JP5326021B2 - 骨密度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は被検体を検査する装置に関し、特に、載置台上に載せられた被検体に対してＸ線を照射することにより骨密度を測定する装置に関する。

被検体検査装置又は被検体測定装置としての骨密度測定装置は、生体中の腰椎、大腿骨等についての骨密度を測定する装置であり、それは骨塩量測定装置とも称されている（特許文献１、２）。具体的には、一般に、被検体に対して高エネルギーＸ線及び低エネルギーＸ線が交互に照射されて各照射時の透過Ｘ線が検出される。二種類のＸ線の照射によって得られた２つの検出データから骨密度が演算される（二重Ｘ線エネルギー吸収測定
法（ＤＥＸＡ法））。

従来の骨密度測定装置は、Ｘ線発生器及び載置面(テーブル面)を有する下部、載置面の上方に設けられＸ線検出器を有する上部、及び、それらのユニットを連結する支柱を備える。Ｘ線発生器とＸ線検出器は機構上一体化され、両者が同時に移動走査される。上部にＸ線発生器を設け、下部にＸ線検出器を設けることも可能である。レントゲン撮影で利用されるブッキーテーブルを載置台として利用することも可能であり、その場合には、ブッキーテーブルの下側に下部が差し込まれる（特許文献３）。

腰椎検査用の骨密度測定装置等においては、載置面は左右方向に伸長しており、その上に被検者が仰向けの姿勢で載せられる。操作者（検査者）は載置面の手前側に立ち、載置面上の被検者の位置や姿勢を確認する。必要に応じて被検者に対して位置や姿勢の変更を求める。また、操作者は、被検者が金属類（ボタン、バックル、ベルト、腕輪、等）を身につけていないか、特に照射領域内に異物が入り込む可能性はないか、確認を行う。

特開２０１１−２４４８７３号公報 特開２０１２−５５４５１号公報 特開２００３−３２５４９７号公報

しかしながら、載置台の手前側に立って、被検者の奥側の様子（例えば金属異物の有無）まで観察することは困難である。そこで、腰を折って頭部を被検者の直上まで差し込み、そこから覗き込んで被検者の奥側が目視で確認されている。また被検者が適正な位置及び姿勢にあるのか否かを確認する場合にもそのような姿勢がとられる。したがって、操作者において無理な姿勢が強いられており、その負担が大きいという問題がある。また位置や姿勢の確認、異物の有無の確認を迅速に行えないという問題もある。更に、操作者の頭部が上部ユニットに衝突する可能性がある。上部ユニットが跳ね上げ式であっても、背の高い操作者においては頭部の衝突のおそれがある。

本発明の目的は、被検者の検査測定に際して、操作者の負担を軽減することにある。あるいは、本発明の目的は、骨塩量測定に先立って被検者についての事前検査（位置姿勢の検査、異物の検査）を確実かつ迅速に行えるようにすることにある。あるいは、本発明の目的は、被検者周囲の死角を解消又は低減することにある。

本発明は、載置面上に載せられた被検体に対してＸ線を照射することにより骨密度を測定する骨密度測定装置において、前記載置面の下方に設けられ、Ｘ線発生器及びＸ線検出器の内の一方を備える下側ユニットと、前記載置面の奥側に設けられ、前記下側ユニットから上方に伸長した支柱ユニットと、前記載置面の上方に設けられたユニットであって、前記支柱ユニットの上部に連結されてそこから手前側に伸長する形態を有し、前記Ｘ線発生器及び前記Ｘ線検出器の内の他方を備える上側ユニットと、前記載置面の奥側に設けられ、前記載置面の手前側から前記載置面上の被検体の奥側を観察するためのミラー面を有するミラー部材と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、載置面上に被検体が載っている状態で、載置面の手前側からミラー面を介して被検体の奥側（つまり手前側からは容易には見えない部分）を観察することが可能である。よって、被検体の奥側に存在する異物等を用意に見付けることができ、また、ミラー面に映った内容から、被検者の位置や姿勢の適否を判断することも可能である。操作者をして屈曲姿勢を常に強いる必要がなくなるから操作者の負担を軽減できる。これは検査全体の時間短縮という利点をもたらすものである。奥側に撮像素子を設けて奥側の様子を画像表示することも可能であるが、その場合には構成が複雑になってしまうし、被検者の姿勢や位置を簡便に確認することはできない。これに対して、ミラー部材を利用すれば、簡易な構成でありながら、見えにくい部分を確実に視認して検査前の確認を的確かつ迅速に行える。ミラー面に映る像が暗い場合には光源を用いればよい。

望ましくは、前記下側ユニット、前記支柱ユニット及び前記上側ユニットが前記載置面に対して相対的に移動する可動体を構成し、前記ミラー部材は、前記可動体に搭載される。測定部位あるいは測定領域に亘って異物の有無の確認や被検者姿勢の確認等を行うのが望ましく、その場合、可動体にミラー部材を取り付ければ、測定位置の変更と共にミラー部材の位置も最適化できる。例えば、腰椎の測定と大腿骨の測定の両方を行う場合にそれぞれの測定部位に対してミラー部材を適切に位置決めできる。もっとも、被検者の体軸方向に伸長したミラーを固定設置するようにしてもよい。ミラー面と被検者との間に一定の隙間ができるようにミラー部材を配置すれば被検者の奥側下部の観察が容易となる。

望ましくは、前記ミラー面には前記載置面上の被検者の姿勢及び位置の少なくとも一方についての評価を支援するためのマーカーが形成される。ミラー面に映り込む被検者の表面レベル等を利用して被検者の姿勢等を評価することが可能である。

望ましくは、前記上側ユニットは前記支柱ユニット側に設けられた回転軸を中心として回転運動し、前記上側ユニットの回転角度に応じて前記ミラー部材の姿勢及び位置の少なくとも一方を可変する連動機構が設けられる。例えば、上側ユニットを上方に引き上げた場合、操作者の頭部は通常高い位置にあるから、そこからの視線に合わせてミラー面を若干上向きにするのが望ましい。逆に、上側ユニットを下方に引き下げて水平姿勢とした場合、操作者の頭部が下がっている可能性が高いので、ミラー面を垂直又はそれに近い角度にするのが望ましい。もっとも、角度変更ではなく高さ変更等を採用することも可能である。また平面ミラーではなく、屈曲ミラー等を利用することも可能である。

望ましくは、前記連動機構は、前記上側ユニットの上方への回転運動に伴い、前記ミラー面が上向きになるように前記ミラー部材の向きを可変する。連動機構としては、ベルトやワイヤによって運動力を伝達する機構を利用するようにしてもよいし、エンコーダの出力値からモータの回転角度を設定する機構を設けるようにしてもよい。

本発明は、載置面上に横たわった被検者に対して検査を行う装置において、前記載置面上に横たわった被検者における検査部位の奥側に手前向きのミラー面を有するミラー部材を配置し、前記被検者の検査に先立って前記載置面の手前側からミラー面を介して前記被検者の奥側の様子を視認し得る、ことを特徴とする。医療上の検査装置としては、骨密度測定装置の他、レントゲン撮像装置、ＣＴ撮像装置、超音波診断装置等があげられる。

本発明によれば、操作者の負担を軽減できる。あるいは、骨塩量測定に先立って被検者についての事前検査を確実かつ迅速に行える。あるいは、載置面上に載せられた被検者周囲の死角を解消又は低減できる。

本発明に係る骨密度測定装置の好適な実施形態を示す図である。 可動部の移動を説明するための図である。 ミラー面に形成されたマーカーを示す図である。 ミラー面の運動を説明するための図である。 ミラー面の運動を説明するための図である。 光源を有するミラー部材を説明するための図である。 変形例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には本発明に係る骨密度測定装置の好適な実施形態が示されており、図１はその測定装置部分を示す図である。この骨密度測定装置は病院等の医療機関に設置されるものであり、被検者における骨部に対してＸ線を照射して、これにより得られたデータに基づき骨密度（骨塩量）を演算するものである。

図１において、下部１０は、図示される構成例において、ベッドを構成しており、その内部には下部ユニットとしてのＸ線発生ユニット２０が設けられている。Ｘ線発生ユニット２０はＸ線発生管２２を有する。Ｘ線発生ユニット２０の上側にはフィルタユニット２４が配置されている。下部１０における天板は載置面１６を構成している。この天板１６はＸ線をあまり減弱しない例えばアクリル等により構成されている。載置面１６上には被検者１８が仰向けの状態で載せられている。被検者１８中の符号１８Ａは測定部位の一例としての腰椎を表している。大腿骨等の他の部位が測定対象となることもある。本実施形態においては、下部１０が天板を有していたが、レントゲン撮影で利用するブッキーテーブルの下方に下部ユニットを配置する構成を採用することも可能である。

図１に示されるように、Ｘ線発生管２２によりＸ線が形成され、図においてはファンビーム２６が形成されている。もちろん、ペンシルビームその他のビームが形成されるようにしてもよい。

載置面１６の上方には上部１２が設けられている。この上部１２は上部ユニットを構成するものであり、その内部にはＸ線検出器２８が設けられている。このＸ線検出器２８はファンビーム２６に対応した一次元配列をもった複数のセンサにより構成されている。下側ユニットとしてのＸ線発生ユニット２０と上部１２は支柱ユニット１４により連結されている。支柱ユニット１４は下方から上方へ伸長した形態を有し、より具体的には、水平部分３２、垂直部分３０およびジョイント部３４を備えている。ジョイント部３４は上部１２を連結するものであり、具体的には上部１２における奥側の端部がジョイント部３４に連結されており、本実施形態において上部１２は回転軸３６を回転中心として上方へ起き上がり運動するものである。

Ｘ線発生ユニット２０、支柱ユニット１４および上側ユニットとしての上部１２はそれら全体として可動体を構成している。可動体はＸ方向及びＺ方向に直交するＹ方向に直線的に運動するものである。ファンビーム２６がＹ方向に運動すると、二次元のスキャン領域が形成される。もちろん、ペンシルビーム等を二次元的にジグザグスキャンするようにしてもよい。

本実施形態においては、載置面１６の奥側にミラーユニット３８が設けられている。このミラーユニット３８は水平部分３２に対して起立形成された柱４６と、その柱４６の上端部に回転自在に設けられたリンクと、そのリンクの手前側端に固定配置されたミラー部材４２と、を有している。ミラー部材４２の手前側の面はミラー面４２Ａであり、それが鏡として機能する。柱４６は、水平部分３２上に起立形成されているが、柱４６を垂直部分３０に設けるようにしてもよい。本実施形態においては、ミラーユニット３８が可動体と共にＹ方向に運動しているが、ミラーユニット３８を下部１０あるいは固定部材に配置するようにしてもよい。本実施形態においては上部１２の回転運動が連動機構４０を介してミラー部材４２の回転運動に転換されている。具体的には、回転軸３６の回転運動が、ワイヤ４８を介して、また複数のプーリを介して、ミラー部材４２の回転軸４４に伝達されており、すなわち上部１２が回転運動するとミラー部材４２が回転運動するように構成されている。例えば、前者の回転角度に対して半分の角度分だけミラー部材４２が回転運動するように構成されている。もちろん、上部１２が水平状態に復帰する運動を行う場合、上方を向いたミラー部材４２も垂直姿勢に復帰することになる。これについては後に図４および図５を用いて説明する。

本実施形態においてはワイヤを利用した機構をもって電動機構４０が構成されていたが、ベルトを利用した機構、歯車を利用した機構等を採用するようにしてもよい。また回転軸３６にエンコーダを設け、その出力信号に基づいてモータを制御することにより、ミラー部材４２の向きを定めるようにしてもよい。ミラー面４２Ａは、操作者すなわちユーザーがアクセスする手前側に向けられており、図１においてミラー面４２Ａは垂直面となっている。

図１に示されるように、ミラー面４２Ａは被検者１８の垂直方向における幅すなわち厚みよりも高い位置まで及んでおり、また被検者１８における奥側から一定の距離を隔てた位置に設けられている。載置面１６上に収まるように被検者１８が設置される条件のもとでは、載置面１６の上方に掛からない位置にすなわちそれよりも奥側にミラー面４２Ａが設けられる。

図２には可動体の運動が示されている。上述したように可動体はＹ方向に運動するものである。支柱ユニット１４により上部１２が支持されており、載置面上には被検者１８が横たわっている。ミラー部材４２は図２に示す例において支柱ユニット１４における横幅よりも若干大きな幅を有しており、その上端レベルは被検者１８における腹部の上端レベルよりも若干高い位置に設定されている。上述したように可動体と共にミラー部材４２が運動するため、例えば大腿骨の測定を行う場合には、可動体のＹ方向の運動に伴ってミラー部材４２もＹ方向へ運動することになる。

図３には、ミラー面４２Ａに描かれる各種のマーカーが示されている。（Ａ）に示す例においては、ミラー面４２Ａの右側および左側に複数のマーカー要素５０，５２が形成されている。各マーカー要素は水平方向に伸長した短いラインとして構成されており、各ラインの色相は互いに相違している。（Ａ）に示す例はミラー面４２Ａにおける中央部分が開放されているので、その部分を使って被検者の奥側を観察することが可能である。このようなマーカーが描かれていれば、被検者の上面レベルをミラー面４２Ａ上において観察確認することができ、被検者の姿勢や位置が適切なものであるか否かを確認することが容易となる。

（Ｂ）に示す例では、マーカーとしてミラー面４２Ａ上に複数のライン５４が描かれており、各ラインの幅は異なっている。それぞれのラインは色の薄いラインとして構成することが望ましく、すなわち被検者の奥側における異物等の観察にあたって支障のないような濃さで各ラインが描かれるように構成するのが望ましい。このようなラインを目安として被検者の輪郭等を確認すれば過去の測定時における姿勢を再現することも容易となる。

（Ｃ）にもライン列５６が示されており、それらのラインにおける線種は互いに異なっている。他のマーカー構成を採用することも可能である。いずれにしても、ミラー面上に被検者の状態確認にあたっての補助的な手段あるいはそれを支援するための目安を表すことにより操作者の便宜を図ることが可能となる。

図４には、図１に示した骨塩量測定装置における測定前の確認工程が示されており、図４に示す例では載置面上に被検者１８が載置され、その際において上部１２が操作者５８によって上方に跳ね上げられている。すなわち上部１２が回転軸３６を回転中心として上方へ回転している。このような上部１２の運動が生じると上述した連動機構４２より、ミラーユニット３８においてミラー部材４２の向きが若干ながら上方に変化することになる。すなわちミラー面４２Ａが若干上向きとなる。

上部１２を上方に跳ね上げるような状態では、操作者５８の頭部は比較的高い位置にあり、すなわち符号６０で示すような上方から見下ろすような視線が設定されるため、それに合わせてミラー面４２Ａを若干上方に向けて、これによって符号６２で示すように被検者１８の奥側下部の視認性を向上させるものである。

一方、図５に示すように上部１２を下方に引き下げて水平姿勢とした場合、連動機構４０の作用により、ミラー面４２Ａが原姿勢すなわち垂直姿勢に復帰することになる。つまり、このような状態では、例えば操作者５８はしゃがみこんだ姿勢となり、頭部の位置が比較的低い位置となるため、符号６４で示すように視線の角度がやや水平に近づくため、ミラー面４２Ａを垂直あるいはそれに近い状態として、被検者１８の奥側の特に下部における視認性を向上させるものである。そのような観察経路が符号６６で示されている。

図６に示すように被検者の奥側の観察にあたって光量が不足するような場合、光源６８を設けるようにしてもよい。すなわちミラーユニット３８においてミラー部材４２の上部には光源６８が設置されており、それによって被検者の奥側領域に対して光が照射されている。このような光源６８を支柱ユニットや上部に設けることも可能である。また下部における天板を自発光型として構成してそれ自体を光源とすることも可能である。

図７には変形例が示されている。この構成例では、ミラーユニット７０において、ミラー部材７４が上下動をするように構成されている。すなわち、上部１２を上方に跳ね上げると（１２Ａ参照）、その運動が連動機構７２を介してミラー部材７４の上方運動に転換される。支柱７６にはスライド機構が設けられ、それによってミラー部材７４の上下方向の運動が案内されている。符号７４Ａは上方へ運動した状態にあるミラー部材を示している。このような構成によれば視線が上方へ運動したような場合にミラー部材７４の上方に運動させて、必要な視野を十分に確保することが可能となる。

上述した実施形態においてはミラー部材が回転運動または上下運動していたが、それらの両者を行わせるようにしてもよく、また操作者の好みあるいは背の高さ等に応じて向きあるいは高さを微調整できるように構成してもよい。

１０ 下部、１２ 上部、１４ 支柱ユニット、１８ 被検者、１６ 載置面、２０ Ｘ線発生ユニット、３８ ミラーユニット。

Claims (6)

1. 載置面上に載せられた被検体に対してＸ線を照射することにより骨密度を測定する骨密度測定装置において、
   前記載置面の下方に設けられ、Ｘ線発生器及びＸ線検出器の内の一方を備える下側ユニットと、
   前記載置面の奥側に設けられ、前記下側ユニットから上方に伸長した支柱ユニットと、
   前記載置面の上方に設けられたユニットであって、前記支柱ユニットの上部に連結されてそこから手前側に伸長する形態を有し、前記Ｘ線発生器及び前記Ｘ線検出器の内の他方を備える上側ユニットと、
   前記載置面の奥側に設けられ、前記載置面の手前側に立った操作者により前記載置面上の被検体の奥側を観察するためのミラー面を有するミラー部材と、
   を含み、
   前記載置面の奥側は前記載置面の手前側に対して反対側であり、
   前記ミラー面には前記載置面上の被検体の姿勢及び位置の少なくとも一方についての評価を支援するためのマーカーが形成された、ことを特徴とする骨密度測定装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記下側ユニット、前記支柱ユニット及び前記上側ユニットが前記載置面に対して相対的に移動する可動体を構成し、
   前記ミラー部材が、前記可動体に搭載された、ことを特徴とする骨密度測定装置。
3. 請求項１又は２記載の装置において、
   前記マーカーは、少なくとも１つの水平ラインを含む、
   ことを特徴とする骨密度測定装置。
4. 載置面上に載せられた被検体に対してＸ線を照射することにより骨密度を測定する骨密度測定装置において、
   前記載置面の下方に設けられ、Ｘ線発生器及びＸ線検出器の内の一方を備える下側ユニットと、
   前記載置面の奥側に設けられ、前記下側ユニットから上方に伸長した支柱ユニットと、
   前記載置面の上方に設けられたユニットであって、前記支柱ユニットの上部に連結されてそこから手前側に伸長する形態を有し、前記Ｘ線発生器及び前記Ｘ線検出器の内の他方を備える上側ユニットと、
   前記載置面の奥側に設けられ、前記載置面の手前側に立った操作者により前記載置面上の被検体の奥側を観察するためのミラー面を有するミラー部材と、
   を含み、
   前記載置面の奥側は前記載置面の手前側に対して反対側であり、
   前記上側ユニットは前記支柱ユニット側に設けられた回転軸を中心として回転運動し、
   前記上側ユニットの回転角度に応じて前記ミラー部材の姿勢及び位置の少なくとも一方を可変する連動機構が設けられた、ことを特徴とする骨密度測定装置。
5. 請求項４記載の装置において、
   前記連動機構は、前記上側ユニットの上方への回転運動に伴い、前記ミラー面が上向きになるように前記ミラー部材の向きを可変する、ことを特徴とする骨密度測定装置。
6. 請求項４記載の装置において、
   前記連動機構は、前記上側ユニットの上方への回転運動に伴い、前記ミラー部材の高さを可変する、ことを特徴とする骨密度測定装置。
   

Images