JPH0994245A

JPH0994245A - 振戦計測器

Info

Publication number: JPH0994245A
Application number: JP7254929A
Authority: JP
Inventors: Masashi Kuriwaki; 真史栗脇; Tetsuya Ishii; 徹哉石井; Yasuyuki Kubota; 康之久保田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】確実かつ正確に指の微細振動を計測できるよ
うに、最適な手の置き方又は置き場所を被験者に知らせ
ることができるようにする。【解決手段】まず、予め格納された複数の手の輪郭パ
ターンの中から、例えば、被験者の手の大きさにあった
手の輪郭パターンを選ぶと、ＣＰＵは、この手の輪郭パ
ターンを載置台１の上面に設けられた液晶表示パネル２
に表示させる。次に、表示された手の輪郭パターンに合
わせて、手を載置台１の上に載せ、被験者は、手のひら
及び人差し指を除く４本の指を載置台１に当接した状態
で、人指し指を斜め上に延ばした後、振り子アーム３の
先端部に設けられたひさし部３ｂを、人差し指の上に載
せる。そして、アーム本体３ａの先端部に内蔵された振
動センサ４が指の微細振動を検出して電気信号に変換
し、振戦の計測が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振戦計測器に係
り、詳しくは、指先の微細振動を測定して、身体の障害
部位や障害の程度を評価する振戦計測器に関する。

【０００２】

【従来の技術】振戦とは、身体部位の視認できない微細
な機械的振動を言うが、従来より、上位中枢、脊髄、末
梢神経等の神経系疾患者には、疾患の種類や程度に応じ
て、健常者の示す生理的振戦とは異なる病理的振戦が生
じることが知られている。このことに着目して、身体部
位の微細振動を測定し、検出された微細振動の波形や周
波数成分から、障害の部位や、障害の程度を評価する振
戦計測器が開発されている（「振戦の発生メカニズ
ムについて」、バイオメカニズム学術講演会予稿集、坂
本和義等、1989.7.12-15、於筑波、及び、「神経調
節機構からみた運動協調能の解析」、内山靖理学療法
学 VOL16, NO5, 331-P338, 1989等参照）。

【０００３】上記従来の振戦計測器では、身体部位の中
でも指の微細振動が検出容易なことから、人指し指の末
節骨上（指先端）の中央に位置する爪に振動センサ（例
えば、ＭＶセンサ、ＭＴ−３Ｔ、日本光電製）を装着し
て、この振動センサにより指の微細振動を検出するよう
にしている。この振動センサによって検出された指の微
細振動は、所定のサンプリング周期でサンプリングされ
た後、フーリエ変換によってパワースペクトルに変換さ
れる。そして、このパワースペクトルから求めたピーク
周波数に基づいて、障害の部位や、障害の程度が評価さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
振戦計測器では、計測の対象である、例えば、人指し指
の末節骨上（指先端）の中央に位置する爪に振動センサ
が的確に載せられ、正確な計測が行なわれるように、載
置台の上の所定の位置に手形が印刷されていた。そし
て、この手形に合わせて手を載置台に載せて、例えば、
人指し指を浮かせて振動センサに接触させていた。しか
しながら、載置台に描かれたこの手形は、決まった大き
さ、形等のものであったので、例えば、人指し指につい
て計測できるような位置に手形が印刷してある場合に、
人指し指に傷があって、他の指について計測したいとき
や、手の小さい子供が計測の対象となるとき等には役に
立たないという問題があった。また、上記手形が参考に
ならないときは、例えば、同一の被験者が時間をおいて
計測しようとする場合、別々の姿勢で計測されるので、
データの再現性が保たれないという不都合があった。

【０００５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、被験者の手の大きさや計測対象の指の種類、ま
た、載置台に載せたときの手の姿勢等にかかわらず、確
実かつ正確に計測できるように、最適な手の置き方又は
置き場所を被験者に知らせることができる振戦計測器を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の振戦計測器は、手のひらを下に向け
た状態で被験者の任意の一の手を載せ置くための載置台
と、固定部に取り付けられた水平軸の回りで揺動自在の
振り子アームと、該振り子アームの先端部にそれぞれ取
り付けられた、被験者の指の微細振動を抽出するための
振戦抽出具及び該振戦抽出具を介して上記指の微細振動
を感知して、該微細振動に対応する電気信号を出力する
振戦検出手段とを備え、使用に際しては、上記載置台の
上に上記被験者の手のひらを当接した状態を保ちなが
ら、任意の一の指を斜め上方に上げ、該指の爪の上に載
せられた上記振戦抽出具を介して伝達される上記指の微
細振動を上記振戦検出手段が感知することで、上記被験
者の振戦を計測する振戦計測器であって、上記載置台の
上面には、各被験者に正しい手の置き方又は置き場所を
表示するパネル型表示装置が設けられていることを特徴
としている。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の振戦計測器であって、上記載置台の上面は、上記パ
ネル型表示装置の表示面によって構成され、かつ、上記
パネル型表示装置は、手の輪郭パターンを表示すること
で、各被験者に正しい手の置き方又は置き場所を指示す
るものであることを特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の振戦計測器であって、上記パネル型表示装置に表示
させるための、複数の手の輪郭パターンを記憶した記憶
部を備えていることを特徴としている。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項１，
２又は３記載の振戦計測器であって、上記パネル型表示
装置は、液晶表示パネルであることを特徴としている。

【００１０】さらに、請求項５記載の発明は、請求項１
記載の振戦計測器であって、上記振戦検出手段は、加速
度センサであることを特徴としている。

【００１１】

【作用】この発明の構成において、まず、予め記憶され
た複数の手の輪郭パターンの中から、例えば、被験者の
手の大きさにあった手の輪郭パターンを選んで、載置台
の上面に設けられたパネル型表示装置に表示させる。次
に、表示された手の輪郭パターンに合わせて、手を載置
台の上に載せ、例えば、人差し指について計測したいと
きは、被験者は、手のひら及び人差し指を除く４本の指
を載置台に当接した状態で、人指し指を上方向に延ばし
た後、振り子アームの先端部に設けられた振戦抽出具
を、人差し指の上に載せる。そして、振り子アームの先
端部に内蔵された振戦検出手段が指の微細振動を検出し
て電気信号に変換し、計測が行われる。この発明の構
成によれば、被験者にとって正しい姿勢で計測ができる
ので、安定したデータが得られ、かつ、最適な手の輪郭
パターンを記憶しておくことで、同一の計測条件を確保
でき、再現性の高いデータを得ることができる。したが
って、例えば、同一の被験者の疾患の経移を知って、診
断に役立てようとする場合に、確実、かつ、正確な計測
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図１は、この発明の一実施例である振
戦計測器の機械的構成を示す平面図、図２は、同振戦計
測器の機械的構成を示す側面図、図３は、同振戦計測器
の電気的構成を示すブロック図、また、図４は、同振戦
計測器の使用状態を示す側面図である。まず、機械的構
成から説明する。この例の振戦計測器は、図１乃至図３
に示すように、被験者の手を載せる載置台１と、液晶に
より手形を表示するための液晶表示パネル２と、垂直方
向にも水平方向にも揺動自在な振り子アーム３と、この
振り子アーム３の先端部に設置され、被験者の、例え
ば、人差し指の微細振動を検出するための振動センサ
（振戦検出手段）４と、振り子アーム３を支える支柱５
と、操作者が振戦計測器の操作を行うための操作部６と
から概略構成されている。

【００１３】液晶表示パネル２は、載置台１の上面に設
けられ、パネル状の液晶ディスプレイからなっている。
そして、手の輪郭に対応する部分の液晶が所望の手の輪
郭パターンを描くほか、この液晶表示パネル２の所定の
場所において、手形パターンを表示するためにパターン
の属性を、例えば、「１：右手、２：左手」というよう
に表示したり、計測に際しての案内を、例えば、計測終
了時に、「計測が完了しました。」というように表示す
る。なお、液晶表示パネル２は、ＴＦＴ液晶パネルが用
いられ、液晶層、配向膜、ＴＦＴアレイ基板、偏光板、
配線プリント板等から積層に構成されており、背面側に
は、バックライトモジュール（背面光源）が配置されて
いる。

【００１４】上記振り子アーム３は、アルミやプラスチ
ック等を素材とする軽量でかつ中空角柱のアーム本体３
ａと、アーム本体３ａの先端部に設けられ、被験者の人
差し指Ａに載せられるひさし部３ｂとを有し、アーム本
体３ａの後端部には、アーム本体３ａを支柱５に緩やか
にボルト締めするためのボルト挿通孔３ｃが設けられて
いる。ボルト挿通孔３ｃの内径は、挿通されるボルト７
のネジ部の直径よりも幾分大に設定されていて、しか
も、ボルト７による締め付けを充分緩くすることで、振
り子アーム３が水平方向にも、上下方向にも回動可能と
されている。すなわち、被験者の人差し指Ａの上下方向
の振動や変位にも左右方向の振動や変位にも容易に追従
して回動できるようになっている。ひさし部３ｂは、被
験者の人差し指Ａの爪部に当接され、人差し指Ａの微細
振動を振動センサ４に伝える。

【００１５】また、この例では、振動センサ４として
は、所定方向の加速度にのみ感知する圧電式のベンディ
ング型加速度センサが用いられている。この振動センサ
４は、アーム本体３ａの先端部に内蔵されていて、ひさ
し部３ｂを介して、被験者の人差し指Ａの上下方向の微
細振動のみが検出されるように配置されている。また、
支柱５は、載置台１に垂直に立設されており、振り子ア
ーム３を取り付けるために所定の部位にボルト７を嵌合
するための雌のねじ部５ａが刻まれている。操作部６
は、手形パターンを設定する際に、液晶表示パネル２に
表示された複数の選択肢の中から所望の選択肢を選ぶた
めの１から９までの数字のキーが配されたキー部６ａ
と、電源スイッチ６ｂと、手形パターンの設定を開始し
て、液晶表示パネル２に表示させるための設定開始スイ
ッチ６ｃと、キー部６ａで選択した選択肢を確定し手形
パターンを設定するための設定スイッチ６ｄと、計測を
開始させるための計測開始スイッチ６ｅと、途中で計測
を中止して、装置各部を手形パターン設定前の初期状態
に戻すためのリセットスイッチ６ｆとを備えてなってい
る。

【００１６】次に、電気的構成について説明する。この
例の振戦計測器は、図３に示すように、上述した液晶表
示パネル２と、振動センサ４と、操作部６と、装置各部
を制御し、各種演算処理を行う中央処理装置（以下、Ｃ
ＰＵという）８と、振動センサ４から出力された電気振
動を所定の増幅度で増幅するための増幅器９と、高周波
成分を除去するためのローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ
という）１０と、このＬＰＦ１０を通して入力される電
気振動を所定のサンプリング周期毎に標本化して保持す
るサンプルホールド回路１１と、このサンプルホールド
回路１１によって標本化された電気振動に基づいて、ア
ナログの電気振動をデジタル信号に変換するためのアナ
ログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）１
２と、計時を行うためのタイマ１３と、ＣＰＵ８の作業
領域が設定されるランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡ
Ｍという）１４と、各種処理プログラムを格納している
リードオンリメモリ（以下、ＲＯＭという）１５と、液
晶表示パネル２に表示される手の輪郭パターンやメッセ
ージ文が記憶されている表示メモリ１６と、ＣＰＵ８の
指令にしたがって液晶表示パネル２に所定の手の輪郭パ
ターン又は文字を表示させるために、液晶表示パネル２
を制御する表示コントローラ１７と、パワースペクトル
等を印刷するためのプリンタ１８とを有してなってい
る。

【００１７】ＣＰＵ８は、例えば、Ａ／Ｄ変換器１２か
ら取り込んだデジタル信号をＲＡＭ１４に一時格納した
り、表示コントローラ１７へ所定のコードを送出して液
晶表示パネル２に所定の手の輪郭パターンを表示させる
等、装置各部を制御し、また、ＲＡＭ１４に格納したデ
ータを基に、振戦のピークを示すパワースペクトルを求
めるためのフーリエ変換等の演算を行う。タイマ１３
は、クロック発生器と計数器とを備え、全測定時間の
間、サンプリング周期を定めて、ＣＰＵ８に送出する。
ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ８の作業領域が設定されるワーキ
ングエリアと各種データを一時記憶できるデータエリア
とを有している。ＲＯＭ１５に格納されている各種プロ
グラムは、このＲＡＭ１４に転送されてから、ＣＰＵ８
により実行される。ＲＯＭ１５は、所定の計測時間に採
取したデータを基に、フーリエ変換の計算処理を高速で
行うための高速フーリエ変換プログラム、操作部６から
の入力に応じて、所望の手の輪郭パターンに対応したコ
ードを表示コントローラ１７へ送出する手形表示プログ
ラム、所定のタイミングで液晶表示パネル２にメッセー
ジを表示するために所定のコードを表示コントローラ１
７へ送出するためのメッセージ表示プログラム等の各種
処理プログラムを格納している。表示コントローラ１７
は、ＣＰＵ８からの所定の表示パターンやメッセージ文
を受け取ると、液晶表示パネル２に手の輪郭パターン又
はメッセージを表示させる。プリンタ１８は、図示せぬ
記録紙に出力する印字部等から構成されており、パワー
スペクトルや、測定日時等のデータを印刷する。

【００１８】次に、この例の構成の動作について説明す
る。最初に、電源を投入すると、ＣＰＵ８は、装置各部
の初期化を行う。この初期化は、ＲＡＭ１４に設定され
た各種データメモリエリアのクリア等を含んでいる。そ
して、ＲＯＭ１５に格納された各種処理プログラムのう
ち所定のプログラムがＲＡＭ１４へ転送される。設定開
始スイッチ６ｃが押下されると、ＣＰＵ８は、液晶表示
パネル２に、標準的な手形、例えば、右の、平均的な大
きさの、中程度に広げた、被験者の胴体に対して直角に
置いた手の形が表示されるように、表示メモリ１６から
所定の表示パターンを読み出し、表示コントローラ１７
へ送出する。これにより、液晶表示パネル２には、電源
投入とほぼ同時に、標準的な手形が表示される。次に、
ＣＰＵ８は、液晶表示パネル２に、例えば、「右手です
か。左手ですか。１：右手、２：左手」と表示させるた
めに、表示コントローラ１７へ、所定のメッセージ文を
送出する。測定者は、現在液晶表示パネル２に、表示さ
れているままでよければ、このまま、設定スイッチ６ｄ
を押下する。次に、ＣＰＵ８は、「手形の大きさを入力
して下さい。１：大、２：やや大、３：中、４：やや
小、５：小」と表示させるために、表示コントローラ１
７へ、所定のメッセージ文を送出する。なお、電源投入
とほぼ同時に表示される手形の大きさは、「３：中」に
相当する。ここで、操作者が手形の大きさを「２：やや
大」としたいときは、キー部６ａの「２」のキーを押下
し、次に、設定スイッチ６ｄを押下する。これにより、
ＣＰＵ８は、「２：やや大」の手形が選定されたことを
認識し、表示コントローラ１７へ対応する所定の表示パ
ターンを送出する。以下、同様にして、手の開き方の度
合い、手の角度、被験者から見た手の左右方向の位置等
が選定される。

【００１９】一通りの手形の選定が完了し、計測開始ス
イッチ６ｅが押下されると、ＣＰＵ８は、所定の時間が
経過した後、計測を開始する。該所定の時間中に被験者
は、液晶表示パネル２に表示された手の輪郭パターンに
合わせて、図４に示すように、手のひら及び人差し指Ａ
を除く４本の指を載置台１に当接した状態で、人指し指
Ａを上方向に延ばす。そして、操作者は、振り子アーム
３のひさし部３ｂを被験者の人差し指Ａの上に載せる。

【００２０】測定時、被験者の人差し指Ａが、同図中上
方に変位するフェーズでは、ひさし部３ｂは持ち上げら
れるし、一方、人差し指Ａが下方に変位するフェーズで
は、ひさし部３ｂも振り子アーム３の自重により下降す
るので、結局、振動センサ４は、人差し指Ａの上下方向
の微細振動を感知する。一方、この例の振動センサ４
は、人差し指Ａの水平方向の変位には感知しないが、振
り子アーム３は、上記したように、支柱５に対して、ボ
ルト７によって緩やかに締め付けられているので、人差
し指Ａの水平方向の変位に対しても、追従できるように
なっている。それゆえ、人差し指Ａが斜め方向に振動な
いしは変位する場合、上下方向の振動が抑制される虞は
ない。したがって、振動センサ４は、人差し指Ａの上下
方向の微細振動を鋭敏に感知し得る。

【００２１】人差し指Ａの上下方向の微細振動は、振動
センサ４によって検出され、微細振動に応じた電気信号
として、まず、増幅器９へ供給される。増幅器９におい
て所定の増幅度で増幅された電気信号は、ＬＰＦ１０に
導かれ、低周波成分は通過し、高周波成分は、除去され
る。次に、サンプルホールド回路１１において、この電
気信号は所定のサンプリング周期（例えば、１０ミリ
秒）で、所定の計測時間（例えば、９０秒）、電気信号
を標本化され、保持される。標本化された信号はＡ／Ｄ
変換器１２に送られて、デジタル信号に変換され、次
に、ＣＰＵ８が、タイマ１３によって知らされる所定の
サンプリング周期で、このデジタル信号を取り込む。そ
して、ＣＰＵ８は、この信号を計測データとしてＲＡＭ
１４へ一時格納する。この動作は、上記所定の計測時間
中繰り返され、多数の計測データは、順番にＲＡＭ１４
に格納される。上記所定の計測時間に達すると、ＣＰＵ
８は、液晶表示パネル２に、「計測が完了しました。」
というメッセージが表示されるように、表示コントロー
ラ１７へ所定のメッセージ文を送出する。そして、高速
フーリエ変換プログラムを用いて、採取した計測データ
から振戦のピークを示すパワースペクトルを求め、この
結果をプリンタ１８へ送出する。プリンタ１８は、受け
取ったパワースペクトルのデータを記録紙に印刷し、こ
のデータは診断に供される。すなわち、このパワースペ
クトルから求めたピーク周波数に基づいて、障害の部位
や、障害の程度が評価される。

【００２２】このように、上記構成によれば、被験者に
とって正しい姿勢で計測ができるので、安定したデータ
が得られ、かつ、最適な手の輪郭パターンが記憶されて
いるので、同一の計測条件を確保でき、再現性の高いデ
ータを得ることができる。したがって、例えば、同一の
被験者の疾患の経移を知って、診断に役立てようとする
場合に、確実、かつ、正確な計測ができる。また、液晶
表示パネルにおいて、例えば、「計測が終了しまし
た。」というような案内を表示するので、より迅速な計
測ができる。また、振り子アーム３のひさし部３ｂを人
差し指Ａの先端に載置するだけで良いので、測定にかか
る手間を著しく軽減できる。また、振動センサ４が設け
られた振り子アーム３を上下方向にも左右方向にも揺動
できる構成としたので、上下方向の微細振動が抑制され
ず、それゆえ、人差し指Ａの上下方向の微細振動の計測
が正確かつ確実となる。

【００２３】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の実
施例においては、表示パネルとして液晶表示パネルを用
いたが、これに限らず、プラズマ表示パネルでもよい
し、ＥＬ表示パネルやＬＥＤ表示パネルを用いてもよ
い。また、手の輪郭パターンの属性は、被験者の手に合
わせて一つずつ設定したが、被験者の手の輪郭パターン
を個人のものとして記憶させ、所定のコード番号を入力
することで、即座に表示させるようにしてもよい。ま
た、計測の開始には、計測開始スイッチを用いたが、載
置台上に被験者の手が置かれたことをセンサによって感
知し所定の時間後に信号を取り込むような構成としても
よい。また、計測結果から、疾患の有無や状況を判断し
て、被験者に知らせる診断機能が付加された構成として
もよい。また、計測結果は、プリンタにより印刷させた
が、例えば、ＣＲＴを用いてもよいし、これは、振戦計
測器に内蔵されていなくても、ケーブルを介して接続さ
れる構成であってもよい。また、表示する手の輪郭パタ
ーンは、輪郭により表示させたが、手形全体を液晶によ
って表示せても差し支えないし、例えば、骨格のみを表
示させてもよい。

【００２４】また、振動センサは、ベンディング型の圧
電式加速度センサに限らず、圧縮型の圧電式加速度セン
サ、剪断型の圧電式加速度センサでも良い。また、人差
し指に限らず、他の指、例えば中指、小指、薬指等でも
良い。また、ひさし部自体に振動センサを設けても良
い。同様に、アーム本体は、中空角柱に限らず、中空円
筒でも良く、線状部材でも良い。さらに、支柱と振り子
アームとの接続部位において、振り子アームの高さが調
整できるような構成としてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の構
成によれば、被験者にとって正しい姿勢で計測ができる
ので、安定したデータが得られ、かつ、最適な手の輪郭
パターンを記憶しておくことで、同一の計測条件を確保
でき、再現性の高いデータを得ることができる。したが
って、例えば、同一の被験者の疾患の経移を知って、診
断に役立てようとする場合に、確実、かつ、正確な計測
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である振戦計測器の機械的
構成を示す平面図である。

【図２】同振戦計測器の機械的構成を示す側面図であ
る。

【図３】同振戦計測器の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図４】同振戦計測器の使用状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１載置台２液晶表示パネル（パネル型表示装置）３振り子アーム３ｂひさし部（振戦抽出具）４振動センサ（振戦検出手段）５支柱（固定部）１６表示メモリ（記憶部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手のひらを下に向けた状態で被験者の任
意の一の手を載せ置くための載置台と、固定部に取り付
けられた水平軸の回りで揺動自在の振り子アームと、該
振り子アームの先端部にそれぞれ取り付けられた、被験
者の指の微細振動を抽出するための振戦抽出具及び該振
戦抽出具を介して前記指の微細振動を感知して、該微細
振動に対応する電気信号を出力する振戦検出手段とを備
え、使用に際しては、前記載置台の上に前記被験者の手のひ
らを当接した状態を保ちながら、任意の一の指を斜め上
方に上げ、該指の爪の上に載せられた前記振戦抽出具を
介して伝達される前記指の微細振動を前記振戦検出手段
が感知することで、前記被験者の振戦を計測する振戦計
測器であって、前記載置台の上面には、各被験者に正しい手の置き方又
は置き場所を表示するパネル型表示装置が設けられてい
ることを特徴とする振戦計測器。
【請求項２】前記載置台の上面は、前記パネル型表示
装置の表示面によって構成され、かつ、前記パネル型表
示装置は、手の輪郭パターンを表示することで、各被験
者に正しい手の置き方又は置き場所を指示するものであ
ることを特徴とする請求項１記載の振戦計測器。
【請求項３】前記パネル型表示装置に表示させるため
の、複数の手の輪郭パターンを記憶した記憶部を備えて
いることを特徴とする請求項２記載の振戦計測器。
【請求項４】前記パネル型表示装置は、液晶表示パネ
ルであることを特徴とする請求項１，２又は３記載の振
戦計測器置。
【請求項５】前記振戦検出手段は、加速度センサであ
ることを特徴とする請求項１記載の振戦計測器。