JP2008206560A - Bone salt quantity measuring apparatus - Google Patents

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JP2008206560A JP2007043664A JP2007043664A JP2008206560A JP 2008206560 A JP2008206560 A JP 2008206560A JP 2007043664 A JP2007043664 A JP 2007043664A JP 2007043664 A JP2007043664 A JP 2007043664A JP 2008206560 A JP2008206560 A JP 2008206560A
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不可依 豊福
Zenji Higashida
善治 東田
Kenji Tokumori
謙二 徳森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bone salt quantity measuring apparatus enabling simple bone salt determination which can be widely used for medical examinations with less burdens even for an elderly person or the like and realizing measurement accuracy which can be utilized for early detection of osteoporosis and follow-up for treatment. <P>SOLUTION: The bone salt quantity measuring apparatus for photographing the X-ray image of an object H and measuring the bone salt quantity of the object H on the basis of obtained image data is provided with an X-ray source 8 for irradiating the object H with X-rays, an X-ray detector 11 for recording the X-ray image corresponding to the irradiated X-ray dose and a water tank 30 for holding a liquid object 31 for including the object H during photographing. The X-ray source 8 is a molybdenum anode X-ray tube, and the X-ray detector 11 is arranged such that a dynamic range is 3 digits or more and a distance from the object H is 15 cm or more. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、骨塩量測定装置に係り、特に、単一エネルギーX線を用いて骨塩量を測定する骨塩量測定装置に関する。   The present invention relates to a bone mineral content measuring device, and more particularly to a bone mineral content measuring device that measures bone mineral content using single energy X-rays.

従来、医療現場において、骨粗鬆症の診断を行うために、骨塩量の測定(骨塩定量)が行われている。この骨塩量の測定に用いられる骨塩定量法としては、例えば、二重エネルギーX線吸収法(Dual X-ray Absorptiometry:DXA法)、定量的超音波骨密度測定法(Quantitative Ultrasound :QUS法)、定量的X線CT検査法(Quantitative Computed Tomography:QCT法)、単一エネルギーX線吸収法(Single X-ray Absorptiometry:SXA法)等が知られており、現在は、このうち二重エネルギーX線吸収法が骨塩量の測定の標準的方法となっている。   Conventionally, in order to diagnose osteoporosis at a medical site, bone mineral content measurement (bone mineral content determination) has been performed. Examples of the bone mineral quantification method used for measuring the bone mineral content include a dual energy X-ray absorption method (Dual X-ray Absorptiometry: DXA method) and a quantitative ultrasonic bone density measurement method (Quantitative Ultrasound: QUS method). ), Quantitative X-ray CT examination (Quantitative Computed Tomography: QCT), single energy X-ray absorption (Single X-ray Absorptiometry: SXA), etc. The X-ray absorption method has become a standard method for measuring bone mineral content.

具体的には、例えば、二重エネルギーX線吸収法を用いるものとしては、エネルギーが異なる放射線を照射して得られた複数の画像間でエネルギーサブトラクションを行うことにより差信号の画像信号を取得し、主走査方向及び/又は副走査方向で平均化処理した補正用の画像信号と前記差信号との間で引き算をして補正差分信号を得て、この補正差分信号により骨塩定量分析を行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Specifically, for example, in the case of using a dual energy X-ray absorption method, an image signal of a difference signal is acquired by performing energy subtraction between a plurality of images obtained by irradiating radiation having different energies. Then, subtraction is performed between the image signal for correction averaged in the main scanning direction and / or sub-scanning direction and the difference signal to obtain a correction difference signal, and bone mineral quantitative analysis is performed using the correction difference signal. A method is known (see, for example, Patent Document 1).

また、定量的X線CT検査法を用いるものとしては、CT断層画像を所得して、このCT断層画像から弁別抽出された特定骨組織における各画素ごとのCT値から骨密度を演算する装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   As an apparatus using a quantitative X-ray CT examination method, there is an apparatus for calculating a bone density from a CT value for each pixel in a specific bone tissue obtained by discriminating and extracting a CT tomographic image. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

また、単一エネルギーX線吸収法を用いて骨塩量を測定する手段としては、単一エネルギーのX線を被検体に照射して、被検体のX線吸収値を測定するにあたり、連続X線を単色化するのに単一の金属材料のみからなる1種類のフィルタを用い、フィルタの厚さ、コリメータの径、管電圧及び電流の最適化を図ることによって、簡易な構成でX線を単色化する骨塩量測定装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   As a means for measuring bone mineral content using the single energy X-ray absorption method, the X-ray absorption value of the subject is measured by irradiating the subject with single energy X-rays. Using a single type of filter made of only a single metal material to make the line monochromatic, and optimizing the filter thickness, collimator diameter, tube voltage and current, X-rays can be produced with a simple configuration. A bone mineral content measuring device that is monochromatic has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

さらに、骨密度測定時には絞り装置の下方に単色化手段が配置されるように骨密度アダプタを移動させ、一般X線撮影時には絞り装置の下方から単色化手段が退避するように骨密度アダプタを移動させることにより1台の装置で骨密度測定と一般X線撮影とができるようにしている骨密度測定機能付きX線撮影装置が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
特開平5−111480号公報 特開2005−192657号公報 特開2005−319236号公報 特開平10−314154号公報
Further, when measuring bone density, the bone density adapter is moved so that the monochromator is arranged below the diaphragm device, and when performing general X-ray imaging, the bone density adapter is moved so that the monochromator is retracted from below the diaphragm device. Thus, there has been proposed an X-ray imaging apparatus with a bone density measuring function that enables bone density measurement and general X-ray imaging with one apparatus (see, for example, Patent Document 4).
JP-A-5-111480 JP 2005-192657 A JP 2005-319236 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-314154

ところで、骨粗鬆症は高齢化にともなって増加し、高齢者の骨折、とくに大腿骨頚部骨折は、寝たきりに結びつく可能性が高い。特に40歳以上の女性では急激に骨塩量が低下し、0.70g/cm以下になると骨折を起こし易くなるといわれている。骨粗鬆症の患者が増加することは、個々の患者の生活に支障をきたすことはもちろん、高齢者人口が増加する日本においては医療費の増加に拍車をかけることとなり大きな問題である。 By the way, osteoporosis increases with aging, and fractures of elderly people, especially femoral neck fractures, are likely to be bedridden. In particular, it is said that in women over 40 years old, the amount of bone mineral is drastically reduced, and when it becomes 0.70 g / cm 2 or less, fractures are likely to occur. Increasing the number of patients with osteoporosis is not only a problem for individual patients, but also a major problem in Japan, where the elderly population is increasing, which has spurred an increase in medical expenses.

骨粗鬆症は適当な運動を行い、食事から充分なカルシウムを摂取することにより、かなり予防できると言われている。そこで個々人が早期に自らの骨塩量を正確に把握して、骨粗鬆症の予防に努めることが重要である。したがって今日骨塩定量の検診が行われるようになりつつある。   It is said that osteoporosis can be considerably prevented by appropriate exercise and taking enough calcium from the diet. Therefore, it is important for individuals to accurately grasp their own bone mineral amount at an early stage and strive to prevent osteoporosis. Therefore, today, bone mineral quantification is being screened.

しかし、骨塩量の変化はごくわずかであり、骨粗鬆症の予防、早期発見のための骨塩定量の測定誤差は1%前後が求められている。また、充分にカルシウムを摂取して適切な運動を続けたとしても、骨塩量の増加は1年に0.5%程度と考えられており、骨粗鬆症の予防、早期発見及び治療を適切に行うためには、少なくとも数年におよぶ長期間にわたって定期的に骨塩定量の検診を行い、経過を観察することが好ましい。そこで、骨粗鬆症の予防、早期発見等のためには、簡便に骨塩量の測定を行えるようにすることが求められる。
また、骨粗鬆症は、前述のように高齢者が多く罹患する疾患であるため、できるだけ検査を受ける者に負担をかけないようにして骨塩量の測定を行うことが好ましい。
However, the change in the amount of bone mineral is very small, and the measurement error of bone mineral content measurement for prevention and early detection of osteoporosis is required to be around 1%. Moreover, even if calcium is sufficiently ingested and proper exercise is continued, the increase in bone mineral content is considered to be about 0.5% per year, and osteoporosis prevention, early detection and treatment are appropriately performed. For this purpose, it is preferable to periodically conduct a bone mineral content examination for a long period of at least several years and observe the progress. Therefore, it is required to be able to easily measure the amount of bone mineral for prevention of osteoporosis, early detection, and the like.
In addition, since osteoporosis is a disease that affects a large number of elderly people as described above, it is preferable to measure the amount of bone mineral in such a way as to minimize the burden on those who undergo examination.

しかしながら、二重エネルギーX線吸収法は、測定精度は優れているが測定に数分以上の時間がかかるとの欠点がある。このため、高齢者が定期的に行う検診の手法としては好ましくない。また、二重エネルギーX線吸収法の場合には、骨塩量の測定と同時に高分解能の画像として情報を得ることはできない。
定量的X線CT検査法は、立体的に情報を得ることができるが、被曝線量が多いという欠点があり、検診(特に長期間にわたって定期的に行う検診)には適していない。
さらに、超音波装置を用いる定量的超音波骨密度測定法については、測定精度などの問題があり、検診利用の有効性の評価が始まったばかりであり、未だ実用には適さない。
However, the dual energy X-ray absorption method has a drawback that it takes several minutes or more to measure although the measurement accuracy is excellent. For this reason, it is not preferable as a screening method regularly performed by the elderly. In addition, in the case of the dual energy X-ray absorption method, information cannot be obtained as a high-resolution image simultaneously with the measurement of the bone mineral content.
The quantitative X-ray CT examination method can obtain information three-dimensionally, but has a drawback that the exposure dose is large, and is not suitable for examination (especially examination regularly performed over a long period of time).
Furthermore, the quantitative ultrasonic bone densitometry using an ultrasonic device has problems such as measurement accuracy, and the evaluation of the effectiveness of medical examination has just begun, and is not yet suitable for practical use.

これらに対して、単一エネルギーX線吸収法は、X線フィルム等を用いて被検体を撮影することにより骨塩量の測定を行うことができ、もっとも簡便に骨塩定量が可能な手法である。しかし、測定精度が低いため、現在では他の方法の補助的役割を担っているにすぎず、この手法単独では骨粗鬆症の早期発見、進行具合の確認といった医学的利用には耐えられないとの問題がある。   On the other hand, the monoenergetic X-ray absorption method can measure the amount of bone mineral by photographing a subject using an X-ray film or the like, and is the most simple method for bone mineral quantification. is there. However, because the measurement accuracy is low, it currently only plays an auxiliary role in other methods, and this method alone cannot be used for medical applications such as early detection of osteoporosis and confirmation of progress. There is.

そこで、本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、高齢者等であっても負担が少なく、広く検診に用いることができる簡便な骨塩定量が可能であり、かつ、骨粗鬆症の早期発見及び治療のための経過観察に利用可能な測定精度を実現することのできる骨塩量測定装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is possible to perform simple bone mineral quantification that can be used for a wide range of medical examinations with less burden even for elderly people and the like. An object of the present invention is to provide a bone mineral content measuring apparatus capable of realizing measurement accuracy usable for follow-up observation for early detection and treatment of osteoporosis.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の骨塩量測定装置は、
被検体のX線画像を撮影し、得られた画像データに基づいて前記被検体の骨塩量を測定する骨塩量測定装置であって、
前記被検体に対してX線を照射するX線源と、
前記X線源から照射され入射したX線量に応じたX線画像を記録するX線検出器と、
撮影時に前記被検体を内包する液状物を保持する液状物保持部材と、を備え、
前記X線源は、モリブデン陽極X線管であり、
前記X線検出器は、ダイナミックレンジが3桁以上であって、前記被写体との距離が15cm以上離れるように配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the bone mineral content measuring device according to claim 1,
A bone mineral content measuring apparatus for taking an X-ray image of a subject and measuring the bone mineral content of the subject based on the obtained image data,
An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for recording an X-ray image corresponding to the incident X-ray dose irradiated from the X-ray source;
A liquid material holding member for holding a liquid material containing the subject at the time of imaging,
The X-ray source is a molybdenum anode X-ray tube;
The X-ray detector is characterized in that the dynamic range is 3 digits or more and the distance from the subject is 15 cm or more.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の骨塩量測定装置において、
前記X線源は、管電圧が20kVp以上、39kVp以下に設定されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the bone mineral content measuring device according to claim 1,
The X-ray source is characterized in that a tube voltage is set to 20 kVp or more and 39 kVp or less.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の骨塩量測定装置において、
前記X線検出器のダイナミックレンジは、7桁以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the bone mineral content measuring device according to claim 1 or 2,
The dynamic range of the X-ray detector is 7 digits or less.

請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の骨塩量測定装置において、
前記X線検出器は、前記被検体との距離が1m以下となるように配置されていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the bone mineral content measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The X-ray detector is arranged so that a distance from the subject is 1 m or less.

請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の骨塩量測定装置において、
人体の手指又は足であることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the bone mineral content measuring device according to any one of claims 1 to 4,
It is a human finger or foot.

請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の骨塩量測定装置において、
乳房画像を撮影する乳房画像撮影装置を兼ねることができることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the bone mineral content measuring device according to any one of claims 1 to 5,
It can also serve as a breast image photographing device for photographing a breast image.

単一エネルギーX線吸収法によって骨塩量を測定する場合には、被検体に対して単色X線を照射する必要があるが、請求項1に記載の発明によれば、強い特性X線を放射し、タングステン陽極のX線管に比べて単色性に優れたモリブデン陽極X線管をX線源として用いるので、正確な骨塩量の測定を行うことができる。
また、X線が物体(被検体)を透過すると2次X線として色々なエネルギーをもつ散乱X線が生じ、この散乱X線はX線画像においてノイズとなる。この点、被検体からX線検出器を15cm以上離すことにより、いわゆるグレーデル効果によって1次X線量を減らすことなく散乱X線を低減することができ、X線検出器によってより単色性に優れたX線による透過X線量を捉えることができる。
また、X線検出器のダイナミックレンジが2桁程度の場合には、特に低エネルギーのX線を照射した場合にX線吸収の大きい骨部において十分な画像コントラストを得ることができず、骨塩量の正確な測定が困難であるが、本発明ではX線検出器のダイナミックレンジが3桁以上と広いため、骨部で大きく低下するX線についても十分に計測可能となり、骨塩量の測定精度を上げることができるとの効果を奏する。
When measuring the amount of bone mineral by the single energy X-ray absorption method, it is necessary to irradiate the subject with monochromatic X-rays. According to the invention described in claim 1, strong characteristic X-rays are emitted. Since a molybdenum anode X-ray tube that radiates and has excellent monochromaticity as compared with an X-ray tube of a tungsten anode is used as an X-ray source, an accurate measurement of bone mineral content can be performed.
Further, when X-rays pass through an object (subject), scattered X-rays having various energies are generated as secondary X-rays, and these scattered X-rays become noise in the X-ray image. In this regard, by separating the X-ray detector by 15 cm or more from the subject, scattered X-rays can be reduced without reducing the primary X-ray dose due to the so-called Gradel effect, and the monochromaticity is more excellent with the X-ray detector. The X-ray transmission X-ray dose can be captured.
In addition, when the dynamic range of the X-ray detector is about two digits, sufficient image contrast cannot be obtained in a bone portion having a large X-ray absorption particularly when irradiated with low-energy X-rays. Although accurate measurement of the amount is difficult, in the present invention, since the dynamic range of the X-ray detector is as wide as 3 digits or more, X-rays that greatly decrease in the bone can be measured sufficiently, and the bone mineral content can be measured. There is an effect that the accuracy can be increased.

X線源の管電圧が低すぎると、被写体にX線を照射しても、X線が骨部にほとんど吸収されて骨塩量の測定に必要な透過X線量が得られない。
この点、請求項2に記載の発明によれば、管電圧が20kVp以上であるため、骨塩量の測定に必要な透過X線量を得ることができるとの効果を奏する。
他方で、管電圧が39kVpを超えると18keVの特性X線以外の制動放射X線が必要以上に増加して測定精度が劣化するが、本発明によれば、管電圧が39kVp以下に設定されているので、測定精度を劣化させることもない。
If the tube voltage of the X-ray source is too low, even if the subject is irradiated with X-rays, the X-rays are almost absorbed by the bone part and the transmitted X-ray dose necessary for measuring the bone mineral content cannot be obtained.
In this respect, according to the invention described in claim 2, since the tube voltage is 20 kVp or more, there is an effect that the transmitted X-ray dose necessary for measuring the bone mineral content can be obtained.
On the other hand, when the tube voltage exceeds 39 kVp, the bremsstrahlung X-rays other than the 18 keV characteristic X-rays increase more than necessary and the measurement accuracy deteriorates. However, according to the present invention, the tube voltage is set to 39 kVp or less. Therefore, the measurement accuracy is not degraded.

請求項3に記載の発明によれば、X線検出器のダイナミックレンジは7桁以下であるので、画像データ処理に費やす時間が短く、また、装置コストも安価に抑えることができるとの効果を奏する。   According to the third aspect of the present invention, since the dynamic range of the X-ray detector is 7 digits or less, the time spent for image data processing is short, and the apparatus cost can be reduced. Play.

請求項4に記載の発明によれば、X線検出器と被写体との間の距離が1m以下となっているため、X線検出器が検出すべきX線量が大きく低下することがなく、骨塩量の測定精度が高くなる。また、X線検出器と被写体との間の距離が短いため、装置の小型化を実現することができるとの効果を奏する。   According to the fourth aspect of the present invention, since the distance between the X-ray detector and the subject is 1 m or less, the X-ray dose to be detected by the X-ray detector is not greatly reduced, and the bone Increases the accuracy of salt measurement. Further, since the distance between the X-ray detector and the subject is short, there is an effect that the apparatus can be downsized.

請求項5に記載の発明によれば、被検体が人体の手指又は足であるため、臥位で撮影を行う等ではなく、例えば被写体台の上に手をかざして検査を行うような簡易な手法によって骨塩量の測定を行うことができる。このため、被検者に対する負担が少なく、例えば被検者が高齢者である場合等でも骨塩量の測定を簡便に行うことができるとの効果を奏する。   According to the fifth aspect of the present invention, since the subject is a human finger or foot, it is not necessary to take an image in a recumbent position, for example, a simple test in which an examination is performed by holding a hand over a subject table. The bone mineral content can be measured by the technique. For this reason, there is little burden on the subject, and there is an effect that the bone mineral content can be easily measured even when the subject is an elderly person, for example.

請求項6に記載の発明によれば、乳癌検診等を行うのに用いられる乳房画像撮影装置と骨塩定量検査を行う装置とを1台で兼ねることができる。この点、特に骨粗鬆症を発症しやすい40歳を越える女性については乳癌検診が推奨されており、毎年か、少なくとも2年ごとに乳癌検診が行われている。このため、例えば乳癌検診を行う被検者においては、乳癌検診の際に併せて骨塩定量検査を行うことができ、簡便に骨塩定量検査の検診をうけることができるとの効果を奏する。
特に、近年、乳房画像撮影装置については位相コントラスト撮影可能に構成する技術が知られており(例えば特開2001−238871参照)、この撮影にはモリブデン陽極X線管が用いられ、さらに位相コントラストを得るために被写体とX線検出器との間を離して撮影可能となっているため、散乱X線を低減させるグレーデル効果を得ることができる。また、このような装置では拡大撮影を行うためにX線強度が大きく落ちるため、ダイナミックレンジが4桁のCRカセッテ等が用いられている。このため、このような乳房画像撮影装置を用いて骨塩量の測定を行うことにより、装置台数を増やすことなく、簡易かつ正確に骨塩定量検査を行うことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to use both a breast imaging apparatus used for breast cancer screening and the like and a bone mineral quantitative examination apparatus as a single unit. In this regard, breast cancer screening is recommended for women over the age of 40 who are particularly prone to develop osteoporosis, and breast cancer screening is performed every year or at least every two years. For this reason, for example, in a subject who performs breast cancer screening, bone mineral content quantitative examination can be performed at the time of breast cancer screening, and the bone mineral content quantitative examination can be easily performed.
Particularly, in recent years, a technique for configuring a phase contrast imaging is known for a mammography apparatus (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-238871), and a molybdenum anode X-ray tube is used for this imaging, and phase contrast is further improved. In order to obtain the image, the subject and the X-ray detector can be photographed apart from each other, so that a Gradel effect that reduces scattered X-rays can be obtained. Further, in such an apparatus, since the X-ray intensity is greatly reduced in order to perform magnified imaging, a CR cassette or the like having a dynamic range of 4 digits is used. Therefore, by measuring the bone mineral content using such a mammography apparatus, it is possible to perform a bone mineral quantitative examination simply and accurately without increasing the number of apparatuses.

