JP5898818B2 - ３次元超音波画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、医療機器分野に関し、より具体的には、３次元超音波画像形成システムに関する。

現在、超音波画像形成装置による人体の脊柱の３次元画像形成は、脊柱側弯の度合いを迅速に評価することができる。従来技術において、脊柱３次元超音波画像形成装置は脊柱に対して３次元画像形成を行う場合、一般的に患者を比較的自然且つリラックスした姿勢で検出プラットフォームに直立させながら、超音波プローブで患者の脊柱をスキャンすることで、脊柱側弯に対する評価を実現することが必要である。しかしながら、患者が再検査されるとき、前の直立姿勢を維持するのは困難であるので、脊柱側弯の治療状況の評価に影響を与える。また、脊柱側弯が比較的ひどい患者は、自然且つリラックスした姿勢で検出プラットフォームに直立し難いとともに、超音波スキャンの時間が長く、直立姿勢を維持することも困難である。

人体の重心は、人体の形態構造及び質量分布の特徴を反映でき、医療回復などの分野に参照データを提供することができる。患者の脊柱に対して側弯診断を行う場合、患者の重心を検出することにより、脊柱側弯の病状の進展を判断して診断治療の効果を評価することができる。しかしながら、従来の超音波画像形成装置は、患者の重心を検出する機能を持たなかった。

本発明が解決しようとする課題は、従来技術における上記超音波画像形成装置が患者に対して脊柱側弯の診断を行う場合、患者が直立姿勢を維持し難く、患者の重心を検出する機能を持たない問題点について、患者が自然且つリラックスした姿勢を維持できるようにするとともに、患者の重心をリアルタイムで検出することが可能である３次元超音波画像形成システムを提供することにある。

本発明の課題を解決するための技術方案は、縦型支持部と、コンピューターと、上記コンピューターにそれぞれ接続されている超音波スキャナーと、スペースセンサーと、第１のディスプレイとを含み、上記超音波スキャナーが超音波プローブを備える３次元超音波画像形成システムであって、上記３次元超音波画像形成システムは、上記縦型支持部の底部に取り付けられ、上記コンピューターと接続されている重力バランスプレートと、上記コンピューターと接続されている第２のディスプレイと、患者を支持するための支持構造とをさらに含み、ここで、上記支持構造は上記縦型支持部の上部に取り付けられており、
上記重力バランスプレートは、患者の両足圧力分布データ情報を測定し、上記両足圧力分布データ情報を上記コンピューターに送信するために用いられ、
上記コンピューターは、上記両足圧力分布データ情報を処理した後、患者の両足位置データ情報及び重心点位置データ情報を得て、上記両足圧力分布データ情報、上記両足位置データ情報、及び上記重心点位置データ情報を上記第２のディスプレイに送信して表示する。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記重力バランスプレートは、上記縦型支持部に取り付けられる支持板と、上記支持板の上方に設けられている測定板と、上記支持板に取り付けられ、上記測定板と接触している１つ又は複数の圧力センサーと、上記圧力センサーと接続されているデータ処理ユニットとを含む。

上記圧力センサーは、上記測定板で受信される圧力信号を取集するために用いられており、上記圧力信号は、上記データ処理ユニットにより処理された後、患者の両足圧力分布データ情報を得て、上記患者の両足圧力分布データ情報は、上記データ処理ユニットを通して上記コンピューターに伝送される。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記測定板は、第１の踏み部と、第２の踏み部とを含み、１つ又は複数の上記圧力センサーは、上記第１の踏み部及び上記第２の踏み部の周辺に均一に分布している。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記３次元超音波画像形成システムは、上記コンピューターと接続されている入力装置をさらに含み、上記入力装置は、患者の水平視線の高さ情報を入力するために用いられており、上記コンピューターは、上記水平視線の高さ情報を受信して処理し、上記第２のディスプレイにより表示する。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記３次元超音波画像形成システムは、取り付け高さを調節可能な第１の支持部をさらに含み、上記第１の支持部は、上記縦型支持部に取り付けられており、上記第２のディスプレイは、上記第１の支持部に取り付けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記縦型支持部はＵ字形構造であり、上記縦型支持部は、Ｕ字形構造の両側の垂直方向に摺動溝がそれぞれ設けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記支持構造は、上記摺動溝に沿って移動可能な１つ又は複数の支持具を含み、各上記支持具は、長さ調節可能な構造を持っている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記支持構造は、第１の支持板と、第２の支持板とをさらに含み、上記第１の支持板及び上記第２の支持板は、上記摺動溝にそれぞれ移動可能に取り付けられており、上記第１の支持板及び上記第２の支持板は、２つの上記支持具がそれぞれ設けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記支持構造は、１つ又は複数のガイドレールをさらに含み、各上記摺動溝は、それに沿って移動可能な２つの上記ガイドレールがそれぞれ取り付けられており、各上記ガイドレールには、それに沿って移動可能な１つの上記支持具がそれぞれ取り付けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、各上記支持具の内部には、レーザービーム位置決め装置が設けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記第１の支持板は、第１の板体と、上記第１の板体の両端にそれぞれ設けられている第１の摺動部及び上記第１の支持板を上記縦型支持部に固定して取り付けるための第１の接続孔とを含み、上記第２の支持板は、第２の板体と、上記第２の板体の両端にそれぞれ設けられている第２の摺動部及び上記第２の支持板を上記縦型支持部に固定して取り付けるための第２の接続孔とを含む。

ここで、上記第１の摺動部及び上記第２の摺動部は、上記摺動溝にそれぞれ取り付けられ、上記摺動溝に沿って摺動可能である。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記３次元超音波画像形成システムは、上記第１の支持板及び上記第２の支持板を上下移動させるようにそれぞれ駆動する第１のモータ及び第２のモータと、上記第１のモータと接続されている第１の主ねじと、上記第２のモータと接続されている第２の主ねじとをさらに含み、上記第１の支持板は、上記第１の主ねじに取り付けられ、上記第２の支持板は、上記第２の主ねじに取り付けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記第１の支持板における左右位置には、１つ又は複数の第１の貫通孔がアレイ状で対称的に配置され、上記第２の支持板における左右位置には、１つ又は複数の第２の貫通孔がアレイ状で対称的に配置されており、上記支持具は、支持ヘッドと、上記支持ヘッドとねじ接続されている支持体と、締め具とを含み、上記支持具は、上記締め具により上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔にそれぞれ取り外し可能に取り付けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記第１の貫通孔の各行及び各列には第１のＬＥＤ表示装置が設けられ、上記第２の貫通孔の各行及び各列には第２のＬＥＤ表示装置が設けられており、上記支持具が上記第１の貫通孔及び上記第２の貫通孔にそれぞれ取り付けられる場合、上記第１のＬＥＤ表示装置及び上記第２のＬＥＤ表示装置は起動される。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記３次元超音波画像形成システムは、患者を固定するための固定帯をさらに含み、上記固定帯は、上記縦型支持部に取り付けられている。

本発明に係る３次元超音波画像形成システムにおいて、上記３次元超音波画像形成システムは、縦型支持部に取り付けられているマニピュレータをさらに含み、上記超音波プローブは、上記マニピュレータの可動端に取り付けられる。

本発明の３次元超音波画像形成システムを実施する場合、次のような有益な効果が得られる。すなわち、患者に対して脊柱側弯の診断を行う場合、３次元超音波画像形成システムに用いられる支持構造により、患者を支持する機能を果たして、患者を自然且つリラックスした姿勢で縦型支持部に直立させることで、診断精度を向上することができる。さらに、第１の支持板及び第２の支持板により支持具の取り付け位置を記録でき、患者の次回の診断のときに支持具の取り付けに便利であり、優れた検出再現性を達成することができる。また、３次元超音波画像形成システムに用いられる重力バランスプレートの構造により、患者の重心をリアルタイム測定できるので、患者の重心に基づいて脊柱側弯の病状の進展を判断して診断治療の効果を評価することができる。

以下、図面及び実施例に基づいて本発明をさらに説明する。
図１は、本発明に係る第１の好適な実施例で提供される３次元超音波画像形成システムの立体構造の概略図である。 図２は、図１に示される３次元超音波画像形成システムにおける重力バランスプレートの立体構造の概略図である。 図３は、図１に示される３次元超音波画像形成システムにおける患者の重心マーカー及び視線高さマーカーを表示する原理ブロック図である。 図４は、図１に示される３次元超音波画像形成システムにおいて第２のディスプレイで表示される内容の概略図である。 図５は、図１に示される３次元超音波画像形成システムにおいて第１の支持板と支持具との接続概略図である。 図６は、図５の平面図である。 図７は、図１に示される３次元超音波画像形成システムにおいて第２の支持板と支持具との接続概略図である。 図８は、図７の平面図である。 図９は、本発明に係る第２の好適な実施例で提供される３次元超音波画像形成システムの立体構造の概略図である。

本発明の技術的特徴、目的及び効果をより明確に理解するために、図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。

図１に示すように、本発明に係る第１の好適な実施例で提供される３次元超音波画像形成システムは、縦型支持部１と、重力バランスプレート２と、コンピューター３（図示せず）と、第２のディスプレイ４と、第１のディスプレイ８と、支持構造と、超音波スキャナーと、スペースセンサーとを含む。

超音波スキャナーは、コンピューター３と接続している超音波プローブ１７（図９を参照）を備える。スペースセンサーは、電磁ランチャ(electromagneticlauncher)１３と、電磁レシーバ(electromagneticreceiver)（図示せず）とを含む。電磁ランチャ１３は、縦型支持部１に設けられ、スペースにおいて磁場を発生させるために用いられる。電磁ランチャ１３は、他の場所、例えば支持構造の内部又は支持構造の周辺に配置されてもよい。電磁レシーバは、一般的に超音波プローブ１７に接続され、当該磁場の強さ及び当該磁場の振幅値の変化を検出するために用いられる。スペースセンサーは、コンピューター３と接続され、超音波プローブ１７のスペース情報をコンピューター３に送信して、専用の計算法により超音波プローブ１７の位置を算出することができる。具体的な計算法は慣用技術であるため、ここで説明を省略する。第１のディスプレイ８は、コンピューター３と接続されている。超音波プローブ１７を使用して患者の脊柱をスキャンし、コンピューター３により計算、処理した後、最終的に第１のディスプレイ８での表示により患者の脊柱画像を得る。

上記３次元超音波画像形成システムは、第２の支持部１０をさらに含む。第１のディスプレイ８は、第２の支持部１０により縦型支持部１に取り付けられている。第２の支持部１０は、取り付け高さを調節可能な構造を持っている。第２の支持部１０を調節することにより、第１のディスプレイ８の取り付け高さを変更することができ、第１のディスプレイ８を異なる使用者に適用できるようにする。

患者に対して超音波スキャンを行う前に、スキャンしようとする部位を被覆するように、超音波ゲルを患者の体に塗布する必要がある。超音波ゲルの収納を便利にするために、第１のディスプレイ８の下方に載物台１２が取り付けられる。載物台１２には、超音波ゲル収納部が設けられている。載物台１２を第１のディスプレイ８の下方に設けることで、医者などによる超音波ゲルの出し入れを便利にする。載物台１２は、超音波プローブ１７を収納するための超音波プローブ１７収納部をさらに設けてもよく、医者が患者に対して超音波画像形成操作を行うときの超音波プローブ１７の出し入れを便利にする。

重力バランスプレート２は、縦型支持部１の底部に取り付けられ、コンピューター３と接続されている。第２のディスプレイ４は、コンピューター３と接続されている。患者が重力バランスプレート２に直立する場合、重力バランスプレート２は、患者の両足圧力分布データ情報を測定し、その両足圧力分布データ情報をコンピューター３に送信することができる。コンピューター３は、当該両足圧力分布データ情報を処理した後、患者の両足位置データ情報及び重心点位置データ情報を得て、両足圧力分布データ情報、両足位置データ情報、及び重心点位置データ情報を第２のディスプレイ４に送信する。第２のディスプレイ４は、コンピューター３から送信された圧力分布データ情報、両足位置データ情報、及び重心点位置データ情報を受信して表示する。

本実施例において、図２、図３に示すように、重力バランスプレート２は、支持板２０、測定板２１、圧力センサー２２、及びデータ処理ユニット２００を含む。支持板２０は縦型支持部１に取り付けられている。測定板２１は支持板２０の上方に設けられている。支持板２０に１つ又は複数の圧力センサー２２が取り付けられており、本実施例において８つの圧力センサー２２が設けられている。８つの圧力センサー２２は、支持板２０に均一に配置されている。圧力センサー２２は、測定板２１と接触しており、測定板２１が受信した圧力信号を取集することができる。圧力信号をデータ処理ユニット２００により処理した後、患者の両足圧力分布データ情報を得る。当該両足圧力分布データ情報は、データ処理ユニット２００によりコンピューター３に伝送される。

その実施例において、データ処理ユニット２００は、演算増幅器２３、Ａ／Ｄ変換器２４、信号処理及びアルゴリズムモジュール２５、及びデータ伝送モジュール２６を含む。演算増幅器２３は、圧力センサー２２と接続されており、圧力センサー２２で取集された圧力信号を受信し、その圧力信号に対してフィルタリング及び増幅を行う。Ａ／Ｄ変換器２４は、演算増幅器２３と接続されており、演算増幅器２３により増幅された圧力信号をＡ／Ｄ変換して数字信号に変換する。信号処理及びアルゴリズムモジュール２５は、Ａ／Ｄ変換器２４と接続されており、上記Ａ／Ｄ変換器２４から出力された数字信号をアルゴリズム処理して患者の両足圧力分布データ情報を得る。データ伝送モジュール２６は、信号処理及びアルゴリズムモジュール２５と接続されており、患者の両足圧力分布データ情報をコンピューター３に伝送することができる。コンピューター３は、患者の両足圧力分布データ情報を受信して処理した後、患者の両足位置データ情報、及び重心点位置データ情報を得て、両足圧力分布データ情報、両足位置データ情報、及び重心点位置データ情報を第２のディスプレイ４に送信して、最終的に第２のディスプレイ４により表示する。第２のディスプレイ４における表示内容は図４に示され、第２のディスプレイ４に表示される内容を対照しながら観察することを便利にするために、コンピューター３により直交座標系４１を予め描画する。患者の両足の圧力分布状態画像、両足の位置画像、及び重心マーカー４２は、直交座標系４１に位置し、図４に示される位置によって、人体の重心と直交座標系４１の中心との偏移度が分かる。両足の圧力分布状態画像は、両足の圧力分布情况を反映するように異なる色でマーカーされ得る。患者が重力バランスプレート２に直立して揺れる場合、重心マーカー４２は患者の揺動に伴って直交座標系４１で相応に移動する。

本実施例において、患者を重力バランスプレート２における適切な位置に直立するように案内するために、測定板２１は第１の踏み部２１１及び第２の踏み部２１２を含む。第１の踏み部２１１は、第２の踏み部２１２と相対に独立して、第１の踏み部２１１及び第２の踏み部２１２のそれぞれの下方に４つの圧力センサー２２が設けられており、圧力センサー２２は、第１の踏み部２１１及び第２の踏み部２１２の周辺にそれぞれ均一に分布して、各圧力センサー２２が受ける圧力信号をそれぞれ測定することができる。なお、第１の踏み部２１１及び第２の踏み部２１２は、患者が重力バランスプレート２における適切な位置に直立するように、左足を第１の踏み部２１１に置き、右足を第２の踏み部２１２に置くための案内標識にもなる。

本実施例において、測定される重心点の位置データ情報をより正確にするために、図３に示すように、上記３次元超音波画像形成システムは入力装置１４をさらに含み、入力装置１４はコンピューター３と接続されている。入力装置１４はキーボードなどの入力装置を用いてもよい。患者が重力バランスプレート２に直立している場合、まず、計量器具を用いて患者の水平視線の高さを測定し、続いて当該水平視線の高さを入力装置１４により入力してコンピューター３により処理した後、最終的に第２のディスプレイ４により表示する。第２のディスプレイ４で表示される内容は図４に示され、ディスプレイ４で表示される内容の直観的観察を便利にするために、コンピューター３により直交座標系４１の縦軸と重合する中心線４３を予め描画する。患者の水平視線の高さから得られる視線マーカー４４は中心線４３に位置して、患者の水平視線の高さと一致する。測定過程において、患者の頭の偏位を小さく抑えることにより患者の重心点位置データ情報の測定精度を向上させるために、患者が視線マーカー４４に注視する姿勢を維持する必要がある。

本実施例において、上記３次元超音波画像形成システムを体型の異なる患者に適用するために、上記３次元超音波画像形成システムは第１の支持部９をさらに含む。第１の支持部９は縦型支持部１に取り付けられており、第１の支持部９の取り付け高さを調節することができる。第２のディスプレイ４は第１の支持部９に取り付けられている。第１の支持部９の取り付け高さを調節することにより、第２のディスプレイ４の高さを患者に対応する位置に調節することができる。本発明に係る１つの実施例において、上記３次元超音波画像形成システムはモータ及び主ねじをさらに含む。主ねじはモータと伝動接続されており、第１の支持部９は主ねじにより縦型支持部１に取り付けられ、モータの運転を制御することにより、主ねじを駆動して第１の支持部９を作動させ、第１の支持部９の昇降移動を実現できる。患者が重力バランスプレート２に直立する場合、まず、患者の水平視線の高さに応じて第２のディスプレイ４の取り付け高さを調整する。モータ、主ねじ、及び第１の支持部９の構造により、第２のディスプレイ４の取り付け高さを自動的に調整することが実現できる。

本実施例において、支持構造は患者を支持するために用いられ、第１の支持板５、第２の支持板６、及び支持具７を含む。第１の支持板５及び第２の支持板６は、縦型支持部１の上部にそれぞれ取り付けられている。第１の支持板５には、患者の鎖骨上窩を支持するための２つの支持具７が取り付けられている。２つの支持具７の間の距離は、患者の鎖骨上窩の位置に応じて調節される。患者の鎖骨の位置に応じて第１の支持板５が縦型支持部１における取り付け位置を確定した後、支持具７を患者の鎖骨上窩に押し付けるように第１の支持板５に取り付ける。一般的に、２つの支持具７は第１の支持板５の同じ高さ方向に取り付けられるが、ある患者の左右の鎖骨上窩の高さが一致しない場合、患者の鎖骨上窩を支持するために、２つの支持具７が第１の支持板５の異なる高さ方向に取り付けられることもある。

同様に、第２の支持板６には、患者の上前腸骨棘を支持するための２つの支持具７が取り付けられている。２つの支持具７の間の距離は患者の上前腸骨棘の位置に応じて調節される。患者の股関節の位置に応じて第２の支持板６が縦型支持部１における取り付け位置を確定した後、支持具７を患者の上前腸骨棘に押し付けるように第２の支持板６に取り付ける。患者によって、２つの支持具７は第２の支持板６の同じ高さ方向に取り付けられてもよく、第２の支持板６の異なる高さ方向に取り付けられてもよい。

支持具７は長さ調節可能な構造を持って、支持具７の長さを調節することにより、患者が縦型支持部１に快適に直立することができる。上記第１の支持板５、第２の支持板６、及び支持具７から構成される支持構造を持っているので、患者のある部位を診断する場合、患者が自然且つリラックスした姿勢で縦型支持部１に直立できるため、当該脊柱の診断精度を向上することができる。同時に、支持具７が第１の支持板５及び第２の支持板６における取り付け位置と、第１の支持板５及び第２の支持板６が縦型支持部１における取り付け高さは調節され得るため、異なる体型の患者の脊柱超音波画像形成に対するニーズを満たすことができる。

本実施例において、縦型支持部１はＵ字形構造であり、すなわち、図１に示すように、縦型支持部１の頂部中心にＵ字形溝孔１０２が設けられている。Ｕ字形溝孔１０２のサイズは、患者が重力バランスプレート２に直立して縦型支持部１に面するときに縦型支持部１が患者の水平視線を邪魔しないようにして、異なる患者にも適している。

図１に示すように、縦型支持部１は、Ｕ字形構造の両側の垂直方向に摺動溝１０１がそれぞれ設けられている。図５、図６に示すように、第１の支持板５は、第１の板体５１、第１の摺動部５２を含む。第１の摺動部５２は第１の板体５１の両側に設けられ、第１の支持板５の縦型支持部１における昇降移動を実現するように、摺動溝１０１に取り付けられて摺動溝１０１に沿って摺動可能である。同様に、図７、図８に示すように、第２の支持板６は、第２の板体６１及び第２の摺動部６２を含む。第２の摺動部６２は第２の板体６１の両側に設けられ、第２の支持板６の縦型支持部１における昇降移動を実現するように、同様に摺動溝１０１に取り付けられて摺動溝１０１に沿って摺動可能である。第１の支持板５及び第２の支持板６を縦型支持部１に固定して取り付けるために、第１の支持板５は第１の接続孔５３が設けられており、同様に、第２の支持板６は第２の接続孔６３が設けられている。上記３次元超音波画像形成システムは１つ又は複数の接続部をさらに含み、接続部はねじ山部又はスライド錠部であってもよい。接続部により第１の接続孔５３を貫通して第１の支持板５を縦型支持部１に固定することができ、同様に、接続部により第２の接続孔６３を貫通して第２の支持板６を縦型支持部１に固定することができる。第１の支持板５又は第２の支持板６を移動する必要がある場合、接続部と縦型支持部１との固定接続を緩めば良い。本実施例において、第１の支持板５及び第２の支持板６は、いずれも２つの接続部がそれぞれ接続されている。接続部の数は他の選択をしてもよい。

上記３次元超音波画像形成システムのもう１つの実施例において、３次元超音波画像形成システムは、第１のモータ、第２のモータ、第１の主ねじ、及び第２の主ねじをさらに含む。第１のモータは縦型支持部１に取り付けられ、その出力軸が第１の主ねじと接続されており、第１の支持板５は第１の主ねじにより縦型支持部１に取り付けられている。第１のモータは第１の主ねじにより第１の支持板５を駆動することで、第１の支持板５の昇降移動を実現できる。同様に、第２のモータは縦型支持部１に取り付けられ、その出力軸が第２の主ねじと接続されており、第２の支持板６は第２の主ねじにより縦型支持部１に取り付けられている。第２のモータは第２の主ねじにより第２の支持板６を駆動することで、第２の支持板６の昇降移動を実現できる。第１のモータ及び第２のモータの運転を制御することにより、第１の支持板５及び第２の支持板６の移動に対する自動制御を実現できる。第１の支持板５及び第２の支持板６の上下移動の位置決めをより正確にするために、第１のモータ及び第２のモータにはステッピングモータが用いられる。第１のモータ、第２のモータ、第１の主ねじ、及び第２の主ねじなどの構造により、第１の支持板５及び第２の支持板６が縦型支持部１にしっかりと設けられることを可能にする。

上記実施例において、第１の支持板５には、第１の貫通孔５４がアレイ状で配置され、同様に、第２の支持板６には、第２の貫通孔６４がアレイ状で配置されている。支持具７には締め具７３が設けられ、締め具７３を第１の貫通孔５４及び第２の貫通孔６４にそれぞれ取り付けることにより、支持具７を第１の支持板５及び第２の支持板６に取り付けることができる。締め具による接続手段は、取り外しが容易というメリットを有しており、支持具７が第１の支持板５及び第２の支持板６における取り付け位置を調節するときの操作を便利にする。

支持具７が第１の支持板５及び第２の支持板６における取り付け位置をそれぞれマーカーするために、第１の貫通孔５４の各行及び各列には第１のＬＥＤ表示装置５５がそれぞれ設けられ、同様に、第２の貫通孔６４の各行及び各列には第２のＬＥＤ表示装置６５がそれぞれ設けられている。支持具７が第１の貫通孔５４及び第２の貫通孔６４にそれぞれ取り付けられる場合、第１のＬＥＤ表示装置５５及び第２のＬＥＤ表示装置６５は起動され、支持具７が位置する行及び列の位置に対応して表示する。本実施例において、支持具７の取り付け位置の記録を便利にするために、第１の貫通孔５４及び第２の貫通孔６４の各行及び各列におけるＬＥＤの表示部分はそれぞれ、異なるアルファベットで表示される。例えば、第１の貫通孔５４及び第２の貫通孔６４の各行はアルファベットＡ、Ｂ、Ｃ、……でそれぞれ表示され、第１の貫通孔５４及び第２の貫通孔６４における左側の各列はＬ１、Ｌ２、Ｌ３……でそれぞれ表示され、右側の各列はＲ１、Ｒ２、Ｒ３……でそれぞれ表示される。第１のＬＥＤ表示装置５５及び第２のＬＥＤ表示装置６５により、支持具７の取り付け位置を記録することができ、患者が再検査されるとき、その前記録された取り付け位置に従って支持具７を第１の支持板５及び第２の支持板６に取り付ければ済むので、診断の時間を節約することができる。また、前回の診断記録に応じて支持具７を取り付ける場合、患者が正確な姿勢で直立できなければ、そこから患者病状の治療情况を判断することもできる。

上記実施例において、支持具７は支持ヘッド７１及び支持体７２を含む。支持ヘッド７１の一端はスクリュ構造を持って、支持体７２にはねじ穴が設けられており、支持ヘッド７１と支持体７２とがねじ接続されることにより、両者の間の接続長さを変更できるので、支持具７に調節可能な機能を与える。異なる体型の患者に応じて、患者を縦型支持部１に直立させるように支持具７の長さを調節することができる。支持具７の長さを自動制御して調整することを実現するために、他の実施例において、支持具７は支持本体、支持本体と接続されるモータ、及び支持ヘッド７１を含む。支持ヘッド７１はモータにより駆動され、モータの運転を制御することで、支持具７の伸縮長さを自動的に調整することができる。

支持具７を患者の鎖骨上窩及び上前腸骨棘をより正確に接触させるために、支持具７にはレーザービーム位置決め装置がさらに設けられており、そのレーザービーム位置決め装置から発射するレーザーにより、支持具７による患者の体における支持部位、例えば鎖骨上窩や上前腸骨棘を正確に位置決めすることができる。

支持具７が患者の体と接触する場合、患者に快適感を与えるために、支持ヘッド７１の他端にはクッションが設けられている。そのクッションにより、支持具７の人体に対する圧迫を軽減して、診断過程において患者に快適感を与えることができる。また、クッションの構造により、患者と支持具７との間の摩擦力を増強させ、スキャン過程において患者の移動を抑えることができる。

本実施例において、上記３次元超音波画像形成システムは、患者を固定するための固定帯１５をさらに含む。その固定帯１５は縦型支持部１に取り付けられ、異なる患者に応じて固定帯１５の取り付け高さ及び固定帯１５の伸縮長さを調整することができる。固定帯１５の構造により、病状が比較的ひどい患者が直立姿勢を維持するように補助することができるとともに、患者の転落を防止することができる。

本発明に係る上記実施例において、システムの一体化を向上するために、３次元超音波画像形成システムは筺体１１をさらに含む。筺体１１は縦型支持部１における重力バランスプレート２の反対側に取り付けられており、コンピューター３は筺体１１に収納されている。

図９に示すように、本発明の第２の好適な実施例で提供される３次元超音波画像形成システムと、第１の実施例で提供される３次元超音波画像形成システムとの相違点は支持構造にある。本実施例において、支持構造は１つ又は複数のガイドレール１６と、１つ又は複数の支持具７とを含む。各摺動溝１０１は、それに沿って移動可能な２つのガイドレール１６がそれぞれ取り付けられている。各ガイドレール１６には、それに沿って移動可能な１つの支持具７がそれぞれ取り付けられている。当該支持構造により、４つの支持具７の相対位置を調節して患者の適切な位置を支持することで、患者が自然且つリラックスした姿勢で縦型支持部１に直立することができる。その実施例において、モータによりガイドレール１６が摺動溝１０１に沿う移動を制御するとともに、支持具７がガイドレール１６に沿う移動を制御することができる。このようにして、支持具７におけるレーザービーム位置決め装置から発射するレーザーにより、支持具７による患者の体における支持部位を正確に位置決めした後、モータにより４つの支持具７の相対位置を自動調節することができる。

本発明の上記実施例において、図９に示すように、上記３次元超音波画像形成システムはマニピュレータ１８をさらに含む。マニピュレータ１８は従来技術のマニピュレータであってもよく、縦型支持部１に取り付けられている。当該マニピュレータ１８は６自由度を持って、超音波プローブ１７はマニピュレータ１８の可動端に取り付けられており、マニピュレータ１８の動作を制御することにより、超音波プローブ１７の６自由度の移動を実現できる。マニピュレータ１８の構造により、超音波プローブ１７による患者脊柱のスキャンを自動的に制御でき、医者などの操作者の作業強度を低下させ、医者など操作者の操作疲労を軽減することができる。また、マニピュレータ１８の移動軌跡を予め設定することにより、超音波プローブ１７による患者脊柱のスキャン経路を制御することができる。さらに、マニピュレータ１８を制御することにより、超音波プローブ１７により患者脊柱をスキャンするときの速度を安定化させ、検出結果をより正確にすることができる。

上記３次元超音波画像形成システムを具体的に実施する場合、まず、患者の鎖骨及び股関節の高さに応じて第１の支持板５及び第２の支持板６を縦型支持部１にそれぞれ固定した後、患者の体型に応じて支持具７を第１の支持板５及び第２の支持板６にそれぞれ取り付けると同時に、支持具７を患者の鎖骨上窩及び上前腸骨棘にそれぞれ押し付けるように、支持具７の長さを調製する。続いて、患者の水平視線の高さに応じて第２のディスプレイ４の取り付け高さを調整し、患者が視線マーカー４４に注視する姿勢を維持しながら、医者が患者の脊柱に対して３次元超音波画像形成を行うと同時に、ディスプレイ４において患者の重心マーカー４２を表示することができる。このようにして、医者は患者の重心に基づいてその脊柱側弯の病状の進展を判断して診断治療の効果を評価することができる。第２のディスプレイ４は、第１の支持部９に固定して取り付けられてもよく、視線マーカー４４の位置を調整することにより、患者の水平視線の高さと視線マーカー４４とは一定の位置関係を維持する。

患者の脊柱側弯症を診断する場合、第１の支持板５、第２の支持板６、及び支持具７の支持構造により、患者を自然且つリラックスした姿勢で縦型支持部１に直立させることで、脊柱側弯症に対する診断精度を向上することができる。また、支持構造が調節機能を持つので、異なる体型の患者の脊柱３次元超音波画像形成に対するニーズを満たすことができる。重力バランスプレート２は、患者の重心をリアルタイム測定できるので、患者の重心に基づいて脊柱側弯の病状の進展を判断して診断治療の効果を評価することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は上記具体的な実施形態に限定されるものではない。上記具体的な実施形態は、本発明を制限するものではなく、例示的なものにすぎない。本発明の主旨及び特許請求の範囲による保護範囲を逸脱しない範囲で、当業者が本発明に基づいて行う複数の変形及び変更は、本発明の保護範囲に属するものである。

Claims (16)

1. 縦型支持部（１）と、コンピューター（３）と、前記コンピューター（３）にそれぞれ接続されている超音波スキャナーと、スペースセンサーと、第１のディスプレイ（８）とを含み、前記超音波スキャナーが超音波プローブ（１７）を備える３次元超音波画像形成システムであって、
   前記３次元超音波画像形成システムは、前記縦型支持部（１）の底部に取り付けられ、前記コンピューター（３）と接続されている重力バランスプレート（２）と、前記コンピューター（３）と接続されている第２のディスプレイ（４）と、患者を支持するための支持構造とをさらに含み、
   前記支持構造は、前記縦型支持部（１）の上部に取り付けられており、
   前記重力バランスプレート（２）は、患者の両足圧力分布データ情報を測定し、前記両足圧力分布データ情報を前記コンピューター（３）に送信するために用いられ、
   前記コンピューター（３）は、前記両足圧力分布データ情報を処理した後、患者の両足位置データ情報及び重心点位置データ情報を得、前記両足圧力分布データ情報、前記両足位置データ情報、及び前記重心点位置データ情報を前記第２のディスプレイ（４）に送信して表示する、
   ことを特徴とする３次元超音波画像形成システム。
2. 前記重力バランスプレート（２）は、前記縦型支持部（１）に取り付けられる支持板（２０）と、前記支持板（２０）の上方に設けられている測定板（２１）と、前記支持板（２０）に取り付けられ、前記測定板（２１）と接触している１つ又は複数の圧力センサー（２２）と、前記圧力センサー（２２）と接続されているデータ処理ユニット（２００）とを含み、
   前記圧力センサー（２２）は、前記測定板（２１）で受信される圧力信号を取集するために用いられており、
   前記圧力信号は、前記データ処理ユニット（２００）により処理された後、患者の前記両足圧力分布データ情報を得、
   前記両足圧力分布データ情報は、前記データ処理ユニット（２００）を通して前記コンピューター（３）に伝送される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の３次元超音波画像形成システム。
3. 前記測定板（２１）は、第１の踏み部（２１１）と、第２の踏み部（２１２）とを含み、
   １つ又は複数の前記圧力センサー（２２）は、前記第１の踏み部（２１１）及び前記第２の踏み部（２１２）の周辺に均一に分布している、
   ことを特徴とする請求項２に記載の３次元超音波画像形成システム。
4. 前記３次元超音波画像形成システムは、前記コンピューター（３）と接続されている入力装置（１４）をさらに含み、
   前記入力装置（１４）は、患者の水平視線の高さ情報を入力するために用いられており、
   前記コンピューター（３）は、前記水平視線の高さ情報を受信して処理し、前記第２のディスプレイ（４）により表示する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の３次元超音波画像形成システム。
5. 前記３次元超音波画像形成システムは、取り付け高さを調節可能な第１の支持部（９）をさらに含み、
   前記第１の支持部（９）は、前記縦型支持部（１）に取り付けられており、
   前記第２のディスプレイ（４）は、前記第１の支持部（９）に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の３次元超音波画像形成システム。
6. 前記縦型支持部（１）は、Ｕ字形構造であり、
   前記縦型支持部（１）は、Ｕ字形構造の両側の垂直方向に摺動溝（１０１）がそれぞれ設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の３次元超音波画像形成システム。
7. 前記支持構造は、前記摺動溝（１０１）に沿って移動可能な１つ又は複数の支持具（７）を含み、
   各前記支持具（７）は、長さ調節可能な構造を持っている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の３次元超音波画像形成システム。
8. 前記支持構造は、第１の支持板（５）と、第２の支持板（６）とをさらに含み、
   前記第１の支持板（５）及び前記第２の支持板（６）は、前記摺動溝（１０１）にそれぞれ移動可能に取り付けられており、
   前記第１の支持板（５）及び前記第２の支持板（６）は、２つの前記支持具（７）がそれぞれ設けられている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の３次元超音波画像形成システム。
9. 前記支持構造は、１つ又は複数のガイドレール（１６）をさらに含み、
   各前記摺動溝（１０１）は、それに沿って移動可能な２つの前記ガイドレール（１６）がそれぞれ取り付けられており、
   各前記ガイドレール（１６）には、それに沿って移動可能な１つの前記支持具（７）がそれぞれ取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の３次元超音波画像形成システム。
10. 各前記支持具（７）の内部には、レーザービーム位置決め装置が設けられている、
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の３次元超音波画像形成システム。
11. 前記第１の支持板（５）は、第１の板体（５１）と、前記第１の板体（５１）の両端にそれぞれ設けられている第１の摺動部（５２）及び前記第１の支持板（５）を前記縦型支持部（１）に固定して取り付けるための第１の接続孔（５３）とを含み、
    前記第２の支持板（６）は、第２の板体（６１）と、前記第２の板体（６１）の両端にそれぞれ設けられている第２の摺動部（６２）及び前記第２の支持板（６）を前記縦型支持部（１）に固定して取り付けるための第２の接続孔（６３）とを含み、
    ここで、前記第１の摺動部（５２）及び前記第２の摺動部（６２）は、前記摺動溝（１０１）にそれぞれ取り付けられ、前記摺動溝（１０１）に沿って摺動可能である、
    ことを特徴とする請求項８に記載の３次元超音波画像形成システム。
12. 前記３次元超音波画像形成システムは、前記第１の支持板（５）及び前記第２の支持板（６）を上下移動させるようにそれぞれ駆動する第１のモータ及び第２のモータと、前記第１のモータと接続されている第１の主ねじと、前記第２のモータと接続されている第２の主ねじとをさらに含み、
    前記第１の支持板（５）は、前記第１の主ねじにより取り付けられ、前記第２の支持板（６）は、前記第２の主ねじにより取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の３次元超音波画像形成システム。
13. 前記第１の支持板（５）における左右位置には、１つ又は複数の第１の貫通孔（５４）がアレイ状で対称的に配置され、前記第２の支持板（６）における左右位置には、１つ又は複数の第２の貫通孔（６４）がアレイ状で対称的に配置されており、
    前記支持具（７）は、支持ヘッド（７１）と、前記支持ヘッド（７１）とねじ接続されている支持体（７２）と、締め具（７３）とを含み、
    前記支持具（７）は、前記締め具（７３）により前記第１の貫通孔（５４）及び前記第２の貫通孔（６４）にそれぞれ取り外し可能に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の３次元超音波画像形成システム。
14. 前記第１の貫通孔（５４）の各行及び各列には第１のＬＥＤ表示装置（５５）が設けられ、前記第２の貫通孔（６４）の各行及び各列には第２のＬＥＤ表示装置（６５）が設けられており、
    前記支持具（７）が前記第１の貫通孔（５４）及び前記第２の貫通孔（６４）にそれぞれ取り付けられる場合、前記第１のＬＥＤ表示装置（５５）及び前記第２のＬＥＤ表示装置（６５）は起動される、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の３次元超音波画像形成システム。
15. 前記３次元超音波画像形成システムは、患者を固定するための固定帯（１５）をさらに含み、
    前記固定帯（１５）は、前記縦型支持部（１）に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の３次元超音波画像形成システム。
16. 前記３次元超音波画像形成システムは、縦型支持部（１）に取り付けられているマニピュレータ（１８）をさらに含み、
    前記超音波プローブ（１７）は、前記マニピュレータ（１８）の可動端に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の３次元超音波画像形成システム。