JP2017131427A - X-ray image diagnostic apparatus and bone density measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線画像診断装置及び骨密度計測方法に係り、詳細には、DXA法による骨密度の測定における測定領域の抽出に関する。 The present invention relates to an X-ray image diagnostic apparatus and a bone density measuring method, and more particularly to extraction of a measurement region in bone density measurement by the DXA method.
骨密度の測定方法には、例えばDXA(Dual Energy X-Ray
Absorptiometry)法がある。DXA法では、2つの異なるエネルギーピークを有するX線ビームを用いて被検者の腰椎を撮影し、骨だけが選択的に描画されたX線画像を得る。腰椎を用いて骨密度を測定する場合、第1腰椎から第4腰椎の合計4つの領域が測定領域と定められており、画像から腰椎を正確に抽出する必要がある。特許文献1には、腰椎の輪郭線を抽出する手法が提案されている。
For example, DXA (Dual Energy X-Ray)
Absorptiometry) method. In the DXA method, the lumbar spine of a subject is imaged using an X-ray beam having two different energy peaks, and an X-ray image in which only bones are selectively drawn is obtained. When bone density is measured using the lumbar vertebrae, a total of four areas from the first lumbar vertebra to the fourth lumbar vertebra are determined as measurement areas, and it is necessary to accurately extract the lumbar vertebrae from the image. Patent Document 1 proposes a technique for extracting the contour line of the lumbar spine.
しかしながら、特許文献1の方法は、腰椎の輪郭を抽出するものであり横突起の抽出や骨と軟部組織との分離抽出等が考慮されていない。骨密度の測定では、骨と軟部組織の境界を正確に分離抽出する必要がある。骨と軟部組織を正確に分離抽出しなければ骨量の過大評価、または過少評価となる場合があるからである。 However, the method of Patent Document 1 is to extract the contour of the lumbar vertebrae, and does not consider the extraction of the transverse process or the separation and extraction of bone and soft tissue. In the measurement of bone density, it is necessary to accurately separate and extract the boundary between bone and soft tissue. This is because the bone mass may be overestimated or underestimated if bone and soft tissue are not accurately separated and extracted.
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、腰椎の横突起を正確に抽出することで骨領域を周囲の軟部組織から正確に分離抽出し、これにより骨密度を正確に測定することが可能なX線画像診断装置、及び骨密度計測方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by accurately extracting the transverse process of the lumbar spine, the bone region is accurately separated and extracted from the surrounding soft tissue, thereby accurately measuring the bone density. An object of the present invention is to provide an X-ray image diagnostic apparatus and a bone density measuring method that can be performed.
前述した目的を達成するための第1の発明は、被検体にX線を照射するX線源と、前記X線源と対向配置され前記被検体を透過した透過X線を検出するX線検出器と、前記透過X線に基づきX線画像を生成する画像処理部と、高低2種類の異なるエネルギーピークを有するX線ビームを用いて撮影された各X線画像から差分画像を生成する差分画像生成部と、前記差分画像から腰椎領域を検出するとともに腰椎周辺部から横突起領域及び軟部組織領域を検出する検出部と、検出した軟部組織領域の画素値を基準として前記腰椎領域の画素値を補正する補正部と、補正した腰椎領域に基づき骨密度を算出する骨密度算出部と、を備えることを特徴とするX線画像診断装置である。 A first invention for achieving the above-described object is an X-ray source that irradiates a subject with X-rays, and an X-ray detection that detects transmitted X-rays that are disposed opposite to the X-ray source and are transmitted through the subject. A differential image for generating a differential image from each X-ray image captured using an X-ray beam having two different energy peaks, an image processing unit for generating an X-ray image based on the transmitted X-ray A generation unit, a detection unit that detects a lumbar region from the difference image and detects a transverse process region and a soft tissue region from the periphery of the lumbar vertebra, and a pixel value of the lumbar region based on the pixel value of the detected soft tissue region An X-ray image diagnostic apparatus comprising: a correcting unit that corrects a bone density calculating unit that calculates a bone density based on the corrected lumbar spine region.
第2の発明は、コンピュータを用いた骨密度計測方法であって、高低2種類の異なるエネルギーピークを有するX線ビームを用いて撮影された各X線画像から差分画像を生成するステップと、前記差分画像から腰椎領域を検出するとともに腰椎周辺部から横突起領域及び軟部組織領域を検出するステップと、検出した軟部組織領域の画素値を基準として前記腰椎領域の画素値を補正するステップと、補正した腰椎領域に基づき骨密度を算出するステップと、を含むことを特徴とする骨密度計測方法である。 The second invention is a bone density measuring method using a computer, the step of generating a difference image from each X-ray image photographed using X-ray beams having two kinds of high and low energy peaks, Detecting a lumbar region from the difference image, detecting a transverse process region and a soft tissue region from the periphery of the lumbar spine, correcting a pixel value of the lumbar region based on the detected pixel value of the soft tissue region, and correction And calculating a bone density based on the lumbar spine region.
