JP4768567B2

JP4768567B2 - マッサージ手技評価システム

Info

Publication number: JP4768567B2
Application number: JP2006266469A
Authority: JP
Inventors: 淳夫高西; 明敏勝又; 雄一臼田; 昌生松野; 裕樹古賀; 優小椋
Original assignee: Waseda University
Current assignee: Waseda University
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP2008083624A

Description

本発明は、マッサージ手技評価システム、マッサージ手技評価装置及びマッサージ手技評価プログラムに係り、更に詳しくは、顎顔面組織等のマッサージの手技を客観的に評価することのできるマッサージ手技評価システム、マッサージ手技評価装置及びマッサージ手技評価プログラムに関する。

いわゆるドライマウスと呼ばれる口腔乾燥症や顎関節症や嚥下障害等の疾病は、その根本的治療が難しく、多くは慢性化する。このことから、それら疾病の症状を少しでも改善若しくは緩和するために、医師による顎顔面組織へのマッサージ等のリハビリテーションが定期的に必要となる。例えば、口内の唾液量が少なくなるドライマウスに対するマッサージの場合、耳下の頬部分に存在して唾液を作り出す耳下腺を揉んで唾液の分泌を促進し、当該耳下腺から口内に繋がる耳下腺管に沿って口内方向に唾液を押し出す動作が左右同時に一定のリズムで繰り返し行われ、これによって、強制的に口内に唾液を供給可能となる。このようなマッサージは、表面側から目視できない耳下腺及び耳下腺管を医師等の施術者の触覚で探し出すことが必要となるが、これら耳下腺組織の位置は個人差があり、しかも、当該耳下腺組織は、頬部分を触れても簡単に探し出せるものではない。従って、マッサージ前に耳下腺組織を探し出すには、繊細な触覚を使って周囲の組織との硬さの違い感知することが必要となる。加えて、唾液の口内への的確な供給を行うためには、マッサージの押圧力を適正な状態に保つことが必要となる。以上のことから、顎顔面組織へのマッサージは、首部分から下の身体部分に対するマッサージよりも施術者の熟練度を要することになる。

ところで、これら口腔乾燥症、顎関節症及び嚥下障害の患者は、現在、合計１２００万人存在すると言われており、顎顔面組織へのマッサージを的確に行える熟練医師が不足していることから、このような熟練医師を育成するのが急務である。また、患者自身でもこのようなマッサージを的確に行えることが好ましい。従って、若手医師や患者にとって、このようなマッサージの手技訓練の必要性は高くなっているが、マネキン状の模型を使ってマッサージの訓練をしても、その結果、マッサージの手技が向上したか否かを客観的に判断することができない。また、顎顔面組織へのマッサージを的確に行える熟練者の不足に鑑み、本発明者らは、このようなマッサージを的確に行えるロボットの研究開発を行っており、その過程で、当該ロボットによるマッサージ手技の優劣を客観的に確認する必要がある。以上のことから、人間やロボット等によって行われた顎顔面組織のマッサージに対する手技評価を客観的に行えるシステムの出現が要請されている。ここで、マッサージの手技を客観的に評価するには、当該評価を人間の感覚に頼らないように定量化が必要であり、このためには、マッサージを受けた患者の唾液量、筋電、心拍数、脈間隔等の各生体データをマッサージ前後で測定してマッサージ効果を確認することが考えられる。ところが、この場合、マッサージの手技評価が患者にマッサージを実際に施さなければ得られないという問題がある。また、前記各生体データを計測する必要があるため、システム全体の大型化、複雑化を招来するという問題がある。更に、これら各生体データは、個人差が激しく、また、同一人でも再現性に乏しいため、自動評価に必要な定量化がしにくく、定量的評価が可能な手技評価システムを構築するのが難しいという問題がある。

ところで、内視鏡を用いた診断や手術のための手技訓練に用いられる人体模型が知られている（特許文献１参照）。この人体模型は、人体の頭部を模擬して当該頭部の鼻腔内等の部位にかかる力等を検出可能に設けられている。
特開２００１−５３７７号公報

しかしながら、前記特許文献１の人体模型にあっては、内視鏡を用いた診断や手術のための手技訓練しか用いることができず、しかも、訓練時によって人体に悪影響を与えかねない操作等を感知できるだけで、マッサージの手技を自動評価することができない。

ところで、本発明者らは、鋭意実験研究を行った結果、顎顔面組織に対するマッサージの評価指標の一つとして、マッサージ時の押圧によって頭部にかかる押圧力を計測し、当該押圧力の状態により唾液分泌増大等のマッサージ効果の良し悪しを定量的に判断できることを知見した。そして、本発明者らは、このような知見に伴い、マッサージ時の押圧力に基づいて、熟練者と未熟者との区別化を図ることのできる評価手法を見出した。

本発明は、このような課題及び発明者の知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、簡単な構成で、実際に患者にマッサージを行わずに、マッサージの手技を定量的に評価することができるマッサージ手技評価システム、マッサージ手技評価装置及びマッサージ手技評価プログラムを提供することにある。

（１）前記目的を達成するため、本発明は、人体の所定部位を模擬したモデルと、当該モデルに対して行われたマッサージの手技を評価するマッサージ手技評価装置とを備え、
前記モデルは、マッサージによって付加される押圧力を測定可能なセンサを備え、
前記マッサージ手技評価装置は、前記センサにより測定された押圧力と予め記憶された熟練者の手技データに基づき、前記モデルに対して行われたマッサージの手技に関する定量的評価を行う、という構成を採っている。

（２）ここで、前記マッサージ手技評価装置は、熟練者の手技データに基づいて設定された評価関数を使い、前記センサの測定値に応じてマッサージの手技に関する評価値を求める、という構成を採ることができる。

（３）また、前記モデルは、人体の頭部内の骨部分を模擬して形成された模擬骨部と、当該模擬骨部の外側を覆うとともに、人体の頭部の皮膚、脂肪及び筋肉を模擬して形成された表層部とを更に備え、
前記センサは、人体の第二頚椎に相当する前記模擬骨部の部分に配置されるとともに、６軸方向の押圧力を測定可能に設けられる、という構成を採ることが好ましい。

（４）更に、前記モデルを、相互に非接触となるように左右二分割し、分割された左右両側部分にそれぞれ付加される押圧力を前記センサで独立して測定可能にするとよい。

（５）また、本発明は、人体の所定部位を模擬したモデルに対して行われたマッサージの手技を評価するマッサージ手技評価装置であって、
熟練者の手技データに基づき設定された評価関数を使い、マッサージにより前記モデルの所定部位に付加された押圧力に応じてマッサージの手技に関する評価値を求める、という構成を採っている。

（６）更に、本発明は、人体の所定部位を模擬したモデルに対して行われたマッサージの手技を評価する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
熟練者の手技データに基づき設定された評価関数を使い、マッサージにより前記モデルの所定部位に付加された押圧力に応じてマッサージの手技に関する評価値を求める処理をコンピュータに実行させる、という構成を採っている。

なお、本特許請求の範囲及び明細書において、「頭部」とは、人体の首部分よりも上方となる部位の総称として用いられ、顔面部や頬部等をも含む概念として用いられる。

本発明によれば、マッサージの際にモデルに付加される押圧力の測定で、当該マッサージの手技に関する定量的な評価を得ることができる。また、訓練者は、人間にマッサージを行わなくても、マッサージの手技評価が得られるため、マッサージの手技評価をいつでも自由なタイミングで得ることができる。しかも、手技評価に際して、唾液量、筋電、心拍数、脈間隔等の各生体データを取得する必要がなく、システム全体の構成を簡単にすることができる。

前記（３）の構成によれば、顎顔面組織に対するマッサージが実際に行われると、そのときの押圧力が、頭部を支持する第二頚椎部分に全てかかるため、当該第二頚椎部分に相当する模擬骨部にセンサを配置することで、より頭部の各部分にセンサを配置するよりも少ないセンサで効率的且つ正確な手技評価を行うことができ、しかも、モデルの製造時にセンサをモデルに埋め込む手間が減り、モデルの製造が簡単になる。

前記（４）の構成により、頭部の左右両側を同時に同一の動きでマッサージする場合、付加される押圧力を左右毎に独立して測定することができ、熟練者は左右のマッサージの力の差が小さいという指標も加味することができ、マッサージの手技評価の精度を一層向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係るマッサージ手技評価システムの概略構成図が示されている。この図において、マッサージ手技評価システム１０は、顎顔面組織のマッサージに対するその手技を評価するシステムである。ここで、顎顔面組織のマッサージとしては、例えば、前述のドライマウスの際に唾液の口内への供給を促進するマッサージがあり、以下、このマッサージに対する手技評価について例示的に説明する。このマッサージは、施術者の左右両側の手指により被施術者の頬部分が所定軌跡に沿って同時に押圧される。

このマッサージ手技評価システム１０は、人体の頭部を模擬した形状のモデル１１と、当該モデル１１に対して行われたマッサージの手技を評価するマッサージ手技評価装置１３とを備えている。

前記モデル１１は、図２に示されるように、人体の頭部内の骨部分を模擬して形成された模擬骨部１３と、当該模擬骨部１３の外側を覆うとともに、人体の頭部の皮膚、脂肪及び筋肉を模擬して形成された表層部１５と、マッサージによってモデル１１に付加される押圧力を測定可能なセンサ１７とを備えて構成されている。

前記模擬骨部１３は、光造型等により、剛性、弾性及び形状が人体の骨部分とほぼ同一となるように硬質樹脂で形成されており、図２中下側が人体の第二頚椎に相当する模擬第二頚椎１９となる。

前記表層部１５は、剛性、弾性及び形状が人体の頭部の皮膚、脂肪及び筋肉とほぼ同一となるようにシリコン等の軟質樹脂で形成されている。

前記センサ１７は、直交３軸における各軸並進方向及び各軸回りの回転方向である６軸方向の力を測定可能な６軸力センサからなり、その計測部分が模擬第二頚椎１９に固定配置されている。このため、モデル１１に対する顎顔面組織のマッサージ訓練として、訓練者が表層部１５の所定部分を押圧すると、その押圧力が表層部１５から模擬骨部１４を通じて模擬第二頚椎１９に伝達されることになるため、表層部１５に対する押圧力がセンサ１７で計測されることになる。

前記マッサージ手技評価装置１３は、コンピュータによって構成されており、予め記憶された熟練者の押圧データに基づいて設定された評価関数に、センサ１７により測定された押圧力を代入することで、モデル１１に対して行われたマッサージの手技に関する評価値Ｒを求める処理をコンピュータに実行させるプログラムがインストールされている。

なお、以下の説明において、直交３軸のうち、人体を正面から見たときに前後方向に延びる軸線をｘ軸とし、同左右方向に延びる軸線をｙ軸とし、同上下方向に延びる軸線をｚ軸とする。

また、センサ１７で測定された押圧力は、マッサージ開始から終了までの間、常時、マッサージ開始からの経過時間ｔに対応させてマッサージ手技評価装置１３に記憶されて関数化される。そこで、以下の式中、経過時間ｔにおける＊軸方向の押圧力をＦ_＊（ｔ）と表わす。

前記評価関数は、左右方向にかかる押圧力が均等な力で安定的である程、また、押圧力が適正な大きさに近い程、熟練医師のマッサージ手技に近づく点に鑑みて、それらを考慮とした各項からなる次式（１）に設定され、当該評価関数から前記評価値Ｒが求められる。

但し、

以上において、

とする。
すなわち、上式（１）の第１項は、マッサージ訓練時間内での左右方向（ｙ軸方向）の押圧力の平均値に関する項であり、優れたマッサージを行うためには、左右両側の各押圧力の差を抑制し、前記平均値を０に近づける必要があるという観点から設けられている。つまり、左右両側にかかる各押圧力が均等である程、それらが相殺されて、センサ１７による左右方向の押圧力の測定値が０に近づく。
また、第２項は、左右方向（ｙ軸方向）の押圧力の前記平均値に対する時間毎のずれに関する項であり、優れたマッサージを行うためには、左右両側の押圧力の大きさが時間によってばらつかないように安定させる必要があるという観点から設けられている。
更に、第３項は、指標となるマッサージ力に対する押圧力のずれであって、優れたマッサージを行うためには、適正な押圧力を付加する必要があるという観点から設けられている。

この評価関数は、熟練の歯科医師による手技データである押圧力データに基づき、公知の判別解析を用いて求められたものであり、評価値Ｒが０に近い程、優れたマッサージ手技となるように設定されている。ここで、重み付け比例定数Ａ１，Ａ２，Ａ３は、各項による評価に対する重み付けを行うものであるが、それらの一部若しくは全部を任意に設定することも可能である。また、上式（１）で指標とされるマッサージ周期及びマッサージ力としては、熟練した歯科医師によって得られた手技データが用いられ、これらデータは予めマッサージ手技評価装置１３に記憶されている。

なお、評価関数に用いられるパラメータとしては、マッサージ手技の優劣を左右するものであれば、種類や数を問わずに何でも採用することができ、それに伴って、別途、熟練者から得た手技データに基づいて前述したように評価関数を設定すれば良い。また、本実施形態では、各軸の回転方向の力について考慮されていないが、これら回転方向の力をも考慮した評価関数を設定することもできる。

従って、このような実施形態によれば、人間にマッサージをしなくても、モデル１１に対してマッサージを行うことで、マッサージの手技を定量的に評価することができる。

なお、熟練者はマッサージ時の左右の押圧力の差が少ないことを考慮して、モデル１１に対する左右各部分にかかるｘ，ｙ，ｚの各軸方向の力をそれぞれ測定可能とし、当該測定値若しくはそれに基づく値をパラメータとする評価関数を前述のように熟練医師の手技データ等から作成して、当該評価関数により前記評価値を求めるようにしてもよい。この場合のモデル１１は、図３に示されるように、模擬骨部１４及び表層部１５が、相互に非接触となるように左右二分割され、そのうち図３中右側部分に付加される押圧力を独立して測定可能となるようにセンサ１７が同右側の模擬骨部１４に固定されている。また、図示省略しているが、センサ１７を反対側（左側）の模擬骨部１４のみに固定し、当該部分に付加される押圧力を独立して測定可能にしてもよいし、左右二分割された模擬骨部１４にそれぞれセンサ１７を設け、左右同時に独立して前記押圧力を測定可能にしてもよい。

また、センサ１７は、６軸力センサでなくてもよく、モデル１１内の所定位置に設けられた圧力センサでもよい。この場合、例えば、耳下腺、咬筋、頬脂肪等に相対する模擬骨部１４の部分に圧力センサを適宜配置するとよい。

更に、前記マッサージ手技評価装置１３は、センサ１７の測定値を予め設定された評価関数に代入し、マッサージの手技に関する評価値を求めるようになっているが、本発明はこれに限定されず、センサ１７の測定値に基づいてマッサージの手技を定量的に評価できる限りにおいて、種々の評価手法を採用することができる。

更に、前記実施形態では、ドライマウスに対するマッサージの評価を行うようになっているが、これに限らず、他の顎顔面組織のマッサージに適用することもでき、更には、モデル１１の形状等を変えることで、他の人体の部位に対して行われるマッサージの手技評価を行うことも可能である。

その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、形状、材質、数量、構成等種々の変更が可能である。

本実施形態に係るマッサージ手技評価システムの概略構成図。モデルの概略断面側面図。変形例に係るモデルの概略正面図。

符号の説明

１０マッサージ手技評価システム
１１モデル
１３マッサージ手技評価装置
１４模擬骨部
１５表層部
１７センサ

Claims

人体の所定部位を模擬したモデルと、当該モデルに対して行われたマッサージの手技を評価するマッサージ手技評価装置とを備え、
前記モデルは、マッサージによって付加される押圧力を測定可能なセンサと、人体の頭部内の骨部分を模擬して形成された模擬骨部と、当該模擬骨部の外側を覆うとともに、人体の頭部の皮膚、脂肪及び筋肉を模擬して形成された表層部とを備え、
前記センサは、人体の第二頚椎に相当する前記模擬骨部の部分に配置されるとともに、
６軸方向の押圧力を測定可能に設けられ、
前記マッサージ手技評価装置は、前記センサにより測定された押圧力と予め記憶された熟練者の手技データに基づき、前記モデルに対して行われたマッサージの手技に関する定量的評価を行うことを特徴とするマッサージ手技評価システム。
前記モデルは、相互に非接触となるように左右二分割され、分割された左右両側部分にそれぞれ付加される押圧力を前記センサで独立して測定可能にしたことを特徴とする請求項１記載のマッサージ手技評価システム。
人体の所定部位を模擬したモデルと、当該モデルに対して行われたマッサージの手技を評価するマッサージ手技評価装置とを備え、
前記モデルは、マッサージによって付加される押圧力を測定可能なセンサを備えるとともに、相互に非接触となるように左右二分割され、分割された左右両側部分にそれぞれ付加される押圧力を前記センサで独立して測定可能に設けられ、
前記マッサージ手技評価装置は、前記センサにより測定された押圧力と予め記憶された熟練者の手技データに基づき、前記モデルに対して行われたマッサージの手技に関する定量的評価を行うことを特徴とするマッサージ手技評価システム。
前記マッサージ手技評価装置は、熟練者の手技データに基づいて設定された評価関数を使い、前記センサの測定値に応じてマッサージの手技に関する評価値を求めることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマッサージ手技評価システム。