KR101199605B1

KR101199605B1 - 인체 등뼈 측정 표시 시스템

Info

Publication number: KR101199605B1
Application number: KR1020077009795A
Authority: KR
Inventors: 에이이찌 이찌까와; 모리오 이찌까와
Original assignee: 유우겐가이샤 마사루세이끼; 니혼 유니버서티
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: US20080208080A1; JPWO2006049057A1; KR20070083863A; US7883477B2; WO2006049057A1; TW200624086A; JP4597139B2

Abstract

본 발명은 소정의 측정자를, 등뼈를 따라서 주사시킴으로써 등뼈의 3차원 좌표 및 선회 각도의 측정 데이터를 구하고, 그 측정 데이터로부터 등뼈의 형상을 시뮬레이션하고, 컴퓨터 그래픽을 이용하여 3차원의 의사적인 등뼈 화상을 표시할 수 있는 인체 등뼈 측정 표시 시스템을 제공한다. 인체 등뼈 측정 표시 시스템(1)은 인체의 등뼈의 굴곡이나 선회(비틀림) 각도를 기준치로부터의 괴리량 측정 데이터로서 측정 가능한 등뼈 측정 장치(3)와, 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 입력하기 위한 입력 장치(5)와, 상기 등뼈 측정 장치(3)로부터의 괴리량 측정 데이터 및 상기 입력 장치(7)로부터의 데이터를 취입하여 그 괴리량 측정 데이터 및 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 기초로 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하는 화상 처리 장치(7)와, 상기 화상 처리 장치(7)로부터의 화상 데이터를 표시하는 디스플레이 장치(9)로 구성되어 있다.

인체 등뼈 측정 표시 시스템, 입력 장치, 화상 처리 장치, 디스플레이 장치

Description

인체 등뼈 측정 표시 시스템 {HUMAN BODY BACKBONE MEASURING/DISPLAYING SYSTEM}

본 발명은 인체의 등뼈의 굴곡을 간편하게 측정 가능하게 하는 동시에, 그 측정 결과를 기초로 표시 화면 상에 리얼하게 표시할 수 있는 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 관한 것이다.

종전부터 인체의 등뼈에 왜곡이나 부정한 굴곡이 있으면, 내장 질환을 발증하거나, 어깨 결림, 두통 등의 증상이 발생하여 인체에 다양한 영향을 미치는 것이 알려져 있다. 그로 인해, (1) 등뼈에 부정한 굴곡이 있는지 여부를 확인하기 위해, 카이로프랙틱(chiropractic)의 시술자가 인체의 등뼈 위치를 촉진하여 등뼈가 부정하게 굽어 있는지 여부를 확인하는 수기 방법이나, (2) 인체에 모아레광을 조사하여 인체 표면에 좌우 대칭인 모아레 모양이 투영되는지 여부를 시인할 수 있는 모아레 포토그래피를 사용하는 방법이나(특허문헌 1 참조), (3) 혈액 순환 불량으로부터 생기는 인체 표면의 온도를 검출하여, 그 온도 분포에 의해 신체의 왜곡(등뼈의 굴곡)을 시인할 수 있는 써모 그래피를 사용하는 방법 등이 많이 이용되고 있다.

그리고, 등뼈에 굴곡이 있는 것이 판단된 경우에는, 환자에 대해 모아레 포 토그래피나 써모 그래피의 화상을 보여주고, 인체의 표면적인 상태로부터 「등뼈가 우측 혹은 좌측으로 굽어 있다」 등의 설명이 행해지고 있었다. 또한, 촉진에 의한 진단은 촉진한 결과를 환자에게 구두에 의해 설명이 이루어졌다.

그리고, 시술자에 의한 수기 요법에 의해, 굽어 있는 등뼈에 대해 인체 표면으로부터 소정의 시술을 행하여 등뼈의 굴곡을 교정ㆍ개선하고 있었다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평11-211434호 공보

그러나, 상술한 종래의 방법은 환자(측정 대상자)에 대해 행해지는 등뼈 상태의 설명은 구두로 설명을 받았을 뿐이므로, 등뼈의 구체적 굴곡 상태를 알 수는 없었다. 또한, 모아레 포토그래피나 써모 그래피 화상으로의 표시 내용으로부터 등뼈의 구체적 굴곡 상태를 알기 위해서는, 표시 내용을 파악하는 데 숙련을 필요로 해, 아마추어의 눈에도 간단하게 등뼈의 굴곡 상태를 아는 것은 곤란했다.

또한, 굽은 등뼈에 대해 촉진하고, 그 후에 소정의 시술을 행한 결과를 설명하는 경우에도 촉진이나 시술 자체가 시술자의 기술이나 경험에 의지하는 부분이 많고, 환자(측정 대상자)에게 있어서는, 자기의 등뼈의 굴곡 상태나 교정 상태가 설명되어도 등뼈의 어떠한 부분이 어느 정도, 어떠한 방향으로 굽어 있는지, 혹은 시술 후에 등뼈의 굴곡이 어느 정도 교정된 것인지 등의 구체적인 굴곡 상태를 이해하는 것이 어려웠다. 즉, 시술자에 의한 등뼈의 굴곡 상태의 구두로의 설명은, 예를 들어 「상부 흉추의 ××매째가 …로 되어 있다.」와 같이 전문적인 표현이 이루어지고, 자기의 등뼈 중 어떤 것이 어떻게 되어 있는 것인지 이해하기 어려운 등의 문제가 있었다.

덧붙여, 등뼈의 하나하나의 굴곡 상태를 상세하게 아는 것은 더 어렵다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 사정에 비추어 이루어지고, 소정의 측정자(側定子)를, 등뼈를 따라서 주사시킴으로써 등뼈의 3차원 좌표 및 선회 값의 측정 데이터를 구하고, 그 측정 데이터로부터 등뼈의 형상을 시뮬레이션하고, 컴퓨터 그래픽을 이용하여 3차원의 의사적인 등뼈 화상을 표시할 수 있는 인체 등뼈 측정 표시 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 기재된 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템은 측정 대상자가 엎드린 상태에서 자는 측정 베드, 이 측정 베드의 한쪽의 측면측에 설치된 베이스, 이 베이스에 대해 측정 베드의 길이 방향인 측정 방향으로 이동 가능하게 고정되어 있는 측정 방향 지지 아암, 이 측정 방향 지지 아암에 고정되어 있고 상기 측정 방향에 대해 직각 방향으로 이동 가능하게 되어 있는 평행 지지 아암, 이 평행 지지 아암에 고정되어 있고 상하 방향 이동 가능하게 되어 있는 수직 지지 아암, 이 수직 지지 아암의 선단부에 회전 가능하게 고정되어 있는 측정자로 이루어지는 기구부를 구비하고, 이 측정 베드 상의 측정 대상자의 등뼈의 길이 방향(X축 방향), 폭 방향(Y축 방향), 두께 방향(Z축 방향), 선회 방향[X축을 중심으로 한 비틀림각(θ)]으로 자유자재로 이동하는 주사 아암 선단부에 설치된 측정자를, 측정자(側定者)의 제2 손가락과 제3 손가락 사이에 끼우고 측정 대상자의 등뼈의 제1 경추 위치 또는 제1 흉추 위치로부터 제5 요추 위치까지 이들 손가락 선단부를 따르게 한 상태에서 상기 손가락 선단부를 3차원 이동시킴으로써, 상기 X, Y, Z, θ방향의 기준 위치로부터의 괴리량을 검출하여 괴리량 측정 데이터로서 출력하는 등뼈 측정 장치와, 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 입력하기 위한 입력 장치와, 상기 등뼈 측정 장치로부터의 괴리량 측정 데이터를 취입하는 동시에, 상기 입력 장치로부터의 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 취입하고, 그 괴리량 측정 데이터 및 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 기초로 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하여 표시 장치에 부여하는 화상 처리 장치를 구비하고, 상기 화상 처리 장치는 상기 측정 기구로부터 취입한 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, θ방향의 괴리량 측정 데이터를 취입하여 소정의 변환 데이터로 변환하고 변환 데이터 기억 수단에 기억시키는 변환 수단과, 인체의 등뼈를 구성하는 각 추골에 관한 것으로, 측정 대상자의 성별 및 신장에 의한 평균적 크기 및 그 기본적 형상이 기억된 기본도 데이터 베이스와, 상기 입력 장치에 의해 입력된 측정 대상자의 성별, 신장 데이터에 따라서 상기 기본도 데이터 베이스로부터 상기 성별, 신장 데이터에 대응하는 각 추골을 선택하고 취출하여 추골 테이블에 저장하는 데이터 선택 수단과,
상기 추골 테이블에서 저장된 각 추골의 크기, 형상을 기초로 하여 기본이 되는 등뼈 전체의 화상을 생성하는 합성 수단과, 상기 합성 수단에 의해 생성된 등뼈 전체의 화상과 상기 변환 데이터 기억 수단에 기억된 변환 데이터를 기초로, 각 추골의 X방향, Y방향, Z방향, θ방향의 좌표 위치에 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하는 화상 데이터 생성 수단을 구비하고, 소정의 지시를 기초로 하여 상기 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 소정의 방향으로 이동, 혹은 소정 각도 회전시키고 표시 가능한 표시 데이터로 생성하여 출력 가능하게 하여 이루어지고, 상기 측정 방향 지지 아암은 상기 베이스에 고정되는 레일 및 이 레일 상을 이동 가능하게 고정되는 슬라이더로 이루어지는 이동 기구와, 상기 평행 지지 아암을 설치하여 고정하는 설치 시트와, 상기 이동 기구의 슬라이더와 상기 설치 시트 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트를 수직면 내 또는 수평면 내에서 회전 가능하게 하는 회전 기구, 혹은 상기 이동 기구의 슬라이더와 상기 설치 시트 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트를 수평 방향으로 이동 가능하게 하는 수평 슬라이드 기구를 적어도 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 청구항 2에 기재된 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템은 측정 대상자가 엎드린 상태에서 자는 측정 베드, 이 측정 베드의 한쪽의 측면측에 설치된 베이스, 이 베이스에 대해 측정 베드의 길이 방향인 측정 방향으로 이동 가능하게 고정되어 있는 측정 방향 지지 아암, 이 측정 방향 지지 아암에 고정되어 있고 상기 측정 방향에 대해 직각 방향으로 이동 가능하게 되어 있는 평행 지지 아암, 이 평행 지지 아암에 고정되어 있고 상하 방향 이동 가능하게 되어 있는 수직 지지 아암, 이 수직 지지 아암의 선단부에 회전 가능하게 고정되어 있는 측정자로 이루어지는 기구부를 구비하고, 이 측정 베드 상의 측정 대상자의 등뼈의 길이 방향(X축 방향), 폭 방향(Y축 방향), 두께 방향(Z축 방향), 선회 방향[X축을 중심으로한 비틀림각(θ)]으로 자유자재로 이동하는 주사 아암 선단부에 설치된 측정자를, 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락 사이에 끼우고 측정 대상자의 등뼈의 제1 경추 위치 또는 제1 흉추 위치로부터 제5 요추 위치까지 이들 손가락 선단부를 따르게 한 상태에서 상기 손가락 선단부를 3차원 이동시킴으로써, 상기 X, Y, Z, θ방향의 기준 위치로부터의 괴리량을 검출하여 괴리량 측정 데이터로서 출력하는 등뼈 측정 장치와, 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 입력하기 위한 입력 장치와, 상기 등뼈 측정 장치로부터의 괴리량 측정 데이터를 취입하는 동시에, 상기 입력 장치로부터의 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 취입하고, 그 괴리량 측정 데이터 및 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 기초로 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하여 표시 장치에 부여하는 화상 처리 장치를 구비하고, 상기 화상 처리 장치는 상기 측정 기구로부터 취입한 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, θ방향의 괴리량 측정 데이터를 취입하여 소정의 변환 데이터로 변환하고 변환 데이터 기억 수단에 기억시키는 변환 수단과, 인체의 등뼈를 구성하는 각 추골에 관한 것으로, 측정 대상자의 성별 및 신장에 의한 평균적 크기 및 그 기본적 형상이 기억된 기본도 데이터 베이스와, 상기 입력 장치에 의해 입력된 측정 대상자의 성별, 신장 데이터에 따라서 상기 기본도 데이터 베이스로부터 상기 성별, 신장 데이터에 대응하는 각 추골을 선택하고 취출하여 추골 테이블에 저장하는 데이터 선택 수단과,
상기 추골 테이블에서 저장된 각 추골의 크기, 형상을 기초로 하여 기본이 되는 등뼈 전체의 화상을 생성하는 합성 수단과, 상기 합성 수단에 의해 생성된 등뼈 전체의 화상과 상기 변환 데이터 기억 수단에 기억된 변환 데이터를 기초로, 각 추골의 X방향, Y방향, Z방향, θ 방향의 좌표 위치에 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하는 화상 데이터 생성 수단을 구비하고, 소정의 지시를 기초로 하여 상기 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 소정의 방향으로 이동 혹은 소정 각도 회전시켜 표시 가능한 표시 데이터로 생성하여 출력 가능하게 하여 이루어지고, 상기 측정 베드는 마루 상에 설치되는 베이스부와, 상기 베이스부 상에 고정된 고정대 및 상기 고정대 상에서 수평 이동 가능한 이동대로 이루어지는 가동 기구와, 상기 가동 기구의 이동대 상에 고정된 베드 시트부로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 따르면, 엎드려서 가로로 누운 측정 대상자의 등뼈 상을, 표면으로부터 측정자를 주사시키는 간편한 방법으로 등뼈가 어떠한 상태로 굽어 있는지를 의사적으로 작성한 정확한 3차원 화상을 표시시킬 수 있어, 상기 등뼈 상태를 눈으로 확인할 수 있다.
이에 의해, 시술자는 시술 전과 시술 후에 등뼈의 굴곡 상태가 어느 정도인지 화상을 제시하면서 설명함으로써, 측정 대상자에게 용이하게 이해시킬 수 있는 등의 이점이 있다.

또한, 측정 대상자인 환자는 전문적인 의학 용어가 아닌, 실제로 동일한 등뼈 상태를 화상으로서 시인할 수 있으므로, 자기의 등뼈의 어느 부분이 어떻게, 어느 쪽으로 굽어 있는지 용이하게 이해할 수 있게 된다.

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도1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템의 개략 구성도이다.

도2는 본 발명의 실시 형태에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에서 사용되는 측정자 부근의 상세 구성도이다.

도3은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에서 사용되는 좌표 검출 장치의 설명도이다.

도4는 본 발명의 인체 등뼈 측정 표시 시스템에서 사용하는 화상 처리 장치를 도시하는 블럭 구성도이다.

도5는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서 상기 변환 수단에 의해 측정 데이터로부터 변환 데이터로 변환하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.

도6은 등뼈(척추)를 구성하는 추골(제4 흉추)의 기본 구조의 설명도이다.

도7은 이와 같은 추골의 평균 측정치를 추골 테이블로서 도시한 도면이다.

도8은 추골 사이의 각도를 구하는 모습을 도시한 설명도이다.

도9는 등뼈의 전체 형상을 도시하는 설명도이다.

도10은 도9의 A-A선 단면도이다.

도11은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 등뼈 측정 장치에 의해 등뼈를 측정하고, 그 측정 데이터를 기초로 하여 화상 처리 장치에서 생성하여 디스플레이 장치에 표시된 등뼈 화상을 도시하는 도면이다.

도12는 상기 도11에 의해 표시된 등뼈 중, 요추, 흉추를 생성하여 표시한 등뼈 화상을 도시하는 도면이다.

도13은 환자(측정 대상자)의 등뼈 상태를 측정하는 전체적인 측정의 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.

도14는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템의 화상 처리 장치에 의한 측정 데이터의 선회 각도 측정 처리의 흐름도이다.

도15는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정 데이터를 기초로 생성된 등뼈의 굴곡 상태를 컴퓨터 그래픽에 의해 표시 처리를 행하기 위한 흐름도이다.

도16은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템의 등뼈 측정 장치의 측정자에 의한 선회(비틀림) 각도(θ)의 측정 기구의 다른 구성예를 나타낸 도면이다.

도17은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 도1에 도시하 는 등뼈 측정 장치의 기구부의 측면도이다.

도18은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 도1에 도시하는 등뼈 측정 장치의 기구부의 평면도이다.

도19는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수직면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도20은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수직면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도21은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수평면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도22는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수평면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도23은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수평면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도24는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수평면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도25는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수평면 내에서 슬라이드하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도26은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 베드의 이동예를 나타내는 평면도이다.

도27은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 베드면 내에 서 슬라이드하는 실시예를 나타낸 구성도이다.

도28은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정자의 실시예를 나타내는 도면이며, 도28의 (a)는 정면도, 도28의 (b)는 측면도이다.

도29는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정자의 실시예를 나타내는 도면이며, 도29의 (a)는 정면도, 도29의 (b)는 측면도이다.

도30은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정자의 실시예를 나타내는 도면이며, 도30의 (a)는 정면도, 도30의 (b)는 측면도이다.

도31은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정자의 실시예를 나타내는 도면이며, 도31의 (a)는 정면도, 도31의 (b)는 측면도이다.

도32는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정자의 실시예를 나타내는 도면이며, 도32의 (a)는 정면도, 도32의 (b)는 측면도이다.

도33은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 측정자의 실시예를 나타내는 도면이며, 도33의 (a)는 정면도, 도33의 (b)는 측면도이다.

[부호의 설명]

1 : 인체 등뼈 측정 표시 시스템

3 : 등뼈 측정 장치

5 : 입력 장치

7 : 화상 처리 장치

9 : 디스플레이 장치

31 : 측정자

31a : 이동 기구

31b : 설치 시트

31c : 회전 기구

32 : 측정 베드

34 : 측정 방향 지지 아암

35 : 평행 지지 아암

36 : 수직 지지 아암

38 : 좌표 검출 장치

71 : 중앙 연산 처리 장치(CPU)

72 : 판독 전용 메모리(ROM)

73 : 주메모리(RAM)

74 : 하드 디스크 장치

71a : 변환 수단

71b : 데이터 선택 수단

71c : 합성 수단

71d : 화상 데이터 생성 수단

73a : 변환 데이터 기억부

73b : 화상 데이터 기억부

74c : 측정 데이터 기억 수단

74d : 기본도 데이터 베이스

74e : 추골 테이블

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템의 개략 구성도이다. 도1에 있어서, 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템(1)은, 크게 구별하면, 인체의 등뼈의 굴곡을 기준치로부터의 괴리량 측정 데이터로서 측정 가능한 등뼈 측정 장치(3)와, 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 입력하기 위한 입력 장치(5)와, 상기 등뼈 측정 장치(3)로부터의 괴리량 측정 데이터 및 상기 입력 장치(5)로부터의 데이터를 취입하고, 그 괴리량 측정 데이터 및 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 기초로 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하는 화상 처리 장치(7)와, 상기 화상 처리 장치(7)로부터의 화상 데이터를 표시하는 디스플레이 장치(9)로 구성되어 있다.

여기서, 등뼈 측정 장치(3)에 대해 더 설명한다. 이 등뼈 측정 장치(3)는 측정 대상자의 등뼈의 길이 방향(X축 방향), 폭 방향(Y축 방향), 두께 방향(Z축 방향), 선회 방향[X축을 중심으로 한 비틀림각(θ)]으로 자유자재로 이동하는 주사 아암 선단부에 설치된 측정자(31)를, 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락 사이에 끼우고 측정 베드(32)에 엎드려서 누워있는 측정 대상자의 등뼈의 제1 경추 위치 또는 제1 흉추 위치로부터 선골 위치까지 이들 손가락 선단부를 따르게 한 상태에서 상기 손가락 선단부를 3차원 이동시킴으로써, 상기 X, Y, Z, θ방향의 기준 위치로부터의 괴리량을 검출하여 괴리량 측정 데이터로서 출력하는 측정 장치이다.

더 설명하면, 상기 등뼈 측정 장치(3)는 측정 대상자가 엎드린 상태에서 누운 측정 베드(32)와, 이 측정 베드(32)의 한쪽의 측면측에 고정되어 수직 설치된 베이스(33)와, 이 베이스(33)에 대해 도면 좌우 방향(X방향)으로 이동 가능하게 고정되어 있는 측정 방향 지지 아암(34)과, 이 측정 방향 지지 아암(34)에 고정되어 있고 도면 수직 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있는 평행 지지 아암(35)과, 이 평행 지지 아암(35)에 고정되어 있고 도면 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있는 수직 지지 아암(36)과, 이 수직 지지 아암(36)의 선단부에 회전 가능하게 고정되어 있는 측정자(31)와, 상기 측정 방향 지지 아암(34)의 이동량을 검출할 수 있는 X축 검출기(도시하지 않음)와, 상기 평행 지지 아암(35)의 이동량을 검출할 수 있는 Y축 검출기(도시하지 않음)와, 수직 지지 아암(36)의 이동량을 검출할 수 있는 Z축 검출기(도시하지 않음)와, 상기 측정자(31)의 회전량을 각도(θ)로서 측정할 수 있는 각도 검출기(도1에서는 도시하지 않음)와, 상기 Y축 검출기, Y축 검출기, Z축 검출기 및 각도 검출기로부터의 검산 데이터를 기초로 좌표 데이터로 하는 좌표 검출 장치(38)를 구비하고 있다.

도2는 본 발명의 실시 형태에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에서 사용되는 측정자 부근의 상세 구성도이며, 도2의 (a)는 정면도, 도2의 (b)는 측면도이다.

도2의 (a) 및 도2의 (b)에 있어서, 상기 측정자(31)는 환자(측정 대상자)의 등뼈를 표면 상으로부터 주사시키기 위한 것이다. 상기 측정자(31)는, 도2의 (a)에 도시한 바와 같이 가로로 돌출된 파지편(31a, 31b)과, 이들 파지편(31a, 31b)의 중앙부에 있어서 수직 방향에 소정의 길이로 형성된 고정편(31c)으로 구성되어 있 다. 상기 측정자(31)는, 도2의 (a), 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 고정편(31c)이 회전축(31d)을 갖고 수직 지지 아암(36)의 하단부에 회전 가능하게 고정되어 있고, 이에 의해 역T자형으로 형성되어 있다. 또한, 상기 측정자(31)의 상기 파지편(31a, 31b)은, 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 등뼈를 따라서 주사하는 진행 방향에 대해 각도(α)의 각도를 갖게 한 형상으로 형성되어 있다. 또한, 상기 수직 지지 아암(36)의 측정자(31)의 회전축(31d)의 부근에는 각도 검출기(39)가 설치되어 있고, 도2의 (a)에 도시한 바와 같이 비틀림 각도(θ, θ')를 측정하여 각도 측정 데이터로서 출력할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 이 등뼈 측정 장치(3)는 상기 측정자(3)의 파지편(31a, 31b)을 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락 사이에 끼우고, 제2 손가락과 제3 손가락의 선단부를 상기 측정 베드(32)에 엎드려서 누워 있는 측정 대상자의 등뼈의 제1 경추 위치 또는 제1 흉추 위치(목의 아래쪽)로부터 선골 위치까지의 등뼈를 따라서 이동(주사)시킴으로써, 측정 방향 지지 아암(34), 평행 지지 아암(35), 수직 지지 아암(36)의 이동량(괴리량)과, 측정자(31)의 회전축(31d)을 중심으로 한 회전량에 따라서 등뼈의 굴곡 상태를 접촉 측정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 측정 베드(32)는 환자(측정 대상자)가 엎드려서 가로로 누울 수 있는 폭 600 ㎜, 길이 1800 ㎜, 높이 500 ㎜ 정도의 크기가 된다. 환자(측정 대상자)가 상기 측정 베드(32)의 소정 위치에 엎드려서 가로로 눕는 것에 의해, 환자(측정 대상자)의 등뼈가 일정한 상태가 되고, 상기 측정자(31)를 등뼈 상에 주사시키는 경우에, 등뼈의 측정을 정확하게 행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

즉, 측정 베드(32)에 가로로 누운 환자(측정 대상자)의 등뼈의 굴곡 상태를 측정할 때에 측정자가 상기 측정자(31)를 손을 따르게 하여 등뼈의 표면 상을 목으로부터 허리 방향으로 이동시키면, 상기 측정 방향 지지 아암(34), 평행 지지 아암(35), 수직 지지 아암(36)에 의해, 예를 들어 X방향에 900 [㎜], Y방향에 400 [㎜], Z방향에 200 [㎜]의 범위 내에서 등뼈의 요철이나 좌우로의 어긋남에 준하도록 구성되어 있다.

또한, 좌표 검출 장치(38)는, 본 실시 형태에서는 상기 베이스(33)에 설치되어 있고, 상기 측정자(3)의 X방향, Y방향, Z방향으로의 이동량을, 예를 들어 인코더{24 비트업 다운 카운터 보드[PCN 24-4(PCI)]}에 의해 소정의 펄스 신호로서 카운트하고, 각 좌표마다 임의로 설정한 카운트 비교치와 일치했을 때의 좌표값을 디지털 값으로서 검출하는 것이다. 그리고, 좌표 검출 장치(38)는 검출한 측정 데이터를 화상 처리 장치(7)로 전송 가능하게 되어 있다.

또한, 상기 화상 처리 장치(7)에는 등뼈 측정 장치(3)가 케이블로 접속되어 있고, 상기 등뼈 측정 장치(3)로부터의 측정 데이터를 케이블을 거쳐서 화상 처리 장치(7)로 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 화상 처리 장치(7)에는 입력 장치(5)와, 디스플레이 장치(9)가 전기적으로 접속되어 있고, 화상 처리 장치(7)에는 입력 장치(5)로부터 필요한 데이터를 입력할 수 있고, 또한 화상 처리 장치(7)에서 처리한 결과 등을 디스플레이 장치(9)에서 표시할 수 있도록 구성되어 있다.

도3은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에서 사용되는 좌표 검출 장치의 설명도이다. 이 도3에 있어서, 좌표 검출 장치(38)는 X좌표축, Y좌표축, Z 좌표축, 각도(θ)의 각각의 채널(ch0, ch1, ch2, ch3)(38a, 38b, 38c, 38d)과, 16진수의 데이터가 검출되어 표시되는 16진수 표시부(38e)와, 10진수의 데이터가 검출되어 표시되는 10진수 표시부(38f)와, 0.1초마다의 좌표값의 카운트 값이나 소정의 각도 값이 상태로서 표시되는 상태 표시부(38g)를 구비하고 있다.

이 도4에 있어서, 화상 처리 장치(7)는, 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터이고, 상기 등뼈 측정 장치(3)로부터 전송되는 측정 데이터를 기초로 하여 소정의 연산을 행하여 등뼈 상태를 리얼하게 표시하는 화상 데이터를 작성한다.

예를 들어, 이 화상 처리 장치(7)는, 본 실시 형태에서는 퍼스널 컴퓨터로서, Apple사의 PowerMac 7100/66AV를 사용하고 있다. 이 퍼스널 컴퓨터로 이루어지는 화상 처리 장치(7)는 각종 연산 처리나 프로그램을 실행하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)(71)와, 기동 시 등의 기본적인 동작을 행하게 하기 위한 프로그램을 저장하고 있는 판독 전용 메모리(ROM)(72)와, 오퍼레이팅 시스템이나 본 발명의 처리를 실행하는 인체 등뼈 측정 표시 처리 프로그램을 기억하는 영역이나, 그 밖의 처리에 필요한 데이터 기억 영역을 갖는 주메모리(RAM)(73)와, 오퍼레이팅 시스템이나 본 발명의 처리를 실행하는 인체 등뼈 측정 표시 처리 프로그램이나 이 인체 등뼈 측정 표시 처리 프로그램을 실행할 때에 필요로 하는 데이터 베이스 등을 저장하고 있는 하드 디스크 장치(74)와, 그 밖의 입출력 처리 보드나 전원 장치를 구비 하고 있다.

또한, 이 퍼스널 컴퓨터로 이루어지는 화상 처리 장치(7)는 전원이 투입되면, CPU(71)가 ROM(72)의 프로그램을 실행하고, 하드 디스크 장치(74)로부터 오퍼레이팅 시스템을 RAM(73)의 소정의 영역에 기억시키고, 이 RAM(73)으로의 기억이 종료된 시점에서 CPU(71)가 RAM(73)의 오퍼레이팅 시스템을 실행하여 사용 가능 상태(기본 화면)를 디스플레이 장치(9)에 표시하여 대기 상태가 된다. 그래서, 예를 들어 입력 장치(5)와 디스플레이 장치(9)를 이용하여 화상 처리 장치(7)에 상기 인체 등뼈 측정 표시 프로그램의 기동을 지시하거나, 혹은 자동 기동으로 설정되어 있으면, 화상 처리 장치(7)는 하드 디스크 장치(74)로부터 인체 등뼈 측정 표시 프로그램을 취출하여 RAM(73)에 기억시킨 후, 상기 RAM(73)에 기억된 인체 등뼈 측정 표시 프로그램을 CPU(71)가 실행함으로써, 도4에 도시한 바와 같이 변환 수단(71a), 데이터 선택 수단(71b), 합성 수단(71c) 및 화상 데이터 생성 수단(71d)을 실현하도록 되어 있다.

또한, 하드 디스크 장치(74)에는, 도4에 도시한 바와 같이 오퍼레이팅 시스템(74a)과, 인체 등뼈 측정 표시 프로그램(74b)과, 상기 좌표 검출 장치(38)로부터의 디지털 값의 측정 데이터를 기억하는 측정 데이터 기억 수단(74c)과, 추골의 기본 모델의 화상 데이터가 기억된 기본도 데이터 베이스(74d)와, 상기 변환 데이터에 의해 등뼈 화상을 작성할 때에 참조하는 추골 테이블 데이터 베이스(74e)가 저장되어 있다.

또한, RAM(73)에는 인체 등뼈 측정 표시 프로그램이 CPU(71)에 있어서 실행 되면, 변환 데이터 기억부(73a) 및 화상 데이터 기억부(73b)가 설치된다.

또한, CPU(71)에서 실현되는 변환 수단(71a)은 상기 측정 데이터 기억 수단(74c)에 기억된 측정 데이터를 소정 변환 순서에 의해 변환을 행하는 수단이다. 또한, CPU(71)에서 실현되는 합성 수단(71c)은 상기 변환 데이터를 기초로 측정자의 추골의 화상을 작성하는 수단이다. CPU(71)에서 실현되는 화상 데이터 생성 수단(71d)은 상기 합성 수단(71c)에 의해 생성된 각 추골을 등뼈에 합성하여 화상 데이터 기억부(73b)에 저장하는 수단이다.

상기 입력 장치(5)는 상기 화상 처리 장치(7)에 접속되어 등뼈의 측정 대상자의 성별이나 신장 등의 데이터를 입력하는 키보드나 마우스이다.

상기 디스플레이 장치(9)는, 본 실시 형태에서는 CRT 디스플레이 장치나 액정 디스플레이 장치이고, 상기 화상 처리 장치(7)에서 생성한 상기 화상 데이터 저장부(73b)에 기억되어 있는 등뼈 상태의 화상 데이터에 의해 리얼하게 화상 표시하는 장치이다.

즉, 상기 등뼈 측정 장치(3)에서는 측정자(31)를 손가락으로 끼우고, 그 손가락을 상기 측정 대상인 인체의 등뼈를 따라서 인체의 머리부로부터 요부로 이동시키면 X축 방향의 측정량을 얻을 수 있고, 인체의 등뼈의 「굴곡」 등을 따라서 측정자(31)를 인체의 폭 방향으로 이동시키면 Y축 방향의 측정량을 얻을 수 있고, 인체의 등뼈의 요철을 따라서 측정자(31)를 상하 이동하는 방향으로 이동시키면 Z축 방향의 이동량을 얻을 수 있고, 또한 측정자(31)의 회전축(31d)을 중심으로 회전시킴으로써, 선회량(θ)을 얻을 수 있다.

즉, 도5의 (a)는 상기 측정 데이터 기억 수단(74c)에 기억된 측정 데이터이고, 좌측으로부터 각각 X방향, Y방향, Z방향, 각도(θ)의 측정 데이터이다. 상기 변환 수단(71a)은 X방향(등뼈의 길이 방향)을 1 밀리미터마다 분할하고, 예를 들어 X방향의 좌표값이 「001」로부터 「009」까지 중 최대인 「009」와, 「011」로부터 「019」까지 중 최대인 「019」, …, 「4461」로부터 「4469」까지 중 최대인 「4469」, 그리고, 최후의 데이터 「4476」, 즉 X방향의 값이 「009」, 「019」, …, 「4469」, 「4476」을 검출하고, 이들의 X방향, Y방향, Z방향, 각도(θ)의 좌표값을 일시적으로 메모리[RAM(73)]에 기억해 둔다. 도5의 (b)는 메모리[RAM(73)]에 기억된 모습을 도시하고 있다.

이와 같이 검출된 측정 데이터는 아래 1 자릿수가 소수점 이하의 수치이고, 측정 시의 오차도 포함되는 것이 고려되므로, 소수점 이하는 버리고 정수를 얻는다.

또한, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 최초의 측정 데이터인 X방향의 좌표값, Y방향의 좌표값, Z방향, 각도(θ)의 좌표값은 (X, Y, Z, θ) ＝ (009, 0002, 0044, 0008)이다. 변환 수단(71a)은 이 측정 데이터의 소수점 이하를 버리는 조작을, 예를 들어 다음과 같이 행한다. 즉, 변환 수단(71a)은 상기 좌표값을 (X, Y, Z, θ) ＝ (0, 0, 4, 0)으로 한다. 다음에, (X, Y, Z, θ) ＝ (019, 0004, 0049, 0001)에 대해서는, 변환 수단(71a)은 (X, Y, Z, θ) ＝ (1, 0, 4, 0)으로 변환한다. 계속해서, (X, Y, Z, θ) ＝ (029, 0005, 0053, 0013)에 대해서는, 변환 수단(71a)은 (X, Y, Z, θ) ＝ (2, 0, 5, 1)로 변환하고, 그리고 최후의 측정 데이터(X, Y, Z, θ) ＝ (4476, 0212, 0488, 0030)에 대해서는 (X, Y, Z, θ) ＝ (447, 21, 48, 3)으로 변환함으로써, 도5의 (c)에 도시한 바와 같은 각각 정수 변환한 수치를 얻을 수 있다.

그리고, 이와 같이 변환 수단(71a)에 의해 변환된 수치는 측정 데이터를 기초로 한 변환 데이터로서 변환 데이터 기억 수단(73a)에 기억된다.

그런데, 인체의 등뼈를 구성하는 추골은 추골 수가 정해져 있으므로, 신장차 등에 의해 등뼈 길이가 바뀌는 것만으로, 미리 기본이 되는 평균 측정치 데이터를 추골 테이블(74c)로서 기억해 둔다. 또한, 추골의 형상을 기본 모델로 하여 기본도 데이터 베이스(74d)에 기억해 둔다.

그리고, 데이터 선택 수단(71b)은 상기 입력 수단(7)으로부터 입력된 측정 대상자의 성별, 신장 데이터에 따라서 상기 기본도 데이터 베이스(74d)로부터 상기 성별, 신장 데이터에 대응하는 각 추골을 선택하여 취출하여 추골 테이블(74e)에 저장한다.

합성 수단(71c)은 상기 추골 테이블(74e)에 저장된 각 추골의 크기, 형상을 기초로 하여 기본이 되는 등뼈 전체의 화상을 생성한다.

그리고, 화상 데이터 생성 수단(71d)은 상기 합성 수단(71c)에 의해 생성된 등뼈 전체의 화상에 상기 변환 데이터 기억 수단(73a)에 기억된 변환 데이터를 반 영시켜 각 추골의 X방향, Y방향, Z방향, θ방향의 좌표 위치에 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성함으로써, 측정 대상자의 등뼈의 시뮬레이션을 행할 수 있다. 이 화상 데이터 생성 수단(71d)으로 시뮬레이션된 측정 대상자의 등뼈의 화상 데이터는 디스플레이 장치(9)로 이송됨으로써, 디스플레이 장치(9)에는 의사적인 등뼈가 리얼한 화상으로서 표시되고, 예를 들어 등뼈가 굽어 있는 부분이 어떠한 추골인지를 아는 것이 가능해진다.

기본도 데이터 베이스(74d)에는 인체의 등뼈(척주)의 데이터가 저장되어 있다. 이 인체의 등뼈(척주)의 데이터는 인체의 등뼈(척주)를 구성하는 경추(7개), 흉추(12개), 요추(5개), 선골(5개), 꼬리뼈(5개)로 이루어지고, 이들 추골 형상의 화상 데이터이다. 이와 같은 추골의 기본 구조는 복부측에 추간판을 사이에 두고 상하로 인접하고, 그 배면측에는 척수를 통해 골성으로 둘러싸인 공극(추공)을 갖고, 후방에는 가시 돌기를 갖는 것이다.

도6은 척추골(척추)을 구성하는 추골(제4 흉추)의 기본 구조의 설명도이다.

여기서, 도6의 (a)는 추골(15)의 상면 형상이고, 라운딩을 띤 추체(15a)와, 그 배면측에 추공(15b)과, 추공(15b)의 양측부의 추궁근(15c)과, 후방 배면측의 중앙에 가시 돌기(15d)와, 그 양측부에 횡돌기(15e)가 각각 형성되고, 추공(15b)의 양측부에는 경사 상방(배면측 배향)에 다른 추골과 연결되는 상부 관절 돌기(15f)가 형성되어 이루어진다.

도6의 (b)는 추골(15)의 하면 형상이고, 상기 추공(15b)의 양측부에는 경사 하방(배면측으로부터 복부측 배향)에 다른 추골과 연결되는 하부 관절 돌기(15g)가 형성되어 이루어진다.

도6의 (c)는 추골(15)의 좌측면 형상이고, 상기 추공(15b)의 하방은 반원형으로 절결된 하부 추절흔(15h)과, 하부 추절흔(15h)의 배면측의 양 하방에 하부 늑골와(15i)와, 하부 늑골와(15i)의 양 상방에 상부 늑골와(15j)와, 상기 횡돌기(15e)의 선단부 부분의 횡돌늑골와(15k)에 의해 형성되어 있다.

그리고, 이와 같은 형상을 이룬 각 추골의 화상 데이터가 상기 기본도 데이터 베이스(74d)에 기억되어 있다.

추골 테이블(74e)은, 본 실시 형태에서는, 예를 들어 일본인 성인 남성의 추골의 평균 계측치(±표준 편차), 일본인 성인 여성의 추골의 평균 계측치(±표준 편차)를 테이블로 한 것이다.

도7은 이와 같은 추골의 평균 측정치를 추골 테이블(74e)로서 나타낸 것이고, 도7의 (a)는 일본인 성인 남성(연령 : 26세)의 추골 계측치이고, 예를 들어 복부측 높이의 평균치(±표준 편차)는 제3 경추가 12.93 [㎜] ±1.45 [㎜], 제4 경추가 12.24 [㎜] ±1.21 [㎜], …, 제1 흉추가 15.12 [㎜] ±1.12 [㎜], …, 제12 흉추가 22.33 [㎜] ±1.91 [㎜], 제1 요추가 23.39 [㎜] ±1.80 [㎜], …, 제5 요추가 25.15 [㎜] ±2.29 [㎜]가 되고, 배면측 높이, 상면 화살형 직경, 하면 화살형 직경, 상면 횡경, 하면 횡경의 각각에 대해 제3 경추로부터 제5 요추까지 나타낸 것이다.

도7의 (b)는 일본인 성인 여성(연령 : 26세)의 추골 평균 계측치이고, 마찬가지로 배면측 높이의 평균치(±표준 편차)는 제3 경추가 12.28 [㎜] ±1.23 [㎜], 제4 경추가 11.61 [㎜] ±1.17 [㎜], …, 제1 흉추가 14.89 [㎜] ±1.23 [㎜], …제12 흉추가 22.10 [㎜] ±1.80 [㎜], 제1 요추가 23.76 [㎜] ±1.94 [㎜], …, 제5 요추가 24.85 [㎜] ±2.11 [㎜]가 되고, 배면측 높이, 상면 화살형 직경, 하면 화살형 직경, 상면 횡경, 하면 횡경의 각각에 대해 제3 경추로부터 제5 요추까지 나타낸 것이다.

그리고, 남녀 각각에 대해 이와 같은 추골 테이블(74e)로서 작성되어 하드 디스크 장치(74)의 소정 저장 영역에 기억되어 있다.

합성 수단(71c)은 상기 기본도 데이터 베이스(74d)에 기억된 각 추골의 형상 화상에 상기 추골 테이블(16)에 의한 크기를 반영하여 등뼈의 리얼한 의사 화상을 얻는 것이다. 즉, 상기 기본도 데이터(15)에 기억된 각 추골 중, 예를 들어 제4 흉추의 상방에는 추간판을 거쳐서 제3 흉추가 위치하고, 제4 흉추의 상기 상부 관절 돌기(15f)와, 제3 흉추 하부 관절 돌기(15g)가 연결되어 있다. 그리고, 차례로 제3 흉추의 상방에 제2 흉추, 그 상방에 제1 흉추와 같이 제1 경추로부터 꼬리뼈까지를 합성하면 등뼈의 화상이 형성된다.

즉, 상기 추골 테이블(74e)에 기억된 데이터는 일본인의 평균치에 표준 편차를 고려한 것이고, 그 성별, 신장을 기초로 하여 측정 개시의 제1 흉추로부터 선골까지의 18개의 추골(실제의 표시는 제1 경추로부터 선골의 25개)의 크기에 의해, 기본도 데이터 베이스(74d)로부터 선택하고 조합하여 기본 모델의 등뼈의 화상을 얻을 수 있다.

화상 데이터 생성 수단(71d)은 이미 설명하였지만, 상기 합성 수단(71c)에 의해 작성된 기본이 되는 등뼈의 형상에 대해 상기 변환 데이터(측정 데이터)를 반영하여, 측정 대상자 개인의 등뼈 상태의 화상 데이터를 생성하는 것이다.

즉, 상기 변환 데이터(측정 데이터)는, 상술한 바와 같이 등뼈 길이 방향인 X방향 1 [㎜]마다에 대해, 등의 폭 방향인 Y방향, 가슴의 두께 방향인 Z방향의 위치가 측정되어 있고, 이 변환 데이터(측정 데이터)를 분할하여 각 추골에 할당한다. 그러면, X값 몇 밀리미터로부터 몇 밀리미터까지는 「제× 요추」인 것을 얻을 수 있다.

그리고, 이와 같은 등뼈의 화상 데이터는 상기 CPU(71)에 있어서 실행되는 3차원 컴퓨터 그래픽의 화상 처리 소프트 프로그램을 이용하여 시점의 좌표를 변경하면, 등뼈의 화상을 소정 방향으로 회전하여 표시할 수 있다.

도8은 추골 사이의 각도를 구하는 모습을 도시한 설명도이고, 도8의 (a)는 추골 사이의 좌우 굴곡 각도를 나타내고, 도8의 (b)는 전후 굴곡 각도를 나타낸 설명도이다.

도8의 (a)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 B1을 제3 요추, T를 추간판, B2를 제2 요추로 하면, 이는 각 추골로 분할된 변환 데이터(측정 데이터)의 제2 요추 부분에 상당하는 Y값과 제3 요추 부분에 상당하는 Y값으로부터 얻을 수 있다. 즉, 등뼈에 굴곡이 없는 경우에는 좌우 어느 곳으로도 기울어져 있지 않으므로 Y값은 모두 「0」이 되지만, 예를 들어 제2 요추가 우측으로 기울어져 있는 경우에는, Y값은 「1」 혹은 「2」로, 좌측으로 기울어져 있는 경우에는, Y값은 「－1」, 「－2」로서 측정되게 된다.

이 변환 데이터(측정 데이터)를 등뼈의 기본 모델에 반영하면, 제3 요추의 중심의 C1과 제2 요추의 중심의 C2에는 각도(β1)분의 기울기가 생기고 있는 것을 얻을 수 있고, 추간판(T)을 변형시켜 추골의 화상을 생성한다.

다음에, 도8의 (b)에 도시한 바와 같이 상기와 마찬가지로 B1을 제3 요추, B2를 제2 요추로 하면, 이는 각 추골로 분할된 변환 데이터(측정 데이터)의 제2 요추 부분에 상당하는 Z값과 제3 요추 부분에 상당하는 Z값으로부터 얻을 수 있다.

즉, 요추의 경우에는 기본 모델에 있어서 제3 요추(C3)에 대해 제2 요추(C4)가 후방으로「9.27도」 기울어져 있는 상태, Z값이 「－10」(본 실시 형태에서는 X좌표, Y좌표로 이루어지는 평면에 대해, 전방측을 플러스, 깊이측을 마이너스로서 나타냄)이 정상이고, 이에 대해 변환 데이터(측정 데이터)의 Z값이 「－7」이었던 경우에는, C3과 C4의 기울기(β2)는, 예를 들어 「5.06도」로서 얻을 수 있다.

다음에, 등뼈의 비틀림에 대해 설명한다.

도9는 등뼈의 전체 형상을 도시하는 설명도이다. 도10은 도9의 A-A선 단면도이다. 등뼈(200)는, 도9에 도시한 바와 같이 중심선(0)에 대해 영역 J1, J3에 대해서는 마이너스 θ측으로, 영역 J2, J4에 관해서는 플러스 θ측으로 선회(비틀림)하고 있는 상태를 나타내고 있고, 선분(400)은 그 상태를 나타내고 있다.

도10은 등뼈(200)의 추골(201)의 A-A선 부분의 단면을 도시하고 있고, 추골(201)의 선회(비틀림) 상태가, 예를 들어 중심선(O)에 대해, 플러스 θ측, 혹은 마이너스 θ측으로 선회(비틀림)하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이와 같은 등뼈(200)의 선회(비틀림)의 상태를 상기 등뼈 측정 장치(3)의 측정자(31)에 의해 측 정하고, 그 선회(비틀림)각(θ)의 측정 데이터를 상기 화상 처리 장치(7)에 부여하도록 되어 있다.

상기 화상 처리 장치(7)에서는 이와 같이 하여 얻게 된 각 추골 사이의 기울기(β)나, 선회 각도(θ)를 기본 모델의 등뼈 화상 데이터에 부여함으로써, 측정 대상자의 성별이나 신장을 기초로 한 독자의 등뼈 상태가 화상 데이터로서 생성된다.

그리고, 상기 화상 처리 장치(7)는 3차원 컴퓨터 그래픽을 이용하여 상술한 바와 같이 하여 얻게 된 화상 데이터를 화상 처리하고, 그 화상 처리한 결과를 상기 화상 처리 장치(7)에 접속된 디스플레이 장치(9)로 송입한다. 이에 의해, 상기 디스플레이 장치(9)의 화면 상에서는 의사적인 등뼈 화상으로서 표시되게 된다.

도11의 (a)는 상기 측정한 등뼈 전체를 생성하여 배면으로부터 표시한 배면 등뼈 화상이고, 도11의 (b)는 상기 측정한 등뼈 전체를 생성하여 좌측면으로부터 표시한 좌측면 등뼈 화상이다.

도11의 (a)에 도시한 바와 같이, 등뼈 전체를 경추 부분, 상부 흉추, 중부 흉추, 하부 흉추, 요추, 선골, 꼬리뼈로 분할하고, 본 실시 형태에서는 각각 색으로 구분지어 표시한다. 예를 들어, 경추는 「백색」, 상부 흉추는 「적색」, 중부 경추는 「청색」, 하부 흉추는 「녹색」, 요추는 「황색」, 선골 및 꼬리뼈는 「회색」과 같이 색으로 구분지어 표시함으로써, 등뼈가 굽어 있는 부분이 어디인지, 또한 어느 방향으로 굽어 있는지를 용이하게 시인할 수 있다. 그리고, 이 등뼈를 표시하는 화상 데이터는 3차원의 컴퓨터 그래픽의 화상 데이터이므로, 상기 화상 데이터 생성 수단(71d)에 의해 시점 좌표를 바꾼 등뼈의 화상을 생성하여 도11의 (b)에 도시한 바와 같은 좌측면 등뼈 화상을 표시할 수 있다.

또한, 예를 들어 「상부 흉추의 굴곡이 이상하다」고 사료되는 경우에는, 상부 흉추만을 표시할 수 있다.

상기 도11의 (a), 도11의 (b)의 화상이 표시되어 있는 상태에서 입력 장치(5)에 설치된 소정 키[예를 들어, 「업 키(↑)」 또는 「다운 키(↓)」]를 누름으로써 상부 흉추만의 표시로 절환 표시할 수 있다.

도12는 상기 도11에 의한 표시된 등뼈 중, 요추, 흉추를 생성하여 표시한 등뼈 화상이고, 도12의 (a)는 흉추 4체(05, 06, 07, 08번째)의 측면 등뼈 화상, 도12의 (b)는 흉추 4체(09, 10, 11, 12번째)의 좌측면 등뼈 화상, 도12의 (c)는 요추 5체(01, 02, 03, 04, 05번째)를 각각 생성하여 표시한 설명도이다.

도12의 (a)는 상부 흉추의 배면 등뼈 화상을 생성하여 표시한 것이고, 흉추 중, 상부 흉추라 불리우고 있는 제5 흉추, 제6 흉추, 제7 흉추, 제8 흉추에 대해 전후 굴(前後屈)의 각도, 좌우 경사 및 선회 각도가 표시된다.

그리고 상부 흉추의 화상과 함께, 전후 방향의 굴곡 각도와 좌우 방향의 굴곡 각도를 산출하고, 예를 들어 전후 방향의 굴곡 각도는, 제5 흉추에 대한 제6 흉추의 굴곡 각도는 「제5 흉추 → 제6 흉추의 각도 ＝ 후굴(後屈) 0.1 [도]」, …, 제8 흉추에 대한 제9 흉추의 굴곡 각도는 「제8 흉추 → 제9 흉추의 전굴(前屈) ＝ 전굴 0.0 [도]」와 전후 굴곡 각도의 설명을 표시해도 좋다. 마찬가지로, 좌우 방향의 굴곡 각도에 대해, 제5 흉추에 대한 제6 흉추의 좌우 경사는 「제5 흉추 → 제6 흉추 ＝ 우측 상부 0.1 [도]」, …, 제8 흉추에 대한 제9 흉추의 굴곡 각도는 「제8 흉추 → 제9 흉추의 좌우 경사 ＝ 우측 하부 0.1 [도]」 등과 같이 좌우 경사 각도의 설명을 표시함으로써 등뼈의 굴곡 상태를 표시하도록 해도 좋다.

게다가, 상부 흉추의 화상과 함께 선회(비틀림) 상태를 산출하고, 예를 들어 전후 방향의 선회(비틀림) 각도는, 제5 흉추에 대한 제6 흉추의 선회(비틀림) 각도는 「제5 흉추 → 제6 흉추의 선회(비틀림) 각도 ＝ 우측 전방 7.0 [도]」, …, 제8 흉추에 대한 제9 흉추의 선회(비틀림) 각도는 「제8 흉추 → 제9 흉추의 선회(비틀림) ＝ 우측 전방 2.4 [도]」와 같이 선회(비틀림) 각도의 설명을 표시해도 좋다. 마찬가지로, 좌우 방향의 굴곡 각도에 대해 제5 흉추에 대한 제6 흉추의 좌우 경사는 「제5 흉추 → 제6 흉추 ＝ 우측 상부 0.1 [도]」, …, 제8 흉추에 대한 제9 흉추의 굴곡 각도는 「제8 흉추 → 제9 흉추의 좌우 경사 ＝ 우측 하부 0.1 [도]」등과 같이 좌우 경사 각도의 설명을 표시함으로써 등뼈의 굴곡 상태를 표시하도록 해도 좋다.

또한, 상기 도12의 (a)에 도시한 바와 같이, 상부 흉추의 배면 등뼈 화상이 표시되어 있는 상태에서 입력 장치(5)에 설치된 소정 키(예를 들어, 「업 키(↑)」 또는 「다운 키(↓)」)를 누름으로써 시점을 변경할 수 있고, 현재 표시되어 있는 상부 흉추를 하측으로 이동시킨 화상을 표시할 수 있다.

예를 들어, 도12의 (a)의 상부 흉추의 배면 등뼈 화상이 표시되어 있는 상태에서 「다운 키(↓)」를 누르면, 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 상부 흉추의 더 하측의 흉추 화상이 표시되는 동시에, 상기와 마찬가지로 전후 방향 전후굴, 좌우 경사 및 선회(비틀림) 각도를 산출하여 각각 표시된다.

계속해서, 상기 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 상부 흉추의 좌측면 등뼈 화상이 표시되어 있는 상태에서 입력 장치(5)에 설치된 소정 키 「다운 키(↓)」를 누름으로써, 도12의 (c)에 도시한 바와 같이 요추의 등뼈 화상이 표시되는 동시에, 상기와 마찬가지로 전후 방향 전후굴, 좌우 경사 및 선회(비틀림)각이 각각 표시된다.

즉, 본 발명에 관한 화상 처리 장치(7)는 기본도 데이터 베이스(74d)와 추골 테이블(74e)을 기초로 하여 등뼈 화상을 작성하고, 이것에 측정 데이터에 의한 구체적인 값을 반영하고, 그 부분의 추골을 소정 방향으로 좌표 이동시켜 표시함으로써, 도11에 도시한 바와 같은 등뼈의 전체, 혹은 도12에 도시한 바와 같은 일부분이 배면으로부터 표시되어 소정 키를 누름으로써 등뼈 위치를 이동시킨 상태를 시뮬레이션하여 표시되게 된다. 또한, 등뼈의 시점을 바꾼 화상도 표시 가능하게 되어 있다.

이와 같이, 등뼈를 구성하는 복수의 추골 중, 어떠한 추골이 어떻게 굽어 있는지 용이하게 시인하는 것이 가능해진다.

다음에, 본 발명의 인체 등뼈 측정 표시 시스템(1)에 의해, 인체의 등뼈 상태를 측정하고, 컴퓨터 그래픽에 의해 3차원 표시하는 모습을 도13 내지 도15의 흐 름도를 참조하여 설명한다.

환자(측정 대상자)의 등뼈 상태를 측정하기 위해, 인체 등뼈 측정 표시 시스템(1)의 전원을 투입하고, 환자(측정 대상자)를 상기 측정 베드(32)에 엎드려서 눕혀 측정 준비를 행한다(스텝 S1).

이는, 전원을 투입하면, 좌표 검출 장치(38)에 표시된 값이, 예를 들어 X값과 Y값이 「0」 또는 「1」이 되어 있는 경우에 준비 완료가 된다.

그리고, 준비가 완료되었는지 여부의 체크를 행하여(스텝 S2), 준비가 완료되어 있지 않은 경우에는 스텝 S1의 처리로 복귀되어 준비를 행한다. 준비가 완료된 경우에는 측정자가 측정자(31)를 손을 따르게 하여 환자(측정 대상자)의 머리부 방향으로 이동시켜 환자(측정 대상자)의 경추측의 등뼈 상에 배치하고, 요추측을 향해 등뼈 상을 따라서 이동시킨다(스텝 S3).

상기 측정자(31)를 이동시키면, 등뼈의 요철이나 굴곡 상태를 X값, Y값, Z값, θ값으로서 검출한다(스텝 S4). 검출된 측정 데이터는 화상 처리 장치(7)로 전송한다(스텝 S5). 그리고, 계측이 종료되었는지 여부의 판정을 행하여(스텝 S6), 계측이 종료된 경우에는 처리를 종료한다. 아직 종료되어 있지 않은 경우에는(스텝 S6 ; 아니오), 데이터 탈락 처리나 그 밖의 처리를 실행하고(스텝 S7), 데이터 보정 처리가 종료되어 있지 않을 때에는(스텝 S8 ; 아니오), 스텝 S3의 처리로 복귀되고, 계속해서 등뼈 상으로 측정자(31)를 이동시킨다.

다음에, 화상 처리 장치(7)는 측정 데이터를 수취하면(스텝 S20), CPU(71)에 의해 측정 데이터를 측정 데이터 기억 수단(74c)에 기억하고(스텝 S21), 변환 수단(71a)에 의해 측정 데이터의 X값, Y값, Z값이 이 1 ㎜ 이하의 데이터 중에서 최대치를 구하는 동시에, 선회 각도(θ)의 절대치의 최대치를 구한다(스텝 S22). 그 최대치 아래 1 자릿수가 소수점 이하가 되므로, 소수점을 할당하여 밀리 단위로 변환한다. 여기서, 소수점 이하의 값은 측정 시의 오차도 고려되므로, 측정 데이터의 소수점 이하를 버리고 정수로 한다.

또한, 화상 처리 장치(7)의 CPU(71a)에서 실현되어 있는 변환 수단(71a)은 선회(비틀림) 각도(θ)의 데이터를 도 단위로 변환한다(스텝 S23). 또한, 변환 수단(71a)은 측정 데이터의 소수점 이하 제1 위를, 예를 들어 5.5 [도]와 같이 표시한다(스텝 S24). 이와 같이 변환 수단(71a)으로 소정의 정수나 각도로 변환된 측정 데이터는 상기 변환 수단(71a)에 의해 변환 데이터 기억 수단(74c)에 기억된다(스텝 S25). 그리고, 상기 합성 수단(71c)이나 상기 화상 데이터 생성 수단(71d)에 의해 화상 처리가 행해진 후에 화상 데이터의 표시가 행해진다(스텝 S26).

등뼈 상태를 컴퓨터 그래픽을 이용하여 표시하기 위해서는, 상기 화상 처리 장치(7)에 접속된 마우스 등의 입력 장치(5)로부터 소정의 지시를 입력하여(스텝 S41), 지시가 행해지지 않은 경우에는(스텝 S41 ; 아니오) 처리를 종료한다.

상기 입력 장치(5)로부터 상기 화상 처리 장치(7)에 대해 표시 지시가 행해진 경우에는(스텝 S41 : 예), 상기 변환 데이터 기억 수단(73a)으로부터 변환 데이터(측정 데이터를 기초로 소정의 변환이 된 데이터)를 판독하고(스텝 S42), 상기 화상 처리 장치(7)가 실행하는 화상 처리 소프트 프로그램(인체 등뼈 측정 표시 프로그램)을 기초로 하여 기본도 데이터 베이스(74d)와 추골 테이블(74e)을 참조하여 측정 대상자의 남녀의 차이나 신장을 기초로 한 등뼈의 기본 모델의 화상 데이터를 작성하고, 또한 기본 모델의 3차원 등뼈 화상 데이터에 변환 데이터(측정 데이터를 기초로 소정의 변환이 된 데이터)를 반영하여 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상 데이터를 생성하고, 이를 디스플레이 장치(9)로 송출한다(스텝 S43).

이에 의해, 상기 디스플레이 장치(9)의 표시 화면 상에는 3차원의 의사적인 등뼈 화상이 표시되게 된다. 여기서, 상기 화상 처리 장치(7)는 종료 키가 눌렸는지의 판정을 행하여(스텝 S44), 종료 키가 눌린 경우에는(스텝 S44 ; 예) 처리를 종료한다.

또한, 상기 화상 처리 장치(7)는 종료 키가 눌렸는지의 판정을 하여(스텝 S44), 종료 키가 눌려지지 않았다고 판단했을 때에는(스텝 S44 ; 아니오), 추가 표시 요구가 있는지 여부의 판정으로 옮긴다(스텝 S44). 이 판정 항목은, 「전체 표시」, 「경추만의 표시」, 「흉추만의 표시」, 「요추만의 표시」, 「선추만의 표시」, 「꼬리뼈만의 표시」 등이다. 상기 화상 처리 장치(7)는 상기 판정 항목을 판정하여(스텝 S45), 상기 판정 항목이 있었을 때에는(스텝 S45 ; 있음), 그 판정 항목에 따라서 표시 지시를 실행하기 위한 처리를 행한 후에, 스텝 S42로 복귀된다.

또한, 상기 화상 처리 장치(7)는, 추가 표시 요구가 없었을 때에는(스텝 S45 ; 없음) 처리를 종료한다.

이와 같이 생성된 등뼈의 화상은 배면으로부터 표시하여 좌우 굴곡을 시인하는 것 외에, 전후로의 굴곡을 시인할 수 있도록 좌우 측면으로부터 등뼈 화상을 표시하고, 화살표 키(→ 혹은 ←)가 눌린 경우에는 소정의 방향으로 90도씩 시점을 이동하여 표시하고, 업 키가 눌린 경우에는 최상부(상부 흉추 부분)가 표시되어 있는지의 판정을 행하여, 최상부가 표시되어 있던 경우에는, 그 이상의 상방은 표시 불가능하기 때문에 그대로 현재 표시되어 있는 부분을 표시하고, 최상부가 아니었던 경우에는 현재 표시되어 있는 부분의 상방 부분을 표시하는 처리를 화상 처리 장치(7)가 실행한다.

또한, 다운 키가 눌린 경우에는 최하부(선골 부분)가 표시되어 있는지의 판정을 행하여, 최하부가 표시되어 있던 경우에는 그 이하의 하방은 표시 불가능하기 때문에 그대로 현재 표시되어 있는 부분을 표시하고, 최하부가 아니었던 경우에는 현재 표시되어 있는 부분의 하방 부분을 표시하는 처리를 상기 화상 처리 장치(7)가 실행한다.

즉, 본 발명의 인체 등뼈 측정 표시 시스템(1)을 이용하여 등뼈의 굴곡 상태를 측정 표시하기 위해서는, 환자(측정 대상자)의 남녀의 차이 및 신장이 필요하 고, 또한 치료 전의 상태(목, 어깨, 등, 허리 등의 증상)를 문진이나 예진표의 기입에 의해 얻는다.

그리고, 상기한 바와 같이 등뼈 상태를 측정하여 3차원 컴퓨터 그래픽에 의해 디스플레이 장치(9)의 표시 화면 상에 표시한다.

표시된 등뼈의 화상을 보여주면서 환자(측정 대상자)에게 설명을 행하고, 정상적인 상태에 비해 굽은 부분의 등뼈에 대해 시술을 행한다.

시술이 종료되면, 다시 등뼈 상태를 측정하여 3차원 컴퓨터 그래픽에 의해 의사적인 등뼈를 디스플레이 장치(9)의 표시 화면 상에 표시한다.

그리고, 시술 전과 시술 후의 등뼈 상태의 화상 데이터를 상기 화상 처리 장치(7)로부터 디스플레이 장치(9)로 부여함으로써, 상기 디스플레이 장치(9)의 표시 화면에 표시된 화상, 혹은 프린트 출력된 화상에 의해 비교할 수 있다.

이와 같이 시술 전, 시술 후의 등뼈의 굴곡 상태를 의사적인 등뼈 화상에 의해 표시함으로써, 시술자, 혹은 환자(측정 대상자)의 양자 모두 용이하게 등뼈의 굴곡 상태를 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 따르면, 엎드려서 가로로 누운 측정 대상자의 등뼈 상을 표면으로부터 측정자를 주사시키는 간편한 방법으로 등뼈가 어떠한 상태로 굽어 있는지를 의사적으로 작성한 3차원 화상으로 시인할 수 있다.

이에 의해, 시술자는 시술 전과 시술 후에 등뼈의 굴곡 상태기 어느 정도인지 화상을 설명함으로써 용이하게 행할 수 있게 되는 등의 이점이 있다.

또한, 측정 대상자인 환자는 전문적인 의학 용어가 아닌, 실제로 동일한 등뼈 상태를 화상으로서 시인할 수 있으므로, 자기의 등뼈의 어느 부분이 어떻게, 어느 쪽으로 굽어 있는지를 용이하게 이해할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는 측정자를 역T자형으로 하여 설명했지만, 등뼈 상을 주사할 수 있는 것이면 그 형상은 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시 형태에서는 측정 대상자의 추골을 화상으로 하기 때문에, 기본도 데이터와 추골 테이블로부터 해당하는 데이터를 판독하여 추골의 화상을 생성하는 것으로서 설명했지만, 측정 대상자의 신장ㆍ성별에 대응한 추골 화상을 데이터 베이스로서 마련해도 좋고, 각 측정 대상자의 추골을 표시할 수 있으면, 추골을 화상화하는 데이터의 형식이나 기억 방법은 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시 형태에서는 3차원의 컴퓨터 그래픽에 의해 등뼈 화상을 표시하고, 90도씩 시점을 이동시켜 설명하였지만, 45도라도 좋고, 시점의 이동 범위는 특별히 한정되지 않는다.

상기 도16에 도시하는 선회(비틀림) 각도(θ)의 측정 기구는 측정자(31)의 고정편(31c)을 수직 지지 아암(36)의 말단부에 회전축(31d)으로 회전 가능하게 고정하고 있지만, 이 회전축(31d) 부근에 각도 검출기를 설치할 수 없을 때의 구조를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 선회(비틀림) 각도(θ)의 다른 측정 기구는, 상기 측정자(31)의 회전축(31d)에는 타이밍 풀리(31e)가 고정되어 있고, 상기 회전축(31d)의 회전을 타이밍 풀리(31e)로 전달할 수 있도록 되어 있다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 선회(비틀림) 각도(θ)의 다른 측정 기구는, 이 상기 수직 지지 아암(36)의 상부에 각도 검출기(39)를 고정하고, 이 각도 검출기(39)의 회전축에 타이밍 풀리(39a)를 고정하고, 타이밍 풀리(39a)의 회전량을 각도 검출기(39)로 전달할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 선회(비틀림) 각도(θ)의 다른 측정 기구는 상기 타이밍 풀리(31e)와, 타이밍 풀리(39a) 사이에 타이밍 벨트(39b)를 걸치고, 상기 측정자(31)의 파지편(31a, 31b)의 고정편(31c)의 회전량을 타이밍 풀리(31e), 타이밍 벨트(39b), 타이밍 풀리(39a)를 거쳐서 각도 검출기(39)로 전달할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 구조를 채용함으로써, 측정자(31) 주위에 각도 검출기가 설치되지 않을 때에도 측정자(31)에 의한 선회(비틀림) 각도를 측정 가능하게 할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 엎드리기형의 측정 장치로서 설명했지만, 이는 직립형 혹은 시트형 등의 측정 장치에도 적용 가능하다.

