(57)【要約】  本発明は患者の肢筋挙動を監視するための医療装置であって、前記肢が脚、腕又は首に相当し、前記医療装置が下記のものを含む医療装置に関する：−肢の第一部分（脚、腕又は首）を肢の第二部分（足、前脚、前腕、手（２）又は頭）に対応して受けるように適応された移動装置（１）であって、移動装置（１）が少なくとも一つの自由度を与え、それに従って移動装置（１）が移動することができる移動装置（１）；−肢の第一部分（脚、腕又は首）をそれぞれ肢の第二部分（前脚、上脚、上腕、前腕（５）又は首）に対応して受け、移動装置（１）の動きに対する前記第二部分の機械的反応をアナログ信号の形で測定するように適応された触覚装置（６）；−肢（脚、腕、又は首のそれぞれ）の筋の電気的活性をアナログ信号の形で測定することができる一組の筋電電極（４）；−筋電電極及び触覚装置（６）からアナログ信号を取得し、前記アナログ信号をデジタル信号に変換することができるアナログ信号取得装置（９）；−前記デジタル信号を処理し、移動装置（１）を制御できる制御器（８）。【選択図】  図１
2008501376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の肢筋挙動を監視するための医療装置であって、前記肢が脚、腕又は首に相当し、前記医療装置が下記のものを含む医療装置：
−  肢の第一部分（脚、腕又は首）を肢の第二部分（足、前脚、前腕、手（２）又は頭）に対応して受けるように適応された移動装置（１）であって、前記移動装置（１）が少なくとも一つの自由度を与え、それに従って移動装置（１）が移動することができる移動装置（１）；
−  肢の第一部分（脚、腕又は首）をそれぞれ肢の第二部分（前脚、上脚、上腕、前腕（５）又は首）に対応して受け、移動装置（１）の動きに対する前記第二部分の機械的反応をアナログ信号の形で測定するように適応された触覚装置（６）；
−  肢（脚、腕、又は首のそれぞれ）の筋の電気的活性をアナログ信号の形で測定することができる一組の筋電電極（４）；
−  筋電電極及び触覚装置（６）からアナログ信号を取得し、前記アナログ信号をデジタル信号に変換することができるアナログ信号取得装置（９）；
−  前記デジタル信号を処理し、移動装置（１）を制御することができる制御器（８）。
【請求項２】
移動装置が制御器（８）の制御下でモータ（７）によって駆動されることを特徴とする請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
筋電電極が針電極及び／又は表面電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療装置。
【請求項４】
四つの筋電針電極及び二つの筋電表面活性電極を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医療装置。
【請求項５】
筋電電極が微小電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療装置。
【請求項６】
移動装置（１）が少なくとも一つの回転軸（１１）を与え、その回転軸のまわりに移動装置（１）が触覚装置（６）に対して約＋４５°〜約−４５°の回転角度（α）及び規定された最大回転速度で回転することができることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の医療装置。
【請求項７】
移動装置（１）の最大回転速度が約３００°／秒であることを特徴とする請求項６に記載の医療装置。
【請求項８】
移動装置（１）が約０．１ｍｍの位置精度を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の医療装置。
【請求項９】
電極（４）によって測定されるアナログ信号を増幅するための増幅システムをさらに含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１０】
制御器が方向及び強度においてモータ（７）の駆動力を維持し、それによって方向及び強度において移動装置（１）の動きを維持することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は好ましくは携帯可能である医療装置、及び患者の筋線維及び運動単位を含む肢筋の挙動の監視及び／又は分析のための方法に関する。
【０００２】
特に、本発明は患者の上又は下肢の自発的な動き及び無意識の動きの動的分析及び／又は監視のための医療装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
中枢及び／又は末梢神経系疾患を持つ患者の取扱いの最近の進歩にかかわらず、神経科医及び治療専門家は検査に依存した主観的な方法で臨床的に上及び下肢の自発的な動き及び無意識の動き、即ち手関節の動きをなお評価している。結果として、かかる臨床的評価は信頼性に欠ける。
【０００４】
それゆえ、診断において検査者を助けうる医療装置又は器具の重要性は明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は患者の肢の動きを系統的に分析及び／又は監視するための医療装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は信頼性のあるデータを与える医療装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は容易に使用又は実施するための医療装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は熟練者によって迅速に解析可能なデータを与える医療装置及び方法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】
【０００９】
本発明は患者の肢筋挙動の分析及び／又は監視、好ましくは患者の自発的な及び／又は無意識の機械的動き時に試験された肢筋の同時分析のための、好ましくは携帯可能である医療装置に関する。
本発明によれば、肢は患者の脚、腕又は首に対応し、医療装置は以下のものを含む：
−  前記脚、腕又は首の第一部分を足、前脚、前腕、手及び／又は頭に対応して受けるように適応された移動装置であって、前記移動装置が少なくとも一つの自由度を与え、それに従って移動装置が移動することができる移動装置；
−  前記脚、前記腕又は前記首の第二部分をそれぞれ前脚、上脚、上腕、前腕及び／又は首に対応して受け、移動装置の動きに対する前記第二部分の機械的反応及び／又は動的反応をアナログ信号の形で測定するように適応された触覚装置；
−  前記脚、腕又は首のそれぞれの筋の電気的活性をアナログ信号の形で測定することができる一組の筋電電極；
−  筋電電極及び触覚装置からアナログ信号を取得し、前記アナログ信号をデジタル信号に変換することができるアナログ信号取得装置；
−  前記デジタル信号を処理して移動装置を制御することができる制御器。
【００１０】
移動装置と同様に、触覚装置はまた、少なくとも一つの自由度を含んでもよい。
【００１１】
本明細書では、「筋」は全体としての筋及び／又は一つ以上の筋線維及び／又は前記筋の一つ以上の運動単位を意味する。
【００１２】
好ましくは、移動装置は操作状態では制御器の制御下のモータによって駆動される。
【００１３】
好ましくは、筋電電極は針電極及び／又は表面電極及び／又は微小電極を含む。好ましくは、筋電電極は針電極及び／又は表面電極及び／又は微小電極である。
【００１４】
好ましくは、本発明による医療装置は電極によって測定されたアナログ信号を増幅するための増幅システムをさらに含む。
【００１５】
好ましくは、制御器は方向及び強度の操作状態においてモータの駆動力を制御又は維持し、それによって方向及び強度において移動装置の動きを制御又は維持するように構成される。
【００１６】
本医療装置はまた、自発的な患者の動きの受動的な監視のために適応される。
【００１７】
有利には、本医療装置の移動装置は一つの回転軸を与え、そのまわりに移動装置は触覚装置に対して少なくとも約＋４５°と少なくとも約−４５°の間の回転角度及び規定された最大回転速度で回転することができる。
【００１８】
好ましくは、前記最大回転速度は約３００°／秒である。
【００１９】
また、有利には、移動装置は約０．１ｍｍの位置精度を有する。好ましい実施態様によれば、本装置はさらに、患者への薬剤送達装置をさらに含む。
【００２０】
患者の力のフィードバック（それは受動的、静的又は動的でありうる）は装置の動きのために使用されることができる。
【００２１】
さらに、ある実施態様では、装置は患者の力に動的に反応するために使用されることができる。
【００２２】
本発明はまた、前記携帯可能な医療装置を使用して肢筋の挙動を分析及び／又は監視するための方法に関し、前記肢は患者の脚、腕又は首のいずれかである。前記方法は下記工程を含む：
−  患者の肢の第一部分（足、手、又は首のそれぞれ）を移動装置上に置く；
−  足関節、手首、膝又は首の主軸がそれぞれモータの主軸と一致するような方法で肢の第二部分（足、前脚、前腕、手又は頭のそれぞれ）を触覚装置上に置く；
−  肢の第一部分（足、前脚、前腕、手又は頭のそれぞれ）の筋の上及び／又は筋の中の異なる位置に筋電電極を置く；
−  移動装置及びその上に置かれた肢の第一部分（足、手、又は首のそれぞれ）を正確な方向及び強度の力で動くようにモータの正確な方向及び強度の力を制御器の制御下で適用する；
−  触覚装置によって肢の第二部分（前脚、前腕、手又は頭のそれぞれ）の機械的反応（移動の方向及び強度）を測定する；
−  肢の第一部分（足、前脚、前腕、手又は首）に沿って異なる位置の筋電電極によって肢の第一部分（足、前脚、前腕、手又は首）の電気的反応を測定する；
−  取得装置によってアナログ信号の形の前記機械的及び電気的反応を取得する；
−  前記アナログ信号をデジタル信号に変換する；
−  制御器によって前記デジタル信号を処理する。
【００２３】
上記方法はまた、移動装置及びその上にそれぞれ置かれた肢の第一部分（足、手又は首）への正確な方向及び振幅の変位を制御器の制御下で適用し、触覚装置によって肢の第二部分（前脚、前腕、手又は頭）において生じた力を測定する工程を含んでもよい。
【００２４】
上で既に特定したように、「筋」は全体としての筋及び／又は筋線維及び／又は前記筋の運動単位を意味する。
【００２５】
好ましくは、前記アナログ信号は時間に関して取得され、時間に沿った肢の動きの監視を有するように処理される。
【００２６】
本発明はまた、患者の自発的な及び無意識の肢の動きを監視するためのツールとしての本医療装置及び／又は本方法の使用に関する。
【００２７】
本発明はまた、患者の回復の段階を評価するための身体的データを与える間接的なツールとしての本医療装置及び／又は本方法の使用に関する。
【００２８】
本発明の別の目的は患者における薬剤の効果を調査するための本医療装置及び／又は本方法の使用である。
【００２９】
本発明による医療装置及び方法は自らできない肢筋挙動についての中間結果に相当するデータを提供し、これにより診断及び必要な治療について医者又は外科医によって決定がなされることを可能にすることに注意しなければならない。
【００３０】
図面の簡単な記述
図１は本発明による運動単位及び腕筋の挙動を監視するために使用されるような医療装置の一実施態様を表す。
【００３１】
図２ａ及び図２ｂはそれぞれ、本医療装置の好ましい実施態様に使用されるような医療装置（移動装置＋触覚装置）の側面図及び平面図を表わす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１に示されるように、本発明による医療装置は下記のものを含む携帯可能な医療装置である：
−  少なくとも一つの自由度に従って移動することができる移動装置１；
−  主回転軸３を与えられた、移動装置１を駆動するためのモータ７；
−  少なくとも一つの自由度を有し、かつ触覚技術を使用する対象物の触覚接触によって前記対象物の振幅及び方向における機械的動きを測定することができる触覚装置６；
−  一組の筋電電極４；
−  信号増幅装置１０；
−  信号取得装置９；及び
−  校正された動きでモータ７を駆動し、信号処理能力を有する制御器８。
【００３３】
本実施態様では、移動装置はモータ７の回転軸３と一致する回転軸１１を与える。従って、移動装置は（制御器８の制御下で）正確な回転角度α及び正確な回転スピードもしくは速度で触覚装置６に対してその回転軸１１のまわりに回転することができる。
【００３４】
移動装置１はまた、並進運動させることができる。おそらく、触覚装置６は回転及び／又は並進運動させることもできる。
【００３５】
本医療装置の触覚装置６は触覚技術を使用して力を測定することができる。
【００３６】
前記医療装置の原理は患者の上肢又は下肢の機械的摂動を好ましくは移動装置１によって誘導し、前記摂動に対する前記上肢又は下肢の筋肉の機械的及び電気的反応を測定することである。
【００３７】
医療装置は全体としての肢筋及び／又はその筋線維及び／又はその運動単位の研究に適応されている。
【００３８】
操作条件において、本医療装置を使用して図１に示されるような腕の如き肢の動きを監視するための方法は下記工程を含む：
−  手２が移動装置１上にあり、前腕５が触覚装置６上にあり、手首の主軸がモータ７の主軸３と一致するように、腕を医療装置に対して置く；
−  いったん腕が正確に置かれたら、腕に沿って、好ましくは前腕５に沿って、患者の筋又は皮膚の異なる場所に筋電電極４を配置する；
−  制御器８によってモータ７に、移動装置１、従って手２を、正確な方向及び振幅を有する動き（又は（異なる）動きのパターン）に従って駆動させる；
−  患者の前腕５の振幅、方向、及び力における機械的反応を触覚装置６によって測定する；
−  電極４によって腕に沿って、好ましくは前腕５に沿って異なる位置で電気的反応（電気的活性）を同時に測定する；
−  アナログ信号の形で電気的及び機械的反応を取得する；
−  前記アナログ信号をデジタル信号に変換する；
−  制御器８によって前記デジタル信号を処理して熟練者によって解釈できる患者の動きについてのデータを与える。
【００３９】
医療装置は四つの前腕筋（即ち、橈側手根屈筋、橈側手根伸筋、腕橈骨筋、及び尺側手根屈筋）に挿入されることができる四つの異なる筋電電極を含んでもよい。（活性）表面電極は橈側手根屈筋及び橈側手根伸筋のレベルで皮膚に固定されることができる。
【００４０】
おそらく、モータの軸は一つより多い平面において容易かつ迅速に移動されることができる。
【００４１】
本医療装置の一つの利点は、それが携帯可能であるように構成及び寸法決定されていること及びそれが患者のベッドサイドで、異なる可能な位置（水平、垂直、又は着席した位置）の患者に使用できることである。従って、医療装置は患者にとって極めて快適であり、極端な条件（例えば急患の場合）でも使用されることができる。
【００４２】
本発明による医療装置及び方法は幅広い範囲の用途を提供する。
【００４３】
前脚、前腕又は首関節のインピーダンスの異なる状態において個々の筋線維又は単一の運動単位の放電を同定及び分析することができる。
【００４４】
本医療装置は筋の機械的延伸時の筋線維及び運動単位の挙動についての神経系による制御機構を分析するために、例えば中枢神経系（好ましくは運動皮質又は脊髄）又は末梢神経系（特に神経）の領域にわって外部刺激（好ましくは電気的又は磁気的刺激）の源と組み合わせることができる。
【００４５】
上で既に開示したように、本医療装置及び方法は中枢及び／又は末梢神経疾患を持つ患者の手首の動きの神経制御の機構を調査するためのツールとして使用されることができる。
【００４６】
また、例えば、本医療装置及び方法は異なる慣性の条件で異なるインピーダンス条件で病的な手の震えをその周波数帯及び筋コヒーレンスの特性を分析するために使用されることができる。この分析は神経鑑別診断の確立に有用な間接的な情報を与えることができる。
【００４７】
本医療装置は心因性振戦の鑑別診断を確立することを助ける臨床医のツールとして使用されることができる。
【００４８】
本医療装置及び方法は肢の震え、特に手の震え、例えば本態性の手の震え又はパーキンソン病に関連した手の震えについての候補薬物の効果を試験するために使用されることができる。
【００４９】
本医療装置の別の可能な適用は、小脳ディスメトリアの回復の機構を正確に評価し、次いで小脳卒中後の患者によって達成される回復の段階を決定するためのツールとしての使用である。その意味において、本医療装置及び方法は医者が患者の神経リハビリテーションを改善するために間接的に役立つことができる。
【００５０】
本医療装置及び方法はパーキンソン病を患う患者の脳神経外科処置時の手関節の調子を客観的に評価するために使用されることができる。その見地から、本医療装置及び方法は医者がより効果的な脳深部電気刺激法（例えば視床下核の神経刺激）を行なうのを間接的に助けることができる。
【００５１】
本医療装置はまた、手の接合後の患者の手の制御を分析するためのツールとして使用されることができる。
【００５２】
本医療装置は熱変形可能なプロテーゼ及び／又はオルテーゼ（ｏｒｔｈｅｓｉｓ）の如きプロテーゼ又はオルテーゼを試験するために使用されることもできる。
【００５３】
事故後の患者の肢のリハビリテーションもまた、本医療装置の可能な適用である。
【００５４】
上で示したように、従来技術と比較した本医療装置の主要な利点の一つは客観的なデータを与えることである。
【００５５】
しかしながら、本発明による医療装置及び方法は自らできない肢筋挙動についての中間結果に相当するデータを与え、これにより必要な治療に対して医者又は外科医によって決定がなされることを可能にするにすぎないことを理解されるべきである。
【００５６】
しかしながら、従来の公知の装置とは対照的に、本発明による装置は患者の肢に機械的な動きを誘発させずに筋線維及び／又は筋の運動単位の分析と結合した、表面ＥＭＧ活性及び筋肉内活性の分析を組み合わせることができる。
【００５７】
さらに、前記装置は患者の様々な振動、自発的な又は無意識の動きの分析及び／又は監視のために使用されることができる。
【００５８】
さらに、本発明による装置は肢筋挙動、特にこれらの筋の運動単位又は異なる筋からの筋線維、特に連続する筋線維に対する高周波数振動の効果の分析及び／又は監視のために使用されることができる。
【００５９】
有利には、装置は患者の腕、脚又は首の予め決められた位置で一定の強さを維持するため、従ってそれらの筋肉内ＥＭＧ関連活性を記録するために使用されることができる。この分析はある位置から別の位置への自動的な動きの後の異なる位置の筋の運動単位によって誘導される動きを記録するために特に有用である。
【００６０】
本発明による医療装置は首、手、腕、足又は脚の如き患者の肢に対して特に人間工学的に適応されている。
【００６１】
最後に、リアルタイムの筋肉内活性の分析及び／又は監視による装置の様々な要素の制御においてレトロ制御ループを導入することができる。
【００６２】
本発明による装置はまた、肢筋挙動に従って、振動周波数の即時適応を可能にする。
【００６３】
本医療装置の別の可能な適用はテタヌス刺激である。より正確には、本医療装置は（皮膚上に置かれた活性電極、又は筋肉内電極、又はそれらの両方によって検出される）筋収縮の周波数を分析するために使用されてもよい。これらの周波数を用いて、遅い運動単位として知られた運動単位の挙動を研究することができ、この挙動は迅速な運動単位として知られた運動単位の挙動と比較されることができる。
【００６４】
さらに、本医療装置は直線回帰測定によってトルク／位置曲線から硬直指数（ｒｉｇｉｄｉｔｙ  ｉｎｄｅｘ）の即時計算を可能にする。この技術的特性は中枢神経系と相互作用する新しい薬物の薬理的評価及び薬物によって誘導される関接インピーダンスの可能な変化に対するサーチの見込みにおける実質的な利点に相当する。この硬直は極めて迅速に計算されることができる。
【００６５】
最後に、本発明による装置は筋の運動単位に周波数を同定し、どの動的摂動が腕、脚又は首の位置に従って様々な力を誘導できるかを同定するのに適応されている。
【００６６】
装置は余分の錐体硬直を有するジストニー運動を患う患者の関節硬直及び自発的又は無意識の動きを同時に検出するためにも適用する。
【００６７】
本発明の最後の実施態様によれば、本発明による装置は外部の影響を全く存在させずに続くリハビリテーションプログラムに従って様々な振動周波数で様々な連続的な動員を誘導するためにプログラムされることができる。
【００６８】
特別な実施態様の例
本発明の好ましい実施態様によれば、医療装置は下記の技術的特徴を提示する：
−  １０００の増幅率を有する四つの差動増幅器（例えば、Ｘｌｔｅｋ  ｃｏｍｐａｎｙ  カナダによって製造されるもの）；
−  無菌同心針電極３０Ｇ（例えばＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐａｎｙ，（Ｓｋｏｖｌｕｎｄｅ、デンマークによって販売されるもの）
−  予備増幅を有する二つの表面活性電極及びそこに含まれるフィルター（１０００の増幅率；フィルター２０−４５０Ｈｚ、例えばＤｅｌｓｙｓ  ＤＥ−２．３によって製造されるもの）；
−  一つのアナログ取得装置；
−  一つのパーソナルコンピュータ；及び
−  任意の動的挙動を生成するために作用させる力の戻り又は力フィードバックを有する一つの自由度（参照番号１１を有する回転軸）で図２ａ及び２ｂに示された触覚装置に結合された移動装置。
【００６９】
前記移動装置の特性は下記の通りである：
−  位置精度：触覚装置上の指先端のレベルで０．１ｍｍ；
−  公称トルク：４Ｎｍ；
−  ピークトルク：２０Ｎｍ；
−  最大回転速度：３００度／秒；
−  動きの範囲：＋４５〜−４５度。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による運動単位及び腕筋の挙動を監視するために使用されるような医療装置の一実施態様を表す。
【図２】本医療装置の好ましい実施態様に使用されるような医療装置（移動装置＋触覚装置）の側面図及び平面図を表わす。
【図１】
2008501376.tif 000003
【図２】
2008501376.tif 000004
【国際調査報告】
2008501376.tif 000005
2008501376.tif 000006
2008501376.tif 000007