JP2000083955A - 骨の評価装置及びその評価方法 - Google Patents
骨の評価装置及びその評価方法Info
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- JP2000083955A JP2000083955A JP10258539A JP25853998A JP2000083955A JP 2000083955 A JP2000083955 A JP 2000083955A JP 10258539 A JP10258539 A JP 10258539A JP 25853998 A JP25853998 A JP 25853998A JP 2000083955 A JP2000083955 A JP 2000083955A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波を用いての最適な骨質の指標を得るこ
とができる骨の評価装置及びその評価方法を提供する。 【解決手段】 被検体H、組織部T、骨部Bの計測され
た伝播時間(t,t WX,tYZ)から骨部(B)の幅寸法
(LB )及び骨部(B)を構成する骨梁部及び骨梁間物
質の幅寸法を求め、さらに測定された骨部(B)の周波
数毎の超音波U1 又はU2 の骨質を示す指標である傾き
(G1 )を求め、また幅寸法に相当する標準骨の周波数
毎の超音波U1 又はU2 の骨質を示す指標である傾きを
求めて、骨部(B)の骨質を示す指標である傾きを求め
るようにする。
とができる骨の評価装置及びその評価方法を提供する。 【解決手段】 被検体H、組織部T、骨部Bの計測され
た伝播時間(t,t WX,tYZ)から骨部(B)の幅寸法
(LB )及び骨部(B)を構成する骨梁部及び骨梁間物
質の幅寸法を求め、さらに測定された骨部(B)の周波
数毎の超音波U1 又はU2 の骨質を示す指標である傾き
(G1 )を求め、また幅寸法に相当する標準骨の周波数
毎の超音波U1 又はU2 の骨質を示す指標である傾きを
求めて、骨部(B)の骨質を示す指標である傾きを求め
るようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内の骨を伝
播する広帯域の超音波の周波数毎の減衰率の傾きと、標
準骨を伝播する広帯域の超音波の周波数毎の減衰率の傾
きとの差から骨質の指標を得る骨の評価装置及びその評
価方法に関する。
播する広帯域の超音波の周波数毎の減衰率の傾きと、標
準骨を伝播する広帯域の超音波の周波数毎の減衰率の傾
きとの差から骨質の指標を得る骨の評価装置及びその評
価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】骨密度を測定するものとして、例えば実
開平7−3601号公報に示される測定装置が知られて
いる。これは、二重エネルギX線吸収法(DEXA法)
を用いたものであり、各々X線の連続スペクトルを単色
化する2種のフィルタを、高低2種のエネルギのX線の
出力切換周期に合わせて切換え使用したものである。ま
た、この測定装置で用いられているX線の他に、γ線を
用いた測定装置も知られている。
開平7−3601号公報に示される測定装置が知られて
いる。これは、二重エネルギX線吸収法(DEXA法)
を用いたものであり、各々X線の連続スペクトルを単色
化する2種のフィルタを、高低2種のエネルギのX線の
出力切換周期に合わせて切換え使用したものである。ま
た、この測定装置で用いられているX線の他に、γ線を
用いた測定装置も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の測定装置は、何れもγ線やX線等の電離放射線を使
用するものであるため、被検者に対して放射線被曝を伴
わせることになり、骨密度を測定する場合のように定期
的な広範囲のスクリーニング用としては好ましいもので
はなかった。一方、近年では、上述した電離放射線を使
用せずに超音波を利用した骨の評価装置が開発され一部
実用化されつつある。これは、超音波が骨を通過すると
きの超音波伝播速度(m/s)と、超音波が骨の中で減
衰する率を、超音波の周波数と減衰率との相関直線の傾
き(dB/MHz )として表したものとをパラメータと
し骨強度の指標として用いるものである。
来の測定装置は、何れもγ線やX線等の電離放射線を使
用するものであるため、被検者に対して放射線被曝を伴
わせることになり、骨密度を測定する場合のように定期
的な広範囲のスクリーニング用としては好ましいもので
はなかった。一方、近年では、上述した電離放射線を使
用せずに超音波を利用した骨の評価装置が開発され一部
実用化されつつある。これは、超音波が骨を通過すると
きの超音波伝播速度(m/s)と、超音波が骨の中で減
衰する率を、超音波の周波数と減衰率との相関直線の傾
き(dB/MHz )として表したものとをパラメータと
し骨強度の指標として用いるものである。
【0004】これら超音波伝播速度(m/s)と、相関
直線の傾き(dB/MHz )との指標は、X線による
(骨塩量/骨密度)とある程度の相関があるとされてい
るとともに、その指標が骨質の要素を含んでいるとされ
ている。ここで、骨質とは、骨の強さが左右される骨梁
の幅、骨梁の数、骨梁間距離等を意味するものであり、
骨密度とは別の指標として重要とされている。しかし、
上記の指標は、X線による骨塩測定パラメータとの相関
が十分ではなく、しかも骨質の指標として明確なもので
はなかった。
直線の傾き(dB/MHz )との指標は、X線による
(骨塩量/骨密度)とある程度の相関があるとされてい
るとともに、その指標が骨質の要素を含んでいるとされ
ている。ここで、骨質とは、骨の強さが左右される骨梁
の幅、骨梁の数、骨梁間距離等を意味するものであり、
骨密度とは別の指標として重要とされている。しかし、
上記の指標は、X線による骨塩測定パラメータとの相関
が十分ではなく、しかも骨質の指標として明確なもので
はなかった。
【0005】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、超音波を用いての最適な骨質の指標を得る
ことができる骨の評価装置及びその評価方法を提供する
ことを目的とする。
れたもので、超音波を用いての最適な骨質の指標を得る
ことができる骨の評価装置及びその評価方法を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の骨の評価装置は、被検体(H)の
組織部(T)内の骨部(B)の骨質を示す指標を得る骨
密度測定装置において、前記組織部(T)内の骨部
(B)を挟みかつ対向する前記被検体(H)の両側から
発信された広帯域の超音波(U1 ,U2 )のうち、前記
骨部(B)で反射された前記超音波(U1 ,U2 )の各
々の伝播時間(tWX,tYZ)と、一方の超音波(U1 又
はU2 )が前記骨部(B)を通過して他方で受信される
超音波(U1又はU2 )の伝播時間(t)とを計測する
時間計測手段(16)と、前記骨部(B)を通過する前
記超音波(U1 又はU2 )の減衰量を周波数毎に測定す
る減衰量測定手段(18)と、前記伝播時間(t,
tWX,tYZ)から前記被検体(H)の前記骨部(B)の
幅寸法(LB)及び前記骨部(B)を構成する骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(LM ,LN )を
求め、さらに前記減衰量測定手段(18)によって測定
された前記骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線の
傾き(G1 )を求めるとともに、前記被検体(H)の前
記幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨(B1
)の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )を求
めた後、前記骨部(B)の骨質を示す指標である傾き
(G=G1 −G2 )を求める演算処理手段(17)と、
が具備されていることを特徴とする。
め、請求項1に記載の骨の評価装置は、被検体(H)の
組織部(T)内の骨部(B)の骨質を示す指標を得る骨
密度測定装置において、前記組織部(T)内の骨部
(B)を挟みかつ対向する前記被検体(H)の両側から
