JP2005034539A - X-ray diagnostic imaging apparatus with measuring function for bone density distribution - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、Ｘ線を用いて骨密度を測定して診断に役立たせることを目的とするＸ線画像診断装置に関する。 The present invention relates to an X-ray diagnostic imaging apparatus for the purpose of measuring bone density using X-rays and making it useful for diagnosis.
骨密度測定は、実効エネルギーの異なる２種類のＸ線が骨の部分を透過した後の強度変化を測定して対数減衰率から骨密度を求める方法を用いる場合が多い。
従来のＸ線骨密度測定装置は、ある領域の平均の骨密度を算出することはできるが、空間分解能が低いため、信頼できる精度で細かい領域の骨密度を求めることはできなかった。
In many cases, the bone density measurement uses a method of obtaining a bone density from a logarithmic decay rate by measuring a strength change after two kinds of X-rays having different effective energies pass through a bone portion.
Although the conventional X-ray bone density measuring apparatus can calculate the average bone density of a certain region, it cannot obtain the bone density of a fine region with reliable accuracy because of its low spatial resolution.
特許文献１には、相対移動装置を必要としない簡便な骨密度測定装置が開示されている。本開示装置では、シンチレータと固体撮像素子で検出することにより、高密度の２次元配置が可能である。
ただし、特許文献１には被検体上の１点を測定するのではなく面状に検知して平均値を求めて定量の精度をより向上させる目的が記載されており、被検体の骨密度を分布として測定することについては言及がない。
Patent Document 1 discloses a simple bone density measuring device that does not require a relative movement device. In the present disclosure, high-density two-dimensional arrangement is possible by detecting with a scintillator and a solid-state imaging device.
However, Patent Document 1 describes the purpose of improving the accuracy of quantification by detecting an average value instead of measuring a single point on the subject and calculating the average value. There is no mention of measuring as a distribution.
また、特許文献２には、Ｘ線遮蔽室の省スペース化や装置稼働率の向上を図る目的で、骨密度測定と一般Ｘ線撮影を１台で行えるようにした骨密度測定機能付きＸ線撮影装置が開示されている。この装置は、Ｘ線フィルムを収納できる撮影台を備えたＸ線撮影装置に骨密度測定用アダプタを待避可能に装着したもので、必要に応じてＸ線撮影と骨密度測定を選択することができるようになっている。したがって、Ｘ線撮影と骨密度測定を同時に行うことができるものではないが、従来それぞれ別々の装置であったのと比較するとＸ線遮蔽室のスペースが小さくて良くなり装置の稼働率も向上することになる。
しかし、特許文献２に記載の装置は、Ｘ線撮影と骨密度測定を別々に行うので両者の測定部位の位置関係を正確に対応させることができない。
Patent Document 2 discloses an X-ray with a bone density measuring function that can perform bone density measurement and general X-ray imaging with a single unit for the purpose of saving space in the X-ray shielding room and improving the apparatus operating rate. An imaging device is disclosed. In this apparatus, an adapter for bone density measurement is removably attached to an X-ray imaging apparatus having an imaging table that can store an X-ray film, and X-ray imaging and bone density measurement can be selected as necessary. It can be done. Therefore, X-ray imaging and bone density measurement cannot be performed at the same time, but the space of the X-ray shielding room can be reduced and the operating rate of the apparatus can be improved as compared with the conventional apparatuses. It will be.
However, since the apparatus described in Patent Document 2 performs X-ray imaging and bone density measurement separately, the positional relationship between the measurement sites cannot be accurately matched.
微小骨折や内部の空隙など、骨の形態的な診断はＸ線フィルムなどに撮影したＸ線透過画像を評価して行う。骨折や骨粗鬆症など骨の形態的症状と骨密度の関係を把握することができれば、より明確で精度の良い診断のために役に立つので、骨の形態上の位置における骨密度を対応させて調べられる装置が要望されている。しかし、上に述べたように、従来は、ある部位における平均的な骨密度しか求められず、また、Ｘ線撮影と骨密度測定を別々に行うので対象同士の正確な位置関係が把握できなかった。 Bone morphological diagnosis such as micro fractures and internal voids is performed by evaluating X-ray transmission images taken on an X-ray film. If the relationship between bone density and bone morphological symptoms such as fractures and osteoporosis can be grasped, it will be useful for a clearer and more accurate diagnosis. Is desired. However, as described above, conventionally, only an average bone density at a certain part is obtained, and since the X-ray imaging and the bone density measurement are separately performed, the accurate positional relationship between the objects cannot be grasped. It was.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線透過画像と骨密度空間分布画像および骨密度変化率画像の三者のうち少なくとも２つを並べたり重ね合わせて、両者の関係が判然と観察できるような画像を表示するＸ線画像診断装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to arrange and superimpose at least two of the X-ray transmission image, the bone density spatial distribution image, and the bone density change rate image, and clearly observe the relationship between them. It is an object of the present invention to provide an X-ray diagnostic imaging apparatus that displays such an image.
