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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研究背景
エコー画像装置への要求
医療産業用途
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
要
健康産業用途
メタボリック症候群対応のエコー画像
装置需要等
みるキューブ
グローバルヘルス社製
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エコー画像装置への要求
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
淡画像
ノイズが多く適確な情報抽出には経
験が必要
画像を誰もが正確に判断で
きる必要性
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
られる
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新技術の基となる研究成果・技術
-Waveletによる画像の多重解像度解析LL3 HL3
Daubechies関数
LH3 HH3
HL2
HL1
ϕ ( x) = ∑ qkφ (2 x − k )
LH2 HH2
k
[φ(x):スケーリング関数]
縦方向，横方向それぞれ漸
近的に分解
f ( x) = ∑ c0,kφ ( x − k )
k
LH1
オリジナル画像
HH1
多重解像度解析
フーリエ変換で決定
c j −1,k = ∑ al −2 k c j ,l
( j ≤ 0)
d j −1,k = ∑ bl −2 k c j ,l
( j ≤ 0)
l
l
1
1
pk , bk = qk , pk = 2hk , qk = (−1) k pl − k
2
2
hk = {0.026670057901, 0.188176800078, ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅}
ak =
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多重解像度解析による画像処理
LL3 HL3
LH3 HH3
HL2
HL1
LH2 HH2
LH1
オリジナル画像
HH1
符号化後
原画像
(LL0)
復号化後
LL1
LL2
・
・
LL
3・
HL1
HL2
HL3
LH1
LH2
LH3
HH1
HH2
HH3
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）
5
時間軸を考慮した多重解像度解析と画像鮮明化
Frame
X
T
Y
6
従来技術とその問題点
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
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
7
新技術の特徴・従来技術との比較
組織輪郭の抽出を妨げない
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
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実施例
オリジナル動画
ノイズ
(a)オリジナル画像 (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
図(a)拡大
(c)ノイズ除去後の画像
図(b)拡大
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想定される用途
エコー波形にWavelet解析を適用
すると組織境界を的確に抽出可能
Wavelet解析の一手法である多重
解像度解析(MRA)をエコー画像に
適用
エッジ強調とノイズ除去（低減）の双方
を，同時に行える
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想定される業界 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 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
• 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
（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
• 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
• 出願人
• 発明者
：特願2009-204635
：新潟大学
：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
• 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
• 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
2007/07 - 2008/03
2008/07 - 2009/03
2009/07 - 2010/03
機器設計企業と共同研究
JSTシーズ発掘試験採択
JSTつなぐしくみ採択
JSTシーズ発掘試験研究採択
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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
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