FI126104B - Menetelmä ja järjestelmä luun mineraalitiheyden arvioimiseksi - Google Patents
Menetelmä ja järjestelmä luun mineraalitiheyden arvioimiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI126104B FI126104B FI20105936A FI20105936A FI126104B FI 126104 B FI126104 B FI 126104B FI 20105936 A FI20105936 A FI 20105936A FI 20105936 A FI20105936 A FI 20105936A FI 126104 B FI126104 B FI 126104B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- bone
- patient
- leg
- parameters
- ultrasound
- Prior art date
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims description 105
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims description 50
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 35
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 claims description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 29
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims description 19
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 claims description 18
- 210000002436 femur neck Anatomy 0.000 claims description 16
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 10
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 claims description 7
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000003054 hormonal effect Effects 0.000 claims description 4
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 claims description 4
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 3
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims 24
- 210000002808 connective tissue Anatomy 0.000 claims 2
- 210000000501 femur body Anatomy 0.000 claims 2
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 claims 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 8
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 208000029725 Metabolic bone disease Diseases 0.000 description 2
- 208000023178 Musculoskeletal disease Diseases 0.000 description 2
- 206010049088 Osteopenia Diseases 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 2
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 229940011871 estrogen Drugs 0.000 description 1
- 239000000262 estrogen Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002758 humerus Anatomy 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000009245 menopause Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 210000005132 reproductive cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0875—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of bone
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4504—Bones
- A61B5/4509—Bone density determination
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7246—Details of waveform analysis using correlation, e.g. template matching or determination of similarity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
- A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/5292—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves using additional data, e.g. patient information, image labeling, acquisition parameters
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
- G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/505—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of bone
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0858—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving measuring tissue layers, e.g. skin, interfaces
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
MENETELMÄ JA JÄRJESTELMÄ LUUN MINERAALITIHEYDEN
ARVIOIMISEKSI
Keksintö liittyy menetelmään ja järjestelmään potilaan luuhun, kuten reisiluun yläpäähän, kaulaan ja/tai lannerankaan, liittyvän mineraalitiheyden arvioimiseksi.
TEKNIIKAN TASO
Tuki- ja liikuntaelinsairaudet (TULE-sairaudet) aiheuttavat eniten sairastavuutta ja ovat yleisin syy pitkään jatkuvaan kipuun ja toimintakyvyttömyyteen kaikkialla maailmassa. Osteoporoosi eli luukatosairaus on räjähdysmäisesti lisääntyvä TULE-kansansairaus. Eräiden ennusteiden mukaan murtumien määrien arvellaan edelleen lisääntyvän, mikä aiheuttaa entisestään kasvavia kustannuksia yhteiskunnalle.
Suurin osa osteoporoosipotilaista tunnistetaan vasta useamman matalaenergisen luunmurtuman jälkeen. Tekniikan tasosta tunnetaan joitakin menetelmiä luun mineraalitiheyden tai osteoporoosin diagnosoimiseksi, kuten esimerkiksi sentraalinen kaksienerginen röntgenmittaus (DXA), joka on nk. kultainen standardi osteoporoosin diagnosoimisessa. Kliinisesti tällä mittaustekniikalla voidaan määritetyistä luun mineraalitiheysarvoista (BMD) reisiluun kaulassa tai lannerangassa diagnosoida osteoporoosi. Käytännössä määrittely tapahtuu vertaamalla potilaasta määritettyä tulosta nuorien naisien normaaliarvoihin. Jos määritetty tulos on 1 - 2,5 normaali-hajontaa alle keskiarvon niin potilaalla on osteopenia. Jos tulos on yli 2,5 normaa-lihajontaa alle keskiarvon niin potilaalla diagnosoidaan osteoporoosi.
Tekniikan tason ratkaisuihin liittyy kuitenkin joitakin ongelmia. Ensinnäkin tällaiseen määrittelyyn soveltuvia röntgenlaitteita on varsin rajoitetusti ja toisaalta laitteet ovat kalliita (tyypillisesti luokkaa n. 50 000 - 100 000 €, joten ne eivät sovellu perusterveydenhuoltoon). Lisäksi laitteisto on suurikokoinen ja vaatii oman huoneen ja röntgensäteilyn takia niillä tehdyt mittaukset aiheuttavat aina säteilyannosta potilaalle ja varsinkin mitattaessa reisiluun yläosaa säteilyannos kohdistuu hyvin lähelle herkkiä sisäelimiä ja sukusoluja. Röntgentekniikan käyttö vaatii myös laitteiston käyttäjältä perehtyneisyyttä ja kouluttautumista ionisoivan säteilylähteen käyttöön ja lisää myös tämän säteilyannosta. Näiden vuoksi DXA-menetelmän käyttö osteoporoosin riskiryhmien laajamittaiseen seulontaan perusterveydenhuollon tasolla on haasteellista ja osin jopa mahdotonta.
Tekniikan tasosta tunnetaan myös ääreiskohtien (esimerkiksi kantapää) mittaamiseen soveltuvia DXA- (pDXA, perifeerinen DXA) ja ultraäänitekniikoita, jotka ovat potentiaalisia menetelmiä perusterveydenhuollon tasolle. Näiden laitteiden antama ennuste esimerkiksi reisiluun yläpään mineraalitiheydelle on kuitenkin heikko tai korkeintaan kohtalainen (r = 0,2 - 0,6) ja siksi tekniikoita ei voida käyttää kovin luotettavasti osteoporoosin diagnosoimisessa (osteoporoosin käypähoitosuositus). Onkin arvioitu että noin 40 - 60% potilaista, jotka mitataan näillä nykyisillä tekniikoilla, joudutaan lähettämään sentraaliseen DXA-tutki m ukseen osteoporoosidiag-noosin varmistamiseksi.
YHTEENVETO
Keksinnön eräänä tavoitteena on poistaa tekniikan tasoon liittyviä epäkohtia. Keksintö pyrkii erään suoritusmuodon mukaan parantamaan reisiluun yläpäähän, kaulaan ja/tai lannerankaan liittyvän mineraalitiheyden ennustusta ja samalla poistamaan tai minimoimaan potilaaseen kohdistuva säteilyannos. Lisäksi keksinnön tavoitteena on tuottaa parametri, jonka avulla potilaan luun murtumatödennököisyys voitaisiin ennustaa.
Keksinnön eräät tavoitteet saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty menetelmää koskevassa patenttivaatimuksessa 1. Lisäksi keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty järjestelmää koskevassa patenttivaatimuksessa 9. Keksinnön mukaiselle tietokoneohjelmatuotteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty tietokoneohjelmatuotetta koskevassa patenttivaatimuksessa 15.
Keksinnössä määritetään estimaatti potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mineraalitiheydelle, missä mainittu ensimmäinen luu liittyy erityisesti reisiluun yläpäähän, kaulaan ja/tai lannerankaan. Erään suoritusmuodon mukaan ensimmäisen luun mineraalitiheyden estimaatin määrittämiseksi määritetään ensimmäinen parametri, joka liittyy potilaan jotakin toista luuta kuin ensimmäistä luuta kohden laukaistun mittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaiku-tettua mainitun toisen luun kanssa. Toinen luu voi olla esimerkiksi kantaluu, sääriluu, sormi, ja/tai kyynärluu. Nämä ovat huomattavasti helpompia ja tarkempia mitata kuin esimerkiksi reisiluun yläpään alue, koska reisiluun yläpään alueella on tyypillisesti mittausta häiritseviä ja virheellisille tuloksille altistavia pehmeitä kudoksia mitattavan kohteen päällä. Lisäksi reisiluun yläpään geometria asettaa haasteita mittaukselle.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan käytettävä mittaussignaali on ultraää-nisignaali, joka laukaistaan esimerkiksi jollakin tekniikan tasosta tunnetulla ultra-äänilähettimellä. Erään toisen suoritusmuodon mukaan toista luuta kohden laukaistu mittaussignaali voi käsittää röntgensäteilyä. On kuitenkin huomattava, että vaikka käytetty säteily olisi sinänsä ionisoivaa röntgensäteilyä, niin laukaistaessa se jotakin edellä mainittua toista luuta kohden, ei potilaan saama haitallinen säteilyannos ole kovin merkittävä, sillä näillä alueilla ei ole anatomisesti herkkiä elimiä, päinvastoin kuin esimerkiksi reisiluun yläpään alueella.
Mainittu mittaussignaalin ominaisuuden muutos liittyy edullisesti esimerkiksi röntgensäteilyn vaimenemiseen tai läpäisyyn, tai ultraäänen vaimenemiseen, nopeuden muutokseen, läpäisyyn, heijastumiseen ja/tai sirontaan mittaussignaalin vaikuttaessa mainitun toisen luun kanssa. Ominaisuuden muutos voi olla myös aikaviive, joka havaitaan, kun mittaussignaali vuorovaikuttaa mainitun toisen luun kanssa verrattuna tilanteeseen, missä mittaussignaali ei vuorovaikuta toisen luun kanssa. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainituista mittaussignaalin ominaisuuksien muutoksista voidaan määrittää esimerkiksi koko luun paksuus, kuten esimerkiksi kantaluun paksuus, tai esimerkiksi kyynärvarren tai sääriluun kuorikerroksen paksuus. On huomattava, että esimerkiksi kortikaaliluun paksuus sääriluussa ennustaa vain kohtalaisesti esimerkiksi reisiluun kaulan mineraalitiheyttä verrattaessa esimerkiksi DXA-tekniikalla määritettyyn reisiluun kaulan mineraaliti-heyteen.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan mineraalitiheyden estimaatin määrittämiseksi määritetään myös toisten parametrien joukko, missä mainittu toisten parametrien joukko käsittää mainitun potilaan iän ja painon. Potilaan ikä ja paino sinänsä ovat heikohkoja tai kohtalaisia reisiluun yläpäähän liittyvien kohteiden mineraalitiheyksien ennustajia, mutta nyt on huomattu, että tiettyjen parametrien kombinaatiolla saadaan erittäin hyvä korrelaatio reisiluun yläpäähän liittyvien kohteiden (esimerkiksi kaula) mineraalitiheydelle. Tällaiset parametrit käsittävät keksinnön erään suoritusmuodon mukaan ainakin seuraavan: - parametrin liittyen mittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaikutettua mainitun toisen luun kanssa tai siitä johdettuun johonkin toiseen parametriin, kuten kortikaaliluun paksuuteen, ja - potilaan iän ja painon
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan estimaatti mainitun potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mineraalitiheydelle määritetäänkin käyttäen mainittuja ensimmäisiä ja toisia parametreja.
Erityisesti keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainittu ensimmäinen parametri liittyy kortikaaliluun paksuuteen mitattuna sen yhdestä tai useammasta kohdasta, esimerkiksi ylä-, keski- ja/tai alapäästä. Edullisimmin kortikaaliluun paksuus määritetään käyttämällä ultraäänitekniikkaa. Erään toisen suoritusmuodon mukaan kortikaaliluun paksuus voidaan määrittää myös röntgentekniikkaan perustuvan menetelmän avulla.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mineraalitiheyden estimaatin määrityksessä käytetään lisäksi kolmansien parametrien joukkoa, joka käsittää ainakin yhden seuraavista: potilaan pituus, painoindeksi, hormonaalinen status (kuten esimerkiksi montako vuotta menopaussista on aikaa, estrogeenitaso), reisiluun geometrinen parametri (esimerkiksi poikkipinta-ala tai halkaisija) ainakin yhdestä kohtaa, esimerkiksi reisiluun varresta ja/tai kaulasta mitattuna, ja potilaan käden puristusvoima. Erään suoritusmuodon mukaan kolmas parametri voi käsittää (joko edellisten lisäksi tai yksistään) mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ult-raäänisignaalin ominaisuuden muutoksen mainitun ultraäänisignaalin vuorovaiku-tettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetyn AlB-parametrin (dB) (Apparent Integrated Backscatter). Keksijät ovat nimittäin nyt huomanneet, että mikä tahansa mainituista kolmansien parametrien joukon parametreista ennustaa yksistään parhaimmillaankin vain kohtalaisesti reisiluun yläpään alueeseen liittyvän luun mineraalitiheyttä, mutta yhdistettäessä nämä heikosti tai kohtalaisesti reisiluun yläpään kohteiden mineraalitiheyttä ennustavat parametrit edellä mainittujen ensimmäisten ja/tai toisten parametrien kanssa saadaan edullisimmin hyvin voimakas ennuste reisiluun yläpään luiden mineraalitiheydelle.
