JP2827425B2 - 骨塩定量装置 - Google Patents
骨塩定量装置Info
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Description
この発明は、生体の骨塩量を定量するための骨塩定量
装置に関する。
装置に関する。
従来の骨塩定量装置では、Ｘ線発生・検出系を被検体
に対してスキャンさせる機構が備えられており、このス
キャンを行うことにより測定値の分布（骨塩分布像）を
求め、その骨塩分布像上で測定領域を設定し、骨塩量の
面積平均値を求めるようにしている。また、骨塩量の算
出は、人体組織を骨と軟組織とに分けた上で行ってい
る。
に対してスキャンさせる機構が備えられており、このス
キャンを行うことにより測定値の分布（骨塩分布像）を
求め、その骨塩分布像上で測定領域を設定し、骨塩量の
面積平均値を求めるようにしている。また、骨塩量の算
出は、人体組織を骨と軟組織とに分けた上で行ってい
る。
しかしながら、従来では、上記のように骨塩分布像
（Ｘ線透過像）上で測定領域の設定を行っているため、
たとえば動脈血管の石灰化や老年齢化に伴う骨の被覆化
現象などによる部位も領域内に含めてしまう可能性が大
きく、骨塩量の誤差の原因となるという問題がある。ま
た、測定間隔が長期にわたるため、測定骨の位置の再現
性が悪く、骨塩量の年時変化定量化の誤差の要因となる
という問題もある。さらに脂肪を考慮にいれて計算して
いないため、測定値に大きな誤差が生じる。 この発明は、測定領域の設定が正確に行え、再現性が
高く、精度の良い骨塩量測定を行うことができる、骨塩
定量装置を提供することを目的とする。
（Ｘ線透過像）上で測定領域の設定を行っているため、
たとえば動脈血管の石灰化や老年齢化に伴う骨の被覆化
現象などによる部位も領域内に含めてしまう可能性が大
きく、骨塩量の誤差の原因となるという問題がある。ま
た、測定間隔が長期にわたるため、測定骨の位置の再現
性が悪く、骨塩量の年時変化定量化の誤差の要因となる
という問題もある。さらに脂肪を考慮にいれて計算して
いないため、測定値に大きな誤差が生じる。 この発明は、測定領域の設定が正確に行え、再現性が
高く、精度の良い骨塩量測定を行うことができる、骨塩
定量装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明による骨塩定量
装置においては、エネルギーの異なる少なくとも２種の
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、被写体を透過したＸ線
を検出するための、多数並べられたＸ線検出器、その両
端のリファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検出器
と、これらＸ線検出器および上記のＸ線発生装置が搭載
されて一体化されており、被写体に対して相対的に回転
方向および直線方向に移動させられるフレームと、該フ
レームを回転方向に移動させる制御を行うCTスキャン制
御装置と、該フレームの被写体に対する直線移動制御を
行うCRスキャン制御装置と、上記の回転移動時および直
線移動時に多数並べられたＸ線検出器から得られるデー
タよりCT像およびCR像を作成して表示する装置と、表示
されたCR像上で指定された骨部分の位置におけるCT像を
撮影するよう制御するとともに、このCT像の表示画像上
で現れた骨の有効領域に対応して設定された測定領域に
対して上記リファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検
出器を用いてエネルギーの異なる２種のＸ線について骨
塩定量測定を行うよう制御する制御装置と、この骨塩定
量測定によってリファレンスＸ線検出器およびメインＸ
線検出器から得られるエネルギーの異なる２種のＸ線に
ついての測定データを用いて骨塩量を計算するととも
に、この骨塩定量測定時にメインＸ線検出器に入射する
Ｘ線ビームの経路上での、上記CT像上のCT値分布から、
該経路上でＸ線ビームが脂肪を通る長さを求めて上記の
骨塩量を補正する計算機とを備えられることが特徴とな
っている。
装置においては、エネルギーの異なる少なくとも２種の
Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、被写体を透過したＸ線
を検出するための、多数並べられたＸ線検出器、その両
端のリファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検出器
と、これらＸ線検出器および上記のＸ線発生装置が搭載
されて一体化されており、被写体に対して相対的に回転
方向および直線方向に移動させられるフレームと、該フ
レームを回転方向に移動させる制御を行うCTスキャン制
御装置と、該フレームの被写体に対する直線移動制御を
行うCRスキャン制御装置と、上記の回転移動時および直
線移動時に多数並べられたＸ線検出器から得られるデー
タよりCT像およびCR像を作成して表示する装置と、表示
されたCR像上で指定された骨部分の位置におけるCT像を
撮影するよう制御するとともに、このCT像の表示画像上
で現れた骨の有効領域に対応して設定された測定領域に
対して上記リファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検
出器を用いてエネルギーの異なる２種のＸ線について骨
塩定量測定を行うよう制御する制御装置と、この骨塩定
量測定によってリファレンスＸ線検出器およびメインＸ
線検出器から得られるエネルギーの異なる２種のＸ線に
ついての測定データを用いて骨塩量を計算するととも
に、この骨塩定量測定時にメインＸ線検出器に入射する
Ｘ線ビームの経路上での、上記CT像上のCT値分布から、
該経路上でＸ線ビームが脂肪を通る長さを求めて上記の
骨塩量を補正する計算機とを備えられることが特徴とな
っている。
被写体を透過したＸ線を検出するためのＸ線検出器と
して、多数並べられたＸ線検出器、その両端のリファレ
ンスＸ線検出器およびメインＸ線検出器が用いられ、こ
れらＸ線検出器およびＸ線発生装置がフレームに搭載さ
れて一体化されている。そして、このフレームは、被写
体に対して相対的に回転方向および直線方向に移動させ
られる。そこで、回転移動時および直線移動時に多数並
べられたＸ線検出器から得られるデータよりCT像および
CR像を作成することができる。エネルギーの異なる２種
のＸ線についてリファレンスＸ線検出器およびメインＸ
線検出器から得られる測定データを用いることにより骨
塩定量測定を行うことができる。 表示されたCR像上で骨部分の位置を指定すると、その
位置におけるCT像が撮影され、このCT像の表示画像上で
現れた骨の有効領域に対応して測定領域を設定すると、
その測定領域に対して上記リファレンスＸ線検出器およ
びメインＸ線検出器によるエネルギーの異なる２種のＸ
線についての骨塩定量測定が行われる。 ここで得られる測定データを用いることにより骨塩量
が計算される。さらに、この骨塩定量測定時にメインＸ
線検出器に入射するＸ線ビームの経路上での、上記CT像
上のCT値分布から、該経路上でＸ線ビームが脂肪を通る
長さが求められて上記の骨塩量が補正される。したがっ
て、骨塩定量測定時のＸ線ビームが脂肪を通る部分の長
さをCT像上で実測したことになり、測定骨塩量に脂肪分
の補正を加えることによって脂肪の影響の少ない正確な
骨塩定量値を得ることができる。 骨塩定量のためのＸ線発生・検出系がそのままCR撮影
及びCT撮影のために用いられているため、精度のよい位
置決めが可能となり、測定骨の位置の再現性が良好とな
る。さらに、有効測定領域をCT像上で確認あるいは設定
することができるので、骨塩量測定の精度が高まる。
して、多数並べられたＸ線検出器、その両端のリファレ
ンスＸ線検出器およびメインＸ線検出器が用いられ、こ
れらＸ線検出器およびＸ線発生装置がフレームに搭載さ
れて一体化されている。そして、このフレームは、被写
体に対して相対的に回転方向および直線方向に移動させ
られる。そこで、回転移動時および直線移動時に多数並
べられたＸ線検出器から得られるデータよりCT像および
CR像を作成することができる。エネルギーの異なる２種
のＸ線についてリファレンスＸ線検出器およびメインＸ
線検出器から得られる測定データを用いることにより骨
塩定量測定を行うことができる。 表示されたCR像上で骨部分の位置を指定すると、その
位置におけるCT像が撮影され、このCT像の表示画像上で
現れた骨の有効領域に対応して測定領域を設定すると、
その測定領域に対して上記リファレンスＸ線検出器およ
びメインＸ線検出器によるエネルギーの異なる２種のＸ
線についての骨塩定量測定が行われる。 ここで得られる測定データを用いることにより骨塩量
が計算される。さらに、この骨塩定量測定時にメインＸ
線検出器に入射するＸ線ビームの経路上での、上記CT像
上のCT値分布から、該経路上でＸ線ビームが脂肪を通る
長さが求められて上記の骨塩量が補正される。したがっ
て、骨塩定量測定時のＸ線ビームが脂肪を通る部分の長
さをCT像上で実測したことになり、測定骨塩量に脂肪分
の補正を加えることによって脂肪の影響の少ない正確な
骨塩定量値を得ることができる。 骨塩定量のためのＸ線発生・検出系がそのままCR撮影
及びCT撮影のために用いられているため、精度のよい位
置決めが可能となり、測定骨の位置の再現性が良好とな
る。さらに、有効測定領域をCT像上で確認あるいは設定
することができるので、骨塩量測定の精度が高まる。
以下、この発明の一実施例について図面を参照しなが
ら詳細に説明する。第１図において、Ｘ線発生装置１か
ら発生させられたＸ線がコリメータ２及びフィルタ円板
３を通って、ベッド６上の被写体（被検体となる人体）
20に照射されるようになっている。そして被写体20を透
過したＸ線が多数のＸ線検出器５′及びメインのＸ線検
出器５により検出されるようになっている。また、多数
配列されたＸ線検出器５′の端部にはリファレンス用の
Ｘ線検出器４が設けられている。これらＸ線検出器４、
５、５′からの検出信号はマルチチャンネルA/Dコンバ
ータ７によりデジタル信号に変換されてコンピュータ15
に送られる。コンピュータ15には、キーボード16、ディ
スプレイ装置17、プリンタ18及びマウスあるいはトラッ
クボール19などが接続されている。 他方、Ｘ線発生装置１は管電圧設定制御装置８に接続
され、設定された管電圧の供給を受けて所定のＸ線を曝
射するようにされる。コリメータ２はコリメータ制御装
置10により制御され、フィルタ円板３は回転同期制御装
置９によってその回転が制御される。これらＸ線発生装
置１、コリメータ２、フィルタ円板３及びＸ線検出器
４、５、５′は、回転フレーム（たとえば点線で示すよ
うなリング型となっている）に取り付けられて、被写体
20の周囲に一体に回転できるようになっている。その回
転（θ方向移動）はθ方向CTスキャン制御装置13により
制御される。また、Ｘ線管１やＸ線検出器４、５、５′
が取り付けられたフレームは、図の上下方向（Ｙ方向）
及び奥行き方向（被写体20の体軸方向、Ｚ方向）に移動
できるようになっており、それらの方向への移動がY,Z
方向スキャン制御装置12によって制御される。ベッド６
はＺ方向に移動できるようになっており、そのＺ方向の
移動がＺ方向CRスキャン制御装置14によって制御され
る。これらの制御装置８、９、10、12、13、14は、コン
ピュータ15の指令を受けるタイミング制御装置11によっ
て制御される。 キーボード16などからコンピュータ15にCRスキャンを
行うよう指示を与えると、コンピュータ15からの指令に
よりＺ方向CRスキャン制御装置14が働き、静止している
Ｘ線発生装置１、Ｘ線検出器５′等に対し、ベッド６が
Ｚ方向に移動させられ、この移動中、Ｘ線発生装置１か
らＸ線が曝射されてＺ方向のCRスキャンがなされる。こ
のとき、多数のＸ線検出器５′及びメインのＸ線検出器
５のすべてからの検出信号がマルチチャンネルA/Dコン
バータ７を経てコンピュータ15に取り込まれる。コンピ
ュータ15では、取り込んだデータをそのメモリに書き込
むことによって、データをその取得位置にしたがって
（つまり検出器５、５′の位置とＺ方向の位置とに応じ
て）並べ、これによりメモリ上に１方向からみたＸ線透
過像（CR像）を形成する。このようにしてメモリ上に形
成されたCR像は、ディスプレイ装置17により表示され
る。 また、Ｘ線CT撮影も行えるようになっている。この場
合、キーボード16などからの指示に応じて、コンピュー
タ15がθ方向CTスキャン制御装置13を動作させ、Ｘ線発
生装置、1X線検出器５、５′等を一体に、被写体20の周
囲に回転させる。この回転中、Ｘ線発生装置１からＸ線
が発生させられ、Ｘ線検出器５、５′から得られたデー
タがA/Dコンバータ７を経てコンピュータ15に取り込ま
れる。１回転して被写体20の全方向からの投影データが
収集されたとき、コンピュータ15はそれら投影データを
逆投影アルゴリズムで処理し、被写体20の体軸を横切る
平面での断層像（CT像）を再構成する。再構成されたCT
像はディスプレイ装置17で表示される。 実際に被写体20の骨塩を定量する際、それに先だっ
て、骨塩定量の測定点を決定するための位置合わせを行
う。まず、CRモードで被写体（人体）20の側面方向のCR
像を得る。このとき、コリメータ２はオープンの状態と
なっており、フィルタ円板３は空気の部分がＸ線透過部
となるように回転させられている。こうしてたとえば第
２図に示すような腰部の側面（Ｘ方向）からのCR像をを
得る。このCR像をディスプレイ装置17で表示し、この画
像上で、測定位置がたとえば第３番目の腰椎L3となるよ
うにマウスあるいはトラックボール19を用いて測定する
Ｚ方向領域31の設定を行う。 つぎにこのＺ方向領域31内でCT像を得る。ここではＺ
方向領域31内に４つのスライス41〜44を設定してこれら
のスライスについてのCT像が得られるようにしている。
そのため、今度はCT撮影モードとされ、θ方向CTスキャ
ン制御装置13の制御のもとにＸ線発生装置１、Ｘ線検出
器５、５′等が回転させられる。これにより、第３図に
示すように、スライス41〜44の各々でのCT像51〜54が得
られ、これらがディスプレイ装置17で表示される。これ
らCT像51〜54の各々の上で、骨の部分の有効な領域59に
対応して骨塩定量のためのＹ方向領域32を設定する。こ
れらのＹ方向及びＺ方向の測定領域設定により、第４図
のＸ方向透過像上で斜線部で示されるような測定領域の
設定が行われる。 つぎに、第４図の斜線部で示した領域について、細い
１本のＸ線ビームをY,Z方向にスキャンし、骨塩定量の
ためのデータを得る。このとき骨塩定量モードとされ、
コリメータ２はコリメータ制御装置10によって絞られ、
Ｘ線発生装置１からのＸ線が整形される。さらにフィル
タ円板３は回転同期制御装置９によって回転させられ、
この所定のフィルタを通ることによりＸ線が単色化され
る。こうして単色化されたＸ線は被写体20を透過してメ
インのＸ線検出器５によって検出され、また被写体20を
通らないＸ線が直接リファレンスＸ線検出器４によって
検出される。Ｘ線はコリメータ２で細く絞られるが、リ
ファレンスＸ線検出器４に入射するようにもされてい
る。こうして斜線領域（第４図）でのY,Zスキャンが行
われた後、管電圧設定制御装置８によりＸ線発生装置１
の管電圧が変化させられる。この管電圧変化に同期して
フィルタ円板３が回転同期制御装置９によって回転させ
られ、その管電圧に対応したフィルタに切り換えられ
る。この状態で同様に斜線部分でのY,Zスキャンが行わ
れる。 この２種の管電圧について、メインＸ線検出器５及び
リファレンスＸ線検出器４の各出力信号からマルチチャ
ンネルA/Dコンバータ７を経て得たデータNH、NOH、NL、
NOLがコンピュータ15に取り込まれる。ここで、 1n（NOL/NL）＝μsLMs＋μfLMf＋μbLMb 1n（NOH/NH）＝μsHMs＋μfHMf＋μbHMb の関係があるので、 Mb＝［｛（μsL/μsH）1n（NOH/NH） −1n（NOH/NL）｝−｛（μsL/μsH）μfH −μfL｝Mf］／｛（μsL/μsH）μbH−μbL｝ により骨塩量Mbが求められる。ここで、μsL、μsH、μ
fL、μfH、μbL、μbHは２種のエネルギーに対する軟組
織、脂肪、骨のそれぞれの質量吸収係数（cm2/g）であ
る。また、Mb,Mf,Msは骨、脂肪、軟組織の単位体積当り
の量（g/cm2）である。上記のMbを導く式の分子の第１
項目は脂肪を考慮に入れずに測定した骨塩量を示し、第
２項目は脂肪による変化量を表している。そこで、Mbを
求めるためにはMfを測定できればよいことが分かる。 この骨塩量測定モードのときのＸ線ビームの透過経路
は、この実施例ではＸ線発生・検出系がＸ線CT撮影のと
きと同じであるから、一義に決まる。そこで、第５図に
示すようにCT像61から、Ｘ線ビームの透過経路上でのCT
値分布69を求めることができる。このCT値分布69から、
CT値が脂肪組織62、軟組織63、骨64で異なっていること
が分かる。そこでこのCT値の相違に基づきしきい値処理
によって脂肪組織62の部分の長さl1、l2、l3、l4を求
め、その積算長Lf（＝l1＋l2＋l3＋l4）を算出する。そ
して、その積算長Lfに脂肪の密度ρｆを乗じてＸ線透過
経路上の脂肪量Mf（g/cm2）を算出し、上記の式からMb
を求める。この計算はコンピュータ15で行われ、結果は
ディスプレイ装置17に表示される。上記の第４図斜線で
示した領域の各点でこれが算出されるので、その斜線領
域全体の平均をとることにより、平均骨塩量（g/cm2）
が得られる。 このように、CR像及びCT像からの２次元的・３次元的
情報を用い、いわば診断（測定）計画をたて、それに基
づく測定を行うことができるので、再現性が高められ
る。また、求められた骨塩量に対して脂肪による補正を
行うことにより精度の高い骨塩量測定ができる。さらに
あらかじめ測定計画を詳細にたててそれにしたがってス
キャンすればよいので、必要最小限度の範囲をスキャン
することができ、測定時間の短縮及び被曝量の低減が可
能である。 さらにこの実施例では、骨塩定量のためのＸ線発生・
検出系がそのままCR撮影及びCT撮影のために用いられて
いるため、精度のよい位置決めが可能となり、再現性の
よい骨塩量測定ができる。また、有効測定領域をCT像上
で確認あるいは設定することができるので、骨塩量測定
の精度が高まる。さらに、骨塩定量時のＸ線ビームが脂
肪を通る部分の長さをCT像上で実測し、骨塩量に補正を
加えることによって脂肪の影響の少ない正確な骨塩定量
値を得ることができる。 なお、骨塩量測定モードの場合、上記では被写体20を
透過したＸ線をメインＸ線検出器５でのみ検出するよう
にしたが、このメインＸ線検出器５を含む複数個のＸ線
検出器５′で検出するようにもできる。この場合Ｙ方向
の全領域32でのデータが一度に得られるのであれば、Ｙ
方向のスキャンは不要となる。このとき、これら複数の
Ｘ線検出器５′を見込む角度のＸ線が照射されるようコ
リメータ制御装置10によってコリメータ２の開閉が行わ
れる。
ら詳細に説明する。第１図において、Ｘ線発生装置１か
ら発生させられたＸ線がコリメータ２及びフィルタ円板
３を通って、ベッド６上の被写体（被検体となる人体）
20に照射されるようになっている。そして被写体20を透
過したＸ線が多数のＸ線検出器５′及びメインのＸ線検
出器５により検出されるようになっている。また、多数
配列されたＸ線検出器５′の端部にはリファレンス用の
Ｘ線検出器４が設けられている。これらＸ線検出器４、
５、５′からの検出信号はマルチチャンネルA/Dコンバ
ータ７によりデジタル信号に変換されてコンピュータ15
に送られる。コンピュータ15には、キーボード16、ディ
スプレイ装置17、プリンタ18及びマウスあるいはトラッ
クボール19などが接続されている。 他方、Ｘ線発生装置１は管電圧設定制御装置８に接続
され、設定された管電圧の供給を受けて所定のＸ線を曝
射するようにされる。コリメータ２はコリメータ制御装
置10により制御され、フィルタ円板３は回転同期制御装
置９によってその回転が制御される。これらＸ線発生装
置１、コリメータ２、フィルタ円板３及びＸ線検出器
４、５、５′は、回転フレーム（たとえば点線で示すよ
うなリング型となっている）に取り付けられて、被写体
20の周囲に一体に回転できるようになっている。その回
転（θ方向移動）はθ方向CTスキャン制御装置13により
制御される。また、Ｘ線管１やＸ線検出器４、５、５′
が取り付けられたフレームは、図の上下方向（Ｙ方向）
及び奥行き方向（被写体20の体軸方向、Ｚ方向）に移動
できるようになっており、それらの方向への移動がY,Z
方向スキャン制御装置12によって制御される。ベッド６
はＺ方向に移動できるようになっており、そのＺ方向の
移動がＺ方向CRスキャン制御装置14によって制御され
る。これらの制御装置８、９、10、12、13、14は、コン
ピュータ15の指令を受けるタイミング制御装置11によっ
て制御される。 キーボード16などからコンピュータ15にCRスキャンを
行うよう指示を与えると、コンピュータ15からの指令に
よりＺ方向CRスキャン制御装置14が働き、静止している
Ｘ線発生装置１、Ｘ線検出器５′等に対し、ベッド６が
Ｚ方向に移動させられ、この移動中、Ｘ線発生装置１か
らＸ線が曝射されてＺ方向のCRスキャンがなされる。こ
のとき、多数のＸ線検出器５′及びメインのＸ線検出器
５のすべてからの検出信号がマルチチャンネルA/Dコン
バータ７を経てコンピュータ15に取り込まれる。コンピ
ュータ15では、取り込んだデータをそのメモリに書き込
むことによって、データをその取得位置にしたがって
（つまり検出器５、５′の位置とＺ方向の位置とに応じ
て）並べ、これによりメモリ上に１方向からみたＸ線透
過像（CR像）を形成する。このようにしてメモリ上に形
成されたCR像は、ディスプレイ装置17により表示され
る。 また、Ｘ線CT撮影も行えるようになっている。この場
合、キーボード16などからの指示に応じて、コンピュー
タ15がθ方向CTスキャン制御装置13を動作させ、Ｘ線発
生装置、1X線検出器５、５′等を一体に、被写体20の周
囲に回転させる。この回転中、Ｘ線発生装置１からＸ線
が発生させられ、Ｘ線検出器５、５′から得られたデー
タがA/Dコンバータ７を経てコンピュータ15に取り込ま
れる。１回転して被写体20の全方向からの投影データが
収集されたとき、コンピュータ15はそれら投影データを
逆投影アルゴリズムで処理し、被写体20の体軸を横切る
平面での断層像（CT像）を再構成する。再構成されたCT
像はディスプレイ装置17で表示される。 実際に被写体20の骨塩を定量する際、それに先だっ
て、骨塩定量の測定点を決定するための位置合わせを行
う。まず、CRモードで被写体（人体）20の側面方向のCR
像を得る。このとき、コリメータ２はオープンの状態と
なっており、フィルタ円板３は空気の部分がＸ線透過部
となるように回転させられている。こうしてたとえば第
２図に示すような腰部の側面（Ｘ方向）からのCR像をを
得る。このCR像をディスプレイ装置17で表示し、この画
像上で、測定位置がたとえば第３番目の腰椎L3となるよ
うにマウスあるいはトラックボール19を用いて測定する
Ｚ方向領域31の設定を行う。 つぎにこのＺ方向領域31内でCT像を得る。ここではＺ
方向領域31内に４つのスライス41〜44を設定してこれら
のスライスについてのCT像が得られるようにしている。
そのため、今度はCT撮影モードとされ、θ方向CTスキャ
ン制御装置13の制御のもとにＸ線発生装置１、Ｘ線検出
器５、５′等が回転させられる。これにより、第３図に
示すように、スライス41〜44の各々でのCT像51〜54が得
られ、これらがディスプレイ装置17で表示される。これ
らCT像51〜54の各々の上で、骨の部分の有効な領域59に
対応して骨塩定量のためのＹ方向領域32を設定する。こ
れらのＹ方向及びＺ方向の測定領域設定により、第４図
のＸ方向透過像上で斜線部で示されるような測定領域の
設定が行われる。 つぎに、第４図の斜線部で示した領域について、細い
１本のＸ線ビームをY,Z方向にスキャンし、骨塩定量の
ためのデータを得る。このとき骨塩定量モードとされ、
コリメータ２はコリメータ制御装置10によって絞られ、
Ｘ線発生装置１からのＸ線が整形される。さらにフィル
タ円板３は回転同期制御装置９によって回転させられ、
この所定のフィルタを通ることによりＸ線が単色化され
る。こうして単色化されたＸ線は被写体20を透過してメ
インのＸ線検出器５によって検出され、また被写体20を
通らないＸ線が直接リファレンスＸ線検出器４によって
検出される。Ｘ線はコリメータ２で細く絞られるが、リ
ファレンスＸ線検出器４に入射するようにもされてい
る。こうして斜線領域（第４図）でのY,Zスキャンが行
われた後、管電圧設定制御装置８によりＸ線発生装置１
の管電圧が変化させられる。この管電圧変化に同期して
フィルタ円板３が回転同期制御装置９によって回転させ
られ、その管電圧に対応したフィルタに切り換えられ
る。この状態で同様に斜線部分でのY,Zスキャンが行わ
れる。 この２種の管電圧について、メインＸ線検出器５及び
リファレンスＸ線検出器４の各出力信号からマルチチャ
ンネルA/Dコンバータ７を経て得たデータNH、NOH、NL、
NOLがコンピュータ15に取り込まれる。ここで、 1n（NOL/NL）＝μsLMs＋μfLMf＋μbLMb 1n（NOH/NH）＝μsHMs＋μfHMf＋μbHMb の関係があるので、 Mb＝［｛（μsL/μsH）1n（NOH/NH） −1n（NOH/NL）｝−｛（μsL/μsH）μfH −μfL｝Mf］／｛（μsL/μsH）μbH−μbL｝ により骨塩量Mbが求められる。ここで、μsL、μsH、μ
fL、μfH、μbL、μbHは２種のエネルギーに対する軟組
織、脂肪、骨のそれぞれの質量吸収係数（cm2/g）であ
る。また、Mb,Mf,Msは骨、脂肪、軟組織の単位体積当り
の量（g/cm2）である。上記のMbを導く式の分子の第１
項目は脂肪を考慮に入れずに測定した骨塩量を示し、第
２項目は脂肪による変化量を表している。そこで、Mbを
求めるためにはMfを測定できればよいことが分かる。 この骨塩量測定モードのときのＸ線ビームの透過経路
は、この実施例ではＸ線発生・検出系がＸ線CT撮影のと
きと同じであるから、一義に決まる。そこで、第５図に
示すようにCT像61から、Ｘ線ビームの透過経路上でのCT
値分布69を求めることができる。このCT値分布69から、
CT値が脂肪組織62、軟組織63、骨64で異なっていること
が分かる。そこでこのCT値の相違に基づきしきい値処理
によって脂肪組織62の部分の長さl1、l2、l3、l4を求
め、その積算長Lf（＝l1＋l2＋l3＋l4）を算出する。そ
して、その積算長Lfに脂肪の密度ρｆを乗じてＸ線透過
経路上の脂肪量Mf（g/cm2）を算出し、上記の式からMb
を求める。この計算はコンピュータ15で行われ、結果は
ディスプレイ装置17に表示される。上記の第４図斜線で
示した領域の各点でこれが算出されるので、その斜線領
域全体の平均をとることにより、平均骨塩量（g/cm2）
が得られる。 このように、CR像及びCT像からの２次元的・３次元的
情報を用い、いわば診断（測定）計画をたて、それに基
づく測定を行うことができるので、再現性が高められ
る。また、求められた骨塩量に対して脂肪による補正を
行うことにより精度の高い骨塩量測定ができる。さらに
あらかじめ測定計画を詳細にたててそれにしたがってス
キャンすればよいので、必要最小限度の範囲をスキャン
することができ、測定時間の短縮及び被曝量の低減が可
能である。 さらにこの実施例では、骨塩定量のためのＸ線発生・
検出系がそのままCR撮影及びCT撮影のために用いられて
いるため、精度のよい位置決めが可能となり、再現性の
よい骨塩量測定ができる。また、有効測定領域をCT像上
で確認あるいは設定することができるので、骨塩量測定
の精度が高まる。さらに、骨塩定量時のＸ線ビームが脂
肪を通る部分の長さをCT像上で実測し、骨塩量に補正を
加えることによって脂肪の影響の少ない正確な骨塩定量
値を得ることができる。 なお、骨塩量測定モードの場合、上記では被写体20を
透過したＸ線をメインＸ線検出器５でのみ検出するよう
にしたが、このメインＸ線検出器５を含む複数個のＸ線
検出器５′で検出するようにもできる。この場合Ｙ方向
の全領域32でのデータが一度に得られるのであれば、Ｙ
方向のスキャンは不要となる。このとき、これら複数の
Ｘ線検出器５′を見込む角度のＸ線が照射されるようコ
リメータ制御装置10によってコリメータ２の開閉が行わ
れる。
この発明の骨塩定量装置によれば、骨塩定量のための
Ｘ線発生・検出系がそのままCR撮影及びCT撮影のために
用いられているため、精度のよい位置決めが可能とな
り、測定骨の位置の再現性が良好となるとともに、有効
測定領域をCT像上で確認あるいは設定することができる
ので、骨塩量測定の精度が高まる。さらに、骨塩定量測
定時のＸ線ビームが脂肪を通る部分の長さをCT像上で実
測したことになり、測定骨塩量に脂肪分の補正を加える
ことによって脂肪の影響の少ない正確な骨塩定量値を得
ることができる。
Ｘ線発生・検出系がそのままCR撮影及びCT撮影のために
用いられているため、精度のよい位置決めが可能とな
り、測定骨の位置の再現性が良好となるとともに、有効
測定領域をCT像上で確認あるいは設定することができる
ので、骨塩量測定の精度が高まる。さらに、骨塩定量測
定時のＸ線ビームが脂肪を通る部分の長さをCT像上で実
測したことになり、測定骨塩量に脂肪分の補正を加える
ことによって脂肪の影響の少ない正確な骨塩定量値を得
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はCR
像を示す図、第３図はCT像を示す図、第４図はCR像上の
骨塩量測定のためのスキャン領域を示す図、第５図はCT
像とＸ線透過経路とその経路におけるCT値の分布の関係
を示す図である。 １……Ｘ線発生装置、２……コリメータ、３……フィル
タ円板、４……リファレンスＸ線検出器、５……メイン
Ｘ線検出器、５′……Ｘ線検出器、６……ベッド、７…
…マルチチャンネルA/Dコンバータ、８……管電圧制御
装置、９……回転同期制御装置、10……コリメータ制御
装置、11……タイミング制御装置、12……Y,Z方向スキ
ャン制御装置、13……θ方向CTスキャン制御装置、14…
…Ｚ方向CRスキャン制御装置、15……コンピュータ、16
……キーボード、17……ディスプレイ装置、18……プリ
ンタ、19……マウスあるいはトラックボール、20……被
写体、41〜44……スライス、51〜54、61……CT像、62…
…脂肪組織、63……軟組織、64……骨。
像を示す図、第３図はCT像を示す図、第４図はCR像上の
骨塩量測定のためのスキャン領域を示す図、第５図はCT
像とＸ線透過経路とその経路におけるCT値の分布の関係
を示す図である。 １……Ｘ線発生装置、２……コリメータ、３……フィル
タ円板、４……リファレンスＸ線検出器、５……メイン
Ｘ線検出器、５′……Ｘ線検出器、６……ベッド、７…
…マルチチャンネルA/Dコンバータ、８……管電圧制御
装置、９……回転同期制御装置、10……コリメータ制御
装置、11……タイミング制御装置、12……Y,Z方向スキ
ャン制御装置、13……θ方向CTスキャン制御装置、14…
…Ｚ方向CRスキャン制御装置、15……コンピュータ、16
……キーボード、17……ディスプレイ装置、18……プリ
ンタ、19……マウスあるいはトラックボール、20……被
写体、41〜44……スライス、51〜54、61……CT像、62…
…脂肪組織、63……軟組織、64……骨。
Claims (1)
- 【請求項１】エネルギーの異なる少なくとも２種のＸ線
を発生するＸ線発生装置と、被写体を透過したＸ線を検
出するための、多数並べられたＸ線検出器、その両端の
リファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検出器と、こ
れらＸ線検出器および上記のＸ線発生装置が搭載されて
一体化されており、被写体に対して相対的に回転方向お
よび直線方向に移動させられるフレームと、該フレーム
を回転方向に移動させる制御を行うCTスキャン制御装置
と、該フレームの被写体に対する直線移動制御を行うCR
スキャン制御装置と、上記の回転移動時および直線移動
時に多数並べられたＸ線検出器から得られるデータより
CT像およびCR像を作成して表示する装置と、表示された
CR像上で指定された骨部分の位置におけるCT像を撮影す
るよう制御するとともに、このCT像の表示画像上で現れ
た骨の有効領域に対応して設定された測定領域に対して
上記リファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検出器を
用いてエネルギーの異なる２種のＸ線について骨塩定量
測定を行うよう制御する制御装置と、この骨塩定量測定
によってリファレンスＸ線検出器およびメインＸ線検出
器から得られるエネルギーの異なる２種のＸ線について
の測定データを用いて骨塩量を計算するとともに、この
骨塩定量測定時にメインＸ線検出器に入射するＸ線ビー
ムの経路上での、上記CT像上のCT値分布から、該経路上
でＸ線ビームが脂肪を通る長さを求めて上記の骨塩量を
補正する計算機とを備えることを特徴とする骨塩定量装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2085859A JP2827425B2 (ja) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | 骨塩定量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2085859A JP2827425B2 (ja) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | 骨塩定量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03286743A JPH03286743A (ja) | 1991-12-17 |
| JP2827425B2 true JP2827425B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13870605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2085859A Expired - Lifetime JP2827425B2 (ja) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | 骨塩定量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827425B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001157676A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-06-12 | General Electric Co <Ge> | スカウト画像をベースとした心臓石灰化計数のための方法及び装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5247559A (en) * | 1991-10-04 | 1993-09-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Substance quantitative analysis method |
| US7760848B2 (en) * | 2006-09-08 | 2010-07-20 | General Electric Company | Method and system for generating a multi-spectral image of an object |
| JP5894374B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2016-03-30 | 日立アロカメディカル株式会社 | 骨塩量測定装置 |
-
1990
- 1990-03-31 JP JP2085859A patent/JP2827425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001157676A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-06-12 | General Electric Co <Ge> | スカウト画像をベースとした心臓石灰化計数のための方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03286743A (ja) | 1991-12-17 |
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