WO2006049057A1 - 人体背骨測定表示システム - Google Patents

Abstract

　本発明は、所定の測定子を背骨に沿って走査させることにより、背骨の３次元座標および回旋角度の測定データを求め、その測定データから背骨の形状をシミュレーションし、コンピュータグラフィックを利用して３次元の擬似的な背骨画像を表示することのできる人体背骨測定表示システムを提供する。 　人体背骨測定表示システム１は、人体の背骨の曲がりや回旋（捩じり）角度を基準値からの乖離量測定データとして測定可能な背骨測定装置３と、前記測定対象者の性別、身長データを入力するための入力装置５と、前記背骨測定装置３からの乖離量測定データおよび前記入力装置７からのデータを取り込み、その乖離量測定データおよび前記測定対象者の性別、身長データを基に測定対象者の３次元背骨画像を生成する画像処理装置７と、前記画像処理装置７からの画像データを表示するディスプレイ装置９とから構成されている。

Description

人体背骨測定表示システム

技術分野

[0001] 本発明は、人体の背骨の曲がりを簡便に測定可能にするとともに、その測定結果を 基に表示画面上にリアルに表示することのできる人体背骨測定表示システムに関す る。

背景技術

[0002] 従前より、人体の背骨に歪みや不正な曲がりあると、内臓疾患を発症したり、肩こり 、頭痛といった症状が発生したりして人体に様々な影響を及ぼすことが知られている 。そのため、（1)背骨に不正な曲がりがある力否かを確認するために、カイロブラクテ イツクの施術者力 人体の背骨位置を触診して背骨が不正に曲がっている力否かを 確認する手技方法や、 (2)人体にモアレ光を照射して人体表面に左右対称なモアレ 模様が映し出されるか否を視認することのできるモアレトポトグラフィを使用する方法 や (特許文献 1参照）、（3)血流不良から生じる人体表面の温度を検出して、その温 度分布により身体の歪み (背骨の曲がり）を視認することのできるサーモグラフィを使 用する方法などが多く用いられている。

そして、背骨に曲がりがあることが判った場合には、患者に対して、モアレトポグラフ ィゃサーモグラフィの画像を見せて、人体の表面的な状態から、「背骨が右あるいは 左に曲がつている」といった説明が行われていた。また、触診による診断は、触診した 結果を患者に口頭により説明がなされていた。

そして、施術者による手技療法により、曲がっている背骨に対し、人体表面から所 定の施術を行 、、背骨の曲がりを矯正 ·改善して!/、た。

特許文献 1：特開平 11— 211434号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、上述した従来の方法は、患者 (測定対象者）に対して行われる背骨 の状態の説明は、口頭で説明を受けるのみであるため、背骨の具体的曲がり状態を 知ることはできなかった。また、モアレトポグラフィゃサーモグラフィ画像への表示内容 力も背骨の具体的曲がり具合を知るためには、表示内容を把握するのに熟練を要し 、素人目にも簡単に背骨の曲がり具合を知ることは困難であった。

さらに、曲がった背骨に対し、触診し、その後に所定の施術を行った結果を説明す る場合にも、触診や施術自体が施術者の技術や経験に頼る部分が多ぐ患者 (測定 対象者）にとつては、自己の背骨の曲がり具合や矯正具合を説明されても、背骨の何 れの部分が、どのくらい、何れの方向に曲がっているの力、あるいは、施術後に背骨 の曲がりがどのくらい矯正されたの力 といった具体的な曲がり状態を理解することが 難し力つた。すなわち、施術者による背骨の曲がり状態の口頭での説明は、例えば「 上部胸椎の X X枚目が · ·になっている。」というように、専門的な表現がなされ、自己

ヽつた問題があった。

カロえて、背骨の一つ一つの曲がり状態を詳細に知ることはさらに難し 、と 、う問題 かあつた。

[0004] 本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされ、所定の測定子を背骨に沿って走査さ せることにより、背骨の 3次元座標および回旋値の測定データを求め、その測定デー タカも背骨の形状をシミュレーションし、コンピュータグラフィックを利用して 3次元の 擬似的な背骨画像を表示することのできる人体背骨測定表示システムを提供するこ とを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] 上記目的を達成するために請求項 1記載の発明に係る人体背骨測定表示システム は、測定対象者の背骨の長手方向 (X軸方向）、幅方向 (Y軸方向）、厚み方向 (Z軸 方向）、回旋方向（X軸を中心とした捩れ角 Θ )に自在に移動する走査アーム先端に 設けられた測定子を、測定者の第 2手指と第 3手指の間に挟んで測定対象者の背骨 の第 1頸椎位置または第 1胸椎位置から第 5腰椎位置までこれらの手指先端を沿わ せた状態で前記手指先端の 3次元移動させることにより、前記 X、 Υ、 Ζ、 Θ方向の基 準位置力 の乖離量を検出して乖離量測定データとして出力する背骨測定装置と、 前記測定対象者の性別、身長データを入力するための入力装置と、前記測定機構 からの乖離量測定データを取り込むとともに、前記入力装置からの前記測定対象者 の性別、身長データを取り込み、その乖離量測定データおよび前記測定対象者の性 別、身長データを基に測定対象者の 3次元背骨画像を生成し表示装置に与える画 像処理装置とを備え、前記画像処理装置は、前記測定機構から取り込んだ X軸方向 、 Y軸方向、 Z軸方向、 Θ方向の乖離量測定データを取り込み所定の変換データに 変換して変換データ記憶手段に記憶させる変換手段と、人体の背骨を構成する各椎 骨に関し、測定対象者の性別および身長による平均的大きさおよびその基本的形状 が記憶された基本図データベースと、前記入力装置により入力された測定対象者の 性別、身長データに応じて、前記基本図データベースから当該性別、身長データに 対応する各椎骨を選択して取り出し椎骨テーブルに格納するデータ選択手段と、前 記推骨テーブルで格納された各椎骨の大きさ、形状に基づいて、基本となる背骨全 体の画像を生成する合成手段と、前記合成手段により生成された背骨全体の画像と 前記変換データ記憶手段に記憶された変換データとを基に、各椎骨の X方向、 Y方 向、 Z方向、 Θ方向の座標位置に測定対象者の 3次元背骨画像を生成する画像デ ータ生成手段と、力もなることを特徴とするものである。また、請求項 2記載の発明に 係る人体背骨測定表示システムでは、請求項 1において、前記画像処理装置は、所 定の指示に基づいて、前記測定対象者の 3次元背骨画像を、所定の方向に移動あ るいは所定角度回転させて表示可能な表示データに生成して出力可能にしてなるも のであることを特徴とするものである。

発明の効果

本願請求項 1記載の発明に係る人体背骨測定表示システムによれば、俯せに横た わる測定対象者の背骨上を表面から測定子を走査させる簡便な方法で背骨がどの 様な状態で曲がっているかを擬似的に作成した正確なる 3次元画像を表示させること ができ、当該背骨の状態を視認で確認することができる。

これにより、施術者は、施術前と施術後で背骨の曲がり具合がどの位であるか画像 を提示ししつつ説明することにより、測定対象者に容易に理解させ得るといった利点 がある。

また、測定対象者である患者は、専門的な医学用語ではなぐ実際と同様の背骨の 状態を画像として視認できるため、自己の背骨のどの部分がどの様に、どちらに曲が つて！/、るか容易に理解することができるようになる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の一実施の形態に係る人体背骨測定表示システムの概略構成図である

[図 2]本発明の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムで使用される測定子付 近の詳細構成図である。

[図 3]本発明に係る人体背骨測定表示システムで使用される座標検出装置の説明図 である。

[図 4]本発明の人体背骨測定表示システムで使用する画像処理装置を示すブロック 構成図である。

[図 5]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて前記変換手段により、測定 データ力 変換データに変換する様子を説明するための図である。

[図 6]脊骨 (脊椎)を構成する椎骨 (第 4胸椎)の基本構造の説明図である。

[図 7]このような椎骨の平均測定値を椎骨テーブルとして示した図である。

[図 8]椎骨間の角度を求める様子を示した説明図である。

[図 9]背骨の全体像を示す説明図である。

[図 10]図 9の A— A線断面図である。

[図 11]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、背骨測定装置により背骨 を測定し、その測定データに基づ 、て画像処理装置にて生成してディスプレイ装置 に表示された背骨画像を示す図である。

[図 12]前記図 11による表示された背骨のうち、腰椎、胸椎を生成して表示した背骨 画像であり、

[図 13]患者 (測定対象者)の背骨の状態を測定する全体的な測定の流れを説明する ためのフローチャートである。

[図 14]本発明に係る人体背骨測定表示システムの画像処理装置による測定データ の回旋角度測定処理のフローチャートである。

[図 15]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、測定データに基づき生成 された背骨の曲がり状態をコンピュータグラフィックにより表示処理を行うためのフロ 一チャートである。

[図 16]本発明に係る人体背骨測定表示システムの背骨測定装置の測定子による回 旋 (捩じり）角度 Θの測定機構の他の構成例を示した図である。

[図 17]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/、て、図 1に示す背骨測定装置 の機構部の側面図である。

[図 18]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/、て、図 1に示す背骨測定装置 の機構部の平面図である。

圆 19]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが垂直面内で回転する実施例を示した図である。

圆 20]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが垂直面内で回転する実施例を示した図である。

圆 21]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが水平面内で回転する実施例を示した図である。

圆 22]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが水平面内で回転する実施例を示した図である。

圆 23]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが水平面内で回転する実施例を示した図である。

圆 24]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが水平面内で回転する実施例を示した図である。

圆 25]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持ァー ムが水平面内でスライドする実施例を示した図である。

[図 26]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、前記ベットの移動例を示 す平面図である。

[図 27]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、ベット面内でスライドする 実施例を示した構成図である。

圆 28]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、測定子の実施例を示す 図であって、図 28 (a)は正面図、図 28 (b)は側面図である。

圆 29]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、測定子の実施例を示す 図であって、図 29 (a)は正面図、図 29 (b)は側面図である。

圆 30]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、測定子の実施例を示す 図であって、図 30 (a)は正面図、図 30(b)は側面図である。

圆 31]本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、測定子の実施例を示す 図であって、図 31 (a)は正面図、図 31(b)は側面図である。

圆 32]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、測定子の実施例を示す 図であって、図 32 (a)は正面図、図 32(b)は側面図である。

圆 33]本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/ヽて、測定子の実施例を示す 図であって、図 33 (a)は正面図、図 33 (b)は側面図である。

符号の説明

1··人体背骨測定表示システム

3··背骨測定装置

5··入力装置

7"画像処理装置

9··ディスプレイ装置

31 ··測定子

31&··移動機構

31b' ·取付座

31_C 回動機構

32 ··測定ベット

34 ··測定方向支持アーム

35 ··平行支持アーム

36 ··垂直支持アーム

38 ··座標検出装置

71 ··中央演算処理装置 (CPU)

72 ··読出専用メモリ (ROM)

73 ,·主メモリ (RAM)

74 ··ハードディスク装置 74 71a-•変換手段

71b- •データ選択手段

71c- ，合成手段

71d- •画像データ生成手段

73a- •変換データ記憶部

73b- •画像データ記憶部

74c- •測定データ記憶手段

74d- •基本図データベース

74e- •椎骨テーブル

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図 1は、本発明に係る人体背骨測定表示システムの概略構成図である。図 1におい て、本発明に係る人体背骨測定表示システム 1は、大別すると、人体の背骨の曲がり を基準値からの乖離量測定データとして測定可能な背骨測定装置 3と、前記測定対 象者の性別、身長データを入力するための入力装置 5と、前記背骨測定装置 3から の乖離量測定データおよび前記入力装置 5からのデータを取り込み、その乖離量測 定データおよび前記測定対象者の性別、身長データを基に測定対象者の 3次元背 骨画像を生成する画像処理装置 7と、前記画像処理装置 7からの画像データを表示 するディスプレイ装置 9とから構成されて 、る。

[0010] ここで、背骨測定装置 3についてさらに説明する。この背骨測定装置 3は、測定対 象者の背骨の長手方向（X軸方向）、幅方向（Y軸方向）、厚み方向（Z軸方向）、回 旋方向（X軸を中心とした捩れ角 Θ )に自在に移動する走査アーム先端に設けられた 測定子 31を、測定者の第 2手指と第 3手指の間に挟んで測定ベット 32に俯せに寝て いる測定対象者の背骨の第 1頸椎位置または第 1胸椎位置から仙骨位置までこれら の手指先端を沿わせた状態で前記手指先端の 3次元移動させることにより、前記 X、 Υ、 Ζ、 Θ方向の基準位置力 の乖離量を検出して乖離量測定データとして出力する 測定装置である。

さらに説明すると、前記背骨測定装置 3は、測定対象者が俯せた状態で寝る測定 ベッド 32と、この測定ベット 32の一方の側面側に固定され垂設された基台 33と、この 基台 33に対して図面左右方向（X方向）に移動可能に固定されている測定方向支持 アーム 34と、この測定方向支持アーム 34に固定されていて図面垂直方向（Y軸方向 )に移動可能にされている平行支持アーム 35と、この平行支持アーム 35に固定され ていて図面上下方向（Z軸方向）移動可能にされている垂直支持アーム 36と、この垂 直支持アーム 36の先端に回動可能に固定されている測定子 31と、前記測定方向支 持アーム 34の移動量を検出できる X軸検出器（図示せず)と、前記平行支持アーム 3 5の移動量を検出できる Y軸検出器（図示せず）と、垂直支持アーム 36の移動量を検 出できる Z軸検出器 (図示せず)と、前記測定子 31の回動量を角度 Θとして測定でき る角度検出器（図 1では図示せず)と、前記 Y軸検出器、 Y軸検出器、 Z軸検出器お よび角度検出器力 の検出データを基に座標データにする座標検出装置 38とを備 えている。

図 2は本発明の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムで使用される測定子 付近の詳細構成図であって、図 2 (a)は正面図、図 2 (b)は側面図である。

図 2 (a)および図 2 (b)において、前記測定子 31は、患者 (測定対象者)の背骨を表 面上から走査させるためのものである。前記測定子 31は、図 2 (a)に示すように、横 に張り出した把持片 31a, 31bと、これら把持片 31a, 31bの中央部において垂直方 向に所定の長さに形成された固定片 31cとから構成されている。前記測定子 31は、 図 2 (a) ,図 2 (b)に示すように、前記固定片 31cが回転軸 31dでもって垂直支持ァー ム 36の下端に回動可能に固定されており、これによつて逆 T字型形状に形成されい る。また、前記測定子 31の前記把持片 31a, 31bは、図 2 (b)に示すように、背骨に 沿って走査する進行方向に対して角度 OCの角度を持たせた形状に形成されて 、る。 さらに、前記垂直支持アーム 36の測定子 31の回転軸 31dの付近には、角度検出器 39が設けられており、図 2 (a)に示すように、捩れ角度 θ , Θ 'を測定して角度測定デ ータとして出力できるようになって!/、る。

そして、この背骨測定装置 3は、前記測定子 3の把持片 31a, 31bを測定者の第 2 手指と第 3手指の間に挟み、第 2指と第 3指の先端を前記測定ベット 32に府せて寝て V、る測定対象者の背骨の第 1頸椎位置または第 1胸椎位置 (首の付け根)から仙骨 位置までの背骨に沿って移動（走査)させることにより、測定方向支持アーム 34、平 行支持アーム 35、垂直支持アーム 36の移動量 (乖離量）と、測定子 31の回転軸 31 dを中心とした回転量とに応じて、背骨の曲がり状態を接触測定できるようになつてい る。

[0012] なお、測定ベット 32は、患者 (測定対象者）が俯せに横たわることのできる幅 600m m、長さ 1800mm、高さ 500mm程度の大きさからなる。患者 (測定対象者）が、当該 測定ベット 32の所定位置に俯せで横たわることにより、患者 (測定対象者)の背骨が 一定の状態となり、前記測定子 31を背骨上に走査させる場合に、背骨の測定が正確 に行えるようにするためのものである。

すなわち、測定ベット 32に横たわった患者 (測定対象者)の背骨の曲がり状態を測 定する際に、測定者が前記測定子 31を徒手し、背骨の表面上を首から腰方向へ移 動させると、前記測定方向支持アーム 34、平行支持アーム 35、垂直支持アーム 36 により、例えば、 X方向に 900 [mm]、 Y方向に 400 [mm]、 Z方向に 200 [mm]の範 囲内で背骨の凹凸や左右へのズレに準じるように構成されて 、る。

[0013] また、座標検出装置 38は、本実施の形態では、前記基台 33に取り付けられており 、前記測定子 3の X方向、 Y方向、 Z方向への移動量を、例えば、エンコーダ（24ビッ トアップダウンカウンターボード（PCN24— 4 (PCI) ) )により、所定のパルス信号とし てカウントし、各座標ごとに任意に設定したカウント比較値と一致したときの座標値を デジタル値として検出するものである。そして、座標検出装置 38は、検出した測定デ ータを、画像処理装置 7に伝送可能になっている。

[0014] なお、前記画像処理装置 7には背骨測定装置 3がケーブルで接続されており、前 記背骨測定装置 3からの測定データをケーブルを介して画像処理装置 7に供給でき るようになっている。また、画像処理装置 7には、入力装置 5と、ディスプレイ装置 9と が電気的に接続されており、画像処理装置 7には入力装置 5から必要なデータが入 力でき、また、画像処理装置 7で処理した結果などをディスプレイ装置 9で表示できる ように構成されている。

[0015] 図 3は、本発明に係る人体背骨測定表示システムで使用される座標検出装置の説 明図である。この図 3において、座標検出装置 38は、 X座標軸、 Y座標軸、 Z座標軸 、角度 0のそれぞれのチャンネル（chO、 chl、 ch2、 ch3) 38a、 38b、 38c、 38dと、 16進数のデータが検出され表示される 16進数表示部 38eと、 10進数のデータが検 出され表示される 10進数表示部 38fと、 0. 1秒毎の座標値のカウント値や所定の角 度値がステータスとして表示されるステータス表示部 38gとを備えている。

[0016] 図 4は、本発明の人体背骨測定表示システムで使用する画像処理装置を示すプロ ック構成図である。

この図 4において、画像処理装置 7は、本実施の形態においては、例えばパーソナ ルコンピュータであり、前記背骨測定装置 3から伝送される測定データに基づいて所 定の演算を行 ヽ、背骨の状態をリアルに表示する画像データを作成する。

[0017] 例えば、この画像処理装置 7は、本実施の形態では、パーソナルコンピュータとして 、 Apple社の PowerMac7100/66AVを使用している。このパーソナルコンピュー タカ なる画像処理装置 7は、各種演算処理やプログラムを実行する中央演算処理 装置 (CPU) 71と、起動時などの基本的な動作を行わせるためのプログラムを格納し ている読出専用メモリ (ROM) 72と、オペレーティングシステムや本発明の処理を実 行する人体背骨測定表示処理プログラムを記憶するエリアや、その他処理に必要な データ記憶エリアを有する主メモリ（RAM) 73と、オペレーティングシステムや'本発 明の処理を実行する人体背骨測定表示処理プログラムや'この人体背骨測定表示 処理プログラムを実行する際に必要とするデータベースなどを格納しているハードデ イスク装置 74と、その他の入出力処理ボードや電源装置とを備えて 、る。

[0018] また、このパーソナルコンピュータ力もなる画像処理装置 7は、電源が投入されると 、 CPU71が ROM72のプログラムを実行して、ハードディスク装置 74からオペレーテ イングシステムを RAM73の所定のエリアに記憶させ、この RAM73への記憶が終了 した時点で、 CPU71が RAM73のオペレーティングシステムを実行して使用可能状 態 (基本画面)をディスプレイ装置 9に表示して待機状態になる。そこで、例えば入力 装置 5とディスプレイ装置 9とを用いて画像処理装置 7に当該人体背骨測定表示プロ グラムの起動を指示する力、あるいは、自動起動に設定されていると、画像処理装置 7は、ハードディスク装置 74から人体背骨測定表示プログラムを取り出して RAM73 に記憶させた後、前記 RAM73に記憶された人体背骨測定表示プログラムを CPU7 1が実行することにより、図 4に示すように、変換手段 71a、データ選択手段 71b、合 成手段 71cおよび画像データ生成手段 71dを実現するようになっている。

[0019] また、ハードディスク装置 74には、図 4に示すように、オペレーティングシステム 74a と、人体背骨測定表示プログラム 74bと、前記座標検出装置 38からのデジタル値の 測定データを記憶する測定データ記憶手段 74cと、椎骨の基本モデルの画像デー タが記憶された基本図データベース 74dと、前記変換データにより背骨画像を作成 する際に参照する椎骨テーブルデータベース 74eとが格納されている。

さらに、 RAM73には、人体背骨測定表示プログラムが CPU71おいて実行される と、変換データ記憶部 73aおよび画像データ記憶部 73bが設けられる。

[0020] なお、 CPU71で実現される変換手段 71aは、前記測定データ記憶手段 74cに記 憶された測定データを所定変換手順により変換を行う手段である。また、 CPU71で 実現される合成手段 71bは、前記変換データを基に測定者の椎骨の画像を作成す る手段である。 CPU71で実現される画像データ生成手段 71cは、前記合成手段 71 bにより生成された各椎骨を背骨に合成して画像データ記憶部 73bに格納する手段 である。

[0021] 前記入力装置 5は、前記画像処理装置 7に接続され、背骨の測定対象者の性別や 身長等のデータを入力するキーボードやマウスである。

前記ディスプレイ装置 9は、本実施の形態では、 CRTディスプレイ装置や液晶ディ スプレイ装置であり、前記画像処理装置 7で生成した前記画像データ格納部 73bに 記憶してある背骨の状態の画像データによりリアルに画像表示する装置である。

[0022] すなわち、前記背骨測定装置 3では、測定子 31を指で挟み、その指を前記測定対 象である人体の背骨に沿って人体の頭部力 腰部へ移動させると X軸方向の測定量 を得ることができ、人体の背骨の「曲がり」等に沿って測定子 31を人体の幅方向へ移 動させると Y軸方向の測定量を得ることができ、人体の背骨の凹凸に沿って測定子 3 1を上下動する方向に移動させると Z軸方向の移動量を得ることがてき、かつ、測定 子 31の回転軸 31dを中心に回動させることにより、回旋量 0を得ることができる。

[0023] 図 5は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて前記変換手段により、 測定データ力 変換データに変換する様子を説明するための図である。 すなわち、図 5 (a)は、前記測定データ記憶手段 74aに記憶された測定データであ り、左からそれぞれ X方向、 Y方向、 Z方向、角度 0の測定データである。前記変換 手段 71aは、 X方向（背骨の長さ方向）を 1ミリメートルごとに分割し、例えば、 X方向 の座標値が「001」から「009」までのうち最大である「009」と、「011」から「019」まで のうち最大である「019」、 · · ·、「4461」から「4469」までのうち最大である「4469」、 そして、最後のデータ「4476」、つまり X方向の値が「009」、「019」、 · · ·、「4469」、 「4476」を検出し、それらの X方向、 Y方向、 Z方向、角度 Θの座標値を一時的にメモ リ（RAM73)に記憶しておく。図 5 (b)は、メモリ（RAM73)に記憶された様子を示し ている。

このように検出された測定データは下 1桁が小数点以下の数値であり、測定時の誤 差も含まれることが考えられることから、小数点以下は切り捨てて整数を得る。

[0024] また、図 5 (b)に示すように、最初の測定データである X方向の座標値、 Y方向の座 標値、 Z方向、角度 Θの座標値は、（Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (009、 0002、 0044、 0008) である。変換手段 71aは、この測定データの小数点以下を切り捨てる操作を例えば 次のように行う。すなわち、変換手段 71aは、前記座標値を、（Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (0、 0 、 4、 0)とする。つぎに（Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (019、 0004、 0049、 0001)につ!/、ては、 変換手段 71aは、（Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (1、 0、 4、 0)と変換する。つづいて (Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (029、 0005、 0053、 0013)【こつ!ヽて ίま、変換手段 71aiま、（Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (2 、 0、 5、 1)に変換し、そして最後の測定データ（Χ、 Υ、 Ζ、 θ ) = (4476、 0212、 048 8、 0030)につ!/、ては、（Χ、Υ、Ζ、 0 ) = (447、 21、 48、 3)と変換することにより、図 5 (c)に示すような、それぞれ整数変換した数値を得ることができる。

そして、このように変換手段 71aによって変換された数値は、測定データに基づい た変換データとして変換データ記憶手段 73aに記憶される。

[0025] ところで、人体の背骨を構成する椎骨は、椎骨数が決まっているため、身長差等に より背骨長さが変わっているだけなので、予め基本となる平均測定値データを椎骨テ 一ブル 74cとして記憶しておく。また、椎骨の形状を基本モデルとして基本図データ ベース 74dに記憶しておく。

そして、データ選択手段 71bは、前記入力手段 7から入力された測定対象者の性 別、身長データに応じて、前記基本図データベース 74dから当該性別、身長データ に対応する各椎骨を選択して取り出し椎骨テーブル 74eに格納する。

合成手段 71cは、前記推骨テーブル 74eに格納された各椎骨の大きさ、形状に基 づいて、基本となる背骨全体の画像を生成する。

[0026] そして、画像データ生成手段 71dは、前記合成手段 71cにより生成された背骨全体 の画像に、前記変換データ記憶手段 73aに記憶された変換データを反映させて、各 椎骨の X方向、 Y方向、 Z方向、 Θ方向の座標位置に測定対象者の 3次元背骨画像 を生成することにより、測定対象者の背骨のシミュレーションを行うことができる。この 画像データ生成手段 71dでシミュレーションされた測定対象者の背骨の画像データ はディスプレイ装置 9に送られることにより、ディスプレイ装置 9には、擬似的な背骨が リアルな画像として表示され、例えば背骨の曲がっている部分が、何れの椎骨である 力を図り知ることが可能となる。

[0027] 基本図データベース 74dには人体の背骨 (脊柱）のデータが格納されて 、る。この 人体の背骨 (脊柱)のデータは、人体の背骨 (脊柱)を構成する頸椎 (7個）、胸椎 (12 個）、腰椎 (5個）、仙骨（5個）、尾骨（5個）からなり、これらの椎骨の形状の画像デー タである。このような椎骨の基本構造は、腹側に椎間板を挟んで上下に隣接し、その 背側には脊髄を通し骨性に取り囲まれた空隙 (椎孔)を有し、後方には棘突起を有し たものである。

[0028] 図 6は、脊骨 (脊椎)を構成する椎骨 (第 4胸椎)の基本構造の説明図である。

ここで、図 6 (a)は、椎骨 15の上面形状であり、丸みをおびた椎体 15aと、その背側 に椎孔 15bと、椎孔 15bの両側部の椎弓根 15cと、後方背側の中央に棘突起 15dと 、その両側部に横突起 15eがそれぞれ形成され、椎孔 15bの両側部には、斜め上方 (背側向き）に他の椎骨とつながる上関節突起 15fが形成されて成る。

図 6 (b)は、椎骨 15の下面形状であり、前記椎孔 15bの両側部には、斜め下方 (背 側から腹側向き）に他の椎骨とつながる下関節突起 15gが形成されて成る。

図 6 (c)は、椎骨 15の左側面形状であり、前記椎孔 15bの下方は半円形に切り欠 かれた下椎切痕 15hと、下椎切痕 15hの腹側の両下方に下肋骨窩 15iと、下肋骨窩 15iの両上方に上肋骨窩 1¾と、前記横突起 15eの先端部分の横突肋骨窩 15kによ り形成されている。

そして、このような形状を成した各椎骨の画像データが、当該基本図データベース 74aに記憶されている。

[0029] 椎骨テーブル 74eは、本実施の形態では、例えば、日本人成人男性の椎骨の平均 計測値（士標準偏差)、 日本人成人女性の椎骨の平均計測値（士標準偏差)をテー ブルにしたものである。

図 7は、このような椎骨の平均測定値を椎骨テーブル 74eとして示したものであり、 図 7(a)は、 日本人成人男性 (年齢 :26歳)の椎骨計測値であり、例えば、腹側高の 平均値（士標準偏差)は、第 3頸椎が 12. 93[mm]±l.45 [mm],第 4頸椎が 12. 24[mm]±l. 21 [mm], ···、第 1胸椎が 15. 12[mm]±l. 12 [mm], ···、第 12 胸椎力 22. 33[mm]±l. 91[111111]、第1腰椎カ 23. 39[mm]±l. 80 [mm], ··· 、第 5腰椎が 25. 15[mm]±2. 29[mm]となり、背側高、上面矢状径、下面矢状径 、上面横径、下面横径のそれぞれについて、第 3頸椎力も第 5腰椎まで表されたもの である。

[0030] 図 7(b)は、日本人成人女性 (年齢 :26歳)の椎骨平均計測値であり、同様に、腹側 高の平均値（士標準偏差)は、第 3頸椎が 12. 28[mm]±l. 23[mm]、第 4頸椎が 11.61[mm]±l. 17 [mm], ···ゝ第 1胸椎が 14.89[mm]±l. 23 [mm], ··· 第 12胸椎力 22. 10[mm]±l.80 [mm]、第 1腰椎力 S 23. 76[mm]±l. 94 [mm] 、 ···、第 5腰椎が 24. 85[mm]±2. ll[mm]となり、背側高、上面矢状径、下面矢 状径、上面横径、下面横径のそれぞれについて、第 3頸椎力も第 5腰椎まで表された ものである。

そして、男女それぞれについて、このような椎骨テーブル 74eとして作成され、 ドディスク装置 74の所定格納エリアに記憶されている。

[0031] 合成手段 71cは、前記基本図データベース 74dに記憶された各椎骨の形状画像 に前記椎骨テーブル 16による大きさを反映して、背骨のリアルな擬似画像を得るも のである。すなわち、前記基本図データ 15に記憶された各椎骨のうち、例えば、第 4 胸椎の上方には椎間板を介して第 3胸椎が位置し、第 4胸椎の前記上関節突起 15f と、第 3胸椎の下関節突起 15gがつながっている。そして、順次第 3胸椎の上方に第 2胸椎、その上方に第 1胸椎というように第 1頸椎力 尾骨までを合成すると背骨の画 像が形成される。

つまり前記椎骨テーブル 74eに記憶されたデータは、日本人の平均値に標準偏差 を考慮したものであり、その性別、身長に基づいて、測定開始の第 1胸椎から仙骨ま での 18個の椎骨 (実際の表示は第 1頸椎から仙骨の 25個）の大きさにより、基本図 データベース 74dから選び出して組み合わせ基本モデルの背骨の画像が得られる。

[0032] 画像データ生成手段 71dは、既に説明したが、前記合成手段 71cにより作成された 基本となる背骨の形状に対して前記変換データ (測定データ)を反映して、測定対象 者個人の背骨の状態の画像データを生成するものである。

つまり、前記変換データ (測定データ）は、上述したように、背骨長手方向である X 方向 1 [mm]毎に対して、背中の幅方向 Y方向、胸の厚み方向 Z方向の位置が測定 されており、この変換データ (測定データ)を分割して各椎骨に割り当てる。すると、 X 値何ミリから何ミリまでは、「第 X腰椎」であることが得られる。

そして、このような背骨の画像データは、前記 CPU71において実行される 3次元コ ンピュータグラフィックの画像処理ソフトプログラムを利用して、視点の座標を変更す ると、背骨の画像を所定方向に回転して表示することができる。

[0033] 図 8は、椎骨間の角度を求める様子を示した説明図であり、図 8 (a)は、椎骨間の左 右の曲がり角度を示し、図 8 (b)は前後の曲がり角度を示した説明図である。

図 8 (a)に示すように、例えば、 B1を第 3腰椎、 Tを椎間板、 B2を第 2腰椎とすると、 これは各椎骨に分割された変換データ (測定データ)の第 2腰椎部分に相当する Y値 と第 3腰椎部分に相当する Y値力も得ることができる。すなわち、背骨に曲がりがない 場合には、左右の何れにも傾いていないため Y値は全て「0」となる力 例えば第 2腰 椎が右に傾 ヽて 、る場合には Y値は「1」あるいは「2」に、左に傾!ヽて 、る場合には Y 値は「一 1」、「一 2」として測定されることとなる。

この変換データ (測定データ)を背骨の基本モデルに反映すると、第 3腰椎の中心 の C1と第 2腰椎の中心の C2には角度 |8 1分の傾きが生じていることが得られ、椎間 板 Tを変形させて椎骨の画像を生成する。

[0034] つぎに図 8 (b)に示すように、上記同様、 B1を第 3腰椎、 B2を第 2腰椎とすると、こ れは各椎骨に分割された変換データ (測定データ)の第 2腰椎部分に相当する Z値と 第 3腰椎部分に相当する Z値力 得ることができる。

すなわち、腰椎の場合は、基本モデルにおいて第 3腰椎 (C3)に対し第 2腰椎 (C4 )が後ろに「9. 27度」傾いている状態、 Z値が「一 10」（本実施の形態では X座標、 Y 座標からなる平面に対し、手前側をプラス、奥側をマイナスとして示す)が正常であり 、これに対し変換データ (測定データ）の Z値力「一 7」であった場合には、 C3と C4の 傾き β 2は、例えば「5. 06度」として得られる。

[0035] 次に、背骨の捩れについて説明する。

図 9は、背骨の全体像を示す説明図である。図 10は図 9の A— Α線断面図である。 背骨 200は、図 9に示すように、中心線 Oに対して、エリア J1、J3についてはマイナス Θ側に、エリア J2、 J4についてはプラス Θ側に、回旋し (捩れ)ている状態を示してお り、線分 400はその状態をあらわしている。

図 10は、背骨 200の椎骨 201の A— A線部分の断面を示しており、椎骨 201の 回旋 (捩れ)状態が、例えば中心線 Oに対して、プラス Θ側、あるいは、マイナス Θ側 に回旋 (捩れ)て 、る状態を示して 、る。このような背骨 200の回旋 (捩れ)の状態を 前記前記背骨測定装置 3の測定子 31によって測定し、その回旋 (捩れ)角 Θの測定 データを、前記画像処理装置 7に与えるようになって 、る。

[0036] 前記画像処理装置 7では、このようにして得られた各椎骨間の傾き βや、回旋角度

Θを、基本モデルの背骨画像データに与えることにより、測定対象者の性別や身長 に基づ!/ヽた独自の背骨の状態が画像データとして生成される。

そして、前記画像処理装置 7は、 3次元コンピュータグラフィックを用いて上述のよう にして得られた画像データを画像処理し、その画像処理した結果を前記画像処理装 置 7に接続されたディスプレイ装置 9に送り込む。これにより、前記ディスプレイ装置 9 の画面上では、擬似的な背骨画像として表示されることになる。

[0037] 図 11は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、背骨測定装置により 背骨を測定し、その測定データに基づ!、て画像処理装置にて生成してディスプレイ 装置に表示された背骨画像を示す図である。

図 11 (a)は、上記測定した背骨全体を生成し背面力 表示した背面背骨画像であ り、図 11 (b)は、上記測定した背骨全体を生成し左側面から表示した左側面背骨画 像である。

図 11 (a)に示すように、背骨全体を頸椎部分、上部胸椎、中部胸椎、下部胸椎、腰 椎、仙骨、尾骨に分割し、本実施の形態では、それぞれ色分け表示する。 例えば、 頸椎は「白」、上部胸椎は「赤」、中部頸椎は「青」、下部胸椎は「緑」、腰椎は「黄」、 仙骨及び尾骨は「灰」と 、うように色分け表示することにより、背骨の曲がって 、る部 分が何処である力、またどちらの方向へ曲がっているかが容易に視認できる。そして 、この背骨を表示する画像データは、 3次元のコンピュータグラフィックの画像データ であるため、前記画像データ生成手段 18により視点座標を変えた背骨の画像を生 成し、図 11 (b)に示すような左側面背骨画像を表示することができる。

[0038] また、例えば、「上部胸椎の曲がりが異常である」と思料される場合には、上部胸椎 のみを表示することができる。

前記図 11 (a)、図 11 (b)の画像が表示されている状態で、入力装置 10に設けられ た所定キー（例えば、「UPキー ）」または「DOWNキー（丄）」）を押下することによ り、上部胸椎のみの表示に切替表示することができる。

[0039] 図 12は、前記図 11による表示された背骨のうち、腰椎、胸椎を生成して表示した 背骨画像であり、図 12 (a)は胸椎 4体 (05、 06、 07、 08番目）の側面背骨画像、図 1 2 (b)は胸椎 4体 (09、 10、 11、 12番目）の左側面背骨画像、図 12 (c)は、腰椎 5体（ 01、 02、 03、 04、 05番目）をそれぞれ生成して表示した説明図である。

図 12 (a)は、上部胸椎の背面背骨画像を生成して表示したものであり、胸椎のうち 、上部胸椎と称されている第 5胸椎、第 6胸椎、第 7胸椎、第 8胸椎について前後屈 の角度、左右傾斜および回旋角度が表示される。

[0040] そして上部胸椎の画像とともに、前後方向の曲がり角度と左右方向の曲がり角度を 算出し、例えば、前後方向の曲がり角度は、第 5胸椎に対する第 6胸椎の曲がり角度 は「第 5胸椎→第 6胸椎の角度 =後屈 0. 1 [度]」、 · · ·、第 8胸椎に対する第 9胸椎の 曲がり角度は「第 8胸椎→第 9胸椎の前屈 =前屈 0. 0 [度]」と前後の曲がり角度の説 明を表示してもよい。同様に、左右方向の曲がり角度について、第 5胸椎に対する第 6胸椎の左右傾斜は「第 5胸椎→第 6胸椎 =右上 0. 1 [度]」、 · · ·、第 8胸椎に対する 第 9胸椎の曲がり角度は「第 8胸椎→第 9胸椎の左右傾斜 =右下 0. 1 [度]」等という ように左右の傾斜角度の説明を表示することで、背骨の曲がり状態を表示するように してちよい。

[0041] 力!]えて、上部胸椎の画像とともに、回旋 (捩れ)状態を算出し、例えば、前後方向の 回旋 (捩れ)角度は、第 5胸椎に対する第 6胸椎の回旋 (捩れ)角度は「第 5胸椎→第 6胸椎の回旋 (捩れ)角度 =右前 7. 0 [度]」、 · · ·、第 8胸椎に対する第 9胸椎の回旋 (捩れ)角度は「第 8胸椎→第 9胸椎の回旋 (捩れ） =右前 2. 4 [度]」と 、うように回旋 (捩れ)角度の説明を表示してもよい。同様に、左右方向の曲がり角度について、第 5 胸椎に対する第 6胸椎の左右傾斜は「第 5胸椎→第 6胸椎 =右上 0. 1 [度]」、 · · ·、 第 8胸椎に対する第 9胸椎の曲がり角度は「第 8胸椎→第 9胸椎の左右傾斜 =右下 0 . 1 [度]」等というように左右の傾斜角度の説明を表示することで、背骨の曲がり状態 を表示するようにしてもょ 、。

[0042] また、前記図 12 (a)に示すように上部胸椎の背面背骨画像が表示されている状態 で、入力装置 10に設けられた所定キー（例えば、「UPキー ）」または「DOWNキ 一 U )」）を押下することにより、視点を変更することができ、現在表示されている上 部胸椎を下側に移動させた画像を表示することができる。

例えば、図 12 (a)の上部胸椎の背面背骨画像が表示されている状態で、「DOWN キー ）」を押下すると、図 12 (b)に示すように、上部胸椎のさらに下側の胸椎画像 が表示されるとともに、上記同様、前後方向の前後屈、左右傾斜および回旋 (捩れ） 角度を算出してそれぞれ表示される。

[0043] ついで前記図 12 (b)に示すように上部胸椎の左側面背骨画像が表示されている状 態で、入力装置 10に設けられた所定キー「DOWNキー（ 」を押下することにより、 図 12 (c)に示すように、腰椎の背骨画像が表示されるとともに、上記同様、前後方向 の前後屈、左右傾斜および回旋 (捩れ)角がそれぞれ表示される。

[0044] すなわち、本発明に係る画像処理装置 7は、基本図データベース 74dと椎骨テー ブル 74eに基づ ヽて背骨画像を作成し、これに測定データによる具体的な値を反映 し、その部分の椎骨を所定方向へ座標移動させて表示することにより、図 11に示す ような背骨の全体、あるいは、図 12に示すような一部分が背面力も表示され、所定キ 一を押下することにより、背骨位置を移動させた状態をシミュレーションして表示され ることになる。なお、背骨の視点を変えた画像も表示可能になっている。

このように、背骨を構成する複数の椎骨のうち、何れの椎骨がどの様に曲がってい るか容易に視認することが可能となる。

[0045] つぎに、本発明の人体背骨測定表示システム 1により、人体の背骨の状態を測定し 、コンピュータグラフィックにより 3次元表示する様子を図 13から図 15のフローチヤ一 トを参照して説明する。

図 13は、患者 (測定対象者)の背骨の状態を測定する全体的な測定の流れを説明 するためのフローチャートである。

患者 (測定対象者)の背骨の状態を測定するために、人体背骨測定表示システム 1 の電源を投入し、患者 (測定対象者)を前記測測定ベット 32に俯せに寝カゝせ、測定 準備を行う (ステップ Sl)。

[0046] これは、電源を投入すると、座標検出装置 38に表示された値が、例えば、 X値と Y 値が「0」または「1」となって 、る場合に準備完了となる。

そして、準備が完了した力どうかのチェックを行い (ステップ S2)、準備が完了してい ない場合には、ステップ S1の処理に戻り、準備を行う。準備が完了した場合には、測 定者が測定子 31を徒手し、患者 (測定対象者)の頭部方向に移動させて、患者 (測 定対象者)の頸椎側の背骨上に配置し、腰椎側へ向けて背骨上に沿って移動させる (ステップ S3)。

前記測定子 31を移動させると、背骨の凹凸や曲がり具合を X値、 Y値、 Z値、 Θ値と して検出する (ステップ S4)。検出された測定データは、画像処理装置 7に伝送する（ ステップ S5)。そして、計測が終わった力否かの判定を行い (ステップ S6)、計測が終 わった場合には処理を終了する。まだ終えていない場合には (ステップ S6 ; NO)、デ ータ脱落処理やその他の処理を実行し (ステップ S 7)、データ補正処理が終了して いないときには (ステップ S8 ;NO)、ステップ S3の処理に戻り、引き続き背骨上に測 定子 31を移動させる。

[0047] 図 14は、本発明に係る人体背骨測定表示システムの画像処理装置による測定デ ータの回旋角度測定処理のフローチャートである。 つぎに、画像処理装置 7は測定データを受け取ると (ステップ S 20)、 CPU71により 測定データを測定データ記憶手段 74cに記憶し (ステップ S21)、変換手段 71aによ り測定データの X値， Y値， Z値がが lmm以下のデータの中から最大値を求めるとと もに、回旋角度 Θの絶対値の最大値を求める (ステップ S22)。その最大値の下 1桁 が小数点以下となるため、小数点を振ってミリ単位に変換する。ここで、小数点以下 の値は、測定時の誤差とも考えられるため、測定データの小数点以下を切り捨てて 整数にする。