以下に、図1から図10を参照しつつ、本発明に係る骨塩量測定装置1の一実施形態について説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。   Below, one Embodiment of the bone mineral content measuring apparatus 1 which concerns on this invention is described, referring FIGS. 1-10. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

図1及び図2に、本実施形態における骨塩量測定装置1の構成例を示す。なお、骨塩量測定装置1は、例えば図示しないスイッチングハブ等を介してLAN(Local Area Network)等の通信ネットワーク(図示せず。以下単に「ネットワーク」という。)に接続されており、このネットワークに接続された端末装置(図示せず)のモニタ等に骨塩量測定装置1によって測定された骨塩量の測定結果を表示させたり、測定結果をネットワークに接続された出力装置(図示せず)からフィルム出力させること等ができるようになっていてもよい。   FIG.1 and FIG.2 shows the structural example of the bone mineral content measuring apparatus 1 in this embodiment. The bone mineral content measuring device 1 is connected to a communication network (not shown; hereinafter simply referred to as “network”) such as a LAN (Local Area Network) via a switching hub (not shown), for example. The measurement result of the bone mineral content measured by the bone mineral content measuring device 1 is displayed on a monitor or the like of a terminal device (not shown) connected to the network, or the measurement result is output to an output device (not shown) connected to the network. ) May be output from a film.

なお、骨塩量測定装置1の構成は、ここに例示したものに限定されず、例えば、骨塩量測定装置1によって骨塩量の測定結果の出力(表示又はフィルム出力等)をも行うように構成してもよい。   In addition, the structure of the bone mineral content measuring apparatus 1 is not limited to what was illustrated here, For example, the bone mineral content measurement apparatus 1 may also output the output (display or film output) of the bone mineral content measurement result. You may comprise.

図1に示すように、本実施形態において骨塩量測定装置1には、土台となる撮影本体部4に支持基台3が、支持台2に対して昇降自在に設けられている。支持基台3には、略直方体形状の撮影本体部4が、支持軸5を介して矢示A方向から見て時計回り方向及び反時計回り方向に回動自在に支持されている。   As shown in FIG. 1, in the bone mineral content measuring apparatus 1 according to the present embodiment, a support base 3 is provided on an imaging main body 4 serving as a base so as to be movable up and down with respect to the support base 2. A substantially rectangular parallelepiped imaging main body 4 is supported on the support base 3 via a support shaft 5 so as to be rotatable in a clockwise direction and a counterclockwise direction when viewed from the direction of arrow A.

支持基台3には、その昇降及び支持軸5の回動を駆動する駆動装置6が備えられている。駆動装置6は、図示しない公知の駆動モータ等を備えており、支持基台3及び撮影本体部4は、被検体Hの位置に応じて昇降するようになっている。
本実施形態において、骨塩量測定装置1は、骨塩量の測定(骨塩定量)を行うための撮影と、乳房画像の撮影とを一台の装置で行うことができる構成となっており、支持基台3及び撮影本体部4は、各撮影に適した被検体Hの位置に応じて移動可能である。
すなわち、骨塩量の測定(骨塩定量)のために手指を撮影する場合には、撮影に適した被検体Hの位置は、被検者の胸部付近又は胸部よりも低い位置であって、被検者が手指を後述する被写体台14の上に載置された後述する水槽30内に浸したときに疲れにくい姿勢をとることができるような位置に調整可能となっている。
また、乳房画像を撮影する場合、撮影に適した被検体Hの位置は、立位の被検者の胸部付近の位置であって、支持基台3及び撮影本体部4は、被検体Hである乳房の位置に応じて昇降し、その高さ、位置を調整可能となっている。
The support base 3 is provided with a drive device 6 that drives its elevation and rotation of the support shaft 5. The drive device 6 includes a known drive motor or the like (not shown), and the support base 3 and the imaging main body 4 are moved up and down according to the position of the subject H.
In the present embodiment, the bone mineral content measuring apparatus 1 is configured to be able to perform imaging for measuring bone mineral content (bone mineral content determination) and breast imaging with a single device. The support base 3 and the imaging main body 4 are movable according to the position of the subject H suitable for each imaging.
That is, when imaging a finger for bone mineral content measurement (bone mineral content determination), the position of the subject H suitable for imaging is a position near the subject's chest or lower than the chest, The position can be adjusted so that the subject can take a posture that is less likely to get tired when his / her finger is immersed in a water tank 30 (described later) placed on a subject table 14 (described later).
When a breast image is captured, the position of the subject H suitable for imaging is a position near the chest of the standing subject, and the support base 3 and the imaging main body 4 are the subject H. The height and position of the breast can be adjusted according to the position of the breast.

図2に示すように、撮影本体部4には、上下方向に沿って保持部材7が備えられている。保持部材7の上部には、被検体HにX線を放射するX線源8が取り付けられている。X線源8には、管電圧及び管電流を印加する電源部9が、支持軸5、支持基台3及び撮影本体部4を介して接続されている。X線源8のX線放射口には、X線照射野を調節する絞り10が、開閉自在に設けられている。また、撮影本体部4には、図示しないフィルタが設けられている。フィルタは、例えばモリブデン、ロジウム、アルミニウム等のものを用いることができる。   As shown in FIG. 2, the photographing main body 4 is provided with a holding member 7 along the vertical direction. An X-ray source 8 that emits X-rays to the subject H is attached to the upper portion of the holding member 7. A power supply unit 9 for applying a tube voltage and a tube current is connected to the X-ray source 8 via a support shaft 5, a support base 3, and an imaging main body unit 4. An aperture 10 for adjusting the X-ray irradiation field is provided at the X-ray emission port of the X-ray source 8 so as to be freely opened and closed. The photographing main body 4 is provided with a filter (not shown). For example, molybdenum, rhodium, aluminum, or the like can be used as the filter.

本実施形態において、X線源8としては、モリブデン陽極X線管が適用される。X線源8としてモリブデン陽極のX線管を用いることにより、X線源8から18keVのエネルギーをもつ強い特性X線を放射することができる。また、モリブデン陽極のX線管はタングステン陽極のX線管に比べて単色性に優れているとの特徴がある。   In the present embodiment, a molybdenum anode X-ray tube is applied as the X-ray source 8. By using a molybdenum anode X-ray tube as the X-ray source 8, a strong characteristic X-ray having an energy of 18 keV can be emitted from the X-ray source 8. Further, the X-ray tube of molybdenum anode is characterized by being superior in monochromaticity as compared with the X-ray tube of tungsten anode.

またX線源8は、回転陽極X線管とすることが好ましい。この回転陽極X線管においては、陰極から放射される電子線が陽極に衝突することでX線が発生する。これは自然光のようにインコヒーレント(非干渉性)であり、また平行光X線でもなく発散光である。電子線が陽極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷むので、通常用いられるX線管では陽極を回転して陽極の寿命の低下を防いでいる。回転陽極X線管は、電子線を陽極の一定の大きさの面に衝突させ、発生したX線はその一定の大きさの陽極の平面から被検体Hに向けて放射される。この照射方向(被検体方向)から見た平面の大きさを焦点(フォーカス)と呼ぶ。   The X-ray source 8 is preferably a rotary anode X-ray tube. In this rotary anode X-ray tube, X-rays are generated when an electron beam emitted from the cathode collides with the anode. This is incoherent (incoherent) like natural light, and is not divergent X-rays but divergent light. If the electron beam continues to hit the place where the anode is fixed, the anode is damaged by the generation of heat. Therefore, in an X-ray tube that is usually used, the anode is rotated to prevent the anode from being shortened. The rotating anode X-ray tube causes an electron beam to collide with a surface of a certain size of the anode, and the generated X-ray is emitted toward the subject H from the plane of the anode of the certain size. The size of the plane viewed from the irradiation direction (subject direction) is called a focus.

焦点サイズD(μm)は、焦点が正方形の場合はその一辺の長さを、焦点が長方形や多角形の場合はその短辺の長さを、焦点が円形の場合はその直径をさす。焦点サイズDは、大きくなるほど照射されるX線量が多くなる。
本実施形態において使用するX線源8のX線管の焦点サイズは1μmから500μmが好ましい。1μmより小さいと、被検体Hを透過する十分な量のX線を数秒内で得ることができない。また500μmより大きいと画像のボケが大きくなり、測定精度が低下する。
The focus size D (μm) indicates the length of one side when the focus is a square, the length of the short side when the focus is a rectangle or a polygon, and the diameter when the focus is a circle. The larger the focal spot size D, the larger the X-ray dose irradiated.
The focal spot size of the X-ray tube of the X-ray source 8 used in this embodiment is preferably 1 μm to 500 μm. If it is smaller than 1 μm, a sufficient amount of X-rays that pass through the subject H cannot be obtained within a few seconds. On the other hand, if it is larger than 500 μm, the blur of the image becomes large and the measurement accuracy is lowered.

また、骨塩量測定装置1は、管電圧を調整してX線源8に印加するように、電源部9の管電圧の設定値を調整可能となっており、X線源8から所望のエネルギー量でX線を照射させることが可能となっている。   In addition, the bone mineral content measuring apparatus 1 can adjust the set value of the tube voltage of the power supply unit 9 so that the tube voltage is adjusted and applied to the X-ray source 8. X-rays can be irradiated with an energy amount.

本実施形態において骨塩量測定装置1は、前述のように、骨塩量の測定及び乳房画像の撮影を行うことが可能となっており、骨塩量を測定する場合には、X線源8に印加する管電圧が20kVp以上であり39kVp以下に設定されることが好ましく、さらに好ましい設定管電圧は25kVp以上であり35kVp以下である。管電圧が低すぎると、照射されたX線が被検体Hの骨部にすべて吸収されて測定に必要な透過X線量が得られない。また管電圧が39kVpを超えると18keVの特性X線以外の制動放射X線が必要以上に増加して測定精度が劣化する。
管電圧をこのように設定することにより、骨塩量測定装置1は、骨塩量の測定の際には管電圧が低い低エネルギー帯域での画像撮影を行うことができる。
In the present embodiment, the bone mineral content measuring apparatus 1 can measure the bone mineral content and take a breast image as described above. When measuring the bone mineral content, the X-ray source is used. The tube voltage applied to 8 is preferably set to 20 kVp or more and 39 kVp or less, and more preferably set tube voltage is 25 kVp or more and 35 kVp or less. If the tube voltage is too low, the irradiated X-rays are all absorbed by the bone of the subject H, and the transmitted X-ray dose necessary for measurement cannot be obtained. On the other hand, when the tube voltage exceeds 39 kVp, the bremsstrahlung X-rays other than the 18 keV characteristic X-rays increase more than necessary, and the measurement accuracy deteriorates.
By setting the tube voltage in this way, the bone mineral content measuring apparatus 1 can perform image capturing in a low energy band where the tube voltage is low when measuring the bone mineral content.

従来の骨部撮影は、2桁程度のダイナミックレンジの従来のハロゲン化銀写真感光材料を用いて行われていたため、X線源8に印加する管電圧を50kVp以上に設定して撮影を行っていた。管電圧をこのように高く設定することにより、ダイナミックレンジが2桁程度の場合でも、診断等に耐え得る画像コントラストを得ることができる。これに対して、X線源8に印加する管電圧の設定が50kVpより低い場合は、皮膚のような軟部組織については診断等に耐え得る画像コントラストが得られるが、X線吸収の大きい骨部では十分なコントラストが得られない。しかしながら、本実施形態においては、後述するように、X線検出器11として、ダイナミックレンジの広いデジタルX線検出器を用いるため、骨部で大きく低下するX線についても十分に診断等に耐え得るコントラストを得ることができ、骨塩量の測定が可能となる。
なお、骨塩量の測定の際の管電圧は、ここに例示した範囲に限定されない。
Conventional bone imaging has been performed using a conventional silver halide photographic light-sensitive material having a dynamic range of about two digits. Therefore, imaging is performed by setting the tube voltage applied to the X-ray source 8 to 50 kVp or more. It was. By setting the tube voltage so high, an image contrast that can withstand diagnosis and the like can be obtained even when the dynamic range is about two digits. On the other hand, when the setting of the tube voltage applied to the X-ray source 8 is lower than 50 kVp, an image contrast that can withstand diagnosis and the like can be obtained for soft tissue such as skin, but a bone part having a large X-ray absorption. However, sufficient contrast cannot be obtained. However, in the present embodiment, as will be described later, since a digital X-ray detector having a wide dynamic range is used as the X-ray detector 11, it can sufficiently withstand diagnosis and the like even for X-rays that greatly decrease in the bone. Contrast can be obtained and bone mineral content can be measured.
In addition, the tube voltage at the time of measuring the amount of bone mineral is not limited to the range illustrated here.

保持部材7の下部には、被検体Hを透過したX線を検出するX線検出器11を保持する検出器保持部12の一端が取り付けられている。X線検出器11としては、例えば、輝尽性蛍光体シートを収納したCR(Computed Radiography)カセッテやFPD(Flat panel X-ray detector)等のデジタルX線検出器を適用することができる。なお、X線検出器11はデジタルX線検出器であればよく、CRやFPDに限定するものではない。従来のX線画像撮影にはハロゲン化銀写真感光材料が広く用いられていたが、ハロゲン化銀写真感光材料を使用すると被検体を透過するX線の透過量を測定するために、まず現像処理後のフィルムの画像濃度を測定してから計算する等、工数がかかりかつ精度が低い。またハロゲン化銀写真感光材料の場合にはダイナミックレンジが2桁程度であって、正確な測定を行うことが不可能である。これに対してデジタルX線検出器を用いるとデジタル画像信号として直接に画像データを得ることができ、正確でかつ迅速に処理することができる。   One end of a detector holding unit 12 that holds an X-ray detector 11 that detects X-rays transmitted through the subject H is attached to the lower part of the holding member 7. As the X-ray detector 11, for example, a digital X-ray detector such as a CR (Computed Radiography) cassette or an FPD (Flat panel X-ray detector) containing a stimulable phosphor sheet can be applied. The X-ray detector 11 may be a digital X-ray detector, and is not limited to CR or FPD. Conventionally, silver halide photographic light-sensitive materials have been widely used for X-ray imaging. However, when silver halide photographic light-sensitive materials are used, in order to measure the amount of X-ray transmitted through the specimen, first, development processing is performed. It takes time and is low in accuracy, such as calculating after measuring the image density of the subsequent film. In the case of a silver halide photographic light-sensitive material, the dynamic range is about two digits, and accurate measurement is impossible. On the other hand, if a digital X-ray detector is used, image data can be obtained directly as a digital image signal, which can be processed accurately and quickly.

本実施形態において、X線検出器11は、3桁以上のダイナミックレンジを備えている。
ここで、本実施形態において骨塩量測定装置1により検出する画像の濃度範囲は3桁以上のX線吸収係数に対応する。すなわち被検体Hに照射されたX線は、骨部を透過することにより数十分の一に減弱(低下)する。また、2次元のX線検出器11面上のX線強度分布は、X線強度の最大値と最小値とで通常2倍程度の差(ばらつき)がある。このため、骨塩量の値を正確に測定するためにはX線検出器11面上でのX線強度補正(後述するシェーディング補正)を行う必要がある。このようなX線の減弱や補正の必要性等を考慮すると、骨塩量を正確に測定するためにはX線検出器11のダイナミックレンジは少なくとも3桁以上である必要がある。ダイナミックレンジが3桁以上であることにより、X線フィルム等で撮影を行う場合と比べて高感度、高分解能を実現することができ、X線源8に印加する管電圧の低い低エネルギー帯域での画像撮影を行った場合でもコントラストのよい画像の検出を行うことができる。
なお、ダイナミックレンジは3桁以上であれば特に限定されず、測定誤差などを勘案するとダイナミックレンジが広いほど望ましい態様である。しかしダイナミックレンジが7桁を超えると画像データ処理に時間を費やし、また装置が高価となるため、ダイナミックレンジは7桁以下であることが好ましい。
In the present embodiment, the X-ray detector 11 has a dynamic range of 3 digits or more.
Here, in this embodiment, the density range of the image detected by the bone mineral content measuring apparatus 1 corresponds to an X-ray absorption coefficient of 3 digits or more. That is, the X-rays irradiated to the subject H are attenuated (decreased) to several tenths by passing through the bone part. The X-ray intensity distribution on the surface of the two-dimensional X-ray detector 11 usually has a difference (variation) of about twice as much as the maximum value and the minimum value of the X-ray intensity. For this reason, it is necessary to perform X-ray intensity correction (shading correction described later) on the surface of the X-ray detector 11 in order to accurately measure the bone mineral content. Considering such X-ray attenuation, necessity of correction, and the like, the dynamic range of the X-ray detector 11 needs to be at least three digits or more in order to accurately measure the amount of bone mineral. Since the dynamic range is 3 digits or more, it is possible to achieve higher sensitivity and higher resolution than when shooting with X-ray film or the like, and in a low energy band where the tube voltage applied to the X-ray source 8 is low. Even when the image is taken, it is possible to detect an image with good contrast.
The dynamic range is not particularly limited as long as it is 3 digits or more, and the wider the dynamic range, the more desirable it is in consideration of measurement errors and the like. However, if the dynamic range exceeds 7 digits, it takes time to process the image data and the apparatus becomes expensive. Therefore, the dynamic range is preferably 7 digits or less.

X線源8と検出器保持部12の相対位置は固定されており、その距離をRとする。また図2においてX線源8から被検体Hまでの距離をr1、被検体HとX線検出器との距離をr2とする。
なお、Rを一定とせずに、X線源8から被検体までの間の距離及び被検体からX線検出器11までの間の距離の両方を適宜可変としてもよい。
The relative position of the X-ray source 8 and the detector holding unit 12 is fixed, and the distance is R. In FIG. 2, the distance from the X-ray source 8 to the subject H is r1, and the distance between the subject H and the X-ray detector is r2.
In addition, without making R constant, both the distance from the X-ray source 8 to the subject and the distance from the subject to the X-ray detector 11 may be appropriately changed.

また、被検体HからX線検出器11までの距離は、15cm以上離間している。
X線が被検体Hを透過する際には被検体Hから2次X線として色々なエネルギーをもつ散乱X線が生ずるが、このように被検体HからX線検出器11までの距離を15cm以上離すことにより、いわゆるグレーデル効果によって1次X線量を減らすことなく散乱X線を低減することができる。このように被検体HとX線検出器11の間の距離を離すことによって、散乱X線を取り除き、X線検出器11で検出するX線のエネルギー幅が広くなることを防ぐことができるため、より単色性の高いX線を得ることができ、好ましい。
しかし、被検体HからX線検出器11までの距離が1mを超えると、装置が非常に大きくなり、またX線検出器11が検出すべきX線量が距離2乗則で大きく低下するため、距離が離れすぎると画像の鮮鋭性に欠ける。このため、被検体HからX線検出器11までの距離は、1m以下であることが好ましい。
なお、散乱X線を除去する方法としては、一般にX線グリッドを用いることが知られている。本実施形態においてもX線グリッドを使用することは可能であるが、X線グリッドを使用すると1次X線が低下することから、使用しないことが好ましい。
Further, the distance from the subject H to the X-ray detector 11 is 15 cm or more.
When X-rays pass through the subject H, scattered X-rays having various energies are generated from the subject H as secondary X-rays. Thus, the distance from the subject H to the X-ray detector 11 is 15 cm. By separating from the above, scattered X-rays can be reduced without reducing the primary X-ray dose by the so-called Gradel effect. In this way, by separating the distance between the subject H and the X-ray detector 11, scattered X-rays can be removed, and the energy width of the X-rays detected by the X-ray detector 11 can be prevented from widening. X-rays with higher monochromaticity can be obtained, which is preferable.
However, when the distance from the subject H to the X-ray detector 11 exceeds 1 m, the apparatus becomes very large, and the X-ray dose to be detected by the X-ray detector 11 is greatly reduced by the distance square law. If the distance is too far, the image will not be sharp. For this reason, the distance from the subject H to the X-ray detector 11 is preferably 1 m or less.
As a method for removing scattered X-rays, it is generally known to use an X-ray grid. Although it is possible to use an X-ray grid in this embodiment as well, it is preferable not to use the X-ray grid because primary X-rays are reduced when the X-ray grid is used.

保持部材7の下方であって検出器保持部12の下面には、照射されたX線量の検出を行うX線量検出部13が設けられている。   An X-ray dose detector 13 for detecting the irradiated X-ray dose is provided below the holding member 7 and on the lower surface of the detector holder 12.

X線源8と検出器保持部12の間には、平板状の被写体台14が、その一端を保持部材7に取り付けるようにして備えられている。被写体台14は、乳房画像撮影における位相コントラスト撮影時の撮影倍率調整(高さ方向の位置調整)を可能とするために、保持部材7に対する位置を変更するモータ等を備える位置調整装置15と接続されている。   Between the X-ray source 8 and the detector holding unit 12, a flat object table 14 is provided so that one end thereof is attached to the holding member 7. The subject table 14 is connected to a position adjustment device 15 including a motor or the like that changes the position with respect to the holding member 7 in order to enable imaging magnification adjustment (position adjustment in the height direction) during phase contrast imaging in breast image imaging. Has been.

被写体台14の上であって、X線源8から照射されるX線の照射領域内には、撮影時に被検体Hである被検者の手指を入れる水槽30が着脱可能に載置されている。本実施形態において水槽30は、撮影時に被検体Hを内包する液状物31を保持する液状物保持部材であり、水槽30の内部には、被検体Hを水槽30に入れたとき、被検体H全体が十分に浸る量の液状物31が保持されている。本実施形態においては、被検体Hを一定の深さの液状物31の中に沈め、被検体Hを十分に浸した状態でX線撮影を行う。   A water tank 30 for placing the finger of the subject who is the subject H at the time of radiographing is detachably placed on the subject table 14 in the X-ray irradiation region irradiated from the X-ray source 8. Yes. In the present embodiment, the water tank 30 is a liquid material holding member that holds a liquid material 31 that encloses the subject H at the time of imaging, and the subject H is placed inside the water tank 30 when the subject H is placed in the water tank 30. An amount of the liquid material 31 that is fully immersed is held. In the present embodiment, X-ray imaging is performed in a state where the subject H is submerged in the liquid material 31 having a certain depth and the subject H is sufficiently immersed.

なお、水槽30に保持される液状物31の深さ(量)は被検体Hによって異なるが、例えば手指の場合は3cmから10cm程度、足の場合は5cmから15cm程度が好ましい。   Although the depth (amount) of the liquid material 31 held in the water tank 30 varies depending on the subject H, it is preferably about 3 cm to 10 cm for a finger and about 5 cm to 15 cm for a foot, for example.

また、この液状物31は、水がもっとも簡便、安価、安全であり、好ましい。水に香料、消毒薬、色素など添加して患者の安心感を増す工夫を施したものを用いてもよい。また、水ではなく、より人体の肉や体液に近い液状物31を使用することは好ましい態様である。例えばヒアロルン酸溶液、ゼラチン溶液、グリセリン溶液、マンノース溶液、米汁、片栗粉液等を単独で又は水との溶液としたものを使用することができる。
また、被検体Hが直接に液状物31に触れないように、上記液状物31をビニール袋等に入れた上で水槽30内に保持してもよい。
さらに、液状物31又は液状物31を袋等に入れたものを体温程度に加熱して用いてもよい。
The liquid 31 is preferably water because it is the simplest, cheap and safe. You may use what added the fragrance | flavor, disinfectant, the pigment | dye, etc. to water, and gave the device which increases a patient's safety. Moreover, it is a preferable aspect to use the liquid material 31 that is closer to human flesh and body fluid, rather than water. For example, a hyaluronic acid solution, a gelatin solution, a glycerin solution, a mannose solution, a rice juice, a starch powder, or the like can be used alone or in a solution with water.
Further, the liquid material 31 may be held in the water tank 30 after being put in a plastic bag or the like so that the subject H does not directly touch the liquid material 31.
Further, the liquid 31 or the liquid 31 in a bag or the like may be heated to about body temperature and used.

さらに、保持部材7の被写体台14が取り付けられている位置よりも図1及び図2における上方には、圧迫板21を取り付けるための取付部(図示せず)が設けられている。
本実施形態において、骨塩量測定装置1は、前述のように骨塩量の測定(骨塩定量)を行う他に乳房画像の撮影を行うことができるようになっており、乳房画像を撮影する際には、例えば図3に示すように、被写体台14上から水槽30を外し、保持部材7の取付部に圧迫板21の一端を圧迫板21と被写体台14とがほぼ平行となるように取り付ける。そして、被写体台14の上に被検体Hとして乳房を載置し、圧迫板21により被検体Hを上部から圧迫して固定した上で撮影を行う。
圧迫板21は被写体台14と平行状態を保ったまま保持部材7に沿って移動自在である。圧迫板21の移動は、自動又は手動のいずれも適用可能である。
Further, an attachment portion (not shown) for attaching the compression plate 21 is provided above the position of the holding member 7 where the subject table 14 is attached in FIGS. 1 and 2.
In the present embodiment, the bone mineral content measuring apparatus 1 can capture a breast image in addition to measuring the bone mineral content (bone mineral content determination) as described above. For example, as shown in FIG. 3, the water tank 30 is removed from the subject table 14, and one end of the compression plate 21 is attached to the attachment portion of the holding member 7 so that the compression plate 21 and the subject table 14 are substantially parallel. Attach to. Then, the breast is placed as the subject H on the subject table 14, and the subject H is pressed and fixed by the compression plate 21 from above to perform imaging.
The compression plate 21 is movable along the holding member 7 while maintaining a state parallel to the subject table 14. The movement of the compression plate 21 can be applied either automatically or manually.

また、本実施形態において、被写体台14の下面には、被験者が脚をぶつけることなく撮影位置につくことができるように、プロテクター25が、ほぼ鉛直方向に延在して設けられている。これにより、被検者は、検出器保持部12に脚をぶつけることなく撮影位置につくことができるようになっている。
なお、圧迫板21及びプロテクター25は必須の構成要素ではなく、圧迫板21及びプロテクター25を用いない構成としてもよい。
In the present embodiment, a protector 25 is provided on the lower surface of the subject table 14 so as to extend in a substantially vertical direction so that the subject can reach the photographing position without hitting his / her leg. As a result, the subject can be positioned at the imaging position without hitting the detector holding unit 12 with his / her leg.
Note that the compression plate 21 and the protector 25 are not essential components, and the compression plate 21 and the protector 25 may not be used.

図4に示すように、撮影本体部4には、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等(いずれも図示せず)を備えて構成される制御装置22が備えられている。制御装置22には、X線量検出部13、電源部9、駆動装置6、位置調整装置15、がバス23を介して接続されている。また、制御装置22には、撮影条件等の入力を行うキーボードやタッチパネル(図示省略)、被写体台14の位置の調整を行うための位置調整スイッチ等を備える入力装置24a、及びCRTディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置24bを有する操作装置24、等が接続されている。   As shown in FIG. 4, the imaging main unit 4 includes a control device configured to include a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (all not shown). 22 is provided. An X-ray dose detection unit 13, a power supply unit 9, a driving device 6, and a position adjustment device 15 are connected to the control device 22 via a bus 23. The control device 22 includes an input device 24a including a keyboard and a touch panel (not shown) for inputting photographing conditions and the like, a position adjustment switch for adjusting the position of the subject table 14, and a CRT display or a liquid crystal display. An operation device 24 having a display device 24b is connected.

制御装置22のROMには、骨塩量測定装置1各部を制御するための制御プログラム及び各種処理プログラムが記憶されており、CPUは、この制御プログラム及び各種処理プログラムとの協働により骨塩量測定装置1各部の動作を統括的に制御し、X線画像撮影を行い、X線画像の画像データを生成する。   The ROM of the control device 22 stores a control program and various processing programs for controlling each part of the bone mineral content measuring device 1, and the CPU cooperates with the control program and the various processing programs to store the bone mineral content. The operation of each part of the measuring apparatus 1 is comprehensively controlled, X-ray imaging is performed, and image data of the X-ray image is generated.

例えば、CPUは、被検者の撮影条件、骨塩量の測定か乳房画像撮影かといった撮影の種類等に基づいて、駆動装置6を制御し、撮影本体部4を被検者の身長等に合わせた高さに昇降させるとともに、X線照射角度を調節するために支持軸5を回動させる。そして、位置調整装置15により被写体台14の位置を調整し、乳房画像撮影の場合には位相コントラスト撮影の拡大率を調整する。その後、撮影本体部4は、撮影処理を実行し、電源部9により、X線源8に管電圧及び管電流を印加して被検体Hに対してX線を照射させ、X線量検出部13から入力されたX線量が予め設定されたX線量に達すると、電源部9を制御することによりX線源8からのX線の照射を停止させる。   For example, the CPU controls the driving device 6 on the basis of the imaging conditions of the subject, the type of imaging such as measurement of bone mineral content or breast imaging, and the imaging body 4 is set to the height of the subject. While raising and lowering to the combined height, the support shaft 5 is rotated to adjust the X-ray irradiation angle. Then, the position of the subject table 14 is adjusted by the position adjustment device 15, and in the case of breast image photographing, the magnification rate of phase contrast photographing is adjusted. Thereafter, the imaging main body unit 4 executes imaging processing, and the power source unit 9 applies a tube voltage and a tube current to the X-ray source 8 to irradiate the subject H with X-rays. When the X-ray dose input from X reaches a preset X-ray dose, the X-ray irradiation from the X-ray source 8 is stopped by controlling the power supply unit 9.

また、本実施形態において制御装置22のROMには、画像処理プログラム、骨塩定量プログラム等、画像処理及び骨塩定量にかかる各種プログラムの他、これらの処理プログラム実行時に使用される各種データが格納されている。制御装置22のCPUは、これらの制御プログラム及び各種処理プログラムとの協働により、取得した画像データについての画像処理及び画像処理を施したデータに基づいて骨塩量を測定する骨塩定量処理を行う。   In this embodiment, the ROM of the control device 22 stores various data used when executing these processing programs, in addition to various programs related to image processing and bone mineral quantification, such as an image processing program and bone mineral quantification program. Has been. The CPU of the control device 22 performs the bone mineral content determination process for measuring the bone mineral content based on the image processing and the image processed data for the acquired image data in cooperation with these control programs and various processing programs. Do.

具体的には、制御装置22は、以下のような処理を行う。   Specifically, the control device 22 performs the following process.

まず、制御装置22は、骨塩量測定装置1の工場出荷時又は設置場所に設置したとき等の一定の場合に、装置特性の補正を行うため、アルミニウムステップを用いたX線撮影を行い、得られた画像データに基づいて被写体台14面上のX線照射量の偏りのシェーディング補正値を求める。そして、求められた補正値に基づいて画像データにシェーディング補正を施す。
画像データのシェーディング補正について、図5を参照しつつ説明する。
図5(a)及び図5(c)は、X線検出器11で検出されたX線画像であり、図5(b)及び図5(d)は、図5(a)、図5(c)それぞれにおける、矢示Y方向におけるX線検出量を縦軸にプロットしたX線検出量プロファイルである。
例えば、図5(a)及び図5(b)に示すように、シェーディング補正前には被写体台14面上の位置により検出されるX線照射量にばらつきが見られるが、シェーディング補正後は、図5(c)及び図5(d)に示すように、ばらつきが緩和されて被写体台14面上のX線照射量の偏りが補正される。
First, the control device 22 performs X-ray imaging using an aluminum step in order to correct the device characteristics in a fixed case such as when the bone mineral content measuring device 1 is shipped from the factory or installed at the installation location. Based on the obtained image data, a shading correction value for the deviation of the X-ray irradiation amount on the surface of the subject table 14 is obtained. Then, shading correction is performed on the image data based on the obtained correction value.
Image data shading correction will be described with reference to FIG.
5 (a) and 5 (c) are X-ray images detected by the X-ray detector 11, and FIGS. 5 (b) and 5 (d) are FIGS. c) X-ray detection amount profiles in which the X-ray detection amounts in the Y direction indicated by the arrows are plotted on the vertical axis.
For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, there is a variation in the X-ray irradiation amount detected depending on the position on the surface of the subject table 14 before the shading correction, but after the shading correction, As shown in FIGS. 5C and 5D, the variation is alleviated and the bias of the X-ray irradiation amount on the surface of the subject table 14 is corrected.

次に、検出されたX線量に基づいて算出される骨塩量の補正曲線が補正係数として生成される。骨塩量の補正係数の生成について、人体の骨と極めて類似したX線吸収特性を有するアルミニウムを例に説明する。   Next, a bone mineral amount correction curve calculated based on the detected X-ray dose is generated as a correction coefficient. The generation of the bone mineral correction coefficient will be described by taking aluminum having an X-ray absorption characteristic very similar to that of a human bone as an example.

アルミニウムステップ(図7において「Alステップ」)を用いたX線撮影によって、厚さを変えたアルミニウムステップを透過するX線量とアクリルを透過するX線量を検出し、制御装置22は、アルミニウムの減弱係数μAlを求める。 X-ray imaging using an aluminum step (“Al step” in FIG. 7) detects the X-ray dose that passes through the aluminum step with the thickness changed and the X-ray dose that passes through the acrylic, and the control device 22 attenuates the aluminum. The coefficient μ Al is obtained.

例えば、図6に示すように、μ1とμ2のそれぞれのX線吸収係数をもつ厚さがそれぞれx1とx2の物質を重ね合わせた対象物がある場合に、対象物全体の厚さ「L」は、x1+x2=Lとなる。そして、この対象物に入射するX線量を「I」とし、厚さ「L」の対象物を透過したときのX線量を「I」とすると、以下の式(1)が成立する。
I=Iexp(−μ1x1−μ2x2) ・・・式(1)
この式(1)を変形すると、以下の式(2)となる。
μ1x1+μ2x2=ln(I/I) ・・・式(2)
また、このとき以下のような式(3)が導かれる。
x1={ln(I/I)−μ2L}/(μ1−μ2) ・・・式(3)
これにより、X線画像撮影によりln(I/I)を求めることができる。このときμ2とLとが既知であると、μ1が求められればx1の値を得ることができる。
なお、骨塩量の測定を行う場合には、μ2については、前述のように水等の液状物31が用いられ、μ1は被検体Hである手指の骨などである。水等の液状物31を入れた水槽30の中に手指を浸し、液状物31の量を調整することによってLを一定にすることができる。
また、このμ1を正確に求めるには、例えば放射光X線源などから得られる単色X線を使用する必要があるが、この点、前述のようにモリブデン陽極のX線管を用いた場合には、18keVのエネルギーをもつ強い特性X線を放射することができ、単色性にも優れているため、μ1を正確に求めることが可能となる。
For example, as shown in FIG. 6, when there is an object in which materials having x-ray absorption coefficients of μ1 and μ2 and thicknesses of x1 and x2, respectively, are overlapped, the thickness “L” of the entire object X1 + x2 = L. Then, if the X-ray dose incident on the object is “I 0 ” and the X-ray dose transmitted through the object of thickness “L” is “I”, the following equation (1) is established.
I = I 0 exp (−μ1 × 1−μ2 × 2) (1)
When this equation (1) is modified, the following equation (2) is obtained.
μ1 × 1 + μ2 × 2 = ln (I 0 / I) (2)
At this time, the following equation (3) is derived.
x1 = {ln (I 0 / I) −μ2L} / (μ1−μ2) (3)
Thereby, ln (I 0 / I) can be obtained by X-ray image capturing. If μ2 and L are known at this time, the value of x1 can be obtained if μ1 is obtained.
When measuring the amount of bone mineral, as for μ2, the liquid material 31 such as water is used as described above, and μ1 is a bone of a finger that is the subject H. L can be made constant by immersing a finger in the water tank 30 containing the liquid material 31 such as water and adjusting the amount of the liquid material 31.
Further, in order to accurately obtain this μ1, it is necessary to use, for example, a monochromatic X-ray obtained from a synchrotron radiation X-ray source or the like. In this respect, when a molybdenum anode X-ray tube is used as described above. Can emit a strong characteristic X-ray having an energy of 18 keV, and is excellent in monochromaticity, so that μ1 can be accurately obtained.

そこで、アルミニウムの減弱係数μAlを求める場合には、図7において、対象物の厚さを「L」とし、対象物に入射するX線量を「I」とし、対象物によって減弱されたX線量を「I」とし、厚さ「L」の対象物を透過したときのX線量を「I」としたとき、まず、式(4)より式(5)を求める。
=Iexp(−μLuLu) ・・・式(4)
μLu=ln(I/I)/XLu ・・・式(5)
また、NISTの吸収係数データベースに基づいて、μLuに対応するエネルギー(Eeff)を求める。
さらに、前記吸収係数データベースに基づいて、Eeffに対応するアルミニウム(Al)の減弱係数(μAl)を求める。
算出されたこれらの値に基づいて、式(6)及び式(7)より式(8)を求め、アルミニウムステップの厚さの理論値(XAl)を算出する。
μAlAl+μLuLu=ln(I/I)XAl+XLu ・・・式(6)
Al+XLu=L ・・・式(7)
Al={ln(I/I)−μLuL}/(μAl−μLu) ・・・式(8)
Therefore, when the attenuation coefficient μ Al of aluminum is obtained, in FIG. 7, the thickness of the object is set to “L”, the X-ray dose incident on the object is set to “I 0 ”, and X attenuated by the object When the dose is “I 1 ” and the X-ray dose when passing through an object having a thickness “L” is “I”, first, Equation (5) is obtained from Equation (4).
I 1 = I 0 exp (−μ Lu X Lu ) (4)
μ Lu = ln (I 0 / I 1 ) / X Lu (5)
Further, energy (Eeff) corresponding to μ Lu is obtained based on the NIST absorption coefficient database.
Further, an attenuation coefficient (μ Al ) of aluminum (Al) corresponding to Eeff is obtained based on the absorption coefficient database.
Based on these calculated values, Expression (8) is obtained from Expression (6) and Expression (7), and the theoretical value (X Al ) of the thickness of the aluminum step is calculated.
μ Al X Al + μ Lu X Lu = ln (I 0 / I) X Al + X Lu Formula (6)
X Al + X Lu = L (7)
X Al = {ln (I 0 / I) −μ Lu L} / (μ Al −μ Lu ) (8)

そして、制御装置22は、この算出結果XAlと実際のアルミニウムステップの厚さの測定値Xとを用いて、図8に示すような、当該骨塩量測定装置1における補正係数を示す補正曲線Qを求める。
補正係数を示す補正曲線Qは、アルミニウムの厚さXが増加するにつれて、主にビームハードニングの影響により、画像データに基づいて算出された測定値XAlが、実際のアルミニウムの厚さXよりも小さくなることを補正するものである。このように、ビームハードニング効果を補正する補正曲線Qは、同じ撮影条件のもとではよい再現性があり、補正された測定値XAlは、実際のアルミニウムの厚さXに対してプラスマイナス1〜2%の測定精度が得られる。
上述のようにして生成された補正係数は、制御装置22に記憶される。
Then, the control device 22 uses the calculation result XAl and the actual measurement value X of the thickness of the aluminum step, as shown in FIG. 8, a correction curve Q indicating a correction coefficient in the bone mineral content measuring device 1. Ask for.
The correction curve Q indicating the correction coefficient indicates that the measured value XAl calculated based on the image data is larger than the actual aluminum thickness X mainly due to the influence of beam hardening as the aluminum thickness X increases. This corrects the decrease. Thus, the correction curve Q for correcting the beam hardening effect has good reproducibility under the same imaging conditions, and the corrected measurement value XAl is plus or minus 1 with respect to the actual aluminum thickness X. A measurement accuracy of ~ 2% is obtained.
The correction coefficient generated as described above is stored in the control device 22.

さらに、制御装置22は、この補正係数を用いてアルミニウムの定量測定を行う。すなわち、図9に示すように、35kVの管電圧でX線を照射した場合のX線画像の画像データに基づいて補正係数を用いたプロファイルを行うことにより、アルミニウムの定量画像を得ることができる。   Furthermore, the control device 22 performs quantitative measurement of aluminum using this correction coefficient. That is, as shown in FIG. 9, a quantitative image of aluminum can be obtained by performing a profile using a correction coefficient based on image data of an X-ray image when X-rays are irradiated with a tube voltage of 35 kV. .

同様に、炭酸カルシウムを含む骨塩定量ファントムを用いてX線画像撮影を行い、骨塩定量ファントムによって吸収され減弱したX線量の減弱率と炭酸カルシウムの含有量との関係を求めることができる。
例えば、炭酸カルシウムの含有量が0〜939mg/cmの骨塩定量ファントムを用い、アクリル厚9mm、18mm、27mmの対象物に対してX線を照射した場合のX線量の減弱率と炭酸カルシウムの含有量との関係を求めた結果を図10に示す。なお、図10では、照射野を通常サイズに設定し、X線の管電圧を30kVに設定した場合及び35kVに設定した場合の各結果について示している。
Similarly, X-ray imaging can be performed using a bone mineral quantification phantom containing calcium carbonate, and the relationship between the attenuation rate of the X-ray dose absorbed and attenuated by the bone mineral quantification phantom and the content of calcium carbonate can be obtained.
For example, the attenuation rate of X-ray dose and calcium carbonate when X-rays are irradiated on an object with an acrylic thickness of 9 mm, 18 mm, and 27 mm using a bone salt quantitative phantom with a calcium carbonate content of 0 to 939 mg / cm 3 The result of having calculated | required the relationship with content of is shown in FIG. FIG. 10 shows the respective results when the irradiation field is set to the normal size and the X-ray tube voltage is set to 30 kV and 35 kV.

このようにしてX線量の減弱率と炭酸カルシウムの含有量との関係が求められると、制御装置22は、当該関係をROM等の記憶部に記憶する。そして、被検体Hの骨塩量を測定するための撮影を行ったときは、記憶されているX線量の減弱率と炭酸カルシウムの含有量との関係に基づいて骨塩量の測定を行う。   When the relationship between the attenuation rate of the X-ray dose and the calcium carbonate content is obtained in this way, the control device 22 stores the relationship in a storage unit such as a ROM. When imaging for measuring the bone mineral content of the subject H is performed, the bone mineral content is measured based on the relationship between the stored X-ray dose attenuation rate and the calcium carbonate content.

また、乳房画像撮影を行う場合には、制御装置22は、X線検出器11により所得されたX線画像の画像データに画像のコントラストを調整する階調処理、濃度を調整する処理、鮮鋭度を調整する周波数処理等の画像処理を施す。これにより、撮影部位等の条件に適した画像処理を行うことができる。   When performing mammography, the control device 22 performs gradation processing for adjusting image contrast, density adjustment processing, and sharpness for image data of the X-ray image obtained by the X-ray detector 11. Image processing such as frequency processing is performed. Thereby, it is possible to perform image processing suitable for conditions such as an imaging region.

次に、本実施形態における骨塩量測定装置1の作用について説明する。   Next, the effect | action of the bone mineral content measuring apparatus 1 in this embodiment is demonstrated.

まず、アルミステップを用いて被写体台14面上のX線照射量の偏りのシェーディング補正値をもとめ、さらに、骨塩定量ファントムを用いてX線画像撮影を行い、骨塩定量ファントムによって吸収され源弱したX線量の減弱率と炭酸カルシウムの含有量との関係を求める。   First, an aluminum step is used to obtain a shading correction value for the X-ray dose bias on the surface of the subject table 14, and an X-ray image is taken using a bone mineral quantification phantom. The relationship between the attenuation rate of the weakened X-ray dose and the content of calcium carbonate is obtained.

その後、被写体台14の高さ等を被検者の被検体Hの位置に合うようにするとともに、X線検出器11と被検体Hとが15cm以上1m以下の距離だけ離れるように調整する。さらに被写体台14上の所定位置に適量の液状物31を保持した水槽30を載置し、被検体Hを水槽30の中に浸す。例えば被検体Hが手指である場合には、手指を水槽30の液状物31の中に十分に浸すようにする。そして手指を水槽30の液状物31の中に浸した状態でX線源8から所定量のX線を照射し、X線画像撮影を行う。   Thereafter, the height of the subject table 14 is adjusted to the position of the subject H of the subject, and the X-ray detector 11 and the subject H are adjusted to be separated by a distance of 15 cm or more and 1 m or less. Further, a water tank 30 holding an appropriate amount of the liquid material 31 is placed at a predetermined position on the subject table 14, and the subject H is immersed in the water tank 30. For example, when the subject H is a finger, the finger is sufficiently immersed in the liquid material 31 in the water tank 30. Then, a predetermined amount of X-rays is irradiated from the X-ray source 8 with the fingers immersed in the liquid material 31 of the water tank 30 to perform X-ray image photography.

X線検出器11によって、検出されたX線画像の画像データは制御装置22に送られ、制御装置22は、当該画像データについて、先に得られているX線量の減弱率と炭酸カルシウムの含有量との関係から求められる補正係数に基づいて補正し、骨塩量の値を得ることのできる定量画像を生成する。   The image data of the X-ray image detected by the X-ray detector 11 is sent to the control device 22, and the control device 22 includes the attenuation rate of the X-ray dose and calcium carbonate content obtained previously for the image data. Correction is performed based on a correction coefficient obtained from the relationship with the amount, and a quantitative image capable of obtaining a bone mineral amount value is generated.

以上より、本実施形態における骨塩量測定装置1によれば、一般の乳房画像検診にも用いることのできる装置を用いて、簡易かつ正確に骨塩量の測定を行うことができる。これにより、乳癌検診の際等に併せて骨塩量の測定を行うことができ、経年で測定を重ねることができる。このため、特に女性の高齢者に多く発症する骨粗鬆症の予防、早期発見を、高齢者にできるだけ負担をかけることなく行うことができる。   As described above, according to the bone mineral content measuring apparatus 1 in the present embodiment, the bone mineral content can be measured easily and accurately using an apparatus that can be used for general breast image examination. Thereby, the amount of bone mineral can be measured at the time of breast cancer screening, and the measurement can be repeated over time. For this reason, the prevention and early detection of osteoporosis that often occurs particularly in elderly women can be performed without placing a burden on the elderly as much as possible.

また、単色性に優れたモリブデン陽極X線管をX線源8として用いるので、正確な骨塩量の測定を行うことができる。   Moreover, since the molybdenum anode X-ray tube excellent in monochromaticity is used as the X-ray source 8, an accurate bone mineral content can be measured.

また、X線源8の管電圧が20kVp以上、39kVp以下に設定されているので、骨塩量の測定に必要な透過X線量を得ることができるとともに、18keVの特性X線以外の制動放射X線が必要以上に増加しないため測定精度を劣化させることがない。   In addition, since the tube voltage of the X-ray source 8 is set to 20 kVp or more and 39 kVp or less, the transmitted X-ray dose necessary for measuring the bone mineral content can be obtained, and the bremsstrahlung X other than the characteristic X-ray of 18 keV can be obtained. Since the line does not increase more than necessary, the measurement accuracy does not deteriorate.

また、X線検出器11を被検体Hから15cm以上離すことにより、いわゆるグレーデル効果によって1次X線量を減らすことなく散乱X線を低減することができ、X線検出器11によってより単色性に優れたX線による透過X線量を捉えることができる。また、X線検出器11と被検体Hとの距離が1m以下となっているため、X線検出器11が検出すべきX線量が大きく低下することがなく、骨塩量の測定精度が高くなる。また、X線検出器と被写体との間の距離が短いため、装置の小型化を実現することができる。   Further, by separating the X-ray detector 11 from the subject H by 15 cm or more, the scattered X-rays can be reduced without reducing the primary X-ray dose by the so-called Gradel effect, and the X-ray detector 11 makes the monochromaticity more uniform. The transmitted X-ray dose by excellent X-rays can be captured. Further, since the distance between the X-ray detector 11 and the subject H is 1 m or less, the X-ray dose to be detected by the X-ray detector 11 is not greatly reduced, and the bone mineral content measurement accuracy is high. Become. Further, since the distance between the X-ray detector and the subject is short, the apparatus can be downsized.

さらに、X線検出器11のダイナミックレンジが3桁以上と広いため、骨部で大きく低下するX線についても十分に計測可能となり、骨塩量の測定精度を上げることができる。また、ダイナミックレンジが7桁以下であるため、画像データ処理に費やす時間が短く、また、装置コストも安価に抑えることができる。   Furthermore, since the dynamic range of the X-ray detector 11 is as wide as 3 digits or more, it is possible to sufficiently measure X-rays that greatly decrease in the bone portion, and the bone mineral content measurement accuracy can be increased. In addition, since the dynamic range is 7 digits or less, the time spent for image data processing is short, and the apparatus cost can be kept low.

また、被検体Hが人体の手指等であるため、被検者は、装置の前で被写体台14の上に載置された水槽30の中に手を浸した状態で撮影を行うという簡易な手法によって骨塩量の測定を行うことができる。   In addition, since the subject H is a human finger or the like, the subject can simply take a picture with his hands immersed in the water tank 30 placed on the subject table 14 in front of the apparatus. The bone mineral content can be measured by the technique.

なお、本実施形態においては、骨塩量測定装置1が乳房画像撮影装置を兼ねることができるように構成したが、骨塩量測定装置1は骨塩量を測定する専用機としてもよい。   In the present embodiment, the bone mineral content measuring device 1 is configured to be able to also serve as a breast imaging apparatus, but the bone mineral content measuring device 1 may be a dedicated machine for measuring the bone mineral content.

また、本実施形態においては、被検体Hとして人体の手指を例としたが、被検体Hはこれに限定されず、足その他の身体の部位を被検体Hとして骨塩量を測定してもよい。   In the present embodiment, the human hand is used as the subject H as an example, but the subject H is not limited to this, and even if the bone mineral content is measured using the foot or other body part as the subject H. Good.

次に、図11及び図12を参照しつつ、本発明にかかる骨塩量測定装置を備えるシステムについて、実施例を挙げて具体的に説明する。なお、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。   Next, referring to FIG. 11 and FIG. 12, a system including the bone mineral content measuring device according to the present invention will be specifically described with reference to examples. The embodiments of the present invention are not limited to these.

本実施例においては、コニカミノルタエムジー社製のデジタル乳房画像撮影システムを使用した。このデジタル乳房画像撮影システムは、本発明を実施する例における骨塩量測定装置として、コニカミノルタエムジー社製の乳房X線撮影装置(MGU-100B)を備え、その他、ダイレクトディジタイザー(REGIUS Vstage MODEL 190)、レーザーイメージャ(DPYPRO MODEL 793)を備えて構成されるものである。乳房X線撮影装置において使用されているX線管はモリブデン陽極であり、焦点サイズは公称100μmである。X線源の管電圧は25kVp〜35kVpに設定されている。また、X線検出器としてデジタルX線検出器であるCRカセッテを用いている。また、X線管から被写体台までの距離は65cmであり、被写体台からCRカセッテ台までの距離は49cmである。なお、散乱X線グリッドは使用していない。使用したCRカセッテの輝尽蛍光体プレートのダイナミックレンジは図11に示すようにほぼ4桁であった。   In this example, a digital mammography system manufactured by Konica Minolta MG Co., Ltd. was used. This digital mammography system includes a mammography apparatus (MGU-100B) manufactured by Konica Minolta MG as a bone mineral content measurement apparatus in an example in which the present invention is implemented, and a direct digitizer (REGIUS Vstage MODEL). 190) and a laser imager (DPYPRO MODEL 793). The X-ray tube used in the mammography apparatus is a molybdenum anode, and the focal spot size is nominally 100 μm. The tube voltage of the X-ray source is set to 25 kVp to 35 kVp. A CR cassette, which is a digital X-ray detector, is used as the X-ray detector. The distance from the X-ray tube to the subject table is 65 cm, and the distance from the subject table to the CR cassette table is 49 cm. Note that a scattered X-ray grid is not used. The dynamic range of the used CR cassette photostimulable phosphor plate was almost four digits as shown in FIG.

このような乳房X線撮影装置を備えるデジタル乳房画像撮影システムを使用して、手指のX線画像を撮影し、CRカセッテにより取得されたX線画像の画像データ(原画像)についてX線量の源弱率と炭酸カルシウム含有量との関係から求められる補正係数に基づく処理を施して得られた定量画像とを図12に示す。
本実施例において、X線画像の撮影は、低エネルギーのX線を照射して行われているため、処理を施さない原画像の場合には、画像全体が暗くなり、手指の画像を明確に判別することができない。これに対して、補正係数に基づく処理を施して得られた定量画像の場合には、図12に示すように、手指の画像を明確に識別することができ、この定量画像に基づいて正確に骨塩量を測定することが可能となる。
A digital mammography system including such a mammography apparatus is used to capture an X-ray image of a finger, and an X-ray source of X-ray image data (original image) acquired by a CR cassette. FIG. 12 shows a quantitative image obtained by performing processing based on the correction coefficient obtained from the relationship between the weakness and the calcium carbonate content.
In this embodiment, the X-ray image is taken by irradiating low-energy X-rays. Therefore, in the case of an original image that is not processed, the entire image becomes dark and the image of the finger is clearly displayed. It cannot be determined. On the other hand, in the case of the quantitative image obtained by performing the processing based on the correction coefficient, the finger image can be clearly identified as shown in FIG. It becomes possible to measure the amount of bone mineral.

なお、被写体台からCRカセッテ台までの距離を15cm、65cmに変更して撮影したが、同様の結果が得られた。   The distance from the subject table to the CR cassette table was changed to 15 cm and 65 cm, and similar results were obtained.

本実施形態における骨塩量測定装置の要部構成を示す側面図である。It is a side view which shows the principal part structure of the bone mineral content measuring apparatus in this embodiment. 本実施形態における骨塩量測定装置の内部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure of the bone mineral content measuring apparatus in this embodiment. 本実施形態における骨塩量測定装置を乳房画像撮影に用いる場合の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example in the case of using the bone mineral content measuring apparatus in this embodiment for a mammography. 本実施形態における骨塩量測定装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the bone mineral content measuring apparatus in this embodiment. 図5(a)及び図5(b)は、シェーディング補正前のX線照射量のばらつきを表した図であり、図5(c)及び図5(d)は、シェーディング補正後のX線照射量のばらつきを表した図である。5 (a) and 5 (b) are diagrams showing variations in the X-ray irradiation amount before the shading correction, and FIGS. 5 (c) and 5 (d) are the X-ray irradiations after the shading correction. It is a figure showing the dispersion | variation in quantity. 物質に照射されたX線のX線吸収係数と物質の厚さとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the X-ray absorption coefficient of the X-rays irradiated to the substance, and the thickness of the substance. アルミニウムに照射されたX線の減弱係数を説明する図である。It is a figure explaining the attenuation coefficient of the X-ray irradiated to aluminum. 補正係数を示すグラフである。It is a graph which shows a correction coefficient. アルミニウムの定量測定についての説明図である。It is explanatory drawing about the quantitative measurement of aluminum. X線の減弱率と炭酸カルシウム含有量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the attenuation rate of a X-ray, and calcium carbonate content. 本実施形態におけるX線検出器のダイナミックレンジを示すグラフである。It is a graph which shows the dynamic range of the X-ray detector in this embodiment. 原画像を補正して得られた定量画像である。It is a quantitative image obtained by correcting the original image.

符号の説明Explanation of symbols

1 骨塩量測定装置
3 支持基台
4 撮影装置本体部
5 支持軸
7 保持部材
8 X線源
9 電源部
11 X線検出器
12 検出器保持部
14 被写体台
15 位置調整装置
21 圧迫板
22 制御装置
30 水槽
31 液状物
H 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bone salt measuring device 3 Support base 4 Imaging device main-body part 5 Support shaft 7 Holding member 8 X-ray source 9 Power supply part 11 X-ray detector 12 Detector holding part 14 Subject stand 15 Position adjustment apparatus 21 Compression board 22 Control Apparatus 30 Water tank 31 Liquid material H Subject

Claims (6)

被検体のX線画像を撮影し、得られた画像データに基づいて前記被検体の骨塩量を測定する骨塩量測定装置であって、
前記被検体に対してX線を照射するX線源と、
前記X線源から照射され入射したX線量に応じたX線画像を記録するX線検出器と、
撮影時に前記被検体を内包する液状物を保持する液状物保持部材と、を備え、
前記X線源は、モリブデン陽極X線管であり、
前記X線検出器は、ダイナミックレンジが3桁以上であって、前記被写体との距離が15cm以上離れるように配置されていることを特徴とする骨塩量測定装置。
A bone mineral content measuring apparatus for taking an X-ray image of a subject and measuring the bone mineral content of the subject based on the obtained image data,
An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector for recording an X-ray image corresponding to the incident X-ray dose irradiated from the X-ray source;
A liquid material holding member for holding a liquid material containing the subject at the time of imaging,
The X-ray source is a molybdenum anode X-ray tube;
The bone mineral content measuring apparatus, wherein the X-ray detector has a dynamic range of 3 digits or more and is arranged so that a distance from the subject is 15 cm or more.
前記X線源は、管電圧が20kVp以上、39kVp以下に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の骨塩量測定装置。   The bone mineral content measuring apparatus according to claim 1, wherein the X-ray source has a tube voltage set to 20 kVp or more and 39 kVp or less. 前記X線検出器のダイナミックレンジは、7桁以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の骨塩量測定装置。   The bone mineral content measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein the dynamic range of the X-ray detector is 7 digits or less. 前記X線検出器は、前記被写体との距離が1m以下となるように配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の骨塩量測定装置。   The bone mineral content measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the X-ray detector is arranged so that a distance from the subject is 1 m or less. 前記被検体は、人体の手指又は足であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の骨塩量測定装置。   The bone mineral content measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the subject is a human finger or foot. 乳房画像を撮影する乳房画像撮影装置を兼ねることができることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の骨塩量測定装置。   The bone mineral content measuring apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the apparatus can also serve as a breast image capturing apparatus that captures a breast image.
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