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Development of a new method of ultrasound device that medical staffs can measure the degree of leg edema easily.

Research Project

Project/Area Number 20H03964
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 58050:Fundamental of nursing-related
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

KOSHIYAMA MASAFUMI  滋賀県立大学, 人間看護学部, 教授 (50724390)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂本 眞一  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (40449509)
渡邊 友美子  滋賀県立大学, 人間看護学部, 講師 (50647162)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsピクセル / グレースケール / 携帯型超音波診断装置 / 画像解析ソフト / 下肢浮腫 / 浮腫グレード / ヒストグラム / フォトショップ / 下肢浮腫定量 / 携帯型超音波装置 / 画像処理ソフト / 弾性ストッキング / 医療機器開発 / 医療ソフト開発 / 下肢浮腫診断 / 超音波装置 / 下肢浮腫の定量測定 / 超音波診断装置 / 皮膚画像解析 / 定量装置
Outline of Research at the Start

現在、浮腫の程度を客観的・簡易的に測定できる医療機器が存在しない。我々は、浮腫の早期段階で下肢浮腫が生じ、特に下肢皮下組織に貯留することをポータブル超音波画像装置にて確認した。つまり浮腫陽性妊婦の下肢皮膚(皮下組織)が有意に厚くなることを証明し、カットオフ値を算出した。しかし感度が83.9%、特異度が66.7%に留まった。肥満女性では、浮腫が無くても皮下組織が厚めに出る欠点がある。今回、パルサーレシーバー、オシロスコープ、PVDFトランスデューサーの装置群と、画像超音波装置を使用して、下肢皮下水分量の違いを超音波通過速度を指標とする浮腫定量測定装置を開発する。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to find new indices of the grade of leg skin, to study whether or not analyses of the subcutaneous layer of leg skin on ultrasound images using image-editing software program can be used to evaluate it and to digitize it. Images of 282 subcutaneous layers of leg skin in 141 pregnant women were obtained using a B-scan portable ultrasound device. Rectangular photographs (vertical: skin thickness; horizontal:
width of probe) were obtained using an image-editing program, and the luminous intensity (pixel grayscale: 0-255) were calculated using a histogram. There was strong positive correlation between the grade of pitting edema and both the total number of pixels in a rectangle × the average luminous intensity value and the total number of pixels in a rectangle × the standard deviation of the average luminous intensity value (ρ = 0.58 and ρ = 0.59, p < 0.0001, respectively). We could quantitatively evaluate the grade of leg edema by new methods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、臨床の場において下肢浮腫の定性・定量診断は指による圧痕法が主体で、診断者によって結果にバラツキが認められる傾向にある。今回、下肢浮腫の程度を誰が行っても一定で、かつ客観的により正確に測定できる方法を考案した。下肢の皮膚を携帯型超音波診断装置にて撮像して、画像解析ソフトに入力するだけで、浮腫の有無と浮腫の程度を同時に算出できる方法である。現在は、photshopのっ入ったノートパソコンに画像を取り込んで、グレースケールのヒストグラムを描出して下肢浮腫指標を算出するという工程を踏むが、将来的には下肢皮膚の画像を取り込むだけで、連続自動計算するシステムを作成することも夢ではない。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] A histogram analysis of the pixel grayscale(luminous intensity) of B-mode ultrasound images of the subcutaneous layer predicts the grade of leg edema in pregnant women.2023

    • Author(s)
      Ikuta E, Koshiyqama M, Watanabe Y, Banba A, Yanagisawa N, Nakagawa M, Ono A, Seki K, Kambe H, Godo T, Sakamoto S, Hara Y, Nakajima A.
    • Journal Title

      Healthcare

      Volume: 11 Issue: 9 Pages: 1-9

    • DOI

      10.3390/healthcare11091328

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Basic study for the quantitative diagnosis of edema focusing on ultrasound propagation time waveform information.2022

    • Author(s)
      Sakamoto S, Godo T, Koshiyama M, Ikuta E, Watanabe Y.
    • Journal Title

      Women’s Health open journal

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 9-18

    • DOI

      10.17140/whoj-8-147

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement of skin thickness using ultrasonography to test the usefulness of elastic compression stocking for leg edema in pregnant women.2022

    • Author(s)
      Banba A, Koshiyama M, Watanabe Y, Makino K, Ikuta E, Yanagisawa N, Ono A, Nakagawa M, Seki K, Sakamoto S, Hara Y, Nakajima A
    • Journal Title

      Healthcare

      Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1-9

    • DOI

      10.3390/healthcare10091754

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The preventive effect of dietary antioxidants on viral infection (coronavirus disease-2019, influenza and human papillomavirus) and the development of cervical carcinogenesis.2021

    • Author(s)
      Ikuta Eri, Koshiyama Masafumi, Nakagawa Miwa, Ono Ayumi, Watanabe Yumiko, Seki Keiko, Oowaki Makiko, Okuda Yuji
    • Journal Title

      Women's Health open journal

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: 34-37

    • DOI

      10.17140/whoj-7-145

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement of Women’s Leg Edema Using Ultrasonography2020

    • Author(s)
      Ikuta Eri、Watanabe Yumiko、Yanagisawa Nami、Nakagawa Miwa、Ono Ayumi、Seki Keiko、Oowaki Makiko、Koshiyama Masafumi、Sakamoto Shin-ichi
    • Journal Title

      Women's Health ? Open Journal

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 5-7

    • DOI

      10.17140/whoj-6-136

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Preventive Effect of Dietary Antioxidants on Cervical Cancer Development2020

    • Author(s)
      Ono Ayumi、Koshiyama Masafumi、Nakagawa Miwa、Watanabe Yumiko、Ikuta Eri、Seki Keiko、Oowaki Makiko
    • Journal Title

      Medicina

      Volume: 56 Issue: 11 Pages: 604-604

    • DOI

      10.3390/medicina56110604

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 下肢浮腫を定量的に測定する超音波装置の開発に向けた試み-第3報2022

    • Author(s)
      生田宴里、渡辺友美子、馬場愛莉、柳沢奈美、中川美和、小野あゆみ、関恵子、越山雅文、神戸春輝、神戸大希、坂本眞一、中島 彰
    • Organizer
      第63回日本母性衛生学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 妊婦下肢浮腫に対する弾性ストッキング装着の効果2022

    • Author(s)
      馬場愛莉、越山雅文、渡辺友美子、牧野耕次、柳沢奈美、生田宴理、小野あゆみ、関恵子、中川美和、坂本眞一、原洋子、中島 彰
    • Organizer
      第63回日本母性衛生学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 下肢浮腫を定量的に測定する超音波装置の開発に向けた試みー第2報2021

    • Author(s)
      生田宴里、渡邊友美子、柳澤奈美、中川美和、小野あゆみ、関恵子、越山雅文、神戸春輝、神戸大希、小田爽太、坂本眞一
    • Organizer
      第62回日本母性衛生学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 下肢浮腫を定量的に測定する超音波装置の開発に向けた試み2020

    • Author(s)
      生田恵理、渡邊友美子、柳沢奈美、中川美和、小野あゆみ、関恵子、大脇万協子、越山雅文、神戸春輝、坂本眞一
    • Organizer
      令和2年第61回日本母性衛生学会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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