| 【発明の名称】 |
骨粗鬆症診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】石井 徹哉
【氏名】栗脇 真史
【氏名】中森 勇一
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| 【要約】 |
【課題】首振り型超音波トランスデューサの基準軸と被験者の測定箇所の位置関係を適正に設定する。
【解決手段】超音波トランスデューサ３を、超音波インパルスを被験者の脛骨に発射しそのエコーを受波するトランスデューサ本体１１と、所定の基準軸Ｋを中心としてトランスデューサ本体を首振り運動させ、超音波インパルスの発射方向を絶えず変化させる首振り機構１２とで構成し、この超音波トランスデューサを首振り運動可能な状態でトランスデューサ固定装置４に支持固定し、足固定装置５で被験者Ｍの足を固定することにより、超音波トランスデューサの基準軸Ｋを被験者の脛骨Ｍｂの所定の位置に所定の方向で固定する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 超音波インパルスを被験者の脛骨に発射しそのエコーを受波するトランスデューサ本体と、所定の基準軸を中心として前記トランスデューサ本体を首振り運動させ、超音波インパルスの発射方向を絶えず変化させる首振り機構とを備える超音波トランスデューサと、この超音波トランスデューサを首振り運動可能な状態で支持固定するトランスデューサ固定装置と、前記超音波トランスデューサの基準軸が被験者の脛骨の所定の位置に所定の方向で固定されるように、被験者の足を固定する足固定装置とを備えていることを特徴とする骨粗鬆症診断装置。
【請求項２】 前記足固定装置が、着座姿勢の被験者の膝を固定する膝固定部と、踵を固定する踵固定部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の骨粗鬆症診断装置。
【請求項３】 前記膝固定部が位置調整可能に設けられていることを特徴とする請求項２記載の骨粗鬆症診断装置。
【請求項４】 前記踵固定部が位置調整可能に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の骨粗鬆症診断装置。
【請求項５】 前記足固定装置が、着座した被験者の腰の位置を固定す腰固定部を備えていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１に記載の骨粗鬆症診断装置。
【請求項６】 前記トランスデューサ固定装置が、超音波トランスデューサの基準軸の高さを調整する機構を備えていることを特徴とする１乃至５の何れか１に記載の骨粗鬆症診断装置。
【請求項７】 前記足固定装置が、着座した被験者の大腿骨の延びる方向に対して所定角度斜めの位置に前記超音波トランスデューサの基準軸が位置するように被験者の足を固定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１に記載の骨粗鬆症診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波インパルスを被験者の脛骨に向けて発射しそのエコーを受波することで骨粗鬆症を診断する骨粗鬆症診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の骨粗鬆症診断装置として、特開平９−１４０７０７号公報に記載されているような首振り型超音波トランスデューサを用いた骨粗鬆症診断装置が知られている。この公報に記載の首振り型超音波トランスデューサは、超音波インパルスを測定箇所の骨に発射しそのエコーを受波するトランスデューサ本体と、所定の基準軸を中心としてトランスデューサ本体を首振り運動させ、超音波インパルスの発射方向を絶えず変化させる首振り機構とから構成されている。
【０００３】超音波インパルスを骨に向けて発射しそのエコーを受波する場合、超音波インパルスの入射方向と骨の表面の法線が一致したときに最大エコーを受波することができ、高精度の診断が可能となる。この点、上記首振り型超音波トランスデューサを用いた骨粗鬆症診断装置によれば、首振り運動によって超音波インパルスの発射方向を絶えず変化させるので、脛骨の表面の法線と超音波インパルスの入射方向の一致点を自動的に探し出すことができ、操作者を煩わせることなく、あるいは操作の巧拙に関係なく、自動的に最大エコーを受波できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような首振り型超音波トランスデューサを用いた骨粗鬆症診断装置では、検査すべき箇所（脛骨）に対して、著しく超音波トランスデューサの基準軸の向きが不適正に置かれた場合、超音波トランスデューサの首振り範囲に骨表面の法線の向きが入らなくなり、この結果、正しく計測できなくなることがあった。
【０００５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、首振り型超音波トランスデューサの基準軸と被験者の測定箇所の位置関係を適正に設定することができ、常に正しい計測ができる骨粗鬆症診断装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る骨粗鬆症診断装置は、超音波インパルスを被験者の脛骨に発射しそのエコーを受波するトランスデューサ本体と、所定の基準軸を中心として上記トランスデューサ本体を首振り運動させ、超音波インパルスの発射方向を絶えず変化させる首振り機構とを備える超音波トランスデューサと、この超音波トランスデューサを首振り運動可能な状態で支持固定するトランスデューサ固定装置と、上記超音波トランスデューサの基準軸が被験者の脛骨の所定の位置に所定の方向で固定されるように、被験者の足を固定する足固定装置とを備えていることを特徴とする。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の骨粗鬆症診断装置に係り、上記足固定装置が、着座姿勢の被験者の膝を固定する膝固定部と、踵を固定する踵固定部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の骨粗鬆症診断装置に係り、上記膝固定部が位置調整可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３に記載の骨粗鬆症診断装置に係り、上記踵固定部が位置調整可能に設けられていることを特徴とする。
【００１０】請求項５記載の発明は、請求項２乃至４の何れか１に記載の骨粗鬆症診断装置に係り、上記足固定装置が、着座した被験者の腰の位置を固定す腰固定部を備えていることを特徴とする。
【００１１】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１に記載の骨粗鬆症診断装置に係り、上記トランスデューサ固定装置が、超音波トランスデューサの基準軸の高さを調整する機構を備えていることを特徴とする。
【００１２】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１に記載の骨粗鬆症診断装置に係り、上記足固定装置が、着座した被験者の大腿骨の延びる方向に対して所定角度斜めの位置に上記超音波トランスデューサの基準軸が位置するように被験者の足を固定することを特徴とする。
【００１３】
【作用】この発明の骨粗鬆症診断装置によれば、足固定装置によって被験者の足を固定することにより、自動的に、超音波トランスデューサの基準軸が、被験者の脛骨の所定の位置に所定の方向で固定される。したがって、首振り機構によってトランスデューサ本体に所定の首振り運動をさせた際に、その首振り範囲に確実に脛骨表面の法線の向きが入ることになり、最大エコーを受波できる。この場合、被験者の脛骨の向きは、膝と踵の位置を固定することで適正に設定することができる。
【００１４】また、固定位置は被験者の体格等に応じて適宜調節すればよいし、被験者の腰の位置を固定すれば、より正確に無理なく、被験者の足の位置を固定することができる。また、脛骨の前側の平面の向きは、大腿骨の延びる向きと所定の角度を持つので、大腿骨の向きを所定の方向に固定することで、超音波トランスデューサの基準軸と脛骨のフラット面の向きを適正な関係に設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態である骨粗鬆症診断装置１により被験者Ｍの脛Ｍａの検査を行っている状態を示す側面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図、また、図３は、同骨粗鬆症診断装置の要部構成を示すと共に、使用状態を示す平面図、また、図４は、同骨粗鬆症診断装置で計測する場合の脛骨とトランスデューサ本体の関係を示す平面図である。
【００１６】この骨粗鬆症診断装置１は、超音波トランスデューサ３と、超音波トランスデューサ３を支持するトランスデューサ固定装置４と、被験者Ｍの足を固定する足固定装置５とからなる。これらはベースフレーム２上に配されている。超音波トランスデューサ３は、超音波インパルスを被験者Ｍの脛Ｍａの脛骨Ｍｂに発射しそのエコーを受波するトランスデューサ本体１１と、所定の基準軸Ｋを中心としてトランスデューサ本体３を首振り運動させ、超音波インパルスの発射方向を絶えず変化させる首振り機構１２とからなる。
【００１７】首振り機構１２は、垂直に配されたプレート状の可動フレーム１５と、可動フレーム１５に水平向きに固定された３つのアクチュエータ２０を有する。３つのアクチュエータ２０は、可動フレーム１５の中心に設定された略水平な基準軸Ｋを中心に、周方向１２０度の間隔で配されており、それぞれ水平方向に延びる等長のネジ軸１６を有している。
【００１８】ネジ軸１６は、アクチュエータ２０を回転駆動することで、矢印（イ）のように、水平方向に伸縮動作させられるようになっており、３本のネジ軸１６の先端に、ボールジョイント（自在継手）１７を介してトランスデューサ本体１１のブラケット１８が結合されている。これにより、３本のネジ軸１６の伸縮動作を適当に組み合わせることで、トランスデューサ本体１１を上記基準軸Ｋを中心に、首振り運動させることができるようになっている。この場合、首振り運動は無制限にできるわけではなく、機構的な制約により、所定の立体角の範囲で限定してできるようになっている。
【００１９】上記首振り機構１２のベース部に相当する可動フレーム１５は、トランスデューサ固定装置４により支持されている。トランスデューサ固定装置４は、ベースフレーム２上に間隔をおいて垂直に立てられたネジ軸２１とガイド軸２２とからなり、可動フレーム１５を上下方向移動可能に支持している。可動フレーム１５には、ネジ軸受２３とガイド軸受２４とが設けられており、ネジ軸受２３がネジ軸２１に螺合され、ガイド軸受２４がガイド軸２２に嵌合されることで、可動フレーム１５が支持されている。
【００２０】そして、ネジ軸２１の上端のハンドル２１ａを回すことで、ネジ軸２１とネジ軸受２３の作用により、可動フレーム１５の高さを調整し、超音波トランスデューサ３の基準軸Ｋの高さを調節できるようになっている。したがって、ここでは、ネジ軸２１とネジ軸受２３が、超音波トランスデューサ３の高さ調整機構に相当する。また、可動フレーム１５の調節高さを被験者Ｍの身長に対応して合わせられるように、図２に示すように、可動フレーム１５の側方には身長を記したスケール２６が設けられている。
【００２１】また、足固定装置５は、爪先固定部３１と踵固定部３２と膝固定部３３と腰固定部３４と、膝固定部３３を支持する垂直支柱３５とを有している。爪先固定部３１は、図３に示すように、足の親指と人差し指の付け根の位置つまり爪先Ｍｄの位置を固定し、踵固定部３２は足の踵Ｍｅの位置を固定する。これら爪先固定部３１と踵固定部３２により、踝から下の部分Ｍｃを確実に固定することができる。なお、踵固定部３２は、垂直支柱３５に設けたブラケット３６に矢印（ロ）の方向にスライド自在に取り付けられており、足の大きさに応じて爪先固定部３１との間隔を調節できるようになっている。３７は踵固定部３２の位置を固定する固定ネジである。
【００２２】膝固定部３３は、被験者の膝Ｍｆの位置を固定するものであり、垂直支柱５にブラケット３８を介して取り付けられている。この場合、ブラケット３８の高さを調節することで、膝固定部３３の高さを矢印（ハ）のように調整できるようになっている。また、膝固定部３３は、ブラケット３８にスライド自在に取り付けられており、踵固定部３２の調整と合わせて、同じ矢印（ニ）方向に位置調整できるようになっている。３９はブラケット３８の高さを固定する固定ネジ、４０は膝固定部３３の位置を固定する固定ネジである。
【００２３】腰固定部３４は、椅子４２に着座した被験者Ｍの腰Ｍｇ（特に骨盤の端）を固定するものであり、椅子４２の座部４４に設けられている。椅子４２は、脚部４３が矢印（ホ）のように水平方向に位置調節でき、座部４４が矢印（ヘ）のように高さ調節できるものである。
【００２４】以上の足固定装置５で被験者Ｍの足を固定した場合、図３に示すように、着座した被験者の大腿骨Ｍｊの延びる方向に対して所定角度θ（１５度〜７５度）だけ傾いた位置に、超音波トランスデューサ３の基準軸Ｋが位置するようになっている。そして、この関係に基準軸Ｋを設定できることにより、図４に示すように脛骨Ｍｂの前側のフラット面Ｍｈの法線Ｍｋの方向を、超音波トランスデューサ３の基準軸Ｋと一致、あるいは、基準軸Ｋを中心にして行う首振り運動の範囲内に確実に入れることができる。したがって、首振り機構１２によってトランスデューサ本体１１に所定の首振り運動をさせた際に、脛骨Ｍｇからの最大エコーを受波することができ、正しい計測を行うことができる。
【００２５】なお、上記３本のネジ軸１６を用いた首振り機構１２によれば、トランスデューサ本体１１の位置を、ネジ軸１６の軸線方向に沿って自由に変えることができる。例えば、全部のネジ軸１６を同じ長さ伸長させれば、脛Ｍａとの間隔を詰めることができるし、全部のネジ軸１６を同じ長さ退縮させれば、脛Ｍａとの間隔を開くことができる。また、ネジ軸１６の伸縮長さに変化をつければ（この操作自体が首振り動作の一部を利用することになる）、基準軸Ｋをある程度傾けることもできる。したがって、被験者Ｍの脛Ｍａを固定した状態でのトランスデューサ本体１１の位置を、後から適正に修正することができ、修正後の位置を基準にして首振り運動をさせることができる。
【００２６】なお、被験者Ｍの足の長さや身長に応じて、踵固定部３２、膝固定部３３、腰固定部３４の位置を調節すると共に、超音波トランスデューサ３の高さを調節する。そうすることにより、被験者Ｍの体格差によらず、超音波トランスデューサ３と被験者Ｍの関係を適正に設定することができ、適正な骨粗鬆症の診断が可能となる。
【００２７】以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、この発明に含まれる。例えば、首振り機構１２の構造やアクチュエータ２０の種類等は任意に変更可能であるし、可動フレーム１５の高さを調節する機構も自由に選定可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の骨粗鬆症診断装置によれば、被験者の足を足固定装置で固定するだけで、確実に超音波トランスデューサの首振り範囲に脛骨表面の法線を入れることができる。したがって、首振り機構によってトランスデューサ本体に所定の首振り運動をさせた際に、最大エコーを受波することができ、再現性よく、適正な計測を行うことができる。この場合、膝と踵の位置、それに加えて腰の位置を固定すれば、脛骨を超音波トランスデューサに対して適正な関係に設定できるので、被験者に無理を強いることもなく、簡単に検査することができる。
【００２９】また、足の長さ等が変わる場合には、膝や踵の固定位置や超音波トランスデューサの位置を調節すればよいので、被験者の体格差によらず、適正な検査を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１７４
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１１日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１６９３７０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３４１５３７ |
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