JP2007020814A - Ultrasonic probe apparatus and ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歩行時における下腿(下肢のうち膝から足首までの範囲)の骨に超音波を送受波する超音波探触子装置、および、当該超音波探触子装置で得られたエコー信号に基づいて歩行による下腿の骨の状態を診断する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe device that transmits and receives ultrasonic waves to the bones of the lower leg (range from the knee to the ankle of the lower limbs) during walking, and an echo signal obtained by the ultrasonic probe device. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing the state of bones of the lower leg by walking.
近年、骨折した骨(折骨)の回復の程度(癒合度合い)を診断するために、超音波を利用することが提案されている。具体的には、折骨に荷重を付加するとともに超音波を送信し、この荷重付加による折骨の変化量を、折骨で反射された反射波(エコー)に基づいて算出する。医師等の診断者は、算出された傾斜角や変化量等に基づいて折骨の癒合度合いを診断する。 In recent years, it has been proposed to use ultrasonic waves in order to diagnose the degree of restoration (degree of fusion) of a broken bone (fracture). Specifically, a load is applied to the fractured bone and an ultrasonic wave is transmitted, and the amount of change in the fractured bone due to the addition of the load is calculated based on the reflected wave (echo) reflected by the fractured bone. A diagnostician such as a doctor diagnoses the degree of healing of the fractured bone based on the calculated inclination angle, amount of change, and the like.
ここで、折骨に付加される荷重は、所定値でもよいが、実際に日常生活で受け得る荷重値とするのが望ましい。すなわち、折骨の癒合診断は、ギブスや松葉杖等の補助部材がなくてもよいか否かを判断するための診断であり、かかる診断を下すためには、折骨が日常生活で受け得る荷重に耐えられるか否かを知ることが必要である。そのため、例えば、下肢(股より下の足部分)の折骨の癒合診断は、被験者を実際に歩行させて、その歩行時における折骨の傾斜量等に基づいて行われることが望ましい。 Here, the load applied to the fractured bone may be a predetermined value, but is preferably a load value that can actually be received in daily life. In other words, the fracture fusion diagnosis is a diagnosis for determining whether or not an auxiliary member such as a cast or a crutch is not necessary, and in order to make such a diagnosis, the load that the fracture can receive in daily life. It is necessary to know whether or not it can withstand. Therefore, for example, it is desirable that the fusion diagnosis of the fractured bone of the lower limb (foot part below the crotch) is performed based on the inclination amount of the fractured bone or the like when the subject is actually walking.
ところで、このような折骨癒合診断を超音波を利用して行う場合、超音波を送受波する超音波探触子は、診断対象部位である折骨に対して位置固定で保持される必要がある。超音波探触子を所定位置で保持する技術は従来から多数提案されている(例えば、特許文献1,2など)。 By the way, when performing such fracture fracture fusion diagnosis using ultrasonic waves, the ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves needs to be held in a fixed position with respect to the fractured bone that is the diagnosis target site. is there. Many techniques for holding an ultrasonic probe at a predetermined position have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、従来の技術は、いずれも、超音波探触子の体表に対する相対位置関係を維持することはできるが、体内にある診断対象部位、具体的には折骨に対する相対位置関係を維持することはできない。すなわち、人の体表(皮膚)は、必ずしも、骨に連動して動くわけではなく、体表のみが動く場合も多い。体表が動くと、当該体表に対して固定されている超音波探触子も動くことになり、折骨に対する超音波探触子の相対位置関係が変動することになる。 However, all of the conventional techniques can maintain the relative positional relationship with respect to the body surface of the ultrasound probe, but maintain the relative positional relationship with respect to the site to be diagnosed in the body, specifically, the fractured bone. It is not possible. That is, the human body surface (skin) does not always move in conjunction with the bone, and often only the body surface moves. When the body surface moves, the ultrasonic probe fixed to the body surface also moves, and the relative positional relationship of the ultrasonic probe with respect to the fractured bone changes.
この超音波探触子と診断対象部位との相対位置の変動量は比較的小さいため、特許文献1,2のように臓器等を診断する場合には、無視でき得る。しかし、折骨の癒合診断における折骨の変動量は微小である。そのため、僅かな、超音波探触子との相対位置ずれも問題となり、結果として、折骨癒合診断の信頼性が低下する。 Since the fluctuation amount of the relative position between the ultrasonic probe and the diagnosis target part is relatively small, it can be ignored when diagnosing an organ or the like as in Patent Documents 1 and 2. However, the amount of fluctuation of the fractured bone in the diagnosis of fractured bone fusion is very small. Therefore, a slight relative displacement with respect to the ultrasonic probe also becomes a problem, and as a result, the reliability of fracture fracture fusion diagnosis is lowered.