도17은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 도1에 도시하는 등뼈 측정 장치의 기구부의 측면도이다. 도18은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 도1에 도시하는 등뼈 측정 장치의 기구부의 평면도이다.

이들 도17 및 도18에 있어서, 상기 등뼈 측정 장치(3)에 대해서는 이미 설명했지만, 다시 설명하면 상기 등뼈 측정 장치(3)는 측정 대상자가 엎드린 상태에서 누운 측정 베드(32)와, 이 측정 베드(32)의 한쪽의 측면측에 고정되어 수직 설치된 베이스(33)와, 이 베이스(33)에 대해 도면 좌우 방향(X방향)으로 이동 가능하게 고정되어 있는 측정 방향 지지 아암(34)과, 이 측정 방향 지지 아암(34)에 고정되어 있고 도면 수직 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있는 평행 지지 아암(35)과, 이 평행 지지 아암(35)에 고정되어 있고 도면 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있는 수직 지지 아암(36)과, 이 수직 지지 아암(36)의 선단부에 회전 가능하게 고정되어 있는 측정자(31)로 이루어지는 기구부를 구비한 것이다. 또한, 상기 베이스(33)의 하부에는, 도17 및 도18에 도시한 바와 같이 전도 방지 부재(33a)가 측정 방향 지지 아암(34)과 동일한 방향에 연장 설치되어 있다.

상기 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 베이스(33)에 고정되는 레일 및 이 레일 상을 이동 가능하게 고정되는 슬라이더로 이루어지는 이동 기구(34a)와, 상기 평행 지지 아암(35)을 설치하여 고정하는 설치 시트(34b)와, 상기 이동 기구(34a)의 슬라이더와 상기 설치 시트(34b) 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트(34b)를 수직면 내에서 회전 가능하게 하는 회전 기구(34c)를 구비하고 있다. 또한, 회전 기구(34c)는 상기 이동 기구(34a)의 슬라이더와 상기 설치 시트(34b) 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트(34b)를 수직면 내에서 회전 가능하게 하는 기구라도 좋다.

또한, 회전 기구(34c)에는 상기 설치 시트(34b)가 측정 가능 위치에 있을 때에 상기 설치 시트(34b)가 상기 위치에서 고정되도록 하는 자동 로크 기구와, 상기 설치 시트(34b)를 회전시킬 때에 자동 로크 기구를 해제하는 해제 기구도 구비하고 있다.

도19 및 도20은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수직면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도19에 도시하는 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 설치 시트(34b)가 상방향으로 회전하도록 구성한 예이다. 이에 의해, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도20에 도시하는 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 설치 시트(34b)가 상방향으로 회전하도록 구성한 예이다. 이에 의해, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도21 내지 도24는 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암이 수평면 내에서 회전하는 실시예를 나타낸 도면이다.

도21에 도시하는 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 설치 시트(34b)가 우측 방향으로 수평면 내에서 90 [도]의 각도까지 회전하도록 구성한 예이다. 이에 의해, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도22에 도시하는 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 설치 시트(34b)가 좌측 방향으로 수평면 내에서 90 [도]의 각도까지 회전하도록 구성한 예이다. 이에 의해, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도23에 도시하는 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 설치 시트(34b)가 우측 방 향으로 수평면 내에서 180 [도]의 각도까지 회전하도록 구성한 예이다. 이에 의해, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도24에 도시하는 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 설치 시트(34b)가 좌측 방향으로 수평면 내에서 180 [도]의 각도까지 회전하도록 구성한 예이다. 이에 의해, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

상기 도25에 있어서, 상기 측정 방향 지지 아암(34)은 상기 베이스(33)에 고정되는 레일 및 이 레일 상을 이동 가능하게 고정되는 슬라이더로 이루어지는 이동 기구(34a)와, 상기 평행 지지 아암(35)을 설치하여 고정하는 설치 시트(34b)와, 상기 이동 기구(34a)의 슬라이더와 상기 설치 시트(34b) 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트(34b)를 수평 방향으로 이동 가능하게 하는 수평 슬라이드 기구(34d)를 적어도 구비한 것이다.

상기 수평 슬라이드 기구(34d)에 의해 상기 설치 시트(34b)를 도25에 도시한 바와 같이 이동시킴으로써, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도26은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스템에 있어서, 상기 베드의 이동예를 나타내는 평면도이다. 도27은 본 발명에 관한 인체 등뼈 측정 표시 시스 템에 있어서, 베드면 내에서 슬라이드하는 실시예를 나타낸 구성도이다.

상기 측정 베드(32)는 마루 상에 배치되는 베이스부(32a)와, 상기 베이스부(32a) 상에 고정된 고정대(32ba) 및 상기 고정대(32ba) 상에서 수평 이동 가능한 이동대(32bb)로 이루어지는 가동 기구(32b)와, 상기 가동 기구(32b)의 이동대(32bb) 상에 고정된 베드 시트부(32c)로 구성되어 있다.

이와 같은 구성으로 하였으므로, 측정 베드(32)가 도26의 화살표 x, y로 나타낸 바와 같이 이동하므로, 상기 베드 시트부(32c)를 상기 설치 시트(34b) 등으로부터 이격된 곳으로 이동시킬 수 있게 되고, 상기 설치 시트(34b) 등이 방해되지 않아, 피측정자는 베드에 눕는 것이 간단해진다.

도28의 (a) 및 도28의 (b)에 있어서, 상기 측정자(31)는 소정의 길이로 형성되어 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락이 걸리는 파지편(31a, 31b)과, 이들 파지편(31a, 31b)의 중앙부에서 소정의 길이로 형성된 고정편(31c)으로 대략 T자형으로 형성되고, 상기 고정편(31c)의 말단부가 회전축(도2 참조 부호 31d)을 거쳐서 수직 지지 아암(도2 참조 부호 36)의 하단부에 회전 가능하게 고정되어 있다.

상기 파지편(31a, 31b)은 등뼈에 접하는 측이 소정의 호[반경(r)의 원호]에서 오목형으로 형성되어 있다. 또한, 상기 파지편(31a)은, 도28의 (b)에 도시한 바와 같이 그 단면이 삼각형으로 형성되어 있다. 상기 파지편(31b)도 도시하지 않지만, 마찬가지이다.

또한, 상기 고정편(31c)은, 도28의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 파지편(31a, 31b)의 근처에서 상기 파지편(31a, 31b)을 포함하는 수평면에 대해 직각의 면내이며 또한 상기 파지편(31a, 31b)의 축 방향에 대해서도 직각의 방향으로 소정의 각도[각도(θ)]로 굽어져서 형성되어 있다.

이와 같은 형상으로 하였으므로, 측정자는 측정자(31)의 사용 편의가 좋아진다.

도29의 (a) 및 도29의 (b)에 있어서, 상기 측정자(31)는 파지편(31a, 31b)과, 상기 고정편(31c)으로 대략 T자형으로 형성되어 있는 점은 도28에 나타내는 실시예와 동일하다.

그리고, 상기 파지편(31a, 31b)은 등뼈에 접하는 측이 소정의 호[반경(r)의 원호]에서 오목형으로 형성되어있다. 또한, 상기 파지편(31a)은, 도29의 (b)에 도시한 바와 같이 그 단면이 원형으로 형성되어 있다. 상기 파지편(31b)도, 도시하지 않지만, 동일한 단면이다.

또한, 상기 고정편(31c)은, 도29의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 파지편(31a, 31b)의 근처에서 상기 파지편(31a, 31b)을 포함하는 수평면에 대해 직각의 면내이며 또한 상기 파지편(31a, 31b)의 축 방향에 대해서도 직각의 방향으로 소정의 각도[각도(θ)]로 굽어져서 형성되어 있는 점도 도28에 나타내는 실시예와 동일하다.

도30의 (a) 및 도30의 (b)에 있어서, 상기 측정자(31)는 파지편(31a, 31b)과, 상기 고정편(31c)으로 대략 T자형으로 형성되어 있는 점은, 도28에 나타내는 실시예와 동일하다.

그리고, 상기 파지편(31a, 31b)은 등뼈에 접하는 측이 소정의 호[반경(r)의 원호]에서 오목형으로 형성되어 있다. 또한, 상기 파지편(31a)은, 도30의 (b)에 도시한 바와 같이 그 단면이 긴 타원형으로 형성되어 있다. 상기 파지편(31b)도, 도시하지 않지만, 긴 타원형으로 형성되어 있다.

또한, 상기 고정편(31c)은, 도30의 (b)에 도시한 바와 같이 직선형으로 형성되어 있는 점이 도28에 나타내는 실시예와 다르다.

도31의 (a) 및 도31에 있어서, 상기 측정자(31)는 파지편(31a, 31b)과, 도31의 (a)에 도시한 바와 같이 상기 고정편(31c)으로 대략 T자형으로 형성되어 있는 점은 도28에 나타내는 실시예와 동일하다.

그리고, 상기 파지편(31a, 31b)은, 도31의 (a)로부터도 알 수 있는 바와 같이 등뼈에 접하는 측이 수평으로 형성되어 있다. 또한, 상기 파지편(31a, 31b)은, 도31의 (b)에 도시한 바와 같이 그 단면이 원형으로 형성되어 있다.

또한, 상기 고정편(31c)은, 도31의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 파지편(31a, 31b)의 근처에서 상기 파지편(31a, 31b)을 포함하는 수평면에 대해 직각의 면내이며 또한 상기 파지편(31a, 31b)의 축 방향에 대해서도 직각의 방향으로 소정의 각도[각도(θ)]로 구부려 형성되어 있는 점도 도28에 나타내는 실시예와 동일하다.

도32에 있어서, 상기 측정자(31)는, 도32의 (a)에 도시한 바와 같이 소정의 길이로 형성되어 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락이 걸리는 파지편(31a, 31b)과, 이들 파지편(31a, 31b)의 중앙부에서 상기 파지편의 양측에 걸쳐서 소정의 길이로 형성된 고정편(31c)으로 대략 십자형으로 형성되어 있는 점이 도28에 나타내는 실시예와 다른 점이다.

또한, 상기 파지편(31a, 31b)은 도32의 (a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 그 한쪽의 단면적이 다른 쪽의 단면보다 크게 형성되어 있는 것이다.

이와 같은 형상으로 하였으므로, 측정자는 측정자(31)의 사용 편의가 좋아진 다.

도33의 (a) 및 도33의 (b)에 있어서, 상기 측정자(31)는 소정의 길이로 형성되어 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락이 걸리는 파지편(31a, 31b)과, 이들 파지편(31a, 31b)의 중앙부에서 소정의 길이로 형성된 고정편(31c)으로 대략 십자형으로 형성되고, 상기 고정편(31c)의 말단부를 회전축을 거쳐서 수직 지지 아암의 하단부에 회전 가능하게 고정한 것이다.

상기 고정편(31c)은, 도33의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 파지편(31a, 31b)의 하측에 있어서 상기 파지편(31a, 31b)을 포함하는 수평면에 대해 직각의 면내이며 또한 상기 파지편(31a, 31b)의 축 방향에 대해서도 직각의 방향으로 소정의 각도[각도(θ)]로 구부리고 있는 것이다.

또한, 상기 파지편(31a, 31b)은, 도33의 (a)로부터도 알 수 있는 바와 같이 그 한쪽의 단면적이 다른 쪽의 단면보다 크게 형성한 것이다.

Claims

측정 대상자가 엎드린 상태에서 자는 측정 베드, 이 측정 베드의 한쪽의 측면측에 설치된 베이스, 이 베이스에 대해 측정 베드의 길이 방향인 측정 방향으로 이동 가능하게 고정되어 있는 측정 방향 지지 아암, 이 측정 방향 지지 아암에 고정되어 있고 상기 측정 방향에 대해 직각 방향으로 이동 가능하게 되어 있는 평행 지지 아암, 이 평행 지지 아암에 고정되어 있고 상하 방향 이동 가능하게 되어 있는 수직 지지 아암, 이 수직 지지 아암의 선단부에 회전 가능하게 고정되어 있는 측정자(側定子)로 이루어지는 기구부를 구비하고, 이 측정 베드 상의 측정 대상자의 등뼈의 길이 방향(X축 방향), 폭 방향(Y축 방향), 두께 방향(Z축 방향), 선회 방향[X축을 중심으로 한 비틀림각(θ)]으로 자유자재로 이동하는 주사 아암 선단부에 설치된 측정자를, 측정자(側定者)의 제2 손가락과 제3 손가락 사이에 끼우고 측정 대상자의 등뼈의 제1 경추 위치 또는 제1 흉추 위치로부터 제5 요추 위치까지 이들 손가락 선단부를 따르게 한 상태에서 상기 손가락 선단부를 3차원 이동시킴으로써, 상기 X, Y, Z, θ방향의 기준 위치로부터의 괴리량을 검출하여 괴리량 측정 데이터로서 출력하는 등뼈 측정 장치와,

상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 입력하기 위한 입력 장치와,

상기 등뼈 측정 장치로부터의 괴리량 측정 데이터를 취입하는 동시에, 상기 입력 장치로부터의 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 취입하고, 그 괴리량 측정 데이터 및 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 기초로 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하여 표시 장치에 부여하는 화상 처리 장치를 구비하고,

상기 화상 처리 장치는,

상기 측정 기구로부터 취입한 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, θ방향의 괴리량 측정 데이터를 취입하여 소정의 변환 데이터로 변환하고 변환 데이터 기억 수단에 기억시키는 변환 수단과,

인체의 등뼈를 구성하는 각 추골에 관한 것으로, 측정 대상자의 성별 및 신장에 의한 평균적 크기 및 그 기본적 형상이 기억된 기본도 데이터 베이스와,

상기 입력 장치에 의해 입력된 측정 대상자의 성별, 신장 데이터에 따라서 상기 기본도 데이터 베이스로부터 상기 성별, 신장 데이터에 대응하는 각 추골을 선택하고 취출하여 추골 테이블에 저장하는 데이터 선택 수단과,

상기 추골 테이블에서 저장된 각 추골의 크기, 형상을 기초로 하여 기본이 되는 등뼈 전체의 화상을 생성하는 합성 수단과,

상기 합성 수단에 의해 생성된 등뼈 전체의 화상과 상기 변환 데이터 기억 수단에 기억된 변환 데이터를 기초로 각 추골의 X방향, Y방향, Z방향, θ방향의 좌표 위치에 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하는 화상 데이터 생성 수단을 구비하고, 소정의 지시를 기초로 하여 상기 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 소정의 방향으로 이동 혹은 소정 각도 회전시켜 표시 가능한 표시 데이터로 생성하고 출력 가능하게 하여 이루어지고,

상기 측정 방향 지지 아암은,

상기 베이스에 고정되는 레일 및 이 레일 상을 이동 가능하게 고정되는 슬라이더로 이루어지는 이동 기구와, 상기 평행 지지 아암을 설치하여 고정하는 설치 시트와, 상기 이동 기구의 슬라이더와 상기 설치 시트 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트를 수직면 내 또는 수평면 내에서 회전 가능하게 하는 회전 기구, 혹은 상기 이동 기구의 슬라이더와 상기 설치 시트 사이에 개재 장착되어 상기 설치 시트를 수평 방향으로 이동 가능하게 하는 수평 슬라이드 기구를 적어도 구비한 것을 특징으로 하는 인체 등뼈 측정 표시 시스템.
측정 대상자가 엎드린 상태에서 자는 측정 베드, 이 측정 베드의 한쪽의 측면측에 설치된 베이스, 이 베이스에 대해 측정 베드의 길이 방향인 측정 방향으로 이동 가능하게 고정되어 있는 측정 방향 지지 아암, 이 측정 방향 지지 아암에 고정되어 있고 상기 측정 방향에 대해 직각 방향으로 이동 가능하게 되어 있는 평행 지지 아암, 이 평행 지지 아암에 고정되어 있고 상하 방향 이동 가능하게 되어 있는 수직 지지 아암, 이 수직 지지 아암의 선단부에 회전 가능하게 고정되어 있는 측정자로 이루어지는 기구부를 구비하고, 이 측정 베드 상의 측정 대상자의 등뼈의 길이 방향(X축 방향), 폭 방향(Y축 방향), 두께 방향(Z축 방향), 선회 방향[X축을 중심으로 한 비틀림각(θ)]으로 자유자재로 이동하는 주사 아암 선단부에 설치된 측정자를, 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락 사이에 끼우고 측정 대상자의 등뼈의 제1 경추 위치 또는 제1 흉추 위치로부터 제5 요추 위치까지 이들 손가락 선단부를 따르게 한 상태에서 상기 손가락 선단부를 3차원 이동시킴으로써, 상기 X, Y, Z, θ방향의 기준 위치로부터의 괴리량을 검출하여 괴리량 측정 데이터로서 출력하는 등뼈 측정 장치와,

상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 입력하기 위한 입력 장치와,

상기 등뼈 측정 장치로부터의 괴리량 측정 데이터를 취입하는 동시에, 상기 입력 장치로부터의 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 취입하고, 그 괴리량 측정 데이터 및 상기 측정 대상자의 성별, 신장 데이터를 기초로 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하여 표시 장치에 부여하는 화상 처리 장치를 구비하고,

상기 화상 처리 장치는,

상기 측정 기구로부터 취입한 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, θ방향의 괴리량 측정 데이터를 취입하여 소정의 변환 데이터로 변환하고 변환 데이터 기억 수단에 기억시키는 변환 수단과,

인체의 등뼈를 구성하는 각 추골에 관한 것으로, 측정 대상자의 성별 및 신장에 의한 평균적 크기 및 그 기본적 형상이 기억된 기본도 데이터 베이스와,

상기 입력 장치에 의해 입력된 측정 대상자의 성별, 신장 데이터에 따라서 상기 기본도 데이터 베이스로부터 상기 성별, 신장 데이터에 대응하는 각 추골을 선택하고 취출하여 추골 테이블에 저장하는 데이터 선택 수단과,

상기 추골 테이블에 저장된 각 추골의 크기, 형상을 기초로 하여 기본이 되는 등뼈 전체의 화상을 생성하는 합성 수단과,

상기 합성 수단에 의해 생성된 등뼈 전체의 화상과 상기 변환 데이터 기억 수단에 기억된 변환 데이터를 기초로 각 추골의 X방향, Y방향, Z방향, θ방향의 좌표 위치에 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 생성하는 화상 데이터 생성 수단을 구비하고, 소정의 지시를 기초로 하여 상기 측정 대상자의 3차원 등뼈 화상을 소정의 방향으로 이동 혹은 소정 각도 회전시켜 표시 가능한 표시 데이터로 생성하여 출력 가능하게 하여 이루어지고,

상기 측정 베드는 마루 상에 설치되는 베이스부와, 상기 베이스부 상에 고정된 고정대 및 상기 고정대 상에서 수평 이동 가능한 이동대로 이루어지는 가동 기구와, 상기 가동 기구의 이동대 상에 고정된 베드 시트부로 구성된 것을 특징으로 하는 인체 등뼈 측정 표시 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정자는, 소정의 길이로 형성되어 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락이 걸리는 파지편과, 이들 파지편의 중앙부에서 소정의 길이로 형성된 고정편에 의해 이루어지고, 상기 측정자의 형상은 T자형으로 형성되고, 상기 고정편의 말단부를 회전축을 거쳐서 수직 지지 아암의 하단부에 회전 가능하게 고정되어 이루어지고,

상기 파지편은 등뼈에 접하는 측이 소정의 호에서 오목형으로, 또는 평면형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인체 등뼈 측정 표시 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정자는, 소정의 길이로 형성되어 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락이 걸리는 파지편과, 이들 파지편의 중앙부에서 소정의 길이로 형성된 고정편에 의해 이루어지고, 상기 측정자의 형상은 T자형으로 형성되고, 상기 고정편의 말단부를 회전축을 거쳐서 수직 지지 아암의 하단부에 회전 가능하게 고정되어 이루어지고,

상기 고정편은, 상기 파지편의 근처에서 상기 파지편을 포함하는 수평면에 대해 직각인 면 내이며 또한 상기 파지편의 축 방향에 대해서도 직각의 방향으로 소정의 각도로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 인체 등뼈 측정 표시 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정자는, 소정의 길이로 형성되어 측정자의 제2 손가락과 제3 손가락이 걸리는 파지편과, 이들 파지편의 중앙부에서 상기 파지편의 양측에 걸쳐서 소정의 길이로 형성된 고정편에 의해 이루어지고, 상기 측정자의 형상은 십자형으로 형성되고, 상기 고정편의 한쪽의 말단부를 회전축을 거쳐서 수직 지지 아암의 하단부에 회전 가능하게 고정되어 이루어지고,

상기 고정편은, 직선형 혹은 상기 파지편의 근처에서 상기 파지편을 포함하는 수평면에 대해 직각의 면 내이며 또한 상기 파지편의 축 방향에 대해서도 직각인 방향으로 소정의 각도로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는 인체 등뼈 측정 표시 시스템.
제3항에 있어서, 상기 파지편은 그 한쪽의 단면적이 다른 쪽의 단면적보다 크게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 인체 등뼈 측정 표시 시스템.
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