On huomattava, että pehmytkudoksen koostumus ja määrä voi aiheuttaa jopa yli 100% virheen pehmytkudos-luu -kokonaisuuden pulssi-kaikumittauksessa mitattaessa ultraäänen takaisinsironnan voimakkuutta (dB) reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta (saadaan nk. AlB-parametri [dB]). Erään suoritusmuodon mukaan pehmytkudoksen vaikutus mittaukseen voidaan korjata esimerkiksi DFUS-tekniikalla (Dual Frequency Ultrasound, monitaajuusmittaus, jossa käytetään esimerkiksi 2.25 MFIz:n ja 5.0 MFIz:n taajuuksia) ja/tai ottamalla huomioon luun kuorikerroksessa aiheutuva vaimeneminen. Ultraäänen vaimeneminen rasva- ja lihaskudoksessa on taajuudesta riippuva ominaisuus, jolloin näiden kahden heijastuskertoi- men (luun pinnasta kahdella eri taajuudella määritetyt) ja aikasignaalin avulla voidaan rasvan ja lihaksen määrät luun päällä olevasta pehmytkudoksesta laskea, ja siten määrittää pehmytkudoksen kokonaispaksuus. Pehmytkudoksen vaikutus voidaan määrittää esimerkiksi, kun luusta heijastuneen tai sironneen ultraäänisig-naalin ominaisuuksia verrattaan esimerkiksi vesi-metalli -rajapinnasta heijastuneen signaalin ominaisuuksiin.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan mineraalitiheyden estimaatti muodostetaan yhdistämällä edellä mainitut parametrit (ainakin ensimmäinen parametri ja toisten parametrien joukko tai mahdollisesti lisäksi myös ainakin yksi parametri kolmansien parametrien joukosta) esimerkiksi regressioanalyysin avulla, kuten esimerkiksi lineaariregression avulla.
Lisäksi erään suoritusmuodon mukaan potilaan osteoporoosin astetta kuvaava parametri voidaan määrittää käyttämällä potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvää mineraalitiheyden estimaattia ja vertaamalla mainittua mineraalitiheyden estimaattia normaalina pidettyihin vertailuarvoihin. Esimerkiksi mikäli määritetty tulos on 1 -2,5 normaalihajontaa alle keskiarvon niin potilaalla on osteopenia, ja mikäli tulos on yli 2,5 normaalihajontaa alle keskiarvon niin potilaalla diagnosoidaan osteoporoosi.
Keksintö tarjoaa selkeitä etuja suhteessa aiemmin tunnettuun. Esimerkiksi mineraalitiheyden arviointi ja edelleen osteoporoosidiagnoosi voidaan tehdä terveyskeskuksissa eikä potilasta tarvitse lähettää keskussairaaloihin. Lisäksi kun kaikki terveyskeskuksissa asioivat osteoporoosin riskiryhmään kuuluvat potilaat voidaan mitata, voidaan myös lääkitys aloittaa sellaisilla potilailla, joilla siihen on tarvetta ja siten ehkäistä tai ainakin hidastaa osteoporoosin etenemistä. Tällöin myös luun murtumisista aiheutuvat kustannukset saadaan minimoitua. Vielä lisäksi keksinnön avulla saadaan potilaalle aiheutuva ionisoivan säteilyn säteilyannos minimoitua ja kohdennettua sellaisille alueille, missä ei ole herkkiä sisäelimiä tai sukusoluja. Lisäksi käyttämällä keksinnön ennustamaa reisiluun kaulan mineraalitiheyttä ilmaisevaa parametria esimerkiksi murtumatodennäköisyyttä arvioivassa laskentaohjelmassa, voidaan potilaan luun murtumatodennäköisyys määrittää esimerkiksi seuraavalle 10 vuodelle perusterveydenhuoltoon soveltuvia mittaustekniikoita käyttäen, mutta silti riittävän luotettavasti ja pienin kustannuksin, ja edelleen aloittaa mahdollinen ennaltaehkäisevä toiminta tai hoito.
KUVIEN SELITYS
Seuraavassa osiossa selostetaan keksinnön edullisia suoritusmuotoja hieman tarkemmin viitaten oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää erästä esimerkinomaista menetelmää luun mineraalitiheyden arvioimiseksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti, kuva 2a esittää potilaan kortikaaliluun paksuuksien (distaalinen ja proximaali-nen pää), iän ja painon ennustuksen voimakkuutta potilaan reisiluun kaulan mineraalitiheydelle keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti määritettynä, kuva 2b esittää kaikkien määritettyjen parametrien kombinaation ennustuksen voimakkuutta reisiluun kaulan mineraalitiheydelle keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti määritettynä, ja kuva 3 esittää erästä esimerkinomaista järjestelmää luun mineraalitiheyden arvioimiseksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti,
KUVIEN YKSITYISKOHTAINEN SELITYS
Kuva 1 esittää erästä esimerkinomaista menetelmää 100 potilaan ensimmäisen luun mineraalitiheyden arvioimiseksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti, missä ensimmäinen luu liittyy esimerkiksi reisiluun yläpäähän, kaulaan ja/tai lannerankaan. Vaiheessa 102 määrittään ensimmäinen parametri, joka liittyy potilaan jotakin toista luuta kuin ensimmäistä luuta kohden laukaistun mittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaikutettua mainitun toisen luun kanssa. Mainittu ensimmäinen parametri voi kuvata esimerkiksi mittaussignaalin ominaisuuden muutoksen suuruutta, kuten esimerkiksi ultraäänen vaimenemisen suuruutta, nopeuden muutoksen voimakkuutta, tai heijastumisen tai sironnan suuruutta tai intensiteetin muutoksen suuruutta tai luusta heijastuneiden signaalien aikaeroa, erityisesti mittaussignaalin suunnassa luun ensimmäisestä ja toisesta pinnasta heijastuneiden signaalien aikaeroa. Ensimmäinen parametri voi myös olla mittaussignaalin mitattujen ominaisuuksien avulla määritetty uusi suure, kuten esimerkiksi toisen luun paksuus, tai kyynärvarren tai säären kortikaaliluun paksuus mitattuna yhdestä tai useammasta kohtaa.
Vaiheessa 104 määritetään toisten parametrien joukko, erityisesti potilaan ikä ja paino.
Vaiheessa 106 voidaan lisäksi määrittää kolmansien parametrien joukko käsittäen ainakin yhden seuraavista: potilaan pituus, painoindeksi, reisiluun geometrinen parametri (esimerkiksi poikkipinta-ala tai halkaisija) esimerkiksi reisiluun varresta ja/tai kaulasta, ja potilaan käden puristusvoima. Erään suoritusmuodon mukaan kolmansien parametrien joukko voi käsittää (joko edellisten lisäksi tai yksistään) mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ultraäänisignaalin ominaisuuden muutoksen mainitun ultraäänisignaalin vuorovaikutettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetyn AlB-parametrin (dB). On kuitenkin huomattava, että vaihe 106 on valinnainen. Lisäksi vaiheessa 108 voidaan suorittaa mahdollisia para-metrikorjauksia, kuten esimerkiksi ultraäänisignaalin ominaisuuden muutoksen korjaus tai DFUS-korjaus ultraäänen takaisinsironnan voimakkuuden (dB) mittaukseen reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta mitattuna. Parametrikorjaukset voivat liittyä esimerkiksi pehmytkudoksen koostumuksen tai määrän aiheuttamiin virheisiin. Myös vaihe 108 on valinnainen.
