JP2793502B2

JP2793502B2 - 骨塩量測定方法および装置

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Publication number: JP2793502B2
Application number: JP6082040A
Authority: JP
Inventors: 誠加藤
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JPH07289542A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高精度で骨塩量を測定
できる骨塩量測定方法および骨塩量測定装置に関し、特
に投影プロファイルの左右のエッジの補正方法に特徴の
ある測定方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の骨の発育状態、老化度の確認、又
は骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病変の種類の判定やその症
状の進行度、治療時の効果の確認等の種々の骨塩量計測
を行う場合がある。

【０００３】かかる骨塩量計測の方法としては、ＭＤ法
やＤＩＰ法などが知られている。ＭＤ法は、人間の両手
の中央にアルミスケール（スロープまたは階段状のアル
ミニウム板）を置いてＸ線撮影を行い、この撮影済みＸ
線フィルムから計測専用装置を用いて骨塩量を解析する
方法である。解析は、第２中手骨の中央をマイクロデン
シトメータで走査し、得られた濃度をアルミスケール濃
度に換算して、骨塩量に関する種々の指標を得る。一般
にそれらの指標の内、ＭＣＩ（骨皮質幅の骨幅に対する
割合）とΣＧｓ／Ｄ（骨幅あたりの骨陰影度）が最もよ
く用いられる。ＭＤ法の詳細は、“Ｘ線像による骨萎縮
度判定の試み、井上他、骨代謝第１３巻、１９８０−
３．”等を参照されたい。

【０００４】また、ＤＩＰ法は、アルミスケールと共に
人間の両手を撮影したＸ線フィルムを、ＤＩＰシステム
の透過照明装置の上に置き、第２中手骨の画像を測定用
ビデオカメラを通じて高分解能画像処理装置に送り、Ｍ
Ｄ法と同等の骨量に関する種々の指標を自動解析によっ
て得る方法である。ＤＩＰ法はＭＤ法を改良した方法で
あり、ＭＤ法に比べて測定精度は落ちるものの、測定時
間はＭＤ法の１／１０以下に短縮される。ＤＩＰ法の詳
細は、“新しい骨量測定法−ＤＩＰ法とは？、林、Ｂｏ
ｎｅ＆ＪｏｉｎｔＶｏｌ．３Ｎｏ．５．”等を参照
されたい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＭＤ法による骨塩量の
解析手法を具体的に説明すると次のようになる。まず第
２中手骨の中央に対してマイクロデンシトメータを走査
させながら、光を照射して得られる透過光の強度を測定
し、その走査された部位に対応した透過光の強度または
吸光度の線図を所定のチャート紙上に記入する。さらに
第２中手骨と共にＸ線撮影されたアルミスケールに対し
てマイクロデンシトメータを走査させ、得られた透過光
の強度または吸光度の線図についてもチャート紙に記入
する。このようにして得られたチャート紙上における第
２中手骨に関する吸光度とアルミスケールに関する吸光
度の各々の線図を、デジタイザを用いてコンピュータに
入力し、各点での第２中手骨の吸光度をアルミスケール
濃度に換算する。このようにして得られた図を用いて、
対象部位での骨形態を表す種々の指標がコンピュータ内
で計算され、計算結果が出力される。以上のようにＭＤ
法による骨塩量の解析は、チャート紙上に第２中手骨に
関する吸光度などの線図を記入する必要があり非常に手
間がかかり問題であった。

【０００６】これに対して、ＤＩＰ法による解析処理
は、チャート紙に線図を記入する代わりに測定用ビデオ
カメラで第２中手骨の画像を撮影して高分解能画像処理
装置に送っている。このため、非常に高速に解析を行う
ことができる。ところが、ＤＩＰ法は精度面で以下の問
題があった。つまり、ＤＩＰ法による解析は、測定用ビ
デオカメラを用いているため、Ｘ線フィルムエッジが線
源の大きさによりわずかにボケたり、撮像光学系による
ボケの影響で撮影が不鮮明になる恐れがあった。又、Ｘ
線フィルムのＳＮ比が悪い場合もあり、データにノイズ
成分によるゆらぎがあったりした。このため、解析で得
られる指標の一つであるＭＣＩ（Metacarpal Index）の
値を予め小さな値に計算されるように補正して対処する
必要があった。しかしながら、この補正によってもＭＤ
法なみに精度が上げることはできなかった。

【０００７】本発明は、このような従来の骨塩量計測方
法の問題を解決して、ＭＤ法と同等の精度でＤＩＰ法と
同等の高速計測を行うことのできる骨塩量測定方法およ
び骨塩量測定装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の骨塩量測定方法は、被検骨を透過した放射
線の撮影像である透過放射線像の長手方向のほぼ中心を
通る軸に垂直な直線上で放射線吸収特性に基づく投影プ
ロファイルを測定することにより、この投影プロファイ
ルから被検骨の骨塩量を算出する骨塩量測定方法におい
て、（ａ）投影プロファイルを微分して、最大微分値と左極
大値の区間および右極大値と最小微分値の区間を算出す
る第１の工程と、（ｂ）両区間内の投影プロファイル上
に少なくとも３点ずつのデータを選択する第２の工程
と、（ｃ）選択された少なくとも３点のデータから最小
二乗法を用いて曲線パターンを両区間で求め、これらの
曲線パターンで投影プロファイルのエッジ領域を適正化
し、適正化された適正プロファイルから被検骨の骨塩量
を算出する第３の工程とを備える。

【０００９】また、本発明の骨塩量測定装置は、（ａ）
被検骨に放射線を照射することにより得られる透過放射
線像を撮影する撮影手段と、（ｂ）撮影手段によって撮
影された前記被検骨の透過放射線像を入力し、この透過
放射線像の長手方向のほぼ中心を通る軸に垂直な直線上
で放射線吸収特性に基づく投影プロファイルを測定する
測定手段と、（ｃ）測定手段によって測定された投影プ
ロファイルを微分して、最大微分値と左極大値の区間お
よび右極大値と最小微分値の区間を算出する第１の演算
手段と、（ｄ）第１の演算手段で算出された両区間内の
投影プロファイル上に少なくとも３点ずつのデータを選
択する選択手段と、（ｅ）選択手段で選択された少なく
とも３点のデータから最小二乗法を用いて曲線パターン
を両区間で求め、これらの曲線パターンで投影プロファ
イルのエッジ領域を適正化し、適正化された適正プロフ
ァイルから被検骨の骨塩量を算出する第２の演算手段と
を備える。

【００１０】

【作用】本発明の骨塩量測定方法によれば、被検骨を透
過した放射線の撮影像である透過放射線像の長手方向の
ほぼ中心を通る軸に垂直な直線上で放射線吸収特性に基
づく投影プロファイルを測定すると、被検骨は中央部と
周辺部で放射線吸収特性が異なるため、測定された投影
プロファイルは中央が陥没した山形の形状となる。この
投影プロファイルは、被検骨に放射線を照射するための
放射線源の大きさによるボケや、被検骨の透過放射線像
を撮影するための撮影撮像光学系によるボケのため、特
に左右のエッジ部分に誤差が生じ易い。

【００１１】そこで、第１〜第３の工程で左右のエッジ
の補正を行っている。まず、第１の工程で、投影プロフ
ァイルを微分して、最大微分値と左極大値の区間および
右極大値と最小微分値の区間を算出している。これらの
区間が高精度の情報を含んでおり誤差が少ないからであ
る。次に、第２の工程で、両区間内の投影プロファイル
上に少なくとも３点ずつのデータを選択する。最低３点
の位置データがあれば、投影プロファイルの適正化が行
えるからである。さらに、第３の工程で、選択された少
なくとも３点のデータから最小二乗法を用いて曲線パタ
ーンを両区間で求め、これらの曲線パターンで投影プロ
ファイルのエッジ領域を適正化して、左右のエッジの補
正を行う。そして、適正化された適正プロファイルから
被検骨の骨塩量を算出する。

【００１２】また、本発明の骨塩量測定装置は、本発明
の骨塩量測定方法を適用した装置である。つまり、被検
骨の透過放射線像が撮影手段で撮影され、撮影された透
過放射線像の長手方向のほぼ中心を通る軸に垂直な直線
上で放射線吸収特性に基づく投影プロファイルが測定手
段で測定される。投影プロファイルは第１の演算手段に
与えられ、最大微分値と左極大値の区間および右極大値
と最小微分値の区間が算出される。そして、算出された
区間データは選択手段に与えられ、両区間内の投影プロ
ファイル上に少なくとも３点ずつのデータが選択され
る。さらに、選択された各データは第２の演算手段に与
えられ、最小二乗法によって投影プロファイルのエッジ
領域が適正化される。このように適正化された適正プロ
ファイルから被検骨の骨塩量が算出される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。図１は、本実施例に係る骨塩量測定
装置の外観を示す斜視図である。同図に示すように本実
施例の骨塩量測定装置は、画像計測部１０と画像解析部
２０とから構成されている。画像計測部１０は、Ｘ線フ
ィルム１１を撮影する高解像度のビデオカメラ１２と、
ビデオカメラ１２を制御するカメラコントロールユニッ
ト１３と、Ｘ線フィルム１１を上部に載置して裏面から
照射する高周波点灯蛍光灯１４と、Ｘ線フィルム１１を
高周波点灯蛍光灯１４の上部に載置させるフィルムロー
ディングステージ１５とを備えている。ビデオカメラ１
２、カメラコントロールユニット１３および高周波点灯
蛍光灯１４は暗箱１６の中に配設され、フィルムローデ
ィングステージ１５は暗箱１６の外から高周波点灯蛍光
灯１４上部に導入できるよう配設されている。また、画
像解析部２０は、ビデオカメラ１２の出力画像を解析す
るコンピュータ２１と、解析に必要なデータを入力する
キーボード２２、マウス２３と、解析結果を表示するモ
ニタ２４と、解析結果を出力するプリンタ２５とを備え
ている。

【００１４】図２は、本実施例の骨塩量測定装置の構成
を示すブロック図である。暗箱１５には、前述した機器
（ビデオカメラ１２〜高周波点灯蛍光灯１４）以外に、
Ｘ線フィルム１１の周辺部を覆うマスク１７と主電源回
路１８が配設されており、主電源回路１８はカメラコン
トロールユニット１３および高周波点灯蛍光灯１４に電
力を供給している。主電源回路１８は、さらにコンピュ
ータ２１およびモニタ２４の各電源部２１₁，２４₁に
も電力を供給している。コンピュータ２１には、ビデオ
カメラ１２の出力画像を取り込む画像取込装置２１
₂と、取り込んだ画像を記憶するメインメモリ２１
₃と、解析プログラム等が格納されたハードディスクユ
ニット２１₄とが内蔵されている。さらに画像解析結果
等を記録するフロッピーディスクユニット２１₅と、モ
ニタ２４に表示する画像データを一時的に記憶するビデ
オＲＡＭ２１₆と、画像解析結果等をプリンタ２５から
出力させるためのプリンタＩ／Ｆ（インタフェース）２
１₇と、各機器（ハードディスクユニット２１₄〜プリ
ンタＩ／Ｆ２１₇）を制御するマイクロプロセッサ２１
₈とが内蔵されている。

【００１５】このような構成の測定装置を用いた骨塩量
測定方法について、図３〜図６を参照して説明する。ま
ず、Ｘ線フィルム１１の上にアルミスケール３０と両手
掌を載せ、５０ＫＶ、１００ｍＡ、平均０．０５秒でＸ
線撮影を行う（図３（ａ））。Ｘ線フィルム１１を自動
現像装置で現像すると、中央にアルミスケール３０のＸ
線像、左右に手骨のＸ線像が得られる。Ｘ線像が焼き付
けられたＸ線フィルム１１はフィルムローディングステ
ージ１５に載置され、暗箱１６内の高周波点灯蛍光灯１
４上面に導入される。高周波点灯蛍光灯１４の照射によ
ってＸ線フィルム１１上に手骨及びアルミスケール３０
のＸ線像が浮かび上がり、これらのＸ線像は高周波点灯
蛍光灯１４上部のビデオカメラ１２で撮影される（図３
（ｂ）、ステップ１００：図６）。撮影されたＸ線像の
画像データは画像取込装置２１₂によって取り込まれ、
メインメモリ２１₃に記憶される。

【００１６】次に、マイクロプロセッサ２１₈の制御の
下、ハードディスクユニット２１_４に格納された解析プ
ログラムが起動され、メインメモリ２１_３に記憶され
た画像データの解析が行われる。まず、画像データ中の
アルミスケール画像の輝度が読み取られる（ステップ１
１０：図６）。アルミスケール３０には、１０：１のス
ロープが付いており（空間的に１０ｍｍの距離が１ｍｍ
Ａｌの厚さが増すことに相当する）、この幾何学的な条
件によってどの輝度値がアルミ厚に換算すると何ｍｍの
厚さに相当するかが計算され、計算結果より変換テーブ
ルが作成される。そして、この変換テーブルに従ってメ
インメモリ２１₃上の画像データのすべての輝度データ
がアルミ厚に換算した輝度データに変換される（図３
（ｃ）、ステップ１２０：図６）。

【００１７】次に、メインメモリ２１₃上の画像データ
はビデオＲＡＭ２１₆上に移され、モニタ２４に表示さ
れる。ここで操作者がマウス２３を操作して、モニタ２
４に表示された画像データ中の所望の測定部位（通常は
右手第２中手骨）の上下の端を指定すると、指定した２
点の中間に特定の幅を持った（通常は全長の１０％の幅
とする）測定ウインドウがモニタ２４に表示される（図
４（ｄ）、ステップ１３０：図６）。

【００１８】この測定ウインドウに対応したメインメモ
リ２１₃上の画像データに対して、骨長手方向と直交す
る投影プロファイルが複数本読み出され、これらの投影
プロファイルがメインメモリ２１₃の画像データと異な
る領域に記憶される（図４（ｅ））。読み出される投影
プロファイルの本数は通常３０〜４０本程度である。投
影プロファイルをグラフにすると、中央が陥没した山形
の形状となる（図５（ｆ）、ステップ１４０：図６）。

【００１９】そして、メインメモリ２１₃から投影プロ
ファイルが一本ずつ読み出され、それぞれの投影プロフ
ァイルの空間的な左右のエッジ点と輝度方向におけるバ
ックグラウンドのオフセット分が検出される。この検出
値よりΣＧｓ（図中斜線部）が求められ、ΣＧｓをエッ
ジ間距離Ｄで除算することにより、ΣＧｓ／Ｄが算出さ
れる（図５（ｇ））。ΣＧｓ／Ｄは、骨塩定量に用いる
骨密度パラメータの一つである。さらに、その他の骨密
度パラメータであるＭＣＩ，ΔＧｓ_max，ΔＧｓ_min，
Ｄ，ｄがそれぞれ算出される（ステップ１５０：図
６）。これらの骨密度パラメータは、図７に示すよう
に、投影プロファイルのグラフから求められる。これら
の骨密度パラメータの概要を次に示す。

【００２０】 ΣＧｓ／Ｄ：骨部分輝度平均値（単位［ｍｍＡｌ］）ＭＣＩ：中手骨指標（ＭＣＩ＝（Ｄ−ｄ）／Ｄ） ΔＧｓ_max ：骨部分最大輝度値 ΔＧｓ_min ：骨部分最小輝度値Ｄ：骨部分幅ｄ：骨部分ピーク間隔算出された骨密度パラメータは投影プロファイルごとに
計算され、さらに、測定精度を向上させるため、各々の
パラメータごとに平均化して、測定シートという電子フ
ァイルとしてハードディスクユニット２１₄もしくはフ
ロッピーディスクユニット２１₅に記録される。さら
に、必要に応じて算出された骨密度パラメータのデータ
をプリンタ２５から出力させることもできる。ステップ
１００〜ステップ１５０までの処理は、操作者がキーボ
ード２２あるいはマウス２３を用いて、処理終了の入力
を行うまで繰り返される（ステップ１６０：図６）。

【００２１】本実施例の特徴は、図４（ｇ）に示した工
程での、投影プロファイルの左右のエッジ点の検出法に
ある。つまり、本実施例の検出法を用いれば、従来のＤ
ＩＰ法で問題となっていたビデオカメラ１２で撮影する
ことによる撮影画像のエッジのボケをほぼ完全に補正す
ることができるのである。このエッジ検出法の原理につ
いて、図８，９を参照して説明する。図８は第２中手骨
の構造モデルの透過放射線像をアルミ厚で換算する処理
を示す図である。また、図９はデータ処理区間の求め方
を示す図である。

【００２２】第２中手骨の構造モデルとして、円筒形状
の骨のモデル（図８（ａ））を用いる。この骨のモデル
に対して上部からＸ線を照射すると、左右対象な輝度分
布を持つ透過放射線像（図８（ｂ））がＸ線フィルム１
１上に得られる。次に、Ｘ線フィルム１１の輝度とアル
ミ厚との関係からなる変換テーブル（図８（ｃ））に透
過放射線像を通すことにより、投影プロファイル（図８
（ｄ））が得られる。このようにして得られた投影プロ
ファイルのエッジを求めればよいが、実際のエッジは、
Ｘ線源の大きさによるボケや撮像光学系によるボケのた
め、なまった状態になってしまう（図９（ａ））さらに
充分なＳＮが得られない場合が多く、ショットノイズが
重畳した状態になっている。本実施例の方式は、投影プ
ロファイルの微分最大値と左極大値の区間（図９（ｂ）
（ｃ）のａの区間）と、右極大値と微分最小値の区間
（図９（ｂ）（ｃ）のｂの区間）とが、骨測定に必要な
大局的かつ高精度な情報を含んでいることに着目し、こ
れらの各区間の少なくとも３点のデータを用いてエッジ
を算出している。

【００２３】このエッジ算出の具体的な処理の流れを図
１０のフローチャートを用いて説明する。まず、図６の
ステップ１４０で作成した投影プロファイルを微分し
て、微分最大値と左極大値の区間、および右極大値と微
分最小値の区間を算出する（ステップ１７０）。これら
の区間が高精度の情報を含んでおり誤差が少ないからで
ある。次に、それぞれの区間から投影プロファイル上に
少なくとも３点ずつのデータを選択する（ステップ１８
０）。最低３点の位置データがあれば、投影プロファイ
ルの適正化が行えるからである。さらに、選択された少
なくとも３点のデータから最小二乗法を用いて曲線パタ
ーンを両区間で求め、これらの曲線パターンで投影プロ
ファイルのエッジ領域を適正化して、左右のエッジの補
正を行う。そして、適正化された適正プロファイルから
骨密度パラメータを算出する（ステップ１９０）。この
ように適正プロファイルから骨密度パラメータを算出し
ているので、エッジのボケやノイズによるゆらぎに対す
る補正がほぼ完全に行え、極めて正確な画像解析を行う
ことができる。

【００２４】次に、より具体的な第２中手骨の構造モデ
ルとして、楕円形状のモデルを用いた例を図１１に示
す。楕円形状の構造モデルを図１１（ａ）に、アルミ厚
換算した投影プロファイルを図１１（ｂ）にそれぞれ示
す。ここで、楕円形状のモデルを用いたのは、縦軸がア
ルミ厚換算した時点で、空間座標系である横軸とアルミ
換算厚み輝度の縦軸ではスケールが異なるためである。

【００２５】このモデルを式にすると、ｘ²／ａ²＋ｙ²／ｂ²＝１ …… となるが、これが成立するのは図１１（ｂ）のａ´とｂ
´の区間だけである。式を、ｙ＝ｂ／ａ（ａ²−ｘ²）^1/2 …… の様に変形し、このｙ座標よりアルミの厚みをｌとした
場合、ｙの２倍がｌの大きさとなる。そこで式のｙに
２ｌを代入すると、ｌ＝２ｂ／ａ（ａ²−ｘ²）^1/2 …… となる。さらに式を変形すれば、ｌ²＝４ｂ²／ａ²（ａ²−ｘ²） …… となる。この式のｘ²をｐに、ｌ²をｑにそれぞれ置
き換えると、ｑ＝−Ａｐ＋Ｂ …… が得られる。この式にａ´，ｂ´の区間データを用い
てフィッティングすれば理想モデルの式が求まるが、実
際にはエッジがなまるため、この区間を用いることがで
きない。従って、先に述べた図８（ｂ）のａとｂの区間
で最小２乗法を用いて式を求め、式から式を求め
ればよい。

【００２６】最小２乗法は複数の点（少なくとも３点）
から直線式あるいは曲線式を近似する最も一般的な手法
である。具体的には、複数点（ｘ_i，ｙ_i）から一つの
直線ｙ＝ａｘ＋ｂまでのｙ軸に平行な直線に沿っての距離ｄ_iの平方の和

【００２７】

【数１】

【００２８】を最小にするようなａ，ｂの値を求めて、
直線式を得るものである。曲線式についても同様であ
る。

【００２９】実際の投影プロファイルには、主として筋
肉組織のアルミ換算の厚みがバックグラウンド（背景
部）として重畳されている。したがって、左右のエッジ
を算出して骨密度パラメータを求めるためには、投影プ
ロファイルから背景部を取り除かなければならない。こ
の処理の概要を図１２のフローチャート、及び図１３，
１４のグラフに示す。

【００３０】図１３に示すように、背景部は左右で非対
称に傾いている場合が多い。したがって、微分最大値の
左側及び微分最小値の右側のそれぞれ一定距離以上離れ
た部分の区間で、左右別々に背景部の境界を成す直線を
最小２乗法により求め、これらを直線Ｌ１，Ｌ２とする
（ステップ２００：図１２）。さらに、これらの直線と
微分最大値及び微分最小値の垂線の交点の高さをL-OFFS
ET，R-OFFSETとし、微分最大値でのアルミ換算厚みｌ₁
からL-OFFSETを差し引いた値を式のｌに代入して最小
２乗法にて式の係数（ａ，ｂ）を求めることにより、微
分最大値を通る曲線Ｌ３が得られる。同様に、微分最小
値でのアルミ換算厚みｌ₂からR-OFFSETを差し引いた値
を式のｌに代入して最小２乗法にて式の係数（ａ，
ｂ）を求めることにより、微分最小値を通る曲線Ｌ４が
得られる（ステップ２１０：図１２）。

【００３１】そして、図１４に示すように、直線Ｌ１と
曲線Ｌ３の交点Ｐ１と、直線Ｌ２と曲線Ｌ４の交点Ｐ２
とを求め、Ｐ１とＰ２とを結んで直線Ｌ５とし、Ｐ１と
Ｐ２との間隔をＤとする（ステップ２２０：図１２）。
曲線Ｌ３，Ｌ４及び直線Ｌ５と投影プロファイルとで囲
まれた図中の斜線部分をアルミ換算厚の総和ΣＧｓとす
る。ここで本方式では、微分最大値と微分最小値の区間
では投影プロファイルを積分して区間内の面積を算出
し、Ｐ₁と微分最大値の区間では曲線Ｌ３と直線Ｌ５で
囲まれた面積を、微分最小値とＰ₂の区間では曲線Ｌ４
と直線Ｌ５で囲まれた面積をそれぞれ算出し、このよう
に算出した値を加算することにより、総和ΣＧｓを求め
ることができる。そして、総和ΣＧｓをエッジ間距離Ｄ
で除算することにより、ΣＧｓ／Ｄが算出される。さら
に、その他の骨密度パラメータであるＭＣＩ，ΔＧｓ
_max，ΔＧｓ_min，Ｄ，ｄがそれぞれ算出される（ステ
ップ２３０：図１２）。

【００３２】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、種々の変形が可能である。例えば、Ｘ線フィル
ム１１を用いる代わりに、被検骨にＸ線やγ線の放射線
を照射して得られる透過放射線量自体を二次電子増倍管
等の検知手段によって検知された画像データをコンピュ
ータ２０で入力してもよい。また、Ｘ線撮影装置（図示
せず）にイメージセンサを設け、そのセンサからの画像
信号をＡ／Ｄ変換して得られる画像データをコンピュー
タ２０で入力してもよい。

【００３３】さらに、測定部位として通常は右手第２中
手骨が用いられるが、上腕骨、撓骨、尺骨、大腿骨、脛
骨、腓骨等の長骨であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明であれ
ば、放射線画像のようなノイズを含んだ画像に対しても
測定された投影プロファイルの内、比較的誤差の少ない
最大微分値と左極大値の区間および右極大値と最小微分
値の区間のデータを用いて、投影プロファイルを適正化
し、適正化されたプロファイルを用いて被検骨の骨塩量
を算出している。

【００３５】このため、被検骨に放射線を照射するため
の放射線源の大きさによるボケや、被検骨の透過放射線
像を撮影するための撮影撮像光学系によるボケのために
投影プロファイルのエッジ部分に誤差を含んでいる場合
でも、被検骨の骨塩量のパラメータであるΣＧｓ／Ｄや
ＭＣＩをＭＤ法と同等の精度で算出することができる。

【００３６】また、投影プロファイルは撮影された透過
放射線像に基づいて測定しており、所定のチャート紙上
に吸光度の線図を記入する必要がないので、ＤＩＰ法と
同等の高速計測を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る骨塩量測定装置の外観を示す斜
視図である。

【図２】本実施例の骨塩量測定装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本実施例の骨塩量測定方法を示す概念図であ
る。

【図４】本実施例の骨塩量測定方法を示す概念図であ
る。

【図５】本実施例の骨塩量測定方法を示す概念図であ
る。

【図６】本実施例の骨塩量測定方法を示すフローチャー
トである。

【図７】投影プロファイルを示す図である。

【図８】第２中手骨の構造モデルの透過放射線像をアル
ミ厚で換算する処理を示す図である。

【図９】データ処理区間の求め方を示す図である。

【図１０】エッジ算出の具体的な処理の流れを示すフロ
ーチャートである。

【図１１】楕円形状の構造モデルの透過放射線像をアル
ミ厚で換算する処理を示す図である。

【図１２】投影プロファイルから背景部を取り除いて骨
密度パラメータを求める処理を示すフローチャートであ
る。

【図１３】バックグラウンドを有する投影プロファイル
を示す図である。

【図１４】適正化された投影プロファイルを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０…画像計測部、１１…Ｘ線フィルム、１２…ビデオ
カメラ、１３…カメラコントロールユニット、１４…高
周波点灯蛍光灯、１５…フィルムローディングステー
ジ、１６…暗箱、１７…マスク、１８…主電源回路、２
０…画像解析部、２１…コンピュータ、２１₁，２４₁
…電源部、２１₂…画像取込装置、２１₃…メインメモ
リ、２１₄…ハードディスクユニット、２１₅…フロッ
ピーディスクユニット、２１₆…ビデオＲＡＭ、２１₇
…プリンタＩ／Ｆ、２１₈…マイクロプロセッサ、２２
…キーボード、２３…マウス、２４…モニタ、２５…プ
リンタ、３０…アルミスケール。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検骨を透過した放射線の撮影像である
透過放射線像の長手方向のほぼ中心を通る軸に垂直な直
線上で放射線吸収特性に基づく投影プロファイルを測定
することにより、この投影プロファイルから前記被検骨
の骨塩量を算出する骨塩量測定方法において、前記投影プロファイルを微分して、最大微分値と左極大
値の区間および右極大値と最小微分値の区間を算出する
第１の工程と、前記両区間内の前記投影プロファイル上に少なくとも３
点ずつのデータを選択する第２の工程と、選択された少なくとも３点のデータから最小二乗法を用
いて曲線パターンを前記両区間で求め、これらの曲線パ
ターンで前記投影プロファイルのエッジ領域を適正化
し、適正化された適正プロファイルから前記被検骨の骨
塩量を算出する第３の工程とを備えることを特徴とする
骨塩量測定方法。
【請求項２】前記第３の工程では、前記最大微分値と
前記最小微分値の区間の左右の外側の前記投影プロファ
イル上にそれぞれ複数点のデータを選択し、これらのデ
ータから最小二乗法を用いて左右の背景の直線パターン
をそれぞれ求め、これらの直線パターンと前記適正プロ
ファイルとの２つの交点を左右のエッジとして、これら
のエッジ間の適正プロファイルから前記被検骨の骨塩量
を算出していることを特徴とする請求項１記載の骨塩量
測定方法。
【請求項３】被検骨に放射線を照射することにより得
られる透過放射線像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段によって撮影された前記被検骨の透過放射
線像を入力し、この透過放射線像の長手方向のほぼ中心
を通る軸に垂直な直線上で放射線吸収特性に基づく投影
プロファイルを測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記投影プロファイル
を微分して、最大微分値と左極大値の区間および右極大
値と最小微分値の区間を算出する第１の演算手段と、前記第１の演算手段で算出された前記両区間内の前記投
影プロファイル上に少なくとも３点ずつのデータを選択
する選択手段と、前記選択手段で選択された少なくとも３点のデータから
最小二乗法を用いて曲線パターンを前記両区間で求め、
これらの曲線パターンで前記投影プロファイルのエッジ
領域を適正化し、適正化された適正プロファイルから前
記被検骨の骨塩量を算出する第２の演算手段とを備える
ことを特徴とする骨塩量測定装置。
【請求項４】前記第２の演算手段では、前記最大微分
値と前記最小微分値の区間の左右の外側の前記投影プロ
ファイル上にそれぞれ複数点のデータを選択し、これら
のデータから最小二乗法を用いて左右の背景の直線パタ
ーンをそれぞれ求め、これらの直線パターンと前記適正
プロファイルとの２つの交点を左右のエッジとして、こ
れらのエッジ間の適正プロファイルから前記被検骨の骨
塩量を算出していることを特徴とする請求項３記載の骨
塩量測定装置。