JP2008073343A - 超音波位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同一被検体について過去の計測の際に求めた超音波の伝播距離と被検体の骨部幅とを用いて当該被検体についての適正位置を定め、新たな計測を行う際に、その適正位置へと当該被検体の位置修正するための指示を行うことで、同一被検体についての計測位置を、計測の度ごとに再現することができる超音波位置合せ装置を提供すること。
【解決手段】 演算手段により求められた現時点における伝播距離（Ｌ_１）が、過去情報記憶手段に記憶された過去の伝播距離（Ｌ_１’）に基づく適正範囲内にあるか否かが判断され、演算手段により求められた現時点の骨部幅（Ｗ）が、過去情報記憶手段に記憶される過去の骨部幅（Ｗ’）に基づく適正範囲内にあるか否かが判断される。そして、この判断の結果が、制御手段によって表示手段の画面上に表示されることで、被検体と探触子との相対的な位置関係を適正位置に位置合せするための手掛かりとなる情報を利用者に対して教示することとなる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被検体を計測機器に設置して計測する場合に、超音波を用いた計測結果に基づいて、その被検体の計測位置を適正位置に位置合わせするために利用される超音波位置合わせ装置に関するものである。

従来より、超音波を用いた計測機器には種々のものが提案されているが、医療分野においては、例えば、下記特許文献１から３に記載されている超音波骨密度計測器が提案されている。これらの超音波骨密度計測器は、骨粗鬆症などの検査用機器として機能するものであり、例えば、超音波パルスの発信及び受信を行う単一の振動素子を有している一対の探触子を備えている。かかる超音波骨密度計測器によれば、設置台に設置される踵部両側に、各探触子がそれぞれ配置されて、その各探触子と踵骨の周囲の皮下組織との間に、水などの液体状の音響整合材を充填した整合材収納部が介在されて、各探触子間で超音波が発信及び受信されることで、足の踵骨に関する骨密度の計測がなされる。

特に、骨粗鬆症は、皮質骨の厚さ減少や、海綿骨の骨梁サイズの減少や、海綿骨骨梁の局所的な欠落などの症状が、立体的構造を有する骨部の「ある部分」で起こる疾患である。したがって、骨粗鬆症の検査のために探触子から発信される超音波を用いて骨部の骨密度を計測する場合には、探触子による骨部の計測位置を、同一被検者に関する毎回の計測において、例えば、誤差±１ｍｍ程度という極めて高精度で一致させる必要があるのである。
特許第３２８３３７５号公報 特許第３６０９４４５号公報 特許第３２７８５２７号公報

しかしながら、上記した超音波骨密度計測器によれば、整合材収容部を介して各探触子が接触される踵部内の踵骨側面は三次元的に不規則な凹凸形状であるため、各探触子と踵骨との相対的な位置関係、即ち、各探触子による踵骨の計測位置を定量化することが困難であった。このため、例えば、被検者の足が設置台から一度離れると、同一の被検者であっても、元の設置位置に足を再び設置して、なおかつ、各探触子による踵骨の計測位置を元通りに再現することができないという問題点があった。

また、このことは、同一の被検者であっても骨密度を計測する度ごとに各探触子と踵骨との相対位置、即ち、踵骨の計測位置が変動することを意味しており、同一の被検者について骨密度を長期的に経過観察する場合において、骨密度の計測を同一条件下で毎回計測することができず、結果、同一被検者の骨の状態について、正確かつ信頼性のある経過観察を行うことができないという問題点を招来してしまう。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、同一被検体について過去の計測の際に求めた超音波の伝播距離と被検体の骨部幅とを用いて当該被検体についての適正位置を定め、新たな計測を行う際に、その適正位置へと当該被検体の位置修正するための指示を行うことで、同一被検体についての計測位置を、計測の度ごとに再現することができる超音波位置合わせ装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載の超音波位置合わせ装置は、骨部を内部に有する被検体が設置される設置部材と、その設置部材上に対向配置され被検体に対する超音波の発信及び受信が可能な第１探触子及び第２探触子と、各種情報を表示可能な画面を有する表示手段とを備え、その探触子に対する被検体の相対的な位置関係を適正位置に位置合わせするためのものであり、前記各探触子と被検体との間にその被検体に接触して介在され、被検体の変位に応じて変形可能な状態で音響整合材を内包する伝播部材と、その伝播部材を介して前記各探触子により発信されて被検体内の骨部で反射した超音波の各々の伝播時間、及び、前記各探触子から骨部までの各区間の伝播速度に基づき、その各探触子から骨部までの各々の伝播距離を演算するとともに、その各伝播距離と前記各探触子間の間の探触子間距離とに基づいて被検体の骨部幅を演算する演算手段と、その演算手段によって同一の被検体について演算された過去の伝播距離及び骨部幅に基づき設定される適正範囲内に、前記現時点における伝播距離及び骨部幅の各々があるか否かを判断する適正判断手段と、その適正判断手段による判断結果を、被検体の位置修正に供する教示情報として、前記表示手段の画面上に表示する制御手段とを備えている。

この請求項１記載の超音波位置合わせ装置によれば、被検体が設置部材に設置されるとき、被検体と探触子との相対的な位置関係、つまり、探触子による被検体の計測位置は、被検体の骨部と探触子との間の伝播距離と、その被検体の骨部幅とによって定量化される。また、この被検体の計測位置を定量化する伝播距離及び骨部幅は、演算手段によって演算される。

具体的には、まず、被検体が第１探触子と第２探触子との対向面間に設置され、このとき、各探触子と被検体との間に伝播部材が介在される。それから、各探触子により被検体に向けて超音波が発信されてから骨部で反射して発信元となった各探触子によって受信されるまでの各伝播時間が計測される。

これらの各伝播時間の計測後は、演算手段によって、かかる各伝播時間と、各探触子から骨部までの各区間の伝播速度とが、下記式（１）及び（２）に代入されて演算されることで、第１及び第２探触子の各々から骨部までの現時点の伝播距離が求められる。
Ｌ_１＝Ｖ_１・Ｔ_１／２ …… （１）
Ｌ_２＝Ｖ_２・Ｔ_２／２ …… （２）
（但し、上記式（１）及び（２）において、Ｌ_１は、第１探触子から骨部までの区間距離（伝播距離）、Ｖ_１は、第１探触子から骨部までの区間に関する超音波の伝播速度、Ｔ_１は、超音波が第１探触子により発信されてから骨部で反射して第１探触子により受信されるまでの時間（伝播時間）、Ｌ_２は、第２探触子から骨部までの区間距離（伝播距離）、Ｖ_２は、第２探触子から骨部までの区間に関する超音波の伝播速度、Ｔ_２は、超音波が第２探触子により発信されてから骨部で反射して第２探触子により受信されるまでの時間（伝播時間）、をそれぞれ示している。）

そして更に、演算手段によって、上記した各伝播距離と探触子間距離とが、下記式（３）に代入されて演算されることで、被検体の骨部幅が求められる。
Ｗ＝Ｌ−Ｌ_１−Ｌ_２ …… （３）
（但し、上記式（３）において、Ｗは、被検体の骨部幅、Ｌは、第１探触子と第２探触子との間の距離（探触子間距離）、をそれぞれ示している。）

一方、同一被検体について演算手段により演算された過去の伝播距離に基づいて設定される適正範囲と、同一被検体について演算手段により演算された過去の骨部幅に基づいて設定される適正範囲とが、探触子による被検体の計測位置に関する適正位置を定量化したものとして利用される。

そして、適正判断手段によれば、演算手段により同一被検体について演算された現時点の伝播距離が、その過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲内にあるか否かが判断されるとともに、演算手段により同一被検体について演算された現時点の骨部幅が、その過去の骨部幅に基づき設定される適正範囲内にあるか否かが判断される。つまり、被検体の計測位置が適正位置にあるか否かが判断されるのである。

そして、この判断の結果は、制御手段によって、表示手段の画面上に表示される。この制御手段による表示によって、現時点における被検体の計測位置が適正位置にあるか否かを利用者に対して教示することができ、また、被検体の計測位置が適正位置から逸れている場合には、被検体と探触子との相対的な位置関係を適正位置に位置合わせするための手掛かりとなる情報（教示情報）を利用者に対して教示することとなる。

請求項２記載の超音波位置合わせ装置は、請求項１記載の超音波位置合わせ装置において、前記第１探触子又は第２探触子の一方が他方に対して互いの対向方向に向けて相対的に移動可能に形成されるとともに、更に、その移動可能な前記第１探触子又は第２探触子の一方を他方に対して付勢する付勢手段と、前記した探触子間距離を計測する距離計測手段と、その距離計測手段により計測される探触子間距離を記憶する距離記憶手段とを備えている。

この請求項２記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項１記載の超音波位置合わせ装置と同様に作用する上、第１又は第２探触子の一方が他方に対して対向方向に相対的に移動され且つ付勢手段によって付勢されるので、被検体に伝播部材が接触した状態が維持されたまま、被検体の大きさに応じて第１及び第２探触子の間の探触子間距離が変更される。しかも、被検体に大きさに応じて探触子間距離が変動しても、現状の探触子間距離は、距離計測手段によって計測されて距離記憶手段に記憶されて、演算手段による演算に使用される。

請求項３記載の超音波位置合わせ装置は、請求項１又は２に記載の超音波位置合わせ装置において、被検体の長手方向を縦方向に向けた姿勢で当該被検体を設置可能な前記設置部材と、その設置部材に設置される被検体の基端部を前記伝播部材を介して挟み込む前記第１探触子及び第２探触子と、その第１探触子及び第２探触子が配置される前記設置部材上に略横方向に移動可能に配設され、その移動方向上で固定可能に形成され、被検体の先端部に係合可能に形成される係合部材と、その係合部材の固定位置を検出する位置センサとを備えており、前記制御手段は、その位置センサによって同一の被検体について過去に検出された前記係合部材の固定位置と、その位置センサによって検出される現時点における前記係合部材の固定位置とを、前記表示手段の画面上に表示するものである。

この請求項３記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項１又は２に記載の超音波位置合わせ装置と同様に作用する上、被検体は、その長手方向が設置部材の縦方向に向けられた状態で、設置部材に設置される。更に、被検体は、その基端部が各探触子間に伝播部材を介して挟み込まれ、その先端部が係合部材と係合される。そして、この係合部材は設置部材上を略横方向に移動される。

この移動によって、係合部材に係合される被検体の先端部の向きは設置部材上で変更され、それに伴って、被検体の基端部の向きも各探触子間で変更される。この結果、各探触子間にある被検体の基端部と各探触子との相対的な位置関係が変更される。ここで、係合部材が任意の固定位置で固定されると、被検体の先端部の向きが固定されるとともに、探触子間にある被検体の基端部の動きも制限されて、被検体の基端部の姿勢もほぼ定まる。

しかも、同一被検体について過去に検出された係合部材の固定位置と、位置センサにより検出される現時点における係合部材の固定位置とが、制御手段によって表示手段の画面上に表示される。したがって、この表示内容を参照して、係合部材の固定位置を位置合わせすれば、現在の被検体の先端部の向きを過去における同一被検体に係る先端部の向きに適合させて、各探触子間にある被検体の基端部の姿勢が概ね決定される。

