JP5520078B2

JP5520078B2 - 骨密度画像提供装置

Info

Publication number: JP5520078B2
Application number: JP2010034806A
Authority: JP
Inventors: 高敬宮本
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: JP2011167388A

Description

本発明は測定された骨密度の情報を画像にて提供する装置に関する。

骨の疾病診断やその予防のために、骨密度、すなわち骨に含まれるミネラル（骨塩）の量を測定することが行われている。例えば、下記特許文献１には、Ｘ線画像に基づき、骨密度分布に関するデータを得て、これを表示する装置が記載されている。

骨は、骨の表面を覆っている皮質骨と呼ばれる部分と、皮質骨の内側にあるスポンジの様な形状の海綿骨と呼ばれる部分を有する。骨密度は疾病等の病態により減少する場合があるが、病態の種類により、骨密度の減少する部位が異なる。例えば、カルシウム不足が続いた場合や骨粗鬆症の場合においては、早期において、海綿骨の骨密度の低下が見られる。また、血液透析を行っている患者の場合や副甲状腺機能亢進症などの場合は、皮質骨の骨密度の低下が見られる。

特開２００５−３４５３９号公報

疾病診断や予防においては、測定値の絶対値よりも、被検者個人の測定値の経時的な変化が重要な場合がある。また、治療においては、治療効果の確認のために経時的な変化を把握することが重要となる。さらに、骨のどの部分において、骨密度が変化しているかを把握したいという要望がある。

本発明は、骨の部分ごとに骨密度の経時的な変化を容易に把握することができる情報を提供することを目的とする。

本発明の骨密度画像提供装置は、被検骨の骨密度分布を示す情報、この骨密度分布を測定した測定日および被検者を記憶する記憶手段と、ある被検者に関し、測定日の異なる骨密度分布を前記記憶手段より取得し、これらの骨密度分布を測定点ごとに比較し、測定点ごとに骨密度の変化量を取得する変化量取得手段と、被検骨の骨画像上に、測定点ごとの骨密度の変化量の情報を表した経時変化骨密度画像を提供する経時変化骨密度画像提供手段と、を有する。

また、経時変化骨密度画像提供手段は、測定点ごとの骨密度の変化量を表示の色により表すものとできる。骨密度変化量が色により表わされる測定点は、一部の測定点であり、その測定点を囲む四角形の中に前記色が付され、前記四角形同士は間隔があけられている。

骨の部分ごとの骨密度の経時変化を容易に把握することができる。

本実施形態の骨密度測定装置の概略構成ブロック図である。Ｘ線写真による踵部分の骨密度分布画像の一例を示す図である。骨密度の経時変化を表示するための制御フローを示す図である。Ｘ線写真による骨密度分布画像に経時変化の情報を付与した表示例を示す図である。骨密度の経時変化の程度を、測定点の数で示した図である。骨密度分布画像の位置合わせ処理に関する説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本発明に係る骨密度測定装置１０の概略を示す構成ブロック図である。骨密度測定装置１０は、Ｘ線測定装置の構成を有し、Ｘ線が骨を透過する際の減衰量に基づき骨密度（骨塩量）を算出している。骨は、筋肉や脂肪等の軟組織に覆われており、この軟組織の影響を排除するために、骨密度測定装置１０は、２種類のエネルギのＸ線を用いたＤＸＡ法により骨密度の測定を行っている。

骨密度測定装置１０は、腕、大腿、胴等の被検体１２を載置するためのベッド１４を有する。被検体１２の測定対象となる骨１６は、軟組織１８に覆われている。ベッド１４の下側には扇状のＸ線ビーム１９を出射するＸ線発生装置２０が配置されている。Ｘ線発生装置２０は、必要に応じて高エネルギＸ線、低エネルギＸ線を発生することができる。Ｘ線検出装置２２は、線状または帯状の検出領域を有し、被検体１２を透過したＸ線を検出する装置である。Ｘ線発生装置２０およびＸ線検出装置２２は、扇状Ｘ線ビーム１９が形成する面に交差する、好ましくは直交する方向に移動され、これにより２次元画像を得ることができる。Ｘ線発生装置を、Ｘ線を円錐状に照射する装置とし、Ｘ線検出装置を２次元検出装置とすれば、前記装置の移動は不要であり、直接的に２次元画像を得ることができる。

