JPS63502247A - 筋肉収縮を検査するための装置 - 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】 筋肉収縮を検査するための装置 本発明は特に人体の筋肉収縮時の機械的な値の変化を検出するため及び筋肉収縮 時の神経及び筋肉の電気的な値の変化との相関性をめるための装置に関する。

種々異なる学問的な分野、特に医学、生物学及びスポーツ学においては骨格筋肉 組織を検査する場合に筋肉の機械的な値の変化及び筋肉と筋肉に配属された神経 の電気的な値の変化を検出し、その相関性をめることが必要であるか又はいずれ にしても有効である。これは例えば筋肉疾病（例えば筋ジストロフィ）の進展、 リハビリプログラム及びスポーツのトレーニングプログラムの経過を観察するた めに必要である。同様にこのような検出は筋肉に有効な薬品の使用量の決定又は 麻酔法にとっても有効である。さらに筋肉収縮時の筋肉組織に関する前述の値を 出来るだけ正確に得ることは、神経学、筋肉力学、反射学及び筋電国学の範囲に おける医学的及び生物学的な教育にも必要である。

すなわち医学的な範囲及び医学的な教育においては生体組織、特に人体組織にお ける機械的な値の変化の検出及び電気的な値の変化との相互作用の検出を望まれ るように行なうことは不可能であった。従来は死んだ動物の筋肉組織の生物検体 しか使用できなかった。

この場合にはこのような試験物体を用いた結果は人体組織には逆推論もしくは適 当な転換でしか関与させることができなかった。

さらに筋肉テストを行なうため及び運動過程もしくは筋力を値的に検出するため には種々異なる装置と方法が公知であるが、これらの方法はいずれも著しい欠点 を有している。いずれの場合にもすべてのパラメータ（神経総ポテンシャル、神 経伝達速度、筋肉総ポテンシャル、筋肉振動、筋力、筋路及び種々異なる潜伏時 間）の検出と相関性をめることで学問的には正確な結果が得られるにも拘らず必 要な決定にとって重要な個々のパラメータしか検出されない。しかも公知の装置 もしくは方法は、筋肉収縮を検査しようとする身体の範囲、特に肢体が十分に固 定されないという顕著な欠点を有する。この結果、検出する値の誤差、例えば収 縮の部分範囲の検出の中断及び（又は）測定装置に対する肢体の離反による誤差 が生じる。

さらに公知の装置もしくは方法は検査のための出発値及び出発条件、特に電流刺 激強さ、反射ハンマを使用した場合の、ｅルスの強さ、そのつどの筋肉に生ぜし められた対応力の大きさがそのつどの検査又は検査列のために確定されず、しか も検査及び測定装置の固有摩擦の形をした他の誤差源が存在するという欠点を有 している。さらに公知の方法と装置においては被検査人に個々に検査装置もしく は測定装置を合わせることは、これが個々の人間の体格の差異から必要であるに も拘らず不可能である。

本発明の課題は冒頭に述べた形式の装置を改良して、公知の方法と装置の欠点を 除いて筋肉収縮時の機械的な値の変化を神経と筋肉の電気的な値の変化との相関 性のもとて確実にかつ誤差源を排除して検出できるようにすることである。

この課題は本発明によれば請求の範囲第１項に記載された特徴によって解決され た。本発明の有利な実施態様は請求の範囲第２項以下に記載されている。

次に図面について本発明の複数の実施例を説明する。

この場合、 第１図は本発明による筋肉収縮検査装置を固定された下肢及び足と共に示した概 略図、 第２図は検査しようとする身体部分を取付ける前の状態を示した第１図の装置の 平面図、 第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿った断面図、第４図はベースプレートと回転台と の間の回転調節装置の択一的な構成の詳細を示す側面図、第５図は第４図のよう な回転調節装置の択一的な構成の詳細を示す正面図、 第６図はベースプレートと回転台との間の回転調節装置の別の択一的な構成の詳 細を示す図、第７図は回転台をベースプレートと足に固定されるツイーンと共に 示した詳細図、 第８図は第３図の１部として装置の反射ハンマを示す詳細図、 第９図は第１図と第２図の１部としてベースプレートの支持体を装置の外壁にお ける案内と共に示した詳細図、 第１Ｏ図は腕筋肉組織の収縮を検査するための本発明による装置の構成を示す詳 細図、 第１１図は第１図の１部として筋肉振動を測定するだめのマイクロホンを有する 聴診器の詳細図、第１２図は対応力としての引張ばねとウオーム状のローラとを 有する本発明の装置の別の実施例の概略図、第１３図は筋肉収縮のために対応力 として圧縮空気で充填された容器を有する本発明の装置の別の実施例を示す図、 第１４図は親指筋肉を検査するために適合させられた装置の実施例を示す図、 第１５図は第１４図のＣ−Ｄ線に沿った断面図、第１６図は第１４図のＤ−Ｄ線 に沿った断面図、第１７図は親指筋肉の筋肉収縮を検査するための装置の別の実 施例を示す図、 第１８図は第１７図の１部として装置に挿入されかつ固定された手で手の状態と 母指球とを示した図、第１９図は第１７図のＥ−Ｅ線に沿った断面図、第２０図 は１つの構成ユニットにまとめられた筋電図のだめの電極と後ろに接続されたマ イクロフォンを有する聴診器の集音ホツノ４とを下から見た図、第２１図は第２ ０図のＦ−Ｆ線に沿った断面図、である。

筋肉収縮を検査するだめの本発明の装置は、前面側と上面側と下面側とが開いた ケーシング１と、このケーシング１内に挿入された回転台２とから成り、回転台 ２は載置されたベースプレート３を上方の肢体保持体４と下方の肢体保持体５と 第１図及び第２図に示された実施例では付加的な踵保持体６とを有している。

さらに装置は軸７を介して回転台２の一方の脚部と結合された、電磁クラッチ１ ０を有する電気モータ９と軸８を介して回転台２の他方の脚部と結合されたポテ ンシオメータ１１とを有している。第１図と第２図では本発明の装置は足持上げ 筋肉（ｍｕｓｃｕｌｕｓ　ｔｉｂｉａｌ　１ｓａｎｔｅｒｉｏｒ　）の収縮検査 のための配置状態で示されているが、この装置はふくらはぎ筋肉組織（足下げ） の検査にも用いることができる。ケーシング１内で回転台２−回転台２の両方の 鉛直な脚部の上方範囲に取付けられかつそれぞれ鉛直な脚部に対して平行に延び るケーシング１の外壁１２もしくは１３を貫通して有利には球軸受で案内されて いる両方の軸７と８を用いて状平面内で回転可能に配置されている。回転台２の 底部分の上はベースプレート３が足を載せるために回転調節装置１４で高さ調節 可能にかつ球状ヘッドで傾きを変化させることができるように取付けられている 。

ベースプレートの後方端部には有利には踵保持体６が設けられており、この踵保 持体６は公知の解除可能な固定装置でベースプレートの長手方向で水平方向に移 動可能であり、この踵保持体６によって被検査人の踵が固定される。

足をさらに固定しかつ足が意図しないのに水平方向及び（又は）鉛直方向で動く ことを回避するためには、第１図に示されているように、下方の肢体保持体５が 用いられている。この肢体保持体５は有利な実施例では熱可とう性のプラスチッ クから成るシェルから成り、このシェルは足の甲の形に合わせられかつベースプ レート３に固定される。

同様に本発明にとっては必要ではないが、しかし有利であることは、ベースプレ ート３の下に、ケーシング１の外壁１３に設けられた曲線状の切欠き１７に固定 的ではあるが、しかし解離可能にかつ鉛直方向で移動可能に取付けられた支持体 １６が設けられ、この支持体１６でベースプレート３の所望の下方の終端位置、 ひいては回転台２の終端位置が規定されていることである。

軸７にはケーシング１の外側で電磁クラッチ１０とこれに次いで電気モータ９が 取付けられている。電磁クラッチは互いに隣接する２つの円板１８．１９から成 り、少なくともクラッチ円板１９は摩擦兼制動ライニング２０を有している。ク ラッチの連結力及び円板１８．１９の圧着力は公知の形式で電磁石２１．２２で 生ぜしめられる。電磁石２１．２２には電源２３から給電される。クラッチ円板 ゛１９は軸７を介して電気モータ９と結合され、この電気モータ９も同様に電源 ２３から給電されかつ回転が調整可能である。

ケーシング１の対向する外壁１３においては外壁の外側で軸８の上にボテンシオ メニタ１１が取付けられ図に示すようにケーシング１の背壁２４に保持壁２５を 介して上方の肢体保持体４が設けられている。この肢体保持体４は被検有人の下 肢に適合させるために鉛直及び（又は）水平方向に公知の調節ねじを介して調− ７シエルヲ有シている。

電気モータ９はケーシング１の外壁１２にも電磁クラッチと電気モータとを取囲 むケーシン７２６にも固定的にフランジ結合されていない。むしろ軸７が貫通さ せられ、ケーシング２６の外壁に球軸受を介して支承されている。第２図に示さ れているように電気モータ９の両側にはストレーンゲージを有しかつ水平方向に ケーシング２６に向かって延びるたゎみノ５−２７゜２８が固定されている。ス トレーンゲージ２９　、３０を有するたわみ・ζ−２７，２８の代りに又はこれ に加えて軸８の上には回転台２の鉛直な脚部とポテンシオメータ１１との間にト ーションダージ３１が取付けられていてもよい。

回転調節装置１４は第３図に示すようにベースプレートと回転台２の底部分との 間の間隔を固定もしくは規定するための測定スケールを有している。別の実施例 は第４図と第５図に示されている。この場合には互いに協働する、それぞれ固定 的に結合可能でかつ再び結合解除可能な円板から成る３つの円板対３２，３３゜ ３４が鉛直方向で相上下して配置され、互いに一方の円板を介して結合されてい る。この場合、最上位の円板対３２と最下位の円板対３４は鉛直方向にがっ９０ ０互いにずらされて配置され、中央の円板対３３は水平に配置されている。３つ の円板対３２，３３．３４の各々にはスケール３５，３６．３７が取付けられて いる。

それぞれ内側の、回転台２の鉛直な脚部を貫通する軸７，８の端部には、軸から 水平方向にテレスコープ状に引出し可能ではあるか又は挿入されたばねを介して 押出し可能でちるツイーン３８が嵌め込まれている。

このツイーン３８は本発明による装置を用いた検査を準備するために、脚部の上 方の距関節の旋回軸線としてのくるぶしの最上位の突起に接近させられる。この 後で回転調節装置１４と支持体１６の調節装置とを介して、距関節の旋回軸と軸 ７，８とが同一の仮想水平線上に位置するようにベースプレート３が固定される 。

ツイーン３８は固定後に再び軸７，８内に引込められる。

第１図には概略的にしか示されていないが、本発明の装置のケーシング１には電 源２３を介して給電される刺激電流刺激器３９と増幅器４０と記録装置４１とが 取付けられている。刺激電流刺激器３９には選択的に表面電極４２又はニーｒル 電極４３が接続され、これらの電極を介して筋肉が励起される。

表面電極４２とニーＹル電極４３に対して択一的に、第２図と第３図に示されて いるように、筋肉収縮を生せしめるために反射ハンマ４４を設けておくこともで きる。この反射ハンマ４４は第２図と第３図とに示された実施例ではアキレス臆 の範囲で保持壁２５に取付けられている。この反射ハンマ４４はばね４５を錠止 部材４６で緊張させかつ弛緩させることによってレリーズされる。ハンマヘッド ４７内には圧電素子４８がちり、この圧電素子４８は反射ハンマ４４が腟もしく は筋肉に当接する強さに応じて異なる強さの電気的・ぐルスを発生させる。

筋肉が収縮する場合の測定値を得るためには第１図によれば、択一的に又は補足 的に神経総ポテンシャル及び収縮した筋肉の神経を介する神経伝導速度を測定す るための両方の電極４９と５０及び収縮した筋肉に亘たる電気的なポテンシャル 変動（ＥＭＣ）を測定するための別の電極５１と５２とが取付けられている。さ らに筋肉振動を測定するためには筋肉の上に聴診器５３が取付けられ、この聴診 器５３には増幅器４０と接続されたマイクロフォン５４が接続されている。

同様にポテンシオメータ１１も刺激電流刺激器３９も増幅器４０と接続されてい る。反射ハンマ４４が取付けられている限り、との反射ハンマ４４の圧電素子４ ８は同様に増幅器と接続される。さらに電気モータ９と増幅器４０も、電気モー タのそのつどのノやワーポテンシャルを顧慮するために互いに接続されている。

増幅器４０において増幅された前記測定個所もしくは情報信号発生器のノヤルス は検査過程の間は接続された記録装置４１に記録される。

記述した装置によっては次のような検査過程が得られる。被検有人の足と下肢を 本発明による装置に上方の肢体保持体４を介してかつベースプレート３の上に固 定しかつ支持体１６を固定した後で一方では表面電極４２及び（又は）ニーｒル 電極４３がかつ他方では電極４９．５０及び（又は）５１１５２及び聴診器５３ が取付けられる。次いで電気モータ９に電源２３を介して所定の電流でコンスタ ントな回転数が与えられる。

電気モータ９はこの電気モータ９に固定的に結合された電磁クラッチ１００円板 １９を駆動する。電磁石２１゜２２を電源２３を介して所定の電流で励磁するこ とによってクラッチ円板１８と１９は程度の差こそあれ圧着力で、有利には残留 スリップを伴って結合される。図示された実施例では回転力は時計回り方向に作 用する。軸７とこの軸７に結合された回転台２の鉛直な脚部とを介して回転台２ はベースプレートと被検有人の足と一緒に国士面内で前方下方に向かって、ベー スプレート３が支持体１６に当接するまで押される。

次いで電源２３と、刺激電流刺激器３９と電極４２及び（又は）４３又は反射ハ ンマ４４を介して筋肉が励起され、これにより収縮させられる。筋肉収縮力がり の上を延びる軸７，８を中心として回転台２と一緒に逆時計口りに上方へ旋回さ せられる。この旋回に際して軸８の上にあるポテンシオメータ１１は運動範囲全 体に対する軸の位置関係を測定すると共に収縮時の軸の回転を測定し、測定値を 増幅器４０を介して記録器４１に送信する。同時に電極４９．５０及び（又は） ５１．５２及び聴診器５３により測定された値は増偏器４０を介して記録装置４ １に送られる。

第６図には測定スケールを有する回転調節装置１４に対して択一的に使用される 球頭を有する回転調節装置１４′が示されている。付加的にベースプレート３の 下面には単数又は複数のスケールを備えた、ベースプレート３の平面に対して垂 直に延びる測定棒５５が弾性的なスリーブ５６と共に取付けられもいる。このス リーブ５６は回転台２の底部分まで達し、被検有人の下肢及び足又はその他の身 体部分を回転調節装置１４′で固定した後で回転台２の底部分に対するベースプ レート３の間隔を表示する。

第１０図では本発明の装置は上腕筋肉の収縮を検査するための配置形式で示され ている。この場合には単に上方の肢体保持体４′と下方の肢体保持体５′を、装 置の他の構成を変えることなく腕の種々異なる解剖学的な条件に適合させるだけ で十分である。

本発明の装置の別の実施例ｆｄ第１２図に示されている。モータ９とクラッチ１ ０との代りに軸７は外壁１２の外側にウオーム状のローラ５７とこれに接続され た垂直に配置されたコイル引張ばね５８を備えている。

このコイル引張ばね５８は水平方向に延びる、外壁１２に取付けられたたわみビ ーム５９に取付けられている。

ウオーム状のローラは有利には横断面で見て式：を充たし、カム欠落角（ψ）を 有する形状を有している。

この場合、 である。式中、ψは回転角、ｒｏは出発半径、ｒ（ψ）はローラが軸７を介して 所定の角度量だけ回動させられた後の角度、ｘｏはコイル引張ばね５８の出発− ζイアスを意味している。このように構成されたローラ５７で、筋肉の収縮時に 回転台２と軸７との回転を介して生ぜしめられたコイル引張ばね５８の延びとそ の際に上昇させられる引張力は均等化され、一定のトルクが達成される。必要に 応じて選択された引張力を有するコイル引張ばねは同じ長さを有するがより大き な又はより小さな引張力を有する他のばねと交換することができる。この場合に もウオール状のロー２５７によってトルクはコンスタントに保たれる。この実施 例ではコイル引張ばね５８は電気モータと電磁クラッチとの代りに、収縮する筋 肉の力に対する対応力として作用する。

筋肉収縮時に軸７とローラ５７とコイル引張ばね５８とを介してたわみビーム５ ９に作用する力は前述の実施例の場合のように増幅器４０を介して増幅されかつ 記録装置４１に送られる。コイル引張ばね５８の下端とローラ５７との間の結合 は長さ安定性の材料、例えばポリアミド線材から製造される。この実施例の変化 実施例においては種々異なる引張力を有する複数のコイル引張ばね５８を配置し かつ変速伝動装置と結合し、間隔の短い一連の検査で、コイル引張ばねの種々異 なる対応力を用いた多数の収縮検査を行なうことができる。

第１３図に示された本発明の装置の別の実施例においては電気モータと電磁クラ ッチ９と１０との代りに軸７には外壁１２の外側で歯車６０が取付けられている 。この歯車６０は対応する歯付きレール６１に係合する。この歯付きレール６１ は水平方向で２つ又はそれ以上のロー２６２の上を両方向に移動可能である。

この歯付きレールは端部にピストン６３を有し、このピストン６３は圧縮空気タ ンク６５の対応するシリンダ状の出口６４内で移動可能である。この圧縮空気タ ンクには供給部６６を介して自由に選択可能な圧力を与えることができる。この 圧力はマノメータ６７を介して測定されかつ増幅器４０を介して記録装置４１に 測定値として送られかつ記録される。圧縮空気タンク６５の容積が比較的に大き いためにこの圧縮空気タンク内にある、筋肉収縮時に軸７、歯車６０．歯付きレ ール６１とピストン６３を介して生じる圧力に対する対抗力として作用する内圧 は実質的に一定に保たれる。

この装置の他の構成と配置は冒頭に述べたものと変らない。

第１４図と第１６図においては本発明の実施例として小さい関節及び筋肉、例え ば親指を指に向かってって引張る筋肉における筋肉収縮の検査に適した装置が示 されている。親指の両側を延びる、関節（Ａｒｔｉｃｕ−１ａｔｉｏ　ｃａｒｐ ｏｍｅｔａ−ｃａｒｐｅａ　ｐｏｌｌｉｃｉｓ　）の関節軸の仮想線の上に位置 しかつＵ字形の構成部材７２によって結合された軸６８は同様にＵ字形の構成部 分６つの端点に支承されており、この構成部分６９は引出し可能でかつ３次元で 回動可能な、測定スケールを有する調節装置７１を介して下腕保持体７０に固定 されている。

Ｕ字形の構成部材７２には条片７３が固定可能なヒフシフ４で取付けられている 。この条片７３は前述の肢体保持体５としての肢体保持体として役立ち、親指の 表面に静止位置で添えられる。親指は条片７３に例えば速硬化性の固定剤で固定 される。水平にかつ軸６８に対して直角にはレバー７５が取付けられている。こ のレノ５−７５は案内７６に支承されており、この案内７６内で長さ方向で移動 可能である。レノｚ−７５は反対側の端部で折曲げられている。レバー７５は最 外端に可動なダブルロー２７７を保持している。このダブルローラ７７を介して し・ｚ−７５は親指筋肉の収縮時に中央：ｆレート７８を押す。この中央プレー ト７８には圧縮ばね７９によって筋力に対する対応力が与えられる。圧縮ばね７ ９は底板８０と天板８１と４本の外側のステー８２とから成るフレーム構造の下 部分としての底板８０と固定的に結合されている。底板８ｏと天板８１とを貫通 して４本の内側のステー８３が延びており、これらのステー８３は底板８ｏと天 板８１に取付けられたローラの間でそれぞれ案内されている。

ステー８３は中央プレート７８と固定的に結合されている。親指が筋肉の収縮に よって運動すると、軸６８が回転し、レノζ−７５が圧縮ばね７９のばね力に抗 して下方へ運動させられる。圧縮ばね７９が緊縮される場合に変化するばね力を 補償するためにはダブルローラ７７は両側に延長された回転軸を介して２つの長 孔８７内で移動する。これらの長孔８７は２つの向き合った側壁８４に設けられ ている。第１５図にはこの長孔８７を有する側壁８４が示されている。圧縮ばね ７９は、同じ長さを有するが他のはね定数を有するばねと交換可能である。この ばあいには圧縮ばね７９は・々ヨネット機構を有する保持シリンダ８５で取外さ れる。

しＡ−７５が下方又は上方に運動すると、ダブルローラ７７は長孔８３内に係合 する軸延長部８６で長孔８３内で案内される。この場合、し・ζ−７５は案内７ ６内で摺動し、有効なレノ９−長さが変えられる。長孔８３は数学的に規定され た、有利には次の式：を充たす曲線に沿って延びている。この場合、ｒ（ψ）は し・ζ−が水平面から角度を成して旋回した場合の、案内７６における軸回転点 とダブルローラ７７の取付は点との間の結合長さとしての有効なし・ζ−長さ、 ｒ（ψ＝０）は水平状態における’　Ｎ　ｙｏｌｄ　ｒ　（ｃｐ＝　Ｏ）の場合 のばねの緊縮量、Ｍｏは全範囲に亘って一定であるトルク、ｋはばね定数である 。

第１７図から第１９図には小さな関節と筋肉、特に親指を指に向かって引寄せる 筋肉における筋肉収縮を検査するために改良された本発明の装置の１実施例が示 されており、親指は第１８図に示されているように親指シェル９４にあて込まれ 、この親指シェル９４に例えば速硬化性の剛性結合剤で結合されている。親指シ ェル９４は自体公知の固定ヒンジを有する保持体９５と彎曲部材９３とを介して 軸９０と固定的に結合されている。この軸９０は軸受保持管９２内に平行に配置 された２つの球軸受９１を介して、同様に彎曲部材９３に対して平行に配置され た伝達歯車１１３と結合され、かつ彎曲部材９３とは反対側の端部にポテンシオ メータ１１を保持している。検査を行なうときに被検有人の手を適当な位置に固 定するためには、手保持体９７゜９８．９９．Ｚｏｏが設けられている。これら の手保持体は親指シェル９４と彎曲部材９３の下方に配置されている。手保持体 は手の縁を支持する底９７と、底９７に直角に取付けられ、手の甲があてられる 外側９８と、同様に底９７に直角に配置はされているがロック可能なレールガイ ド１０１と１０２とを介して外壁９８に向かって移動可能で、掌をあてつけるだ めの両方の外壁９９と１００とから構成されている。手保持体９７．９８，９９ ，１００は底９７に取付けられた、スケールを有しかつ固定可能な球継手１０３ ，１０３’を介してスケールを有する保持棒１０５と結合されている。この保持 棒１０５は同様にスケールの付けられた固定可能な球継手１０４，１０４’を介 して、筋肉収縮を検査する装置の底板１０６に取付けられている。軸受保持管９ ２を有する軸９０は底板１０６の上に直角に剛性的に取付けられたケーシング壁 １０８を通して案内されている。この場合には軸受保持管９２自体はケーシング 壁１０８と剛性的に結合されている。検査を準備するためには被検有人の手は手 保持体９７，９８．９９．Ｚｏｏに入れられ、球継手１０３，１０４における運 動と、球継手１０４を介する保持棒１０５の鉛直方向の運動と、レールガイ）′ １ｏ１，１０２を介する外側壁の移動と軸９０における方向探知棒９６による方 向探知によって関節軸（関節Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉ。

ｃａｒｐｏｍｅｔａｃａｒｐｅａ　ｐｏｌｌｉｃｉｓの旋回軸）が軸９０に対し て１直線（仮想直線）上に整合させられる。次いで親指が親指シェル９４内で固 定される。

軸受保持管９２の、彎曲部材９３とは反対側の出口において軸９０の上に配置さ れた伝達歯車１１３は、軸９０に対して直角に配置されているがこの軸９ｏとは 固定的に結合されていない棒１１７と協働する。この棒１１７は直線案内１１８ と１１９内で長手方向にできるだけ摩擦なしで運動可能である。この棒１１７は 第１９図に示されているように、伝達歯車に配属された範囲に２つの紐もしくは ワイヤ保持体１１５，１１６を有している。少なくとも一方の保持体は締付け装 置を有している。これらの保持体には伝達歯車１１３のねじ山に嵌合させられた 紐（ワイヤ）１１４が両端で固定される。棒１１７は一方の端部で、第１７図に 示すように、長手方向に運動可能に直線案内１１８内に突入している。棒１１７ の他方の、直線案内１１９．１２０の後ろに配置された端部には、電気的な巻線 コイル１２３がコイル保持体１２２で剛性的に取付けられている。このコイル保 持体１２２は磁石コア１運動可能である。電気的なコイルは電源２３と電流調整 器１２１を介して励磁可能に給電されるので、形成される磁場の種々異なる強さ に応じて棒１１７はその長手方向に磁石コア１２４内に引込まれるかもしくは磁 石コア１２４から引出される。

検査される筋肉が冒頭に述べた形式で同様に電源２３と刺激電流刺激器３９を介 して刺激されかつ収縮されると、筋肉は親指シェル９４と彎曲部材９３とを介し て軸９０を回転させ、ひいては伝達歯車１１３に回転運動を与える。この回転運 動は伝達歯車１１３と紐もしくはワイヤ１１４と棒１１７とが協働することによ って棒１１７の長手方向の運動に変換される。前述のプランジャコイル１２２， １２３，１２４と電流調整器１２１とを介して検査に際して、検査される筋肉に よシ棒１１７に伝達される力に抗した力が生ぜしめられる。この力は特性はその つど定めかつ調整することができる。

棒１１７に作用する力は引張力及び押圧力受力器１２６、有利には圧電クリスタ ル又はコンデンサによって記録される。収縮される筋肉によって生せしめられる 軸９０の回転に関する情報は第１図と第１４図に示された実施例の場合のように ポテンシオメータ１１を介して記録される。

引張力兼押圧力受力器２６とポテンシオメータ１１とにより記録されたノルスは 同様に冒頭に述べた実施例の場合のように増幅器４０において増幅され、接続さ れた記録装置４１に前述の他の・ξラメータと一緒に記録される。

純然たるアイツメトリックな収縮による検査のためには自体公知の形式で棒１１ ７を種々異なる出発位置に固定的に調節するための固定及び錠止装置１２５が設 けられている。この固定及び錠止装置１２５は有利にはコイル−磁石コア保持体 として構成され、同様に電源２３と電流調整器１２１を介して調節可能である。

直線案内１１８．．１１９，１２０と電気的なプランジャ磁石１２２．１２３， １２４を有する棒１１７は有利には第１７図から第１９図に示されているように 検査装置に、磁石コアが保持棒１０５を有する手保持体９７〜１００と同じ底板 １０６に取付けられ、直線案内１１８が底板１０６を案内する、壁１０８と直角 に固定的に結合された天板１１２と同一平面に固定的に結合されるように配置さ れている。発明にとって重要ではないが、有利であることは開いた側が壁１０９ ゜１１０．１１１を備え、ひいては閉じられたケーシングを形成していることで ある。

さらに第２０図と第２１図には電気的なポテンシャル変動（ＥＭＧ）を測定する ための前述の電極５１と５２と後ろに配置されたマイクロフォン５４を有する聴 診器５３との有利な関係が示されている。聴診器５３に相当する集音ホツノ１３ ３は開いた蓋１２８を有するケーシング１３０に入れられている。集音ホツノぞ １３３の後ろにはマイクロフォン５４に相当するマイクロフォン１３４が配置さ れている。同様に蓋１２８には集音ホン／８の出口の外側で、電極５１と５２と に相応する２つの差電極１３１と２つのアース電極１３２とが固定されている。

電極１３１，１３２及びマイクロフォン１３４は既に述べたよう罠増幅器４０と 結合されかつこれを介して記録装置４１と結合されている。しかしながら電極１ ３１，１３２及びマイクロフォン１３４から出るノξルスを増幅するためにケー シング１３０の内室１３５に直接に適当な増幅器を配置し、これを記録装置４１ と接続することもできる。前述の構成部分は適当な形式で冒頭に述べたように配 置されて収縮する筋肉に当つけられる。さらに本発明の装置は筋肉の収縮の検査 と同時に心筋の筋電図と心音をとるだめに使用することもできる。

本発明の装置は公知の方法と装置に較べて次のような利点をもたらす。

まず本発明の、装置は筋肉の収縮時の機械的な値の変化を検査し、筋肉収縮時の 神経と筋力の電気的な値の変化との相関性をめるために重要なすべての・ξラメ ータの検出がは、じめて可能になった。

人間及び動物の筋肉組織の検査は生体においてかつ関連性の相関的な分析で完全 な機能関係で可能である。

特にとれによっては人間の筋肉組織についてのデータは動物における、検査の結 果を伝達することによってしか得られなかったという欠点が回避された。従来単 独で使用可能であった殺した動物の筋組織の被検査体の使用は回避し、筋肉組織 は学問的な教育に際して生理学的な関係でテーマとし、個体において観察するこ とができるようになった。

さらに本発明の装置は筋肉組織の検査をほぼすべての骨格筋繊維、骨格筋肉と骨 格筋肉群において可能にする。つまり記述した装置とこの装置の測定原理は常に 同一である。この場合には単にそのつど検査しようとする身体範囲の固定装置を 適合させるだけで十分である。本発明の装置で骨格筋肉組織に関して得られた結 果は学問的な信頼性が高いために心筋組織と横隔膜筋組織にも伝達できる。これ は薬理学的な研究と麻酔術にとって特に重要である。

本発明の装置は後続する測定の出発点としての筋肉の励起を規定された大きさに することを可能にする。

筋肉励起のだめの刺激は超最大に行なうことができるので、検査結果をいつわる 外的な影響は排除できる。

さらに筋肉に最大収縮を与えかつ本発明の装置で冒頭に述べた意味で測定しかつ 検出可能である。

本発明の装置はそのつどの検査物体に合わせた正確な固定と、特に回転台の回転 軸と検査しようとする身体部分の回転軸（例えば上方の距関節の回転軸）とを正 確な検査結果の重要な前提条件として合致させることを可能にする。検査される 身体部分が正確に固定されることによって筋肉収縮に際して得られた力は遅蒔モ ーメント又はその他の損失源なしで測定装置に伝達される。電流刺激強さもしく は反射ハンマの衝撃の強さと検査しようとする筋肉に装置を介して生せしめられ た対応力の大きさは正確でかつ検査の間は不変に固定可能でちる。達成された測 定結果、特に神経総ポテンシャル、神経伝導速度、筋肉総２テンシャル、筋力、 筋路、筋肉振動、種々の潜伏時間は全体的に数量規定され、−緒に検出可能でか つ相関性をめることができる。本発明の装置は公知の方法と装置とは異って、装 置から筋肉に生ぜしめられた対応力を調量し、筋肉の収縮時の運動範囲に亘って 一定に保つことを可能にする。これは筋肉を特徴づける補助けいれんの検出と力 と速度とのヒルシュの関係にとって特に重要である。

ＦＩＧす１２２ ＦＩＧＬ／、ｅ、午 戸１Ｃ，しに２３ ＦＩにＵρ　イブ ｔ；ｃｕＢ　〈６ ；＋ｃ、ｕｏ　／＋４ ｐ＋ｃ−ｕＲ２０ 国際調査報告 １１−−＾−”””ＮＬＰＣＴ／ＤＥ　８６１００５０４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．筋肉収縮時の機械的な値の変化を測定しかつ筋肉収縮時の神経と筋肉との電 気的な値の変化との相関性を求めるための装置であつて、収縮時に検査しようと する筋肉を有する人間又は動物の身体部分を直接又は間接的に電気的及び（又は ）機械的なパルスで励起し、検査しようとする身体部分に多数の測定個所を取付 け、この身体部分を装置内に固定する形式のものにおいて、検査しようとする身 体部分を筋肉の収縮によつて動かされる区分、例えば足で、装置のケーシング（ １）内にケーシング（１）の外壁の（１２），（１３）を貫通する軸（７），（ ８）によつて支承された、矢印方向に回転可能な回転台（２）の上に取付けられ るようになつており、軸（７），（８）が検査しようとする身体部分の関節の回 転軸と共に水平な直線上に位置しており、身体の筋肉励起に関係する個所に表面 電極（４２）が取付けられ、この表面電極（４２）が電源（２３）と刺激電流刺 激器（３９）とを介して筋肉を励起するようになつており、一方の軸（７）にケ ーシング（１）の外側（１２）で電磁クラツチ（１０）とこの電磁クラツチ（１ ０）に続いて電気モータ（９）が取付けられており、電磁クラツチ（１０）と電 気モータ（９）との両方が電流源（２３）から調整可能に給電されるようになつ ており、電磁クラツチ（１０）が隣接する円板（１８）と（１９）から成り、少 なくともクラツチ円板（１９）が摩擦兼制動ライニング（２０）を有し、クラツ チが電磁石（２１），（２２）で操作されるようになつており、軸（８）の上に ケーシング（１）の外壁（１２）の外側でポテンシオメータ（１１）が取付けら れており、神経を介して収縮した筋肉についての神経総ポテンシヤルを測定する ための電極（４９，５０）及び（又は）収縮した筋肉についての電気的なポテン シヤル変動を測定するための電極（５１），（５２）及び又は後ろに配置された マイクロフオン（５４）を有する聴診器（５３）が筋力の上に取付けられており 、電極（４９），（５０）もしくは（５１），（５２）と聴診器（５３）のマイ クロフオン（５４）とポテンシオメータ（１１）と電気モータ（９）が増幅器（ ４０）と接続され、この増幅器（４０）が測定値の記録装置と結合されているこ とを特徴とする、筋肉収縮を検査するための装置。 ２．回転台（２）の底部に筋肉の収縮によつて動かせようとする身体部分、例え ば足のためのベースプレート（３）が取付けられており、このベースプレート（ ３）が回転調節装置（１４）を介して高さ調節可能でかつ球頭を介して傾きも変 化させることのできる、請求の範囲第１項記載の装置。 ３．ベースプレート（３）の下側で、ケーシング（１）の外壁（１３）に設けら れた曲線状の切欠き（１７）内に固定的ではあるが固定解除可能でかつ鉛直方向 に移動可能に取付けられた支持体（１６）がべースプレート（３）のための下方 のストツパとして設けられている、請求の範囲第４項及び第２項記載の装置。 ４．ベースプレート（３）の上に固定しようとする身体部分のための肢体保持体 （５）が取付けられ、この肢体保持体（５）が有利には熱たわみ性のプラスチツ クから成るシエルから成つておりかつそのつどの身体部分に適合される、請求の 範囲第１項及び第２項記載の装置。 ５．筋肉を励起するための表面電極（４２）の代りにニードル電極（４３）が設 けられている、請求の範囲第１項記載の装置。 ６．筋肉収縮を起させる表面電極（４２）の代りに反射ハンマ（４４）が設けら れ、この反射ハンマ（４４）がばね（４５）を錠止部材（４６）で緊張させかつ 弛緩させることによつてレリーズされ、ハンマヘツド（４７）に圧電素子（４８ ）を有し、この圧電素子（４８）が腱もしくは筋肉にハンマが当接したときに電 気的なパルスを発生させる、請求の範囲第１項記載の装置。 ７．回転調節装置（１４）が互いに協働しかつそれぞれ固定的に結合可能でかつ 再び結合解除可能である円板から成る３つの円板対（３２），（３３），（３４ ）から成り、これらの円板対（３２），（３３），（３４）が鉛直方向で互いに 相上下して配置されかつ互いにそれぞれ一方の円板を介して結合されており、円 板対（３２）と円板対（３４）が鉛直方向に、しかし互いに９０°ずらして配置 されかつ円板対（３３）が水平に配置されており、３つの円板対のすべてにスケ ール（３５），（３６），（３７）が取付けられている、請求の範囲第１項及び 第２項記載の装置。 ８．ベースプレート（３）の後方端部に踵保持体（６）が取付けられ、この踵保 持体（６）が解離可能な固定装置を介してベースプレート（３）の長手方向に、 載置された身体部分を固定するために摺動可能である、請求の範囲第１項及び第 ２項記載の装置。 ９．ケーシングの背壁（２４）に上方の肢体保持体（４）が取付けられ、この肢 体保持体（４）が調節ねじを介して鉛直方向でかつ水平方向で検査しようとする 身体部分に適合させられかつ身体部分をバンド、ハーフシエル等で固定する、請 求の範囲第１項及び請求の範囲第２項から第８項までのいずれか１つの項に記載 の装置。 １０．回転台（２）の鉛直な脚部を貫く軸（７）と（８）の内側の端部にテレス コープ状に軸から引出し可能であるか又は挿入されたばねで押出し可能であるフ イーラ（１８）がベースプレート（３）を回転調節装置（１４）を介してそのつ どの検査しようとする身体部分の解剖学的な条件に合わせて調節するために取付 けられている、請求の範囲第１項及び第２項から第９項までのいずれか１つの項 に記載の装置。 １１．電気モータ（９）と電磁クラツチ（１０）の代りに外壁（１２）の外側に 垂直に配置されたコイルばね（５８）が取付けられ、このコイルばね（５８）が 一方の端部で、長さの安定した材料から成る結合を介して、軸（７）の上に取付 けられたウオーム状のローラ（５７）と協働し、反対側の端部で外壁（１２）に 取付けられたたわみバー（５９）に取付けられており、たわみバーが増幅器（４ ０）と記録装置（４１）と結合されている、請求の範囲第１項と第２項から第１ ０項までのいずれか１つの項に記載の装置。 １２．電気モータ（９）と電磁クラツチ（１０）の代りに、歯車（６０）とこれ に適合させた歯付きレール（６１）とを介して歯付きレール（６１）の一方の端 部に取付けられたピストン（６３）が圧縮空気タンク（６５）と、このピストン （６３）に合わせられた出口（６６）に走入され、そこで摺動可能である、請求 の範囲第１項と請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか１つの項に記載の 装置。 １３．電気モータ（９）がケーシング（１）及び（又は）ケーシング（２６）に 対して剛性的な結合を有しておらず、ケーシング（２６）の外壁に軸（７）が球 軸受を介して支承されており、電気モータ（９）の両側面にストレーンゲージ（ ２９，３０）を有する、ケーシング（２６）に向かつて水平に延びるたわみバー （２７，２８）が固定されている、請求の範囲第１項と第２項から第１０項まで のいずれか１つの項に記載の装置。 １４．軸（８）の上にねじりストレーンゲージ（３１）が取付けられている、請 求の範囲第１項と第２項から第１０項までのいずれか１つの項に記載の装置。 １５．ベースプレート（３）が球頭を有する回転調節装置（１４′）を有し、ベ ースプレート（３）の下に、スケールを備えた、ベースプレートに対して垂直に 延びる単数又は複数の測定棒（５５）が弾性的なスリーブ（５６）と一緒に取付 けられ、このスリーブ（５６）が回転台（２）の底部分まで達している、請求の 範囲第１項と第２項並びに第３項から第１４項までのいずれか１つの項に記載の 装置。 １６．軸（７，６８）にケーシング（１）の外側（１２）で電磁クラツチ（１０ ）と電気モータ（９）との代りにフレーム構造体（８０，８１、８２）が取付け られており、このフレーム構造体（８０，８１，８２）内で中央プレート（７８ ）によつて固定的に結合された底版（８０）と天板（８１）とにおける切欠きを 通つて外側のステー（８２）に対して平行に延びるステー（８３）が摺動可能で あり、中央プレート（７８）がレバー（７５）でその上に支持された可動なダブ ルローラ（７７）と協働しており、この場合、レバー（７５）が軸（７，６８） と案内（７６）を介して直角にかつ案内（７６）内で移動可能に結合されており 、レバー（７５）がダブルローラ（７７）の範囲の反対側の端部で軸延長部（８ ６）を介してフレーム構造体（８０，８１，８２）の互いに向き合つた側壁（８ ４）の２つの長孔（８７）内で案内されており、この場合、両方の長孔（８７） が数学的に規定されたカーブを描いており、底板（８０）と中央プレート（７８ ）との間に緊縮可能な押しばね（７９）が締込まれている、請求の範囲第１項記 載の装置。 １７．押しばね（７９）が下端部でポケツト状の支持シリンダ（８６）内に挿入 されており、この支持シリンダ（８５）が自体公知のバヨネツト継手で底版（８ ０）に固定的ではあるが解離可能に取付けられており、この場合、押しばね（７ ９）が底板（８０）の適当な開口を通つて中央プレート（７８）まで達しており 、種々異なるばね定数を有する押しばねが交換可能に使用されている、請求の範 囲第１６項記載の装置。 １８．レバー（７５）にストレーンゲージ（８８）が取付けられている、請求の 範囲第１６項及び（又は）第１７項記載の装置。 １９．回転可能な台（２）と装置のケーシング（１）の外壁（１２，１６）を貫 いて案内された軸（７，８）とを有するケーシング（１）の代りに、両方の反対 に向けられた端部に取付けられた軸（６６）を有するＵ字形の構成部分（７２） と、この構成部分（７２）に固定ヒンジ（７４）を介して取付けられた条片（７ ３）が検査しようとする身体部分に固定されるようになつており、軸（６８）が 検査しようとする身体部分の関節の回転軸と共に水平な同一の仮想線上に位置し ておりかつこの軸（６８）に別のＵ字形の構成部分（６９）の端点が支承されて おり、この構成部分（６９）が引出し可能でかつ３次元で回転可能な調節装置（ ７１）を介して、検査しようとする身体部分のための保持体（７０）に固定され ており、調節装置（７１）に測定スケールが取付けられている、請求の範囲第１ 項又は第１６項記載の装置。 ２０．小さな関節と筋肉において筋肉収縮を検査するための装置であつて、検査 しようとする身体部分が筋肉の収縮によつて動かされる区分、例えば親指で、シ エル（９４）に入れられかつこのシエル（９４）内で固定されるようになつてい るのに対し、身体部分の動かされない区分、例えば残つた手が保持装置（９７， ９８，９９，１００）に入れられて固定されるようになつており、保持装置が底 （９７）とこの底（９７）に直角に取付けられた剛性的な外壁（９８）と錠止可 能なシールガイド（１０１）と（１０２）を介して外壁（９８）に向かつて移動 可能な、同様に底（９７）に対して直角に配置された外壁（９９，１００）とか ら成つており、この保持装置が外壁（９９，１００）と、スケールの付けられた 固定可能な球継手（１０４，１０４′）を介して底版（１０６）に固定されかつ 同様にスクールが付けられた球継手（１０３，１０３′）内で長手方向に摺動可 能な保持棒（１０５）とを介して身体部分の形と姿勢に適合可能であり、さらに シエル（９４）が公知の固定ヒンジを有する保持体（９６）と湾曲部材（９３） を介して軸（９０）と固定的に結合されており、湾曲部材（９３）の両端に、検 査しようとする身体部分の関節を軸９０と整合する関節軸の仮想線上に固定する ために方向探知棒（９６）が設けられており、軸（９０）の上に湾曲部材（９３ ）とは反対側で外周にねじを備えた伝達歯車（１１３）と軸（９０）が回転した 場合の回転遅動力を測定するためのポテンシオメータ（１１）とが配置されてお り、伝達歯車（１１３）が軸（９０）に対して直角に配置された、軸（９０）と 伝達歯車（１１３）とは固定的には結合されていない棒（１１７）と協働し、こ の棒（１１７）が直線案内（１１８；１１９，１２０）内で長手方向に運動可能 でかつ伝達歯車（１１３）に配属された範囲に２つの紐又はワイヤ保持体（１１ ５，１１６）を有し、少なくとも一方の紐又はワイヤ保持体（１１５，１１６） に締付け装置が設けられており、紐又はワイヤ保持体に伝達歯車（１１３）のね じに係合する紐又はワイヤ（１１４）が端部で固定されており、棒（１１７）が 直線案内（１１９，１２０）の後ろの端部にコイル保持体１２２を有する電気的 な巻線コイル（１２３）を有しており、この巻線コイル（１２３）が離されて底 版（１０６）に取付けられた磁石コア（１２４）内に侵入し、電源（２３）と電 流調整器（１２１）とを介して調整可能に給電されるようになつており、磁界の 強さに応じて棒（１１７）で磁石コア（１２４）内に引込まれるようになつてお り、棒（１１７）に作用する、収縮する筋肉によつて生ぜしめられた、湾曲部材 （９３）と軸（９０）と伝達歯車（１１３）を介して伝達可能な力と、プランジ や磁石コイル（１２２，１２３，１２４）により生ぜしめられた所定の対応力が 引張又は押圧力受力器を介して記録されるようになつており、記録された情報が 請求の範囲の他の情報と同様に増幅器（４０）で増幅されかつ記録装置（４１） に記録されるようになつており、棒（１１７）を長手方向で所定の位置に固定的 に調節するために錠止装置（１２５）が設けられており、有利には同様に電流調 整器（１２１）を介して調整可能なコイル／磁石コアスイツチとして構成されて おり、軸（９０）が軸受保持管（９２）内に配置された２つの球軸受（９１）に 支承されており、軸受保持管（９１）が底板（１０６）に対して垂直に延びるケ ーシング壁（１０８）に剛性的に結合されている、請求の範囲第１項の装置。 ２１．電気的なポテンシヤル変動を測定するための電極と筋肉振動を測定するた めのマイクロフオンを有する聴診器とが、１つのケーシング（１３０）内にまと めて配置され、単数又は複数の差電極（１３１）と筋電図装置の測定電極とが集 音ホツパの近くで、開いた蓋として構成されたケーシングの下側（１３４）に取 付けられ、マイクロフオン（１３４）が同様にケーシング（１３０）内で集音ホ ツパ（１３３）の後ろに接続され、電極（１３１，１３２）とマイクロフオン（ １３４）から増幅器（４０）と記録装置（４１）への接続が設けられている、請 求の範囲第１項と請求の範囲第２項から第１９項までのいずれか１つの項に記載 の装置。