JPH04502387A - ビデオ透視による関節動作の比較分析の方法と装置 - Google Patents

ビデオ透視による関節動作の比較分析の方法と装置

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JPH04502387A JP2501313A JP50131390A JPH04502387A JP H04502387 A JPH04502387 A JP H04502387A JP 2501313 A JP2501313 A JP 2501313A JP 50131390 A JP50131390 A JP 50131390A JP H04502387 A JPH04502387 A JP H04502387A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオ透　による関節動作の比　析の　法と装置漁囲ｑ翌量 この発明は、一般に人体の動きの研究に用いる方法と装置に関する。特にこの発 明は、記録された後に、以前の又は望ましい関節動作の参照記録と比較される関 節動作のビデオ（映像）（Ｘ線蛍光）透視分析の方法と装置に関する。 １９２０年代以降、透視検査は、Ｘ線映画撮影法とよばれる手法によって最初に フィルムに記録された。透視検査を記録する能力は、検査の保存手段をもたらし た。この恒久的な検査記録は、検査日以降に、様々な速度で必要なだけ何度でも 繰り返し再生することが可能であった。１９７０年代の後半および１９８０年代 にビデオ記録システムが広く使用出来るようになって、Ｘ線映画撮影法がビデオ 透視法に取って代わられることとなった。この透視法は、透視研究をビデオテー プに記録して、ビデオ・カセット・レコーダーで再生するプロセスである。しか し、骨格系に関しては、ビデオ透視法は殆ど利用されていない。歴史的には、透 視法の主要な用途は胃腸、肺系統および心血管系統の研究、そしてを髄造影検査 および関節造影検査であり、これらの研究および検査は、正確な診断を必要とす る場合には。 器官あるいは体液の動きを観察せねばならないものである。筋骨格系統の像を得 るための伝統的な方法は、これまでも、そして現在においても、標準的な放射線 撮影法である。骨格の分析に透視を用いることの利点は、広く認識されていない 。静止型のエックス線は。 動的な研究がもたらすものと同種の情報を明らかにすることは決してない。 透視に対する関心は、コンピュータを用いた画像処理手法に関する関心によって 取って代わられた。１９７０年代には、コンピュータ・トモグラフィ（ＣＴ）ス キャナーが放射線専門医の関心を引きつけたが。 核磁気共鳴（ＮＭＲ）システムの開発がそれに続いた。骨格分析の新方法、すな わち、コンピュータ・モデリングも１９７０年代に開発された。 このプロセスでは、を髄のバイオメカニカル機能が数学的解析によって研究され る。この解析は、しばしばモデル・プロジェクション（投影）を含み、その一部 は三次元である。 １９８０年代には、透視の研究に対する関心が再び高まった。しかし現在におけ る関心の焦点は、（Ｘ線蛍光）透視装置のコンピュータへの接続にあり、ビデオ ・システムへの接続にはない。デジタル透視（又はデジタル放射線撮影法または 減算画像処理法）と呼ばれるこの手法は、一つの透視画像を後の時点の画像から 差し引く。このプロセスは、複雑なコンピュータ回路とプログラミングを伴い、 　ＣＴ及びＮＭＲスキャナーのように、必要な機器の費用および技術の複雑さの 故に、その利用は主に病院に限定される。これまでは、デジタル透視の主な用途 は、心血管系統の研究であり、この研究においては。 骨格は画像から差し引かれる。医学における画像処理の最近の進展は、コンピュ ータによる三次元画像の構成に関連する。 骨格系統の映画研究は、　１９５０年代に最初に報告されている。この初期の研 究は、頚部を椎の検査に限定されており、主に正常及び異常な首の動きを判定す ることを意図したものであった。関節の動きを研究し把握するためにＸ線映画撮 影法を用いることに関する多くの報告書が文献に見られる。これまでに、多（の 映画を用いた関節の動きの研究が、を柱指圧医によって実施されている。を柱指 圧専門家は、他の誰よりもビデオ透視技術の微調整に力を注いでいるように思わ れる。それは、一つには、を柱指圧師が、その他の画像処理機器１例えば、　Ｃ Ｔ及びＮＭＲを容易に使用出来ないことと、また一つには、彼等の専門が、関節 の動きに、すなわち、関節が動く時に起きることを精密に把握することに、より 高い関心があることによる。 ジェイムズ・マーク（Ｊａｍｅｓ　Ｍｅｒｔｚ）は、頚部と腰部のを椎のビデオ 透視研究について１手短な考察を行った（ＡＣＡ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈ ｉｒ。 ｒａｃｔ江１頁７４−７５）。動きの範囲の拡大は、保持靭帯の損傷によること が最も多かったが、動きの範囲の制限は、構造的な非対称性、変性的な変化、お よび筋肉の不均衡によって生じた。彼の見解（観察）では、伸びた靭帯はＩ！痕 の形成によって治癒するが、一旦伸びた靭帯は隣接する骨構造の関係を保持する ことが出来ず、対照的に、筋肉は骨構造の動きの範囲を変えることは出来るであ ろうが、筋肉は関係に影響しない。（変化した関節の動き又は関係の）ストレス ・パターンは関節の変性をもたらす。ビデオ透視法を用いてを椎の動きを謂べる ことによって、過大運動性および過小運動性から生じる変性を予測することが出 来る。骨格の障害についての教科書の一部は、透視の有用性を指摘しているが、 それが骨格の障害の診断手順として広範に用いられていることについては、広く 認識されていない。一般に、透視は筋骨格系統以外の系統の研究に用いられるこ とが最も多く、主に、心血管系統（すなわぢ、血管造影図）および胃腸（すなわ ち、上部および下部のＧｌバリウム検査）に用いられる。 ミンツ（Ｍｉｎｔｚ）等Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃａｒｄｉ ｏｌｏ　１９８０．４５／２、頁２］０−２１６）は、冠状動脈バイパス移植術 を受けている患者を調べるためにビデオ透視法を試験的に用いることについて考 察した。左心室の性能および隔壁の動きを調べるために、バイパス手術の際に。 放射線不透過性タンタル・マーカーが左心室壁に埋め込まれた。術後に、透視画 像がビデオ・ディスク・レコーダーに記録され、−フレーム毎に再生された。次 に、著者は、コンピュータ解析を行うために画像をデジタル化したが、これには ライト・ペンを用いて、三つの連続的な心臓周期の間の、埋め込まれたマーカー 位置のＸ座標とＹ座標をマークした。これらの座標は９時間的には、ビデオ画像 上に水平な線として記録されたアナログ心電図信号のＲ波と関連させた。各測定 について平均をめた上、統計的な差異の評価が行われた。 を柱指圧師は、他の医師よりもビデオ透視技術の開発により深（関与しているよ うに思われる。例えば、欧州における二つの研究プロジェクトが、Ｘ線映画撮影 法によって観察された動きを客観的に測定することを試みている。一般に、この ようなプロジェクトは。 動画から客観的な測定値を得る試みにおいて、誤った又は有効性に乏しい方法を 用いている。 １９７９年に、マスターズ（Ｍａｓｔｅｒｓ）とスギャマ（Ｓｕｇｉｙａｍａ） 　（Ａｎｇｌｏ４ｕｒｏｐｅａｎ　ＣｏＣｏ１１ｅ　ｏｆ　Ｃｈｉｒｏｐｒａｃ ｔｉｃの学位論文）は、Ｃ２−Ｃ６の間の各椎骨の動きの範囲１回転、およびず れの測定にＸ線映画撮影法を用いることについて報告した。動きの範囲は、まず 角度計と単純フィルムを用いて測定された。映画フィルムは、アセテート・シー トで被覆したスクリーンに投影され、フレーム毎の分析（こ用し）るために、投 影されたフィルムに基づいて椎骨の軸がアセテート・シート上に描かれた。次に 、彼等は、各１７２５秒間の１４項目の異なる動きの範囲の測定をグラフにプロ ットし、映画フィルムを通常の速度で廻した場合には観察不可能な動きを検出し た。フィルムを動画として見た場合には、椎骨の扇状の動きが観察された。一方 、フレーム毎に分析すると、グラフは、動きが実際には９首カベ動（時（こ【よ ガタガタしたシーソ一様の進行から成ることを示した。例え番ｆ、ずれの動きに おいては、一つのを髄節間は静止しているよ引こ見えるが。 その他のを髄節間はロッキング動を示した。首が動くと、　ＥＩＪのを髄節間が この静止する役割を担い、先に静止してし）たを髄節間Ｇまその軸上でロッキン グした。 ギブオン・エアリエル（Ｇｉｄｅｏｎ　Ａｒ１ｅｌ）による研究は、生物力学的 なデータのコンピュータ解析に、特に、運動選手の成績の研究と改善のための指 導に焦点を絞ったものである。彼の方法は、投擲競技を行う運動選手を９選手の 矢状面に９０度の角度を成すように設定した高速度映画撮影カメラを用いて撮影 するものであった。フィルムは半透明のガラス製スクリーンに投影され、ソニッ ク・スタイラスを用いてデジタル化され、Ｘ座標とＹ座標はコンピュータのメモ リーに記憶された。各フレームをデジタル化する時に、関節の中心がグラフィッ ク・ディスプレイ・スクリーンに投影され、直線で結ばれて棒線面が作成された 。コンピュータ解析は、全身の重心１部分速度および加速度、複合力や力の動き などのパラメータを計算した。 別の二種類の透視画像処理が知られている。１９７４年に開発された動的放射線 撮影法は、透視の間に心筋メカニクスを監視及び測定するために、直接透過放射 より寧ろ散乱放射を用いる非侵襲性手法である。もう一つの手法は、フォトキモ グラフ（ＰＫＧ）に関し、これは目先画像１例えば、透視、映画脳室造影法、二 次元ソノグラフィー。 およびシンチグラフィーによって得られた画像から９部分的な心筋壁の動きを記 録する非侵襲性装置である。先に述べたその他の先行技術と同様に、これらの透 視画像処理手法は、関節の動きの客観的な比較分析をもたらすことは出来ない。 久匪ｑ！絢 本発明の一つの目的は、第−及び第二の骨の動きによって生じる両前間の関節の 屈伸を分析するための装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、関節の動きのビデオ透視分析と比較を可能とする装置を提 供することにある。 本発明の更に別の目的は、骨と関節の動きの鮮明かつ正確なビデオ画像を発生す るビデオ透視システムを提供し、それによって１画像を記録する手段をもたらし て動きのパターンの詳細な分析と比較を実施できるようにすることにある。 本発明の更に別の目的は、関節の動きの現在の表示と参照表示とを客観的に比較 することを可能とするビデオ透視システムを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、関節の動きを比較して、関節の動きが正常なパターン に従っており且つ正常な限度内にあるか又は警報状態を示す事前設定限度を超え ているかの判定を可能とするビデオ透視システムを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、デジタル・ビデオ透視関節運動比較分析システムを提 供することにある。 本発明の更に別の目的は、関節とそれを形成する骨の動きの最小及び最大角度を 客観的に測定することを可能とするビデオ透視システムを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、下胴を固定することによって腰部を椎の標準化された ビデオ透視分析を可能とする装置を提供することにあり、更に、この分析から正 確な画像をもたらすビデオ透視システムを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、第−及び第二の骨の動作による両前間の関節の屈伸を 分析する方法を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、参照の即ち望ましい表示と、関節の動きの現在の表示 とを客観的に比較することを可能とする方法を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、鮮明かつ正確であり、更に比較腰部を椎分析に使用可 能な腰部を椎のビデオ透視画像を発生する方法を提供することにある。 本発明の更に別の目的は、ビデオ透視とコンピュータ分析とを。 特に検査の客観的な解釈を可能とするような方法で組み合わせるシステムを提供 することにある。 本発明の更に別の目的は、コンピュータ分析によって、動きの正常及び／又は異 常な範囲とパターンを判定し、得られた客観的な測定値に基づいて状態の診断を 行うことを可能とするビデオ透視システムを提供することにある。 本発明の更に別の目的は、骨格の透視研究の標準化された解釈を可能とするシス テムを提供することにある。 本発明は、第−及び第二の骨の動作により生じる両前間の関節の屈伸を分析する 装置を含む。−態様において、成る手段が、骨の動きとその結果生じる関節の屈 伸の少なくとも二つの連続的なビデオ画像を発生する。成る手段が、連続的なビ デオ画像を、￥ＳＳ二軸対する第−骨の望ましい動きあるいは以前の動き、そし てそれによる関節の屈伸に関する参照表示と比較する。 別の態様において、成る手段が、骨の動きとそれに対応する関節の屈伸の少なく とも二つの連続的なビデオ画像を発生する。成る手段が、各ビデオ画像の第一骨 上に参照点及び各ビデオ画像の第二骨上に監視点を定める。成る手段が、参照点 に対する監視点の動きに対応する現在の表示を発生する。 別の態様において、成る手段が、骨の動きとそれに伴う関節の屈伸の少な（とも 二つの連続的なビデオ参照画像を評価し、それに対応する参照表示を発生する。 成る手段が、骨の動きとそれに伴う関節の屈伸の少なくとも二つの連続的なビデ オ現在画像を評価し、それに対応する現在表示を発生する。成る手段が、現在表 示に参照表示を比較する。 別の態様において９本発明は透視システムを含む。成る手段が。 評価すべき対象に対して放射を提供する。対象の、提供手段の反対側に隣接して 位置する手段が、提供された放射を増強し且つ対象の画像を発生する。十字交差 グリッドが、増強手段と対象の間に置かれ、増強手段によりて発生された対象の 画像を増強する。 本発明は更に、第−及び第二の骨の動作により生じる両前間の関節の屈伸を分析 する方法を含む。この方法は、骨の動きとそれによって生じる関節の屈伸の少な くとも二つの連続的なビデオ画像を発生し、且つ、連続的なビデオ画像を、第二 骨に対する第−骨の望ましい又は以前の動きおよびそれによって生じる関節の屈 伸に対応する参照表示と比較する段階を含む。 別の態様において、この方法は、骨の動きとそれに対応する関節の屈伸の少なく とも二つの連続的なビデオ画像を発生し、各ビデオ画像の第一骨上の一参照点お よび各ビデオ画像の第二骨上の監視点を確定し、参照点に対する監視点の動きに 対応する現在の表示を発生する段階を含む。 別の態様において、この方法は、骨の動きとそれによって生じる関節の屈伸の少 な（とも二つの連続的なビデオ参照画像を評価し。 評価された参照画像に対応する参照表示を発生し、骨の動きとそれによって生じ る関節の屈伸の少なくとも二つの連続的なビデオ現在画像を評価し、評価された 現在画像に対応する現在表示を発生し。 さらに、現在表示を参照表示と比較する段階を含む。 別の態様において９本発明は透視方法であり、この方法は、評価を行う対象に対 して放射をもたらし、対象の、もたらした放射の反対側に隣接して設けた増強装 置を用いて、もたらされた放射を増強し、それからの対象の画像を発生し、増強 装置が発生した対象の画像を増強するようにした十字交差グリッドを増強装置と 対象との間に設ける段階を含む。 その他の目的および特徴は９部分的には自明であり、また部分的には以下におい て指摘する。 Ｘ皿ｑ交凧久脱肌 第１図は２本発明によるビデオ透視による関節動作の比較分析用の装置のブロッ ク図である。 第２図は、二つの骨の動きを示す略図である。 第３図は９画像を増強するためにＸ線透視装置の画像増強装置と組み合わせて用 いる十字交差グリッドの斜視図である。 第４図は１本発明による関節動作のＸ線透視画像の比較分析方法を示すフローチ ャートである。 第５及び６図はそれぞれ９本発明による。参照点に対する監視点の動きを分析す るための参照グラフと現在のグラフである。 第７図は、腰部を椎の運動の研究を可能にするように下肢を固定するための本発 明による構造物を示す。 対応する参照文字は９図面の複数図を通して対応する部分を示す。 員五ｑ託縦笠朦因 第４図において、参照文字１００が包括的に示すＸ線透視システムには、評価を 受ける物、骨又は舞妓などの被検物１０４に放射線をもたらすＸ線管１０２を含 む。被検物１０４は、それに当たる放射線を吸収および／あるいは反射し、被検 物の横および／あるいは内部を通過する放射線のみがグリッド１０６に達し、グ リッド１０６の内部を通って、イメージ増強装置１０８に達する。増強装置１０ ８は、望ましくは９−６デユアル・フィールド・イメージ増強管とする。放射レ ベルは、被検物の密度によって、制御盤１５０上の制御装置を調節することによ ってｇｅｔ、、ある程度の放射線が被検物１０４の内部とその周りを通り、さら にグリッド１０６を通ってイメージ増強装置１０８に達するようにする。その結 果、イメージ増強装置は、そこに達した放射線を可視光線に変換し、イメージ増 強装置１０８のスクリーン］１０が被検物１０４に対応する可視画像をもたらす 。可視画像は、照射される被検物１０４の種々の部分の密度によって輝度が異な る。 増強装ｆ！１１０ｇのスクリーン】】０上の画像は、ビデオ・カメラ１１４のレ ンズ１１２によって撮影され、アナログ信号に変換される。この信号は、アナロ グ記憶装置１例えば、ビデオ・カセット・レコーダー　（ＶＣＲ）　１１６に記 憶される。ビデオ・モニター１４０は、　ＶＣＲ１１６に記憶されているビデオ 画像を表示するための陰極管（図示していない）を含む。 一態様において、第１図に示した本発明は９例えば第２図に示したような第−及 び第二の骨の動きにより生じる両前間の関節の屈伸を分析する装置から成る。第 −骨２０１は第二骨２０２に、靭帯Ｔ　Ｉｌ！＋軟骨および／あるいはその他の 相互連結組織から成る関節２０３によって連結されている。第−骨２０１をテー ブル１５２に紐で固定し、第二骨２０２が第−骨２０１に対して、矢印２０４で 示すように位置２０２′に移動するようにする。骨２０２に対する骨２０１の動 き及びそれによって生じる関ｗＪ２０３の屈伸を分析するには、関節２０３によ って連結された骨２０１　と２０２は、透視システム１００内の被検物１０４に よつて示した位置に置かれることになる。そこで、関節２０３を屈伸すると。 それはイメージ増強装置１０８のスクリーン１１０上に動く骨の一連のビデオ画 像で見られる。この画像は、カメラ１１４によって記録され。 ＶＣＲ１］８によってテープに記憶され、モニター１４０に表示される。文字発 生装置１１７を用いて、　ＶＣＲ１］６に文字データを送り１画像にラベルを付 けることも出来る。さらに、タイム・ベース・補正器を用いて、静止フレームと スロー・モーシタンの画像タイミングを相関させることも出来る。 特に、患者が骨２０１及び２０２を動かすと、連続ビデオ画像がスクリーン１１ ０上に生み出されてこれらの骨の動きを示す。再び第１図を参照すると、Ｘ線管 １０２とイメージ増強装置１１０は、参照文字１６０によって示されるように機 械的に接続されており、テーブル１５２に対して同時に水平および／あるいは垂 直移動するように懸垂あるいはその他の形で支持される。患者が透視中の骨を動 かすと、操作者はそれと同時にＸ線管１０２とイメージ増強装置１１０を　動か して。 検査中の関節あるいは区域が透視装置のビームの中に保持され、動く骨の連続的 なビデオ画像が発生するようにし９画像はカメラ１１４によって検出され、　Ｖ ＣＲ１１６に記憶される。ＶＣＲ１１６が標準ＮＴＳＣフォーマットを使用する ものと仮定すると、毎秒３０フレームがＶＣＲ］１６に記憶され、骨の動きによ って毎秒３０の画像が発生することになる。各フレームはアナログ−デジタル（ Ａ／Ｄ）変換器１２４によってデジタル情報に変換され、メモリー１２６に記憶 される。ＣＰｔ１１２８は、　Ａ／Ｄ変換器１２４とメモリー１２６のタイミン グと動作を制御する。代替方法として、　ＣＰＬ］１２８は、キーボード１３０ を介して操作者の指示を受け１選択されたビデオ画像のみを変換し記憶する。 さらに、骨の静止ビデオ画像１例えば、骨の照明静止Ｘ線（即ち単純フィルム） をカメラ１１４によって検出することも可能である。 これらの静止画像は、最初又は終わりに置くか、又は連続するビデオ画像の間に 差し挟んで、操作者が画像を見ながら行う人手による比較、又はＣＰｔ１１２８ による分析に用いることが出来る。先に述べたように１文字発生装置１】７を用 いて、記録された画像にラベルを付けることができる。 Ｘ線管１０２はモニター上あるいはモニターの近くに遠隔タイマー１４２を備え 、！！作者は照射継続時間と骨動作中の経過時間を常に知ることが出来る。タイ マー１４２は、Ｘ線管１０２が被検物１０４を照射するために放射線を送り続け ている限り作動する時計である。さらに、遠隔メーター１４４２例えば、ミリア ンペア（ＭＡ）計及び／又はキロボルト・ピーク（ｋＶｐ）電圧計をモニター１ ４０に隣接して設けることにより、同時に操作者はＸ線管１０２が提供している 放射線の強度レベルを監視出来る。遠隔メーター１４４は操作者に、被検物１０ ４を照射するためにＸ線管１０２から放射線を発生するのに使用している電流（ あるいは電圧）の表示をもたらす。この構成により操作者は同時に、被検物の照 射の強度と時間を監視するとともに、モニター１４０に記録されている実際の画 像を見ながら被検物の動きと同時にＸ線管とイメージ増強装置を動かすことが出 来る。操作者は、遠隔フット・スイッチ１４８によって透視装置の作動を制御す る。さらに、技術員を制御盤１５０に配して操作者を補佐することも可能であり 、また、遠隔モニター１６２を制御盤１５０に隣接して設けることにより。 記録中の画像を技術員が見ることを可能とする。 タイマー１４２は、既存のＸ線制御！１１５０に付加することが出来る。 多くの医師、病院および診療所は、既存の設備を備えているので。 既存の設備に付加する付属品として購入可能なデジタル・タイマー１４２を本発 明の一部分として必要とするであろう。デジタル・タイマー１４２は、Ｘ線管制 御盤１５０に取付・接続された特殊な時計である。その寸法は約４インチ×４イ ンチ×２インチであり、数字は大きく１部屋の端からも読み取ることが可能であ り、照明付きであるので暗闇の中でも読み取れる。リセットされると、タイマー は必ず時刻０：００から開始する。タイマーは、Ｘ線管１０２を作動する遠隔フ ット・スイッチ１４８（又は制御盤１５０にあるトグル・スイッチ）によって作 動される。操作者がＸ線発生装置に信号を送ってＸ線管を作動させてＸ線ビーム を発生させる時には必ず、デジタル・タイマー１４２は同時に作動される。反対 に、Ｘ線ビームが発されていない時には、タイマーは停止する。例えば、タイマ ーは、観察から次の観察までの間は停止される。従９て、タイマーは累積Ｘ線照 射を表示する。リセット・ボタンを押すことによって、各々異なる透視検査を行 う度に、操作者はタイマーをＯ：００にリセットする。 デジタル・タイマー１４２の目的は、透視検査中のＸ線ビーム放射の全照射の正 確な時間を分と秒を単位として計測することにある。 照射継続時間はいずれの放射線撮影／透視手順においても重要である。正確な照 射時間を測定すると共に、デジタル・タイマー１４２は手順の間の実際の時間経 過の記録をももたらし、それによって実際に経過した時間を文書化する。 遠隔テレビ・モニター１４６は、透視システムには含まれない別の追加的な付属 品である。モニター１４６は、Ｘ線制御盤に、あるいはその近くに設置される。 この遠隔モニターは、主ＴＶモニターと同期した標準型５インチ・スクリーン白 黒テレビであってもよい。透視検査を実施する医師は９手順を主モニター１４０ 上で観察する。遠隔モニター１４６の目的は、助手が、たとえ、しばしば部屋の 別の場所にある制御盤の近くに立っている場合にも、医師が見るのと同じ視野を 監視する方法を提供することにある。従って助手は画質を見て評価した上で１画 像増強に必要なｋＶｐおよびｍＡの設定を調節することが可能である。ミリアン ペア秒（ｍＡｓ）は１時間当たりの電流の測定単位、すなわち、１秒当たりに発 生した電子の数である。ｍＡｓ測定によって１画像の密度（フィルムの黒さ）が 決まる。 キロボルト・ピーク（ｋＶｐ）は、Ｘ線管に印加されたピーク電圧の測定単位で あり、電子の速度を決定し、したがって放射されたＸ線の１強度ｊ　（それが人 体を透過する能力）を決定する。ｋＶｐ設定を変えると２画像のコントラスト（ グレー・スケール）が変化する。 このような調節は制御盤において行われ、このことは医師がしばしばｋＶｐおよ びｍＡｓダイアルをリセット出来ないことを意味する。なぜなら、医師は試験を 実施しており別の装置を操作しているからである。助手が手順を遠隔ＴＶモニタ ーで観察する能力は必須ではないが、それはビデオテープに記録された画像の質 を改善することが出来る。 主モニター１４０は、水平解像度７５０本の１９インチ白黒テレビであり、ケー スに収め、可動カートにボルト固定される。可動カートは医師がモニターを見易 い任意の位置に車輪で移動させることが出来る。ＴＶモニターは金属ケーシング に収納され、スクリーン側を除いて全ての面がケーシングに取り囲まれる。ビデ オカセット・レコーダー１１６は、金属ｒスリーブＬ内のＴＶモニター１４００ ケーシングの上部に設置される。追加的な装置のためのその他の棚／開口部をＶ ＣＲの上部に設置することが可能である。これらの装置のケーシングはラックに 設置した音響システムと同じ原理に基づ（。このようなシステムは、　ＴＶとＶ ＣＲを安定させ、保護するので、カートを動かした時にＴＶやＶＣＲが落下ある いは横滑りすることはない。 モニター１４０（及び遠隔モニター１４６）は、制御盤１５０に接続して。 そのスクリーンの一隅にデジタル・クロックを表示してもよい。このデジタル・ クロックは、透視検査中に経過した実際の時間を示す。 スクリーンの別の隅には参照点を表示し、それを後に関節の動きのコンピュータ 分析の際に用いる。（この参照点は、角度を測定するだめの一貫した基準となる 。）ビデオテープは、　ＴＶモニター・スクリーンに現れる全てを記録するので １時間と空間の両方が恒久的かつ相対的に、試験の一部として文書化される。 本発明をさらに便利なものとし、かつ画像の質を高める別の追加的な付属品は、 主ＴＶモニター・ケーシングの側面にボルト固定された遠隔ｍＡヅメ−−１４４ である。これは照明付ｍＡメーターであり、遠隔ユニットとして役立つようにし たものである。遠隔メータを備えることによって、検査を実施する医師は、　ｍ Ａ段設定容易に確認することが出来る。なぜなら、メーターは照明され、　ＴＶ モニターに取付けられているからである。このような遠隔ユニットが無ければ、 制御盤の傍に立つ助手だけがｍＡ設定確認することが可能であり、このｍＡ段設 定、自動輝度安定装置が画像の輝度レベルを調節する時に変動する。ｋＶｐ設定 を測定する遠隔メーターもＴＶモニターに取り付けることが出来る。ｍＡ段設定 ｋＶｐ設定はいずれも画像の質に影響し。 患者の放射線照射を決定する。したがって、医師にとって、検査手順におけるこ れらのレベルを知ることは大切である。 本発明の透視システムは、検査手順において使用される必要な部品として十字交 差グリッド１０Ｂをも含む。身体の厚い部分（例えば腰部を堆載）のＸ線照射を 行う場合には、より多くの散乱放射線がフィルムに達する。散乱放射線は、密度 のグレー化を引き起こし。 霧状効果を生じ、骨構造の画像の明瞭性を低下させる。グリッド３０Ｂの目的は 、散乱放射線の一部を吸収および／あるいは方向転換させて、−次（わきへそら されない）Ｘ線ビームの焦点合わせを改善して、より高いコントラストの画像が 得られるようにすることにある。 換言すれば、グリッドは、散乱放射線を整理し、これらの多方向放射線の方向を 選択的に定めて、より構成的にする。グリッド１０６を用いる場合は、グリッド による吸収のため、より高いｋＶｐを用いてＸ線ビームの透過能力を高めねばな らない。しかし１画質の向上がこの照射の増大を補償（正）する。グリッドが無 ければ９画像のコントラストは、散乱放射線が生じるフォックによって失われる 。 十字交差（あるいは、クロスハツチ）グリッド１０６は、このシステムに組み込 むことが望ましいタイプのグリッドであるが、直線平行グリッドおよび直線集束 グリッドも用いることが出来る。第３図に示すグリッド１０６は、Ｘ線吸収体と して機能する鉛薄片３１０等の放射線不透過性物質と、鉛片間のアルミニウム薄 片中間体３０２あるいはその他の放射線透過性物質から成る交差部材から成る。 十字交差グリッドは実際には二つのグリッドであり、一つがもう一つの上にある 。一つのグリッドの鉛片は、他方のグリッドの鉛片に対して直角である。二つを 合わせて一つのフレームに収めると、二つのグリッドは交差グリッドとなる。グ リッド比は、鉛片間の間隙に対する鉛片の高さを意味する。グリッド比が高いと 、散乱放射線の整理が良（なる（なぜなら、より多くの放射線束が吸収され且つ 収束されるから）。身体の厚い部分の透視研究のためには、十字交差グリッド比 は、少なくとも８：１／８：１（フレーム内で交差した垂直及び水平グリッドの 双方について８：１）とし、　１６：１／１６：］　もの高さでもよい。 Ｘ線管の傾きを必要とする研究については、少なくとも１２：１の比を持つ直線 グリッドが必要である。 グリッド１０８は、イメージ増強装置１１０の前に位置し、スポット−フィルム ・タワー上又はイメージ増強装置自体の上に直接に設置される。多くの透視シス テムはスポット−フィルム・タワーを含まない。タワーが無い場合には９円形グ リッドを直接にイメージ増強装置の入力蛍光体側に取り付けることが出来る。グ リッドは容易に相互取り替えが出来なければならない。例えば、グリッドがトラ ック（タワー設置のデザインと類似）に取付けられたシステムを用いてもよい。 そうすればクロス−ハツチあるいは直線グリッドは、必要に応じて所定位置に滑 り込ませることが可能になる。 Ｘ線ビームは、Ｘ線管から出て、患者を通り１次にグリッドを通って、そこでビ ームはイメージ増強装置によって捕獲され、光に変換される。本発明のシステム においては、イメージ増強装置の入力蛍光体側は、スポット−フィルム・タワー の背面にある特別な搭載台に滑り込ませることが可能であり、スポット−フィル ム・タワーはＸ線テーブルに取り付ける。イメージ増強装置は、それによってタ ワーに固定される。タワーをトラックのシステムに沿って滑らせることによって テーブルの足元から頭部まで動かすことが可能である。タワーの「フェイスＡは 、テーブル表面から約４０インチ離れており、テーブル表面と平行である。テー ブルとタワー・フェイスとに直角をなすアームが両者を結合する。二組の金属製 平行トラック〜が、第１図に示すように、イメージ増強装置１１０のフェイスに 取付けられるか、あるいは、スポット−フィルム・タワーのフェイスに取付けら れ、−組はもう一組の直接内側に位置するので、正方形のグリッドは所定の位置 に滑り込ませることが可能であり交換も出来る。−組のグリッド搭載トラックは 、直線グリッド（図示していない）を保持し、もう−組のトラックは、クロスハ ツチ・グリッド１０６を保持する。したがって、操作者は、フィルムに撮影する 身体の部分によって、　【グリッドを使用しない」、　ｒ直線グリッドを使用す る刀モして「交差グリッドを使用する１の条件を選択出来る。このスライド式グ リッド・システムは、グリッドの迅速かつ容易な交換を可能とする。グリッドは 永久的であり可動でもある。 ビデオ透視検査を実施するためのこのシステムは、上下に傾斜するＸ線管１０２ を内蔵したＸ線テーブル】５２を含む。Ｘ線管は、Ｘ線を放射するとともにその ビームを患者の方向に向ける装置である。 テーブル１５２０表面は、患者が横臥する必要がある透視検査のため床に平行に 保持される。患者が立位となる必要がある重量負荷検査のため、テーブル１５２ の表面は９０度傾けて直立位置（床に直角）にすることが出来る。患者が横たわ るか立つかに関わらず、患者はＸ線管を収めたＸ線テーブルとイメージ増強装置 との間に位置する。 傾斜可能なテーブルに加え、テーブル内のＸ線管もテーブルに対して矢印１５４ 及び】５６で示すように傾斜する。管領斜はを髄のＸ線研究に望ましい。この傾 斜は１本発明によって優れた画像が得られる理由の一つである。関節の明瞭な画 像を得るために、Ｘ線ビームは、関節表面と同じ平面を通らねばならない（さも なければ、途中に存在する解剖学的な構造体によって関節の一部がぼやけてしま う）。 一部の［！ｌｊｌの角度がある平面に対処するために、Ｘ線ビームも同様な角度 にせねばならない。１管領斜りは９頭部に対して（頭の方へ）又は足に対して（ 後端の方へ）管に角度をもたせることを意味する。 管は、垂直平面内において、矢ＥＩＩ１１５４によって示すように頭の方へ（患 者の頭の方へ）０度から３０度まで、そして矢印１５６によって示すように後端 の方へ（足の方へ）０度から３０度まで傾くことが出来るので２合わせて６０’ の円弧内で回転する能力がある。管領斜の角度はテーブルの位置に関係な（常に 同じである。望ましい回転、即ち傾斜の量は、透視している関節の平らな面に対 する角度量によって異なる。トグル・スイッチを用いて、操作者は管を望みの角 度に自動的に傾けることができる。管を傾ける際には、管の傾斜方向に平行な平 行グリッドを用いることが望ましい。 ここに用いられるような成る表示が、一つの骨の運動又は運動パターン又は関節 を形成する第−及び第二の骨の運動により生じる両軸間の関節の屈伸を特定する 一組のデータを含む。骨の動き又は関節の屈伸に対応する連続ビデオ画像は、現 在の表示の一形態であり。 これは次に参照メモリー１２９に記憶された参照表示と比較されることになる。 参照表示は、望ましい又は以前の動きに対応する。表示は互いに直接に比較して もよいし、さらに分析を行うことも出来る。 現在の表示画面は下記の方法で評価されることになる。この方法は、関節の屈伸 に関し、全般的に骨の動きの評価に均等に適用可能である。二つの骨と関節の第 一のビデオ画面をモニター１１８のＣＲＴ１２０に表示する。これは、　ＣＰｔ １１２８で自動的にメモリー１２６からモニター１１８へ画像情報をダンプする ことによって達成することも出来るし、キーボード１３０を介してＣＰｔ１１２ ８に特定の第一のビデオ画像を分析のためにロードするように指示することも出 来る。ｔＪ２図に最良に示すように１次に参照点Ｒが第−骨２０１上に選択され る。この点は、操作者が、ライト・ベン１２２を用いて、　ＣＲＴ１２０上に表 示された骨２０１上の、参照点として機能する点を示すフィードバック・ループ を閉じることによって選択することができる。参照点Ｒは、評価中の関節に対し て静止した点でなければならない。或いは、　ＣＰＵＩ２８は骨２０１の画像を 調べ、骨２０１の画像を形成する各点のそれぞれに異なる輝度に基づいて、骨２ ０］の画像上のユニークな位置を参照点として選択しうる。同様に１点Ｒから離 れた監視点Ｍ１を骨２０２上で選択する。 先に述べたように、骨２０１は望ましくは固定して、連続的な画像が、実質的に 骨２０２の動きの画像であり、骨２０１は固定位置にとどまるようにする。その 結果、骨２０１及び参照点Ｒは連続的な画像において実質的に同じ位置にある。 本発明は、ここに説明する二次元的なアプローチは勿論のこと、三次元的な評価 および分析にも使用できるものと思われる。第三次元はコンピュータ・プログラ ムによって投影してもよいし、あるいは被検物の幾つかの角度を透視して重ね合 わせて三次元情報を得てもよい。 望ましくは、参照点Ｒは、各画像において容易に確認することが出来る骨２０１ 上の一点となる。例えば、各連続画像において容易に分かる突起あるいは凹みで もよい。或いは、操作者は手動で骨の一端から一つの設定距離を測定して、骨２ ０１の各連続ビデオ画像上の点Ｒを同じ方法で選択してもよい。 次に、参照点Ｒに対する監視点Ｍ１の座標を、操作者が手動でＣＲＴ】２０の表 面の画像を分析するか（例えば、その測定によって）、又はＣＰｔ３１２８の分 析によって決定する。これらの座標は、メモリー１２６に記憶される。 評価プロセスが次に、現在表示の各連続ビデオ画像について繰り返される。現在 表示の全てのビデオ画像が上記のように評価された後には１点Ｍ１から点Ｍｌ’ 　への監視点の移動に対応する一連の座標がメモリー１２６の中に記憶される。 次に、現在表示は、参照表示と比較されることになる。この比較は操作者が手動 で行ってもよいし、またＣＰｔ１１２８によって自動的に行うこともできる。参 照表示は、望ましい又は以前の動きの連続ビデオ画像の参照シリーズから得られ る。参照シリーズは現在表示が上記のように評価されたのと同じ方法で評価され る。或いは、参照表示は様々な画像の分析からめた経験式か表示であってもよい 。 −態様において、現在表示と参照表示の手動比較は参照表示と現在表示のビデオ 画像の直接比較となる。操作者は、キーボード１３０を介してＣＰＩＪ１２８に 、参照表示と現在表示に対応する連続ビデオ画像が同時に観察可能となるように 指示する。ＣＰｔ１１２８は、メモリー１２６に記憶された現在表示の第一の連 続ビデオ画像をモニター１１８のＣＰＵ１２８上に表示し、同時に、参照メモリ ー１２９に記憶された参照表示の第一の連続ビデオ画像を参照モニター１３１の ＣＲＴ１３２に表示する。 そこで医師又は他の資格を有する専門家がＣ１？Ｔｌ２Ｏ上の画像をＣＲＴ］３ ２上の画像と比較する。次に、現在表示の各連続ビデオ画像がモニター】１８に 表示され、そして参照表示の次のビデオ画像が参照モニター１３１に表示される 。各画像について、専門家は手動で画像を比較する。このプロセスは９分析すべ き現在表示の選択された各ビデオ画像と参照表示の対応ビデオ画像との比較が終 わるまで続く。 別の態様において９手動比較は下記のように達成される。操作者は、　ＣＰＵ１ ２８にディスプレイ１３３を介して参照表示と現在表示の監視点の移動に対応す る座標を表示するように指示する。操作者は次に参照監視点の移動と現在監視点 の移動に対応する径路の移動の数学的表示を定義する式を計算（又は推定）する 。座標および／あるいは曲線は次に専門家によって比較される。 参照表示と現在表示の自動比較はＣＰＵ１２８によってなされる。ＣＰｔ１１２ ８は、参照監視点移動と現在監視点移動にそれぞれ対応する式を計算し、下記に 示すように式を比較する。或いは、参照画像および現在画像を互いに重ね合わせ 、専門家が観察して比較分析することも可能である。 関節の屈伸と対応する骨の動きの正確な比較分析を行うためには。 イメージ増強装置１０８のスクリーン１１０によって十分に明確な画像が得られ ることが必要である。一般に、Ｘ線管１０２によって放射されてイメージ増強装 置１０８に達する放射線は平行ではない。したがって、透視される被検物が十分 に明確なものであっても、スクリーン１１０にもたらされる画像は十分に明瞭な ものではない。これは。 非平行放射線と被検物１０４の上方および周りを通過する放射線の散乱によるフ リンジング効果による。より大きな被検物を透視している時９例えば、腰部のを 椎の動きを研究している時、Ｘ線管１０２によって放射される放射線の強度は大 幅に増大させて、透視中の身体の部分に適切に透過するようにせねばならず、こ の結果、フリンジング効果がさらに大きくなる。 制御盤１５０から透視装置１００を操作する技術者は、放射線を発生するのに用 いる電流（ミリアンペア）又はピーク電圧の増大を選択することができる。ミリ アンペアを増大させると、イメージ増強装置に満足のゆく画像をもたらすのに通 常は十分な放射線を発生するが、患者の線量が許容出来ないほどに高くなるかも しれない。一方。 電圧のもっと小さな増大でも、適切な透視放射線を確保するのに通常は十分であ り、この場合には患者の線量はずっと少なくてすむ。 残念なことに、電圧を増大させると、散乱放射線のレベルも増大し。 したがって画像のコントラストは低下する。そのために、十字交差グリッド１０ ６を被検物１０４とイメージ増強装置１０８との間に用いて。 イメージ増強装置に達する散乱放射線のレベルを低減させる必要がある。この十 字交差グリッド１０６を第３図に示す。グリッド１０６は散乱放射線のレベルを 低減させるための非常に有効な装置である。 それは、放射線不透過性物質の細長い平面部材３０４と放射線透過性（中間）物 質３０６の片とが交互に配列されたアレイ３０２である。このアレイ３０２は、 放射線不透過性物質の細長い平面部材３１０と放射線透過性（中間）物質３１２ の片とが交互に配列された別のアレイ３０８に直角であり、かつアレイ３０８の すぐ上に位置する。グリッド１０６は、その方向が発生源からイメージ増強装置 までの中心軸３１４に実質的に平行であるＸ線に限って透過するように設計され る。斜めに（成る角度で）進むＸ線は放射線不透過物質によって吸収される。 ８：】から】Ｏ；】の範囲の比率を持つ十字交差グリッドが、高密度の被検物の 透視分析に最も有効であることが明らかになっている。 第４図を参照すると、ビデオ透視による関節の動きの評価と比較分析の方法が、 フローチャートに示されている。最初のステップ４０１においては、参照表示画 像または現在表示画像のいずれの評価を行うかを決定することが必要である。参 照表示画像の評価を行う場合には、プロセスはステップ４０３−４１３に進むこ とになり、そこで各参照ビデオ画像の評価を行う。評価を行う画像がステップ４ ０３によってメモリー１２６にロードされ９次にＣＲＴ１２０のスクリーン上に 表示される。（この画像は手動比較のために参照メモリー１２９に記憶すること も可能である。）ステップ４０５において、操作者が手動によるか（ライト・ペ ン］２２を用いて）又はＣＰｔ１１２８が自動的に（ユニークなコントラストお よび／あるいは輝度の点を選択することによって）画像中の固定された骨上の参 照点Ｒを定め、さらに動く骨上の監視点Ｍを定める。ステップ４０７において、 使用する座標系の起点が参照点Ｒに置かれる。次に、操作者あるいはＣＰｔ１１ ２８は、ステップ４０９において監視点Ｍの座標を決定し、これらの座標を参照 メモリー１２９に記憶する。ステップ４１１は、！！！続的な参照ビデオ画像の 評価を行うか否かを判断する決定ステップである。少なくとも二つの参照イメー ジを評価せねばならない。ステップ４０３−４０９によって参照画像がそれぞれ 評価された後、プロセスはステップ４１３に進み、そこでＣＰＩＪ１２８は参照 表示、すなわち、評価された様々な連続的参照画像における監視点Ｍの移動を表 示する式を計算する。この参照表示は次にメモリー１２９に記憶される。 現在表示画像が評価される場合には、評価プロセスはステップ４２１から關始し 、そこで第一現在ビデオ画像がメモリー１２６にロードされＣＲＴ１２０のスク リーンに表示される。ステップ４２３においては、操作者あるいはＣＰＵ１２８ が１画像の中の固定された骨上の参照点Ｒを定め、さらに動く骨上の監視点Ｍを 定める。その後に、ステップ４２５において、使用する座標系の起点が参照点Ｒ に置かれる。ステップ４２７において、操作者あるいはＣＰｔ１１２８は監視点 Ｍの座標を決定し。 これらの座標はメモリー１２６に記憶される。決定ステップ４２９においては、 連続的な現在ビデオ画像の評価を行うか否かが決定される。 少な（とも二つの現在イメージを評価せねばならない。ステップ４２１−４２７ によって現在ビデオ画像が全て評価された後、　ＣＰＵ１２ｇはステップ４３１ を遂行して、現在表示、すなわち、監視点Ｍの移動を表示する式を計算し、その 現在表示をメモリー１２６に記憶する。 次にステップ４３３でＣＰＵ１２８は現在表示に対して参照表示を比較する。現 在表示は、先に述べたように、動きの個々の表示であってもよく、動きのパター ンであってもよい。次に決定ステップ４３５は。 動きの実際の測定値（例えば角度及び動きのライン）、現在表示が参照表示の事 前設定限度内にあるか否か、および／あるいは現在表示の動きのパターンが参照 表示の動きのパターンと一致するか否かを判断する。これらの事前設定限度は参 照メモリー１２９．メモリー１２６に記憶してもよく、あるいは操作者によって キーボード１３０を介してＣＰＵ１２８に入力してもよい。現在表示が事前設定 限度内にある場合には、評価はステップ４３７に進み、そこでＣＰＵ１２８は現 在表示が正常限度内にあることを示す。この表示はディスプレイ１３３に行うか 。 プリンターに打ち出すか、あるいはその他の出力手段によって行ってもよい。或 いは、もし現在表示が参照表示の事前設定限度内にない場合には、ステップ４３ ９において警報がＣＰＵ１２８によって表示され。 操作者にこの状態を報知する。 本発明によるプロセスの簡略化した例を第５及び６図を参照して説明する。第５ 図は、参照点Ｒと、第一のビデオ画像に監視点Ｍ。 第二のビデオ画像に監視点Ｍ°を有する二つの参照表示画像について。 ＸＹ軸に示したデカルト座標グラフである。監視点ＭおよびＭ゛は関節屈伸の望 ましい最小値と最大値にそれぞれ対応する。点Ｍの座標は（２、−６）であり、 点Ｍ°の座標は（５、−２）である。したがって、参照表示は点Ｍから点Ｍ°へ の動きについて下記の式によって表される動きパターンを有する。 Ｙ＝　（４／３）Ｘ−２６／３　（２≦Ｘ≦５）　（１）これに対して、第６図 は、同じ関節の、座標（１，−７）の点Ｍから座標（４，−２）の点Ｍ°への動 きの二つの現在表示画像について。 ＸＹ座標グラフを示す。したがって、現在表示は点Ｍから点Ｍ゛への動きについ て下記の式によって表される動きパターンを有する。 Ｙ＝　（５／３）Ｘ−２６／３　（１≦Ｘ≦４）　（２）式１及び２を比較する と下記の情報をめることが出来る。第５図に示され１式（１）となる参照表示に おいて、関節は４７度の動作範囲を有した。一方、第６図に示され９式（２）と なる現在表示においては、関節はその過伸展を示す５１．８度の動作範囲を有し た。動きの最下限（第６図のＭに対応する）は増大し、過伸展がその点において 起きたものであることを示唆した。一方、動きの最上限（第６図のＭ゛に対応す る）は低減し、その点における関節の低伸展を示唆した。式（１）の線によって 示される動きの傾きは４／３であるが９式（２）の線によって示される動きの傾 きは５／３であり、評価比較される関節の可動性に変化が起きたことを示唆して いる。次に、これらの因数は操作者あるいはＣＰＵによって事前設定限度と比較 され。 第６図に示された現在表示画像の関節の動きが正常な範囲にあるか否かが判定さ れる。参照表示あるいは現在表示を決定するために二より多い監視点Ｍが使用さ れる場合には、関節の動きが一般に曲線径路を取るために１式は多項式関数の形 となる。 参照点に対する監視点のさらに高度な分析を用いることも考えられる。例えば９ 点の相対的な角度運動を測定することもできる。点の動きの径路の具体的な形状 は個別又は集合的に比較するか又は重ね合わせてもよい。各点の径路に沿った動 きの速度、加速度又は減速度を比較してもよい。上記のパラメータのいずれかを 参照、別の点、あるいは二次元および三次元構造の以前の測定と比較してもよい 。種々の参照点を選択することも可能であり、監視点は参照点のそれぞれと比較 することもできよう。あるいは、デカルト座標系の代わりに、極座標系、あるい はその他の座標系を用いて比較分析を行うこともできよう。 本システムの一つの重要な部分は安定化プラットフォーム７００である。この金 属製装置は１表面積が約３フイート×２フイートのベース７０２を有し、Ｘ線テ ーブル（第１図を参照）の脚部に取付けられ、支持具（図示していない）によっ て支えられて、テーブルに対して直角な状態をしっかりと保持する。或いは、こ の装置は自立型としてもよい。この装置は取り外し可能であり、腰部および頚部 のを椎の重量負荷研究が実施される際にテーブルに取付けられる。安定化プラッ トフォーム７００が取りつけられた後に、テーブルをその垂直位置に傾斜させる 。次に、患者は前述の装置の上に立つ。装置はこの時には床に平行である。円形 プラットフォーム７０４がこの周囲を取り巻く四角形の装置の中心に置かれる。 この円形プラットフォーム７０４は、電動機を用いて、様々な事前設定された位 置、すなわち、Ｘ線ビームから１８０度反対の位置、Ｘ線ビームの径路の右側と 左側の９０度および４５度の位置に回転させてもよい。遠隔操作によって、研究 を実施する医師は２円形プラットフォーム、そしてそれの上に立つ患者を自動的 に望ましい事前設定位置に動かすことが出来る。この装置は、患者が常に正確な 角度（例えば、Ｘ線ビームの右側９０度であって、７８度ではない）に置かれる ようにする。 プラットフォーム・ベースから垂直に（従ってプラットフォーム・ベースに対し て直角に）抑制具７０６のシステムが立ち上がり、このシステムは患者の下半身 を固定して安定化する。装置のこの部分は患者の膝、太股および骨盤を固定し、 それらが優しく、シかし確実に不動化されるようにする。を椎は自由に動くよう にしたままであり、患者は上半身を回転させ、かつ横方向、前方および後方に（ 屈曲および伸展）傾けることが可能である。抑制具が下肢を不動にするので、患 者は動き過ぎる。すなわち、透視装置の視野から出てしまうことは出来ない。こ のことは、を椎の動きをを椎のみに限定し、下半身の運動による影響を排除する 。 ブラットフオーム７０４はを椎の動きのビデオ透視研究の標準化を可能にする。 プラットフォーム７０４は、動きがを椎のみにおいて。 そしてＸ線ビームに対して特定の角度の位置のみにおいて起きることが出来るよ うにする。このような標準化は、を椎の透視研究が一貫して同一である可能性を 高めることになる。したがって、検査は信頼性が高まり、また、たとえ異なる時 に異なる検査者によって実施されても、再現可能となる。このシステムの一部は 、を椎の動きのコンピュータ分析に関連するので、動く解剖学的構造のビデオテ ープを撮影するための一貫した手順が不可欠である。それなくしては、明確な参 照点を確保することは出来ず、コンピュータ分析の精度は低下する。 安定化プラットフォーム７００は、下半身を不動として、腰部のを椎の動きの研 究が実施可能なようにするものである。このような研究を実施する時には１脚と 骨盤を全体に固定し、患者は、を椎のビデオ透視検査を受けながら、を椎を屈伸 する。ベース７０２は全体に平らな剛性の高い材料であり、ベース７０２によっ て定まる平面に実質的に直角の中心軸の廻りを回転するようにプラットフォーム ７０４を支持する。ベース７０２には、プラットフォーム７０４用の凹みがあり 、プラットフォーム７０４の軸回転を可能とする。ベースは、それとプラットフ ォームとの間に２両者の間の回転摩擦を低減するように、軸受（図示していない ）を有してもよい。したがって、ベース７０４は、軸の廻りにプラットフォーム を回転させるだめの手段となる。プラットフォーム７０４は直角かつ軸方向に垂 直支持柱７０８を支持する。右足形と左足形の凹み７１６．７１８をプラットフ ォーム７０４に設けて、被検者が足の位置を定めるのを助けるようにすることも 可能である。低い位置にある水平支持バー７１０は垂直支持柱７０８に頑丈にか つ直角に取付けられる。バー７１０の端部は、それぞれ右パッド７１２と左パッ ド７１４で終わり、各パッドは、膝のすぐ下の部分で被検者の脚の前面を拘束す る。上方水平支持バー７２０が垂直柱７０８に頑丈にかつ直角に取付けられる。 バー７２０の各端部は、それぞれ右パッド７２２と左パッド７２４で終わり、各 パッドは、膝のすぐ上の部分で被検者の脚の前面を拘束する。 中間の水平支持バー７２６が垂直柱７０８に頑丈にかつ直角に取りつけられる。 バー７２６の各端部は、それぞれ右パッド７２８及び左パッド７３０で終わり、 各パッドは膝の真後ろで脚の後面を拘束する。 柱７０Ｂの頂部は後方に傾斜し、被検者の後部骨盤部分と臀部を拘束するための ほぼ三角形の座部７３２を支持する。被検者の上部骨盤部分と臀部を拘束するた めに、ベルト７３４が取り外し可能に座部７３２の上部に取付けられる。装置７ ００を用いるには、被検者はプラットフォーム７０４上に立ち、被検者の足は足 形凹部７１８．７１８の上に置く。 左脚はパッド７１２．７２２及びパッド７２８の間に位置し、右脚はパッド７１ ４、７２４及びパッド７３０の間に位置する。ベルト７３２は腰部の前面下方部 分の廻りに掛り、座部７３２に固定される。その結果、被験者の下半身は拘束さ れる。そこで、被験者に支持を与えて９体を曲げ。 腰部を椎の動きの研究を行うことが出来る。被験者のを椎が直立している時に９ 柱７０８と被験者のを椎とに同軸の中心軸の廻りに軸方向に被験者を回転させて 、を椎を適切な位置に、すなわち、動きの研究のための透視装置と並ぶようにす ることが出来る。 上記の点に鑑みて９本発明の幾つかの目的は達成され、その他の利点が得られた ことがお分かり戴けるであろう。 上記の構造に対して１本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更が可能であ ると考えられるので、上述の事柄、あるいは添付図面に示した事柄は、限定的な ものとしてではな（１例示的なものとして解釈されるものとする。 国際調査報告 Ｉｎ＋ｅ＋ＴＩ＋＋ｍａ＋ｌ　ＡｅｊｌｌＣＩｂｅｆｉ　Ｎａ、　ＫＴ／ＵＳ８ ９１０５３２１１

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. １．被験者の動く骨の連続的なビデオ画像を発生するための装置で， 透視装置から成り，透視装置は， Ｘ線を放射するようにした透視用Ｘ線管，透視装置の運転と透視用Ｘ線管による Ｘ線の放射を制御するための制御装置，及び 透視用Ｘ線管によってイメージ増強装置に放射されたＸ線から動く骨の透視画像 を発生するようにしたイメージ増強装置を含み，前述の動く骨は，透視用Ｘ線管 とイメージ増強装置との間に，イメージ増強装置に向かって透視用Ｘ線管によっ て放射されるＸ線の径路上に置かれるもので， 更に，イメージ増強装置によって発生された透視画像を検出し，検出された画像 を連続的なビデオ画像に変換するようにしたビデオ・カメラ， 連続的なビデオ画像を記録するための記録装置，及び面像がイメージ増強装置に よって発生される時に，記録された連続的なビデオ画像を表示するためのモニタ ーから成り，前述のモニターは，操作者が見ることが出来るように透視装置に隣 接して設置し，操作者が，透視用Ｘ線管とイメージ増強装置の間にある骨を観察 することを可能にすると共に，モニターに表示された画像に対応して，骨の位置 を定めることを可能とするもの。
  2. ２．請求の範囲第１項の装置で，さらに，操作者の支持に従って透視装置を勘か す手段を有し，透視装置が操作者によって動かされて骨の動きを追跡し，それに よって骨が動く時に骨の連続的なビデオ面像を得ることを可能とするもの。
  3. ３．請求の範囲第１項の装置で，さらに，十字交差グリッドから成り，前述の十 字交差グリッドは，イメージ増強装置の近くに，骨とイメージ増強装置との間に 置かれ，骨が動く時にイメージ増強装置によって発生する骨の画像を，イメージ 増強装置に向かう，イメージ増強装置に実質的に直角でない放射線を吸収するこ とによって，はっきりとさせるようにしたものである。
  4. ４．請求の範囲第３項の装置で，さらに，テーブルと，テーブル上に透視用Ｘ線 管を支持する手段から成り，透視用Ｘ線管をテーブルに対して選択的に傾斜させ ることが出来るようにし，透視用Ｘ線管によって放射されかつ骨とイメージ増強 装置に達するＸ線の角度を選択可能とするもの。
  5. ５．請求の範囲第４項の装置で，さらに，第一のディスプレイから成り，第一の ディスプレイは，制御装置に接続され，透視用Ｘ線管によって発生されるＸ線へ の骨の曝露の強度を表示するためにモニターに隣接して配置され，さらに，第二 のディスプレイから成り，第二のディスプレイは，制御装置に接続され，透視用 Ｘ線管によって発生されるＸ線への骨の曝露の時間を表示するためにモニターに 隣接して配置されるもの。
  6. ６．請求の範囲第５項の装置で，さらに，画像がイメージ増強装置によって発生 する時に，記録された連続ビデオ画像を表示するために記録装置に接続された遠 隔モニターから成り，前述の遠隔モニターは，技術員が見ることができるように 制御装置に隣接して配置されて，技術員が遠隔モニターに表示された画像に対応 して制御装置を調節することが出来るようにするもの。
  7. ７．請求の範囲第１項の装置で，骨が脊椎の骨であり，さらに，被験者の下半身 を実質的に不動にする手段から成り，その連続ビデオ画像の発生中に脊椎の骨の みが実質的に動かされるようにするもの。
  8. ８．請求の範囲第１項の装置で，ビデオ・カメラが，発生された静止画像を検出 するようにされ，静止画像を連続静止画像に変化するようにされたものであり， 記録装置が連続静止画像を記録するもの。
  9. ９．請求の範囲第８項の装置で，記録装置が，連続静止画像が組み合わされた連 続ビデオ画像を記録するもの。
  10. １０．動く骨の連続ビデオ画像を発生する方法で，透視装置によって，動く骨の 透視画像を発生すること，発生した透視画像を検出すること， 検出した画像を連続ビデオ画像に変換すること，連続ビデオ画像を記録すること ， 透過画像が発生されている時に，記録した連続ビデオ画像を表示すること， モニター上に表示された面像に対応して骨を透視検査視野に置くこと，そして 透視装置を動かして骨の動きを追跡し，それによって骨が動く時の骨の連続ビデ オ画像を発生すること から成るもの。
  11. １１．請求の範囲第１０項の方法で，さらに，静止画像を検出し，検出した静止 画像を連続的な静止画像に変換し，検出した連続静止画像を記録するステップか ら成るもの。
  12. １２．請求の範囲第１０項の方法で，記録された連続静止画像が，記録された連 続ビデオ画像と組み合わされるもの。
  13. １３．複数骨の動きによる第一の骨と第二の骨とのあいだの関節の屈伸を分析す るための装置で， 骨の動きおよびその結果生じる関節の屈伸の少なくとも二つの連続ビデオ画像を 発生する手段， 連続ビデオ画像を，第二の骨に対する第一の骨の望ましいあるいは以前の動きお よびその結果生じる関節の屈伸に対応する参照表示と比較する手段 から成るもの。
  14. １４．請求の範囲第１３項の装置で，前述の発生手段が，関節が屈伸され，それ に伴って骨が動かされる時に関節と骨の画像を発生するようにした透視検査シス テム，透視画像を検出するようにしたビデオ・カメラ，そして，検出された透視 画像を記録するようにしたビデオ記録装置から成るもの。
  15. １５．請求の範囲第１４項の装置で，前述の透視装置が，調べるべき対象物に向 かって放射線をもたらす手段，対象物の前述のもたらす手段の側と反対側に隣接 して配置された，もたらされた放射線を増強し，それから対象物の画像を発生す るための手段， 増強のための手段によって発生された対象物の画像をはっきりとさせるようにし た，増強のための手段と対象物の間に配置された十字交差グリッド から成るもの。
  16. １６．複数の骨の動きから生じる第一の骨と第二の骨の間の関節の屈伸を分析す るための装置で， 骨の動きとそれに対応する関節の屈伸の少なくとも二つの連続ビデオ画像を発生 するための手段， 各ビデオ画像のなかの第一骨上の参照点と各ビデオ画像の中の第二骨上の監視点 を確定するための手段，および参照点に対する監視点の動きのパターンに対応す る現在表示を発生する手段 から成るもの。
  17. １７．請求の範囲第１６項の装置で，さらに，第二骨に対する第一骨の動きとそ れによって生じる関節の屈伸の望ましいか，または以前の動きあるいは動きのパ ターンに対応する参照表示を記憶する手段，および 参照表示を現在表示に比較するための手段から成るもの。
  18. １８．請求の範囲第１７項の装置で，さらに，参照表示と現在表示の差異が事前 設定限度を上回る時に警報を発するための手段から成るもの。
  19. １９．請求の範囲第１７項の装置で，参照表示と現在表示が，参照点に対する監 視点の動きのパターンの式から成り，かつ比較のための手段が前述の式の各係数 の違いを判断するもの。
  20. ２０．請求の範囲第１７項の装置で，参照表示と現在表示が，参照点に対する監 視点の動きのグラフから成り，かつ比較のための手段がグラフの傾斜の違いを判 断するもの。
  21. ２１．請求の範囲第１７項の装置で，さらに，メモリーと，記録された面像を対 応するデジタル情報に変換するように，そして対応するデジタル情報をメモリー に記憶するようにしたアナログーデジタル変換器，そして，メモリーに記憶され た対応するデジタル情報を参照メモリーに記憶された参照表示と比較するための 中央制御装置から成るもの。
  22. ２２．請求の範囲第１６項の装置で，前述の計算用の手段が，ビデオ画像から， 第一と第二の骨の間の最小角度と最大角度を計算し，前述の比較のための手段が 最小角度と最大角度を，記憶のための手段に記憶された最小および最大の参照角 度と比較するもの。
  23. ２３．請求の範囲第１６項の装置で，前述の発生のための手段が，骨が動かされ ，関節の屈伸が起きる時に関節と骨の画像を生じるようにした透視検査システム ，透視画像を検出するようにしたビデオ・カメラ，そして検出された透視画像を 記録するようにしたビデオ記録装置から成るもの。
  24. ２４．請求の範囲第１６項の装置で，前述の透視検査システムが，調べるべき対 象物に向かって放射線をもたらす手段，対象物の前述のもたらす手段の側と反対 側に隣接して配置された，もたらされた放射線を増強し，それから対象物の面像 を発生するための手段， 増強のための手段によって発生された対象物の画像をはっきりとさせるようにし た，増強のための手段と対象物の間に配置された十字交差グリッド から成るもの。
  25. ２５．請求の範囲第１６項の装置で，前述の確定のための手段が，ビデオ記録装 置に記録された検出された透視画像を表示するようにしたビデオ・モニター，操 作者が第一の骨上の参照点および第二の骨上の監視点を選択することを可能とす るようにした，ビデオ・モニターに付随するライト・ペンから成るもの。
  26. ２６．請求の範囲第１６項の装置で，さらに，第一の骨を不動にして，関節の屈 伸時に第二の骨のみが実質的に動かされるようにするための手段から成るもの。
  27. ２７．請求の範囲第２６項の装置で，前述の不動にするための手段が，被験者の 脚に接触してその動きを防止し且つ腰部脊椎の屈伸を可能にする手段，及び被験 者が実質的に直立している時に被験者の脊椎と同軸の軸を中心として被験者と上 記接触手段を回転させる手段から成るもの。
  28. ２８．複数の骨の動きによって生じる第一の骨と第二の骨の間の関節の屈伸を分 析するための装置で， 骨の働きとそれによって生じる関節の屈伸の少なくとも二つの連続ビデオ参照画 像を評価し，かつそれに対応する参照表示を発生するための手段， 骨の動きとそれによって生じる関節の屈伸の少なくとも二つの連続ビデオ現在画 像を評価し，かつそれに対応する現在表示を発生するための手段，および参照表 示を現在表示に比較するための手段から成るもの。
  29. ２９．請求の範囲第２８項の装置で，前述の評価のための手段が，関節が屈伸さ れ，それに伴って骨が動かされる時に，関節と骨の画像を発生するようにした透 視検査システム，透視検査画像を検出するようにしたビデオ・カメラ，および検 出された透視検査画像を記録するようにしたビデオ記録装置から成るもの。
  30. ３０．透視検査システムで， 調べるべき対象物に向かって放射線をもたらす手段，対象物の前述のもたらす手 段の側と反対側に隣接して配置された，もたらされた放射線を増強し，それから 対象物の画像を発生するための手段， 増強のための手段によって発生された対象物の画像をはっきりとさせるようにし た，増強のための手段と対象物の間に配置された十字交差グリッド から成るもの。
  31. ３１．請求の範囲第３０項のシステムで，前述のもたらす手段がＸ線管から成り ，前述の増強のための手段がイメージ増強装置から成り，対象物が関節によって 接続された第一と第二の骨から成り，前述の骨が互いに対して動かされ，それに よって関節の屈伸を生じるもの。
  32. ３２．請求の範囲第２８項のシステムで，さらに，前述の増強のための手段によ って発生された，骨の動きとそれによって生じる関知の屈伸の少なくとも二つの 連続画像を記録するための手段， 第二骨に対する第一骨の望ましいか，または以前の動きとそれによって生じる関 節の屈伸に対応する参照表示に連続画像を比較するための手段 から成るもの。
  33. ３３．請求の範囲第３２項のシステムで，さらに，第一の骨を不動にして第二の 骨のみが実質的に動かされるようにする手段から成るもの。
  34. ３４．調べるべき対象物に向かって放射線をもたらす手段，そして，対象物の前 述のもたらす手段の側と反対側に隣接して配置された，もたらされた放射線を増 強しかつそれから対象物の画像を発生するための手段を含む透視検査システムに おいて，増強のための手段によって発生された対象物の画像をはっきりとさせる ようにしたグリッド，および 前述のグリッドを，増強のための手段上に，増強のための手段と対象物の間に支 持するための手段とから成る改良。
  35. ３５．請求の範囲第１項のシステムで，前述のグリッドが十字交差グリッドから 成り，さらに，前述の支持のための手段が，増強のための手段上の一対の対向す るトラックから成り，前述の十字交差グリッドが，選択的な，滑動可能な動きの ために対向するトラック内に置かれるもの。
  36. ３６．第一と第二の骨の動きを分析するための方法で，骨が動かされた時に関節 と骨の透視画像を発生し，透視画像を検出し，そして検出された透視画像を記録 することによって，少なくとも二つの連続ビデオ画像を生じるステップと，連続 ビデオ画像を，第二の骨に対する第一の骨の望ましい，あるいは以前の動きに対 応する参照表示と比較するステップから成るもの。
  37. ３７．請求の範囲第３６項の方法で，前述の生じるステップが，透視検査システ ムを用いるステップから成り，前述の透視検査システムが， 調べるべき対象物に向かって放射線をもたらす手段，対象物の前述のもたらす手 段の側と反対側に隣接して配置された，もたらされた放射線を増強し，それから 対象物の画像を発生するための手段， 増強のための手段によって発生された対象物の画像をはっきりとさせるようにし た，増強のための手段と対象物の間に配置された十字交差グリッド から成るもの。
  38. ３８．第一と第二の骨の動きを分析するための方法で，骨の動きの少なくとも二 つの連続ビデオ画像を発生するステップ，各ビデオ画像の第一の骨上に参照点お よび各ビデオ画像の第二の骨上に監視点を確定するステップ，および参照点に対 する監視点の動きのパターンに対応する現在表示を発生するステップから成るも の。
  39. ３９．請求の範囲第３８項の方法で，さらに，第二の骨に対する第一の骨の望ま しい，あるいは以前の動き，あるいは動きのパターンに対応する参照表示を記憶 するステップと，参照表示を現在表示に比較するステップとから成るもの。
  40. ４０．請求の範囲第３９項の方法で，さらに，参照表示と現在表示との差異が事 前に設定された限度を上回る場合に警報を発するステップから成るもの。
  41. ４１．請求の範囲第４０項の方法で，さらに，記録された画像を対応するデジタ ル情報に変換するステップと対応するデジタル情報をメモリーに記憶するステッ プとから成り，さらに，メモリーに記憶された対応するデジタル情報を参照メモ リーに記憶された参照表示に比較するための中央制御装置から成るもの。
  42. ４２．請求の範囲第３８項の方法で，前述の計算するステップが，ビデオ画像か ら，第一と第二の骨の間の最小と最大の角度を計算し，前述の比較が，最小と最 大の角度を，それぞれ参照メモリーに記憶された最小および最大参照角度に比較 するもの。
  43. ４３．請求の範囲第３８項の方法で，前述の生じるステップが，骨が動かされ， その結果，関節が屈伸する時に，関節と骨の透視画像を発生すること，透視画像 を検出すること，そして検出された透視画像を記録することから成るもの。
  44. ４４．請求の範囲第４３項の方法で，前述の生じるステップが，透視検査システ ムを用いることから成り，前述の透視検査システムが， 調べるき対象物に向かって放射線をもたらす手段，対象物の前述のもたらす手段 の側と反対側に隣接して配置された，もたらされた放射線を増強し，それから対 象物の画像を発生するための手段， 増強のための手段によって発生された対象物の画像をはっきりとさせるようにし た，増強のための手段と対象物の間に配置された十字交差グリッド から成るもの。
  45. ４５．請求の範囲第３８項の方法で，前述の確定するステップが，記憶された透 視画像を表示することと，第一の骨上に参照点を，そして第二の骨上に監視点を 選択することから成るもの。
  46. ４６．請求の範囲第４５項の方法で，前述の計算するステップが，参照点と監視 点との相対運動から，第一の骨と第二の骨の間の最小と最大の角度を計算し，前 述の比較することが，最小と最大の角度を，それぞれ記憶手段に記憶された最小 と最大の参照角度に比較するもの。
  47. ４７．請求の範囲第３８項の方法で，さらに，第一の骨を不動にして，第二の骨 のみが実質的に動かされるようにするステップから成るもの。
  48. ４８．第一と第二の骨の動きを分析するための方法で，骨の動きの少なくとも二 つの連続的なビデオ参照画像を評価するステップ， 評価された参照画像に対応する参照表示を発生するステップ，骨の動きの少なく とも二つの連続的なビデオ現在画像を評価するステップ， 評価された現在画像に対応する現在表示を発生するステップ，および 現在表示を参照表示に比較するステップから成るもの。
  49. ４９．請求の範囲第４８項の方法で，前述の評価するステップが，骨が動かされ た時に骨の画像を発生するようにした透視検査システム，透視および静止画像を 検出するようにしたビデオ・カメラ，および検出された面像を記録するようにし たビデオ記録装置を用いて，骨の静止画像を評価することから成るもの。
  50. ５０．透視検査方法で， 関節で接続された第一と第二の骨に向かって放射線をもたらすステップ，前述の 骨は互いに対して動かされ，それによって関節の屈伸を生じるものであり， 対象物の前述のもたらされた放射線と反対側に隣接して配置された増強装置を用 いて，もたらされた放射線を増強するステップ，それから骨の画像を発生するス テップ，そして増強装置によって発生された対象物の画像をはっきりとさせるよ うにした十字交差グリッドを増強装置と骨の間に配置するステップから成るもの 。
  51. ５１．請求の範囲第５０項の方法で，さらに，前述の増強によって発生された骨 の動きとその結果生じる関節の屈伸の少なくとも二つの連続画像を記録するステ ップ，連続画像を，第二の骨に対する第一の骨の望ましい，あるいは以前の動き とその結果生じる関節の屈伸に対応する参照表示に比較するステップ から成るもの。
  52. ５２．請求の範囲第５１項の方法で，さらに，第一の骨を不動にして，第二の骨 のみが実質的に動かされるようにするステップから成るもの。
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