JP2012192118A - Bone density measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は骨密度測定装置に関し、特に、被検体へのＸ線の照射によって骨密度画像を表示する骨塩量測定装置に関する。 The present invention relates to a bone density measuring device, and more particularly to a bone mineral content measuring device that displays a bone density image by X-ray irradiation to a subject.
骨密度測定装置は医療の分野において骨粗鬆症などの骨疾患を診断するための装置である。かかる骨密度測定装置は、Ｘ線を被検者に照射して、被検者を透過したＸ線を検出し、これにより得られた検出データに基づいて被検体の骨密度画像を形成する装置である。具体的には、ＤＥＸＡ法に従って、高エネルギーＸ線と低エネルギーＸ線の両者が順番に照射される。特許文献１、２にはＤＥＸＡ法に従う演算方法が記載されている。測定部位は腰椎、前腕等である。骨密度測定装置は骨評価装置とも称される。 The bone density measuring device is a device for diagnosing bone diseases such as osteoporosis in the medical field. Such a bone density measuring apparatus irradiates a subject with X-rays, detects X-rays transmitted through the subject, and forms a bone density image of the subject based on detection data obtained thereby. It is. Specifically, both high energy X-rays and low energy X-rays are sequentially irradiated according to the DEXA method. Patent documents 1 and 2 describe a calculation method according to the DEXA method. Measurement sites are the lumbar spine, forearm and the like. The bone density measuring device is also called a bone evaluation device.
腰椎の骨密度測定においては、骨密度画像を構成する各画素の画素値（骨密度値）に基づいて各画素が骨画素（骨に対応する画素）であるか軟組織画素（軟組織だけに対応する画素）であるかが自動的に識別される。その際、腰椎を構成する各椎骨に対して関心領域が設定される。個々の関心領域内において、骨画素が有する骨密度の平均値（平均骨密度）が演算される。 In bone density measurement of the lumbar spine, each pixel is a bone pixel (pixel corresponding to bone) or soft tissue pixel (corresponding only to soft tissue) based on the pixel value (bone density value) of each pixel constituting the bone density image. Pixel) is automatically identified. At that time, a region of interest is set for each vertebra constituting the lumbar vertebra. Within each region of interest, an average value of bone density (average bone density) of the bone pixel is calculated.
上記のような骨画素と軟組織画素の自動識別結果が必ずしも正しくない場合がある。例えば、圧迫骨折部位が存在している場合には平均骨密度が正しく演算されない可能性がある。このため、当該部位を構成する画素については平均演算対象となる骨画素から除外するのが望ましい。低骨量の場合には骨画素なのに軟組織画素と認識されてしまうので、それを骨画素に変更することが望ましい。血管やリンパ節が石灰化している場合にそれを骨として認識してしまう場合があるのでそれについては骨部から除外する必要がある。骨が変形してあるいは異常成長して関心領域内に他の椎骨が入り込んでしまったり不必要な部分が存在していたりする場合にはその部分を平均骨密度演算の対象から除外する必要がある。更に、金属が埋め込まれている場合にはそれを平均骨密度演算の対象から除外する必要がある。このような観点から、従来においては、骨密度画像上において、最終的に平均骨密度を演算する前に、骨密度分布画像の目視観測によって、骨画素の追加及び削除をマニュアルで行うようにしている。 The automatic identification result of the bone pixel and the soft tissue pixel as described above may not always be correct. For example, when a compression fracture site exists, the average bone density may not be calculated correctly. For this reason, it is desirable to exclude the pixels constituting the part from the bone pixels to be averaged. In the case of a low bone mass, although it is a bone pixel, it is recognized as a soft tissue pixel, so it is desirable to change it to a bone pixel. If a blood vessel or lymph node is calcified, it may be recognized as bone, so it must be excluded from the bone. When bone deforms or grows abnormally and other vertebrae enter the region of interest or there is an unnecessary part, it is necessary to exclude that part from the average bone density calculation target . Furthermore, when a metal is embedded, it is necessary to exclude it from the target of the average bone density calculation. From this point of view, conventionally, bone pixels are added and deleted manually by visual observation of the bone density distribution image before finally calculating the average bone density on the bone density image. Yes.
しかし、骨密度画像の目視判断だけでそのような追加及び削除を行うのにはかなりの熟練を要する。あるいはそのような作業においては判断が区々になりがちである。そこで、骨画素の追加及び削除を支援することが要望される。 However, considerable skill is required to perform such addition and deletion only by visual judgment of the bone density image. Or, in such work, judgment tends to vary. Therefore, it is desired to support the addition and deletion of bone pixels.
本発明の目的は、骨密度（骨塩量）分布を示す画像において骨画素の取捨選別を行う場合にその作業を支援して迅速かつ的確な作業を行えるようにすることにある。 An object of the present invention is to support a work when a bone pixel is sorted out in an image showing a bone density (bone mineral content) distribution so that a quick and accurate work can be performed.
本発明に係る骨密度測定装置は、被検体に対してＸ線を照射することによって得られた検出データに基づいて、骨塩の二次元分布が反映された被検体画像を生成する被検体画像生成手段と、前記被検体画像を構成する各画素に対して、当該画素が有する画素値に基づいて骨画素と軟組織画素とを識別する識別処理を適用する識別処理手段と、前記被検体画像上においてユーザーによって注目画素を指定するための注目画素指定手段と、前記注目画素が指定された場合に前記ユーザーに対して修正支援情報を提供する修正支援手段と、前記注目画素に対して前記ユーザーによって修正指示が与えられた場合に、前記識別処理の結果の修正を実行する手段と、を含み、前記修正支援情報には、前記注目画素についての前記識別処理の結果を表す組織種別情報と、前記識別処理の結果に従って前記注目画素について演算された局所評価値と、前記識別処理の結果に従って前記注目画素が属する領域について演算された平均評価値と、が含まれることを特徴とする。 The bone density measuring device according to the present invention generates a subject image in which a two-dimensional distribution of bone mineral is reflected based on detection data obtained by irradiating the subject with X-rays. Generation means, identification processing means for applying an identification process for identifying a bone pixel and a soft tissue pixel on the basis of a pixel value of the pixel for each pixel constituting the subject image, and on the subject image A pixel-of-interest specifying means for designating a pixel of interest by the user, a correction support means for providing correction support information to the user when the pixel of interest is designated, and the user with respect to the pixel of interest by the user Means for correcting the result of the identification process when a correction instruction is given, and the correction support information includes a set representing the result of the identification process for the pixel of interest. Characterized in that it includes type information, a local evaluation value calculated for the pixel of interest according to the result of the identification process, and an average evaluation value calculated for a region to which the pixel of interest belongs according to the result of the identification process. To do.
上記構成によれば、被検体画像上において、ユーザーによって注目画素（つまり画像上の座標）が指定されると、当該注目画素についての修正支援情報が表示されるので、その修正支援情報の内容に基づいて注目画素についての修正の要否を的確に判断することができる。修正内容としては、骨画素から軟組織画素への種別変更、軟組織画素から骨画素への種別変更、演算対象からの除外、等があげられる。修正支援情報には、当該注目画素についての種別識別処理結果が含まれるから、目視判断の結果と自動判断の結果とをつき合わせることが可能である。その際、注目画素について演算された局所評価値とその周囲を含む領域（例えば、関心領域内の骨領域又は軟組織領域）全体について演算された平均評価値とが併せて表示されるから、注目画素についての局所的な値が周囲の平均的な値に比べて外れているのか概ね同じであるのかを客観的に判断することが可能である。場合によっては局所評価値と平均評価値の併記に代えて又はそれらと共に両者の差分を表示するようにしてもよい。通常、注目画素についての局所的な値が周囲から見て突出して大きい又は小さい場合には組織異常、計測エラー、演算エラー等が考えられるから、その可能性を踏まえて修正の要否を判断することが可能となる。望ましくは評価値は骨部であれば骨密度であり、軟組織であれば例えば後述するＲL／ＲHであり、それは２種類のエネルギーについての２つの減衰率（減衰量）についての比である。単純に画素値であってもよい。演算過程で生じる中間的な係数値であってもよい。いずれにしても注目画素と周囲との関係（特に修正要否）を評価又は判断できる評価値を表示するのが望ましい。なお、注目画素は抽象的概念であり、物理的に見て単一の画素であってもよいし、物理的に見て複数の画素からなる小集合であってもよい。その場合には局所評価値は局所平均値、局所中間値、局所中央値、等となる。評価単位と修正単位とを異ならせるようにしてもよい。 According to the above configuration, when the target pixel (that is, the coordinates on the image) is designated by the user on the subject image, the correction support information for the target pixel is displayed. Based on this, it is possible to accurately determine whether or not the target pixel needs to be corrected. Examples of the correction content include a type change from a bone pixel to a soft tissue pixel, a type change from a soft tissue pixel to a bone pixel, and exclusion from a calculation target. Since the correction support information includes the type identification processing result for the target pixel, it is possible to match the result of the visual determination with the result of the automatic determination. At that time, the local evaluation value calculated for the target pixel and the average evaluation value calculated for the entire region including the surrounding area (for example, the bone region or soft tissue region in the region of interest) are displayed together. It is possible to objectively determine whether the local value for is out of or approximately the same as the surrounding average value. In some cases, the difference between the local evaluation value and the average evaluation value may be displayed instead of or together with the local evaluation value and the average evaluation value. Usually, if the local value of the pixel of interest is prominently large or small when viewed from the surrounding, tissue abnormalities, measurement errors, computation errors, etc. are considered, so determine whether correction is necessary based on that possibility It becomes possible. Desirably, the evaluation value is bone density in the case of a bone part, and R L / R H described later in the case of soft tissue, for example, which is a ratio of two attenuation rates (attenuation amounts) for two types of energy. . It may simply be a pixel value. An intermediate coefficient value generated in the calculation process may be used. In any case, it is desirable to display an evaluation value that can evaluate or judge the relationship between the pixel of interest and the surroundings (especially whether correction is necessary). Note that the target pixel is an abstract concept, and may be a single pixel physically viewed or a small set of a plurality of pixels physically viewed. In this case, the local evaluation value is a local average value, a local intermediate value, a local median value, or the like. The evaluation unit and the correction unit may be different.
望ましくは、前記識別処理により骨画素と識別された場合には、前記局所評価値として局所骨密度が表示され、且つ、前記平均評価値として平均骨密度が表示される。局所骨密度は被検体画像における画素値に相当するものであり、領域全体の平均骨密度との対比において観念される要素概念である。それは実際の正確な骨密度を表示するものではないが、対比判断上、有用な情報である。 Preferably, when a bone pixel is identified by the identification process, a local bone density is displayed as the local evaluation value, and an average bone density is displayed as the average evaluation value. The local bone density corresponds to a pixel value in the subject image, and is an element concept that is considered in comparison with the average bone density of the entire region. Although it does not display the actual accurate bone density, it is useful information for comparison.
望ましくは、前記識別処理により軟組織画素と識別された場合には、前記局所評価値として局所軟組織評価値が表示され、且つ、前記平均評価値として平均軟組織評価値が表示される。軟組織については骨密度という概念が存在しないために、それに代えて軟組織の性状を指標する評価値が表示される。修正支援情報を構成する要素は基本的に数値であるが、それに代えて又はそれと共に直感的認識を助けるグラフ等を表示するようにしてもよい。 Preferably, when a soft tissue pixel is identified by the identification process, a local soft tissue evaluation value is displayed as the local evaluation value, and an average soft tissue evaluation value is displayed as the average evaluation value. Since the concept of bone density does not exist for soft tissue, an evaluation value indicating the property of soft tissue is displayed instead. The elements constituting the correction support information are basically numerical values, but instead of or together with them, a graph or the like that assists intuitive recognition may be displayed.
望ましくは、前記修正支援情報には、更に、前記注目画素について演算された低エネルギーＸ線照射時の局所減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の局所減衰量と、前記注目画素が属する領域について演算された低エネルギーＸ線照射時の平均減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の平均減衰量と、が含まれる。この構成によれば、評価値の演算過程で利用される中間的数値を表示することによって修正要否を総合的に判断することができる。いずれかのエネルギーだけに不自然な値が生じている場合に当該エネルギーでの計測等に問題が生じている可能性を認識できる。 Preferably, the correction support information further calculates a local attenuation amount during low-energy X-ray irradiation and a local attenuation amount during high-energy X-ray irradiation calculated for the target pixel, and a region to which the target pixel belongs. The average attenuation amount at the time of low-energy X-ray irradiation and the average attenuation amount at the time of high-energy X-ray irradiation are included. According to this configuration, it is possible to comprehensively determine whether or not correction is necessary by displaying intermediate numerical values used in the evaluation value calculation process. When an unnatural value is generated in only one of the energies, it is possible to recognize the possibility that a problem occurs in the measurement with the energy.
望ましくは、前記局所軟組織評価値は、低エネルギーＸ線照射時の局所減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の局所減衰量の比に相当し、前記平均軟組織評価値は、低エネルギーＸ線照射時の平均減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の平均減衰量の比に相当する。 Preferably, the local soft tissue evaluation value corresponds to a ratio of local attenuation at the time of low energy X-ray irradiation and local attenuation at the time of high energy X-ray irradiation, and the average soft tissue evaluation value is at the time of low energy X-ray irradiation. It corresponds to the ratio of the average attenuation amount and the average attenuation amount at the time of high energy X-ray irradiation.
望ましくは、前記識別処理の結果の修正を実行する手段は、骨画素から軟組織画素への種別変更、軟組織画素から骨画素への種別変更、及び、演算対象からの除外、の少なくとも１つを実行する。 Preferably, the means for correcting the result of the identification process executes at least one of a type change from a bone pixel to a soft tissue pixel, a type change from a soft tissue pixel to a bone pixel, and an exclusion from a calculation target. To do.
望ましくは、前記被検体は複数の椎骨を含み、前記複数の椎骨に対して複数の関心領域が設定され、前記各関心領域内が骨部領域と軟組織領域に識別される。もちろん、本発明を他の部位へ適用してもよい。関心領域内を二分するように境界検出を行って各領域を特定してもよいし、画素単位での種別を特定するだけであってもよい。 Preferably, the subject includes a plurality of vertebrae, a plurality of regions of interest are set for the plurality of vertebrae, and each region of interest is identified as a bone region and a soft tissue region. Of course, the present invention may be applied to other parts. Each region may be specified by performing boundary detection so as to bisect the region of interest, or only the type in units of pixels may be specified.
望ましくは、前記修正支援手段は、前記被検体画像に基づいて画素値ごとの画素数を示すヒストグラムを生成する手段と、前記ヒストグラム上において前記注目画素の画素値を示すマーカーを生成する手段と、を含む。この構成によれば注目画素がヒストグラム上においてどこに位置するのかまでを考慮して注目画素について修正要否を判断できるから、より的確な判断を行える。 Preferably, the correction support means generates a histogram indicating the number of pixels for each pixel value based on the subject image, and generates a marker indicating the pixel value of the target pixel on the histogram; including. According to this configuration, since it is possible to determine whether or not correction is necessary for the target pixel in consideration of where the target pixel is located on the histogram, more accurate determination can be performed.
