JPH0595940A

JPH0595940A - 骨計測装置

Info

Publication number: JPH0595940A
Application number: JP3264694A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Okano; 弘佳岡野; Hiroshi Tanaka; 弘田中
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】骨計測装置において、骨計測に用いる基準点
を演算手段を用いて自動的に決定する。【構成】基準点演算手段の演算により、基準点が次の
手順で自動的に設定される。指定範囲の骨プロフィール
の両端を基準線としての直線で結ぶ。骨プロフィールの
極小点から前記基準線に引いた垂線の中点31a ，31b を
求める。該中点の垂直方向座標値と同じ値を有するプロ
フィール上の点32a，32b を決定する。該点の近傍のプ
ロフィール上の数点より該プロフィール上の接線33a ，
33b を決定する。該接線と前記基準線との交点34a ，34
b を求め、該交点4a，34b を基準点として設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、骨計測装置に関するも
のである。さらに詳細には、画像を用いた骨計測装置で
あり、骨プロフィールにおいて計測の基準となる基準点
を自動的に決定し、骨計測結果を出力する装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】人間の骨の発育状態、老化度の確認、ま
たは骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病変の種類の判定やその
症状の進行度、治療時の効果の確認等の種々の骨計測を
行なう場合がある。

【０００３】かかる骨計測の方法としては、被検骨にＸ
線照射して得られたＸ線写真フイルムを用いてそのフイ
ルムにおける影像の濃淡をマイクロデンシトメーターに
より測定して骨計測を行なうＭＤ法（「骨代謝」第13
巻、187-195 頁(1980 年）、「骨代謝」第14巻、91-104
頁(1981 年）等参照）、被検骨にガンマ線を照射して、
透過したガンマの量を検出器により測定して骨計測を行
なうフォトン・アブソーブシオメトリー等がある。

【０００４】ＭＤ法は、骨折の診断等のための装置とし
て広く普及しているＸ線像の撮影装置を用いて容易に得
られるＸ線写真フイルムを用いる点で採用しやすく、次
第に広く普及してきている。なおフォトン・アブソーブ
シオメトリーに関しては、使用するガンマ線を発生する
装置がＸ線撮影装置に比較して一般に広く普及している
とは言い難い。

【０００５】これまでのＭＤ法による骨計測は以下のよ
うに手作業による部分が多かった。即ち被検骨にＸ線を
照射して得られたＸ線写真フイルムを用いて、まずフイ
ルムにおける骨の影像について手作業でＭＤ法による骨
計測に必要な基準点を定め、さらにその基準点を用いて
定められた方式により骨計測を詳細に行なう部位（例え
ば第２中手骨の中間点）を選定する。次いでその選定さ
れた部位に対してマイクロデンシトメーターを走査させ
ながら、その部位に光を照射して得られる透過光の強度
を測定し、その操作された部位に対応した透過光の強度
または吸光度の線図を所定のチャート紙上に記載させ
る。さらに被検骨と共にＸ線撮影されたアルミニウム製
の階段状標準物質（以下アルミ階段という）のフイルム
における影像の縦断線上にマイクロデンシトメーターを
走査させて、得られた透過光の強度または吸光度の線図
についてもチャート紙に記載させる。かくして得られた
チャート紙上における被検骨に関する吸光度とアルミ階
段に関する吸光度の各々の線図を、デジタイザーを用い
てコンピューターに入力し、各点での被検骨の吸光度を
アルミ階段に変換する。このようにして変換されて得ら
れた図を用いて、対象部位での骨形態を表わす種々の指
標がコンピューター内で計算されて、計算結果が出力さ
れる。

【０００６】この様に、これまでのＭＤ法による骨計測
では、被検骨について被計測部位のプロフィールを人間
が目で見て接線を引くことにより基準点を決定していた
ので操作に手数を要し、また測定者によるばらつきも大
きく、骨計測結果の出力に時間を要するなどの問題があ
った。また、被検骨の画像を得るのにＸ線フイルムを走
査して画像を得るという方法では、フイルム現像条件に
よる画像濃度のばらつきおよびデンシトメーターの測定
誤差があり、かつ患者毎にＸ線フイルムを走査しなけれ
ばならないため、迅速な計測が行なえないという問題が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のような問題に対
応するため、自動化された骨計測装置および骨評価シス
テムが提案されている。（特開平2-220640号）。しかし
ながら、この方法では撮影したフイルムから濃度値を読
み取るため精度が悪く、また、撮影後、Ｘ線フイルムか
ら骨プロフィールを読み取った後に計測を行なうため、
撮影から骨計測結果出力まで時間を要する。

【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、骨計測におけ
る基準点を演算により自動的に決定し、迅速で精度が高
い骨計測をすることができる骨計測装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による骨計測装置
は、標準物質と共に被検骨にＸ線を照射することによっ
て得られた被検骨に関する画像を入力する画像入力手段
と、前記入力された画像を記憶する画像記憶手段と、前
記入力された画像を濃淡画像として表示する画像表示手
段と、該画像表示手段により表示された前記濃淡画像に
おける指定範囲を指示する指定範囲指示手段と、指示さ
れた指定範囲の骨プロフィールに骨の巾を定義する基準
点を設定する基準点設定手段と、該基準点を用いて前記
被検骨に関する骨計測の演算を行なう骨計測演算手段
と、演算により得られた骨計測結果を出力する骨計測出
力手段とを備えた骨計測装置において、前記基準点設定
手段が、指示された指定範囲の骨プロフィールの両端を
基準線としての直線で結び、骨プロフィールの極小点か
ら前記基準線に引いた垂線の中点を求め、該中点の垂直
方向座標値と同じ値を有するプロフィール上の点を決定
し、該点の近傍のプロフィール上の数点より該プロフィ
ールの接線を決定し、該接線と前記基準線との交点を求
め、該交点を前記基準点として設定する基準点演算手段
を備えていることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用および効果】本発明の骨計測装置は、骨計測に用
いられる基準点を基準点設定手段が備えている基準点演
算手段により演算を行ない自動的に設定しているので、
被検骨の状態を、再現性よく、客観的、定量的かつ迅速
に計測することができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の１実施例による骨計測
装置を示すものである。この装置は、種々の骨計測を行
なうものであり、この骨計測に必要な骨プロフィールの
基準点を演算手段により自動的に迅速に決定することを
特徴とするものである。この図示されない基準点演算手
段は基準点設定手段に備えられる。

【００１２】本発明による実施例の骨計測装置は、標準
物質と共に被検骨にＸ線を照射することによって得られ
た被検骨に関する画像を入力する画像入力手段１と、前
記入力された画像を記憶する画像記憶手段２と、前記入
力された画像を濃淡画像として表示する画像表示手段３
と、該画像表示手段３により表示された前記濃淡画像に
おける指定範囲を指示する指定範囲指示手段４と、指示
された指定範囲の骨プロフィールに骨の巾を定義する基
準点を設定する基準点設定手段５と、該基準点を用いて
前記被検骨に関する骨計測の演算を行なう骨計測演算手
段６と、演算により得られた骨計測結果を出力する骨計
測出力手段８とを備えた骨計測装置である。

【００１３】画像入力手段１により入力された被検骨に
関する画像はＣＰＵ７を通じて画像記憶手段２に記憶さ
れる。この画像は画像表示手段３に表示される。表示さ
れた画像は図２に示す右手の第２中手骨近傍であるが、
入力された画像があらかじめ第２中手骨の断面の決定し
たものであれば図３に示す骨プロフィールを最初に表示
しても差しつかえない。この図２において走査される断
面と第２中手骨の中心軸とは直交するように操作され
る。断面が決定し走査された後図３の骨プロフィールが
表示され、指定範囲指示手段４により入力点Ａ，Ｂを指
示する。この指定範囲の指示は直接図２において行なっ
ても差しつかえない。この指示により後述する演算によ
り基準点が迅速に自動的に決定される。この指示を行な
った時に画像表示手段には図５に示す拡大された骨プロ
フィールが表示されているが、必ずしも必要ではない。

【００１４】上記画像入力手段１には、例えばデジタイ
ザーを使用し、このデジタイザーに被検骨に関する画像
が記録されたＸ線写真フイルムなどから該画像を読み取
らせることもできるし、また、イメージングプレート読
取装置を使用し、被検骨に関する画像が蓄積記録された
イメージングプレートを励起光で走査し、この励起光走
査によって生じる輝尽発光光を光電変換することによっ
て該画像を読み取らせることもできるし、さらにはあら
かじめ被検骨が入力されたフロッピーディスクから該画
像を読み取る装置を使用することもできる。

【００１５】上記画像記憶手段２としては、前記画像入
力手段１より入力された画像を表わすデジタル信号のデ
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、例えば第２中手骨の骨計測にお
いては２Ｍバイト程度のイメージメモリーのようなメモ
リーを使用することができる。

【００１６】また、上記画像表示手段３としては、画像
記憶手段２に記憶された、または画像入力手段から入手
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、具体的には解像度のコストから好適な例として
はＣＲＴ等が挙げられる。またここに表示される画像
は、Ｘ線写真フイルム、イメージングプレートなどにお
ける影像を濃淡画像として表わした画像でも、あらかじ
め指定された断面における骨プロフィールの画像でも、
後述する指定範囲指示手段４により指定範囲を指示する
ことができる画像であればよい。またこの画像は好まし
くは拡大されているものがよい。

【００１７】図２および図３はＣＲＴなる画像表示手段
３に表示された濃淡画像の例である。図２に表示した濃
淡画像には、標準物質として画像の濃淡を比較するため
のアルミ階段11が右手12と共に記録されている。被検骨
は第２中手骨13とする。このＣＲＴの画面からマウスな
どの指定範囲指示手段４を用いて指定範囲を指示する時
には、マウスを操作して直線14を動かし入力点Ａ，Ｂを
決定すればよい。また、図３に示した骨プロフィールの
ように、あらかじめ指定された断面を示すようにしても
差しつかえない。図２，図３における横方向の距離か
ら、拡大等を考慮して実際の距離を判断することができ
る。図２，図３のどちらのタイプの画面がＣＲＴに表示
されたとしてもこの指定範囲指示手段４を用いて指定範
囲を指示することができる。

【００１８】また画像表示手段３は指定範囲の骨プロフ
ィールを表示することもできる。図５に示す骨プロフィ
ールがこの骨プロフィールにあたるが、後述する実施例
において、基準点の求め方を詳細に説明する。

【００１９】図４は、骨プロフィールを説明するための
第２中手骨に関する画像データである。第２中手骨20の
中間点は、Ｘ，Ｙの中点であり、ここで走査21を行な
う。断面図22がこの第２中手骨20の中間点における断面
図である。この部位の骨プロフィール23は、この断面図
22に対応するものである。

【００２０】本発明の骨計測装置における基準点設定手
段５は、図示しない基準点演算手段を備えている。また
必要に応じて前記基準点演算手段以外の方法で求めた基
準点を手動で入力できる基準点入力手段を備えることが
できる。

【００２１】ここで上記基準点演算手段で行なわれる基
準点の演算手順を図５を参照しながら説明する。

【００２２】(1) 入力点Ａ，Ｂを直線で結ぶ。（以下こ
の直線を基準線という） (2) 入力点Ａから中心線の範囲において骨プロフィール
30の極小点から基準線に引いた垂線の中点31a を求め
る。（骨プロフィールの中心より入力点Ａ，Ｂに近い中
点、接点、接線および基準線には番号の後にそれぞれ符
号ａ，ｂをつけて区別する） (3) 中点31a の垂直方向座標値と同じ値をもつ入力点Ａ
から中心線の範囲側の接点32a を求める。

【００２３】(4) 接点32a の近傍の数点より接線32a を
決定し、基準線との交点を基準点34aとする。

【００２４】(5) 上記(2) から(4) の演算を入力点Ｂか
ら中心線の範囲で行ない基準点34b を決定する。

【００２５】このように自動的に決定された基準点を用
いて骨計測が骨計測演算手段６にて行なわれる。本発明
の実施例による骨計測装置における骨計測演算手段６と
しては、前記基準点設定手段５により設定された基準点
を基準として、画像記憶手段２に記憶された被検骨の画
像における計測すべき所定の位置を決定し、かかる所定
位置での被検骨の画像に関する記憶データ群を用いて骨
計測のための演算を行なうことができるものであればい
かなるものであってもよい。その例としては骨計測のた
めの演算プログラムが入力されたＲＯＭおよび演算子一
時記憶のためのＲＡＭから構成されるマイクロコンピュ
ーター手段があげられる。

【００２６】骨計測のための演算の具体例としては図６
に示されるごとき演算があげられるが、それ以外にもＭ
Ｄ法を応用した骨計測の種々の手法（例えば特開昭59-8
935号、特開昭59-49743号、特開昭60-83648号、特開昭6
1-109557 号、特開昭62-183748号）と同様な演算も適用
できる。

【００２７】図６は、演算の内容の具体例を示すため
に、図４に例示された第２中手骨の骨プロフィール23を
拡大して示したものである。Ｄは骨幅を示し、斜線部で
示される部分によって骨密度分布が表現されたものであ
る。ｄ₁，ｄ₂は各骨皮質幅を示しｄが骨髄幅を示す。
ＧＳmin は図示した骨プロフィールの極大値であり（骨
皮質＋骨髄質）の密度の指標を示すものである。Ｇ
Ｓ₁，ＧＳ₂は極小値である。ΣＧＳは幅Ｄについての
全面積に相当するものである（「骨代謝」第14巻、319-
325 頁(1981 年）参照）。

【００２８】演算手段では図６に例示された演算によっ
て得られる各種データに基いて、骨形態計測結果とし
て、例えば骨皮質幅指数（ＭＣＩ＝（ｄ₁＋ｄ₂）／
Ｄ）、骨髄幅（ｄ）、（骨皮質＋骨髄質）の骨塩量を表
わす（ＧＳmin ）、骨皮質部分のみの骨塩量を表わす指
数（ＧＳmax ＝（ＧＳ₁＋ＧＳ₂）／２）、骨幅当りの
平均の骨塩量を表わす指標（ΣＧＳ／Ｄ）等が算出され
る。なお、かかる演算によって得られた骨計測結果を記
憶する手段も、必要に応じて具備することが望ましい。
このような計測は、中間点の横断線上での記憶データの
みから行なってもよく、また中間点を含む横断線を中心
として、それに平行した周辺の横断線上での記憶データ
から計測してその平均値をとることもできる。

【００２９】上記演算により求められた骨計測結果をプ
リンターなどの骨計測出力手段８により出力する。本発
明の実施例による骨計測装置における骨計測出力手段８
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、いかなるものでもよい。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ー、サーマル
プリンター、レーザプリンター、ビデオプリンター、そ
の他ＣＲＴ画面などがあげられる。例えば特開昭61-109
557 号のようして骨密度分布を色分けしてカラー表示し
得る手段が、実用上好ましい例としてあげられる。

【００３０】基準点を前記基準点演算手段により自動的
に迅速に決定できる。また、従来は手動により決定して
いたので、作業者による骨計測のばらつきが生じたが、
演算による本発明の骨計測装置ではばらつきがない定量
的な骨計測ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の骨計測装置の概略図

【図２】同装置の画像表示手段の画像の例示図

【図３】同装置の画像表示手段の画像の例示図

【図４】骨プロフィールの説明図

【図５】同装置の基準点演算手段による演算を説明する
骨プロフィール

【図６】骨計測の演算例を示す骨プロフィール

【符号の説明】

１画像入力手段２画像記憶手段３画像表示手段４指定範囲指示手段５基準点設定手段６骨計測演算手段７制御手段８骨計測出力手段 10，10′ 画像 11 アルミ階段 12 右手 13 第２中手骨 14 直線 15 骨プロフィール 20 骨 21 走査線 22 骨断面図 23 骨プロフイール 30 骨プロフィール 31a ，31b 中点 32a ，32b 接点 33a ，33b 接線 34a ，34b 基準点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】標準物質と共に被検骨にＸ線を照射する
ことによって得られた被検骨に関する画像を入力する画
像入力手段と、前記入力された画像を記憶する画像記憶
手段と、前記入力された画像を濃淡画像として表示する
画像表示手段と、該画像表示手段により表示された前記
濃淡画像における指定範囲を指示する指定範囲指示手段
と、指示された指定範囲の骨プロフィールに骨の巾を定
義する基準点を設定する基準点設定手段と、該基準点を
用いて前記被検骨に関する骨計測の演算を行なう骨計測
演算手段と、演算により得られた骨計測結果を出力する
骨計測出力手段とを備えた骨計測装置において、前記基
準点設定手段が、指示された指定範囲の骨プロフィール
の両端を基準線としての直線で結び、骨プロフィールの
極小点から前記基準線に引いた垂線の中点を求め、該中
点の垂直方向座標値と同じ値を有するプロフィール上の
点を決定し、該点の近傍のプロフィール上の数点より該
プロフィールの接線を決定し、該接線と前記基準線との
交点を求め、該交点を前記基準点として設定する基準点
演算手段を備えていることを特徴とする骨計測装置。