JPH0924039A

JPH0924039A - 骨塩定量分析方法および装置

Info

Publication number: JPH0924039A
Application number: JP7173591A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Shimura; 一男志村
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】骨塩定量分析において、操作者の負担を軽減
して正確な骨塩量を求める。【解決手段】軟部組織と骨部組織とを含む被写体の、
骨部領域のみを抽出したエネルギーサブトラクション画
像上にＲＯＩを設定し、このＲＯＩ内の画像を２値化処
理して骨部領域を認識する。サブトラクション画像を得
た画像信号のＲＯＩに対応する領域内の画像を２値化処
理してＲＯＩ内の軟部領域を認識する。骨部領域の信号
値から軟部領域の信号値を減算して骨部領域の真の信号
値を求め、この信号値に基づいて骨塩量の定量分析を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人体等の骨塩の定量
方法、さらに詳しくはエネルギーサブトラクションの手
法を用いて骨塩定量分析を行う方法に関するものであ
る。

【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な
ことである。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。

【０００３】従来より、以下に列挙するような数々の骨
塩定量の方法が提案され、実施されている。

【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す椎骨の測定
ができないという欠点がある。

【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。

【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¹⁵³Ｇl 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。

【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。

【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。

【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
行うことにより骨塩定量を行うもので、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。

【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。

【００１１】そこで本出願人は、蓄積性蛍光体シートを
用いるエネルギーサブトラクションを用いた骨塩定量分
析方法を提案している（特開平4-11473 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。

【００１２】さらに、この方法は、被写体を透過しな
い、エネルギーが異なる放射線を照射した蓄積性蛍光体
シートから、蓄積性蛍光体シートのムラ、放射線の照射
ムラおよび読取りムラ等のいわゆるシェーディングを補
正するための画像信号を得、この画像信号と放射線画像
との間で引き算を行って、シェーディングを補正してよ
り精度の高い骨塩定量分析を行うようにしている。

【００１３】しかしながら、上述したようなエネルギー
サブトラクションにおいてはブロードなエネルギー分布
を有するＸ線を用いて画像の撮影を行うため、被写体を
透過したＸ線のエネルギー分布が全体として高エネルギ
ー側に片寄るいわゆるビームハードニングの現象が生じ
ることとなる。すなわち、このビームハードニングによ
り、例えば軟部組織を消去した画像上において、同じ骨
構造でも被写体厚の厚い部分の骨は被写体厚の薄い部分
の骨と比較してその骨のコントラストが低くなるという
現象が起こる。これにより、上述した骨塩定量において
計測される骨密度や骨塩量が骨に重なる軟部組織の厚み
に影響されてその測定精度が劣化するという問題が生じ
る。

【００１４】一方、上述したように、骨塩定量分析方法
はエネルギーサブトラクション処理を行うことにより骨
部組織のみの骨部画像を得るようにしているが、エネル
ギーサブトラクション処理によっても軟部組織を完全に
消去することは極めて困難なものである。したがって、
正確な骨部組織の濃度を求めるためには、骨部組織の信
号値から、この骨部組織周辺の軟部組織の信号値の平均
値を減算して差分値を求め、この差分値を正確な骨部組
織の信号値として骨塩量の定量分析を行うようにしてい
た。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、骨部組織
の信号から軟部組織の信号を減算する際は、骨部画像に
観察の対象となる所望とする骨部を含む関心領域を設定
し、この関心領域内において所望とする骨部およびこの
骨部周辺の軟部組織を操作者がマニュアルで指定し、こ
の指定された骨部領域および軟部領域内の信号間で差分
値を求めるようにしていた。

【００１６】しかしながら、骨部領域および軟部領域の
指定は、関心領域内における骨部および軟部を正確にト
レースする必要があるため、非常に時間および手間がか
かり、操作者にとって非常に負担が大きいものであっ
た。また、骨部および軟部を正確にトレースすることは
極めて困難であるため、領域指定の正確さを欠き、骨塩
量を正確に定量することができなかった。

【００１７】本発明は上記事情に鑑み、操作者の負担を
軽減して正確な骨塩量を求めることができる骨塩定量分
析方法および装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明による骨塩定量分
析方法および装置は、軟部組織と骨部組織とを含む被検
体と該被検液体中の骨塩量を段階的に模擬した骨塩レフ
ァレンスとを被写体とする、互いに異なるエネルギーの
放射線により形成された複数の放射線画像に基づいて、
前記被検体中の骨部組織の陰影が抽出もしくは強調され
た骨部画像を生成し、該骨部画像中に現れる前記骨部組
織の陰影の濃度と前記骨塩レファレンスの陰影の濃度と
を比較することにより前記骨部組織中の骨塩の定量分析
を行う骨塩定量分析方法において、前記エネルギーサブ
トラクション処理により得られた骨部画像に所望とする
骨部を含む関心領域を設定し、この関心領域内の画像に
対して第１の閾値に基づく２値化処理を施すことにより
該関心領域中の前記骨部領域を認識し、この関心領域に
対応する、前記複数の放射線画像のうちの１つの放射線
画像内の領域に対して、画像信号に第２の閾値に基づく
２値化処理を施すことにより該領域中の軟部領域を認識
し、前記関心領域内の前記所望とする骨部領域の信号値
および該所望とする骨部領域周辺の軟部領域の信号値に
基づいて、すなわち、骨部領域および軟部領域を認識
し、それぞれの領域の信号値に基づいて所望とする骨部
中の骨塩の定量分析を行うことを特徴とするものであ
る。

【００１９】また、前記２値化処理後の前記１つの放射
線画像および前記骨部画像に対して、該各画像中の穴う
めをするモルフォロジ処理を施した後に、前記軟部組織
の領域および前記骨部組織の領域を認識することが好ま
しい。

【００２０】ここで、穴うめとは、２値化処理が施され
た放射線画像について軟部組織であるべき領域に、ある
いは２値化処理が施された骨部画像について骨部組識で
あるべき領域に混入したノイズ等を除去することをい
う。

【００２１】さらに、前記第１および第２の閾値を、前
記１の放射線画像および前記骨部画像における前記骨塩
レファレンスの信号値に基づいて設定することが好まし
く、また、前記第１および第２の閾値を、所定の判別関
数により設定することが好ましい。

【００２２】

【作用】本発明による骨塩定量分析方法および装置は、
骨部画像に設定された関心領域内の骨部領域を、画像信
号を２値化処理することにより認識し、さらに、エネル
ギーサブトラクション処理を行うために得られた複数の
放射線画像のうちの１の放射線画像の、この関心領域に
対応する領域内の画像を２値化処理して、この領域内の
軟部組織の領域（軟部領域）を求める。そしてこの骨部
領域および軟部領域の認識結果に基づいて、骨部領域の
信号値から軟部領域の信号値を減算する処理を行って、
骨部領域の真の信号値を得、この信号値に基づいて骨塩
の定量分析を行うようにしたものである。このように、
本発明による骨塩定量分析方法および装置は、関心領域
内の骨部領域および軟部領域を自動的に認識して骨塩定
量分析を行うようにしたため、操作者が関心領域内に骨
部領域および軟部領域を設定する必要がなくなる。ま
た、骨部および軟部の領域を正確にトレースすることは
極めて困難であるが、本発明による骨塩定量分析方法お
よび装置によれば、領域を正確に指定することができる
ため、領域指定のミスがなくなり、正確な骨塩量を求め
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。

【００２４】図１(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12を透過し
た放射線14を、それぞれエネルギーを変えて照射する状
態を示すものである。すなわち、第１の蓄積性蛍光体シ
ートＡに被写体12の放射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、放射線源16の管電圧を変えて、透過放射線
のエネルギーが異なる被写体12の放射線画像を蓄積性蛍
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12の位置関係は同じとする。

【００２５】また、図１(b) は２枚の蓄積性蛍光体シー
トを重ね、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12を透過した放射線14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59-83486号に詳細が記載され
ている。

【００２６】このとき、被写体12とともに、段階的に放
射線吸収量が異なるパターンからなる放射線吸収量の既
知の骨塩レファレンス２を蓄積性蛍光体シートＡ，Ｂ上
に置いて、被写体12の放射線画像とともにこのレファレ
ンス２の放射線画像も蓄積性蛍光体シートＡ，Ｂに蓄積
記録する。このレファレンス２は、図２に示すように、
骨塩の量すなわちＣa ＣＯ₃の含有量（wt％）が段階的
に異なるセクション2a，2b……2fを並べた構造をしてお
り、このＣa ＣＯ₃の含有量は予め知られているもので
ある。

【００２７】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放射線
画像を読み取り、画像を表すデジタル画像信号を得る。
まず、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20からレーザー光
21を走査ミラー22によってＸ方向に主走査させ、蛍光体
シートＡから蓄積放射線エネルギーを蓄積記録された放
射線画像にしたがって輝尽発光光23として発散させる。
輝尽発光光23は透明なアクリル板を成形してつくられた
光ガイド24の一端面からこの光ガイド24の内部に入射
し、中を全反射を繰り返しつつフォトマル25に至り、輝
尽発光光23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26により対数値（log Ｓ）のデジタル画像信
号log Ｓ_Aに変換される。このデジタル画像信号log Ｓ
_Aは例えば磁気ディスク等の記憶媒体27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log
Ｓ_Bが同様に記憶媒体27に記憶される。記憶媒体27に記
憶された画像信号log Ｓ_A，log Ｓ_Bはエネルギーサブ
トラクション手段31に入力される。エネルギーサブトラ
クション手段31においては以下に説明するサブトラクシ
ョン処理が行われる。

【００２８】図４は上記のようにして得られた２つのデ
ジタル画像信号log Ｓ_A，log Ｓ_Bに基づくサブトラク
ション処理を模式的に表した図である。画像28は、画像
信号log Ｓ_Aが担持する画像であって撮影に際し放射線
源13の管電圧を低圧（例えば60kV）とした撮影により得
られた画像である。また画像29は放射線源の管電圧を高
圧（120kV ）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28、29のそれぞれには、人体の足の骨
の陰影28a ，29a 、軟部組織の陰影28b ，29bが写し込
まれている。

【００２９】ここで、軟部組織28b ，29b は各個人によ
りその厚さ等が大幅に異なりこのままでは骨塩量の定量
化が難しいため、サブトラクション処理、すなわち２つ
の画像28，29の互いに対応する各画素毎に log Ｓ＝Ａ・log Ｓ_A−Ｂ・log Ｓ_B＋Ｃ（但し、Ａ、Ｂ、Ｃは係数を表す）の演算処理を行うことにより軟部組織の陰影28b 、29b
が消去された骨部画像30を得る。そしてこの骨部画像30
は可視像としてＣＲＴ32に表示される。

【００３０】次いで、ＲＯＩ（関心領域）設定手段33に
おいて、ＣＲＴ32に表示された骨部画像30にＲＯＩを設
定する。これは操作者がマニュアル操作により所望とす
る骨部を含むように設定するものであり、図５に示すよ
うに骨部画像30にＲＯＩ40が設定される。このＲＯＩ40
内には、所望とする骨部領域41と、この骨部領域41周辺
の軟部軟部領域42と、直接放射線が照射された直接放射
線部43とが含まれる。

【００３１】このようにしてＲＯＩ設定手段により骨部
画像30にＲＯＩ40が設定されると、次いで、領域認識手
段34により骨部領域41と軟部領域42との認識がなされ
る。この認識は以下のようにして行われる。

【００３２】まず、ＲＯＩ設定手段33により設定された
ＲＯＩ40内のサブトラクション信号log Ｓのヒストグラ
ムを求める。このヒストグラムは図６に示すものとな
る。そしてこのヒストグラムに閾値処理を施す。すなわ
ち、ヒストグラムの信号値レベルに閾値Th1 を設定し、
この閾値Th1 を境界として２値化処理を施す。すなわ
ち、この閾値Th1 よりも小さい信号値レベルを有する骨
部画像30の画素の部分の値を１、それ以外の画素の部分
の値を０として骨部画像30を２値化処理する。そしてこ
の２値化処理の結果、画素値が１となった画素の領域を
骨部領域41として認識する。

【００３３】さらに、領域認識手段34においては軟部領
域42の認識も行われる。この軟部領域42の認識は以下の
ようにして行われる。

【００３４】まず、メモリ27に記憶された画像信号log
Ｓ_Aについて、ＲＯＩ設定手段33により設定されたＲＯ
Ｉ40に対応する領域内の画像信号信号log Ｓ_Aのヒスト
グラムを求める。このヒストグラムは図７に示すものと
なる。そしてこのヒストグラムに閾値処理を施す。すな
わち、ヒストグラムの信号値レベルに閾値Th2 を設定
し、この閾値Th2 の範囲内外において２値化処理を施
す。すなわち、この閾値Th2 以下の信号値レベルを有す
る画像28の画素の部分の値を１、それ以外の画素の部分
の値を０として画像28を２値化処理する。そしてこの２
値化処理の結果、画素値が１となった画素の領域を軟部
領域42として認識する。

【００３５】このように骨部画像30および画像28を２値
化処理することにより、骨部領域41および軟部領域42が
認識された後、骨塩量算出手段35において、骨塩量の算
出が行われる。まず認識された骨部領域41内の各画素の
信号値Ｓ_Bからこの骨部領域周辺の軟部領域42の各画素
の信号値Ｓ_Nの平均値Ｓ_NMを減算する。すなわち下記の
式Ｓ_sub＝Ｓ_B−Ｓ_NM により減算が行われ、この減算の結果得られた差分値Ｓ
_subを真の骨部領域の信号値とみなすものである。すな
わち、骨塩定量分析方法はエネルギーサブトラクション
処理を行うことにより骨部組織のみの骨部画像を得るよ
うにしているが、エネルギーサブトラクション処理によ
っても軟部組織を完全に消去することは極めて困難なも
のであり、したがって、正確な骨部組織の濃度を求める
ためには、骨部組織の信号値から、この骨部組織周辺の
軟部組織の信号値の平均値を減算して差分値を求める必
要があるためにこの差分値を求めているものである。

【００３６】そしてこのような差分値が求められると、
骨塩量算出手段はこの差分値をＣＲＴ32に表示された骨
部画像30の骨部領域内に可視像として表示する。

【００３７】ここで、骨部画像30は、被写体12の画像の
他にレファレンス２の画像を有するものであるから、操
作者は、このレファレンスを参照しながら被写体の骨部
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。

【００３８】これには、予めレファレンスの段階的パタ
ーンの各セクション2a，2b……2fのＣa ＣＯ₃量を、そ
のサブトラクション画像Ｓ₁上における濃度と対応させ
て校正曲線50（図８）を作成しておき、この校正曲線54
上で差分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、骨部領域上の濃度が例えばレフ
ァレンス画像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50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。

【００３９】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50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、ＣＲＴ32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。

【００４０】なお、上述した骨部画像30あるいは画像28
は被写体像の他、種々の原因によるノイズを含むもので
ある。したがって、上述したように２値化処理を行って
も、求められる骨部領域あるいは軟部領域内にこのノイ
ズが混入してしまい、画像の観察あるいは骨塩量の算出
に支障をきたすことがある。このような場合、２値化処
理された画像からノイズを除去する必要がある。したが
って、例えば２値化された画像に対してモルフォロジ処
理を施してノイズを除去するようにすればよい。以下、
このモルフォロジ処理について詳細に説明する。

【００４１】モルフォロジ処理とは例えば２値画像の整
形処理を行う際に用いられるものであり、骨部領域およ
び軟部領域の抽出においては穴うめ処理が有効となる。
まず骨部抽出の場合には具体的には以下の手順において
処理が行われる。

【００４２】1) 骨部領域が１、骨部以外の領域が０と
なるように２値化処理が施された２値画像データに対し
以下の処理を施す。

【００４３】Ｓ_ij′＝max ｛Ｓ_i+m,j+n（ｍ＝-1,0,1，
ｎ＝-1,0,1）｝すなわち２値化画像データに対し、図９に示すような画
素(i,j) の信号値を画素(i,j) に隣接する3×3画素内の
信号値の最大値とするように処理が施される。

【００４４】上記処理により骨部領域内の穴（０の画
素）をうめることができる。これと同時に１画素分骨部
領域が膨脹する。

【００４５】2) 上記処理に続いて以下の処理を施す。

【００４６】Ｓ_ij′＝min ｛Ｓ_i+m,j+n（ｍ＝-1,0,1，
ｎ＝-1,0,1）｝この処理により膨張していた骨部領域が元の大きさに戻
る。

【００４７】以上の処理によって、骨部領域内の穴うめ
をすることができる。１画素を超える穴をうめる場合に
は、上記1)の処理をｎ回繰り返した後、2)の処理を繰り
返すことにより大きな穴もうめることができる。

【００４８】また、上述した実施の形態においては、２
値化処理を行うための閾値を被写体とともに画像に写し
込まれた骨塩レファレンス２の各ブロックの信号値に基
づいて設定しているが、これに限定されるものではな
く、例えば特開昭64-50172号に記載されているような判
別関数を用いて閾値を設定するようにしてもよいもので
ある。この判別関数を用いた閾値の決定は以下のように
して行う。

【００４９】一般に、エネルギーサブトラクション画像
（軟部消去画像）は、骨部および骨部以外の画像部分か
らなっており、各画像部分を担持する画像信号はそれぞ
れ所定の幅を有する画像信号（画像信号レベル）範囲内
に位置し、かつそれらの各範囲は互いに画像信号レベル
方向にずれており（ただし一部は重なり合う）、高レベ
ル側から低レベル側に向けて例えば骨部以外の部分、骨
部の順となっている。そして、撮影画像全体のヒストグ
ラムは画像信号レベル方向にずれた複数の画像部分の画
像信号ヒストグラムを寄せ集めてなるものであり、この
画像全体の画像信号ヒストグラムを画像信号レベル方向
に最も分離性の高い位置で撮影画像を構成する画像部分
の数だけの小領域に分割すれば、各小領域はそれぞれ各
画像部分のヒストグラムに対応することとなる。

【００５０】本実施の形態では、対象となる撮影画像は
２つの画像部分からなり、したがって画像全体の画像信
号のヒストグラムを作成し、このヒストグラムを判別基
準を用いた自動しきい値選定法を利用することにより、
最も分離性の高い位置で２つの小領域に分割する。この
分割方法を図10を参照しながら説明する。

【００５１】図10は画像を担持する画像信号のヒストグ
ラムを示す図である。まずこのヒストグラムを横軸方向
（画像信号レベルの高低方向）に任意の画像信号レベル
Ｘkを境にして２つの小領域Ａ，Ｂに分割し、その場合
の下式で表されるクラス分離度Ｒを計算する。

【００５２】Ｒ＝ ωa （μa −μ_T）^２＋ωｂ（μb −μ_T）² …(1) ただし、式(1) においてωa ，ωb はそれぞれ各小領域
Ａ，Ｂの画素数の割合（全画素数に対する各小領域の画
素数の割合であって、ωa ＋ωb ＝１）であり、μa ，
μb およびμ_Tは各小領域Ａ，Ｂおよび全領域における
画像信号レベルの平均値（平均画像信号レベル）であっ
て下式に示す通りである。

【００５３】

【数１】

【００５４】ただし、f （ｘi ）は画像信号レベルｘi
における頻度である。

【００５５】そして、上記任意に設定した画像信号レベ
ルＸk を変化させながら上記クラス分離度Ｒを計算し、
そのうちこのクラス分離度Ｒが最大となったときのＸk
によって２つの小領域Ａ，Ｂに分割する。すなわち、こ
のＸk が求めるべき閾値となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による骨塩定量分析を実施するための画
像を得る撮影手段を表す図

【図２】骨塩レファレンスの詳細を説明するための図

【図３】蓄積性蛍光体シートから放射線画像を読み取る
ための読取装置を表す図

【図４】サブトラクション処理を模式的に表す図

【図５】ＲＯＩが設定された骨部画像を表す図

【図６】骨部画像におけるＲＯＩ内の画像信号のヒスト
グラムを表す図

【図７】他の画像におけるＲＯＩに対応する領域内の画
像信号のヒストグラムを表す図

【図８】校正曲線を表す図

【図９】モルフォロジにおけるフィルタを表す図

【図１０】画像信号のヒストグラムを表す図

【符号の説明】

２骨塩レファレンス４シート６基準レファレンス８可変レファレンス 12 被写体 14 放射線 16 放射線管 20 レーザー光源 21 レーザー光 22 走査ミラー 23 輝尽発光光 24 光ガイド 25 フォトマル 26 対数変換器 27 記録媒体 28，29，30 画像 31 エネルギーサブトラクション手段 32 ＣＲＴ 33 ＲＯＩ設定手段 34 領域認識手段 35 骨塩量算出手段 40 ＲＯＩ 41 骨部領域 42 軟部領域 43 直接放射線部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟部組織と骨部組織とを含む被検体と該
被検液体中の骨塩量を段階的に模擬した骨塩レファレン
スとを被写体とする、互いに異なるエネルギーの放射線
により形成された複数の放射線画像に基づいて、前記被
検体中の骨部組織の陰影が抽出もしくは強調された骨部
画像を生成し、該骨部画像中に現れる前記骨部組織の陰
影の濃度と前記骨塩レファレンスの陰影の濃度とを比較
することにより前記骨部組織中の骨塩の定量分析を行う
骨塩定量分析方法において、前記骨部画像に設定された関心領域内の画像に対して第
１の閾値に基づく２値化処理を施すことにより該関心領
域中の前記骨部領域を認識し、前記関心領域に対応する、前記複数の放射線画像のうち
の１つの放射線画像内の領域に対して、第２の閾値に基
づく２値化処理を施すことにより該領域中の前記軟部領
域を認識し、前記関心領域内の前記所望とする骨部領域の信号値およ
び該所望とする骨部領域周辺の軟部領域の信号値に基づ
いて、該所望とする骨部中の骨塩の定量分析を行うこと
を特徴とする骨塩定量分析方法。
【請求項２】前記２値化処理後の前記１の放射線画像
および前記骨部画像に対して、該各画像中の穴うめをす
るモルフォロジ処理を施した後に、前記軟部組織の領域
および前記骨部組織の領域を認識することを特徴とする
請求項１記載の骨塩定量分析方法。
【請求項３】前記第１および第２の閾値を、前記１の
放射線画像および前記骨部画像における前記骨塩レファ
レンスの信号値に基づいて設定することを特徴とする請
求項１または２記載の骨塩定量分析方法。
【請求項４】前記第１および第２の閾値を、所定の判
別関数により設定することを特徴とする請求項１または
２記載の骨塩定量分析方法。
【請求項５】軟部組織と骨部組織とを含む被検体と該
被検体中の骨塩量を段階的に模擬した骨塩レファレンス
とを被写体とする、互いに異なるエネルギーの放射線に
より形成された複数の放射線画像に基づいて、前記被検
体中の骨部組織の陰影が抽出もしくは強調された骨部画
像を生成し、該骨部画像中に現れる前記骨部組織の陰影
の濃度と前記骨塩レファレンスの陰影の濃度とを比較す
ることにより前記骨部組織中の骨塩の定量分析を行う骨
塩定量分析装置において、前記骨部画像に所望とする骨部を含む関心領域を設定す
る関心領域設定手段と、前記骨部画像の前記関心領域内の画像に対して第１の閾
値に基づく２値化処理を施すことにより該骨部画像中の
前記骨部組織の領域を認識する骨部組織認識手段と、前記複数の放射線画像のうちの１つの放射線画像の前記
関心領域に対応する領域に対して、第２の閾値に基づく
２値化処理を施すことにより該領域中の前記軟部組織の
領域を認識する軟部組織認識手段と、前記関心領域内の前記所望とする骨部領域の信号値およ
び該所望とする骨部領域周辺の軟部領域の信号値に基づ
いて、該所望とする骨部中の骨塩量を求める骨塩量算出
手段とからなることを特徴とする骨塩定量分析装置。
【請求項６】前記軟部組織認識手段および前記骨部組
織認識手段が、前記２値化処理後の前記１の放射線画像
および前記骨部画像に対して、該各画像中の穴うめをす
るモルフォロジ処理を施した後に、前記軟部組織の領域
および前記骨部組織の領域を認識する手段であることを
特徴とする請求項５記載の骨塩定量分析装置。
【請求項７】前記第１および第２の閾値を、前記１の
放射線画像および前記骨部画像における前記骨塩レファ
レンスの信号値に基づいて設定する閾値設定手段をさら
に備えたことを特徴とする請求項５または６記載の骨塩
定量分析装置。
【請求項８】前記第１および第２の閾値を、所定の判
別関数により設定する閾値設定手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項５または６記載の骨塩定量分析装
置。