JP3229179B2 - 骨計測方法 - Google Patents
骨計測方法Info
- Publication number
- JP3229179B2 JP3229179B2 JP28577795A JP28577795A JP3229179B2 JP 3229179 B2 JP3229179 B2 JP 3229179B2 JP 28577795 A JP28577795 A JP 28577795A JP 28577795 A JP28577795 A JP 28577795A JP 3229179 B2 JP3229179 B2 JP 3229179B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bone
- image
- moment
- ray
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 title claims description 134
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 40
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 36
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 16
- 230000037118 bone strength Effects 0.000 description 11
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 9
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 5
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 4
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 206010061728 Bone lesion Diseases 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000037182 bone density Effects 0.000 description 1
- 230000004097 bone metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000326 densiometry Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000002082 fibula Anatomy 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000000236 metacarpal bone Anatomy 0.000 description 1
- 208000005368 osteomalacia Diseases 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/508—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for non-human patients
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、骨計測方法及び骨計測
装置に関するものである。更に詳細には、本発明は、被
検骨の代表断面を微小フォーカスＸ線断層写真撮影して
得られた画像を画像処理装置に入力し各種指標を計測す
ることで、骨の強度のうち特に構造に関する特性を非破
壊的にかつ正確に評価する方法を提供するものである。
装置に関するものである。更に詳細には、本発明は、被
検骨の代表断面を微小フォーカスＸ線断層写真撮影して
得られた画像を画像処理装置に入力し各種指標を計測す
ることで、骨の強度のうち特に構造に関する特性を非破
壊的にかつ正確に評価する方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】骨強度評価方法の一例として、骨塩量を
測定する方法（例：ＤＥＸＡ法、ＭＤ法等）がある。し
かしこれらの方法は、骨塩量と骨強度の間に比較的良い
相関があるという事実を利用した評価方法に過ぎず、同
一骨塩量であっても骨強度は違うといった事実がしばし
ば見られた。
測定する方法（例：ＤＥＸＡ法、ＭＤ法等）がある。し
かしこれらの方法は、骨塩量と骨強度の間に比較的良い
相関があるという事実を利用した評価方法に過ぎず、同
一骨塩量であっても骨強度は違うといった事実がしばし
ば見られた。
【０００３】尚、ＤＥＸＡ（Dual Energy X-Ray Abs
orptiometry）法とは、物体の線減弱係数が照射Ｘ線の
波長（エネルギー）によって変化することを利用して、
２種の単色Ｘ線を被検体に照射することで軟部組織と骨
部について分離的に骨塩量を求める方法である。
orptiometry）法とは、物体の線減弱係数が照射Ｘ線の
波長（エネルギー）によって変化することを利用して、
２種の単色Ｘ線を被検体に照射することで軟部組織と骨
部について分離的に骨塩量を求める方法である。
【０００４】また、ＭＤ（MicroDensitometry）法
（「骨代謝」第１３巻、１８７−１９５頁（１９８０
年）、第１４巻、９１−１０４頁（１９８１年）等参
照）とは、厚さが徐々に変化しているアルミニウム階段
と被検者の右手第２中手骨を、１枚のレントゲン写真フ
ィルム上に同時に撮影し、該アルミニウム階段部のレン
トゲン写真フィルム黒化度と該第２中手骨１／２部位の
レントゲン写真フィルム黒化度とを、マイクロデンシト
メータを用いて比較することで骨塩量及び皮質骨指数を
求める方法である。この方法は、近年コンピュータを使
用して行われるようになりＣＸＤ法といわれるようにな
った。
（「骨代謝」第１３巻、１８７−１９５頁（１９８０
年）、第１４巻、９１−１０４頁（１９８１年）等参
照）とは、厚さが徐々に変化しているアルミニウム階段
と被検者の右手第２中手骨を、１枚のレントゲン写真フ
ィルム上に同時に撮影し、該アルミニウム階段部のレン
トゲン写真フィルム黒化度と該第２中手骨１／２部位の
レントゲン写真フィルム黒化度とを、マイクロデンシト
メータを用いて比較することで骨塩量及び皮質骨指数を
求める方法である。この方法は、近年コンピュータを使
用して行われるようになりＣＸＤ法といわれるようにな
った。
【０００５】そこで、骨強度は骨自体の材質と構造によ
るところが大きいという仮定に基づいて強度評価しよう
という試みがなされるようになった。
るところが大きいという仮定に基づいて強度評価しよう
という試みがなされるようになった。
【０００６】骨にかかる負荷の典型例は、理想力学を適
用して応力とひずみの関係を計算すると数１〜数３にな
る。
用して応力とひずみの関係を計算すると数１〜数３にな
る。
【数１】引張・圧縮 ： ε＝Ｗ／（ＥＡ） ただし、ε：ひずみ，Ｗ：負荷，Ｅ：ヤング率，Ａ：断
面積
面積
【数２】曲げ ： ｙ＝（Ｗｌ3）／（４８ＥＩ） ただし、ｙ：変形量，Ｗ：負荷，ｌ：支点間距離，Ｅ：
ヤング率，Ｉ：断面２次モーメント
ヤング率，Ｉ：断面２次モーメント
【数３】ねじり ： θ＝２（１＋ν）Ｔ／（ＥＪ） ただし、θ：単位長さ当たりのねじれ角，ν：ポアソン
比，Ｔ：ねじりトルク，Ｅ：ヤング率，Ｊ：極慣性モー
メント
比，Ｔ：ねじりトルク，Ｅ：ヤング率，Ｊ：極慣性モー
メント
【０００７】これからも明らかなように、強度評価に関
しては縦弾性係数（ヤング率：Ｅ）が重要な指標であ
る。縦弾性係数については、局所的骨塩量と関連がある
