JPH06217977A - 超音波透過検査装置 - Google Patents
超音波透過検査装置Info
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- JPH06217977A JPH06217977A JP5013963A JP1396393A JPH06217977A JP H06217977 A JPH06217977 A JP H06217977A JP 5013963 A JP5013963 A JP 5013963A JP 1396393 A JP1396393 A JP 1396393A JP H06217977 A JPH06217977 A JP H06217977A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被検体内における超音波の音速・減衰量の測
定に最適な超音波変換器対と被検体との相対位置を自動
セッティングできるようにする。 【構成】 測定槽１９内に被検体（踵）２７を挟んで対
向配設された一対の超音波変換器２０ａ、２０ｂを被検
体２７内の一点を中心に回転させる超音波変換器対回転
駆動手段２１を設けた。
定に最適な超音波変換器対と被検体との相対位置を自動
セッティングできるようにする。 【構成】 測定槽１９内に被検体（踵）２７を挟んで対
向配設された一対の超音波変換器２０ａ、２０ｂを被検
体２７内の一点を中心に回転させる超音波変換器対回転
駆動手段２１を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物質内における超音波
の音速・減衰量を測定することにより物質の違いを明確
にする分野に適用される装置で、特に、生体の骨粗鬆症
の診断等に利用される超音波減衰測定装置、あるいは、
骨塩定量装置に関するものである。
の音速・減衰量を測定することにより物質の違いを明確
にする分野に適用される装置で、特に、生体の骨粗鬆症
の診断等に利用される超音波減衰測定装置、あるいは、
骨塩定量装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】骨粗鬆症はカルシウム不足等により骨組
織の密度が低下する症状であるが、その診断のため、骨
中における超音波の速度（音速）や減衰量を測定するこ
とにより、骨の特性（骨塩密度、スティフネス等）を定
量測定するという方法が既に提案されている。このよう
な超音波検査は、通常軟組織が薄くまた踵骨の両側面が
比較的平行である踵に対して実施される。骨の特性を測
定するための従来の装置（超音波骨塩定量装置と呼ばれ
る）は、内壁に超音波発生器と超音波検出器とが対向す
るように取り付けられた容器（測定槽）を使用する。
織の密度が低下する症状であるが、その診断のため、骨
中における超音波の速度（音速）や減衰量を測定するこ
とにより、骨の特性（骨塩密度、スティフネス等）を定
量測定するという方法が既に提案されている。このよう
な超音波検査は、通常軟組織が薄くまた踵骨の両側面が
比較的平行である踵に対して実施される。骨の特性を測
定するための従来の装置（超音波骨塩定量装置と呼ばれ
る）は、内壁に超音波発生器と超音波検出器とが対向す
るように取り付けられた容器（測定槽）を使用する。
【０００３】超音波発生器と超音波検出器には、通常超
音波トランスデューサと呼ばれる、超音波の発生及び検
出を１台で行うことができる超音波変換器を用いる。こ
の測定槽内に、踵が超音波発生器と超音波検出器間を遮
るように足を入れ、さらに、踵に超音波が入射する際の
整合を取るための（即ち、踵の表面で反射される超音波
が出来るだけ少なくなるようにするための）整合液とし
て水を入れる。その状態で超音波発生器から超音波を発
射すると、超音波は踵骨を通過する際に、その骨塩量に
応じた速度で伝搬し、また減衰を受ける。従って、検出
器により超音波の到達時刻、速度あるいは減衰量を測定
することにより、被検体である踵骨の骨塩量に相当する
量を測定することが出来る。
音波トランスデューサと呼ばれる、超音波の発生及び検
出を１台で行うことができる超音波変換器を用いる。こ
の測定槽内に、踵が超音波発生器と超音波検出器間を遮
るように足を入れ、さらに、踵に超音波が入射する際の
整合を取るための（即ち、踵の表面で反射される超音波
が出来るだけ少なくなるようにするための）整合液とし
て水を入れる。その状態で超音波発生器から超音波を発
射すると、超音波は踵骨を通過する際に、その骨塩量に
応じた速度で伝搬し、また減衰を受ける。従って、検出
器により超音波の到達時刻、速度あるいは減衰量を測定
することにより、被検体である踵骨の骨塩量に相当する
量を測定することが出来る。
【０００４】被検体である踵（踵骨）に超音波が入射す
る場合、整合液と踵表面の境界や、踵骨と軟組織の境界
で屈折や反射が起こる。このように複数の境界面での超
音波の屈折、反射により、超音波の透過経路が直線から
ずれてしまい正確な透過時間（音速）が測定できなかっ
たり、減衰が過大測定されてしまう。また、境界面に対
して超音波が斜めから入射すると、境界面で横波（ずれ
波）が生じる。この横波は縦波に対して約半分の速度で
物質を伝搬するため、被検体を透過した透過波形が変形
してしまい、正確な周波数応答が得られなかったり、到
達時間算出の際の誤差要因となる。
る場合、整合液と踵表面の境界や、踵骨と軟組織の境界
で屈折や反射が起こる。このように複数の境界面での超
音波の屈折、反射により、超音波の透過経路が直線から
ずれてしまい正確な透過時間（音速）が測定できなかっ
たり、減衰が過大測定されてしまう。また、境界面に対
して超音波が斜めから入射すると、境界面で横波（ずれ
波）が生じる。この横波は縦波に対して約半分の速度で
物質を伝搬するため、被検体を透過した透過波形が変形
してしまい、正確な周波数応答が得られなかったり、到
達時間算出の際の誤差要因となる。
【０００５】したがって、測定精度を高めるには、前記
各境界面での超音波の屈折、反射が極力小さくなるよう
に、一対のトランスデューサに対して被検体を位置決め
する必要がある。そのために従来の測定装置では、測定
槽の側面に固定された一対の超音波トランスデューサの
間に被検体である踵を挿入する際に、踵の両側面をでき
るだけ測定槽の側面に平行になるように入れるようにし
て、位置決めし、整合液と踵表面・踵骨と軟組織の各境
界面での超音波の屈折、反射を抑えていた。
各境界面での超音波の屈折、反射が極力小さくなるよう
に、一対のトランスデューサに対して被検体を位置決め
する必要がある。そのために従来の測定装置では、測定
槽の側面に固定された一対の超音波トランスデューサの
間に被検体である踵を挿入する際に、踵の両側面をでき
るだけ測定槽の側面に平行になるように入れるようにし
て、位置決めし、整合液と踵表面・踵骨と軟組織の各境
界面での超音波の屈折、反射を抑えていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】踵ならびに踵骨の形状
には個人差があり、被検者によってバラついており、踵
の両側面を測定槽の側面に平行に位置決めしても、超音
波トランスデューサを結ぶ直線と踵表面または踵骨表面
とがなす角度は、被検者によって異なっており、超音波
の屈折、反射が極力抑制される測定位置である保証はな
く、超音波の屈折、反射による測定誤差は避けられず、
正確な測定が確保できないという問題があった。また、
踵の位置設定が人の手によって行われるため、測定毎の
踵に対する超音波の入射角度が異なってしまうことが考
えられ、測定再現性が低下するという問題があった。
には個人差があり、被検者によってバラついており、踵
の両側面を測定槽の側面に平行に位置決めしても、超音
波トランスデューサを結ぶ直線と踵表面または踵骨表面
とがなす角度は、被検者によって異なっており、超音波
の屈折、反射が極力抑制される測定位置である保証はな
く、超音波の屈折、反射による測定誤差は避けられず、
正確な測定が確保できないという問題があった。また、
踵の位置設定が人の手によって行われるため、測定毎の
踵に対する超音波の入射角度が異なってしまうことが考
えられ、測定再現性が低下するという問題があった。
【０００７】本発明は、上記に鑑み、被検体である踵を
検者自身、または、被検者の手によるものではなく、被
検体内における超音波の音速・減衰量の測定に適した超
音波変換器と被検体との相対位置を自動的に、且つ、最
適な位置にセッティングでき、再現性のよい測定が行え
る超音波透過検査装置を提供することを目的とする。
検者自身、または、被検者の手によるものではなく、被
検体内における超音波の音速・減衰量の測定に適した超
音波変換器と被検体との相対位置を自動的に、且つ、最
適な位置にセッティングでき、再現性のよい測定が行え
る超音波透過検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、第１の発明は、少なくとも一対の超音波送
受信可能な超音波変換器対と被検体とを相対的に回転さ
せる手段を設けたことを特徴とする。
するために、第１の発明は、少なくとも一対の超音波送
受信可能な超音波変換器対と被検体とを相対的に回転さ
せる手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】この場合、被検体を固定して超音波変換器
対を被検体の囲りに回転させるようにしても、また、逆
に超音波変換器対を固定してその間に介在する被検体を
回転させるようにしても、さらに、両者を互に逆方向に
回転させるようにしてもよい。 また、第２の発明は、
２対以上の超音波送受信可能な超音波変換器対を被検体
を挟み込み、被検体内を中心に円弧状に配置したことを
特徴とする。
対を被検体の囲りに回転させるようにしても、また、逆
に超音波変換器対を固定してその間に介在する被検体を
回転させるようにしても、さらに、両者を互に逆方向に
回転させるようにしてもよい。 また、第２の発明は、
２対以上の超音波送受信可能な超音波変換器対を被検体
を挟み込み、被検体内を中心に円弧状に配置したことを
特徴とする。
