(57)【要約】【課題】身体の特定部位についての神経伝達系の反応能力と筋肉伸縮系の反応能力とが簡単に測定できるインピーダンス式反応能力測定装置、更に、身体の複数の特定部位の反応能力についても求め得るインピーダンス式反応能力測定装置を提供する。【解決手段】筋肉非反応状態指示手段において身体の特定部位の筋肉を非反応状態にすべきことを指示した後、更に筋肉反応状態指示手段において身体の特定部位の筋肉を反応状態にすべきことを指示した後、インピーダンス測定手段及び計時手段において身体の特定部位の筋肉を反応状態にすべきことを指示した後における身体の特定部位の筋肉の反応が完了するまでのインピーダンス経過及び時間経過を測定し、系別反応時間演算手段においてこれらインピーダンス経過及び時間経過に基づいて神経伝達系の反応時間と筋肉伸縮系の反応時間とを求める。【選択図】      図３                                                                                            
2005211551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の特定部位の筋肉を非反応状態にすべきことを指示する筋肉非反応状態指示手段と、
身体の特定部位の筋肉を反応状態にすべきことを指示する筋肉反応状態指示手段と、
身体の特定部位に接触するための電極セットを有し、前記電極セットから身体の特定部位に電流を供給すると共に電圧を検出することによって、前記筋肉非反応状態指示手段で指示した後更に前記筋肉反応状態指示手段で指示した後における身体の特定部位の筋肉の反応が完了するまでのインピーダンス経過を測定するインピーダンス測定手段と、
前記筋肉反応状態指示手段で指示した後の時間経過を測定する計時手段と、
前記インピーダンス測定手段で測定したインピーダンス経過と前記計時手段で測定した時間経過とに基づいて、神経伝達系の反応時間と筋肉伸縮系の反応時間とを求める系別反応時間演算手段と、
を備えることを特徴とするインピーダンス式反応能力測定装置。
【請求項２】
前記系別反応時間演算手段は、前記筋肉反応状態指示手段で指示した後の前記インピーダンス測定手段で測定したインピーダンス経過において、指示した時点からインピーダンス変化に傾向が開始された時点までを神経伝達系の反応時間として、インピーダンス変化に傾向が開始された時点から傾向側の最端インピーダンスに達した時点までを筋肉伸縮系の反応時間として求めることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス式反応能力測定装置。
【請求項３】
前記インピーダンス測定手段は、前記電極セットが身体の複数の特定部位の各々に接触移動自在につながるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のインピーダンス式反応能力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス測定により反応能力を求める測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、反応能力を求める測定装置は、特許文献１に開示されるような、刺激表示を見てから動作の反応検知までの反応時間を測定することによって反応能力を求めるものであったり、特許文献２に開示されるような、押し順情報に従ってボタンを押したときの測定時データと平常時データとを比較することによって反応能力を求めるものであった。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８４４７４号公報
【特許文献２】特開平８−２２４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した反応能力を求める測定装置は、身体の反応に係わる系統のすべてを包括した反応能力を評価するものであった。すなわち、反応のための合図情報の検知を開始してから信号が脳に伝わり、この脳から動作を起こさせるための信号が特定部位に伝わるまでを表す神経伝達系の反応能力、又はこの特定部位が脳からの信号を受けてから動作を完了するまでを表す筋肉伸縮系の反応能力といったように、系別の反応能力についての評価ができるものでなかった。
【０００５】
また、下半身だけ又は手だけといったように、身体の限定された特定部位に係わる反応能力ついてしか求めることしかできない測定装置であった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて、神経伝達系の反応時間と筋肉伸縮系の反応時間とに分けて身体の特定部位の反応について簡単に測定できるインピーダンス式反応能力測定装置を提供することを課題とする。更に、身体の複数の特定部位の反応についても求め得るインピーダンス式反応能力測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインピーダンス式反応能力測定装置は、身体の特定部位の筋肉を非反応状態にすべきことを指示する筋肉非反応状態指示手段と、身体の特定部位の筋肉を反応状態にすべきことを指示する筋肉反応状態指示手段と、身体の特定部位に接触するための電極セットを有し、前記電極セットから身体の特定部位に電流を供給すると共に電圧を検出することによって、前記筋肉非反応状態指示手段で指示した後更に前記筋肉反応状態指示手段で指示した後における身体の特定部位の筋肉の反応が完了するまでのインピーダンス経過を測定するインピーダンス測定手段と、前記筋肉反応状態指示手段で指示した後の時間経過を測定する計時手段と、前記インピーダンス測定手段で測定したインピーダンス経過と前記計時手段で測定した時間経過とに基づいて、神経伝達系の反応時間と筋肉伸縮系の反応時間とを求める系別反応時間演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記系別反応時間演算手段は、前記筋肉反応状態指示手段で指示した後の前記インピーダンス測定手段で測定したインピーダンス経過において、指示した時点からインピーダンス変化に傾向が開始された時点までを神経伝達系の反応時間として、インピーダンス変化に傾向が開始された時点から傾向側の最端インピーダンスに達した時点までを筋肉伸縮系の反応時間として求めることを特徴とする。
【０００９】
また、前記インピーダンス測定手段は、前記電極セットが身体の複数の特定部位の各々に接触移動自在につながるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインピーダンス式反応能力測定装置は、筋肉非反応状態指示手段及び筋肉反応状態指示手段において身体の特定部位の筋肉を非反応状態及び反応状態にすべきことを被測定者に対して明確に伝え、インピーダンス測定手段において身体の特定部位に電極セットを接触して、筋肉非反応状態指示手段で指示した後更に筋肉反応状態指示手段で指示した後における身体の特定部位の筋肉の反応が完了するまでのインピーダンス経過を測定するとともに、計時手段において筋肉反応状態指示手段で指示した後の時間経過を測定し、系別反応時間演算手段においてこれらインピーダンス経過と時間経過とに基づいて神経伝達系の反応時間と筋肉伸縮系の反応時間とを求めることから、神経伝達系の反応時間と筋肉伸縮系の反応時間とに分けて身体の特定部位の反応について簡単に測定でき、系別の反応能力を評価をするために用いることができる。
【００１１】
また、系別反応時間演算手段が、身体の特定部位の筋肉を反応状態にすべきことを指示した時点からインピーダンス変化に傾向が開始された時点までを神経伝達系の反応時間として、インピーダンス変化に傾向が開始された時点から傾向側の最端インピーダンスに達した時点までを筋肉伸縮系の反応時間として求めることから、特に筋肉伸縮系の反応能力を評価をするための用途の広いものとなる。
【００１２】
また、インピーダンス測定手段は、前記電極セットが身体の複数の特定部位の各々に接触移動自在につながることから、身体の複数の特定部位の各々の反応能力についても求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のインピーダンス式反応能力測定装置は、筋肉非反応状態指示手段、筋肉反応状態指示手段、インピーダンス測定手段、計時手段及び系別反応時間演算手段から構成する。
【００１４】
筋肉非反応状態指示手段は、身体の特定部位の筋肉を非反応状態にすべきことを指示する。筋肉反応状態指示手段は、身体の特定部位の筋肉を反応状態にすべきことを指示する。インピーダンス測定手段は、身体の複数の特定部位の各々に接触移動自在につながり身体の特定部位に接触するための電極セットを有し、電極セットから身体の特定部位に電流を供給すると共に電圧を検出することによって、筋肉非反応状態指示手段で指示した後更に筋肉反応状態指示手段で指示した後における身体の特定部位の筋肉の反応が完了するまでのインピーダンス経過を測定する。計時手段は、筋肉反応状態指示手段で指示した後の時間経過を測定する。系別反応時間演算手段は、筋肉反応状態指示手段で指示した後のインピーダンス測定手段で測定したインピーダンス経過において、指示した時点からインピーダンス変化に傾向が開始された時点までを神経伝達系の反応時間として、インピーダンス変化に傾向が開始された時点から傾向側の最端インピーダンスに達した時点までを筋肉伸縮系の反応時間として求める。
【００１５】
なお、ここで、非反応状態とは所定の構えにおける平常な筋肉の張り状態をいう。また、反応状態とは所定の構えから動作を及ぼした際における平常な筋肉の張りとは異なった伸び又は縮みの状態をいう。更に、最端インピーダンスとは、最大インピーダンス又は最小インピーダンスをいう。
【００１６】
以下、実施例において、具体的に説明する。
【実施例】
【００１７】
まず、図１に示す外観図、図２に示すブロック図を用いて、本発明のインピーダンス式反応能力測定装置の具体的な構成について説明する。
【００１８】
本発明のインピーダンス式反応能力測定装置は、図１に示すように、本体部１と、電極セット２と、本体部１に電極セット２を接続するコード３とにより大別構成する。
【００１９】
電極セット２は、身体の特定部位に電流を通電するための通電用電極２ａと、身体の特定部位に通電している際に生じる電圧を検出するための測定用電極２ｂとから成り、身体の特定部位に貼付け可能で、かつ、着脱自在なものである。
【００２０】
また、コード３は、電極セット２の電極個数分の本数を有し、一端を電極２ａ、２ｂに接続し、他端を電子回路基板ユニットの回路ラインに接続している。
【００２１】
また、本体部１は、電子回路基板ユニットをケース５１の内部に備え、また、各種キースイッチ５２（オン／オフキー５２ａ、アップキー５２ｂ、ダウンキー５２ｃ、設定キー５２ｄ）、表示器５３、外部入出力インターフェース５４の一部を構成するコネクタ５４ａをケース５１の外面に備える。
【００２２】
電子回路基板ユニットには、図２に示すように、外部入出力インターフェース５４の一部を構成するインターフェース回路５４ｂ、ブザー５５、補助記憶装置５６、フィルタ回路５７、交流電流出力回路５８、基準抵抗５９、差動増幅器６０、６１、切替器６２、Ａ／Ｄ変換器６３及びマイクロコンピュータ６４を実装する。
【００２３】
表示器５３は、筋肉非反応状態の指示、筋肉反応状態の指示、系別反応時間の結果等についての表示をするためのものである。
【００２４】
オン／オフキー５２ａは、本装置を作動させるために入切を行うためのものである。
【００２５】
アップキー５２ｂ及びダウンキー５２ｃは、入力時におけるカーソルの移動等を行うためのものである。
【００２６】
設定キー５２ｄは、アップキー５２ｂ及びダウンキー５２ｃで選択したカーソル位置の確定等を行うためのものである。
【００２７】
コネクタ５４ａは、外部機器との入出力を行うための連絡口となるものである。
【００２８】
インターフェース回路５４ｂは、コネクタ５４ａを介して外部機器と信号の入出力を行うためのものである。
【００２９】
ブザー５５は、筋肉反応状態の指示としてブザー音を発生するためものである。
【００３０】
補助記憶装置５６は、更新可能なデータを記憶するためのものである。
【００３１】
フィルタ回路５７は、マイクロコンピュータ６４から出力された信号を通電用信号に成形するためのものである。
【００３２】
交流電流出力回路５８は、フィルタ回路５７から出力された信号を一定の実行値とするためのものである。
【００３３】
基準抵抗５９は、交流電流出力回路５８の出力の一端子に接続し、交流電流出力回路５８からの定電流の変化がもたらすインピーダンスへの影響を補正するために基準とする抵抗（インピーダンス）である。
【００３４】
一方の差動増幅器６０は、基準抵抗５９の両端に生じる電圧を増幅するためのものであり、他方の差動増幅器６１は、測定用電極２ｂで検出した電圧を増幅するためのものである。
【００３５】
切替器６２は、差動増幅器６０、６１からの出力をマイクロコンピュータ６４の制御により選択出力するものである。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器６３は、切替器６２からの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換し、マクロコンピュータへ出力するものである。
【００３７】
マイクロコンピュータ６４は、ＣＰＵ、制御及び演算用プログラム・筋肉非反応状態や筋肉反応状態の指示情報等を記憶するＲＯＭ、演算結果・外部より読み込んだプログラム・入力データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、タイマー、ＩＯポート等を備え、筋肉非反応状態時や筋肉反応状態時における身体の特定部位のインピーダンス経過の測定、筋肉反応状態を指示した後の時間経過の測定、筋肉非反応状態や筋肉反応状態の指示、神経伝達系の反応時間や筋肉伸縮系の反応時間等の演算、系別反応時間の結果等の表示に関する制御等の処理を行う。ここで、筋肉非反応状態の指示情報とは「測定を開始します。力を抜いて、ブザーが鳴ったら力を入れてください」の表示情報、筋肉反応状態の指示情報とはブザー音の発生情報である。
【００３８】
なお、表示器５３及びマイクロコンピュータ６４にて筋肉非反応状態指示手段を構成する。ブザー５５及びマイクロコンピュータ６４にて筋肉反応状態指示手段を構成する。電極セット２、コード３、フィルタ回路５７、交流電流出力回路５８、基準抵抗５９、差動増幅器６０、６１、切替器６２、Ａ／Ｄ変換器６３及びマイクロコンピュータ６４にてインピーダンス測定手段を構成する。マイクロコンピュータ６４にて計時手段及び系別反応時間演算手段を構成する。
【００３９】
次に、図３に示すフローチャート図、図４に示す反応指示前後におけるインピーダンスと時間との関係を表すグラフを用いて、上述した構成を有するインピーダンス式反応能力測定装置の使用態様及び機能動作について説明する。
【００４０】
初めに、本体部１のケース５１のオン／オフキー５２ａが押されると、本装置の各部が作動状態となり、マイクロコンピュータ６４からの制御により初期画面が表示器５３に表示され、ユーザーによりアップキー５２ｂ、ダウンキー５２ｃ及び設定キー５２ｄを用いて個人情報等が入力されると、被測定者に対する筋肉非反応状態の指示として「測定を開始します。力を抜いて、ブザーが鳴ったら力を入れてください。」の表示を行う（ステップＳ１）。
【００４１】
続いて、図１に示すように、反応能力を評価するために目的とする被測定者の身体の特定部位（前腕）に電極が貼付けによって装着され（図１参照）、所定の姿勢における筋肉（握る際に係わる筋肉）の非反応状態が保持され、設定キー５２ｄが押されると、マイクロコンピュータ６４の制御により身体の特定部位のインピーダンスの測定（インピーダンスのサンプリング）を開始する。そして、その後の身体の特定部位の筋肉の非反応状態におけるインピーダンスの経過を取得する。より具体的には、マイクロコンピュータ６４から出力した信号に基づいて、通電用電極２ａから被測定者の身体の特定部位（非反応状態の前腕の筋肉）に電流を通電し、測定用電極２ｂによりその際に検出した身体の特定部位（非反応状態の前腕の筋肉）に生じた電圧に基づく信号レベルによるインピーダンスをサンプリングし、その経過をマイクロコンピュータ６４のＲＡＭに一時的に記憶する（ステップＳ２）。
【００４２】
続いて、被測定者に対して筋肉反応状態（手を握る）にさせるための指示として、ブザー５５においてブザー音を発生する。また、これと同時に、マイクロコンピュータ６４において内部のタイマーを用いてブザー音発生後の時間の測定（時間のサンプリング）を開始する（ステップＳ３）。なお、インピーダンスの測定（インピーダンスのサンプリング）は、継続して行う。
【００４３】
続いて、ブザー音の発生を受けた被測定者が筋肉反応状態に動作する（手を握る）と予測される時間よりも十分に長い時間（測定時間Ｔｍ）について、インピーダンスと時間とを同期しながらサンプリングし、その経過を取得する。すなわち、身体の特定部位の筋肉反応状態におけるインピーダンスのサンプリングの経過を取得する。より具体的には、ブザー音を発生してから、検出した身体の特定部位（握る際に係わる筋肉）に生じた電圧に基づく信号レベルによるインピーダンスを一定時間間隔Ｓで測定時間Ｔｍについてサンプリングし、その際のインピーダンスと時間とをマイクロコンピュータ６４のＲＡＭに一時的に記憶する。そして、マイクロコンピュータ６４の制御により身体の特定部位のインピーダンスの測定を終了する（ステップＳ４）。
【００４４】
続いて、マイクロコンピュータ６４の制御により系別反応時間を演算する。より具体的には、マイクロコンピュータ６４において、ＲＡＭに一時的に記憶しているブザー音を発生してからのインピーダンスと時間との経過において、ブザー音を発生した時点Ｐ０からインピーダンス変化に増加傾向を開始した時点Ｐ１までを神経伝達系の反応時間Ｔ１とし、インピーダンス変化に増加傾向を開始した時点Ｐ１から最大インピーダンスに達した時点Ｐ２までを筋肉伸縮系の反応時間Ｔ２とし、これらの神経伝達系の反応時間Ｔ１と筋肉伸縮系の反応時間Ｔ２とを合算した身体全反応系の反応時間Ｔ３として演算し、ＲＡＭに一時的に記憶する（ステップＳ５）。なお、増加傾向を開始したことは、サンプリングしたインピーダンスが、非反応状態のときの変動より大きく、継続して数回増加した場合に判断する。
【００４５】
続いて、表示器５３において、マイクロコンピュータ６４の制御によりこの演算された神経伝達系の反応時間Ｔ１、筋肉伸縮系の反応時間Ｔ２及び身体全反応系の反応時間Ｔ３の表示を行う（ステップＳ６）。以上のような一連の流れを経て動作が完了する。
【００４６】
なお、上述した実施例では、身体の特定部位として前腕の筋肉の反応を測定する態様としたものであるが、電極セットが身体の複数の特定部位の各々に接触移動自在につながるものであることから、身体の他の特定部位に係わる筋肉（例えば、大腿四頭筋、上腕二頭筋、腹直筋等）の反応を測定する態様にしても同様に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例としてのインピーダンス式反応能力測定装置の外観図である。
【図２】図１の装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図１の装置の使用態様及び機能動作の手順を示すフローチャート図である。
【図４】反応指示前後におけるインピーダンスと時間との関係を表すグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  本体部
２  電極セット
２ａ  通電用電極
２ｂ  通電用電極
３  コード
５１  ケース
５２  各種キースイッチ
５２ａ  オン／オフキー
５２ｂ  アップキー
５２ｃ  ダウンキー
５２ｄ  設定キー
５３  表示器
５４  外部入出力インターフェース
５４ａ  コネクタ
５４ｂ  インターフェース回路
５５  ブザー
５６  補助記憶装置
５７  フィルタ回路
５８  交流電流出力回路
５９  基準抵抗
６０、６１  差動増幅器
６２  切替器
６３  Ａ／Ｄ変換器
６４  マイクロコンピュータ
【図１】
2005211551.tif 000003
【図２】
2005211551.tif 000004
【図３】
2005211551.tif 000005
【図４】
2005211551.tif 000006