請求項４記載の超音波位置合わせ装置は、請求項１から３のいずれかに記載の超音波位置合わせ装置において、前記適正判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲外である場合に、その現時点の伝播距離と前記過去の伝播距離との大小関係を判断する変位判断手段を備えており、前記制御手段は、その変位判断手段によって、前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも小さいと判断される場合に被検体を前記第１探触子の反配設側へ移動させるべきことを指示する情報を、又は、前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも大きいと判断される場合に被検体を前記第１探触子の配設側へ移動させるべきことを指示する情報を、前記教示情報として前記表示手段の画面上に表示するものである。

請求項５記載の超音波位置合わせ装置は、請求項４記載の超音波位置合わせ装置において、前記制御手段は、前記した、被検体を前記第１探触子の反配設側へ移動させるべきことを指示する教示情報、及び、被検体を前記第１探触子の配設側へ移動させるべきことを指示する教示情報として、被検体の移動方向を表す略矢印状の方向指示画像を、前記表示手段の画面上に表示するものである。

請求項６記載の超音波位置合わせ装置は、請求項１から５のいずれかに記載の超音波位置合わせ装置において、前記適正判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲外である場合に、その現時点の伝播距離と前記過去の伝播距離との大小関係を判断する変位判断手段を備えており、前記制御手段は、前記過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲を示す適正範囲マークと、前記現時点の被検体の位置を示す被検体ポインタと、前記第１探触子を示す探触子画像とを、前記表示手段の画面上に表示するものであって、前記変位判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも小さいと判断される場合に前記被検体ポインタを前記適正範囲マークに対して前記探触子画像側よりに変位させて前記表示手段の画面上に表示する一方、前記変位判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも大きいと判断される場合に前記被検体ポインタを前記適正範囲マークに対して前記探触子画像側とは反対側よりに変位させて前記表示手段の画面上に表示するものである

請求項１記載の超音波位置合わせ装置によれば、同一被検体について過去に求めた超音波の伝播距離と被検体の骨部幅とを用いて当該被検体と探触子との相対的な位置関係に関する適正位置を定量化することができる。このため、同一の被検体を改めて設置部材に設置する場合に、過去に求めておいた適正位置へと当該被検体の計測位置を修正するための情報を教示することができ、同一被検体についての計測位置を、計測の度ごとに再現することができるという効果がある。しかも、被検体の位置修正に関する情報が教示されるので、被検体を適正位置に位置合わせすることに関する経験が乏しい利用者（機器の操作者を含む。）であっても、被検体の位置合わせを円滑に行えるという効果がある。

請求項２記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項１記載の超音波位置合わせ装置の奏する効果に加え、被検体と伝播部材との接触状態を保持したまま、被検体の大きさに応じて第１探触子及び第２探触子間の距離を調整できるので、様々なサイズの被検体を、適正な計測位置に位置合わせできるという効果がある。

請求項３記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項１又は２に記載の超音波位置合わせ装置の奏する効果に加え、被検体の先端部の向きを、同一被検体について過去に求められた先端部の向きに位置合わせすることができ、結果、各探触子間にある被検体の基端部の姿勢を、被検体の計測位置が適正位置に位置合わせされたときの状態により一層近づけることができ、被検体の計測精度を向上できるという効果がある。

請求項４記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の超音波位置合わせ装置の奏する効果に加え、現時点の伝播距離が過去の伝播距離に基づいて設定される適正範囲外にある場合に、更に、この現時点における伝播距離と過去の伝播距離との間の大小関係を判断できる。そして、この判断結果に基づいて、被検体と探触子との距離が適正範囲内となるような、被検体の移動方向を、制御手段によって表示手段を介して利用者に指示できるという効果がある。

請求項５記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項４記載の超音波位置合わせ装置の奏する効果に加え、被検体を適正位置に修正するための移動方向を、表示手段の画面上に表示される方向指示画像を用いて、利用者に指示できる。特に、この方向指示画像は被検体の移動方向を指示する略矢印状のものであるので、被検体の移動方向を、利用者に対して直感的又は暗示的に教示できるという効果がある。

請求項６記載の超音波位置合わせ装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の超音波位置合わせ装置の奏する効果に加え、現時点の伝播距離が過去の伝播距離に基づいて設定される適正範囲の外なら、更に、この現時点の伝播距離と過去の伝播距離との間の大小関係を判断できる。そして、この判断結果に基づき、被検体と適正位置と探触子との三者の位置関係を、制御手段によって表示手段の画面上に表示される被検体ポインタ、適正範囲マーク、及び、探触子画像を用いて、利用者に視覚的に教示できるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。本発明の一実施例である超音波位置合わせ装置は、計測部として機能する超音波探触子と被検体である足部との相対的な位置関係を、適正位置に位置合わせするものであって、例えば、超音波骨密度計測器（以下、単に「超音波計測器」ともいう。）に装備されている。超音波計測器は、超音波の発信から受信までに要した時間（以下「透過伝播時間」という。）Ｔを計測して、この透過伝播時間Ｔの計測値を利用して、踵骨の骨密度を計測する機器である。

図１は、本発明の一実施例である超音波位置合わせ装置を装備した超音波計測器１に関する基本構成を示す概略平面図である。図１に示すように、超音波計測器１は、被検体である足部１００が設置される平面視略矩形状の足設置台２を備えており、この足設置台２には、被検体である足部１００の足軸方向（長手方向）が足設置台２の縦方向に向けられた姿勢で、当該足部１００が設置される。

踵当て板３は、踵部１０１の後端面を当接させて位置決めするものであって、足設置台２上に立設されている。この踵当て板３の両側には、かかる踵当て板３に当接される踵部１０１内にある踵骨１０１ａに向けて超音波を発信する超音波探触子（以下「プローブ」ともいう。）４，５がそれぞれ配設されている。

一対のプローブ４，５は、上記した透過伝播時間Ｔを計測する場合に、その一方のプローブ（以下「固定プローブ」ともいう。）４から発信されて足部１００内の踵骨１０１ａを透過した超音波パルスを、その他方のプローブ（以下「可動プローブ」ともいう。）５により受信するものであり、この一対のプローブ４，５には、超音波パルスの発信及び受信を行うことが可能な単一の超音波振動素子Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ内蔵されている。この超音波振動素子Ｐ１，Ｐ２は、後述するパルス発生回路２３（図３参照）からの電気的パルスが入力されると超音波を発信し、逆に、超音波を受信するとその超音波を電気的信号（以下「超音波信号」という。）に変換して後述するアンプ回路２４（図３参照）へ出力するものである。

固定プローブ４及び可動プローブ５は、支持ホルダ（図示せず）を介して、足設置台２上に対向して配置されている。これらの各プローブ４，５は、互いに対向している面部が超音波振動素子Ｐ１，Ｐ２によって振動される振動面とされており、この各プローブ４，５の振動面には、ポリウレタンシートなどの柔軟で且つ超音波透過性に優れた合成樹脂製の薄膜で形成される接触カバー６，６がそれぞれ取着されている。

接触カバー６，６は、各プローブ４，５と足部１００との間にその足部１００に接触して介在されるものであり、この各接触カバー６，６と各プローブ４，５の振動面とにより囲まれた内空間には、水（水と超音波の伝播速度がほぼ等価となるゲル状物などの流動性物質を含む。）などの音響整合材（図示せず）が充填されている。よって、一対のプローブ４，５は、足設置台２に設置される足部１００の踵部１０１を、音響整合材が充填された接触カバー６，６を介して挟み込むことができる。

しかも、一対のプローブ４，５間で足部１００を位置合わせする場合、足部１００の移動変位に応じて各接触カバー６，６に充填されている音響整合材が流動して各接触カバー６，６が変形されるので、足部１００を各プローブ４，５間で無理なく移動させて位置合わせすることができる。

また、可動プローブ５は、支持ホルダによって固定プローブ４との対向方向へ移動可能に保持されており、更に、付勢手段としての弾性体７の弾性復元力によって、固定プローブ４の配設側（図１左側）へ向けて付勢されている。よって、接触カバー６，６を足部１００に接触させたまま状態を維持しながら、足部１００の大きさに応じて固定プローブ４及び可動プローブ５の間の距離であるプローブ間距離（探触子間距離）Ｌを変更できるのである。

また、可動プローブ５には把手レバー（図示せず）が取着されており、この把手レバーを把持して可動プローブ５を弾性体７による付勢方向とは反対方向へ移動させて、一対のプローブ４，５間のプローブ間距離Ｌを拡幅することができ、一対のプローブ４，５間に足部１００の踵部１０１を無理なく挟み込ませることができる。

足設置台２上には、踵部１０１が設置される箇所付近を曲率中心としている略円弧状の軌道溝８が穿設されており、この軌道溝８には、この軌道溝８に沿って足設置台２の略横方向へ移動可能な移動ガイド９が遊嵌されている。また、軌道溝８には予め６箇所の固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３が設定されており、足設置台２の内部には移動ガイド９を各固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３で固定するための位置固定機構（図示せず）が配設されている。なお、図１では、移動ガイドは固定点Ｒ２に固定されており、その他の各固定点Ｒ１，Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３を２点鎖線で図示している。

この位置固定機構による移動ガイド９の固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３は、軌道溝８に沿って合計６箇所設けられており、そのうち３箇所が足設置台２の横方向略中央よりも左側に略等間隔で、残る３箇所が足設置台２の横方向略中央よりも右側に略等間隔で、それぞれ設けられている。また、足設置台２内部であって軌道溝８上にある移動ガイド９の各固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３には、移動ガイド９の存否を検出するための足先位置センサ２０（図３参照）がそれぞれ配設されている。

移動ガイド９には軸状のアーム部材１０が連結されており、このアーム部材１０は、軌道溝８の曲率中心側、つまり、一対のプローブ４，５間の間隙部へ向けて延設されている。アーム部材１０は、その先端部に取着される足先係合ピン１１を移動ガイド９に連結するための部材である。足先係合ピン１１は、足先（足先部）１０２にある第一趾（親指）１０２ａと第二趾（人差指）１０２ｂとの間に挟入されることで足先１０２と係合されるものであり、移動ガイド９の固定位置を固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれかに変更させることで、この足先係合ピン１１と係合される足先１０２の向きを変更することができる。

図２は、図１に示している超音波計測器１の右側面図である。図２に示すように、足設置台２の後端部上面には、上記した踵当て板３が立設されており、足設置台２の前端部上面には、上記した移動ガイド９が立設されている。移動ガイド９からはアーム部材１０が踵当て板３へ向けて延設されており、このアーム部材１０の先端部には足先係合ピン１１が足設置台２の上面から立設するような姿勢で取着されている。もっとも、足先係合ピン１１の下端面は、足設置台２の上端面に摺動可能に当接されており、かかる足先係合ピン１１は、足設置台２上を移動ガイド９とともに移動自在とされている。

図３は、超音波位置合わせ装置を備えた超音波計測器１の電気的構成を説明するためのブロック図である。図３に示すように、超音波計測器１は、主に、上記した一対の固定プローブ４及び可動プローブ５にそれぞれ内蔵される超音波振動素子Ｐ１，Ｐ２と、合計６個の足先位置センサ２０との他に、第１切換スイッチ２１と、第２切換スイッチ２２と、パルス発生回路２３と、アンプ回路２４と、フィルタ回路２５と、プローブ間センサ２６と、ディスプレイ２７と、入力装置２８と、メモリ２９と、演算処理回路３０とを備えている。

ここで、図３に示すように、被検体である足部１００の踵部１０１は、固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１と可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２との間に挟み込まれる。もっとも、図３では図示を省略するが、各超音波振動素子Ｐ１，Ｐ２と踵部１０１との間には、実際には上記した接触カバー６，６及び音響整合材が介装される。

また、固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１から足部１００内の踵骨１０１ａまでの区間（以下「第１区間」という。）に関する距離を第１伝播距離Ｌ_１とし、可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２から足部１００内の踵骨１０１ａまでの区間（以下「第２区間」という。）に関する距離を第２伝播距離Ｌ_２とし、踵骨１０１ａの幅を踵骨幅Ｗとし、各プローブ４，５の超音波振動素子Ｐ１，Ｐ２間の距離をプローブ間距離Ｌとする。

固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１は、第１切換スイッチ２１及び第２切換スイッチ２２の１番ピン（端子）とそれぞれ接続されており、また、可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２は、第１切換スイッチ２１及び第２切換スイッチ２２の２番ピンとそれぞれ接続されている。そして、第１切換スイッチ２１の３番ピンはパルス発生回路２３の出力端と接続されており、第２切換スイッチ２２の３番ピンはアンプ回路２４の入力端と接続されている。

パルス発生回路２３は、第１切換スイッチ２１により選択されるプローブ４又はプローブ５の超音波振動素子Ｐ１又は超音波振動素子Ｐ２が発信する超音波パルスを生成するため、所定の電気的パルス信号を生成して出力するための回路であり、このパルス発生回路２３の入力端は演算処理回路３０と接続されている。このパルス発生回路２３は、演算処理回路３０からタイミング信号が入力されると、それを受けて電気的パルス信号を出力するように構成されている。

アンプ回路２４は、第２切換スイッチ２２により選択されるプローブ４又はプローブ５の超音波振動素子Ｐ１又は超音波振動素子Ｐ２から出力される超音波信号を増幅するための回路であり、その出力端がフィルタ回路２５の入力端に接続されている。フィルタ回路２５は、アンプ回路２４により増幅された超音波信号から、演算処理回路３０による処理に適した周波数帯域にある超音波信号のみを出力するものであり、その出力端が演算処理回路３０と接続されている。

プローブ間センサ２６は、固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１と可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２との間の距離であるプローブ間距離Ｌを測長するためのセンサであって、演算処理回路３０と接続されている。よって、プローブ間距離Ｌが変動する場合には、このプローブ間センサ２６によって、逐次最新のプローブ間距離Ｌを計測してメモリ２９に記憶格納することができるのである。

メモリ２９は、演算処理回路３０による各種処理で用いられる各種パラメータや、各種処理で用いられる下記する演算式（１）〜（３）や、各種処理による計測結果や演算結果や、これらの各種処理の制御プログラムなどを記憶して格納するための記憶装置である。

このメモリ２９には、長期的に各種データを記憶保持するための機能が付与されており、被検者を特定するための識別情報として登録されるＩＤ番号と、これに対応つけて、同一被検者の同一足部１００について、過去の骨密度計測処理Ｓ４で使用された移動ガイド９の位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを示すコード（以下「過去固定点コード」という。）と、第１伝播距離（以下「過去の第１伝播距離」という。）Ｌ_１’と、踵骨幅（以下「過去の踵骨幅」という。）Ｗ’とがそれぞれ記憶される。

また、メモリ２９には、骨密度計測処理Ｓ４で得られる各種データを記憶管理するためのデータベースエリアが設けられており、このデータベースエリアには、被検者を特定するＩＤ番号に対応つけて、同一被検者の同一足部１００に対して過去に実行された骨密度計測処理Ｓ４で計測及び演算された骨密度計測データや、後述する初期設定フレーム４０（図４参照）を用いて設定される性別や、計測時における調整用スペーサの使用の有無や、氏名や、年齢などが記憶されている。

なお、移動ガイド９の固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のうち、固定点Ｒ１には「Ｒ１」が、固定点Ｒ２には「Ｒ２」が、固定点Ｒ３には「Ｒ３」が、固定点Ｌ１には「Ｌ１」が、固定点Ｌ２には「Ｌ２」が、固定点Ｌ３には「Ｌ３」が、コードとしてそれぞれ付与されている。

また、このメモリ２９は、短期的に各種データを一時的に記憶保持するためのワークエリアも有しており、このワークエリアには、後述する初期設定フレーム４０（図４参照）のＩＤ入力欄４７に入力されたＩＤ番号に対応つけて、移動ガイド９の標準的な固定位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを表すコード（以下「標準固定点コード」という。）と、プローブ間距離Ｌと、第１区間に関する超音波の伝播速度（以下「第１伝播速度」という。）Ｖ_１と、第２区間に関する超音波の伝播速度（以下「第２伝播速度」という。）Ｖ_２と、性別及び年齢に基づいて決定される標準的な踵骨幅の範囲を表す標準踵骨幅範囲Ｗｓとが、それぞれ記憶されている。ここで、伝播速度Ｖ_１，Ｖ_２には、例えば、皮下組織中での超音波の伝播速度を超音波整合材（水）中での超音波の伝播速度とほぼ等価と仮定して、水中での超音波の伝播速度を計測しておき、これを採用することができる。

なお、本実施例では、標準固定点コードとして、固定点Ｒ２を示す「Ｒ２」及び固定点Ｌ２を表す「Ｌ２」が、メモリ２９に記憶されている。

ディスプレイ２７は、その画面上に後述する各種の情報画像を表示するためのＬＣＤ又はＣＲＴなどの表示器であって、演算処理回路３０と接続されている。なお、本実施例で用いられるディスプレイ２７は、必ずしも超音波計測器１に装備されるものに限定されるものではなく、例えば、かかる超音波計測器１の演算処理回路３０とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の電子計算機とを通信ケーブル等を介して通信可能に接続して、その電子計算機に装備されている表示器を、本実施例の超音波計測器１のディスプレイ２７として利用するようにしても良い。

入力装置２８は、ディスプレイ２７に表示される情報画像内に所定の入力操作を行うためのデバイスであり、ディスプレイ２７の画面上に表示されるマウスポインタを操作するためのマウスや、トラックボールや、マウスパッドなどのポインティングデバイスと、情報画像内のデータボックス内に必要な文字データを入力するためのキーボードなどの文字入力装置とを備えている。

演算処理回路３０は、超音波計測器１の動作を制御するための演算機能を備えている制御装置であって、上記した第１切換スイッチ２１、第２切換スイッチ２２、パルス発生回路２３、フィルタ回路２５、プローブ間センサ２６、合計６個ある足先位置センサ２０、ディスプレイ２７、入力装置２８、及び、メモリ２９が接続されている。

また、演算処理回路３０は、主に、メモリ２９に記憶されている制御プログラムを実行することによって、後述する初期設定処理Ｓ１と、計測準備処理Ｓ２と、計測部位検知処理Ｓ３と、骨密度計測処理Ｓ４とを行うものであるが、ディスプレイ２７の画面上の表示内容を制御する表示制御手段として機能するものでもある。

なお、ディスプレイ２７の表示内容を制御する表示制御手段については、必ずしも、超音波計測器１の演算処理回路３０である必要はなく、例えば、超音波計測器１の演算処理回路３０とＰＣなどの電子計算機とを通信ケーブル等を介して通信可能に接続して、かかる電子計算機を表示制御手段として用いても良い。

演算処理回路３０は、超音波計測器１の各種動作タイミングを制御する機能を備えており、第１切換スイッチ２１及び第２切換スイッチ２２に対してその接続先の切り換えを指令するための切換信号を出力し、パルス発生回路２３に対して電気的パルスの発生を指令するためのタイミング信号を出力し、フィルタ回路２５に対して超音波信号の通過帯域を調節するための調節信号を出力する回路でもある。

次に、図４から図６を参照して、演算処理回路３０によってディスプレイ２７の画面上に表示される情報画像について説明する。なお、下記する各フレーム４０，６０，８０に表示される見出しや項目には、ポインティングデバイスによりクリックされると、それに関連付けられている指令を実行する機能や、入力された数値データ等をメモリ２９へ書き込む機能などが付与されている。

図４（ａ）は、ディスプレイ２７の画面上に表示される初期設定フレーム４０を示した図であり、図４（ｂ）は、被検者のＩＤ番号がメモリ２９に未登録の場合における初期設定フレーム４０の表示例を示す部分図であり、図４（ｃ）は、被検者のＩＤ番号がメモリ２９に既登録の場合における初期設定フレーム４０の表示例を示す部分図である。なお、図４（ｂ）及び図４（ｃ）では、点灯状態にある固定点指示ランプ５１ｂにハッチングを付している。

図４に示している、初期設定フレーム４０は、初期設定処理Ｓ１の実行時にディスプレイ２７の画面上に表示される情報画像である。

図４（ａ）に示すように、初期設定フレーム４０には、その左側部分に、男性又は女性を選択するためのラジオボタンである性別ボタン４１と、計測時に調整用スペーサを使用するか否かを選択するためのチェックボックス４２と、被検者の名前を入力するためのテキストボックスである姓名入力欄４３と、被検者の年齢を入力するためのテキストボックスである年齢入力欄４４と、年齢入力欄４４へ数値を入力するための「０」〜「９」の文字が付された数字ボタン４５と、年齢入力欄４４内の入力数値を消去するための「クリア」の文字が付された消去ボタン４６とが設けられている。

また、初期設定フレーム４０の右上部分には、被検者を識別するためのＩＤ番号を入力するためのテキストボックスであるＩＤ入力欄４７と、そのＩＤ番号用のテキストボックスに入力されたＩＤ番号がメモリ２９に既に記憶されているか否かの情報が表示されるＩＤ登録情報欄４８と、ＩＤ入力欄４７にＩＤ番号を再入力する際にクリックされる「再入力」の文字が付された再入力ボタン４９と、ＩＤ入力欄４７に入力されたＩＤ番号を確定する際にクリックされる「ＩＤ入力完了」の文字が付された確定ボタン５０と、が表示されている。

そして、初期設定フレーム４０の右下部分には「爪先ガイド」の文字が付された初期固定点指示欄５１が設けられており、この初期固定点指示欄５１には、移動ガイド９を固定すべき位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを文字情報により指示する文字情報欄５１ａと、移動ガイド９を固定すべき位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを指示するための「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｌ３」、「Ｌ２」、「Ｌ１」の文字が付された合計６個の矩形状の固定点指示ランプ５１ｂとが設けられている。

なお、これらの固定点指示ランプ５１ｂにそれぞれ付される「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｌ３」、「Ｌ２」、「Ｌ１」の文字（表示）は、上記した移動ガイド９の固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３を示すコードと対応つけられている。また、本実施例では、初期設定フレーム４０に設けられる固定点指示ランプ５１ｂの点灯色（表示色）は緑色とされている。

