JP2014166211A - Trabecula analysis device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a trabecula analysis device capable of performing accurate temporal observation of a trabecula.SOLUTION: A purpose of a trabecula analysis device 1 is to analyze temporal change in a trabecula by performing a new trabecula analysis on an analyte M on which a trabecula analysis has been performed previously. For this purpose to be securely achieved, the trabecula analysis device 1 has a configuration in which trabecula analysis is performed on an oblique image Obl that is a tomographic image on the same plane as a cut surface of a tomographic image analyzed in the previous trabecula analysis. Thereby, a cross section to be analyzed in the current analysis can be made to correspond to a cross section analyzed in the last analysis, even when a position of a bone of the analyte M in the current trabecula analysis changes in such a way as to rotate with respect to a device from that in the last trabecula analysis. The trabecula analysis device 1 capable of accurately obtaining temporal change in the bone can be thus provided.

Description

本発明は、被検体の骨梁を解析する骨梁解析装置に関し、特に被検体の放射線透過画像を取得して放射線透過画像の解析を行うことで骨梁解析を実行する骨梁解析装置に関する。   The present invention relates to a trabecular analyzer for analyzing a trabecular bone of a subject, and more particularly to a trabecular analyzer for executing a trabecular analysis by acquiring a radiographic image of a subject and analyzing the radiographic image.

骨梁とは、骨の内部の海綿質を構成する細長状の構造である。この骨梁が骨の内部で充実しているかを知ることで被検体Mの健康の診断や疾病の診断ができる。また、被検体Mの骨梁を解析すれば被検体Mの骨強度も知ることができる(例えば、特許文献1参照)。   A trabecular bone is an elongated structure that forms the sponge within the bone. Knowing whether the trabecular bone is solid inside the bone makes it possible to diagnose the health of the subject M and diagnose the disease. Further, by analyzing the trabecular bone of the subject M, the bone strength of the subject M can also be known (see, for example, Patent Document 1).

従来の骨梁解析手法について説明する。従来の骨梁解析装置50は、図16に示すように、被検体Mを載置する天板52と、天板52の上側に設けられている放射線源53と、天板52の下側に設けられている検出器54とを備えている。骨梁解析を行うには、図16の様な装置を用いて、断層撮影を行い、取得された断層画像に骨梁解析が施される。   A conventional trabecular analysis method will be described. As shown in FIG. 16, the conventional trabecular bone analyzer 50 includes a top plate 52 on which the subject M is placed, a radiation source 53 provided above the top plate 52, and a lower side of the top plate 52. The detector 54 provided is provided. In order to perform trabecular analysis, tomography is performed using an apparatus as shown in FIG. 16, and trabecular analysis is performed on the acquired tomographic image.

従来構成における骨梁解析の具体的手法について説明する。従来構成によれば、骨梁解析に先立って、放射線源53と検出器54とを被検体Mに対して移動させながら撮影を行うことにより、被検体Mの断層画像が取得が行われる。そして、取得された断層画像に写り込む骨梁の解析が実行される。   A specific method of trabecular analysis in the conventional configuration will be described. According to the conventional configuration, the tomographic image of the subject M is acquired by performing imaging while moving the radiation source 53 and the detector 54 relative to the subject M prior to the trabecular analysis. Then, the analysis of the trabecular bone reflected in the acquired tomographic image is executed.

特開2006−517433号公報JP 2006-517433 A

しかしながら、上述のような従来構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成の骨梁解析装置では、経時的な骨の変化を正確に知ることが難しいという問題点がある。
However, the conventional configuration as described above has the following problems.
That is, the conventional trabecular bone analyzer has a problem that it is difficult to accurately know changes in bone over time.

骨粗鬆症などの治療は、長い時間を必要とする。したがって、骨粗鬆症などを治療するには投薬などの治療の効果を長期に亘り観察しなければならない。すなわち、骨梁解析を数ヶ月ごとに繰り返して被検体Mの骨梁がどのように変化するかを観察する必要がある。   Treatments such as osteoporosis require a long time. Therefore, in order to treat osteoporosis and the like, the effect of treatment such as medication must be observed over a long period of time. That is, it is necessary to observe how the trabecular bone of the subject M changes by repeating the trabecular analysis every several months.

正確な骨梁の経時観察には、被検体Mの骨の中のある定まった裁断面について骨梁解析を行う必要がある。つまり、骨梁解析をするときの裁断面は、前回の骨梁解析をしたときの裁断面と一致させる必要があるのである。骨梁解析をするごとに裁断面が変われば、骨の同じ部分について観察をしていることにならず、骨梁の正確な経時観察ができないからである。   In order to accurately observe the trabecula over time, it is necessary to perform trabecular analysis on a predetermined cut surface in the bone of the subject M. That is, the cut surface when performing the trabecular analysis needs to coincide with the cut surface when performing the previous trabecular analysis. This is because if the cut surface changes each time the trabecular analysis is performed, the same part of the bone is not observed, and the trabecular bone cannot be accurately observed over time.

骨梁の経時観察に亘って裁断面を一定とするには、単に、裁断面を平行移動させて前回解析に係る裁断面と一致させればいいのではないかとも思われる。しかしながら、この方法では、裁断面を一定とすることは難しい。撮影を行う度に被検体Mの姿勢が少しずつ違うからである。   In order to make the cut surface constant throughout the observation of the trabecular bone, it seems that it is only necessary to translate the cut surface to match the cut surface according to the previous analysis. However, with this method, it is difficult to make the cut surface constant. This is because the posture of the subject M is slightly different every time imaging is performed.

被検体Mを撮影するには、被検体Mを天板に載置することになる。このとき、被検体Mの骨と天板との位置関係は撮影の度に異なる。特に、前回の撮影と今回の撮影との間で被検体Mの骨が天板に対して回転してずれた場合、裁断面を一定にするのはかなり難しい。従来装置は、ある定まった平面の断層画像しか生成できないからである。   In order to image the subject M, the subject M is placed on the top board. At this time, the positional relationship between the bone of the subject M and the top plate is different every time imaging is performed. In particular, when the bone of the subject M rotates and shifts with respect to the top plate between the previous imaging and the current imaging, it is quite difficult to make the cut surface constant. This is because the conventional apparatus can only generate a tomographic image of a certain plane.

すなわち、前回の診断と今回の診断との間で被検体Mの骨が天板に対して回転するように移動した場合、骨梁の経時変化を正確に知るには、前回の診断に係る裁断面を骨の回転に合わせて裁断面を回転させなければならない。しかし、従来装置によれば、撮影の度に裁断面を回転させるような構成となっていない。   In other words, when the bone of the subject M is moved so as to rotate with respect to the top plate between the previous diagnosis and the current diagnosis, in order to accurately know the temporal change of the trabecular bone, the cutting according to the previous diagnosis is performed. The cross section must be rotated in accordance with the rotation of the bone. However, according to the conventional apparatus, it is not configured to rotate the cut surface at every photographing.

従って、従来装置では、前回の診断と今回の診断との間で断層画像の裁断面とを一致させることができず、骨梁の経時観察を正確にすることができない。   Therefore, in the conventional apparatus, the cut surface of the tomographic image cannot be matched between the previous diagnosis and the current diagnosis, and the temporal observation of the trabecular bone cannot be made accurate.

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、断層画像の骨梁解析を行う骨梁解析装置において、正確な骨梁の経時観察が可能な骨梁解析装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a trabecular analysis device capable of accurately observing a trabecular bone over time in a trabecular analysis device that performs trabecular analysis of a tomographic image. It is in.

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る骨梁解析装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を被検体に対し移動させる放射線源移動手段と、放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、検出手段を被検体に対し移動させる検出器移動手段と、検出器移動手段を制御する検出器移動制御手段と、検出手段の出力を基に画像を生成する画像生成手段と、放射線源および検出手段を被検体に対して移動させながら連写された画像を基に被検体を載置する天板に対して任意の傾斜角度だけ傾斜した断層画像であるオブリーク画像を生成するオブリーク画像生成手段と、オブリーク画像を基に骨梁の状態を定量するデータを算出する骨梁解析手段とを備えることを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
That is, the trabecular bone analyzer according to the present invention includes a radiation source for irradiating radiation, a radiation source moving means for moving the radiation source relative to the subject, a radiation source movement control means for controlling the radiation source moving means, A detection means for detecting radiation that has passed through the specimen, a detector movement means for moving the detection means relative to the subject, a detector movement control means for controlling the detector movement means, and an image based on the output of the detection means A tomographic image tilted by an arbitrary tilt angle with respect to the top plate on which the subject is placed based on the image generation means to be generated and images continuously taken while moving the radiation source and the detection means relative to the subject. An oblique image generation means for generating a certain oblique image and a trabecular analysis means for calculating data for quantifying the state of the trabecular bone based on the oblique image are provided.

[作用・効果]本発明に係る骨梁解析装置は、以前に骨梁解析がなされた被検体に対して新たに骨梁解析をすることにより、骨梁の経時的変化を解析することができる。本発明の骨梁解析装置はこの目的を確実に達成する必要性から以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた解析済断層画像における被検体の骨の断面と同一の平面が裁断面となっている断層画像であるオブリーク画像を生成するオブリーク画像生成手段を備え、このオブリーク画像に対して骨梁解析を行う構成となっている。この様な構成とすることで、前回と今回とで骨梁解析の条件を一致させることができる。   [Operation / Effect] The trabecular bone analysis apparatus according to the present invention can analyze temporal changes of the trabecular bone by newly performing trabecular analysis on a subject that has been subjected to trabecular analysis previously. . In the trabecular bone analysis apparatus of the present invention, the same plane as the cross section of the subject's bone in the analyzed tomographic image in which the trabecular analysis was performed at the time of the previous trabecular analysis is a cut surface because it is necessary to reliably achieve this object. An oblique image generation means for generating an oblique image that is a tomographic image is provided, and trabecular analysis is performed on the oblique image. By adopting such a configuration, the condition of trabecular analysis can be matched between the previous time and the current time.

すなわち、前回の骨梁解析と今回の骨梁解析との間で被検体の骨が装置に対して回転するように移動した場合でも、本発明の装置によれば、今回解析の裁断面を骨の回転に合わせて回転させて、今回解析における解析を行う断面を前回解析の断面に一致させることができる。これにより、経時的な骨の変化を正確に知ることができる骨梁解析装置が提供できる。   That is, even when the subject's bone moves so as to rotate relative to the apparatus between the previous trabecular analysis and the current trabecular analysis, according to the apparatus of the present invention, It is possible to make the cross section to be analyzed in the current analysis coincide with the cross section of the previous analysis by rotating in accordance with the rotation. As a result, a trabecular bone analyzer that can accurately know changes in bone over time can be provided.

また、上述の骨梁解析装置において、連写された画像を基に裁断面が互いに平行となっている複数の断層画像を生成する断層画像生成手段を備え、オブリーク画像生成手段は、複数の断層画像を基に断層画像とは平行となってないオブリーク画像を生成すればより望ましい。   The trabecular bone analyzing apparatus includes tomographic image generating means for generating a plurality of tomographic images whose cut sections are parallel to each other based on the continuously shot images, and the oblique image generating means includes a plurality of tomographic images. It is more desirable to generate an oblique image that is not parallel to the tomographic image based on the image.

[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。断層画像生成手段が生成した複数の断層画像を基にオブリーク画像を生成するようにすればより確実にオブリーク画像が生成できる。   [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. If the oblique image is generated based on the plurality of tomographic images generated by the tomographic image generating means, the oblique image can be generated more reliably.

また、上述の骨梁解析装置において、オブリーク画像生成手段が生成するオブリーク画像と断層画像との傾斜角度の調節の指示を入力させる入力手段を備えればより望ましい。   Further, it is more preferable that the trabecular bone analyzing apparatus includes an input unit that inputs an instruction to adjust the inclination angle between the oblique image and the tomographic image generated by the oblique image generating unit.

[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、オブリーク画像生成手段が生成するオブリーク画像と断層画像との傾斜角度の調節の指示を入力させる入力手段が備えられていれば、術者が自由に断層画像を回転させてオブリーク画像を生成することができるのでより確実にオブリーク画像の裁断面を前回解析の裁断面と一致させることができる。   [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. That is, if an input means for inputting an instruction to adjust the inclination angle between the oblique image and the tomographic image generated by the oblique image generating means is provided, the surgeon freely rotates the tomographic image to generate the oblique image. Therefore, the cut surface of the oblique image can be matched with the cut surface of the previous analysis more reliably.

また、上述の骨梁解析装置において、オブリーク画像生成手段は、複数の断層画像に写り込んだ骨の輪郭の形状を基にオブリーク画像と断層画像との傾斜角度を決定してもよい。   Further, in the trabecular bone analysis apparatus described above, the oblique image generation means may determine the inclination angle between the oblique image and the tomographic image based on the shape of the contour of the bone reflected in the plurality of tomographic images.

[作用・効果]この様に構成すれば、術者が入力をしなくてもオブリーク画像を自動的に生成することができる。従って撮影の煩雑さが抑制された骨梁解析装置が提供できる。   [Operation / Effect] With this configuration, an oblique image can be automatically generated without any input from the operator. Therefore, it is possible to provide a trabecular bone analysis device in which the complexity of photographing is suppressed.

また、上述の骨梁解析装置において、骨梁解析手段は、複数の断層画像に写り込んだ骨の輪郭の形状を基にオブリーク画像上の骨梁解析を行う領域である解析範囲を決定すればより望ましい。   Further, in the trabecular bone analysis apparatus described above, the trabecular bone analysis means may determine an analysis range that is a region for performing trabecular analysis on the oblique image based on the shape of the contour of the bone reflected in the plurality of tomographic images. More desirable.

[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。骨梁解析手段は、複数の断層画像に写り込んだ骨の輪郭の形状を基にオブリーク画像上の骨梁解析を行う領域である解析範囲を決定すれば、骨の全体像について解析を行わなくても骨梁解析が可能となり、解析速度が速い骨梁解析装置が提供できる。   [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. The trabecular bone analysis means does not analyze the entire bone image by determining the analysis range, which is the region for performing trabecular analysis on the oblique image, based on the shape of the bone contour reflected in the multiple tomographic images. However, trabecular analysis is possible, and a trabecular analysis device with high analysis speed can be provided.

また、上述の骨梁解析装置において、オブリーク画像生成手段は、トリリニア補間法によりオブリーク画像を生成すればより望ましい。   In the above-described trabecular bone analysis apparatus, it is more preferable that the oblique image generation means generates an oblique image by a trilinear interpolation method.

[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。オブリーク画像生成手段がトリリニア補間法によりオブリーク画像を生成すれば、解析速度が速い骨梁解析装置が提供できる。   [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. If the oblique image generation means generates an oblique image by the trilinear interpolation method, a trabecular bone analysis apparatus having a high analysis speed can be provided.

また、上述の骨梁解析装置において、オブリーク画像生成手段は、トリキュービック補間法によりオブリーク画像を生成すればより望ましい。   In the above-described trabecular bone analysis apparatus, it is more preferable that the oblique image generation means generates an oblique image by a tricubic interpolation method.

[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。オブリーク画像生成手段がトリキュービック補間法によりオブリーク画像を生成すれば、より信頼性の高い骨梁解析が行える骨梁解析装置が提供できる。   [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. If the oblique image generation means generates an oblique image by the tricubic interpolation method, a trabecular analysis device capable of performing a more reliable trabecular analysis can be provided.

また、上述の骨梁解析装置は、以前に骨梁解析がなされた被検体に対して新たに骨梁解析をすることにより、骨梁の経時的変化を解析する装置であり、オブリーク画像生成手段が生成するオブリーク画像の裁断面は、以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた解析済断層画像における被検体の骨の断面と同一の平面となっていればより望ましい。   Further, the trabecular bone analyzing apparatus described above is an apparatus for analyzing temporal changes of the trabecular bone by newly performing trabecular analysis on a subject that has been subjected to trabecular analysis before, and an oblique image generating means It is more desirable that the oblique section of the generated oblique image is the same plane as the cross section of the subject's bone in the analyzed tomographic image that has been subjected to trabecular analysis during the previous trabecular analysis.

[作用・効果]上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示すものとなっている。上述の装置のオブリーク画像生成手段は、以前の断層画像の断層面とオブリーク画像の断層面とを一致させることができるので、より確実に被検体の経時変化を追跡することができる骨梁解析装置が提供できる。   [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the present invention. Since the oblique image generation means of the above-described apparatus can match the tomographic plane of the previous tomographic image and the tomographic plane of the oblique image, the trabecular bone analyzing apparatus can more reliably track the temporal change of the subject. Can be provided.

本発明に係る骨梁解析装置は、以前に骨梁解析がなされた被検体に対して新たに骨梁解析をすることにより、骨梁の経時的変化を解析するのを目的としている。本発明の骨梁解析装置はこの目的を確実に達成する必要性から以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた解析済断層画像の裁断面における被検体の骨の断面と同一の平面が裁断面となっているオブリーク画像に対して骨梁解析を行う構成となっている。これにより、前回の骨梁解析と今回の骨梁解析との間で被検体の骨が装置に対して回転するように移動した場合でも、今回解析における解析を行う断面を前回解析の断面に一致させることができる。これにより、経時的な骨の変化を正確に知ることができる骨梁解析装置が提供できる。   The trabecular bone analyzer according to the present invention is intended to analyze a temporal change of a trabecular bone by newly performing a trabecular analysis on a subject for which trabecular analysis has been performed previously. The trabecular bone analysis apparatus according to the present invention cuts the same plane as the cross section of the subject's bone in the cut surface of the analyzed tomographic image that has been subjected to trabecular analysis at the time of previous trabecular analysis from the necessity of reliably achieving this object. The trabecular analysis is performed on the oblique image which is a surface. As a result, even if the subject's bone moves so as to rotate relative to the device between the previous trabecular analysis and the current trabecular analysis, the cross section to be analyzed in this analysis matches the cross section in the previous analysis Can be made. As a result, a trabecular bone analyzer that can accurately know changes in bone over time can be provided.

実施例1に係る骨梁解析装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the whole structure of the trabecular bone analyzer which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る断層画像を撮影する原理を説明する模式図である。3 is a schematic diagram illustrating the principle of capturing a tomographic image according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る断層画像と天板との関係を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the relationship between the tomographic image which concerns on Example 1, and a top plate. 実施例1に係るオブリーク画像と天板との関係を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the relationship between the oblique image and the top plate according to the first embodiment. 実施例1に係る画素の補間法を説明する模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a pixel interpolation method according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るトリリニア補間法を説明する模式図である。3 is a schematic diagram illustrating a trilinear interpolation method according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係るトリキュービック補間法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the tricubic interpolation method according to the first embodiment. 実施例1に係るオブリーク画像の生成方法に対説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining an oblique image generation method according to the first embodiment. 実施例1に係る骨梁解析部の動作を説明する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the trabecular bone analysis unit according to the first embodiment. 実施例1の骨梁解析装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the trabecular bone analysis apparatus of Example 1. FIG. 実施例2に係る骨梁解析装置の動作を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the operation of the trabecular bone analyzer according to the second embodiment. 実施例2に係る断層画像を撮影する原理を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the principle of capturing a tomographic image according to the second embodiment. 実施例2に係る断層画像を撮影する原理を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the principle of capturing a tomographic image according to the second embodiment. 実施例2に係る断層画像を撮影する原理を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the principle of capturing a tomographic image according to the second embodiment. 本発明に係る1変形例を説明する模式図である。It is a mimetic diagram explaining one modification concerning the present invention. 従来装置の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the conventional apparatus.

次に、本発明に係る骨梁解析装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例におけるX線は、本発明の構成の放射線に相当する。なお、FPDは、フラットパネル型X線検出器(フラット・パネル・ディテクタ)の略である。   Next, an embodiment of a trabecular bone analyzer according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the X-ray in an Example is corresponded to the radiation of the structure of this invention. Note that FPD is an abbreviation for flat panel X-ray detector (flat panel detector).

図1は、実施例1に係る骨梁解析装置の構成を説明する機能ブロック図である。図1に示すように、実施例1に係る骨梁解析装置1は、X線断層撮影の対象である被検体Mを載置する天板2と、天板2の上部(天板2の1面側)に設けられた被検体Mに対してコーン状のX線ビームを照射するX線管3と、天板2の下部(天板の他面側)に設けられ、被検体Mを透過したX線を検出するFPD4と、コーン状のX線ビームの中心軸とFPD4の中心点とが常に一致する状態でX線管3とFPD4との各々を被検体Mの関心部位を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構7と、これを制御する同期移動制御部8と、FPD4のX線を検出するX線検出面を覆うように設けられた散乱X線を吸収するX線グリッド5とを備えている。この様に、天板2は、X線管3とFPD4とに挟まれる位置に配置されている。X線管3は、本発明の放射線源に相当し、FPD4は、本発明の放射線検出手段に相当する。X線管3は、本発明の放射線源に相当し、FPD4は、本発明の検出手段に相当する。   FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the trabecular bone analyzer according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the trabecular bone analyzer 1 according to the first embodiment includes a top plate 2 on which a subject M that is a target of X-ray tomography is placed, and an upper portion of the top plate 2 (1 of the top plate 2). X-ray tube 3 that irradiates the subject M provided on the surface side) with a cone-shaped X-ray beam, and the lower part of the top plate 2 (on the other side of the top plate) and transmits the subject M. The X-ray tube 3 and the FPD 4 are placed with the region of interest of the subject M in between with the FPD 4 that detects the detected X-ray and the center axis of the cone-shaped X-ray beam and the center point of the FPD 4 always coincident with each other. An X-ray grid that absorbs scattered X-rays provided so as to cover an X-ray detection surface that detects X-rays of the FPD 4 and a synchronous movement control unit 8 that controls the synchronous movement mechanism 7 that moves synchronously in the opposite direction. And 5. In this way, the top plate 2 is disposed at a position sandwiched between the X-ray tube 3 and the FPD 4. The X-ray tube 3 corresponds to the radiation source of the present invention, and the FPD 4 corresponds to the radiation detection means of the present invention. The X-ray tube 3 corresponds to the radiation source of the present invention, and the FPD 4 corresponds to the detection means of the present invention.

同期移動機構7は、X線管3を被検体Mに対して体軸方向Aに移動させるX線管移動機構7aと、FPD4を被検体Mに対して体軸方向Aに移動させるFPD移動機構7bとを備えている。また、同期移動制御部8は、X線管移動機構7aを制御するX線管移動制御部8aとFPD移動機構7bを制御するFPD移動制御部8bとを備えている。X線管移動機構7aは、本発明の放射線源移動手段に相当し、FPD移動機構7bは、本発明の検出器移動手段に相当する。なお、X線管移動制御部8aは、本発明の放射線源移動制御手段に相当し、FPD移動制御部8bは、本発明の検出器移動制御手段に相当する。   The synchronous movement mechanism 7 includes an X-ray tube movement mechanism 7a that moves the X-ray tube 3 in the body axis direction A with respect to the subject M, and an FPD movement mechanism that moves the FPD 4 in the body axis direction A with respect to the subject M. 7b. The synchronous movement control unit 8 includes an X-ray tube movement control unit 8a that controls the X-ray tube movement mechanism 7a and an FPD movement control unit 8b that controls the FPD movement mechanism 7b. The X-ray tube moving mechanism 7a corresponds to the radiation source moving means of the present invention, and the FPD moving mechanism 7b corresponds to the detector moving means of the present invention. The X-ray tube movement control unit 8a corresponds to the radiation source movement control unit of the present invention, and the FPD movement control unit 8b corresponds to the detector movement control unit of the present invention.

X線管3は、X線管制御部6の制御にしたがってコーン状でパルス状のX線ビームを被検体Mに対して繰り返し照射する構成となっている。このX線管3には、X線ビームを角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータが付属している。そして、このX線管3と、FPD4はX線透過画像を撮像する撮像系3,4を生成している。   The X-ray tube 3 is configured to repeatedly irradiate the subject M with a cone-shaped and pulsed X-ray beam according to the control of the X-ray tube control unit 6. The X-ray tube 3 is provided with a collimator that collimates the X-ray beam into a cone shape that is a pyramid. The X-ray tube 3 and the FPD 4 generate imaging systems 3 and 4 that capture an X-ray transmission image.

同期移動機構7は、X線管3とFPD4とを同期させて移動させる構成となっている。この同期移動機構7は、同期移動制御部8の制御にしたがって被検体Mの体軸方向Aに平行な直線軌道(天板2の長手方向)に沿ってX線管3を直進移動させる。このX線管3とFPD4との移動方向は、天板2の長手方向に一致している。しかも、検査中、X線管3の照射するコーン状のX線ビームは、常に被検体Mの関心部位に向かって照射されるようになっており、このX線照射角度は、X線管3の角度を変更することによって、たとえば初期角度−20°から最終角度20°まで変更される。この様なX線照射角度の変更は、X線管傾斜機構9が行う。X線管傾斜制御部10は、X線管傾斜機構9を制御する目的で設けられている。   The synchronous movement mechanism 7 is configured to move the X-ray tube 3 and the FPD 4 in synchronization. The synchronous movement mechanism 7 linearly moves the X-ray tube 3 along a linear trajectory (longitudinal direction of the top 2) parallel to the body axis direction A of the subject M according to the control of the synchronous movement control unit 8. The moving direction of the X-ray tube 3 and the FPD 4 coincides with the longitudinal direction of the top 2. Moreover, during the examination, the cone-shaped X-ray beam irradiated by the X-ray tube 3 is always irradiated toward the region of interest of the subject M. The X-ray irradiation angle is determined by the X-ray tube 3. Is changed from, for example, an initial angle of −20 ° to a final angle of 20 °. Such an X-ray irradiation angle change is performed by the X-ray tube tilting mechanism 9. The X-ray tube tilt control unit 10 is provided for the purpose of controlling the X-ray tube tilt mechanism 9.

そして、さらに実施例1に係る骨梁解析装置1は、各制御部6,8,10を統括的に制御する主制御部25と、断層画像Dを表示する表示部27とを備えている。この主制御部25は、CPUによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部6,8,10および後述の各部11,12,13,14を実現している。記憶部23は、X線管3の制御に関わるパラメータなどの骨梁解析装置1の制御に関するデータの一切を記憶する。操作卓26は、術者の骨梁解析装置1に対する各操作を入力させるものである。操作卓26は、本発明の入力手段に相当する。   The trabecular bone analyzer 1 according to the first embodiment further includes a main control unit 25 that comprehensively controls the control units 6, 8, and 10 and a display unit 27 that displays the tomographic image D. The main control unit 25 is constituted by a CPU, and realizes the control units 6, 8, 10 and the later-described units 11, 12, 13, 14 by executing various programs. The storage unit 23 stores all data related to the control of the trabecular bone analyzer 1 such as parameters related to the control of the X-ray tube 3. The console 26 allows the operator to input each operation on the trabecular bone analyzer 1. The console 26 corresponds to input means of the present invention.

また、同期移動機構7は、上述のX線管3の直進移動に同期して、天板2の下部に設けられたFPD4を被検体Mの体軸方向A(天板2の長手方向)に直進移動させる。そして、その移動方向は、X線管3の移動方向と反対方向となっている。つまり、X線管3が移動することによってX線管3の焦点の位置と照射方向が変化するコーン状のX線ビームは、常にFPD4のX線検出面の全面で受光される構成となっている。このように、一度の検査において、FPD4は、X線管3と互いに反対方向に同期して移動しながら、たとえば74枚の透視画像P0を取得するようになっている。具体的には、撮像系3,4は、実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、図1に示した一点鎖線で示す位置まで対向移動する。すなわち、X線管3とFPD4の位置を変化させながら複数のX線透過画像が撮影されることになる。ところで、コーン状のX線ビームは常にFPD4のX線検出面の全面で受光されるので、撮影中コーン状のX線ビームの中心軸は、常にFPD4の中心点と一致している。また、撮影中、FPD4の中心は、直進移動するが、この移動はX線管3の移動の反対方向となっている。つまり、体軸方向AにX線管3とFPD4とを同期的、かつ互いに反対方向に移動させる構成となっている。図1における符号Sは被検体Mの体側方向を表している。   Further, the synchronous movement mechanism 7 synchronizes with the linear movement of the X-ray tube 3 described above, and causes the FPD 4 provided at the lower part of the top 2 to move in the body axis direction A (the longitudinal direction of the top 2) of the subject M. Move straight ahead. The moving direction is opposite to the moving direction of the X-ray tube 3. In other words, a cone-shaped X-ray beam whose focal position and irradiation direction change as the X-ray tube 3 moves is always received by the entire surface of the X-ray detection surface of the FPD 4. Yes. Thus, in one inspection, the FPD 4 acquires, for example, 74 fluoroscopic images P0 while moving in synchronization with the X-ray tube 3 in the opposite directions. Specifically, the imaging systems 3 and 4 are opposed to the position indicated by the alternate long and short dash line illustrated in FIG. 1 through the position indicated by the broken line with the position of the solid line as the initial position. That is, a plurality of X-ray transmission images are taken while changing the positions of the X-ray tube 3 and the FPD 4. By the way, since the cone-shaped X-ray beam is always received by the entire surface of the X-ray detection surface of the FPD 4, the central axis of the cone-shaped X-ray beam during imaging always coincides with the center point of the FPD 4. During imaging, the center of the FPD 4 moves straight, but this movement is in the direction opposite to the movement of the X-ray tube 3. That is, the X-ray tube 3 and the FPD 4 are moved in the body axis direction A synchronously and in directions opposite to each other. A symbol S in FIG. 1 represents the body side direction of the subject M.

すなわち、同期移動機構7は、X線管3を天板2の長手方向における一端側に向けて移動させるのに同期してFPD4を天板2の長手方向における他端側に向けて移動させるような動作をする。   That is, the synchronous movement mechanism 7 moves the FPD 4 toward the other end side in the longitudinal direction of the top plate 2 in synchronization with moving the X-ray tube 3 toward one end side in the longitudinal direction of the top plate 2. Behaves properly.

また、FPD4の後段には、そこから出力される検出信号を基に透視画像P0を生成する画像生成部11が備えられており(図1参照),この画像生成部11の更に後段には、透視画像P0を合成して断層画像Dを生成する断層画像生成部12とを備えている。画像生成部11は、本発明の画像生成手段に相当し、断層画像生成部12は、本発明の断層画像生成手段に相当する。   Further, an image generation unit 11 that generates a fluoroscopic image P0 based on a detection signal output from the FPD 4 is provided (see FIG. 1), and further downstream of the image generation unit 11 is provided. And a tomographic image generation unit 12 that generates a tomographic image D by synthesizing the fluoroscopic image P0. The image generation unit 11 corresponds to the image generation unit of the present invention, and the tomographic image generation unit 12 corresponds to the tomographic image generation unit of the present invention.

続いて、実施例1に係る骨梁解析装置1の断層画像の取得原理について説明する。図2は、実施例1に係るX線撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。例えば、天板2に平行な(鉛直方向に対して水平な)仮想平面(基準裁断面MA)について説明すると、図2に示すように、基準裁断面MAに位置する点P,Qが、常にFPD4のX線検出面の不動点p,qのそれぞれに投影されるように、X線管3によるコーン状のX線ビームBの照射方向に合わせてFPD4をX線管3の反対方向に同期移動させながら一連の透視画像P0が画像生成部11にて生成される。一連の透視画像P0には、被検体Mの投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連の透視画像P0を断層画像生成部12にて再構成すれば、基準裁断面MAに位置する像(たとえば、不動点p,q)が集積され、X線断層画像としてイメージングされることになる。一方、基準裁断面MAに位置しない点Iは、FPD4における投影位置を変化させながら一連の被検体画像に点iとして写り込んでいる。この様な点iは、不動点p,qとは異なり、断層画像生成部12でX線透過画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の透視画像P0の重ね合わせを行うことにより、被検体Mの基準裁断面MAに位置する像のみが写り込んだX線断層画像が得られる。このように、透視画像P0を単純に重ね合わせると、基準裁断面MAにおける断層画像Dが得られる。   Next, the principle of acquiring a tomographic image of the trabecular bone analyzer 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a tomographic image acquisition method of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment. For example, a virtual plane (reference cut section MA) parallel to the top plate 2 (horizontal with respect to the vertical direction) will be described. As shown in FIG. The FPD 4 is synchronized with the opposite direction of the X-ray tube 3 in accordance with the irradiation direction of the cone-shaped X-ray beam B by the X-ray tube 3 so as to be projected onto the fixed points p and q of the X-ray detection surface of the FPD 4. A series of perspective images P <b> 0 are generated by the image generation unit 11 while being moved. In the series of fluoroscopic images P0, the projected image of the subject M is reflected while changing the position. Then, when this series of fluoroscopic images P0 is reconstructed by the tomographic image generation unit 12, images (for example, fixed points p and q) located on the reference cut surface MA are accumulated and imaged as an X-ray tomographic image. It will be. On the other hand, the point I that is not located on the reference cut surface MA is reflected as a point i in a series of subject images while changing the projection position on the FPD 4. Unlike the fixed points p and q, such a point i is blurred without forming an image when the tomographic image generation unit 12 superimposes the X-ray transmission images. In this way, by superimposing a series of fluoroscopic images P0, an X-ray tomographic image in which only an image located on the reference cut surface MA of the subject M is reflected is obtained. In this way, when the perspective image P0 is simply superimposed, a tomographic image D at the reference cut surface MA is obtained.

さらに、断層画像生成部12の設定を変更することにより、基準裁断面MAに水平な任意の裁断面においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、FPD4において上記点iの投影位置は移動するが、投影前の点Iと基準裁断面MAとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体画像を所定のピッチで体軸方向Aにずらしながら再構成を行うようにすれば、基準裁断面MAに平行な裁断面における断層画像Dが得られる。このような一連の被検体画像の再構成は、断層画像生成部12が行う。   Further, by changing the setting of the tomographic image generation unit 12, a similar tomographic image can be obtained even at an arbitrary cut surface horizontal to the reference cut surface MA. During shooting, the projection position of the point i moves in the FPD 4, but this moving speed increases as the separation distance between the point I before projection and the reference cut surface MA increases. If this is used to reconstruct a series of acquired subject images while shifting the body image in the body axis direction A at a predetermined pitch, a tomographic image D at a cutting plane parallel to the reference cutting plane MA is obtained. It is done. Such a series of subject image reconstruction is performed by the tomographic image generation unit 12.

断層画像生成部12の実際的な動作を説明する。断層画像生成部12には、X線管3およびFPD4を被検体Mに対して移動させながら連写された透視画像P0が画像生成部11より送られてきている。断層画像生成部12は、この一連の透視画像P0を基に、裁断面が基準裁断面MAに平行な断層画像Dを複数枚生成する。生成された断層画像Dの裁断面は、図3に示すように互いに平行となっており、天板2とも平行となっている。このとき取得される複数枚の断層画像Dのセットは、被検体内部の構造を3次元的に表した被検体Mの3次元像であると捉えることもできる。   A practical operation of the tomographic image generation unit 12 will be described. The tomographic image generation unit 12 receives a fluoroscopic image P0 continuously taken while moving the X-ray tube 3 and the FPD 4 with respect to the subject M from the image generation unit 11. The tomographic image generation unit 12 generates a plurality of tomographic images D having a cut surface parallel to the reference cut surface MA based on the series of fluoroscopic images P0. The cut surfaces of the generated tomographic image D are parallel to each other as shown in FIG. The set of a plurality of tomographic images D acquired at this time can also be regarded as a three-dimensional image of the subject M that three-dimensionally represents the structure inside the subject.

オブリーク画像生成部13には、断層画像生成部12が生成した複数枚の断層画像Dが送出される。オブリーク画像生成部13は、この複数枚の断層画像Dを基にオブリーク画像Oblを生成する。このオブリーク画像Oblについて説明する。オブリーク画像Oblは、被検体Mをある裁断面で切断したときの断層画像である。このオブリーク画像Oblが先程登場した断層画像Dとは異なる点は、図4に示すように、オブリーク画像Oblの裁断面が天板2および断層画像Dの裁断面と平行となっていないことである。このようなオブリーク画像Oblは、天板2に対して任意の傾斜角度だけ傾斜した断層画像であり、複数の断層画像Dに補間処理を施すことで取得される。オブリーク画像生成部13は、本発明のオブリーク画像生成手段に相当する。   A plurality of tomographic images D generated by the tomographic image generating unit 12 are sent to the oblique image generating unit 13. The oblique image generation unit 13 generates an oblique image Obl based on the plurality of tomographic images D. The oblique image Ob1 will be described. The oblique image Obl is a tomographic image when the subject M is cut along a certain cut surface. The difference between the oblique image Obl and the tomographic image D that appeared earlier is that the cut surface of the oblique image Obl is not parallel to the cut surface of the top plate 2 and the tomographic image D, as shown in FIG. . Such an oblique image Obl is a tomographic image inclined by an arbitrary inclination angle with respect to the top 2 and is obtained by performing interpolation processing on a plurality of tomographic images D. The oblique image generation unit 13 corresponds to the oblique image generation means of the present invention.

図5は、オブリーク画像生成部13が複数の断層画像Dからオブリーク画像Oblを生成する様子を示している。オブリーク画像生成部13は、まず生成しようとするオブリーク画像Oblの裁断面と断層画像Dとの位置関係を認識する。オブリーク画像Oblの裁断面をどのようにして決定するかについては後述とする。   FIG. 5 shows how the oblique image generation unit 13 generates an oblique image Obl from a plurality of tomographic images D. The oblique image generation unit 13 first recognizes the positional relationship between the cut surface of the oblique image Obl to be generated and the tomographic image D. How to determine the cut surface of the oblique image Obl will be described later.

オブリーク画像生成部13は、図5に示すオブリーク画像Oblと各断層画像Dとの交点pに注目する。この部分は、今から生成しようとするオブリーク画像Oblのうち画素値が分かっている部分となっている。すなわち、オブリーク画像Obl上の交点pにおける画素の画素値は、そのまま断層画像Dにおける同一位置の画素の画素値に等しい。   The oblique image generation unit 13 pays attention to the intersection point p between the oblique image Ob1 and each tomographic image D shown in FIG. This portion is a portion where the pixel value is known in the oblique image Obl to be generated. That is, the pixel value of the pixel at the intersection point p on the oblique image Obl is directly equal to the pixel value of the pixel at the same position in the tomographic image D.

しかし、交点p上の画素値だけではオブリーク画像Oblを生成することはできない。交点p上の画素は、オブリーク画像Oblの一部分を占めるに過ぎないからである。具体的には、オブリーク画像Oblにおける交点pの分布は図6の斜線部に示すように、ある規則をもって配列している。いま、オブリーク画像Oblの裁断面が天板2に平行な平面を天板2の短手方向に伸びた中心軸を中心に回転させた平面と定めて説明している。したがって、オブリーク画像Oblにおける交点pは図6の斜線が示す位置にあり、オブリーク画像Obl全体で見ればストライプ状に分布している。   However, the oblique image Obl cannot be generated only with the pixel value on the intersection point p. This is because the pixels on the intersection point p occupy only a part of the oblique image Obl. Specifically, the distribution of the intersection points p in the oblique image Ob1 is arranged with a certain rule as shown by the hatched portion in FIG. Now, the plane in which the oblique image Ob1 is parallel to the top 2 is defined as the plane rotated about the central axis extending in the short direction of the top 2. Therefore, the intersection point p in the oblique image Ob1 is located at the position indicated by the oblique line in FIG. 6 and is distributed in a stripe shape as viewed in the entire oblique image Obl.

そこで、オブリーク画像生成部13は、部分的に画素値が未だ設定されていないオブリーク画像Oblに対して画素値の補間を行い、オブリーク画像Oblを完成させる。具体的には、オブリーク画像生成部13は、画素値を推定することにより画素値が未定となっている画素の画素値を定めていく。そして、オブリーク画像生成部13は、例えば図6に示したオブリーク画像Oblの画素aの位置に補間で求めた画素値を配置して、画素aの画素値を補間するのである。この動作は、生成途中のオブリーク画像Obl上から画素値が分からない画素が消滅するまで繰り返し実行される。   Therefore, the oblique image generation unit 13 performs pixel value interpolation on the oblique image Obl in which the pixel value is not yet partially set, and completes the oblique image Obl. Specifically, the oblique image generation unit 13 determines the pixel value of a pixel whose pixel value is undetermined by estimating the pixel value. Then, the oblique image generation unit 13 interpolates the pixel value of the pixel a by arranging the pixel value obtained by interpolation at the position of the pixel a of the oblique image Ob1 shown in FIG. 6, for example. This operation is repeatedly executed until a pixel whose pixel value is unknown from the oblique image Ob1 being generated disappears.

図6の画素aがオブリーク画像生成部13により補間される様子について説明する。まず、オブリーク画像生成部13は、図6の太枠が示すように、補間処理に使用する領域を設定する。この領域は、画素aを包囲する8つの画素が含まれるように設定される。したがって、領域は画素aを中心とした縦3×横3の矩形領域となる。   A state in which the pixel a in FIG. 6 is interpolated by the oblique image generation unit 13 will be described. First, the oblique image generation unit 13 sets a region to be used for the interpolation processing as indicated by the thick frame in FIG. This area is set so as to include eight pixels surrounding the pixel a. Therefore, the area is a rectangular area of 3 × 3 with the pixel a at the center.

次に、オブリーク画像生成部13は、画素aを包囲する8つの画素の画素値に対してそれぞれ重み付けを行って画素aの画素値を推定する。この重み付けは、画素aと画素値の重み付けを行おうとする対象の画素との距離に応じて変更される。すなわち、画素aと対象の画素との距離が長くなるほど軽くなるように画素値の重み付けがなされ、画素aと対象の画素との距離が短くなるほど重くなるように画素値の重み付けがなされる。画素aの画素値は、これから遠い位置の画素の画素値よりも近い位置の画素の画素値に近いはずである。つまり画素aの画素値は、これを包囲する8つの画素のうち、画素aから斜め方向の位置に位置する画素の画素値よりも、左右上下方向から隣接する画素の画素値により近いはずである。オブリーク画像生成部13は、この様な事情を受けて重み付け施すようにしている。   Next, the oblique image generation unit 13 estimates the pixel value of the pixel a by weighting the pixel values of the eight pixels surrounding the pixel a. This weighting is changed according to the distance between the pixel a and the target pixel to be weighted. That is, the pixel value is weighted so as to be lighter as the distance between the pixel a and the target pixel becomes longer, and the pixel value is weighted so as to become heavier as the distance between the pixel a and the target pixel becomes shorter. The pixel value of the pixel a should be closer to the pixel value of the pixel at a position closer than the pixel value of the pixel far from the pixel a. That is, the pixel value of the pixel a should be closer to the pixel value of the pixel adjacent in the horizontal direction from the pixel value of the pixel located diagonally from the pixel a among the eight pixels surrounding the pixel a. . The oblique image generation unit 13 performs weighting in response to such a situation.

オブリーク画像生成部13は、重み付け処理後の値の平均値を画素aの画素値と推定する。従って、仮に画素aを包囲する8つの画素が画素aから同じ距離にあれば、重み付けは行われず、オブリーク画像生成部13は、単に8つの画素の画素値を平均して画素aの画素値を推定することになる。この様な画素の推定方法をトリリニア補間法と呼ぶ。   The oblique image generation unit 13 estimates the average value after the weighting process as the pixel value of the pixel a. Therefore, if the eight pixels surrounding the pixel a are at the same distance from the pixel a, weighting is not performed, and the oblique image generation unit 13 simply averages the pixel values of the eight pixels to obtain the pixel value of the pixel a. Will be estimated. Such a pixel estimation method is called a trilinear interpolation method.

なお、図6の説明によれば、画素aを求めるときの領域を画素3×3分の広さとしていたが、領域を画素5×5分の広さとしてもよい。いずれの場合も、領域の中心に画素aが位置する。   According to the description of FIG. 6, the area for obtaining the pixel a is as large as 3 × 3 pixels, but the area may be as large as 5 × 5 pixels. In either case, the pixel a is located at the center of the region.

オブリーク画像生成部13がトリリニア補間法によりオブリーク画像Oblを生成すれば、解析速度が高速化できる。   If the oblique image generation unit 13 generates the oblique image Obl by the trilinear interpolation method, the analysis speed can be increased.

<オブリーク画像生成部が行う他の補間方法>
次に、オブリーク画像生成部13が行う他の補間方法について説明する。つまり、オブリーク画像生成部13は、必ずしもトリリニア補間法に従ってオブリーク画像Oblを生成する必要はないのである。
<Another interpolation method performed by the oblique image generation unit>
Next, another interpolation method performed by the oblique image generation unit 13 will be described. That is, the oblique image generation unit 13 does not necessarily generate the oblique image Obl according to the trilinear interpolation method.

これより説明するオブリーク画像Oblの生成方法は、トリキュービック補間法と呼ばれる方法である。まず、断層画像生成部12が生成する複数の断層画像Dは、被検体像を立体的に捉えていると見ることができる。オブリーク画像生成部13は、これを利用して、補間を行おうとする画素aに近い画素を立体的に把握して、これらの画素値から画素aの画素値を推定する。   The generation method of the oblique image Obl described below is a method called a tricubic interpolation method. First, the plurality of tomographic images D generated by the tomographic image generation unit 12 can be viewed as capturing the subject image in three dimensions. The oblique image generation unit 13 uses this to three-dimensionally grasp a pixel close to the pixel a to be interpolated, and estimates the pixel value of the pixel a from these pixel values.

図7は、オブリーク画像生成部13が画素aの画素値の補間処理に使用する領域を表している。この領域は、画素aを包囲する26個の画素が含まれるように設定される。したがって、領域は縦3×横3×高さ3の立方体領域となる。トリキュービック補間法では、画素aに近接しているとされる画素の個数がトリリニア補間法よりも増加すること以外は、トリリニア補間法と基本的に変わらない。従って、オブリーク画像生成部13は、26個の画素について画素aとの距離に応じた画素値の重み付けを行い、その後、重み付け処理後の値の平均を取得して画素aの画素値を推定する。   FIG. 7 illustrates an area used by the oblique image generation unit 13 for interpolation processing of the pixel value of the pixel a. This area is set so as to include 26 pixels surrounding the pixel a. Therefore, the region is a cubic region of 3 × vertical × 3 × height. The tricubic interpolation method is basically the same as the trilinear interpolation method except that the number of pixels that are considered to be close to the pixel a is increased as compared to the trilinear interpolation method. Therefore, the oblique image generation unit 13 weights the pixel values of the 26 pixels according to the distance from the pixel a, and then obtains an average of the values after the weighting process to estimate the pixel value of the pixel a. .

なお、図7の説明によれば、画素aを求めるときの領域を画素3×3×3分の広さとしていたが、領域を画素5×5×5分の広さとしてもよい。いずれの場合も、領域の中心に画素aが位置する。   According to the description of FIG. 7, the area for obtaining the pixel a is as large as 3 × 3 × 3 pixels, but the area may be as large as 5 × 5 × 5 pixels. In either case, the pixel a is located at the center of the region.

オブリーク画像生成部13がトリキュービック補間法によりオブリーク画像Oblを生成すれば、より信頼性の高い骨梁解析が行える。   If the oblique image generation unit 13 generates the oblique image Obl by the tricubic interpolation method, a more reliable trabecular analysis can be performed.

<オブリーク画像生成部が行う裁断面の認識>
オブリーク画像生成部13がオブリーク画像Oblを生成する前に、どのようにしてオブリーク画像Oblの裁断面を認識するのかについて説明する。実施例1に係る骨梁解析装置1は、オブリーク画像Oblの裁断面を天板2と平行となっている初期状態から図8左側に示すように、天板2の短手方向に伸びるとともに裁断面上にある回転軸(天板短手方向軸)を中心に回転させて設定することもできれば、図8中央に示すように、天板2の長手方向に伸びるとともに裁断面上にある回転軸(天板長手方向軸)を中心に回転させて設定することもできる。また、実施例1に係る骨梁解析装置1は、オブリーク画像Oblの裁断面を天板2と平行となっている初期状態から図8右側に示すように、天板2と直交するとともに、裁断面の中心を通過する回転軸(天板直交軸)を中心に回転させて設定することもできる。なお、裁断面の中心とは、オブリーク画像生成部13がオブリーク画像Oblを生成するときの画像の中心を意味する。これら設定は、術者が操作卓26を通じて回転強度のパラメータを入力することで行われる。また、術者は3軸の回転を組み合わせて裁断面の向きを自由に設定することができる。したがって、操作卓26は、オブリーク画像生成部13が生成するオブリーク画像Oblと断層画像Dとの傾斜角度の調節の指示を入力させる入力手段となっている。
<Recognition of the cut surface performed by the oblique image generation unit>
How the oblique image generation unit 13 recognizes the cut surface of the oblique image Obl before generating the oblique image Obl will be described. The trabecular bone analyzer 1 according to the first embodiment extends from the initial state in which the oblique image Ob1 is parallel to the top plate 2 to the left side in FIG. If it can be set by rotating about a rotation axis (top plate short direction axis) on the surface, as shown in the center of FIG. 8, the rotation shaft extends in the longitudinal direction of the top plate 2 and is on the cut surface. It can also be set by rotating around (the top plate longitudinal axis). Further, the trabecular bone analyzer 1 according to the first embodiment, as shown on the right side of FIG. 8 from the initial state where the oblique image Ob1 is parallel to the top plate 2, is orthogonal to the top plate 2 and is cut. It can also be set by rotating around a rotation axis (top plate orthogonal axis) passing through the center of the surface. The center of the cut surface means the center of the image when the oblique image generation unit 13 generates the oblique image Obl. These settings are performed when the surgeon inputs a parameter of the rotation intensity through the console 26. Further, the surgeon can freely set the direction of the cut surface by combining the rotation of the three axes. Therefore, the console 26 serves as an input unit for inputting an instruction to adjust the inclination angle between the oblique image Obl generated by the oblique image generation unit 13 and the tomographic image D.

術者のオブリーク画像Oblの裁断面の回転の設定は、以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた断層画像(解析済断層画像)の裁断面と同一平面となるように設定される。つまり、術者は、解析済断層画像における被検体Mの骨の断面と同一の平面が裁断面となるようにオブリーク画像Oblを設定するのである。   The setting of the rotation of the cutting plane of the surgeon's oblique image Obl is set so as to be in the same plane as the cutting plane of the tomographic image (analyzed tomographic image) subjected to the trabecular analysis at the previous trabecular analysis. That is, the surgeon sets the oblique image Obl so that the same plane as the cross section of the bone of the subject M in the analyzed tomographic image becomes the cut surface.

また、オブリーク画像生成部13は、上述の回転に係る調整に加えて、裁断面の中心(オブリーク画像Oblの中心)の天板2に対する位置を天板2の長手方向、短手方向、および天板2の直交方向の3方向に平行移動させて設定することもできる。これら設定は、術者が操作卓26を通じて回転強度のパラメータを入力することで行われる。また、術者は3方向の平行移動を組み合わせて裁断面の向きを自由に設定することができる。この術者のオブリーク画像Oblの裁断面の平行移動の設定は、オブリーク画像Oblに写り込む被検体像が以前の骨梁解析時に係る解析済断層画像の視野に写り込んだ被検体像と同一になるように行われる。   Further, the oblique image generation unit 13 determines the position of the center of the cut surface (the center of the oblique image Ob1) with respect to the top plate 2 in addition to the adjustment related to the rotation described above, in the longitudinal direction, the short direction, and the top of the top plate 2. It can also be set by parallel translation in three directions orthogonal to the plate 2. These settings are performed when the surgeon inputs a parameter of the rotation intensity through the console 26. In addition, the surgeon can freely set the direction of the cut surface by combining three parallel translations. The surgeon's setting of the translation of the oblique image Obl is the same as the subject image in which the subject image reflected in the oblique image Obl is reflected in the field of view of the analyzed tomographic image related to the previous trabecular analysis. To be done.

<骨梁解析部の動作>
生成されたオブリーク画像Oblは、骨梁解析部14に送出される。骨梁解析部14は、オブリーク画像Oblに対して種々の解析を行って骨梁の状態を定量するデータを算出する。このとき得られた各数値は、被検体Mの骨の状態の経時変化を判定するのに用いられる。以降、骨梁解析部14が行う骨梁の定量動作ついて説明する。骨梁解析部14は、本発明の骨梁解析手段に相当する。
<Operation of trabecular bone analysis unit>
The generated oblique image Ob1 is sent to the trabecular bone analysis unit 14. The trabecular bone analysis unit 14 performs various analyzes on the oblique image Obl to calculate data for quantifying the state of the trabecular bone. Each numerical value obtained at this time is used to determine a temporal change in the bone state of the subject M. Hereinafter, a quantitative operation of the trabecular bone performed by the trabecular bone analysis unit 14 will be described. The trabecular analysis unit 14 corresponds to trabecular analysis means of the present invention.

<骨梁総延長・骨梁数・平均骨梁長の算出>
図9は、骨梁解析部14の動作を説明する模式図である。図9の左側はオブリーク画像Oblに写り込んだ被検体Mの骨の断層像を表している。骨梁解析部14は、骨の内部の海綿質の一部を解析範囲Rと認識する。解析範囲Rの認識方法については後述する。
<Calculation of total trabecular length / number of trabeculae / average trabecular length>
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operation of the trabecular bone analysis unit 14. The left side of FIG. 9 represents a tomographic image of the bone of the subject M shown in the oblique image Obl. The trabecular bone analysis unit 14 recognizes a part of the sponge within the bone as the analysis range R. A method for recognizing the analysis range R will be described later.

図9の右側は解析範囲Rの拡大図を表している。解析範囲Rには、複数の骨梁の断層像が写り込んでいる。この骨梁は、網目状海綿質を形成している。骨梁解析部14は、解析範囲Rにおける骨梁の分岐点nを画像解析により取得し、この分岐点n同士をつなぐ線分Kを求める。骨梁解析部14は、これら線分Kの長さを合計する。これにより得られる数値が解析範囲Rにおける骨梁の総延長である骨梁総延長である。この骨梁総延長が長いほど解析範囲Rに多くの骨梁が存在していることになり、オブリーク画像Oblに写り込んだ骨は骨折のしにくいものであることが分かる。   The right side of FIG. 9 represents an enlarged view of the analysis range R. In the analysis range R, tomographic images of a plurality of trabeculae are shown. This trabecular bone forms a reticulated sponge. The trabecular bone analysis unit 14 acquires the branch point n of the trabecular bone in the analysis range R by image analysis, and obtains a line segment K connecting the branch points n. The trabecular bone analysis unit 14 adds up the lengths of these line segments K. The numerical value obtained by this is the total trabecular extension that is the total extension of the trabecular bone in the analysis range R. It can be seen that as the total length of the trabecular bone is longer, more trabecular bones exist in the analysis range R, and the bone reflected in the oblique image Ob1 is more difficult to fracture.

また、骨梁解析部14は、求めた線分Kの本数を計数する。これにより得られる数値が解析範囲Rにおける骨梁の数である骨梁数である。この骨梁数が多いほど解析範囲Rに多くの骨梁が存在していることになり、オブリーク画像Oblに写り込んだ骨は骨折のしにくいものであることが分かる。   Moreover, the trabecular bone analysis unit 14 counts the number of the obtained line segments K. The numerical value obtained by this is the number of trabeculae which is the number of trabeculae in the analysis range R. It can be seen that as the number of trabeculae increases, more trabecular bones exist in the analysis range R, and the bones reflected in the oblique image Ob1 are more difficult to fracture.

そして、骨梁解析部14は、骨梁総延長を骨梁数で除算する。これにより得られる数値が解析範囲Rにおける骨梁の長さの平均である平均骨梁長である。この平均骨梁長は、オブリーク画像Oblに写り込む骨の海綿質の特性を知る指標となる。すなわち、骨梁総延長が同じ骨であっても平均骨梁長が異なれば、骨に衝撃が与えられたときの力が骨内部に伝わる様子が異なる。平均骨梁長を求めるようにすれば、骨の物性の差異を数値により知ることができる。   Then, the trabecular bone analysis unit 14 divides the total trabecular extension by the number of trabeculae. The numerical value obtained by this is the average trabecular length which is the average of the length of the trabecular bone in the analysis range R. This average trabecular length is an index for knowing the trabecular quality of the bone reflected in the oblique image Obl. That is, even if the trabecular total length is the same, if the average trabecular length is different, the manner in which the force when an impact is applied to the bone is transmitted to the inside of the bone is different. If the average trabecular length is obtained, the difference in the physical properties of the bone can be known numerically.

<骨梁解析装置の動作>
以上のような構成の骨梁解析装置1の動作について図10を用いて説明する。図10においては、まず、実施例1に係る骨梁解析装置を用いて骨梁解析が一度実行された被検体Mに対し、もう一度同様の骨梁解析を行って骨梁の経時変化を診断するときの装置の動作である。
<Operation of trabecular bone analyzer>
The operation of the trabecular bone analyzer 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. In FIG. 10, first, a similar trabecular analysis is performed once again on a subject M for which trabecular analysis has been performed once using the trabecular analysis apparatus according to the first embodiment, and a temporal change of the trabecular bone is diagnosed. Is the operation of the device.

<以前解析ステップS1>
まず、骨梁解析装置1を用いて骨梁解析が一度行われる。この解析を以前の解析と呼ぶことにする。本発明に係る骨梁解析装置1を用いて骨梁解析を行うには、まず被検体Mが天板2に載置される。そして、X線管3およびFPD4が被検体Mに対して移動され、断層画像Dが生成される。骨梁解析部14は、生成された断層画像D上の解析範囲Rについて骨梁解析を行う。解析範囲Rの設定は、術者が操作卓26を通じて行うようにしてもよいし、骨梁解析部14が骨の形状から海綿質の位置を推定して行うようにしてもよい。
<Previous analysis step S1>
First, trabecular analysis is performed once using the trabecular bone analysis apparatus 1. This analysis is called the previous analysis. In order to perform trabecular analysis using the trabecular bone analyzer 1 according to the present invention, first, the subject M is placed on the top board 2. Then, the X-ray tube 3 and the FPD 4 are moved with respect to the subject M, and a tomographic image D is generated. The trabecular bone analysis unit 14 performs trabecular analysis for the analysis range R on the generated tomographic image D. The analysis range R may be set by the operator through the console 26, or the trabecular analysis unit 14 may estimate the position of the spongy from the shape of the bone.

骨梁解析部14は、操作卓26を通じてなされた術者の指示を基に、解析に用いる断層画像Dの裁断面と被検体Mとの位置関係、生成される断層画像Dの範囲と被検体Mとの位置関係、および断層画像D上の解析範囲Rの位置関係の各々を認識して骨梁解析を実行する。この動作は、次回の骨梁解析で同じ解析が実現できるようにすることを目的としている。   Based on the operator's instruction given through the console 26, the trabecular bone analysis unit 14 determines the positional relationship between the cut surface of the tomographic image D used for the analysis and the subject M, the range of the generated tomographic image D, and the subject. The trabecular analysis is performed by recognizing the positional relationship with M and the positional relationship of the analysis range R on the tomographic image D. The purpose of this operation is to enable the same analysis to be realized in the next trabecular analysis.

これ以降のステップは、被検体Mの経時変化を知る目的で後日にもう一度骨梁解析が行われるときに関するものである。この解析を今回の解析と呼ぶことにする。   The subsequent steps relate to the case where the trabecular analysis is performed again at a later date for the purpose of knowing the temporal change of the subject M. This analysis will be called this analysis.

<被検体載置ステップS2,断層画像生成ステップS3>
本発明に係る骨梁解析装置1を用いてもう一度骨梁解析を行うには、まず被検体Mが天板2に載置される。そして、X線管3およびFPD4が被検体Mに対して移動され、複数枚の断層画像Dが生成される。ここまでの今回の解析の動作は、以前の解析で行われた動作とあまり変わりはない。
<Subject placement step S2, tomographic image generation step S3>
In order to perform another trabecular analysis using the trabecular bone analyzer 1 according to the present invention, the subject M is first placed on the top 2. Then, the X-ray tube 3 and the FPD 4 are moved with respect to the subject M, and a plurality of tomographic images D are generated. The operation of this analysis so far is not much different from the operation performed in the previous analysis.

<オブリーク画像生成ステップS4>
本ステップは、以前の解析では実行されなかったステップである。すなわち、生成された複数枚の断層画像Dがオブリーク画像生成部13に送出され、オブリーク画像Oblが生成されるのである。このオブリーク画像Oblの裁断面の回転の設定は、以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた断層画像(解析済断層画像)における被検体の骨の断面と同一の平面が裁断面となるように設定され、オブリーク画像Oblの裁断面の平行移動の設定は、オブリーク画像Oblに写り込む被検体像が以前の骨梁解析時に係る解析済断層画像の視野に写り込んだ被検体像と同一になるように設定される。この様な設定は、操作卓26を通じた術者の入力により行われる。
<Oblique image generation step S4>
This step is a step that was not executed in the previous analysis. That is, a plurality of generated tomographic images D are sent to the oblique image generation unit 13 to generate an oblique image Obl. The rotation of the cut surface of the oblique image Ob1 is set so that the same plane as the cross section of the bone of the subject in the tomographic image (analyzed tomographic image) subjected to trabecular analysis at the previous trabecular analysis becomes the cut surface. And the setting of the parallel movement of the cut surface of the oblique image Obl is the same as the subject image in which the subject image reflected in the oblique image Obl is reflected in the field of view of the analyzed tomographic image related to the previous trabecular analysis. Is set to be Such setting is performed by an operator's input through the console 26.

<骨梁解析ステップS5>
生成されたオブリーク画像Oblは、骨梁解析部14に送られる。骨梁解析部14は、まずオブリーク画像Obl上で骨梁解析を行う解析範囲Rの設定を行う。このときに、骨梁解析部14は、以前の解析で用いられた解析範囲Rと同じ領域について骨梁解析を行うように動作する。この様な解析範囲Rを一致させる動作は、以前の解析で解析範囲Rが設定される際に、骨梁解析部14が断層画像D上の解析範囲Rの位置関係を示すデータを記憶部23に記憶させることにより実現される。つまり、今回の解析で解析範囲Rを設定する際に、骨梁解析部14が記憶部23に記憶された位置関係を示すデータを読みとって、これに従ってオブリーク画像Obl上の解析範囲を設定するのである。なお、以前の解析に係る断層画像Dの画像の大きさとオブリーク画像Oblとの画像の大きさは一致しており、各画像に写り込む像の倍率も一致している。
<Tibial analysis step S5>
The generated oblique image Ob1 is sent to the trabecular bone analysis unit 14. First, the trabecular analysis unit 14 sets an analysis range R for performing trabecular analysis on the oblique image Obl. At this time, the trabecular analysis unit 14 operates to perform trabecular analysis for the same region as the analysis range R used in the previous analysis. In such an operation for matching the analysis range R, the trabecular analysis unit 14 stores data indicating the positional relationship of the analysis range R on the tomographic image D when the analysis range R is set in the previous analysis. This is realized by memorizing it. That is, when setting the analysis range R in this analysis, the trabecular analysis unit 14 reads the data indicating the positional relationship stored in the storage unit 23, and sets the analysis range on the oblique image Obl accordingly. is there. Note that the image size of the tomographic image D according to the previous analysis is the same as the image size of the oblique image Ob1, and the magnification of the image reflected in each image is also the same.

実施例1の構成によれば、以前の骨梁解析における解析範囲Rが被検体Mの骨に占める位置と、今回の骨梁解析における解析範囲Rが被検体Mの骨に占める位置とが一致している。したがって、骨梁解析を行う際に、被検体Mの定まった場所が撮影されていることになる。つまり、以前の解析範囲R内の骨梁パターンと今回の解析範囲R内の骨梁のパターンとは一致するはずである。しかし、生体の骨梁は常に作り替えられているので、骨梁のパターンは経時的に変化する。実施例1に係る骨梁解析装置によれば、骨の同じ部分を確実に経時観察できるので解析範囲R内の骨梁が変遷する様子を確実に知ることができる。   According to the configuration of the first embodiment, the position where the analysis range R in the previous trabecular analysis occupies the bone of the subject M and the position where the analysis range R in the current trabecular analysis occupies the bone of the subject M are one. I'm doing it. Therefore, when the trabecular analysis is performed, a predetermined place of the subject M is captured. That is, the trabecular pattern in the previous analysis range R and the trabecular pattern in the current analysis range R should match. However, since the trabecular bone of a living body is constantly remade, the trabecular pattern changes with time. According to the trabecular bone analysis apparatus according to the first embodiment, the same part of the bone can be observed with time, so that it is possible to reliably know how the trabecular bone in the analysis range R changes.

このように骨梁解析の度に解析の対象範囲である解析範囲Rを一致させるには、骨に対して解析範囲Rを回転させることにより解析範囲Rを以前の解析のときの解析範囲Rに合わせる調整する必要がある。実施例1の構成によればこの様な調整はオブリーク画像生成部13が行う。すなわち、術者はオブリーク画像生成部13を通じてオブリーク画像Oblを回転させることにより解析範囲Rもこれに追従させて回転させることができる。   Thus, in order to match the analysis range R that is the analysis target range every time the trabecular analysis is performed, by rotating the analysis range R with respect to the bone, the analysis range R becomes the analysis range R in the previous analysis. It is necessary to adjust to match. According to the configuration of the first embodiment, such an adjustment is performed by the oblique image generation unit 13. That is, the surgeon can rotate the analysis image R by following the rotation of the oblique image Obl through the oblique image generation unit 13.

最後に、以前の解析結果と今回の解析結果の比較が表示部27に表示されて骨梁解析は完了する。   Finally, the comparison between the previous analysis result and the current analysis result is displayed on the display unit 27, and the trabecular analysis is completed.

以上のように、本発明に係る骨梁解析装置1は、以前に骨梁解析がなされた被検体Mに対して新たに骨梁解析をすることにより、骨梁の経時的変化を解析するのを目的としている。本発明の骨梁解析装置1はこの目的を確実に達成する必要性から以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた解析済の断層画像における被検体の骨の断面と同一の平面が裁断面となっている断層画像であるオブリーク画像Oblを生成するオブリーク画像生成部13を備え、このオブリーク画像Oblに対して骨梁解析を行う構成となっている。この様な構成とすることで、前回と今回とで骨梁解析の条件を一致させることができる。   As described above, the trabecular bone analyzer 1 according to the present invention analyzes a temporal change of the trabecular bone by newly performing a trabecular analysis on the subject M for which the trabecular analysis has been performed previously. It is an object. The trabecular bone analyzer 1 according to the present invention has the same plane as the cross section of the subject's bone in the analyzed tomographic image that has been subjected to trabecular analysis at the time of previous trabecular analysis because of the need to reliably achieve this object. The oblique image generation unit 13 that generates an oblique image Ob1 that is a tomographic image is provided, and trabecular analysis is performed on the oblique image Obl. By adopting such a configuration, the condition of trabecular analysis can be matched between the previous time and the current time.

すなわち、前回の骨梁解析と今回の骨梁解析との間で被検体Mの骨が装置に対して回転するように移動した場合でも、本発明の装置によれば、今回解析の裁断面を骨の回転に合わせて回転させて、今回解析における解析を行う断面を前回解析の断面に一致させることができる。これにより、経時的な骨の変化を正確に知ることができる骨梁解析装置1が提供できる。   That is, even when the bone of the subject M moves relative to the apparatus between the previous trabecular analysis and the current trabecular analysis, according to the apparatus of the present invention, By rotating according to the rotation of the bone, the cross section to be analyzed in the current analysis can be matched with the cross section of the previous analysis. Thereby, the trabecular bone analyzer 1 which can know the bone change with time can be provided.

また、上述のように、オブリーク画像生成部13が生成するオブリーク画像Oblと断層画像生成部12が生成する断層画像Dとの傾斜角度の調節の指示を入力させる操作卓26が備えられていれば、術者が自由に断層画像を回転させてオブリーク画像Oblを生成することができるのでより確実にオブリーク画像Oblの裁断面を前回解析の裁断面と一致させることができる。   Further, as described above, if the console 26 for inputting an instruction to adjust the inclination angle between the oblique image Obl generated by the oblique image generation unit 13 and the tomographic image D generated by the tomographic image generation unit 12 is provided. Since the surgeon can freely rotate the tomographic image to generate the oblique image Obl, the cut surface of the oblique image Obl can be more reliably matched with the cut surface of the previous analysis.

続いて、実施例2に係る骨梁解析装置について説明する。実施例2の構成は、図11に示すように、X線管3とFPD4とが互いの位置関係を保った状態で被検体Mの体軸方向Aに移動されながら断層画像を撮影することができる構成である。すなわち、同期移動機構7は、X線管3を天板2の長手方向における一端側に向けて移動させるのに同期してFPD4を天板2の長手方向における一端側に向けて移動させるような動作をする。   Subsequently, a trabecular bone analyzer according to Example 2 will be described. In the configuration of the second embodiment, as shown in FIG. 11, a tomographic image can be taken while the X-ray tube 3 and the FPD 4 are moved in the body axis direction A of the subject M with the mutual positional relationship maintained. It is a possible configuration. That is, the synchronous movement mechanism 7 moves the FPD 4 toward one end side in the longitudinal direction of the top plate 2 in synchronization with moving the X-ray tube 3 toward one end side in the longitudinal direction of the top plate 2. To work.

実施例2に係るX線撮影装置の構成は図1における機能ブロック図と同様である。図1に関して実施例2の構成が実施例1と異なる点は、FPD4がX線管3に追従して移動すること(図11参照),X線管3が傾斜しないことである。したがって、実施例2においては図1におけるX線管傾斜機構9,X線管傾斜制御部10は必ずしも必要とされない。   The configuration of the X-ray imaging apparatus according to the second embodiment is the same as the functional block diagram in FIG. 1 differs from the first embodiment in that the FPD 4 moves following the X-ray tube 3 (see FIG. 11), and the X-ray tube 3 does not tilt. Therefore, in the second embodiment, the X-ray tube tilt mechanism 9 and the X-ray tube tilt control unit 10 in FIG. 1 are not necessarily required.

実施例2に係る断層画像の撮影の原理について説明する。まず、図11に示すように撮像系3,4が相対位置を保った状態で被検体Mに対して移動しながら間歇的にX線を照射する。つまり一度の照射が終了する毎にX線管3は被検体Mの体軸方向Aに移動し、再びX線の照射を行う。こうして複数枚の透過画像が取得され、透過画像の加工画像(後述の長尺透過画像)がフィルタバックプロジェクション法により断層画像に再構成される。完成した断層画像は、被検体Mをある裁断面で裁断したときの断層像が写りこんだ画像となっている。   The principle of tomographic image capturing according to the second embodiment will be described. First, as shown in FIG. 11, X-rays are intermittently emitted while moving with respect to the subject M in a state where the imaging systems 3 and 4 maintain the relative positions. That is, every time one irradiation is completed, the X-ray tube 3 moves in the body axis direction A of the subject M and again performs X-ray irradiation. In this way, a plurality of transmission images are acquired, and a processed image (a long transmission image described later) of the transmission image is reconstructed into a tomographic image by the filter back projection method. The completed tomographic image is an image in which a tomographic image obtained by cutting the subject M with a certain cut surface is reflected.

断層画像を生成するには、異なる方向から被検体Mを透視したときの画像が必要となる。実施例2に係る骨梁解析装置は、得られた透過画像を分割してつなぎ合わせてこの画像を生成するようにしている。この動作について説明する。図12は、X線管3のX線を照射する焦点がd1の位置にあるときのFPD4の位置を表している。この撮影において、被検体Mの体軸方向AにおけるFPD4の1/5の幅だけX線管3およびFPD4が天板2に対してこの方向に移動する度に透過画像の撮影が行われるものとする。   In order to generate a tomographic image, an image when the subject M is seen through from different directions is required. The trabecular bone analysis device according to the second embodiment generates the image by dividing and joining the obtained transmission images. This operation will be described. FIG. 12 shows the position of the FPD 4 when the focal point for irradiating the X-ray of the X-ray tube 3 is at the position d1. In this imaging, a transmission image is captured every time the X-ray tube 3 and the FPD 4 move in this direction relative to the top 2 by a width of 1/5 of the FPD 4 in the body axis direction A of the subject M. To do.

X線はX線管3から放射状に広がってFPD4に到達するので、生成された透過画像を被検体Mの体軸方向Aに5分割すると、FPD4に対するX線の入射角度は、矢印に示すように、その分割区の間で互いに異なっている。そのうちのあるの1つの方向kに注目する。この方向kに進んできたX線は、被検体Mの斜線の部分を通過してFPD4に写り込んでいるので、方向kのX線が入射したFPD4の分割区には、被検体Mの斜線部が写り込んでいる。透過画像において、この分割区に相当する部分を断片R1とする。   Since the X-ray spreads radially from the X-ray tube 3 and reaches the FPD 4, when the generated transmission image is divided into five in the body axis direction A of the subject M, the incident angle of the X-ray with respect to the FPD 4 is as shown by an arrow. The divisions are different from each other. Pay attention to one of the directions k. Since the X-rays traveling in the direction k pass through the hatched portion of the subject M and are reflected in the FPD 4, the diagonal lines of the subject M are included in the FPD 4 in which the X-rays in the direction k are incident. The part is reflected. In the transmission image, a portion corresponding to this division is defined as a fragment R1.

図13は、X線管3のX線を照射する焦点がd1からFPD4の1/5の幅だけ移動したd2の位置にあるときのFPD4の位置を表している。X線管3とFPD4の位置関係は変化しないので、このときの撮影においてもFPD4には、方向kに進んできたX線が写り込んでいる分割区があるはずであり、方向kのX線が入射したFPD4の分割区には、被検体Mの斜線部が写り込んでいる。透過画像において、この分割区に相当する部分を断片R2とする。   FIG. 13 shows the position of the FPD 4 when the focal point for irradiating the X-rays of the X-ray tube 3 is at the position d2 moved from the distance d1 by 1/5 of the width of the FPD4. Since the positional relationship between the X-ray tube 3 and the FPD 4 does not change, the FPD 4 should also have a division in which the X-rays traveling in the direction k are reflected in the imaging at this time, and the X-rays in the direction k The hatched portion of the subject M is reflected in the divisional area of the FPD 4 on which is incident. In the transmission image, a portion corresponding to this division is referred to as a fragment R2.

断片R1と断片R2とを比較すると、撮像系3,4に対する被検体Mの位置が異なるので、両断片R1,R2に写り込んでいる被検体Mの部分は互いに異なっている。X線管3をFPD4の1/5の幅だけずらすことにより、焦点d1〜d9において9回の撮影を行ったとして、そのときの方向kのX線が入射したFPD4の分割区における透過画像の各断片R1〜R9には、それぞれ異なる被検体Mの位置が写り込んでいる。そこで、図14に示すように透過画像の各断片R1〜R9をこの順に被検体Mの体軸方向Aにつなぎ合わせれば、ある方向kで被検体Mの全身にX線を照射したときに撮影される画像を得ることができる。この画像を長尺透過画像と呼ぶことにする。   When the fragment R1 and the fragment R2 are compared, since the position of the subject M with respect to the imaging systems 3 and 4 is different, the portions of the subject M reflected in both the fragments R1 and R2 are different from each other. By shifting the X-ray tube 3 by 1/5 the width of the FPD 4, assuming that nine times of imaging were performed at the focal points d 1 to d 9, the transmitted image in the divisional section of the FPD 4 where the X-rays in the direction k were incident at that time Each fragment R1 to R9 includes a different position of the subject M. Therefore, as shown in FIG. 14, if the fragments R1 to R9 of the transmission image are connected in this order to the body axis direction A of the subject M, the image is taken when the whole body of the subject M is irradiated with X-rays in a certain direction k. Images can be obtained. This image is called a long transmission image.

実施例2に係る骨梁解析装置は、断層画像生成部12において方向k以外の方向についても長尺透過画像を生成する。そして、断層画像生成部12は、被検体Mを投影した方向が異なる複数の長尺透過画像を基に被検体Mを所定の裁断位置で裁断したときの断層画像を生成するのである。   The trabecular bone analyzer according to the second embodiment generates a long transmission image in a direction other than the direction k in the tomographic image generation unit 12. The tomographic image generation unit 12 generates a tomographic image when the subject M is cut at a predetermined cutting position based on a plurality of long transmission images having different directions in which the subject M is projected.

実施例2に係るオブリーク画像Oblの生成及び骨梁解析の動作は、実施例1における装置の動作と同様であるので説明を省略する。   Since the operation of generating the oblique image Obl and the trabecular analysis according to the second embodiment are the same as the operation of the apparatus according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上のように、実施例2の構成によれば、スロット撮影を仮想的に行うことにより取得された長尺画像を撮影しこれらから断層画像Dを撮影する構成となっている。この様な撮影を行うようにすれば、広範囲に亘って撮影された断層画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。   As described above, according to the configuration of the second embodiment, a long image acquired by virtually performing slot imaging is captured, and a tomographic image D is captured from these images. By performing such imaging, it is possible to provide a radiation imaging apparatus that can acquire tomographic images captured over a wide range.

本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described configuration and can be modified as follows.

(1)実施例1に係るオブリーク画像Oblの裁断面の回転の設定および移動の設定は、手動となっていたがこれを自動にした構成としてもよい。すなわち、オブリーク画像生成部13が複数の断層画像Dに写り込んだ骨の輪郭の形状を基にオブリーク画像Oblと断層画像Dとの傾斜角度を決定するようにしてもよい。   (1) Although the setting of rotation and movement of the cut surface of the oblique image Obl according to the first embodiment is manual, it may be configured to be automatic. That is, the oblique image generation unit 13 may determine the inclination angle between the oblique image Obl and the tomographic image D based on the shape of the contour of the bone reflected in the plurality of tomographic images D.

この構成について具体的に説明する。まず、以前の解析において、複数の断層画像Dを生成しておく。この複数枚の断層画像Dのセットは、被検体内部の構造を3次元的に表した3次元像であると捉えることもできる。そこで、オブリーク画像生成部13は、この断層画像Dのセットから骨の輪郭の形状を3次元的に認識する。具体的には、オブリーク画像生成部13は、図15左側に示すように、骨の輪郭形状のうち特徴的な3点pa,pb,pcの3次元的な位置関係を把握し、この3点pa,pb,pcと、骨梁解析の解析範囲Rとの位置関係をデータ化する。そして、オブリーク画像生成部13は、生成したデータを記憶部23に記憶させておく。このときの3点pa,pb,pcは、例えば、骨が有する突出部の先端点を選択するのが望ましい。オブリーク画像生成部13のデータ解析が容易となるからである。   This configuration will be specifically described. First, a plurality of tomographic images D are generated in the previous analysis. The set of a plurality of tomographic images D can also be regarded as a three-dimensional image that three-dimensionally represents the structure inside the subject. Therefore, the oblique image generation unit 13 recognizes the shape of the bone contour three-dimensionally from the set of tomographic images D. Specifically, as shown on the left side of FIG. 15, the oblique image generation unit 13 grasps the three-dimensional positional relationship between the characteristic three points pa, pb, and pc of the bone contour shape, and the three points. The positional relationship between pa, pb, pc and the analysis range R of trabecular analysis is converted into data. Then, the oblique image generation unit 13 stores the generated data in the storage unit 23. For the three points pa, pb, and pc at this time, for example, it is desirable to select the tip point of the protruding portion of the bone. This is because the data analysis of the oblique image generation unit 13 is facilitated.

図15右側は、この位置関係データが表す各部pa,pb,pc,Rの位置関係を模式的に表している。オブリーク画像生成部13は、以前の骨梁解析で生成された位置関係データと、後日の骨梁解析で取得した複数枚の断層画像Dのセット(今回の空間データ)とを基に、オブリーク画像Oblの裁断面を回転させ、平行移動させる。   The right side of FIG. 15 schematically shows the positional relationship of each part pa, pb, pc, R represented by this positional relationship data. The oblique image generation unit 13 is based on the positional relationship data generated in the previous trabecular analysis and the set of a plurality of tomographic images D (current spatial data) acquired in the later trabecular analysis. The cut surface of Obl is rotated and translated.

位置関係データに関するオブリーク画像生成部13の動作について説明する。骨梁解析が行われると、オブリーク画像生成部13は、断層画像Dのセットで構成される空間データの中から骨の輪郭形状のうち特徴的な3点pa,pb,pcを画像処理により抽出し、それらの位置情報を骨梁解析部14に送出する。そして、骨梁解析14が骨梁解析を行うと、骨梁解析14は、このときの解析範囲Rが含まれる平面(解析範囲包含平面)の位置情報と3点pa,pb,pcの位置情報とを関連させて記憶部23に記憶させる。このとき得られる位置情報を以前の位置情報と呼ぶことにする。   The operation of the oblique image generation unit 13 related to the positional relationship data will be described. When the trabecular analysis is performed, the oblique image generation unit 13 extracts three characteristic points pa, pb, and pc from the contour shape of the bone from the spatial data constituted by the set of tomographic images D by image processing. Then, the position information is sent to the trabecular bone analysis unit 14. When the trabecular analysis 14 performs the trabecular analysis, the trabecular analysis 14 includes the position information of the plane including the analysis range R at this time (the analysis range including plane) and the position information of the three points pa, pb, and pc. Are stored in the storage unit 23 in association with each other. The position information obtained at this time will be referred to as previous position information.

そして、後日、同一の被検体の同一位置についての骨梁解析が行われると、オブリーク画像生成部13は、今回得られた断層画像Dのセットで構成される空間データの中から骨の輪郭形状のうち特徴的な3点pa,pb,pcを画像処理により抽出し、それらの位置情報を取得する。そしてオブリーク画像生成部13は、記憶部23に記憶された以前の位置情報に基づいて、以前の3点pa,pb,pcと解析範囲包含平面との位置関係を把握する。そして、オブリーク画像生成部13は、以前の3点と解析範囲包含平面との位置関係と同じになるような平面の位置を今回の3点の位置を基に取得する。   Then, when trabecular analysis is performed on the same position of the same subject at a later date, the oblique image generation unit 13 calculates the contour shape of the bone from the spatial data configured by the set of tomographic images D obtained this time. Among them, characteristic three points pa, pb, pc are extracted by image processing, and their positional information is acquired. Then, the oblique image generation unit 13 grasps the positional relationship between the previous three points pa, pb, pc and the analysis range inclusion plane based on the previous position information stored in the storage unit 23. Then, the oblique image generation unit 13 acquires a plane position that is the same as the positional relationship between the previous three points and the analysis range inclusion plane based on the positions of the current three points.

オブリーク画像生成部13が平面を取得するときの動作について説明する。今回の空間データには、以前の空間データ上の3点pa,pb,pcの写像が写り込んでいる。以前の空間データ上の元の像である3点pa,pb,pcの位置と今回の空間データ上の写像である3点pa,pb,pcの位置はそれぞれ異なっている。以前の撮影と今回の撮影で被検体の位置が異なるからである。そこで、オブリーク画像生成部13は、元の像の3点pa,pb,pcの位置を写像の3点pa,pb,pcの位置に変換させる行列を生成する。オブリーク画像生成部13は、この行列に基づいて以前の空間データ上の解析範囲包含平面を変換し、新たな平面を取得する。この平面と3点pa,pb,pcとの位置関係は、以前の撮影における解析範囲包含平面と3点pa,pb,pcとの位置関係を再現したものとなっている。   An operation when the oblique image generation unit 13 acquires a plane will be described. The current spatial data includes a map of three points pa, pb, and pc on the previous spatial data. The positions of the three points pa, pb, and pc that are the original images on the previous spatial data are different from the positions of the three points pa, pb, and pc that are the mapping on the current spatial data. This is because the position of the subject is different between the previous imaging and the current imaging. Therefore, the oblique image generation unit 13 generates a matrix for converting the positions of the three points pa, pb, and pc of the original image into the positions of the three points pa, pb, and pc of the mapping. The oblique image generation unit 13 converts the analysis range inclusion plane on the previous spatial data based on this matrix, and acquires a new plane. The positional relationship between this plane and the three points pa, pb, pc is a reproduction of the positional relationship between the analysis range inclusion plane and the three points pa, pb, pc in the previous imaging.

平面の位置を取得した後のオブリーク画像生成部13の動作を説明する。オブリーク画像生成部13は、オブリーク画像Oblの裁断面がこの取得された平面と一致するように裁断面を上述の初期状態から回転させる。同様に、オブリーク画像生成部13は、オブリーク画像Oblを上述の解析範囲包含平面上で平行移動させることにより、オブリーク画像Oblに含まれる解析範囲Rの位置と以前の解析の解析範囲Rと一致させる。   The operation of the oblique image generation unit 13 after acquiring the plane position will be described. The oblique image generation unit 13 rotates the cut surface from the initial state described above so that the cut surface of the oblique image Ob1 coincides with the acquired plane. Similarly, the oblique image generation unit 13 translates the oblique image Obl on the above-described analysis range inclusion plane, thereby matching the position of the analysis range R included in the oblique image Obl with the analysis range R of the previous analysis. .

この様にオブリーク画像Oblの回転角度を自動で取得できるようにすれば、オブリーク画像Oblの傾斜と位置を術者が設定しなくても、的確な経時変化の診断ができる。また、本発明のように骨梁解析部14が複数の断層画像に写り込んだ骨の輪郭の形状を基にオブリーク画像上の骨梁解析を行う領域である解析範囲Rを決定すれば、骨の全体像について解析を行わなくても骨梁解析が可能となり、解析速度が速い骨梁解析装置1が提供できる。   If the rotation angle of the oblique image Obl can be automatically acquired in this manner, an accurate change with time can be diagnosed without the operator setting the inclination and position of the oblique image Obl. Further, as in the present invention, if the analysis range R, which is a region for performing trabecular analysis on the oblique image, is determined by the trabecular analysis unit 14 based on the shape of the contour of the bone reflected in the plurality of tomographic images, Therefore, trabecular analysis can be performed without analyzing the whole image of the above, and the trabecular analysis apparatus 1 having a high analysis speed can be provided.

(2)上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。   (2) Although the embodiment described above is a medical device, the present invention can also be applied to industrial and nuclear devices.

(3)上述した実施例のいうX線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、X線以外の放射線にも適応できる。   (3) X-rays referred to in the above-described embodiments are an example of radiation in the present invention. Therefore, the present invention can be applied to radiation other than X-rays.

(4)上述した実施例では、被検体に既に骨梁解析が行われていることが前提となっていたが本発明はこの構成に限られない。すなわち、本発明の骨梁解析装置は、以前に骨梁解析が行われていない被検体Mに対してもオブリーク画像Oblを生成するような動作をしてもよい。このときのオブリーク画像生成部13は、操作卓26を通じてなされた術者の指示に従って動作することになる。この様な構成とすることで、術者が所望する裁断面における断層像を用いて骨梁解析ができるようになり、解析の自由度が向上した装置が提供できる。   (4) In the above-described embodiments, it is assumed that the trabecular analysis has already been performed on the subject, but the present invention is not limited to this configuration. That is, the trabecular bone analysis apparatus of the present invention may perform an operation for generating the oblique image Ob1 even for the subject M for which trabecular analysis has not been performed previously. The oblique image generation unit 13 at this time operates in accordance with an operator's instruction made through the console 26. With such a configuration, a trabecular analysis can be performed using a tomographic image at the cut surface desired by the operator, and an apparatus with improved analysis freedom can be provided.

1 骨梁解析装置
3 X線管(放射線源)
4 FPD(検出手段)
7a X線管移動機構(放射線源移動手段)
7b FPD移動機構(検出器移動手段)
8a X線管移動制御部(放射線源移動制御手段)
8b FPD移動制御部(検出器移動制御手段)
11 画像生成部(画像生成手段)
12 断層画像生成部(断層画像生成手段)
13 オブリーク画像生成部(オブリーク画像生成手段)
14 骨梁解析部(骨梁解析手段)
26 操作卓(入力手段)
1 Trabecular analysis device 3 X-ray tube (radiation source)
4 FPD (detection means)
7a X-ray tube moving mechanism (radiation source moving means)
7b FPD moving mechanism (detector moving means)
8a X-ray tube movement control unit (radiation source movement control means)
8b FPD movement control unit (detector movement control means)
11 Image generation unit (image generation means)
12 Tomographic image generating unit (tomographic image generating means)
13 Oblique image generator (Oblique image generator)
14 Trabecular analysis part (trabecular analysis means)
26 Console (input means)

Claims (8)

放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源を前記被検体に対し移動させる放射線源移動手段と、
前記放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、
被検体を透過した放射線を検出する検出手段と、
前記検出手段を前記被検体に対し移動させる検出器移動手段と、
前記検出器移動手段を制御する検出器移動制御手段と、
前記検出手段の出力を基に画像を生成する画像生成手段と、
前記放射線源および前記検出手段を被検体に対して移動させながら連写された画像を基に被検体を載置する天板に対して任意の傾斜角度だけ傾斜した断層画像であるオブリーク画像を生成するオブリーク画像生成手段と、
前記オブリーク画像を基に骨梁の状態を定量するデータを算出する骨梁解析手段とを備えることを特徴とする骨梁解析装置。
A radiation source that emits radiation;
Radiation source moving means for moving the radiation source relative to the subject;
Radiation source movement control means for controlling the radiation source movement means;
Detection means for detecting radiation transmitted through the subject;
Detector moving means for moving the detection means relative to the subject;
Detector movement control means for controlling the detector movement means;
Image generating means for generating an image based on the output of the detecting means;
Generate oblique images, which are tomographic images inclined at an arbitrary inclination angle with respect to the top plate on which the subject is placed, based on images continuously taken while moving the radiation source and the detection means relative to the subject. Oblique image generation means
A trabecular analysis device comprising: trabecular analysis means for calculating data for quantifying a trabecular state based on the oblique image.
請求項1に記載の骨梁解析装置において、
連写された画像を基に裁断面が互いに平行となっている複数の断層画像を生成する断層画像生成手段を備え、
前記オブリーク画像生成手段は、複数の前記断層画像を基に前記断層画像とは平行となってない前記オブリーク画像を生成することを特徴とする骨梁解析装置。
In the trabecular bone analysis device according to claim 1,
Comprising tomographic image generation means for generating a plurality of tomographic images whose cut sections are parallel to each other based on the continuously shot images;
The oblique image generation means generates the oblique image that is not parallel to the tomographic image based on a plurality of the tomographic images.
請求項1または請求項2に記載の骨梁解析装置において、
前記オブリーク画像生成手段が生成する前記オブリーク画像と前記断層画像との傾斜角度の調節の指示を入力させる入力手段を備えることを特徴とする骨梁解析装置。
In the trabecular bone analysis device according to claim 1 or 2,
An apparatus for analyzing a trabecular bone comprising input means for inputting an instruction to adjust an inclination angle between the oblique image and the tomographic image generated by the oblique image generating means.
請求項1ないし請求項3に記載の骨梁解析装置において、
前記オブリーク画像生成手段は、複数の断層画像に写り込んだ骨の輪郭の形状を基に前記オブリーク画像と前記断層画像との傾斜角度を決定することを特徴とする骨梁解析装置。
In the trabecular bone analysis apparatus according to claim 1 to claim 3,
The oblique image generation means determines the inclination angle between the oblique image and the tomographic image based on the shape of the outline of the bone reflected in a plurality of tomographic images.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の骨梁解析装置において、
前記骨梁解析手段は、複数の断層画像に写り込んだ骨の輪郭の形状を基にオブリーク画像上の骨梁解析を行う領域である解析範囲を決定することを特徴とする骨梁解析装置。
In the trabecular bone analyzer according to any one of claims 1 to 4,
The trabecular bone analyzing apparatus determines an analysis range which is a region for performing trabecular analysis on an oblique image based on a shape of a bone contour reflected in a plurality of tomographic images.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の骨梁解析装置において、
前記オブリーク画像生成手段は、トリリニア補間法により前記オブリーク画像を生成することを特徴とする骨梁解析装置。
In the trabecular bone analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The oblique image generation means generates the oblique image by a trilinear interpolation method.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の骨梁解析装置において、
前記オブリーク画像生成手段は、トリキュービック補間法により前記オブリーク画像を生成することを特徴とする骨梁解析装置。
In the trabecular bone analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The oblique image generation means generates the oblique image by a tricubic interpolation method.
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の骨梁解析装置は、以前に骨梁解析がなされた被検体に対して新たに骨梁解析をすることにより、骨梁の経時的変化を解析する装置であり、
前記オブリーク画像生成手段が生成する前記オブリーク画像の裁断面は、以前の骨梁解析時に骨梁解析がなされた解析済断層画像における被検体の骨の断面と同一の平面となっていることを特徴とする骨梁解析装置。
The trabecular bone analyzer according to any one of claims 1 to 7 analyzes a temporal change of a trabecular bone by newly performing a trabecular analysis on a subject for which trabecular analysis has been performed previously. Device to
The cut surface of the oblique image generated by the oblique image generation means is the same plane as the cross section of the bone of the subject in the analyzed tomographic image that has been subjected to trabecular analysis during the previous trabecular analysis. Trabecular analysis device.
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