JPH09224935A - 超音波式骨測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 被検体の大きさや骨格形状の相違に拘わ
らず最適な測定ポイントを正確に、且つ容易に求めて骨
を常に正確に測定する。 【構成】 被検体を介して対向配置された送信用超音波
振動子１３と受信用超音波振動子１４とを有し、これら
振動子１３，１４により超音波信号を送受信しながら少
なくとも線状の検出領域を超音波信号で走査可能な保持
アーム１８等を備えた測定部１０と、検出領域における
超音波信号を基に、被検体の骨の二次元分布データを求
めて出力可能なコンピュータ３１やプリンタ３２等を備
えた信号処理部３０とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体である生体
の骨を測定するのに用いられる超音波式骨測定方法およ
びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、骨粗しょう症の早期発見や骨粗
しょう症に付随する種々の骨折の病態の検討、或いは骨
折を予防する目的で、生体における踵骨の測定がなされ
る場合がある。この骨の測定は、コンピュータ断層撮影
装置（ＣＴ）を用いて行うことができるが、ＣＴを用い
ない踵骨の簡便な測定法として、従来では、Ｘ線やγ線
などの放射線を生体の踵骨に照射して測定する方法が主
に採用されている。ところが、近年では、人体に悪影響
を与えることがない超音波を用いた骨測定法が多用され
る傾向にある。この超音波式骨測定法は、当初、特に競
争馬などの骨状態を管理および評価する目的で動物用に
運用されていた。

【０００３】人体の踵骨に対する従来の超音波式骨測定
装置は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、踵骨を位置
決め状態に挿入させるためのＶ字形状の凹所７２を設け
た足置台７１に、送信用および受信用の一対の超音波振
動子７３，７４が凹所７２の両側の所定位置に設けられ
ている。この両超音波振動子７３，７４は、凹所７２に
挿入された足の踵骨を通る水平な直線上に相対向して配
置されており、送信用超音波振動子７３から送信された
超音波パルスが踵骨を透過して受信用超音波振動子７４
に受信される。この受信信号は、デジタル化されたのち
にコントロールボックスに貯えられ、さらに、コンピュ
ータに送られて演算され、その演算されたデータが出力
される。骨を測定するためのデータとしては、踵骨を透
過する超音波伝播速度や超音波減衰係数或いは超音波減
衰量が用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、足の大
きさや骨格形状などには個人差があるのに対し、上記の
超音波式骨測定装置では足置台７１の凹所７２の形状が
一定であると共に、両超音波振動子７３，７４が所定位
置に固定的に設けられているため、足を凹所７２に単に
挿入して測定を行うと、上記の個人差に応じて両超音波
振動子７３，７４による踵骨の測定ポイントがばらつい
てしまい、適切な測定ポイントでの測定が行えない。そ
こで、装置の操作者（主に医師）は、被検者の足の個性
に応じてその都度足の置く位置を修正して、踵骨におけ
る適切な測定ポイントと推定できる部位を両超音波振動
子７３，７４に対向させるように試みている。そのた
め、被検者によっては足を非常に不自然な状態に保持す
る苦痛を強要されることがある。それにも拘わらず、目
視による位置決めであることから、操作者によって測定
ポイント決めに差が生じてしまい、やはり、常に最適な
測定ポイントにおいて骨を正確に測定することはできな
い。

【０００５】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、足などの被検体の大きさや骨格形状の相違に拘
わらず常に最適な測定ポイントを正確に且つ容易に求め
ることができ、骨を常に正確に測定できる超音波式骨測
定方法およびその装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、被検体を透過させながら超音波
信号を送受信することによって、前記被検体の骨を測定
する超音波式骨測定装置において、前記被検体を介して
対向配置された送信用超音波振動子と受信用超音波振動
子とを有し、これら振動子により超音波信号を送受信し
ながら少なくとも線状の検出領域を前記超音波信号で走
査可能な送受信手段と、前記送受信手段により走査され
た前記検出領域における超音波信号を基に、前記被検体
の骨分布データを求めて出力可能な骨分布データ検出手
段とを有していることを特徴としている。これにより、
骨分布データ検出手段により表示された骨分布データを
表示またはプリントアウトして出力すれば、そのデータ
の輪郭の中央部から骨の最適測定ポイントを容易に求め
ることができる。従って、操作者によって個人差が生じ
ることなく骨の最適測定ポイントを正確に求めることが
でき、その測定ポイントに超音波信号を再度送信して測
定するので、骨を正確に測定することができる。

【０００７】請求項２の発明は、前記送受信手段は、請
求項１記載の超音波式骨測定装置であって、前記送信用
超音波振動子と前記受信用超音波振動子とが対向するよ
うに取り付けられた保持アームと、前記保持アームを移
動させる保持アーム移動手段と、前記検出領域を超音波
信号で走査させるように前記保持アーム移動手段を制御
する走査制御手段とを有していることを特徴としてい
る。これにより、送信用超音波振動子および受信用超音
波振動子の対向状態を維持しながら移動させる動作を簡
単な構成により確実に行うことができる。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１記載の超音波
式骨測定装置であって、前記送受信手段は、前記送信用
超音波振動子が前記検出領域に対応するように複数配置
された送信用超音波振動子アレイ手段と、前記受信用超
音波振動子が前記検出領域に対応するように複数配置さ
れた受信用超音波振動子アレイ手段とを有していること
を特徴としている。これにより、送信用超音波振動子お
よび受信用超音波振動子が複数配置されることによっ
て、両振動子を移動させる機構を不要にして装置寿命を
長くすることができる。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１記載の超音波
式骨測定装置であって、前記送受信手段は、前記送信用
超音波振動子および前記受信用超音波振動子の一方の振
動子が前記検出領域に対応するように複数配置された超
音波振動子アレイとされており、所定数の超音波振動子
が順次選択駆動され、前記送信用超音波振動子および前
記受信用超音波振動子の他方の振動子が前記超音波振動
子アレイに対向して配置され、前記一方の選択された超
音波振動子に対向する所定数の超音波振動子が順次選択
駆動されることを特徴としている。これにより、両振動
子をアレイとする場合よりも、安価に構成することがで
きる。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の超音波式骨測定装置であって、前記骨分
布データ検出手段は、前記骨分布データを所定量毎に区
切ることにより等高線状に表示する等高線表示手段を有
していることを特徴としている。これにより、等高線で
区切られた領域を視認することにより最適測定ポイント
を容易に決定することができる。

【００１１】請求項６の発明は、請求項５記載の超音波
式骨測定装置であって、前記等高線表示手段により表示
された等高線の中心領域を最適測定ポイントとして決定
する第１測定ポイント決定手段を有していることを特徴
としている。これにより、第１測定ポイント決定手段が
最適測定ポイントを決定するため、個人差のない安定し
た最適測定ポイントの決定が可能になる。

