（図１０（Ｂ））。

次に、Ｆ_２を通りＪ_１及びＪ_２を結ぶ直線に平行な直線Ｌ_５と、直線Ｌ_２との交点を、頂点Ｃとする。その後、直線Ｌ_５上の頂点Ｃから線分ＡＦの長さ（ｌ）だけ離れた点を頂点Ｄとし、頂点Ｄを通りＪ_２及びＪ_３を結ぶ直線Ｌ_６と、直線Ｌ_４との交点を頂点Ｅとする（図１０（Ｃ））。このとき、頂点Ａを始点、頂点Ｆを終点とするベクトルＡＦと、頂点Ｃを始点、頂点Ｄを終点とするベクトルＣＤとは互いに等しく、且つ、頂点Ａを始点、頂点Ｂを終点とするベクトルＡＢと、頂点Ｅを始点、頂点Ｄを終点とするベクトルＤＥとは互いに等しくなっている。このように、頂点Ａ～Ｆが求まることによって、それらを結ぶ６角形状の最大出力分布が得られる。

但し、本実施形態では、Ｊ_３がＪ_１の前方に位置しているためＬ_２及びＬ_４はともにＹ軸に平行であり、肘関節の角度が９０度に設定されているため、Ｌ_１及びＬ_３はそれぞれＸＹ面内で斜め４５度に延びる直線となっている。

ステップＳＴ３の後、処理装置１０Ｂは、３つの速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃそれぞれにおける機能的実効筋力Ｆ_ｆ１、Ｆ_ｆ２、Ｆ_ｆ３、Ｆ_ｅ１、Ｆ_ｅ２、及びＦ_ｅ３を算出するステップＳＴ４（寄与量算出ステップ）を行う。より具体的には、処理装置１０Ｂは、速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃそれぞれに対応する最大出力分布Ｑ_ａ、Ｑ_ｂ、Ｑ_ｃそれぞれから、式（１）に基づいて、各筋の機能的実効筋力Ｆ_ｆ１、Ｆ_ｆ２、Ｆ_ｆ３、Ｆ_ｅ１、Ｆ_ｅ２、及びＦ_ｅ３を算出する。このとき、処理装置１０Ｂは、各筋の機能的実効筋力Ｆ_ｆ１、Ｆ_ｆ２、Ｆ_ｆ３、Ｆ_ｅ１、Ｆ_ｅ２、及びＦ_ｅ３を、６角形ＡＢＣＤＥＦ、及び式（１）に加えて、拮抗する２つの筋力の大きさの比率、例えば、｜Ｆ_ｆ１｜／（｜Ｆ_ｆ１｜＋｜Ｆ_ｅ１｜）等に適宜の数値を設定することによって算出してもよい。

ステップＳＴ４の後、処理装置１０Ｂは算出された各筋の機能的実効筋力に基づいて、３つの速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃにおける筋対の実効筋力を算出して表示するステップＳＴ５（算出ステップ）を行う。より具体的には、処理装置１０Ｂは、３つの速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、ｖ_ｃにおけるそれぞれの第１拮抗一関節筋対ｅ_１、ｆ_１の実効筋力｜Ｆ_ｅ１｜＋｜Ｆ_ｆ１｜と、第２拮抗一関節筋対ｅ_２、ｆ_２の実効筋力｜Ｆ_ｅ２｜＋｜Ｆ_ｆ２｜と、拮抗二関節筋対ｅ_３、ｆ_３の実効筋力｜Ｆ_ｅ３｜＋｜Ｆ_ｆ３｜とを算出する。その後、処理装置１０Ｂは、図１１に示すように、タッチパネル１７Ｄにグラフ化して表示する。表示が完了すると、処理装置１０Ｂは、筋力評価処理を終了する。

次に、このように構成した筋力評価方法の効果について説明する。図７には、筋力評価方法に従って測定した場合の（Ａ）前方向の出力Ｐ_１１～Ｐ_１９の速度ｖ_１、及び、力の前方向成分の大きさの関係、（Ｂ）後方向の出力Ｐ_２１～Ｐ_２９の速度ｖ_２、及び、力の後方向成分の大きさの関係、（Ｃ）左方向の出力Ｐ_３１～Ｐ_３９の速度ｖ_３、及び、力の左方向成分の大きさの関係、及び、（Ｄ）右方向の出力Ｐ_４１～Ｐ_４９の速度ｖ_４、及び、力の右方向成分の大きさの関係がそれぞれ示されている。図７（Ａ）～（Ｄ）には、各方向において得られた速度と力との関係を示す関数Ｐ_１（ｔ）～Ｐ_４（ｔ）が破線によって示されている。図７（Ａ）～（Ｄ）に示すように、測定によって得られた点が概ね、破線上に位置している。よって、実験で測定した速度付近の区間のみで考えると、前後左右の４つの方向における出力が速度の一次関数での近似できることが確認できる。また、一次関数を用いることによって、出力と速度との関係を示す近似式を容易に算出することができる。また、出力が速度の一次関数で表されることから、各速度における出力を容易に算出することができる。

図７（Ａ）～（Ｄ）の破線によって示すように、処理装置１０Ｂは、最小二乗法による近似を行うことによって、測定データから、前後左右の４つの方向それぞれにおける出力と速度との関係を示す関数Ｐ_１（ｔ）、Ｐ_２（ｔ）、Ｐ_３（ｔ）及びＰ_４（ｔ）を取得する。これにより、処理装置１０Ｂは、これらの関数を用いて、任意の速度における４方向の出力を取得することができる。

処理装置１０Ｂは、出力と速度との関係を示す関数を用いて、４点測定法に基づいて、任意の速度における最大出力分布を求めることができる。図９には、本実施形態の処理装置１０Ｂによって取得された速度ｖ_ａ＝０．１ｍ／ｓ、ｖ_ｂ＝０．２ｍ／ｓ、及び、ｖ_ｃ＝０．３ｍ／ｓのそれぞれにおける最大出力分布Ｑ_ａ、Ｑ_ｂ、及び、Ｑ_ｃが示されている。

このように、本発明に係る筋力評価方法では、出力と速度との関係を示す関数を用いて、４点測定法を行うことによって、任意の速度に対する最大出力分布を求めることができる。これにより、任意の速度における各実効筋力を求めることによって、速度に応じた各実効筋力の評価を行うことができる。

図１１には、最大出力分布Ｑ_ａ、Ｑ_ｂ、Ｑ_ｃに基づいて算出された、速度ｖ_ａ、ｖ_ｂ、及びｖ_ｃのそれぞれにおける第１拮抗一関節筋対ｅ_１、ｆ_１の実効筋力｜Ｆ_ｅ１｜＋｜Ｆ_ｆ１｜と、第２拮抗一関節筋対ｅ_２、ｆ_２の実効筋力｜Ｆ_ｅ２｜＋｜Ｆ_ｆ２｜と、拮抗二関節筋対ｅ_３、ｆ_３の実効筋力｜Ｆ_ｆ３｜＋｜Ｆ_ｅ３｜とが示されている。図１１から、第２拮抗一関節筋対ｅ_２、ｆ_２（すなわち、肘関節に作用する実効筋群）の実行筋力｜Ｆ_ｅ２｜＋｜Ｆ_ｆ２｜の速度の上昇による減少率が、他に比べて大きいことが確認できる。この結果は、肘関節に作用する筋群においては、他の筋群に比べて、遅筋の割合が小さいことが理解できる。すなわち、本発明による筋力評価方法は、速筋・遅筋の割合を知る指標として利用することができる。これにより、競技に合わせた増強すべき筋を特定することができる。よって、本発明に係る筋力評価方法をリハビリテーションやスポーツの筋力評価に活用することによって、より効果的なトレーニングが可能となる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。処理装置１０ＢはステップＳＴ１において、４方向の最大出力の取得を行っていたが、この態様には限定されない。処理装置１０ＢはステップＳＴ１において、ステップＳＴ３において６角形状の最大出力分布を得るために要する最大出力が取得できればいかなる態様であってもよい。より具体的には、例えば、処理装置１０ＢはステップＳＴ１において、５以上の方向の最大出力の取得を行って６角形状の最大出力分布を取得してもよく、また、周方向に所定角度ごとに最大出力を取得し、６角形状の最大出力分布を取得してもよい。

上記実施形態では、４方向の出力点を取得し、各速度における６角形状の最大出力分布を得ていたが、この態様には限定されない。処理装置１０Ｂは、例えば、所定の一つの方向、又は複数の方向において、手根関節部を２つ以上の異なる速度で移動させたときの、手根関節部の原点Ｏにおける出力をそれぞれ取得し、その方向における力と速度との関係を示す関数を算出するように構成してもよい。処理装置１０Ｂが出力する関数は一次関数であるとよく、例えば、式（２）と同様のものであってよい。このとき、処理装置１０Ｂは、タッチパネル１７Ｄに速度に対する出力の変化を示す図７（Ａ）と同様のグラフを表示するとよい。これにより、被験者１及び協力者はその傾きによって、筋力の速度依存性を評価することができる。

上記実施形態では、ダンパ１８に設定する抵抗力によって、速度を変えて出力を取得するように構成されていたがこの態様には限定されない。例えば、ドライブユニット１６をスライドユニット１５に対して所定の速度で移動させるモータを設けてもよい。これにより、ドライブユニット１６の移動速度を設定することができるため、手根関節部の移動速度をより細かく設定することができる。これにより、最大出力の速度依存性をより詳細に測定することができる。

但し、本実施形態では、手根関節部に加える抵抗力をダンパ１８によって加え、その抵抗力を変えることで、手根関節部の速度を変更している。よって、手根関節部の速度の変更が容易である。また、モータによって手根関節部を移動させる場合に比べて、被験者１は上腕を自らの意思で動かすことができるため、筋力評価時に被験者１に与えうる不安感を低減することができる。

上記実施形態において、筋力特性評価方法は被験者１の右側の上肢２の筋力の特性を評価するために用いられていたが、被験者１の右側の上肢２に限定されず、被験者１の左側の上肢２、又は、被験者１の左右いずれかの下肢であってもよい。また、上記実施形態において測定面Ｓは略水平をなすように設定されていたが、この態様には限定されず、例えば、測定面Ｓは略鉛直をなすように設定されていてもよい。また、筋力評価測定方法は動物、例えば、馬、牛、犬等の動物の筋力を評価するために用いられてもよい。

３ ：肢体
１０ ：筋力特性評価装置
１０Ａ ：取得装置（取得手段）
１０Ｂ ：処理装置（算出装置、算出手段）
Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３、Ｆ_４ ：最大出力
Ｆ_ｆ１、Ｆ_ｆ２、Ｆ_ｆ３、Ｆ_ｅ１、Ｆ_ｅ２、Ｆ_ｅ３：機能的実効筋力
Ｊ_１ ：第１関節（肩関節）
Ｊ_２ ：第２関節（肘関節）
Ｊ_３ ：肢先端（手根関節部）
Ｌ_１ ：第１杆
Ｌ_２ ：第２杆
Ｓ ：測定面
ｆ_１、ｅ_１ ：第１拮抗一関節筋
ｆ_２、ｅ_２ ：第２拮抗一関節筋
ｆ_３、ｅ_３ ：拮抗二関節筋

Claims (8)

1. 第１関節により支持された基端を有する第１杆と前記第１杆の遊端に第２関節を介して支持された第２杆とを有する被験者の肢体の筋群モデルに基づいて筋力特性を評価する筋力特性評価方法であって、
   前記被験者が、前記第２杆の遊端を、前記両杆により画定される面内の少なくとも２つの方向それぞれに２つ以上の異なる移動速度で所定の基準点を通過するように複数回移動させたときに、前記被験者が前記第２杆の遊端を移動させるたびごとに、取得装置が前記基準点における前記移動速度と前記第２杆の遊端における出力との組を取得するステップと、
   処理装置が、前記移動速度と前記出力との複数の組を用いて、前記方向それぞれにおける前記出力と前記移動速度との関係を示す関数を算出するステップと、
   前記処理装置が、前記関数に基づいて、所定速度における前記出力を取得し、前記筋群モデルを用いて前記所定速度における前記筋力特性の評価を行うステップと、を含むことを特徴とする筋力特性評価方法。
2. 前記移動速度と前記出力との組を取得するステップは、前記被験者が前記第２杆の遊端を、前記両杆により画定される面内の少なくとも４つの異なる方向それぞれに２つ以上の異なる前記移動速度で前記基準点を通過するように複数回移動させるステップを含み、
   前記筋力特性の評価を行うステップは、前記処理装置が、前記第１関節を跨ぐ第１拮抗一関節筋対、前記第２関節を跨ぐ第２拮抗一関節筋対、及び前記両関節を跨ぐ拮抗二関節筋対からなる前記筋群モデルの各筋の寄与に対応する６角形の最大出力分布を作成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の筋力特性評価方法。
3. 前記筋力特性の評価を行うステップは、前記処理装置が、前記最大出力分布から前記筋群モデルの各筋の寄与量を算出するステップを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の筋力特性評価方法。
4. 前記出力と前記移動速度との関係を示す前記関数が一次関数であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１つの項に記載の筋力特性評価方法。
5. 前記第２杆の遊端が２つ以上の異なる前記移動速度で移動可能となるように、前記取得装置が前記第２杆の遊端に対して異なる値の抵抗力を付与可能に構成されていることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１つの項に記載の筋力特性評価方法。
6. 第１関節により支持された基端を有する第１杆と前記第１杆の遊端に第２関節を介して支持された第２杆とを有する被験者の肢体の筋群モデルに基づいて筋力特性を評価する筋力特性評価装置であって、
   前記被験者が、前記第２杆の遊端を前記両杆により画定される面内の少なくとも２つの方向それぞれに、２つ以上の異なる移動速度で所定の基準点を通過するように複数回移動させたときに、前記被験者が前記第２杆の遊端を移動させるたびごとに、前記基準点における前記移動速度と前記第２杆の遊端における出力との組を取得する取得装置と、
   前記移動速度と前記出力との複数の組を用いて、前記方向それぞれにおける前記出力と前記移動速度との関係を示す関数を算出し、前記関数に基づいて、所定速度における前記出力を取得し、前記筋群モデルを用いて前記所定速度における前記筋力特性の評価を行う処理装置とを備えることを特徴とする筋力特性評価装置。
7. 前記処理装置は、前記出力と前記移動速度との関係を示す前記関数として、一次関数を用いることを特徴とする請求項６に記載の筋力特性評価装置。
8. 前記取得装置は、
   前記被験者を固定する固定部と、
   前記固定部に固定されたスライドユニットと、
   前記スライドユニットに前記方向にスライド移動可能に設けられたドライブユニットと、
   前記ドライブユニットに設けられ、前記出力を検出するセンサと、
   前記スライドユニットと、前記ドライブユニットとの間に設けられたダンパとを有し、
   前記第２杆の遊端に対して複数の抵抗力を加えることによって、前記被験者が前記第２杆の遊端を２つ以上の前記移動速度で移動可能とすべく、前記ダンパの抵抗力は可変であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の筋力特性評価装置。

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