(57)【要約】【課題】高い安全性で、被験者の異なる部位に僅かな時間差を設けて複数の刺激を与えて被験者の感覚機能を検査する。【解決手段】少なくとも２つの接触刺激付与装置は、被験者の異なる部位に接触刺激を加える。被験者に接触刺激を与える順序は任意に又はランダムに設定される。【選択図】図１
2009118909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の異なる部位に接触刺激を与える少なくとも２つの接触刺激付与装置を備え、
前記少なくとも２つの接触刺激付与装置が被験者に接触刺激を与える順序が任意に又はランダムに設定されることを特徴とする感覚における時間順序判断計測装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの接触刺激付与装置を制御する制御装置を更に備え、
前記接触刺激付与装置は、被験者に接触刺激を与える接触端と、前記接触端を被験者に対して前進及び後退させるアクチュエータと、前記接触端の被験者に対する接触圧力を検知する圧力センサとを有し、
前記制御装置は、前記アクチュエータを駆動して前記接触端を被験者に対して前進させ、前記接触端の被験者に対する接触圧力が所定の閾値を超えたことを前記圧力センサを介して検知すると、前記アクチュエータを駆動して前記接触端を被験者に対して後退させる請求項１に記載の感覚における時間順序判断計測装置。
【請求項３】
接触刺激を与える被験者の部位を支持する支持機構を更に備える請求項１に記載の感覚における時間順序判断計測装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの接触刺激付与装置が被験者に与える接触刺激の時間差を任意に設定可能である請求項１に記載の感覚における時間順序判断計測装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つの接触刺激付与装置が被験者に与える接触刺激の圧力を任意に設定可能である請求項１に記載の感覚における時間順序判断計測装置。
【請求項６】
被験者が感じた前記少なくとも２つの接触刺激付与装置の接触順序を入力する入力装置と、前記入力装置を介して入力された前記少なくとも２つの接触刺激付与装置の接触順序と前記少なくとも２つの接触刺激付与装置の実際の接触順序とを比較して正答率を演算する演算装置とを更に備える請求項１に記載の感覚における時間順序判断計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の異なる部位に僅かな時間差を設けて複数の接触刺激を与え、被験者に複数の接触刺激の時間順序を判断させることを通じて、被験者の接触刺激に対する感覚機能を検査するために用いられる時間順序判断計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーキンソン病や脳卒中などによる神経疾患を評価したり、神経疾患に対する薬効を客観的に評価したりするために、患者に各種刺激を与える感覚機能検査が広く行われている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、パーキンソン病患者の一方の手の異なる２箇所に電気的刺激を与える感覚機能検査が記載されている。
【非特許文献１】Myung-Sik Lee et al.，‘“Off” gait freezing and temporal discrimination threshold in patients with Perkinson disease’，Neurology 2005，64，p670-674
【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、電気的刺激を与える検査方法は、例えば両下肢にほぼ同時に電気的刺激を与えると不整脈やてんかん発作を誘発するおそれがあるなど、安全上の問題を有している。また、電気的刺激は極めて非生理的な刺激であり、各種存在する異なった感覚受容器のいずれを刺激しているのか判別できないという問題も存している。
【０００５】
本発明は、被験者の異なる部位に僅かな時間差を設けて複数の刺激を与えることで被験者の体性感覚機能を検査することができ、且つ、安全性が高い時間順序判断計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の感覚における時間順序判断計測装置は、被験者の異なる部位に接触刺激を与える少なくとも２つの接触刺激付与装置を備え、前記少なくとも２つの接触刺激付与装置が被験者に接触刺激を与える順序が任意に又はランダムに設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の時間順序判断計測装置は、被験者に、電気的刺激ではなく、接触刺激を与えるので、高い安全性を有している。そして、被験者に与えられる複数の接触刺激の順序が任意に又はランダムに設定されるので、被験者の感覚（特に体性感覚）を通じた時間順序判断を正確に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の上記の時間順序判断計測装置が、前記少なくとも２つの接触刺激付与装置を制御する制御装置を更に備えることが好ましく、前記接触刺激付与装置は、被験者に接触刺激を与える接触端と、前記接触端を被験者に対して前進及び後退させるアクチュエータと、前記接触端の被験者に対する接触圧力を検知する圧力センサとを有することが好ましい。この場合、前記制御装置は、前記アクチュエータを駆動して前記接触端を被験者に対して前進させ、前記接触端の被験者に対する接触圧力が所定の閾値を超えたことを前記圧力センサを介して検知すると、前記アクチュエータを駆動して前記接触端を被験者に対して後退させることが好ましい。これにより、簡単な構成で、少なくとも２つの接触刺激の時間差や接触刺激の接触圧力を正確に制御することができる。
【０００９】
本発明の上記の時間順序判断計測装置が、接触刺激を与える被験者の部位を支持する支持機構を更に備えることが好ましい。これにより、被験者は楽な姿勢で検査を受けることができる。また、接触刺激付与装置と被験者との相対的位置関係を一定に維持することができるので、より正確な計測を行うことができる。
【００１０】
前記少なくとも２つの接触刺激付与装置が被験者に与える接触刺激の時間差を任意に設定可能であることが好ましい。これにより、より詳細な感覚機能検査を行うことができる。
【００１１】
ここで、連続的に与えられる２つの接触刺激の時間差は、特に制限はないが、１０ｍｓ以上５００ｍｓ以下であることが好ましい。時間差が前記下限よりも短いとほとんどの人が接触刺激の順序を判断することができず、また、時間差が前記上限よりも長いとほとんどの人が接触刺激の順序を容易に判断することができ、いずれの場合も有意義な感覚機能検査結果を得ることが困難となる。
【００１２】
前記少なくとも２つの接触刺激付与装置が被験者に与える接触刺激の圧力を任意に設定可能であることが好ましい。これにより、より詳細な感覚機能検査を行うことができる。
【００１３】
ここで、接触刺激の圧力（押力）は、特に制限はないが、０．３Ｎ以上１．５Ｎ以下であることが好ましい。圧力が前記下限よりも小さいと、接触刺激を感知できない人がいる。また、圧力が前記上限よりも大きいと、接触刺激を痛みと自覚する人がいる。
【００１４】
本発明の上記の時間順序判断計測装置は、被験者が感じた前記少なくとも２つの接触刺激付与装置の接触順序を入力する入力装置と、前記入力装置を介して入力された前記少なくとも２つの接触刺激付与装置の接触順序と前記少なくとも２つの接触刺激付与装置の実際の接触順序とを比較して正答率を演算する演算装置とを更に備えることが好ましい。これにより、正答率を簡単且つ迅速に得ることができるので、効率的に計測を行うことができる。
【００１５】
以下、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、被験者の両母趾に対して接触刺激を与える本発明の一実施形態にかかる時間順序判断計測装置１の概略構成を示した図である。本実施形態の時間順序判断計測装置１は、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂと、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂを支持するとともに被験者の両下肢を載置するテーブル２０と、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂを制御する制御装置３０と、検査条件の設定や検査結果の演算などを行うパーソナルコンピュータ４０とを備えている。図１では、構成を理解しやすいように、テーブル２０を二点鎖線で示し、実際にはテーブル２０によって隠れて見えない接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂを実線で示している。
【００１７】
図２は、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂの概略構成を示した断面図である。接触刺激付与装置１０ａと接触刺激付与装置１０ｂとは全く同じ構成を有している。シリンダ１２内にロッド１１が挿入されている。アクチュエータ１３が、可動部であるロッド１１を固定部であるシリンダ１２に対して出し入れ駆動する。ロッド１１の先端には、圧力センサ１４が取り付けられている。本実施形態では、圧力センサ１４の先端面が被験者に接触刺激を与える接触端１５として機能する。圧力センサ１４は、接触端１５の被験者に対する接触圧力に応じた信号を出力する。
【００１８】
図１に示すように、上記の２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂはテーブル２０の天板２１の下側に配置される。テーブル２０の天板２１には２つの貫通孔２２ａ，２２ｂが形成されている。貫通孔２２ａ，２２ｂは、被験者の母趾がその開口をほぼ塞ぐことができる程度の大きさ（例えば直径１０〜３０ｍｍの円形）に設定されている。貫通孔２２ａ，２２ｂに接触端１５が対向し、且つ、ロッド１１の移動方向が天板２１の上面に対して垂直となるようにして、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂのシリンダ１２が図示しない治具を介してテーブル２０に固定される。ロッド１１がシリンダ１２内に最も深く後退した状態（初期状態）では、接触端１５は天板２１の上面よりも下側に位置している。この状態からアクチュエータ１３がロッド１１を前進（上昇）させると、接触端１５は貫通孔２２ａ，２２ｂを通過して天板２１の上面よりも上に突出する。
【００１９】
制御装置３０は、アクチュエータ１３を駆動するための信号を発生する制御部３１と、圧力センサ１４から出力された信号を増幅するアンプ３２と、パーソナルコンピュータ４０に対して信号の授受を行うデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）３３とを備える。
【００２０】
制御装置３０のＤＳＰ３３は、例えばＵＳＢを介してパーソナルコンピュータ４０と接続される。パーソナルコンピュータ４０は、各種演算等を行う演算装置４１と、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂの各種駆動条件や被験者の回答などを入力するキーボード４２やマウス４３などからなる入力装置と、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂの各種駆動条件や被験者の回答に対する正答率などを出力するディスプレイ４４などの出力装置とを備えている。
【００２１】
本実施形態では、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂの各接触端１５が被験者に接触刺激を与える時間差は、アクチュエータ１３の駆動開始時刻の差に一致する。従って、ロッド１１がシリンダ１２内に最も深く後退した状態（初期状態）での接触端１５から被験者までの距離と、初期状態からアクチュエータ１３によって前進するロッド１１の速度とが、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂ間で同一に設定されている。初期状態において接触端１５から被験者までの距離を２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂ間で同一にするために、被験者の両母趾をテーブル２０の天板２１の上面で支持するとともに、初期状態での接触端１５から天板２１の上面までの距離は接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂ間で同一に設定される。ロッド１１の前進速度を接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂ間で同一にするために、アクチュエータ１３としてリニアパルスモータを用い、印加するパルスの周波数を２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂ間で同一にする。
【００２２】
このように構成された本実施形態の時間順序判断計測装置を用いた検査手順の一例を以下に説明する。
【００２３】
まず、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂのロッド１１をシリンダ１２内に最も深く後退させる。天板２１の貫通孔２２ａ，２２ｂを両母趾が塞ぐように、被験者の両下肢をテーブル２０の天板２１上に載せる。両下肢が天板２１に対して動くことがないように、ベルト（図示せず）などを用いて両下肢を天板２１に固定しても良い。
【００２４】
次いで、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂを用いて両母趾にそれぞれ接触刺激を加える。この動作は以下のように行われる。制御装置３０のＤＳＰ３３は、パーソナルコンピュータ４０からの指示信号を受けて制御部３１に対してロッド１１を突出させるように指示し、これにより制御部３１はロッド１１が被験者に対して前進（接近）するようにアクチュエータ１３を駆動する。ロッド１１の先端の接触端１５が被験者の母趾に接触し、更にロッド１１が前進すると、被験者の母趾に対する接触端１５の接触圧力が徐々に上昇する。この接触圧力は圧力センサ１４及びアンプ３２を介してＤＳＰ３３に入力されモニタされる。接触圧力が所定の値（閾値）を超えたとき、ＤＳＰ３３は制御部３１に対してロッド１１を後退させるように指示し、これにより制御部３１はロッド１１が被験者に対して後退（離間）するようにアクチュエータ１３を駆動する。２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂが両母趾に対してそれぞれ与える接触刺激が時間差を有するように、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂはそれぞれ独立して制御される。ロッド１１の動作を前進から後退に切り替えるきっかけとなる接触圧力の閾値（例えば、０．３Ｎ、１．５Ｎ等）は、パーソナルコンピュータ４０の入力装置を用いて任意に設定することができる。また、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂが両母趾に対してそれぞれ与える接触刺激の時間差も、パーソナルコンピュータ４０の入力装置を用いて任意に設定することができる。更に、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂのうち、いずれを先に駆動して接触刺激を与えるかは、パーソナルコンピュータ４０の入力装置を用いて任意に、またはパーソナルコンピュータ４０の演算装置４１によってランダムに設定される。
【００２５】
被験者は、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂによる接触刺激を受けた後、左右のいずれの母趾が先に接触刺激を受けたかを自身の感覚に基づいて判断し回答する。検査者は、この回答を入力装置を介してパーソナルコンピュータ４０に入力する。
【００２６】
接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂにより両母趾に接触刺激を付与してから、被験者の回答をパーソナルコンピュータ４０へ入力するまでの検査手順を複数回繰り返す。その後、パーソナルコンピュータ４０の演算装置４１は、被験者の回答と、接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂが実際に接触刺激を付与した順序とを比較して、被験者の回答の正答率を演算する。この演算結果はディスプレイ４４に表示される。
【００２７】
以上のように、本実施形態にかかる時間順序判断計測装置は、電気的刺激ではなく、接触刺激を患者に与えるので、不整脈やてんかん発作を誘発する可能性があるという電気的刺激の問題を解消でき、高い安全性を有している。
【００２８】
また、複数の刺激の時間差をミリ秒単位で設定することができ、また、刺激の強さもリアルタイムでモニタすることで任意の値に制御することができるので、感覚機能を高精度に評価することができる。
【００２９】
上記の実施形態は一例であって、本発明はこれに限定されず、各種の変更が可能である。
【００３０】
例えば、上記の実施形態では接触刺激を被験者の両母趾に与える例を示したが、被験者の他の部位に与えても良い。例えば、被験者の両足、両手、腰など検査目的等に応じて適宜変更することができる。また、右及び左のうちの一方の足（または腕）の異なる位置に接触刺激を与えても良い。接触刺激を与える部位に応じて、初期状態での接触端１５から被験者までの距離を複数の接触刺激付与装置間で同一にするための機構を適宜変更することができる。例えば、テーブル２０に代えて、シリンダ１２の先端に、ロッド１１がその中で移動できるように一定長さの筒を接続しても良い。この場合、この筒の先端を被験者に押し当てれば、初期状態での接触端１５から被験者までの距離を常に一定に設定することができる。
【００３１】
接触刺激付与装置の構成は図２に限定されない。例えば、アクチュエータとして、リニアパルスモータに代えて、回転モータ（例えばパルスモータ）とこの回転運動を直線運動に変換する機構との組み合わせや、気体又は液体を駆動源とするシリンダなどであっても良い。また、圧力センサ１４の取付位置はロッド１１の先端である必要はない。あるいは、圧力センサ１４を省略することも可能である。接触端１５は、上記の実施形態のように一直線上を往復運動するのではなく、例えば円弧に沿って往復運動しても良い。
【００３２】
接触刺激付与装置の数は２つに限定されず、３つ以上であっても良い。被験者の異なる３つ以上の部位に時間差を設けて接触刺激を与えて、被験者に接触刺激が与えられた順番を答えさせても良い。
【実施例】
【００３３】
図２に示す２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂを備えた図１の時間順序判断計測装置１を用いて、健常者及びパーキンソン病患者の接触刺激に対する感覚機能を検査した。検査方法は以下の通りである。
【００３４】
被験者を、リラックスした姿勢で椅子に腰掛けさせ、両母趾が天板２１の貫通孔２２ａ，２２ｂを塞ぐように、両下肢を床面に設置したテーブル２０の天板２１上に載せさせた。
【００３５】
次いで、２つの接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂを駆動して、被験者の両母趾にそれぞれ接触刺激を与えた。左右の母趾に与えられる接触刺激には所定の時間差を設けた。被験者に左右のいずれが先に刺激されたかを答えさせた。
【００３６】
接触刺激付与装置１０ａ，１０ｂのアクチュエータ１３として１パルスで０．０１ｍｍ移動するリニアパルスモータを用いた。このリニアパルスモータに印加したパルス周波数は２５ｋＨｚとした。従って、ロッド１１の前進及び後退時の速度は２５ｃｍ／ｓであった。
【００３７】
被験者に与えられる接触刺激の強さをロッド１１の先端に設けた圧力センサ１４でモニターした。ロッド１１を前進させ、圧力センサ１４を介して検知した被験者に与えられる刺激の強さ（押力）が０．３Ｎに達したとき、ロッド１１を後退させた。
【００３８】
与えられる刺激の様式としては、左右の刺激の時間差が４５，６０，９０，１２０ｍｓの４種類、左右のいずれを先に刺激するかで２種類の合計８種類がある。一人の被験者に対して、この８種類の刺激をそれぞれ１０試行、合計８０試行をランダムな順序で適宜休憩を挟んで施行した。
【００３９】
被験者は、ヤールの重症度分類III度以上のパーキンソン病患者２０名と健常者２０名の合計４０名とした。パーキンソン病患者２０名の内訳は、左側により強い障害をもつ患者（左障害者）が７名、右側により強い障害をもつ患者（右障害者）が８名、左右にほぼ同程度の障害をもつ患者（両側障害者）が５名であった。両側障害者ではすくみ足が顕著に認められたが、左障害者及び右障害者ではすくみ足は認められないか軽度であった。
【００４０】
検査結果を図３に示す。図３において、縦軸は正答率、横軸は左右の刺激の時間差を示す。図３の右側は、右母趾を先に刺激した場合であり、図３の左側は、左母趾を先に刺激した場合である。
【００４１】
健常者及びパーキンソン病患者のいずれでも、左右の刺激の時間差が短くなるにしたがって正答率が低下している。健常者のグラフは左右ほぼ対称である。即ち、健常者では、左右の刺激の時間差が同じであれば、左側を先に刺激した場合と右側を先に刺激した場合とはほぼ同じ正答率である。一方、左右のいずれか一方により強い障害をもつパーキンソン病患者のグラフのボトムは左右のいずれかにシフトしている。即ち、左障害者では左側を先に刺激した場合の正答率が低く、右障害者では右側を先に刺激した場合の正答率が低い。また、両側障害者では左右の刺激の時間差にかかわらず正答率は低い。このように、パーキンソン病患者の障害の程度と正答率との間には相関が認められた。
【００４２】
図３の結果は、パーキンソン病患者では障害がある側の感覚が遷延するとの仮説を立てると説明がつく。即ち、障害がある側を先に刺激すると、その触覚認識がその後に障害がない側が受けた刺激の触覚認識と重畳するために、時間の順序が分かりにくくなると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の利用分野は特に制限はないが、例えば、パーキンソン病や脳卒中などによる神経疾患で認められる感覚機能を客観的に評価したり、神経疾患に対する薬効を客観的に評価したりする際に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる時間順序判断計測装置の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる時間順序判断計測装置の接触刺激付与装置の概略構成を示した断面図である。
【図３】図３は、パーキンソン病患者及び健常者に対して本発明の時間順序判断計測装置を用いて感覚機能を検査をした結果を示した図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  時間順序判断計測装置
１０ａ，１０ｂ  接触刺激付与装置
１１  ロッド
１２  シリンダ
１３  アクチュエータ
１４  圧力センサ
１５  接触端
２０  テーブル
２１  天板
２２ａ，２２ｂ  貫通孔
３０  制御装置
３１  制御部
３２  アンプ
３３  デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）
４０  パーソナルコンピュータ
４１  演算装置
４２  キーボード
４３  マウス
４４  ディスプレイ
【図１】
2009118909.tif 000003
【図２】
2009118909.tif 000004
【図３】
2009118909.tif 000005