(57)【要約】  本発明は、磁気共鳴装置内で被験者又は患者を検査するために特に適したエルゴメータに関する。それは、本質的に可動に提供された、少なくとも１つの駆動手段と、少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を含む。駆動手段は、ピストン（２０）又はシリンダ（２１）に提供され、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力は、駆動手段を操作することにより、被験者又は患者によって克服される抵抗又は力を構成する。特に操作中に、駆動手段を動かすために必要な抵抗又は力は、制御及び／又は調整でき、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）は、少なくとも操作中に、又はそれらが互いに対して動く時に、エアクッションが、その間に形成されるように大きさが決められる。駆動手段を操作するために必要な抵抗又は力は、被験者又は患者の検査中にフィードバックループからの測定信号に基づき、自動的又は電子的に調整及び／又は制御される。
2008536591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本質的に可動に提供された、少なくとも１つの駆動手段と、
少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を含み、駆動手段が、ピストン（２０）又はシリンダ（２１）での動作のために提供され、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力が、被験者又は患者による駆動手段を偏向させる抵抗又は力を構成する、特に磁気共鳴装置内で被験者又は患者を検査するためのエルゴメータであって、
駆動手段を動かすための抵抗又は力が、特に操作中に制御又は調整できることを特徴とするエルゴメータ。
【請求項２】
本質的に可動に提供された、少なくとも１つの駆動手段と、
少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を含み、駆動手段が、ピストン（２０）又はシリンダ（２１）での動作のために提供され、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力が、被験者又は患者による駆動手段を偏向させる抵抗又は力を構成する、特に磁気共鳴装置内で被験者又は患者を検査するためのエルゴメータであって、
ピストン（２０）及びシリンダ（２１）は、少なくとも操作中に、又はそれらが互いに対して動く時に、エアクッションが、その間に形成されるように大きさが決められることを特徴とするエルゴメータ。
【請求項３】
抵抗又は力は、被験者又は患者の検査中にフィードバックループからの測定信号に基づき、自動的又は電子的に調整又は制御される請求項１に記載のエルゴメータ。
【請求項４】
駆動手段は、ペダル（３）又はハンドルである請求項１、２又は３に記載のエルゴメータ。
【請求項５】
エルゴメータは、被験者又は患者の足、ふくらはぎ及び肩用のストラップ固定具を更に含む請求項４に記載のエルゴメータ。
【請求項６】
肩用のストラップ固定具は、被験者の身長に調節できる請求項４又は５に記載のエルゴメータ。
【請求項７】
ピストン／シリンダ配列（７）は、ピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に、最小０．０２ｍｍ、かつ最大０．０５ｍｍのギャップを含む請求項１から６のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項８】
エルゴメータの構成部品は、非強磁性材料からなる請求項１から７のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項９】
駆動手段は、ピストン（２０）を、シリンダ（２１）の底部にぶつかることから保護する止め具を含む請求項１から８のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１０】
駆動手段に加えられる力は、シリンダ（２１）内又は圧縮空気入口内の空気圧の測定を介して決定される請求項１から９のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１１】
駆動手段に加えられる力は、ピストンでの少なくとも１つの歪計を介して決定される請求項１から１０のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１２】
歪計の領域において、ピストンの直径は、シリンダガイダンス内よりも小さい請求項１１に記載のエルゴメータ。
【請求項１３】
ピストン（２０）は、少なくとも歪計の領域において中空である請求項１１に記載のエルゴメータ。
【請求項１４】
ピストン（２０）の弾性率は、理想的には３０００Ｎ／ｍｍ２である請求項１から１３のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１５】
駆動手段の運動の距離測定は、空気圧シリンダと平行に提供される少なくとも１つの歪計を含むカーボンスプリングによって実行される請求項１から１４のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１６】
カーボンスプリングは、長いたわみにわたりばね定数を示し、かつばねがこのたわみの範囲内で操作されるように設計される請求項１５に記載のエルゴメータ。
【請求項１７】
距離は、駆動手段の運動によって偏向される屈曲ビーム（３１）を用いて決定される請求項１から１６のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１８】
回転角度車輪（３２）は、軸として使用される偏心回転ピン（３４）に堅固に取り付けられ、かつ駆動手段の偏向の結果として動かされ、かつ次に屈曲ビーム（３１）を偏向させるように提供される請求項１７に記載のエルゴメータ。
【請求項１９】
屈曲ビーム（３１）の一端は、固定装置（３０）を用いて堅固に取り付けられ、かつそれに対して距離を置いて偏向される請求項１７又は１８に記載のエルゴメータ。
【請求項２０】
少なくとも１つの歪計（３３）は、屈曲ビーム（３１）の変形が、電子信号に変換されるように屈曲ビーム（３１）に提供される請求項１７、１８又は１９に記載のエルゴメータ。
【請求項２１】
駆動手段は、測定する被験者又は患者の身体部分の中心上に取り付けられる請求項１から２０のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項２２】
被験者又は患者によって加えられる力は、シリンダ（２１）か、ピストン（２０）に取り付けられたピストン（２０）を取り囲むアダプタ（２３）を用いてシリンダ（２１）内で有効なピストンの直径を修正することによって修正される請求項１から２１のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項２３】
駆動手段に加えられる力は、健康な被験者に関して約６００Ｎまで、かつ患者に関して理想的には約３００Ｎである請求項１から２２のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項２４】
配列が、圧縮空気入口と、圧縮空気入口及びエルゴメータの間に提供される空気室（８）を更に含む請求項１から２３のいずれかに記載のエルゴメータを含むエルゴメータ配列。
【請求項２５】
空気室（８）は、ピストン／シリンダ配列（７）に加えられる空気圧が、制御又は調整でき、かつ駆動手段が偏向される時、高い又は短期の負荷ピークが反対圧力から生じないことを保証するように設計される請求項２４に記載のエルゴメータを含むエルゴメータ配列。
【請求項２６】
配列は、センサと、付随する保護ケーブルが、磁気共鳴装置の検査室内に提供される制御手段と、磁気共鳴装置の検査室の外側に置かれる制御手段の電子制御装置を更に含む請求項２４又は２５に記載のエルゴメータ配列。
【請求項２７】
制御手段は、ピストン／シリンダ配列（７）で空気圧と、それ故に駆動手段を偏向させるために、被験者又は患者によって加えられることが必要な力を構成するピストン（２０）に及ぼされる圧力を調整する請求項２６に記載のエルゴメータ配列。
【請求項２８】
制御手段は、コンピュータと、獲得したデータを制御及び／又は処理するためのコンピュータプログラムを含む請求項２６又は２７に記載のエルゴメータ配列。
【請求項２９】
次のステップ：
少なくとも１つの可動な駆動手段を提供することと、
ピストン（２０）又はシリンダ（２１）に駆動手段を配置すること、及び駆動手段を操作し、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力を提供することにより、被験者又は患者によって克服される抵抗又は力を作ることを含む、少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を提供することを含む、磁気共鳴装置において特に請求項１、７又は８に記載のエルゴメータを操作する方法であって、
駆動手段を動かすために必要な抵抗又は力は、特に操作中に制御及び／又は調整されることを特徴とする方法。
【請求項３０】
次のステップ：
少なくとも１つの可動な駆動手段を提供することと、
ピストン（２０）又はシリンダ（２１）に駆動手段を配置すること、及び駆動手段を操作し、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力を提供することにより、被験者又は患者によって克服される抵抗又は力を作ることを含む、少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を提供することを含む、磁気共鳴装置において特に請求項２、７又は８のいずれかに記載のエルゴメータを操作する方法であって、
エアクッションは、操作中に、又はそれらが互いに対して動く時に、ピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に形成されることを特徴とする方法。
【請求項３１】
医学診断法及びスポーツ科学での、特にＰ  ＮＭＲ法のための請求項１から３０のいずれかに記載のエルゴメータ、エルゴメータ配列及び／又は方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エルゴメータと、磁気共鳴（ＭＲ）装置内で被験者又は患者を検査するために特に適したエルゴメータの操作方法に関する。かかる検査は、とりわけ医学診断法及びスポーツ科学の分野で行われる。
【背景技術】
【０００２】
様々な筋肉群を運動させることは、スポーツ医学及び循環器系内科の分野で筋肉機能を検査するために頻繁に使われる方法である。３１Ｐ−ＭＲＳ法（リン３１核磁気共鳴分光法）と呼ばれるものは、刺激を受けた筋肉中の血流が磁気共鳴装置内で局所的に測定される、適切な検査法である。このように、例えばホスホクレアチン、無機リン酸塩又はアデノシン三リン酸のような、筋肉中のエネルギー代謝産物が、量的に測定できる。３１Ｐ−ＭＲＳ法によって、ふくらはぎの筋肉を運動させる時に、エネルギー代謝産物を記録することも可能である。最初に、増加したエネルギー必要量が、酸化的代謝のみによって満たされ得るほどまでに、筋肉中の酸素供給が上昇するまで、筋肉がある程度まで運動させられる時、ホスホクレアチンは減少する。その場合に、ホスホクレアチンの分解は、平衡状態に達する。供給血管中の狭窄のために、血流及びそれ故に酸素供給が、需要を満たすために増加できないならば、ホスホクレアチンは、漸減する。
【０００３】
装置が、人為現象なしで操作でき、かつ例えば磁気共鳴断層撮影において正確に機能するように、多くの構成部品が、非強磁性金属及び／又は木又はプラスチック材料から製造されねばならないので、強磁場でのエルゴメータの使用は、問題がある。同様に、力及び工程のような測定装置パラメータ用のセンサ及びケーブルは、測定の人為現象を引き起こさないように提供されねばならない。更に、運動において、例えばペダルであっても良い、駆動手段を設定するために、被験者又は患者によって克服されるべきエルゴメータにおける定義され、かつ再現可能な力又は抵抗を設定することが可能でなければならない。更に、運動力測定中、エルゴメータが操作される間に作業出力が設定、測定又は計算でき、かつそれに応じて調整できるならば、有用である。エルゴメータを使用する時、被験者又は患者は、一定の頻度で確定抵抗を押し付け、ペダルの偏向角と、摩擦が同様に重要な役割を果たす。頻度は、通常メトロノームによって与えられ、かつ力は、圧縮技術を用いて測定される。磁場の外側で操作される市販のエルゴメータにおいて、被験者が、頻度又は角度偏向を維持しないならば、力設定は、操作中に適切な電子又は機械装置を用いてフィードバック制御システムを介して自動的に再調整される。かかるフィードバック制御システムが、定位置にあるならば、エルゴメータの使用のみが道理に適っている。現在市販されているＭＲ装置での使用に適したエルゴメータは、かかるフィードバック制御システムを含まない。その上、市販されているエルゴメータにおいて、測定結果は、測定結果は、駆動手段の運動中の摩擦抵抗により非線形に歪められ、その結果測定誤差は、信頼できるように計算できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それ故に、好ましくは上記の不都合を克服する、改良されたエルゴメータ、及び／又は改良されたエルゴメータの配置を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、特許請求の範囲に記載された特徴によって達成される。
【０００６】
本発明は、磁気共鳴装置内での被験者又は患者の検査に特に適したエルゴメータを提供するという基本的な考えに基づく。被験者又は患者は、ピストン／シリンダ配列を動かすために、駆動手段に、事前設定できる、ある力を加えねばならない。このことは、本質的にピストン及びシリンダを、互いに対して動かすことになる。ピストン／シリンダ配列によって与えられる抵抗を克服するために必要な力は、特に駆動手段の運動中に、制御又は調整できる。このことは、専門スタッフによって手動で、又は指示が本質的に測定されたデータの評価に基づく、例えば指示コンピュータプログラムからの適切な指示の助けを借りてなされ得る。好ましくは、かかるコンピュータプログラムは、操作も自動的に制御する。好ましくは、力の範囲は、専門スタッフによって手動で変更され、かつ次に対応する範囲で自動的に調整される。本発明において、摩擦損失は、無視できる値まで最小限に抑えられたので、被験者による作業出力又は性能の評価は、非常に簡潔である。摩擦損失は、少なくとも相対運動中に、ピストン及びシリンダの間でピストン／シリンダ配列においてクッション、好ましくはエアクッションを提供することによって本質的に回避できる。
【０００７】
エルゴメータ内で使用される全ての構成部品は、ＭＲ装置内での適合性に関して検査され、かつエルゴメータは、好ましくは、例えばプラスチック又は木のような非強磁性材料からなり、かつ更に個別の構成部品に対して金属摩耗を引き起こさない工具によってのみ加工された。
【０００８】
克服すべき、又は駆動手段を動かすためにそれに加えるべき抵抗又は力は、ピストン／シリンダシステムの意味での空気圧システムによって生み出される。好ましい、圧縮空気に加えて、全ての種類の流体が使用できる。好ましくは、圧縮性流体が、使用される。ピストンは、摩擦を作業出力の計算において無視できるような程度まで減少させる狭いエアクッションが、ピストン及びシリンダの間に生じるように構成される。空気圧が、いかなる時でも、測定中でさえも無限に制御又は調整できるように、空気室が、圧縮空気入口及びシリンダの間に提供される。ファラデーケージを形成するＭＲ装置の外側で操作される、コンピュータ制御の制御システムが、好ましくはこの目的で使用される。それ故に、測定結果に影響を及ぼさないために、電子装置は、ＭＲ管の内側又は近傍に存在しない。制御モジュールは、圧力センサと、圧力調整器、並びに適切なソフトウェアを有するコンピュータを含む。
【０００９】
運動させる筋肉の作業出力は、特にシリンダ内の圧力、ピストンのシリンダへの沈み込み深さ、及び足底屈の頻度によって調整できる。実際のピストンのシリンダへの沈み込み深さが、測定される；このことは、実施態様の記載において、更に詳細に説明する。頻度は、異なる頻度を提供するメトロノームによって与えられ、それにより被験者又は患者は、エルゴメータを操作する時に、メトロノームの拍子に従わねばならない。頻度及び空気圧に加えて、ピストンのシリンダへの沈み込み深さも、好ましくは無限に可変である。適切なプログラムが、種々のパラメータを所望の作業出力で、ワット又は設定パラメータに基づくワット数で計算する。
【００１０】
ペダルエルゴメータとしてのエルゴメータのもう一つの好ましい実施態様において、被験者又は患者は、２つのストラップによってペダルに取り付けられた足による測定中に、好ましくは仰向けになる。更に、運動の人為現象を回避するために、追加のストラップによる固定が、ふくらはぎ領域及び肩に提供される。上半身の固定は、足底屈が、それぞれ事前設定された停止及び膝関節の完全伸長まで実行できるように、患者の身長に調節できる。測定コイルは、測定する筋肉又は筋肉群、好ましくはふくらはぎの筋肉の真下に置かれる。測定結果を最適にするために、ふくらはぎは、ふくらはぎ及び測定コイルの間の距離が最小限に抑えられるように、測定コイルの中央に置かれる。好ましくは、ふくらはぎの下の中心での測定信号の強度を利用し、かつそれ故に測定時間を減少させるために、一方のふくらはぎのみが測定される。このことは、第２のふくらはぎからの測定の人為現象が結果に影響を及ぼさないので、更に有利である。
【００１１】
エルゴメータのもう一つの好ましい実施態様は、アームエルゴメータであり、アームエルゴメータの機構は、ペダルエルゴメータのそれに対応する。脚の筋肉の代わりに、測定する腕の筋肉、例えば上腕筋又は前腕筋が、測定装置に対して適切な位置に置かれる。この実施態様において、被験者又は患者は、立ち上がり、着座、又は横臥位置にあっても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明は、図面を参照して代表的な好ましい実施態様に基づき記載される。
【００１３】
図１は、ペダルエルゴメータ１として、エルゴメータの好ましい実施態様の斜視略図を示す。エルゴメータ１の構成部品は、ＭＲ装置内でのエルゴメータの使用を可能にするように、非強磁性材料からなる。ベースプレート２上に、ペダルエルゴメータとしてのこの好ましい実施態様においてペダル３である駆動手段が、１つ又は一対の支持ピン４を介して固定具５を本質的に可動に提供され、固定具５は、ベースプレート２に堅固に取り付けられる。駆動手段は、測定する身体部分、又は運動させる筋肉に従って変化し、かつ好ましくは、駆動手段が偏向される時、測定又は検査する筋肉を運動させねばならないように設計される。例えば、駆動手段は、本質的に所望の筋肉又は筋肉群が、例えばバタフライ、ベンチプレス、バイセップカール、広背筋プルダウン、レッグエクステンション、レッグカール、レッグアダクション、レッグプレス及び／又はケーブルクロスのような公知の体操によって運動させられるように設計できる。それ故に、駆動手段の他の実施態様は、例えばハンドル、ループ及びウェイトトレーニングで公知の他の装置である。好ましくは、測定する筋肉は、本質的に測定ユニット又は測定コイル上に静止した状態にある。例えばペダルエルゴメータの場合に、ペダル３はそれ故、ふくらはぎを測定コイル頂部にできる限り静止して保つために足関節から操作される。駆動手段は、測定コイルホルダ６内に提供される測定コイルによって供給される結果ができる限り簡潔であるように、好ましくは測定する被験者又は患者の身体部分の中心上に取り付けられ得る。空気圧ピストン／シリンダ配列７は、駆動手段が被験者又は患者によって偏向される時、ピストン２０が、シリンダ２１に対して動くように、例えばペダル３のような駆動手段と、ベースプレート２上の固定具の間に提供される。ピストン／シリンダ配列７の空気圧により加えられた圧力は、被験者又は患者が、ペダル３を操作する時に、抵抗又は力を構成する。ペダル３は、好ましくはピストン２０を、シリンダ２１の底部にぶつかることから保護する止め具を含む。このようにして、ピストン／シリンダ配列７への損傷を防ぐことができる。
【００１４】
アームエルゴメータとしての、本発明によるエルゴメータのもう一つの好ましい実施態様において、エルゴメータは、測定する腕の筋肉によって操作される。測定する筋肉は、ペダルエルゴメータに関連して記載されたそれと同様の方法で、位置決めされる。
【００１５】
ピストン／シリンダ配列７の空気圧により加えられた圧力は、シリンダ２１に接続された圧縮空気入口から供給される。好ましくは、空気室８が、エルゴメータ１と、圧縮空気入口の間に提供される。この空気室８は、ピストン／シリンダ配列７で加えられた空気圧が制御手段を介して制御又は調整できるように設計され、このことは、以下で更に詳細に説明され、かつ駆動手段、例えばペダル３が偏向される時、高い又は短期の負荷ピークが反対圧力から生じないことを更に保証する。加えられる力は、５０Ｎ〜９００Ｎ、又は１００Ｎ〜８００Ｎ、又は２００Ｎ〜７００Ｎ、又は３００Ｎ〜６００Ｎの範囲にあり、かつ好ましくは健康な被験者に関して約６００Ｎ、かつ問題となる身体部分の動作が限定される患者に関して約３００Ｎである。
【００１６】
エルゴメータ１は、センサと、付随する保護ケーブルが、磁気共鳴装置の検査室内に提供され得る制御手段を好ましくは含む。制御手段の電子制御装置は、磁気共鳴装置の検査室の外側に置かれる。制御手段は、ピストン／シリンダ配列７で、空気圧を調整し、かつそれ故に駆動手段、例えばペダル３を偏向させるために、被験者又は患者によって加えられることが必要な力を構成するピストン２０に及ぼされる圧力を調整する。制御手段は、好ましくはコンピュータと、獲得したデータを制御及び／又は処理するためのコンピュータプログラムを含む。
【００１７】
駆動手段に加えられる力の決定は、機械的変形を電気信号又は電気抵抗変化に変換する、ピストン２０に提供された１つ以上のセンサによって実行される。好ましくは、歪計２３が、このために使用される。歪計の領域において、ピストン／シリンダ配列７のピストン２０の直径は、シリンダガイダンス内よりも小さい。更に、少なくとも歪計の領域内において、ピストン２０は、中空であっても良い。好ましい実施態様において、ピストン２０の弾性率は、理想的には３０００Ｎ／ｍｍ２である。
【００１８】
駆動手段又はペダル３を動かすために必要な抵抗又は力は、特に操作中に制御又は調整できる。抵抗又は力は、自動的又は電子的に調整できるか、又は例えば被験者又は患者の検査中に測定された信号に基づき手動で制御できる。更に、ピストン２０及びシリンダ２１は、少なくとも操作中に、又はそれらが互いに対して動く時に、エアクッションが、その間に形成されるように大きさが決められる。このエアクッションのために、摩擦抵抗が、無視できるようになり、かつ従って測定値は、さらに著しく正確になる。ピストン／シリンダ配列７は、０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ、又は０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ、又は０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍ、又は０．０３〜０．０４ｍｍの、ピストン２０と、シリンダ２１の間のギャップを含み、かつ好ましくはギャップは、約０．０３５ｍｍである。
【００１９】
更にペダルエルゴメータとしての好ましい実施態様において、例えば被験者の足、ふくらはぎ、及び肩用のストラップ固定具のような固定具が、提供され、それも被験者又は患者の身長に調節できる。
【００２０】
アームエルゴメータとしてのもう一つの好ましい実施態様において、例えば被験者又は患者の手又は前腕用の対応する固定具が、提供される。
【００２１】
駆動手段の運動距離を測定するために、少なくとも１つの歪計を含むカーボンスプリングが、空気圧シリンダ２１と平行に提供される。このようにして、歪計の出力信号に応じて、駆動手段の運動、例えばペダル踏み運動に関して結論が下され得る。このカーボンスプリングは、長いたわみにわたりばね定数を示し、かつばねがこのたわみの範囲内で操作されるように設計される。
【００２２】
図２ａは、ピストン／シリンダ配列７の概略図を示し、かつ図２ｂは、ピストン／シリンダ配列７の断面図を示す。アダプタ２２を用いて、被験者又は患者によって加えられる力の範囲は、好ましくは患者又は被験者が検査されるかに応じて、上記の範囲で修正できる。このことは、ピストン２０を取り囲むアダプタ２２を使用して、シリンダ２１か、ピストン２０に、シリンダ内で有効なピストンの直径を堅固に取り付けることによって行われる。好ましくは、アダプタ２２は、問題となる部分にねじで留められる。
【００２３】
図３は、回転角度車輪３２及び屈曲ビーム３１を用いた距離測定を示す。駆動手段が偏向される時、屈曲ビーム３１は偏向され、かつ駆動手段が移動する距離が、決定される。このために、回転角度車輪３２は、軸として使用される偏心回転ピン３４に取り付けられ、かつ回転角度車輪３２は、駆動手段、例えばペダル３の偏向の結果として動かされ、かつ次に屈曲ビーム３１を偏向させる。それ故に、一端が固定装置３０に堅固に取り付けられた屈曲ビーム３１は、偏向される。少なくとも１つの歪計３３は、屈曲ビーム３１の変形が、電子信号に変換されるように屈曲ビーム３１に提供される。
【００２４】
本発明は、上記の異なる実施態様からの特徴を組み合わせる実施態様も包含する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による装置の実施態様の概略図を示す。
【図２ａ】本発明による装置のピストン／シリンダ配列の実施態様の概略図を示す。
【図２ｂ】本発明による装置のピストン／シリンダ配列の実施態様の断面略図を示す。
【図３】本発明による装置の回転角度車輪及び屈曲ビームを用いた距離測定の実施態様の概略図を示す。
【符号の説明】
【００２６】
３  ペダル
７  ピストン／シリンダ配列
８  空気室
２０  ピストン
２１  シリンダ
２３  アダプタ
３０  固定装置
３１  屈曲ビーム
３２  回転角度車輪
３３  歪計
３４  偏心回転ピン
【図１】
2008536591.tif 000003
【図２ａ】
2008536591.tif 000004
【図２ｂ】
2008536591.tif 000005
【図３】
2008536591.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月21日(2008.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本質的に可動に提供された、少なくとも１つの駆動手段と、
少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を含み、駆動手段が、ピストン（２０）又はシリンダ（２１）での動作のために提供され、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力が、被験者又は患者による駆動手段を偏向させる抵抗又は力を構成する、特に磁気共鳴装置内で被験者又は患者を検査するためのエルゴメータであって、
駆動手段を動かすための抵抗又は力が、特に操作中に制御又は調整でき、抵抗又は力が、被験者又は患者の検査中にフィードバックループからの測定信号に基づき、自動的又は電子的に調整又は制御されることを特徴とするエルゴメータ。
【請求項２】
本質的に可動に提供された、少なくとも１つの駆動手段と、
少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を含み、駆動手段が、ピストン（２０）又はシリンダ（２１）での動作のために提供され、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力が、被験者又は患者による駆動手段を偏向させる抵抗又は力を構成する、特に磁気共鳴装置内で被験者又は患者を検査するためのエルゴメータであって、
ピストン（２０）及びシリンダ（２１）は、少なくとも操作中に、又はそれらが互いに対して動く時に、エアクッションが、その間に形成されるように大きさが決められることを特徴とするエルゴメータ。
【請求項３】
駆動手段は、ペダル（３）又はハンドルである請求項１又は２に記載のエルゴメータ。
【請求項４】
エルゴメータは、被験者又は患者の足、ふくらはぎ及び肩用のストラップ固定具を更に含む請求項３に記載のエルゴメータ。
【請求項５】
肩用のストラップ固定具は、被験者の身長に調節できる請求項３又は４に記載のエルゴメータ。
【請求項６】
ピストン／シリンダ配列（７）は、ピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に、最小０．０２ｍｍ、かつ最大０．０５ｍｍのギャップを含む請求項１から５のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項７】
エルゴメータの構成部品は、非強磁性材料からなる請求項１から６のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項８】
駆動手段は、ピストン（２０）を、シリンダ（２１）の底部にぶつかることから保護する止め具を含む請求項１から７のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項９】
駆動手段に加えられる力は、シリンダ（２１）内又は圧縮空気入口内の空気圧の測定を介して決定される請求項１から８のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１０】
駆動手段に加えられる力は、ピストンでの少なくとも１つの歪計を介して決定される請求項１から９のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１１】
歪計の領域において、ピストンの直径は、シリンダガイダンス内よりも小さい請求項１０に記載のエルゴメータ。
【請求項１２】
ピストン（２０）は、少なくとも歪計の領域において中空である請求項１０に記載のエルゴメータ。
【請求項１３】
ピストン（２０）の弾性率は、理想的には３０００Ｎ／ｍｍ２である請求項１から１２のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１４】
駆動手段の運動の距離測定は、空気圧シリンダと平行に提供される少なくとも１つの歪計を含むカーボンスプリングによって実行される請求項１から１３のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１５】
カーボンスプリングは、長いたわみにわたりばね定数を示し、かつばねがこのたわみの範囲内で操作されるように設計される請求項１４に記載のエルゴメータ。
【請求項１６】
距離は、駆動手段の運動によって偏向される屈曲ビーム（３１）を用いて決定される請求項１から１５のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項１７】
回転角度車輪（３２）は、軸として使用される偏心回転ピン（３４）に堅固に取り付けられ、かつ駆動手段の偏向の結果として動かされ、かつ次に屈曲ビーム（３１）を偏向させるように提供される請求項１６に記載のエルゴメータ。
【請求項１８】
屈曲ビーム（３１）の一端は、固定装置（３０）を用いて堅固に取り付けられ、かつそれに対して距離を置いて偏向される請求項１６又は１７に記載のエルゴメータ。
【請求項１９】
少なくとも１つの歪計（３３）は、屈曲ビーム（３１）の変形が、電子信号に変換されるように屈曲ビーム（３１）に提供される請求項１６、１７又は１８に記載のエルゴメータ。
【請求項２０】
駆動手段は、測定する被験者又は患者の身体部分の中心上に取り付けられる請求項１から１９のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項２１】
被験者又は患者によって加えられる力は、シリンダ（２１）か、ピストン（２０）に取り付けられたピストン（２０）を取り囲むアダプタ（２３）を用いてシリンダ（２１）内で有効なピストンの直径を修正することによって修正される請求項１から２０のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項２２】
駆動手段に加えられる力は、健康な被験者に関して約６００Ｎまで、かつ患者に関して理想的には約３００Ｎである請求項１から２１のいずれかに記載のエルゴメータ。
【請求項２３】
配列が、圧縮空気入口と、圧縮空気入口及びエルゴメータの間に提供される空気室（８）を更に含む請求項１から２２のいずれかに記載のエルゴメータを含むエルゴメータ配列。
【請求項２４】
空気室（８）は、ピストン／シリンダ配列（７）に加えられる空気圧が、制御又は調整でき、かつ駆動手段が偏向される時、高い又は短期の負荷ピークが反対圧力から生じないことを保証するように設計される請求項２３に記載のエルゴメータを含むエルゴメータ配列。
【請求項２５】
配列は、センサと、付随する保護ケーブルが、磁気共鳴装置の検査室内に提供される制御手段と、磁気共鳴装置の検査室の外側に置かれる制御手段の電子制御装置を更に含む請求項２３又は２４に記載のエルゴメータ配列。
【請求項２６】
制御手段は、ピストン／シリンダ配列（７）で空気圧と、それ故に駆動手段を偏向させるために、被験者又は患者によって加えられることが必要な力を構成するピストン（２０）に及ぼされる圧力を調整する請求項２５に記載のエルゴメータ配列。
【請求項２７】
制御手段は、コンピュータと、獲得したデータを制御及び／又は処理するためのコンピュータプログラムを含む請求項２５又は２６に記載のエルゴメータ配列。
【請求項２８】
次のステップ：
少なくとも１つの可動な駆動手段を提供することと、
ピストン（２０）又はシリンダ（２１）に駆動手段を配置すること、及び駆動手段を操作し、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力を提供することにより、被験者又は患者によって克服される抵抗又は力を作ることを含む、少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を提供することを含む、磁気共鳴装置において特に請求項１又は７に記載のエルゴメータを操作する方法であって、
特に操作中に駆動手段を動かすために必要な抵抗又は力を制御及び／又は調整し、抵抗又は力を調整又は制御するステップが、被験者又は患者の検査中にフィードバックループからの測定信号に基づき、自動的又は電子的であることを特徴とする方法。
【請求項２９】
次のステップ：
少なくとも１つの可動な駆動手段を提供することと、
ピストン（２０）又はシリンダ（２１）に駆動手段を配置すること、及び駆動手段を操作し、かつピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間に空気圧によって加えられる圧力を提供することにより、被験者又は患者によって克服される抵抗又は力を作ることを含む、少なくとも１つの空気圧ピストン／シリンダ配列（７）を提供することを含む、磁気共鳴装置において特に請求項２、６又は７のいずれかに記載のエルゴメータを操作する方法であって、
操作中に、又はそれらが互いに対して動く時に、ピストン（２０）及びシリンダ（２１）の間にエアクッションを形成することを特徴とする方法。
【請求項３０】
医学診断法及びスポーツ科学での、特にＰ  ＮＭＲ法のための請求項１から２９のいずれかに記載のエルゴメータ、エルゴメータ配列及び／又は方法の使用。
【国際調査報告】
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