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超音波エコー画像の鮮明化技術超音波エコー画像の鮮明化技術

新潟大学 地域共同研究センター

教授 尾田 雅文

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エコー画像装置への要求エコー画像装置への要求

医療産業用途医療産業用途病巣が小さい場合は判断が困難病巣が小さい場合は判断が困難

正確な診断を行うためには熟練が必正確な診断を行うためには熟練が必要要

健康産業用途健康産業用途メタボリック症候群対応のエコー画像メタボリック症候群対応のエコー画像装置需要等装置需要等

みるキューブグローバルヘルス社製

研究背景研究背景

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従来のエコー画像従来のエコー画像音響インピーダンスの変化に応じた濃音響インピーダンスの変化に応じた濃淡画像淡画像

ノイズが多く適確な情報抽出には経ノイズが多く適確な情報抽出には経験が必要験が必要

画像を誰もが正確に判断で画像を誰もが正確に判断できる必要性きる必要性画像のノイズを軽減し，かつ組織境界画像のノイズを軽減し，かつ組織境界部を明確化可能な画像処理法が求め部を明確化可能な画像処理法が求められるられる

エコー画像装置への要求エコー画像装置への要求

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DaubechiesDaubechies関数関数

[[φφ((xx):):スケーリング関数スケーリング関数]]

縦方向，横方向それぞれ漸縦方向，横方向それぞれ漸近的に分解近的に分解 フーリエ変換で決定

},781881768000.0,010266700579.0{

)1(,2,21,

21

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=

−==== −

k

klk

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h

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)()( ,0 kxcxfk

k −=∑ φ

( )0,2,1 ≤=∑ −− jcacl

ljklkj

( )0,2,1 ≤=∑ −− jcbdl

ljklkj

オリジナル画像

)2()( kxqxk

k −=∑ φϕ

HHHH11LHLH11

HLHL11

HLHL22

LHLH22 HHHH22

HHHH33LHLH33

HLHL33LLLL33

多重解像度解析

新技術の基となる研究成果・技術新技術の基となる研究成果・技術--WaveletWaveletによる画像の多重解像度解析による画像の多重解像度解析--

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原画像 LL1

HL1

LH1

HH1

LL2

HL2

LH2

HH2

LL3

HL3

LH3

HH3

・ ・ ・

(LL0)

LL（横：低周波 縦：低周波） HL （横：高周波 縦：低周波）

LH （横：低周波 縦：高周波） HH （横：高周波 縦：高周波）

HHHH11LHLH11

HLHL11

HLHL22

LHLH22 HHHH22

HHHH33LHLH33

HLHL33LLLL33

符号化後 復号化後オリジナル画像

多重解像度解析による画像処理多重解像度解析による画像処理

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X T

Y

Frame

時間軸を考慮した多重解像度解析と画像鮮明化時間軸を考慮した多重解像度解析と画像鮮明化

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問題点問題点

• ノイズは目立たなくなるが，除去されていない

• 組織像の輪郭が曖昧

オリジナル画像 空間コンパウンドスキャン法http://www.aloka.co.jp

従来技術とその問題点従来技術とその問題点

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組織輪郭の抽出を妨げない組織輪郭の抽出を妨げないノイズ除去方法ノイズ除去方法

• 時間軸を考慮することによりノイズを的確に抽出

• Wavelet解析を利用した多重解像度解析を適用

新技術の特徴・従来技術との比較新技術の特徴・従来技術との比較

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オリジナル動画

(b)多重解像度解析結果縦軸：縦方向横軸：時間軸について表示

(a)オリジナル画像(c)ノイズ除去後の画像

図(b)拡大図(a)拡大

ノイズノイズ

実施例実施例

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エコー波形にエコー波形にWaveletWavelet解析を適用解析を適用

すると組織境界を的確に抽出可能すると組織境界を的確に抽出可能

WaveletWavelet解析の一手法である多重解析の一手法である多重解像度解析解像度解析(MRA)(MRA)をエコー画像にをエコー画像に

適用適用

エッジ強調とノイズ除去（低減）の双方エッジ強調とノイズ除去（低減）の双方を，同時に行えるを，同時に行える

想定される用途想定される用途

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想定される業界想定される業界 その１その１

• 利用対象医療用超音波診断装置

• 市場規模

矢野経済研究所(YDB)調査では、上記の市場規模であり、２００４年では、約５００億円の市場である。

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想定される業界想定される業界 その２その２

• 利用者・対象産業用超音波診断装置

• 市場規模 非破壊検査装置市場(YDB)調査

２，３８０億円(２００５年)市場

超音波関連装置が約５０％（約１，０００億円市場）

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実用化に向けた課題実用化に向けた課題

• 現在、皮下から30mm程度の組織，ファントムを観察対象として着手。

• 今後、内蔵組織等の深部領域への対応を図る。

–使用した超音波エコー装置は、健康産業用とのため、出力小

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企業への期待企業への期待

（1）超音波を用いた医療技術– 医療用途としては、超音波画像診断装置以外にも、一部の臓器の観察システムや血管観察システムへのWavelet解析によるＳＮ比改善技術展開が考えられる。

（2）産業用途超音波関係技術– 非破壊検査技術以外に、魚群探知機、速度感知装置など、ＳＮ比改善による測定精度向上が考えられる。

（3）超音波技術以外の分野応用– ＰＥＴ、ＭＲＩなど放射線利用診断装置にも、ＳＮ比改善による測定精度向上展開が考えられる。

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本技術に関する知的財産権本技術に関する知的財産権

• 発明の名称– 3次元ウェーブレット解析を利用した超音波画像の鮮明化手法

• 出願番号 ：特願2009-204635• 出願人 ：新潟大学

• 発明者 ：尾田雅文，武田知己

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本技術に関連する知的財産権本技術に関連する知的財産権

• 発明の名称– ３次元形状の計測装置およびその計測データによる義肢のソケット形状設計装置

• 特許番号：4304341• 出願人 ：新潟大学

• 発明者 ：尾田雅文，花房昭彦

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産学連携の経歴産学連携の経歴• 2004/04 -現在 モバイル関連機器部品製造企業と共同研究

• 2005/08 - 2006/03– 経済産業省「中小企業・ベンチャー挑戦支援事業のうち実用化研究開発事業（補助金）」採択（モバイル関連機器部品製造企業と連携）

• 2006/07 - 2007/01– JSTサテライト新潟・研究成果実用化検討(FS)課題採択

• 2006/04 - 2007/03 機器設計企業と共同研究

• 2007/07 - 2008/03 JSTシーズ発掘試験採択

• 2008/07 - 2009/03 JSTつなぐしくみ採択

• 2009/07 - 2010/03 JSTシーズ発掘試験研究採択

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お問い合わせ先お問い合わせ先

新潟大学 地域共同研究センター

産学官連携コーディネーター

長濱，後藤，定塚

ＴＥＬ 025-262-7554

ＦＡＸ 025-262-7550

E-mail kenkyu＠ccr.niigata-u.ac.jp