【００１２】請求項７の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の超音波式骨測定装置であって、前記骨分
布データ検出手段は、前記骨分布データから被検体の骨
の輪郭を表示する輪郭表示手段を有していることを特徴
としている。これにより、輪郭を視認して中心点を求め
ることにより最適測定ポイントを容易に決定することが
できる。

【００１３】請求項８の発明は、請求項７記載の超音波
式骨測定装置であって、前記輪郭分布表示手段により表
示された輪郭の中心位置を最適測定ポイントとして決定
する第２測定ポイント決定手段を有していることを特徴
としている。これにより、第２測定ポイント決定手段が
最適測定ポイントを決定するため、個人差のない安定し
た最適測定ポイントの決定が可能になる。

【００１４】請求項９の発明は、請求項１ないし８記載
の超音波式骨測定装置であって、踵骨の骨測定に用いら
れることを特徴としている。これにより、被検体の個人
差が大きな踵骨に対して常に最適な測定ポイントを確実
且つ容易に求めることができ、骨を正確に測定すること
ができる。

【００１５】請求項１０の発明は、送信用超音波振動子
から送信した超音波信号を被検体に透過させて受信用超
音波振動子により受信し、これら送受信された超音波信
号から求めた超音波伝播速度、超音波減衰係数または超
音波減衰量のいずれか或いは組み合わせにより前記被検
体の骨を測定する超音波式骨測定方法であって、前記被
検体を含む少なくも線状の検出領域を、前記送信用超音
波振動子および受信用超音波振動子により送受信される
超音波信号で走査し、前記検出領域における超音波信号
に基づいて被検体の最適測定ポイントを求め、該最適測
定ポイントで超音波信号を再度送受信することにより被
検体の骨の強度を求めることを特徴としている。これに
より、例えば送信用超音波振動子および受信用超音波振
動子を例えば水平方向および鉛直方向に移動させること
によって、被検体を含む少なくも線状の検出領域を走査
し、それにより、骨分布データを得て最適測定ポイント
を求めることができる。従って、足の大きさや骨格形状
の相違に拘わらず常に最適な測定ポイントを確実且つ容
易に求めることができ、骨の強度を正確に測定すること
ができる。

【００１６】ここで、検出領域を走査して最適測定ポイ
ントを求める方法としては、送受信用の一対の超音波振
動子を測定対象の骨を含む所定線上に一次元または二次
元に走査することによって、一次元または二次元のデー
タを獲得し、これらデータを基にして骨の輪郭の求めた
後、対向する両側のエッジを求め、両エッジの中央部を
最適測定ポイントとする方法がある。また、他の方法と
しては、一次元または二次元に配した送受信用の超音波
振動子のアレイを順次切り換えて超音波信号を電子的に
走査し、上記と同様に一次元または二次元のデータを得
ることにより最適測定ポイントを求める方法がある。

【００１７】請求項１１の発明は、被検体を透過させる
ように超音波信号を送受信することによって、前記被検
体の骨を測定する超音波式骨測定装置において、前記被
検体を介して対向配置され超音波信号を送信する送波器
と超音波信号を受信する受波器とを有し、これら送波器
及び受波器を使って前記被検体の互いに異る複数の部分
を透過させるように超音波信号を送受信する送受信手段
と、該送受信手段の出力信号に基づいて踵骨の外縁を検
出する外縁検出手段と、該外縁検出手段の出力信号に基
づいて最適測定ポイントを求める測定ポイント決定手段
とで構成されることを特徴としている。これにより、測
定ポイント決定手段が踵骨の外縁を基にして最適測定ポ
イントを求めるため、最適測定ポイントを客観的に得る
ことができると共に、踵骨の状態が被検体の個人差によ
り大きく変化しても、被検体の個人差に応じた最適測定
ポイントでもって骨を正確に測定することができる。

【００１８】請求項１２の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記送受信手段が、前記送
波器の送波面と前記受波器の受波面とが対向するように
取り付けられた保持アームと、前記保持アームをＸ軸方
向及びＹ軸方向に移動させる保持アーム移動手段とで構
成されることを特徴としている。これにより、送波器の
送波面と受波器の受波面との対向状態を維持しながら移
動させる動作を簡単な構成により確実に行うことができ
る。

【００１９】請求項１３の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記送波器が複数の超音波
振動子が配列される如く構成され、前記受波器が複数の
超音波振動子が配列される如く構成されることを特徴と
している。これにより、複数の超音波振動子からなる送
波器および受波器でもって踵骨の外縁を求めるため、こ
れらの送波器および受波器を移動させる機構が不要とな
って装置寿命を長くすることができる。

【００２０】請求項１４の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記最適測定ポイント決定
手段が、踵骨の外縁に対してほぼ中心位置を最適測定ポ
イントとして決定することを特徴としている。これによ
り、簡単な計算処理により最適測定ポイントを求めるこ
とができる。

【００２１】請求項１５の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記外縁検出手段が二次元
的な踵骨の外縁を検出することを特徴としている。これ
により、二次元的に得られた踵骨の外縁を基にして最適
測定ポイントを求めることによって、より信頼性の高い
最適測定ポイントを得ることができる。

【００２２】請求項１６の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記外縁検出手段が一次元
的な踵骨の外縁を検出することを特徴としている。これ
により、一次元的な踵骨の外縁を基にして最適測定ポイ
ントを求めることによって、短時間で最適測定ポイント
を得ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１
実施形態に係る超音波式骨測定装置の概略構成を示す斜
視図、図２はその電気制御系のブロック構成図である。

【００２４】図１において、本発明の超音波式骨測定装
置は測定部１０（送受信手段）と信号処理部３０（骨分
布データ検出手段）とからなっている。測定部１０は、
測定ボックス１１の上部開口部（図示せず）に配設され
た足置台１２と、足置台１２の下方に設置された移送機
構１７（保持アーム移動手段）とを有している。

【００２５】上記の足置台１２は、足を所定位置に規制
して固定するためにＶ字形状に形成されている。足置台
１２の両側面には、内周側に開口部を有した壁面部材６
１，６１が液密状態で接合されており、壁面部材６１，
６１の開口部には、ゴム等の伸縮性に優れた膜部材６
２，６２が貼設されている。そして、これらの壁面部材
６１，６１および膜部材６２，６２により容器状に形成
された足置台１２の内部には、超音波パルス信号を伝播
させる水６３が収容されている。

【００２６】上記の膜部材６２，６２の側方には、送信
用および受信用の超音波振動子１３，１４（送波器，受
波器）がそれぞれ設けられている。これらの超音波振動
子１３，１４は、超音波パルス信号を膜部材６２，６２
および水６３を介して送受信するように相対向して保持
アーム１８の両側板に固定されている。そして、保持ア
ーム１８は、その両側板部の間に足置台１２を挿入させ
た状態で振動子移送機構１７に支持されている。

【００２７】上記の振動子移送機構１７は、保持アーム
１８を支持するボックス状の支持体１９が水平移送用送
りねじ２０の回転により水平方向Ｘに移送され、且つ鉛
直移送用送りねじ２１の回転により鉛直方向Ｙに移送さ
れるようになっている。即ち、水平移送用送りねじ２０
は、支持体１９に固定されたナット部材２２に螺合して
支持体１９を貫通すると共に、水平に位置されてその両
端部を軸受板２３により回転自在に支持されており、一
端部に連結された水平移送用ステッピングモータ２４に
より回転される。鉛直移送用送りねじ２１は、鉛直に位
置して下端部が支持体１９の内部で回転自在に支持され
ていると共に、上部が支持体１９から突出して保持アー
ム１８に固定のナット部材２２に螺合しており、下端部
に連結された鉛直移送用ステッピングモータ２７により
回転される。

【００２８】また、水平移送用送りねじ２０の両側に
は、それぞれ支持体１９に摺動自在に貫通されたガイド
シャフト２９が水平移送用送りねじ２０に対し平行に配
置されて両端部を支持板２８に固定されている。鉛直移
送用送りねじ２７の両側には、それぞれの下端部が支持
体１９の内部で固定されて鉛直に立設されたガイドシャ
フト２９が支持体１９から突出して保持アーム１８に下
方から摺動自在に挿通されている。

【００２９】従って、保持アーム１８は、鉛直移送用送
りねじ２１および２本のガイドシャフト２９により両超
音波振動子１３，１４が同一水平線上に位置する姿勢に
保持されて支持体１９に支持されており、鉛直移送用送
りねじ２１の回転に伴って両ガイドシャフト２９に摺動
して上記の姿勢を保持しながら鉛直方向Ｙに上下動され
る。この保持アーム１８を支持している支持体１９は、
水平移送用送りねじ２０および２本のガイドシャフト２
９によって水平状態に保持されており、水平移送用送り
ねじ２０の回転により水平状態を保持しながら両ガイド
シャフト２９に摺動して水平方向Ｘに移動される。それ
により、両ステッピングモータ２４，２７の回転方向お
よび回転角度を制御して、両超音波振動子１３，１４を
互いに正確に対向した状態を保持しながら線状（一次
元）または面状（二次元）の検出領域を走査させること
ができる。

【００３０】上記のような足置台１２や移送機構１７等
を収容した測定ボックス１１には、信号用ボックス６４
が設けられている。信号用ボックス６４には、図２に示
すように、送受信回路部３８が設けられている。送受信
回路部３８は、信号処理部３０からの送信トリガ信号に
より送信用超音波振動子１３に対して高周波電気信号を
出力するようになっていると共に、受信用超音波振動子
１４からの受信信号を増幅して信号処理部３０に出力す
るようになっている。

【００３１】信号処理部３０は、コンピュータ３１およ
びプリンタ３２により構成されており、送受信回路部３
８に対して送信トリガ信号を出力して送信用超音波振動
子１３から超音波パルス信号を送信させると共に、両超
音波振動子１３，１４を水平方向Ｘおよび鉛直方向Ｙに
走査することによって、所定の検出領域を走査しながら
受信用超音波振動子１４からの受信信号を取り込んで種
々の信号処理を行うことにより骨を測定するようになっ
ている。

【００３２】即ち、信号処理部３０は、上述の送受信回
路部３８に接続されたメインＣＰＵ３３（走査制御手
段、測定ポイント決定手段）を有している。メインＣＰ
Ｕ３３には、ＲＡＭ３４およびＲＯＭ３７が接続されて
おり、ＲＯＭ３７には、制御プログラムや比較用ＦＦＴ
データ等が記憶されている。尚、比較用ＦＦＴデータと
は、水６３だけの状態で超音波パルス信号を送受信した
ときの受信波形のＦＦＴ結果であり、超音波減衰係数を
求める際に使用されるものである。また、信号処理部３
０は、送受信回路部３８に接続されたＡ／Ｄ変換部３９
も有しており、Ａ／Ｄ変換部３９は、送受信回路部３８
からの受信信号をデジタル信号に変換した後、演算回路
部４０に出力する。そして、演算回路部４０は、入力さ
れた受信信号を所定の演算式に基づき演算し、超音波伝
播速度および受信波形のＦＦＴデータを算出するように
なっている。

【００３３】上記の演算回路部４０は、メインＣＰＵ３
３に接続されており、メインＣＰＵ３３に対して超音波
伝播速度および受信波形のＦＦＴデータを出力するよう
になっている。また、メインＣＰＵ３３は、両ステッピ
ングモータ２４，２７を回転駆動させる走査制御部４３
にも接続されており、超音波パルス信号の照射位置を示
すＸ−Ｙ座標に対応した駆動信号を走査制御部４３に対
して出力することによって、両ステッピングモータ２
４，２７の回転を制御するようになっている。これによ
り、両ステッピングモータ２４，２７の回転が対応する
両送りねじ２０，２１に伝達されて両超音波振動子１
３，１４が水平方向Ｘおよび鉛直方向Ｙに移送されるこ
とによって、所定領域の超音波パルス信号による走査が
被検体である人体の踵骨に対して行われるようになって
いる。

【００３４】上記のメインＣＰＵ３３は、Ｘ−Ｙ座標と
演算回路部４０からの演算値（超音波伝播速度およびＦ
ＦＴデータ）とを関連付けてＲＡＭ３４のバッファ領域
に一時記憶するようになっている。そして、メインＣＰ
Ｕ３３は、両超音波振動子１３，１４の所定領域内の走
査が終了した時に、ＲＡＭ３４のバッファ領域からＸ−
Ｙ座標と演算値（超音波伝播速度）とを読み出して二次
元分布データ作成部４７（等高線表示手段、外縁検出手
段）に与える。二次元分布データ作成部４７は、入力デ
ータに基づいて測定対象の踵骨の輪郭（外縁）に相当す
る二次元分布データ（骨分布データ）を作成し、そのデ
ータをメインＣＰＵ３３からの指令によって表示部４８
（等高線表示手段）およびプリンタ４９（等高線表示手
段）の少なくとも一方に出力する。

【００３５】次に、上記超音波式骨測定装置による骨の
測定原理について説明する。図４（ａ）において、人体
の踵骨５０は、海綿骨５１の周囲を２〜３ｍｍ程度の厚
さの皮質骨５２で覆われてなっている。皮質骨５２は、
海綿骨５１に比較して超音波が透過するときの音速およ
びその減衰量が共に大きい性質がある。従って、踵骨５
０を含む範囲内に超音波を照射しながら走査して、その
受信信号から超音波伝播速度、超音波減衰係数または超
音波減衰量の何れかを算出し、その算出値から二次元分
布データを作成すれば、踵骨の輪郭に相当するデータを
得られる。図４（ｂ）は、二次元分布データを所定量毎
に区切ることにより踵骨の骨の強度を等高線状にプロッ
トした二次元分布データを示しており、このデータの中
央領域が最適測定ポイント５３となる。

【００３６】上記の超音波伝播速度は、踵骨５０を透過
する超音波の単位時間当たりの伝播速度であり、送信用
超音波振動子１３から送信された超音波パルスから受信
波の最初の部分が受信用超音波振動子１４に受波される
までの時間を計測することによって求められる。この超
音波伝播速度は、ヤング率と物質の密度によって規定さ
れるから、一般に骨密度の増加に伴ってヤング率が増加
し、音波は弾性の低い骨ではより速い伝播速度を示す。
このことから、より骨量の多い骨ではより高い超音波伝
播速度を得ることになる。従って、超音波伝播速度は骨
の密度と弾性力の両方を加味した指標となる。尚、この
実施の形態では、超音波伝播速度から二次元分布データ
を測定する場合について以下に説明するが、他の超音波
減衰係数または超音波減衰量から二次元分布データを求
めても良いし、或いはこれらの組み合わせから求めても
良い。

【００３７】次に、上記超音波式骨測定装置による骨の
測定のための信号処理について図３のフローチャートを
参照しながら説明する。被検者が水中の足置台１２に足
を乗せると、操作者がコンピュータ３１のキーボードに
より測定開始の操作を行う。これにより、水平座標変数
ｘおよび鉛直座標変数ｙが“０”にイニシャライズされ
（Ｓ１）、送受信回路部３８がメインＣＰＵ３３からの
送信トリガ信号により高周波電気信号を送信用超音波振
動子１３に供給することによって、送信用超音波振動子
１３が超音波パルス信号を膜部材６２を介して水中の人
体の踵骨に照射する（Ｓ２）。この超音波パルス信号は
踵骨５０を透過したのちに受信用超音波振動子１４に受
信され、その受信信号は、送受信回路部３８から出力さ
れてＡ／Ｄ変換部３９でデジタル化された後、演算回路
部４０に入力される。演算回路部４０では、受信波形の
ＦＦＴデータを算出すると共に、超音波が被検体の踵骨
５０を透過するのに要した時間から超音波伝播速度を算
出する（Ｓ３）。

【００３８】メインＣＰＵ３３は、演算回路部４０が算
出した超音波伝播速度と、水平座標変数ｘおよび鉛直座
標変数ｙを基にして得られた超音波パルス信号の照射位
置のＸ−Ｙ座標とを関連付けてＲＡＭ３４のバッファ領
域に一時記憶する（Ｓ４）。続いて、メインＣＰＵ３３
は、両超音波振動子１３，１４の水平方向Ｘへの移送が
終了したか否かを判別するように、水平座標変数ｘが水
平最終値に一致したか否かを判定する（Ｓ５）。水平方
向Ｘの１行に相当する走査が終了したと判別されなけれ
ば（Ｓ５，ＮＯ）、水平座標変数ｘに“１”を加算し、
この加算された水平座標変数ｘのＸ−Ｙ座標に超音波振
動子１３，１４が位置するように、駆動信号を走査制御
部４３に出力し、水平移送用ステッピングモータ２４を
所定ピッチだけ回転させて両超音波振動子１３，１４を
水平方向Ｘへ節動させる（Ｓ５）。そして、Ｓ２から再
実行することによって、演算回路部４０が算出した超音
波伝播速度と、超音波パルス信号の照射位置のＸ−Ｙ座
標とを関連付けてＲＡＭ３４のバッファ領域に一時記憶
していく処理（Ｓ２〜Ｓ４）を繰り返す。

【００３９】メインＣＰＵ３３は、水平方向Ｘの１行に
相当する走査が終了したと判別したときに（Ｓ５，ＹＥ
Ｓ）、続いて、鉛直方向Ｙの走査が終了したか否かを判
別するように、鉛直座標変数ｙが鉛直最終値に一致した
か否かを判定する（Ｓ７）。鉛直方向Ｙの走査が終了し
ていないと判別した場合には（Ｓ７，ＮＯ）、鉛直座標
変数ｙに“１”を加算し、この加算された鉛直座標変数
ｙのＸ−Ｙ座標に超音波振動子１３，１４が位置するよ
うに、駆動信号を走査制御部４３に出力し、鉛直移送用
ステッピングモータ２７を所定ピッチだけ回転させ、両
超音波振動子１３，１４を水平方向Ｘの走査間隔に相当
する距離だけ鉛直方向Ｙへ移送させる（Ｓ８）。この
後、上述のＳ２から再実行され、Ｓ５およびＳ７の判定
が繰り返されることになる。これにより、両超音波振動
子１３，１４が水平方向Ｘへ所定量単位で移送されたの
ちに鉛直方向Ｙへ所定量移送される動作が繰り返されな
がら、超音波伝播速度と照射位置のＸ−Ｙ座標とが関連
付けられてＲＡＭ３４に一時記憶されていく処理（Ｓ２
〜Ｓ４）が繰り返される。

【００４０】次に、所定の検出領域の走査が完了し、水
平方向Ｘおよび鉛直方向Ｙの両方の移送が終了したと判
別されると（Ｓ７，ＹＥＳ）、メインＣＰＵ３３は、Ｒ
ＡＭ３４に記憶されている超音波伝播速度と超音波パル
ス信号の照射位置のＸ−Ｙ座標との全てを読み出して二
次元分布データ作成部４７に供給する。二次元分布デー
タ作成部４７は、分布データを所定量毎に区分し、図４
（ｂ）に示したような踵骨５０の骨の強度に対応する等
高線状の二次元分布データを作成する（Ｓ９）。そし
て、その作成したデータをメインＣＰＵ３３の指令によ
り表示部４８およびプリンタ３２に出力し、二次元分布
データを表示およびプリントアウトさせる（Ｓ１０）。

【００４１】操作者は、表示部４８に表示およびプリン
トアウトされた二次元分布データの等高線から最適測定
ポイント５３を容易に求めることができるが、この実施
の形態では、その最適測定ポイント５３を自動的に算出
して、そのポイント５３の座標位置に両超音波振動子１
３，１４を自動的に移送させるようになっている。即
ち、メインＣＰＵ３３は、二次元分布データ作成部４７
から二次元分布データを読み出して演算回路部４０に供
給する。演算回路部４０は入力された二次元分布データ
から、等高線の中心領域を最適測定ポイント５３として
算出する（Ｓ１１）。尚、このＳ１１は、第１測定ポイ
ント決定手段としての機能を有している。

【００４２】次に、メインＣＰＵ３３は、演算回路部４
０で算出された最適測定ポイント５３のＸ−Ｙ座標を読
み出して、このＸ−Ｙ座標に対応するように駆動信号を
走査制御部４３に出力する。走査制御部４３は、駆動信
号に基づいて両ステッピングモータ２４，２７を回転駆
動させ、両超音波振動子１３，１４を最適測定ポイント
５３に移送させる（Ｓ１２）。両超音波振動子１３，１
４が最適測定ポイント５３に位置決めされると、超音波
振動子１３，１４による超音波パルス信号の送受信が行
われる（Ｓ１３）。そして、演算回路部４０により算出
された受信波形のＦＦＴデータおよび超音波伝播速度が
メインＣＰＵ３３に取り込まれ、ＦＦＴデータがＲＯＭ
３７の比較用ＦＦＴデータの減算に使用されることによ
って、超音波減衰係数が求められた後、この超音波減衰
係数と超音波伝播速度とを基にして骨の強度データが算
出される。そして、強度データが表示部４８に表示され
ると共に、プリンタ３２からプリントアウトされる（Ｓ
１４）。

【００４３】このように、踵骨５０の最適測定ポイント
を踵骨５０を含む所定範囲内の二次元分布データを求め
たのちに算出するので、操作者によって個人差が生じる
ことなく骨の最適測定ポイントを正確に求めることがで
きる。従って、足の大きさや骨格形状の相違に拘わらず
常に最適な測定ポイントを正確に、且つ容易に求めるこ
とができ、骨の強度を正確に測定することができる。

【００４４】なお、上記実施の形態における超音波式骨
測定装置は、二次元分布データ作成部４７、プリンタ３
２、および表示部４８からなる等高線表示手段により超
音波伝播速度等の分布データを所定量毎に区切って等高
線状に表示するようになっているが、これに限定される
ことはなく、図５（ａ）に示すＵ方向またはＶ方向のよ
うに、踵骨５０の中央部を横切る線状の検出領域におい
て超音波振動子１３，１４を走査することによって、図
５（ｂ）に示すように、輪郭の両エッジから最適測定ポ
イント５３を簡易的に求めることができるため、時間的
制約などによって上記のように二次元分布データによる
スクリーニング検査を行えない場合に特に有効なものと
なる。さらに、両エッジの中央を最適測定ポイントとし
て決定する第２測定ポイント決定手段を備えた場合に
は、個人差のない安定した最適測定ポイントを得ること
が可能になる。

【００４５】尚、上記の第１実施形態では、送受信用の
一対の超音波振動子１３，１４の相対位置を保持しなが
ら機械的に走査させる場合について説明したが、これに
限定されることはなく、検出領域に対応するように水平
方向Ｘおよび鉛直方向Ｙに配列された複数の超音波振動
子のアレイ（送信用超音波振動子アレイ手段、受信用超
音波振動子アレイ手段）を電子的に切り換えて走査する
ようにしても、上述と同様の効果を得ることができる。

【００４６】即ち、次に、超音波振動子アレイを用いた
物体配置認識装置を第２実施形態として説明する。尚、
第１実施形態と同一の部材には、同一の符号を付記して
その説明を省略する。物体配置認識装置は、図６に示す
ように、足置台１２を介して対向配置された送信用超音
波振動子アレイ６５と受信用超音波振動子アレイ６６と
を有している。これらの振動子アレイ６５，６６は、複
数の超音波振動子６５ａ…，６６ａ…を水平方向Ｘおよ
び鉛直方向Ｙにマトリックス状に配列することにより形
成されており、送信用超音波振動子アレイ６５の各振動
子６５ａから送信された超音波パルス信号を受信用超音
波振動子アレイ６６の各振動子６６ａで受信することに
よって、超音波パルス信号の送受信を行うようになって
いる。

【００４７】上記の振動子アレイ６５，６６を構成する
超音波振動子６５ａ…，６６ａ…には、固有のチャンネ
ルがそれぞれ付与されており、各チャンネルは、図９に
示すように、（０，０）〜（ｉ，ｋ）の座標系で示され
ている。これらの超音波振動子６５ａ…，６６ａ…に
は、図７に示すように、マルチプレクサ部６７およびデ
マルチプレクサ部６８がそれぞれ接続されており、マル
チプレクサ部６７およびデマルチプレクサ部６８は、チ
ャンネルを後述のグループ単位で順次切り換えながら超
音波振動子６５ａ…，６６ａ…を特定し、特定された超
音波振動子６５ａ，６６ａにおいて超音波パルス信号を
送受信させるようになっている。そして、デマルチプレ
クサ部６８は、加算部６９に接続されており、加算部６
９は、デマルチプレクサ部６８においてグループ単位で
得られた超音波パルス信号を加算して送受信回路部３８
に出力するようになっている。

【００４８】上記の構成において、物体配置認識装置の
動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。メイ
ンＣＰＵ３３からの指令により送受信回路部３８からパ
ルス状の高周波電気信号がマルチプレクサ部６７に出力
されると、マルチプレクサ部６７は、水平チャンネル変
数ｘおよび鉛直チャンネル変数ｙを“０”にイニシャラ
イズさせた後（Ｓ２１）、チャンネル（ｘ−１，ｙ−
１）（ｘ，ｙ−１）（ｘ−１，ｙ）（ｘ，ｙ）により特
定された四方に隣接するグループの超音波振動子６５ａ
…から超音波パルス信号を送信させることになる（Ｓ２
２）。そして、図６に示すように、超音波パルス信号が
膜部材６２を介して水中の踵骨を透過して受信用超音波
振動子アレイ６６の超音波振動子６６ａ…により受信さ
れると、図７に示すように、チャンネル（ｘ−１，ｙ−
１）（ｘ，ｙ−１）（ｘ−１，ｙ）（ｘ，ｙ）により特
定された四方に隣接するグループの超音波振動子６６ａ
…からの受信信号のみがデマルチプレクサ部６８を介し
て加算部６９に取り込まれ、加算部６９において加算さ
れた後、送受信回路部３８に出力されることになる（Ｓ
２３）。尚、上記のように四方に隣接するグループの超
音波振動子６５ａ…，６６ａ…を用いて超音波パルス信
号を送受信する理由は、超音波パルス信号の送受波面を
拡大させた方が指向特性が狭くなって検出精度が良好に
なるからである。

【００４９】次に、加算された受信信号は、Ａ／Ｄ変換
部３９においてデジタル値に変換された後、演算回路４
０においてＦＦＴデータおよび超音波伝播速度の算出に
用いられることになる（Ｓ２４）。そして、これらのＦ
ＦＴデータおよび超音波伝播速度が上述のチャンネル
（ｘ−１，ｙ−１）（ｘ，ｙ−１）（ｘ−１，ｙ）
（ｘ，ｙ）と関連付けられながらＲＡＭ３４のバッファ
領域に一時記憶されることになる（Ｓ２５）。

【００５０】この後、水平チャンネル変数ｘが水平最終
値ｉに一致したか否かが判定され（Ｓ２６）、一致して
いない場合には（Ｓ２６，ＮＯ）、水平チャンネル変数
ｘに“１”が加算された後（Ｓ２７）、Ｓ２１から再実
行されることになる。これにより、図９に示すように、
四方に隣接する超音波振動子６５ａ…，６６ａ…による
超音波パルス信号の送受信がグループ単位で水平方向Ｘ
に順次繰り返されることによって、水平方向Ｘの超音波
パルス信号による踵骨の走査が一次元的に行われること
になる。

【００５１】一方、水平チャンネル変数ｘが水平最終値
ｉに一致した場合には（Ｓ２６，ＹＥＳ）、続いて、鉛
直チャンネル変数ｙが鉛直最終値ｋに一致したか否かが
判定されることになる（Ｓ２８）。そして、一致してい
ない場合には（Ｓ２８，ＮＯ）、鉛直チャンネル変数ｙ
に“１”が加算された後（Ｓ２９）、Ｓ２１から再実行
されることになる。これにより、四方に隣接する超音波
振動子６５ａ…，６６ａ…による超音波パルス信号の水
平方向Ｘの走査が鉛直方向Ｙに順次繰り返されることに
よって、水平方向Ｘおよび鉛直方向Ｙの超音波パルス信
号による踵骨の走査が二次元的に行われることになる。

【００５２】次に、鉛直チャンネル変数ｙが鉛直最終値
ｋに一致した場合には（Ｓ２８，ＹＥＳ）、二次元的な
走査が完了したことになるため、全てのチャンネル（ｘ
−１，ｙ−１）（ｘ，ｙ−１）（ｘ−１，ｙ）（ｘ，
ｙ）に対応するＦＦＴデータおよび超音波伝播速度がＲ
ＡＭ３４のバッファ領域に記憶された状態となってい
る。そして、これらの超音波伝播速度が所定量毎に区分
されることによって、図４（ｂ）に示すように、踵骨５
０の骨の強度に対応する等高線状の二次元分布データが
作成されることになる（Ｓ３０）。

【００５３】この後、二次元分布データ中の等高線の中
心領域が最適測定ポイント５３として算出され（Ｓ３
１）、この最適測定ポイント５３に対応するチャンネル
（ｘ−１，ｙ−１）（ｘ，ｙ−１）（ｘ−１，ｙ）
（ｘ，ｙ）のＦＦＴデータおよび超音波伝播速度がＲＡ
Ｍ３４から読み出されることになる。そして、ＲＯＭ３
７に予め記憶された比較用ＦＦＴデータからＦＦＴデー
タが減算されることによって、超音波減衰係数が求めら
れた後、この超音波減衰係数と超音波伝播速度とを基に
して骨の強度データが算出されることになる（Ｓ３
２）。

【００５４】これにより、本第２実施形態においては、
移送機構１７が不要になっているため、短時間の走査で
最適測定ポイントを求めることができるようになってい
ると共に、磨耗等による機械的な誤差および故障が少な
いものになっている。さらに、走査により得たデータを
最適測定ポイントと骨の強度データとの算出に用いてい
るため、測定効率が高いものになっている。尚、本第２
実施形態においては、４チャンネル単位で超音波パルス
信号を走査するようになっているが、これに限定される
ことはない。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は、被検
体を透過させながら超音波信号を送受信することによっ
て、前記被検体の骨を測定する超音波式骨測定装置にお
いて、前記被検体を介して対向配置された送信用超音波
振動子と受信用超音波振動子とを有し、これら振動子に
より超音波信号を送受信しながら少なくとも線状の検出
領域を前記超音波信号で走査可能な送受信手段と、前記
送受信手段により走査された前記検出領域における超音
波信号を基に、前記被検体の骨分布データを求めて出力
可能な骨分布データ検出手段とを有している構成であ
る。これにより、骨分布データ検出手段により表示され
た骨分布データを表示またはプリントアウトして出力す
れば、そのデータの輪郭の中央部から骨の最適測定ポイ
ントを容易に求めることができる。従って、操作者によ
って個人差が生じることなく骨の最適測定ポイントを正
確に求めることができ、その測定ポイントに超音波信号
を再度送信して測定するので、骨を正確に測定すること
ができるという効果を奏する。

【００５６】請求項２の発明は、前記送受信手段は、請
求項１記載の超音波式骨測定装置であって、前記送信用
超音波振動子と前記受信用超音波振動子とが対向するよ
うに取り付けられた保持アームと、前記保持アームを移
動させる保持アーム移動手段と、前記検出領域を超音波
信号で走査させるように前記保持アーム移動手段を制御
する走査制御手段とを有している構成である。これによ
り、送信用超音波振動子および受信用超音波振動子の対
向状態を維持しながら移動させる動作を簡単な構成によ
り確実に行うことができるという効果を奏する。

【００５７】請求項３の発明は、請求項１記載の超音波
式骨測定装置であって、前記送受信手段は、前記送信用
超音波振動子が前記検出領域に対応するように複数配置
された送信用超音波振動子アレイ手段と、前記受信用超
音波振動子が前記検出領域に対応するように複数配置さ
れた受信用超音波振動子アレイ手段とを有している構成
である。これにより、送信用超音波振動子および受信用
超音波振動子が複数配置されることによって、両振動子
を移動させる機構を不要にして装置寿命を長くすること
ができるという効果を奏する。

【００５８】請求項４の発明は、請求項１記載の超音波
式骨測定装置であって、前記送受信手段は、前記送信用
超音波振動子および前記受信用超音波振動子の一方の振
動子が前記検出領域に対応するように複数配置された超
音波振動子アレイとされており、所定数の超音波振動子
が順次選択駆動され、前記送信用超音波振動子および前
記受信用超音波振動子の他方の振動子が前記超音波振動
子アレイに対向して配置され、前記一方の選択された超
音波振動子に対向する所定数の超音波振動子が順次選択
駆動される構成である。これにより、両振動子をアレイ
とする場合よりも、安価に構成することができるという
効果を奏する。

【００５９】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の超音波式骨測定装置であって、前記骨分
布データ検出手段は、前記骨分布データを所定量毎に区
切ることにより等高線状に表示する等高線表示手段を有
している構成である。これにより、等高線で区切られた
領域を視認することにより最適測定ポイントを容易に決
定することができるという効果を奏する。

【００６０】請求項６の発明は、請求項５記載の超音波
式骨測定装置であって、前記等高線表示手段により表示
された等高線の中心領域を最適測定ポイントとして決定
する第１測定ポイント決定手段を有している構成であ
る。これにより、第１測定ポイント決定手段が最適測定
ポイントを決定するため、個人差のない安定した最適測
定ポイントの決定が可能になるという効果を奏する。

【００６１】請求項７の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかに記載の超音波式骨測定装置であって、前記骨分
布データ検出手段は、前記骨分布データから被検体の骨
の輪郭を表示する輪郭表示手段を有している構成であ
る。これにより、輪郭を視認して中心点を求めることに
より最適測定ポイントを容易に決定することができると
いう効果を奏する。

【００６２】請求項８の発明は、請求項７記載の超音波
式骨測定装置であって、前記輪郭分布表示手段により表
示された輪郭の中心位置を最適測定ポイントとして決定
する第２測定ポイント決定手段を有している構成であ
る。これにより、第２測定ポイント決定手段が最適測定
ポイントを決定するため、個人差のない安定した最適測
定ポイントの決定が可能になるという効果を奏する。

【００６３】請求項９の発明は、請求項１ないし８記載
の超音波式骨測定装置であって、踵骨の骨測定に用いら
れる構成である。これにより、被検体の個人差が大きな
踵骨に対して常に最適な測定ポイントを確実且つ容易に
求めることができ、骨を正確に測定することができると
いう効果を奏する。

【００６４】請求項１０の発明は、送信用超音波振動子
から送信した超音波信号を被検体に透過させて受信用超
音波振動子により受信し、これら送受信された超音波信
号から求めた超音波伝播速度、超音波減衰係数または超
音波減衰量のいずれか或いは組み合わせにより前記被検
体の骨を測定する超音波式骨測定方法であって、前記被
検体を含む少なくも線状の検出領域を、前記送信用超音
波振動子および受信用超音波振動子により送受信される
超音波信号で走査し、前記検出領域における超音波信号
に基づいて被検体の最適測定ポイントを求め、該最適測
定ポイントで超音波信号を再度送受信することにより被
検体の骨の強度を求める構成である。これにより、例え
ば送信用超音波振動子および受信用超音波振動子を例え
ば水平方向および鉛直方向に移動させることによって、
被検体を含む少なくも線状の検出領域を走査し、それに
より、骨分布データを得て最適測定ポイントを求めるこ
とができる。従って、足の大きさや骨格形状の相違に拘
わらず常に最適な測定ポイントを確実且つ容易に求める
ことができ、骨の強度を正確に測定することができると
いう効果を奏する。

【００６５】ここで、検出領域を走査して最適測定ポイ
ントを求める方法としては、送受信用の一対の超音波振
動子を測定対象の骨を含む所定線上に一次元または二次
元に走査することによって、一次元または二次元のデー
タを獲得し、これらデータを基にして骨の輪郭の求めた
後、対向する両側のエッジを求め、両エッジの中央部を
最適測定ポイントとする方法がある。また、他の方法と
しては、一次元または二次元に配した送受信用の超音波
振動子のアレイを順次切り換えて超音波信号を電子的に
走査し、上記と同様に一次元または二次元のデータを得
ることにより最適測定ポイントを求める方法がある。

【００６６】請求項１１の発明は、被検体を透過させる
ように超音波信号を送受信することによって、前記被検
体の骨を測定する超音波式骨測定装置において、前記被
検体を介して対向配置され超音波信号を送信する送波器
と超音波信号を受信する受波器とを有し、これら送波器
及び受波器を使って前記被検体の互いに異る複数の部分
を透過させるように超音波信号を送受信する送受信手段
と、該送受信手段の出力信号に基づいて踵骨の外縁を検
出する外縁検出手段と、該外縁検出手段の出力信号に基
づいて最適測定ポイントを求める測定ポイント決定手段
とで構成される構成である。これにより、踵骨の外縁を
基にして最適測定ポイントを求めるため、踵骨の状態が
被検体の個人差により大きく変化しても、被検体の個人
差に応じた最適測定ポイントでもって骨を正確に測定す
ることができるという効果を奏する。

【００６７】請求項１２の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記送受信手段が、前記送
波器の送波面と前記受波器の受波面とが対向するように
取り付けられた保持アームと、前記保持アームをＸ軸方
向及びＹ軸方向に移動させる保持アーム移動手段とで構
成される構成である。これにより、送波器の送波面と受
波器の受波面との対向状態を維持しながら移動させる動
作を簡単な構成により確実に行うことができるという効
果を奏する。

【００６８】請求項１３の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記送波器が複数の超音波
振動子が配列される如く構成され、前記受波器が複数の
超音波振動子が配列される如く構成される構成である。
これにより、複数の超音波振動子からなる送波器および
受波器でもって踵骨の外縁を求めるため、これらの送波
器および受波器を移動させる機構が不要となって装置寿
命を長くすることができるという効果を奏する。

【００６９】請求項１４の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記最適測定ポイント決定
手段が、踵骨の外縁に対してほぼ中心位置を最適測定ポ
イントとして決定する構成である。これにより、簡単な
計算処理により最適測定ポイントを求めることができる
という効果を奏する。

【００７０】請求項１５の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記外縁検出手段が二次元
的な踵骨の外縁を検出する構成である。これにより、二
次元的に得られた踵骨の外縁を基にして最適測定ポイン
トを求めることによって、より信頼性の高い最適測定ポ
イントを得ることができるという効果を奏する。

【００７１】請求項１６の発明は、請求項１１記載の超
音波式骨測定装置であって、前記外縁検出手段が一次元
的な踵骨の外縁を検出する構成である。これにより、一
次元的な踵骨の外縁を基にして最適測定ポイントを求め
ることによって、短時間で最適測定ポイントを得ること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波式骨測定装
置の概略を示す斜視図である。

【図２】同上装置の電気制御系のブロック構成図であ
る。

【図３】同上装置の信号処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】同上装置による骨の一測定方法を説明するため
の図で、（ａ）は踵骨の説明図、（ｂ）は同上装置によ
り得られた二次元分布データを示す図である。

【図５】同上装置による骨の他の測定方法を説明するた
めの図で、（ａ）は踵骨に対する超音波信号の走査方向
を示す説明図、（ｂ）は同測定方法により得られた一次
元分布データを示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る超音波式骨測定装
置の概略を示す斜視図である。

【図７】同上装置の電気制御系のブロック構成図であ
る。

【図８】同上装置の信号処理を示すフローチャートであ
る。

【図９】超音波振動子アレイの各振動子のチャンネルを
示す説明図である。

【図１０】従来の超音波式骨測定装置における測定部を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１３ 送信用超音波振動子 １４ 受信用超音波振動子 １７ 振動子移送機構 １８ 保持アーム ２０ 水平移送用送りねじ ２１ 鉛直移送用送りねじ ２４ 水平移送用ステッピングモータ ２７ 鉛直移送用ステッピングモータ ４０ 演算回路部 ４３ 走査制御部 ４７ 二次元分布データ作成部 ５３ 最適測定ポイント ６１ 壁面部材 ６２ 膜部材 ６３ 水 ６５ 送信用超音波振動子アレイ ６６ 受信用超音波振動子アレイ ６７ マルチプレクサ部 ６８ デマルチプレクサ部 ６９ 加算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳山 浩三 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 (72)発明者 信長 一彦 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内 (72)発明者 平岡 康 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を透過させながら超音波信号を送
   受信することによって、前記被検体の骨を測定する超音
   波式骨測定装置において、 前記被検体を介して対向配置された送信用超音波振動子
   と受信用超音波振動子とを有し、これら振動子により超
   音波信号を送受信しながら少なくとも線状の検出領域を
   前記超音波信号で走査可能な送受信手段と、 前記送受信手段により走査された前記検出領域における
   超音波信号を基に、前記被検体の骨分布データを求めて
   出力可能な骨分布データ検出手段とを有していることを
   特徴とする超音波式骨測定装置。
2. 【請求項２】 前記送受信手段は、 前記送信用超音波振動子と前記受信用超音波振動子とが
   対向するように取り付けられた保持アームと、 前記保持アームを移動させる保持アーム移動手段と、 前記検出領域を超音波信号で走査させるように前記保持
   アーム移動手段を制御する走査制御手段とを有している
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波式骨測定装置。
3. 【請求項３】 前記送受信手段は、 前記送信用超音波振動子が前記検出領域に対応するよう
   に複数配置された送信用超音波振動子アレイ手段と、 前記受信用超音波振動子が前記検出領域に対応するよう
   に複数配置された受信用超音波振動子アレイ手段とを有
   していることを特徴とする請求項１記載の超音波式骨測
   定装置。
4. 【請求項４】 前記送受信手段は、 前記送信用超音波振動子および前記受信用超音波振動子
   の一方の振動子が前記検出領域に対応するように複数配
   置された超音波振動子アレイとされており、所定数の超
   音波振動子が順次選択駆動され、 前記送信用超音波振動子および前記受信用超音波振動子
   の他方の振動子が前記超音波振動子アレイに対向して配
   置され、前記一方の選択された超音波振動子に対向する
   所定数の超音波振動子が順次選択駆動されることを特徴
   とする請求項１記載の超音波式骨測定装置。
5. 【請求項５】 前記骨分布データ検出手段は、 前記骨分布データを所定量毎に区切ることにより等高線
   状に表示する等高線表示手段を有していることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波式骨測
   定装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の超音波式骨測定装置であ
   って、 前記等高線表示手段により表示された等高線の中心領域
   を最適測定ポイントとして決定する第１測定ポイント決
   定手段を有していることを特徴とする超音波式骨測定装
   置。
7. 【請求項７】 前記骨分布データ検出手段は、 前記骨分布データから被検体の骨の輪郭を表示する輪郭
   表示手段を有していることを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれかに記載の超音波式骨測定装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の超音波式骨測定装置であ
   って、 前記輪郭分布表示手段により表示された輪郭の中心位置
   を最適測定ポイントとして決定する第２測定ポイント決
   定手段を有していることを特徴とする超音波式骨測定装
   置。
9. 【請求項９】 踵骨の骨測定に用いられることを特徴と
   する請求項１ないし８のいずれかに記載の超音波式骨測
   定装置。
10. 【請求項１０】 送信用超音波振動子から送信した超音
    波信号を被検体に透過させて受信用超音波振動子により
    受信し、これら送受信された超音波信号から求めた超音
    波伝播速度、超音波減衰係数および超音波減衰量のいず
    れか或いは組み合わせにより前記被検体の骨を測定する
    超音波式骨測定方法であって、 前記被検体を含む少なくも線状の検出領域を、前記送信
    用超音波振動子および受信用超音波振動子により送受信
    される超音波信号で走査し、 前記検出領域における超音波信号に基づいて被検体の最
    適測定ポイントを求め、 該最適測定ポイントで超音波信号を再度送受信すること
    により被検体の骨の強度を求めることを特徴とする超音
    波式骨測定方法。
11. 【請求項１１】 被検体を透過させるように超音波信号
    を送受信することによって、前記被検体の骨を測定する
    超音波式骨測定装置において、 前記被検体を介して対向配置され超音波信号を送信する
    送波器と超音波信号を受信する受波器とを有し、これら
    送波器及び受波器を使って前記被検体の互いに異る複数
    の部分を透過させるように超音波信号を送受信する送受
    信手段と、 該送受信手段の出力信号に基づいて踵骨の外縁を検出す
    る外縁検出手段と、 該外縁検出手段の出力信号に基づいて最適測定ポイント
    を求める測定ポイント決定手段とで構成されることを特
    徴とする超音波式骨測定装置。
12. 【請求項１２】 前記送受信手段が、 前記送波器の送波面と前記受波器の受波面とが対向する
    ように取り付けられた保持アームと、 前記保持アームをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる保
    持アーム移動手段とで構成されることを特徴とする請求
    項１１記載の超音波式骨測定装置。
13. 【請求項１３】 前記送波器が複数の超音波振動子が配
    列される如く構成され、前記受波器が複数の超音波振動
    子が配列される如く構成されることを特徴とする請求項
    １１記載の超音波式骨測定装置。
14. 【請求項１４】 前記最適測定ポイント決定手段が、踵
    骨の外縁に対してほぼ中心位置を最適測定ポイントとし
    て決定することを特徴とする請求項１１記載の超音波式
    骨測定装置。
15. 【請求項１５】 前記外縁検出手段が二次元的な踵骨の
    外縁を検出することを特徴とする請求項１１記載の超音
    波式骨測定装置。
16. 【請求項１６】 前記外縁検出手段が一次元的な踵骨の
    外縁を検出することを特徴とする請求項１１記載の超音
    波式骨測定装置。