という文献（「THE JOURNAL OF BONE AND JOINT SURGER
Y」Vol.59-A,No.9.P954-962等参照）がある。
しては縦弾性係数（ヤング率：Ｅ）が重要な指標であ
る。縦弾性係数については、局所的骨塩量と関連がある
という文献（「THE JOURNAL OF BONE AND JOINT SURGER
Y」Vol.59-A,No.9.P954-962等参照）がある。
【０００８】一方、骨構造を計測するにあたっては、外
観形状計測と内部構造計測の２種類が考えられるが、骨
強度を評価する場合においては内部構造の方が重要度は
高い。しかしながら、内部構造を観察するには、破壊的
に骨を薄く切り出して顕微鏡で観察するか、解像度２０
０μｍ程度の低解像度のＣＴ（Computed Tomography）
装置を用いる方法しかなかった。したがって、同一被検
骨について他の試験を実施できない、人間に適用できな
い、微細な骨梁構造まで観察できないといった様々な問
題点があった。
観形状計測と内部構造計測の２種類が考えられるが、骨
強度を評価する場合においては内部構造の方が重要度は
高い。しかしながら、内部構造を観察するには、破壊的
に骨を薄く切り出して顕微鏡で観察するか、解像度２０
０μｍ程度の低解像度のＣＴ（Computed Tomography）
装置を用いる方法しかなかった。したがって、同一被検
骨について他の試験を実施できない、人間に適用できな
い、微細な骨梁構造まで観察できないといった様々な問
題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、非破壊的、
かつ、微視的に被検骨の内部構造を観察し、骨強度をよ
く反映する指標を計測する方法を見出だし、骨強度評価
のうち特に構造に対する評価がより正確かつ迅速に行え
るようにすることを目的としている。
かつ、微視的に被検骨の内部構造を観察し、骨強度をよ
く反映する指標を計測する方法を見出だし、骨強度評価
のうち特に構造に対する評価がより正確かつ迅速に行え
るようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成するために鋭意研究した結果、海綿骨の微細構
造を計測するのに十分な焦点寸法・解像度をもつ微小フ
ォーカスＸ線断層写真撮影装置を用いて被検骨を撮影し
た画像をもとに各種画像処理を施し、骨強度評価指標の
うち特に骨の構造に関する各指標を計測できることを見
いだし本発明に到達した。
的を達成するために鋭意研究した結果、海綿骨の微細構
造を計測するのに十分な焦点寸法・解像度をもつ微小フ
ォーカスＸ線断層写真撮影装置を用いて被検骨を撮影し
た画像をもとに各種画像処理を施し、骨強度評価指標の
うち特に骨の構造に関する各指標を計測できることを見
いだし本発明に到達した。
【００１１】すなわち本発明は、被検骨の関心断面を、
微小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画
像とし、該入力画像を２値化して骨部のみを抽出した画
像のうち、骨髄部叉は骨部について任意の直線による切
辺を多数回計測し、平均値、最大値、標準偏差の少なく
とも１種の統計指標を得ることを特徴とする骨計測方法
を提供するものである。
微小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画
像とし、該入力画像を２値化して骨部のみを抽出した画
像のうち、骨髄部叉は骨部について任意の直線による切
辺を多数回計測し、平均値、最大値、標準偏差の少なく
とも１種の統計指標を得ることを特徴とする骨計測方法
を提供するものである。
【００１２】さらに本発明は、被検骨の関心断面を、微
小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画像
とし、該入力画像を２値化して骨部のみを抽出した画像
について細線化処理を施し、分岐点数、ループ、フリー
エンドの少なくとも１指標を計測することを特徴とする
骨計測方法を提供するものである。
小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画像
とし、該入力画像を２値化して骨部のみを抽出した画像
について細線化処理を施し、分岐点数、ループ、フリー
エンドの少なくとも１指標を計測することを特徴とする
骨計測方法を提供するものである。
【００１３】さらに本発明は、該被検骨の関心断面を、
微小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画
像とし、該入力画像を２値化して骨部を抽出し、該抽出
画像のうち骨部全体もしくは皮質骨のみまたは海綿骨部
のみの断面積、断面２次モーメント及び極慣性２次モー
メントの少なくとも１指標を求めることを特徴とする骨
計測方法を提供するものである。
微小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画
像とし、該入力画像を２値化して骨部を抽出し、該抽出
画像のうち骨部全体もしくは皮質骨のみまたは海綿骨部
のみの断面積、断面２次モーメント及び極慣性２次モー
メントの少なくとも１指標を求めることを特徴とする骨
計測方法を提供するものである。
【００１４】さらに本発明は、該被検骨の関心断面を、
微小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画
像とし、該入力画像を２値化して骨部のみを抽出した画
像の積をとり、該積画像のうち骨部全体もしくは皮質骨
のみまたは海綿骨部のみについてＣＴ値又はＣＴ値を重
力単位系に変換した密度で重み付けした断面積、断面２
次モーメント及び極慣性２次モーメントの少なくとも１
指標を求めることを特徴とする骨計測方法を提供するも
のである。
微小フォーカスＸ線断層写真撮影して得た画像を入力画
像とし、該入力画像を２値化して骨部のみを抽出した画
像の積をとり、該積画像のうち骨部全体もしくは皮質骨
のみまたは海綿骨部のみについてＣＴ値又はＣＴ値を重
力単位系に変換した密度で重み付けした断面積、断面２
次モーメント及び極慣性２次モーメントの少なくとも１
指標を求めることを特徴とする骨計測方法を提供するも
のである。
【００１５】なおＣＴ値とは、ＣＴ装置にて撮影した被
検体の密度情報を、空気の密度を−１０００、水の密度
を０として校正した値である。
検体の密度情報を、空気の密度を−１０００、水の密度
を０として校正した値である。
【００１６】ＣＴ値を重力単位系の密度に変換する方法
には、１種類以上の違った密度をもつ密度校正用基準物
質をあらかじめ、あるいは被検骨と同時に撮影すること
により、被検骨関心断面の各画素のＣＴ値を重力単位系
に変換する方法が好適である。
には、１種類以上の違った密度をもつ密度校正用基準物
質をあらかじめ、あるいは被検骨と同時に撮影すること
により、被検骨関心断面の各画素のＣＴ値を重力単位系
に変換する方法が好適である。
【００１７】
【作用】したがって、本発明は以上のような手段を講じ
たことにより、非破壊的、かつ、微視的に被検骨の断面
像を観察できるため、より正確かつ迅速な構造評価がで
きる。
たことにより、非破壊的、かつ、微視的に被検骨の断面
像を観察できるため、より正確かつ迅速な構造評価がで
きる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図１〜１０
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１９】まず、骨強度を評価する指標を計測する前
に、被検骨を代表する特性を持つような断面を決定し、
該断面についての断層写真像を取得する。
に、被検骨を代表する特性を持つような断面を決定し、
該断面についての断層写真像を取得する。
【００２０】断層写真には、骨の内部構造を詳細に計測
することが可能な程度の解像度が必要とされる。したが
って、断層写真像を得る方法としては、フォーカス・サ
イズ２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の微小焦点
からＸ線を発生・照射する微小フォーカスＸ線断層写真
撮影（以下、μＸ線ＣＴ）が挙げられる。具体的には、
骨梁を観察するのに十分な１０μｍ程度の解像度が得ら
れるものであればよい。
することが可能な程度の解像度が必要とされる。したが
って、断層写真像を得る方法としては、フォーカス・サ
イズ２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の微小焦点
からＸ線を発生・照射する微小フォーカスＸ線断層写真
撮影（以下、μＸ線ＣＴ）が挙げられる。具体的には、
骨梁を観察するのに十分な１０μｍ程度の解像度が得ら
れるものであればよい。
【００２１】なお、本発明の装置に適用できる被検体の
例としては、動物の骨の発育状態、老化度の確認、叉は
骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病変の種類の範囲叉はその進
行度、治療時の効果の確認等の種々の骨計測を行う場合
に必要とされる小動物の被検骨等が挙げられる。被検骨
の具体例としては、ラット大腿骨、頚骨、腓骨、腰椎、
尾椎等が挙げられる。その他の被検物としては、撮影し
て、得られた断面像を画像処理装置に入力できるもので
あればいかなるものであってもよい。
例としては、動物の骨の発育状態、老化度の確認、叉は
骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病変の種類の範囲叉はその進
行度、治療時の効果の確認等の種々の骨計測を行う場合
に必要とされる小動物の被検骨等が挙げられる。被検骨
の具体例としては、ラット大腿骨、頚骨、腓骨、腰椎、
尾椎等が挙げられる。その他の被検物としては、撮影し
て、得られた断面像を画像処理装置に入力できるもので
あればいかなるものであってもよい。
【００２２】該被検骨は、軟部組織もしくは、軟部組織
様のものが付着している場合とそうでない場合が考えら
れる。脂肪成分が多い軟部組織が付着している場合には
管電圧を変えて２回以上Ｘ線を発生・照射してμＸ線Ｃ
Ｔ撮影することにより、各波長のＸ線に対する軟部組織
と骨部のＸ線減弱係数の違いを利用して軟部組織をキャ
ンセルする方法（ＤＥＣＴ：Dual Energy Computed Tom
ography）が報告されているのでこの方法を用いても良
い。
様のものが付着している場合とそうでない場合が考えら
れる。脂肪成分が多い軟部組織が付着している場合には
管電圧を変えて２回以上Ｘ線を発生・照射してμＸ線Ｃ
Ｔ撮影することにより、各波長のＸ線に対する軟部組織
と骨部のＸ線減弱係数の違いを利用して軟部組織をキャ
ンセルする方法（ＤＥＣＴ：Dual Energy Computed Tom
ography）が報告されているのでこの方法を用いても良
い。
【００２３】以下、μＸ線ＣＴ装置及びμＸ線ＣＴ装置
を使った断面像取得方法を図１を用いて説明する。
を使った断面像取得方法を図１を用いて説明する。
【００２４】本発明で用いたμＸ線ＣＴ装置は、焦点寸
法が約８μｍのＸ線管１を使用した。回転陽極２にて加
速された電子は該Ｘ線管の該焦点寸法の領域に照射され
Ｘ線を発生する。該Ｘ線は被検骨３を透過した後に、ス
リット４によってスライス厚さ分の情報のみに絞られセ
ンサ５に到達する。例えば被検骨を徐々に自転させるこ
とにより、被検骨に対する照射Ｘ線方向を変化させ、そ
の都度Ｘ線照射、センサ検出を繰り返しμＸ線ＣＴ像を
再構成する。本発明において得たμＸ線ＣＴ像は縦５１
２画素×横５１２画素であり、１画素当たりの寸法は縦
約１５μｍ×横約１５μｍであり、各画素のＣＴ値は２
16階調で表現した。また、各画素のＣＴ値を画像処理装
置に入力する際には数４で変換した。
法が約８μｍのＸ線管１を使用した。回転陽極２にて加
速された電子は該Ｘ線管の該焦点寸法の領域に照射され
Ｘ線を発生する。該Ｘ線は被検骨３を透過した後に、ス
リット４によってスライス厚さ分の情報のみに絞られセ
ンサ５に到達する。例えば被検骨を徐々に自転させるこ
とにより、被検骨に対する照射Ｘ線方向を変化させ、そ
の都度Ｘ線照射、センサ検出を繰り返しμＸ線ＣＴ像を
再構成する。本発明において得たμＸ線ＣＴ像は縦５１
２画素×横５１２画素であり、１画素当たりの寸法は縦
約１５μｍ×横約１５μｍであり、各画素のＣＴ値は２
16階調で表現した。また、各画素のＣＴ値を画像処理装
置に入力する際には数４で変換した。
【００２５】
【数４】
【００２６】上記のようにして得られた画像をもとに各
種画像処理を実施する。画像処理方法を以下に詳細に説
明する。
種画像処理を実施する。画像処理方法を以下に詳細に説
明する。
【００２７】骨構造特性を評価する指標を、骨梁の太さ
・骨梁の穿孔度を評価する骨髄空切辺・骨髄切辺等の穿
孔度指標と、骨梁の連続性を評価する細線化指標と、断
面積・断面２次モーメント・極慣性モーメント等の量的
指標に分類する。
・骨梁の穿孔度を評価する骨髄空切辺・骨髄切辺等の穿
孔度指標と、骨梁の連続性を評価する細線化指標と、断
面積・断面２次モーメント・極慣性モーメント等の量的
指標に分類する。
【００２８】まず、μＸ線ＣＴ装置により撮影された被
検骨の関心部位断面像をもとに、該断面の穿孔度指標を
計測する手法について、図２〜４を参照して詳細に説明
する。
検骨の関心部位断面像をもとに、該断面の穿孔度指標を
計測する手法について、図２〜４を参照して詳細に説明
する。
【００２９】穿孔度計測画像処理のフローチャートを図
２に、説明図を図３に示す。μＸ線ＣＴ装置により撮影
された被検骨の関心部位断面像は、画像処理装置に入力
され、原画像となる。原画像を２値化した後に、数５に
より骨部０次モーメントを算出する。
２に、説明図を図３に示す。μＸ線ＣＴ装置により撮影
された被検骨の関心部位断面像は、画像処理装置に入力
され、原画像となる。原画像を２値化した後に、数５に
より骨部０次モーメントを算出する。
【数５】ｍ00＝ΣiΣjφ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 ただし、骨部 ：φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝１ それ以外：φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝０
【００３０】原画像の２値化方法としては、例えば判別
分析法を用いることができる。判別分析法とは、画像中
の画素をある閾値でクラス分けしたときに、各クラスの
画素の輝度のばらつきが小さく、クラス間のばらつきが
大きくなるような閾値によって２値化する方法のことで
ある。
分析法を用いることができる。判別分析法とは、画像中
の画素をある閾値でクラス分けしたときに、各クラスの
画素の輝度のばらつきが小さく、クラス間のばらつきが
大きくなるような閾値によって２値化する方法のことで
ある。
【００３１】さらに詳細には、各クラスの画素の輝度の
ばらつきを表す指標としては、クラス内分散δＷ2 を用
いる。 δＷ2＝ω1σ1 2＋ω2σ2 2 ただし、 ω1 ： クラス１の画素数 σ1 ： クラス１の画素の輝度の分散 ω2 ： クラス２の画素数 σ2 ： クラス２の画素の輝度の分散
ばらつきを表す指標としては、クラス内分散δＷ2 を用
いる。 δＷ2＝ω1σ1 2＋ω2σ2 2 ただし、 ω1 ： クラス１の画素数 σ1 ： クラス１の画素の輝度の分散 ω2 ： クラス２の画素数 σ2 ： クラス２の画素の輝度の分散
【００３２】また、クラス間のばらつきを表す指標とし
てはクラス間分散δＢ2を用いる。 δＢ2＝ω1ω2（Ｍ1−Ｍ2）2 ただし、 Ｍ1 ： クラス１の画素の輝度の平均 Ｍ2 ： クラス２の画素の輝度の平均 δＢ2とδＷ2の比である分散比Ｆ0が最大になるような
閾値を求める。 Ｆ0＝δＢ2／δＷ2 この閾値によって２値化する方法を判別分析法という。
てはクラス間分散δＢ2を用いる。 δＢ2＝ω1ω2（Ｍ1−Ｍ2）2 ただし、 Ｍ1 ： クラス１の画素の輝度の平均 Ｍ2 ： クラス２の画素の輝度の平均 δＢ2とδＷ2の比である分散比Ｆ0が最大になるような
閾値を求める。 Ｆ0＝δＢ2／δＷ2 この閾値によって２値化する方法を判別分析法という。
【００３３】ついで、数６及び数７により骨部１次モー
メントを計算し、さらに数８により重心点Ｇを算出す
る。
メントを計算し、さらに数８により重心点Ｇを算出す
る。
【数６】 ｍ10＝ΣiΣjｊ・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 （Ｘ方向）
【数７】 ｍ01＝ΣiΣjｉ・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 （Ｙ方向）
【数８】
【００３４】該重心点Ｇを回転中心とし、例えば数９に
よって定義される骨部断面２次モーメントが最大になる
ような基準角度θだけ画像を回転する。
よって定義される骨部断面２次モーメントが最大になる
ような基準角度θだけ画像を回転する。
【数９】 ｍ20＝ΣiΣj（ｊ−ｇy）2・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕
【００３５】尚、各関数等の以下のとおりであるある。 ｆ（ｉ，ｊ） ： 座標（ｉ，ｊ）における画素の輝度 φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕： 座標（ｉ，ｊ）が骨部のときは φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝１ 座標（ｉ，ｊ）が骨部でないときは φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝０ Ｇ ： 重心点を示す。その座標値は（ｇx，ｇy）である。
【００３６】該回転後の画像において、骨梁上の基準点
Ｐを任意に決定する。ついで、該基準点Ｐを始点とし海
綿骨部を横断するような任意の直線Ｌを設定する。該直
線Ｌのみを含む画像と、該２値化画像の積をとる。結果
的に、ｋ箇所の骨梁切辺が抽出される。該ｋ箇所の骨梁
切辺長ｔｃｌを計測する。
Ｐを任意に決定する。ついで、該基準点Ｐを始点とし海
綿骨部を横断するような任意の直線Ｌを設定する。該直
線Ｌのみを含む画像と、該２値化画像の積をとる。結果
的に、ｋ箇所の骨梁切辺が抽出される。該ｋ箇所の骨梁
切辺長ｔｃｌを計測する。
【００３７】該基準点Ｐを統計的に充分な回数ｌ、例え
ば１００回移動させ、各々の点Ｐについて該直線Ｌを統
計的に充分な回数ｍ、例えば３６回設定する。これら各
々について、該骨梁切辺長を計測する。したがって骨梁
切辺長は ｔｃｌ［ｌ］［ｍ］［ｋ］ の配列結果を得る。得られた計測結果の分布例を図４に
示す。
ば１００回移動させ、各々の点Ｐについて該直線Ｌを統
計的に充分な回数ｍ、例えば３６回設定する。これら各
々について、該骨梁切辺長を計測する。したがって骨梁
切辺長は ｔｃｌ［ｌ］［ｍ］［ｋ］ の配列結果を得る。得られた計測結果の分布例を図４に
示す。
【００３８】上記と同様に、骨髄部について切辺長を計
測してもよい。該回転後の画像において、骨髄上の基準
点Ｐを任意に決定する。ついで、該基準点Ｐを始点とし
海綿骨部を横断するような任意の直線Ｌを設定する。該
直線Ｌのみを含む画像と、該２値化画像の否画像の積を
とる。結果的に、ｋ箇所の骨髄切辺が抽出される。該ｋ
箇所の骨髄切辺長ｍｃｌを計測する。
測してもよい。該回転後の画像において、骨髄上の基準
点Ｐを任意に決定する。ついで、該基準点Ｐを始点とし
海綿骨部を横断するような任意の直線Ｌを設定する。該
直線Ｌのみを含む画像と、該２値化画像の否画像の積を
とる。結果的に、ｋ箇所の骨髄切辺が抽出される。該ｋ
箇所の骨髄切辺長ｍｃｌを計測する。
【００３９】該基準点Ｐを統計的に充分な回数ｌ、例え
ば１００回移動させ、各々の点Ｐについて該直線Ｌを統
計的に充分な回数ｍ、例えば３６回設定する。これら各
々について、該骨髄切辺長を計測する。したがって骨髄
切辺長は ｍｃｌ［ｌ］［ｍ］［ｋ］ の配列結果を得る。
ば１００回移動させ、各々の点Ｐについて該直線Ｌを統
計的に充分な回数ｍ、例えば３６回設定する。これら各
々について、該骨髄切辺長を計測する。したがって骨髄
切辺長は ｍｃｌ［ｌ］［ｍ］［ｋ］ の配列結果を得る。
【００４０】該分布の特徴を表す指標の一例としては、
平均値・最大値６・最小値７・標準偏差もしくはこれら
を用いて計算した指標、あるいはフーリエ解析等のパタ
ーン解析結果が考えられる。
平均値・最大値６・最小値７・標準偏差もしくはこれら
を用いて計算した指標、あるいはフーリエ解析等のパタ
ーン解析結果が考えられる。
【００４１】次に、μＸ線ＣＴ装置により撮影された被
検骨の関心部位断面像をもとに、該断面の細線化指標を
計測する手法について図５〜６を参照して詳細に説明す
る。
検骨の関心部位断面像をもとに、該断面の細線化指標を
計測する手法について図５〜６を参照して詳細に説明す
る。
【００４２】細線化指標計測画像処理のフローチャート
を図５に、説明図を図６に示す。μＸ線ＣＴ装置により
撮影された被検骨の関心部位断面像は、画像処理装置に
入力され、原画像となる。原画像を例えば判別分析法に
より２値化した後に、数１０により骨部０次モーメント
を算出する。ついで、数１１及び数１２により骨部１次
モーメントを計算し、さらに数１３により重心点Ｇを算
出する。
を図５に、説明図を図６に示す。μＸ線ＣＴ装置により
撮影された被検骨の関心部位断面像は、画像処理装置に
入力され、原画像となる。原画像を例えば判別分析法に
より２値化した後に、数１０により骨部０次モーメント
を算出する。ついで、数１１及び数１２により骨部１次
モーメントを計算し、さらに数１３により重心点Ｇを算
出する。
【数１０】 ｍ00＝ΣiΣj φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 ただし、骨部 ：φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝１ それ以外：φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝０
【数１１】 ｍ10＝ΣiΣjｊ・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 （Ｘ方向）
【数１２】 ｍ01＝ΣiΣjｉ・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 （Ｙ方向）
【数１３】
【００４３】該重心点Ｇを回転中心とし、例えば数１４
によって定義される骨部断面２次モーメントが最大にな
るような基準角度θだけ画像を回転する。
によって定義される骨部断面２次モーメントが最大にな
るような基準角度θだけ画像を回転する。
【数１４】 ｍ20＝ΣiΣj（ｊ−ｇy）2・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕
【００４４】該回転後の画像に対して細線化処理を施
す。細線化手法の主な例としては、Ｈｉｌｄｉｔｃｈの
方法等がある。細線化処理によって得られた画像をもと
に分岐点数、フリーエンド数、閉曲線数の少なくとも１
指標を計数する。該分岐点数の計測は、３方向分岐及び
４方向分岐及びその他の分岐を別々に計数してもよい。
す。細線化手法の主な例としては、Ｈｉｌｄｉｔｃｈの
方法等がある。細線化処理によって得られた画像をもと
に分岐点数、フリーエンド数、閉曲線数の少なくとも１
指標を計数する。該分岐点数の計測は、３方向分岐及び
４方向分岐及びその他の分岐を別々に計数してもよい。
【００４５】最後に、μＸ線ＣＴ装置により撮影された
被検骨の関心部位断面像をもとに、該断面の細線化指標
を計測する手法について図７〜９を参照して詳細に説明
する。
被検骨の関心部位断面像をもとに、該断面の細線化指標
を計測する手法について図７〜９を参照して詳細に説明
する。
【００４６】量的指標計測画像処理のフローチャートを
図７に、説明図を図８に示す。μＸ線ＣＴ装置により撮
影された被検骨の関心部位断面像は、画像処理装置に入
力され、原画像となる。原画像は、該画像処理装置にて
例えば判別分析法により２値化される。得られた２値化
画像について数１５で定義される骨部０次モーメント
（断面積）を計算する。
図７に、説明図を図８に示す。μＸ線ＣＴ装置により撮
影された被検骨の関心部位断面像は、画像処理装置に入
力され、原画像となる。原画像は、該画像処理装置にて
例えば判別分析法により２値化される。得られた２値化
画像について数１５で定義される骨部０次モーメント
（断面積）を計算する。
【数１５】ｍ00＝ΣiΣjφ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 ただし、骨部 ：φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝１ それ以外：φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕＝０
【００４７】ついで、数１６及び数１７により骨部１次
モーメントを計算する。
モーメントを計算する。
【数１６】 ｍ10＝ΣiΣjｊ・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 （Ｘ方向）
【数１７】 ｍ01＝ΣiΣjｉ・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕 （Ｙ方向）
【００４８】さらに、数１８より重心座標を計算する。
【数１８】
【００４９】得られた重心座標をもとに骨部断面２次モ
ーメントを計算するが、該断面２次モーメントは、曲げ
中心線の角度によって計算結果が異なる。そこで、計測
画像を徐々に回転し、回転する度に断面２次モーメント
を計算する。１８０度回転することで最小及び最大の断
面２次モーメントが計算できる。骨部断面２次モーメン
トの計算式を数１９に示す。計算結果の例を図９に示
す。この図におけるＩmax８、Ｉmin９を代表指標とす
る。
ーメントを計算するが、該断面２次モーメントは、曲げ
中心線の角度によって計算結果が異なる。そこで、計測
画像を徐々に回転し、回転する度に断面２次モーメント
を計算する。１８０度回転することで最小及び最大の断
面２次モーメントが計算できる。骨部断面２次モーメン
トの計算式を数１９に示す。計算結果の例を図９に示
す。この図におけるＩmax８、Ｉmin９を代表指標とす
る。
【数１９】 ｍ20＝ΣiΣj（ｊ−ｇy）2・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕
【００５０】骨部極慣性モーメントも該骨部断面２次モ
ーメントと同様に、理論的には図形が回転しても計測結
果は変わらないが、画像処理によって計測するため若干
計測結果が変化する。したがって、該骨部断面２次モー
メントが最大となるような基準角度だけ画像を回転し
て、数２０により骨部極慣性モーメントを計測する。
ーメントと同様に、理論的には図形が回転しても計測結
果は変わらないが、画像処理によって計測するため若干
計測結果が変化する。したがって、該骨部断面２次モー
メントが最大となるような基準角度だけ画像を回転し
て、数２０により骨部極慣性モーメントを計測する。
【数２０】ｍ30＝ΣiΣj｛（ｊ−ｇy）2＋（ｉ−
ｇx）2｝・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕
ｇx）2｝・φ〔ｆ（ｉ，ｊ）〕
【００５１】重心座標は、実際には密度情報を負荷すべ
きと考えられるので、該２値化画像と、原画像の積をと
った画像について、数２１によって骨部０次モーメント
を、さらに数２２及び数２３によって骨部１次モーメン
トを計算する。ついで、数２４により重心座標を求め
る。該重心座標をもとに上述の骨部断面積・骨部断面２
次モーメント・骨部極慣性２次モーメントを計算しても
よい。
きと考えられるので、該２値化画像と、原画像の積をと
った画像について、数２１によって骨部０次モーメント
を、さらに数２２及び数２３によって骨部１次モーメン
トを計算する。ついで、数２４により重心座標を求め
る。該重心座標をもとに上述の骨部断面積・骨部断面２
次モーメント・骨部極慣性２次モーメントを計算しても
よい。
【数２１】ｍ’00＝ΣiΣjｆ（ｉ，ｊ）
【数２２】 ｍ’10＝ΣiΣjｊ・ｆ（ｉ，ｊ） （Ｘ方向）
【数２３】 ｍ’01＝ΣiΣjｉ・ｆ（ｉ，ｊ） （Ｙ方向）
【数２４】
【００５２】得られた重心座標をもとに骨部断面２次モ
ーメントを計算するが、該断面２次モーメントは、曲げ
中心線の角度によって計算結果が異なる。そこで、計測
画像を徐々に回転し、回転する度に断面２次モーメント
を計算する。１８０度回転することで最小及び最大の断
面２次モーメントが計算できる。骨断面２次モーメント
計算結果におけるＩmax、Ｉminを代表指標とする。
ーメントを計算するが、該断面２次モーメントは、曲げ
中心線の角度によって計算結果が異なる。そこで、計測
画像を徐々に回転し、回転する度に断面２次モーメント
を計算する。１８０度回転することで最小及び最大の断
面２次モーメントが計算できる。骨断面２次モーメント
計算結果におけるＩmax、Ｉminを代表指標とする。
【００５３】該重心座標をもとに、数２５により骨部断
面２次モーメントを計算する。
面２次モーメントを計算する。
【数２５】 ｍ’20＝ΣiΣj（ｊ−ｇy）2・ｆ（ｉ，ｊ）
【００５４】骨部極慣性モーメントも該骨部断面２次モ
ーメントと同様に、理論的には図形が回転しても計測結
果は変わらないが、画像処理によって計測するため若干
計測結果が変化する。したがって、該骨部断面２次モー
メントが最大となるような基準角度だけ画像を回転し
て、数２６により骨部極慣性モーメントを計測する。
ーメントと同様に、理論的には図形が回転しても計測結
果は変わらないが、画像処理によって計測するため若干
計測結果が変化する。したがって、該骨部断面２次モー
メントが最大となるような基準角度だけ画像を回転し
て、数２６により骨部極慣性モーメントを計測する。
【数２６】ｍ’30＝ΣiΣj｛（ｊ−ｇy）2＋（ｉ−
ｇx）2｝・ｆ（ｉ，ｊ）
ｇx）2｝・ｆ（ｉ，ｊ）
【００５５】次に、世界的によく知られている手法であ
る定量的Ｘ線断層写真（ＱＣＴ：Quantitative Comput
ed Tomography）撮影技術について説明する。
る定量的Ｘ線断層写真（ＱＣＴ：Quantitative Comput
ed Tomography）撮影技術について説明する。
【００５６】密度が違う２種類以上の物質を、好ましく
は同時にＣＴ撮影し、各々のＣＴ値と実際の密度を対比
させることで、被検部位のＣＴ値をＳＩ単位系〔ｇ／ｃ
ｍ3〕に変換する方法のことを指す。中でも生体の骨密
度を計測する際等には、軟部組織をキャンセルしたいか
どうかでＳＥＱＣＴ（ Single Energy QuantitativeCom