発信された広帯域の超音波(U1 ,U2 )のうち、前記
骨部(B)で反射された前記超音波(U1 ,U2 )の各
々の伝播時間(tWX,tYZ)と、一方の超音波(U1 又
はU2 )が前記骨部(B)を通過して他方で受信される
超音波(U1又はU2 )の伝播時間(t)とを計測する
時間計測手段(16)と、前記骨部(B)を通過する前
記超音波(U1 又はU2 )の減衰量を周波数毎に測定す
る減衰量測定手段(18)と、前記伝播時間(t,
tWX,tYZ)から前記被検体(H)の前記骨部(B)の
幅寸法(LB)及び前記骨部(B)を構成する骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(LM ,LN )を
求め、さらに前記減衰量測定手段(18)によって測定
された前記骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線の
傾き(G1 )を求めるとともに、前記被検体(H)の前
記幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨(B1
)の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )を求
めた後、前記骨部(B)の骨質を示す指標である傾き
(G=G1 −G2 )を求める演算処理手段(17)と、
が具備されていることを特徴とする。
【0007】ここで、本発明で用いられる超音波(U1
又はU2 )の周波数は、その値によって被検体(H)内
部での伝播状態が変化することが知られているが、例え
ば500KHz と1MHz 程度の帯域を用いることが好
ましい。このような構成では、時間計測手段(16)に
より、被検体(H)の両側から発信された広帯域の超音
波(U1 ,U2 )のうち、骨部(B)で反射された超音
波(U1 ,U2 )の各々の伝播時間(tWX,tYZ)と、
一方の超音波(U1 又はU2 )が骨部(B)を通過して
他方で受信される超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(t)とが計測される。また、減衰量測定手段(18)
により、骨部(B)を通過する超音波(U1 又はU2 )
の減衰量が周波数毎に測定される。さらに、演算処理手
段(17)により、時間計測手段(16)によって計測
された伝播時間(t,tWX,tYZ)から被検体(H)の
骨部(B)の幅寸法(LB)及び骨部(B)を構成する
骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(LM,LN
)が求められ、さらに減衰量測定手段(18)によっ
て測定された骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線
の傾き(G1 )が求められ、また被検体(H)の幅寸法
(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨(B1 )の周波
数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )が求められる
と、骨部(B)の骨質を示す指標である傾き(G=G1
−G2 )が求められる。ここで、得られた骨質を示す指
標である傾きGは、骨密度と分離して取扱うことが可能
であり、骨の強さが左右される骨梁の幅、骨梁の数、骨
梁間距離等を意味する骨質の指標となる。
又はU2 )の周波数は、その値によって被検体(H)内
部での伝播状態が変化することが知られているが、例え
ば500KHz と1MHz 程度の帯域を用いることが好
ましい。このような構成では、時間計測手段(16)に
より、被検体(H)の両側から発信された広帯域の超音
波(U1 ,U2 )のうち、骨部(B)で反射された超音
波(U1 ,U2 )の各々の伝播時間(tWX,tYZ)と、
一方の超音波(U1 又はU2 )が骨部(B)を通過して
他方で受信される超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(t)とが計測される。また、減衰量測定手段(18)
により、骨部(B)を通過する超音波(U1 又はU2 )
の減衰量が周波数毎に測定される。さらに、演算処理手
段(17)により、時間計測手段(16)によって計測
された伝播時間(t,tWX,tYZ)から被検体(H)の
骨部(B)の幅寸法(LB)及び骨部(B)を構成する
骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(LM,LN
)が求められ、さらに減衰量測定手段(18)によっ
て測定された骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線
の傾き(G1 )が求められ、また被検体(H)の幅寸法
(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨(B1 )の周波
数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )が求められる
と、骨部(B)の骨質を示す指標である傾き(G=G1
−G2 )が求められる。ここで、得られた骨質を示す指
標である傾きGは、骨密度と分離して取扱うことが可能
であり、骨の強さが左右される骨梁の幅、骨梁の数、骨
梁間距離等を意味する骨質の指標となる。
【0008】請求項2に記載の骨の評価装置は、前記演
算処理手段(17)は、前記時間計測手段(16)によ
って計測された前記伝播時間(t,tWX,tYZ)と、前
記被検体(H)の組織部(T)中の伝播速度(CT )
と、前記被検体(H)の幅寸法(L)とから前記骨部
(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tB )と
前記骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・tWX−CT
・tYZ)とを求めるとともに、前記伝播時間(tB )と
幅寸法(LB )とから、前記骨梁部(M)及び骨梁間物
質(N)中の前記超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(tM ,tN )と前記骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)の占める幅寸法(LM ,LN )とを求めることを
特徴とする。このような構成では、骨梁部(M)及び骨
梁間物質(N)中の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(tM ,tN )と骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の
占める幅寸法(LM ,LN )とを求めるに先立ち、被検
体(H)の測定対象となる部位の幅寸法(L)を、予め
メジャー等によって計り、その値を演算処理手段(1
7)に入力しておく。そして、演算処理手段(17)に
よって、被検体(H)の組織部(T)中の伝播速度(C
T )から骨部(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時
間(tB )と骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・t
WX−CT ・tYZ)とが求められると、伝播時間(tB )
と幅寸法(LB )とから骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)中の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tM ,
tN )と骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅
寸法(LM ,LN )とが求められる。
算処理手段(17)は、前記時間計測手段(16)によ
って計測された前記伝播時間(t,tWX,tYZ)と、前
記被検体(H)の組織部(T)中の伝播速度(CT )
と、前記被検体(H)の幅寸法(L)とから前記骨部
(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tB )と
前記骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・tWX−CT
・tYZ)とを求めるとともに、前記伝播時間(tB )と
幅寸法(LB )とから、前記骨梁部(M)及び骨梁間物
質(N)中の前記超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(tM ,tN )と前記骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)の占める幅寸法(LM ,LN )とを求めることを
特徴とする。このような構成では、骨梁部(M)及び骨
梁間物質(N)中の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(tM ,tN )と骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の
占める幅寸法(LM ,LN )とを求めるに先立ち、被検
体(H)の測定対象となる部位の幅寸法(L)を、予め
メジャー等によって計り、その値を演算処理手段(1
7)に入力しておく。そして、演算処理手段(17)に
よって、被検体(H)の組織部(T)中の伝播速度(C
T )から骨部(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時
間(tB )と骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・t
WX−CT ・tYZ)とが求められると、伝播時間(tB )
と幅寸法(LB )とから骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)中の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tM ,
tN )と骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅
寸法(LM ,LN )とが求められる。
【0009】請求項3に記載の骨の評価方法は、被検体
(H)の組織部(T)内の骨部(B)の骨質を示す指標
を得る骨の評価方法において、前記組織部(T)内の骨
部(B)を挟みかつ対向する前記被検体(H)の両側か
ら発信された広帯域の超音波(U1 ,U2 )のうち、前
記骨部(B)で反射された前記超音波(U1 ,U2 )の
各々の伝播時間(tWX,tYZ)と、一方の超音波(U1
又はU2 )が前記骨部(B)を通過して他方で受信され
る超音波(U1又はU2 )の伝播時間(t)とを計測す
るとともに、前記骨部(B)を通過する前記超音波(U
1 又はU2 )の減衰量を周波数毎に測定した後、前記伝
播時間(t,tWX,tYZ)から前記被検体(H)の前記
骨部(B)の幅寸法(LB )及び前記骨部(B)を構成
する骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(L
M ,LN )を求め、さらに前記骨部(B)の周波数毎の
超音波の相関直線の傾き(G1 )を求め、前記被検体
(H)の前記幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標
準骨(B1 )の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G
2 )を求めた後、前記骨部(B)の骨質を示す指標であ
る傾き(G=G1 −G2 )を求めることを特徴とする。
(H)の組織部(T)内の骨部(B)の骨質を示す指標
を得る骨の評価方法において、前記組織部(T)内の骨
部(B)を挟みかつ対向する前記被検体(H)の両側か
ら発信された広帯域の超音波(U1 ,U2 )のうち、前
記骨部(B)で反射された前記超音波(U1 ,U2 )の
各々の伝播時間(tWX,tYZ)と、一方の超音波(U1
又はU2 )が前記骨部(B)を通過して他方で受信され
る超音波(U1又はU2 )の伝播時間(t)とを計測す
るとともに、前記骨部(B)を通過する前記超音波(U
1 又はU2 )の減衰量を周波数毎に測定した後、前記伝
播時間(t,tWX,tYZ)から前記被検体(H)の前記
骨部(B)の幅寸法(LB )及び前記骨部(B)を構成
する骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(L
M ,LN )を求め、さらに前記骨部(B)の周波数毎の
超音波の相関直線の傾き(G1 )を求め、前記被検体
(H)の前記幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標
準骨(B1 )の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G
2 )を求めた後、前記骨部(B)の骨質を示す指標であ
る傾き(G=G1 −G2 )を求めることを特徴とする。
【0010】このような構成では、被検体(H)の両側
から発信された広帯域の超音波(U1 ,U2 )のうち、
骨部(B)で反射された超音波(U1 ,U2 )の各々の
伝播時間(tWX,tYZ)と、一方の超音波(U1 又はU
2 )が骨部(B)を通過して他方で受信される超音波
(U1 又はU2 )の伝播時間(t)とが計測されるとと
もに、骨部(B)を通過する超音波(U1 又はU2 )の
減衰量が周波数毎に測定される。また、計測された伝播
時間(t,tWX,tYZ)から骨部(B)の幅寸法(L
B )及び骨部(B)を構成する骨梁部(M)及び骨梁間
物質(N)の幅寸法(LM ,LN )が求められ、さら
に、測定された骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直
線の傾き(G1 )が求められるとともに、前記被検体
(H)の幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨
(B1 )の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )
が求められると、骨部(B)の骨質を示す指標である傾
き(G=G1 −G2 )が求められる。ここで、得られた
骨質を示す指標である傾きGは、骨密度と分離して取扱
うことが可能であり、骨の強さが左右される骨梁の幅、
骨梁の数、骨梁間距離等を意味する骨質の指標となる。
から発信された広帯域の超音波(U1 ,U2 )のうち、
骨部(B)で反射された超音波(U1 ,U2 )の各々の
伝播時間(tWX,tYZ)と、一方の超音波(U1 又はU
2 )が骨部(B)を通過して他方で受信される超音波
(U1 又はU2 )の伝播時間(t)とが計測されるとと
もに、骨部(B)を通過する超音波(U1 又はU2 )の
減衰量が周波数毎に測定される。また、計測された伝播
時間(t,tWX,tYZ)から骨部(B)の幅寸法(L
B )及び骨部(B)を構成する骨梁部(M)及び骨梁間
物質(N)の幅寸法(LM ,LN )が求められ、さら
に、測定された骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直
線の傾き(G1 )が求められるとともに、前記被検体
(H)の幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨
(B1 )の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )
が求められると、骨部(B)の骨質を示す指標である傾
き(G=G1 −G2 )が求められる。ここで、得られた
骨質を示す指標である傾きGは、骨密度と分離して取扱
うことが可能であり、骨の強さが左右される骨梁の幅、
骨梁の数、骨梁間距離等を意味する骨質の指標となる。
【0011】請求項4に記載の骨の評価方法は、前記伝
播時間(t,tWX,tYZ)と、前記被検体(H)の組織
部(T)中の伝播速度(CT )と、前記被検体(H)の
幅寸法(L)とから、前記骨部(B)の超音波(U1 又
はU2 )の伝播時間(tB )と前記骨部(B)の幅寸法
(LB =L−CT ・tWX−CT ・tYZ)とが求められ、
前記伝播時間(tB )と幅寸法(LB )とから、前記骨
梁部(M)及び骨梁間物質(N)中の前記超音波(U1
