JPH09266905A - 骨計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 骨強度のうち、特に構造に関する特性を非破
壊的かつ正確に評価する。 【解決手段】 被検骨の関心断面に関する微小フォーカ
スＸ線断層写真撮影画像情報の、２値化画像における切
辺長についての統計的指標又は骨部に対応する細線化画
像情報の分岐点数などの形態指標又は骨部についてのモ
ーメント等の力学的指標を求める、骨計測方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、骨計測方法および
骨計測装置に関するものである。さらに詳細には、本発
明は、被検骨の代表断面を微小フォーカスＸ線断面写真
撮影して得られた画像を画像処理装置に入力し各種指標
を計測することで、骨の強度のうち特に構造に関する特
性を非破壊的にかつ正確に評価する方法を提供するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】骨強度評価においては骨構造評価が重要
な課題である。骨構造は、外観形状と内部構造とに大別
される。従来の研究における内部構造についての評価指
標は局所的な面積計測や密度計測しかなく、骨構造評価
としては不十分であった。また、従来の骨強度評価方法
の一例として、骨塩量を測定する方法（例：ＤＥＸＡ
法、ＭＤ法等）がある。しかしこれらの方法は、骨塩量
と骨強度の間に比較的良い相関があるという事実を利用
した評価方法に過ぎず、同一骨塩量であっても骨強度は
違うといった事実がしばしば見られた。

【０００３】なお、ＤＥＸＡ（Dual Energy X-Ray Abso
rptiometry）法とは、物体の線減弱係数が照射Ｘ線の波
長（エネルギー）によって変化することを利用して、２
種の単色Ｘ線を被検体に照射することで軟部組織と骨部
について分離的に骨塩量を求める方法である。

【０００４】また、ＭＤ（MicroDensitometry ）法
（「骨代謝」第１３巻、１８７―１９５頁（１９８０
年）、第１４巻、９１―１０４頁（１９８１年）等参
照）とは、厚さが除々に変化しているアルミニウム階段
と被検者の右手第２中手骨とを、１枚のレントゲン写真
フイルム上に同時に撮影し、該アルミニウム階段部のレ
ントゲン写真フイルム黒化度と該第２中手骨１／２部位
のレントゲン写真フイルム黒化度とを、マイクロデンシ
トメータを用いて比較することで骨塩量および皮質骨指
数を求める方法である。この方法は、近年コンピュータ
を使用して行われるようになりＣＸＤ法といわれるよう
になった。

【０００５】そこで、骨強度は骨自体の材質と構造によ
るところが大きいという仮定に基づいて強度評価しよう
という試みがなされるようになった。

【０００６】骨にかかる負荷の典型例は、理想力学を適
用して応力とひずみの関係を計算すると数１〜３にな
る。

【０００７】

【数１】引張・圧縮：ε＝Ｗ／（ＥＡ） ［ただし、ε：ひずみ、Ｗ：負荷、Ｅ：ヤング率、Ａ：
断面０次モーメント］

【０００８】

【数２】曲げ ：Ｙ＝（Ｗｌ³ ）／（４８ＥＩ） ［ただし、ｙ：変形量、Ｗ：負荷、ｌ：支点間距離、
Ｅ：ヤング率、Ｉ：断面２次モーメント］

【０００９】

【数３】ねじり ：θ＝２（１＋ν）Ｔ／（ＥＪ） ［ただし、θ：単位長さ当たりのねじれ角、ν：ポアソ
ン比、Ｔ：ねじりトルク、Ｅ：ヤング率、Ｊ：極慣性モ
ーメント］

【００１０】これからも明らかなように、強度評価に関
しては縦弾性係数（ヤング率：Ｅ）が重要な指標であ
る。縦弾性係数については、局所的骨塩量と関連がある
という文献（「THE JOURNAL OF BONE AND JOINT SURGER
Y 」Vol.５９−Ａ， No.９．Ｐ９５４−９６２等参照）
がある。

【００１１】一方、骨構造を計測するにあたっては、外
観形状計測と内部構造計測の２種類が考えられるが、骨
強度を評価する場合においては内部構造の方が重要度は
高い。しかしながら、内部構造を観察するには、破壊的
に骨を薄く切り出して顕微鏡で観察するか、解像度２０
０μｍ程度の低解像度のＣＴ（Computed Tomography）
装置を用いる方法しかなかった。したがって、同一被検
骨について他の試験を実施できない、人間に適用できな
い、微細な骨梁構造まで観察できないといった様々な問
題点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、非破壊的、
かつ、微視的に被検骨の内部構造を観察し、骨強度をよ
く反映する指標を計測する方法を見出し、骨強度評価の
うち特に構造に対する評価がより正確かつ迅速に行える
ようにすることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成するために鋭意研究した結果、海綿骨の微細構
造を計測するのに十分な焦点寸法・解像度をもつ微小フ
ォーカスＸ線断面写真撮影装置を用いて被験骨を撮影し
た画像をもとに各種画像処理を施し、骨強度評価指標の
うち特に骨の構造に関する各指標を計測できることを見
いだし本発明に到達した。

【００１４】すなわち本発明は、被検骨の関心断面に関
する微小フォーカスＸ線断層写真撮影画像情報を２値化
して骨部のみを抽出した２値化画像情報において、骨髄
部または海綿骨部について任意の異なる多数の直線によ
る切辺長を計測し、平均値、最大値および標準偏差のう
ちの少なくとも１個の統計的指標を得ることを特徴とす
る骨計測方法を提供するものである。

【００１５】さらに本発明は、被検骨の関心断面に関す
る微小フォーカスＸ線断層写真撮影画像情報の骨部に対
応する細線化画像情報における、分岐点数、ループ数お
よびフリーエンド数のうちの少なくとも１個の指標を計
測することを特徴とする骨計測方法を提供するものであ
る。

【００１６】さらに本発明は、該被験骨の関心断面に関
する微小フォーカスＸ線断層写真撮影画像情報を２値化
して骨部のみを抽出し、該抽出画像情報のうち骨部全体
もしくは皮質骨のみまたは海綿骨部のみの断面０次モー
メント、断面２次モーメントおよび極慣性２次モーメン
トのうちの少なくとも１個の指標を求めることを特徴と
する骨計測方法を提供するものである。

【００１７】さらに本発明は、該被験骨の関心断面に関
する微小フォーカスＸ線断層写真撮影画像情報を２値化
して骨部のみを抽出した画像情報と、前記撮影画像情報
との積をとり、該積画像のうち骨部全体もしくは皮質骨
のみまたは海綿骨部についてＣＴ値またはＣＴ値を重力
単位系に変換した密度で重み付けした断面０次モーメン
ト、断面２次モーメントおよび極慣性２次モーメントの
うちの少なくとも１個の指標を求めることを特徴とする
骨計測方法を提供するものである。

【００１８】なおＣＴ値とは、ＣＴ装置にて撮影した被
験体の密度情報を、空気の密度を−１０００、水の密度
を０として構成した値である。

【００１９】ＣＴ値を重力単位系の密度に変換する方法
には、１種類以上の違った密度をもつ密度校正用基準物
質をあらかじめ、あるいは被検骨と同時に撮影すること
により、被検骨関心断面の各画素のＣＴ値を重力単位系
に変換する方法が好適である。

【００２０】

【作用】したがって、本発明は以上のような手段を講じ
たことにより、非破壊的、かつ、微視的に被検骨の断面
像を観察できるため、より正確かつ迅速な構造評価がで
きる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例についた図１〜１０
を参照して説明する。

【００２２】まず、骨強度を評価する指標を計測する前
に、被検骨を代表する特性を持つような断面を決定し、
該断面についての断層写真像を取得する。

【００２３】断面写真には、骨の内部構造を詳細に計測
することが可能な程度の解像度が必要とされる。したが
って、断面写真像を得る方法としては、フォーカスサイ
ズ２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の微小焦点か
らＸ線を発生・照射する微小フォーカスＸ線断面写真撮
影（以下、μＸ線ＣＴ）が挙げられる。具体的には、骨
梁を観察するのに十分な１０μｍ程度の解像度が得られ
るものであればよい。

【００２４】なお、本発明の装置に適用できる被験体の
例としては、動物の骨の発育状態、老化度の確認、又は
骨粗鬆症、骨軟化症等の骨病変の種類の範囲又はその進
行度、治療時の効果の確認等の種々の骨計測を行う場合
に必要とされる動物の被検骨等が挙げられる。被検骨の
具体例としては、大腿骨、頸骨、腓骨、腰椎、尾椎が挙
げられる。その他の被験物としては、撮影して、得られ
た断面像を画像処理装置に入力できるものであればいか
なるものであってもよい。

【００２５】該被検骨は、軟部組織もしくは、軟部組織
様のものが付着している場合とそうでない場合が考えら
れる。脂肪成分が多い軟部組織が付着している場合には
管電圧を変えて２回以上Ｘ線を発生・照射してμＸ線Ｃ
Ｔ撮影することにより、各波長のＸ線に対する軟部組織
と骨部のＸ線減弱係数の違いを利用して軟部組織をキャ
ンセルする方法（ＤＥＣＴ：Dual Energy Computed Tom
ography ）が報告されているのでこの方法を応用的に用
いても良い。

【００２６】以下、μＸ線ＣＴおよびμＸ線ＣＴを使っ
た断面像取得方法を図１を用いて説明する。

【００２７】本発明で用いたμＸ線ＣＴは、焦点寸法が
約８μｍのＸ線管１を使用した。回転陽極２にて加速さ
れた電子は該Ｘ線管の該焦点寸法の領域に照射されＸ線
を発生する。該Ｘ線は被検骨３を透過した後に、スリッ
ト４によってスライス厚さ分の情報のみに絞られセンサ
５に到達する。たとえば被検骨を徐々に自転させること
により、被検骨に対する照射Ｘ線方向を変化させ、その
都度Ｘ線照射、センサ検出を繰り返しμＸ線ＣＴ像を再
構成する。本発明において得たμＸ線ＣＴ像は縦５１２
画素×横５１２画素であり、１画素当たりの寸法は縦約
１５μｍ×横約１５μｍであり、各画素のＣＴ値は２¹⁶
階調で表現した。また、各画素のＣＴ値を画像処理装置
に入力する際には数４で変換した。

【００２８】

【数４】

【００２９】［ただし、ＴＬ：変換後ＣＴ値、Ｃ
Ｔ_max ：最大ＣＴ値、ＣＴ_min ：最小ＣＴ値］

【００３０】上記のようにして得られた画像をもとに各
種画像処理を実施する。本発明における画像処理方法を
以下に詳細に説明する。

【００３１】骨構造特性を評価する指標を、骨梁の太さ
・骨梁の穿孔度を評価する骨髄空切辺・骨髄切辺等の穿
孔度指標と、骨梁の連続性を評価する細線化指標と、断
面０次モーメント・断面２次モーメント・極慣性モーメ
ント等の量的指標に分類する。

【００３２】μＸ線ＣＴにより撮影された被検骨の関心
部位断面像は、画像処理装置に入力され、入力画像とな
り、ついで、２値化される。

【００３３】なお、入力画像の２値化方法としては、た
とえば判別分析法を用いることができる。判別分析法と
は、画像中の画素をある閾値でクラス分けしたときに、
各クラス内の画素の輝度のばらつきが小さく、各クラス
間のばらつきが大きくなるような閾値によって２値化す
る方法のことである。

【００３４】さらに詳細には、各クラスの画素の輝度の
ばらつきを表す指標としては、クラス内分散δＷ² を用
いる。 δＷ² ＝ω₁ σ₁ ² ＋ω₂ σ₂ ² ［ただし、ω₁ ：クラス１の画素数、σ₁ ：クラス１の
画素の輝度の分散、ω₂：クラス２の画素数、σ₂ ：ク
ラス２の画素の輝度の分散］

【００３５】また、クラス間のばらつきを表す指標とし
てはクラス間分散δＢ² を用いる。 δＢ² ＝ω₁ ω₂ （Ｍ₁ −Ｍ₂ ）² ［ただし、Ｍ₁ ：クラス１の画素の輝度の平均、Ｍ₂ ：
クラス２の画素の輝度の平均］

【００３６】次にδＢ² とδＷ² の比である分散比Ｆ₀
が最大になるような閾値を求める。 Ｆ₀ ＝δＢ² ／δＷ²

【００３７】該閾値によって２値化する方法を判別分析
法という。図２はこの判別分析法による２値化画像を示
す。該２値化画像について、数５により骨部０次モーメ
ントを算出する。ついで、数７および数８によりＸ軸回
りおよびＹ軸回りの骨部断面１次モーメントを計算し、
さらに数９により重心点Ｇ（Ｘ_g ，Ｙ_g ）を算出する。

【００３８】

【数５】ｍ₀₀＝Σ_i Σ_j φ［ｆ（ｉ，ｊ）］ ［ただし、骨部：φ［ｆ（ｉ，ｊ）］＝１、それ以外：
φ［ｆ（ｉ，ｊ）］＝０］

【００３９】ここで、ｉ，ｊとは５１２×５１２画素か
らなる２次元画像空間のＸ軸（画像の水平方向）、Ｙ軸
（同じく垂直方向）の座標値を意味する。また、ｉおよ
びｊの範囲は

【００４０】

【数６】

【００４１】である。

【００４２】なお、ｆ（ｉ，ｊ）とは座標（ｉ，ｊ）に
おける画像の輝度値のことをいう。

【００４３】

【数７】 ｍ₁₀＝Σ_i Σ_j ｊ・φ［ｆ（ｉ，ｊ）］ （Ｘ軸回り）

【００４４】

【数８】 ｍ₀₁＝Σ_i Σ_j ｉ・φ［ｆ（ｉ，ｊ）］ （Ｙ軸回り）

【００４５】

【数９】

【００４６】さらに、数１０によって定義されるＸ軸回
りの骨部断面２次モーメントを計算する。

【００４７】

【数１０】 ｍ₂₀＝Σ_i Σ_j （ｊ−Ｙ_g ）² ・φ［ｆ（ｉ，ｊ）］

【００４８】該重心点Ｇを中心として画像を除々に回転
していき、該骨部断面２次モーメントが最大になるよう
にする。すなわち、重心座標を通る慣性主軸（図２中の
１点鎖線）がＹ軸に平行となるように２値化画像を回転
させる。

【００４９】上記のような手法を用いて、μＸ線ＣＴに
より撮影された被検骨の関心部位断面像が基準位置にな
るように回転した該回転済画像をもとに、該断面の穿孔
度指標を計測する手法について、図３〜５を参照して詳
細に説明する。

【００５０】穿孔度計測画像処理のフローチャートを図
３に、説明図を図４に示す。μＸ線ＣＴにより撮影され
た被検骨の関心部位断面像は、前記の所定の手続きを経
て回転済画像に加工される。該回転済画像は、画像処理
装置に入力され入力画像となる。

【００５１】該入力画像において、基準点Ｐを任意に決
定する。ついで、該基準点Ｐを始点とし海綿骨部を横断
するような任意の直線Ｌを設定する。該直線Ｌのみを含
む画像と、該２値化画像の積をとる。結果的に、ｋ箇所
の骨梁切辺が抽出される。該ｋ箇所の骨梁切辺長ｔｃｌ
を測定する。

【００５２】該基準点Ｐを統計的に充分な回数ｌ、例え
ば１００回移動させ、各々の点Ｐについて該直線Ｌを統
計的に充分な回数ｍ、例えば３６回設定しなおす。これ
らのときに得られる該骨髄切辺長を計測する。したがっ
て骨髄切辺長は ｍｃｌ［ｌ］［ｍ］［ｋ］ の配列結果を得る。

【００５３】該分布の特徴を表す指標の一例としては、
平均値・最大値・最小値・標準偏差および／もしくはこ
れらを用いて計算した指標、あるいはフリーエ解析等の
パターン解析結果が考えられる。

【００５４】つぎに、μＸ線ＣＴにより撮影された被検
骨の関心部位断面像をもとに、該断面の細線化指標を計
測する手法について図６〜７を参照して詳細に説明す
る。

【００５５】細線化指標計測画像処理のフローチャート
を図６に、説明図を図７に示す。μＸ線ＣＴにより撮影
された被検骨の関心部位断面像を、前記の穿孔度指標計
測の場合と同様の方法により、２値化した後に回転す
る。得られた回転済画像を入力画像とする。

【００５６】該入力画像に対して細線化処理を施す。細
線化処理によって得られた画像をもとに分岐点数、ルー
プ数、フリーエンド数、分岐点間距離、分岐点−フリー
エンド距離の少なくとも１指標を計測する。該分岐点数
の計測は、３方向分岐および４方向分岐およびその他の
分岐を別々に計測してもよい。

【００５７】ここで、２値化画像の細線化とは、対象と
なる図形の連結性を変えない、すなわち図形が切れたり
孔が生じたりしないようにしながら線幅を細くしていき
最終的に線幅が１となった中心線を抽出する操作のこと
を指す。

【００５８】最後に、μＸ線ＣＴにより撮影された被検
骨の関心部位断面像をもとに、該断面の細線化指標を計
測する手法について図８〜１０を参照して詳細に説明す
る。

【００５９】量的指標計測画像処理のフローチャートを
図８に、説明図を図９に示す。μＸ線ＣＴにより撮影さ
れた被検骨の関心部位断面像を、前記の穿孔度指標計測
の場合と同様の方法により、２値化した後に回転する。
得られた回転済画像を入力画像とする。該入力画像につ
いて数５で定義される骨部０次モーメント（断面積）ｍ
₀₀を計算する。

【００６０】ついで、数７および数８によりＸ軸回りお
よびＹ軸回りの骨部断面１次モーメントｍ₁₀、ｍ₀₁を計
算する。

【００６１】さらに、数９より重心座標Ｇ（Ｘ_g ，
Ｙ_g ）を計算する。

【００６２】数１０より、該重心座標Ｇに関するＸ軸回
りの骨部断面２次モーメントｍ₂₀を計算し、Ｙ軸回りの
骨部断面２次モーメントｍ₀₂については数１１で計算す
る。

【００６３】

【数１１】 ｍ₀₂＝Σ_i Σ_j （ｉ−Ｘ_g ）² ・φ［ｆ（ｉ，ｊ）］

【００６４】さらに、数１２により、該重心座標Ｇに関
する骨部極慣性モーメントｍ₃₀を計測する。

【００６５】

【数１２】ｍ₃₀＝Σ_i Σ_j ｛（ｊ−Ｘ_g ）² ＋（ｉ−Ｙ
_g ）² ｝・φ［ｆ（ｉ，ｊ）］

【００６６】重心座標、骨部断面１次モーメント、骨部
２次モーメント、骨部極慣性モーメントは、密度情報を
付加するとさらに有用な指標が得られると考えられるの
で、２値化する前の画像において、該２値化画像で骨部
と判断された領域以外の領域の輝度値を０にした半２値
化画像について、数１３によって骨部０次モーメント
を、さらに数１４および数１５によって骨部断面１次モ
ーメントを計算する。ついで、数１６により重心座標を
求める。該重心座標をもとに数１０および数１１で定義
されるＸ軸回りおよびＹ軸回りの骨部断面２次モーメン
ト、数１２で定義される骨部極慣性２次モーメントを計
算してもよい。

【００６７】

【数１３】ｍ′₀₀＝Σ_i Σ_j ｆ（ｉ，ｊ）

【００６８】

【数１４】 ｍ′₁₀＝Σ_i Σ_j ｊ・ｆ（ｉ，ｊ） （Ｘ軸回り）

【００６９】

【数１５】 ｍ′₀₁＝Σ_i Σ_j ｉ・ｆ（ｉ，ｊ） （Ｙ軸回り）

【００７０】

【数１６】

【００７１】該重心座標に関して、数１７および数１８
によりＸ軸回りおよびＹ軸回りの骨部断面２次モーメン
トを計算する。

【００７２】

【数１７】 ｍ′₂₀＝Σ_i Σ_j （ｊ−Ｘ_g ′）² ・ｆ（ｉ，ｊ）

【００７３】

【数１８】 ｍ′₂₀＝Σ_i Σ_j （ｊ−Ｙ_g ′）² ・ｆ（ｉ，ｊ） 該重心座標に関して、数１９により骨部極慣性モーメン
トを計測する。

【００７４】

【数１９】ｍ′₃₀＝Σ_i Σ_j ｛（ｊ−Ｙ_g ′）² ＋（ｉ
−Ｘ_g ′）² ｝・ｆ（ｉ，ｊ）

【００７５】つぎに、世界的によく知られている手法で
ある定量的Ｘ線断層写真（ＱＣＴ：Quantitative Compu
ted Tomography）撮影技術について説明する。

【００７６】密度が違う２種類以上の物質を、好ましく
は同時にＣＴ撮影し、各々のＣＴ値と実際の密度を対比
させることで、被検部位のＣＴ値をＳＩ単位系［ｇ／ｃ
ｍ³］に変換する方法のことを指す。中でも生体の骨密
度を計測する際等には、軟部組織をキャンセルしたいか
どうかでＳＥＱＣＴ（Single Energy Quantitative Com
puted Tomography）とＤＥＱＣＴ（Dual Energy Quanti
tative Computed Tomography）が使い分けられているの
が現状である（向井孝夫：骨塩定量法の原理と基本性能
骨塩定量法の原理・骨ミネラル測定と骨粗鬆症：２１
−２６，１９８９参照）。これらどちらの手法を用いて
もよいが、一般的なＳＥＱＣＴ手法により、被検骨の関
心断面のＣＴ画像における各画素のＣＴ値をＳＩ単位系
［ｇ／ｃｍ³ ］に変換する。上記のようにして得られた
ＳＩ単位系のＣＴ値によって重み付けされた骨部０次モ
ーメント、骨部断面１次モーメント、重心座標、骨部断
面２次モーメント、骨部極慣性モーメントを求めてもよ
い。得られた密度画像において座標（ｉ，ｊ）における
各画素密度をＦ（ｉ，ｊ）と表す。前記の穿孔度指標計
測の場合と同様の方法により、２値化した後に回転す
る。得られた回転済画像を入力画像とする。該入力画像
について、骨部０次モーメントは数２０により、骨部断
面１次モーメントは数２１および数２２により、重心座
標は数２３により計算できる。

【００７７】

【数２０】Ｍ₀₀′＝Σ_i Σ_j Ｆ（ｉ，ｊ）

【００７８】

【数２１】Ｍ₁₀′＝Σ_i Σ_j ｊ・Ｆ（ｉ，ｊ）
（Ｘ軸回り）

【００７９】

【数２２】Ｍ₀₁′＝Σ_i Σ_j ｉ・Ｆ（ｉ，ｊ）
（Ｙ軸回り）

【００８０】

【数２３】

【００８１】得られた重心座標に関して数２４および数
２５によりＸ軸回りおよびＹ軸回りの骨部断面２次モー
メントを計算する。

【００８２】

【数２４】 Ｍ₂₀＝Σ_i Σ_j （ｊ−Ｙ_G ）² ・Ｆ（ｉ，ｊ） （Ｘ軸回り）

【００８３】

【数２５】 Ｍ₀₂＝Σ_i Σ_j （ｊ−Ｘ_G ）² ・Ｆ（ｉ，ｊ） （Ｙ軸回り） 該重心座標に関する骨部極慣性モーメンは数２６により
計測する。

【００８４】

【数２６】Ｍ₃₀＝Σ_i Σ_j ｛（ｊ−Ｙ_G ）² ＋（ｉ−Ｘ
_G ）² ｝・ｆ（ｉ，ｊ）

【００８５】本発明の骨計測装置は、かかる骨計測方法
を実施するための構成を有することを特徴としている。
図１０は、本発明の骨計測装置の態様例として模式的に
示したものである。なお、本計測装置はＣＴ装置のコン
ピュータ手段と兼用させることも可能である。その場
合、途中で可視的画像を形成することなく、目的を達成
することもできる。

【００８６】本発明は、図１０において、各種演算を行
う演算手段６と、μＸ線ＣＴ撮影で得た画像を加工した
り種々の指標を計測するために演算手段６内に設けられ
た画像処理手段７と、画像処理開始等の命令を入力する
ための入力手段８と、入力した命令を表示するためのテ
キスト表示手段９と、画像処理が開始されたμＸ線ＣＴ
撮影で得た画像が加工されていく過程を表示するための
画像表示手段１０と、得られた計測結果を出力するため
の出力手段１１とを備えたものである。

【００８７】本発明の骨計測装置は、影像記憶装置１２
を具備することが好ましい。かかる影像記憶手段として
は、μＸ線ＣＴ撮影によって得られた画像でのＣＴ値の
大小に関するデジタル信号を撮影した断面内の位置を対
応させたデータ群、各種構造指標、該構造指標を算出す
る過程で得られた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、ハードディ
スクのような高速・大容量の記憶装置および、μＸ線Ｃ
Ｔ撮影によって得られた画像データを演算手段に入力す
るための、光磁気ディスクのような大容量かつ荷搬に適
した記憶装置等があげられる。この場合、光磁気ディス
クによって演算手段に入力された画像データはハードデ
ィスクに転送され、高速処理できるようにする。

【００８８】また、本発明の装置には図１０に示すごと
き影像記憶手段によって記憶された被検骨の影像を画像
として表示するためのＣＲＴ（Cathode Ray Tube）のご
とき画像表示手段９と、表示された被検骨の画像におい
て骨計測に必要な基準ポイントを入力するためのポイン
ト入力手段１３と、入力された基準ポイントを用いて記
憶された被検骨の影像に関する骨計測のための演算を行
うための演算手段６が具備されている。

【００８９】かかる画像表示手段１０としては、影像記
憶手段１２に記憶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、具体的には解像度およびコス
トから好適な例としてはＣＲＴ等が挙げられる。また、
テキスト表示手段９と画像表示手段１２は兼用させるこ
とができる。

【００９０】ポイント入力手段１３としては、画像表示
手段１０において基準ポイントとして位置を特定して入
力することができればいかなるものであってもよく、具
体例としては図１０に１３として示したごときカーソル
位置表示指示制御手段や、ライトペン型入力手段、マウ
ス型入力手段、タッチパネルにより外部より入力する方
法並びに記憶された被検骨の影像から自動的に入力する
方法などがあげられる。

【００９１】また、本発明の骨計測装置における骨計測
結果の出力手段１１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あって
もよく、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、サーマルプリンタ、レーザプリンタ、ビデ
オプリンタ、その他のＣＲＴ画面等があげられる。

【００９２】

【発明の効果】本発明は、被検骨の関心断面を微小フォ
ーカスＸ線ＣＴ撮影し、得られた画像を画像処理装置に
入力することで、骨強度評価指標のうち特に骨構造に関
する穿孔度指標、骨線化指標、量的指標を計測すること
ができる。結果として、非破壊的、かつ、微視的に被検
骨断面像を観察できるため、より正確かつ迅速な骨構造
評価ができる。強いては、より正確かつ迅速な骨強度評
価ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】μＸ線ＣＴおよびμＸ線ＣＴを使った断面像取
得方法の説明図

【図２】判別分析法を用いて画像を２値化した例

【図３】穿孔度計測の画像処理フローチャート

【図４】穿孔度計測の説明図

【図５】骨梁切辺長計測結果の分布例

【図６】細線化指標計測の画像処理フローチャート

【図７】細線化指標計測の説明図

【図８】量的指標計測の画像処理フローチャート

【図９】量的指標計測の説明図

【図１０】本発明の骨計測装置の態様例

【符号の説明】

１ Ｘ線管 ２ 回転型陽極 ３ 被検骨 ４ スリット ５ センサ ６ 演算手段 ７ 画像処理手段 ８ 入力手段 ９ テキスト表示手段 １０ 画像表示手段 １１ 出力手段 １２ 影像記憶装置 １３ ポイント入力手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検骨の関心断面に関する微小フォーカ
   スＸ線断層写真撮影画像情報を２値化して骨部のみを抽
   出した２値化画像情報において、骨髄部または海綿骨部
   について任意の異なる多数の直線による切辺長を計測
   し、平均値、最大値および標準偏差のうちの少なくとも
   １個の統計的指標を得ることを特徴とする骨計測方法。
2. 【請求項２】 被検骨の関心断面に関する微小フォーカ
   スＸ線断層写真撮影画像情報の骨部に対応する細線化画
   像情報における、分岐点数、ループ数およびフリーエン
   ド数のうちの少なくとも１個の指標を計測することを特
   徴とする骨計測方法。
3. 【請求項３】 該被験骨の関心断面に関する微小フォー
   カスＸ線断層写真撮影画像情報を２値化して骨部のみを
   抽出し、該抽出画像情報のうち骨部全体もしくは皮質骨
   のみまたは海綿骨部のみの断面０次モーメント、断面２
   次モーメントおよび極慣性２次モーメントのうちの少な
   くとも１個の指標を求めることを特徴とする骨計測方
   法。
4. 【請求項４】 該被験骨の関心断面に関する微小フォー
   カスＸ線断層写真撮影画像情報を２値化して骨部のみを
   抽出した画像情報と、前記撮影画像情報との積をとり、
   該積画像のうち骨部全体もしくは皮質骨のみまたは海綿
   骨部についてＣＴ値またはＣＴ値を重力単位系に変換し
   た密度で重み付けした断面０次モーメント、断面２次モ
   ーメントおよび極慣性２次モーメントのうちの少なくと
   も１個の指標を求めることを特徴とする骨計測方法。
5. 【請求項５】 該微小フォーカスＸ線断層写真撮影画像
   情報が、可視的画像情報から入力される、請求項１〜４
   記載のいずれかの骨計測方法。
6. 【請求項６】 該可視的画像情報がμＸ線ＣＴ画像であ
   る請求項５記載の骨計測方法。