Vaiheessa 110 muodostetaan estimaatti potilaan ensimmäisen luun mineraaliti-heydelle yhdistämällä edellä määritetyt parametrit (ainakin ensimmäinen parametri ja toisten parametrien joukko tai mahdollisesti lisäksi myös kolmansien parametrien joukko). Yhdistäminen voidaan suorittaa esimerkiksi regression avulla, kuten esimerkiksi lineaariregression avulla (ks. kuvat 2a ja 2b).
Mineraalitiheyden estimaatin avulla voidaan lisäksi määrittää potilaan osteoporoosin astetta kuvaava parametri sekä murtumariskiä ennustava parametri (esimerkiksi murtumatodennäköisyys) vaiheessa 112 esimerkiksi vertaamalla mainittua mineraalitiheyden estimaattia normaalina pidettyihin vertailuarvoihin.
Keksinnön erään esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaan kortikaaliluun paksuudet sääriluun ala- ja yläosasta (CTh_ds ja CTh_pr) ja ultraäänen takaisinsironta reisiluunkaulasta (AIB) määritettiin pulssi-kaikukuvauksella (ks. ao. taulukko 1). AIB määritettiin 25 naiselle ja AIB korjattiin luun päällä olevan pehmytkudoksen aiheuttamalla vaimenemisella DFUS-tekniikalla. Muut parametrit määritettiin 29:lle naiselle.
Taulukko 1
Lisäksi, kuten taulukosta 2 nähdään, reisiluun kaulasta mitattu ultraäänen takaisinsironta (AIB), sääriluusta mitatut kortikaaliluun paksuudet (distaalisesta, CTh_ds, ja proximaalisesta, CTh_pr, päästä) ja potilaasta saatavat lähtötiedot (ikä, paino, pituus ja painoindeksi (BMI)) ennustavat (lineaarinen korrelaatiokerroin, ή yksistään vain heikosti tai kohtuullisesti DXA-tekniikalla määritettyä reisiluun kaulan mineraalitiheyttä (BMD).
Taulukko 2
Keksinnön ainakin yhdessä suoritusmuodossa käytettävistä parametreista voidaan muodostaa esimerkiksi lineaariregressiotekniikalla vahva ennustaja luun mineraali-tiheydelle. Suoritusmuodossa, jossa käytetään vain kortikaaliluun paksuuksia, ikää ja painoa, saadaan seuraava esimerkinomainen estimaatti reisiluun kaulan mine-raalitiheydelle (r= 0,87, n = 29, kuva 2a): BMD_estimaatti_
.pr
Suoritusmuodossa, jossa käytetään kaikkia määritettyjä parametreja, saadaan seuraava esimerkinomainen mineraalitiheyden estimaatti (r = 0,90, n = 25, kuva 2b):
On kuitenkin huomattava, että edellä esitettyjen estimaattien parametrien kertoimet voivat vaihdella eri suoritusmuodoissa esimerkiksi käytetyn mittausaineiston mukaan.
Kuva 2a esittää potilaan kortikaaliluun paksuuksien (distaalinen ja proximaalinen pää), iän ja painon ennustuksen voimakkuutta potilaan reisiluun kaulan mineraali-tiheydelle
i, ja kuva 2b esittää kaikkien määritettyjen parametrien kombinaation (yhdistettynä lineaariregressio-tekniikalla) ennustuksen voimakkuutta reisiluun kaulan mineraalitiheydelle (r= 0,90, n = 25) keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti määritettynä.
Kuva 3 esittää erästä esimerkinomaista järjestelmää 300 luun mineraalitiheyden arvioimiseksi keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti, missä järjestelmä 300 käsittää mittaussignaalin lähetysvälineet 302 mittaussignaalin lähettämiseksi potilaan toista luuta 301 (kuin ensimmäistä luuta) kohden sekä mittaussignaalin vastaanotinvälineet 304 mainitun toisen luun 301 kanssa vuorovaikuttaneen mittaussignaalin vastaanottamiseksi. Vuorovaikuttanut signaali voi olla esimerkiksi ultraäänisignaali ja sen mitattava ominaisuus esimerkiksi joko heijastus, sironta (esimerkiksi intensiteetti tai kulma), nopeuden muutos tai vaimeneminen. Vaihtoehtoisesti vuorovaikuttanut signaali voi olla esimerkiksi röntgensäde ja sen mitattava ominaisuus esimerkiksi joko läpäisy tai vaimeneminen.
On huomattava, että vastaanotinvälineet 304 voidaan erään suoritusmuotojen mukaisesti sijoittaa mittausgeometrian eri kohtiin. Esimerkiksi määritettäessä mitattavan kohteen läpi mennyttä mittaussignaalia (esimerkiksi mittaussignaalin vaimenemista määritettäessä), vastaanotinväline 304 sijoitetaan edullisesti vastakkaiselle puolelle mitattavaa kohdetta kuin lähetinväline 302. Vastaavasti mitattaessa mittaussignaalin heijastumista tai takaisinsirontaa mitattavasta kohteesta, vastaanotinväline 304 sijoitetaan edullisesti lähetinvälineen kanssa 302 samalla puolelle mitattavaan kohteeseen nähden. Lisäksi on huomattava, että keksinnön erään suoritusmuodon mukaan lähetinväline 302 voi olla samalla myös vastaanotinväline 304, jolloin lähetin/vastaanotinväline 302/304 voi käsittää esimerkiksi fyysisesti saman kiteen, joka ensiksi synnyttää ultraäänisignaalin ja sen jälkeen vastaanottaa mainitun ultraäänisignaalin tämän vuorovaikutettua mitattavan kohteen kanssa. Lähetys- ja vastaanotinvälineisiin 302, 304 voi liittyä myös näiden ohjauselektro-niikkaa 302a, 304a. Erityisesti ohjauselektroniikka on erään suoritusmuodon mukaan sovitettu ohjaamaan lähetintä 302 ja vastaanotinta 304 niin, että lähettimen lähetystoiminta keskeytetään vastaanottimen vastaanottotoiminnan ajaksi häiriöiden minimoimiseksi, erityisesti suoritusmuodossa, missä samalla kiteellä tuotetaan ultraäänisignaali ja vastaanotetaan kohteesta heijastunut signaali. Lisäksi järjestelmä käsittää edullisesti välineet 306 mainittujen toisten parametrien syöttämiseksi järjestelmään, kuten esimerkiksi näppäimistö tai graafinen tiedonsyöttötyökalu. Lisäksi ainakin osa mainituista kolmansista parametreista (potilaan pituus, painoindeksi, hormonaalinen status, reisiluun geometrinen parametri (kuten poikkipinta-ala tai halkaisija) reisiluun varresta ja/tai kaulasta, ja potilaan käden puristusvoima) voidaan syöttää myös välineiden 306 avulla järjestelmään. Lisäksi myös mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ultraäänisignaalin ominaisuuden muutosta kuvaava parametri mainitun ultraäänisignaalin vuorovaikutettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetty AlB-parametrin (dB), voidaan syöttää järjestelmään välineiden 306 avulla. Järjestelmä käsittää edullisesti myös ohjausvälineet 308 mainittujen mittaussignaalin lähetysvälineiden ja vastaanotinvälineiden ohjaamiseksi, kuten esimerkiksi ultraäänilähettimen 302 ja -vastaanottimen 304 tai röntgensäteilylähteen 302 ja -vastaanottimen 304 toiminnan ohjaamiseksi, kuten esimerkiksi lähetinvälineiden lähetyksen ja vastaanotinvälineiden toiminnan ajoittamiseksi. Ohjausvälineet 308 voivat edullisesti ohjata lähetinvälineiden 302 ja/tai vastaanotinvälineiden 304 toimintaa näiden ohjauselektroniikan 302a, 304a välityksellä. Järjestelmä käsittää myös prosessointivälineet 310, jotka on sovitettu määrittämään estimaatti potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mineraalitiheydelle käyttäen ainakin mainittuja ensimmäisiä ja toisia parametreja. Erään suoritusmuodon mukaan prosessointivälineet 310 voi olla sovitettu käyttämään myös ainakin yhtä kolmansista parametreista estimaatin määrittämisessä. Estimaatti muodostetaan edullisesti jonkin regressiotekniikan avulla, kuten esimerkiksi lineaariregression avulla.
Erään suoritusmuodon mukaan prosessointivälineet 310 on sovitettu määrittämään ensimmäinen parametri, joka liittyy mainitun potilaan jotakin toista luuta kuin ensimmäistä luuta kohden laukaistun mittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaikutettua mainitun toisen luun kanssa. Erään suoritusmuodon mukaan prosessointivälineet 310 on sovitettu määrittämään mittaussignaalin ominaisuuden muutoksesta jokin muu parametri tai suure, kuten esimerkiksi säärestä tai kyynärvarresta kortikaaliluun paksuus sen yhdestä tai useammasta kohdasta ja käyttämään tätä mainittuna ensimmäisenä parametrina.
Lisäksi järjestelmän prosessointivälineet 310 voi erään suoritusmuodon mukaan olla sovitettu suorittamaan parametrien korjaus, kuten esimerkiksi ultraäänisignaalin ominaisuuden muutoksen korjaus signaalin vuorovaikutettua mitattavan kohteen kanssa tai ultraäänen takaisinsironnan voimakkuuden (dB) korjaus reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta pehmytkudoksen vaikutuksella. Korjaus voi perustua esimerkiksi DFUS-tekniikkaan ja/tai luun kuorikerroksessa aiheutuvan vaimenemisen huomioimiseen.
Vielä lisäksi järjestelmän prosessointivälineet 310 voi erään suoritusmuodon mukaan olla sovitettu määrittämään potilaan osteoporoosin astetta kuvaava parametri käyttäen potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvää mineraalitiheyden estimaattia ja vertaamalla mainittua mineraalitiheyden estimaattia normaalina pidettyihin vertailuarvoihin muualla tässä dokumentissa kuvatulla tavalla.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan järjestelmä voi käsittää myös välineet 312 reisiluun geometrisen parametrin (kuten poikkipinta-alan tai halkaisijan) määrittämiseksi reisiluun varresta ja/tai kaulasta yhtenä kolmantena parametrina, kuten esimerkiksi ultraäänilähetin/vastaanotinvälineet ja ohjelmiston vastaanotetun ultraäänisignaalin tulkitsemiseksi ja pinta-alan laskemiseksi, sekä välineet 314 mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ultraäänisignaalin ominaisuuden muutoksen määrittämiseksi mainitun ultraäänisignaalin vuorovaikutettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetyn AlB-parametrin (dB) määrittämiseksi, ja välineet 316 potilaan käden puristusvoiman määrittämiseksi ja mainitun tiedon käyttämiseksi yhtenä kolmansista parametreista.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan ainakin osa järjestelmän välineistä ja erityisesti sen prosessointivälineiden 310 toiminnallisuuksista voidaan toteuttaa ohjelmallisesti esimerkiksi järjestelmän tietojenkäsittelyprosessorissa ajettavan tie-tokoneohjelmatuotteen avulla. Lisäksi erään suoritusmuodon mukaan mainittu tietokoneohjelma voidaan sovittaa määrittämään arvio todennäköisyydestä luun murtumille esimerkiksi seuraavan 10-vuoden aikana, jolloin esimerkiksi osteoporoosin hoitomääräykset voidaan määrittää helposti, nopeasti ja tarkasti ilman kallista eril-lismittausta esimerkiksi DXA-laitteistolla.
Tietokoneohjelmistoon voidaan erään suoritusmuodon mukaan syöttää esimerkiksi yksinkertaisia vastauksia (kyllä tai ei) joihinkin murtumariskitekijöitä kuvaaviin kysymyksiin, jonka jälkeen ohjelmisto on sovitettu määrittämään todennäköisyys murtumalle ja erään suoritusmuodon mukaan antamaan suositus hoidolle, kuten esimerkiksi ”ei lääkitystä” tai ”mittaa mineraalitiheys” tai ”lääkitse”.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan tietokoneohjelmatuote potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvän mineraalitiheyden arvioimiseksi, missä mainittu ensimmäinen luu liittyy reisiluun yläpäähän, kaulaan ja/tai lannerankaan, on sovitettu: määrittämään ensimmäinen parametri, joka liittyy mainitun potilaan jotakin toista luuta kuin ensimmäistä luuta kohden laukaistun mittaussignaalin ominai- suuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaikutettua mainitun toisen luun kanssa, määrittämään toisten parametrien joukko, missä mainittu toisten parametrien joukko käsittää mainitun potilaan iän ja painon, ja määrittämään estimaatti mainitun potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mi-neraalitiheydelle käyttäen mainittuja ensimmäisiä ja toisia parametreja, kun mainittu tietokoneohjelmatuote ajetaan tietojenkäsittelyprosessorilla
Lisäksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaan tietokoneohjelmatuote voidaan sovittaa määrittämään estimaatti käyttämällä lisäksi kolmansien parametrien joukkoa, joka käsittää ainakin yhden seuraavista: potilaan pituus, painoindeksi, reisiluun geometrinen parametri, kuten esimerkiksi poikkipinta-ala tai halkaisija esimerkiksi reisiluun varresta ja/tai kaulasta, mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ultraäänisignaalin ominaisuuden muutos mainitun ultraäänisignaalin vuorovaikutettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetty AlB-parametri (dB), ja potilaan käden puristusvoima.
Edellä on esitetty vain eräitä keksinnön mukaisen ratkaisun suoritusmuotoja. Keksinnön mukaista periaatetta voidaan luonnollisesti muunnella patenttivaatimusten määrittelemän suoja-alueen puitteissa esimerkiksi toteutuksen yksityiskohtien sekä käyttöalueiden osalta.
Claims (16)
1. Menetelmä (100) potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvän mineraalitiheyden arvioimiseksi, missä mainittu ensimmäinen luu on reisiluun yläpää, reisiluun kaula ja/tai lanneranka, tunnettu siitä, että menetelmässä: - määritetään (102) pulssi-kaikumenetelmällä ensimmäisten parametrien joukko, joka liittyy mainitun potilaan putkiluun kortikaaliluuta (301) kohden laukaistun ultraäänimittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaikutettua mainitun putkiluun kortikaaliluun kanssa, missä mainittu ensimmäisten parametrien joukko käsittää putkiluun kortikaaliluun paksuuden mittaussuunnaltaan oleellisesti kohtisuorassa suunnassa luuta vasten mitattuna, ja missä mainittu putkiluun kortikaaliluu on jokin toinen luu (301) kuin mainittu ensimmäinen luu, - määritetään (104) toisten parametrien joukko, missä mainittu toisten parametrien joukko käsittää mainitun potilaan iän ja painon, ja - määritetään (110) estimaatti mainitun potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mineraalitiheydelle käyttäen mainittuja ensimmäistä parametrien joukkoa ja toisia parametreja.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, missä mainittu mittaussignaali on ultraäänisignaali, ja missä mainittu mittaussignaalin ominaisuuden muutos on ultraäänen heijastuminen, ja erityisesti heijastuminen putkiluun kortikaaliluun ensimmäisestä ja toisesta reunasta.
3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, missä mainittu putkiluu (301) käsittää ainakin yhden seuraavista: sääriluu, sormi ja/tai kyynärluu.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, missä ensimmäisten parametrien joukko liittyy kortikaaliluun paksuuteen esimerkiksi säärestä tai kyynärvarresta sen yhdestä, edullisimmin useammasta kohdasta.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, missä estimaatin määrityksessä käytetään (106) lisäksi kolmansien parametrien joukkoa, joka käsittää ainakin yhden seuraavista: potilaan pituus, painoindeksi, hormonaalinen status, reisiluun geometrinen parametri, kuten esimerkiksi poikkipinta-ala tai halkaisija esimerkiksi reisiluun varresta ja/tai kaulasta, mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ultraäänisignaalin ominaisuuden muutos mainitun ultraäänisignaalin vuorovaikutettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetty AIB-parametri (dB), ja potilaan käden puristusvoima.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, missä estimaatti muodostetaan yhdistämällä mainitut parametrit esimerkiksi regressioanalyysin avulla, kuten lineaariregression avulla.
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, missä ultraäänisignaalin ominaisuuden muutos, kuten ultraäänen takaisinsironnan voimakkuus (dB) reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta, korjataan pehmytkudoksen vaikutuksella esimerkiksi DFUS-tekniikalla ja/tai luun kuorikerroksessa aiheutuvalla vaimenemisella.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, missä määritetään potilaan osteoporoosin astetta kuvaava parametri käyttäen potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvää mineraalitiheyden estimaattia ja vertaamalla mainittua mineraalitiheyden estimaattia normaalina pidettyihin vertailuarvoihin.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, missä ensimmäiseen luuhun liittyvän mineraalitiheyden avulla määritetään estimaatti potilaan luun murtumatodennäköisyyden ennustamiseksi.
10. Järjestelmä (300) potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvän mineraalitiheyden arvioimiseksi, missä mainittu ensimmäinen luu on reisiluun yläpää, reisiluun kaula ja/tai lanneranka, tunnettu siitä, että järjestelmä on sovitettu: - lähettämään (302) pulssi-kaikumenetelmällä ultraäänimittaussignaali potilaan putkiluun kortikaaliluuta (301) kohden sekä vastaanottamaan mainittu putkiluun kortikaaliluun kanssa vuorovaikuttanut ultraäänimittaussignaali, missä mainittu putkiluun kortikaaliluu on jokin toinen luu kuin mainittu ensimmäinen luu, - määrittämään (310) ensimmäisten parametrien joukko, joka liittyy mainitun ultraäänimittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuo-rovaikutettua mainitun putkiluun kortikaaliluun kanssa ja missä mainittu ensimmäisten parametrien joukko käsittää putkiluun kortikaaliluun paksuuden mittaussuunnaltaan oleellisesti kohtisuorassa suunnassa luuta vasten mitattuna, ja, - vastaanottamaan (306) toisten parametrien joukko, missä mainittu toisten parametrien joukko käsittää mainitun potilaan iän ja painon, ja - määrittämään (310) estimaatti mainitun potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mineraalitiheydelle käyttäen mainittuja ensimmäistä parametrien joukkoa ja toisia parametreja.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, missä järjestelmä käsittää ult-raäänilähettimen ja -vastaanottimen (302) ultraäänimittaussignaalin generoimiseksi, lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi pulssi-kaikumenetelmällä, ja missä mainittu mittaussignaalin ominaisuuden muutos on ultraäänen heijastuminen, ja erityisesti heijastuminen putkiluun kortikaaliluun ensimmäisestä ja toisesta reunasta.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 10-11 mukainen järjestelmä, missä järjestelmä on sovitettu määrittämään (310) kortikaaliluun paksuus sen yhdestä, edullisimmin useammasta kohdasta mainitun ensimmäisten parametrien joukon ominaisuuden muutoksen avulla.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen järjestelmä, missä järjestelmä on sovitettu määrittämään (310) estimaatti käyttämällä lisäksi kolmansien parametrien joukkoa, joka käsittää ainakin yhden seuraavista: potilaan pituus, painoindeksi, reisiluun geometrinen parametri, kuten esimerkiksi poikkipinta-ala tai halkaisija esimerkiksi reisiluun varresta ja/tai kaulasta, mainittua ensimmäistä luuta kohden laukaistun ultraäänisignaalin ominaisuuden muutos mainitun ultraäänisignaalin vuorovaikutettua mainitun ensimmäisen luun kanssa, kuten esimerkiksi ultraäänen takaisinsironnasta reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta määritetty AlB-parametri (dB), ja potilaan käden puristusvoima.
14. Jonkin patenttivaatimuksen 10-13 mukainen järjestelmä, missä järjestelmä on sovitettu muodostamaan (310) estimaatti yhdistämällä mainitut parametrit esimerkiksi regressioanalyysin avulla, kuten lineaariregression avulla.
15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, missä järjestelmä on sovitettu korjaamaan (310) ultraäänisignaalin ominaisuuden muutos, kuten ultraäänen takaisinsironnan voimakkuus (dB) reisiluun yläpäästä ja/tai kaulasta pehmytkudoksen vaikutuksella esimerkiksi DFUS-tekniikalla ja/tai luun kuorikerroksessa aiheutuvalla vaimenemisella.
16. Tietokoneohjelmatuote potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvän mineraaliti-heyden arvioimiseksi, missä mainittu ensimmäinen luu on reisiluun yläpää, reisiluun kaula ja/tai lanneranka, tunnettu siitä, että tietokoneohjelmatuote on sovitettu: - määrittämään (102) pulssi-kaikumenetelmällä ensimmäisten parametrien joukko, joka liittyy mainitun potilaan putkiluun kortikaaliluuta (301) kohden laukaistun ultraäänimittaussignaalin ominaisuuden muutokseen mittaussignaalin vuorovaikutettua mainitun putkiluun kortikaaliluun kanssa, missä mainittu ensimmäisten parametrien joukko käsittää putkiluun kortikaaliluun paksuuden mittaussuunnaltaan oleellisesti kohtisuorassa suunnassa luuta vasten mitattuna, ja missä mainittu putkiluun kortikaaliluu on jokin toinen luu kuin mainittu ensimmäinen luu, - määrittämään (104) toisten parametrien joukko, missä mainittu toisten parametrien joukko käsittää mainitun potilaan iän ja painon, ja - määrittämään (110) estimaatti mainitun potilaan ensimmäiseen luuhun liittyvälle mineraalitiheydelle käyttäen mainittuja ensimmäistä parametrien joukkoa ja toisia parametreja, kun mainittu tietokoneohjelmatuote ajetaan tietojenkäsittelyprosessorilla. Patentkrav
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20105936A FI126104B (fi) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Menetelmä ja järjestelmä luun mineraalitiheyden arvioimiseksi |
| CN201180054044.7A CN103237501B (zh) | 2010-09-09 | 2011-09-09 | 用于估算骨的无机物密度的方法和装置 |
| RU2013114988/14A RU2598642C2 (ru) | 2010-09-09 | 2011-09-09 | Способ и устройство для измерения минеральной плотности кости |
| EP11823123.2A EP2613705A4 (en) | 2010-09-09 | 2011-09-09 | Method and arrangement for estimating mineral density of a bone |
| US13/821,883 US9526472B2 (en) | 2010-09-09 | 2011-09-09 | Method and arrangement for estimating mineral density of a bone |
| PCT/FI2011/050772 WO2012032225A1 (en) | 2010-09-09 | 2011-09-09 | Method and arrangement for estimating mineral density of a bone |
| JP2013527654A JP5960699B2 (ja) | 2010-09-09 | 2011-09-09 | 骨の骨密度を評価する装置の作動方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20105936A FI126104B (fi) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Menetelmä ja järjestelmä luun mineraalitiheyden arvioimiseksi |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20105936A0 FI20105936A0 (fi) | 2010-09-09 |
| FI20105936A FI20105936A (fi) | 2012-03-10 |
| FI20105936L FI20105936L (fi) | 2012-03-10 |
| FI126104B true FI126104B (fi) | 2016-06-30 |
Family
ID=42829672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20105936A FI126104B (fi) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Menetelmä ja järjestelmä luun mineraalitiheyden arvioimiseksi |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9526472B2 (fi) |
| EP (1) | EP2613705A4 (fi) |
| JP (1) | JP5960699B2 (fi) |
| CN (1) | CN103237501B (fi) |
| FI (1) | FI126104B (fi) |
| RU (1) | RU2598642C2 (fi) |
| WO (1) | WO2012032225A1 (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103598875B (zh) * | 2013-11-16 | 2015-01-28 | 沈阳医学院 | 一种用于预测骨质疏松发生风险的人体骨密度预测装置 |
| US11071519B2 (en) * | 2015-11-13 | 2021-07-27 | Orthoforge, Inc. | Medical devices, systems and methods for monitoring and stimulating osteogenesis |
| WO2017106485A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Hologic, Inc. | Systems and methods for presenting complex medical condition diagnoses |
| KR101840349B1 (ko) * | 2016-11-15 | 2018-03-21 | 강원대학교산학협력단 | 초음파 합주파수 성분을 이용한 골밀도 예측 장치 및 방법 |
| CN110769754B (zh) * | 2017-06-21 | 2023-06-27 | 夏里特柏林大学医学院 | 用于测定皮质骨的系统、方法和计算机程序产品 |
| RU2750976C1 (ru) * | 2020-10-16 | 2021-07-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Способ определения плотности костной ткани на основе выделения стоячих волн из микросейсм периферического скелета |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4913157A (en) * | 1986-06-03 | 1990-04-03 | Analog Devices, Inc. | Ultrasound method and apparatus for evaluating, in vivo, bone conditions |
| US5840029A (en) * | 1988-05-11 | 1998-11-24 | Lunar Corporation | Imaging ultrasonic densitometer |
| US4941474A (en) * | 1988-07-01 | 1990-07-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Multivariable analysis of bone condition |
| US5218963A (en) * | 1991-10-15 | 1993-06-15 | Lunar Corporation | Ultrasonic bone analysis device and method |
| US6213934B1 (en) * | 1995-06-01 | 2001-04-10 | Hyper3D Corp. | Electromagnetic bone-assessment and treatment: apparatus and method |
| EP0806176A4 (en) * | 1995-11-29 | 1999-07-21 | Seikisui Chemical Co Ltd | METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING OSTEOPOROSIS |
| US20020006181A1 (en) | 1998-01-23 | 2002-01-17 | Mackenzie Innes K. | Method and device for estimating bone mineral content of the calcaneus |
| WO2001073116A2 (en) | 2000-03-28 | 2001-10-04 | Signalgene Inc. | Method for determining osteoporosis susceptibility and/or low bone density and reagents therefor |
| JP2002238904A (ja) | 2001-02-19 | 2002-08-27 | Tanita Corp | 骨密度推定方法および骨密度推定装置 |
| US6468215B1 (en) * | 2001-07-16 | 2002-10-22 | Artann Laboratories | Method and device for multi-parametric ultrasonic assessment of bone conditions |
| ES2314108T3 (es) * | 2001-11-30 | 2009-03-16 | Petro Moilanen | Metodo para la evaluacion no invasiva de huesos. |
| US7386337B2 (en) | 2002-05-06 | 2008-06-10 | University Of Rochester | Correction of dual energy X-ray absorptiometry measurements based on body lead levels |
| DE60221521T2 (de) * | 2002-08-30 | 2008-02-28 | L' Acn L'accessorio Nucleare Srl | Vorrichtung zur Messung der Knochen-Mineraldichte |
| US8600124B2 (en) * | 2004-09-16 | 2013-12-03 | Imatx, Inc. | System and method of predicting future fractures |
| US20050015002A1 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-20 | Dixon Gary S. | Integrated protocol for diagnosis, treatment, and prevention of bone mass degradation |
| RU2305491C2 (ru) * | 2003-12-05 | 2007-09-10 | Российская медицинская академия последипломного образования Министерства здравоохранения Российской Федерации (РМАПО МЗ РФ) | Способ исследования и диагностики патологии костной ткани при сахарном диабете |
| US8202219B2 (en) * | 2004-02-23 | 2012-06-19 | Cyberlogic, Inc. | Ultrasonic bone assessment apparatus and method |
| WO2008038159A2 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Odetect As | Ultrasound measurement techniques for bone analysis |
| CN101199429B (zh) * | 2006-12-13 | 2012-06-06 | 计算机逻辑公司 | 超声波骨评估的方法和装置 |
| US7862510B2 (en) * | 2007-02-09 | 2011-01-04 | Cyberlogic, Inc. | Ultrasonic bone assessment apparatus and method |
| JP5280647B2 (ja) | 2007-05-29 | 2013-09-04 | 古野電気株式会社 | 超音波を用いた骨強度診断装置及び超音波を用いた骨強度診断装置が作動する方法 |
| US8679019B2 (en) * | 2007-12-03 | 2014-03-25 | Bone Index Finland Oy | Method for measuring of thicknesses of materials using an ultrasound technique |
| US9039616B2 (en) * | 2009-02-13 | 2015-05-26 | Cyberlogic, Inc. | Ultrasonic bone assessment apparatus with adjustable ulna styloid support and method |
| US8880143B2 (en) * | 2012-01-17 | 2014-11-04 | Sectra Imtec Ab | Apparatus and method for estimating the bone mineral density to asses bone fractures risk |
-
2010
- 2010-09-09 FI FI20105936A patent/FI126104B/fi active IP Right Grant
-
2011
- 2011-09-09 CN CN201180054044.7A patent/CN103237501B/zh active Active
- 2011-09-09 EP EP11823123.2A patent/EP2613705A4/en active Pending
- 2011-09-09 JP JP2013527654A patent/JP5960699B2/ja active Active
- 2011-09-09 WO PCT/FI2011/050772 patent/WO2012032225A1/en active Application Filing
- 2011-09-09 US US13/821,883 patent/US9526472B2/en active Active
- 2011-09-09 RU RU2013114988/14A patent/RU2598642C2/ru active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20105936A (fi) | 2012-03-10 |
| EP2613705A1 (en) | 2013-07-17 |
| EP2613705A4 (en) | 2018-01-17 |
| FI20105936A0 (fi) | 2010-09-09 |
| WO2012032225A1 (en) | 2012-03-15 |
| RU2013114988A (ru) | 2014-10-20 |
| US20130245443A1 (en) | 2013-09-19 |
| CN103237501A (zh) | 2013-08-07 |
| US9526472B2 (en) | 2016-12-27 |
| JP5960699B2 (ja) | 2016-08-02 |
| JP2013537055A (ja) | 2013-09-30 |
| FI20105936L (fi) | 2012-03-10 |
| CN103237501B (zh) | 2015-09-30 |
| RU2598642C2 (ru) | 2016-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4976267A (en) | Method and apparatus for the measurement of bone quality in vivo | |
| Barkmann et al. | Femur ultrasound (FemUS)—first clinical results on hip fracture discrimination and estimation of femoral BMD | |
| Pisani et al. | Screening and early diagnosis of osteoporosis through X-ray and ultrasound based techniques | |
| FI126104B (fi) | Menetelmä ja järjestelmä luun mineraalitiheyden arvioimiseksi | |
| KR101900122B1 (ko) | 환자의 뼈 조직의 품질을 평가하기 위한 초음파 장치 | |
| Vallet et al. | In vivo characterization of cortical bone using guided waves measured by axial transmission | |
| Schneider et al. | In vivo measurements of cortical thickness and porosity at the proximal third of the tibia using guided waves: Comparison with site-matched peripheral quantitative computed tomography and distal high-resolution peripheral quantitative computed tomography | |
| Casciaro et al. | New perspectives in echographic diagnosis of osteoporosis on hip and spine | |
| JPH04501519A (ja) | 超音波骨分析方法及び装置 | |
| JPH01503199A (ja) | 骨の状態を生体において評価する超音波評価方法及び装置 | |
| Tromp et al. | Quantitative ultrasound measurements of the tibia and calcaneus in comparison with DXA measurements at various skeletal sites | |
| Rohde et al. | Influence of porosity, pore size, and cortical thickness on the propagation of ultrasonic waves guided through the femoral neck cortex: a simulation study | |
| Fouque-Aubert et al. | A comparative review of the different techniques to assess hand bone damage in rheumatoid arthritis | |
| de Oliveira et al. | Osteoporosis screening: applied methods and technological trends | |
| Egorov et al. | Osteoporosis detection in postmenopausal women using axial transmission multi-frequency bone ultrasonometer: Clinical findings | |
| Damilakis et al. | Ultrasound velocity through the cortex of phalanges, radius, and tibia in normal and osteoporotic postmenopausal women using a new multisite quantitative ultrasound device | |
| KR102140538B1 (ko) | 초음파 후방산란계수의 주파수 의존성을 이용한 골밀도 및 골구조 예측 장치 | |
| Gonnelli et al. | The use of ultrasound in the assessment of bone status | |
| Raum et al. | Clinical devices for bone assessment | |
| US20080132775A1 (en) | Ultrasound measurement techniques for bone analysis | |
| Djokoto et al. | Relationship among Mrta, Dxa, and Qus | |
| Tasinkevych et al. | Improving broadband ultrasound attenuation assessment in cancellous bone by mitigating the influence of cortical bone: Phantom and in-vitro study | |
| Maricic et al. | Bone densitometry | |
| Alomari et al. | In-vitro comparison of volumetric and areal bone mineral density measurements between ultrasound transit time spectroscopy and microcomputed tomography | |
| Karjalainen | Novel pulse-echo ultrasound methods for diagnostics of osteoporosis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: BONE INDEX FINLAND OY Free format text: BONE INDEX FINLAND OY |
|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 126104 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |