JP2005102987A - 体外結石破砕装置およびその結石追跡位置決定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 体外結石破砕装置は、X線装置1と、超音波スキャナと、移動用プラット・フォーム3とを含み、装置台上に配置されたX線装置を0度から30度の立体角の範囲で照射して結石の区域を確認し、超音波スキャナの走査した結果をモニタ4に表示し、振動コップ5を結石位置に照準して結石を撃砕する。この破砕装置の結石追跡位置決定システムの応用方法には、初期値設定、影像のグラッビング、結石探知、影像のフレーム・マッチング、結石位置決定などのステップを含んでいる。
【選択図】図1
Description
前記X線装置は、装置台上に配置され、0度から30度の立体角の区内で照射して結石の区域を確認し、
前記超音波スキャナは、前記移動用プラット・フォームの下部で前記X線装置と、装置台上に置かれた振動コップの交差線上に配置され、患者の結石区域の軸線方向に沿って移動することにより、その走査した結果をモニタに表示し、
運動制御器で前記移動用プラヅト・フォームを駆動して患者の結石位置に前記振動コップを照準し、衝撃波を正確に結石に命中させてこれを破砕することを特徴とする、体外結石破砕装置である。
初期値設定(initial setup):
先ずメモリを準備し、結石追跡に必要な影像バッファを提供して、各種のパラメータの初期値を設定するとともに、影像グラッビング(grabbing)カードを原点化して、グラッビングの指令を待つ。
マルチスレッド(multithread)技術で影像をグラッビングして、これをバッファにストアする。このステップでは、イベントドリブン(event driven)のスキーム(scheme)を利用して、グラフィカルユーザーインターフェイス(graphical user interphase)から入る各種の要求を処理し、使用者の各動作に対する応答時間を短縮する。この他に、さらに、ダブルバッファリング技術(double buffering)を利用して影像の流失を防ぎ、即時追跡の効果を発揮する。
結石の判別は使用者の定義する有効区域(ROI、region of interest)で実施する。有効区域は後で判定される結石区に向って移動するゆえ、有効区域内での可能な結石区域は、適当な結石判別のしきい値を設定して、影像の二値ないし二元化処理を行う。有効区域内のピクセル(pixel)強度が設定された結石判別のしきい値より大なる場合は、結石の候補区(stone region)とみなす。有効区域内のあらゆる候補区はすべて標示ないしマークされ、メモリにストアされる。
毎回の影像グラッビング・カードから得た映像を設定した結石判別しきい値で二値化処理した後、これを前回における映像の二値化処理結果と比較する。2枚の影像の中、重畳する部分のピクセルあるいは重畳していない部分のピクセルに、各々異なる値を加えて調整し、画面の移動ベクトルを得る。具体的には、白色区域が重畳した部分のピクセルはやや高い増値を与え、重畳していないピクセルにはやや低い増値を与え、各増値を加算した結果を符合値(matching value)とする。有効区域を各方向に移動し、各方向での応答値を計算し、その最高値が存在する方向を画面の移動ベクトル(translatio vector)とする。
求め得た画面の移動ベクトルに、以前に判定した結石位置を加算して、結石の移動した位置を決定する。そして目下の画面中、この位置にもっとも接近しているのを結石候補区(sotne region)となし、この結石候補区内のあらゆるピクセルのグレイ・レベル値の質量中心を求め、新しい結石位置を得て、この位置を中心として新しい有効区域(ROI)を定義する。
2 超音波スキャナ、
3 移動用プラット・フォーム、
4 モニタ、
5 振動コップ、
6 駆動制御装置、
7 電磁式振動波発生器モジュール、
11 回転アーム、
71 基台、
72 フレーム、
73 双面凹レンズ、
74 振動発生装置、
741 高圧絶縁セラミック基台、
742 電磁コイル、
743 双面接着フィルム、
744 金属フィルム、
745 ゴムフィルム。
Claims (10)
- 人体内の結石を破砕する体外結石破砕装置であって、X線装置と、超音波スキャナと、移動用プラット・フォームとを含み、
前記X線装置は、装置台上に配置され、0度から30度の立体角の区内で照射して結石の区域を確認し、
前記超音波スキャナは、前記移動用プラット・フォームの下部で前記X線装置と、装置台上に置かれた振動コップの交差線上に配置され、患者の結石区域の軸線方向に沿って移動することにより、その走査した結果をモニタに表示し、
運動制御器で前記移動用プラヅト・フォームを駆動して患者の結石位置に前記振動コップを照準し、衝撃波を正確に結石に命中させてこれを破砕することを特徴とする、体外結石破砕装置。 - 体外結石破砕装置の結石追跡位置決定において、
各種のパラメータの初期値を設定し、かつ影像グラッビング・カードを原点化して、グラッビングの指令を待つ初期値設定のステップと、
マルチスレッド技術で影像をグラッビングして、これをバッファにストアする影像グラッビングのステップと、
使用者が有効区域(ROI)を定義し、結石判別のしきい値を設定して、影像の二値化処理を行う結石探知のステップと、
毎回の前記影像グラッビング・カードから得た影像を前記設定した結石判別しきい値で二値化処理した後、これを前回における影像の二値化処理結果と比較し、その重畳する部分のピクセルあるいは重畳していない部分のピクセルに、各々異なる値を加えて調整し、画面の移動ベクトルを得る影像のフレーム・マッチングのステップと、
前記のステップにて得られた画面の移動ベクトルに、以前に判定した結石位置を加算して、結石の移動位置を決定する結石位置決定のステップと、を含むこと特徴とする体外結石破砕装置の結石追跡位置決定方法。 - 前記影像グラッビングのステップにおいて、イベントドリブンのスキームを利用して、グラフィカルユーザーインターフェイスから入る各種の要求を処理し、使用者の各動作に対する応答時間を短縮することを特徴とする請求項2に記載の結石追跡位置決定方法。
- 前記影像グラッビングのステップにおいて、ダブルバッファリング技術を利用して影像の流失を防ぎ、即時追跡の効果を発揮することを特徴とする請求項2に記載の結石追跡位置決定方法。
- 前記結石探知のステップにおいて、下記式(1)を利用して、結石のグレイ・レベルしきい値を求めることを特徴とする請求項2に記載の結石追跡位置決定方法。
- 前記影像のフレーム・マッチングのステップにおいて、符合する値(FOM)を影像のフレーム・マッチングした結果、符合であると判定する根拠となし、先行の画面中結石区域の画素が、目前の画面中最大区域の画素と符合する場合、最高の符合値をあたえ、符合値は下記式(2)により求め、式中Pは先行の画面、Cは目前の書面、Wは増加値を各々表していることを特徴とする請求項2に記載の結石追跡位置決定方法。
- 前記影像のフレーム・マッチングのステップにおいて、目前の画面中の有効区域(ROI)を各方向に移動して二値化影像を取得した後、さらに各方向の二値化影像を各各先行の画面の二値化影像と比較して、各方向における敏感値(FOM)を求めた後、最高の符合値を有する方向を画面移動の方向とすることを特徴とする請求項6に記載の結石追跡位置決定方法。
- 体外結石破砕装置の結石追跡位置決定において、
各種のバラメータの初期値を設定し、かつ影像グラッビング・カードを初期化して、グラッビングの指令を待つ初期値設定のステップと、
マルチスレッド技術で影像をグラッビングして、これをバッファにストアする影像グラッビングのステップと、
使用者が有効区域(ROI)を定義し、結石判別のしきい値を設定して、影像の二値化処理を行う結合探知のステップと、
毎回の前記影像グラッブング・カードから得た影像を前記設定した結石判別しきい値で二値化処理した後、これを前回における影像の二値化処理結果と比較し、その重畳する部分のピクセルあるいは重畳していない部分のピクセルに、各々異なる値を加えて調整し、画面の移動ベクトルを得る影像のフレーム・マッチングのステップと、
前記のステップにて得られた画面の移動ベクトルに、以前に判定した結石位置を加算して、結石の移動位置を決定する結石位置決定のステップと、
前記結石探知ステップ終了後、同時に扇形画面輪郭と、決定した捜査径路に沿って、候補用のサンプルを取得し、これら候補用のサンプルを比較し、陰影の径路を選定して、確実な結石の位置を決定する結石陰影補助位置決定のステップと、を含む体外結石破砕装置の結石追跡位置決定方法。 - 前記結石陰影補助位置決定のステップは、先ず捜査径路を定義して、結石の陰影と捜査径路が互いに符合する場合を最良の比較結果となし、引続き結石の存在する可能な位置を探し出し、この結石存在の可能な点上で結石陰影シミュレーションを行うことを特徴とする請求項8に記載の結石追跡位置決定方法。
- 前記結石陰影補助位置決定のステップは、その捜査径路の起点を超音波スキャナのプローブと適当な距離を保つ位置に置き、捜査径路の後方に沿って候補用のサンプルを取得して、これら候補用サンプル各個のグレイ・レベル値の平均値を計算し、候補サンプル中最大のグレイ・レベル値(尖頭グレイ・レベル値)を求め、尖頭グレイ・レベル値とグレイ・レベル平均値との差額値が最大の候補用サンプルを結石となすことを特徴とする請求項9に記載の結石追跡位置決定方法。
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WO2014146299A1 (zh) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 郑州富健达医疗器械有限公司 | 一种体外排石设备 |
CN105992556A (zh) * | 2013-11-25 | 2016-10-05 | 皇家飞利浦有限公司 | 具有观察角优化功能的医学观察系统 |
JP6134080B1 (ja) * | 2014-05-04 | 2017-05-24 | ジャイラス・エーシーエムアイ・インコーポレーテッド | 砕石術中の破片の位置 |
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