【００１０】さらに、第３の発明は、超音波変換器対と
踵とを、超音波変換器対を結ぶ直線が踵骨表面とほぼ直
交する位置関係に配設したことを特徴とする。
踵とを、超音波変換器対を結ぶ直線が踵骨表面とほぼ直
交する位置関係に配設したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】被検体を測定槽内に入れ、その周囲を整合液で
満たす。少なくとも一対の超音波変換器対から被検体向
けて超音波を発信し、被検体からの反射波や被検体を透
過した透過波を、同一超音波変換器または他方の超音波
変換器で検出し、それら検出波の種々の測定値（強度、
減衰量、検出までの経過時間、音速等）を測定する。
満たす。少なくとも一対の超音波変換器対から被検体向
けて超音波を発信し、被検体からの反射波や被検体を透
過した透過波を、同一超音波変換器または他方の超音波
変換器で検出し、それら検出波の種々の測定値（強度、
減衰量、検出までの経過時間、音速等）を測定する。
【００１２】第１の発明では、超音波変換器対と被検体
を相対的に回転させて、超音波変換器対を結ぶ直線と被
検体のなす角度を順次変えながら、上記測定を行い種々
の測定値から、被検体の超音波透過特性を最も反映する
角度、すなわち、超音波の屈折・反射の影響が最小とな
る角度を算出し、その角度での測定値をもって被検体の
透過特性とする。
を相対的に回転させて、超音波変換器対を結ぶ直線と被
検体のなす角度を順次変えながら、上記測定を行い種々
の測定値から、被検体の超音波透過特性を最も反映する
角度、すなわち、超音波の屈折・反射の影響が最小とな
る角度を算出し、その角度での測定値をもって被検体の
透過特性とする。
【００１３】また、第２の発明は、被検体を挟み込み、
被検体内に中心を持つ円弧上に配置した２対以上の超音
波変換器対の測定対象となる超音波変換器対を順次切り
換えることで物理的な回転を伴わずに上記測定を行い、
被検体の超音波透過特性を算出する。
被検体内に中心を持つ円弧上に配置した２対以上の超音
波変換器対の測定対象となる超音波変換器対を順次切り
換えることで物理的な回転を伴わずに上記測定を行い、
被検体の超音波透過特性を算出する。
【００１４】すなわち、超音波変換器対を結ぶ直線と被
検体のなす角度を、超音波の屈折・反射の影響が最小と
なる角度に設定でき、その位置で測定データを得るの
で、測定精度が向上し、再現性も向上する。
検体のなす角度を、超音波の屈折・反射の影響が最小と
なる角度に設定でき、その位置で測定データを得るの
で、測定精度が向上し、再現性も向上する。
【００１５】さらに、第３の発明は、超音波変換器対と
踵との相対角度が、超音波の屈折・反射の影響が最小と
なる角度に設定されているので、踵を超音波変換器対間
に挿入するのみで正確な測定が行な得る。
踵との相対角度が、超音波の屈折・反射の影響が最小と
なる角度に設定されているので、踵を超音波変換器対間
に挿入するのみで正確な測定が行な得る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例である超音波透過検
査装置を図面に基づいて説明する。図１は、超音波変換
器対回転手段を備えた第１の発明の実施例装置の構成を
示すブロック図である。本装置は、測定部１０、整合液
注入・排出制御手段１１、整合液温度・脱気制御手段１
２、超音波発生制御手段１３、超音波検出手段１４、超
音波変換器対回転制御手段１５、主制御部１６、表示部
１７及び入出力手段１８（キーボード）から成る。
査装置を図面に基づいて説明する。図１は、超音波変換
器対回転手段を備えた第１の発明の実施例装置の構成を
示すブロック図である。本装置は、測定部１０、整合液
注入・排出制御手段１１、整合液温度・脱気制御手段１
２、超音波発生制御手段１３、超音波検出手段１４、超
音波変換器対回転制御手段１５、主制御部１６、表示部
１７及び入出力手段１８（キーボード）から成る。
【００１７】測定部１０には、被検体である踵を入れる
測定槽１９、測定槽１９の内壁に対向して設けられてい
る少なくとも１対の超音波変換器対２０、及び、超音波
変換器対を回転させる超音波変換器対回転駆動手段２１
が含まれる。また、主制御部１６には、超音波の到達時
間、音速及び減衰量を算出する到達時間・音速・減衰量
算出手段２２、及び、本測定に用いられる様々な定数
や、測定結果などを記憶しておく情報記憶手段２３が含
まれる。
測定槽１９、測定槽１９の内壁に対向して設けられてい
る少なくとも１対の超音波変換器対２０、及び、超音波
変換器対を回転させる超音波変換器対回転駆動手段２１
が含まれる。また、主制御部１６には、超音波の到達時
間、音速及び減衰量を算出する到達時間・音速・減衰量
算出手段２２、及び、本測定に用いられる様々な定数
や、測定結果などを記憶しておく情報記憶手段２３が含
まれる。
【００１８】本超音波透過検査装置による被検体の超音
波透過特性測定は、次のようにして行われる。まず、測
定槽１９内に被検体である踵２７を、超音波変換器対２
０の間に入れる。次に、整合液注入・排出制御手段１１
より、整合液温度・脱気制御手段１２によって所定温度
で脱気された整合液（例えば、水）を注入口２４から測
定槽１９内に注入する。測定槽１９の内壁に設けられた
液位計２６により測定槽１９内の液位が所定レベルに達
したと検出された時点で、整合液注入・排出手段１１は
整合液の注入を停止する。その後、整合液の状態が安定
するのを待って、超音波変換器対２０の被検体に対する
角度調整を次のように行う。
波透過特性測定は、次のようにして行われる。まず、測
定槽１９内に被検体である踵２７を、超音波変換器対２
０の間に入れる。次に、整合液注入・排出制御手段１１
より、整合液温度・脱気制御手段１２によって所定温度
で脱気された整合液（例えば、水）を注入口２４から測
定槽１９内に注入する。測定槽１９の内壁に設けられた
液位計２６により測定槽１９内の液位が所定レベルに達
したと検出された時点で、整合液注入・排出手段１１は
整合液の注入を停止する。その後、整合液の状態が安定
するのを待って、超音波変換器対２０の被検体に対する
角度調整を次のように行う。
【００１９】まず、図１に示すように、超音波変換器対
回転制御手段１５によって超音波変換器対回転駆動手段
２１を制御して、超音波変換器対２０を初期角度の位置
に移動させる。この初期角度位置は特に限定しない。
回転制御手段１５によって超音波変換器対回転駆動手段
２１を制御して、超音波変換器対２０を初期角度の位置
に移動させる。この初期角度位置は特に限定しない。
【００２０】次に、超音波発生制御手段１３により超音
波変換器対の一方の超音波変換器２０ａ（または２０
ｂ）から被検体２７に向けて超音波を発射する。この超
音波の一部は整合液２８と被検体２７の境界で反射さ
れ、超音波を発射した超音波変換器２０ａ（または２０
ｂ）に戻って来る。
波変換器対の一方の超音波変換器２０ａ（または２０
ｂ）から被検体２７に向けて超音波を発射する。この超
音波の一部は整合液２８と被検体２７の境界で反射さ
れ、超音波を発射した超音波変換器２０ａ（または２０
ｂ）に戻って来る。
【００２１】また、一部の超音波は被検体を透過し対向
する超音波変換器２０ｂ（または２０ａ）で検出され
る。それらの反射波、または、透過波を超音波検出手段
１４により検出し、主制御部１６内の到達時間・音速・
減衰量算出手段２２によりその測定角度での測定値（透
過時間、音速、減衰量、反射率、透過率等）を算出し、
記憶手段２３に記憶する。次に、超音波変換器対回転制
御手段１５によって超音波変換器対回転駆動手段２１を
制御して、超音波変換器対２０の角度を変え、順次測定
を繰り返す。
する超音波変換器２０ｂ（または２０ａ）で検出され
る。それらの反射波、または、透過波を超音波検出手段
１４により検出し、主制御部１６内の到達時間・音速・
減衰量算出手段２２によりその測定角度での測定値（透
過時間、音速、減衰量、反射率、透過率等）を算出し、
記憶手段２３に記憶する。次に、超音波変換器対回転制
御手段１５によって超音波変換器対回転駆動手段２１を
制御して、超音波変換器対２０の角度を変え、順次測定
を繰り返す。
【００２２】被検体が踵の場合、被検体と超音波変換器
対との角度に対する反射率、または、透過率は、一般
に、図２（ａ）または（ｂ）に示すように、超音波の入
射角度によって変化し、例えば、図２（ｂ）の透過率は
ある角度範囲で最大値を持つ。◎ このことは、この角
度で発射された超音波が被検体を最も良く透過すること
を示し、踵骨の両側の境界面が超音波の透過経路に対し
てほぼ直交していると考えられ、また、測定の再現性が
良いことを示している。
対との角度に対する反射率、または、透過率は、一般
に、図２（ａ）または（ｂ）に示すように、超音波の入
射角度によって変化し、例えば、図２（ｂ）の透過率は
ある角度範囲で最大値を持つ。◎ このことは、この角
度で発射された超音波が被検体を最も良く透過すること
を示し、踵骨の両側の境界面が超音波の透過経路に対し
てほぼ直交していると考えられ、また、測定の再現性が
良いことを示している。
【００２３】つまり、この角度では、従来問題となって
いた境界面における屈折による超音波透過経路のずれ、
及び、横波の発生による検出波形の歪みが低減され精度
良い測定が行える。また、従来被検体（踵）のセッティ
ングは検者自身、または、被検者によって行われていた
が、本装置では、被検体のセッティングはあまり重要で
はなく、測定系（超音波変換器対）が自動的に最適な測
定位置を捜し出すため、検者・被検者に関係なく再現性
の良い測定が可能となる。
いた境界面における屈折による超音波透過経路のずれ、
及び、横波の発生による検出波形の歪みが低減され精度
良い測定が行える。また、従来被検体（踵）のセッティ
ングは検者自身、または、被検者によって行われていた
が、本装置では、被検体のセッティングはあまり重要で
はなく、測定系（超音波変換器対）が自動的に最適な測
定位置を捜し出すため、検者・被検者に関係なく再現性
の良い測定が可能となる。
【００２４】以上のようにして、測定に最も適した超音
波変換器対と被検体のなす角度を求め、再度、超音波変
換器対回転制御手段１５により超音波変換器回転駆動手
段２１を制御して、求めた角度に超音波変換器対２０を
回転させ測定を行い、最終的な被検体の超音波透過特性
を得る。または、再度測定を行わずに、主制御部１６内
の情報記憶手段２３に記憶されている求めた角度に対応
する測定値をもって被検体の超音波透過特性値としても
良い。
波変換器対と被検体のなす角度を求め、再度、超音波変
換器対回転制御手段１５により超音波変換器回転駆動手
段２１を制御して、求めた角度に超音波変換器対２０を
回転させ測定を行い、最終的な被検体の超音波透過特性
を得る。または、再度測定を行わずに、主制御部１６内
の情報記憶手段２３に記憶されている求めた角度に対応
する測定値をもって被検体の超音波透過特性値としても
良い。
【００２５】この超音波透過特性値を算出する際、超音
波が整合液のみを透過したときの特性値（参照特性値）
により規格化を行い、超音波変換器対独自の送受信特性
の違いによる測定誤差などをなくす処理を行う。この参
照特性値の測定は、被検体の測定に先立って行っても良
い。また、被検体測定で得られた測定値は、いったん情
報記憶手段２３に記憶しておき、被検体測定終了後に参
照特性値を測定し、最後に規格化してもよい。最後に、
整合液注入・排出制御手段１１により排水口２５より整
合液を排出する。
波が整合液のみを透過したときの特性値（参照特性値）
により規格化を行い、超音波変換器対独自の送受信特性
の違いによる測定誤差などをなくす処理を行う。この参
照特性値の測定は、被検体の測定に先立って行っても良
い。また、被検体測定で得られた測定値は、いったん情
報記憶手段２３に記憶しておき、被検体測定終了後に参
照特性値を測定し、最後に規格化してもよい。最後に、
整合液注入・排出制御手段１１により排水口２５より整
合液を排出する。
【００２６】さらに、先に述べた超音波変換器対回転駆
動手段２１は、図３（ａ）に示すように、超音波変換器
対回転制御手段１５によって制御され、超音波変換器対
２０がステップモータ、または、サーボモータ等３０に
より半円弧状のレール２９上を対向して回転移動する機
構のものや、また、図３（ｂ）に示すように、円弧状、
または、それに類する形状のヨーク３１上に超音波変換
器対２０を対向配置し、超音波変換器対回転制御手段１
５によりある点を中心にして回転する機構のものが考え
られる。また、この超音波変換器対回転駆動手段は、図
３に示したように２次元的な駆動とは限らず、３次元的
に駆動するような機構でも構わない。尚、ここに示した
超音波変換器対回転駆動手段は実施例であり、他のどの
様な回転手段でも構わなく、これに限定するものではな
い。
動手段２１は、図３（ａ）に示すように、超音波変換器
対回転制御手段１５によって制御され、超音波変換器対
２０がステップモータ、または、サーボモータ等３０に
より半円弧状のレール２９上を対向して回転移動する機
構のものや、また、図３（ｂ）に示すように、円弧状、
または、それに類する形状のヨーク３１上に超音波変換
器対２０を対向配置し、超音波変換器対回転制御手段１
５によりある点を中心にして回転する機構のものが考え
られる。また、この超音波変換器対回転駆動手段は、図
３に示したように２次元的な駆動とは限らず、３次元的
に駆動するような機構でも構わない。尚、ここに示した
超音波変換器対回転駆動手段は実施例であり、他のどの
様な回転手段でも構わなく、これに限定するものではな
い。
【００２７】次に、被検体回転手段を備えた他の実施例
装置の構成を図４に示す。本実施例装置は、図１に示し
た超音波変換器対回転手段を備えた装置の構成におい
て、超音波変換器対回転駆動手段２１及び超音波変換器
対回転制御手段１５を、それぞれ被検体回転駆動手段３
２及び被検体回転制御手段３３に入れ換えた構成のもの
である。超音波変換器対２０は図５に示すように不図示
の測定槽１９の内壁に対向して固定設定されている。ま
た、測定手順は図１の装置による測定手順と同じであ
る。
装置の構成を図４に示す。本実施例装置は、図１に示し
た超音波変換器対回転手段を備えた装置の構成におい
て、超音波変換器対回転駆動手段２１及び超音波変換器
対回転制御手段１５を、それぞれ被検体回転駆動手段３
２及び被検体回転制御手段３３に入れ換えた構成のもの
である。超音波変換器対２０は図５に示すように不図示
の測定槽１９の内壁に対向して固定設定されている。ま
た、測定手順は図１の装置による測定手順と同じであ
る。
【００２８】ここでいう被検体回転駆動手段３２は、図
５に示すような回転テーブル３４状の構造で、足を固定
するための下駄の鼻緒状の少なくとも一つ以上の支柱３
５、または、足の甲で固定するための少なくとも１つ以
上の固定バンド３６（マジックテープ）、または、それ
ら両方を有するものであり、踵の位置を中心（回転中心
３８）にして、被検体回転制御手段３３によって回転す
る機構を持つ。また、この被検体回転駆動手段は、図５
に示したような２次元的な駆動とは限らず、３次元的に
駆動するような機構でも構わない。尚、ここに示した被
検体回転駆動手段３２は１例であり、他のどの様な回転
手段でも構わなく、これに限定するものではない。
５に示すような回転テーブル３４状の構造で、足を固定
するための下駄の鼻緒状の少なくとも一つ以上の支柱３
５、または、足の甲で固定するための少なくとも１つ以
上の固定バンド３６（マジックテープ）、または、それ
ら両方を有するものであり、踵の位置を中心（回転中心
３８）にして、被検体回転制御手段３３によって回転す
る機構を持つ。また、この被検体回転駆動手段は、図５
に示したような２次元的な駆動とは限らず、３次元的に
駆動するような機構でも構わない。尚、ここに示した被
検体回転駆動手段３２は１例であり、他のどの様な回転
手段でも構わなく、これに限定するものではない。
【００２９】図６は、２対以上の超音波送受信可能な超
音波変換器対を、被検体を挟み込み被検体内に中心を持
つ円弧状に配置した第２の発明の一実施例装置の構成を
示す。本装置は、被検体を挟み込み被検体内に中心を持
つ円弧状に配置された少なくとも２対以上の超音波変換
器対３９群（1,2,…,n）と、それら複数の超音波変換器
対群３９の中から１対の対向する超音波変換器対を選択
し切り換える超音波変換器対切り換え手段４０を有する
ことを特徴とする。
音波変換器対を、被検体を挟み込み被検体内に中心を持
つ円弧状に配置した第２の発明の一実施例装置の構成を
示す。本装置は、被検体を挟み込み被検体内に中心を持
つ円弧状に配置された少なくとも２対以上の超音波変換
器対３９群（1,2,…,n）と、それら複数の超音波変換器
対群３９の中から１対の対向する超音波変換器対を選択
し切り換える超音波変換器対切り換え手段４０を有する
ことを特徴とする。
【００３０】まず、超音波変換器対切り換え手段４０に
より超音波変換器対３９(n) を順次選択しながら、図
１、図４の装置による測定と同じ手順で測定を行う。こ
の切り換える順番は任意であり、その角度に対する測定
順序は、主制御部１６内の情報記憶手段２３に記憶され
る。また、これらの超音波変換器対群３９は、それぞれ
独立したものでなくても良く、例えば、超音波診断装置
などに使われているリニアアレイ状の超音波振動子でも
よく、実施例に限定されるものではない。また、図６に
は１平面上における角度切り換えについて示したが、こ
れは３次元的に凹面鏡状に配置された超音波振動子でも
構わない。
より超音波変換器対３９(n) を順次選択しながら、図
１、図４の装置による測定と同じ手順で測定を行う。こ
の切り換える順番は任意であり、その角度に対する測定
順序は、主制御部１６内の情報記憶手段２３に記憶され
る。また、これらの超音波変換器対群３９は、それぞれ
独立したものでなくても良く、例えば、超音波診断装置
などに使われているリニアアレイ状の超音波振動子でも
よく、実施例に限定されるものではない。また、図６に
は１平面上における角度切り換えについて示したが、こ
れは３次元的に凹面鏡状に配置された超音波振動子でも
構わない。
【００３１】図７、図８は、少なくとも一対の超音波送
受信可能な超音波変換器対と被検体表面のなす角度を、
被検体の内部構造から導出される特定角度に設定した第
３の発明の一実施例を示す。
受信可能な超音波変換器対と被検体表面のなす角度を、
被検体の内部構造から導出される特定角度に設定した第
３の発明の一実施例を示す。
【００３２】被検体である踵において、踵表面と踵骨４
１の骨面は必ずしも平行ではなく、傾いているのが普通
である。いま、超音波の屈折・反射を考えるとき重要な
パラメータは、各境界面における媒質の音響インピーダ
ンスならびに音速であり、整合液と踵表面（軟組織４
２）、軟組織４２と踵骨４１での両パラメータは後者の
方が大きく異なっており、屈折・反射の影響は前者の境
界面と比べてより支配的である。よって、超音波の入射
角度は踵骨４１の骨面に直交するような角度を設定する
ことで、より再現性の高い測定が行える。
１の骨面は必ずしも平行ではなく、傾いているのが普通
である。いま、超音波の屈折・反射を考えるとき重要な
パラメータは、各境界面における媒質の音響インピーダ
ンスならびに音速であり、整合液と踵表面（軟組織４
２）、軟組織４２と踵骨４１での両パラメータは後者の
方が大きく異なっており、屈折・反射の影響は前者の境
界面と比べてより支配的である。よって、超音波の入射
角度は踵骨４１の骨面に直交するような角度を設定する
ことで、より再現性の高い測定が行える。
【００３３】そこで、複数の被検者の踵に対して踵表面
に対する踵骨骨面のなす角度をＸ線ＣＴなどの他の手段
により測定し、その標準的な角度に合わせて、超音波変
換器対２０、または、被検体固定位置が設定されてい
る。図７には、超音波変換器対２０を測定槽１９（この
時、被検体の踵２７はある決まった位置に固定してある
ものとする）に対して傾けた装置構成を、また、図８に
は、被検体の踵２７を測定槽１９に対して回転した位置
に固定した装置構成を示す。
に対する踵骨骨面のなす角度をＸ線ＣＴなどの他の手段
により測定し、その標準的な角度に合わせて、超音波変
換器対２０、または、被検体固定位置が設定されてい
る。図７には、超音波変換器対２０を測定槽１９（この
時、被検体の踵２７はある決まった位置に固定してある
ものとする）に対して傾けた装置構成を、また、図８に
は、被検体の踵２７を測定槽１９に対して回転した位置
に固定した装置構成を示す。
【００３４】これらの装置構成の場合、測定は予め超音
波の発射角度が最適なものに固定されているため、図
１、図４、図６の実施例のように角度スキャンする必要
がなく、少なくとも１回の測定で超音波透過特性が求め
られる。なお、測定手順は、角度スキャンを除いて先の
実施例の構成のものと同様である。また、ここでは被検
体の踵２７と超音波変換器対２０のなす角度を踵骨４１
の骨面と直交するように固定しているが、本超音波透過
特性測定に適していると思われる他の角度、例えば、踵
骨の海綿骨部分の骨梁の走方向に対して直交する角度で
も構わない。
波の発射角度が最適なものに固定されているため、図
１、図４、図６の実施例のように角度スキャンする必要
がなく、少なくとも１回の測定で超音波透過特性が求め
られる。なお、測定手順は、角度スキャンを除いて先の
実施例の構成のものと同様である。また、ここでは被検
体の踵２７と超音波変換器対２０のなす角度を踵骨４１
の骨面と直交するように固定しているが、本超音波透過
特性測定に適していると思われる他の角度、例えば、踵
骨の海綿骨部分の骨梁の走方向に対して直交する角度で
も構わない。
【００３５】また、ここでは１平面上で特定角度をもた
せて示したが、これは３次元的な角度であっても構わな
く、実施例に限定されるものではない。
せて示したが、これは３次元的な角度であっても構わな
く、実施例に限定されるものではない。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、超音波の被検体透過経
路上の屈折・反射が少なくなる、被検体内における超音
波の音速・減衰量の測定に最適な超音波変換器対と被検
体との相対位置のセッティングが行なえるため、透過経
路のずれや境界面での横波の発生による測定精度の劣化
が最小限に抑えられる。また、被検体のセッティング
が、検者及び被検者によらず自動的に、且つ、最適な位
置に行われるため、測定再現性が向上し、長期間にわた
るより正確な測定を行うことができるようになる。
路上の屈折・反射が少なくなる、被検体内における超音
波の音速・減衰量の測定に最適な超音波変換器対と被検
体との相対位置のセッティングが行なえるため、透過経
路のずれや境界面での横波の発生による測定精度の劣化
が最小限に抑えられる。また、被検体のセッティング
が、検者及び被検者によらず自動的に、且つ、最適な位
置に行われるため、測定再現性が向上し、長期間にわた
るより正確な測定を行うことができるようになる。
【図１】第１の発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】被検体と超音波変換器対の角度に対する反射率
（ａ）及び透過率（ｂ）を示すグラフである。
（ａ）及び透過率（ｂ）を示すグラフである。
【図３】図１における超音波変換器対回転駆動手段の構
成図である。
成図である。
【図４】第１の発明の他の実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】図４における被検体回転駆動手段の構成図であ
る。
る。
【図６】第２の発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
【図７】第３の発明の一実施例の構成を示す図である。
【図８】第３の発明の他の実施例の構成を示す図であ
る。
る。
１０：測定部 １１：整合液注
入・排出手段 １２：整合液温度・脱気制御手段 １３：超音波発
生制御手段 １４：超音波検出手段 １５：超音波変
換器対回転制御手段 １６：主制御部 １７：表示手段 １８：入出力手段 １９：測定槽 ２０（２０ａ，２０ｂ）：超音波変換器対 ２７：
被検体（踵） ２８：整合液 ２１：超音波変換器対回転駆動手段 ２９…半円弧状レール ３０…モータ ３１…
円弧状ヨーク ３２：被検体回転駆動手段 ３４…回転テーブル ３５…支柱 ３６…
固定バンド ３８…回転中心 ３３：被検体回転制御手段 ３９：超音波変
換器対群 ４０：超音波変換器対切り換え手段
入・排出手段 １２：整合液温度・脱気制御手段 １３：超音波発
生制御手段 １４：超音波検出手段 １５：超音波変
換器対回転制御手段 １６：主制御部 １７：表示手段 １８：入出力手段 １９：測定槽 ２０（２０ａ，２０ｂ）：超音波変換器対 ２７：
被検体（踵） ２８：整合液 ２１：超音波変換器対回転駆動手段 ２９…半円弧状レール ３０…モータ ３１…
円弧状ヨーク ３２：被検体回転駆動手段 ３４…回転テーブル ３５…支柱 ３６…
固定バンド ３８…回転中心 ３３：被検体回転制御手段 ３９：超音波変
換器対群 ４０：超音波変換器対切り換え手段
Claims (3)
- 【請求項１】 内部に被検体及び整合液を入れる測定槽
に一方が超音波発生器、他方が超音波検出器として作用
する少なくとも一対の超音波変換器を被検体を挟んで対
向配設し、被検体を透過する超音波を測定することによ
り、被検体の超音波透過特性を検査する超音波透過検査
装置において、前記超音波変換器対と被検体とを相対的
に回転させる手段を設けたことを特徴とする超音波透過
検査装置。 - 【請求項２】 内部に被検体及び整合液を入れる測定槽
に一方が超音波発生器、他方が超音波検出器として作用
する超音波変換器を被検体を挟んで対向配設し、被検体
を透過する超音波を測定することにより、被検体の超音
波透過特性を検査する超音波透過検査装置において、前
記超音波変換器対を２対以上設け、これら超音波変換器
対を被検体を中心に円弧状に配設したことを特徴とする
超音波透過検査装置。 - 【請求項３】 内部に被検体としての踵と整合液を入れ
る測定槽に一方が超音波発生器、他方が超音波検出器と
して作用する少なくとも一対の超音波変換器を踵を挟ん
で対向配設し、踵を透過する超音波を測定することによ
り、被検体の超音波透過特性を検査する超音波透過検査
装置において、前記一対の超音波変換器を結ぶ直線が踵
骨の骨表面とほぼ直交する位置関係に前記超音波変換器
対と踵とを配設したことを特徴とする超音波透過検査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013963A JPH06217977A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 超音波透過検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5013963A JPH06217977A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 超音波透過検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06217977A true JPH06217977A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11847871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5013963A Pending JPH06217977A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 超音波透過検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06217977A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007185212A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Gifu Univ | 超音波骨質計測器 |
| JP2008073343A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Gifu Univ | 超音波位置合わせ装置 |
| JPWO2008059811A1 (ja) * | 2006-11-14 | 2010-03-04 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 骨粗鬆症進行状況計測器及び骨粗鬆症進行状況計測方法 |
| JP2012170467A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Fujifilm Corp | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP5013963A patent/JPH06217977A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007185212A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Gifu Univ | 超音波骨質計測器 |
| JP2008073343A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Gifu Univ | 超音波位置合わせ装置 |
| JPWO2008059811A1 (ja) * | 2006-11-14 | 2010-03-04 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 骨粗鬆症進行状況計測器及び骨粗鬆症進行状況計測方法 |
| JP2012170467A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Fujifilm Corp | 超音波プローブおよび超音波診断装置 |
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