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JP4749530B2 - Biological tissue evaluation device - Google Patents
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JP4749530B2 - Biological tissue evaluation device - Google Patents

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JP4749530B2
JP4749530B2 JP2000202399A JP2000202399A JP4749530B2 JP 4749530 B2 JP4749530 B2 JP 4749530B2 JP 2000202399 A JP2000202399 A JP 2000202399A JP 2000202399 A JP2000202399 A JP 2000202399A JP 4749530 B2 JP4749530 B2 JP 4749530B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は骨評価装置などの生体組織評価装置に関し、特に接触部の移動制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体組織評価装置としては、超音波を利用した骨評価装置や超音波診断装置、放射線(X線など)診断装置などが知られている。
【0003】
従来の骨評価装置においては、一般に、生体組織(例えば踵)の両側に一対の振動子ユニットが設けられ、骨評価時には、生体組織が一対の振動子ユニットで挟まれ、その状態で生体組織に対して超音波が放射され、生体組織を通過した超音波が受波される。その受信信号に基づいて、超音波の音速や減衰、スペクトル変化、波形変化などが解析され、その解析結果から骨の健全性が評価される。
【0004】
例えば、特許第2840040号に記載された装置では、一対の振動子ユニットがモータ駆動力によって生体組織へ当接され、その際の当接圧はモータ駆動力を伝達する機構に備えられたトルクリミッタによって設定される。つまり、一定の当接圧(駆動トルク)が発生した時点で、トルクリミッタがスリップし、振動子ユニットの移動機構へのモータ駆動力の伝達が遮断される。この方式によれば、常に一定の当接圧で骨評価を行えるため、測定の再現性が良好となり、測定精度及び測定の信頼性を向上可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トルクリミッタによる方式の場合、それ自体十分な実績があるものの、その動作点が若干ながらばらつく可能性もゼロではない。このような課題は、超音波を利用した骨評価装置のみならず、他の装置においても指摘される。また、この種の装置においては、動作安全性をより高めるべき要請がある。
【0006】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、組織評価の精度及び信頼性をより高められるようにすることにある。
【0007】
本発明の他の目的は、接触部の一定当接圧の新しい発生方式を実現することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、装置の動作安全性をより高めることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)発明に係る装置は、生体組織の評価のために、生体組織に当接される接触部と、前記接触部を生体組織に対して移動させ、当該接触部を生体組織へ当接させる移動機構と、を含み、前記移動機構は、重りの位置エネルギーを前記接触部を生体組織に接触させるための運動エネルギーに転換する機構を含む。
【0010】
上記構成によれば、重りの位置エネルギーが接触部の運動エネルギーに転換され、つまり一定の位置エネルギーを利用して接触部の接触圧について再現性を高めることができる。ここで、生体組織は望ましくは踵である。また、接触部は超音波診断のための振動子ユニットであるのが望ましいが、接触部がX線測定ユニットであってもよい。それ以外の測定波を用いて計測を行う場合にも本発明を適用できる。
【0011】
(2)発明に係る装置は、生体組織の評価のために、生体組織に当接される接触部と、前記接触部を生体組織に対して移動させ、当該接触部を生体組織へ当接させる移動機構と、を含み、前記移動機構は、重りと、駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源の駆動力により前記重りを引き上げる引き上げ機構と、前記接触部を生体組織へ当接させる際に、前記重りを落下させる落下制御機構と、前記重りの落下により、前記接触部を生体組織側へ移動させる機構と、を含むことを特徴とする。
【0012】
上記構成によれば、駆動源の作用によって、重りを引き上げ、その引き上げ状態から重りを落下させて、接触部の運動エネルギーが生成され、更に接触部の生体への接触圧を常に一定にできる。例えば、重りの重量を選択することにより、接触圧を切り換えるようにしてもよい。上記構成によれば、接触部の接触動作に電気的なエネルギーを利用していないので、安全性も高められる。重りの引き上げ高さは一般に一定とされる。
【0013】
望ましくは、前記落下制御機構は、前記重りを引き上げた状態を保持し、前記接触部を生体組織へ当接させる際に保持状態を解除して前記重りを落下させる。保持状態を維持するための機構として、例えば電磁ブレーキなどを利用できる。その電磁ブレーキとしては電磁力の発生により、保持力が解除されるものを用いるようにしてもよい。
【0014】
望ましくは、前記駆動源の駆動力により、前記重りの引き上げに伴って、前記接触部を生体組織側から退避させる機構を含む。
【0015】
(3)発明は、超音波の送受波によって骨を評価する骨評価装置において、骨を含む生体組織としての踵側に設けられ、超音波の送波及び受波行う一対の振動子ユニットと、前記一対の振動子ユニット前記生体組織としての踵に対して進退させる移動機構と、を含み、前記移動機構は、重りによる重力作用を利用して、前記生体組織への前記一対の振動子ユニットの当接圧を一定にする機構と、駆動力によって前記重りを引き上げる機構と、を有する、ことを特徴とする。
【0016】
重りに働く重力は一定であるので、それにより発揮される力は地球上で常に一定であり、その結果、送受波器(つまり一対の振動子ユニット)の当接圧を常に一定にして、測定精度を高められる。各振動子ユニットは、超音波振動子とその超音波送受波面に設けられたカップリング体(ラバー、水袋など)などによって構成される。
【0017】
望ましくは、前記送受波器は生体組織の両側に一対設けられ、前記各送受波器ごとに前記移動機構が設けられ、又は前記各送受波器に対して共用される前記移動機構が設けられる。つまり、各送受波器ごとにそれぞれ重りを設けてもよいが、1つの重りを利用して一対の送受波器を駆動するようにしてもよい。
【0018】
望ましくは、前記生体組織は踵であり、前記踵を位置決めする足台を有する。
【0020】
発明に係る装置は、生体組織の評価のために、生体組織に当接される接触部と、前記接触部を生体組織に対して移動させ、当該接触部を生体組織へ当接させる移動機構と、を含み、前記移動機構は、生体組織から前記接触部を後退移動させる場合には電気エネルギーを利用し、生体組織へ前記接触部を前進移動させる場合には非電気エネルギーを利用し、前記接触部の前進移動の際に安全性を高めたことを特徴とする。非電気エネルギーとして、望ましくは、位置エネルギーが利用される。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
図1には、本発明に係る生体組織評価装置の好適な実施形態が示されている。図1に示す生体組織評価装置は、本実施形態において超音波を利用して骨の評価を行う骨評価装置である。
【0023】
図1において、骨評価装置10は、例えば椅子などに腰掛けた被検者の足の踵が置かれる足台12を有し、その足台12の両側に一対の振動子ユニット14,16が配置されている。足台12は図示されるように断面がL型をなしており、必要に応じて様々なサイズの足台12を取り付けることが可能である。また足台12を水平方向及び垂直方向に位置変更できるように構成してもよい。振動子ユニット14,16はそれぞれ対向配置されており、その両者間の距離を変更可能である。例えば両者が相対的に退避された状態において、足台12上に踵が載せられ、その状態で一対の振動子ユニット14,16の間の距離が狭められ、その結果、踵の両側に振動子ユニット14,16が所定の圧力で当接され、その状態において超音波の送受波が行われ、これにより踵内に含まれる踵骨に対して超音波による骨診断が実行される。
【0024】
図1に示されるように、振動子ユニット14は、左側起立体20の内部に収容されており、一方、振動子ユニット16は右側起立体18の内部に収容されている。振動子ユニット14,16は、例えば超音波振動子と、その送受波面に設けられたカップリング体とから成るものである。カップリング体は例えば生理食塩水などを収容したドーム状の水袋などによって構成される。もちろん、ラバーなどによってカップリング体を構成することも可能である。振動子ユニット14,16としては各種のものを利用することができる。
【0025】
骨評価装置10には、ディスプレイ24が設けられており、そのディスプレイ24は、水平状態から起立状態に姿勢を変更することができる。ディスプレイ24には操作画面や測定結果などが表示される。プリンタ22は、測定結果などを印字するためのユニットである。測定開始スイッチ26は、骨診断の開始操作ボタンとして機能するものである。骨評価装置10は、例えば水平の床面上に設置される。
【0026】
図2には、図1に示した骨評価装置の各構成がブロック図として示されている。制御部31はCPU及び所定のプログラムなどによって構成されるものであり、本実施形態においては特に移動機構30の制御を行っている。また制御部31は超音波の送受信を制御しており、制御部31から送信ユニット32へ送信信号が供給され、その送信ユニット32から振動子ユニット14へ送信パルスが供給される。これにより振動子ユニット14から超音波パルスが送波され、その超音波パルスは踵100を通過して振動子ユニット16にて受波される。振動子ユニット16から出力される受信信号は受信ユニット34で受信され、所定の受信信号処理を経た後、その受信信号が制御部31に出力される。演算部36は受信信号に基づいて、踵100を通過した時の超音波の音速や減衰などを演算し、そのような演算結果に基づいて骨の健全さを示す評価値を演算する。
【0027】
その演算結果を表すデータは、制御部31からディスプレイドライバ38を介してディスプレイ24に送られ、ディスプレイ24に演算結果が表示される。また、制御部31から送られるデータがプリンタドライバ40を介してプリンタ22へ送られ、そのプリンタ22により用紙上に測定結果などが印字される。電源部42は各構成に供給する電力を生成している。
【0028】
移動機構30は、後述する重りを引き上げるための駆動源としてのモーター48と、電磁クラッチ50と、電磁ブレーキ52と、重りを有する重り機構54と、を有している。すなわち、駆動源としてのモーター48から重り機構54へ駆動力を伝達すると共に重りの落下を制御する機構(第1の伝達機構)が電磁クラッチ50と電磁ブレーキ52を有している。重り機構54によって生成される重りの位置エネルギーに基づく駆動力は振動子ユニット14,16に伝達され、それらの振動子ユニット14,16を互いに近づける方向へ運動させる。すなわち、重り機構54と振動子ユニット14,16との間に第2の伝達機構が設けられている。一方、モーター48によって発生する駆動力は、2つの振動子ユニット14,16を互いに引き離す、すなわち退避させる駆動力として利用され、かつ、重りを上方に引き上げるための駆動力として利用される。このモーター48は、モータードライバー46を介して制御部31によって制御される。
【0029】
この移動機構30について図3を用いて具体的に説明する。図3には、移動機構30の構成が斜視図として示されている。図3において符号71はベースプレートを表しており、そのベースプレート71上に各構成が固定配置されている。
【0030】
モーター48の回転軸48Aには電磁クラッチ50が接続されており、その電磁クラッチ50の出力側軸50Aには電磁ブレーキ52が接続されている。また電磁ブレーキ52の出力軸52Aにはプーリー56が接続されており、その軸52Aにはさらにプーリー58が接続されている。これらのプーリー56,58及び後に説明するプーリー62,82は例えば歯車付きプーリーによって構成されており、それらに巻回されるタイミングベルト60,80のスリップが防止されている。
【0031】
プーリー58の回転力はタイミングベルト60によってプーリー62に伝達されており、このプーリー62が回転すると、それに伴って送りネジ64が回転する。送りネジ64は送りナット76が係合している。レール72上にはガイド74が載せられており、ガイド74はレール72上をスライド運動する。ガイド74上には支柱70を介して振動子ユニット14が設けられている。したがって、送りネジ64が回転すると、その回転方向に応じて送りネジ64と送りナット76との噛み合い作用により、レール72上をガイド74がスライド運動する。プーリー58から送りネジ64までが上記の第2の伝達機構に相当している。
【0032】
図3には、一方の振動子ユニット14に関する移動機構が示されているが、他方の振動子ユニット16についても同様の機構が設けられている。その場合、重り機構54を兼用してもよく、また振動子ユニット14,16ごとに重り機構54やモーター48などの各機構を設けるようにしてもよい。重り機構54において、プーリー56の回転力はタイミングベルト80を介してプーリー82に伝達されている。プーリー82の回転軸82Aには線状部材88を引き上げるための滑車84が固定連結されている。すなわち、重り機構54は、プーリー56から線状部材88までを有している。例えば図3に示すような一定の上昇端に重り86がある状態において、すなわち滑車84に線状部材88が巻き付けられた状態において、電磁ブレーキ52を開放すると、重り86の落下に伴って滑車84及びプーリー82が回転し、その回転力がタイミングベルト80を介してプーリー56に伝達され、その回転力がプーリー58及びプーリー62を介して送りネジ64の回転に転換される。その結果、振動子ユニット14が図において前進方向すなわち被検体への接触方向に運動することになる。
【0033】
一方、重り86が落下した状態において、電磁ブレーキ52がオフのまま、かつ電磁クラッチ50をオンにし、その状態においてモーター48を動作させると、モーター48の駆動力により振動子ユニット14が後退し、それと共に重り86が上記機構によって上方に引き上げられることになる。
【0034】
以上の動作について図4を用いて詳述する。
【0035】
まず、図1に示した足台12上に載せられた状態において、この図4に示すルーチンが実行されると、S101では重り86が上昇端にあるか否かが判断される。ここで上昇端になければ後に説明するS108以降の各工程が実行され、重り86が上昇端まで引き上げられる。
【0036】
一方、S101で重り86が上昇端にあると判断されると、S102では測定開始スイッチ26の操作が検出され、S103及びS104で電磁クラッチ50がオフにされ、同時に、電磁ブレーキ52がオフにされる。つまりプーリー56などの電磁ブレーキ52から見て振動子ユニット14側の回転がフリーの状態にされる。その結果、S105において、重り86が上方から落下し、その落下運動が上述した重り機構54の採用により、送りネジ64の回転運動に転換される。すると、振動子ユニット14は前進運動を開始し、踵の表面に振動子ユニット14が所定の圧力で当接した状態において重り86の落下運動が停止する。つまり、その場合においては振動子ユニット14による踵への当接力は重り86の重力に従うことになる。したがって常に一定の当接圧を発揮させることができるので、測定の再現性を極めて良好にできるという利点がある。
【0037】
S105の工程が実行されてから当接完了を十分に確保できる一定時間が経過した後にS106の工程である測定が実行される。ちなみに、重りの落下を検出し、あるいは振動子ユニット14の移動停止を検出した後、S106の工程を実行させるようにしてもよい。
【0038】
S106では、振動子ユニット14から超音波パルスが送波され、踵を通過した超音波が振動子ユニット16にて検出され、その検出に基づく受信信号に基づいて骨の評価値が演算される。
【0039】
一方、測定完了後、S107では、電磁クラッチ50がオンされ、S108においてモーター48の動作が開始される。するとモーター48の回転運動が電磁クラッチ50を介して重り機構54及び振動子ユニット14を移動させる各機構に伝達され、その結果、振動子ユニット14は後退運動を行う。また。重り86が上方に引き上げられることになる。
【0040】
S109で重り86が上昇端に到達したと判断されると、モーター48の動作がオフにされ、S111において電磁ブレーキ52がオンされることになる。その結果、電磁ブレーキの作用により上昇端に引き上げられた重り86の位置エネルギーがそのまま保持されることになる。S112では測定動作を実行するか否かが判断され、続行する場合にはS102からの各工程が繰り返し実行される。
【0041】
以上の実施形態によれば、振動子ユニットの運動エネルギーが重りの位置エネルギーによって生成されているため常に一定の当接圧を発揮させることができると共に安全性を高められるという利点がある。
【0042】
なお、重り86の上下運動のみを許容するガイド部材を設けるようにしてもよい。また、各種の重さの重り86を用意し、所望の重さの重りを選択することによって上記同様の作用を発揮させることもできる。たとえば大人の測定と小人の測定とで重りを異ならせるようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、組織評価の精度及び信頼性をより高めることができる。また本発明によれば、接触部の当接圧を常に一定にできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る骨評価装置の外観を示す図である。
【図2】 本実施形態に係る骨評価装置の各構成を示すブロック図である。
【図3】 移動機構の具体的な構成例を示す斜視図である。
【図4】 移動機構の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 骨評価装置、12 足台、14,16 振動子ユニット、22 プリンタ、24 ディスプレイ、26 測定開始スイッチ、30 移動機構、48 モーター、50 電磁クラッチ、52 電磁ブレーキ、54 重り機構。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biological tissue evaluation apparatus such as a bone evaluation apparatus, and particularly to movement control of a contact portion.
[0002]
[Prior art]
As a biological tissue evaluation apparatus, a bone evaluation apparatus using ultrasonic waves, an ultrasonic diagnostic apparatus, a radiation (such as X-ray) diagnostic apparatus, and the like are known.
[0003]
In a conventional bone evaluation apparatus, generally, a pair of transducer units are provided on both sides of a biological tissue (for example, a heel), and at the time of bone evaluation, the biological tissue is sandwiched between the pair of transducer units, and in that state, On the other hand, ultrasonic waves are emitted, and ultrasonic waves that have passed through the living tissue are received. Based on the received signal, the sound speed, attenuation, spectrum change, waveform change and the like of the ultrasonic wave are analyzed, and the soundness of the bone is evaluated from the analysis result.
[0004]
For example, in the apparatus described in Japanese Patent No. 2840040, a pair of vibrator units are brought into contact with a living tissue by a motor driving force, and the contact pressure at that time is a torque limiter provided in a mechanism for transmitting the motor driving force. Set by That is, when a constant contact pressure (drive torque) is generated, the torque limiter slips and the transmission of the motor drive force to the moving mechanism of the vibrator unit is interrupted. According to this method, the bone can be evaluated with a constant contact pressure at all times, so that the reproducibility of the measurement is good, and the measurement accuracy and the reliability of the measurement can be improved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the torque limiter method has a sufficient track record in itself, the possibility that the operating point varies slightly is not zero. Such a problem is pointed out not only in a bone evaluation apparatus using ultrasonic waves but also in other apparatuses. In addition, in this type of apparatus, there is a demand for further improving operational safety.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to improve the accuracy and reliability of tissue evaluation.
[0007]
Another object of the present invention is to realize a new method for generating a constant contact pressure of a contact portion.
[0008]
Another object of the present invention is to further increase the operational safety of the apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
(1) An apparatus according to the present invention is configured to move a contact portion that is in contact with a living tissue and the contact portion with respect to the living tissue to evaluate the living tissue, and the contact portion is brought into contact with the living tissue. is includes a moving mechanism, the causes, the moving mechanism including a mechanism for converting the contact portion potential energy of the weight into kinetic energy for contacting the biological tissue.
[0010]
According to the said structure, the potential energy of a weight is converted into the kinetic energy of a contact part, ie, reproducibility can be improved about the contact pressure of a contact part using constant positional energy. Here, the living tissue is preferably a sputum. The contact portion is preferably a transducer unit for ultrasonic diagnosis, but the contact portion may be an X-ray measurement unit. The present invention can also be applied to measurement using other measurement waves.
[0011]
(2) An apparatus according to the present invention is configured to move a contact portion that is brought into contact with a living tissue and the contact portion with respect to the living tissue for the evaluation of the living tissue, and the contact portion is brought into contact with the living tissue. A moving mechanism that causes a weight, a driving source that generates a driving force, a pulling mechanism that pulls up the weight by the driving force of the driving source, and abuts the contact portion on the living tissue. In this case, a drop control mechanism for dropping the weight, and a mechanism for moving the contact portion to the living tissue side when the weight is dropped are included.
[0012]
According to the above configuration, the weight is lifted by the action of the drive source, the weight is dropped from the lifted state, the kinetic energy of the contact portion is generated, and the contact pressure of the contact portion on the living body can be always constant. For example, the contact pressure may be switched by selecting the weight of the weight. According to the said structure, since electrical energy is not utilized for the contact operation of a contact part, safety | security is also improved. The lifting height of the weight is generally constant.
[0013]
Desirably, the fall control mechanism holds the weight pulled up and releases the hold when the contact portion is brought into contact with the living tissue to drop the weight. As a mechanism for maintaining the holding state, for example, an electromagnetic brake can be used. As the electromagnetic brake, an electromagnetic brake whose releasing force is released by generation of electromagnetic force may be used.
[0014]
Preferably, a mechanism for retracting the contact portion from the living tissue side as the weight is pulled up by the driving force of the driving source is included.
[0015]
(3) In a bone evaluation device for evaluating the bone by transmitting and receiving ultrasonic waves, it is provided on both sides of the heel of the biological tissue including bone, vibration of the pair of performing ultrasonic wave transmission and reception includes a child unit, and a moving mechanism for advancing and retracting with respect to the heel of the pair of transducer units as the biological tissue, the moving mechanism utilizes the gravity by the weight, the pair of the said biological tissue And a mechanism for pulling up the weight by a driving force .
[0016]
Since the gravity acting on the weight is constant, the force exerted by it is always constant on the earth, and as a result, the contact pressure of the transducer (ie, a pair of transducer units) is always constant and measured. Increases accuracy. Each vibration Doko unit is constituted by an ultrasonic transducer with a coupling member provided on the ultrasonic transmitting and receiving surface (rubber water bag, etc.).
[0017]
Desirably, a pair of the transducers are provided on both sides of the living tissue, the moving mechanism is provided for each of the transducers, or the moving mechanism shared for the respective transducers is provided. That is, a weight may be provided for each transducer, but a pair of transducers may be driven using one weight.
[0018]
Preferably, the living tissue is a heel and has a footrest for positioning the heel.
[0020]
( 4 ) An apparatus according to the present invention is configured to move a contact portion that is in contact with a living tissue and the contact portion with respect to the living tissue for the evaluation of the living tissue, and the contact portion is brought into contact with the living tissue. A moving mechanism that uses electrical energy when the contact portion is moved backward from the living tissue, and uses non-electric energy when the contact portion is moved forward to the living tissue. The safety of the contact portion is enhanced when the contact portion moves forward. Preferably, potential energy is used as non-electrical energy.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a biological tissue evaluation apparatus according to the present invention. The biological tissue evaluation apparatus shown in FIG. 1 is a bone evaluation apparatus that evaluates bone using ultrasonic waves in this embodiment.
[0023]
In FIG. 1, the bone evaluation apparatus 10 has a footrest 12 on which a foot of a subject sitting on a chair or the like is placed, for example, and a pair of vibrator units 14 and 16 are arranged on both sides of the footrest 12. Has been. As shown, the footrest 12 has an L-shaped cross section, and various sizes of footrests 12 can be attached as necessary. Moreover, you may comprise so that the position of the footrest 12 can be changed to a horizontal direction and a vertical direction. The transducer units 14 and 16 are arranged to face each other, and the distance between them can be changed. For example, in a state in which both are relatively retracted, a heel is placed on the footrest 12 and the distance between the pair of vibrator units 14 and 16 is reduced in that state. The units 14 and 16 are brought into contact with each other with a predetermined pressure. In this state, ultrasonic waves are transmitted and received, and thereby, a bone diagnosis using ultrasonic waves is performed on the ribs included in the ribs.
[0024]
As shown in FIG. 1, the vibrator unit 14 is housed inside the left-hand raised solid 20, while the vibrator unit 16 is housed inside the right-hand raised solid 18. The transducer units 14 and 16 are composed of, for example, an ultrasonic transducer and a coupling body provided on the transmission / reception surface thereof. The coupling body is constituted by, for example, a dome-shaped water bag containing physiological saline or the like. Of course, it is also possible to configure the coupling body with rubber or the like. Various types of transducer units 14 and 16 can be used.
[0025]
The bone evaluation apparatus 10 is provided with a display 24, and the display 24 can change its posture from a horizontal state to a standing state. The display 24 displays an operation screen, measurement results, and the like. The printer 22 is a unit for printing measurement results and the like. The measurement start switch 26 functions as a start operation button for bone diagnosis. The bone evaluation apparatus 10 is installed on a horizontal floor surface, for example.
[0026]
FIG. 2 is a block diagram showing the components of the bone evaluation apparatus shown in FIG. The control unit 31 is constituted by a CPU, a predetermined program, and the like, and particularly controls the moving mechanism 30 in the present embodiment. The control unit 31 controls transmission / reception of ultrasonic waves, a transmission signal is supplied from the control unit 31 to the transmission unit 32, and a transmission pulse is supplied from the transmission unit 32 to the transducer unit 14. As a result, an ultrasonic pulse is transmitted from the transducer unit 14, and the ultrasonic pulse passes through the ridge 100 and is received by the transducer unit 16. The reception signal output from the transducer unit 16 is received by the reception unit 34, and after undergoing predetermined reception signal processing, the reception signal is output to the control unit 31. Based on the received signal, the calculation unit 36 calculates the sound speed, attenuation, and the like of the ultrasonic wave when passing through the heel 100, and calculates an evaluation value indicating the bone health based on such a calculation result.
[0027]
Data representing the calculation result is sent from the control unit 31 to the display 24 via the display driver 38, and the calculation result is displayed on the display 24. In addition, data sent from the control unit 31 is sent to the printer 22 via the printer driver 40, and the printer 22 prints measurement results on the paper. The power supply unit 42 generates power to be supplied to each component.
[0028]
The moving mechanism 30 includes a motor 48 as a drive source for lifting a weight, which will be described later, an electromagnetic clutch 50, an electromagnetic brake 52, and a weight mechanism 54 having a weight. That is, the mechanism (first transmission mechanism) that transmits the driving force from the motor 48 as a driving source to the weight mechanism 54 and controls the fall of the weight includes the electromagnetic clutch 50 and the electromagnetic brake 52. A driving force based on the potential energy of the weight generated by the weight mechanism 54 is transmitted to the vibrator units 14 and 16, and moves the vibrator units 14 and 16 in a direction to approach each other. That is, the second transmission mechanism is provided between the weight mechanism 54 and the vibrator units 14 and 16. On the other hand, the driving force generated by the motor 48 is used as a driving force for pulling the two transducer units 14 and 16 apart from each other, that is, for retracting, and as a driving force for lifting the weight upward. The motor 48 is controlled by the control unit 31 via the motor driver 46.
[0029]
The moving mechanism 30 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 shows the configuration of the moving mechanism 30 as a perspective view. In FIG. 3, reference numeral 71 represents a base plate, and each component is fixedly arranged on the base plate 71.
[0030]
An electromagnetic clutch 50 is connected to the rotating shaft 48 </ b> A of the motor 48, and an electromagnetic brake 52 is connected to the output side shaft 50 </ b> A of the electromagnetic clutch 50. A pulley 56 is connected to the output shaft 52A of the electromagnetic brake 52, and a pulley 58 is further connected to the shaft 52A. These pulleys 56 and 58 and pulleys 62 and 82 described later are constituted by, for example, geared pulleys, and the timing belts 60 and 80 wound around them are prevented from slipping.
[0031]
The rotational force of the pulley 58 is transmitted to the pulley 62 by the timing belt 60. When the pulley 62 rotates, the feed screw 64 rotates accordingly. A feed nut 76 is engaged with the feed screw 64. A guide 74 is placed on the rail 72, and the guide 74 slides on the rail 72. The vibrator unit 14 is provided on the guide 74 via a support 70. Therefore, when the feed screw 64 rotates, the guide 74 slides on the rail 72 by the meshing action of the feed screw 64 and the feed nut 76 according to the rotation direction. The pulley 58 to the feed screw 64 correspond to the second transmission mechanism.
[0032]
FIG. 3 shows a moving mechanism relating to one vibrator unit 14, but a similar mechanism is provided for the other vibrator unit 16. In that case, the weight mechanism 54 may also be used, and each mechanism such as the weight mechanism 54 and the motor 48 may be provided for each of the vibrator units 14 and 16. In the weight mechanism 54, the rotational force of the pulley 56 is transmitted to the pulley 82 via the timing belt 80. A pulley 84 for pulling up the linear member 88 is fixedly connected to the rotating shaft 82A of the pulley 82. In other words, the weight mechanism 54 includes the pulley 56 to the linear member 88. For example, when the electromagnetic brake 52 is released in a state where the weight 86 is located at a certain rising end as shown in FIG. 3, that is, in a state where the linear member 88 is wound around the pulley 84, the pulley 84 is dropped along with the fall of the weight 86. The pulley 82 rotates, and the rotational force is transmitted to the pulley 56 via the timing belt 80, and the rotational force is converted to the rotation of the feed screw 64 via the pulley 58 and the pulley 62. As a result, the transducer unit 14 moves in the forward direction in the drawing, that is, in the direction of contact with the subject.
[0033]
On the other hand, when the weight 86 is dropped and the electromagnetic brake 52 is kept off and the electromagnetic clutch 50 is turned on and the motor 48 is operated in this state, the vibrator unit 14 moves backward by the driving force of the motor 48, At the same time, the weight 86 is pulled upward by the mechanism.
[0034]
The above operation will be described in detail with reference to FIG.
[0035]
First, when the routine shown in FIG. 4 is executed in the state of being placed on the footrest 12 shown in FIG. 1, it is determined in S101 whether or not the weight 86 is at the rising end. Here, if not at the rising end, each step after S108 described later is executed, and the weight 86 is pulled up to the rising end.
[0036]
On the other hand, if it is determined in S101 that the weight 86 is at the rising end, the operation of the measurement start switch 26 is detected in S102, the electromagnetic clutch 50 is turned off in S103 and S104, and the electromagnetic brake 52 is turned off at the same time. The That is, when viewed from the electromagnetic brake 52 such as the pulley 56, the rotation on the vibrator unit 14 side is set to a free state. As a result, in S105, the weight 86 falls from above, and the falling motion is converted to the rotational motion of the feed screw 64 by using the weight mechanism 54 described above. Then, the vibrator unit 14 starts to move forward, and the drop movement of the weight 86 stops in a state where the vibrator unit 14 is in contact with the surface of the heel with a predetermined pressure. That is, in that case, the contact force of the vibrator unit 14 against the heel follows the gravity of the weight 86. Therefore, since a constant contact pressure can always be exhibited, there is an advantage that the reproducibility of measurement can be made extremely good.
[0037]
The measurement, which is the process of S106, is performed after a predetermined time has passed since the process of S105 has been performed and a sufficient amount of contact can be ensured. Incidentally, the process of S106 may be executed after the fall of the weight is detected or the movement stop of the vibrator unit 14 is detected.
[0038]
In S106, an ultrasonic pulse is transmitted from the transducer unit 14, the ultrasonic wave that has passed through the eyelid is detected by the transducer unit 16, and a bone evaluation value is calculated based on a received signal based on the detection.
[0039]
On the other hand, after the measurement is completed, the electromagnetic clutch 50 is turned on in S107, and the operation of the motor 48 is started in S108. Then, the rotational motion of the motor 48 is transmitted to each mechanism that moves the weight mechanism 54 and the vibrator unit 14 via the electromagnetic clutch 50, and as a result, the vibrator unit 14 performs the backward movement. Also. The weight 86 is lifted upward.
[0040]
If it is determined in S109 that the weight 86 has reached the ascending end, the operation of the motor 48 is turned off, and the electromagnetic brake 52 is turned on in S111. As a result, the potential energy of the weight 86 pulled up to the rising end by the action of the electromagnetic brake is held as it is. In S112, it is determined whether or not the measurement operation is to be executed. If the measurement operation is to be continued, each process from S102 is repeatedly executed.
[0041]
According to the above embodiment, since the kinetic energy of the vibrator unit is generated by the potential energy of the weight, there is an advantage that a constant contact pressure can always be exhibited and safety can be improved.
[0042]
A guide member that allows only the vertical movement of the weight 86 may be provided. Further, by preparing weights 86 having various weights and selecting a weight having a desired weight, the same operation as described above can be exhibited. For example, the weight may be different between the measurement of the adult and the measurement of the dwarf.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the accuracy and reliability of the tissue evaluation can be further improved. Further, according to the present invention, there is an advantage that the contact pressure of the contact portion can be always constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of a bone evaluation apparatus according to the present embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing each configuration of a bone evaluation apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a specific configuration example of a moving mechanism.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of a moving mechanism.
[Explanation of symbols]
10 bone evaluation device, 12 footrest, 14, 16 vibrator unit, 22 printer, 24 display, 26 measurement start switch, 30 moving mechanism, 48 motor, 50 electromagnetic clutch, 52 electromagnetic brake, 54 weight mechanism.

Claims (3)

超音波の送受波によって生体組織を評価するために、生体組織に当接される接触部と、
前記接触部を生体組織に対して移動させ、当該接触部を生体組織へ当接させる移動機構と、
を含み、
前記移動機構は、
重りと、
駆動力を発生する駆動源と、
前記重りを引き上げる重り機構と、
前記駆動源からの駆動力を前記重り機構へ伝達すると共に前記重り機構の動作を制御する機構であって、前記駆動源と前記重り機構との間に設けられ前記重りの引き上げ時にオン動作して前記駆動力を伝達し前記重りの落下時にオフ動作するクラッチと、前記クラッチと前記重り機構との間に設けられ前記重りの引き上げ時にオフ動作し前記重りが上昇端に位置した場合にオン動作してその状態を保持し前記重りの落下時にオフ動作するブレーキと、を有する第1の伝達機構と、
前記重り機構と前記接触部との間に設けられ、前記重りの落下により発生する位置エネルギーを前記接触部を生体組織側へ移動させるための運動エネルギーとして伝達する第の伝達機構と、
を含むことを特徴とする生体組織評価装置。
In order to evaluate a living tissue by transmitting and receiving ultrasonic waves, a contact portion that comes into contact with the living tissue;
A moving mechanism for moving the contact portion relative to the biological tissue and bringing the contact portion into contact with the biological tissue;
Including
The moving mechanism is
Weight,
A driving source for generating a driving force;
A weight mechanism for lifting the weight;
A mechanism for transmitting a driving force from the driving source to the weight mechanism and controlling an operation of the weight mechanism, which is provided between the driving source and the weight mechanism and is turned on when the weight is lifted. A clutch that transmits the driving force and is turned off when the weight is dropped, and is turned on when the weight is located at the rising end provided between the clutch and the weight mechanism and is turned off when the weight is lifted. A first transmission mechanism having a brake that maintains its state and operates to turn off when the weight falls,
A second transmission mechanism that is provided between the weight mechanism and the contact portion, and transmits the potential energy generated by dropping the weight as kinetic energy for moving the contact portion toward the living tissue;
A biological tissue evaluation apparatus comprising:
請求項1記載の装置において、
前記第2の伝達機構は、前記駆動源の駆動力による前記重りの引き上げに伴って、当該駆動力により前記接触部を生体組織側から退避させる、ことを特徴とする生体組織評価装置。
The apparatus of claim 1.
The biological tissue evaluation apparatus, wherein the second transmission mechanism retracts the contact portion from the biological tissue side by the driving force as the weight is pulled up by the driving force of the driving source.
超音波の送受波によって骨を評価する骨評価装置において、
骨を含む生体組織としての踵の両側に設けられ、超音波の送波及び受波を行う一対の振動子ユニットと、
前記一対の振動子ユニットを前記生体組織としての踵に対して進退させる移動機構と、
を含み、
前記移動機構は、
重りと、
駆動力を発生する駆動源と、
前記重りを引き上げる重り機構と、
前記駆動源からの駆動力を前記重り機構へ伝達すると共に前記重り機構の動作を制御する機構であって、前記駆動源と前記重り機構との間に設けられ前記重りの引き上げ時にオン動作して前記駆動力を伝達し前記重りの落下時にオフ動作するクラッチと、前記クラッチと前記重り機構との間に設けられ前記重りの引き上げ時にオフ動作し前記重りが上昇端に位置した場合にオン動作してその状態を保持し前記重りの落下時にオフ動作するブレーキと、を有する第1の伝達機構と、
前記重り機構と前記一対の振動子ユニットとの間に設けられ、前記重りの落下により発生する位置エネルギーを前記一対の振動子ユニットを生体組織側へ移動させるための運動エネルギーとして伝達する第2の伝達機構と、
を有する、ことを特徴とする骨評価装置。
In a bone evaluation device that evaluates bone by transmitting and receiving ultrasonic waves,
A pair of transducer units that are provided on both sides of the heel as a biological tissue including bone, and transmit and receive ultrasonic waves;
A moving mechanism for advancing and retracting the pair of transducer units relative to the fold as the living tissue;
Including
The moving mechanism is
Weight,
A driving source for generating a driving force;
A weight mechanism for lifting the weight;
A mechanism for transmitting a driving force from the driving source to the weight mechanism and controlling an operation of the weight mechanism, which is provided between the driving source and the weight mechanism and is turned on when the weight is lifted. A clutch that transmits the driving force and is turned off when the weight is dropped, and is turned on when the weight is located at the rising end provided between the clutch and the weight mechanism and is turned off when the weight is lifted. A first transmission mechanism having a brake that maintains its state and operates to turn off when the weight falls,
The second mechanism is provided between the weight mechanism and the pair of transducer units, and transmits the potential energy generated by dropping the weight as kinetic energy for moving the pair of transducer units to the living tissue side. A transmission mechanism;
The bone evaluation apparatus characterized by having.
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