JP2003511125A - 波動変換を用いた組織病理の早期検出法及び検出装置 - Google Patents
波動変換を用いた組織病理の早期検出法及び検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
多次元非侵襲的画像化技術による疾病の早期発見及び診断を目的とする波動分解を利用した心筋症などの組織病理の早期検出法及び検出装置。この組織病理早期検出装置は、解剖学的組織のデジタル画像における標的部位（ROI）を垂直、水平及び対角ディテール係数に分解する波動分解システム（150d）と標準参照モデルを組み込んだ組織病理評価システムを有する組織構造数量化装置を含む。この組織構造数量化システムはさらに、垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテール係数それぞれのエネルギー量を計算する波動計算システム（150c）を含む。この組織構造数量化システムはまた、垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテール係数のエネルギー量を加算する加算システム（150f）及びすべてのエネルギー量と加算されたエネルギー量を正規化する正規化システム（150g）を含む。
Description
【０００１】
技術分野
本発明は、組織病理を検出する方法論、特に非侵襲的多次元画像化技術によっ
て得た組織データから波動分解法を用いて組織病理を早期に検出する方法及び装
置に関するものである。このような方法及び装置は、組織に損傷を与える疾病が
原因の不可逆的な組織又はその他の病理学的変化を最小限にとどめるためにこの
ような疾病又はその他の障害を早期に診断し、従って治療する手段を医師及び研
究者に提供する。 （発明者が意図する「病理」とは、組織、筋肉、器官などの何らかの異常又は障
害である。上述の文章及び本開示において使用される「組織」の用語は、組織、
筋肉、器官などを意味する。）
て得た組織データから波動分解法を用いて組織病理を早期に検出する方法及び装
置に関するものである。このような方法及び装置は、組織に損傷を与える疾病が
原因の不可逆的な組織又はその他の病理学的変化を最小限にとどめるためにこの
ような疾病又はその他の障害を早期に診断し、従って治療する手段を医師及び研
究者に提供する。 （発明者が意図する「病理」とは、組織、筋肉、器官などの何らかの異常又は障
害である。上述の文章及び本開示において使用される「組織」の用語は、組織、
筋肉、器官などを意味する。）
【０００２】
本発明の背景
組織学的又は生化学的方法によらない損傷組織の検出は、非侵襲的画像化技術
の挑戦である。多様な病態の心筋症のような器官、筋及び組織の病理は、正常な
組織と異常な組織の識別において非侵襲的画像化技術の重要性が特に高いと思わ
れる疾病群を示している。心筋などの器官、筋又は組織の構造分析は、標的部位
（ROI）内における振幅信号の空間分布に基づいて組織の特性解析を行うアプロ
ーチである。発明者は、本発明の具体化と利用法を記述するため、超音波及び標
的組織として心筋を用いているが、本発明は、他の非侵襲的多次元画像化技術で
得た画像について、また、骨格筋、肝、膵、腎及び動脈壁内層などのその他の組
織の研究に使用することができる。本発明は、信号ノイズが顕著な効果を及ぼす
ためにROIが小さいと統計学的方法の信頼性が低下するとされている、16 X 16な
どの小さなROIを分析する場合に特に有用である。しかし、本発明は大きなROIに
も適しており、発明者は、本発明が統計学的方法よりも優れた検出システムであ
ると考える。
の挑戦である。多様な病態の心筋症のような器官、筋及び組織の病理は、正常な
組織と異常な組織の識別において非侵襲的画像化技術の重要性が特に高いと思わ
れる疾病群を示している。心筋などの器官、筋又は組織の構造分析は、標的部位
（ROI）内における振幅信号の空間分布に基づいて組織の特性解析を行うアプロ
ーチである。発明者は、本発明の具体化と利用法を記述するため、超音波及び標
的組織として心筋を用いているが、本発明は、他の非侵襲的多次元画像化技術で
得た画像について、また、骨格筋、肝、膵、腎及び動脈壁内層などのその他の組
織の研究に使用することができる。本発明は、信号ノイズが顕著な効果を及ぼす
ためにROIが小さいと統計学的方法の信頼性が低下するとされている、16 X 16な
どの小さなROIを分析する場合に特に有用である。しかし、本発明は大きなROIに
も適しており、発明者は、本発明が統計学的方法よりも優れた検出システムであ
ると考える。
【０００３】
超音波による心筋組織自体の特性解析は1957年に試みられ、ここでは梗塞を生
じた心筋と正常な心筋の識別にヒトの摘出心が用いられた。
じた心筋と正常な心筋の識別にヒトの摘出心が用いられた。
【０００４】
その他の非侵襲的多次元画像化技術には、磁気共鳴画像法（MRI）、放射性核
種画像法及びコンピューター連動断層撮影（CATスキャン）がある。さらに、三
次元又は高次画像法も利用されると思われる。しかし、三次元画像の分析では、
二次元波動変換の代わりに三次元波動を使用しなければならない。
種画像法及びコンピューター連動断層撮影（CATスキャン）がある。さらに、三
次元又は高次画像法も利用されると思われる。しかし、三次元画像の分析では、
二次元波動変換の代わりに三次元波動を使用しなければならない。
【０００５】
超音波によって心筋の特性解析を行う方法には、心筋の周波数依存性減衰及び
後方散乱の定量的評価（Miller JG, Perez JE, Sobel BE「超音波による心筋の
特性解析」Progress in Cardiovascular Diseases,著作権1985年9/10月、XXVIII
(2):85-110；全文を参照として本書に添付）があり、後に正常な心筋と異常な心
筋の識別に使用されるようになった（マスヤマT, Valantine HA, Gibbons R, Sc
hnittger I, Popp RL「急性拒絶反応を判定するためのヒト心同種移植片におけ
る超音波統合後方散乱の連続測定」Circulation, 著作権1990年3月、81(3):829-
839；Wickline SA, Thomas JL III, Miller JG, Sobel BE, Perez JE「超音波統
合後方散乱による組織特性解析を用いた心筋再灌流効果の高感度検出」Circulat
ion, 著作権1986年、74:389-400；Sagar KB, Rhyne TL, Pele LR, Warltier DC,
Wann LS「統合後方散乱における心筋内変動性／冠状動脈閉塞及び再灌流の効果
」Circulation, 著作権1987年、75:436-442及びSagar KB, Pele LR, Rhyne TL,
Komorowski RA, Wann LS, Warltier DC「可逆的心筋障害と不可逆的心筋障害の
識別における超音波組織特性解析の役割」JASE, 著作権1990年11/12月、3(6):47
1-477；全文を参照として本書に添付）。
後方散乱の定量的評価（Miller JG, Perez JE, Sobel BE「超音波による心筋の
特性解析」Progress in Cardiovascular Diseases,著作権1985年9/10月、XXVIII
(2):85-110；全文を参照として本書に添付）があり、後に正常な心筋と異常な心
筋の識別に使用されるようになった（マスヤマT, Valantine HA, Gibbons R, Sc
hnittger I, Popp RL「急性拒絶反応を判定するためのヒト心同種移植片におけ
る超音波統合後方散乱の連続測定」Circulation, 著作権1990年3月、81(3):829-
839；Wickline SA, Thomas JL III, Miller JG, Sobel BE, Perez JE「超音波統
合後方散乱による組織特性解析を用いた心筋再灌流効果の高感度検出」Circulat
ion, 著作権1986年、74:389-400；Sagar KB, Rhyne TL, Pele LR, Warltier DC,
Wann LS「統合後方散乱における心筋内変動性／冠状動脈閉塞及び再灌流の効果
」Circulation, 著作権1987年、75:436-442及びSagar KB, Pele LR, Rhyne TL,
Komorowski RA, Wann LS, Warltier DC「可逆的心筋障害と不可逆的心筋障害の
識別における超音波組織特性解析の役割」JASE, 著作権1990年11/12月、3(6):47
1-477；全文を参照として本書に添付）。
【０００６】
本発明の目的における画像構造の定義は、「ある領域におけるグレーレベルの
ピクセルの空間配置を表わす属性」である（「IEEE画像処理及びパターン認識用
語に関する標準用語集」JEEE Press, 著作権1990年3月26日、7-14；全文を参照
として本書に添付）。顕微鏡上の解剖学的構造を変化させる組織病理は、心筋の
超音波構造（スペックル）を変化させ、従って、心エコー構造には組織構造に関
連する情報が含まれる（Smith SW, Wagner RF「超音波スペックルサイズと病変
部信号ノイズ比／理論の確認」Ultras Imag, 著作権1984年、6:174及びWagner R
F, Smith SF, Sandrick JM, Lopez H「超音波Bスキャンにおけるスペックルの統
計学」IEEE Trans Sonics Ultras, 著作権1983年5月、30(3):156-163；全文を参
照として本書に添付）。
ピクセルの空間配置を表わす属性」である（「IEEE画像処理及びパターン認識用
語に関する標準用語集」JEEE Press, 著作権1990年3月26日、7-14；全文を参照
として本書に添付）。顕微鏡上の解剖学的構造を変化させる組織病理は、心筋の
超音波構造（スペックル）を変化させ、従って、心エコー構造には組織構造に関
連する情報が含まれる（Smith SW, Wagner RF「超音波スペックルサイズと病変
部信号ノイズ比／理論の確認」Ultras Imag, 著作権1984年、6:174及びWagner R
F, Smith SF, Sandrick JM, Lopez H「超音波Bスキャンにおけるスペックルの統
計学」IEEE Trans Sonics Ultras, 著作権1983年5月、30(3):156-163；全文を参
照として本書に添付）。
【０００７】
心筋の場合、また、発明者の考えではその他の器官、筋及び組織についても、
構造を数値によって定量化する試みは一般に多くの問題を含むものであった。統
計学的方法を用いた構造の数量化は、心筋挫傷（Skorton DL, Collins SM, Nich
ols J, Pandian NG, Bean JA, Kerber RE「二次元心エコーにおける定量的構造
分析／実験的心筋挫傷診断への応用」Circulation, 著作権1983年7月、68(1):21
7-223；全文を参照として本書に添付）、アミロイド浸潤（Pinamonti B, Picano
E, Ferdeghini EM, Lattanzi F, Slavich G, Landini L, Camerini F, Benassi
A, Distante A, L’Abbate A「二次元心エコーにおける定量的構造分析／心筋
アミロイドーシス診断への応用」JACC, 著作権1989年9月、14(3):666-671；全文
を参照として本書に添付）、肥大型心筋症（Chandrasekaran K, Aylward PE, Fl
eagle SR, Burns TL, Seward JB, Tajik AJ, Collins SM, Skorton DJ「臨床心
エコーデータのコンピューター連動定量的構造分析によるアミロイド及び肥大型
心筋症同定の可能性」JACC, 著作権1989年3月15日、13(4)832-840；全文を参照
として本書に添付）、冠状動脈虚血（Picano E, Faletra F, Marini C, Paterni
M, Danzi GB, Lombardi M, Campolo L, Gigli G, Landini L, Pezzano A, Dist
ante A「一過性共同運動不能ヒト心筋におけるエコー密度の上昇／心筋虚血の新
しい心エコー徴候」JACC, 著作権1993年1月、21(1):199-207；全文を参照として
本書に添付）、心筋生存不能（Marini C, Picano E, Varga A, Marzullo P, Pin
gitore A, Paterni M「ヒトの生存能マーカーとしての心筋グレーレベルにおけ
る周期的変動／ビデオデンシトメトリー研究」Eur Heart J, 著作権1996年3月、
17:472-479；全文を参照として本書に添付）、移植片拒否反応（Stempfle H, An
germann CE, Kraml P, Schutz A, Kemkes BM, Theisen K「心同種移植片急性拒
否反応時の連続的な変化／心筋の定量的超音波組織分析と組織学的所見の比較」
JACC, 著作権1993年7月、22(1)310-317；全文を参照として本書に添付）及び心
筋炎（Ferdeghini EM, Pinamonti B, Picano E, Lattanzi F, Bussani R, Slavi
ch G, Benassi A, Camerini F, Landini L, L’Abbate A「心エコーにおける定
量的構造分析／心筋炎診断への応用」J Clin Unltrasound, 著作権1991年6月、1
9:263-270；全文を参照として本書に添付）を始めとする多様な心筋症による異
常の同定に利用されてきた。これらの公表論文では、平均グレーレベル、平均値
の標準偏差、歪度（対称性の形状からのピクセル分布の偏向）及び尖度（ピクセ
ル分布の急勾配）を含む評価に一次又は二次グレーレベルヒストグラム統計学が
用いられた（通常は8ビット情報）。
構造を数値によって定量化する試みは一般に多くの問題を含むものであった。統
計学的方法を用いた構造の数量化は、心筋挫傷（Skorton DL, Collins SM, Nich
ols J, Pandian NG, Bean JA, Kerber RE「二次元心エコーにおける定量的構造
分析／実験的心筋挫傷診断への応用」Circulation, 著作権1983年7月、68(1):21
7-223；全文を参照として本書に添付）、アミロイド浸潤（Pinamonti B, Picano
E, Ferdeghini EM, Lattanzi F, Slavich G, Landini L, Camerini F, Benassi
A, Distante A, L’Abbate A「二次元心エコーにおける定量的構造分析／心筋
アミロイドーシス診断への応用」JACC, 著作権1989年9月、14(3):666-671；全文
を参照として本書に添付）、肥大型心筋症（Chandrasekaran K, Aylward PE, Fl
eagle SR, Burns TL, Seward JB, Tajik AJ, Collins SM, Skorton DJ「臨床心
エコーデータのコンピューター連動定量的構造分析によるアミロイド及び肥大型
心筋症同定の可能性」JACC, 著作権1989年3月15日、13(4)832-840；全文を参照
として本書に添付）、冠状動脈虚血（Picano E, Faletra F, Marini C, Paterni
M, Danzi GB, Lombardi M, Campolo L, Gigli G, Landini L, Pezzano A, Dist
ante A「一過性共同運動不能ヒト心筋におけるエコー密度の上昇／心筋虚血の新
しい心エコー徴候」JACC, 著作権1993年1月、21(1):199-207；全文を参照として
本書に添付）、心筋生存不能（Marini C, Picano E, Varga A, Marzullo P, Pin
gitore A, Paterni M「ヒトの生存能マーカーとしての心筋グレーレベルにおけ
る周期的変動／ビデオデンシトメトリー研究」Eur Heart J, 著作権1996年3月、
17:472-479；全文を参照として本書に添付）、移植片拒否反応（Stempfle H, An
germann CE, Kraml P, Schutz A, Kemkes BM, Theisen K「心同種移植片急性拒
否反応時の連続的な変化／心筋の定量的超音波組織分析と組織学的所見の比較」
JACC, 著作権1993年7月、22(1)310-317；全文を参照として本書に添付）及び心
筋炎（Ferdeghini EM, Pinamonti B, Picano E, Lattanzi F, Bussani R, Slavi
ch G, Benassi A, Camerini F, Landini L, L’Abbate A「心エコーにおける定
量的構造分析／心筋炎診断への応用」J Clin Unltrasound, 著作権1991年6月、1
9:263-270；全文を参照として本書に添付）を始めとする多様な心筋症による異
常の同定に利用されてきた。これらの公表論文では、平均グレーレベル、平均値
の標準偏差、歪度（対称性の形状からのピクセル分布の偏向）及び尖度（ピクセ
ル分布の急勾配）を含む評価に一次又は二次グレーレベルヒストグラム統計学が
用いられた（通常は8ビット情報）。
【０００８】
心筋構造の数量化に用いられた上述の統計学的手法の分析能力には限界がある
。これらの研究の大部分は、この方法による分析にデジタル化したビデオ信号を
用いているために分析データ量が少ない。さらに、鏡反射を避けるべく（心内膜
／心外膜境界）比較的小さいROI（-16 X 16ピクセルマトリックス）を使用して
いる。分析画像における固有のノイズ及びROIが比較的小さいことが統計学的方
法の分析能力を制限する結果となり、この方法の有用性を低下させている。
。これらの研究の大部分は、この方法による分析にデジタル化したビデオ信号を
用いているために分析データ量が少ない。さらに、鏡反射を避けるべく（心内膜
／心外膜境界）比較的小さいROI（-16 X 16ピクセルマトリックス）を使用して
いる。分析画像における固有のノイズ及びROIが比較的小さいことが統計学的方
法の分析能力を制限する結果となり、この方法の有用性を低下させている。
【０００９】
発明者は、統計学的方法自体が信頼性の高いものではないことに加え、比較的
小さいROIに対する画像の取得及び統計学的方法の使用について明らかにされた
上述のような問題がこれらの分析法の普及を困難にしたと考える。
小さいROIに対する画像の取得及び統計学的方法の使用について明らかにされた
上述のような問題がこれらの分析法の普及を困難にしたと考える。
【００１０】
一次元波動は、誘発電位（Bertrand O, Behorquez J, Pernier J「反転可能な
波動変換に基づく時間周波数デジタルフィルタリング／誘発電位の応用」IEEE T
rans on Biomedical Engineering, 著作権1994年1月、41(1):77-88；全文を参照
として本書に添付）、心拍数変動性分析（Gamero LG, Risk M, Sobh JF, Ramire
z AJ, Saul JP「波動変換を用いる心拍数変動性分析」IEEE Computers in Cardi
ology, 著作権1996年、177-180；全文を参照として本書に添付）及び心室後期電
位（Batista A, English M「心室後期電位特性解析のための多重分解波動法」IE
EE Computers in Cardiology, 著作権1996年、625-628；Meste O, Rix H, Camin
al P, Thakor NV「波動変換を用いた時間周波数ドメインにおける心室後期電位
の特性解析」IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 著作権1994年7月
、41(7):625-634；全文を参照として本書に添付）を含む多様な時間ドメイン信
号の分析に使用されている。二次元波動は、画像圧縮（Press WH, Tsukolsky SA
, Vetterling WT, Flannery BP「FORTRAN数値レシピ」最新の科学的計算法第2版
、ニューヨーク、Cambridge University Press, 著作権1992年、596-597；Chui
CK「波動／信号分析の数学的手段」フィラデルフィア、Society for Industrial
and Applied Mathematics, 著作権1997年、178-180；Wickerhauser MV「理論か
らソフトウエアへの応用波動分析」ウェルズリー、マサチューセッツ、AK Peter
s, 著作権1994年、361-377；全文を参照として本書に添付）に加え、多様な表面
構造の数量化（Prasad L, Lyengar SS「画像処理への波動分析の応用」Baca Rat
on, CRC Press LLC, 著作権1997年、235-239, 258-262；全文を参照として本書
に添付）、遠隔探査における構造分析（Mecocci A, Gamba P, Marazzi A, Barni
M「パケット波動及びファジー集束を用いた遠隔探査画像における構造分割」In
ternational Society of Optical Engineering／合成開口レーダー及び受動マイ
クロ波探査、著作権1995年、2584:142-151；全文を参照として本書に添付）や牛
肉の脂肪量及びサシの状態を評価する超音波構造分析（Kim ND, Main V, Wilson
D, Rouse G, Upda S「生きた畜牛の肉脂肪量を評価する超音波画像構造分析」U
ltrasonic imaging, 著作権1998年、20:191-205；全文を参照として本書に添付
）にも使用されている。不連続波動変換（DWT）の利用では、画像圧縮に近似係
数を用いているのに対し、波動分解のディテール係数は構造情報に相当する（Pr
asad L, Lyengar SS「画像処理への波動分析の応用」Boca Raton, CRC Press,
著作権1997年、235-239, 258-262；全文を参照として本書に添付）。
波動変換に基づく時間周波数デジタルフィルタリング／誘発電位の応用」IEEE T
rans on Biomedical Engineering, 著作権1994年1月、41(1):77-88；全文を参照
として本書に添付）、心拍数変動性分析（Gamero LG, Risk M, Sobh JF, Ramire
z AJ, Saul JP「波動変換を用いる心拍数変動性分析」IEEE Computers in Cardi
ology, 著作権1996年、177-180；全文を参照として本書に添付）及び心室後期電
位（Batista A, English M「心室後期電位特性解析のための多重分解波動法」IE
EE Computers in Cardiology, 著作権1996年、625-628；Meste O, Rix H, Camin
al P, Thakor NV「波動変換を用いた時間周波数ドメインにおける心室後期電位
の特性解析」IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 著作権1994年7月
、41(7):625-634；全文を参照として本書に添付）を含む多様な時間ドメイン信
号の分析に使用されている。二次元波動は、画像圧縮（Press WH, Tsukolsky SA
, Vetterling WT, Flannery BP「FORTRAN数値レシピ」最新の科学的計算法第2版
、ニューヨーク、Cambridge University Press, 著作権1992年、596-597；Chui
CK「波動／信号分析の数学的手段」フィラデルフィア、Society for Industrial
and Applied Mathematics, 著作権1997年、178-180；Wickerhauser MV「理論か
らソフトウエアへの応用波動分析」ウェルズリー、マサチューセッツ、AK Peter
s, 著作権1994年、361-377；全文を参照として本書に添付）に加え、多様な表面
構造の数量化（Prasad L, Lyengar SS「画像処理への波動分析の応用」Baca Rat
on, CRC Press LLC, 著作権1997年、235-239, 258-262；全文を参照として本書
に添付）、遠隔探査における構造分析（Mecocci A, Gamba P, Marazzi A, Barni
M「パケット波動及びファジー集束を用いた遠隔探査画像における構造分割」In
ternational Society of Optical Engineering／合成開口レーダー及び受動マイ
クロ波探査、著作権1995年、2584:142-151；全文を参照として本書に添付）や牛
肉の脂肪量及びサシの状態を評価する超音波構造分析（Kim ND, Main V, Wilson
D, Rouse G, Upda S「生きた畜牛の肉脂肪量を評価する超音波画像構造分析」U
ltrasonic imaging, 著作権1998年、20:191-205；全文を参照として本書に添付
）にも使用されている。不連続波動変換（DWT）の利用では、画像圧縮に近似係
数を用いているのに対し、波動分解のディテール係数は構造情報に相当する（Pr
asad L, Lyengar SS「画像処理への波動分析の応用」Boca Raton, CRC Press,
著作権1997年、235-239, 258-262；全文を参照として本書に添付）。
【００１１】
近年、Mojsilovicら（以下に詳細を示す）及びNeskovicら（以下に詳細を示す
）は、構造エネルギーの計算及び生存心筋と非生存心筋の識別に画像拡張法と波
動分解による二次元ハール波動変換を用いた（Mojsilovic A, Popovic MV, Nesk
ovic AN, Popovic AD「梗塞を生じた心筋組織の分析及び分類のための波動画像
拡張」IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 著作権1997年9月、44(9
):856-866及びNeskovic AN, Mojsilovic A, Jovanovic T, Vasiljevic J, Popov
ic M, Marinkovic J, Bofic M, Popovic AD「波動画像分解による急性心筋梗塞
後の心筋組織の特性解析／梗塞後初期の心筋生存能を検出する新しいアプローチ
」Circulation, 著作権1998年8月18日、98:634-641；全文を参照として本書に添
付）。しかし、Neskovicら及びMojsilovicらとは異なり、本発明における波動分
解法及び分析は画像拡張技術や距離関数を使用していない。さらに、これまでの
研究とは違い、本発明は、デジタルスキャンの変換から直接得た、デジタル化さ
れた「生の」超音波画像信号を利用している。言い換えれば、本発明は、無線周
波数の超音波画像信号の極座標フォーマットを直交座標に変換するデジタルスキ
ャンコンバーターからのデジタル化された「生の」超音波画像信号を用いている
。このようなデジタル化された「生の」超音波画像信号は、これまでビデオディ
スプレー用の画像処理が行われていなかったものである。一般の商業用途では、
ビデオディスプレーの画像を滑らかにする、あるいは画質を高めるための同様の
画像処理技術が知られている。
）は、構造エネルギーの計算及び生存心筋と非生存心筋の識別に画像拡張法と波
動分解による二次元ハール波動変換を用いた（Mojsilovic A, Popovic MV, Nesk
ovic AN, Popovic AD「梗塞を生じた心筋組織の分析及び分類のための波動画像
拡張」IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 著作権1997年9月、44(9
):856-866及びNeskovic AN, Mojsilovic A, Jovanovic T, Vasiljevic J, Popov
ic M, Marinkovic J, Bofic M, Popovic AD「波動画像分解による急性心筋梗塞
後の心筋組織の特性解析／梗塞後初期の心筋生存能を検出する新しいアプローチ
」Circulation, 著作権1998年8月18日、98:634-641；全文を参照として本書に添
付）。しかし、Neskovicら及びMojsilovicらとは異なり、本発明における波動分
解法及び分析は画像拡張技術や距離関数を使用していない。さらに、これまでの
研究とは違い、本発明は、デジタルスキャンの変換から直接得た、デジタル化さ
れた「生の」超音波画像信号を利用している。言い換えれば、本発明は、無線周
波数の超音波画像信号の極座標フォーマットを直交座標に変換するデジタルスキ
ャンコンバーターからのデジタル化された「生の」超音波画像信号を用いている
。このようなデジタル化された「生の」超音波画像信号は、これまでビデオディ
スプレー用の画像処理が行われていなかったものである。一般の商業用途では、
ビデオディスプレーの画像を滑らかにする、あるいは画質を高めるための同様の
画像処理技術が知られている。
【００１２】
これらに加え、さらに注意すべき点は、画像拡張法及び波動分解によるハール
波動変換を用いたNeskovicらが詳細な数学的分析によって心筋の生存部と壊死部
の識別を目的とした心筋構造の最も信頼性の高い予測因子が垂直エッジ画像のエ
ネルギー（fLH）（水平ディテール係数）であると認めたことである。Neskovic
らは、これらの効果を示すために距離関数を用いた。つまり、Neskovicらの方法
は、「あらゆるレベルの分解において一貫して最も優れた指標はエネルギーeLH
である。測定値eLHは垂直エッジのエネルギー分布を表わしており、このことは
、心筋組織構造の変化が水平方向で最大であり、垂直方向では差がほとんど見ら
れないことを意味する」としたMojsilovicらの所見に基づいている。
波動変換を用いたNeskovicらが詳細な数学的分析によって心筋の生存部と壊死部
の識別を目的とした心筋構造の最も信頼性の高い予測因子が垂直エッジ画像のエ
ネルギー（fLH）（水平ディテール係数）であると認めたことである。Neskovic
らは、これらの効果を示すために距離関数を用いた。つまり、Neskovicらの方法
は、「あらゆるレベルの分解において一貫して最も優れた指標はエネルギーeLH
である。測定値eLHは垂直エッジのエネルギー分布を表わしており、このことは
、心筋組織構造の変化が水平方向で最大であり、垂直方向では差がほとんど見ら
れないことを意味する」としたMojsilovicらの所見に基づいている。
【００１３】
さらに、Neskovicらは、超音波画像（心エコー画像）はその性質から画質が比
較的劣っており、この超音波ノイズは本質的に周波数が最大のコーナー画像（fH H ）に影響を与えるランダムな現象であると結論した。Neskovicらは、周波数が
最大となるコーナー画像（fHH）を使用すべきでないとしている。
較的劣っており、この超音波ノイズは本質的に周波数が最大のコーナー画像（fH H ）に影響を与えるランダムな現象であると結論した。Neskovicらは、周波数が
最大となるコーナー画像（fHH）を使用すべきでないとしている。
【００１４】
Neskovicらとは極めて対照的に、発明者は、コーナー画像（fHH）（対角ディ
テール係数）から有意な構造情報が得られることを追試（以下に詳細を示す）に
よって確認した。Neskovicとは異なり、発明者が行った予備動物試験は、垂直エ
ッジ画像のエネルギー（fLH）（水平ディテール係数）がすべてのディテール係
数の中で最も感受性が低いことを示唆している。
テール係数）から有意な構造情報が得られることを追試（以下に詳細を示す）に
よって確認した。Neskovicとは異なり、発明者が行った予備動物試験は、垂直エ
ッジ画像のエネルギー（fLH）（水平ディテール係数）がすべてのディテール係
数の中で最も感受性が低いことを示唆している。
【００１５】
（構造測定から直接ではなく）距離関数によって垂直エッジ（水平画像）のみ
を認めたNeskovicら及びMojsilovicらとは逆に、一連のディテール係数それぞれ
から直接得る構造エネルギー、すなわち、垂直（V）、水平（H）、対角（D）と
（H + V）の和及び（H + V + D）の和が有用であると思われる。さらに、Neskov
icらは、構造の直接測定ではなく距離関数を用いて再灌流を評価している。
を認めたNeskovicら及びMojsilovicらとは逆に、一連のディテール係数それぞれ
から直接得る構造エネルギー、すなわち、垂直（V）、水平（H）、対角（D）と
（H + V）の和及び（H + V + D）の和が有用であると思われる。さらに、Neskov
icらは、構造の直接測定ではなく距離関数を用いて再灌流を評価している。
【００１６】
発明者は、実験群の識別では垂直エッジ画像エネルギー（fLH）（水平ディテ
ール係数）が有意レベルに達しているものの（p▲=▼0.07）、水平エッジ画像エ
ネルギー（fHL）（垂直ディテール係数）、コーナー画像エネルギー（fHH）（対
角ディテール係数）、垂直ディテール係数と水平ディテール係数のエネルギーの
和及び垂直ディテール係数、水平ディテール係数、対角ディテール係数のエネル
ギーの和が実験群の統計学的な識別において有意なものであることを発見した（
表２）。
ール係数）が有意レベルに達しているものの（p▲=▼0.07）、水平エッジ画像エ
ネルギー（fHL）（垂直ディテール係数）、コーナー画像エネルギー（fHH）（対
角ディテール係数）、垂直ディテール係数と水平ディテール係数のエネルギーの
和及び垂直ディテール係数、水平ディテール係数、対角ディテール係数のエネル
ギーの和が実験群の統計学的な識別において有意なものであることを発見した（
表２）。
【００１７】
以下に詳細を示すように、本発明は、組織画像構造の分析や特性解析における
従来の検出法とは方法論及びアプローチが大きく異なる。
従来の検出法とは方法論及びアプローチが大きく異なる。
【００１８】
発明の詳細
本発明の方法及び装置の望ましい具体化は、上述の問題を直接かつ容易に解決
するものである。
するものである。
【００１９】
要約すれば、本発明は、非侵襲的画像化技術によって得た組織データから波動
分解法を用いて組織病理を早期に検出する方法及び装置を提供するものである。
このような方法及び装置は、組織に損傷を与える疾病が原因の不可逆的な組織又
はその他の病理学的変化を最小限にとどめるためにこのような疾病を早期に診断
し、従って治療する手段を医師及び研究者に提供する。
分解法を用いて組織病理を早期に検出する方法及び装置を提供するものである。
このような方法及び装置は、組織に損傷を与える疾病が原因の不可逆的な組織又
はその他の病理学的変化を最小限にとどめるためにこのような疾病を早期に診断
し、従って治療する手段を医師及び研究者に提供する。
【００２０】
本発明が示すものは、特に非侵襲的画像化技術と共に波動分解法を用いた心筋
症の早期検出法及び検出装置であり、このような方法及び装置は、心筋の不可逆
的な損傷を最小限にとどめるために心筋を変化させる心筋症を早期に診断し、従
って治療する手段を医師及び研究者に提供する。
症の早期検出法及び検出装置であり、このような方法及び装置は、心筋の不可逆
的な損傷を最小限にとどめるために心筋を変化させる心筋症を早期に診断し、従
って治療する手段を医師及び研究者に提供する。
【００２１】
本発明はさらに、画像拡張アルゴリスム及び／又は距離関数を必要とせずに波
動分解法を用いて組織又は筋の画像における構造上の変化を早期に検出する方法
及び装置を示す。
動分解法を用いて組織又は筋の画像における構造上の変化を早期に検出する方法
及び装置を示す。
【００２２】
上述の点で、本発明は、組織画像を分解する波動分解を用いた病理組織構造数
量化装置及び数量化された組織の分解画像とこのような組織に関連する標準参照
モデルを比較する組織病理評価システムからなる組織病理検出装置を提供するこ
とを目的としている。
量化装置及び数量化された組織の分解画像とこのような組織に関連する標準参照
モデルを比較する組織病理評価システムからなる組織病理検出装置を提供するこ
とを目的としている。
【００２３】
要約すれば、計算装置を併用するこの病理組織構造数量化装置は、解剖学的組
織の超音波画像における標的部位を垂直、水平及び対角ディテール係数に分解す
る波動分解システム、前述の解剖学的組織の超音波画像における標的部位の垂直
ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテール係数それぞれのエネル
ギー量を計算する波動エネルギー計算システム、前述の解剖学的組織の超音波画
像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対
角ディテール係数のエネルギー量を加算する波動エネルギー加算システム、前述
の標的部位（ROI）の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテ
ール係数それぞれの正規化エネルギー量と前述の垂直ディテール係数、水平ディ
テール係数及び対角ディテール係数のエネルギー量の和の正規化エネルギー量を
計算する波動正規化システムによって構成される。
織の超音波画像における標的部位を垂直、水平及び対角ディテール係数に分解す
る波動分解システム、前述の解剖学的組織の超音波画像における標的部位の垂直
ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテール係数それぞれのエネル
ギー量を計算する波動エネルギー計算システム、前述の解剖学的組織の超音波画
像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対
角ディテール係数のエネルギー量を加算する波動エネルギー加算システム、前述
の標的部位（ROI）の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテ
ール係数それぞれの正規化エネルギー量と前述の垂直ディテール係数、水平ディ
テール係数及び対角ディテール係数のエネルギー量の和の正規化エネルギー量を
計算する波動正規化システムによって構成される。
【００２４】
波動分解システムから近似係数も得られるが、本発明では近似係数を使用して
いない。
いない。
【００２５】
本発明のもうひとつの目的は、前述の波動エネルギー加算システムがさらに解
剖学的組織の超音波画像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数と水平
ディテール係数のエネルギー量を加算し、前述の波動正規化システムがさらに垂
直ディテール係数と水平ディテール係数の正規化エネルギー量を計算する病理組
織構造数量化装置を提供することである。
剖学的組織の超音波画像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数と水平
ディテール係数のエネルギー量を加算し、前述の波動正規化システムがさらに垂
直ディテール係数と水平ディテール係数の正規化エネルギー量を計算する病理組
織構造数量化装置を提供することである。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、以下の式を用いて前述の標的部位（ROI）における
垂直、水平及び対角ディテール係数それぞれのエネルギー量を計算する病理組織
構造数量化装置を提供することである。
垂直、水平及び対角ディテール係数それぞれのエネルギー量を計算する病理組織
構造数量化装置を提供することである。
【００２７】
z = H1, V1又はD1；i = 1からNまでのピクセル数、N = ROI内のピクセル数；I
zi = 前述の垂直、水平及び対角ディテール係数それぞれのピクセル強度。
zi = 前述の垂直、水平及び対角ディテール係数それぞれのピクセル強度。
【００２８】
本発明の目的はまた、以下の式によって定義される前述の標的部位（ROI）の
非分解画像のエネルギー量によって前述のエネルギー量を正規化する病理組織構
造数量化装置を提供することである。
非分解画像のエネルギー量によって前述のエネルギー量を正規化する病理組織構
造数量化装置を提供することである。
【００２９】
i = 1からNまでのピクセル数、N = ROI内のピクセル数；Ioi = 前述の標的部
位（ROI）の非分解画像のピクセル強度。
位（ROI）の非分解画像のピクセル強度。
【００３０】
本発明の目的はまた、正常及び損傷又は異常組織における垂直ディテール係数
、水平ディテール係数及び対角ディテール係数のエネルギー量組織参照と正常及
び損傷又は異常組織における前述の垂直、水平及び対角ディテール係数それぞれ
の正規化エネルギー量のエネルギー量組織参照を組み込んだ標準参照モデル及び
この標準参照モデルと解剖学的組織を比較する比較システムからなる組織病理評
価システムによる組織病理検出装置を提供することである。
、水平ディテール係数及び対角ディテール係数のエネルギー量組織参照と正常及
び損傷又は異常組織における前述の垂直、水平及び対角ディテール係数それぞれ
の正規化エネルギー量のエネルギー量組織参照を組み込んだ標準参照モデル及び
この標準参照モデルと解剖学的組織を比較する比較システムからなる組織病理評
価システムによる組織病理検出装置を提供することである。
【００３１】
本発明の目的はまた、前述の垂直、水平及び対角ディテール係数の二次元ハー
ル波動分解変換において一次レベルディテール係数を用いる病理組織構造数量化
装置を提供することである。
ル波動分解変換において一次レベルディテール係数を用いる病理組織構造数量化
装置を提供することである。
【００３２】
本発明の目的はまた、前述の解剖学的組織の超音波画像におけるデジタル化さ
れた「生の」超音波画像ファイルを利用する病理組織構造数量化装置を提供する
ことである。
れた「生の」超音波画像ファイルを利用する病理組織構造数量化装置を提供する
ことである。
【００３３】
本発明の目的はまた、磁気共鳴画像法（MRI）、コンピューター連動断層撮影
（CATスキャン）、三次元超音波画像法、Bモード二重スキャン、核磁気共鳴及び
放射性核種画像法（これらに限定されない）を含むその他の非侵襲的画像化技術
から得たデジタル化画像信号を利用する病理組織構造数量化装置を提供すること
である。このようなデジタル化画像信号は、「生の」画像のデジタル処理によっ
て強調されていない、あるいはアナログ形式（ビデオ）に変換された後に再度デ
ジタル化されたものではないデジタル化画像信号が望ましい。
（CATスキャン）、三次元超音波画像法、Bモード二重スキャン、核磁気共鳴及び
放射性核種画像法（これらに限定されない）を含むその他の非侵襲的画像化技術
から得たデジタル化画像信号を利用する病理組織構造数量化装置を提供すること
である。このようなデジタル化画像信号は、「生の」画像のデジタル処理によっ
て強調されていない、あるいはアナログ形式（ビデオ）に変換された後に再度デ
ジタル化されたものではないデジタル化画像信号が望ましい。
【００３４】
本発明の目的はまた、ヒト及びその他の哺乳類の筋組織や器官組織などの解剖
学的組織を数量化する病理組織構造数量化装置を提供することである。
学的組織を数量化する病理組織構造数量化装置を提供することである。
【００３５】
本発明の目的はまた、初期の心筋症を検出する病理組織構造数量化装置を提供
することである。
することである。
【００３６】
上述の点で、本発明は、(a)解剖学的組織の超音波画像における標的部位を垂
直、水平及び対角ディテール係数に波動分解する、(b)前述の解剖学的組織の超
音波画像における標的部位の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角
ディテール係数それぞれのエネルギー量を計算する、(c)前述の解剖学的組織の
超音波画像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数、水平ディテール係
数及び対角ディテール係数のエネルギー量を加算する、(d)前述の標的部位（ROI
）の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテール係数の各エネ
ルギー量をそれぞれ正規化する、(e)前述の垂直ディテール係数、水平ディテー
ル係数及び対角ディテール係数のエネルギー量の和を正規化するというステップ
からなる病理組織構造定量法の提供を目的としている。
直、水平及び対角ディテール係数に波動分解する、(b)前述の解剖学的組織の超
音波画像における標的部位の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角
ディテール係数それぞれのエネルギー量を計算する、(c)前述の解剖学的組織の
超音波画像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数、水平ディテール係
数及び対角ディテール係数のエネルギー量を加算する、(d)前述の標的部位（ROI
）の垂直ディテール係数、水平ディテール係数及び対角ディテール係数の各エネ
ルギー量をそれぞれ正規化する、(e)前述の垂直ディテール係数、水平ディテー
ル係数及び対角ディテール係数のエネルギー量の和を正規化するというステップ
からなる病理組織構造定量法の提供を目的としている。
【００３７】
本発明の目的はまた、前述のステップ(c)がさらに(c1)前述の解剖学的組織の
超音波画像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数と水平ディテール係
数のエネルギー量を加算することからなる病理組織構造定量法を提供することで
ある。
超音波画像における標的部位（ROI）の垂直ディテール係数と水平ディテール係
数のエネルギー量を加算することからなる病理組織構造定量法を提供することで
ある。
【００３８】
本発明の目的はまた、前述のステップ(e)がさらに(e1)前述の垂直ディテール
係数と水平ディテール係数のエネルギー量の和を正規化することからなる病理組
織構造定量法を提供することである。
係数と水平ディテール係数のエネルギー量の和を正規化することからなる病理組
織構造定量法を提供することである。
【００３９】
本発明の目的はまた、さらにステップ(f)前述の解剖学的組織をエネルギー量
組織参照の標準参照モデルと比較することからなる病理組織構造定量法を提供す
ることである。
組織参照の標準参照モデルと比較することからなる病理組織構造定量法を提供す
ることである。
【００４０】
本発明はさらに、細胞内構造の微細な変化を検出するために動物（ヒトを含む
）組織の従来の心エコー画像信号を処理する方法及び装置の提供を目的としてい
る。
）組織の従来の心エコー画像信号を処理する方法及び装置の提供を目的としてい
る。
【００４１】
本発明の目的はまた、二次元心エコー画像、言い換えれば、心エコー画像のビ
デオディスプレーにおいて一般に必要とされるデジタル画像処理の前に存在する
ピクセルの直交座標配列のデジタル化された「生の」超音波画像信号を処理する
方法及び装置を提供することである。
デオディスプレーにおいて一般に必要とされるデジタル画像処理の前に存在する
ピクセルの直交座標配列のデジタル化された「生の」超音波画像信号を処理する
方法及び装置を提供することである。
【００４２】
本発明の目的はまた、従来の画像拡張アルゴリスム及び／又は距離関数を利用
ぜずにハール二次元波動分解法を用いて一次レベルディテール係数の大多数を決
定する方法及び装置を提供することである。
ぜずにハール二次元波動分解法を用いて一次レベルディテール係数の大多数を決
定する方法及び装置を提供することである。
【００４３】
本発明の目的はまた、従来の画像拡張アルゴリスム及び／又は距離関数を利用
ぜずに二次元波動分解法を用いて一次レベルディテール係数の大多数を決定する
方法及び装置を提供することである。
ぜずに二次元波動分解法を用いて一次レベルディテール係数の大多数を決定する
方法及び装置を提供することである。
【００４４】
本発明の目的はまた、やはり非侵襲的画像化技術を用いて組織学的又は生化学
的手段によらずに組織病理を検出する方法及び装置を提供することである。
的手段によらずに組織病理を検出する方法及び装置を提供することである。
【００４５】
本発明の目的はまた、後に参照として利用するための正常組織と異常又は損傷
組織を一覧できる方法及び装置を提供することである。
組織を一覧できる方法及び装置を提供することである。
【００４６】
本発明の目的はまた、患者のケアの質を高める手段を提供することである。
【００４７】
本発明の目的はまた、多様な病理に関する臨床研究の質を高める手段を提供す
ることである。
ることである。
【００４８】
本発明の目的はまた、後に参照として利用するための正常組織と異常又は損
傷組織を一覧できる方法及び装置を提供することである。（訳注：原文のまま） 早期拒否反応を評価するために日常的に頻繁な心生検を受ける心臓移植患者に
対しては、非侵襲的に早期心臓移植拒否反応を検出することが本発明の目的であ
る。
傷組織を一覧できる方法及び装置を提供することである。（訳注：原文のまま） 早期拒否反応を評価するために日常的に頻繁な心生検を受ける心臓移植患者に
対しては、非侵襲的に早期心臓移植拒否反応を検出することが本発明の目的であ
る。
【００４９】
早期拒否反応を評価するために日常的に頻繁な膵生検を受ける膵臓移植患者に
対しては、非侵襲的に早期膵臓移植拒否反応を検出することが本発明の目的であ
る。 早期拒否反応を評価するために日常的に頻繁な器官生検を受ける臓器移植患者に
対しては、非侵襲的に早期臓器移植拒否反応を検出することが本発明の目的であ
る。 悪性疾患の治療薬が心拡張とその後の心不全をもたらすことに対しては、心筋症
の早期検出、特にこのような心筋症が不可逆的なものとなる前に検出することが
本発明の目的である。 本発明の上述した及びその他の目的を本書に記した図解及び説明、さらに別添の
請求項において示す。
対しては、非侵襲的に早期膵臓移植拒否反応を検出することが本発明の目的であ
る。 早期拒否反応を評価するために日常的に頻繁な器官生検を受ける臓器移植患者に
対しては、非侵襲的に早期臓器移植拒否反応を検出することが本発明の目的であ
る。 悪性疾患の治療薬が心拡張とその後の心不全をもたらすことに対しては、心筋症
の早期検出、特にこのような心筋症が不可逆的なものとなる前に検出することが
本発明の目的である。 本発明の上述した及びその他の目的を本書に記した図解及び説明、さらに別添の
請求項において示す。
【００５０】
図面において、特に図１において、心筋疾患など、組織病理の早期検出のため
の装置を番号１００で示す（以後、「組織病理検出装置１００」という）。例示
の本実施形態において、組織病理検出装置１００は、従来の超音波心臓検査（エ
コー）機１０と、その他の超音波撮像装置と、その他の非進入撮像装置とインタ
フェース接続されるように適応されている。このエコー信号処理構成要素とディ
ジタル撮像処理は周知のため、エコー機１０についてのみ簡単に説明する。
の装置を番号１００で示す（以後、「組織病理検出装置１００」という）。例示
の本実施形態において、組織病理検出装置１００は、従来の超音波心臓検査（エ
コー）機１０と、その他の超音波撮像装置と、その他の非進入撮像装置とインタ
フェース接続されるように適応されている。このエコー信号処理構成要素とディ
ジタル撮像処理は周知のため、エコー機１０についてのみ簡単に説明する。
【００５１】
広義において、従来のエコー機１０は、超音波変換機１５からアナログ超音波
信号を受信するように適応された増幅器２０を備える。この増幅器２０による増
幅後、アナログ超音波信号は、アナログ−デジタル（A/D）変換器２５によって
ディジタル信号に変換される。
信号を受信するように適応された増幅器２０を備える。この増幅器２０による増
幅後、アナログ超音波信号は、アナログ−デジタル（A/D）変換器２５によって
ディジタル信号に変換される。
【００５２】
一般的に、ディジタル・スキャン変換器３０は、ほぼ全ての段において実行さ
れることが可能なディジタル化を実行する。ただし、ディジタル・スキャン変換
器３０からの出力は、「生」の超音波画像信号であると考えるものとする。例示
の本実施形態において、そのような「生」の超音波画像信号は、二次元超音波心
臓検査画像である。ただし、磁気共鳴撮像（MRI）、コンピュータ断層撮影（CAT
スキャン）、三次元超音波撮像、放射性核種撮像などの他の非進入撮像技術も代
替可能である。好ましくは、そのようなディジタル化画像信号は、円滑化関数ま
たは他のディジタル画像処理によって向上されなかったディジタル化「生」画像
信号である。
れることが可能なディジタル化を実行する。ただし、ディジタル・スキャン変換
器３０からの出力は、「生」の超音波画像信号であると考えるものとする。例示
の本実施形態において、そのような「生」の超音波画像信号は、二次元超音波心
臓検査画像である。ただし、磁気共鳴撮像（MRI）、コンピュータ断層撮影（CAT
スキャン）、三次元超音波撮像、放射性核種撮像などの他の非進入撮像技術も代
替可能である。好ましくは、そのようなディジタル化画像信号は、円滑化関数ま
たは他のディジタル画像処理によって向上されなかったディジタル化「生」画像
信号である。
【００５３】
具体的には、ディジタル・スキャン変換器３０は画像を、超音波変換器１５に
よる扇形走査の極捕捉形式（極座標）から、矩形格子または配列（矩形座標）へ
変化させる。このような変換は、ディジタル−アナログ変換器４５ｂによってア
ナログ信号に再度変換された後、映像画面５０ａ上に表示される標準映像出力に
対応可能な出力を提供する。しかしながら、ディジタル・スキャン変換器３０の
出力は、周知の画像処理アルゴリズム３５によるディジタル画像処理を典型的に
必要とする。
よる扇形走査の極捕捉形式（極座標）から、矩形格子または配列（矩形座標）へ
変化させる。このような変換は、ディジタル−アナログ変換器４５ｂによってア
ナログ信号に再度変換された後、映像画面５０ａ上に表示される標準映像出力に
対応可能な出力を提供する。しかしながら、ディジタル・スキャン変換器３０の
出力は、周知の画像処理アルゴリズム３５によるディジタル画像処理を典型的に
必要とする。
【００５４】
典型的に、エコー機１０は、ディジタル画像処理アルゴリズム３５からの出力
信号を、ディジタル−アナログ（Ｄ/Ａ）変換器４５ａを介して、テープ・レコ
ーダー５０ｂ上に記録したり、ディジタル圧縮アルゴリズム４０を使用してコン
ピュータ読込可能媒体５０ｃ上に格納したりする。
信号を、ディジタル−アナログ（Ｄ/Ａ）変換器４５ａを介して、テープ・レコ
ーダー５０ｂ上に記録したり、ディジタル圧縮アルゴリズム４０を使用してコン
ピュータ読込可能媒体５０ｃ上に格納したりする。
【００５５】
図２において、組織病理検出装置１００は、一般的な演算装置（パソコン、ラ
ップトップ等に限らず）を含み、ディスプレイ１１０と、マイクロプロセッサー
１２０と、エコー機１０への接続のためのインタフェース１３０と、他の超音波
撮像装置または他の非進入撮像装置と、メモリ１２０と、データ入力、ナビゲー
ション、選択を可能とするマウスやキーボード・アクセサリ１４０とを備える。
パーソナル・コンピュータおよびラップトップのハードウェア構成要素およびそ
の動作は周知であるため、さらなる詳細な説明は行わないものとする。さらに、
従来の演算装置はマルチメディア・データ動作が可能であるため、図２のブロッ
ク図は演算装置の例示実施形態である。
ップトップ等に限らず）を含み、ディスプレイ１１０と、マイクロプロセッサー
１２０と、エコー機１０への接続のためのインタフェース１３０と、他の超音波
撮像装置または他の非進入撮像装置と、メモリ１２０と、データ入力、ナビゲー
ション、選択を可能とするマウスやキーボード・アクセサリ１４０とを備える。
パーソナル・コンピュータおよびラップトップのハードウェア構成要素およびそ
の動作は周知であるため、さらなる詳細な説明は行わないものとする。さらに、
従来の演算装置はマルチメディア・データ動作が可能であるため、図２のブロッ
ク図は演算装置の例示実施形態である。
【００５６】
ただし、組織病理検出装置１００は、エコー機１０とは別個の異なる実体とし
て図示されているが、組織病理検出装置１００の構成要素は、未来のエコー機、
他の超音波撮像装置、または他の非進入撮像装置の設計に統合されることが可能
である。
て図示されているが、組織病理検出装置１００の構成要素は、未来のエコー機、
他の超音波撮像装置、または他の非進入撮像装置の設計に統合されることが可能
である。
【００５７】
組織病理検出装置１００は、さらに、ディジタル化「生」超音波画像信号の処
理とオペレーティング・システム（不図示）とのための複数個のソフトウェア・
モジュール１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ、１
５０ｇ、および１５０ｈを含む。例示の実施形態において、このディジタル化「
生」超音波画像信号は、ＤＥＦＦファイル・フォーマットで、組織病理検出装置
１００に電気的に伝達される。このディジタル化「生」超音波画像信号は、以下
、「原信号」と呼ばれる場合がある。このＤＥＦＦファイルは、画像ファイル・
オープナー１５０ａによって開かれる。例示の本実施形態において、画像ファイ
ル・オープナー１５０ａは、ＤＥＦＦファイル・フォーマットを開き、ＴＩＦＦ
ファイルに変換することが可能である。一般的に、画像ファイル・オープナー１
５０ａは、原信号に対応可能でなければならない。Paint Shop Pro（バージョン
５、Jasc Software、copyright 1998）は、画像ファイル・オープナーの一例で
ある。ただし、市販されていることが好ましい他のソフトウェア・パッケージも
代替可能である。
理とオペレーティング・システム（不図示）とのための複数個のソフトウェア・
モジュール１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ、１
５０ｇ、および１５０ｈを含む。例示の実施形態において、このディジタル化「
生」超音波画像信号は、ＤＥＦＦファイル・フォーマットで、組織病理検出装置
１００に電気的に伝達される。このディジタル化「生」超音波画像信号は、以下
、「原信号」と呼ばれる場合がある。このＤＥＦＦファイルは、画像ファイル・
オープナー１５０ａによって開かれる。例示の本実施形態において、画像ファイ
ル・オープナー１５０ａは、ＤＥＦＦファイル・フォーマットを開き、ＴＩＦＦ
ファイルに変換することが可能である。一般的に、画像ファイル・オープナー１
５０ａは、原信号に対応可能でなければならない。Paint Shop Pro（バージョン
５、Jasc Software、copyright 1998）は、画像ファイル・オープナーの一例で
ある。ただし、市販されていることが好ましい他のソフトウェア・パッケージも
代替可能である。
【００５８】
例示の実施形態において、TIFFファイルはRGB（red-green-blue）フォーマッ
トである。例示の本実施形態の画像ファイル・オープナー１５０ａは、心臓疾患
を検出するための観察および評価のために対象領域ＲＯＩ（region of interest
）を選択可能とするＲＯＩセレクター１５０ｂを含む。このＲＯＩは、好ましく
は１６×１６の所定の二次元画素解像度を有する。ただし、他の二次元画素解像
度でも代替可能である。場合によって、１６×１６より大きい二次元画素解像度
が所望される場合がある。
トである。例示の本実施形態の画像ファイル・オープナー１５０ａは、心臓疾患
を検出するための観察および評価のために対象領域ＲＯＩ（region of interest
）を選択可能とするＲＯＩセレクター１５０ｂを含む。このＲＯＩは、好ましく
は１６×１６の所定の二次元画素解像度を有する。ただし、他の二次元画素解像
度でも代替可能である。場合によって、１６×１６より大きい二次元画素解像度
が所望される場合がある。
【００５９】
RGBフォーマットの選択されたROIは、RGBグレースケール変換器１５０ｃを使
用して、８ビット・グレースケールなどのグレースケールのフォーマットに変換
される。例示の本実施形態において、このRGBグレースケール変換器１５０ｃは
、The Mathworks, Incによるソフトウェア・パッケージMATLAB、バージョン５に
よって提供される。選択されたROIがグレースケール・フォーマットに変換され
た後、二次元画素解像度を有するROI画像は、その分解を可能とする二次元wavel
et分解方法を使用して処理されることが可能である。二次元信号の分析時、水平
H（垂直縁部画像）、垂直V（水平縁部画像）、および対角D（角部画像）という
３組の詳細係数が生成される。さらに、近似値係数が生成される。原画像、また
はこの例においてROI画像から近似係数または詳細係数を形成する工程は、wavel
et分解を指す。Haar waveletは、最も単純な種類のwaveletの１つである。ただ
し、MATLABソフトウェア・パッケージは、複数のwavelet分解方法の種類を提供
する。Haar waveletは、最も単純なwaveletであることが理由で選択した工程機
能と類似しており、（理論に縛られることは望ましくないが）構造情報がその工
程機能に近似してみえる。（waveletおよびHaar Waveletに関する全体的な情報
は、A primer on Wavelets and Their Scientific Applications、James S. Wal
ker著、copyright 1999、Chapman & Hall/C.R.C New York、その全てが、本願
明細書において参照されている）。
用して、８ビット・グレースケールなどのグレースケールのフォーマットに変換
される。例示の本実施形態において、このRGBグレースケール変換器１５０ｃは
、The Mathworks, Incによるソフトウェア・パッケージMATLAB、バージョン５に
よって提供される。選択されたROIがグレースケール・フォーマットに変換され
た後、二次元画素解像度を有するROI画像は、その分解を可能とする二次元wavel
et分解方法を使用して処理されることが可能である。二次元信号の分析時、水平
H（垂直縁部画像）、垂直V（水平縁部画像）、および対角D（角部画像）という
３組の詳細係数が生成される。さらに、近似値係数が生成される。原画像、また
はこの例においてROI画像から近似係数または詳細係数を形成する工程は、wavel
et分解を指す。Haar waveletは、最も単純な種類のwaveletの１つである。ただ
し、MATLABソフトウェア・パッケージは、複数のwavelet分解方法の種類を提供
する。Haar waveletは、最も単純なwaveletであることが理由で選択した工程機
能と類似しており、（理論に縛られることは望ましくないが）構造情報がその工
程機能に近似してみえる。（waveletおよびHaar Waveletに関する全体的な情報
は、A primer on Wavelets and Their Scientific Applications、James S. Wal
ker著、copyright 1999、Chapman & Hall/C.R.C New York、その全てが、本願
明細書において参照されている）。
【００６０】
多くの適用（信号および画像圧縮）に対して、近似係数は最も重要であり、詳
細係数はノイズおよびアーチファクトを含むが、構造情報も含む。この近似係数
は、さらに第二のレベルの近似係数および詳細係数の組に分解されることが可能
である。この処理は、理論上、近似係数および詳細係数に対して単一の値のみ残
っている状態となるまで続くことが可能であるが、信号をそれ以上分解すること
によって得られる情報はない。
細係数はノイズおよびアーチファクトを含むが、構造情報も含む。この近似係数
は、さらに第二のレベルの近似係数および詳細係数の組に分解されることが可能
である。この処理は、理論上、近似係数および詳細係数に対して単一の値のみ残
っている状態となるまで続くことが可能であるが、信号をそれ以上分解すること
によって得られる情報はない。
【００６１】
一般的に、wavelet分解装置150dは、MATLABによって提供されているように、
画像を４つの構成要素または方向にフィルタリングする（分解する）二次元wave
let分解方法を使用する。その用語は以下の通りである。 fLL−基本画像 （ディジタル画像分解技術中で使用される近似係数） ｆLH−垂直縁部画像 （「水平」詳細係数またはH） ｆHL−水平縁部画像 （「垂直」詳細係数またはV） ｆHH−角部画像 （「対角」詳細係数またはD） 好適実施形態において、水平、垂直、および対角詳細係数、Ｈ，Ｖ，Ｄは、Ha
ar二次元wavelet分解方法の第一レベルの詳細係数であるため、用語Ｈ１，Ｖ１
およびＤ１は、その区別のために使用される。
画像を４つの構成要素または方向にフィルタリングする（分解する）二次元wave
let分解方法を使用する。その用語は以下の通りである。 fLL−基本画像 （ディジタル画像分解技術中で使用される近似係数） ｆLH−垂直縁部画像 （「水平」詳細係数またはH） ｆHL−水平縁部画像 （「垂直」詳細係数またはV） ｆHH−角部画像 （「対角」詳細係数またはD） 好適実施形態において、水平、垂直、および対角詳細係数、Ｈ，Ｖ，Ｄは、Ha
ar二次元wavelet分解方法の第一レベルの詳細係数であるため、用語Ｈ１，Ｖ１
およびＤ１は、その区別のために使用される。
【００６２】
Waveletエネルギー計算機１５０ｅは、以下の式を用いて、選択されたＲＯＩ
に対して、非分解ＲＯＩ画像のエネルギー、水平詳細係数Ｈ１，垂直詳細係数Ｖ
１、および対角詳細係数Ｄ１を計算する。
に対して、非分解ＲＯＩ画像のエネルギー、水平詳細係数Ｈ１，垂直詳細係数Ｖ
１、および対角詳細係数Ｄ１を計算する。
【００６３】
ただし、ｚ＝Ｏ，Ｈ１，Ｖ１またはＤ１；ｉ＝１〜Ｎの画素数、ただしＮ＝Ｒ
ＯＩ画像内の画素数、I21＝Ｏ，Ｈ１，Ｖ１またはＤ１のうちのいずれか１つに
対する画素輝度値である。Oは、非分解ROI画像、すなわち、Haar二次元wavelet
分解方法による分解前のROI画像をあらわす。
ＯＩ画像内の画素数、I21＝Ｏ，Ｈ１，Ｖ１またはＤ１のうちのいずれか１つに
対する画素輝度値である。Oは、非分解ROI画像、すなわち、Haar二次元wavelet
分解方法による分解前のROI画像をあらわす。
【００６４】
あるいは、式１は以下の式と代替可能である。
【００６５】
waveletエネルギー加算器１５０ｆは、水平詳細係数Ｈ１と、垂直詳細係数Ｖ
１と、対角詳細係数Ｄ１とのエネルギーを合計し、それによってEsum1およびEsu m2 が以下の式によって定義される。
１と、対角詳細係数Ｄ１とのエネルギーを合計し、それによってEsum1およびEsu m2 が以下の式によって定義される。
【００６６】
Waveletエネルギー標準化器１５０ｆは、非分解ＲＯＩ画像のエネルギーEoに
対して、EH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2のそれぞれを正規化可能である。
対して、EH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2のそれぞれを正規化可能である。
【００６７】
具体的に、組織病理検出装置１００は、病理組織構造定量化装置２００を含み
、病理組織構造定量化装置２００は、一般的にソフトウェア・モジュール１５０
ｄ、１５０ｅ、１５０ｆおよび１５０ｇとともに組織病理評価装置１５０ｈを含
む。ソフトウェア・モジュール１５０ａ、１５０ｂ、および１５０ｃは、基本的
に、演算装置が、病理組織構造定量化装置２００によって処理される超音波心臓
検査画像または他の超音波画像ファイルを受け付けて変換可能とするために使用
される。病理組織構造定量化装置２００は、人間を含む哺乳類の筋肉組織および
内蔵などの解剖学的組織を定量化するように適応化されている。
、病理組織構造定量化装置２００は、一般的にソフトウェア・モジュール１５０
ｄ、１５０ｅ、１５０ｆおよび１５０ｇとともに組織病理評価装置１５０ｈを含
む。ソフトウェア・モジュール１５０ａ、１５０ｂ、および１５０ｃは、基本的
に、演算装置が、病理組織構造定量化装置２００によって処理される超音波心臓
検査画像または他の超音波画像ファイルを受け付けて変換可能とするために使用
される。病理組織構造定量化装置２００は、人間を含む哺乳類の筋肉組織および
内蔵などの解剖学的組織を定量化するように適応化されている。
【００６８】
組織病理評価装置１５０ｈは、病理またはその段階を検出し、それによって診
断するための比較のために、様々な種類の病的および/または健康的組織、筋肉
および内臓に対してエネルギーEH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2の標準参照モデ
ルを含む。さらに、組織病理評価装置１５０ｈの標準参照モデルは、病的および
/または健康組織のエネルギーEH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2の正規化値を含
むことが可能である。例示の本実施形態において、組織病理評価装置１５０ｈは
、心筋疾患の検出、さらにしたがって診断を行うための比較のために、様々な種
類の心筋疾患および/または健康心筋外膜に対してエネルギーEH1、EV1、ED、Esu m1 およびEsum2の標準参照モデルを含む。さらに、組織病理評価装置１５０ｈの
標準参照モデルは、様々な種類の心筋疾患および/または健康的心筋外膜に対し
てエネルギーEH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2の正規化値を含むことが可能であ
る。
断するための比較のために、様々な種類の病的および/または健康的組織、筋肉
および内臓に対してエネルギーEH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2の標準参照モデ
ルを含む。さらに、組織病理評価装置１５０ｈの標準参照モデルは、病的および
/または健康組織のエネルギーEH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2の正規化値を含
むことが可能である。例示の本実施形態において、組織病理評価装置１５０ｈは
、心筋疾患の検出、さらにしたがって診断を行うための比較のために、様々な種
類の心筋疾患および/または健康心筋外膜に対してエネルギーEH1、EV1、ED、Esu m1 およびEsum2の標準参照モデルを含む。さらに、組織病理評価装置１５０ｈの
標準参照モデルは、様々な種類の心筋疾患および/または健康的心筋外膜に対し
てエネルギーEH1、EV1、ED、Esum1およびEsum2の正規化値を含むことが可能であ
る。
【００６９】
なお、MATLABソフトウェア・パッケージは、エネルギーEH1、EV1、ED、Esum1
およびEsum2とともに、その正規化値を計算するための式を独立してプログラミ
ングするために使用されるように適応されている様々な数学的関数を含む。例示
の本実施形態はMATLABソフトウェア・パッケージを使用するが、他の対応可能な
ソフトウェア・パッケージまたは自前のプログラムも、本願明細書に記載の所望
の計算の実行すれば代替可能である。さらに、ソフトウェア・モジュール１５０
〜１５０ｈの機能は、単一のロジック・プログラムに統合されることが可能であ
る。
およびEsum2とともに、その正規化値を計算するための式を独立してプログラミ
ングするために使用されるように適応されている様々な数学的関数を含む。例示
の本実施形態はMATLABソフトウェア・パッケージを使用するが、他の対応可能な
ソフトウェア・パッケージまたは自前のプログラムも、本願明細書に記載の所望
の計算の実行すれば代替可能である。さらに、ソフトウェア・モジュール１５０
〜１５０ｈの機能は、単一のロジック・プログラムに統合されることが可能であ
る。
【００７０】
心筋疾患の早期段階の検出および診断の方法は、以下を含む。
（１）二次元超音波心臓検査画像を獲得するために、最終拡張期心臓は弛緩心臓
である場合、最終拡張期心臓に対して超音波心臓検査を施す。 （２）上記二次元超音波心臓検査画像のディジタル化「生」超音波画像信号を獲
得する。 （３）上記ディジタル化「生」超音波画像信号から所定の二次元画素解像度を有
する対象領域（ＲＯＩ）を選択する。 （４）上記ディジタル化（生）超音波画像信号をグレースケール画像に変換する
。 （５）二次元wavelet分解方法を使用して選択されたＲＯＩ画像を分解する。 （６）近似係数のエネルギー内容と、選択されたＲＯＩの複数の異なる第一レベ
ル詳細係数（すなわちEH1、EV1およびED1）のそれぞれの第一レベル詳細係数を
計算する。 （７）正常組織を異常組織と差別化するために、EH1、EV1、ED1を標準参照モデ
ルと比較する。
である場合、最終拡張期心臓に対して超音波心臓検査を施す。 （２）上記二次元超音波心臓検査画像のディジタル化「生」超音波画像信号を獲
得する。 （３）上記ディジタル化「生」超音波画像信号から所定の二次元画素解像度を有
する対象領域（ＲＯＩ）を選択する。 （４）上記ディジタル化（生）超音波画像信号をグレースケール画像に変換する
。 （５）二次元wavelet分解方法を使用して選択されたＲＯＩ画像を分解する。 （６）近似係数のエネルギー内容と、選択されたＲＯＩの複数の異なる第一レベ
ル詳細係数（すなわちEH1、EV1およびED1）のそれぞれの第一レベル詳細係数を
計算する。 （７）正常組織を異常組織と差別化するために、EH1、EV1、ED1を標準参照モデ
ルと比較する。
【００７１】
早期心臓疾患の検出を行うための上記方法の工程に加えて、この方法は、さら
に、選択されたROIのEsum1＝EV1＋ED1およびEsum2＝EH1＋EV1＋ED1である場合、
Esum1およびEsum2のエネルギーを計算する工程と、算出されたEsum1およびEsum2 を標準参照モデルと比較する工程を含む。
に、選択されたROIのEsum1＝EV1＋ED1およびEsum2＝EH1＋EV1＋ED1である場合、
Esum1およびEsum2のエネルギーを計算する工程と、算出されたEsum1およびEsum2 を標準参照モデルと比較する工程を含む。
【００７２】
早期心臓疾患を検出するための上記の方法の工程に加えて、この方法は、さら
に複数の係数の各詳細係数のエネルギーを非分解ROI画像のエネルギーE0に合わ
せて正規化する工程を含む。理論にしばられるのは望ましくないが、そのさらな
る正規化工程を実行することによって、向上した組織差別化が実現されることが
可能であるため、本発明の有効な結果が得られると考えられる。
に複数の係数の各詳細係数のエネルギーを非分解ROI画像のエネルギーE0に合わ
せて正規化する工程を含む。理論にしばられるのは望ましくないが、そのさらな
る正規化工程を実行することによって、向上した組織差別化が実現されることが
可能であるため、本発明の有効な結果が得られると考えられる。
【００７３】
さらに、理論にしばれることが望ましくないが、ノイズと高い周波数ひずみを
有すると従来考えられた対角詳細係数D1を使用したEsum2＝EH1＋EV1＋ED1の比較
のために、本発明の有効な結果が得られる。
有すると従来考えられた対角詳細係数D1を使用したEsum2＝EH1＋EV1＋ED1の比較
のために、本発明の有効な結果が得られる。
【００７４】
さらに理論に縛られるのは望ましくないが、超音波心臓検査が最終拡張期心臓
、すなわち弛緩心臓に対して施されるため、本発明の有効な結果が得られる。な
お、実験１および実験２の間に後述の試験対象に対して施される超音波心臓試験
は、最終拡張期の間であった。しかしながら、実験１および実験２の間に実行さ
れる超音波心臓検査に加えて、最終心収縮期の間に超音波腎臓検査が実行された
。しかしながら、エネルギーEH1、EV1、ED1、Esum1およびEsum2の計算結果とと
もに正規化エネルギーは満足な有効情報を生成しなかった。
、すなわち弛緩心臓に対して施されるため、本発明の有効な結果が得られる。な
お、実験１および実験２の間に後述の試験対象に対して施される超音波心臓試験
は、最終拡張期の間であった。しかしながら、実験１および実験２の間に実行さ
れる超音波心臓検査に加えて、最終心収縮期の間に超音波腎臓検査が実行された
。しかしながら、エネルギーEH1、EV1、ED1、Esum1およびEsum2の計算結果とと
もに正規化エネルギーは満足な有効情報を生成しなかった。
【００７５】
本好適実施形態において、二次元超音波心臓検査画像は、動物組織または人間
組織のMモード画像である。さらに、ディジタル化「生」超音波信号は、放射性
周波数超音波信号のディジタル・スキャン変換直後に捕捉される。換言すると、
ディジタル化「生」超音波信号は、映像表示のためのディジタル画像処理を受け
ておらず、またはそれによって向上されなかった。
組織のMモード画像である。さらに、ディジタル化「生」超音波信号は、放射性
周波数超音波信号のディジタル・スキャン変換直後に捕捉される。換言すると、
ディジタル化「生」超音波信号は、映像表示のためのディジタル画像処理を受け
ておらず、またはそれによって向上されなかった。
【００７６】
本好適実施形態において、ROIは、観察のための比較的小さな領域であり、ほ
ぼ１６×１６画素解像度の所定の二次元画素解像度を有する。なお、後述の実験
において、ROIの１６×１６画素解像度のみが評価される場合がある。ROIの画素
解像度が大きいことが好ましいが、齧歯動物の心臓は非常に小さい。したがって
１６×１６画素解像度は、実験用に使用されることが可能なものである。さらに
、グレースケール変換は、８ビットグレースケール・フォーマットを使用する。
ぼ１６×１６画素解像度の所定の二次元画素解像度を有する。なお、後述の実験
において、ROIの１６×１６画素解像度のみが評価される場合がある。ROIの画素
解像度が大きいことが好ましいが、齧歯動物の心臓は非常に小さい。したがって
１６×１６画素解像度は、実験用に使用されることが可能なものである。さらに
、グレースケール変換は、８ビットグレースケール・フォーマットを使用する。
【００７７】
加えて、本好適実施形態において、二次元wavelet分解方法は、二次元Haar wa
velet分解方法を使用する。
velet分解方法を使用する。
【００７８】
本好適実施形態において、工程（１）は、さらに、最終拡張期の間の乳頭筋の
レベルでのparasternal short axis中の二次元超音波心臓検査画像を作成するこ
とを含む。これは、変換器に可能な限り近いことが望ましいと考える。このよう
にして、細胞内構造、さらにしたがって心筋中の変化は、用意に認識されること
が可能となる。
レベルでのparasternal short axis中の二次元超音波心臓検査画像を作成するこ
とを含む。これは、変換器に可能な限り近いことが望ましいと考える。このよう
にして、細胞内構造、さらにしたがって心筋中の変化は、用意に認識されること
が可能となる。
【００７９】
さらに、二次元超音波心臓検査画像の作成時、「表面境界」を表し（観察対象
物を表していない）ため、検鏡の反射を回避するために、心臓内および心臓外の
境界を回避することが最良であると考える。
物を表していない）ため、検鏡の反射を回避するために、心臓内および心臓外の
境界を回避することが最良であると考える。
【００８０】
上記の方法が心筋疾患に関連しているが、他の病気および病理は、工程（１）
における超音波心臓検査処理の実行は解剖組織に対する非進入撮像処理の実行と
置き換えることができる上記の方法を使用して検出されることが可能である。た
とえば、解剖組織は骨格筋肉、肝臓、膵臓、腎臓、血管内側などを含む。したが
って二次元超音波心臓検査画像は、非進入撮像処理から導出された二次元画像と
なる。さらに、ディジタル化「生」超音波画像信号は、ディジタル画像処理を受
けなかった、またはそれによって向上されなかった非進入撮像処理から導出され
たディジタル化「生」画像信号となる。
における超音波心臓検査処理の実行は解剖組織に対する非進入撮像処理の実行と
置き換えることができる上記の方法を使用して検出されることが可能である。た
とえば、解剖組織は骨格筋肉、肝臓、膵臓、腎臓、血管内側などを含む。したが
って二次元超音波心臓検査画像は、非進入撮像処理から導出された二次元画像と
なる。さらに、ディジタル化「生」超音波画像信号は、ディジタル画像処理を受
けなかった、またはそれによって向上されなかった非進入撮像処理から導出され
たディジタル化「生」画像信号となる。
【００８１】
実験
はじめに
心臓疾患の非進入による早期検出を改善するために、心臓疾患超音波心臓検査画
像の構造は、制御（C）と、（１０週間の実験においてのみ）４％（E4）および
１２％（E12）エタノールで維持されたラットと、糖尿病（D）と、４％エタノー
ルで維持された糖尿病のラット（DE）とによって特徴づけられた。ただし、５週
間のグループの場合、ｎ＝４／グループであり、１０週間グループの場合、ｎ＝
５グループである。エコーは、１０ＭＨＺ段階的アレイ変換器を使用して東芝Ｓ
ＳＨ−３８０でディジタル的に記録された。乳頭筋のレベルのparasternal shor
t-axis画像は、最終心拡張期に得られた。この画像は、ラップトップ・コンピュ
ータにＤＥＦＦフォーマットでダウンロードされ、ＴＩＦＦフォーマットに変換
された。１６×１６画素のＲＯＩが選択され、これはグレースケール、したがっ
てwaveletに変換された。ＲＯＩのwavelet分解は、二次元Haar変換を使用して実
行された。各グループにおいて、ROIの第一番目の統計（平均輝度、標準変移お
よび関連円滑性）は、満足なほど異なっていなかった。しかしながら、第１レベ
ル水平および垂直、または第一レベル水平、垂直および対角の詳細係数（すなわ
ち全構造エネルギー）の（Esum1）または（Esum2）のいずれかの合計、またはそ
の正規化によってグループが差別化可能となる。それらの結果は、二次元Haar分
解方法を使用した算出構造エネルギーは、糖尿病心筋疾患の早期検出において、
またはその進行状態の監視のために有効である場合が多い。 心筋疾患の齧歯動物モデル 実験用ラットの２つのグループは、２つの個別の実験（実験１および実験２）
を実行するために使用された。175〜200グラムの体重をした雄のSprague-Dawlwy
SPFラット（Charles River Ｌaboratories Wilmingron, ＭA）が各研究のため
に使用された。ラットは、温度制御された（２０〜２２℃）の部屋で１ケージみ
に２匹入れられ、１２時間の明/暗周期に露出された。両グループの動物は、食
料と水または任意でエタノールとを受けた。体重は１週間に１度記録され、流動
性の消費は研究の間中、全グループにおいて監視された。研究はLouisiana Stat
e University Medical center Institutional Animal Care and Use Committee
によって承認されたものである。
像の構造は、制御（C）と、（１０週間の実験においてのみ）４％（E4）および
１２％（E12）エタノールで維持されたラットと、糖尿病（D）と、４％エタノー
ルで維持された糖尿病のラット（DE）とによって特徴づけられた。ただし、５週
間のグループの場合、ｎ＝４／グループであり、１０週間グループの場合、ｎ＝
５グループである。エコーは、１０ＭＨＺ段階的アレイ変換器を使用して東芝Ｓ
ＳＨ−３８０でディジタル的に記録された。乳頭筋のレベルのparasternal shor
t-axis画像は、最終心拡張期に得られた。この画像は、ラップトップ・コンピュ
ータにＤＥＦＦフォーマットでダウンロードされ、ＴＩＦＦフォーマットに変換
された。１６×１６画素のＲＯＩが選択され、これはグレースケール、したがっ
てwaveletに変換された。ＲＯＩのwavelet分解は、二次元Haar変換を使用して実
行された。各グループにおいて、ROIの第一番目の統計（平均輝度、標準変移お
よび関連円滑性）は、満足なほど異なっていなかった。しかしながら、第１レベ
ル水平および垂直、または第一レベル水平、垂直および対角の詳細係数（すなわ
ち全構造エネルギー）の（Esum1）または（Esum2）のいずれかの合計、またはそ
の正規化によってグループが差別化可能となる。それらの結果は、二次元Haar分
解方法を使用した算出構造エネルギーは、糖尿病心筋疾患の早期検出において、
またはその進行状態の監視のために有効である場合が多い。 心筋疾患の齧歯動物モデル 実験用ラットの２つのグループは、２つの個別の実験（実験１および実験２）
を実行するために使用された。175〜200グラムの体重をした雄のSprague-Dawlwy
SPFラット（Charles River Ｌaboratories Wilmingron, ＭA）が各研究のため
に使用された。ラットは、温度制御された（２０〜２２℃）の部屋で１ケージみ
に２匹入れられ、１２時間の明/暗周期に露出された。両グループの動物は、食
料と水または任意でエタノールとを受けた。体重は１週間に１度記録され、流動
性の消費は研究の間中、全グループにおいて監視された。研究はLouisiana Stat
e University Medical center Institutional Animal Care and Use Committee
によって承認されたものである。
【００８２】
実験１： 試験対象
１６匹のラットが無作為に次の４つのグループに割り当てられた（n=4/グルー
プ）：制御（C）、１２％エタノール（E12）、糖尿病（D）、４％エタノールに
保たれた糖尿病（DE4）。エタノール液はｖ/ｖの割合で用意され、E12およびDE4
のグループに対しては唯一の流体源であり、CおよびDのグループは水を受けた。
糖尿病グループのラットは真性糖尿病を誘発させるために尻尾静脈から０．０２
Mクエン酸ナトリウム液（ｐH4.5）で用意されたストレプトゾトシン（45mg/kg）
を注入された。他の全てのグループに割り当てられたラットは、同量のクエン酸
ナトリウム役を注入された。グリコシレート・ヘモグロビン（全）は、市販のキ
ット（Sigma Chemical Co, St. Louis, MO）を使用して超音波心臓検査の２日間
内で全てのラットの尻尾静脈の血液で計測された。全ての糖尿病ラットが多渇症
、多尿症、および多食症の臨床的兆しが見られた。糖尿病の動物は糖尿病でない
動物に比べて１日に約３倍の量の流動物を消費したため、が４％のエタノール液
が、糖尿病およびエタノール・グループ中で使用された。動物はSTZ注入（４週
間エタノール摂取）の後５週間研究された。
プ）：制御（C）、１２％エタノール（E12）、糖尿病（D）、４％エタノールに
保たれた糖尿病（DE4）。エタノール液はｖ/ｖの割合で用意され、E12およびDE4
のグループに対しては唯一の流体源であり、CおよびDのグループは水を受けた。
糖尿病グループのラットは真性糖尿病を誘発させるために尻尾静脈から０．０２
Mクエン酸ナトリウム液（ｐH4.5）で用意されたストレプトゾトシン（45mg/kg）
を注入された。他の全てのグループに割り当てられたラットは、同量のクエン酸
ナトリウム役を注入された。グリコシレート・ヘモグロビン（全）は、市販のキ
ット（Sigma Chemical Co, St. Louis, MO）を使用して超音波心臓検査の２日間
内で全てのラットの尻尾静脈の血液で計測された。全ての糖尿病ラットが多渇症
、多尿症、および多食症の臨床的兆しが見られた。糖尿病の動物は糖尿病でない
動物に比べて１日に約３倍の量の流動物を消費したため、が４％のエタノール液
が、糖尿病およびエタノール・グループ中で使用された。動物はSTZ注入（４週
間エタノール摂取）の後５週間研究された。
【００８３】
実験２：試験対象
第二の実験は、１０週間で病気が誘発された（９週間のエタノール摂取）ラッ
トを用いて行われた。グループは５週間の実験と同様であったが、水供給中に４
％（ｖ/ｖ）のエタノールが与えられた５番目の非糖尿病ラット（E4）が追加さ
れた。この実験において２５匹のラットが使用され、各グループに５匹の動物と
した。 超音波心臓検査方法 全動物は、ケタミン−キシラジン（50mgケタミン、4mg/kgキシラジン、腹膜内
）で麻酔をかけられ、胸部および上腹部の部位は超音波心臓検査の前に剃られた
。ラットは、Mモードおよび二次元超音波心臓検査を受けるために台上に設置さ
れた。研究は、使用前に擬似的に目盛りをつけられた１０MHZ変換器を使用して
東芝モデル３８０超音波心臓検査機器（Toshiba America Mdical Systems, Tust
in, CA）で実行された。ROI内の０．２０ｍｍ未満の横の解像度は、使用された
撮像の深さで達成された。
トを用いて行われた。グループは５週間の実験と同様であったが、水供給中に４
％（ｖ/ｖ）のエタノールが与えられた５番目の非糖尿病ラット（E4）が追加さ
れた。この実験において２５匹のラットが使用され、各グループに５匹の動物と
した。 超音波心臓検査方法 全動物は、ケタミン−キシラジン（50mgケタミン、4mg/kgキシラジン、腹膜内
）で麻酔をかけられ、胸部および上腹部の部位は超音波心臓検査の前に剃られた
。ラットは、Mモードおよび二次元超音波心臓検査を受けるために台上に設置さ
れた。研究は、使用前に擬似的に目盛りをつけられた１０MHZ変換器を使用して
東芝モデル３８０超音波心臓検査機器（Toshiba America Mdical Systems, Tust
in, CA）で実行された。ROI内の０．２０ｍｍ未満の横の解像度は、使用された
撮像の深さで達成された。
【００８４】
二次元parasternal short axisの案内を使用して、Mモードの記録は、乳頭筋
のレベルで獲得され、最終心拡張期心室中隔寸法（IVSD）と、左心室最終心拡張
期寸法（LVD）と、最終心拡張期後部壁寸法（PWD）とを計測する。これはMモー
ド計測のためのAmerican Society of Echocardiographyガイドライン（Sahn DJ,
DeMaria AN, Kisslo J, Weyman AE、「Recommendations regarding quantitati
on in M-mode echocardiography: results of a survety of echocardiographic
measurement」Citculation 1978; 58; 1072〜1083。この全てが本願明細書中に
参考として引用されている）に準拠する。齧歯動物モデルの最終心拡張期は心電
図と相関する必要がないため、実験目的として、最終心拡張期は、最大の二次元
断面部分として定義される。
のレベルで獲得され、最終心拡張期心室中隔寸法（IVSD）と、左心室最終心拡張
期寸法（LVD）と、最終心拡張期後部壁寸法（PWD）とを計測する。これはMモー
ド計測のためのAmerican Society of Echocardiographyガイドライン（Sahn DJ,
DeMaria AN, Kisslo J, Weyman AE、「Recommendations regarding quantitati
on in M-mode echocardiography: results of a survety of echocardiographic
measurement」Citculation 1978; 58; 1072〜1083。この全てが本願明細書中に
参考として引用されている）に準拠する。齧歯動物モデルの最終心拡張期は心電
図と相関する必要がないため、実験目的として、最終心拡張期は、最大の二次元
断面部分として定義される。
【００８５】
分析
構造分析の場合、ディジタル化「生」超音波画像は、ディジタル・スキャン変換
器３０の直後に獲得された。ゲイン設定は、研究全体を通して一定に維持された
。乳頭筋のれベルでのpasternal short axisの二次元超音波心臓検査画像は、最
終心拡張でディジタル的に記録された。（最終心拡張期）ディジタル化「生」画
像は、DEFFフォーマットでRGB（red-green-blue）としてラップトップ・コンピ
ュータにダウンロードされた。RGB前処理最終心拡張期画像は、８ビットグレー
スケール前処理最終心拡張期画像に変換され、Paint Shop Proなどを介して、TI
FFファイルとして格納された。グレースケールの前処理最終心拡張期の画像から
、１６×１６画素ROIは、前の心室中隔（IVS）中で選択された。心臓内および心
臓上の境界をのぞいて当該ROIに対する心筋層を選択することにのみ注意を払い
、したがって検鏡の反映を回避する。
器３０の直後に獲得された。ゲイン設定は、研究全体を通して一定に維持された
。乳頭筋のれベルでのpasternal short axisの二次元超音波心臓検査画像は、最
終心拡張でディジタル的に記録された。（最終心拡張期）ディジタル化「生」画
像は、DEFFフォーマットでRGB（red-green-blue）としてラップトップ・コンピ
ュータにダウンロードされた。RGB前処理最終心拡張期画像は、８ビットグレー
スケール前処理最終心拡張期画像に変換され、Paint Shop Proなどを介して、TI
FFファイルとして格納された。グレースケールの前処理最終心拡張期の画像から
、１６×１６画素ROIは、前の心室中隔（IVS）中で選択された。心臓内および心
臓上の境界をのぞいて当該ROIに対する心筋層を選択することにのみ注意を払い
、したがって検鏡の反映を回避する。
【００８６】
構造の分析は、従来の統計方法を用いて実行された。それらは、ROIの中間輝
度、その中間の標準変移、ゆがみ、とがり、および関連滑らかさ（RS）の計測を
含んだ。RSは以下の通り定義される。
度、その中間の標準変移、ゆがみ、とがり、および関連滑らかさ（RS）の計測を
含んだ。RSは以下の通り定義される。
【００８７】
RS=1−1/(1+V2)
ただし、VはROI画素輝度の変形である。（Gonzales RC, Woods RE, Digiutal im
age processing, Reading, Massachusetts: Sddison-Wesley Publishing Compan
y, copyright 1992:508、その全ては本願明細書において参考として引用される
） さらに構造の分析は、心筋層構造の同一ROI定量化を使用して実行され、Haar wa
velet分解を使用して分解が行われる。その後、本願明細書に記載の式１、式２
、式（３）は、EH1、EV1、ED1 、Esum1、Esum2を計算するために使用された。
age processing, Reading, Massachusetts: Sddison-Wesley Publishing Compan
y, copyright 1992:508、その全ては本願明細書において参考として引用される
） さらに構造の分析は、心筋層構造の同一ROI定量化を使用して実行され、Haar wa
velet分解を使用して分解が行われる。その後、本願明細書に記載の式１、式２
、式（３）は、EH1、EV1、ED1 、Esum1、Esum2を計算するために使用された。
【００８８】
具体的には、構造内容情報は、ROI画像からの第１レベル詳細係数H1,V1,D2に
対して式１を使用してエネルギー内容を計算することによって得られる。さらに
、詳細係数内でエネルギーを発生させるための水平詳細係数および垂直詳細係数
（H1＋V1）の合計エネルギー内容（Esum1)、また、水平詳細係数、垂直詳細係数
、および対角詳細係数（H1＋V1＋D1）の合計エネルギー内容（Esum2)が計算され
た。
対して式１を使用してエネルギー内容を計算することによって得られる。さらに
、詳細係数内でエネルギーを発生させるための水平詳細係数および垂直詳細係数
（H1＋V1）の合計エネルギー内容（Esum1)、また、水平詳細係数、垂直詳細係数
、および対角詳細係数（H1＋V1＋D1）の合計エネルギー内容（Esum2)が計算され
た。
【００８９】
さらに、算出されたエネルギーEH1、EV1、ED1、Esum1、およびEsum2は、原（
非分解）ROI画像エネルギーEoのエネルギー内容に正規化された。 心筋層組織学処理 実験２において（１０週）、心臓および腎臓の組織は、採取され、冷たい生理
学食塩水で洗浄され、水成リン酸塩緩衝器中のホルムアルデヒド液１０％（ｖ/
ｖ）に置かれた（pH7.4）（Mallinckrodt Inc., St. Louis, Missouri）。膵臓
組織は採取され、緩衝された亜鉛―ホルムアルデヒド中に固定された。顕微鏡に
よる分析は、H&E着色組織の切片に対して施された。 統計学的方法 実験グループ間の差に対する試験のために、平方偏移の一方分析が使用された
。統計的に相互に異なったグループを識別するためにFisher's Protected LCDポ
ストホック試験が使用された。統計上の有効値は「ｐ」▲≦▼０．０５とされた
。画像ROI画素輝度の平方偏移と、画像エネルギー、ログ・エネルギー、およびw
avelet分解後のシャノンのエントロピーの計算から得られた詳細係数との間の関
係を決定するために、単純な線形回帰が使用された。全てのデータが、平均値±
SEMとして報告される。 糖尿病の誘発 実験１において、正血糖グループ中のグリコシレート・ヘモグロビン（全）レ
ベルは、統計的に差異はなく、5.6±0.7％という合成平均値を有した。糖尿病グ
ループは、同様のグリコシレート・ヘモグロビン・レベルも有し、10.8±1.1％
という合成平均値を有した。グリコシレート。ヘモグロビンのレベルは、非糖尿
病動物中のレベル（ｐ▲≧▼0.001）よりかなり大きかった。超音波心臓検査時
の体重は、C、E12,DおよびDE14の場合、それぞれ、315±15、301±11、298±16
、292±22グラム（g）であった（ｐ▲≧▼0.05）。実験２において、非糖尿病（
C,E4,E12）グループおよび糖尿グループ（D,DE4）内の全グリコシレート・ヘモ
グロビン・レベルは、ここでも満足するほど差異はなく、それぞれ6.1±0.3％お
よび12.5±1.3％という合成平均値を有した。ここでも、糖尿病動物は、正血糖
値動物（ｐ▲≧▼0.001）と比較するとかなり大きいグリコシレーション・レベ
ルを有した。体重のグループ差異は１０週間で観察され、D（315±24ｇ）グルー
プとDE4（295±16ｇ）グループとの両方の重さは、正血糖値グループ（C,E4,E12
に対して、それぞれ623±30、598±29、581±25ｇ。ｐ▲≧▼0.001）よりもかな
り少なかった。糖尿病動物が非糖尿病動物よりも体重が少なかったが、最初の開
始時の体重である175〜200グラムと比較すると、実験中に体重は増えつづけた。
エタノール 糖尿病動物がeuglycemic ラットによって消費される量のほぼ3倍であるため（
それぞれ、118±５ml/日対32±3ml/日）、糖尿病ラット中の４％のアルコール液
は、euglycemicラットにおいて１２％アルコールに等しい。水で維持されていた
糖尿病ラットと４％アルコールで維持されていた糖尿病ラットによって消費され
る流動物量は、統計的に差異はなかった。 組織学 １０週ラットからの組織は、H&E着色を使用して分析された。両方の糖尿病グル
ープ（D、DE4）は、膵小島ベータ細胞の顕著な損失を示した（単細胞がD動物で
観察された）が、euglycemic制御グループおよびエタノール・グループはベータ
細胞の正常な補数を有した。さらに、グリコーゲン蓄積を示す透明の細胞が80％
のDラットと６０％のDE4ラットの腎臓で観察され、他のグループのラットでは一
切観察されなかった。なお、E4およびE12グループ中の全動物の心筋IVSは、組織
学的検査においてリンパ球の浸潤が見られた。浸潤の程度は、なし、少し（範囲
毎に１〜４細胞）または著しい浸潤というように質的に評価された。２匹の制御
動物、および１匹の糖尿病（D）動物のみがリンパ球の浸潤（評価的には少し）
を有していた。それらのグループ中のほかの動物は浸潤を示さず、またはDEグル
ープの動物は一切示さなかった。 超音波心臓検査分析−Mモード計測 Mモード超音波心臓検査データ（IVSD,PWDまたはLVD）の分析によって、５週間
の実験ではグループ間に統計的な大きな差異がないことが判明した。しかしなが
ら、１０週の実験ではいくつかの計測されたMモードパラメータによって顕著な
差異が見られた（表１）。１０週間において、エタノール処理された非糖尿病動
物はIVSDおよびPWDにおける増加を示し、その影響は１２％エタノールの動物に
おいて最も明白であった。LVDは水上の糖尿病動物において増加しており、PWDは
、それらの動物中、および４％エタノール上で維持された糖尿病ラットにおいて
低減される傾向にある。
非分解）ROI画像エネルギーEoのエネルギー内容に正規化された。 心筋層組織学処理 実験２において（１０週）、心臓および腎臓の組織は、採取され、冷たい生理
学食塩水で洗浄され、水成リン酸塩緩衝器中のホルムアルデヒド液１０％（ｖ/
ｖ）に置かれた（pH7.4）（Mallinckrodt Inc., St. Louis, Missouri）。膵臓
組織は採取され、緩衝された亜鉛―ホルムアルデヒド中に固定された。顕微鏡に
よる分析は、H&E着色組織の切片に対して施された。 統計学的方法 実験グループ間の差に対する試験のために、平方偏移の一方分析が使用された
。統計的に相互に異なったグループを識別するためにFisher's Protected LCDポ
ストホック試験が使用された。統計上の有効値は「ｐ」▲≦▼０．０５とされた
。画像ROI画素輝度の平方偏移と、画像エネルギー、ログ・エネルギー、およびw
avelet分解後のシャノンのエントロピーの計算から得られた詳細係数との間の関
係を決定するために、単純な線形回帰が使用された。全てのデータが、平均値±
SEMとして報告される。 糖尿病の誘発 実験１において、正血糖グループ中のグリコシレート・ヘモグロビン（全）レ
ベルは、統計的に差異はなく、5.6±0.7％という合成平均値を有した。糖尿病グ
ループは、同様のグリコシレート・ヘモグロビン・レベルも有し、10.8±1.1％
という合成平均値を有した。グリコシレート。ヘモグロビンのレベルは、非糖尿
病動物中のレベル（ｐ▲≧▼0.001）よりかなり大きかった。超音波心臓検査時
の体重は、C、E12,DおよびDE14の場合、それぞれ、315±15、301±11、298±16
、292±22グラム（g）であった（ｐ▲≧▼0.05）。実験２において、非糖尿病（
C,E4,E12）グループおよび糖尿グループ（D,DE4）内の全グリコシレート・ヘモ
グロビン・レベルは、ここでも満足するほど差異はなく、それぞれ6.1±0.3％お
よび12.5±1.3％という合成平均値を有した。ここでも、糖尿病動物は、正血糖
値動物（ｐ▲≧▼0.001）と比較するとかなり大きいグリコシレーション・レベ
ルを有した。体重のグループ差異は１０週間で観察され、D（315±24ｇ）グルー
プとDE4（295±16ｇ）グループとの両方の重さは、正血糖値グループ（C,E4,E12
に対して、それぞれ623±30、598±29、581±25ｇ。ｐ▲≧▼0.001）よりもかな
り少なかった。糖尿病動物が非糖尿病動物よりも体重が少なかったが、最初の開
始時の体重である175〜200グラムと比較すると、実験中に体重は増えつづけた。
エタノール 糖尿病動物がeuglycemic ラットによって消費される量のほぼ3倍であるため（
それぞれ、118±５ml/日対32±3ml/日）、糖尿病ラット中の４％のアルコール液
は、euglycemicラットにおいて１２％アルコールに等しい。水で維持されていた
糖尿病ラットと４％アルコールで維持されていた糖尿病ラットによって消費され
る流動物量は、統計的に差異はなかった。 組織学 １０週ラットからの組織は、H&E着色を使用して分析された。両方の糖尿病グル
ープ（D、DE4）は、膵小島ベータ細胞の顕著な損失を示した（単細胞がD動物で
観察された）が、euglycemic制御グループおよびエタノール・グループはベータ
細胞の正常な補数を有した。さらに、グリコーゲン蓄積を示す透明の細胞が80％
のDラットと６０％のDE4ラットの腎臓で観察され、他のグループのラットでは一
切観察されなかった。なお、E4およびE12グループ中の全動物の心筋IVSは、組織
学的検査においてリンパ球の浸潤が見られた。浸潤の程度は、なし、少し（範囲
毎に１〜４細胞）または著しい浸潤というように質的に評価された。２匹の制御
動物、および１匹の糖尿病（D）動物のみがリンパ球の浸潤（評価的には少し）
を有していた。それらのグループ中のほかの動物は浸潤を示さず、またはDEグル
ープの動物は一切示さなかった。 超音波心臓検査分析−Mモード計測 Mモード超音波心臓検査データ（IVSD,PWDまたはLVD）の分析によって、５週間
の実験ではグループ間に統計的な大きな差異がないことが判明した。しかしなが
ら、１０週の実験ではいくつかの計測されたMモードパラメータによって顕著な
差異が見られた（表１）。１０週間において、エタノール処理された非糖尿病動
物はIVSDおよびPWDにおける増加を示し、その影響は１２％エタノールの動物に
おいて最も明白であった。LVDは水上の糖尿病動物において増加しており、PWDは
、それらの動物中、および４％エタノール上で維持された糖尿病ラットにおいて
低減される傾向にある。
【００９０】
【表１】
【００９１】
超音波心臓検査組織分析
検査鏡の反射を排除する前IVC内のに１６×１６画素ROIを獲得することができ
ないため、１０週間の実験において２５匹のラットのうち１匹のラット（Dグル
ープ）を組織分析に含むことができなかった。したがって、４匹の動物のみが、
この糖尿病グループ中組織分析に対して使用された。
ないため、１０週間の実験において２５匹のラットのうち１匹のラット（Dグル
ープ）を組織分析に含むことができなかった。したがって、４匹の動物のみが、
この糖尿病グループ中組織分析に対して使用された。
【００９２】
標準統計方法によるROI組織の定量化（平均輝度、平方偏移、平均値の標準偏
移、ゆがみ、とんがり）は５週間でも１０週間でもグループ間での差異は確認さ
れなかった。さらに、ROIの関連滑らかさの計算は、いずれかの時間期間におけ
るグループで区別することもできなかった。しかしながら詳細係数エネルギーの
計算に対する二次元Haar wavelet方法を使用した画像分解は、１０週間において
組織エネルギーが増加したため、糖尿病動物を識別した。水平詳細係数（H1）は
実験グループを差別化する能力上において有効値に近接したが（ｐ▲≧▼0.07）
、垂直（V1）、対角（D1）、H1+V1およびH1＋V1+D1の詳細係数は、統計上でグル
ープを全て区別できた（表２）。 原ディジタル画像の全エネルギーへの詳細係数の正規化によって、結果的に、5
週間の糖尿病動物中の組織エネルギーが増加したことを認識した。この認識は、
１０週の非正規化データと一致する。さらに、１０週のデータと一致して、エタ
ノール処理された糖尿病ラットは非処理糖尿病ラットと比較すると組織エネルギ
ー値の減少を示す傾向にあった（表３）
移、ゆがみ、とんがり）は５週間でも１０週間でもグループ間での差異は確認さ
れなかった。さらに、ROIの関連滑らかさの計算は、いずれかの時間期間におけ
るグループで区別することもできなかった。しかしながら詳細係数エネルギーの
計算に対する二次元Haar wavelet方法を使用した画像分解は、１０週間において
組織エネルギーが増加したため、糖尿病動物を識別した。水平詳細係数（H1）は
実験グループを差別化する能力上において有効値に近接したが（ｐ▲≧▼0.07）
、垂直（V1）、対角（D1）、H1+V1およびH1＋V1+D1の詳細係数は、統計上でグル
ープを全て区別できた（表２）。 原ディジタル画像の全エネルギーへの詳細係数の正規化によって、結果的に、5
週間の糖尿病動物中の組織エネルギーが増加したことを認識した。この認識は、
１０週の非正規化データと一致する。さらに、１０週のデータと一致して、エタ
ノール処理された糖尿病ラットは非処理糖尿病ラットと比較すると組織エネルギ
ー値の減少を示す傾向にあった（表３）
【００９３】
【表２】
【００９４】
【表３】
【００９５】
概要
前処理されたディジタル化「生」画像を使用する超音波心臓検査組織分析と二
次元Haar wavelet変換分解方法は、心筋疾患の齧歯動物モデル間での差別を行っ
た。これらの組織的変化は、Mモード超音波心臓検査によって記録される構造上
変化の発達の前に存在した。１０週間でのMモード変化の後続の発展は、糖尿病
ラットとエタノール処理されたラットにおいて以前観察されたものと類似した（
Giles TD, Ouyang J.Kerut EK, Given MB, Allen GE, Mellwain EF, Greenberg
SS、「Changes in protein KINASE Cin early cardiomyopathy and in gracilli
s muscle in the BB/Wor diabetic rat」AmJPhysiol,copyright1998;２７４：H2
95〜H307、この全ては参考として本願明細書にとりいれられている）。事前の個
別の研究において、真性糖尿病によって発生した異常を知らせる細胞上のエタノ
ールの有効な利点が存在することを証明したため、真性糖尿病とエタノールの相
互作用が評価された。
次元Haar wavelet変換分解方法は、心筋疾患の齧歯動物モデル間での差別を行っ
た。これらの組織的変化は、Mモード超音波心臓検査によって記録される構造上
変化の発達の前に存在した。１０週間でのMモード変化の後続の発展は、糖尿病
ラットとエタノール処理されたラットにおいて以前観察されたものと類似した（
Giles TD, Ouyang J.Kerut EK, Given MB, Allen GE, Mellwain EF, Greenberg
SS、「Changes in protein KINASE Cin early cardiomyopathy and in gracilli
s muscle in the BB/Wor diabetic rat」AmJPhysiol,copyright1998;２７４：H2
95〜H307、この全ては参考として本願明細書にとりいれられている）。事前の個
別の研究において、真性糖尿病によって発生した異常を知らせる細胞上のエタノ
ールの有効な利点が存在することを証明したため、真性糖尿病とエタノールの相
互作用が評価された。
【００９６】
心筋疾患ラットから記録された組織上の変化は、二次元wavelet分解からの詳
細係数の全エネルギーを計算することによってのみ検出される。従来の統計方法
論は、グループ間に区別ができなかった。さらに、組織エネルギー（ログ・エネ
ルギー、シャノン・エントロピー）の計算のための他の式がグループ間を区別す
る機能において改善できなかったことが決定された。
細係数の全エネルギーを計算することによってのみ検出される。従来の統計方法
論は、グループ間に区別ができなかった。さらに、組織エネルギー（ログ・エネ
ルギー、シャノン・エントロピー）の計算のための他の式がグループ間を区別す
る機能において改善できなかったことが決定された。
【００９７】
さらに、従来の統計方法論の使用に関連した発見は、早期の心筋梗塞後の期間
における事前の研究評価患者と一般的な同意である。なお、画像拡張アルゴリズ
ムと組織の区別のための距離関数とによる二次元Haar wavelet分解方法を使用す
ると、その二次元Haar wavelet分解方法の水平詳細（垂直縁部）係数エネルギー
は、画像拡張を用いて、Neskovic等によって記載される心筋梗塞のものからの有
効な心筋が次第に回復していくのを予測できた。このように、以前は大部分がノ
イズを含むと考えられていた他の詳細係数（ただし対角係数D1を含む）を使用す
る機能は、前処理されたディジタル信号をディジタル化「生」超音波画像信号と
して使用することによって、おそらくかなりの助けとなった。前処理されたディ
ジタル化信号をディジタル・スキャン変換３０直後のディジタル化「生」超音波
画像信号として使用することによって、分析に影響する可能性のあるランダム・
ノイズが少なくなると考えられる。さらに、正規化されたエネルギー全体は、エ
ネルギーを原画像ROIのエネルギー内容に正規化することによって評価も行われ
た（表３）。この技術はグレースケール変換の不変性を保ち、５週間で糖尿病動
物中の組織上のエネルギーの増加を認識した。非処理の糖尿病ラットに比べて、
エタノール処理した糖尿病ラットの方が、５週間で組織の値が低くなる傾向にあ
る。データの正規化は、病気の過程における早期の段階で実験グループ間を区別
する機能を向上させると考えられる。スペックル・サイズは超音波光線の深さの
関数および変換器焦点特性であり、機械に依存するため、機械の設定を研究全体
において一定に保つ。そのような条件のものに、データに正規化は、早期にグル
ープの差を認識する機能を向上させるようだ。 結論 上述のように、少なくとも二次元Haar wavelet画像分解方法、およびその他の画
像分解方法（三次元および高いオーダーの次元を含む）は、Mモード構造変化の
開始前に真性糖尿病における早期の組織変化を認識する。さらに、組織の第1番
目統計的計測は、早期の組織異常を認識することができなかった。非進入撮像技
術によって導出される組織データに関するwavelet分解方法は、早期の組織病理
を認識するために使用されることが可能である。
における事前の研究評価患者と一般的な同意である。なお、画像拡張アルゴリズ
ムと組織の区別のための距離関数とによる二次元Haar wavelet分解方法を使用す
ると、その二次元Haar wavelet分解方法の水平詳細（垂直縁部）係数エネルギー
は、画像拡張を用いて、Neskovic等によって記載される心筋梗塞のものからの有
効な心筋が次第に回復していくのを予測できた。このように、以前は大部分がノ
イズを含むと考えられていた他の詳細係数（ただし対角係数D1を含む）を使用す
る機能は、前処理されたディジタル信号をディジタル化「生」超音波画像信号と
して使用することによって、おそらくかなりの助けとなった。前処理されたディ
ジタル化信号をディジタル・スキャン変換３０直後のディジタル化「生」超音波
画像信号として使用することによって、分析に影響する可能性のあるランダム・
ノイズが少なくなると考えられる。さらに、正規化されたエネルギー全体は、エ
ネルギーを原画像ROIのエネルギー内容に正規化することによって評価も行われ
た（表３）。この技術はグレースケール変換の不変性を保ち、５週間で糖尿病動
物中の組織上のエネルギーの増加を認識した。非処理の糖尿病ラットに比べて、
エタノール処理した糖尿病ラットの方が、５週間で組織の値が低くなる傾向にあ
る。データの正規化は、病気の過程における早期の段階で実験グループ間を区別
する機能を向上させると考えられる。スペックル・サイズは超音波光線の深さの
関数および変換器焦点特性であり、機械に依存するため、機械の設定を研究全体
において一定に保つ。そのような条件のものに、データに正規化は、早期にグル
ープの差を認識する機能を向上させるようだ。 結論 上述のように、少なくとも二次元Haar wavelet画像分解方法、およびその他の画
像分解方法（三次元および高いオーダーの次元を含む）は、Mモード構造変化の
開始前に真性糖尿病における早期の組織変化を認識する。さらに、組織の第1番
目統計的計測は、早期の組織異常を認識することができなかった。非進入撮像技
術によって導出される組織データに関するwavelet分解方法は、早期の組織病理
を認識するために使用されることが可能である。
【００９８】
なお、例示目的において本願明細書で詳述された組織病理の早期検出のための
方法および装置の実施形態は、当然ながら、構造、設計、適用、方法論において
多くの異なる変化が可能である。多くの、変化した異なる実施形態は、本願明細
書中に教示した新規の概念の範囲内で行うことが可能であり、多くの修正は法律
の記述要件にしたがって詳述された実施形態において行うことが可能であるため
、本願明細書における詳細は、例示目的であり限定を意図するものではないと解
釈されるものである。
方法および装置の実施形態は、当然ながら、構造、設計、適用、方法論において
多くの異なる変化が可能である。多くの、変化した異なる実施形態は、本願明細
書中に教示した新規の概念の範囲内で行うことが可能であり、多くの修正は法律
の記述要件にしたがって詳述された実施形態において行うことが可能であるため
、本願明細書における詳細は、例示目的であり限定を意図するものではないと解
釈されるものである。
【図１】 超音波心臓検査機とともに使用される、本発明の組織病理（心筋
疾患など）の早期検出のための装置を図示するものである。
疾患など）の早期検出のための装置を図示するものである。
【図２】 本発明の組織病理（心筋疾患など）の早期検出のための装置の一
般的なブロック図を図示するものである。
般的なブロック図を図示するものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ
Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ
，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，
ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ
Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，
ＺＡ，ＺＷ
Claims (134)
- 【請求項１】電算装置とともに使用され、 解剖学的組織のデジタル化「生」画像の関心領域（ＲＯＩ）を、垂直方向、水
平方向、および斜め方向の詳細係数へと波状に分解する手段、 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のそれぞれについて、エネルギー含有量を計算する手段、および 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のエネルギー含有量を合計する手段、 を備えることを特徴とする、病的組織構造定量化装置。 - 【請求項２】前記垂直方向の詳細係数と前記水平方向の詳細係数のエネルギ
ー含有量を合計する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平
方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについて前記エネル
ギー含有量を正規化する手段、および 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数の前記エネルギー含有量の合計について、前記エネルギー含有量を正規化
する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細係数の前記
エネルギー含有量の合計について、前記エネルギー含有量を正規化する手段をさ
らに備えることを特徴とする、請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれの前記エネルギー含有量は、以下の数式に
よって定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉｚｉは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の
詳細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項
４に記載の装置。 - 【請求項６】前記正規化手段は、以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ
ｏｉは前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項５に記載
の装置。 - 【請求項７】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項１に
記載の装置。 - 【請求項８】前記解剖学的組織のデジタル化「生」画像は、デジタル化「生
」超音波映像ファイルであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項９】前記解剖学的組織のデジタル化「生」画像は、拡張終期中の心
筋層のデジタル化「生」二次元心エコー画像であることを特徴とする、請求項１
に記載の装置。 - 【請求項１０】前記二次元心エコー画像は、心内膜および心外膜の輪郭を実質
的に欠いていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】前記二次元心エコー画像は、前記拡張終期中の乳頭筋レベルで
の胸骨傍短軸画像のものであることを特徴とする、請求項９に記載の装置。 - 【請求項１２】前記関心領域は、小さな二次元画素解像度を有することを特徴
とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１３】前記解剖学的組織は哺乳類の組織であることを特徴とする、請
求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】前記解剖学的組織はヒトの組織であることを特徴とする、請求
項１に記載の装置。 - 【請求項１５】前記解剖学的組織は筋肉組織であることを特徴とする、請求項
１に記載の装置。 - 【請求項１６】前記解剖学的組織は臓器組織であることを特徴とする、請求項
１に記載の装置。 - 【請求項１７】前記解剖学的組織は心筋層であることを特徴とする、請求項１
に記載の装置。 - 【請求項１８】前期解剖学的組織のデジタル化「生」画像は、多次元非観血的
画像技術に由来するものであって、この多次元非観血的画像技術は、磁気共鳴映
像法（ＭＲＩ）、Ｘ線体軸断層撮影法（ＣＡＴ Ｓｃａｎ）、多次元超音波画像
診断および放射性画像診断のいずれか１つを含むものであることを特徴とする、
請求項１に記載の装置。 - 【請求項１９】電算装置とともに使用され、 解剖学的組織の超音波画像の関心領域を、垂直方向、水平方向、および斜め方向
の詳細係数（Ｖ、Ｈ、Ｄ）に分解するための波状分解器、 解剖学的組織の前記超音波画像の関心領域の、前記垂直方向の詳細係数（Ｖ）
、前記水平方向の詳細係数（Ｈ）、および前記斜め方向の詳細係数（Ｄ）のそれ
ぞれについてエネルギー含有量を計算するための、波状エネルギー計算器、 解剖学的組織の前記超音波画像の関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係
数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数のエネルギー含有
量を合計するための、波状エネルギー合算器、および 前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数
、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについての正規化エネルギー含有量
、および前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方
向の詳細係数の前記エネルギー含有量の合計についての正規化エネルギー含有量
を計算するための、波状正規化器、 を備えることを特徴とする、病的組織構造定量化装置。 - 【請求項２０】前記波状エネルギー合算器は、解剖学的組織の前記超音波画像
の関心領域（ＲＯＩ）の、前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細係
数のエネルギー含有量をさらに合算し、前記波状正規化器は、前記垂直方向の詳
細係数および前記水平方向の詳細係数の前記エネルギー含有量について正規化エ
ネルギー含有量をさらに計算することを特徴とする、請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２１】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれの前記エネルギー含有量は、以下の数式に
よって定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項１
９に記載の装置。 - 【請求項２２】以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ
ｏｉは前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項２１に記
載の装置。 - 【請求項２３】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項１９
に記載の装置。 - 【請求項２４】前記解剖学的組織の前記超音波映像は、デジタル化「生」超音
波映像ファイルであることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２５】前記解剖学的組織の前記超音波映像は、拡張終期中の心筋層の
二次元心エコー画像のデジタル化「生」超音波映像であることを特徴とする、請
求項１９に記載の装置。 - 【請求項２６】前記二次元心エコー画像は、心内膜および心外膜の輪郭を実質
的に欠いていることを特徴とする、請求項２５に記載の装置。 - 【請求項２７】前記二次元心エコー画像は、前記拡張終期中の乳頭筋レベルで
の胸骨傍短軸画像のものであることを特徴とする、請求項２５に記載の装置。 - 【請求項２８】前記関心領域は、16×16の二次元画素解像度を有することを特
徴とする、請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２９】前記解剖学的組織は哺乳類の組織であることを特徴とする、請
求項１９に記載の装置。 - 【請求項３０】前記解剖学的組織はヒトの組織であることを特徴とする、請求
項１９に記載の装置。 - 【請求項３１】前記解剖学的組織は筋肉組織であることを特徴とする、請求項
１９に記載の装置。 - 【請求項３２】前記解剖学的組織は臓器組織であることを特徴とする、請求項
１９に記載の装置。 - 【請求項３３】前記解剖学的組織は心筋層であることを特徴とする、請求項１
９に記載の装置。 - 【請求項３４】電算装置とともに使用され、 解剖学的組織のデジタル化「生」画像の関心領域を、垂直方向、水平方向、およ
び斜め方向の詳細係数（Ｖ、Ｈ、Ｄ）に分解するための波状分解器、 前記関心領域の、前記垂直方向の詳細係数（Ｖ）、前記水平方向の詳細係数（
Ｈ）、および前記斜め方向の詳細係数（Ｄ）のそれぞれについてエネルギー含有
量を計算するための、波状エネルギー計算器、 前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数
、および前記斜め方向の詳細係数のエネルギー含有量を合計するための、波状エ
ネルギー合算器、および 前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数
、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについての正規化エネルギー含有量
、および前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方
向の詳細係数の前記エネルギー含有量の合計についての正規化エネルギー含有量
を計算するための、波状正規化器、 を備えることを特徴とする、病的組織構造定量化装置。 - 【請求項３５】前記波状エネルギー合算器は、前記関心領域（ＲＯＩ）の、前
記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細係数のエネルギー含有量をさら
に合算し、前記波状正規化器は、前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の
詳細係数の前記エネルギー含有量について正規化エネルギー含有量をさらに計算
することを特徴とする、請求項３４に記載の装置。 - 【請求項３６】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれの前記エネルギー含有量は、以下の数式に
よって定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項３
４に記載の装置。 - 【請求項３７】以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ oi は前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項３６に記
載の装置。 - 【請求項３８】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項３４
に記載の装置。 - 【請求項３９】前期解剖学的組織のデジタル化「生」画像は、多次元非観血的
画像技術に由来するものであって、この多次元非観血的画像技術は、磁気共鳴映
像法（ＭＲＩ）、Ｘ線体軸断層撮影法（ＣＡＴ Ｓｃａｎ）、多次元超音波画像
診断および放射性画像診断のいずれか１つを含むものであることを特徴とする、
請求項３４に記載の装置。 - 【請求項４０】 （ａ）解剖学的組織の超音波画像の関心領域を、垂直方向、水平方向、および
斜め方向の詳細係数に波状分解する工程、 （ｂ）解剖学的組織の前記超音波画像の関心領域の、前記垂直方向の詳細係数
、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについて
エネルギー含有量を計算する工程、 （ｃ）解剖学的組織の前記超音波画像の前記関心領域（ＲＯＩ）の、前記垂直
方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数のエ
ネルギー含有量を合算する工程、 （ｄ）前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数（Ｖ）、前記水平方
向の詳細係数（Ｈ）、および前記斜め方向の詳細係数（Ｄ）のそれぞれについて
、エネルギー含有量をそれぞれ正規化する工程、および （ｅ）前記垂直方向の詳細係数（Ｖ）、前記水平方向の詳細係数（Ｈ）、およ
び前記斜め方向の詳細係数（Ｄ）の前記エネルギ-含有量の合計を正規化する工
程、 を包含する、病的組織構造を定量化する方法。 - 【請求項４１】前記工程（ｃ）は、（ｃ１）解剖学的組織の前記超音波画像の
前記関心領域（ＲＯＩ）の、 前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳
細係数のエネルギー含有量を合算する工程をさらに包含することを特徴とする、
請求項４０に記載の方法。 - 【請求項４２】前記工程（ｅ）は、（ｅ１）前記垂直方向の詳細係数および前
記水平方向の詳細係数の前記エネルギ-含有量の合計を正規化する工程をさらに
包含することを特徴とする、請求項４０に記載の方法。 - 【請求項４３】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれの前記エネルギー含有量は、以下の数式に
よって定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項４
０に記載の方法。 - 【請求項４４】以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ
ｏｉは前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項４０に記
載の方法。 - 【請求項４５】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項４０
に記載の方法。 - 【請求項４６】前記解剖学的組織の前記超音波映像は、デジタル化「生」超音
波映像ファイルであることを特徴とする、請求項４０に記載の方法。 - 【請求項４７】前記解剖学的組織の前記超音波映像は、拡張終期中の心筋層の
二次元心エコー画像のデジタル化「生」超音波映像であることを特徴とする、請
求項４０に記載の方法。 - 【請求項４８】前記二次元心エコー画像は、心内膜および心外膜の輪郭を実質
的に欠いていることを特徴とする、請求項４７に記載の方法。 - 【請求項４９】前記二次元心エコー画像は、前記拡張終期中の乳頭筋レベルで
の胸骨傍短軸画像のものであることを特徴とする、請求項４７に記載の方法。 - 【請求項５０】前記関心領域は、１６×１６の二次元画素解像度を有すること
を特徴とする、請求項４０に記載の方法。 - 【請求項５１】前記解剖学的組織は哺乳類の組織であることを特徴とする、請
求項４０に記載の方法。 - 【請求項５２】前記解剖学的組織はヒトの組織であることを特徴とする、請求
項４０に記載の方法。 - 【請求項５３】前記解剖学的組織は筋肉組織であることを特徴とする、請求項
４０に記載の方法。 - 【請求項５４】前記解剖学的組織は臓器組織であることを特徴とする、請求項
４０に記載の方法。 - 【請求項５５】前記解剖学的組織は心筋層であることを特徴とする、請求項４
０に記載の方法。 - 【請求項５６】超音波画像機にインターフェースして使用され、 （ａ）前期解剖学的に疑わしい組織のデジタル化「生」超音波画像から、二次
元画素解像度を有する関心領域を選択するように操作できる関心領域（ＲＯＩ）
選択器、 （ｂ）解剖学的に疑わしい組織の前記超音波画像の前記関心領域を、垂直、水
平、および斜めの詳細係数に分解するための波状分解器、 （ｃ）前記解剖学的に疑わしい組織の前記超音波画像の関心領域にある前記垂
直、水平、および斜めの詳細係数それぞれのエネルギー含有量を計算するための
波状エネルギー計算器、および （ｄ）前記関心領域にある前記垂直、水平、および斜めの詳細関数のそれぞれ
のエネルギーを、前記解剖学的に疑わしい組織の標準モデルの垂直、水平、およ
び斜めの詳細係数のエネルギーと比較する組織病理評価器、 を備えることを特徴とする、病的組織検出装置。 - 【請求項５７】（ｅ）解剖学的組織の前記超音波画像の関心領域（ＲＯＩ）の
前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細
係数のエネルギー含有量を合計するための、波状エネルギー合算器、および （ｆ）前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳
細係数、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについての正規化エネルギー
含有量、および前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記
斜め方向の詳細係数の前記エネルギー含有量の合計についての正規化エネルギー
含有量を計算するための、波状正規化器、 をさらに備えることを特徴とする、請求項５６に記載の装置。 - 【請求項５８】前記波状エネルギー合算器は、解剖学的組織の前記超音波画像
の前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細
係数のエネルギー含有量をさらに合計し、前記波状正規化器は、前記垂直方向の
詳細係数および前記水平方向の詳細係数のエネルギー含有量について、正規化エ
ネルギー含有量をさらに計算することを特徴とする、請求項５７に記載の装置。 - 【請求項５９】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ１、Ｖ１またはＤ１であり、ｉは１からＮまでの画素数であって
Ｎは関心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方
向の詳細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請
求項５７に記載の装置。 - 【請求項６０】以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ oi は前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項５７に記
載の装置。 - 【請求項６１】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項５６
に記載の装置。 - 【請求項６２】前記解剖学的組織の前記超音波映像は、デジタル化「生」超音
波映像ファイルであることを特徴とする、請求項５６に記載の装置。 - 【請求項６３】前記解剖学的組織の前記超音波映像は、拡張終期中の心筋層の
二次元心エコー画像のデジタル化「生」超音波映像ファイルであることを特徴と
する、請求項５６に記載の装置。 - 【請求項６４】前記二次元心エコー画像は、心内膜および心外膜の輪郭を実質
的に欠いていることを特徴とする、請求項４２に記載の装置。 - 【請求項６５】前記二次元心エコー画像は、前記拡張終期中の乳頭筋レベルで
の胸骨傍短軸画像のものであることを特徴とする、請求項４２に記載の装置。 - 【請求項６６】前記関心領域は、１６×１６の二次元画素解像度を有すること
を特徴とする、請求項５６に記載の装置。 - 【請求項６７】前記解剖学的組織は哺乳類の組織であることを特徴とする、請
求項５６に記載の装置。 - 【請求項６８】前記解剖学的組織はヒトの組織であることを特徴とする、請求
項５６に記載の装置。 - 【請求項６９】前記解剖学的組織は筋肉組織であることを特徴とする、請求項
５６に記載の装置。 - 【請求項７０】前記解剖学的組織は臓器組織であることを特徴とする、請求項
５６に記載の装置。 - 【請求項７１】前記解剖学的組織は心筋層であることを特徴とする、請求項５
６に記載の装置。 - 【請求項７２】（ｅ）心エコー機から前記デジタル化「生」超音波画像ファイ
ルを受信するための心エコー機インターフェース、 をさらに備えることを特徴とする、請求項７１に記載の装置。 - 【請求項７３】（ｅ）前記デジタル化「生」超音波画像ファイルを中間調フォ
ーマットに変換するＲＧＢ中間調変換器、 をさらに備えることを特徴とする、請求項７１に記載の装置。 - 【請求項７４】 （ａ）解剖学的に疑わしい組織に対して超音波撮像措置を行う工程、 （ｂ）二次元画像のデジタル化「生」超音波画像信号を得る工程、 （ｃ）前記デジタル化「生」超音波画像信号から所定の二次元画素解像度を有
する関心領域（ＲＯＩ）を選択する工程、 （ｄ）選択した関心領域の画像を、二次元波状分解法を利用して分解する工程
、 （ｅ）選択した関心領域の複数の異なる第１レベルの詳細係数の、それぞれの
第１レベルの詳細係数のエネルギー含有量を計算する工程、および （ｆ）正常な組織と異常な組織とを区別するために、それぞれの第１レベルの
詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量を標準モデルと比較する工程、 を包含することを特徴とする、組織異常を検出および診断する方法。 - 【請求項７５】（ｄ）前記デジタル化「生」超音波画像信号を中間調画像に変
換する工程、 をさらに包含することを特徴とする、請求項７４に記載の方法。 - 【請求項７６】 （ａ）心筋層のデジタル化「生」超音波画像ファイルから、二次元画素解像度
を有する関心領域を選択する工程、 （ｂ）前記関心領域を、垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数に分
解する工程、 （ｃ）前記関心領域における前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細
係数のそれぞれのエネルギーを計算する工程、および （ｄ）前記関心領域における前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細
係数それぞれのエネルギーを、前記心筋層の標準モデルの垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のエネルギーと比較する工程、 を包含することを特徴とする方法。 - 【請求項７７】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ１、Ｖ１またはＤ１であり、ｉは１からＮまでの画素数であって
Ｎは関心領域内の画素数であり、Ｉziは所定の第１レベルの詳細係数の画素輝度
値であることを特徴とする、請求項７６に記載の方法。 - 【請求項７８】（ｅ）前記関心領域における前記垂直方向の詳細係数、前記水
平方向の詳細成分、および前記斜め方向の詳細係数のエネルギーを合計する工程
、 をさらに包含し、 前記比較工程（ｄ）はさらに、 （ｄ１）前記関心領域における前記エネルギーの合計を、前期標準モデルの前記
垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数
のエネルギーの合計と比較する工程、 を包含することを特徴とする、請求項７６に記載の方法。 - 【請求項７９】（ｆ）前記関心領域の未分解画像のエネルギーによって、前記
関心領域における前記垂直方向、前記水平方向、および前記斜め方向の詳細係数
それぞれのエネルギーを正規化する工程、 をさらに包含し、 前記比較工程（ｄ）は、 （ｄ1）前記関心領域における正規化エネルギーを、前記標準モデルの垂直方向
の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数の正規化
エネルギーと比較する工程、 をさらに包含することを特徴とする、請求項７８に記載の方法。 - 【請求項８０】前記関心領域の未分解関心領域画像の前記エネルギーは、以下
の数式によって表され、 ここで、Ｏは未分解関心領域画像であり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮ
は関心領域内の画素数であり、Ｉoiは未分解の関心領域画像の画素輝度値である
、 ことを特徴とする、請求項７９に記載の方法。 - 【請求項８１】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項７６
に記載の方法。 - 【請求項８２】前記のデジタル化「生」超音波映像ファイルは、拡張終期中の
二次元心エコー画像であることを特徴とする、請求項７６に記載の方法。 - 【請求項８３】前記デジタル化「生」超音波映像ファイルは、拡張終期中の二
次元心エコー画像であり、心内膜および心外膜の輪郭を実質的に欠いていること
を特徴とする、請求項７６に記載の方法。 - 【請求項８４】前記デジタル化「生」超音波映像ファイルは、前記拡張終期中
の乳頭筋レベルでの胸骨傍短軸画像の二次元心エコー画像であることを特徴とす
る、請求項７６に記載の方法。 - 【請求項８５】前記二次元画素解像度は、１６×１６の画素解像度であること
を特徴とする、請求項７６に記載の方法。 - 【請求項８６】以下の工程、 （ａ）拡張終期の心臓に対して心エコー処置を行い、ここで拡張終期の心臓は
弛緩した心臓である工程、 （ｂ）二次元心エコー画像のデジタル化「生」超音波画像信号を得る工程、 （ｃ）前記デジタル化「生」超音波画像信号から、所定の二次元画素解像度を
有する関心領域（ＲＯＩ）を選択する工程、 （ｄ）前記デジタル化「生」超音波画像信号を中間調画像に変換する工程、 （ｅ）選択した関心領域画像を、二次元波状分解法を利用して分解する工程、 （ｆ）選択した関心領域の複数の異なる第１レベルの詳細係数の、それぞれの
第１レベルの詳細係数のエネルギー含有量を計算する工程、および （ｇ）正常な組織と異常な組織とを区別するために、それぞれの第１レベルの
詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量を標準モデルと比較する工程、 を包含する、心筋症を初期に検出し診断する方法。 - 【請求項８７】前記複数の異なる第１レベルの詳細係数は、垂直方向、水平方
向、および斜め方向の詳細係数を含み、前記関心領域における前記垂直方向Ｖ１
、水平方向Ｈ１、および斜め方向Ｄ１の詳細係数のそれぞれのエネルギーは、以
下の数式によって定義され、 ここで、ｚはＨ１、Ｖ１、またはＤ１であり、ｉは１からＮまでの画素数であっ
てＮは関心領域内の画素数であり、Ｉziは所定の第１レベルの詳細係数の画素輝
度値である、 ことを特徴とする、請求項８６に記載の方法。 - 【請求項８８】（ｈ）前記関心領域の前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向
の詳細成分、および前記斜め方向の詳細係数のエネルギーを合計する工程、 をさらに包含し、 前記比較工程（ｇ）は、 （ｇ１）前記関心領域における前記エネルギーの合計を、前記標準モデルの前記
垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数
のエネルギーの合計と比較する工程、 をさらに包含することを特徴とする、請求項８７に記載の方法。 - 【請求項８９】（ｈ）前記関心領域における前記垂直方向、前記水平方向、お
よび前記斜め方向の詳細係数それぞれのエネルギーを正規化する工程、 をさらに包含し、 前記比較工程（ｇ）はさらに、 （ｇ１）前記関心領域における前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれの正規化エネルギーを評価する前記心筋症評価器の前記関心領
域における前記エネルギーの合計を、前記標準モデルの前記垂直方向の詳細係数
、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数の正規化エネルギー
と比較する工程、 をさらに包含することを特徴とする、請求項８８に記載の方法。 - 【請求項９０】電算装置とともに使用され、 解剖学的組織のデジタル化画像の関心領域（ＲＯＩ）を、垂直方向、水平方向
、および斜め方向の詳細係数へと波状に分解する手段、 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のそれぞれについて、エネルギー含有量を計算する手段、および 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のエネルギー含有量を合計する手段、 を備えることを特徴とする、病的組織構造定量化装置。 - 【請求項９１】前記垂直方向の詳細係数と前記水平方向の詳細係数のエネルギ
ー含有量を合計する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項９０に記載の
装置。 - 【請求項９２】前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平
方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについてエネルギー
含有量を正規化する手段、および 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のエネルギー含有量の合計について、エネルギー含有量を正規化する手段
をさらに備えることを特徴とする、請求項９１に記載の装置。 - 【請求項９３】前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細係数の前記
エネルギー含有量の合計について、エネルギー含有量を正規化する手段をさらに
備えることを特徴とする、請求項９２に記載の装置。 - 【請求項９４】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項９
３に記載の装置。 - 【請求項９５】前記正規化手段は、以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ
ｏｉは前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項９４に記
載の装置。 - 【請求項９６】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項９０
に記載の装置。 - 【請求項９７】前記解剖学的組織のデジタル化画像は、デジタル化超音波映像
であることを特徴とする、請求項９０に記載の装置。 - 【請求項９８】前記解剖学的組織のデジタル化画像は、拡張終期中の心筋層の
デジタル化二次元心エコー画像であることを特徴とする、請求項９０に記載の装
置。 - 【請求項９９】前記二次元心エコー画像は、心内膜および心外膜の輪郭を実質
的に欠いていることを特徴とする、請求項９８に記載の装置。 - 【請求項１００】前記二次元心エコー画像は、前記拡張終期中の乳頭筋レベルで
の胸骨傍短軸画像のものであることを特徴とする、請求項９８に記載の装置。 - 【請求項１０１】前記関心領域は、小さな二次元画素解像度を有することを特徴
とする、請求項９０に記載の装置。 - 【請求項１０２】前記解剖学的組織は哺乳類の組織であることを特徴とする、請
求項９０に記載の装置。 - 【請求項１０３】前記解剖学的組織はヒトの組織であることを特徴とする、請求
項９０に記載の装置。 - 【請求項１０４】前記解剖学的組織は筋肉組織であることを特徴とする、請求項
９０に記載の装置。 - 【請求項１０５】前記解剖学的組織は臓器組織であることを特徴とする、請求項
９０に記載の装置。 - 【請求項１０６】前記解剖学的組織は心筋層であることを特徴とする、請求項９
０に記載の装置。 - 【請求項１０７】前期解剖学的組織のデジタル化画像は、多次元非観血的画像技
術に由来するものであって、この多次元非観血的画像技術は、磁気共鳴映像法（
ＭＲＩ）、Ｘ線体軸断層撮影法（ＣＡＴ Ｓｃａｎ）、多次元超音波画像診断お
よび放射性画像診断のいずれか１つを含むものであることを特徴とする、請求項
９０に記載の装置。 - 【請求項１０８】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、前記解剖学的組織
の二次元デジタル化「生」画像であることを特徴とする、請求項９０に記載の装
置。 - 【請求項１０９】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、前記解剖学的組織
のデジタル化「生」画像であることを特徴とする、請求項９０に記載の装置。 - 【請求項１１０】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、デジタル画像処理
をすでにほどこした、解剖学的組織のデジタル化画像であることを特徴とする、
請求項９０に記載の装置。 - 【請求項１１１】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、すでに平滑化機能
をほどこされた前記解剖学的組織のデジタル化画像であることを特徴とする、請
求項９０に記載の装置。 - 【請求項１１２】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、前記解剖学的組織
のビデオ信号であることを特徴とする、請求項９０に記載の装置。 - 【請求項１１３】電算装置とともに使用され、 解剖学的組織のデジタル化画像の関心領域（ＲＯＩ）を、垂直方向、水平方向
、および斜め方向の詳細係数へと波状に分解する手段、 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のそれぞれについて、エネルギー含有量を計算する手段、および 前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細係数のエネルギー含有量を
合計する手段、 を備えることを特徴とする、病的組織構造定量化装置。 - 【請求項１１４】前記垂直方向の詳細係数と前記水平方向の詳細係数のエネルギ
ー含有量を合計する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１１３に記載
の装置。 - 【請求項１１５】前記関心領域（ＲＯＩ）の前記垂直方向の詳細係数、前記水平
方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳細係数のそれぞれについてエネルギー
含有量を正規化する手段、および 前記垂直方向の詳細係数、前記水平方向の詳細係数、および前記斜め方向の詳
細係数のエネルギー含有量の合計について、エネルギー含有量を正規化する手段
をさらに備えることを特徴とする、請求項１１４に記載の装置。 - 【請求項１１６】前記垂直方向の詳細係数および前記水平方向の詳細係数のエネ
ルギー含有量の合計について、エネルギー含有量を正規化する手段をさらに備え
ることを特徴とする、請求項１１５に記載の装置。 - 【請求項１１７】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項１
１６に記載の装置。 - 【請求項１１８】前記正規化手段は、以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ
ｏｉは前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項１１７に
記載の装置。 - 【請求項１１９】前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳細係数は、二次
元ハール波状分解法の第１レベル詳細係数であることを特徴とする、請求項１１
３に記載の装置。 - 【請求項１２０】前期解剖学的組織のデジタル化画像は、多次元非観血的画像技
術に由来するものであって、この多次元非観血的画像技術は、磁気共鳴映像法（
ＭＲＩ）、Ｘ線体軸断層撮影法（ＣＡＴ Ｓｃａｎ）、多次元超音波画像診断お
よび放射性画像診断のいずれか１つを含むものであることを特徴とする、請求項
１１３に記載の装置。 - 【請求項１２１】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、前記解剖学的組織
の二次元デジタル化「生」画像であることを特徴とする、請求項１１３に記載の
装置。 - 【請求項１２２】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、前記解剖学的組織
のデジタル化「生」画像であることを特徴とする、請求項１１３に記載の装置。 - 【請求項１２３】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、すでにデジタル画
像処理をほどこされた、解剖学的組織のデジタル化画像であることを特徴とする
、請求項１１３に記載の装置。 - 【請求項１２４】前記解剖学的組織の前記デジタル化画像は、すでに平滑化機能
をほどこされた前記解剖学的組織のデジタル化画像であることを特徴とする、請
求項１１３に記載の装置。 - 【請求項１２５】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項１
１６に記載の装置。 - 【請求項１２６】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項４
に記載の装置。 - 【請求項１２７】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項１
９に記載の装置。 - 【請求項１２８】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項３
６に記載の装置。 - 【請求項１２９】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ、ＶまたはＤであり、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関
心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方向の詳
細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請求項４
０に記載の装置。 - 【請求項１３０】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ１、Ｖ１またはＤ１であり、ｉは１からＮまでの画素数であって
Ｎは関心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向、水平方向、および斜め方
向の詳細係数のそれぞれ１つについての画素輝度値であることを特徴とする、請
求項５９に記載の装置。 - 【請求項１３１】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ１、Ｖ１またはＤ１であり、ｉは１からＮまでの画素数であって
Ｎは関心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向へのそれぞれ１つについて
の画素輝度値であることを特徴とする、請求項７６に記載の装置。 - 【請求項１３２】前記関心領域（ＲＯＩ）における、前記垂直方向、水平方向、
および斜め方向の詳細係数のそれぞれのエネルギー含有量は、以下の数式によっ
て定義され、 ここで、ｚはＨ１、Ｖ１またはＤ１であり、ｉは１からＮまでの画素数であって
Ｎは関心領域内の画素数であり、Ｉziは前記垂直方向へのそれぞれ１つについて
の画素輝度値であることを特徴とする、請求項８６に記載の装置。 - 【請求項１３３】前記正規化手段は、以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ oi は前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項５に記載
の装置。 - 【請求項１３４】前記正規化手段は、以下の数式 ここで、ｉは１からＮまでの画素数であってＮは関心領域内の画素数であり、Ｉ oi は前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像の画素輝度値である、 によって定義される前記関心領域（ＲＯＩ）の未分解画像のエネルギー含有量に
よって、前記エネルギー含有量を正規化することを特徴とする、請求項１１７に
記載の装置。
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