又はU2 )の伝播時間(tM ,tN )と前記骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅寸法(LM ,L
N )とが求められることを特徴とする。
播時間(t,tWX,tYZ)と、前記被検体(H)の組織
部(T)中の伝播速度(CT )と、前記被検体(H)の
幅寸法(L)とから、前記骨部(B)の超音波(U1 又
はU2 )の伝播時間(tB )と前記骨部(B)の幅寸法
(LB =L−CT ・tWX−CT ・tYZ)とが求められ、
前記伝播時間(tB )と幅寸法(LB )とから、前記骨
梁部(M)及び骨梁間物質(N)中の前記超音波(U1
又はU2 )の伝播時間(tM ,tN )と前記骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅寸法(LM ,L
N )とが求められることを特徴とする。
【0012】このような構成では、骨梁部(M)及び骨
梁間物質(N)中の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(tM ,tN )と骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の
占める幅寸法(LM ,LN )とを求めるに先立ち、被検
体(H)の測定対象となる部位の幅寸法(L)を、予め
メジャー等によって測定しておく。そして、被検体
(H)の組織部(T)中の伝播速度(CT )から骨部
(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tB)と
骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・tWX−CT ・t
YZ)とが求められると、伝播時間(tB )と幅寸法(L
B )とから骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)中の超音
波(U1 又はU2 )の伝播時間(tM ,tN )と骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅寸法(LM ,L
N )とが求められる。
梁間物質(N)中の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間
(tM ,tN )と骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の
占める幅寸法(LM ,LN )とを求めるに先立ち、被検
体(H)の測定対象となる部位の幅寸法(L)を、予め
メジャー等によって測定しておく。そして、被検体
(H)の組織部(T)中の伝播速度(CT )から骨部
(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tB)と
骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・tWX−CT ・t
YZ)とが求められると、伝播時間(tB )と幅寸法(L
B )とから骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)中の超音
波(U1 又はU2 )の伝播時間(tM ,tN )と骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅寸法(LM ,L
N )とが求められる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面に基づ
いて説明する。図1は、本発明の骨の評価装置の一実施
の形態を示す概略構成図、図2は、図1の骨の評価装置
の詳細を示すブロック図、図3は、図1の骨の評価装置
による骨質を示す指標を求める方法を示すフローチャー
ト、図4は、図1の骨の評価装置による被検体の評価方
法を示す図、図5は、図1の骨部の概略構成を示す図、
図6は、超音波の周波数と減衰率との相関直線の傾きを
示す図である。
いて説明する。図1は、本発明の骨の評価装置の一実施
の形態を示す概略構成図、図2は、図1の骨の評価装置
の詳細を示すブロック図、図3は、図1の骨の評価装置
による骨質を示す指標を求める方法を示すフローチャー
ト、図4は、図1の骨の評価装置による被検体の評価方
法を示す図、図5は、図1の骨部の概略構成を示す図、
図6は、超音波の周波数と減衰率との相関直線の傾きを
示す図である。
【0014】図1において、骨の評価装置には、広帯域
超音波用の2つの超音波探触子(以下、プローブとい
う)1,2が設けられている。プローブ1には、例えば
500KHz を中心とした帯域の周波数の超音波U1 を
発する超音波発信素子3と、超音波受信素子4とが設け
られている。プローブ2には、例えば1MHz を中心と
した帯域の周波数の超音波U2 を発する超音波発信素子
3aと、超音波受信素子4aとが設けられている。そし
て、プローブ1,2は、組織部T内の骨部Bを挟んで対
向するように被検体Hに接触されるようになっている。
プローブ1,2は、コード5a,5bを介して評価装置
本体6に接続されている。評価装置本体6には、後述の
図2に示す高圧電源11をオン/オフしたり電圧を調節
したりする出力調節つまみ7a、超音波発信素子3,3
aの発信周波数を調節する周波数調節つまみ7b,7
c、測定結果を表示する表示部8が設けられている。
超音波用の2つの超音波探触子(以下、プローブとい
う)1,2が設けられている。プローブ1には、例えば
500KHz を中心とした帯域の周波数の超音波U1 を
発する超音波発信素子3と、超音波受信素子4とが設け
られている。プローブ2には、例えば1MHz を中心と
した帯域の周波数の超音波U2 を発する超音波発信素子
3aと、超音波受信素子4aとが設けられている。そし
て、プローブ1,2は、組織部T内の骨部Bを挟んで対
向するように被検体Hに接触されるようになっている。
プローブ1,2は、コード5a,5bを介して評価装置
本体6に接続されている。評価装置本体6には、後述の
図2に示す高圧電源11をオン/オフしたり電圧を調節
したりする出力調節つまみ7a、超音波発信素子3,3
aの発信周波数を調節する周波数調節つまみ7b,7
c、測定結果を表示する表示部8が設けられている。
【0015】骨密度評価装置の詳細は、図2に示す通り
である。すなわち、各プローブ1,2の超音波発信素子
3,3aは、パルサー9a,9bからの発信周波数に応
じた異なる超音波U1 ,U2 を発信する。ここで、超音
波発信素子3,3aから発信される発信周波数は、上述
したように、各々例えば500KHz と1MHz とを中
心とした帯域の周波数である。また、各パルサー9a,
9bには、高圧電源11からの電源と、発信タイミング
を与えるトリガ信号発生部12からのトリガ信号とが与
えられるようになっている。ここでの発信タイミング
は、例えば超音波発信素子3から500KHz の超音波
が発信され、その超音波が超音波受信素子4によって受
信されたとき、フィルター部13の通過帯域を500K
Hz とするようなタイミングである。また、高圧電源1
1のオン/オフや電圧の調節は、上述したように、出力
調節つまみ7aによって行われる。また、各パルサー9
a,9bの発信周波数の調節も、図1に示した周波数調
節つまみ7b,7cによって行われる。
である。すなわち、各プローブ1,2の超音波発信素子
3,3aは、パルサー9a,9bからの発信周波数に応
じた異なる超音波U1 ,U2 を発信する。ここで、超音
波発信素子3,3aから発信される発信周波数は、上述
したように、各々例えば500KHz と1MHz とを中
心とした帯域の周波数である。また、各パルサー9a,
9bには、高圧電源11からの電源と、発信タイミング
を与えるトリガ信号発生部12からのトリガ信号とが与
えられるようになっている。ここでの発信タイミング
は、例えば超音波発信素子3から500KHz の超音波
が発信され、その超音波が超音波受信素子4によって受
信されたとき、フィルター部13の通過帯域を500K
Hz とするようなタイミングである。また、高圧電源1
1のオン/オフや電圧の調節は、上述したように、出力
調節つまみ7aによって行われる。また、各パルサー9
a,9bの発信周波数の調節も、図1に示した周波数調
節つまみ7b,7cによって行われる。
【0016】各プローブ1,2の超音波受信素子4,4
aによって受信された超音波信号は、各々レシーバー1
0a,10bによって所定量増幅された後、複数の通過
帯域を有するフィルター部13を通過し、ゲート回路1
5に与えられる。これらフィルター部13の通過帯域及
びゲート回路15の通過時間は、タイミング処理部14
によって調節されるようになっている。また、タイミン
グ処理部14は、レシーバー10a,10bの受信タイ
ミングも同時に切替えるようになっている。ゲート回路
15を通過した超音波信号は、このゲート回路15の出
力パルスをカウントして時間を計測する時間計測部16
を経て、演算処理部17に与えられる。演算処理部17
は、被検体H内の骨部Bを伝播する広帯域の超音波の周
波数毎の減衰率の傾きと、該被検体Hの骨部Bに相当す
る標準骨を伝播する広帯域の超音波の周波数毎の減衰率
の傾きとを演算によって求めるとともに、これらの差か
ら骨質の指標を得るものであるが、その詳細は後述す
る。その演算による結果は、表示部8によって表示され
る。
aによって受信された超音波信号は、各々レシーバー1
0a,10bによって所定量増幅された後、複数の通過
帯域を有するフィルター部13を通過し、ゲート回路1
5に与えられる。これらフィルター部13の通過帯域及
びゲート回路15の通過時間は、タイミング処理部14
によって調節されるようになっている。また、タイミン
グ処理部14は、レシーバー10a,10bの受信タイ
ミングも同時に切替えるようになっている。ゲート回路
15を通過した超音波信号は、このゲート回路15の出
力パルスをカウントして時間を計測する時間計測部16
を経て、演算処理部17に与えられる。演算処理部17
は、被検体H内の骨部Bを伝播する広帯域の超音波の周
波数毎の減衰率の傾きと、該被検体Hの骨部Bに相当す
る標準骨を伝播する広帯域の超音波の周波数毎の減衰率
の傾きとを演算によって求めるとともに、これらの差か
ら骨質の指標を得るものであるが、その詳細は後述す
る。その演算による結果は、表示部8によって表示され
る。
【0017】続いて、以上のような構成の骨の評価装置
による骨質の指標を求める方法を、図3〜図6用いて説
明する。なお、以下においては、図1の被検体Hを踵と
した場合について説明する。まず、骨の評価装置による
測定によって、図4に示す被検体Hの骨部Bの幅寸法L
B と、骨部Bでの超音波U1 ,U2 の伝播時間tB と
を求める。これら被検体Hの骨部Bの幅寸法LB と、骨
部Bでの超音波U1 ,U2 の伝播時間tB とを求めるに
先立ち、被検体Hの測定対象となる部位の幅寸法Lを、
予めメジャー等によって計り、その値を図2の演算処理
部17に入力しておく(ステップ301)。
による骨質の指標を求める方法を、図3〜図6用いて説
明する。なお、以下においては、図1の被検体Hを踵と
した場合について説明する。まず、骨の評価装置による
測定によって、図4に示す被検体Hの骨部Bの幅寸法L
B と、骨部Bでの超音波U1 ,U2 の伝播時間tB と
を求める。これら被検体Hの骨部Bの幅寸法LB と、骨
部Bでの超音波U1 ,U2 の伝播時間tB とを求めるに
先立ち、被検体Hの測定対象となる部位の幅寸法Lを、
予めメジャー等によって計り、その値を図2の演算処理
部17に入力しておく(ステップ301)。
【0018】骨部Bの幅寸法LB は、次のようにして測
定する。すなわち、図4に示すように、被検体Hの組織
部Tで囲まれた骨部Bを挟んで、各プローブ1,2を被
検体Hに接触させる。このとき、プローブ1,2の超音
波発信素子3及び超音波受信素子4aと、プローブ1,
2の超音波受信素子4及び超音波発信素子3aとを各々
互いに同一平面上の直線上で向き合うような位置関係と
する。この状態で、各超音波発信素子3,3aから、超
音波U1 、U2 を発信させる(ステップ302)。これ
らの発信周波数は、図1に示した周波数調節つまみ7
b,7cの操作によって調節することができる。このよ
うに、各超音波発信素子3,3aからの発信周波数を異
ならせることで、各々の超音波受信素子4,4aにより
受信した後の受信周波数の識別が容易となる。ここで、
各超音波発信素子3,3aから発信された超音波U1 ,
U2 には、骨部Bを通過するものと、骨部Bによって反
射されるものとがある。よって、各レシーバー10a,
10bによる受信周波数には、各々超音波U1 ,U2 が
含まれることになるが、図2のように、タイミング処理
部14によってレシーバー10a,10bの受信タイミ
ングを切替えることにより、各々の超音波U1 ,U2 の
通過と反射との識別を容易に行える。すなわち、例えば
超音波発信素子3から500KHz の超音波U1 が発信
され、その超音波U1 が超音波受信素子4によって受信
されたとき、フィルター部13の通過帯域を500KH
z とすることである。
定する。すなわち、図4に示すように、被検体Hの組織
部Tで囲まれた骨部Bを挟んで、各プローブ1,2を被
検体Hに接触させる。このとき、プローブ1,2の超音
波発信素子3及び超音波受信素子4aと、プローブ1,
2の超音波受信素子4及び超音波発信素子3aとを各々
互いに同一平面上の直線上で向き合うような位置関係と
する。この状態で、各超音波発信素子3,3aから、超
音波U1 、U2 を発信させる(ステップ302)。これ
らの発信周波数は、図1に示した周波数調節つまみ7
b,7cの操作によって調節することができる。このよ
うに、各超音波発信素子3,3aからの発信周波数を異
ならせることで、各々の超音波受信素子4,4aにより
受信した後の受信周波数の識別が容易となる。ここで、
各超音波発信素子3,3aから発信された超音波U1 ,
U2 には、骨部Bを通過するものと、骨部Bによって反
射されるものとがある。よって、各レシーバー10a,
10bによる受信周波数には、各々超音波U1 ,U2 が
含まれることになるが、図2のように、タイミング処理
部14によってレシーバー10a,10bの受信タイミ
ングを切替えることにより、各々の超音波U1 ,U2 の
通過と反射との識別を容易に行える。すなわち、例えば
超音波発信素子3から500KHz の超音波U1 が発信
され、その超音波U1 が超音波受信素子4によって受信
されたとき、フィルター部13の通過帯域を500KH
z とすることである。
【0019】各レシーバー10a,10bを介して受信
された超音波U1 ,U2 は、タイミング処理部14によ
ってコントロールされるフィルター部13及びゲート回
路15から時間計測部16を経て演算処理部17に与え
られる。そして、後述するように、演算処理部17によ
って、被検体Hの骨部Bの超音波U1 、U2 の伝播時間
tB と骨部Bの幅寸法LB とが求められる(ステップ3
03)。このとき、まず被検体Hの組織部T内のW−X
間の伝播時間tWXからW−X間の距離LWXを演算によっ
て求める(ステップ304)。すなわち、プローブ1の
超音波発信素子3から骨部Bに向けて発信されるととも
に、被検体Hの組織部TのW−X間を経由して骨部Bで
反射した超音波U1 は、プローブ1の超音波受信素子4
によって受信されることにより、超音波U1 の組織部T
におけるW−X間の伝播時間tWXが図2の時間計測部1
6によって計測される。なお、W−X間の伝播時間tWX
は、組織部TのW−X間を経由して骨部Bで反射したW
−X間の往復時間であるので、W−X間の往復時間の1
/2とする。
された超音波U1 ,U2 は、タイミング処理部14によ
ってコントロールされるフィルター部13及びゲート回
路15から時間計測部16を経て演算処理部17に与え
られる。そして、後述するように、演算処理部17によ
って、被検体Hの骨部Bの超音波U1 、U2 の伝播時間
tB と骨部Bの幅寸法LB とが求められる(ステップ3
03)。このとき、まず被検体Hの組織部T内のW−X
間の伝播時間tWXからW−X間の距離LWXを演算によっ
て求める(ステップ304)。すなわち、プローブ1の
超音波発信素子3から骨部Bに向けて発信されるととも
に、被検体Hの組織部TのW−X間を経由して骨部Bで
反射した超音波U1 は、プローブ1の超音波受信素子4
によって受信されることにより、超音波U1 の組織部T
におけるW−X間の伝播時間tWXが図2の時間計測部1
6によって計測される。なお、W−X間の伝播時間tWX
は、組織部TのW−X間を経由して骨部Bで反射したW
