JPWO2018134996A1 - 皮膚感覚閾値の測定装置 - Google Patents

Abstract

人体の手指先の皮膚感覚閾値を、再現性高く定量的に測定することが可能であり、特に糖尿病に由来する末梢神経障害の有無や、神経障害の進行状況などの特定に有用な皮膚感覚閾値の測定装置を提供する。本体ケース２の内部に、プローブ１５と、プローブ駆動部１６と、プローブ駆動部１６を制御する駆動制御部２０と、プローブ１５の移動量を検出する移動量検出部１７とを設ける。プローブ駆動部１６は、プローブ１５に超音波振動を与える振動付与機能と、プローブ１５を移動させる移動機能とを備える。手指先１０の皮膚にプローブ１５を接触させた状態で、駆動制御部２０からの制御信号によりプローブ駆動部１６を駆動させて手指先１０に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与し、被験者が反応を示した際のプローブ１５の移動量を移動量検出部１７で検出することにより、被験者の手指先１０の皮膚感覚閾値を測定する。

Description

本発明は、皮膚感覚閾値を測定するための測定装置に関して、特に被験者の手指先の皮膚感覚閾値を測定するための測定装置に関する。

この種の測定装置に関して、本出願人は、足裏の感覚閾値を測定するための測定装置を先に提案している（特許文献１）。特許文献１に記載の測定装置は、座位或いは立位の被験者の足裏を支持する足載台と、足裏に移動刺激を与えるプローブと、プローブを移動操作するプローブ駆動構造と、足裏刺激を認識した被験者によって操作される入力スイッチと、プローブ駆動構造の駆動状態を制御する駆動制御部とを備える。この測定装置によれば、足載台の所定位置に開口した接触窓に足裏を載せたうえで、プローブ駆動構造でプローブを移動操作し、被験者が足裏に移動刺激を感じたときに入力スイッチを操作することで感覚閾値を測定することができる。

また、この測定装置によれば、プローブをプローブ駆動構造で自動的に移動操作して足裏に移動刺激を与えるので、被験者に対して設定されたとおりの移動刺激を設定された手順で正確に与えて、感覚閾値を高い再現性で定量的に測定できる。かかる測定装置は末梢神経障害の測定に有用であり、整形外科領域における手術後の神経の回復度の評価のみならず、特に末梢神経障害を伴う糖尿病の初期段階の予見などへの適用が期待できる。

特開２０１２−２２３３６５号公報

本発明者は、上記のような特許文献１に記載の足裏の皮膚感覚閾値の測定装置を、手指先の皮膚感覚閾値の測定に適用することを考えた。しかし、一般的に手指先の皮膚感覚の知覚感度は足裏のそれに比べて格段に高い。このため、手指先の皮膚感覚を刺激して皮膚感覚閾値を測定し、手指先の神経障害を的確に評価するためには、足裏と同じ条件の移動刺激を手指先に与えても、再現性高く皮膚感覚閾値を測定することには限界がある。より詳しくは、糖尿病の初期段階における手指先の末梢神経障害の進行は、足裏のそれに比べて遅く、且つ手指先の皮膚感覚の知覚感度は足裏のそれに比べて格段に高いため、手指先に移動刺激のみで、糖尿病患者と健常者との間の皮膚感覚閾値の差異を捉えることは容易ではなく、結果として末梢神経障害の有無や、その進行状況を適性に評価することは困難である。

本発明は、人体の手指先の皮膚感覚閾値を、再現性高く定量的に測定することが可能であり、健康状態の把握、糖尿病に由来する末梢神経障害の有無、或いは神経障害の進行状況の特定に有用な皮膚感覚閾値の測定装置を提供することを目的とする。

本発明は、被験者の手指先１０の皮膚感覚閾値を測定するための測定装置を対象とする。本体ケース２の内部に、手指先１０の皮膚に接触して刺激を与えるプローブ１５と、プローブ１５を駆動するプローブ駆動部１６と、プローブ駆動部１６の駆動状態を制御する駆動制御部２０と、プローブ駆動部１６により移動されたプローブ１５の移動量を検出する移動量検出部１７とが設けられている。プローブ駆動部１６が、プローブ１５に超音波振動を与える振動付与機能と、プローブ１５を移動させる移動機能とを備えている。手指先１０の皮膚にプローブ１５を接触させた状態で、駆動制御部２０からの制御信号によりプローブ駆動部１６を駆動させて手指先１０に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与し、被験者が反応を示した際のプローブ１５の移動量を移動量検出部１７で検出することにより、被験者の手指先１０の皮膚感覚閾値を測定するようにしたことを特徴とする。本発明におけるプローブ１５の振動方向は、移動機能によるプローブ１５の移動方向（例えば前後方向）と一致する方向に限られず、当該移動方向と直交する方向（上下方向や左右方向）であってもよく、要はプローブ１５の振動により手指先１０の振動覚を刺激できればよい。

プローブ駆動部１６が超音波モーター３０を駆動源とするものとして、超音波モーター３０の駆動力によりプローブ１５を移動させることで、当該超音波モーター３０に由来する超音波振動をプローブ１５に付与して、手指先に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成することができる。

プローブ駆動部１６を構成する超音波モーター３０が、電圧付与により屈曲変形する圧電素子３２と、圧電素子３２の屈曲変形を受けて振動する振動軸３３と、振動軸３３に対して移動可能に構成されて、圧電素子３２の屈曲変形を受けて振動軸３３に沿ってリニア運動する移動体３４とを含み、移動体３４にプローブ１５が固定されている形態を採ることができる。

プローブ駆動部１６が、並列状に配された２本の振動軸３３と、各振動軸３３の端部に接続された圧電素子３２と、各振動軸３３に設けられた移動体３４と、両移動体３４の間に橋設されたテーブル３１とを含み、テーブル３１にプローブ１５が固定されている形態を採ることができる。

本体ケース２の中央部には、プローブ１５を露出させるための接触窓６０が開口されており、該接触窓６０に沿ってプローブ１５が移動可能に構成されており、接触窓６０に、該接触窓６０の開口縁とプローブ１５の周縁との間の隙間を封止する弾性体からなるパッキン６１が配置された形態を採ることができる。

接触窓６０を介してプローブ１５が皮膚に接触する状態で、本体ケース２を被験者の手指先１０に装着固定するための装着構造を備える形態を採ることができる。なお、装着構造は、例えば図２に示すように、上ケース３、下ケース４、連結軸５、およびばね６などで本体ケース２をクリップ状に構成して手指先１０を挟持して装着する形態、あるいは図６に示すように、本体ケース２に対して装着バンド７５で手指先１０を締め付けて装着する形態などを採用できる。

本体ケース２の内部には、制御プログラムがインストールされて、被験者により操作される主制御装置７０との間の無線通信接続状態を構築するための通信部２２が設けられている。通信部２２を介して主制御装置７０から送信される制御信号に基づいて、プローブ１５を移動させるとともに、通信部２２を介して移動量検出部１７により検出された皮膚感覚閾値を主制御装置７０に向けて送信するように構成することができる。

本発明に係る皮膚感覚閾値の測定装置においては、プローブ１５が移動するだけでなく、プローブ１５が超音波振動するようにして、被験者の手指先１０に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するようにした。これによれば、プローブ１５の移動刺激のみを被験者に付与する従来装置に比べて、複合的な刺激を手指先１０に付与して、より適切に皮膚感覚閾値を測定することができる。より詳しくは、超音波振動刺激を付与することで手指先１０の振動覚を刺激するとともに、移動刺激を付与することで手指先１０の圧覚を刺激することができるので、従来の移動刺激のみでは反応の乏しかった被験者に対しても、さらに超音波振動刺激を付与することで、より適切に反応を引き出すことができ、結果として、より正確に手指先１０の感覚閾値を測定することが可能となる。

また、移動刺激のみを付与する従来装置に比べて、より小さなプローブ１５の移動量で被験者の反応を引き出すことができるため、プローブ１５の移動機構が無用に大型化することを避けて、測定装置の小型化を図ることができる。従って、本発明によれば、装置の小型化が可能となり、手指先１０の感覚閾値の測定に適した小型且つ軽量な測定装置を得ることができる。

移動刺激のみを付与する従来装置において、特に末梢神経障害が発症しており、知覚感度が低下している被験者においては、プローブ１５を人体皮膚に接触させた初期状態におけるプローブ１５の接触状態や接触位置ですら、これらを適性に知覚することが困難な場合がある。このような被験者に対しては、初期状態からプローブ１５を数μｍ単位で移動させて移動刺激を付与しても、そもそも初期状態の知覚が曖昧であるために、プローブ１５の移動に対して適切に反応することができず、皮膚感覚閾値を測定することが困難となりやすい。これに対して、本願発明に係る測定装置のように、人体皮膚に対して超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成すると、プローブ１５を被験者の人体皮膚に接触させた初期状態において、超音波振動刺激を与えて、手指先１０の振動覚を刺激することで、当該初期状態におけるプローブ１５の接触状態や接触位置を適性に被験者に知覚させることが可能となる。また、かかる初期状態からプローブ１５を移動させて、超音波振動刺激を伴う移動刺激を人体皮膚に付与することで、被験者はプローブ１５の移動に対して適切に反応することが可能となる。以上のような点においても、本発明に係る測定装置を用いれば、皮膚感覚閾値をより高い再現性で定量的に測定することが可能となる。

プローブ駆動部１６が超音波モーター３０を駆動源とするものとして、当該超音波モーター３０の駆動力によりプローブ１５を移動させることで、当該超音波モーター３０に由来する超音波振動をプローブ１５に付与して、手指先１０に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成することができる。これによれば、プローブ１５を超音波振動させるための振動付与機能と、プローブ１５を移動させるための移動機能とを別々の機構で実現する構成に比べて、プローブ駆動部１６の構造の簡素化を図ることができるので、装置全体を小型化するのに好適な皮膚感覚閾値の測定装置を得ることができる。

プローブ駆動部１６を構成する超音波モーター３０が、電圧付与により屈曲変形する圧電素子３２と、圧電素子３２の屈曲変形を受けて振動する振動軸３３と、振動軸３３に対して移動可能に構成されて、圧電素子３２の屈曲変形を受けて振動軸３３に沿ってリニア運動する移動体３４とを含み、移動体３４にプローブ１５が固定されている形態を採ることができる。以上のような超音波モーター３０は、その大きさに比べて大きな駆動力を発揮するとともに、動作速度が速く、安定した駆動を実現できる点で優れている。従って、小形かつ軽量な手指先１０用の皮膚感覚閾値の測定装置の駆動源として好適である。

プローブ駆動部１６を、並列状に配された２本の振動軸３３と、各振動軸３３の端部に接続された圧電素子３２と、これら２本の振動軸３３の間に橋設されたテーブル３１と、テーブル３１に固定されたプローブ１５とを備えている形態を採ることができる。換言すれば、２つの超音波モーター３０を並列状に配した形態を採ることができる。これによれば、プローブ１５に掛かる荷重を２本の振動軸３３で受け止めることができるので、振動軸３３の破壊が生じ難く耐久性に優れた皮膚感覚閾値の測定装置を得ることができる。２つの超音波モーター３０でプローブ１５を移動させる形態であるから、プローブ１５が強く押さえられた場合であっても、プローブ１５を確実に移動させることが可能であり、信頼性に優れた測定装置を得ることができる。

本体ケース２の中央部に、プローブ１５を露出させるための接触窓６０が開口されており、該接触窓６０に沿ってプローブ１５が移動可能に構成されており、接触窓６０の開口縁とプローブ１５の周縁との間の隙間を封止する弾性体からなるパッキン６１が配置された形態を採ることができる。これによれば、プローブ１５と接触窓６０との間の隙間をパッキン６１で封止して、接触窓６０から本体ケース２内への塵埃や水分等が侵入することを防ぐことができる。従って、プローブ駆動部１６等の誤作動や動作不良の発生を防ぎ、装置の信頼性向上に貢献できる。

接触窓６０を介してプローブ１５が皮膚に接触する状態で、本体ケース２を被験者の手指先１０に装着固定するための装着構造が設けられていると、被験者の手指先１０が本体ケース２に対して不用意に動くことを防ぐことができるので、より正確に被験者の手指先１０の皮膚感覚閾値を測定することができる。

本体ケース２の内部に無線通信用の通信部２２が設けられており、この通信部２２を介して、測定装置が、被験者により操作される主制御装置７０と接続される構成を採ることができる。このように、測定装置に主制御装置７０との間の無線通信用の通信部２２が設けられていると、例えば、主制御装置７０にスイッチを設け、被験者が手指先１０に移動刺激を感じたときに主制御装置７０のスイッチが操作されると移動量検出部１７が皮膚感覚閾値を測定し、当該皮膚感覚閾値を通信部２２を介して主制御装置７０に向けて送信するような形態を採ることができる。これによれば、測定装置側に、被験者が手指先１０に移動刺激を感じたときに操作されるスイッチなどを設ける構成に比べて、測定装置の構成の簡素化を図ることができる。また、主制御装置７０に予めインストールされている制御プログラムにより、主制御装置７０が、手指先１０の神経障害の有無や神経障害の程度を自動的に判定する構成や、主制御装置７０に設けられた表示手段に判定結果等が表示される構成を採ることができるので、この点でも測定装置の構成の簡素化を図ることができる。測定装置と主制御装置７０との間が無線通信により接続されるように構成されていると、有線により測定装置と主制御装置７０との間を接続する場合よりも、各段に容易に両者間の接続状態を確立できる。無線通信により測定装置と主制御装置７０とが接続される形態であるから、主制御装置７０の操作時に、有線に引きずられて測定装置がずれ動くような不都合は生じず、より正確に皮膚感覚閾値を測定できる利点がある。

本発明に係る皮膚感覚閾値の測定装置の要部を示す縦断側面図である。 皮膚感覚閾値の測定装置の全体構成を示す図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 皮膚感覚閾値の測定装置の要部の平面図である。 プローブの動作を説明するための図である。 本発明に係る皮膚感覚閾値の測定装置の別実施例を示す図である。

（実施例） 図１ないし図５に、本発明に係る皮膚感覚閾値の測定装置の実施例を示す。本実施例における前後、左右、上下とは、図１、図３および図５に示す交差矢印と、交差矢印の近傍の前後・左右・上下の表記に従う。

図２に示すように、測定装置１の基体となる本体ケース２は、それぞれ四角容器状に形成された上ケース３と下ケース４と、これら上下のケース３・４を連結する連結軸５と、連結軸５に装着されたねじりコイル形のばね６とでクリップ状に構成される。測定装置１は、ばね６の付勢力により連結軸５を中心にして、上ケース３と下ケース４との対向間隔が小さくなる閉姿勢と、ばね６の付勢力に抗して上ケース３と下ケース４との対向間隔が大きくなる開姿勢との間で揺動可能に構成されている。測定に際しては、上ケース３を開いて開姿勢とし、測定対象となる手指先１０（例えば親指）を上ケース３と下ケース４との間に差し込んだうえで、ばね６の付勢力により上ケース３を閉じ、図２に示すように上ケース３と下ケース４とで手指先１０を上下方向から挟むことで（クリッピングすることで）、手指先１０に測定装置１を装着することができる。また、上記の装着状態からばね６の付勢力に抗して上ケース３を開姿勢とすることで、測定装置１を手指先１０から取り外すことができる。

図２および図３に示すように、上ケース３の下面と下ケース４の上面のそれぞれには、手指先１０のガイドとなる凹曲面７・８が形成されており、下ケース４の凹曲面８に沿って手指先１０の腹部１１を押し当てたうえで、上ケース３の凹曲面７を手指先１０の背部１２に被せ付けることで、手指先１０の最適位置に測定装置１を装着することができる。本実施例においては、上ケース３、下ケース４、連結軸５、およびばね６などでクリップ状に構成した本体ケース２で装着構造が構成されている。

下ケース４の内部には、手指先１０の腹部１１の皮膚に接触して刺激を与えるプローブ１５と、プローブ１５を駆動するプローブ駆動部１６と、プローブ１５の移動量を検出する移動量検出部１７と、プローブ駆動部１６などの各種部材に電力を供給する電池１８が配設されている。上ケース３の内部には、測定装置１の制御チップ（駆動制御部）２０、電源スイッチ２１、無線通信用チップ（通信部）２２、測定状態を表示するための発光素子２３などが実装された回路基板２４が配設されている。図１において符号２５は、電源スイッチ２１をオンオフ操作するための操作ボタンを示す。

図１、図３、及び図４に示すように、プローブ駆動部１６は、下ケース４の底面の四か所に立設されるねじボス２７に、ビス２８により締結固定される駆動ベース２９と、駆動ベース２９に支持される左右一対の超音波モーター３０・３０と、超音波モーター３０・３０により前後方向にスライド自在に案内されるテーブル３１とで構成される。各超音波モーター３０は、電圧付与により屈曲変形する圧電素子３２と、圧電素子３２の変形を受けて振動する振動軸３３と、振動軸３３に対して移動可能に構成されて、圧電素子３２の屈曲変形を受けて振動軸３３に沿ってリニア運動する移動体３４とで構成される。圧電素子３２は、電圧の印加により屈曲変形する電歪基板３５を備えている。

図１および図４に示すように、駆動ベース２９は、ビス２８用の貫通穴を有する四角板状のベース本体３６と、ベース本体３６の前後端に設けた前後一対の支持壁３７・３８とを備える樹脂成型品であり、支持壁３７・３８には、超音波モーター３０・３０を支持する支持構造が左右一対形成されている。各支持構造は、駆動ベース２９のベース本体３６の前端に形成されて、超音波モーター３０の圧電素子３２の筐体の下端部を外嵌状に固定保持する装着溝４０と、前支持壁３７に形成されて振動軸３３の基端部を受け止める前軸受４１と、後支持壁３８に形成されて振動軸３３の先端部を受け止める後軸受４２とで構成される。各軸受４１・４２は、前後の支持壁３７・３８の上端面に凹み形成された溝である。

移動体３４は、振動軸３３の前後方向の中途部に装着された四角柱状の金属成形品であり、その下面には、下向きに開口を有して、振動軸３３の上部に受け止められる断面山形の受凹部４４が形成されている（図３参照）。移動体３４には、受凹部４４に対向配置されて、当該受凹部４４と協同して振動軸３３を上下方向から挟持し、移動体３４と振動軸３３との間に適切な摩擦力を生じさせるための挟持体４５が固定されている。挟持体４５は、移動体３４の側面にビス４６により固定される支持片４７と、支持片４７の下端から水平方向に伸びる弾性片４８とを備える断面Ｌ字状の金属成形品であり、弾性片４８の遊端の上面が振動軸３３の下部に接触することで、移動体３４が振動軸３３から大きく浮き上がることを防止する。以上より、受凹部４４を断面山形として、振動軸３３に対して移動体３４を線接触状に接触させるようにしたことと相俟って、移動体３４と振動軸３３との間に生じる摩擦力を適切なものとすることができるので、振動軸３３が軸方向に振動したときに、慣性の法則により振動軸３３に沿って移動体３４を適切に移動制御することができる。

より具体的には、以上のような構成からなる超音波モーター３０においては、パルス波を圧電素子３２に付与することで、圧電素子３２を構成する電歪基板３５を、ニュートラル姿勢と屈曲変形姿勢との間で姿勢変位させて、振動軸３３を振動させることができる。このとき、例えば鋸刃状のパルス波を圧電素子３２に付与することで、電歪基板３５がニュートラル姿勢から屈曲変形姿勢に至るまでの「行き」のスピードよりも、電歪基板３５自身の復元力により電歪基板３５が屈曲変形姿勢からニュートラル姿勢に復帰するまでの「帰り」のスピードを速くすることができるので、慣性の法則により振動軸３３上を移動する移動体３４を微小量だけ置き去り、結果として、振動軸３３に沿って移動体３４をリニア移動させることができる。本実施形態における超音波モーター３０は、３０〜８０ｋＨｚで振動する。

テーブル３１は、中央部のプローブ固定部５０と、プローブ固定部５０の左右両側に張り出し形成された移動体固定部５１・５１とを備えるブロック状の樹脂成型品である。プローブ固定部５０の中央には、平面視で正方形の装着穴５２が形成されており、この装着穴５２にプローブ１５を嵌め込むことにより、テーブル３１の移動に同行してプローブ１５を移動させることができる。それぞれの移動体固定部５１の下面には、移動体３４が接着固定されている。プローブ１５は、四角柱状の樹脂成型品であり、その上端に設けた平坦な接触部５３で手指先１０の腹部１１に刺激を与える。接触部５３は、平面視で５ｍｍ×５ｍｍの正方形に形成されている。

プローブ１５の移動量を検出する移動量検出部１７は、駆動ベース２９の上面に設けられた位置検出センサ５５と、テーブル３１の下面に設けられた磁気スケール５６とからなる非接触式のリニアスケールであり、位置検出センサ５５により磁気スケール５６の位置を捉えることで、テーブル３１に固定されたプローブ１５の移動量を検出する。位置検出センサ５５による検出結果は、図外のラインを介して回路基板２４に配設された制御チップ２０に送られる。

図１、図３および図５に示すように、下ケース４の上面中央には、プローブ１５の露出させるための接触窓６０が開設されている。接触窓６０の開口寸法は１０ｍｍ×１０ｍｍであり、この接触窓６０を介してプローブ１５の接触部５３が上面に露出して、手指先１０の腹部１１に接触している。接触窓６０から本体ケース２内部へ塵埃や水分等が侵入することを防止するため、接触窓６０の開口周縁とプローブ１５の周縁との間にはパッキン６１が配設されている。図５に示すように、パッキン６１は、プローブ１５の外形形状に合わせた約５ｍｍ×５ｍｍの開口を備える平面視で四角形状のゴム成形品であり、図３に示すように、パッキン６１の四周縁が接触窓６０の開口周縁に接合され、パッキン６１の開口周縁がプローブ１５の周縁に接する状態で、プローブ固定部５０に固定されている。これにて、プローブ１５の移動位置に関わらず、常に接触窓６０とプローブ１５との間の間隙をパッキン６１で封止することができるので、塵埃等が本体ケース２内に侵入することを確実に防止できる。従って、プローブ駆動部１６等の誤作動や動作不良の発生を防ぎ、装置の信頼性向上に貢献できる。

回路基板２４に実装された制御チップ２０である駆動制御部は、プローブ駆動部１６の駆動状態を制御するものであり、プローブ１５を所定の手順で前後方向へ移動させる。なお、プローブ駆動部１６によるプローブ１５の移動速度は、１ｍｍ／ｓ刻みで設定することが可能であり、さらに移動距離は２μｍ刻みで設定することができる。

被験者による操作される主制御装置７０は、制御プログラムが予めインストールされた情報携帯端末であり、IEEE 802.15.1などの近距離無線通信規格を使って、測定装置１の無線通信用チップ２２との間で無線通信接続状態を構築する。制御プログラムを立ち上げたとき、主制御装置７０のタッチパネル式の表示画面７１には、スタートボタン７２、感知ボタン７３などが表示されるようになっている。感知ボタン７３は、感覚閾値を測定装置１で測定する過程で被験者が移動刺激を感じたときにオン操作されるものであり、感知ボタン７３をオン操作したときのオン信号は、プローブ１５の移動状況と共に、主制御装置７０の記録部に記憶される。なお、主制御装置７０に制御プログラムをインストールした際に、被験者の年齢や性別といったような情報が登録されて、これら被験者情報も記録部に記録される。

上記構成による測定装置を使った手指先における感覚閾値の測定方法は、まず、図２に示すように上ケース３と下ケース４とで手指先１０を上下方向からクリッピングして、測定装置１を手指先１０に装着する。このとき、手指先１０の腹部１１にプローブ１５が接する適正位置に測定装置１を装着する。

次いで、主制御装置７０の制御プログラムを立ち上げる。このとき、無線通信により主制御装置７０から測定装置１に向けてオン信号が送信され、これにより、測定装置１が稼働されるとともに、主制御装置７０と測定装置１との間の無線接続状態が確立される。測定装置１の操作ボタン２５が押圧操作されて電源スイッチ２１がオンとなり、測定装置１が稼働されたときに、無線通信により主制御装置７０との間で無線接続状態が確立されるようにしてもよく、要は、測定装置１による測定に先立って、主制御装置７０と測定装置１との間の無線接続状態が確立されれば良い。

次に主制御装置７０のスタートボタン７２がオン操作されると、測定装置１はプローブ駆動部１６を作動させて、微小振動を伴いながらプローブ１５を前後方向に一往復させて、超音波振動刺激を伴う移動刺激を手指先１０の腹部１１に与える。ここでは、所定のスピード（例えば５ｍｍ／ｓのスピード）で、所定幅（例えば、４０μｍの幅）でプローブ１５を動かす。その間に、被験者が主制御装置７０の感知ボタン７３をオン操作した場合には、さらに知覚され難い小さな超音波振動刺激を伴う移動刺激を被験者に与えて、被験者がプローブ１５の移動を知覚できたか否かを確かめる。また、移動刺激を与えたにも拘わらず、被験者の反応がない場合には、より知覚されやすい大きな幅でプローブ１５を動かして、被験者が超音波振動を伴う移動刺激を知覚できたか否かを確かめる。このようにして超音波振動を伴う移動刺激を大小に異ならせて測定を行うことにより、前後方向の超音波振動を伴う移動刺激に対する被験者の手指先１０の皮膚感覚閾値を、再現性が高い状態で定量的に測定することができる。

以上のようにして皮膚感覚閾値が測定されると、主制御装置７０は測定結果を年齢や性別に基づいて構築されたデータベースと比較して、末梢神経障害の進行度合いを評価し、上記の測定結果とともに、評価結果を表示画面７１に表示する。これにより、専門的な知識および技術を持っていない被験者であっても、得られた結果を糖尿病の予防などに反映させることができる。手指先１０の皮膚感覚の知覚状態を客観的に捉えることができるので、被験者の精神状態や健康状態を測るバロメーターとして、得られた測定結果を用いることもできる。つまり、この測定装置１は、糖尿病等の病気予防の目的に限らず、被験者の精神状態や健康状態を測る目的においても好適に使用できる。以上のようにして得られた測定結果は、時刻情報とともに主制御装置７０の記録部に蓄積され、測定結果や評価結果は、表示画面７１にグラフ化して表示させることができる。

図６は測定装置の別の実施例を示しており、本実施例においては装着構造が異なっている。本体ケース２は上ケース３が省略されており、装着構造は、下ケース４と、下ケース４に設けられた装着バンド７５とで構成されている。装着バンド７５は雌雄の面ファスナーを備える左右一対の帯布で形成されており、帯布の一端は下ケース４の左右側面にそれぞれ固定されている。手指先１０の腹部１１を凹曲面８にあてがい、背部１２側で装着バンド７５の雌雄の面ファスナーを密着させ締め付けることで、手指先１０に測定装置１を装着することができる。上ケース３に配設されていた回路基板２４などは、下ケース４の内部に配設されている。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

以上のように、上記の各実施例に係る皮膚感覚閾値の測定装置においては、プローブ１５が移動するだけでなく、プローブ１５が超音波振動するようにして、被験者の手指先１０に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するようにしたので、プローブ１５の移動刺激のみを被験者に付与する従来装置に比べて、複合的な刺激を手指先１０に付与して、より適切に皮膚感覚閾値を測定することができる。より詳しくは、超音波振動刺激を付与することで手指先１０の振動覚を刺激するとともに、移動刺激を付与することで手指先１０の圧覚を刺激することができるので、従来の移動刺激のみでは反応の乏しかった被験者に対しても、さらに超音波振動刺激を付与することで、より適切に反応を引き出すことができ、結果として、より正確に手指先１０の感覚閾値を測定することが可能となる。

また、移動刺激のみを付与する従来装置に比べて、より小さなプローブ１５の移動量で被験者の反応を引き出すことができるため、プローブ１５の移動機構が無用に大型化することを避けて、測定装置１の小型化を図ることができる。以上より、装置の小型化が可能となり、手指先１０の感覚閾値の測定に適した小型且つ軽量な測定装置１を得ることができる。

上記の各実施例に係る測定装置のように、人体皮膚に対して超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成したので、プローブ１５を被験者の人体皮膚に接触させた初期状態において、超音波振動刺激を与えることで、当該初期状態におけるプローブ１５の接触状態や接触位置を適性に被験者に知覚させることが可能となる。また、かかる初期状態からプローブ１５を移動させて、超音波振動刺激を伴う移動刺激を人体皮膚に付与することで、被験者はプローブ１５の移動に対して適切に反応することが可能となり、皮膚感覚閾値をより高い再現性で定量的に測定することが可能となる。

プローブ駆動部１６は超音波モーター３０の駆動力によりプローブ１５を移動させることで、当該超音波モーター３０に由来する超音波振動をプローブ１５に付与して、手指先に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成したので、プローブ１５を超音波振動させるための振動付与機能と、プローブ１５を移動させるための移動機能とを別々の機構で実現する構成に比べて、プローブ駆動部１６の構造の簡素化を図ることができる。従って、装置全体を小型化するのに好適な皮膚感覚閾値の測定装置１を得ることができる。

圧電素子３２と、振動軸３３と、移動体３４とを含む超音波モーター３０の移動体３４にプローブ１５が固定されていると、以上のような超音波モーター３０は、その大きさに比べて大きな駆動力を発揮するとともに、動作速度が速く、安定した駆動を実現できる点で優れている。従って、小形かつ軽量な手指先１０用の皮膚感覚閾値の測定装置１の駆動源として好適である。

２つの超音波モーター３０を並列状に配した形態のプローブ駆動部１６によれば、プローブ１５に掛かる荷重を２本の振動軸３３で受け止めることができるので、振動軸３３の破壊が生じ難く耐久性に優れた皮膚感覚閾値の測定装置１を得ることができる。２つの超音波モーター３０でプローブ１５を移動させる形態であるから、プローブ１５が強く押さえられた場合であっても、プローブ１５を確実に移動させることが可能であり、信頼性に優れた測定装置１を得ることができる。

接触窓６０を介してプローブ１５が皮膚に接触する状態で、本体ケース２を被験者の手指先１０に装着固定するための装着構造を設けたので、被験者の手指先１０が本体ケース２に対して不用意に動くことを防ぐことができ、より正確に被験者の手指先１０の皮膚感覚閾値を測定することができる。

測定装置１に主制御装置７０との間の無線通信用の無線通信用チップ２２を設け、主制御装置７０に感知ボタン７３を設けて、被験者が手指先１０に移動刺激を感じたときに主制御装置７０の感知ボタン７３が操作されると移動量検出部１７が皮膚感覚閾値を測定し、当該皮膚感覚閾値を無線通信用チップ２２を介して主制御装置７０に向けて送信するようにした。これによれば、測定装置１側に、被験者が手指先１０に移動刺激を感じたときに操作される感知ボタン７３を設ける構成に比べて、測定装置１の構成の簡素化を図ることができる。また、主制御装置７０に予めインストールされている制御プログラムにより、主制御装置７０が、手指先１０の神経障害の有無や神経障害の程度を自動的に判定する構成や、主制御装置７０に設けられた表示画面７１に判定結果等が表示される構成を採ることができるので、この点でも測定装置１の構成の簡素化を図ることができる。測定装置１と主制御装置７０との間が無線通信により接続されるように構成されていると、有線により測定装置１と主制御装置７０との間を接続する場合よりも、各段に容易に両者間の接続状態を確立できる。無線通信により測定装置１と主制御装置７０とが接続される形態であるから、主制御装置７０の操作時に、有線に引きずられて測定装置１がずれ動くような不都合は生じず、より正確に皮膚感覚閾値を測定できる利点がある。

上記の各実施例では、超音波モーター３０を用いて手指先１０に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成したが、ステッピングモーターと、ボールねじなどの回転運動を直線運動に変換する機構とでプローブ１５の移動を行い、テーブル３１に固定した超音波発振子でプローブ１５に超音波振動を付与するようにしてもよい。装着構造は、装着バンド７５に換えて下ケース４の上面を横切るように固定した伸縮性のバンド体であってもよい。

２ 本体ケース
１０ 手指先
１５ プローブ
１６ プローブ駆動部
１７ 移動量検出部
２０ 駆動制御部（制御チップ）
２２ 通信部（無線通信用チップ）
３０ 超音波モーター
３１ テーブル
３２ 圧電素子
３３ 振動軸
３４ 移動体
６０ 接触窓
６１ パッキン
７０ 主制御装置

Claims (7)

1. 被験者の手指先（１０）の皮膚感覚閾値を測定するための測定装置であって、
   本体ケース（２）の内部に、手指先（１０）の皮膚に接触して刺激を与えるプローブ（１５）と、プローブ（１５）を駆動するプローブ駆動部（１６）と、プローブ駆動部（１６）の駆動状態を制御する駆動制御部（２０）と、プローブ駆動部（１６）により移動されたプローブ（１５）の移動量を検出する移動量検出部（１７）とが設けられており、
   プローブ駆動部（１６）が、プローブ（１５）に超音波振動を与える振動付与機能と、プローブ（１５）を移動させる移動機能とを備えており、
   手指先（１０）の皮膚にプローブ（１５）を接触させた状態で、駆動制御部（２０）からの制御信号によりプローブ駆動部（１６）を駆動させて手指先（１０）に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与し、被験者が反応を示した際のプローブ（１５）の移動量を移動量検出部（１７）で検出することにより、被験者の手指先（１０）の皮膚感覚閾値を測定するようにしたことを特徴とする、皮膚感覚閾値の測定装置。
2. プローブ駆動部（１６）が超音波モーター（３０）を駆動源とするものであり、
   超音波モーター（３０）の駆動力によりプローブ（１５）を移動させることで、当該超音波モーター（３０）に由来する超音波振動をプローブ（１５）に付与して、手指先（１０）に超音波振動刺激を伴う移動刺激を付与するように構成されている、請求項１に記載の皮膚感覚閾値の測定装置。
3. プローブ駆動部（１６）を構成する超音波モーター（３０）が、電圧付与により屈曲変形する圧電素子（３２）と、圧電素子（３２）の屈曲変形を受けて振動する振動軸（３３）と、振動軸（３３）に対して移動可能に構成されて、圧電素子（３２）の屈曲変形を受けて振動軸（３３）に沿ってリニア運動する移動体（３４）とを含み、
   移動体（３４）にプローブ（１５）が固定されている、請求項２に記載の皮膚感覚閾値の測定装置。
4. プローブ駆動部（１６）が、並列状に配された２本の振動軸（３３）と、各振動軸（３３）の端部に接続された圧電素子（３２）と、各振動軸（３３）に設けられた移動体（３４）と、両移動体（３４）の間に橋設されたテーブル（３１）とを含み、
   テーブル（３１）にプローブ（１５）が固定されている、請求項３に記載の皮膚感覚閾値の測定装置。
5. 本体ケース（２）の中央部には、プローブ（１５）を露出させるための接触窓（６０）が開口されており、該接触窓（６０）に沿ってプローブ（１５）が移動可能に構成されており、
   接触窓（６０）に、該接触窓（６０）の開口縁とプローブ（１５）の周縁との間の隙間を封止する弾性体からなるパッキン（６１）が配置されている、請求項１から４のいずれか一つに記載の皮膚感覚閾値の測定装置。
6. 接触窓（６０）を介してプローブ（１５）が皮膚に接触する状態で、本体ケース（２）を被験者の手指先（１０）に装着固定するための装着構造を備える、請求項５に記載の皮膚感覚閾値の測定装置。
7. 本体ケース（２）の内部には、制御プログラムがインストールされて、被験者により操作される主制御装置（７０）との間の無線通信接続状態を構築するための通信部（２２）が設けられており、
   通信部（２２）を介して主制御装置（７０）から送信される制御信号に基づいて、プローブ（１５）を移動させるとともに、
   通信部（２２）を介して移動量検出部（１７）により検出された皮膚感覚閾値を主制御装置（７０）に向けて送信するように構成されている、請求項１から６のいずれか一つに記載の皮膚感覚閾値の測定装置。

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