JP6994608B2 - 骨折を検出するための装置及び方法 - Google Patents
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Description
例えば、I. Hacihalilogluらの、Ultrasound in Medicine and Biology, 2012, Vol.38:128-144に掲載される「3D局所特徴を用いた体積超音波画像からの自動骨ローカライゼーション及び骨折検出」において、3D超音波データの局所位相特徴を用いた自動骨ローカライゼーション及び骨折検出のためのアプローチを開発した。これらの既存のアプローチは高周波(RF)超音波信号の要求が複雑であり、3D局所位相推定において高い計算負荷を要件とする。
(a)検出される骨折の有無、
(b)検出される骨折の数、
(c)検出される骨折の位置、
(d)骨に隣接して血腫や異常な軟部組織が発見されているか、及び
(e)CTのようなより高度な医用画像診断、又は骨折は検出されないが被検体が依然として痛みを伴う場合の反復超音波検査のような、さらなる行動のための提案
である。
1)ユーザは超音波スキャンを開始する肋骨を選択し、その肋骨を3D CT胸部画像又は3D MRI胸部画像、又は胸部の3Dモデルの何れかにマークする。
2)広帯域線形超音波プローブは皮膚表面から肋骨までの深さを決定するために使用され、特定の設定は特定の被検体の深さに基づいて決定され、設定される。
3)超音波プローブは、肋骨の軸に沿って(中央から側へ)穏やかに移動され、2D超音波画像シーケンスを取得する。ユーザは、肋骨表面検出のためのシード点を提供することによって肋骨識別を助けることができる。
4)代わりに、より自動化される検出のために、疑わしい肋骨より下の相関のシャドウイング又は損失を使用することができる。肋骨特性(例えば、任意のギャップ/ステップ/平滑度)及び骨膜下軟組織(すなわち、骨に隣接する軟組織)のエコーテクスチャを抽出して、肋骨及び/又は任意の骨膜下血腫(すなわち、骨に隣接する血腫)上に任意のギャップ/ステップがあるかを決定する。隙間/段差のない/滑らかさのないリブがある場合、リブは骨折したと見なされ、そうでない場合、リブは正常又は不確定であり得る。例えば、骨表面が平滑であり、骨膜下軟組織が正常である場合、肋骨は正常であると考えられ、言い換えれば肋骨骨折はない。肋骨の表面は平滑であるが、隣接する軟部組織がそのテクスチャーパターンから血腫又は腫脹のように見える場合、肋骨骨折は不確定とみなすことができる。
5)肋骨骨折が検出されるか、又は不確定である場合、対応する位置は、超音波変換器の位置を追跡することができる運動/位置決めセンサによって決定され、次いで、超音波探触子を隣の肋骨に穏やかに移動させる。
6)肋骨が正常であれば、肋骨の軸に沿って超音波プローブを穏やかに動かし、(a)ギャップ/ステップ/滑らかさ、及び(b)肋骨の末端側までの骨膜下血腫の事象をチェックする。
7)ステップ4)乃至6)を、12対のリブの全てを覆うまで繰り返す。
Claims (15)
- 超音波画像に基づいて被検体の骨折を検出するための装置であって、
前記被検体の領域の第1の超音波画像を受信し、前記第1の超音波画像内の骨を識別するように構成される第1の骨折検出器
を有し、
前記第1の骨折検出器は、前記識別される骨に基づいて前記領域内の少なくとも1つの焦点エリアを識別し、前記少なくとも1つの焦点エリアの位置を示す焦点エリア情報を生成し、前記生成される焦点エリア情報に基づいて第2の超音波画像の取得を命令するようにさらに構成され、
前記装置は、前記領域の前記第2の超音波画像を受信し、前記第2の超音波画像に基づいて骨折を検出するように構成される第2の骨折検出器をさらに有し、
前記第2の超音波画像は、前記少なくとも1つの焦点エリアにおいて前記領域の残りの部分より高い解像度を有し、前記第2の超音波画像における前記少なくとも1つの焦点エリアの前記解像度は、前記第1の超音波画像における前記少なくとも1つの焦点エリアの前記解像度より高い、
装置。 - 前記第1の骨折検出器は、前記第1の超音波画像に基づいて前記識別される骨に隣接する血腫を検出するようにさらに構成され、前記少なくとも1つの焦点エリアは、前記検出される血腫に基づいて生成される、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の骨折検出器はさらに、前記少なくとも1つの焦点エリアに少なくとも向かって更なる超音波ビームを送信することによって、前記第2の超音波画像を取得するように超音波画像取得ユニットに命令するように構成され、前記第2の骨折検出器は、前記第2の超音波画像を前記第2の超音波画像取得ユニットから受信するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の骨折検出は、少なくとも1つの焦点エリアにおいて、前記第1の超音波画像を取得するために使用される第1の超音波ビーム設定と異なる第2の超音波設定を使用して、前記第2の超音波画像を取得するように超音波画像取得ユニットに命令するようにさらに構成され、前記第1の超音波ビーム設定及び前記第2の超音波ビーム設定は、(a)送信周波数、(b)送信パルス長、(c)ステアリング角、及び(d)焦点ゾーンの少なくとも1つにおいて異なる、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の骨折検出器は、前記第1の超音波画像に基づいて骨折を検出するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 第1の検出モードと第2の検出モードとの間で切り替え、前記第1の検出モードにおいて、第1の超音波画像取得ユニットを制御して、前記第1の超音波画像を取得し、前記第2の検出モードにおいて、第2の超音波画像取得ユニットを制御して、前記第2の超音波画像を取得するか、又は前記第1及び第2の超音波画像の両方を取得するように構成されるコントローラをさらに有する、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、ユーザインターフェースから受け取るユーザ入力に基づいて、前記第1の検出モードと前記第2の検出モードとの間を切り替えるようにさらに構成される、請求項6に記載の装置。
- 前記第1の骨折検出器は、超音波トランスデューサが前記被検体に対して移動しているときに取得される複数の第1の超音波画像と、前記複数の第1の超音波画像の各々に対応する前記被検体に対する前記超音波トランスデューサの第1の位置情報とを受信するようにさらに構成され、
前記第1の骨折検出器は、骨を識別し、前記複数の第1の超音波画像の各々において前記骨に隣接する血腫の前記存在を検出し、前記骨に隣接する前記血腫が存在する前記複数の第1の超音波画像のサブセットを識別するようにさらに構成され、
前記第1の骨折検出器は、前記複数の第1の超音波画像の前記サブセットの各々に対応する前記被検体に対する超音波トランスデューサに関する第2の位置情報を生成するようにさらに構成される、
請求項1に記載の装置。 - 前記第2の位置情報を提示するように構成されるユーザインターフェースをさらに有する、請求項8に記載の装置。
- 被検体の骨折を検出するための超音波システムであって、
前記被検体の領域に超音波信号を送信し、前記領域から超音波エコー信号を受信するように構成される超音波トランスデューサを有する超音波画像取得ユニットと、
前記超音波画像取得ユニットに結合される、請求項1に記載の装置と
を有し、
前記超音波画像取得ユニットは、前記第1の超音波画像及び前記第2の超音波画像を取得するように構成される、
超音波システム。 - 請求項1乃至9の何れか一項に記載の装置によって実行される方法であって、
前記被検体の領域の第1の超音波画像を受信するステップと、
前記第1の超音波画像における骨を識別するステップと、
前記識別される骨に基づいて前記領域内の少なくとも1つの焦点エリアを識別するステップと、
前記領域の第2の超音波画像の取得を命令するステップであって、前記第2の超音波画像は、前記少なくとも1つの焦点エリアにおいて前記領域の残りの部分より高い解像度を有し、前記第2の超音波画像における前記少なくとも1つの焦点エリアの前記解像度は、前記第1の超音波画像における前記少なくとも1つの焦点エリアの前記解像度より高い、ステップと、
前記第2の超音波画像を受信するステップと、
前記第2の超音波画像に基づいて骨折を検出するステップと
を有する、方法。 - 前記識別される骨に隣接する血腫は、前記第1の超音波画像に基づいて検出され、前記少なくとも1つの焦点エリアは、前記検出される血腫に基づいて識別される、請求項11に記載の方法。
- 前記第2の超音波画像は、少なくとも1つの焦点エリアに向けて更なる超音波ビームを送信することによって取得される、請求項11に記載の方法。
- 超音波トランスデューサが前記被検体に対して移動しているときに取得される複数の第1の超音波画像と、前記複数の第1の超音波画像の各々に対応する前記被検体に対する前記超音波トランスデューサの第1の位置情報とを受信するステップと、
骨を識別し、前記複数の第1の超音波画像の各々において前記骨に隣接する血腫の前記存在を検出するステップと、
前記骨に隣接する前記血腫が存在する前記複数の第1の超音波画像のサブセットを識別するステップと、
前記複数の第1の超音波画像の前記サブセットの各々に対応する前記被検体に対する超音波トランスデューサの第2の位置情報を生成するステップと
を有する、請求項11に記載の方法。 - 実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体であって、実行されるとき、コンピュータプロセッサに、請求項11乃至14の何れか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータ可読媒体。
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