(57)【要約】【課題】生体表面内の随意筋や随意筋の神経筋接合部の位置をもとに、随意筋の生体表面に密着させる生体用電極を最適な密着位置に誘導する生体用電極の誘導装置を提供する。【解決手段】生体表面の多数の位置に密着させた筋電検出電極において検出される筋活動電位から生体表面に対する随意筋や随意筋の神経筋接合部の相対位置を検出し、その相対位置情報を用いて随意筋の生体表面に密着させる生体用電極の密着位置を最適な位置へ誘導する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元平面上に分散する生体表面の各位置に密着し、それぞれ生体表面内の随意筋が伸縮する際に発生する筋活動電位を検出する複数の筋電検出電極と、
複数の各筋電検出電極が検出した筋活動電位の二次元平面に分散する筋電位分布及び／又は前記筋電位分布の時間的変化から、前記生体表面に対する前記随意筋及び／又は前記随意筋の神経筋接合部の相対位置を検出する筋位置検出手段と、
前記生体表面に対する前記随意筋及び／又は前記随意筋の神経筋接合部の相対位置情報を記憶する記憶手段と、
前記随意筋の生体表面に密着させる生体用電極の密着位置を前記相対位置情報を用いて誘導する誘導手段と、
を備えたことを特徴とする生体用電極の誘導装置。
【請求項２】
前記相対位置情報は、筋位置検出手段が相対位置を検出した前記随意筋及び／又は前記随意筋の神経筋接合部を、前記生体表面を表す画像に重ねて表示した筋位置表示マップ画像であることを特徴とする請求項１に記載の生体用電極の誘導装置。
【請求項３】
誘導手段は、前記随意筋の生体表面に生体用電極を接近させる状態の動画像を撮像するカメラと、
筋位置表示マップ画像と前記動画像とに共通して含まれる生体表面の特徴部分画像を一致させて、筋位置表示マップ画像と前記動画像を合成して合成動画像とする画像合成手段と、
合成動画像を表示する表示装置と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の生体用電極の誘導装置。
【請求項４】
誘導手段は、前記相対位置情報を用いて、前記随意筋及び／又は前記随意筋の神経筋接合部を表す標識を、生体用電極を接近させる前記随意筋の生体表面上に表示することを特徴とする請求項１に記載の生体用電極の誘導装置。
【請求項５】
誘導手段は、前記相対位置情報を用いて、前記随意筋及び／又は前記随意筋の神経筋接合部と、前記随意筋の生体表面に接近させる生体用電極との距離を、音声又は表示により表すことを特徴とする請求項１に記載の生体用電極の誘導装置。
【請求項６】
筋位置検出手段は、前記生体表面に対する前記随意筋の相対位置を検出し、
誘導手段は、それぞれ随意筋から発生する筋活動電位を検出する少なくとも一組の生体用電極を、随意筋の長手方向に沿った前記生体表面の異なる密着位置に誘導することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の生体用電極の誘導装置。
【請求項７】
筋位置検出手段は、前記生体表面に対する前記随意筋と前記随意筋の神経筋接合部の相対位置を検出し、
誘導手段は、前記少なくとも一組の生体用電極を、前記随意筋の神経筋接合部に対して前記随意筋の長手方向の一側の前記生体表面の密着位置に誘導することを特徴とする請求項６に記載の生体用電極の誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋の体表面に密着する生体用電極から筋の活動電位を検出し、体表面内の筋の状態を検出する目的で、筋の体表面に生体用電極を密着させる生体用電極の誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
随意筋に随意運動をさせると筋に筋活動電位が生じ、筋活動電位が検出される体表面の位置や筋活動電位の伝搬速度等から、筋の組成や疲労などの活動状態を評価する評価システムが知られている。図５に示す従来の評価装置１００では、筋１１０の体表面１２０に複数の筋電検出電極１０１を密着させて、各筋電検出電極１０１から筋活動電位を検出し、筋活動電位の筋線維１１０ａに沿った伝搬速度（Muscle Fiber Conduction Velocity : ＭＦＣＶ）から筋の疲労度を評価している（非特許文献１）。
【０００３】
図５に示すように、随意筋を収縮させる際に発生する筋活動電位は、最初に中枢神経系からの運動指令が電気的興奮として運動神経軸索１１２を伝わって神経筋接合部１１２ａに達し、神経終末から放出されるアセチルコリンが神経筋接合部１１２ａの筋線維側にある終板に作用してその終板に発生する。一般に神経筋接合部（終板）１１２ａは、筋線維１１０ａの中央にあるため、神経筋接合部１１２ａにおいて発生した筋活動電位は、筋線維１１０ａの中央から筋線維１１０ａに沿った筋１１０の長手方向に沿ってその両側に向かって伝搬する。そこで評価装置１００では、神経筋接合部１１２ａから末梢側に向かう筋線維１１０ａの方向に沿った体表面１２０の複数の位置に筋電検出電極１０１を密着させ、配列方向で隣り合う一組の筋電検出電極１０１、１０１から検出される筋活動電位の差分を一組の筋電検出電極が検出した筋活動電位とし、各組から検出した筋活動電位を横軸を時間軸とした筋電図に表し、筋電図から筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶを得ている。
【０００４】
また、リハビリを目的として、筋に電気刺激信号を加えて筋を伸縮させてトレーニングするリハビリ支援システムが知られ、トレーニングする筋の体表面に複数の生体用電極を密着させ、各生体用電極を介して体表面内の筋へ電気刺激信号を加え、筋を強制的に伸縮させている。この電気刺激による筋のトレーニング効率や効果を評価する目的で、トレーニングする毎に電気刺激位置と電気刺激による患者の反応との関係を記録し、その経過から評価しているが、各トレーニングにおいて体表面の同一位置に生体用電極を密着させなければ正確に反応の変化を比較することができないので、特許文献１に記載のリハビリ支援システムでは、体表面へ生体用電極を密着させた位置を、身体の輪郭の三次元形状、身体に付けるマーク、補助スケール、身体上の特徴点等から取得し、体表面を表す画像と共に生体用電極の密着位置を表示し、次の筋のトレーニングの際に、体表面の同じ位置に生体用電極を密着するように誘導している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２２８９５８号公報
【非特許文献１】西原  賢他著，専門リハビリテーション研究会２００３年発行，専門リハビリテーション  第２巻４３ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
評価装置１００では、筋１１０に発生する筋活動電位は、筋１１０の体表面１２０に密着した筋電検出電極１０１から検出されるので、評価する筋１１０から離れた体表面１２０の位置に筋電検出電極１０１を密着すると、筋活動電位の検出レベルが低下して正確な筋電図を作成できない。そこで従来は、解剖学的な所見に基づく身体の体表面内の筋１１０の位置をもとに、評価する筋１１０の体表面１２０の位置に筋電検出電極１０１を密着させているが、個人差により筋１１０の位置や大きさや形状が異なり、同一人であっても、筋１１０の伸縮状態により形状が異なるものとなるので、筋１１０が存在する体表面１２０に正確に筋電検出電極１０１を密着させることができない。
【０００７】
また、体表面下の筋１１０の大凡の位置を把握できたとしても、筋活動電位が最初に発生する神経筋接合部１１２ａの位置や筋線維１１０ａの方向まで正確に把握することができないので、筋１１０の体表面１２０に筋電検出電極１０１を密着させても、筋活動電位や筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶを検出できない場合がある。
【０００８】
例えば、図６（ａ）に図示するように、隣り合う一組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂが、神経筋接合部１１２ａを挟む体表面１２０の両側の位置に密着していたとすると、一組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂに表れる筋活動電位の差分から検出する筋活動電位は、いずれの筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂが神経筋接合部１１２ａに近いかによってその極性が反転し、両者が等距離であればゼロとなり、結局、一組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂから正確な筋活動電位を検出できない。
【０００９】
また、図６（ｂ）に図示するように、隣り合う一組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂが、筋線維１１０ａの走行方向である随意筋１１０の長手方向に沿って体表面１２０の位置に密着されていないと、各筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂは、異なる筋線維１１０ａに伝搬する筋活動電位を検出することになるので、一組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂから筋活動電位を検出する検出時刻は正確ではなく、二組以上の各組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂについての検出時刻の差から算定する筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶに誤差が生じる。
【００１０】
また、特許文献１に記載のリハビリ支援システムでは、前回のトレーニングと同じ体表面の位置に筋刺激電極を密着するように誘導する誘導手段を備えているが、筋の位置や筋の長手方向を正確に知ることができないので、最もトレーニング効果のある体表面の刺激位置に筋刺激電極を密着させることができない。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、生体表面に対する随意筋や随意筋の神経筋接合部の相対位置から、随意筋の生体表面に密着させる生体用電極の密着位置を正確に誘導する生体用電極の誘導装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、筋線維の方向に沿った体表面に複数の生体用電極を密着させて、筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶを正確に検出することが可能な生体用電極の誘導装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の生体用電極の誘導装置は、二次元平面上に分散する生体表面の各位置に密着し、それぞれ生体表面内の随意筋が伸縮する際に発生する筋活動電位を検出する複数の筋電検出電極と、複数の各筋電検出電極が検出した筋活動電位の二次元平面に分散する筋電位分布及び／又は筋電位分布の時間的変化から、生体表面に対する随意筋及び／又は随意筋の神経筋接合部の相対位置を検出する筋位置検出手段と、生体表面に対する随意筋及び／又は随意筋の神経筋接合部の相対位置情報を記憶する記憶手段と、
随意筋の生体表面に密着させる生体用電極の密着位置を相対位置情報を用いて誘導する誘導手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
複数の筋電検出電極は、二次元平面上に分散する生体表面の各位置に密着するので、筋位置検出手段は、複数の各筋電検出電極が検出した筋活動電位の二次元平面に分散する筋電位分布及び／又は筋電位分布の時間的変化から、生体表面に対する生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の相対位置を検出できる。誘導手段は、この随意筋や随意筋の神経筋接合部の相対位置情報を用いて、生体用電極の密着位置を誘導するので、筋活動電位や筋活動電位の伝搬速度を正確に検出可能な位置に生体用電極を密着させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の生体用電極の誘導装置は、相対位置情報は、筋位置検出手段が相対位置を検出した随意筋及び／又は随意筋の神経筋接合部を、生体表面を表す画像に重ねて表示した筋位置表示マップ画像であることを特徴とする。
【００１６】
筋位置表示マップに生体表面を表す画像に生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部が表示される。
【００１７】
請求項３に記載の生体用電極の誘導装置は、誘導手段は、随意筋の生体表面に生体用電極を接近させる状態の動画像を撮像するカメラと、筋位置表示マップ画像と動画像とに共通して含まれる生体表面の特徴部分画像を一致させて、筋位置表示マップ画像と動画像を合成して合成動画像とする画像合成手段と、合成動画像を表示する表示装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
合成動画像には、生体表面に対して、生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の位置が表示される筋位置表示マップ画像に重ねて密着させようとする生体用電極が表示される。
【００１９】
請求項４に記載の生体用電極の誘導装置は、誘導手段が、相対位置情報を用いて、随意筋及び／又は随意筋の神経筋接合部を表す標識を、生体用電極を接近させる随意筋の生体表面上に表示することを特徴とする。
【００２０】
生体表面上に生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の位置を表す標識が表示される。
【００２１】
請求項５に記載の生体用電極の誘導装置は、誘導手段が、相対位置情報を用いて、随意筋及び／又は随意筋の神経筋接合部と、随意筋の生体表面に接近させる生体用電極との距離を、音声又は表示により表すことを特徴とする。
【００２２】
随意筋や随意筋の神経筋接合部と生体表面に接近させる生体用電極との距離が音声又は表示により使用者に伝達される。
【００２３】
請求項６に記載の生体用電極の誘導装置は、筋位置検出手段が、生体表面に対する随意筋の相対位置を検出し、誘導手段が、それぞれ随意筋から発生する筋活動電位を検出する少なくとも一組の生体用電極を、随意筋の長手方向に沿った生体表面の異なる密着位置に誘導することを特徴とする。
【００２４】
随意筋の長手方向に沿った生体表面の異なる密着位置に誘導される一組の生体用電極は、同一の筋線維に沿って伝搬する筋活動電位を検出する。
【００２５】
請求項７に記載の生体用電極の誘導装置は、筋位置検出手段が、生体表面に対する随意筋と随意筋の神経筋接合部の相対位置を検出し、誘導手段は、少なくとも一組の生体用電極を、随意筋の神経筋接合部に対して随意筋の長手方向の一側の生体表面の密着位置に誘導することを特徴とする。
【００２６】
一組の生体用電極は、随意筋の神経筋接合部に対して随意筋の一側で随意筋の長手方向に沿った生体表面の異なる密着位置に誘導され、随意筋の神経筋接合部から筋線維に沿って同方向に伝搬する筋活動電位を検出する。従って、一組の生体用電極に表れる差分から検出する筋活動電位は、一組の生体用電極のうち、神経筋接合部に近い生体用電極に表れる筋活動電位と遠い生体用電極に表れる筋活動電位の差分から得られ、常に正確に一組の筋電検出電極から筋活動電位が検出される。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明によれば、体表面に対する体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の相対位置を示す相対位置情報を用いて、随意筋の生体表面に密着させる生体用電極の密着位置を誘導するので、筋活動電位や筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶを正確に検出可能な位置へ生体用電極を密着させることができる。
【００２８】
また、生体用電極を電気刺激信号を加える刺激電極として、体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の相対位置を示す相対位置情報を用いて、筋へ最も効果的に電気刺激を加えることが可能な体表面の位置へ刺激電極を密着させることができる。
【００２９】
請求項２の発明によれば、生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の位置を目視確認できるので、筋の体表面の最適な位置へ生体用電極を密着させることが容易になる。
【００３０】
請求項３の発明によれば、生体表面に対して、生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部と密着させる生体用電極が表示される合成動画像を見ながら、生体用電極の密着位置を確認できる。
【００３１】
請求項４の発明によれば、生体表面上に生体表面下の随意筋や随意筋の神経筋接合部の位置を表す標識が表示されるので、筋の体表面の最適な位置へ生体用電極を密着させることが容易になる。
【００３２】
請求項５の発明によれば、随意筋や随意筋の神経筋接合部と生体表面に接近させる生体用電極との距離が音声又は表示により使用者に伝達されるので、筋の体表面の最適な位置へ生体用電極を密着させることが容易になる。
【００３３】
請求項６の発明によれば、一組の生体用電極は、随意筋の長手方向に沿った生体表面の異なる密着位置に誘導され、同一の筋線維に沿って伝搬する筋活動電位を検出することが可能となるので、一組の筋電検出電極から検出する筋活動電位の検出時刻に誤差が少なく、二組以上の各組の筋電検出電極についての検出時刻の差から正確な筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶが得られる。
【００３４】
請求項７の発明によれば、一組の生体用電極の常に一方の生体用電極から順に、神経筋接合部から筋線維に沿って伝搬する筋活動電位が表れるので、一組の筋電検出電極から正確に筋活動電位を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本願発明の一実施の形態に係る生体用電極の誘導装置１のブロック図である。
【図２】位置情報処理装置１０のブロック図である。
【図３】全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）において検出される電位から筋位置検出部３が生成した筋電位分布マップ３０である。
【図４】位置情報処理装置１０で処理される画像を示し、（ａ）は、筋１１０の体表面１２０に貼り付けた電極シート２０の静止画像ｐ１を、（ｂ）は、筋位置検出部３が検出した体表面１２０に対する筋１１０と神経筋接合部１１２ａの相対位置をもとに、筋１１０の位置を表すマーク３１ａと神経筋接合部１１２ａの位置を表すマーク３１ｂを体表面１２０に重ねて表示した筋位置表示マップ画像ｐ２を、（ｃ）は、体表面１２０に接近させる生体用電極４を撮影した動画像ｐ３を、（ｄ）は、体表面１２０の輪郭を一致させて動画像ｐ３に静止画像ｐ２を合成した動画像ｐ４を、を示す説明図である。
【図５】筋１１０の体表面１２０に密着させた複数の各筋電検出電極１０１から筋活動電位を検出する従来の評価装置１００を示す模式図である。
【図６】隣り合う一組の筋電検出電極１０１ａ、１０１ｂが、（ａ）は、神経筋接合部１１２ａを挟む体表面１２０の両側の位置に密着している状態を、（ｂ）は、筋線維１１０ａの走行方向に交差する体表面１２０の位置に密着している状態を、  それぞれ示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の一実施の形態に係る生体用電極の誘導装置１を図１乃至図４を用いて説明する。図１に示すように、生体用電極の誘導装置１は、筋１１０の生体表面１２０に密着させる６４個の筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）が取付けられた電極シート２０と、各筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）に表れる電位を接地電位と比較し、筋活動電位としてロガー１５へ出力する６４個の比較回路１３、１３・・と、各比較回路１３、１３・・から出力される筋活動電位を経過時間と共に記録するロガー１５と、筋１１０の生体表面１２０を静止画と動画で撮影するカメラ１６と、ロガー１５に記録された結果から生体表面１２０に対する筋１１０や筋１１０の神経筋接合部１１２ａの相対位置を検出し、その相対位置情報をもとにカメラ１６が撮像した動画像に筋１１０の位置を表すマーク３１ａと神経筋接合部１１２ａの位置を表すマーク３１ｂを加えた合成動画像を生成する位置情報処理装置１０と、位置情報処理装置１０で生成した合成動画像を表示する表示装置１７とを備えている。
【００３７】
電極シート２０は、図１に示すように、ＰＥＴ等からなる可撓性の絶縁シートの底面側に、接地電位としたグランド電極５と、６４個の筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）と、各筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）に接続する６４本の引き出しパターン６とを印刷形成したフレキシブル印刷配線板で形成され、６４個の筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）は、絶縁シートの底面の左上隅の１行１列の位置を除き、１３行５列のマトリックス状の各位置に臨んでいる。６４本の引き出しパターン６は、それぞれ各筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）から絶縁シートの四隅のテール部にかけて配線され、接続ケーブルを介してそれぞれ６４個の比較回路１３、１３・・の非反転入力に接続している。引き出しパターン６の体表面と対向する面はレジストで覆われ、体表面と絶縁されている。
【００３８】
生体表面１２０に対する筋１１０や筋１１０の神経筋接合部１１２ａの相対位置を検出する筋１１０を、ここでは例えば上腕筋１１０として、電極シート２０は、上腕筋１１０が体表面下にあると推定される生体表面１２０を覆う形状に形成され、グランド電極５と６４個の筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）が露出する部位を除いた底面の全体に形成される粘着層を、上腕筋１１０のある生体表面１２０に粘着させる。
【００３９】
電極シート２０の粘着層を生体表面１２０に粘着させることによって、６４個の各筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）は、上腕筋１１０の生体表面１２０の分散した異なる位置にそれぞれ密着し、密着位置に表れる電位を比較回路１３の非反転入力へ出力し、各比較回路１３は、接地電位と比較した筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）に表れる電位をロガー１５へ出力する。
【００４０】
ロガー１５は、比較回路１３、１３・・から出力される全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）で検出される電位を記録し、一定の経過時間毎に記録した電位を位置情報処理装置１０へ出力する。
【００４１】
位置情報処理装置１０は、図２に示すように、ロガー１５から一定の経過時間毎に全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）から検出される電位が入力される筋位置検出部３と、カメラ１６から図４（ａ）に示す静止画像ｐ１が入力される画像認識部７と、筋位置検出部３から入力される図４（ｂ）に示す筋位置表示マップ画像ｐ２を一次記憶する画像記憶部８と、カメラ１６から入力される図４（ｃ）に示す動画像ｐ３に画像記憶部８から読み出す図４（ｂ）に示す筋位置表示マップ画像ｐ２を合成した図４（ｄ）に示す合成動画像ｐ４を表示装置１７へ出力する画像合成部９を備えている。
【００４２】
位置情報処理装置１０の筋位置検出部３は、ロガー１５から全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）において検出される電位が入力される毎に、全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）の密着位置と、その密着位置の筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）で検出される電位との関係を表した例えば図３に示すような筋電位分布マップ３０を仮想生成する。
【００４３】
上腕筋１１０を随意運動させると、上腕筋１１０の生体表面１２０に密着する筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）から筋活動電位が検出される。すなわち、筋活動電位は、上腕筋１１０の生体表面１２０に密着する筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）において、上腕筋１１０から筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）の密着位置までの距離に応じたレベルで検出され、上腕筋１１０から外れた生体表面１２０の位置に密着する筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）からは検出されない。従って、筋位置検出部３は、上腕筋１１０を随意運動させている間に、全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）で検出される電位をもとに仮想生成される筋電位分布マップ３０をもとに、生体表面１２０の電極シート２０を粘着させた位置に対する上腕筋１１０の相対位置を検出することができる。
【００４４】
また、上腕筋１１０を随意運動させている間に、神経筋接合部１１２ａに発生する筋活動電位は、上腕筋１１０の筋線維１１０ａに沿って伝搬するので、筋活動電位が伝搬する筋線維１１０ａに沿った生体表面１２０の異なる位置に密着する筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）において順次筋活動電位が検出される。従って、筋位置検出部３は、上腕筋１１０を随意運動させている間に、ロガー１５から一定の経過時間毎に入力される全ての筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）が検出した電位を比較し、仮想生成される筋電位分布マップ３０の変化から、生体表面１２０の電極シート２０を粘着させた位置に対する神経筋接合部１１２ａの相対位置や、上腕筋１１０の筋線維１１０ａの走行方向を検出することができる。
【００４５】
カメラ１６は、静止画像を撮影する静止画モードと、動画像を撮影する動画モードで動作し、静止画モードでは、電極シート２０を上腕筋１１０の生体表面１２０に密着させた状態を撮影した静止画ｐ１を位置情報処理装置１０の画像認識部７へ出力する。画像認識部７は、入力された静止画ｐ１から上腕筋１１０の生体表面１２０の輪郭と、生体表面１２０に対する電極シート２０の粘着位置の関係を表す特徴部分を抽出し、筋位置検出部３へ出力する。
【００４６】
筋位置検出部３は、上述したように、筋電位分布マップ３０から、生体表面１２０に粘着させた電極シート２０に対する上腕筋１１０及び神経筋接合部１１２ａの相対位置と、上腕筋１１０の筋線維１１０ａの走行方向を検出できるので、画像認識部７から入力される生体表面１２０に対する電極シート２０の位置を表す特徴部分を用いて、共通する電極シート２０を介して生体表面１２０に対する上腕筋１１０及び神経筋接合部１１２ａの相対位置と、上腕筋１１０の筋線維１１０ａの走行方向を検出できる。そこで、筋位置検出部３は、この検出した相対位置情報を用いて、画像認識部７から入力される上腕筋１１０の生体表面１２０の輪郭内に、上腕筋１１０の輪郭と走行方向（長手方向）を表すマーク３１ａと神経筋接合部１１２ａの位置を表すマーク３１ｂを加えた筋位置マップ画像ｐ２を生成し、画像記憶部８へ出力する。
【００４７】
上腕筋１１０の生体表面１２０の輪郭内にマーク３１ａとマーク３１ｂが表示された筋位置マップ画像ｐ２は、生体表面１２０に対する上腕筋１１０や神経筋接合部１１２ａの相対位置を表す相対位置情報であるので、画像記憶部８は、筋位置マップ画像ｐ２を上腕筋相対位置情報として記憶する。
【００４８】
電極シート２０を他の随意筋１１０が生体表面下に存在する生体表面１２０へ移せば、同様の方法で生体表面１２０に対してその随意筋１１０の相対位置を表す筋位置マップ画像ｐ２が得られるので、画像記憶部８に、各種随意筋１１０毎の相対位置情報を記憶させることができる。所望の随意筋１１０についての相対位置情報を画像記憶部８へ記憶させた後は、電極シート２０と位置情報処理装置１０との接続を解除してもよい。
【００４９】
筋相対位置情報を記憶させた筋１１０の生体表面１２０に生体用電極４を密着させる場合には、カメラ１６を動画モードとして、生体表面１２０に接近させる生体用電極４を動画像で撮影する。ここでは、例えば、上腕筋１１０に電気刺激信号を加えて筋トレーニングする目的で、一組の刺激電極とグランド電極となる３枚の生体用電極４、４、４を上腕筋１１０の位置を確認しながら生体表面１２０に密着させるものとし、動画モードとしたカメラ１６で上腕筋１１０の生体表面１２０に生体用電極４を接近させる状態を撮影した図４（ｃ）に示す動画像ｐ３を位置情報処理部１０の画像合成部９へ出力する。
【００５０】
画像合成部９は、カメラ１６から上腕筋１１０の生体表面１２０を撮影した動画像ｐ３が入力されている間、同一の上腕筋１１０について画像記憶部８に記憶されている上腕筋相対位置情報である筋位置マップ画像ｐ２を読み出し、両者に共通する生体表面１２０の特徴（例えば生体表面１２０の輪郭）を抽出して、抽出した特徴部分画像が一致するように動画像ｐ３に筋位置マップ画像ｐ２を重ね、図４（ｄ）に示す合成動画像ｐ４を生成する。
【００５１】
画像合成部９で生成された合成動画像ｐ４は、表示装置１７に出力されて、表示装置１７のディスプレーで連続再生される。図４（ｄ）に示すように、この合成動画像ｐ４には、生体表面１２０内に上腕筋１１０の輪郭と長手方向を表すマーク３１ａと神経筋接合部１１２ａの位置を表すマーク３１ｂと、生体表面１２０へ接近させた生体用電極４が表示されるので、合成動画像ｐ４の動画で上腕筋１１０や神経筋接合部１１２ａに対する現在の生体用電極４の位置を操作者に確認させながら、生体用電極４を上腕筋１１０の生体用表面１２０の最適な位置へ密着させるように誘導することができる。
【００５２】
例えば、本実施の形態のように、上腕筋１１０を筋トレーニングする目的で、一組の刺激電極とグランド電極となる３枚の生体用電極４、４、４を生体表面１２０に密着させるのであれば、表示装置１７に表示される上腕筋１１０の輪郭の長手方向に沿った生体表面１２０の３カ所の位置に、陽極となる刺激電極、陰極となる刺激電極、グランド電極を順に密着する。
【００５３】
また、筋１１０に発生する筋活動電位のレベルや筋活動電位の伝搬速度ＭＦＣＶから筋１１０の組成や疲労度等を検出する場合には、表示装置１７に表示される上腕筋１１０の輪郭と神経筋接合部１１２ａの位置をもとに、神経筋接合部１１２ａから上腕筋１１０の長手方向に沿った一方の生体表面１２０の異なる位置に、筋活動電位を検出する複数の生体用電極４を密着させる。
【００５４】
上述の位置情報処理装置１０の各部は、携帯電話機等のポータブル情報機器にインストールされたアプリケーションソフトウェアを実行させて構成することができ、更に、位置情報処理装置１０とカメラ１６と表示装置１７は、カメラ付きのスマートフォーンで一体に構成できる。
【００５５】
また、上述の実施の形態では、生体表面１２０に対する随意筋１１０や神経筋接合部１１２ａの相対位置を表す相対位置情報を筋位置マップ画像ｐ２として画像記憶部８に記憶させているが、相対位置を特定できれば、例えば、生体表面１２０の特定位置を原点とする位置座標で随意筋１１０や神経筋接合部１１２ａの相対位置を表してもよい。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、筋位置マップ画像ｐ２と生体用電極４を撮影した動画像ｐ３を合成した動画像ｐ４を表示装置１７に表示して、生体用電極４の密着位置を誘導しているが、例えば、随意筋１１０や神経筋接合部１１２ａの相対位置を表す相対位置情報をもとに、随意筋１１０や神経筋接合部１１２ａの位置を生体表面１２０上に投影するなどで表示したり、随意筋１１０や神経筋接合部１１２ａの位置と生体用電極４との距離を音声や数値で表示して使用者へ伝え、生体用電極４を最適な密着位置へ誘導するものであってもよい。
【００５７】
また、筋位置検出部３では、生体表面１２０に対する随意筋１１０と神経筋接合部１１２ａの相対位置及び筋線維１１０ａの走行方向を検出しているが、その一部を検出して相対位置情報として記憶するものであってもよい。
【００５８】
また、随意筋１１０や神経筋接合部１１２ａの相対位置を検出するための筋電検出電極２１（ｍ，ｎ）をマトリックス状の各位置に配設しているが、複数の筋電検出電極が生体表面１２０の分散した位置に密着し、各密着位置の生体表面１２０に対する相対位置を特定できれば、任意の位置に密着させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、筋に電気刺激を加える目的で生体用電極を筋の生体表面へ生体用電極を密着させる筋トレーニングシステムに適している。
【符号の説明】
【００６０】
１  生体用電極の誘導装置
３  筋位置検出部（筋位置検出手段）
４  生体用電極
８  画像記憶部（記憶手段）
１０  位置情報処理装置（誘導手段）
１６  カメラ（誘導手段）
１７  表示装置（誘導手段）
３１ａ  筋１１０の位置を表すマーク（標識）
３１ｂ  神経筋接合部１１２ａの位置を表すマーク
１１０  随意筋
１１０ａ   筋線維
１１２ａ   神経筋接合部
【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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