JP2000316827A

JP2000316827A - 筋活動測定装置

Info

Publication number: JP2000316827A
Application number: JP11130276A
Authority: JP
Inventors: Takahito Inoue; 貴仁井上; Sachihiro Yamamoto; 祥弘山本; Isao Kikutani; 功菊谷
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】リハビリなどの運動訓練が効果的・効率的にで
きるようにした筋活動測定装置を提供する。【解決手段】筋肉を運動させたときに筋電センサーＳに
よって検知された最大活動筋電位を、基準測定データと
して記憶する記憶手段１０と、測定指標にすべき筋電位
信号の基準測定データに対する割合を設定する測定指標
設定手段（１）と、筋電センサーＳから筋電位信号を入
力する毎に、その検知信号に対して、測定指標設定手段
（１）によって設定された割合を基にして、筋電位変倍
データを算出する筋電位レンジ変更手段（１）と、筋電
位信号のレベルに応じた測定信号を、筋電位変倍データ
に応じて、体感信号の形で変化させて出力する体感信号
出力手段６，７，８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筋肉の収縮（緊張
と緩和）によって発生する活動電位を測定することによ
り、リハビリテーション（以下、「リハビリ」という）
などの運動訓練に利用される筋活動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、筋電計は、筋肉の収縮によっ
て発生する活動電位を測定することにより、筋肉や神経
の障害の診断に用いられている。また、筋肉の活動電位
のレベルをリアルタイムに表示する筋力測定装置が、運
動訓練を目的として使用されている。

【０００３】この種の筋力測定装置では、筋電センサー
として、例えば、３つの電極（一対の筋電検出電極と接
地電極）を測定部位に取り付け、これらの電極からの入
力を基にした電位差により、筋肉の活動を計測してい
る。

【０００４】また、特開昭６０−１６８４３５号公報に
開示された「最大筋力比計」では、予め、筋肉の最大活
動筋電位を記憶しておき、その最大活動筋電位に対する
筋電位のレベルを表示することにより、筋負担の程度が
判るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来の筋力測定装置では、リハビリなどの運動訓練
には、効果的に使用できなかった。すなわち、リハビリ
などの運動訓練では、運動部位の最大筋電位に対し、所
定の割合（例えば６０％）の筋電位レベルでの反復運動
や継続運動が効果的であることが知られているが、上記
従来の装置では、最大レベルがフルスケール（１００
％）となって実測値が表示されるため、運動時に、最大
レベルに対する運動レベルが判るのみであり、適切な運
動の判別が困難になっていた。

【０００６】また、最大レベルに対する運動レベルをＬ
ＥＤの点灯数などで表示している場合、目標とするレベ
ルを低い設定（例えば、最大レベルの３０％）にする
と、運動の程度が更に分かりにくくなるという問題があ
る。具体的には、最大レベルに対する運動レベルを１０
個のＬＥＤの点灯で表現する場合、１個のＬＥＤが、最
大レベルに対する１０％毎のレベルを示すことになる
が、目標レベルを３０％にすると、３個のＬＥＤのみの
３段階の点灯によって判別をしなければならず、分解能
が悪く、誤差が大きくなるので、目標レベルに対する詳
細な筋力の程度が判らなかった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、リハビリなどの運動訓練が効果的・効率
的にできるようにした筋活動測定装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の筋活動測定装置では、筋
肉を運動させたときに筋電センサーによって検知された
最大活動筋電位を、基準測定データとして記憶する記憶
手段と、測定指標にすべき筋電位信号の基準測定データ
に対する割合を設定する測定指標設定手段と、筋電セン
サーから筋電位信号を入力する毎に、その検知信号に対
して、測定指標設定手段によって設定された割合を基に
して、筋電位変倍データを算出する筋電位レンジ変更手
段と、筋電位信号のレベルに応じた測定信号を、筋電位
変倍データに応じて、体感信号の形で変化させて出力す
る体感信号出力手段とを備える。

【０００９】この装置では、筋電位レンジ変更手段が筋
電位変倍データを算出することにより、患者などに応じ
て設定される測定指標が、測定信号のフルスケールとな
ったレンジに変換されるので、測定指標に対する筋活動
の状況が分かりやすくなる。

【００１０】請求項２〜請求項４には、体感信号出力手
段を具体的に提案しており、請求項２では、請求項１に
おいて、体感信号出力手段は、複数の表示セグメントを
連続的に配列して構成されたバーグラフ表示手段であ
り、体感信号の出力として、バーグラフ表示手段の表示
セグメントの点灯数を変化させることを特徴とする。

【００１１】請求項３では、請求項１又は請求項２にお
いて、体感信号出力手段は、可聴域の音信号を出力する
音出力手段であり、体感信号の出力として、音出力手段
の出力態様を変化させることを特徴とする。音出力手段
からは、目の不自由な人でも判別できるように、信号音
や音声メッセージなどが出力される。音出力手段の出力
態様の変化には、周波数（高低）の変化や大きさの変化
などがある。

【００１２】請求項４では、請求項１〜請求項３のいず
れかにおいて、体感信号出力手段は、可感性の振動波を
出力する振動手段であり、体感信号の出力として、振動
手段の振動の態様を変化させることを特徴とする。振動
手段は、目や耳の不自由な人でも体感できるように、振
動の周波数（振動周期）や大きさなどを変化させて出力
する。

【００１３】請求項５では、請求項１〜請求項４のいず
れかにおいて、筋電センサーから入力された筋電位信号
の基準測定データに対する割合が、測定指標設定手段に
よって設定された測定指標を超えたときに報知信号を出
力する第１の報知手段を更に備える。ここに、第１の報
知手段には、請求項２〜請求項４と同様のバーグラフ表
示手段、音出力手段、振動手段などがあり、ランプや液
晶ディスプレイなどのバーグラフ表示手段以外の表示手
段も含んでいる。

【００１４】請求項６では、請求項１〜請求項５のいず
れかにおいて、筋電センサーから入力された筋電位信号
の基準測定データに対する割合が、測定指標設定手段に
よって設定された測定指標を超えた回数をカウントする
カウント手段と、このカウント手段がカウントしたとき
に、その回数を示す報知信号を出力する第２の報知手段
とを更に備える。ここに、第２の報知手段には、請求項
２〜請求項４と同様のバーグラフ表示手段、音出力手
段、振動手段などがあり、ランプや液晶ディスプレイな
どのバーグラフ表示手段以外の表示手段も含んでいる。

【００１５】請求項７では、請求項６において、予め、
カウント手段がカウントする回数の目標回数を設定する
目標回数設定手段と、カウント手段がカウントする回数
が目標回数に達したときに報知信号を出力する第３の報
知手段とを更に備える。ここに、第３の報知手段には、
請求項２〜請求項４と同様のバーグラフ表示手段、音出
力手段、振動手段などがあり、ランプや液晶ディスプレ
イなどのバーグラフ表示手段以外の表示手段も含んでい
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面とともに説明する。

【００１７】図１は、筋活動測定装置Ａの構成の一例を
示したブロック図である。図中、ＣＰＵ１は各部の信号
制御を行う。ＣＰＵ１は、入力電圧が目標電圧（しきい
値）を超えた回数をカウントするカウンタ１ａと、目標
電圧と入力電圧を比較するコンパレータ１ｂと、Ａ／Ｄ
コンバータ１ｃと、信号出力のための出力ポート１ｄ
と、信号入力のための入力ポート１ｅとを有している。

【００１８】入力ポート１ｅにはスイッチ部９が接続さ
れ、出力ポート１ｄにはドライバ５が接続される。ドラ
イバ５は、表示部６と、スピーカ部７と、振動制御部８
の処理機能を備えている。また、表示部６には、複数の
表示セグメントを連続的に配列して構成されたレベルゲ
ージＤＰ１と、カウント表示器ＤＰ２とを備えている
（図２参照）。なお、表示部６は、液晶ディスプレイな
どで構成してもよい。振動制御部８は、振動子（バイブ
レータ）を有線又は無線接続して、その振動子に可感性
の振動波を出力させるため、その振動の大きさや周期を
制御する。

【００１９】ＣＰＵ１には、更に、ＲＡＭなどで構成さ
れ、基準測定データ（基準電圧）などを記憶する記憶部
１０を備え、また、外部計測器などに信号を出力するた
めの外部出力端子１１と、パソコンなどを接続する通信
部１２とを備えている。

【００２０】入力部２には筋電センサーＳが接続され、
筋電センサーＳによって検知され、入力部２から入力さ
れた筋電位信号は、増幅部３によって増幅され、ゲイン
調整部４においてゲイン調整されてから、ＣＰＵ１に入
力される。増幅部３では、入力信号を、例えば、数百マ
イクロＶから数Ｖに増幅する。なお、筋電センサーＳに
は、ＣＰＵ１を通じて動作電源が供給されている。

【００２１】ＣＰＵ１は、入力された筋電位信号を、Ａ
／Ｄコンバータ１ｃでデジタル変換した後、この筋電位
信号のレベルと、スイッチ部９による操作内容とに基づ
いて、表示部６、スピーカ部７、振動制御部８などから
体感信号として出力する。

【００２２】なお、外部出力端子１１は、ＣＰＵ１に入
力された信号をそのまま出力する端子（ＥＭＧ信号出力
端子）と、フィルタ処理とオフセット調整がされた信号
を出力する端子（ＩＥＭＧ信号出力端子）とを備える。
外部出力端子１１に接続された機器では、この装置Ａの
動作がモニタなどが可能になる。また、通信部１２に接
続されたパソコンなどでは、受信データを蓄積しておく
ことができ、カルテの作成などに役立てることもでき
る。

【００２３】本発明の筋活動測定装置Ａの動作を説明す
ると、まず、この装置Ａを使用する人が、使用をする直
前に、目的とする部位に筋電センサーＳを取り付け、そ
の部位に最大の力をいれ、その部位の筋肉を最も大きく
収縮させる、すると、このときに筋電センサーＳによっ
て検知された最大活動筋電位は、基準測定データとし
て、記憶手段を構成する記憶部１０に記憶される。ま
た、予め、測定指標設定手段によって測定指標にすべき
筋電位信号の基準測定データに対する割合を設定してお
く。ここでは、ＣＰＵ１が測定指標設定手段を構成して
おり、スイッチ部９の操作により、測定指標とすべき割
合が設定される。例えば、医師などによって、８０％、
６０％といった、基準測定データに対する割合が、患者
毎に、治療、診断目的に応じて設定される。

【００２４】なお、測定指標の設定は、基準測定データ
の記憶後でも記憶前でもよい。また、測定指標には、基
準測定データに対する実レベル値（電位値）も含まれ、
この場合、基準測定データの記憶後にこれを参照してか
ら設定される。

【００２５】そして、筋活動の測定を開始すれば、図２
に示すフローチャートのように動作する。筋電位レンジ
変更手段は、筋電センサーＳから筋電位信号を入力する
毎に、その検知信号に対して、測定指標とすべき割合を
基にして、筋電位変倍データを算出する。すると、体感
信号出力手段が、予め準備された測定信号を、筋電位変
倍データに応じて、体感信号の形で変化させて出力す
る。したがって、ここでは、筋電位レンジ変更手段はＣ
ＰＵ１で構成され、体感信号出力手段は、表示部６、ス
ピーカ部７、振動制御部８のうちの少なくとも１つで構
成される。

【００２６】詳しく説明すると、ＣＰＵ１は、筋電位信
号が入力されると（１００）、筋電位変倍データを算出
する（１０１）。例えば、基準測定データである基準電
圧（最大活動筋電位）が５Ｖであり、測定指標が８０％
（４Ｖ）である場合に、３Ｖの筋電位信号の入力があれ
ば、筋電位変倍データは３．７５Ｖ（３Ｖ／０．８Ｖ）
の電圧となる。次いで、筋電位変倍データに応じて測定
信号を体感信号の形に変換して（１０２）、表示部６、
スピーカ部７、振動制御部８のうちの少なくとも１つに
対して出力する（１０３）。上記例では、５Ｖに対する
３．７５Ｖの測定信号を出力すれば、測定指標（４Ｖ）
に対する筋電位信号（３Ｖ）の測定信号を出力したこと
になる。

【００２７】すなわち、この装置Ａでは、最大活動筋電
位がフルスケールになっていたレンジを、測定指標がフ
ルスケール（１００％）になるレンジに変換するので、
測定信号が変換された体感信号を出力する体感信号出力
手段では、測定指標が設定された場合でも処理を変更す
ることなく、測定指標に対する筋活動の状況を示すこと
が出来る。これによって、測定指標を基にして、筋電位
の変化を、プラス変化、マイナス変化として捉えること
ができ、筋活動の測定が容易にできるようになる。

【００２８】例えば、筋電位信号を１０個のＬＥＤから
なるレベルゲージＤＰ１（バーグラフ）で表現する場合
であれば、上記の例では、測定指標が１００％のとき
は、０．５Ｖ毎に１個のＬＥＤが点灯するので、筋電位
信号の入力があれば。６個（３Ｖ／０．５Ｖ＝６）のＬ
ＥＤが点灯し、測定指標が８０％のときは、０．４Ｖ毎
に１個のＬＥＤが点灯するので、７個（３Ｖ／０．４Ｖ
＝７…０．２）のＬＥＤが点灯する。このとき、レベル
ゲージＤＰ１側では、筋電位変倍データに応じた信号
（３．７５Ｖ）で点灯制御を行うので、測定指標が１０
０％の場合と同じ処理のまま、７個（３．７５Ｖ／０．
５Ｖ＝７…０．２５）のＬＥＤを点灯できる。

【００２９】この装置Ａを、リハビリなどの運動訓練に
使用すれば、運動部位の最大筋電位に対する所定の割合
の筋電レベル（目標レベル）での反復運動や継続運動が
効果的・効率的にできる。また、その目標レベルに対す
る詳細な筋力の程度が体感信号により、運動訓練をして
いる人に簡単にフィードバックできる。

【００３０】そして、コンパレータ１ｂにより、筋電セ
ンサーＳから入力された筋電位信号の基準測定データに
対する割合が、測定指標にすべき割合を超えたと判断し
たときには（１０４のＹ）、これを報知する。本発明で
は、この報知信号を出力する手段を第１の報知手段と呼
んでおり、バーグラフ表示手段であるレベルメータＤＰ
１を含む表示部６や、音出力手段であるスピーカ部７、
振動手段である振動制御部８が、この報知手段を構成す
る。

【００３１】例えば、測定指標が８０％である場合、入
力された筋電位信号が基準測定データに対して８０％を
超えれば、レベルメータＤＰ１のＬＥＤの表示色が変化
したり、スピーカ部７から、そのことを示す信号音が出
力されたり、振動制御部８により、振動子において振動
がなかった状態から振動が生じる。これによって、運動
訓練をしている人は、目標通りに運動ができていること
が分かる。

【００３２】また、ＣＰＵ１においてカウンタ手段を構
成するカウンタ１ａが、筋電センサーＳから入力された
筋電位信号の基準測定データに対する割合が、測定指標
にすべき割合を超えた回数をカウントしたときには（１
０５）、そのカウントした回数を報知している。本発明
では、この報知信号を出力する手段を第２の報知手段と
呼んでおり、バーグラフ表示手段であるレベルメータＤ
Ｐ１を含む表示部６や、音出力手段であるスピーカ部
７、振動手段である振動制御部８で構成されている。

【００３３】例えば、測定指標が８０％である場合、入
力された筋電位信号が基準測定データに対して８０％を
超えれば、その超えた回数を、カウント表示器ＤＰ２に
数値表示したり、レベルメータＤＰ１のＬＥＤの表示数
で示したり、スピーカ部７から「１回、２回、…」と音
声出力する。振動による回数の報知は困難であるが、回
数をカウントするタイミング（上記第１の報知手段によ
る報知のタイミングと同じ）で振動を発生させ、所定の
回数毎（例えば１０回毎）に、振動の強さやパターンな
どを変化させれば、運動訓練している人は、大体の回数
を知ることが出来る。このように、運動訓練をしている
人は、目標レベルを超える運動が、現在のところ、何回
できているかが簡単に分かるようになっている。

【００３４】更に、予め目標回数を設定しておけば、カ
ウンタ１ｃがカウントする回数が目標回数に達したとき
には（１０６）、そのことを報知する（１０７）。ここ
では、スピーカ部７から「ピー」といったような目標達
成音を出力する例を示している。本発明では、ＣＰＵ１
は、スイッチ部９の操作により、カウンタ１ａがカウン
トする回数の目標回数が設定されると、その回数を記憶
部１０に記憶することで目標回数設定手段を構成してい
る。また、目標回数に達したときに報知信号を出力する
手段を第３の報知手段と呼んでおり、この報知手段を、
バーグラフ表示手段であるレベルメータＤＰ１を含む表
示部６や、音出力手段であるスピーカ部７、振動手段で
ある振動制御部８で構成する。

【００３５】例えば、目標回数を１００回として、運動
によって測定指標を超えた回数が１００回になれば、レ
ベルメータＤＰ１のＬＥＤの表示色を変化させたり、カ
ウント表示器ＤＰ２に数値表示を点滅させたり、スピー
カ部７から目標回数を達成したことを示す信号音を出力
させたり、振動制御部８によって急に振動周期を早くし
たりする。これによって、運動訓練をしている人は、運
動の回数が目標回数に達したことが分かり、反復運動を
終了する目安にできる。

【００３６】次に、本発明の筋活動測定装置Ａの具体的
な構成、動作について説明する。図３には、筋活動測定
装置Ａの外観の一例を示している。図２（ａ）は装置Ａ
の正面を、図２（ｂ）は装置Ａの背面を示す。この装置
Ａには、表示部６として、ＬＥＤ列で構成されるレベル
ゲージＤＰ１と、７セグメントＬＥＤで構成されるカウ
ント表示器ＤＰ２以外に、設定モードランプＬＥＤ１
と、実行モードランプＬＥＤ２と、基準セットランプＬ
ＥＤ３と、過小信号エラーランプＬＥＤ４と、正常設定
ランプＬＥＤ５と、過大信号エラーランプＬＥＤ６とを
備えている。

【００３７】ここでは、レベルゲージＤＰ１は１４個の
３色のＬＥＤで構成され、カウント表示器ＤＰ２は３桁
までの数値を表示できるようになっている。設定モード
ランプＬＥＤ１は基準電圧を設定する設定モードにおい
て赤点灯する。実行モードランプＬＥＤ２は筋活動を測
定する実行モードにおいて緑点灯する。基準セットラン
プＬＥＤ３は、設定モードにおいて基準電圧（最大活動
筋電位）を取り込んでいる期間に緑点灯する。過小信号
エラーランプＬＥＤ４は、取り込んだ電圧が基準電圧の
許容下限値以下であったときに赤点灯する。正常設定ラ
ンプＬＥＤ５は、取り込んだ電圧が基準電圧の許容範囲
内であったときに緑点灯する。過大信号エラーランプＬ
ＥＤ６は、取り込んだ電圧が基準電圧の許容上限値以上
であったときに赤点灯する。

【００３８】また、スイッチ部９として、モード切替ス
イッチＳＷ１と、音パターン切替スイッチＳＷ２と、音
量調整ボリュームＶＲ３と、基準セットスイッチＳＷ４
と、ゲイン調整ダイヤルＳＷ５と、目標回数設定ダイヤ
ルＳＷ６と、目標レベル設定ダイヤルＳＷ７と、表示切
替スイッチＳＷ８と、カウントリセットスイッチＳＷ９
と、電源スイッチＳＷ１０と、電源切替スイッチＳＷ１
１とを備えている。

【００３９】ここでは、モード切替スイッチＳＷ１は、
設定モードと実行モードとを切り替えるトグルスイッチ
で構成される。音パターン切替スイッチＳＷ２は、２種
類の音パターンを切り替えるトグルスイッチで構成され
る。音量調整ボリュームＶＲ３とはボリューム抵抗で構
成される。基準セットスイッチＳＷ４は、基準電圧の取
り込みを開始するときに操作する。ゲイン調整ダイヤル
ＳＷ５は、ゲイン調整部４を制御すべく、設定モードに
おいて増幅率の調整をするときに操作する。

【００４０】目標回数設定ダイヤルＳＷ６は、運動の目
標回数を設定するためにサムロータリスイッチで構成さ
れ、３桁の各桁に設けられた上下スイッチを操作するこ
とによって、回数の設定を可能にする。目標レベル設定
ダイヤルＳＷ７は、目標レベル（測定指標）を基準電圧
に対する割合（１００％、８０％、６０％、５０％、４
０％、３０％のいずれか）で設定する６点ダイヤルスイ
ッチで構成される。表示切替スイッチＳＷ８は、カウン
ト表示器ＤＰ２の表示形式を、「現回数表示」と「残回
数表示」のいずれかに切り替えるトグルスイッチで構成
される。カウントリセットスイッチＳＷ９は、カウント
表示器ＤＰ２の表示をゼロクリアするときに操作する。
電源スイッチＳＷ１０は電源のオン、オフを行うための
トグルスイッチで構成される。電源切替スイッチＳＷ１
１は、電源として、ＡＣアダプタ電源と電池のいずれを
使用するかを選択するために切り替える２点スライドス
イッチで構成される。

【００４１】更に、この装置Ａには、入力部２として、
センサ接続用コネクタＣＮ１，ＣＮ２を備えるととも
に、外部出力端子１１として、信号出力コネクタＣＮ
３，ＣＮ４を備え、また、電源アダプタ用コネクタＣＮ
５を備えている。

【００４２】ここでは、センサ接続用コネクタＣＮ１は
６ピンモジュラージャックで構成され、一方のセンサ接
続用コネクタＣＮ２は３つの専用単芯コネクタで構成さ
れており、筋電センサーＳは、その型式にあわせて、い
ずれかのコネクタＣＮ１，ＣＮ２に接続される。信号出
力コネクタＣＮ３からは筋電センサーＳから入力された
電位がＥＭＧ信号としてそのまま出力され、一方の信号
出力コネクタＣＮ４からは、入力電位が積分されたＩＥ
ＭＧ信号として出力される。電源アダプタ用コネクタＣ
Ｎ５には、ＡＣ電源アダプタが接続される。

【００４３】なお、ランプやスイッチなどの構成は、以
上に説明したものに限定されることはなく、例えば、測
定指標設定手段である目標レベル設定ダイヤルＳＷ７
は、スライド式や押し釦式のスイッチなどで構成しても
よい。

【００４４】次に、この筋活動測定装置Ａの動作につい
て説明する。まず、設定モードにおける動作について説
明すると、モード切替スイッチＳＷ１によって設定モー
ドに切り替えれば、設定モードランプＬＥＤ１が点灯す
る。設定モードの間は、常に、センサ接続用コネクタＣ
Ｎ１，ＣＮ２を通じて、筋電センサーＳからの入力信号
を取り込んで、レベルゲージＤＰ１を表示する。このと
き、例えば、０．５Ｖ毎にレベルゲージＤＰ１のＬＥＤ
を１つずつ点灯する。

【００４５】次いで、基準セットスイッチＳＷ４を操作
すると、所定時間（例えば２秒）の間、電圧をサンプリ
ングして、基準電圧の設定期間とし、基準セットランプ
ＬＥＤ３が点灯する。この期間中、レベルゲージＤＰ１
の表示は継続されるとともに、この期間内の電圧の最大
値に該当する１つのＬＥＤが点灯する。この最大値が基
準電圧（基準測定データ）となって記憶部１０に記憶さ
れる。そして、記憶部１０に記憶された電圧レベルに応
じて、過小信号エラーランプＬＥＤ４、正常設定ランプ
ＬＥＤ５、過大信号エラーランプＬＥＤ６のいずれかが
点灯する。過小信号エラーランプＬＥＤ４または過大信
号エラーランプＬＥＤ６が点灯していれば、取り込んだ
電圧が、この装置Ａが処理する基準電圧の許容範囲を超
えていることを示しているので、ゲイン調整ダイヤルＳ
Ｗ５によってゲイン調整をしてから、再度、基準セット
スイッチＳＷ４の操作からを実行し、正常設定ランプＬ
ＥＤ５が点灯するまで上記動作を繰り返す。

【００４６】次に、実行モードにおける動作について説
明する。モード切替スイッチＳＷ１によって実行モード
にされ、記憶部１０に基準電圧が記憶されている状態で
は、実行モードランプＬＥＤ２が点灯するが、設定モー
ドにおいて、過小信号エラーランプＬＥＤ４または過大
信号エラーランプＬＥＤ６が点灯している状態で、実行
モードに切り替えたときは、点灯している過小信号エラ
ーランプＬＥＤ４または過大信号エラーランプＬＥＤ６
と、実行モードランプＬＥＤ２が点滅し、実行モードに
切り替えができないことを知らせる。

【００４７】実行モードが正常に開始できれば（実行モ
ードランプＬＥＤ２が点灯）、センサ接続用コネクタＣ
Ｎ１，ＣＮ２からの入力信号を取り込んで、記憶部１０
に記憶している基準電圧に対する割合を、レベルゲージ
ＤＰ１のＬＥＤの点灯数によって示す。このとき、目標
レベル設定ダイヤルＳＷ７によって設定されている割合
の１／１０の割合毎に、１つのＬＥＤを点灯する。例え
ば、目標レベルに８０％が設定されていれば、８％毎に
１つのＬＥＤを点灯する。したがって、目標レベルの８
０％以上８８％未満であれば、１０個のＬＥＤが点灯
し、８８％以上９６％未満になれば１１個のＬＥＤが点
灯する。このときの動作については、図４とともに詳述
する。

【００４８】そして、基準電圧に対する入力電圧の割合
が、目標レベルの割合を超える度に、カウンタ１ａによ
って回数をカウントする。このとき、表示切替スイッチ
ＳＷ８によって「現回数表示」が設定されていれば、カ
ウント表示器ＤＰ２にはカウントした回数がそのまま表
示され、「残回数表示」が設定されていれば、目標回数
設定ダイヤルＳＷ６によって設定された目標回数から、
カウントした回数を引いた回数が、カウント表示器ＤＰ
２に表示される。運動の回数が目標回数になれば、その
ことを示す音がスピーカ部７から出力される。

【００４９】図４は、複数の表示セグメントを連続的に
配列するバーグラフ表示手段を構成するレベルゲージＤ
Ｐ１の表示を説明する図である。なお、レベルゲージＤ
Ｐ１は、複数のＬＥＤで構成されるものには限定され
ず、例えば、液晶ディスプレイにおいて複数の表示セグ
メントによりレベル表示を行うようにしてもよい。

【００５０】本発明では、体感信号の出力として、レベ
ルゲージＤＰ１は、表示セグメント（ＬＥＤ）の点灯数
を変化させる。図４（ａ）は、目標レベル設定ダイヤル
ＳＷ７によって、目標レベル（測定指標）を１００％に
設定した場合の例であり、図４（ｂ）は、目標レベルを
６０％に設定した場合の例である。

【００５１】ここに示すレベルゲージＤＰ１は、１４個
のＬＥＤのうち、１０個を緑点灯させることで目標レベ
ルまでの段階を表現し、残りの４個を赤点灯させること
で目標レベルを超えた段階を表現する。したがって、筋
電位信号のレベルが、目標レベル（図中、▼印で示す位
置）を超えるような、筋力が大きすぎた場合でも、基準
レベルに対する割合が分かる。目標レベルが１００％で
ある（ａ）の場合は、０％〜１４０％を１０％刻みで表
現し、目標レベルが６０％である（ｂ）の場合は、０％
〜８４％を６％刻みで表現することになる。（ａ）の
は５０％以上６０％未満、（ａ）のは１００％（目標
レベル）以上１１０％未満、（ｂ）のは３０％以上３
６％未満、（ｂ）のは６０％（目標レベル）以上６６
％未満、（ｂ）のは８４％以上をそれぞれ示してい
る。

【００５２】このような表示をすれば、目標レベルが低
くなったとしても、目標レベルまでの段階や目標レベル
を超えた段階を、常に同じ数の段階（ここでは１０段階
と４段階）で表現できるので、目標レベルまでや目標レ
ベルを超えた筋力の程度が詳細に分かり、リハビリなど
の運動訓練における反復運動や継続運動が効果的・効率
的にできるようになる。

【００５３】図５は、可聴域の音信号を出力する音出力
手段を構成するスピーカ部７による音出力について説明
する図である。スピーカ部７は、体感信号の出力とし
て、音の出力態様を変化させる。なお、ここでは、スピ
ーカ部７は、信号音の周波数を変化させているが、本発
明はこれに限定されることはなく、例えば、信号音の大
きさや、信号音の周波数と大きさの双方を変化させた
り、「５％」「１０％」といったような音声メッセージ
の内容を変化させるようにしてもよい。

【００５４】ここでは、（ａ）〜（ｅ）になる連れて、
周波数が高くなり、音階が高くなる場合を示している
が、（ｄ）は目標レベルであるので、それが分かりやす
いように、他の周波数よりも比較的高い周波数にしてい
る。

【００５５】これによって、この装置Ａから離れた場所
にいる人や、目が見えにくくなっている老人や、目の不
自由な人にでも、目標レベルに対する筋力の程度が詳細
に分かり、リハビリなどの運動訓練における反復運動や
継続運動が効果的・効率的にできる。

【００５６】図６は、可感性の振動波を出力する振動手
段を構成する振動制御部８による振動制御について説明
する図である。振動制御部８は、体感信号の出力とし
て、振動の態様を変化させる。なお、ここでは、振動制
御部８は、振動子への入力信号の変化により、振動の周
波数（振動周期）を変化させているが、本発明はこれに
限定されることはなく、振動の強弱（大きさ）やパター
ン（リズムや強弱のなどの組み合わせ）を変化させても
よい。

【００５７】ここでは、（ａ）〜（ｅ）になる連れて、
周波数が高くなる場合を示しているが、（ｄ）は目標レ
ベルであるので、それが分かりやすいように、他の周波
数とは大きく異なる周波数にしている。なお、一定周期
で振動を与え続けると、皮膚が振動に慣れてしまい、振
動が感じにくくなる。これを防ぐために周期には変化を
もたせるようにすることが好ましい。

【００５８】これによって、目が見えにくく耳が聞こえ
にくくなっている老人や、目や耳の不自由な人にでも、
目標レベルに対する筋力の程度が詳細に分かり、リハビ
リなどの運動訓練における反復運動や継続運動が効果的
・効率的にできるようになる。

【００５９】次に、ＣＰＵ１のカウンタ１ａにより、筋
電センサーＳから入力された筋電位信号の基準測定デー
タに対する割合が、測定指標にすべき割合を超えた回数
をカウントする方法について、図７とともに説明する。

【００６０】図７（ａ）には、筋電センサーＳから入力
された筋電位信号の基準測定データに対する割合（最大
筋電位比）の変化を示している。図中、Ｘがしきい値と
なる測定指標にすべき割合のレベルであり、レベルＹに
よりヒステリシスを設けている。カウント表示器ＤＰ２
は「現回数表示」をする場合、最大筋電位比が点Ａ→点
Ｂ→点Ｃ→点Ｄ→点Ｅの順で変化するに従って、（ｂ）
に示すように変化する。

【００６１】点Ａでは最大筋電位比は、測定指標のレベ
ルＸを超えていないので、カウンタは初期値である「０
００」であるが、点ＢではレベルＸを超えたのでカウン
タは「００１」となる。点ＣではレベルＸを超えたまま
であるのでカウンタは「００１」を維持する。その後、
点ＤのようにレベルＹ以下になった後に、レベルＸを超
えれば（点Ｅ）、カウンタは「００２」になるが、Ｙ以
下にならずにレベルＸを超えてもカウントアップはしな
い。

【００６２】このようにしてカウントするようにすれ
ば、筋電位（あるいは最大筋電位比）の微妙な変化によ
って、カウントアップされることがなく、効果がある運
動のみを測定できる。なお、運動の種類や測定部位によ
って、筋肉の収縮の大きな変化（変化最大筋電位比の大
きな変化）が必要な場合は、（ａ）に示したレベルＹを
低くして、レベルＸとレベルＹのレベル差を大きくすれ
ばよい。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明の請求項１〜請求項７に記載の筋活動測定装置で
は、測定指標にすべき、筋電位信号の最大活動筋電位に
対する割合を可変設定することができ、この設定をして
おけば、筋電センサーから筋電位信号を入力する毎に、
測定指標の割合を基にして、筋電位変倍データを算出
し、この筋電位変倍データに応じて、測定信号を体感信
号の形で変化させて出力することができる。これによっ
て、測定指標が測定信号のフルスケールとなったレンジ
に変換されるので、測定信号が変換された体感信号を出
力ときに、最大活動筋電位の場合とは処理を変更するこ
となく、測定指標に対する筋活動の状況を示すことが出
来る。

【００６４】特に、請求項２では、体感信号の出力とし
て、バーグラフ表示手段の表示を変化させるので、目標
レベルが低くなったとしても、目標レベルまでの段階と
目標レベルを超えた段階とを常に同じ数の段階で表現で
きる。これにより、目標レベルに対する筋力の程度が詳
細に分かり、リハビリなどの運動訓練における反復運動
や継続運動が効果的・効率的にできるようになる。

【００６５】請求項３では、体感信号の出力として、音
出力手段の出力態様を変化させるので、目が見えにくく
なっている老人や、目の不自由な人にでも、目標レベル
に対する筋力の程度が詳細に分かり、リハビリなどの運
動訓練における反復運動や継続運動が効果的・効率的に
できる。

【００６６】請求項４では、体感信号の出力として、振
動手段の振動の態様を変化させるので、目が見えにくく
耳が聞こえにくくなっている老人や、目や耳の不自由な
人にでも、目標レベルに対する筋力の程度が詳細に分か
り、リハビリなどの運動訓練における反復運動や継続運
動が効果的・効率的にできる。

【００６７】請求項５では、筋電センサーから入力され
た筋電位信号の基準測定データに対する割合が、測定指
標を超えたことを報知するので、この装置を用いて運動
訓練をしている人は、目標通りに運動ができていること
が分かる。

【００６８】請求項６では、筋電センサーから入力され
た筋電位信号の基準測定データに対する割合が、測定指
標を超えた回数をカウントし、この回数を報知するの
で、この装置を用いて運動訓練をしている人は、目標レ
ベルを超えた運動の回数の状況が分かる。

【００６９】請求項７では、筋電センサーから入力され
た筋電位信号の基準測定データに対する割合が測定指標
を超えた回数が、目標回数に達したことを報知するの
で、この装置を用いて運動訓練をしている人は、運動回
数が目標回数に達したことが分かり、反復運動を終了す
る目安にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筋活動測定装置の構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の筋活動測定装置の動作の一例を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明の筋活動測定装置の構成の一例を示す外
観図である。

【図４】レベルゲージの表示を説明するための図であ
る。

【図５】スピーカ部からの音出力を説明するための図で
ある。

【図６】振動制御部による振動制御を説明するための図
である。

【図７】カウント表示器によるカウンタ表示の例を示す
図である。

【符号の説明】

Ａ筋活動測定装置１ＣＰＵ２入力部６表示部７スピーカ部８振動制御部９スイッチ部１０記憶部ＤＰ１レベルゲージＤＰ２カウント表示器ＳＷ６目標回数設定ダイヤルＳＷ７目標レベル設定ダイヤル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊谷功兵庫県神戸市西区高塚台７丁目３番３号株式会社ナブコ総合技術センター内Ｆターム(参考） 4C027 AA04 CC00 DD07 HH00 HH06 KK01 KK03 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筋電センサーによって検知された筋電位信
号を入力して、その筋電位信号のレベルに応じた測定信
号を出力するようにした筋活動測定装置において、筋肉を運動させたときに筋電センサーによって検知され
た最大活動筋電位を、基準測定データとして記憶する記
憶手段と、測定指標にすべき筋電位信号の基準測定データに対する
割合を設定する測定指標設定手段と、筋電センサーから筋電位信号を入力する毎に、その検知
信号に対して、上記測定指標設定手段によって設定され
た割合を基にして、筋電位変倍データを算出する筋電位
レンジ変更手段と、上記筋電位信号のレベルに応じた測定信号を、上記筋電
位変倍データに応じて、体感信号の形で変化させて出力
する体感信号出力手段とを備えたことを特徴とする筋活
動測定装置。
【請求項２】上記体感信号出力手段は、複数の表示セグ
メントを連続的に配列して構成されたバーグラフ表示手
段であり、上記体感信号の出力として、上記バーグラフ表示手段の
表示セグメントの点灯数を変化させることを特徴とする
請求項１に記載の筋活動測定装置。
【請求項３】上記体感信号出力手段は、可聴域の音信号
を出力する音出力手段であり、上記体感信号の出力として、上記音出力手段の出力態様
を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載の筋活動測定装置。
【請求項４】上記体感信号出力手段は、可感性の振動波
を出力する振動手段であり、上記体感信号の出力として、上記振動手段の振動の態様
を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項３のい
ずれかに記載の筋活動測定装置。
【請求項５】上記筋電センサーから入力された筋電位信
号の基準測定データに対する割合が、上記測定指標設定
手段によって設定された測定指標を超えたときに報知信
号を出力する第１の報知手段を更に備えた請求項１〜請
求項４のいずれかに記載の筋活動測定装置。
【請求項６】上記筋電センサーから入力された筋電位信
号の基準測定データに対する割合が、上記測定指標設定
手段によって設定された測定指標を超えた回数をカウン
トするカウント手段と、このカウント手段がカウントし
たときに、その回数を示す報知信号を出力する第２の報
知手段とを更に備えた請求項１〜請求項５のいずれかに
記載の筋活動測定装置。
【請求項７】予め、上記カウント手段がカウントする回
数の目標回数を設定する目標回数設定手段と、上記カウ
ント手段がカウントする回数が上記目標回数に達したと
きに報知信号を出力する第３の報知手段とを更に備えた
請求項６に記載の筋活動測定装置。