上記課題を解決するため、本発明の骨密度分布測定機能付きＸ線画像診断装置は、２次元のＸ線透過像についてＸ線強度を測定できるＸ線撮影装置において、Ｘ線の実効エネルギー強度を少なくとも２段に切り替えて照射するＸ線発生装置と、Ｘ線像検出器と、画像演算装置と、画像メモリ装置と、画像表示装置を備え、被検体についてＸ線透過像を生成して画像メモリ装置に格納するとともに、異なる実効エネルギーをもつ２種類のＸ線で取得する２個の透過Ｘ線画像の画像信号から、対応する画素について骨密度演算処理を行って骨密度を求め、骨密度の分布画像を画像メモリ装置に格納し、画像表示装置に骨密度分布画像とＸ線透過像を並べて表示すること、あるいは重ねて表示することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an X-ray diagnostic imaging apparatus with a bone density distribution measuring function according to the present invention is an X-ray imaging apparatus capable of measuring X-ray intensity for a two-dimensional X-ray transmission image. An X-ray generator for irradiating at least two stages, an X-ray image detector, an image calculation device, an image memory device, and an image display device, and generating an X-ray transmission image of a subject to generate an image memory The bone density calculation processing is performed on the corresponding pixels from the image signals of the two transmitted X-ray images acquired by the two types of X-rays having different effective energies while being stored in the apparatus to obtain the bone density. The distribution image is stored in an image memory device, and the bone density distribution image and the X-ray transmission image are displayed side by side or displayed in an overlapping manner on the image display device.
骨のＸ線透過画像からは骨の形態的な診断ができ、骨密度分布画像からは骨の質的な診断ができる。本発明の装置は、形態的診断と質的診断を有機的に関連づけて行うことができる。
本発明の骨密度分布測定機能付きＸ線画像診断装置は、画像診断を行うＸ線検出器を骨密度測定に利用するので、１台のＸ線検出器から得られる電気的信号をＸ線透過画像の生成と骨密度に関する分布画像の生成の２通りに利用する。骨密度測定のためには、実効エネルギーの異なる２種類のＸ線で撮影を行い、その２種類のデータを用いていわゆるＤＸＡ法などの演算処理を行う。
Bone morphological diagnosis can be made from a bone X-ray transmission image, and bone qualitative diagnosis can be made from a bone density distribution image. The apparatus of the present invention can perform morphological diagnosis and qualitative diagnosis in an organic manner.
The X-ray diagnostic imaging apparatus with a bone density distribution measuring function of the present invention uses an X-ray detector for performing diagnostic imaging for bone density measurement, so that an electrical signal obtained from one X-ray detector is transmitted through X-rays. It is used in two ways: image generation and distribution image generation related to bone density. For bone density measurement, imaging is performed with two types of X-rays having different effective energies, and arithmetic processing such as a so-called DXA method is performed using the two types of data.
本発明のＸ線画像診断装置では、Ｘ線透過像を取得するときと骨密度計測用の画像を取得するときはそれぞれ最適な実効エネルギーのＸ線を使用すればよいが、Ｘ線透過像用のＸ線を骨密度計測用に流用して、たとえば実効エネルギーの小さいＸ線を照射したときの画像をＸ線透過像観察と骨密度計測の両方に使用してもよい。 In the X-ray diagnostic imaging apparatus of the present invention, when acquiring an X-ray transmission image and acquiring an image for bone density measurement, X-rays having optimum effective energy may be used. For example, an image obtained by irradiating an X-ray with a small effective energy may be used for both the X-ray transmission image observation and the bone density measurement.
なお、２種以上のＸ線で測定した画像データを用いて演算するので、測定位置のずれを小さくするために、Ｘ線検出器は１台を共有して使用することが好ましい。
また、Ｘ線検出器として１次元センサを用いて、患者を相対的に移動させながら移動方向に垂直な方向に走査して測定することにより２次元画像とするときは、Ｘ線検出器の移動を停止してはＸ線の実効エネルギーを切り替えては走査することにより、異なるＸ線による透過像を同じ測定部位で取得するようにすることが、ずれを最小にして良好な測定結果を得るために好ましい。このような手法を用いれば、骨のＸ線透過画像と骨密度分布画像を高い精度で重ね合わせることができる。
In addition, since it calculates using the image data measured by 2 or more types of X-rays, in order to reduce the shift | offset | difference of a measurement position, it is preferable to share and use one X-ray detector.
In addition, when using a one-dimensional sensor as an X-ray detector and scanning and measuring in a direction perpendicular to the moving direction while relatively moving the patient, the X-ray detector moves. In order to obtain a good measurement result with minimum deviation, it is possible to obtain a transmission image with different X-rays at the same measurement site by switching the effective X-ray energy and scanning. Is preferable. If such a method is used, the bone X-ray transmission image and the bone density distribution image can be superimposed with high accuracy.
本発明の骨密度分布測定機能付きＸ線画像診断装置によれば、被検体の骨の形態画像と、骨密度分布画像を対照して観察したり、重ねて観察することができるため、患部の骨密度状態を正確に把握して、症状の原因を判断して診断することができる。また、骨密度の小さい部分を見つけて骨折の危険を予知し、危険部位に無理な力が掛からないように指導して有効に予防したりすることができる。
たとえば、椎体には荷重がかかりやすく骨折しやすいが、特定の椎体あるいは椎体中の特定部分の骨密度が特に小さいときには、その特定の部分に荷重がかかる特定の運動を避けるような指導をして骨折を効果的に予防することができる。
また、手首のとう骨は骨折しやすいので、とう骨の手首に近い部分で骨密度が小さいと測定された場合は、手に体重を掛けないように指導する。
According to the X-ray diagnostic imaging apparatus with the bone density distribution measurement function of the present invention, the bone shape image of the subject and the bone density distribution image can be observed in contrast or can be observed in a superimposed manner. The bone density state can be accurately grasped, and the cause of the symptom can be determined and diagnosed. In addition, it is possible to predict a risk of fracture by finding a portion having a low bone density, and to prevent effectively by applying an excessive force to the dangerous part.
For example, the vertebral body is subject to load and fractures easily, but when the bone density of a specific vertebral body or a specific part of the vertebral body is particularly small, guidance to avoid a specific movement that loads that specific part Can effectively prevent fractures.
In addition, since the wrist radius is easily broken, if the bone density is measured at a portion near the wrist of the radius, it is instructed not to put weight on the hand.
従来は、椎体など、ある特定部位における平均骨密度を測定して、性別、年齢、人種などについて求められた一般的な平均値と比較して判定していた。
本発明の装置を用いることにより、任意の部位について細かく骨密度測定ができるので、たとえばとう骨の手首に近い部分における骨密度が低下していることを絶対的に評価して、手に余分な荷重をかけないように指導して骨折を予防するなどの細かい対策が可能となる。
Conventionally, an average bone density at a specific site such as a vertebral body is measured and compared with a general average value obtained for gender, age, race, and the like.
By using the device of the present invention, it is possible to measure bone density finely at an arbitrary site. For example, it is absolutely evaluated that the bone density in the portion near the wrist of the radius is reduced, and an extra load is applied to the hand. It is possible to take detailed measures such as preventing fractures by instructing not to apply.
なお、Ｘ線検出器あるいは画像メモリの画素ごとに求める骨密度情報には各種のノイズが存在するので、適当な数の隣接画素を単位にまとめて画像処理することにより、平均化してノイズを抑制できるように構成することが好ましい。
あるいは、適当数の画素を含む移動ウィンドウを用いて演算し、移動平均によるノイズ抑制を利用しても良い。
生成した画像を表示するときに、指定された位置における骨密度算出値を数値で表示するようにすると、画像の濃淡や色彩表示に頼らず正確な値が読みとれるので、正しい判定を下すために効果がある。
これらの画像データや数値データは、必要なときに再度表示できるように記憶装置に格納して保存しておくことが好ましい。
In addition, since various kinds of noise exist in the bone density information obtained for each pixel of the X-ray detector or the image memory, the noise is averaged and suppressed by performing image processing on an appropriate number of adjacent pixels as a unit. It is preferable to make it possible.
Alternatively, the calculation may be performed using a moving window including an appropriate number of pixels, and noise suppression by moving average may be used.
When displaying the generated image, if the bone density calculation value at the specified position is displayed numerically, accurate values can be read without depending on the shading and color display of the image, so that correct judgment can be made effective.
These image data and numerical data are preferably stored and stored in a storage device so that they can be displayed again when necessary.
また、Ｘ線発生器にＸ線の実効エネルギーを自動的に調整する機能を備えて、Ｘ線検出器が被検体の骨以外の部分を透過したＸ線の強度を測定した結果に基づいて、発生するＸ線の実効エネルギーを被検体の厚さの変化に対応するように調整できるようにしてもよい。これにより体厚の変化に起因する骨密度測定値の誤差を最小限にできる。被検体の骨以外の部分における透過Ｘ線の強度は、Ｘ線検出器で取得するＸ線透過画像から画像処理によって抽出することができる。 Further, the X-ray generator has a function of automatically adjusting the effective energy of the X-ray, and the X-ray detector measures the intensity of the X-ray transmitted through the part other than the bone of the subject, The effective energy of the generated X-rays may be adjusted so as to correspond to the change in the thickness of the subject. This minimizes errors in bone density measurements due to changes in body thickness. The intensity of transmitted X-rays in a portion other than the bone of the subject can be extracted by image processing from an X-ray transmitted image acquired by an X-ray detector.
撮影中に軟部組織を透過するＸ線量をモニターして、照射するＸ線の実効エネルギーを体厚に応じて調整するようにすると、ビームハードニングによる測定値の補正を最小限に抑えることができる。
なお、たとえば被験者の腸内にガスがあったりするとＸ線透過量が大きくなり体厚が薄いと誤って判定され、Ｘ線の実効エネルギーを過剰に強めることになる。そこで、たとえばＸ線透過率が前の画素と比較して１０％以上変動するときにはそのようなデータをスキップして使用しないようにすることが好ましい。
By monitoring the X-ray dose that passes through the soft tissue during imaging and adjusting the effective energy of the irradiated X-rays according to the body thickness, correction of the measured value by beam hardening can be minimized. .
For example, if there is gas in the intestine of the subject, the X-ray transmission amount increases and it is erroneously determined that the body thickness is thin, and the effective energy of X-rays is excessively increased. Therefore, for example, when the X-ray transmittance varies by 10% or more compared to the previous pixel, it is preferable to skip such data and not use it.
たとえば、被検体の周りを旋回するガントリーなどを使用して、Ｘ線発生装置とＸ線検出器を相対的に固定配置し、Ｘ線発生装置の向きを変化させて被検体に対して２以上の方向からＸ線透過像を取得してこれらに基づいて演算すると、骨密度の３次元分布を求めることができる。
たとえば、最も単純に垂直方向と水平方向の２方向から撮影を行えば、骨の断面を４つに分割した内部の骨密度を評価することが可能となる。
For example, by using a gantry that rotates around the subject, the X-ray generator and the X-ray detector are relatively fixedly arranged, and the orientation of the X-ray generator is changed so that two or more of the subject If an X-ray transmission image is acquired from the direction of and obtained based on these, a three-dimensional distribution of bone density can be obtained.
For example, if imaging is performed in the simplest two directions of the vertical direction and the horizontal direction, it is possible to evaluate the internal bone density obtained by dividing the bone cross section into four.
なお、骨密度分布画像の画像信号に基づいて被検体の位置ごとの骨密度の変化率を算出して骨密度変化率画像を生成して利用しても良い。骨密度変化率も、骨粗鬆症や代謝性骨疾患などの範囲、進行度などを把握するのに役立ち、治療効果や骨折時の治癒過程などを定量的にかつ容易に判定することができる。 Note that a bone density change rate image may be generated and used by calculating the bone density change rate for each position of the subject based on the image signal of the bone density distribution image. The bone density change rate is also useful for grasping the scope and progress of osteoporosis, metabolic bone disease, etc., and can determine quantitatively and easily the therapeutic effect and the healing process at the time of fracture.
本発明の骨密度分布測定機能付きＸ線画像診断装置を実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の骨密度分布測定機能付きＸ線画像診断装置の構成図である。
また、図２はＸ線透過画像を並置した診断画像を模した写真図、図３はＸ線透過画像と骨密度分布画像を重畳した診断画像を模した写真図である。
An X-ray diagnostic imaging apparatus with a bone density distribution measuring function of the present invention will be described based on an embodiment.
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic imaging apparatus with a bone density distribution measuring function of the present invention.
2 is a photographic diagram simulating a diagnostic image in which X-ray transmission images are juxtaposed, and FIG. 3 is a photographic diagram simulating a diagnostic image in which an X-ray transmission image and a bone density distribution image are superimposed.
図１には、被検体である横臥する被験者５の体軸方向（図面上、紙面に垂直な方向）に移動するガントリー３にＸ線発生器１とＸ線検出器２を固定したＸ線画像診断装置が記載されている。
Ｘ線発生器１は管電圧を変えることにより発生するＸ線の実効エネルギーを変化させることができる。なお、エネルギー分布を有するＸ線を発生するＸ線発生器１から放射されるＸ線の光路中に高低両エネルギーに対応したフィルタ４を選択して挿入することによりフィルター４を透過する波長を選択して、異なる実効エネルギーを持つ２種以上のＸ線を生成させるようにしてもよい。
FIG. 1 shows an X-ray image in which an X-ray generator 1 and an X-ray detector 2 are fixed to a gantry 3 that moves in a body axis direction (a direction perpendicular to the paper surface in the drawing) of a subject 5 lying on the subject. A diagnostic device is described.
The X-ray generator 1 can change the effective energy of X-rays generated by changing the tube voltage. The wavelength that passes through the filter 4 is selected by selecting and inserting the filter 4 corresponding to both high and low energy in the optical path of the X-ray emitted from the X-ray generator 1 that generates X-rays having energy distribution. Then, two or more types of X-rays having different effective energies may be generated.
Ｘ線検出器２はＸ線エネルギーを直接的に検出するものであっても良いが、入射するＸ線を蛍光物質などでＸ線強度に対応する強度を持った光に変換しこれをＣＣＤなどの個体撮像素子を用いた光検知器で電気信号に変換して素子における入射Ｘ線強度に対応する信号出力を得るようにしたものが、小型高密度に実装でき高分解能計測が可能になるので好ましい。 The X-ray detector 2 may directly detect the X-ray energy, but the incident X-ray is converted into light having an intensity corresponding to the X-ray intensity with a fluorescent substance or the like, and this is converted into a CCD or the like. A device that uses a solid-state image sensor and converts it to an electrical signal to obtain a signal output corresponding to the incident X-ray intensity at the device can be mounted in a compact and high-density manner, enabling high-resolution measurements. preferable.
本実施例では、ガントリー３が被検体５の体軸方向に移動するように構成するので、Ｘ線検出器２は、被検体５を横断する方向に配設した１次元のラインセンサを用いている。体軸方向に移動しながら体軸に垂直な方向にスキャンすることによって、２次元画像を得ることができる。
２次元Ｘ線センサを使用して、直接的に２次元画像を得るようにしても良いことはいうまでもない。２次元センサを使用した場合は、小面積部分であればＸ線発生器１とＸ線検出器２を静止させたまま骨密度分布測定を行うことができる。
In the present embodiment, since the gantry 3 is configured to move in the body axis direction of the subject 5, the X-ray detector 2 uses a one-dimensional line sensor arranged in a direction crossing the subject 5. Yes. A two-dimensional image can be obtained by scanning in a direction perpendicular to the body axis while moving in the body axis direction.
Needless to say, a two-dimensional image may be directly obtained using a two-dimensional X-ray sensor. When a two-dimensional sensor is used, bone density distribution measurement can be performed while the X-ray generator 1 and the X-ray detector 2 are stationary if the area is a small area.
なお、ガントリー３を移動させながら測定する装置において２種以上のＸ線の実効エネルギーを利用するときは、Ｘ線を切り替えたときにも被検体５における観測部位が変動しないようにするため、１つのＸ線について走査ラインが歩進する間に他のＸ線の走査ラインを入れて、できるだけ短い時間内でＸ線切り替えをし、異なるＸ線を被検体上のできるだけ近い位置で走査させることが好ましい。
また、ガントリー３を停止させて同じ位置でＸ線エネルギーを切り替えては走査をしてエネルギーの異なるＸ線について走査線に沿ったＸ線透過量データを取得し、走査線に沿ったＸ線透過量データを体軸方向に並べて２次元のデータとするようにしてもよい。
Note that when using the effective energy of two or more types of X-rays in an apparatus that measures while moving the gantry 3, the observation site in the subject 5 does not fluctuate even when the X-rays are switched. Another X-ray scanning line is inserted while the scanning line advances with respect to one X-ray, and X-ray switching is performed within the shortest possible time so that different X-rays are scanned as close as possible on the subject. preferable.
In addition, the gantry 3 is stopped, the X-ray energy is switched at the same position, and scanning is performed to acquire X-ray transmission amount data along the scanning line for X-rays having different energies, and X-ray transmission along the scanning line. The quantity data may be arranged in the body axis direction to form two-dimensional data.
骨密度測定をする場合は高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線を照射して少なくとも２個のＸ線撮影画像を取得する必要があり、Ｘ線透過画像による形態的診断をするためのＸ線画像を骨密度測定と異なるエネルギーの下で取得するときには、さらに形態的診断用のＸ線を照射したときのＸ線透過画像を取得するので、ガントリー３を移動する前に都合３回以上Ｘ線エネルギー切り替えをして撮影することになる。
なお、高低いずれかのエネルギーを持ったＸ線によるＸ線撮影画像を形態的診断用Ｘ線透過画像として利用することができるが、この場合はガントリー３を移動するごとに２回だけＸ線エネルギー切り替えを行えば足りることは言うまでもない。
When measuring bone density, it is necessary to acquire at least two X-ray images by irradiating high energy X-rays and low energy X-rays, and X-ray images for morphological diagnosis using X-ray transmission images. X-ray transmission image obtained when X-rays for morphological diagnosis are further irradiated is acquired when the gantry 3 is acquired under an energy different from that of the bone density measurement. Switch and shoot.
Note that an X-ray image obtained by X-rays having either high or low energy can be used as an X-ray transmission image for morphological diagnosis. In this case, X-ray energy is used only twice each time the gantry 3 is moved. It goes without saying that switching is sufficient.
Ｘ線検出器２から得られる信号は画像処理装置６に送られる。画像処理装置６は、Ｘ線検出器２と接続される入力装置１１、Ｘ線透過像を格納する画像メモリ装置１２，１３、内部メモリを備えた演算装置１４、画像表示のための画像メモリ１５、画像表示装置７と接続する入力装置１６などから構成され、画像データ処理機能、画像データ格納機能、画像表示装置７に画像を表示するための画像表示機能、骨密度算出のためのデータ演算処理機能を備える。
画像表示装置７は、画像を表示すると共に、タッチパネルやマウスなどのポインティングデバイスと、キーボードやキーパッドなどの入力装置を用いて、操作者が必要な指示を与えることができるようになっている。
A signal obtained from the X-ray detector 2 is sent to the image processing device 6. The image processing device 6 includes an input device 11 connected to the X-ray detector 2, image memory devices 12 and 13 for storing X-ray transmission images, an arithmetic device 14 having an internal memory, and an image memory 15 for image display. And an input device 16 connected to the image display device 7, etc., and an image data processing function, an image data storage function, an image display function for displaying an image on the image display device 7, and a data calculation process for bone density calculation It has a function.
The image display device 7 displays an image, and an operator can give necessary instructions using a pointing device such as a touch panel and a mouse, and an input device such as a keyboard and a keypad.
たとえば、被験者５の全体骨格について骨密度計測を行う場合は、ガントリー３の間に設けたベッドに被験者５を横臥させて、ガントリー３を被験者５の体軸方向に移動しながら骨のＸ線透過画像を得る。骨のＸ線透過像は、ガントリー３を刻みごとに停止しては、高低２つの実効エネルギー水準に調整したＸ線を切り替えて照射して、走査線に沿って取得した１次元のＸ線透過量情報を体軸方向に集積することにより、高低２つの実効エネルギーのＸ線についてそれぞれ生成される。 For example, when bone density measurement is performed on the entire skeleton of the subject 5, the subject 5 lies on a bed provided between the gantry 3, and the X-ray transmission of bone is performed while moving the gantry 3 in the body axis direction of the subject 5. Get an image. X-ray transmission image of bone is a one-dimensional X-ray transmission acquired along the scanning line by irradiating the gantry 3 at every step and switching and irradiating the X-ray adjusted to two effective energy levels. By collecting the quantity information in the body axis direction, high and low effective energy X-rays are respectively generated.
生成した２つのＸ線透過画像は骨密度算出用の画像メモリ１２に格納される。また、同時に測定されたＸ線透過画像は、形態観察用画像メモリ１３に格納される。なお、骨密度算出用に測定した高エネルギーＸ線あるいは低エネルギーＸ線照射時の透過Ｘ線像を形態観察用のＸ線透過画像として利用しても良い。
演算装置１４は、適当な時に、骨密度算出用画像メモリ１２から画像データを読み出して、２枚の画像上の対応する位置にある画素におけるＸ線強度に基づいて、いわゆるＤＸＡ法など既に知られている算法によって骨密度を算出し、演算が終了すると対象部分について骨密度の分布図を作成することができる。
骨密度は、１個の画素ごとに算出する代わりに、適当数の画素を単位としてその単位ごとに平均値を使って算出しても良い。また、移動平均法を用いてノイズを抑制しながら算出しても良い。
The two generated X-ray transmission images are stored in the image memory 12 for bone density calculation. Further, the X-ray transmission images measured at the same time are stored in the morphology observation image memory 13. In addition, you may utilize the transmission X-ray image at the time of the high energy X-ray or low energy X-ray irradiation measured for bone density calculation as an X-ray transmission image for form observation.
The arithmetic unit 14 reads out image data from the bone density calculation image memory 12 at an appropriate time, and is already known, such as a so-called DXA method, based on the X-ray intensity at pixels at corresponding positions on the two images. The bone density is calculated by the calculated algorithm, and when the calculation is completed, a distribution map of the bone density can be created for the target portion.
Instead of calculating the bone density for each pixel, the bone density may be calculated using an average value for each unit of an appropriate number of pixels. Moreover, you may calculate, suppressing noise using a moving average method.
ＤＸＡ法は、実効エネルギーの異なる２つのＸ線を使って、それぞれ骨を通過するときのＸ線の強度変化と軟部組織のみを通過するときのＸ線の強度変化を測定し、高低エネルギーＸ線の骨における質量減弱係数の比Ｒｂと軟部組織における質量減弱係数の比Ｒｓと、骨あるいは軟部組織におけるいずれかのＸ線の減弱係数の値、たとえば低エネルギーＸ線の骨における質量減弱係数μbＬを知ることにより、軟部組織中の骨の骨密度を算出するものである。 The DXA method uses two X-rays with different effective energies to measure changes in X-ray intensity when passing through bone and X-ray intensity change only when passing through soft tissue, respectively. The ratio R b of the mass attenuation coefficient in the bone of the bone, the ratio R s of the mass attenuation coefficient of the soft tissue, the value of the attenuation coefficient of any X-ray in the bone or soft tissue, for example, the mass attenuation coefficient in the bone of low energy X-ray By knowing μ bL , the bone density of the bone in the soft tissue is calculated.
骨の密度ρ厚さｔであれば、下式のような関係があることが知られている。
ｔρ＝(ln(IＯＨ/IｂＨ)−Rｓln(IＯL/IｂＬ))/(μbＬ(Rｂ−Rｓ))
ここで、lnは対数を表し、IＯは入射するＸ線の強度、Iｂは骨の存在する部分を透過したＸ線の強度、添え字Ｈ、Ｌはそれぞれ高エネルギーＸ線、低エネルギーＸ線を表す。
実際の演算方法は、上に述べた基本的原理式に基づいた種々の手法があり、精度や画像の分解能を向上させる工夫が施されている。
If the bone density ρ thickness t, it is known that there is a relationship as shown in the following equation.
tρ = (ln (I OH / I bH) -R s ln (I OL / I bL)) / (μ bL (R b -R s))
Here, ln represents a logarithm, I O is the intensity of the incident X-ray, I b is the intensity of the X-ray transmitted through the portion where the bone exists, and the subscripts H and L are the high energy X-ray and the low energy X, respectively. Represents a line.
Actual calculation methods include various methods based on the basic principle formulas described above, and are devised to improve accuracy and image resolution.
骨密度分布図は、たとえば密度に従った色分けによって表現するなど直感的に分布を把握しやすい画面にすることが好ましい。骨密度分布画像は表示装置に表示するため表示用画像メモリ１５に格納しておく。骨密度の変化率を算出するときは骨密度分布画像を図示していない中間的な画像メモリに格納しておいてもよい。 The bone density distribution diagram is preferably a screen that makes it easy to grasp the distribution intuitively, for example, by color-coding according to density. The bone density distribution image is stored in the display image memory 15 for display on the display device. When calculating the bone density change rate, the bone density distribution image may be stored in an intermediate image memory (not shown).
図２は、Ｘ線透過画像と骨密度分布画像を隣り合わせて表示装置７に表示する様子を表す写真図である。左の部分に表したＸ線透過画像から骨の形態が読みとれ、右の部分に表した骨密度分布画像から形態上の特徴がある部分あるいは注目したい部分における骨密度の状態が読みとれる。Ｘ線透過画像と骨密度分布画像は同じＸ線検出器により取得された画像に基づいて作成されたものであり、被検体の位置関係が全く合致しているので、両者は正確に対比することができる。
このように、骨密度の分布状態をすぐ隣のＸ線透過図と対比して確認することができるので、骨の細部について的確な診断が可能になる。
なお、骨密度分布画像は骨密度に応じて適当な色を対応させて、いわゆるレインボーカラー表示として、直感的な状態把握ができるようにすることが好ましい。
FIG. 2 is a photographic diagram showing how the X-ray transmission image and the bone density distribution image are displayed side by side on the display device 7. The bone morphology is read from the X-ray transmission image shown in the left part, and the bone density state in the part having the morphological feature or the part to be noticed is read from the bone density distribution image shown in the right part. The X-ray transmission image and the bone density distribution image are created based on the image acquired by the same X-ray detector, and the positional relationship of the subject is exactly the same. Can do.
Thus, since the distribution state of the bone density can be confirmed in comparison with the adjacent X-ray transmission diagram, the bone can be diagnosed accurately.
In addition, it is preferable that the bone density distribution image corresponds to an appropriate color according to the bone density so that an intuitive state can be grasped as a so-called rainbow color display.
また、図３は、骨密度分布画像とＸ線透過画像を重ねて表示装置に表示する様子を表す写真図である。２つの画像は被検体を同一位相で観察したものであるので、両画像に位置の不整合がなく、完全に重畳することができる。
このような表示方法では、骨の形態図と骨密度図が完全に重なっているので、２つの位置関係が極めて正確に把握でき、骨のごく細部の状態まで正しく観察でき、正確な診断が可能になる。
FIG. 3 is a photographic diagram showing how the bone density distribution image and the X-ray transmission image are superimposed and displayed on the display device. Since the two images are obtained by observing the subject with the same phase, both images have no positional mismatch and can be completely superimposed.
In such a display method, the bone morphological diagram and the bone density diagram are completely overlapped, so the two positional relationships can be grasped very accurately, and even the fine details of the bone can be observed correctly, enabling accurate diagnosis. become.
なお、画像表示装置７により骨の位置を指定すると、その部位における骨密度を数値で表示するようにしてもよい。また、部位ごとに年齢、性別、人種などの条件にしたがった一般的な平均値あるいは基準値を調べておいて、測定結果をこの基準値と比較したときの判定を表示するようにしても良い。
なお、骨密度分布データから隣接する部分の比較によって骨密度の変化率を算出して表示することができる。骨密度の絶対値ばかりでなく、その変化率も利用することにより疾患の特性をより正確に把握することができる。
When the position of the bone is designated by the image display device 7, the bone density at the site may be displayed as a numerical value. In addition, for each part, a general average value or reference value according to conditions such as age, sex, race, etc. is examined, and the determination when the measurement result is compared with this reference value is displayed. good.
Note that the bone density change rate can be calculated and displayed by comparing adjacent portions from the bone density distribution data. By utilizing not only the absolute value of bone density but also its rate of change, the characteristics of the disease can be grasped more accurately.
さらに、ガントリー３を被験者５の横臥するベッドの周囲で旋回するようにして、複数の方向からＸ線撮影を行って骨密度の３次元分布を測定するようにすることができる。最も簡単な３次元骨密度分布測定の例として、垂直と水平の２方向から撮影を行えば、骨の内部を４分割したそれぞれについて骨密度を算定することが可能になる。撮影方向を増加していくと、やがてＣＴ撮影と同等の立体撮影ができるようになる。 Further, the three-dimensional distribution of bone density can be measured by performing X-ray imaging from a plurality of directions by turning the gantry 3 around the bed lying on the subject 5. As an example of the simplest three-dimensional bone density distribution measurement, if photographing is performed from two directions, vertical and horizontal, it is possible to calculate the bone density for each of the four parts inside the bone. As the imaging direction increases, stereoscopic imaging equivalent to CT imaging can be performed.
以上説明したように、本発明の骨密度分布測定機能付きＸ線画像診断装置によって、骨の形態的状態と骨密度の関係が正確に把握でき、骨粗鬆症や代謝性骨疾患など骨の疾患の分布範囲や進行状態、治療効果や骨折時の治癒過程などを容易に定量的判定をすることができる。 As described above, the X-ray image diagnostic apparatus with bone density distribution measurement function of the present invention can accurately grasp the relationship between the morphological state of bone and bone density, and the distribution of bone diseases such as osteoporosis and metabolic bone diseases. Range, progress, treatment effect, healing process at the time of fracture, etc. can be easily quantitatively determined.
１ Ｘ線発生器
２ Ｘ線検出器
３ ガントリー
４ フィルタ
５ 被検体（被験者）
６ 画像処理装置
７ 画像表示装置
１１ 入力装置
１２，１３，１５ 画像メモリ
１４ 演算装置
１６ 入力装置
1 X-ray generator 2 X-ray detector 3 Gantry 4 Filter 5 Subject (subject)
6 Image Processing Device 7 Image Display Device 11 Input Device 12, 13, 15 Image Memory 14 Arithmetic Device 16 Input Device
Claims (11)
The X-ray image diagnostic apparatus with a bone density distribution measurement function according to any one of claims 1 to 10, wherein a bone density change rate for each position of the subject is calculated based on an image signal of the bone density distribution image. An X-ray diagnostic imaging apparatus with a bone density distribution measuring function, wherein a bone density change rate image is acquired and displayed.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128036A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | 日立アロカメディカル株式会社 | Bone density measurement device |
| WO2012128031A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 日立アロカメディカル株式会社 | Bone diagnosis image display device |
| WO2013187150A1 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | Medical image system and medical image processing device |
| JP2015019789A (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 日立アロカメディカル株式会社 | X-ray measurement apparatus |
| JP2018030017A (en) * | 2012-04-19 | 2018-03-01 | オブシェストボ エス オグラノチェノイ オトヴェツトヴェノスチウ “パラファーム” | Apparatus for diagnosing osteoporosis by method for checking processes of closing cavity lesions for assessing effectiveness of various osteoprotectors |
| JP2018192053A (en) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 富士フイルム株式会社 | Image processing apparatus, radiographic system, image processing method, and image processing program |
| CN110074803A (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 株式会社岛津制作所 | Bone densitometry device and bone density method for imaging |
| JP2020116295A (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 株式会社日立製作所 | Medical x-ray measurement apparatus and program |
-
2003
- 2003-07-18 JP JP2003276798A patent/JP2005034539A/en active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128036A1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | 日立アロカメディカル株式会社 | Bone density measurement device |
| JP2012192118A (en) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Bone density measuring apparatus |
| CN103442638A (en) * | 2011-03-18 | 2013-12-11 | 日立阿洛卡医疗株式会社 | Bone density measurement device |
| WO2012128031A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | 日立アロカメディカル株式会社 | Bone diagnosis image display device |
| JP2012196401A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Bone diagnosis image display apparatus |
| CN103442640A (en) * | 2011-03-23 | 2013-12-11 | 日立阿洛卡医疗株式会社 | Bone diagnosis image display device |
| JP2018030017A (en) * | 2012-04-19 | 2018-03-01 | オブシェストボ エス オグラノチェノイ オトヴェツトヴェノスチウ “パラファーム” | Apparatus for diagnosing osteoporosis by method for checking processes of closing cavity lesions for assessing effectiveness of various osteoprotectors |
| JPWO2013187150A1 (en) * | 2012-06-11 | 2016-02-04 | コニカミノルタ株式会社 | Medical image system and medical image processing apparatus |
| US9510799B2 (en) | 2012-06-11 | 2016-12-06 | Konica Minolta, Inc. | Medical imaging system and medical image processing apparatus |
| WO2013187150A1 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | Medical image system and medical image processing device |
| JP2015019789A (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-02 | 日立アロカメディカル株式会社 | X-ray measurement apparatus |
| JP2018192053A (en) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | 富士フイルム株式会社 | Image processing apparatus, radiographic system, image processing method, and image processing program |
| CN110074803A (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 株式会社岛津制作所 | Bone densitometry device and bone density method for imaging |
| CN110074803B (en) * | 2018-01-25 | 2023-06-13 | 株式会社岛津制作所 | Bone mineral density measuring device and bone mineral density photographing method |
| JP2020116295A (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 株式会社日立製作所 | Medical x-ray measurement apparatus and program |
| JP7112343B2 (en) | 2019-01-28 | 2022-08-03 | 富士フイルムヘルスケア株式会社 | Medical X-ray measuring device and program |
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