JP2017118985A - 骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するＣＴ撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる骨粗鬆症診断支援装置を提供する。【解決手段】本発明に係る骨粗鬆症診断支援装置は、ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データが入力される入力手段と、前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成する指標生成手段と、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、下顎骨下縁皮質骨が撮影されたＸ線画像を用いて骨粗鬆症診断支援を行う骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法に関する。

主要な骨粗鬆症診断支援方法として、二重Ｘ線吸収（ＤＸＡ：dual-energyX-ray absorptiometry）法や定量的超音波（ＱＵＳ：quantitativeultrasound）法などがある。しかし、これらの診断支援方法は特定の施設でしか行えないのが現状であり、腰痛などの症状がある人や骨粗鬆症に対する関心が高い人にしか利用されておらず、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折の多くを予防するには至っていない。

そこで、歯科診療時に撮影することの多いパノラマＸ線画像を用いて骨粗鬆症診断支援を行う骨粗鬆症診断支援装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。この骨粗鬆症診断支援装置によってパノラマＸ線画像さえ撮影すれば、骨粗鬆症の自覚症状のない人や関心の低い人についても、骨粗鬆症の可能性を判定することができ、骨粗鬆症の可能性のある人にはより精密な検査を受けるように指導することができる。従って、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折をより多く予防できるようになると期待できる。

骨粗鬆症は、骨折のリスクを高める以外にも、口腔内にインプラントを埋入しても抜け落ちやすくなるというリスクも高めることが知られている。インプラント埋入前にはＣＴ撮影を用いて再構成ボリュームデータを得て、再構成ボリュームデータ上でインプラントの埋入位置や埋入方向などを計画するのが一般的である。ここで、ＣＴ撮影から得られた再構成ボリュームデータにおいてもパノラマＸ線画像と同様に、骨粗鬆症診断支援に用いることが可能になれば以下の恩恵が得られると期待できる。
（１）インプラント埋入前に骨粗鬆症の可能性を診断することで、インプラント手術の成功率を予測する際の根拠が得られる。
（２）パノラマ画像だけでなく再構成ボリュームデータからも骨粗鬆症診断支援が得られることで、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折を予防できる機会がより多くなる。
（３）パノラマＸ線画像は周囲の構造が重なり合った２次元画像として得られるのに対し、再構成ボリュームデータは３次元的な構造をそのまま分析できるため、より精度の良い骨粗鬆症診断支援が得られる。

特開２００４−２０９０８９号公報

Sheng-yong Wu, Ji Qi, YingLu, Jing Lan, Jin-chao Yu, Lian-qing Wen, Zhuo-li Zhang. "Densitometricand geometric measurement of the proximal femur in elderly women with andwithout osteoporotic vertebral fractures by volumetric quantitative multi-sliceCT". Journal of Bone and Mineral Metabolism. November 2010, Volume 28,Issue 6, pp 682-689. DOI: 10.1007/s00774-010-0174-3.

ＣＴ撮影から得られる再構成ボリュームデータを用いて骨粗鬆症の病態を判定することを試みる研究が非特許文献１に開示されている。非特許文献１は濃度値の一例であるＣＴ値から骨密度を求めているため、被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値が得られ、場所による濃度値の変動が小さいことを前提としている。そして、非特許文献１は医科用ＣＴ撮影装置を用いた実験を行っており、医科用ＣＴ撮影装置を用いたＣＴ撮影からは被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値を得ることができる。

一方、歯科医院で一般に用いられているＣＴ撮影装置は歯科用ＣＴ撮影装置である。歯科用ＣＴ撮影装置を用いたＣＴ撮影では、図９のように散乱線を多く含んだ撮影データしか得られない。その結果、歯科用ＣＴ撮影装置を用いたＣＴ撮影は、医科用ＣＴ撮影装置を用いたＣＴ撮影に比べて散乱線の影響を受けやすく、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動する。このような歯科用ＣＴ撮影装置を用いたＣＴ撮影の特徴は、Ｘ線を絞り込んでディテクタのＸ線検出素子に到達する散乱線を物理的に低減するコリメータと呼ばれる機構が、医科用ＣＴ撮影装置のディテクタには備わっているのに対して、歯科用ＣＴ撮影装置のディテクタには備わっていないことに起因する。

従って、歯科用ＣＴ撮影装置を用いたＣＴ撮影では、被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値が得られ、場所による濃度値の変動が小さいことを前提とする非特許文献１と同様な方法で、骨粗鬆症の病態を判定することができない。

本発明は、上記の状況に鑑み、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するＣＴ撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる骨粗鬆症診断支援装置、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び骨粗鬆症診断支援方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明に係る骨粗鬆症診断支援装置は、ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データが入力される入力手段と、前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成する指標生成手段と、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備える構成（第１の構成）とする。なお、前記ＲＯＩは２次元のＲＯＩに限定されることは無く、３次元のＲＯＩであっても良い。

また、上記第１の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記ＣＴ撮影のデータは、前記下顎骨下縁皮質骨がＦＯＶ（Field of view）に含まれるＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータである構成（第２の構成）であってもよい。

また、上記第１又は第２の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記設定データは、前記ＣＴ撮影のデータから生成される下顎骨下縁に沿った方向と交差するＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）像内に前記ＲＯＩが設定されるデータである構成（第３の構成）であることが好ましい。

また、上記第３の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記ＭＰＲ像は、下顎骨下縁に沿った方向と略直交する構成（第４の構成）であることが好ましい。

また、上記第３又は第４の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記ＭＰＲ像は、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔よりも後方に位置する断層の画像である構成（第５の構成）であることが好ましい。

また、上記第３〜第５いずれかの構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記設定データは、それぞれ断層位置が異なる複数の前記ＭＰＲ像に対して前記ＲＯＩが個別に設定されるデータである構成（第６の構成）であることが好ましい。

また、上記第６の構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記判定手段は、複数の前記指標のうち前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いが最も大きいもののみに基づいて骨粗鬆症の病態を判定する構成（第７の構成）であってもよく、複数の前記指標の平均に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する構成（第８の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第８いずれかの構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記設定データを生成し前記入力手段に出力する生成手段を備える構成（第９の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第９いずれかの構成の骨粗鬆症診断支援装置において、前記出力手段から出力される前記判定手段の判定結果に応じた表示を行う表示手段を備える構成（第１０の構成）であってもよい。

上記目的を達成するために本発明に係る骨粗鬆症診断支援プログラムは、ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データが入力される入力手段、前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成する指標生成手段、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段、及び前記判定手段の判定結果を出力する出力手段、として機能させる。

上記目的を達成するために本発明に係る骨粗鬆症診断支援方法は、ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Regionof Interest）の設定データが入力されるステップと、前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成するステップと、前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するステップと、骨粗鬆症の病態の判定結果を出力する出力手段と、を備える。

本発明では、濃度値そのものに基づいて骨粗鬆症の病態を判定するのではなく、ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する。したがって、本発明によると、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するＣＴ撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる。

骨粗鬆症診断支援装置の構成を示す図 骨粗鬆症診断支援プログラムの機能ブロック図 骨粗鬆症診断支援装置の動作を示すフローチャート 再構成ボリュームデータのボクセルを示すイメージ図 ＭＰＲ像及びサーフェスレンダリング像の表示例を示す図 皮質骨の構造を示す図 ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の表示例を示す図 ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の表示例を示す図 ピクセル値のヒストグラム コリメータを備えていないディテクタに直接線以外に散乱線も入り込むことを示すイメージ図

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る骨粗鬆症診断支援装置１の構成を示す図である。

骨粗鬆症診断支援装置１は、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１７に格納されているプログラムに従って骨粗鬆症診断支援装置１全体を制御するＣＰＵ１１と、固定的なプログラムやデータを記録するＲＯＭ１２と、作業メモリを提供するＲＡＭ１３と、外部との通信を行うための通信インターフェース部１４と、画像データを一時的に記憶するＶＲＡＭ１５と、ＶＲＡＭ１５に記憶された画像データに基づいて画像を表示する表示部１６と、詳細は後述するＨＤＤ１７と、キーボード、ポインティングデバイス等の操作部１８とを備えている。

骨粗鬆症診断支援装置１の通信インターフェース部１４と外部との通信方法は、有線通信でもよく、無線通信でもよく、有線と無線を組み合わせた通信であってもよい。骨粗鬆症診断支援装置１としては、例えば、パーソナルコンピュータを挙げることができる。

ＨＤＤ１７は、画像再構成処理プログラム、画像表示処理プログラム、ＲＯＩ設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、判定結果表示プログラム等の各種プログラム、及び、歯科用Ｘ線撮影装置によるＣＴ撮影の撮影データ、上記画像再構成処理プログラムによって生成された再構成ボリュームデータ、上記ＲＯＩ設定プログラムによって生成されたＲＯＩ設定データ、上記骨粗鬆症診断支援プログラムによって生成された判定結果データ、各種プログラムを実行する際に用いられる各種パラメータの設定値等の各種データを記憶する。

画像再構成処理プログラムは、歯科用Ｘ線撮影装置によるＣＴ撮影の撮影データを再構成して再構成ボリュームデータを生成するためのプログラムである。画像表示処理プログラムは、表示部１６の表示画面に表示させる画像に対応する画像データを生成し、その作成した画像データに対応する画像を表示部１６の表示画面に表示させるためのプログラムである。ＲＯＩ設定プログラムは、ＲＯＩを設定するためのプログラムである。骨粗鬆症診断支援プログラムは、骨粗鬆症の病態を判定するためのプログラムである。判定結果表示プログラムは、骨粗鬆症の病態の判定結果を表示部１６の表示画面に表示させる画像に対応する画像データを生成し、その作成した画像データに対応する画像を表示部１６の表示画面に表示させるためのプログラムである。

ＨＤＤ１７に記憶されている各プログラムは、骨粗鬆症診断支援装置１にプリインストールされていてもよく、光ディスク等の記憶媒体に格納された形態で流通されて骨粗鬆症診断支援装置１にインストールされてもよく、ネットワークを介して流通されて骨粗鬆症診断支援装置１にインストールされてもよい。ＨＤＤ１７に記憶されている各プログラム及び各データの一部を、ＨＤＤ１７ではなくＲＯＭ１２に記憶するようにしてもよい。

図１Ｂは、ＨＤＤ１７に記憶されている骨粗鬆症診断支援プログラムの機能ブロック図である。

ＨＤＤ１７に記憶されている骨粗鬆症診断支援プログラムは、ＣＰＵ１１で実行されることで骨粗鬆症診断支援装置１のハードウェアを、ＲＯＩ設定データ入力部１７１、指標生成部１７２、判定部１７３、及び判定結果データ出力部１７４として機能させる。

下顎骨下縁皮質骨がＦＯＶに含まれるＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データ（以下、「ＲＯＩ設定データ」と称する）が、ＲＯＩ設定データ入力部１７１に入力される。

指標生成部１７２は、ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標をＲＯＩ毎に生成する。

判定部１７３は、指標生成部１７２によって生成される指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する。

判定結果データ出力部１７４は、判定部１７の判定結果を出力する。

図２は、骨粗鬆症診断支援装置１の動作を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートの動作主体は骨粗鬆症診断支援装置１であるが、図１Ｂに示した機能ブロックが実質的に動作主体になっている場合には図１Ｂに示した機能ブロックを用いて説明を行う。

骨粗鬆症診断支援装置１はまず画像再構成処理プログラム、画像表示処理プログラム、ＲＯＩ設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムを起動させる。後述するステップＳ１は画像再構成処理プログラムが実行する処理であり、後述するステップＳ２は画像表示処理プログラムが実行する処理であり、後述するステップＳ３〜Ｓ６はＲＯＩ設定プログラムが実行する処理であり、後述するステップＳ７〜Ｓ１２は骨粗鬆症診断支援プログラムが実行する処理であり、後述するステップＳ１３及びＳ１４は判定結果表示プログラムが実行する処理である。なお、本実施形態では画像再構成処理プログラム、画像表示処理プログラム、ＲＯＩ設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムを最初に起動させているが、画像表示処理プログラム、ＲＯＩ設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムはステップＳ１の段階ではまだ不要であるため、ステップＳ１よりも後の段階でそれぞれ必要となる前までに起動させてもよい。

骨粗鬆症診断支援装置１は、通信インターフェース部１４を介して、下顎骨下縁皮質骨がＦＯＶに含まれるＣＴ撮影の撮影データを取得する。それから、骨粗鬆症診断支援装置１は、その取得したＣＴ撮影の撮影データを従来の一般的な再構成アルゴリズムによって再構成して再構成ボリュームデータを生成する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において生成される再構成ボリュームデータは、図３に示すようなボクセルＶＣの集合体である。ボクセルＶＣの２つの面はＸ軸に垂直であり、ボクセルＶＣの他の２つの面はＹ軸に垂直であり、ボクセルＶＣの残り２つの面はＺ軸に垂直である。Ｘ軸が被写体である人の左右方向に沿い、Ｙ軸が被写体である人の前後方向に沿い、Ｚ軸が被写体である人の上下方向（体軸）に沿うようにＣＴ撮影がなされている。したがって、図３に示す再構成ボリュームデータから得られるＭＰＲ像の一つである最前層のコロナル像の各ピクセル値は、図３に示す再構成ボリュームデータの最前層の各ボクセル値と同一の値になる。また、図３に示す再構成ボリュームデータから得られるＭＰＲ像の一つである最右層のサジタル像の各ピクセル値は、図３に示す再構成ボリュームデータの最右層の各ボクセル値と同一の値になる。また、図３に示す再構成ボリュームデータから得られるＭＰＲ像の一つである最上層のアキシャル像の各ピクセル値は、図３に示す再構成ボリュームデータの最上層の各ボクセル値と同一の値になる。ここで、ＭＰＲ像とは、ＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータを任意の断面で切り出して得られる像のことをいう。ＭＰＲ像の種類としては、上述したコロナル像、サジタル像、及びアキシャル像以外に、図３に図示しているＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のいずれにも垂直でないオブリーク像がある。