従来においては、単なる白黒の濃淡画像上において、画素除外等の修正を行っていたわけであるが、そのような場合には感覚的な判断に頼ることになるのでユーザー（医師等）によって判断が大きくばらつく、あるいは、修正負担が大きいという問題があったが、上記構成によれば、修正要否の判断を支援する情報、特に注目点と背景全体との比較を容易に行える情報が表示されるから、修正要否の判断を客観化でき、修正負担も大幅に軽減できる。修正支援情報は注目画素の近傍又は注目画素との対応関係が分かるようにポップアップ表示されてもよい。ポインティングデバイスにより画素をクリック指定させ、それをトリガとして修正支援情報を表示させ、次のクリック種類によって修正実行又は修正見送りの指示を識別するようにしてもよい。画素種別等が修正された場合、その時点で、平均骨密度演算の基礎となるデータへ当該修正が反映されるようにしてもよいし、すべての修正が完了した場合あるいはユーザーの明示的な指示があった場合に各修正が反映されるようにしてもよい。 In the past, corrections such as pixel exclusion were performed on a simple black-and-white grayscale image. In such cases, however, the user (doctor, etc.) makes a large judgment because it depends on sensory judgment. There was a problem that the correction burden was large or the correction burden was large, but according to the above configuration, information that supports the determination of whether correction is necessary, particularly information that can easily compare the attention point and the entire background is displayed. This makes it possible to objectively determine whether or not correction is necessary, and can greatly reduce the burden of correction. The correction support information may be displayed in a pop-up so that the correspondence between the vicinity of the target pixel or the target pixel can be understood. It is also possible to designate a pixel to be clicked by a pointing device, display correction support information as a trigger, and identify a correction execution or correction postponement instruction by the next click type. When the pixel type is modified, the modification may be reflected in the data that is the basis of the average bone density calculation at that time, or when all modifications are completed or an explicit instruction from the user Each correction may be reflected when there is a problem.
上記構成によれば、圧迫骨折部分の骨領域からの除外、低骨量による軟組織誤認の修正、組織石灰化による骨領域誤認の修正、骨きょく等の骨変形部位の除外、金属などの異物の除外、側わん症等によって関心領域内に入り込んでいる不必要な部位の除外、等を行える。 According to the above configuration, the compression fracture portion is excluded from the bone region, the soft tissue misidentification due to low bone mass, the bone region misidentification due to tissue calcification, the bone deformation site such as bone fractures, the exclusion of foreign substances such as metal It is possible to exclude unnecessary parts that have entered the region of interest due to exclusion, scoliosis, or the like.
本発明によれば、骨密度（骨塩量）分布を示す画像において骨画素の取捨選別を行う場合にその作業を支援して迅速かつ的確な作業を行える。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when selecting and sorting out a bone pixel in the image which shows a bone density (bone mineral content) distribution, the operation | work can be supported and a quick and accurate operation | work can be performed.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。まず、骨密度測定の原理（ＤＥＸＡ法）について説明する。人体を透過する２種エネルギーのＸ線についての全減衰量はそれぞれ以下のように定義される。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. First, the principle of bone density measurement (DEXA method) will be described. The total attenuation for two types of energy X-rays transmitted through the human body is defined as follows.
ＩL＝Ｉ0L・EXP（−μBLＸB）・EXP（−μSLＸS） …(1)
ＩH＝Ｉ0H・EXP（−μBHＸB）・EXP（−μSHＸS） …(2)
I L = I 0L · EXP (-μ BL X B ) ・ EXP (-μ SL X S ) (1)
I H = I 0H · EXP (−μ BH X B ) · EXP (−μ SH X S ) (2)
ここで、添字につき、Lは低エネルギーを示し、Hは高エネルギーを示し、Bは骨を示し、Sは軟組織を示す。ＩL及びＩHは透過Ｘ線強度を示し、Ｉ0L及びＩ0Hは入射Ｘ線強度を示し、μSL、μSH、μBL及びμBHは線吸収係数（cm-1）を示し、ＸB及びＸSは厚み（cm）を示す。 Here, for subscripts, L indicates low energy, H indicates high energy, B indicates bone, and S indicates soft tissue. I L and I H indicate transmitted X-ray intensity, I 0L and I 0H indicate incident X-ray intensity, μ SL , μ SH , μ BL and μ BH indicate linear absorption coefficients (cm −1 ), X B and X S indicate thickness (cm).
上記(1)式,(2)式について両辺の自然対数をとると、次の２式が導かれる。 Taking the natural logarithm of both sides for the above formulas (1) and (2), the following two formulas are derived.
ln（Ｉ0L／ＩL）＝μBLＸB＋μSLＸS …(3)
ln（Ｉ0H／ＩH）＝μBHＸB＋μSHＸS …(4)
ln (I 0L / I L ) = μ BL X B + μ SL X S (3)
ln (I 0H / I H ) = μ BH X B + μ SH X S (4)
上記２式を用いてＸBについて解くならば以下が得られる。
ＸB＝Ｃ・（ＲL−α・ＲH） …(5)
ここで、各係数は以下のように定義される。
If X B is solved using the above two equations, the following is obtained.
X B = C · (R L −α · R H ) (5)
Here, each coefficient is defined as follows.
ＲL＝ln（Ｉ0L／ＩL） …(6) R L = ln (I 0L / I L ) (6)
ＲH＝ln（Ｉ0H／ＩH） …(7) R H = ln (I 0H / I H ) (7)
α＝μSL／μSH …(8) α = μ SL / μ SH (8)
Ｃ＝１／（μBL−α・μBH） …(9) C = 1 / (μ BL −α · μ BH ) (9)
上記(5)式において、軟組織のみの領域では左辺が０となる。よって以下が導かれる。 In the above equation (5), the left side is 0 in the region of only soft tissue. Therefore, the following is derived.
α＝ＲL／ＲH …(10) α = R L / R H (10)
上記ＲL／ＲHの内で、分子ＲLはln（Ｉ0L／ＩL）であって、それは低エネルギーＸ線の減衰率（減衰量）に相当する。上記ＲL／ＲHの内で、分母ＲHはln（Ｉ0H／ＩH）であって、それは高エネルギーＸ線の減衰率（減衰量）に相当する。よって、ＲL／ＲHは、軟組織に関して、２種類のエネルギーについての２つの減衰率（減衰量）の比に相当する。それは(7)式で定義される線吸収係数の比（μSL／μSH）とは異なり、実測値として求められる。それを軟組織評価値と称することができ、あるいは、単にＲと称することができる。 Among the above R L / R H , the molecule R L is ln (I 0L / I L ), which corresponds to the attenuation factor (attenuation amount) of low energy X-rays. Of the above R L / R H , the denominator R H is ln (I 0H / I H ), which corresponds to the attenuation factor (attenuation amount) of high energy X-rays. Therefore, R L / R H corresponds to a ratio of two attenuation rates (attenuation amounts) for two types of energy with respect to soft tissue. Unlike the linear absorption coefficient ratio (μ SL / μ SH ) defined by Equation (7), it is obtained as an actual measurement value. It can be referred to as a soft tissue evaluation value, or simply R.
一方、上記(5)式で定義される骨の厚さＸBに対して骨の物理的密度ρBを乗じて骨部領域内で積分すると以下のように骨塩量BMCを求めることができる。 On the other hand, when the bone thickness X B defined by the above equation (5) is multiplied by the bone physical density ρ B and integrated in the bone region, the bone mineral content BMC can be obtained as follows. .
BMC＝∫∫ρB・ＸB dxdy …(11) BMC ＝ ∫∫ρ B・ X B dxdy… (11)
更に以下のようにBMCを骨部領域の面積Ｓで除することにより最終的に骨密度（平面骨密度）BMDが演算される。 Further, the bone density (planar bone density) BMD is finally calculated by dividing BMC by the area S of the bone region as follows.
