JPH08280671A - 超音波骨評価装置 - Google Patents

超音波骨評価装置

Info

Publication number
JPH08280671A
JPH08280671A JP7084325A JP8432595A JPH08280671A JP H08280671 A JPH08280671 A JP H08280671A JP 7084325 A JP7084325 A JP 7084325A JP 8432595 A JP8432595 A JP 8432595A JP H08280671 A JPH08280671 A JP H08280671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
peak
received signal
ultrasonic
evaluation value
signal waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7084325A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2883290B2 (ja
Inventor
Naoki Otomo
直樹 大友
Sadayuki Ueha
貞行 上羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP7084325A priority Critical patent/JP2883290B2/ja
Priority to DE69624748T priority patent/DE69624748T2/de
Priority to EP96105587A priority patent/EP0737441B1/en
Priority to US08/630,535 priority patent/US5807250A/en
Priority to KR1019960010872A priority patent/KR100404427B1/ko
Publication of JPH08280671A publication Critical patent/JPH08280671A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2883290B2 publication Critical patent/JP2883290B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0875Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of bone
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015Attenuation, scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024Mixtures
    • G01N2291/02483Other human or animal parts, e.g. bones
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/102Number of transducers one emitter, one receiver

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な演算処理で再現性のよい骨評価値を得
ることができる超音波骨評価装置を提供する。 【構成】 振動子制御部26は、送信アンプ24に対し
て送信トリガ信号を与える。送信アンプ24は、この送
信トリガ信号に応じて所定の送信パルスを送波振動子2
0に発し、送波振動子20は、この送信パルスによって
励振され、所定の超音波パルスを発振する。受波振動子
22は、被検体10を透過した超音波パルスを受波し、
受波信号に変換する。A/D変換器30は、受信アンプ
28で増幅された受波信号をデジタル化する。デジタル
化された受波信号は、振動子制御部26を介して評価値
演算部32に入力される。評価値演算部32は、入力さ
れた受波信号の波形の特徴量に基づき、骨12の超音波
透過特性に関する評価値Eを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて骨組織
の評価・診断を行う超音波骨評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】老年人口の急激な増加とあいまって、骨
粗鬆症・骨軟化症などの骨の疾患をもつ人が増加してお
り、その診断や予防の手法が要望されている。
【0003】骨の評価・診断のための装置としては、従
来X線を利用した骨塩量測定装置があったが、近年これ
に加えて生体に超音波を透過させて骨組織の評価・診断
を行う超音波骨評価装置が提案されている。このような
超音波骨評価装置としては、例えば本出願人が特願平5
−180541号及び特願平5−55531号などにお
いて提案したものが挙げられる。
【0004】特願平5−180541号の装置では、一
対の探触子の間に被検者の踵を配置して超音波を送受波
し、踵骨を透過した超音波の受波信号をフーリエ変換す
ることにより踵骨を透過した超音波のスペクトルを求
め、この透過超音波スペクトルと送波スペクトルとの差
から、各周波数ごとの超音波の減衰度合いを示す減衰ス
ペクトルを求める。そして、この減衰スペクトルにおけ
る周波数変化に対する減衰率の変化率(「減衰の傾き」
と呼ぶ)を求め、この「減衰の傾き」に基づいて海綿骨
の骨梁の粗密度合いの評価を行っていた。
【0005】また、特願平5−55531号は、骨組織
中の超音波伝搬特性に関する係数値(音速、減衰定数な
ど)を推定する方法を示したものであり、骨組織を透過
した超音波のパワースペクトルあるいは透過率のスペク
トルから、いわゆる等価伝送線路理論を用いて超音波伝
搬特性に関する係数値(例えば、音速や減衰率など)を
求めていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
においては、透過超音波の受波信号の波形をフーリエ変
換して得たスペクトルを用いて骨の評価値を求めていた
が、この透過超音波スペクトルは同一対象の測定を行っ
た場合でも常に同じであるとは限らず、測定ごとに微妙
に異なったものとなる。このため、透過超音波スペクト
ルに基づいて算出される評価値も測定ごとに異なったも
のになるため、従来手法は評価値の再現性があまり良く
なかった。
【0007】すなわち、透過超音波のスペクトルが同じ
になるためには、生の透過波形(すなわち、フーリエ変
換を行う前の受波信号の時間波形)が同じでなければな
らない。ところが、骨を含む生体組織の内部構造は複雑
であるため、同一部位を測定した場合でも、測定位置が
数mm程度ずれただけで、あるいは探触子の当接角度が
少し変わっただけで、透過波形はかなり変化する。例え
ば、踵骨を透過した超音波の受波信号の電圧波形は、一
般に図10に示すような形となるが、このような受波信
号波形は、測定状態の微妙な変化によって変化しやす
く、中でも特に尾引き部分Aの波形は測定状態の微小変
化によってかなり大きく変化してしまう。従って、同一
部位の測定を行った場合でも、透過超音波のスペクトル
は同じにはならない。このため、従来技術では、透過超
音波のスペクトルに基づいて求められる評価値の再現性
はあまり良くなかった。
【0008】更に言えば、従来技術では、評価値を求め
るためにフーリエ変換などの複雑な演算を行う必要があ
るため、多大の計算時間を要するという問題もあった。
【0009】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、骨組織の超音波透過特性に関する評
価値を簡単な処理で得ることができ、しかも評価値の再
現性の良い超音波骨評価装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る超音波骨評価装置は、被検体に対し
て超音波パルスを送波する送波手段と、被検体を透過し
た超音波を受波する受波手段と、受波信号の波形に基づ
いて被検体内の骨組織の超音波透過特性に関する評価値
を演算する評価値演算手段とを有することを特徴とす
る。
【0011】また、本発明に係る超音波骨評価装置は、
評価値演算手段が、受波信号波形の所定のピークにおい
て受波信号の信号レベルの絶対値がピークの波高の絶対
値に対して所定割合以上となる時間幅を求めるピーク幅
検出手段を有し、このピーク幅検出手段で求められた時
間幅に基づいて評価値を演算することを特徴とする。
【0012】また、本発明に係る超音波骨評価装置は、
評価値演算手段が、受波信号波形の最初の極大値ピーク
の半値幅に基づいて前記評価値を演算することを特徴と
する。
【0013】また、本発明に係る超音波骨評価装置は、
評価値演算手段が、受波信号波形の所定の2つのピーク
の信号レベル同士の比を求めるレベル比演算手段を有
し、求められた信号レベル同士の比に基づいて前記評価
値を演算することを特徴とする。
【0014】また、本発明に係る超音波骨評価装置は、
評価値演算手段が、受波信号波形の各ピークと時間軸と
によって囲まれる領域の面積を求めるピーク面積演算手
段と、受波信号波形内の所定の2つのピークのピーク面
積同士の比を求める面積比演算手段とを有し、求められ
た面積比に基づいて評価値を演算することを特徴とす
る。
【0015】更に、本発明に係る超音波骨評価装置は、
評価値演算手段が、受波信号波形の最初の極大値ピーク
の波高が所定値になるように受波信号波形を規格化する
波形規格化手段と、規格化された受波信号波形の所定ピ
ークと時間軸とによって囲まれる領域の面積を求める規
格化面積演算手段とを有し、規格化面積演算手段によっ
て求められた面積に基づいて評価値を演算することを特
徴とする。
【0016】
【作用】本発明において、送波手段から送波される超音
波パルスには広帯域の周波数成分が含まれているが、被
検体内の組織、特に骨組織は、超音波に対してフィルタ
として作用し、超音波の特に高周波成分をよく遮断・吸
収する。一般に、骨組織が密な健常人ほどこの骨組織の
フィルタ効果が大きいので、骨粗鬆症などの骨の疾患を
持つ非健常人を測定したときの受波信号は、健常人を測
定したときの受波信号に比べて高周波成分の減衰が小さ
い。従って、非健常人の測定結果は、健常人に比べて受
波信号の時間波形のピークが鋭くなる傾向がある。そこ
で、本発明では、この受波信号波形の特性に注目して、
被検体を透過した超音波パルスの受波信号波形から直接
的に骨組織の超音波透過特性に関する評価値を求める。
【0017】すなわち、本発明では、送波手段は、被検
体に向けて超音波パルスを送波し、受波手段は、被検体
を透過した超音波パルスを受波して電気的な受波信号に
変換する。評価値演算手段は、この受波信号の生の時間
波形の形状から直接的に骨組織の超音波透過特性に関す
る評価値を算出する。
【0018】また、本発明では、ピーク幅検出手段は、
受波信号波形の所定のピークにおいて受波信号の信号レ
ベルの絶対値が前記ピークの波高の絶対値に対して所定
の割合以上となる時間幅を求める。そして、この時間幅
に基づいて骨組織の超音波透過特性に関する評価値を算
出する。
【0019】また、本発明では、レベル比演算手段は、
受波信号波形の所定の2つのピークの信号レベル同士の
比を求める。そして、この信号レベル比に基づいて、骨
組織の超音波透過特性に関する評価値を算出する。
【0020】また、本発明では、ピーク面積演算手段
は、受波信号波形の各ピークが時間軸との間になす面積
(ピーク面積)を求める。面積比演算手段は、受波信号
波形の所定の2つのピークのピーク面積同士の比を求め
る。そして、このようにして求められたピーク面積比に
基づいて骨組織の超音波透過特性に関する評価値を算出
する。
【0021】また、本発明では、波形規格化手段は、受
波信号波形を拡大又は縮小して、受波信号波形の最初の
極大値ピークの波高が所定値となるように規格化する。
次に、規格化面積演算手段は、規格化された受波信号波
形の所定ピークと時間軸とによって囲まれる領域の面積
を求める。そして、この規格化面積演算手段によって求
められた面積値に基づいて評価値を算出する。
【0022】
【実施例】以下、本発明に係る超音波骨評価装置の一実
施例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る
超音波骨評価装置の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【0023】図1において、測定対象である被検体10
は骨12と軟組織14とで構成されている。骨12は、
外側の皮質骨と内部の海綿骨とで構成され、例えば踵骨
などは海綿骨が多く、骨の疾病による変化が現れやす
い。
【0024】被検体10の両側には、送波振動子20及
び受波振動子22が配置されている。送波振動子20は
送信アンプ24に接続されており、送信アンプ24は振
動子制御部26に接続されている。振動子制御部26
は、送信アンプ24に対して送信トリガ信号を与える。
送信アンプ24は、この送信トリガ信号に応じて所定の
送信パルスを送波振動子20に供給する。そして、送波
振動子20は、この送信パルスによって励振され、所定
の超音波パルスを発振する。
【0025】一方、受波振動子22は受信アンプ28に
接続されている。受信アンプ28は、A/D変換器30
に接続されており、A/D変換器30は振動子制御部2
6に接続されている。受波振動子22は、被検体10を
透過した超音波パルスを受波し、電気的な受波信号に変
換する。そして、A/D変換器30は、受信アンプ28
で増幅された受波信号をデジタル化する。このようにし
てデジタル化された受波信号は、振動子制御部26を介
して評価値演算部32に入力される。
【0026】評価値演算部32は、入力された受波信号
に基づき、骨12の超音波透過特性に関する評価値Eを
算出する。以下、この評価値Eの算出の原理及び具体的
な評価値Eについて図を用いて説明する。
【0027】図2は、図1の送波振動子20に与えられ
る送信パルスの電圧波形の一例を示しており、図からわ
かるように、本実施例では、パルス幅の極めて小さい
(例えば数ナノ秒)インパルス状の送信パルスにより送
波振動子20を駆動する。従って、送波振動子20から
送出される超音波パルスは、広帯域の周波数成分を含ん
だパルスとなっている。
【0028】一方、図3及び図4には、踵骨を透過した
超音波の受波信号の時間波形の一例示されている。それ
ぞれのグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は信号
レベル(電圧)である。なお、図3及び図4は、全体的
な波形の山と谷の繰り返しの傾向が似通っており、この
ような波形パターンは、図2に示す送信パルスによって
生成された超音波パルスの踵骨を透過した後の受波信号
波形として一般的なパターンである。
【0029】ここで、図3には、健常人についての受波
信号波形が示されており、(a)は、超音波パルスの送
波開始時点から比較的長い時間における受波信号波形の
様子を示し、一方(b)は、(a)に示す受波信号波形
の特徴部分を拡大したものであり、透過超音波の受波を
開始した時点から所定の時間における受波信号波形を示
している。一方、図4には非健常人についての受波信号
波形が示されており、図3と同様、(a)は、超音波パ
ルスの送波開始時点から比較的長い時間における受波信
号波形の様子を示し、(b)は、(a)の波形の特徴部
分を拡大したものであり、透過超音波の受波を開始した
時点から所定の時間における受波信号波形を示してい
る。なお、図3(b)及び図4(b)は、同一の時間ス
ケールで表されている。
【0030】図3及び図4から分かるように、骨梁が密
で骨の量が多い健常人では、超音波の高周波成分がよく
カットされるため、受波信号波形は高周波成分が減衰し
たなだらかな波形となり、逆に骨粗鬆症などの骨疾患を
もつ非健常人では、高周波成分が比較的よく透過するた
め、受波信号波形は急峻になる。
【0031】従って、受波信号波形の形状、すなわち波
形の急峻さ、なだらかさの度合いを定量化することによ
り、骨の粗密の度合いを判断することが可能になる。
【0032】そこで、本実施例では、受波信号波形の形
状の特徴を定量化する評価値Eとして、以下に示す値を
用いる。本出願人は、これらの値が本出願人が前記特願
平5−180541号で用いている「減衰の傾き」と強
い相関関係があることを実験により確認した。
【0033】(1)受波信号波形の第1極大値ピークの
半値幅W(図5参照) 前述したように、踵骨を透過した超音波パルスを受波し
たときの受波信号は、いったん電圧0Vからレベルが低
下したのち山と谷とを繰り返すが、このような波形の山
及び谷のことを、以下では波形のピークと呼ぶ。
【0034】前述したように、骨が粗な非健常人では、
透過超音波の高周波成分がよく骨を透過するので、受波
信号波形が全体的に急峻になり、受波信号波形の第1極
大値ピークの半値幅Wが健常人のものに比べて小さくな
る。従って、このような第1極大値ピークの半値幅W
は、骨の状態を表す評価値Eとして用いることができ
る。このような第1極大値ピークの形状の特徴を表す数
値を用いることにより、再現性のよい評価値を得ること
ができる。
【0035】従って、この場合、図1の実施例において
は、評価値演算部32は、振動子制御部26から入力さ
れた受波信号の半値幅Wを検出し、この値Wを評価値E
として出力する。
【0036】なお、ここでは評価値Eとして第1極大値
ピークの半値幅Wを用いたが、本実施例では、半値幅に
限らず、図6に示すように第1極大値ピークの波高に対
して所定割合(図では、ピークの波高を1として、割合
a)の信号レベルにおけるピークの幅xを評価値Eとし
て採用してもよい。この割合は、理論上、0以上1未満
のいずれの値を選んでもよく、測定対象とする骨の種類
ごとに適した値を適宜選択すればよい。
【0037】また、ここで第1極大値ピークに着目した
のは、第1極大値ピークは、被検体内部で反射せずに被
検体を真っ直ぐに透過してきた超音波によるものと考え
られ、一般に受波信号波形の中で最も波高が高いため、
このピークが骨の状態を最も良く反映し、測定状態の微
小変化の影響を最も受けにくいと考えられるからであ
る。しかしながら、骨が密なほど透過超音波の高周波成
分がカットされ受波信号波形がなだらかになるというの
は受波信号波形の全体的な傾向なので、原理的には第1
極大値ピーク以外の他の極大値ピーク及び極小値ピーク
のピーク幅(半値幅を含む)を評価値Eとして採用する
ことも可能である。
【0038】このように受波信号の所定ピークのピーク
幅を評価値Eとして採用する場合には、図1に示した構
成において、評価値演算部32に、受波信号の所定ピー
クにおいてそのピークの波高の所定割合となる信号レベ
ルでのピーク幅xを検出するピーク幅検出部を設ければ
よい。このピーク幅検出部は、ソフトウエア的に実現し
てもよいし、ハードウエア的に実現してもよい。
【0039】また、以上では受波信号波形のピークの幅
自体を評価値としたが、所定の2つのピークの幅同士の
比を評価値とすることも考えられる。
【0040】(2)受波信号波形の第1極大値ピークの
波高Aと第2極小値ピークの波高Bの比A/B(図7参
照) 本出願人の実験によれば、骨の弱い非健常人ほどこの比
A/Bが大きくなることが判明している。これは、骨に
よる高周波成分の減衰の影響が第1極大値ピークに最も
顕著に現れるためではないかと考えられる。すなわち、
高周波成分の減衰が少ないと波形が全体的に急峻になる
が、その影響が第1極大値ピークに最も強く現れ、この
結果第1極大値ピークの波高が相対的に最も高くなるた
めである。この比A/Bは、前述の「減衰の傾き」と強
い相関関係があるほか、BMD値(骨塩量)とも相関が
強いことが実験により確認されている。
【0041】なお、第1極大値ピークと第2極小値ピー
ク以外の他のピークの波高同士の比についても、骨の強
さに対してかなり良い相関を示す実験結果が得られてお
り、他の所定のピーク同士の波高比を評価値Eとして採
用することもできる。
【0042】このように受波信号波形の所定の2つのピ
ークの信号レベル同士の比を評価値Eとして採用する場
合には、図1に示した構成において、評価値演算部32
に、受波信号波形の所定の2つのピークの信号レベル同
士の比を求めるレベル比演算部を設ければよい。このレ
ベル比演算部は、ソフトウエア的に実現してもよいし、
ハードウエア的に実現してもよい。
【0043】(3)受波信号波形の第1極大値ピークと
時間軸とによって囲まれる部分の面積(ピーク面積)S
と、第2極小値ピークと時間軸とによって囲まれる部分
の面積(ピーク面積)Tの比S/T(図8参照) このピーク面積比S/Tも、骨に疾患を有する非健常人
ほど大きくなる傾向がある。これは、上記(2)の波高
比A/Bの場合と同様の理由によるものと考えられる。
従って、この比S/Tも、骨の状態を表す評価値Eとし
て採用することができる。
【0044】なお、第1極大値ピークと第2極小値ピー
クの面積比S/Tに限らず、原理的には、他の所定極大
値ピークと他の所定極小値ピークとのピーク面積比を評
価値Eとしてもよい。
【0045】このように受波信号波形の所定の2つのピ
ークのピーク面積同士の比を評価値Eに採用する場合に
は、図1に示した構成において、評価値演算部32に、
受波信号波形の所定ピークのピーク面積を求めるピーク
面積演算部と、所定の2つのピークのピーク面積同士の
比を求めるピーク面積比演算部と、を設ければよい。ピ
ーク面積演算部及びピーク面積比演算部は、ソフトウエ
ア的に実現してもよいし、ハードウエア的に実現しても
よい。
【0046】(4)規格化した受波信号波形において、
第1極大値ピークと時間軸とによって囲まれる部分の面
積S(図9参照) この方法では、受波信号波形の第1極大値ピークの波高
が1になるように、受波信号波形を拡大又は縮小して規
格化し、この規格化された波形において第1極大値ピー
クと時間軸とによって囲まれる部分の面積Sを算出す
る。そして、この面積Sを骨の評価値Eとする。
【0047】すなわち、骨に疾患がある場合、疾患のな
い骨の場合より受波信号が急峻な波形となるので、健常
人と非健常人の受波信号波形を第1極大値ピークの波高
をそろえて規格化すると、非健常人の波形の方が第1極
大値ピークと時間軸との間の面積Sが小さくなる。従っ
て、この第1極大値ピークと時間軸との間の面積Sの大
小は、骨の状態を表す評価値Eとして採用できる。
【0048】なお、ここでは第1極大値ピークが時間軸
との間になす面積を評価値としたが、原理上はこれに限
らず、いずれのピークの面積を評価値に採用してもよ
い。
【0049】このように規格化した受波信号波形の所定
ピークのピーク面積を評価値Eに採用する場合には、図
1に示した構成において、評価値演算部32に、最初の
極大値ピークの波高が所定値になるように受波信号波形
を規格化する波形規格化部と、規格化された受波信号波
形の所定ピークと時間軸とによって囲まれる領域の面積
を求める規格化面積演算部と、を設ければよい。波形規
格化部及び規格化面積演算部は、ソフトウエア的に実現
してもよいし、ハードウエア的に実現してもよい。
【0050】以上、評価値Eの算出の原理と評価値Eの
具体例を説明したが、骨の評価値として採用し得るもの
は、これらに限られるものではない。すなわち、図1に
示した評価値演算部32は、上記(1)〜(4)に挙げ
た評価値同士を適宜組み合わせて新たな評価値を求める
構成であってもよいし、それら受波信号波形に基づいて
求めた評価値を超音波計測で測定した骨中音速やBMD
値などと組み合わせて新たな評価値Eを求める構成であ
ってもよい。
【0051】以上説明したように、本実施例では、受波
信号波形自体の形状に注目し、その受波信号波形自体か
ら特徴量を抽出したことにより、従来のような波形デー
タのフーリエ変換などの複雑な演算処理を行うことな
く、比較的簡単な処理で骨の超音波透過特性に関する評
価値を得ることができる。しかも、本実施例では、受波
信号波形の中で特に測定状態の微小な変動の影響を受け
にくい最初の方のピークから評価値を求めることによ
り、評価値の再現性を向上させることができる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フーリエ変換などの複雑な演算処理を行うことなく、簡
単な演算で骨に関する評価値を得ることができる。更に
は、その評価値の再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る超音波骨評価装置の構成を示す
ブロック図である。
【図2】 実施例における送信パルスの波形を示す図で
ある。
【図3】 健常人の受波信号波形の例を示す図である。
【図4】 骨に疾患を有する非健常人の受波信号波形の
例を示す図である。
【図5】 骨に関する評価値の具体例を示す図である。
【図6】 骨に関する評価値の具体例を示す図である。
【図7】 骨に関する評価値の具体例を示す図である。
【図8】 骨に関する評価値の具体例を示す図である。
【図9】 骨に関する評価値の具体例を示す図である。
【図10】 踵骨を透過した超音波パルスを受波した場
合の受波信号波形の典型例を示す図である。
【符号の説明】
10 被検体、20 送波振動子、22 受波振動子、
24 送信アンプ、26 振動子制御部、28 受信ア
ンプ、30 A/D変換器、32 評価値演算部。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体に対して超音波パルスを送波する
    送波手段と、 被検体を透過した超音波を受波する受波手段と、 受波信号の波形に基づいて、被検体内の骨組織の超音波
    透過特性に関する評価値を演算する評価値演算手段と、 を有することを特徴とする超音波骨評価装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の超音波骨評価装置にお
    いて、 前記評価値演算手段は、前記受波信号波形の所定のピー
    クにおいて受波信号の信号レベルの絶対値が前記ピーク
    の波高の絶対値に対して所定割合以上となる時間幅を求
    めるピーク幅検出手段を有し、このピーク幅検出手段で
    求められた時間幅に基づいて前記評価値を演算すること
    を特徴とする超音波骨評価装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の超音波骨評価装置にお
    いて、 前記評価値演算手段は、前記受波信号波形の最初の極大
    値ピークの半値幅に基づいて前記評価値を演算すること
    を特徴とする超音波骨評価装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の超音波骨評価装置にお
    いて、 前記評価値演算手段は、前記受波信号波形の所定の2つ
    のピークの信号レベル同士の比を求めるレベル比演算手
    段を有し、求められた信号レベル同士の比に基づいて前
    記評価値を演算することを特徴とする超音波骨評価装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の超音波骨評価装置にお
    いて、 前記評価値演算手段は、前記受波信号波形の各ピークと
    時間軸とによって囲まれる領域の面積を求めるピーク面
    積演算手段と、前記受波信号波形の所定の2つのピーク
    のピーク面積同士の比を求める面積比演算手段とを有
    し、求められた面積比に基づいて前記評価値を演算する
    ことを特徴とする超音波骨評価装置。
  6. 【請求項6】 請求項4又は請求項5のいずれかに記載
    の超音波骨評価装置において、 前記所定の2つのピークは、前記受波信号波形の最初の
    極大値ピークと2番目の極小値ピークであることを特徴
    とする超音波骨評価装置。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の超音波骨評価装置にお
    いて、 前記評価値演算手段は、前記受波信号波形の最初の極大
    値ピークの波高が所定値になるように前記受波信号波形
    を規格化する波形規格化手段と、規格化された受波信号
    波形の所定ピークと時間軸とによって囲まれる領域の面
    積を求める規格化面積演算手段とを有し、前記規格化面
    積演算手段によって求められた面積に基づいて前記評価
    値を演算することを特徴とする超音波骨評価装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の超音波骨評価装置にお
    いて、前記所定ピークは前記受波信号波形の最初の極大
    値ピークであることを特徴とする超音波骨評価装置。
JP7084325A 1995-04-10 1995-04-10 超音波骨評価装置 Expired - Fee Related JP2883290B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7084325A JP2883290B2 (ja) 1995-04-10 1995-04-10 超音波骨評価装置
DE69624748T DE69624748T2 (de) 1995-04-10 1996-04-09 Instrument zur Knochenuntersuchung
EP96105587A EP0737441B1 (en) 1995-04-10 1996-04-09 Bone assessment apparatus
US08/630,535 US5807250A (en) 1995-04-10 1996-04-10 Bone assessment apparatus and method
KR1019960010872A KR100404427B1 (ko) 1995-04-10 1996-04-10 뼈평가장치및그평가방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7084325A JP2883290B2 (ja) 1995-04-10 1995-04-10 超音波骨評価装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08280671A true JPH08280671A (ja) 1996-10-29
JP2883290B2 JP2883290B2 (ja) 1999-04-19

Family

ID=13827371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7084325A Expired - Fee Related JP2883290B2 (ja) 1995-04-10 1995-04-10 超音波骨評価装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5807250A (ja)
EP (1) EP0737441B1 (ja)
JP (1) JP2883290B2 (ja)
KR (1) KR100404427B1 (ja)
DE (1) DE69624748T2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186620A (ja) * 2000-12-21 2002-07-02 Aloka Co Ltd 超音波骨評価装置
JP2011104036A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Chiba Inst Of Technology 超音波検査装置および検査方法
JP2011255059A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波骨評価装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2216171T3 (es) * 1996-09-27 2004-10-16 Quidel Corporation Examen de la forma de onda ultrasonica para la evaluacion del estado de un hueso usando valores cartografiados de una region dada.
AU1751999A (en) * 1997-12-22 1999-07-12 Kare Christiansen A method and an apparatus for investigating material properties of bone using ultrasound
ATE274186T1 (de) 1998-11-08 2004-09-15 Sunlight Medical Ltd Methode zur geschwindigkeitsmessung in knochen
US6264607B1 (en) * 1998-11-17 2001-07-24 Metra Biosystems, Inc. Test object geometry for ultrasound transmission calibration
US20060079773A1 (en) * 2000-11-28 2006-04-13 Allez Physionix Limited Systems and methods for making non-invasive physiological assessments by detecting induced acoustic emissions
US7547283B2 (en) * 2000-11-28 2009-06-16 Physiosonics, Inc. Methods for determining intracranial pressure non-invasively
WO2002043564A2 (en) 2000-11-28 2002-06-06 Allez Physionix Limited Systems and methods for making non-invasive physiological assessments
US7727152B2 (en) * 2001-02-28 2010-06-01 The Research Foundation Of State University Of New York Method and apparatus for scanning confocal acoustic diagnostic for bone quality
EP1639946B1 (en) * 2004-09-24 2007-11-14 Aloka Co. Ltd. Ultrasonic diagnostic apparatus
US7806823B2 (en) 2004-09-27 2010-10-05 Aloka Co., Ltd. Ultrasonic diagnostic apparatus
US20090112094A1 (en) * 2006-04-13 2009-04-30 The Research Foundation Of State University Of New York Phased Apply Ultrasound With Electronically Controlled Focal Point For Assessing Bone Quality Via Acoustic Topology And Wave Transmit Functions
US7938778B2 (en) 2007-12-26 2011-05-10 Aloka Co., Ltd. Ultrasound diagnosis apparatus
DE102010053449B4 (de) * 2010-12-06 2013-04-18 Wittenstein Ag Vorrichtung zur Bestimmung von Knochenzuständen und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
CN109613114A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 福建中烟工业有限责任公司 再造烟叶对涂布液吸收性能的超声波检测方法及装置
KR102465921B1 (ko) 2022-09-19 2022-11-11 주식회사 주영피앤에스 끈 길이 조절 기구

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2556845B1 (fr) * 1983-12-16 1986-04-11 Cgr Ultrasonic Procede de caracterisation par ondes acoustiques de la structure d'un milieu et dispositif mettant en oeuvre ce procede
JPS6080442A (ja) * 1983-10-06 1985-05-08 テルモ株式会社 超音波測定方法およびその装置
JPH0718842B2 (ja) * 1985-10-16 1995-03-06 日立建機株式会社 超音波検査装置
US4913157A (en) * 1986-06-03 1990-04-03 Analog Devices, Inc. Ultrasound method and apparatus for evaluating, in vivo, bone conditions
EP0299906A3 (en) * 1987-07-16 1990-06-13 The University Of Melbourne In-vivo bone quality measurement
US5042489A (en) * 1988-05-11 1991-08-27 Lunar Corporation Ultrasonic densitometer device and method
US4941474A (en) * 1988-07-01 1990-07-17 Massachusetts Institute Of Technology Multivariable analysis of bone condition
US4926870A (en) * 1988-08-30 1990-05-22 Osteo-Technology, Inc. Method and apparatus for ultrasonic analysis of bone strength in vivo
US5218963A (en) * 1991-10-15 1993-06-15 Lunar Corporation Ultrasonic bone analysis device and method
US5259384A (en) * 1992-07-30 1993-11-09 Kaufman Jonathan J Ultrasonic bone-assessment apparatus and method
US5402781A (en) * 1993-03-03 1995-04-04 Washington University Method and apparatus for determining bone density and diagnosing osteoporosis
JP2596701B2 (ja) * 1993-07-22 1997-04-02 アロカ株式会社 骨評価装置
US5651363A (en) * 1996-02-16 1997-07-29 Orthologic Corporation Ultrasonic bone assessment method and apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186620A (ja) * 2000-12-21 2002-07-02 Aloka Co Ltd 超音波骨評価装置
JP2011104036A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Chiba Inst Of Technology 超音波検査装置および検査方法
JP2011255059A (ja) * 2010-06-11 2011-12-22 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波骨評価装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69624748D1 (de) 2002-12-19
KR960037147A (ko) 1996-11-19
EP0737441B1 (en) 2002-11-13
EP0737441A1 (en) 1996-10-16
JP2883290B2 (ja) 1999-04-19
DE69624748T2 (de) 2003-07-17
KR100404427B1 (ko) 2004-02-11
US5807250A (en) 1998-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2883290B2 (ja) 超音波骨評価装置
US4941474A (en) Multivariable analysis of bone condition
US5143069A (en) Diagnostic method of monitoring skeletal defect by in vivo acoustic measurement of mechanical strength using correlation and spectral analysis
JP4338026B2 (ja) 骨の非侵襲的検査のための方法および装置
US8419643B2 (en) Ultrasonic method and apparatus for assessment of bone
US4913157A (en) Ultrasound method and apparatus for evaluating, in vivo, bone conditions
US6468215B1 (en) Method and device for multi-parametric ultrasonic assessment of bone conditions
JPH04501519A (ja) 超音波骨分析方法及び装置
EP1448100A2 (en) Ultrasound measurement techniques for bone analysis
US20060253025A1 (en) Ultrasonic Bone Assessment Apparatus and Method
JP5534674B2 (ja) 非正弦波周期性の流動作用を測定又は検出する超音波法及び装置
JP2596701B2 (ja) 骨評価装置
KR20180037351A (ko) 초음파 비선형 변수를 이용한 골구조 예측 장치 및 방법
Laugier et al. Clinical assessment of the backscatter coefficient in osteoporosis
US20080132775A1 (en) Ultrasound measurement techniques for bone analysis
JP2575583B2 (ja) 生体組織中の超音波伝搬特性に関する係数値の推定方法
US20110046517A1 (en) Method and system for monitoring skeletal defects
KR102303922B1 (ko) 초음파 감쇠계수 및 위상속도를 이용한 골밀도 및 골구조 예측방법
JP3472376B2 (ja) 超音波骨評価装置
JP4171121B2 (ja) 骨強度測定方法及び装置
Varghese et al. Order selection criteria for detecting mean scatterer spacings with the AR model
KR102364309B1 (ko) 초음파 감쇠계수 및 후방산란계수를 이용한 골밀도 및 골구조 예측방법
Paunksnis et al. Ultrasound quantitative evaluation of human eye cataract
Nair et al. Classification of atherosclerotic plaque composition by spectral analysis of intravascular ultrasound data
RU2071274C1 (ru) Способ диагностики состояния костных тканей с помощью ультразвука

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100205

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100205

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140205

Year of fee payment: 15

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees