JP6916858B2 - 筋硬直の測定システム、装置、および方法 - Google Patents
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Description
。
直後の脳障害が原因である。これは異なるいくつかの症候群からなる「包括的用語」(um
brella term)として表現される。CPは、幼少期における最も深刻な障害の一つであり
、家族や子供自身に大きな影響を及ぼす。更に、脳性麻痺は、健康、教育、社会サービス
の必要が極めて大きい。脳性麻痺の子供の平均余命は、深刻なレベルの障害を持つ子供で
あっても世界的に長くなっている。
る場合がある。更に、運動の大きな妨げとなる筋肉変化は一般的に初期に進行し、関節が
変形したり運動範囲を制限したりすることになるおそれがある。これらの変化は、通常、
関節の可動性を改善するために、幼少時代のある時点で外科的な介入を必要とする。
るのが一般的である。
版アシュワース・スケール(MAS)と修正版タルデュー・スケール(MTS)である。
いずれも客観的でなく、信頼性が十分でないことが知られている。診断やこれに続く治療
は、ほとんどまたは一部がこれらのスケールに基づくため、治療を誤るリスクがある。研
究の結果、評価者間のばらつきが小さく信頼性のある定量的尺度を付与できる簡単な器具
が必要であることがわかった。
動的に伸長する、可動四肢における痙縮を算定するシステムを開示する。遅い速度での運
動は反射の寄与がなく行われ、速い速度の運動は反射の寄与とともに実行される。
ることによって、患者の痙縮を測定する方法を開示する。
示する。同装置は、力や圧力を定量化するための加速度計、ジャイロスコープ、およびセ
ンサを含む。同方法は、四肢を回転軸中心の運度範囲で動かすことを含む。測定パラメー
タは、データプロセッサに送信され、データは処理され、緊張過度条件の特性を示す情報
を生成する。
装置および方法を提供する。更に、本発明は、筋硬直スコアの計算において、筋硬直の受
動的および能動的構成要素を区別し、診断ミスや治療ミスのリスクを低減できるシステム
、装置および方法を提供する。
ステムは、測定部と処理部とを備える。測定部は所定の関節の体節に適用される構成を有
する。測定部は、ハウジングと、力変換器を備える一以上の測定装置とを備える。処理部
は、一以上の測定装置より複数のデータセットを取得し、一以上の誘発された伸張反射の
兆候のため複数のデータセットを、例えば測定データに基づき分析し、筋硬直スコアを算
出する構成を有する。
の逆転、あるいはその組み合わせなどの兆候を含んでいてもよい。
ータを含んでいても良い。試行は体節の動作セットであってもよい。試行は、例えば、検
査する者が測定部を介して体節に外力を与えるなど、測定部を介した体節への外力付加に
よって、一つの角速度および/または複数の角速度で体節を動かすことを含んでいてもよ
い。測定データは、付加される力のデータを含んでいてもよい。付加される力は、検査す
る者によって体節に付与される外力を示すものであってもよい。
の誘発された伸張反射の兆候のため複数のデータセットを分析することにより決定されて
もよい。第1サブセットは、一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセット
を含む。第2サブセットは、誘発された伸張反射の兆候が存在しないデータセットを含む
。
1硬直は、付加された力のデータに基づき、第1サブセットから算定されてもよい。第2
硬直は、付加された力のデータに基づき、第2サブセットから算定されてもよい。
れた硬直度の平均値、中央値および/または合計値から算定されてもよい。
が提供される。筋硬直装置は、所定の関節の体節に適用される構成を有する。筋硬直装置
は、ハウジングと、力変換器を備える一以上の測定装置と、処理部とを備える。処理部は
、一以上の測定装置より複数のデータセットを取得し、一以上の誘発された伸張反射の兆
候のため複数のデータセットを、例えば測定データに基づき分析し、筋硬直スコアを算出
する構成を有する。
の逆転、あるいはその組み合わせなどの兆候を含んでいてもよい。
ータを含んでいてもよい。試行は体節の動作セットであってもよい。試行は、例えば、検
査する者が測定部を介して体節に外力を与えるなど、測定部を介した体節への外力付加に
よって、一つの角速度および/または複数の角速度で体節を動かすことを含んでいてもよ
い。測定データは、付加される力のデータを含んでいてもよい。付加される力は、検査す
る者によって体節に付与される外力を示すものであってもよい。
の誘発された伸張反射の兆候のため複数のデータセットを分析することにより決定されて
もよい。第1サブセットは、一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセット
を含む。第2サブセットは、誘発された伸張反射の兆候が存在しないデータセットを含む
。
1硬直は、付加された力のデータに基づき、第1サブセットから算定されてもよい。第2
硬直は、付加された力のデータに基づき、第2サブセットから算定されてもよい。
れた硬直度の平均値、中央値および/または合計値から算定されてもよい。
む複数のデータセットを取得し、一以上の誘発された伸張反射の兆候のため複数のデータ
セットを、例えば測定データに基づき分析し、筋硬直スコアを算出することを含む。
の逆転、あるがその組み合わせなどの兆候を含んでいてもよい。
よい。
定部を介して体節に外力を与えるなど、体節への外力付加によって、一つの角速度および
/または複数の角速度で体節を動かすことを含んでいてもよい。測定データは、付加され
る力のデータを含んでいてもよい。付加される力は、検査する者によって体節に付与され
る外力を示すものであってもよい。
び第2サブセットを決定することを含んでいてもよい。第1サブセットは、一以上の誘発
された伸張反射の兆候が存在するデータセットを含む。第2サブセットは、誘発された伸
張反射の兆候が存在しないデータセットを含む。
い。第1硬直は、付加された力のデータに基づき、第1サブセットから算定されてもよい
。第2硬直は、付加された力のデータに基づき、第2サブセットから算定されてもよい。
同方法は、所定の関節の体節に一以上の測定装置が適用され、複数回の試行などいくつか
の回数の試行が行われることを含む。複数回の試行は、検査する者が測定部を介して体節
に外力を与えるなど、体節への外力付加によって、一つの角速度および/または複数の角
速度で体節を動かすことを含んでいてもよい。同方法は更に、一以上の測定装置から複数
のデータセットを取得し、一以上の誘発された伸張反射の兆候のため複数のデータセット
を、例えば測定データに基づき分析し、筋硬直スコアを算出することを含む。
の逆転、あるいはその組み合わせなどの兆候を含んでいてもよい。
ータを含んでいてもよい。試行は、体節の動作セットであってもよい。試行は、検査する
者が測定部を介して体節に外力を与えるなど、測定部を介した体節への外力付加によって
、一つの角速度および/または複数の角速度で体節を動かすことを含んでいてもよい。
の誘発された伸張反射の兆候のため複数のデータセットを分析することにより決定されて
もよい。第1サブセットは、一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセット
を含む。第2サブセットは、誘発された伸張反射の兆候が存在しないデータセットを含む
。
1硬直は、第1サブセットから算定されてもよい。第2硬直は、第2サブセットから算定
されてもよい。
、不要の可能性のある治療を回避あるいは削減して、初期段階で適正な治療を開始するこ
とができる。
小さいため、検査の信頼性および一貫性を向上させることができる点は本開示の利点であ
る。さらに、これにより、患者の病状の改善を検知できる可能性が高くなり得る。
に依存するのではなく、反射が誘発されたかどうかを判定するために試行が分析される点
は本開示の利点である。反射を誘発するための正確な速度のしきい値は、このしきい値が
個体間で異なるため、既知である必要はない。
速いか遅いという区別なく、変速的な速度など、いかなる速度の動作も利用することがで
きる。よって、よりユーザーフレンドリーな方法および/または装置および/またはシス
テムが提供される。
、WO2006/102764などの先行技術は、測定をEMGに依拠しているため、検
査する者は関節の硬直性に関する定量化可能な情報を得られない。
できるため、家庭など病院外の環境においても筋硬直の算定を簡単に行うことができる点
がある。
のとしてほぼ剛性部品に依存している点がある。よって、機械の故障の可能性が少ない装
置を提供することができ、よりユーザーフレンドリーなものとなる。
伸張に抗することによって起こされる。よって、筋硬直は関節を測定してもよい。
TS)などの公知の方法は、主観的であり且つ信頼性が十分でないことのほかに、共通の
痙縮のスコアを提供するため、受動的硬直と能動的硬直とを区別していないのに対し、本
開示の利点は受動的硬直と能動的硬直とを区別することができる。US2007/027
631などに開示された方法は、同様に、伸張反射が誘発された状況と伸張反射が誘発さ
れない状況における硬直を区別しない。
れた筋肉が伸張されたときに生じる。この筋緊張(能動的硬直)における反射による増大
は、筋肉の弾力性(受動的硬直)における変化と混同され得る。
患者に比べCP患者においてかなり多い。同様の研究結果は、脊髄損傷、まひ、多発性硬
化症の成人にも見られる。
によって、抗けいれん剤を使用する必要がなくなる可能性がある点がある。つまり、受動
的硬直は、ほとんどの場合、ボツリヌストキシン(Botulium Toxin)、バクロフェン( B
aclofen)などの抗けいれん剤で変わることはないためであって、これはかかる薬剤が一
般的には神経反射が介在する活動にしか効かないからである。
硬直装置によって実行されてもよい。同方法の少なくとも一部は、筋硬直を測定するシス
テムの処理部や筋硬直装置の処理部などの処理部において実行されるソフトウエアに組み
込まれたものであってもよい。
的には、第1サブセットと第2サブセットなど、二つのサブセットに分割される。複数の
データセットがどのサブセットに割り当てられるかは、一以上の誘発された伸張反射の兆
候に基づいて判定される。一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセットは
第1サブセットに割り当てられる。第2サブセットは、誘発された伸張反射の兆候が存在
しないデータセットを含む。
などの不具合のため廃棄される。複数のデータセットは、これらの状況下において、廃棄
されない複数のデータセットを示す。
ずつ取得し、メモリに格納されてもよい。例えば、第1データセットは第1の試行後に取
得し、第2データセットは第2の試行後に取得し、第3データセットは第3の試行後に取
得するなどである。あるいは、複数のデータセットは一以上の測定装置のメモリに収集さ
れた後、一以上の測定装置からまとめて取得するようにしてもよい。
度計からの加速度データなどの加速度データを含んでいてもよい。一以上の測定装置は、
一以上のジャイロスコープを備えていてもよい。測定データは、一以上のジャイロスコー
プからの角速度データなどの角速度データを含んでいてもよい。測定データは、全角変位
など角度および/または角変位の情報を含んでいてもよい。角度および/または角変位は
、角速度データから算出してもよい。
/または動きに関する情報、例えば加速度データおよび/または角速度データを提供する
ものであってもよい。測定部の方向および/または動きに関する情報は、所定の関節の関
節中心を判定するのに用いてもよい。関節中心は所定の関節において回転中心および/ま
たは回転軸とみなされる。さらに、測定部の方向および/または動きに関する情報は、体
節の動作中に所定の関節における回転の角速度を算定するのに用いてもよい。
備えるため、測定装置は体節に固定される。よって、測定データ、特に加速度および角速
度のデータは、実際の体節の動作をより正確に測定したものを提供することができる。
よび/または処理部によって自動的に判定される。加えてまたはこの代わりに、関節中心
から測定部の所定の位置までの距離は、手動で測定し、処理部に接続されるるユーザイン
タフェースを介して処理部に入力されてもよい。
例えば、距離は付加された力のデータに基づきトルクを算定するために用いられ、つまり
トルクデータは距離および付加された力のデータに基づくものであってもよい。
算出してもよい。
部の加速度や角速度を算出してもよい。この算出は、一以上の加速度計や一以上のジャイ
ロスコープから取得した測定結果、例えば一以上の加速度計からの加速度データや一以上
のジャイロスコープからの角速度データに基づいて行われる。
度計など、複数の加速度計を備えていてもよい。二つの加速度計を設けることにより、関
節中心を判定する精度を向上させることができる。
び遅い動き双方の測定精度を向上させることができる。
節が動く間体節に印加される外力を測定してもよい。一以上の力変換器は、結果としての
外力を測定するなど、三次元的に体節に付加される外力を測定してもよい。
2または3つの力変換器など複数の力変換器を備えていてもよい。これらの力変換器は、
複数の方向、例えば3つの直交する方向や3次元方向など2または3方向を含む複数の方
向に加えられる外力を測定するように適切位置に配置されている。
器は、体節の動作中において体節に付加される外部トルクを測定するものであってもよい
。一以上のトルク変換器は、二次元または三次元的に体節に付加される外部トルクを測定
するものであってもよい。
ク変換器は、複数のトルク変換器、例えば2または3つのトルク変換器を備え、これらは
複数方向、例えば2または3方向、例えば直交する3方向や3次元など、複数方向におい
て付加される外部トルクを測定するような位置に配置されていてもよい。
ルク変換器や、6軸力トルク変換器を備えていてもよい。多軸または6軸力トルク変換器
は、3つの方向全てにおける力およびトルクの構成要素を全て測定可能としてもよい。
れる、付加される外力などの付加される力のデータを備えていてもよい。
していてもよい。一以上の力変換器はハンドルに付加された力を測定するように構成され
ていてもよい。
は、一以上の力変換器および/または一以上のトルク変換器によって測定された付加され
た力などの付加された力の測定結果から算出するようにしてもよい。
検出部は、筋電図検査部または筋音図検査部を備えていてもよい。筋肉活動検出部は、所
定の関節に近接する筋肉活動を検出する。測定データは、一以上の筋肉活動検出部により
測定された筋肉活動データなどのデータを含んでいてもよい。筋肉活動データは、一また
は複数の筋肉の活動データを含んでいてもよい。
たはマイクロフォンを備えていてもよい。表面電極および/またはマイクロフォンは、腹
筋上の皮膚上に配置されてもよい。あるいはまたはこれに加えて、筋肉活動検出部は、活
動が検出される筋肉内に皮膚を穿孔して配置した筋内電極を備えていてもよい。
部は、複数の筋肉活動を検出することができ、および/または複数の異なる筋肉活動検出
方法、例えば筋電図検査法や筋音図検査法を組み込むことができる。複数の筋肉活動検出
部はまた、より正確な筋肉活動測定を提供することができる。複数の筋肉活動検出部は一
以上の筋電図検査部および/または一以上の筋音図検査部を備えていてもよい。
発された伸張反射の兆候は、加えられた力の突発的増加、筋肉活動の突発的増加、および
/または突発的減少、場合によっては負の角速度などのうち一以上を含む。よって、複数
のデータセットを分析することは、複数のデータセットのうち付加された力のデータを分
析することを含んでいてもよい。あるいはまたはこれに加えて、複数のデータセットを分
析することは、複数のデータセットの筋肉活動データを分析することを含んでいてもよい
。あるいはまたはこれに加えて、複数のデータセットを分析することは、複数のデータセ
ットの角速度データを分析することを含んでいてもよい。
データセットを取得し、および/または一以上の誘発された伸張反射の兆候のため試行デ
ータセットを分析する構成であってもよい。例えば、処理部は第1試行データセットを取
得し、第2試行データセットを取得する処理の前に第1試行データセットを分析する。処
理部は、同試行データセットの分析により一以上の誘発された伸張反射の兆候がある場合
は第1信号を出力する構成であってもよい。この場合、処理部は例えば、同試行データセ
ットが一以上の伸張反射の兆候を含む場合は第1信号を出力する構成であってもよい。よ
って、筋硬直の測定を実行する検査する者は、実行された試行が一以上の誘発された伸張
反射の兆候を含むかどうかを知らされることができる。同様に、処理部は、同試行データ
セットの分析により誘発された伸張反射の兆候がない場合は第2信号を出力する構成であ
ってもよい。よって、検査する者は、実行された試行が誘発された伸張反射の兆候を含ま
ないことを知らされることができる。
反射の兆候を含む場合に提供される。他の実施形態において、第2信号などの信号は、試
行データセットが誘発された伸張反射の兆候を含まない場合に提供される。さらに他の実
施形態において、第1信号などの信号は、試行データセットが誘発された伸張反射の兆候
を含む場合に提供され、かつ第2信号などの信号は、試行データセットが誘発された伸張
反射の兆候を含まない場合に提供される。
、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータなどのコンピュー
タ装置であってもよい。
することにより行われてもよい。あるいは、別体の装置はドッキング・ステーションを備
え、測定部はドッキング・ステーションに挿入されたときに処理部に連結されるようにし
てもよい。あるいは、また補助として、処理部と測定部間の通信は無線であってもよく、
例えば測定データは別体の装置に無線で送信されてもよい。よって、測定部は別体の装置
と無線で通信する無線送受信機を備えていてもよい。
結を避けてもよい。測定部および/または筋硬直装置は、所定の関節の体節など、一つの
体節のみに適用する構成であってもよい。
にしてもよい。ハウジングは剛性であってもよい。よって、一以上の測定装置は、ヒンジ
、スプリングなどの可動部への従属を避けることができる。
たはバッテリを備えてもよい。
グは処理部を含んでいてもよい。筋硬直装置のハウジングは処理部を含んでいてもよい。
たは筋硬直装置および/またはハウジングは、複数の寸法、例えば長さ、幅、および/ま
たは高さであって、30cm未満、例えば20cm未満、例えば15cm未満の寸法であ
ってもよい。
伸張反射を誘発させ、他の試行においては伸張反射を誘発させないようにする。これによ
り、角速度は、第1角速度および第2角速度を含む複数の角速度を少なくとも含む。第1
角速度は、遅い動き、例えば40deg/s未満、30deg/s未満、20deg/s
未満、5deg/s超え40deg/s未満、10deg/s超え30deg/s未満、
10deg/s超え20deg/s未満などの角速度であってもよい。第2角速度は、速
い動き、例えば160deg/s超え、180deg/s超え、200deg/s超え、
160deg/s超え240deg/s未満、180deg/s超え220deg/s未
満などの角速度であってもよい。
いは、試行によって角速度を適宜、ランダム、あるいは擬似乱数的に変化させた試行を複
数回行ってもよい。
たはシステムは出力部を備えてもよい。出力部は、少なくとも算出された硬直スコアを提
示する構成であってもよい。出力部は、画像表示、PCスクリーン、タブレットコンピュ
ータ、スマートフォンなどであってもよい。
り検査する者が患者を検査するのを補助できるようにしてもよい。本開示において使用さ
れる「筋硬直スコア」(muscle stiffness score)を代替する用語としては、「痙縮スコ
ア」(spasticity score)を用いてもよい。よって、「筋硬直スコア」と「痙縮スコア」
同じスコアを言及するものとして代替的に用いる場合がある。
更して他のいかなる実施形態と共に利用されるものと考えられる。例えば、システムおよ
び/または筋硬直装置の処理部は、開示された方法および/または方法の部分として実行
される構成であってもよい。
施形態を示す。しかし、本発明は異なる形態に具現化でき、ここで記載される実施形態に
限定して解釈されるべきではない。それよりも、これらの実施形態は、本開示が詳細かつ
完全であり、本発明の範囲を当業者が全て理解できるように提供される。全体にわたり同
様の符号は同様の構成要素を示す。よって、各図面の説明に関して同様の構成要素は詳細
に説明しない。
詳細な説明により当業者はすぐに理解できる。
細部分のみを示しており、他の部分は省略している。全体として、同一または対応する部
分に対して同じ符号を使用している。
ステム2は、測定部4と処理部6とを備える。測定部4は、ハウジング8と測定装置10
とを備え、測定部4は、対象者の体節、例えば足、下腿、前腕などに適用される構成を有
する。図1aに示すように、ハウジングは測定装置10を備えていてもよい。
れる。同様に、他の関節における筋硬直を測定してもよい。測定部4の配置や位置決めの
いくつかの例は図9に示している。
い。例えば、固定手段はベルクロ(登録商標)・ストラップであってもよい。
象者の体節に力を加えることによって関節を中心に体節を動かすことである。同関節の他
の体節、例えば関節に近接した体節(ひじの関節を測定する場合の上腕)は、検査する者
によって固定されてもよい。関節中心の角速度を変更して複数回の試行を実行する。複数
回の試行は、伸張反射が誘発される角速度での試行と伸張反射が誘発されない角速度での
試行を含む。一般的に、角速度を上げれば伸張反射が誘発されやすくなる。
半自動的に実行されてもよいと考えられる。
ータセットを生成する。複数のデータセットのうちの各セットは、一つの特定の試行に関
するデータを含む。
分析に基づき、複数のデータセット12を二つのサブセットに配分する。一以上の伸張反
射の兆候を有するデータセットを含む第1サブセットと、伸張反射の兆候がないデータセ
ットを含む第2サブセットである。処理部6は最後に各サブセットにおける硬直の差に基
づいて筋硬直スコアを算出する。筋硬直スコアの検出および算出の例は、図7および図8
に図示する。
あってもよい。例えば、誘発された伸張反射の兆候が複数のデータセットのいずれにも存
在しない場合、第1サブセットは空のサブセットであってもよいし、および/または、誘
発された伸張反射の兆候が複数のデータセットのすべてに存在する場合、第2サブセット
は空のサブセットであってもよい。
よび/または、例えば筋硬直スコアの算出が可能となるような試行がなされていないこと
を検査する者に対し示す構成を有していてもよい。
ットが空のサブセットである場合、および/または第2サブセットが空のサブセットであ
る場合、第1サブセットおよび/または第2サブセットの情報を提供する構成を有してい
てもよい。検査する者は、空の第1サブセットおよび/または第2サブセットの情報を理
解し、生理学的状況を提示してもよい。
6および測定部4は無線で通信して、測定部4および処理部6間において複数のデータセ
ット12を無線で送信する。測定部4および処理部6間の無線通信プロトコルは、Blu
etooth(登録商標)および/またはWi−Fiなどいかなる無線プロトコルであっ
てもよい。
ータ、スマートフォンに設けられていてもよい。処理されたデータを提示できる、つまり
分析結果および/または分析の測定結果を提示できるように画像ディスプレイを有する装
置の処理部を利用する方が便利である。
、測定部4と、処理部6を備える別体の装置40とを備える。測定部4および別体の装置
40は、ここでは二つの別個の装置として示されている。
、加速度計20、ジャイロスコープ22、力変換器24、および筋肉活動検出部26を含
む4つの測定装置10を備える。
3方向における加速度の加速度データ28を提供してもよい。図2には一つの加速度計2
0を備えた測定部4を示す。代わりの例として、測定部4は、測定部4の内部において異
なる位置に配置された複数の加速度計20を備え、測定部4内における複数の位置から加
速度データ28を提供するようにしてもよい。
で、検査する者がその体節を動かす。力変換器24は検査する者により体節に加えられた
力を測定する。
って動かされている間に筋肉が伸張するなどの筋肉活動を示す、筋肉活動データ34を提
供する。筋肉活動検出部26は、例えば筋電図検査部や筋音図検査部であってもよい。筋
肉活動検出部26は、筋肉上の皮膚に表面電極などを配置することにより筋肉活動を検出
する。筋肉活動検出部26は、複数の筋肉の筋肉活動データ34を提供してもよい。
けられたメモリ36に格納されるデータセットを形成する。
。送信機38は、メモリ36に格納されたデータセットを取得し、取得したこれらのデー
タセットを別体の装置40に送信する。別体の装置40の受信機42は、データセット1
2を取得し、データセット12は処理部6に取得される。
を制御する制御部および/または処理部(図示省略)を備える。
、データセットは一つずつ送信される。他の例によるシステム2では、複数回の試行を行
った後、複数のデータセットが送信される。
ッティング・ステーションを使って送信してもよいし、あるいは送信機38および受信機
42はそれぞれ、無線送信機および/または送受信機、無線受信機および/または送受信
機であってもよく、データセット12は、Wi−Fi、 Bluetooth(登録商標
)、近距離無線通信、NFCなどの無線通信を介して送信されてもよい。
。別体の装置40から測定部4へのデータの送信は、例えば、測定部4にコマンドおよび
/または指示を送信する、つまり別体の装置40により測定部4を制御するのに利用して
もよい。
他の例による測定部4においては、測定装置10の数は、これより少なくても多くてもよ
い。例えば、一つの測定部4は二つの加速度計20、二つの筋肉活動検出部26を備えて
いてもよく、または筋肉活動検出部26はなくてもよい。
ていてもよい。
を備える。加速度計20、ジャイロスコープ22、および力変換器24はそれぞれ、第1
アナログ・プリプロセッサ、第2アナログ・プリプロセッサ、および第3アナログ・プリ
プロセッサに接続される。第1、第2および/または第3アナログ・プリプロセッサは、
増幅器、および/またはローパスフィルタおよび/またはハイパスフィルタなどのフィル
タを備えてもよい。
筋肉活動検出部26に接続する電極コネクタ27とを備える。筋肉活動検出部は、増幅器
、および/またはローパスフィルタおよび/またはハイパスフィルタなどのフィルタなど
の前処理手段を備えてもよい。
25を対応する測定装置10に組み込んでもよい。
、アナログ・デジタル変換器(ADC)35に接続される。ADC35は、各測定装置1
0のアナログ入力信号をデジタル表現に変換する。ADC35のデジタル出力信号は処理
モジュール37に受信される。処理モジュール37は、ADC35のデジタル出力信号な
ど、受信したデジタル入力信号を処理するCPUおよびメモリを備えてもよい。
受信機38を備える。送受信機38は、無線送受信機などであってもよい。送受信機38
は処理モジュール37に接続される。処理モジュール37は、ADC35からのデジタル
信号を受信し、同信号を図2に関連して説明された別体の装置に送受信機38を介して送
信する。
ンタフェース39を備える。ユーザインタフェース39は、一以上のボタン、一以上のナ
ビゲーション・キー、画像ディスプレイ、および/または一以上のスピーカを備えてもよ
い。ユーザインタフェース39は処理モジュール37に接続される。処理モジュールは、
ユーザにフィードバックを提供し、ユーザインタフェース39を介してユーザから入力を
受け付けてもよい。
い。電源部50は、一以上のバッテリ、バッテリ充電回路、パワー・オン・リセット回路
、電圧レギュレータ、および/またはオン・オフスイッチなどを備えてもよい。
直装置100は、複数の測定装置10を覆うハウジング102、メモリ36、処理部6、
および出力部44を備える。筋硬直装置100は、対象者の足、下腿、または前腕などの
体節に適用される構成を有する。筋硬直装置100は、筋硬直が測定される関節の先端の
体節に適用される。
例えば、固定手段はベルクロ(登録商標)・ストラップであってもよい。
間、測定装置10は処理部6によって取得される複数のデータセット12を生成する。処
理部6は、誘発された伸張反射の兆候のため複数のデータセット12を分析し、二つのサ
ブセットを決定する。一以上の伸張反射の兆候を有するデータセットを含む第1サブセッ
トと、伸張反射の兆候がないデータセットを含む別の第2サブセットである。処理部6は
、第1サブセットのデータセットから第1硬直を算出し、第2サブセットのデータセット
から第2硬直を算出し、各サブセットの硬直の差、例えば第1硬直と第2硬直の差などに
基づき、筋硬直スコア14を算出する。
Cスクリーン、タブレットコンピュータ、スマートフォンなどの出力部44は、少なくと
も算出された筋硬直スコア14を、検査する者および/または筋硬直装置100のユーザ
に提示する構成を有する。
換器24、および筋肉活動検出部26を含む複数の測定装置10を備える。
格納された後、処理部6により取得されるデータセットを形成する。
示す。方法200は、一以上の測定装置202、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、
力変換器、または筋肉活動検出部などを、関節の先端の体節に適用または取り付けること
を含む。続いて、204において試行が複数回実行される。各試行は、対象者がリラック
スした状態で検査する者が関節中心に体節を動かすステップを含む。各試行は、一角速度
で関節中心に体節を動かすことを含む。角速度は試行によって変化させ、一部の試行は遅
い角速度、例えば20deg/sより遅い角速度で実行し、他の試行は速い角速度、例え
ば200deg/sより速い角速度で実行する。
を含む。取得された複数のデータセットは、試行中に測定された測定データを含む。各デ
ータセットは、一つの試行の測定データを含む。206においてデータセットを取得する
ステップは、206におけるデータセットの取得と204における試行の実行が同時に行
われるように、各試行後にデータセットを取得することを含んでもよい。
タセットを分析する。208における複数のデータセットの分析方法は、(もしあれば)
いずれのデータセットが一以上の誘発された伸張反射の兆候を有するかを判定するように
、各データセットを分析することを含む。208において、複数のデータセットを分析す
るステップはさらに、複数のデータセットを、二つのサブセット、第1サブセットおよび
第2サブセットを判別することを含む。第1サブセットは、複数のデータセットのうち、
一以上の誘発された伸張反射の兆候があるデータセットを含む。一方、第2サブセットは
、複数のデータセットのうち、誘発された伸張反射の兆候がないデータセットを含む。
を分析してもよい。一以上の誘発された伸張反射の兆候は、筋肉活動、加えられる力の増
大、角速度の逆転、またはこれらの組み合わせなどの兆候を含む。
6を参照してより詳細に説明する。
直スコアを算出することを含む。210における筋硬直スコアの算出は、第1サブセット
の硬直と第2サブセットの硬直との差に基づく。第1硬直は、第1サブセットのデータセ
ットの、例えば第1サブセットのデータセットの算出された硬直度の平均値、中央値、ま
たは合計から算定される。同様に、第2硬直は、第2サブセットのデータセットの、例え
ば第2サブセットのデータセットの算出された硬直度の平均値、中央値、または合計から
算定される。筋硬直スコアの結果は、第1硬直と第2硬直との差に基づき算出される。
あってもよい。例えば、誘発された伸張反射の兆候が複数のデータセットのいずれにも存
在しない場合、第1サブセットは空のサブセットであってもよいし、および/または、誘
発された伸張反射の兆候が複数のデータセットのすべてに存在する場合、第2サブセット
は空のサブセットであってもよい。
コアの算出ができる試行がなされないことを示すこと、および/または、第1サブセット
が空のサブセットである場合および/または第2サブセットが空のサブセットである場合
、空の第1サブセットおよび/または第2サブセットの情報を提供することを含んでもよ
い。
理学的状況を提示してもよい。
もよい。よって、同方法は、体節に筋硬直装置100または測定部4を取り付けるステッ
プを含んでいてもよい。
る方法300の一例を示すフローチャートである。第1サブセットは、一以上の誘発され
た伸張反射の兆候があるデータセットを含む。第2サブセットは、誘発された伸張反射の
兆候がないデータセットを含む。
測定部、測定装置、筋硬直装置などから取得されてもよい。あるいはデータセットはメモ
リから取得されてもよい。取得されたデータセットは、複数のデータを含む。図示例では
、データセットは、少なくとも第1データ、第2データ、および第3データ、例えば角速
度データ、加えられた力のデータ、および筋肉活動データを含む。
伸張反射の兆候を判断するためステップ304において分析される。第1データの分析3
04が誘発された伸張反射の兆候を示す場合は、ステップ310においてデータセットは
第1サブセットに割り当てられる。
の第2データは、誘発された伸張反射の兆候を判断するためステップ306において分析
される。306において第2データの分析が誘発された伸張反射の兆候を示す場合は、3
10においてデータセットは第1サブセットに置かれる。
場合、308においてデータセットの第3データが、誘発された伸張反射の兆候を判断す
るため308において分析される。第3データの分析308が誘発された伸張反射の兆候
を示す場合は、ステップ310においてデータセットは第1サブセットに置く。
ば、第1、第2、第3データ304,306,308の分析がいずれも誘発された伸張反
射の兆候を示さなかった場合、データセットは312において第2サブセットに割り当て
られる。よって、例えば特定のデータセットの角速度、加えられた力のデータ、あるいは
筋肉活動データがいずれも誘発された伸張反射の兆候を示さない場合、その特定のデータ
セットは第2サブセットに割り当てられる。
ため、データを組み合わせて分析することを盛り込んでもよい。
セットの一例の時間出力を示す。このため、図7は、早い動きをしている間の、筋肉活動
400の出力、角度402の出力、加えられたトルク404の出力、算出された硬直度4
06の出力を示す。
て測定され、トルク404は関節の回転中心に対し垂直で、回転中心への距離に応じて増
大する加えられた力として算定され、硬直度はトルク404を角度402で割って算定さ
れる。
発された伸張反射は、筋肉活動の出力400上で突発的な活動414として明らかに見ら
れる。この例ではまた、突発的な筋肉反応により、角度出力416、トルク出力420、
硬直度出力422において兆候を起こすのが見られる。例えば筋肉活動出力400から伸
張反射を検出した後、硬直度が分析され、検出された伸張反射に続く所定のインターバル
、例えば検出された伸張反射後100から300msの間で、最大点を決定する。決定さ
れた最大点424は硬直度合計としてもよい。硬直最大点424は、通常は、筋肉活動4
14から伸張反射を検出した後200ms付近で見られる。
よい。例えば、硬直度合計は、判定された硬直度最大点のプラスマイナス50ms内の硬
直度の平均値であってもよい。
度を判定するのに使用する。
トの一例の時間出力を示す。図8は、遅い動きをしている間の、筋肉活動400の出力、
角度402の出力、加えられたトルク404の出力、算出された硬直度406の出力を示
す。図8に関連した関節の測定は、図7の測定と同様である。本例では、遅い動きは伸張
反射を誘発させない。伸張反射がないことは、出力400,402,404,406から
明らかであり、例えば筋肉活動出力400は突発的な筋肉活動の兆候を示さず、トルク出
力404もトルクにおける突発的な増加を示していない。
る角度として決定される。角度426と一致するあるいは対応する硬直度428は、受動
的硬直とすることができる硬直である。最終的に、筋硬直スコアは、硬直度合計424と
受動的硬直428との差に基づいて算出される。例えば、筋硬直スコアは、以下の式によ
り算出できる。
受動的硬直428は、測定された硬直度の数値の平均値としてもよい。測定された硬直
度の数値の平均値は、低い方の境界角度に一致する硬直度の数値と、高い方の境界角度に
一致する硬直度との数値間における、測定された硬直度の数値の平均値であってもよい。
例えば、低い方の境界と高い方の境界は、角度426に対し、所定の上下のしきい値をそ
れぞれプラスマイナスしたもの、例えばプラスマイナス3度やプラスマイナス2度として
もよい。上下のしきい値は異なっても同じであってもよい。
。
スコアが測定される関節は、膝関節504である。よって、測定部/筋硬直装置4,10
0は、膝関節の先端の体節、つまり脛500に適用される。測定部/筋硬直装置4,10
0は、固定手段9により脛500に取り付けられる。膝関節504に近接した他の体節、
つまり大腿部508は検査する者によって固定されてもよい。
よび/または角速度データなどの測定データを収集する間に、検査する者は、引っ張った
り押したりすることにより、測定部/筋硬直装置4,100上の脛500を膝関節504
中心に方向506のいずれかに動かすことができる。
硬直スコアを測定するための関節は手首514である。よって、測定部/筋硬直装置4,
100は、手首514の先端の体節、つまり手510に適用される。測定部/筋硬直装置
4,100は、固定手段9により手510に取り付けられる。手首514に近接した他の
体節、つまり前腕518は検査する者によって固定されてもよい。
よび/または角速度データなどの測定データを収集する間に、検査する者は、引っ張った
り押したりすることにより、測定部/筋硬直装置4,100上の手510を、手首514
中心に方向516のいずれかに動かすことができる。
硬直スコアが測定される関節は、くるぶし524である。よって、測定部/筋硬直装置4
,100は、くるぶし524の先端の体節、つまり足520に適用される。測定部/筋硬
直装置4,100は、固定手段9により足520に取り付けられる。くるぶし524に近
接した他の体節、つまり脛528は検査する者によって固定されてもよい。
よび/または角速度データなどの測定データを収集する間に、検査する者は、引っ張った
り押したりすることにより、測定部/筋硬直装置4,100上の足520をくるぶし52
4中心に方向526のいずれかに動かすことができる。
筋硬直スコアが測定される関節は、肘関節534である。よって、測定部/筋硬直装置4
,100は、肘関節534の先端の体節、つまり前腕530に適用される。測定部/筋硬
直装置4,100は、固定手段9により前腕530に取り付けられる。肘関節534に近
接した他の体節、つまり上腕538は検査する者によって固定されてもよい。
よび/または角速度データなどの測定データを収集する間に、検査する者は、引っ張った
り押したりすることにより、測定部/筋硬直装置4,100上の前腕530を肘関節53
4中心に方向536のいずれかに動かすことができる。
てもよいし、検査する者が基面に対して同体節を押さえてもよい。膝のように大きな筋肉
に関係する関節を検査する場合、ベルトやストラップを利用すれば便利である。一方、そ
の他の場合は、検査する者は自身の体重や力で他の体節を固定するようにしてもよい。
4 測定部
6 処理部
8 ハウジング
9 固定部
10 測定装置
12 データセット
14 筋硬直スコア
20 加速度計
21 第1アナログ・プリプロセッサ
22 ジャイロスコープ
23 第2アナログ・プリプロセッサ
24 力変換器
25 第3アナログ・プリプロセッサ
26 筋肉活動検出部
27 電極コネクタ
28 加速度データ
30 角速度データ
32 加えられた力のデータ
34 筋肉活動データ
35 アナログ・デジタル変換器(ADC)
36 メモリ
37 処理モジュール
38 送信機/送受信機
39 ユーザインタフェース
40 別体の装置
42 受信機/送受信機
44 出力部
50 電源部
100 筋硬直装置
102 ハウジング
200 筋硬直スコア算出方法
202 測定装置の適用
204 複数回の試行の実行
206 複数のデータセットの取得
208 複数のデータセットの分析
210 筋硬直スコアの算出
300 データセットの分析方法
302 データセットの取得
304 第1データの分析
306 第2データの分析
308 第3データの分析
310 データセットを第1サブセットに置く
312 データセットを第2サブセットに置く
400 筋肉活動の出力の例
402 角度の出力の例
404 トルクの出力の例
406 硬直度の出力の例
414 筋肉活動の出力に見られる伸張反射
416 角度の出力に見られる伸張反射
418 最大硬直の角度
420 トルクの出力に見られる伸張反射
422 硬直度の出力に見られる伸張反射
424 最大硬直度/硬直度合計
426 最大硬直度の角度に対応する角度
428 受動的硬直
500,510,520,530 先端部分
504,514,524,534 関節
506,516,526,536 動き
508,518,528,538 近接部分
Claims (14)
- 個体の所定の関節における筋硬直を測定するシステムであって、
測定部と処理部とを備え、
前記測定部は、別体の装置と無線通信可能に構成された無線送受信機と、前記所定の関節の体節に適用される構成を有し、ハウジングと力変換器を有する一以上の測定装置とを有し、
前記処理部は、
前記一以上の測定装置より複数のデータセットを取得し、前記複数のデータセットは、複数回の試行の間に測定される測定データを含み、前記複数回の試行は、前記個体以外の検査する者が測定部を介して前記体節に外力を与えることにより複数の角速度で前記体節を動かすことを含み、前記測定データは加えられた力のデータと角速度データとを含み、前記一以上の測定装置はジャイロスコープを備え、試行間において前記複数の角速度をランダムに変化させ、
一以上の誘発された伸張反射の兆候のために前記測定データに基づき複数のデータセットを分析し、同分析によって一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセットを含む第1サブセットと、誘発された伸張反射の兆候がないデータセットを含む第2サブセットとを決定し、
前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離を判定し、
少なくとも第1硬直と第2硬直との差に基づき筋硬直スコアを算出し、
前記第1硬直は、加えられた力と、前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離とに基づくものであって前記第1サブセットから算定し、
前記第2硬直は、加えられた力と、前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離とに基づくものであって前記第2サブセットから算定し、
算出された筋硬直スコアを出力部に送信して、出力部においてシステムのユーザーに対しスコアを表示する、
構成を有する、システム。 - 前記一以上の測定装置は加速度計を備え、前記測定データは加速度データを含む、 請求項1に記載のシステム。
- 前記処理部は、前記ジャイロスコープから取得する角速度データと、前記加速度計から取得する加速度データとに基づき、前記測定部の角速度および加速度を計算する、請求項1に記載のシステム。
- 前記測定部はハンドルを含み、前記力変換器は、前記ハンドルに付加される力を測定する構成を有する、請求項1から3のいずれかに記載のシステム。
- 前記複数のデータセットを分析することは、前記複数のデータセットのうち加えられた力のデータを分析することを含む、 請求項1から4のいずれかに記載のシステム。
- 前記一以上の測定装置は、筋肉活動検出部を備え、前記測定データは筋肉活動データを含む、請求項1から5のいずれかに記載のシステム。
- 前記複数のデータセットを分析することは、前記複数のデータセットのうち筋肉活動データを分析することを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記複数のデータセットは試行データセットを含み、前記処理部は、一以上の誘発された伸張反射の兆候のため前記試行データセットを分析する構成を有し、前記処理部は、試行データセットが一以上の誘発された伸張反射の兆候を含む場合は第1信号を出力する構成を有する、請求項1から7のいずれかに記載のシステム。
- 前記ハウジングは前記一以上の測定装置を含む、請求項1から8のいずれかに記載のシステム。
- 前記別体の装置は前記処理部を備える、請求項1から9のいずれかに記載のシステム。
- 前記ハウジングは、前記処理部を備える、 請求項1から9のいずれかに記載のシステム。
- 個体の所定の関節における筋硬直スコアを算出する方法であって、
別体の装置と無線通信可能に構成された無線送受信機を設け、
複数回の試行の間に測定される測定データを含む複数のデータセットを取得し、前記複数回の試行は、前記個体以外の検査する者が測定部を介して体節に外力を与えることにより複数の角速度で体節を動かすことを含み、前記測定データは加えられた力のデータと角速度データとを含み、前記測定部はジャイロスコープを備え、試行間において前記複数の角速度をランダムに変化させ、
一以上の誘発された伸張反射の兆候のために前記測定データに基づき複数のデータセットを分析し、同分析によって一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセットを含む第1サブセットと、誘発された伸張反射の兆候がないデータセットを含む第2サブセットとを決定し、
前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離を判定し、
少なくとも第1硬直と第2硬直との差に基づき筋硬直スコアを算出し、
前記第1硬直は、加えられた力と、前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離とに基づくものであって前記第1サブセットから算定し、
前記第2硬直は、加えられた力と、前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離とに基づくものであって前記第2サブセットから算定し、
算出された筋硬直スコアを出力部に送信して、出力部においてシステムのユーザーに対しスコアを表示する、方法。 - 前記複数のデータセットを分析することは、前記複数のデータセットのうち少なくとも加えられた力のデータおよび/または筋肉活動データを分析することを含む、請求項12に記載の方法。
- 個体の所定の関節における筋硬直を測定する筋硬直装置であって、
ハウジング、
力変換器を備える一以上の測定装置を含む測定部、
別体の装置と無線通信可能に構成された無線送受信機、および
処理部を備え、
前記処理部は、
前記一以上の測定装置より複数のデータセットを取得し、前記複数のデータセットは、複数回の試行の間に測定される測定データを含み、前記複数回の試行は、前記個体以外の検査する者が筋硬直装置を介して前記体節に外力を与えることにより複数の角速度で前記体節を動かすことを含み、前記測定データは加えられた力のデータと角速度データとを含み、前記一以上の測定装置はジャイロスコープを備え、試行間において前記複数の角速度をランダムに変化させ、
一以上の誘発された伸張反射の兆候のために前記測定データに基づき複数のデータセットを分析し、同分析によって一以上の誘発された伸張反射の兆候が存在するデータセットを含む第1サブセットと、誘発された伸張反射の兆候がないデータセットを含む第2サブセットとを決定し、
前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離を判定し、
少なくとも第1硬直と第2硬直との差に基づき筋硬直スコアを算出し、
前記第1硬直は加えられた力と、前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離とに基づくものであって前記第1サブセットから算定し、
前記第2硬直は加えられた力と、前記所定の関節の関節中心から前記測定部の位置までの距離とに基づくものであって前記第2サブセットから算定し、
算出された筋硬直スコアを出力部に送信して、出力部においてシステムのユーザーに対しスコアを表示し、
前記所定の関節の体節に適用される、筋硬直装置。
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