JPH0751125B2 - ３次元骨格分析装置 - Google Patents
３次元骨格分析装置Info
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- JPH0751125B2 JPH0751125B2 JP62057858A JP5785887A JPH0751125B2 JP H0751125 B2 JPH0751125 B2 JP H0751125B2 JP 62057858 A JP62057858 A JP 62057858A JP 5785887 A JP5785887 A JP 5785887A JP H0751125 B2 JPH0751125 B2 JP H0751125B2
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- Japan
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- digitizer
- patient
- support column
- dimensional
- point
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
- A61B5/015—By temperature mapping of body part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1077—Measuring of profiles
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は３次元骨格分析装置に係り、特に３次元デジタ
イザー等の装置に関する。
イザー等の装置に関する。
［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 骨格分析用装置は、例えば米国特許2324672号、同25329
15号、同4036213号、および第4492236号（以下それぞれ
従来技術1,2,3,4という）に記載されている様に、当業
界で周知である。
15号、同4036213号、および第4492236号（以下それぞれ
従来技術1,2,3,4という）に記載されている様に、当業
界で周知である。
従来技術１は脊柱の湾曲を測定する真直に立った支持柱
と脊柱の湾曲を追跡する可撓性部材とを用いている。し
かし、この装置には次のような限界がある。すなわち、
この装置は、脊柱の湾曲という１つのパラメータのみを
測定し、それゆえ脊柱の１本の線に沿ってのみ測定する
ことである。最終的に、従来技術１の装置はたかだか２
次元測定を可能としているだけである。従来技術２で
は、脊柱が１本の垂直直直線に沿って通っているか否か
または脊柱が曲っているか否かを決定するために脊椎骨
の両側に配置された可聴音送信器と音響受信器とを用い
ている。従来技術２は、上記目的のためにレーダーの原
理を利用している。しかし、この装置は１つのパラメー
タ測定、すなわち脊柱の湾曲に限定されている。そし
て、この装置はたかだか２次元測定を可能としているだ
けである。
と脊柱の湾曲を追跡する可撓性部材とを用いている。し
かし、この装置には次のような限界がある。すなわち、
この装置は、脊柱の湾曲という１つのパラメータのみを
測定し、それゆえ脊柱の１本の線に沿ってのみ測定する
ことである。最終的に、従来技術１の装置はたかだか２
次元測定を可能としているだけである。従来技術２で
は、脊柱が１本の垂直直直線に沿って通っているか否か
または脊柱が曲っているか否かを決定するために脊椎骨
の両側に配置された可聴音送信器と音響受信器とを用い
ている。従来技術２は、上記目的のためにレーダーの原
理を利用している。しかし、この装置は１つのパラメー
タ測定、すなわち脊柱の湾曲に限定されている。そし
て、この装置はたかだか２次元測定を可能としているだ
けである。
従来技術３は、垂直に伸びた支柱を用い、患者の脊椎骨
の位置を決定するため摺動検知子を移動する。脊椎骨の
位置はそれぞれ１個ずつ決定される。この装置もまた３
次元走査が不可能である。
の位置を決定するため摺動検知子を移動する。脊椎骨の
位置はそれぞれ１個ずつ決定される。この装置もまた３
次元走査が不可能である。
従来技術４は骨格整列の調整用の装置に関する。この装
置はたいへん複雑な整列手順を必要とする。
置はたいへん複雑な整列手順を必要とする。
それゆえ、本発明の目的の１つは、上記従来技術が有す
る問題点を解決ゆる装置を提供することにある。
る問題点を解決ゆる装置を提供することにある。
第２の目的は、３次元測定が可能な装置を提供すること
にある。
にある。
［問題点を解決するための手段］ スキャニング・デジタイザ・チップまたはポイント・デ
ジタイザ・チップのいずれをはめ込むように調製されて
いるデジタイザ手段を有する装置を用いて患者について
３元骨格分析を実施するものである。すなわち、３次元
骨格データを得ることを目的ち、筋肉・骨格上の問題と
