(57)【要約】  力が力変換器にかかると、力変換器からの２つの出力信号が生成されるように配置される力変換器が開示される。これらの出力信号は、第１面および第１面に直交する第２面における分力を示し、第１面および第２面に直交する第３面における分力は、力変換器からの出力信号に影響を与えない。さらに、そのような力変換器を含む取っ手と、取っ手が取り付けられる基部とを備える測定装置が開示される。さらに、筋硬直を測定するためのシステムが開示されており、システムは測定部および処理部を備え、測定部は上記測定装置を含む。
2021522512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力が力変換器にかかると、力変換器からの２つの出力信号が生成されるように配置される力変換器であって、これらの出力信号は、第１面および前記第１面に直交する第２面における分力を示し、前記第１面および前記第２面に直交する第３面における分力は前記力変換器からの出力信号に影響を与えない、力変換器。
【請求項２】
前記力変換器はさらに、前記力変換器にかかるトルクが、前記力変換器からの出力信号に影響を与えないように配置される、請求項１に記載の力変換器。
【請求項３】
前記力変換器は、細長い芯部を備え、
前記２つの出力信号のそれぞれは、４つの歪みゲージにより生成され、４つの歪みゲージは、ブリッジ接続で電気的に接続され、前記芯部の一つ以上の表面に物理的に配置され、その歪み感知方向が芯部の長手方向の軸に平行であり、
各ブリッジ接続の４つの歪みゲージのうち２つは、前記芯部の一端近くに配置され、他の２つは、前記芯部の反対側の端の近くに配置され、２つの歪みゲージは前記芯部の片側上の共通の面に配置され、他の２つの歪みゲージは、前記芯部の反対側上にある、平行に設けられる別の共通の面に配置され、
一方のブリッジ接続の４つの歪みゲージのうち２つの共通の面は、もう一方のブリッジ接続の４つの歪みゲージの２つの共通の面に直交する、
請求項１または２に記載の力変換器。
【請求項４】
各ブリッジ接続について、前記芯部の片側にある２つの歪みゲージは、伸ばされると正に応答し、収縮されると負に応答するように配置され、前記芯部の反対側にある２つの歪みゲージは、伸ばされると負に応答し、収縮されると正に応答するように配置される、
請求項３に記載の力変換器。
【請求項５】
前記芯部には、１つ以上のプリント回路基板が取り付けられ、そのプリント回路基板は、少なくとも、２つの歪みゲージのブリッジ接続用のフロントエンド電子機器を含む、請求項３または４に記載の力変換器。
【請求項６】
前記芯部はほぼ円筒形である、
請求項３から５のいずれか一項に記載の力変換器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の力変換器を備える取っ手であって、力変換器は、力が取っ手にかかると、前記取っ手の長手方向の軸に直交する方向の分力を測定し、前記取っ手の長手方向の軸に平行な方向の分力を無視するように配置される、取っ手と、
前記取っ手が取り付けられる基部と、
を備える測定装置。
【請求項８】
前記取っ手の外側部分は、例えば、前記芯部の両端の周りにそれぞれ配置されるボールベアリングによって、前記芯部の周りを回転自在に配置される、
請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記基部は、人の身体部分に適用するための補助具に前記測定装置を取り外し可能に取り付けるための連結部を備える、
請求項７または８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記連結部は、バヨネットジョイントタイプであり、一方を他方に挿入し、２つの部分を互いに相対的に回転させるだけで、前記測定装置を補助具に取り付けることができ、２つの部分は、互いに反対方向に相対的に回転させ、引き離すことにより、互いに分離させることができる、
請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
好ましくは、前記基部内において、
マイクロコントローラ、
３軸加速度計、
３軸ジャイロスコープ、
３軸磁力計、
ＥＭＧプローブセット用のアナログフロントエンド電子機器、
Bluetoothなどの通信モジュール、および
電源、例えば充電式バッテリー
のうち、１つ以上のものをさらに備える、請求項７から１０のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１２】
個人の所定の関節における筋硬直を測定し、測定部と処理部とを備えるシステムであって、前記測定部は、所定の関節の身体部分に適用されるように構成され、請求項７から１１のいずれか一項に記載の少なくとも一つの測定装置を備え、
前記処理部は、
少なくとも１つの測定装置から複数のデータセットを受信し、
測定データに基づいて、誘発される伸張反射の１つ以上の兆候について前記複数のデータセットを分析し、
測定データに基づいて筋硬直スコアを計算する、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力変換器、より具体的には、一部の方向の分力を測定し、他の方向の分力を無視することができる力変換器に関する。さらに、本発明は、かかる力変換器を備える、筋硬直を測定するための測定装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の用途として、例えば、筋硬直の測定値を取得するために人体の部分にかかる力を測定する場合、重要なのは、一部の方向の分力を比較的正確に測定し、その他の方向の分力は関係ないことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、公知の力変換器は、加えられる力の異なる方向の分力を十分に区別することができない。つまり、関係のない方向の分力が、関係する方向の分力の測定に影響を与える。言い換えれば、関係のない分力はノイズ信号を構成し、その信号が関係のある分力の測定を妨げる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の簡単な説明
本発明の目的は、当該技術分野で知られている力変換器の上記の欠点のない力変換器を提供するとともに、そのような力変換器の用途をいくつか提供することである。
【０００５】
本発明は、力が力変換器にかかると、力変換器から２つの出力信号が生成されるように配置される力変換器に関し、これらの出力信号は、第１面および第１面に直交する第２面における分力を示し、第１面および第２面に直交する第３面における分力は力変換器からの出力信号に影響を与えない、力変換器に関する。
【０００６】
このような構成の力変換器は、公知の力変換器の上記の欠点を排除する。
【０００７】
本発明の一実施形態では、力変換器はさらに、力変換器にかかるトルクが力変換器からの出力信号に影響を与えないように配置される。
【０００８】
力変換器が、かかるトルクを無視するように構成されていると、力の測定がノイズ信号によって妨げられる可能性がさらに低くなる。
【０００９】
本発明の一実施形態では、力変換器は、細長い芯部を備え、２つの出力信号のそれぞれは４つの歪みゲージによって生成され、４つの歪みゲージは、ブリッジ接続で電気的に結合され、芯部の１つ以上の表面に物理的に配置され、歪み感知方向が芯部の長手方向の軸と平行であり、各ブリッジ接続の４つの歪みゲージのうち２つは、芯部の一端近くに配置され、他の２つは芯部の反対側の端の近くに配置され、２つの歪みゲージは芯部の片側上の共通の面に配置され、他の２つの歪みゲージは、芯部の反対側上にある、平行に設けられる他の共通の面に配置され、一方のブリッジ接続の４つの歪みゲージのうち２つの共通の面は、もう一方のブリッジ接続の４つの歪みゲージの２つの共通の面に直交する。
【００１０】
このような力変換器の構成は、比較的少数の電子部品のみを使用して、信頼性が高く正確な測定結果となることが明らかとなった。
【００１１】
本発明の一実施形態では、各ブリッジ接続について、芯部の片側にある２つの歪みゲージは、伸ばされると正に応答し、収縮されると負に応答するように配置され、芯部の反対側にある２つの歪みゲージは、伸ばされると負に応答し、収縮されると正に応答するように配置される。
【００１２】
このような歪みゲージを配置することにより、かけられる力の関係する方向の分力に対応する、比較的大きく均一な出力信号を得ることが可能であり、同時に、関係のない方向の分力からの出力信号への影響を排除することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態では、芯部に１つ以上のプリント回路基板が取り付けられ、そのプリント回路基板は、少なくとも、２つの歪みゲージのブリッジ接続用のフロントエンド電子機器を備える。
【００１４】
本発明の一実施形態では、芯部はほぼ円筒形である。
【００１５】
本発明の一態様は測定装置に関し、測定装置は、上記力変換器を備える取っ手と、取っ手が取り付けられる基部とを備える測定装置に関する。ここでは、力変換器は、力が取っ手にかかると、取っ手の長手方向の軸に直交する方向の分力を測定し、取っ手の長手方向の軸に平行な方向の分力は無視するように配置される。基部は、取っ手が取り付けられる。
【００１６】
本発明の一実施形態では、取っ手の外側部分は、例えば、芯部の両端の周りにそれぞれ配置されるボールベアリングによって、芯部の周りを回転自在に配置される。
【００１７】
取っ手の外側部分が芯部の周りを回転自在にすることは、測定装置がその長手方向の軸周りで取っ手にかかるトルクを受けないことを意味する。
【００１８】
本発明の実施形態では、基部は、人の身体部分に適用される補助具に測定装置を取り外し可能に取り付けるための連結部を備える。
【００１９】
本発明の一実施形態において、連結部はバイオネット継ぎ手タイプであり、測定部は、一方を他方に挿入し、２つの部分を互いに相対的に回転させるだけで補助具に取り付けることができ、２つの部分は、それらを反対方向に互いに相対的に回転させ引き離すことによって、互いに分離することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態では、測定装置はさらに、好ましくは基部内に、マイクロコントローラ、３軸加速度計、３軸ジャイロスコープ、３軸磁力計、ＥＭＧプローブセット用のアナログフロントエンドの電子機器、Bluetoothなどの通信モジュール、および電源などの充電式バッテリーのうち、１つ以上のものを備える。
【００２１】
このような測定装置の構成は、筋硬直を測定するシステムでの使用に最適である。
【００２２】
本発明の一態様は、個人の所定の関節における筋硬直を測定するためのシステムに関する。このシステムは、測定部と処理部とを備え、測定部は、所定の関節の身体部分に適用されるように構成され、上記の少なくとも１つの測定装置を備える。処理部は、少なくとも１つの測定装置からの複数のデータセットを受信し、誘発される伸張反射の１つ以上の兆候の複数のデータセットを分析し、測定データに基づいて、筋硬直スコアを計算するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
以下では、本発明のいくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、力変換器の歪みゲージのレイアウトの概略図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の一実施形態による、力変換器の第１信号チャネルの電気回路図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の一実施形態に係る力変換器の第２信号チャネルの電気回路図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部に力が第１方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部に力が第２方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部に力が第３方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部に力が第４方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｅ】図３ｅは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部に力が第５方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｆ】図３ｆは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部にトルクが第１方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｇ】図３ｇは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部にトルクが第２方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｈ】図３ｈは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部にトルクが第３方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｉ】図３ｉは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部にトルクが第４方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｊ】図３ｊは、本発明の一実施形態において、力変換器の芯部にトルクが第５方向にかかる状態の概略図である。
【図３ｋ】図３ｋは、本発明の一実施形態による力変換器の熱膨張の概略図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の一実施形態による力変換器の芯部の概略図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の一実施形態による力変換器の概略図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の一実施形態による測定装置の取っ手の斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、一部の部品を取り外した図５ａに示す取っ手の斜視図である。
【図５ｃ】図５ｃは、図５ａに示す取っ手の断面図である。
【図６ａ】図６ａは、本発明の一実施形態による測定装置を斜め上から見た斜視図である。
【図６ｂ】図６ｂは、図６ａに示す測定装置を斜め下から見た斜視図である。
【図６ｃ】図６ｃは、図６ａに示す測定装置の側面図である。
【図６ｄ】図６ｄは、図６ａに示す測定装置の底面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態による筋硬直を測定するためのシステムの測定部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態による力変換器１の歪みゲージのレイアウトの概略図である。これには、８つの歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がどのように円筒形芯部２の外面に配置されているかを示す。
【００２５】
４つの歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、芯部２の第１端（左端）の近くの周りに配置され、他の４つの歪みゲージＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、芯部２の他端（右端）近くの周りに配置される。
【００２６】
８つの歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれ、他の歪みゲージＬ３，Ｌ４，Ｌ１，Ｌ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１，Ｒ２のそれぞれの反対側に配置され、他の歪みゲージＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とそれぞれ同じ面に配置される。
【００２７】
したがって、歪みゲージＬ１およびＲ１はそれぞれ、歪みゲージＬ３およびＲ３の反対側であって共通の面に配置され、歪みゲージＬ２およびＲ２はそれぞれ、歪みゲージＬ４およびＲ４の反対側であって共通の面に配置される。さらに、歪みゲージＬ１，Ｒ１，Ｌ３およびＲ３が配置されている２つの平行な面は、歪みゲージＬ２，Ｒ２，Ｌ４およびＲ４が配置されている２つの平行な面に直交する。
【００２８】
図２ａおよび図２ｂにそれぞれ示すように、歪みゲージＬ２，Ｌ４，Ｒ２，Ｒ４の４つは、第１信号チャネルＡの第１ブリッジ接続で電気的に接続され、他の４つの歪みゲージＬ１，Ｌ３，Ｒ１，Ｒ３は、第２信号チャンネルＢの第２ブリッジ接続で電気的に接続される。
【００２９】
図１に示すように、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の定義を使用して、第１信号チャネルＡに関連する４つの歪みゲージＬ２，Ｌ４，Ｒ２，Ｒ４はＸ−Ｙ面に配置され、第２信号チャネルＢに関連する４つの歪みゲージＬ１，Ｌ３，Ｒ１，Ｒ３はＸ−Ｚ面に配置される。
【００３０】
２つの信号チャネルＡ、Ｂそれぞれにおいて、電源ＥＡ、ＥＢは、ブリッジ接続の両端に電圧を供給し、ブリッジ接続を形成する４つの歪みゲージＬ２，Ｌ４，Ｒ２，Ｒ４およびＬ１，Ｌ３，Ｒ１，Ｒ３の個々の電気抵抗に応じた出力信号ＶＡ、ＶＢを、図２ａおよび図２ｂに示すように、２つの信号チャンネルＡ，Ｂのそれぞれに対して測定することができる。
【００３１】
２つの出力信号ＶＡ、ＶＢは、力変換器１にかかる力のＺ方向とＹ方向の成分にそれぞれ比例するため、Ｘ方向に垂直な分力の大きさに比例する、結果として生じる力信号ＶＦは次の式から計算できる。
【００３２】
【数１】
2021522512.tif 000003
【００３３】
信号チャネルＡ、Ｂのバランスが取れていない場合、小さな「ゼロ電流」が測定ポイントに流れ、「ゼロ出力」の状況でも、小さな出力信号ＶＡ、ＶＢが測定されることに留意すべきである。このような場合、２つの出力信号ＶＡ、ＶＢは、実際には、Ｚ方向とＹ方向の分力に直接比例するのではなく、線形的に相関する。
【００３４】
この「ゼロ電流」は、ブリッジ接続Ａ、Ｂの分岐の１つに追加される可変抵抗器によって除去できる。或いは、「ゼロ電流」は、受容され、出力信号ＶＡ、ＶＢおよび力信号ＶＦの処理において考慮するようにしてもよい。
【００３５】
８つの歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はすべて、Ｘ方向、つまり芯部２の長手方向の伸びに応答するように、芯部２の表面に配置される。４つのＬ１，Ｌ２，Ｒ１，Ｒ２は、伸ばされるときに正に応答し、他の４つのＬ３，Ｌ４，Ｒ３，Ｒ４は伸ばされるときに負に反応する。
【００３６】
当技術分野の当業者には知られるように、図２ａおよび図２ｂに示すように配される、２つの正に反応する歪みゲージＬ２，Ｒ２およびＬ１，Ｒ１と２つの負に応答する歪みゲージＬ４，Ｒ４およびＬ３，Ｒ３とを有するブリッジ接続した出力信号ＶＡ、ＶＢは、４つの歪みゲージＬ２，Ｌ４，Ｒ２，Ｒ４およびＬ１，Ｌ３，Ｒ１，Ｒ３のそれぞれによって測定される歪みの合計に比例する。より具体的には、かかるブリッジ接続において、同じ歪みが４つの歪みゲージＬ２，Ｌ４，Ｒ２，Ｒ４およびＬ１，Ｌ３，Ｒ１，Ｒ３のそれぞれによって得られる場合、出力信号ＶＡ、ＶＢは、単一の歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４から生成される出力信号ＶＡ、ＶＢの４倍である。
【００３７】
以下では、上向き矢印（↑）と下向き矢印（↓）を使用して、それぞれ「正」と「負」を示す。歪みゲージ参照に関連して使用する場合、例えば、例えばＬ３↓の場合、矢印は、指定される歪みゲージが伸びに対して正または負のどちらで応答するかを示す。
【００３８】
矢印はまた、歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４へのインパクトが正（伸長）であるか負（収縮）であるかを示し、歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の応答が正か負であるかを示すのに使用される。インパクトまたは応答の大きさは、矢印の前の数字、例えば１↑の形式の係数で示される。単位係数１は、歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が配置される面に直交する力によって生じるインパクトまたは応答を示す。例えば、歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が配置される面に対して４５°の角度方向で力がかかると、１／√２≒０．７１となる。
【００３９】
したがって、例えば下向きの力、すなわち図１による負のＺ方向の力が。芯部２の左端にかかった場合、１つの歪みゲージＬ２↑が伸び（１↑）、もう１つの歪みゲージＬ４↓は縮む（１↓）。Ｌ２↑からの応答は１↑（＝↑＊１↑）になり、Ｌ４↓からの応答も１↑（＝↓＊１↓）になる。芯部２のその端にある他の２つの歪みゲージＬ１，Ｌ３は影響を受けず、したがって、両方とも力の方向に平行な面に配置されているため、応答しない。
【００４０】
芯部２の他端（右端）に配置される４つの歪みゲージＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４についても同様に考えることができることは明らかである。
【００４１】
図３ａ−図３ｋは、力変換器１の芯部２に対してかかる様々な力およびトルクのインパクトを概略的に示しており、その応答について以下に説明する。
【００４２】
図３ａでは、力が負のＺ方向で芯部２にかかると、芯部２全体、よって芯部２の両端に影響を与える。
【００４３】
８つの歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が芯部２の表面に配置され、上記および図１、図２ａ、図２ｂに示すように２つのブリッジ接続Ａ、Ｂで連結されるとした場合、次の表を生成できる。
【００４４】
【表１】
2021522512.tif 000004
【００４５】
図３ｂでは、同様の力が、一部が負のＺ方向に、一部が負のＹ方向になるように、４５ー回転した方向にのみ芯部２にかかる。
この場合、表は次のようになる。
【００４６】
【表２】
2021522512.tif 000005
【００４７】
図３ｃでは、力の方向が４５°回転しているため、負のＹ方向のみになり、それに応じて表が変更される。
【００４８】
【表３】
2021522512.tif 000006
【００４９】
力の方向をさらに４５°回転させて、図３ｄに示す状況とする。ここでは、力の方向が一部正のＺ方向に、一部負のＹ方向となり、次の表となる。
【００５０】
【表４】
2021522512.tif 000007
【００５１】
したがって、図３ａ−図３ｄに示す状況では、力はすべてＸ方向に直交しており、つまり、力変換器１が力を測定することを目的とした面では、力信号の大きさはすべての方向で同じであり、システムの感度は高く、力信号の大きさＶＦの大きさ４で示される。
図３ｅでは、状況が異なる。ここで、力は正のＸ方向に芯部２にかかる。これにより、次の表となる。
【００５２】
【表５】
2021522512.tif 000008
【００５３】
したがって、必要に応じて、システムはＸ方向の分力に対して反応しない。
ここで、芯部２にかかる力ではなくトルクに注目すると、図３ｆ−図３ｉは、ＹおよびＺ方向の周りのトルク、ならびにそれらの２つの組み合わせを示している。これらの４つの状況では、表は次の内容を得る。
【００５４】
【表６】
2021522512.tif 000009
【００５５】
【表７】
2021522512.tif 000010
【００５６】
【表８】
2021522512.tif 000011
【００５７】
【表９】
2021522512.tif 000012
【００５８】
トルクがＸ方向周りの場合、状況は図３ｊに示すようになる。この場合、Ｘ方向に歪みは全くなく、表は非常に単純なものとなる。
【００５９】
【表１０】
2021522512.tif 000013
【００６０】
したがって、システムはすべての方向のトルクに対して反応しない。
【００６１】
最後に、図３ｋは、芯部２に作用するすべての方向の外向きの力によって示される熱膨張の状況を示す。このような場合、表は次のようになる。
【００６２】
【表１１】
2021522512.tif 000014
【００６３】
したがって、システムは熱膨張に反応しない。
【００６４】
図３ａ−図３ｋに示した１１の状況を要約すると、総じて結論は、記載したシステムは、ＹおよびＺ方向の分力（測定されることを意図した分力、すなわち信号）に対する感度が高く、Ｘ方向およびすべての方向のトルクと熱膨張（いずれも測定に影響を与えることが望ましくない、つまり、ノイズ）に対する反応はないということである。
【００６５】
図４ａは、どうのようにして芯部２が２つの同心シャフト３、４として実施されるかを示しており、外側測定シャフト３は内側シャフト４の周りに配置されている。図示の実施形態では、測定シャフト３は、２つのシャフト３、４の中央部分で内側シャフト４に密接に接続され固定されているが、シャフト３、４の端部近くには、内側シャフト４と測定シャフト３との間にギャップがある。このギャップにより、歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４（この図には示されていない）が取り付けられている測定シャフト３は、内側シャフト４が固定位置に保持されている場合でも曲げることができる。
【００６６】
図４ｂは、図４ａに示されるような芯部２を含む力変換器１を示している。図では、４つの歪みゲージＬ１，Ｌ２，Ｒ１，Ｒ２が見えているが、他の４つのＬ３，Ｌ４，Ｒ３，Ｒ４は見えていない。２つの歪みゲージのブリッジ接続Ａ、Ｂのフロントエンド電子機器を含むプリント回路基板５は、測定シャフト３の中央部分に取り付けられ、力変換器１が使用されるシステムの他の部分に、ケーブル接続部６を介して接続される。また、芯部２の各端にはボールベアリング７が取り付けられ、芯部２は、配置されているシステムユニット内で回転自在である。
【００６７】
図５ａは、図４ｃに示されるような力変換器１が組み込まれている、測定装置１０の取っ手８を示す。図５ｂでは、力変換器１がどのように取っ手８内に配置されているかが見えるように、取っ手８の外側部分９の半分が除去されている。図５ｂに示す取っ手８は、他の図に示されている取っ手８と比較して１８０°回転させている。
【００６８】
図５ｃは、図５ａに示す取っ手８の断面図である。この図は、どのようにして、ボールベアリング７により、取っ手８の外側部分９が、力変換器１の芯部２の周りを回転自在となるのかを示している。これは、取っ手８がその長手方向の軸の周りを回転するときに、Ｘ方向の周りのトルクが、取っ手８の外側部分９から力変換器１に伝達されないことを意味する。
【００６９】
図６ａおよび図６ｂはそれぞれ、筋硬直を測定するためのシステムの測定装置１０を、斜め上および斜め下から見た斜視図である。
【００７０】
図５ａ−図５ｃに示すような取っ手８は別として、測定装置１０は、取っ手８が取り付けられる基部１１を備える。基部１１の内部には、マイクロコントローラ、３軸加速度計、３軸ジャイロスコープ、３軸磁力計、ＥＭＧプローブセット用のアナログフロントエンド電子機器、例えばBluetoothなどの通信モジュール、および例えば充電式電池などの電源などの、いくつかの電子部品（図示せず）を配置してもよい。
【００７１】
測定装置１０は、測定装置１０内の電子機器を、筋硬直を測定するためのシステム（図示せず）の処理部（図示せず）に接続するための電気接続部１２と、測定装置１０を補助具（orthosis）１４（これらの図には示されていない）に取り付けるための第１機械的連結部１３とを備える。図示の実施形態では、第１機械的連結部１３はバヨネットジョイントタイプであるため、測定装置１０は、第１機械的連結部１３を補助具１４の第２機械的連結部１５（これらの図には示されていない）に挿入し、２つの部分を互いに相対的に回転させるだけで、補助具１４に取り付けることができる。
【００７２】
図６ｃおよび図６ｄはそれぞれ、図６ａおよび図６ｂに示される測定装置の側面図および底面図である。
【００７３】
図７は、上記の測定装置１０と、測定装置１０の第１機械的連結部１３が嵌合するように配置される第２機械的連結部１５を備えた補助具１４とを備える、筋硬直を測定するシステムの測定部の斜視図である。
【００７４】
測定装置１０と補助具１４とは、互いに結合されると、測定部を形成し、測定部は、関節の筋硬直が測定される個人の関節の身体部分に適用することができる。取っ手８を前後に動かしてジョイントを操作すると、取っ手８内の力変換器１を使用して、その長手方向の軸に直交する、取っ手８にかかる分力を判定することができる。取っ手８内のボールベアリング７により、補助具１４、およびそれにより、補助具１４が適用される身体部分は、取っ手８の長手方向の軸周りで取っ手８にかかるいかなるトルクも受けない。
【００７５】
次に、出力信号ＶＡ、ＶＢおよび／または力信号ＶＦは、電気接続部１２を介して、測定装置１０内の他の電子部品からのデータと共にシステムの処理部（図示せず）に送信され、処理部はデータを分析し、この分析に基づいて筋硬直のスコアを計算できる。特に、データは、複数のデータセットとして処理部に送信することができ、それから、処理部は、誘発される伸張反射の可能な兆候を抽出することができ、これは、当技術分野で知られている方法に従って筋硬直スコアを判定するのに有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１．力変換器
２．芯部
３．測定シャフト
４．内側シャフト
５．プリント回路基板
６．ケーブル接続部
７．ボールベアリング
８．取っ手
９．取っ手の外側
１０．測定装置
１１．基部
１２．処理部への電気接続部
１３．第１機械的連結部
１４．補助具
１５．第２機械的連結部
Ａ．第１信号チャネル
Ｂ．第２信号チャネル
ＥＡ．第１信号チャネルの電源
ＥＢ．第２信号チャネルの電源
Ｌ１．第１歪みゲージ，チャネルＢ
Ｌ２．第１歪みゲージ，チャネルＡ
Ｌ３．第２歪みゲージ，チャネルＢ
Ｌ４．第２歪みゲージ，チャネルＡ
Ｒ１．第３歪みゲージ，チャネルＢ
Ｒ２．第３歪みゲージ，チャネルＡ
Ｒ３．第４歪みゲージ，チャネルＢ
Ｒ４．第４歪みゲージ，チャネルＡ
ＶＡ．第１信号チャネルの出力信号
ＶＢ．第２信号チャネルの出力信号
【図１】
2021522512.tif 000015
【図２ａ】
2021522512.tif 000016
【図２ｂ】
2021522512.tif 000017
【図３ａ−３ｋ】
2021522512.tif 000018
【図４ａ】
2021522512.tif 000019
【図４ｂ】
2021522512.tif 000020
【図５ａ】
2021522512.tif 000021
【図５ｂ】
2021522512.tif 000022
【図５ｃ】
2021522512.tif 000023
【図６ａ】
2021522512.tif 000024
【図６ｂ】
2021522512.tif 000025
【図６ｃ】
2021522512.tif 000026
【図６ｄ】
2021522512.tif 000027
【図７】
2021522512.tif 000028
【国際調査報告】
2021522512.tif 000029
2021522512.tif 000030
2021522512.tif 000031
2021522512.tif 000032
2021522512.tif 000033