このように構成された初期設定フレーム４０によれば、ＩＤ番号がＩＤ入力欄４７に入力されて確定ボタン５０がクリックされると、演算処理回路３０によって、このＩＤ入力欄４７に入力されたＩＤ番号がメモリ２９に記憶されているか否かが判断される。そして、かかるＩＤ番号がメモリ２９に記憶されておらず未登録の場合は、図４（ｂ）に示す状態の初期設定フレーム４０がディスプレイ２７の画面上に表示される。一方、ＩＤ入力欄４７に入力されたＩＤ番号がメモリ２９に記憶されていて既登録と判断される場合は、図４（ｃ）に示す状態の初期設定フレーム４０がディスプレイ２７の画面上に表示される。

図４（ｂ）に示すように、ＩＤ番号が未登録の場合は、初期設定フレーム４０のＩＤ登録情報欄４８には「新規登録者です。」の表示がなされ、利用者（操作者及び被検者を含む。）に対して、被検者のＩＤ番号が未登録であることが教示される。しかも、このとき初期設定フレーム４０の初期固定点指示欄５１の文字情報欄５１ａには「データがありません。一旦Ｒ２又はＬ２にセットして下さい。」の表示がなされ、メモリ２９に記憶される標準固定点コードに対応する固定点指示ランプ５１ｂが点灯される。

ここで、図４（ｂ）の場合、メモリ２９に記憶されている標準固定点コードが固定点Ｒ２及び固定点Ｌ２を表す「Ｒ２」及び「Ｌ２」であるので、「Ｒ２」及び「Ｌ２」の文字が付された固定点指示ランプ５１ｂがそれぞれ点灯される。この結果、利用者に対して、移動ガイド９を固定点Ｒ２にセットして被検体を右足部の踵部１０１にすべきこと、又は、移動ガイド９を固定点Ｌ２にセットして被検体を左足部の踵部１０１にすべきことを教示できる。

図４（ｃ）に示すように、ＩＤ番号が既登録の場合は、初期設定フレーム４０のＩＤ登録情報欄４８には「検査実績があります。」の表示がなされ、利用者に対して、被検者のＩＤ番号が既登録であることが教示される。しかも、このとき初期設定フレーム４０の初期固定点指示欄５１の文字情報欄５１ａには「前回の位置です。同じ位置にガイドを移動してください。」の表示がなされ、ＩＤ番号に対応つけてメモリ２９に記憶される過去固定点コードに対応する固定点指示ランプ５１ｂが点灯される。

ここで、図４（ｃ）の場合、ＩＤ番号に対応つけてメモリ２９に記憶されている過去固定点コードが固定点Ｒ２を表す「Ｒ２」であるので、「Ｒ２」の文字が付された固定点指示ランプ５１ｂが点灯される。この結果、利用者に対して、移動ガイド９を固定点Ｒ２にセットして、被検体を右足部の踵部１０１にすべきことを教示できる。

なお、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードが「Ｒ１」なら「Ｒ１」の固定点指示ランプ５１ｂが、「Ｒ３」なら「Ｒ３」の固定点指示ランプ５１ｂが、「Ｌ１」なら「Ｌ１」の固定点指示ランプ５１ｂが、「Ｌ２」なら「Ｌ２」の固定点指示ランプ５１ｂが、「Ｌ３」なら「Ｌ３」の固定点指示ランプ５１ｂが、初期設定フレーム４０上で点灯されて、その他の固定点指示ランプ５１ｂについては消灯されたままとなる。

また、上記した初期設定フレーム４０の左下部分には、「計測準備」の文字が付されたボタンである計測準備ボタン５２が設けられている。この計測準備ボタン５２は、初期設定フレーム４０を計測準備フレーム６０へ切り換える場合にクリックされるボタンであり、ＩＤ入力欄４７にＩＤ番号が入力されて確定ボタン５０がクリックされて、ＩＤ登録情報欄４８および初期固定点指示欄５１に図４（ｂ）又は図４（ｃ）に例示する情報が表示された場合にクリック可能な状態となる。

図５（ａ）は、ディスプレイ２７の画面上に表示される計測準備フレーム６０を示した図であり、図５（ｂ）は、被検者のＩＤ番号がメモリ２９に未登録の場合における計測準備フレーム６０の表示例を示す部分図であり、図５（ｃ）は、被検者のＩＤ番号がメモリ２９に既登録の場合における計測準備フレーム６０の表示例を示す部分図である。なお、図５（ｂ）及び図５（ｃ）では、点灯状態にある固定点指示ランプ６６にハッチングを付している。

図５に示している、計測準備フレーム６０は、図４に示した初期設定フレーム４０の計測準備ボタン５２がクリックされて、演算処理回路３０により計測準備処理Ｓ２が実行されることで、ディスプレイ２７の画面上に表示される情報画像である。

図５（ａ）に示すように、計測準備フレーム６０には、その左側部分に、踵部１０１の両側に計測用ゼリーを塗着することを利用者に対して指示する文字情報と画像情報（図示せず）とが表示される表示欄６１が設けられており、この表示欄６１の下側には「計測部位検知」の文字が付された計測部位検知ボタン６２と、この計測準備フレーム６０をディスプレイ２７の画面上から消去して初期設定フレーム４０を再表示するための「キャンセル」の文字が付されたキャンセルボタン６３とが設けられている。

計測部位検知ボタン６２は、一対のプローブ４，５による踵部１０１の計測位置を適正位置に位置合わせするための、後述する計測部位検知処理Ｓ３を、演算処理回路３０によって実行させる場合にクリックされるボタンである。また、この計測部位検知ボタン６２と上記表示欄６１との間には、計測部位検知ボタン６２がクリックされた場合に利用者がなすべき対処について教示する表示欄６４が設けられている。

また、計測準備フレーム６０の右上部には表示欄６５が設けられており、この表示欄６５には、利用者に対して、把手レバーを把持して可動プローブ５を移動させて各プローブ４，５間の間隔を拡幅させて踵部１０１を挟入させることを指示する文字情報が表示されている。更に、この表示欄６５の下側には、移動ガイド９を固定すべき位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを指示するための「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｌ３」、「Ｌ２」、「Ｌ１」の文字が付された合計６個の矩形状の固定点指示ランプ６６が設けられている。なお、本実施例では、計測準備フレーム６０に設けられる固定点指示ランプ６６の点灯色（表示色）は緑色とされている。

そして、これらの固定点指示ランプ６６の下側には、超音波計測器１を平面視した画像である計測器画像６７が表示されており、この計測器画像６７は、計測準備フレーム６０中の固定点指示ランプ６６によって指示される固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれかに移動ガイド９が固定された状態を模写した画像となっている。よって、この計測器画像６７を用いることで移動ガイド９を固定すべき位置を固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３の中から、利用者に対して視覚的に教示することができる。また、この計測器画像６７の下側には、移動ガイド９を、固定点指示ランプ６６及び計測器画像６７で指示されている固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれかに固定させて、足先係合ピン１１により足先１０２を固定すべきことを指示する表示欄６８が設けられている。

このように構成された計測準備フレーム６０によれば、被検者のＩＤ番号が未登録の場合に表示される初期設定フレーム４０（図４（ｂ）参照）の計測準備ボタン５２がクリックされるとき、図５（ｂ）に示す状態の計測準備フレーム６０がディスプレイ２７の画面上に表示される。一方、被検者のＩＤ番号が既登録の場合に表示される初期設定フレーム４０（図４（ｃ）参照）の計測準備ボタン５２がクリックされるとき、図５（ｃ）に示す状態の計測準備フレーム６０がディスプレイ２７の画面上に表示される。

図５（ｂ）に示す計測準備フレーム６０によれば、図４（ｂ）に示す初期設定フレーム４０の場合と同様に被検者のＩＤ番号が未登録なので、メモリ２９に記憶される標準固定点コードに対応する固定点指示ランプ６６が点灯される。ここで、図５（ｂ）の場合は、メモリ２９に記憶されている標準固定点コードが固定点Ｒ２及び固定点Ｌ２を表す「Ｒ２」及び「Ｌ２」であるので、「Ｒ２」及び「Ｌ２」の文字が付された固定点指示ランプ６６がそれぞれ点灯されるのである。

しかも、このとき計測標準フレームの計測器画像６７には、計測準備フレーム６０中の固定点指示ランプ６６によって指示される固定点コード、つまり、標準固定点コードと一致する固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれかの位置に移動ガイド９が固定された状態を表したものが表示される。図５（ｂ）の場合は、メモリ２９に記憶されている標準固定点コードが固定点Ｒ２及び固定点Ｌ２を表す「Ｒ２」及び「Ｌ２」であるので、移動ガイド９が固定点Ｒ２及び固定点Ｌ２の双方に固定された状態を表した計測器画像６７が、ディスプレイ２７の画面上に表示される。

この結果、利用者に対して、移動ガイド９を固定点Ｒ２にセットして被検体を右足部の踵部１０１にすべきこと、又は、移動ガイド９を固定点Ｌ２にセットして被検体を左足部の踵部１０１にすべきことを、より一層理解しやすく教示することができる。

図５（ｃ）に示す計測準備フレーム６０によれば、図４（ｃ）に示す初期設定フレーム４０の場合と同様に被検者のＩＤ番号が既登録なので、メモリ２９に記憶される過去固定点コードに対応する固定点指示ランプ６６が点灯される。ここで、図５（ｃ）の場合は、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードが固定点Ｒ２を表す「Ｒ２」であるので、「Ｒ２」の文字が付された固定点指示ランプ６６が点灯されるのである。

なお、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードが「Ｒ１」なら「Ｒ１」の固定点指示ランプ６６が、「Ｒ３」なら「Ｒ３」の固定点指示ランプ６６が、「Ｌ１」なら「Ｌ１」の固定点指示ランプ６６が、「Ｌ２」なら「Ｌ２」の固定点指示ランプ６６が、「Ｌ３」なら「Ｌ３」の固定点指示ランプ６６が、計測準備フレーム６０上で点灯されて、その他の固定点指示ランプ６６については消灯されたままとなる。

しかも、このとき計測標準フレームの計測器画像６７には、計測準備フレーム６０中の固定点指示ランプ６６によって指示される固定点コード、つまり、過去固定点コードと一致する固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれかの位置に移動ガイド９が固定された状態を表したものが表示される。ここで、図５（ｃ）の場合は、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードが固定点Ｒ２を表す「Ｒ２」であるので、移動ガイド９が固定点Ｒ２に固定された状態を表した計測器画像６７が、ディスプレイ２７の画面上に表示される。

なお、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードが「Ｒ１」ならば移動ガイド９が固定点Ｒ１に固定された状態を表した計測器画像６７が、「Ｒ３」ならば移動ガイド９が固定点Ｒ３に固定された状態を表した計測器画像６７が、「Ｌ１」ならば移動ガイド９が固定点Ｌ１に固定された状態を表した計測器画像６７が、「Ｌ２」ならば移動ガイド９が固定点Ｌ２に固定された状態を表した計測器画像６７が、「Ｌ３」ならば移動ガイド９が固定点Ｌ３に固定された状態を表した計測器画像６７が、計測準備フレーム６０上に表示される。

この結果、利用者に対して、移動ガイド９を固定点Ｒ２にセットして被検体を右足部の踵部１０１にすべきことを、より一層理解しやすく教示することができる。

図６は、ディスプレイ２７の画面上に表示される計測部位検知フレーム８０を示した図である。図６に示す、計測部位検知フレーム８０は、図５に示した計測準備フレーム６０の計測部位検知ボタン６２がクリックされて、演算処理回路３０により計測部位検知処理Ｓ３が実行されることで、ディスプレイ２７の画面上に表示される情報画像である。

図６に示すように、計測部位検知フレーム８０には、その中央最上部に、この計測部位検知フレーム８０内の指示に従って踵部１０１の位置を調整するように利用者に対して指示する、文字情報が表示される表示欄８１が設けられている。この表示欄８１の下側には、移動ガイド９の現在位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のうちいずれであるかを利用者に提示するための「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｌ３」、「Ｌ２」、「Ｌ１」の文字が付された合計６個の矩形状の現在固定点報知ランプ８２が設けられている。

また、この現在固定点報知ランプ８２の左下方には、ＩＤ番号に対応つけてメモリ２９に記憶される過去固定点コードを表示する過去固定点指示欄８３が設けられており、ここに過去固定点コードを表示することで、移動ガイド９を固定すべき位置を固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３の中から、利用者に対して教示できる。そして、過去固定点指示欄８３の右方であって現在固定点報知ランプ８２の下側には、超音波計測器１を平面視した画像である計測器画像８４が表示されている。

この計測器画像８４は、上記した計測準備フレーム６０の計測器画像６７の機能に加えて、更に、計測器画像８４における固定プローブ４を示す画像部（固定プローブ画像）８４ａと可動プローブ５を示す画像部（可動プローブ画像）８４ｂとの間に、現時点の踵部１０１（踵骨１０１ａ）の位置を示す踵部ポインタ８５と、踵部１０１（踵骨１０１ａ）が位置合わせされるべき適正範囲を示す適正範囲マーク８６と、現時点の踵骨幅の計測値を表示する踵骨幅表示欄８７とを備えている。

また、計測器画像８４の左側には、足部１００を超音波計測器１の左側、即ち、固定プローブ４の配設側へ移動させるべきことを指示するため、先端部が左方へ向けられた略三角形矢印状の左方向指示画像８８が設けられている。また、計測器画像８４の右側には、足部１００を超音波計測器１の右側、即ち、可動プローブ５の配設側（固定プローブ４の反配設側）へ移動させるべきことを指示するため、先端部が右方へ向けられた略三角形矢印状の右方向指示画像８９が設けられている。

これらの左右の方向指示画像８８，８９は、超音波計測器１に設置される踵部１０１の移動方向を利用者に対して指示するための表示であって、いずれも大中小３つの三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が計測器画像８４から離れるに従ってサイズが大きくなるように配置されている。また、左右の方向指示画像８８，８９はいずれも、小サイズの三角形ランプＬＰ１が黄色の表示色で点灯され、中サイズの三角形ランプＬＰ２がオレンジ色の表示色で点灯され、大サイズの三角形ランプＬＰ３が赤色の表示色で点灯される。

また、計測器画像８４の右方には、「計測実行」の文字が付された計測実行ボタン９０と、この計測部位検知フレーム８０をディスプレイ２７の画面上から消去して計測準備フレーム６０を再表示するための「キャンセル」の文字が付されたキャンセルボタン９１とが設けられている。計測実行ボタン９０は、超音波計測器１によって骨密度を計測するための骨密度計測処理Ｓ４を、演算処理回路３０により実行して開始する場合にクリックされるボタンである。

計測実行ボタン９０は、また、これがクリックされた場合に、初期設定フレーム４０のＩＤ入力欄４７に今回入力されたＩＤ番号に対応つけてメモリ２９のワークエリアに記憶されている最新の現在固定点コード、第１伝播距離Ｌ_１、第２伝播距離Ｌ_２、及び、踵骨幅Ｗのそれぞれを、同一のＩＤ番号に対応つけてメモリ２９のデータベースエリアに、新たな過去固定点コード、過去の第１伝播距離Ｌ_１’、過去の第２伝播距離Ｌ_２’及び、過去の踵骨幅Ｗ’として書き込んで、これらの過去固定点コード、過去の第１伝播距離Ｌ_１’、過去の第２伝播距離Ｌ_２’及び、過去の踵骨幅Ｗ’を更新するための処理を実行するボタンでもある。

また、計測器画像８４の下側には、踵部ポインタ８５の表示色が所定の色彩（ここでは緑色としている。）となった場合には、被検者への注意事項と、足部１００の骨密度の計測実行が可能な状態であることとを表示するための表示欄９２が設けられている。

次に、上記した演算処理回路３０によって実行される、初期設定処理Ｓ１、計測準備処理Ｓ２、計測部位検知処理Ｓ３、及び、骨密度計測処理Ｓ４について順番に説明する。

＜初期設定処理＞
初期設定処理Ｓ１は、上記した図４（ａ）に示す初期設定フレーム４０をディスプレイ２７の画面上に表示して、利用者に対して、骨密度を計測するための初期設定をさせるための処理である。この初期設定処理Ｓ１は、超音波計測器１の電源がオンされた後、メモリ２９から制御プログラムが読み出されて演算処理回路３０により実行されると、その制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行が開始される。

この初期設定処理Ｓ１によれば、まず、ディスプレイ２７の画面上に初期設定フレーム４０（図４（ａ）参照）が表示され、確定ボタン５０がクリックされるまで待機しつつ、この待機中に、ＩＤ入力欄４７にＩＤ番号の入力操作があれば、その入力操作に対応するＩＤ番号が初期設定フレーム４０のＩＤ入力欄４７に演算処理回路３０によって表示される。

その後、確定ボタン５０がクリックされると、性別ボタン４１、チェックボックス４２、姓名入力欄４３、年齢入力欄４４、数字ボタン４５、及び、消去ボタン４６が操作不能な状態から操作可能な状態に変更される。

また、確定ボタン５０がクリックされると、ＩＤ入力欄４７に入力されているＩＤ番号がメモリ２９に記憶されているか否かが判断され、当該ＩＤ番号がメモリ２９に未登録であれば、図４（ｂ）に示すように、ＩＤ登録情報欄４８に「新規登録者です。」を表示し、ＩＤ入力欄４７内のデータを書き換え不能な状態に変更し、再入力ボタン４９を操作可能な状態に変更し、確定ボタン５０を操作不能な状態に変更し、初期固定点指示欄５１の文字情報欄５１ａに所定の表示をし、メモリ２９に記憶されている標準固定点コードに対応する固定点指示ランプ５１ｂを点灯する。

一方、確定ボタン５０がクリックされたときに、ＩＤ入力欄４７に入力されているＩＤ番号がメモリ２９に既登録であれば、図４（ｃ）に示すように、ＩＤ登録情報欄４８に「検査実績があります。」を表示し、ＩＤ入力欄４７内のデータを書き換え不能な状態に変更し、再入力ボタン４９を操作可能な状態に変更し、確定ボタン５０を操作不能な状態に変更し、初期固定点指示欄５１の文字情報欄５１ａに所定の表示をし、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードに対応する固定点指示ランプ５１ｂを点灯する。

なお、確定ボタン５０がクリックされて、ＩＤ入力欄４７に入力されたＩＤ番号がメモリ２９に既登録と判断される場合は、そのＩＤ番号に対応つけてメモリ２９のデータベースエリアに記憶されている性別、調整用スペーサの使用の有無、姓名、年齢が読み出されて、これらの内容が初期設定フレーム４０の性別ボタン４１、チェックボックス４２、姓名入力欄４３、年齢入力欄４４に、演算処理回路３０によって表示される。

この後は、再入力ボタン４９又は計測準備ボタン５２がクリックされるまで、処理を待機して、この待機中に、性別ボタン４１、チェックボックス４２、姓名入力欄４３、数字ボタン４５、消去ボタン４６への操作があれば、この操作に応じた表示処理を初期設定フレーム４０に対して行う。その後、計測準備ボタン５２がクリックされれば、この初期設定フレーム４０をディスプレイ２７の画面上から消去するとともに、この初期設定処理Ｓ１を終了して、次の計測準備処理Ｓ２を実行する。

一方、再入力ボタン４９がクリックされれば、図４（ａ）に示すように、ＩＤ登録情報欄４８に「データを入力してください！」を表示し、ＩＤ入力欄４７内のデータを書き換え可能な状態に変更し、再入力ボタン４９を操作不能な状態に変更し、確定ボタン５０を操作可能な状態に変更し、初期固定点指示欄５１の文字情報欄５１ａから表示を消去し、全ての固定点指示ランプ５１ｂを消灯する。

＜計測準備処理＞
計測準備処理Ｓ２は、上記した計測準備フレーム６０をディスプレイ２７の画面上に表示して、利用者に対して、骨密度を計測するための準備作業をさせるための処理である。この計測準備処理Ｓ２は、上記した初期設定フレーム４０の計測準備ボタン５２がクリックされると、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される。

この計測準備処理Ｓ２によれば、まず、ディスプレイ２７の画面上に計測準備フレーム６０が表示される。ここで、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に未記憶（未登録）の場合には、メモリ２９に記憶されている標準固定点コードに対応する固定点指示ランプ６６を点灯する（図５（ｂ）参照）。一方、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に記憶済み（既登録）の場合には、メモリ２９に記憶されている過去固定点コードに対応する固定点指示ランプ６６を点灯する（図５（ｃ）参照）。そして、この後は、計測部位検知ボタン６２又はキャンセルボタン６３がクリックされるまで、処理を待機する。

この処理の待機中は、計測準備フレーム６０内の指示に従って、被検者の計測準備が行われる。具体的には、被検者の被検体となる方の足部１００の踵部１０１に計測用ゼリーが塗着される。また、移動ガイド９が軌道溝８に沿って足設置台２上を略横方向に移動されて、固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のうち、計測準備フレーム６０において点灯されている固定点指示ランプ６６が示す位置に移動ガイド９が固定される。

また、被検者の足部１００は、その足軸が足設置台２の縦方向に向けられた状態で、足設置台２に設置される。更に、足部１００は、その踵部１０１が各プローブ４，５間に接触カバー６，６内に充填された音響整合材を介して挟み込まれ、その足先１０２が足先係合ピン１１と係合される。このとき、足先係合ピン１１は、足部１００の足先１０２にある第一趾１０２ａと第二趾１０２ｂとの間に挟入される。すると、足先係合ピン１１によって足先１０２の向きが固定されるとともに、プローブ４，５間にある足部１００の踵部１０１の動きも制限されて、足部１００の踵部１０１の姿勢もほぼ定まる。

このように被検者の足部１００が設置された後、計測部位検知ボタン６２がクリックされると、この計測準備フレーム６０をディスプレイ２７の画面上から消去するとともに、この計測準備処理Ｓ２を終了して、次の計測部位検知処理Ｓ３が実行される。一方、キャンセルボタン６３がクリックされれば、この計測準備フレーム６０をディスプレイ２７の画面上から消去するとともに、この計測準備処理Ｓ２を終了して、初期設定フレーム４０を再表示して、初期設定処理Ｓ１が再実行される。

＜計測部位検知処理＞
計測部位検知処理Ｓ３は、上記した計測部位検知フレーム８０をディスプレイ２７の画面上に表示して、被検者の踵部１０１と各プローブ４，５との相対的な位置関係、つまり、各プローブ４，５による踵部１０１の計測位置（計測部位）を適正位置に位置合わせするための処理であって、主として、利用者に対して、実際の踵部１０１の位置と適正位置とのずれ具合を教示して、踵部１０１の位置修正を指導するための処理である。

ここで、この計測部位検知処理Ｓ３は、主として、プローブ間測長処理Ｓ３１と、固定点検出処理Ｓ３２と、時間計測処理Ｓ３３と、伝播距離及び踵骨幅の演算処理Ｓ３４と、適正判断処理Ｓ３５と、踵部変位判断処理Ｓ３６と、表示制御処理Ｓ３７とから構成されている。なお、この計測部位検知処理Ｓ３は、例えば、略１００ｍｓの実行間隔で定期的に実行され、計測部位検知フレーム８０内の表示内容を逐次更新するように構成されている。

＜プローブ間測長処理＞
プローブ間測長処理Ｓ３１は、上記した計測準備フレーム６０の計測部位検知ボタン６２がクリックされると、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理であり、プローブ間センサ２６によってプローブ間距離Ｌとを計測するものである。また、このプローブ間測長処理Ｓ３１により計測されたプローブ間距離Ｌは、演算処理回路３０によってメモリ２９に一時的に記憶保持される。

＜固定点検出処理Ｓ３２＞
固定点検出処理Ｓ３２は、プローブ間測長処理Ｓ３１と同様に、図５に示す計測準備フレーム６０の計測部位検知ボタン６２がクリックされると、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理であって、演算処理回路３０によって、合計６個ある足先位置センサ２０からの出力信号をそれぞれチェックすることで、移動ガイド９の現在位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを検出するものである。

なお、各足先位置センサ２０には、その足先位置センサ２０が配設される（移動ガイド９の）固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３を表すコードが１つずつ付されている。例えば、固定点Ｒ１に配設される足先位置センサ２０にはコード「Ｒ１」が、固定点Ｒ２に配設される足先位置センサ２０にはコード「Ｒ２」が、固定点Ｒ３に配設される足先位置センサ２０にはコード「Ｒ３」が、固定点Ｌ１に配設される足先位置センサ２０にはコード「Ｌ１」が、固定点Ｌ２に配設される足先位置センサ２０にはコード「Ｌ２」が、固定点Ｌ３に配設される足先位置センサ２０にはコード「Ｌ３」が、それぞれ付されている。

この固定点検出処理Ｓ３２によれば、演算処理回路３０によって各足先位置センサ２０の出力信号がチェックされて移動ガイド９の存在が検出されると、その移動ガイド９を検出した足先位置センサ２０を示すコード、つまり、現時点において移動ガイド９が存在する位置が固定点Ｒ１〜Ｒ３，Ｌ１〜Ｌ３のいずれであるかを示すコード（以下「現在固定点コード」という。）が、メモリ２９のワークエリアに一時的に記憶保持される。例えば、固定点Ｒ２に配設されている足先位置センサ２０によって移動ガイド９が検出される場合には、現在固定点コードとして「Ｒ２」がメモリ２９のワークエリアに記憶されるのである。

＜時間計測処理＞
時間計測処理Ｓ３３は、プローブ間測長処理Ｓ３１及び固定点検出処理Ｓ３２の実行後に、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理であり、固定プローブ４及び可動プローブ５の各々により発信されて足部１００内の踵骨１０１ａで反射した超音波の各々の伝播時間Ｔ_１，Ｔ_２を計測するものである。

この時間計測処理Ｓ３３によれば、第１切換スイッチ２１及び第２切換スイッチ２２の双方とも１番ピンと３番ピンとが接続され、超音波の発信元及び受信先として固定プローブ４が選択される。この状態で、演算処理回路３０からタイミング信号がパルス発生回路２３へ出力されると、パルス発生回路２３により電気的パルスが生成される。この電気的パルス信号が第１切換スイッチ２１を経由して固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１に入力されると、その固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１から踵骨１０１ａに向けて超音波パルスが発信される。

この超音波パルスの一部は、音響整合材及び足部１００の皮下組織を伝播して踵骨１０１ａで反射されて、固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１により受信される。この受信された超音波は、固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１から超音波信号として出力され、第２切換スイッチ２２を経由してアンプ回路２４により増幅された後、所定の周波数について通過帯域が設定されたフィルタ回路２５を通過して演算処理回路３０へ入力される。すると、この演算処理回路３０によって、超音波の送信から受信までに要した時間、即ち、第１区間の往復に伝播時間（以下「第１伝播時間」ともいう。）Ｔ_１が計測される。

また、時間計測処理Ｓ３３によれば、第１切換スイッチ２１及び第２切換スイッチ２２の双方とも２番ピンと３番ピンとが接続され、超音波の発信元及び受信先として可動プローブ５が選択される。この状態で、演算処理回路３０からタイミング信号がパルス発生回路２３へ出力されると、パルス発生回路２３により電気的パルスが生成される。この電気的パルス信号が第１切換スイッチ２１を経由して可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２に入力されると、その可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２から踵骨１０１ａに向けて超音波パルスが発信される。

この超音波パルスの一部は、音響整合材及び足部１００の皮下組織を伝播して踵骨１０１ａで反射されて、可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２により受信される。この受信された超音波は、可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２から超音波信号として出力され、第２切換スイッチ２２を経由してアンプ回路２４により増幅された後、所定の周波数について通過帯域が設定されたフィルタ回路２５を通過して演算処理回路３０へ入力される。すると、この演算処理回路３０によって、超音波の送信から受信までに要した時間、即ち、第２区間の往復に伝播時間（以下「第２伝播時間」ともいう。）Ｔ_２が計測される。

このようにして時間計測処理Ｓ３３により計測された第１伝播時間Ｔ_１と第２伝播時間Ｔ_２とは、演算処理回路３０によってメモリ２９のワークエリアに一時的に記憶保持される。

＜演算処理＞
演算処理Ｓ３４は、時間計測処理Ｓ３３の実行後に、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理である。この演算処理Ｓ３４は、時間計測処理Ｓ３３によって計測された第１伝播時間Ｔ_１及び第２伝播時間Ｔ_２とメモリ２９に記憶される第１伝播速度Ｖ_１及び第２伝播速度Ｖ_２とに基づいて、固定プローブ４及び可動プローブ５の各々から踵骨１０１ａまでの現時点の第１伝播距離Ｌ_１及び第２伝播距離Ｌ_２をそれぞれ演算し、更に、その現時点の各伝播距離Ｌ_１，Ｌ_２とメモリ２９に記憶されるプローブ間距離Ｌとに基づいて足部１００の踵骨幅Ｗを演算するものである。

この演算処理Ｓ３４によれば、演算処理回路３０によって、時間計測処理Ｓ３３により計測された第１伝播時間Ｔ_１とメモリ２９に記憶される第１伝播速度Ｖ_１とが、下記式（１）に代入されて演算されることで、現時点の第１伝播距離Ｌ_１が求められる。
Ｌ_１＝Ｖ_１・Ｔ_１／２ …… （１）

また、演算処理回路３０によって、時間計測処理Ｓ３３により計測された第２伝播時間Ｔ_２とメモリ２９に記憶される第２伝播速度Ｖ_２とが、下記式（２）に代入されて演算されることで、現時点の第２伝播距離Ｌ_２が求められる。
Ｌ_２＝Ｖ_２・Ｔ_２／２ …… （２）

そして更に、演算処理回路３０によって、先に求められた各伝播距離Ｌ_１，Ｌ_２とメモリ２９に記憶されるプローブ間距離Ｌとが、下記式（３）に代入されて演算されることで、足部１００の踵骨幅Ｗが求められる。
Ｗ＝Ｌ−Ｌ_１−Ｌ_２ …… （３）

そして、このようにして演算処理Ｓ３４により演算された、現時点の第１伝播距離Ｌ_１と第２伝播距離Ｌ_２と踵骨幅Ｗは、演算処理回路３０によってメモリ２９のワークエリアに一時的に記憶保持される。また、このようにして演算された踵骨幅Ｗは、計測部位検知フレーム８０の踵骨幅表示欄８７に、後述する表示制御処理Ｓ３７によって表示される。

＜適正判断処理＞
適正判断処理Ｓ３５は、演算処理Ｓ３４の実行後、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理である。この適正判断処理Ｓ３５は、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に未記憶（未登録）であると判断された場合に、現時点の踵骨幅Ｗが標準踵骨幅範囲Ｗｓにあるか否かを判断するものである。

なお、この適正判断処理Ｓ３５による判断で用いられる標準踵骨幅範囲Ｗｓは、上記した初期設定フレーム４０を介して設定された性別及び年齢情報に応じて切り換えられるものであり、被検者の性別及び年齢に応じてメモリ２９から選択的に読み出されて、この適正判断処理Ｓ３５による判断に使用される。

また、適正判断処理Ｓ３５は、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に記憶済み（既登録）であると判断された場合に、現時点の第１伝播距離Ｌ_１が過去の第１伝播距離Ｌ_１’に基づき設定される第１伝播距離の適正範囲（以下「第１伝播距離適正範囲」という。）内にあるか否かを判断し、なおかつ、現時点の踵骨幅Ｗが過去の踵骨幅Ｗ’に基づき設定される踵骨幅の適正範囲（以下「踵骨幅適正範囲」という。）内にあるか否かを判断するものである。

このようにして適正判断処理Ｓ３５では、足設置台２に設置される足部１００とプローブ４，５との相対的な位置関係、つまり、プローブ４，５による踵骨１０１ａの計測位置を、第１伝播距離Ｌ_１と踵骨幅Ｗとによって定量化しているのである。

一方、同一被検体の同一足部１００について求められた過去の第１伝播距離Ｌ_１’と、過去の踵骨幅Ｗ’とはメモリ２９のデータベースエリアに予め記憶保持されており、この過去の第１伝播距離Ｌ_１’に基づいて第１伝播距離適正範囲が設定され、過去の踵骨幅Ｗ’に基づいて踵骨幅適正範囲が設定される。これらの第１伝播距離適正範囲及び踵骨幅適正範囲はプローブ４，５に対する踵骨１０１ａの計測位置の適正位置に相当する。

なお、本実施例においては、第１伝播距離適正範囲は、メモリ２９に記憶されている過去の第１伝播距離Ｌ_１’に対する±１．０ｍｍの範囲とされ、踵骨幅適正範囲は、メモリ２９に記憶されている過去の踵骨幅Ｗ’に対する±１．０ｍｍの範囲とされている。

この適正判断処理Ｓ３５による判断の結果は、演算処理回路３０により実行される表示制御処理Ｓ３７によって、計測部位検知フレーム８０に表示される。このように計測部位検知フレーム８０を用いてディスプレイ２７の画面上に、適正判断処理Ｓ３５による判断結果を表示することで、現時点における踵骨１０１ａの計測位置が適正位置にあるか否かを利用者に対して教示することができ、また、踵骨１０１ａの計測位置が適正位置から逸れている場合には、足部１００とプローブ４，５との相対的な位置関係を適正位置に位置合わせするための手掛かりとなる教示情報を利用者に対して教示することができるようになる。

＜踵部変位判断処理＞
踵部変位判断処理Ｓ３６は、初期設定処理Ｓ１でＩＤ番号が既登録と判断された場合に適正判断処理Ｓ３５の実行後、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理であって、適正判断処理Ｓ３５によって現時点の第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲外である場合に、その現時点の第１伝播距離Ｌ_１と過去の第１伝播距離Ｌ_１’との大小関係を判断するものである。換言すれば、踵部変位判断処理Ｓ３６は、現時点の第１伝播距離Ｌ_１が、第１伝播距離適正範囲の下限値よりも小さいか、又は、第１伝播距離適正範囲の上限値よりも大きいかを判断する処理である。

＜表示制御処理＞
次に、図７及び図８を参照して、足部１００の位置修正に供する教示情報を、ディスプレイ２７の画面上に表示される計測部位検知フレーム８０を用いて提示する、表示制御処理Ｓ３７について説明する。

図７は、計測部位検知フレーム８０を示した図であって、現在固定点報知ランプ８２及び過去固定点指示欄８３の表示例を示したものである。図８は、計測部位検知フレーム８０の部分図であって、左右の方向指示画像８８，８９及び踵部ポインタ８５の表示例を示したものである。なお、図７及び図８では、現在固定点報知ランプ８２の点灯状態、並びに、過去固定点指示欄８３、三角形ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３及び踵部ポインタ８５の表示色（点灯状態）をハッチングで表し、非表示状態又は非点灯状態を白抜きで表している。

表示制御処理Ｓ３７は、固定点検出処理Ｓ３２、適正判断処理Ｓ３５及び踵部変位判断処理Ｓ３６の実行後、制御プログラムに基づいて動作する演算処理回路３０によって実行される処理であって、固定点検出処理Ｓ３２の結果、適正判断処理Ｓ３５による判断結果、及び、踵部変位判断処理Ｓ３６による判断結果に基づいて足部１００の位置修正に供する教示情報を、計測部位検知フレーム８０を用いて、ディスプレイ２７の画面上に表示するものである。

この表示制御処理Ｓ３７によれば、現在固定点報知ランプ８２を用いて現時点における移動ガイド９の固定位置を教示するため、メモリ２９に記憶された現在固定点コードに対応する現在固定点報知ランプ８２が点灯される（図７参照）。例えば、現在固定点コードが「Ｒ１」ならば「Ｒ１」の、「Ｒ２」ならば「Ｒ２」の、「Ｒ３」ならば「Ｒ３」の、「Ｌ１」ならば「Ｌ１」の、「Ｌ２」ならば「Ｌ２」の、又は、「Ｌ３」ならば「Ｌ３」の、文字が付されている現在固定点報知ランプ８２を点灯させるのである。なお、本実施例では、計測部位検知フレーム８０に設けられる現在固定点報知ランプ８２の点灯色（表示色）はピンク色とされている。

また、表示制御処理Ｓ３７によれば、過去固定点指示欄８３を用いて移動ガイド９を固定すべき固定点を教示するため、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に記憶済み（既登録）の場合に、そのＩＤ番号に対応つけてメモリ２９に記憶されている過去固定点コードを過去固定点指示欄８３に表示する（図７参照）。一方、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に未記憶（未登録）の場合に、過去固定点指示欄８３に表示すべき内容がないため、かかる過去固定点指示欄８３を空欄とする（図６参照）。

例えば、メモリ２９に記憶される過去固定点コードが「Ｒ１」ならば「Ｒ１」を、「Ｒ２」ならば「Ｒ２」を、「Ｒ３」ならば「Ｒ３」を、「Ｌ１」ならば「Ｌ１」を、「Ｌ２」ならば「Ｌ２」を、又は、「Ｌ３」ならば「Ｌ３」を、過去固定点指示欄８３内に表示する。なお、本実施例では、過去固定点指示欄８３内に表示される過去固定点コードは、現在固定点報知ランプ８２の点灯色とは異なる色彩、例えば、緑色矩形状の枠で縁取った状態で表示される。

また、表示制御処理Ｓ３７によれば、踵部変位判断処理Ｓ３６によって現時点の第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲の下限値よりも小さいと判断される場合に、足部１００を可動プローブ５側へ移動させるべきことを指示する教示情報を、計測部位検知フレーム８０の右方向指示画像８９と踵部ポインタ８５とを用いて、ディスプレイ２７の画面上に表示する。一方、踵部変位判断処理Ｓ３６によって現時点の第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲の上限値よりも大きいと判断される場合には、足部１００を固定プローブ４側へ移動させるべきことを指示する教示情報を、計測部位検知フレーム８０の左方向指示画像８８と踵部ポインタ８５とを用いて、ディスプレイ２７の画面上に表示する。

なお、上記した初期設定処理Ｓ１においてメモリ２９にＩＤ番号が未登録であると判断された場合は、上記のように左右の方向指示画像８８，８９と踵部ポインタ８５とを用いて足部１００の移動方向を指示する表示制御処理Ｓ３７は実行されない。足位置を位置合わせすべき適正位置である、第１伝播距離適正範囲や踵骨幅適正範囲が、同一の被検者について予めメモリ２９に記憶されていないからである。

まず、計測部位検知フレーム８０の方向指示画像８８，８９を用いた足部１００の移動方向の指示では、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲の下限値より小さい場合、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、右方向指示画像８９の三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が点灯又は消灯される。このとき、例えば、第１伝播距離Ｌ_１と第１伝播距離適正範囲の下限値との差分値が１ｍｍ未満ならば小サイズの三角形ランプＬＰ１が点灯され（図８（ａ）参照）、差分値が１ｍｍ以上２ｍｍ未満ならば小サイズ及び中サイズの三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２の双方が点灯され（図８（ｂ）参照）、差分値が２ｍｍ以上ならば大中小全ての三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が点灯される（図８（ｃ）参照）。

一方、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲の上限値より大きい場合、図８（ｄ）〜図８（ｆ）に示すように、左方向指示画像８８の三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が点灯又は消灯される。このとき、例えば、第１伝播距離Ｌ_１と第１伝播距離適正範囲の上限値との差分値が１ｍｍ未満ならば小サイズの三角形ランプＬＰ１が点灯され（図８（ｄ）参照）、差分値が１ｍｍ以上２ｍｍ未満ならば小サイズ及び中サイズの三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２の双方が点灯され（図８（ｅ）参照）、差分値が２ｍｍ以上ならば大中小全ての三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が点灯される（図８（ｆ）参照）。

このように左右の方向指示画像８８，８９を用いることで、利用者に対して踵部１０１の位置ずれ具合（変位量）を視覚的に教示でき、なおかつ、踵部１０１を位置修正する場合の踵部１０１の移動方向を視覚的に教示できる。なお、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲内である場合には、左右の方向指示画像８８，８９の双方とも消灯されたままの状態とされる。

また、計測部位検知フレーム８０の踵部ポインタ８５を用いた足部１００の移動方向の指示では、踵部ポインタ８５の適正範囲マーク８６に対する変位量が、現時点の第１伝播距離Ｌ_１についての過去の第１伝播距離Ｌ_１’に対する変位量の大きさに応じて調整されるのである。

具体的には、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲の下限値より小さい場合には、図８（ｇ）〜（ｉ）に示すように、踵部ポインタ８５を、適正範囲マーク８６に対して固定プローブ画像８４ａ側、すなわち、適正範囲マーク８６に対して左側に変位させて表示する。このとき、例えば、第１伝播距離Ｌ_１と第１伝播距離適正範囲の下限値との差分値が１ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５を適正範囲マーク８６に対して左側へ幅ｄだけ変位させて表示し（図８（ｇ）参照）、差分値が１ｍｍ以上２ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５を適正範囲マーク８６に対して左側へ幅ｄの２倍（２×ｄ）だけ変位させて表示し（図８（ｈ）参照）、差分値が２ｍｍ以上ならば踵部ポインタ８５を適正範囲マーク８６に対して左側へ幅ｄの３倍（３×ｄ）だけ変位させて表示する（図８（ｉ）参照）。

なお、このとき第１伝播距離Ｌ_１と第１伝播距離適正範囲の下限値との差分値が１ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５の表示色は小サイズの三角形ランプＬＰ１と同一色とされ、差分値が１ｍｍ以上２ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５の表示色は中サイズの三角形ランプＬＰ２と同一色とされ、差分値が２ｍｍ以上ならば踵部ポインタ８５の表示色は大サイズの三角形ランプＬＰ３と同一色とされる。

一方、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲の上限値より大きい場合には、図８（ｊ）〜（ｌ）に示すように、踵部ポインタ８５を、適正範囲マーク８６に対して可動プローブ画像８４ｂ側、すなわち、適正範囲マーク８６に対して右側に変位させて表示する。このとき、例えば、第１伝播距離Ｌ_１と第１伝播距離適正範囲の上限値との差分値が１ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５を適正範囲マーク８６に対して右側へ幅ｄだけ変位させて表示し（図８（ｊ）参照）、差分値が１ｍｍ以上２ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５を適正範囲マーク８６に対して右側へ幅ｄの２倍（２×ｄ）だけ変位させて表示し（図８（ｋ）参照）、差分値が２ｍｍ以上ならば踵部ポインタ８５を適正範囲マーク８６に対して右側へ幅ｄの３倍（３×ｄ）だけ変位させて表示する（図８（ｌ）参照）。

なお、第１伝播距離Ｌ_１と第１伝播距離適正範囲の上限値との差分値が１ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５の表示色は小サイズの三角形ランプＬＰ１と同一色とされ、差分値が１ｍｍ以上２ｍｍ未満ならば踵部ポインタ８５の表示色は中サイズの三角形ランプＬＰ２と同一色とされ、差分値が２ｍｍ以上ならば踵部ポインタ８５の表示色は大サイズの三角形ランプＬＰ３と同一色とされる。

このように踵部ポインタ８５を用いることで、利用者に対して踵部１０１の位置ずれ具合（変位量）を視覚的に教示でき、なおかつ、踵部１０１を位置修正する場合の踵部１０１の移動方向を視覚的に教示できる。なお、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲内である場合には、図６に示すように、踵部ポインタ８５と適正範囲マーク８６の中心位置が一致する状態で重畳して表示される。

また、表示制御処理Ｓ３７によれば、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に未記憶（未登録）であって、適正判断処理Ｓ３５によって現時点の踵骨幅Ｗが標準踵骨幅範囲Ｗｓ内にあると判断されると、計測部位検知フレーム８０の踵部ポインタ８５が第１の表示色（本実施例では緑色に設定されている。）で、計測部位検知フレーム８０内に表示される。一方、適正判断処理Ｓ３５によって現時点の踵骨幅Ｗが標準踵骨幅範囲Ｗｓ外にあると判断される場合は、計測部位検知フレーム８０の踵部ポインタ８５が第２の表示色（本実施例ではピンク色に設定されている。）で、計測部位検知フレーム８０内に表示される。

更に、表示制御処理Ｓ３７によれば、上記した初期設定処理Ｓ１においてＩＤ番号がメモリ２９に記憶済み（既登録）であって、適正判断処理Ｓ３５によって現時点の踵骨幅Ｗが踵骨幅適正範囲内にあると判断され、かつ、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲内にあるならば、計測部位検知フレーム８０の踵部ポインタ８５が第１の表示色（本実施例では緑色に設定されている。）で、計測部位検知フレーム８０内に表示される。一方、適正判断処理Ｓ３５によって現時点の踵骨幅Ｗが踵骨幅適正範囲外にあると判断され、かつ、第１伝播距離Ｌ_１が第１伝播距離適正範囲内にあるならば、計測部位検知フレーム８０の踵部ポインタ８５が第２の表示色（本実施例ではピンク色に設定されている。）で、計測部位検知フレーム８０内に表示される。

このように踵部ポインタ８５の表示色を適正範囲にある場合と、そうでない場合とで異ならせることで、利用者に対して、各プローブ４，５による踵骨１０１ａの計測位置が不適切であることを視覚的に教示できる。

以上のようにして計測部位検知処理Ｓ３における各処理が実行されて、左右の方向指示画像８８，８９の全ての三角形ランプＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ３が消灯され、踵部ポインタ８５と適正範囲マーク８６とが合致した状態で重畳表示され、この踵部ポインタ８５が第１の表示色で表示されると、計測部位検知フレーム８０の計測実行ボタン９０が操作可能な状態に変更される。そして、この計測実行ボタン９０がクリックされると、この計測部位検知フレーム８０を消去して、この計測部位検知処理Ｓ３が終了され、次の骨密度計測処理Ｓ４が実行される。

また、計測実行ボタン９０がクリックされて、計測部位検知処理Ｓ３が終了するとき、上記した初期設定フレーム４０のＩＤ入力欄４７に今回入力されたＩＤ番号に対応つけてメモリ２９のワークエリアに記憶されている最新の現在固定点コード、第１伝播距離Ｌ_１ 、第２伝播距離Ｌ_２、及び、踵骨幅Ｗのそれぞれを、同一のＩＤ番号に対応つけてメモリ２９のデータベースエリアに記憶されている過去固定点コード、過去の第１伝播距離Ｌ_１’、過去の第２伝播距離Ｌ_２’及び、過去の踵骨幅Ｗ’として書き込み、これらの過去固定点コード、過去の第１伝播距離Ｌ_１’、過去の第２伝播距離Ｌ_２’及び、過去の踵骨幅Ｗ’を記憶保持するのである

＜骨密度計測処理＞
骨密度計測処理Ｓ４は、上記した計測部位検知フレーム８０の計測実行ボタン９０がクリックされることで、制御プログラムに基づいて動作する演算処理Ｓ３４装置によって実行される処理である。この骨密度計測処理Ｓ４によれば、第１切換スイッチ２１の１番ピンと３番ピンとが接続され、第２切換スイッチ２２の２番ピンと３番ピンとが接続され、固定プローブ４が発信元として選択され、可動プローブ５が受信先として選択される。

なお、このスイッチ設定は、第１切換スイッチ２１の２番ピンと３番ピンとを接続し、第２切換スイッチ２２の１番ピンと３番ピンとを接続しても良く、この場合は、可動プローブ５が発信元となり、固定プローブ４が受信先となる。

各切換スイッチ２１，２２の設定後、演算処理回路３０からタイミング信号がパルス発生回路２３へ出力されると、パルス発生回路２３により電気的パルスが生成される。この電気的パルス信号が第１切換スイッチ２１を経由して固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１に入力されると、その固定プローブ４の超音波振動素子Ｐ１から踵骨１０１ａに向けて超音波パルスが発信される。

そして、踵部１０１の踵骨１０１ａを透過した超音波パルスは、可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２により受信される。この受信された超音波は、可動プローブ５の超音波振動素子Ｐ２から超音波信号として出力され、第２切換スイッチ２２を経由してアンプ回路２４により増幅された後、所定の周波数について通過帯域が設定されたフィルタ回路２５を通過して演算処理回路３０へ入力される。すると、この演算処理回路３０によって、超音波の送信から受信までに要した時間、即ち、各プローブ４，５間に関する透過伝播時間Ｔが計測される。それから、この透過伝播時間Ｔに基づいて、演算処理回路３０によって骨密度が演算されて求められるのである。

以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、各部材の形状や素材、又は、具体的数値について、種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、本実施例では、演算処理Ｓ３４によって同一の被検体について求めた過去の第１伝播距離Ｌ_１’をメモリ２９に記憶し、その過去の第１伝播距離Ｌ_１’に基づき設定される第１伝播距離適正範囲内に現時点の第１伝播距離Ｌ_１があるか否かを判断した。しかしながら、演算処理によって同一の被検体について求めた過去の第１伝播距離Ｌ_１’及び第２伝播距離Ｌ_２’をそれぞれメモリに記憶し、その過去の第１伝播距離Ｌ_１’に基づき設定される第１伝播距離適正範囲内に現時点の第１伝播距離Ｌ_１があるか否かを判断し、なおかつ、その過去の第２伝播距離Ｌ_２’に基づき設定される第２伝播距離の適正範囲内に現時点の第２伝播距離Ｌ_２があるか否かを判断して、その結果を、計測部位検知フレームの表示内容に反映させるようにしても良い。

本発明の一実施例である超音波位置合わせ装置を装備した超音波計測器に関する基本構成を示す概略平面図である。 図１に示している超音波計測器の右側面図である。 超音波位置合わせ装置を備えた超音波計測器の電気的構成を説明するためのブロック図である。 （ａ）は、ディスプレイの画面上に表示される初期設定フレームを示した図であり、（ｂ）は、被検者のＩＤ番号がメモリに未登録の場合における初期設定フレームの表示例を示す部分図であり、（ｃ）は、被検者のＩＤ番号がメモリに既登録の場合における初期設定フレームの表示例を示す部分図である。 （ａ）は、ディスプレイの画面上に表示される計測準備フレームを示した図であり、（ｂ）は、被検者のＩＤ番号がメモリに未登録の場合における計測準備フレームの表示例を示す部分図であり、（ｃ）は、被検者のＩＤ番号がメモリに既登録の場合における計測準備フレームの表示例を示す部分図である。 ディスプレイの画面上に表示される計測部位検知フレームを示した図である。 計測部位検知フレームを示した図であって、現在固定点報知ランプ及び過去固定点指示欄の表示例を示したものである。 計測部位検知フレームの部分図であって、左右の方向指示画像及び踵部ポインタの表示例を示したものである。

符号の説明

１ 超音波骨密度計測器（超音波計測器）（超音波位置合わせ装置）
２ 足設置台（設置部材）
４ 固定プローブ（第１探触子）
５ 可動プローブ（第２探触子）
６，６ 接触カバー（伝播部材）
７ 弾性体（付勢手段）
８ 軌道溝（係合部材の一部）
９ 移動ガイド（係合部材の一部）
１０ アーム部材（係合部材の一部）
１１ 足先係合ピン（係合部材の一部）
２０ 足先位置センサ（位置センサ）
２６ プローブ間センサ（距離計測手段の一部）
２７ ディスプレイ（表示手段）
２９ メモリ（速度記憶手段、距離記憶手段、過去情報記憶手段）
３０ 演算処理回路（時間計測手段、演算手段、適正判断手段、制御手段、距離計測手段の一部、変位判断手段）
８４ａ 固定プローブ画像（探触子画像）
８５ 踵部ポインタ（被検体ポインタ）
８６ 適正範囲マーク
８８，８９ 方向指示画像
１００ 足部（被検体）
１０１ 踵部（被検体の基端部）
１０１ａ 踵骨（骨部）
１０２ 足先（被検体の先端部）

Claims (6)

1. 骨部を内部に有する被検体が設置される設置部材と、その設置部材上に対向配置され被検体に対する超音波の発信及び受信が可能な第１探触子及び第２探触子と、各種情報を表示可能な画面を有する表示手段とを備え、その探触子に対する被検体の相対的な位置関係を適正位置に位置合わせするための超音波位置合わせ装置において、
   前記各探触子と被検体との間にその被検体に接触して介在され、被検体の変位に応じて変形可能な状態で音響整合材を内包する伝播部材と、
   その伝播部材を介して前記各探触子により発信されて被検体内の骨部で反射した超音波の各々の伝播時間、及び、前記各探触子から骨部までの各区間の伝播速度に基づき、その各探触子から骨部までの各々の伝播距離を演算するとともに、その各伝播距離と前記各探触子間の間の探触子間距離とに基づいて被検体の骨部幅を演算する演算手段と、
   その演算手段によって同一の被検体について演算された過去の伝播距離及び骨部幅に基づき設定される適正範囲内に、前記現時点における伝播距離及び骨部幅の各々があるか否かを判断する適正判断手段と、
   その適正判断手段による判断結果を、被検体の位置修正に供する教示情報として、前記表示手段の画面上に表示する制御手段とを備えていることを特徴とする超音波位置合わせ装置。
2. 前記第１探触子又は第２探触子の一方が他方に対して互いの対向方向に向けて相対的に移動可能に形成されるとともに、
   更に、
   その移動可能な前記第１探触子又は第２探触子の一方を他方に対して付勢する付勢手段と、
   前記した探触子間距離を計測する距離計測手段と、その距離計測手段により計測される探触子間距離を記憶する距離記憶手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の超音波位置合せ装置。
3. 被検体の長手方向を縦方向に向けた姿勢で当該被検体を設置可能な前記設置部材と、
   その設置部材に設置される被検体の基端部を前記伝播部材を介して挟み込む前記第１探触子及び第２探触子と、
   その第１探触子及び第２探触子が配置される前記設置部材上に略横方向に移動可能に配設され、その移動方向上で固定可能に形成され、被検体の先端部に係合可能に形成される係合部材と、
   その係合部材の固定位置を検出する位置センサとを備えており、
   前記制御手段は、その位置センサによって同一の被検体について過去に検出された前記係合部材の固定位置と、その位置センサによって検出される現時点における前記係合部材の固定位置とを、前記表示手段の画面上に表示するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波位置合わせ装置。
4. 前記適正判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲外である場合に、その現時点の伝播距離と前記過去の伝播距離との大小関係を判断する変位判断手段を備えており、
   前記制御手段は、その変位判断手段によって、
   前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも小さいと判断される場合に被検体を前記第１探触子の反配設側へ移動させるべきことを指示する情報を、又は、
   前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも大きいと判断される場合に被検体を前記第１探触子の配設側へ移動させるべきことを指示する情報を、前記教示情報として前記表示手段の画面上に表示するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の超音波位置合わせ装置。
5. 前記制御手段は、前記した、被検体を前記第１探触子の反配設側へ移動させるべきことを指示する教示情報、及び、被検体を前記第１探触子の配設側へ移動させるべきことを指示する教示情報として、
   被検体の移動方向を表す略矢印状の方向指示画像を、前記表示手段の画面上に表示するものであることを特徴とする請求項４記載の超音波位置合わせ装置。
6. 前記適正判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲外である場合に、その現時点の伝播距離と前記過去の伝播距離との大小関係を判断する変位判断手段を備えており、
   前記制御手段は、前記過去の伝播距離に基づき設定される適正範囲を示す適正範囲マークと、前記現時点の被検体の位置を示す被検体ポインタと、前記第１探触子を示す探触子画像とを、前記表示手段の画面上に表示するものであって、
   前記変位判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも小さいと判断される場合に前記被検体ポインタを前記適正範囲マークに対して前記探触子画像側よりに変位させて前記表示手段の画面上に表示する一方、
   前記変位判断手段によって前記現時点の伝播距離が前記過去の伝播距離よりも大きいと判断される場合に前記被検体ポインタを前記適正範囲マークに対して前記探触子画像側とは反対側よりに変位させて前記表示手段の画面上に表示するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の超音波位置合わせ装置。

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