(57)【要約】  【課題】  患者の腰部又は膝関節へ自動で、かつ左右均等に同時に荷重を加えることができる関節用画像診断補助具を提供する。  【解決手段】  画像診断装置の寝台上に置かれる患者用踏台と、患者が上半身に着用する着衣と、患者を左右から挟むように前記踏台と着衣の間に少なくとも一方の端部が着脱可能に接続され、内部に空気を供給されると収縮力を発生する一対のエアチューブ形アクチュエータと、このエアチューブ形アクチュエータへ空気を供給するエア供給源と、このエア供給源を制御して前記エアチューブ形アクチュエータに所定の収縮力を発生させる制御部とを備えて関節用画像診断補助具を構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像診断装置の寝台上に置かれる被検者用踏台と、被検者が上半身に着用する着衣と、患者を左右から挟むように前記踏台と着衣の間に接続され、内部に空気を供給されると収縮力を発生する一対のエアチューブ形アクチュエータと、この一対のエアチューブ形アクチュエータへ同時に空気を供給するエア供給源と、このエア供給源を制御して前記一対のエアチューブ形アクチュエータに所定の収縮力を発生させる制御部とを備えたことを特徴とする関節用画像診断補助具。
【請求項２】
患者の身長に合わせて前記踏台と着衣の間隔を調整する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の関節用画像診断補助具。
【請求項３】
前記エアチューブ形アクチュエータの収縮力を検出する検出機構を備え、この検出機構の検出値が前記制御部へ設定された値となった時に前記エア供給源の動作を停止し、前記エアチューブ形アクチュエータへ供給された空気圧を保持させる手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の関節用画像診断補助具。
【請求項４】
前記一対のエアチューブ形アクチュエータの一端部側は前記踏台又は着衣に対し着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の関節用画像診断補助具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節に異常を抱える被検者の画像診断に供する補助具にかかわり、特に被検者を寝台へ寝かせた状態においても関節部に被検者の体重が負荷されるようにする関節用画像診断補助具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、人口の老齢化が進み、これとともに腰痛や膝関節痛を訴える患者が増加しつつある。医療機関ではこれらの患者が来診すると、腰部や膝部を画像診断装置を用いて画像撮影が行われ、得られた画像を元に患者は医師により診断され治療や投薬が行われる。
【０００３】
従来から腰部や膝関節を画像撮影する場合に、腰や膝に体重が負荷される立位状態ではなく患者は寝台へ横たわった状態で撮影されるものであった。これは画像診断装置が寝台に横たわった患者を撮影するように構成されており、立ったままの患者の腰部や膝を撮影するように構成されていないことがその理由の一つである。
【０００４】
腰痛や膝関節痛の患者を寝台へ寝かせて撮影しても、患者が腰や膝に痛みを感じていない状態であるから、医師は正確な診断を下すことが難しいと考えられる。
【０００５】
この課題を解決するために、寝台へ横たわった患者へ立位状態と同じように、腰部や膝関節へ加重負荷を掛ける関節用画像診断補助具が特許文献1に開示されている。
【特許文献１】WO 02/38050 A1
【０００６】
