JP2000245723A - 骨密度測定装置及び骨密度測定方法 - Google Patents
骨密度測定装置及び骨密度測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の骨密度測定装置では、各放射線感応素
子毎にパルス増幅器と複数の波高弁別器及び波高弁別器
毎にパルス計数回路が必要なため、放射線感応素子を面
状に配置することは困難であり、アレイ状に配置せざる
を得なかった。 【解決手段】 上記課題を解決するために、Ｘ線のエネ
ルギーを切り替えるための管電圧の切り替え手段と、被
検体を透過したＸ線を光に変換す変換手段と、変換され
た光を検知するための２次元固体撮像素子とから構成す
る。
子毎にパルス増幅器と複数の波高弁別器及び波高弁別器
毎にパルス計数回路が必要なため、放射線感応素子を面
状に配置することは困難であり、アレイ状に配置せざる
を得なかった。 【解決手段】 上記課題を解決するために、Ｘ線のエネ
ルギーを切り替えるための管電圧の切り替え手段と、被
検体を透過したＸ線を光に変換す変換手段と、変換され
た光を検知するための２次元固体撮像素子とから構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用のＸ線によ
り人体の骨密度を定量的に測定する骨密度測定装置に関
するものである。
り人体の骨密度を定量的に測定する骨密度測定装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、人体の骨密度を定量的に測定する
方法としては、複数のエネルギーバンドからなるＸ線の
透過強度を利用したエネルギー差分法が用いられてい
る。
方法としては、複数のエネルギーバンドからなるＸ線の
透過強度を利用したエネルギー差分法が用いられてい
る。
【０００３】例えば、放射線に感応する半導体素子をア
レイ状に並べ、放射線源から被検体を透過してその被検
体の透過像を含む放射線を照射して、前記放射線源と放
射線感応素子アレイを相対的に移動させ、放射線源と放
射線感応素子アレイを相対的に移動させ、各放射線感応
素子毎に１個のパルス増幅器と、パルス増幅器より出力
され得るパルスの波高を任意のパルス波高毎に弁別する
ための複数の波高弁別器により波高弁別し、波高弁別さ
れたパルス数を各波高群毎に計数する複数のパルス計数
回路により計数し、得られた計数値により骨密度を算出
する方法である（特 １９３０３１０）。
レイ状に並べ、放射線源から被検体を透過してその被検
体の透過像を含む放射線を照射して、前記放射線源と放
射線感応素子アレイを相対的に移動させ、放射線源と放
射線感応素子アレイを相対的に移動させ、各放射線感応
素子毎に１個のパルス増幅器と、パルス増幅器より出力
され得るパルスの波高を任意のパルス波高毎に弁別する
ための複数の波高弁別器により波高弁別し、波高弁別さ
れたパルス数を各波高群毎に計数する複数のパルス計数
回路により計数し、得られた計数値により骨密度を算出
する方法である（特 １９３０３１０）。
【０００４】図７は従来の骨密度測定装置の、図８はＸ
線感応素子アレイを内蔵する検出器ユニットの構成図で
ある。Ｘ線源１０１中のＸ線管を出たＸ線はフィルタ１
０２により図９に示す２重エネルギーを有するＸ線とな
り、スリットにより扇状のビームとして被検体１０３に
照射される。被検体１０３を透過したＸ線はＸ線感応素
子アレイ１０５を内蔵する検出器ユニット１０４に入射
する。Ｘ線感応素子アレイ１０５の各素子１０６は入射
したＸ線量子数に比例した数のパルスを発生する。
線感応素子アレイを内蔵する検出器ユニットの構成図で
ある。Ｘ線源１０１中のＸ線管を出たＸ線はフィルタ１
０２により図９に示す２重エネルギーを有するＸ線とな
り、スリットにより扇状のビームとして被検体１０３に
照射される。被検体１０３を透過したＸ線はＸ線感応素
子アレイ１０５を内蔵する検出器ユニット１０４に入射
する。Ｘ線感応素子アレイ１０５の各素子１０６は入射
したＸ線量子数に比例した数のパルスを発生する。
【０００５】上記の発生したパルス波高は入射したＸ線
のエネルギーに比例しているので、各素子１０６の出力
をパルス増幅器１０７により増幅し、さらに基準電圧の
異なる２個の波高弁別器１０８により波高弁別行った
後、波高弁別されたパルス数を計数回路１０９で各波高
群毎に計数する。
のエネルギーに比例しているので、各素子１０６の出力
をパルス増幅器１０７により増幅し、さらに基準電圧の
異なる２個の波高弁別器１０８により波高弁別行った
後、波高弁別されたパルス数を計数回路１０９で各波高
群毎に計数する。
【０００６】この各波高群毎に計数されたパルス数はエ
ネルギー帯域別の透過Ｘ線強度を示している。筋肉と骨
とではＸ線の透過率が異なっていること、さらにエネル
ギーによっても異なることより、エネルギー帯域別の透
過Ｘ線強度即ち上記各波高群毎に計数されたパルス数に
より演算することにより１次元の骨密度を測定してい
る。
ネルギー帯域別の透過Ｘ線強度を示している。筋肉と骨
とではＸ線の透過率が異なっていること、さらにエネル
ギーによっても異なることより、エネルギー帯域別の透
過Ｘ線強度即ち上記各波高群毎に計数されたパルス数に
より演算することにより１次元の骨密度を測定してい
る。
【０００７】さらに、Ｘ線源とＸ線感応素子アレイを内
蔵した検出器ユニットを被検体を挟んで順次相対的に移
動させることによって、２次元の骨密度の分布を測定す
ることができる。
蔵した検出器ユニットを被検体を挟んで順次相対的に移
動させることによって、２次元の骨密度の分布を測定す
ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
骨密度測定装置は、被検体にの箇所によって、筋肉の厚
さや骨の厚さが異なるため、Ｘ線の照射箇所によって、
骨密度の測定値がばらつく場合があった。
骨密度測定装置は、被検体にの箇所によって、筋肉の厚
さや骨の厚さが異なるため、Ｘ線の照射箇所によって、
骨密度の測定値がばらつく場合があった。
【０００９】さらに、上記従来の骨密度測定装置では、
各放射線感応素子毎にパルス増幅器と複数の波高弁別器
及び波高弁別器毎にパルス計数回路が必要なため、放射
線感応素子を面状に配置することは困難であり、アレイ
状に配置せざるを得なかった。そのため、２次元の透過
像を得ようとすると放射線源と放射線感応素子とを被検
体に対して相対的に移動させねばならず、装置が複雑か
つ大型化せざるを得なかった。本発明は簡便でかつ小型
の骨密度測定装置を提供しようとするものである。
各放射線感応素子毎にパルス増幅器と複数の波高弁別器
及び波高弁別器毎にパルス計数回路が必要なため、放射
線感応素子を面状に配置することは困難であり、アレイ
状に配置せざるを得なかった。そのため、２次元の透過
像を得ようとすると放射線源と放射線感応素子とを被検
体に対して相対的に移動させねばならず、装置が複雑か
つ大型化せざるを得なかった。本発明は簡便でかつ小型
の骨密度測定装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明第１の骨密度測定装置は、Ｘ線を照射するＸ
線照射源、被検体を載置する基台と、被検体を透過した
Ｘ線を光に変換する変換手段と、前記変換手段によって
変換された光を検知するセンサとを有し、前記基台上に
被検体の位置を特定するためのガイドから構成される。
め、本発明第１の骨密度測定装置は、Ｘ線を照射するＸ
線照射源、被検体を載置する基台と、被検体を透過した
Ｘ線を光に変換する変換手段と、前記変換手段によって
変換された光を検知するセンサとを有し、前記基台上に
被検体の位置を特定するためのガイドから構成される。
【００１１】本発明第２の骨密度測定装置は、Ｘ線を照
射するＸ線管と前記Ｘ線管の電圧を管電圧を切り替えて
Ｘ線のエネルギー帯域を切り替える切り替え装置とを具
備するＸ線照射源と、被検体を透過したＸ線を光に変換
する変換手段と、前記変換手段によって変換された光を
検知するセンサとを有し、高低それぞれの管電圧による
Ｘ線照射時のセンサからの出力を測定し、前記測定され
た出力を用いて演算することにより前記被検体中の骨密
度を測定する演算手段とを有する。
射するＸ線管と前記Ｘ線管の電圧を管電圧を切り替えて
Ｘ線のエネルギー帯域を切り替える切り替え装置とを具
備するＸ線照射源と、被検体を透過したＸ線を光に変換
する変換手段と、前記変換手段によって変換された光を
検知するセンサとを有し、高低それぞれの管電圧による
Ｘ線照射時のセンサからの出力を測定し、前記測定され
た出力を用いて演算することにより前記被検体中の骨密
度を測定する演算手段とを有する。
【００１２】また、本発明第１の骨密度測定方法は、Ｘ
線管の高い管電圧及び低い管電圧それぞれ各２回のＸ線
照射を行い、その２回の照射において１回目と２回目の
照射時間は２の累乗倍の照射時間とし、夫々被写体を透
過したＸ線を光に変換し、前記光をセンサによって受光
した１回目のセンサ出力と２回目のセンサ出力とを合成
演算することによりＸ線強度信号の分解能を２の累乗倍
にするものである。
線管の高い管電圧及び低い管電圧それぞれ各２回のＸ線
照射を行い、その２回の照射において１回目と２回目の
照射時間は２の累乗倍の照射時間とし、夫々被写体を透
過したＸ線を光に変換し、前記光をセンサによって受光
した１回目のセンサ出力と２回目のセンサ出力とを合成
演算することによりＸ線強度信号の分解能を２の累乗倍
にするものである。
【００１３】また、本発明第３の骨密度測定装置は、Ｘ
線を照射するＸ線照射源と、被検体を透過したＸ線を光
に変換する変換手段と、前記変換手段によって変換され
た光を検知する夫々隣接した複数の固体撮像素子からな
るセンサと、隣接した複数の固体撮像素子からのセンサ
出力の平均値を求める演算手段とを有する。
線を照射するＸ線照射源と、被検体を透過したＸ線を光
に変換する変換手段と、前記変換手段によって変換され
た光を検知する夫々隣接した複数の固体撮像素子からな
るセンサと、隣接した複数の固体撮像素子からのセンサ
出力の平均値を求める演算手段とを有する。
【００１４】また、本発明第４の骨密度測定装置は、演
算手段は固体撮像素子の不良アドレスを設定しておくこ
とにより固体撮像素子の隣接した複数の素子からのＸ線
強度を求める際、不良アドレス素子の信号を除外してそ
の平均値を求めるものである。
算手段は固体撮像素子の不良アドレスを設定しておくこ
とにより固体撮像素子の隣接した複数の素子からのＸ線
強度を求める際、不良アドレス素子の信号を除外してそ
の平均値を求めるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明第１の骨密度測定装置によ
れば、被検体の所定の部分の骨密度を適切に測定でき
る。
れば、被検体の所定の部分の骨密度を適切に測定でき
る。
【００１６】本発明第２の骨密度測定装置によれば、異
なる管電圧よる異なる強度のＸ線を用いて骨密度を演算
することにより、筋肉の厚さに関わらず骨密度測定の精
度を向上させることができる。
なる管電圧よる異なる強度のＸ線を用いて骨密度を演算
することにより、筋肉の厚さに関わらず骨密度測定の精
度を向上させることができる。
【００１７】本発明第１の骨密度測定方法によれば、１
回目のサンプリングデータを４倍したものに置き換える
ことによってＡ／Ｄ変換器６の分解能を実質的に４倍に
することができ骨の状態を解像度の良い映像で表示する
ことができる。
回目のサンプリングデータを４倍したものに置き換える
ことによってＡ／Ｄ変換器６の分解能を実質的に４倍に
することができ骨の状態を解像度の良い映像で表示する
ことができる。
【００１８】本発明第３の骨密度測定装置によれば、素
子への入射Ｘ線の量子誤差変動を吸収し、骨密度定量の
精度を向上することが可能になる。
子への入射Ｘ線の量子誤差変動を吸収し、骨密度定量の
精度を向上することが可能になる。
【００１９】本発明第４の骨密度測定装置によれば、骨
密度定量の精度をより向上することができる。
密度定量の精度をより向上することができる。
【００２０】（実施の形態１）以下、本発明の第１の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２１】図１は本発明の第１の実施の形態における
全体構成図である。図１において１はＸ線源、２は被検
体、３はＸ線を光に変換するためのシンチレータ、４は
シンチレータで変換された光を検知するための２次元固
体撮像素子、５は被検体を置く基台であり、シンチレー
タ３及び固体撮像素子４が埋め込まれている。Ｘ線源か
ら発生したＸ線は被検体２を通してシンチレータ３に入
射し、光に変換され、固体撮像素子４で電気信号に変換
され、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタル化された後、演算
装置９に送られ、演算装置９で定量化の演算を行い、そ
の結果を表示装置１０に表示する。
全体構成図である。図１において１はＸ線源、２は被検
体、３はＸ線を光に変換するためのシンチレータ、４は
シンチレータで変換された光を検知するための２次元固
体撮像素子、５は被検体を置く基台であり、シンチレー
タ３及び固体撮像素子４が埋め込まれている。Ｘ線源か
ら発生したＸ線は被検体２を通してシンチレータ３に入
射し、光に変換され、固体撮像素子４で電気信号に変換
され、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタル化された後、演算
装置９に送られ、演算装置９で定量化の演算を行い、そ
の結果を表示装置１０に表示する。
【００２２】図２（ａ）は第１の実施の形態におけるタ
イミングチャートであり、図２（ａ）を元に動作を説明
する。制御装置８が管電圧切換装置７に管電圧の切り換
え指示を行うことによって、管電圧切換装置７から切り
換え指示がなされ、Ｘ線源中のＸ線管の管電圧が、図２
（ａ）に示すように切り換えられる。図において１２は
フィラメントＯＮ信号、１３はＸ線ＯＮ信号、１４はＸ
線管電圧の切り替え信号である。Ｘ線ＯＮ信号１３がＯ
Ｎの時（信号レベルＨ）で感電圧切り替え信号がＬの間
は管電圧４０ｋＶでＸ線が照射され、Ｘ線ＯＮ信号１３
がＯＮの時で感電圧切り替え信号がＨの間は管電圧８０
ｋＶでＸ線が照射される。管電圧４０ｋＶでの照射の最
後の時と、管電圧８０ｋＶでの照射の最後の時点でそれ
ぞれ固体撮像素子からの出力である電荷量を演算装置９
にてサンプリングする。その際、制御装置８から管電圧
切換装置に電圧切換信号を送信したことを、演算装置に
通知し、演算装置はその通知を受信して所定時間経過後
に、サンプリングを始める。
イミングチャートであり、図２（ａ）を元に動作を説明
する。制御装置８が管電圧切換装置７に管電圧の切り換
え指示を行うことによって、管電圧切換装置７から切り
換え指示がなされ、Ｘ線源中のＸ線管の管電圧が、図２
（ａ）に示すように切り換えられる。図において１２は
フィラメントＯＮ信号、１３はＸ線ＯＮ信号、１４はＸ
線管電圧の切り替え信号である。Ｘ線ＯＮ信号１３がＯ
Ｎの時（信号レベルＨ）で感電圧切り替え信号がＬの間
は管電圧４０ｋＶでＸ線が照射され、Ｘ線ＯＮ信号１３
がＯＮの時で感電圧切り替え信号がＨの間は管電圧８０
ｋＶでＸ線が照射される。管電圧４０ｋＶでの照射の最
後の時と、管電圧８０ｋＶでの照射の最後の時点でそれ
ぞれ固体撮像素子からの出力である電荷量を演算装置９
にてサンプリングする。その際、制御装置８から管電圧
切換装置に電圧切換信号を送信したことを、演算装置に
通知し、演算装置はその通知を受信して所定時間経過後
に、サンプリングを始める。
【００２３】図２（ｂ）は管電圧４０ｋＶの時と、管電
圧８０ｋＶの時でのＸ線エネルギー強度の概念図を示し
ている。実践は被検体の無いとき、点線は筋肉組織の被
検体を置いたとき、一点鎖線は骨組織の被検体を置いた
ときの被検体を透過したＸ線のエネルギー分布である。
圧８０ｋＶの時でのＸ線エネルギー強度の概念図を示し
ている。実践は被検体の無いとき、点線は筋肉組織の被
検体を置いたとき、一点鎖線は骨組織の被検体を置いた
ときの被検体を透過したＸ線のエネルギー分布である。
【００２４】図３に示す骨と筋肉とからなる被検体の断
面図を用いて骨の単位面積当たりの密度を求めてみる。
管電圧Ｅ1、Ｅ2の２種類のＸ線１１の図３に示すＸ点―
Ｘ‘点における被検体透過後のＸ線の強度を求める。こ
の場合、Ｘ線の強度は、固体撮像素子４において出力さ
れる電荷量と比例する。即ち、以下において（数１）、
（数２）によって表される、ＩX1、ＩX2は、被検体を透
過したＸ線強度はシンチレータ３によって光に変換され
た後、それを受光した固体撮像素子４から出力される電
荷量に比例する。
面図を用いて骨の単位面積当たりの密度を求めてみる。
管電圧Ｅ1、Ｅ2の２種類のＸ線１１の図３に示すＸ点―
Ｘ‘点における被検体透過後のＸ線の強度を求める。こ
の場合、Ｘ線の強度は、固体撮像素子４において出力さ
れる電荷量と比例する。即ち、以下において（数１）、
（数２）によって表される、ＩX1、ＩX2は、被検体を透
過したＸ線強度はシンチレータ３によって光に変換され
た後、それを受光した固体撮像素子４から出力される電
荷量に比例する。
【００２５】従って、本実施の形態は、固体撮像素子４
からの出力を用いて、演算装置９によって骨密度を測定
するものであるが、ここでは、固体撮像素子にて電気信
号に変換する前のＸ線強度を用いた骨密度の演算を説明
することによって、演算装置の動作説明にかえる。演算
装置９内ではＡ／Ｄ変換された固体撮像素子４の出力を
用いて以下と同様の演算を行っている。管電圧Ｅ1、Ｅ2
の場合のそれぞれの透過後のＸ線強度ＩX1、ＩX2は（数
１）、（数２）で表される。
からの出力を用いて、演算装置９によって骨密度を測定
するものであるが、ここでは、固体撮像素子にて電気信
号に変換する前のＸ線強度を用いた骨密度の演算を説明
することによって、演算装置の動作説明にかえる。演算
装置９内ではＡ／Ｄ変換された固体撮像素子４の出力を
用いて以下と同様の演算を行っている。管電圧Ｅ1、Ｅ2
の場合のそれぞれの透過後のＸ線強度ＩX1、ＩX2は（数
１）、（数２）で表される。
【００２６】 （数１） ＩX1 ＝ ＩO1×ｅｘｐ（−μB1ρBｔB −μM1ρMｔM ） （数２） ＩX2 ＝ ＩO2×ｅｘｐ（−μB2ρBｔB −μM2ρMｔM ） ただし、μB1、μB2、μM1、μM2 はそれぞれ骨・筋肉
の管電圧Ｅ1、Ｅ2の質量減弱係数、ＩO1、ＩO2は被検体
に照射される管電圧Ｅ1、Ｅ2のＸ線強度であり、このＸ
線強度は、被検体がなかった場合の固体撮像素子４から
出力される電荷量に比例する。ρB 、ρMは骨及び筋肉
の密度、ｔB 、ｔM は骨及び筋肉の厚さを表す。Ｘ点に
おけるｔM は（数３）で示される。
の管電圧Ｅ1、Ｅ2の質量減弱係数、ＩO1、ＩO2は被検体
に照射される管電圧Ｅ1、Ｅ2のＸ線強度であり、このＸ
線強度は、被検体がなかった場合の固体撮像素子４から
出力される電荷量に比例する。ρB 、ρMは骨及び筋肉
の密度、ｔB 、ｔM は骨及び筋肉の厚さを表す。Ｘ点に
おけるｔM は（数３）で示される。
【００２７】（数３）ｔM ＝ ｔ − ｔB ここで（数１）、（数２）、（数３）より骨の単位面積
当たりの密度ｍB は ただし、ＲM は（数５）で示される。
当たりの密度ｍB は ただし、ＲM は（数５）で示される。
【００２８】（数５）ＲM ＝μM1/μM2 従って、μB1、μB2、ＲM をあらかじめ設定しておくこ
とにより筋肉の厚さに係わらず骨の単位面積当たりの密
度を求めることができる。
とにより筋肉の厚さに係わらず骨の単位面積当たりの密
度を求めることができる。
【００２９】なお図４は被検体を置く基台５の概略図で
ある。基台上には掌を置いたときに第２中手骨がシンチ
レータ３の直上に位置するようガイド棒１５が設けられ
ている。
ある。基台上には掌を置いたときに第２中手骨がシンチ
レータ３の直上に位置するようガイド棒１５が設けられ
ている。
【００３０】また本実施の形態では第２中手骨を測定す
る場合を示したが橈骨遠位置部でも良い。
る場合を示したが橈骨遠位置部でも良い。
【００３１】（実施の形態２）以下、本発明の第２の実
施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけ
る主たる構成は第１の実施の形態と同様である。
施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけ
る主たる構成は第１の実施の形態と同様である。
【００３２】図５（ａ）はこの第２の実施の形態におけ
るタイミングチャートである。図５（ａ）を元に以下動
作を説明する。図５（ａ）において１２はフィラメント
ＯＮ信号、１３はＸ線ＯＮ信号、１４はＸ線管電圧の切
り替え信号である。Ｘ線ＯＮ信号１３がＯＮの時（信号
レベルＨ）で感電圧切り替え信号がＬの間は管電圧４０
ｋＶでＸ線が照射され、Ｘ線ＯＮ信号１３がＯＮの時で
感電圧切り替え信号がＨの間は管電圧８０ｋＶでＸ線が
照射される。
るタイミングチャートである。図５（ａ）を元に以下動
作を説明する。図５（ａ）において１２はフィラメント
ＯＮ信号、１３はＸ線ＯＮ信号、１４はＸ線管電圧の切
り替え信号である。Ｘ線ＯＮ信号１３がＯＮの時（信号
レベルＨ）で感電圧切り替え信号がＬの間は管電圧４０
ｋＶでＸ線が照射され、Ｘ線ＯＮ信号１３がＯＮの時で
感電圧切り替え信号がＨの間は管電圧８０ｋＶでＸ線が
照射される。
【００３３】管電圧４０ｋＶでの照射の開始時から時間
ｔ経過後と時間５ｔ経過後の２回に固体撮像素子からの
出力をサンプリングし、さらに管電圧８０ｋＶでの照射
の開始時から時間ｔ経過後と時間５ｔ経過後の２回に固
体撮像素子からの出力をサンプリングしている。
ｔ経過後と時間５ｔ経過後の２回に固体撮像素子からの
出力をサンプリングし、さらに管電圧８０ｋＶでの照射
の開始時から時間ｔ経過後と時間５ｔ経過後の２回に固
体撮像素子からの出力をサンプリングしている。
【００３４】それぞれの管電圧における２回のサンプリ
ングで２回目のサンプリング時間は１回目のサンプリン
グ時間の４倍の時間であるため、固体撮像素子からの出
力をＡ／Ｄ変換器６によりデジタル化した後、演算装置
９で２回目のサンプリングデータのフルスケールオーバ
ーした部分に１回目のサンプリングデータを４倍したも
のに置き換えることによってＡ／Ｄ変換器６の分解能を
実質的に４倍にした後、定量化の演算を行っている。図
５（ｂ）は１回目のサンプリングデータのＸ線強度とＡ
／Ｄ変換器６のデジタル化出力、図５（ｃ）は２回目の
サンプリングデータのＸ線強度とＡ／Ｄ変換器６のデジ
タル化出力、図５（ｄ）は１回目のサンプリングにおけ
るＡ／Ｄ変換器６のデジタル化出力と２回目のサンプリ
ングにおけるＡ／Ｄ変換器６のデジタル化出力とを演算
装置９で合成したデジタルデータを示している。
ングで２回目のサンプリング時間は１回目のサンプリン
グ時間の４倍の時間であるため、固体撮像素子からの出
力をＡ／Ｄ変換器６によりデジタル化した後、演算装置
９で２回目のサンプリングデータのフルスケールオーバ
ーした部分に１回目のサンプリングデータを４倍したも
のに置き換えることによってＡ／Ｄ変換器６の分解能を
実質的に４倍にした後、定量化の演算を行っている。図
５（ｂ）は１回目のサンプリングデータのＸ線強度とＡ
／Ｄ変換器６のデジタル化出力、図５（ｃ）は２回目の
サンプリングデータのＸ線強度とＡ／Ｄ変換器６のデジ
タル化出力、図５（ｄ）は１回目のサンプリングにおけ
るＡ／Ｄ変換器６のデジタル化出力と２回目のサンプリ
ングにおけるＡ／Ｄ変換器６のデジタル化出力とを演算
装置９で合成したデジタルデータを示している。
【００３５】以下、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、本実施の形態における構成は第１およ
び第２の実施の形態と同様である。
説明する。なお、本実施の形態における構成は第１およ
び第２の実施の形態と同様である。
【００３６】図６はこの第３の実施の形態における固体
撮像素子の素子配置の部分的な模式図である。図６にお
いてｘｎ、ｘｎ＋１、・・・、ｘｎ＋８及びｙｎ、ｙｎ
＋１、・・・、ｙｎ＋８ はそれぞれｘ方向、ｙ方向の
座標を示す記号である。本実施の形態においては図６に
示すようにｘ方向、ｙ方向それぞれ隣接した９素子のＡ
／Ｄ変換器６のデジタル化出力を、演算装置９で平均値
を求め定量化の演算を行うこととした。これにより各素
子への入射Ｘ線の量子誤差変動を吸収し、骨密度定量の
精度を向上を実現した。
撮像素子の素子配置の部分的な模式図である。図６にお
いてｘｎ、ｘｎ＋１、・・・、ｘｎ＋８及びｙｎ、ｙｎ
＋１、・・・、ｙｎ＋８ はそれぞれｘ方向、ｙ方向の
座標を示す記号である。本実施の形態においては図６に
示すようにｘ方向、ｙ方向それぞれ隣接した９素子のＡ
／Ｄ変換器６のデジタル化出力を、演算装置９で平均値
を求め定量化の演算を行うこととした。これにより各素
子への入射Ｘ線の量子誤差変動を吸収し、骨密度定量の
精度を向上を実現した。
【００３７】また、固体撮像素子の一部の素子が欠陥を
有していた場合、演算装置９にその座標をあらかじめ設
定しておくことにより、欠陥素子のＡ／Ｄ変換器６のデ
ジタル化出力を除外して演算装置９で平均値を求めて定
量化の演算を行うことができ、骨密度定量の精度をより
向上することができる。
有していた場合、演算装置９にその座標をあらかじめ設
定しておくことにより、欠陥素子のＡ／Ｄ変換器６のデ
ジタル化出力を除外して演算装置９で平均値を求めて定
量化の演算を行うことができ、骨密度定量の精度をより
向上することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、従来の
放射線源と放射線感応素子とを被検体に対して相対的に
移動させる機構無しで簡便でかつ小型の骨密度測定装置
が実現できる。
放射線源と放射線感応素子とを被検体に対して相対的に
移動させる機構無しで簡便でかつ小型の骨密度測定装置
が実現できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における全体構成図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態における動作
を示すタイミングチャート （ｂ）本発明第１の実施の形態における管電圧４０ｋＶ
の時のＸ線エネルギー強度の概念図 （ｃ）本発明第１の実施の形態における、管電圧８０ｋ
Ｖの時でのＸ線エネルギー強度の概念図
を示すタイミングチャート （ｂ）本発明第１の実施の形態における管電圧４０ｋＶ
の時のＸ線エネルギー強度の概念図 （ｃ）本発明第１の実施の形態における、管電圧８０ｋ
Ｖの時でのＸ線エネルギー強度の概念図
【図３】本発明の実施の形態における骨と筋肉とからな
る被検体の断面図
る被検体の断面図
【図４】本発明の実施の形態における被検体を置く基台
の概略図
の概略図
【図５】（ａ）は本発明の第２の実施の形態における動
作を示すタイミングチャート （ｂ）は本発明の第２の実施の形態における１回目のサ
ンプリングデータのＸ線強度とＡ／Ｄ変換器６のデジタ
ル化出力の波形図 （ｃ）は本発明の第２の実施の形態における２回目のサ
ンプリングデータのＸ線強度とＡ／Ｄ変換器６のデジタ
ル化出力の波形図 （ｄ）は本発明の第２の実施の形態における１回目のサ
ンプリングにおけるＡ／Ｄ変換器６のデジタル化出力と
２回目のサンプリングにおけるＡ／Ｄ変換器６のデジタ
ル化出力とを演算装置９で合成したデジタルデータの波
形図
作を示すタイミングチャート （ｂ）は本発明の第２の実施の形態における１回目のサ
ンプリングデータのＸ線強度とＡ／Ｄ変換器６のデジタ
ル化出力の波形図 （ｃ）は本発明の第２の実施の形態における２回目のサ
ンプリングデータのＸ線強度とＡ／Ｄ変換器６のデジタ
ル化出力の波形図 （ｄ）は本発明の第２の実施の形態における１回目のサ
ンプリングにおけるＡ／Ｄ変換器６のデジタル化出力と
２回目のサンプリングにおけるＡ／Ｄ変換器６のデジタ
ル化出力とを演算装置９で合成したデジタルデータの波
形図
【図６】本発明の第３の実施の形態における固体撮像素
子のｘ方向、ｙ方向それぞれ隣接した９素子の平均値を
求めグループ化した模式図
子のｘ方向、ｙ方向それぞれ隣接した９素子の平均値を
求めグループ化した模式図
【図７】従来の骨密度測定装置の構成図
【図８】従来のＸ線感応素子アレイを内蔵する検出器ユ
ニットの構成図
ニットの構成図
【図９】従来のフィルタにより生成された２重エネルギ
ーを有するＸ線の波形図
ーを有するＸ線の波形図
１ Ｘ線源 ２ 被検体 ３ シンチレータ ４ ２次元固体撮像素子 ５ 基台 ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 管電圧切り替え装置 ８ 制御装置 ９ 演算装置９ １０ 表示装置 １１ Ｘ線ビーム １２ フィラメントＯＮ信号 １３ Ｘ線ＯＮ信号 １４ Ｘ線管電圧の切り替え信号 １５ ガイド棒
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｘ線を照射するＸ線照射源と、被検体を
載置する基台と、被検体を透過したＸ線を光に変換する
変換手段と、前記変換手段によって変換された光を検知
するセンサとを有し、前記基台上に被検体の位置を特定
するためのガイドを設けた骨密度測定装置。 - 【請求項２】 Ｘ線を照射するＸ線管と前記Ｘ線管の電
圧を管電圧を切り替えてＸ線のエネルギー帯域を切り替
える切り替え装置とを具備するＸ線照射源と、被検体を
透過したＸ線を光に変換する変換手段と、前記変換手段
によって変換された光を検知するセンサとを有し、高低
それぞれの管電圧によるＸ線照射時のセンサからの出力
を測定し、前記測定された出力を用いて演算することに
より前記被検体中の骨密度を測定する演算手段とを有す
る骨密度測定装置。 - 【請求項３】 Ｘ線を照射するＸ線管と前記Ｘ線管の電
圧を管電圧を切り替えてＸ線のエネルギー帯域を切り替
える切り替え装置とを具備するＸ線照射源と、被検体を
載置する基台と、前記基台上に被検体の位置を特定する
ためのガイドと、被検体を透過したＸ線を光に変換する
変換手段と、前記変換手段によって変換された光を検知
するセンサとを有し、高低それぞれの管電圧によるＸ線
照射時のセンサからの出力を測定し、前記測定された出
力を用いて演算することにより前記被検体中の骨密度を
測定する演算手段とを有する骨密度測定装置。 - 【請求項４】 Ｘ線管の高い管電圧及び低い管電圧それ
ぞれ各２回のＸ線照射を行い、その２回の照射において
１回目と２回目の照射時間は２の累乗倍の照射時間と
し、夫々被写体を透過したＸ線を光に変換し、前記光を
センサによって受光した１回目のセンサ出力と２回目の
センサ出力とを合成演算することによりＸ線強度信号の
分解能を２の累乗倍にする骨密度測定方法。 - 【請求項５】 光を検出するセンサは固体撮像素子を使
用している請求項１〜３の骨密度測定装置。 - 【請求項６】 Ｘ線を照射するＸ線照射源と、被検体を
透過したＸ線を光に変換する変換手段と、前記変換手段
によって変換された光を検知する夫々隣接した複数の固
体撮像素子からなるセンサと、隣接した複数の固体撮像
素子からのセンサ出力の平均値を求める演算手段とを有
する骨密度測定装置。 - 【請求項７】 Ｘ線を照射するＸ線照射源と、被検体を
載置する基台と、被検体を透過したＸ線を光に変換する
変換手段と、前記変換手段によって変換された光を検知
する夫々隣接した複数の固体撮像素子からなるセンサ
と、隣接した複数の固体撮像素子からのセンサ出力の平
均値を求める演算手段と、前記基台上に被検体の位置を
特定するためのガイドとを有する骨密度測定装置。 - 【請求項８】 演算手段は固体撮像素子の不良アドレス
を設定しておくことにより固体撮像素子の隣接した複数
の素子からのＸ線強度を求める際、不良アドレス素子の
信号を除外してその平均値を求める請求項６または７に
記載の骨密度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055017A JP2000245723A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 骨密度測定装置及び骨密度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11055017A JP2000245723A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 骨密度測定装置及び骨密度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000245723A true JP2000245723A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12986911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11055017A Pending JP2000245723A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 骨密度測定装置及び骨密度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000245723A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011515822A (ja) * | 2008-03-26 | 2011-05-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | スペクトル撮像のための高速切り換えのシステム及び方法 |
| JP2013184017A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Shimadzu Corp | Ｘ線撮影装置 |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP11055017A patent/JP2000245723A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011515822A (ja) * | 2008-03-26 | 2011-05-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | スペクトル撮像のための高速切り換えのシステム及び方法 |
| JP2013184017A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Shimadzu Corp | Ｘ線撮影装置 |
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