本発明により、腰椎の横突起を正確に抽出することで骨領域を周囲の軟部組織から正確に分離抽出し、これにより骨密度を正確に測定することが可能なX線画像診断装置、及び骨密度計測方法を提供することを提供できる。 According to the present invention, an X-ray diagnostic imaging apparatus capable of accurately separating and extracting a bone region from surrounding soft tissue by accurately extracting a transverse process of a lumbar vertebra, and thereby accurately measuring a bone density, and a bone Providing a density measurement method can be provided.
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照してX線画像診断装置1の全体構成について説明する。
図1に示すように、X線画像診断装置1は、撮影装置10、操作装置20、及び被検者3を寝載する寝台15を備える。撮影装置10と操作装置20とは通信ケーブル等の伝送路を用いて通信接続される。
[First Embodiment]
First, the overall configuration of the X-ray image diagnostic apparatus 1 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic imaging apparatus 1 includes an
撮影装置10は、X線源12、X線源12に設けられるX線絞り13、X線源12に被検者3を介して対向配置されるX線受像器16等を備える。X線受像器16において検出した透過X線データに基づく画像データは伝送路を介して操作装置20に送信される。操作装置20は、制御装置21、画像処理装置22、記憶装置23、入力装置24、及び表示装置25等を備える。
The
X線源12は、X線管及び高電圧発生装置を備え、制御装置21から送信される制御信号に従って所定の線量のX線を発生させる。X線源12は2つの異なるエネルギーピークを有するX線ビームを照射する。以下、エネルギーピークの高いX線を高エネルギーX線、高エネルギーX線と比較して低いエネルギーピークを有するX線を低エネルギーX線という。
The X-ray source 12 includes an X-ray tube and a high voltage generator, and generates a predetermined dose of X-rays according to a control signal transmitted from the
X線源12にはX線絞り13が設けられる。X線絞り13は複数のX線遮蔽板(絞り羽根)を有し、制御装置21から通知される絞り羽根の開度情報に従って、絞り羽根を所定の位置まで開閉させて所望の形状のX線照射領域を形成する。
The X-ray source 12 is provided with an
X線受像器16は、例えばシンチレータとフォトダイオードの組み合わせによって構成されるX線検出素子を2次元配列したフラットパネルディテクタ(FPD)やI.I.(image intensifier)等であり、被検者3を介してX線源12に対向する位置に設けられる。例えば、寝台15の天板の下面にX線受像器16が設置される。
The
X線受像器16の各検出素子は、X線源12から照射され被検者3を透過したX線である透過X線を検出し、そのX線強度に応じた電気信号に変換する。X線受像器16は変換した電気信号である透過X線データに基づいてX線画像を作成する。作成されたX線画像データは操作装置20の画像処理装置22に送られるとともに、記憶装置23に記憶される。
Each detection element of the
画像処理装置22は、X線受像器16から転送されたX線画像データを取得し、表示装置25に表示するための画像処理を行う。画像処理には、例えば画像の画素値情報に基づいてX線絞り位置を検出して表示範囲を決定する処理や、白黒の反転表示処理、不要領域の削除等の画像処理が含まれる。
The
記憶装置23は、X線受像器16により検出された透過X線データに基づいて生成されたX線画像を記憶する。また記憶装置23には、撮影や透視動作に関するプログラムや各種撮影条件、及び後述する骨密度計測処理に必要なプログラム及びデータ等が記憶されている。
The
制御装置21は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成されるコンピュータである。制御装置21は、入力装置24から入力された入力信号に基づいてX線源12におけるX線曝射の動作制御を行ったり、X線受像器16における画像の作成、X線絞り位置の補正に関する処理、表示装置25における表示動作等の制御を行う。また制御装置21は、X線画像に基づき骨密度を計測する骨密度計測処理を実行する。骨密度計測処理の詳細については後述する。
The
表示装置25は、CRTや液晶パネル等により構成され、撮影装置10により撮影されたX線画像や制御装置21から入力される表示データ等を表示する。
The display device 25 is configured by a CRT, a liquid crystal panel, or the like, and displays an X-ray image captured by the
入力装置24は、例えば、キーボードやマウス等の入力装置であり、操作者によって入力される各種の指示や情報を制御装置21に入力する。操作者は、表示装置25及び入力装置24等の外部機器を使用して対話的に操作を行う。なお入力装置24は、表示装置25の表示画面と一体的に構成されたタッチパネル等としてもよい。
The
次に、図2を参照して本発明に係るX線画像診断装置1の機能構成について説明する。図2に示すように、X線画像診断装置1の制御装置21は、画像取得部41、差分画像生成部42、検出部43、補正部44、及び骨密度算出部45等を有する。検出部43は、腰椎検出部431、横突起検出部432、軟部組織検出部433を含む。
Next, the functional configuration of the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the
画像取得部41は、画像処理装置22により生成された低エネルギー画像と高エネルギー画像とを取得し、差分画像生成部42へ送出する。低エネルギー画像及び高エネルギー画像は記憶装置23から取得するようにしてもよい。低エネルギー画像とは、X線源12から照射された低エネルギーX線により撮影された被検者の画像である。高エネルギー画像とは、X線源12から照射された高エネルギーX線により撮影された被検者の画像である。
The
差分画像生成部42は、画像取得部41により取得した低エネルギー画像と高エネルギー画像との差分である差分画像を生成する。差分画像生成部42は生成した差分画像を検出部43に送出する。
The difference
検出部43は、差分画像から腰椎を検出するとともに腰椎周辺部から横突起及び軟部組織を分離抽出する。横突起及び軟部組織を分離抽出する処理において、検出部43は、腰椎の輪郭部の周辺領域を複数の局所領域に分割し、局所領域毎にヒストグラムを算出し、ヒストグラムを解析することにより横突起領域であるか軟部組織領域であるかを判別する。腰椎、横突起、軟部組織の検出の詳細については後述する。
The
補正部44は、検出部43により検出した軟部組織の濃度値を基準として腰椎領域の濃度値を補正する。具体的には、補正部44は腰椎領域を補正するための補正係数を腰椎毎に算出し、補正係数を用いて各腰椎の濃度値を補正する。補正部44による補正処理の詳細については後述する。
骨密度算出部45は、補正部44により補正した腰椎領域に基づき骨密度を算出する。
The correcting
The bone
次に、図3〜図10を参照して、骨密度計測処理について説明する。
図3は骨密度計測処理全体の流れを示すフローチャートである。
制御装置21は、高エネルギーX線を被検者3に対して照射することにより得られた高エネルギー画像と、低エネルギーX線被検者3に対して照射することにより得られた低エネルギー画像とを取得し、これらの差分画像を生成する(ステップS101)。制御装置21は、ステップS101で取得した差分画像のエッジ画像から腰椎の検出を行う(ステップS102)。制御装置21は、ステップS102で得られた腰椎の側面エッジ情報から腰椎の側面の周辺領域にある横突起を検出する(ステップS103)。更に制御装置21は、腰椎の側面の周辺領域にある腰椎、横突起以外の軟部組織を検出し(ステップS104)、軟部組織の画素値を基準に腰椎領域の画素値を補正する(ステップS105)。制御装置21は、補正後の画素値に基づき骨密度を測定する(ステップS106)。
Next, the bone density measurement process will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing the overall flow of the bone density measurement process.
The
図4、図5を参照して、ステップS103の横突起検出処理について説明する。図5(a)はステップS102の腰椎検出処理によって検出した腰椎画像50の模式図である。
With reference to FIG. 4 and FIG. 5, the lateral protrusion detection processing in step S103 will be described. FIG. 5A is a schematic diagram of the
制御装置21は、図5(a)に示すような腰椎画像50から絞り領域51を抽出するとともに(ステップS201)、被写体が存在しない領域(直線X線領域)を除いた被写体領域52を算出する(ステップS202)。被写体領域52は、図5(a)の破線で示す領域である。得られた被写体領域52から輪郭部のエッジ情報、画像の画素値の情報から腰椎の輪郭を抽出する(ステップS203)。腰椎の輪郭は、例えば方向性依存のフィルタ処理を行い、画素の判定結果に応じたエッジ情報のノイズ成分を削除することにより抽出できる。図5(b)はステップS203の処理により抽出された腰椎L1、L2、L3、L4の輪郭を示す図である。
The
制御装置21は、ステップS203の処理により得られた各腰椎L1、L2、L3、L4について、図5(c)に示すように、腰椎側面の左右の領域(周辺領域)R11、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42をそれぞれ局所領域に分割する。そして局所領域毎に画素値の情報及びエッジの情報等から横突起(及び椎間板)を抽出する(ステップS204)。
For each lumbar vertebra L1, L2, L3, L4 obtained by the process of step S203, the
図5(c)は各腰椎L1、L2、L3、L4の輪郭の周辺領域R11、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42を局所領域に分割した状態を示す図である。局所領域の各領域は、例えば1cm×1cm程度(7画素×7画素等)のサイズとし、各局所領域に対して図6の横突起抽出処理(図7の分離点の算出処理を含む)が行われる。 FIG. 5C is a diagram showing a state in which the peripheral regions R11, R12, R21, R22, R31, R32, R41, and R42 of the contour of each lumbar vertebra L1, L2, L3, and L4 are divided into local regions. Each area of the local area has a size of, for example, about 1 cm × 1 cm (7 pixels × 7 pixels, etc.), and the lateral protrusion extraction process of FIG. 6 (including the separation point calculation process of FIG. 7) is performed for each local area. Done.
ステップS204の横突起抽出処理について図6〜図8を参照して説明する。
まず図6のフローチャートに示すように、制御装置21は各局所領域についてノイズ成分を平滑化フィルタにより取り除き(ステップS301)、各局所領域についてそれぞれヒストグラムを作成する(ステップS302)。制御装置21は、ステップS302で得られたヒストグラムの最低画素値と腰椎の画素値とを比較し(ステップS303)、その差が予め設定した閾値以内であればその局所領域は腰椎であると判定する。腰椎と判定した場合は(ステップS303;腰椎)、ステップS302で作成したヒストグラムから腰椎の画素値を含む分布部分を削除し(ステップS304)、腰椎画素除去後のヒストグラムについて解析を行う(ステップS305)。腰椎が含まれない場合、得られたヒストグラムの解析を行う。
The lateral protrusion extraction process in step S204 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in the flowchart of FIG. 6, the
ヒストグラム解析では、まず腰椎画素分布を削除した後のヒストグラムから画素値分布全体(全分布)の傾きを判定する(ステップS305)。傾きが所定の閾値未満であれば、当該局所領域は軟部組織または横突起のみであると判定し(ステップS305;傾き閾値未満)、「濃度差なしフラグ」を格納する(ステップS306)。 In the histogram analysis, first, the inclination of the entire pixel value distribution (total distribution) is determined from the histogram after the lumbar pixel distribution is deleted (step S305). If the inclination is less than the predetermined threshold value, it is determined that the local region is only soft tissue or lateral projection (step S305; less than the inclination threshold value), and the “no density difference flag” is stored (step S306).
一方、腰椎画素分布を削除した後のヒストグラムの傾き(全分布の傾き)の大きさが所定の閾値以上であれば(ステップS305;傾き閾値以上)、局所領域内に軟部組織と横突起とが混在すると判定する。 On the other hand, if the magnitude of the slope of the histogram after deleting the lumbar pixel distribution (the slope of the total distribution) is greater than or equal to a predetermined threshold (step S305; greater than or equal to the tilt threshold), soft tissue and transverse processes are present in the local region. Determined to be mixed.
なお、ステップS305のヒストグラム解析処理では、平滑化後のヒストグラムの画素値分布の幅から、横突起と軟部組織とが含まれるか否かを判定してもよい。ヒストグラムの画素値分布の幅が所定の閾値以上であれば、横突起と軟部組織が含まれると判定する。また、ヒストグラムの画素値分布の幅が所定の閾値未満であれば、横突起または軟部組織のいずれかと判定し、濃度差なしフラグを格納する。 Note that in the histogram analysis processing in step S305, it may be determined whether or not the lateral protrusion and the soft tissue are included from the width of the pixel value distribution of the histogram after smoothing. If the width of the pixel value distribution in the histogram is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the lateral protrusion and the soft tissue are included. If the width of the pixel value distribution of the histogram is less than a predetermined threshold value, it is determined as either a lateral projection or a soft tissue, and a no-density difference flag is stored.
制御装置21は、横突起と軟部組織とが含まれる領域に対し、軟部組織と横突起との分離点を求める処理(分離点算出処理)を実行する(ステップS307)。
The
分離点算出処理の一例を図7に示す。図7に示す例では、制御装置21は、腰椎画素分布除去後のヒストグラム(ステップS302またはステップS304により得たヒストグラム)を平滑化後、頻度が最も大きい点である最頻点を探索する(ステップS401)。更に最頻点と終点との傾きの絶対値(傾き終点)と、最頻点と始点との傾きの絶対値(傾き始点)と算出し(ステップS402)、傾き終点と傾き始点の大きさを比較する(ステップS403)。
An example of the separation point calculation process is shown in FIG. In the example shown in FIG. 7, the
ステップS403において、傾き始点と傾き終点との差が所定値以上であり、 「傾き始点」が大きい場合は、横突起に最頻点があると判定する。
「傾き終点」が大きい場合は、最頻点が軟部組織にあると判定する。
ステップS403の判定結果に応じて、制御装置21はヒストグラム分離点を算出する(ステップS404)。
In step S403, if the difference between the inclination start point and the inclination end point is equal to or greater than a predetermined value and the “inclination start point” is large, it is determined that the horizontal protrusion has the most frequent point.
When the “tilt end point” is large, it is determined that the most frequent point is in the soft tissue.
In accordance with the determination result of step S403, the
ステップS403において「傾き始点」が大きく横突起に最頻点があると判定された場合は、ステップS404において、制御装置21はヒストグラムの最頻点から終点の各点における傾きの絶対値を算出し、傾きが小さい点(例えば、傾きが最小となる点)を横突起と軟部組織との分離点Tとする。分離点Tを算出すると、図6のステップS308へ戻り、制御装置21は始点から分離点までの平均画素値を算出し(ステップS308)、その値を横突起の画素値としてRAM等に格納する(ステップS309)。
If it is determined in step S403 that the “tilt start point” is large and the lateral protrusion has a mode point, in step S404, the
一方、ステップS403において「傾き終点」が大きく軟部組織に最頻点P3があると判定された場合(図8参照)は、ステップS404において、制御装置21はヒストグラムの始点P1から最頻点P3の各点における傾きの絶対値を算出し、傾きが小さい点(例えば、傾きが最小となる点)を横突起と軟部組織の分離点とする。分離点Tを算出すると、図6のステップS308へ戻り、制御装置21は始点P1から分離点Tまでの平均画素値を算出し(ステップS308)、その値を横突起の画素値としてRAM等に格納する(ステップS309)。
On the other hand, when it is determined in step S403 that the “tilt end point” is large and the soft tissue has the most frequent point P3 (see FIG. 8), in step S404, the
次に制御装置21は、軟部組織検出処理(図3のステップS104)を実行する。軟部組織検出処理の詳細を図9のフローチャートを参照して説明する。
Next, the
図9に示す軟部組織検出処理は、腰椎輪郭部の周辺領域R11〜R42に対して行われる。制御装置21は対象とする局所領域に「濃度差なし」フラグがない場合(ステップS501;フラグ無)、そのまま処理を終了する。一方、対象とする画素に「濃度差なし」フラグが格納されている場合(ステップS501;フラグ有)、局所領域が横突起か軟部組織かを判定する。
The soft tissue detection process shown in FIG. 9 is performed on the peripheral regions R11 to R42 of the lumbar contour portion. When there is no “no density difference” flag in the target local region (step S501; no flag), the
制御装置21は、図6のステップS308で算出した横突起平均画素値と、局所領域内の平均画素値とを比較する(ステップS502)。横突起平均画素値と、局所領域内の平均画素値との差分値が閾値以上である場合は(ステップS502;閾値以上)、軟部組織(a)と判定する(ステップS503)。横突起の画素値の平均値(平均画素値)と、局所領域内の平均画素値との差分値が閾値未満である場合は(ステップS503;閾値未満)、横突起(b)と判定する(ステップS504)。
The
図6の横突起検出処理、図9の軟部組織検出処理の結果、図10に示すように、腰椎L1の輪郭部の周辺領域R11の各局所領域に、横突起(b)または軟部組織(a)の画素値が格納される。すなわち、腰椎の周辺領域R11から横突起と軟部組織とが分離抽出される。以上のようにして、腰椎の輪郭の周辺領域の各画素を腰椎、横突起、または軟部組織に判別し、それぞれ適切な画素値を格納できる。 As a result of the transverse process detection process of FIG. 6 and the soft tissue detection process of FIG. 9, as shown in FIG. 10, the lateral process (b) or the soft tissue (a ) Is stored. That is, the transverse process and the soft tissue are separated and extracted from the peripheral region R11 of the lumbar vertebra. As described above, each pixel in the peripheral region of the contour of the lumbar vertebra is discriminated as a lumbar vertebra, a transverse process, or a soft tissue, and an appropriate pixel value can be stored.
なお、図3のステップS104の軟部組織検出処理において、図11のフローチャートに示すように、領域拡張処理により横突起領域を決定してもよい。
すなわち、「濃度差なし」フラグが格納されている(ステップS601;フラグ有)局所領域に対して、横突起か軟部組織かを判定する。制御装置21は、図6のステップS308で算出した当該画素が属する局所領域内での横突起平均画素値と、局所領域内の平均画素値とを比較する(ステップS602)。横突起の平均画素値と局所領域内の平均画素値との差分値が閾値以上である場合は(ステップS502;閾値以上)、軟部組織(a)と判定する(ステップS603)。横突起の平均画素値と局所領域内の平均画素値との差分値が閾値未満である場合は(ステップS603;閾値未満)、横突起(b)と判定する(ステップS604)。そして、横突起(b)と判定された領域から、近似画素(画素値が近似する画素)を探索する領域拡張処理を行い、横突起領域の抽出を行う(ステップS605)。
In the soft tissue detection process in step S104 of FIG. 3, as shown in the flowchart of FIG. 11, the lateral projection area may be determined by the area expansion process.
That is, it is determined whether the local area stores the “no density difference” flag (step S601; flag present) and is a transverse process or a soft tissue. The
図6の横突起検出処理、及び図11の軟部組織検出処理の結果、図12に示すように、腰椎L1の輪郭の周辺領域R11の各局所領域に、横突起(b)または軟部組織(a)の画素値が格納され、更に、横突起領域(b)が領域拡張処理により抽出される。領域拡張処理により局所領域内が更に横突起と軟部組織とに分離される。
以上のようにして、腰椎輪郭部の周辺の各画素を腰椎、横突起、または軟部組織に判別し、それぞれ適切な画素値を格納できる。
As a result of the transverse process detection process of FIG. 6 and the soft tissue detection process of FIG. 11, as shown in FIG. 12, the lateral process (b) or the soft tissue (a ) Are stored, and the lateral projection region (b) is extracted by region expansion processing. By the region expansion process, the local region is further separated into a transverse process and a soft tissue.
As described above, each pixel around the lumbar contour portion can be identified as a lumbar vertebra, a transverse process, or a soft tissue, and an appropriate pixel value can be stored.
各腰椎L1〜L4の各周辺領域R11、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42について腰椎、横突起、または軟部組織の判別が終了し、各画素に適切な画素値が格納されると、次に制御装置201は補正処理を行う(図3のステップS105)。 The discrimination of lumbar vertebrae, transverse processes, or soft tissue is completed for each peripheral region R11, R12, R21, R22, R31, R32, R41, R42 of each lumbar vertebra L1-L4, and an appropriate pixel value is stored in each pixel. Then, the control device 201 performs correction processing (step S105 in FIG. 3).
補正処理では、ステップS104(図10、図11)で求めた軟部組織領域の画素値を基準として腰椎周辺部の腰椎領域の画素値を補正する。すなわち、図13に示すように、各腰椎L1〜L4の周辺領域(破線枠内)について、制御装置21は、腰椎及び横突起以外の軟部組織領域M1〜M4の画素値が例えば「0」となるように各周辺領域で補正係数k1〜k4を算出する。制御装置21は、以下の式(1)に示すように、各腰椎の平均画素値D1〜D4からそれぞれ補正係数k1〜k4を減算し、骨平均画素値B1〜B4を算出する。
In the correction process, the pixel value of the lumbar vertebra region around the lumbar vertebra is corrected based on the pixel value of the soft tissue region obtained in step S104 (FIGS. 10 and 11). That is, as shown in FIG. 13, for the peripheral region (within the broken line frame) of each lumbar vertebra L1 to L4, the
Bx=Dx−kx ・・・(1) Bx = Dx−kx (1)
制御装置21は、式(1)により補正した腰椎の平均画素値D1〜D4を用いて骨密度を測定する(図3のステップS106)。
The
以上説明したように、第1の実施の形態のX線画像診断装置1によれば、腰椎輪郭部の周辺領域の横突起と軟部組織とを正確に判別できる。この結果に基づいて腰椎領域の画素値を補正し、骨密度を測定すれば、正確な骨密度を求めることが可能となる。 As described above, according to the X-ray image diagnostic apparatus 1 of the first embodiment, it is possible to accurately discriminate the transverse process and the soft tissue in the peripheral region of the lumbar contour portion. If the pixel value of the lumbar region is corrected based on this result and the bone density is measured, the accurate bone density can be obtained.
[第2の実施の形態]
次に、図14〜図16を参照して、第2の実施の形態のX線画像診断装置1について説明する。
[Second Embodiment]
Next, an X-ray diagnostic imaging apparatus 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図14に示すように、第2の実施の形態のX線画像診断装置1の制御装置21Aは、画像取得部41、差分画像生成部42、検出部43(腰椎検出部431、横突起検出部432、軟部組織検出部433)、及びX線絞り制御部47を有する。
As shown in FIG. 14, the control device 21A of the X-ray diagnostic imaging apparatus 1 according to the second embodiment includes an
X線絞り制御部47は、第1の実施の形態と同様の手法で検出した腰椎と横突起の領域の情報をX線絞り13にフィードバックし、X線照射野を制御する。
The X-ray
画像取得部41、差分画像生成部42、検出部43は第1の実施の形態と同様であるため重複する説明を省略し、同一の各部には同一の符号を付して説明する。
Since the
図15は、第2の実施の形態のX線絞り制御処理の流れを説明するフローチャートである。
X線画像診断装置1は、まず、位置決め用画像として透視画像を収集する(ステップS701)。そして、第1の実施の形態と同様の手法で腰椎領域及び横突起領域を検出する(ステップS702)。制御装置21Aは、腰椎及び横突起の検出結果を画像座標軸に変換する(ステップS703)。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the flow of the X-ray aperture control process according to the second embodiment.
The X-ray image diagnostic apparatus 1 first collects fluoroscopic images as positioning images (step S701). Then, the lumbar region and the transverse process region are detected by the same method as that in the first embodiment (step S702). The control device 21A converts the detection results of the lumbar vertebrae and the transverse processes into image coordinate axes (step S703).
図16に示すようにX座標、Y座標の最小点と最大点より上下左右の絞り羽根の位置に変換する(ステップS704)。制御装置21Aは、X線絞り13の上下左右の絞り羽根を、ステップS704で変換した位置に制御する。これにより、X線照射野が、腰椎及び横突起を含む位置に絞り込まれる。その後、高エネルギーX線及び低エネルギーX線による骨密度計測用の撮影を行い(ステップS705)、第1の実施の形態と同様に骨密度計測処理を行う。
As shown in FIG. 16, the position is converted into the positions of the upper, lower, left and right aperture blades from the minimum and maximum points of the X and Y coordinates (step S704). The control device 21A controls the upper, lower, left and right diaphragm blades of the
第2実施の形態のX線絞りの調整機能により、X線照射野を骨密度の計測に必要は必要最小限の領域に絞り込むことが可能となる。これにより、患者の被ばく線量を抑えることが可能となる。 The X-ray diaphragm adjusting function of the second embodiment makes it possible to narrow the X-ray irradiation field to the minimum necessary area for bone density measurement. Thereby, it becomes possible to suppress the exposure dose of the patient.
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るX線画像診断装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the X-ray image diagnostic apparatus and the like according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
1・・・・・・・・・・X線画像診断装置
10・・・・・・・・・撮影装置
12・・・・・・・・・X線源
13・・・・・・・・・X線絞り
15・・・・・・・・・寝台
16・・・・・・・・・X線受像器
20・・・・・・・・・操作装置
21・・・・・・・・・制御装置
22・・・・・・・・・画像処理装置
23・・・・・・・・・記憶装置
24・・・・・・・・・入力装置
25・・・・・・・・・表示装置
41・・・・・・・・・画像取得部
42・・・・・・・・・差分画像生成部
43・・・・・・・・・検出部
44・・・・・・・・・補正部
45・・・・・・・・・骨密度算出部
47・・・・・・・・・X線絞り制御部
50・・・・・・・・・差分画像
61・・・・・・・・・ヒストグラム
L1〜L4・・・・・・腰椎
R11、R12、R21、R22,R31、R32、R41、R42・・・腰椎輪郭部の周辺領域
T・・・・・・・・・・分離点
P1・・・・・・・・・ヒストグラムの始点
P2・・・・・・・・・ヒストグラムの終点
P3・・・・・・・・・ヒストグラムの最頻点
1 X-ray
Claims (11)
前記X線源と対向配置され前記被検体を透過した透過X線を検出するX線検出器と、
前記透過X線に基づきX線画像を生成する画像処理部と、
高低2種類の異なるエネルギーピークを有するX線ビームを用いて撮影された各X線画像から差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像から腰椎領域を検出するとともに腰椎周辺部から横突起領域及び軟部組織領域を検出する検出部と、
検出した軟部組織領域の画素値を基準として前記腰椎領域の画素値を補正する補正部と、
補正した腰椎領域に基づき骨密度を算出する骨密度算出部と、
を備えることを特徴とするX線画像診断装置。 An X-ray source for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector arranged to face the X-ray source and detecting transmitted X-rays transmitted through the subject;
An image processing unit that generates an X-ray image based on the transmitted X-ray;
A difference image generation unit that generates a difference image from each X-ray image captured using X-ray beams having two types of high and low energy peaks;
A detection unit for detecting a lumbar region from the difference image and detecting a transverse process region and a soft tissue region from a peripheral part of the lumbar vertebra,
A correction unit that corrects the pixel value of the lumbar spine region with reference to the pixel value of the detected soft tissue region;
A bone density calculator that calculates bone density based on the corrected lumbar spine region;
An X-ray diagnostic imaging apparatus comprising:
高低2種類の異なるエネルギーピークを有するX線ビームを用いて撮影された各X線画像から差分画像を生成するステップと、
前記差分画像から腰椎領域を検出するとともに腰椎周辺部から横突起領域及び軟部組織領域を検出するステップと、
検出した軟部組織領域の画素値を基準として前記腰椎領域の画素値を補正するステップと、
補正した腰椎領域に基づき骨密度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする骨密度計測方法。 A bone density measuring method using a computer,
Generating a difference image from each X-ray image taken using X-ray beams having two different high and low energy peaks;
Detecting a lumbar region from the difference image and detecting a transverse process region and a soft tissue region from the periphery of the lumbar vertebrae;
Correcting the pixel value of the lumbar region with reference to the pixel value of the detected soft tissue region; and
Calculating bone density based on the corrected lumbar region;
A bone density measuring method comprising:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021153592A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | キヤノン株式会社 | Image processing device, radiography device, image processing method, and program |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107485405B (en) * | 2017-08-18 | 2021-02-19 | 浙江康源医疗器械有限公司 | Device for measuring bone mineral density by using reference module |
WO2019040932A1 (en) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | Schildkraut Jay S | Method for local x-ray bone density tomography |
JP7210880B2 (en) * | 2018-01-25 | 2023-01-24 | 株式会社島津製作所 | Bone densitometry device and bone densitometry method |
CN110123349B (en) * | 2019-05-07 | 2023-07-21 | 东软医疗系统股份有限公司 | Bone mineral density measuring method and device |
CN110826557A (en) * | 2019-10-25 | 2020-02-21 | 杭州依图医疗技术有限公司 | Method and device for detecting fracture |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07284020A (en) * | 1994-04-13 | 1995-10-27 | Hitachi Ltd | Bone density measuring method |
US5533084A (en) * | 1991-02-13 | 1996-07-02 | Lunar Corporation | Bone densitometer with improved vertebral characterization |
JPH0924039A (en) * | 1995-07-10 | 1997-01-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | Bone-salt quantitative analysis method and device |
JP2000023950A (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-25 | Konica Corp | Image processing device for radiation image |
JP2001212118A (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-07 | Konica Corp | Radiation image processing method and apparatus |
JP2003265462A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-24 | Hitachi Ltd | Region of interest extracting method and image processing server |
JP2011036399A (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Mammographic system |
US20120143090A1 (en) * | 2009-08-16 | 2012-06-07 | Ori Hay | Assessment of Spinal Anatomy |
JP2012192118A (en) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Bone density measuring apparatus |
KR101253115B1 (en) * | 2012-11-21 | 2013-04-10 | 건국대학교 산학협력단 | Apparatus and method for measuring skeleton customized bone density |
JP2015092999A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 日立アロカメディカル株式会社 | Medical x-ray measuring apparatus and boundary determination method |
WO2015174206A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 株式会社 日立メディコ | Image diagnostic device and gradation information setting method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06261894A (en) * | 1993-01-18 | 1994-09-20 | Hitachi Ltd | Bone salt quantitative determination method |
JP2011245117A (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Toshiba Corp | X-ray image diagnostic apparatus |
JP5894374B2 (en) * | 2011-03-24 | 2016-03-30 | 日立アロカメディカル株式会社 | Bone mineral content measuring device |
-
2016
- 2016-01-28 JP JP2016014464A patent/JP2017131427A/en active Pending
- 2016-12-20 CN CN201611183884.4A patent/CN107007294A/en active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5533084A (en) * | 1991-02-13 | 1996-07-02 | Lunar Corporation | Bone densitometer with improved vertebral characterization |
JPH07284020A (en) * | 1994-04-13 | 1995-10-27 | Hitachi Ltd | Bone density measuring method |
JPH10509075A (en) * | 1994-11-23 | 1998-09-08 | ルナー コーポレイション | Bone densitometer with improved indicating characteristics |
JPH0924039A (en) * | 1995-07-10 | 1997-01-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | Bone-salt quantitative analysis method and device |
JP2000023950A (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-25 | Konica Corp | Image processing device for radiation image |
JP2001212118A (en) * | 2000-02-03 | 2001-08-07 | Konica Corp | Radiation image processing method and apparatus |
JP2003265462A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-24 | Hitachi Ltd | Region of interest extracting method and image processing server |
JP2011036399A (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Mammographic system |
US20120143090A1 (en) * | 2009-08-16 | 2012-06-07 | Ori Hay | Assessment of Spinal Anatomy |
JP2012192118A (en) * | 2011-03-18 | 2012-10-11 | Hitachi Aloka Medical Ltd | Bone density measuring apparatus |
KR101253115B1 (en) * | 2012-11-21 | 2013-04-10 | 건국대학교 산학협력단 | Apparatus and method for measuring skeleton customized bone density |
JP2015092999A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 日立アロカメディカル株式会社 | Medical x-ray measuring apparatus and boundary determination method |
WO2015174206A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 株式会社 日立メディコ | Image diagnostic device and gradation information setting method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021153592A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | キヤノン株式会社 | Image processing device, radiography device, image processing method, and program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107007294A (en) | 2017-08-04 |
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