JP2010167023A - Load generator, image processor with the load generator, and control method of the image processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被験者の観察対象部位の内部画像を生成する画像生成装置に取り付けられる負荷発生装置、該負荷発生装置を備えた画像生成装置、及び該画像生成装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a load generation device attached to an image generation device that generates an internal image of a site to be observed by a subject, an image generation device including the load generation device, and a control method for the image generation device.
例えば医療の分野において、被験者の観察対象部位の内部を可視化するのに、X線等の放射線を観察対象部位に照射し、観察対象部位を透過した放射線を検出して可視化するCR(Computed Radiography)やDR(Digital Radiography)やCT(Computed Tomography)、さらには観察対象部位を外部静磁場におき、そこに所定の周波数の電波を照射して観察対象部位に含まれる無数の水素原子核を共鳴させ、電波の照射停止に伴うこれらの水素原子核の緩和現象によって放出される電波を検出して可視化するMRI(Magnetic Resonance Imaging)などが用いられており、これらの方法により観察対象部位の内部画像を生成する画像生成装置が種々提案されている(例えば、特許文献1〜3参照)。 For example, in the medical field, CR (Computed Radiography) is used to visualize the inside of an observation target region of a subject by irradiating the observation target region with radiation such as X-rays and detecting the radiation transmitted through the observation target region. Or DR (Digital Radiography) or CT (Computed Tomography), further place the observation site in an external static magnetic field, irradiate radio waves of a predetermined frequency to resonate countless hydrogen nuclei contained in the observation site, MRI (Magnetic Resonance Imaging), which detects and visualizes radio waves emitted by the relaxation phenomenon of these hydrogen nuclei due to the stop of radio wave irradiation, is used, and these methods generate internal images of the site to be observed. Various image generation apparatuses have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
特許文献1に開示されたCT装置は、撮影台を支持する固定体に対して撮影台を傾斜させるチルト機構を備えている。このCT装置では、被験者が乗降する際には撮影台を起立させ、X線の照射・検出時には撮影台が水平に倒される。それにより、被験者の乗降が容易となるようにしている。 The CT apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a tilt mechanism that tilts the imaging table with respect to a fixed body that supports the imaging table. In this CT apparatus, when the subject gets on and off, the imaging stand is raised, and at the time of X-ray irradiation / detection, the imaging stand is tilted horizontally. This makes it easy for a subject to get on and off.
特許文献2、3に開示されたCT装置は、被験者が立位状態で載る回転テーブルと、回転テーブルに載った被験者を挟むように互いに対向して配置されたX線発生手段及びX線検出手段と、を備えている。このCT装置では、回転テーブルを回転させて被験者を立位状態で回転させながら、被験者の全方位よりX線の照射・検出が行なわれる。
The CT apparatus disclosed in
ところで、例えば頚椎、脊椎、骨盤、脚部などの部位における骨粗しょう症あるいはリウマチやヘルニアなどの関節症といった症状を診断するにあたり、例えば立位での静止時や歩行等の動作時などで負荷が作用した状態でこれらの部位を視たいとする要望がある。負荷が作用した状態でこれらの部位を診ることができれば、例えば骨折のリスクが高い部位を特定することができ、治療薬の効果をより正確に評価することができ、また、治療方針をたてやすくなる。 By the way, when diagnosing symptoms such as osteoporosis or arthropathy such as rheumatism or hernia in parts such as cervical vertebrae, spine, pelvis, legs, etc. There is a desire to see these parts in an acted state. If these sites can be examined with the load applied, for example, sites with a high risk of fracture can be identified, the effect of the therapeutic agent can be evaluated more accurately, and a treatment policy can be established. It becomes easy.
しかしながら、特許文献1に開示されたCT装置では、X線の照射・検出に際して撮影台が水平に倒されるため、例えば立位での静止時と同様の負荷が観察対象部位に作用することはない。 However, in the CT apparatus disclosed in Patent Document 1, since the imaging table is tilted horizontally during X-ray irradiation / detection, for example, the same load as when stationary in a standing position does not act on the observation target part. .
また、特許文献2、3に開示されたCT装置では、立位で静止した被験者に対してX線の照射・検出が行われ、結果的に立位での静止時と同様の負荷が作用した状態で観察対象部位の撮影がなされるが、その負荷は被験者の重量に依存し、また、負荷の作用方向は重力方向となり、自由度が制限される。
Further, in the CT apparatus disclosed in
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、観察対象部位に負荷を作用させ、その状態で観察対象部位の内部画像を取得することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to apply a load to an observation target part and acquire an internal image of the observation target part in that state.
(1) 被験者の観察対象部位に電磁波を照射して、該観察対象部位を透過した電磁波、又は該観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出し、検出した電磁波の強度分布に基づき該観察対象部位の内部画像を生成する画像生成装置に取り付けられ、前記観察対象部位に対して負荷を作用させる負荷発生装置。
(2) 被験者の観察対象部位に電磁波を照射する電磁波発生手段と、前記観察対象部位を透過した電磁波、又は該観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出する電磁波検出手段と、検出した電磁波の強度分布に基づき前記観察対象部位の内部画像を生成する画像生成手段と、上記(1)の負荷発生装置と、を備え、前記負荷発生装置により前記観察対象部位に負荷を作用させながら、電磁波の照射及び検出を行う画像生成装置。
(3) 上記(2)の画像生成装置の各部を該画像生成装置の制御手段が制御する方法であって、前記負荷発生装置において検知される負荷とメモリーに記憶された負荷設定値とを比較する工程と、検知された負荷が前記負荷設定値に達した場合に、前記負荷発生装置を制御して該負荷発生装置をその状態に維持し、且つ前記電磁波発生手段を制御して電磁波を発生する工程と、前記電磁波検出手段を制御して前記観察対象部位を透過した電磁波、又は前記観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出する工程と、前記画像生成手段を制御して検出された電磁波の強度分布に基づき画像を生成する工程と、を備えた画像生成装置の制御方法。
(1) Irradiate a subject's observation target part with electromagnetic waves, detect the electromagnetic wave transmitted through the observation target part or the electromagnetic wave once absorbed and released by the observation target part, and based on the intensity distribution of the detected electromagnetic wave A load generating device that is attached to an image generating device that generates an internal image of the observation target region and applies a load to the observation target region.
(2) An electromagnetic wave generating means for irradiating an observation target site of a subject with electromagnetic waves, an electromagnetic wave detection means for detecting an electromagnetic wave transmitted through the observation target site, or an electromagnetic wave once absorbed and released by the observation target site, and detection An image generation means for generating an internal image of the observation target site based on the intensity distribution of the electromagnetic wave, and the load generation device of (1) above, while applying a load to the observation target site by the load generation device An image generation apparatus that performs irradiation and detection of electromagnetic waves.
(3) A method in which the control unit of the image generation apparatus controls each part of the image generation apparatus according to (2), and compares a load detected by the load generation apparatus with a load setting value stored in a memory. And when the detected load reaches the load set value, the load generating device is controlled to maintain the load generating device in that state, and the electromagnetic wave generating means is controlled to generate an electromagnetic wave. Controlling the electromagnetic wave detection means to detect the electromagnetic wave transmitted through the observation target part, or detecting the electromagnetic wave once absorbed and emitted by the observation target part, and controlling and detecting the image generation means And a step of generating an image based on the intensity distribution of the electromagnetic wave thus generated.
本発明によれば、電磁波の照射・検出に際し、負荷発生装置により、観察対象部位に対して負荷を作用させることができ、負荷が作用した状態で観察対象部位の内部画像を取得することができる。 According to the present invention, when irradiating / detecting electromagnetic waves, a load can be applied to an observation target region by the load generating device, and an internal image of the observation target region can be acquired in a state where the load is applied. .
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態の一例を説明するための、画像生成装置の概略構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an image generation apparatus for explaining an example of an embodiment of the present invention.
図1に示す画像生成装置1は、X線等の放射線を被験者の観察対象部位に照射し、観察対象部位を透過した放射線を検出して観察対象部位の内部を可視化する。この画像生成装置1は、アルミなどの放射線透過率の比較的高い材料で形成されて被験者の観察対象部位が載置される撮影台2と、撮影台2に載置された被験者の観察対象部位を挟んで互いに対向して配置された放射線源(電磁波発生手段)3及び放射線検出器(電磁波検出手段)4と、画像生成手段5と、負荷発生装置6と、制御手段7と、を備えている。
An image generating apparatus 1 shown in FIG. 1 irradiates a subject to be observed with radiation such as X-rays, detects radiation that has passed through the subject to be observed, and visualizes the inside of the subject to be observed. The image generating apparatus 1 includes an imaging table 2 that is formed of a material having a relatively high radiation transmittance such as aluminum and on which a subject's observation target part is placed, and a subject's observation target part that is placed on the photographing table 2 A radiation source (electromagnetic wave generation means) 3 and a radiation detector (electromagnetic wave detection means) 4, an image generation means 5, a
放射線源3は、撮影条件に従った強度で、被験者の観察対象部位に向けて放射線を発生させる。また、放射線検出器4は、放射線源3より発せられて観察対象部位を透過した放射線を検出する。
The
放射線検出器4は、放射線検出媒体として、例えばアモルファスシリコン(a−Si)やアモルファスセレン(a−Se)を用いた複数の光電変換素子を有するフラットパネルディテクタ(FPD)4aを含んでいる。光電変換素子にa−Siを用いたものにあっては、その表層に放射線を可視光に変換するシンチレータが積層され、シンチレータにより変換された可視光をその強度に応じて光電変換し、また、光電変換素子にa−Seを用いたものにあっては、放射線をその強度に応じて直接に光電変換する。
The
FPD4aの各光電変換素子で生成された電荷は、FPD4aの駆動回路によって順次読み出され、A/D変換によりデジタルデータに変換される。デジタルデータは、放射線検出器4と有線又は無線のネットワークにより接続された画像生成手段5に転送される。
The electric charges generated by the photoelectric conversion elements of the
画像生成手段5は、放射線検出器4より転送されるデジタルデータを処理するコンピュータであって、上記のデジタルデータに対して種々の処理を施し、観察対象部位の内部画像を生成する。生成された画像は、モニタ等の表示装置5aに表示される。
The image generating means 5 is a computer that processes the digital data transferred from the
尚、以上の放射線検出器4及び画像生成手段5の構成例は、放射線検出媒体にFPDを用いた、所謂DR装置におけるものである。放射線の強度分布を潜像として蓄積し、レーザ光等の励起光が照射されることによって潜像に対応した蛍光を発する蓄積性蛍光体を有するイメージングプレート(IP)を放射線検出器4の放射線検出媒体とする、所謂CR装置にあっては、画像生成手段5は、IPに励起光を照射してIPより発せられる蛍光を光電変換し、生成された電荷よりデジタルデータを得て内部画像を生成する。
The above-described configuration examples of the
負荷発生装置6は、撮影台2に載置された観察対象部位に対して負荷を作用させる。図示の例において、観察対象部位は撮影台2に横臥した被験者の脚部であり、負荷の作用方向は、被験者が立位にあるときの重力方向に対応する方向、即ち脚部の長手方向となっている。この負荷発生装置6は、撮影台2に取り付けられて撮影台2と共に移動するようになっており、撮影台2がチルトされた際には、撮影台2と共に傾き、撮影台2に横臥する被験者との関係において、被験者が立位にあるときの重力方向に対応する作用方向を維持する。
The
制御手段7は、上述の撮影台2、放射線源3、放射線検出器4、画像生成手段5、負荷発生装置6といった画像生成装置1の各部の動作を制御する。
The control means 7 controls the operation of each part of the image generation apparatus 1 such as the imaging table 2, the
図2は、図1の負荷発生装置の斜視図である。図2に示すように、負荷発生装置6は、負荷の作用方向に観察対象部位を間に挟む2つの部位のうち、一方の部位を支持する第1の支持部10、及び他方の部位を支持する第2の支持部11と、両支持部10,11を負荷の作用方向に互いに相対移動させる駆動手段12と、観察対象部位に作用する負荷が予め設定された負荷となるよう駆動手段12を制御するコントローラ13と、を備えている。
FIG. 2 is a perspective view of the load generator of FIG. As shown in FIG. 2, the
第1の支持部10、及び第2の支持部11が負荷の作用方向に相対移動されることにより、両支持部10,11で支持された観察対象部位には、当該作用方向に圧縮の負荷が作用する。
When the
第1の支持部10、又は第2の支持部11のいずれかには、図示しないロードセル等の荷重計測手段が設けられており、観察対象部位に作用する負荷、換言すれば観察対象部位から第1の支持部10、又は第2の支持部11に作用する反力が検知される。検知される負荷が予め設定された負荷となるよう、コントローラ13から駆動手段12に駆動信号が送信され、両支持部10,11が相対移動される。尚、観察対象部位に作用させる負荷は、例えば被験者の体重、さらには歩行等の動作時に加わる衝撃などの種々の要因を考慮して適宜設定される。
Either the
第1の支持部10は、ベース20と、撮影台2に対して垂直となるようにベース20に取り付けられた板状の支持体21と、を含んでいる。支持体21上には、観察対象部位の脚部を間に挟む一方の部位である足裏が設置される。
The
第2の支持部11は、ベース23と、ベース23に取り付けられた枠部材24と、を含んでいる。枠部材24は、足裏との間に脚部を挟む他方の部位である腰部が挿通される。この枠部材24には、複数の腰パッド25が取り付けられている。これらの腰パッド25は、環状の枠部材24の周方向に間隔を置いて枠部材24の内側に配設され、それぞれボルト26を介して枠部材24に取り付けられている。各腰パッド25は、ボルト26の正逆方向の回転操作に伴い、枠部材24の内径側又は外径側に向けて進退し、枠部材24に挿通された腰部に接触して腰部を支持する。
The
駆動手段12は、第2の支持部11に対して第1の支持部10を隔てて配置され、負荷の作用方向に沿って配置される送りねじ27を介して第2の支持部11のベース23と連結されている。駆動手段12は、送りネジ27を正逆方向に回転させる。そして、第2の支持部11のベース23には、送りねじ27に係合するナット部材28が設けられている。
The drive means 12 is arranged with the
図示の例では、第1の支持部10及び第2の支持部11のうち、足裏を支持する第1の支持部10が撮影台2に固定され、腰部を支持する第2の支持部11が駆動手段12により移動される構成であり、第1の支持部10のベース20は撮影台2に固定されている。他方、送りねじ27を介して駆動手段12に連結された第2の支持部11のベース23は、駆動手段12により送りねじ27が正逆方向に回転されるのに伴って、送りねじ27に沿って前後移動され、第1の支持部10に対して接近又は離間する方向に移動される。
In the illustrated example, of the
尚、図中符号29は、送りねじ27と平行に配置されたガイドロッドであり、このガイドロッド29は、移動される第2の支持部11の傾きを防止し、第2の支持部11を平行移動させるためのものである。
次に、図3を参照して、上述のように構成された画像生成装置1の動作を説明する。 Next, the operation of the image generation apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
撮影台2に横臥した被験者の脚部を、撮影台2に取り付けられた負荷発生装置6の第1の支持部10、及び第2の支持部11で支持し、画像生成装置1が作動される(ステップS1)。
The leg portion of the subject lying on the imaging table 2 is supported by the
画像生成装置1が作動されると、その制御手段7は、負荷発生装置6において検知される負荷Wとメモリーに記憶された負荷設定値W0とを比較する(ステップS2)。制御手段7は、検知される負荷Wが負荷設定値W0となるよう、負荷発生装置6のコントローラ13に制御信号を送信し、コントローラ13は、この制御信号に応じた駆動信号を駆動手段12に送信して、第2の支持部11を第1の支持部10に向けて移動させる(ステップS3)。それにより、第1の支持部10により支持される足裏と、第2の支持部11により支持される腰部との間に挟まれる脚部には、圧縮負荷が作用する。
When the image generating apparatus 1 is activated, the control means 7 compares the load W detected by the
検知された負荷Wがメモリーに記憶された負荷設定値W0に達した場合には、制御手段7は、負荷が維持されるよう、負荷発生装置6のコントローラ13に制御信号を送信し、負荷発生装置6をその状態に静止させる(ステップS4)。
When the detected load W reaches the load set value W 0 stored in the memory, the control means 7 transmits a control signal to the
そして、制御手段7は、放射線源3に電力を供給して、所定の撮影条件に従った強度で放射線源3において放射線を発生させる(ステップS5)。放射線源3における放射線の発生に同期して、制御手段7は、放射線検出器4を制御して、脚部を透過した放射線を検出する(ステップS6)。放射線検出器4では、検出した放射線の強度分布をデジタルデータに変換し、変換されたデジタルデータを画像生成手段5に転送する。
And the control means 7 supplies electric power to the
制御手段7は、画像生成手段5を制御して、この画像生成手段5によりデジタルデータに種々の処理を施して脚部の内部画像を生成する(ステップS7)。 The control means 7 controls the image generation means 5 and performs various processes on the digital data by the image generation means 5 to generate an internal image of the leg (step S7).
以上の工程を経て生成される脚部の内部画像は、負荷が作用した脚部の状態を反映しており、該画像を参照して脚部の診断がなされれば、例えば骨折のリスクが高い部位を特定することができ、また、治療薬の効果をより正確に評価することができ、また、治療方針をたてやすくなる。 The internal image of the leg generated through the above steps reflects the state of the leg to which the load is applied. If the leg is diagnosed with reference to the image, for example, the risk of fracture is high. The site can be specified, the effect of the therapeutic agent can be more accurately evaluated, and a treatment policy can be easily established.
