共同研究参考資料

リハトレーナー

東京都老人総合研究所 共同研究参考資料

 

2大特許による新たな時代へ進化するリハトレーナー

1.定量性のある自動負荷変更機能

負荷をパラメータとした動作測定や1RM測定などが容易にできる

2.時間分割リアルタイム運動モニター

今まで出来なかった動作測定ができる

エンコーダデータ/加速度データ解析

~リハトレーナーを使用しての実測解析~

目的運動動作

  • スムースな動き
  • 動作距離を伸ばす
  • T1、T2の対称性
  • 負荷を徐々に増量
  • 動作時間T1、T2を早くする

1.加速度データの考察

(1)スムースなデータ例

エンコーダ 1ストロークのデータ
「計算加速度」上記データから計算で求めた加速度データ

加速度データに突出したデータが存在しないため、ほぼ一定の速度で運動できています。
「参考」エントロピーを計算すると6.22511335680416になります。

2)ギクシャクなデータ例

エンコーダ 1ストロークのデータ
「計算加速度」 上記データから計算で求めた加速度データ

加速度データに突出したデータが存在し、一定の速度で運動できていません。
「参考」エントロピーを計算すると6.30695149395242となり、全ページのスムースデータと比較してギクシャクしていると考えられます。

2.エンコーダデータの考察

(1)スムースな例

  • ストロークと戻しで、ほぼ8秒の運動になってしまいます。
  • ストロークと、戻しの時間がほぼ均等になっています。(トップを中心に均等)
  • 全体としてスムースな運動ができています。

(2)ギクシャクな例

  • 運動時間はほぼ8秒で運動できています。
  • 運動途中にストロークがもどるデータがあり、スムースに運動できていません。

(3)ストロークと戻りのバランスが悪い例

  • ストロークがゆっくりで、戻りが早くなっているためギクシャクな運動と考えられます。
  • 逆にストロークが早くて、戻りがゆっくりの場合もギクシャクな運動と考えられます。

(4)運動時間が速すぎる例

  • 運動時間が大幅に速すぎると、CGTの運動効果が得られません。
  • ゆっくり運動できない場合は負荷が重すぎるか、ゆっくり運動するとギクシャクしてしまうことが考えられます。
    「アドバイスなどの表示に利用可能」

(5)負荷を変更することによりストローク量の変化例(10kg6回、15kg9回、20kg10回)

  • 負荷を増やすことにより、ストローク量が大幅に減少する場合は変更後の負荷が合っていない(スムースではない)と考えられます。
    「最適負荷の判断に利用可能」
  • 負荷を変更してもストローク量が変化しない場合は、変更後の負荷でもスムースに運動できていると考えられます。

(6)同じ負荷の運動でストローク量が変化する例

  • 同じ負荷で運動中にストローク量が減少を続ける場合は、負荷が合っていない(スムースではない)と考えられます。
    「最適負荷の判断に利用可能」

同じ負荷の運動中にストローク量がバラバラな場合は、ギクシャクした運動だと考えられます。

3.まとめ

エントロピーを求めない場合でも、エンコーダと加速度データを利用して運動の評価などが可能だと考えます。

  • 運動データのスムース/ギクシャクの判定
  • 最適負荷の判断に利用
  • 運動に対してのメッセージ(アドバイスなど)を表示させるなど
    エンコーダデータからの考察でギクシャクな運動だと考えられる場合でも、エントロピーの結果がギクシャクなデータとして出るとは限りません。

エンコーダデータから運動の評価を行う場合は、アルゴリズムを新規に考える必要があります。(波形処理として)

間接のそれぞれの角度をキャリブレーションしておき、波形処理と組み合わせると、関節の疾患の位置情報が得られることも考えられます。

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