(57)【要約】 【課題】  本発明は、腱反射の動作を既存の測定データを用いて再現し、医療者が腱反射の診察手技及び動作測定技術を修得するのをサポートすることができる腱反射教育装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、人体の脚を模した脚模型と、叩打力を検知する力センサーと、動作パラメータを取得する加速度センサーと、叩打力及び動作パラメータを基に駆動力を算出する解析制御装置と、駆動力を脚模型に与える駆動装置と、解析制御装置とデータベースに蓄積された測定データをやり取りし、中央処理装置が練習者が入力装置に入力したデータとデータベースに蓄積された測定データを比較演算し、編集した結果を出力装置に出力するコンピュータと、脚模型に叩打力を与える打腱器とからなり、腱反射を再現して、習得機能及びテスト機能を行うことを特徴とする腱反射教育装置の構成とした。【選択図】  図２
2007003620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の脚を模した脚模型と、前記脚模型に取り付けられ叩打力を検知する力センサーと、前記脚模型に取り付けられ動作パラメータを取得する加速度センサーと、前記力センサーで検知した叩打力及び前記加速度センサーから取得した動作パラメータを基に駆動力を算出する解析制御装置と、前記解析制御装置で算出した駆動力を前記脚模型に与える駆動装置と、前記解析制御装置とインタフェースを介してデータベースに蓄積された健常者及び患者の測定データをやり取りし、練習者が入力装置に入力したデータを記憶装置に保存し、中央処理装置が記憶装置に保存されたデータとデータベースに蓄積された測定データを比較演算し、編集した結果を出力装置に出力するコンピュータと、前記脚模型に練習者が叩打力を与える打腱器とからなり、大腿四頭筋又はアキレス腱の腱反射を再現して、習得機能及びテスト機能を行うことを特徴とする腱反射教育装置。
【請求項２】
脚模型を腕模型に代え、上腕三頭筋、上腕二頭筋、三角筋又は腕橈骨筋の腱反射を再現したことを特徴とする請求項１に記載の腱反射教育装置。
【請求項３】
習得機能が、健常者及び患者の測定データをデータベースに蓄積する反射パターン登録の手順と、前記反射パターン登録後に任意に反射パターンを指定する反射パターン設定の手順と、前記反射パターン設定後に練習者の脚模型に対する叩打を力センサーが叩打検知し、解析制御装置が叩打力を叩打判定して駆動力を算出し、駆動装置に駆動命令を出して脚動作させ、加速度センサーが加速度検出して駆動装置に対し駆動制御する測定の手順と、前記測定後にコンピュータに結果を表示する判定出力の手順とにより行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の腱反射教育装置。
【請求項４】
テスト機能が、健常者及び患者の測定データをデータベースに蓄積する反射パターン登録の手順と、前記反射パターン登録後にデータベースからランダムに反射パターンを設定する反射パターン設定の手順と、前記反射パターン設定後に練習者の脚模型に対する叩打を力センサーが叩打検知し、解析制御装置が叩打力を叩打判定して駆動力を算出し、駆動装置に駆動命令を出して脚動作させ、加速度センサーが加速度検出して駆動装置に対し駆動制御する測定の手順と、前記測定後に反射パターンをデータベースからデータ取得し、練習者が診断入力したデータをコンピュータが診断判定し、正誤を判定出力する診断の手順とにより行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の腱反射教育装置。
【請求項５】
複数部位についての習得機能及びテスト機能を組み合わせた神経局在診断習得及びテスト機能を行うことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の腱反射教育装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腱反射の動作を既存の測定データを用いて再現し、医療者が腱反射の診察手技及び動作測定技術を修得するのをサポートすることができる腱反射教育装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高齢化の進行に伴い、中枢神経障害による疾患や、糖尿病性神経障害に代表されるような末梢神経障害による疾患が増加しつつある。前記疾患は、早期診断及び早期治療が非常に重要であり、診断技術の向上が強く求められている。
【０００３】
中枢神経障害及び末梢神経障害による疾患の診断は、まず腱反射に代表される神経の診察手技により障害部位を推定し、障害の可能性が高い部位を中心にＣＴスキャナー（コンピュータ断層撮影装置）やＭＲＩ（核磁気共鳴映像法）等の画像検査や、筋電計等の機能検査に代表される補助診断を追加することによって確定する。
【０００４】
腱反射は、神経の障害部位を推定する際に、最も多くの情報を提供する診察手技の一つであり、「脚気の診察手技」としても一般的である。四肢の動きの程度を視認して判断する診察手技であり、短時間で情報を得ることができ、用いる器具もハンマーのみで低コストである。
【０００５】
患者にとって、医療機関におけるＣＴスキャナーやＭＲＩ等の検査を受けることは、費用や時間の掛かるものであるため、前段階の腱反射により障害を特定できれば、医療経済も良くなることから、医療者の技術向上が求められる。
【０００６】
図１９は、腱反射の仕組みを示す図である。腱反射１６は、筋肉内にあるセンサーが伸張を感知すると、末梢神経を介して脊髄や脳に信号を送り、筋肉に向かう神経を通じて伸張された筋肉が伸び過ぎないように収縮させるというメカニズムによるものである。
【０００７】
ハンマー等の打腱器８で、患者の脚１６ａの膝付近にある腱１６ｃを叩打１６ｉすると、大腿の筋肉の一つである大腿四頭筋１６ｂが伸張する。筋肉内のセンサーである筋紡錘１６ｄが大腿四頭筋１６ｂの伸張を感知すると、伸張信号１６ｊが末梢神経である神経繊維１６ｅを通って中枢神経である脊髄１６ｆに伝えられる。
【０００８】
脊髄１６ｆ内では、神経と神経との接続部であるシナプス１６ｇを介して、別の末梢神経である運動繊維１６ｈに収縮信号１６ｋが伝達される。収縮信号１６ｋにより運動繊維１６ｈが刺激されることで大腿四頭筋１６ｂが収縮し、患者の脚１６ａが上がるという反射１６ｌとなって現れる。
【０００９】
腱反射１６のメカニズムは、中枢側の神経系により制御されており、上位の神経系に障害が起きると抑制が効かなくなって反射１６ｌが大きくなり、下位の神経系に障害が起きると情報伝達が不十分となって反射１６ｌが小さくなる。腱反射１６の特性を利用することで、中枢神経及び末梢神経の障害部位の推定が可能となる。
【００１０】
腱反射は、膝だけでなく、足関節、肩関節又は肘関節などにも見られ、診察の際は、多くの関節について測定する。測定結果から神経の障害部位を推定し、検査部位及び検査項目を決定するが、推定を誤ったり、絞り込みが不十分であると、過小検査により誤診が生じたり、過剰検査により医療費が増加したりする。
【００１１】
腱反射を再現した装置としては、特許文献１に記載されているように、関節部の両端にロッドが空気圧力により移動するアクチュエータ部を取り付け、ロッドの位置検出量をフィードバックしてロッドの変位制御、伸張反射制御及び相反性神経支配を行う人工筋の関節駆動装置という発明も公開されている。
【特許文献１】特開平０５−２２０６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、腱反射による診断は、医療者の判断に間違いが起きやすく、信頼性が低いことが指摘されており、医療者が指導を受けたり経験を積むだけでは、腱反射の診察手技の向上は不十分である。
【００１３】
そこで、本発明は、腱反射の動作を既存の測定データを用いて再現し、医療者が腱反射の診察手技及び動作測定技術を修得するのをサポートすることができる腱反射教育装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するために、人体の脚を模した脚模型２と、前記脚模型２に取り付けられ叩打力を検知する力センサー３と、前記脚模型２に取り付けられ動作パラメータを取得する加速度センサー４と、前記力センサー３で検知した叩打力及び前記加速度センサー４から取得した動作パラメータを基に駆動力を算出する解析制御装置６と、前記解析制御装置６で算出した駆動力を前記脚模型２に与える駆動装置５と、前記解析制御装置６とインタフェース７ｆを介してデータベース７ｅに蓄積された健常者及び患者の測定データをやり取りし、練習者９が入力装置７ａに入力したデータを記憶装置７ｄに保存し、中央処理装置７ｃが記憶装置７ｄに保存されたデータとデータベース７ｅに蓄積された測定データを比較演算し、編集した結果を出力装置７ｂに出力するコンピュータ７と、前記脚模型２に練習者９が叩打力を与える打腱器８とからなり、大腿四頭筋又はアキレス腱の腱反射を再現して、習得機能１ｅ及びテスト機能１ｆを行うことを特徴とする腱反射教育装置１の構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。第１に、正しい腱反射の診察手技及び動作測定技術を短時間で、かつ、高精度に修得することが可能となる。
【００１６】
第２に、医療者は実際の患者での練習の前に本装置を用いて十分にトレーニングを積むことができる。このため、被験者となる患者の負担を小さくすることができる。
【００１７】
第３に、医療者は費用を掛けずに腱反射の診察手技及び動作測定技術を向上させることができ、誤診や過剰検査が減少することにより患者の負担も減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
腱反射を装置により再現するという目的を、脚模型に力センサー、加速度センサー、駆動装置及びコンピュータを組み込み、健常者及び患者の腱反射測定データを使用することで実現した。
【実施例１】
【００１９】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である腱反射教育装置について詳細に説明する。図１は、本発明である腱反射教育装置の斜視図である。
【００２０】
腱反射教育装置１は、人体の脚を模した脚模型２と、前記脚模型２に取り付けられ叩打力を検知する力センサー３と、前記脚模型２に取り付けられ動作パラメータを取得する加速度センサー４と、前記力センサー３で検知した叩打力及び前記加速度センサー４から取得した動作パラメータを基に駆動力を算出する解析制御装置６と、前記解析制御装置６で算出した駆動力を前記脚模型２に与える駆動装置５と、前記解析制御装置６とインタフェース７ｆを介してデータベース７ｅに蓄積された健常者及び患者の測定データをやり取りし、練習者９が入力装置７ａに入力したデータを記憶装置７ｄに保存し、中央処理装置７ｃが記憶装置７ｄに保存されたデータとデータベース７ｅに蓄積された測定データを比較演算し、編集した結果を出力装置７ｂに出力するコンピュータ７と、前記脚模型２に練習者９が叩打力を与える打腱器８とからなり、大腿四頭筋又はアキレス腱の腱反射を再現して、習得機能１ｅ及びテスト機能１ｆを行うことを特徴とする。
【００２１】
図１に示すように、腱反射教育装置１は、可動部１ｄ、力センサー３、加速度センサー４、駆動装置５、解析制御装置６、コンピュータ７及び打腱器８からなり、図２に示すような可動部１ｄに脚模型２を使用する腱反射教育装置１ａ、図１８に示すような可動部１ｄに腕模型１５を使用する腱反射教育装置１ｃとすることができる。
【００２２】
尚、腱反射教育装置１ａの場合は、大腿四頭筋又はアキレス腱などの腱反射、腱反射教育装置１ｃの場合は、上腕三頭筋、上腕二頭筋、三角筋又は腕橈骨筋などの腱反射を再現することができ、腱反射の見られる部位であれば、腱反射教育装置１を応用することが可能である。
【００２３】
図２は、本発明である腱反射教育装置の脚の腱反射についての装置全体を示す図であり、図３は、本発明である腱反射教育装置の脚の腱反射についての加速度センサを設置しない場合の装置全体を示す図である。
【００２４】
また、図４は、本発明である腱反射教育装置の各装置の関係を示すブロック図であり、図５は、本発明である腱反射教育装置の習得機能の流れを示すフローチャートであり、図６は、本発明である腱反射教育装置のテスト機能の流れを示すフローチャートである。
【００２５】
図２に示すように、腱反射教育装置１ａは、脚模型２、力センサー３、加速度センサー４、駆動装置５、解析制御装置６、コンピュータ７及び打腱器８からなり、力センサー３、加速度センサー４、駆動装置５及び解析制御装置６は、脚模型２に取り付けられ、コンピュータ７は、外部機器として脚模型２と接続される。
【００２６】
尚、解析制御装置６をコンピュータ７に組み込んで解析制御装置６の処理をコンピュータ７で行うようにしても良いし、コンピュータ７を脚模型２に組み込んで装置の小型化を図ることも可能である。
【００２７】
脚模型２は、大腿部２ａ、下腿部２ｂ、連結部２ｃ、接続部２ｄ及び土台２ｅからなる人体の脚の模型であり、大腿部２ａと下腿部２ｂとは連結部２ｃにおいて繋がり、大腿部２ａと土台２ｅとは接続部２ｄにおいて繋がる。
【００２８】
大腿部２ａは、人体の大腿に当たる部分であり、棒状の部材を大腿の形状に成形したものである。同様に、下腿部２ｂは、人体の下腿に当たる部分であり、棒状の部材を下腿の形状に成形したものである。
【００２９】
連結部２ｃは、人体の膝に当たる部分であり、大腿部２ａの下端と下腿部２ｂの上端とを回転軸などを用いて回動可能に接続し、下腿部２ｂが低摩擦で振り子運動ができるようにする。
【００３０】
接続部２ｄは、人体の脚の付け根に当たる部分であり、大腿部２ａの上端と土台２ｅとを回転軸などを用いて回動可能に接続する。土台２ｅは脚模型２の全体を支える部分であり、上部を椅子状にして大腿部２ａを水平に載せることができるようにする。
【００３１】
神経の障害部位の推定や障害程度の評価には、叩打力と速度等のパラメータが重要であり、腱反射の動作程度に影響を与える叩打力の大きさは力センサー３で測定し、叩打後の動作速度の推移は加速度センサー４で測定する。
【００３２】
力センサー３は、脚模型２の連結部２ｃの下部に設置され、打腱器８による叩打を検知する。また、加速度センサー４は、下腿部２ｂの下部に設置され、下腿部２ｂの動作を検出する。
【００３３】
駆動装置５は、脚模型２の連結部２ｃ及び接続部２ｄを動かすことができるように設置するが、連結部２ｃ又は接続部２ｄとモーター等の動力が離れている場合は、ベルトやチェーン等のような動力伝達装置を利用することもできる。
【００３４】
図２の例では、駆動装置５を土台２ｅの上部に設けており、駆動装置５に近い接続部２ｄは、モーター５ｄのみで駆動させ、駆動装置５から離れた連結部２ｃは、モーター５ａの動力をベルト５ｃで滑車５ｂに伝達して駆動させる。
【００３５】
解析制御装置６は、力センサー３で検知した情報を基に計算して駆動装置５を動作させたり、加速度センサー４で検出した情報を基に計算して駆動装置５を制御したりする。また、コンピュータ７と情報のやり取りも行う。
【００３６】
尚、解析制御装置６と力センサー３とはケーブル６ａで接続し、解析制御装置６と加速度センサー４とはケーブル６ｂで接続し、解析制御装置６と駆動装置５とはケーブル６ｃで接続し、解析制御装置６とコンピュータ７とはケーブル６ｄで接続する。
【００３７】
ケーブル６ａ、ケーブル６ｂ及びケーブル６ｃには同軸ケーブル等を使用し、ケーブル６ｄにはＵＳＢケーブル等を使用するが、使用時に邪魔となる場合には、無線化することもできる。無線化技術には、複数のデジタル機器を無線で接続し、音声通信やデータ通信を行う技術の共通仕様であるブルートゥース等がある。
【００３８】
コンピュータ７は、医療者等の練習者９が行った診断を入力装置から入力し、正誤を判定した後、出力装置に結果を表示する。また、腱反射を再現するために、健常者や患者に関する既存の測定データを反射パターンとして予め蓄積しておく。
【００３９】
尚、コンピュータ７には、携帯情報端末（ＰＤＡ）等を含むものとする。また、コンピュータ７を小型化し、力センサー３、加速度センサー４、駆動装置５又は解析制御装置６と一体型にすることも可能である。
【００４０】
打腱器８は、脚模型２に叩打力を与えるためのハンマー等である。練習者９が腱反射の診察手技を修得するために使用するものであり、実際の腱反射の診断に使うものを利用することができる。
【００４１】
図３に示すように、腱反射教育装置１ｂは、加速度センサー４を設置しない場合である。加速度センサー４は、下腿部２ｂの加速度をフィードバックして脚の動作を制御するために設置するが、解析制御装置６が駆動装置５を時系列的に制御するようにすれば、設置しなくても良い。
【００４２】
加速度センサー４により脚の動作中に単位時間毎に速度の確認をして調整を行うのではなく、最初から駆動装置５に適正な力を与えるようにし、後からは動作を制御しない。加速度センサー４を取り付けずに済み、コストの削減となるので経済的である。
【００４３】
図４に示すように、コンピュータ７は、入力装置７ａ、出力装置７ｂ、中央処理装置７ｃ、記憶装置７ｄ、データベース７ｅ及びインタフェース７ｆ等からなり、インタフェース７ｆを介して解析制御装置６とデータ１０ｐのやり取りを行う。
【００４４】
入力装置７ａは、データ１０ｐをコンピュータ７に入力するキーボード又はマウス等の機器である。また、出力装置７ｂは、データ１０ｐをコンピュータ７から出力するディスプレイ、プリンタ又は電子カルテ等の機器である。
【００４５】
中央処理装置７ｃは、命令の解釈と実行の制御１０ｏを行うコンピュータ７の中枢部である。記憶装置７ｄのデータ１０ｐに対し演算処理したり、入力装置７ａ、出力装置７ｂをインタフェース７ｆを介して制御１０ｏする。
【００４６】
記憶装置７ｄは、主記憶装置に該当し、計算等の作業領域やデータ１０ｐの一時的な保存領域として使用される。また、データベース７ｅは、補助記憶装置に該当し、プログラムやデータ１０ｐの保存領域として使用される。尚、データベース７ｅには、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ等も含まれるものとする。
【００４７】
インタフェース７ｆは、コンピュータ７の内部機器間、又はコンピュータ７と外部機器との間のデータ１０ｐをやり取りする機器である。入力装置７ａと記憶装置７ｄとのデータ１０ｐのやり取りや、コンピュータ７と解析制御装置６とのデータ１０ｐのやり取りは、インタフェース７ｆを介して行われる。
【００４８】
腱反射教育装置１ａの利用方法には、練習者９が腱反射の診察手技を習得するための習得機能１ｅと、習得した診察手技を用いて腱反射の動作測定技術を確認するためのテスト機能１ｆとがある。
【００４９】
図５に示すように、習得機能１ｅは、健常者及び患者の測定データをデータベースに蓄積する反射パターン登録１０の手順と、前記反射パターン登録１０後に任意に反射パターンを指定する反射パターン設定１０ａの手順と、前記反射パターン設定１０ａ後に練習者の脚模型に対する叩打１０ｃを力センサーが叩打検知１０ｄし、解析制御装置が叩打力を叩打判定１０ｅして駆動力を算出し、駆動装置に駆動命令１０ｆを出して脚動作１０ｇさせ、加速度センサーが加速度検出１０ｈして駆動装置に対し駆動制御１０ｉする測定１０ｂの手順と、前記測定１０ｂ後にコンピュータに結果を表示する判定出力１０ｎの手順とにより行われる。
【００５０】
反射パターン登録１０は、腱反射の診察手技の練習を行う前に、予め健常者及び患者の様々なパターンの測定データを、コンピュータ７の入力装置７ａ等から入力し、データベース７ｅに蓄積しておく。
【００５１】
測定データには、健常者であるか患者であるかの旨、叩打力及び脚の動作速度の時系列データ等の反射応答に関する情報、並びに健常者又は患者の身長、体重、年齢等の身体的情報、並びに病名、病期、症状等の反射パターンに影響がある各種データが含まれる。
【００５２】
反射パターン設定１０ａは、測定１０ｂにより練習者９が腱反射の診察手技の練習を行うに際して、コンピュータ７のデータベース７ｅから健常者又は患者の測定データを抽出して、ケーブル６ｄを通じて解析制御装置６に送る。
【００５３】
習得機能１ｅにおけるデータベース７ｅから測定データを抽出する方法は、条件を任意に指定できる形式であり、練習者９があらかじめ健常者であるか患者であるかの旨などの条件を指定することができる。
【００５４】
測定１０ｂの手順では、脚模型２及び打腱器８を使用して、練習者９の腱反射の診察手技の練習を行う。判定出力１０ｎの手順では、測定１０ｂの手順における練習の結果をコンピュータ７に出力して確認することができる。
【００５５】
判定出力１０ｎの手順の後は、再び測定１０ｂの手順から繰り返せば、何度でも練習を行うことができる。尚、反射パターン登録１０は最初の一回だけ行えば良いが、必要に応じて反射パターンを追加することもできる。
【００５６】
叩打１０ｃは、練習者９が打腱器８を使用して脚模型２を叩く。叩打検知１０ｄは、脚模型２に取り付けられた力センサー３が、叩打１０ｃを検知して叩打情報をケーブル６ａを通じて解析制御装置６に送る。
【００５７】
叩打判定１０ｅは、解析制御装置６が力センサー３から送られた叩打情報を解析し、叩打１０ｃが有効であるか又はミスインパクトであるかの叩打具合、及びどのくらいの強さで叩いたかの叩打力をコンピュータ７に送る。
【００５８】
また、解析制御装置６は、反射パターン設定１０ａでコンピュータ７から送られてきた健常者又は患者の測定データと、叩打検知１０ｄで力センサー３から送られてきた叩打情報を基に、脚模型２を動作させるのに必要な駆動力を算出する。
【００５９】
反射パターン設定１０ａで設定されるデータには、どの程度の力で叩くとどのような脚の動きをするかという情報が時系列的に含まれているため、腱反射の脚の動作を再現することが可能である。
【００６０】
駆動命令１０ｆは、脚模型２の連結部２ｃを動かす駆動装置５のモーター５ａ、及び脚模型２の接続部２ｄを動かす駆動装置５のモーター５ｄに対し、解析制御装置６で算出した駆動力を掛けるようにケーブル６ｃを通じて命令信号を出す。
【００６１】
脚動作１０ｇは、駆動命令１０ｆにより駆動装置５のモーター５ａ及びモーター５ｄが駆動し、脚模型２の連結部２ｃ及び接続部２ｄに駆動力が掛かることで、脚模型２の下腿部２ｂが前方に回動し、大腿部２ａが上方に回動する。
【００６２】
加速度検出１０ｈは、動作した下腿部２ｂの加速度をケーブル６ｂを通じて解析制御装置６に送る。解析制御装置６では、加速度を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向で積分し、各方向の積分値を基に下腿部２ｂの速度を算出する。
【００６３】
速度には、時系列データと絶対値データとがあり、グラフや表として編集できるようにケーブル６ｄを通じてコンピュータ７に送る。尚、時系列データは、健常者又は患者の測定データとの比較にも使用する。
【００６４】
駆動制御１０ｉは、加速度検出１０ｈで算出した速度を確認し、反射パターン設定１０ａで設定された健常者又は患者の測定データが再現されるように、駆動装置５に駆動力を掛けたり、又は駆動力を抑えたりして調整する。
【００６５】
加速度検出１０ｈ及び駆動制御１０ｉは、脚模型２の動作が止まるまで一定時間ごとに繰り返す。尚、加速度検出１０ｈ及び駆動制御１０ｉを省略して、調整を行わない低コストを目的とした腱反射教育装置１ａにすることも可能である。
【００６６】
図６に示すように、テスト機能１ｆは、健常者及び患者の測定データをデータベースに蓄積する反射パターン登録１０の手順と、前記反射パターン登録１０後にデータベースからランダムに反射パターンを設定する反射パターン設定１０ａの手順と、前記反射パターン設定１０ａ後に練習者の脚模型に対する叩打１０ｃを力センサーが叩打検知１０ｄし、解析制御装置が叩打力を叩打判定１０ｅして駆動力を算出し、駆動装置に駆動命令１０ｆを出して脚動作１０ｇさせ、加速度センサーが加速度検出１０ｈして駆動装置に対し駆動制御１０ｉする測定１０ｂの手順と、前記測定１０ｂ後に反射パターンをデータベースからデータ取得１０ｋし、練習者が診断入力１０ｌしたデータをコンピュータが診断判定１０ｍし、正誤を判定出力１０ｎする診断１０ｊの手順とにより行われる。
【００６７】
テスト機能１ｆにおける反射パターン登録１０は、習得機能１ｅにおける反射パターン登録１０と同様である。動作測定技術の練習を行う前に、予め健常者及び患者の様々なパターンの測定データを、コンピュータ７のデータベース７ｅに蓄積しておく。
【００６８】
反射パターン設定１０ａは、測定１０ｂにより練習者９が腱反射の動作測定技術の練習を行うに際して、コンピュータ７のデータベース７ｅから健常者又は患者の測定データを抽出して、ケーブル６ｄを通じて解析制御装置６に送る。
【００６９】
テスト機能１ｆにおけるデータベース７ｅから測定データを抽出する方法は、条件が自動的にランダムに設定される形式であり、練習者９があらかじめ健常者であるか患者であるかの旨などの条件を知ることはできない。
【００７０】
測定１０ｂの手順では、脚模型２及び打腱器８を使用して、練習者９の腱反射の動作測定技術を実演し、診断１０ｊの手順では、コンピュータ７を使用して、練習者９の腱反射の診察手技の確認を行う。
【００７１】
診断１０ｊの手順の後は、再び測定１０ｂの手順から繰り返せば、何度でも練習を行うことができる。尚、反射パターン登録１０は最初の一回だけ行えば良いが、必要に応じて反射パターンを追加することもできる。
【００７２】
テスト機能１ｆにおける叩打１０ｃから駆動制御１０ｉまでの測定１０ａの手順は、習得機能１ｅにおける測定１０ａの手順と同様である。練習者９が脚模型２の動作を予測できない状態で行う点が異なる。
【００７３】
データ取得１０ｋは、診断１０ｊにより練習者９が腱反射の診察手技の確認を行うに際して、コンピュータ７のデータベース７ｅを検索して、反射パターン設定１０ａで設定された健常者又は患者の測定データを抽出し、コンピュータ７の記憶装置７ｄに取り込む。
【００７４】
診断入力１０ｌは、測定１０ｂにおいて練習者９が視認した脚模型２の動作について、動作速度がどれくらいであるのか、及び動作状況が正常であるのか異常であるのかを判断し、練習者９がコンピュータ７の入力装置７ａから入力したものを、コンピュータ７の記憶装置７ｄに取り込む。
【００７５】
尚、叩打判定１０ｅにおいて叩打１０ｃが有効でなく、ミスインパクトであった場合には、そのまま診断入力１０ｌをするようにしても良いし、再度の叩打１０ｃを促すようにしても良い。
【００７６】
診断判定１０ｍは、コンピュータ７の中央処理装置７ｃが、診断入力１０ｌで入力された内容と、データ取得１０ｋで取得された内容を比較する演算を行い、練習者９の判断が正しいか誤っているかを判定する。
【００７７】
尚、診断判定１０ｍを行うためのプログラムは、コンピュータ７のデータベース７ｅ等に予め保存されており、診断判定１０ｍ時に、コンピュータ７の中央処理装置７ｃがコンピュータ７の記憶装置７ｄに読み込んで演算処理や編集処理を実行する。
【００７８】
判定出力１０ｎは、コンピュータ７の中央処理装置７ｃが行った練習者９の判断の正誤判定を、コンピュータ７の記憶装置７ｄから取り出し、コンピュータ７の出力装置７ｂに出力する。
【００７９】
尚、複数回練習を行っている場合には、コンピュータ７のデータベース７ｅ等に正誤判定を蓄積しておき、コンピュータ７の中央処理装置７ｃに集計させた正解率もコンピュータ７の出力装置７ｂから出力する。
【００８０】
更に、反射パターン設定１０ａで設定された健常者又は患者の測定データも、コンピュータ７の中央処理装置７ｃによりグラフや表として編集し、コンピュータ７の出力装置７ｂから出力することもできる。
【００８１】
図７は、本発明である腱反射教育装置の力センサーの例を示す図である。ただし、図７に示す力センサー３はあくまで一例に過ぎず、大きさや形状などが異なるものを使用することもできる。
【００８２】
力センサー３は、本体３ａ及び端子３ｂからなり、打腱器８で叩かれた際の力の強さを検知する。本体３ａは、圧電式のセンサーであり、圧電効果によって発生する電圧を検出し、端子３ｂに接続したケーブル６ａを通じて信号を伝達する。
【００８３】
尚、圧電効果とは、水晶などの結晶に力を加えると、応力に比例して電気分極が生じ、電圧が発生する現象である。圧電効果により、電気的エネルギーと機械的エネルギーとを変換することができる。
【００８４】
また、力センサー３の代わりに、圧センサーや加速度センサーなど力センサー３以外のセンサーを利用することもできる。打腱器８で叩打した際の圧力や加速度を検知することにより、叩打力を算出することもできる。
【００８５】
図８は、本発明である腱反射教育装置の加速度センサーの例を示す図である。ただし、図８に示す加速度センサー４はあくまで一例に過ぎず、大きさや形状などが異なるものを使用することもできる。
【００８６】
加速度センサー４は、本体４ａ及び端子４ｂからなり、脚模型２が動作した際の加速度を検出する。本体４ａは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向の加速度を検出することができるセンサーであり、端子４ｂに接続したケーブル６ｂを通じて信号を伝達する。
【００８７】
加速度センサー４は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向の加速度を同時に検出するものでなく、１方向の加速度のみを検出するものを３つ用意し、それぞれＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の加速度を検出するようにしても構わない。
【００８８】
また、加速度センサー４の代わりに、速度センサーやモーションセンサーを利用することもできる。速度センサーの場合も、加速度センサー４の場合と同様に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向に対して、動作速度を検出する。
【００８９】
更に、周波数ＦＦＴ（高速フーリエ変換）、変位センサー、角速度センサー、角加速度センサー、赤外線又は磁力による画像解析処理などを利用して、速度を求めることもできる。
【００９０】
図９は、本発明である腱反射教育装置の駆動装置の例を示す図である。ただし、図９に示す駆動装置５はあくまで一例に過ぎず、大きさや形状などが異なるものを使用することもできる。
【００９１】
駆動装置５は、モーター５ａ、滑車５ｂ及びベルト５ｃ等からなる脚模型２の連結部２ｃを動かす部分と、モーター５ｄ等からなる脚模型２の接続部２ｄを動かす部分とを有する。
【００９２】
モーター５ａ及びモーター５ｄは、磁場内で電流が受ける力を応用して、電気エネルギーを回転などの機械エネルギーに変換する電動機であり、外部から電源の供給を受けて回転力を発生させる。
【００９３】
モーター５ａと連結部２ｃのように、動力発生箇所と駆動箇所が離れている場合には、モーター５ａの回転軸５ｅに取り付けた滑車５ｂと、連結部２ｃの回転軸５ｇに取り付けた滑車５ｆとの間にベルト５ｃを通して動力を伝達させる。
【００９４】
モーター５ｄと接続部２ｄのように、動力発生箇所と駆動箇所が離れていない場合には、モーター５ｄの回転軸５ｈを接続部２ｄの回転軸５ｈとして、そのまま動力を与えることができる。
【００９５】
滑車５ｂ及び滑車５ｆについては、ギア等を用いることもでき、大きさの異なるギアを組み合わせて回転の向きや回転数の調整を行うこともできる。また、ベルト５ｃについては、滑車５ｂ又は滑車５ｆの表面が滑らかな場合はゴム製などのものを使用するが、表面が歯車状の場合はチェーンなどを噛み合わせて使用する。
【００９６】
図１０は、本発明である腱反射教育装置の解析制御装置の例を示す図である。ただし、図１０に示す解析制御装置６はあくまで一例に過ぎず、大きさや形状などが異なるものを使用することもできる。
【００９７】
解析制御装置６は、本体６ｅ、複数の入力端子６ｆ、出力端子６ｇ及び入出力端子６ｈからなる。入力端子６ｆ又は入出力端子６ｈで他の機器から情報を取得し、本体６ｅ内で解析を行い、出力端子６ｇ又は入出力端子６ｈから他の機器に情報を送る。
【００９８】
本体６ｅは、力センサー３で検知した叩打力情報を基に、脚模型２に加える駆動力を算出したり、加速度センサー４で検出した加速度情報を基に、脚模型２の速度を制御したりする。
【００９９】
入力端子６ｆには、力センサー３と繋がるケーブル６ａ、及び加速度センサー４と繋がるケーブル６ｂが接続され、出力端子６ｇには、駆動装置５と繋がるケーブル６ｃが接続され、入出力端子６ｈには、コンピュータ７と繋がるケーブル６ｄが接続される。
【０１００】
ケーブル６ａ、ケーブル６ｂ及びケーブル６ｃにはＢＮＣコネクターを使用することができ、力センサー３の端子３ｂ、加速度センサー４の端子４ｂ、解析制御装置６の入力端子６ｆ及び出力端子６ｇについても、ＢＮＣコネクターを嵌合できる形状である。
【０１０１】
尚、ＢＮＣコネクターとは、同軸ケーブルの端に取り付ける円状のコネクターであり、結合する際は、外周部のリングを押し付けて回す。内部にはバネが入っており、コネクターに刻まれた溝を使用することにより、簡単に、かつ、しっかりと固定できる。
【０１０２】
図１１は、本発明である腱反射教育装置の打腱器の例を示す図である。ただし、図１１に示す打腱器８はあくまで一例に過ぎず、大きさや形状などが異なるものを使用することもできる。
【０１０３】
打腱器８は、頭部８ａ及び柄部８ｂからなり、円盤状の頭部８ａから棒状の柄部８ｂが垂直に延びた形状である。練習者９が柄部８ｂを持ち、頭部８ａを脚模型２に当てることにより叩打力を与える。
【０１０４】
頭部８ａについては、必要な強度で叩打可能で、しかも人を叩いても痛みがないシリコン等の素材を使用する。柄部８ｂについては、下部の手で握る部分を若干太くし、滑りにくい素材を使用する。
【０１０５】
図１２は、本発明である腱反射教育装置の叩打する状況を示す図であり、図１３は、本発明である腱反射教育装置の正常な反射をした状況を示す図であり、図１４は、本発明である腱反射教育装置の正常な反射をしない状況を示す図である。
【０１０６】
図１２に示すように、腱反射教育装置１ａは、練習者９が打腱器８で脚模型２を叩打１０ｃすることにより、患者の脚を叩打１０ｃするのと同じ感覚で、腱反射の診察手技及び動作測定技術を練習することができる。
【０１０７】
図１３に示すように、反射パターン設定１０ａで健常者の測定データが設定されていた場合、練習者９により叩打１０ｃされることで、正常反射１１として正常な脚の動きが再現される。
【０１０８】
図１４に示すように、反射パターン設定１０ａで患者の測定データが設定されていた場合、練習者９により叩打１０ｃされることで、異常反射１１ａとして亢進又は低下の脚の動きが再現される。
【０１０９】
図１５は、本発明である腱反射教育装置のコンピュータに表示される画面を示す図である。ただし、図１５に示す画面１２及び画面１２ｅはあくまで一例に過ぎず、配置や構成などが異なるものにすることもできる。
【０１１０】
画面１２及び画面１２ｅは、出力装置７ｂであるディスプレイ等に表示されるものであるが、入力装置７ａで入力した内容を確認するため、又は中央処理装置７ｃに処理実行させるためにも使用する。
【０１１１】
画面１２は、診断入力１０ｌする際に表示されるものであり、叩打１０ｃが有効であったかどうかを出力する叩打欄１２ａ、５０センチメートル毎秒など具体的に数値を推定して動作速度を入力する速度欄１２ｂ、又は正常、低下若しくは亢進などを選択して動作状況を入力する診断欄１２ｃなどが設けられる。
【０１１２】
また、画面１２に設けられた判定ボタン１２ｄは、速度欄１２ｂ及び診断欄１２ｃの内容を記憶装置７ｄに送り、中央処理装置７ｃに計算させた後、判定出力１０ｎの画面１２ｅを編集して表示する。
【０１１３】
画面１２ｅは、判定出力１０ｎの際に表示されるものであり、反射パターン設定１０ａで設定した内容を解答として表示したり、正解率を表示したりするメッセージ欄１２ｆなどが設けられる。
【０１１４】
また、画面１２ｅに設けられたデータ表示ボタン１２ｇは、健常者又は患者の測定データを表形式で表示し、グラフ表示ボタン１２ｈは、健常者又は患者の測定データをグラフ形式で表示する。
【０１１５】
図１６は、本発明である腱反射教育装置のピーク叩打力とピーク反射速度の関係を示すグラフであり、図１７は、本発明である腱反射教育装置の反射速度の推移を示すグラフである。
【０１１６】
グラフ１３及びグラフ１４は、図１５の画面１２ｅに設けられたデータ表示ボタン１２ｇ又はグラフ表示ボタン１２ｈを押した際に表示されるものであり、グラフ１３又はグラフ１４以外の様々な形式で表示することも可能である。
【０１１７】
図１６に示すように、グラフ１３は、縦軸に速度、横軸に叩打力を取り、ピーク叩打力に対するピーク反射速度を、健常例１３ａ及び異常例１３ｂについて表したものである。異常例１３ｂは、反射が低下しているものと考えられ、健常例１３ａに比べて速度が遅いことが解る。
【０１１８】
反射パターン設定１０ａで健常者の測定データが設定された場合には、グラフ１３には健常例１３ａの曲線が表示され、反射パターン設定１０ａで患者の測定データが設定された場合には、異常例１３ｂの曲線が表示される。
【０１１９】
図１７に示すように、グラフ１４は、縦軸に速度、横軸に時間を取り、反射速度の時間的な推移を、健常例１４ａ及び異常例１４ｂについて表したものである。異常例１４ｂは、反射が亢進しているものと考えられ、健常例１４ａに比べて速度が早く、動きが乱れていることが解る。
【０１２０】
反射パターン設定１０ａで健常者の測定データが設定された場合には、グラフ１４には健常例１４ａの曲線が表示され、反射パターン設定１０ａで患者の測定データが設定された場合には、異常例１４ｂの曲線が表示される。
【０１２１】
尚、測定１０ｂ時は、力センサー３及び加速度センサー４の値を基に解析制御装置６が駆動装置５を制御することにより、グラフ１３又はグラフ１４の値を示すように腱反射の動作を再現する。
【実施例２】
【０１２２】
図１８は、本発明である腱反射教育装置の腕の腱反射についての装置の全体を示す図である。
【０１２３】
腱反射教育装置１ｃは、人体の腕を模した腕模型１５と、前記腕模型１５に取り付けられ叩打力を検知する力センサー３と、前記腕模型１５に取り付けられ動作パラメータを取得する加速度センサー４と、前記力センサー３で検知した叩打力及び前記加速度センサー４から取得した動作パラメータを基に駆動力を算出する解析制御装置６と、前記解析制御装置６で算出した駆動力を前記腕模型１５に与える駆動装置５と、前記解析制御装置６とインタフェース７ｆを介してデータベース７ｅに蓄積された健常者及び患者の測定データをやり取りし、練習者９が入力装置７ａに入力したデータを記憶装置７ｄに保存し、中央処理装置７ｃが記憶装置７ｄに保存されたデータとデータベース７ｅに蓄積された測定データを比較演算し、編集した結果を出力装置７ｂに出力するコンピュータ７と、前記腕模型１５に練習者９が叩打力を与える打腱器８とからなり、上腕三頭筋、上腕二頭筋、三角筋又は腕橈骨筋の腱反射を再現して、習得機能及びテスト機能を行うことを特徴とする。
【０１２４】
図１８に示すように、腱反射教育装置１ｃは、腕模型１５、力センサー３、加速度センサー４、駆動装置５、解析制御装置６、コンピュータ７及び打腱器８からなる。尚、解析制御装置６、コンピュータ７及び打腱器８に関しては、脚模型２を使用する腱反射教育装置１ａと同様である。
【０１２５】
腕模型１５は、上腕部１５ａ、前腕部１５ｂ、連結部１５ｃ、接続部１５ｄ及び土台２ｅからなる人体の腕の模型であり、上腕部１５ａと前腕部１５ｂとは連結部１５ｃにおいて繋がり、上腕部１５ａと土台２ｅとは接続部１５ｄにおいて繋がる。
【０１２６】
上腕部１５ａは、人体の上腕に当たる部分であり、棒状の部材を上腕の形状に成形したものである。同様に、前腕部１５ｂは、人体の前腕に当たる部分であり、棒状の部材を前腕の形状に成形したものである。
【０１２７】
連結部１５ｃは、人体の肘に当たる部分であり、上腕部１５ａの下端と前腕部１５ｂの上端とを回転軸などを用いて回動可能に接続し、前腕部１５ｂが低摩擦で振り子運動ができるようにする。
【０１２８】
接続部１５ｄは、人体の腕の付け根に当たる部分であり、上腕部１５ａの上端と土台２ｅとを回転軸などを用いて回動可能に接続する。土台２ｅは腕模型１５の全体を支える部分であり、上部を椅子状にして上腕部１５ａを水平に載せることができるようにする。
【０１２９】
力センサー３は、腕模型１５の連結部２ｃの上部に設置され、打腱器８による叩打を検知する。また、加速度センサー４は、前腕部１５ｂの下部に設置され、前腕部１５ｂの動作を検出する。
【０１３０】
駆動装置５は、腕模型１５の連結部１５ｃ及び接続部１５ｄを動かすことができるように設置するが、連結部１５ｃ又は接続部１５ｄとモーター等の動力が離れている場合は、ベルトやチェーン等のような動力伝達装置を利用することもできる。
【０１３１】
図１８の例では、駆動装置５を土台２ｅの上部に設けており、駆動装置５に近い接続部１５ｄは、モーター５ｄのみで駆動させ、駆動装置５から離れた連結部１５ｃは、モーター５ａの動力をベルト５ｃで滑車５ｂに伝達して駆動させる。
【実施例３】
【０１３２】
腱反射教育装置１は、複数部位についての習得機能及びテスト機能を組み合わせた神経局在診断習得及びテスト機能を行うこともできる。神経局在診断習得及びテスト機能は、腱反射の診察手技を習得する習得機能１ｅ及び動作測定技術を確認するテスト機能１ｆから発展したもので、様々な症状を診断する訓練などに利用することができる。
【０１３３】
大腿四頭筋などの脚に関する腱反射教育装置１ａ、上腕三頭筋などの腕に関する腱反射教育装置１ｃ、又はその他の部位に関する腱反射教育装置１を組み合わせ、複数の腱反射の測定結果を基に診断を行う。
【０１３４】
例えば、神経の障害部位を推定する訓練する場合、脚の腱反射を診察するための腱反射教育装置１ａ及び腕の腱反射を診察するための腱反射教育装置１ｃを使用して、部位ごとの適した診察を習得することができる。
【０１３５】
また、腕の腱反射が低下しており、脚の腱反射も低下していれば、末梢神経の障害を疑う等のような診断が可能となり、テスト機能１ｆにより診断の確認を行うようにすることもできる。
【０１３６】
以上のように、本発明である腱反射教育装置により、医療者は、正しい腱反射の診察手技及び動作測定技術を短時間で、かつ、高精度に修得することが可能となる。
【０１３７】
また、医療者は実際の患者での練習の前に本装置を用いて十分にトレーニングを積むことができる。このため、被験者となる患者の負担を小さくすることができる。
【０１３８】
更に、医療者は費用を掛けずに腱反射の診察手技及び動作測定技術を向上させることができ、誤診や過剰検査が減少することにより患者の負担も減少する。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明である腱反射教育装置の斜視図である。
【図２】本発明である腱反射教育装置の脚の腱反射についての装置全体を示す図である。
【図３】本発明である腱反射教育装置の脚の腱反射についての加速度センサを設置しない場合の装置全体を示す図である。
【図４】本発明である腱反射教育装置の各装置の関係を示すブロック図である。
【図５】本発明である腱反射教育装置の習得機能の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明である腱反射教育装置のテスト機能の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明である腱反射教育装置の力センサーの例を示す図である。
【図８】本発明である腱反射教育装置の加速度センサーの例を示す図である。
【図９】本発明である腱反射教育装置の駆動装置の例を示す図である。
【図１０】本発明である腱反射教育装置の解析制御装置の例を示す図である。
【図１１】本発明である腱反射教育装置の打腱器の例を示す図である。
【図１２】本発明である腱反射教育装置の叩打する状況を示す図である。
【図１３】本発明である腱反射教育装置の正常な反射をした状況を示す図である。
【図１４】本発明である腱反射教育装置の正常な反射をしない状況を示す図である
【図１５】本発明である腱反射教育装置のコンピュータに表示される画面を示す図である。
【図１６】本発明である腱反射教育装置のピーク叩打力とピーク反射速度の関係を示すグラフである。
【図１７】本発明である腱反射教育装置の反射速度の推移を示すグラフである。
【図１８】本発明である腱反射教育装置の腕の腱反射についての装置の全体を示す図である。
【図１９】腱反射の仕組みを示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１        腱反射教育装置
１ａ      腱反射教育装置
１ｂ      腱反射教育装置
１ｃ      腱反射教育装置
１ｄ      可動部
１ｅ      習得機能
１ｆ      テスト機能
２        脚模型
２ａ      大腿部
２ｂ      下腿部
２ｃ      連結部
２ｄ      接続部
２ｅ      土台
３        力センサー
３ａ      本体
３ｂ      端子
４        加速度センサー
４ａ      本体
４ｂ      端子
５        駆動装置
５ａ      モーター
５ｂ      滑車
５ｃ      ベルト
５ｄ      モーター
５ｅ      回転軸
５ｆ      滑車
５ｇ      回転軸
５ｈ      回転軸
６        解析制御装置
６ａ      ケーブル
６ｂ      ケーブル
６ｃ      ケーブル
６ｄ      ケーブル
６ｅ      本体
６ｆ      入力端子
６ｇ      出力端子
６ｈ      入出力端子
７        コンピュータ
７ａ      入力装置
７ｂ      出力装置
７ｃ      中央処理装置
７ｄ      記憶装置
７ｅ      データベース
７ｆ      インタフェース
８        打腱器
８ａ      頭部
８ｂ      柄部
９        練習者
１０        反射パターン登録
１０ａ      反射パターン設定
１０ｂ      測定
１０ｃ      叩打
１０ｄ      叩打検知
１０ｅ      叩打判定
１０ｆ      駆動命令
１０ｇ      脚動作
１０ｈ      加速度検出
１０ｉ      駆動制御
１０ｊ      診断
１０ｋ      データ取得
１０ｌ      診断入力
１０ｍ      診断判定
１０ｎ      判定出力
１０ｏ      制御
１０ｐ      データ
１１        正常反射
１１ａ      異常反射
１２        画面
１２ａ      叩打欄
１２ｂ      速度欄
１２ｃ      診断欄
１２ｄ      判定ボタン
１２ｅ      画面
１２ｆ      メッセージ欄
１２ｇ      データ表示ボタン
１２ｈ      グラフ表示ボタン
１３        グラフ
１３ａ      健常例
１３ｂ      異常例
１４        グラフ
１４ａ      健常例
１４ｂ      異常例
１５        腕模型
１５ａ      上腕部
１５ｂ      前腕部
１５ｃ      連結部
１５ｄ      接続部
１６        腱反射
１６ａ      脚
１６ｂ      大腿四頭筋
１６ｃ      腱
１６ｄ      筋紡錘
１６ｅ      神経繊維
１６ｆ      脊髄
１６ｇ      シナプス
１６ｈ      運動繊維
１６ｉ      叩打
１６ｊ      伸張信号
１６ｋ      収縮信号
１６ｌ      反射
【図１】
2007003620.tif 000003
【図２】
2007003620.tif 000004
【図３】
2007003620.tif 000005
【図４】
2007003620.tif 000006
【図５】
2007003620.tif 000007
【図６】
2007003620.tif 000008
【図７】
2007003620.tif 000009
【図８】
2007003620.tif 000010
【図９】
2007003620.tif 000011
【図１０】
2007003620.tif 000012
【図１１】
2007003620.tif 000013
【図１２】
2007003620.tif 000014
【図１３】
2007003620.tif 000015
【図１４】
2007003620.tif 000016
【図１５】
2007003620.tif 000017
【図１６】
2007003620.tif 000018
【図１７】
2007003620.tif 000019
【図１８】
2007003620.tif 000020
【図１９】
2007003620.tif 000021