制御部２４は、本装置の動作制御およびデータ処理、その管理を行うものである。検出されたＸ線の情報に基づく骨密度の算出についても、ここで実行される。検出されたＸ線の情報に基づき、例えば図２に示すような、骨画像が得られる。Ｘ線は、骨密度に応じて減衰量が変化するため、前記の骨画像の輝度は、骨密度に対応している。よって、前記骨画像は、その輝度により骨密度分布を示す画像となっている。図２は、踵の部分が表示された画像であり、骨の各部の骨密度が各画素の輝度に対応付けられて表示されている。輝度の高い部分が骨密度の高い部分であり、暗い部分が骨密度の低い部分である。記憶部２６は、算出された骨密度を骨密度分布画像にて、被検者、対象部位および測定日等の情報と共に記憶する。表示部２８は、検出されたＸ線データ、骨密度等の情報を表示して提供する。これらの情報を印刷して提供するプリンタを設けることも可能である。

図３は、骨密度の測定から骨密度の経時変化を示す画像を表示するまでの流れを示す図である。図１に示す骨密度測定装置１０により骨密度分布の測定を行う（Ｓ１００）。このとき、測定者により、測定日、被検者を特定するための情報、測定部位（踵、大腿、前腕など）の情報も骨密度分布の情報と共に入力され、これらの情報が組になって記憶部２６に記憶される（Ｓ１０２）。被検者を特定するための情報は、被検者の氏名でもよく、また被検者に一意に対応している番号、記号でもよい。

次に、今回測定対象となった被検者に関し、今回の測定部位と同じ部位の過去の測定データが記憶部２６に記憶されているか検索を行う（Ｓ１０４）。検索でヒットしたデータがなければ終了する。検索でヒットしたデータがあれば、ヒットしたデータのリストを表示等により提供する。このリストは、少なくとも測定日を提供するものである。測定者は、このリストから、今回測定された骨密度分布の比較対象とするデータを一つ選択する（Ｓ１０６）。選択された過去の骨密度分布データと今回のデータに基づき、これらのデータ間で対応する測定点の骨密度の変化量を求める（Ｓ１０８）。変化量は、過去の骨密度値に対する今回の増加分または減少分の割合として求めてもよく、また増加分または減少分を変化量としてもよい。この変化量に基づき、今回または過去の骨密度分布の画像の各測定点に色情報を付与して、骨密度分布画像を表示部２８等を用いて提供する（Ｓ１１０）。色表示は、例えば骨密度の変化が±３％未満であれば、色情報を付与する前の骨密度分布画像の輝度情報に基づきそのまま表示する。したがって、この部分はグレースケールの表示となる。また、骨密度画像が３％以上５％未満増加した測定点には水色、５％以上増加した測定点には青色、逆に３％以上５％未満減少した測定点には橙色、５％以上減少した測定点には赤色の表示を行う。変化の程度を示す値、前記の例では３％、５％は例示であり、適切な値が設定されるべきである。また、測定者がその都度変更するようにしてもよい。また、水色、青色、無色、橙色、赤色の５段階に限らず、段階を増減させてもよい。また、骨密度の増加側を青色、減少側を赤色等とし、その程度を色調、彩度、明度で表してもよい。

図４には、骨密度分布の画像に、骨密度の経時変化を示す情報を重畳した画像表示の例が示されている。図４はグレースケール画像であるが、実際には、図示された細かい四角の中に上記の水色、青色、橙色、赤色の付与されている。また、図４の場合は、比較を行う測定点が、全ての測定点ではなく、間引かれており、その測定点の周囲の所定の四角形の領域に上記の色が付されている。変化量が３％未満の測定点については、元の骨密度分布画像をそのまま用いる。

また、図５のように、骨密度の変化の範囲ごとに測定点の数を計数し、それをグラフ化して表示してもよい。

測定時期の異なる骨密度分布画像を比較するために、これらの画像、特に評価対象となる骨の位置を合わせる必要がある。この位置合わせに関する説明を、図６を用いて行う。図６（ａ）は、人の踵部分の骨密度分布画像の、骨と軟部組織部分の境界と、軟部組織部分と空気の境界を示した図である。骨と軟部組織部分の境界が太い実線で示され、軟部組織部分と空気の境界が細い実線で示されている。図において、右下方向がアキレス腱側、左下方向がつま先側になる。踵骨３０と距骨３２の輪郭の境界点Ａでは、骨輪郭の接線の傾き（Ｙ／Ｘ）が急激に変化する。この境界点Ａの位置と、踵（かかと）付近の軟部組織部分と空気の境界線の傾きＢを基準に、二つの骨密度分布画像の位置合わせを行う。

まず、骨密度分布画像において、骨部分の画素のうち最もＹ座標が大きい画素Ｐ₁（Ｘ₁,
Ｙ_MAX）を求める。画素Ｐ₁から、骨と軟部組織の境界の傾きを各画素ごとに求める。傾きは、注目画素と、境界線上において、注目がその前後２画素ずつの５点の回帰直線の傾きとする。図６（ｂ）は、この各画素ごとの傾きを、各画素のＹ座標ごとに示した図である。画素Ｐ₁からＸ座標が最大となる画素Ｐ₂まで傾きは負の値で、その後、点Ａまでは、正である。点Ａにおいて、骨の境界線は、大きく屈曲しており、ここで傾きは再び負となる。この傾きが正から負に変わる境界の点を点Ａ（Ｘ_A，Ｙ_A）と定める。次に、踵部分の軟部組織の傾きＢを求める。Ｘ軸上の区間［Ｘ₁，Ｘ_A］において、軟部組織と空気の境界線の回帰直線を求め、この傾きをＢとする。

比較対象となる二つの骨密度分布画像の境界点Ａ、傾きＢをそれぞれ求める。過去の画像の境界点をＡ₁、傾きをＢ₁とし、今回の画像の境界点をＡ₂、傾きをＢ₂とする。二つの画像の境界点Ａ₁、Ａ₂を一致させ、この状態で一方の画像を回転させ、傾きＢ₁、Ｂ₂を一致させる。つまり、軟部組織と空気の境界線の回帰直線が一致するように、または平行となるように、画像を回転移動させる。この状態で、二つの骨密度分布画像の対応する画素の骨密度の差を求める。

上記実施形態によれば、骨密度分布画像上で、骨密度の変化を示すことができ、骨のどの部分で、どのくらい骨密度が変化したかを容易に把握することができるようになる。骨密度は、表示装置により提供する他、印刷等の保存可能な状態で提供することもできる。

１０骨密度測定装置、１２被検体、１６骨、２０Ｘ線発生装置、２２Ｘ線検出装置、２４制御部、２６記憶部、２８表示部、３０踵骨（しょうこつ）、３２距骨（きょこつ）。

Claims

被検骨の骨密度分布を示す情報と、この骨密度分布を測定した測定日と、被検者とを記憶する記憶手段と、
ある被検者に関し、測定日の異なる骨密度分布を前記記憶手段より取得し、これらの骨密度分布を測定点ごとに比較し、測定点ごとに骨密度の変化量を取得する変化量取得手段と、
被検骨の骨画像上に、測定点ごとの骨密度の変化量の情報を表した経時変化骨密度画像を提供する経時変化骨密度画像提供手段と、
を有し、
経時変化骨密度画像提供手段は、測定点ごとの骨密度の変化量を表示の色により表すものであり、
骨密度変化量が色により表わされる測定点は、一部の測定点であり、その測定点を囲む四角形の中に前記色が付され、前記四角形同士は間隔があけられている、
骨密度画像提供装置。