この特許文献1に開示されている関節用画像診断補助具は、寝台に載置され踏台の裏側にベルトの巻上げ機構を有した踏台部と、患者が上半身へ着用する着衣と、着衣の一部に一端が取り付けられ、他端が踏台部のベルト巻上げ機構へ結ばれたベルトを備えるとともに、ベルトを巻き上げたときにベルトへ作用する加重を計測する加重計測メータを備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この補助具の使用態様は、前記文献の図1aに記載されているが、関節用画像診断補助具により患者の腰又は膝関節へ荷重を加えるためには、ベルト巻き上げ機構のツマミを操作者が手動で回転させなければならない。したがって、腰部や膝関節へ荷重を加えて終わるまでに、すなわち撮影準備に多くの時間が必要であると考えられる。そして、また、ベルト巻き上げ機構は患者の左右両側にあるために、ベルトへ左右均等に同時に張力を与えつつ関節へ荷重を加えることが難しいと考えられる。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので、患者の腰部又は膝関節へ自動で、かつ左右均等に同時に荷重を加えることができる関節用画像診断補助具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、画像診断装置の寝台上に置かれる患者用踏台と、患者が上半身に着用する着衣と、患者を左右から挟むように前記踏台と着衣の間に少なくとも一方の端部が着脱可能に接続され、内部に空気を供給されると収縮力を発生する一対のエアチューブ形アクチュエータと、この一対のエアチューブ形アクチュエータへ同時に空気を供給するエア供給源と、このエア供給源を制御して前記一対のエアチューブ形アクチュエータに所定の収縮力を発生させる制御部とを備えて関節用画像診断補助具を構成したものである。
【００１０】
前記関節用画像診断補助具は、患者の身長に合わせて踏台と着衣の間隔を調整する手段を備えていることが望ましい。
また、前記エアチューブ形アクチュエータは収縮力を検出する検出機構を備え、この検出機構の検出値が前記制御部へ出力され、この出力値が制御部へ設定された値となった時にエア供給源の動作を停止し、エアチューブ形アクチュエータへ供給された空気圧を保持させる手段を備えることが望ましい。
さらに、前記一対のエアチューブ形アクチュエータの一端部側は前記踏台又は着衣に対し着脱可能に接続されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検者へ左右均等に同時に加重(圧迫力)を加えてゆくことができる。しかも自動でそれを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基いて説明する。
図1は、本発明の関節用画像診断補助具の構成を示す。図1において、1は踏台で、画像診断装置、例えば磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)の寝台の天板上に置かれる。踏台1は、患者の足を受け止める踏板1aと、この踏板1aの両側方に固定され、踏板1aを寝台に対しほぼ直角に保つアクチュエータ取付部材1bこのアクチュエータ取付部材1bの外側面に取り付けられたアクチュエータ取付具1cとから構成されている。これらの踏板1a，アクチュエータ取付部材1b，アクチュエータ取付具1cはMRI装置の計測空間に接近した位置で用いられるために非磁性材料を用いて作られている。なお、これらの踏台を構成する部品以外であっても、MRI装置へ接近して配置される部品は、非磁性材料で製作されたものを用いなければ成らないことは、安全上から当然に配慮されるべきことである。
【００１３】
2は被検者が上半身に着用するように作られた着衣で、例えばベスト状に作られている。この着衣2の被検者が着用したときの両サイドには、それぞれエアチューブ形アクチュエータ3A，3B(3Bは図示省略)の一端が後述のように固定されている。
【００１４】
エアチューブ形アクチュエータ3A，3Bは、伸縮性のゴムチューブの外周へ樹脂製の網を被覆し、一端を封止具3aを介した封止構造とし、多端にはチューブ内へ空気の給気口及び排気口が設けられた封止具3bを備えている。このようなエアチューブ形アクチュエータは、近年人工筋肉として開発され、各種文献に開示されているが、ゴムチューブ内へ空気を供給したときにゴムチューブが膨張してその径が大きくなると、樹脂状の網はゴムチューブと共に径が増大するが長さが収縮し、その結果として収縮力を発生するものである。そして、封止具3aは、封止具3aに形成された穴の部分で着衣2へリベットで固定され、一方、封止具3bには圧迫力測定部4の一端が接続されている。なお、封止具3bの給気口及び排気口には、それぞれ給気バルブ3cと排気バルブ3dが設けられている。
【００１５】
圧迫力測定部4は、圧力検出素子を含む圧力計からなり、例えばシリンダーとプランジャーから成るエアシリンダーに圧力検出素子4aを組み込んで構成される。これによってエアチューブ形アクチュエータが動作したときにシリンダー内の圧力を検出し、この検出値は後述の操作ユニット内のCPUへ出力され、そこでエアシリンダー内のプランジャーの径と圧力から圧迫力が演算されるようになっている。
【００１６】
この圧迫力測定部4の他端には長さ調整が可能なベルト5が接続され、このベルト5の他端にはリング状の開閉式止め具(フック)6が設けられ、この止め具6がアクチュエータ取付部材1bに設けられたアクチュエータ取付具1cへ係合される。長さ調整の可能なベルトを用いることで、関節用画像診断補助具を被検者の身長に合わせてセットすることができ、またリング状の開閉式止め具を用いることで、踏台1と着衣2とが切り離せるので、被検者が着衣を着用することが容易になる。
【００１７】
7はエア供給源で、エアチューブ形アクチュエータ3A，3B内へ空気を供給するものである。エア供給源は具体的にはエアコンプレッサーからなる。このエアコンプレッサー7の吐出口はエアチューブ8によりエアチューブ形アクチュエータ3A，3Bの双方へ空気を分配する分配器8aを中継して各エアチューブ形アクチュエータの給気バルブ3c及び給気バルブ3dへ接続される。
【００１８】
9は関節用画像診断補助具の操作ユニットで、エアコンプレッサー7を含む空気の吸気系並びに排気系の動作制御並びに圧迫力制御を司るもので、内部にCPUを備えている。この操作ユニット9には、被検者の体重に対応して圧迫力を可変設定する設定器、並びにエアチューブ型アクチュエータの作動中の圧迫力を表示する表示器を備えている。この操作ユニット9は電源10へコンセントで接続される。
【００１９】
次に、上記の如く構成された関節用画像診断補助具をMRI装置の膝関節撮影に用いる場合の動作を説明する。膝関節痛の被検者がMRI撮影に来院すると、医師又は撮影技師は関節用画像診断補助具を準備し、踏台1と着衣2とを前記止め具6部分で分離し、踏台1をMRI装置の寝台100の天板上にセットするとともに、着衣2側を被検者へ渡し、着衣2を被検者に着用してもらう。被検者が着衣2を着用したら、被検者に天板上に寝てもらい、足が踏板1aに接する位置へ移動してもらう。
【００２０】
この状態で、医師又は技師はエアチューブ形アクチュエータ3A，3Bの止め具6をアクチュエータ取付具1cへ接続する。そしてエアチューブ形アクチュエータ3A，3Bの弛みが少なくなるようにベルト5の長さを調整する。
【００２１】
次に、医師又は技師は寝台100の天板をMRI装置の計測空間方向へ移動し、被検者の膝関節部を計測空間の中心に位置合わせする。医師又は技師はこの位置合わせが終わったならば、被検者の膝関節へ負荷が作用していない状態でMRI撮影を行う。このときに得られたMR画像は、当然に被検者の膝関節には負荷が作用していないものであり、後の負荷作用時の画像と比較読影のために供される。なお、このときのMR撮影は必要に応じて実施されても良い。
【００２２】
次いで、関節用画像診断補助具の電源コンセントを電源10へ接続し、操作ユニット9の電源を投入(オン)する。そして、医師又は技師は前記設定器を操作して圧迫力を設定する。この圧迫力の設定は各種の方法が考えられる。例えば、被検者の体重を下に膝関節に作用する荷重を医師又は技師が推定して入力する方法や、被検者の体重を入力するとCPUが統計的データに基いて膝関節に作用する荷重を演算により求めてそれをセットする方法が採用可能と考えられる。
【００２３】
次に、医師又は技師によって関節用画像診断補助具の動作開始スイッチが投入される。スイッチが投入されると、CPUによりエアチューブ形アクチュエータの排気バルブ3dが閉じられ、また給気バルブ3cが開放されるとともにエアコンプレッサー7が動作し、空気が給気バルブ3cを介してエアチューブ形アクチュエータ3A，3Bのゴムチューブ内へ送られる。
【００２４】
すると、ゴムチューブが膨張し、ゴムチューブが膨張すると樹脂製の網も押し広げられる。樹脂製の網は径方向へ押し広げられると、長さが収縮する機能を持っており、結果としてエアチューブ形アクチュエータ3A，3Bの長さが収縮する。エアチューブ形アクチュエータ3A，3Bが収縮し始めると、それらの一端に固定された着衣2に引張力が作用する。その引張力は着衣2を介して被検者の上半身、主に肩に作用し、踏板1aに支えられた被検者の膝関節に圧迫力として作用する。
【００２５】
エアチューブ形アクチュエータ3A，3Bが収縮すると圧迫力測定部4におけるエアシンダー内の圧力が変化し、その変化する圧力が圧力検出素子4aによって検出される。そして、圧力検出値は操作ユニット9の内部に組み込まれたCPUへ出力され、CPUにおいて圧迫力として演算される。この圧迫力は、CPUのメモリへインストールされたソフトウェアによって圧力検出値と空気圧が作用するプランジャーの径との積として求められる。
【００２６】
前記圧迫力が設定値と比較され、設定値となるまでCPUはエアコンプレッサー7を運転し続け、圧迫力が設定値となったときにCPUはエアコンプレッサー7の運転を停止する。このエアコンプレッサー7の運転を停止したとき、同時にエアチューブ形アクチュエータ3A，3Bの吸気バルブ3cと排気バルブ3dはCPUにより共に「閉」に制御される。これにより前記圧迫力が設定値のままに維持される。
【００２７】
この圧迫状態で被検者の膝関節のMR撮影が行われる。このときに撮影された画像は被検者の膝関節へ負荷が作用したものであり、被検者が立った状態とほぼ同じ状態で撮影されたものに近いものとなる。したがって痛みを生じている原因、例えば軟骨の擦り減った状態や、骨と骨の接触状態が画像上に描出される。
【００２８】
MR撮影が終了すると、医師または技師は操作ユニット8の電源をオフする。これにより、関節用画像診断補助具の電気系統がオフされ、エアチューブ形アクチュエータ3A，3Bの排気バルブ3dが開放され、チューブ内の空気が排出される。これにより、エアチューブ形アクチュエータ3A，3Bが収縮状態から元の長さへ復帰し、被検者へ作用していた圧迫力は消失する。
【００２９】
本実施形態によれば、医師は、負荷状態の画像と無負荷状態の画像とを合わせて読影することで、診断が容易に行えるようになる。
【００３０】
以上、本発明を最良の実施形態を用いて説明したが、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、圧迫力測定部は、圧迫力に関連する値が測定できれば良く、市販されているテンションゲージ(引張力測定ユニット)を応用しても良く、さらには踏板部分へデジタル式体重測定器のような計測機構と計測回路からなる測定器を組み込んでも良い。
【００３１】
また、上記実施例は圧迫力を自動制御する形態を挙げて説明したが、この形態では価格が高くなることも想定される。この場合には圧迫力の自動制御を止め、すなわち、圧迫力の検出と表示とは省略せず、コンプレッサーの起動、停止をマニュアルで制御し、コンプレッサーの起動、停止の信号で給気バルブ、排気バルブを制御するようにしても良い。さらには、エアチューブ形アクチュエータの長さと圧縮力との関係は、エアチューブ形アクチュエータの仕様が決まれば実験的に求まるので、上記実施形態における圧迫力を検出する機構に代えて、エアチューブ形アクチュエータの長さ(収縮量)を制御パラメータとして用いても良い。
【００３２】
なお、上記実施形態はMRI装置へ組み合わせて用いる例を説明したので、MRI装置へ接近して配置される部分は非磁性材料で製作したものを用いることが必要であるが、X線撮影装置やX線CT装置へ組み合わせるものであればそれを考慮する必要は無い。ただし、非磁性構造としたものは、医用画像診断装置の全モダリティへ適用可能であるので、ユーザにとってはMRI装置へ適用できる補助具を1式揃えるだけで良いので好都合であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の関節用画像診断補助具の構成を示す図面。
【符号の説明】
【００３４】
１…踏台、２…着衣、３Ａ，３Ｂ…エアチューブ型アクチュエータ、４…圧迫力測定部
５…ベルト、６…止め具、７…エア供給源、８…エアチューブ、９…操作ユニット、１０…電源
【図１】
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