ステップＳ１に続くステップＳ２において、骨粗鬆症診断支援装置１は、ＭＰＲ像Ｆ１〜Ｆ３及びサーフェスレンダリング像Ｆ４を含む画像を表示部１６の表示画面に表示させる。ＭＰＲ像Ｆ１〜Ｆ３及びサーフェスレンダリング像Ｆ４はそれぞれ、ステップＳ１において生成される再構成ボリュームデータを用いて生成される。図４に示す画像は、ＭＰＲ像Ｆ１〜Ｆ３及びサーフェスレンダリング像Ｆ４を含む画像の一例である。

ＭＰＲ像Ｆ１は、初期状態において、図３に図示しているＹ軸に垂直なコロナル像である。操作部１８の操作内容がＭＰＲ像Ｆ１の向き変更を指示する内容である場合、ＭＰＲ像Ｆ１は、初期状態のコロナル像から、図３に図示しているＹ軸に対して上記ＭＰＲ像Ｆ１の向き変更に応じた斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部１８を操作することによって、ＭＰＲ像Ｆ１を初期状態のコロナル像から図３に図示しているＹ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更することが可能である。図４において、ＭＰＲ像Ｆ１は、図３に図示しているＹ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像である。

ＭＰＲ像Ｆ２は、初期状態において、図３に図示しているＸ軸に垂直なサジタル像である。操作部１８の操作内容がＭＰＲ像Ｆ２の向き変更を指示する内容である場合、ＭＰＲ像Ｆ２は、初期状態のサジタル像から、図３に図示しているＸ軸に対して上記ＭＰＲ像Ｆ２の向き変更に応じた斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部１８を操作することによって、ＭＰＲ像Ｆ２を初期状態のサジタル像から図３に図示しているＸ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更することが可能である。図４において、ＭＰＲ像Ｆ２は、図３に図示しているＸ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像である。

ＭＰＲ像Ｆ３は、初期状態において、図３に図示しているＺ軸に垂直なアキシャル像である。操作部１８の操作内容がＭＰＲ像Ｆ３の向き変更を指示する内容である場合、ＭＰＲ像Ｆ３は、初期状態のアキシャル像から、図３に図示しているＺ軸に対して上記ＭＰＲ像Ｆ３の向き変更に応じた斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部１８を操作することによって、ＭＰＲ像Ｆ３を初期状態のアキシャル像から図３に図示しているＺ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像に変更することが可能である。図４において、ＭＰＲ像Ｆ３は、図３に図示しているＺ軸に対して斜めの方向に垂直なオブリーク像である。

サーフェスレンダリング像Ｆ４は、初期状態において、図３に図示しているＸ軸から視たサーフェスレンダリング像である。操作部１８の操作内容が操作部１８によってサーフェスレンダリング像Ｆ４の向き変更を指示する内容である場合、サーフェスレンダリング像Ｆ４は、初期状態の図３に図示しているＸ軸から視たサーフェスレンダリング像から、図３に図示しているＸ軸に対して上記サーフェスレンダリング像Ｆ４の向き変更に応じた斜めの方向から視たサーフェスレンダリング像に変更される。すなわち、ユーザーが操作部１８を操作することによって、サーフェスレンダリング像Ｆ４を初期状態の図３に図示しているＸ軸から視たサーフェスレンダリング像から図３に図示しているＸ軸に対して斜めの方向から視たサーフェスレンダリング像に変更することが可能である。図４において、サーフェスレンダリング像Ｆ４は、初期状態の図３に図示しているＸ軸から視たサーフェスレンダリング像である。なお、サーフェスレンダリング像Ｆ４の代わりに、ステップＳ１において生成される再構成ボリュームデータを用いて生成されるボリュームレンダリング像を用いることもできる。

また、図４に示す画像は、ＭＰＲ像Ｆ１〜Ｆ３それぞれの右隣に位置するスライドバーを含んでいる。操作部１８の操作内容がスライドバーの移動を指示する内容である場合、指示通りにスライドバーが移動し、その移動したスライドバーの左隣に位置する像の断層位置がスライドバーの移動に応じて変化するように、図４に示す画像が変更される。すなわち、ユーザーが操作部１８を操作すること（例えば、操作部１８の一部であるポインティングデバイスのドラッグ操作）によって、所望のスライドバーを移動させ、移動させたスライドバーの左隣に位置する像の断層位置を変更することが可能である。

ステップＳ２に続くステップＳ３において、骨粗鬆症診断支援装置１は、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像を指定する操作が操作部１８に対してなされたか否かを確認する。

本実施形態では、ＭＰＲ像Ｆ２、ＭＰＲ像Ｆ３、及びサーフェスレンダリング像Ｆ４それぞれに表示されたＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の断層位置２は、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔３よりも後方に位置し、尚且つ、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ画像が下顎骨下縁に沿った方向に略直交するように、ユーザーが操作部１８を操作することによって調整される。なお、ＭＰＲ像Ｆ２、ＭＰＲ像Ｆ３、及びサーフェスレンダリング像Ｆ４それぞれに表示されたＲＯＩ設定用のＭＰＲ画像の断層位置２内の一つをユーザーが操作部１８を操作することによって移動させると、残り二つの断層位置２が連動して移動する。

ここで、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ画像の断層位置２を、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔３よりも後方に位置するように調整している理由は、次の通りである。オトガイ孔３よりも後方の下顎体後部は、歯科治療の際などでＣＴ撮影に基づく診断が行われる部位であり、通常の歯科用ＣＴ撮影であればＦＯＶに確実に含まれている部位である。つまり、上記の調整によって、通常の歯科用ＣＴ撮影で得られる再構成ボリュームデータをそのまま利用して本実施形態を実施することが可能になる。

ＲＯＩ設定用のＭＰＲ画像の断層位置２を、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像が下顎骨下縁に沿った方向に略直交するように調整している理由は、次の通りである。 皮質骨は図５に示すような構造であって、ハバース管１０１と、フォルクマン管１０２と、ハバース系（骨単位）１０３と、介在層板１０４と、内基礎層板１０５と、外基礎層板１０６と、を有している。下顎骨下縁皮質骨では、各ハバース系（骨単位）１０３が下顎骨下縁に沿って近遠心方向に５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の長さで延びている。骨粗鬆症が起こっている場合、ハバース系（骨単位）１０３が溶けて抜け落ちた形態になる。ハバース系（骨単位）１０３が抜け落ちた部分とハバース系（骨単位）１０３以外の皮質骨組織とのＸ線透過率の差は、ハバース系（骨単位）１０３とハバース系（骨単位）１０３以外の皮質骨組織とのＸ線透過率の差よりも大きい。したがって、骨粗鬆症が起こっている場合、下顎骨下縁に沿った方向に直交する下顎骨下縁皮質骨のＭＰＲ像が、ピクセル値のばらつきが最大となる下顎骨下縁皮質骨のＭＰＲ像となる。つまり、上記の調整によって、骨粗鬆症が起こっている場合の下顎骨下縁皮質骨のＭＰＲ像のピクセル値ばらつきを大きくすることができ、後述するステップＳ８〜Ｓ１０の判定精度が向上する。

上記の調整が完了した後、ユーザーが操作部１８を操作することによって、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像が指定される。

ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像を指定する操作が操作部１８に対してなされていなければ（ステップＳ３のＮＯ）、骨粗鬆症診断支援装置１は、ステップＳ３に戻って指定操作がなされるのを待つ。一方、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像を指定する操作が操作部１８に対してなされれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、骨粗鬆症診断支援装置１は、操作内容に従ってＲＯＩ設定用のＭＰＲ像を生成して表示部１６に表示させる（ステップＳ４）。このときの表示部１６の表示画面は図６のようになる。

ステップＳ４において生成するＲＯＩ設定用のＭＰＲ像が例えば下顎骨下縁に沿った方向に直交していれば、ステップＳ４において生成するＲＯＩ設定用のＭＰＲ像は、被写体である人の左右方向、被写体である人の前後方向、被写体である人の上下方向（体軸）のいずれにも垂直になっていない。このようにステップＳ４において生成するＲＯＩ設定用のＭＰＲ像が、被写体である人の左右方向、被写体である人の前後方向、被写体である人の上下方向（体軸）のいずれにも垂直になっていない場合は、ステップＳ４において生成するＲＯＩ設定用のＭＰＲ像のピクセル値に、ステップＳ１において生成される再構成ボリュームデータのボクセル値をそのまま当て嵌めることができない。この場合には、ステップＳ１において生成される再構成ボリュームデータのボクセル値に対して公知の補間処理（例えば、最近傍補間処理、三重線形補間処理、スプライン補間処理など）を施して、ステップＳ４において生成するＲＯＩ設定用のＭＰＲ像のピクセル値を求めればよい。なお、上述したオブリーク像を生成する場合にも同様に、ステップＳ１において生成される再構成ボリュームデータのボクセル値に対して公知の補間処理を施して、オブリーク像のピクセル値を求めればよい。

ステップＳ４に続くステップＳ５において、骨粗鬆症診断支援装置１は、ＲＯＩを指定する操作が操作部１８に対してなされたか否かを確認する。

本実施形態では、ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像上のＲＯＩ４が下顎骨下縁皮質骨に収まるように、ユーザーが操作部１８を操作することによって調整される。例えば、ユーザーが操作部１８を操作することによってＲＯＩ設定用のＭＰＲ像上の複数のポイントが選択され、その選択された複数のポイントを滑らかに繋いで形成される閉ループの内部をＲＯＩ４とすれば良い。このときの表示部１６の表示画面は図７のようになる。

上記の調整が完了した後、ＲＯＩを指定する操作が操作部１８に対してなされる。

ＲＯＩを指定する操作が操作部１８に対してなされていなければ（ステップＳ５のＮＯ）、骨粗鬆症診断支援装置１は、ステップＳ５に戻って指定操作がなされるのを待つ。一方、ＲＯＩを指定する操作が操作部１８に対してなされれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、その指定に従って骨粗鬆症診断支援装置１はＲＯＩ設定用のＭＰＲ像毎にＲＯＩ４を設定し、ＲＯＩ設定データを生成する（ステップＳ６）。

ステップＳ６に続くステップＳ７において、ＲＯＩ設定データがＲＯＩ設定データ入力部１７１に入力され、指標生成部１７２が、ＲＯＩ４内のピクセル値の変動係数（＝標準偏差の値／平均値の値）をＲＯＩ設定用のＭＰＲ像毎に算出し、変動係数の最大値を求める（ステップＳ７）。

ＲＯＩ４が一つのみである場合には、指標生成部１７２がＲＯＩ４内のピクセル値の変動係数を一つのみ算出し、その算出した変動係数の値を自動的に変動係数の最大値とする。一方、ＲＯＩ４が複数ある場合には、指標生成部１７２がＲＯＩ４内のピクセル値の変動係数をＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の個数分だけ算出し、その算出した変動係数の各値を比較して変動係数の最大値を求める。

ステップＳ７に続くステップＳ８において、判定部１７３は、ステップＳ７で求めた変動係数の最大値が、事前に設定しておきＨＤＤ１７に記憶されている閾値より大きいか否かを確認する。

変動係数の最大値が閾値より大きければ（ステップＳ８のＹＥＳ）、判定部１７３は、「骨粗鬆症の疑い有り」と判定する（ステップＳ９）。一方、変動係数の最大値が閾値より大きくなければ（ステップＳ８のＮＯ）、判定部１７３は、「正常」と判定する（ステップＳ１０）。

判定部１７３によって「骨粗鬆症の疑い有り」と判定された場合（ステップＳ９）、判定結果データ出力部１７４は「骨粗鬆症の疑い有り」との判定結果を出力し（ステップＳ１１）、骨粗鬆症診断支援装置１はその判定結果に従って「骨粗鬆症の疑い有り」という文字列を表示部１６の表示画面に表示させ（ステップＳ１３）、その後処理を終了する。一方、判定部１７３によって「正常」と判定された場合（ステップＳ１０）、判定結果データ出力部１７４は「正常」との判定結果を出力し（ステップＳ１２）、骨粗鬆症診断支援装置１はその判定結果に従って「正常」という文字列を表示部１６の表示画面に表示させ（ステップＳ１４）、その後処理を終了する。

閾値を設定するために３名の被験者それぞれに関してＲＯＩ設定用のＭＰＲ像を一つ指定し変動係数を求めたところ、下記の表１の結果を得た。甲は骨粗鬆症を患っていない被験者であり、乙及び丙は骨粗鬆症を患っているあるいは患っている可能性がある被験者である。したがって、閾値は例えば０．１０に設定すればよい。被験者の数を増やすことによってより信頼性の高い閾値の設定が可能となる。

骨粗鬆症診断支援装置１では、濃度値そのものに基づいて骨粗鬆症の病態を判定するのではなく、ＲＯＩ４内のピクセル値（濃度値の一例）の変動係数に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する。したがって、骨粗鬆症診断支援装置１によると、被写体中のある同一の物質に注目しても場所によって濃度値が大きく変動するＣＴ撮影のデータを利用する場合であっても骨粗鬆症の病態を判定することができる。

さらに、骨粗鬆症診断支援装置１によると、以下の恩恵が得られると期待できる。
（１）インプラント埋入前に骨粗鬆症の可能性を診断することで、インプラント手術の成功率を予測する際の根拠が得られる。これにより、インプラント手術の成功率の向上に貢献できる。
（２）再構成ボリュームデータから骨粗鬆症診断支援が得られることで、骨粗鬆症が原因と考えられる骨折を予防できる機会がより多くなる。
（３）パノラマＸ線画像は周囲の構造が重なり合った２次元画像として得られるのに対し、再構成ボリュームデータ及び再構成ボリュームデータから得られるＭＰＲ像は３次元的な構造をそのまま分析できるため、より精度の良い骨粗鬆症診断支援が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変形が可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。

本発明において用いられる再構成ボリュームデータは、歯科用ＣＴ撮影装置によるＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータに限定されない。本発明において用いられる再構成ボリュームデータは、ＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られ尚且つＦＯＶ（Field ofview）に下顎骨下縁皮質骨が含まれている再構成ボリュームデータであれば良い。従って、被写体を構成する各物質のうちいずれか同一の物質に注目したときどのボクセルでも略同一の濃度値が得られ、場所による濃度値の変動が小さいＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータであっても構わない。

また上述した実施形態とは異なり、ＲＯＩ４が複数ある場合には、指標生成部１７２がＲＯＩ４内のピクセル値の変動係数をＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の個数分だけ算出し、判定部１７３が指標生成部１７２によって算出された変動係数の各値を比較して変動係数の最大値を求めてもよい。

ステップＳ７において、指標生成部１７２が変動係数の最大値ではなく変動係数の平均値を求め、ステップＳ８において、判定部１７３が変動係数の平均値が閾値より大きいか否かを確認するようにしてもよい。なお、ＲＯＩ４が複数ある場合には、指標生成部１７２がＲＯＩ４内のピクセル値の変動係数をＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の個数分だけ算出し、判定部１７３が指標生成部１７２によって算出された変動係数の平均値を求めてもよい。

変動係数を用いる代わりに、分散、標準偏差などを用いても良い。なお、ＲＯＩ４内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標は、変動係数、分散、標準偏差などのように数値化できるものに限定されない。例えば、図８に示すＲＯＩ４内のピクセル値に関するヒストグラムも、ＲＯＩ４内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標になり得る。したがって、ステップＳ７において変動係数の最大値を求める代わりにＲＯＩ４内のピクセル値に関するヒストグラムを求めてもよい。この場合、求めたヒストグラムが、骨粗鬆症を患っている集団におけるＲＯＩ４内のピクセル値に関するヒストグラムのサンプル集と、骨粗鬆症を患っていない集団におけるＲＯＩ４内のピクセル値に関するヒストグラムのサンプル集とのいずれに近いかをヒストグラムのパターンマッチングなどによって評価すればよい。

上述した実施形態では「骨粗鬆症の疑い有り」と「正常」の二段階判定であったが、閾値を２つ以上設定することで三段階以上の判定が可能になる。例えば、閾値を２つ設定した場合、「骨粗鬆症の疑い有り」と「骨粗鬆症の疑いがやや有り」と「正常」の三段階判定が可能となる。また、使用する閾値を性別や年齢に応じて変更するようにしてもよい。

また、閾値を設定せずに、ＲＯＩ４内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標に応じて骨粗鬆症の可能性を連続的に判定するようにしてもよい。例えば、ＲＯＩ４内のピクセル値のばらつき度合いを示す指標に応じて骨粗鬆症の可能性を百分率や色で示しても良い。

また上述した実施形態とは異なり、ＭＰＲ像を経由せずに、下顎骨下縁皮質骨に収まる再構成ボリュームデータの３次元ＲＯＩを設定し、その設定した３次元ＲＯＩ内のボクセル値のばらつき度合いを示す指標（例えば、変動係数、分散、標準偏差など）を生成し、その生成した指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するようにしてもよい。

また上述した実施形態とは異なり、２次元ＲＯＩ内のピクセル値を変換したＣＴ値のばらつき度合いを示す指標を生成し、その生成した指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するようにしてもよい。この場合、ピクセル値からＣＴ値への変換は、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行前に実施しても良く、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行中に実施しても良い。

また上述した実施形態とは異なり、ＭＰＲ像を経由せずに、下顎骨下縁皮質骨に収まる再構成ボリュームデータの３次元ＲＯＩを設定し、その設定した３次元ＲＯＩ内のボクセル値を変換したＣＴ値のばらつき度合いを示す指標を生成し、その生成した指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するようにしてもよい。この場合、ボクセル値からＣＴ値への変換は、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行前に実施しても良く、骨粗鬆証診断支援プログラムの実行中に実施しても良い。

画像表示処理プログラム、ＲＯＩ設定プログラム、骨粗鬆症診断支援プログラム、及び判定結果表示プログラムはそれぞれ独立したプログラムであっても良く、少なくとも二つのプログラムが統合されていても良い。プログラムの統合例としては、ＲＯＩ設定プログラムを画像表示処理プログラムに含める形態（画像表示処理プログラムの機能を拡張する形態）、ＲＯＩ設定プログラムを骨粗鬆症診断支援プログラムに含める形態（骨粗鬆症診断支援プログラムの機能を拡張する形態）、判定結果表示プログラムを画像表示処理プログラムに含める形態（画像表示処理プログラムの機能を拡張する形態）、判定結果表示を骨粗鬆症診断支援プログラムに含める形態（骨粗鬆症診断支援プログラムの機能を拡張する形態）等を挙げることができる。

一方、骨粗鬆症診断支援装置１がＲＯＩ設定プログラムを備えない構成にしても良い。この場合、例えば骨粗鬆症診断支援装置１が通信インターフェース部１４を介してＲＯＩ設定データを取得するようにすれば良い。また、骨粗鬆症診断支援装置１が判定結果表示プログラムを備えない構成にしても良い。この場合、例えば骨粗鬆症診断支援装置１が通信インターフェース部１４を介して判定結果データを外部に送るようにすれば良い。

１ 骨粗鬆症診断支援装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 通信インターフェース部
１５ ＶＲＡＭ
１６ 表示部
１７ ＨＤＤ
１７１ ＲＯＩ設定データ入力部
１７２ 指標生成部
１７３ 判定部
１７４ 判定結果データ出力部
１８ 操作部
２ ＲＯＩ設定用のＭＰＲ像の断層位置
３ オトガイ孔
４ ＲＯＩ
Ｆ１ コロナル像
Ｆ２ サジタル像
Ｆ３ アキシャル像
Ｆ４ サーフェスレンダリング像
ＶＣ ボクセル

Claims (12)

1. ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データが入力される入力手段と、
   前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成する指標生成手段と、
   前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする骨粗鬆症診断支援装置。
2. 前記ＣＴ撮影のデータは、前記下顎骨下縁皮質骨がＦＯＶ（Field of view）に含まれるＣＴ撮影の撮影データを再構成して得られる再構成ボリュームデータであることを特徴とする請求項１に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
3. 前記設定データは、前記ＣＴ撮影のデータから生成される下顎骨下縁に沿った方向と交差するＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）像内に前記ＲＯＩが設定されるデータであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
4. 前記ＭＰＲ像は、下顎骨下縁に沿った方向と略直交することを特徴とする請求項３に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
5. 前記ＭＰＲ像は、下顎骨下縁に沿った方向においてオトガイ孔よりも後方に位置する断層の画像であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
6. 前記設定データは、それぞれ断層位置が異なる複数の前記ＭＰＲ像に対して前記ＲＯＩが個別に設定されるデータである請求項３〜５のいずれか一項に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
7. 前記判定手段は、複数の前記指標のうち前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いが最も大きいもののみに基づいて骨粗鬆症の病態を判定する請求項６に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
8. 前記判定手段は、複数の前記指標の平均に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する請求項６に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
9. 前記設定データを生成し前記入力手段に出力する生成手段を備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
10. 前記出力手段から出力される前記判定手段の判定結果に応じた表示を行う表示手段を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の骨粗鬆症診断支援装置。
11. コンピュータを、
    ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データが入力される入力手段、
    前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成する指標生成手段、
    前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定する判定手段、及び
    前記判定手段の判定結果を出力する出力手段、
    として機能させるための骨粗鬆症診断支援プログラム。
12. ＣＴ撮影のデータの下顎骨下縁皮質骨に対応する部分に収まる少なくとも一つのＲＯＩ（Region of Interest）の設定データが入力されるステップと、
    前記ＲＯＩ内の濃度値のばらつき度合いを示す指標を前記ＲＯＩ毎に生成するステップと、
    前記指標に基づいて骨粗鬆症の病態を判定するステップと、
    骨粗鬆症の病態の判定結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする骨粗鬆症診断支援方法。