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骨盤回旋角度算出装置及び骨盤回旋角度算出方法、臼蓋被覆3次元形状推定装置及び臼蓋被覆3次元形状推定方法、骨盤回旋角度算出プログラム、並びに臼蓋被覆3次元形状推定プログラム コモンズ

国内特許コード P160013447
整理番号 (1209)
掲載日 2016年11月2日
出願番号 特願2014-544568
出願日 平成25年10月31日(2013.10.31)
国際出願番号 JP2013079495
国際公開番号 WO2014069553
国際出願日 平成25年10月31日(2013.10.31)
国際公開日 平成26年5月8日(2014.5.8)
優先権データ
  • 特願2012-240259 (2012.10.31) JP
発明者
  • 小山 博史
  • 花田 充
  • 星野 裕信
  • 山本 清二
  • 山内 致雄
  • 高橋 正義
  • 清水 哲雄
出願人
  • 国立大学法人浜松医科大学
発明の名称 骨盤回旋角度算出装置及び骨盤回旋角度算出方法、臼蓋被覆3次元形状推定装置及び臼蓋被覆3次元形状推定方法、骨盤回旋角度算出プログラム、並びに臼蓋被覆3次元形状推定プログラム コモンズ
発明の概要 人種や画像の縮尺、及び性腺防護や腸管ガスなどの影響を受けることなく、単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する。
骨盤の単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する骨盤回旋角度算出装置であって、単純X線正面像を入力するX線画像入力手段と、前記単純X線正面像に関して設定された解剖学的ランドマークを取得する解剖学的ランドマーク取得手段と、前記解剖学的ランドマークに基づいて骨盤の回旋角度を算出する演算手段と、を有し、前記解剖学的ランドマークは、少なくとも涙痕又は閉鎖孔を含むものであり、前記演算手段は、前記解剖学的ランドマークの位置関係又は大きさに基づいて骨盤の回旋角度を算出する、骨盤回旋角度算出装置。
従来技術、競合技術の概要


股関節は荷重関節であり、歩行に直接かかわる重要な関節である。変形性股関節症(関節軟骨の変形・損傷に起因し股関節痛の原因となる病態)などの原因により股関節が障害されると歩行困難が生じ、介護が必要な患者の増加が予想され、医療費の増加が懸念される。また、日本人の変形性股関節症の80%以上は、骨盤の形態異常である臼蓋形成不全(骨盤寛骨臼の被覆不足)により生じた2次性股関節症であり、診断や治療にあたり股関節の形態、動態評価は必須である。



股関節の形態を正確に評価するため、3次元評価が可能なCT撮影(コンピュータ断層撮影)が行われるが、荷重関節である股関節の病態を探るのに必要な立位での撮影ができないことが問題である。また、放射線被爆も医療コストも大きいため、症状の軽い患者や検診、経過観察にまでCT撮影を実施することは現実的ではない。更に、単純X線写真は大学病院から診療所まで、どの規模の施設でも撮影できるのに対し、CT撮影装置は中規模以上の病院にしかない。世界ではCT撮影装置が無い国もあり、単純X線写真から簡便に股関節変形の3次元形態、動態評価が可能なシステムが求められている。



単純X線正面像のみを用い、股関節の3次元形態、動態評価をする方法としては、単純X線像上の骨盤寛骨臼(寛骨臼の縁部分)の形状から、幾何学計算を用いて股関節の3次元評価を簡易的に行う方法が知られている(非特許文献1参照)。



また、上記方法は、PCモニター上で解剖学的ランドマークを医師が手入力し、臼蓋被覆を幾何学計算しているが、臼蓋被覆はX線撮影時の骨盤位置(傾斜・回旋)の影響を受けやすいため、被覆量を計算する際には骨盤位置を算出する必要がある。単純X線正面像における骨盤回旋の補正に関しては、骨盤腔内にみられる仙尾関節中央と恥骨結合上縁の水平距離を用いて骨盤回旋を補正する方法が知られている(非特許文献2参照)。しかしながら、前記方法に用いられている指標は、図1に示すように、仙尾関節中央と恥骨結合上縁の距離の絶対値(図中の⇔)であり、人種や画像の縮尺の影響を受けるという問題がある。また、図2に示すように、X線撮影時に被験者(特に生殖可能年齢者)が装着する性腺防護(写真中央上部の白い部分)、及び/又は腸管ガスなどにより、単純X線正面像で骨盤腔内にみられる仙尾関節を視認できない画像が多いという問題もある。

産業上の利用分野


本発明は、骨盤回旋角度算出装置及び骨盤回旋角度算出方法、臼蓋被覆3次元形状推定装置及び臼蓋被覆3次元形状推定方法、骨盤回旋角度算出プログラム、並びに臼蓋被覆3次元形状推定プログラムに関する発明である。具体的には、(1)骨盤腔より尾側の少なくとも涙痕又は閉鎖孔を解剖学的ランドマークに用いて、骨盤の単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する骨盤回旋角度算出装置、(2)骨盤回旋角度算出装置で算出された骨盤の回旋角度を用いて、臼蓋被覆の3次元形状を推定する臼蓋被覆3次元形状推定装置、(3)骨盤腔より尾側の少なくとも涙痕又は閉鎖孔を解剖学的ランドマークに用いて、骨盤の単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する骨盤回旋角度算出方法、(4)骨盤回旋角度算出方法により算出された骨盤の回旋角度を用いて、臼蓋被覆の3次元形状を推定する臼蓋被覆3次元形状推定方法、(5)骨盤回旋角度算出装置の演算手段を実行するための骨盤回旋角度算出プログラム、及び(6)臼蓋被覆3次元形状推定装置の演算手段を実行するための臼蓋被覆3次元形状推定プログラム、に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
骨盤の単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する骨盤回旋角度算出装置であって、
単純X線正面像を入力するX線画像入力手段と、
前記単純X線正面像に関して設定された解剖学的ランドマークを取得する解剖学的ランドマーク取得手段と、
前記解剖学的ランドマークに基づいて骨盤の回旋角度を算出する演算手段と、を有し、
前記解剖学的ランドマークは、少なくとも涙痕又は閉鎖孔を含むものであり、
前記演算手段は、前記解剖学的ランドマークの位置関係又は大きさに基づいて骨盤の回旋角度を算出する、
骨盤回旋角度算出装置。

【請求項2】
前記演算手段は、
左右の涙痕間距離を算出する手段と、
涙痕間の中点と恥骨結合との間の水平距離を算出する手段と、を有し、
前記涙痕間距離と前記水平距離の比に基づいて骨盤の回旋角度を算出する、
請求項1記載の骨盤回旋角度算出装置。

【請求項3】
複数の患者から取得した骨盤X線CTデータに基づいて作成した、前記涙痕間距離と前記水平距離の比と、骨盤の回旋角度との関係を蓄積したデータベース、又は、複数の患者から取得した骨盤X線CTデータに基づいて作成した、前記涙痕間距離と前記水平距離の比と、骨盤の回旋角度との関係を示す回帰式を含み、
前記演算手段は、前記データベース又は前記回帰式を参照することにより、前記単純X線正面像の前記涙痕間距離と前記水平距離の比から骨盤の回旋角度を算出する、
請求項2記載の骨盤回旋角度算出装置。

【請求項4】
前記演算手段は、
左右の閉鎖孔横径を算出する手段、を有し
前記閉鎖孔横径の左右比に基づいて骨盤の回旋角度を算出する、
請求項1記載の骨盤回旋角度算出装置。

【請求項5】
複数の患者から取得した骨盤X線CTデータに基づいて作成した、前記閉鎖孔横径の左右比と、骨盤の回旋角度との関係を蓄積したデータベース、又は、複数の患者から取得した骨盤X線CTデータに基づいて作成した、前記閉鎖孔横径の左右比と、骨盤の回旋角度との関係を示す回帰式を含み、
前記演算手段は、前記データベース又は前記回帰式を参照することにより、前記単純X線正面像の前記閉鎖孔横径の左右比から骨盤の回旋角度を算出する、
請求項4記載の骨盤回旋角度算出装置。

【請求項6】
骨盤の単純X線正面像から骨盤の臼蓋被覆の3次元的形状を推定する装置であって、
単純X線正面像を入力するX線画像入力手段と、
前記単純X線正面像に関して設定された骨盤の臼蓋に関する複数の臼蓋ランドマークを取得する臼蓋ランドマーク取得手段と、
前記単純X線正面像と前記臼蓋ランドマークとから、臼蓋被覆の3次元形状を推定する演算手段と、を有し、
前記演算手段は、前記請求項1乃至5のいずれか一項に記載の骨盤回旋角度算出装置で算出された骨盤の回旋角度を用いて、前記臼蓋被覆の3次元形状を補正する、
臼蓋被覆3次元形状推定装置。

【請求項7】
骨盤の単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する骨盤回旋角度算出方法であって、
撮像済みの単純X線正面像を入力するX線画像入力ステップと、
前記単純X線正面像に関して設定された解剖学的ランドマークを取得する解剖学的ランドマーク取得ステップと、
前記解剖学的ランドマークに基づいて骨盤の回旋角度を算出する演算ステップと、を有し、
前記解剖学的ランドマークは、少なくとも涙痕又は閉鎖孔を含むものであり、
前記演算ステップは、前記解剖学的ランドマークの位置関係又は大きさに基づいて骨盤の回旋角度を算出するステップを含む、
骨盤回旋角度算出方法。

【請求項8】
骨盤の単純X線正面像から骨盤の臼蓋被覆の3次元的形状を推定する方法であって、
撮像済みの単純X線正面像を入力するX線画像入力ステップと、
前記単純X線正面像に関して設定された骨盤の臼蓋に関する複数の臼蓋ランドマークを取得する臼蓋ランドマーク取得ステップと、
前記単純X線正面像と前記臼蓋ランドマークとから、臼蓋被覆の3次元形状を推定する演算ステップと、を有し、
前記演算ステップは、請求項7の骨盤回旋角度算出方法で算出された骨盤の回旋角度を用いて、前記臼蓋被覆の3次元形状を補正する、
臼蓋被覆3次元形状推定方法。

【請求項9】
骨盤の単純X線正面像から骨盤の回旋角度を算出する骨盤回旋角度算出装置の演算手段を実行するためのプログラムであって、
撮像済みの単純X線正面像を入力するX線画像入力ステップと、
前記単純X線正面像に関して設定された解剖学的ランドマークを取得する解剖学的ランドマーク取得ステップと、
前記解剖学的ランドマークに基づいて骨盤の回旋角度を算出する演算ステップと、を有し、
前記解剖学的ランドマークは、少なくとも涙痕又は閉鎖孔を含むものであり、
前記演算ステップは、前記解剖学的ランドマークの位置関係又は大きさに基づいて骨盤の回旋角度を算出するステップを含む、
骨盤回旋角度算出プログラム。

【請求項10】
骨盤の単純X線正面像から骨盤の臼蓋被覆の3次元的形状を推定する臼蓋被覆3次元形状推定装置の演算手段を実行するためのプログラムであって、
撮像済みの単純X線正面像を入力するX線画像入力ステップと、
前記単純X線正面像に関して設定された骨盤の臼蓋に関する複数の臼蓋ランドマークを取得する臼蓋ランドマーク取得ステップと、
前記単純X線正面像と前記臼蓋ランドマークとから、臼蓋被覆の3次元形状を推定する演算ステップと、を有し、
前記演算ステップは、請求項9の骨盤回旋角度算出プログラムで算出された骨盤の回旋角度を用いて、前記臼蓋被覆の3次元形状を補正する、
臼蓋被覆3次元形状推定プログラム。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 公開
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