独立行政法人 製品評価技術基盤機構
人間特性データベース
生活福祉技術センター
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*基本動態計測手法の開発



●平成20年度のテーマ



*被験者に負担の少ない身体特性計測手法の開発(平成20年度)



  ヒトの発揮力データを製品設計に利用する場合、発揮できる最大の力に加え、楽な力、または、 普段無理なく発揮できる力のデータ及び計測手法が望まれています。
 そこで、ヒトが上肢の操作により発揮する力について、立位を保持したまま、 限られた筋負担で出せる力を“楽な力”と仮定し、姿勢変化を極力伴わない状態で発揮した力の計測を実施し、 負担の少ない発揮力を推定する手法について検討しました。

  ●「被験者に負担の少ない身体特性の計測方法」のダウンロード(PDF 32KB)
  ●「被験者に負担の少ない身体特性の計測結果」のダウンロード(PDF 82KB)
  ●「応用例」のダウンロード(PDF 21KB)

*安全に計測可能なパラメータによる筋力推定方法の開発(平成20年度)



  平成20年度は、平成19年度に試作した装置を用いて被験者実験を試行し、 得られた結果に基づいて検討を加え、装置全体の性能やユーザビリティの改良を行いました。

  ● 「超音波エコーによる体肢断面観察に供する水槽の素材の検討(平成20年度)」のダウンロード(PDF 209KB)


●平成19年度のテーマ



*日常生活動作における発揮力特性計測手法の開発 (平成19年度)



 NITEでは平成20年度より第2期人間特性データ計測を開始する予定としており、 そこでは第1期人間特性計測で行った関節毎の発揮力・可動域計測に加えて、 日常生活動作の遂行能力を評価する計測を取り入れることにしています。 対象計測項目は@座位からの立ちあがり動作時間A機能的到達距離 B静止立位における重心動揺特性Cリーチ動作時における重心動揺特性 D立ちあがり動作時の体重心移動特性E歩行動作時の体重心移動特性とし、 既存方法の参照・改良または新規計測手法として検討を行いました。 ここでは第2期人間特性データ計測の計測項目全般を示すとともに各計測方法内容を提示しました。

<移動・運動特性、平衡性の計測手法>
  ●「計測手法一覧」のダウンロード(PDF 92KB)

  ●「計測手法3:座位からの立ちあがり動作時間」のダウンロード(PDF 77KB)
  ●「計測手法4:機能的到達距離」のダウンロード(PDF 125KB)
  ●「計測手法5:静止立位における重心動揺特性」のダウンロード(PDF 65KB)
  ●「計測手法6:リーチ動作時における重心動揺特性」のダウンロード(PDF 92KB)
  ●「計測手法7:立ちあがり動作時の体重心移動特性」のダウンロード(PDF 210KB)
  ●「計測手法8:歩行動作時の体重心移動特性」のダウンロード(PDF 187KB)

*被験者に負担の少ない身体特性計測手法開発 (平成19年度)



 NITEでは平成20年度より第2期人間特性データ計測を開始する予定としており、そこでは第1期人間特性計測で行った関節特性計測をさらに拡張させた計測内容を取り入れることにしています。検討対象は@最大発揮力計測における等速性計測の追加A上肢操作力計測の充実とし、ここでは第2期人間特性データ計測の計測項目全般を示すとともに各計測方法内容を提示しました。

  ●「計測手法一覧」のダウンロード(PDF 92KB)

  ●「計測手法1:等速性最大発揮力計測」のダウンロード(PDF 245KB)
  ●「計測手法2:上肢操作力」のダウンロード(PDF 419KB)

*安全に計測可能なパラメータによる筋力推定方法の開発 (平成19年度)



 四肢の筋力計測は被計測者に負担を伴うため被計測者の身体的負担の軽減には留意が必要で、特に高齢者の計測においては計測時の制約が増えます。
そこで、安全に計測可能なパラメータとして超音波エコーによる体肢の筋断面積をとりあげ、平成19年度から平成21年度の3年間で筋断面積から筋力を推定する方法の開発を行う計画です。平成19年度は体肢筋断面観察用水槽等の装置の検討と作成をおこないました。

  ●「超音波エコーによる体肢断面観察に供する水槽の素材の検討(平成19年度)」のダウンロード(PDF 520KB)


●平成18年度のテーマ



*日常動作における発揮力特性計測手法 (平成18年度)

(関節毎の発揮トルク特性データをもとにした上肢発揮力推定方法)


 NITEでは人間特性データベースにおいて肘や肩などの単関節ごとの発揮力特性データを公開してきましたが、物を持つなど複数の関節が寄与した日常生活動作での発揮力には対応できていませんでした。このため既存の人間特性データベースデータを用いて日常生活動作の発揮力が推定できないかと考え、18年度においては肘・肩関節発揮力データをもとに持ち上げ動作時の発揮力推定方法について検討を行いました。



●平成13〜17年度までのテーマ一覧




* 頸部・体幹の硬さ計測手法開発 (平成16〜17年度)

* 肩関節の前額面運動に係る関節自動可動域及び硬さ特性計測手法の開発
(平成15〜16年度)


* 上肢到達域計測手法の開発(平成14〜15年度)

* 前腕回旋運動に係る関節可動域及び硬さ特性計測手法の開発
(平成14〜15年度)


* 座位における三次元上肢操作力計測手法の開発(平成13年度)




*頸部・体幹の硬さ計測手法開発 (平成16〜17年度)


 関節可動域及び硬さ特性は、人間の動作を決定する重要なファクターであり、身体機能に即した製品設計に資する有用なデータとして位置付けられています。

 これまでNITEでは、高齢者の就労や日常生活における環境を整備することを目的に、四肢関節の可動域及び硬さ特性を計測してきたところですが、ここでは、これまで実施してきた四肢に関する計測方法の開発に加え、製品開発への一層の利用拡大を図る観点から、未整備であった身体の基幹である「頸部・体幹の硬さ特性」について計測方法を開発しました。

 ※被験者計測が初めての方でも安全に測定できるように、計測方法のみならず計測におけるノウハウや関連情報等についても掲載しています。


  体幹の回旋受動抵抗計測風景

【公開している内容】
 ● 頚部・体幹の硬さ計測方法
 ● 頚部・体幹の前後屈・左右側屈硬さ計測グラフ一覧
 ● 頚部・体幹の回旋硬さ計測グラフ一覧

* 「頸部・体幹の硬さ計測手法開発」に関する掲載情報へ




* 肩関節の前額面運動に係る関節自動可動域及び硬さ特性計測手法の開発(平成15〜16年度)


 現在、日本が超高齢社会の問題に直面する中で、その対策のために、高齢者はどういうことが出来るのかを知ることが重要だといわれており、これをADL(日常生活行動 : Activities of Daily Living)というキーワードで示すことがあります。その中で、高齢者や障害者などの方々が、とくに困難だと感じる動作として、日常的に誰もがおこなっている背中側で腕や手を動かす動作があり、このうち身体的特性のみに注目した代表的な動作として、肩関節前額面運動があります。
 例えば、後頭部や背中をかく、女性下着の着脱、お尻を拭くなどの動作があります。これらの動作は、他の動作よりも心身共に自立して生活するためには欠かすことのできないものでありながら、代償動作をおこなうことがとても難しいといえます。

 そこで、このような問題を解消するために様々な工夫をした製品が必要となりますが、作り手にとっては、設計の基本情報となる高齢者における背面での前額面動作を測定する有効な方法もなく、また、そのデータを手に入れることができないのが現状です。とくに、解剖学的な肩関節ではなく、日常動作を表している肩関節複合体の挙動を知ることが製品設計への応用に重要となります。

 以上のことから、私どもが培ってきた人間特性データベースと同様の手法により、背面における肩関節複合体での前額面関節自動可動域(どこまで動かせるのだろうか?)や関節硬さ特性【他動関節可動域】(どういう構造になっているのだろうか?/どこまで耐えられるのだろうか?)を計測する手法を開発し、公開することにいたしました。さらに、被験者計測によって得られたデータなども公開しております。

 ※被験者計測が初めての方でも安全に測定できるように、本計測手法でのノウハウや関連情報等についても掲載しています。


         計測風景


【公開している内容】
 ● 肩関節前額面自動可動域を計測する方法
 ● 肩関節の硬さ特性(他動可動域)を計測する方法
 ● 本計測をおこなう上で必要な知識など
 ● 肩関節前額面自動可動域及び被験者属性データ
 ● 肩関節硬さ特性(他動可動域)計測データ

         硬さ特性計測結果


* 「肩関節の前額面運動に係る関節自動可動域及び硬さ特性計測手法の開発」に関する掲載情報へ





*上肢到達域計測手法の開発(平成14〜15年度)


 製品設計において製品の配置設定や機器と身体との干渉事故防止の観点から、四肢(特に上肢)の到達範囲は非常に重要なファクターとされています。また、最近ではそれらの設計をデジタルヒューマン(DH)ツールを用いることが主流になってきていますが、現時点における既存DHツールがヒトの肩関節特性を忠実に再現しているかについては不明な点が多いのが現状です。肩関節のシミュレートが十分でない原因としては、上腕骨が固定される肩甲骨の移動特性が非常に複雑であることが挙げられ、肩関節のモデル化は困難であるとされていますが、逆に同移動特性が正確に把握することができれば、肩関節モデルの精度向上の一助となることが容易に予測されます。

 そこで、ここでは肩甲骨の移動特性をCTスキャンなどの医療器具を用いることなく簡易的に計測する方法として、3次元動作解析装置を用いて皮膚上から計測する手法を検討することにしました。ただし、3次元動作解析装置を用いることにより十分配慮しなければならない条件として、貼付マーカーと骨標点の皮膚伸縮による位置ずれが挙げられるため、それらを解消するために肩甲骨標点のテンプレート用いて位置推定する方法について検討を行った結果を実施マニュアルとして紹介することにしました。


【公開している内容】

●肩甲骨標点のテンプレート用いて、皮膚上の肩甲骨標点位置を推定する計測手法


* 「上肢到達域計測手法の開発」に関する掲載情報へ





* 前腕回旋運動に係る関節可動域及び硬さ特性計測手法の開発
    (平成14〜15年度)

 
 高齢社会が到来し、就労場面や一般的な生活場面において、高齢者向け製品の開発・普及、環境整備が望まれています。このため、平成12〜13年度にかけて製品・環境設計に必要となる身体特性(関節自動可動域、関節受動抵抗(関節の硬さ特性)、最大発揮力及び身体寸法、体力値)を収集し、「人間特性データベース」としてホームページ上で一般公開しました。
 
 しかしながら、このデータベースにおける身体特性項目には、「前腕の回旋運動」における関節自動可動域、関節受動抵抗が含まれておらず、また統一された計測方法もありません。
 そこで、各メーカや施設等研究機関で広く活用されるよう「前腕の回旋運動における関節自動可動域及び関節受動抵抗」の簡易計測手法を開発しました。
   計測風景
【公開している内容】

●前腕の回旋可動域を計測する方法
●関節の硬さを計測する方法
●前腕の回旋可動域データ
●関節硬さ特性データ
●基本姿勢での小規模被験者データから肘や肩関節角度を変えた場合における前腕回旋可動域をWeb上で推定することができるプログラム。

●関節の硬さを容易に評価することができる関節受動抵抗解析ソフト(フリーウエア)
  関節の硬さは、可動域の大小だけではなく、関節受動抵抗の特性からも、比較・評価することができます。

        関節受動抵抗解析ソフトウエア画面


* 「前腕回旋運動に係る関節可動域及び硬さ特性計測手法の開発」に関する掲載情報へ





* 座位における三次元上肢操作力計測手法の開発(平成13年度)
 

 より使いやすい製品デザイン・設計に利用可能な日本人の身体機能データベースを整備するために上肢操作力を精度よく客観性のある計測手法を確立することを目的とし、操作力計測装置と座位移動架台を組み合わせ、3次元位置の操作力を収集し、精度よく計測するための計測手法を開発しました。

【公開している内容】

●3次元位置の操作力を計測する方法
●3次元位置の操作力計測データ

                   計測姿位

三次元上肢操作力の計測手法の開発の図

* 「座位における三次元上肢操作力計測手法の開発」に関する掲載情報へ







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