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駆動装置、動態撮影システム及び動態撮影方法

国内特許コード P07A009978
整理番号 NIRS-223
掲載日 2007年6月1日
出願番号 特願2004-341290
公開番号 特開2006-149488
登録番号 特許第4665181号
出願日 平成16年11月25日(2004.11.25)
公開日 平成18年6月15日(2006.6.15)
登録日 平成23年1月21日(2011.1.21)
発明者
  • 森 慎一郎
  • 遠藤 真広
  • 鈴木 昌彦
出願人
  • 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
  • 国立大学法人 千葉大学
発明の名称 駆動装置、動態撮影システム及び動態撮影方法
発明の概要 【課題】 関節等の可動部位を正確に撮影するために用いる駆動装置を提供すること。
【解決手段】 本発明の駆動装置は、被検体を固定する固定手段及びロードセルを介して前記被検体に所定の荷重をかける荷重手段を有する荷重装置と、前記荷重駆装置を前記固定手段の回転中心の外側に設けられた円弧状のレールに沿って移動させる移動手段と、を有することを特徴としている。本発明の駆動装置によれば、被検体の関節や脊椎を連続的に動かしながらCT画像、透視画像、MRI画像を撮影する際に、被検体の関節や脊椎に荷重をかけながら、関節や脊椎の回転中心を一定に保った回転運動(周動運動)によって関節や脊椎を連続的に動かし、滑らか且つ正確な関節等の動態撮影を行うことができる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


近年、膝や肘の関節や脊椎等の可動部位の損傷を診断する際、関節等を動かしながらX線透視装置等を用いて撮影を行う、所謂「動態撮影」が盛んに研究されてきている。動態撮影技術は、関節等の可動部位の診断には好適な技術であり、優れた動態撮影技術の開発が医療関係者にとって望まれている。



動態撮影技術には、CT(Computed Tomography:コンピュータ連動断層撮像法)、MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴画像法)、X線透視装置等が用いられることが多い。



CTは、X線とその受光器を組み合わせて用いる断層画像撮影装置であり、連続して円運動を行うX線を被検体に照射することにより、平面状の多数且つ異なる方向のX線透過性データを受光器で得ることができる。このX線透過性データに基づいて2次元断層画像や3次元画像を得ることが可能となる。



また、MRIは、核磁気共鳴(NMR)現象を利用して断層画像を得る方法であり、所定の静磁場下に置かれた被検体に所定のパルスシーケンスでRFパルス及び傾斜磁場を印加し、これによって発生したエコー信号を収集処理して2次元や3次元の核磁気共鳴断層画像を得るものである。



従来、CT、X線透視装置やMRIは、静止している被検体の診断に広く用いられてきたが、近年のコンピュータ処理技術の発展により、CTやMRIによって得られた断層画像にデジタル処理を行うことより、関節や脊椎の複雑な動態撮影が可能となってきている。



また、従来のCTを改良した「4次元CT(256列以上の検出器を有するCTを言う。)」の登場や、MRIの改良により関節や脊椎の2次元画像や3次元画像を連続して動態撮影することが可能となってきている。これらの動態撮影技術は、関節等の可動部位の診断には欠かせない診断技術となってきている。



一方、関節等の可動部位の損傷を診断するにあたっては、関節等に所定の動きを与えつつ動態撮影を行う必要がある。従来、関節等に所定の動きを与える装置としては、例えば、以下の特許文献1及び特許文献2に開示されているような手術後の関節や変性疾患で回復を目的とした理学療法に用いられるものが知られている。これらの装置は、一般に、CPM(Continuous Passive Motion)装置と言われている。



特許文献1には、設定した軌道を患者からの抵抗力に合わせて柔軟に可変することができる膝関節の訓練装置が開示されている。この装置は、サーボモータ14によって2次特性ばね11を伸縮させ、2次特性ばねに繋がれた拮抗点の部材12を動かすことによって、拮抗点の部材に繋がれた脚部保持部材30を動かし、脚関節を動かすものである。



また、特許文献2には、駆動手段22によってアーム2、3を動かし、アーム2、3に固定された脚を動かし、脚関節の屈伸運動を行う装置が開示されている。
【特許文献1】
特開2004-105609
【特許文献2】
特開2002-263149

産業上の利用分野


本発明は、駆動装置、動態撮影システム及び動態撮影方法に関する。特に、関節や脊髄の駆動装置、動態撮影システム及び動態撮影方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検体を固定する固定手段及びロードセルを介して前記被検体に所定の荷重をかける荷重手段を有する荷重装置と、
前記荷重装置を円弧状に移動させる移動手段と、を有し、
前記固定手段に固定された前記被検体の部位に前記所定の荷重をかけながら、前記被検体の前記部位の回転運動の中心と前記移動手段の回転運動の中心とを一致させて前記荷重装置を円弧状に移動させることを特徴とする駆動装置。

【請求項2】
前記荷重手段は、往復機構と、前記往復機構と前記固定手段との間に設けられた弾性部材とを有し、前記弾性部材及び前記ロードセルを介して前記往復機構の前後運動を被検体に伝達することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。

【請求項3】
前記ロードセルからの情報をモータにフィードバックすることにより、前記被検体に前記所定の荷重をかけることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。

【請求項4】
前記ロードセル及び前記荷重手段は、回転フレームに固定されており、前記ロードセル及び前記荷重手段を前記回転フレーム上で移動させるための手段を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一に記載の駆動装置。

【請求項5】
被検体を固定する固定手段及びロードセルを介して前記被検体に所定の荷重をかける荷重手段を有する荷重装置と、
前記荷重装置を円弧状に移動させる移動手段と、
前記被検体の部位の回転運動の中心を撮影する撮影手段と、を有し、
前記固定手段に固定された前記被検体の前記部位に所定の荷重をかけながら、前記被検体の前記部位の回転運動の中心と前記移動手段の回転運動の中心とを一致させて前記荷重装置を円弧状に移動させて、前記被検体の前記部位の回転運動の中心を撮影することを特徴とする動態撮影システム。

【請求項6】
前記荷重手段は、往復機構と、前記往復機構と前記固定手段との間に設けられた弾性部材とを有し、前記弾性部材及び前記ロードセルを介して前記往復機構の前後運動を被検体に伝達することを特徴とする請求項5に記載の動態撮影システム。

【請求項7】
前記ロードセルからの情報をモータにフィードバックすることにより、前記被検体に前記所定の荷重をかけることを特徴とする請求項6に記載の動態撮影システム。

【請求項8】
前記ロードセル及び前記荷重手段は、回転フレームに固定されており、前記ロードセル及び前記荷重手段を前記回転フレーム上で移動させるための手段を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の動態撮影システム。

【請求項9】
前記撮影手段は、CT、MRI又はX線透視撮影装置であることを特徴とする請求項5乃至8の何れか一に記載の動態撮影システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004341290thum.jpg
出願権利状態 登録
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