計測法入門

編集者一覧・執筆者一覧／序／まえがき

◉第1部　計測法総論

第1章　計ることの意味

1-1　いかに計るのか
⑴計る目的と計り方
　なぜ、何をどのように計るのか／定量化の効用と限界／計ることの位置づけと相互作用／媒体としての機器と解析
⑵なぜ、計るのか
⑶何をどのように計るのか
　何を取り出すのか／計り方／値の意味・解釈／どのように臨床で活かすのか
⑷身近な道具を使って計る
　メジャー／ストップウォッチ
⑸情報科学技術の融合

1-2　安全管理と倫理
⑴生命倫理
⑵説明と同意
⑶個人情報保護
　個人情報保護法
⑷機器安全

第2章　計るための臨床思考過程

⑴「何を計るのか」の臨床思考
　取り出す生体情報／性質／臨床での活用
⑵「どのように計るのか」の臨床思考
　計測原理／計測条件／計測手順
⑶「どのようなデータが得られるのか」の臨床思考
　基本的指標／応用的・個別指標
⑷「どのように解析・解釈していくのか」の臨床思考
　生データ／各指標／意味づけ（統合的解釈）
⑸「どのように臨床で活かすのか」の臨床思考
　病態・障害の理解と治療介入／変化・効果の判定／省察

◉第2部　計測の実際

第3章　神経・筋機能の計測

3-1　筋電図
3-1-1　動作筋電図
⑴何を計るのか
　筋電位が生じる生理的過程と筋電図計測／表面筋電図により計測される筋電位と導出波形
⑵どのように計るのか
　表面筋電図で用いる電極の特徴／表面筋電図の導出法と計測機器の特徴／計測手順
⑶どのようなデータが得られるのか
　単関節運動／起立（立ち上がり）動作／立位保持／歩行
⑷どのように解析・解釈していくのか
　筋電図データの波形処理（フィルタ処理）／量的解析／時間的解析／周波数解析
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　動作筋電図は臨床評価の一手段～動作分析だけではわからない歩行中の筋活動特性～
　Q2　動作筋電図による治療方針の評価～筋活動から評価する練習難易度～
　Q3　動作筋電図における正規化や再現性の問題～正しく介入効果を評価できるか？～

3-1-2　誘発筋電図
⑴何を計るのか
　末梢神経に対する誘発筋電図／中枢神経に対する誘発筋電図
⑵どのように計るのか
　H波・M波・F波の計測／運動神経伝導速度の計測／筋線維伝導速度の計測／単発TMSの計測／二連発TMSの計測
⑶どのようなデータが得られるのか
　H波・M波・F波／運動神経伝導速度／筋線維伝導速度／TMS指標
⑷どのように解析・解釈していくのか
　H波・M波・F波／運動神経伝導速度／筋線維伝導速度／TMS指標
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　誘発筋電図における末梢神経（H波）と中枢神経（MEP）の乖離と病態理解
　Q2　誘発筋電図における運動神経伝導速度と筋線維伝導速度の乖離と病態理解

3-2　筋力計測機器
3-2-1　トルクマシン
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　校正／計測プロトコルの選択・入力／対象者の計測姿勢と機器の設定／重力補正／練習（ウォーミングアップ）／計測
⑶どのようなデータが得られるのか
　最大トルク（Nm）と最大トルク体重比率（%またはNm/kg）／主動筋/拮抗筋比率（%）／健側比（%）／最大トルク発揮角度（°）／仕事量（J）と仕事率（W）／仕事量疲労（%）
⑷どのように解析・解釈していくのか
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　ACL損傷患者（スポーツ選手）の測定結果から競技復帰の可能性を見極めることができるのか？
　Q2　仕事量疲労の数値からデータの信頼性を見極めるには？

3-2-2　徒手筋力計
⑴何を計るのか
　どのような機器なのか／臨床でHHDを用いる理由
⑵どのように計るのか
　オリエンテーション／対象者の測定姿勢とHHDの位置／HHDの固定方法／測定時間／レバーアームの長さ
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
　非障害側の同部位と比較する／経時的変化を把握する／参考値と比較する／動作遂行能力との関係
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　術後における筋力の回復状況と歩行機能改善の妥当性を考えるには？
　Q2　HHDを用いて筋力増強練習の抵抗量を設定する方法は？

3-2-3　圧力センサ
⑴何を計るのか
　圧力センサとは／筋機能の計測について／筋力発揮の静特性・動特性と臨床的視点
⑵どのように計るのか
　どの筋収縮様式を計測するのか／どの関節運動を計測するのか／どの姿勢で計測するのか／計測における注意点／計測装置の製作例
⑶どのようなデータが得られるのか
　圧力センサで得られるデータ／正しくデータがとれていない例／ノイズ処理
⑷どのように解析・解釈していくのか
　データの解析／結果の解釈／データの有機的組み合わせ
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　動作分析とMMTの結果の整合性が見られない患者の筋力発揮特性を見極めるには？
　Q2　静特性と動特性の特徴から治療立案につなげるには？

3-3　超音波測定装置
3-3-1　筋量
⑴何を計るのか
　超音波測定装置の測定原理／超音波測定装置の活用
⑵どのように計るのか
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
　大腿四頭筋の筋厚測定の妥当性／大腿四頭筋の筋厚測定の信頼性／大腿四頭筋の筋厚測定の最小可検変化量／大腿四頭筋の筋量の量的特徴／大腿四頭筋の筋厚の経時的変化／大腿四頭筋の筋厚─低栄養・サルコペニア・嚥下─
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　大腿四頭筋の筋厚はBMIの重症度とどのように関連するのか？
　Q2　超音波測定装置とBIA装置で測定された筋量変化に違いはあるのか？

3-3-2　筋質
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
　大腿四頭筋の筋輝度測定の妥当性／大腿四頭筋の筋輝度測定の信頼性／大腿四頭筋の筋輝度測定の最小可検変化量／大腿四頭筋の筋輝度の経時的変化／大腿四頭筋の筋輝度のカットオフ値／筋厚からの筋輝度の解釈
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　高齢入院患者における大腿四頭筋の筋輝度はADLと関連するのか？
　Q2　高齢入院患者における大腿四頭筋の筋輝度と自宅復帰率は関連するのか？

3-3-3　筋・腱構造
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
⑶どのようなデータが得られるのか
　健常な骨格筋周囲の組織構造と超音波画像／健常画像を理解することの重要性と各モードの特徴／超音波画像で見る健常な関節周囲組織の特徴／超音波測定におけるアーチファクト
⑷どのように解析・解釈していくのか
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　アキレス腱断裂再建術後の理学療法評価
　Q2　膝蓋腱炎における理学療法評価

3-3-4　血流
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　測定条件／使用機器／測定手順
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　FMDの値から血管内皮機能障害の程度をどのように判断するか？
　Q2　介入前後のFMDの変化をどのように解釈すれば良いか？

第4章　姿勢・運動機能の計測

4-1　重心動揺計
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　計測原理／安静立位による標準的な計測方法／安静座位による計測方法／随意運動（リーチやステップ動作など）での計測
⑶どのようなデータが得られるのか
　支持基底面に対する圧中心の位置／揺らぎの型／圧中心の時間的な位置の変化／揺らぎの周波数／計測条件間での比較
⑷どのように解析・解釈していくのか
　圧中心の位置／揺らぎの型／揺らぎの大きさ／再現性
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　立位と座位における重心動揺と疾患（病態・病巣）との関係は？
　Q2　サルコペニアの基準だけにとらわれず、治療方針を見極めるには？
　Q3　治療や介入の変化をどう見極めるか？～重心の偏倚に対する介入の即時効果～

4-2　3次元動作解析装置
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　計測機器の特性／計測手順
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
　試行データから代表値を導くステップ／アウトカムの解釈と考え方
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　正常歩行における膝関節のデータから異常歩行の特徴を見極めるには？
　Q2　データの信頼性に関わる重要な計測手順とは？
　Q3　得られたデータからどのような動作が推測できるのか？

4-3　床反力計
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　計測機器の特性／計測手順
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
　床反力データの解釈／データの解釈における注意点
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　しゃがみこみ姿勢の維持における関節モーメントの方向と大きさを推測するには？
　Q2　一歩行周期の足関節モーメントからわかる疾患の特徴は？
　Q3　身体重心と膝関節モーメントのデータからどんな動作が推測できるのか？

4-4　加速度計
⑴何を計るのか
　加速度計の原理／得られるデータの構成
⑵どのように計るのか
　計測機器の種類と特徴／計測の実際
⑶どのようなデータが得られるのか
　3軸加速度計／慣性計測ユニット（IMU）
⑷どのように解析・解釈していくのか
　3軸加速度計の解釈（身体活動・睡眠などの生活の量）／慣性計測ユニット（IMU）の解釈（歩行などの動作の質）
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　身体活動量と睡眠をどのように解釈するのか？
　Q2　退院前後の身体活動の割合データから、退院後の生活変化をどのように評価できるか？
　Q3　体幹加速度の波形データから、歩行の安定性の変化をどのように判断できるか？

第5章　呼吸・循環・代謝機能の計測

5-1　バイタルサインの測定器
5-1-1　パルスオキシメータ
⑴何を計るのか
　酸素飽和度とは／酸素の運搬とその指標／酸素飽和度と酸素分圧の関係
⑵どのように計るのか
　パルスオキシメータのSpO2測定の原理／測定上の注意点
⑶どのようなデータが得られるのか
　SpO2（%）／脈拍数（PR：PulseRate）（回/分）／灌流指標（PI：PerfusionIndex）（%）／脈波変動指標（PVI：Pleth Variability Index）（%）
⑷どのように解析・解釈していくのか
　測定の手順／測定の例
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　歩行中におけるパルスオキシメータの測定の正確性を見極めるには？
　Q2　歩行後のSpO2の変化をどのように解釈すれば良いのか？
　Q3　慢性閉塞性肺疾患患者における整容動作中のSpO2は動作指導でどのように変化するのか？

5-1-2　血圧計
⑴何を計るのか
　血圧の定義／血圧の測定意義
⑵どのように計るのか
　直接法／間接法
⑶どのようなデータが得られるのか
　収縮期血圧／拡張期血圧
⑷どのように解析・解釈していくのか
　高血圧症の診断／起立性低血圧症の診断／集中治療領域における解釈／救命救急領域の解釈／循環器領域における解釈
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　血圧測定における上腕の位置と測定値
　Q2　左室補助人工心臓装着術後の患者における血圧測定
　Q3　観血的動脈ライン挿入患者における離床時の血圧モニタリングの方法

5-1-3　心電図
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　心電計の構成／心電図検査のフロー
⑶どのようなデータが得られるのか
　心電図からわかること／基本心電図波形と基準値
⑷どのように解析・解釈していくのか
　アーチファクト／心電図の読影手順／リハビリテーションの各種基準における心拍数の位置づけ
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　患者の状況に応じて正確に心電図検査を行うには？
　Q2　動作時における不整脈を適切に評価するためには？
　Q3　心電計で生じうるエラーとは？

5-2　肺機能測定装置
5-2-1　スパイロメトリー
⑴何を計るのか
　測定機器について─スパイロメータの測定原理─
⑵どのように計るのか
　検査手順
⑶どのようなデータが得られるのか
　肺気量分画／努力性呼気曲線／フローボリューム曲線
⑷どのように解析・解釈していくのか
　肺気量分画／努力性呼気曲線／フローボリューム曲線
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　間質性肺炎例のスパイロメトリーの結果から運動強度の設定を見極めるには？
　Q2　慢性閉塞性肺疾患（COPD）患者のスパイロメトリーの結果（2例）から呼吸練習の方針を見極めるには？

5-2-2　呼吸筋力
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
⑶どのようなデータが得られるのか
　最大吸気口腔内圧／最大呼気口腔内圧
⑷どのように解析・解釈していくのか
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　呼吸筋力（PImax）が低下しているCOPD患者の呼吸リハビリテーションの方針を見極めるには？

5-2-3　肺コンプライアンス・抵抗
⑴何を計るのか
　呼吸運動における力学的特性／気道内の空気の流れ─層流と乱流─／気道内の呼吸運動における空気の流れと抵抗
⑵どのように計るのか
　食道バルーンを用いた静肺コンプライアンス（Cst）の測定／体プレチスモグラフ法による気道抵抗（Raw）の測定／オシロメトリーによる呼吸インピーダンス（Zrs）の測定
⑶どのようなデータが得られるのか
　食道バルーンを用いた静肺コンプライアンス測定の指標／体プレチスモグラフ法による気道抵抗測定の指標／オシロメトリーによる測定の指標
⑷どのように解析・解釈していくか
　静肺コンプライアンス（Cst）の解釈／気道抵抗（Raw）に関連する指標の解釈／オシロメトリーから得られる指標の解釈
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　オシロメトリーの測定から呼吸抵抗（Rrs）を解釈するには？
　Q2　スパイロメトリー、体プレチスモグラフ法、オシロメトリーによる測定結果を比較して考えられる症状を見極めるには？
Q3　運動中のオシロメトリーの測定

5-3　呼気ガス分析装置
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　測定機器について／計測方法
⑶どのようなデータが得られるのか
　最大酸素摂取量（単位：mL・min-1またはL・min-1（体重比の場合はL・kg-1・min-1））／最高酸素摂取量（単位：mL・min-1またはL・min-1（体重比の場合はL・kg-1・min-1））／酸素脈（単位：mL・beats-1）／嫌気性代謝閾値／VE/VCO2 slope／呼吸商／一回換気量（単位：mLまたはL）、呼吸数（単位：beats・min-1）／分時換気量、および最高分時換気量（単位：L・min-1）／換気当量／終末呼気二酸化炭素分圧、終末呼気酸素分圧（単位：mmHgまたは%）／時間因子
⑷どのように解析・解釈していくのか
　最大酸素摂取量／最高酸素摂取量／酸素脈／嫌気性代謝閾値／VE/VCO2 slope／呼吸商／一回換気量、呼吸数／分時換気量、最高分時換気量／換気当量／終末呼気二酸化炭素分圧、終末呼気酸素分圧／時間因子
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　心不全患者の心肺運動負荷試験（CPX）の結果を運動療法につなげるには？
　Q2　下肢疲労により最高酸素摂取量の評価が困難だった心不全患者の心肺運動負荷試験（CPX）を解釈するには？

5-4　体組成計
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
　BIA法／機器の構成／計測手順
⑶どのようなデータが得られるのか
　利用できるパラメータ
⑷どのように解析・解釈していくのか
　体脂肪・内臓脂肪／骨格筋
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　サルコペニアの基準だけにとらわれず、治療方針を見極めるには？
　Q2　血液透析患者で慢性的な浮腫がある人のリハビリテーション効果をBIA法で評価する際の注意点は？

第6章　脳機能の計測

6-1　脳波計
⑴何を計るのか
　脳波計の用途と特性／EEGで計測される神経活動
⑵どのように計るのか
　電極の貼り方／サンプリング周波数の設定／ノイズの混入防止／トリガーの設定
⑶どのようなデータが得られるのか
　安静時脳活動／感覚誘発電位
⑷どのように解析・解釈していくのか
　解析ソフトウェアに関して／前処理／脳活動の解析
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　脳波におけるノイズ混入の問題への対策は？
　Q2　脳波解析における多重比較の問題を考慮するうえで重要なことは？

6-2　近赤外分光法
⑴何を計るのか
⑵どのように計るのか
⑶どのようなデータが得られるのか
⑷どのように解析・解釈していくのか
　信号処理の手順と注意点／信号変化とその解釈
⑸どのように臨床で活かすのか
　Q1　安静時のデータを使用した脳機能の比較は可能か？
　Q2　NIRSで計測した信号だけで解釈できるか？

◉第3部　計測に必要な基礎

第7章　計測の物理・工学的基礎

⑴計測と数学
　スカラー量とベクトル量／三角関数／指数と対数
⑵物理・化学的尺度
　各国の歴史に基づいた単位とSI単位系／力の単位／圧力の単位／角度、仕事量、モーメントの単位／熱量と温度の単位／電気に関する単位／周波数の単位／サンプリング周波数／周波数解析／標本化定理とエイリアシング
⑶機器の確度と精度
　確度と精度の定義／システムの特性
⑷計測と誤差
　機器特性およびシステムに由来する主な誤差／測定に伴う主な誤差
⑸精度管理
⑹機器特性を捉えるポイント
　機器（計測）の原理／機器を構成する名称と役割

あとがき／索引