JPH04506160A - 痛覚計装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 痛覚計装置 発明の背景 本発明は、患者に加えた圧力、例えば炎症性の関節に加えた不快感を生じる最小 圧力を測定する装置に係る。

患者を診断し治療するにあたり、痛みの実態を知ることは医師にとり重要である 。触診は慣用的な診察方法であるが、それなりに欠点もある。すなわち、操作は 医師本人の主観に基づいて行なわれ、関節炎患者が興奮状態にあれば精度が低下 し正確になぞることはできない。

痛覚計、疼痛計あるいはアルボメータ（本明細書中で使用のこれら測定器の名称 は類義語である）として知られている機械装置を用いて、触診医療の限界に挑戦 してきている。最も単純な構造の機械式疼痛計は、ゲージに連結された単純なば ね負荷式のプローブを備えている。

ゲージは、プローブに生じた変形の程度、すなわちプロ□−プに加わった圧力を 表すものである。使用に際し、医師は、炎症を起こしている関節または痛みを伴 っている患者の身体患部にプローブを押しつけ、患者が不快感を感じるようにな るまで圧力を加えている。読み取ったゲージの値は記録されるが、この読取り値 は、例えば関節の炎症の程度により変化する主観的な指数でしかない。

電子痛覚計には、カラリツカル氏に付与された米国特許第４，６４１，６６１号 に記載のようなものが開発されている。この装置は、手携帯式のユニットに収め た電子回路を使用している。痛覚計はプローブを備え、このプローブは加えられ た圧力に応じて変化する抵抗を備えている。手携帯ユニットによりプローブの抵 抗を測定すれば、加えられた圧力を測ることができる。

加えた圧力、患部の感度またはこれに類似する要素を測定したり記録する装置は 、他にもフレイ氏その他の者に付与された米国特許第４，１４４，８７７号、ニ コラス氏に付与された米国特許第４，５０１，１４８号、ポルカ二ノフ氏に付与 された米国特許第４．５０３．７０５号、シフマン氏その他の者に付与された米 国特許第４．７６８，５２１号、ソ連邦特許第１６６．９９９号、独連邦特許第 ２３０，６９６号およびウッド氏に付与された欧州特許第１５８，３３６号に記 載されている。

前述の装置は医師の指に代えて機材プローブを使用しており、比較的厚みのある センサーすなわち比較的大きな力を受けるセンサーを使用している。この方式で は、医師および患者にとり触診本来の利点の失われてしまう欠点がある。医師の 指は、痛みの限界を調べる身体組織の患部位置を正確に探り当てることはできる が、プローブから直接的な触感のフィードバックを受けないため、医師にとって 機材プローブを該当箇所に正確に押しっりることは必ずしも容易ではない。また 、患者の一部には機材を押しつける行為を非人間的なものとして拒絶する者もい る。患者の多くは、医師自身の指による親身になった触診を望んでいる。比較的 厚みのある、すなわち比較的強く押す従来の力センサーを使用する方法では、触 診患部に正確に位置決めする医師の技能を生かすことができない。

発明の要約 本発明は、不快感を生じさせる最小圧力の読取り値を出力することのできる痛覚 計装置を提供することにより従来技術の欠点を解消し、また医師が簡単且つ正確 に診察箇所を探り当てられる有益な触診治療法を提供することにある。

本発明の痛覚計装置は可撓性のある圧力応答部材を備えている。この圧力応答部 材は、部材に加わる圧力により変化する電気特性を備えている。前記部材は、使 用者の指先と使゛用者が触れる身体組織にフィツトする大きさの圧力感知フィル ムを備えている。部材は、指先で組織の患部位置を正確に捜し出し患部に力を加 えて、指と身体組織の間に充分な感触を伝えられるだけの薄さと可撓性を備えて いる。また本発明は、装置使用者の指先の下に部材を固定する固定手段と部材の 電気特性の変化を検知する検知手段とを備え、検知手段は部材に連絡している。

フィルムは可撓性基材に支持され、またフィルムは、全体にわたり、触診時に生 じる通常の力を受けて曲がり身体組織に沿ってなぞることのできる程度の厚みと 可撓性を備えていることが好ましい。変化する特性はフィルムの電気抵抗である のが好ましい。

また装置は、部材の特性の変化を定量化し、この特性を表わす値、すなわち部材 に加えた圧力を表わす値を表示する手段を備えている。定量化兼表示用の手段は オームメーターを備えることができる。

図面の簡単な説明 第１図は、使用者の指に固定した圧力応答部材と、圧力応答部材から送られてく る信号を受け取り圧力を表わすインディシアを表示する、使用者の手首に装着さ れるユニットとを備えている、痛覚計装置を示す斜視図である。

第２図は、指から取り外した圧力応答部材の正面図にして、その細部構造と部材 を指に固定する手段を示している。

第３図は、痛覚計装置の電子ブロック図である。

好ましい実施例の説明 第１図と第２図を参照すると、医師の手１２と患者の指１４と共に疼痛メーター 装置の全体がｌＯで表されている。装置は２つの重要な構成要素、すなわち加え た圧力に応じて電気特性の変化する可撓性のある圧力応答部材と、受信／ディス プレー装置２０とを備えている。部材１６は医師の人差し指３０に取り付けてあ り、また好ましい実施例では、装置２０は手首ストリップ２１を用いて医師の手 首１８に取り付けられる。

先ず圧力応答部材１６について参照すると、この部材は可撓性のあるシート状基 材２４の上部に設けた圧力感知フィルム２２を備えている。好ましい実施例では 、フィルム２２は、アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サンタバーバラにある インターリンク・エレクトロニクス社から販売されているタイプの分路式の力感 知抵抗器である。この装置の電気抵抗は、フィルムに加わる圧力に応じて変化す る。フィルム２２は基材上に装着しておくことができる。この基材は、例えば、 このフィルム２２に接触する接点をプリント印刷した比較的薄いエラストマー製 の薄膜から構成することができる。部材は、さらに、部材自体を医師の手に固定 する固定手段を備えている。固定手段は、この実施例では一対のストリップまた はバンド２６．２８から構成されている。バンドは、医師の人差し指３０の廻り にフィツトするように形作られている。ストリップは部材１６の基部２７に連結 されストリップの端部は互いに解除可能に連結され、「ベルクロ」ファスナー２ ９等の解除可能な連結手段を用いるバンドを形作っている。ここで言うベルクロ とは、ベルクロ・コーポレーションの登録商標である。バンドを所定位置にフィ ツトさせれば、フィルム２２は人差し指の先端部３２の下側に位置するようにな る。フィルム全体の大きさは、触診に医師が用いる指先の感覚に優れた部分にほ ぼ相当している。圧力応答部材は通常の触診操作に際し邪魔にならないことが重 要である。従って、圧力応答部材の厚みと可撓性は、検査医師の指先でなぞり微 妙るにあたり支障とならないように選択して之；がなければならない。通常の使 用にあたり、柔らかい組織が取り囲んでいる固い組織を指先で押す際に部材１６ は曲がり、またこの部材１６の曲がりが部材からの出力に悪影響を及ぼすことが あってはならない。部材１６の出力の特性によれば、部材１６の圧縮変形を起こ す実際に加えた圧力を部材の出力は正確に反映し、部材の変形が出力に悪い影響 を及ぼすことがない。

第２図を参照すると、部材１６が圧力応答先端部３１を備えている。この先端部 は、指先のサイズにほぼ相当する約０．５インチ（１，０センチ）の直径３３を 持つほぼ丸い平面形状をしている。部材１６は、両側に配置された円弧状の周囲 導体３５．３６から交互に入り込んだ状態に突き出し弦の形態に配置された複数 の導体を備えている。部材１６の厚みは１０−２０ミル（０，２５４−０，５０ ８ミリ）の範囲にあることが好ましい、またこの部材は、触診時に通常発生する 力を受けて曲がるだけの可撓性を備えている。典型的な例では、３から７ミル（ ０，０７６２−０，１７７８ミリ）の範囲の厚みを備えたマイラー（登録商標） の基材２４には、分路式装置のフィルム２２がプリントされている。インターリ ンク・エレクトロニクス社製の力感知抵抗器は、米国特許第４．４５１，７１４ 号、米国特許第４，２７６．５３８号、米国特許第４，３１４．２２８号、米国 特許第４．３０ｉ、３３７号のうちの１つまたはそれ以上の特許を用いて製造さ れている。これら引用資料の内容については、特許番号を指摘することによりそ の説明に代える。

装置は、部材に加わる圧力により変化する部材の特性、この例ではフィルムの抵 抗率を表わす信号出力用の手段を備えている。実施例における出力手段は、フィ ルム２２に接触する接点に一端が連結され他端が受信ディスプレー装置２０に連 結されている。

最も単純な形態の受信ディスプレー装置には、フィルムの瞬間抵抗率を表示する ディジタル・ディスプレー３６を表側に備えたオームメーターを使用することが できる。このようなオームメーターは周知であり、従ってこれ以上詳し゛（説明 することはしない、インディシアは、例えば液晶ディスプレーに表示されるフィ ルム提供の代表数値を単純に利用することもできる。しかしながら、装置２０は 抵抗値を単位数に変換する回路を備えているのが好ましい。こうした単位数は、 指１４に加えられた圧力を医師に示すのには有効である。そうした単位数には、 ｐｓｉまたは器具に固有の別の単位が用いられる。

第３図の好ましい実施例を参照する。圧力応答部材１６は、電気導体３４を通じ て、破線で示す参照番号２０のディスプレー装置の抵抗／電圧変換器４０に連結 されている。抵抗／電圧変換器は圧力応答部材が測定した抵抗率を表わす出力電 圧信号を発し、部材に加わった圧力を最終的に出力する。

抵抗／電圧変換器の出力はピーク検知器４２に送られる。ピーク検知器は、抵抗 ／電圧変換器から送られてくる出力電圧をモニターしている。ピーク検知器はそ れ自体が出力電圧を発生する。この出力電圧は、最高値に達するまで抵抗／′Ｗ １圧変換器の出力電圧をドラッギングする。その際、ピーク検知器の出力電圧は 最高値に保たれている。ピーク検知器からの出力電圧はアナログ／ディジタル変 換器４４に送られ、ディジタルフォーマットに変換される。ディジタルフォーマ ットは、圧力応答部材に加えた圧力を示すデータを表示するディジタルディスプ レー３６等の出力装置に供給される。従って、電子回路は、前記信号をトラッキ ングし、部材に加えた圧力の最高値を示す状態に前記信号を自動的に保つための 手段を備えている。

ディスプレー装置は２つの操作モードを備えている。

一方のモードでは装置は手動でリセットされ、また他方のモードでは装置は自動 的にリセットされる。手動リセットモードでは、圧力測定を終えた後に単動スイ ッチ４７を用いてピーク検知器４２のリセットが行なわれる。

このモードで装置を使用する場合には、医師は圧力応答部材１６を介し患者の指 に圧力を加える。医師が指に加わる圧力を徐々に高めていく際、抵抗／電圧検知 器４゜の出力電圧はピーク検知器４２によりモニターされ、ディジタル・ディス プレー３６の圧力値は増加していく。

患者が痛みを訴え出す時期に、医師は指に加えていた圧力を解放し、部材１６か らも圧力が解放される。その際、ピーク検知器４２の出力は、作用していた最高 圧力。

言い換えると、患者の痛みの限界を表わす電圧に保たれる。痛みの限界圧力値は ディジタル・ディスプレー４６に表示される。ディスプレー４６は、医師が手動 リセット装置を操作してピーク検知器４２をリセットするまで、この圧力値を表 示し続ける。ピーク検知器４２のリセットによりディスプレー４６はＯに復帰す る。こうして装置は新たな圧力測定の準備が行なわれる。

自動リセット操作用の回路にはアナログ比較器４８とパルス発生器５０が組み込 まれている。自動リセットモードでは、抵抗／電圧変換器の出力はアナログ比較 器４８に送られる。比較器は送られてきた電圧と限界電圧レベルを比較し、限界 電圧レベルを越えていれば比較器の出力によりその出力状態を変化させる。比較 器の出力は、比較器の状態の変化を検知して短継続時間パルスを発生するパルス 発生器５０に連結されている。パルスはピーク検知器４２に送られ、抵抗／電圧 変換器から送られてくる電圧が比較器にて限界電圧レベルを越えれば、ピーク検 知器をリセットする働きをする。通例では、比較器の限界電圧レベルは、医師が 最小圧力を読み取れるよう抵抗／電圧変換器の最小電圧出力よりも低い値にセッ トされる。

操作に際し、自動リセットモードでは部材１６を通じて患者の指に加える圧力を 徐々に高めていき、圧力応答部材の抵抗を変化させ、抵抗／電圧変換器４０の出 力を増加させる。最小の圧力を加λると、抵抗／電圧変換器４０の出力電圧は比 較器の限界電圧レベルを越え、比較器の出力状態を変化させる。この出力状態の 変化は、ピーク検知器４２をリセットするパルス発生器５０により検知される。

ピーク検知器４２は、抵抗／電圧変換器の出力をトラッキングしモニターする準 備がされる。ディジタル・ディスプレー４６は、患者の指に係る圧力が増加して いく際、ピーク検知器の変化してい（出力電圧を連続的に表示する。

患者が痛みを訴える時期に、医師は患者の指に加えていた圧力を解放し、ピーク 検知器は患者に加わった最大圧力に見合う値で出力電圧を維持するようにしてい る。

この圧力を表わす数値は適当なユニットで表示され、医師が患者の指に加えてい た圧力を解放した後にでも数値はディスプレーに表示したままにされる。圧力応 答部材に圧力が再び加えられ、限界電圧レベルを上回る電圧を発生してピーク検 知器をリセットするまで、数値は継続的に表示することができる。自動モードで 装置を使用する際、医師は手動リセットボタンを押す必要のないことは当然であ り、従って装置は片手で手軽に操作できる。

また自動リセットモードで装置を使用する場合、診察時間は大幅に短縮される。

人体組織に加えられた圧力を表わす数値を受信しこれを表示するのに、他の圧力 応答手段を使用することもできる。ただし、この手段は、定常的または静的に加 えた圧縮力に応答して一定な周知の出力特性を備えている。

他の手段を使用して電気特性の変化を検知することもできる。例えば、ホイース トンブリッジを使用して圧力感知フィルムの抵抗率を測定することができる。ま た、前記部材１６には、加えた圧力に応じて変化する別の電気特性を持たせるこ ともできるゆ例えば、可変キャパシタンス特性を備えた部材を新たに使用するこ ともできる。

そうした検知器は、薄いエラストマー基材の両側に薄い電導層を付着させて作る ことができる。こうして作られた材料に加わる圧力は材料の厚みを変化させるこ とができる。キャパシタンスの変化は、ＡＣブリッジや可変周波数発信器等の様 々な周知の方法により検知することができる。

部材１６、とりわけ指先３２の下に位置する部分は、患者の指１４の関節等のよ うな診察対象に触れる際、医師の指に充分な感触が伝わる大きさからできている 。この好ましい実施例では、フィルムと比較的薄い可撓性の基材とが医師の触れ たことを検知できるようにして感触の伝達を行なっている０本発明は、それ自身 が非常に緻感な診断装置である人間の指先に取って代わるものでないことが理解 できる。本発明は指先に隣接してフィツトし、指先を使用して圧力を加える必要 のある身体組織の幹部位置を正確に捜し当てる医師の技能を阻害することはない 。また本発明によれば、一般的な方法で指を用いて圧力を加えることができる。

さらに、本発明によれば実際に加えた圧力の正確な出力が得られ、結果的に指先 を利用した作業が行なわれる。本発明は、医師が指先から関節に加えた力を主観 的に確かめる回数を減らし、若しくは確かめる行為が不要となる。本発明によれ ば、医師は炎症性関節に認められる他の多くの組織特性、例えば通常検知の可能 な組織の腫れ具合、組織の発熱状態および触診される関節の組織のコンシスチン シーを検知することができる。本発明による診断の感度は比較的高く、加えた力 を正確に把握することができる。

本発明の他の形態によれば、受信／ディスプレー装置２０とコンピューターの間 には測定データを記録する通信能力が備わっている。Ｔ、Ｖ、制御用に使用され ているものに類似した赤外光線等を使用した短距離テレメータ一式通信系を用い ることもできる。

ここまでは本発明の特殊な実施例について説明してきたが、これら実施例は本発 明の範囲を限定するものではなく、本発明については請求の範囲に則って判断し なくてはならない。

「−−−−−−−−−−一−−−−−−−−−１手続補正書（睦） 平成４年４月ノ　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．痛覚計装置（１０）において、 （ａ）加えた圧力により変化する電気特性を持つ部材にして、当該部材は、使用 者の指先（３２）と使用者がの触れる身体組織（１４）にフィットする大きさの 圧力感知フィルム（２２）を有し、この部材は、指先で組織の患部位置を正確に 捜し出し患部に力を加えて、指先と身体組織の間に充分な感触を伝えられるだけ の薄さと可撓性を備えた圧力応答部材（１６）と、（ｂ）装置使用者の指先（３ ２）の下に部材を固定する固定手段（２６、２８）と、 （ｃ）部材の電気特性の変化を検知する、可撓性部材（１６）に連絡している検 知手段（２０）とを有している痛覚計装置。 ２．請求項１に記載された痛覚計装置において、（ａ）可撓性のある圧力応答部 材（１６）は、さらに可撓性基材（２４）を有し、 （ｂ）圧力感知フィルム（２２）は可撓性基材（２４）上に支持され、部材は、 全体にわたり、通常の触診時に生じる普通の通常の力を受けて変形のできる厚み と可撓性を備えている痛覚計部材。 ３．請求項１に記載された痛覚計装置において、前記特性がフィルムの電気抵抗 である痛覚計装置。 ４．請求項１に記載された痛覚計装置において、前記特性が電気キャパシタンス である痛覚計装置。 ５．請求項１に記載された痛覚計装置において、部材を固定するための固定手段 （２６、２８）は部材に固定されたバンドを備え、バンドが指に巻き付く大きさ を備えている痛覚計装置。 ６．請求項１に記載された痛覚計装置において、電気特性の変化を検知する検知 手段（２０）は、電気導体（３４）を介して部材に連結されている痛覚計装置。 ７．請求項１に記載された痛覚計装置において、変化を検知するための検知手段 （２０）が、前記電気特性の変化（４０、４２）を定量化するための手段を備え ている痛覚計装置。 ８．請求項７に記載された痛覚計装置において、前記部材の前記特性の変化を定 量化するための手段が、部材に加えた圧力を示す信号を発生する電気回路手段（ ２０）を備えている痛覚計装置。 ９．請求項８に記載された痛覚計装置において、前記電気回路手段は、前記信号 のトラッキングを行い且つ部材に加えた圧力の最大値を示す状態に自動的に前記 信号を維持する手段（２０）を備えている痛覚計装置。 １０．請求項９に記載された痛覚計装置において、信号をトラッキングし且つ維 持するための手段は、前記信号が限界値を越える際、自動的にリセットされる痛 覚計装置。 １１．請求項８に記載された痛覚計装置において、前記電気回路手段（２０）は 、部材に加えた圧力を示す出力装置（４６）を備えている痛覚計装置。 １２．請求項１１に記載された痛覚計装置において、前記出力装置はディジタル ・ディスプレイ（４６）を備えている痛覚計装置。