JPH08501713A - 関節と、それに関連する筋肉の作用を計測する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は関節と、それに関連した筋肉との作用を計測する方法に関する。本方法は、一方においては、所望の領域における人の動きを計測し、他方においては、筋電図検査（ＥＭＧ）により同じ領域の筋肉の電気的活動を同時に計測する段階と、また、特に痛みより生じる前記領域における前記動きと筋肉の作用とにおける異常を、計測された値を予め収集された参照値と比較する段階とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】 関節と、それに関連する筋肉の作用を計測する方法 本発明は関節と、それに関連する筋肉の作用を計測する方法に関する。 関節の種々の病気の原因は殆ど未知であり、病気を客観的に把握することが困 難であることが多い。例えば、短い時間の背骨の痛みさえも、筋肉活動の衰退、 背骨の作用不調、および動きの制限へ導くと思われる。治療の目的は通常、衰退 した筋肉作用を回復させ、作用的な保護と背骨の可動性を改善し、かくして、機 械的負荷と痛みを与える剌激を減少させることである。 背骨疾患を患う患者を検査し治療することに関連して、作用状態の変化と不能 の程度とを評価する場合、医者は主に彼が受け取る視覚上の印象に頼らねばなら ない。医者は常に、例えば、背骨の動きの容易さと筋肉の反応とを評価すること により、作用的不能を主観的に分析しようとして来た。動きと最大の筋肉力を評 価することにより作用状態の印象を得ようとして来た。また、背骨の痛みを、背 骨構造の変化と極限位置により決められる動作範囲とに関連づけることも試みら れた。近年は、治療を助けるために、身体を捻じる力の最大値が計測されている 。 上述の理由から、痛みのある人を信頼性をもって計測することは全く容易では ない。さらに、これら計測は、背骨の正常機能の低下または可動性に関する情報 を一連の連続した作用として提供せず、極限の位置だけを計測し得るにすぎない 。 従来は例えば、坐骨痛のような背骨疾患に関連して、動きと筋肉活動との間の 干渉、およびそれらの変化を計測することは不可能であった。今日までのところ 、全体的な可動性と、運動能力または調整能力を意味する筋肉強度との他に、第 ３の決定的な作用上の要因を計測することは殆ど不可能であった。 本発明の目的は、上記欠点を大幅に克服した、関節と筋肉との動きを計測する 方法を提供し、また、動きの間に働く作用が、明確な曲線または数字へと変換さ れ得る装置を提供することである。本発明の特徴は、一方においては、患者の所 望の領域における動きを計測し、他方においては、筋電図検査（ＥＭＧ）の手段 を用いて同領域の筋肉の電気的活動を同時に計測し、特に痛みにより生じる上記 領域の筋肉の動きと作用との異常を評価し、計測された値を、予め収集された参 考値と比較することである。 本発明の方法により、背骨の動きの間に働く作用が、単なる観察および／また は口頭説明から得られる印象とは対照的に、明確に処理され得るデータへと変換 される。本発明の方法によれば、筋肉収縮の変化、背骨の動きの種々の要因、そ の数、筋肉活動の速度と程度、および動きに関する時期などを同時に監視するこ とが可能である。健康な人と、背骨疾患を患っている人との間には、これら要因 において顕著な差異があり、差異の程度は計測により決めることが出来る。作用 的不調は、痛み信号の強さと、組織の警告機構の強さと、可動性の変化とに左右 される。本発明の方法により得られる計測データは、患者の状態を説明するため に使用することが出来、また、治療に関する決定および／または保険がなされる とき、他の方法による試験データへの捕足として使用され得る。さらに、本発明 の方法は、治療の効果を監視、計測するために使用し得る。しかし、本発明の方 法は、診断の方法ではなく、診断データを収集する方法である。診断を行い、治 療をする責任があるのは医者である。医者は、常に感覚や患者との面接を含む種 種の多くの観察方法に基づいて決心をするのであるが、これらは本発明の一部を 形成してはいない。 本発明の他の好適実施例は、添付の請求の範囲により特徴付けられている。 以下、付図を参照して本発明を詳細に説明する。 第１図は、本発明に従い、背骨の動きを計測するセンサを示す。 第２図は、健康な人、および、背骨不調を患った人の場合の、背骨の可動性を 示す。 第３図は、健康な人、および、背骨不調を患った人の場合の、整流されたＥＭ Ｇ曲線を示す。 第４図は、第３図に対応した生のＥＭＧ信号の曲線を示す。 第１図は、仙骨１の動きを連続的に記録するためのセンサ２（例えば角度セン サ）を示し、該センサは例えばテープを用いて仙骨に固定されている。それに応 じて、他の連続的に作動する、運動センサまたは加速度センサであるセンサ３が 、背骨の所望の部分４、この場合はランバ（ｌｕｍｂｅｒ）背骨の上方部に固定 さ れている。センサ３は、上体領域の固定点４の全ての動きを計測する。仙骨セン サ２により計測された動きが、センサ３により計測された動きから差し引かれる と、背骨の機械的作用についての情報を、両センサの間の領域、この場合はラム バ背骨の領域、における種々の姿勢（ａ−ｃ）の間の連続的プロセスとして入手 することが可能になる。 第２図は、本発明の方法のために開発された装置により得られたダイアグラム を示す。左方のダイアグラムＡは、健康な人の背骨の可動性を示し、右方のもの は、背骨疾患を患った人の背骨のそれを示している。水平軸は時間軸であり、垂 直軸は動きの範囲を示す。第１図に示すように、背骨の屈曲、伸長のサイクルは 、仙骨領域（曲線５ａ，５ｂ）とランバ背骨の上方部（曲線６ａ，６ｂ）との両 方において背骨の動きを同時に計測することにより、この場合ランバ背骨領域に おいて監視されている。これら動きの間の差７ａ、７ｂは、正常位置すなわち直 立姿勢に比較した場合のランバ背骨の曲がり（伸張センサが使用されたときは伸 張の程度）を示しており、所望の領域における動きの速度を決めることも可能で ある。 第１図、第２図に従って背骨の動きが計測されると同時に、本発明に従い、例 えば筋電図検査（ＥＭＧ）による既知の手段を用いて、ランバ背骨の筋肉活動が 計測される。実際には、ＥＣＧセンサ、または、患者の皮膚上を流れる弱い電流 を計測するセンサを筋肉の頂部に固定することにより行われる。第３図（第２図 におけるＡ部、Ｂ部）は、屈曲、伸長サイクルの間の筋肉の電気的活動を、記録 されたＥＧＭ信号の整流された包絡線すなわち筋電図の形態で示している。水平 軸は時間を表し、垂直軸はＥＭＧ信号の力を表している。健康な人の場合は、屈 曲時、伸長時両方における筋肉収縮８ａ，９ａが見られ、両収縮の間に明瞭な弛 緩相１０ａが見られる。これらダイアグラムはまた、本装置により描かれ、第２ 図に対応してランバ背骨の全体の動きを示す曲線１２ａ，１２ｂを含んでおり、 かくて、これら曲線の時期は、例えば点１１ａ，１１ｂにおける筋肉収縮と比較 され得る。本発明の１実施例は、背骨の屈曲値と、それに対応する電気筋肉信号 とが互いに時期に関して比較される段階を有している。 健康な人の曲線は、筋肉収縮（８ｂ，９ｂ）により生じるＥＭＧ信号、弛緩相 １０ｂの長さとレベル、背骨の動きに対比させた筋肉収縮の時期（１１ｂ）など に関して、背骨の下部領域に痛みをもつ人の曲線とは明瞭に相違していることが 判る。さらに、筋肉活動に関する情報が、時間−振幅幅（第４図）上などに表さ れた生のＥＭＧ信号を検査することにより得られる。筋肉細胞の作用状態と疲労 度における変化が、信号の周波数スペクトルを（例えば高速フーリエ変換により ）確認することにより正確に表示され得る。数種の計測チャンネルを使用すれば 、背骨筋肉の種々の部分の作用を比較することが可能になる。第４図の信号Ａは 、容易に作動される健康な筋肉を計測したもの、信号Ｂは背骨痛みのために作用 上の不調をもつ筋肉を計測したものである。両信号は同じ振幅を有しているが、 信号の周波数スペクトルの差異は顕著であることが見られ、健康な筋肉の場合、 ＥＭＧ信号を発生させている活動的細胞の数が多いことが明瞭である。本発明の 方法の範囲内で、活動的筋肉の疲労度を、電気的筋肉信号の周波数スペクトルの 変化に基づいて決定することも可能である。 本発明の方法は、上述した曲線を描き検査することにより、計測結果を互いに 関連付け、患者の観察と関連付けることを可能にしている。かくて本発明は、筋 肉痛みを診断、監視するためのデータを収集する信頼できる方法を提供する。本 発明の方法と、該方法を実行する装置とは、背骨を病む患者を検査、治療する病 院において日常的に使用されるのに適している。この方法の実施と計測結果の解 釈とは、計測された値と曲線とを自動的に解釈し、それを対応する正常な値と関 連付けるコンピュータを用いて容易に遂行出来る。種々の曲線が、表の型式に表 示したり、通常のダイアグラムに描かれたりして印刷される。 専門装置におけると同じ方法で、曲線は計測された外れに基づいて口頭のコメ ントを付加されよう。かかる装置は、他の信号をも計測、観察するように拡張さ れることも可能であり、また、種々の計測結果を組み合わせて、例えば、計測信 号の時期、周波数または振幅などに関する所望の参考結果を形成するように使用 されることも可能である。 本発明の種々の実施例が、上述の例に拘束されることなく、添付の請求の範囲 の範囲内で自由に変化し得ることは当業者には明瞭であろう。かくて、本発明は 、人間や動物の身体の、必要な計測が都合よく実行され得る部分における筋肉の 活 動、動きを監視するために適用され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．関節と、それに関連した筋肉の作用を計測する方法において、 一方においては、所望の領域における人の動きを計測し、他方においては、筋 電図検査（ＥＭＧ）により同じ領域の筋肉の電気的活動を同時に計測すること、 また、特に痛みより生じる前記領域における動きと筋肉の作用との異常を、計測 された値を予め収集された参照値と比較することにより評価することを特徴とす る方法。 ２．請求の範囲第１項に記載の方法において、監視される領域がランバ背骨の 領域であることを特徴とする方法。 ３．請求の範囲第２項に記載の方法において、背骨筋肉の屈曲、伸長が、全て の動きの間、ランバ背骨の上方部分（４）に、および仙骨領域に置かれた運動セ ンサ（２、３）により検知される動きの間の差異として計測されることを特徴と する方法。 ４．請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の方法において、背骨 の屈曲値と、それに対応する電気筋肉信号とを、時期に関して互いに比較する段 階を有することを特徴とする方法。 ５．請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の方法において、活動 筋肉の疲労度を、電気筋肉信号の周波数の変化に基づいて決定する段階を有する ことを特徴とする方法。