JP2005102716A - Bone diagnostic device - Google Patents
Bone diagnostic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005102716A JP2005102716A JP2003336107A JP2003336107A JP2005102716A JP 2005102716 A JP2005102716 A JP 2005102716A JP 2003336107 A JP2003336107 A JP 2003336107A JP 2003336107 A JP2003336107 A JP 2003336107A JP 2005102716 A JP2005102716 A JP 2005102716A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bone
- signal
- correlation calculation
- phase detection
- tibia
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
【課題】 比較的広範囲で位置精度の高い優れた骨情報を得ることができる骨診断装置を提供する。
【解決手段】 脛骨14のプラトウ部16に置かれた振動子15が、信号発生器20からのドライブ信号を受けて脛骨14を振動させる。超音波探触子1および送受信器3は、脛骨を伝搬してきた振動に対して超音波を送信し、戻ってきた超音波を受信する。位相比較部4が受信信号を位相比較し、相関演算部6が位相比較信号の相関演算を行い、相関演算の結果である、脛骨の各部位における振動の強度が、表示部7に表示される。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bone diagnosis apparatus capable of obtaining excellent bone information with a relatively wide range and high positional accuracy.
A vibrator 15 placed on a plateau portion 16 of a tibia 14 receives a drive signal from a signal generator 20 and vibrates the tibia 14. The ultrasonic probe 1 and the transmitter / receiver 3 transmit ultrasonic waves in response to vibrations that have propagated through the tibia and receive the returned ultrasonic waves. The phase comparison unit 4 performs phase comparison on the received signal, the correlation calculation unit 6 performs correlation calculation of the phase comparison signal, and the intensity of vibration at each part of the tibia, which is the result of the correlation calculation, is displayed on the display unit 7. .
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、超音波を用いて骨の状態を診断する診断装置に関する。 The present invention relates to a diagnostic apparatus for diagnosing a bone state using ultrasonic waves.
骨を加振し、センサで振動を検出し解析することで、骨折の治癒状態や骨粗鬆症の進行程度などを調べる骨振動解析装置としては、図4に示す構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a bone vibration analysis apparatus that examines the healing state of a fracture, the degree of progression of osteoporosis, and the like by exciting a bone and detecting and analyzing the vibration with a sensor, one having the configuration shown in FIG. 4 is known (for example, , See Patent Document 1).
図4を用いて従来例の動作を説明する。 The operation of the conventional example will be described with reference to FIG.
コンピュータ装置18の制御により、ドライバモジュール17は、正弦波を周波数20Hz〜2kHzの範囲でスイープし、この信号は振動装置15により音響エネルギに変換され、クッション10に置いた下腿9の脛骨14上端のプラトウ部16を振動させる。この振動は脛骨14を伝達し、脛骨下端の内側踝13に到達する。内側踝13には、ストラップ12により加速度計11が取り付けられており、加速度計11は音響エネルギを検出し、電気信号に変換する。変換された信号はチャージ増幅器19により増幅された後、コンピュータ装置18に取り込まれ、解析される。コンピュータ装置18では、周波数解析がなされ、伝搬信号の周波数特性、伝搬強度などから骨折の状態などの骨の情報が得られる。
Under the control of the
また、音響的励振により骨粗鬆症の進行程度を知る試みとしては、例えば、脊椎をハンマーで叩打し、加速度ピックアップにより伝搬する振動波を受信して、周波数解析を行なうことで、骨粗鬆症の進行度の解析を行なうものが提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
上記従来の骨振動解析方法では、以下のような問題点があった。 The conventional bone vibration analysis method has the following problems.
まず、第一に、従来の方法では、信号を受信する位置を、骨が皮下の比較的浅いところにある位置に設定しなければならず、測定できる点が限られることである。 First of all, in the conventional method, the position where the signal is received must be set at a position where the bone is relatively shallow under the skin, and the points that can be measured are limited.
第二に、加速度計による振動検出では、検出している位置範囲を特定できず、精度にも問題があった。 Secondly, in the vibration detection by the accelerometer, the detected position range cannot be specified, and there is a problem in accuracy.
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波の送受信により、比較的広範囲の部位の信号を検出し、また信号検出位置を明確にすることにより、位置精度、信頼性の高い優れた骨情報を得ることができる骨診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to detect signals in a relatively wide range by transmitting and receiving ultrasonic waves, and to clarify the position of signal detection. An object of the present invention is to provide a bone diagnostic apparatus capable of obtaining excellent bone information with high accuracy and reliability.
前記の目的を達成するため、本発明に係る第1の骨診断装置は、可聴周波数の電気信号を発生する信号発生手段と、信号発生器からの電気信号を音に変換して骨に伝える振動子と、振動子により骨を伝搬されてきた振動に対して超音波を送受信する超音波送受信手段と、超音波送受信手段で受信した信号を位相検波する位相検波手段と、位相検波手段からの位相検波信号に対して相関演算を行なう相関演算手段と、相関演算手段による相関演算の結果を表示する表示手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, a first bone diagnostic apparatus according to the present invention includes a signal generating means for generating an electric signal having an audible frequency, and a vibration for converting the electric signal from the signal generator into a sound and transmitting the sound to the bone. An ultrasonic transmission / reception unit that transmits / receives ultrasonic waves with respect to the vibration propagated through the bone by the vibrator, a phase detection unit that detects a phase of a signal received by the ultrasonic transmission / reception unit, and a phase from the phase detection unit Correlation calculation means for performing correlation calculation on the detection signal and display means for displaying the result of correlation calculation by the correlation calculation means are provided.
この構成によれば、骨を伝搬してきた音(振動)に対して超音波を用いて位相解析し、相関演算を行うことで、骨の振動状態を高い位置精度でかつ振動周波数などのパラメータを精度よく測定、解析することができ、骨粗鬆症の進行程度や骨折などにおける治癒状況の診断を行うことができる。 According to this configuration, the sound (vibration) propagating through the bone is subjected to phase analysis using ultrasonic waves, and correlation calculation is performed, so that the vibration state of the bone can be set with high positional accuracy and parameters such as vibration frequency. It is possible to measure and analyze with high accuracy, and to diagnose the progress of osteoporosis and the healing status in fractures.
また、第1の骨診断装置は、信号発生手段によって可聴周波数の電気信号の周波数を変化させながら、各周波数における相関演算の結果を平均化する平均演算手段を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the first bone diagnosis apparatus includes an average calculation unit that averages the results of the correlation calculation at each frequency while changing the frequency of the audible frequency electric signal by the signal generation unit.
この構成によれば、超音波による骨の振動を検出する過程において、振動させる周波数を変えることで、骨の共振により一定部位が強く振動して定在波が発生することによる測定誤差を防ぎ、振動の振幅などの精度のよい計測を行なうことができる。 According to this configuration, in the process of detecting the vibration of the bone by the ultrasonic wave, by changing the frequency to be vibrated, a measurement error due to the occurrence of a standing wave due to the vibration of the bone is strongly prevented. Accurate measurement of vibration amplitude and the like can be performed.
前記の目的を達成するため、本発明に係る第2の骨診断装置は、可聴周波数の電気信号を発生する信号発生手段と、信号発生器からの電気信号を音に変換して骨に伝える振動子と、骨に対して超音波を送受信する超音波送受信手段と、超音波送受信手段で受信した信号を位相検波する位相検波手段と、位相検波手段からの位相検波信号の周波数変換を行なう高速フーリエ変換(FFT)演算手段と、FFT演算手段によるFFT演算の結果であるスペクトラムを表示する表示手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, a second bone diagnostic apparatus according to the present invention includes a signal generating means for generating an electric signal having an audible frequency, and a vibration for converting the electric signal from the signal generator into a sound and transmitting the sound to the bone. An ultrasonic transmission / reception unit that transmits / receives ultrasonic waves to / from the bone; a phase detection unit that detects a phase of a signal received by the ultrasonic transmission / reception unit; and a fast Fourier that performs frequency conversion of a phase detection signal from the phase detection unit A conversion (FFT) calculation means and a display means for displaying a spectrum as a result of the FFT calculation by the FFT calculation means are provided.
この構成によれば、超音波による骨の振動を検出する過程において、周波数解析を行なうことで、精度のよい骨の強度などの構造解析を精度良く行なうことができる。 According to this configuration, by performing frequency analysis in the process of detecting bone vibration due to ultrasonic waves, it is possible to accurately perform structural analysis such as accurate bone strength.
本発明の骨診断装置によれば、超音波の送受信により、比較的広範囲の部位の信号を検出し、また信号検出位置を明確にすることにより、位置精度、信頼性の高い優れた骨情報を得ることができる、という格別な効果を奏する。 According to the bone diagnostic apparatus of the present invention, excellent bone information with high positional accuracy and reliability can be obtained by detecting signals in a relatively wide range by transmitting and receiving ultrasonic waves and clarifying the signal detection position. There is a special effect that can be obtained.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る骨診断装置の一構成例を示す図である。図1において、診断装置本体2は、超音波の送受信を行なう送受信器3と、送受信器3で受信した信号を位相検波する位相検波部4と、位相検波部4からの位相検波信号の相関演算を行なう相関演算部6と、相関演算の結果を表示する表示部7と、可聴周波数の電気信号であるドライブ信号を発生する信号発生器20と、前記各部を制御する制御部5とから構成されている。下腿部9にある内側脛骨14のプラトウ部16に振動子15が体表に密着して設置され、下腿部9上には超音波の送受信を行なうための超音波探触子1が置かれている。ここで、超音波探触子1と送受信器3とで、超音波送受信手段が構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a bone diagnosis apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a diagnostic apparatus
次に、このように構成された骨診断装置の動作について説明する。 Next, the operation of the bone diagnosis apparatus configured as described above will be described.
脛骨14のプラトウ部16に置かれた振動子15は、信号発生器20からのドライブ信号を受けて、脛骨14を振動させる。超音波探触子1および診断装置本体2は、超音波血流映像装置(パワーモード表示)としての振動強度情報の算出機能を果たす。パワーモード表示では、相関演算部6の出力信号から強度が算出され、診断装置本体2は脛骨14の各部位における振動の強度を表示部7に表示する。
The
以上のように、本実施形態によれば、骨を伝搬してきた音(振動)に対して超音波を用いて位相解析し、相関演算を行うことで、骨の振動の振幅を精度よく測定、解析することができ、脛骨の強度(折れやすさ)分布を間接的に知ることができ、骨粗鬆症の進行程度を知ることができる。また、骨折などにおける治癒状況も骨を伝わる振動の分布により診断が可能である。 As described above, according to the present embodiment, the sound (vibration) propagating through the bone is phase-analyzed using ultrasonic waves and the correlation calculation is performed, thereby accurately measuring the amplitude of the bone vibration. It is possible to analyze, indirectly know the strength (easy to break) distribution of the tibia, and know the progress of osteoporosis. In addition, the healing status in fractures and the like can be diagnosed by the distribution of vibrations transmitted through the bone.
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に係る骨診断装置の一構成例を示す図である。図2において、本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、相関演算部6と表示部7との間に平均演算部8を設けた点にある。また、動作上では、信号発生器20が発生するドライブ信号の周波数を変化させる点が異なっている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a bone diagnosis apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, this embodiment is different from the first embodiment in that an average calculation unit 8 is provided between the
本実施形態では、測定を行ないつつ、図示されない制御器により自動で信号発生器20から発生するドライブ信号の周波数を変える。変化させる方法は連続的でもよいし、また、いくつかの周波数を切り替える方法でもよい。さらに、複数の周波数を混在させた波形で振動子15をドライブしてもよい。
In the present embodiment, the frequency of the drive signal generated from the
このようにして、複数の周波数を用いて測定した結果を平均演算部8において、平均化し、表示部7に表示する。 In this way, the results of measurement using a plurality of frequencies are averaged in the average calculation unit 8 and displayed on the display unit 7.
以上のように、本実施形態によれば、第1の実施形態の利点に加えて、脛骨14の共振により一定部位が強く振動して定在波が発生することによる測定誤差を防ぎ、より精度の高い計測が可能になる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the advantages of the first embodiment, a measurement error due to the occurrence of a standing wave due to strong vibration of a certain portion due to resonance of the
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態に係る骨診断装置の一構成例を示す図である。図3において、本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、相関演算部6に代えて高速フーリエ変換(FFT)演算部21を設けた点にある。本実施形態では、超音波探触子1と診断装置本体2は、超音波ドプラ血流計と同様の動作を行なう。超音波ドプラ血流計の動作についてはすでに公知であるからここでの説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a bone diagnosis apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the present embodiment is different from the first embodiment in that a fast Fourier transform (FFT)
振動子15から出力される振動が正弦波であるとすると、骨の構造により高調波を発生する部位がある。位相検波した信号をFFT演算部21で周波数解析すると、この高調波の発生部位がわかるため、骨の構造、例えばある部分で骨が脆くなっていることなどがわかる。
If the vibration output from the
なお、上記の各実施形態においては、脛骨の状態解析について説明したが、身体の他の部位の骨についても、本発明を適用できることは言うまでもない。 In each of the embodiments described above, the state analysis of the tibia has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to bones in other parts of the body.
本発明に係る骨診断装置は、超音波の送受信により、比較的広範囲の部位の信号を検出し、また信号検出位置を明確にすることにより、位置精度、信頼性の高い優れた骨情報を得ることができるという利点を有し、骨粗鬆症の進行程度や骨折などにおける治癒状況の診断、骨の構造解析等の用途に適用できる。 The bone diagnosis apparatus according to the present invention obtains excellent bone information with high positional accuracy and reliability by detecting signals in a relatively wide range by transmitting and receiving ultrasonic waves and clarifying the signal detection position. It can be applied to applications such as diagnosis of healing status in osteoporosis progression and fracture, bone structure analysis, and the like.
1 超音波探触子(超音波送受信手段)
2 診断装置本体
3 送受信器(超音波送受信手段)
4 位相検波部
5 制御部
6 相関演算部
7 表示部
8 平均演算部
9 下腿部
14 脛骨
15 振動子
16 プラトウ部
20 信号発生器
21 FFT演算部
1 Ultrasonic probe (Ultrasonic wave transmitting / receiving means)
2
4
Claims (3)
前記信号発生器からの電気信号を音に変換して骨に伝える振動子と、
前記振動子により骨を伝搬されてきた振動に対して超音波を送受信する超音波送受信手段と、
前記超音波送受信手段で受信した信号を位相検波する位相検波手段と、
前記位相検波手段からの位相検波信号に対して相関演算を行なう相関演算手段と、
前記相関演算手段による相関演算の結果を表示する表示手段とを備えた骨診断装置。 Signal generating means for generating an audible frequency electrical signal;
A transducer that converts the electrical signal from the signal generator into sound and transmits it to the bone;
Ultrasonic transmission / reception means for transmitting / receiving ultrasonic waves with respect to the vibration propagated through the bone by the vibrator;
Phase detection means for phase detection of a signal received by the ultrasonic transmission / reception means;
Correlation calculation means for performing correlation calculation on the phase detection signal from the phase detection means;
A bone diagnosis apparatus comprising: display means for displaying a result of correlation calculation by the correlation calculation means.
前記信号発生器からの電気信号を音に変換して骨に伝える振動子と、
前記振動子により骨を伝搬されてきた振動に対して超音波を送受信する超音波送受信手段と、
前記超音波送受信手段で受信した信号を位相検波する位相検波手段と、
前記位相検波手段からの位相検波信号の周波数変換を行なう高速フーリエ変換(FFT)演算手段と、
前記FFT演算手段によるFFT演算の結果であるスペクトラムを表示する表示手段とを備えた骨診断装置。 Signal generating means for generating an audible frequency electrical signal;
A transducer that converts the electrical signal from the signal generator into sound and transmits it to the bone;
Ultrasonic transmission / reception means for transmitting / receiving ultrasonic waves with respect to the vibration propagated through the bone by the vibrator;
Phase detection means for phase detection of a signal received by the ultrasonic transmission / reception means;
Fast Fourier transform (FFT) computing means for performing frequency conversion of the phase detection signal from the phase detection means;
A bone diagnostic apparatus comprising: display means for displaying a spectrum which is a result of the FFT calculation by the FFT calculation means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003336107A JP2005102716A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Bone diagnostic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003336107A JP2005102716A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Bone diagnostic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005102716A true JP2005102716A (en) | 2005-04-21 |
Family
ID=34532350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003336107A Withdrawn JP2005102716A (en) | 2003-09-26 | 2003-09-26 | Bone diagnostic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005102716A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008018612A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Teijin Pharma Limited | Ultrasound bone fracture healing device, receiver for healing bone fracture, and bone fracture position examining device |
| US7918798B2 (en) | 2007-09-20 | 2011-04-05 | Quanta Computer Inc. | Bone examination apparatus and method |
| JP2012005651A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
-
2003
- 2003-09-26 JP JP2003336107A patent/JP2005102716A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008018612A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Teijin Pharma Limited | Ultrasound bone fracture healing device, receiver for healing bone fracture, and bone fracture position examining device |
| US7918798B2 (en) | 2007-09-20 | 2011-04-05 | Quanta Computer Inc. | Bone examination apparatus and method |
| JP2012005651A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4201396B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| US20090163805A1 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
| RU2688294C1 (en) | Method and device for determining elasticity | |
| CN103054552B (en) | Method and system for measuring biological tissue viscoelasticity | |
| US11439367B2 (en) | Hybrid elastography Method, probe and device for hybrid elastography | |
| US20030153831A1 (en) | System and method for detection of motion | |
| WO2021008217A9 (en) | Tissue imaging and parameter detection system | |
| JP2023134308A (en) | Measurement processing program of organism hardness | |
| JP2023134307A (en) | Measurement device of organism hardness | |
| JP4652731B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| CN109875608B (en) | Elastography method | |
| HK1212876A1 (en) | Ultrasonic detection device, system and method for elastic measurements | |
| JP4498451B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| JP2005102716A (en) | Bone diagnostic device | |
| US7201721B2 (en) | Measuring tissue mobility | |
| JP6198204B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and method of operating ultrasonic diagnostic apparatus | |
| CN112135566A (en) | Ultrasonic system and control method of ultrasonic system | |
| US20070016038A1 (en) | Ultrasonic method to determine bone parameters | |
| JP2003004712A (en) | Ultrasonic flaw detector | |
| KR101840349B1 (en) | Apparatus and method for estimating bone mineral density using ultrasonic sum frequency component | |
| CN201341897Y (en) | Hand-held heart ultrasonic testing instrument | |
| CN211049410U (en) | Tissue imaging and parameter detection system | |
| CN106232016A (en) | Ultrasonic diagnostic device | |
| JP2981208B1 (en) | Non-invasive continuous blood pressure monitor | |
| CN105726063A (en) | An instantaneous shear wave excitation system and method based on external vibration of a circular ring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |