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超音波診断装置 外国出願あり

国内特許コード P160013273
整理番号 H19-018
掲載日 2016年9月8日
出願番号 特願2009-502441
登録番号 特許第4911540号
出願日 平成20年1月29日(2008.1.29)
登録日 平成24年1月27日(2012.1.27)
国際出願番号 JP2008000105
国際公開番号 WO2008108054
国際出願日 平成20年1月29日(2008.1.29)
国際公開日 平成20年9月12日(2008.9.12)
優先権データ
  • 特願2007-053846 (2007.3.5) JP
発明者
  • 森 浩二
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 超音波診断装置 外国出願あり
発明の概要 プローブ5中央に送受信兼用の超音波探触子7を設け、この両側に送信用超音波探触子8と受信用超音波探触子9が対称移動可能に設けてある。プローブ5を診断対称部位の皮膚に当て、送受信兼用超音波探触子7によってプローブ5が診断対象に垂直に向く角度を求める。送信用超音波探触子8、送受信兼用超音波探触子7からの反射信号、及び左右の超音波探触子8、9の位置データに基づき、超音波探触子間隔における受信用超音波探触子からの信号の信号強度を演算装置16によって求め、その結果を表示装置14に表示することによって関節軟骨の硬さ、厚さ、表面状態が表示されるので関節にプローブ等を挿入することなく、関節軟骨の硬さ、厚さ、及び関節軟骨表面の不均一性や亀裂の有無などを診断できる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


関節腔内の軟骨及び軟骨下骨などの診断方法としては、関節鏡を関節腔内に挿入し関節表面を直接観察する方法、プローブを損傷した軟骨部に接触させて損傷度合いや軟骨の表面硬さを直感的に診断する方法、MRIを撮像して観察する方法等が知られている。関節鏡やプローブによる直視的観察では、表面の状態しか判別できず、関節軟骨内に存在する亀裂の判別は不可能であった。また、同様に下骨部分の力学・構造特性を定量的に診断することも不可能であった。一方、MRIによっては、軟骨の軽度の変化は観察できなかった。また、限定した部位における診断は難しかった。



従来の診断方法では、関節軟骨の力学・構造特性の定量的な評価が困難であることから判断基準が曖昧であり、個人によって異なる場合もあった。更に、定量的評価には損傷の度合いを数値化する必要があるが、数値のみによる評価の場合、手術中など多数の作業を平行して行わなくてはならない場合などに、表示された数値を誤読する可能性もあった。



骨や関節軟骨は運動や体重支持などに貢献しており、骨は硬い(ヤング率が高い)ほうが望ましく、また、関節軟骨については体重支持と同時に衝撃吸収性が求められるので、硬さがある範囲内であることが望ましい。
血管も同様で、拍動する血液を送る役目を果たすためには、硬すぎると損傷を受けやすく、逆に柔らかすぎても血圧に耐えられないので、適度な硬さが必要である。



超音波は、音響インピーダンスの異なる組織の界面で反射する特性を有しており、この反射波によって体内の臓器・組織の形状を抽出することができる。音速は、硬さの指標であるヤング率と相関関係があり、密度がほぼ一定の測定対象であれば、超音波の反射波には力学特性の情報も含んでいることになる(非特許文献1、及び非特許文献2参照)。



関節疾患を起こす可能性が最も高い膝関節軟骨の荷重作用部は、膝関節を屈曲させることによって図1のように、体表面の近傍に移動する。この部分の組織は、皮膚4、関節軟骨30(厚さ数ミリ)、軟骨下骨31の略層状構造である。
このうち皮膚4と関節軟骨30は、音速が若干異なるものの、多くの水分を含む組織で密度はほぼ同じで比較的音響インピーダンスが近い。軟骨下骨31は、皮膚4や関節軟骨30の音速、密度と比べて共に大きく、それらの音響インピーダンスとは大きく異なる。



【特許文献1】
特開平10-118062号公報
【特許文献2】
特開2002-136520号公報
【特許文献3】
特開平11-316215号公報
【特許文献4】
特開昭61-290942号公報
【特許文献5】
特開2002-345821号公報
【非特許文献1】
超音波便覧、超音波便覧編集委員会 編 丸善
【非特許文献2】
超音波と材料 日本材料科学会 編 裳華房
【非特許文献3】
岡本、森ほか、"2探触子による超音波評価の検討(体外からの超音波評価について)"、日本機械学会2006年度年次大会講演論文集、Vol5、153-154、2006

産業上の利用分野


本発明は、軟組織、例えば、関節の軟骨や、皮膚の近傍にある血管の状態を超音波を利用して診断する装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
中央に送受信兼用の超音波探触子が設けてあり、この送受信兼用超音波探触子を中心軸にして左右に送信用超音波探触子と受信用超音波探触子が対称移動可能に設けてあるプローブ、受信用超音波探触子、送受信兼用超音波探触子で受信した反射信号、及び左右の超音波探触子の位置データに基づき、超音波探触子間隔における受信用超音波探触子からの信号強度を計算する演算装置と、信号強度-超音波探触子間隔の関係及び送受信兼用超音波探触子からの信号を表示する表示装置を備えた超音波診断装置。

【請求項2】
請求項1において、演算装置が、反射波の信号強度が最大となる超音波探触子間隔を中心として、その間隔から離れることによる信号強度の変化率を求め、この最大の信号強度と、信号強度の変化率をそれぞれ横軸と縦軸として表示装置にプロットして関節軟骨の損傷程度を視覚的に把握できるようにした超音波診断装置。

【請求項3】
プローブ中央を軸にして、一方に送信用超音波探触子、他方に受信用超音波探触子を左右方向に独立に移動可能に設けたプローブと、受信用超音波探触子からの反射信号、送受信兼用超音波探触子からの反射信号及び左右の超音波探触子の位置データに基づき診断対象の断面の音速分布を求める演算装置と、その音速分布及び送受信兼用超音波探触子からの信号を表示する表示装置を備えた超音波診断装置。

【請求項4】
請求項3において、演算装置が、送信用超音波探触子と受信用超音波探触子の位置を変更して得た信号から、診断対象における超音波の走時を求め、求めた走時と診断対象に応じて設定した数値モデル速度分布に基づく走時との間の残差が所定の許容範囲内に収まるまで繰り返し計算して診断対象における音速分布を求めるものである超音波診断装置。

【請求項5】
請求項1または2において、受信用超音波探触子と送信用超音波探触子が45度~85度の角度で傾斜して設けてある超音波診断装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009502441thum.jpg
出願権利状態 登録
山口TLOは平成11年11月に山口大学の教官50名の出資により設立された、リエゾン一体型のTLO活動会社です。山口大学を主とし、山口県内の大学・高専の研究成果をご紹介致します。特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください。


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