特許 6857367 筋活動測定装置及び筋活動測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6857367

(24)【登録日】2021年3月24日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】筋活動測定装置及び筋活動測定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/05 20210101AFI20210405BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/05 A

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-522502(P2018-522502)

(86)(22)【出願日】2017年6月6日

(86)【国際出願番号】JP2017020955

(87)【国際公開番号】WO2017213127

(87)【国際公開日】20171214

【審査請求日】2020年3月25日

(31)【優先権主張番号】特願2016-114482(P2016-114482)

(32)【優先日】2016年6月8日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】504179255

【氏名又は名称】国立大学法人 東京医科歯科大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100131705

【弁理士】

【氏名又は名称】新山 雄一

(72)【発明者】

【氏名】川端 茂徳

(72)【発明者】

【氏名】大川 秀一

(72)【発明者】

【氏名】牛尾 修太

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５１６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２０２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８１２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０４９１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Norm P. Nantel et al.，Design optimization of a transducer for magnetomyography，Annual international conference of the IEEE engineering in medicine and biology society，１９９１年，vol.13, no.4, pp.1709-1710

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筋活動測定装置であって、
基板と、
生体から生じる磁界を検知する磁気センサ部と、
前記基板及び前記磁気センサ部を収容する収容体と、
前記筋活動測定装置の設置方向を識別する識別手段と、
前記磁気センサ部によって検知された信号に基づき生体磁気情報を生成する演算部と、
前記演算部で生成された生体磁気情報を外部に無線で送信する無線モジュールと、
前記磁気センサ部、前記演算部及び前記無線モジュールに電力を供給する電力供給部と、を備え、
前記磁気センサ部は、前記基板の一方の面に取り付けられ、
前記演算部及び前記無線モジュールは、前記基板の他方の面に取り付けられ、
前記識別手段は、前記収容体の表面に設けられ、
前記識別手段は、前記磁気センサ部の感磁方向と、検知対象となる生体の筋線維の延在方向とが略直交して前記筋活動測定装置を設置するための識別情報を有し、
前記識別手段が有する前記識別情報は、前記収容体の表面における前記筋活動測定装置の設置方向の表示、又は前記収容体の形状を含む、筋活動測定装置。

【請求項2】

筋活動測定装置であって、
基板と、
生体から生じる磁界を検知する磁気センサ部と、
前記基板及び前記磁気センサ部を収容する収容体と、
前記筋活動測定装置の設置方向を識別する識別手段と、
前記磁気センサ部によって検知された信号に基づき生体磁気情報を生成する演算部と、
前記演算部で生成された生体磁気情報を外部に無線で送信する無線モジュールと、
前記磁気センサ部、前記演算部及び前記無線モジュールに電力を供給する電力供給部と、を備え、
前記磁気センサ部は、前記基板の一方の面に取り付けられ、
前記演算部及び前記無線モジュールは、前記基板の他方の面に取り付けられ、
前記識別手段は、前記収容体の表面に設けられ、
前記識別手段は、前記磁気センサ部の感磁方向と、検知対象となる生体の筋活動に対する筋磁界の方向とが略一致するように前記筋活動測定装置を設置するための識別情報を有し、
前記識別手段が有する前記識別情報は、前記収容体の表面における前記筋活動測定装置の設置方向の表示、又は前記収容体の形状を含む、筋活動測定装置。

【請求項3】

前記収容体は、矩形状又は楕円形状である、請求項１又は２に記載の筋活動測定装置。

【請求項4】

前記収容体の短手方向が前記磁気センサ部の感磁方向と略一致する、請求項３に記載の筋活動測定装置。

【請求項5】

前記磁気センサ部の感磁方向と、検知対象となる生体の筋線維の延在方向とが略直交するように、請求項１に記載の筋活動測定装置を前記生体の体表面に配置する、筋活動測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気センサを用いた筋活動測定装置及び筋活動測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

脊椎疾患や脊髄疾患において、薬物療法や理学療法等の保存的治療を行っても期待する効果がみられない場合、手術が行われる。手術に際し、脊髄障害や神経障害等の後遺症が起こることを防ぐため、患者の脊髄機能や神経機能のモニタリングが行われる。モニタリングでは、患者の神経に電気刺激を与え、その電気刺激に対し、体の各所における筋活動が正常に応答しているかを確認する。

【0003】

上記モニタリングは、複数の生体用電極を患者の皮膚に直接貼りつけ、生体用電極のそれぞれに対して配線を取り付け、これら複数の生体用電極を用いて、筋線維から発生した活動電位を測定するのが一般的である。しかしながら、患者の皮膚に電極を直接貼りつけることで、術野から菌が入り感染症を引き起こすリスクがある。

【0004】

この課題を改善するため、特許文献１は、被検体の筋群の活動である筋活動に基づく磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子により構成され、磁界を検出する磁界検出部を有し、検出された磁界の変化である磁界変化を測定する磁界変化測定部材と、この磁界変化測定部材により測定された磁界変化に基づいて、被検体の筋活動を測定する筋活動測定手段と、を備える筋活動測定装置を開示する。筋活動に伴って生じる磁界（以下、「筋磁界」ともいう。）の測定は、電位測定のように、患者の皮膚にセンサを貼り付けることを要しないため、感染症を予防できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−０５１６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の筋活動測定装置であっても、磁界変化の測定精度を高めるという点で改善の余地がある。

【0007】

本発明は、検知対象の筋活動をより精度よく測定することの可能な筋活動測定装置及び筋活動測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、筋活動に対する筋磁界は、筋線維に対して略垂直方向に生じていることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。

【0009】

（１）本発明は、筋活動測定装置であって、生体から生じる磁界を検知する磁気センサ部と、前記筋活動測定装置の設置方向を識別する識別手段とを備え、前記識別手段は、前記磁気センサ部の感磁方向と、検知対象となる生体の筋線維の延在方向とが略直交して前記筋活動測定装置を設置するための識別情報を有する、筋活動測定装置である。

【0010】

（２）本発明は、筋活動測定装置であって、生体から生じる磁界を検知する磁気センサ部と、前記筋活動測定装置の設置方向を識別する識別手段とを備え、前記識別手段は、前記磁気センサ部の感磁方向と、検知対象となる生体の筋活動に対する筋磁界の方向とが略一致するように前記筋活動測定装置を設置するための識別情報を有する、筋活動測定装置である。

【0011】

（３）また、本発明は、前記磁気センサ部によって検知された信号に基づき生体磁気情報を生成する演算部と、前記演算部で生成された生体磁気情報を外部に無線で送信する無線モジュールと、前記磁気センサ部、前記演算部及び前記無線モジュールに電力を供給する電力供給部とをさらに備える、（１）又は（２）に記載の筋活動測定装置である。

【0012】

（４）また、本発明は、基板と、前記基板を収容する収容体をさらに備え、前記磁気センサ部は、前記基板の一方の面に取り付けられ、前記演算部及び前記無線モジュールは、前記基板の他方の面に取り付けられ、前記識別手段は、前記収容体の表面に設けられる、（３）に記載の筋活動測定装置である。

【0013】

（５）また、本発明は、前記識別手段は、前記収容体の表面における前記筋活動測定装置の設置方向の表示を含む、（４）に記載の筋活動測定装置である。

【0014】

（６）また、本発明は、前記識別手段は、前記収容体の形状を含む、（４）又は（５）に記載の筋活動測定装置である。

【0015】

（７）また、本発明は、前記収容体は、矩形状又は楕円形状である、（６）に記載の筋活動測定装置である。

【0016】

（８）また、本発明は、前記収容体の短手方向が前記磁気センサ部の感磁方向と略一致する、（７）に記載の筋活動測定装置である。

【0017】

（９）本発明は、前記磁気センサ部の感磁方向と、検知対象となる生体の筋線維の延在方向とが略直交するように、（１）に記載の筋活動測定装置を前記生体の体表面に配置する、筋活動測定方法である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、検査対象の筋活動をより精度よく測定することの可能な筋活動測定装置及び筋活動測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る筋活動測定装置の構成を示すブロック図である。

【図2】同筋活動測定装置に搭載される磁気センサ部の感磁方向を説明する模式図である。

【図3】第１の実施形態に係る筋活動測定装置を表側から見た状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内に収容される基板の表面の様子を説明する平面図である。

【図4】第１の実施形態に係る筋活動測定装置を裏側から見た場合の状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の裏側の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内の収容される基板の裏面の様子を説明する底面図である。

【図5】第１の実施形態に係る筋活動測定方法を説明する模式図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る筋活動測定装置を表側から見た状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内に収容される基板の表面の様子を説明する平面図である。

【図7】第２の実施形態に係る筋活動測定装置を裏側から見た場合の状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の裏側の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内の収容される基板の裏面の様子を説明する底面図である。

【図8】第２の実施形態に係る筋活動測定方法を説明する模式図である。

【図9】（ａ）は、実施例１における磁気センサ部から得られた波形図、（ｂ）は、比較例１における磁気センサ部から得られた波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を、具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

【0021】

＜第１の実施形態＞
〔筋活動測定装置１〕
図１は、第１の実施形態に係る筋活動測定装置１の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る筋活動測定装置１は、図１に示すように、生体から生じる磁界を検知する磁気センサ部１１と、磁気センサ部１１によって検知された信号に基づき生体磁気情報を生成する演算部１２と、演算部１２で生成された生体磁気情報を外部の外部装置に無線で送信する無線モジュール部１３と、演算部１２と無線モジュール部１３とに電力を供給する電力供給部１４とを備える。

【0022】

［磁気センサ部１１］
磁気センサ部１１は、生体から生じる筋磁界を検知する。磁気センサ部１１に用いられる磁気センサとしては、巨大磁気抵抗センサ（ＧＭＲセンサ）、トンネル磁気抵抗センサ（ＴＭＲセンサ）、異方的磁気抵抗センサ（ＡＭＲセンサ）、磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）、フラックスゲートセンサ等が挙げられる。本実施形態で使用される磁気センサは、１０^−４Ｔ（テスラ）〜１０^−１０Ｔ（テスラ）程度の磁界を検出することができれば、いずれの磁気センサであってもよい。

【0023】

ここで、磁気センサ部１１で用いられる磁気センサは、感度が最大となる方向、いわゆる感磁方向を有する。例えば、図２に示すように、「感磁方向」は、磁気センサ部１１のＡ方向の磁界に対する感度をＳ_Ａ、Ｂ方向の磁気に対する感度をＳ_Ｂ、Ｃ方向の磁気に対する感度をＳ_Ｃとした場合、Ａ、Ｂ、Ｃ方向のうち、感度Ｓ_Ａ、Ｓ_Ｂ、Ｓ_Ｃが最大となる方向を「感磁方向」とする。なお、Ａ、Ｂ、Ｃ方向は互いに直交する任意の方向である。

【0024】

［演算部１２］
演算部１２は、磁気センサ部１１によって検知された信号に基づき生体磁気情報を生成する。例えば、演算部１２は、磁気センサ部１１から出力された周期信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換部１２Ａと、ＡＤ変換部１２Ａで変換されたデジタルデータを一時的に記録する記録部１２Ｂと、記録部１２Ｂに記録されたデジタルデータを演算処理し、生体磁気情報を生成する制御部１２Ｃとを備える。

【0025】

演算部１２で制御部１２Ｃが行う演算処理方法は、特に制限されないが、加算平均処理、移動平均処理、ウイナーフィルター処理等が挙げられる。環境磁気等のノイズを低減しやすい点から、加算平均処理が好ましい。

【0026】

［無線モジュール部１３］
無線モジュール部１３は、演算部１２で生成された生体磁気情報をアンテナ１８から外部装置に無線で送信する。例えば、無線モジュール部１３は、演算部１２で生成された生体磁気情報を電波信号に変調する変調器、電波信号を外部装置に送信するアンテナ１８等を備える。

【0027】

上述した磁気センサ部１１は、信号授受や電力供給のための配線を有していてもよい。だだし、磁気センサ部１１に外部への信号授受のための配線を設置すると、配線の煩雑さによる準備時間拡大等が懸念される。筋活動測定装置１が脊髄・神経機能モニタリングの用途に使用される場合には、迅速さが要求される。よって、本実施形態に係る筋活動測定装置１において、磁気センサ部１１の検知結果は、無線モジュール部１３により外部装置に送信されることが好ましい。

【0028】

［電力供給部１４］
電力供給部１４は、演算部１２と無線モジュール部１３に電力を供給することができれば、特に制限されないが、リチウム電池等の小型軽量電池が好ましく用いられる。

【0029】

［外部装置］
外部装置は、図示しないが、筋活動測定装置１の無線モジュール部１３からアンテナ１８を介して送信されたデータを受信する受信部と、受信部により受信されたデータをディスプレイやスピーカに出力する出力部と、測定者からの入力情報を処理するキーやボタン、タッチパネルで構成される操作部と、筋活動測定装置１の各部を制御する制御部と、受信した情報を蓄積し無線モジュール部１３を制御するプログラムを記憶している記録部等で構成される。これにより、測定者は、外部装置から筋活動測定装置１を操作することができ、外部装置にて筋活動測定装置１から生体磁気情報を得ることができる。

【0030】

ところで、上述した筋活動測定装置１は、検知対象である生体への設置方向を識別する識別手段を備える。識別手段は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと、検知対象となる生体の筋線維の延在方向とが略直交して筋活動測定装置１を設置するための識別情報を有する。この識別手段の形態は、特に制限されるものではないが、例えば、磁気センサ部１１を収容する収容体２０の表面に設けられる識別情報であってもよい。この識別情報としては、例えば、収容体２０の表面における筋活動測定装置１の設置方向の表示２４が挙げられる。

【0031】

以下、収容体２０の構成及び表示２４について説明する。図３は、第１の実施形態に係る筋活動測定装置を表側から見た状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内に収容される基板の表面の様子を説明する平面図である。図４は、第１の実施形態に係る筋活動測定装置を裏側から見た場合の状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の裏側の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内の収容される基板の裏面の様子を説明する底面図である。

【0032】

［収容体２０］
収容体２０は、図３及び図４に示すように、略正方形状の基板２１を収容する収容体本体（底板を含む）２２と、収容体本体２２の開口を閉塞する略正方形状の蓋板２３とから構成される。収容体２０の形状は特に制限されず、正方形以外の矩形状、楕円形状であってもよい。ここで、収容体２０の形状とは、収容体本体２２の開口形状、すなわち蓋板２３の形状を指すものとする。第１の実施形態では、収容体２０の開口形状、すなわち蓋板２３の形状が略正方形状である場合について説明する。

【0033】

また、収容体２０は、磁気センサ部１１、演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３、及び電力供給部１４を収容する。磁気センサ部１１は、検知対象となる生体の磁気を検知しやすいように、収容体本体２２を介して生体に対向する基板２１の裏面２１ａに設置するのが好ましい。ここで設置される磁気センサ部１１は、長手方向が感磁方向Ｘとなる。演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３、及び電力供給部１４は、基板２１の表面２１ｂに取り付けられることが好ましい。演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３及び電力供給部１４は、微小ながらも電磁波等の磁気ノイズを発生することがある。そのため、この検出方向以外からの磁気ノイズの影響が大きい場合には、磁気を遮蔽できる基板２１を設置してもよい。収容体本体２２は、底板を有していなくてもよいが、収容体本体２２の強度の点から、底板を有しているのが好ましい。

【0034】

なお、磁気センサ部１１と同一面上に、演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３及び電力供給部１４を配置し、磁気センサ部１１に演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３及び電力供給部１４からの磁気ノイズが及ばないようにしてもよい。ただし、筋活動測定装置１の小型化の点では、上述したように、基板２１の表裏面に各部材を設置するのが好ましい。磁気センサ部１１、演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３及び電力供給部１４の基板２１上における設置箇所は、特に制限されないが、生体上に設置する時の安定性から、筋活動測定装置１の重心位置を考慮することが好ましい。

【0035】

基板２１の材質は、演算部１２、無線モジュール、電力供給部が発生する磁気ノイズが筋磁界に対する影響を及ばさないように、これら環境磁気を遮蔽できる材料であることが好ましい。例えば、高透磁率材料であるパーマロイ、フェライト、センダスト、Ｃｏ系アモルファス材料等が挙げられる。

【0036】

収容体本体２２の材質は、生体の筋活動に伴って生じる磁界を遮蔽しなければ、特に制限はされないが、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）等の材料が好ましく挙げられる。

【0037】

［表示２４］
表示２４は、図３に示すように、収容体２０の蓋板２３上に設けられ、収容体本体２２に収容される磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと略直交する方向に延在する表示線である。表示２４は、測定者が識別できれば、その形態は特に限定されるものではなく、蓋板２３に付される線状の印であってもよいし、線状の凸部であってもよいし、文字情報であってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。また、表示２４は、印や文字情報が印刷されたシール部材が添付されたものであってもよい。

【0038】

筋活動測定装置１がこのような表示２４を有することにより、測定者は、筋活動測定装置１（収容体２０）の設置方向を容易に認識することができる。その結果、筋活動測定装置１は、検知対象の筋活動をより精度よく測定することができる。

【0039】

〔筋活動測定方法〕
本実施形態に係る筋活動測定方法は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと、検知対象となる生体１００の筋線維の延在方向とが略直交するように、筋活動測定装置１を生体１００の体表面に配置する方法である。

【0040】

図５は、第１の実施形態に係る筋活動測定方法を説明する模式図である。図５に示すように、収容体２０には、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと直交する方向に表示２４が付されている。測定者は、生体１００の体表面に筋活動測定装置１（収容体２０）を設置する際、表示２４に基づいて設置方向を容易に識別することが可能で、収容体２０の表示２４が筋線維の延在方向と略一致するように、収容体２０を設置する。その結果、筋活動測定装置１（収容体２０）は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが生体１００の筋線維の延在方向と略直交するように設置されるため、筋磁界を高い感度で検出することができる。

【0041】

＜第２の実施形態＞
〔筋活動測定装置１’〕
第２の実施形態に係る筋活動測定装置１’は、筋活動測定装置１’の設置方向を識別する識別手段が異なる以外は、第１の実施形態に係る筋活動測定装置１と同様の構成を有する。図６は第２の実施形態に係る筋活動測定装置を表側から見た状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内に収容される基板の表面の様子を説明する平面図である。図７は、第２の実施形態に係る筋活動測定装置を裏側から見た場合の状態を説明する図であり、（ａ）は、蓋板を開けた状態の収容体の裏側の様子を説明する斜視図であり、（ｂ）は、収容体内の収容される基板の裏面の様子を説明する底面図である。なお、図６及び図７中、上述した部材と同一部材には、同一符号を付し、説明を省略する。

【0042】

以下、本実施形態に係る筋活動測定装置１’の特徴部となる収容体３０の構成について説明する。収容体３０は、図６及び図７に示すように、略長方形状の基板３１を収容する収容体本体（底板を含む）３２と、収容体本体３２の開口を閉塞する略長方形状の蓋板３３とから構成される。

【0043】

上述したように、収容体３０は、磁気センサ部１１、演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３、及び電力供給部１４を収容する。磁気センサ部１１は、検知対象となる生体の磁気を検知しやすいように、収容体本体３２を介して生体に対向する基板３１の裏面３１ａに設置するのが好ましい。ここで設置される磁気センサ部１１は、長手方向が感磁方向Ｘとなる。演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３、及び電力供給部１４は、基板３１の表面３１ａに取り付けられることが好ましい。演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３及び電力供給部１４は、微小ながらも電磁波等の磁気ノイズを発生することがある。そのため、この検出方向以外からの磁気ノイズが筋磁界に影響を与えないように、磁気センサ部１１と、演算部１２、無線モジュール部１３、電力供給部１４との間には、磁気を遮蔽できる基板３１を設置することが好ましい。磁気センサ部１１、演算部１２（ＡＤ変換部１２Ａ、記録部１２Ｂ、制御部１２Ｃ）、無線モジュール部１３及び電力供給部１４の基板３１上における設置箇所は、特に制限されないが、生体上に設置する時の安定性が考慮されることが好ましい。

【0044】

本実施形態に係る筋活動測定装置１’においては、収容体３０の形状が識別手段となる。収容体３０の形状は、長手方向と短手方向とを有する長方形状であるため、測定者は、収容体３０の長手方向が検知対象となる生体の筋線維の延在方向と略一致するように、収容体３０を設置しやすい。その結果、筋活動測定装置１’（収容体３０）においては、収容体３０の短手方向と磁気センサ部１１の感磁方向Ｘとが略一致し、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが生体１００の筋線維の延在方向と略直交するため、検知対象の筋活動をより精度よく測定することができる。

【0045】

＜第２の実施形態に係る筋活動測定方法＞
本実施形態に係る筋活動測定方法は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと、検知対象となる生体１００の筋線維の延在方向とが略直交するように、筋活動測定装置１’を生体１００の体表面に配置する方法である。

【0046】

図８は、第２の実施形態に係る筋活動測定方法を説明する模式図である。図８に示すように、収容体３０は、長手方向と短手方向とを有する長方形状に形成され、その短手方向が磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと略一致する。測定者は、生体１００の体表面に筋活動測定装置１（収容体３０）を設置する際、この収容体３０の形状に基づいて、設置方向を容易に識別することが可能である。すなわち、収容体３０の長手方向が生体１００の筋線維に延在方向と略一致するように、誘導される。その結果、筋活動測定装置１’（収容体３０）は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが生体１００の筋線維の延在方向と略直交するように設置されるため、筋磁界を高い感度で検出することができる。

【0047】

なお、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る筋活動測定装置及び筋活動測定方法では、図５及び図８に示すように、検知対象が生体の筋線維である例について説明し、識別手段は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと、検知対象となる生体の筋線維の延在方向とが略直交して筋活動測定装置１を設置するための識別情報を有するようにした。しかし、識別手段の形態はこれに限らず、また、本実施形態に係る筋活動測定装置の検知対象は、生体の筋活動に対して筋磁界が生じる筋細胞であれば何れであってもよい。例えば、検知対象は、筋線維（骨格筋）以外の、心筋や平滑筋であってもよい。

【0048】

すなわち、本実施形態に係る筋活動測定装置の識別手段は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと、検知対象となる生体の筋線維（骨格筋）や心筋や平滑筋等の筋活動に対する筋磁界の方向とが略一致するように、筋活動測定装置を設置するための識別情報を有する形態であってもよい。

【実施例】

【0049】

［実施例１］
第１の実施形態で説明したように、収容体２０の表示２４が筋線維の延在方向と略一致するように、すなわち、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが筋線維の延在方向と略直交するように、筋活動測定装置１を母指球筋上に設置した（図５参照）。これにより、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと筋線維の延在方向とが略直交する。そして、手首で正中神経を電気刺激して、筋磁界を測定した。その結果を図９（ａ）に示す。図９（ａ）中、０点は電気刺激を与えたタイミングであり、二点鎖線は、筋磁界が発生したタイミングを示す。

【0050】

［比較例１］
収容体２０の表示２４が筋線維の延在方向と直交するように、すなわち、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが筋線維の延在方向と略一致するように、筋活動測定装置１を母指球筋上に設置した。これにより、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘと筋線維の延在方向とが略一致する。そして、手首で正中神経を電気刺激して、筋磁界を測定した。その結果を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）中、０点は電気刺激を与えたタイミングであり、二点鎖線は、筋磁界が発生したタイミングを示す。

【0051】

[考察]
図９（ａ）（ｂ）の結果から、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが筋線維の延在方向と略直交するように筋活動測定装置１を設置した実施例１では、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが筋線維の延在方向と略一致するように筋活動測定装置１を設置した比較例１に比べ、筋活動測定１の感度が高いことが確認された。これにより、筋活動測定装置１は、磁気センサ部１１の感磁方向Ｘが筋線維の延在方向と略直交するように設置されることにより、筋活動をより精度よく測定できることが確認された。

【0052】

なお、本実施形態に係る筋活動測定装置１、１’は、術中脊髄・神経機能モニタリング装置に好ましく適用することができるが、本発明はこれに限定されないことはいうまでもない。例えば、本発明に係る筋活動測定装置は、多発性筋炎、筋ジストロフィ、重症筋無力症等の、筋肉に障害のある病気や、末梢神経炎、糖尿病性ニューロパチー、圧迫性脊髄障害、脊椎神経根障害、筋萎縮性側索硬化症等の神経に障害のある病気の診断に用いられる診断装置に適用してもよい。

【0053】

さらに、本発明においては、筋活動測定装置により測定された磁界変化の振幅と、被測定者の筋活動の動作量との間に、強い線形性及び相関性が存在することが明らかになっている。そのため、磁界変化の振幅に基づいて被測定者の動作量を測定することも可能である。また、本発明においては、筋活動測定装置により測定された磁界変化の傾きと、被測定者の筋活動の動作速度との間に、強い線形性及び相関性が存在することが明らかになっている。そのため、磁界変化の傾きに基づいて被測定者の動作速度を測定することが可能である。また、本発明に係る筋活動測定装置は、血管の物理的な収縮・膨張による微細な磁界変化を測定し、被測定者の心拍を測定することも可能である。よって、本発明に係る筋活動測定装置は、被測定者の筋活動自体を測定したり、被測定者の運動機能を測定したり、被測定者の筋疲労を測定したり、被測定者の心拍を測定する測定装置に適用してもよい。例えば、スポーツ選手のトレーニング用途に適用してもよい。特に、水泳選手の場合には、水中で電極を使用した測定装置を使用することができないが、上述したように、磁気センサを用いた測定装置であれば使用することができる。また、筋活動測定装置は、磁気センサ部に加えて、無線モジュール部を備えることにより、配線の煩雑さがなくなり、利便性が向上する。

【0054】

また、本発明に係る筋活動測定装置は、瞬時に磁界変化を測定することができる。そのため、筋活動測定装置で測定された磁界変化に基づいて筋活動の動作量や動作速度を瞬時に測定できる。よって、本発明に係る筋活動測定装置は、被測定者の質問に対する回答（ＹｅｓかＮｏ）を、筋活動の動作量や動作速度に基づいて瞬時に判定する、意思検出装置に適用することもできる。例えば、筋活動測定装置は、眉の上げ下げによる前頭筋の筋活動を検知することによって、被測定者の意思を検出することができる。

【0055】

このように、本発明に係る筋活動測定装置が、被測定者の筋活動自体を測定したり、運動機能を測定したり、筋疲労を測定したり、心拍を測定したり、意思を検出したりする場合には、収容体は、被測定者が装着可能な形状に形成されることが好ましい。この場合、識別手段は、収容体表面の表示であってもよいし、装着方向が所定の方向に定められた収容体の形状であってもよい。例えば、収容体は、上腕（上腕二等筋）や大腿部（大腿四頭筋）を覆うように巻き付けるように帯状に形成された可撓性材料から構成されてもよい。また、筋活動測定装置は、収容体内に、磁気センサ部に加えて、無線モジュール部を備えることにより、配線の煩雑さがなくなり、利便性が向上する。

【0056】

さらに、本発明に係る筋活動測定装置は、リハビリテーション分野や健康支援分野において、身体に装着することによって装着者の身体運動を支援するために使用される機器に搭載されてもよい。例えば、筋活動測定装置で得られた生体磁気情報に基づいて、筋活動の機能を補完するよう支援動作を決定し、パワーユニットを駆動させる運動機能改善装置に搭載されてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１、１’ 筋活動測定装置
１１ 磁気センサ部
１２ 演算部
１２Ａ ＡＤ変換部
１２Ｂ 記録部
１２Ｃ 制御部
１３ 無線モジュール部
１４ 電力供給部
１８ アンテナ
２０、３０ 収容体
２１、３１ 基板
２２、３２ 収容体本体
２３、３３ 蓋板
２４ 表示

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】