超声波诊断装置、以及超声波诊断方法制造方法及图纸

准确地检测软骨的形状，并且基于高精度检测而得的软骨的回波，导出与该软骨有关的信息。超声波诊断装置具备超声波发射部(4b)以及超声波接收部(4b)、低频成分提取部(19)、导出部(20)。超声波发射部(4b)在进行超声波收发的收发波面相对于软骨(52)的相对位置被固定后的状态中的、第2骨部(55)相对于第1骨部(51)的弯曲角度不同的多个弯曲状态的各个状态下，对软骨(52)发送超声波。超声波接收部(4b)在多个弯曲状态中的各个状态下，接收各帧的回波信号。低频成分提取部(19)从回波信号中，针对帧方向提取作为频率成分低于规定频率的回波数据的低频回波数据。导出部(20)基于低频回波数据，导出与软骨有关的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于诊断软骨的状态的超声波诊断装置、以及超声波诊断方法。
技术介绍
一直以来，众所周知的超声波诊断装置是，为了解析软骨的状态，而基于朝向软骨发射的超声波的反射回波，导出与软骨有关的信息。例如，在专利文献1公开的超声波诊断装置中，通过进行朝向膝盖软骨发射的超声波波束的回波信号的回波电平(强度)的边缘提取，提取软骨与邻接该软骨的其他组织的边界。并且，基于该提取的边界提取软骨的形状。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-125号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，存在如下可能性，即在软骨与邻接该软骨的其他组织之间的回波电平之差较小时，不能准确地进行上述那样的边缘提取，二者之间的边界的推算精度变低。如此一来，不能准确地检测软骨的形状。本专利技术是为解决上述问题而作出的，其目的在于，准确地检测软骨的形状，并且基于高精度检测而得的软骨的回波导出与该软骨有关的信息。用于解决问题的手段(1)为了解决上述问题，本专利技术的某一方面所涉及的超声波诊断装置具备：超声波发射部，经覆盖包含第1骨部的端部与第2骨部的端部的关节部的软组织，朝向所述第1骨部的端部的软骨发射超声波；以及超声波接收部，接收由该超声波发射部所发射的超声波的回波信号，该超声波诊断装置基于由该超声波接收部接收的所述回波信号，来诊断所述软骨的变性度，所述超声波发射部在进行所述超声波收发的收发波面相对于所述软骨的相对位置被固定后的状态中的、所述第2骨部相对于所述第1骨部的弯曲角度不同的多个弯曲状态的各个弯曲状态下，对所述软骨发射超声波，所述超声波接收部在所述多个弯曲状态的各个弯曲状态下，接收由所述软骨的深度方向以及与该深度方向正交的方向而确定的各帧的回波信号，所述超声波诊断装置还具备低频成分提取部，从由所述超声波接收部接收的回波信号中，针对作为多个所述帧的排列方向的帧方向，提取作为频率成分低于规定频率的回波数据的低频回波数据；以及导出部，基于由所述低频成分提取部提取出的所述低频回波数据，导出与所述软骨有关的信息。(2)优选的是，所述第2骨部在所述多个弯曲状态之中的所述弯曲角度最大的第1弯曲状态与所述弯曲角度最小的第2弯曲状态之间，以规定周期进行弯曲动作，所述超声波发射部以规定的时间间隔发射超声波。(3)更优选的是，所述规定频率设定为频率低于表示为所述规定周期的倒数的频率。(4)优选的是，所述导出部具有基于所述低频回波数据，生成作为与所述软骨有关的信息的回波图像的回波图像生成部。(5)优选的是，所述低频成分提取部具有：傅里叶变换部，针对三维回波数据至少沿所述帧方向进行傅里叶变换，所述三维回波数据由沿所述帧方向排列的每一所述帧的回波数据构成，且所述三维回波数据由所述帧方向、所述软骨的深度方向、以及与所述帧方向和所述深度方向这两方正交的方向而确定；以及低通滤波部，从由所述傅里叶变换部进行了傅里叶变换而得的所述三维回波数据之中，提取所述低频回波数据。(6)更优选的是，所述傅里叶变换部针对所述三维回波数据进行三维傅里叶变换，所述导出部具有：选择部，从由所述傅里叶变换部进行了傅里叶变换而得的所述三维回波数据之中，选择作为所述帧方向上的低频的二维回波数据的低频二维回波数据；谱角度特性计算部，将与下述的多个角度位置分别对应的区域内的回波强度相加来计算合计值，并计算针对于各所述角度位置的各所述合计值、来作为谱角度特性，上述的多个角度位置是针对穿过由所述选择部选择出的所述低频二维回波数据的原点的基准线而设定的多个角度位置；以及角宽计算部，在由所述谱角度特性计算部算出的所述谱角度特性中，对所述合计值相对于所述谱角度特性的峰值为规定比例的、角度的宽度进行计算。(7)更优选的是，所述超声波诊断装置还具备解析区域设定部，该解析区域设定部在每一所述帧的任意一个回波数据中设定下述的解析区域，所述解析区域是由所述软骨的深度方向以及与该深度方向正交的方向而确定、包括所述软骨且除去该软骨所附着的软骨下骨而得的区域，所述选择部对包含在由所述解析区域设定部设定的所述解析区域内的、所述低频二维回波数据进行选择。(8)优选的是，所述超声波诊断装置适用于作为所述第1骨部的大腿骨、以及作为所述第2骨部的胫骨。(9)更优选的是，所述接收波面的法线方向朝向所述软骨且沿该大腿骨所延伸的方向配置。(10)优选的是，所述超声波诊断装置还具备显示部，显示由所述导出部导出的与所述软骨有关的信息。(11)为了解决上述问题，本专利技术的某一方面所涉及的超声波诊断方法包括：发射超声波的步骤，经覆盖包含第1骨部的端部与第2骨部的端部的关节部的软组织，朝向所述第1骨部的端部的软骨发射超声波；以及接收超声波的步骤，接收由所述发射超声波的步骤发射的超声波的回波信号，所述超声波诊断方法基于由所述接收回波信号的步骤接收的所述回波信号，诊断所述软骨的变性度，在所述发射超声波的步骤中，在进行所述超声波的收发的收发波面相对于所述软骨的相对位置被固定后的状态中的、所述第2骨部相对于所述第1骨部的弯曲角度不同的多个弯曲状态中的各个弯曲状态下，对所述软骨发射超声波，在所述接收回波信号的步骤中，在所述多个弯曲状态的各个弯曲状态下，接收由所述软骨的深度方向、以及与该深度方向交叉的方向而确定的各帧的回波信号，所述超声波诊断方法还包括，针对作为多个所述帧的排列方向的帧方向，提取作为频率成分低于规定频率的回波数据的、低频回波数据的步骤；以及基于所述低频回波数据导出与所述软骨有关的信息的步骤。专利技术效果根据本专利技术，能够准确地检测软骨的形状，并且能够基于高精度检测而得的软骨的回波导出与该软骨有关的信息。附图说明图1为表示本专利技术的实施方式所涉及的超声波诊断装置的构成的模块图、以及、示意地表示在安装有超声波诊断装置的探头的状态下的患者的膝盖的剖面图。图2为表示超声波发射时的膝关节的状态的示意图，(A)为表示在使用装置时大腿骨与胫骨之间的角度(弯曲角度)最大的状态(第1弯曲状态)的图、(B)为表示弯曲角度最小的状态(第2弯曲状态)的图。图3为表示图1所示的超音波诊断装置的信号处理部的构成的模块图。图4为表示图3所示的解析区域设定部的构成的一例的模块图。图5为基于从AD变换部输出的回波数据的回波图像，且为用于说明关注区域设定的图。图6为表示由回波图像生成部生成的回波图像的一例的图。图7为表示图3所示的特征量计算部的构成的模块图。图8为表示从根据由三维DFT处理部输出的三维回波数据而得到的功率谱S2中、选择出的低频成分的功率谱的图。图9为用于说明根据图8所示的功率谱来计算谱角度特性的方法的图。图10为表示通过图9所示的方法得到的谱角度特性的一例的波形。图11为软骨的回波图像，(A)为正常的软骨的回波图像的一例、(B)为变性的软骨的回波图像的一例。图12为对图11(B)所示的变性的软骨的回波数据进行逆傅里叶变换而得的回波数据的图像。图13为将表示正常的软骨的谱角度特性的波形、与表示变性的软骨的谱角度特性的波形重叠进行显示的图，为用于说明二者差异的图。图14为用于说明超声波诊断装置的动作的流程图。图15为表示在计算特征量的步骤中进行的各步骤的流程图。图16为表示变形例所涉及的超声波诊断装置的构成的模块图。图17为表示变形例所涉及的超声波诊断装置的信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波诊断装置，具备：超声波发射部，经覆盖包含第1骨部的端部与第2骨部的端部的关节部的软组织，朝向所述第1骨部的端部的软骨发射超声波；以及超声波接收部，接收由该超声波发射部发射的超声波的回波信号，所述超声波诊断装置基于由该超声波接收部接收的所述回波信号，诊断所述软骨的变性度，所述超声波诊断装置的特征在于，所述超声波发射部在进行所述超声波的收发的收发波面相对于所述软骨的相对位置被固定后的状态中的、所述第2骨部相对于所述第1骨部的弯曲角度不同的多个弯曲状态中的各个弯曲状态下，对所述软骨发射超声波，所述超声波接收部在所述多个弯曲状态中的各个弯曲状态下，对由所述软骨的深度方向以及与该深度方向正交的方向而确定的各帧中的回波信号进行接收，所述超声波诊断装置还具备：低频成分提取部，从由所述超声波接收部接收的回波信号之中，针对作为多个所述帧的排列方向的帧方向，提取作为频率成分低于规定频率的回波数据的低频回波数据；以及导出部，基于由所述低频成分提取部提取出的所述低频回波数据，导出与所述软骨有关的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 JP 2014-0488841.一种超声波诊断装置，具备：超声波发射部，经覆盖包含第1骨部的端部与第2骨部的端部的关节部的软组织，朝向所述第1骨部的端部的软骨发射超声波；以及超声波接收部，接收由该超声波发射部发射的超声波的回波信号，所述超声波诊断装置基于由该超声波接收部接收的所述回波信号，诊断所述软骨的变性度，所述超声波诊断装置的特征在于，所述超声波发射部在进行所述超声波的收发的收发波面相对于所述软骨的相对位置被固定后的状态中的、所述第2骨部相对于所述第1骨部的弯曲角度不同的多个弯曲状态中的各个弯曲状态下，对所述软骨发射超声波，所述超声波接收部在所述多个弯曲状态中的各个弯曲状态下，对由所述软骨的深度方向以及与该深度方向正交的方向而确定的各帧中的回波信号进行接收，所述超声波诊断装置还具备：低频成分提取部，从由所述超声波接收部接收的回波信号之中，针对作为多个所述帧的排列方向的帧方向，提取作为频率成分低于规定频率的回波数据的低频回波数据；以及导出部，基于由所述低频成分提取部提取出的所述低频回波数据，导出与所述软骨有关的信息。2.如权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述第2骨部在所述多个弯曲状态之中的所述弯曲角度最大的第1弯曲状态与所述弯曲角度最小的第2弯曲状态之间，以规定周期进行弯曲动作，所述超声波发射部以规定的时间间隔发射超声波。3.如权利要求2所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述规定频率设定为频率低于表示为所述规定周期的倒数的频率。4.如权利要求1～3中任一项所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述导出部具有基于所述低频回波数据、来生成作为与所述软骨有关的信息的回波图像的回波图像生成部。5.如权利要求1～4中任一项所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述低频成分提取部，具有：傅里叶变换部，针对三维回波数据至少沿所述帧方向进行傅里叶变换，所述三维回波数据由沿所述帧方向排列的每一所述帧的回波数据构成，且所述三维回波数据由所述帧方向、所述软骨的深度方向、以及与所述帧方向和所述深度方向这两方正交的方向而确定；以及低通滤波部，从由所述傅里叶变换部进行了傅里叶变换而得的所述三维回波数据中，提取所述低频回波数据。6.如权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于，所述傅里叶变换部针对所述三维回波数据进行三维傅里叶变换，所述导出部具有：选择部，从由所述傅里叶变换部进行傅里叶变换而...

【专利技术属性】
技术研发人员：喜屋武弥，川浪敏志，
申请(专利权)人：古野电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP