(57)【要約】【課題】基本的な身体動作を行うだけで筋骨格系の活動状態や脳神経系の伝達状態を定量的にデータ化して医療診断や治療方法に役立ることが可能な生体活動検出装置及び生体活動検出システムを提案する。【解決手段】被検者の肢体動作に連動して能動的又は受動的に駆動する駆動部と、駆動部からの出力信号に基づいて、被検者の肢体動作に伴う関節周りの物理量を検出する関節周り検出部と、関節を基準とする被検者の体表部位に配置され、当該被検者の生体信号を検出するための電極群を有する生体信号検出部とを備え、関節周り検出部から得られる物理量と生体信号処理部から得られる筋電位信号及び神経伝達信号に基づいて、関節を中心とする筋骨格系の活動状態及び／又は末梢神経系の伝達状態を定量的な筋骨格系データ及び／又は神経系データに変換する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の肢体動作に連動して能動的又は受動的に駆動する駆動部と、
前記駆動部からの出力信号に基づいて、前記被検者の肢体動作に伴う関節周りの物理量を検出する関節周り検出部と、
前記関節を基準とする前記被検者の体表部位に配置され、当該被検者の生体信号を検出するための電極群を有する生体信号検出部と、
前記生体信号検出部により取得された生体信号から、前記被検者の筋活動に伴う筋電位信号と前記被検者の筋骨格系を動作させるための神経伝達信号とを取得する生体信号処理部と、
前記関節周り検出部から得られる物理量と前記生体信号処理部から得られる筋電位信号及び神経伝達信号のいずれか一方又は両方とに基づいて、前記関節を中心とする筋骨格系の活動状態及び／又は末梢神経系の伝達状態を定量的な筋骨格系データ及び／又は神経系データに変換する状態定量化部と
を備えることを特徴とする生体活動検出装置。
【請求項２】
前記被検者の肢体動作を当該肢体自体から直接的に又は外部から間接的に計測する動作計測部をさらに備え、
前記関節周り検出部は、前記駆動部からの出力信号とともに又はこれに代えて、前記被検者の肢体動作に伴う関節周りの物理量を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の生体活動検出装置。
【請求項３】
前記生体信号検出部の電極群を、前記被検者の体表部位における前記関節を基準とする部位以外の所望部位に配置しておき、
前記生体信号処理部は、前記生体信号検出部により取得された生体信号から前記被検者の筋骨格系を動作させるための神経伝達信号を取得し、
前記状態定量化部は、前記生体信号処理部から得られる神経伝達信号に基づいて、前記所望部位を中心とする中枢神経系及び末梢神経系のいずれか一方又は両方の伝達状態を定量的な神経系データに変換する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生体活動検出装置。
【請求項４】
前記被検者の頭部に装着され、当該頭部の被計測領域における脳波及び脳血流を測定する脳活動測定部をさらに備え、
前記状態定量化部は、前記脳活動測定部から得られた脳波及び脳血流の測定データに基づく前記頭部を中心とする中枢神経系の伝達状態も、前記神経系データとして追加する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項５】
前記生体信号検出部により取得された生体信号に基づいて、前記被検者の意思に従った動力を前記駆動部に発生させるための指令信号を生成する随意的制御部と、
前記随意的制御部により生成された指令信号に基づいて、対応する各生体信号に応じた電流を生成し、前記駆動部に供給する駆動電流生成部とを備え、
前記状態定量化部は、前記駆動部の駆動状態も、前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データに反映させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項６】
前記被検者の重心位置を検出する重心位置検出部を有し、
前記駆動部の駆動状態と前記重心位置検出部による重心位置とに基づいて、当該被検者の歩行状態を認識する歩行状態認識部とを備え、
前記状態定量化部は、前記歩行状態認識部から得られた前記被検者の歩行状態の認識結果も、前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データに反映させる
ことを特徴とする請求項５に記載の生体活動検出装置。
【請求項７】
前記生体信号検出部の電極群に対応して配置され、前記被検者の体表に対して物理的な刺激を与えるための端子群を有する刺激付与部と、
前記刺激付与部の端子群をそれぞれ制御する刺激制御部とを備え、
前記状態定量化部は、前記刺激付与部による刺激付与結果も、前記筋骨格系データ及び前記神経系データのいずれか一方又は両方に反映させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項８】
前記刺激制御部は、前記生体信号検出部から検出される前記生体信号の信号波形に変化が現れるまで、前記刺激付与部による刺激付与の強弱レベル、パターン及び時間のうち少なくとも１以上を調整する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項９】
前記筋骨格系データ及び前記神経系データのいずれか一方又は両方に基づいて、筋骨格系の活動状態、中枢神経系及び末梢神経系の伝達状態のうち少なくとも１以上を表す２次元又は３次元の身体マップ画像を生成するマップ画像生成部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項１０】
前記被検者の生理情報を検出する生理情報検出部を備え、
前記状態定量化部は、前記生理情報検出部から得られた生理情報も、前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データに反映させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項１１】
前記被検者の日常行動を表す生活情報を検出する生活情報検出部を備え、
前記状態定量化部は、前記生活情報検出部から得られた生活情報も、前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データに反映させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項１２】
前記被検者の身体反応を表す外観取得情報を検出する外観取得情報検出部を備え、
前記状態定量化部は、前記外観取得情報検出部から得られた外観取得情報も、前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データに反映させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の生体活動検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の生体活動検出装置と、
当該生体活動検出装置に設けられ、前記状態定量化部から前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データを取得して送信する信号処理部と、
前記生体活動検出装置と別体に設けられ、前記信号処理部から送信される前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データを受信し、通信回線を介して管理サーバに送信するデータ端末装置と
を備えることを特徴とする生体活動検出システム。
【請求項１４】
前記信号処理部は、前記データ端末装置を介して前記管理サーバから読み出された前記筋骨格系データ及び／又は前記神経系データに基づく診断情報を取得し、
前記状態定量化部は、前記診断情報も、前記筋骨格系データ及び前記神経系データのいずれか一方又は両方に反映させる
ことを特徴とする請求項１３に記載の生体活動検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体活動検出装置および生体活動検出システムに関し、特に脳神経系の伝達経路や筋骨格系の活動状態を可視化情報として提示する生体活動検出装置および生体活動検出システムに適用して好適なるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、運動機能障害を有する被験者の動作を補助あるいは代行するための種々のパワーアシスト装置の開発が進められている。これらのパワーアシスト装置として、例えば、被検者の意図に応じた随意的な筋活動に伴う生体電位を基に運動を制御及び補助することが可能な装着式動作補助装置が普及している。
【０００３】
このような装着式動作補助装置は、被検者の意思に応じた動作補助を行うだけでなく、例えば運動機能の回復を目的としたリハビリテーションを行う際にも適用することができる。
【０００４】
その際、被検者の運動機能を診断すべく、身体の神経系のつながり状態を可視化して評価することができれば望ましいが、例えば、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）では、神経組織のうち中枢神経は画像判別が可能であるが、末梢神経までは画像判別が困難であるのが現状である。
【０００５】
近年、被検者の神経系モデルや皮膚知覚帯（デルマトーム）の特定部位に刺激付与を行い、その神経応答に基づいて神経箇所の接続状態やつながり具合を把握する方法が多数提案されている。
【０００６】
例えば、被検者から自律神経系のマップモデルやパラメータ設定に関連する神経支配データを神経節インジケータとともに取得し、当該マップモデルや設定パラメータを分析することにより、神経節の異常を同定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また刺激及び感知可能な電極アレイを被検者に装着しておき、神経応答の測定結果を、制御変数とフィードバック変数との療法的関係からなる身体知覚マップ（療法マップ）と比較して改良する方法も提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