そこで、本発明では、超音波診断の信頼性をより向上でき得る超音波探触子装置を提供することを目的とする。特に、折骨に対する超音波探触子の相対位置関係を保持することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe device that can further improve the reliability of ultrasonic diagnosis. In particular, the object is to maintain the relative positional relationship of the ultrasonic probe with respect to the fractured bone.
本発明の超音波探触子装置は、歩行時に、被験者の下腿の骨に超音波を送受波する超音波探触子装置であって、前記被験者の下腿の骨に対して前記超音波を送信するとともに、当該骨で反射された反射波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子とともに前記被験者の下腿の表皮に貼着されることで、前記超音波探触子を貼着位置で維持する貼着部材と、前記被験者の足首の屈曲運動を規制することにより、前記下腿の表皮の動きを規制する規制手段と、を有することを特徴とする。 The ultrasonic probe device of the present invention is an ultrasonic probe device that transmits and receives ultrasonic waves to the lower leg bone of a subject during walking, and transmits the ultrasonic wave to the lower leg bone of the subject. In addition, the ultrasonic probe that receives the reflected wave reflected by the bone and the ultrasonic probe are attached to the epidermis of the subject's lower leg together with the ultrasonic probe, thereby attaching the ultrasonic probe. It has an adhesion member maintained at a wearing position, and regulation means which regulates movement of the epidermis of the lower leg by regulating bending motion of the subject's ankle.
好適な態様で、前記規制手段は、硬質材料からなり、脹脛から足底に沿う形状の屈曲形状の足首固定部材と、前記足首固定部材を前記被験者の足に固定する固定部材と、を有する。この場合、前記足首固定部材は、短下肢装具であって、前記固定部材は、前記短下肢装具に設けられた装着手段であることが望ましい。さらに、前記足首固定部材の底面に設けられ、歩行時に前記足に付加された荷重を計測する荷重計測手段を有することが望ましい。 In a preferred aspect, the restricting means includes a bent ankle fixing member made of a hard material and extending from the calf to the sole, and a fixing member for fixing the ankle fixing member to the subject's foot. In this case, it is desirable that the ankle fixing member is a short leg brace, and the fixing member is a mounting means provided on the short leg brace. Furthermore, it is desirable to have a load measuring means provided on the bottom surface of the ankle fixing member for measuring a load applied to the foot during walking.
他の好適な態様では、前記規制手段は、起立状態の前記被験者の各足が乗せられる二つの可動台を備え、前記被験者の歩行動作に応じて前記可動台を交互に昇降させることにより、前記足首の屈曲運動を規制する足踏み装置を含む。前記足踏み装置は、前記被験者の歩行動作に応じて、前記可動台を、昇降させるとともに傾斜もさせることが望ましい。また、前記可動台に設けられ、歩行時に前記足に付加された荷重を計測する荷重計測手段を有することも望ましい。 In another preferred aspect, the restricting means includes two movable platforms on which the feet of the subject in the standing state are placed, and alternately raising and lowering the movable platform according to the walking motion of the subject, Includes a stepping device that regulates ankle flexion movement. It is desirable that the stepping device raises and lowers the movable platform according to the walking motion of the subject. It is also desirable to have a load measuring means that is provided on the movable table and measures a load applied to the foot during walking.
他の本発明である超音波診断装置は、歩行時に、前記被験者の下腿の骨に超音波を送受波する超音波探触子装置と、超音波探触子装置で得られたエコー信号に基づいて、前記骨の変化量を算出する算出装置と、を備えた超音波診断装置であって、前記超音波探触子装置は、前記被験者の下腿の骨に対して前記超音波を送信するとともに、当該骨で反射された反射波を受信する超音波探触子と、前記超音波探触子とともに前記被験者の下腿の表皮に貼着されることで、前記超音波探触子を貼着位置で維持する貼着部材と、前記被験者の足首の屈曲運動を規制することにより、前記下腿の表皮の動きを規制する規制手段と、を有することを特徴とする。 Another ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is based on an ultrasonic probe apparatus that transmits and receives ultrasonic waves to the bones of the lower leg of the subject during walking, and an echo signal obtained by the ultrasonic probe apparatus. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a calculation device that calculates a change amount of the bone, wherein the ultrasonic probe device transmits the ultrasonic wave to the bone of the lower leg of the subject; An ultrasonic probe that receives the reflected wave reflected by the bone, and the ultrasonic probe is attached to the epidermis of the lower leg of the subject together with the ultrasonic probe, thereby attaching the ultrasonic probe And a regulating member that regulates the movement of the epidermis of the lower leg by regulating the bending motion of the ankle of the subject.
ここで、下腿とは、下肢のうち、膝から足首までの範囲をいう。また、足首の屈曲動作とは、足首の関節を動かして、つま先を上方に移動させる背屈動作およびつま先を下方に移動させる底屈動作を指す。さらに、歩行動作は、下肢の動きにより体を前方に移動させる通常の歩行動作の他に、同一場所で下肢を動かす足踏み動作も含む。 Here, the lower leg refers to a range from the knee to the ankle among the lower limbs. Further, the ankle bending motion refers to a dorsiflexion motion in which the ankle joint is moved to move the toe upward and a bottom flexion motion in which the toe is moved downward. Further, the walking motion includes a stepping motion of moving the lower limb at the same place in addition to the normal walking motion of moving the body forward by the movement of the lower limb.
本発明によれば、歩行時における足首の屈曲動作が規制されることにより、超音波探触子が貼着された体表の動きが制限される。その結果、超音波探触子と折骨との相対位置関係を維持することができ、ひいては、信頼性のより高い折骨癒合診断が可能となる。 According to the present invention, the movement of the body surface to which the ultrasonic probe is attached is limited by restricting the bending motion of the ankle during walking. As a result, the relative positional relationship between the ultrasonic probe and the fractured bone can be maintained, and as a result, a more reliable fracture fusion diagnosis can be performed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態である超音波診断装置10の概略構成を示すブロック図である。この超音波診断装置10は、折骨、特に、下肢の折骨の癒合診断に好適な構成となっている。なお、ここで、下肢とは、被験者の股より下の部位を指す。また、以下の説明において、股から膝までの部位を上腿、膝から足首までの部位を下腿、足首からつま先までの部位を足平という。また、下腿のうち、前側部分を脛、後側部分を脹脛という。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic
超音波診断装置10は、本体部11と、プローブユニット12と、に大別される。プローブユニット12のプローブ14は、診断対象部位である折骨近傍の体表に貼着される。このプローブ14は、超音波を送受波する超音波探触子であり、九つの単振動子が3×3のアレイ状に配されている。各単振動子は、後述する送受信部24からの指示に応じて、診断対象部位である折骨に超音波を送信するとともに、その反射波を受信する。受信された反射波は、プローブ14と装置本体部11とを接続するプローブケーブル13を介して、エコー信号として送受信部24へと出力される。
The ultrasonic
ここで、本実施形態におけるプローブ14は、通常のプローブ14に比べ、振動子数が非常に少ない構成となっているが、これは、プローブ14を小型、軽量化するためである。すなわち、折骨の癒合診断の際には、プローブ14を被験者の体表に貼着した状態で、折骨に負荷がかかるように被験者に歩行運動をさせる。その際、プローブ14が被験者の歩行運動を阻害しないように、また、自重によるプローブ14の位置ずれを防止するために、本実施形態では、振動子の数を低減して、プローブ14を小型、軽量化している。
Here, the
プローブ14は、スタンドオフ16を介して体表に近接対向される。スタンドオフ16は、音響整合部材として機能するもので、超音波が透過可能であって、その音響インピーダンスが生体に近い材料からなる。本実施形態のスタンドオフ16は、適宜、その形状変形が可能な程度の弾性を備えた固体である。このスタンドオフ16が、体表およびプローブ14の形状に応じて変形することにより、プローブ14および体表との間に存在する隙間が埋められる。これにより、プローブ14と体表との間にある空気による超音波の減衰や反射を防止し、より効率の良い超音波送受信を行うことが可能となる。
The
プローブ14およびスタンドオフ16は、貼着具18により体表に貼着される。貼着具18は、プローブ14を診断対象部位である折骨近傍の体表に近接対向させて貼着できるものであれば、特にその種類は限定されない。本実施形態では、後述するように、プローブ14およびスタンドオフ16を保持する金具と、当該金具を体表に貼着する粘着テープを貼着具18として用いている。
The
プローブユニット12は、さらに、短下肢装具20を備えている。短下肢装具20は、被験者の歩行運動時における足首の屈曲動作を規制するための規制部材として機能する。短下肢装具20は、後に詳説するが、脹脛から足底に沿う形状、具体的には、長靴の後ろ側半分だけを取り出したような形状の硬質部材である。この短下肢装具20は、被験者の下肢に固定するための固定部材を備えており、適宜、被験者の足首周辺に装着される。
The
プローブユニット12は、さらに、被験者の下肢に付加された荷重を計測する荷重計測手段として機能するロードセル22を備えている。ロードセル22は、例えば、短下肢装具20の底面や、被験者が歩行する歩行面などに設けられており、歩行により被験者に付加される荷重(具体的には、被験者の自重)を検出する。このロードセル22は、単一でもよいが、複数設けられてもよい。
The
装置本体部11は、送受信部24や信号処理部26、制御部34、表示器30などがユニット化されて構成されている。送受信部24は、制御部34からの指示に応じて、プローブ14の単振動子に超音波の送信を指示する送信信号を供給する。また、プローブ14から出力されるエコー信号を受信し、これに整相加算や、ゲイン調整、ダイナミックレンジ調整等の信号処理を施す。
The apparatus
送受信部24で得られたエコー信号は、信号処理部26および骨診断部32へ出力される。信号処理部26は、受信信号に対して必要な処理を実行する回路であり、表示モードに応じてBモード形成用の信号処理、Mモード形成用の信号処理などが実行される。信号処理が施されたエコー信号は、画像形成部28に出力される。
The echo signal obtained by the transmission /
画像形成部28は、エコー信号に対して送受波座標系から表示座標系への座標変換や補間処理などを実行し、超音波画像データを形成する。形成された超音波画像データは、表示器30に出力される。
The
骨診断部32は、得られたエコー信号から骨表面部を抽出してトラッキングをする、いわゆるエコートラッキング処理を行う。具体的には、折骨の特定ポイント、いわゆる、トラッキングポイントに対して超音波を送信して得られたエコー信号の振幅から、当該トラッキングポイントの位置を検出する。このエコートラッキング処理には、周知の技術、例えば、特開2004−298205号公報に詳述される技術などが利用できる。骨診断部32は、算出されたトラッキングポイントの位置情報を、ロードセル22から出力された荷重値と関連付けて、記憶部(図示せず)に記憶する。また、得られたトラッキングポイントの位置や、そのときの荷重値に基づいて、荷重に対する折骨の傾斜量等を算出し、数値やグラフに変換して表示器30に出力する
The
医師等の診断者は、表示器30に表示された超音波画像や、荷重値に対する折骨の傾斜量等に基づき、折骨の癒合度合いを診断する。制御部34は、装置本体部11全体を制御するものである。この制御部34には、操作部36を介してユーザからの指示が入力される。制御部34は、このユーザからの指示に応じて本体部11を構成する各部に制御信号を出力し、制御する。
A diagnostician such as a doctor diagnoses the degree of healing of the fracture based on the ultrasonic image displayed on the
次に、この超音波診断装置10、特にプローブユニット12の、より具体的な構成について説明する。図2は、この超音波診断装置10を用いて、下肢の折骨の癒合診断を行う際の様子を示した図である。下肢折骨の癒合診断を行う際には、被験者の折骨近傍の体表70、例えば、脛の体表70に、貼着具18を用いてプローブ14およびスタンドオフ16を貼着する。このとき、被験者には、短下肢装具20を装着させておく。そして、この状態で、被験者を歩行させるとともに、超音波を送受波して、折骨の癒合診断がなされる。
Next, a more specific configuration of the ultrasonic
図3は、貼着具18の一例を示す図である。本実施形態における貼着具18は、貼着用金具52と当該金具を体表70に貼着する粘着テープ58と、から構成される。貼着用金具52は、プローブ14およびスタンドオフ16を収容する収容部54と、当該収容部54の周縁から外側に延びる鍔部56と、に大別される。収容部54は、金属等の硬質材料からなる略箱状の部材であり、この収容部54の内部にプローブ14およびスタンドオフ16が収容される。この収容部54の一側面には、プローブケーブル13を挿通させるための切り欠き54aが形成されている。鍔部56は、収容部54の周縁から外側に向かって延びる平板部材であり、収容部54と一体成形されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the sticking
プローブ14およびスタンドオフ16を収容した貼着用金具52は、粘着テープ58により体表70に貼着される。粘着テープ58の形状や種類等は限定されないが、本実施形態では、中央部に貫通孔が形成された略矩形の粘着テープ58を使用している。癒合診断の際には、この貫通孔に貼着用金具52の収容部54を挿通させて貼着用金具52の鍔部56を体表70に貼着する。これにより、被験者の体表70に対する貼着用金具52の相対位置、ひいては、体表70に対するプローブ14の位置が保持される。
Affixing metal fitting 52 that accommodates
ただし、ここで、説明した貼着具18は、あくまで一例であり、プローブ14を被験者の体表70に貼着でき得る部材であれば、当然、他の部材でもよい。例えば、本実施形態では、貼着専用の金具を用いているが、かかる金具を用いずに、粘着テープ58のみで直接、プローブ14を体表70に貼着してもよい。
However, the sticking
図4は、短下肢装具20の斜視図である。短下肢装具20は、足首周辺の運動機能が麻痺した人の歩行動作等を補助するために使用される医療具であり、歩行時における足(足首より下側の部位)の垂れ下がりを防止する装具である。この短下肢装具20は、図4に示す通り、脹脛から踵、足底に沿う形状の部材である。例えるなら、長靴のうち、前半分を除いたような形状である。この短下肢装具20は、硬質プラスチック等の硬質材料からなる。
FIG. 4 is a perspective view of the
この短下肢装具20の一側面には複数の装着バンド62が(図4では見易さのため一つのみを図示)、他側面のうち装着バンド62と対応する部分にはオスの面ファスナがそれぞれ設けられている。装着バンド62は、当該短下肢装具20を被験者の下肢に固定するための固定部材として機能する。装着バンド62は、その一端が短下肢装具20の側面に固着されており、他端が自由端となっている帯状部材である。この装着バンド62の自由端部には、メスの面ファスナ64が設けられており、短下肢装具20の側面に設けられたオスの面ファスナ66に対して着脱自在となっている。
A plurality of mounting
短下肢装具20を被験者の下肢に装着する際には、図2に示すように、短下肢装具20に被験者の下肢を乗せ、その状態で、当該下肢を装着バンド62で締め付ける。そして、装着バンド62の面ファスナ64を短下肢装具20の他側面に設けられた面ファスナ66に取り付け、その状態を維持する。これにより、短下肢装具20が被験者の下肢に固定される。
When the
この短下肢装具20が装着された場合、足首の屈曲角度(下腿40と足平42とがなす角度)が固定され、被験者の足首の屈曲動作が規制される。したがって、短下肢装具20および装着バンド62は、被験者の足首の屈曲動作を規制する規制手段として機能する。かかる短下肢装具20および装着バンド62を用いて、足首の屈曲動作を規制する理由について説明する。
When this
図5は、折骨72の癒合診断の様子を示したイメージ図である。癒合診断の際には、被験者を歩行させることにより折骨72に荷重を付加するとともに、体表70に貼着されたプローブ14で折骨72に対して超音波を送受波する。折骨72の表面のうち、超音波を受ける点がトラッキングポイントとなる。超音波診断装置10の本体部11は、得られたエコー信号に基づいて、トラッキングポイントの位置を算出し、荷重付加による当該トラッキングポイントの変位量、さらには、折骨72の傾斜量を算出する。医師等の診断者は、算出された傾斜量等に基づいて折骨72の癒合度合いを診断する。すなわち、折骨72は、癒合度合いが高いほど、荷重に対する傾斜量が小さくなる。したがって、荷重を付加した際に生じる折骨72の傾斜量が一定値より小さい場合には、折骨72が完治されたと判断できる。
FIG. 5 is an image diagram showing a state of the fusion diagnosis of the
つまり、折骨72の癒合診断においては、折骨72の傾斜量が正確に算出されることが必要となる。傾斜量を正確に算出するためには、折骨72に対するプローブ14の相対位置関係が常に一定であり、折骨72におけるトラッキングポイントの位置が不変であることが必要である。しかしながら、既述したように、プローブ14は、体表70に貼着されている。そのため、体表70に対する相対位置関係は維持されるものの、折骨72に対する相対位置関係は維持されていないという問題がある。
That is, in the healing diagnosis of the
癒合診断の際には、被験者を歩行運動させるが、このとき、下肢の筋肉は伸縮し、この筋肉の伸縮に応じて体表70も伸縮する。その結果、体表70に貼着されているプローブ14と折骨72との相対位置がずれるという問題がある。これについて、図6を用いて説明する。
In the fusion diagnosis, the subject is allowed to walk, and at this time, the muscles of the lower limbs expand and contract, and the
図6は、歩行時におけるプローブ14と折骨72との位置関係を模式的に示した図である。歩行時において、被験者の下肢は、図6A〜Dの動きを繰り返す。すなわち、下腿40は、略垂直の状態(A)から、徐々に前方に傾き、重心が前方に移動する(B)。続いて、下腿40全体を持ち上げて足底を地面から離し、下腿40全体を前方に移動させる(C)。そして、下腿40を前方に突き出すとともに徐々に下腿40を下ろして、足平42を所定位置に着地させる(D)。足平42が着地すれば、再び、既述のA〜Dの動作を繰り返す。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the positional relationship between the
この歩行動作の際、被験者の足首44は、適宜、屈曲していることが分かる。この足首44の屈曲運動には、脹脛の筋肉(腓腹筋)や脛の筋肉(前けい骨筋)などが関与しており、足首屈曲の際には、これら筋肉が伸縮する。そして、筋肉の伸縮に伴い、下腿40の体表70も伸縮する。その結果、当該体表70に貼着されたプローブ14と折骨72との相対位置関係がずれてしまう。
It can be seen that the
例えば、下腿40が略垂直の状態(A)において、脛の体表70に貼着されたプローブ14は所定のトラッキングポイントPに超音波を送受波する。この状態から下腿40を前方に傾斜(B)させると、下腿40と足平42との角度αが小さくなるように足首を屈曲させるために筋肉および体表70が収縮し、プローブ14と折骨72の相対位置関係がずれる。その結果、最初に超音波を送受波した点Pとは異なる点に超音波を送受波することになる。換言すればトラッキングポイントの位置がずれてしまう。同じように、一度、持ち上げた下腿40を地面に下ろす際(D)には、下腿40と足平42との角度αが大きくなるように足首を屈曲させるために脛の筋肉および体表70は伸張する。その場合も、プローブ14と折骨72の相対位置関係がずれ、トラッキングポイントの位置ずれが生じる。その結果、歩行時における折骨72の傾斜量を正確に算出することができず、ひいては、正確な癒合診断ができなかった。
For example, in the state (A) where the
ここで、被験者を歩行させるのは、下肢に荷重を付加するためである。したがって、被験者を歩行させずに、別の手段で荷重を付加、例えば、静止している下肢に所定重量の錘を載置する等の方法も考えられる。かかる方法によれば、体表の伸縮を防止でき、プローブ14と折骨72との相対位置関係のズレを防止できる。しかしながら、本来、折骨の癒合診断は、被験者が日常生活を営めるか否か、換言すれば、松葉杖やギブス等の補助手段無しで歩行できるか否かを判断するために行われる。かかる診断を行うためには、折骨に対して、歩行時にかかる荷重と同等の荷重を付加し、その際の折骨の傾斜量等をみる必要がある。歩行時にかかる荷重は、被験者の体重や歩行の癖などによって適宜異なるため、診断者で推測することは困難である。その結果、臨床により適した癒合診断を行うためには、被験者を歩行させながら、超音波を送受波することが必要となる。
Here, the subject is walked to add a load to the lower limbs. Therefore, a method of adding a load by another means without walking the subject, for example, placing a weight of a predetermined weight on a stationary lower limb is also conceivable. According to this method, the expansion and contraction of the body surface can be prevented, and the relative positional relationship between the
そこで、本実施形態では、歩行時における足首の屈曲動作、ひいては、体表の動きを規制するために、短下肢装具20を用いている。短下肢装具20は、既述したように、被験者の脹脛から足底にかけて沿う形状をしており、癒合診断の際には、この短下肢装具20を被験者の下肢に密着固定させている。この場合、屈曲動作、換言すれば、足平42および下腿40の角度αを変えようとしても、短下肢装具20により、その動きが規制される。その結果、プローブ14が貼着された体表70の動きが規制され、プローブ14と折骨72との相対位置変動が防止される。そして、これにより、より正確な癒合診断が可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、被験者を歩行させても、プローブ14が貼着された体表70の動きが規制されるため、プローブ14と折骨72との相対位置関係が維持される。その結果、臨床に適した癒合診断をより正確に行うことができる。
As is clear from the above description, according to the present embodiment, even when the subject is walking, the movement of the
次に、他の実施形態について、図7を用いて説明する。図7は、他の実施形態である超音波診断装置を用いて折骨の癒合診断を行っている様子を示す図である。この超音波診断装置では、足首の屈曲動作を規制する規制手段として、短下肢装具20に代えてステッパ80を用いている。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which fracture diagnosis is performed using an ultrasonic diagnostic apparatus according to another embodiment. In this ultrasonic diagnostic apparatus, a
ステッパ80は、被験者の二つの足平42が載置される二つの可動台82を備えている。各可動台82は、その一端から回転アーム84が延設されており、回転アーム84の他端は回転軸86に接続されている。二つの可動台82は、この回転軸86を中心として互い違いに昇降動作(回転動作)できるようになっている。
The
なお、既述した通り、可動台82の昇降動作は、回転軸86を中心とする回転動作である。したがって、可動台82は、昇降動作の際に、その傾斜角も変化することになる。具体的には、後に詳述するように、下腿40と可動台82とがなす角度が常にほぼ一定となるように傾斜角が変化する。
As described above, the lifting / lowering operation of the movable table 82 is a rotation operation around the
可動台82の内部にはロードセル22が設けられており、被験者の下肢に付加された荷重を計測できるようになっている。これについて、図8を用いて説明する。図8は、可動台82の分解斜視図である。可動台82は、肉厚のベース部材96を備えており、その上側に、肉薄のロードセル取り付け板98が接続される。ロードセル取り付け板98には、複数のロードセル22が固着されており可動台82に付加された荷重、換言すれば、被験者の下肢に付加された荷重を計測できるようになっている。このロードセル取り付け板98の上側にはさらに、当該取り付け板98全体を覆える大きさの平板100が載置される。かかる平板100を設けることで、可動台82に付加された荷重を均等に分散することができ、各ロードセル22で均等な荷重を計測することができる。さらに、平板100の上側には、すべり止め板102が固着され、足底設置時のすべりを防止している。
The
複数のロードセル22で計測された荷重は、超音波診断装置10の本体部11に設けられた骨診断部32に送られる。骨診断部32は四つのロードセル22で検出された荷重値に基づいて、下肢に付加された荷重値を算出する。
Loads measured by the plurality of
ステッパ80は、さらに、被験者が体の一部を預けることができるバー90も備えている。バー90は、被験者の腰の半周囲を囲むように延びている。このバー90は、ベース94から延びる2本のポール92で支えられており、バランスを崩した被験者が寄りかかれるようになっている。かかるバー90を設けることで、被験者の転倒等を防止でき、より安全に折骨癒合診断ができる。
The
次に、このステッパ80による足首の屈曲動作の規制について図9を説明する。図9は、ステッパ80を用いて足踏み動作をした際の足首の様子を示すイメージ図である。通常の歩行動作(図6参照)と同様に、ステッパ80を用いた足踏み動作の際にも、下腿40は、前方傾斜、略垂直状態、後方傾斜、略垂直状態を繰り返す(図9A〜D)。一方、通常の歩行動作と異なり、足平42は、常に可動台82により支持されている。そのため、通常の歩行動作と異なり、足平42の垂れ下がり(図6Dの状態)が生じることがない。さらに、可動台82は、下腿40の傾斜に応じて、その上面の傾斜角が変化する。換言すれば、下腿40と可動台82とのなす角度は、常に略90度で保たれる。そして、かかる可動台82で支持された足平42も、また、下腿40に対する角度が常にほぼ一定に保たれる。その結果、足首の屈曲動作は規制された状態となり、体表の動きを低減することができる。
Next, FIG. 9 will be described regarding the regulation of the ankle bending motion by the
また、ステッパ80を用いた歩行動作の場合、歩行動作時(足踏み動作時)における衝撃が吸収される。すなわち、通常の歩行動作の場合、持ち上げた足平42を床面に着地させる際に、多少の衝撃を受ける。かかる衝撃は、体表に貼着されたプローブ14の位置ずれの原因となる。一方、ステッパ80の場合、足底は、常に、可動台82で支持されている。そのため、持ち上げた足平を下ろしても、下腿40は殆ど衝撃を受けない。その結果、プローブ14の位置が保持され、結果として、より正確な癒合診断が可能となる。
Further, in the case of the walking motion using the
つまり、ステッパ80を規制手段として用いた本実施形態でも、第一実施形態と同様に、足首を屈曲させることなく歩行(足踏み)ができる。その結果、プローブ14と折骨72との相対位置関係を維持でき、これにより、より正確な癒合診断が可能となる。また、かかるステッパ80を用いた場合、常に同じ条件で歩行動作(足踏み)を行うことができる。すなわち、各下腿の持ち上げ量や踏み込み量を常に一定にできる。その結果、何度でも、再現性の高い癒合診断を行うことができる。
That is, even in this embodiment using the
なお、ここで説明したステッパは、一例であり、足首の屈曲動作を規制でき得るステッパ(足踏み装置)であれば、その構成は適宜変更されてもよい。したがって、本実施形態のように可動台82が回転動作するものではなく、単純に垂直上下方向に昇降するタイプのステッパでもよい。かかるステッパによれば、足踏み動作時に、下腿の角度は殆ど変化せず、結果として、足首の屈曲動作を効率的に規制することができる。
Note that the stepper described here is an example, and the configuration of the stepper may be appropriately changed as long as it is a stepper (stepping device) that can regulate the bending motion of the ankle. Therefore, the
図10は、他の実施形態である超音波診断装置を用いて癒合診断を行う様子を示す図である。この超音波診断装置では、足首の屈曲動作を規制する規制手段として、短下肢装具20およびステッパ80の両方を用いている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a fusion diagnosis is performed using an ultrasonic diagnostic apparatus that is another embodiment. In this ultrasonic diagnostic apparatus, both the
すなわち、癒合診断の際、被験者は、その下肢に短下肢装具20が装着される。そして、被験者は、この短下肢装具20が装着された状態で、ステッパ80の可動台82に乗り、足踏み動作を開始する。このとき、足首の屈曲動作は、短下肢装具20およびステッパ80の両方によって規制されることになる。そのため、いずれか一方のみを使用したときに比べて、より確実に、屈曲動作が規制される。その結果、プローブ14と折骨との相対位置関係がより確実に維持され、より正確な癒合診断が可能となる。
That is, at the time of the fusion diagnosis, the subject wears the
10 超音波診断装置、11 本体部、12 プローブユニット、14 プローブ、16 スタンドオフ、18 貼着具、20 短下肢装具、22 ロードセル、40 下腿、42 足平、44 足首、52 貼着用金具、58 粘着テープ、70 体表、72 折骨、80 ステッパ、82 可動台、P トラッキングポイント。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記被験者の下腿の骨に対して前記超音波を送信するとともに、当該骨で反射された反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子とともに前記被験者の下腿の表皮に貼着されることで、前記超音波探触子を貼着位置で維持する貼着部材と、
前記被験者の足首の屈曲運動を規制することにより、前記下腿の表皮の動きを規制する規制手段と、
を有することを特徴とする超音波探触子装置。 An ultrasonic probe device that transmits and receives ultrasonic waves to the bones of the lower leg when walking,
An ultrasonic probe that transmits the ultrasonic waves to the bones of the lower leg of the subject and receives reflected waves reflected by the bones;
By attaching to the lower skin of the subject together with the ultrasonic probe, an adhesive member for maintaining the ultrasonic probe in an adhesive position;
By regulating the bending motion of the subject's ankle, regulating means for regulating the movement of the epidermis of the lower leg,
An ultrasonic probe device characterized by comprising:
前記規制手段は、
硬質材料からなり、脹脛から足底に沿う形状の屈曲形状の足首固定部材と、
前記足首固定部材を前記被験者の足に固定する固定部材と、
を有することを特徴とする超音波探触子装置。 The ultrasonic probe device according to claim 1,
The regulating means is
An ankle fixing member made of a hard material and bent along the sole from the calf,
A fixing member for fixing the ankle fixing member to the subject's foot;
An ultrasonic probe device characterized by comprising:
前記足首固定部材は、短下肢装具であって、
前記固定部材は、前記短下肢装具に設けられた装着手段であることを特徴とする超音波探触子装置。 The ultrasonic probe device according to claim 2,
The ankle fixing member is a short leg brace,
The ultrasonic probe apparatus according to claim 1, wherein the fixing member is mounting means provided on the short leg brace.
前記足首固定部材の底面に設けられ、前記足に付加された荷重を計測する荷重計測手段を有することを特徴とする超音波探触子装置。 The ultrasonic probe device according to claim 2, further comprising:
An ultrasonic probe device comprising load measuring means provided on a bottom surface of the ankle fixing member and measuring a load applied to the foot.
前記規制手段は、起立状態の前記被験者の各足が乗せられる二つの可動台を備え、前記被験者の歩行動作に応じて前記可動台を交互に昇降させることにより、前記足首の屈曲運動を規制する足踏み装置を含むことを特徴とする超音波探触子装置。 The ultrasonic probe device according to any one of claims 1 to 4,
The restricting means includes two movable platforms on which the feet of the subject in a standing state are placed, and regulates the bending motion of the ankle by alternately raising and lowering the movable platforms according to the walking motion of the subject. An ultrasonic probe device including a stepping device.
前記足踏み装置は、前記被験者の歩行動作に応じて、前記可動台を、昇降させるとともに傾斜もさせることを特徴とする超音波探触子装置。 The ultrasonic probe device according to claim 5,
The ultrasonic probe device according to claim 1, wherein the stepping device raises and lowers the movable platform according to the walking motion of the subject.
前記可動台に設けられ、歩行時に前記足に付加された荷重を計測する荷重計測手段を有することを特徴とする超音波探触子装置。 The ultrasonic probe device according to claim 5, further comprising:
An ultrasonic probe device comprising load measuring means provided on the movable table for measuring a load applied to the foot during walking.
超音波探触子装置で得られたエコー信号に基づいて、前記骨の変化量を算出する算出装置と、
を備えた超音波診断装置であって、
前記超音波探触子装置は、
前記被験者の下腿の骨に対して前記超音波を送信するとともに、当該骨で反射された反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子とともに前記被験者の下腿の表皮に貼着されることで、前記超音波探触子を貼着位置で維持する貼着部材と、
前記被験者の足首の屈曲運動を規制することにより、前記下腿の表皮の動きを規制する規制手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe device that transmits and receives ultrasonic waves to the lower leg bone of the subject during walking;
Based on the echo signal obtained by the ultrasound probe device, a calculation device that calculates the amount of change of the bone;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
The ultrasonic probe device includes:
An ultrasonic probe that transmits the ultrasonic waves to the bones of the lower leg of the subject and receives reflected waves reflected by the bones;
By attaching to the lower skin of the subject together with the ultrasonic probe, an adhesive member for maintaining the ultrasonic probe in an adhesive position;
By regulating the bending motion of the subject's ankle, regulating means for regulating the movement of the epidermis of the lower leg,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005206226A JP2007020814A (en) | 2005-07-14 | 2005-07-14 | Ultrasonic probe apparatus and ultrasonic diagnostic equipment |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018050711A (en) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | X-ray computer tomographic apparatus |
-
2005
- 2005-07-14 JP JP2005206226A patent/JP2007020814A/en active Pending
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