JP2007185212A - Ultrasound bone density measuring equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波骨質計測器に関するものであり、特に、骨粗鬆症の早期診断等の為に活用可能な超音波骨質計測器に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic bone quality measuring device, and more particularly to an ultrasonic bone quality measuring device that can be used for early diagnosis of osteoporosis and the like.
骨粗鬆症は、皮質骨の厚さと海綿骨の骨梁とが減少することにより、骨の力学的構造の劣化を生じる全身性の疾患であり、特に中高年以上の女性の多くに見られる疾患の一つである。また、近年の高齢化によって罹患人口も増加する傾向が見られ、さらに食生活の多様化及び欧米化によって、若年齢層の罹患者も増加している。そのため、健康診断等によって早期診断及び早期発見を行い、食生活の改善等を行うなどの予防が重要となる。したがって、係る健康診断等において、骨粗鬆症の診断が短時間で、かつ簡易に行える診断技術の確立及び診断装置の開発が求められている。 Osteoporosis is a systemic disease that causes deterioration of the mechanical structure of the bone by reducing the thickness of cortical bone and trabecular bone of cancellous bone, and is one of the diseases that is especially seen in many elderly women and older It is. In addition, there is a tendency for the affected population to increase due to the aging of society in recent years, and the number of affected people in the younger age group is also increasing due to diversification of diet and westernization. Therefore, it is important to prevent early diagnosis and early detection through health checkups and the like to improve eating habits. Therefore, in such health checkups, there is a demand for establishment of a diagnostic technique and development of a diagnostic apparatus that can easily and easily diagnose osteoporosis.
ここで、骨粗鬆症の診断には、主にX線或いは超音波を患部に照射するものが従来から多く用いられている。特に、X線の照射よりも人体に対する安全性が高い超音波を利用した診断技術及び診断装置が多く開発されている。これらの診断装置の一例を示すと、超音波を用いて生体の骨構造を可視化し、骨粗鬆症の診断及び有用な技術を用いたものが既に開発されている(特許文献1)。 Here, for diagnosing osteoporosis, those that mainly irradiate the affected area with X-rays or ultrasonic waves have been widely used. In particular, many diagnostic techniques and diagnostic devices have been developed using ultrasonic waves that are safer for the human body than X-ray irradiation. An example of such a diagnostic apparatus has already been developed that visualizes the bone structure of a living body using ultrasound and uses osteoporosis diagnosis and useful techniques (Patent Document 1).
さらに、具体的に説明すると、特許文献1によれば、超音波を計測部位(例えば、「踵」)に照射した時間的に連続している超音波波形に関するデータを取得し、係る波形を数学的に比較し、さらに演算及び補正の処理をすることにより、時間変化による差分を求め、係る差分が対応する画素間で予め規定した値よりも大か小かによって、二値化画像の色を決定し、全体の形状を色によって可視化することができるものである。これにより、骨構造(骨質)を可視化(視覚化)することができ、医師等による骨粗鬆症の診断及び判定が容易に行えるようになる。 More specifically, according to Patent Document 1, data related to a temporally continuous ultrasonic waveform obtained by irradiating a measurement site (for example, “踵”) with ultrasonic waves is acquired, and the waveform is mathematically calculated. Are compared with each other and further processed and corrected to obtain a difference due to time change, and the color of the binarized image is determined depending on whether the difference is larger or smaller than a predetermined value between corresponding pixels. The overall shape can be visualized by color. Thereby, the bone structure (bone quality) can be visualized (visualized), and diagnosis and determination of osteoporosis by a doctor or the like can be easily performed.
さらに、かかる診断装置の他にも、操作性に優れ、かつ比較的精度の高い超音波診断の可能な超音波診断装置の開発もされている。例えば、計測対象となる部位(踵骨等)を固定する計測部位固定部と、この部位に対して超音波を入射可能に送波するとともに、計測部位に当たって跳ね返った反射波を受波する超音波プローブと、計測部位に超音波を照射するために超音波プローブを所定位置に保持する超音波プローブ保持部とを有し、超音波プローブによって超音波を当該計測部位に走査しながら照射し、各走査点のAモード波形データ群を取得する手段と、そのAモード波形データ群が得られた超音波透過方向に沿って設定された画素列における画素を骨梁画素と骨髄画素とに二値化する処理を行い、二値化データ群を生成する手段と、二値化データ群に基づいて所定の断面の画像情報を表示する表示手段とを具備して主に構成されている(特許文献2)。 In addition to such a diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus that is excellent in operability and capable of ultrasonic diagnosis with relatively high accuracy has been developed. For example, a measurement part fixing part that fixes a part to be measured (such as a rib) and an ultrasonic wave that transmits an ultrasonic wave so that it can be incident on the part and receives a reflected wave that bounces off the measurement part A probe and an ultrasonic probe holding unit that holds the ultrasonic probe at a predetermined position in order to irradiate the measurement site with ultrasonic waves. A means for acquiring an A-mode waveform data group at a scanning point, and pixels in a pixel row set along the ultrasonic transmission direction from which the A-mode waveform data group was obtained are binarized into trabecular pixels and bone marrow pixels. And a display means for displaying image information of a predetermined cross section based on the binarized data group (Patent Document 2). ).
しかしながら、上述した骨粗鬆症の診断を行う超音波を利用した診断装置は、下記に掲げるような問題を生じることがあった。すなわち、これらの診断装置を利用して、被験者の骨質を診断する場合、より正確な診断及び判定を行うためは、一箇所の計測部位に対して複数の方向(多方向)から超音波の送波を行う必要があった。つまり、踵等の一箇所に対して超音波を送波し、これによって得られた画像に基づいて診断等を行うよりも、計測部位の多方向からそれぞれ超音波を送波し、得られた骨の構造(骨質)に係る複数のデータを統合し、多角的に診断を行うことにより、診断の精度が著しく向上することが期待される。しかしながら、計測部位に対して超音波プローブの位置関係が相対的に変化しない(固定された)従前の診断装置では、このようなデータを取得することができなかった。なお、被験者自身が足の向きや角度を変えることによって多方向からの超音波の送波が可能であるものの、前述したように得られたデータを統合的に勘案し、診断するためには、動きの範囲がバラバラで精度のよい結果が必ずしも得られなかった。 However, the above-described diagnostic apparatus using ultrasound for diagnosing osteoporosis sometimes causes the following problems. That is, when diagnosing the bone quality of a subject using these diagnostic devices, in order to perform more accurate diagnosis and determination, ultrasound can be transmitted from multiple directions (multi-directional) to one measurement site. Had to do a wave. In other words, it was obtained by sending ultrasonic waves from multiple directions of the measurement site rather than sending ultrasonic waves to one place such as sputum and performing diagnosis etc. based on the image obtained by this It is expected that the accuracy of diagnosis will be remarkably improved by integrating a plurality of data related to the bone structure (bone quality) and performing multifaceted diagnosis. However, the conventional diagnostic apparatus in which the positional relationship of the ultrasonic probe does not change (fixed) relative to the measurement site cannot acquire such data. In addition, although the subject himself can transmit ultrasonic waves from multiple directions by changing the direction and angle of the foot, in order to comprehensively consider and diagnose the data obtained as described above, The range of motion was different and accurate results were not always obtained.
そこで、上記課題を解決するため、例えば、計測対象となる踵の周囲を囲むようにして複数の超音波プローブを配し、各方向からそれぞれ超音波を送波し、多方向からの骨の構造を診断し、骨質を計測する手法も想到されている。しかしながら、これらの構成は、超音波プローブが一つの診断装置に対し、比較的高コストの超音波プローブを複数用意する必要があり、診断装置全体の製造コストを著しく増加させる結果となっていた。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, for example, a plurality of ultrasonic probes are arranged so as to surround the eyelid to be measured, and ultrasonic waves are transmitted from each direction to diagnose the bone structure from multiple directions. However, methods for measuring bone quality have also been conceived. However, these configurations require that a plurality of ultrasonic probes having a relatively high cost be prepared for a diagnostic apparatus having one ultrasonic probe, resulting in a significant increase in the manufacturing cost of the entire diagnostic apparatus.
一方、特許文献2には、計測部位の外周方向に配されたガイドレールに沿って、一つの超音波プローブを摺動可能に設置し、各々の位置で超音波を照射し、測定することにより、多方向からの骨の構造の測定を行うものが開示されている。これにより、複数の超音波プローブを設置することによる製造コストの増加の問題を解消することが可能となった。 On the other hand, in Patent Document 2, one ultrasonic probe is slidably installed along a guide rail arranged in the outer peripheral direction of the measurement site, and ultrasonic waves are irradiated and measured at each position. A method for measuring bone structure from multiple directions is disclosed. As a result, it has become possible to solve the problem of an increase in manufacturing cost due to the installation of a plurality of ultrasonic probes.
ところが、超音波による骨質の計測は、送波する超音波の波長、超音波の強度、及び超音波プローブの照射面から計測部位までの距離、或いは計測部位の表面形状に大きく依存することが知られていた。そのため、計測部位の周囲をガイドレールに沿って移動可能とする構成では、表面形状の凹凸が激しい箇所では、計測部位までの距離が微妙に異なるため、踵から反射する反射波の強さや反射率が一定とならない場合もあり、精度の高い骨質の計測が行えない可能性もあった。 However, it is known that the measurement of bone quality by ultrasound greatly depends on the wavelength of the transmitted ultrasound, the intensity of the ultrasound, the distance from the irradiation surface of the ultrasound probe to the measurement site, or the surface shape of the measurement site. It was done. For this reason, in the configuration that allows movement around the measurement site along the guide rail, the distance to the measurement site is slightly different at locations where the surface shape is extremely uneven, so the intensity and reflectivity of the reflected wave reflected from the heel May not be constant, and there is a possibility that bone quality cannot be measured with high accuracy.
加えて、特許文献2に記載された超音波計測装置は、計測部位の周囲を超音波プローブが移動することは可能ではあるものの、その移動方向は、超音波の送波方向が略水平方向に固定されたもの、換言すれば、計測部位(踵)の側周面にのみに限ってしか超音波を送波することができなかった。すなわち、特許文献2に記載された超音波計測装置では、計測部位の底面側(裏面側)或いは計測部位に対して超音波を斜め上方向(または、斜め下方向)から送波することができなかった。 In addition, although the ultrasonic probe described in Patent Document 2 is capable of moving the ultrasonic probe around the measurement site, the moving direction of the ultrasonic wave is substantially horizontal. In other words, ultrasonic waves could be transmitted only to the fixed surface, in other words, only to the side surface of the measurement site (踵). That is, in the ultrasonic measurement device described in Patent Document 2, ultrasonic waves can be transmitted from the bottom side (back side) of the measurement site or the measurement site from the diagonally upward direction (or diagonally downward direction). There wasn't.
さらに、これらの超音波計測装置は、超音波の伝搬を良好とするために、超音波を伝搬しやすい超音波伝搬媒体(例えば、水など)を計測部位と超音波プローブとの間に介在させる必要があった。そのため、係る超音波プローブの超音波伝搬媒体中の移動は、超音波伝搬媒体が波打たない程度のゆっくりとした速度になるように移動速度を制御する必要があった。 Further, in order to improve the propagation of the ultrasonic wave, these ultrasonic measurement devices interpose an ultrasonic wave propagation medium (for example, water) that easily propagates the ultrasonic wave between the measurement site and the ultrasonic probe. There was a need. For this reason, it is necessary to control the movement speed of the ultrasonic probe in the ultrasonic propagation medium so that the ultrasonic probe has a slow speed at which the ultrasonic propagation medium does not wave.
加えて、超音波伝搬媒体の中に超音波プローブを浸漬することは、超音波プローブを移動させるためのモータやギアなどの移動に係る機構の少なくとも一部を超音波伝搬媒体の中に埋没させて設置する必要があり、この超音波伝搬媒体がモータ等の電気部品に接触し、短絡などの問題の発生を防ぐため、防水(防液)対策を十分に施す必要があった。加えて、これらの超音波伝搬媒体に常に浸漬されている機構部等は、防錆性等に優れる材質を選定するなどの注意が必要であった。 In addition, immersing the ultrasonic probe in the ultrasonic propagation medium immerses at least part of the mechanism related to the movement of the motor or gear for moving the ultrasonic probe in the ultrasonic propagation medium. In order to prevent the occurrence of problems such as short circuit due to the ultrasonic propagation medium coming into contact with electric parts such as a motor, it is necessary to take sufficient measures for waterproofing (liquid prevention). In addition, a mechanism part or the like that is always immersed in the ultrasonic wave propagation medium needs attention such as selecting a material that is excellent in rust prevention and the like.
さらに、これらの超音波計測装置は、水などの超音波伝搬媒体の中に被験者の計測部位(例えば、「踵」など)を浸漬させた状態で計測を行うため、計測後には超音波伝搬媒体で濡れた足をタオル等で拭き取る必要があった。そのため、一回の計測に要する時間が多く必要となり、多人数で実施を行う健康診断のような場面での使用は向いていなかった。そのため、被験者に面倒な動作を要求することのない計測が容易に行える超音波計測装置が求められていた。 Furthermore, since these ultrasonic measurement devices perform measurement in a state in which a measurement site (for example, “踵”) of a subject is immersed in an ultrasonic propagation medium such as water, the ultrasonic propagation medium is measured after the measurement. It was necessary to wipe off the wet feet with a towel. For this reason, a lot of time is required for one measurement, and it is not suitable for use in situations such as a health check that is performed by a large number of people. Therefore, there has been a demand for an ultrasonic measurement apparatus that can easily perform measurement without requiring the subject to perform troublesome operations.
そこで、本発明は、上記実情に鑑み、超音波プローブを三次元的に移動可能に形成し、計測部位に対して多方向から超音波を送波することが可能な超音波骨質計測器の提供を第一の課題とし、さらに骨質の計測が短時間で実施可能で、被験者の負担を軽減する超音波骨質計測器の提供を第二の課題とするものである。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides an ultrasonic bone quality measuring instrument that can form an ultrasonic probe so as to be three-dimensionally movable and can transmit ultrasonic waves from multiple directions to a measurement site. The second problem is to provide an ultrasonic bone quality measuring instrument that can perform bone quality measurement in a short time and reduce the burden on the subject.
上記の課題を解決するため、本発明の超音波骨質計測器は、「超音波伝搬媒体で槽内が満たされた媒体槽と、前記槽内に取付けられ、計測対象となる計測部位を前記超音波伝搬媒体に浸漬した状態で所定高さに支持する計測部位支持部と、支持された前記計測部位に対し、前記超音波を送波し、かつ前記計測部位から反射される反射波を受波する送受部を有し、前記超音波伝搬媒体の中に浸積された超音波プローブと、前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位の周囲を略円弧状の第一移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる第一移動機構部と、前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に対して斜め上方から前記超音波を送波する上斜位置及び前記計測部位の底面側から鉛直上方向に前記超音波を送波する鉛直位置の間で、前記第一移動経路に直交する略円弧状の第二移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる第二移動機構部と、前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に近接及び離間する直線状の第三移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる第三移動機構部と、前記第一移動機構部及び前記第二移動機構部を連動させ、前記超音波プローブの移動を制御する連動制御部と、前記計測部位の表面形状に応じ、前記第三移動機構部を制御し、前記計測部位及び前記超音波プローブの前記送受部の間の送受波距離を一定にする距離制御部と、前記連動制御部及び前記距離制御部の少なくともいずれか一方によって移動した前記超音波プローブの前記送受部から前記超音波を送波し、さらに前記計測部位から反射される反射波を受波し、前記計測部位の骨質を計測する骨質計測制御部と」を具備するものから主に構成されている。 In order to solve the above-mentioned problems, the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention is described as follows: “A medium tank in which a tank is filled with an ultrasonic propagation medium; a measurement tank to be measured; A measurement part support unit that supports a predetermined height while being immersed in a sound propagation medium, and transmits the ultrasonic wave to the supported measurement part and receives a reflected wave reflected from the measurement part. An ultrasonic probe immersed in the ultrasonic propagation medium, and a state in which the transmission / reception unit is opposed to the measurement site, and the circumference of the measurement site is substantially arc-shaped. The first movement mechanism unit that moves the ultrasonic probe along the first movement path and the state where the transmission / reception unit is opposed to the measurement part are held, and the ultrasonic wave is obliquely upward with respect to the measurement part. Vertically from the top oblique position to transmit and the bottom side of the measurement part A second moving mechanism that moves the ultrasonic probe along a substantially arc-shaped second movement path orthogonal to the first movement path between vertical positions at which the ultrasonic waves are transmitted in the direction; A third movement mechanism that moves the ultrasonic probe along a linear third movement path that is close to and away from the measurement site, and maintains the state where the unit faces the measurement site; and the first movement A mechanism control unit that controls the movement of the ultrasonic probe by interlocking the mechanism unit and the second movement mechanism unit, and controls the third movement mechanism unit according to the surface shape of the measurement site, and the measurement site and The distance control unit that makes a transmission / reception distance between the transmission / reception units of the ultrasonic probe constant, and the transmission / reception unit of the ultrasonic probe moved by at least one of the interlock control unit and the distance control unit from the transmission / reception unit Ultrasound And transmitting, are mainly composed of those further said to receives a reflected wave reflected from the measurement site comprises a "and bony measurement control section for measuring the bone quality of the measurement site.
したがって、本発明の超音波骨質計測器によれば、超音波プローブが第一移動機構部及び第二移動機構部によって、それぞれ円弧状の第一移動経路及び第二移動経路に沿って移動することが可能となる。その結果、計測部位の周囲の任意の三次元位置に超音波プローブを移動させることが可能となり、計測部位に対して一つの超音波プローブを利用するだけで、多方向からの超音波の送波が可能となり、被験者の計測部位に係る骨質を計測することが可能となる。 Therefore, according to the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention, the ultrasonic probe moves along the arc-shaped first movement path and second movement path by the first movement mechanism and the second movement mechanism, respectively. Is possible. As a result, it is possible to move the ultrasonic probe to an arbitrary three-dimensional position around the measurement site. By simply using one ultrasonic probe for the measurement site, ultrasonic waves can be transmitted from multiple directions. Therefore, it becomes possible to measure the bone quality related to the measurement site of the subject.
さらに、超音波プローブを計測部位に対して近接及び離間させる第三移動機構部によって、直線状の第三移動経路に沿って超音波プローブを正逆の直線運動させることが可能となる。ここで、骨質を計測し、骨粗鬆症の診断に利用される踵の踵骨のような曲面を多く含んで構成される部位は、超音波プローブから送波及び受波する計測部位からの距離(送受波距離)によって反射波の反射率等が大きく異なることが知られている。そこで、第三移動機構部によって計測部位と超音波プローブとの間の送受波距離が一定になるように調整し、多方向からの超音波の送波であっても計測条件を統一することが可能となる。ここで、第三移動機構部を制御し、送受波距離を一定にする手法としては、計測部位に対して予備的に超音波を送波し、反射波が送受部によって受波し、検出されるまでの時間(応答時間)を計測し、係る時間が所定の範囲となるように第三移動機構部によって超音波プローブを計測部位に対して近接または離間方向に微調整するようなものが挙げられる。なお、係る技術は、例えば、カメラのオートフォーカス機構のように、周知の技術であり、係る技術を利用することで、本発明の超音波骨質計測器は、送受波距離を一定にすることが可能となる。 Further, the ultrasonic probe can be linearly moved forward and backward along the linear third movement path by the third movement mechanism unit that moves the ultrasonic probe close to and away from the measurement site. Here, a part that includes many curved surfaces, such as the ribs of the heel, that measure bone quality and is used for the diagnosis of osteoporosis, is the distance (transmission / reception from the measurement part that transmits and receives waves from the ultrasound probe). It is known that the reflectivity of reflected waves varies greatly depending on (wave distance). Therefore, the third moving mechanism can be adjusted so that the transmission / reception distance between the measurement site and the ultrasonic probe is constant, and the measurement conditions can be unified even for ultrasonic transmission from multiple directions. It becomes possible. Here, as a method of controlling the third moving mechanism unit to make the transmission / reception distance constant, an ultrasonic wave is transmitted preliminarily to the measurement site, and the reflected wave is received and detected by the transmission / reception unit. Measurement time (response time) is measured, and the ultrasonic probe is finely adjusted in the proximity or separation direction with respect to the measurement site by the third movement mechanism so that the time is within a predetermined range. It is done. Note that such a technique is a well-known technique such as an autofocus mechanism of a camera, for example. By using such a technique, the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention can make the transmission / reception distance constant. It becomes possible.
また、各移動機構部の構成は、一般的に周知な伝達機構を採用することが可能である。例えば、超音波プローブを移動させるための駆動力を発生するモータ(例えば、サーボモータなど)、及び該モータの回転力を所定の可動範囲の超音波プローブの円弧運動、或いは直線往復運動に変換するための各種のギアや摺動部材などによって達成可能である。ここで、各移動機構部における超音波プローブの可動範囲は、特に限定されないが、例えば、第一移動機構部であれば、計測部位を中心として左右方向に−90°≦α≦90°(α:第一可動角)の180°の可動範囲に設定したり、第二移動機構部であれば、水平方向から上に30°斜めに傾け、超音波を送波する上斜位置から、超音波を計測部位の底面側に対して送波する鉛直位置(水平方向に対して−90°に相当)の間、すなわち、−90°≦β≦30°(β:第二可動角)の120°の可動範囲に設定するものを例示することができる。これにより、他の移動機構或いは被験者のその他の身体部位によって超音波が遮られ、干渉することなく、かつ多方向から計測部位に超音波を送波することが可能となる。さらに、第三移動機構のように直線状の第三移動経路に沿って超音波プローブを移動させるためには、例えば、エアーシリンダ等を用い、シリンダー軸の伸張によって第三移動経路に沿った超音波プローブの移動を達成するものであってもよい。係る構成を採用することにより、ギア等の駆動伝達機構を用いるよりも移動機構を簡易な構成とすることができる。 Moreover, generally well-known transmission mechanisms can be adopted for the configuration of each moving mechanism section. For example, a motor (for example, a servo motor) that generates a driving force for moving the ultrasonic probe and the rotational force of the motor are converted into an arc motion or a linear reciprocating motion of the ultrasonic probe within a predetermined movable range. This can be achieved by various gears and sliding members. Here, the movable range of the ultrasonic probe in each moving mechanism unit is not particularly limited. For example, in the case of the first moving mechanism unit, −90 ° ≦ α ≦ 90 ° (α : If the second moving mechanism unit is set to a movable range of 180 ° of the first movable angle), the ultrasonic wave is tilted upward by 30 ° from the horizontal direction, and the ultrasonic wave is transmitted from the upper oblique position where the ultrasonic wave is transmitted. Between the vertical position (corresponding to −90 ° with respect to the horizontal direction), ie, −90 ° ≦ β ≦ 30 ° (β: second movable angle) What is set in the movable range can be exemplified. Accordingly, the ultrasonic waves are blocked by other moving mechanisms or other body parts of the subject, and the ultrasonic waves can be transmitted from multiple directions to the measurement part without interference. Further, in order to move the ultrasonic probe along the linear third movement path as in the third movement mechanism, for example, an air cylinder or the like is used. The movement of the acoustic probe may be achieved. By adopting such a configuration, the moving mechanism can be made simpler than using a drive transmission mechanism such as a gear.
なお、これらの可動範囲における超音波プローブの移動速度は、例えば、180°/5secのように設定することが可能である。ここで、超音波プローブの移動速度が速すぎると、槽内の超音波伝搬媒体(例えば、水)が波打つため、安定した超音波の送受波が困難となり、計測精度が低下する。一方、移動速度が遅すぎると、一度の計測に多くの時間を要することとなり、被験者が計測部位(例えば、踵)を計測中に静止した状態を保つことが難しく、同様に計測精度が低下する。そのため、20°/sec〜50°/secの間であれば、係る問題が発生する可能性が低くなる。 Note that the moving speed of the ultrasonic probe in these movable ranges can be set to 180 ° / 5 sec, for example. Here, if the moving speed of the ultrasonic probe is too fast, the ultrasonic propagation medium (for example, water) in the tank undulates, so that stable ultrasonic wave transmission / reception becomes difficult, and measurement accuracy decreases. On the other hand, if the moving speed is too slow, it takes a lot of time for one measurement, and it is difficult for the subject to keep a measurement part (for example, a sputum) stationary while measuring, and the measurement accuracy similarly decreases. . Therefore, if it is between 20 degrees / sec-50 degrees / sec, possibility that the problem concerned occurs will become low.
さらに、第三移動機構部の可動範囲は、例えば、計測部位に接触する近接位置を基準とし(0cm)、計測部位から最大離間した離間位置を10cmとするような設定を行うことができる。これにより、0cm≦L≦10cm(L:送受波距離)の範囲で移動を行うことができる。ここで、離間位置が10cmよりも大きく設定されている場合、計測部位から反射される反射波が拡散するため反射波の検出が困難であり、検出されたとしても小さな反射率しか得られない。そのため、計測精度は著しく悪くなる。そのため、最大の離間位置を10cm以内に設定することにより、反射波の検出効率を一定水準に維持することができる。なお、計測部位に超音波プローブの送受部を接触させた状態では、反射波の検出は困難であるため、少なくとも数cm程度は、計測部位から離間させる必要があることは、言うまでもない。なお、各移動機構部の移動分解能を、例えば、0.1mm以上、1.0mm以下に設定することにより、高精度の位置の特定が可能となり、計測精度の向上が期待される。 Furthermore, the movable range of the third movement mechanism unit can be set, for example, such that the proximity position in contact with the measurement site is set as a reference (0 cm) and the separation position that is the maximum distance from the measurement site is 10 cm. Thereby, movement can be performed in the range of 0 cm ≦ L ≦ 10 cm (L: transmission / reception distance). Here, when the separation position is set to be larger than 10 cm, it is difficult to detect the reflected wave because the reflected wave reflected from the measurement site is diffused, and even if it is detected, only a small reflectance can be obtained. Therefore, the measurement accuracy is remarkably deteriorated. Therefore, the detection efficiency of the reflected wave can be maintained at a constant level by setting the maximum separation position within 10 cm. In addition, since it is difficult to detect the reflected wave in a state where the transmitting / receiving unit of the ultrasonic probe is in contact with the measurement site, it is needless to say that at least about several centimeters needs to be separated from the measurement site. Note that, by setting the moving resolution of each moving mechanism unit to be, for example, 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, it is possible to specify a position with high accuracy, and an improvement in measurement accuracy is expected.
さらに、本発明の超音波骨質計測器は、上記構成に加え、「前記第一移動機構部、前記第二移動機構部、及び前記第三移動機構部の少なくともいずれか一つは、全体または一部が前記超音波伝搬媒体に浸漬した状態で設置され、前記超音波プローブを前記超音波伝搬媒体の中で移動させるための駆動力を発生する駆動モータと、前記駆動モータと接続し、発生した前記駆動力を前記超音波プローブに伝達する駆動伝達機構部と、前記駆動モータ及び前記駆動伝達機構部の一部を収容する収容空間を有し、前記超音波伝搬媒体との接触を防ぐ保護ケース部と、前記保護ケース部の前記収容空間と連通し、前記収容空間にエアーを供給して前記収容空間の内圧を前記超音波伝搬媒体に係る外圧よりも高くするエアー供給手段と」をさらに具備するものであっても構わない。 Furthermore, in addition to the above-described configuration, the ultrasonic bone quality measuring instrument according to the present invention may include “at least one of the first moving mechanism unit, the second moving mechanism unit, and the third moving mechanism unit is a whole or one. A part is installed in a state of being immersed in the ultrasonic propagation medium, and a drive motor that generates a driving force for moving the ultrasonic probe in the ultrasonic propagation medium is connected to the drive motor. A protective case that has a drive transmission mechanism that transmits the driving force to the ultrasonic probe, and an accommodation space that accommodates part of the drive motor and the drive transmission mechanism, and prevents contact with the ultrasonic propagation medium And an air supply means that communicates with the housing space of the protective case portion and supplies air to the housing space to make the internal pressure of the housing space higher than the external pressure associated with the ultrasonic wave propagation medium. Do There is no matter.
したがって、本発明の超音波骨質計測器によれば、各々の移動機構部の少なくともいずれか一つにおいて、超音波プローブを所望の位置に移動させるための駆動用の駆動モータが媒体槽の超音波伝搬媒体の中に浸漬した状態で設置され、さらに該駆動モータが超音波伝搬媒体に接触することを避けるため、保護ケース部の収容空間に収容されている。そして、この保護ケース部の内部の収容空間には、エアー供給手段によってエアーが供給されている。係るエアー供給手段とは、例えば、エアーを発生するエアーポンプと、該エアーポンプによって発生したエアーを保護ケース部の内部まで導くチューブ状の部材と、エアー供給量を調整するバルブと、圧力計等から構成されるものを示すことができる。そして、保護ケース部の収容空間における圧力(内圧)を、その周囲を超音波伝搬媒体で満たされたた保護ケース部の外部の外圧、換言すれば、超音波伝搬媒体の媒体圧よりも高くなるようにエアーの供給量を調整することにより、保護ケース部と媒体槽との間、或いは駆動力を超音波プローブに伝達するための駆動伝達機構部と保護ケース部との間等に僅かな間隙が存在している場合でも、係る隙間から超音波伝搬媒体が圧力差によって保護ケース部の外部に押しとどめられ、収容空間に浸入することがない。 Therefore, according to the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention, in at least any one of the moving mechanism units, the driving motor for driving the ultrasonic probe to move to a desired position is the ultrasonic wave of the medium tank. In order to prevent the drive motor from coming into contact with the ultrasonic wave propagation medium, it is housed in the housing space of the protective case part. And the air is supplied to the accommodation space inside this protective case part by an air supply means. The air supply means includes, for example, an air pump that generates air, a tubular member that guides the air generated by the air pump to the inside of the protective case, a valve that adjusts the air supply amount, a pressure gauge, and the like Can be shown. And the pressure (internal pressure) in the housing space of the protective case part becomes higher than the external pressure outside the protective case part filled with the ultrasonic wave propagation medium, in other words, the medium pressure of the ultrasonic wave propagation medium. By adjusting the air supply amount as described above, a slight gap is formed between the protective case portion and the medium tank, or between the drive transmission mechanism portion and the protective case portion for transmitting the driving force to the ultrasonic probe. Even in the presence of the ultrasonic wave, the ultrasonic wave propagation medium is pushed out of the protective case part by the pressure difference from the gap and does not enter the housing space.
その結果、電力によって駆動し、水などの超音波伝搬媒体との接触を避ける必要のある駆動モータが、該超音波伝搬媒体に触れることがなくなり、電気系統の短絡などの不具合の発生を未然に防止することができる。なお、保護ケース部及び媒体槽の接合部分等には、防液(防水)対策としてなされるシール部材やパッキングなどの通常の防液(防水)部材を同時に使用するものであってももちろん構わない。 As a result, a drive motor that is driven by electric power and needs to avoid contact with an ultrasonic propagation medium such as water does not come into contact with the ultrasonic propagation medium, so that problems such as a short circuit in the electrical system can be prevented. Can be prevented. It should be noted that the protective case portion and the joint portion of the medium tank or the like may of course use a normal liquid-proof (waterproof) member such as a seal member or packing that is used as a liquidproof (waterproof) measure. .
すなわち、超音波伝搬媒体の中で三次元的に超音波プローブを移動させるためには、これらの移動に係る駆動力を発生する駆動モータの少なくとも一つは、装置の小型化及び駆動伝達機構部の簡素化を図るために、超音波伝搬媒体の中に設置することが好適である。そこで、通常の防液(防水)対策に加え、保護ケース部の収容空間にエアーを供給することにより、圧力差を利用した防液(防水)が行われる。 That is, in order to move the ultrasonic probe three-dimensionally in the ultrasonic propagation medium, at least one of the drive motors that generate the driving force related to these movements is the downsizing of the device and the drive transmission mechanism unit. In order to simplify the above, it is preferable to install in an ultrasonic wave propagation medium. Accordingly, in addition to the usual liquid-proof (water-proof) measures, liquid-proof (water-proof) using the pressure difference is performed by supplying air to the housing space of the protective case part.
さらに、本発明の超音波骨質計測器は、上記構成に加え、「前記媒体槽は、媒体槽側壁面に設けられ、前記計測部位支持部に支持された前記計測部位及び前記計測部位に相対する前記超音波プローブの前記送受部の互いの位置関係を目視可能な透明性部材で形成された目視窓を」具備するものであっても構わない。 Furthermore, the ultrasonic bone quality measuring instrument according to the present invention has, in addition to the above configuration, “the medium tank is provided on the side wall surface of the medium tank and is opposed to the measurement part and the measurement part supported by the measurement part support unit. You may comprise the visual observation window formed with the transparent member which can visually recognize the mutual positional relationship of the said transmission / reception part of the said ultrasonic probe.
したがって、本発明の超音波骨質計測器によれば、超音波プローブによる超音波を送波する計測部位を計測者(例えば、医師或いは看護士等)が側方から視認することが可能となる。つまり、計測対象となる部位が小さい場合や、計測部位の表面の凹凸が激しい場合など、超音波プローブの送受部の位置を正確に調整し、正しく超音波が送波されるようにする必要がある。そこで、媒体槽の側壁面の一部にガラスなどの透明性部材を用いて目視確認用の目視窓を設けることにより、計測者が目で互いの位置を確認しながら計測支持部に支持された計測部位と超音波プローブとの位置関係を把握することが可能となる。 Therefore, according to the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention, it becomes possible for a measuring person (for example, a doctor or a nurse) to visually recognize a measurement site for transmitting ultrasonic waves from an ultrasonic probe from the side. In other words, it is necessary to accurately adjust the position of the transmitting / receiving part of the ultrasonic probe so that the ultrasonic wave is transmitted correctly, such as when the part to be measured is small or the surface of the measurement part is severely uneven. is there. Therefore, by providing a visual window for visual confirmation using a transparent member such as glass on a part of the side wall surface of the medium tank, the measurer is supported by the measurement support unit while checking each other's position with the eyes. It is possible to grasp the positional relationship between the measurement site and the ultrasonic probe.
一方、本発明の超音波骨質計測器は、「計測対象となる計測部位を所定高さに支持する計測部位支持部と、支持された前記計測部位に向かって多方向から超音波を送波し、前記計測部位から反射される反射波を受波する送受部を有するU字形の超音波プローブと、前記計測部位及び前記超音波プローブの湾曲内側面の間に介設され、前記超音波を伝搬する超音波伝搬媒体によって内部が満たされ、密封した状態の袋状の媒体袋部と、前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に対して斜め上方から前記超音波を送波する上斜位置及び前記計測部位の底面側から鉛直上方向に前記超音波を送波する鉛直位置の間で、略円弧状の円弧移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる円弧移動機構部と、前記円弧移動機構部を制御し、前記超音波プローブを前記計測部位の周囲を移動させる移動制御部と、前記円弧移動機構部を利用して移動された前記超音波プローブの前記送受部から前記超音波を送波し、さらに前記計測部位から反射される反射波を受波し、前記計測部位の骨質を計測する骨質計測制御部と」を具備して主に構成されている。 On the other hand, the ultrasonic bone quality measuring instrument according to the present invention is described as follows: “A measurement part support unit that supports a measurement part to be measured at a predetermined height, and transmits ultrasonic waves from multiple directions toward the supported measurement part. A U-shaped ultrasonic probe having a transmission / reception unit for receiving a reflected wave reflected from the measurement site, and the ultrasonic wave propagating between the measurement site and the curved inner surface of the ultrasonic probe The inside of the bag-shaped medium bag portion that is filled and sealed with the ultrasonic propagation medium that holds the state where the transmission / reception unit is opposed to the measurement site is held, and the super The ultrasonic probe is moved along a substantially arc-shaped arc moving path between an upper oblique position where the sound wave is transmitted and a vertical position where the ultrasonic wave is transmitted vertically upward from the bottom surface side of the measurement site. Arc moving mechanism and the arc moving machine The ultrasonic wave is transmitted from the transmitting / receiving unit of the ultrasonic probe moved using the circular arc moving mechanism unit, and a movement control unit that controls the unit to move the ultrasonic probe around the measurement site And a bone quality measurement control unit that receives a reflected wave reflected from the measurement site and measures the bone quality of the measurement site.
ここで、U字形状の超音波プローブとは、超音波を送受波する送受部がU字形状のプローブ内周面に合致するように複数並設されているものを例示することができる。これにより、計測部位をU字の内部で囲むようにして超音波プローブを配することにより、多方向からの超音波の送波が可能となる。さらに、媒体袋部とは、例えば、PETフィルムやポリプロピレンフィルム等で形成された袋状体の内部に超音波の伝搬を良好とする超音波伝搬媒体(例えば、水)を充填し、密封したものを例示することができる。そのため、計測部位と超音波プローブの送受部との間に係る媒体袋部を介在させ、かつ媒体袋部の袋表面を計測部位及び送受部に密着させることにより、送受部から送波された超音波は媒体袋部の超音波伝搬媒体を通じて計測部位まで到達し、さらに計測部位からの反射波も同様に媒体袋部を通じて送受部まで戻ることとなる。 Here, the U-shaped ultrasonic probe can be exemplified by a configuration in which a plurality of transmitting and receiving parts for transmitting and receiving ultrasonic waves are arranged in parallel so as to match the inner peripheral surface of the U-shaped probe. Thereby, ultrasonic waves can be transmitted from multiple directions by arranging the ultrasonic probe so as to surround the measurement site within the U-shape. Furthermore, the medium bag portion is, for example, a bag-like body formed of a PET film, a polypropylene film, or the like filled with an ultrasonic propagation medium (for example, water) that improves the propagation of ultrasonic waves and sealed. Can be illustrated. Therefore, the medium bag portion is interposed between the measurement site and the transmission / reception unit of the ultrasonic probe, and the bag surface of the medium bag unit is closely attached to the measurement site and the transmission / reception unit, so that the ultrasonic wave transmitted from the transmission / reception unit is transmitted. The sound wave reaches the measurement site through the ultrasonic propagation medium in the medium bag portion, and the reflected wave from the measurement site also returns to the transmission / reception unit through the medium bag portion.
ここで、媒体袋部は、超音波プローブのプローブ内周面に固定されているものであっても、或いは超音波プローブと独立して形成されているものであっても構わない。しかしながら、円弧移動機構部による超音波プローブの移動に伴って媒体袋部もその位置を若干移動する必要があるため、前者のように超音波プローブに固定されているものが計測時には好適である。一方、媒体袋部内の超音波伝搬媒体を交換する場合などは独立している、或いは脱着可能に形成されていることが好ましい。なお、円弧移動機構部に係る構成は、前述した第二移動機構部と略同一であり、ここでは詳細な説明は省略するものとする。 Here, the medium bag portion may be fixed to the inner surface of the probe of the ultrasonic probe, or may be formed independently of the ultrasonic probe. However, since the medium bag portion needs to move a little as the ultrasonic probe moves by the arc moving mechanism portion, the medium bag portion fixed to the ultrasonic probe like the former is suitable for measurement. On the other hand, it is preferable that the ultrasonic wave propagation medium in the medium bag portion is independent or formed so as to be removable. In addition, the structure which concerns on an arc moving mechanism part is as substantially the same as the 2nd moving mechanism part mentioned above, and shall omit detailed description here.
したがって、本発明の超音波骨質計測器によれば、U字形状の超音波プローブが計測部位の周りを囲むようにして配され、さらに計測部位と超音波プローブとの間に媒体袋部が介設されることにより、多方向から超音波を送波可能であり、かつ媒体袋部によって超音波の送受波が良好に行えるようになる。すなわち、係る超音波プローブ及び媒体袋部を利用することにより、一つの超音波プローブを計測部位の外周方向に移動させ、個々の位置で超音波を送波し、骨質を計測する必要がなくなる。 Therefore, according to the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention, the U-shaped ultrasonic probe is arranged so as to surround the measurement site, and the medium bag portion is interposed between the measurement site and the ultrasonic probe. As a result, ultrasonic waves can be transmitted from multiple directions, and the ultrasonic wave can be transmitted and received satisfactorily by the medium bag portion. That is, by using the ultrasonic probe and the medium bag portion, it is not necessary to move one ultrasonic probe in the outer peripheral direction of the measurement site, transmit ultrasonic waves at each position, and measure bone quality.
加えて、媒体槽に計測部位を浸積し、その中で骨質の計測を行うものに対し、使用後の計測部位から超音波伝搬媒体を拭き取るなどの作業が不要となる。これにより、多人数が一度に骨質の計測を行う健康診断の場などでは、一人当たりにかかる時間が短縮され、全体として計測時間を大幅に減少させることが可能となる。なお、U字形状の超音波プローブは、上述した複数の送受部を備えるものではなく、例えば、U字状のガイド部の内部を一つの送受部がU字形状に沿って移動し、多方向から超音波の送波を可能とするものであってもよい。 In addition, a work such as wiping off the ultrasonic propagation medium from the measurement site after use is not required for the measurement site immersed in the medium tank and measuring the bone quality therein. As a result, in a health checkup where a large number of people measure bone quality at once, the time taken per person is reduced, and the measurement time can be greatly reduced as a whole. Note that the U-shaped ultrasonic probe does not include the above-described plurality of transmission / reception units. For example, one transmission / reception unit moves along the U-shape inside the U-shaped guide unit, and is multidirectional. It may be possible to transmit ultrasonic waves.
さらに、本発明の超音波骨質計測器は、上記構成に加え、「前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に対して近接及び離間する直線状の直線移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる直線移動機構部と、前記計測部位の凹凸形状に応じ、前記直線移動機構部を制御し、前記計測部位及び前記超音波プローブの前記送受部の間の送受波距離を一定にする距離制御部と」を具備するものであっても構わない。 Furthermore, the ultrasonic bone quality measuring instrument according to the present invention has the above-described configuration, “a linear linear movement path that maintains a state in which the transmission / reception unit is opposed to the measurement site and is close to and away from the measurement site. A linear movement mechanism unit that moves the ultrasonic probe along the line, and the linear movement mechanism unit according to the concavo-convex shape of the measurement site, so that transmission / reception between the measurement site and the transmission / reception unit of the ultrasonic probe is performed. And a distance control unit that makes the wave distance constant.
したがって、本発明の超音波骨質計測器は、直線移動機構部及び距離制御部によって超音波プローブの送受波距離を一定に保持することが可能である。なお、係る具体的な構成及び作用については、前述した第三移動機構部及び距離制御部と略同一であるため、ここでは詳細な説明は省略するものとする。 Therefore, the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention can keep the transmission / reception distance of the ultrasonic probe constant by the linear movement mechanism unit and the distance control unit. Since the specific configuration and operation are substantially the same as those of the third movement mechanism unit and the distance control unit described above, detailed description thereof will be omitted here.
さらに、本発明の超音波骨質計測器は、上記構成に加え、「前記計測部位支持部は、前記送受部に対する前記計測部位の高さを調整するための高さ調整手段」を具備するものであっても構わない。 Furthermore, the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention comprises, in addition to the above configuration, “the measurement part support part is a height adjusting means for adjusting the height of the measurement part relative to the transmission / reception part”. It does not matter.
したがって、本発明の超音波骨質計測器によれば、計測部位と送受部との高さを調整するための高さ調整手段を有している。かかる高さ調整手段は、例えば、支持台の支持面に積重され、支持台自体の厚さを変更可能なスペーサ部材などを利用するもの、或いは計測部位が支持される支持台の支持脚を伸張可能に形成し、ボルトなどの固定手段を利用して所定高さに段階的に設定する手段等が示される。これにより、幼児から成人、さらには高齢者に至るまで幅広い年齢層を対象として、骨質の計測を行うことが可能となる。特に、計測部位として踵の踵骨を選定した場合、一般に、幼児は足のサイズが小さいため、成人用の計測位置では足のふくらはぎに超音波を送波するおそれがあり、一方、足のサイズの大きな成人の場合は、踵骨全体に超音波を送波することが困難な場合がある。そこで、スペーサ部材のような高さ調整手段を計測部位支持部に付与することにより、超音波プローブの送受部と踵との位置関係を正確に相対させることが可能となり、計測精度を高めることが可能となる。 Therefore, according to the ultrasonic bone quality measuring instrument of the present invention, it has a height adjusting means for adjusting the height between the measurement site and the transmitting / receiving part. Such height adjusting means may be, for example, a means that uses a spacer member or the like that is stacked on the support surface of the support base and can change the thickness of the support base itself, or a support leg of the support base on which the measurement site is supported. A means or the like that is formed so as to be extensible and that is stepwise set to a predetermined height using a fixing means such as a bolt is shown. As a result, bone quality can be measured for a wide range of age groups from infants to adults to elderly people. In particular, when the ribs of the heel are selected as the measurement site, infants generally have a small foot size, so there is a risk of sending ultrasonic waves to the calf of the foot at the measurement position for adults, while the size of the foot For adults with a large size, it may be difficult to transmit ultrasound across the ribs. Therefore, by providing a height adjustment means such as a spacer member to the measurement site support part, it is possible to accurately make the positional relationship between the transmitting / receiving part of the ultrasonic probe and the heel and to improve the measurement accuracy. It becomes possible.
本発明の効果として、一つの超音波プローブを計測部位の周囲を三次元的に移動させ、多方向から超音波を送波し、骨質の診断に係る有益な情報を医師等に対して正確に供給することが可能となる。加えて、エアー供給手段によって移動機構部の電気的なトラブルの発生を抑制することができる。さらに、U字形状の超音波プローブ及び媒体袋部からなる組み合わせを適用することにより、超音波伝搬媒体で満たされた媒体槽を必要とすることなく、短時間で骨質の計測が可能となる。 As an effect of the present invention, one ultrasonic probe is moved three-dimensionally around the measurement site, ultrasonic waves are transmitted from multiple directions, and useful information related to bone quality diagnosis is accurately given to doctors and the like. It becomes possible to supply. In addition, the occurrence of electrical troubles in the moving mechanism can be suppressed by the air supply means. Furthermore, by applying a combination of a U-shaped ultrasonic probe and a medium bag, bone quality can be measured in a short time without the need for a medium tank filled with an ultrasonic propagation medium.
以下、本発明の第一実施形態の超音波骨質計測器1(以下、単に「計測器1」と称す)について、図1乃至図5に基づいて説明する。ここで、図1は第一実施形態の計測器1の構成を示す正面図であり、図2は計測器1の構成を示す平面図であり、図3は計測器1の構成を模式的に示す側方から見た説明図であり、図4は計測器1の構成を示すX−X断面図であり、図5は第二移動機構部14による超音波プローブ3(以下、単に「プローブ3」と称す)の移動の一例を模式的に示す説明図である。ここで、第一実施形態の計測器1は、計測部位として選択された踵4の踵骨5に超音波6を送波し、該踵骨5の骨質を計測し、骨粗鬆症の診断に係る有益な情報を医師等に対して提供するものについて例示する。
Hereinafter, an ultrasonic bone quality measuring instrument 1 (hereinafter simply referred to as “measuring instrument 1”) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a front view showing the configuration of the measuring instrument 1 of the first embodiment, FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the measuring instrument 1, and FIG. 3 schematically shows the configuration of the measuring instrument 1. FIG. 4 is an XX sectional view showing the configuration of the measuring instrument 1, and FIG. 5 is an ultrasonic probe 3 (hereinafter simply referred to as "
第一実施形態の計測器1は、図1乃至図5に示すように、略直方体形状を呈し、上面が開口した計測器本体7と、該計測器本体7と電気的に接続し、超音波6による踵骨5の骨質の状態を示す計測データ(図示しない)を演算処理し、骨画像として視覚化するための制御、或いは計測器本体7に設置されたプローブ3の移動制御に係る制御信号を送出するなど、種々の処理を行うためのコンピュータ8と、第一移動機構部23及び第三移動機構部24の各保護ケース部27,38に対してエアー29を供給するためのエアーポンプ31とを具備して主に構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the measuring instrument 1 of the first embodiment has a substantially rectangular parallelepiped shape, and is electrically connected to the measuring
さらに、詳細に説明すると、計測器本体7は、略直方体形状の内部を縦に二つに仕切る隔壁部9によって大小二つの区画に分割されている。ここで、大きく仕切られた区画(図2における紙面下方側)は、水10が計測器本体7の上面まで満たされた媒体槽11として構成されている。一方、小さく仕切られた区画(図2における紙面上方側)は、プローブ3を上斜位置12及び鉛直位置13(図5参照)の間で円弧状に移動させるための第二移動機構部14の一部構成をなす第二サーボモータ15が設けられている。ここで、第二サーボモータ15のモータ軸16の一部は、隔壁部9を貫通し、先端が媒体槽11に突き出した状態となっている。
More specifically, the measuring
ここで、媒体槽11についてさらに詳細に説明すると、媒体槽11の槽内は、隔壁部9から水平方向に突設された支持フレーム17、及び該支持フレーム17に取設され、媒体槽11の槽内の略中央付近で被験者(図示しない)の足Fを載置し、台端18から踵4の部分を突出した状態で支持するための支持台19を有する計測部位支持部20と、該計測部位支持部20の後方(図2における紙面右方、或いは図4における紙面右方に相当)に設置され、支持された踵4に超音波6を送波し、かつ反射波45を受波するための送受部21を踵4の表面に対向した状態で支持するプローブ支持フレーム22を有するプローブ3と、送受部21を踵4(若しくは、踵骨5)に対向させた状態を保持し、踵4の側周囲を略円弧状の第一移動経路A(図2参照)に沿ってプローブ3を移動させる第一移動機構部23と、踵4に対して斜め上方から斜め下方に向かって超音波6を送波する上斜位置12(図5参照)及び踵4の裏面側から鉛直上方向に超音波6を送波する鉛直位置13の間で、第一移動経路Aに直交する略円弧状の第二移動経路B(図5参照)に沿ってプローブ3を移動させる第二移動機構部14と、送受部21を踵4に対向させた状態を保持し、踵4に対して近接及び離間する直線状の第三移動経路C(図4参照)に沿ってプローブ3を移動させる第三移動機構部24とを主に有して構成されている。
Here, the
ここで、各移動機構部14,23,24のそれぞれの構成について具体的に説明すると、第一移動機構部23は、主に図2に示すように、被験者の足Fの中心、すなわち、つま先と踵4を結んだ線を仮想中心線Yとし、左右に90°ずつプローブ3を移動可能なように可動範囲が設定されている。すなわち、プローブ3の可動範囲は180°である(−90°≦第一可動角α≦90°)。ここで、第一移動機構部23は、プローブ3のプローブ支持フレーム22と接続した第三移動機構部24を載置して固定する略円形状のターンテーブル25と、該ターンテーブル25の回転中心とモータ軸(図示しない)とが接続された第一サーボモータ26と、第一サーボモータ26の全体を収容可能な第一収容空間27を有する第一保護ケース部28とを具備して主に構成されている。ここで、第一保護ケース部28は、第一サーボモータ26のモータ軸をターンテーブル25に接続する際に、モータ軸の軸径に合致するように穿設された穿設孔(図示しない)以外には、水10が浸入するような間隙は形成されていない。さらに、第一移動機構部23は、第一保護ケース部28の第一収容空間27にエアー29を供給するための供給用チューブ30が該第一収容空間27に連通するように設けられている。そして、計測器本体7の外部まで延出された供給用チューブ30の一端は、エアー29を供給するためのエアーポンプ31に接続されている。ここで、ターンテーブル25が本発明の駆動伝達機構に相当し、エアーポンプ31及び供給用チューブ30が本発明のエアー供給手段に相当する。
Here, the configuration of each of the moving
さらに、第一サーボモータ26の回転方向や可動範囲を制御し、プローブ3を所定位置に回転(移動)させるための制御信号が、コンピュータ8からインタフェース(図示しない)を介して連結された信号用ケーブル46によって第一サーボモータ26に送出されている。これにより、コンピュータ8から送出された制御信号に基づいて第一サーボモータ26の回転に係る駆動制御が行われ、第一サーボモータ26によって生成された駆動力がモータ軸(図示しない)を通じてターンテーブル25に伝達され、該ターンテーブルのテーブル面25aの上に載置された第三移動機構部24及びプローブ3が移動する。その結果、プローブ3が略円弧状の第一移動経路Aに沿って移動することとなる(図2参照)。
Further, a control signal for controlling the rotation direction and movable range of the
一方、第二移動機構部14は、前述した第一移動機構部23の第一保護ケース部28を下方から支持するように接続され、水10の中で第一移動機構部23全体を槽底面から離間した高さで支持する略L字形状のL字フレーム32と、該L字フレーム32の一端とモータ軸16が連結された第二サーボモータ15とを主に具備して構成されている。これにより、第二サーボモータ15の回転により、L字フレーム32に支持された第一移動機構部23、第三移動機構部24、及びプローブ3が水10の中を略円弧状の第二移動経路Bに沿って移動することとなる。さらに、換言すると、第二サーボモータ15のモータ軸16を軸芯としてL字フレーム32が振り子のような運動をすることとなる。
On the other hand, the second moving
これにより、踵4に対してプローブ3を上斜位置12から鉛直位置13の間で変位させることができるようになる。なお、係るプローブ3の振り子運動のような動作を支持するため、L字フレーム32の他端は、鉤状の凸部35が設けられている。そして、これに対し、凸部35に対向する媒体槽11の内面には、該凸部35の鉤形状と略一致する凹部34が設けられ、第二サーボモータ15によるプローブ3の移動に係る動作を支持するためのガイドレール33が設けられている。ここで、ガイドレール33は半円弧形状を呈するものである。これにより、プローブ3の第二移動機構部14における移動が楽に行えるようになる。なお、前述した第一移動機構部23の第一サーボモータ26と同様に第二サーボモータ15にもコンピュータ8から延出された信号用ケーブル46が連結され、送出される制御信号に基づいて各種制御が行われる。ここで、第二移動機構部14によるプローブ3の可動範囲は、第一実施形態では、30°斜め上方に位置する上斜位置12(図5参照)から鉛直位置13まで変化させることができる。この上斜位置12は、計測部位の踵4に対し若干上方に位置し、さらに超音波6を送波する送受部21を下方に30°傾斜させた位置に相当する。一方、鉛直位置13は、プローブ3の送受部21を鉛直上方に向け、超音波6を送波する位置に相当する。かかる上斜位置12によって踵4の斜め上方から踵4の裏面に至る範囲に対し超音波6を送波することが可能となる。そのため、全体で120°の可動範囲になるように設定がされている(−90°≦第二可動角β≦30°)。
As a result, the
ここで、L字フレーム32及びガイドフレーム33等に係る構成が本発明における駆動伝達機構に相当する。なお、第二移動機構部14における第二サーボモータ15は、図2等に示されるように、隔壁部9によって媒体槽11とは異なる区画に配されている。そのため、係る第二サーボモータ15は、直接水10と触れる可能性が低いため、第一移動機構部23のような強力な防水対策を施していない。しかしながら、第二サーボモータ15のモータ軸16が隔壁部9を貫通した箇所には、媒体槽11からの水10が第二サーボモータ15側の区画に漏出することがないように、シール部材などによって防水処理が行われている。
Here, the configuration related to the L-shaped
また、第三移動機構部24は、上述した第一移動機構部23のターンテーブル25のテーブル面25aに載置され、プローブ3のプローブ支持フレーム22の一端と直交した状態で接続した伸張部36と、該伸張部36の前後方向(図3における紙面左右方向)に直線的に移動させ、プローブ3の送受部21を踵4から近接または離間させるための駆動力を発生する第三サーボモータ37と、該第三サーボモータ37の周りを囲い、水10との接触を防止するための第三保護ケース部38とを具備して主に構成されている。なお、係る第三保護ケース部38にも、上述した第一移動機構部23と同様に、第三収容空間に連通した供給用チューブ30が取付けられ、さらに近接位置または離間位置までプローブ3を直線的に移動させるための制御を行う制御信号を、コンピュータ8から受付けるための信号用ケーブル46を具備して構成されている。ここで、伸張部36が本発明の駆動伝達機構部に相当する。ここで、第三移動機構部24は、前述した第一移動機構部23及び第二移動機構部14と異なり、プローブ3を略円弧状ではなく、直線的に移動させるものである。そのため、第三サーボモータ37による回転力を直線運動に変換するため、例えば、ラックアンドピニオン方式の駆動伝達機構などを採用することが可能である。
The third moving
さらに、第一実施形態の計測器1は、図1に主として示すように、媒体槽11の側壁40に媒体槽11の槽内を視認可能にし、支持台19、プローブ3、及び踵4の互いの位置を目視することができるための透明性部材のガラスGが嵌められた目視窓41に係る構成を有している。
Further, as mainly shown in FIG. 1, the measuring instrument 1 of the first embodiment makes the inside of the
そして、第一実施形態の計測器1は、計測対象となる被験者の踵4のサイズに応じ、プローブ3の送受部21と踵骨5との位置を合わせるために高さを調整するために支持台19に多段に亘って積重可能なスペーサ部材49をさらに有している。すなわち、踵4のサイズに合わせて支持台19の厚さを増して嵩上げするための板状のスペーサ部材49を利用することにより、幼児から高齢者に至るあらゆる世代の被験者に本計測器1は対応することができる。ここで、スペーサ部材49が本発明の高さ調整手段に相当する。なお、積重されたスペーサ部材49は、その積重状態が容易に崩れないように、周知の固定手段(例えば、ボルト及びナットによる固定機構)を用いて強固に固定されるものであってもよい。或いは、スペーサ部材49の表面に複数の突起(図示しない)を設け、さらにスペーサ部材49の裏面に当該突起に対応する位置及び数の窪みを設けることで、支持台19に積重した際に突起及び窪みの位置が一致させ、水平方向へのずれを抑制するようしたものであっても構わない。
And the measuring device 1 of 1st embodiment is supported in order to adjust height in order to match | combine the position of the transmission /
また、計測器本体7に接続され、各移動機構部23等を制御し、プローブ3を水10の中で移動させるための各種制御を行うコンピュータ8は、その機能的構成として、第一移動機構部23及び第二移動機構部14をそれぞれ連動させて制御する連動制御部42と、踵4の凹凸形状に応じ、第三移動機構部24を制御し、踵4及びプローブ3の送受部21の間の送受波距離Lを一定にする距離制御部43と、プローブ3を制御し、送受部21から超音波6を送波するともに、踵4から反射された反射波45を受波し、踵4の踵骨5の骨質を計測する制御を行う骨質計測制御部44とを具備している。ここで、超音波6を利用した骨質の計測に係る各種演算処理及び踵骨5の画像化等の処理は、既存の超音波計測診断装置に係る技術を利用することが可能であり、詳細な説明はここでは省略するものとする。そして、これらの計測結果がコンピュータ8に接続された液晶ディスプレイ48に画像として表示される。
In addition, the computer 8 connected to the measuring instrument
次に、第一実施形態の計測器1の使用方法について、主に図4及び図5に基づいて説明する。まず、被験者は、水10で満たされた媒体槽11に片方の足F(例えば、右足)を浸し、媒体槽11の略中央付近に設けられた支持台19に該足Fを載せる。このとき、支持台19の台端18から踵4(踵骨5)の少なくとも一部を突き出した状態にする。これにより、前述した第二移動機構部14によってプローブ3を上斜位置12から鉛直位置13に移動させた場合であっても、該鉛直位置13から踵4の裏面に対して超音波6を送波することが可能となる。
Next, the usage method of the measuring instrument 1 of 1st embodiment is demonstrated mainly based on FIG.4 and FIG.5. First, the subject immerses one foot F (for example, the right foot) in the
なお、踵4とプローブ3の送受部21との互いの位置関係を確認するために、計測者(医師等)が媒体槽11の側壁40に設けた目視窓41から水10の中の踵4の位置を側方から確認することもできる。そのため、足Fのサイズの大きな人、或いは乳幼児などの小さいな人の足Fの踵4等の場合であっても送受部21を踵4の正しい位置に対向させることができる。
In addition, in order to confirm the mutual positional relationship between the
そして、支持台19に踵4を水中に突き出した状態を維持し、コンピュータ8を操作し、プローブ3の三次元的な移動及びプローブ3の送受部21からの超音波6の送受波制御を行う。具体的に説明すると、初めにプローブ3を規定の初期位置(例えば、第一可動角α=0°、第二可動角β=30°、送受波距離L=3cm)に第一移動機構部23、第二移動機構部14、及び第三移動機構部24を制御して移動させる。係る制御は、コンピュータ8の内部に設けられた各制御部42等によって制御信号が信号用ケーブル46を通じて送出され、各制御信号に基づいてプローブ3が初期位置となるように制御される。
And the state which protruded the underwater 4 to the
そして、第一移動機構部23及び第二移動機構部14を連動させて制御するための制御信号を信号用ケーブル46を通じて連動制御部42から送出し、予め規定された複数の三次元位置(例えば、α=0°、β=−90°、或いはα=−90°、β=0°など)にプローブ3を移動させる。さらに、各位置における送受波距離Lを第三移動機構部24によって予め規定した値(例えば、送受波距離L=3cmなど)になるように、踵4に対して第三移動経路Cに沿って前後方向にプローブ3を移動させる制御が距離制御部43に基づいて行われる。ここで、この距離制御部43による送受波距離Lの調整は、プローブ3の送受部21から距離測定のための予備的な超音波6の送波を行い、踵4から反射される反射波45が送受部21に到達するまでの時間を計測し、この応答時間に基づいて調整を行うものである。
Then, a control signal for controlling the first moving
そして、踵4に対する位置及び送受波距離Lが一定に調整された後、該踵4に対して超音波6を送波し、骨質を計測する。このとき、踵4の踵骨5に到達した超音波6から発生する反射波45の反射率や反射時間(応答時間)等によって、骨の構造が計測される。なお、係る骨質(骨密度等)の計測に係る手法は、従来の超音波診断装置と同一のものであり、ここでは詳細な説明は省略する。そして、係る計測を踵4の周囲の複数の位置から実施することにより、第一実施形態の計測器1には、その計測に係る計測データ(図示しない)がコンピュータ8のハードディスクドライブなどの記憶装置に蓄積されることとなる。なお、係る計測データは、前述した信号用ケーブル46を利用して送られる。
Then, after the position and the transmission / reception distance L with respect to the
ここで、プローブ3の可動範囲が−90°≦α≦90°、及び−90°≦β≦30°に設定されている。すなわち、踵4の後方を左右に180°、上下に120°の範囲で移動することができる。そのため、踵4の踵骨5の周囲の大部分を係る可動範囲でカバーすることができる。
Here, the movable range of the
これにより、踵4(計測部位)に対し、多方向から超音波6を送波し、それぞれの方向からの骨質を計測することができる。そのため、一方向から超音波6を送波する従来の超音波診断装置に比べ、一箇所の計測部位に対して得られる計測データの情報量が飛躍的に増大し、医師等による診断が容易となり、また問題となる箇所の見落としをする確率が低くなる。その結果、短時間で効率的に骨粗鬆症の診断を行うことが可能となる。
Thereby, with respect to the heel 4 (measurement site), the
また、第一実施形態の計測器1では、プローブ3の移動速度を第一移動機構部23及び第二移動機構部24のそれぞれにおいて、36°/secとして設定している。すなわち、第一移動機構部23では、180°の可動範囲を約5sec、第二移動機構部24では、120°の可動範囲を約3.3secで移動することができる。ここで、プローブ3は媒体槽11の水10の中に浸漬されているため、プローブ3の移動によって水10が波打つおそれも想定される。しかしながら、上述した移動速度に設定することにより、水10への影響を少なくし、超音波6の送波及び反射波45の受波を良好に行える。また、支持台19に載置した足Fを長時間動かさないように被験者に対して強いることがなくなり、短時間で高精度の計測が行える。
In the measuring instrument 1 of the first embodiment, the moving speed of the
次に、本発明の第二実施形態の計測器60について、主に図6に基づいて説明する。ここで、図6(a)は第二実施形態の計測器60の概略構成を模式的に示す上方から見た説明図であり、図6(b)は計測器60の概略構成を模式的に示す側方から見た説明図である。なお、第二実施形態の計測器60において、第一実施形態の計測器1と略同一の構成については、同一符号を付し、詳細な説明を省略するものとする。また、説明を簡略化するため、図6(a),(b)では、第一実施形態の計測器1と同一の機能及び構成を有するものについては、図示を省略し、第二実施形態の計測器60における特徴的な構成のみを抽出して図示している。
Next, the measuring
第二実施形態の計測器60は、図6(a)に示すように、U字形状を呈し、計測部位である踵4(踵骨5)の周囲をU字内面61によって取り囲むように配されるU字プローブ62(超音波プローブに相当)と、該U字プローブ62及び踵4の間に介設され、内部に超音波伝搬媒体としての水10が充填され、密封された樹脂フィルム製の媒体袋部63とを具備して主に構成されている。
As shown in FIG. 6A, the measuring
さらに、第二実施形態の計測器60は、踵4に対して斜め上方の上斜位置64及び鉛直位置65の間でU字プローブ62を円弧状の円弧移動経路Dに沿って移動させる円弧移動機構部を有している。係る構成は、前述した第一実施形態の計測器1における第二移動機構部14(図5等参照)と同一のものであり、また第二移動経路Bが円弧移動経路Dに相当するため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、円弧移動機構部によるU字プローブ62の可動範囲は、上述した第二移動機構部14と同様に−90°≦円弧可動角γ≦30°に設定されている。
Furthermore, the measuring
また、計測器60は、踵4に対して近接または離間する直線状の直線移動経路Eに沿ってU字プローブ62を移動させる直線移動機構部を有している。係る構成は、第一実施形態の計測器1における第三移動機構部24(図4等参照)と同一のものであり、また第三移動経路Cが直線移動経路Eに相当するため、ここでは詳細な説明は省略する。
The measuring
さらに、U字プローブ62の構成について説明すると、U字内面61の形状に合致するように複数の送受部66が設けられている。係る送受部66は、踵4(踵骨5)に対して媒体袋部63の中の水10を伝搬する超音波(図示しない)を送波し、さらに水10を伝搬する反射波(図示しない)を受波する機能を有するものである。そして、係る送受部66による超音波の送波及び反射波の受波を制御する制御信号が、信号用ケーブル46を介して送出され、反射波の受波の結果が同様に信号用ケーブル46を介してコンピュータ8(図1等参照)に送出されることとなる。すなわち、U字プローブ62は、複数の送受部66を有することにより、第一実施形態の計測器1における第一移動機構部23の構成を省略することができる。加えて、第一実施形態の計測器1と比較し、水10の充填された媒体槽11の構成を必要とせず、その代替として水10の充填された媒体袋部63に係る構成を有している。そのため、被験者の足Fが水10に濡れることがないため、計測後に足Fについた水10をタオルなどで拭き取る動作が不要となる。そのため、計測作業が容易に行えるようになる。
Further, the configuration of the
さらに、計測器1のように第一移動機構部23及び第三移動機構部24のように、防液(防水)に係る対策を施す必要がない。そのため、計測器全体のサイズの大型化を防ぐことが可能となり、手軽に持ち運べるようなサイズの計測器を製作することが可能となる。
Furthermore, unlike the measuring instrument 1, unlike the first moving
以上、本発明について好適な第一実施形態及び第二実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 As mentioned above, although preferred 1st embodiment and 2nd embodiment were mentioned and demonstrated about this invention, this invention is not limited to these embodiment, As shown below, it deviates from the summary of this invention. Various improvements and design changes are possible without departing from the scope.
すなわち、超音波伝搬媒体として水10を媒体槽11に満たすものを示したが、これに限定されるものではなく、超音波6の伝搬が空気中よりも安定して行えるものであれば構わない。さらに、第二実施形態の計測器60において、媒体袋部63をU字プローブ51の内側周面に固定したものを示したが、これに限定されるものではなく、互いに独立して構成され、計測時に踵4及びU字プローブ61の間に挟み込むようにするものであっても構わない。また、第三移動機構部24に係る構成として、第三サーボモータ37を用いるものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、シリンダ軸が伸張可能なエアシリンダ等の構成を備えるものであっても構わない。
In other words, the ultrasonic wave propagation medium that fills the
1,60 計測器(超音波骨質計測器)
3 プローブ(超音波プローブ)
4 踵(計測部位)
5 踵骨(計測部位)
6 超音波
10 水(超音波伝搬媒体)
11 媒体槽
12,64 上斜位置
13,65 鉛直位置
14 第二移動機構部
16 モータ軸(駆動伝達機構部)
20 計測部位支持部
21,66 送受部
23 第一移動機構部
24 第三移動機構部
25 ターンテーブル(駆動伝達機構部)
27 第一収容空間
28 第一保護ケース部
29 エアー
30 供給用チューブ(エアー供給手段)
31 エアーポンプ(エアー供給手段)
32 L字フレーム(駆動伝達機構部)
33 ガイドレール(駆動伝達機構部)
38 第三保護ケース部
39 第三収容空間
41 目視窓
42 連動制御部
43 距離制御部
44 骨質計測制御部
45 反射波
48 液晶ディスプレイ
49 スペーサ部材
50 信号用ケーブル
61 U字内面
62 U字プローブ(超音波プローブ)
63 媒体袋部
A 第一移動経路
B 第二移動経路
C 第三移動経路
D 円弧移動経路
E 直線移動経路
L 送受波距離
1,60 measuring instrument (ultrasonic bone quality measuring instrument)
3 Probe (Ultrasonic probe)
4 踵 (measurement part)
5 ribs (measurement site)
6
11
20 measurement
27
31 Air pump (air supply means)
32 L-shaped frame (drive transmission mechanism)
33 Guide rail (drive transmission mechanism)
38 Third protective case section 39
63 Medium bag part A 1st movement path B 2nd movement path C 3rd movement path D Circular movement path E Linear movement path L Transmission / reception wave distance
Claims (6)
前記槽内に取付けられ、計測対象となる計測部位を前記超音波伝搬媒体に浸漬した状態で所定高さに支持する計測部位支持部と、
支持された前記計測部位に対し、前記超音波を送波し、かつ前記計測部位から反射される反射波を受波する送受部を有し、前記超音波伝搬媒体の中に浸積された超音波プローブと、
前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位の周囲を略円弧状の第一移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる第一移動機構部と、
前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に対して斜め上方から前記超音波を送波する上斜位置及び前記計測部位の底面側から鉛直上方向に前記超音波を送波する鉛直位置の間で、前記第一移動経路に直交する略円弧状の第二移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる第二移動機構部と、
前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に近接及び離間する直線状の第三移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる第三移動機構部と、
前記第一移動機構部及び前記第二移動機構部を連動させ、前記超音波プローブの移動を制御する連動制御部と、
前記計測部位の表面形状に応じ、前記第三移動機構部を制御し、前記計測部位及び前記超音波プローブの前記送受部の間の送受波距離を一定にする距離制御部と、
前記連動制御部及び前記距離制御部の少なくともいずれか一方によって移動した前記超音波プローブの前記送受部から前記超音波を送波し、さらに前記計測部位から反射される反射波を受波し、前記計測部位の骨質を計測する骨質計測制御部と
を具備することを特徴とする超音波骨質計測器。 A medium tank filled with an ultrasonic wave propagation medium;
A measurement site support section that is attached to the tank and supports the measurement site to be measured at a predetermined height while being immersed in the ultrasonic wave propagation medium,
An ultrasonic wave immersed in the ultrasonic wave propagation medium, having a transmission / reception unit for transmitting the ultrasonic wave to the supported measurement site and receiving a reflected wave reflected from the measurement site; An acoustic probe,
A first moving mechanism that moves the ultrasonic probe along a substantially arc-shaped first movement path while maintaining a state in which the transmission / reception unit is opposed to the measurement site;
The ultrasonic wave is maintained in a state in which the transmission / reception unit is opposed to the measurement site, and the ultrasonic wave is transmitted vertically from the bottom side of the measurement site to the upper oblique position where the ultrasonic wave is transmitted obliquely from above the measurement site. A second movement mechanism unit that moves the ultrasonic probe along a substantially arc-shaped second movement path orthogonal to the first movement path between vertical positions for transmitting
A third movement mechanism that moves the ultrasonic probe along a linear third movement path that is in proximity to and away from the measurement site while maintaining the state where the transmission / reception unit is opposed to the measurement site;
An interlock controller that controls the movement of the ultrasonic probe by interlocking the first moving mechanism and the second moving mechanism;
A distance control unit that controls the third moving mechanism unit according to the surface shape of the measurement part, and makes a transmission / reception distance between the measurement part and the transmission / reception part of the ultrasonic probe constant,
Transmitting the ultrasonic wave from the transmitting / receiving unit of the ultrasonic probe moved by at least one of the interlock control unit and the distance control unit, and further receiving a reflected wave reflected from the measurement site, An ultrasonic bone quality measuring device comprising: a bone quality measurement control unit for measuring bone quality of a measurement site.
前記超音波プローブを前記超音波伝搬媒体の中で移動させるための駆動力を発生する駆動モータと、
前記駆動モータと接続し、発生した前記駆動力を前記超音波プローブに伝達する駆動伝達機構部と、
前記駆動モータ及び前記駆動伝達機構部の一部を収容する収容空間を有し、前記超音波伝搬媒体との接触を防ぐ保護ケース部と、
前記保護ケース部の前記収容空間と連通し、前記収容空間にエアーを供給して前記収容空間の内圧を前記超音波伝搬媒体に係る外圧よりも高くするエアー供給手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の超音波骨質計測器。 At least one of the first moving mechanism unit, the second moving mechanism unit, and the third moving mechanism unit is installed in a state where the whole or a part is immersed in the ultrasonic propagation medium,
A driving motor for generating a driving force for moving the ultrasonic probe in the ultrasonic wave propagation medium;
A drive transmission mechanism connected to the drive motor and transmitting the generated driving force to the ultrasonic probe;
A protective case portion having an accommodating space for accommodating a part of the drive motor and the drive transmission mechanism, and preventing contact with the ultrasonic propagation medium;
And further comprising air supply means that communicates with the accommodation space of the protective case portion and supplies air to the accommodation space so that the internal pressure of the accommodation space is higher than the external pressure of the ultrasonic wave propagation medium. The ultrasonic bone quality measuring instrument according to claim 1.
媒体槽側壁面に設けられ、前記計測部位支持部に支持された前記計測部位及び前記計測部位に相対する前記超音波プローブの前記送受部の互いの位置関係を目視可能な透明性部材で形成された目視窓をさらに具備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波骨質計測器。 The medium tank is
It is provided on a medium tank side wall surface, and is formed of a transparent member that allows visual observation of the positional relationship between the measurement part supported by the measurement part support part and the transmission / reception part of the ultrasonic probe facing the measurement part. The ultrasonic bone quality measuring instrument according to claim 1, further comprising a viewing window.
支持された前記計測部位に向かって多方向から超音波を送波し、前記計測部位から反射される反射波を受波する送受部を有するU字形の超音波プローブと、
前記計測部位及び前記超音波プローブの湾曲内側面の間に介設され、前記超音波を伝搬する超音波伝搬媒体によって内部が満たされ、密封した状態の袋状の媒体袋部と、
前記送受部を前記計測部位に対向させた状態を保持し、前記計測部位に対して斜め上方から前記超音波を送波する上斜位置及び前記計測部位の底面側から鉛直上方向に前記超音波を送波する鉛直位置の間で、略円弧状の円弧移動経路に沿って前記超音波プローブを移動させる円弧移動機構部と、
前記円弧移動機構部を制御し、前記超音波プローブを前記計測部位の周囲を移動させる移動制御部と、
前記円弧移動機構部によって移動された前記超音波プローブの前記送受部から前記超音波を送波し、さらに前記計測部位から反射される反射波を受波し、前記計測部位の骨質を計測する骨質計測制御部と
を具備することを特徴する超音波骨質計測器。 A measurement part support part for supporting a measurement part to be measured at a predetermined height;
A U-shaped ultrasonic probe having a transmission / reception unit for transmitting ultrasonic waves from multiple directions toward the supported measurement site and receiving reflected waves reflected from the measurement site;
A bag-shaped medium bag portion interposed between the measurement site and the curved inner surface of the ultrasonic probe, filled with an ultrasonic propagation medium that propagates the ultrasonic waves, and sealed;
The ultrasonic wave is maintained in a state in which the transmission / reception unit is opposed to the measurement site, and the ultrasonic wave is transmitted vertically from the bottom side of the measurement site to the upper oblique position where the ultrasonic wave is transmitted obliquely from above the measurement site. An arc moving mechanism for moving the ultrasonic probe along a substantially arc-shaped arc moving path between vertical positions for transmitting
A movement control unit for controlling the arc movement mechanism unit and moving the ultrasonic probe around the measurement site;
Bone quality for transmitting the ultrasonic wave from the transmission / reception unit of the ultrasonic probe moved by the arc movement mechanism unit, receiving a reflected wave reflected from the measurement site, and measuring the bone quality of the measurement site An ultrasonic bone quality measuring device comprising a measurement control unit.
前記計測部位の表面形状に応じ、前記直線移動機構部を制御し、前記計測部位及び前記超音波プローブの前記送受部の間の送受波距離を一定にする距離制御部と
をさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の超音波骨質計測器。 A linear moving mechanism that moves the ultrasonic probe along a linear linear movement path that is close to and away from the measurement site while maintaining the state where the transmission / reception unit faces the measurement site;
A distance control unit that controls the linear movement mechanism unit in accordance with the surface shape of the measurement site and makes a transmission / reception distance between the measurement site and the transmission / reception unit of the ultrasonic probe constant. The ultrasonic bone quality measuring instrument according to claim 4, wherein
前記送受部に対する前記計測部位の高さを調整するための高さ調整手段をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の超音波骨質計測器。 The measurement site support part is
The ultrasonic bone quality measuring device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a height adjusting means for adjusting a height of the measurement site with respect to the transmission / reception unit.
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