JPH0919428A - 再現性のある位置決め及び再現性のあるカップリングを有する超音波骨テスト装置 - Google Patents
再現性のある位置決め及び再現性のあるカップリングを有する超音波骨テスト装置Info
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- JPH0919428A JPH0919428A JP8143148A JP14314896A JPH0919428A JP H0919428 A JPH0919428 A JP H0919428A JP 8143148 A JP8143148 A JP 8143148A JP 14314896 A JP14314896 A JP 14314896A JP H0919428 A JPH0919428 A JP H0919428A
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- transducer assembly
- assembly
- foot
- transducer
- coupling
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- Pending
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
- A61B5/1074—Foot measuring devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Clinical applications
- A61B8/0875—Clinical applications for diagnosis of bone
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- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 改良した超音波骨分析装置及び方法を提供す
る。 【解決手段】 足穴組立体３と向こう脛案内組立体２と
を有しており、それらは患者の足及び下側脚部を測定プ
ロセス期間中に快適な位置に固定するために機械的に結
合される。組立体２は、向こう脛拘束セクション４０、
甲案内セクション５１、足拘束セクション６０を具備す
る所定の形状とした気泡ゴムライニング４１で裏打ちさ
れたモールド成型した型枠２０を有している。セクショ
ン４０を取付けた調節可能なストラップ４２がふくらは
ぎの周りに配置される。摺動ブロック２１を具備する甲
支持案内部５１がモールド成型した型枠の上に装着され
ている。摺動ブロック２１は足穴組立体の夫々のブリッ
ジブラケット３０の夫々のチャンネル３１内に挿入され
て、組立体２を組立体３へ取付ける。
る。 【解決手段】 足穴組立体３と向こう脛案内組立体２と
を有しており、それらは患者の足及び下側脚部を測定プ
ロセス期間中に快適な位置に固定するために機械的に結
合される。組立体２は、向こう脛拘束セクション４０、
甲案内セクション５１、足拘束セクション６０を具備す
る所定の形状とした気泡ゴムライニング４１で裏打ちさ
れたモールド成型した型枠２０を有している。セクショ
ン４０を取付けた調節可能なストラップ４２がふくらは
ぎの周りに配置される。摺動ブロック２１を具備する甲
支持案内部５１がモールド成型した型枠の上に装着され
ている。摺動ブロック２１は足穴組立体の夫々のブリッ
ジブラケット３０の夫々のチャンネル３１内に挿入され
て、組立体２を組立体３へ取付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人間における骨組
織の超音波分析を行う技術分野に関するものであって、
更に詳細には、超音波エネルギの送信及び反射を使用し
て踵の骨即ち踵骨のある特性を再現性をもって測定する
新規な技術を使用した装置及び方法に関するものであ
る。
織の超音波分析を行う技術分野に関するものであって、
更に詳細には、超音波エネルギの送信及び反射を使用し
て踵の骨即ち踵骨のある特性を再現性をもって測定する
新規な技術を使用した装置及び方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】踵の骨即ち踵骨の特性を測定するある公
知の技術は、治具又はクランプにおける一対の超音波ト
ランスデューサの間に足を保持させ、足と超音波トラン
スデューサとを水槽内に浸漬させてトランスデューサと
足との間において超音波エネルギを結合させることが必
要であった。このような浸漬手順は、トランスデューサ
と試験すべき物体との間に存在する空気又はその他のガ
スによって発生される超音波エネルギのカップリング即
ち結合との干渉を減少させる。然しながら、この技術は
比較的時間がかかり且つ不便な場合がある。
知の技術は、治具又はクランプにおける一対の超音波ト
ランスデューサの間に足を保持させ、足と超音波トラン
スデューサとを水槽内に浸漬させてトランスデューサと
足との間において超音波エネルギを結合させることが必
要であった。このような浸漬手順は、トランスデューサ
と試験すべき物体との間に存在する空気又はその他のガ
スによって発生される超音波エネルギのカップリング即
ち結合との干渉を減少させる。然しながら、この技術は
比較的時間がかかり且つ不便な場合がある。
【０００３】その他の公知の超音波骨テスト装置の構成
では、ふくらはぎ筋肉区域における足の裏側に支持体を
有している。足台を使用することは、足を位置決めする
ためのある程度の公差を可能とする。然しながら、ふく
らはぎの筋肉の寸法及び位置は著しく異なる場合がある
ので、このアプローチは、足台が一貫性のある測定を簡
単化させるものではないという欠点を有している。更
に、患者のふくらはぎの筋肉は患者が座っている場合に
弱々しくなる傾向があり、従ってたとえ同一の人であっ
ても後の測定期間中に一定した基準表面を与えるもので
はない。
では、ふくらはぎ筋肉区域における足の裏側に支持体を
有している。足台を使用することは、足を位置決めする
ためのある程度の公差を可能とする。然しながら、ふく
らはぎの筋肉の寸法及び位置は著しく異なる場合がある
ので、このアプローチは、足台が一貫性のある測定を簡
単化させるものではないという欠点を有している。更
に、患者のふくらはぎの筋肉は患者が座っている場合に
弱々しくなる傾向があり、従ってたとえ同一の人であっ
ても後の測定期間中に一定した基準表面を与えるもので
はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した如
き従来技術の欠点に鑑み、改良した超音波骨分析装置及
び方法を提供することを目的とする。本発明の別の目的
とするところは、水槽の必要性を取除き且つ水による結
合作用を、柔軟性のあるエラストマーパッドと、トラン
スデューサ（変換器）を所望の態様で足と結合させる制
御器とを有するシステムで置換させることを可能とした
超音波骨分析装置及び方法を提供することである。本発
明の更に別の目的とするところは、足と相対的にトラン
スデューサを再現性をもって位置決めさせ且つ再現性を
もってカップリング即ち結合させることにより再現性の
ある結果を得ることの可能な超音波骨分析装置及び方法
を提供することである。
き従来技術の欠点に鑑み、改良した超音波骨分析装置及
び方法を提供することを目的とする。本発明の別の目的
とするところは、水槽の必要性を取除き且つ水による結
合作用を、柔軟性のあるエラストマーパッドと、トラン
スデューサ（変換器）を所望の態様で足と結合させる制
御器とを有するシステムで置換させることを可能とした
超音波骨分析装置及び方法を提供することである。本発
明の更に別の目的とするところは、足と相対的にトラン
スデューサを再現性をもって位置決めさせ且つ再現性を
もってカップリング即ち結合させることにより再現性の
ある結果を得ることの可能な超音波骨分析装置及び方法
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面によれ
ば、足の再現性のある位置決めは、下側脚部のある解剖
学的な点を位置決めし且つ位置決めさせた解剖学的な点
を使用して測定プロセス期間中に移動することを拘束さ
せる機構によって達成される。下側脚部に対する１つの
主要な基準表面として向こう脛の骨即ち脛骨を使用す
る。脛骨は、典型的には、前面方向において薄く且つ一
様な皮膚の外皮のみを有しており、何等可変の筋肉組織
を有するものではなく、かなり太った人でも固い基準表
面を与える。アキレス腱の下部取付部直下の点における
足の下部側面及び踵骨の後部側面は、足を特定の角度で
不動状態とさせる更に２つの基準表面を提供している。
足が横方向中間回転することを阻止するために、足の甲
を約５５度の角度で下方向及び後方へ押圧して抑止す
る。
ば、足の再現性のある位置決めは、下側脚部のある解剖
学的な点を位置決めし且つ位置決めさせた解剖学的な点
を使用して測定プロセス期間中に移動することを拘束さ
せる機構によって達成される。下側脚部に対する１つの
主要な基準表面として向こう脛の骨即ち脛骨を使用す
る。脛骨は、典型的には、前面方向において薄く且つ一
様な皮膚の外皮のみを有しており、何等可変の筋肉組織
を有するものではなく、かなり太った人でも固い基準表
面を与える。アキレス腱の下部取付部直下の点における
足の下部側面及び踵骨の後部側面は、足を特定の角度で
不動状態とさせる更に２つの基準表面を提供している。
足が横方向中間回転することを阻止するために、足の甲
を約５５度の角度で下方向及び後方へ押圧して抑止す
る。
【０００６】トランスデューサの足に対する再現性のあ
るカップリング即ち結合は、トランスデューサと足との
間に印加される圧力を制御し且つトランスデューサによ
って受取られる信号の品質をモニタすることによって達
成することが可能である。トランスデューサ信号の品質
は、モータを介して印加される圧力を変調するためのフ
ィードバック情報として使用される。トランスデューサ
の波面が足に到達する前にザラザラした近距離場パター
ンから滑らかな遠距離電磁界パターンへ展開することを
可能とするために音響的遅延線が設けられている。エラ
ストマーカップリングパッドの音響的及び機械的特性
は、本発明の動作にとって本来的に重要なものである。
るカップリング即ち結合は、トランスデューサと足との
間に印加される圧力を制御し且つトランスデューサによ
って受取られる信号の品質をモニタすることによって達
成することが可能である。トランスデューサ信号の品質
は、モータを介して印加される圧力を変調するためのフ
ィードバック情報として使用される。トランスデューサ
の波面が足に到達する前にザラザラした近距離場パター
ンから滑らかな遠距離電磁界パターンへ展開することを
可能とするために音響的遅延線が設けられている。エラ
ストマーカップリングパッドの音響的及び機械的特性
は、本発明の動作にとって本来的に重要なものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明の一実
施例に基づく超音波骨分析装置が、足及び下側脚部を単
一の足拘束装置１へ位置決めさせ且つ拘束させる機構を
結合させている。足拘束装置１は、２つの組立体、即ち
向こう脛案内組立体２及び足穴組立体３を有している。
施例に基づく超音波骨分析装置が、足及び下側脚部を単
一の足拘束装置１へ位置決めさせ且つ拘束させる機構を
結合させている。足拘束装置１は、２つの組立体、即ち
向こう脛案内組立体２及び足穴組立体３を有している。
【０００８】図２に示したように、足穴組立体３は足支
持体３９と足穴底部３７とを具備するボックスカバー３
８を有している。足支持体３９は大きな足でも気持ちよ
く挿入することが可能であるように人間の足よりも多少
大きな面積を有している。
持体３９と足穴底部３７とを具備するボックスカバー３
８を有している。足支持体３９は大きな足でも気持ちよ
く挿入することが可能であるように人間の足よりも多少
大きな面積を有している。
【０００９】トランスデューサポート３６が後部側にお
いて足支持体３９の側部に位置されている。チャンネル
３１を具備するブリッジブラケット３０が足支持体３９
の側部に沿って位置されており且つ足穴底部３７に関し
て好適には５５度の予め定めた角度で配設されている。
チャンネル３１を具備するブリッジブラケット３０は、
向こう脛案内組立体２の装着を容易化させている。
いて足支持体３９の側部に位置されている。チャンネル
３１を具備するブリッジブラケット３０が足支持体３９
の側部に沿って位置されており且つ足穴底部３７に関し
て好適には５５度の予め定めた角度で配設されている。
チャンネル３１を具備するブリッジブラケット３０は、
向こう脛案内組立体２の装着を容易化させている。
【００１０】再度図１を参照すると、向こう脛案内組立
体２には所定の形状とさせた気泡ゴム（スポンジゴム）
ライニング４１で裏打ちしたプラスチック成型した型枠
２０を有している。このプラスチック成型した型枠２０
は向こう脛、甲及び足の前部に対する拘束を単一部品と
して結合したものである。
体２には所定の形状とさせた気泡ゴム（スポンジゴム）
ライニング４１で裏打ちしたプラスチック成型した型枠
２０を有している。このプラスチック成型した型枠２０
は向こう脛、甲及び足の前部に対する拘束を単一部品と
して結合したものである。
【００１１】プラスチックモールド成型した型枠２０
は、向こう脛拘束セクション４０を有しており、該セク
ション４０はふくらはぎの周りに配置させた可撓性のあ
るストラップ４２の助けを借りて所定の形状とした気泡
ゴムライニング４１に対して脛骨を拘束し、支持し且つ
中心位置決めさせる。可撓性のあるストラップ４２は患
者の脚部に対して気持ちよくモールド成型した型枠２０
を固定するために調節することが可能である。向こう脛
案内組立体２の向こう脛拘束セクション４０は、足穴組
立体３の足穴底部３７に関して約９５度の角度で甲支持
セクション５０から上方へ延在している。
は、向こう脛拘束セクション４０を有しており、該セク
ション４０はふくらはぎの周りに配置させた可撓性のあ
るストラップ４２の助けを借りて所定の形状とした気泡
ゴムライニング４１に対して脛骨を拘束し、支持し且つ
中心位置決めさせる。可撓性のあるストラップ４２は患
者の脚部に対して気持ちよくモールド成型した型枠２０
を固定するために調節することが可能である。向こう脛
案内組立体２の向こう脛拘束セクション４０は、足穴組
立体３の足穴底部３７に関して約９５度の角度で甲支持
セクション５０から上方へ延在している。
【００１２】図３及び４はモールド成型した型枠２０の
正面図及び平面図を夫々示している。向こう脛拘束セク
ション４０は、向こう脛領域から足首領域にかけて通常
人の脚部において見出されるテーパ形状に適合させるた
めに上部部分から下部部分へかけてテーパ形状をしてい
る。例えば、図５における断面Ａ−Ａ及びＢ−Ｂの断面
図である図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、上部部分近く
の向こう脛拘束セクション４０の断面は下部部分近くの
向こう脛拘束セクション４０の断面よりも一層大きな半
径を有している。
正面図及び平面図を夫々示している。向こう脛拘束セク
ション４０は、向こう脛領域から足首領域にかけて通常
人の脚部において見出されるテーパ形状に適合させるた
めに上部部分から下部部分へかけてテーパ形状をしてい
る。例えば、図５における断面Ａ−Ａ及びＢ−Ｂの断面
図である図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、上部部分近く
の向こう脛拘束セクション４０の断面は下部部分近くの
向こう脛拘束セクション４０の断面よりも一層大きな半
径を有している。
【００１３】再度図１を参照すると、足の前部は甲支持
セクション５０の下側部分から爪先にかけて延在する足
拘束セクション６０によって横方向回転が阻止されてい
る。図３に示した如く、足拘束セクション６０は反転し
た「Ｕ」又は「Ｖ」形状を有しており、且つモールド成
型した型枠２０を下降させて足の正確な幅と一致させた
場合に、足の前部を正しく中心位置決めさせるための所
定の形状とした気泡ゴムライニング６１を有している。
足拘束セクション６０の側壁と足穴底部３７は好適には
６０度である所定の角度を形成している。所定の形状と
した気泡ゴムライニング６１と共に、このような構成
は、図６Ｃ，６Ｄ及び６Ｅに示したように、大きな足６
５及び小さな足６６の両方に対して気持ちよく嵌合する
ことを容易化させている。
セクション５０の下側部分から爪先にかけて延在する足
拘束セクション６０によって横方向回転が阻止されてい
る。図３に示した如く、足拘束セクション６０は反転し
た「Ｕ」又は「Ｖ」形状を有しており、且つモールド成
型した型枠２０を下降させて足の正確な幅と一致させた
場合に、足の前部を正しく中心位置決めさせるための所
定の形状とした気泡ゴムライニング６１を有している。
足拘束セクション６０の側壁と足穴底部３７は好適には
６０度である所定の角度を形成している。所定の形状と
した気泡ゴムライニング６１と共に、このような構成
は、図６Ｃ，６Ｄ及び６Ｅに示したように、大きな足６
５及び小さな足６６の両方に対して気持ちよく嵌合する
ことを容易化させている。
【００１４】再度、図１を参照すると、甲支持セクショ
ン５０は甲支持案内部５１を有している。甲支持案内部
５１はモールド成型した型枠２０の両側に支持されてお
り、且つ摺動ブロック２１を有している。摺動ブロック
２１を足穴組立体３の対応するチャンネル３１内に挿入
することによって、向こう脛案内組立体２は足穴組立体
３へ取付けられる。チャンネル３１の５５度の角度は、
甲支持案内部５１と異なる寸法の足の甲区域との間に適
切な接触を与えることを容易とさせており、且つ足拘束
セクション６０のＶ形状が足下側の異なる幅と一致させ
且つ中心位置決めさせることを可能とするために充分な
垂直方向の差動的変位を与えることを容易としている。
ン５０は甲支持案内部５１を有している。甲支持案内部
５１はモールド成型した型枠２０の両側に支持されてお
り、且つ摺動ブロック２１を有している。摺動ブロック
２１を足穴組立体３の対応するチャンネル３１内に挿入
することによって、向こう脛案内組立体２は足穴組立体
３へ取付けられる。チャンネル３１の５５度の角度は、
甲支持案内部５１と異なる寸法の足の甲区域との間に適
切な接触を与えることを容易とさせており、且つ足拘束
セクション６０のＶ形状が足下側の異なる幅と一致させ
且つ中心位置決めさせることを可能とするために充分な
垂直方向の差動的変位を与えることを容易としている。
【００１５】次に、図７を参照すると、チャンネル３１
は、下方向に向いた繰返しの三角形状のラチェット歯３
２からなるストリップで裏打ちされている。摺動ブロッ
ク２１は上方向に向いたそれと係合するラチェット歯２
２を有している。摺動ブロック２１が夫々のブリッジブ
ラケット３０の夫々のチャンネル３１内へ挿入される
と、ラチェット作用によって、摺動ブロック２１がブリ
ッジブラケット３０に対して複数個のレベルのうちの１
つにおいてラッチすることを可能とし、その際に向こう
脛案内組立体２が任意の寸法の足とフィットし且つ気持
ちよく拘束し且つ固定させるために調節させることが可
能である。
は、下方向に向いた繰返しの三角形状のラチェット歯３
２からなるストリップで裏打ちされている。摺動ブロッ
ク２１は上方向に向いたそれと係合するラチェット歯２
２を有している。摺動ブロック２１が夫々のブリッジブ
ラケット３０の夫々のチャンネル３１内へ挿入される
と、ラチェット作用によって、摺動ブロック２１がブリ
ッジブラケット３０に対して複数個のレベルのうちの１
つにおいてラッチすることを可能とし、その際に向こう
脛案内組立体２が任意の寸法の足とフィットし且つ気持
ちよく拘束し且つ固定させるために調節させることが可
能である。
【００１６】係合しているラチェット歯２２及び３２を
互いに解除することを容易とするために、ラチェット歯
２２は摺動ブロック２１の基部に装着されている板バネ
２３に取付けられている。オペレータは、スプリング２
３の自由端に取付けられている２つの剛性のブラケット
２４を互いに押込んで、ラチェット歯２２を後退させ
る。歯２２がチャンネル３１内側の歯３２から離脱され
ると、オペレータはチャンネル３１から摺動ブロック２
１を取外し、患者が足を足穴３から取外すことを可能と
する。スプリング組立体２５内に装着されているラチェ
ット歯２２を使用することにより、スプリング作用を与
えるために使用される物質及び摺動及びラチェット作用
を与えるために使用される物質を独立的に最適化させる
ことを可能としている。
互いに解除することを容易とするために、ラチェット歯
２２は摺動ブロック２１の基部に装着されている板バネ
２３に取付けられている。オペレータは、スプリング２
３の自由端に取付けられている２つの剛性のブラケット
２４を互いに押込んで、ラチェット歯２２を後退させ
る。歯２２がチャンネル３１内側の歯３２から離脱され
ると、オペレータはチャンネル３１から摺動ブロック２
１を取外し、患者が足を足穴３から取外すことを可能と
する。スプリング組立体２５内に装着されているラチェ
ット歯２２を使用することにより、スプリング作用を与
えるために使用される物質及び摺動及びラチェット作用
を与えるために使用される物質を独立的に最適化させる
ことを可能としている。
【００１７】摺動ブロック２１をチャンネル３１におけ
る最も低い位置へ摺動させることによって、足拘束装置
１の搬送のために向こう脛案内組立体２を便利に格納さ
せることが可能である。
る最も低い位置へ摺動させることによって、足拘束装置
１の搬送のために向こう脛案内組立体２を便利に格納さ
せることが可能である。
【００１８】次に、図８を参照すると、本発明のトラン
スデューサ駆動機構の一実施例が一対のトランスデュー
サ組立体１１０を有している。トランスデューサ組立体
１１０は、トランスデューサ（変換器）１０１と、音響
的遅延線１０９と、カップリング（結合）パッド１０２
とを有している。トランスデューサ１０１は横方向中央
軸に沿って摺動する夫々のキャリッジ１０３に装着され
ている。キャリッジ１０３に取付けられている夫々の圧
縮スプリング１０４は、足の中央に向かって対抗する横
方向の力を付与する。キャリッジ／スプリング組立体は
自由なフローティング状態にあり、且つ両側に等しい力
が存在することにより足の上でそれ自身中心位置決めす
る。
スデューサ駆動機構の一実施例が一対のトランスデュー
サ組立体１１０を有している。トランスデューサ組立体
１１０は、トランスデューサ（変換器）１０１と、音響
的遅延線１０９と、カップリング（結合）パッド１０２
とを有している。トランスデューサ１０１は横方向中央
軸に沿って摺動する夫々のキャリッジ１０３に装着され
ている。キャリッジ１０３に取付けられている夫々の圧
縮スプリング１０４は、足の中央に向かって対抗する横
方向の力を付与する。キャリッジ／スプリング組立体は
自由なフローティング状態にあり、且つ両側に等しい力
が存在することにより足の上でそれ自身中心位置決めす
る。
【００１９】カップリングパッド１０２が患者の足に到
達すると、引っ張りコイルバネ１０５が最初の圧力を付
与する。小さなインクリメント即ち増分で圧力を調節す
るために、ラック・ピニオン機構１０６を具備するステ
ッパモータが有限数のステップ移動し且つ夫々のキャリ
ッジ１０３に取付けられている圧縮スプリング１０４を
圧縮する。圧縮スプリング１０４はスプリング定数及び
並進距離に比例した力で夫々のトランスデューサ１０１
及びパッド１０２を内側へ牽引する。
達すると、引っ張りコイルバネ１０５が最初の圧力を付
与する。小さなインクリメント即ち増分で圧力を調節す
るために、ラック・ピニオン機構１０６を具備するステ
ッパモータが有限数のステップ移動し且つ夫々のキャリ
ッジ１０３に取付けられている圧縮スプリング１０４を
圧縮する。圧縮スプリング１０４はスプリング定数及び
並進距離に比例した力で夫々のトランスデューサ１０１
及びパッド１０２を内側へ牽引する。
【００２０】トランスデューサ１０１間の距離はトラン
スデューサ１０１の運動と機械的にリンクされている位
置エンコーダ１２０によって継続して測定される。図９
Ａ及び９Ｂを参照すると、位置エンコーダ１２０の正面
図及び側面図が夫々示されており、好適なエンコーダは
コードストリップ１２１を使用し、それはキャリッジ１
０３のうちの一方に装着されており、且つ光学的エンコ
ーダ読取器１２２はキャリッジ１０３のうちの他方に装
着されている。トランスデューサ１０１間の距離が変化
すると、コードストリップ１２１は光学的エンコーダ読
取器１２２のスロット内を移動し、光学的読取器１２２
はライン１２３が横断する毎にコードストリップ１２１
のライン１２３を読取る。
スデューサ１０１の運動と機械的にリンクされている位
置エンコーダ１２０によって継続して測定される。図９
Ａ及び９Ｂを参照すると、位置エンコーダ１２０の正面
図及び側面図が夫々示されており、好適なエンコーダは
コードストリップ１２１を使用し、それはキャリッジ１
０３のうちの一方に装着されており、且つ光学的エンコ
ーダ読取器１２２はキャリッジ１０３のうちの他方に装
着されている。トランスデューサ１０１間の距離が変化
すると、コードストリップ１２１は光学的エンコーダ読
取器１２２のスロット内を移動し、光学的読取器１２２
はライン１２３が横断する毎にコードストリップ１２１
のライン１２３を読取る。
【００２１】トランスデューサ駆動機構１００は、自動
的に、トランスデューサ組立体１１０を超音波カップリ
ング（結合）確保するのに充分な圧力で患者の踵に対し
て位置決めさせる。この自動位置決めについては図１０
を参照して説明する。受信用トランスデューサ１０１に
よって受信された信号は制御器２００へ供給される。制
御器２００は、好適には、システム及びアプリケーショ
ンソフトウエアを格納するメモリ２０１（例えば、ＲＡ
Ｍ及びＲＯＭ）及び入力／出力回路を具備するマイクロ
プロセサをベースとした制御器である。
的に、トランスデューサ組立体１１０を超音波カップリ
ング（結合）確保するのに充分な圧力で患者の踵に対し
て位置決めさせる。この自動位置決めについては図１０
を参照して説明する。受信用トランスデューサ１０１に
よって受信された信号は制御器２００へ供給される。制
御器２００は、好適には、システム及びアプリケーショ
ンソフトウエアを格納するメモリ２０１（例えば、ＲＡ
Ｍ及びＲＯＭ）及び入力／出力回路を具備するマイクロ
プロセサをベースとした制御器である。
【００２２】制御器２００は、少なくとも一部は信号の
減衰にしたがって受信用トランスデューサ１０１によっ
て受信された信号の品質を判別する。制御器２００は、
受信用トランスデューサ１０１によって受信された信号
の品質及び位置エンコーダ１２０によって供給される位
置データにしたがってステッパモータ１０６の動作を制
御する。その際に、カップリング圧力は、受信用トラン
スデューサ１０１によって受信された信号の品質に基づ
いて制御器２００の制御下で修正される。これらのステ
ップは、受信用トランスデューサ１０１によって受信さ
れる信号が所定の品質を達成するまで、制御器２００に
よって繰返し行われる。従って、制御器２００の制御下
にあるトランスデューサ駆動機構１００は自動位置決め
動作を与える。
減衰にしたがって受信用トランスデューサ１０１によっ
て受信された信号の品質を判別する。制御器２００は、
受信用トランスデューサ１０１によって受信された信号
の品質及び位置エンコーダ１２０によって供給される位
置データにしたがってステッパモータ１０６の動作を制
御する。その際に、カップリング圧力は、受信用トラン
スデューサ１０１によって受信された信号の品質に基づ
いて制御器２００の制御下で修正される。これらのステ
ップは、受信用トランスデューサ１０１によって受信さ
れる信号が所定の品質を達成するまで、制御器２００に
よって繰返し行われる。従って、制御器２００の制御下
にあるトランスデューサ駆動機構１００は自動位置決め
動作を与える。
【００２３】制御器２００は、広帯域超音波減衰及び骨
速度等のその他の興味のあるパラメータを決定する。更
に、制御器２００は、位置エンコーダ１２０によって決
定されるトランスデューサ間の距離を使用して足を介し
ての超音波信号の速度を計算する。超音波によって骨特
性を測定する装置は当該技術分野において公知である。
このような装置は、例えば、１９８８年１０月４日に発
行されたＰａｌｍｅｒｅｔ ａｌ．の米国特許第４，７
７４，９５９号があり、それは引用により本明細書に導
入する。
速度等のその他の興味のあるパラメータを決定する。更
に、制御器２００は、位置エンコーダ１２０によって決
定されるトランスデューサ間の距離を使用して足を介し
ての超音波信号の速度を計算する。超音波によって骨特
性を測定する装置は当該技術分野において公知である。
このような装置は、例えば、１９８８年１０月４日に発
行されたＰａｌｍｅｒｅｔ ａｌ．の米国特許第４，７
７４，９５９号があり、それは引用により本明細書に導
入する。
【００２４】制御器２００は、温度センサ２５０からの
温度の読みを使用して位置エンコーダ測定値の精度を改
善し且つ超音波測定における温度に依存する不正確性を
補正する。例えば、制御器２００は位置エンコーダ１２
０によって供給されたデータに対して温度依存性項を付
与することによってエンコーダストリップ１２１の線膨
脹を考慮に入れる。更に、制御器２００は、遅延線１０
９及びカップリングパッド１０２を介しての時間遅延の
推定値を補正するために温度依存性項を付与する。更
に、制御器２００は、本装置が許容されている特定され
た環境範囲内において動作しているか否かを判別するた
めに温度に関する読みを使用し、その範囲内でない場合
には、本装置が使用すべき状態にないことをオペレータ
に対して報告する。更に、オペレータの入力３００によ
って案内され、以下のものは、制御器２０の制御下にお
いてトランスデューサ駆動機構１００によって与えられ
る付加的な選択可能な機能の例である。（１）トランス
ジデューダ１０１を分離させて、トランスデューサから
の干渉なしで、トランスデューサ１００の間における位
置へ足を移動させ且つそれから足を取出すことを可能と
させる。（２）位置エンコーダ１２０を既知のトランス
デューサ分離０の位置へ移動させる。（３）トランスデ
ューサ１０１をクリーニング又は待機位置へ位置させ
る。（４）トランスデューサ１０１をオフ即ち配送用位
置に固定させる。オペレータ入力３００は例えば予め割
り当てられたボタン、キーボード／キーパッド装置等の
従来の入力装置のいずれかとすることが可能である。
温度の読みを使用して位置エンコーダ測定値の精度を改
善し且つ超音波測定における温度に依存する不正確性を
補正する。例えば、制御器２００は位置エンコーダ１２
０によって供給されたデータに対して温度依存性項を付
与することによってエンコーダストリップ１２１の線膨
脹を考慮に入れる。更に、制御器２００は、遅延線１０
９及びカップリングパッド１０２を介しての時間遅延の
推定値を補正するために温度依存性項を付与する。更
に、制御器２００は、本装置が許容されている特定され
た環境範囲内において動作しているか否かを判別するた
めに温度に関する読みを使用し、その範囲内でない場合
には、本装置が使用すべき状態にないことをオペレータ
に対して報告する。更に、オペレータの入力３００によ
って案内され、以下のものは、制御器２０の制御下にお
いてトランスデューサ駆動機構１００によって与えられ
る付加的な選択可能な機能の例である。（１）トランス
ジデューダ１０１を分離させて、トランスデューサから
の干渉なしで、トランスデューサ１００の間における位
置へ足を移動させ且つそれから足を取出すことを可能と
させる。（２）位置エンコーダ１２０を既知のトランス
デューサ分離０の位置へ移動させる。（３）トランスデ
ューサ１０１をクリーニング又は待機位置へ位置させ
る。（４）トランスデューサ１０１をオフ即ち配送用位
置に固定させる。オペレータ入力３００は例えば予め割
り当てられたボタン、キーボード／キーパッド装置等の
従来の入力装置のいずれかとすることが可能である。
【００２５】カップリングパッド１０２の幾つかの特徴
は上述した本発明の動作にとって重要なものである。パ
ッド１０２の物質の音響インピーダンスは人の皮膚の音
響インピーダンスとマッチングされており、パワー損失
を最小のものとし且つ外来的反射を減少させる。好適に
は、カップリングパッドはエラストマーのカップリング
パッドである。
は上述した本発明の動作にとって重要なものである。パ
ッド１０２の物質の音響インピーダンスは人の皮膚の音
響インピーダンスとマッチングされており、パワー損失
を最小のものとし且つ外来的反射を減少させる。好適に
は、カップリングパッドはエラストマーのカップリング
パッドである。
【００２６】カップリングパッド１０２は更に、波面が
より一様な強度のパターンへ発展することを可能とする
ために、伝播軸に沿って充分な距離にわたり音響ビーム
をコリメートさせるための導波路機能を提供している。
この目的のために、波面がザラザラした近距離場パター
ンから足に到達する前により滑らかな遠距離電磁界パタ
ーンへ発展することを許容するために音響的遅延線１０
９が設けられている。パッド１０２は部分的に足の形状
に適合し且つ患者に対してある程度の安堵感を与えるこ
との可能な充分に可撓性のある導波路に対応するデュロ
メータを有するように選択されている。パッド１０２の
形状は、足とパッドとの間に存在することのあるギャッ
プを排除するために踵に適合する。トランスデューサ１
０１、遅延線１０９又は患者の皮膚と接触するパッド１
０２の表面は、反射エネルギを時間及び位置に関して拡
布させることによってパッドと皮膚との間の界面におい
て音響的反射を減少させるために伝播軸に対して所定の
角度で形成されている。カップリング１０２及び遅延線
１０９は、好適には、パッドと遅延線との間の界面での
外来的な反射を減少させるために単一のパッド／遅延ユ
ニット１５０内に集積化されている。図１１Ａ及び１１
Ｂはパッド／遅延ユニット１５０の平面図及び側面図を
夫々示している。患者の皮膚と接触するパッドの表面
は、圧力を付与した場合に接触区域から気泡を駆除する
形状とされている。図１１Ｃは患者の皮膚と接触するパ
ッド／遅延ユニット１５０の表面の輪郭を示している。
この表面は、好適には、垂直軸に対して２５度の角度を
形成している。
より一様な強度のパターンへ発展することを可能とする
ために、伝播軸に沿って充分な距離にわたり音響ビーム
をコリメートさせるための導波路機能を提供している。
この目的のために、波面がザラザラした近距離場パター
ンから足に到達する前により滑らかな遠距離電磁界パタ
ーンへ発展することを許容するために音響的遅延線１０
９が設けられている。パッド１０２は部分的に足の形状
に適合し且つ患者に対してある程度の安堵感を与えるこ
との可能な充分に可撓性のある導波路に対応するデュロ
メータを有するように選択されている。パッド１０２の
形状は、足とパッドとの間に存在することのあるギャッ
プを排除するために踵に適合する。トランスデューサ１
０１、遅延線１０９又は患者の皮膚と接触するパッド１
０２の表面は、反射エネルギを時間及び位置に関して拡
布させることによってパッドと皮膚との間の界面におい
て音響的反射を減少させるために伝播軸に対して所定の
角度で形成されている。カップリング１０２及び遅延線
１０９は、好適には、パッドと遅延線との間の界面での
外来的な反射を減少させるために単一のパッド／遅延ユ
ニット１５０内に集積化されている。図１１Ａ及び１１
Ｂはパッド／遅延ユニット１５０の平面図及び側面図を
夫々示している。患者の皮膚と接触するパッドの表面
は、圧力を付与した場合に接触区域から気泡を駆除する
形状とされている。図１１Ｃは患者の皮膚と接触するパ
ッド／遅延ユニット１５０の表面の輪郭を示している。
この表面は、好適には、垂直軸に対して２５度の角度を
形成している。
【００２７】カップリングパッドの物質は、カップリン
グゲルと適合性があり且つ皮膚を刺激することのないも
のであることが必要である。１つの好適な物質として
は、約１０乃至１５ショアＡの硬化したデュロメータを
与える添加物と混合したＣＩＢＡポリウレタン（ＴＤＴ
１７８−３４）がある。
グゲルと適合性があり且つ皮膚を刺激することのないも
のであることが必要である。１つの好適な物質として
は、約１０乃至１５ショアＡの硬化したデュロメータを
与える添加物と混合したＣＩＢＡポリウレタン（ＴＤＴ
１７８−３４）がある。
【００２８】エラストマーのカップリングパッドが好適
であるが、カップリングパッドは、均一な物質、ゲルパ
ッド又は液体又はゲルで充填した袋体とすることが可能
である。袋体の形状は円錐形状とすることが可能であ
り、その場合にはパッドが踵と係合する場合に気泡が追
出される。
であるが、カップリングパッドは、均一な物質、ゲルパ
ッド又は液体又はゲルで充填した袋体とすることが可能
である。袋体の形状は円錐形状とすることが可能であ
り、その場合にはパッドが踵と係合する場合に気泡が追
出される。
【００２９】公知のシステムにおいては、市販のカップ
リングゲルは皮膚とカップリングパッドとの間において
一般的に使用される。市販のカップリングゲルは典型的
に水をベースとしたものである。このような水をベース
としたゲルを使用することが可能であるが、本発明にお
いては非水溶性のゼリーが好適である。本発明の一実施
例では、カップリングゲルとしてペトロラタムを使用す
る。
リングゲルは皮膚とカップリングパッドとの間において
一般的に使用される。市販のカップリングゲルは典型的
に水をベースとしたものである。このような水をベース
としたゲルを使用することが可能であるが、本発明にお
いては非水溶性のゼリーが好適である。本発明の一実施
例では、カップリングゲルとしてペトロラタムを使用す
る。
【００３０】皮膚とトランスデューサとの間の超音波エ
ネルギを効率的に結合させるために一般的に使用される
超音波カップリングゲルは、例えばパーカーラボラトリ
（Ｐａｒｋｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）のアクアフレ
ックス（Ａｑｕａｆｌｅｘ）パッド等の自己浸潤型物質
を使用することによって除去することが可能である。１
つの実施方法として、自己浸潤型カップリングパッドは
廃棄可能か又は１回使用装置として使用することが可能
であり、その場合には衛生上の問題を取除いている。
ネルギを効率的に結合させるために一般的に使用される
超音波カップリングゲルは、例えばパーカーラボラトリ
（Ｐａｒｋｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）のアクアフレ
ックス（Ａｑｕａｆｌｅｘ）パッド等の自己浸潤型物質
を使用することによって除去することが可能である。１
つの実施方法として、自己浸潤型カップリングパッドは
廃棄可能か又は１回使用装置として使用することが可能
であり、その場合には衛生上の問題を取除いている。
【００３１】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の足拘束装置を示した概略側面図。
【図２】 本発明の足穴組立体を示した概略斜視図。
【図３】 本発明の向こう脛案内組立体におけるモール
ド成型した型枠を示した概略正面図。
ド成型した型枠を示した概略正面図。
【図４】 モールド成型した型枠を示した概略平面図。
【図５】 モールド成型した型枠を示した概略側面図。
【図６Ａ】 図５のＡ−Ａ線に沿ってとった概略断面
図。
図。
【図６Ｂ】 図５のＢ−Ｂ線に沿ってとった概略断面
図。
図。
【図６Ｃ】 図５のＣ−Ｃ線に沿ってとった概略断面
図。
図。
【図６Ｄ】 図５のＤ−Ｄ線に沿ってとった概略断面
図。
図。
【図６Ｅ】 図５のＥ−Ｅ線に沿ってとった概略断面
図。
図。
【図７】 足穴組立体のチャンネルを具備するブリッジ
ブラケットと甲支持案内部の摺動ブロックとの間の相互
作用を示した概略断面図。
ブラケットと甲支持案内部の摺動ブロックとの間の相互
作用を示した概略断面図。
【図８】 本発明のトランスデューサ駆動機構を示した
概略断面図。
概略断面図。
【図９Ａ】 本発明の位置エンコーダを示した概略正面
図。
図。
【図９Ｂ】 本発明の位置エンコーダを示した概略側面
図。
図。
【図１０】 本発明のトランスデューサ駆動機構による
自動位置決め動作を示した概略ブロック図。
自動位置決め動作を示した概略ブロック図。
【図１１Ａ】 本発明の一実施例におけるパッド／遅延
ユニットを示した概略正面図。
ユニットを示した概略正面図。
【図１１Ｂ】 本発明のパッド／遅延ユニットを示した
概略側面図。
概略側面図。
【図１１Ｃ】 本発明のパッド／遅延ユニットの一端部
における輪郭を示した概略図。
における輪郭を示した概略図。
１ 足拘束装置 ２ 向こう脛案内組立体 ３ 足穴組立体 ２０ プラスチックモールド成型型枠 ２２，３２ ラチェット歯 ３０ ブリッジブラケット ３１ チャンネル ３６ トランスデューサポート ３７ 足穴底部 ３８ ボックスカバー ３９ 足支持体 ４０ 向こう脛拘束セクション ４１ フォームラバーライニング ４２ 可撓性ストラップ ５０ 甲支持セクション ５１ 甲支持案内部 １０１ トランスデューサ １０２ カップリングパッド １０３ キャリッジ １０４ 圧縮スプリング １０６ ラック・ピニオン機構 １０９ 音響的遅延線 １１０ トランスデューサ組立体 １２０ 位置エンコーダ １２２ 光学的エンコーダ読取器 １５０ パッド／遅延ユニット ２００ 制御器 ２５０ 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード イー． キャブレル アメリカ合衆国， マサチューセッツ 01876， チュウクスバリー， チャンド ラー ストリート 990 (72)発明者 ダニエル ダブリュ． ホーキンス アメリカ合衆国， マサチューセッツ 01440， ガードナー， オッター リバ ー ロード 322 (72)発明者 デニス ジイ． ラムサー アメリカ合衆国， マサチューセッツ 02174， アーリントン， プリーザント ストリート 60 (72)発明者 ジョン ピイ． オブライアン アメリカ合衆国， マサチューセッツ 02146， ブルックライン， キルシス ロード 97 (72)発明者 ジェイ エイ． ステイン アメリカ合衆国， マサチューセッツ 01701， フラミンガム， カーター ド ライブ 15 (72)発明者 ケビン イー． ウイルソン アメリカ合衆国， マサチューセッツ 02142， ケンブリッジ， ワッドスウォ ース ストリート 60， アパートメント 10イー.
Claims (38)
- 【請求項１】 超音波骨分析を行なう装置において、 患者の足を入れるための足穴を具備する足穴組立体であ
って該足穴組立体へ接続させるための第一係合手段を具
備する足穴組立体が設けられており、 前記足穴内に前記足の位置を固定し且つ前記患者の下側
脚部の位置を固定するための向こう脛案内組立体が設け
られており、前記向こう脛案内組立体は前記第一係合手
段と接続することによって前記向こう脛案内組立体を前
記足穴組立体ヘ機械的に結合させるための第二係合手段
を具備しており、超音波信号用の第一トランスデューサ
及び第一カップリングパッドを具備する第一トランスデ
ューサ組立体及び超音波信号用の第二トランスデューサ
及び第二カップリングパッドを具備する第二トランスデ
ューサ組立体を有するトランスデューサ駆動機構が設け
られており、前記トランスデューサ組立体のうちの少な
くとも一方が受信した超音波信号に対応する信号を供給
し、前記トランスデューサ駆動機構が前記第一トランス
デューサ組立体及び前記第二トランスデューサ組立体を
自動的に位置決めして前記患者の踵に対して圧力を付与
し、それにより超音波結合が達成されることを特徴とす
る装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記向こう脛案内組
立体が、 前記患者の向こう脛を固定する向こう脛拘束セクション
であって、前記患者のふくらはぎ周りを固定するストラ
ップを具備する向こう脛拘束セクション、 前記足の甲を固定する甲支持セクションであって前記向
こう脛拘束セクションに隣接しており且つその上に装着
されている甲支持案内部を具備する甲支持セクション、
前記足の前端部が横方向に回転しないように固定する足
拘束セクションであって、前記甲支持セクションと隣接
しており且つ前記足の爪先に向かって延在している延在
拘束セクション、を有しており、前記足拘束セクション
と、前記甲支持セクションと、前記向こう脛拘束セクシ
ョンとが単一の部品を形成していることを特徴とする装
置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記単一の部品は所
定の形状としたスポンジゴムのライニングを具備するプ
ラスチック成型した型枠であることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記向こう脛拘束セ
クションは、前記足穴の底部に関して９５度の角度で前
記甲支持セクションから上方へ延在していることを特徴
とする装置。 - 【請求項５】 請求項３において、前記向こう脛拘束セ
クションの上部部分における第一断面は前記向こう脛拘
束セクションの下部部分における断面よりもより大きな
半径を有することを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項３において、前記足拘束セクショ
ンが、前記モールド成型した型枠を降下させて前記足の
幅とマッチさせた場合に前記足の前端を適切に中心位置
決めさせるために、反転した「Ｕ」又は「Ｖ」形状及び
所定の形状としたスポンジゴムライニングを有している
ことを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６において、前記甲支持セクショ
ンにより近い前記Ｖ形状の足拘束セクションの第一断面
は、前記足拘束セクションの前部により近い前記Ｖ形状
の足拘束セクションの第二断面よりもより大きな高さを
有することを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項２において、 前記第一係合手段が、前記足穴の夫々の側部上において
チャンネルを具備するブリッジブラケット、及びチャン
ネル上に整列したマッチングする第一ラチェット歯の夫
々のストリップを有しており、 前記甲支持セクションが前記チャンネルの夫々の中へ摺
動する摺動ブロック及び前記第一ラチェット歯と相補的
な夫々の第二ラチェット歯を具備する甲支持案内部を有
しており、 前記摺動ブロックが前記ブリッジブラケットの前記チャ
ンネルの夫々のものの中に挿入されると、前記夫々の摺
動ブロックは前記ストリップの前記第一ラチェット歯の
夫々のものと前記第二ラチェット歯との間のラチェット
作用に対応する複数個のレベルのうちの１つにおいて前
記ブリッジブラケットに対してラッチし、前記複数個の
レベルのうちの１つは前記足の寸法及び厚さにしたがっ
て前記向こう脛案内組立体を前記足の周りに固定すべく
選択される、ことを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項８において、前記甲支持案内部
が、更に、 前記摺動ブロックの夫々の基部へ装着されており且つ前
記第二ラチェット歯の夫々のものが取付けられている板
バネ、 前記板バネの夫々のものの夫々の自由端に取付けられて
いる剛性ブラケット、を有しており、前記剛性ブラケッ
トは共に押圧されて前記第二ラチェットを前記ストリッ
プの前記第一ラチェット歯の夫々のものとの前記ラチェ
ット作用から後退させ、且つその後に、前記摺動ブロッ
クを前記チャンネルの夫々のものから引き出して前記患
者が前記足を取出すことを可能とする、ことを特徴とす
る装置。 - 【請求項１０】 請求項８において、前記向こう脛案内
組立体は、前記摺動ブロックを前記チャンネルの夫々の
ものの最も低い位置へ摺動させることによって本装置を
輸送するための格納状態とさせることを特徴とする装
置。 - 【請求項１１】 請求項１において、前記第一トランス
デューサ組立体及び前記第二トランスデューサ組立体
が、更に、前記第一カップリングパッド及び前記第二カ
ップリングパッドの夫々のものへ一体的に接続されてい
る夫々の音響的遅延線を有しており、カップリングパッ
ドと音響的遅延線の組合わせが導波路機能を与えて伝播
軸に沿って充分な距離音響ビームをコリメートさせて、
波面がより一様な強度パターンへ発展することを可能と
させることを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１１において、前記第一カップ
リングパッド及び前記第二カップリングパッドがパワー
損失を最小とし且つ不要反射を減少させるために人間の
皮膚の音響インピーダンスにマッチした音響インピーダ
ンスを有する物質から構成したエラストマーカップリン
グパッドであることを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１２において、前記エラストマ
ーカップリングパッドは、患者に安楽さを与えることが
可能であり且つ前記踵と前記パッドとの間のギャップを
取除くために患者の踵形状に部分的に適合することの可
能な充分に可撓性のある導波路であることを特徴とする
装置。 - 【請求項１４】 請求項１３において、踵と接触してい
る前記エラストマーカップリングパッドの表面は、前記
パッドへ圧力が付与された場合に接触区域から気泡を駆
除させる形状とされていることを特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１４において、前記エラストマ
ーカップリングパッドの表面は、反射エネルギを時間及
び位置に関して拡散させることによってパッドと皮膚と
の界面における音響的反射を減少させるために前記伝播
軸に対して所定の角度で形状構成されていることを特徴
とする装置。 - 【請求項１６】 請求項１３において、前記エラストマ
ーカップリングパッドがデュロメータで１０乃至１５シ
ョアＡであるポリウレタンから形成されていることを特
徴とする装置。 - 【請求項１７】 請求項１３において、前記超音波エネ
ルギを効率的に結合させるために前記エラストマーカッ
プリングパッドと踵との間に非水カップリングゲルを付
与することを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 請求項１７において、前記非水カップ
リングゲルがペトロラタムであることを特徴とする装
置。 - 【請求項１９】 請求項１３において、前記エラストマ
ーカップリングパッドが自己湿潤性カップリングパッド
であることを特徴とする装置。 - 【請求項２０】 超音波骨分析を実施する装置におい
て、 患者の足を入れる足穴を具備している足穴組立体が設け
られており、前記足穴組立体はそれへ接続するための第
一係合手段を具備しており、 前記足穴内における足の位置及び患者の下側脚部の位置
を固定するための向こう脛案内組立体が設けられてお
り、前記向こう脛案内組立体は前記第一係合手段と接続
することにより前記向こう脛案内組立体を前記足穴組立
体ヘ機械的に結合させるための第二係合手段を具備して
おり、 トランスデューサ駆動機構が設けられており、前記トラ
ンスデューサ駆動機構は、超音波信号用の第一トランス
デューサ及び第一結合パッドを具備する第一トランスデ
ューサ組立体と、超音波信号用の第二トランスデューサ
及び第二カップリングパッドを具備する第二トランスデ
ューサ組立体と、前記第一トランスデューサ組立体及び
前記第二トランスデューサ組立体を所定のインクリメン
ト毎に移動させるためのラック・ピニオン機構を具備す
るステッパモータと、前記第一トランスデューサ組立体
及び電気第二トランスデューサ組立体の相対的な位置及
びそれらの間の距離を決定する位置エンコーダと、雰囲
気温度を測定する温度センサーと、超音波結合を達成す
るために患者の踵に対して圧力を付与するために前記第
一トランスデューサ組立体及び前記第二トランスデュー
サ組立体を位置決めし、前記第一トランスデューサ組立
体及び前記第二トランスデューサ組立体のうちの一方に
よって送信される超音波信号を制御し、前記第一トラン
スデューサ組立体及び前記第二トランスデューサ組立体
のうちの一方を介して時間遅延を推定し、前記温度セン
サーによって供給される測定温度にしたがって前記推定
した時間遅延を補正するために温度依存項を付与し、前
記温度センサによって供給された測定温度にしたがって
前記位置エンコーダによって供給される位置データに対
して温度依存項を付与し、前記第一トランスデューサ組
立体及び前記第二トランスデューサ組立体のうちの他方
によって受信された超音波信号の品質を決定し、所定の
品質を達成するために前記結合圧力を修正させる前記第
一トランスデューサ組立体及び前記第二トランスデュー
サ組立体の運動を計算し、且つ少なくとも前記計算した
運動にしたがって前記ラック・ピニオン機構を具備する
ステッパモータの動作を制御する制御器とを有している
こと、を特徴とする装置。 - 【請求項２１】 請求項２０において、前記制御器が、
前記位置エンコーダによって決定された前記第一トラン
スデューサ組立体と前記第二トランスデューサ組立体と
の間の距離を使用して足を介しての超音波信号の速度を
計算することを特徴とする装置。 - 【請求項２２】 請求項２０において、前記位置エンコ
ーダが光学的リニアエンコーダであって、それが、 前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トランス
デューサ組立体のうちの一方に装着されており１インチ
当たり所定数のライン数からなるコードストリップ、 前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トランス
デューサ組立体のうちの他方に装着されている光学的エ
ンコーダモジュールであって、スロットを具備する光学
的エンコーダモジュール、を有しており、 前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トランス
デューサ組立体が移動する場合に、前記コードストリッ
プが前記スロットを介して摺動し、前記光学的エンコー
ダモジュールが前記ラインを横断する場合に前記ライン
を読取り、且つ前記第一トランスデューサ組立体及び前
記第二トランスデューサ組立体の相対的な位置及びそれ
らの間の距離を表わす信号を供給することを特徴とする
装置。 - 【請求項２３】 請求項２０において、前記制御器が、
前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トランス
デューサ組立体を分離させるべく前記トランスデューサ
駆動機構を制御し、前記第一トランスデューサ組立体及
び前記第二トランスデューサ組立体から干渉されること
なしに、前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二
トランスデューサ組立体の間の位置へ及びその位置から
足を移動させることを可能とすることを特徴とする装
置。 - 【請求項２４】 請求項２０において、前記制御器が前
記位置エンコーダを既知のトランスデューサ分離ゼロへ
制御し且つ移動させることを特徴とする装置。 - 【請求項２５】 請求項２０において、前記制御器が前
記トランスデューサ駆動機構を制御して前記第一トラン
スデューサ組立体及び前記第二トランスデューサ組立体
をクリーニング又は待機位置へ分離させることを特徴と
する装置。 - 【請求項２６】 請求項２０において、前記制御器が前
記トランスデューサ駆動機構を制御して前記第一トラン
スデューサ組立体及び前記第二トランスデューサ組立体
をオフ又は配送位置に固定することを特徴とする装置。 - 【請求項２７】 請求項２０において、前記所定の品質
が前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トラン
スデューサ組立体のうちの前記一方によって送信される
超音波信号と相対的に前記第一トランスデューサ組立体
及び前記第二トランスデューサ組立体のうちの前記他方
によって受取られる超音波信号の減衰に少なくとも依存
することを特徴とする装置。 - 【請求項２８】 超音波骨分析を実施する方法におい
て、 足穴組立体の足穴内に患者の足を位置させ、 向こう脛拘束セクションと、甲支持セクションと、足拘
束セクションとを具備する向こう脛案内組立体を使用し
て前記足穴における足の位置及び前記患者の下側脚部の
位置を固定し、 第一トランスデューサ組立体及び第二トランスデューサ
組立体を位置決めして患者の踵に対して圧力を付与し超
音波結合を達成し、 前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トランス
デューサ組立体のうちの１つを使用して超音波信号を送
信し、 前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トランス
デューサ組立体のうちの他方を使用して前記送信した超
音波信号を受信し、 前記受信した超音波信号の品質を決定し、 前記受信した超音波信号の品質を所定の品質と比較し、 前記所定の品質を達成するために前記カップリング圧力
を修正するような前記第一トランスデューサ組立体及び
前記第二トランスデューサ組立体の移動を計算し、 前記計算した移動にしたがって前記第一トランスデュー
サ組立体及び前記第二トランスデューサ組立体を移動さ
せ、 前記受信した超音波信号の品質が前記所定の品質未満の
ものでなくなるまで前記送信、受信、決定、比較、計算
及び移動ステップを繰返し行う、上記各ステップを有す
ることを特徴とする方法。 - 【請求項２９】 請求項２８において、前記固定するス
テップが、患者のふくらはぎ周りに前記向こう脛拘束セ
クションのストラップを固定することを含むことを特徴
とする方法。 - 【請求項３０】 請求項２９において、更に、前記足穴
組立体の第一係合手段を前記向こう脛案内組立体の第二
係合手段と接続させることによって前記足穴組立体と前
記向こう脛案内組立体とを機械的に結合させるステップ
を有することを特徴とする方法。 - 【請求項３１】 請求項２８において、前記機械的に結
合させるステップが、前記向こう脛案内組立体の前記向
こう脛拘束セクションを前記足穴の底部と相対的に９５
度の角度を形成するように位置決めすることを含むこと
を特徴とする方法。 - 【請求項３２】 請求項２８において、前記送信ステッ
プが、前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二ト
ランスデューサ組立体のうちの前記一方の音響遅延線及
びカップリングパッドを使用して前記超音波信号を案内
させて伝播軸に沿って充分な距離にわたり音響ビームを
コリメートさせて波面がより一様な強度パターンへ発展
することを可能とさせることを含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項３３】 請求項２８において、更に、患者の踵
と前記第一トランスデューサ組立体及び前記第二トラン
スデューサ組立体の夫々のエラストマーカップリングパ
ッドとの間に非水カップリングゲルを付与してより効率
的に超音波エネルギを結合させるステップを有すること
を特徴とする方法。 - 【請求項３４】 請求項２８において、更に、 位置エンコーダを使用して前記第一トランスデューサ組
立体と前記第二トランスデューサ組立体との間の距離を
決定し、 前記第一トランスデューサ組立体と前記第二トランスデ
ューサ組立体との間の前記決定した距離を使用して足を
介しての超音波信号の速度を計算する、上記各ステップ
を有することを特徴とする方法。 - 【請求項３５】 請求項２８において、更に、前記第一
トランスデューサ組立体及び前記第二トランスデューサ
組立体を分離させて前記第一トランスデューサ組立体及
び前記第二トランスデューサ組立体と干渉することなし
に前記第一トランスデューサ組立体と前記第二トランス
デューサ組立体との間の位置へ及びそこから足を移動さ
せることを可能とさせるステップを有することを特徴と
する方法。 - 【請求項３６】 請求項２８において、更に、前記位置
エンコーダを既知のトランスデューサ分離ゼロへ移動さ
せるステップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項３７】 請求項２８において、更に、前記第一
トランスデューサ組立体及び前記第二トランスデューサ
組立体をクリーニング又は待機位置へ分離させるステッ
プを有することを特徴とする方法。 - 【請求項３８】 請求項２８において、更に、前記第一
トランスデューサ組立体及び前記第二トランスデューサ
組立体をオフ又は配送位置に固定するステップを有する
ことを特徴とする方法。
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