重心動揺システム
【課題】
重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化できる重心動揺システムを提供する。
【解決手段】
被験者が載る１つの踏み台と、被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段と、重心動揺軌跡の外周面積Ａを求める手段と、重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌを求める手段と、動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段と、を備えた重心動揺システム。
重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化できる重心動揺システムを提供する。
【解決手段】
被験者が載る１つの踏み台と、被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段と、重心動揺軌跡の外周面積Ａを求める手段と、重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌを求める手段と、動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段と、を備えた重心動揺システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重心動揺システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
めまいの検査（平衡機能検査）には、大きく分けて、静的平衡機能検査と動的平衡機能検査があり、前者の1つとして重心動揺計による検査が、後者の1つとして足踏み検査が知られている。
【０００３】
重心動揺検査は、重心動揺計を使い、例えば、開眼と閉眼の６０秒を基準で行って動揺を記録し、動揺のパターンや開眼と閉眼の差を計測することで平衡機能を検査する。重心動揺計を用いた静的平衡機能検査では、幾つかの手法で静止重心動揺の定量化が行われている（特許文献１乃至３）。 足踏み検査では、例えば、閉眼にて１００歩足踏みさせその回転と動揺を見る。足踏み検査に関する文献としては特許文献４がある。
【０００４】
重心動揺計に載った被験者に足踏みを行わせる（特許文献５）ことで、動的平衡機能検査を行うことも考えられるが、重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化するまでには至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２８３５３
【特許文献２】特開平８−２２４２２３
【特許文献３】特開２００５−１５２２１５
【特許文献４】特公平２−２２６５４
【特許文献５】特開２００７−３３０４３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化できる重心動揺システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が採用した技術手段は、
被験者が載る１つの踏み台と、
被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段と、
重心動揺軌跡の外周面積Ａを求める手段と、
重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌを求める手段と、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段と、
を備えた重心動揺システム、である。
【０００８】
1つの態様では、前記パラメータｄは、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌである。
例えば、メトロノーム１２０ＢＰＭにあわせて１分間足踏みした場合には、パラメータｄ＝１２０×Ａ／Ｌとなる。
【０００９】
1つの態様では、重心動揺システムは、さらに、前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定する手段を備えている。
正常値は、多くの被験者のデータから統計的手法を用いて設定できることが当業者に理解される。
正常値は、開眼で足踏みした場合と閉眼で足踏みした場合とで別個に設定される（パラメータｄは、閉眼で増加する）。
【００１０】
本発明が採用した他の技術手段は、
被験者が1つの踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求めるステップと、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、重心動揺軌跡の外周面積Ａと重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌとの比を求めるステップと、
平衡機能障害判定手段によって、前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定するステップと、
を備えた平衡機能の検査方法、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、特殊な足踏みを採用してパラメータｄを算出することによって、重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化することを可能とした。
【００１２】
本発明は、従来手法に比べて、愁訴がないが平衡障害のある例（Silent dizzy）や愁訴はあるが従来手法においては異常がないとされた例（Complaining NP’s）を良好に検出できる。
【００１３】
本発明は、1つの踏み台、すなわち、１枚のフォースプレートから構成できるので、可搬性に優れ、また、低コストで重心動揺システムを構成することができる。
本発明では、１つの踏み台を用いて足踏み検査（動的平衡検査）を行うものであるため（例えば、特許文献５では、左右２つの踏み台上で足踏みを行っている）、従来の静止による重心動揺検査から、連続して動的平衡検査を行うことができる。
つま先をつけたまま足踏みを行う接地法を採用することで、閉眼でも安定して重心動揺計の上で足踏みをすることができる。
つま先をつけたまま一定のテンポで足踏みを行うことで、接地法で踵の上がり方で軌跡長や面積が大きくなってしまうことを良好に補正することができる。
従来の足踏み検査では足の上げる高さ、リズムの厳密な統一はなされていないが、本発明を用いることで、接地法（つま先をつけたまま）の足踏みと一定のテンポ（典型的にはメトロノームによるリズムの指定）、パラメータdの補正により足踏み検査を良好に標準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る重心動揺システムの概略図である。
【図２】本発明に係る重心位置の移動軌跡の分類を示す図である。
【図３】本発明に係るパラメータを説明する図である。
【図４】ｇが一定の場合、ｄが増大して面積Ａが増大する動揺パターンを示す図である。
【図５Ａ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｂ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｃ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｄ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｅ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｆ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図６】上図は、正常例の開眼での6段階による軌跡長と面積の相関(FT理論値3.384)、下図は、閉眼での6段階による軌跡長と面積の相関(FT理論値4.380)を示す図である。
【図７】正常例の軌跡長（かかとのあがる高さ）とFT値の散布図である。
【図８】正常例の開眼、閉眼における軌跡長と面積との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［Ａ］重心動揺システムの構成
本発明に係る重心動揺システムのハードウェア構成は、フォースプレート（荷重計測手段を備えた踏み台）と、計測されたデータを用いてデータ処理を行うコンピュータ（データを入力するための入力装置、処理されたデータを出力するための出力装置、主としてＣＰＵから構成される演算装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、これらを接続するバス、を備えている）と、から構成することができる。ここで、既存の重心動揺計は、これらのハードウェア構成を備えており、より具体的には、被験者が載る踏み台と、前記踏み台に力が作用した時の当該踏み台の複数箇所の荷重を計測する荷重計測手段と、荷重計測手段により計測された荷重データに基づいて、被験者の重心位置の時系列データ（重心位置の移動軌跡）、重心動揺軌跡を囲む外周面積及び重心動揺軌跡の長さを算出する演算手段とを備えている。したがって、本発明に係る重心動揺システムの基本構成は、重心動揺計から構成することができる。
【００１６】
1つの態様では、踏み台は、被験者の両足が載る略四角形状のもので、その四隅部にロードセル（荷重計測手段）が配置されている。ロードセルは、力を電気信号に変換して出力するセンサであり、例えば、ひずみゲージ式のロードセルであれば、踏み台上に荷重が加わるとひずみゲージの抵抗値が変化し、電流値が変化するようになっており、その電流を増幅器により増幅させて荷重の出力として検出する。ロードセルは３分力センサで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の荷重出力を検出する。ここで、Ｘ−Ｙ平面を踏み台の面方向に取り、被験者の正面方向をＸ軸方向とし、このＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ―Ｙ平面に対して鉛直方向をＺ軸方向とする。
【００１７】
Ｘ−Ｙ座標上の重心位置は、Ｘ−Ｙ座標上の４つのロードセルのＺ軸方向の荷重から、垂直荷重の作用中心点を求め、これをＸ−Ｙ座標上での重心位置とみなすことで決定することができる。
各ロードセルで取得される荷重情報（ｚ軸方向）を逐次コンピュータに送信し、コンピュータの演算手段で重心位置を逐次（０.５秒、１.０秒等の単位時間毎）求めることで、重心位置（Ｘ−Ｙ座標値）の時系列データを取得することができる。重心位置の計算に用いた荷重情報及び得られた重心位置のデータ（Ｘ−Ｙ座標値）は、取得時間と共に記憶装置に記憶され、測定開始時から測定終了時までの重心位置の経時的な移動軌跡が得られる。
ロードセルとしては、直交するX、Y、Zの軸の力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）とそれら３軸のモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）の６成分を直接計測できるものもあるが、本発明に用いられる荷重計測手段としては、少なくとも重心位置が計測できるものであればよい。
荷重計測手段（ロードセル）の数は、４個に限定されるものではなく、例えば、３個、あるいは５個以上でもよい。
【００１８】
典型的には、得られた移動軌跡は、表示装置上の表示部に表示され、移動軌跡の形状は平衡機能検査に用いられ、また、重心動揺軌跡を解析することは平衡機能検査において重要ではあるが、パラメータｄを計算するためには重心動揺軌跡がデータとして得られていればよく、本発明において、重心動揺軌跡を表示部に表示することは必須ではない。
また、重心動揺システムは、任意の構成要素としてのプリンタを備えていてもよく、表示装置に表示された内容を適宜必要に応じてプリンタから出力してもよい。
【００１９】
上述のように、重心動揺システムは、フォースプレート上の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段を備えているが、重心動揺システムは、さらに、重心動揺軌跡の外周面積を求める手段と、重心動揺軌跡の総軌跡長を求める手段と、を備えている。総軌跡長Ｌは、計測時間内の重心点の移動した全長を表し、外周面積Ａは、重心動揺の軌跡の最外部によって囲まれる内側の面積を表す。移動軌跡の総軌跡長Ｌ、外周面積Ａは、演算装置によって算出される。
総軌跡長Ｌは、1つの態様では、重心座標（ｘ，ｙ）の時系列データから、微小時間Δｔ毎の重心点の移動距離ΔＬを求め、移動距離ΔＬを測定時間にわたって積算することで求めることができる。
外周面積Ａは、1つの態様では、(ア) Ｘ−Ｙ座標上の重心動揺の原点（MEAN Ｘ，MEAN Ｙ）の周囲を１２０等分に分割し、（イ）分割した各領域に含まれる半径が最大の重心点を全領域にわたって求め、（ウ）隣り合う領域の最大点と原点を結んでできる三角形の面積を求め、（エ）原点の周囲について積算する、ことによって求めることができる。
重心動揺軌跡の外周面積を求める手段、及び、重心動揺軌跡の総軌跡長を求める手段は従来の重心動揺計にも搭載されており、外周面積、総軌跡長の具体的な算出方法についても上記の方法に限定されるものではないことが当業者に理解される。
【００２０】
上述のように、本実施形態の重心動揺システムの基本構成は重心動揺計から構成することができるが、本重心動揺システムの特徴の1つは、重心移動軌跡を求める手段が、被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段である点にある。このようにして得られた特殊な重心動揺軌跡に基づいて外周面積Ａ、総軌跡長Ｌが求められる。
【００２１】
そして、本重心動揺システムのもう１つの特徴は、動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、上記特殊な重心動揺軌跡に基づいて計算された外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段を備えている点にある。本実施形態では、パラメータｄとして、演算装置によって、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌを算出する。
【００２２】
本重心動揺システムは、主として演算装置及び記憶装置から構成される平衡機能障害判定手段を備えており、平衡機能障害判定手段によって、パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定する。
正常値は、多くの被験者のデータから設定できることが当業者に理解される。
また、正常値の決定において、適宜、既存の各種の統計的手法を用い得ることが当業者に理解される。
例えば、多数の健常者のデータを収集してパラメータｄを取得し、健常者の平均値±2SDを正常範囲とすることができる。
正常値は、開眼で足踏みした場合と閉眼で足踏みした場合とで別個に設定される。
【００２３】
［Ｂ］重心動揺システムを用いた動的平衡機能検査
［Ｂ−１］測定方法
本発明は、従来の足踏みとは異なる特殊な足踏みを採用している。通常の足踏みでは、足裏全体が踏み台上面から離れるのに対して、本発明に係る足踏みでは、つま先を踏み台上面に着けたままで足踏みを行う。
より具体的には、重心動揺計の踏み台の中央に、閉足位で、つま先、特に拇指の付け根が常に接地している状態で、踵だけ交互にわずかに（２〜３ｃｍ程度）上げるようにして、足踏みを行う。
測定時においては、「前方に移動しない」、「リズムがずれないようにすること」が重要である。
本明細書ではこのような足踏みを用いた検査を、フランス語Foulage(古典的なワインの製造過程において木樽の中に入り裸足でぶどうを踏んでジュース状にすること)に因んでFoulage Testと呼ぶ。前述のパラメータｄを同検査の名称からFT値と呼ぶ。
【００２４】
足踏みを、一定のテンポで所定時間行うことで被験者の重心位置の時系列データを取得する。例えば、メトロノーム１２０ＢＰＭにあわせて足踏みする。テンポ１２０ＢＰＭは1つの例示であって、動揺が著しい時には、例えば、９０ＢＰＭで足踏みを行う。計測時間は、例えば、1分間である。開眼１分、閉眼１分について、それぞれ足踏みを行って重心位置の時系列データを取得して記録する。
【００２５】
後述するように、踵を高く上げ過ぎると正常者（健常者）でも動揺が生じることがわかった。踵の高さは軌跡長Ｌに反映される。軌跡長Ｌ（１２０ＢＰＭで１分間の計測）が１５００以上であれば、正常者でも後述するパラメータｄ（FT値）は高値となるため、検査時は踵の上がり過ぎに注意する必要がある。例えば、１２０ＢＰＭで１分間の計測の場合に、軌跡長Ｌを１５００未満とすることで、踵の過度の上がりを防止することができる。
【００２６】
［Ｂ−２］軌跡の分類
このような足踏みを行った時の重心位置の移動軌跡は、典型的には、横８の字が上方（前方）に凸となった軌跡となる（第１類型）。ＢＰＭ１２０では、１分間に横８の字が６０回加算される。
重心位置の移動軌跡は、図２に示すように、大きく３つの型に分類できる。
（１）第１類型（Ｂ型）は、弓なりで、前方を頂点とした逆Ｖ字状ないし逆Ｕ字状を描くものである。かかとをやや高く上げた、比較的元気のよい足踏みで見られるタイプである。
（２）第２類型（Ａ型）は、わずかに上方にカーブするがほぼ直線を描くものである。かかとの上がりが小さなタイプである。
（３）第３類型（Ｔ型）は、ほぼ円形の軌跡になるタイプである。第１類型の軌跡が中央で重なったものや、第２類型が前後に移動したものである。
【００２７】
［Ｂ−３］パラメータについての考え方
被験者に平衡障害がなければ横８の字の軌跡は再現性と規則性を持って重なり、面積は大きくならず、一方、動揺があれば面積が増大する。もともとの８の字が大きければ面積は動揺と無関係に大きくなる。また、平衡障害が強ければその恐怖感により歩幅が小さくなるため、面積は小さくなる。つまり、面積だけでは動揺の指標にならない。
本発明者等は、鋭意研究を積み重ねることによって、以下のパラメータに辿り着いた。
【００２８】
＜Ｌ／１２０（またはＬ／９０）＞
総軌跡長（Ｌ）を歩数で除したパラメータである。
軌跡の１歩分の長さであるから、横８の字では始点をかかととすると対側のかかとまでの軌跡長を意味する。
【００２９】
＜ＦＴ値（パラメータｄ）＞
外周面積（Ａ）を、長方形を逆Ｖ字に折り曲げた多角形の面積であると仮定する。
１歩分の軌跡長をこの多角形の中心を走る線ｇとする。
多角形の短辺の長さｄとすると、
ｄ×ｇ＝Ａ、ｄ＝Ａ／ｇ、
ｇ＝Ｌ／１２０、であるから、
ｄ＝Ａ／（Ｌ／１２０）＝１２０Ａ／Ｌ、となる。
このｄ（外周面積Ａ/一歩の軌跡長ｇ）が概念としてのＦＴ値である。
本発明におけるパラメータｄ（歩数×Ａ／Ｌ）は、自主的に動いた状態の随意的な要素を補正して、動揺だけを検出する、すなわち、動的検査における随意的な要素を補正するものであり、静止の重心検査による面積と軌跡長の比（例えば、単位面積軌跡長）とは全く異質の概念である。
【００３０】
ｇは、１歩の軌跡の長さであり、元気のよさ、ノリのよさを反映する。動揺がある患者では不安定さ、恐怖から短くなる。
動揺が小さければ、規則性・再現性が保たれるため、軌跡はほぼ同じ部分に反復され、動揺があれば、規則性は乱れ、面積は増大する。すなわち、多角形の短辺にあたるｄは動揺を反映する。図４に、ｇが一定の場合、ｄが増大して面積Ａが増大する動揺パターンを示す。
【００３１】
［Ｂ−４］検査結果例
異常例の軌跡を図５Ａ〜５Ｆに示す。図５Ａ〜５Ｆにおいて、左図は「開眼」、右図は「閉眼」である。図５Ａ、図５Ｂでは、重心位置の移動軌跡は第１類型（Ｂ型）である。図５Ｃ、図５Ｅでは、重心位置の移動軌跡は第２類型（Ａ型）である。図５Ｄ、図５Ｆでは、重心位置の移動軌跡は第３類型（Ｔ型）である。
【００３２】
FT値がめまい患者の動揺の強さを反影しているかを検討するため、臨床例における動揺のレベルを表１のとおり分類した。
【表１】
【００３３】
めまい症例の結果を表２に示す。
ＦＴ値（パラメータｄ＝１２０Ａ／Ｌ）は、動揺の程度を特に閉眼で反映している。
また、後述するように、足踏みにおける踵の過度の上がりを防止することで、ＦＴ値は開眼においても動揺の程度を良好に反映することができる。
【表２】
【００３４】
愁訴の有無と検査結果による患者の分類について表３に示す。
【表３】
Silent dizzyとは、めまいを自覚しないが検査によって異常を認める症例である。
Complaining NP’sとは、めまいの自覚症状があるものの、検査で異常が検出されない例のうち、従来の重心動揺計や足踏み検査の精度では検出されない症例で、本発明の手法により異常が認められたものである（本発明の手法を、従来の静止の重心動揺計と従来の50歩の足踏み検査と比較した。）。
Psychogenic dizzyは、めまいの自覚症状があるもののうち、本発明の手法も含め検査で異常がない例であり、心因性の可能性が高い。
本発明により、めまい患者９５例のうち、愁訴があるが異常がないとされた１９例（Complaining NP’s）について、異常を指摘できた。よって、本発明により、「めまい気質」として片づけられていた症例を再評価することが可能である。
本発明により、愁訴がないが平衡障害のある例（Silent dizzy）を８２％検出できた。
【００３５】
めまい症例におけるカットオフ値について、表４に示す。めまい患者のうち「閉眼で動揺のない例（レベル0）」と「閉眼で動揺のある例（レベル1〜3）」の感受性、特異度がもっとも良くなる値としてカットオフ値を求めた。閉眼時のカットオフ値は4.3であり、これ以下を暫定的な正常値とした。
【表４】
【００３６】
重心動揺計により動的平衡障害を定量化するための手法について述べた。ＦＴ＝１２０Ａ／Ｌ（ｃｍ）、すなわちパラメータｄは、動揺の強さを、特に閉眼においてよく反映した。めまい患者９５例の閉眼時の動揺の有無についてのカットオフ値から閉眼時のＦＴ値の暫定的な正常値は４．３ｃｍとした。カットオフ値は、動揺の有無をFoulage testにより判別できる、という根拠として重要である。正常値については、1つの態様では、健常者の平均値±2SDを正常範囲とすることができる。後述するように、カットオフ値の4.3は健常者の平均値±SDである4.44に近い値である。
なお、後述するように、踵を上げ過ぎないようにすることで、開眼においても、ＦＴ＝１２０Ａ／Ｌ（ｃｍ）は有効なパラメータであることがわかった。
めまい患者の日常のふらつきの自覚とは一致しなかった。このことからめまいを自覚しないが検査上平衡障害が認められるSilent dizzy、めまいを自覚するが検査上平衡障害のないPsychogenic dizzy、めまいを自覚するが従来の検査で異常を指摘されず、本発明によりはじめて異常を認められたComplaining NP’sといった概念を考えることができ、より緻密な平衡機能検査を行うことができる。
【００３７】
［Ｂ−５］同一被験者によるかかとの高さとFT値の相関の検討
めまい疾患、平衡障害、耳疾患がなく、音楽経験がありリズムの狂いが少ない45歳男性が被検者となった。1分間に120回接地法による通常のFoulage testを行った。ただし、踵の上がる高さは、常に接地し重心だけ移動させる極めて小さな動き（レベル1）から、8段階測定し、10cm以上上げるレベル8までを記録した。
【００３８】
全測定値（個人の８段階のデータ）を表５に示す。踵が高く上がるにしたがって軌跡長Ｌは長くなっており、踵の上がる高さは軌跡長に反映されることがわかった。
【表５】
【００３９】
全8レベルにおいて、開眼・閉眼での軌跡長と面積の相関を考察したところ、軌跡長と面積は強い相関を示したが、開眼においてレベル7と8、閉眼でレベル8の面積が大きくなる傾向があった。
全8レベルにおける軌跡長（踵の上がる高さ）とＦＴ値の関係を考察したところ、やはり開眼でレベル7と8、閉眼でレベル8がＦＴ値の数値が大きくなっている。
実際、10cm近くもかかとをあげて1分間足踏みをすれば、正常者であっても動揺が生じることは十分予測される。被験者の自覚的な感覚としても、レベル7, 8ではバランスを保つのは困難であった。
【００４０】
そこでレベル6までについての開眼・閉眼での軌跡長と面積の散布図と相関を図６に示す。軌跡長と面積は極めて強い相関を示した。ＦＴの理論値は、開眼ではFT=3.384、閉眼ではFT=4.380となった。
レベル6までにおける軌跡長（踵の上がる高さ）とＦＴ値の散布図を図７に示す。開眼、閉眼ともほぼ水平の回帰直線となった。この範囲であれば軌跡長が変わってもFT値はほぼ一定である。この軌跡長の範囲であればＦＴ値はほぼ完全に正常時の動きの成分を補正できていると考えられる。
【００４１】
このように、踵が上がり過ぎると正常者でも異常になり（足踏み時の踵の上がり過ぎによる動揺、また、踵が上がりすぎることによる前方への移動、が原因であると考えられる）、例えば、軌跡長１５００以上(1分間120回接地法)であれば、正常者でもＦＴ値は高値となるため、検査時は踵の上がり過ぎに注意する必要がある。軌跡長１５００未満（1分間120回接地法）であればＦＴ値は動揺と偏倚以外の成分をほぼ完全に補正できている。ただし個人差がある可能性があり、軌跡長１５００未満（1分間120回接地法）という基準は暫定的なものではあるが、少なくとも、以下の実験では、軌跡長１５００未満（1分間120回接地法）という基準は有効であった。
【００４２】
［Ｂ−６］複数被験者によるかかとの高さとFT値の検討（FT値の正常値の検討）
めまい疾患、平衡障害、耳疾患の既往のない成人男女15例が被験者となった。踵が接地したままのレベル1から可能な限りの高さをレベル5として5段階、開眼と閉眼でFoulage testを行った。このうちまったく平衡障害がないと考えられた9例が最終的な対象となった。
【００４３】
全てのレベルにおいて軌跡長とＦＴとの関係を検討したところ、踵が高く上がるとＦＴ値が大きくなる傾向があるが、踵の高さによる正常人の動揺の出現には個人差があることが観察された。少なくとも１例は、軌跡長１５００異常で極めて動揺が激しくなっていた。
そこで、9例（41データ）の軌跡長（踵の高さ）とFTの関係を、軌跡長１５００未満のデータで検討することとした。
軌跡長と面積の相関図を図８に示す。開眼ではばらつきが少なく、強い相関を認めた。閉眼は開眼にくらべて若干ばらつきがあった。FT理論値は開眼3.120、閉眼3.984であった。
【００４４】
開眼においてFT値は、平均2.936、標準偏差0.408であった。
閉眼においてFT値は、平均3.905、標準偏差0.539であった（いずれもN=41）。
サンプル数がまだ少ないが暫定的な正常値を平均値±2SDとすると、開眼 2.12〜3.75（平均2.94）、閉眼 2.83〜4.98（平均3.91）、となった。
【００４５】
さらに、平均値+SDを正常範囲、+SD〜+2SDを境界閾（異常が疑われる）、+2SD以上を異常値、と設定すると、9例の健常者41データからの正常値、境界閾、異常値は、以下のとおりである。
＜開眼＞
正常平均値2.94
正常範囲<3.34(+SD値)
3.34≦境界（異常疑い）＜3.75(+2SD)
3.75≦異常
＜閉眼＞
正常平均値3.91
正常範囲<4.44(+SD値)
4.44≦境界（異常疑い）＜4.98(+2SD)
4.98≦異常
上述のカットオフ値4.3は、ほぼ平均値+SDとして処理することができる。
また、サンプル数を増やすことで、正常値の精度を高めていくことができることが当業者に理解される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重心動揺システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
めまいの検査（平衡機能検査）には、大きく分けて、静的平衡機能検査と動的平衡機能検査があり、前者の1つとして重心動揺計による検査が、後者の1つとして足踏み検査が知られている。
【０００３】
重心動揺検査は、重心動揺計を使い、例えば、開眼と閉眼の６０秒を基準で行って動揺を記録し、動揺のパターンや開眼と閉眼の差を計測することで平衡機能を検査する。重心動揺計を用いた静的平衡機能検査では、幾つかの手法で静止重心動揺の定量化が行われている（特許文献１乃至３）。 足踏み検査では、例えば、閉眼にて１００歩足踏みさせその回転と動揺を見る。足踏み検査に関する文献としては特許文献４がある。
【０００４】
重心動揺計に載った被験者に足踏みを行わせる（特許文献５）ことで、動的平衡機能検査を行うことも考えられるが、重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化するまでには至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２８３５３
【特許文献２】特開平８−２２４２２３
【特許文献３】特開２００５−１５２２１５
【特許文献４】特公平２−２２６５４
【特許文献５】特開２００７−３３０４３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化できる重心動揺システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が採用した技術手段は、
被験者が載る１つの踏み台と、
被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段と、
重心動揺軌跡の外周面積Ａを求める手段と、
重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌを求める手段と、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段と、
を備えた重心動揺システム、である。
【０００８】
1つの態様では、前記パラメータｄは、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌである。
例えば、メトロノーム１２０ＢＰＭにあわせて１分間足踏みした場合には、パラメータｄ＝１２０×Ａ／Ｌとなる。
【０００９】
1つの態様では、重心動揺システムは、さらに、前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定する手段を備えている。
正常値は、多くの被験者のデータから統計的手法を用いて設定できることが当業者に理解される。
正常値は、開眼で足踏みした場合と閉眼で足踏みした場合とで別個に設定される（パラメータｄは、閉眼で増加する）。
【００１０】
本発明が採用した他の技術手段は、
被験者が1つの踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求めるステップと、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、重心動揺軌跡の外周面積Ａと重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌとの比を求めるステップと、
平衡機能障害判定手段によって、前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定するステップと、
を備えた平衡機能の検査方法、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、特殊な足踏みを採用してパラメータｄを算出することによって、重心動揺計を用いた動的平衡機能検査において、動揺を定量化することを可能とした。
【００１２】
本発明は、従来手法に比べて、愁訴がないが平衡障害のある例（Silent dizzy）や愁訴はあるが従来手法においては異常がないとされた例（Complaining NP’s）を良好に検出できる。
【００１３】
本発明は、1つの踏み台、すなわち、１枚のフォースプレートから構成できるので、可搬性に優れ、また、低コストで重心動揺システムを構成することができる。
本発明では、１つの踏み台を用いて足踏み検査（動的平衡検査）を行うものであるため（例えば、特許文献５では、左右２つの踏み台上で足踏みを行っている）、従来の静止による重心動揺検査から、連続して動的平衡検査を行うことができる。
つま先をつけたまま足踏みを行う接地法を採用することで、閉眼でも安定して重心動揺計の上で足踏みをすることができる。
つま先をつけたまま一定のテンポで足踏みを行うことで、接地法で踵の上がり方で軌跡長や面積が大きくなってしまうことを良好に補正することができる。
従来の足踏み検査では足の上げる高さ、リズムの厳密な統一はなされていないが、本発明を用いることで、接地法（つま先をつけたまま）の足踏みと一定のテンポ（典型的にはメトロノームによるリズムの指定）、パラメータdの補正により足踏み検査を良好に標準化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る重心動揺システムの概略図である。
【図２】本発明に係る重心位置の移動軌跡の分類を示す図である。
【図３】本発明に係るパラメータを説明する図である。
【図４】ｇが一定の場合、ｄが増大して面積Ａが増大する動揺パターンを示す図である。
【図５Ａ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｂ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｃ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｄ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｅ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図５Ｆ】異常例の移動軌跡を示す図である。
【図６】上図は、正常例の開眼での6段階による軌跡長と面積の相関(FT理論値3.384)、下図は、閉眼での6段階による軌跡長と面積の相関(FT理論値4.380)を示す図である。
【図７】正常例の軌跡長（かかとのあがる高さ）とFT値の散布図である。
【図８】正常例の開眼、閉眼における軌跡長と面積との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［Ａ］重心動揺システムの構成
本発明に係る重心動揺システムのハードウェア構成は、フォースプレート（荷重計測手段を備えた踏み台）と、計測されたデータを用いてデータ処理を行うコンピュータ（データを入力するための入力装置、処理されたデータを出力するための出力装置、主としてＣＰＵから構成される演算装置、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、これらを接続するバス、を備えている）と、から構成することができる。ここで、既存の重心動揺計は、これらのハードウェア構成を備えており、より具体的には、被験者が載る踏み台と、前記踏み台に力が作用した時の当該踏み台の複数箇所の荷重を計測する荷重計測手段と、荷重計測手段により計測された荷重データに基づいて、被験者の重心位置の時系列データ（重心位置の移動軌跡）、重心動揺軌跡を囲む外周面積及び重心動揺軌跡の長さを算出する演算手段とを備えている。したがって、本発明に係る重心動揺システムの基本構成は、重心動揺計から構成することができる。
【００１６】
1つの態様では、踏み台は、被験者の両足が載る略四角形状のもので、その四隅部にロードセル（荷重計測手段）が配置されている。ロードセルは、力を電気信号に変換して出力するセンサであり、例えば、ひずみゲージ式のロードセルであれば、踏み台上に荷重が加わるとひずみゲージの抵抗値が変化し、電流値が変化するようになっており、その電流を増幅器により増幅させて荷重の出力として検出する。ロードセルは３分力センサで、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の荷重出力を検出する。ここで、Ｘ−Ｙ平面を踏み台の面方向に取り、被験者の正面方向をＸ軸方向とし、このＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、Ｘ―Ｙ平面に対して鉛直方向をＺ軸方向とする。
【００１７】
Ｘ−Ｙ座標上の重心位置は、Ｘ−Ｙ座標上の４つのロードセルのＺ軸方向の荷重から、垂直荷重の作用中心点を求め、これをＸ−Ｙ座標上での重心位置とみなすことで決定することができる。
各ロードセルで取得される荷重情報（ｚ軸方向）を逐次コンピュータに送信し、コンピュータの演算手段で重心位置を逐次（０.５秒、１.０秒等の単位時間毎）求めることで、重心位置（Ｘ−Ｙ座標値）の時系列データを取得することができる。重心位置の計算に用いた荷重情報及び得られた重心位置のデータ（Ｘ−Ｙ座標値）は、取得時間と共に記憶装置に記憶され、測定開始時から測定終了時までの重心位置の経時的な移動軌跡が得られる。
ロードセルとしては、直交するX、Y、Zの軸の力（Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ）とそれら３軸のモーメント（Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚ）の６成分を直接計測できるものもあるが、本発明に用いられる荷重計測手段としては、少なくとも重心位置が計測できるものであればよい。
荷重計測手段（ロードセル）の数は、４個に限定されるものではなく、例えば、３個、あるいは５個以上でもよい。
【００１８】
典型的には、得られた移動軌跡は、表示装置上の表示部に表示され、移動軌跡の形状は平衡機能検査に用いられ、また、重心動揺軌跡を解析することは平衡機能検査において重要ではあるが、パラメータｄを計算するためには重心動揺軌跡がデータとして得られていればよく、本発明において、重心動揺軌跡を表示部に表示することは必須ではない。
また、重心動揺システムは、任意の構成要素としてのプリンタを備えていてもよく、表示装置に表示された内容を適宜必要に応じてプリンタから出力してもよい。
【００１９】
上述のように、重心動揺システムは、フォースプレート上の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段を備えているが、重心動揺システムは、さらに、重心動揺軌跡の外周面積を求める手段と、重心動揺軌跡の総軌跡長を求める手段と、を備えている。総軌跡長Ｌは、計測時間内の重心点の移動した全長を表し、外周面積Ａは、重心動揺の軌跡の最外部によって囲まれる内側の面積を表す。移動軌跡の総軌跡長Ｌ、外周面積Ａは、演算装置によって算出される。
総軌跡長Ｌは、1つの態様では、重心座標（ｘ，ｙ）の時系列データから、微小時間Δｔ毎の重心点の移動距離ΔＬを求め、移動距離ΔＬを測定時間にわたって積算することで求めることができる。
外周面積Ａは、1つの態様では、(ア) Ｘ−Ｙ座標上の重心動揺の原点（MEAN Ｘ，MEAN Ｙ）の周囲を１２０等分に分割し、（イ）分割した各領域に含まれる半径が最大の重心点を全領域にわたって求め、（ウ）隣り合う領域の最大点と原点を結んでできる三角形の面積を求め、（エ）原点の周囲について積算する、ことによって求めることができる。
重心動揺軌跡の外周面積を求める手段、及び、重心動揺軌跡の総軌跡長を求める手段は従来の重心動揺計にも搭載されており、外周面積、総軌跡長の具体的な算出方法についても上記の方法に限定されるものではないことが当業者に理解される。
【００２０】
上述のように、本実施形態の重心動揺システムの基本構成は重心動揺計から構成することができるが、本重心動揺システムの特徴の1つは、重心移動軌跡を求める手段が、被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段である点にある。このようにして得られた特殊な重心動揺軌跡に基づいて外周面積Ａ、総軌跡長Ｌが求められる。
【００２１】
そして、本重心動揺システムのもう１つの特徴は、動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、上記特殊な重心動揺軌跡に基づいて計算された外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段を備えている点にある。本実施形態では、パラメータｄとして、演算装置によって、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌを算出する。
【００２２】
本重心動揺システムは、主として演算装置及び記憶装置から構成される平衡機能障害判定手段を備えており、平衡機能障害判定手段によって、パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定する。
正常値は、多くの被験者のデータから設定できることが当業者に理解される。
また、正常値の決定において、適宜、既存の各種の統計的手法を用い得ることが当業者に理解される。
例えば、多数の健常者のデータを収集してパラメータｄを取得し、健常者の平均値±2SDを正常範囲とすることができる。
正常値は、開眼で足踏みした場合と閉眼で足踏みした場合とで別個に設定される。
【００２３】
［Ｂ］重心動揺システムを用いた動的平衡機能検査
［Ｂ−１］測定方法
本発明は、従来の足踏みとは異なる特殊な足踏みを採用している。通常の足踏みでは、足裏全体が踏み台上面から離れるのに対して、本発明に係る足踏みでは、つま先を踏み台上面に着けたままで足踏みを行う。
より具体的には、重心動揺計の踏み台の中央に、閉足位で、つま先、特に拇指の付け根が常に接地している状態で、踵だけ交互にわずかに（２〜３ｃｍ程度）上げるようにして、足踏みを行う。
測定時においては、「前方に移動しない」、「リズムがずれないようにすること」が重要である。
本明細書ではこのような足踏みを用いた検査を、フランス語Foulage(古典的なワインの製造過程において木樽の中に入り裸足でぶどうを踏んでジュース状にすること)に因んでFoulage Testと呼ぶ。前述のパラメータｄを同検査の名称からFT値と呼ぶ。
【００２４】
足踏みを、一定のテンポで所定時間行うことで被験者の重心位置の時系列データを取得する。例えば、メトロノーム１２０ＢＰＭにあわせて足踏みする。テンポ１２０ＢＰＭは1つの例示であって、動揺が著しい時には、例えば、９０ＢＰＭで足踏みを行う。計測時間は、例えば、1分間である。開眼１分、閉眼１分について、それぞれ足踏みを行って重心位置の時系列データを取得して記録する。
【００２５】
後述するように、踵を高く上げ過ぎると正常者（健常者）でも動揺が生じることがわかった。踵の高さは軌跡長Ｌに反映される。軌跡長Ｌ（１２０ＢＰＭで１分間の計測）が１５００以上であれば、正常者でも後述するパラメータｄ（FT値）は高値となるため、検査時は踵の上がり過ぎに注意する必要がある。例えば、１２０ＢＰＭで１分間の計測の場合に、軌跡長Ｌを１５００未満とすることで、踵の過度の上がりを防止することができる。
【００２６】
［Ｂ−２］軌跡の分類
このような足踏みを行った時の重心位置の移動軌跡は、典型的には、横８の字が上方（前方）に凸となった軌跡となる（第１類型）。ＢＰＭ１２０では、１分間に横８の字が６０回加算される。
重心位置の移動軌跡は、図２に示すように、大きく３つの型に分類できる。
（１）第１類型（Ｂ型）は、弓なりで、前方を頂点とした逆Ｖ字状ないし逆Ｕ字状を描くものである。かかとをやや高く上げた、比較的元気のよい足踏みで見られるタイプである。
（２）第２類型（Ａ型）は、わずかに上方にカーブするがほぼ直線を描くものである。かかとの上がりが小さなタイプである。
（３）第３類型（Ｔ型）は、ほぼ円形の軌跡になるタイプである。第１類型の軌跡が中央で重なったものや、第２類型が前後に移動したものである。
【００２７】
［Ｂ−３］パラメータについての考え方
被験者に平衡障害がなければ横８の字の軌跡は再現性と規則性を持って重なり、面積は大きくならず、一方、動揺があれば面積が増大する。もともとの８の字が大きければ面積は動揺と無関係に大きくなる。また、平衡障害が強ければその恐怖感により歩幅が小さくなるため、面積は小さくなる。つまり、面積だけでは動揺の指標にならない。
本発明者等は、鋭意研究を積み重ねることによって、以下のパラメータに辿り着いた。
【００２８】
＜Ｌ／１２０（またはＬ／９０）＞
総軌跡長（Ｌ）を歩数で除したパラメータである。
軌跡の１歩分の長さであるから、横８の字では始点をかかととすると対側のかかとまでの軌跡長を意味する。
【００２９】
＜ＦＴ値（パラメータｄ）＞
外周面積（Ａ）を、長方形を逆Ｖ字に折り曲げた多角形の面積であると仮定する。
１歩分の軌跡長をこの多角形の中心を走る線ｇとする。
多角形の短辺の長さｄとすると、
ｄ×ｇ＝Ａ、ｄ＝Ａ／ｇ、
ｇ＝Ｌ／１２０、であるから、
ｄ＝Ａ／（Ｌ／１２０）＝１２０Ａ／Ｌ、となる。
このｄ（外周面積Ａ/一歩の軌跡長ｇ）が概念としてのＦＴ値である。
本発明におけるパラメータｄ（歩数×Ａ／Ｌ）は、自主的に動いた状態の随意的な要素を補正して、動揺だけを検出する、すなわち、動的検査における随意的な要素を補正するものであり、静止の重心検査による面積と軌跡長の比（例えば、単位面積軌跡長）とは全く異質の概念である。
【００３０】
ｇは、１歩の軌跡の長さであり、元気のよさ、ノリのよさを反映する。動揺がある患者では不安定さ、恐怖から短くなる。
動揺が小さければ、規則性・再現性が保たれるため、軌跡はほぼ同じ部分に反復され、動揺があれば、規則性は乱れ、面積は増大する。すなわち、多角形の短辺にあたるｄは動揺を反映する。図４に、ｇが一定の場合、ｄが増大して面積Ａが増大する動揺パターンを示す。
【００３１】
［Ｂ−４］検査結果例
異常例の軌跡を図５Ａ〜５Ｆに示す。図５Ａ〜５Ｆにおいて、左図は「開眼」、右図は「閉眼」である。図５Ａ、図５Ｂでは、重心位置の移動軌跡は第１類型（Ｂ型）である。図５Ｃ、図５Ｅでは、重心位置の移動軌跡は第２類型（Ａ型）である。図５Ｄ、図５Ｆでは、重心位置の移動軌跡は第３類型（Ｔ型）である。
【００３２】
FT値がめまい患者の動揺の強さを反影しているかを検討するため、臨床例における動揺のレベルを表１のとおり分類した。
【表１】
【００３３】
めまい症例の結果を表２に示す。
ＦＴ値（パラメータｄ＝１２０Ａ／Ｌ）は、動揺の程度を特に閉眼で反映している。
また、後述するように、足踏みにおける踵の過度の上がりを防止することで、ＦＴ値は開眼においても動揺の程度を良好に反映することができる。
【表２】
【００３４】
愁訴の有無と検査結果による患者の分類について表３に示す。
【表３】
Silent dizzyとは、めまいを自覚しないが検査によって異常を認める症例である。
Complaining NP’sとは、めまいの自覚症状があるものの、検査で異常が検出されない例のうち、従来の重心動揺計や足踏み検査の精度では検出されない症例で、本発明の手法により異常が認められたものである（本発明の手法を、従来の静止の重心動揺計と従来の50歩の足踏み検査と比較した。）。
Psychogenic dizzyは、めまいの自覚症状があるもののうち、本発明の手法も含め検査で異常がない例であり、心因性の可能性が高い。
本発明により、めまい患者９５例のうち、愁訴があるが異常がないとされた１９例（Complaining NP’s）について、異常を指摘できた。よって、本発明により、「めまい気質」として片づけられていた症例を再評価することが可能である。
本発明により、愁訴がないが平衡障害のある例（Silent dizzy）を８２％検出できた。
【００３５】
めまい症例におけるカットオフ値について、表４に示す。めまい患者のうち「閉眼で動揺のない例（レベル0）」と「閉眼で動揺のある例（レベル1〜3）」の感受性、特異度がもっとも良くなる値としてカットオフ値を求めた。閉眼時のカットオフ値は4.3であり、これ以下を暫定的な正常値とした。
【表４】
【００３６】
重心動揺計により動的平衡障害を定量化するための手法について述べた。ＦＴ＝１２０Ａ／Ｌ（ｃｍ）、すなわちパラメータｄは、動揺の強さを、特に閉眼においてよく反映した。めまい患者９５例の閉眼時の動揺の有無についてのカットオフ値から閉眼時のＦＴ値の暫定的な正常値は４．３ｃｍとした。カットオフ値は、動揺の有無をFoulage testにより判別できる、という根拠として重要である。正常値については、1つの態様では、健常者の平均値±2SDを正常範囲とすることができる。後述するように、カットオフ値の4.3は健常者の平均値±SDである4.44に近い値である。
なお、後述するように、踵を上げ過ぎないようにすることで、開眼においても、ＦＴ＝１２０Ａ／Ｌ（ｃｍ）は有効なパラメータであることがわかった。
めまい患者の日常のふらつきの自覚とは一致しなかった。このことからめまいを自覚しないが検査上平衡障害が認められるSilent dizzy、めまいを自覚するが検査上平衡障害のないPsychogenic dizzy、めまいを自覚するが従来の検査で異常を指摘されず、本発明によりはじめて異常を認められたComplaining NP’sといった概念を考えることができ、より緻密な平衡機能検査を行うことができる。
【００３７】
［Ｂ−５］同一被験者によるかかとの高さとFT値の相関の検討
めまい疾患、平衡障害、耳疾患がなく、音楽経験がありリズムの狂いが少ない45歳男性が被検者となった。1分間に120回接地法による通常のFoulage testを行った。ただし、踵の上がる高さは、常に接地し重心だけ移動させる極めて小さな動き（レベル1）から、8段階測定し、10cm以上上げるレベル8までを記録した。
【００３８】
全測定値（個人の８段階のデータ）を表５に示す。踵が高く上がるにしたがって軌跡長Ｌは長くなっており、踵の上がる高さは軌跡長に反映されることがわかった。
【表５】
【００３９】
全8レベルにおいて、開眼・閉眼での軌跡長と面積の相関を考察したところ、軌跡長と面積は強い相関を示したが、開眼においてレベル7と8、閉眼でレベル8の面積が大きくなる傾向があった。
全8レベルにおける軌跡長（踵の上がる高さ）とＦＴ値の関係を考察したところ、やはり開眼でレベル7と8、閉眼でレベル8がＦＴ値の数値が大きくなっている。
実際、10cm近くもかかとをあげて1分間足踏みをすれば、正常者であっても動揺が生じることは十分予測される。被験者の自覚的な感覚としても、レベル7, 8ではバランスを保つのは困難であった。
【００４０】
そこでレベル6までについての開眼・閉眼での軌跡長と面積の散布図と相関を図６に示す。軌跡長と面積は極めて強い相関を示した。ＦＴの理論値は、開眼ではFT=3.384、閉眼ではFT=4.380となった。
レベル6までにおける軌跡長（踵の上がる高さ）とＦＴ値の散布図を図７に示す。開眼、閉眼ともほぼ水平の回帰直線となった。この範囲であれば軌跡長が変わってもFT値はほぼ一定である。この軌跡長の範囲であればＦＴ値はほぼ完全に正常時の動きの成分を補正できていると考えられる。
【００４１】
このように、踵が上がり過ぎると正常者でも異常になり（足踏み時の踵の上がり過ぎによる動揺、また、踵が上がりすぎることによる前方への移動、が原因であると考えられる）、例えば、軌跡長１５００以上(1分間120回接地法)であれば、正常者でもＦＴ値は高値となるため、検査時は踵の上がり過ぎに注意する必要がある。軌跡長１５００未満（1分間120回接地法）であればＦＴ値は動揺と偏倚以外の成分をほぼ完全に補正できている。ただし個人差がある可能性があり、軌跡長１５００未満（1分間120回接地法）という基準は暫定的なものではあるが、少なくとも、以下の実験では、軌跡長１５００未満（1分間120回接地法）という基準は有効であった。
【００４２】
［Ｂ−６］複数被験者によるかかとの高さとFT値の検討（FT値の正常値の検討）
めまい疾患、平衡障害、耳疾患の既往のない成人男女15例が被験者となった。踵が接地したままのレベル1から可能な限りの高さをレベル5として5段階、開眼と閉眼でFoulage testを行った。このうちまったく平衡障害がないと考えられた9例が最終的な対象となった。
【００４３】
全てのレベルにおいて軌跡長とＦＴとの関係を検討したところ、踵が高く上がるとＦＴ値が大きくなる傾向があるが、踵の高さによる正常人の動揺の出現には個人差があることが観察された。少なくとも１例は、軌跡長１５００異常で極めて動揺が激しくなっていた。
そこで、9例（41データ）の軌跡長（踵の高さ）とFTの関係を、軌跡長１５００未満のデータで検討することとした。
軌跡長と面積の相関図を図８に示す。開眼ではばらつきが少なく、強い相関を認めた。閉眼は開眼にくらべて若干ばらつきがあった。FT理論値は開眼3.120、閉眼3.984であった。
【００４４】
開眼においてFT値は、平均2.936、標準偏差0.408であった。
閉眼においてFT値は、平均3.905、標準偏差0.539であった（いずれもN=41）。
サンプル数がまだ少ないが暫定的な正常値を平均値±2SDとすると、開眼 2.12〜3.75（平均2.94）、閉眼 2.83〜4.98（平均3.91）、となった。
【００４５】
さらに、平均値+SDを正常範囲、+SD〜+2SDを境界閾（異常が疑われる）、+2SD以上を異常値、と設定すると、9例の健常者41データからの正常値、境界閾、異常値は、以下のとおりである。
＜開眼＞
正常平均値2.94
正常範囲<3.34(+SD値)
3.34≦境界（異常疑い）＜3.75(+2SD)
3.75≦異常
＜閉眼＞
正常平均値3.91
正常範囲<4.44(+SD値)
4.44≦境界（異常疑い）＜4.98(+2SD)
4.98≦異常
上述のカットオフ値4.3は、ほぼ平均値+SDとして処理することができる。
また、サンプル数を増やすことで、正常値の精度を高めていくことができることが当業者に理解される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者が載る１つの踏み台と、
被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段と、
重心動揺軌跡の外周面積Ａを求める手段と、
重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌを求める手段と、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段と、
を備えた重心動揺システム。
【請求項２】
前記パラメータｄは、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌである、請求項１に記載の重心動揺システム。
【請求項３】
前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定する手段を備えている請求項１、２いずれかに記載の重心動揺システム。
【請求項４】
被験者が1つの踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求めるステップと、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、重心動揺軌跡の外周面積Ａと重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌとの比を求めるステップと、
平衡機能障害判定手段によって、前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定するステップと、
を備えた平衡機能の検査方法。
【請求項５】
前記パラメータｄは、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌである、請求項４に記載の平衡機能の検査方法。
【請求項１】
被験者が載る１つの踏み台と、
被験者が前記踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求める手段と、
重心動揺軌跡の外周面積Ａを求める手段と、
重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌを求める手段と、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、外周面積Ａと総軌跡長Ｌとの比を求める手段と、
を備えた重心動揺システム。
【請求項２】
前記パラメータｄは、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌである、請求項１に記載の重心動揺システム。
【請求項３】
前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定する手段を備えている請求項１、２いずれかに記載の重心動揺システム。
【請求項４】
被験者が1つの踏み台上でつま先をつけたまま踵を交互に上げて一定のテンポで所定時間足踏みした時の被験者の重心位置の時系列データからＸ−Ｙ座標上の重心動揺軌跡を求めるステップと、
動的平衡機能検査における平衡機能障害を判定するためのパラメータｄとして、重心動揺軌跡の外周面積Ａと重心動揺軌跡の総軌跡長Ｌとの比を求めるステップと、
平衡機能障害判定手段によって、前記パラメータｄと正常値とを比較して、平衡機能障害の有無を判定するステップと、
を備えた平衡機能の検査方法。
【請求項５】
前記パラメータｄは、前記所定時間内の足踏み回数（歩数）×Ａ／Ｌである、請求項４に記載の平衡機能の検査方法。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２１７８８４（Ｐ２０１１−２１７８８４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８５８９（Ｐ２０１０−８８５８９）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００１０１５５８）アニマ株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【出願人】（０００１０１５５８）アニマ株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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