さらにＸ線による被検者の脊髄神経構造の機能画像を生成し、画像の各部分を複数の神経機能（デルマトーム）に関連付けるとともに、感覚神経信号を検出する電極を検知して、検知部位とその脊髄レベルを求める方法も提案されている（特許文献３参照）。
【０００９】
さらに被検者の自律神経系内の所望の神経刺激部位から反射反応を誘引するようにパルス付与し、特定パラメータが所望の神経連絡に集中するように調整してフィードバックさせる方法も提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２０１６−５１３５２６号公報
【特許文献２】特表２０１４−５２３２６１号公報
【特許文献３】特許第５８３００９０号公報
【特許文献４】特許第５０６０３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、特許文献１のような被検者の自律神経系モデルの分析結果に基づく治療計画の生成方法では、神経支配に影響される臓器等の動的応答における異常性を把握するにとどまり、自律神経系との関係性のみしか判断できない点で実用上十分であるとは言い得ない。
【００１２】
また特許文献２では、被検者への刺激による神経応答の測定結果をフィードバックさせて最適な神経刺激を制御するにすぎない。さらに特許文献３では、脊髄の電気刺激のための計画プログラミングにすぎない。さらに特許文献４では、神経連絡データを監視し記録する閉ループの神経刺激システムを構築する手法も、神経刺激信号を制御するにすぎない。
【００１３】
このように被検者の体表に刺激を与えて、その神経応答に基づいて神経箇所の接続状態やつながり具合を把握する方法が多数提案されているが、脳神経系のみならず筋骨格系も合わせて人間の本来持っている機能の確認にまでは至っていないのが現状である。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、基本的な身体動作を行うだけで筋骨格系の活動状態や脳神経系の伝達状態を定量的にデータ化して医療診断や治療方法に役立ることが可能な生体活動検出装置及び生体活動検出システムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決するために本発明においては、被検者の肢体動作に連動して能動的又は受動的に駆動する駆動部と、駆動部からの出力信号に基づいて、被検者の肢体動作に伴う関節周りの物理量を検出する関節周り検出部と、関節を基準とする被検者の体表部位に配置され、当該被検者の生体信号を検出するための電極群を有する生体信号検出部と、生体信号検出部により取得された生体信号から、被検者の筋活動に伴う筋電位信号と被検者の筋骨格系を動作させるための神経伝達信号とを取得する生体信号処理部と、関節周り検出部から得られる物理量と生体信号処理部から得られる筋電位信号及び神経伝達信号のいずれか一方又は両方とに基づいて、関節を中心とする筋骨格系の活動状態及び／又は末梢神経系の伝達状態を定量的な筋骨格系データ及び／又は神経系データに変換する状態定量化部とを設けるようにした。
【００１６】
この結果、被検者は肢体動作を行うことにより、関節周りの物理量と関節を基準とする体表部位から得られる生体信号に基づいて、筋骨格系の活動状態や末梢神経系の伝達状態を定量的にデータ化して取得し、その被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングすることができる。
【００１７】
また本発明においては、被検者の肢体動作を当該肢体自体から直接的に又は外部から間接的に計測する動作計測部をさらに備え、関節周り検出部は、駆動部からの出力信号とともに又はこれに代えて、被検者の肢体動作に伴う関節周りの物理量を検出するようにした。
【００１８】
このように被検者は、動作計測部が外骨格のように直接身体に装着している場合のみならず、身体から離れて別体として設定されている場合であっても、被検者の肢体動作に計測するようにして、関節周りの物理量検出に対して多様性をもたせるようにした。
【００１９】
さらに本発明においては、生体信号検出部の電極群を、被検者の体表部位における関節を基準とする部位以外の所望部位に配置しておき、生体信号処理部は、生体信号検出部により取得された生体信号から被検者の筋骨格系を動作させるための神経伝達信号を取得し、状態定量化部は、生体信号処理部から得られる神経伝達信号に基づいて、所望部位を中心とする中枢神経系及び末梢神経系のいずれか一方又は両方の伝達状態を定量的な神経系データに変換するようにした。
【００２０】
このように被検者の関節を基準とする部位以外の体表部位から生体信号を取得して、関節周りの末梢神経系のみならず、所望の部位からの中枢神経系や末梢神経系の伝達状態も定量的にデータ化して取得し、その被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングすることができる。
【００２１】
さらに本発明においては、被検者の頭部に装着され、当該頭部の被計測領域における脳波及び脳血流を測定する脳活動測定部をさらに備え、状態定量化部は、脳活動測定部から得られた脳波及び脳血流の測定データに基づく頭部を中心とする中枢神経系の伝達状態も、神経系データとして追加するようにした。このように被検者の脳からの中枢神経系の伝達状態も定量的にデータ化して取得し、その被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングすることができる。
【００２２】
さらに本発明においては、生体信号検出部により取得された生体信号に基づいて、被検者の意思に従った動力を駆動部に発生させるための指令信号を生成する随意的制御部と、随意的制御部により生成された指令信号に基づいて、対応する各生体信号に応じた電流を生成し、駆動部に供給する駆動電流生成部とを備え、状態定量化部は、駆動部の駆動状態も、筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにした。
【００２３】
このように被検者の随意動作を補助する駆動力を駆動部が与えて、当該駆動部の駆動状態も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、随意的な制御が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【００２４】
さらに本発明においては、被検者の重心位置を検出する重心位置検出部を有し、駆動部の駆動状態と重心位置検出部による重心位置とに基づいて、当該被検者の歩行状態を認識する歩行状態認識部とを備え、状態定量化部は、歩行状態認識部から得られた被検者の歩行状態の認識結果も、筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにした。
【００２５】
このように被検者の随意動作を補助する駆動部の駆動状態と当該被検者の重心位置とに基づく歩行状態も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、随意制御による歩行状態が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【００２６】
さらに本発明においては、生体信号検出部の電極群に対応して配置され、被検者の体表に対して物理的な刺激を与えるための端子群を有する刺激付与部と、刺激付与部の端子群をそれぞれ制御する刺激制御部とを備え、状態定量化部は、刺激付与部による刺激付与結果も、筋骨格系データ及び神経系データのいずれか一方又は両方に反映させるようにした。
【００２７】
このように被検者の体表のうち生体信号が取得困難な部位がある場合には、当該部位に対して物理的な刺激を付与することにより、フィードバック学習を促しつつ運動機能を再建させると同時に刺激付与結果も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、刺激付与結果が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【００２８】
さらに本発明においては、刺激制御部は、生体信号検出部から検出される生体信号の信号波形に変化が現れるまで、刺激付与部による刺激付与の強弱レベル、パターン及び時間のうち少なくとも１以上を調整するようにした。この結果、被検者の体質や健康状態を時間経過に合わせて調整しながら最適な状態で刺激付与することができる。
【００２９】
さらに本発明においては、筋骨格系データ及び神経系データのいずれか一方又は両方に基づいて、筋骨格系の活動状態、中枢神経系及び末梢神経系の伝達状態のうち少なくとも１以上を表す２次元又は３次元の身体マップ画像を生成するマップ画像生成部をさらに備えるようにした。このように筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の伝達状態を身体マップ画像として可視化することができ、容易に状態の目視確認が可能となる。
【００３０】
さらに本発明においては、被検者の生理情報を検出する生理情報検出部を備え、状態定量化部は、生理情報検出部から得られた生理情報も、筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにした。この反映結果に基づいて、生理情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【００３１】
さらに本発明においては、被検者の日常行動を表す生活情報を検出する生活情報検出部を備え、状態定量化部は、生活情報検出部から得られた生活情報も、筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにした。この反映結果に基づいて、生活情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【００３２】
さらに本発明においては、被検者の身体反応を表す外観取得情報を検出する外観取得情報検出部を備え、状態定量化部は、外観取得情報検出部から得られた外観取得情報も、筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにした。この反映結果に基づいて、外観取得情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【００３３】
さらに本発明においては、生体活動検出装置と、当該生体活動検出装置に設けられ、状態定量化部から筋骨格系データ及び／又は神経系データを取得して送信する信号処理部と、生体活動検出装置と別体に設けられ、信号処理部から送信される筋骨格系データ及び／又は神経系データを受信し、通信回線を介して管理サーバに送信するデータ端末装置とを備えるようにした。
【００３４】
この結果、生体活動検出装置において取得した筋骨格系データ及び神経系データを管理サーバで保管し管理しながら、被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングしつつ、必要に応じて医療診断や治療方法に役立ることが可能となる。
【００３５】
さらに本発明においては、信号処理部は、データ端末装置を介して管理サーバから読み出された筋骨格系データ及び／又は神経系データに基づく診断情報を取得し、状態定量化部は、診断情報も、筋骨格系データ及び神経系データのいずれか一方又は両方に反映させるようにした。この反映結果に基づいて、診断情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の伝達状態を定量的にデータ化して取得し、その被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングしつつ、医療診断や治療方法に役立ることが可能な生体活動検出装置及び生体活動検出システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る双方向性バイオフィードバックの説明に供する概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係る生体活動検出システムの全体構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る装着式動作補助装置の構成を示す外観図である。
【図４】同発明の実施形態に係る装着式動作補助装置の制御系システムの構成を示すブロック図である。
【図５】同実施形態における被検者の動作を分類するタスクを示す概念図である。
【図６】本発明による脳血管特性計測装置の概略的な構成図及び説明図である。
【図７】本発明による下半身用（両脚用）の生体信号計測装着具及び計測モジュールの一例を示す図である。
【図８】本発明による下半身用（両脚用）の生体信号計測装着具及び計測モジュールの一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る脳神経系情報伝達経路の状態遷移の説明に供する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００３９】
（１）本発明の動作原理
人が体を動かそうとする際、その運動意思は微弱なイオン電流として、脳、脊髄、運動神経、筋肉へと伝達され、最終的に筋骨格系が動くことになる。本願発明者による特許第4200492号等の特許発明である装着式動作補助装置が知られている。
【００４０】
この装着式動作補助装置は、この微弱な生体電位情報や装置内部に組み込まれたセンサ情報（床反力、関節角度、加速度情報）を処理し、運動意思に応じてリアルタイムに身体動作補助に必要なモータトルクを生成させて身体動作を補助する。
【００４１】
装着式動作補助装置は身体に密着しているため、被検者の意思によって装着式動作補助装置が駆動すると同時に、脚などの装着部位を動かすことになり、筋紡錘にあるＩａ求心性ニューロンの信号が運動神経、脊髄を経て脳に戻ることになる。
【００４２】
これによって被検者において、図１に示すように、脳から脊髄、運動神経及び筋骨格系を順次経て装着式動作補助装置へ、続いて装着式動作補助装置から筋骨格系、運動神経及び脊髄を順次経て脳へという脳神経系と身体と装着式動作補助装置との間で双方向性のフィードバックが促されることが実験によって確認されている。
【００４３】
また、重度の運動機能障害を呈する場合、特に、被検者の体表から生体電位信号がまだ検出できないような状態では、人間の基本運動パターンや動作メカニズムの解析結果を元に準備されたプログラムによってロボットのように動作する自律制御が機能する。
【００４４】
被検者の筋発生力に装着式動作補助装置を用いて随意制御させつつ、必要に応じて物理的な刺激を付与することにより、中枢神経系と末梢神経系にて反応領域がどの水準（損傷度合い）に達しているかを把握することが望ましい。特に刺激付与のフィードバック学習によって運動中枢系（脳）や末消系（脊髄）の回復効果を数値化できれば、運動機能障害のリスクを回避又は軽減させることができる。
【００４５】
本発明は、被検者の意思に従い、その体表から検出される生体電位に応じた動力を当該被検者の関節運動に補助的に付与させながら、生体電位の検出位置に応じた筋骨格系の活動状態を表す定量的な筋骨格系データや、中枢系及び／又は末梢系の神経伝達経路を表す定量的な神経系データを生成するものである。
【００４６】
すなわち本発明は、被検者が肢体動作を行うだけで、関節周りの物理量と関節を基準とする体表部位から得られる生体信号に基づいて、筋骨格系の活動状態や末梢神経系の伝達状態を定量的にデータ化するものである。
【００４７】
なお本発明における関節周りの物理量としては、筋骨格に生じる発生筋力、各関節の可動域、可動速度及び反応速度、外乱に対する自律制御特性、フレームの慣性モーメント、質量及び重心のうち少なくとも１以上のパラメータ同定、屈筋及び伸筋を含めた関節系のインピーダンス（摩擦による粘性特性）、電気的な物理量（指令信号）が挙げられる。
【００４８】
また本発明における生体信号とは、被検者の体内に発生する電気に起因する信号であり、身体から測定可能な信号であると共に身体の動作や脳からの信号に伴って時系列で変化する信号である。例えば、生体信号は、神経電位や筋電位、脳波、心電位、更に、モーションアーティアファクト（動作の影響）によって生じる電位等、生化学反応により生じる電位や、心臓の拍動によって生じる脈波等の振動等、生体の活動によって生じる信号を意味する。生体信号の発生電位（振幅、密度、時間遅れ）や発生部位も定量的なデータ化に加味される。
【００４９】
また被検者の頭部も生体電位の取得対象とし、その頭部の被計測領域における脳波及び脳血流の測定結果を中枢神経系の伝達状態である神経系データとして追加する。
【００５０】
各被検者ごとに筋骨格系データ及び神経系データを通信回線を介して外部の管理サーバに蓄積し管理することにより、その後の時間経過に伴う遷移状態から医療診断や治療方法探索に寄与することが可能となる。筋骨格系データ及び神経系データをマッピング処理して２次元又は３次元の身体マップ画像を生成するようにすれば、筋骨格系の活動状態や神経系の伝達状態を可視化することが可能となる。
【００５１】
さらに被検者の意思に従った動力を指令信号として駆動部に伝えることにより、当該駆動部の駆動状態も筋骨格系データや神経系データに反映させる。被検者の下肢を検出対象とする場合、当該被検者の歩行状態の認識結果も筋骨格系データや神経系データに反映させる。
【００５２】
さらに被検者の体表部位に対して物理的な刺激を付与して、その部位の生体組織からの知覚状態の回復を促すことにより、神経回復を図ることができると同時に神経伝達経路の変化を可視化することが可能となる。
【００５３】
さらに被検者の生理情報（血圧、動脈硬化、心電、呼吸、嚥下、睡眠等）、生活情報（転倒履歴、音声による活力状態、行動履歴、飲食履歴、音声による入浴状態等）や外観取得情報（眼の動作、体温分布、視覚状態や聴覚状態に対する身体動作反応、顔の表情や脚上げ動作等）の各変化を、神経活動電位のレベルと関連付けてマップデータに反映させることにより、脳神経系の神経伝達経路の状態遷移を可視化することが可能となる。
【００５４】
なお管理サーバに蓄積されている筋骨格系データ及び神経系データは、医療診断や治療方法対策のための診断情報として活用することができる。診断情報として、身体の動作や運動関連の病気、生理的病気が該当し、さらには認知症関連も含まれる。
【００５５】
（２）本実施の形態の生体活動検出システム
本発明におけるに筋骨格系の活動状態や末梢神経系の伝達状態を定量的にデータ化する生体活動検出装置として、全身用の装着式動作補助装置を適用するとともに、当該装着式動作補助装置から取得する筋骨格系データ及び神経系データを管理する生体活動検出システムの実施形態について説明する。
【００５６】
図２に示すように、生体活動検出システム１は、全身用の装着式動作補助装置２と、データ端末装置３と、管理サーバ（蓄積データベース）４とを有するよう構成されている。
【００５７】
図２に示す装着式動作補助装置２は、肩関節機構や肘関節機構、股間の関節機構や、膝関節機構等の各駆動ユニット等や、脳活動情報、生理情報、生活情報及び外観取得情報を検知する各種センサ等に基づいて定量的に取得した筋骨格系データ及び神経系データを無線送信する信号処理部（図示せず）が設けられている。
【００５８】
この信号処理部を用いて筋骨格系データ及び神経系データが信号処理部を通じて通信ネットワーク上に定期的又はある特定の指示操作等により不定期で送られる。データ端末装置３は、通信ネットワーク上に送られた筋骨格系データ及び神経系データを受け取り、管理サーバ４において一括して管理することができる。
【００５９】
（３）本実施の形態における生体活動検出装置
（３−１）装着式動作補助装置の構成（下半身用：ハードウェア）
本実施の形態における下半身用の装着式動作補助装置１０を生体活動検出装置として適用した場合について説明する。図３は、装着式動作補助装置１０を被検者が装着した状態の一実施例を示す図である。装着式動作補助装置１０は、例えば、腰、腿、脛などの人間（被検者）の体の関節同士の間に沿うように装着されるフレームがアクチュエータ部に回動自在に接続されたものである。
【００６０】
図２に例示する装着式動作補助装置は、膝関節および股関節にアクチュエータ部を有する下半身用の装着式動作補助装置１０であるが、本発明では、上半身用、または全身用の装着式動作補助装置２（図２）を用いることもできる。
【００６１】
装着式動作補助装置１０は、被検者Ｐの脳からの信号により筋力を発生させる際に生じる生体信号（例えば、表面筋電位等の人の身体から出る信号等）を検出し、この検出信号に基づいてアクチュエータからの駆動力を付与するように作動する。
【００６２】
装着式動作補助装置１０を装着した被検者Ｐは、自らの意思で歩行動作を行うと、その際に発生した生体信号に応じた駆動トルクがアシスト力として装着式動作補助装置から付与される。したがって、被検者Ｐは、自身の筋力とアクチュエータ（例えば、電動式の駆動モータ）からの駆動トルクとの合力によって全体重を支えながら歩行することができる。
【００６３】
その際、装着式動作補助装置１０は、歩行動作に伴う重心の移動に応じて付与されるアシスト力（モータトルク）が被検者Ｐの意思を反映するように制御している。そのため、装着式動作補助装置１０のアクチュエータは、被検者Ｐの意思に反するような負荷を与えないように制御されており、被検者Ｐの動作を妨げないように制御される。
【００６４】
また、装着式動作補助装置１０は、歩行動作以外にも、例えば被検者Ｐが椅子に座った状態から立ち上がる際の動作、或いは立った状態から椅子に腰掛ける際の動作、更には、被検者Ｐが階段を上がったり、階段を下がったりする動作等、被検者Ｐの意思に対応した動作を補助することができる。特に、筋力が弱っている場合には、階段の上り動作や、椅子から立ち上がる動作を行うことが難しいが、装着式動作補助装置１０を装着した被検者Ｐは、自らの意思に応じて駆動トルクを付与されて筋力の低下を気にせずに動作することが可能になる。
【００６５】
装着式動作補助装置１０は、被検者Ｐに装着されるフレーム機構２０にアクチュエータ（駆動部）を設けたものである。アクチュエータ（駆動部）としては、被検者Ｐの右側股関節に位置する右腿駆動パワーユニット２１と、被検者Ｐの左側股関節に位置する左腿駆動パワーユニット２２と、被検者Ｐの右膝関節に位置する右膝駆動パワーユニット２３と、被検者Ｐの左膝関節に位置する左膝駆動パワーユニット２４とを有する。これらの駆動パワーユニット２１〜２４は、制御装置８０（図４）からの制御信号により駆動トルクを制御されるサーボモータからなる駆動部であり、モータ回転を所定の減速比で減速する減速機構を有しており、小型ではあるが十分な駆動力を付与することができる。
【００６６】
駆動パワーユニット２１〜２４の回転軸は、ギヤ機構を介して被駆動側となる第１フレーム３０、第２フレーム３１に駆動トルクを伝達するように構成されている。第１フレーム３０は、被検者Ｐの腿外側に沿うように形成され、第２フレーム３１は、第１フレーム３０より下方に延在し被検者Ｐの脛外側に沿うように形成されている。
【００６７】
第１フレーム３０の長手方向の中間位置には、被検者Ｐの腿に締結されるベルト状の腿締結部材３２が取り付けられている。第２フレーム３１の長手方向の中間位置には、被検者Ｐの膝下の脛に締結されるベルト状の脛締結部材３３が取り付けられている。従って、駆動パワーユニット２１〜２４で発生された駆動トルクは、ギヤを介して第１フレーム３０、第２フレーム３１に伝達され、さらに腿締結部材３２、脛締結部材３３を介して被検者Ｐの脚にアシスト力として伝達される。 
【００６８】
被検者Ｐの腰に装着されるベルト状の腰締結部材４０には、駆動パワーユニット２１〜２４を駆動させるための電源として機能する充電式バッテリ４１が取り付けられている。
【００６９】
また装着式動作補助装置１０は、被検者Ｐの背面側となる腰締結部材４０の後側背中に装着される制御ユニット４２が取り付けられている。この制御ユニット４２は、制御装置８０、モータドライバ、計測装置、電源回路等の機器が収納される。
【００７０】
さらに装着式動作補助装置１０は、被検者Ｐの右腿の動きに伴う生体信号（表面筋電位及び神経活動電位）を検出する生体電位センサと５０、被検者Ｐの左腿の動きに伴う生体信号を検出する生体電位センサ５１と、右膝の動きに伴う生体信号を検出する生体電位センサ５２と、左膝の動きに伴う生体信号を検出する生体電位センサ５３とを有する。
【００７１】
これらの各生体電位センサ５０〜５３は、被検者Ｐの脚を動かすために脳から脚へ向けて発せられる神経活動電位及び骨格筋が筋力を発生させる際の表面筋電位を測定する検出部であり、骨格筋等で発生した微弱電位を検出する電極を有する。なお、本実施形態においては、各生体電位センサ５０〜５３は、例えば電極の周囲を覆う粘着シール等により被検者の皮膚表面に着脱自在に貼着されるように取り付けられる。
【００７２】
したがって装着式動作補助装置１０では、これらの生体電位センサ５０〜５３によって検出された生体信号に基づいて、駆動パワーユニット２１〜２４に供給する駆動電流を求め、この駆動電流で駆動パワーユニット２１〜２４を駆動することで、アシスト力が付与されて被検者の歩行動作を補助するように構成されている。
【００７３】
また、歩行動作による重心移動をスムーズに行うため、足の裏面にかかる荷重を検出する必要がある。そのため、被検者Ｐの左右足の裏には、足の裏面の少なくとも２点以上で荷重を測定する反力センサ６０、６１が設けられている。各反力センサ６０、６１は、例えば、印加された荷重に応じた電圧を出力する圧電素子等からなり、体重移動に伴う荷重変化、及び被検者の脚と地面との接地の有無をそれぞれ検出することができる。
【００７４】
また、アクチュエータには、角度センサ及びトルクセンサが内蔵されている。このトルクセンサには、例えば駆動パワーユニット２１〜２４に供給される電流値を検出し、この電流値をアクチュエータに固有となるトルク定数に乗じることによって駆動トルクの検出を行うもの等を適用することができる。また、角度センサには、例えばロータリーエンコーダ等を適用することができる。
【００７５】
なお被検者の重心位置を検出するために反力センサ６０、６１（重心位置検出部）を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、足の裏面の荷重を測定することなく、脚動作や関節の位置情報に基づくなど種々の方法に基づいて、被検者の歩行動作による重心位置を検出するようにしても良い。
【００７６】
（３−２）装着式動作補助装置の制御系システム
本実施形態による装着式動作補助装置１０の制御系システムは、本願発明者による特登4178187号に記載された内容と軌を一にし、かつ同一原理を用いている。
【００７７】
図４に示されるように、装着式動作補助装置１０は、被検者に対してアシスト力を付与する駆動部（図１の駆動パワーユニット２１〜２４に相当）９０と、被検者の各関節の角変位θを検出する関節角度検出部９１と、被検者が発生する筋力に応じた筋電位（生体信号）を検出する生体信号検出部（図１の生体電位センサ５０〜５３に相当）９２と、装着式動作補助装置１０に作用する相対力（ΔＦ）を検出する相対力検出部９３を備えている。
【００７８】
ここでいうアシスト力は、フレーム機構２０における各関節（被検者の膝関節及び股関節のそれぞれに相当）を回転軸として作用するトルクを生ずる力である。相対力検出部９３は、フレーム機構２０に作用する力、つまり駆動部９０の発生する力と被検者の筋力との関係で相対的に定まる力を検出する。
【００７９】
本実施形態における装着式動作補助装置１０は、生体信号として例えば上位中枢からの指令信号が脊髄を介して筋表面で電位の形で発生する生体電位信号（ＢＥＳ：Bio-Electrical Signal）を用いてアシスト力を制御する。
【００８０】
また装着式動作補助装置１０は、電力増幅部９５を通じて駆動部９０を駆動制御する制御装置８０を備えている。制御装置８０は、駆動トルク推定部１００、関節トルク推定部１０１、筋トルク推定部１０２、データ入力部１０３、データ格納部１０４、キャリブレーション部１０５、パラメータ同定部１０６、制御部１０７、データ出力部１０８、状態定量化部１０９及び信号処理部１１０を備えている。
【００８１】
駆動トルク推定部１００は、駆動部９０が発生した駆動トルク（Ｔｅ）を推定する。例えば、駆動部９０に供給される電流値を検出し、この電流値を駆動部９０に固有となるトルク定数に乗じることによって駆動トルク（Ｔｅ）を推定するものを適用することができる。
【００８２】
関節トルク推定部１０１は、相対力検出部９３により検出された相対力データ（ΔＦ）に予め設定された係数を乗じたものと駆動トルク推定データ（Ｔｅ）との差分から、被検者の各関節回りの関節モーメント（ΔＴ）を推定する。被検者の脚には、駆動部９０の駆動トルク（Ｔｅ）と被検者の筋トルク（Ｔｍ）との合力が関節モーメント（ΔＴ）として作用するため、被検者はフレーム機構２０を装着しない場合よりも小さな筋力で脚を動作させることが可能になる。
【００８３】
筋トルク推定部１０２は、駆動トルク推定部１００により推定された駆動トルク推定データ（Ｔｅ）と、関節トルク推定部１０１により推定された関節モーメント推定データ（ΔT）とに基づき、被検者の筋力による筋トルク（Ｔｍ）を推定する。なお、筋トルク（Ｔｍ）を求めるのは、被検者が筋力を発生している状況下であってもパラメータ同定を可能とするためであり、被検者の動作状態でパラメータ同定を行う場合に有利である。
【００８４】
データ入力部１０３は、装着式動作補助装置１０における各種検出部からの検出データや各種推定部からの推定データの入力インターフェイスである。データ格納部１０４には、制御装置における種々の演算処理を行う上で必要となるデータが格納されている。
【００８５】
パラメータ同定部１０６は、データ格納部１０４から読み取った運動方程式データ（Ｍｉ）及び既知パラメータ（Ｐｋ）を用いて対象となる運動方程式を演算環境上に構成し、かつ、当該運動方程式にデータ入力部１０３からの駆動トルク推定値（Ｔｅ）、関節トルク推定値（ΔＴ）、及び関節角度θを代入可能に構成されている。
【００８６】
ここで、運動方程式データ（Ｍｉ）は、装着式動作補助装置１０及び被検者からなる系全体の運動方程式を構成するためのものである一方、既知パラメータ（Ｐｋ）は、装着式動作補助装置１０における各部の重量、関節回りの慣性モーメント、粘性係数及びクーロン摩擦係数等の動力学パラメータからなる。
【００８７】
パラメータ同定部１０６は、読み込んだ駆動トルク推定データ（Ｔ’）、関節データ（θ）及び関節モーメントデータ（ΔＴ）、さらには筋トルク（Ｔｍ）をも考慮した演算処理を行い、被検者における各部の重量、各関節回りの慣性モーメント、粘性係数、クーロン摩擦係数等の未知なる動力学パラメータ（Ｐｕ）を同定し、複数回数（例えば10回）繰り返して平均化して制御部に送出する。
【００８８】
キャリブレーション部１０５は、推定された筋トルク（Ｔｍ）及びデータ入力部１０３からの筋電位（ＥＭＧ）の比（Ｔｍ／ＥＭＧ）と、データ格納部１０４からの所定の設定ゲイン（Ｇｓ）とを読み取り、当該設定ゲイン（Ｇｓ）が許容可能な誤差範囲（Ｅａ）外である場合には、筋電位データ（ＥＭＧ）を補正して補正筋電位データ（ＥＭＧ’）を求め、筋トルク（Ｔｍ）及び補正筋電位（ＥＭＧ’）の比（Ｔｍ／ＥＭＧ’）が設定ゲイン（Ｇｓ）と略等しくさせる。
【００８９】
この結果、被検者の未知パラメータ（Ｐｕ）の同定精度が低下する事態を防止できるとともに、駆動部９０が発生するアシスト力が過小或いは過大となる事態をも防止することができる。
【００９０】
制御部１０７は、データ格納部からの制御方法データ（Ｃｉ）、データ入力部１０３からの駆動トルク推定値（Ｔｅ）、関節トルク推定値（ΔＴ）及び関節角度θ、並びにパラメータ同定部１０６からの同定パラメータ（Ｐｉ）及びキャリブレーション部１０５からの補正された筋電位（ＥＭＧ’）を読み込み可能に構成されている。
【００９１】
また制御部１０７は、制御方法データ（Ｃｉ）を用いて所定の制御手段を演算環境上に構成し、この制御手段に、駆動トルク推定値（Ｔｅ）、関節トルク推定値（ΔＴ）、関節角度θ、同定パラメータ（Ｐｉ）及び筋電位（ＥＭＧ’）を反映させることにより、駆動部９０を駆動制御するための制御信号Ｕｒを送出可能である。
【００９２】
データ出力部１０８は、制御部１０７からの制御信号Ｕｒを電力増幅部に送出するための出力インターフェイスとなるものである。電力増幅部９５は、データ出力部１０８からの制御信号Ｕｒに応じて駆動部９０を駆動するものである。
【００９３】
さらに装着式動作補助装置１０は、装置自体がもつ物理的特性、すなわち関節周りの粘弾性やフレームの慣性による拘束に起因する自然な制御の妨げを解消すべく、インピーダンス調整に基づいてアシスト力を制御するようになされている。すなわち装着式動作補助装置１０は、関節のパラメータを算出し、アクチュエータにより慣性モーメント、粘性、弾性を補償することにより、歩行動作におけるアシスト率の向上及び被検者への違和感の軽減を実現する。
【００９４】
このように装着式動作補助装置１０では、装置自体に被検者を加えた系全体の特性を変更することにより、被検者の特性を間接的に変更して調節することが可能となる。例えば、系全体の慣性項及び粘性摩擦項の影響を抑えることができるように駆動トルクを調節することにより、被検者が本来有する反射等の機敏な動作を行う能力を最大限に発揮することが可能となる。さらには、被検者自身の慣性項や粘性摩擦項の影響をも抑えることができ、被検者に本来の周期よりも早く歩行させたり、装着前よりも滑らかに（粘性摩擦の小さい）動作をさせることもできる。
【００９５】
さらに装着式動作補助装置１０は、被検者に装着された状態において当該被検者固有の動力学パラメータをパラメータ同定部１０６により同定し、該同定した動力学パラメータを代入した運動方程式に基づき制御装置８０により駆動部９０を制御することができるため、被検者の個人差や体調等の変動要因によらず、制御装置８０が用いる制御方法に応じた効果を発揮することができる。
【００９６】
また筋トルク推定部１０２により推定された筋トルク（Ｔｍ）をも代入した運動方程式に基づき制御装置８０により駆動部９０を制御することができるため、被検者から筋力が発生している状態においても動力学パラメータを同定することができ、当該動力学パラメータを同定するための待ち時間を被検者に要することなく、上記の効果を発揮することができる。
【００９７】
生体信号検出部９２により検出された筋電位（ＥＭＧ）と、筋トルク推定部１０２により検出された筋トルク（Ｔｍ）との相互間のゲインを、予め設定された設定ゲイン（Ｇｓ）となるように調整するキャリブレーション部１０５をさらに備えるため、生体信号検出部９２からの検出結果に感度不良や感度過剰が生じる事態を未然に防止することができる。
【００９８】
この結果、被検者の動力学パラメータの同定精度が低下する事態を防止できるとともに、駆動部９０が発生するアシスト力が過小或いは過大となる事態をも防止することができる。しかも、本実施例の装着式動作補助装置１０によれば、被検者から筋力が発生している状態においてもキャリブレーションを行うことができ、当該キャリブレーション行うための待ち時間を被検者に要しない。
【００９９】
パラメータ同定部１０６により同定された動力学パラメータを用いた重力補償及び慣性補償の少なくとも何れか一方を制御装置８０に適用することができるため、装置自体の重さが被検者に負担となる事態や、動作時において装置自体の慣性が被検者に違和感を与える事態を防止することができる。
【０１００】
制御装置８０において、状態定量化部１０９は、制御部１０７から供給される筋電位信号及び神経伝達信号や関節周りの物理量に基づいて、当該関節を中心とする筋骨格系の活動状態及び末梢神経系の伝達状態を定量的な筋骨格系データ及び神経系データに変換する。
【０１０１】
関節周りの物理量としては、筋骨格に生じる発生筋力、各関節の可動域、可動速度及び反応速度、外乱に対する自律制御特性、フレームの慣性モーメント、質量及び重心のうち少なくとも１以上のパラメータ同定結果、屈筋及び伸筋を含めた関節系のインピーダンス調整結果（摩擦による粘性特性）、電気的な物理量（指令信号）等が含まれる。
【０１０２】
信号処理部１１０は、無線通信機能を有し、制御部１０７から供給される筋骨格系データ及び神経系データを通信ネットワークを介してデータ端末装置３に送信する。データ端末装置３では上述したように管理サーバ４にて筋骨格系データ及び神経系データを被検者ごとに一括管理しながら、医療診療や治療方法に役立てるようになされている。
【０１０３】
このように被検者の随意動作を補助する駆動力を駆動部９０が与えて、当該駆動部９０の駆動状態も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、随意的な制御が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１０４】
（３−３）被検者の歩行動作に伴うアシスト制御
次に、装着式動作補助装置が被検者に装着された際に被検者の歩行動作に伴って制御装置８０が実行するアシスト制御について説明する。
【０１０５】
制御部１０７は、関節角度（θ）及び筋電位信号（ＥＭＧ）を基準パラメータデータベース（図示せず）と照合して被検者の動作に対応するタスクのフェーズを特定した後、当該フェーズに応じた指令関数ｆ（ｔ）及びゲインＰを選択する。
【０１０６】
制御部１０７は、関節角度に対応する基準パラメータの生体信号（ＥＭＧｏｐ）と筋電位信号（ＥＭＧｅｘ）との差分ΔＥＭＧが、予め設定された許容値（閾値）以上である場合は、被検者の関節動作に対する筋電位が被検者の動作と対応していないため、ゲインＰをＰ×｛１−（ΔＥＭＧ／ＥＭＧｏｐ）｝の演算により補正ゲインＰ’（＜Ｐ）に変更する。
【０１０７】
その結果、駆動パワーユニット２１〜２４（駆動部９０）は、各動作のフェーズに関わりなく、被検者の意思に対応した筋電位信号（ＥＭＧ）の実測値に基づく駆動トルクを発生し、この駆動トルクをフレーム等を介して被検者の脚にアシスト力として伝達する。
【０１０８】
このように、ゲインＰの変更処理を行うため、例えば、被検者が動作の途中でその動作（フェーズ）を中止して別の動作（フェーズ）に移ろうとした場合でも、被検者の筋電位信号が低下した時点でアシスト力も減少し、被検者の意思に反して当初の動作を強いることがないように制御することができる。よって、被検者は、自律制御と随意制御に近似した随意的制御とが混在した制御方法により、被検者の意思に応じたアシスト力を得ることができる。
【０１０９】
続いて制御部１０７は、関節角度検出部９１により検出された関節角度及び反力センサ６０、６１により検出された荷重を基準パラメータデータベースに格納された基準パラメータの関節角度と荷重と比較することにより、被検者の動作のフェーズを特定する。
【０１１０】
制御部１０７は、特定したフェーズの制御データに応じた指令信号を生成し、この動力を駆動部９０に発生させるための指令信号を電力増幅部９５に供給する。電力増幅部９５は、駆動部９０のアクチュエータを駆動する電流を制御してアクチュエータのトルクの大きさ及び回動角度を制御して当該被検の関節にアシスト力を付与する。
【０１１１】
データ格納部１０４は、被検者のタスクのフェイズを特定するための基準パラメータデータベースと、特定されたフェイズに応じて被検者の動きをアシストするためのアシストパラメータとを格納する。タスクとは、人間の主要な動作パターンを分類したものである。フェイズとは、各タスクを構成する一連の最小動作単位である。
【０１１２】
図５に、基準パラメータデータベースに格納される各タスク及び各フェイズの一例を示す。被検者の動作を分類するタスクとしては、例えば、座位状態から立位状態に移行する立ち上がり動作データを有するタスクＡと、立ち上がった被検者Ｐが歩行する歩行動作データを有するタスクＢと、立った状態から座位状態に移行する座り動作データを有するタスクＣと、立った状態から階段を昇り降りする階段昇降動作データを有するタスクＤとが、基準パラメータデータベースに格納されている。
【０１１３】
そして、各タスクには、複数のフェイズデータが設定されており、例えば、歩行動作のタスクＢには、左脚に重心を置いて立脚した状態から右脚を前に振り出そうとするときの動作データ（関節角度や重心位置の軌跡、トルクの変動、生体電位信号の変化など）を有するフェイズＢと、右脚を前に出した状態から着地して重心を移すときの動作データを有するフェイズＢと、右脚に重心を置いて立脚した状態から左脚を前に振り出そうとするときの動作データを有するフェイズＢと、左脚を右脚の前に出した状態から着地して重心を移すときの動作データを有するフェイズＢと、が設定されている。
【０１１４】
このように、人間の一般的な動作を分析すると、各フェイズにおける各関節の角度や重心の移動等の典型的な動作パターンが決まっていることが分かる。そこで、人間の多数の基本動作（タスク）を構成する各フェイズについて、典型的な関節角度の変位や重心移動の状態等を経験的に求め、それらを基準パラメータデータベースに格納しておく。
【０１１５】
また、各フェイズについては、複数のパターンのアシストパターンが割り当てられており、同じフェイズでも各アシストパターンで異なったアシストがされる。
【０１１６】
このように制御装置８０では、駆動部９０の駆動状態と被検者の重心位置とに基づいて、当該被検者の歩行状態を認識する歩行状態認識部（制御部１０７）を備え、状態定量化部１０９は、歩行状態認識部（制御部１０７）から得られた被検者の歩行状態の認識結果も、筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにした。
【０１１７】
被検者の歩行状態の認識結果としては、歩行パターンや歩行周期、各関節の位相情報（重心位置と関節角度に基づく位相情報を含む。）のみならず、重心移動及びその体幹の動作変動や動作連動も挙げられる。なお歩行状態は、足が地面から離れ下腿を振り出す動作の期間（遊脚期）と足が地面に接地し自重を支えている期間（支持脚期）との大別され、その時間切り替えも歩行状態の認識結果に含まれる。
【０１１８】
このように被検者の随意動作を補助する駆動部の駆動状態と当該被検者の重心位置とに基づく歩行状態も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、随意制御による歩行状態が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１１９】
（４）脳血管特性計測装置
本実施形態による脳血管特性計測装置１２０は、本願発明者による特登5283700号公報に記載された内容と軌を一にし、かつ同一原理を用いている。
【０１２０】
図６（Ａ）に示すように、脳血管特性計測装置１２０は、血流計測部１２１、心電計１２２、制御部１２３及び無線通信装置１２４を有する。血流計測部１２１は、血流によるレーザ光の光路・透過光量の変化で血流の状態を計測し、さらには脳内の血流状態から脳活動状態を計測する。
【０１２１】
すなわち、血液に対し照射したレーザ光が血液層に入射すると、通常の赤血球による反射散乱光成分、及び付着血栓による反射散乱光成分の両成分の光として、血液中を透過して進行する。レーザ光が血液層を透過する過程において受ける影響は、血液の状態によって刻々と変化するため、透過光量（反射光量）を連続的に計測し、当該光量変化を観測することによりさまざまな血液の状態の変化を観察することが可能となる。
【０１２２】
血流計測部１２１は、頭部に装着されるように頭部の外形に応じた半球状に形成されたネット状ベース１２５と、多数のセンサユニット１３０Ａ〜１３０Ｎとからなる。各センサユニット１３０Ａ〜１３０Ｎは、ネット状ベース１２５により所定間隔毎に支持されており、頭部の各計測点で計測された透過光量の検出信号を制御部１２３に出力する。
【０１２３】
心電計１２２は、被験者の皮膚に貼着された電極Ｅにより心臓１２９の動きに応じて発生する心電位を計測する。
【０１２４】
制御部１２３は、各センサユニット１３０Ａ〜１３０Ｎの発光部から出射された光１２６（図６（Ｂ））を受光部１２７で受光したときの光強度に基づいて、血流による血管および血管周辺の組織の変位を導出し、脳の活動状態（赤血球の分布）を計測する。また制御部１２３は、少なくとも２つ以上の受光部１２７から得られた信号に含まれる酸素飽和度による成分をキャンセルするような演算処理を行なう制御プログラムが格納されている。
【０１２５】
さらに制御部１２３は、血管および血管周辺の組織の変位に基づいて血管の内壁の変位を導出する。さらに制御部１２３は、心電計１２２の心電信号の波形と受光部から得られた検出信号の波形との位相差により各計測位置における脈波伝播速度を求め、当該脈波伝播速度から血管の内壁の変位状態を導出する。
【０１２６】
無線通信装置１２４は、制御部１２３から出力された計測結果（血流データ）を外部機器に無線で送信する。脳血管特性計測装置１２０は、ネット状ベース１２５に配された光学式のセンサユニット１３０を有するため、頭部全体の血流を同時に計測することができる。
【０１２７】
脳の血管特性の計測を行う際、図５（Ｂ）に示すように、制御部１２３は、多数配列されたセンサユニット１２５Ａ〜１２５Ｎの中から任意のセンサユニット１２５Ｄを選択し、当該センサユニット１２５Ｄの発光部１２６からレーザ光を発光させる。このとき、発光部１２６から出射されるレーザ光は、酸素飽和度の影響を受けない波長λ（λ≒805nm）で出力される。
【０１２８】
脳血管特性計測装置１２０は、血流計測部１２１を被検者の頭部に装着すると、ネット状ベース１２５の弾性により複数のセンサユニット１３０が頭部の各計測点に位置決め、かつ各計測面を頭部表面に対向させた状態に保持される。血流計測部１２１が頭部に装着された状態において、複数のセンサユニット１３０は、脳の表面に光を照射して脳内を伝搬した光の受光量の変化から脳の動脈における脈波伝搬速度を計測して中大脳動脈、前大脳動脈の血管特性（血管の弾性の割合、血管内のプラーク量、動脈硬化の割合）を計測することができる。
【０１２９】
なお、脳の動脈の脈波伝搬速度を計測する原理について説明する。例えば、光の照射した際の脳を伝搬した光を受光する被計測位置に対応して配された各センサユニットによって、中大脳動脈、前大脳動脈を流れる血流による脈波伝搬速度を検出する。測定方法としては、心電計から得られる心電位の波形と被計測位置の各センサユニットから出力された信号の波形とを比較し、位相差から脈波伝搬速度を求め、当該脈波伝搬速度に対応する血管特性を導出する方法を用いる。
【０１３０】
また、脳の血流から血管特性を検出する場合の原理を説明する。図５（Ｂ）に示すように、脳１５０は、髄液１５１、頭蓋骨１５２、頭皮１５３によって覆われている。血流計測部１２１の各センサユニット１３０の発光部１２６から出射されたレーザ光は、一部の光が頭皮１５３で反射するが、残りの光は頭皮１５３、頭蓋骨１５２、髄液１５１を透過して脳１５０内部に進行する。そして、頭部に照射された光のうち脳に進行した光は、図中破線で示すような円弧状パターン１６０で放射方向（深さ方向及び半径方向）に伝搬する。
【０１３１】
脳内を透過する光の伝搬は、レーザ光が照射された基点１６１から半径方向に離間するほど光伝搬経路が長くなって光透過率が低下する。このため、発光側のセンサユニット１３０Ａに所定距離離間して隣接されたセンサユニット１３０Ｂの受光レベル（透過光量）は強く検出される。そして、センサユニット１３０Ｂの隣りに所定距離離間して設けられたセンサユニット１３０Ｃの受光レベル（透過光量）がセンサユニット１３０Ｂの受光レベルより弱く検出される。また、発光側のセンサユニット１３０Ａの受光部１２７でも、脳１５０からの光を受光する。
【０１３２】
制御部１２３は、複数のセンサユニット１３０で受光された光強度に応じた検出信号を計測データとして、その波形を心電計１２２からの心電位信号の波形とを比較して各計測位置の血管特性を導出する。またこれらの検出結果をマッピング処理することで脈波伝搬速度に応じた動脈硬化の分布を示す図形データを得ることも可能である。
【０１３３】
従って、各センサユニット１３０Ａ〜１３０Ｎの検出信号波形により中大脳動脈、前大脳動脈を流れる血流の変化を計測し、当該血流変化の計測データから脳１５０における脈波伝搬速度を検出することが可能になる。
【０１３４】
このように脳血管特性計測装置１２０においては、被検者の頭部に装着され、当該頭部の被計測領域における脳波及び脳血流を測定する脳活動測定部（血流計測部１２１）を備え、状態定量化部１０９（図４）は、脳活動測定部（血流計測部１２１）から得られた脳波及び脳血流の測定データに基づく頭部を中心とする中枢神経系の伝達状態も、神経系データとして追加するようにした。このように被検者の脳からの中枢神経系の伝達状態も定量的にデータ化して取得し、その被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングすることができる。
【０１３５】
（５）生体信号計測装着具
本実施形態による生体信号計測装着具２００は、本願発明者による特登5409637号公報に記載された内容と軌を一にし、かつ同一原理を用いている。
【０１３６】
図７（Ａ）に本実施形態における生体信号計測装着具２００を示す。この生体信号計測装着具２００は、被検者の体表を覆うように形成され、被検者に装着される装着具本体２０１を有し、この装着具本体２０１の内側面（装着した状態で被検者の体表に接する面）には、被検者の体から生体信号を計測可能な少なくとも１つの位置に、生体電位信号を検出する生体信号センサ２０２を有している。
【０１３７】
図７（Ａ）では、本実施例の生体信号計測装着具２００は、左右対称の構造を有するため、図中左半分には左脚の後ろ側の構造を、図中右半分には左脚の前側の構造を示す。装着具本体２０１には、被検者の生体信号を検出する複数の生体信号センサ２０２からなる生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆが設けられている。生体信号センサ２０２は、被検者の脚の筋肉の流れに沿うように等間隔に配列されている。
【０１３８】
装着具本体２０１には複数の生体信号センサ２０２が、被検者のお尻に相当する部分（生体信号センサ群２０４Ａ）に大殿筋の流れに沿って配列されている。また、同様に、被検者の大腿の後ろ側に相当する部分（生体信号センサ群２０４Ｂ）には、大腿二頭筋や、半膜様筋、半腱様筋の流れに沿って配列され、ふくらはぎに相当する部分（生体信号センサ群２０４Ｃ）には下腿三頭筋の流れに沿って配列されている。また、股関節の前側に相当する部位（生体信号センサ群２０４Ｄ）には長内転筋や腸腰筋の流れに沿って配列され、大腿の前側に相当する部位（生体信号センサ群２０４Ｅ）には大腿四頭筋の流れに沿って配列され、脛に相当する部位（生体信号センサ群２０４Ｆ）には前脛骨筋や、ヒラメ筋、長指伸筋の流れに沿って配列されている。
【０１３９】
ここで、図７（Ｂ）は、装着具本体２０１に設けられた生体信号センサ群２０４Ａに接続された計測モジュール（生体信号取得部）の一例を示す図である。なお、装着具本体に設けられた全ての生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆは同じように計測モジュールに接続されているため、ここでは生体信号センサ群２０４Ａを例に説明する。
【０１４０】
図７（Ｂ）は、装着具本体２０１に設けられた生体信号センサ群２０４Ａと、この生体信号センサ群２０４Ａに接続された計測モジュール２０６を模式的に示した図である。生体信号センサ群２０４Ａを構成する各生体信号センサ２０２は、互いに絶縁された状態で設けられており、それぞれが導電性の配線を介して計測モジュール２０６に接続されている。そして、これらの生体信号センサ２０２には各々アドレスが割り当てられている。
【０１４１】
計測モジュール２０６は、生体信号センサ群２０４Ａを構成する複数の生体信号センサ２０２が接続され、これらの生体信号センサ２０２から少なくとも２つの生体信号センサ２０２を選択し、これらの選択された生体信号センサ２０２により検出される検出信号の差分をとって生体信号を取得する計測モジュールコントローラ２０６Ａと、取得された生体信号を記録するメモリ２０６Ｂと、順次取得される生体信号及び/又はメモリ２０６Ｂに記録された生体信号を外部に送信する通信部２０６Ｃとを備えている。なお、計測モジュール２０６は各生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆ毎にそれぞれ設けられており、それぞれの生体信号センサ２０２が接続されている。
【０１４２】
この計測モジュールコントローラ２０６Ａは、接続された複数の生体信号センサ２０２から少なくとも２つの生体信号センサ２０２を通信部２０６Ｃを介して入力される指令信号に応じて順次選択し、これらの選択された２つの生体信号センサ２０２間の生体信号を取得することができる電子回路を有している。
【０１４３】
また、計測モジュールコントローラ２０６Ａは、更に、このようにして取得された生体信号から所定の周波数成分を除去又は抜き出すフィルタや、取得された生体信号を増幅するアンプ等の信号加工手段を有している。このようにして取得された生体信号は、計測モジュールコントローラ２０６Ａから通信部２０６Ｃ及び／又はメモリ２０６Ｂに出力される。計測モジュールコントローラ２０６Ａは生体信号センサ２０２を選択する際には、各生体信号センサ２０２を予め設定された順番で順次操作するようにしてもよいし、また、通信部２０６Ｃを介して入力された指定信号に基づいて、当該指定信号により指定されたアドレスの生体信号センサ２０２を選択するようにしてもよい。
【０１４４】
通信部２０６Ｃは、薄型のアンテナと、このアンテナに接続された通信回路からなる。通信部２０６Ｃは、計測モジュールコントローラ２０６Ａから出力される生体信号と当該生体信号を検出した生体信号センサ２０２の位置情報を示すアドレス等の情報とを含む信号、及び/又は、メモリ２０６Ｂから読み出した生体信号と当該生体信号を検出した生体信号センサ２０２の位置情報を示すアドレス等の情報を含む信号とを含む計測情報を、アンテナを介して制御装置８０（図３）に送信する。
【０１４５】
この制御装置８０の制御部１０７は、装着具本体２０１に設けられた各生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆの中からいずれの生体信号センサ２０２を選択するかを指定する指定信号や、データの取得の開始や終了等の信号等を生成し、これらの信号をアンテナを介して制御装置８０に送信する。制御装置８０は受信した信号にしたがって、指定された生体信号センサ２０２を選択して生体信号を計測する。
【０１４６】
このように、本発明の生体信号計測装着具２００によれば、装着具本体２０１に複数の生体信号センサ２０２からなる生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆが設けられているので、装着具本体２０１を着用するだけで複数の生体信号センサ２０２を一度に所定の部位に配置することができ、皮膚表面に密着させてそれぞれのポイントで生体信号を検出することが可能になる。このように、被検者の体表面の多数のポイントで生体信号をモニタリングする場合にも、生体信号センサ２０２を一つ一つ貼り付けたりはがしたりする手間を省くことができ、生体信号を容易に計測することができる。
【０１４７】
また、このように複数の生体信号センサ２０２により生体信号を検出することで、生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆが配置された領域内における複数の各ポイントで生体信号を計測することができる。そして、各ポイントでの計測データを、各生体信号センサ２０２に割り当てられたアドレスに応じてマッピングすることで、被検者の体における生体信号の分布を計測することができる。
【０１４８】
（６）生体信号計測装着具（生体刺激付与）
本実施形態による生体信号計測装着具２１０は、本願発明者による特開2013-179966号公報に記載された内容と軌を一にし、かつ同一原理を用いている。
【０１４９】
図７（Ａ）及び（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図８（Ａ）及び（Ｂ）において、生体信号計測装着具２１０の装着具本体２０１は、被検者の体表に接触し生体刺激信号に応じて物理的（力学的、電気的、及び/又は、熱的）な刺激を与えるための接触部２２０Ａを有する生体刺激付与部２２０と、上述した図６の生体信号センサ２０２との組がマトリクス状に複数配置されている。
【０１５０】
なお図８（Ｂ）における生体刺激付与部２２０は、物理的な刺激の状態に応じた情報を表示する刺激情報表示部２２０Ｂを有する。例えば生体刺激信号に応じて輝度が変化するＬＥＤ素子などが挙げられる。これにより生体刺激付与部２２０が付与した刺激のレベルを外部から視認することができる。
【０１５１】
制御装置８０（図４）の制御部１０７（刺激制御部）は、生体刺激信号により生体刺激付与部２２０の接触部２２０Ａを動作させ、この動作により被検者から出力された信号に応じて生体信号検出部９２が出力した信号に基づいて、次の生体刺激信号を生成する。
【０１５２】
なお制御装置８０（図３）の制御部１０７（刺激制御部）は、生体信号検出部９２から検出される生体信号の信号波形に変化が現れるまで、生体刺激付与部２２０による刺激付与の強弱レベル、パターン及び時間のうち少なくとも１以上を調整するようにしても良い。
【０１５３】
このように被検者の体表のうち生体信号が取得困難な部位がある場合には、当該部位に対して物理的な刺激を付与することにより、フィードバック学習を促しつつ運動機能を再建させると同時に刺激付与結果も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、刺激付与結果が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１５４】
（７）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態によれば、生体活動検出システム１において、被検者が下肢用又は全身用の装着式動作補助装置２、１０を用いて肢体動作を行い、関節周りの物理量と関節を基準とする体表部位から得られる生体信号に基づいて、筋骨格系の活動状態や末梢神経系の伝達状態を定量的な筋骨格系データ及び神経系データに変換し、管理サーバ４に蓄積することにより、該当する被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングすることができる。
【０１５５】
そして、管理サーバ４に蓄積された筋骨格系データ及び神経系データを中長期的にモニタリングすることにより、被検者群を病名別（脳卒中や脊髄損傷の神経疾患、神経・筋難病など）に分類し、それぞれに対して治療制御が可能となるように、被検者の協力を得て検証プロトコルの構築・実施、そして臨床的実証試験による解析を行えば、治療制御を体系化することが可能となる。
【０１５６】
この結果、治療制御の体系化や治験プロトコルの構築を実現することが可能となり、さらには、動作意思を反映した生体信号によって動作補助を行う手法を用いて、人体内部でのインタラクティブなバイオフィードバックが促され、高齢化に伴い増加してくる神経・筋疾患患者の中枢系及び末梢系の機能改善を促進する仮説を実証することが可能となる。
【０１５７】
（７）被検者から取得される各種情報の反映
（７−１）生理情報の反映
なお本実施の形態においては、装着式動作補助装置１０に被検者の生理情報を検出する生理情報検出部（図示せず）を備えておき、状態定量化部１０９（図４）は、生理情報検出部から得られた生理情報も、信号処理部１１０において筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにしてもよい。
【０１５８】
生理情報としては、被検者の血圧、心電図、心拍数、呼吸速度、体温、排尿・排便状態、脳波、意識レベルなどのバイタルサイン（生命兆候）や、動脈硬化度、動脈血酸素飽和度（SpO2）、嚥下、睡眠などが挙げられる。さらには被検者の活動状態に応じた心臓の血圧反応速度も生理情報として含めるようにしても良い。そして生理情報検出部は、対応する生理情報を取得するためのセンサや計測装置などが適用される。
【０１５９】
このような生理情報を筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させた結果に基づいて、生理情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１６０】
（７−２）生活情報の反映
また本実施の形態においては、装着式動作補助装置１０に被検者の日常行動を表す生活情報を検出する生活情報検出部（図示せず）を備えておき、 状態定量化部１０９（図４）は、生活情報検出部から得られた生活情報も、信号処理部１１０において筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにしても良い。
【０１６１】
生活情報としては、被検者の発話音声による活力状態（気分やその変化との関係、言語情報に基づく発話内容）や、被検者の転倒状態、移動状態、行動状態、飲食状態、入浴状態（音声情報）などが挙げられる。そして生理情報検出部は、対応する生理情報を取得するためのセンサや計測装置などが適用される。
【０１６２】
このような生理情報を筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させた結果に基づいて、生理情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１６３】
（７−３）外観取得情報の反映
さらに本実施の形態においては、被検者の身体反応を表す外観取得情報を検出する外観取得情報検出部（図示せず）を備え、 状態定量化部１０９（図４）は、外観取得情報検出部から得られた外観取得情報も、信号処理部１１０において筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させるようにしても良い。
【０１６４】
外観取得情報としては、被検者の眼の動作、瞳孔の反射、体温の分布や、視覚状態や聴覚状態に対する身体動作反応、顔の表情、脚の上げ具合（太ももの上がり具合）などが挙げられる。そして外観取得情報検出部は、対応する外観取得情報検出部を取得するための撮影カメラ、ビジョンセンサ、感熱センサや計測装置などが適用される。
【０１６５】
このような外観取得情報を筋骨格系データ及び／又は神経系データに反映させた結果に基づいて、外観取得情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１６６】
（８）他の実施の形態
上述のように本実施の形態においては、装着式動作補助装置２、１０を適用して被検者がフレーム機構部２０及び駆動部９０等を下肢や全身に装着するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、被検者の肢体動作を当該肢体自体から直接的に又は外部から間接的に計測する動作計測部（図示せず）を備えるようにしても良い。
【０１６７】
具体的に駆動部９０以外の肢体動作を計測する動作計測部としては、被検者がベッドに横たわった状態で又は椅子に腰掛けた状態で、上肢や下肢の運動パターンを支援動作させる動作支援装置、並びに被検者の肢体を外部から間接的に計測するビジョンセンサや加速度センサ等を適用することができる。この場合、関節周り検出部（関節角度検出部９１）は、駆動部９０からの出力信号とともに又はこれに代えて、被検者の肢体動作に伴う関節周りの物理量を検出すれば良い。
【０１６８】
このように被検者は、動作計測部が外骨格のように直接身体に装着している場合のみならず、身体から離れて別体として設定されている場合であっても、被検者の肢体動作に計測するようにして、関節周りの物理量検出に対して多様性をもたせることができる。
【０１６９】
また本実施の形態においては、下肢用の装着式動作補助装置１０に生体信号計測装着具２００（図７）を適用し、被検者の下肢における関節周りを中心に生体信号検出部９２（生体信号センサ群２０４Ａ〜２０４Ｆ）の電極群（生体信号センサ２０２）を配置するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、被検者の体表部位における所望部位に自由に配置するようにしても良い。
【０１７０】
例えば図９に示すように、被検者の全身に生体信号センサ群２０２を配置しておくことにより、脳神経系の情報伝達経路の状態遷移を可視化することが可能となる。図９では、被検者の全身を所定領域（例えばデルマトームのような感覚神経が支配する領域）単位で分けておけば、全身の神経つながりを俯瞰的かつ領域部位ごとに把握することができる。したがって、どの部位で神経伝達に不具合が生じたのかが検出できれば、その不具合箇所のみならず中枢側及び末梢側のいずれかへの影響度も把握することが可能となる。
【０１７１】
生体信号処理部（制御部１０７）は、生体信号検出部９２により取得された生体信号から被検者の筋骨格系を動作させるための神経伝達信号を取得し、状態定量化部１０９は神経伝達信号に基づいて、所望部位を中心とする中枢神経系及び末梢神経系のいずれか一方又は両方の伝達状態を定量的な神経系データに変換することにより、所望の体表部位からの中枢神経系や末梢神経系の伝達状態も定量的にデータ化して取得し、その被検者の経過状態や遷移状態をモニタリングすることができる。
【０１７２】
さらに本実施の形態においては、下肢用の装着式動作補助装置１０に生体信号計測装着具２１０（図８）を適用し、被検者の体表に対して物理的な刺激を与えるための端子群を有する生体刺激付与部２２０を用い、状態定量化部１０９（図４）は、生体刺激付与部２２０による刺激付与結果も、筋骨格系データ及び神経系データのいずれか一方又は両方に反映させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、生体信号検出部から検出される生体信号の信号波形に変化が現れるまで、生体刺激付与部２２０による刺激付与の強弱レベル、パターン及び時間のうち少なくとも１以上を調整するようにしても良い。
【０１７３】
この結果、被検者の体質や健康状態を時間経過に合わせて調整しながら最適な状態で刺激付与することができ、フィードバック学習を促しつつ運動機能を再建させると同時に刺激付与結果も筋骨格系データや神経系データに反映させることにより、当該反映結果に基づいて、刺激付与結果が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【０１７４】
さらに本実施の形態においては、装着式動作補助装置（生体活動検出装置）２、１０の状態定量化部１０９（図４）が変換した筋骨格系データ及び／又は神経系データを信号処理部１１０が外部送信する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、筋骨格系データ及び神経系データのいずれか一方又は両方に基づいて、筋骨格系の活動状態、中枢神経系及び末梢神経系の伝達状態のうち少なくとも１以上を表す２次元又は３次元の身体マップ画像を生成するマップ画像生成部（図示せず）をさらに備えるようにしてもよい。このように筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の伝達状態を身体マップ画像（例えば図９）として可視化することができ、容易に状態の目視確認が可能となる。
【０１７５】
さらに本実施の形態においては、装着式動作補助装置（生体活動検出装置）２、１０の信号処理部１１０（図４）から無線送信により筋骨格系データ及び／又は神経系データをデータ端末装置３（図１）において受信し通信回線を介して管理サーバ４に送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、装着式動作補助装置（生体活動検出装置）２、１０とデータ端末装置３は有線回線を通じてデータ送受信しても良い。
【０１７６】
この管理サーバ４においては、被検者ごとに筋骨格系データ及び／又は神経系データに基づく診断情報を生成しておき、データ端末装置３は、管理サーバ４から取得した診断情報を無線回線又は有線回線を通じて装着式動作補助装置（生体活動検出装置）２、１０の信号処理部１１０に送信するようにしてもよい。
【０１７７】
診断情報としては、筋骨格系データ及び／又は神経系データに基づいて予測される身体（動作や運動につながる状態）の病気や生理的な病気、認知症判断などや、被検者が受診した医師による診断結果などが挙げられる。
【０１７８】
このような診断情報を筋骨格系データ及び／又は神経系データにフィードバック的に反映させた結果に基づいて、診断情報が被検者の筋骨格系の活動状態や中枢神経系及び末梢神経系の接続状態にどの程度影響を及ぼすかを定量的に評価することが可能となる。
【符号の説明】
【０１７９】
１……生体活動検出システム、２，１０……装着式動作補助装置、３……データ端末装置、４……管理サーバ、２０……フレーム機構、２１〜２４……駆動パワーユニット、４２……制御ユニット、５０〜５３……生体電位センサ、６０，６１……反力センサ、８０……制御装置、９０……駆動部、９１……関節角度検出部、９２……生体信号検出部、９３……相対力検出部、９５……電力増幅部、１００……駆動トルク推定部、１０１……関節トルク推定部、１０２……筋トルク推定部、１０３……データ入力部、１０４……データ格納部、１０５……キャリブレーション部、１０６……パラメータ同定部、１０７、１２３……制御部、１０８……データ出力部、１０９……状態定量化部、１１０……信号処理部、１２０……脳血管特性計測装置、１２１……血流計測部、１２２……心電計、２００、２１０……生体信号計測装着具、２２０……生体刺激付与部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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