JP2021180904A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】背骨の歪みの測定結果を容易に把握することができる測定装置、及び測定方法を提供する。【解決手段】測定装置１は、被験者Ｈの背部を撮像する撮像部２と、被験者Ｈの背部の３次元データを取得する３次元データ取得部３と、背部の特徴部位の状態を３次元データに基づいて検出する状態検出部４と、撮像部２による実画像Ｉｍ１、３次元データに基づく処理画像Ｉｍ２、及び状態検出部４の検出結果Ｄ１を表示する表示部５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、測定装置、及び測定方法に関する。

脊柱側弯症は、背骨が曲がってしまう病気で、原因が解明されていないため、事前に予防したりすることは、困難である。脊柱側弯症は、一方で、その発症率は、１００人に１人程度と言われ、非常に発症率が高い病気の一つである。例えば、この脊柱側弯症で、わが国で最も発症が多いのが突発性側弯症で、脊柱側弯症全体の８０〜９０％を占めていると言われている。突発性側弯症は、思春期に発症することが最も多く、小学校高学年から中学校時代に発症することが多い。１０〜１５歳頃の成長の最も著しい時期に、脊柱の湾曲が強くなり、成長期を過ぎる１７〜１８際頃には湾曲の進行も止まるとされている。脊柱側弯症の症状は、背骨が左右に曲がると同時に背骨にねじれが発生し、その結果、肋骨に変形が起こり***が生じる。脊柱側弯症は、変形が進行すると心肺機能が低下し、腰背部痛によって著しく日常生活が障害される疾患である。脊柱側弯症は、早期に発見し装置治療を適切な時期に行えば、７６％は変形角度の進行を１０°以内にすることが可能であると報告されている（下記の非特許文献１）。さらに、chiari奇形と脊椎空洞証の早期発見と治療が脊柱変形の進行の予防に極めて重要であることも明らかにされている（下記の非特許文献２）。わが国では、昭和５４年度から、学校保健法の施行規則に基づき、小中学校では脊柱の検診が義務付けられている。学校における検診等では、多数の被験者を検診する必要があり、また、従来行われてきた医師による視診あるいは触診では、簡便性等の点で問題があるため、背骨の歪みを検出する装置が要求されている。

従来、脊椎側弯症の検査等において、Ｘ線撮影装置を用いたＸ線検査法が多く用いられている。Ｘ線検査法は、Ｘ線で胸部を撮影し、脊柱の湾曲度を医師の判定により計測する手法であり、Ｘ線撮影画像により、脊柱の側方への湾曲度を把握することができる。しかし、一般的なＸ線検査法では、側方への湾曲度合いは判定できても、体表面の凹凸の程度は判定できないという難点があった。また、人体の被曝の観点からＸ線撮影の回数が限られ、検査可能な項目が限定される。また、Ｘ線検査法は、Ｘ線を扱うため、専門の技師が必要になり、検査を簡便に行うことが難しい。

また、背骨の歪みの検出法として、ＣＴ（Computed Tomography）装置を用いた計測も考えられるが、装置が高価で大型であるため、小規模の施設では適用が難しいという問題がある。また、ＣＴ検査では、Ｘ線検査法と同様に人体の被曝を考慮する必要がある。また、脊柱側弯症は、症状の進行度合いを評価するため、時系列データが必要になり、計測データの数値化も求められている。Ｘ線撮影装置やＣＴ装置を用いず、計測データの数値化ができる検出装置としては、例えば、特許文献１に開示の３次元センサを用いる技術が挙げられる。

国際公開２０１３／０８１０３０号

百村 励、米澤 郁穂、J Spine Res, 2010, 1:1960-1963 Nakahara D, Yonezawa I, J Spine Res, 2011, 36:E482-485

ところで、背骨の歪みを検出する装置は、測定結果（結果）が容易に把握可能であることが要求される。本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、測定結果を容易に把握することができる測定装置、及び測定方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の測定装置は、被験者の背部を撮像する撮像部と、被験者の背部の３次元データを取得する３次元データ取得部と、背部の特徴部位の状態を３次元データに基づいて検出する状態検出部と、撮像部による実画像、３次元データに基づく処理画像、及び状態検出部の検出結果を表示する表示部と、を備える。

本発明の第２の態様の測定方法は、被験者の背部を撮像することと、被験者の背部の３次元データを取得することと、背部の特徴部位の状態を３次元データに基づいて検出することと、撮像部による実画像及び３次元データに基づく処理画像を表示部に表示することと、を含む。

実施形態に係る測定装置を示す概念図である。 実施形態に係る測定装置のブロック図である。 実施形態に係る測定装置を示す図である。 実施形態に係る撮像部及び３次元データ取得部を示す図である。 ポジショナーを示す側面図である。 図５のポジショナーを示す正面図である。 実画像及び３次元データを示す画像を示す図である。 第１の脊柱検出部を説明する図である。 第２の脊柱検出部を説明する図である。 表示部による表示を示す図である。 実施形態に係る測定方法のフローチャートである。 図１１に続いて、測定方法のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部または全部を模式的に記載するとともに、一部分を大きくまたは強調して記載する等適宜縮尺を変更して表現した部分を含んでいる。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面に平行な任意の方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。また、ＸＹ平面に垂直な方向（上下方向）はＺ方向と表記する。また、各方向において、適宜、矢印の先端と同じ側を＋側（例、＋Ｚ側）、矢印の先端と反対側を−側（例、−Ｚ側）と称す。例えば、鉛直方向（Ｚ方向）において、上方が＋Ｚ側であり、下方が−Ｚ側である。

図１は、実施形態に係る測定装置を示す概念図である。本実施形態の測定装置１は、被験者Ｈの背部を撮像する撮像部２と、被験者Ｈの背部の３次元データを取得する３次元データ取得部３と、被験者Ｈの背部の特徴部位の状態を３次元データに基づいて検出する状態検出部４と、撮像部２による実画像Ｉｍ１、３次元データに基づく処理画像Ｉｍ２、及び状態検出部４の検出結果Ｄ１を表示する表示部５と、を備える。

図２は、実施形態に係る測定装置を示すブロック図である。測定装置１は、撮像部２と、３次元データ取得部３と、コンピュータ装置ＣＰと、を備える。撮像部２、３次元データ取得部３（３次元センサ）、表示部５、及び入力部６は、それぞれ、コンピュータ装置ＣＰに、有線または無線により通信可能に接続される。コンピュータ装置ＣＰは、ＣＰＵおよびメモリを備えるパーソナルコンピュータ等である。コンピュータ装置ＣＰは、記憶部１６に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って各種の処理を実行する。

コンピュータ装置ＣＰは、状態検出部４と、抽出部１０と、正中線検出部１１と、特徴部位指定部１２と、自動評価部１３と、表示制御部１４と、操作部１５と、記憶部１６と、を備える。上記のプログラムは、コンピュータを、各種の処理を行う処理部ＰＵ（状態検出部４、抽出部１０、正中線検出部１１、特徴部位指定部１２、自動評価部１３）、各種の制御を行う制御部ＣＵ（表示制御部１４、操作部１５）として機能させる。