puted Tomography）とＤＥＱＣＴ（ Dual Energy Quant
itative ComputedTomography）が使い分けられているの
が現状である。これらどちらの手法を用いてもよいが、
一般的なＳＥＱＣＴ手法により、被検骨の関心断面のＣ
Ｔ画像における各画素のＣＴ値をＳＩ単位系〔ｇ／ｃｍ
3〕に変換する。上記のようにして得られたＳＩ単位系
のＣＴ値によって重み付けされた骨部０次モーメント、
骨部１次モーメント、重心座標、骨部断面２次モーメン
ト、骨部極慣性モーメントを求めてもよい。得られた密
度画像の各画素密度を Ｆ（ｉ，ｊ）と表す。したがっ
て、骨部０次モーメントは数２７により、骨部１次モー
メントは数２８及び数２９により、重心座標は数３０に
より計算できる。
は同時にＣＴ撮影し、各々のＣＴ値と実際の密度を対比
させることで、被検部位のＣＴ値をＳＩ単位系〔ｇ／ｃ
ｍ3〕に変換する方法のことを指す。中でも生体の骨密
度を計測する際等には、軟部組織をキャンセルしたいか
どうかでＳＥＱＣＴ（ Single Energy QuantitativeCom
puted Tomography）とＤＥＱＣＴ（ Dual Energy Quant
itative ComputedTomography）が使い分けられているの
が現状である。これらどちらの手法を用いてもよいが、
一般的なＳＥＱＣＴ手法により、被検骨の関心断面のＣ
Ｔ画像における各画素のＣＴ値をＳＩ単位系〔ｇ／ｃｍ
3〕に変換する。上記のようにして得られたＳＩ単位系
のＣＴ値によって重み付けされた骨部０次モーメント、
骨部１次モーメント、重心座標、骨部断面２次モーメン
ト、骨部極慣性モーメントを求めてもよい。得られた密
度画像の各画素密度を Ｆ（ｉ，ｊ）と表す。したがっ
て、骨部０次モーメントは数２７により、骨部１次モー
メントは数２８及び数２９により、重心座標は数３０に
より計算できる。
【数２７】Ｍ00＝ΣiΣjＦ（ｉ，ｊ）
【数２８】 Ｍ10＝ΣiΣjｊ・Ｆ（ｉ，ｊ） （Ｘ方向）
【数２９】 Ｍ01＝ΣiΣjｉ・Ｆ（ｉ，ｊ） （Ｙ方向）
【数３０】
【００５７】得られた重心座標をもとに骨部断面２次モ
ーメントを計算するが、該断面２次モーメントは、曲げ
中心線の角度によって計算結果が異なる。そこで、計測
画像を徐々に回転し、回転する度に断面２次モーメント
を計算する。１８０度回転することで最小及び最大の断
面２次モーメントが計算できる。骨断面２次モーメント
計算結果におけるＩmax、Ｉminを代表指標とする。
ーメントを計算するが、該断面２次モーメントは、曲げ
中心線の角度によって計算結果が異なる。そこで、計測
画像を徐々に回転し、回転する度に断面２次モーメント
を計算する。１８０度回転することで最小及び最大の断
面２次モーメントが計算できる。骨断面２次モーメント
計算結果におけるＩmax、Ｉminを代表指標とする。
【００５８】該重心座標をもとに、数３１により骨部断
面２次モーメントを計算する。
面２次モーメントを計算する。
【数３１】 Ｍ20＝ΣiΣj（ｊ−Ｇy）2・Ｆ（ｉ，ｊ）
【００５９】骨部極慣性モーメントも該骨部断面２次モ
ーメントと同様に、理論的には図形が回転しても計測結
果は変わらないが、画像処理によって計測するため若干
計測結果が変化する。したがって、該骨部断面２次モー
メントが最大となるような基準角度だけ画像を回転し
て、数３２により骨部極慣性モーメントを計測する。
ーメントと同様に、理論的には図形が回転しても計測結
果は変わらないが、画像処理によって計測するため若干
計測結果が変化する。したがって、該骨部断面２次モー
メントが最大となるような基準角度だけ画像を回転し
て、数３２により骨部極慣性モーメントを計測する。
【数３２】Ｍ30＝ΣiΣj｛（ｊ−Ｇy）2＋（ｉ−
Ｇx）2｝・Ｆ（ｉ，ｊ）
Ｇx）2｝・Ｆ（ｉ，ｊ）
【００６０】本発明の骨計測装置は、かかる骨計測方法
を実施するための構成を有することを特徴としている。
図１０は、本発明の骨計測装置の態様例として模式的に
示したものである。なお、本計測装置はＣＴ装置のコン
ピュータ手段と兼用させることも可能である。
を実施するための構成を有することを特徴としている。
図１０は、本発明の骨計測装置の態様例として模式的に
示したものである。なお、本計測装置はＣＴ装置のコン
ピュータ手段と兼用させることも可能である。
【００６１】図１０において、μＸ線ＣＴ撮影で得た画
像を加工したり種々の指標を計測するための画像処理手
段１０と、画像処理開始等の命令を入力するための入力
手段１１と、入力した命令を表示するための表示手段１
２と、画像処理が開始されμＸ線ＣＴ撮影で得た画像が
加工されていく過程を表示するための画像表示手段１３
と、得られた計測結果を出力するための出力手段１４と
を供えたものである。
像を加工したり種々の指標を計測するための画像処理手
段１０と、画像処理開始等の命令を入力するための入力
手段１１と、入力した命令を表示するための表示手段１
２と、画像処理が開始されμＸ線ＣＴ撮影で得た画像が
加工されていく過程を表示するための画像表示手段１３
と、得られた計測結果を出力するための出力手段１４と
を供えたものである。
【００６２】本発明の骨計測装置は、影像記憶手段１５
を具備することが好ましい。かかる影像記憶手段として
は、μＸ線ＣＴ撮影によって得られた画像でのＣＴ値の
大小に関するデジタル信号を撮影した断面内の位置に対
応させたデータ群を記憶し得るものであればいかなるも
のであってもよく、骨計測の目的に応じてその記憶メモ
リサイズを選ぶ。具体例としては、μＸ線ＣＴ撮影によ
って得た各画素のＣＴ値が２バイトの画像であれば、１
Ｍバイト程度のイメージメモリのごときコンピュータ手
段等があげられる。
を具備することが好ましい。かかる影像記憶手段として
は、μＸ線ＣＴ撮影によって得られた画像でのＣＴ値の
大小に関するデジタル信号を撮影した断面内の位置に対
応させたデータ群を記憶し得るものであればいかなるも
のであってもよく、骨計測の目的に応じてその記憶メモ
リサイズを選ぶ。具体例としては、μＸ線ＣＴ撮影によ
って得た各画素のＣＴ値が２バイトの画像であれば、１
Ｍバイト程度のイメージメモリのごときコンピュータ手
段等があげられる。
【００６３】また、本発明の装置には、μＸ線ＣＴ撮影
によって得た断面像を用いて骨計測を行うための種々の
処理を行う演算手段１６が具備されている。
によって得た断面像を用いて骨計測を行うための種々の
処理を行う演算手段１６が具備されている。
【００６４】また、本発明の装置には図１０に示すごと
く記憶手段によって記憶された被検骨の影像を画像とし
て表示するためのＣＲＴ（Cathode Ray Tube）のごとき
画像表示手段１３と、表示された被検骨の画像において
骨計測に必要な基準ポイントを入力するためのポイント
入力手段１７と、入力された基準ポイントを用いて記憶
された被検骨の影像に関する骨計測のための演算を行う
ための演算手段１６が具備されている。
く記憶手段によって記憶された被検骨の影像を画像とし
て表示するためのＣＲＴ（Cathode Ray Tube）のごとき
画像表示手段１３と、表示された被検骨の画像において
骨計測に必要な基準ポイントを入力するためのポイント
入力手段１７と、入力された基準ポイントを用いて記憶
された被検骨の影像に関する骨計測のための演算を行う
ための演算手段１６が具備されている。
【００６５】かかる画像表示手段１３としては、影像記
憶手段１５に記憶されたデジタル信号と位置の関係から
なるデータ群を画像として表示し得るものであればいか
なるものであってもよく、具体的には解像度及びコスト
から好適な例としてはＣＲＴ等があげられる。
憶手段１５に記憶されたデジタル信号と位置の関係から
なるデータ群を画像として表示し得るものであればいか
なるものであってもよく、具体的には解像度及びコスト
から好適な例としてはＣＲＴ等があげられる。
【００６６】ポイント入力手段１７としては、画像表示
手段１３において基準ポイントとして位置を特定して入
力することができればいかなるものであってもよく、具
体例としては図１０に１７として示したごときカーソル
位置表示指示制御手段や、ライトペン型入力手段、マウ
ス型入力手段、タッチパネルにより外部より入力する方
法並びに記憶された被検骨の影像から自動的に入力する
方法などがあげられる。
手段１３において基準ポイントとして位置を特定して入
力することができればいかなるものであってもよく、具
体例としては図１０に１７として示したごときカーソル
位置表示指示制御手段や、ライトペン型入力手段、マウ
ス型入力手段、タッチパネルにより外部より入力する方
法並びに記憶された被検骨の影像から自動的に入力する
方法などがあげられる。
【００６７】また、本発明の骨計測装置における骨計測
結果の出力手段１４としては、演算によって得られた計
測結果を出力できるものであればいかなるものであって
もよく、具体例としてはハードコピーにはドット式イン
クプリンタ、サーマルプリンタ、レーザプリンタ、ビデ
オプリンタ、その他のＣＲＴ画面等があげられる。
結果の出力手段１４としては、演算によって得られた計
測結果を出力できるものであればいかなるものであって
もよく、具体例としてはハードコピーにはドット式イン
クプリンタ、サーマルプリンタ、レーザプリンタ、ビデ
オプリンタ、その他のＣＲＴ画面等があげられる。
【００６８】
【発明の効果】本発明は、被検骨の関心断面を微小フォ
ーカスＸ線ＣＴ撮影し、得られた画像を画像処理装置に
入力することで、骨強度評価指標のうち特に骨構造に関
する穿孔度指標、細線化指標、量的指標を計測すること
ができる。結果として、非破壊的、かつ、微視的に被検
骨断面像を観察できるため、より正確かつ迅速な骨構造
評価ができる。ひいては、より正確かつ迅速な骨強度評
価ができる。
ーカスＸ線ＣＴ撮影し、得られた画像を画像処理装置に
入力することで、骨強度評価指標のうち特に骨構造に関
する穿孔度指標、細線化指標、量的指標を計測すること
ができる。結果として、非破壊的、かつ、微視的に被検
骨断面像を観察できるため、より正確かつ迅速な骨構造
評価ができる。ひいては、より正確かつ迅速な骨強度評
価ができる。
【図１】μＸ線ＣＴ装置及びμＸ線ＣＴ装置を使った断
面像取得方法の説明図
面像取得方法の説明図
【図２】穿孔度計測の画像処理フローチャート
【図３】穿孔度計測の説明図
【図４】骨梁切辺長計測結果の分布例
【図５】細線化指標計測の画像処理フローチャート
【図６】細線化指標計測の説明図
【図７】量的指標計測の画像処理フローチャート
【図８】量的指標計測の説明図
【図９】骨部断面２次モーメントの計算結果の例
【図１０】本発明の骨計測装置の態様例
１ Ｘ線管 ２ 回転型陽極 ３ 被検骨 ４ スリット ５ センサ ６ 最大値 ７ 最小値 ８ Ｉmax ９ Ｉmin １０ 画像処理手段 １１ 入力手段 １２ 表示手段 １３ 画像表示手段 １４ 出力手段 １５ 影像記憶手段 １６ 演算手段 １７ ポイント入力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−138854（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338459（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−126837（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236630（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236629（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236628（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−148143（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−269434（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−164129（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−76553（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−284020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216549（ＪＰ，Ａ) 特表 平９−507129（ＪＰ，Ａ) Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔ ｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒ ａｐｈｙ，15［１］（1991）（米）ｐ. 133−139 ＣＬＩＮＩＣＡＬ ＣＡＬＣＩＵＭ, ２［８］（1992）、福永、ｐ．1083− 1088 ホルモンと臨床、43［８］（1995）、 藤井、藤田、ｐ．791−796 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 6/00 - 6/14 G06F 19/00
Claims (1)
- 【請求項１】 被検骨の関心断面を、微小フォーカスＸ
線断層写真撮影して得た画像を入力画像とし、該入力画
像を２値化して骨部のみを抽出した画像について細線化
処理を施し、分岐点数、ループ数、フリーエンド数の少
なくとも１指標を計測することを特徴とする骨計測方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28577795A JP3229179B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 骨計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28577795A JP3229179B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 骨計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09122107A JPH09122107A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3229179B2 true JP3229179B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=17695938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28577795A Expired - Fee Related JP3229179B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 骨計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229179B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4748405B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2011-08-17 | 学校法人日本大学 | 物質硬さ測定装置 |
| JP2005304872A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Hirokazu Gesso | 骨折予知判定システム及び骨折予知判定方法 |
| RU2511430C2 (ru) * | 2012-04-19 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Парафарм" | Способ диагностики остеопороза, методом определения динамики закрытия полостных образований для оценки эффективности применения различных остеопротекторов |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP28577795A patent/JP3229179B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ＣＬＩＮＩＣＡＬ ＣＡＬＣＩＵＭ，２［８］（１９９２）、福永、ｐ．１０８３−１０８８ |
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，１５［１］（１９９１）（米）ｐ．１３３−１３９ |
| ホルモンと臨床、４３［８］（１９９５）、藤井、藤田、ｐ．７９１−７９６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09122107A (ja) | 1997-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Müller et al. | Morphometric analysis of noninvasively assessed bone biopsies: comparison of high-resolution computed tomography and histologic sections | |
| Rüegsegger et al. | A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture | |
| CN107533019B (zh) | X射线装置、数据处理装置及数据处理方法 | |
| Caligiuri et al. | Multifractal radiographic analysis of osteoporosis | |
| US6249692B1 (en) | Method for diagnosis and management of osteoporosis | |
| Cooper et al. | Effect of voxel size on 3D micro-CT analysis of cortical bone porosity | |
| Luo et al. | Relationship between plain radiographic patterns and three-dimensional trabecular architecture in the human calcaneus | |
| EP0228785B1 (en) | Bone evaluation method | |
| Pulkkinen et al. | Experimental hip fracture load can be predicted from plain radiography by combined analysis of trabecular bone structure and bone geometry | |
| US20030133601A1 (en) | Automated method and system for the differentiation of bone disease on radiographic images | |
| Lespessailles et al. | Fractal analysis of bone texture on os calcis radiographs compared with trabecular microarchitecture analyzed by histomorphometry | |
| US7801350B2 (en) | Method for absorptiometry radiographic imaging using a three-dimensional generic model | |
| EP3612095B1 (en) | Beam hardening correction in x-ray dark-field imaging | |
| Genant et al. | Advanced imaging of the macrostructure and microstructure of bone | |
| JP3229179B2 (ja) | 骨計測方法 | |
| JP3229200B2 (ja) | 骨計測方法 | |
| JP3258233B2 (ja) | 骨計測方法 | |
| Lopes et al. | Evaluation of a microtomography system with an X-ray microfocus tube | |
| JPH09266905A (ja) | 骨計測方法 | |
| Thevenot et al. | Structural asymmetry between the hips and its relation to experimental fracture type | |
| JP3238626B2 (ja) | 骨計測方法 | |
| Qu et al. | A general method for cupping artifact correction of cone-beam breast computed tomography images | |
| Shahzad et al. | Detection of osteoporosis in defected bones using RADTorch and deep learning techniques | |
| Clausing et al. | Measuring Young's modulus of single trabeculae in cancellous bone using a two-point bending test | |
| Dendere et al. | Computed digital absorptiometry for measurement of phalangeal bone mineral mass on a slot-scanning digital radiography system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070907 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080907 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090907 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090907 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130907 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |