Устройство измерения порога чувствительности кожи
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам измерения порога чувствительности кожи для измерения порога чувствительности кожи кончика (10) пальца субъекта. Корпусная оболочка (2) устройства содержит зонд (15), приводной блок (16) зонда, блок управления (20) приводом, блок обнаружения величины перемещения (17). Зонд предоставляет раздражитель посредством вхождения в контакт с кожей кончика пальца. Приводной блок зонда приводит в действие зонд, обладает функцией придания вибрации для придания зонду ультразвуковой вибрации и функцией перемещения для перемещения зонда. Блок управления приводом управляет приводным состоянием приводного блока. Блок обнаружения величины перемещения обнаруживает величину перемещения зонда, перемещаемого приводным блоком. Когда зонд находится в контакте с кожей кончика пальца, приводной блок зонда приводится в действие сигналом управления с блока управления приводом для предоставления на кончик пальца перемещающегося раздражителя, сопровождаемого раздражителем ультразвуковой вибрации. Блок обнаружения величины перемещения обнаруживает величину перемещения зонда в момент времени, когда субъект демонстрирует реакцию, измеряется порог чувствительности кожи кончика пальца субъекта. Обеспечивается количественное измерение порога чувствительности кожи кончика пальца человека с высокой воспроизводимостью, применимое для установления состояния здоровья и идентификации наличия периферической нейропатии, вызванной диабетом, или развития нейропатии. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству измерения чувствительности кожи для измерения порога чувствительности кожи, в частности, относится к устройству измерения чувствительности кожи для измерения порога чувствительности кожи кончика пальца субъекта.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Относительно этого типа устройства измерения настоящий заявитель ранее предложил устройство измерения для измерения порога чувствительности ступни (литература 1 по патенту). Устройство измерения, описанное в литературе 1 по патенту, содержит опору дня ног, которая поддерживает ступню сидящего или стоящего субъекта; зонд, который обеспечивает перемещающийся раздражитель для ступни; приводную конструкцию зонда, которая обеспечивает перемещение зонда; входной переключатель, который используется субъектом, который распознает раздражитель ступни; и блок управления приводом, который управляет приводным состоянием приводной конструкции зонда. Согласно этому устройству измерения, когда ступня расположена на контактном окне, открытом в предопределенном положении на опоре для ног, приводная конструкция зонда обеспечивает перемещение зонда, и входной переключатель используется, когда субъект ощущает перемещающийся раздражитель на ступне, так что можно измерить порог чувствительности.
[0003] Дополнительно, согласно этому устройству измерения, поскольку перемещение зонда обеспечивается автоматически приводной конструкцией зонда, чтобы предоставлять перемещающийся раздражитель на ступне, имеется возможность точно предоставлять перемещающийся раздражитель субъекту в виде набора в установленной процедуре и количественно измерять порог чувствительности с высокой воспроизводимостью. Такое устройство измерения является применимым для измерения периферической нейропатии, и можно ожидать, что оно будет использоваться не только для оценивания степени восстановления нервов после хирургического вмешательства в области ортопедической хирургии, но также и для предсказания ранней стадии диабета с периферической нейропатией в частности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ЛИТЕРАТУРА ПО ПАТЕНТУ
[0004] Литература 1 по патенту: Публикация не прошедшей экспертизу заявки № 2012-223365 на патент Японии
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
[0005] Автор настоящего изобретения рассмотрел применение устройства измерения порога чувствительности кожи ступни, описанного в Литературе 1 по патенту, к измерению порога чувствительности кожи кончика пальца. Однако в целом перцептивная восприимчивость чувствительности кожи кончика пальца намного выше, чем у ступни. По этой причине, для стимулирования чувствительности кожи кончика пальца для измерения порога чувствительности кожи и точного оценивания нейропатии кончика пальца, имеется предел измерения порога чувствительности кожи с высокой воспроизводимостью, даже если для кончика пальца обеспечивается перемещающийся раздражитель в тех же условиях, что и для ступни. Более конкретно, развитие периферической нейропатии кончика пальца на раннем этапе диабета более медленное, чем у стопы, и перцептивная восприимчивость чувствительности кожи кончика пальца более высокое, чем у стопы, и поэтому нелегко распознать разницу в пороге чувствительности кожи между больными диабетом и здоровыми людьми только с помощью перемещающегося раздражителя для кончика пальца, и в результате трудно надлежащим образом оценить наличие периферической нейропатии и ее развитие.
[0006] Целью настоящего изобретения является предоставление устройства измерения порога чувствительности кожи, выполненного с возможностью количественного измерения порога чувствительности кожи кончика пальца человека с высокой воспроизводимостью, и которое является применимым для установления состояния здоровья и идентификации наличия периферической нейропатии, вызванной диабетом, или развития нейропатии.
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
[0007] Настоящее изобретение относится к устройству измерения чувствительности кожи для измерения порога чувствительности кожи кончика 10 пальца субъекта. В корпусной оболочке 2 размещается зонд 15, который предоставляет раздражитель посредством вхождения в контакт с кожей кончика 10 пальца; приводной блок 16 зонда, который приводит в действие зонд 15; блок 20 управления приводом, который управляет приводным состоянием приводного блока 16 зонда; и блок 17 обнаружения величины перемещения, который обнаруживает величину перемещения зонда 15, перемещаемого приводным блоком 16 зонда. Приводной блок 16 зонда обладает функцией придания вибрации, которая придает ультразвуковую вибрацию зонду 15, и функцией перемещения, которая перемещает зонд 15. Когда зонд 15 находится в контакте с кожей кончика 10 пальца, приводной блок 16 зонда приводится в действие посредством сигнала управления с блока 20 управления приводом, чтобы предоставлять на кончик 10 пальца перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, и блок 17 обнаружения величины перемещения обнаруживает величину перемещения зонда 15 в момент времени, когда субъект демонстрирует реакцию, так что измеряется порог чувствительности кожи кончика 10 пальца субъекта. Направление вибрации зонда 15 в настоящем изобретении не ограничено направлением, совпадающим с направлением перемещения (например, направлением вперед-назад) зонда 15, обеспечиваемого функцией перемещения, и может представлять собой направление (направление вверх-вниз или направление влево-вправо), ортогональное направлению перемещения, то есть ощущение вибрации кончика 10 пальца может стимулироваться вибрацией зонда 15.
[0008] Когда приводной блок 16 зонда использует ультразвуковой мотор 30 в качестве источника привода, зонд 15 перемещается посредством движущей силы ультразвукового мотора 30, а значит ультразвуковая вибрация, полученная от ультразвукового мотора 30, подается на зонд 15, и кончик пальца обеспечивается перемещающимся раздражителем, сопровождаемым раздражителем ультразвуковой вибрации.
[0009] Можно реализовать вариант осуществления, в котором ультразвуковой мотор 30, который задает конфигурацию приводного блока 16 зонда, содержит пьезоэлектрический элемент 32, который изгибается и деформируется посредством приложения напряжения; вибрационный вал 33, который вибрирует в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента 32; и подвижный элемент 34, выполненный с возможностью перемещения относительно вибрационного вала 33 и линейного перемещения вдоль вибрационного вала 33 в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента 32; и при этом зонд 15 прикреплен к подвижному элементу 34.
[0010] Можно реализовать вариант осуществления, в котором приводной блок 16 зонда содержит два вибрационных вала 33, расположенных параллельно; пьезоэлектрический элемент 32, соединенный с концевой частью каждого из вибрационных валов 33; подвижный элемент 34, предоставленный на каждом из вибрационных валов 33; и стол 31, который соединяет оба подвижных элемента 34; и при этом зонд 15 прикреплен к столу 31.
[0011] Можно реализовать вариант осуществления, в котором контактное окно 60 для выхода зонда 15 открыто в центральной части корпусной оболочки 2, при этом зонд 15 выполнен с возможностью перемещения вдоль контактного окна 60 и контактное окно 60 снабжено прокладкой 61, изготовленной из эластичного элемента, который уплотняет зазор между краем отверстия контактного окна 60 и периферийным краем зонда 15.
[0012] Можно реализовать вариант осуществления, который содержит установочную конструкцию для установки и закрепления корпусной оболочки 2 на кончике 10 пальца субъекта, при этом зонд 15 контактирует с кожей через контактное окно 60. Установочная конструкция может быть выполнена в варианте, в котором, как показано на фиг. 2, например, корпусная оболочка 2 выполнена в форме зажима с верхней оболочкой 3, нижней оболочкой 4, соединительной осью 5, пружиной 6 и т. п. и зажимает кончик 10 пальца, который необходимо установить, или в форме, в которой, как показано на фиг. 6, кончик 10 пальца затягивается установочной лентой 75 для установки на корпусной оболочке 2.
[0013] Корпусная оболочка 2 вмещает в себе блок 22 связи для установления состояния соединения беспроводной связи с главным устройством 70 управления, которое приводится в действие субъектом и в котором установлена программа управления. На основе сигнала управления, передаваемого с главного устройства 70 управления посредством блока 22 связи, зонд 15 перемещается и порог чувствительности кожи, обнаруженный блоком 17 обнаружения величины перемещения, передается на главное устройство 70 управления посредством блока 22 связи.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] В устройстве измерения порога чувствительности кожи согласно настоящему изобретению зонд 15 не только перемещается, но также осуществляет ультразвуковую вибрацию, так что на кончик 10 пальца субъекта подается перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации. В соответствии с этим, по сравнению с традиционным устройством, которое подает субъекту только перемещающийся раздражитель зонда 15, на кончик 10 пальца может быть подан комбинированный раздражитель и порог чувствительности кожи может быть измерен более соответственно. Более конкретно, поскольку ощущение вибрации кончика 10 пальца стимулируется посредством подачи раздражителя ультразвуковой вибрации и ощущение давления кончика 10 пальца может стимулироваться посредством подачи перемещающегося раздражителя, дополнительная подача раздражителя ультразвуковой вибрации предоставляет возможность более соответственно вызывать реакцию даже у субъекта, который имеет плохую реакцию лишь при традиционном перемещающемся стимуле, и в результате порог чувствительности кончика 10 пальца можно измерить более точно.
[0015] В дополнение, поскольку реакция субъекта может быть вызвана с помощью меньшей величины перемещения зонда 15, по сравнению с традиционным устройством, которое подает только перемещающийся раздражитель, устройство измерения можно уменьшить в размерах путем предотвращения выполнения механизма перемещения зонда 15 в излишне большом размере. Следовательно, согласно настоящему изобретению, можно уменьшить размеры устройства и получить маленькое и легковесное устройство измерения, подходящее для измерения порога чувствительности кончика 10 пальца.
[0016] В традиционном устройстве, которое подает только перемещающийся раздражитель, может быть трудно, в частности, для субъекта с периферической нейропатией и уменьшенной перцептивной восприимчивостью, соответственно воспринимать даже состояние контакта и положение контакта зонда 15 в начальном положении, в котором зонд 15 находится в контакте с кожей человека. Даже если зонд 15 перемещается на величину нескольких мкм от начального состояния и перемещающийся раздражитель подается такому субъекту, перцептивная восприимчивость в начальном состоянии является смутной в первую очередь, а значит субъекту невозможно соответственно отреагировать на перемещение зонда 15 и, вероятно, будет сложно измерить порог чувствительности кожи. С другой стороны, в устройстве измерения согласно настоящему изобретению конфигурация, в которой на кожу человека подается перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, позволяет субъекту соответственно воспринимать состояние контакта и положение контакта зонда 15 в начальном состоянии посредством подачи раздражителя ультразвуковой вибрации для стимуляции ощущения вибрации кончика 10 пальца в начальном состоянии, когда зонд 15 приводят в контакт с кожей человека субъекта. Также, благодаря перемещению зонда 15 из начального состояния и подаче перемещающегося раздражителя, сопровождаемого раздражителем ультразвуковой вибрации, на кожу человека, субъект может соответственно отвечать на перемещение зонда 15. Также при указанном выше использование устройства измерения согласно настоящему изобретению позволяет количественно измерять порог чувствительности кожи с более высокой воспроизводимостью.
[0017] Когда приводной блок 16 зонда использует ультразвуковой мотор 30 в качестве источника привода, зонд 15 перемещается посредством движущей силы ультразвукового мотора 30, а значит ультразвуковая вибрация, полученная от ультразвукового мотора 30, подается на зонд 15 и кончик 10 пальца обеспечивается перемещающимся раздражителем, сопровождаемым раздражителем ультразвуковой вибрации. В соответствии с этим, конструкция приводного блока 16 зонда может быть упрощена в сравнении с конфигурацией, в которой функция придания вибрации для осуществления ультразвуковой вибрации зонда 15 и функция перемещения для перемещения зонда 15 реализованы как отдельные механизмы, и поэтому можно получить устройство измерения порога чувствительности кожи, предпочтительное для уменьшения размеров всего устройства.
[0018] Можно реализовать вариант осуществления, в котором ультразвуковой мотор 30, который задает конфигурацию приводного блока 16 зонда, содержит пьезоэлектрический элемент 32, который изгибается и деформируется посредством приложения напряжения; вибрационный вал 33, который вибрирует в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента 32; и подвижный элемент 34, выполненный с возможностью перемещения относительно вибрационного вала 33 и линейного перемещения вдоль вибрационного вала 33 в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента 32; и при этом зонд 15 прикреплен к подвижному элементу 34. Ультразвуковой мотор 30, как описанный выше, является превосходным в отношении создания большой движущей силы как для своего размера и может обеспечивать стабильную работу с высокой рабочей скоростью. Поэтому он является предпочтительным источником привода для небольшого и легковесного устройства измерения порога чувствительности кожи для кончика 10 пальца.
[0019] Можно реализовать вариант осуществления, в котором приводной блок 16 зонда содержит два вибрационных вала 33, расположенных параллельно; пьезоэлектрический элемент 32, соединенный с концевой частью каждого из вибрационных валов 33; стол 31, который соединяет два вибрационных вала 33; и при этом зонд 15 прикреплен к столу 31. Другими словами, можно реализовать вариант осуществления, в котором два ультразвуковых мотора 30 расположены параллельно. В соответствии с этим, поскольку нагрузка, приложенная к зонду 15, может быть принята двумя вибрационными валами 33, можно получить превосходно прочное устройство измерения порога чувствительности кожи, превосходное в отношении износостойкости с меньшим выходом из строя вибрационного вала 33. Поскольку зонд 15 перемещается посредством двух ультразвуковых моторов 30, можно надежно перемещать зонд 15, даже когда зонд 15 прижат сильно, тем самым позволяя получить превосходно прочное устройство измерения.
[0020] Можно реализовать вариант осуществления, в котором контактное окно 60 для выхода зонда 15 открыто в центральной части корпусной оболочки 2, при этом зонд 15 выполнен с возможностью перемещения вдоль контактного окна 60 и имеется прокладка 61, изготовленная из эластичного элемента, которая уплотняет зазор между краем отверстия контактного окна 60 и периферийным краем зонда 15. В соответствии с этим можно уплотнить зазор между зондом 15 и контактным окном 60 с помощью прокладки 61 и предотвратить попадание пыли, влаги и т. п. в корпусную оболочку 2 через контактное окно 60. Поэтому можно предотвратить возникновение поломок приводного блока 16 зонда и т. п. и поспособствовать повышению надежности устройства.
[0021] При предоставлении установочной конструкции для установки и закрепления корпусной оболочки 2 на кончике 10 пальца субъекта, так что зонд 15 находится в контакте с кожей через контактное окно 60, можно предотвратить непреднамеренное перемещение кончика 10 пальца субъекта относительно корпусной оболочки 2, и значит имеется возможность более точно измерять порог чувствительности кожи кончика 10 пальца субъекта.
[0022] Можно реализовать вариант осуществления, в котором корпусная оболочка 2 вмещает в себе блок 22 связи для беспроводной связи и устройство измерения соединено посредством блока 22 связи с главным устройством 70 управления, которое приводит в действие субъект. Как описано выше, когда устройство измерения снабжается блоком 22 связи для беспроводной связи с главным устройством 70 управления, можно реализовать вариант осуществления, в котором, например, главное устройство 70 управления снабжено переключателем и, если переключатель главного устройства 70 управления приводится в действие, когда субъект ощущает перемещающийся раздражитель на кончике 10 пальца, блок 17 обнаружения величины перемещения измеряет порог чувствительности кожи и передает порог чувствительности кожи на главное устройство 70 управления посредством блока 22 связи. В соответствии с этим, конфигурация устройства измерения может быть упрощена в сравнении с конфигурацией, в которой переключатель или т. п., приводимый в действие, когда субъект ощущает перемещающийся раздражитель на кончике 10 пальца, предоставлен на стороне устройства измерения. Кроме того, конфигурация устройства измерения может быть упрощена, поскольку можно реализовать конфигурацию, в которой программа управления, заблаговременно установленная в главном устройстве 70 управления, приводит к тому, что главное устройство 70 управления автоматически определяет наличие нейропатии и степень нейропатии на кончике 10 пальца, или конфигурацию, в которой результат определения или т. п. отображается на средстве отображения, предоставленном в главном устройстве 70 управления. Если устройство измерения и главное устройство 70 управления приспособлены для соединения между собой посредством беспроводной связи, можно значительно более легко установить состояние соединения между ними, в сравнении со случаем соединения устройства измерения с главным устройством 70 управления посредством провода. Поскольку устройство измерения и главное устройство 70 управления соединены посредством беспроводной связи, эксплуатация главного устройства 70 управления не имеет недостатка оттягивания за провод и соскальзывания устройства измерения в результате этого и имеет преимущество более точного измерения порога чувствительности кожи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0023] Фиг. 1 представляет собой вид сбоку в продольном разрезе, показывающий основную часть устройства измерения порога чувствительности кожи согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 представляет собой вид, показывающий всю конфигурацию устройства измерения порога чувствительности кожи.
Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе, взятом по линии A-A, представленной на фиг. 1.
Фиг. 4 представляет собой вид в плане основной части устройства измерения порога чувствительности кожи.
Фиг. 5 представляет собой вид для описания работы зонда.
Фиг. 6 представляет собой вид, показывающий другой вариант осуществления устройства измерения порога чувствительности кожи согласно настоящему изобретению.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0024] (Вариант осуществления)
Фиг. 1–5 представляют собой изображения одного варианта осуществления устройства измерения порога чувствительности кожи согласно настоящему изобретению. Перед и зад, право и лево, а также верх и низ в настоящем варианте осуществления соответствуют перекрещенным стрелкам, показанным на фиг. 1, 3 и 5 и надписям, указывающим перед и зад, право и лево, а также верх и низ в окрестности пересекающихся стрелок.
[0025] Как показано на фиг. 2, корпусная оболочка 2, служащая основанием устройства измерения 1, имеет форму зажима и содержит верхнюю оболочку 3 и нижнюю оболочку 4, каждая из которых выполнена в форме четырехугольного контейнера; соединительную ось 5, соединяющую верхнюю и нижнюю оболочки 3 и 4; и торсионную спиральную пружину 6, установленную на соединительной оси 5. Устройство 1 измерения выполнено с возможностью поворота между закрытым состоянием, в котором расстояние между верхней оболочкой 3 и нижней оболочкой 4 становится малым, при этом соединительная ось 5 является центром поворота, осуществляемого посредством поджимающего усилия пружины 6, и открытым состоянием, в котором расстояние между верхней оболочкой 3 и нижней оболочкой 4 становится большим против поджимающего усилия пружины 6. При измерении верхнюю оболочку 3 открывают с установкой в открытое состояние, кончик 10 пальца (например, большого пальца), который необходимо измерить, вставляют между верхней оболочкой 3 и нижней оболочкой 4, верхнюю оболочку 3 закрывают с помощью поджимающего усилия пружины 6, и кончик 10 пальца размещается (зажимается) в направлении сверху вниз между верхней оболочкой 3 и нижней оболочкой 4, как показано на фиг. 2, и, таким образом, устройство 1 измерения может быть установлено на кончике 10 пальца. В дополнение, устройство 1 измерения может быть снято с кончика 10 пальца посредством установки верхней оболочки 3 в открытое состояние против поджимающего усилия пружины 6 из установленного состояния, описанного выше.
[0026] Как показано на фиг. 2 и 3, вогнутые поверхности 7 и 8, служащие направляющими для кончика 10 пальца, образованы на нижней поверхности верхней оболочки 3 и верхней поверхности нижней оболочки 4, соответственно. Когда передняя часть 11 кончика 10 пальца прижимается вдоль вогнутой поверхности 8 нижней оболочки 4, путем наложения вогнутой поверхности 7 верхней оболочки 3 на заднюю часть 12 кончика 10 пальца, устройство 1 измерения может быть установлено в оптимальное положение на кончике 10 пальца. В настоящем варианте осуществления установочная конструкция образована корпусной оболочкой 2, имеющей форму зажима с верхней оболочкой 3, нижней оболочкой 4, соединительной осью 5, пружиной 6 и т. д.
[0027] Нижняя оболочка 4 вмещает в себя зонд 15, который входит в контакт с кожей передней части 11 кончика 10 пальца, чтобы подавать раздражитель; приводной блок 16 зонда, который приводит в действие зонд 15; блок 17 обнаружения величины перемещения, который обнаруживает величину перемещения зонда 15; и батарею 18, которая подает электрическое питание на различные элементы, такие как приводной блок 16 зонда. Верхняя оболочка 3 вмещает в себя схему 20 управления (блок управления приводом) устройства 1 измерения, переключатель 21 питания, схему 22 беспроводной связи (блок связи) и монтажную плату 24, на которой установлены светоизлучающий элемент 23 для отображения состояния измерения и т. п. На фиг. 1, номер 25 ссылки обозначает рабочую кнопку для включения и выключения переключателя 21 питания.
[0028] Как показано на фиг. 1, 3 и 4, приводной блок 16 зонда выполнен с основанием 29 привода, закрепленным и прикрепленным болтами 28 к болтовым бобышкам 27, установленным в четырех положениях на нижней поверхности нижней оболочки 4; парой левого и правого ультразвуковых моторов 30, 30, поддерживаемых основанием 29 привода; и столом 31, со скольжением направляемым в направлении вперед-назад ультразвуковыми моторами 30, 30. Каждый из ультразвуковых моторов 30 оснащен пьезоэлектрическим элементом 32, который изгибается и деформируется посредством приложения напряжения; вибрационным валом 33, который вибрирует в ответ на деформацию пьезоэлектрического элемента 32; и подвижным элементом 34, выполненным с возможностью перемещения относительно вибрационного вала 33 и линейного перемещения вдоль вибрационного вала 33 в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента 32. Пьезоэлектрический элемент 32 содержит электрострикционную пластину 35, которая изгибается и деформируется посредством приложения напряжения.
[0029] Как показано на фиг. 1 и 4, основание 29 привода представляет собой формованный из смолы элемент, который содержит четырехугольный имеющий форму пластины главный корпус 36 основания, имеющий сквозные отверстия для болтов 28, и пару передней и задней опорных стенок 37 и 38, предоставленных на переднем и заднем концах, соответственно, главного корпуса 36 основания. На опорных стенках 37 и 38, соответственно, выполнена пара левой и правой опорных конструкций, которые поддерживают ультразвуковые моторы 30, 30. Каждая из опорных конструкций оснащена установочным пазом 40, образованным на переднем конце главного корпуса 36 основания в основании 29 привода, чтобы с закреплением удерживать нижнюю концевую часть оболочки пьезоэлектрического элемента 32 ультразвукового мотора 30 по типу наружного фитинга; передним подшипником 41, образованным на передней опорной стенке 37 для приема базовой концевой части вибрационного вала 33; и задним подшипником 42, образованным на задней опорной стенке 38 для приема наконечной части вибрационного вала 33. Подшипники 41 и 42 представляют собой канавки, образованные вогнутым образом на верхних торцевых поверхностях передней и задней опорных стенок 37 и 38, соответственно.
[0030] Подвижный элемент 34 представляет собой четырехугольный имеющий форму стержня металлический формованный элемент, установленный на средней части вибрационного вала 33 в направлении вперед-назад. Нижняя поверхность подвижного элемента 34 имеет приемную вогнутую часть 44 с отверстием, обращенным вниз, которое имеет наклонное поперечное сечение и в которое принимается верхняя часть вибрационного вала 33 (см. фиг. 3). Зажимающий элемент 45 закреплен на подвижном элементе 34. Зажимающий элемент 45 расположен напротив приемной вогнутой части 44 так, чтобы зажимать вибрационный вал 33 в направлении вверх-вниз во взаимодействии с приемной вогнутой частью 44 и создавать соответствующую силу трения между подвижным элементом 34 и вибрационным валом 33. Зажимающий элемент 45 представляет собой металлический формованный элемент, имеющий L-образное поперечное сечение, который содержит опорную часть 47, прикрепленную к боковой поверхности подвижного элемента 34 болтом 46, и эластичную часть 48, проходящую в горизонтальном направлении от нижнего конца опорной части 47. Контакт верхней поверхности свободного конца эластичной части 48 с нижней частью вибрационного вала 33 предотвращает сильный подъем подвижного элемента 34 от вибрационного вала 33. Благодаря вышеуказанному, и тому, что приемная вогнутая часть 44 имеет наклонное поперечное сечение и подвижный элемент 34 введен в линейный контакт с вибрационным валом 33, можно обеспечить соответствующую силу трения, создаваемую между подвижным элементом 34 и вибрационным валом 33. Следовательно, можно соответственно управлять перемещением подвижного элемента 34 вдоль вибрационного вала 33 в соответствии с законом инерции, когда вибрационный вал 33 вибрирует в осевом направлении.
[0031] Более конкретно, в ультразвуковом моторе 30, выполненном как описано выше, путем подачи импульсной волны на пьезоэлектрический элемент 32 можно деформировать состояние электрострикционной пластины 35, задающей конфигурацию пьезоэлектрического элемента 32 между нейтральным состоянием и состоянием изгиба и деформации, и осуществлять вибрацию вибрационного вала 33. В этот момент, например, путем подачи волны пилообразных импульсов на пьезоэлектрический элемент 32, можно увеличить скорость «возврата» из состояния изгиба и деформации в нейтральное состояние электрострикционной пластины 35 путем восстанавливающей силы самой электрострикционной пластины 35, а не скорости «наружу» из нейтрального состояния в состояние изгиба и деформации электрострикционной пластины 35. Следовательно, подвижный элемент 34, перемещающийся по вибрационному валу 33 в соответствии с законом инерции, остается на незначительную величину, и в результате подвижный элемент 34 может перемещаться в линейном направлении вдоль вибрационного вала 33. Ультразвуковой мотор 30 в настоящем варианте осуществления вибрирует с частотой от 30 до 80 кГц.
[0032] Стол 31 представляет собой формованный из смолы имеющий форму блока элемент, который содержит часть 50 для крепления зонда в центре и части 51, 51 для крепления подвижного элемента, выполненные так, чтобы выступать и на левой, и на правой сторонах части 50 для крепления зонда. Установочное отверстие 52, имеющее квадратную форму в виде сверху, образовано в центре части 50 для крепления зонда, и зонд 15 можно перемещать с перемещением стола 31 посредством установки зонда 15 в установочное отверстие 52. Подвижный элемент 34 с помощью клейкого вещества закреплен на нижней поверхности каждой из частей 51 для крепления подвижного элемента. Зонд 15 представляет собой четырехугольный имеющий форму стержня формованный из смолы элемент для подачи раздражителя на переднюю часть 11 кончика 10 пальца, имеющий плоскую контактную часть 53, предусмотренную на его верхнем конце. Контактная часть 53 выполнена квадратной размером 5 мм × 5 мм в виде сверху.
[0033] Блок 17 обнаружения величины перемещения, который обнаруживает величину перемещения зонда 15, представляет собой бесконтактную линейную шкалу, содержащую датчик 55 обнаружения положения, предоставленный на верхней поверхности основания 29 привода, и магнитную шкалу 56, предоставленную на нижней поверхности стола 31. Величину перемещения зонда 15, закрепленного на столе 31, определяют посредством обнаружения положения магнитной шкалы 56 с использованием датчика 55 обнаружения положения. Результат обнаружения посредством датчика 55 обнаружения положения отправляют на схему управления 20, расположенную на монтажной плате 24, по не показанной линии.
[0034] Как показано на фиг. 1, 3 и 5, контактное окно 60 для выхода зонда 15 открыто в центре верхней поверхности нижней оболочки 4. Размер отверстия контактного окна 60 составляет 10 мм × 10 мм. Контактная часть 53 зонда 15 выходит на верхней поверхности через контактное окно 60, чтобы входить в контакт с передней частью 11 кончика 10 пальца. Для предотвращения попадания пыли, влаги и т. д. внутрь корпусной оболочки 2 через контактное окно 60 прокладка 61 расположена между периферийным краем отверстия контактного окна 60 и периферийным краем зонда 15. Как показано на фиг. 5, прокладка 61 представляет собой резиновый формованный элемент, имеющий четырехугольную форму в виде сверху, содержащий отверстие размером примерно 5 мм × 5 мм, соответствующее внешней форме зонда 15, и, как показано на фиг. 3, прокладка 61 прикреплена к части 50 для крепления зонда в состоянии, в котором четыре периферийных края прокладки 61 соединены с периферийным краем отверстия контактного окна 60, и при этом периферийный край отверстия прокладки 61 находится в контакте с периферийным краем зонда 15. Таким образом, независимо от положения перемещения зонда 15, зазор между контактным окном 60 и зондом 15 может постоянно уплотняться прокладкой 61, так что можно наверняка предотвратить попадание пыли и т. п. в корпусную оболочку 2. Поэтому можно предотвратить возникновение поломок приводного блока 16 зонда и т. п. и поспособствовать повышению надежности устройства.
[0035] Блок управления приводом, который представляет собой схему 20 управления, установленную на монтажную плату 24, управляет приводным состоянием приводного блока 16 зонда и перемещает зонд 15 в направлении вперед-назад согласно предопределенной процедуре. Скорость перемещения зонда 15 приводным блоком 16 зонда может устанавливаться с шагом 1 мм/с, и расстояние перемещения может устанавливаться с шагом 2 мкм.
[0036] Главное устройство 70 управления, приводимое в действие субъектом, представляет собой информационный портативный терминал, на котором заблаговременно установлена программа управления, и устанавливает состояние соединения беспроводной связи со схемой 22 беспроводной связи устройства 1 измерения с использованием стандарта беспроводной связи на короткое расстояние, такого как IEEE 802.15.1. При запуске программы управления кнопка 72 пуска, кнопка 73 ощущения и т. п. отображаются на сенсорном дисплейном экране 71 главного устройства 70 управления. Кнопку 73 ощущения включают, когда субъект чувствует перемещающийся раздражитель в процессе измерения порога чувствительности с помощью устройства 1 измерения, и когда кнопка 73 ощущения включается, сигнал «ВКЛ.» сохраняется в запоминающем блоке главного устройства 70 управления вместе с ситуацией перемещения зонда 15. При установке программы управления на главном устройстве 70 управления регистрируется такая информация как возраст и пол субъекта, и информация о субъекте также записывается в запоминающем блоке.
[0037] Будет описан способ измерения порога чувствительности кончика пальца с использованием устройства измерения с описанной выше конфигурацией. Сначала устройство 1 измерения устанавливают на кончик 10 пальца путем зажима кончика 10 пальца в направлении сверху вниз посредством верхней оболочки 3 и нижней оболочки 4, как показано на фиг. 2. В это время устройство 1 измерения установлено в соответствующем положении, в котором зонд 15 входит в контакт с передней частью 11 кончика 10 пальца.
[0038] Затем запускают программу управления главного устройства 70 управления. В это время сигнал «ВКЛ.» передается с главного устройства 70 управления на устройство 1 измерения по беспроводной связи, с помощью которого приводится в действие устройство 1 измерения и устанавливается состояние беспроводного соединения между главным устройством 70 управления и устройством 1 измерения. Состояние беспроводного соединения может быть установлено с главным устройством 70 управления по беспроводной связи, когда нажимают рабочую кнопку 25 устройства 1 измерения, чтобы включить переключатель 21 питания и привести в действие устройство 1 измерения. Суть в том, что состояние беспроводного соединения между главным устройством 70 управления и устройством 1 измерения может быть установлено перед измерением устройством 1 измерения.
[0039] Затем, когда нажимают кнопку 72 пуска главного устройства 70 управления, устройство 1 измерения приводит в действие приводной блок 16 зонда, заставляя зонд 15 совершать возвратно-поступательные движения в направлении вперед-назад с микровибрацией, чтобы подавать перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, на переднюю часть 11 кончика 10 пальца. Здесь зонд 15 перемещают с предопределенной скоростью (например, скоростью 5 мм/с) и предопределенным шагом (например, шагом 40 мкм). В это время, если субъект нажимает кнопку 73 ощущения главного устройства 70 управления, перемещающийся раздражитель, сопровождаемый небольшим раздражителем ультразвуковой вибрации, который даже еще менее вероятен для восприятия, подается субъекту, чтобы проверить, способен ли субъект воспринять перемещение зонда 15. В дополнение, когда реакция у субъекта отсутствует, даже если подается перемещающийся раздражитель, зонд 15 перемещают с большим шагом, который с большей вероятностью будет воспринят, чтобы проверить, способен ли субъект воспринять перемещающийся раздражитель, сопровождаемый ультразвуковой вибрацией. Таким образом, посредством измерения перемещающегося раздражителя, сопровождаемого ультразвуковой вибрацией с переменными амплитудами, порог чувствительности кожи кончика 10 пальца субъекта к перемещающемуся раздражителю в направлении вперед-назад, сопровождаемому ультразвуковой вибрацией, можно измерить количественно с высокой воспроизводимостью.
[0040] Когда порог чувствительности кожи измеряют так, как описано выше, главное устройство 70 управления сравнивает результат измерения с базой данных, созданной на основе информации о возрасте и поле, оценивает степень развития периферической нейропатии и отображает результат оценивания на дисплейном экране 71 вместе с результатом измерения, описанным выше. Это позволяет даже субъекту без специальных знаний и навыков использовать полученный результат для предотвращения диабета и т. п. Поскольку перцептивное состояние чувствительности кожи кончика 10 пальца можно установить объективно, полученный результат измерения можно также использовать в качестве признака для измерения психического состояния и состояния здоровья субъекта. То есть, это устройство 1 измерения может быть предпочтительно использовано не только с целью предотвращения заболевания, такого как диабет, но также с целью измерения психического состояния и состояния здоровья субъекта. Результат измерения, полученный как описано выше, накапливается в запоминающем блоке главного устройства 70 управления вместе с временной информацией, и результат измерения и результат оценивания могут быть отображены на дисплейном экране 71 графически.
[0041] Фиг. 6 представляет собой изображение другого варианта осуществления устройства измерения, в котором отличается установочная конструкция. Верхняя оболочка 3 в корпусной оболочке 2 отсутствует, и установочная конструкция выполнена с нижней оболочкой 4 и установочной лентой 75, предоставленной на нижней оболочке 4. Установочная лента 75 выполнена из пары левой и правой ленточных тканей, содержащих охватываемые и охватывающие крепления типа «липучка», и концы ленточных тканей закреплены на левой и правой боковых поверхностях нижней оболочки 4 соответственно. Устройство 1 измерения может быть установлено на кончик 10 пальца путем размещения передней части 11 кончика 10 пальца на вогнутую поверхность 8 и приведения охватываемых и охватывающих креплений «липучки» установочной ленты 75 в тесный контакт и затягивания стороны на задней части 12. Монтажная плата 24 и т. п., располагаемые в верхней оболочке 3, расположены в нижней оболочке 4. Поскольку другие части являются такими же, как в предыдущем варианте осуществления, одинаковые номера ссылок даны одинаковым элементам, и их описание будет опущено.
[0042] Как описано выше, в устройстве измерения порога чувствительности кожи согласно каждому из вышеописанных вариантов осуществления зонд 15 не только перемещается, но также выполняет ультразвуковые вибрации, так что перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, подается на кончик 10 пальца субъекта, и поэтому, в сравнении с традиционным устройством, которое подает субъекту только перемещающийся раздражитель зонда 15, комбинированный раздражитель может быть подан на кончик 10 пальца и порог чувствительности кожи может быть измерен более соответственно. Более конкретно, поскольку ощущение вибрации кончика 10 пальца стимулируется посредством подачи раздражителя ультразвуковой вибрации и ощущение давления кончика 10 пальца может стимулироваться посредством подачи перемещающегося раздражителя, дополнительная подача раздражителя ультразвуковой вибрации предоставляет возможность более соответственно вызывать реакцию даже у субъекта, который имеет плохую реакцию лишь при традиционном перемещающемся стимуле, и в результате порог чувствительности кончика 10 пальца можно измерить более точно.
[0043] В дополнение, поскольку реакция субъекта может быть вызвана с помощью меньшей величины перемещения зонда 15, по сравнению с традиционным устройством, которое подает только перемещающийся раздражитель, устройство 1 измерения можно уменьшить в размерах путем предотвращения выполнения механизма перемещения зонда 15 в излишне большом размере. Как упомянуто выше, можно уменьшить размеры устройства и получить маленькое и легковесное устройство 1 измерения, подходящее для измерения порога чувствительности кончика 10 пальца.
[0044] В устройстве измерения согласно каждому из вышеописанных вариантов осуществления, поскольку перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, подается на кожу человека, появляется возможность позволить субъекту соответственно воспринять состояние контакта и положение контакта зонда 15 в начальном состоянии посредством подачи раздражителя ультразвуковой вибрации в начальном состоянии, когда зонд 15 приводят в контакт с кожей человека субъекта. Также, благодаря перемещению зонда 15 из начального состояния и подаче перемещающегося раздражителя, сопровождаемого раздражителем ультразвуковой вибрации, на кожу человека, субъект может соответственно отвечать на перемещение зонда 15 и появляется возможность количественного измерения порога чувствительности кожи с более высокой воспроизводимостью.
[0045] Поскольку приводной блок 16 зонда перемещает зонд 15 с помощью движущей силы ультразвукового мотора 30, ультразвуковая вибрация, получаемая от ультразвукового мотора 30, передается на зонд 15, и перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, передается на кончик пальца, то конструкцию приводного блока 16 зонда можно упростить в сравнении с конфигурацией, в которой функция придания вибрации для осуществления ультразвуковой вибрации зонда 15 и функция перемещения для перемещения зонда 15 реализованы как отдельные механизмы. Соответственно, можно получить устройство 1 измерения порога чувствительности кожи, предпочтительное для уменьшения размеров всего устройства.
[0046] Если зонд 15 прикреплен к подвижному элементу 34 ультразвукового мотора 30, содержащего пьезоэлектрический элемент 32, вибрационный вал 33 и подвижный элемент 34, ультразвуковой мотор 30, как описано выше, является превосходным в отношении создания большой движущей силы как для своего размера и может обеспечивать стабильную работу с высокой рабочей скоростью. Поэтому он является предпочтительным источником привода для небольшого и легковесного устройства 1 измерения порога чувствительности кожи для кончика 10 пальца.
[0047] Благодаря приводному блоку 16 зонда в форме, в которой два ультразвуковых мотора 30 расположены параллельно, поскольку нагрузка, прикладываемая к зонду 15, может быть воспринята двумя вибрационными валами 33, можно получить устройство 1 измерения порога чувствительности кожи, превосходное в отношении износостойкости с меньшим выходом из строя вибрационного вала 33. Поскольку зонд 15 перемещается посредством двух ультразвуковых моторов 30, можно надежно перемещать зонд 15, даже когда зонд 15 прижат сильно, тем самым позволяя получить превосходно прочное устройство 1 измерения.
[0048] Благодаря предоставлению установочной конструкции для установки и закрепления корпусной оболочки 2 на кончике 10 пальца субъекта, так что зонд 15 находится в контакте с кожей через контактное окно 60, можно предотвратить непреднамеренное перемещение кончика 10 пальца субъекта относительно корпусной оболочки 2, и имеется возможность более точно измерять порог чувствительности кожи кончика 10 пальца субъекта.
[0049] Устройство 1 измерения оснащено схемой 22 беспроводной связи для беспроводной связи с главным устройством 70 управления, при этом главное устройство 70 управления оснащено кнопкой 73 ощущения, блок 17 обнаружения величины перемещения измеряет порог чувствительности кожи, если кнопка 73 ощущения главного устройства 70 управления приводится в действие, когда субъект ощущает перемещающийся раздражитель на кончике 10 пальца, и порог чувствительности кожи передается на главное устройство 70 управления посредством схемы 22 беспроводной связи. В соответствии с этим, конфигурация устройства 1 измерения может быть упрощена в сравнении с конфигурацией, в которой кнопка 73 ощущения, приводимая в действие, когда субъект ощущает перемещающийся раздражитель на кончике 10 пальца, предоставлена на стороне устройства 1 измерения. Кроме того, конфигурация устройства 1 измерения может быть упрощена, поскольку можно реализовать конфигурацию, в которой программа управления, заблаговременно установленная в главном устройстве 70 управления, приводит к тому, что главное устройство 70 управления автоматически определяет наличие нейропатии и степень нейропатии на кончике 10 пальца, или конфигурацию, в которой результат определения или т. п. отображается на экране 71 дисплея, предоставленном в главном устройстве 70 управления. Если устройство 1 измерения и главное устройство 70 управления приспособлены для соединения между собой посредством беспроводной связи, можно значительно более легко установить состояние соединения между ними, в сравнении со случаем соединения устройства 1 измерения с главным устройством 70 управления посредством провода. Поскольку устройство 1 измерения и главное устройство 70 управления соединены посредством беспроводной связи, эксплуатация главного устройства 70 управления не имеет недостатка оттягивания за провод и соскальзывания устройства 1 измерения в результате этого и имеет преимущество более точного измерения порога чувствительности кожи.
[0050] В каждом из вышеописанных вариантов осуществления предусмотрено, что перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, подается на кончик 10 пальца с использованием ультразвукового мотора 30. Однако зонд 15 может перемещаться посредством шагового двигателя и механизма, который преобразует вращательное движение шарико-винтовой пары и т. п. в линейное движение, а ультразвуковая вибрация может подаваться на зонд 15 посредством ультразвукового осциллятора, прикрепленного к столу 31. Установочная конструкция может представлять собой растяжимый ленточный элемент, прикрепленный так, чтобы пересекать верхнюю поверхность нижней оболочки 4, вместо установочной ленты 75.
СПИСОК НОМЕРОВ ССЫЛОК
[0051]
2 Корпусная оболочка
10 Кончик пальца
15 Зонд
16 Приводной блок зонда
17 Блок обнаружения величины перемещения
20 Блок управления приводом (Схема управления)
22 Блок связи (Схема беспроводной связи)
30 Ультразвуковой мотор
31 Стол
32 Пьезоэлектрический элемент
33 Вибрационный вал
34 Подвижный элемент
60 Контактное окно
61 Прокладка
70 Главное устройство управления
1. Устройство измерения порога чувствительности кожи для измерения порога чувствительности кожи кончика (10) пальца субъекта, отличающееся тем, что
в корпусной оболочке (2) размещается зонд (15), который предоставляет раздражитель посредством вхождения в контакт с кожей кончика (10) пальца; приводной блок (16) зонда, который приводит в действие зонд (15); блок (20) управления приводом, который управляет приводным состоянием приводного блока (16) зонда; и блок (17) обнаружения величины перемещения, который обнаруживает величину перемещения зонда (15), перемещаемого приводным блоком (16) зонда;
приводной блок (16) зонда обладает функцией придания вибрации, которая придает ультразвуковую вибрацию зонду (15), и функцией перемещения, которая перемещает зонд (15); и
когда зонд (15) находится в контакте с кожей кончика (10) пальца, приводной блок (16) зонда приводится в действие посредством сигнала управления с блока (20) управления приводом, чтобы предоставлять на кончик (10) пальца перемещающийся раздражитель, сопровождаемый раздражителем ультразвуковой вибрации, и блок (17) обнаружения величины перемещения обнаруживает величину перемещения зонда (15) в момент времени, когда субъект демонстрирует реакцию, так что измеряется порог чувствительности кожи кончика (10) пальца субъекта.
2. Устройство измерения порога чувствительности кожи по п. 1, отличающееся тем, что
приводной блок (16) зонда использует ультразвуковой мотор (30) в качестве источника привода; и
зонд (15) перемещается посредством движущей силы ультразвукового мотора (30), так что ультразвуковая вибрация, полученная от ультразвукового мотора (30), подается на зонд (15), и кончик (10) пальца обеспечивается перемещающимся раздражителем, сопровождаемым раздражителем ультразвуковой вибрации.
3. Устройство измерения порога чувствительности кожи по п. 2, отличающееся тем, что
ультразвуковой мотор (30), задающий конфигурацию приводного блока (16) зонда, содержит пьезоэлектрический элемент (32), который изгибается и деформируется посредством приложения напряжения; вибрационный вал (33), который вибрирует в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента (32); и подвижный элемент (34), выполненный с возможностью перемещения относительно вибрационного вала (33) и линейного перемещения вдоль вибрационного вала (33) в ответ на изгибание и деформацию пьезоэлектрического элемента (32); и
при этом зонд (15) прикреплен к подвижному элементу (34).
4. Устройство измерения порога чувствительности кожи по п. 3, отличающееся тем, что
приводной блок (16) зонда содержит два вибрационных вала (33), расположенных параллельно; пьезоэлектрический элемент (32), соединенный с концевой частью каждого из вибрационных валов (33); подвижный элемент (34), предоставленный на каждом из вибрационных валов (33); и стол (31), который соединяет оба подвижных элемента (34); и
при этом зонд (15) прикреплен к столу (31).
5. Устройство измерения порога чувствительности кожи по любому из пп. 1–4, отличающееся тем, что
контактное окно (60) для выхода (15) зонда открыто в центральной части корпусной оболочки (2), и при этом зонд (15) выполнен с возможностью перемещения вдоль контактного окна (60); и
контактное окно (60) снабжено прокладкой (61), изготовленной из эластичного элемента, которая уплотняет зазор между краем отверстия контактного окна (60) и периферийным краем зонда (15).
6. Устройство измерения порога чувствительности кожи по п. 5, отличающееся тем, что содержит установочную конструкцию для установки и закрепления корпусной оболочки (2) на кончике (10) пальца субъекта, при этом зонд (15) контактирует с кожей через контактное окно (60).
7. Устройство измерения порога чувствительности кожи по любому из пп. 1–6, отличающееся тем, что
корпусная оболочка (2) вмещает в себе блок (22) связи для установления состояния соединения беспроводной связи с главным устройством (70) управления, которое приводится в действие субъектом и в котором установлена программа управления;
при этом зонд (15) перемещается на основе сигнала управления, передаваемого с главного устройства (70) управления посредством блока (22) связи; и
порог чувствительности кожи, обнаруженный блоком (17) обнаружения величины перемещения, передается на главное устройство (70) управления посредством блока (22) связи.