関係する様々な位置に患者を配置する段階、スキャイン
グ・デジタイザ・チップを用いて一連の回転走査する段
階およびポイント・デジタイザ・チップを用いて筋肉、
骨格上の特徴点の一点デジタイズ化する段階を含むもの
である。
ジタイザ・チップのいずれをはめ込むように調製されて
いるデジタイザ手段を有する装置を用いて患者について
３元骨格分析を実施するものである。すなわち、３次元
骨格データを得ることを目的ち、筋肉・骨格上の問題と
関係する様々な位置に患者を配置する段階、スキャイン
グ・デジタイザ・チップを用いて一連の回転走査する段
階およびポイント・デジタイザ・チップを用いて筋肉、
骨格上の特徴点の一点デジタイズ化する段階を含むもの
である。
別の観点から、本発明は患者についての３次元骨格分析
を実施するための装置を提供する。本装置は真直に立っ
た支持柱とこの支持柱に沿って移動可能で、かつ、患者
の支持を目的とする伸縮自在の支持柱を含んでいる。デ
ジタイザ手段は、患者の身体について、３次元空間で１
点または点の集合の位置を測定する。デジタイザ手段
は、回転可能な複数個の変換器とこの回転可能な変換器
を連結している複数のリンク部材とを含んでいる。デジ
タイザ手段の一端は支持柱に接合され、他端は自由端で
ある。このデジタイザ手段の自由端はデジタイザ・チッ
プをはめ込むように調製されている。また、本装置はコ
ンピュータ手段およびテジタイザ手段の出力端子とコン
ピュータ手段とを接合する手段を含んでいる。この接合
手段により、患者の身体についての１点または点の集合
の、３次元空間での位置を演算する目的で、データをコ
ンピュータ手段に伝送する。
を実施するための装置を提供する。本装置は真直に立っ
た支持柱とこの支持柱に沿って移動可能で、かつ、患者
の支持を目的とする伸縮自在の支持柱を含んでいる。デ
ジタイザ手段は、患者の身体について、３次元空間で１
点または点の集合の位置を測定する。デジタイザ手段
は、回転可能な複数個の変換器とこの回転可能な変換器
を連結している複数のリンク部材とを含んでいる。デジ
タイザ手段の一端は支持柱に接合され、他端は自由端で
ある。このデジタイザ手段の自由端はデジタイザ・チッ
プをはめ込むように調製されている。また、本装置はコ
ンピュータ手段およびテジタイザ手段の出力端子とコン
ピュータ手段とを接合する手段を含んでいる。この接合
手段により、患者の身体についての１点または点の集合
の、３次元空間での位置を演算する目的で、データをコ
ンピュータ手段に伝送する。
［実施例］ 第１図に示すように、実施例の装置は、固定台３上に装
着されているフロアー・スタンド２の中に差し込み可能
な支持柱１を含んでいる。伸縮自在な支持部材５は摺動
・締付ブロック７によって支持柱表面を摺動するように
装着されている。回転可能であり、かつ湾曲し当て物が
付された本体から成る湾曲支持部材９を伸縮自在な支持
部材の一端に有している。そのため、身体の様々な部位
に一直線をなすよう配置することができる。伸縮自在な
支持部材５により、姿勢分析中に生じる一般的な揺れを
排除でき、また、測定精度を向上できる。そして、摺動
・締付ブロックの適切な操作により、支持部材は支持柱
に沿って垂直方向に移動可能である。
着されているフロアー・スタンド２の中に差し込み可能
な支持柱１を含んでいる。伸縮自在な支持部材５は摺動
・締付ブロック７によって支持柱表面を摺動するように
装着されている。回転可能であり、かつ湾曲し当て物が
付された本体から成る湾曲支持部材９を伸縮自在な支持
部材の一端に有している。そのため、身体の様々な部位
に一直線をなすよう配置することができる。伸縮自在な
支持部材５により、姿勢分析中に生じる一般的な揺れを
排除でき、また、測定精度を向上できる。そして、摺動
・締付ブロックの適切な操作により、支持部材は支持柱
に沿って垂直方向に移動可能である。
フロアースタンドには、垂直柱を正しい垂直方向に調整
するための手段10、例えば水準器が付いている。垂直方
向は、固定台３の調整手段12によって調整可能である。
するための手段10、例えば水準器が付いている。垂直方
向は、固定台３の調整手段12によって調整可能である。
垂直柱は、ツリー・スタンド（tree stand）上またはテ
ーブル端上に据え付けるためにフロアースタンド２から
取りはずし可能である。第１図Ａに示すようにレベル調
整クランプ14には水準器16が付いており、テーブル端上
に垂直柱を据え付けるのに用いることができる。
ーブル端上に据え付けるためにフロアースタンド２から
取りはずし可能である。第１図Ａに示すようにレベル調
整クランプ14には水準器16が付いており、テーブル端上
に垂直柱を据え付けるのに用いることができる。
本装置は、また、複数のリンク部材15によって一体にリ
ンクされている複数の回転変換器13を含む３次元デジタ
イザ11を備えている。デジタイザ・チップ17は３次元デ
ジタイザの自由端に取り付けられている。本実施例に係
る３次元デジタイザは自由度６の装置であり、回転の測
