JP4681109B2 - 超音波生体組織評価装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波により生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超音波生体組織評価装置として、例えば人間の踵骨を関心部位とした超音波骨評価装置等が知られている。この超音波骨評価装置では、人間の踵骨に対して超音波を照射し、骨を通過した超音波の音速や減衰度合いの測定値を骨の健常さの評価値としている。
【０００３】
しかしながら、超音波骨評価装置では、各計測機構の経時変化等により測定結果に誤差が生じる可能性がある。
【０００４】
このため、被測定者を測定する前に、測定結果に誤差が生じていないかをチェックしたり、誤差が生じている場合には、誤差を修正するように校正が行われている。
【０００５】
このような超音波骨評価装置の品質管理や校正には、通常、ファントムと呼ばれるテスト用の被測定部材が用いられ、このファントムに対して測定を行う。
【０００６】
しかしながら、どのような構成材料で形成されたファントムであっても、その温度が変化すると、超音波の音速や減衰度合いが変化してしまうという問題がある。
【０００７】
例えば、ファントムをアクリル樹脂で形成した場合、その温度が１０℃の時と４０℃の時とでは、超音波の音速が８０ｍ／ｓも異なる。これは、アクリル樹脂を通過する超音波の音速が約２７００ｍ／ｓ程度であるとすると、約３％の誤差となる。
【０００８】
また、超音波の減衰度合いについても、音速ほどではないにしろ、温度差による誤差が生じる。
【０００９】
従来の超音波骨評価装置では、ファントムを用いてその品質管理や校正を行う場合、前記温度変化によるファントムの特性変化をやむを得ないものとして扱っており、このことは、超音波骨評価装置の測定精度の向上を阻害する要因の１つとなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、品質管理や校正の精度を向上させることができる超音波生体組織評価装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
【００１２】
（１） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記測定部の周囲を加熱する加熱手段と、前記測定部の周囲を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする超音波生体組織評価装置。
【００１３】
（２） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、テスト用の被測定部を前記測定部に装着した状態で、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記測定部の周囲を加熱する加熱手段と、前記測定部の周囲を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする超音波生体組織評価装置。
（３） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられたぺルチェ素子とを有し、該ぺルチェ素子により、前記測定部の周囲を加熱または冷却するよう構成されていることを特徴とする超音波生体組織評価装置。
（４） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、テスト用の被測定部を前記測定部に装着した状態で、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられたぺルチェ素子とを有し、該ぺルチェ素子により、前記測定部の周囲を加熱または冷却するよう構成されていることを特徴とする超音波生体組織評価装置。
【００１９】
（５） 前記測定部の周囲の温度を検出する温度検出手段を有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２０】
（６） 前記測定部の周囲の温度が規定温度である場合、その旨を報知する報知手段を有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２１】
（７） 当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が規定温度である場合に、前記校正を開始するよう構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２２】
（８） 前記測定部の周囲の温度が規定温度のときの固有値と、当該超音波生体組織評価装置により測定された測定値とに基づいて、該超音波生体組織評価装置の校正を行うよう構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２３】
（９） 前記固有値は、超音波の音速および／または減衰度合いに対応する値である上記（８）に記載の超音波生体組織評価装置。
【００２４】
（１０） 当該超音波生体組織評価装置の校正結果を記憶する記憶手段を有する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２５】
（１１） 当該超音波生体組織評価装置の校正結果は、温度の関数である上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２６】
（１２） 当該超音波生体組織評価装置によりテスト用の被測定部を測定して該超音波生体組織評価装置の校正を行うよう構成されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の超音波生体組織評価装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の加熱冷却部を示す斜視図、図３は、図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の回路構成を示すブロック図、図４は、図１に示す超音波骨評価装置の装置本体の回路構成を示すブロック図である。
【００２９】
これらの図に示す超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、被験者の踵（かかと）の部分（被検体）に対して超音波の送受信を行い、踵骨（生体組織）を伝搬（通過）する超音波の音速および減衰度合いを測定し、その測定値に基づいて骨評価（生体組織の評価）を行うものである。
【００３０】
図１に示すように、超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、装置本体４と、この装置本体４に対して着脱自在に装着され、装置本体４の底面を除く上面および側面の全体を覆うカバーの役割をも果たす温度制御装置（温度調節手段）７６とを有している。
【００３１】
図１は、超音波骨評価装置２の装置本体４に、その校正（品質管理）に用いるテスト用のファントム（被測定部）８０を装着した状態を示す。
【００３２】
ファントム８０は、中実の直方体形状をなしている。このファントム８０の構成材料としては、例えば、アクリル樹脂等の各種樹脂等が挙げられる。
【００３３】
超音波骨評価装置２の装置本体４は、前述したように、被測定者の踵の部分（被検体）に対して超音波の送受信を行い、踵骨（生体組織）を伝搬（通過）する超音波の音速および減衰度合いを測定し、その測定値に基づいて骨評価（生体組織の評価）を行うものである。
【００３４】
装置本体４は、筺体４０を有し、この筺体４０の図１中上面には、被測定者の足を載置するための載置台４２が傾斜した状態で設置されている。
【００３５】
この載置台４２の手前側の筺体突出部７８の両側面には、超音波を送受信するための一対の振動子（測定部）４４が設置されている。
【００３６】
また、筺体４０の図１中上面には、一対の振動子４４の間の間隔を調整するためのハンドル４６が設置されている。
【００３７】
また、図４に示すように、装置本体４は、送信用の振動子４４に接続された送信ユニット５８と、受信用の振動子４４に接続された受信ユニット６０と、ＭＰＵ部６２と、校正結果等が記憶される記憶部（記憶手段）６４と、装置本体２を操作する操作部６５と、電源スイッチ６８を介して電源ケーブル７０に接続された電源部７２とを有している。なお、図示を省略しているが、電源部７２からは、装置本体４を構成する各部位に電力が供給される。
【００３８】
装置本体４のＭＰＵ部６２には、送信ユニット５８、受信ユニット６０、記憶部６４および操作部６５が接続されている。
【００３９】
図１に示すように、温度制御装置７６は、図１中下側が開放された中空の直方体形状のカバー部材（蓋部材）８２を有している。
【００４０】
このカバー部材８２の図１中上面の表面側にはコントローラ８４が設置され、カバー部材８２の上面の裏面側には加熱冷却部８６が設置されている。この温度制御装置７６を装置本体４の図１中上面側に覆い被せることにより、装置本体４の上面および側面全体が温度制御装置７６によって覆われる。
【００４１】
コントローラ８４は、中空の直方体形状の筺体（ケーシング）８５を有し、その筺体８５の図１中上面には、電源スイッチ２６および準備完了ランプ（報知手段）２８が設置されている。また、コントローラ８４には電源ケーブル３０が接続されている。
【００４２】
また、筺体８５には、赤外線温度センサー（温度検出手段）８が温度制御装置７６のカバー部材８２の内部へ突出するように設置されており、この赤外線温度センサー８８により、温度制御装置７６によって覆われた部分（カバー部材８２内部）の温度、すなわち、一対の振動子４４の周囲の温度やファントム８０の温度を非接触で測定（検出）できるようになっている。
【００４３】
図２に示すように、加熱冷却部８６は、直方体形状のヒートシンク９０を主体とするものであり、そのヒートシンク９０の図２中上面（フィンがない側の面）にはペルチェ素子（加熱手段および冷却手段）９２が貼り付けられている。
【００４４】
また、ヒートシンク９０の側面には、ヒートシンク９０のフィンに向って送風するファン９４が設置されている。
【００４５】
図１に示すように、加熱冷却部８６のヒートシンク９０は、カバー部材８２の内部側に配置され、ペルチェ素子９２が貼り付けられた加熱冷却部８６の上面全面が温度制御装置７６の外側に露出している。
【００４６】
また、図３に示すように、コントローラ８４は、電源スイッチ２６を介して電源ケーブル３０に接続された電源部３２と、ペルチェ素子１８を制御するペルチェ素子ドライブ部３４と、赤外線温度センサー８８を制御する温度センサードライブ部９６と、制御部３６とを有している。
【００４７】
コントローラ８４の制御部３６には、準備完了ランプ２８、ペルチェ素子ドライブ部３４、ファン９４および温度センサードライブ部９６が接続されている。ペルチェ素子９２は、コントローラ８４のペルチェ素子ドライブ部３４に接続され、赤外線温度センサー８８は、コントローラ８４の温度センサードライブ部９６に接続されている。なお、図示を省略しているが、電源部３２からは、温度制御装置７６を構成する各部位に電力が供給される。
【００４８】
電源スイッチ２６をオンにすると、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度情報が赤外線温度センサー８８から温度センサードライブ部９６を介して制御部３６に供給される。
【００４９】
制御部３６は、入力された温度情報に基づいて、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度となるように加熱冷却部８６のファン９４およびペルチェ素子ドライブ部３４を制御する。ペルチェ素子１８は、ペルチェ素子ドライブ部３４の制御により、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を加熱または冷却するよう作用し、その結果、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度となる。
【００５０】
すなわち、赤外線温度センサー８８から供給される温度情報が規定温度よりも低い温度であれば、制御部３６は、ペルチェ素子ドライブ部３４を介して、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を加熱するようにペルチェ素子９２を制御する。これに対し、赤外線温度センサー８８から供給される温度情報が規定温度よりも高い温度であれば、制御部３６は、ペルチェ素子ドライブ部３４を介して、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を冷却するようにペルチェ素子９２を制御するとともに、ファン９４を作動させる。
【００５１】
以上のようにして、制御部３６により、ペルチェ素子９２およびファン９４を制御し、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を加熱または冷却して、赤外線温度センサー８８から供給される温度情報が規定温度になると、制御部３６の制御により準備完了ランプ２８が点灯される。これにより、使用者は、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度、すなわち、ファントム８０、一対の振動子４４およびその周囲の温度が規定温度になり、準備が完了したことを把握することができる。
【００５２】
次に、超音波骨評価装置２の作用（使用方法）について説明する。
まず、ファントム８０のテスト測定の場合について説明する。
【００５３】
図１に示すように、まず、一対の振動子４４の間にファントム８０を位置させ、ハンドル４６を回して、一対の振動子４４でファントム８０を挟持する。
【００５４】
次に、装置本体４に温度制御装置７６を装着し、その温度制御装置７６で装置本体４を覆う。
【００５５】
次に、この状態で温度制御装置７６および装置本体４の電源を入れる。温度制御装置７６の電源を入れると、前述のように、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になるように制御され、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になると、準備完了ランプ２８が点灯する。
【００５６】
準備完了ランプ２８が点灯した後、操作部６５を操作してテスト測定を行う。
この場合、送信側の振動子４４から超音波パルス（送信波）が送出され、その超音波パルスは、被測定部１２を通過した後、受信側の振動子４４で受信される。
【００５７】
受信側の振動子４４で受信された信号は、ＭＰＵ６２へ送信される。そしてＭＰＵ６２は、この受信された信号に基づいて超音波の伝搬時間や減衰度合い等の測定値を算出する。
【００５８】
さらに、ＭＰＵ６２は、別途に求められたファントム８０の幅（両振動子４４、４４間の距離）をも利用して所定の演算を行い、ファントム８０内を伝搬した超音波の音速を算出する。
【００５９】
装置本体４は、このようにして、ファントム８０内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いを測定する。これにより、テストデータが得られる。
【００６０】
一方、ファントム８０の温度が規定温度のときの超音波の音速および減衰度合いは、既知であるので、これらの既知のデータ（固有値）（以下、「規定データ」と言う）と、前記テストデータとを比較することにより、装置本体４の測定結果の正確性を判断することができ、また、測定結果に誤差が含まれていると判断された場合、規定データとテストデータとに基づいて、装置本体４の校正を行うこともできる。
【００６１】
前記校正結果（例えば、誤差補正関数等）は、記憶部６４に記憶され、被測定者の踵骨の測定の際に、利用される。これにより、被測定者の測定、評価を正確に行うことができる。
【００６２】
この超音波骨評価装置２では、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が常に規定温度に保持されているので、超音波骨評価装置２の測定結果の正確性について高い精度で判定することができ、超音波骨評価装置２の校正を行う場合には、その校正を適正かつ正確に行うことができる。
【００６３】
特に、ファントム８０のみならず装置本体４全体が規定温度に保たれているため、装置本体４自体の温度変動要因も規定温度のときの状態に固定して評価することができる。
【００６４】
また、温度制御装置７６が、装置本体４全体を簡単に覆うことができるカバー態様であるため、容易に取り扱うことができる。
【００６５】
なお、赤外線温度センサー８８は、ファントム８０の温度を測定するようにしてもよいし、超音波骨評価装置２の他の箇所の温度を測定するようにしてもよい。
【００６６】
また、赤外線温度センサー８８は、複数の位置の温度を測定するようにしてもよい。
【００６７】
また、テストデータを収集するためにファントム８０を使用しているが、ファントム８０を使用せずに、一対の振動子４４同士を接触させた状態でテストデータを収集して、超音波骨評価装置２の品質管理や校正を行うようにしてもよい。
【００６８】
次に、被測定者の踵骨の状態の測定（検査）の場合について説明する。
まず、一対の振動子４４の間の載置台４２の上に被測定者の足を載置し、ハンドル４６を操作して、一対の振動子４４の先端を被測定者の足の踵部に当接させる。
【００６９】
次いで、操作部６５を操作して測定を行う。
この場合、送信側の振動子４４から超音波パルス（送信波）が送出され、その超音波パルスは、被測定者の踵部を通過した後、受信側の振動子４４で受信される。
【００７０】
受信側の振動子４４で受信された信号は、ＭＰＵ６２へ送信される。そしてＭＰＵ６２は、この受信された信号に基づいて超音波の伝搬時間や減衰度合い等の測定値を算出する。
【００７１】
さらに、ＭＰＵ６２は、別途に求められた踵部の幅（両振動子４４、４４間の距離）をも利用して所定の演算を行い、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速を算出する。
【００７２】
装置本体４は、このようにして、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いを測定する。この音速が速いほど、骨密度が高いと考えられる。
また、減衰度合いによって、骨量の多少が推定できる。
【００７３】
すなわち、装置本体４は、音速および減衰度合いの測定値（測定データ）を評価指標として、被験者の骨評価を行う。
【００７４】
また、評価指標とするものは、音速または減衰度合いの測定値そのものに限らず、音速の測定値と減衰度合いの測定値とに対して所定の演算を施して得られた演算値であってもよい。このような演算値によれば、音響的に骨を診た場合の総合的な評価指標が得られる。
【００７５】
次に、本発明の超音波生体評価装置の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第２実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【００７６】
以下、第２実施形態の超音波骨評価装置２について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７７】
同図に示す超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、テストデータを使用して自動的に、その装置本体４の校正を行うものであり、さらに、パーソナルコンピューター（以下、パソコンという）５０を有している。なお、本発明では、パソコン５０に限らず、同等の機能を備える他の制御手段を用いてもよい。
【００７８】
第２実施形態における温度制御装置７６のコントローラ８４は、ＭＰＵ部５２およびインターフェース部５６で構成された制御部３６を有している。
【００７９】
コントローラ１４のＭＰＵ部５２には、ファン９４、温度センサードライブ部９６、準備完了ランプ２８、ペルチェ素子ドライブ部３４およびインターフェース部５６が接続されている。
【００８０】
また、第２実施形態における装置本体４は、ＭＰＵ部６２に接続されたインターフェース部６６を有している。
【００８１】
また、温度制御装置７６は、インターフェース部５６を介して、装置本体４は、インターフェース部６６を介して、いずれもパソコン５０に接続されている。
【００８２】
次に、第２実施形態の超音波骨評価装置２の作用（使用方法）について説明する。
【００８３】
まず、装置本体４の校正を行う場合について説明する。
図１に示すように、まず、一対の振動子４４の間にファントム８０を位置させ、ハンドル４６を回して、一対の振動子４４でファントム８０を挟持する。
【００８４】
次に、装置本体４に温度制御装置７６を装着し、その温度制御装置７６で装置本体４を覆う。
【００８５】
次に、この状態で温度制御装置７６および装置本体４の電源を入れ、パソコン５０からコントローラ８４へ校正開始の指示を与える。これにより、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になるように制御される。
【００８６】
温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になると、準備完了ランプ２８が点灯するとともに、コントローラ８４のＭＰＵ部５２からインターフェース部５６を介して、パソコン５０へ準備完了を示す信号が送信される。
【００８７】
パソコン５０は、コントローラ８４から準備完了の信号を受け取ると、装置本体４に対して、ファントム８０のテスト測定開始の指示を与える。
【００８８】
装置本体４では、パソコン５０からのテスト測定開始の指示を受け取ると、前述したように、ファントム８０が測定され、得られた超音波の音速や減衰度合いのテストデータは、ＭＰＵ部６２からインターフェース部６６を介してパソコン５０へ送信される。
【００８９】
パソコン５０では、装置本体４からテストデータを受け取ると、ファントム８０の温度がこの規定温度のときにファントム８０を測定して得られるべき超音波の音速および減衰度合い等の規定データ（被測定部１２に関する固有値）と、装置本体４から送信されたテストデータとが比較され、その差を補正（是正）するための誤差補正関数が作成される。パソコン５０で作成された誤差補正関数は、校正結果として、装置本体４へ送信され、そのインターフェース部６６およびＭＰＵ部６２を介して記憶部６４に記憶される。
【００９０】
次に、被測定者の踵骨の状態の測定（検査）の場合について説明する。
装置本体４では、前述した第１実施形態の場合と同じようにして、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いの測定値（測定データ）を得た後、記憶部６４に記憶されている誤差補正関数を使用して、測定値が補正され、その補正後の測定値を評価指標として、被験者の骨評価を行う。
【００９１】
この第２実施形態の超音波骨評価装置２によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この超音波骨評価装置２では、校正の際の操作が容易である。
【００９２】
なお、赤外線温度センサー８８は、ファントム８０の温度を測定するようにしてもよいし、超音波骨評価装置２の他の箇所の温度を測定するようにしてもよい。
【００９３】
また、赤外線温度センサー８８は、複数の位置の温度を測定するようにしてもよい。
【００９４】
また、テストデータを収集するためにファントム８０を使用しているが、ファントム８０を使用せずに、一対の振動子４４同士を接触させた状態でテストデータを収集して、超音波骨評価装置２の品質管理や校正を行うようにしてもよい。
【００９５】
次に、本発明の超音波生体評価装置の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第３実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【００９６】
以下、第３実施形態の超音波骨評価装置２について、前述した第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９７】
同図に示す超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、前述した第２実施形態において、温度制御装置７６により、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度を複数の規定温度に調節し、校正を行い、温度の関数としての誤差補正関数を作成するように構成されている。
【００９８】
第３実施形態における装置本体４は、その周辺温度や特定部分の温度を測定する温度センサー１０２を有している。この温度センサー１０２は、ＭＰＵ部６２に接続されている。
【００９９】
次に、第３実施形態の超音波骨評価装置２の作用（使用方法）について説明する。
【０１００】
まず、装置本体４の校正を行う場合について説明する。
まず、ハンドル４６を回して、一対の振動子４４同士を接触させ、装置本体４に温度制御装置７６を装着し、その温度制御装置７６で装置本体４を覆う。
【０１０１】
次に、この状態で温度制御装置７６および装置本体４の電源を入れ、校正開始の指示を与えると、パソコン５０により、図７に示すフローチャートに従って、１０〜４０℃の間で５℃ずつ規定温度を変化させて、各規定温度でのバックグランド関数が算出される。
【０１０２】
すなわち、図７のフローチャートに示すように、まず、規定温度ｔを１０℃に設定する（ステップＳ１）。
【０１０３】
次いで、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃になるように調節（制御）する（ステップＳ２）。
【０１０４】
次いで、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【０１０５】
ステップＳ３において、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃であると判断した場合には、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃に制御され、装置本体４の一対の振動子４４同士が接触された状態で、超音波の送受信を行ってテストデータを収集する（ステップＳ４）。
【０１０６】
次いで、パソコン５０の図示しない記憶部に、温度がｔ℃の状態での超音波の音速および減衰度合いのバックグランドを記憶する（ステップＳ５）。
【０１０７】
次いで、規定温度ｔが４０℃であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
ステップＳ６において、規定温度ｔが４０℃ではないと判断した場合には、規定温度ｔを５℃増大させ（ｔ＝ｔ＋５℃）（ステップＳ７）、前記ステップＳ２に戻り、再度、ステップＳ２以降を実行する。
【０１０８】
そして、ステップＳ６において、規定温度ｔが４０℃であると判断した場合、すなわち、規定温度ｔ＝４０℃でのテストデータの収集、バックグランドの記憶が終了すると、各規定温度での超音波の音速および減衰度合いのバックグランド関数を作成する（ステップＳ８）。
【０１０９】
次いで、装置本体４の記憶部６４にバックグランド関数を記憶する（ステップＳ９）。
以上で、装置本体４の校正を終了する。
【０１１０】
次に、被測定者の踵骨の状態の測定（検査）の場合について説明する。
装置本体４では、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いの測定値（測定データ）を得た後、装置本体４の温度センサー１０２からの温度情報に基づいて、記憶部６４に記憶されているバックグランド関数を使用して、測定値が補正され、その補正後の測定値を評価指標として、被験者の骨評価を行う。
【０１１１】
このように第５実施形態の超音波骨評価装置２では、被測定者の測定の際、装置本体４の周辺温度が変化したとしても、これに起因する誤差要因を排除することができ、正確に、被験者の骨評価を行うことができる。
【０１１２】
また、この第３実施形態の超音波骨評価装置２によれば、前述した第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１３】
なお、この第３実施形態ではファントムを使用していないが、これに限定されず、ファントムを使用してもよい。
【０１１４】
以上、本発明を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１１５】
例えば、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０１１６】
また、本発明の超音波生体組織評価装置は、前述した骨評価を行う超音波骨評価装置に限らず、骨以外の生体組織の評価を行う装置に適用してもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波生体組織評価装置の測定部の周囲の温度が常に規定温度に保持されているので、超音波生体組織評価装置による被測定者の生体組織の測定結果の正確性について高い精度で判定することでき、また、超音波生体組織評価装置の校正を高い精度で行うことができる。すなわち、超音波生体組織評価装置の品質管理を高い精度で行うことができる。
【０１１８】
また、超音波生体組織評価装置の測定部の周囲の温度が規定温度である場合に校正を開始するよう構成されている場合には、使用者の手を煩わせることなく、超音波生体組織評価装置の校正を高い精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の加熱冷却部を示す斜視図である。
【図３】図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す超音波骨評価装置の装置本体の回路構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第２実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第３実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す超音波骨評価装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２ 超音波骨評価装置
４ 装置本体
２６、６８ 電源スイッチ
２８ 準備完了ランプ
３０、７０ 電源ケーブル
３２、７２ 電源部
３４ ペルチェ素子ドライブ部
３６ 制御部
４２ 載置台
４４ 振動子
４６ ハンドル
５０ パーソナルコンピューター
５２、６２ ＭＰＵ部
５４、６４ 記憶部
５６、６６ インターフェース部
５８ 送信ユニット
６０ 受信ユニット
６５ 操作部
７６ 温度制御装置
７８ 筺体突出部
８０ ファントム
８２ カバー部材
８４ コントローラ
８５ 筺体
８６ 加熱冷却部
８８ 赤外線温度センサー
９０ ヒートシンク
９２ ペルチェ素子
９４ ファン
９６ 温度センサードライブ部
１０２ 温度センサー
Ｓ１〜Ｓ９ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波により生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
超音波生体組織評価装置として、例えば人間の踵骨を関心部位とした超音波骨評価装置等が知られている。この超音波骨評価装置では、人間の踵骨に対して超音波を照射し、骨を通過した超音波の音速や減衰度合いの測定値を骨の健常さの評価値としている。
【０００３】
しかしながら、超音波骨評価装置では、各計測機構の経時変化等により測定結果に誤差が生じる可能性がある。
【０００４】
このため、被測定者を測定する前に、測定結果に誤差が生じていないかをチェックしたり、誤差が生じている場合には、誤差を修正するように校正が行われている。
【０００５】
このような超音波骨評価装置の品質管理や校正には、通常、ファントムと呼ばれるテスト用の被測定部材が用いられ、このファントムに対して測定を行う。
【０００６】
しかしながら、どのような構成材料で形成されたファントムであっても、その温度が変化すると、超音波の音速や減衰度合いが変化してしまうという問題がある。
【０００７】
例えば、ファントムをアクリル樹脂で形成した場合、その温度が１０℃の時と４０℃の時とでは、超音波の音速が８０ｍ／ｓも異なる。これは、アクリル樹脂を通過する超音波の音速が約２７００ｍ／ｓ程度であるとすると、約３％の誤差となる。
【０００８】
また、超音波の減衰度合いについても、音速ほどではないにしろ、温度差による誤差が生じる。
【０００９】
従来の超音波骨評価装置では、ファントムを用いてその品質管理や校正を行う場合、前記温度変化によるファントムの特性変化をやむを得ないものとして扱っており、このことは、超音波骨評価装置の測定精度の向上を阻害する要因の１つとなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、品質管理や校正の精度を向上させることができる超音波生体組織評価装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
【００１２】
（１） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記測定部の周囲を加熱する加熱手段と、前記測定部の周囲を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする超音波生体組織評価装置。
【００１３】
（２） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、テスト用の被測定部を前記測定部に装着した状態で、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記測定部の周囲を加熱する加熱手段と、前記測定部の周囲を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする超音波生体組織評価装置。
（３） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられたぺルチェ素子とを有し、該ぺルチェ素子により、前記測定部の周囲を加熱または冷却するよう構成されていることを特徴とする超音波生体組織評価装置。
（４） 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、テスト用の被測定部を前記測定部に装着した状態で、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられたぺルチェ素子とを有し、該ぺルチェ素子により、前記測定部の周囲を加熱または冷却するよう構成されていることを特徴とする超音波生体組織評価装置。
【００１９】
（５） 前記測定部の周囲の温度を検出する温度検出手段を有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２０】
（６） 前記測定部の周囲の温度が規定温度である場合、その旨を報知する報知手段を有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２１】
（７） 当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が規定温度である場合に、前記校正を開始するよう構成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２２】
（８） 前記測定部の周囲の温度が規定温度のときの固有値と、当該超音波生体組織評価装置により測定された測定値とに基づいて、該超音波生体組織評価装置の校正を行うよう構成されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２３】
（９） 前記固有値は、超音波の音速および／または減衰度合いに対応する値である上記（８）に記載の超音波生体組織評価装置。
【００２４】
（１０） 当該超音波生体組織評価装置の校正結果を記憶する記憶手段を有する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２５】
（１１） 当該超音波生体組織評価装置の校正結果は、温度の関数である上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２６】
（１２） 当該超音波生体組織評価装置によりテスト用の被測定部を測定して該超音波生体組織評価装置の校正を行うよう構成されている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の超音波生体組織評価装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の加熱冷却部を示す斜視図、図３は、図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の回路構成を示すブロック図、図４は、図１に示す超音波骨評価装置の装置本体の回路構成を示すブロック図である。
【００２９】
これらの図に示す超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、被験者の踵（かかと）の部分（被検体）に対して超音波の送受信を行い、踵骨（生体組織）を伝搬（通過）する超音波の音速および減衰度合いを測定し、その測定値に基づいて骨評価（生体組織の評価）を行うものである。
【００３０】
図１に示すように、超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、装置本体４と、この装置本体４に対して着脱自在に装着され、装置本体４の底面を除く上面および側面の全体を覆うカバーの役割をも果たす温度制御装置（温度調節手段）７６とを有している。
【００３１】
図１は、超音波骨評価装置２の装置本体４に、その校正（品質管理）に用いるテスト用のファントム（被測定部）８０を装着した状態を示す。
【００３２】
ファントム８０は、中実の直方体形状をなしている。このファントム８０の構成材料としては、例えば、アクリル樹脂等の各種樹脂等が挙げられる。
【００３３】
超音波骨評価装置２の装置本体４は、前述したように、被測定者の踵の部分（被検体）に対して超音波の送受信を行い、踵骨（生体組織）を伝搬（通過）する超音波の音速および減衰度合いを測定し、その測定値に基づいて骨評価（生体組織の評価）を行うものである。
【００３４】
装置本体４は、筺体４０を有し、この筺体４０の図１中上面には、被測定者の足を載置するための載置台４２が傾斜した状態で設置されている。
【００３５】
この載置台４２の手前側の筺体突出部７８の両側面には、超音波を送受信するための一対の振動子（測定部）４４が設置されている。
【００３６】
また、筺体４０の図１中上面には、一対の振動子４４の間の間隔を調整するためのハンドル４６が設置されている。
【００３７】
また、図４に示すように、装置本体４は、送信用の振動子４４に接続された送信ユニット５８と、受信用の振動子４４に接続された受信ユニット６０と、ＭＰＵ部６２と、校正結果等が記憶される記憶部（記憶手段）６４と、装置本体２を操作する操作部６５と、電源スイッチ６８を介して電源ケーブル７０に接続された電源部７２とを有している。なお、図示を省略しているが、電源部７２からは、装置本体４を構成する各部位に電力が供給される。
【００３８】
装置本体４のＭＰＵ部６２には、送信ユニット５８、受信ユニット６０、記憶部６４および操作部６５が接続されている。
【００３９】
図１に示すように、温度制御装置７６は、図１中下側が開放された中空の直方体形状のカバー部材（蓋部材）８２を有している。
【００４０】
このカバー部材８２の図１中上面の表面側にはコントローラ８４が設置され、カバー部材８２の上面の裏面側には加熱冷却部８６が設置されている。この温度制御装置７６を装置本体４の図１中上面側に覆い被せることにより、装置本体４の上面および側面全体が温度制御装置７６によって覆われる。
【００４１】
コントローラ８４は、中空の直方体形状の筺体（ケーシング）８５を有し、その筺体８５の図１中上面には、電源スイッチ２６および準備完了ランプ（報知手段）２８が設置されている。また、コントローラ８４には電源ケーブル３０が接続されている。
【００４２】
また、筺体８５には、赤外線温度センサー（温度検出手段）８が温度制御装置７６のカバー部材８２の内部へ突出するように設置されており、この赤外線温度センサー８８により、温度制御装置７６によって覆われた部分（カバー部材８２内部）の温度、すなわち、一対の振動子４４の周囲の温度やファントム８０の温度を非接触で測定（検出）できるようになっている。
【００４３】
図２に示すように、加熱冷却部８６は、直方体形状のヒートシンク９０を主体とするものであり、そのヒートシンク９０の図２中上面（フィンがない側の面）にはペルチェ素子（加熱手段および冷却手段）９２が貼り付けられている。
【００４４】
また、ヒートシンク９０の側面には、ヒートシンク９０のフィンに向って送風するファン９４が設置されている。
【００４５】
図１に示すように、加熱冷却部８６のヒートシンク９０は、カバー部材８２の内部側に配置され、ペルチェ素子９２が貼り付けられた加熱冷却部８６の上面全面が温度制御装置７６の外側に露出している。
【００４６】
また、図３に示すように、コントローラ８４は、電源スイッチ２６を介して電源ケーブル３０に接続された電源部３２と、ペルチェ素子１８を制御するペルチェ素子ドライブ部３４と、赤外線温度センサー８８を制御する温度センサードライブ部９６と、制御部３６とを有している。
【００４７】
コントローラ８４の制御部３６には、準備完了ランプ２８、ペルチェ素子ドライブ部３４、ファン９４および温度センサードライブ部９６が接続されている。ペルチェ素子９２は、コントローラ８４のペルチェ素子ドライブ部３４に接続され、赤外線温度センサー８８は、コントローラ８４の温度センサードライブ部９６に接続されている。なお、図示を省略しているが、電源部３２からは、温度制御装置７６を構成する各部位に電力が供給される。
【００４８】
電源スイッチ２６をオンにすると、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度情報が赤外線温度センサー８８から温度センサードライブ部９６を介して制御部３６に供給される。
【００４９】
制御部３６は、入力された温度情報に基づいて、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度となるように加熱冷却部８６のファン９４およびペルチェ素子ドライブ部３４を制御する。ペルチェ素子１８は、ペルチェ素子ドライブ部３４の制御により、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を加熱または冷却するよう作用し、その結果、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度となる。
【００５０】
すなわち、赤外線温度センサー８８から供給される温度情報が規定温度よりも低い温度であれば、制御部３６は、ペルチェ素子ドライブ部３４を介して、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を加熱するようにペルチェ素子９２を制御する。これに対し、赤外線温度センサー８８から供給される温度情報が規定温度よりも高い温度であれば、制御部３６は、ペルチェ素子ドライブ部３４を介して、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を冷却するようにペルチェ素子９２を制御するとともに、ファン９４を作動させる。
【００５１】
以上のようにして、制御部３６により、ペルチェ素子９２およびファン９４を制御し、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部を加熱または冷却して、赤外線温度センサー８８から供給される温度情報が規定温度になると、制御部３６の制御により準備完了ランプ２８が点灯される。これにより、使用者は、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度、すなわち、ファントム８０、一対の振動子４４およびその周囲の温度が規定温度になり、準備が完了したことを把握することができる。
【００５２】
次に、超音波骨評価装置２の作用（使用方法）について説明する。
まず、ファントム８０のテスト測定の場合について説明する。
【００５３】
図１に示すように、まず、一対の振動子４４の間にファントム８０を位置させ、ハンドル４６を回して、一対の振動子４４でファントム８０を挟持する。
【００５４】
次に、装置本体４に温度制御装置７６を装着し、その温度制御装置７６で装置本体４を覆う。
【００５５】
次に、この状態で温度制御装置７６および装置本体４の電源を入れる。温度制御装置７６の電源を入れると、前述のように、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になるように制御され、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になると、準備完了ランプ２８が点灯する。
【００５６】
準備完了ランプ２８が点灯した後、操作部６５を操作してテスト測定を行う。
この場合、送信側の振動子４４から超音波パルス（送信波）が送出され、その超音波パルスは、被測定部１２を通過した後、受信側の振動子４４で受信される。
【００５７】
受信側の振動子４４で受信された信号は、ＭＰＵ６２へ送信される。そしてＭＰＵ６２は、この受信された信号に基づいて超音波の伝搬時間や減衰度合い等の測定値を算出する。
【００５８】
さらに、ＭＰＵ６２は、別途に求められたファントム８０の幅（両振動子４４、４４間の距離）をも利用して所定の演算を行い、ファントム８０内を伝搬した超音波の音速を算出する。
【００５９】
装置本体４は、このようにして、ファントム８０内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いを測定する。これにより、テストデータが得られる。
【００６０】
一方、ファントム８０の温度が規定温度のときの超音波の音速および減衰度合いは、既知であるので、これらの既知のデータ（固有値）（以下、「規定データ」と言う）と、前記テストデータとを比較することにより、装置本体４の測定結果の正確性を判断することができ、また、測定結果に誤差が含まれていると判断された場合、規定データとテストデータとに基づいて、装置本体４の校正を行うこともできる。
【００６１】
前記校正結果（例えば、誤差補正関数等）は、記憶部６４に記憶され、被測定者の踵骨の測定の際に、利用される。これにより、被測定者の測定、評価を正確に行うことができる。
【００６２】
この超音波骨評価装置２では、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が常に規定温度に保持されているので、超音波骨評価装置２の測定結果の正確性について高い精度で判定することができ、超音波骨評価装置２の校正を行う場合には、その校正を適正かつ正確に行うことができる。
【００６３】
特に、ファントム８０のみならず装置本体４全体が規定温度に保たれているため、装置本体４自体の温度変動要因も規定温度のときの状態に固定して評価することができる。
【００６４】
また、温度制御装置７６が、装置本体４全体を簡単に覆うことができるカバー態様であるため、容易に取り扱うことができる。
【００６５】
なお、赤外線温度センサー８８は、ファントム８０の温度を測定するようにしてもよいし、超音波骨評価装置２の他の箇所の温度を測定するようにしてもよい。
【００６６】
また、赤外線温度センサー８８は、複数の位置の温度を測定するようにしてもよい。
【００６７】
また、テストデータを収集するためにファントム８０を使用しているが、ファントム８０を使用せずに、一対の振動子４４同士を接触させた状態でテストデータを収集して、超音波骨評価装置２の品質管理や校正を行うようにしてもよい。
【００６８】
次に、被測定者の踵骨の状態の測定（検査）の場合について説明する。
まず、一対の振動子４４の間の載置台４２の上に被測定者の足を載置し、ハンドル４６を操作して、一対の振動子４４の先端を被測定者の足の踵部に当接させる。
【００６９】
次いで、操作部６５を操作して測定を行う。
この場合、送信側の振動子４４から超音波パルス（送信波）が送出され、その超音波パルスは、被測定者の踵部を通過した後、受信側の振動子４４で受信される。
【００７０】
受信側の振動子４４で受信された信号は、ＭＰＵ６２へ送信される。そしてＭＰＵ６２は、この受信された信号に基づいて超音波の伝搬時間や減衰度合い等の測定値を算出する。
【００７１】
さらに、ＭＰＵ６２は、別途に求められた踵部の幅（両振動子４４、４４間の距離）をも利用して所定の演算を行い、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速を算出する。
【００７２】
装置本体４は、このようにして、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いを測定する。この音速が速いほど、骨密度が高いと考えられる。
また、減衰度合いによって、骨量の多少が推定できる。
【００７３】
すなわち、装置本体４は、音速および減衰度合いの測定値（測定データ）を評価指標として、被験者の骨評価を行う。
【００７４】
また、評価指標とするものは、音速または減衰度合いの測定値そのものに限らず、音速の測定値と減衰度合いの測定値とに対して所定の演算を施して得られた演算値であってもよい。このような演算値によれば、音響的に骨を診た場合の総合的な評価指標が得られる。
【００７５】
次に、本発明の超音波生体評価装置の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第２実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【００７６】
以下、第２実施形態の超音波骨評価装置２について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７７】
同図に示す超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、テストデータを使用して自動的に、その装置本体４の校正を行うものであり、さらに、パーソナルコンピューター（以下、パソコンという）５０を有している。なお、本発明では、パソコン５０に限らず、同等の機能を備える他の制御手段を用いてもよい。
【００７８】
第２実施形態における温度制御装置７６のコントローラ８４は、ＭＰＵ部５２およびインターフェース部５６で構成された制御部３６を有している。
【００７９】
コントローラ１４のＭＰＵ部５２には、ファン９４、温度センサードライブ部９６、準備完了ランプ２８、ペルチェ素子ドライブ部３４およびインターフェース部５６が接続されている。
【００８０】
また、第２実施形態における装置本体４は、ＭＰＵ部６２に接続されたインターフェース部６６を有している。
【００８１】
また、温度制御装置７６は、インターフェース部５６を介して、装置本体４は、インターフェース部６６を介して、いずれもパソコン５０に接続されている。
【００８２】
次に、第２実施形態の超音波骨評価装置２の作用（使用方法）について説明する。
【００８３】
まず、装置本体４の校正を行う場合について説明する。
図１に示すように、まず、一対の振動子４４の間にファントム８０を位置させ、ハンドル４６を回して、一対の振動子４４でファントム８０を挟持する。
【００８４】
次に、装置本体４に温度制御装置７６を装着し、その温度制御装置７６で装置本体４を覆う。
【００８５】
次に、この状態で温度制御装置７６および装置本体４の電源を入れ、パソコン５０からコントローラ８４へ校正開始の指示を与える。これにより、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になるように制御される。
【００８６】
温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度が規定温度になると、準備完了ランプ２８が点灯するとともに、コントローラ８４のＭＰＵ部５２からインターフェース部５６を介して、パソコン５０へ準備完了を示す信号が送信される。
【００８７】
パソコン５０は、コントローラ８４から準備完了の信号を受け取ると、装置本体４に対して、ファントム８０のテスト測定開始の指示を与える。
【００８８】
装置本体４では、パソコン５０からのテスト測定開始の指示を受け取ると、前述したように、ファントム８０が測定され、得られた超音波の音速や減衰度合いのテストデータは、ＭＰＵ部６２からインターフェース部６６を介してパソコン５０へ送信される。
【００８９】
パソコン５０では、装置本体４からテストデータを受け取ると、ファントム８０の温度がこの規定温度のときにファントム８０を測定して得られるべき超音波の音速および減衰度合い等の規定データ（被測定部１２に関する固有値）と、装置本体４から送信されたテストデータとが比較され、その差を補正（是正）するための誤差補正関数が作成される。パソコン５０で作成された誤差補正関数は、校正結果として、装置本体４へ送信され、そのインターフェース部６６およびＭＰＵ部６２を介して記憶部６４に記憶される。
【００９０】
次に、被測定者の踵骨の状態の測定（検査）の場合について説明する。
装置本体４では、前述した第１実施形態の場合と同じようにして、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いの測定値（測定データ）を得た後、記憶部６４に記憶されている誤差補正関数を使用して、測定値が補正され、その補正後の測定値を評価指標として、被験者の骨評価を行う。
【００９１】
この第２実施形態の超音波骨評価装置２によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
そして、この超音波骨評価装置２では、校正の際の操作が容易である。
【００９２】
なお、赤外線温度センサー８８は、ファントム８０の温度を測定するようにしてもよいし、超音波骨評価装置２の他の箇所の温度を測定するようにしてもよい。
【００９３】
また、赤外線温度センサー８８は、複数の位置の温度を測定するようにしてもよい。
【００９４】
また、テストデータを収集するためにファントム８０を使用しているが、ファントム８０を使用せずに、一対の振動子４４同士を接触させた状態でテストデータを収集して、超音波骨評価装置２の品質管理や校正を行うようにしてもよい。
【００９５】
次に、本発明の超音波生体評価装置の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第３実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【００９６】
以下、第３実施形態の超音波骨評価装置２について、前述した第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９７】
同図に示す超音波骨評価装置（超音波生体組織評価装置）２は、前述した第２実施形態において、温度制御装置７６により、温度制御装置７６のカバー部材８２の内部の温度を複数の規定温度に調節し、校正を行い、温度の関数としての誤差補正関数を作成するように構成されている。
【００９８】
第３実施形態における装置本体４は、その周辺温度や特定部分の温度を測定する温度センサー１０２を有している。この温度センサー１０２は、ＭＰＵ部６２に接続されている。
【００９９】
次に、第３実施形態の超音波骨評価装置２の作用（使用方法）について説明する。
【０１００】
まず、装置本体４の校正を行う場合について説明する。
まず、ハンドル４６を回して、一対の振動子４４同士を接触させ、装置本体４に温度制御装置７６を装着し、その温度制御装置７６で装置本体４を覆う。
【０１０１】
次に、この状態で温度制御装置７６および装置本体４の電源を入れ、校正開始の指示を与えると、パソコン５０により、図７に示すフローチャートに従って、１０〜４０℃の間で５℃ずつ規定温度を変化させて、各規定温度でのバックグランド関数が算出される。
【０１０２】
すなわち、図７のフローチャートに示すように、まず、規定温度ｔを１０℃に設定する（ステップＳ１）。
【０１０３】
次いで、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃になるように調節（制御）する（ステップＳ２）。
【０１０４】
次いで、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【０１０５】
ステップＳ３において、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃であると判断した場合には、温度制御装置７６のカバー部材８２内部の温度がｔ℃に制御され、装置本体４の一対の振動子４４同士が接触された状態で、超音波の送受信を行ってテストデータを収集する（ステップＳ４）。
【０１０６】
次いで、パソコン５０の図示しない記憶部に、温度がｔ℃の状態での超音波の音速および減衰度合いのバックグランドを記憶する（ステップＳ５）。
【０１０７】
次いで、規定温度ｔが４０℃であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
ステップＳ６において、規定温度ｔが４０℃ではないと判断した場合には、規定温度ｔを５℃増大させ（ｔ＝ｔ＋５℃）（ステップＳ７）、前記ステップＳ２に戻り、再度、ステップＳ２以降を実行する。
【０１０８】
そして、ステップＳ６において、規定温度ｔが４０℃であると判断した場合、すなわち、規定温度ｔ＝４０℃でのテストデータの収集、バックグランドの記憶が終了すると、各規定温度での超音波の音速および減衰度合いのバックグランド関数を作成する（ステップＳ８）。
【０１０９】
次いで、装置本体４の記憶部６４にバックグランド関数を記憶する（ステップＳ９）。
以上で、装置本体４の校正を終了する。
【０１１０】
次に、被測定者の踵骨の状態の測定（検査）の場合について説明する。
装置本体４では、被測定者の踵部内を伝搬した超音波の音速および減衰度合いの測定値（測定データ）を得た後、装置本体４の温度センサー１０２からの温度情報に基づいて、記憶部６４に記憶されているバックグランド関数を使用して、測定値が補正され、その補正後の測定値を評価指標として、被験者の骨評価を行う。
【０１１１】
このように第５実施形態の超音波骨評価装置２では、被測定者の測定の際、装置本体４の周辺温度が変化したとしても、これに起因する誤差要因を排除することができ、正確に、被験者の骨評価を行うことができる。
【０１１２】
また、この第３実施形態の超音波骨評価装置２によれば、前述した第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１３】
なお、この第３実施形態ではファントムを使用していないが、これに限定されず、ファントムを使用してもよい。
【０１１４】
以上、本発明を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１１５】
例えば、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０１１６】
また、本発明の超音波生体組織評価装置は、前述した骨評価を行う超音波骨評価装置に限らず、骨以外の生体組織の評価を行う装置に適用してもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波生体組織評価装置の測定部の周囲の温度が常に規定温度に保持されているので、超音波生体組織評価装置による被測定者の生体組織の測定結果の正確性について高い精度で判定することでき、また、超音波生体組織評価装置の校正を高い精度で行うことができる。すなわち、超音波生体組織評価装置の品質管理を高い精度で行うことができる。
【０１１８】
また、超音波生体組織評価装置の測定部の周囲の温度が規定温度である場合に校正を開始するよう構成されている場合には、使用者の手を煩わせることなく、超音波生体組織評価装置の校正を高い精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の加熱冷却部を示す斜視図である。
【図３】図１に示す超音波骨評価装置の温度制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す超音波骨評価装置の装置本体の回路構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第２実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の超音波生体組織評価装置を超音波骨評価装置に適用した場合の第３実施形態であって、その回路構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す超音波骨評価装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２ 超音波骨評価装置
４ 装置本体
２６、６８ 電源スイッチ
２８ 準備完了ランプ
３０、７０ 電源ケーブル
３２、７２ 電源部
３４ ペルチェ素子ドライブ部
３６ 制御部
４２ 載置台
４４ 振動子
４６ ハンドル
５０ パーソナルコンピューター
５２、６２ ＭＰＵ部
５４、６４ 記憶部
５６、６６ インターフェース部
５８ 送信ユニット
６０ 受信ユニット
６５ 操作部
７６ 温度制御装置
７８ 筺体突出部
８０ ファントム
８２ カバー部材
８４ コントローラ
８５ 筺体
８６ 加熱冷却部
８８ 赤外線温度センサー
９０ ヒートシンク
９２ ペルチェ素子
９４ ファン
９６ 温度センサードライブ部
１０２ 温度センサー
Ｓ１〜Ｓ９ ステップ
Claims (12)
- 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記測定部の周囲を加熱する加熱手段と、前記測定部の周囲を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする超音波生体組織評価装置。 - 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、テスト用の被測定部を前記測定部に装着した状態で、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記測定部の周囲を加熱する加熱手段と、前記測定部の周囲を冷却する冷却手段とを有することを特徴とする超音波生体組織評価装置。 - 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられたぺルチェ素子とを有し、該ぺルチェ素子により、前記測定部の周囲を加熱または冷却するよう構成されていることを特徴とする超音波生体組織評価装置。 - 被検体に対し超音波の送受信を行う測定部を有し、該測定部からの情報に基づいて生体組織の評価を行う超音波生体組織評価装置であって、
前記測定部を有する装置本体と、当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、テスト用の被測定部を前記測定部に装着した状態で、前記測定部の周囲の温度が単一または複数の規定温度になるよう調節する温度調節手段とを有し、
前記温度調節手段は、前記装置本体に対し、着脱自在に装着され、少なくとも前記測定部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられたぺルチェ素子とを有し、該ぺルチェ素子により、前記測定部の周囲を加熱または冷却するよう構成されていることを特徴とする超音波生体組織評価装置。 - 前記測定部の周囲の温度を検出する温度検出手段を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
- 前記測定部の周囲の温度が規定温度である場合、その旨を報知する報知手段を有する請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
- 当該超音波生体組織評価装置の校正を行う際、前記測定部の周囲の温度が規定温度である場合に、前記校正を開始するよう構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
- 前記測定部の周囲の温度が規定温度のときの固有値と、当該超音波生体組織評価装置により測定された測定値とに基づいて、該超音波生体組織評価装置の校正を行うよう構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
- 前記固有値は、超音波の音速および／または減衰度合いに対応する値である請求項８に記載の超音波生体組織評価装置。
- 当該超音波生体組織評価装置の校正結果を記憶する記憶手段を有する請求項１ないし９のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
- 当該超音波生体組織評価装置の校正結果は、温度の関数である請求項１ないし１０のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
- 当該超音波生体組織評価装置によりテスト用の被測定部を測定して該超音波生体組織評価装置の校正を行うよう構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載の超音波生体組織評価装置。
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