[0048] また、画像処理装置 7の CPU71aで実現されている変換手段 71aは、回旋 (捩れ） 角度 Θのデータを度単位に変換する (ステップ S23)。また、変換手段 71aは、測定 データの小数点以下第 1位を、例えば 5. 5 [度]というように表示する (ステップ S 24) 。このように変換手段 71aで所定の整数や角度に変換された測定データは、前記変 換手段 71aによって変換データ記憶手段 74cに記憶される (ステップ S25)。そして、 前記合成手段 71cや前記画像データ生成手段 71dにより画像処理が行われた後に 、画像データの表示が行われる (ステップ S26)。

[0049] 図 15は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、測定データに基づき 生成された背骨の曲がり状態をコンピュータグラフィックにより表示処理を行うための フローチャートである。

背骨の状態をコンピュータグラフィックを用いて表示するには、前記画像処理装置 7 に接続されたマウス等の入力装置 5から所定の指示を入力し (ステップ S41)、指示が 行われない場合は (ステップ S41； NO)、処理を終了する。

[0050] 前記入力装置 5から前記画像処理装置 7に対して表示指示が行われた場合には（ ステップ S41； YES)、前記変換データ記憶手段 73aから変換データ (測定データに 基づき所定の変換がされたデータ)を読み出し (ステップ S42)、前記画像処理装置 7 が実行する画像処理ソフトプログラム (人体背骨測定表示プログラム）に基づ 、て基 本図データベース 74dと椎骨テーブル 74eを参照して測定対象者の男女の別や身 長に基づいた背骨の基本モデルの画像データを作成し、かつ、基本モデルの 3次元 背骨画像データに変換データ (測定データに基づき所定の変換がされたデータ)を 反映して測定対象者の 3次元背骨画像データを生成し、これをディスプレイ装置 9へ 送出する (ステップ S43)。

これにより、前記ディスプレイ装置 9の表示画面上には、 3次元の擬似的な背骨画 像が表示されることになる。ここで、前記画像処理装置 7は、終了キーが押下された かの判定を行い (ステップ S44)、終了キーが押下された場合には (ステップ S44； YE S)、処理を終了する。

[0051] また、前記画像処理装置 7は、終了キーが押下されたかの判定をし (ステップ S44) 、終了キーが押下されないと判断したときには (ステップ S44 ;NO)、追加表示要求 がある力否かの判定に移る（ステップ S44)。この判定項目は、「全体表示」、「頸椎の みの表示」、「胸椎のみの表示」、「腰椎のみの表示」、「仙椎のみの表示」、「尾椎の みの表示」などである。前記画像処理装置 7は、前記判定項目を判定し (ステップ S4 5)、前記判定項目があったときには (ステップ S45；有り）、その判定項目にしたがつ て表示指示を実行するための処理を行った後に、ステップ S42に戻る。

また、前記画像処理装置 7は、追加表示要求がな力つたときには (ステップ S45 ;な し）、処理を終了する。

[0052] このように生成された背骨の画像は、背面力 表示し左右の曲がり視認する他に、 前後への曲がりが視認できるように左右の側面力 背骨画像を表示し、

矢印キー (→ある 、は ）が押下された場合には、所定の方向へ 90度ずつ視点を 移動して表示し、アップキーが押下された場合には、最上部（上部胸椎部分)が表示 されているかの判定を行い、最上部が表示されていた場合には、それ以上の上方は 表示不可能であるためそのまま現在表示されて ヽる部分を表示し、最上部でなかつ た場合には、現在表示されて!ヽる部分の上方部分を表示する処理を画像処理装置 7 が実行する。

また、ダウンキーが押下された場合には、最下部 (仙骨部分)が表示されているかの 判定を行い、最下部が表示されていた場合には、それ以下の下方は表示不可能で あるためそのまま現在表示されている部分を表示し、最下部でな力つた場合には、現 在表示されている部分の下方部分を表示する処理を前記画像処理装置 7が実行す る。

[0053] すなわち、本発明の人体背骨測定表示システム 1を利用して背骨の曲がり状態を 測定表示するには、患者 (測定対象者)の男女の別および身長が必要であり、また、 治療前の状態 (首、肩、背中、腰等の症状)を、問診ゃ予診票の記入によって得る。 そして、上記したように背骨の状態を測定し、 3次元コンピュータグラフィックによりデ イスプレイ装置 9の表示画面上に表示する。

表示された背骨の画像を見せながら、患者 (測定対象者）に説明を行い、正常な状 態に比して曲がった部分の背骨に対して施術を行う。

[0054] 施術が終わると、再度背骨の状態を測定し、 3次元コンピュータグラフィックにより擬 似的な背骨をディスプレイ装置 9の表示画面上に表示する。

そして、施術前と施術後の背骨の状態の画像データを前記画像処理装置 7からデ イスプレイ装置 9に与えることにより、前記ディスプレイ装置 9の表示画面に表示され た画像、あるいはプリント出力された画像により、見比べることができる。

このように施術前、施術後の背骨の曲がり状態を擬似的な背骨画像によって表示 することにより、施術者、あるいは患者 (測定対象者)の両者とも容易に背骨の曲がり 状態を知ることができる。

[0055] 以上説明したように、本発明の人体背骨測定表示システムによると、俯せに横たわ る測定対象者の背骨上を表面から測定子を走査させる簡便な方法で背骨がどの様 な状態で曲がっているかを擬似的に作成した 3次元画像で視認することができる。 これにより、施術者は、施術前と施術後で背骨の曲がり具合がどの位であるか画像 を説明することにより容易に行えるようになると 、つた利点がある。

また、測定対象者である患者は、専門的な医学用語ではなぐ実際と同様の背骨の 状態を画像として視認できるため、自己の背骨のどの部分がどの様に、どちらに曲が つて！/、るか容易に理解することができるようになる。

[0056] なお、上記実施の形態では、測定子を逆 T字型として説明したが、背骨上を走査で きるものであればその形状は特に限定しな 、。

また、上記実施の形態では、測定対象者の椎骨を画像とするために、基本図デー タと椎骨テーブル力 該当するデータを読み出して椎骨の画像を生成するものとして 説明したが、測定対象者の身長 '性別に対応した椎骨画像をデータベースとして設 けてもよぐ各測定対象者の椎骨が表示できれば、椎骨を画像化するデータの形式 や記憶方法は特に限定しな 、。

なお、上記実施の形態では、 3次元のコンピュータグラフィックにより背骨画像を表 示し、 90度ずつ視点を移動させて説明したが、 45度でも良ぐ視点の移動範囲は特 に限定しない。

[0057] 図 16は、本発明に係る人体背骨測定表示システムの背骨測定装置の測定子によ る回旋 (捩じり）角度 Θの測定機構の他の構成例を示した図である。

この図 16に示す回旋 (捩じり）角度 Θの測定機構は、測定子 31の固定片 31cを垂 直支持アーム 36の末端に回転軸 31dで回動可能に固定している力 この回転軸 31 d付近に角度検出器を取り付けることができないときの構造を提供するものである。

[0058] すなわち、本発明の実施の形態における回旋 (捩じり）角度 Θの他の測定機構は、 前記測定子 31の回転軸 31dにはタイミングプーリ 31eが固定されており、前記回転 軸 31dの回転をタイミングプーリ 31eに伝達できるようになつている。また、本発明の 実施の形態における回旋 (捩じり）角度 Θの他の測定機構は、この前記垂直支持ァ ーム 36の上部に角度検出器 39を固定し、この角度検出器 39の回転軸にタイミング プーリ 39aを固定し、タイミングプーリ 39aの回動量を角度検出器 39に伝達できるよう になっている。そして、本発明の実施の形態における回旋 (捩じり）角度 Θの他の測 定機構は、前記タイミングプーリ 31eと、タイミングプーリ 39aとの間にタイミングベルト 39bをかけ渡し、前記測定子 31の把持片 31a, 31bの固定片 31cの回転量を、タイミ ングプーリ 3 le ·タイミングベルト 39b ·タイミングプーリ 39aを介して角度検出器 39に 伝達できるようになって!/、る。

このような構造を採用することにより、測定子 31回りに角度検出器を取り付けられな いときにも、測定子 31による回旋 (捩じり）角度を測定可能にできるものである。なお、 本発明の実施の形態は、うつぶせ型の測定装置として説明したが、これは、直立型 あるいは座型等の測定装置にも適用可能である。

[0059] 図 17は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、図 1に示す背骨測定 装置の機構部の側面図である。図 18は、本発明に係る人体背骨測定表示システム にお 、て、図 1に示す背骨測定装置の機構部の平面図である。

これら図 17および図 18において、前記背骨測定装置 3については、既に説明した 力 再度説明すると、前記背骨測定装置 3は、測定対象者が俯せた状態で寝る測定 ベッド 32と、この測定ベット 32の一方の側面側に固定され垂設された基台 33と、この 基台 33に対して図面左右方向（X方向）に移動可能に固定されている測定方向支持 アーム 34と、この測定方向支持アーム 34に固定されていて図面垂直方向（Y軸方向 )に移動可能にされている平行支持アーム 35と、この平行支持アーム 35に固定され ていて図面上下方向（Z軸方向）移動可能にされている垂直支持アーム 36と、この垂 直支持アーム 36の先端に回動可能に固定されている測定子 31とからなる機構部を 備えたものである。また、前記基台 33の下部には、図 17および図 18に示すように、 転倒防止部材 33aが測定方向支持アーム 34と同一方向に延設されている。

[0060] 前記測定方向支持アーム 34は、前記基台 33に固定されるレールおよびこのレー ル上を移動可能に固定されるスライダー力 なる移動機構 34aと、前記平行支持ァ ーム 35を取り付け固定する取付座 34bと、前記移動機構 34aのスライダーと前記取 付座 34bとの間に介装され前記取付座 34bを垂直面内に回動可能とする回動機構 3 4cとを備えている。なお、回動機構 34cは、前記移動機構 34aのスライダーと前記取 付座 34bとの間に介装され前記取付座 34bを垂直面内に回動可能とするような機構 であってもよい。

また、回動機構 34cには、前記取付座 34bが測定可能位置にあるときに前記取付 座 34bが当該位置で固定されるようにする自動ロック機構と、前記取付座 34bを回動 させるときに自動ロック機構を解除する解除機構も備えて ヽる。

[0061] 図 19および図 20は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測 定方向支持アームが垂直面内で回転する実施例を示した図である。

図 19に示す測定方向支持アーム 34は、前記取付座 34bが上方向に回動するよう に構成した例である。これによつて、前記取付座 34b等が邪魔にならず、被測定者は ベットに臥せるのが簡単になる。

図 20に示す測定方向支持アーム 34は、前記取付座 34bが上方向に回動するよう に構成した例である。これによつて、前記取付座 34b等が邪魔にならず、被測定者は ベットに臥せるのが簡単になる。

[0062] 図 21ないし図 24は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測 定方向支持アームが水平面内で回転する実施例を示した図である。

図 21に示す測定方向支持アーム 34は、前記取付座 34bが右方向に水平面内で 9 0 [度]の角度まで回動するように構成した例である。これによつて、前記取付座 34b 等が邪魔にならず、被測定者はベットに臥せるのが簡単になる。

図 22に示す測定方向支持アーム 34は、前記取付座 34bが左方向に水平面内で 9 0 [度]の角度まで回動するように構成した例である。これによつて、前記取付座 34b 等が邪魔にならず、被測定者はベットに臥せるのが簡単になる。

図 23に示す測定方向支持アーム 34は、前記取付座 34bが右方向に水平面内で 1 80 [度]の角度まで回動するように構成した例である。これによつて、前記取付座 34b 等が邪魔にならず、被測定者はベットに臥せるのが簡単になる。

図 24に示す測定方向支持アーム 34は、前記取付座 34bが左方向に水平面内で 1 80 [度]の角度まで回動するように構成した例である。これによつて、前記取付座 34b 等が邪魔にならず、被測定者はベットに臥せるのが簡単になる。

図 25は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、前記測定方向支持 アームが水平面内でスライドする実施例を示した図である。

この図 25において、前記測定方向支持アーム 34は、前記基台 33に固定されるレ ールおよびこのレール上を移動可能に固定されるスライダー力もなる移動機構 34aと 、前記平行支持アーム 35を取り付け固定する取付座 34bと、前記移動機構 34aのス ライダーと前記取付座 34bとの間に介装され前記取付座 34bを水平方向に移動可能 とする水平スライド機構 34dとを少なくとも備えたものである。

この水平スライド機構 34dにより前記取付座 34bを図 25に示すように移動させること によって、前記取付座 34b等が邪魔にならず、被測定者はベットに臥せるのが簡単 になる。

図 26は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/、て、前記ベットの移動例 を示す平面図である。図 27は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、 ベット面内でスライドする実施例を示した構成図である。

前記測定ベッド 32は、床上に設置されるベース部 32aと、前記ベース部 32aの上に 固定された固定台 32baおよび前記固定台 32baの上で水平移動可能な移動台 32b bからなる可動機構 32bと、前記可動機構 32bの移動台 32bbの上に固定されたべッ トシート部 32cとから構成されて 、る。

このような構成にしたので、測定ベット 32が、図 26の矢印 X, yに示すように、移動 するので、前記ベットシート部 32cを前記取付座 34b等力 離れたところに移動させ ることができることになり、前記取付座 34b等が邪魔にならず、被測定者はベットに臥 せるのが簡単になる。

図 28は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、測定子の実施例を 示す図であって、図 28 (a)は正面図、図 28 (b)は側面図である。

図 28 (a)および図 28 (b)において、前記測定子 31は、所定の長さに形成され測 定者の第 2手指と第 3手指が力かる把持片 31a, 31bと、これら把持片 31a, 31bの中 央部にて所定の長さに形成された固定片 31cとで略 T字状に形成され、前記固定片 31cの末端を回転軸（図 2参照;符号 31d)を介して垂直支持アーム（図 2参照;符号 36)の下端に回動可能に固定されている。

前記把持片 31a, 31bは、背骨に接する側が、所定の弧 (半径 rの円弧)で凹形状 に形成されている。また、前記把持片 31aは、図 28 (b)に示すように、その断面が三 角形状に形成されている。前記把持片 31bも、図示しないが、同様である。

さらに、前記固定片 31cは、図 28 (b)に示すように、前記把持片 31a, 31bの近くで 前記把持片 31a, 31bを含む水平面に対して直角の面内であってかつ前記把持片 3 la, 31bの軸方向に対しても直角の方向に所定の角度 (角度 Θ )に曲げて形成され ている。

このような形状にしたので、測定者は、測定子 31の使用勝手がよくなる。

図 29は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、測定子の実施例を 示す図であって、図 29 (a)は正面図、図 29 (b)は側面図である。

図 29 (a)および図 29 (b)において、前記測定子 31は、把持片 31a, 31bと、前記 固定片 31cとで略 T字状に形成されている点は、図 28に示す実施例と同一である。 そして、前記把持片 31a, 31bは、背骨に接する側が、所定の弧（半径 rの円弧)で 凹形状に形成されている。また、前記把持片 31aは、図 29 (b)に示すように、その断 面が円形状に形成されている。前記把持片 31bも、図示しないが、同様の断面であ る。

さらに、前記固定片 31cは、図 29 (b)に示すように、前記把持片 31a, 31bの近くで 前記把持片 31a, 31bを含む水平面に対して直角の面内であってかつ前記把持片 3 la, 31bの軸方向に対しても直角の方向に所定の角度 (角度 Θ )に曲げて形成され ている点も図 28に示す実施例と同一である。

このような形状にしたので、測定者は、測定子 31の使用勝手がよくなる。

[0065] 図 30は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/、て、測定子の実施例を 示す図であって、図 30 (a)は正面図、図 30 (b)は側面図である。

図 30 (a)および図 30 (b)において、前記測定子 31は、把持片 31a, 31bと、前記 固定片 31cとで略 T字状に形成されている点は、図 28に示す実施例と同一である。 そして、前記把持片 31a, 31bは、背骨に接する側が、所定の弧（半径 rの円弧)で 凹形状に形成されている。また、前記把持片 31aは、図 30 (b)に示すように、その断 面が長楕円形状に形成されている。前記把持片 31bも、図示しないが、長楕円形状 に形成されている。

さらに、前記固定片 31cは、図 30 (b)に示すように、直線状に形成されている点が、 図 28に示す実施例と異なる。

このような形状にしたので、測定者は、測定子 31の使用勝手がよくなる。

[0066] 図 31は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにおいて、測定子の実施例を 示す図であって、図 31 (a)は正面図、図 31 (b)は側面図である。

図 31 (a)および図 31において、前記測定子 31は、把持片 31a, 31bと、図 31 (a) に示すように、前記固定片 31cとで略 T字状に形成されている点は、図 28に示す実 施例と同一である。

そして、前記把持片 31a, 31bは、図 31 (a)からもわ力るように、背骨に接する側が 平に形成されている。さらに、前記把持片 31a, 31bは、図 31 (b)に示すように、その 断面が円形状に形成されて!ヽる。

さらに、前記固定片 31cは、図 31 (b)に示すように、前記把持片 31a, 31bの近くで 前記把持片 31a, 31bを含む水平面に対して直角の面内であってかつ前記把持片 3 la, 31bの軸方向に対しても直角の方向に所定の角度 (角度 Θ )に曲げて形成され ている点も図 28に示す実施例と同一である。

このような形状にしたので、測定者は、測定子 31の使用勝手がよくなる。

[0067] 図 32は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/、て、測定子の実施例を 示す図であって、図 32 (a)は正面図、図 32 (b)は側面図である。

図 32において、前記測定子 31は、図 32 (a)に示すように、所定の長さに形成され 測定者の第 2手指と第 3手指が力かる把持片 31a, 31bと、これら把持片 31a, 31bの 中央部にて前記把持片の両側にわたって所定の長さに形成された固定片 31cとで 略十字状に形成されいる点が図 28に示す実施例と異なるところである。

また、前記把持片 31a, 31bは、図 32 (a)からわ力るように、その一方の断面積が他 方の断面より大きく形成してものである。

このような形状にしたので、測定者は、測定子 31の使用勝手がよくなる。

[0068] 図 33は、本発明に係る人体背骨測定表示システムにお!/、て、測定子の実施例を 示す図であって、図 33 (a)は正面図、図 33 (b)は側面図である。

図 33 (a)および図 33 (b)において、前記測定子 31は、所定の長さに形成され測定 者の第 2手指と第 3手指が力かる把持片 31a, 31bと、これら把持片 31a, 31bの中央 部にて所定の長さに形成された固定片 31cとで略十字状に形成され、前記固定片 3 lcの末端を回転軸を介して垂直支持アームの下端に回動可能に固定したものであ る。

前記固定片 31cは、図 33 (b)に示すように、前記把持片 31a, 31bの下側において 前記把持片 31a, 31bを含む水平面に対して直角の面内であってかつ前記把持片 3 la, 31bの軸方向に対しても直角の方向に所定の角度（ 0 )に曲げられているもので ある。

また、前記把持片 31a, 31bは、図 33 (a)からもわ力るように、その一方の断面積が 他方の断面より大きく形成したものてある。

このような形状にしたので、測定者は、測定子 31の使用勝手がよくなる。

Claims

請求の範囲

[1] 測定対象者の背骨の長手方向 (X軸方向）、幅方向 (Y軸方向）、厚み方向 (Z軸方向 )、回旋方向 (X軸を中心とした捩れ角 Θ )に自在に移動する走査アーム先端に設け られた測定子を、測定者の第 2手指と第 3手指の間に挟んで測定対象者の背骨の第 1頸椎位置または第 1胸椎位置から仙骨位置までこれらの手指先端を沿わせた状態 で前記手指先端の 3次元移動させることにより、前記 X、 Υ、 Ζ、 Θ方向の基準位置か らの乖離量を検出して乖離量測定データとして出力する背骨測定装置と、

前記測定対象者の性別、身長データを入力するための入力装置と、

前記測定機構からの乖離量測定データを取り込むとともに、前記入力装置からの 前記測定対象者の性別、身長データを取り込み、その乖離量測定データおよび前 記測定対象者の性別、身長データを基に測定対象者の 3次元背骨画像を生成し表 示装置に与える画像処理装置とを備え、

前記画像処理装置は、

前記測定機構力 取り込んだ X軸方向、 Υ軸方向、 Ζ軸方向、 Θ方向の乖離量測 定データを取り込み所定の変換データに変換して変換データ記憶手段に記憶させる 変換手段と、

人体の背骨を構成する各椎骨に関し、測定対象者の性別および身長による平均的 大きさおよびその基本的形状が記憶された基本図データベースと、

前記入力装置により入力された測定対象者の性別、身長データに応じて、前記基 本図データベースから当該性別、身長データに対応する各椎骨を選択して取り出し 椎骨テーブルに格納するデータ選択手段と、

前記推骨テーブルで格納された各椎骨の大きさ、形状に基づいて、基本となる背 骨全体の画像を生成する合成手段と、

前記合成手段により生成された背骨全体の画像と前記変換データ記憶手段に記 憶された変換データとを基に、各椎骨の X方向、 Υ方向、 Ζ方向、 Θ方向の座標位置 に測定対象者の 3次元背骨画像を生成する画像データ生成手段と、

力もなることを特徴とする人体背骨測定表示システム。

[2] 前記画像処理装置は、所定の指示に基づ!、て、前記測定対象者の 3次元背骨画像 を、所定の方向に移動あるいは所定角度回転させて表示可能な表示データに生成 して出力可能にしてなるものであることを特徴とする請求項 1記載の人体背骨測定表 示システム。

[3] 前記背骨測定装置は、測定対象者が俯せた状態で寝る測定ベッドと、この測定べッ トの一方の側面側に設けられた基台と、この基台に対して測定ベットの長手方向であ る測定方向に移動可能に固定されている測定方向支持アームと、この測定方向支持 アームに固定されて 、て前記測定方向に対して直角方向に移動可能にされて 、る 平行支持アームと、この平行支持アームに固定されていて上下方向移動可能にされ て 、る垂直支持アームと、この垂直支持アームの先端に回動可能に固定されて!、る 測定子とからなる機構部を少なくとも備えことを特徴とする請求項 1記載の人体背骨 測定表示システム。

[4] 前記測定方向支持アームは、前記基台に固定されるレールおよびこのレール上を移 動可能に固定されるスライダー力 なる移動機構と、前記平行支持アームを取り付け 固定する取付座と、前記移動機構のスライダーと前記取付座との間に介装され前記 取付座を垂直面内に回動可能とする回転機構とを少なくとも備えたことを特徴とする 請求項 3記載の人体背骨測定表示システム。

[5] 前記測定方向支持アームは、前記基台に固定されるレールおよびこのレール上を移 動可能に固定されるスライダー力 なる移動機構と、前記平行支持アームを取り付け 固定する取付座と、前記移動機構のスライダーと前記固定部との間に介装され前記 取付座を水平面内に回動可能とする回動機構とを少なくとも備えたことを特徴とする 請求項 3記載の人体背骨測定表示システム。

[6] 前記測定方向支持アームは、前記基台に固定されるレールおよびこのレール上を移 動可能に固定されるスライダー力 なる移動機構と、前記平行支持アームを取り付け 固定する取付座と、前記移動機構のスライダーと前記取付座との間に介装され前記 取付座を水平方向に移動可能とする水平スライド機構とを少なくとも備えたことを特 徴とする請求項 3記載の人体背骨測定表示システム。

[7] 前記測定ベッドは、床上に設置されるベース部と、前記ベース部上に固定された固 定台および前記固定台の上で水平移動可能な移動台からなる可動機構と、前記可 動機構の移動台上に固定されたベットシート部とから構成されたことを特徴とする請 求項 3記載の人体背骨測定表示システム。

[8] 前記測定子は、所定の長さに形成され測定者の第 2手指と第 3手指がかかる把持片 と、これら把持片の中央部にて所定の長さに形成された固定片とで略 T字状に形成 され、前記固定片の末端を回転軸を介して垂直支持アームの下端に回動可能に固 定されてなり、

前記把持片は背骨に接する側が、所定の弧で凹形状に、または、平面形状に形成 されていることを特徴とする請求項 1記載の人体背骨測定表示システム。

[9] 前記測定子は、所定の長さに形成され測定者の第 2手指と第 3手指がかかる把持片 と、これら把持片の中央部にて所定の長さに形成された固定片とで略 T字状に形成 され、前記固定片の末端を回転軸を介して垂直支持アームの下端に回動可能に固 定されてなり、

前記固定片は、前記把持片の近くで前記把持片を含む水平面に対して直角の面 内であってかつ前記把持片の軸方向に対しても直角の方向に所定の角度に曲げら れていることを特徴とする請求項 1記載の人体背骨測定表示システム。

[10] 前記測定子は、所定の長さに形成され測定者の第 2手指と第 3手指がかかる把持片 と、これら把持片の中央部にて前記把持片の両側にわたって所定の長さに形成され た固定片とで略十字状に形成され、前記固定片の一方の末端を回転軸を介して垂 直支持アームの下端に回動可能に固定されてなり、

前記固定片は、直線状あるいは前記把持片の近くで前記把持片を含む水平面に 対して直角の面内であってかつ前記把持片の軸方向に対しても直角の方向に所定 の角度に曲げられていることを特徴とする請求項 1記載の人体背骨測定表示システ ム。

[11] 前記把持片は、その断面が三角形状、円形状または楕円形状をしたものであること を特徴とする請求項 10記載の人体背骨測定表示システム。

[12] 前記把持片は、その一方の断面積が他方の断面より大きく形成してなることを特徴と する請求項 10記載の人体背骨測定表示システム。