JP4704969B6 - 前腕用骨密度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、骨密度測定装置、特に前腕の骨の密度を測定する装置に関する。

骨粗鬆症の診断や治療の経過観察を行うための重要なデータとして骨密度の測定（骨中のミネラルの密度の測定）があり、従来より、この骨密度を測定するための様々なタイプの骨密度測定装置が提案されている。また、骨密度の測定方法には、Ｘ線等の放射線を用いるものや、超音波を用いるものなど、様々な方式がある。

Ｘ線等を用いた骨密度測定装置は、踵骨や橈骨を測定対象部位としている。橈骨を対象とする場合、実際の測定にあたっては、前腕を載置台上に載せて固定し、載置台の下から前腕の所定領域にＸ線を照射し、載置台上方のアーム内に備えられた検出器により前腕を透過したＸ線を検出し、データを取得する。通常の診断においては、尺骨茎状突起から前腕長の１／３の位置を測定位置としている。前腕長は、尺骨茎状突起から肘頭までの長さであり、Ｘ線データの取得とともに、前腕長の測定も行う必要がある。

前腕を載置台上に置くときに、例えば下記特許文献１では、載置台上に固定された肘当てに肘を当てて載置台上に前腕を置き、スライドするグリップを手で握る。これにより、安定した位置に前腕を固定することができる。前腕長は、肘当ての位置と、外部より目視で判断した尺骨茎状突起の位置とから求めている。

前述のように、橈骨における骨密度測定位置は、前腕長の遠位に寄っている。このため、肘当てに肘を当て、すなわち肘を基準にして前腕の位置を決める場合、測定位置が被検者の体格によって変わってしまう。特許文献１においては、固定された肘当てにアダプタを装着して肘の位置を調整し、これによって骨密度測定位置の調整を行っている。また、下記特許文献２においては、肘当てを、載置台に対して、数カ所で抜き差し可能とし、差し込んだ位置により、肘の位置を調整し、測定位置の調整を行っている。

特開２００４−１６３９２号公報 特許第２７３５５０７号明細書

前記特許文献の装置においては、肘の位置を調整して骨密度測定位置が大きく変化しないようにしてはいるが、依然、肘を基準として前腕の位置決めをしている。したがって、測定位置を調整するために、肘当ての位置の調整を行う必要があり、作業が繁雑であるという問題があった。

本発明は、前腕用骨密度測定装置において、骨密度の測定位置の調整を容易にする。

本発明の前腕用骨密度測定装置においては、載置台上の所定位置に位置決めされたグリップと、位置決めされたグリップからの距離が変化するように左右方向にスライド移動可能で、測定対象の前腕の肘に当接する肘当てと、を有している。載置台上の所定位置にグリップが位置決めされ、このグリップを測定対象の前腕の手で握る。手の位置が固定されるので、前腕の手に近い方にある骨密度測定位置が、被検者の体格差によって変化することを抑制できる。前腕長の測定は、グリップを握り前腕が載置台上に位置決めされた状態で肘当てを肘に当て、その位置を求め、これを用いて測定される。

肘当ては、載置台上に固定されるロッド支持部から延びた支持ロッドにより支持されるようにすることができる。支持ロッドに支持されることで、肘当てを載置台上に直接固定する必要がなくなり、肘が載置台上になくても測定が可能となる。

左右の前腕の双方の骨密度測定にも対応できるように、２個の肘当てと、それぞれを別個に支持する２本の支持ロッドを設けることができる。２本の支持ロッドは、左右方向にスライド可能に、載置台上のロッド支持部に支持されるようにできる。

ロッド支持部には左右方向の２箇所に、グリップを係合させるグリップ係合要素を設けるようにできる。一方の係合位置を、右腕の測定を行うときの位置、他方の係合位置が左腕の測定を行うときの位置とできる。

さらに、グリップには、肘当てと係合して肘当てとグリップを一体化する肘当て係合要素を設けることができる。肘当てと係合したグリップは、肘当てを固定支持する支持ロッドにより支持されることとなる。また、グリップ係合要素によりロッド支持部に位置決めされたグリップと肘当てとを、肘当て係合要素により係合することで、この肘当てと、この支持する支持ロッドを固定することができる。

また、肘当てを２個備える場合、肘当てをグリップと兼用することができる。一方の肘当てをグリップとして使用するとき、他方が肘当てとして機能する。

載置台の所定位置に位置決めされたグリップを測定対象の前腕の手で握り、前腕の位置決めを行うことで、被検者の体格差による骨密度測定位置の変化を小さくすることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１〜３は、本実施形態の骨密度測定装置１０の外観を示す図であり、図１は斜視図、図２は右側面図、図３は正面図である。骨密度測定装置１０は、骨密度測定を行うための機器が収められられた本体１２と、本体１２を載せ、所定高さの位置に、また所定角度傾けて支持する脚体１４を含む。傾きは、本実施形態の場合、１０°である。脚体１４には、ストップ機能付きのキャスタ１６が設けられており、装置の移動、固定が容易にできるようにしている。

本体１２は、上面が前腕を置く載置台１８となっている基部２０と、基部２０の上方に、基部との間に前腕が位置するように配置されるアーム部２２と、基部２０より立設し、アーム部を支持する壁部２４とを有する。載置台１８のほぼ中央には、Ｘ線が透過可能な材質の天板２６が配置されている。また、天板２６のすぐ脇に、被検者が測定時、検査対象の前腕の手で握るグリップ２８が位置決めされている。また、前腕の肘に当接する肘当て３０Ｌが、基部２０に固定されるロッド支持部３２から延びる肘当て支持ロッド３４Ｌに支持されている。グリップ２８は、図１〜３においては、天板２６の向かって右側に位置決めされているが、左側に位置決めすることもできる。

図４は、アーム部２２を一部省略して載置台１８上の構成が見えるようにした平面図である。ロッド支持部３２の左右には、前腕を当接して、前腕の奥方向の位置決めを行う当接パッド３６が設けられている。また、図１〜３において、本体１２の向かって左側に示されている肘当て３０Ｌ、肘当て支持ロッド３４Ｌに加えて、右側に位置する肘当て３０Ｒと、これを支持する肘当て支持ロッド３４Ｒが示されている。ロッド支持部３２内には、支持ロッド３４Ｌ，３４Ｒの移動量を検出するエンコーダまたはポテンショメータが備えられている。グリップ２８の位置が変更可能となっている点、および肘当て、肘当て支持ロッドが２個備えられている点は、左右の前腕の測定に対応したものであるが、この詳細については、後に改めて説明する。

図５は、本体１２の内部構成、特にＸ線を用いた測定に係る構成を示すブロック図である。本体１２の基部２０内には、Ｘ線発生器３８およびこれに電力を供給する電源４０が収納されている。Ｘ線発生器３８は、ファンビーム状にＸ線を照射し、照射されたＸ線が、アーム部２２内に収納されている検出部４２により検出される。検出部４２は、ファンビームの形状に対応して、１次元アレイの検出素子を含む。Ｘ線発生器３８と検出部４２は、ブラケット４４により結合しており、本体１２の中を一体となって移動する。移動方向は、図４における左右方向である。Ｘ線のビーム形状は、ファンビームの他、ペンシルビーム、コーンビームであってもよい。そのビーム形状に応じてＸ線発生器３８の移動が可能な方向が決定される。

Ｘ線発生器３８でファンビーム状のＸ線を照射し、検出部４２で検出しつつ、これらを左右方向に移動させることで、２次元のＸ線データを収集することができる。このデータは、制御部４６に取り込まれ、所定の処理が実行され、骨密度の算出が行われる。

図６は、左前腕４８を載置台１８上に位置決めした状態を示す図である。この状態で、骨密度測定が行われる。左前腕の骨も説明のために示している。腕の内側、すなわち図６の下側の骨が橈骨５０、もう１本が尺骨５２である。尺骨５２の遠位端付近の突起が尺骨茎状突起５４であり、近位端が肘頭５６である。

左手で、グリップ２８を握り、左手および前腕を２個の当接パッド３６に当接することで、左前腕４８が載置台１８上に位置決めされる。図に示すように、グリップ２８が天板２６の向かって右側方に位置決めされているので、橈骨５０、尺骨５２の遠位端側が、Ｘ線照射範囲である天板２６上に位置するようになる。また、肘当て支持ロッド３４Ｌをスライドさせて肘当て３０Ｌを肘頭５６に当接させる。この肘当て支持ロッド３４Ｌの移動量を検出することで、肘頭５６の位置が測定される。Ｘ線画像を取得して、この画像より尺骨茎状突起５４の位置を特定すれば、この位置と、肘当ての位置から前腕長の長さを算出することができる。また、尺骨茎状突起５４は、目視でも確認できるので、Ｘ線画像の画像処理によらず、これの位置を特定することもできる。例えば、アーム部２２内に左右方向に移動するレーザマーカの発生器を設け、発生器を移動させてレーザマーカを尺骨茎状突起５４の位置に合わせる。このときのレーザ発生器の位置から尺骨茎状突起５４の位置を求めることができる。

図７および図８は、グリップ２８、肘当て３０Ｌ，３０Ｒ、肘当て支持ロッド３４Ｌ，３４Ｒおよびロッド支持部３２を抜き出して示した図である。図８は、図７の状態を裏返して示した図である。２本の肘当て支持ロッド３４Ｌ，３４Ｒは、手前側と奥側に重ねられるように並べて配置されており、ロッド支持部３４に、それぞれ独立してスライド可能となっている。図８に示すように、肘当て支持ロッド３４Ｌ，３４Ｒの下面には、その長手方向に、ラック５８が形成され、このラック５８にはロータリエンコーダ６０Ｌ，６０Ｒの軸に結合されたピニオン６１が噛み合っている。したがって、肘当て支持ロッド３４Ｌのスライド量をロータリエンコーダ６０Ｌにより検出することができる。同様に肘当て支持ロッド３４Ｒのスライド量もロータリエンコーダ６０Ｒにより検出することができる。肘当て３０Ｌ，３０Ｒは、ロッド支持部３２に設けられたストッパ６２により、ロッド支持部３２寄り、すなわち天板２６寄りの位置が規制される。

グリップ２８には、肘当て３０Ｌ，３０Ｒを差し込むことができる係合穴６４（図１０参照）が明けられている。図７は、グリップ２８の係合穴６４に肘当て３０Ｒを差し込んで、グリップと肘当てを一体にした状態を示している。そして、グリップ２８は、肘当て３０Ｒより、図９に示すように抜き取ることができる。グリップ２８は肘当て３０Ｌに対しても抜き差しが可能となっている。

図１０〜１２は、グリップ２８の着脱と、肘当て支持ロッド３４Ｌ，３４Ｒの固定に係る動作の説明図である。図１０は、グリップ２８が外された状態を示している。グリップ２８には、前述したように、肘当て３０Ｌ，３０Ｒと係合する係合穴６４を有している。さらに、肘当て３０Ｌ，３０Ｒ側の面に、係合穴６４の左右両側に二つの位置決め突起６６Ｌ，６６Ｒが設けられている。位置決め突起６６Ｌは、ロッド支持部３２の向かって右側のストッパ６２に設けられた位置決め穴６８Ｌに係合する（図１０参照）。もう一方の位置決め突起６６Ｒは、図１２に示すように、左側のストッパ６２に設けられた位置決め穴６８Ｒに係合する。

図１１に示すように、グリップ２８を肘当て３０Ｒに差し込み、これらを一体化し、さらに、位置決め突起６６Ｌを位置決め穴６８Ｌに係合させる。これにより、グリップ２８は、ロッド支持部３２に対して位置決めされる。すなわち、載置台１８上の所定の位置に位置決めされる。また、グリップ２８は、肘当て３０Ｒと一体化して、肘当て支持ロッド３４Ｒにぐらつかないように支持される。また、肘当て３０Ｒは、載置台１８に対して位置決めされたグリップ２８と一体化することで固定され、肘当て３０Ｒを支持する肘当て支持ロッド３４Ｒも固定され、スライド移動ができなくなる。グリップ２８が位置決めされ、固定される一方、もう一つの肘当て３０Ｌは、グリップ２８に対して左右方向にスライド移動が可能となっている。

図１２は、グリップ２８を図１１とは逆の、ロッド支持部３２の左側に位置決めしたときの状態が示されている。グリップ２８の係合穴６４が肘当て３０Ｌと係合し、位置決め突起６６Ｒが位置決め穴６８Ｒに係合する。これにより、グリップ２８が載置台１８に対して位置決めされ、肘当て３０Ｌおよび肘当て支持ロッド３４Ｌが固定される。一方、肘当て３０Ｒは、グリップ２８に対して左右方向にスライド移動が可能となっている。

測定時の手順について説明する。左前腕４８の測定を行う場合、肘当て３０Ｒをストッパ６２に当接させるまで左に移動し、グリップ２８を肘当て３０Ｒに差し込む。同時に、位置決め突起６６Ｌも位置決め穴６８Ｌに差し込む。これにより、グリップ２８が載置台１８に対し位置決めされる。位置決め穴６８Ｌに、位置決め突起６６Ｌが差し込まれたことを検出するセンサを設けておけば、左前腕の測定を行おうとしていることを判断することができる。

被検者は、骨密度測定装置の正面、すなわち図６において、下方に、右を向いて座る。そして、基部２０、壁部２４、アーム部２２で、コの字形に囲まれた空間に、正面側より左前腕４８を差し入れ、左手でグリップ２８を握り、当接パッドに左手および左前腕を当接させる。このとき、載置台１８およびアーム部２２が、正面側が高くなるように傾いているため、被検者の上腕や肩が、載置台１８上方に覆い被さるように位置するアーム部２２に当たりにくい。よって、被検者は自然な姿勢で、前腕を所定位置に置くことができる。載置台１８およびアーム部２２の傾きは、本実施形態の装置においては１０°であるが、５〜１５°の範囲がおよそ好ましい。また、傾きの角度を変更できるようにしても良い。これは、例えば脚体１４の本体１２を載置する面の傾きを変えられるように構成することで達せられる。

正規の位置に前腕が置かれると、グリップ２８は、所定の位置に位置決めされているので、Ｘ線照射範囲（天板２６の設けられた範囲）に尺骨茎状突起５４や、骨密度測定位置が収まる。

次に、肘当て３０Ｌを移動させて肘頭５６に当接させる。このときの、肘当て３０Ｌの位置を、制御部４６はロータリエンコーダ６０Ｌから取り込み、前腕長の算出に用いる。肘当て３０Ｌは、肘当て支持ロッド３４およびロッド支持部３２を介して、本体１２に支持されているので、載置台１８からはみ出した位置で、肘頭５６に当接するようにできる。これにより、載置台１８の左右方向の寸法を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。

Ｘ線を放射し、左右方向にスキャンして、二次元Ｘ線画像を取得する。この画像から、前腕長の算出に必要な尺骨茎状突起５４の位置を取得することができる。前腕長が算出されたら、尺骨茎状突起５４から前腕長の１／３の位置のＸ線データから、この部分の骨密度データを算出する。なお、測定位置として、前腕長の１／３が最も一般的に用いられるものであるが、他の位置における測定ももちろんできる。

右前腕の測定にあたっては、肘当て３０Ｌをストッパ６２に当接させ、これにグリップ２８を差し込み、また位置決め突起６６Ｒを位置決め穴６８Ｒに差し込み、グリップ２８の位置決めを行う。そして、左前腕の場合と同様に、右前腕をコの字形に囲まれた空間に差し入れ、右手でグリップ２８を握り、当接パッド３６に腕を当接させて、右前腕の位置決めを行う。肘当て３０Ｒをスライドさせて肘頭５６に当接させて、肘頭５６の位置を取得する。そして、Ｘ線を照射し、Ｘ線画像を取得し、前腕長を求め、測定位置の骨密度の算出を行う。

本実施形態の骨密度測定装置１０は、本体１２と脚体１４が着脱可能となっている。本体１２を脚体１４よりはずして、床にコの字の開口を上に向けるように置くことで、踵骨の骨密度の測定も行うことができる。

本実施形態においては、グリップ２８を肘当て３０Ｌ，３０Ｒの一方に装着したが、肘当て３０Ｌ，３０Ｒをグリップも兼ねるように構成してもよい。この場合、ストッパ６２に肘当てを直接係合させる構成（例えばピン）を設け、ストッパに係合した肘当てがグリップとして使用される。

本実施形態の骨密度測定装置の外観を示す斜視図である。 本実施形態の骨密度測定装置の外観を示す右側面図である。 本実施形態の骨密度測定装置の外観を示す正面図である。 本実施形態の骨密度測定装置の平面図であり、特にアーム部の一部を省略した図である。 本実施形態の骨密度測定装置のＸ線画像の取得に係る構成を示すブロック図である。 本実施形態の骨密度測定装置の平面図であり、左前腕を載置した測定時の状態を示す図である。 グリップと肘当ての動作に係る構成を抜き出して示した図である。 グリップと肘当ての動作に係る構成を抜き出して示した図であり、図７を裏側から見た状態を示している。 グリップと肘当ての動作に係る構成を抜き出して示した図である。 グリップと肘当ての動作説明図であり、グリップを装着する前の状態を示す図である。 グリップと肘当ての動作説明図であり、左前腕の測定を行うための位置に、グリップを位置決めした状態を示す図である。 グリップと肘当ての動作説明図であり、右前腕の測定を行うための位置にグリップを位置決めした状態を示す図である。

符号の説明

１０ 骨密度測定装置、１２ 本体、１４ 脚体、１８ 載置台、２２ アーム部、２８ グリップ、３０Ｌ，３０Ｒ 肘当て、３２ ロッド支持部、３４Ｌ，３４Ｒ 肘当て支持ロッド、３６ 当接パッド、４８ 左前腕、５０ 橈骨、５２ 尺骨、５４ 尺骨茎状突起、５６ 肘頭、６２ ストッパ、６４ 係合穴、６６Ｌ、６６Ｒ 位置決め突起、６８Ｌ，６８Ｒ 位置決め穴。

Claims (4)

1. 被検者の前腕に対し、所定の測定を行い骨密度を測定する前腕用骨密度測定装置であって、
   前腕を載置する載置台と、
   載置台上の所定位置に位置決め可能であり、測定対象の前腕の手で握られるグリップと、
   位置決めされたグリップからの距離が変化するように左右方向にスライド移動可能であり、測定対象の前腕の肘に当接する肘当てと、
   肘当ての位置に基づき肘頭位置を取得する肘頭位置取得部と、
   を有し、
   肘当ては、第１肘当ておよび第２肘当ての２個が備わり、
   左右方向に延び、左の端部に第１肘当てが固定支持された第１支持ロッドと、
   左右方向に延び、右の端部に第２肘当てが固定支持された第２支持ロッドと、
   載置台に対し固定され、第１および第２支持ロッドを、左右方向にスライド可能に支持するロッド支持部と、
   を有する、前腕用骨密度測定装置。
2. 請求項１に記載の前腕用骨密度測定装置であって、載置台上の左右方向の所定の２箇所に、グリップと係合して、グリップを載置台に対して位置決めするグリップ係合要素を有する、前腕用骨密度測定装置。
3. 請求項２に記載の前腕用骨密度測定装置であって、
   グリップは、肘当てと係合して、肘当てとグリップを一体化する肘当て係合要素を有し、
   肘当て係合要素により肘当てと一体化されたことで、グリップは、この肘当てに対応する支持ロッドにより支持され、
   グリップ係合要素により載置台上に位置決めされたグリップと肘当てとを、肘当て係合要素により係合することで、この肘当てと、この肘当てを固定支持する支持ロッドを固定する、
   前腕用骨密度測定装置。
4. 請求項１に記載の前腕用骨密度測定装置であって、肘当ては、グリップを兼用し、一方の肘当てがグリップとして使用されるとき、他方の肘当てが肘当てとして機能する、前腕用骨密度測定装置。
   

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