JP2015037491A - 超音波診断装置、超音波画像解析方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図1において、本発明の超音波診断装置は、超音波送受信部1002、超音波画像生成部1003、記憶部1004、外部入力取得部1005、関節腔領域特定部1008、病態解析部1009、画面作成部1010、から構成される。ここで、超音波プローブ1001、外部入力部1011、表示部1012は超音波診断装置外の構成としているが、必要に応じて超音波診断装置内の構成としても構わない。超音波プローブ1001は、超音波送受信部1002で生成された送信波を放出する。放出された超音波は生体内の組織間の音響インピーダンスの差が異なる部分において反射される。この時、音響インピーダンスの差が顕著であるほど、反射する超音波のエネルギーも大きくなる。
ステップS401で行われる超音波画像から骨表面を特定する処理の詳細を、図5(A)、図5(B)を用いて説明する。図5(A)の5001と5002はステップS401で最終的に特定される骨表面である。図5(B)は超音波画像内のエッジから骨表面を特定する方法を説明する図であり、超音波画像内のエッジが皮膚に属するエッジ5003、腱に属するエッジ5004、骨に属するエッジ5005のいずれかに分類されることを示している。
ステップS402ではステップS401で抽出した骨表面上にある関節位置を特定する。この処理の詳細を図6(A)、図6(B)を用いて説明する。図6(A)はステップS401で特定された骨表面6001と骨表面6002が描画されており、ステップS401で特定された皮膚5003、及び腱5004が除外されている。6003、6004、6005はステップS402で特定される関節位置を示している。
ステップS403ではステップS402で特定した関節位置の上方に位置する関節腔領域を抽出する。この処理の詳細を図7、図8(A)、(B)、(C)を用いて説明する。図7の7002と7005は、関節腔領域7001と骨表面7006および骨表面7007よりも上方にあるエッジである。その中でもエッジ7005は、関節包のエッジである。ステップS401で特定された骨表面が7006と7007であり、関節包のエッジ7005と骨表面7006、7007が接する地点がそれぞれ7003と7004である。
ステップS404ではステップS403にて特定された関節腔領域内を解析することで、病態の疾患活動性を定量評価する。評価方法を図9(A)、図9(B)の超音波画像を用いて説明する。図9(A)には、ステップS403で特定された関節腔領域9001の他に、説明のために関節腔領域の高さ9002、関節腔領域の幅9003、x軸方向9004、y軸方向9005が描かれている。また、図9(B)は、説明のためにステップS402で検出された関節位置から関節包の両端へ向かう矢印9006、関節腔領域の角度9007が描かれている。
1002 超音波送受信部
1003 超音波画像生成部
1004 記憶部
1005 外部入力取得部
1006 骨表面特定部
1007 関節位置特定部
1008 関節腔領域特定部
1009 病態解析部
1010 画面作成部
1011 外部入力部
1012 表示部
2001 骨
2002 骨
2003 軟骨
2004 軟骨
2005 滑膜
2006 関節包
3001 骨表面
3002 骨表面
3003 皮膚
3004 腱
3005 関節包
3006 関節腔領域
5001 骨表面
5002 骨表面
5003 皮膚に属するエッジ
5004 腱に属するエッジ
5005 骨に属するエッジ
6001 骨表面
6002 骨表面
6003 関節位置
6004 関節位置
6005 関節位置
7001 関節腔領域
7002 エッジ
7003 地点
7004 地点
7005 関節包
7006 骨表面
7007 骨表面
8001 初期探索点
8002 関節位置
8003 関節位置
8004 探索領域
8005 関節腔領域
9001 関節腔領域
9002 関節腔の高さ
9003 関節腔領域の幅
9004 x軸方向
9005 y軸方向
9006 矢印
9007 関節腔領域の角度
10001 関節腔領域
10002 血流信号
10003 血流信号
Claims (16)
- 超音波プローブを測定対象に当て、前記測定対象の超音波画像を得る超音波診断装置であって、
前記超音波画像から骨表面を特定する骨表面特定部と、
前記骨表面に存在する関節位置を特定する関節位置特定部と、
前記関節位置より浅い位置にある関節腔領域を特定する関節腔領域特定部と、
前記関節腔領域の内部に着目し、前記測定対象の疾患活動性を評価する病態解析部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 - 前記骨表面特定部は、前記超音波画像に対して水平方向に伸展するエッジを抽出し、抽出された前記エッジを所定の組織に対応したセグメントにセグメンテーションすることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記所定の組織は骨表面、皮膚、腱、である請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記骨表面特定部は、前記超音波画像から、前記骨表面以外の前記所定の組織に対応するエッジを除外することを特徴とする請求項3に記載の超音波診断装置。
- 前記骨表面特定部は、前記骨表面以外の前記所定の組織に対応するエッジが除外された前記超音波画像の輝度を調整し、前記骨表面の輝度を強調することを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。
- 前記関節位置特定部は、前記骨表面の断裂部分を検出することにより前記関節位置を特定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記関節位置特定部は、予め用意された超音波画像を用いたテンプレートマッチングにより前記関節位置を特定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記関節位置特定部は、予め設定された特徴量を用いた機械学習により前記関節位置を特定することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記関節腔領域特定部は、前記関節位置より浅い位置にあり、かつ前記骨表面に接する連続したエッジを検出することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記関節腔領域特定部は、前記超音波画像から前記骨表面を除去し、前記骨表面が除去された前記超音波画像に対して、関節包のエッジの輝度を強調することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記関節腔領域特定部は、前記関節位置より浅い位置に初期輪郭を設定し、動的輪郭探索手法を用いて関節包を検出することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記関節腔領域特定部は、前記関節位置より浅い位置に初期探索点を設定し、領域拡張法を用いて関節包を検出することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記病態解析部は、前記関節包領域内の疾患活動性を定量化することを特徴とした請求項1〜12のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記病態解析部は、前記関節腔領域の高さ、幅、面積、のいずれかまたはその組み合わせで疾患活動性を定量化することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 超音波画像を解析する方法であって、
前記超音波画像から骨表面を特定する骨表面特定ステップと、
前記骨表面に存在する関節位置を特定する関節位置特定ステップと、
前記関節位置より浅い位置にある関節腔領域を特定する関節腔領域特定ステップと、
前記関節腔領域の高さ、幅、面積のいずれかを算出する関節腔領域解析ステップと、
を備えることを特徴とする超音波画像解析方法。 - 請求項15に記載の超音波画像解析方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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