図３は、本実施形態の測定装置１を示す斜視図である。図３に示す測定装置１は、立位状態の被験者Ｈの測定を行う状態を示している。測定装置１は、例えば、上記した撮像部２、３次元データ取得部３及びコンピュータ装置ＣＰと、下部フレーム２１と、鉛直フレーム２２と、支持フレーム２３と、支柱部２５と、支持部２６と、テーブル２７と、複数の車輪２８と、を備える。

下部フレーム２１は、測定装置１の下部に配置される。鉛直フレーム２２は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びており、下部フレーム２１の上部に固定される。支持フレーム２３は、鉛直フレーム２２に固定され、支柱部２５を支持する。支柱部２５は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びており、上下方向（Ｚ方向、鉛直方向）に伸縮可能である。支柱部２５は、例えば、上下方向に伸縮可能（移動可能）な伸縮部２５ａと、伸縮部２５ａを支持する伸縮部支持部２５ｂを備える。図２は、支柱部２５が伸長した状態（伸縮部２５ａが上方に移動した状態）を示す。また、図３は、支柱部２５が収縮した状態（伸縮部２５ａが下方に移動した状態）を示す。また、支柱部２５は、図３に示す状態よりもさらに収縮させることができ、測定装置１のサイズをコンパクトにすることができる。伸縮部２５ａおよび伸縮部支持部２５ｂには、その内部に不図示の空間部（空洞部）が設けられており、この空間部には、撮像部２及び３次元データ取得部３のそれぞれとコンピュータ装置ＣＰとを接続するケーブル３０などが収容される。伸縮部支持部２５ｂは、その内部に伸縮部２５ａの一部を収容可能であり、伸縮部２５ａを上下方向に移動可能なように支持する。テーブル２７は、鉛直フレーム２２の上部に設けられる。テーブル２７は、上面に物品を載置可能である。テーブル２７の上面には、例えば、ノート型のコンピュータ装置ＣＰが載置される。テーブル２７には、鉛直フレーム２２の上端部および支柱部２５の側方に接続され、鉛直フレーム２２および支柱部２５に支持される。コンピュータ装置ＣＰは、ケーブル３０により３次元データ取得部３に接続される。

伸縮部２５ａの上側（＋Ｚ側）の端部には、支持部２６が接続される。支持部２６は、支持部２６に撮像部２及び３次元データ取得部３を取り付けるための取り付け部３２が設けられる。支持部２６は、取り付け部３２を介して、撮像部２及び３次元データ取得部３を支持する。撮像部２及び３次元データ取得部３は、後述すＫｉｎｅｃｔセンサＳをケースに収容したものであり、このケースが支持部２６に支持される。支持部２６は、Ｙ方向に平行な軸ＡＸ１周りに回転可能に、支柱部２５の伸縮部２５ａに接続される。すなわち、支持部２６は、図３に示すように、支柱部２５に近づく方向に移動可能である。これにより、測定装置１のサイズをコンパクトにすることができる。取り付け部３２は、撮像部２及び３次元データ取得部３を、支持部２６に対して回転可能に支持する。例えば、図２に示す例において、取り付け部３２は、３次元データ取得部３を、Ｘ方向に平行な軸ＡＸ２周りに回転可能に支持する。これにより、撮像部２及び３次元データ取得部３の向きを変えることができる。撮像部２及び３次元データ取得部３の向きを下向きに変えることにより、測定装置１は、横臥状態の被験者Ｈを測定することができる。また、撮像部２及び３次元データ取得部３の向きを変えることができる場合、撮像部２及び３次元データ取得部３の向きを被験者Ｈに対してより正確に向けることができる。

複数の車輪２８は、下部フレーム２１の下部に設けられる。複数の車輪２８は、撮像部２及び３次元データ取得部３を少なくとも含むユニット（下部フレーム２１の上方の構造物）を移動可能である。本実施形態において、下部フレーム２１に測定装置１の他の部分が支持されており、測定装置１は、その全体が床面上を走行可能である。

なお、測定装置１は、図３に示す構成は一例であり、他の構成でもよい。例えば、上記した下部フレーム２１、鉛直フレーム２２、支持フレーム２３、支柱部２５、支持部２６及びテーブル２７の形状、大きさ等の構成は、図３に示すものに限定されず、任意である。また、コンピュータ装置ＣＰは、ノート型のものに限定されず、任意のものを用いることができる。例えば、コンピュータ装置ＣＰは、デスクトップ型でもよいし、タブレット型でもよい。

次に、撮像部２及び３次元データ取得部３について説明する。図４は、本実施形態に係る撮像部２及び３次元データ取得部３を示す図である。撮像部２及び３次元データ取得部３は、例えば、Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）（ｖ２）センサＳ（以下、「Ｋｉｎｅｃｔセンサ」と略称する。）を用いている。なお、撮像部２及び３次元データ取得部３としては、例えば、レーザパターン投影方式の３次元センサ（例、Ｋｉｎｅｃｔセンサ（ｖ１））を用いることもできる。

ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、図４に示すように、ＲＧＢカメラＳａ、赤外線レーザ発光部Ｓｂ、及び測定用赤外線カメラＳｃを搭載している。ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、ＲＧＢカメラＳａで、ＲＧＢカラーの画像（動画）を取得する。また、ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、物体に対して、赤外線レーザ発光部Ｓｂでアクティブに近赤外光（ＬＥＤ光）を照射し、測定用赤外線カメラＳｃで受光することにより、反射光の飛行時間を測定して、この飛行時間に基づいて物体との距離を測定する。これにより、ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、物体の３次元データ（３次元デプスデータ）を取得する。ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、いわゆる、ＴＯＦ（Time of Flight）方式の３次元センサである。ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、当初ゲーム機用のセンサであったが、コンピュータ装置（パーソナルコンピュータ）ＣＰ（図２参照）等にもＵＳｂ端子を介して接続可能である。

また、ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、例えば、マイクロソフトリサーチ社が提供する「Ｋｉｎｅｃｔ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標） ＳＤＫ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｋｉｔ）」を用いれば、Ｃ言語で記述したプログラムによりＫｉｎｅｃｔセンサをコンピュータ装置ＣＰから制御することできる。また、ＫｉｎｅｃｔセンサＳが出力するデータの処理は、Ｐｏｉｎｔ Ｃｌｏｕｄ Ｌｉｂｒａｒｙ等のソフトウェアを用いることができる。このように、ＫｉｎｅｃｔセンサＳを用いる場合、開発環境やデータ処理環境が整っているため、制御プログラムや解析プログラム等を容易に開発することができる。また、ＫｉｎｅｃｔセンサＳは、装置及び制御ソフトを安価で入手可能であるため、３次元センサとしてＫｉｎｅｃｔセンサＳを用いる場合、測定装置１を低コストで製造することができる。

本実施形態の撮像部２は、ＫｉｎｅｃｔセンサＳのＲＧＢカメラＳａである。これにより、撮像部２は、画像（画像データ）を取得する。また、本実施形態の３次元データ取得部３は、赤外線レーザ発光部Ｓｂ、及び測定用赤外線カメラＳｃである。これにより、３次元データ取得部３は、物体の３次元データを取得する。

なお、撮像部２及びＲＧＢカメラＳａは、それぞれ、ＫｉｎｅｃｔセンサＳを用いなくてもよい。例えば、撮像部２は、画像を撮像可能なビデオカメラ（デジタルビデオカメラ）などを用いてもよい。また、３次元データ取得部３は、物体の３次元データを取得可能なセンサあるいは３Ｄスキャナなどを用いてもよい。

また、本実施形態では、撮像部２の光の入射側に、基準部３１が設けられている。なお、図４には、基準部３１を点線で示している。基準部３１は、撮像部２が取得した画像に基準を付与する。基準部３１は、例えば、ガラス、樹脂などの透光部材の表面の中心に、基準となる十字形状の中心線３１ａを有している。中心線３１ａは、水平方向と平行な所定の長さの直線及び鉛直方向と平行な所定の長さの直線であり、これらはそれぞれの中心で直交している。基準（中心線３１ａ）は、例えば、取得した画像あるいは３次元データの所定位置に設定される。本実施形態では、中心線３１ａの十字形状の交点が、撮像部２が取得する画像の中心に位置するように設定されている。これにより、撮像部２が取得した画像の中心に、中心線３１ａ（中心線３１ａのデータ）が付与される。このように、撮像部２が取得した画像の中心に基準（中心線３１ａ）が付与される場合、画像処理において、中心線３１ａを用いて処理を行うこともできる。なお、画像に付与された中心線３１ａ（中心線３１ａのデータ）のうち、床面に対して鉛直方向と平行な線を、「上下中心線」と称すことがあり、また、床面に対して平行な線を、「左右中心線」と称すことがある。

なお、基準部３１の画像上の設定位置は、上記した中心の位置に限定されず、任意である。例えば、基準部３１の位置は、中心から所定の距離に、１つあるいは複数配置されてもよい。また、基準部３１の形状は、上記した十字形状に限定されず、任意である。例えば、基準部３１の形状は、点でもよいし、点線でもよいし、所定の形状のマークなどでもよい。また、基準部３１は、撮像部２及び３次元データ取得部３のそれぞれに設けられてもよい。また、測定装置１が、基準部３１を備えるか否かは任意である。また、上記した上下中心線及び左右中心線のうち少なくとも１つは、基準部３１により画像に付与されたものでなくてもよい。例えば、上記した上下中心線及び左右中心線のうち少なくとも１つは、撮像部２に取得された画像に基づいて、求めたものでもよい。

撮像部２は、被験者Ｈの背部を撮像する。撮像部２は、被験者Ｈの背部を撮像して画像を取得する。３次元データ取得部３は、被験者Ｈの背部を撮影して背部の３次元データを取得する。この３次元データは、被験者Ｈの背部の３次元形状データとなる。測定装置１は、例えば、３次元データを用いて、被験者Ｈの背部の状態を測定することができる。

なお、背部は、被験者Ｈの背側部分であり、頭部から足の先端までの部分を含む。３次元データは、例えば、被験者Ｈの背部の表面上の複数の点の三次元座標を含むデータである。例えば、３次元データは、被験者の背部の表面における各点の相対的な座標のデータを含むデータである。例えば、相対的な座標のデータは、被験者Ｈの背部における所定位置（例、後頭部の所定位置）の座標を基準に対する相対的な座標である。相対的な座標を用いる場合、３次元データ取得部３から被験者Ｈの背部上の各点までの距離のキャリブレーション用の基準部材を用いなくても被験者Ｈの背部の表面形状を取得することができ、簡便に３次元データを取得することができる。なお、座標データは、被験者Ｈの背部の表面における各点の相対的な座標のデータ以外に、絶対座標データでもよいし、被験者Ｈの背部以外に配置される基準に対する相対座標データでもよい。３次元データの解像度は、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍの解像度である。

撮像部２が撮像した画像と３次元データ取得部３が取得した３次元データとは、関連付けられて、記憶部１６に記憶され、処理部ＰＵあるいは制御部ＣＵにより処理される。本明細書では、撮像部２が撮像した画像を「実画像」と称す。なお、実画像は、撮像部２が撮像した画像が処理された処理された画像でもよい。

図５は、撮像部２が取得した実画像、及び３次元データ取得部３が取得した３次元データに基づく処理画像（以下、「３次元データを示す画像」と称す。）を示す図である。図５には、撮像部２が取得した画像Ｉｍ１、及び３次元データを示す画像Ｉｍ２を、表示部５に表示した画像である。この画像Ｉｍ１は、撮像部２が取得した動画の一部である。画像Ｉｍ２は、連続して取得した３次元データの一部のデータを処理した画像である。撮像部２が取得した画像Ｉｍ１は、例えば、３次元データ取得部３が取得した３次元データに対応する実画像である。画像Ｉｍ１は、上記した基準部３１の十字状の中心線３１ａを含んでいる。画像Ｉｍ２は、３次元データに基づいて処理された処理画像であり、３次元データを示す画像である。３次元データを示す画像Ｉｍ２を生成する処理は、例えば、処理部ＰＵにより行われる。例えば、図５に示す３次元データを示す画像Ｉｍ２は、等高線に関する情報を含む等高線画像である。等高線画像は、例えば、３次元データの座標データを処理することにより、生成することができる。

なお、等高線画像は、等高線に関する情報を含んでいれば、図５に示す画像に限定されず、任意である。例えば、等高線画像は、所定の間隔の等高線を線状（例、実線、点線状）で示してもよいし、高さを示す情報を色あるいは濃度に変換してグラデーションで表してもよいし、長さあるいは高さなどの、等高線を示す情報以外の他の情報（画像）を含んでもよい。

画像Ｉｍ１及び３次元データを示す画像Ｉｍ２は、処理部ＰＵあるいは制御部ＣＵによって、所定の処理及び制御を受け、表示部５に並べて表示される。また、実画像Ｉｍ１及び画像Ｉｍ２は、それぞれ、隣接して表示される。また、実画像Ｉｍ１及び画像Ｉｍ２は、それぞれ、リアルタイムで表示される。また、図５に示す例では、実画像Ｉｍ１及び画像Ｉｍ２は、それぞれ、処理部ＰＵあるいは制御部ＣＵにより、同一の大きさになるように処理され、表示部５に表示される。

図６及び図７は、ポジショナーの一例を示す図であり、図６は正面図、図７は側面図である。測定装置１は、ポジショナー３３を備える。ポジショナー３３は、測定装置１による測定時に被験者Ｈを支持する。ポジショナー３３は、支持部３４、支持部材３５、足部支持部３６、及びスクリーン３７を備える。支持部３４は、被験者Ｈを支持する。支持部３４は、被験者Ｈの背面あるいは被験者Ｈの前面を支持する。足部支持部３６は、被験者Ｈの足を下方から支持する。支持部３４は、被験者Ｈの上半身の左右方向の中央部分に対応する部分、及び被験者Ｈの足先に対応する部分に、空間部３８ａ、３８ｂを有している。被験者Ｈは、支持部３４に支持される際、この空間部３８ａ、３８ｂに被験者Ｈの上半身の左右方向の中央部分及び足先をいれることができる。この場合、支持部３４は、支持部３４に支持される際の被験者Ｈの負担を軽減し、確実に被験者Ｈを支持することができる。

また、支持部３４は、図６に示すように、支持部材３５に下方から支持され、鉛直方向に対して、所定の角度で傾いて配置されている。この傾きは、例えば、鉛直方向に対して１０°程度傾くように設定される。被験者Ｈは、測定時に、支持部３４に体重をあずけて、鉛直方向に対して傾いた状態で、支持される。なお、足部支持部３６も、上記した支持部３４の傾きに対応して配置され、被験者Ｈの足部を支持する支持面が、支持部３４が人体を支持する支持面に対して、直交するように配置されている。

ところで、測定装置１による測定時には、測定する項目の種類にもよるが、被験者Ｈは静止状態であるのが望まれる。上記のように支持部３４が鉛直方向に対して所定の角度で傾いている場合、被験者Ｈは支持部３４に体重をあずけることができるので、被験者Ｈが測定時に静止する際の負担を軽減することができる。また、測定装置１は、被験者Ｈをポジショナー３３で支持して測定するので、静止状態の被験者Ｈを容易に測定することができる。被験者Ｈが子供などの場合、測定時に動いてしまうことがあるが、ポジショナー３３を用いることにより、被験者Ｈを容易に静止させることができる。

また、支持部３４の表面には、基準線４０が設けられている。この基準線４０は、例えば、所定の高さに配置される。基準線４０は、撮像部２により撮像可能に設けられている。このような基準線４０がある場合、被験者Ｈの伸長を容易に把握することができる。また、撮像部２は、基準線４０を含んで被験者Ｈを撮像する場合、撮像部２が取得した画像に基準線４０に関する情報が付与することができる。この場合、基準線４０に関する情報を画像の処理に用いることができる。

スクリーン３７は、支持部３４が被験者Ｈを支持する面と反対側に設けられている。スクリーン３７は、支持部３４に対して所定の位置（距離、角度）で設けられている。スクリーン３７は、撮像部２により撮像された画像においては、背景になる。スクリーン３７がある場合、撮像部２により撮像した画像、あるいは３次元データ取得部３により取得した３次元データに、被験者Ｈ以外の物体の情報が含まれるのを防止することができるので、画像および３次元データの精度を向上させることができる。また、スクリーン３７は、支持部３４に対して所定の距離で設けられているので、３次元データ取得部３が取得した３次元データにおいて、スクリーン部分を基準とすることができ、これにより、３次元データの精度を向上させることができる。

なお、ポジショナー３３の構成は、図５等に示す例に限定されず、任意である。例えば、ポジショナー３３は、スクリーン３７を備えなくてもよい。また、測定装置１がポジショナー３３を備えるか否かは、任意である。

図２の説明に戻り、抽出部１０は、３次元データ取得部３により取得した３次元データ（以下、「３次元計測データ」という）から、被験者Ｈの表面形状に関するデータ（以下、表面形状データという）を抽出する。例えば、抽出部１０は、予め人体の背部のパターンを記憶部１６等に保存しておき、そのパターンと３次元計測データとのパターンマッチング処理等を用いて人体の判定を行い、３次元計測データから表面形状データを抽出する。例えば、抽出部１０は、被験者Ｈの外形線（エッジ）を抽出する。抽出部１０は、例えば、３次元計測データあるいは撮像部２が取得した画像データ（以下、単に「画像データ」と称すこともある）が表す物体の外形線を検出することにより、被験者Ｈの外形線の抽出を行う。抽出部１０は、抽出した外形線に基づき、３次元計測データから表面形状データを抽出する。例えば、抽出部１０は、３次元計測データから、表面形状データとして被験者Ｈの外形線の内側部分のデータを抽出する。抽出部１０が人体の判定を行う場合、以降の処理を自動化することができる。例えば、３次元データ取得部３による３次元計測データの取得状態を継続し、被験者Ｈが３次元データ取得部３側に背部を向けて所定の姿勢をとった際に、人体であると判定することにより、以降の処理に自動的に移行させることができ、効率的に検査を行うことができる。また、抽出部１０が３次元計測データから被験者Ｈの表面形状に関するデータを抽出することにより、処理に用いられるデータ量を減らすことができるため、以降の処理（例、各種画像処理、状態検出部４による状態の検出（算出）、正中線検出部１１による中心線の検出等）を効率的に行うことができる。

なお、抽出部１０は、３次元計測データから被験者Ｈの表面形状に関するデータを抽出する前に、３次元計測データと画像データとの少なくとも一方から背景データを削除する処理を行ってもよい。例えば、抽出部１０は、３次元計測データから被験者Ｈの背部の表面に対して、所定の距離以上の部分を背景データであると推定して、削除してもよい。例えば、３次元データ取得部３と被験者Ｈとのおおよその距離が予めわかっている場合、この距離を上記の所定の距離として用いることができる。また、抽出部１０は、３次元計測データと画像データとの少なくとも一方に対して、フィルタリング等のノイズの軽減処理、コントラストや明るさなどを変更する処理等の画像処理を行ってもよい。なお、測定装置１は、抽出部１０を備えなくてもよいし、抽出部１０は、測定装置１の外部の装置に設けられてもよい。例えば、測定装置１は、上記の外部の装置において抽出部１０により処理されたデータを用いて、各種の処理を行ってもよい。

正中線検出部１１は、３次元計測データに基づいて、被験者Ｈの背部の正中線を検出する。正中線は、被験者Ｈの頭頂から縦（上下方向、身長の方向）に延びる直線であり、被験者Ｈの左右方向（幅方向）の中心線である。以下の説明において、正中線と平行な方向を、適宜、正中線方向という。この正中線は、例えば、被験者Ｈの背部を左右に分けて評価を行う基準として用いられる。正中線検出部１１は、例えば、上記した被験者Ｈの背部の外形線に基づく背部の幅（左右方向の長さ）から正中線を検出する。例えば、正中線検出部１１は、上記した被験者Ｈの背部の外形線に基づいて被験者Ｈの背部の各位置における幅を取得し、例えばその幅の１／２の位置（背部の幅方向の中心位置）を結んで正中線とする。なお、正中線検出部１１で検出した正中線は、表示部５に表示してもよい。

なお、正中線検出部１１が、被験者Ｈの背部の正中線を検出する手法は、上記した例に限定されず任意である。例えば、例えば、人体の背部において脊柱の位置は、一般的に凹状態（くぼみ）となっているため、正中線検出部１１は、背部の凹凸状態のデータにおいて略中央で凹状態の底（極値）となっている位置を結んだ線、あるいはこの線を、頭頂を通る直線で近似した線を正中線としてもよい。また、正中線検出部１１は、撮像部２が取得した画像データを用いて、被験者Ｈの背部の正中線を検出してもよい。また、正中線検出部１１は、被験者Ｈの背部のＸ線撮影画像データが表す形状（画像）と、３次元計測データが表す形状（画像）とを重ね合わせて、正中線を検出するようにしてもよい。例えば、評価（検出）の精度を高める場合には、正中線検出部１１は、Ｘ線撮影画像を参照して正中線を決定（検出）してもよい。また、正中線検出部１１は、被験者Ｈの背部のモアレ画像データが表す形状（画像）と、３次元計測データが表す形状（画像）とを重ね合わせて、正中線を検出してもよい。例えば、評価（検出）の精度を高める場合には、正中線検出部１１は、モアレ画像を参照して正中線を決定してもよい。また、正中線検出部１１は、例えば、被験者Ｈの脊柱を示す位置に反射テープ等で構成したマーカを予め貼付し、撮像部２が撮像した画像からマーカの位置を検出し、正中線を決定してもよい。なお、測定装置１は、正中線検出部１１を備えなくてもよいし、正中線検出部１１は、測定装置１の外部の装置に設けられてもよい。例えば、測定装置１は、上記の外部の装置において正中線検出部１１により処理されたデータを用いて、各種の処理を行ってもよい。

特徴部位指定部１２は、被験者Ｈの背部における測定すべき特徴部位を指定する。特徴部位指定部１２は、例えば、３次元計測データ、あるいは抽出部１０により抽出された表面形状データから被験者Ｈの背部における測定すべき特徴部位を指定する。特徴部位指定部１２は、例えば、測定すべき特徴部位を自動的に検出して指定する。例えば、特徴部位指定部１２は、予め測定すべき特徴部位に関するデータを記憶部１６に登録し、そのデータに基づいて特徴部位を検出する。特徴部位指定部１２は、例えば、３次元計測データに基づいて被験者Ｈの背部の各部位を推定する処理を行う。例えば、特徴部位指定部１２は、特徴部位を「第７頚椎」として、被験者Ｈの「第７頚椎」の位置を３次元データ、あるいは撮像部２による画像データに基づいて自動的に検出する。特徴部位指定部１２は、これと同様にして、「頸椎」、「胸椎」、「腰椎」、「肩部」、「肩甲骨」、「腰部」、「骨盤」、「かかと」、「ひざ」等の各部位（各領域）を特徴部位として検出する。なお、特徴部位指定部１２が検出した各部位は、各部位を示す画像を生成して、表示部５により表示してもよい。

なお、特徴部位指定部１２は、これらの各部位（各領域）を特徴部位として推定してもよい。なお、特徴部位指定部１２が腰部や臀部の位置を推定し、その部位を捻じれ（歪み）の基準としてもよい。一般的に、腰部や臀部は略水平面を形成すると考えることができるので、この腰部や臀部を「第７頚椎」や「肩部」等の特徴部位の捻じれ（歪み）具合の基準とすることができる。また、特徴部位指定部１２は、正中線検出部１１により検出した正中線に基づいて、測定すべき特徴部位を自動的に検出してもよい。なお、特徴部位指定部１２が指定する被験者Ｈの部位は、上記に限定されず任意である。

また、特徴部位指定部１２は、操作者が手動で指定した特徴部位を、測定すべき特徴部位として指定することができる。例えば、３次元計測データあるいは画像データに相当する画像を表示部５に表示し、操作者は、マウス、タッチペン等の入力部６を用いて、表示部５に表示された画像上の位置を選択する。入力部６は、ユーザが指定した特徴部位の情報を取得し、特徴部位指定部１２は、この情報に基づいて特徴部位を指定（決定）する。なお、各状態検出部４における、被験者Ｈの背部における測定すべき特徴部位については、後に説明する。

自動評価部１３は、例えば、後述する状態検出部４の各部で検出された特徴部位の状態を自動的に評価する。自動評価部１３は、例えば、予め設定される閾値との比較によって、状態検出部４の各部で検出された特徴部位の状態を自動的に評価する。これにより、被験者Ｈの特徴部位の状態を、簡便に把握することができる。上記の閾値としては、例えば、健常者について状態検出部４の各部で検出された値等を用いることができる。自動評価部１３は、例えば、被験者Ｈについて状態検出部４の各部で検出された値が上記の閾値を超えた場合に、被験者Ｈに対する検出値と閾値との差に応じて、「・・・の部分に軽度の歪みがみられます」、「・・・の部分に中度の歪みがみられ、要観察と思われます」、「・・・の部分に重度の歪みがみられ、手術等の治療が必要と思われます」等のメッセージを表示するようにしてもよい。また、自動評価部１３は、被験者Ｈについて過去の測定により得られた特徴部位の状態を示すデータと、被験者Ｈについて今回の測定により得られる特徴部位の状態を示すデータとを比較して、特徴部位の状態を自動的に評価してもよい。なお、本明細書において、自動評価部１３の評価結果は、状態検出部４の検出結果に含まれるものとする。

なお、体の歪み（例、脊椎側弯症）についての手術や各種治療の要否等の最終判断は、医師等（例、専門医）によって行われる。また、測定装置１は、自動評価部１３を備えなくてもよいし、自動評価部１３は、測定装置１の外部の装置に設けられてもよい。例えば、上記の外部の装置において自動評価部１３は、測定装置１により得られる特徴部位の状態を示すデータを用いて、特徴部位の状態を自動的に評価してもよい。

次に状態検出部４について説明する。状態検出部４は、３次元データ取得部３で取得される３次元データに基づいて、特徴部位指定部１２で指定された特徴部位の状態を検出する。本実施形態の状態検出部４は、脊柱の歪みを検出する。状態検出部４は、例えば、第１の脊柱検出部４ａ、及び第２の脊柱検出部４ｂを備える。なお、状態検出部４は、被験者Ｈの背部の歪みに関連する複数の項目（肩部、肩甲骨、腰部、下半身、骨盤、足部）を検出してもよい。

第１の脊柱検出部４ａは、特徴部位の状態として、被験者Ｈの左右方向の体表面の凹凸状態を検出する。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の脊柱検出部４ａを説明するための図である。図８（Ａ）は、第１の脊柱検出部４ａにおける測定すべき特徴部位を示す図である。図８（Ａ）の３次元データに基づく処理画像は、例えば表示部５に表示される。第１の脊柱検出部４ａは、例えば、測定すべき特徴部位を、正中線の方向における頸椎から股間までの所定部分Ｒ１に設定し、この所定部分Ｒ１において、正中線を境にした左右のピーク位置の高低差を示す情報（以下、高低差情報）を算出する。

図８（Ｂ）は、正中線に直交する面における被験者Ｈの体表面の形状を示す図である。図８（Ｂ）において、符号ＭＬは正中線であり、符号ＰＥ１は正中線ＭＬに対して左側のピーク（例、極大）であり、符号ＰＥ２は正中線ＭＬに対して右側のピーク（例、極小）である。第１の脊柱検出部４ａは、例えば、正中線に直交する面内の所定部分Ｒ２について、正中線を境界線とする左右の領域のうち、一方の領域（例、左の領域）における高さの極大値（ピークＰＥ１の高さ）と、他方の領域（例、右の領域）における極小値（ピークＰＥ２の高さ）との差分を、高低差ｈとして算出する。高低差ｈは、上記の高低差情報の一例である。また、第１の脊柱検出部４ａは、ピークＰＥ１とピークＰＥ２を通る直線Ｌ１が、水平線ＨＬと交わる角度θ１を算出する。角度θ１は、上記の高低差情報の一例である。

また、第１の脊柱検出部４ａは、被験者Ｈの左右方向の脊柱の歪みの程度（レベル）を定量的に検出する。第１の脊柱検出部４ａは、例えば、図８（Ａ）に示した部分Ｒ１において正中線の方向における複数の各位置において、図８（Ｂ）に示したように正中線ＭＬに対する左右のピーク位置の高低差情報として、例えば角度θ１を算出する。図８（Ｃ）は、第１の脊柱検出部４ａが算出した角度θ１の、正中線の方向における分布を示す図である。図８（Ｃ）の画像は、例えば表示部５に表示される。図８（Ｃ）において、縦軸は正中線の方向における位置であり、横軸は角度θ１である。なお、横軸の角度θ１は、図８（Ｂ）の直線Ｌ１のように左から右に向かって高さが減少する場合に正（＋）とし、その反対の場合に負（−）とした値である。

また、第１の脊柱検出部４ａは、例えば、部分Ｒ１における、ピーク位置の高低差を示す角度θ１において、最大値と最小値とを算出し、最大値の絶対値と最小値の絶対値との和を「弯曲度」として算出する。この「弯曲度」は、被験者Ｈの脊柱の左右方向の歪みの程度を定量的に示す値である。第１の脊柱検出部４ａが算出した「弯曲度」を用いると、例えば、被験者Ｈの脊柱の左右方向の歪みの程度を簡便且つ精度よく評価することができる。

図８（Ｃ）に示す例では、正の角度（＋の角度）の最大値を矢印Ｂで示し、負の角度（−の角度）の最小値を矢印Ａで示した。なお、図８（Ａ）において、この矢印ＡはＡ−Ａ線の部分に相当し、矢印ＢはＢ−Ｂ線の部分に相当する。なお、このＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線は、第１の脊柱検出部のＡの検出結果として、撮像部２による実画像及び／又は３次元データに基づく画像に重ねられて、表示部５に表示される。また、第１の脊柱検出部４ａは、図８（Ｄ）に示すように、Ａ−Ａ線における体表面の凹凸状態（符号Ａで示す）、及びＢ−Ｂ線における体表面の凹凸状態を検出結果（符号Ｂで示す）として出力する。

図９は、第２の脊柱検出部４ｂを説明するための図である。図９（Ａ）は、第２の脊柱検出部４ｂにおける測定すべき特徴部位を示す図である。図９（Ａ）の画像は、例えば表示部５に表示される。第２の脊柱検出部４ｂは、特徴部位の状態として、被験者Ｈの前後方向（背腹方向）の体表面の凹凸状態を検出する。第２の脊柱検出部４ｂは、例えば、被験者Ｈの脊柱における前後方向の歪みの程度を定量的に検出する。第２の脊柱検出部４ｂは、例えば、測定すべき特徴部位を、被験者Ｈの背部の部分Ｒ３に設定し、この特徴部位における体表面の凹凸状態を検出する。部分Ｒ３は、例えば、被験者Ｈの背部の幅方向における中心位置を結んだ線に相当する部分である。部分Ｒ３の体表面の凹凸状態には、脊柱の前後方向の位置が反映されている。したがって、第２の脊柱検出部４ｂは、部分Ｒ３の体表面の凹凸状態を検出することにより、脊柱における前後方向の歪みを検出することができる。

図９（Ｂ）は、第２の脊柱検出部４ｂの検出結果の例を示す図である。図９（Ｂ）の画像は、例えば、表示部５に表示される。図９（Ｂ）において、横軸は正中線の方向における体表面の位置であり、横軸は前後方向における体表面の位置である。第２の脊柱検出部４ｂは、例えば、正中線の方向における体表面の位置に対する前後方向における体表面の位置の分布を検出結果として出力する。図９（Ｂ）の符号Ｌ２は、被験者の上下方向に対応する線を示す。この分布は、例えば、前後方向への背骨の反りを評価すること等に利用される。なお、第２の脊柱検出部４ｂにおける特徴部位は、被験者Ｈの背部の中心線の部分Ｒ３でなくてもよく、例えば、被験者Ｈの背部から選択される、正中線と平行な部分でもよい。

上記のように本実施形態の測定装置１は、被験者Ｈの脊柱の歪みを簡単かつ精度よく検出することができる。また、測定装置１は、被験者Ｈの脊柱における左右方向の歪みを検出することができるので、被験者Ｈが脊柱側弯症であることを検出することができる。また、測定装置１は、被験者Ｈの脊柱における前後方向の歪みを検出することができるので、被験者Ｈが脊柱前湾症、あるいは脊柱後湾症であることを検出することができる。このような測定装置１は、学校検診における脊柱側弯症のスクリーニング、病院・診療所での脊柱側弯症の検出、脊柱側弯症手術前後の経過観察などに好適に用いることができる。

なお、上記した第１の脊柱検出部４ａおよび第２の脊柱検出部４ｂは、例えば静止状態の被験者Ｈの画像および３次元データを用いて状態の検出を行うが、所定の動作を行う被験者Ｈの動画を用いて、評価を総合的に行ってもよい。なお、第１の脊柱検出部４ａおよび第２の脊柱検出部４ｂのうち少なくとも１つは、なくてもよい。

図２の説明に戻り、入力部６は、ユーザから各種操作指令の入力を受け付ける。入力部６としては、例えば、キーボード、マウス、ボタン、ジョイスティック、タッチパネル等の入力装置を用いることができる。

記憶部１６は、コンピュータ装置ＣＰの動作に必要な各種プログラム、各種データを記憶（格納）する。記憶部１６としては、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ等の記憶装置を用いることができる。

表示部５は、各種情報を表示する。例えば、表示部５は、図５に示した撮像部２が取得した実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２、状態検出部４の検出結果、自動評価部１３の評価結果、測定装置１の操作を行う操作部１５、測定装置１の操作に関する情報、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２及び状態検出部４の検出結果Ｄ１以外の被験者Ｈの背部に関する情報（例、正中線ＭＬ（図８（Ａ）参照））等を表示する。なお、実画像Ｉｍ１については、上記した中心線３１ａを含む画像が表示される。

表示部５の表示は、表示制御部１４により制御される。表示制御部１４は、上記したような表示部５に表示する情報を表示部５に表示させる。表示部５としては、例えば、ディスプレイ、液晶モニタ、タッチパネル等の表示装置等を用いることができる。また、表示部５は、被験者Ｈの３次元データ等を、ポリゴンやワイヤーフレーム等を用い３次元画像で表示するようにしてもよい。また、ボタン操作やポインティングデバイス操作により、３次元画像の視点等を切り換えるようにしてもよい。

図１０は、表示部による表示例を示す図である。図１０に示すように、表示部５は、表示制御部１４の制御により、撮像部２が取得した実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２、状態検出部４の検出結果Ｄ１、測定日時Ｄ２、被験者Ｈの氏名Ｄ３、被験者Ｈの識別番号（ＩＤ）Ｄ４、操作メニューＭ１（操作部１５）、被験者Ｈの背部に関する情報Ｉ、上記した自動評価部１３の評価結果（図示せず）等を表示する。表示部５は、これらの情報をリアルタイムで表示することができる。

例えば、表示部５は、実画像Ｉｍ１と３次元データを示す画像Ｉｍ２とを、並べて表示する。例えば、表示部５は、実画像Ｉｍ１と３次元データを示す画像Ｉｍ２とを、並べて同一の大きさで表示する。また、表示部５は、実画像Ｉｍ１に中心線３１ａ（左右中心線及び上下中心線）を重ねて表示する。

状態検出部４の検出結果Ｄ１は、状態検出部４の検出結果Ｄ１は、状態検出部４（第１の脊柱検出部４ａ、第２の脊柱検出部４ｂ）の検出結果を示す情報である。例えば、図１０に示す例では、表示部５は、状態検出部４の検出結果Ｄ１として、図８（Ｃ）に示した第１の脊柱検出部４ａが算出した角度θ１の正中線の方向における分布を示す画像Ｉｍ３、及び「弯曲度」Ｄ５を表示する。このように、表示部５は、状態検出部４の検出結果Ｄ１を、実画像Ｉｍ１及び３次元データを示す画像Ｉｍ２に、並べて表示することができる。本実施形態では、表示部５は、図８（Ｄ）に示したＡ−Ａ線における体表面の凹凸状態、Ｂ−Ｂ線における体表面の凹凸状態を検出結果、図９（Ｂ）に示した正中線の方向における体表面の位置に対する前後方向における体表面の位置の分布なども表示することができる。

被験者Ｈの背部に関する情報Ｉは、被験者Ｈの背部に関する情報であれば任意である。例えば、図１０に示す例では、被験者Ｈの背部に関する情報Ｉは、正中線ＭＬである。被験者Ｈの背部に関する情報Ｉは、特徴部位指定部１２が検出した各部位を示す情報などが挙げられる。

また、操作メニューＭ１は、測定装置１の各種操作を行う操作部１５として用いられる。操作メニューＭ１は、例えば、表示部５にボタンとして表示される。図１０に示す例では、操作メニューＭ１は、「保存」、「再生／停止」、「比較」、「印刷」、「読み込み」、「設定表示」、及び「終了」の操作をするボタンとして表示される。例えば、「保存」は、取得した画像データおよび３次元データを保存する操作を行う。「再生／停止」は、画像Ｉｍ１および画像Ｉｍ２をリアルタイムによる表示と、記憶したデータを再生することによる表示の切り替え操作を行う。「比較」は、複数のデータの比較する操作を行う。「印刷」は、表示している画像をプリントアウトする操作を行う。「設定表示」は設定を表示する操作を行う。「読み込み」は記憶部１６に格納される各種データ（例、実画像、３次元データ）を読み込んで、表示部５に表示させる操作を行う。「終了」は、アプリケーションを終了する操作を行う。このように、表示部５が操作部１５を表示する場合、ユーザは、簡単に操作することができる。なお、操作部１５は、図１０に示す操作部１５は、一例であり、これに限定されない。例えば、本実施形態の操作部１５は、図には示さないが、各画像の縮尺の変更なども行うことができる。

以上のように、本実施形態では、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２及び状態検出部４の検出結果Ｄ１を表示するので、測定結果を容易に把握することができる。また、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２及び状態検出部４の検出結果Ｄ１をリアルタイムで表示するので、測定結果を、迅速かつより容易に把握することができる。

また、表示部５は、上記した実画像Ｉｍ１及び３次元データを示す画像Ｉｍ２を並べて表示するので、測定結果を容易に把握することができる。また、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２、及び状態検出部４の検出結果Ｄ１を並べて表示するので、測定結果を、さらに容易に把握することができる。

また、表示部５は、上記した実画像Ｉｍ１及び３次元データを示す画像Ｉｍ２を並べて表示するので、３次元データを取得したときの被験者Ｈの状態（測定状態）を実画像Ｉｍ１により、より簡単に把握することができる。また、この場合、測定時において、撮像部２の撮像位置が正常であったか否かなども確認することができる。また、この場合、通常、３次元データを示す画像のみでは被験者Ｈを識別することは困難であるが、実画像Ｉｍ１により被験者Ｈを識別することができる。

また、表示部５は、中心線３１ａの左右中心線及び上下中心線を、実画像Ｉｍ１に重ねて表示するので、画像あるいは３次元データが取得されたときの撮像部２による撮像位置（撮像範囲）を、簡単に確認することができる。この場合、測定時において、撮像部２の撮像位置が正常であったか否か、例えば、撮像部２が傾いたりしていないかどうか等を簡単に確認し、把握することができる。また、画像Ｉｍ１に左右中心線がある場合、被験者Ｈの左右中心線に対する傾きを簡単に把握することができる。

なお、表示部５の表示態様は、図１０、図１１等に示す例に限定されず任意である。例えば、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２及び状態検出部４の検出結果Ｄ１は、リアルタイムで表示しなくてもよい。また、例えば、表示部５は、実画像Ｉｍ１と３次元データを示す画像Ｉｍ２とを並べて表示しなくてもよいし、同一の大きさになるように表示しなくてもよい。また、表示部５は、表示部５は、中心線３１ａの左右中心線及び上下中心線を、実画像Ｉｍ１に重ねて表示しなくてもよい。

また、測定装置１は、各種データ（例、各種検出結果（検出データ））等を外部に出力する出力部（図示せず）を備える。出力部としては、例えば、プリンター、データ出力装置（ＵＳｂインターフェース、ネットワークインターフェース等のデータ出力インターフェース）等が挙げられる。

次に、本実施形態に係る測定方法を上記した測定装置１の動作に基づいて説明する。なお、以下の説明は、本実施形態に係る測定方法の一例であり、本実施形態に係る測定方法はこれに限定されない。図１１及び図１２は、実施形態に係る測定方法のフローチャートである。

本測定方法は、ステップＳ１において、被験者Ｈの背部を撮像する。例えば、上記のように、撮像部２により、被験者Ｈの背部を撮像する。撮像部２により取得した画像は、記憶部１６に格納され、後の処理が行われる。

続いて、ステップＳ２において、被験者Ｈの背部の３次元データを取得する。例えば、上記のように、３次元データ取得部３により、被験者Ｈの背部の３次元データを取得する。３次元データ取得部３により取得した３次元データは、記憶部１６に格納され、後の処理が行われる。

ステップＳ３において、抽出部１０は、３次元計測データから被験者Ｈの表面形状データを抽出する。例えば、ステップＳ３のステップＳ３１において、抽出部１０は、３次元計測データに人体のデータが含まれるか否かを判定する。例えば、抽出部１０は、３次元計測データと、予め準備した人体の３次元形状データとをパターンマッチング等を行うことにより、３次元計測データに人体のデータが含まれるか否か判定する。

抽出部１０が、３次元計測データに人体のデータが含まれないと判定した場合（ステップＳ３１；Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、被験者Ｈの背部を撮像する。抽出部１０が、３次元計測データに人体のデータが含まれると判定した場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、ステップＳ３２において、３次元計測データからノイズを除去、あるいは低減する。例えば、抽出部１０は、フィルタリングなどの処理により、３次元計測データからノイズを除去する。

ステップＳ３３において、抽出部１０は、３次元計測データから背景データを削除する。例えば、抽出部１０は、３次元データ取得部３との距離が予め設定された所定距離よりも遠い部分を背景と推定し、背景に相当するデータを除去する。

続いて、ステップＳ３４において、抽出部１０は、人体部分の外形線を抽出する。例えば、抽出部１０は、人体部分のエッジを検出する。例えば、抽出部１０は、３次元計測データあるいは画像データが表す物体の外形線を検出することにより、被験者Ｈの外形線の抽出を行う。画像のエッジを検出して、被験者Ｈの背部の外形線を取得する。ステップＳ３５において、抽出部１０は、人体部分のデータを抽出する。例えば、抽出部１０は、３次元計測データから、表面形状データとして被験者Ｈの外形線の内側部分のデータを抽出する。なお、ステップＳ３１からステップＳ３５を行うか否かは任意である。

ステップＳ４において、正中線検出部１１は、抽出部１０により抽出された表面形状データから被験者Ｈの背部の正中線を検出する。なお、ステップＳ４を行うか否かは任意である。

ステップＳ５において、特徴部位指定部１２は、抽出部１０により抽出された表面形状データから被験者Ｈの背部における測定すべき特徴部位を指定する。なお、ステップＳ５を行うか否かは任意である。

ステップＳ６において、状態検出部４は、３次元データに基づいて、指定された特徴部位の状態を検出する。図１２（Ａ）に示すステップＳ６１において、脊柱の歪みを検出する。例えば、ステップＳ６２において、第１の脊柱検出部４ａは、特徴部位として指定される被験者の脊柱に対し、３次元データに基づいて、被験者の左右方向における脊柱の歪みを特徴部位の状態として検出する（図８参照）。ステップＳ６２において、第２の脊柱検出部４ｂは、特徴部位として指定される被験者の脊柱に対し、３次元データに基づいて、被験者Ｈの前後方向における脊柱の歪みを特徴部位の状態として検出する（図９参照）。

続いて、図１２（Ｂ）に示すステップＳ７において、自動評価部８は、状態検出部４で検出された特徴部位の状態を自動的に評価する。なお、ステップＳ８を行うか否かは任意である。

続いて、ステップＳ８において、実画像、３次元データを示す画像を表示する。例えば、上記のように、表示部５は、実画像Ｉｍ１及び３次元データを示す画像Ｉｍ２を表示する。この際、上記したように、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２及び状態検出部４の検出結果Ｄ１を表示してもよい。また、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２及び状態検出部４の検出結果Ｄ１をリアルタイムで表示してもよい。また、表示部５は、上記した実画像Ｉｍ１及び３次元データを示す画像Ｉｍ２を並べて表示してもよい。また、表示部５は、実画像Ｉｍ１、３次元データを示す画像Ｉｍ２、及び状態検出部４の検出結果Ｄ１を並べて表示してもよい。表示部５は、中心線３１ａの左右中心線及び上下中心線を、実画像Ｉｍ１に重ねて表示してもよい。

以上のように、本実施形態の測定装置１及び測定方法は、測定結果を容易に把握することができる

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

なお、計測結果の表示について、３次元計測データに基づく体表面の凹凸を強調する処理を行なって、操作者や医師が凹凸状態をより把握し易くするようにしてもよい。また、３次元計測データに基づく体表面の凹凸に適当な彩色を施す処理を行なって、操作者や医師が、凹凸状態をより把握し易くするように表示してもよい。

例えば、上述の実施形態の状態検出部４は、第１の脊柱検出部４ａ及び第２の脊柱検出部４ｂである例を説明したが、状態検出部４は、これに限定されず、任意である。例えば、本願発明者らによる国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０８２８８７に記載するように、状態検出部４は、３次元データに基づいて、被験者Ｈの背部の正中線に対する左右の肩の傾きを検出してもよいし、被験者Ｈの左右の肩甲骨の歪みを検出してもよいし、被験者Ｈの骨盤の歪みを検出してもよいし、被験者Ｈの背部の所望の位置に標識がされる場合に、被験者Ｈにおいて前記標識が設けられる部分の位置及び高さを検出してもよい。

１・・・測定装置
２・・・撮像部
３・・・３次元データ取得部
４・・・状態検出部
４ａ・・・第１の脊柱検出部（状態検出部）
４ｂ・・・第２の脊柱検出部（状態検出部）
５・・・表示部
６・・・入力部
８・・・自動評価部
９・・・状態検出部
１０・・・抽出部
１１・・・正中線検出部
１２・・・特徴部位指定部
１３・・・自動評価部
１４・・・表示制御部
１５・・・操作部
１６・・・記憶部
３１・・・基準部
３１ａ・・・中心線
３３・・・ポジショナー
ＣＰ・・・コンピュータ装置
ＣＵ・・・制御部
ＰＵ・・・処理部
Ｓ・・・Ｋｉｎｅｃｔセンサ
Ｓａ・・・ＲＧＢカメラ（撮像部）
Ｓｂ・・・赤外線レーザ発光部（３次元データ取得部）
Ｓｃ・・・測定用赤外線カメラ（３次元データ取得部）
Ｉｍ１・・・実画像（画像）
Ｉｍ２・・・画像（３次元データを示す画像）
Ｍ１・・・操作メニュー（操作部）
Ｄ１・・・状態検出部の検出結果

本発明は、測定装置に関する。

本発明の態様に係る測定装置は、測定時に被験者を支持するポジショナーを備え、ポジショナーに支持された被験者の背部を撮像して被験者の脊柱の歪みを検出する測定装置であって、ポジショナーは、鉛直方向に対して傾いて設定され、測定時に被験者が体重をあずけることにより被験者を鉛直方向に対して傾いた状態で支持する支持部を備える。

Claims (7)

1. 被験者の背部を撮像する撮像部と、
   被験者の背部の３次元データを取得する３次元データ取得部と、
   前記背部の特徴部位の状態を前記３次元データに基づいて検出する状態検出部と、
   前記撮像部による実画像、前記３次元データに基づく処理画像、及び前記状態検出部の検出結果を表示する表示部と、を備える、測定装置。
2. 前記状態検出部は、前記被験者の脊柱の歪みを前記特徴部位の状態として検出する、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記表示部は、前記３次元データに基づく処理画像として等高線画像を表示する、請求項１または請求項２に記載の測定装置。
4. 前記表示部は、前記実画像と前記処理画像とを並べて同一の大きさで表示する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の測定装置。
5. 前記表示部は、前記撮像部が撮像した実画像に左右中心線及び上下中心線を重ねて表示する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測定装置。
6. 前記表示部は、前記測定装置の各部を操作する操作部を表示する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の測定装置。
7. 被験者の背部を撮像することと、
   被験者の背部の３次元データを取得することと、
   前記背部の特徴部位の状態を前記３次元データに基づいて検出することと、
   撮像部による実画像及び前記３次元データに基づく処理画像を表示部に表示することと、を含む測定方法。

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