(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の所定の被測定部位において特定の筋力を測定することができる筋力計であって、
筋力測定に係る各種指示を入力する入力手段と、
被検者の被測定部位にその身体の動作によって印加される荷重を検出する荷重検出手段と、
前記入力手段からの指示入力に従って前記荷重検出手段により検出された荷重データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された荷重データを評価し解析する評価解析手段と、
を備え、前記荷重検出手段は検者の手のひらに密着する薄型の荷重・圧力変換器を採用したセンサを具備することを特徴とする筋力計。
【請求項２】
前記入力手段は、前記各種指示を音声により入力する音声入力手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の筋力計。
【請求項３】
前記入力手段及び前記荷重検出手段は、携帯可能なケースに収められていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の筋力計。
【請求項４】
前記荷重検出手段により検出された荷重データ及び前記記憶手段に記憶された荷重データをデータ処理装置に伝送するデータ伝送手段を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の筋力計。
【請求項５】
被検者の所定の被測定部位において特定の生体情報を測定することができるマルチ生体情報検出装置であって、
生体情報検出に係る各種指示を入力する入力手段と、
被検者の被測定部位にその身体の動作によって印加される荷重及び各種の生体情報を検出する生体情報検出手段と、
前記入力手段からの指示入力に従って前記生体情報検出手段により検出された荷重データ及び生体情報検出データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された荷重データ及び生体情報検出データを評価し解析する評価解析手段と、
を備え、前記生体情報検出手段は検者の手のひらに密着する薄型の荷重・圧力変換器を採用したセンサ及び各種のセンサを具備することを特徴とするマルチ生体情報検出装置。
【請求項６】
前記入力手段は、前記各種指示を音声により入力する音声入力手段を更に備えたことを特徴とする請求項５記載のマルチ生体情報検出装置。
【請求項７】
前記入力手段及び前記生体情報検出手段は、携帯可能なケースに収められていることを特徴とする請求項５または請求項６記載のマルチ生体情報検出装置。
【請求項８】
前記生体情報検出手段により検出された荷重データ及び生体情報データ並びに前記記憶手段に記憶された荷重データ及び生体情報検出データをデータ処理装置に伝送するデータ伝送手段を更に備えたことを特徴とする請求項７記載のマルチ生体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、理学療法機器に係り、詳細には、筋力計及びマルチ生体情報検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、臨床上問題とされてきた筋力低下は、徒手筋力検査法（ＭＭＴ；manual muscle test）により６段階に評価されてきた。この徒手筋力検査法は、身体のほとんどの関節運動で検査可能で、コストも少なく、筋力強化の種目設定、障害病巣の診断に有効であり、現在もなお広く利用されている。
【０００３】
しかし、この評価は理学療法士によりなされるため、この者の熟練が必要であり、その評価は客観性に欠けるという欠点がある。
【０００４】
そこで、臨床において、定量的かつ使用しやすい方法に関心が向けられ、ハンドヘルドダイナモメーター（ＨＤ；hand-held dynamometer、以下、単に「ＨＤ」と略す。）が注目されるようになってきた。ＨＤは、比較的安価であり、絶対尺度でのデータが得られる可能性を有する装置である。
【０００５】
ＨＤの測定原理を図９を用いて説明する。同軸上にＦ１とＦ２の２つの力がお互いに押し合っている場合、どちらかの力が強いときは力が一方に偏ってしまう（図９(a)参照）。双方とも動かないで静止している場合、これはＦ１＝Ｆ２の状態であり、ニュートンの運動の法則の第３法則である作用・反作用の法則として知られている（図９(b)参照）。ＨＤで等尺性収縮を行うとき、発揮される力と等しい反対方向の力を加える場合には、この法則が前提となる。
【０００６】
例えば、肘関節屈曲筋力を測定する場合、被検者が屈曲しようとするのに対し、検者が前腕の遠位端にＨＤを当て、関節運動が起こらないよう抑えることで静止した状態となり、正しい測定値が得られるのである。
【０００７】
従来のＨＤの構造は、図１０において、被検者の測定部位に直接当てる部分であるアタッチメント２０３と圧力センサ（把持部２０１内に内蔵）との間に支柱２０２が有り、そのため、被検者の測定部位と検者の持つ把持部２０１との押し合う等しい力は同軸上になければならなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように従来のＨＤは、構造上アタッチメント２０３と把持部２０１との間に支柱２０２があるため、被検者がアタッチメント２０３へ力を入れる入力方向によってはそれと釣り合う検者の力は被検者の力の分力となり、その値は小さく測定されてしまう場合もある（図１０参照）。図１０において、例えば、Ｂの力で被検者がアタッチメント２０３を押した場合、分力である力ｂが検者の押す力と釣り合いこのｂが測定値として検出されることとなる。
【０００９】
つまり、一点指示の力センサのアタッチメント２０３に加わる力は、力を受けるセンサの受圧部に対して荷重点、荷重方向（軸心）が正確に一致していないと計測誤差が生じ、センサ受圧部とアタッチメント２０３の距離が離れていればいるほど（支柱２０２の長さが長いほど）僅かに加圧方向がずれるだけで、大きな荷重モーメント誤差を生じることとなり、正確な値を測ることができないという問題があった。
【００１０】
すなわち、筋力計のセンサの構造上、装置そのものの精度に疑問があり、検者が体感で体得した手技より、性能上もマンマシーンインターフェース機構上も優位に置き換わるだけの器具器械がなかった。したがって、検者の感覚値を手書き記録することが一般的でその作業に多くの時間を費やしていた。
【００１１】
本発明の課題は、手のひらに密着して収まり、手のひらに相当する面全体が荷重・圧力センサであるような力計測装置を用いることにより、被検者の力を正確に計測することができ、かつ手のひらに入れたままで被検者の足や腕等を支持、ホールドすることができ、さらにその他の特別な装置を介さないで日常の手技が無理なく行える筋力計を提供することである。
【００１２】
また、本筋力計の荷重・圧力センサと共に温度センサ、湿度センサ、筋電位センサ、角度・加速度センサを装備することにより、１つの装置により皮膚温度、筋電位、心拍数、皮膚水分量等を検出することができるマルチ生体情報検出装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、
被検者の所定の被測定部位において特定の筋力を測定することができる筋力計であって、
筋力測定に係る各種指示を入力する入力手段（例えば、入力部１２または入力部２３）と、
被検者の被測定部位にその身体の動作によって印加される荷重を検出する荷重検出手段（例えば、荷重・圧力センサ１５１）と、
前記入力手段からの指示入力に従って前記荷重検出手段により検出された荷重データを記憶する記憶手段（例えば、データレコーダー２１）と、
前記記憶手段に記憶された荷重データを評価し解析する評価解析手段（例えば、ＣＰＵ１１がデータレコーダー２１に記憶された荷重データをＲＯＭ１７内の所定のアプリケーションプログラムにより処理、評価することに対応する。）と、
を備え、前記荷重検出手段は検者の手のひらに密着する薄型の荷重・圧力変換器を採用したセンサを具備することを特徴としている。
【００１４】
この請求項１記載の発明によれば、
被検者の所定の被測定部位において特定の筋力を測定することができる筋力計であって、入力手段は、筋力測定に係る各種指示を入力させ、荷重検出手段は、被検者の被測定部位にその身体の動作によって印加される荷重を検出させ、記憶手段は、前記入力手段からの指示入力に従って前記荷重検出手段により検出された荷重データを記憶させ、評価解析手段は、前記記憶手段に記憶された荷重データを評価し解析させる。
【００１５】
したがって、この請求項１記載の発明によって、被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力からの荷重軸がずれたとしてもその分力を検出することとならず、その関節を中心とした筋間部分の筋力を正確に検出することができる。
【００１６】
これにより、被検者の各被測定部位の筋力の正確な情報を得ることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明のように、
請求項１記載の筋力計において、前記入力手段は、前記各種指示を音声により入力する音声入力手段（例えば、マイク１８）を更に備える構成としてもよい。
【００１８】
この請求項２記載の発明によれば、音声により各種指示を筋力計に入力することができる構成とした。このため、被検者である忙しい理学療法士またはリハビリドクター等は、両手がふさがっていてキー入力による操作ができなくても音声により各種指示を入力することができ、筋力計の操作性を向上することができる。
【００１９】
また、請求項３記載の発明のように、
請求項１または請求項２記載の筋力計において、前記入力手段及び前記荷重検出手段は、携帯可能なケースに収められている構成としてもよい。
【００２０】
請求項４記載の発明は、
請求項３記載の筋力計において、さらに、前記荷重検出手段により検出された荷重データ及び前記記憶手段に記憶された荷重データをデータ処理装置に伝送するデータ伝送手段（例えば、データ送信部２５及びデータ受信部２９）を備えたことを特徴としている。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、
データ伝送手段は、前記荷重検出手段により検出された荷重データ及び前記記憶手段に記憶された荷重データをデータ処理装置に伝送させる。
【００２２】
したがって、これら請求項３及び請求項４記載の発明によって、前記入力手段及び前記荷重検出手段がデータ処理装置と有線で配線されていないため、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、データ処理装置から離れたところでも被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力を測定することができ、システムの利便性を向上することができる。
【００２６】
請求項５記載の発明は、
被検者の所定の被測定部位において特定の生体情報を測定することができるマルチ生体情報検出装置であって、
生体情報検出に係る各種指示を入力する入力手段（例えば、入力部１２または入力部２３）と、
被検者の被測定部位にその身体の動作によって印加される荷重及び各種の生体情報を検出する生体情報検出手段（例えば、生体情報検出部１５）と、
前記入力手段からの指示入力に従って前記生体情報検出手段により検出された荷重データ及び生体情報検出データを記憶する記憶手段（例えば、データレコーダー２１）と、
前記記憶手段に記憶された荷重データ及び生体情報検出データを評価し解析する評価解析手段（例えば、ＣＰＵ１１がデータレコーダー２１に記憶された荷重データ及び生体情報検出データをＲＯＭ１７内の所定のアプリケーションプログラムにより処理、評価することに対応する。）と、
を備え、前記生体情報検出手段は検者の手のひらに密着する薄型の荷重・圧力変換器を採用したセンサ及び各種のセンサを具備することを特徴としている。
【００２７】
この請求項５記載の発明によれば、
被検者の所定の被測定部位において特定の生体情報を測定することができるマルチ生体情報検出装置であって、
入力手段は、生体情報検出に係る各種指示を入力させ、生体情報検出手段は、被検者の被測定部位にその身体の動作によって印加される荷重及び各種の生体情報を検出させ、記憶手段は、前記入力手段からの指示入力に従って前記生体情報検出手段により検出された荷重データ及び生体情報検出データを記憶させ、評価解析手段は、前記記憶手段に記憶された荷重データ及び生体情報検出データを評価し解析させる。
【００２８】
したがって、被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力を正確に測定することができるとともに、当該部位の各種生体情報を得ることができ、被検者の各種生体情報の測定結果を用いて所定の処理、加工をした結果を利用した評価をすることにより、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、被検者の健康状態、リハビリテーションの進捗状況等を的確に把握することができる。
【００２９】
請求項６記載の発明のように、
請求項５記載のマルチ生体情報検出装置において、前記入力手段は、前記各種指示を音声により入力する音声入力手段（例えば、マイク１８）を更に備える構成としてもよい。
【００３０】
この請求項６記載の発明によれば、音声により各種指示をマルチ生体情報検出装置に入力することができる構成とした。このため、検者である忙しい理学療法士またはリハビリドクター等は、両手がふさがっていてキー入力による操作ができなくても音声により各種指示を入力することができ、マルチ生体情報検出装置の操作性を向上することができる。
【００３１】
また、請求項７記載の発明のように、
請求項５または請求項６記載のマルチ生体情報検出装置において、前記入力手段及び前記生体情報検出手段は、携帯可能なケースに収められている構成としてもよい。
【００３２】
請求項８記載の発明は、
請求項７記載のマルチ生体情報検出装置において、さらに、前記生体情報検出手段により検出された荷重データ及び生体情報データ並びに前記記憶手段に記憶された荷重データ及び生体情報検出データをデータ処理装置に伝送するデータ伝送手段（例えば、データ送信部２５及びデータ受信部２９）を備えたことを特徴としている。
【００３３】
この請求項８記載の発明によれば、
データ伝送手段は、前記生体情報検出手段により検出された荷重データ及び生体情報データ並びに前記記憶手段に記憶された荷重データ及び生体情報検出データをデータ処理装置に伝送させる。
【００３４】
したがって、これら請求項７及び請求項８記載の発明によって、前記入力手段及び前記生体情報検出手段が有線で配線されていないため、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、データ処理装置から離れたところでも被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力及び生体情報を測定することができ、システムの利便性を向上することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照して本発明に係る筋力計及びマルチ生体情報検出装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
（第１の実施の形態）
まず構成を説明する。
図１は、第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の制御系の要部構成を示したブロック図である。第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１は、図１に示すように、生体情報検出部１００、ＣＰＵ１１、入力部１２、表示部１３、印刷装置１４、生体情報検出部１５、Ｉ／Ｆ１６、ＲＯＭ１７、マイク１８、音声認識部１９、ＲＡＭ２０、及びデータレコーダー２１により構成されている。
【００３７】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１は、ＲＯＭ１７内に格納されているシステムプログラム及び当該システムに対応する各種アプリケーションプログラムの中から指定されたアプリケーションプログラムをＲＡＭ２０内の図示しないプログラム格納領域に展開し、入力部１２または音声認識部１９から入力される各種指示あるいはデータをＲＡＭ２０内に一時的に格納し、この入力指示及び入力データに応じてＲＯＭ１７に格納されたアプリケーションプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ２０内に格納するとともに、表示部１３に表示する。
【００３８】
また、ＣＰＵ１１は、キー入力等による入力部１２からの入力信号または音声認識部１９から入力される音声認識結果としての操作指示信号に従って、Ｉ／Ｆ１６を介して、グローブ２に内蔵されている生体情報検出部１５の各種センサにより各種生体情報を計測させ、その測定結果をＩ／Ｆ１６を介してＣＰＵ１１に出力させる。そして、その出力結果をＲＡＭ２０内のワークメモリ領域に展開し、表示部１３に表示させ、データレコーダー２１内の所定の保存先に保存する。
【００３９】
さらに、ＣＰＵ１１は、検者が各種生体情報の測定結果に基づき評価をする際には、対応するアプリケーションプログラムをＲＯＭ１７から読み出してＲＡＭ２０のプログラム格納領域を形成させ、表示部１３の表示画面に展開表示させ、データレコーダー２１に保存された被検者の各種生体情報の測定結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開させる。
【００４０】
そして、ＣＰＵ１１は、上記測定結果をアプリケーションプログラムの実行コマンドに従って演算処理し、その演算結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開するとともに、表示部１３の表示画面に表示させ、そのように所定の処理、加工された結果を必要に応じてデータレコーダー２１に保存する。
【００４１】
入力部１２は、カーソルキー、数字入力キー及び各種機能キー等を備えたキーボードとマウス等のポインティングデバイスを含み、キーボードにおいて押下されたキーの押下信号やマウスの位置信号をＣＰＵ１１に出力する。
【００４２】
表示装置１３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示パネルにより構成され、ＣＰＵ１１から入力される表示データを表示する。
【００４３】
印刷装置１４は、ＣＰＵ１１から入力される印刷データを指定された色で印刷出力する。
【００４４】
生体情報検出部１５は、被検者の生体情報を検出するための各種センサを装備し、その各種センサの配置の一例は、図２及び図３に示しているように、図２は角型、図３は丸型のものである。この２つの図においては、各種センサの配置位置及びセンサの種類は同様であるため、以下、図２を用いて説明する。
【００４５】
図２において、生体情報検出部１５の正面図は(a)、断面図は(b)のようになっており、生体情報検出部１５は荷重・圧力センサ１５１、温度センサ１５２、筋電位センサ１５３、湿度センサ１５４、角度・加速度センサ１５５により構成されている。
【００４６】
荷重・圧力センサ１５１は、例えば、ワイヤーストレインゲージ、静電容量センサ、圧電センサ等を利用し、被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力等を測定でき、温度センサ１５２は、例えば、Ｋ特性の熱電対等があり、被検者の皮膚の表面温度を測定できる。また、筋電位センサ１５３は、図５に示すように２カ所有り、各々に電極が置かれ力が加わったときの被検者の測定部位の筋肉中を流れる微弱電流を測定することができる。湿度センサ１５４は、例えば、電気抵抗式や電気容量式のものがあり、被検者の皮膚の表面付近における含有水分量を測定でき、角度・加速度センサ１５５は、例えば、振動ジャイロセンサや静電容量型３軸加速度センサ等を用いるものがあり、これにより被検者の動的運動の評価である等張性収縮及び等運動性収縮を行うことができる。
【００４７】
Ｉ／Ｆ（Interface）１６は、上記生体情報検出部１５の各種センサ（荷重・圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、筋電位センサ、角度・加速度センサ）から入力される各種生体情報の検出信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、所定のデジタルデータとしてＣＰＵ１１に伝達する。
【００４８】
ＲＯＭ（Read Only Memory）１７は、上記システムプログラム及びアプリケーションプログラムに係る基本的な各種パラメータ等を設定するための基本プログラム等を予め記憶する。
【００４９】
マイク１８は、検者が被検者の測定部位に生体情報検出部１５を接触させて生体情報を測定するときに、検者が発した音声を収音するための装置であり、収音したアナログ音声信号を音声認識部１９に出力する。このマイク１８は小型のものであればよく、例えば、汎用の胸部等にピンで止めるピンマイクでも、またはヘッドセットマイクでもよい。
【００５０】
音声認識部１９は、上記マイク１８の端子を接続できるコネクタが装備されており、検者が発した音声について、上記マイク１８から入力されたアナログ音声信号を図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータである音声データとして出力する。この出力された音声データは、音素あるいは音節などの認識単位毎に、パーコール分析等の手法により特徴パラメータを抽出し、この抽出した時系列の特徴パラメータからなる入力パターンを、予め登録される各単語毎の標準パターン群についてパターンマッチングさせ、最も類似度の高い標準パターンに対応付けられた単語あるいは文節を音声認識結果としてＣＰＵ１１に出力する。
【００５１】
ＲＡＭ（Random Access Memory）２０は、ＣＰＵ１１が上記マルチ生体情報検出装置１としての各種処理プログラムを実行する際に、当該プログラムを展開するプログラム格納領域を形成するとともに、ＣＰＵ１１が測定された被検者の生体情報を処理、評価する際に、検者が被検者の上記測定結果をデータレコーダー２１から読み出して加工等するためのワークメモリ領域を形成する。
【００５２】
データレコーダー２１は、プログラム等が予め記憶されており、このデータレコーダー２１は磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。このデータレコーダー２１は、マルチ生体情報検出装置１に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものであり、上記システムプログラム、各種アプリケーションプログラム、及び被検者を測定した測定結果をデータとして記憶する。
【００５３】
次に動作を図４から図６を用いて使用例を挙げて説明する。
図４は、本第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の生体情報検出部１５を内蔵したグローブ２の要部構成を示した断面図である。
【００５４】
グローブ２は、検者の手のひらに接触する部分は硬質のウレタンパッドとなっており、密着性が増し、中央の力をダイレクトに受けることができるようになっている。また、被検者の測定部に接触する部分は軟質のシリコンパッドとなっており、被検者の測定部の形状に応じて多少の形状変化をすることができ、密着性を増すようになっている。
【００５５】
ウレタンパッドとシリコンパッドの間には、平板状の各種センサを備えた生体情報検出部１５が仕込まれており、この生体情報検出部１５は超軽量、超小型、超薄型のフォースプレートのロードセルである荷重・圧力センサ１５１を有するものである。
【００５６】
図５は、本第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の生体情報検出部１５を内蔵したグローブ２を実際に装着したときの概観図である。図５では、グローブ２は検者の左手に密着して装着できるように筒状になっており、親指を除く４本の指を通して手のひらにすっぽり被せて用いるような構成になっている。
【００５７】
なお、図５では、筒状の形状のものを示したが、形状はそれにとらわれることなく手のひらに密着できるようなものであればよい。例えば、野球のグローブの各指を覆う部分を切り取ったような形状であっても良い。
【００５８】
図６は、本第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１を適用して被検者の等尺性収縮を行った場合の筋力等を計測しているときの概念図である。各図において、矢印方向に被検者が力を加えそれと釣り合う力を生体情報検出部１５内の荷重・圧力センサが検出する。この場合、生体情報検出部１５は図において途中から省略されている硬質の棒状のもので壁、天井等に固定されている。
【００５９】
図６(a)は足関節底屈筋群のテストを、図６(b)は頸椎側屈筋群テストを、図６(c)は頸椎伸筋群のテストを、図６(d)は肩関節外旋筋群及び内旋筋群のテストを、図６(e)は肩関節外転筋群及び内転筋群のテストを、図６(f)は等尺性肘伸展筋力のテストを示した図である。
【００６０】
実際の測定の流れを時系列に従って説明する。
検者に促されて、被検者は測定部位の生体情報を検出できる姿勢をとる。そして、検者は、被検者の測定部位に生体情報検出部１５を内蔵するグローブ２を当て、その測定部位でグローブ２を特定方向に押すように促す。検者は被検者が押す力と等しい反対方向の力でグローブ２を一定の位置に保持し、マイク１８による音声入力によりまたはキー若しくはマウスによる入力によりそのときの荷重等を測定することを指示する。
【００６１】
マイク１８による音声入力の場合を例にとると、検者が発した音声による指示を収音したマイク１８は、そのアナログ音声信号を音声認識部１９に出力し、音声認識部１９は、このアナログ信号を内蔵するＡ／Ｄ変換器によりデジタル音声データとしたあと、パターンマッチングにより最も類似度の高い標準パターンであるマルチ生体情報検出装置１の操作用定義語を音声認識結果としてＣＰＵ１１に出力する。
【００６２】
ＣＰＵ１１は、上記音声認識結果としての操作指示に従って、Ｉ／Ｆ１６を介して、グローブ２に内蔵されている生体情報検出部１５の各種センサにより各種生体情報を計測させ、その測定結果をＩ／Ｆ１６を介してＣＰＵ１１に出力させる。
【００６３】
また、ＣＰＵ１１は、上記各種生体情報の測定結果をＲＡＭ２０内に形成されたワークメモリ領域に展開し、表示部１３に表示させ、検者の設定によってデータレコーダー２１に当該各種生体情報の測定結果を保存する。
【００６４】
以上の動作を繰り返すことにより、被検者の各測定部位における筋力等を必要な箇所分だけ測定することができる。
【００６５】
次に、上記のような動作により検出された各種生体情報の測定結果を用いて被検者の健康状態等を診断するときの動作について説明する。
【００６６】
検者は各種生体情報の測定結果に基づき評価をする際には、対応するアプリケーションプログラムをＲＯＭ１７から読み出してＲＡＭ２０のプログラム格納領域を形成して、表示部１３の表示画面に展開表示されている実行コマンドに従って、データレコーダー２１に保存された被検者の各種生体情報の測定結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開する。
【００６７】
そして、ＣＰＵ１１は、上記測定結果をアプリケーションプログラムの実行コマンドに従って演算処理し、その演算結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開するとともに、表示部１３の表示画面に表示し、そのように所定の処理、加工された結果を必要に応じてデータレコーダー２１に保存する。
【００６８】
以上のように、本第１の実施の形態においては、平板状の荷重・圧力センサ１５１を用いた構成としたため、従来のＨＤのように被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力による分力を測定することとはならず、荷重軸がずれたとしても正確な筋力を測定することができる。
【００６９】
これにより、被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力の正確な情報を得ることができ、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、リハビリテーション中の被検者等に適切なアドバイスをすることができる。
【００７０】
また、被検者の各生体情報の測定結果を用いて所定の処理、加工をした結果を利用した評価をすることにより、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、被検者の健康状態、リハビリテーションの進捗状況等を的確に把握することができる。この筋力計により、筋力が科学的・定量的にとらえられ、データの蓄積、統計的解析、レポート化等を簡便に短時間で行うことができる。
【００７１】
さらに、本第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１では、被検者である理学療法士またはリハビリドクターは、マイク１８による音声入力により各種指示を入力することができる。そのため、忙しい理学療法士またはリハビリドクター等は、両手がふさがっていてキー入力による操作ができなくても音声により各種指示を入力することができる。
【００７２】
なお、本第１の実施の形態では、生体情報検出部１５内の荷重・圧力センサ１５１を徒手筋力計としてのグローブ２に内蔵して用いたが、この荷重・圧力センサ１５１を床の内面あるいは履物（例えば、靴）の底部に組み込むことにより被検者の歩行等における下肢圧を検出することができ、その検出された荷重データをリアルタイムにモニタすることができ、被検者の下肢を被訓練部位とする歩行等の免荷訓練を行う場合にも利用できる。
【００７３】
（第２の実施の形態）
図７及び図８は、本発明を適用した第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の制御系の要部構成を示したブロック図である。
【００７４】
上記第１の実施の形態では、生体情報検出部１５及びマイク１８が個々有線にて他の構成部分からなるユニットに配線されている場合について示したが、生体情報検出部１５に接続される部分を携帯可能な検出データ送信ユニット３とし、検出されたデータを別の場所に設置されているデータ処理ユニット４に無線通信等によって送信し、検出データを加工等するのはそのデータ処理ユニット４でできるようにすることも可能である。本第２の実施の形態では、検出データを送信して別の場所で加工等する場合について説明する。
【００７５】
なお、本第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１は、検出データ送信ユニット３及びデータ処理ユニット４により構成されており、上記第１の実施の形態において図１に示した構成における構成部分と同一であるものは、同一符号を付すものとし、同一の構成部分については説明を省略し、異なる構成部分についてのみ説明することとする。
【００７６】
図７は、第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の検出データ送信ユニット３の要部構成を示した図である。検出データ送信ユニット３は、ＣＰＵ２２、入力部２３、表示部２４、生体情報検出部１５、Ｉ／Ｆ１６、データ送信部２５、マイク１８、音声認識部１９、ＲＡＭ２６、及びＲＯＭ２７より構成されている。
【００７７】
ＣＰＵ２２は、ＲＯＭ２７内に格納されているシステムプログラム及び当該システムに対応する各種アプリケーションプログラムの中から指定されたアプリケーションプログラムをＲＡＭ２６内の図示しないプログラム格納領域に展開し、入力部２３または音声認識部１９から入力される各種指示あるいはデータをＲＡＭ２６内に一時的に格納し、この入力指示及び入力データに応じてＲＯＭ２７に格納されたアプリケーションプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ２６内に格納するとともに、表示部２４に表示する。
【００７８】
また、ＣＰＵ２２は、キー入力等による入力部２３からの入力信号または音声認識部１９から入力される音声認識結果としての操作指示信号に従って、Ｉ／Ｆ１６を介して、グローブ２に内蔵されている生体情報検出部１５の各種センサにより各種生体情報を計測させ、その測定結果をＩ／Ｆ１６を介してＣＰＵ２２に出力させる。そして、その出力結果をＲＡＭ２６のワークメモリ領域に展開し、表示部２４に表示させ、データ送信部２５に出力する。
【００７９】
入力部２３は、カーソルキー、数字入力キー及び各種機能キー等を備えたキーボードを含み、キーボードにおいて押下されたキーの押下信号をＣＰＵ２２に出力する。
【００８０】
表示装置２４は、液晶表示パネルにより構成され、ＣＰＵ２２から入力される表示データを表示する。
【００８１】
データ送信部２５は、入力された測定結果を所定の変調方式によって変調し、変調されたデータをデータ処理ユニット４に無線通信等を介して送信する。
【００８２】
ＲＡＭ２６は、ＣＰＵ２２が上記マルチ生体情報検出装置１としての各種処理プログラムを実行する際に、当該プログラムを展開するプログラム格納領域を形成するとともに、生体情報検出部１５により検出された測定結果を一時保持するためのワークメモリ領域を形成する。
【００８３】
ＲＯＭ２７は、生体情報検出部１５が被検者の生体情報を検出するためのアプリケーションプログラム、音声認識部１９により出力された音声認識結果に基づき生体情報検出部１５が検出するためのアプリケーションプログラム、及びその測定結果を送信するためのアプリケーションプログラムを予め記憶する。
【００８４】
図８は、第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１のデータ処理ユニット４の要部構成を示した図である。データ処理ユニット４は、ＣＰＵ２８、入力部１２、表示部１３、印刷装置１４、データ受信部２９、ＲＯＭ１７、ＲＡＭ２０、及びデータレコーダー２１より構成されている。
【００８５】
ＣＰＵ２８は、データ受信部２９から入力したデータをＲＡＭ２０内のワークメモリ領域に展開し、表示部１３に表示させ、データレコーダー２１内の所定の保存先に保存する。
【００８６】
また、ＣＰＵ２８は、検者が各種生体情報の測定結果に基づき評価をする際に、対応するアプリケーションプログラムをＲＯＭ１７から読み出してＲＡＭ２０のプログラム格納領域を形成させ、表示部１３の表示画面に展開表示させ、データレコーダー２１に保存された被検者の各種生体情報の測定結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開させる。
【００８７】
そして、ＣＰＵ２８は、上記測定結果をアプリケーションプログラムの実行コマンドに従って演算処理し、その演算結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開するとともに、表示部１３の表示画面に表示させ、そのように所定の処理、加工された結果を必要に応じてデータレコーダー２１に保存する。
【００８８】
データ受信部２９は、無線通信により受信したデータを所定の復調方式によって復調し、復調されたデータをＣＰＵ２８に出力する。
【００８９】
次に第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の動作を説明する。第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の動作と同様のものについては説明を省略し、異なる動作についてのみ説明することとする。
実際の測定の流れを時系列に従って説明する。
【００９０】
検者に促されて、被検者は測定部位の生体情報を検出できる姿勢をとる。そして、検者は、検出データ送信ユニット３を携帯し、被検者の測定部位に生体情報検出部１５を内蔵するグローブ２を当て、その測定部位でグローブ２を特定方向に押すように促す。検者は被検者が押す力と等しい反対方向の力でグローブ２を一定の位置に保持し、マイク１８による音声入力によりまたはキーによる入力によりそのときの荷重等を測定することを指示する。
【００９１】
そして、検者が発した音声による指示を収音したマイク１８は、そのアナログ音声信号を音声認識部１９に出力し、音声認識部１９は、このアナログ信号を内蔵するＡ／Ｄ変換器によりデジタル音声データとしたあと、パターンマッチングにより最も類似度の高い標準パターンであるマルチ生体情報検出装置１の操作用定義語を音声認識結果としてＣＰＵ２２に出力する。
【００９２】
ＣＰＵ２２は、上記音声認識結果としての操作指示に従って、Ｉ／Ｆ１６を介して、グローブ２に内蔵されている生体情報検出部１５の各種センサにより各種生体情報を計測させ、その測定結果をＩ／Ｆ１６を介してＣＰＵ２２に出力させる。また、ＣＰＵ２２は、上記各種生体情報の測定結果をＲＡＭ２６内に形成されたワークメモリ領域に展開し、表示部２４に表示させ、データ送信部２５に出力する。そして、データ送信部２５により測定結果はデータ処理ユニット４に無線通信等により送信される。
【００９３】
以上の動作を繰り返すことにより、被検者の各測定部位における筋力等を必要な箇所分だけ測定することができ、その測定結果はすべてデータ処理ユニット４に送信されていることになる。
【００９４】
次に、データ処理ユニット４における動作を説明する。上記のような動作により検出された各種生体情報の測定結果は、データ処理ユニット４に無線通信等により送信される。
【００９５】
無線通信により測定結果のデータを受信したデータ受信部２９は、所定の復調方式によって復調したデータをＣＰＵ２８に出力する。ＣＰＵ２８は、この測定結果のデータを表示部１３に表示させ、ＲＡＭ２０内のワークメモリ領域に展開する。被検者の所定数の測定部位において全ての測定が終了するまで同様の処理を繰り返す。
【００９６】
検者は、被検者の全ての測定部位を測定した後、データ処理ユニット４において、表示部１３の表示画面上に表示されている測定結果のデータをデータレコーダー２１に保存する。そして、検者が測定結果のデータに基づき評価をする際には、対応するアプリケーションプログラムをＲＯＭ１７から読み出してＲＡＭ２０のプログラム格納領域を形成させ、表示部１３の表示画面に展開表示されている実行コマンドに従って、データレコーダー２１に保存された被検者の測定結果のデータをＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開させる。
【００９７】
そして、ＣＰＵ２８は、上記測定結果のデータをアプリケーションプログラムの所定の実行コマンドに従って演算処理し、その演算結果をＲＡＭ２０のワークメモリ領域内に展開するとともに、表示部１３の表示画面に表示し、そのように所定の処理または加工等された結果をデータレコーダー２１に保存するとともに、必要に応じて印刷装置１４によりプリントアウトする。
【００９８】
以上のように、本第２の実施の形態においては、第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１を検出データ送信ユニット３とデータ処理ユニット４に分け、両者を無線通信等を介して送受信可能とし、検出データ送信ユニット３を携帯可能なコンパクトのものとした。
【００９９】
これにより、第１の実施の形態における効果のほかに、さらに、生体情報検出部１５またはマイク１８が有線で配線されていないため、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、データ処理ユニット４から離れたところでも被検者の被測定部位の生体情報を測定することができ、システムの利便性を向上することができる。
【０１００】
なお、本第２の実施の形態では、生体情報検出部１５内の荷重・圧力センサ１５１を徒手筋力計としてのグローブ２に内蔵して用いたが、この荷重・圧力センサ１５１を床の内面あるいは履物（例えば、靴）の底に組み込むことにより下肢圧を測定することができ、その荷重をモニタ、メモリすることで下肢を被訓練部位とする歩行の免荷訓練を行う場合にも利用できる。
【０１０１】
なお、本第２の実施の形態では、生体情報検出部１５により検出された生体情報データをデータ送信部２５を介してデータ処理ユニット４に送信する構成としたが、生体情報データを検出データ送信ユニット３内に別途設けたメモリカードによって記憶し、メモリカードに記憶されたデータをデータ処理ユニット４で処理、加工する構成としてもよい。
【０１０２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、検者の手のひらに密着する超薄型の荷重・圧力変換器を採用するセンサを用いて被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力を測定する構成とした。このため、被検者の関節を中心とした筋間部分からの荷重軸がずれたとしてもその分力を測定することとならず、その関節を中心とした筋間部分の筋力を正確に測定することができる。
これにより、被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力の正確な情報を得ることができる。
また、この筋力計により、筋力が科学的・定量的にとらえられ、データの蓄積、統計的解析、レポート化等を簡便に短時間で行うことができる。
【０１０３】
請求項２記載の発明によれば、音声により各種指示を筋力計に入力することができる構成とした。このため、検者である忙しい理学療法士またはリハビリドクター等は、両手がふさがっていてキー入力による操作ができなくても音声により各種指示を入力することができ、筋力計の操作性を向上することができる。
【０１０４】
請求項３及び請求項４記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の筋力計において、キーまたはマイク及び荷重・圧力センサを含むグローブ等が携帯可能なコンパクトなケースに納められ、このケースとデータ処理装置とを無線等の通信により送受信可能な構成とした。これにより、上記ケースがデータ処理装置と有線で配線されていないため、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、データ処理装置から離れたところでも被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力を測定することができ、システムの利便性を向上することができる。
【０１０６】
請求項５記載の発明によれば、検者の手のひらに密着する超薄型の荷重・圧力変換器を採用するセンサ群を用いて被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力及び当該部位の生体情報を測定する構成とした。このため、被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力を正確に測定することができるとともに、当該部位の各種生体情報を得ることができ、被検者の各種生体情報の測定結果を用いて所定の処理、加工をした結果を利用した評価をすることにより、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、被検者の健康状態、リハビリテーションの進捗状況等を的確に把握することができる。
【０１０７】
請求項６記載の発明によれば、音声により各種指示をマルチ生体情報検出装置に入力することができる構成とした。このため、検者である忙しい理学療法士またはリハビリドクター等は、両手がふさがっていてキー入力による操作ができなくても音声により各種指示を入力することができ、マルチ生体情報検出装置の操作性を向上することができる。
【０１０８】
請求項７及び請求項８記載の発明によれば、請求項５または請求項６記載のマルチ生体情報検出装置において、キーまたはマイク及び荷重・圧力センサ等のセンサ群を含むグローブ等が携帯可能なコンパクトなケースに納められ、このケースとデータ処理装置とを無線等の通信により送受信可能な構成とした。これにより、上記ケースがデータ処理装置と有線で配線されていないため、検者である理学療法士またはリハビリドクター等は、データ処理装置から離れたところでも被検者の関節を中心とした筋間部分の筋力及び当該部位の各種生体情報を測定することができ、システムの利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の要部構成を示したブロック図である。
【図２】本実施の形態における各種センサの配置の一例（角型）である。
【図３】本実施の形態における各種センサの配置の一例（丸型）である。
【図４】本実施の形態におけるグローブ２の断面図である。
【図５】本実施の形態におけるグローブ２を検者の手のひら（左手）に装着した概念図である。
【図６】本実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１を用いて等尺性収縮を測定する使用例である。
【図７】本発明を適用した第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１の検出データ送信ユニット３の要部構成を示したブロック図である。
【図８】本発明を適用した第２の実施の形態におけるマルチ生体情報検出装置１のデータ処理ユニット４の要部構成を示したブロック図である。
【図９】従来のハンドヘルドダイナモメーターの測定原理（作用・反作用の法則）を示した図である。
【図１０】従来のハンドヘルドダイナモメーターにおけるアタッチメント２０３への入力方向による測定誤差の概念を示した図である。
【符号の説明】
１    マルチ生体情報検出装置
２    グローブ
３    検出データ送信ユニット
４    データ処理ユニット
１１、２２、２８    ＣＰＵ
１２、２３          入力部
１３、２４          表示部
１４                印刷装置
１５                生体情報検出部
１５１            荷重・圧力センサ
１５２            温度センサ
１５３            筋電位センサ
１５４            湿度センサ
１５５            角度・加速度センサ
１６                Ｉ／Ｆ
１７、２７          ＲＯＭ
１８                マイク
１９                音声認識部
２０、２６          ＲＡＭ
２１                データレコーダー
２５                データ送信部
２９                データ受信部
２００              従来のハンドヘルドダイナモメーター
２０１            把持部
２０２            支柱
２０３            アタッチメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004179713.tif 000007
【図７】
0004179713.tif 000008
【図８】
0004179713.tif 000009
【図９】
0004179713.tif 000010
【図１０】
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