BMD＝BMC／Ｓ …(12) BMD = BMC / S (12)
実際には線質硬化現象その他の影響により正確な骨密度を演算するためには個々の係数や最終演算結果に対して補正演算が適用される。骨密度画像は、上記のＸBから定まる画素値の分布を表したものに相当する。骨密度画像上においては、通常、軟組織部内において画素値が最低値となるが、そうであっても上記(8)式から軟組織評価値（Ｒ）は演算され得る。骨密度画像上において、例えば、複数の椎骨（ブロック）に対して複数の関心領域が自動的に又は手動で個別的に設定され、各関心領域内において骨部領域が自動認識され、骨部領域の面積が演算される。そして、上記(9）式及び(10)式に従って個々の椎骨についての骨密度が演算される。それは基本的には骨部領域の全体にわたる「平均骨密度（＝平均骨評価値）」である。それとの対比においては、骨密度画像上において骨部領域内の各画素値は「局所骨密度（＝局所骨評価値）」と認識され得る。但し、それは厚み方向の構造の違いを反映していない値であるから、目安として理解されるべきものである。そうであっても背景平均値との対比が可能な局所値であると言いうる。軟組織についても、領域全体にわたる「平均軟組織評価値」及び画素単位の「局所軟組織評価値」を定義し得る。 In practice, correction calculation is applied to individual coefficients and final calculation results in order to calculate an accurate bone density due to the effect of hardening of the wire quality and other effects. Bone density image corresponds to a representation of the distribution of the pixel values determined from the above X B. On the bone density image, the pixel value is usually the lowest value in the soft tissue part. Even so, the soft tissue evaluation value (R) can be calculated from the above equation (8). On the bone density image, for example, a plurality of regions of interest are automatically or manually set for a plurality of vertebrae (blocks), and a bone region is automatically recognized in each region of interest. Is calculated. Then, the bone density for each vertebra is calculated according to the above equations (9) and (10). It is basically “average bone density (= average bone evaluation value)” over the entire bone region. In contrast thereto, each pixel value in the bone region on the bone density image can be recognized as “local bone density (= local bone evaluation value)”. However, since this is a value that does not reflect the difference in structure in the thickness direction, it should be understood as a guide. Even so, it can be said that it is a local value that can be compared with the background average value. For soft tissue, an “average soft tissue evaluation value” over the entire region and a “local soft tissue evaluation value” in pixel units may be defined.
図１には、本発明に係る骨密度測定装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。図１に示す骨密度測定装置は医療機関において設置され、人体の特に腰椎に対して骨密度測定を行う装置である。 FIG. 1 shows a preferred embodiment of a bone density measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration thereof. The bone density measuring apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus that is installed in a medical institution and performs bone density measurement on the human body, particularly the lumbar spine.
骨密度測定装置は大別して測定ユニット１０及び演算ユニット１２を有している。まず、測定ユニット１０について説明する。ベット１４上には人体としての被検体１６が載置されている。本実施形態においては、腰椎を含む部位に対してＸ線の照射が行われる。ベット１４はいわゆるブッキーテーブル等であってもよい。ベット１４の下側にはＸ線発生機１８が設けられている。このＸ線発生機１８は低エネルギーＸ線及び高エネルギーＸ線を交互に発生する装置である。その発生にあたっては、電圧の切り替え及びフィルタの切り替え等が適用される。 The bone density measuring apparatus is roughly divided into a measuring unit 10 and an arithmetic unit 12. First, the measurement unit 10 will be described. A subject 16 as a human body is placed on the bed 14. In the present embodiment, X-ray irradiation is performed on a region including the lumbar spine. The bet 14 may be a so-called bucky table or the like. An X-ray generator 18 is provided below the bed 14. The X-ray generator 18 is an apparatus that alternately generates low energy X-rays and high energy X-rays. In the generation, voltage switching, filter switching, and the like are applied.
符号１９はＸ線ビームを示しており、本実施形態においては末広がりの形態をもったファンビームが形成されている。符号２０はＸ線検出器を示しており、ファンビームに対応した複数のＸ線センサによって構成される。Ｘ線発生機１８及びＸ線検出器２０は走査機構２２に連結されており、その走査機構２２によって体軸方向に走査される。低エネルギーＸ線及び高エネルギーＸ線の照射を交互に繰り返しながら上記の機械的走査を行うことにより２次元領域についての検出データを得ることが可能である。具体的には、低エネルギーＸ線に対応する検出データと高エネルギーＸ線に対応する検出データを得ることが可能である。それらはデータ演算部２４へ出力されている。 Reference numeral 19 denotes an X-ray beam. In this embodiment, a fan beam having a divergent shape is formed. Reference numeral 20 denotes an X-ray detector, which is composed of a plurality of X-ray sensors corresponding to the fan beam. The X-ray generator 18 and the X-ray detector 20 are connected to a scanning mechanism 22 and scanned by the scanning mechanism 22 in the body axis direction. It is possible to obtain detection data for a two-dimensional region by performing the above-described mechanical scanning while alternately irradiating low energy X-rays and high energy X-rays. Specifically, detection data corresponding to low energy X-rays and detection data corresponding to high energy X-rays can be obtained. They are output to the data calculation unit 24.
次に、演算ユニット１２について説明する。上述のように検出データがデータ演算部２４に入力される。その機能については後に図２を用いて詳述する。データ演算部は上述した計算式に従って平面骨密度すなわち骨領域における平均骨密度を演算するモジュールである。本実施形態においては、複数の椎骨のそれぞれについて骨密度（平均骨密度）が演算され、それ以外にも各種の情報が演算されている。データ演算部２４により被検体における骨塩の二次元分布を表した被検体画像すなわち骨密度画像が生成される。その画像は白黒の濃淡画像であり、各画素値は骨密度を表す。ただしそれは上記の平均骨密度に対する局所骨密度である。そのような演算に先立って、データ演算部は後に説明するように各椎骨に対して関心領域を個別的に設定し、その関心領域内において骨領域と軟組織領域との識別を行っている。本実施形態において、各画素の画素値に基づいてそのような識別処理が自動的に実行されている。 Next, the arithmetic unit 12 will be described. As described above, the detection data is input to the data calculation unit 24. The function will be described in detail later with reference to FIG. The data calculation unit is a module for calculating the planar bone density, that is, the average bone density in the bone region according to the above-described calculation formula. In the present embodiment, the bone density (average bone density) is calculated for each of the plurality of vertebrae, and various other information is calculated. A data image representing a two-dimensional distribution of bone mineral in the subject, that is, a bone density image is generated by the data calculation unit 24. The image is a black and white grayscale image, and each pixel value represents bone density. However, it is the local bone density relative to the above average bone density. Prior to such calculation, the data calculation unit individually sets a region of interest for each vertebra as will be described later, and identifies a bone region and a soft tissue region within the region of interest. In the present embodiment, such identification processing is automatically executed based on the pixel value of each pixel.
表示処理部２６は、表示部３０に表示する画像を構成するモジュールである。その表示例について後に図３乃至図５を用いて説明する。表示部３０においては被検体画像が白黒画像として表示され、また必要に応じて、以下に詳述する修正支援情報が表示される。更にヒストグラム等の情報も表示される。 The display processing unit 26 is a module that configures an image to be displayed on the display unit 30. The display example will be described later with reference to FIGS. On the display unit 30, the subject image is displayed as a black and white image, and correction support information described in detail below is displayed as necessary. Information such as a histogram is also displayed.
制御部２８は図１に示される各構成の動作制御を行っている。制御部２８には入力部３２が接続されている。ユーザはこの入力部３２を利用して制御部２８に対して動作指令を与えることができ、また被検体画像上において画素を指定して、その画素についての種別の変更や演算対象からの除外等の修正指示を与えることが可能である。入力部３２から与えられた修正の指示は制御部２８を介してデータ演算部２４へ送られており、データ演算部２４は修正の指示に従って所定のタイミングで画素の種別の修正等を実行する。すなわち、例えば金属などが画像化されており、それが平均骨密度に影響を与えているような場合においては、金属に相当する画素が平均骨密度演算の基礎となるデータから除外される。また、石灰化された軟組織が骨部であると誤認されているような場合には、当該領域については種別を軟組織に変更する修正が適用されることになる。その修正の要否はユーザの目視判断によって行われているのであるが、本実施形態においては被検体画像に加えて修正支援情報が画面上に表示されるので、ユーザによる判断を的確かつ迅速に行わせることが可能である。 The control unit 28 performs operation control of each component shown in FIG. An input unit 32 is connected to the control unit 28. The user can use this input unit 32 to give an operation command to the control unit 28, specify a pixel on the subject image, change the type of the pixel, exclude it from the calculation target, etc. It is possible to give a correction instruction. The correction instruction given from the input unit 32 is sent to the data calculation unit 24 via the control unit 28, and the data calculation unit 24 executes correction of the pixel type at a predetermined timing in accordance with the correction instruction. That is, for example, when a metal or the like is imaged and this affects the average bone density, a pixel corresponding to the metal is excluded from data serving as a basis for the average bone density calculation. In addition, when the calcified soft tissue is misidentified as a bone part, correction for changing the type to soft tissue is applied to the region. The necessity of the correction is determined by the user's visual judgment, but in this embodiment, the correction support information is displayed on the screen in addition to the subject image, so that the judgment by the user can be made accurately and promptly. It can be done.
図２には、図１に示したデータ演算部２４が概念的に示されている。データ演算部２４は、上述した(1)式乃至(12)式を実行する機能を有し、その実体はソフトウエアである。データ演算部は、図２においてブロックとして示されているように、関心領域設定部３４、画素種別判定部３６及び修正部５０を備えている。それらのブロックもソフトウエアの機能を表している。関心領域設定部３４は、被検体画像上において複数の椎骨に対して複数の関心領域を個別的に設定する自動処理を実行する部分である。もちろん関心領域の設定をユーザによって行うようにしてもよい。各関心領域内においてそこに属する画素が骨画素であるか軟組織画素であるかが画素単位で自動的に判断される。それを行うのが画素種別判定部３６である。すなわち画素種別判定部３６は、被検体画像における各画素の画素値に基づいてその画素がいずれの種別に属するものであるのかについて判断を行う。もちろん、画素値と共にあるいはそれに代えて他の情報を参照することにより種別を判定するようにしてもよい。修正部５０はユーザからの指示に従って各画素についての種別を変更し、あるいは演算対象から特定の画素を除外する処理を実行する部分である。 FIG. 2 conceptually shows the data calculation unit 24 shown in FIG. The data operation unit 24 has a function of executing the above-described equations (1) to (12), and the entity is software. As shown as a block in FIG. 2, the data calculation unit includes a region-of-interest setting unit 34, a pixel type determination unit 36, and a correction unit 50. These blocks also represent software functions. The region-of-interest setting unit 34 is a part that executes automatic processing for individually setting a plurality of regions of interest for a plurality of vertebrae on the subject image. Of course, the region of interest may be set by the user. In each region of interest, it is automatically determined pixel by pixel whether the pixel belonging to it is a bone pixel or a soft tissue pixel. The pixel type determination unit 36 performs this. That is, the pixel type determination unit 36 determines which type the pixel belongs to based on the pixel value of each pixel in the subject image. Of course, the type may be determined by referring to other information together with or instead of the pixel value. The correction unit 50 is a part that executes a process of changing the type of each pixel in accordance with an instruction from the user or excluding a specific pixel from the calculation target.
データ演算部２４の右側には多数のブロックが示されており、それらはデータ演算部から出力される情報を模式的に示している。種別情報３８は、各画素について識別された種別を表す情報である。局所骨密度４０Ａは各画素について求められる骨密度あるいはそれに相当する値である。平均骨密度４０Ｂは骨部領域内において求められる平面骨密度すなわち平均骨密度である。通常は、その平均骨密度が各椎骨の性状を表す指標として利用される。 A large number of blocks are shown on the right side of the data calculation unit 24, and they schematically show information output from the data calculation unit. The type information 38 is information representing the type identified for each pixel. The local bone density 40A is a bone density obtained for each pixel or a value corresponding thereto. The average bone density 40B is a planar bone density obtained in the bone region, that is, an average bone density. Usually, the average bone density is used as an index representing the properties of each vertebra.
符号４２Ａで示される局所Ｒは軟組織について求められる画素単位のＲであり、符号４２Ｂで示される平均Ｒは軟組織について求められる所定領域内の平均Ｒである。この場合において所定領域は関心領域内における骨部領域以外の軟組織領域である。Ｌ局所減衰率４４Ａは、低エネルギーＸ線の照射により得られた画素単位での減衰率であり、Ｌ平均減衰率４４Ｂは低エネルギーＸ線照射時における骨部または軟組織の領域内での平均減衰率である。Ｈ局所減衰率４６Ａは高エネルギーＸ線照射時における画素単位での減衰率であり、Ｈ平均減衰率４６Ｂは高エネルギーＸ線照射時における前記領域内における平均減衰率である。ヒストグラム４８は局所骨密度ごとに画素数を表したヒストグラムである。後に説明するように、被検体画像とともにそのようなヒストグラムが表示され、更に注目画素についての骨密度（あるいはＲ）の位置がヒストグラム上においてマーキングされる。 The local R indicated by reference numeral 42A is R in pixel units obtained for the soft tissue, and the average R indicated by reference numeral 42B is an average R within a predetermined area obtained for the soft tissue. In this case, the predetermined region is a soft tissue region other than the bone region in the region of interest. The L local attenuation rate 44A is an attenuation rate in units of pixels obtained by irradiation with low energy X-rays, and the L average attenuation rate 44B is an average attenuation in the bone or soft tissue region at the time of low energy X-ray irradiation. Rate. The H local attenuation rate 46A is an attenuation rate in units of pixels at the time of high energy X-ray irradiation, and the H average attenuation rate 46B is an average attenuation rate in the region at the time of high energy X-ray irradiation. A histogram 48 is a histogram representing the number of pixels for each local bone density. As will be described later, such a histogram is displayed together with the subject image, and the position of the bone density (or R) for the pixel of interest is marked on the histogram.
図３乃至図５には、本実施形態に係る骨密度測定装置における表示例が示されている。 3 to 5 show display examples in the bone density measuring apparatus according to the present embodiment.
図３において、表示画面５４上には被検体画像５６が表示されている。被検体画像５６は骨密度画像ともいえるものであり、白黒の濃淡画像である。図示の例においては、複数の椎骨が示されている。それらに対しては符号５８で示されるように複数の関心領域（サブＲＯＩ）が設定される。Ｌ１〜Ｌ４はそれぞれの関心領域を示している。そのような複数の関心領域の設定は本実施形態において自動的に実行されており、その技術自体は公知技術である。各関心領域内において、上述したデータ演算部の作用により、個々の画素ごとに骨画素であるか軟組織画素であるかが識別され、これによって領域分けつまり画素群分けが実行される。その上で、骨画素群について求められる局所骨密度から当該領域についての平均骨密度が演算される。同じく軟組織領域については、それぞれの画素ごとに局所Ｒが演算され、その領域全体について平均Ｒが演算される。それ以外にも上述した各種の情報が演算される。 In FIG. 3, a subject image 56 is displayed on the display screen 54. The subject image 56 can also be called a bone density image, and is a black and white grayscale image. In the illustrated example, a plurality of vertebrae are shown. For those, a plurality of regions of interest (sub-ROIs) are set as indicated by reference numeral 58. L1 to L4 indicate respective regions of interest. Such setting of a plurality of regions of interest is automatically executed in the present embodiment, and the technology itself is a known technology. Within each region of interest, the above-described operation of the data calculation unit identifies whether each pixel is a bone pixel or a soft tissue pixel, thereby performing region division, that is, pixel group division. Then, the average bone density for the region is calculated from the local bone density obtained for the bone pixel group. Similarly, for a soft tissue region, a local R is calculated for each pixel, and an average R is calculated for the entire region. In addition to this, the various information described above is calculated.
図３に示されるように、カーソル６０を動かして、ポインティングデバイスに対するクリックにより、ユーザにより特定の画素すなわち特定の座標が指定されると、それによって図３に示されるように、修正支援情報６２が表示される。具体的にはそれがポップアップ表示される。それは吹き出し形の形態を有している。図３に示す例では、骨画素が指定されており、修正支援情報６２には、自動識別結果としての骨画素であることを示す情報６４、注目画素について求められた局所骨密度及び注目画素を含む骨部領域について演算された平均骨密度６６、低エネルギーＸ線照射時における注目画素での減衰量及び注目画素を含む領域での平均減衰量６８、高エネルギーＸ線照射時における注目画素での局所減衰量及び注目画素を含む領域での平均減衰量７０、等が表示されている。 As shown in FIG. 3, when the cursor 60 is moved and the user designates a specific pixel, that is, a specific coordinate by clicking on the pointing device, the correction support information 62 is displayed as shown in FIG. Is displayed. Specifically, it pops up. It has a blow-off form. In the example shown in FIG. 3, a bone pixel is designated, and the correction support information 62 includes information 64 indicating that it is a bone pixel as an automatic identification result, a local bone density and a target pixel obtained for the target pixel. The average bone density 66 calculated for the included bone region, the amount of attenuation at the target pixel at the time of low energy X-ray irradiation and the average amount of attenuation 68 at the region including the target pixel, at the target pixel at the time of high energy X-ray irradiation A local attenuation amount and an average attenuation amount 70 in a region including the target pixel are displayed.
したがって、ユーザにおいては、指定した注目画素が自動識別上においてどのような種別と判断されたのかを確認することができ、その上で、局所骨密度、平均骨密度の両者の対比から注目画素が周囲に比べて突出した画素値を有しているのか否かを把握することができ、さらにそのような評価にあたってはＬ局所減衰率とＬ平均減衰率との比較、及び、Ｈ局所減衰率とＨ平均減衰率との比較を行って総合的に修正要否を判断できるという利点が得られる。ちなみに、ポップアップ表示される修正支援情報は上述したように吹き出し型の形態を有しており、そこに含まれている引き出し部分はカーソル６０を指しているので、注目画素との対応関係を直感的に認識することが可能である。例えば複数の注目画素を指定して複数の修正支援情報を同時に表示させるようにしてもよい。 Therefore, the user can confirm what type the specified target pixel is determined in the automatic identification, and then the target pixel can be determined from the comparison between the local bone density and the average bone density. It is possible to grasp whether or not the pixel value is prominent compared to the surroundings. Further, in such evaluation, a comparison between the L local attenuation rate and the L average attenuation rate, and the H local attenuation rate and There is an advantage that it is possible to comprehensively determine whether or not correction is necessary by comparing with the H average attenuation rate. Incidentally, the correction support information displayed in the pop-up has a balloon type as described above, and the drawer portion included therein points to the cursor 60, so that the correspondence relationship with the target pixel is intuitive. Can be recognized. For example, a plurality of target pixels may be designated and a plurality of correction support information may be displayed simultaneously.
図４に示す表示例においては、カーソル７２によって軟組織画素が指定されており、その場合においては、修正支援情報７４として図示のような情報が表示される。すなわち、修正支援情報７４は、画素種別の自動識別結果としての軟組織であることを示すことの情報６４Ａ、注目画素について演算された局所Ｒ及び注目画素を含む領域について演算された平均Ｒ６６Ａ、注目画素について演算されたＬ局所減衰率及び注目画素を含む領域について演算されたＬ平均減衰率６８Ａ、注目画素について演算されたＨ局所減衰率及び注目画素を含む領域について演算されたＨ平均減衰率７０Ａ、とが含まれている。ユーザにおいては、そのような情報を利用して修正の要否あるいは方法を総合的に判断することができる。しかもその判断を的確かつ迅速に行えるから、ユーザの負担を従来よりも大幅に軽減できるという利点が得られる。 In the display example shown in FIG. 4, a soft tissue pixel is designated by the cursor 72, and in this case, information as illustrated is displayed as the correction support information 74. That is, the correction support information 74 includes information 64A indicating that the tissue is a soft tissue as an automatic identification result of the pixel type, the local R calculated for the target pixel, and the average R66A calculated for the region including the target pixel, the target pixel L local attenuation rate calculated for the region including the pixel of interest and the L average attenuation rate 68A calculated for the target pixel, H average attenuation rate 70A calculated for the region including the local attenuation rate of the pixel of interest and the target pixel, And are included. The user can comprehensively determine the necessity or method of correction using such information. Moreover, since the determination can be made accurately and quickly, there is an advantage that the burden on the user can be greatly reduced as compared with the conventional case.
図５に示す例においては、符号１０２で示されるように、ユーザによって特定の関心領域が選択され、それがハイライト表示されている。またカーソル１００によって特定の注目画素が指定されている。被検体画像５６に隣接して特定の関心領域についてヒストグラム７６が表示されている。そのヒストグラム７６における横軸は骨密度（局所骨密度）であり、縦軸は個数を示している。すなわち指定された関心領域内における骨領域を構成する複数の骨画素群についてヒストグラムが表示されている。カーソル１００によって特定の骨画素を注目画素として指定すると、ヒストグラム上にマーカー７８が表示され、その画素がヒストグラム上においてどこに位置するのかが特定される。図５に示すような表示例において、カーソル１００によって指定される注目画素についての修正支援情報は符号１０４で示す欄に表示される。もちろんこのような表示例は一例に過ぎない。 In the example shown in FIG. 5, as indicated by reference numeral 102, a specific region of interest is selected by the user and is highlighted. A specific pixel of interest is designated by the cursor 100. A histogram 76 is displayed for a specific region of interest adjacent to the subject image 56. In the histogram 76, the horizontal axis represents the bone density (local bone density), and the vertical axis represents the number. That is, histograms are displayed for a plurality of bone pixel groups constituting a bone region within the designated region of interest. When a specific bone pixel is designated as a pixel of interest by the cursor 100, a marker 78 is displayed on the histogram, and it is specified where the pixel is located on the histogram. In the display example as shown in FIG. 5, the correction support information for the target pixel designated by the cursor 100 is displayed in the column indicated by reference numeral 104. Of course, such a display example is only an example.
図６には、局所値と平均値との比較に基づく修正方法の選択の仕方が表として示されている。まず、自動識別結果として骨画素であると識別された場合において、（Ａ１）に示すように、局所値すなわち局所骨密度が平均値すなわち平均骨密度よりも過少であれば、例えば、軟組織の石灰化等によって骨画素誤認が生じている可能性があるので、その場合においては当該注目画素を演算対象から除外する、あるいは、当該注目画素の種別を骨画素から軟組織画素へ変更する修正が実行される。（Ａ２）で示すように、局所骨密度と平均骨密度が同等であれば、格別の修正は不要であると判断される。（Ａ３）に示すように、局所骨密度が平均骨密度よりも過大であれば、例えば注目画素が金属領域にあることあるいは圧迫骨折領域にあることが推認されるため、当該注目画素を演算対象から除外する修正が実行される。 FIG. 6 shows a table showing how to select the correction method based on the comparison between the local value and the average value. First, when a bone pixel is identified as an automatic identification result, as shown in (A1), if the local value, that is, the local bone density is lower than the average value, that is, the average bone density, for example, soft tissue lime Since there is a possibility that a bone pixel is misidentified due to conversion, etc., in that case, the correction of excluding the target pixel from the calculation target or changing the type of the target pixel from the bone pixel to the soft tissue pixel is performed. The As shown by (A2), if the local bone density is equal to the average bone density, it is determined that no special correction is necessary. As shown in (A3), if the local bone density is greater than the average bone density, for example, it is assumed that the pixel of interest is in the metal region or the compression fracture region, so that the pixel of interest is to be calculated. Modifications that are excluded from are performed.
一方、自動識別結果が軟組織画素であれば、（Ｂ１）に示すように、局所Ｒが平均Ｒよりも過少であれば、測定エラー等が推認されるため、必要ならば、当該画素については演算対象からの除外が実行される。（Ｂ２）に示すように、局所Ｒが平均Ｒと同等であるならば格別の修正は行われない。（Ｂ３）で示すように、局所Ｒが平均Ｒよりも過大であれば、例えば低骨密度や成長異常等によって軟部組織であるとの誤認が生じている可能性があるので、注目画素を演算対象から除外するあるいは注目画素の種別を軟組織画素から骨画素へ変更する修正が実行される。 On the other hand, if the automatic identification result is a soft tissue pixel, as shown in (B1), if the local R is less than the average R, a measurement error or the like is inferred. Exclusion from the target is executed. As shown in (B2), if the local R is equal to the average R, no special correction is performed. As shown in (B3), if the local R is larger than the average R, there is a possibility that the soft tissue is misidentified due to, for example, low bone density or abnormal growth, so the target pixel is calculated. Correction is performed to exclude the target pixel or change the type of the target pixel from the soft tissue pixel to the bone pixel.
もちろん、図６に示す修正方法は一例であって、状況に応じてユーザによって判断されればよい。ただし、本実施形態においては、上述のように修正支援情報が表示されるので、単に画像上から直感的な判断をする場合に比べて修正の要否を的確かつ迅速に判断できるという利点が得られる。ちなみに、各関心領域内において、骨画素群及び軟組織画素群のそれぞれの個数が過大または過少であれば、何らかの異常が判断されるため、特に関心領域の設定エラーの可能性があるため、その場合には再演算あるいは関心領域の再設定等のオペレーションが自動的に実行される。 Of course, the correction method shown in FIG. 6 is an example, and may be determined by the user according to the situation. However, in the present embodiment, since the correction support information is displayed as described above, there is an advantage that the necessity of correction can be determined accurately and promptly compared to the case where the determination is simply intuitive from the image. It is done. By the way, in each region of interest, if the number of bone pixel groups and soft tissue pixel groups is too large or too small, some abnormality is judged, so there is a possibility of a region of interest setting error in particular. Operations such as recalculation or resetting the region of interest are automatically executed.
１０ 測定ユニット、１２ 演算ユニット、２４ データ演算部、２６ 表示処理部、２８ 制御部、３４ 関心領域設定部、３６ 画素種別判定部、５０ 修正部。 10 measurement units, 12 calculation units, 24 data calculation units, 26 display processing units, 28 control units, 34 regions of interest setting units, 36 pixel type determination units, 50 correction units.
上記構成によれば、被検体画像上において、ユーザーによって注目画素（つまり画像上の座標）が指定されると、当該注目画素についての修正支援情報が表示されるので、その修正支援情報の内容に基づいて注目画素についての修正の要否を的確に判断することができる。修正内容としては、骨画素から軟組織画素への種別変更、軟組織画素から骨画素への種別変更、演算対象からの除外、等があげられる。修正支援情報には、当該注目画素についての種別識別処理結果が含まれるから、目視判断の結果と自動判断の結果とをつき合わせることが可能である。その際、注目画素について演算された局所評価値とその周囲を含む領域（例えば、関心領域内の骨領域又は軟組織領域）全体について演算された平均評価値とが併せて表示されるから、つまり局所評価値と平均評価値とが同時に表示されるから、それらの対比によって、注目画素についての局所的な値が周囲の平均的な値に比べて外れているのか概ね同じであるのかを客観的に判断することが可能である。場合によっては局所評価値と平均評価値の併記に代えて又はそれらと共に両者の差分を表示するようにしてもよい。通常、注目画素についての局所的な値が周囲から見て突出して大きい又は小さい場合には組織異常、計測エラー、演算エラー等が考えられるから、その可能性を踏まえて修正の要否を判断することが可能となる。望ましくは評価値は骨部であれば骨密度であり、軟組織であれば例えば後述するＲL／ＲHであり、それは２種類のエネルギーについての２つの減衰率（減衰量）についての比である。単純に画素値であってもよい。演算過程で生じる中間的な係数値であってもよい。いずれにしても注目画素と周囲との関係（特に修正要否）を評価又は判断できる評価値を表示するのが望ましい。なお、注目画素は抽象的概念であり、物理的に見て単一の画素であってもよいし、物理的に見て複数の画素からなる小集合であってもよい。その場合には局所評価値は局所平均値、局所中間値、局所中央値、等となる。評価単位と修正単位とを異ならせるようにしてもよい。 According to the above configuration, when the target pixel (that is, the coordinates on the image) is designated by the user on the subject image, the correction support information for the target pixel is displayed. Based on this, it is possible to accurately determine whether or not the target pixel needs to be corrected. Examples of the correction content include a type change from a bone pixel to a soft tissue pixel, a type change from a soft tissue pixel to a bone pixel, and exclusion from a calculation target. Since the correction support information includes the type identification processing result for the target pixel, it is possible to match the result of the visual determination with the result of the automatic determination. At that time, a local evaluation value calculated for the target pixel a region including the periphery (e.g., a bone region or soft tissue area in the region of interest) from the average evaluation value computed for the entire are displayed together, i.e. topical Since the evaluation value and the average evaluation value are displayed at the same time , it is objective to determine whether the local value for the pixel of interest is out of sync with the surrounding average value or is approximately the same by comparing them. It is possible to judge. In some cases, the difference between the local evaluation value and the average evaluation value may be displayed instead of or together with the local evaluation value and the average evaluation value. Usually, if the local value of the pixel of interest is prominently large or small when viewed from the surrounding, tissue abnormalities, measurement errors, computation errors, etc. are considered, so determine whether correction is necessary based on that possibility It becomes possible. Desirably, the evaluation value is bone density in the case of a bone part, and R L / R H described later in the case of soft tissue, for example, which is a ratio of two attenuation rates (attenuation amounts) for two types of energy. . It may simply be a pixel value. An intermediate coefficient value generated in the calculation process may be used. In any case, it is desirable to display an evaluation value that can evaluate or judge the relationship between the pixel of interest and the surroundings (especially whether correction is necessary). Note that the target pixel is an abstract concept, and may be a single pixel physically viewed or a small set of a plurality of pixels physically viewed. In this case, the local evaluation value is a local average value, a local intermediate value, a local median value, or the like. The evaluation unit and the correction unit may be different.
望ましくは、前記識別処理により軟組織画素と識別された場合には、前記局所評価値として局所軟組織評価値が表示され、且つ、前記平均評価値として平均軟組織評価値が表示される。軟組織については骨密度という概念が存在しないために、それに代えて軟組織の性状を指標する評価値が表示される。修正支援情報を構成する要素（特に各評価値）は基本的に数値（数値情報）である。なお、それに代えて又はそれと共に直感的認識を助けるグラフ等を表示するようにしてもよい。 Preferably, when a soft tissue pixel is identified by the identification process, a local soft tissue evaluation value is displayed as the local evaluation value, and an average soft tissue evaluation value is displayed as the average evaluation value. Since the concept of bone density does not exist for soft tissue, an evaluation value indicating the property of soft tissue is displayed instead. Elements (particularly each evaluation value) constituting the correction support information are basically numerical values (numerical information) . Note that a graph or the like that assists intuitive recognition may be displayed instead of or together with it.
したがって、ユーザにおいては、指定した注目画素が自動識別上においてどのような種別と判断されたのかを確認することができ、その上で、局所骨密度、平均骨密度の両者の対比（数値情報の対比）から注目画素が周囲に比べて突出した画素値を有しているのか否かを把握することができ、さらにそのような評価にあたってはＬ局所減衰率とＬ平均減衰率との比較、及び、Ｈ局所減衰率とＨ平均減衰率との比較を行って総合的に修正要否を判断できるという利点が得られる。ちなみに、ポップアップ表示される修正支援情報は上述したように吹き出し型の形態を有しており、そこに含まれている引き出し部分はカーソル６０を指しているので、つまり注目画素に対応付けられつつ修正支援情報が表示されるので、注目画素との対応関係を直感的に認識することが可能である。例えば複数の注目画素を指定して複数の修正支援情報を同時に表示させるようにしてもよい。 Therefore, the user can confirm what type the specified pixel of interest is determined in automatic identification, and then compare both the local bone density and the average bone density (of numerical information). the pixel of interest from the comparison) are able to understand whether or not and a pixel value protruding than the surrounding, more when such an assessment compared with L local attenuation factor and L mean attenuation factor, and Thus, there is an advantage that it is possible to comprehensively determine whether or not correction is necessary by comparing the H local attenuation rate and the H average attenuation rate. By the way, the correction support information displayed in a pop-up has a balloon-type configuration as described above, and the drawer portion included therein points to the cursor 60, that is, correction is performed while being associated with the target pixel. Since the support information is displayed, it is possible to intuitively recognize the correspondence relationship with the target pixel. For example, a plurality of target pixels may be designated and a plurality of correction support information may be displayed simultaneously.
Claims (8)
前記被検体画像を構成する各画素に対して、当該画素が有する画素値に基づいて骨画素と軟組織画素とを識別する識別処理を適用する識別処理手段と、
前記被検体画像上においてユーザーによって注目画素を指定するための注目画素指定手段と、
前記注目画素が指定された場合に前記ユーザーに対して修正支援情報を提供する修正支援手段と、
前記注目画素に対して前記ユーザーによって修正指示が与えられた場合に、前記識別処理の結果の修正を実行する手段と、
を含み、
前記修正支援情報には、
前記注目画素についての前記識別処理の結果を表す組織種別情報と、
前記識別処理の結果に従って前記注目画素について演算された局所評価値と、
前記識別処理の結果に従って前記注目画素が属する領域について演算された平均評価値と、
が含まれることを特徴とする骨密度測定装置。 A subject image generation means for generating a subject image in which a two-dimensional distribution of bone mineral is reflected based on detection data obtained by irradiating the subject with X-rays;
An identification processing unit that applies an identification process for identifying a bone pixel and a soft tissue pixel to each pixel constituting the subject image based on a pixel value of the pixel;
Pixel-of-interest specifying means for specifying a pixel of interest on the subject image by a user;
Correction support means for providing correction support information to the user when the pixel of interest is specified;
Means for executing correction of the result of the identification processing when a correction instruction is given by the user to the target pixel;
Including
The correction support information includes
Organization type information representing the result of the identification processing for the pixel of interest;
A local evaluation value calculated for the pixel of interest according to the result of the identification process;
An average evaluation value calculated for the region to which the pixel of interest belongs according to the result of the identification process;
A bone density measuring apparatus comprising:
前記識別処理により骨画素と識別された場合には、前記局所評価値として局所骨密度が表示され、且つ、前記平均評価値として平均骨密度が表示される、ことを特徴とする骨密度測定装置。 The apparatus of claim 1.
When a bone pixel is identified by the identification process, a local bone density is displayed as the local evaluation value, and an average bone density is displayed as the average evaluation value. .
前記識別処理により軟組織画素と識別された場合には、前記局所評価値として局所軟組織評価値が表示され、且つ、前記平均評価値として平均軟組織評価値が表示される、ことを特徴とする骨密度測定装置。 The apparatus of claim 2.
Bone density characterized in that when the identification processing identifies a soft tissue pixel, a local soft tissue evaluation value is displayed as the local evaluation value, and an average soft tissue evaluation value is displayed as the average evaluation value measuring device.
前記修正支援情報には、更に、
前記注目画素について演算された低エネルギーＸ線照射時の局所減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の局所減衰量と、
前記注目画素が属する領域について演算された低エネルギーＸ線照射時の平均減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の平均減衰量と、
が含まれる、ことを特徴とする骨密度測定装置。 The device according to any one of claims 1 to 3,
The correction support information further includes:
Local attenuation at the time of low energy X-ray irradiation and local attenuation at the time of high energy X-ray irradiation calculated for the pixel of interest;
The average attenuation at the time of low energy X-ray irradiation and the average attenuation at the time of high energy X-ray irradiation calculated for the region to which the pixel of interest belongs,
A bone density measuring device comprising:
前記局所軟組織評価値は、低エネルギーＸ線照射時の局所減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の局所減衰量の比に相当し、
前記平均軟組織評価値は、低エネルギーＸ線照射時の平均減衰量及び高エネルギーＸ線照射時の平均減衰量の比に相当する、
ことを特徴とする骨密度測定装置。 The apparatus of claim 3.
The local soft tissue evaluation value corresponds to a ratio of local attenuation at the time of low energy X-ray irradiation and local attenuation at the time of high energy X-ray irradiation,
The average soft tissue evaluation value corresponds to the ratio of the average attenuation during low energy X-ray irradiation and the average attenuation during high energy X-ray irradiation.
A bone density measuring apparatus characterized by
前記識別処理の結果の修正を実行する手段は、骨画素から軟組織画素への種別変更、軟組織画素から骨画素への種別変更、及び、演算対象からの除外、の少なくとも１つを実行する、ことを特徴とする骨密度測定装置。 The apparatus of claim 1.
The means for correcting the result of the identification process executes at least one of a type change from a bone pixel to a soft tissue pixel, a type change from a soft tissue pixel to a bone pixel, and an exclusion from a calculation target. A bone density measuring device characterized by.
前記被検体は複数の椎骨を含み、
前記複数の椎骨に対して複数の関心領域が設定され、
前記各関心領域内が骨部領域と軟組織領域に識別される、
ことを特徴とする骨密度測定装置。 The apparatus of claim 2.
The subject includes a plurality of vertebrae;
A plurality of regions of interest are set for the plurality of vertebrae,
Each region of interest is identified as a bone region and a soft tissue region.
A bone density measuring apparatus characterized by
前記修正支援手段は、
前記被検体画像に基づいて画素値ごとの画素数を示すヒストグラムを生成する手段と、
前記ヒストグラム上において前記注目画素の画素値を示すマーカーを生成する手段と、
を含むことを特徴とする骨密度測定装置。 The apparatus of claim 1.
The correction support means includes
Means for generating a histogram indicating the number of pixels for each pixel value based on the subject image;
Means for generating a marker indicating a pixel value of the target pixel on the histogram;
A bone density measuring apparatus comprising:
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