(57)【要約】【課題】背骨の曲がり具合を正確にかつ手軽に測定できる人体背骨測定表示システムを提供すること。【解決手段】人体背骨測定表示システム１は、測定対象者の背骨を曲がりを測定できる人体背骨測定表示システムにおいて、触診者の手に取り付けるマーカー素子３と、マーカー素子３を撮像できる撮像手段５と、撮像手段５とマーカー素子３までの距離を測定できる距離測定手段７と、撮像手段５で撮像したマーカー素子の画像と距離測定手段７からの距離データを基に測定対象者の背骨を曲がりの画像データを生成し表示できる画像処理手段９とからなる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象者の背骨を曲がりを測定できる人体背骨測定表示システムにおいて、
触診者の手に取り付けるマーカー素子と、
前記マーカー素子を撮像できる撮像手段と、
前記撮像手段と前記マーカー素子までの距離を測定できる距離測定手段と、
前記撮像手段で撮像したマーカー素子の画像と前記距離測定手段からの距離データを基に測定対象者の背骨を曲がりの画像データを生成し表示できる画像処理手段と
を備えたことを特徴とする人体背骨測定表示システム。
【請求項２】
前記マーカー素子には触覚センサーが取り付けられており、かつ、前記画像処理手段は、前記触覚センサーからのデータを基に背骨付近の筋肉の固さを測定して画像データとする手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の人体背骨測定表示システム。
【請求項３】
前記距離測定手段は、マーカー素子に所定の光を発生する光発光素子または超音波を発生させ超音波発生素子を取り付け、また、前記撮像手段またはその付近に受光素子または超音波受信素子を取り付け、前記光または超音波でマーカー素子までの距離を測定できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の人体背骨測定表示システム。
【請求項４】
前記距離測定手段は、撮像手段で前記マーカー素子にピントを合わせることにより、マーカー素子までの距離を測定できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の人体背骨測定表示システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象者の背骨を曲がりを測定できる人体背骨測定表示システムに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、背骨の歪みや曲がりは、人体に内蔵疾患や肩こり、頭痛といった様々な影響を及ぼすことが知られている。そのため、背骨に曲がりがあるかを確認するために、カイロプラクティックの施術者が、人体の背骨位置を触診し背骨が曲がっているか否かを確認する手技方法や、人体表面に左右対象なモアレ模様が映し出されるモアレトポグラフィを使用する方法や、血流不良から生じる人体表面の温度を検出し、その温度分布により身体の歪み（背骨の曲がり）を視認することができるサーモグラフィを使用する方法などが用いられていた。
【０００３】
これら従来の方法の場合、測定対象者に対して行われる背骨の状態に関する説明については、口頭で説明を受けるのみであるため、背骨の具体的曲がり状態を知ることができないものであった。
また、モアレトポグラフィやサーモグラフィ画像への表示内容から背骨の具体的曲がり具合を知るためには、表示内容を把握するために熟練を要し、素人目にも簡単に背骨の曲がり具合を知らせることは困難であった。
【０００４】
このような不都合を解消するために、本発明者は、Ｘ−Ｙ−Ｚリニアー機構を利用し、手で触診しながら背骨の曲がり具合を測定する人体背骨測定表示システムを提案した（特願２００１−２５５５４７号）。
【特許文献１】特願２００１−２５５５４７号の第４頁〜第１７頁・図１ないし図１２。
【０００５】
図５及び図６は、本発明者が提案した人体背骨測定表示システムを説明するための図である。図５は、本発明者が提案した人体背骨測定表示システムを示す全体構成図である。図６は、同人体背骨測定表示システムで使用する測定子を示す斜視図である。
この図５において、人体背骨測定表示システム１１０は、大別すると、背骨測定装置１３０と、画像処理表示装置１５０とから構成されており、前記背骨測定装置１０２で測定したデータを前記画像処理表示装置１５０に供給し、かつ、測定対象者の個別情報を前記画像処理表示装置１５０に与え、前記画像処理表示装置１５０で画像処理して表示できるようにしたものである。
【０００６】
