JPH09234200A - Diagnosis of bone by ultrasonic wave - Google Patents
Diagnosis of bone by ultrasonic waveInfo
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- JPH09234200A JPH09234200A JP24870996A JP24870996A JPH09234200A JP H09234200 A JPH09234200 A JP H09234200A JP 24870996 A JP24870996 A JP 24870996A JP 24870996 A JP24870996 A JP 24870996A JP H09234200 A JPH09234200 A JP H09234200A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、骨の性状(骨
量、骨強度など)に関する情報を得るための超音波によ
る骨の診断方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for diagnosing bone by ultrasonic waves for obtaining information on bone properties (bone mass, bone strength, etc.).
【0002】[0002]
【従来の技術】人体における骨の性状を診断する従来の
手法として、 X線を骨に照射してこれを透過させ、骨中でのX線
の吸収量を測定して骨の面密度を求め、この骨面密度が
小さい場合には骨量が小であるから骨が折れ易いという
ように、骨粗鬆症による骨折の程度と対応づけるところ
の二重エネルギーX線吸収法(DEXA、または、DX
A)や、 超音波を踵骨または膝蓋骨に照射してこれらを透過
させ、そのとき超音波が透過するのに要した時間から、
骨内の超音波の伝搬速度と、透過後の超音波信号の減衰
率を求め、伝搬速度から骨のヤング弾性率を推定し、骨
強度と対応づけ、減衰率は海面骨の骨梁構造に依存して
いると考えられているが、現状では、別のDEXA診断
装置で求めた骨面密度から骨量を推定により対応づける
方法が取られている。また、伝搬速度と減衰率の値を用
いて、stiffnessという骨硬度指数を求める方
法もとられている。2. Description of the Related Art As a conventional method for diagnosing the properties of bones in the human body, the bones are irradiated with X-rays and transmitted therethrough, and the amount of absorbed X-rays in the bones is measured to determine the surface density of the bones. When the bone surface density is low, the bone mass is small and the bone is easily broken. Therefore, the dual energy X-ray absorptiometry (DEXA or DX) is used to correlate with the degree of bone fracture due to osteoporosis.
A) Or, by irradiating the calcaneus or patella with ultrasonic waves and transmitting them, from the time required for the ultrasonic waves to transmit at that time,
Obtain the propagation velocity of the ultrasonic wave in the bone and the attenuation rate of the ultrasonic signal after transmission, estimate the Young's elastic modulus of the bone from the propagation velocity, associate it with the bone strength, and the attenuation rate depends on the trabecular structure of the sea bone At present, a method of estimating and correlating the bone mass from the bone surface density obtained by another DEXA diagnostic apparatus is considered to be used. In addition, a method of obtaining a bone hardness index called stiffness using the values of the propagation velocity and the attenuation rate has been proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
の手法で用いるDEXA診断装置が大型でかつ高価であ
るといった問題があるとともに、この手法においてはX
線被曝の問題がある。また、前記の手法は、従来から
提案されているが、一般的に高精度で広く使用されるま
でに至ってはおらず、この超音波法に用いる超音波診断
装置が前記DEXA診断装置との相関性が考慮されてい
る段階である。したがって、従来では骨の診断を行うに
あたり、骨量(骨の面密度)を求めるのが主となってお
り、また、超音波診断装置で求めた各情報は、DEXA
診断装置で測定した値と相関性が有るということに基づ
いて信用され得ると考えられているのが現状である。However, there is a problem that the DEXA diagnostic apparatus used in the above method is large and expensive, and in this method, X
There is a problem of radiation exposure. Although the above method has been proposed in the past, it has not been generally used with high accuracy and widely, and the ultrasonic diagnostic apparatus used for this ultrasonic method has a correlation with the DEXA diagnostic apparatus. Is being considered. Therefore, in the past, when diagnosing a bone, the bone volume (bone surface density) has been mainly obtained, and each information obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus is DEXA.
At present, it is considered to be trusted based on the fact that it has a correlation with the value measured by a diagnostic device.
【0004】このように従来では、骨の診断を行うため
に上述した骨量や骨強度についての情報を同時に得、骨
が単純化しているか否かなど詳細な骨構造を予測した
り、また、骨量の多少を簡単に判断することも困難であ
り、いずれにしても中途半端であることは否めなかっ
た。As described above, conventionally, in order to diagnose a bone, the above-mentioned information about the bone amount and the bone strength is simultaneously obtained to predict a detailed bone structure such as whether or not the bone is simplified. It was difficult to easily judge the amount of bone mass, and in any case it could not be denied that it was halfway.
【0005】この発明は、上述の従来の超音波診断装置
が大型、高価であること、また、X線診断装置ではX線
被曝の問題があること、および、この診断装置の表す骨
の性質がいま一つ明確でないなどの欠点を解決するため
になされたもので、骨量や骨強度など骨の性状を判別す
る過程を単純化し、信頼性を向上させることのできる超
音波による骨の診断方法を提供することを目的としてい
る。The present invention is characterized in that the above-mentioned conventional ultrasonic diagnostic apparatus is large and expensive, that the X-ray diagnostic apparatus has a problem of X-ray exposure, and that the bone characteristic of the diagnostic apparatus is characteristic. It was made to solve the drawbacks such as not being clear, and it is a method of diagnosing bone by ultrasonic waves that simplifies the process of determining bone properties such as bone mass and bone strength, and can improve reliability. Is intended to provide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は、超音波を、
被測定部位としての海綿骨を含む人骨に入射して、これ
を透過させ、そのときの透過波を診断波形として受信
し、この診断波形を、標準波形と比較するようにしてい
る。The present invention uses ultrasonic waves to
The human bone including the cancellous bone as the measurement site is incident on the human bone and transmitted therethrough, the transmitted wave at that time is received as a diagnostic waveform, and this diagnostic waveform is compared with a standard waveform.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】第1の発明は、超音波発信部から
出力される超音波を、被測定部位としての海綿骨を含む
人骨に入射して、これを透過させ、そのときの透過波を
超音波受信部において受信し、そのときの診断波形を、
標準波形と比較し、差異の有無に基づいて人骨の状態を
診断するようにしたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first invention is that an ultrasonic wave output from an ultrasonic wave transmitting section is made incident on a human bone including a cancellous bone as a site to be measured and is transmitted therethrough, and a transmitted wave at that time is transmitted. Is received by the ultrasonic receiver, and the diagnostic waveform at that time is
The condition of the human bone is diagnosed based on the presence / absence of a difference as compared with a standard waveform.
【0008】第2の発明は、超音波発信部から出力され
る超音波を、被測定部位としての海綿骨を含む人骨に入
射して、これを透過させ、そのときの透過波を超音波受
信部において受信し、そのときの診断波形をコンピュー
タによって波形処理し、同様に波形処理した標準波形と
比較して、それらにおける差異の有無に基づいて人骨の
状態を診断するようにしたものである。A second aspect of the invention is that an ultrasonic wave output from an ultrasonic wave transmitting section is incident on a human bone including a cancellous bone as a measurement site and transmitted therethrough, and the transmitted wave at that time is ultrasonically received. The diagnostic waveform at that time is received by the computer, waveform-processed by a computer, compared with a standard waveform that has been similarly waveform-processed, and the condition of the human bone is diagnosed based on the presence or absence of a difference between them.
【0009】ここで、標準波形とは、次のような波形で
ある。すなわち、超音波を、海面骨を含む人骨に照射し
てこれを透過させた後の波形は、健常者ではバラツキが
少ないのが特徴であるが、人種や地域などによって多少
異なることを考慮して、対象とする母集団から複数の波
形を求め、これらを加算平均して平均化し、できるだけ
正常な波形を求めて得られる波形のことである。Here, the standard waveform is the following waveform. That is, the waveform of ultrasonic waves after irradiating human bones including cancellous bone and transmitting them is characterized by little variation in healthy people, but considering that it varies somewhat depending on race and region. A waveform obtained by obtaining a plurality of waveforms from a target population, averaging them by adding and averaging them, and obtaining a waveform as normal as possible.
【0010】前記海綿骨を含む人骨としては、前腕の橈
骨、膝蓋骨、踵骨、大腿骨頸部および腰椎などがある。Human bones including the cancellous bone include the radius of the forearm, the patella, the calcaneus, the femoral neck and the lumbar spine.
【0011】そして、前記超音波の波形としては、応答
が比較的単純で、波形判別が容易な短いパルス状の音圧
波形が好ましい。As the waveform of the ultrasonic wave, a short pulse-like sound pressure waveform having a relatively simple response and easy waveform discrimination is preferable.
【0012】また、第1の発明における標準波形と診断
波形との比較項目としては、 両波形の第1波と第2波とを含む時間間隔の範囲にお
けるゼロクロス数またはパルス幅、 両波形のピークの振幅の大きさまたは第1波と第2波
との振幅比、 両波形の第1波と第2波とを含む時間間隔の範囲にお
けるピークの数、 両波形の相関関数における最大値またはパターン、 などがある。Further, the comparison items of the standard waveform and the diagnostic waveform in the first aspect of the present invention include the number of zero crosses or the pulse width in the range of the time interval including the first wave and the second wave of both waveforms and the peak of both waveforms. Amplitude magnitude or the amplitude ratio between the first and second waves, the number of peaks in the time interval range including the first and second waves of both waveforms, the maximum value or pattern in the correlation function of both waveforms , and so on.
【0013】ここで、第1波、第2波とは、例えば図4
または図6において、それぞれ符号I,IIで示す波のこ
とで、1番目、2番目に到達する波のことをいう。Here, the first wave and the second wave are, for example, as shown in FIG.
Alternatively, in FIG. 6, the waves indicated by reference numerals I and II, respectively, are the first and second arriving waves.
【0014】そして、前記第2の発明におけるコンピュ
ータによる波形処理の一つに、高速フーリエ変換(Fa
st Fourier Transformatio
n、以下、FFTという)などの周波数解析がある。Then, one of the waveform processing by the computer in the second invention is a fast Fourier transform (Fa).
st Fourier Transform
n, hereafter referred to as FFT).
【0015】前記コンピュータによる波形処理あるいは
周波数解析処理後の透過波の振幅の周波数に基づいて骨
の構造、強度など骨粗鬆症の進行の度合いを判断するよ
うにしてもよい。The degree of progression of osteoporosis such as bone structure and strength may be judged based on the frequency of the amplitude of the transmitted wave after the waveform processing or frequency analysis processing by the computer.
【0016】そして、前記透過波の振幅の周波数に代え
て、位相の周波数特性に基づいて前記判断を行うことも
できる。The determination can be made based on the frequency characteristic of the phase instead of the frequency of the amplitude of the transmitted wave.
【0017】また、前記透過波における振幅の周波数特
性および透過波における位相の周波数特性について、健
常者のデータと患者のデータにおいて相違が見られる周
波数におけるデータを位相と振幅とで2次元プロットす
るようにして前記判断を行うようにしてもよい。Regarding the frequency characteristic of the amplitude of the transmitted wave and the frequency characteristic of the phase of the transmitted wave, the data at the frequency at which a difference between the data of the healthy person and the data of the patient is seen is two-dimensionally plotted. Alternatively, the determination may be performed.
【0018】さらに、上記測定を行う場合、被測定部位
と、超音波発信部および超音波受信部との間に空気を介
在させないようにするのが好ましく、例えば、 a.被測定部位を、水、または、水とグリセリンとを調
合した整合液を入れた伸縮可能な袋(ボーラス)に密着
させた状態で、超音波発信部および超音波受信部に密着
させる。 b.被測定部位にゲル状(またはゼリー状)物質を塗布
し、その状態で超音波発信部および超音波受信部に密着
させる。 c.被測定部位に含水ポリマーやシリコンパッドなどを
密着させた状態で、超音波発信部および超音波受信部に
密着させる。 d.被測定部位を予め超音波発信部および超音波受信部
が設置されている水中に入れる。 などのようにするのがよい。Further, when performing the above-mentioned measurement, it is preferable that air is not interposed between the site to be measured and the ultrasonic wave transmitting portion and the ultrasonic wave receiving portion. For example, a. The measurement site is brought into close contact with the ultrasonic wave transmitting unit and the ultrasonic wave receiving unit in a state of being brought into close contact with a stretchable bag (bolus) containing water or a matching liquid prepared by mixing water and glycerin. b. A gel-like (or jelly-like) substance is applied to the site to be measured, and in that state, the substance is brought into close contact with the ultrasonic wave transmitter and the ultrasonic wave receiver. c. With the water-containing polymer, silicon pad, etc. in close contact with the measurement site, the ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver are closely contacted. d. The site to be measured is placed in water in which the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver are installed in advance. It is better to do something like this.
【0019】[0019]
【実施例】実施例について、図面を参照しながら説明す
る。まず、図1は、第1の発明の超音波による骨の診断
方法を実施するための装置の構成の一例を示すものであ
る。この図において、1はパルス発信部で、パルス増幅
部を含むこともある。2はパルス発信部1からのパルス
出力を受けてパルス幅が狭いパルス状の超音波Sを、被
測定物3に入射させる超音波発信部、4は被測定物3を
透過した透過波を受信する超音波受信部である。5は超
音波受信部4の出力を適宜増幅する信号増幅器、6は透
過波の波形処理および演算を行う演算処理部としてのコ
ンピュータ、7は表示装置である。Embodiments will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows an example of the configuration of an apparatus for carrying out the method for diagnosing bone by ultrasonic waves according to the first invention. In this figure, reference numeral 1 denotes a pulse transmission unit, which may include a pulse amplification unit. Reference numeral 2 denotes an ultrasonic transmitting unit that receives a pulse output from the pulse transmitting unit 1 and causes a pulse-shaped ultrasonic wave S having a narrow pulse width to be incident on the DUT 3, and 4 receives a transmitted wave transmitted through the DUT 3. This is an ultrasonic receiving unit that performs the operation. Reference numeral 5 denotes a signal amplifier that appropriately amplifies the output of the ultrasonic receiving unit 4, reference numeral 6 denotes a computer as an arithmetic processing unit that performs waveform processing and calculation of a transmitted wave, and reference numeral 7 denotes a display device.
【0020】ここで、前記超音波Sとしては、5MHz
以下の周波数成分を多く含み、しかも、帯域幅が広いパ
ルス波で、波形が適当なものが選択される。そして、前
記被測定物3としては、海綿骨を含む骨が好ましく、例
えば前腕の橈骨、膝蓋骨、踵骨、大腿骨頸部および腰椎
などがあるが、以下の説明では、被測定物3を橈骨とす
る。したがって、符号8は前腕、9は橈骨3の周囲の軟
部組織である。Here, the ultrasonic wave S is 5 MHz.
A pulse wave that includes many of the following frequency components and has a wide bandwidth and an appropriate waveform is selected. The object 3 is preferably a bone including trabecular bone, such as the radius of the forearm, the patella, the calcaneus, the neck of the femur and the lumbar vertebra. And Accordingly, reference numeral 8 denotes a forearm, and reference numeral 9 denotes soft tissue around the radius 3.
【0021】そして、上記構成の測定装置を用いて測定
を行う場合、超音波発信部2の前腕当接部および超音波
受信部4の前腕当接部を前腕8における被測定部位(橈
骨3が存在する手首と肘との間の適宜の箇所)に直接当
接させるのではなく、伸縮可能な袋内に水、または、水
とグリセリンとを適宜の割合で混ぜ合わせた整合液を収
容した音響インピーダンス整合体10を、前腕当接部に
着脱自在に取り付け、前記被測定部位に音響インピーダ
ンス整合体10を密着させ、もって、被測定部位と、超
音波発信部2および超音波受信部4との間に空気を介在
させないようにするのが好ましい。When the measurement is performed using the measuring device having the above-mentioned configuration, the forearm contact portion of the ultrasonic wave transmitting portion 2 and the forearm contact portion of the ultrasonic wave receiving portion 4 are connected to the measurement site (radius 3) of the forearm 8. Sound that contains water, or a matching liquid in which water and glycerin are mixed at an appropriate ratio, in an expandable bag, rather than directly contacting the existing part (where appropriate between the wrist and elbow) The impedance matching body 10 is detachably attached to the forearm abutting portion, and the acoustic impedance matching body 10 is brought into close contact with the measurement site, and thus the measurement site and the ultrasonic wave transmitting unit 2 and the ultrasonic wave receiving unit 4 are connected. It is preferable that no air is interposed between them.
【0022】このようにする理由は次の通りである。す
なわち、測定時に、前記被測定部位と、超音波発信部2
および超音波受信部4との間に空気層が形成されている
と、空気層から前腕8に超音波Sが入射する際、また
は、前腕8内に入射して橈骨3を透過した超音波(透過
波)が前腕8から空気層に出る際に、前腕8と空気層と
の境界で音響インピーダンスが変化するが、このような
部分では、超音波Sに反射が起こり、超音波受信部4に
よって受信される信号に反射信号が混入したり、信号が
著しく減衰したりして、これが妨害波となって測定精度
に悪影響が及ぼされるからである。The reason for doing this is as follows. That is, at the time of measurement, the measurement site and the ultrasonic transmission unit 2
If an air layer is formed between the ultrasonic wave and the ultrasonic receiving unit 4, the ultrasonic wave S enters the forearm 8 from the air layer, or enters the forearm 8 and transmits through the radius 3 ( When a transmitted wave) enters the air layer from the forearm 8, the acoustic impedance changes at the boundary between the forearm 8 and the air layer. In such a portion, the ultrasonic wave S is reflected, and the ultrasonic wave is received by the ultrasonic receiving unit 4. This is because a reflected signal is mixed with the received signal or the signal is significantly attenuated, which becomes an interference wave and adversely affects the measurement accuracy.
【0023】上記音響インピーダンスの変化による影響
をなくする手法としては、上記音響インピーダンス整合
体10によるものの他に、被測定部位にゲル状(または
ゼリー状)物質を塗布し、その状態で超音波発信部2お
よび超音波受信部4に密着させたり、被測定部位に含水
ポリマーやシリコンパッドなどを密着させた状態で、超
音波発信部2および超音波受信部4に密着させたり、あ
るいは、被測定部位を予め超音波発信部2および超音波
受信部4が設置されている水中に入れるなどの手法があ
る。そして、これらの手法については、本願出願人が平
成7年4月11日付けにて特許出願している「超音波に
よる骨の診断方法および装置」(特願平7−11130
2号)に詳しく開示されている。As a method of eliminating the influence of the change in the acoustic impedance, a gel-like (or jelly-like) substance is applied to the measurement site in addition to the acoustic impedance matching body 10 and ultrasonic waves are transmitted in that state. Part 2 and ultrasonic wave receiving part 4 or, in a state where a water-containing polymer, a silicon pad or the like is brought into close contact with the part to be measured, close contact with ultrasonic wave sending part 2 and ultrasonic wave receiving part 4, or to be measured There is a method such as putting the part in water in which the ultrasonic wave transmitting unit 2 and the ultrasonic wave receiving unit 4 are installed in advance. Regarding these techniques, the applicant of the present invention filed a patent application on April 11, 1995, entitled "Ultrasonic Bone Diagnosis Method and Apparatus" (Japanese Patent Application No. 7-11130).
No. 2).
【0024】上記構成の診断装置を用いて骨の診断を行
うには、前記超音波発信部2および超音波受信部4との
間に前腕8を挿入し、超音波発信部2および超音波受信
部4の前腕当接部にそれぞれ設けられた音響インピーダ
ンス整合体10を前腕8の被測定部位を密着させる。こ
の状態で、超音波発信部2から例えば周波数5MHz以
下のパルス性の超音波Sを発する。この超音波Sは、超
音波発信部2側の音響インピーダンス整合体10を経て
前腕8内に入射し、軟部組織9を経て橈骨3内を透過
し、この透過波は、軟部組織9を経て前腕8外に出射
し、さらに、超音波受信部5側の音響インピーダンス整
合体10を経て超音波受信部4に受信される。In order to diagnose a bone using the diagnostic device having the above-mentioned configuration, the forearm 8 is inserted between the ultrasonic wave transmitting section 2 and the ultrasonic wave receiving section 4, and the ultrasonic wave transmitting section 2 and the ultrasonic wave receiving section are received. The acoustic impedance matching bodies 10 respectively provided on the forearm contact portions of the portion 4 are brought into close contact with the measurement site of the forearm 8. In this state, the ultrasonic transmitter 2 emits a pulsed ultrasonic wave S having a frequency of, for example, 5 MHz or less. This ultrasonic wave S enters the forearm 8 through the acoustic impedance matching body 10 on the ultrasonic wave transmitting portion 2 side, passes through the soft tissue 9 and the radius 3, and the transmitted wave passes through the soft tissue 9 and the forearm. 8 and is received by the ultrasonic wave receiving unit 4 via the acoustic impedance matching body 10 on the ultrasonic wave receiving unit 5 side.
【0025】そして、前記超音波受信部4に受信された
透過波信号は、信号増幅器5で必要な振幅に増幅された
後、コンピュータ6に取り込まれる。そして、このコン
ピュータ6において適宜の手法で波形処理および演算が
行われ、被測定物である橈骨3の性状、例えば、海綿骨
内の骨量および/または骨質を表す値を求め、骨粗鬆症
であるか否かを決定し、これらを表示装置7の画面に表
示したり、適宜のメモリ装置(図示してない)に記憶さ
せるのである。The transmitted wave signal received by the ultrasonic wave receiving section 4 is amplified by the signal amplifier 5 to have a required amplitude, and then taken into the computer 6. Then, waveform processing and calculation are performed in this computer 6 by an appropriate method to determine the property of the radius 3 which is the object to be measured, for example, a value representing the bone mass and / or bone quality in the cancellous bone, and whether it is osteoporosis. It is determined whether or not they are displayed on the screen of the display device 7 or stored in an appropriate memory device (not shown).
【0026】次に、前記コンピュータ6における波形処
理や演算の一例を、図2以下を参照しながら詳細に説明
する。Next, an example of waveform processing and calculation in the computer 6 will be described in detail with reference to FIG.
【0027】まず、上記装置を用いて、複数の健常者の
診断を行い、標準波形を予め作成しておく。すなわち、
健常者の橈骨3に超音波Sを入射して、そのときの透過
波を超音波受信部4において受信し、そのとき得られる
複数の波形を加算平均して平均化処理し、標準波形を作
成するのである。First, a plurality of healthy persons are diagnosed by using the above apparatus, and a standard waveform is created in advance. That is,
An ultrasonic wave S is incident on the radius 3 of a healthy person, the transmitted wave at that time is received by the ultrasonic wave reception unit 4, and a plurality of waveforms obtained at that time are averaged to obtain a standard waveform. To do.
【0028】図2および図3は、それぞれ橈骨3に入射
される超音波Sの波形の一例を示すもので、図2に示す
a波形は、二乗余弦波の電圧を印加して発生させたもの
であり、図3に示すb波形は、ステップ波の電圧を印加
して発声させたものである。2 and 3 each show an example of the waveform of the ultrasonic wave S incident on the radius 3, and the waveform a shown in FIG. 2 is generated by applying a voltage of a raised cosine wave. The waveform b shown in FIG. 3 is generated by applying a step wave voltage.
【0029】そして、図4および図5は、それぞれ22
才〜23才の男性の橈骨3に、前記a波形およびb波形
を入射させたときに得られた波形を加算平均により平均
化処理を行うことにより作成された標準波形as ,bs
である。Further, FIG. 4 and FIG.
Waveforms a s and b s created by averaging the waveforms obtained when the a waveform and the b waveform are incident on the radius 3 of the males aged 23 to 23 with an averaging process.
It is.
【0030】そして、実際の診断に際しては、被験者の
橈骨3に超音波Sを入射して、そのとき得られる診断波
形を前記標準波形as またはbs と比較する。この場
合、単に両波形の形状の比較のみならず、 両波形の第1波と第2波とを含む時間間隔の範囲にお
けるゼロクロス数またはパルス幅、 両波形のピークの振幅の大きさまたは第1波と第2波
との振幅比、 両波形の第1波と第2波とを含む時間間隔の範囲にお
けるピークの数、 両波形の相関関数における最大値またはパターン、 などを比較し、それらの差異の有無および差異の大きさ
に基づいて、前記被験者の骨の状態を診断するのであ
る。In the actual diagnosis, ultrasonic waves S are incident on the radius 3 of the subject, and the diagnostic waveform obtained at that time is compared with the standard waveform a s or b s . In this case, not only the shapes of the two waveforms are simply compared but also the number of zero crosses or the pulse width in the range of the time interval including the first wave and the second wave of the two waveforms, the magnitude of the peak amplitude of the two waveforms or the first waveform The amplitude ratio between the wave and the second wave, the number of peaks in the range of the time interval including the first wave and the second wave of both waveforms, the maximum value or the pattern in the correlation function of both waveforms, and the like. The bone condition of the subject is diagnosed based on the presence or absence of a difference and the magnitude of the difference.
【0031】そして、8人の女性被験者(55才〜75
才)に、発振波としてa波形およびb波形を用いて診断
を行い、それぞれ診断波形を採取した。図6〜図13
は、発振波がa波形の場合に得られた診断波形であり、
符号A1〜A8で示す。また、図14〜図21は、発振
波がb波形の場合に得られた診断波形であり、符号B1
〜B8で示す。すなわち、図6(A1)と図14(B
1)が同一の被験者の診断波形を表し、以下、図7(A
2)と図15(B2)、図8(A3)と図16(B
3)、図9(A4)と図17(B4)、図10(A5)
と図18(B5)、図11(A6)と図19(B6)、
図12(A7)と図20(B7)、図13(A8)と図
21(B8)がそれぞれ同一の被験者の診断波形を表し
ている。Then, eight female subjects (55 to 75 years old)
A) using the a waveform and the b waveform as the oscillating waves, and diagnostic waveforms were collected. 6 to 13
Is a diagnostic waveform obtained when the oscillation wave is a waveform,
It shows with numerals A1-A8. Further, FIGS. 14 to 21 are diagnostic waveforms obtained when the oscillating wave is the b waveform, which is denoted by reference numeral B1.
~ B8. That is, FIG. 6 (A1) and FIG. 14 (B
1) shows the diagnostic waveform of the same subject, and is shown in FIG.
2) and FIG. 15 (B2), FIG. 8 (A3) and FIG. 16 (B
3), FIG. 9 (A4) and FIG. 17 (B4), FIG. 10 (A5)
18 (B5), FIG. 11 (A6) and FIG. 19 (B6),
FIG. 12 (A7) and FIG. 20 (B7), FIG. 13 (A8) and FIG. 21 (B8) respectively show the diagnostic waveform of the same subject.
【0032】そして、上記標準波形as ,bs および診
断波形A1〜A8、B1〜B8において、最初のピーク
からある時間内(長さ)に幾つのピーク(山または谷)
があるかを調べた。すなわち、例えば図4に示すよう
に、最初のピークからある時間T内(例えば5μsec
の範囲)にあるピークの数をカウントするのであり、図
4に示す標準波形as では、4個である。図5〜図21
に示す各波形ついても同様にカウントし、このカウント
結果を下記表1および表2にまとめた。In the standard waveforms a s and b s and the diagnostic waveforms A1 to A8 and B1 to B8, how many peaks (peaks or valleys) are present within a certain time (length) from the first peak.
I checked if there is. That is, as shown in FIG. 4, for example, within a certain time T (for example, 5 μsec) from the first peak.
The number of peaks in the range (1) is counted, and the number is four in the standard waveform a s shown in FIG. 5 to 21
The respective waveforms shown in Table 1 were counted in the same manner, and the count results are summarized in Tables 1 and 2 below.
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】[0034]
【表2】 [Table 2]
【0035】前記表1および表2において、波形A1〜
A8,B1〜B8は、それぞれ8人の女性被験者のもの
で、これらの被験者はいずれも別途DEXAによって診
断された骨粗鬆症の患者である。In Tables 1 and 2, the waveforms A1 ...
A8 and B1 to B8 are respectively from eight female subjects, and these subjects are all patients with osteoporosis who were separately diagnosed by DEXA.
【0036】そして、発振波としてa波形を用いた結果
を示したものである表1では、健常者である標準波形a
s においては、ピーク数が4であるのに対し、患者であ
る波形A1〜A8においては、5〜11個といずれも4
より大きい。また、発振波としてb形波を用いた結果を
示したものである表2では、健常者である標準波形bs
においては、ピーク数が3であるのに対し、患者である
波形B1〜B8においては、5〜8個といずれも3より
大きい。In Table 1, which shows the result of using the waveform a as the oscillating wave, the standard waveform a of a healthy person is shown.
In s , the number of peaks is 4, whereas in waveforms A1 to A8, which are patients, 5 to 11 peaks, which are all 4
Greater than. Further, in Table 2, which shows the result using the b-shaped wave as the oscillating wave, the standard waveform b s of a healthy person is shown.
In Fig. 3, the number of peaks is 3, whereas in waveforms B1 to B8 which are patients, 5 to 8 peaks, which are all larger than 3.
【0037】つまり、前記診断波形のある特定の時間内
におけるピークの数を、標準波形のある特定の時間内に
おけるピークの数と比較することにより、被験者の骨の
状態を診断することができ、骨粗鬆症であるか否かを判
定することができ、さらに進んで骨の構造が単純化して
いるのを予測することも可能となる。That is, by comparing the number of peaks in a specific time of the diagnostic waveform with the number of peaks in a specific time of the standard waveform, the bone condition of the subject can be diagnosed, It is possible to determine whether or not the patient has osteoporosis, and it is possible to further predict that the bone structure is simplified.
【0038】ところで、特定の時間内におけるピークの
数が多いほど、山または谷における幅が狭くなる。つま
り、ピークの数をカウントする代わりに、特定の時間内
のパルス幅を比較するようにしてもよい。By the way, the larger the number of peaks within a specific time, the narrower the width at the peak or valley. That is, instead of counting the number of peaks, the pulse widths within a specific time may be compared.
【0039】また、標準波形と診断波形とにおけるピー
クの振幅の大きさまたは第1波(例えば図4または図6
において、符号Iで示す)と、第2波(図4または図6
において、符号IIで示す)との振幅比を比較するように
してもよい。The amplitude of the peak of the standard waveform and the diagnostic waveform or the first wave (for example, FIG. 4 or FIG. 6).
, And the second wave (shown in FIG. 4 or FIG. 6).
In the above, the amplitude ratio may be compared with that of the symbol II).
【0040】さらに、標準波形と診断波形との相関関数
をとり、最大値またはパターンなどを比較するようにし
てもよい。Further, the correlation function between the standard waveform and the diagnostic waveform may be obtained and the maximum value or pattern may be compared.
【0041】上記第1の発明の超音波による骨の診断方
法は、比較項目の内容が明確であり、したがって、骨の
性状を容易かつ正確に判別することができる。In the method for diagnosing bone by ultrasonic waves according to the first aspect of the invention, the contents of the comparison items are clear, and therefore the bone properties can be easily and accurately determined.
【0042】上述の第1の発明では、超音波Sを被測定
部位としての海綿骨を含む人骨3に入射して、これを透
過させ、そのときの透過波を診断波形として得て、この
診断波形を、標準波形と形状的に比較し、それらにおけ
る差異の有無に基づいて人骨の状態を診断するようにし
ていたが、前記人骨3中の伝搬波形の解析を行い、定量
的なパラメータを用いて人骨の状態を診断することもで
きる。以下、これを第2発明として説明する。In the above-mentioned first invention, the ultrasonic wave S is incident on the human bone 3 including the cancellous bone as the site to be measured and transmitted therethrough, and the transmitted wave at that time is obtained as a diagnostic waveform, and this diagnosis is carried out. The waveform is compared with the standard waveform in terms of shape, and the condition of the human bone is diagnosed based on the presence or absence of the difference between them. However, the propagation waveform in the human bone 3 is analyzed and quantitative parameters are used. It is also possible to diagnose the condition of human bones. Hereinafter, this will be described as a second invention.
【0043】第2発明の超音波による骨の診断方法を実
施する場合も、前記図1に示された装置を用いる。図2
2は、第2発明の診断方法で用いる超音波Sの波形の一
例を示すもので、この図22に示す波形cは、二乗余弦
波の電圧を印加して発生させたものである。The apparatus shown in FIG. 1 is also used when carrying out the ultrasonic diagnostic method for bone according to the second aspect of the invention. FIG.
2 shows an example of the waveform of the ultrasonic wave S used in the diagnostic method of the second invention, and the waveform c shown in FIG. 22 is generated by applying the voltage of a raised cosine wave.
【0044】図23〜図25は、3人の被験者(健常者
N、軽度の骨粗鬆症患者X、重度の骨粗鬆症患者Y)の
橈骨3に、図22に示す超音波Sを照射してそのときに
得られた透過波の波形を示している。これらの被験者
N,X,Yは、いずれも別途DEXAによって診断され
たもので、図23は健常者Nの透過波を、図24は軽度
の患者Xの透過波を、図25は重度の患者Yの透過波を
それぞれ示している。そして、各透過波は、コンピュー
タ6においてFFT処理が施される。23 to 25, the radius 3 of three subjects (healthy person N, mild osteoporosis patient X, severe osteoporosis patient Y) is irradiated with ultrasonic waves S shown in FIG. 22 at that time. The waveform of the obtained transmitted wave is shown. These test subjects N, X, and Y were all separately diagnosed by DEXA. FIG. 23 shows a transmitted wave of a healthy person N, FIG. 24 shows a transmitted wave of a mild patient X, and FIG. 25 shows a severe patient. Each of the Y transmitted waves is shown. Then, each transmitted wave is subjected to FFT processing in the computer 6.
【0045】図26は、この測定で用いられた超音波S
の入力波形の振幅特性を示すもので、約800kHzを
最大にして100kHz〜2MHzの間でピークを描い
ている。FIG. 26 shows the ultrasonic wave S used in this measurement.
Shows the amplitude characteristic of the input waveform, and shows a peak between 100 kHz and 2 MHz with the maximum at about 800 kHz.
【0046】図27は、前記3人の被験者の透過波をF
FT処理して得られる骨中伝搬波形の振幅特性を示すも
のであり、図中の符号N,X,Yは健常者N、軽度の患
者X、重度の患者Yにそれぞれ対応している。前記図2
6および図27において、横軸は周波数を対数表示した
ものであり、縦軸は強度を表している。FIG. 27 shows the transmitted waves of the three subjects as F
It shows the amplitude characteristic of the bone propagation waveform obtained by FT processing, and the symbols N, X, and Y in the figure correspond to the healthy subject N, the mild patient X, and the severe patient Y, respectively. FIG. 2
6 and FIG. 27, the horizontal axis represents frequency in logarithmic form and the vertical axis represents intensity.
【0047】図27から以下のことが判る。すなわち、
健常者Nの特性では、300kHzでピークを迎えてお
り、図26に示した入力波の特性と比べてピークが低周
波側に約500kHzずれており、800kHzのまわ
りの高周波に対して減衰が大きいことを示している。The following can be seen from FIG. That is,
In the characteristic of the healthy person N, the peak is reached at 300 kHz, and the peak is deviated to the low frequency side by about 500 kHz as compared with the characteristic of the input wave shown in FIG. 26, and the attenuation is large for the high frequency around 800 kHz. It is shown that.
【0048】そして、軽度の患者Xの特性でもピーク
は、300kHz付近にあり、前記入力波の特性と比べ
ると高周波に対して減衰が大きいことが判る。一方、高
周波に対する減衰が健常者Nに比べて少し小さいことも
判る。The peak of the characteristic of the patient X is near 300 kHz, and it can be seen that the attenuation is large for high frequencies as compared with the characteristic of the input wave. On the other hand, it can be seen that the attenuation for high frequencies is slightly smaller than that of the healthy person N.
【0049】また、重度の患者Yの特性では、200k
Hzぐらいのところにピークy1 があり、さらに、50
0kHzぐらいのところに最大値をとるピークy2 があ
る。この特性を前記入力波の特性と比べると、100k
Hz以下の部分では、入力波の特性とほぼ同じ値になっ
ている。そして、500kHzの部分では、入力波特性
と比べて減衰が大きいことが判るが、軽度の患者Xの特
性と比較すると高周波に対する透過率が明らかに高くな
っている。この結果、重度の患者Yの特性には、健常者
Nのそれにおいては判別が困難な2つの山y1 ,y2 が
明瞭に識別できる(二峰性)。Further, in the characteristics of the severe patient Y, 200 k
There is a peak y 1 at about Hz and 50
There is a maximum peak y 2 at around 0 kHz. Comparing this characteristic with the characteristic of the input wave, 100k
In the portion below Hz, it has almost the same value as the characteristic of the input wave. Then, it can be seen that the attenuation at the portion of 500 kHz is larger than that of the input wave characteristic, but the transmittance for the high frequency is clearly higher than that of the characteristic of the patient X which is mild. As a result, in the characteristic of the severe patient Y, two peaks y 1 and y 2 which are difficult to distinguish in the healthy person N can be clearly discriminated (bimodal).
【0050】ところで、発明者らは、骨粗鬆症の症状が
進行するにしたがって、透過波が低周波成分を多く含む
高速波と、高周波成分を多く含む低速波に分離するとい
ったことを、平成5年9月30日に特許出願している
「骨の超音波診断方法および骨の診断装置」〔特願平5
−270018号(特開平7−100136号)〕にお
いて開示しているが、このことを考慮にいれた場合、3
00kHz付近の特性が高速波の特性を表し、500k
Hz付近の特性が低速波の特性を表していると考えられ
る。By the way, as the symptoms of osteoporosis progress, the inventors have separated the transmitted wave into a high-speed wave containing many low-frequency components and a low-speed wave containing many high-frequency components. "Bone ultrasonic diagnostic method and bone diagnostic device" filed on March 30th [Patent application 5
-270018 (JP-A-7-100136)], in consideration of this, 3
The characteristics near 00 kHz represent the characteristics of high-speed waves, and 500 kHz
It is considered that the characteristics near Hz represent the characteristics of the slow wave.
【0051】また、図27に示した振幅特性や骨粗鬆症
患者の透過波の周波数解析の結果、骨粗鬆症患者X,Y
においては、健常者Nに比べて、高周波成分の減衰が少
ない傾向にあることが判る。そこで、高周波成分および
/または低周波成分の減衰率をパラメータにして骨粗鬆
症の診断アルゴリズムとすることも可能である。Further, as a result of the amplitude characteristics shown in FIG. 27 and the frequency analysis of the transmitted wave of the osteoporosis patient, the osteoporosis patients X and Y are shown.
It can be seen that in the case of, the attenuation of the high frequency component tends to be less than that of the healthy person N. Therefore, it is also possible to use the attenuation rate of the high-frequency component and / or the low-frequency component as a parameter to make an osteoporosis diagnosis algorithm.
【0052】次に、入力波形の位相を基準として、透過
波の位相の周波数特性を求めたところ、図28に示すよ
うな特性を得た。この図において、横軸は周波数を対数
表示したものであり、縦軸は位相相対値を表している。Next, when the frequency characteristic of the phase of the transmitted wave was obtained with reference to the phase of the input waveform, the characteristic as shown in FIG. 28 was obtained. In this figure, the horizontal axis represents the logarithmic frequency, and the vertical axis represents the phase relative value.
【0053】図28から以下のことが判る。健常者Nの
特性は、100kHzより低周波側においてはほぼフラ
ットとなり、約−80°の位相となっている。そして、
600kHz以上になると急激に上昇する。The following can be seen from FIG. The characteristic of the healthy person N is almost flat on the lower frequency side than 100 kHz, and has a phase of about −80 °. And
It sharply rises above 600 kHz.
【0054】一方、軽度の患者Xおよび重度の患者Yの
特性は互いによく似た特性となっているとともに、10
0kHz以下の低周波側ではフラットとなり、約−20
°の位相となっており、この値は健常者Nのそれよりも
大きい。そして、600kHzより高周波側では健常者
Nとほぼ同じように変化している。On the other hand, the characteristics of the mild patient X and the severe patient Y are similar to each other, and 10
It becomes flat on the low frequency side below 0 kHz, and is about -20
The phase is °, and this value is larger than that of the healthy person N. Then, on the higher frequency side than 600 kHz, the change is almost the same as that of the healthy person N.
【0055】つまり、透過波の位相の周波数特性は、高
周波領域では患者X,Yの特性はともに健常者Nの特性
に近い特性を示すが、低周波領域では患者X,Yの特性
はともに小さいことが判る。That is, regarding the frequency characteristics of the phase of the transmitted wave, both the characteristics of the patients X and Y are close to the characteristics of the healthy person N in the high frequency region, but both the characteristics of the patients X and Y are small in the low frequency region. I understand.
【0056】ところで、発明者らの研究によれば、骨梁
構造が一方向的な配列になると、透過波形が低速波と高
速波の二波に分離することが判っているが、このことを
考慮に入れた場合、低周波での位相特性が変化すること
が推定される。また、100kHz付近での位相を骨梁
の構造変化を表すパラメータとすることもできる。By the way, according to the research conducted by the inventors, it is known that when the trabecular structure has a one-way arrangement, the transmitted waveform is separated into two waves, a low-speed wave and a high-speed wave. When taken into consideration, it is estimated that the phase characteristics at low frequencies change. Further, the phase around 100 kHz can be used as a parameter representing the structural change of the trabecular bone.
【0057】そして、上記振幅の周波数特性および位相
の周波数特性の両者を利用し、より定量的に骨粗鬆症の
進行度を測る手法を検討した。以下、これについて詳細
に説明する。Then, a method for quantitatively measuring the degree of progression of osteoporosis using both the frequency characteristics of the amplitude and the frequency characteristics of the phase was examined. Hereinafter, this will be described in detail.
【0058】前記図27に示された振幅の周波数特性に
おいて重度の患者Yの特性のピーク周波数α(この例で
は500kHz)における各被験者N,X,Yの特性値
と、図28に示された位相の周波数特性の特に健常者N
と患者X,Yとの差が顕著な周波数β(この例では10
0kHz)における各被験者N,X,Yの位相を2次元
表示して、図29を得た。The characteristic values of the subjects N, X, and Y at the peak frequency α (500 kHz in this example) of the characteristic of the severe patient Y in the frequency characteristic of the amplitude shown in FIG. 27 are shown in FIG. The frequency characteristics of the phase, especially the healthy person N
And patient X, Y the frequency β (10 in this example)
The phase of each subject N, X, Y at 0 kHz) was two-dimensionally displayed to obtain FIG.
【0059】図29から次のことが判る。健常者N(図
中、○印で示す)と、患者X,Y(図中、それぞれ×
印、△印で示す)とでは異なった位置にプロットされ、
これらのそれぞれについて複数のサンプルをプロットし
たところ、健常者Nと患者X,Yとでは分布状態が明確
に異なり、健常者群と患者群とに分かれる。図中の、一
点鎖線Uは、健常者群と患者群との分布の大凡の境界で
ある。The following can be seen from FIG. Healthy person N (indicated by a circle in the figure) and patients X and Y (in the figure, x)
(Indicated by a mark and a triangle) are plotted at different positions,
When a plurality of samples are plotted for each of these, the distribution state is clearly different between the healthy person N and the patients X and Y, and they are divided into a healthy person group and a patient group. An alternate long and short dash line U in the figure is an approximate boundary of the distribution between the healthy subject group and the patient group.
【0060】上述したように、第2の発明の超音波によ
る骨の診断方法によれば、定量的なパラメータを用いて
人骨の状態を診断することもでき、従来の手法では困難
であった骨粗鬆症の進行度を定量的に診断することがで
きる。なお、この第2の発明において、FFT処理以外
の周波数解析を用いてもよい。As described above, according to the ultrasonic bone diagnosing method of the second aspect of the present invention, the condition of human bone can be diagnosed by using quantitative parameters, and osteoporosis which is difficult by the conventional method. The degree of progression of can be quantitatively diagnosed. In this second invention, frequency analysis other than FFT processing may be used.
【0061】そして、上述した第1、第2の発明におい
て、入力される超音波Sの周波数としては、100kH
z〜5MHzが好ましい。これは、この範囲の周波数の
超音波Sを用いた場合、健常者と患者との間の差異がよ
り明確に判るからである。In the first and second inventions described above, the frequency of the input ultrasonic wave S is 100 kHz.
Z-5 MHz is preferable. This is because the difference between the healthy person and the patient can be more clearly understood when the ultrasonic wave S having a frequency in this range is used.
【0062】また、超音波Sは、二乗余弦波に代えて必
要な周波数を含むパルス波を用いて発生させてもよい。Further, the ultrasonic wave S may be generated using a pulse wave containing a required frequency instead of the raised cosine wave.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、この第1、第2の
発明によれば、骨粗鬆症であるか否かを簡易にしかも正
確に判別することができる。そして、骨の構造が単純化
しているのを予測することもできる。また、骨の構造的
特徴を認識できる可能性があり、骨粗鬆症との関連性を
的確に把握することもできる。As described above, according to the first and second inventions, it is possible to easily and accurately determine whether or not the patient has osteoporosis. And we can also predict that the bone structure is simplified. In addition, there is a possibility that the structural characteristics of the bone can be recognized, and the relationship with osteoporosis can be accurately grasped.
【0064】特に、第2の発明によれば、従来の手法で
は困難であった骨粗鬆症の進行度を定量的に診断するこ
とができるといった利点がある。In particular, according to the second invention, there is an advantage that it is possible to quantitatively diagnose the degree of progression of osteoporosis, which was difficult with the conventional method.
【図1】この発明の超音波による骨の診断方法を実施す
るための装置を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an apparatus for carrying out a method for diagnosing bone by ultrasonic waves according to the present invention.
【図2】前記診断方法で用いる超音波の波形の一例を示
す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of a waveform of an ultrasonic wave used in the diagnostic method.
【図3】前記診断方法で用いる超音波の波形の他の例を
示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing another example of the waveform of ultrasonic waves used in the diagnostic method.
【図4】前記診断方法において用いる標準波形の一例を
示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a standard waveform used in the diagnosis method.
【図5】前記診断方法において用いる標準波形の他の例
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of standard waveforms used in the diagnosis method.
【図6】診断波形の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図7】診断波形の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図8】診断波形の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図9】診断波形の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図10】診断波形の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図11】診断波形の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図12】診断波形の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図13】診断波形の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図14】診断波形の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図15】診断波形の例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図16】診断波形の例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図17】診断波形の例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図18】診断波形の例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図19】診断波形の例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図20】診断波形の例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図21】診断波形の例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example of a diagnostic waveform.
【図22】第2発明の診断方法で用いる超音波の波形の
一例を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing an example of the waveform of ultrasonic waves used in the diagnostic method of the second invention.
【図23】健常者の透過波の一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an example of a transmitted wave of a healthy person.
【図24】軽度の患者の透過波の一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an example of a transmitted wave of a mild patient.
【図25】重度の患者の透過波の一例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of a transmitted wave of a severe patient.
【図26】超音波Sの入力波形の振幅特性を示す図であ
る。FIG. 26 is a diagram showing amplitude characteristics of an input waveform of an ultrasonic wave S.
【図27】各被験者における透過波の振幅の周波数特性
を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing frequency characteristics of the amplitude of a transmitted wave in each subject.
【図28】入射波を基準としたときの各被験者における
透過波の位相の周波数特性を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing frequency characteristics of a phase of a transmitted wave in each subject when an incident wave is used as a reference.
【図29】各被験者における透過波の位相の周波数特性
での周波数βのときの位相相対値を横軸にとり、各被験
者における透過波の振幅の周波数特性での周波数αにお
ける周波数特性の値を縦軸にとったプロット図である。FIG. 29 shows the phase relative value at the frequency β in the frequency characteristic of the phase of the transmitted wave in each subject on the horizontal axis, and shows the value of the frequency characteristic at the frequency α in the frequency characteristic of the amplitude of the transmitted wave in each subject in the vertical direction. It is the plot which took the axis.
2…超音波発信部、3…海綿骨を含む人骨、4…超音波
受信部、6…コンピュータ、S…超音波、as ,bs …
標準波形。2 ... Ultrasonic wave transmitting section, 3 ... Human bone including cancellous bone, 4 ... Ultrasonic wave receiving section, 6 ... Computer, S ... Ultrasonic wave, a s , b s ...
Standard waveform.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 治義 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Haruyoshi Hirata 2 Higashimachi, Kichijoin Miya, Minami-ku, Kyoto-shi, Kyoto
Claims (11)
被測定部位としての海綿骨を含む人骨に入射して、これ
を透過させ、そのときの透過波を超音波受信部において
受信し、そのときの診断波形を、標準波形と比較し、差
異の有無に基づいて人骨の状態を診断することを特徴と
する超音波による骨の診断方法。1. An ultrasonic wave output from an ultrasonic wave transmitting unit,
It is incident on human bones including cancellous bones as the site to be measured and transmitted therethrough, and the transmitted wave at that time is received by the ultrasonic wave reception unit, and the diagnostic waveform at that time is compared with the standard waveform to determine whether there is a difference. A method for diagnosing a bone by ultrasonic waves, which comprises diagnosing a condition of a human bone based on the above.
ら両波形の第1波と第2波とを含む時間間隔の範囲にお
けるゼロクロス数またはパルス幅である請求項1に記載
の超音波による骨の診断方法。2. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the comparison item between the standard waveform and the diagnostic waveform is the number of zero crosses or the pulse width in the range of the time interval including the first wave and the second wave of these waveforms. How to diagnose bone.
ら両波形のピークの振幅の大きさまたは第1波と第2波
との振幅比である請求項1に記載の超音波による骨の診
断方法。3. The bone according to claim 1, wherein the comparison item between the standard waveform and the diagnostic waveform is the magnitude of the amplitude of the peaks of these waveforms or the amplitude ratio between the first wave and the second wave. Diagnostic method.
ら両波形の第1波と第2波とを含む時間間隔の範囲にお
けるピークの数である請求項1に記載の超音波による骨
の診断方法。4. The ultrasonic bone according to claim 1, wherein the comparison item between the standard waveform and the diagnostic waveform is the number of peaks in the range of the time interval including the first wave and the second wave of these waveforms. Diagnostic method.
し、最大値またはパターンなどにより判別する請求項1
に記載の超音波による骨の診断方法。5. The correlation function between the standard waveform and the diagnostic waveform is calculated, and the maximum value or the pattern is used for discrimination.
The method for diagnosing bone using ultrasonic waves according to [4].
被測定部位としての海綿骨を含む人骨に入射して、これ
を透過させ、そのときの透過波を超音波受信部において
受信し、そのときの診断波形をコンピュータによって波
形処理し、同様に波形処理した標準波形と比較して、そ
れらにおける差異の有無に基づいて人骨の状態を診断す
ることを特徴とする超音波による骨の診断方法。6. The ultrasonic wave output from the ultrasonic wave transmitting section,
It is incident on human bones including cancellous bones as the measurement site, transmits it, and the transmitted wave at that time is received by the ultrasonic wave reception unit, and the diagnostic waveform at that time is processed by the computer and processed in the same manner. A method for diagnosing a bone by ultrasonic waves, which comprises diagnosing a condition of a human bone based on the presence or absence of a difference between the standard waveform and the standard waveform.
析である請求項6に記載の超音波による骨の診断方法。7. The method for diagnosing bone by ultrasonic waves according to claim 6, wherein the waveform processing by the computer is frequency analysis.
減衰率をパラメータとして骨粗鬆症の診断アルゴリズム
とする請求項6または7に記載の超音波による骨の診断
方法。8. The method for diagnosing bone by ultrasonic waves according to claim 6, wherein an osteoporosis diagnosis algorithm is used with the attenuation rate of the high frequency component and / or the low frequency component as a parameter.
波の振幅の周波数特性である請求項6または7に記載の
超音波による骨の診断方法。9. The ultrasonic bone diagnosing method according to claim 6, wherein the comparison item between the standard waveform and the diagnostic waveform is the frequency characteristic of the amplitude of the transmitted wave.
過波の位相の周波数特性である請求項6または7に記載
の超音波による骨の診断方法。10. The method for diagnosing bone by ultrasonic waves according to claim 6, wherein the comparison item between the standard waveform and the diagnostic waveform is the frequency characteristic of the phase of the transmitted wave.
波における位相の周波数特性について、健常者のデータ
と患者のデータにおいて相違が見られる周波数における
データを位相と振幅とで2次元プロットするようにした
請求項6または7に記載の超音波による骨の診断方法。11. Regarding the frequency characteristic of the amplitude of the transmitted wave and the frequency characteristic of the phase of the transmitted wave, the data at the frequency at which the difference between the data of the healthy person and the data of the patient can be seen is two-dimensionally plotted. The method for diagnosing bone by ultrasonic wave according to claim 6 or 7.
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-08-31 JP JP24870996A patent/JPH09234200A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010010856A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 国立大学法人東京大学 | Knee acoustic matching device for ultrasonic probe |
US8522617B2 (en) | 2008-07-22 | 2013-09-03 | The University Of Tokyo | Knee acoustic matching device for ultrasonic probe |
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