定が可能な回転変換器と接続しているリンク部材を用い
ることによって３次元空間における点または又は点集合
の位置を測定できる。３次元デジタイザについいては、
米国特許4549555号に詳細に記載されているが、参考の
ため以下に内容を具体的に記載する。デジタイザが支持
柱に沿って垂直方向に上下に移動できるように摺動・締
付ブロック18によって支持柱１上に取付けられている。
デジタイザからの出力はマイクロコンピュータ19に伝送
される。マイクロコンピュータを駆動するためのプログ
ラムも米国特許4549555号に記載されている。
ンクされている複数の回転変換器13を含む３次元デジタ
イザ11を備えている。デジタイザ・チップ17は３次元デ
ジタイザの自由端に取り付けられている。本実施例に係
る３次元デジタイザは自由度６の装置であり、回転の測
定が可能な回転変換器と接続しているリンク部材を用い
ることによって３次元空間における点または又は点集合
の位置を測定できる。３次元デジタイザについいては、
米国特許4549555号に詳細に記載されているが、参考の
ため以下に内容を具体的に記載する。デジタイザが支持
柱に沿って垂直方向に上下に移動できるように摺動・締
付ブロック18によって支持柱１上に取付けられている。
デジタイザからの出力はマイクロコンピュータ19に伝送
される。マイクロコンピュータを駆動するためのプログ
ラムも米国特許4549555号に記載されている。
第３図および第４図に示すように、本発明のデジタイザ
手段は、種々のデジタイザ・チップを種々のデジタイズ
化の要求に応じて使用することができる。第３図はシン
グル・ポイント・デジタイザ・チップ23を表わす。本デ
ジタイザ・チップは装着ブロック25を有しているが、こ
のブロックによりデジタイザ・チップを３次元デジタイ
ザに装着している。棒状部材26が装着ブロックから伸び
ついる。本部材の自由端27は、特徴点を分離検出するた
めに用いられる一定直径の円形チップから成っている。
手段は、種々のデジタイザ・チップを種々のデジタイズ
化の要求に応じて使用することができる。第３図はシン
グル・ポイント・デジタイザ・チップ23を表わす。本デ
ジタイザ・チップは装着ブロック25を有しているが、こ
のブロックによりデジタイザ・チップを３次元デジタイ
ザに装着している。棒状部材26が装着ブロックから伸び
ついる。本部材の自由端27は、特徴点を分離検出するた
めに用いられる一定直径の円形チップから成っている。
第４図は、装着ブロック31によって３次元デジタイザに
装着されるローリング・ホイール・デジタイザ・チップ
29を示す。それは２個の回転輪33を有している。本ロー
リング・デジタイザは摩擦装着によって装置ブロックに
装着されているので、回転方向および回転輪の姿勢を調
整できる。このチップは、例えば脊柱や助骨骨組みの輪
郭の決定を目的に多点の連続走査に用いられる。
装着されるローリング・ホイール・デジタイザ・チップ
29を示す。それは２個の回転輪33を有している。本ロー
リング・デジタイザは摩擦装着によって装置ブロックに
装着されているので、回転方向および回転輪の姿勢を調
整できる。このチップは、例えば脊柱や助骨骨組みの輪
郭の決定を目的に多点の連続走査に用いられる。
使用においては、３次元デジタイザ11のリンク系によっ
て患者21の前部および背部に接近できるように、患者21
は第２図に示すように体側部、または第１図に示すよう
に背部を装着に向けて垂直支持部材に近接して立ってい
る。
て患者21の前部および背部に接近できるように、患者21
は第２図に示すように体側部、または第１図に示すよう
に背部を装着に向けて垂直支持部材に近接して立ってい
る。
３次元デジタイザ11からの情報がマイクロコンピュータ
19に送られると、３次元デジタイザからのデータは、解
析され、かつ医療上の解析を実施する目的で１つまたは
２つ以上の３次元座標系で表現される。
19に送られると、３次元デジタイザからのデータは、解
析され、かつ医療上の解析を実施する目的で１つまたは
２つ以上の３次元座標系で表現される。
骨格バランス解析を行なうため装置に適切な座標位置を
与えるような医療技能者にデジタイザ・チップを種々の
骨格上の特徴点に配置するように指示する音声合成器を
用いることによって、マイクロコンピュータは医療技能
者に行動を促すことができる。マイクロコンピュータ用
のソフトウエアはメニュー実行型（menu−driven）であ
って、種々の生理学上の問題に対応する種々の分析がで
きる。
与えるような医療技能者にデジタイザ・チップを種々の
骨格上の特徴点に配置するように指示する音声合成器を
用いることによって、マイクロコンピュータは医療技能
者に行動を促すことができる。マイクロコンピュータ用
のソフトウエアはメニュー実行型（menu−driven）であ
って、種々の生理学上の問題に対応する種々の分析がで
きる。
自動的に実行開始された後得られるデータをマイクロコ
ンピュータを解析し、患者の（骨格）構造上のインバラ
ンスの程度を決定するために必要な回転面、回転角、曲
線の曲率半径および種々の長さ算出する。
ンピュータを解析し、患者の（骨格）構造上のインバラ
ンスの程度を決定するために必要な回転面、回転角、曲
線の曲率半径および種々の長さ算出する。
３次元デジタイザは無菌スリーブを使用できるように設
計されているので、外科の環境で使用できる装置として
容認される。この目的のため、デジタイザ・チップは取
りはずし可能であり、通常のオート・クレーブ（圧熱滅
菌器）を用いて無菌状態とすることができる。床占有面
積が小さく、持ち運び可能なマイクロコンピュータは、
既に限定された外科の環境での応用について理想的構造
を提供する。この特別な応用においては、全ての関節復
位補緻（joint replaclment prostheses）の配置指示を
提供するメニューの中からソフトウエア・ルーチンが選
択される。同様に先端の成形外科における３次元方向決
定の要求については、他のメニューの中から選択され
る。
計されているので、外科の環境で使用できる装置として
容認される。この目的のため、デジタイザ・チップは取
りはずし可能であり、通常のオート・クレーブ（圧熱滅
菌器）を用いて無菌状態とすることができる。床占有面
積が小さく、持ち運び可能なマイクロコンピュータは、
既に限定された外科の環境での応用について理想的構造
を提供する。この特別な応用においては、全ての関節復
位補緻（joint replaclment prostheses）の配置指示を
提供するメニューの中からソフトウエア・ルーチンが選
択される。同様に先端の成形外科における３次元方向決
定の要求については、他のメニューの中から選択され
る。
本発明に伴なって、本発明に係る装置を用いた骨格分析
および骨格矯正用に次のような方法が使用される。
および骨格矯正用に次のような方法が使用される。
脊柱側湾の走査 学校または診療所の環境で、“しろうと”または学校の
看護婦が脊柱側湾の評価を迅速に正確に行なえるよう、
適／不適検査の一連の進んだ検査が提供される。専門医
への正確な照会報告書に全く帰結する知識および詳細
が、この一連の検査により増大する。そしてこの一連の
検査は次の検査を含む。
看護婦が脊柱側湾の評価を迅速に正確に行なえるよう、
適／不適検査の一連の進んだ検査が提供される。専門医
への正確な照会報告書に全く帰結する知識および詳細
が、この一連の検査により増大する。そしてこの一連の
検査は次の検査を含む。
1.助骨瘤走査 2.脊椎骨走査 3.下肢測定（lower extremity） 次の段階へ進むためには、各段階で最小必要条件（基準
からの偏差）が達成されねばならない。それゆえ、もし
最小必要条件または偏差が助骨瘤走査で得られなけれ
ば、残りの試験を行なう必要はないので、患者は脊柱側
湾を患っていないと推定する。
からの偏差）が達成されねばならない。それゆえ、もし
最小必要条件または偏差が助骨瘤走査で得られなけれ
ば、残りの試験を行なう必要はないので、患者は脊柱側
湾を患っていないと推定する。
1.助骨瘤走査のため、患者は腰部で約90゜前方へ曲げ、
３つの水平走査が行なわれる。これらの走査は第４図に
示したローリング・デジタイザを用いて行なわれる。水
平走査は後部脊柱の中央のレベルそして胸腰部脊柱レベ
ル、最後に腰部脊柱の中央のレベルで行なわれる。これ
らの走査により躯幹の垂直プロフィルが得られる。その
分析には、中間側面での最大変形部の点の連結も行なわ
れ、その線と水平方向とのなす角度および躯幹のねじれ
角度を測定する。いずれかのレベルで躯幹のねじれが５
゜の最小値の場合、専門医への照会がなされ、次のレベ
ルの検査が継続される。
３つの水平走査が行なわれる。これらの走査は第４図に
示したローリング・デジタイザを用いて行なわれる。水
平走査は後部脊柱の中央のレベルそして胸腰部脊柱レベ
ル、最後に腰部脊柱の中央のレベルで行なわれる。これ
らの走査により躯幹の垂直プロフィルが得られる。その
分析には、中間側面での最大変形部の点の連結も行なわ
れ、その線と水平方向とのなす角度および躯幹のねじれ
角度を測定する。いずれかのレベルで躯幹のねじれが５
゜の最小値の場合、専門医への照会がなされ、次のレベ
ルの検査が継続される。
2.脊椎骨走査は正立位置の患者について行なわれる。再
び、第４図に示したローリング・デジタイザが用いられ
る。走査は頭蓋骨の基部から始まり腰椎と仙椎との関節
まで進む。図面出力が中立な正立位置を表示するコブ角
度（Cobb angles）とともに最終レポートに添付され
る。コブ角度が20゜より大きいとポジティブと考えら
れ、次の試験に続く。
び、第４図に示したローリング・デジタイザが用いられ
る。走査は頭蓋骨の基部から始まり腰椎と仙椎との関節
まで進む。図面出力が中立な正立位置を表示するコブ角
度（Cobb angles）とともに最終レポートに添付され
る。コブ角度が20゜より大きいとポジティブと考えら
れ、次の試験に続く。
3.下肢測定は、また正立位置の患者について行なわれ
る。これらの測定では、第３図のシングナル・ポイント
・チップ・デジタイザが用いられる。下肢の状態への寄
与を定量化するため、多数の独立した骨格上の特徴点を
デジタイズ化する。２面での骨盤のねじれ、脚の長さお
よび正立位置でのみかけの脚の長さも含まれ、前方およ
び後方スーペリア・イリアック・クレツス（superior i
llac crests）およびくるぶしのデジタイズ化も行なわ
れる。
る。これらの測定では、第３図のシングナル・ポイント
・チップ・デジタイザが用いられる。下肢の状態への寄
与を定量化するため、多数の独立した骨格上の特徴点を
デジタイズ化する。２面での骨盤のねじれ、脚の長さお
よび正立位置でのみかけの脚の長さも含まれ、前方およ
び後方スーペリア・イリアック・クレツス（superior i
llac crests）およびくるぶしのデジタイズ化も行なわ
れる。
一般化した測定手続 一般化した測定手続は治療およリハビリテーションの評
価に原則的に用いられる脊柱側湾の経過進展の証拠提供
に用いられる。これらは次のことから成る。
価に原則的に用いられる脊柱側湾の経過進展の証拠提供
に用いられる。これらは次のことから成る。
1.3次元背面プロファイル 2.脊椎骨湾曲分析 3.下肢整列 1.3次元背面プロファイルは正立位置で行なわれ、２個
の回転輪をもつデジタイザ29を用いて、頚部脊柱の基部
から腰椎と仙椎との関節までの一連の水平走査（通常10
回である）が行なわれる。コンピュータは次の水平走査
の垂直位置を決定し、使用者に正しい位置を知らせる。
背面図、側面図および上面図を含む地形図のような図表
が作製され、脊柱骨に沿った３本の垂直線に沿った位相
幾何学データおよびこの線の右および左約10.16cmの２
本の線であってこの線に平行な線に沿った位相幾何学デ
ータが得られる。各切断面の最高点は表示され、また、
腰椎と仙椎との関節と頭蓋骨基部とを結ぶ標準正立線か
らのミリメートル単位の偏差が表示される。
の回転輪をもつデジタイザ29を用いて、頚部脊柱の基部
から腰椎と仙椎との関節までの一連の水平走査（通常10
回である）が行なわれる。コンピュータは次の水平走査
の垂直位置を決定し、使用者に正しい位置を知らせる。
背面図、側面図および上面図を含む地形図のような図表
が作製され、脊柱骨に沿った３本の垂直線に沿った位相
幾何学データおよびこの線の右および左約10.16cmの２
本の線であってこの線に平行な線に沿った位相幾何学デ
ータが得られる。各切断面の最高点は表示され、また、
腰椎と仙椎との関節と頭蓋骨基部とを結ぶ標準正立線か
らのミリメートル単位の偏差が表示される。
2.脊椎骨湾曲分析は、脊柱の湾曲の分析であり、３つの
モード、独立、右傾斜、左傾斜から成る。この測定の意
図は柔軟に曲がっている脊柱の部分および特定の曲線に
固定されてしまっている脊柱の部分を明確にすることで
ある。２個の回転輪をもつデジタイザ・チップ29がこの
分析に用いられ、３つの位置それぞれについて頭蓋骨基
部から腰椎と仙椎との関節まで追跡される。胸部、胸腰
部、腰部を特定するため、コンピュータは解剖学上の標
準比率を用いる。２面の図形出力が３つの位置について
それぞれ得られ、コブ角度を示すとともに脊柱後湾及び
脊柱前湾の曲率半径のミリメートル単位を評価が得られ
る。
モード、独立、右傾斜、左傾斜から成る。この測定の意
図は柔軟に曲がっている脊柱の部分および特定の曲線に
固定されてしまっている脊柱の部分を明確にすることで
ある。２個の回転輪をもつデジタイザ・チップ29がこの
分析に用いられ、３つの位置それぞれについて頭蓋骨基
部から腰椎と仙椎との関節まで追跡される。胸部、胸腰
部、腰部を特定するため、コンピュータは解剖学上の標
準比率を用いる。２面の図形出力が３つの位置について
それぞれ得られ、コブ角度を示すとともに脊柱後湾及び
脊柱前湾の曲率半径のミリメートル単位を評価が得られ
る。
3.2個の回転輪をもつデジタイザ・チップ29を用いて一
連のデジタイズ化および走査は行なわれ、患者は正立位
置にあり、脚長さ、生理学的内反（varus）および外反
（valgus）等の関連するパラメータを、上体姿勢に影響
する他のパラメータと同様に決定するため骨盤からくる
ぶしまで一連のテジタイズ化および走査は行なわれる。
連のデジタイズ化および走査は行なわれ、患者は正立位
置にあり、脚長さ、生理学的内反（varus）および外反
（valgus）等の関連するパラメータを、上体姿勢に影響
する他のパラメータと同様に決定するため骨盤からくる
ぶしまで一連のテジタイズ化および走査は行なわれる。
姿勢分析 全体の姿勢の整列に寄与する、全身および種々の受容部
分についての姿勢欠陥の一般的評価が可能なようにこの
一群の手順は設計されている。一般的体の形状および姿
勢を決定するためローリング・ホワイト走査が行なわ
れ、続いて鉛直線整列を確立するため一連の特徴点デジ
タイズ化が行なわれる。これらの作業は次のものから成
る。
分についての姿勢欠陥の一般的評価が可能なようにこの
一群の手順は設計されている。一般的体の形状および姿
勢を決定するためローリング・ホワイト走査が行なわ
れ、続いて鉛直線整列を確立するため一連の特徴点デジ
タイズ化が行なわれる。これらの作業は次のものから成
る。
1.水平走査 2.垂直走査 3.特定の特徴点のデジタイズ化 1.次のような３種の水平走査が行なわれる。
a.T1（１番目の胸部椎骨）のレベルで胸部脊椎骨の上部
まで b.およそT7（７番目の胸部椎骨）からT8（８番目の胸部
椎骨）までの中央胸部脊柱 c.L1（１番目の胸部椎骨）のレベルで胸部脊柱の上部ま
で ２個の回転輪をもつデジタイザ・チップ29は、これらの
手順に用いられる。
まで b.およそT7（７番目の胸部椎骨）からT8（８番目の胸部
椎骨）までの中央胸部脊柱 c.L1（１番目の胸部椎骨）のレベルで胸部脊柱の上部ま
で ２個の回転輪をもつデジタイザ・チップ29は、これらの
手順に用いられる。
2.2個の回転輪をもつデジタイザ・チップ29は、また、
次のような５種の垂直走査を行なうのに用いられる。
次のような５種の垂直走査を行なうのに用いられる。
a.右および左の脚の内側およびこれらに沿って、 b.耳たぶの下からくるぶし側面に至る体躯の外側右およ
び左側面 c.頭蓋骨基部後方から腰椎と仙椎との関節に至るまで d.直前の走査（３）の右および左約10.16cmの位置 e.後方スーペリア・ペルビック・クレスト（superior p
lvic crest）からつま先を結ぶ線から成る両脚の前方と
後方及び後部グルテール・クリース（gluteal crease）
からかかと基部まで 3.患者を正立位置とし、第３図のシングル・ポイント・
デジタイザ23を用いて、次のような特徴点デジタイズ化
測定が行なわれる。
び左側面 c.頭蓋骨基部後方から腰椎と仙椎との関節に至るまで d.直前の走査（３）の右および左約10.16cmの位置 e.後方スーペリア・ペルビック・クレスト（superior p
lvic crest）からつま先を結ぶ線から成る両脚の前方と
後方及び後部グルテール・クリース（gluteal crease）
からかかと基部まで 3.患者を正立位置とし、第３図のシングル・ポイント・
デジタイザ23を用いて、次のような特徴点デジタイズ化
測定が行なわれる。
a.中央および側方くるぶし b.中央および側方膝関節線 c.後方ペルビック・クレスト（pelvic crest）左右 d.前方スーペリア・イリアック・クレスツ（superior i
lliac cestc）の左右 e.左右の大腿骨の外側にある大転子 f.左右の耳たぶ g.左右の脚の膝骸骨の中央および側縁 h.あご中央および鼻梁の最高部側 i.左右の脚についての脚と床の接触の内側縁および外側
縁 姿勢分析の通常手順により鉛直線、部分の整列線、脊柱
前湾と後湾の半径、脚の長さ等を表示する表及び図面出
力が得られる。この出力は、診察と治療の選択に利用で
きるとともに、一般的姿勢の経過進展と治療の評価にも
利用できる。
lliac cestc）の左右 e.左右の大腿骨の外側にある大転子 f.左右の耳たぶ g.左右の脚の膝骸骨の中央および側縁 h.あご中央および鼻梁の最高部側 i.左右の脚についての脚と床の接触の内側縁および外側
縁 姿勢分析の通常手順により鉛直線、部分の整列線、脊柱
前湾と後湾の半径、脚の長さ等を表示する表及び図面出
力が得られる。この出力は、診察と治療の選択に利用で
きるとともに、一般的姿勢の経過進展と治療の評価にも
利用できる。
以上述べたところでは、デジタイザ・チップは位置パラ
メータを測定するための装置として記載した。しかし、
該デジタイザ・チップは他のパラメータ、例えば温度や
剛性を測定するために変更することができる。
メータを測定するための装置として記載した。しかし、
該デジタイザ・チップは他のパラメータ、例えば温度や
剛性を測定するために変更することができる。
例えば、第３図におけるデジタイザ・チップ23の棒状部
材26は、その自由端27に温度変換器を有する温度検知器
とすることができる。このような検知器を用いると、３
次元空間での温度勾配を走査し、その温度勾配を図に表
示することが可能となる。この可能性のため、医療以外
の多くの分野で応用できるが、本発明に係る応用として
は、負傷の正確な状態を決定するために、負傷の炎症部
近傍の局部的温度変動を測定するものである。
材26は、その自由端27に温度変換器を有する温度検知器
とすることができる。このような検知器を用いると、３
次元空間での温度勾配を走査し、その温度勾配を図に表
示することが可能となる。この可能性のため、医療以外
の多くの分野で応用できるが、本発明に係る応用として
は、負傷の正確な状態を決定するために、負傷の炎症部
近傍の局部的温度変動を測定するものである。
棒状部材26は、また剛性検知器とすることができる。こ
の場合、棒状部材26の自由端27は、剛性の３次元空間に
おける位置変動を測定できる荷重変換器から成る。例え
ば、脊柱の種々の脊柱骨に対し、荷重変換器を用いて、
荷重を負荷することにより、剛性を決定することができ
る。すなわち、脊柱の剛性についての３次元図面を作成
するため、種々の位置で荷重による変位を決定すること
ができる。
の場合、棒状部材26の自由端27は、剛性の３次元空間に
おける位置変動を測定できる荷重変換器から成る。例え
ば、脊柱の種々の脊柱骨に対し、荷重変換器を用いて、
荷重を負荷することにより、剛性を決定することができ
る。すなわち、脊柱の剛性についての３次元図面を作成
するため、種々の位置で荷重による変位を決定すること
ができる。
温度検知器た剛性検知器のみについて以上で述べてきた
が、異なった変換器を配置することによって、種々のパ
ラメータを３次元空間で評価でき、また分析のために図
面表示することができる。当業者にとって明白である
が、変換器は、検知器内を通り、デジタイザ要素内を通
って伸びるリード線によってマイクロプロセッサと接続
されている。そのような電気的接続は当業者にとって熟
知されており、ここでさらに記載する必要はない。
が、異なった変換器を配置することによって、種々のパ
ラメータを３次元空間で評価でき、また分析のために図
面表示することができる。当業者にとって明白である
が、変換器は、検知器内を通り、デジタイザ要素内を通
って伸びるリード線によってマイクロプロセッサと接続
されている。そのような電気的接続は当業者にとって熟
知されており、ここでさらに記載する必要はない。
変換器からリード線を通って伝達される電気信号は、電
気的角度計（electrogoniometer）の信号と協同して、
マイクロプロセッサによって解析され、適当なソフトウ
エアを用いて処理される。これに関し、提供されねばな
らない追加のソフトウエアは電気信号をパラメータ値に
変換するソフトウエアのみである。例えば電気信号を温
度または剛性の値に変換するソフトウエアである。検知
器チップの３次元空間位置を決めるためのソフトウエア
は既に供給されている。
気的角度計（electrogoniometer）の信号と協同して、
マイクロプロセッサによって解析され、適当なソフトウ
エアを用いて処理される。これに関し、提供されねばな
らない追加のソフトウエアは電気信号をパラメータ値に
変換するソフトウエアのみである。例えば電気信号を温
度または剛性の値に変換するソフトウエアである。検知
器チップの３次元空間位置を決めるためのソフトウエア
は既に供給されている。
本発明に係る実施例を記載してきたが、これは本発明を
説明する目的であって、本発明を限定するものではな
い。当業者がたやすく想到する種々の変更は、特許請求
の範囲において限定した本発明の技術的範囲に含まれる
ものである。
説明する目的であって、本発明を限定するものではな
い。当業者がたやすく想到する種々の変更は、特許請求
の範囲において限定した本発明の技術的範囲に含まれる
ものである。
第１図は立っている位置で示されている患者を伴なって
いる本発明の実施例に係る装置の側面図、第１図Ａはレ
ベル調整クランプを示す図、第２図は第１図とは異なっ
た位置で示されている患者を伴なっている本発明の実施
例に係る装置の上面図、第３図はシングル・ポイント・
デジタイザを示す図、第４図は回転輪デジタイザを示す
図である。 １……支持柱、２……フロア・スタンド ３……固定台、５……伸縮自在な支持部材 7,18……摺動・締付ブロック ９……湾曲支持部材、10,16……水準器 11……３次元デジタイザ 12……調整手段、13……回転変換器 14……レベル調整クランプ 15……リンク部材、17……デジタイザ・チップ 19……マイクロコンピュータ 21……患者 23……シングル・ポイント・デジタイザ・チップ 25,31……装着ブロック 26……棒状部材、27……自由端 29……ローリング・ホイール・デジタイザ・チップ 33……回転輪
いる本発明の実施例に係る装置の側面図、第１図Ａはレ
ベル調整クランプを示す図、第２図は第１図とは異なっ
た位置で示されている患者を伴なっている本発明の実施
例に係る装置の上面図、第３図はシングル・ポイント・
デジタイザを示す図、第４図は回転輪デジタイザを示す
図である。 １……支持柱、２……フロア・スタンド ３……固定台、５……伸縮自在な支持部材 7,18……摺動・締付ブロック ９……湾曲支持部材、10,16……水準器 11……３次元デジタイザ 12……調整手段、13……回転変換器 14……レベル調整クランプ 15……リンク部材、17……デジタイザ・チップ 19……マイクロコンピュータ 21……患者 23……シングル・ポイント・デジタイザ・チップ 25,31……装着ブロック 26……棒状部材、27……自由端 29……ローリング・ホイール・デジタイザ・チップ 33……回転輪
Claims (7)
- 【請求項１】正立支持柱、該支持柱に沿って移動可能
で、患者の支持を目的とする伸縮自在な支持柱手段、患
者の身体について３次元空間で１点又は点の集合の位置
を測定するためのデジタイザ手段、コンピュータ手段及
び該デジタイザ手段の出力を該コンピュータ手段と接続
し患者の身体についての３次元空間における１点又は点
の集合の位置を演算するためデータを該コンピュータ手
段に移送する手段から成る患者についての３次元骨格分
析を行なうための装置であって、 該デジタイザ手段は複数の回転変換器及び該回転変換器
を連結する複数のリンク部材から成ること、 該デジタイザ手段は、一端で該支持柱に連結されてお
り、自由端を有すること、 該デジタイザ手段の該自由端はデジタイザ・チップを取
り付けるように調整されていること から成る３次元骨格分析装置。 - 【請求項２】さらにフロアースタンドと固定台と予設定
された垂直方向に該支持柱を調整するための水準器とを
備えること、 該支持柱はフロアースタンドに差し込むことができ、該
フロアースタンドは該支持柱を正立鉛直位置に維持する
こと、 該フロアーフタンドは該固定台上に設置できること、 を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の３次元骨格
装置。 - 【請求項３】さらにレベル調整クランプ手段を備え、該
支持柱は、該レベル調整クランプに受入れ可能であり、
これにより該装置はテーブル縁に設定でき、予設定の鉛
直方向に調整される特許請求の範囲第１項に記載の３次
元骨格装置。 - 【請求項４】該デジタイザ・チップはスキャニング・デ
ジタイザ・チップから成る特許請求の範囲第１項に記載
の３次元骨格装置。 - 【請求項５】該デジタイザ・チップはポイント・デジタ
イザ・チップから成る特許請求の範囲第１項に記載の３
次元骨格装置。 - 【請求項６】正立支持柱、該支持柱に沿って移動可能
で、患者の支持を目的とする伸縮自在な支持柱手段、患
者の身体について３次元空間で１点又は点の集合の位置
を測定するためのデジタイザ手段、コンピュータ手段及
び該デジタイザ手段の出力を該コンピュータ手段と接続
し患者の身体についての３次元空間における１点又は点
の集合の位置を演算するためデータを該コンピュータ手
段に移送する手段から成る患者についての３次元骨格分
析を行なうための装置であって、 該デジタイザ手段は温度変換器を含む温度検出器から成
ること、 該デジタイザ手段は、一端で該支持柱に連結されてお
り、自由端を有すること、 該デジタイザ手段の該自由端はデジタイザ・チップを取
り付けるように調整されていること から成る３次元骨格分析装置。 - 【請求項７】正立支持柱、該支持柱に沿って移動可能
で、患者の支持を目的とする伸縮自在な支持柱手段、患
者の身体について３次元空間で１点又は点の集合の位置
を測定するためのデジタイザ手段、コンピュータ手段及
び該デジタイザ手段の出力を該コンピュータ手段と接続
し患者の身体についての３次元空間における１点又は点
の集合の位置を演算するためデータを該コンピュータ手
段に移送する手段から成る患者についての３次元骨格分
析を行なうための装置であって、 該デジタイザ手段は荷重変換器を含む剛性検出器から成
ること、 該デジタイザ手段は、一端で該支持柱に連結されおり、
自由端を有すること、 該デジタイザ手段の該自由端はデジタイザ・チップを取
り付けるように調整されていること から成る３次元骨格分析装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/846,244 US4760851A (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 3-dimensional digitizer for skeletal analysis |
| US846244 | 1986-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62233146A JPS62233146A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH0751125B2 true JPH0751125B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=25297347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62057858A Expired - Lifetime JPH0751125B2 (ja) | 1986-03-31 | 1987-03-12 | ３次元骨格分析装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4760851A (ja) |
| EP (1) | EP0244274B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0751125B2 (ja) |
| KR (1) | KR940000855B1 (ja) |
| AT (1) | ATE71818T1 (ja) |
| CA (1) | CA1248629A (ja) |
| DE (1) | DE3776190D1 (ja) |
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