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超音波解析装置、超音波解析方法および超音波解析プログラム NEW 外国出願あり

国内特許コード P200016833
整理番号 6229
掲載日 2020年5月11日
出願番号 特願2018-109266
公開番号 特開2019-208971
出願日 平成30年6月7日(2018.6.7)
公開日 令和元年12月12日(2019.12.12)
発明者
  • 喜屋武 弥
  • 黒木 裕士
  • 中川 泰彰
  • 向井 章悟
出願人
  • 古野電気株式会社
  • 国立大学法人京都大学
  • 独立行政法人国立病院機構
発明の名称 超音波解析装置、超音波解析方法および超音波解析プログラム NEW 外国出願あり
発明の概要 【課題】被爆を伴うことなく軟骨下骨の病変を評価するための、超音波解析装置、超音波解析方法および超音波解析プログラムを提供する。
【解決手段】被検体9の内部にある軟骨下骨を含む骨軟骨に向けて超音波を送信し、被検体9の内部から反射されたエコー信号を受信する送受信装置2に接続される超音波解析装置3であって、エコー信号から超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データから軟骨下骨の表面位置を検出する表面位置検出部と、軟骨下骨の表面位置を基準にして、超音波画像データにおいて、解析対象の領域を設定する領域設定部と、領域におけるテクスチャ特徴量を算出する特徴量算出部と、を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

変形性関節症(osteoarthritic: OA)は、軟骨の摩耗が要因となって関節が変形し、関節に炎症や痛みを生じる疾患である。変形性関節症が進行すると、関節本来の滑らかな動きが阻害され可動域も制限される。特に膝関節の軟骨がすり減ると、起立や歩行等の日常動作に支障が生じ、クオリティ・オブ・ライフが著しく低下することから、変形性関節症を簡便に診断する手法が期待されている。

軟骨の状態を解析する装置としては、例えば特許文献1に記載の超音波解析装置がある。特許文献1に記載の超音波解析装置は、膝の表面に当接された超音波プローブから超音波信号を送信し、膝の内部で反射したエコー信号を超音波プローブで受信する。超音波解析装置は、受信したエコー信号から軟骨の状態を解析する。

近年では、変形性関節症を早期に発見するために、軟骨の下層に位置する軟骨下骨の病変を評価する試みがなされている。X線マイクロCT(Micro computed tomography: Micro-CT)装置による測定によると、変形性関節症に伴う軟骨下骨の病変として、骨の微細構造に変化が起こることが知られている。骨の微細構造の変化を表す軟骨下骨のマイクロCTパラメータとしては、例えば、軟骨下骨プレート内の空隙率、軟骨下骨の厚さ、および海綿骨領域の骨密度等がある。超音波プローブによるエコー信号の振幅に基づいて軟骨下骨を評価する技術としては、例えば非特許文献1および2の技術がある。

産業上の利用分野

本発明は、超音波によって被検体の内部を解析する超音波解析装置、超音波解析方法および超音波解析プログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検体の内部にある軟骨下骨を含む骨軟骨に向けて超音波を送信し、前記被検体の内部から反射されたエコー信号を受信する送受信装置に接続される超音波解析装置であって、
前記エコー信号から超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データから前記軟骨下骨の表面位置を検出する表面位置検出部と、
前記軟骨下骨の前記表面位置を基準にして、前記超音波画像データにおいて、解析対象の領域を設定する領域設定部と、
前記領域におけるテクスチャ特徴量を算出する特徴量算出部と、
を備える超音波解析装置。

【請求項2】
前記テクスチャ特徴量が、画像データのテクスチャ解析における、エントロピーおよび相関の少なくともいずれかを含む、請求項1に記載の超音波解析装置。

【請求項3】
前記領域設定部は、前記軟骨下骨の前記表面位置から前記超音波の音軸に沿う方向に、隣り合うように前記領域を複数設定し、
前記特徴量算出部は、複数の前記領域の各々について前記テクスチャ特徴量を算出する、請求項2に記載の超音波解析装置。

【請求項4】
前記領域が、前記軟骨下骨の表層部位に対応する第1の領域と、前記第1の領域よりも深部に位置する第2の領域とを含む、請求項3に記載の超音波解析装置。

【請求項5】
前記方向に沿った前記第1の領域の厚みが、0.3mm~0.45mmの範囲内であり、
前記方向に沿った前記第2の領域の厚みが、0.3mm~0.45mmの範囲内である、請求項4に記載の超音波解析装置。

【請求項6】
前記特徴量算出部が、前記第1の領域について前記エントロピーを算出し、前記第2の領域について前記相関を算出する、請求項4または5に記載の超音波解析装置。

【請求項7】
前記画像データ生成部が、前記軟骨下骨の表面が平坦になるように、前記超音波画像データを再配列する、請求項1から6のいずれかに記載の超音波解析装置。

【請求項8】
前記テクスチャ特徴量を出力する出力部をさらに備える、請求項1から7のいずれかに記載の超音波解析装置。

【請求項9】
被検体の内部にある軟骨下骨を含む骨軟骨に向けて超音波を送信し、前記被検体の内部から反射されたエコー信号を受信するステップと、
前記エコー信号から超音波画像データを生成するステップと、
前記超音波画像データから前記軟骨下骨の表面位置を検出するステップと、
前記軟骨下骨の前記表面位置を基準にして、前記超音波画像データにおいて、解析対象の領域を設定するステップと、
前記領域におけるテクスチャ特徴量を算出するステップと、
を含む、超音波解析方法。

【請求項10】
被検体の内部にある軟骨下骨を含む骨軟骨に向けて超音波を送信し、前記被検体の内部から反射されたエコー信号を受信する送受信装置に接続されるコンピュータに、
前記エコー信号から超音波画像データを生成するステップと、
前記超音波画像データから前記軟骨下骨の表面位置を検出するステップと、
前記軟骨下骨の前記表面位置を基準にして、前記超音波画像データにおいて、解析対象の領域を設定するステップと、
前記領域におけるテクスチャ特徴量を算出するステップと、
を実行させるための、超音波解析プログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018109266thum.jpg
出願権利状態 公開
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