JPH03251234A - 骨塩定量装置 - Google Patents
骨塩定量装置Info
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- JPH03251234A JPH03251234A JP2050700A JP5070090A JPH03251234A JP H03251234 A JPH03251234 A JP H03251234A JP 2050700 A JP2050700 A JP 2050700A JP 5070090 A JP5070090 A JP 5070090A JP H03251234 A JPH03251234 A JP H03251234A
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、生体の骨に含まれる塩を定量するための骨
塩定量装置に関する。
塩定量装置に関する。
骨塩定量装置として、従来より、連続Ｘ線をフィルタを
通して単色化して生体に照射するようにしておき、Ｘ線
管の管電圧を変化させるとともにそれにともなってフィ
ルタをその管電圧に適したものに切り換え、その各々で
測定した透過Ｘ線強度から骨塩量を算出するという構成
のものが知られている。 また、連続Ｘ線を生体に照射し、生体を透過したＸ線を
計測する際に、ある範囲のエネルギー幅のＸ線だけを測
定して線吸収係数を求め骨塩量を算出するという構成の
ものも知られている。
通して単色化して生体に照射するようにしておき、Ｘ線
管の管電圧を変化させるとともにそれにともなってフィ
ルタをその管電圧に適したものに切り換え、その各々で
測定した透過Ｘ線強度から骨塩量を算出するという構成
のものが知られている。 また、連続Ｘ線を生体に照射し、生体を透過したＸ線を
計測する際に、ある範囲のエネルギー幅のＸ線だけを測
定して線吸収係数を求め骨塩量を算出するという構成の
ものも知られている。
しかしながら、管電圧の切り換えに応じてフィルタを切
り換えるものでは、フィルタ切り換えに時間がかかり、
その切り換え中に生体内部で臓器や空気が移動してしま
うことが原因となって、骨塩量を精度高く求めることが
難しいという問題がある。また、Ｘ線管電圧の各々に応
じて最適フィルタを決定する作業は面倒で、ある程度の
試行錯誤が必要な点も問題である。 また、連続Ｘ線を生体に照射し、その透過Ｘ線のあるエ
ネルギー幅の範囲のものだけを測定するものでは、２回
の曝射て１つの骨塩量しか求めていないため、精度の高
い骨塩量を求めることができないという問題がある。 この発明は、フィルタ切り換えの問題を解消し、精度の
高い骨塩量を求めることができる、骨塩◆定量装置を提
供することを目的とする。
り換えるものでは、フィルタ切り換えに時間がかかり、
その切り換え中に生体内部で臓器や空気が移動してしま
うことが原因となって、骨塩量を精度高く求めることが
難しいという問題がある。また、Ｘ線管電圧の各々に応
じて最適フィルタを決定する作業は面倒で、ある程度の
試行錯誤が必要な点も問題である。 また、連続Ｘ線を生体に照射し、その透過Ｘ線のあるエ
ネルギー幅の範囲のものだけを測定するものでは、２回
の曝射て１つの骨塩量しか求めていないため、精度の高
い骨塩量を求めることができないという問題がある。 この発明は、フィルタ切り換えの問題を解消し、精度の
高い骨塩量を求めることができる、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量定量
装置においては、Ｘ線管と、生体透過前及び透過後のＸ
線を検出してエネルギー分布を測定する手段と、Ｘ線管
の管電圧を複数のものに切り換える手段と、この管電圧
切り換えに応じて管電流と上記エネルギー分布測定手段
におけるしきい値とを切り換える手段と、しきい値で定
まるエネルギー範囲を複数の狭い幅のエネルギーバンド
に分けたときの各エネルギーバンドでの生体透過前及び
透過後のＸ線強度データの組合せを複数用いて骨塩量を
算出する手段とが備えられる。
装置においては、Ｘ線管と、生体透過前及び透過後のＸ
線を検出してエネルギー分布を測定する手段と、Ｘ線管
の管電圧を複数のものに切り換える手段と、この管電圧
切り換えに応じて管電流と上記エネルギー分布測定手段
におけるしきい値とを切り換える手段と、しきい値で定
まるエネルギー範囲を複数の狭い幅のエネルギーバンド
に分けたときの各エネルギーバンドでの生体透過前及び
透過後のＸ線強度データの組合せを複数用いて骨塩量を
算出する手段とが備えられる。
測定されるＸ線のエネルギー範囲を複数の狭い幅のエネ
ルギーバンドに分けてそれらのＸ線強度データを測定す
ることにより、単色Ｘ線を用いて得たときと同様の測定
データが得られる。そして、これら複数のエネルギーバ
ンドのデータが、１回のＸ線曝射中にＸ線管の管電圧を
切り換えることにより得られる。３つのエネルギーバン
ドについての生体透過前後のデータから骨塩量の算出が
なされる６３つのエネルギーバンドについての生体透過
前後のデータは、何組も取り出すことができるので、骨
塩量の算出結果も複数得られ、それらの平均値を求める
ことなどにより、精度の高い骨塩量を求めることができ
る。
ルギーバンドに分けてそれらのＸ線強度データを測定す
ることにより、単色Ｘ線を用いて得たときと同様の測定
データが得られる。そして、これら複数のエネルギーバ
ンドのデータが、１回のＸ線曝射中にＸ線管の管電圧を
切り換えることにより得られる。３つのエネルギーバン
ドについての生体透過前後のデータから骨塩量の算出が
なされる６３つのエネルギーバンドについての生体透過
前後のデータは、何組も取り出すことができるので、骨
塩量の算出結果も複数得られ、それらの平均値を求める
ことなどにより、精度の高い骨塩量を求めることができ
る。
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第１図において、Ｘ線管１から発生したＸ線
は、コリメータ２で整形され生体３に照射されるととも
に基準Ｘ線検出器４に入射して検出される。この基準Ｘ
線検出器４の出力は基準エネルギー幅設定器８に送られ
てエネルギー分析される。他方、生体３を透過したＸ線
はコリメータ２で整形された後、透過Ｘ線検出器５に入
射し、その出力が透過後エネルギー分布測定器９に送ら
れてエネルギー分析される。 この生体３を透過した後のＸ線エネルギー分布は、検出
器５の特性に合わせて測定される。つまりたとえばＮａ
Ｉの場合透過Ｘ線の最大エネルギーから工のに吸収端の
エネルギー（２８ＫｅＶ）の範囲が波高分析しきい値設
定装置１０によって設定され、その範囲で測定される。 また、エネルギー幅設定・組合せ設定装置１１は、その
範囲を単色Ｘ線と見なせる程度に狭い複数のエネルギー
幅のバンドに分け、その各エネルギーバンドでの生体３
の透過前と透過後のＸ線強度についての測定を基準エネ
ルギー分布測定器８及び透過後エネルギー分布測定器９
に行わせる。 管電圧設定装置６と管電流設定装置７とにより、Ｘ線管
］の管電圧と管電流とが切り換えられ、それに連動して
波高分析しきい値設定装置１０におけるしきい値設定条
件が変更される。管電圧が低いと生体３内で吸収される
ことが多くなるので、管電圧が低いとき管電流を多くし
、管電圧が高いとき少なくして、生体３を透過したＸ線
のフォトン数をおよそ同程度にして統計的誤差を小さく
するようにしている。そのため、管電圧Ｖｌ、Ｖ２ＶＢ
（Ｖｌ＞Ｖ２＞ＶＢ）としてＸ線管１からＸ線を発生
した場合の、生体３を透過する前のエネルギースペクト
ルは第２図のようになる６管電圧・管電流の切り換えシ
ーケンスはたとえば第３図のようにし、管電圧が高いと
き管電流を少なくしているにのときの管電圧の切り換え
は１／１００秒程度の短時間で行うことができる。 第３図のようにして管電圧をＶｌ、Ｖ２．ＶＢに切り換
え（同時に管電流を切り換え）でＸ線を照射した場合、
生体３を透過したＸ線のエネルギー分布は第４図Ａ、Ｂ
、Ｃのようになる。これらエネルギー分布のそれぞれに
ついて、最大エネルギーＥｌ、Ｅ２． Ｅ３から検出器
４．５の特性に応じたエネルギー範囲（上記の例では２
８ＫｅＶ）を、単色Ｘ線と見なせるエネルギー幅（たと
えば５ＫｅＶ）を持つ複数のエネルギーバンドＥ１〜Ｅ
２４に分割する。 このとき各エネルギーバンドＥ ｉ （ｉ・１．２、・
・・２４）について測定された透過Ｘ線強度をＩＥ″、
透過前のＸ線強度をｌ０Ｅｉとすると、 石ｉ Ｉ Ｅ’＝ Ｔ ｏ ”ｅｘｐ［−（μ／ρ＞＊＋・Ｍ
ｙ、ｘＥｉ ”ｒ −（μ／ρ）、、２・Ｍ、□−（μ／ρ）ｂ、、・Ｍ
ｂｍｌＥｌ ５゜ の関係が成り立つ。ここで（μ／ρ）！ｌ、（μ／ρ）
、、２、Ｅ／ （μ／ρ）ゎイはそれぞれ軟組織１．２、骨の質量減衰
係数を示し、Ｍ、、、、Ｍ、、２．Ｍ５．は軟組織１．
２、骨の単位面積当りの質量数（ｇ／ｃ−＋ｆ）を表す
。この式からｉを３つ選んで方程式を３つたてれば、３
つの未知数Ｍｌｉｌ＋Ｍｒ、□＋Ｍｂｌ１１を求めるこ
とができる。３つのｉに対するデータエＥＪｏＥｉの組
合せは、エネルギー幅設定・組合せ設定装置１１により
設定され、それらのデータが骨塩量計算装置１２に送ら
れて、上記の連立方程式が解かれ、骨塩量（Ｍｂ、、、
）の算出がなされる。この場合、３つのｉの組合せを複
数とすることにより、連立方程式自体を複数とし、その
解を複数求めてたとえば平均値を得るなどにより骨塩量
の算出精度を向上させることができる。 こうして算出された骨塩量は、ある画素についてのもの
であるから、画像表示用制御装置１３に送られてその画
素に対応して記憶される。つぎにスキャン装置１５によ
り、Ｘｌｉ管１、コリメータ２、検出器４．５のＸ線発
生・検出系を生体３に対してＸ、Ｙ方向に移動させてス
キャンし、同様に第３図のように管電圧・管電流を切り
換えて各エネルギーバンドでの測定を行い、その位置で
の画素についての骨塩量を求めてその画素に対応して記
憶する。これを繰り返すことにより骨塩量の２次元分布
が得られ、これが画像表示装置１４によって表示される
。 なお、上記の実施例では、透過Ｘ線検出器５とは別に基
準Ｘ線検出器４を用いて生体３に透過する前のＸ線を検
出しているが、生体３がＸ線ビーム上にない状態でＸ線
検出器５及びエネルギー分布測定器９を用いて測定する
ようにすれば、Ｘ線検出器４及び基準エネルギー分布測
定器８を省略することもできる。また、第３図では管電
圧を小さい方から大きい方に変化させた後、スキャンし
て再び小さい方から大きい方へと変化させることを繰り
返しているが、大きい方から小さい方へと切り換えたり
、あるいはつねに大きい方から小さい方または小さい方
から大きい方へと一方向に切り換えるのでなく、大きい
方から小さい方への切り換えと小さい方から大きい方へ
の切り換えとを交互に行うようにしたり、その順序は任
意に選ぶことが可能である。また、管電圧、管電流及び
しきい値の変化は、１サイクルの間では連続的にするこ
ともできる。
説明する。第１図において、Ｘ線管１から発生したＸ線
は、コリメータ２で整形され生体３に照射されるととも
に基準Ｘ線検出器４に入射して検出される。この基準Ｘ
線検出器４の出力は基準エネルギー幅設定器８に送られ
てエネルギー分析される。他方、生体３を透過したＸ線
はコリメータ２で整形された後、透過Ｘ線検出器５に入
射し、その出力が透過後エネルギー分布測定器９に送ら
れてエネルギー分析される。 この生体３を透過した後のＸ線エネルギー分布は、検出
器５の特性に合わせて測定される。つまりたとえばＮａ
Ｉの場合透過Ｘ線の最大エネルギーから工のに吸収端の
エネルギー（２８ＫｅＶ）の範囲が波高分析しきい値設
定装置１０によって設定され、その範囲で測定される。 また、エネルギー幅設定・組合せ設定装置１１は、その
範囲を単色Ｘ線と見なせる程度に狭い複数のエネルギー
幅のバンドに分け、その各エネルギーバンドでの生体３
の透過前と透過後のＸ線強度についての測定を基準エネ
ルギー分布測定器８及び透過後エネルギー分布測定器９
に行わせる。 管電圧設定装置６と管電流設定装置７とにより、Ｘ線管
］の管電圧と管電流とが切り換えられ、それに連動して
波高分析しきい値設定装置１０におけるしきい値設定条
件が変更される。管電圧が低いと生体３内で吸収される
ことが多くなるので、管電圧が低いとき管電流を多くし
、管電圧が高いとき少なくして、生体３を透過したＸ線
のフォトン数をおよそ同程度にして統計的誤差を小さく
するようにしている。そのため、管電圧Ｖｌ、Ｖ２ＶＢ
（Ｖｌ＞Ｖ２＞ＶＢ）としてＸ線管１からＸ線を発生
した場合の、生体３を透過する前のエネルギースペクト
ルは第２図のようになる６管電圧・管電流の切り換えシ
ーケンスはたとえば第３図のようにし、管電圧が高いと
き管電流を少なくしているにのときの管電圧の切り換え
は１／１００秒程度の短時間で行うことができる。 第３図のようにして管電圧をＶｌ、Ｖ２．ＶＢに切り換
え（同時に管電流を切り換え）でＸ線を照射した場合、
生体３を透過したＸ線のエネルギー分布は第４図Ａ、Ｂ
、Ｃのようになる。これらエネルギー分布のそれぞれに
ついて、最大エネルギーＥｌ、Ｅ２． Ｅ３から検出器
４．５の特性に応じたエネルギー範囲（上記の例では２
８ＫｅＶ）を、単色Ｘ線と見なせるエネルギー幅（たと
えば５ＫｅＶ）を持つ複数のエネルギーバンドＥ１〜Ｅ
２４に分割する。 このとき各エネルギーバンドＥ ｉ （ｉ・１．２、・
・・２４）について測定された透過Ｘ線強度をＩＥ″、
透過前のＸ線強度をｌ０Ｅｉとすると、 石ｉ Ｉ Ｅ’＝ Ｔ ｏ ”ｅｘｐ［−（μ／ρ＞＊＋・Ｍ
ｙ、ｘＥｉ ”ｒ −（μ／ρ）、、２・Ｍ、□−（μ／ρ）ｂ、、・Ｍ
ｂｍｌＥｌ ５゜ の関係が成り立つ。ここで（μ／ρ）！ｌ、（μ／ρ）
、、２、Ｅ／ （μ／ρ）ゎイはそれぞれ軟組織１．２、骨の質量減衰
係数を示し、Ｍ、、、、Ｍ、、２．Ｍ５．は軟組織１．
２、骨の単位面積当りの質量数（ｇ／ｃ−＋ｆ）を表す
。この式からｉを３つ選んで方程式を３つたてれば、３
つの未知数Ｍｌｉｌ＋Ｍｒ、□＋Ｍｂｌ１１を求めるこ
とができる。３つのｉに対するデータエＥＪｏＥｉの組
合せは、エネルギー幅設定・組合せ設定装置１１により
設定され、それらのデータが骨塩量計算装置１２に送ら
れて、上記の連立方程式が解かれ、骨塩量（Ｍｂ、、、
）の算出がなされる。この場合、３つのｉの組合せを複
数とすることにより、連立方程式自体を複数とし、その
解を複数求めてたとえば平均値を得るなどにより骨塩量
の算出精度を向上させることができる。 こうして算出された骨塩量は、ある画素についてのもの
であるから、画像表示用制御装置１３に送られてその画
素に対応して記憶される。つぎにスキャン装置１５によ
り、Ｘｌｉ管１、コリメータ２、検出器４．５のＸ線発
生・検出系を生体３に対してＸ、Ｙ方向に移動させてス
キャンし、同様に第３図のように管電圧・管電流を切り
換えて各エネルギーバンドでの測定を行い、その位置で
の画素についての骨塩量を求めてその画素に対応して記
憶する。これを繰り返すことにより骨塩量の２次元分布
が得られ、これが画像表示装置１４によって表示される
。 なお、上記の実施例では、透過Ｘ線検出器５とは別に基
準Ｘ線検出器４を用いて生体３に透過する前のＸ線を検
出しているが、生体３がＸ線ビーム上にない状態でＸ線
検出器５及びエネルギー分布測定器９を用いて測定する
ようにすれば、Ｘ線検出器４及び基準エネルギー分布測
定器８を省略することもできる。また、第３図では管電
圧を小さい方から大きい方に変化させた後、スキャンし
て再び小さい方から大きい方へと変化させることを繰り
返しているが、大きい方から小さい方へと切り換えたり
、あるいはつねに大きい方から小さい方または小さい方
から大きい方へと一方向に切り換えるのでなく、大きい
方から小さい方への切り換えと小さい方から大きい方へ
の切り換えとを交互に行うようにしたり、その順序は任
意に選ぶことが可能である。また、管電圧、管電流及び
しきい値の変化は、１サイクルの間では連続的にするこ
ともできる。
この発明の骨塩基定量装置によれば、フィルタの切り換
えを行う必要がないため、フィルタ切り換えのための時
間と労力がかからず、精度の高い骨塩測定が可能となる
。すなわち、管電圧は非常に高速に切り換えることがで
きるため、異なるエネルギーバンドについてのデータを
、腸のせん動運動などに影響されずに厳密に同一部位に
関して測定することができるので、骨塩量計測の精度が
向上する。また検出器自体の特性を考慮してエネルギー
分布測定のしきい値を定めることができるので、検出器
による測定誤差が少なくなり、この点でも精度が向上す
る。さらに、１回のＸ線照射でデータの組合せを複数求
めることができるので、複数の骨塩量算出ができ、それ
らの平均値などを求めることにより、精度を向上させる
ことができる。
えを行う必要がないため、フィルタ切り換えのための時
間と労力がかからず、精度の高い骨塩測定が可能となる
。すなわち、管電圧は非常に高速に切り換えることがで
きるため、異なるエネルギーバンドについてのデータを
、腸のせん動運動などに影響されずに厳密に同一部位に
関して測定することができるので、骨塩量計測の精度が
向上する。また検出器自体の特性を考慮してエネルギー
分布測定のしきい値を定めることができるので、検出器
による測定誤差が少なくなり、この点でも精度が向上す
る。さらに、１回のＸ線照射でデータの組合せを複数求
めることができるので、複数の骨塩量算出ができ、それ
らの平均値などを求めることにより、精度を向上させる
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図は生
体透過前のＸ線エネルギースペクトルを示すグラフ、第
３図は管電圧・管電流の切り換えシーケンスを示すタイ
ムチャート、第４図Ａ、Ｂ。 Ｃは透過Ｘ線エネルギースペクトル及び各エネルギーバ
ンドを示すグラフである。 １・・・Ｘ線管、２・・・コリメータ、３・・・生体、
４・・・基準Ｘ線検出器、５・・・透過Ｘ線検出器、６
・・・管電圧設定装置、７・・・管電流設定装置、８・
・・基準エネルギー分布測定器、９・・・透過後エネル
ギー分布測定器、１０・・・波高分析しきい値設定装置
、１１・・・エネルギー幅設定・組合せ設定装置、１２
・・・骨塩量計算装置、１３・・・画像表示用制御装置
、１４・・・画像表示装置、１５・・・スキャン制御装
置。
体透過前のＸ線エネルギースペクトルを示すグラフ、第
３図は管電圧・管電流の切り換えシーケンスを示すタイ
ムチャート、第４図Ａ、Ｂ。 Ｃは透過Ｘ線エネルギースペクトル及び各エネルギーバ
ンドを示すグラフである。 １・・・Ｘ線管、２・・・コリメータ、３・・・生体、
４・・・基準Ｘ線検出器、５・・・透過Ｘ線検出器、６
・・・管電圧設定装置、７・・・管電流設定装置、８・
・・基準エネルギー分布測定器、９・・・透過後エネル
ギー分布測定器、１０・・・波高分析しきい値設定装置
、１１・・・エネルギー幅設定・組合せ設定装置、１２
・・・骨塩量計算装置、１３・・・画像表示用制御装置
、１４・・・画像表示装置、１５・・・スキャン制御装
置。
Claims (1)
- （１）Ｘ線管と、生体透過前及び透過後のＸ線を検出し
てエネルギー分布を測定する手段と、Ｘ線管の管電圧を
複数のものに切り換える手段と、この管電圧切り換えに
応じて管電流と上記エネルギー分布測定手段におけるし
きい値とを切り換える手段と、しきい値で定まるエネル
ギー範囲を複数の狭い幅のエネルギーバンドに分けたと
きの各エネルギーバンドでの生体透過前及び透過後のＸ
線強度データの組合せを複数用いて骨塩量を算出する手
段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 |
|---|---|---|---|
| JP2050700A JP2773358B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 骨塩定量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050700A JP2773358B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 骨塩定量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03251234A true JPH03251234A (ja) | 1991-11-08 |
| JP2773358B2 JP2773358B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=12866178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2050700A Expired - Lifetime JP2773358B2 (ja) | 1990-02-28 | 1990-02-28 | 骨塩定量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773358B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163339A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｘ線吸収分光装置および方法 |
| JP2009201885A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Ｘ線ｃｔ装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5683116B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2015-03-11 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置、その制御方法及びプログラム |
| JP5955422B2 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置、その制御方法及びプログラム |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2050700A patent/JP2773358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163339A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｘ線吸収分光装置および方法 |
| JP4728116B2 (ja) * | 2005-12-15 | 2011-07-20 | 日本電信電話株式会社 | Ｘ線吸収分光装置および方法 |
| JP2009201885A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Ｘ線ｃｔ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2773358B2 (ja) | 1998-07-09 |
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