−X間の往復時間であるので、W−X間の往復時間の1
/2とする。
【0020】そして、W−X間の距離LWXは、次の式
によって求められる。
によって求められる。
【数1】LWX=CT ・tWX ・・・ ここで、CT は、超音波U1 が被検体Hの組織部Tを伝
播する速度である。なお、この速度CT は、人の軟部組
織中における超音波伝播速度には個人差がなくほぼ一定
であり、また周波数に依存せず一定でもあるので、予め
演算処理部17に入力し、記憶させておく。次に、被検
体Hの組織部T内のY−Z間の伝播時間tYZからY−Z
間の距離L YZが演算によって求められる(ステップ30
5)。すなわち、プローブ2の超音波発信素子3aから
骨部Bに向けて発信されるとともに、被検体Hの組織部
TのY−Z間を経由して骨部Bで反射した超音波U2
は、プローブ2の超音波受信素子4aによって受信され
ることにより、超音波U2 の組織部TにおけるY−Z間
の伝播時間tYZが図2に示した時間計測部16によって
計測される。なお、Y−Z間の伝播時間tYZは、組織部
TのY−Z間を経由して骨部Bで反射したY−Z間の往
復時間であるので、Y−X間の往復時間の1/2とす
る。
播する速度である。なお、この速度CT は、人の軟部組
織中における超音波伝播速度には個人差がなくほぼ一定
であり、また周波数に依存せず一定でもあるので、予め
演算処理部17に入力し、記憶させておく。次に、被検
体Hの組織部T内のY−Z間の伝播時間tYZからY−Z
間の距離L YZが演算によって求められる(ステップ30
5)。すなわち、プローブ2の超音波発信素子3aから
骨部Bに向けて発信されるとともに、被検体Hの組織部
TのY−Z間を経由して骨部Bで反射した超音波U2
は、プローブ2の超音波受信素子4aによって受信され
ることにより、超音波U2 の組織部TにおけるY−Z間
の伝播時間tYZが図2に示した時間計測部16によって
計測される。なお、Y−Z間の伝播時間tYZは、組織部
TのY−Z間を経由して骨部Bで反射したY−Z間の往
復時間であるので、Y−X間の往復時間の1/2とす
る。
【0021】そして、Y−Z間の距離LYZは、次の式
によって求められる。
によって求められる。
【数2】LYZ=CT ・tYZ ・・・ ここで、CT は、上記の超音波U1 が被検体Hの組織部
Tを伝播する速度と同様に一定であり、周波数に依存し
ないものである。次に、被検体Hの骨部B(X−Y間)
中の超音波U1 ,U2 の伝播時間tB を求める(ステッ
プ306)。この伝播時間tB を求めるに際しては、ま
ず一方のプローブ1の超音波発信素子3から発信された
超音波U1 を、他方のプローブ2の超音波受信素子4a
が受信するまでの時間tを図2に示した時間計測部16
によって計測する。
Tを伝播する速度と同様に一定であり、周波数に依存し
ないものである。次に、被検体Hの骨部B(X−Y間)
中の超音波U1 ,U2 の伝播時間tB を求める(ステッ
プ306)。この伝播時間tB を求めるに際しては、ま
ず一方のプローブ1の超音波発信素子3から発信された
超音波U1 を、他方のプローブ2の超音波受信素子4a
が受信するまでの時間tを図2に示した時間計測部16
によって計測する。
【0022】そして、X−Y間の超音波U1 ,U2 の伝
播時間tB は、次の式によって求められる。
播時間tB は、次の式によって求められる。
【数3】tB =t−tWX−tYZ ・・・ ここで、tWX,tYZ は、上述したように、各々W−X
間及びY−Z間の伝播時間である。次に、被検体Hの骨
部Bの幅寸法LB は、次の式によって求められる(ス
テップ307)。
間及びY−Z間の伝播時間である。次に、被検体Hの骨
部Bの幅寸法LB は、次の式によって求められる(ス
テップ307)。
【数4】LB =L−LWX−LYZ ・・・ ここで、Lは、被検体Hの幅寸法(W−Z間)であり、
LWX,LYZは、上述したように、W−X間及びY−Z間
の距離である。以上のような演算処理部17による演算
によって被検体Hの骨部Bの幅寸法LB と骨部Bでの
超音波の伝播時間tB とが求められる。
LWX,LYZは、上述したように、W−X間及びY−Z間
の距離である。以上のような演算処理部17による演算
によって被検体Hの骨部Bの幅寸法LB と骨部Bでの
超音波の伝播時間tB とが求められる。
【0023】次に、被検体Hの骨部Bは、図5に示すよ
うに、骨梁部Mと骨髄液、その他骨梁成分以外の成分
(以下、骨梁間物質Nという)とに分けられるため、そ
の骨梁部Mの占める幅LM 及び骨梁間物質N部分の占め
る幅LN を求める。なお、図5では、骨梁部M及び骨梁
間物質Nを、便宜上、各々片側に寄せて図示している
が、実際には、骨部B内に骨梁部Mと骨梁間物質Nはこ
のように偏在するものではない。ここで、骨梁部M中の
超音波U1 又はU2 の伝播時間をtM とし、骨梁間物質
N中での超音波U1 又はU2 の伝播時間をtN とする
(ステップ308)。
うに、骨梁部Mと骨髄液、その他骨梁成分以外の成分
(以下、骨梁間物質Nという)とに分けられるため、そ
の骨梁部Mの占める幅LM 及び骨梁間物質N部分の占め
る幅LN を求める。なお、図5では、骨梁部M及び骨梁
間物質Nを、便宜上、各々片側に寄せて図示している
が、実際には、骨部B内に骨梁部Mと骨梁間物質Nはこ
のように偏在するものではない。ここで、骨梁部M中の
超音波U1 又はU2 の伝播時間をtM とし、骨梁間物質
N中での超音波U1 又はU2 の伝播時間をtN とする
(ステップ308)。
【0024】そして、被検体Hの骨部B中の超音波U1
,U2 の伝播時間tB は、次の式によって表され
る。
,U2 の伝播時間tB は、次の式によって表され
る。
【数5】tB =tM +tN ・・・ また、被検体Hの骨部Bの幅寸法LB は、次の式によ
って表される。
って表される。
【数6】LB =CM ・tM +CN ・tN ・・・ ここで、CM は、骨梁部M中での超音波U1 ,U2 の伝
播速度であり、CN は、骨梁間物質N中での超音波U1
,U2 の伝播速度であるが、これらの値は全て公知で
ある。すなわち、CM は標準骨の骨梁部Mの主成分であ
る、ハイドロキシアパタイト中での超音波の伝播速度に
相当し、一方、CN は骨梁間物質とほぼ等価と考えられ
る水中での超音波の伝播速度に相当するので、予めハイ
ドロキシアパタイト中及び水中での超音波の伝播速度を
求めておき、これらの値をそれぞれCM 及びC N として
これらを演算処理部17に入力しておく。
播速度であり、CN は、骨梁間物質N中での超音波U1
,U2 の伝播速度であるが、これらの値は全て公知で
ある。すなわち、CM は標準骨の骨梁部Mの主成分であ
る、ハイドロキシアパタイト中での超音波の伝播速度に
相当し、一方、CN は骨梁間物質とほぼ等価と考えられ
る水中での超音波の伝播速度に相当するので、予めハイ
ドロキシアパタイト中及び水中での超音波の伝播速度を
求めておき、これらの値をそれぞれCM 及びC N として
これらを演算処理部17に入力しておく。
【0025】上記の,,,式から被検体Hの骨
梁部M中の超音波の伝播時間tM と骨梁間物質N中の超
音波U1 ,U2 の伝播時間tN とが演算によって求めら
れる。すなわち、,,,式に含まれる未知数
は、tM ,tN のみであるため、これらの連立方程式を
解くことにより、tM ,tN が求められることになる。
これらtM ,tN が各々求められると、被検体Hの骨部
Bの骨梁部Mの占める幅寸法LM 及び骨梁間物質N部分
の占める幅寸法LN が、次の,式によって求められ
る(ステップ309)。
梁部M中の超音波の伝播時間tM と骨梁間物質N中の超
音波U1 ,U2 の伝播時間tN とが演算によって求めら
れる。すなわち、,,,式に含まれる未知数
は、tM ,tN のみであるため、これらの連立方程式を
解くことにより、tM ,tN が求められることになる。
これらtM ,tN が各々求められると、被検体Hの骨部
Bの骨梁部Mの占める幅寸法LM 及び骨梁間物質N部分
の占める幅寸法LN が、次の,式によって求められ
る(ステップ309)。
【数7】LM =CM ・tM ・・・ LN =CN ・tN ・・・
【0026】また、,式により得られたLM 及びL
N の値から、被検体Hの骨部B全体の幅に対する骨梁部
Mの幅の占める割合であるLM /LB が、次の式によ
って求められる。
N の値から、被検体Hの骨部B全体の幅に対する骨梁部
Mの幅の占める割合であるLM /LB が、次の式によ
って求められる。
【数8】 LM /LB ={LM /(LM +LN )}・・・ このLM /LB の値は、骨部B中の骨梁部Mが占める割
合、すなわち骨部B中の骨梁の体積占有率に相当するも
のである。次に、被検体H内の骨部Bを伝播する広帯域
の超音波U1 又はU2 の周波数毎の減衰率を、演算処理
部17による演算によって求める(ステップ310)。
この場合、例えば一方のプローブ1の超音波発信素子3
から発信された超音波U1を他方のプローブ2の超音波
受信素子4aで受信するとともに、図2の減衰量測定部
18により、超音波発信素子3から発信される超音波U
1 の出力レベルと、ゲート回路15を通過する超音波U
1 の周波数毎の受信レベルとを比較することによって得
られる。また、超音波発信素子3から発信される超音波
U1 を、例えば500KHz 〜1MHz の間で、例えば
100KHz 毎に周波数を変えて発信させる。そして、
各周波数毎の減衰率は、例えば図6に示す被検体Hの骨
部Bにおける傾きG1 (超音波の周波数と減衰率との相
関直線の傾き)として表される。
合、すなわち骨部B中の骨梁の体積占有率に相当するも
のである。次に、被検体H内の骨部Bを伝播する広帯域
の超音波U1 又はU2 の周波数毎の減衰率を、演算処理
部17による演算によって求める(ステップ310)。
この場合、例えば一方のプローブ1の超音波発信素子3
から発信された超音波U1を他方のプローブ2の超音波
受信素子4aで受信するとともに、図2の減衰量測定部
18により、超音波発信素子3から発信される超音波U
1 の出力レベルと、ゲート回路15を通過する超音波U
1 の周波数毎の受信レベルとを比較することによって得
られる。また、超音波発信素子3から発信される超音波
U1 を、例えば500KHz 〜1MHz の間で、例えば
100KHz 毎に周波数を変えて発信させる。そして、
各周波数毎の減衰率は、例えば図6に示す被検体Hの骨
部Bにおける傾きG1 (超音波の周波数と減衰率との相
関直線の傾き)として表される。
【0027】次に、標準骨B1 (図5参照)を伝播する
広帯域の超音波の周波数毎の減衰率を求める(ステップ
311)。標準骨B1 における超音波の伝播速度並びに
減衰率を求めるには、標準の骨を構成する骨梁部と骨梁
間物質の中、骨量部に相当するハイドロキシアパタイト
並びに骨梁間物質に相当する水について、厚さ毎にその
中を伝播する広帯域の超音波の周波数毎の伝播速度並び
に減衰率を測定して演算処理部17に入力しておき、各
検体Hについて測定され、上記の〜によって得られ
た、その被検体Hの骨部Bにおける骨梁部Mの占める幅
寸法LM 及び骨梁間物質Nの占める幅寸法L N に相当す
る厚さのハイドロキシアパタイト並びに水中における、
たとえば500KHz 〜1MHz の間で周波数を変えた
場合の超音波の減衰率を、その都度算出し、図6に示す
ようにこの減衰率の傾きG2 (標準骨B1 における超音
波の周波数と減衰率との相関直線の傾き)として表され
る。
広帯域の超音波の周波数毎の減衰率を求める(ステップ
311)。標準骨B1 における超音波の伝播速度並びに
減衰率を求めるには、標準の骨を構成する骨梁部と骨梁
間物質の中、骨量部に相当するハイドロキシアパタイト
並びに骨梁間物質に相当する水について、厚さ毎にその
中を伝播する広帯域の超音波の周波数毎の伝播速度並び
に減衰率を測定して演算処理部17に入力しておき、各
検体Hについて測定され、上記の〜によって得られ
た、その被検体Hの骨部Bにおける骨梁部Mの占める幅
寸法LM 及び骨梁間物質Nの占める幅寸法L N に相当す
る厚さのハイドロキシアパタイト並びに水中における、
たとえば500KHz 〜1MHz の間で周波数を変えた
場合の超音波の減衰率を、その都度算出し、図6に示す
ようにこの減衰率の傾きG2 (標準骨B1 における超音
波の周波数と減衰率との相関直線の傾き)として表され
る。
【0028】次に、骨質を示す指標である傾きG(標準
骨B1 による相関直線の傾きと被検体Hの骨部Bによる
相関直線の傾きとの差)を求める(ステップ312)。
すなわち、 G1 =Im /Io G2 =Ic /Io G =G2 −G1 ここで、 G1 :標準骨B1 による超音波の周波数と減衰率との相
関直線の傾き。 G2 :被検体Hの骨部Bによる超音波の周波数と減衰率
との相関直線の傾き。 また、 Im =b1 −a1 Io =B−A Ic =b2 −a2 である。Aは例えば500KHz であり、Bは例えば1
MHz であり、a1 ,a2 ,b1 ,b2 は、それぞれ
A,Bにおける超音波U1 又はU2 の減衰率を示してい
る。さらに、 G2 =e-x {但し、x=α1 LM +α2 LN } により、計算上の周波数と超音波の減衰率との相関直線
の傾きを求めることもできる。ここで、α1 ,α2 は減
衰係数であり、LM は上述した骨梁部Mの幅寸法、LN
は上述した被検体Hの骨梁間物質Nの幅寸法である。
骨B1 による相関直線の傾きと被検体Hの骨部Bによる
相関直線の傾きとの差)を求める(ステップ312)。
すなわち、 G1 =Im /Io G2 =Ic /Io G =G2 −G1 ここで、 G1 :標準骨B1 による超音波の周波数と減衰率との相
関直線の傾き。 G2 :被検体Hの骨部Bによる超音波の周波数と減衰率
との相関直線の傾き。 また、 Im =b1 −a1 Io =B−A Ic =b2 −a2 である。Aは例えば500KHz であり、Bは例えば1
MHz であり、a1 ,a2 ,b1 ,b2 は、それぞれ
A,Bにおける超音波U1 又はU2 の減衰率を示してい
る。さらに、 G2 =e-x {但し、x=α1 LM +α2 LN } により、計算上の周波数と超音波の減衰率との相関直線
の傾きを求めることもできる。ここで、α1 ,α2 は減
衰係数であり、LM は上述した骨梁部Mの幅寸法、LN
は上述した被検体Hの骨梁間物質Nの幅寸法である。
【0029】そして、骨質を示す指標である傾きは、図
6の点線で示す傾きGとして表される。ここで、得られ
た骨質を示す指標である傾きGは、骨密度と分離して取
扱うことが可能であり、骨の強さが左右される骨梁の
幅、骨梁の数、骨梁間距離等を意味する骨質の指標とな
る。また、ここで求められた骨質を示す指標である傾き
Gを、骨部Bの幅寸法LBで割ることにより、骨部Bの
単位長さ当りの指標とすることもできる。
6の点線で示す傾きGとして表される。ここで、得られ
た骨質を示す指標である傾きGは、骨密度と分離して取
扱うことが可能であり、骨の強さが左右される骨梁の
幅、骨梁の数、骨梁間距離等を意味する骨質の指標とな
る。また、ここで求められた骨質を示す指標である傾き
Gを、骨部Bの幅寸法LBで割ることにより、骨部Bの
単位長さ当りの指標とすることもできる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の骨の評価
装置及びその評価方法によれば、計測された伝播時間
(t,tWX,tYZ)から骨部(B)の幅寸法(LB )及
び骨部(B)を構成する骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)の幅寸法(LM ,LN )を求め、さらに測定され
た骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G
1 )を求め、また幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当す
る標準骨(B1 )の周波数毎の超音波の相関直線の傾き
(G2 )を求めて、骨部(B)の骨質を示す指標である
傾き(G=G1 −G2 )を求めるようにしたので、超音
波を用いての最適な骨質の指標を得ることができる。
装置及びその評価方法によれば、計測された伝播時間
(t,tWX,tYZ)から骨部(B)の幅寸法(LB )及
び骨部(B)を構成する骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)の幅寸法(LM ,LN )を求め、さらに測定され
た骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G
1 )を求め、また幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当す
る標準骨(B1 )の周波数毎の超音波の相関直線の傾き
(G2 )を求めて、骨部(B)の骨質を示す指標である
傾き(G=G1 −G2 )を求めるようにしたので、超音
波を用いての最適な骨質の指標を得ることができる。
【図1】本発明の骨の評価装置の一実施の形態を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図2】図1の骨の評価装置の詳細を示すブロック図で
ある。
ある。
【図3】図1の骨の評価装置による骨質を示す指標を求
める方法を示すフローチャートである。
める方法を示すフローチャートである。
【図4】図1の骨の評価装置による被検体の評価方法を
示す図である。
示す図である。
【図5】図1の骨部の概略構成を示す図である。
【図6】超音波の周波数と減衰率との相関直線の傾きを
示す図である。
示す図である。
16 時間計測部 17 演算処理部 18 減衰量測定部 B 骨部 H 被検体 T 組織部
Claims (4)
- 【請求項1】 被検体(H)の組織部(T)内の骨部
(B)の骨質を示す指標を得る骨密度測定装置におい
て、 前記組織部(T)内の骨部(B)を挟みかつ対向する前
記被検体(H)の両側から発信された広帯域の超音波
(U1 ,U2 )のうち、前記骨部(B)で反射された前
記超音波(U1 ,U2 )の各々の伝播時間(tWX,
tYZ)と、一方の超音波(U1 又はU2 )が前記骨部
(B)を通過して他方で受信される超音波(U1又はU2
)の伝播時間(t)とを計測する時間計測手段(1
6)と、 前記骨部(B)を通過する前記超音波(U1 又はU2 )
の減衰量を周波数毎に測定する減衰量測定手段(18)
と、 前記伝播時間(t,tWX,tYZ)から前記骨部(B)の
幅寸法(LB )及び前記骨部(B)を構成する骨梁部
(M)及び骨梁間物質(N)の幅寸法(LM ,L N )を
求め、さらに前記減衰量測定手段(18)によって測定
された前記骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線の
傾き(G1 )を求めるとともに、前記被検体(H)の前
記幅寸法(LB ,LM ,LN )に相当する標準骨(B1
)の周波数毎の超音波の相関直線の傾き(G2 )を求
めた後、前記骨部(B)の骨質を示す指標である傾き
(G=G1 −G2 )を求める演算処理手段(17)と、 が具備されていることを特徴とする骨の評価装置。 - 【請求項2】 前記演算処理手段(17)は、前記時間
計測手段(16)によって計測された前記伝播時間
(t,tWX,tYZ)と、前記被検体(H)の組織部
(T)中の伝播速度(CT )と、前記被検体(H)の幅
寸法(L)とから前記骨部(B)の超音波(U1 又はU
2 )の伝播時間(tB )と前記骨部(B)の幅寸法(L
B =L−CT ・tWX−CT ・tYZ)とを求めるととも
に、前記伝播時間(tB )と幅寸法(LB )とから、前
記骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)中の前記超音波
(U1 又はU2 )の伝播時間(tM ,tN )と前記骨梁
部(M)及び骨梁間物質(N)の占める幅寸法(LM ,
LN )とを求めることを特徴とする請求項1に記載の骨
の評価装置。 - 【請求項3】 被検体(H)の組織部(T)内の骨部
(B)の骨質を示す指標を得る骨の評価測定方法におい
て、 前記組織部(T)内の骨部(B)を挟みかつ対向する前
記被検体(H)の両側から発信された広帯域の超音波
(U1 ,U2 )のうち、前記骨部(B)で反射された前
記超音波(U1 ,U2 )の各々の伝播時間(tWX,
tYZ)と、一方の超音波(U1 又はU2 )が前記骨部
(B)を通過して他方で受信される超音波(U1又はU2
)の伝播時間(t)とを計測するとともに、前記骨部
(B)を通過する前記超音波(U1 又はU2 )の減衰量
を周波数毎に測定した後、前記伝播時間(t,tWX,t
YZ)から前記被検体(H)の前記骨部(B)の幅寸法
(LB )及び前記骨部(B)を構成する骨梁部(M)及
び骨梁間物質(N)の幅寸法(LM ,LN )を求め、さ
らに前記骨部(B)の周波数毎の超音波の相関直線の傾
き(G1 )を求め、前記被検体(H)の前記幅寸法(L
B ,LM ,LN )に相当する標準骨(B1 )の周波数毎
の超音波の相関直線の傾き(G2 )を求めた後、前記骨
部(B)の骨質を示す指標である傾き(G=G1 −G2
)を求めることを特徴とする骨の評価方法。 - 【請求項4】 前記伝播時間(t,tWX,tYZ)と、前
記被検体(H)の組織部(T)中の伝播速度(CT )
と、前記被検体(H)の幅寸法(L)とから、前記骨部
(B)の超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(tB )と
前記骨部(B)の幅寸法(LB =L−CT ・tWX−CT
・tYZ)とが求められ、前記伝播時間(tB )と幅寸法
(LB )とから、前記骨梁部(M)及び骨梁間物質
(N)中の前記超音波(U1 又はU2 )の伝播時間(t
M ,tN )と前記骨梁部(M)及び骨梁間物質(N)の
占める幅寸法(LM ,LN )とが求められることを特徴
とする請求項3に記載の骨の評価方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10258539A JP2000083955A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 骨の評価装置及びその評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10258539A JP2000083955A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 骨の評価装置及びその評価方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000083955A true JP2000083955A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17321641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10258539A Withdrawn JP2000083955A (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 骨の評価装置及びその評価方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000083955A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101025159B1 (ko) * | 2010-03-17 | 2011-04-04 | 강원대학교산학협력단 | 정량적 초음파 기술을 이용한 골구조 예측방법 |
JP2012529324A (ja) * | 2009-06-11 | 2012-11-22 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 媒体を特徴づけるための超音波方法と装置 |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP10258539A patent/JP2000083955A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012529324A (ja) * | 2009-06-11 | 2012-11-22 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 媒体を特徴づけるための超音波方法と装置 |
KR101025159B1 (ko) * | 2010-03-17 | 2011-04-04 | 강원대학교산학협력단 | 정량적 초음파 기술을 이용한 골구조 예측방법 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |