JP2012516719A5 - - Google Patents

Claims (26)

1. データの取得および筋骨格損傷の診断を行うデバイスであって、
   患者の筋骨格系の所定部分に近接配置されるように構成された半柔軟性ハウジングと、
   前記ハウジングに操作可能に接続されるとともに、骨の表面を表す超音波データを取得するように構成された少なくとも１つの超音波トランスデューサと、
   前記少なくとも１つの超音波トランスデューサに関連した選択位置で前記ハウジングに操作可能に接続されるとともに、前記ハウジングの運動を追跡するように構成された位置ローカライザと、
   前記ハウジングに操作可能に接続されるとともに、前記少なくとも１つの超音波トランスデューサからの前記超音波データおよび前記位置ローカライザからの運動データを、分析および診断のためにデータアナライザに伝送するように構成された伝送システムと
   を具備することを特徴とするデバイス。
2. 診断のために前記筋骨格系の前記部分を取り囲むように構成された装具であることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 膝の損傷を診断するための膝装具であり、
   前記膝装具は、
   大腿骨遠位部に近接配置される第１超音波トランスデューサと、
   脛骨近位部に近接配置される第２超音波トランスデューサと
   をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載のデバイス。
4. 前記第１超音波トランスデューサもしくは前記第２超音波トランスデューサまたはその両方が、個別のトランスデューサ追跡ユニットを具備することを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
5. 前記第１超音波トランスデューサもしくは前記第２超音波トランスデューサまたはその両方が、トランスデューサ間機械的接続ユニットを具備することを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
6. 前記第１超音波トランスデューサもしくは前記第２超音波トランスデューサまたはその両方が、トランスデューサ回転ユニットを具備することを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
7. 前記位置ローカライザが、光学センサーデバイス、慣性測定ユニットデバイス、超広帯域センサーデバイス、またはそれらの組合せであることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
8. 前記ハウジングに操作可能に接続されるとともに、前記筋骨格系の前記部分の運動の間に生成される振動信号を取得するように構成された振動センサーをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
9. 前記振動センサーが、少なくとも１つの加速度計を具備することを特徴とする請求項８に記載のデバイス。
10. 筋骨格損傷を診断する方法であって、
    患者の筋骨格系の所定部分の三次元モデルを生成する段階と、
    前記筋骨格系の前記部分に近接配置されたセンサーを用いて、前記部分が関節運動を行う際の特徴データを取得する段階と、
    ニューラルネットワークを用いて、取得した前記特徴データを特徴データのデータベースと比較する段階と、
    比較結果に基づく診断結果を返す段階と
    を有し、
    前記特徴データのデータベースは、前記筋骨格損傷を表すデータセットを含むことを特徴とする方法。
11. 前記筋骨格系の前記部分の近くにセンサーを配置する段階と、
    前記センサーを動作させて、前記特徴データを取得する段階と、
    取得した前記特徴データを前記ニューラルネットワークに転送する段階と
    をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記センサーが超音波トランスデューサであり、
    前記特徴データが骨の表面を表す超音波信号を含み、
    前記筋骨格系の前記部分に対する超音波トランスデューサの位置を追跡する段階をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 三次元モデルを生成する前記段階が、
    前記筋骨格系の前記部分内の骨の表面を表す構造データを取得する段階と、
    前記構造データに従って、汎用骨モデルのモーフィングを行う段階と
    含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 前記構造データが、超音波信号、コンピュータ断層撮影データ、蛍光透視データ、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記特徴データが、振動データ、運動力学データ、接触力データ、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 前記特徴データが、前記振動データおよび前記運動力学データを含み、
    前記振動データが、前記運動力学データと時間同期化されていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 取得した前記特徴データを比較する前記段階が、複数のデータセットを用いて、前記ニューラルネットワークの学習を行う段階を含み、
    前記複数のデータセットのうちの少なくとも１つは、前記筋骨格損傷を表す前記データセットであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
18. 前記特徴データが、剪断測定値、少なくとも１つのオイラー角、並進運動成分、力データ、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
19. 返される前記診断結果、前記三次元モデル、取得した前記特徴データ、またはそれらの組合せをユーザインタフェースに表示する段階をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
20. 筋骨格損傷の診断を行うための診断システムであって、
    患者の筋骨格系の所定部分内の骨の表面を表す構造データを取得し、前記構造データから患者固有のモデルを構築するように構成された三次元モデル再構築モジュールと、
    前記筋骨格系の前記部分が関節運動を行う際の運動データを取得するように構成された運動力学追跡モジュールと、
    前記関節運動の間に生成される振動データを取得するように構成された振動関節造影モジュールと、
    前記構造データ、前記運動データ、および前記振動データを受信して分析し、分析結果から損傷タイプを決定するように構成されたインテリジェント診断モジュールと
    を具備することを特徴とする診断システム。
21. 前記三次元モデル再構築モジュールが、
    前記骨の表面を表す超音波信号を取得するように構成された超音波トランスデューサと、
    前記超音波トランスデューサに関連した選択位置を有するとともに、前記筋骨格系の前記部分の運動を追跡するように構成された位置センサーと、
    複数の骨モデルからなる統計学的骨アトラスと
    を具備し、
    前記複数の骨モデルのうちの少なくとも１つは、前記超音波信号に従ってモーフィングされることを特徴とする請求項２０に記載の診断システム。
22. 前記運動力学追跡モジュールが、
    前記筋骨格系の前記部分に近接配置されるように構成された装具と、
    前記装具に操作可能に接続されるとともに、前記骨の表面を表す超音波データを取得するように構成された少なくとも１つの超音波トランスデューサと、
    前記少なくとも１つの超音波トランスデューサに関連した選択位置で前記装具に操作可能に接続されるとともに、前記装具の運動を追跡するように構成された位置ローカライザと、
    前記装具に操作可能に接続されるとともに、前記少なくとも１つの超音波トランスデューサからの前記超音波データおよび前記位置ローカライザからの運動データを前記インテリジェント診断モジュールに伝送するように構成された伝送システムと
    を具備することを特徴とする請求項２０に記載の診断システム。
23. 前記振動関節造影モジュールが、
    前記筋骨格系の前記部分に近接配置される少なくとも１つの振動センサーと、
    前記少なくとも１つの振動センサーからの前記振動データを前記インテリジェント診断モジュールに伝送するように構成された伝送システムと
    を具備することを特徴とする請求項２０に記載の診断システム。
24. 前記インテリジェント診断モジュールが、
    前記運動データもしくは前記振動データまたはその両方を、運動データ、振動データ、および損傷データからなるデータベースと比較するように構成されたニューラルネットワークと、
    取得したデータを仮想データに変換するように構成された少なくとも１つの変換部と、
    複数の骨モデルからなる統計的アトラスと
    を具備し、
    前記データベースは、前記運動データまたは前記振動データと、関連する筋骨格損傷タイプとを含み、
    前記複数の骨モデルのうちの少なくとも１つは、前記構造データに従ってモーフィングされ、前記患者固有のモデルを構築することを特徴とする請求項２０に記載の診断システム。
25. 前記筋骨格系の前記部分が関節運動を行う際の圧力データを取得するように構成された接触力モジュールをさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の診断システム。
26. 前記接触力モジュールが、
    患者の足に配置されるように構成された靴の中敷きと、
    前記靴の中敷きに操作可能に接続され、パターン配置される複数の圧力センサーと、
    前記靴の中敷きに操作可能に接続されるとともに、前記複数の圧力センサーからの前記圧力データを前記インテリジェント診断モジュールに伝送するように構成された伝送システムと
    を具備することを特徴とする請求項２５に記載の診断システム。