JP4858998B2 - 骨粗鬆症様変化の予防器具及びその予防システム - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨量の減少を示す骨粗鬆症様変化の予防器具及びその予防システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会は、好む好まざるに拘わらず、車等に代表される乗り物社会であり、人間の健康維持に必要な運動量の低下が懸念されている。この人間の健康維持に必要な運動量の低下は、骨量の著しい減少、即ち骨粗鬆症様の変化を示すことが知られている。この骨粗鬆症様変化の予防法としては、運動療法、薬物療法、食事療法等が挙げられる。
【０００３】
また、我々の研究でも、大腿骨に対する力学的負荷軽減に伴った骨粗鬆症様変化は、負荷回復後も、不可逆的な器質障害を招くという実験結果を得ている。例えば、本発明者らは、下記の非特許文献１で以下に示す実験結果を報告している。
【０００４】
体重約２００ｇの生後７週齢のウィスター系オスラットを９週間肢懸垂した後、８週間ケージに戻して飼育した群と、そのままケージで飼育した対照群とに分け、飼育後、両群のウィスター系オスラットからそれぞれ後肢大腿骨を摘出した。前者の肢懸垂を行ったウィスター系オスラットの大腿骨は、後者の対照群のウィスター系オスラットの大腿骨に比べて、重力下の十分な回復期間で回復せず、局所的に脆弱性を持つ結果が得られた。
【０００５】
【非特許文献１】
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム論文集、第２６巻（２００５年１１月１６日発行）、Ｐ．１５７
【発明の開示】
【０００６】
上述したように、現代社会は車等に代表される乗り物社会であり、人々の日常生活は、例えば仕事や勉学においては、長時間に亘って椅子に座った状態であり、運動不足になりがちである。そして、この運動量の低下は、人間の骨量の減少（骨粗鬆症様の変化）を引き起こす。特に、長期入院中の患者は、ベッドに寝たきりの状態が続くため、骨粗鬆症様の変化が著しい。
［０００７］
従来、この骨量の減少、即ち骨粗鬆症様の変化を予防する有効な予防器具が存在しなかったため、実際に運動を行って予防を図ることや、薬物療法、食事療法等によって予防を図るしかなかった。しかしながら、これらの予防策を実際に行う場合には、実施者に対して負荷が非常に大きなものとなり、骨粗鬆症様の変化に対する予防を手軽に行うことは困難であった。
［０００８］
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことを可能とする骨粗鬆症様変化の予防器具を提供することを目的とする。
［０００９］
本発明の骨粗鬆症様変化の予防器具は、人体の各骨に振動応力を印加する振動応力印加手段を有し、前記振動応力印加手段から、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力を前記人体の体軸方向に印加することにより、破骨細胞の働きを抑制するものであり、前記振動応力印加手段は、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく前記軸性振動応力を前記体軸方向に印加する。
［００１０］
本発明によれば、振動応力印加手段から人体の体軸方向に軸性振動応力を印加して破骨細胞の働きを抑制するようにしたので、人体の各骨における骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
［００１１］
［図１］図１は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の概略構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、歩行軸性振動応力測定装置を用いた歩行軸性振動応力の測定方法の一例を示す模式図である。
［図３］図３は、歩行軸性振動応力測定装置により測定された歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。
［図４］図４は、振幅変調部により変調された基本振動波及び当該基本振動波による擬歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。
［図５Ａ］図５Ａは、軸性振動応力印加部の振動子から発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）に印加される軸性振動応力の一例を示す模式図である。
［図５Ｂ］図５Ｂは、軸性振動応力印加部の振動子から発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）に印加される軸性振動応力の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００は、歩行軸性振動応力測定装置１と、歩行軸性振動応力データ記憶部２と、歩行振幅波形発生部３と、基本振動波発生部４と、振幅変調部５と、振動制御部６と、軸性振動応力印加部７と、軸性振動振幅検出部８を有して構成されている。また、軸性振動応力印加部７は、振動を発振する複数の振動子７１ａ及び７１ｂを具備している。
【００１４】
歩行軸性振動応力測定装置１は、歩行条件下での軸性振動応力、即ち、歩行時に発生する軸性振動応力（歩行軸性振動応力）を測定するものである。ここで、「軸性振動応力」とは、歩行運動時の足裏に対して地面から受ける垂直方向の間欠応力のことである。例えば、軸性振動応力は、踵骨、脛骨、大腿骨、腸骨、仙骨等から腰椎の体軸方向に伝わる振動応力に相当する。
【００１５】
ここで、歩行軸性振動応力測定装置１による歩行軸性振動応力の測定の概要を説明する。
図２は、歩行軸性振動応力測定装置１を用いた歩行軸性振動応力の測定方法の一例を示す模式図である。
【００１６】
図２に示すように、歩行軸性振動応力測定装置１は、動圧力検知部（動圧力センサ）１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、制御部（ＣＰＵ）１３と、モニター１４を有して構成されている。また、制御部（ＣＰＵ）１３は、当該制御部１３における制御を行うためのプログラム１３ａを具備している。
【００１７】
動圧力検知部（動圧力センサ）１１は、例えば床面に設置され、制御部１３による制御に基づいて、被測定者２０１の歩行軸性振動応力（ｆ（ｔ））を検知する。Ａ／Ｄ変換部１２は、制御部１３による制御に基づいて、動圧力検知部１１で検知された歩行軸性振動応力のデータをアナログ／デジタル変換する。制御部１３は、歩行軸性振動応力測定装置１における動作を統括的に制御するものであり、所定のタイミングで動圧力検知部１１及びＡ／Ｄ変換部１２を駆動させると共に、Ａ／Ｄ変換部１２でアナログ／デジタル変換された歩行軸性振動応力データを歩行軸性振動応力データ記憶部２に記憶し、必要に応じて当該歩行軸性振動応力データ等をモニター１４に表示する制御を行う。モニター１４は、制御部１３による制御に基づいて、歩行軸性振動応力データ等を表示する。
【００１８】
図３は、歩行軸性振動応力測定装置１により測定された歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。図３において、縦軸は歩行軸性振動応力ｆ（ｋｇ／ｃｍ２）を示し、横軸は時間ｔ（秒）を示している。
【００１９】
図１に戻って、歩行軸性振動応力データ記憶部２は、歩行軸性振動応力測定装置１で測定された歩行軸性振動応力の波形データを歩行軸性振動応力データとして記憶するものである。この歩行軸性振動応力データ記憶部２には、例えば、図３に示す歩行軸性振動応力の波形データが歩行軸性振動応力データとして記憶される。
【００２０】
歩行振幅波形発生部３は、歩行軸性振動応力データ記憶部２から、歩行軸性振動応力データを抽出し、抽出した歩行軸性振動応力データに係る歩行振幅波形を発生させる。
【００２１】
基本振動波発生部４は、一定の振動振幅の正弦波（基本振動波）を発生させるものである。ここで、基本振動波発生部４は、可聴周波数領域外の基本振動波（例えば、振動周波数が１０ｋＨｚ以上の正弦波）を発生させる。
【００２２】
振幅変調部５は、基本振動波発生部４からの正弦波（基本振動波）を、歩行振幅波形発生部３で発生させた歩行振幅波形に係る歩行振幅で振幅変調を行う。
【００２３】
図４は、振幅変調部５により変調された基本振動波及び当該基本振動波による擬歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。図４において、縦軸は擬歩行軸性振動応力ｆ（ｋｇ／ｃｍ２）を示し、横軸は時間ｔ（秒）を示している。また、図４において、破線で示されたものは、振幅変調部５により変調された基本振動波（例えば、振動周波数が１０ｋＨｚ以上の正弦波）である。
【００２４】
図１に戻って、振動制御部６は、振幅変調部５で変調された振動波に基づいて、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振する振動を制御する。
【００２５】
軸性振動応力印加部７は、振動制御部６による制御に基づいて振動子７１ａ及び７１ｂから振動を発振し、当該振動子７１ａ及び７１ｂによる振動に基づく軸性振動応力を振動応力受信体２００に印加する。
【００２６】
ここで、振動応力受信体２００としては、人体などの骨格を有する動物の体を適用することができ、本実施形態では「人体」とする。また、軸性振動応力印加部７から振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力は、人体（振動応力受信体２００）における知覚感覚以上の振動周波数、即ち、人間が検知できない振動周波数（例えば、可聴周波数領域外の１０ｋＨｚ以上の振動周波数）のものとなる。
【００２７】
次に、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力について説明を行う。
【００２８】
図５Ａ及び図５Ｂは、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力の一例を示す模式図である。ここで、図５Ａには、振動応力受信体（人体）２００の足裏から軸性振動応力を印加する例を示している。
【００２９】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂは、図１には不図示であるが、振動応力印加台７２に取り付けられている。図５Ａに示すように、振動子７１ａ及び７１ｂは、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に、縦応力及び捩れ応力の軸性振動応力を与える振動を発振する。これにより、振動応力受信体（人体）２００の各骨２００ａに対して、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく軸性振動応力が体軸方向に印加され、各骨２００ａにおける破骨細胞の働きが抑制される。
【００３０】
ここで、振動応力印加台７２は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、例えば、水平板７２ａと垂直板７２ｂとが組み合わされて形成されている。そして、水平板７２ａに振動子７１ａによる振動に基づく振動応力が与えられ、垂直板７２ｂに振動子７１ｂによる振動に基づく振動応力が与えられるように構成されている。具体的に、振動子７１ａは、水平板７２ａに対して垂直方向に振動応力を与え、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に縦応力を印加するための振動子である。また、振動子７１ｂは、垂直板７２ｂの端部の位置７２ｂ０に振動応力を与えて、垂直板７２ｂに対して位置７２ａ０を中心とする偶力に係る振動応力を発生させ、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に捩れ応力を印加するための振動子である。
【００３１】
図１に戻って、軸性振動振幅検出部８は、軸性振動応力印加部７から軸性振動応力が印加された振動応力受信体（人体）２００における振動振幅を検出する。ここで、振動応力受信体（人体）２００における振動振幅を検出する目的としては、振動応力受信体（人体）２００の立位、臥床、腰掛け等の体位状態に応じて、屈曲関節等で軸性振動応力の伝播振動の向きが変化して、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向の軸性振動応力の有効成分が減衰し、また、軸性振動応力の印加面との振動接続効率も例えば履物等の条件によって異なるので、振動応力受信体（人体）２００に対して一定の軸性振動応力に係る振動振幅を加えるために、振動応力受信体（人体）２００の要所で振動振幅を検出する。
【００３２】
そして、振動制御部６は、軸性振動振幅検出部８で検出した振動応力受信体（人体）２００の振動振幅に基づいて、振幅変調部５で変調された振動波の振動振幅を調整し、当該調整した振動波に基づく振動が、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振されるように、軸性振動応力印加部７を制御する。
【００３３】
次に、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の制御方法について説明する。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の制御方法を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１において、歩行軸性振動応力測定装置１は、被測定者２０１の歩行条件下での軸性振動応力、即ち、被測定者２０１の歩行時に発生する軸性振動応力（歩行軸性振動応力）を測定する。この歩行軸性振動応力測定装置１による測定は、例えば、前述した図２に示す測定方法により行われる。
【００３５】
続いて、ステップＳ２において、歩行軸性振動応力測定装置１（制御部１３）は、測定した歩行軸性振動応力のデータ（例えば、図３に示す歩行軸性振動応力の波形データ）を、歩行軸性振動応力データとして歩行軸性振動応力データ記憶部２に記憶する。
【００３６】
続いて、ステップＳ３において、歩行振幅波形発生部３は、歩行軸性振動応力データ記憶部２から、歩行軸性振動応力データを抽出し、抽出した歩行軸性振動応力データに係る歩行振幅波形を発生させる。
【００３７】
続いて、ステップＳ４において、振幅変調部５は、基本振動波発生部４からの正弦波（基本振動波）を、歩行振幅波形発生部３で発生させた歩行振幅波形に係る歩行振幅で振幅変調を行う。
【００３８】
続いて、ステップＳ５において、軸性振動応力印加部７は、振動制御部６による制御に基づいて、振幅変調部５で変調された振動波に基づく振動を振動子７１ａ及び７１ｂから発振し、当該振動に基づく軸性振動応力を振動応力受信体２００に印加する。
【００３９】
続いて、ステップＳ６において、軸性振動振幅検出部８は、軸性振動応力印加部７から軸性振動応力が印加された振動応力受信体（人体）２００における振動振幅を検出する。
【００４０】
続いて、ステップＳ７において、振動制御部６は、軸性振動振幅検出部８で検出した振動応力受信体（人体）２００の振動振幅に基づいて、振幅変調部５で変調された振動波の振動振幅を調整し、当該調整した振動波に基づく振動が、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振されるように、軸性振動応力印加部７を制御する。即ち、振動制御部６は、軸性振動振幅検出部８で検出した振動応力受信体（人体）２００の振動振幅に基づいて、振動子７１ａ及び７１ｂから発振する振動を制御し、軸性振動応力印加部７から印加する軸性振動応力を制御する。
【００４１】
以上のステップＳ１〜ステップＳ７までの処理を経ることにより、振動応力受信体（人体）２００に対して、各骨２００ａの骨粗鬆症様変化の予防を促進する軸性振動応力を与えることが可能となる。より詳細には、骨は軸性成長をしており、本実施形態に係る軸性振動応力で圧電気が起こり、この圧電気が指令信号となって破骨細胞の働きを抑制することによって、骨の骨粗鬆症様変化の予防が図れる。
【００４２】
本発明の実施形態では、軸性振動応力印加部７から振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に印加される軸性振動応力として、図５Ａに示すように、縦応力及び捩れ応力を合成した合成応力を印加するようにしているが、本発明においては、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力が振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に印加される形態であれば、適用可能である。この場合、縦応力のみを含む軸性振動応力を印加する場合には、例えば振動制御部６において、振動子７１ａのみを駆動する制御を行い、また、捩れ応力のみを含む軸性振動応力を印加する場合には、例えば振動制御部６において、振動子７１ｂのみを駆動する制御を行う形態を採る。
【００４３】
（骨粗鬆症様変化の予防システム）
次に、上述した本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００を用いた、骨粗鬆症様変化の予防システムの形態について説明する。
【００４４】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第１の形態としては、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を床面の所定領域に設置して、当該所定領域に位置する振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を印加する。
【００４５】
次に、骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態について説明する。
図７は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態の一例を示す模式図である。
【００４６】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態としては、図７に示すように、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を、椅子３１０の座面（軸性振動応力印加部７ａ）や、椅子３１０の背もたれ（軸性振動応力印加部７ｂ）、椅子３１０の足置き部（軸性振動応力印加部７ｃ）などに設置して、各軸性振動応力印加部７ａ〜７ｃから、当該椅子３１０に座った振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を与える。この場合、軸性振動応力印加部７ａにより振動応力受信体（人体）２００の骨盤下から体軸方向（骨盤から頭部に向かう方向）に軸性振動応力が与えられ、軸性振動応力印加部７ｂにより振動応力受信体（人体）２００の背中から体軸方向（骨盤と頭部を結ぶ方向）に軸性振動応力が与えられ、軸性振動応力印加部７ｃにより振動応力受信体（人体）２００の足裏から体軸方向（足裏から膝に向かう方向）に軸性振動応力が与えられる。この際、軸性振動応力印加部７ｃについては、振動応力受信体（人体）２００の足裏の土踏まず又は踵骨から軸性振動応力が印加されるように配置する。なお、椅子３１０としては、図７に示す車の椅子に限らず、飛行機の椅子、車椅子の椅子などの乗り物の椅子や、或いは、机で用いる椅子を適用することも可能である。
【００４７】
例えば、図７に示すように、骨粗鬆症様変化の予防システムを車の椅子３１０に適用する場合には、更に、例えば、車のアクセルペダルに軸性振動応力印加部７を設置して、振動応力受信体（人体）２００の足裏に対して軸性振動応力を印加することも可能である。この場合、振動応力受信体（人体）２００の車の操作感覚等を乱さないようにするため、軸性振動応力印加部７から振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力は、人体（振動応力受信体２００）の知覚感覚以上の振動周波数、即ち、人間が検知できない振動周波数のものとする。
【００４８】
次に、骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態について説明する。
図８は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態の一例を示す模式図である。
【００４９】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態としては、図８に示すように、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を、臥床ベッド３２０に載置された振動応力受信体（人体）２００の足位置（軸性振動応力印加部７ｄ）や、振動応力受信体（人体）２００の腰位置に相当する寝台面の所定位置（軸性振動応力印加部７ｅ）などに設置して、各軸性振動応力印加部７ｄ及び７ｅから、当該臥床ベッド３２０に横たわる振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を与える。
【００５０】
この場合、軸性振動応力印加部７ｄにより振動応力受信体（人体）２００の足裏から体軸方向（足裏から頭部に向かう方向）に軸性振動応力が与えられ、軸性振動応力印加部７ｅにより振動応力受信体（人体）２００の骨盤から体軸方向（足裏と頭部を結ぶ方向）に軸性振動応力が与えられる。この際、軸性振動応力印加部７ｄについては、振動応力受信体（人体）２００の足裏の土踏まず又は踵骨から軸性振動応力が印加されるように配置する。
【００５１】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第４の形態としては、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を宇宙船内に備えられた構造物に設置し、当該構造物に位置する振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を与える。
【００５２】
以上説明した第１〜第４の形態に係る骨粗鬆症様変化の予防システムでは、軸性振動応力印加部７から印加される軸性振動応力が、振動応力受信体（人体）２００が起立した状態で足裏から供給されることが好適であるが、軸性振動応力印加部７の設置場所によっては困難な場合がある。例えば、椅子３１０に設置する場合、振動応力受信体（人体）２００の腰掛着席時等において足裏から供給された軸性振動応力が膝関節や腰関節の屈曲により減衰し、大腿骨や脊柱の長軸方向に伝達されない。この場合には、図７に示すように、腰掛座面から大腿骨や脊柱の長軸方向（即ち、体軸方向）に軸性振動応力を与える位置にも軸性振動応力印加部７（軸性振動応力印加部７ａ）を設置する。
【００５３】
本実施形態によれば、軸性振動応力印加部７から、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に軸性振動応力を与えて破骨細胞の働きを抑制するようにしたので、振動応力受信体（人体）２００の各骨における骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことが可能となる。
【００５４】
前述した本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００を構成する図１の各手段、並びに骨粗鬆症様変化の予防器具１００の制御方法を示した図６の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００５５】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００５６】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の機能が実現されるだけではない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、振動応力印加手段（軸性振動応力印加部７）から人体の体軸方向に軸性振動応力を印加して破骨細胞の働きを抑制するようにしたので、人体の各骨における骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことが可能となる。
【００５８】
本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の振動応力印加手段（軸性振動応力印加部７）は、骨粗鬆症様変化の予防システムに示したように、床面や、椅子の座面、椅子の背もたれ又は椅子の足置き部や、車のアクセルペダル、臥床ベッド、或いは、宇宙船内に備えられた構造物等に設置されて、当該構造物等に載置された振動応力受信体（人体）に軸性振動応力を印加する際に利用することができる。例えば、長期入院中の臥床患者に対しては、臥床ベッドや当該臥床患者に当該骨粗鬆症様変化の予防器具の振動応力印加手段（軸性振動応力印加部７）を装着して、各振動応力印加手段から軸性振動応力を振動応力受信体（人体）に印加して、使用することも可能である。また、例えば、長期に亘って宇宙空間にいる宇宙飛行士に対しては、前述したように宇宙船内に備えられた構造物等に当該骨粗鬆症様変化の予防器具を設置して、宇宙飛行士の骨粗鬆症様変化の予防を図ることにも活用できる。
【０００１】
本発明は、骨量の減少を示す骨粗鬆症様変化の予防器具及びその予防システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会は、好む好まざるに拘わらず、車等に代表される乗り物社会であり、人間の健康維持に必要な運動量の低下が懸念されている。この人間の健康維持に必要な運動量の低下は、骨量の著しい減少、即ち骨粗鬆症様の変化を示すことが知られている。この骨粗鬆症様変化の予防法としては、運動療法、薬物療法、食事療法等が挙げられる。
【０００３】
また、我々の研究でも、大腿骨に対する力学的負荷軽減に伴った骨粗鬆症様変化は、負荷回復後も、不可逆的な器質障害を招くという実験結果を得ている。例えば、本発明者らは、下記の非特許文献１で以下に示す実験結果を報告している。
【０００４】
体重約２００ｇの生後７週齢のウィスター系オスラットを９週間肢懸垂した後、８週間ケージに戻して飼育した群と、そのままケージで飼育した対照群とに分け、飼育後、両群のウィスター系オスラットからそれぞれ後肢大腿骨を摘出した。前者の肢懸垂を行ったウィスター系オスラットの大腿骨は、後者の対照群のウィスター系オスラットの大腿骨に比べて、重力下の十分な回復期間で回復せず、局所的に脆弱性を持つ結果が得られた。
【０００５】
【非特許文献１】
超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム論文集、第２６巻（２００５年１１月１６日発行）、Ｐ．１５７
【発明の開示】
【０００６】
上述したように、現代社会は車等に代表される乗り物社会であり、人々の日常生活は、例えば仕事や勉学においては、長時間に亘って椅子に座った状態であり、運動不足になりがちである。そして、この運動量の低下は、人間の骨量の減少（骨粗鬆症様の変化）を引き起こす。特に、長期入院中の患者は、ベッドに寝たきりの状態が続くため、骨粗鬆症様の変化が著しい。
［０００７］
従来、この骨量の減少、即ち骨粗鬆症様の変化を予防する有効な予防器具が存在しなかったため、実際に運動を行って予防を図ることや、薬物療法、食事療法等によって予防を図るしかなかった。しかしながら、これらの予防策を実際に行う場合には、実施者に対して負荷が非常に大きなものとなり、骨粗鬆症様の変化に対する予防を手軽に行うことは困難であった。
［０００８］
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことを可能とする骨粗鬆症様変化の予防器具を提供することを目的とする。
［０００９］
本発明の骨粗鬆症様変化の予防器具は、人体の各骨に振動応力を印加する振動応力印加手段を有し、前記振動応力印加手段から、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力を前記人体の体軸方向に印加することにより、破骨細胞の働きを抑制するものであり、前記振動応力印加手段は、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく前記軸性振動応力を前記体軸方向に印加する。
［００１０］
本発明によれば、振動応力印加手段から人体の体軸方向に軸性振動応力を印加して破骨細胞の働きを抑制するようにしたので、人体の各骨における骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
［００１１］
［図１］図１は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の概略構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、歩行軸性振動応力測定装置を用いた歩行軸性振動応力の測定方法の一例を示す模式図である。
［図３］図３は、歩行軸性振動応力測定装置により測定された歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。
［図４］図４は、振幅変調部により変調された基本振動波及び当該基本振動波による擬歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。
［図５Ａ］図５Ａは、軸性振動応力印加部の振動子から発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）に印加される軸性振動応力の一例を示す模式図である。
［図５Ｂ］図５Ｂは、軸性振動応力印加部の振動子から発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）に印加される軸性振動応力の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００は、歩行軸性振動応力測定装置１と、歩行軸性振動応力データ記憶部２と、歩行振幅波形発生部３と、基本振動波発生部４と、振幅変調部５と、振動制御部６と、軸性振動応力印加部７と、軸性振動振幅検出部８を有して構成されている。また、軸性振動応力印加部７は、振動を発振する複数の振動子７１ａ及び７１ｂを具備している。
【００１４】
歩行軸性振動応力測定装置１は、歩行条件下での軸性振動応力、即ち、歩行時に発生する軸性振動応力（歩行軸性振動応力）を測定するものである。ここで、「軸性振動応力」とは、歩行運動時の足裏に対して地面から受ける垂直方向の間欠応力のことである。例えば、軸性振動応力は、踵骨、脛骨、大腿骨、腸骨、仙骨等から腰椎の体軸方向に伝わる振動応力に相当する。
【００１５】
ここで、歩行軸性振動応力測定装置１による歩行軸性振動応力の測定の概要を説明する。
図２は、歩行軸性振動応力測定装置１を用いた歩行軸性振動応力の測定方法の一例を示す模式図である。
【００１６】
図２に示すように、歩行軸性振動応力測定装置１は、動圧力検知部（動圧力センサ）１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、制御部（ＣＰＵ）１３と、モニター１４を有して構成されている。また、制御部（ＣＰＵ）１３は、当該制御部１３における制御を行うためのプログラム１３ａを具備している。
【００１７】
動圧力検知部（動圧力センサ）１１は、例えば床面に設置され、制御部１３による制御に基づいて、被測定者２０１の歩行軸性振動応力（ｆ（ｔ））を検知する。Ａ／Ｄ変換部１２は、制御部１３による制御に基づいて、動圧力検知部１１で検知された歩行軸性振動応力のデータをアナログ／デジタル変換する。制御部１３は、歩行軸性振動応力測定装置１における動作を統括的に制御するものであり、所定のタイミングで動圧力検知部１１及びＡ／Ｄ変換部１２を駆動させると共に、Ａ／Ｄ変換部１２でアナログ／デジタル変換された歩行軸性振動応力データを歩行軸性振動応力データ記憶部２に記憶し、必要に応じて当該歩行軸性振動応力データ等をモニター１４に表示する制御を行う。モニター１４は、制御部１３による制御に基づいて、歩行軸性振動応力データ等を表示する。
【００１８】
図３は、歩行軸性振動応力測定装置１により測定された歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。図３において、縦軸は歩行軸性振動応力ｆ（ｋｇ／ｃｍ２）を示し、横軸は時間ｔ（秒）を示している。
【００１９】
図１に戻って、歩行軸性振動応力データ記憶部２は、歩行軸性振動応力測定装置１で測定された歩行軸性振動応力の波形データを歩行軸性振動応力データとして記憶するものである。この歩行軸性振動応力データ記憶部２には、例えば、図３に示す歩行軸性振動応力の波形データが歩行軸性振動応力データとして記憶される。
【００２０】
歩行振幅波形発生部３は、歩行軸性振動応力データ記憶部２から、歩行軸性振動応力データを抽出し、抽出した歩行軸性振動応力データに係る歩行振幅波形を発生させる。
【００２１】
基本振動波発生部４は、一定の振動振幅の正弦波（基本振動波）を発生させるものである。ここで、基本振動波発生部４は、可聴周波数領域外の基本振動波（例えば、振動周波数が１０ｋＨｚ以上の正弦波）を発生させる。
【００２２】
振幅変調部５は、基本振動波発生部４からの正弦波（基本振動波）を、歩行振幅波形発生部３で発生させた歩行振幅波形に係る歩行振幅で振幅変調を行う。
【００２３】
図４は、振幅変調部５により変調された基本振動波及び当該基本振動波による擬歩行軸性振動応力の一例を示す波形図である。図４において、縦軸は擬歩行軸性振動応力ｆ（ｋｇ／ｃｍ２）を示し、横軸は時間ｔ（秒）を示している。また、図４において、破線で示されたものは、振幅変調部５により変調された基本振動波（例えば、振動周波数が１０ｋＨｚ以上の正弦波）である。
【００２４】
図１に戻って、振動制御部６は、振幅変調部５で変調された振動波に基づいて、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振する振動を制御する。
【００２５】
軸性振動応力印加部７は、振動制御部６による制御に基づいて振動子７１ａ及び７１ｂから振動を発振し、当該振動子７１ａ及び７１ｂによる振動に基づく軸性振動応力を振動応力受信体２００に印加する。
【００２６】
ここで、振動応力受信体２００としては、人体などの骨格を有する動物の体を適用することができ、本実施形態では「人体」とする。また、軸性振動応力印加部７から振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力は、人体（振動応力受信体２００）における知覚感覚以上の振動周波数、即ち、人間が検知できない振動周波数（例えば、可聴周波数領域外の１０ｋＨｚ以上の振動周波数）のものとなる。
【００２７】
次に、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力について説明を行う。
【００２８】
図５Ａ及び図５Ｂは、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振される振動に基づき、振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力の一例を示す模式図である。ここで、図５Ａには、振動応力受信体（人体）２００の足裏から軸性振動応力を印加する例を示している。
【００２９】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂは、図１には不図示であるが、振動応力印加台７２に取り付けられている。図５Ａに示すように、振動子７１ａ及び７１ｂは、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に、縦応力及び捩れ応力の軸性振動応力を与える振動を発振する。これにより、振動応力受信体（人体）２００の各骨２００ａに対して、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく軸性振動応力が体軸方向に印加され、各骨２００ａにおける破骨細胞の働きが抑制される。
【００３０】
ここで、振動応力印加台７２は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、例えば、水平板７２ａと垂直板７２ｂとが組み合わされて形成されている。そして、水平板７２ａに振動子７１ａによる振動に基づく振動応力が与えられ、垂直板７２ｂに振動子７１ｂによる振動に基づく振動応力が与えられるように構成されている。具体的に、振動子７１ａは、水平板７２ａに対して垂直方向に振動応力を与え、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に縦応力を印加するための振動子である。また、振動子７１ｂは、垂直板７２ｂの端部の位置７２ｂ０に振動応力を与えて、垂直板７２ｂに対して位置７２ａ０を中心とする偶力に係る振動応力を発生させ、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に捩れ応力を印加するための振動子である。
【００３１】
図１に戻って、軸性振動振幅検出部８は、軸性振動応力印加部７から軸性振動応力が印加された振動応力受信体（人体）２００における振動振幅を検出する。ここで、振動応力受信体（人体）２００における振動振幅を検出する目的としては、振動応力受信体（人体）２００の立位、臥床、腰掛け等の体位状態に応じて、屈曲関節等で軸性振動応力の伝播振動の向きが変化して、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向の軸性振動応力の有効成分が減衰し、また、軸性振動応力の印加面との振動接続効率も例えば履物等の条件によって異なるので、振動応力受信体（人体）２００に対して一定の軸性振動応力に係る振動振幅を加えるために、振動応力受信体（人体）２００の要所で振動振幅を検出する。
【００３２】
そして、振動制御部６は、軸性振動振幅検出部８で検出した振動応力受信体（人体）２００の振動振幅に基づいて、振幅変調部５で変調された振動波の振動振幅を調整し、当該調整した振動波に基づく振動が、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振されるように、軸性振動応力印加部７を制御する。
【００３３】
次に、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の制御方法について説明する。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の制御方法を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１において、歩行軸性振動応力測定装置１は、被測定者２０１の歩行条件下での軸性振動応力、即ち、被測定者２０１の歩行時に発生する軸性振動応力（歩行軸性振動応力）を測定する。この歩行軸性振動応力測定装置１による測定は、例えば、前述した図２に示す測定方法により行われる。
【００３５】
続いて、ステップＳ２において、歩行軸性振動応力測定装置１（制御部１３）は、測定した歩行軸性振動応力のデータ（例えば、図３に示す歩行軸性振動応力の波形データ）を、歩行軸性振動応力データとして歩行軸性振動応力データ記憶部２に記憶する。
【００３６】
続いて、ステップＳ３において、歩行振幅波形発生部３は、歩行軸性振動応力データ記憶部２から、歩行軸性振動応力データを抽出し、抽出した歩行軸性振動応力データに係る歩行振幅波形を発生させる。
【００３７】
続いて、ステップＳ４において、振幅変調部５は、基本振動波発生部４からの正弦波（基本振動波）を、歩行振幅波形発生部３で発生させた歩行振幅波形に係る歩行振幅で振幅変調を行う。
【００３８】
続いて、ステップＳ５において、軸性振動応力印加部７は、振動制御部６による制御に基づいて、振幅変調部５で変調された振動波に基づく振動を振動子７１ａ及び７１ｂから発振し、当該振動に基づく軸性振動応力を振動応力受信体２００に印加する。
【００３９】
続いて、ステップＳ６において、軸性振動振幅検出部８は、軸性振動応力印加部７から軸性振動応力が印加された振動応力受信体（人体）２００における振動振幅を検出する。
【００４０】
続いて、ステップＳ７において、振動制御部６は、軸性振動振幅検出部８で検出した振動応力受信体（人体）２００の振動振幅に基づいて、振幅変調部５で変調された振動波の振動振幅を調整し、当該調整した振動波に基づく振動が、軸性振動応力印加部７の振動子７１ａ及び７１ｂから発振されるように、軸性振動応力印加部７を制御する。即ち、振動制御部６は、軸性振動振幅検出部８で検出した振動応力受信体（人体）２００の振動振幅に基づいて、振動子７１ａ及び７１ｂから発振する振動を制御し、軸性振動応力印加部７から印加する軸性振動応力を制御する。
【００４１】
以上のステップＳ１〜ステップＳ７までの処理を経ることにより、振動応力受信体（人体）２００に対して、各骨２００ａの骨粗鬆症様変化の予防を促進する軸性振動応力を与えることが可能となる。より詳細には、骨は軸性成長をしており、本実施形態に係る軸性振動応力で圧電気が起こり、この圧電気が指令信号となって破骨細胞の働きを抑制することによって、骨の骨粗鬆症様変化の予防が図れる。
【００４２】
本発明の実施形態では、軸性振動応力印加部７から振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に印加される軸性振動応力として、図５Ａに示すように、縦応力及び捩れ応力を合成した合成応力を印加するようにしているが、本発明においては、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力が振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に印加される形態であれば、適用可能である。この場合、縦応力のみを含む軸性振動応力を印加する場合には、例えば振動制御部６において、振動子７１ａのみを駆動する制御を行い、また、捩れ応力のみを含む軸性振動応力を印加する場合には、例えば振動制御部６において、振動子７１ｂのみを駆動する制御を行う形態を採る。
【００４３】
（骨粗鬆症様変化の予防システム）
次に、上述した本発明の実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００を用いた、骨粗鬆症様変化の予防システムの形態について説明する。
【００４４】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第１の形態としては、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を床面の所定領域に設置して、当該所定領域に位置する振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を印加する。
【００４５】
次に、骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態について説明する。
図７は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態の一例を示す模式図である。
【００４６】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第２の形態としては、図７に示すように、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を、椅子３１０の座面（軸性振動応力印加部７ａ）や、椅子３１０の背もたれ（軸性振動応力印加部７ｂ）、椅子３１０の足置き部（軸性振動応力印加部７ｃ）などに設置して、各軸性振動応力印加部７ａ〜７ｃから、当該椅子３１０に座った振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を与える。この場合、軸性振動応力印加部７ａにより振動応力受信体（人体）２００の骨盤下から体軸方向（骨盤から頭部に向かう方向）に軸性振動応力が与えられ、軸性振動応力印加部７ｂにより振動応力受信体（人体）２００の背中から体軸方向（骨盤と頭部を結ぶ方向）に軸性振動応力が与えられ、軸性振動応力印加部７ｃにより振動応力受信体（人体）２００の足裏から体軸方向（足裏から膝に向かう方向）に軸性振動応力が与えられる。この際、軸性振動応力印加部７ｃについては、振動応力受信体（人体）２００の足裏の土踏まず又は踵骨から軸性振動応力が印加されるように配置する。なお、椅子３１０としては、図７に示す車の椅子に限らず、飛行機の椅子、車椅子の椅子などの乗り物の椅子や、或いは、机で用いる椅子を適用することも可能である。
【００４７】
例えば、図７に示すように、骨粗鬆症様変化の予防システムを車の椅子３１０に適用する場合には、更に、例えば、車のアクセルペダルに軸性振動応力印加部７を設置して、振動応力受信体（人体）２００の足裏に対して軸性振動応力を印加することも可能である。この場合、振動応力受信体（人体）２００の車の操作感覚等を乱さないようにするため、軸性振動応力印加部７から振動応力受信体（人体）２００に印加される軸性振動応力は、人体（振動応力受信体２００）の知覚感覚以上の振動周波数、即ち、人間が検知できない振動周波数のものとする。
【００４８】
次に、骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態について説明する。
図８は、本発明に係る骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態の一例を示す模式図である。
【００４９】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第３の形態としては、図８に示すように、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を、臥床ベッド３２０に載置された振動応力受信体（人体）２００の足位置（軸性振動応力印加部７ｄ）や、振動応力受信体（人体）２００の腰位置に相当する寝台面の所定位置（軸性振動応力印加部７ｅ）などに設置して、各軸性振動応力印加部７ｄ及び７ｅから、当該臥床ベッド３２０に横たわる振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を与える。
【００５０】
この場合、軸性振動応力印加部７ｄにより振動応力受信体（人体）２００の足裏から体軸方向（足裏から頭部に向かう方向）に軸性振動応力が与えられ、軸性振動応力印加部７ｅにより振動応力受信体（人体）２００の骨盤から体軸方向（足裏と頭部を結ぶ方向）に軸性振動応力が与えられる。この際、軸性振動応力印加部７ｄについては、振動応力受信体（人体）２００の足裏の土踏まず又は踵骨から軸性振動応力が印加されるように配置する。
【００５１】
骨粗鬆症様変化の予防システムにおける第４の形態としては、骨粗鬆症様変化の予防器具１００における軸性振動応力印加部７を宇宙船内に備えられた構造物に設置し、当該構造物に位置する振動応力受信体（人体）２００に対して、その体軸方向に軸性振動応力を与える。
【００５２】
以上説明した第１〜第４の形態に係る骨粗鬆症様変化の予防システムでは、軸性振動応力印加部７から印加される軸性振動応力が、振動応力受信体（人体）２００が起立した状態で足裏から供給されることが好適であるが、軸性振動応力印加部７の設置場所によっては困難な場合がある。例えば、椅子３１０に設置する場合、振動応力受信体（人体）２００の腰掛着席時等において足裏から供給された軸性振動応力が膝関節や腰関節の屈曲により減衰し、大腿骨や脊柱の長軸方向に伝達されない。この場合には、図７に示すように、腰掛座面から大腿骨や脊柱の長軸方向（即ち、体軸方向）に軸性振動応力を与える位置にも軸性振動応力印加部７（軸性振動応力印加部７ａ）を設置する。
【００５３】
本実施形態によれば、軸性振動応力印加部７から、振動応力受信体（人体）２００の体軸方向に軸性振動応力を与えて破骨細胞の働きを抑制するようにしたので、振動応力受信体（人体）２００の各骨における骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことが可能となる。
【００５４】
前述した本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００を構成する図１の各手段、並びに骨粗鬆症様変化の予防器具１００の制御方法を示した図６の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００５５】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００５６】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の機能が実現されるだけではない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具１００の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、振動応力印加手段（軸性振動応力印加部７）から人体の体軸方向に軸性振動応力を印加して破骨細胞の働きを抑制するようにしたので、人体の各骨における骨粗鬆症様の変化に対する予防を実施者が手軽に行うことが可能となる。
【００５８】
本実施形態に係る骨粗鬆症様変化の予防器具の振動応力印加手段（軸性振動応力印加部７）は、骨粗鬆症様変化の予防システムに示したように、床面や、椅子の座面、椅子の背もたれ又は椅子の足置き部や、車のアクセルペダル、臥床ベッド、或いは、宇宙船内に備えられた構造物等に設置されて、当該構造物等に載置された振動応力受信体（人体）に軸性振動応力を印加する際に利用することができる。例えば、長期入院中の臥床患者に対しては、臥床ベッドや当該臥床患者に当該骨粗鬆症様変化の予防器具の振動応力印加手段（軸性振動応力印加部７）を装着して、各振動応力印加手段から軸性振動応力を振動応力受信体（人体）に印加して、使用することも可能である。また、例えば、長期に亘って宇宙空間にいる宇宙飛行士に対しては、前述したように宇宙船内に備えられた構造物等に当該骨粗鬆症様変化の予防器具を設置して、宇宙飛行士の骨粗鬆症様変化の予防を図ることにも活用できる。
Claims (8)
- 人体の各骨に振動応力を印加する振動応力印加手段を有し、
前記振動応力印加手段から、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力を前記人体の体軸方向に印加することにより、破骨細胞の働きを抑制するものであり、
前記振動応力印加手段は、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく前記軸性振動応力を前記体軸方向に印加することを特徴とする骨粗鬆症様変化の予防器具。 - 前記軸性振動応力は、前記縦応力及び前記捩れ応力を合成した合成応力からなることを特徴とする請求項１に記載の骨粗鬆症様変化の予防器具。
- 前記軸性振動応力は、前記人体の足裏又は骨盤から前記体軸方向に印加されることを特徴とする請求項１に記載の骨粗鬆症様変化の予防器具。
- 前記軸性振動応力を前記足裏に印加する場合、前記足裏の土踏まず又は踵骨から前記体軸方向に印加することを特徴とする請求項３に記載の骨粗鬆症様変化の予防器具。
- 前記振動応力印加手段は、可聴周波数領域外の振動波を前記歩行時に発生する軸性振動応力の波形を用いて変調することにより得られる擬歩行軸性振動応力の波形に基づく前記軸性振動応力を前記体軸方向に印加することを特徴とする請求項１に記載の骨粗鬆症様変化の予防器具。
- 前記振動応力印加手段から前記軸性振動応力が印加された人体の振動振幅を検出する振動振幅検出手段と、
前記振動振幅検出手段で検出した振動振幅に基づいて、前記振動応力印加手段から印加する軸性振動応力を制御する制御手段と
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の骨粗鬆症様変化の予防器具。 - 人体の各骨に振動応力を印加する振動応力印加手段を有し、前記振動応力印加手段から、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力を前記人体の体軸方向に印加することにより、破骨細胞の働きを抑制するものであり、前記振動応力印加手段は、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく前記軸性振動応力を前記体軸方向に印加する骨粗鬆症様変化の予防器具を用いて、
前記人体が載置された椅子の座面、当該椅子の背もたれ及び当該椅子の足置き部のうちの少なくともいずれかから、当該人体の体軸方向に、前記振動応力印加手段による前記軸性振動応力を印加するように構成したことを特徴とする骨粗鬆症様変化の予防システム。 - 人体の各骨に振動応力を印加する振動応力印加手段を有し、前記振動応力印加手段から、少なくとも縦応力又は捩れ応力を含む軸性振動応力を前記人体の体軸方向に印加することにより、破骨細胞の働きを抑制するものであり、前記振動応力印加手段は、歩行時に発生する軸性振動応力の波形に基づく前記軸性振動応力を前記体軸方向に印加する骨粗鬆症様変化の予防器具を用いて、
前記人体が載置されたベッドから、当該人体の体軸方向に、前記振動応力印加手段による前記軸性振動応力を印加するように構成したことを特徴とする骨粗鬆症様変化の予防システム。
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