さらに説明すると、前記背骨測定装置１３０は、測定ベット１３１と、測定ベット１３１の上に固定された測定方向支持アーム１３２と、測定方向支持アーム１３２に対して直角方向に移動可能な平行支持アーム１３３と、前記平行支持アーム１３３に対して垂直方向に移動可能な垂直支持アーム１３４と、前記垂直支持アーム１３４に対して固定されていて人体の表面から背骨を走査させる測定子１３５と、前記測定方向支持アーム１３２の一部に固定されている座標検出装置１３６とから構成されている。
【０００７】
前記測定子１３５は、図６に示すように、逆Ｔ字形状をしており、施術者が第２指と第３指の間に挟んで、患者（測定対象者）の背骨を表面上から走査させるものである。生体施術者は患者の背骨位置を熟知しているのであり、この熟知した施術者の指先の感覚に基づいて、それをそのまま三次元表示できるようにするのである。
前記画像処理表示装置１５０は、前記背骨測定装置１３０の座標検出装置１３６からのデータを取込んで各種の画像処理やその他の処理を実行する画像処理装置本体１５１と、患者（測定対象者）の性別や身長やその他必要な情報を画像処理装置本体１５１に入力する入力装置１５２と、前記画像処理装置本体１５１で画像処理した映像を表示するディスプレイ１５３とから構成されている。なお、前記画像処理装置本体１５１は、基本図データや椎骨テーブルを有し、かつ、プログラムを実行することにより、合成手段や画像データ生成手段を実現する。
このような構成の人体背骨測定表示システム１１０によれば、生体施術に熟知した施術者の熟練を最大限に利用して、臥せて横たわる測定対象者の背骨上を表面から測定子１３５を走査させる簡便な方法により背骨がどのように曲がっているかを擬似的に作成した３次元画像で視認することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した人体背骨測定表示システム１１０によれば、施術者によるある程度の押圧状態での測定を必要としていたので、特殊な測定ベット１３１の上に横にならなければ測定できず、測定上の制約があるという不都合もあった。
また、上述した人体背骨測定表示システム１１０によれば、機械的な装置であるため故障しやすく、かつ、精密度を確保するたためにはメンテナンスが不可欠となるという不都合がある。
さらに、上述した人体背骨測定表示システム１１０によれば、特殊な形状をした背骨測定装置１３０に患者（測定対象者）が横たわらなければ測定できないため、患者（測定対象者）に不安感を与えてしまうという不都合があった。
本発明は、上述した不都合を解消し、背骨の曲がり具合を正確にかつ手軽に測定できる人体背骨測定表示システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る人体背骨測定表示システムは、測定対象者の背骨を曲がりを測定できる人体背骨測定表示システムにおいて、触診者の手に取り付けるマーカー素子と、前記マーカー素子を撮像できる撮像手段と、前記撮像手段と前記マーカー素子までの距離を測定できる距離測定手段と、前記撮像手段で撮像したマーカー素子の画像と前記距離測定手段からの距離データを基に測定対象者の背骨を曲がりの画像データを生成し表示できる画像処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の人体背骨測定表示システムにおいて、前記マーカー素子には触覚センサーが取り付けられており、かつ、前記画像処理手段は、前記触覚センサーからのデータを基に背骨付近の筋肉の固さを測定して画像データとする手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明では、請求項１記載の人体背骨測定表示システムにおいて、前記距離測定手段は、マーカー素子に所定の光を発生する光発光素子または超音波を発生させ超音波発生素子を取り付け、また、前記撮像手段またはその付近に受光素子または超音波受信素子を取り付け、前記光または超音波でマーカー素子までの距離を測定できるようにしたことを特徴とするものである。
請求項４記載の発明では、請求項１記載の人体背骨測定表示システムにおいて、前記距離測定手段は、撮像手段で前記マーカー素子にピントを合わせることにより、マーカー素子までの距離を測定できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔本発明の第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムを示すブロック図である。
【００１１】
この図１において、人体背骨測定表示システム１は、大別すると、触診者の手に取り付けるマーカー素子３と、前記マーカー素子３を撮像できる撮像手段５と、前記撮像手段５と前記マーカー素子３までの距離を測定できる距離測定手段７と、前記撮像手段５で撮像したマーカー素子の画像データと前記距離測定手段７で測定した距離データを基に測定対象者の背骨を曲がりの三次元画像データを生成し表示できる画像処理手段９とから構成されている。
【００１２】
前記マーカー素子３は、図１に示すように、触診者の人指し指を挿入する透孔と中指を挿入する透孔を設けた基体３１と、この基体３１の上に設けたマーカ３２とから構成されている。
前記撮像手段５は、図１に示すように、ＣＣＤカメラ５１と、ＣＣＤカメラ５１から撮像データを取り出す受像機５２と、前記受像機５２の撮像データをデジタル撮像データに変換するＡＤ変換機５３とから構成されている。
【００１３】
前記距離測定手段７は、図１に示すように、ＣＣＤカメラ５１と、ＣＣＤカメラ５１から撮像データを取り出す受像機５２とからなり、前記受像機５２によりＣＣＤカメラ５１で撮像した前記マーカー素子のピントを合わせることにより、マーカー素子までの距離を測定できるようにしたものであって、前記受像機５２で得た前記撮像手段５と前記マーカー素子３までの距離データをＡＤ変換機５３でデジタル距離データにして前記画像処理手段９に与えることができる。
【００１４】
前記画像処理手段９は、各種の処理を実行しパーソナルコンピュータなどで構成したコンピュータ本体９１と、前記コンピュータ本体９１で処理した画像を三次元表示する液晶やプラズマディスプレイなどの表示装置９２と、患者（測定対象者）の性別や身長やその他必要な情報をコンピュータ本体９１に入力するキーボードなどの入力装置９３とから構成されている。
【００１５】
前記コンピュータ本体９１は、画像認識処理や画像データ生成処理やその他の処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、オペレーティングシステムや当該画像認識プログラム・背骨画像生成プログラムやその他必要なデータを記憶する主記憶装置と、オペレーティングシステムや当該画像認識プログラム・背骨画像生成プログラムやその他必要なデータやデータベースを格納しておくハードディスク装置と、入力装置９３が接続される入力用インターフェース（Ｉ／Ｆ）と、表示装置９２が接続される表示用Ｉ／Ｆと、出力用Ｉ／Ｆと、これらを接続するバスラインとから構成されている。前記コンピュータ本体９１のＣＰＵが、主記憶装置に展開記憶されたオペレーティングシステムや当該画像認識プログラム・背骨画像生成プログラムを処理することにより、背骨の測定データから骨の曲がり状態を三次元表示するための画像データを生成できるようになっている。
【００１６】
このように構成された人体背骨測定表示システム１の動作を説明する。
まず、人体背骨測定表示システム１の撮像手段５及び画像処理手段９の電源を投入して撮像の準備をする。ついで、マーカー素子３の基体３１の二つの透孔に触診者の人指し指と中指を挿通し、患者（測定対象者）を椅子などに座らせ、あるいはベッドに横たわらせて測定準備を行う。
ついで、触診者は、人指し指及び中指で頭部から腰椎に向けて背骨上に沿って移動させてゆく。
【００１７】
この移動させてゆくときの、マーカー素子３のマーカ３２を撮像手段５のＣＣＤカメラ５１で撮像して受像機５２に入力する。受像機５２は、撮像データを得るとともに、マーカー素子３のマーカ３２が正確に表示されるようにピントを合わせることによりマーカー素子３のマーカ３２とＣＣＤカメラ５１との間の距離データを得る。
受像機５２で得た撮像データ及び距離データは、ＡＤ変換機５３でデジタル化されてデジタル撮像データ及びデジタル距離データに変換されて前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１に入力される。
【００１８】
前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１では、画像認識プログラムが実行されて測定されたデジタル撮像データからＸ軸−Ｙ軸方向のデータを得るとともに、デジタル距離データからＺ軸方向のデータを得ることができる。
前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１は、画像認識プログラムによって得たＸ軸−Ｙ軸のデータとＺ軸方向のデータとを、ハードディスク装置の所定の記憶エリアに格納する。
【００１９】
全ての測定が終了すると、前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１は、ハードディスク装置の所定の記憶エリアに格納しておいたＸ軸−Ｙ軸方向のデータとＺ軸方向のデータとを基に、特願２００１−２５５５４７号で説明した手法により、背骨の画像データを生成するようにすればよい。もちろん、前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１は、画像パターン認識によって背骨の画像データを生成するようにしてもよい。
【００２０】
このような人体背骨測定表示システム１によれば、触診者として生体施術師等生体の背骨位置を熟知しており、この熟知した触診者の指先の感覚で個々の背骨の位置を捉え、それをそのまま三次元表示できるようにしたので、生体施術に最も適した三次元表示が可能となる。
また、機械的な装置でないため故障せず、かつ、常に精密度を確保することができ、メンテナンスフリーとなる利点がある。
また、上述した人体背骨測定表示システム１によれば、撮像手段でマーカー素子を撮像するだけでよいので、測定上の制約がないという利点がある。
さらに、上述した人体背骨測定表示システム１によれば、特殊な形状をした背骨測定装置など不要であって、患者（測定対象者）に不安感を与えることがない。
【００２１】
すなわち、本発明の第１の実施の形態によれば、背骨の曲がり具合を三次元状態で正確にかつ手軽に測定できる利点がある。
なお、本発明の第１の実施の形態では、前記距離測定手段７は、マーカー素子３のマーカ３２を撮像手段５のＣＣＤカメラ５１のピントを合わせることにより、マーカ３２とＣＣＤカメラ５１との間の距離を測定していたが、これに限定されることなく、次のようにしてもよい。
【００２２】
すなわち、前記マーカー素子３のマーカ３２に所定の光（例えば一定間隔のパルス光）を発生する光発光素子を取り付け、前記撮像手段５のＣＣＤカメラ５で当該光を受光し、だまたはその付近に受光素子を設け、所定の光（例えば一定間隔のパルス光）から、マーカ３２と撮像手段５のＣＣＤカメラ５１までの距離を測定するようにしてもよい。
また、前記マーカー素子３のマーカ３２に超音波を発生させ超音波発生素子を取り付け、前記撮像手段５のＣＣＤカメラ５１やその付近に超音波受信素子を取り付け、超音波を用いてマーカー素子３のマーカ３２と超音波受信素子までの距離を測定するようにしてもよい。
【００２３】
〔本発明の第２の実施の形態〕
図２及び図３は本発明の第２の実施の形態を説明するものである。図２は本発明の第２の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムを示すブロック図である。図３は、本発明の第２の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムで使用するマーカー素子を説明するための図であり、図３（Ａ）はマーカー素子の使用前の状態を、図３（Ｂ）はマーカー素子で測定している状態を、それぞれ示す図である。
【００２４】
本発明の第２の実施の形態が、本発明の第１の実施の形態と異なるところは、前記マーカー素子３に触覚センサー４０を設けた点と、この触覚センサー４０を駆動し触覚センサー４０からのデータを画像処理手段９のコンピュータ本体９１に入力できる触覚センサー制御ユニット４１を設けた点にあり、他の構成は本発明の第１の実施の形態とまったく同様な構成である。したがって、両者で同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
前記マーカー素子３は、図２及び図３に示すように、触診者の人指し指を挿入する透孔と中指を挿入する透孔を設けた基体３１と、この基体３１の上に設けたマーカ３２と、前記基体３１の図示下側と前記基体３１の図示上側に設けた触覚センサー４０とから構成されている。
【００２５】
前記触覚センサー４０は、前記触覚センサー駆動検出装置４１にケーブル４２で接続されており、前記触覚センサー４０は前記触覚センサー駆動検出装置４１で駆動されて前記触覚センサー４０からの触覚データを触覚センサー駆動検出装置４１で検出し、前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１に入力するようにしている。
【００２６】
このような本発明の第２の実施の形態について作用を説明すると、図２（Ａ）に示すようにマーカー素子３の基体３１の二つの透孔に触診者の人指し指と中指を挿通し、患者（測定対象者）を椅子などに座らせてあるいはベットに横たわらせて測定準備を行う。
ついで、触診者は、図３（Ｂ）に示すように、人指し指及び中指で頭部から腰椎に向けて背骨上に沿って移動させてゆき、そのときに図３（Ｂ）に示すように触覚センサー４０を腰椎の表面から背骨上を沿って移動させてゆく。
【００２７】
すると、触覚センサー駆動検出装置４１では、触覚センサー４０からのデータを前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１に与える。
前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１は、触覚センサーからの処理プログラムを実行して触覚センサーデータ処理手段を実現し、触覚センサー駆動検出装置４１からの触覚センサー４０からのデータを基に背骨付近の筋肉の固さを測定して画像データとする。前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１は前記画像データを前記画像処理手段９の表示装置９２に与えて背骨付近の筋肉の固さを画像表示する。
【００２８】
〔本発明の第２の実施の形態の変形例〕
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムの変形例を示すブロック図である。
この図４に示す本発明の第２の実施の形態では、患者（測定対象者）を立った状態で測定できることを示しており、第２の実施の形態と構成はまったく同一である。したがって、本発明の第２の実施の形態と同一構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本発明の第２の実施の形態の変形例では、要するに、患者（測定対象者）を立った状態で測定できるという利点がある。もちろん、前記マーカー素子３には、触覚センサー４０が設けられており、かつ、触覚センサー駆動検出装置４１によって触覚センサー４０を駆動し、かつ、触覚センサー４０からの検出信号を前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１に供給できるようにしてある。
また、撮像手段５のＣＣＤカメラ５１からの撮像データを受像機５２を経由してＡＤ変換機５３でデジタル撮像データとし、画像処理手段９のコンピュータ本体９１に供給できるようにしてある。また、Ｚ軸方向のデータは、本発明の第１の実施の形態と同様に得ることができる。
【００３０】
これにより、背骨の曲がり具合を画像データにして画像処理手段９の表示装置９２に表示し、患者（測定対象者）に納得ゆく画像として患者（測定対象者）に提示できる。
さらに、本発明の第２の実施の形態に係る変形例では、前記画像処理手段９のコンピュータ本体９１により、触覚センサー４０からのデータを基に背骨付近の筋肉の固さを測定して画像データとし、画像処理手段９の表示装置９２に表示して患者（測定対象者）に納得ゆく画像として患者（測定対象者）に提示できる。
このように本発明の第２の実施の形態の変形例によれば、患者（測定対象者）を立ったままでも背骨の曲がり具合を測定できることになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る人体背骨測定表示システムによれば、生体施術に熟練し、指先で患者の背骨の状態を知りうる施術者の経験を最大限に利用して、患者の背骨を三次元表示できるという優れた効果があり、患者の人体が動かない状態であれば、立ったままでの背骨の曲がりの三次元表示が可能であるという優れた効果を有する。また、機械的な装置でないため故障せず、かつ、常に精密度を確保することができ、メンテナンスフリーとなる利点がある。
また、本発明に係る人体背骨測定表示システムによれば、撮像手段でマーカー素子を撮像するだけでよいので、測定上の制約がないという利点がある。
さらに、本発明に係る人体背骨測定表示システムによれば、特殊な形状をした背骨測定装置など不要であって、患者（測定対象者）に不安感を与えることがない。
加えて、本発明係る人体背骨測定表示システムによれば、背骨の曲がり具合を三次元状態で正確にかつ手軽に測定できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムで使用するマーカー素子を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る人体背骨測定表示システムの変形例を示すブロック図である。
【図５】本発明者が提案した人体背骨測定表示システムを示す全体構成図である。
【図６】本発明者が提案した人体背骨測定表示システムで使用する測定子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  人体背骨測定表示システム
３  マーカー素子
５  撮像手段
７  距離測定手段
９  画像処理手段
３１  基体
３２  マーカ
４０  触覚センサー
４１  触覚センサー駆動検出装置
５１  ＣＣＤカメラ
５２  受像機
５３  ＡＤ変換機
９１  コンピュータ本体
９２  表示装置（ディスプレイ）
９３  入力装置（キーボード）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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