(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者又は第３者（看護婦）が親指と他の１指の２本の指先で作る円形状のＯリングに内側から当接するアクチュエータを備え、前記アクチュエータが開動作するに伴って発生する力の最大値Ｆ２が所定の値に設定されたバイ・ディジタルＯリングテスト装置において、
前記アクチュエータは、開動作を始めてから前記Ｏリングが開かない所定時間ｔ０までは急峻に力を発生し、
前記所定時間ｔ０以降は、発生する力が前記最大値Ｆ２に達するまで緩やかに力を発生することを特徴とするバイ・ディジタルＯリングテスト装置の制御方法。
【請求項２】
前記アクチュエータは、発生する力が前記最大値Ｆ２に達しても前記Ｏリングが開かない場合は、
所定の開度になるまでさらに力を発生することを特徴とする請求項１記載のバイ・ディジタルＯリングテスト装置の制御方法。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記Ｏリングの内側の２箇所に局所的に当接し、前記２本の指先が開き始めるまでの筋力変化を捉えることができることを特徴とする請求項１または２に記載のバイ・ディジタルＯリングテスト装置の制御方法。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記Ｏリングの内側から、前記Ｏリングを作る各指に略半周にわたって当接するＣ形状把持部を先端に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のバイ・ディジタルＯリングテスト装置の制御方法。
【請求項５】
患者又は第３者が親指と他の１指の２本の指先で作る円形状のＯリングに内側から当接するアクチュエータを備え、前記アクチュエータが開動作するに伴って発生する力の最大値Ｆ２が所定の値に設定されたバイ・ディジタルＯリングテスト装置において、
前記アクチュエータは、開動作を始めてから前記Ｏリングが開かない所定時間ｔ０までは急峻に力を発生し、
前記所定時間ｔ０以降は、発生する力が前記最大値Ｆ２に達するまで緩やかに力を発生することを特徴とするバイ・ディジタルＯリングテスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療に用い患者（被検体）又は第３者（看護婦）の親指と他の１指の２本の指（バイ・ディジタル）でＯリングを作らせ、この輪を離反する方向の力を加えたときの輪の形を維持しようとする指の抵抗力を測定して、患者の体調を診断する医療機器に関するものであり、特に２本の指で輪を広げる測定用アクチュエータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の技術は、米国特許第５１８８１０７号に開示されているように、患者又は第３者が指で作る輪を測定者が広げる時、その輪の形を維持しようとする指の抵抗力を測定する方法である。その輪は、親指を含む２本の指、すなわちバイ・ディジタルで作られ、多くの場合、親指と人差指が使われる。指で作った輪はＯリング状になるのでその輪をバイ・デジタルＯリングという。米国特許第５１８８１０７号に開示されているのは、バイ・ディジタルＯリング診断方法の基礎的方法である。この方法を図１を用いて説明する。図には患者又は第３者と検者の指の関係が示されており、１は患者又は第３者が親指と人差指で作るＯリング、２は患者の病変等を診断する検者の指、３は検者が患者又は第３者の指に加える力の方向を示す矢印である。検者が左手の親指と人差指で患者又は第３者の人差指を持ち、右手の親指と人差指で患者又は第３者の親指を持って３の方向に引張り、患者又は第３者の指で作るＯリング１を広げる力を加える。患者又は第３者はＯリングが広がらないよう抵抗するので、その抵抗力を測定して患者の病変等を診断する。
しかしながら、この方法では測定に際して米国特許第５１８８１０７号に開示されているように検者と患者の中間に第３者（看護婦）を一般に必要とするために検者に代わって力を加える様々な装置と方法が考えられている。図２はそのような一つの装置を用いて、患者又は第３者の作るＯリング１を離反させる例を示している。この装置は、本出願人が既に出願している特願平９−１７０９２６号に示されており、１は患者又は第３者が作るＯリング、４は患者又は第３者の作るＯリング１に力を加えるアクチュエータ、５はアクチュエータ４が発生する外力の方向を示す矢印である。図２の左側の図は、患者又は第３者の親指と人差指の指先の間にアクチュエータ４を挟み、挟む力に抗してアクチュエータ４が患者又は第３者の指で作るＯリング１を押し広げている例を示している。図２の右側の図は、患者又は第３者の指で作るＯリング１の中にアクチュエータ４を挿入し、Ｏリングの形状を維持する力に抗してアクチュエータ４が押し広げている例を示している。
【０００３】
次に外力の加え方について図を用いて説明する。図３はアクチュエータに発生させる力と患者又は第３者の指の開度の経時変化を示している。患者又は第３者が作るＯリングを離反させる力をアクチュエータに発生させる時は、ゼロから一定の割合で増加させていく。その力の増加につれても患者又は第３者の指の抵抗力は一定のため、Ｏリングの形を維持する。しかしアクチュエータが加える力が指の抵抗力より大きくなると、Ｏリングは開き始め（時間ｔ1）、アクチュエータに取り付けられた開度センサによりアクチュエータの開度が検出されて指の開度に換算される。Ｏリングが大きく開いて開度センサが最大開度を越えると、開度センサの出力が一定となって測定が出来ないので、そのときは患者又は第３者の指の開度は最大開度Ｌ1で見かけ上一定となる。ここで、指が動き終わる時間、すなわち最大開度に到達する時間をt2とする。
実際には患者又は第３者の指の抵抗力は患者の体調、すなわち筋力の増減によって変化するので、図４に示す様に、同じ力を加えても患者又は第３者の指の抵抗力に応じてＯリングの開き始め時間ｔ1と最大開度に到達する時間ｔ2が異なってくる。また、患者又は第３者の指の筋力の増減にかかわらず、常に患者又は第３者の指を最大測定範囲（最大開度Ｌ1）まで開かせるような外力をアクチュエータにより発生させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来技術では、指の開きに関係なく、アクチュエータが常に一定の割合で力を増加させているため、外力の増加の割合を大きくすると、指が開き始めてから開き終わるまでの時間が短くなって指の開きが瞬時に変化してしまい、生体現象を捉えるセンサの情報量が乏しくなって正確な診断ができなくなるという問題があった。これとは逆に外力の増加の割合を小さくすると、測定時間が長くなって速やかな診断ができなくなるという問題があった。
そこで本発明は、指が開いた後の力の増加の割合を抑えつつも、全体の測定時間が不必要に長くならず、人間介在で従来行っているバイディジタルＯリングテスト診断と同程度の精度保証が得られるバイ・ディジタルＯリングテスト装置の制御方法とバイ・デジタルＯリングテスト装置用アクチュエータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、事前に決定されたアクチュエータが発生する力、すなわち外力の大きさの最大値を一定とし、外力の加え方を、外力を加え始めても指先が全く開かないところは急峻に外力を加え、指先が開き始める直前から外力の最大値までは緩やかに外力を加える。また、患者又は第３者の指先に、事前に決定された外力の大きさで指先を引き離すとき、患者又は第３者の筋力変化により指先の力が増加し、事前に決定された外力の大きさでは指先が予め決められた値以上に開かない場合、外力の最大値を増加させ予め決められた値まで指先を開かせるようにするものである。
より詳しく説明すると、本発明のバイ・ディジタルＯリングテスト装置の制御方法は、親指を含む２本の指で作る患者又は第３者のバイ・デジタルＯリングを離反させる力を加え、その力と前記患者又は第３者の指の開度から前記患者又は第３者の病変等を診断する際に、はじめは、前記患者又は第３者の指が開かない程度の大きさの力を所定の時間ｔ0までに急峻に加え、その後、所定の時間ｔ2までに、所定の一定した最大力Ｆ2となるよう緩やか且つ一様に増加させて加えることを特徴とし、また、前記時間ｔ2までに前記患者又は第３者の指が開かなければ、前記患者又は第３者の指が所定の規定開度Ｌ3に達するまで、その後も同じように前記力を増加させて加えることを特徴とする。
この制御方法を具現化するためのアクチュエータとしては、代表的には、指を開かせるための外力を加える場所を局所的な２箇所としたり、その形状をＣ形状としたりする方法もあるが、その他構造のアクチュエータにも適用可能である。尚、Ｃ形状とは、前記Ｏリングの内側から前記親指に当たる部位と他方の指に当たる部位が、それぞれ当たる指のほぼ半周にわたって接触するようなアクチュエータのことである。
上記のような手順と構成をとるので、短時間で精度良い診断ができるのである。
すなわち、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、患者又は第３者（看護婦）が親指と他の１指の２本の指先で作る円形状のＯリングに内側から当接するアクチュエータを備え、前記アクチュエータが開動作するに伴って発生する力の最大値Ｆ２が所定の値に設定されたバイ・ディジタルＯリングテスト装置において、前記アクチュエータは、開動作を始めてから前記Ｏリングが開かない所定時間ｔ０までは急峻に力を発生し、前記所定時間ｔ０以降は、発生する力が前記最大値Ｆ２に達するまで緩やかに力を発生することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記アクチュエータは、発生する力が前記最大値Ｆ２に達しても前記Ｏリングが開かない場合は、所定の開度になるまでさらに力を発生することを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記アクチュエータは、前記Ｏリングの内側の２箇所に局所的に当接し、前記２本の指先が開き始めるまでの筋力変化を捉えることができることを特徴とするとするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記アクチュエータは、前記Ｏリングの内側から、前記Ｏリングを作る各指に略半周にわたって当接するＣ形状把持部を先端に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、患者又は第３者（看護婦）が親指と他の１指の２本の指先で作る円形状のＯリングに内側から当接するアクチュエータを備え、前記アクチュエータが開動作するに伴って発生する力の最大値Ｆ２が所定の値に設定されたバイ・ディジタルＯリングテスト装置において、前記アクチュエータは、開動作を始めてから前記Ｏリングが開かない所定時間ｔ０までは急峻に力を発生し、前記所定時間ｔ０以降は、発生する力が前記最大値Ｆ２に達するまで緩やかに力を発生することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図５は本発明の方法を適用するバイ・ディジタルＯリングテスト装置の構成を示すブロック図である。図において、４は患者又は第３者の指で作るＯリング１に力を加えるアクチュエータ、１１はアクチュエータ４に動力を与えるアクチュエータコントローラ、１０はアクチュエータコントローラ１１の動力源である駆動源、１２はアクチュエータ４の開き角度を検出する開度センサ、６は演算処理するＣＰＵ、９はアクチュエータコントローラ１１及び開度センサ１２とＣＰＵ６の間で信号の相互伝送を行う入出力インタフェース、７はＣＰＵ６から受ける情報を表示するディスプレイ、８はＣＰＵ６から受ける情報を格納するメモリである。本装置の動力源に電気が用いられる場合は、駆動源１０に電源が使われ、アクチュエータ４にモータが使われる。動力源にエアが用いられる場合は、駆動源１０にエア源が使われ、アクチュエータ４にエアシリンダが使われる。アクチュエータコントローラ１１は、入出力インターフェース９を介してＣＰＵ６から指令が与えられると、その指令に比例した力をアクチュエータ４に発生させる。また、同時に、アクチュエータ４が発生する力を検出する機能を持っており、力を検出した信号は入出力インタフェース９を通してＣＰＵ６に取り込まれ、メモリ８に格納されると同時にディスプレイ７に波形として表示される。開度センサ１２は、アクチュエータ４に取り付けられており、アクチュエータ４の開度を検出することができる。その開度から患者又は第３者の指の開度に換算される。開度センサ１２の信号は入出力インタフェース９を通してＣＰＵ６に取り込まれ、メモリ８に格納されると同時にディスプレイ７に波形として表示される。
メモリ８には予め決められた外力の加え方の情報が入力されており、この情報に基づいてＣＰＵ６が入出力インタフェース５を介してアクチュエータコントローラ１１に指令を与える。
【０００７】
次に本発明の方法を図６を用いて説明する。図６は、本発明の方法を適用したときの、アクチュエータ４に発生する力と患者又は第３者の指の開度の経時変化を示している。メモリ８には、予め最大力Ｆ2と図６の上の図に示される経時変化のパターンが格納されている。本発明の方法が適用されたバイ・ディジタルＯリングテスト装置が時間０から動作を開始すると、時間ｔ0までの始めの段階は外力の変化が急峻になっており、時間t0以降は最大力Ｆ2に達するまで緩やかに変化している。時間t0以降の始めの段階では、アクチュエータ４で力が加えられても指先は開かず、時間t0を経過した後の早い時間t1に指先が開き始め、その後、力が大きくなるにつれて患者又は第３者の指の開度も大きくなる。患者又は第３者の指が開き始める直前の時間t0は経験的に決められており、患者又は第３者の指が開き始める時間t1にばらつきがあっても、t0＜t1となるように選ばれている。このような動作をするようになっているので、全体的な診断の時間が長くすることなく、指の動いている時間（時間t1〜時間t2）を長くとることができるのである。従って、指の開度変化を示すセンサの情報量を多くすることができ、診断の精度が高められるのである。また、最大力Ｆ2を一定としているので、診断の精度を人同士で行うバイ・ディジタルＯリングテストに近いものにすることができる。
【０００８】
次に、患者又は第３者の抵抗力（筋力）が増加したり減少するなど、変化した場合について、図を用いて説明する。図７はアクチュエータの発生する力と患者又は第３者の指の開度の経時変化を示す図である。患者又は第３者の抵抗力（筋力）が減少した場合は、減少する前に比べて時間の経過につれて指が早く開き、患者又は第３者の抵抗力（筋力）が増加した場合は、増加する前に比べて時間の経過につれて指が遅く開く。それぞれ図７には、抵抗力が増減する前に比べて上側または下側に移動しているのが示されており、その増減の度合いも測定することができる。
【０００９】
次に、本発明の方法の変形例について説明する。上記の方法で診断するとき、患者又は第３者の抵抗力が増加してアクチュエータの発生する力が最大力Ｆ2に達しても指が開かなければ、もはや診断ができなくなる。そこで、アクチュエータの発生する力が最大力Ｆ2に達しても指が開かなければ、更に力を増加させるようにしたのである。その方法とは、図８に示すように、前記の方法でアクチュエータの発生する力を最大力Ｆ2まで増加させても患者又は第３者の指の開度が所定の開度以下であれば、患者又は第３者の指の開度が既定開度Ｌ3になるまでさらにアクチュエータの発生する力を増加し続けるというものである。
このようにすれば、患者又は第３者の指の抵抗力が増加した場合であってもＯリングを開くことができ、病変等を診断することができるのである。
【００１０】
次に本発明のバイ・デジタルＯリングテスト装置用アクチュエータについて、図９を用いて説明する。図中、１は親指と人差指でつくる患者又は第３者のＯリングであり、４は親指と人差指の内側から当てられた本発明のアクチュエータの一部である。このアクチュエータ４の開度は図９中の両●表示間距離を表わしている。バイ・デジタルＯリングテスト装置が機能する時は、アクチュエータの部分が矢印５の方向の力を２本の指に加え、加える力と患者又は第３者の指の開度（アクチュエータ４の開度）から病変等を診断する。患者又は第３者の作るＯリングを局所的な２箇所に加えるアクチュエータの外力によりＯリングを広げるものであるが、局所的に外力を加えているために指先が開き始めるまでの間、外力と共にＯリングは変形する。つまり、これにより患者又は第３者の指先が開き始めるまでの指の筋力変化を捉えることが可能になる。
以下より詳しく説明する。
ここで、アクチュエータの開度とＯリングをつくるＯリングの状態について図９と図６を用いて説明する。時間０における指の状態を図９左図としたとき、外力を加えることにより時間ｔ1〜ｔ1’においてアクチュエータの開度（図９中のアクチュエータ４の●表示の間隔）は大きくなるが、図９中図の様に指先は開いていて、Ｏリングが変形している状態を生じる。このままさらに力を加えることによりアクチュエータの開度はさらに大きくなり、Ｏリングは時間ｔ1’〜ｔ2において図９右図の様に指先が離れる様になる。つまり、時間ｔ1〜ｔ1’までは指先は離れていない時のＯリングの筋力変化の状態を知ることができ、時間ｔ1’〜ｔ2までは指先が離れてからの筋力変化の状態を知ることができる。指先が離れるまでの筋力変化を測定することはＯリングテストにおいて有効なデータとなる。これを実現する為に、アクチュエータとＯリングを作る指との接触する部分を小さくし、局所的に外力を加えることにより、実現出来る。
以上より筋力変化の情報量の多いデータを取得することができる。
【００１１】
次に本発明のバイ・デジタルＯリングテスト装置用アクチュエータの他の実施例について図１０を用いて説明する。図中、１は親指と人差指でつくる患者又は第３者のＯリングであり、４はアクチュエータ、１３はアクチュエータ４の一部であり親指と人差指の内側に当てるＣ形状把持部である。Ｃ形状把持部１３は開閉するアクチュエータ４の先端に設けられ、患者又は第３者の親指と人差指のそれぞれにＯリングの内側から当て、各指のおよそ半周に当接できるようになっている。このように、Ｃ形状把持部が指の半周に当接してＯリングを押し開くようになっているので、当接している指との相対位置がずれることはなく、またアクチュエータ４の一部が他の指に当たって干渉することもないので、正確な診断が可能となるのである。従来の把持部には円形状のものが多いが、円形の半分を削減している為、Ｏリングを作る際に測定に関係ない指の測定する指（Ｏリングを形成している指）やアクチュエータ本体との干渉を防ぐことをも目的としている。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、診断に要する全体的な時間を長くすることなく、指が開く時の時間を長くすることができるので、開度センサの情報量が多くなって指の抵抗力の増減の現象が捉え易くなり、従来同様の時間で正確な診断ができるようになるという効果がある。また、アクチュエータが他の干渉を受けることなく確実に患者又は第３者の指に当接することができるので、正確な診断ができるようになるという効果がある。
また、バイ・デジタルＯリングテストの基本となる人同士が行う方法（米国特許第５１８８１０７号）にも類似したものとなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】人による従来のテスト状態を示す図
【図２】従来の装置によるテスト状態を示す図
【図３】従来の装置によるアクチュエータの力の発生過程を示す図
【図４】患者又は第３者の抵抗力が指の開度に及ぼす影響を示す図
【図５】本発明の方法を適用するテスト装置の構成を示すブロック図
【図６】アクチュエータの力の発生過程を示す図
【図７】患者又は第３者の指の開度とアクチュエータの力の関係を示す図
【図８】患者又は第３者の抵抗力が増加したときの力の加え方を示す図
【図９】本発明のアクチュエータの使用状態を示す図
【図１０】Ｃ形状把持部を持つアクチュエータの使用状態を示す図
【符号の説明】
１  患者又は第３者の指で作るＯリング
２  検者の指
３  検者の加える力の方向
４  アクチュエータ
５  アクチュエータ４が発生する外力の方向
６  ＣＰＵ
７  ディスプレイ
８  メモリ
９  入出力インタフェース
１０  駆動源
１１  アクチュエータコントローラ
１２  開度センサー
１３  Ｃ形状把持部
【図１】
0004069164.tif 000002
【図２】
0004069164.tif 000003
【図３】
0004069164.tif 000004
【図４】
0004069164.tif 000005
【図５】
0004069164.tif 000006
【図６】
0004069164.tif 000007
【図７】
0004069164.tif 000008
【図８】
0004069164.tif 000009
【図９】
0004069164.tif 000010
【図１０】
0004069164.tif 000011