JP4342962B2 - 骨強度測定装置 - Google Patents

Description

この発明は、生体の一部における骨強度を診断する骨強度測定装置に関する。

近年、超音波を用いて生体の一部、例えば手首や踵などの骨強度を測定する骨強度測定装置が開発され、実用化されるようになってきており、例えば、特許文献１に示すように、超音波送・受信用トランスデューサをそれぞれ内蔵した一対の超音波プローブによって生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより、前記生体の一部における骨強度に関する情報を得るようにしたものが公知である。

ところで、人の骨強度測定を行う場合、手首や踵を被測定部位とすることが一般的に行われるが、前記手首や踵には、他の身体部位と異なり、海綿骨が多く存在していることが知られている。図５は、例えば、手首１の横断面形状を模式的に示すもので、海綿骨２を中心にして皮質骨３および軟組織４がほぼ同心円状に配置されている。

そして、上記特許文献１に係る発明では、海綿骨が存在する被測定部位にその直径方向からパルス状の超音波を照射した場合、当該超音波が音速の異なる二成分に分かれるという知見に基づいている。これは、海綿骨における骨質の層状配列が異なることによって、パルス状の超音波が海綿骨内を透過するに際し、多孔性構造部分を透過するときと骨髄構造部分を透過するときとでは、音速が異なる結果、一方の超音波発信部を発した超音波は、二つの異なる速度の音波、すなわち、より速い第１波と遅い第２波とに分かれ、他方の超音波受信部にそれぞれ異なる時間に受信されるのである。

そして、従来の骨強度測定装置においては、図５に示すような手首１における全ての組織、すなわち、海綿骨２、皮質骨３および軟組織４のそれぞれの厚みや性状を求めるのに、以下のような前提を基にして所定の演算を行っていた。

図６は、従来の骨強度測定装置における測定系の構成を概略的に示すもので、この図において、５，６は手首１の直径方向の両側に密着してセットされる超音波プローブで、詳細な図示は省略するが、そのプローブ本体内には、超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容してなるものである。この超音波プローブ５，６は、それぞれケーブルを介して操作表示装置（図示していない）に接続されている。なお、この操作表示装置には、測定結果などをカラー表示することのできる表示部や測定結果などをカラー出力することのできるプリンタが付設されている。

そして、図６において、符号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、前記超音波プローブ５，６間を最短で結ぶ直線７が軟組織４、皮質骨３および海綿骨２と順に交わる境界の点である。また、図中のＬ_afは超音波プローブ５，６間距離（以下、単にプローブ間距離という）であり、Ｌ_ab，Ｌ_efは軟組織４の厚み、Ｌ_bc，Ｌ_deは皮質骨３の厚み、Ｌ_cdは海綿骨２の厚みである。

従来においては、超音波プローブ５（または６）を発した超音波音速は、軟組織４中でほぼ一定で、前記軟組織部分Ｌ_ab，Ｌ_efにおける速度を、Ｖ_ab，Ｖ_efで表したとき、
Ｖ_ab＝Ｖ_ef＝決まった値
となる。

そして、前記超音波音速は、皮質骨３中でほぼ一定で、前記皮質骨部分Ｌ_bc，Ｌ_deにおける速度をＶ_bc，Ｖ_deで表したとき、
Ｖ_bc＝Ｖ_de＝決まった値
となる。

また、前記超音波音速は、既に説明したように、海綿骨２中では、第１波（高速波）と第２波（低速波）とに分かれ、第１波の音速は骨の性状（構造）に依存するが、第２波はほぼ一定である。そこで、第２波の速度をＶ_s で表したとき、
Ｖ_s ＝決まった値
となる。

さらに、図６のように、超音波プローブ５，６を配置したとき、それらにおける離間距離Ｌ_afは予め測定しておくので、
Ｌ_af＝決まった値
となる。

今、例えば、図６に示した状態で、両方の超音波プローブ５，６からパルス状の超音波を発したとすると、軟組織４と皮質骨３との境界ｂ，ｅおよび皮質骨３と海綿骨２との境界ｃ，ｄにおいて反射した波による信号として図７（Ａ）に示すものが得られる。この図（Ａ）中において、Ｔ_b ，Ｔ_c は、超音波プローブ５によって受信される反射波の到達時間、Ｔ_e ，Ｔ_d は超音波プローブ６によって受信される反射波の到達時間である。また、一方の、例えば超音波プローブ５からパルス状の超音波を発したとすると、図７（Ｂ）に示すような透過波の信号が得られる。

まず、前記図７（Ａ）に示す反射波において、超音波プローブ５による境界ｂからの到達時間Ｔ_b から軟組織４の厚みＬ_abを求める。前記到達時間Ｔ_b は、超音波が境界ａと境界ｂとの間を往復するのに要した時間であるから、その片道の時間Ｔ_b ／２に軟組織４における音速Ｖ_abを乗ずる。すなわち、
Ｌ_ab＝（Ｔ_b ／２）×Ｖ_ab
となる。

同様に、超音波プローブ６による境界ｅからの到達時間Ｔ_e から軟組織４の厚みＬ_efを求めると、
Ｌ_ef＝（Ｔ_e ／２）×Ｖ_ef
となる。

そして、前記反射波において、超音波プローブ５による境界ｃからの到達時間Ｔ_c と境界ｂからの到達時間Ｔ_b との差（Ｔ_c −Ｔ_b ）を用いて、皮質骨３の厚みＬ_bcを求める。すなわち、前記（Ｔ_c −Ｔ_b ）は、超音波が境界ｂと境界ｃとの間を往復するのに要した時間であるから、片道の時間（Ｔ_c −Ｔ_b ）／２を皮質骨３における音速Ｖ_bcを乗ずる。 Ｌ_bc＝（Ｔ_c −Ｔ_b ）／２×Ｖ_bc
となる。

同様に、超音波プローブによる境界ｄからの到達時間Ｔ_d と境界ｅからの到達時間Ｔ_e との差（Ｔ_d −Ｔ_e ）を用いて、皮質骨３の厚みＬ_deを求める。すなわち、前記（Ｔ_d −Ｔ_e ）は、超音波が境界ｅと境界ｄとの間を往復するのに要した時間であるから、片道の時間（Ｔ_d −Ｔ_e ）／２を皮質骨３における音速Ｖ_deを乗ずる。
Ｌ_de＝（Ｔ_d −Ｔ_e ）／２×Ｖ_de
となる。

上記のように、Ｌ_af，Ｌ_ab，Ｌ_ef，Ｌ_bc，Ｌ_deが全て既知となったので、これらを用いて、海綿骨２の厚みＬ_cdを求めることができる。すなわち、
Ｌ_cd＝Ｌ_af−Ｌ_ab−Ｌ_ef−Ｌ_bc−Ｌ_de
となる。

これによって、軟組織４、皮質骨３および海綿骨２の全ての組織の厚みが得られたことになる。
特許第２８６３８８６号公報

上述したところから理解されるように、従来の骨強度測定装置においては、皮質骨３と海綿骨２との境界ｃ，ｄからの反射波の到達時間Ｔ_c ，Ｔ_d を利用して皮質骨３および海綿骨２の厚みを算出していたが、発明者らの鋭意研究によれば、前記反射波を検出するのは必ずしも容易ではなく、むしろ困難な場合があることが分かった。このため、上述した計算手法では、皮質骨３や海綿骨２などの厚みを精度よく得ることができないことがあり、その結果、それぞれの骨量や骨強度などの性状に関する情報として確実なものが得られないことがあった。

また、上記従来の骨強度測定装置においては、海綿骨２が存在しない部位における各組織の厚みを必ずしも確実に得られないことがあり、その結果、それぞれの骨量や骨強度などの性状に関する情報として確実なものが得られないことがあった。

この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その一つの目的は、皮質骨と海綿骨との境界からの反射波の検出を行うのが困難であっても、皮質骨や海綿骨の厚みを確実に求めることができ、精度の高い骨強度評価結果を得ることができる骨強度測定装置を提供することであり、他の目的は、海綿骨が存在しない部位における各組織の厚みを確実に求めることができ、精度の高い骨強度評価結果を得ることができる骨強度測定装置を提供することである。

上記一つの目的を達成するために、この発明は、プローブ本体内に超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容した一対の超音波プローブ間に生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより前記生体の一部における骨強度を測定する骨強度測定装置において、前記超音波プローブにおいて得られる海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の海綿骨中における音速を一定と見なし、この音速と第２波の超音波プローブへの到達時間とを用いて演算を行うことによって、前記生体の一部における皮質骨、海綿骨のそれぞれの厚みを求めるようにしたことを特徴としている（請求項１）。

また、上記他の目的を達成するために、この発明は、プローブ本体内に超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容した一対の超音波プローブ間に生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより前記生体の一部における骨強度を測定する骨強度測定装置において、前記超音波プローブにおいて得られる海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の音速を一定とみなすとともに、皮質骨と海綿骨との境界において反射する反射波の到達時間を測定し、前記第２波音速および反射波到達時間と第２波の超音波プローブへの到達時間とを用いて演算を行って皮質骨音速を求め、これに基づいて皮質骨の性状を得るようにしたことを特徴としている（請求項２）。

そして、上記他の目的を達成するために、この発明は、プローブ本体内に超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容した一対の超音波プローブ間に生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより前記生体の一部における骨強度を測定する骨強度測定装置において、前記超音波プローブにおいて得られる海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の到達時間および皮質骨と海綿骨との境界において反射する反射波の到達時間を測定し、前記各到達時間を用いて、海綿骨内の第２波音速を求め、これに基づいて海綿骨の性状を得るようにしたことを特徴としている（請求項３）。

前記請求項１の記載によれば、第２波の海綿骨中における音速を一定と見なすことによって、皮質骨と海綿骨との境界からの反射波の検出を行うのが困難であっても、皮質骨と海綿骨の厚みを簡単に求めることができ、精度の高い骨強度評価結果を得ることができるようになる。

また、前記請求項２の記載によれば、皮質骨における超音波音速を予め決定せず、皮質骨と海綿骨との境界において反射する反射波の到達時間を測定し、前記第２波音速および反射波到達時間を用いて演算を行って皮質骨音速を求めるようにしているので、皮質骨の性状を確実に得ることができる。

そして、前記請求項３の記載によれば、第２波音速を予め決定せず、海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の到達時間および皮質骨と海綿骨との境界において反射する反射波の到達時間を測定し、前記各到達時間を用いて、海綿骨内の第２波音速を求めるようにしているので、海綿骨内部、特に、骨の間の有機質の情報を詳細に得ることができる。

図１〜図３は、この発明の第１実施例を示す。図１は、この実施例の骨強度測定装置１０の全体的な構成を概略的に示すもので、この骨強度測定装置１０は、大別して、測定装置１１と操作表示装置１２とで構成され、例えば人８の手首（生体の一部の例）１における骨評価を行うことができるように構成されている。

そして、前記測定装置１１は、詳細な構造については省略するが、その前面側の測定部としての測定ユニット１３が形成され、前記手首１を挟持した状態で、所定の超音波を送・受信する超音波プローブ５，６が設けられている。そして、操作表示装置１２からの制御信号によって、前記超音波プローブ５，６を手首１の所定の被測定部位を適宜の間隔をおいて二次元的に走査して手首４の所定の範囲を二次元的に測定できるように構成されている。なお、１４は音響インピーダンス整合用液体供給部で、超音波プローブ５，６に所定の音響インピーダンス整合用液体を供給し、超音波プローブ５，６を手首１の両面に密着させるようにするものである。

また、図２は、上記骨強度測定装置１０を用いて骨強度測定を行う際の測定系の構成を概略的に示すもので、この図は、既に説明した図６と実質的に変わるところがなく、この図２において、図６に示した符号と同一符号は同一物であるので、その説明は省略する。

従来においては、超音波プローブ５（または６）を発した超音波音速は、軟組織４中でほぼ一定で、前記軟組織部分Ｌ_ab，Ｌ_efにおける速度を、Ｖ_ab，Ｖ_efで表したとき、
Ｖ_ab＝Ｖ_ef＝決まった値
となる。

そして、前記超音波音速は、皮質骨３中でほぼ一定で、前記皮質骨部分Ｌ_bc，Ｌ_deにおける速度をＶ_bc，Ｖ_deで表したとき、
Ｖ_bc＝Ｖ_de＝決まった値
となる。

また、前記超音波音速は、既に説明したように、海綿骨２中では、第１波（高速波）と第２波（低速波）とに分かれ、第１波の音速は骨の性状（構造）に依存するが、第２波はほぼ一定である。そこで、第２波の速度をＶ_s で表したとき、
Ｖ_s ＝決まった値
となる。

さらに、図２のように、超音波プローブ５，６を配置したとき、それらにおける離間距離Ｌ_afは予め測定しておくので、
Ｌ_af＝決まった値
となる。

今、例えば、図２に示した状態で、両方の超音波プローブ５，６からパルス状の超音波を発したとすると、軟組織４と皮質骨３との境界ｂ，ｅおよび皮質骨３と海綿骨２との境界ｃ，ｄにおいて反射した波による信号として図３（Ａ）に示すものが得られる。この図（Ａ）中において、Ｔ_b ，Ｔ_c は、超音波プローブ５によって受信される反射波の到達時間、Ｔ_e ，Ｔ_d は超音波プローブ６によって受信される反射波の到達時間である。また、一方の、例えば超音波プローブ５からパルス状の超音波を発したとすると、図３（Ｂ）に示すような透過波の信号が得られる。

まず、前記図３（Ａ）に示す反射波において、超音波プローブ５による境界ｂからの到達時間Ｔ_b から軟組織４の厚みＬ_abを求める。前記到達時間Ｔ_b は、超音波が境界ａと境界ｂとの間を往復するのに要した時間であるから、その片道の時間Ｔ_b ／２に軟組織４における音速Ｖ_abを乗ずる。すなわち、
Ｌ_ab＝（Ｔ_b ／２）×Ｖ_ab
となる。

同様に、超音波プローブ６による境界ｅからの到達時間Ｔ_e から軟組織４の厚みＬ_efを求めると、
Ｌ_ef＝（Ｔ_e ／２）×Ｖ_ef
となる。

一方、透過波は、図３（Ｂ）に示すように、海綿骨２を通過することにより、第１波および第２波が存在するが、特に、第２波の到達時間Ｔ_s を計測する。そして、このＴ_s のうち、軟組織４を通過するのに要する時間は、反射波の結果から、
（Ｔ_b ／２）＋（Ｔ_e ／２）
となる。

そして、前記第２波の皮質骨３を通過するのに要する時間は、
（Ｌ_bc＋Ｌ_de）／Ｖ_bc
となる。

また、前記第２波の海綿骨２を通過するのに要する時間は、
（Ｌ_af−Ｌ_ab−Ｌ_bc−Ｌ_de−Ｌ_ef）／Ｖ_s 〔＝Ｌ_cd／Ｖ_s 〕
となる。

上記の関係を総合すると、
Ｔ_s ＝（Ｔ_b ／２）＋（Ｔ_e ／２）＋（Ｌ_bc＋Ｌ_de）／Ｖ_bc＋（Ｌ_af−Ｌ_ab−Ｌ_bc−Ｌ _de−Ｌ_ef）／Ｖ_s
となり、
Ｔ_s ＝（Ｔ_b ／２）＋（Ｔ_e ／２）＋（Ｌ_bc＋Ｌ_de）／Ｖ_bc＋｛Ｌ_af−（Ｌ_ab＋Ｌ_bc＋ Ｌ_de＋Ｌ_ef）｝／Ｖ_s
となり、
Ｔ_s ＝（Ｔ_b ／２＋Ｔ_e ／２）＋（Ｌ_bc＋Ｌ_de）｛（１／Ｖ_bc）−（１／Ｖ_s ）｝ ＋｛Ｌ_af−（Ｌ_ab＋Ｌ_ef）｝／Ｖ_s
となる。

さらに変形して、
（Ｌ_bc＋Ｌ_de）｛（１／Ｖ_bc）−（１／Ｖ_s ）｝
＝Ｔ_s −（Ｔ_b ／２＋Ｔ_e ／２）−｛Ｌ_af−（Ｌ_ab＋Ｌ_ef）｝／Ｖ_s
したがって、
（Ｌ_bc＋Ｌ_de）＝〔Ｔ_s −（Ｔ_b ／２＋Ｔ_e ／２）−｛Ｌ_af−（Ｌ_ab＋Ｌ_ef）｝／Ｖ_s〕／｛（１／Ｖ_bc）−（１／Ｖ_s ）｝
となり、皮質骨３の厚みが求められる。

そして、海綿骨２の厚みＬ_cdは、
Ｌ_cd＝Ｌ_af−（Ｌ_ab＋Ｌ_ef＋Ｌ_bc＋Ｌ_de）で表され、この式の右辺の各大きさは、全て求められているので、海綿骨２の厚みＬ_cdも求められる。これによって、軟組織４、皮質骨３および海綿骨２の全ての組織の厚みが得られたことになる。

なお、軟組織４における音速Ｖ_ab（＝Ｖ_ef）および第２波の音速Ｖ_s は、温度によって多少変化するので、被測定部位（この例では手首１）の温度を測定し、この温度に基づいて補正を行うようにするのがよい。また、別の方法として、単純な構造の（軟組織のみ、あるいは、軟組織、皮質骨、骨髄のみ）の透過波、反射波の測定によって、軟組織４における音速Ｖ_ab（＝Ｖ_ef）および第２波の音速Ｖ_S を求めるようにしてもよい。

上述の第１実施例においては、第２波の速度をＶ_s を一定と見なすようにしていたが、反射波においてＴ_c ，Ｔ_d を測定することができる場合には、皮質骨３における音速Ｖ_bc（＝Ｖ_de）を予め決定することなく、または、第２波音速Ｖ_s を決定しなくても、前記軟組織４、皮質骨３および海綿骨２の全ての組織の厚みを得ることができる。以下、これらをそれぞれ第２、第３の実施例として説明する。

まず、第２実施例について説明すると、この場合、反射波および透過波は、それぞれ、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すようになる。

骨部分（Ｌ_bc＋Ｌ_cd＋Ｌ_de）は、反射波から、
Ｌ_bc＋Ｌ_cd＋Ｌ_de＝Ｌ_af−｛（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_ab ……（１） となる。

第２波の到達時間Ｔ_s のうち、海綿骨２を通過するのに要する時間は、前記反射波の結果から、Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２となり、海綿骨２の厚みＬ_cdは、
Ｌ_cd＝｛Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２｝×Ｖ_s ……（２） となる。

そして、皮質骨３の厚み（Ｌ_bc＋Ｌ_de）は、上記２式の引き算したものであるから、
Ｌ_bc＋Ｌ_de＝Ｌ_af−｛（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_ab−｛Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２｝× Ｖ_s ……（３） となる。

一方、皮質骨３を通過するのに要する時間は、反射波の結果から、（Ｔ_c −Ｔ_b ＋Ｔ_d −Ｔ_e ）／２と表され、この関係と上記（３）式とから、皮質骨３における音速Ｖ_bc（＝Ｖ_de）は、
Ｖ_bc＝〔Ｌ_af−｛（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_ab−｛Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２｝×Ｖ_s 〕／｛（Ｔ_c −Ｔ_b ＋Ｔ_d −Ｔ_e ）／２｝ ……（４）
となる。

すなわち、皮質骨３における音速Ｖ_bc（＝Ｖ_de）を予め決定してなくても、上述のような演算を行うことによって、音速Ｖ_bc（＝Ｖ_de）を求めることができ、これに基づいて皮質骨３の性状を求めることができる。

なお、上記第２実施例においては、海綿骨２が存在するものとしていたが、これに限られるものではなく、海綿骨２が存在しない部位（例えば、皮質骨３の内側が骨髄等の有機質のみ）でも同様に皮質骨３における音速を求めることができる。また、海綿骨２が存在しない場合には、皮質骨３と有機質との音響インピーダンスは明確に異なるため、反射波においてＴ_c ，Ｔ_d を検出しやすい。なお、この場合、透過波において第１波は存在せず、第２波のみとなる。

次に、第３実施例について説明すると、この場合も、反射波および透過波は、それぞれ、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すようになる。

軟組織４を通過する時間は、反射波の結果から、（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２となり、軟組織４の厚み（Ｌ_ab＋Ｌ_ef）は、
Ｌ_ab＋Ｌ_ef＝｛（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_ab ……（１１） となる。

皮質骨３を通過する時間は、反射波の結果から、（Ｔ_c −Ｔ_b ＋Ｔ_d −Ｔ_e ）／２となり、皮質骨３の厚み（Ｌ_bc＋Ｌ_de）は、
Ｌ_bc＋Ｌ_de＝｛（Ｔ_c −Ｔ_b ＋Ｔ_d −Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_bc ……（１２）

そして、海綿骨２の厚みＬ_cdは、
Ｌ_cd＝Ｌ_af−（Ｌ_ab＋Ｌ_bc＋Ｌ_de＋Ｌ_ef） ……（１３）
であるから、この（１３）式に上記（１１），（１２）式の関係を代入すると、
Ｌ_cd＝Ｌ_af−｛（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_ab−｛（Ｔ_c −Ｔ_b ＋Ｔ_d −Ｔ_e ）／２｝× Ｖ_bc ……（１４）
となる。

そして、第２波の到達時間Ｔ_s のうち、海綿骨２を通過する時間は、反射波の結果から、Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２となり、第２波音速Ｖ_s は、上記（１４）式から、
Ｖ_s ＝Ｌ_cd／｛Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２｝
となり、さらに、
Ｖ_s ＝〔Ｌ_af−｛（Ｔ_b ＋Ｔ_e ）／２｝×Ｖ_ab−｛（Ｔ_c −Ｔ_b ＋Ｔ_d −Ｔ_e ）／２｝ ×Ｖ_bc〕／｛Ｔ_s −（Ｔ_c ＋Ｔ_d ）／２｝ ……（１５）
となる。

すなわち、第２波音速Ｖ_s を予め決定してなくても、上述のような演算を行うことによって、第２波音速Ｖ_s を求めることができ、これに基づいて海綿骨２内部、特に、骨の間の有機質のより詳しい情報を得ることができる。

なお、上記第３実施例においては、海綿骨２が存在するものとしていたが、これに限られるものではなく、海綿骨２が存在しない部位（例えば、皮質骨３の内側が骨髄等の有機質のみ）でも同様に第２波音速Ｖ_s を求めることができる。また、海綿骨２が存しない場合には、皮質骨３と有機質との音響インピーダンスは明確に異なるため、反射波においてＴ_c ，Ｔ_d を検出しやすい。なお、この場合、透過波において第１波は存在せず、第２波のみとなる。

そして、上述の各実施例においては、超音波プローブ５，６が二次元的に走査されるものであったが、この発明はこれに限られるものではなく、いわゆる電子フォーカスアレイタイプのものであっても、同様に適用することができる。

この発明の骨強度測定装置の全体的な構成を概略的に示す図である。 前記骨強度測定装置を用いて骨強度測定を行う際の測定系の構成を概略的に示す図である。 第１実施例における超音波の波形図を示すもので、（Ａ）は反射波、（Ｂ）は透過波である。 第２実施例および第３実施例における超音波の波形図を示すもので、（Ａ）は反射波、（Ｂ）は透過波である。 手首の横断面形状を模式的に示す図である。 従来の骨強度測定を行う際の測定系の構成を概略的に示す図である。 従来の超音波の波形図を示すもので、（Ａ）は反射波、（Ｂ）は透過波である。

符号の説明

１ 生体の一部
２ 海綿骨
３ 皮質骨
４ 軟組織
５，６ 超音波プローブ
１０ 骨強度測定装置

Claims (3)

1. プローブ本体内に超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容した一対の超音波プローブ間に生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより前記生体の一部における骨強度を測定する骨強度測定装置において、前記超音波プローブにおいて得られる海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の海綿骨中における音速を一定と見なし、この音速と第２波の超音波プローブへの到達時間とを用いて演算を行うことによって、前記生体の一部における皮質骨、海綿骨のそれぞれの厚みを求めるようにしたことを特徴とする骨強度測定装置。
2. プローブ本体内に超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容した一対の超音波プローブ間に生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより前記生体の一部における骨強度を測定する骨強度測定装置において、前記超音波プローブにおいて得られる海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の音速を一定とみなすとともに、皮質骨と海綿骨との境界において反射する反射波の到達時間を測定し、前記第２波音速および反射波到達時間と第２波の超音波プローブへの到達時間とを用いて演算を行って皮質骨音速を求め、これに基づいて皮質骨の性状を得るようにしたことを特徴とする骨強度測定装置。
3. プローブ本体内に超音波送・受信用トランスデューサおよび音響インピーダンス整合用液体を収容した一対の超音波プローブ間に生体の一部を挟持した状態で当該生体の一部に対して超音波の送・受信を行い、そのときの信号を処理することにより前記生体の一部における骨強度を測定する骨強度測定装置において、前記超音波プローブにおいて得られる海綿骨内のある経路を透過した速度の速い第１波と遅い第２波のうちの第２波の到達時間および皮質骨と海綿骨との境界において反射する反射波の到達時間を測定し、前記各到達時間を用いて、海綿骨内の第２波音速を求め、これに基づいて海綿骨の性状を得るようにしたことを特徴とする骨強度測定装置。

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