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公開番号2025130645
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027960
出願日2024-02-27
発明の名称せん断波伝播速度推定による靭帯ないし腱の状態表示方法、及びこれを備えた靭帯ないし腱の状態表示システム
出願人国立大学法人群馬大学,フィンガルリンク株式会社
代理人個人
主分類A61B 8/08 20060101AFI20250901BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】生体物の特定箇所の運動機能組織の運動機能検査における評価、ないし、どの筋或いは筋のどの部位に障害が生じているかの評価を行う。
【解決手段】生体物の所定箇所の生体表面に押圧して、生体物の関節周りの運動機能に関わる生体組織である「運動機能組織」に一定の振動を与える加振器と、前記運動機能組織に一定の振動を与えながら、前記所定箇所の生体表面の近傍の生体表面にプローブ面を押し当て、生体表面から所定の深さにある運動機能組織内を伝わる機械的な振動波の伝播速度を、プローブ式の超音波送受によって連続測定する測定プローブと、測定器によるせん断波データをC-SWE法によって映像化処理して保存及び出力表示する映像化装置と、映像化処理したせん断波データの映像を連続的に保存すると共に、同一または同種生体物において、所定の関節周りに特定される複数種類の運動機能組織の硬さ情報を複数の保存された映像を比較して変化量を数値化する処理装置とから構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
生体物の関節周りの特定の靭帯ないし腱の表面に超音波測定機を押し当て、所定深さにおける靭帯のせん断超音波情報を随時取得し、特定の靭帯のせん断画面をリアルタイム表示するステップと、
その特定の靭帯の伸長先の近傍表面から加振することで、超音波測定機へのせん断波伝播速度とせん断波振幅を特定又は推定するステップと、
特定又は推定したせん断波伝播速度及び振幅を、透過性カラーバーによる二次元マップとして、せん断画面上に重ねあわせ表示するステップと、
連続及び断続時間経過前後における各重ねあわせ表示画像またはその変化を保存するステップと、を具備する方法であって、１次関数モデルを用いた最小二乗誤差法によって推定することを特徴とする、靭帯ないし腱の症状の状態表示方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
関節可動によって、測定対象の靭帯ないし腱を含む間接構造を稼働させて当該靭帯ないし腱の伸展度又は圧縮度を可変させた状態の前後で比較表示するステップをさらに具備することを特徴とする、請求項１に記載の靭帯ないし腱の症状の状態表示方法。
【請求項３】
生体物の所定箇所の生体表面に押圧して、生体物の関節周りの運動機能に関わる生体組織である「運動機能組織」に一定の振動を与える加振器と、前記運動機能組織に一定の振動を与えながら、前記所定箇所の生体表面の近傍の生体表面にプローブ面を押し当て、生体表面から所定の深さにある運動機能組織内を伝わる機械的な振動波の伝播速度を、プローブ式の超音波送受によって連続測定する測定プローブと、測定器によるせん断波データを映像化処理して保存及び出力表示する映像化装置と、映像化処理したせん断波データの映像を連続的に保存すると共に、同一または同種生体物において、所定の関節周りに特定される複数種類の運動機能組織の硬さ情報を複数の保存された映像を比較して変化量を数値化する処理装置とから構成される、生体物の所定の関節周りの靭帯ないし腱の状態表示システム。
【請求項４】
特定の生体の、所定の関節周りの生体組織のうち、筋肉、腱、靭帯のうち特定の運動機能組織を測定対象組織とし、測定対象組織の硬さ測定とその測定データの数値化と映像化を通じて、生体物の運動機能の評価結果を出力する、状態表示システムであって、
前記処理装置は、測定対象組織が繋がっている所定の関節における骨格筋又は骨の外形端部の角部又は中心部のうちのいずれか１点又は複数点を関節特定点として特定し、前記映像化処理による映像データを、関節特定点と重ね合わせた状態で共保存し、複数の映像の比較において、前記関節特定点を基準点とすることを特徴とする、
請求項３に記載の生体物の所定の関節周りの生体機能組織の状態表示システム。
【請求項５】
特定生体の運動前及び運動後のそれぞれの生体物の所定箇所の運動機能組織をそれぞれ第一の評価対象組織、第二の評価対象組織とし、
前記加振器による振動と前記測定プローブによる機械的な振動波の伝播速度の測定と前記映像化装置によって第一の評価対象組織、第二の評価対象組織の各せん断波データをそれぞれ第一の映像データ、第二の映像データとして保存し、第一の映像データ、第二の映像データの各映像データを比較して、運動機能組織の特定方向の端部又はその先側にある骨格筋又は骨の形状の外形であって、各映像データに共通する形状要素を有する一点又は複数点を関節特定点とし、関節特定点を基準とした運動機能組織の形状及び硬さの相違を分析する、請求項４に記載の生体物の所定の関節周りの生体機能組織の状態表示システム。
【請求項６】
異なる時刻における各映像データのそれぞれについて、
一関節周りの生体組織情報と、それぞれの生体組織情報の形状の特徴箇所を特定する関節特定点を特定し、
特定した関節特定点を各映像データに共通する基幹点として、基幹点周りの座標と可動前後の骨の位置変化情報、並びに、前記生体組織情報に含まれる特定の運動機能組織の弾性情報又は弾性変化情報をそれぞれ指標化し、
異なる複数の時刻における映像データのうち比較可能な映像データ同士を対比して、
一関節周りの各生体組織の基幹位置を基準とした、弾性情報又は弾性変化情報の指標の対比結果を連続映像の比較と共に表示することを特徴とする、請求項４に記載の生体物の所定の関節周りの生体機能組織の状態表示システム。
【請求項７】
運動を行った前後、負荷をかけるか姿勢変化させた前後において、特定箇所の関節周りの運動機能組織の映像データを、取得したタイムデータ及び入力されたコードデータと共に保存し、
前記処理装置によって、
運動を行った前後、負荷をかけるか姿勢変化させた前後の映像データを比較して、特定箇所の関節周りの各箇所の弾性変化情報を得ることで、一の関節周りの筋肉、腱、靭帯のうち、どの運動機能組織のどの部位において障害又は高負荷が生じているかを、映像分析により評価する、請求項３に記載の状態表示システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体物（人体又は動物）の関節構造体周りの、運動機能に関わる生体組織である靭帯ないし腱の硬さを測定し、この生体組織の硬さの測定結果をもって対象の生体組織を含む運動機能（肩、ひじ、膝などの関節構造体に動きを起こす筋及び神経伝達の機能）を検査するにあたり、この運動機能の検査における生体機能材である靭帯ないし腱の状態及び働きを評価する状態表示システム、並びに評価方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
特に、生体組織への加振器を用いて、生体物の関節構造体を動かすための筋肉、筋、腱といった運動機能に関わる所定の生体組織（以下本発明において「運動機能組織」という）を所定の周波数で振動させて機械振動波を発生させ、この振動波を発生させた状態のまま、生体表面に押し当てた超音波プローブによって運動機能組織内を伝わる機械的な振動波（横波）の伝播速度をせん断波伝播速度推定によって算出し、また算出結果を画像化し、これらによって当該運動機能組織の生体硬さを測定結果として出力し、もって運動機能組織の運動機能（筋肉、動きを起こす筋、神経伝達機能）の状態及び働きを評価する状態表示システム、並びに評価方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
リハビリテーションにおける理学療法、マッサージにおける治療、スポーツ医学におけるトレーニングなどの各場面にて、骨格筋の硬さや変化を定量的に測定しようとする要求がある。これに関連して、関節などを動かす運動器の運動機能を測定することがある。例えば、生体物の運動器の機能評価方法として、従来、握力装置など運動器による限界負荷動作の指標測定、ダイナモメータによる筋肉負荷状態での姿勢変化時の筋力測定が行われてきた。
【０００４】
しかしながら、これら従来の測定は、複数の筋の収縮の総体として生じる負荷動作の機能を間接的に評価するにすぎず、どの筋或いは筋のどの部位に障害が生じているかを評価することはできなかった。また、従来、腱や靭帯の状態はＭＲＩなどの画像又は炎症の発生による間接的な把握しかできなかった。
【０００５】
なお、生体物の骨格筋の硬さを定量的に評価して、その結果をリハビリテーション、マッサージ、トレーニングの効果判定、有効な治療、トレーニング計画の策定等に結び付けたいという要求に対し、群馬大学の山越が発明者で群馬大学が出願人である生体硬さの映像化法ＣＤ－ＳＷＩ法：Ｃｏｌｏｒ
ＤｏｐｐｌｅｒＳｈｅａｒＷａｖｅ
Ｉｍａｇｉｎｇを使うことが選択肢になると考えられるが、この時、大型の超音波診断装置ではなくフィールドで使える小型で可搬型のエコー装置（タブレットエコー：プローブ内に電子回路やCPUを組み込んで、これをタブレットやＰＣに接続することで超音波診断を行う装置）にＣＤ－ＳＷＩ法を組み込んで使う必要がある。
【０００６】
超音波を用いて生体物（人体又は動物）の生体組織を映像化する超音波映像方法として、従来、ＷＯ２０１５／１５１９７２（特許文献１参照）が開示される。同開示においては、穿刺針を測定部近くの体表に押し当てて穿刺部の生体細胞を振動させた状態で、超音波エコー装置によって生体組織内を伝わる機械的な振動波（横波）の伝播速度を画像化している。
【０００７】
この装置において、穿刺針には微小振動を付与する励振器が設置され、この励振器により振動される穿刺針のドプラ効果の影響を受けたエコー信号をプローブが受信することにより、穿刺針の外針から突出する内針の動きが認識されるようになっている。
【０００８】
ここで前記画像生成手段は、前記穿刺針の内針が前記被採取部に差し込まれる直前において、仮に前記内針が前記外針から突出されたとしたら前記被採取部から採取されることが期待される組織を前記表示手段に画像として表示させるものである。同文献によれば、被採取部の組織の採取に先立ち、表示手段を見るだけで被採取部のどこの部位が採取できるのかを予測することができ、所望する組織を確実に採取することができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
ＷＯ２０１５／１５１９７２Ａ１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記文献１記載のようなタブレットエコー装置は、生体物の骨格筋の硬さを定量的に評価するものに過ぎず、生体物の特定箇所の運動機能組織の運動機能検査における評価を行うものではなかった。また前記したように、従来の握力装置など運動器による限界負荷動作の指標測定、ダイナモメータによる筋肉負荷状態での姿勢変化時の筋力測定は、複数の筋の収縮の総体として生じる負荷動作の機能を間接的に評価するにすぎず、どの筋或いは筋のどの部位に障害が生じているかを評価することはできなかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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