JP2008272286A - 筋組織硬度計 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により高精度かつ容易に測定することができる筋組織硬度計を提供すること。
【解決手段】生体の筋組織の硬度を測定する筋組織硬度計であって、前記生体の被測定部位の近傍に当接されて前記被測定部位の近傍に圧力を加える補助部２６と、前記被測定部位に当接されて前記被測定部位に圧力を加える当接部４０と、前記被測定部位及び前記被測定部位の近傍から前記当接部４０及び前記補助部２６が受ける圧力を測定する第一の圧力センサ５４と、前記被測定部位から前記当接部４０が受ける圧力を測定する第二の圧力センサ５３と、前記第二の圧力センサ５３の測定結果を報知する報知部と、前記第一の圧力センサ５４の測定結果が予め入力された圧力値に達したか否かを判定し、前記圧力値に達したと判定すると、前記判定したときの前記第二の圧力センサ５３の測定結果を前記報知部に報知させる制御部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、生体の筋組織の硬度を測定する筋組織硬度計に関する。

従来より、生体に圧力を加えることにより、筋組織の硬度を測定する種々の筋組織硬度計が利用されている。
これら筋組織硬度計の中には、生体に当接させる主針と、この主針を覆う副筒とを備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、副筒は、主針に対して進退可能に設けられており、コイルばねにより先端側に常に付勢されている。また、副筒の後方の所定の位置にはスイッチが設けられている。

このような構成のもと、被測定部位の近傍を副筒の先端面で押さえることにより被測定部位にテンションをかけた状態で、被測定部位に対して主針を押し込む。そして、このとき副筒は進退可能に設けられていることから、その副筒は被測定部位の近傍から圧力（反力）を受けることにより、コイルばねの付勢力に抗して主針に対して退行する。そして、あるタイミングで副筒によって後方のスイッチがオンされて、スイッチからトリガ信号が出力される。このタイミングで、被測定部位から主針が受ける圧力（反力）が測定され、生体の筋組織の硬度が測定される。
特開平１０−１７９５２４号公報

しかしながら、上記のような筋組織硬度計では、副筒の移動量（退行した量）とコイルばねのバネ定数との機械的な機構により、副筒の受ける圧力値を予め設定していることから、設定される圧力値のばらつきが大きくなってしまい、筋組織の硬度を精度よく測定することができないという問題がある。
また、例えばスイッチ付近での力の加減によって副筒や主針の受ける圧力が急激に変動してしまうと、適切なタイミングでトリガ信号を出力することができず、これによっても精度の良い測定を行うことができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成により高精度かつ容易に測定することができる筋組織硬度計を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体に圧力を加えることにより前記生体の筋組織の硬度を測定する筋組織硬度計であって、前記生体の被測定部位の近傍に当接されて前記被測定部位の近傍に圧力を加える補助部と、前記被測定部位に当接されて前記被測定部位に圧力を加える当接部と、前記被測定部位及び前記被測定部位の近傍から前記当接部及び前記補助部が受ける圧力を測定する第一の圧力センサと、前記被測定部位から前記当接部が受ける圧力を測定する第二の圧力センサと、前記第二の圧力センサの測定結果を報知する報知部と、前記第一の圧力センサの測定結果が予め入力された圧力値に達したか否かを判定し、前記圧力値に達したと判定すると、前記判定したときの前記第二の圧力センサの測定結果を前記報知部に報知させる制御部とを備えることを特徴とする。

この発明において、制御部は、第一の圧力センサの測定結果が予め入力された圧力値に達したか否かを判定し、その圧力値に達したと判定すると、判定したときの第二の圧力センサの測定結果を報知部に報知させる。
これにより、簡易な構成により高精度かつ容易に測定を行うことができる。

また、本発明は、前記圧力値を予め入力するための入力部を備え、前記入力部は、前記圧力値が予め段階的に決められた複数の圧力値選択部を備えることを特徴とする。

この発明によれば、被測定部位に応じた基準圧力値を迅速かつ容易に設定することができる。

また、本発明は、前記圧力値選択部が、少なくとも三つ設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、簡易な構成により、迅速かつ確実に基準圧力値を設定することができる。

また、本発明は、前記圧力値選択部ごとに決められた圧力値を変動させる変動部を備えることを特徴とする。

この発明によれば、基準圧力値の設定自由度を上げることができ、迅速かつ容易に基準圧力値を設定することができる。

また、本発明は、前記変動部は、変動の割合が予め段階的に決められた複数の割合選択部を備えることを特徴とする。

この発明によれば、簡易な構成により、迅速かつ確実に基準圧力値を設定することができる。

また、本発明は、前記制御部は、前記第二の圧力センサの複数の測定結果の平均値を演算することを特徴とする。

この発明によれば、測定誤差を吸収し、さらに高精度な測定を行うことができる。

本発明によれば、当接部及び補助部が受ける圧力を第一の圧力センサが測定し、その測定結果に応じて、制御部が第二の圧力センサの測定結果を報知部に報知させることから、簡易な構成により高精度かつ容易に測定することができる。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態における筋組織硬度計について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態としての筋組織硬度計を示したものである。
筋組織硬度計１は、直方体形状の装置本体部２と、この装置本体部２にケーブル８を介して接続されたプローブ３とを備えている。
装置本体部２の天面には、各種情報を表示する矩形状の表示部（報知部）６が設けられている。
表示部６は、例えば液晶からなるものである。
また、装置本体部２の天面には、後述する圧力値入力部（入力部）７と変動入力部（変動部）９が設けられている。

また、プローブ３は、使用者が把持するための把持部１４を備えている。把持部１４は、細長の直方体形状をなしており、その先端部には、有底円筒状のプローブ本体部１５が設けられている。このプローブ本体部１５は、把持部１４と一体的に形成されている。
また、プローブ本体部１５は、把持部１４の長手方向と交差する方向に向けられている。
プローブ本体部１５の開放端には、円筒状の支持筒部（支持部）１６が設けられている。支持筒部１６の基端部には、プローブ本体部１５の開放端と同径の基端フランジ２１が設けられている。基端フランジ２１は、支持筒部１６の径方向外方に延ばされている。そして、基端フランジ２１がプローブ本体部１５の開放端を覆うようにして、支持筒部１６が取り付けられている。

支持筒部１６の先端部には、図２に示すように、径方向内方に向けられた先端フランジ２７が設けられている。
支持筒部１６の筒孔２５内には、円筒状の補助筒部（補助部）２６が挿通されている。
補助筒部２６の基端部には、基端フランジ３０が形成されている。基端フランジ３０の外径は、先端フランジ２７の内径よりも大きくなっている。すなわち、基端フランジ３０が先端フランジ２７に当接することにより、補助筒部２６が支持筒部１６から抜け落ちることが防止されるようになっている。
また、補助筒部２６の先端部には、先端フランジ３１が設けられている。

さらに、支持筒部１６及び補助筒部２６内には、これら支持筒部１６及び補助筒部２６と同軸上に主針部３７が設けられている。主針部３７の長手寸法は、支持筒部１６及び補助筒部２６のそれぞれの長手寸法よりも大きくなっている。そのため、主針部３７の先端部は、支持筒部１６の先端フランジ２７から突出している。
主針部３７は、支持筒部１６内で軸線方向に移動可能に支持されている。また、主針部３７は、有底円筒状の外郭部４５と、円柱状の芯部４６とを備えている。そして、外郭部４５内を芯部４６が挿通しており、芯部４６は軸線方向に往復動可能に支持されている。
外郭部４５は、小径部４５ａと、この小径部４５ａの基端部に設けられた大径部４５ｂとを備えている。これら小径部４５ａと大径部４５ｂとは一体的に形成されている。小径部４５ａの内周面には、段差部５０が形成されている。
また、芯部４６外周面には、段差部５１が形成されている。そして、段差部５０，５１同士が当接することにより、芯部４６が外郭部４５の先端から抜け落ちることが防止されるようになっている。

さらに、芯部４６の先端には、その後端側に没する不図示の雌ネジ部が形成されている。そして、主針部３７の先端には、円柱状の先端チップ（当接部）４０が設けられている。すなわち、先端チップ４０の後端面には、不図示の雄ネジ部が設けられており、この雄ネジ部が芯部４６の雌ネジ部に螺合されている。これにより、先端チップ４０は、主針部３７の先端に着脱可能に取り付けられるようになっている。
また、大径部４５ｂ内には、例えば半導体からなる第二の圧力センサ５３が設けられている。そして、先端チップ４０が押圧されると、外郭部４５に対して芯部４６が後方側に移動し、このときの芯部４６の圧力を第二の圧力センサ５３が測定するようになっている。
さらに、第二の圧力センサ５３の後方であって、大径部４５ｂの外底面には、第一の圧力センサ５４が設けられている。そして、補助筒部２６と先端チップ４０が押圧されると、主針部３７が支持筒部１６に対して後方側に移動し、このときの主針部３７の圧力を第一の圧力センサ５４が測定するようになっている。

また、主針部３７の外周には、コイルばね４３が設けられている。すなわち、コイルばね４３内を主針部３７が挿通している。コイルばね４３の長手寸法（弾性変形していない状態における長手寸法）は、小径部４５ａの長手寸法よりも大きくなっている。また、コイルばね４３の内径は、大径部４５ｂの外径及び先端フランジ３１の内径よりも大きくなっている。すなわち、コイルばね４３は、大径部４５ｂの先端面と、先端フランジ３１の内面との間に配置され、これにより、補助筒部２６は、先端側に向けて常に付勢されている。そして、基端フランジ３０が先端フランジ２７に当接することにより、補助筒部２６が支持筒部１６の先端から突出した状態で保持されている。

さらに、外力を加えない自然状態においては、補助筒部２６の先端面２６ａは、先端チップ４０の先端面４０ａと面一になっている。
また、補助筒部２６を基端側に向けて押圧すると、図３に示すように、補助筒部２６がコイルばね４３の付勢力に抗して、支持筒部１６内に没する方向に移動するようになっている。

また、図４に示すように、装置本体部２は、装置全体を制御する制御部５７を備えている。制御部５７には、プローブ３内の第二の圧力センサ５３及び第一の圧力センサ５４が接続されている。また、制御部５７には、各種情報を記憶するメモリ５８、圧力値入力部７及び変動入力部９が接続されている。メモリ５８には、測定者によって圧力値入力部７及び変動入力部９が選択されて押下されることにより、押下されたボタンに応じた基準となる圧力値（基準圧力値）が記憶される。
圧力値入力部７は、基準圧力値が段階的に決められた弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃを備えている。弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ、強ボタン７ｃには、それぞれ２ｋｇ、５ｋｇ、１０ｋｇの圧力値が割り当てられている。そして、弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ、強ボタン７ｃのいずれかのボタンが押下されると、押下されたボタンに割り当てられた圧力値信号が出力される。これら弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃは、圧力値選択部として機能するものである。

また、変動入力部９は、弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃで予め決められた圧力値を変動させるためのものである。変動入力部９は、変動の割合が段階的に決められた小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ及び大ボタン９ｃを備えている。小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ、大ボタン９ｃには、それぞれ２０％、５０％、７５％の割合が割り当てられている。そして、小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ及び大ボタン９ｃのいずれかのボタンが押下されると、押下されたボタンに割り当てられた変動割合信号が出力される。なお、小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ及び大ボタン９ｃは、割合選択部として機能するものである。

次に、このように構成された本実施形態における筋組織硬度計１の動作について説明する。
ここでは、初期値となる基準圧力値が予めメモリ５８に記憶されているものとして説明する。
図５は、基準圧力値を記憶するための制御部５７の動作を示すフローチャートである。
まず、測定者によって、弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃが選択的にオンされる。すなわち、被測定部位が柔らかい場合には弱ボタン７ａが選択され、硬い場合には強ボタン７ｃが選択される。ここでは、例えば、弱ボタン７ａが選択され押下されたものとする。弱ボタン７ａが押下されると、圧力値信号を制御部５７に出力する。制御部５７は、弱ボタン７ａからの圧力値信号を読み出し（ステップＳ１）、変動入力部９の出力を読み出す。そして、制御部５７は、所定の時間内に、変動入力部９から変動割合信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ２）。

変動入力部９が押下されていない場合、制御部５７は、所定の時間内に、変動入力部９から変動割合信号が出力されなかったと判定し（ステップＳ２；ＮＯ）、弱ボタン７ａからの圧力値信号を基準圧力値としてメモリ５８に記憶する（ステップＳ５）。すなわち、測定者が、弱ボタン７ａをオンしてから所定時間内に、小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ及び大ボタン９ｃを選択的にオンしないと、弱ボタン７ａに予め決められた圧力値（２ｋｇ）が基準圧力値として記憶される。
一方、測定者が、弱ボタン７ａをオンしてから所定時間内に、小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ及び大ボタン９ｃを選択的にオンすると、弱ボタン７ａに予め決められた圧力値（２ｋｇ）が、予め決められた割合に応じて変動されて、その変動後の圧力値が基準圧力値として記憶される。ここでは、小ボタン９ａが選択され押下されたものとする。

次に、制御部５７は、所定の時間内に、変動入力部９から変動割合信号が出力されたと判定すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、弱ボタン７ａからの圧力値（２ｋｇ）に、小ボタン９ａの割合（２０％）を乗算する（ステップＳ３）。具体的には、２ｋｇ×０．２＝０．４ｋｇとなる。そして、制御部５７は、その乗算結果（０．４ｋｇ）を基準圧力値として、メモリ５８に記憶する（ステップＳ４）。
なお、上記のフローは、弱ボタン７ａ及び小ボタン９ａが押下されたものとして説明したが、各ボタン７ａ，７ｂ，７ｃ，９ａ，９ｂ，ｐ９ｃの組み合わせごとに、基準圧力値が演算されることは言うまでもない。

図６及び図７は、プローブ３による測定の様子を模式的に示した説明図である。なお、図６及び図７においては、説明を簡単にするために、簡略化して示している。
さて、上述のようにして、基準圧力値がメモリ５８に予め記憶されてから、測定者は、把持部１４を把持して、先端チップ４０の先端面４０ａを被測定部位Ｌ１に当接させる。これにより、補助筒部２６の先端面２６ａが、被測定部位の周辺部（近傍）Ｌ２に当接される。この状態で、プローブ３を押し込んで、被測定部位Ｌ１及び周辺部Ｌ２に圧力を加えていく。このとき、補助筒部２６によって周辺部Ｌ２に圧力が加えられることにより、被測定部位Ｌ１にテンションがかけられて、被測定部位Ｌ１の撓みがなくなる。また、被測定部位Ｌ１及び周辺部Ｌ２に圧力を加えていくと、先端チップ４０及び補助筒部２６は、被測定部位Ｌ１及び周辺部Ｌ２から圧力（反力）を受けることになる。そのため、補助筒部２６は、コイルばね４３の付勢力に抗して、支持筒部１６内に没していく。そして、周辺部Ｌ２から受けた圧力は、補助筒部２６からコイルばね４３及び大径部４５ｂを介して、第一の圧力センサ５４に伝達される。また、被測定部位Ｌ１から受けた圧力は、先端チップ４０から主針部３７を介して第二の圧力センサ５３に伝達され、さらに第二の圧力センサ５３から第一の圧力センサ５４に伝達される。
すなわち、第一の圧力センサ５４は、先端チップ４０及び補助筒部２６が受ける圧力を測定し、第二の圧力センサ５３は、先端チップ４０のみが受ける圧力を測定する。

そして、以下のようにして測定が行われる。
図８は、制御部５７の測定時の動作を示すフローチャートである。
まず、制御部５７は、プローブ３の押圧時に、第一の圧力センサ５４の出力を読み出して第一の圧力センサ５４から測定信号が出力されていると判定すると（ステップＳ１０）、メモリ５８に記憶された基準圧力値を読み出し（ステップＳ１１）、第一の圧力センサ５４の測定結果と、基準圧力値とが等しいか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御部５７は、第一の圧力センサ５４の測定結果が基準圧力値よりも小さい（等しくない）と判定すると（ステップＳ１２；ＮＯ）、ステップＳ１０に戻って処理を繰り返す。

さらに、プローブ３を押し込んでいくと、先端チップ４０及び補助筒部２６が受ける圧力が漸次大きくなっていき、やがて基準圧力値に到達する。
すなわち、先端チップ４０及び補助筒部２６が受ける圧力が基準圧力値に到達すると、制御部５７は、第一の圧力センサ５４の測定結果が基準圧力値と等しいと判定し（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第二の圧力センサ５３からの測定信号を読み出す（ステップＳ１３）。そして、制御部５７は、第二の圧力センサ５３の測定結果をメモリ５８に記憶し、さらに表示部６に表示する（ステップＳ１４）。これによって、測定者に被測定部位Ｌ１の硬度が報知される。

以上より、本実施形態における筋組織硬度計１によれば、基準圧力値をメモリ５８に予め記憶しておき、制御部５７が、第一の圧力センサ５４の測定結果と基準圧力値とに応じて、第二の圧力センサ５３の測定結果を表示部６に表示することから、設定される基準圧力値のばらつきを小さくすることができ、また、先端チップ４０及び補助筒部２６が受ける圧力が基準圧力値に達すると直ちに第二の圧力センサ５３の測定結果を読み出すことができる。したがって、簡易な構成により高精度かつ容易に測定を行うことができる。

また、圧力値入力部７が設けられていることから、被測定部位に応じた基準圧力値を迅速かつ容易に設定することができる。
また、弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃの三段階に設定することができるようにしていることから、簡易な構成により、迅速かつ確実に基準圧力値を設定することができる。
また、変動入力部９が設けられていることから、基準圧力値の設定自由度を上げることができ、迅速かつ容易に基準圧力値を設定することができる。
また、小ボタン９ａ、中ボタン９ｂ及び大ボタン９ｃの三段階に設定することができるようにしていることから、簡易な構成により、迅速かつ確実に基準圧力値を設定することができる。

また、従来のように、コイルばねやスイッチなどによって機械的に基準圧力値を設定すると、被測定部位に応じて基準圧力値を変更しようとする場合、コイルばねを交換したり、スイッチの位置を変更したりといった調整が煩雑になってしまう。
本実施形態における筋組織硬度計１によれば、圧力値入力部７及び変動入力部９などの簡易な操作だけで、基準圧力値を迅速かつ高精度に設定することができる。

なお、上記実施形態においては、第二の圧力センサ５３の一回の測定分を測定結果として表示部６に表示するものとしたが、これに限ることはなく、制御部５７が、第二の圧力センサ５３の複数回（例えば三回）の測定分を読み出して、それらの平均値を演算し、その演算結果を測定結果として表示部６に表示するようにしてもよい。これにより、測定結果のばらつきが大きくなり易い生体の測定を精度よく行うことができる。
また、第二の圧力センサ５３の測定結果をそのまま表示部６に表示するものとしているが、これに限ることはなく、第一の圧力センサ５４の測定結果から第二の圧力センサ５３の測定結果を減算し、両者の差分に基づいた減算結果を測定結果としてもよい。これにより、処理信号のダイナミックレンジを小さくすることができ、構成を簡易にすることができる。

また、弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃを設けるとしたが、これに限ることはなく、二つ又は四つ以上の選択ボタンを設けてもよい。また、弱ボタン７ａ、中ボタン７ｂ及び強ボタン７ｃを設けることなく、例えば０〜１０ｋｇの範囲で連続可変で設定できるようにしてもよい。
また、圧力値入力部７と変動入力部９との両方を設ける場合について説明したが、圧力値入力部７のみ設けるようにしてもよい。ただし、変動入力部９を設けた方が、基準圧力値を細かく設定できる点で好ましいことは言うまでもない。
また、第二の圧力センサ５３の測定結果を表示部６により報知するものとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、測定結果の値を音声によって出力することにより報知するものでもよい。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

本発明に係る筋組織硬度計の実施形態を示す全体構成図である。 図１のプローブの一部を側面から示す断面図である。 図２のプローブの補助筒部が支持筒部内に没した様子を示す断面図である。 筋組織硬度計を機能ごとに示すブロック図である。 基準圧力値を記憶するための制御部の動作を示すフローチャートである。 被測定部位を測定する様子を模式的に示した図であって、先端チップ及び補助筒部を被測定部位及び周辺部に当接させた様子を示す説明図である。 図６の補助筒部が支持筒部内に没した様子を示す説明図である。 制御部の測定時の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 筋組織硬度計
６ 表示部（報知部）
７ 圧力値入力部（入力部）
７ａ 弱ボタン（圧力値選択部）
７ｂ 中ボタン（圧力値選択部）
７ｃ 強ボタン（圧力値選択部）
９ 変動入力部（変動部）
９ａ 小ボタン（割合選択部）
９ｂ 中ボタン（割合選択部）
９ｃ 大ボタン（割合選択部）
２６ 補助筒部（補助部）
４０ 先端チップ（当接部）
５３ 第二の圧力センサ
５４ 第一の圧力センサ
５７ 制御部

Claims (6)

1. 生体に圧力を加えることにより前記生体の筋組織の硬度を測定する筋組織硬度計であって、
   前記生体の被測定部位の近傍に当接されて前記被測定部位の近傍に圧力を加える補助部と、
   前記被測定部位に当接されて前記被測定部位に圧力を加える当接部と、
   前記被測定部位及び前記被測定部位の近傍から前記当接部及び前記補助部が受ける圧力を測定する第一の圧力センサと、
   前記被測定部位から前記当接部が受ける圧力を測定する第二の圧力センサと、
   前記第二の圧力センサの測定結果を報知する報知部と、
   前記第一の圧力センサの測定結果が予め入力された圧力値に達したか否かを判定し、前記圧力値に達したと判定すると、前記判定したときの前記第二の圧力センサの測定結果を前記報知部に報知させる制御部と
   を備えることを特徴とする筋組織硬度計。
2. 前記圧力値を予め入力するための入力部を備え、
   前記入力部は、前記圧力値が予め段階的に決められた複数の圧力値選択部を備えることを特徴とする請求項１に記載の筋組織硬度計。
3. 前記圧力値選択部が、少なくとも三つ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の筋組織硬度計。
4. 前記圧力値選択部ごとに決められた圧力値を変動させる変動部を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の筋組織硬度計。
5. 前記変動部は、変動の割合が予め段階的に決められた複数の割合選択部を備えることを特徴とする請求項４に記載の筋組織硬度計。
6. 前記制御部は、前記第二の圧力センサの複数の測定結果の平均値を演算することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の筋組織硬度計。

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