JPH07284491A - Ｄｅｘａによる骨密度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単発撮影によるＸ線画像からエネルギーサブ
ストラクション法による骨密度計測をする際に、必要最
低限のＸ線照射を可とすると共に計測精度の向上を図
る。 【構成】 単発撮影可能のＸ線画像診断装置において被
写体６と管球１の間に複数の種類変換可能なＸ線エネル
ギー弁別フィルタ５を設けると共に被写体６を通らない
位置にＸ線自動露光装置３を設ける。 【効果】 被写体にかかわらず一定の線量により計測す
ると共に余分なＸ線散乱、反射がないことから計測精度
があがる。また計測部位以外にＸ線照射する必要がな
い。また従来装置に比し短時間で計測可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＥＸＡを使って骨密
度の測定を行う測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥＸＡ（Dual Energy X-Ray Absorpti
omtry）法は、２種類のエネルギーのＸ線吸収係数差か
ら骨密度をデータ処理にて求め、表示させるようにした
ものである。ＤＥＸＡ法の従来例には以下のものがあ
る。

【０００３】（１）、Ｘ線管電圧の切換もしくは適宜の
エネルギー弁別フィルタによりＸ線を２種のエネルギー
に分け被写体を通し、この２種のエネルギーで得た透過
Ｘ線の吸収係数の差から骨密度を求める。

【０００４】（２）、特開平４−３００５２５号は、透
過Ｘ線を記録する２枚のフィルムを、Ｘ線吸収フィルタ
を挟み込むようにして積層したものである。更に、被写
体に並べて骨リファレンス体を設けておく。これによ
り、１枚目のフィルムは、被写体からの透過Ｘ線及び骨
リファレンス体からの透過Ｘ線を直接に受光記録し、２
枚目のフィルムは、Ｘ線吸収フィルタを透過したＸ線を
受光記録する。骨リファレンス体から得られるデータを
参照データとして利用し、この２枚のフィルムの被写体
部位での記録内容をデータ化し、吸収係数を求め、その
差分等によるＤＥＸＡ処理をとり、骨密度を算出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

（１）、の従来例は、Ｘ線をコリメートし被写体をスキ
ャンニングしているため、計測に時間がかかる。

【０００６】（２）、の従来例は、１回のＸ線照射によ
ってＤＥＸＡ用のデータを得ることができる利点を持つ
が、骨リファレンス体を同時に撮影することから必要以
外の部位へのＸ線照射、及び骨リファレンス体並びにフ
ィルタでの散乱線、反射線による計測精度劣化の問題が
ある。

【０００７】本発明の目的は、高精度に骨密度の測定を
可能にするＤＥＸＡ利用の骨密度測定装置を提供するも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｘ線源と、Ｘ
線源からの放射Ｘ線を絞るＸ線絞り機構と、被写体該当
部位以外の場所を通る放射Ｘ線を監視し、放射Ｘ線量を
一定による自動露光手段と、上記Ｘ線絞り機構と被写体
部位との間の空間中に出し入れする少なくとも２種類の
エネルギー弁別フィルタと、この２種類のエネルギー弁
別フィルタ各々毎に、上記自動露光手段による一定照射
Ｘ線量のもとで、被写体を透過してくる透過Ｘ線を検出
しデータ化する手段と、２種類のエネルギー弁別フィル
タ各々毎に得られる透過Ｘ線量データのＤＥＸＡ処理を
行って骨を映像化する手段と、より成るＤＥＸＡによる
骨密度測定装置を開示する。

【０００９】

【作用】本発明によれば、自動露光手段による一定照射
のＸ線量のもとで、２種類のフィルタを交互に差し入れ
て撮影を行ってＤＥＸＡ処理を行う。

【００１０】

【実施例】図１は本発明のＸ線撮影装置の実施例図を示
す。このＸ線撮影装置は、Ｘ線管球１、自動露光装置
３、Ｘ線絞り機構４、エネルギー弁別フィルタ５、被写
体６を載せた天板７、被写透過Ｘ線を撮影するＸ線撮影
機器８、より成る。

【００１１】Ｘ線管球１は、単発撮影可能なようにＸ線
曝射制御を受けている。Ｘ線自動露光装置３は、本実施
例にとって重要な機器であって、被写体６を透過しない
Ｘ線を、監視できる位置に設置してある。この装置３は
Ｘ線管球１から放出されるＸ線量を絶えず一定量になる
ように制御するものであって、Ｘ線量を監視してＸ線管
球１へのフィードバック制御を行うことで達成する。図
２には、この自動露光の考え方を示している。横軸に時
間、縦軸にＸ線量をとっている。Ｘ線の放出に関しては
ａ、ｂ、ｃの如き各種の特性があるが、いずれの特性で
あれ、点線で示す一定量になるようにＸ線管球の制御を
はかる。

【００１２】Ｘ線絞り機構４は、被写体６の撮影部位を
含めたその周辺のみにＸ線を絞り込むためのものであっ
て、直交する２軸（ｘ、ｙ軸）方向から通過孔４ａの絞
りを行う（通過孔４ａが四角形であり、その縦と横との
大きさを任意自在に変化させることで、任意自在の四角
形の絞りを行う）。それ以外にも種々絞り機構は存在
し、採用可能である。尚、自動露光装置３は、放出Ｘ線
２の系路からみると被写体６への入射系路を含む位置に
設置されているが、絞り機構４の絞りによる通過孔４ａ
が、撮影部位を含むその周辺のみに入射するように調整
しているため、実際の入射Ｘ線は２ａで示す範囲とな
り、自動露光装置３の設置位置は、被写体６への入射系
路位置ではない。更にこれ故に、自動露光装置３が入射
Ｘ線２ａに影響を与えることもない。

【００１３】エネルギー弁別フィルタ５は、Ｘ線エネル
ギーを弁別するためのフィルタ特性を持つフィルタであ
り、Ｘ線入射空間中に出し入れ自在となっている。フィ
ルタ５は複数枚存在し、各々が異なったフィルタ特性を
持つ。どのフィルタ特性のフィルタを使用するかは管電
圧によって異なるため、異なったフィルタ特性を持つ複
数のフィルタを用意することにしたのである。

【００１４】図３にてエネルギー弁別フィルタの特性を
説明する。横軸エネルギー（ｋｅＶ）、縦軸にＸ線強度
をとる。図（イ）、（ハ）は管電圧を変えた場合
（（ハ）が（イ）より高電圧）の、Ｘ線源から放出され
るＸ線の特性Ａ、Ｂを示す図である。これら特性Ａ、Ｂ
は広いエネルギー幅を持つため白色Ｘ線と呼ばれる。こ
れに対し、（ロ）、（ニ）は各々の電圧に対応したエネ
ルギー弁別フィルタ通過後の特性図である。フィルタ通
過のためＸ線強度は低下し、且つＸ線強度が最大（ピー
ク）となるエネルギー（ｋｅＶ）が右（ＡとＡ′ではｃ
へシフト、ＢとＢ′ではｄへシフト。これはビームハー
ドニングと呼ばれる現象である）へそれぞれシフトす
る。図３（ロ）、（ニ）は、エネルギーｃ、ｄを中心と
した２等辺３角形状の特性Ａ′、Ｂ′を持つ。これを単
色化と呼びＡ′、Ｂ′の組合せではエネルギー差ｅを持
つことになる。尚、図３（ロ）、（ニ）は実際に近く拡
大すると、ｃ、ｄで大きなピークを有する特性となる。
これを図３（ホ）、（ヘ）にピークのみが明らかになる
ように示す。このようにフィルタの素材及び厚さの組合
せにより各々の電圧に対応した特性のものを作り出すこ
とができる。本実施例ではこうした種々の特性のフィル
タを作り用意しておく。こうしたフィルタを通過したＸ
線が、更に物体を通過すると、図３（ホ）、（ヘ）にＡ
゛、Ｂ゛に示すように、ピークの線量は減るが、通常の
Ｘ線のようなエネルギーシフト（ビームハードニング）
現象は発生しない（このＢ′、Ｃ′の如き特性はモノピ
ークＸ線の特性と呼ばれる）。

【００１５】フィルタ５の入射Ｘ線系路中への挿入は、
手動でも自動でも可能である。

【００１６】被写体６は、撮影部位６ａを持ち、前記絞
り機構４の通過孔４ａでその部位６ａを含めた周辺に入
線が照射される。Ｘ線撮影機器８は、この周辺部位を含
めたＸ線の透過Ｘ線を撮影する。撮影は、フィルムに記
録する形式、イメージインテンシファイア（ＩＩ）を通
じて直接に撮像する形式、のいずれかでもよい。フィル
ムに記録した場合には、読み取り装置でデータとして読
み取る。

【００１７】ＤＥＸＡ撮影に際しては、撮影部位や診断
目的によって定まる２種類のエネルギー弁別フィルタを
用意しておき、交互に挿入して被写体への２度の撮影を
行う。この２度の撮影中にあっては、自動露光装置３が
働き一定線量化をはかっている。又、この一定線量下
で、被写体を挿入せずに、骨リファレンス体のみを挿入
して、骨リファレンス体での計測データを得る。この場
合、２枚のエネルギー弁別フィルタを挿入しての計測も
あれば、全く挿入しないでの計測もある。骨リファレン
ス体での計測データは参照データとして被写体データの
校正に用いる。この一定線量下のもとで被写体への２回
の撮影で得た、Ｘ線撮影機器８から直接ＩＩから得られ
たデータ又は間接にフィルムから読み取ったデータを利
用してＤＥＸＡ処理をコンピュータで行う。コンピュー
タによるＤＥＸＡ処理では、骨リファレンス体からの計
測データを参照して校正処理を行うと共に、上記データ
が透過Ｘ線量を示す濃度データであることから、これを
Ｌｏｇ変換をして先ず吸収係数を算出し、次いで同一部
位相互の吸収係数差を求めて骨密度の算出を行う。

【００１８】ＤＥＸＡ法の原理式等について説明する。
ＤＥＸＡ法は骨粗鬆症の診断に有用である。ＤＥＸＡ法
における骨塩量ＢＭＤ（ｇ／ｃｍ²）は次式に従って求
まる。

【数１】 骨塩量を求めるためには、μやＲを外部から与え、Ｌと
Ｈを計測すれば良い。このＬは図３（ロ）のピーク値ｃ
が相当し、Ｈは図３（ニ）のピーク値ｂが相当する。

【００１９】本実施例によれば、一定線量下のもとでの
２度にわたる撮影のため、線量のばらつきが全くない状
態での精度のよい撮影が可能となった。又、この一定線
量下での被写体を挿入せずのもとで、リファレンス体か
らの校正データを得るため、校正データの精度がよく、
リファレンスのための被写体への曝射もない。更に本実
施例によれば、２度の撮影に際して、異なるフィルタ特
性のフィルタを用いているため、骨密度をより精度よく
撮影できるようになった。更に本実施例によれば一定線
量化は被写体を通らないＸ線を監視して行っているた
め、被写体の体厚や動きに影響を受けない一定線量化を
達成する。

【００２０】尚、自動露光装置３は、Ｘ線源１としてＸ
線絞り機構４との間に設けたが、天板７側に設けてもよ
い。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、一定線量化のもとで、
異なるフィルタ特性のフィルタを挿入しての２度の撮影
を行うため、精度のよい骨密度の検出が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線撮影装置の実施例図である。

【図２】本発明のＸ線線量化一定制御のための説明図で
ある。

【図３】本発明のエネルギー弁別フィルタの特性の説明
図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線管球（Ｘ線源） ２ Ｘ線 ３ Ｘ線自動露光装置 ４ Ｘ線絞り機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源と、Ｘ線源からの放射Ｘ線を絞る
   Ｘ線絞り機構と、被写体該当部位以外の場所を通る放射
   Ｘ線を監視し、放射Ｘ線量を一定にする自動露光手段
   と、上記Ｘ線絞り機構と被写体部位との間の空間中に出
   し入れする少なくとも２種類のエネルギー弁別フィルタ
   と、この２種類のエネルギー弁別フィルタ各々毎に、上
   記自動露光手段による一定照射Ｘ線量のもとで、被写体
   を透過してくる透過Ｘ線を検出しデータ化する手段と、
   ２種類のエネルギー弁別フィルタ各々毎に得られる透過
   Ｘ線量データのＤＥＸＡ処理を行って骨を映像化する手
   段と、より成るＤＥＸＡによる密度測定装置。