JP7067335B2 - 医用画像処理装置及び医用画像撮影システム - Google Patents
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Description
被写体が撮影されたモアレ画像データから生成される再構成画像データから、当該被写体の骨特性指標として、骨梁連結度、骨梁幅、骨梁本数、石灰化度、類骨量、皮質骨幅及び皮質骨多孔度の少なくとも1つを算出する第1の骨特性指標算出部を備える。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記被写体の撮影部位及び撮影条件の少なくとも一方に基づいて、前記骨特性指標を補正する。
前記再構成画像データから、前記被写体の骨密度又は骨塩量を算出する第2の骨特性指標算出部と、
前記第1の骨特性指標算出部により算出された骨特性指標と、前記算出された骨密度又は骨塩量とを、重みづけ係数を用いて加算して前記被写体の骨強度指標を算出する骨強度指標算出部と、を備える。
前記骨強度指標算出部は、前記被写体の撮影部位及び撮影条件の少なくとも一方に基づいて、前記骨強度指標を補正する。
前記骨強度指標算出部は、前記再構成画像データの計測対象領域を分割した複数の小領域ごとに前記骨強度指標を算出し、算出した複数の骨強度指標の統計量を算出する。
前記再構成画像データから、前記被写体の骨梁異方度を算出する第3の骨特性指標算出部を備え、
前記骨強度指標算出部は、前記第1の骨特性指標算出部により算出された少なくとも1つの骨特性指標と、前記算出された骨密度又は骨塩量と、前記算出された骨梁異方度とを、重みづけ係数を用いて加算して前記被写体の骨強度指標を算出する骨強度指標算出部を備える。
前記第3の骨特性指標算出部は、前記被写体の骨荷重方向の平行方向及び直交方向に格子のスリット方向が配置された前記再構成画像データとしての2つの小角散乱画像データの信号値の比を前記骨梁異方度として算出する。
前記モアレ画像データの撮影時の前記被写体を基準とする格子のスリット方向の角度を、前記被写体の骨荷重方向を基準とする角度にするように、前記再構成画像データの信号値又は前記骨特性指標を補正する補正部を備える。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとして微分位相画像データを用いて前記骨梁連結度を算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとして微分位相画像データのプロファイルにおいて、所定の閾値を超える画素数に基づいて前記骨梁本数を算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとして微分位相画像データのプロファイルの周波数解析をし、骨梁に対応する空間周波数内で最もスペクトル強度が高い空間周波数に対応する長さを前記骨梁幅として算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記被写体に対する格子のスリット方向の角度が互いに90°異なる前記再構成画像データとしての2つの微分位相画像データを2乗加算した合成微分位相画像データを用いて、前記骨梁連結度、前記骨梁本数及び前記骨梁幅の少なくとも1つを算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記被写体に対する格子のスリット方向の角度が互いに90°異なる前記再構成画像データとしての2つの小角散乱画像データを2乗加算した合成小角散乱画像データを用いて、前記石灰化度を算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとしての小角散乱画像データの平均信号値を前記石灰化度として算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記小角散乱画像データより取得された石灰化度に前記再構成画像データとしての吸収画像データを用いて算出した補正係数をかけて補正する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データの計測対象領域を分割した複数の小領域ごとに当該骨特性指標を算出し、算出した複数の骨特性指標の統計量を算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとしての微分位相画像データを積分処理した位相画像データと前記再構成画像データとしての吸収画像データとの差分画像データの骨梁領域内の信号積算値又は信号値の平均値を前記類骨量として算出する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データの皮質骨及び海綿骨を含むプロファイルから前記皮質骨幅を取得する。
前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとしての小角散乱画像データ及び吸収画像データの皮質骨内部の同一位置の計測対象領域の平均信号強度を取得し、当該取得した2つの平均信号強度の比を前記皮質骨多孔度として算出する。
請求項1から19のいずれか一項に記載の医用画像処理装置と、
前記被写体を撮影して前記モアレ画像データを生成する医用画像撮影装置と、を備え、
前記医用画像処理装置は、
前記モアレ画像データから再構成画像データを生成する生成部を備える。
図1に示すように、X線タルボ撮影装置1は、X線発生装置11と、線源格子12と、被写体台13と、第1格子14と、第2格子15と、X線検出器16と、支柱17と、基台部18と、を備える。
図1に示すように、画像処理装置2は、操作部22を介する操作者(医師、技師)の操作入力により、X線タルボ撮影装置1により得られたモアレ画像Moを用いて、被写体Hの3種類の高精細な再構成画像(吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像)を生成し、得られた再構成画像から骨特性指標、骨強度指標を算出し、表示部23に表示する。
図5~図21を参照して、X線撮影システム100、特に画像処理装置2における動作を説明する。図5は、骨強度指標算出処理を示すフローチャートである。図6は、骨特性指標計測処理を示すフローチャートである。図7は、骨梁異方度計測処理を示すフローチャートである。図8は、骨梁連結度計測処理を示すフローチャートである。図9は、骨梁幅計測処理を示すフローチャートである。図10は、骨梁本数計測処理を示すフローチャートである。図11は、石灰化度計測処理を示すフローチャートである。図12は、類骨量計測処理を示すフローチャートである。図13は、皮質骨幅計測処理を示すフローチャートである。図14は、皮質骨多孔度計測処理を示すフローチャートである。
骨強度=骨密度+骨質(骨微細構造、骨代謝回転状態、骨微小骨折、骨組織石灰化度) …(1)
また、骨強度の物理上の解釈の定義は、次式(2)で示される。
骨強度=材質因子(Caなどの骨塩の量、類骨の量、組成比)+構造因子(骨梁・皮質骨の太さや構成) …(2)
また、ステップS81で1つずつの小角散乱画像データと吸収画像データとが取得され、吸収画像から補正係数Ccを算出し石灰化度Cmを補正する構成としても良い。
1 X線タルボ撮影装置
11 X線発生装置
11a X線源
12 線源格子
120 第1のカバーユニット
112 ろ過フィルター
113 照射野絞り
114 照射野ランプ
130 第2のカバーユニット
13 被写体台
14 第1格子
15 第2格子
16 X線検出器
17 支柱
17a 緩衝部材
18 基台部
18a 固定部材
2 画像処理装置
21 制御部
22 操作部
23 表示部
Claims (20)
- 被写体が撮影されたモアレ画像データから生成される再構成画像データから、当該被写体の骨特性指標として、骨梁連結度、骨梁幅、骨梁本数、石灰化度、類骨量、皮質骨幅及び皮質骨多孔度の少なくとも1つを算出する第1の骨特性指標算出部を備える医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記被写体の撮影部位及び撮影条件の少なくとも一方に基づいて、前記骨特性指標を補正する請求項1に記載の医用画像処理装置。
- 前記再構成画像データから、前記被写体の骨密度又は骨塩量を算出する第2の骨特性指標算出部と、
前記第1の骨特性指標算出部により算出された骨特性指標と、前記算出された骨密度又は骨塩量とを、重みづけ係数を用いて加算して前記被写体の骨強度指標を算出する骨強度指標算出部と、を備える請求項1又は2に記載の医用画像処理装置。 - 前記骨強度指標算出部は、前記被写体の撮影部位及び撮影条件の少なくとも一方に基づいて、前記骨強度指標を補正する請求項3に記載の医用画像処理装置。
- 前記骨強度指標算出部は、前記再構成画像データの計測対象領域を分割した複数の小領域ごとに前記骨強度指標を算出し、算出した複数の骨強度指標の統計量を算出する請求項3又は4に記載の医用画像処理装置。
- 前記再構成画像データから、前記被写体の骨梁異方度を算出する第3の骨特性指標算出部を備え、
前記骨強度指標算出部は、前記第1の骨特性指標算出部により算出された少なくとも1つの骨特性指標と、前記算出された骨密度又は骨塩量と、前記算出された骨梁異方度とを、重みづけ係数を用いて加算して前記被写体の骨強度指標を算出する骨強度指標算出部を備える請求項3から5のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 - 前記第3の骨特性指標算出部は、前記被写体の骨荷重方向の平行方向及び直交方向に格子のスリット方向が配置された前記再構成画像データとしての2つの小角散乱画像データの信号値の比を前記骨梁異方度として算出する請求項6に記載の医用画像処理装置。
- 前記モアレ画像データの撮影時の前記被写体を基準とする格子のスリット方向の角度を、前記被写体の骨荷重方向を基準とする角度にするように、前記再構成画像データの信号値又は前記骨特性指標を補正する補正部を備える請求項1から7のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとして微分位相画像データを用いて前記骨梁連結度を算出する請求項1から8のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとして微分位相画像データのプロファイルにおいて、所定の閾値を超える画素数に基づいて前記骨梁本数を算出する請求項1から9のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとして微分位相画像データのプロファイルの周波数解析をし、骨梁に対応する空間周波数内で最もスペクトル強度が高い空間周波数に対応する長さを前記骨梁幅として算出する請求項1から10のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記被写体に対する格子のスリット方向の角度が互いに90°異なる前記再構成画像データとしての2つの微分位相画像データを2乗加算した合成微分位相画像データを用いて、前記骨梁連結度、前記骨梁本数及び前記骨梁幅の少なくとも1つを算出する請求項1から11のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記被写体に対する格子のスリット方向の角度が互いに90°異なる前記再構成画像データとしての2つの小角散乱画像データを2乗加算した合成小角散乱画像データを用いて、前記石灰化度を算出する請求項1から12のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとしての小角散乱画像データの平均信号値を前記石灰化度として算出する請求項1から12のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記小角散乱画像データより取得された石灰化度に前記再構成画像データとしての吸収画像データを用いて算出した補正係数をかけて補正する請求項13又は14に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データの計測対象領域を分割した複数の小領域ごとに当該骨特性指標を算出し、算出した複数の骨特性指標の統計量を算出する請求項1から15のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとしての微分位相画像データを積分処理した位相画像データと前記再構成画像データとしての吸収画像データとの差分画像データの骨梁領域内の信号積算値又は信号値の平均値を前記類骨量として算出する請求項1から16のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データの皮質骨及び海綿骨を含むプロファイルから前記皮質骨幅を取得する請求項1から17のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記第1の骨特性指標算出部は、前記再構成画像データとしての小角散乱画像データ及び吸収画像データの皮質骨内部の同一位置の計測対象領域の平均信号強度を取得し、当該取得した2つの平均信号強度の比を前記皮質骨多孔度として算出する請求項1から18のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 請求項1から19のいずれか一項に記載の医用画像処理装置と、
前記被写体を撮影して前記モアレ画像データを生成する医用画像撮影装置と、を備え、
前記医用画像処理装置は、
前記モアレ画像データから再構成画像データを生成する生成部を備える医用画像撮影システム。
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