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超音波診断装置

国内特許コード P07A010404
掲載日 2007年8月31日
出願番号 特願2005-370270
公開番号 特開2007-167414
登録番号 特許第4670054号
出願日 平成17年12月22日(2005.12.22)
公開日 平成19年7月5日(2007.7.5)
登録日 平成23年1月28日(2011.1.28)
発明者
  • 桝田 晃司
  • 高良 研一
  • 井上 博人
出願人
  • 国立大学法人東京農工大学
発明の名称 超音波診断装置
発明の概要

【課題】
通信技術の発達で、遠隔医療システムが構築できる環境になり、専門医が待機する医療機関に診断に必要な臓器断層画像を得るための探触子の操作を、熟練したオペレータでない人が操作し、あるいは、ロボットで体表面を走査し、診断支援に役立つ、心臓の診断基準断層像を速やかに抽出する方法を提供する。
【解決方法】
心臓の僧帽弁を輝度変化率より検出し、超音波診断装置のディスプレイ上に、僧帽弁を中心に多角形を描き、多角形の頂点と中心を結んで作成した、三角形の領域内での室壁の収縮運動を計算し、その収縮速度の時系列変化を測定することで、心臓の基準診断断層像である、短軸像を自動的に検出する機能を備えた超音波診断装置を提供する。

従来技術、競合技術の概要


超音波診断装置の探触子は聴診器と同じように手軽に使え、超音波の送受信で関心領域の動的な状態を観察し、単なる診断ばかりではなく、リアルタイム診断が可能な診断装置であり、超音波の周波数が高い(波長が短い)ほど解像度は良くなり、距離分解能が向上する。しかし、深部臓器の診断では、高い周波数の超音波は生体による吸収が大きく、透過性が低下するため、心臓診断のような深部臓器の動態情報が必要となる断層像を得るには、使用する超音波の周波数は低いため、解像度が低くなり、診断には専門的知識と熟練した手技が不可欠であり、断層像の撮影技術の習得には多大な時間と労力を費やす。



そのため、超音波診断画像の抽出法として、例えば、オペレーターが、僧帽弁部の両端と僧帽弁部以外の対象臓器輪郭上の輪郭点を指示し、画像の中心点をもとめ、中心点より対象臓器の輪郭線を横切る放射線状に走査線を設定する方法(特許文献1)、オペレーターが注目領域と隣接領域とを分離する分離ラインを引き、注目領域の抽出範囲を的確に設定する方法、(特許文献2)、オペレータ自身が手作業で、または、対象臓器の輪郭内部の重心から求めた、中心点から放射状に延びる複数の指定線より、オプティカルフロー法ないし相互相関法を採用し、臓器の輪郭を求める(特許文献3)等の抽出方法が知られている。




【特許文献1】特開平7-255703号公報

【特許文献2】2002-330967号公報

【特許文献3】2005-137936号公報

産業上の利用分野


本発明は、診断支援のため、ロボットを用いて心臓断層像撮影することを想定し、超音波探触子の操作をロボットに指示させ、画像処理の手法を用いて超音波断層像診断装置で断層面を自動的に抽出し、早急の診断支援に役立つ、心臓の短軸または長軸の断層面画を抽出する手段を含む超音波診断装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
超音波診断装置であって、少なくとも、
探触子を走査して、僧帽弁を含む左心室又は左心房の撮像画像を1秒間に5~30フレーム間隔より選択したフレーム数で一定時間測定した動画像をディスプレイ上に表示し、その画像を小領域に細分化するステップ、
前記細分化した各小領域内の輝度平均値の時系列変化を測定し、フレーム間差分の変化率を測定するステップ、
前記輝度平均値を測定した各領域の上下に隣りあう領域間で、心周期分の相互相関係数を計算し求めるステップ、
前記測定した変化率に閾値を設け、測定領域の中で、前記閾値を越える領域を抽出するステップ、
前記測定した相互相関係数に閾値を設け、測定領域の中で、前記閾値を越える領域を抽出するステップ、
前記2つの閾値の両方を越える領域を僧帽弁として判断し、座標位置(x、y)をディスプレイ画面に表示するステップ、
前記ディスプレイに表示された前記座標を中心とする多角形を描き、前記座標と、前記多角形の各頂点を結ぶ複数の三角形領域に分割するステップ、
前記三角形領域内において、時系列で描出される運動ベクトルが領域の中心に向かう成分の内積を計算し、その収縮速度の時系列変化を測定するステップ、
前記多角形を分割して作成した三角形から、選択した複数の三角形領域について、前記収縮速度の時系列変化を測定し、その傾向を比較・記憶するステップ、
前記探触子を、一定の角度で回転させてゆき、各角度ごとの断層像画像に、前記多角形と同一の多角形を描き、その各頂点を結ぶ三角形領域に分割し、前記選択した複数の三角形領域での前記収縮速度の時系列変化を測定し、その傾向を比較・記憶するするステップ、
前記探触子を一定の角度で回転し、回転角度ごと測定した、前記比較・記憶したデータの中より、選択した複数の三角形領域での収縮速度の時系列変化の傾向が、最も近似した回転角度の断層像を、心臓の診断基準の短軸断層像として認識し、その探触子の位置を、探触子の基準点とするステップ、
を含む、心臓の診断基準断層面を自動認識する機能を備えた事を特徴とする、超音波診断装置。

【請求項2】
前記多角形が、3角形から32角形の中から選ばれる多角形であり、前記探触子を一定の割合で回転させる探触子の回転角が、10°~120°の範囲から選択される回転角である、請求項1に記載の、超音波診断装置。

【請求項3】
前記設定された複数の三角形領域が2領域以上である、請求項1に記載の、超音波診断装置。


産業区分
  • 治療衛生
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
※ 国立大学法人東京農工大学では、先端産学連携研究推進センターにおいて、知的財産の創出・権利化・活用に取り組んでいます。上記の特許・技術の内容および導入に興味・関心がありましたら、当センターまでお気軽にお問い合わせください。


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