JPH05111481A - Reference for quantitative analysis of bone-salt and quantitative analysis of bone-salt - Google Patents

Reference for quantitative analysis of bone-salt and quantitative analysis of bone-salt

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JPH05111481A
JPH05111481A JP3277619A JP27761991A JPH05111481A JP H05111481 A JPH05111481 A JP H05111481A JP 3277619 A JP3277619 A JP 3277619A JP 27761991 A JP27761991 A JP 27761991A JP H05111481 A JPH05111481 A JP H05111481A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bone
image
quantitative analysis
bone mineral
stimulable phosphor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3277619A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Shimura
一男 志村
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP3277619A priority Critical patent/JPH05111481A/en
Publication of JPH05111481A publication Critical patent/JPH05111481A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the reference for the quantitative analysis of the bone-salt which can make automatic detection and the method for the quantitative analysis of the bone-salt using this reference. CONSTITUTION:Markers 2A, 2B are provided on the reference 1 for the quantitative analysis of the bone-salt arrayed with sections 1a, 1b to 1f stepwise simulating the contents of the bone-salt (CaCO3).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、人体等の骨塩の定量分
析に用いられる骨塩定量分析用レファレンスおよびこの
レファレンスを使用し、かつエネルギーサブトラクショ
ンの手法を用いた骨塩定量分析方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference for quantitative analysis of bone mineral used for quantitative analysis of bone mineral in human body and a method for quantitative analysis of bone mineral using this reference and energy subtraction technique. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】骨塩定量、すなわち骨の中のカルシウム
の量を定量的に測定することは骨折予防のために必要で
ある。すなわち、骨中のカルシウムの微量変化を知るこ
とは骨粗しょう症の早期発見を可能にし、骨折予防の効
果がある。
2. Description of the Related Art Bone mineral quantification, that is, quantitative measurement of the amount of calcium in bone is necessary for preventing fractures. That is, knowing the minute changes in calcium in the bone enables early detection of osteoporosis and is effective in preventing fractures.

【0003】そこで従来、以下に列挙するように数々の
骨塩定量の方法が提案され、実施されている。
Therefore, various methods for quantifying bone mineral have been proposed and implemented in the past, as listed below.

【0004】i) MD法(Microdensitometry) :これ
は、中指骨をアルミのステップウエッジ(段階状パター
ン)とともにX線撮影し、濃度計により濃度を測定し、
アルミステップウエッジと対応させてX線吸収量を換算
し、さらに骨幅によりその値を補正して骨塩を定量にす
るものであり、装置構成が簡便であるが、定量の精度に
問題がある上、骨粗しょう症を最もよく表わす椎骨の測
定ができないという欠点がある。
I) MD method (Microdensitometry): This is an X-ray image of the middle phalanx with an aluminum step wedge (stepped pattern), and the density is measured by a densitometer.
The amount of X-ray absorption is converted corresponding to the aluminum step wedge, and the value is corrected by the bone width to quantify bone mineral. The device configuration is simple, but there is a problem in quantitative accuracy. In addition, there is a drawback in that the vertebra, which most commonly represents osteoporosis, cannot be measured.

【0005】ii) SPA法(Single Photon Absorptiome
try):これは低エネルギーγ線を骨に透過させた後15cm
程離れたシンチレーション検出器で検出し、γ線のカウ
ント数の変化によってアナログ計算から骨の単位長さ当
りの重量を求めるものであり、MD法に比べて正確な測
定が可能であるが、これも椎骨の測定ができないという
欠点がある上、ラジオアイソトープを使用するため特別
な管理が必要であり、線源に半源期があるため線源を交
換しなければならないという難点がある。
Ii) SPA method (Single Photon Absorptiome
try): This is 15 cm after low-energy gamma rays penetrate the bone
It is detected by a scintillation detector that is far away, and the weight per unit length of bone is calculated from the analog calculation by the change in the count number of γ rays, which is more accurate than the MD method. Also, it has the drawback that it cannot measure the vertebrae, and it requires special management due to the use of radioisotopes, and has the drawback that the radiation source must be replaced because it has a half-life period.

【0006】iii) DPA法(Dual Photon Absorptiome
try):これは44Ke Vと100 Ke Vの2種のエネルギー
ピークを有する核種である153 Gl を線源とし、この2
種のエネルギー線の骨の透過量の差異によって骨塩量を
測定するものであり、腰椎,大腿骨頚部の骨塩の測定、
および全身の骨塩量、脂肪量の高精度の測定が可能であ
るという利点があるが、これもラジオアイソトープを使
用することに伴う困難がある。また、放射線の照射が走
査方式であるため腰椎の場合10数分、全身では30〜40分
と検査時間がかかるという問題がある。
Iii) DPA method (Dual Photon Absorptiome)
try): This uses 153 Gl, which is a nuclide having two energy peaks of 44 KeV and 100 KeV, as a radiation source.
The amount of bone mineral is measured by the difference in the amount of bone penetration of the energy rays of the species. The amount of bone mineral in the lumbar spine and femoral neck is measured.
Moreover, there is an advantage that the bone mineral content and fat mass of the whole body can be measured with high accuracy, but this also has a difficulty associated with the use of a radioisotope. In addition, since the irradiation of radiation is a scanning method, there is a problem that it takes 10 to several minutes for the lumbar spine and 30 to 40 minutes for the whole body.

【0007】iv) QDR法(Quantitative Digited Radi
ography): (別名DPX法)これはDPA法とほぼ同じであるが、
ラジオアイソトープの代りにパルス状X線をフィルタと
組み合わせることにより2種類のエネルギーを得てお
り、再現性がよい上、検査時間を短縮(DPAの約1/3
)する効果がある。簡便度,性能の両面から最も期待
されている方式であるが、検査時間は短縮されたといっ
ても、腰椎撮影に約6分を要し、さらに短縮することが
望まれている。
Iv) QDR method (Quantitative Digited Radi
(ography): (aka DPX method) This is almost the same as the DPA method,
Two types of energy are obtained by combining a pulsed X-ray with a filter instead of a radioisotope, which gives good reproducibility and shortens inspection time (about 1/3 of DPA).
) Has the effect. Although it is the method most expected in terms of simplicity and performance, even though the examination time is shortened, it takes about 6 minutes to image the lumbar spine, and further shortening is desired.

【0008】v) QCT法(Quantitative Computer Tom
ography):これはX線CTを用いて、CTナンバーによ
り主に第3腰椎の骨塩定量を行なうものであり、断面に
よる定量化が可能であるが、装置が大規模になってしま
うという難点がある。
V) QCT method (Quantitative Computer Tom)
(ography): This is a method for quantitatively determining the bone mineral content of the third lumbar vertebra mainly by CT number using X-ray CT, and it is possible to quantify by cross-section, but the problem is that the device becomes large-scale. There is.

【0009】vi) DQCT法(Dual energy Quantitativ
e Computer Tomography):これはQCT法において2種
のエネルギーを利用してエネルギーサブトラクションを
行なうことにより骨塩定量を行なうもので、骨組織内の
脂肪の影響を除いた定量化が可能であるという利点があ
るが、これも装置が大規模になってしまうという問題が
ある。
Vi) DQCT method (Dual energy Quantitativ)
e Computer Tomography): This is to quantify bone mineral by performing energy subtraction using two kinds of energy in the QCT method, and it is possible to quantify bone mineral without the influence of fat in bone tissue. However, this also has a problem that the device becomes large-scale.

【0010】以上列挙した通り、従来の骨塩定量の方法
は、簡便なものは精度が低く、高精度のものは装置が大
がかりになり、検査時間も長くなるといった問題があっ
た。
As enumerated above, the conventional methods for quantifying bone mineral have the problems that a simple method has low accuracy, and a high accuracy method has a large apparatus and a long inspection time.

【0011】そこで本出願人によりエネルギーサブトラ
クションを用いた骨塩定量分析方法が提案されている
(特願平2-114611号参照)。このエネルギーサブトラク
ションを用いた方法とは、2枚以上の蓄積性蛍光体シー
トのそれぞれに、軟部組織と骨部組織とを含む被写体を
透過したそれぞれエネルギーが異なる放射線を照射して
前記被写体の放射線画像を蓄積記録し、これらのシート
に励起光を走査して前記放射線画像を光電的に読み取っ
てデジタル画像信号に変換し、各画像の対応する画素間
でこのデジタル画像信号の減算を行なって放射線画像の
前記骨部組織のみの画像を形成する差信号を得るエネル
ギーサブトラクションにおいて、前記被写体の放射線画
像を得る際に骨塩量が段階的に変化した人骨を模擬した
骨塩レファレンスを同時に写し込んでおき、前記骨部組
織のみの画像(骨部画像)上で骨部組織の陰影の濃度と
骨塩レファレンスの濃度とを比較することにより骨塩量
を定量化する方法である。
Therefore, the applicant of the present invention has proposed a bone mineral quantitative analysis method using energy subtraction (see Japanese Patent Application No. 2-114611). The method using the energy subtraction means that two or more stimulable phosphor sheets are irradiated with radiation having different energies transmitted through a subject including soft tissue and bone tissue, respectively. Is stored and recorded, these sheets are scanned with excitation light to photoelectrically read the radiation image and converted into a digital image signal, and the digital image signal is subtracted between corresponding pixels of each image to obtain a radiation image. In the energy subtraction for obtaining the difference signal forming only the image of the bone tissue, the bone mineral reference simulating a human bone in which the bone mineral content is changed stepwise is obtained at the same time when the radiation image of the subject is obtained. By comparing the density of the shadow of the bone tissue with the density of the bone mineral reference on the image of the bone tissue alone (bone image). A method of quantifying bone mineral density.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たエネルギーサブトラクションの方法においては、骨塩
レファレンスが存在する領域をオペレータがマニュアル
で指定してこの領域から濃度の校正曲線を求めなければ
ならず、オペレータにとっては非常に手間がかかる作業
であった。また、マニュアルでレファレンスが存在する
領域を指定するために、入力ミスにより骨塩レファレン
スの正確な位置を把握することができず、適切な濃度の
校正曲線を求めることができないこともある。
However, in the above-mentioned energy subtraction method, the operator must manually specify the area where the bone mineral reference exists and obtain the concentration calibration curve from this area. It was a very time-consuming task for me. In addition, since the area where the reference exists is manually specified, it may not be possible to grasp the exact position of the bone mineral reference due to an input error, and it may not be possible to obtain a calibration curve with an appropriate concentration.

【0013】本発明は上記事情に鑑み、自動検出が可能
な骨塩定量分析用レファレンスおよびその骨塩定量分析
用レファレンスを使用した骨塩定量分析方法を提供する
ことを目的とするものである。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a reference for quantitative analysis of bone mineral which can be automatically detected, and a method for quantitative analysis of bone mineral using the reference for quantitative analysis of bone mineral.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明による骨塩定量分
析用レファレンスは、2枚以上の蓄積性蛍光体シートの
それぞれに、軟部組織と骨部組織とを含む被写体を透過
したそれぞれエネルギーが異なる放射線を照射して、前
記各蓄積性蛍光体シートに前記被写体の放射線画像を蓄
積記録し、該各シートに励起光を走査して前記放射線画
像を輝尽発光光に変換し、該輝尽発光光の発光量を光電
的に読み出してデジタル画像信号に変換し、各画像の対
応する画素間でこのデジタル画像信号の重み付け減算を
行なって放射線画像の前記骨部組織のみの画像を形成す
る差信号を得、該差信号に基づいて前記骨部組織におけ
る骨塩を定量分析する際に、前記被写体とともに参照用
被写体として蓄積記録される、前記軟部組織と放射線吸
収係数の等価な部分と骨塩量を段階的に模擬した部分と
を有する骨塩定量分析用レファレンスであって、前記被
写体および該レファレンスの放射線画像の蓄積記録時
に、前記蓄積性蛍光体シートに基準点を提供するような
マーカーを備えたことを特徴とするものである。
In the reference for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention, two or more stimulable phosphor sheets have different energies transmitted through a subject including soft tissue and bone tissue. Radiation is applied to store and record the radiation image of the subject on each of the stimulable phosphor sheets, and the sheet is scanned with excitation light to convert the radiation image into stimulated emission light, and the stimulated emission light is emitted. A difference signal for photoelectrically reading the light emission amount and converting it into a digital image signal, and performing weighted subtraction between the corresponding pixels of each image to form an image of only the bone tissue of the radiographic image. And a portion equivalent to the soft tissue and the radiation absorption coefficient, which is stored and recorded together with the subject as a reference subject when quantitatively analyzing bone mineral in the bone tissue based on the difference signal. A reference for quantitative analysis of bone mineral having a portion simulating the amount of bone mineral in a stepwise manner, and to provide a reference point to the stimulable phosphor sheet when the subject and the radiation image of the reference are accumulated and recorded. It is characterized by having various markers.

【0015】また、本発明による骨塩定量分析方法は、
2枚以上の蓄積性蛍光体シートのそれぞれに、軟部組織
と骨部組織とを含む被写体を透過したそれぞれエネルギ
ーが異なる放射線を照射して、前記各蓄積性蛍光体シー
トに前記被写体の放射線画像を蓄積記録する際に、上述
した骨塩定量分析用レファレンスを前記放射線画像に対
して固定した位置で前記被写体と同時に蓄積記録し、前
記放射線画像が蓄積記録された前記各蓄積性蛍光体シー
トに励起光を走査して前記放射線画像を輝尽発光光に変
換し、該輝尽発光光の発光量を光電的に読み出してデジ
タル画像信号に変換し、該画像信号から前記骨塩定量分
析用レファレンスのマーカーによって提供される基準点
の位置を検出し、前記各蓄積性蛍光体シートから読み出
された各放射線画像に対応する前記各基準点から前記各
放射線画像間の位置ズレを計算し、該位置ズレに応じて
前記各放射線画像の前記デジタル画像信号上での前記位
置ズレを補正し、前記基準点の位置に基づいて前記レフ
ァレンスの位置を検出し、該検出されたレファレンスの
軟部組織と放射線吸収係数が等価な部分から前記デジタ
ル画像信号を減算する際の重み付け係数を求め、該重み
付け係数に基づいて前記各放射線画像の対応する画素間
で前記デジタル画像信号の重み付け減算を行って、前記
骨部組織と前記レファレンスのみの画像を形成する差信
号を得、該差信号から前記レファレンスの画像を参照し
て前記骨部組織における骨塩を定量分析することを特徴
とするものである。
Further, the method for quantitatively analyzing bone mineral according to the present invention comprises:
Each of the two or more stimulable phosphor sheets is irradiated with radiation having different energy transmitted through a subject including soft tissue and bone tissue, and a radiation image of the subject is displayed on each of the stimulable phosphor sheets. When performing cumulative recording, the above-mentioned reference for quantitative analysis of bone mineral is cumulatively recorded simultaneously with the subject at a position fixed with respect to the radiographic image, and is excited in each stimulable phosphor sheet in which the radiographic image is cumulatively recorded. Scan the light to convert the radiation image into stimulated emission light, photoelectrically read the emission amount of the stimulated emission light to convert into a digital image signal, from the image signal of the reference for quantitative analysis of bone mineral The position of the reference point provided by the marker is detected, and the position between the respective radiographic images from the respective reference points corresponding to the respective radiographic images read out from the respective stimulable phosphor sheets is detected. Calculate the deviation, correct the position deviation on the digital image signal of each radiation image according to the position deviation, detect the position of the reference based on the position of the reference point, the detected Obtaining a weighting coefficient when subtracting the digital image signal from a portion where the radiation absorption coefficient is equivalent to the soft tissue of the reference, and weighting subtraction of the digital image signal between corresponding pixels of each radiation image based on the weighting coefficient And obtaining a difference signal forming an image of only the reference with the bone tissue, and quantitatively analyzing bone mineral in the bone tissue with reference to the image of the reference from the difference signal. It is a thing.

【0016】[0016]

【作用】本発明による骨塩定量分析用レファレンスは、
骨塩定量分析を行う際に被写体とともに蓄積性蛍光体シ
ートに蓄積記録され、軟部組織と放射線吸収係数が等価
な部分と骨塩量を段階的に模擬した部分とを有する骨塩
定量分析用レファレンスであって、放射線画像記録時に
蓄積性蛍光体シートに基準点を提供するようなマーカー
を備えてなるものである。また、本発明による骨塩定量
分析方法は、本発明による骨塩定量分析用レファレンス
を使用して骨塩定量分析を行うようにしたものであり、
このマーカーの位置を検出することによってレファレン
スの位置を自動的に検出するようにしたものである。こ
のため、レファレンスの位置をマニュアル入力するとい
うオペレーターの手間を省き、入力ミスを防ぐことも可
能となる。さらに、本発明による骨塩定量分析方法はこ
のマーカーにより、2枚以上の蓄積性蛍光体シートに蓄
積記録された放射線画像間で発生する位置ズレを自動的
に補正するようにしたため、高いコントラスト分解能お
よび高い空間分解能を有しかつ偽画像のない観察読影適
性に優れたサブトラクション画像を得ることができ、精
度良く骨塩定量分析を行うことが可能となる。
The reference for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention is
Reference for quantitative analysis of bone mineral, which is stored and recorded in a stimulable phosphor sheet together with the subject when performing bone mineral quantitative analysis, and has a portion having an equivalent radiation absorption coefficient to soft tissue and a portion simulating the amount of bone mineral in stages A marker is provided to provide a reference point to the stimulable phosphor sheet when recording a radiation image. Further, the method for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention is to perform quantitative analysis of bone mineral using the reference for quantitative analysis of bone mineral according to the invention,
The position of the reference is automatically detected by detecting the position of this marker. Therefore, it is possible to save the operator's trouble of manually inputting the reference position and prevent an input error. Further, the bone mineral quantitative analysis method according to the present invention automatically corrects the positional deviation generated between the radiographic images stored and recorded on two or more stimulable phosphor sheets by using this marker. Further, it is possible to obtain a subtraction image having a high spatial resolution and excellent in observation and interpretation suitability without a false image, and it becomes possible to perform a bone mineral quantitative analysis with high accuracy.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings.

【0018】図1は本発明による骨塩定量分析用レファ
レンスの一実施例を表す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the reference for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention.

【0019】図1に示すように、本発明による骨塩定量
分析用レファレンス1は、骨塩の量すなわちCaCO3
の含有量(wt%)が段階的に異なるセクション1a,1b …
…1fを並べた構造をしており、このCaCO3 の含有量
は予め知られていものである。また、本発明による実施
例においてセクション1fは、被写体の軟部組織と放射線
吸収係数が等価となるように設定してある。さらに、レ
ファレンス1の角部の近傍には、放射線遮蔽物質によっ
て形成された円形状の2つのマーカー形成部材2A,2
Bが設けられている。
As shown in FIG. 1, the reference 1 for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention is the amount of bone mineral, that is, CaCO 3
Sections 1a, 1b with stepwise different contents (wt%) of
The structure has 1f arranged, and the content of CaCO 3 is known in advance. In the embodiment according to the present invention, the section 1f is set so that the soft tissue of the subject and the radiation absorption coefficient are equivalent. Furthermore, in the vicinity of the corner of the reference 1, two circular marker forming members 2A, 2 made of a radiation shielding material are formed.
B is provided.

【0020】このような骨塩定量分析用レファレンス1
および軟部組織と骨とを有する同一被写体にX線を照射
してX線画像の撮影を行う。
Reference 1 for quantitative analysis of bone mineral
Also, the same subject having soft tissue and bone is irradiated with X-rays to capture an X-ray image.

【0021】図2(a) は2枚の蓄積性蛍光体シートA、
Bに、軟部組織と骨とを有する同一の被写体3とレファ
レンス1とを透過したX線4を、それぞれエネルギーを
変えて照射する状態を示す。すなわち第1の蓄積性蛍光
体シートAに被写体3とレファレンス1のΧ線透過像を
蓄積記録し、次いで短時間内で蓄積性蛍光体シートA、
Bを素早く取り替えると同時に、Χ線源5の管電圧を変
えて、透過Χ線のエネルギーが異なる被写体3およびレ
ファレンス1のΧ線画像を蓄積性蛍光体シートBに蓄積
記録する。このとき蓄積性蛍光体シートAとBとで被写
体3およびレファレンス1の位置関係は同じとする。
FIG. 2A shows two stimulable phosphor sheets A,
B shows a state in which X-rays 4 that have passed through the same subject 3 having soft tissues and bones and the reference 1 are irradiated with different energies. That is, the X-ray transmission images of the subject 3 and the reference 1 are accumulated and recorded on the first stimulable phosphor sheet A, and then the stimulable phosphor sheet A,
At the same time as B is quickly replaced, the tube voltage of the X-ray source 5 is changed, and the X-ray images of the subject 3 and the reference 1 having different transmission X-ray energies are accumulated and recorded in the stimulable phosphor sheet B. At this time, the positional relationship between the subject 3 and the reference 1 in the stimulable phosphor sheets A and B is the same.

【0022】また、図2(b) は2枚の蓄積性蛍光体シー
トA、Bを重ね、この間に放射線エネルギーを一部吸収
するフィルタFを介在させて被写体3とレファレンス1
とを透過したX線4を照射する状態を示すもので、これ
によりエネルギーの大きさの異なる放射線を蓄積性蛍光
体シートA、Bに同時に照射するもの(いわゆるワンシ
ョットエネルギーサブトラクション)である。ワンショ
ットエネルギーサブトラクションについては特開昭59-8
3486号に詳細が開示されている。
Further, FIG. 2 (b) shows that two stimulable phosphor sheets A and B are overlapped with each other, and a filter F which partially absorbs radiation energy is interposed therebetween and the object 3 and the reference 1 are inserted.
This shows a state of irradiating the X-ray 4 that has passed through and the radiation of different energy levels to the stimulable phosphor sheets A and B at the same time (so-called one-shot energy subtraction). Regarding one-shot energy subtraction, Japanese Patent Laid-Open No. 59-8
Details are disclosed in 3486.

【0023】上記図2(a) もしくは図2(b) のいずれか
の方法を用いて、2つの放射線画像を2枚の蓄積性蛍光
体シートA、Bに蓄積記録する。次にこれら2枚の蓄積
性蛍光体シートA、Bから、図3に示すような画像読取
手段によってX線画像を読み取り、画像を表わすデジタ
ル画像信号を得る。先ず、蓄積性蛍光体シートAを矢印
Yの方向に副走査のために移動させながら、レーザー光
源10からのレーザー光11を走査ミラー12によってX方向
に主走査させ、蛍光体シートAから蓄積X線エネルギー
を、蓄積記録されたX線画像にしたがって輝尽発光光13
として発散させる。輝尽発光光13は透明なアクリル板を
成形して作られた光ガイド14の一端面からこの光ガイド
14の内部に入射し、中を全反射を繰返しつつフォトマル
15に至り、輝尽発光光13の発光量が画像信号Sとして出
力される。この出力された画像信号Sは増幅器とA/D
変換器を含む対数変換器16により対数値( logS)のデ
ジタル画像信号 logSA に変換される。このデジタル画
像信号 logSA は例えば磁気ディスク等の記憶媒体17に
記憶される。次に、全く同様にして、もう1枚の蓄積性
蛍光体シートBの記録画像が読み出され、そのデジタル
画像信号 logSB が同様に記憶媒体17に記憶される。
Two radiation images are accumulated and recorded on the two stimulable phosphor sheets A and B by using either the method shown in FIG. 2 (a) or the method shown in FIG. 2 (b). Next, an X-ray image is read from these two stimulable phosphor sheets A and B by an image reading means as shown in FIG. 3 to obtain a digital image signal representing the image. First, while moving the stimulable phosphor sheet A in the direction of arrow Y for sub-scanning, the laser light 11 from the laser light source 10 is main-scanned in the X direction by the scanning mirror 12, and the phosphor sheet A is accumulated X. The linear energy is increased according to the accumulated and recorded X-ray image.
Diverge as. The stimulated emission light 13 is emitted from one end of a light guide 14 formed by molding a transparent acrylic plate.
The light enters the inside of 14 and repeats total internal reflection, and the photo
At 15, the emission amount of the stimulated emission light 13 is output as the image signal S. The output image signal S is supplied to the amplifier and A / D.
It is converted into a digital image signal log S A logarithmic values (log S) by logarithmic converter 16 including a transducer. This digital image signal logS A is stored in a storage medium 17 such as a magnetic disk. Next, in the same manner, the recorded image of the other stimulable phosphor sheets B is read, the digital image signal log S B are stored similarly in the storage medium 17.

【0024】図2(a) または図2(b) に示すような方法
で、レファレンス1と被写体3とを蓄積性蛍光体シート
A,Bに蓄積記録すれば、マーカー2A,2Bと被写体
3との相対的位置関係は変化しないものである。したが
って、撮影時において、蓄積性蛍光体シートを撮影台に
搬入せしめた場合に機械的精度の関係で生じる被写体3
の蓄積性蛍光体シートA,Bに対する絶対的位置関係、
また、読取時において生じる被写体3に対する走査光の
絶対的位置関係のズレが生じてもマーカー2A,2Bに
対する被写体3の相対的位置関係は変化しない。
If the reference 1 and the subject 3 are accumulated and recorded on the stimulable phosphor sheets A and B by the method shown in FIG. 2 (a) or 2 (b), the markers 2A and 2B and the subject 3 will be recorded. The relative positional relationship of does not change. Therefore, at the time of photographing, when the stimulable phosphor sheet is carried into the photographing table, the subject 3 which is generated due to the mechanical accuracy is generated.
Absolute positional relationship of the storable phosphor sheets A and B,
Further, even if the absolute positional relationship of the scanning light with respect to the subject 3 that is generated during reading is changed, the relative positional relationship of the subject 3 with respect to the markers 2A and 2B does not change.

【0025】つまり、蓄積性蛍光体シートA,Bに記録
されたマーカーの位置を検出し、このマーカーの位置に
基づいて画像間に生じる位置ズレを、読み取ったデジタ
ル画像信号上で補正し、サブトラクション処理を行うこ
とにより良好なエネルギーサブトラクション画像を得る
ことができる。この位置ズレ補正の方法としては特開昭
58-163338 号公報に詳細が開示されているように、マー
カーの設定位置に基づいて、マーカーのエッジ部分の座
標を検出することによりマーカーの中心座標を検出して
位置ズレを補正する方法が挙げられる。
That is, the positions of the markers recorded on the stimulable phosphor sheets A and B are detected, and the positional deviation between the images is corrected based on the positions of the markers on the read digital image signal, and the subtraction is performed. By performing the processing, a good energy subtraction image can be obtained. As a method for correcting this positional deviation, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 58-163338, there is a method of detecting the center coordinates of the marker by detecting the coordinates of the edge portion of the marker based on the set position of the marker and correcting the positional deviation. Be done.

【0026】このように、位置ズレが補正されたデジタ
ル画像信号 logSA および logSB に基づいて、最適な
エネルギーサブトラクション用のパラメータを用いてサ
ブトラクション処理を行う。このサブトラクション処理
に用いるパラメータは以下のようにして決定される。
As described above, the subtraction process is performed using the optimum energy subtraction parameters based on the digital image signals logS A and logS B in which the positional deviation has been corrected. The parameters used for this subtraction process are determined as follows.

【0027】前述したように、マーカー2A,2Bの中
心位置が検出されて、位置ズレが補正されているため、
このマーカー2A,2Bそれぞれの中心位置からレファ
レンス1の存在する位置が自動的に検出される。レファ
レンス1の位置が検出されると、まず、最初にレファレ
ンス1像のデジタル画像信号のみを取り出して演算す
る。本発明による骨塩定量分析用レファレンス1を用い
た骨塩定量分析方法は、軟部組織を消去したエネルギー
サブトラクション画像を必要とするため、レファレンス
1の軟部組織と放射線吸収係数が等価なセクション1f
の高圧画像(蓄積性蛍光体シートAの方の画像)におけ
る濃度BH と、低圧画像BL (蓄積性蛍光体シートBの
方の画像)における濃度とを合わせるように、両画像間
に重みづけをして軟部組織と放射線吸収係数が等価なセ
クション1fの濃度が低圧画像の濃度BL と等しくなる
ようにしたうえで、両画像の対応する画素間で画像信号
を引き算する。
As described above, since the center positions of the markers 2A and 2B are detected and the positional deviation is corrected,
The position where the reference 1 exists is automatically detected from the center position of each of the markers 2A and 2B. When the position of the reference 1 is detected, first, only the digital image signal of the reference 1 image is extracted and calculated. The method for quantitative analysis of bone mineral using the reference 1 for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention requires the energy subtraction image in which the soft tissue is erased. Therefore, the radiation absorption coefficient of the soft tissue of Reference 1 is equivalent to the section 1f.
In order to match the density B H in the high-voltage image (image of the stimulable phosphor sheet A) with the density in the low-voltage image B L (image of the stimulable phosphor sheet B), the two images are weighted. Then, the density of the section 1f having the same radiation absorption coefficient as that of the soft tissue is made equal to the density BL of the low-voltage image, and then the image signal is subtracted between the corresponding pixels of both images.

【0028】すなわち、 Ssub =BL logSA −BH ・ logSB +C …(1) (Cは概略一定濃度にするようなバイアス成分である) の減算をして、エネルギーサブトラクション画像の画像
信号Ssub を得る。この画像では軟部組織が消去され
て、骨部のみを抽出した画像が得られる。すなわち、照
射パラメータBH /BL は、軟部組織と放射線吸収係数
が等しいセクション1fの高圧画像と低圧画像の濃度差
(比)に基づいて決定される。
[0028] That is, Ssub = B L logS A -B H · logS B + C ... (1) (C is a bias component such that substantially constant concentration) by subtraction of the image signal energy subtraction image Ssub To get In this image, the soft tissue is deleted, and an image in which only the bone part is extracted is obtained. That is, the irradiation parameter B H / B L is determined based on the density difference (ratio) between the high-voltage image and the low-voltage image of the section 1f having the same radiation absorption coefficient as that of the soft tissue.

【0029】図4は上述したサブトラクション処理を模
式図に表した図である。画像18は、画像信号 logSA
担持する画像であって撮影に際しX線源5の管電圧を高
圧(例えば120kV)として撮影により得られた画像であ
る。また画像19はX線源5の管電圧を低圧(60kV) とし
た撮影により得られた画像である。これらの2つの画像
18,19のそれぞれには、人体の腰部の骨の陰影18a ,19
a 、軟部組織の陰影18b ,19b 、レファレンス1の陰影
18c ,19c が写し込まれており、式(1) に示す演算処理
を行うことにより軟部組織の陰影18b ,19b が消去され
た骨部画像20を得る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the subtraction process described above. The image 18 is an image carried by the image signal logS A and is an image obtained by taking a tube voltage of the X-ray source 5 at a high voltage (for example, 120 kV) at the time of shooting. The image 19 is an image obtained by photographing with the tube voltage of the X-ray source 5 at a low voltage (60 kV). These two images
The shadows 18a and 19 of the bones of the lower back of the human body are included in 18 and 19, respectively.
a, soft tissue shadows 18b, 19b, reference 1 shadow
18c and 19c are imprinted, and the bone part image 20 in which the shadows 18b and 19b of the soft tissue are erased is obtained by performing the arithmetic processing shown in Expression (1).

【0030】このようにして得られたサブトラクション
画像は被写体3の骨部画像20の他にレファレンス1の画
像20c を有するものであるから、オペレータはこのレフ
ァレンス像20c を参照しながら被写体3の骨部画像を見
ることができる。ここで、骨部画像の骨塩の定量をした
い部分の濃度と同じか近いレファレンス像20c の段階的
パターンの部分を選択し、その濃度に対応する骨塩量を
知ることができる。
Since the subtraction image thus obtained has the image 20c of the reference 1 in addition to the image 20 of the bone part of the subject 3, the operator refers to the reference image 20c and the bone part of the subject 3 is referred to. You can see the image. Here, it is possible to select the portion of the stepwise pattern of the reference image 20c that is the same as or close to the density of the portion of the bone image for which the bone mineral is to be quantified, and to know the amount of bone mineral corresponding to the density.

【0031】これには、予めレファレンス1の段階的パ
ターンの各セクション1a,1b ……1fのCaCO3 量を、
そのサブトラクション画像である骨部画像20上における
濃度と対応させて校正曲線24(図5参照)を作成してお
き、この校正曲線24上で計測値に対応する点を真値に対
応させて真値(塩量)を知る。このとき、サブトラクシ
ョン画像20上の濃度が例えばレファレンス画像20c のパ
ターンの隣接する2つのセクションの濃度Pb とPc の
中間の値d1 であれば校正曲線24から得られるそれに対
応する真値v1 が求める骨塩量である。
For this purpose, the CaCO 3 content of each section 1a, 1b, ...
A calibration curve 24 (see FIG. 5) is created in association with the density on the bone image 20, which is the subtraction image, and the point on the calibration curve 24 corresponding to the measured value is associated with the true value to obtain the true value. Know the value (salt amount). At this time, if the density on the subtraction image 20 is, for example, an intermediate value d 1 between the densities Pb and Pc of two adjacent sections of the pattern of the reference image 20c, the corresponding true value v 1 obtained from the calibration curve 24 is obtained. This is the amount of bone mineral to be sought.

【0032】上記のようにして得られた塩量は、周知の
各種表示装置や記録装置により表示、記録するようにし
てもよい。そのためには、校正曲線24から読み取った値
をマニュアルで入力し、表示、記録してもよいが、校正
曲線をテーブルメモリに記憶させておき、CRT等の表
示装置上で指示した骨部画像の位置における濃度をこの
校正曲線により塩量に換算して、自動的に表示、記録す
るようにしてもよい。
The amount of salt obtained as described above may be displayed and recorded by various known display devices and recording devices. For that purpose, the value read from the calibration curve 24 may be manually input, displayed, and recorded, but the calibration curve is stored in a table memory and the bone image of the bone image designated on the display device such as a CRT is displayed. The concentration at the position may be converted into the amount of salt by this calibration curve and automatically displayed and recorded.

【0033】なお、上述した実施例においては、骨塩定
量分析用レファレンスの角部の近傍に円形状のマーカー
を設けるようにしているが、マーカーはレファレンスの
位置を検出できればいかなる位置に設けるようにしても
よく、また形状も円形に限定されるものではない。
In the above-mentioned embodiment, a circular marker is provided near the corner of the reference for quantitative analysis of bone mineral, but the marker may be provided at any position as long as the reference position can be detected. However, the shape is not limited to the circular shape.

【0034】また、上述した実施例においては、骨塩定
量分析用レファレンスのセクション1fのみを被写体の
軟部組織と放射線吸収係数が等しくなるように設定して
あるが、軟部組織の部位によって厚さが異なり放射線の
透過率が異なることもあるため、レファレンスの2つの
セクションを軟部組織の厚い部位、薄い部位それぞれの
放射線吸収係数と等しくなるように設定してもよいこと
はもちろんである。
Further, in the above-mentioned embodiment, only the section 1f of the reference for quantitative analysis of bone mineral is set so that the radiation absorption coefficient is equal to that of the soft tissue of the subject, but the thickness varies depending on the site of the soft tissue. Since the radiation transmittance may be different, the two sections of the reference may be set to be equal to the radiation absorption coefficient of each of the thick and thin portions of soft tissue.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る骨塩定量分析用レファレンスは、放射線画像記録時に
蓄積性蛍光体シートに基準点を提供するようなマーカー
を備えるようにしたものである。また、本発明による骨
塩定量分析方法は、このレファレンスを使用するもので
あって、マーカーによりレファレンスの位置を自動的に
検出するようにしたものである。このため、レファレン
スの位置をマニュアル入力するというオペレータの手間
を省き、入力ミスを防止することが可能となる。
As described in detail above, the reference for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention is provided with a marker for providing a reference point to the stimulable phosphor sheet at the time of recording a radiation image. .. The method for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention uses this reference, and the position of the reference is automatically detected by the marker. Therefore, it is possible to save the operator's trouble of manually inputting the reference position and prevent an input error.

【0036】さらに、本発明による骨塩定量分析方法は
このマーカーにより2枚以上の蓄積性蛍光体シートに蓄
積記録された放射線画像間で発生する位置ズレを補正す
ることができるため、観察読影適正に優れたサブトラク
ション画像を得ることができ、精度良く骨塩定量分析を
行うことが可能となる。
Furthermore, the method for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention can correct the positional deviation generated between the radiographic images accumulated and recorded on two or more stimulable phosphor sheets by this marker, and therefore, it is suitable for observation and interpretation. An excellent subtraction image can be obtained, and the bone mineral quantitative analysis can be accurately performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による骨塩定量分析用レファレンスの実
施例を表す図
FIG. 1 is a diagram showing an example of a reference for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention.

【図2】本発明による骨塩定量分析方法の実施例におけ
る撮影ステップを表す図
FIG. 2 is a diagram showing imaging steps in an embodiment of the method for quantitative analysis of bone mineral according to the present invention.

【図3】本発明の実施例における読取ステップを表す図FIG. 3 is a diagram showing a reading step in the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例におけるサブトラクション処理
を模式的に表した図
FIG. 4 is a diagram schematically showing a subtraction process in the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例により求められた濃度の校正曲
線を表した図
FIG. 5 is a diagram showing a calibration curve of concentration obtained by an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レファレンス 2A,2B マーカー 3 被写体 4 X線 5 X線源 10 レーザ光源 12 走査ミラー 13 輝尽発光光 15 フォトマル 20 骨部画像 1 Reference 2A, 2B Marker 3 Subject 4 X-ray 5 X-ray source 10 Laser light source 12 Scanning mirror 13 Photostimulated emission light 15 Photomul 20 Bone image

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 33/50 7055−2J G21K 4/00 L 8805−2G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI Technical display location G01N 33/50 7055-2J G21K 4/00 L 8805-2G

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2枚以上の蓄積性蛍光体シートのそれぞ
れに、軟部組織と骨部組織とを含む被写体を透過したそ
れぞれエネルギーが異なる放射線を照射して、前記各蓄
積性蛍光体シートに前記被写体の放射線画像を蓄積記録
し、該各シートに励起光を走査して前記放射線画像を輝
尽発光光に変換し、該輝尽発光光の発光量を光電的に読
み出してデジタル画像信号に変換し、各画像の対応する
画素間でこのデジタル画像信号の重み付け減算を行なっ
て放射線画像の前記骨部組織のみの画像を形成する差信
号を得、該差信号に基づいて前記骨部組織における骨塩
を定量分析する際に、前記被写体とともに参照用被写体
として蓄積記録される、前記軟部組織と放射線吸収係数
の等価な部分と骨塩量を段階的に模擬した部分とを有す
る骨塩定量分析用レファレンスであって、 前記被写体および該レファレンスの放射線画像の蓄積記
録時に、前記蓄積性蛍光体シートに基準点を提供するよ
うなマーカーを備えたことを特徴とする骨塩定量分析用
レファレンス。
1. The two or more stimulable phosphor sheets are irradiated with radiations having different energies which have passed through a subject including soft tissue and bone tissue, and the stimulable phosphor sheets are subjected to the irradiation. A radiation image of a subject is stored and recorded, each sheet is scanned with excitation light to convert the radiation image into stimulated emission light, and the emission amount of the stimulated emission light is photoelectrically read out and converted into a digital image signal. Then, a weighted subtraction of the digital image signal is performed between corresponding pixels of each image to obtain a difference signal forming only an image of the bone tissue of the radiation image, and the bone in the bone tissue is based on the difference signal. For quantitative analysis of bone salt, which has a portion equivalent to the soft tissue and the radiation absorption coefficient and a portion simulating the bone mineral content stepwise, which is accumulated and recorded as a reference photograph object together with the medical object when quantitatively analyzing salt. Les A reference for quantitative analysis of bone mineral, comprising a marker for providing a reference point to the stimulable phosphor sheet when accumulating and recording a radiation image of the subject and the reference.
【請求項2】 2枚以上の蓄積性蛍光体シートのそれぞ
れに、軟部組織と骨部組織とを含む被写体を透過したそ
れぞれエネルギーが異なる放射線を照射して、前記各蓄
積性蛍光体シートに前記被写体の放射線画像を蓄積記録
する際に、請求項1記載の骨塩定量分析用レファレンス
を前記放射線画像に対して固定した位置で前記被写体と
同時に蓄積記録し、 前記放射線画像が蓄積記録された前記各蓄積性蛍光体シ
ートに励起光を走査して前記放射線画像を輝尽発光光に
変換し、 該輝尽発光光の発光量を光電的に読み出してデジタル画
像信号に変換し、 該画像信号から前記骨塩定量分析用レファレンスのマー
カーによって提供される基準点の位置を検出し、 前記各蓄積性蛍光体シートから読み出された各放射線画
像に対応する前記各基準点から前記各放射線画像間の位
置ズレを計算し、 該位置ズレに応じて前記各放射線画像の前記デジタル画
像信号上での前記位置ズレを補正し、 前記基準点の位置に基づいて前記レファレンスの位置を
検出し、 該検出されたレファレンスの軟部組織と放射線吸収係数
が等価な部分から前記デジタル画像信号を減算する際の
重み付け係数を求め、 該重み付け係数に基づいて前記各放射線画像の対応する
画素間で前記デジタル画像信号の重み付け減算を行っ
て、前記骨部組織と前記レファレンスのみの画像を形成
する差信号を得、 該差信号から前記レファレンスの画像を参照して前記骨
部組織における骨塩を定量分析することを特徴とする骨
塩定量分析方法。
2. Two or more stimulable phosphor sheets are irradiated with radiations having different energies that have passed through a subject including soft tissue and bone tissue, and each stimulable phosphor sheet is exposed to the radiation. When accumulating and recording a radiation image of a subject, the reference for quantitative analysis of bone mineral according to claim 1 is simultaneously accumulated and recorded at a position fixed with respect to the radiation image, and the radiation image is accumulated and recorded. Each stimulable phosphor sheet is scanned with excitation light to convert the radiation image into stimulated emission light, and the emission amount of the stimulated emission light is photoelectrically read out to be converted into a digital image signal. The position of the reference point provided by the marker of the reference for quantitative analysis of bone mineral is detected, and from each reference point corresponding to each radiographic image read from each stimulable phosphor sheet. The position shift between the radiographic images is calculated, the position shift on the digital image signal of the radiographic images is corrected according to the position shift, and the position of the reference is determined based on the position of the reference point. Detecting, the weighting coefficient when subtracting the digital image signal from the portion where the radiation absorption coefficient is equivalent to the soft tissue of the detected reference is obtained, and between the corresponding pixels of each radiation image based on the weighting coefficient A weighted subtraction of the digital image signal is performed to obtain a difference signal forming an image of only the reference with the bone tissue, and the bone mineral in the bone tissue is quantified by referring to the image of the reference from the difference signal. A method for quantitatively analyzing bone mineral, characterized by analyzing.
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