また、負荷発生装置6は、撮影台2に取り付けて使用されるものであるから、既存の画像生成装置への導入が容易である。
Further, since the
尚、第2の支持部11の移動機構として、送りねじ27に替えて、ワイヤを配設し、ワイヤを駆動手段により巻き上げることによって、第2の支持部11を移動させる構成としてもよい。ワイヤであれば、送りねじ27に対するナット部材28のような係合手段は不要であり、負荷発生装置の構成を簡素化することができる。また、腰部を支持する支持部材として、上述した複数の腰パッド25を有する枠部材24に替えて、例えば腰部に巻き付けられるベルトなどの簡易な構成のものも用いることができる。
In addition, it is good also as a structure which moves the
また、上述した例では、足裏を支持する第1の支持部10を撮影台2に固定し、腰部を支持する第2の支持部11を移動させる構成を説明したが、第2の支持部11を撮影台2に固定し、第1の支持部10を移動させるようにしてもよい。その場合の第1の支持部10の移動機構として、上述した第2の支持部11の移動機構と同様に、送りねじやワイヤなどを用いることができる。
In the above-described example, the configuration is described in which the
図4は、図2の負荷発生装置6の変形例を示す。この負荷発生装置6Aは、図2の負荷発生装置6と同様に脚部に負荷を作用させるものであるが、足裏を支持する第1の支持部10の構成が図2の負荷発生装置6と異なる。
FIG. 4 shows a modification of the
負荷発生装置6Aの第1の支持部10は、ベース20と、撮影台2に対して垂直となるようにベース20に取り付けられた板状の支持体21と、を含んでいる。この支持体21には、撮影台2に対して垂直な方向に並んで複数のロール(回転部材)22が配設されている。被験者の足裏は、これらのロール22上に設置される。
The
撮影台2上に仰向けに横臥した状態で立位での歩行を再現した際の足裏の運びは、ロール22上において図中矢印Bで示される垂直下向きの方向となるところ、これらのロール22は、各ロールの軸を中心にそれぞれ回転可能に支持体21に取り付けられており、即ち同B方向に回転可能である。それにより、脚部に負荷をかけ、且つ立位での歩行を再現することができる。かかる構成により、歩行時に作用する負荷に即した負荷を脚部に作用させ、その状態で脚部の内部画像を取得することができ、一層正確な診断が可能となる。
The movement of the sole when reproducing walking in a standing position while lying on the imaging table 2 is in the vertically downward direction indicated by the arrow B in the figure on the roll 22. Are attached to the
図5は、図1に示す画像生成装置の変形例の概略構成を示す模式図である。尚、図1に示す画像生成装置と共通する要素には、図中同一符号を付することにより、説明を省略あるいは簡略する。 FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a modified example of the image generation apparatus illustrated in FIG. 1. Elements common to the image generation apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in the drawing, and description thereof is omitted or simplified.
図5に示す変形例の画像生成装置101は、観察対象部位が被験者の脊椎であって、該画像生成装置101に備える負荷発生装置106は、脊椎に対して負荷を作用させる。
In the
図6は、図5に示す負荷発生装置の斜視図である。図6に示すように、負荷発生装置106は、脊椎を間に挟む一方の部位である腰部を支持する第1の支持部10、及び他方の部位である両肩部を支持する第2の支持部11と、両支持部10,11を互いに相対移動させる駆動手段12と、コントローラ13と、を備えている。
6 is a perspective view of the load generator shown in FIG. As shown in FIG. 6, the
第1の支持部10のベース20には、足裏を支持するための上述の支持体21に替えて、腰部を支持するための上述の枠部材24が取り付けられており、第1の支持部10は、枠部材24の複数の腰パッド25を枠部材24に挿通された腰部に接触させ、腰部を支持している。
The
第2の支持部11のベース23には、上述の枠部材24に替えて、2つの肩パッド30が取り付けられている。これらの肩パッド30は、被験者の頭部を挟むように配置され、頭部側より肩部にそれぞれ当接して、両肩部を支持する。
Instead of the
第1の支持部10及び第2の支持部11のうち、腰部を支持する第1の支持部10が撮影台2に固定され、肩部を支持する第2の支持部11が駆動手段12により移動される構成であり、第1の支持部10のベース20は撮影台2に固定されている。他方、送りねじ27を介して駆動手段12に連結された第2の支持部11のベース23は、駆動手段12により送りねじ27が正逆方向に回転されるのに伴って、送りねじ27に沿って前後移動され、第1の支持部10に対して接近又は離間する方向に移動される。
Of the
このように構成された負荷発生装置106は、第2の支持部11を第1の支持部10に向けて移動させることによって、脊椎に対して圧縮負荷を作用させる。
The
尚、第1の支持部10のベース20及び第2の支持部11のベース23に、それぞれが支持する部位に応じた支持体を取り付けることにより、上述した脚部や脊椎の他にも種々の観察対象部位に対して負荷を作用させることができる。例えば腰部については、第1の支持部10のベース20に上述の支持体21を取り付けて足裏を支持し、また、第2の支持部11のベース23に上述の肩パッド30を取り付けて肩部を支持するようにすれば、腰部に対して負荷を作用させることができる。また、支持体の図示は省略するが、頚椎についても、第1の支持部10で両脇部を支持し、第2の支持部11で頭頂部を支持するようにすれば、頚椎に対して負荷を作用させることができる。
In addition to the above-described legs and spine, a variety of support members are attached to the
図7は、図1に示す画像生成装置の他の変形例の概略構成を示す模式図である。尚、図1に示す画像生成装置と共通する要素には、図中同一符号を付することにより、説明を省略あるいは簡略する。 FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of another modification of the image generation apparatus illustrated in FIG. 1. Elements common to the image generation apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in the drawing, and description thereof is omitted or simplified.
図7に示す変形例の画像生成装置201は、観察対象部位が肘であって、該画像生成装置201に備える負荷発生装置206は、肘を曲げ伸ばすといった動作時に掛かる負荷を、画像撮影時に肘に作用させる。これにより、例えば物を持つ、投げるといった動作を画像撮影時に模擬できる。
The
図8は、図7に示す負荷発生装置206の上面図である。図8に示すように、負荷発生装置206は、肘を間に挟む一方の部位である上腕の付け根部を支持する第1の支持部10、及び他方の部位である手首を支持する第2の支持部11と、両支持部10,11を互いに相対移動させる駆動手段12と、コントローラ13と、を備えている。
FIG. 8 is a top view of the
第1の支持部10は、環状をなし、その内に上腕を挿通させて上腕の付け根部に装着され、この上腕の付け根部を支持している。第2の支持部11も、環状をなし、その内に挿通させた手首に装着され、この手首を支持している。両支持部10,11は、上腕に沿って配設された第1のシリンダ・ピストン227a、及び前腕に沿って配設された第2のシリンダ・ピストン227bによって連結されている。尚、図中、符号228は、両シリンダ・ピストン227a,227bを接続する接続部材であって、肘に装着されている。接続部材228により接続された両シリンダ・ピストン227a,227bは、その接続箇所において屈曲可能である。
The
第1のシリンダ・ピストン227a、及び第2のシリンダ・ピストン227bは、例えば空気や油などの流体圧によって駆動され、駆動手段12は、両シリンダ・ピストン227a,227bに接続され、それぞれに駆動流体を供給する。
The first cylinder /
第1の支持部10及び第2の支持部11のうち、上腕の付け根部を支持する第1の支持部10が撮影台2に固定され、手首を支持する第2の支持部11が移動される構成となっている。第2の支持部11は、駆動手段12より駆動流体を供給されるシリンダ・ピストン227a,227bが伸縮するのに伴って、肘を中心に肘から手首を半径とする略円弧状の軌道P1上で移動される。
Of the
このように構成された負荷発生装置206は、第1の支持部10に対して第2の支持部11を軌道P1に沿って移動させることによって、肘を曲げ伸ばすといった動作時に掛かる負荷を、画像撮影時に肘に作用させる。尚、肘に作用する負荷は、例えばシリンダ・ピストン227a,227bの圧力に基づいて検知される。
The
図9は、図1に示す画像生成装置の他の変形例の概略構成を示す模式図である。尚、図1に示す画像生成装置と共通する要素には、図中同一符号を付することにより、説明を省略あるいは簡略する。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of another modification of the image generation apparatus illustrated in FIG. 1. Elements common to the image generation apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals in the drawing, and description thereof is omitted or simplified.
図9に示す変形例の画像生成装置301は、所謂CT装置であって、放射線源3及び放射線検出器4が、観察対象部位を挟んで互いに対向する位置関係を保ちながら、観察対象部位を中心とする円軌道P2に沿って図示しない回転駆動機構によって回転される。それにより、撮影対象部位に対して全方位から放射線の照射・検出が行われる。撮影台2や負荷発生装置6のうち、放射線が直接照射される部分については、放射線吸収の少ない、ポリカーボン、アクリル、をはじめとする樹脂など材質を用いる事が好ましい。
The
画像生成手段5は、放射線検出器4より転送されるデジタルデータを処理するコンピュータであって、上記のデジタルデータに対して、例えばフーリエ変換などの種々の処理を施し、観察対象部位の断面画像を生成する。尚、多数の断面画像データを集合して3次元のボクセルデータを構築し、任意の断面画像を生成するようにしてもよい。
The image generation means 5 is a computer that processes the digital data transferred from the
以上、観察対象部位を透過した放射線を検出して可視化する、所謂CR装置、DR装置、又はCT装置に負荷発生装置6,106,206を適用した例を説明したが、観察対象部位を外部静磁場におき、そこに所定の周波数の電波を照射して観察対象部位に含まれる無数の水素原子核を共鳴させ、電波の照射停止に伴うこれらの水素原子核の緩和現象によって放出される電波を検出して可視化する、所謂MRI装置に負荷発生装置を適用することもできる。
The example in which the
以上説明したように、本明細書に開示された負荷発生装置は、被験者の観察対象部位に電磁波を照射して、該観察対象部位を透過した電磁波、又は該観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出し、検出した電磁波の強度分布に基づき該観察対象部位の内部画像を生成する画像生成装置に取り付けられ、前記観察対象部位に対して負荷を作用させる。 As described above, the load generating device disclosed in the present specification irradiates a subject's observation target part with an electromagnetic wave, and the electromagnetic wave transmitted through the observation target part, or once absorbed by the observation target part and released. The detected electromagnetic wave is detected, and attached to an image generating device that generates an internal image of the observation target part based on the detected intensity distribution of the electromagnetic wave, and a load is applied to the observation target part.
上記の負荷発生装置によれば、電磁波の照射・検出に際し、負荷発生装置により、観察対象部位に対して負荷を作用させることができる。それにより、負荷が作用した状態で観察対象部位の内部画像を取得することができる。 According to the load generation device described above, a load can be applied to the observation target site by the load generation device when the electromagnetic wave is irradiated / detected. Thereby, an internal image of the observation target part can be acquired in a state where a load is applied.
また、本明細書に開示された負荷発生装置は、前記観察対象部位を間に挟む前記被験者の2つの部位をそれぞれ支持する第1の支持部、及び第2の支持部と、前記第1の支持部、及び前記第2の支持部を互いに相対移動させる駆動手段と、を備える。この負荷発生装置によれば、駆動手段によって第1の支持部及び第2の支持部を相対移動させることにより、両支持部に支持された部位の間に挟まれる観察対象部位に対して負荷を作用させることができる。 Further, the load generating device disclosed in the present specification includes a first support portion and a second support portion that respectively support two portions of the subject sandwiching the observation target portion, and the first support portion. Drive means for moving the support portion and the second support portion relative to each other. According to this load generator, the load is applied to the observation target part sandwiched between the parts supported by the two support parts by relatively moving the first support part and the second support part by the driving means. Can act.
また、本明細書に開示された負荷発生装置は、前記観察対象部位が脚部であって、前記第1の支持部は足裏を支持し、また前記第2の支持部は腰部又は腰部より上の部位を支持し、前記第1の支持部が、前記足裏に接触し、歩行時の該足裏の運び方向に回転する回転部材を有する。この負荷発生装置によれば、歩行時に作用する負荷に即した負荷を脚部に作用させることができる。 Further, in the load generating device disclosed in the present specification, the observation target part is a leg part, the first support part supports a sole, and the second support part is a waist part or a waist part. The upper part is supported, and the first support part has a rotating member that contacts the sole and rotates in the carrying direction of the sole during walking. According to this load generating device, it is possible to apply a load to the leg portion in accordance with the load acting during walking.
また、本明細書に開示された画像生成装置は、被験者の観察対象部位に電磁波を照射する電磁波発生手段と、前記観察対象部位を透過した電磁波、又は該観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出する電磁波検出手段と、検出した電磁波の強度分布に基づき前記観察対象部位の内部画像を生成する画像生成手段と、上記いずれかの負荷発生装置と、を備え、前記負荷発生装置により前記観察対象部位に負荷を作用させながら、電磁波の照射及び検出を行う。 Further, the image generating apparatus disclosed in this specification includes an electromagnetic wave generating means for irradiating a subject's observation target part with electromagnetic waves, an electromagnetic wave transmitted through the observation target part, or once absorbed by the observation target part and released. An electromagnetic wave detecting means for detecting the detected electromagnetic wave, an image generating means for generating an internal image of the observation site based on the intensity distribution of the detected electromagnetic wave, and any one of the load generating devices, and the load generating device Irradiation and detection of electromagnetic waves are performed while applying a load to the observation target site.
上記の画像生成装置によれば、電磁波の照射・検出に際し、負荷発生装置により、観察対象部位に対して負荷を作用させ、負荷が作用した状態で観察対象部位の内部画像を取得することができる。 According to the above-described image generation device, when irradiating and detecting electromagnetic waves, the load generation device can apply a load to the observation target region, and an internal image of the observation target region can be acquired in a state where the load is applied. .
また、本明細書に開示された画像生成装置の制御方法は、前記負荷発生装置において検知される負荷とメモリーに記憶された負荷設定値とを比較する工程と、検知された負荷が前記負荷設定値に達した場合に、前記負荷発生装置の状態を維持し、前記電磁波発生手段を制御して電磁波を発生する工程と、前記電磁波検出手段を制御して前記観察対象部位を透過した電磁波、又は前記観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出する工程と、前記画像生成手段を制御して検出された電磁波の強度分布に基づき画像を生成する工程と、を備える。 In addition, the control method of the image generation device disclosed in the present specification includes a step of comparing a load detected in the load generation device with a load setting value stored in a memory, and the detected load is the load setting. When reaching the value, maintaining the state of the load generating device, controlling the electromagnetic wave generating means to generate an electromagnetic wave, and controlling the electromagnetic wave detecting means to transmit the electromagnetic wave transmitted through the observation target site, or A step of detecting electromagnetic waves that are once absorbed and emitted by the site to be observed, and a step of generating an image based on an intensity distribution of the detected electromagnetic waves by controlling the image generating means.
上記の画像生成装置の制御方法によれば、電磁波の照射・検出に際し、負荷発生装置により、観察対象部位に対して負荷を作用させ、負荷が作用した状態で観察対象部位の内部画像を取得することができる。 According to the above control method of the image generation device, when irradiating / detecting electromagnetic waves, the load generating device applies a load to the observation target region, and acquires an internal image of the observation target region with the load applied. be able to.
1 画像生成装置
2 撮影台
3 放射線源(電磁波発生手段)
4 放射線検出器(電磁波検出手段)
5 画像生成手段
6 負荷発生装置
6A 負荷発生装置
7 制御手段
10 第1の支持部
11 第2の支持部
12 駆動手段
22 ロール(回転部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4 Radiation detector (electromagnetic wave detection means)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記観察対象部位を間に挟む前記被験者の2つの部位をそれぞれ支持する第1の支持部、及び第2の支持部と、
前記第1の支持部、及び前記第2の支持部を互いに相対移動させる駆動手段と、
を備える負荷発生装置。 The load generator according to claim 1,
A first support part and a second support part that respectively support two parts of the subject sandwiching the observation target part;
Drive means for moving the first support portion and the second support portion relative to each other;
A load generator comprising:
前記観察対象部位が脚部であって、
前記第1の支持部は足裏を支持し、また前記第2の支持部は腰部又は腰部より上の部位を支持し、
前記第1の支持部が、前記足裏に接触し、歩行時の該足裏の運び方向に回転する回転部材を有する負荷発生装置。 The load generator according to claim 2,
The observation target site is a leg,
The first support part supports a sole, and the second support part supports a waist or a portion above the waist,
The load generating device having a rotating member in which the first support portion contacts the sole and rotates in a carrying direction of the sole during walking.
前記観察対象部位を透過した電磁波、又は該観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出する電磁波検出手段と、
検出した電磁波の強度分布に基づき前記観察対象部位の内部画像を生成する画像生成手段と、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の負荷発生装置と、
を備え、
前記負荷発生装置により前記観察対象部位に負荷を作用させながら、電磁波の照射及び検出を行う画像生成装置。 Electromagnetic wave generating means for irradiating the observation target site of the subject with electromagnetic waves;
An electromagnetic wave detecting means for detecting an electromagnetic wave transmitted through the observation target site, or an electromagnetic wave once absorbed and released by the observation target site;
Image generating means for generating an internal image of the observation target site based on the detected electromagnetic wave intensity distribution;
The load generator according to any one of claims 1 to 3,
With
An image generation apparatus that performs irradiation and detection of electromagnetic waves while applying a load to the observation target site by the load generation apparatus.
前記負荷発生装置において検知される負荷とメモリーに記憶された負荷設定値とを比較する工程と、
検知された負荷が前記負荷設定値に達した場合に、前記負荷発生装置を制御して該負荷発生装置をその状態に維持し、且つ前記電磁波発生手段を制御して電磁波を発生する工程と、
前記電磁波検出手段を制御して前記観察対象部位を透過した電磁波、又は前記観察対象部位に一旦吸収されて放出された電磁波を検出する工程と、
前記画像生成手段を制御して検出された電磁波の強度分布に基づき画像を生成する工程と、
を備えた画像生成装置の制御方法。 A method for controlling each part of the image generation apparatus according to claim 4 by a control unit of the image generation apparatus,
Comparing the load detected in the load generator with a load set value stored in a memory;
When the detected load reaches the load set value, controlling the load generator to maintain the load generator in that state, and controlling the electromagnetic wave generator to generate electromagnetic waves;
Detecting the electromagnetic wave transmitted through the observation target site by controlling the electromagnetic wave detection means, or the electromagnetic wave once absorbed and released by the observation target site;
Generating an image based on the intensity distribution of the electromagnetic wave detected by controlling the image generating means;
A method for controlling an image generation apparatus comprising:
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